CN106801243A - 一种半导体封装测试设备零件的铝合金阳极氧化工艺 - Google Patents

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高小彬
贺贤汉
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    • C25D11/18—After-treatment, e.g. pore-sealing

Abstract

本发明涉及一种半导体封装测试设备零件的铝合金阳极氧化工艺，包括：脱脂、第一次水洗、抛光处理、第二次水洗、除灰、第三水洗、草酸阳极氧化、第四水洗、超声波清洗、有机物浸泡、酒精清洗、纯水预热、纯水封孔、吹干等多道工序。本发明通过调整阳极氧化工艺，尤其通过增设一道有机物浸泡工序，可以有效提升氧化膜的封闭效果，提高产品表面氧化膜层的表面电阻，让产品阳极氧化之后的表面电阻有一个较大幅度的提升，从现有的0.5‑1.0*108欧姆的基础上提升到3.0‑8.0*109欧姆以上。

Description

一种半导体封装测试设备零件的铝合金阳极氧化工艺
技术领域
本发明属于半导体封装测试设备零件铝合金表面处理工艺技术领域，特别涉及一种半导体封装测试设备零件的铝合金阳极氧化工艺。
背景技术
半导体封装测试设备零件是PGA(Pin Grid Array Package)芯片封装形式的提供引脚和定位的装置，在芯片的内外有多个方阵形的插针，每个方阵形插针沿芯片的四周间隔一定距离排列。根据引脚数目的多少，可以围成2-5圈。安装时，将芯片插入专门的PGA插座。为使CPU能够更方便地安装和拆卸，从486芯片开始，出现一种名为ZIF的CPU插座，专门用来满足PGA封装的CPU在安装和拆卸上的要求。
ZIF(Zero Insertion Force Socket)是指零插拔力的插座。把这种插座上的扳手轻轻抬起，CPU就可很容易、轻松地插入插座中。然后将扳手压回原处，利用插座本身的特殊结构生成的挤压力，将CPU的引脚与插座牢牢地接触，绝对不存在接触不良的问题。而拆卸CPU芯片只需将插座的扳手轻轻抬起，则压力解除，CPU芯片即可轻松取出。
零件在测试过程中会根据产品的结构来调整引脚的数目和排布形状，整个零件上有将近1000个小孔可以用来装引脚，有将近65％的小孔，孔与孔之间是需要绝缘的，而且绝缘性能要求较高，表面电阻要求在1.0*109欧姆以上。
目前的阳极氧化工艺做出来的表面电阻值只有0.5-1.0*108欧姆左右，不能满足产品的使用要求，需要提高产品表面氧化膜的表面电阻。
因此，通过调整改进铝合金阳极氧化工艺，提高产品表面氧化膜层的表面电阻是非常有必要的，具有良好的行业应用前景。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种半导体封装测试设备零件的铝合金阳极氧化工艺。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
本发明的目的在于提供一种半导体封装测试设备零件的铝合金阳极氧化工艺，包括：
S1、脱脂：将零件放入浓度为30g/L-50g/L的脱脂剂中，温度55℃-65℃，脱脂3min-9min后取出；
S2、第一次水洗：用水反复冲洗零件，冲洗10S～20S后取出；
S3、抛光处理：将零件放入抛光液中进行抛光，温度90℃-100℃，抛光30S-60S后取出；
S4、第二次水洗：用水反复冲洗零件，冲洗10S～20S后取出；
S5、除灰：将零件放入浓度为140-200ml/L的HNO3溶液中，室温下除灰20S～50S；
S6、第三水洗：用水反复冲洗零件，冲洗10S～20S后取出；
S7、草酸阳极氧化：以石墨板作为阴极，将零件放入浓度为40g/L-50g/L草酸溶液的氧化槽内作为阳极，温度控制在16℃～20℃，接通电源，控制电流密度1.0A/dm2～1.5A/dm2，电压0-70V，时间75-85min，通过草酸氧化工序控制氧化膜膜层厚度在40～50um；
S8、第四水洗：用水反复冲洗零件，冲洗10S～30S后取出；
S9、超声波清洗：将零件置于超声清洗槽中，超声波频率40千HZ，超声波功率10KW，进行5-10min的超声波清洗；
S10、有机物浸泡：将零件放入浓度为40g/L-60g/L的硬脂酸中，温度50℃-55℃，浸泡25min-35min；
S11、酒精清洗：将零件放入浓度为75wt％的酒精溶液中，于35℃-45℃清洗20～30S；
S12、纯水预热：将零件放入温度为65-75℃的去离子水中预热5-10min；
S13、纯水封孔：用去离子水作为封孔液，温度95℃-100℃，对零件进行封孔处理150-180min；
S14、吹干：将零件表面积水吹干，即得。
进一步的，所述步骤S7的氧化槽内，含有浓度小于20g/L的铝离子；含有浓度小于50mg/L的铁离子；含有浓度小于50mg/L的铜离子。
进一步的，所述步骤S7中的草酸阳极氧化：以石墨板作为阴极，将零件放入浓度为45g/L草酸溶液的氧化槽内作为阳极，温度控制在18℃，接通电源，控制电流密度1.2A/dm2，电压0～70V，时间80min，通过草酸氧化工序控制氧化膜膜层厚度在40～50um。
进一步的，所述步骤S10有机物浸泡：将零件放入浓度为50g/L的硬脂酸中，温度52℃，浸泡30min。
与现有技术相比，本发明的积极效果如下：
本发明通过调整阳极氧化工艺，尤其通过增设一道有机物浸泡工序，可以有效提升氧化膜的封闭效果，提高产品表面氧化膜层的表面电阻，让产品阳极氧化之后的表面电阻有一个较大幅度的提升，从现有的0.5-1.0*108欧姆的基础上提升到3.0-8.0*109欧姆以上。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
以下实施例中，所用原料来源说明如下：
1、脱脂剂：购自日本中央化学株式会社，型号T-200脱脂剂；
2、抛光液：购自深圳欧得美科技有限公司，型号AL-20镜面化学抛光剂；
3、硬脂酸：购自江苏强盛功能化学股份有限公司，型号AR500硬脂酸；
4、封孔液：纯水，水质电阻大于16M欧姆。
实施例1
S1、脱脂：将零件放入浓度为30g/L的脱脂剂中，温度55℃，脱脂5min后取出；
S2、第一次水洗：用水反复冲洗零件，冲洗10S后取出；
S3、抛光处理：将零件放入抛光液中进行抛光，温度90℃，抛光30S后取出；
S4、第二次水洗：用水反复冲洗零件，冲洗20S后取出；
S5、除灰：将零件放入浓度为150ml