CN106670735A - 一种高精度焊片切割方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高精度焊片切割方法，相比于传统方法，得到的焊片尺寸精度高，解决了航天宇航级高可靠性器件共晶装片由于焊片尺寸精度太低造成的失效问题。利用本发明的切割方法在三个小时内即可完成满足工艺要求的焊片切割，有效的缩短了生产周期，且切割方法简单实用、易于实现，可操作性强。

Description

一种高精度焊片切割方法
技术领域
本发明属于半导体陶瓷封装共晶装片工艺技术领域，涉及共晶装片工艺中焊片切割方法。
背景技术
随着半导体集成电路的迅速发展，组装密度、频率及功率的提高，对器件的散热性能要求不断提高，因此共晶装片工艺得到广泛的应用。
共晶装片是取代粘片胶利用共晶焊片在焊片融化后通过芯片、焊片和管壳接触面金属互相渗透的作用将芯片和管壳粘接到一起，具体的工艺过程包括焊片制备、焊片清洗、焊片安装、芯片安装及特定温度曲线焊接。在焊片制备环节中，需要按照工艺要求将焊带切割成一定面积的焊片，来控制焊料的用量。
航天宇航级器件将面临复杂多变并且极为苛刻的工作环境，器件共晶装片必须保证高可靠性，因此对焊片的尺寸精度有极高的要求，精度需控制在±10um，而目前市场上可采购到的焊片尺寸的精度只能达到±100um左右，影响装片质量。
发明内容
本发明的技术解决问题是：为克服现有技术的不足，提供一种高精度焊片切割方法，以有效避免航天宇航级器件共晶装片的失效问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案包括：
一种高精度焊片切割方法，具体步骤为：
(1)选取待切割焊带：选取厚度为45～55um的焊带，并对焊带进行清洗除去焊带表面沾污；
(2)将步骤(1)中的焊带贴于划片膜上：选取厚度为0.06～0.1mm，抗拉强度为65～75N/20mm的划片膜，在温度为20～30℃，湿度35％～45％的环境下，将焊带贴于划片膜上；
(3)用切割装置裁剪贴于划片膜上的焊带：切割装置的主轴转速控制在25～35KPM，进刀速度为15～20mm/s，切割深度为57～65um，得到所需边缘光滑的焊片。
步骤(1)中利用不与焊带发生化学反应的气体电离出的离子对焊带进行清洗除去焊带表面沾污。
焊带由质量份数为70％～90％的Au和10％～30％的Sn组成。
对焊带进行清洗的气体流量为75～80sccm，清洗时间为90～95s。
划片膜相对于焊带的粘合力为1.1～1.3N/20mm。
所得焊片尺寸为0.4mm×0.4mm以上，精度为±10um。
所述步骤(2)中的划片膜为一面带胶的聚氯乙烯薄膜。
所述步骤(3)中焊片切割面表面粗糙度为0.4～0.6um。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明相比于传统方法，得到的焊片尺寸精度高，解决了航天宇航级高可靠性器件共晶装片由于焊片尺寸精度太低造成的失效问题；
(2)利用本发明的切割方法在三个小时内即可完成满足工艺要求的焊片切割，有效的缩短了生产周期，且切割方法简单实用、易于实现，可操作性强。
附图说明
图1为本发明切割焊片示意图；
图2为焊带切割流程图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细的说明。
一种高精度焊片切割方法，具体步骤为：
(1)选取待切割焊带：选取厚度为45～55um的焊带，焊带由质量份数为70％～90％的Au和10％～30％的Sn组成，利用不与焊带发生化学反应的气体电离出的离子对焊带进行清洗除去焊带表面沾污，对焊带进行清洗的气体流量为75～80sccm，清洗时间为90～95s；
(2)将步骤(1)中的焊带贴于划片膜上：选取厚度为0.06～0.1mm，抗拉强度为65～75N/20mm的划片膜，划片膜为一面带胶的聚氯乙烯薄膜，在温度为20～30℃，湿度35％～45％的环境下，将焊带贴于划片膜上，划片膜相对于焊带的粘合力为1.1～1.3N/20mm；
(3)用切割装置裁剪贴于划片膜上的焊带：切割装置的主轴转速控制在25～35KPM，进刀速度为15～20mm/s，切割深度为57～65um，得到尺寸为0.4mm×0.4mm以上，精度为±10um的焊片，焊片边缘光滑、不发生崩边现象，其表面粗糙度为0.4～0.6um。
实施例1
选取长度为13cm，宽度为3cm，厚度50um的Au(85)Sn(15)焊带1条
在温度为25℃，湿度40％的环境下，将焊带贴于厚度为0.08mm，抗拉强度为70N/20mm的聚氯乙烯薄膜上，依据步骤(3)中参数选用参数为：切割深度60um，主轴转速17KPM，进刀速度17mm/s，切割出尺寸为0.6mm×0.6mm的焊片100片,用光学影像测量仪测量所得焊片尺寸的平均值，与目标尺寸比较相差15um，不符合工艺中的焊片尺寸精度要求。
实施例2
选取长度为13cm，宽度为3cm，厚度50um的Au(85)Sn(15)焊带1条
在温度为25℃，湿度40％的环境下，将焊带贴于厚度为0.08mm，抗拉强度为70N/20mm的聚氯乙烯薄膜上，依据步骤(3)中参数选用参数为：切割深度60um，主轴转速25KPM，进刀速度17mm/s，切割出尺寸为0.6mm×0.6mm的焊片100片,用光学影像测量仪测量所得焊片尺寸的平均值，与目标尺寸比较相差8.5um，符合工艺中的焊片尺寸精度要求。
实施例3
选取长度为13cm，宽度为3cm，厚度50um的Au(85)Sn(15)焊带1条
在温度为25℃，湿度40％的环境下，将焊带贴于厚度为0.08mm，抗拉强度为70N/20mm的聚氯乙烯薄膜上，依据步骤(3)中参数选用参数为：切割深度60um，主轴转速30KPM，进刀速度17mm/s，切割出尺寸为0.6mm×0.6mm的焊片100片,用光学影像测量仪测量所得焊片尺寸的平均值，与目标尺寸比较相差5um，符合工艺中的焊片尺寸精度要求。
实施例4
选取长度为13cm，宽度为3cm，厚度50um的Au(85)Sn(15)焊带1条
在温度为25℃，湿度40％的环境下，将焊带贴于厚度为0.08mm，抗拉强度为70N/20mm的聚氯乙烯薄膜上，依据步骤(3)中参数选用参数为：切割深度60um，主轴转速35KPM，进刀速度17mm/s，切割出尺寸为0.6mm×0.6mm的焊片100片,用光学影像测量仪测量所得焊片尺寸的平均值，与目标尺寸比较相差9um，符合工艺中的焊片尺寸精度要求。
实施例5
选取长度为13cm，宽度为3cm，厚度50um的Au(85)Sn(15)焊带1条
在温度为25℃，湿度40％的环境下，将焊带贴于厚度为0.08mm，抗拉强度为70N/20mm的聚氯乙烯薄膜上，依据步骤(3)中参数选用参数为：切割深度60um，主轴转速36KPM，进刀速度17mm/s，切割出尺寸为0.6mm×0.6mm的焊片100片,用光学影像测量仪测量所得焊片尺寸的平均值，与目标尺寸比较相差13um，不符合工艺中的焊片尺寸精度要求。
实施例6
选取长度为13cm，宽度为3cm，厚度50um的Au(85)Sn(15)焊带1条
在温度为25℃，湿度40％的环境下，将焊带贴于厚度为0.08mm，抗拉强度为70N/20mm的聚氯乙烯薄膜上，依据步骤(3)中参数选用参数为：切割深度60um，主轴转速30KPM，进刀速度12mm/s，切割出尺寸为0.6mm×0.6mm的焊片100片,用光学影像测量仪测量所得焊片尺寸的平均值，与目标尺寸比较相差15um，不符合工艺中的焊片尺寸精度要求。
实施例7
选取长度为13cm，宽度为3cm，厚度50um的Au(85)Sn(15)焊带1条
在温度为25℃，湿度40％的环境下，将焊带贴于厚度为0.08mm，抗拉强度为70N/20mm的聚氯乙烯薄膜上，依据本实施例中步骤(3)中参数选用参数为：切割深度60um，主轴转速30KPM，进刀速度15mm/s，切割出尺寸为0.6mm×0.6mm的焊片100片,用光学影像测量仪测量所得焊片尺寸的平均值，与目标尺寸比较相差9.5um，符合工艺中的焊片尺寸精度要求。
实施例8
选取长度为13cm，宽度为3cm，厚度50um的Au(85)Sn(15)焊带1条
在温度为25℃，湿度40％的环境下，将焊带贴于厚度为0.08mm，抗拉强度为70N/20mm的聚氯乙烯薄膜上，依据步骤(3)中参数选用参数为：切割深度60um，主轴转速30KPM，进刀速度18mm/s，切割出尺寸为0.6mm×0.6mm的焊片100片,用光学影像测量仪测量所得焊片尺寸的平均值，与目标尺寸比较相差5um，符合工艺中的焊片尺寸精度要求。
实施例9
选取长度为13cm，宽度为3cm，厚度50um的Au(85)Sn(15)焊带1条
在温度为25℃，湿度40％的环境下，将焊带贴于厚度为0.08mm，抗拉强度为70N/20mm的聚氯乙烯薄膜上，依据步骤(3)中参数选用参数为：切割深度60um，主轴转速30KPM，进刀速度20mm/s，切割出尺寸为0.6mm×0.6mm的焊片100片,用光学影像测量仪测量所得焊片尺寸的平均值，与目标尺寸比较相差8.5um，符合工艺中的焊片尺寸精度要求。
实施例10
选取长度为13cm，宽度为3cm，厚度50um的Au(85)Sn(15)焊带1条
在温度为25℃，湿度40％的环境下，将焊带贴于厚度为0.08mm，抗拉强度为70N/20mm的聚氯乙烯薄膜上，依据步骤(3)中参数选用参数为：切割深度60um，主轴转速30KPM，进刀速度22mm/s，切割出尺寸为0.6mm×0.6mm的焊片100片,用光学影像测量仪测量所得焊片尺寸的平均值，与目标尺寸比较相差12.5um，不符合工艺中的焊片尺寸精度要求。
本说明书中未详细描述的内容，是本领域技术人员公知常识。

Claims (8)

1.一种高精度焊片切割方法，其特征在于，具体步骤为：
(1)选取待切割焊带：选取厚度为45～55um的焊带，并对焊带进行清洗除去焊带表面沾污；
(2)将步骤(1)中的焊带贴于划片膜上：选取厚度为0.06～0.1mm，抗拉强度为65～75N/20mm的划片膜，在温度为20～30℃，湿度35％～45％的环境下，将焊带贴于划片膜上；
(3)用切割装置裁剪贴于划片膜上的焊带：切割装置的主轴转速控制在25～35KPM，进刀速度为15～20mm/s，切割深度为57～65um，得到所需边缘光滑的焊片。
2.如权利要求1所述的一种高精度焊片切割方法，其特征在于，步骤(1)中利用不与焊带发生化学反应的气体电离出的离子对焊带进行清洗除去焊带表面沾污。
3.如权利要求1所述的一种高精度焊片切割方法，其特征在于，焊带由质量份数为70％～90％的Au和10％～30％的Sn组成。
4.如权利要求2所述的一种高精度焊片切割方法，其特征在于，对焊带进行清洗的气体流量为75～80sccm，清洗时间为90～95s。
5.如权利要求1所述的一种高精度焊片切割方法，其特征在于，划片膜相对于焊带的粘合力为1.1～1.3N/20mm。
6.如权利要求1所述的一种高精度焊片切割方法，其特征在于，所得焊片尺寸为0.4mm×0.4mm以上，精度为±10um。
7.如权利要求1所述的一种高精度焊片切割方法，其特征在于，所述步骤(2)中的划片膜为一面带胶的聚氯乙烯薄膜。
8.如权利要求1所述的一种高精度焊片切割方法，其特征在于，所述步骤(3)中焊片切割面表面粗糙度为0.4～0.6um。
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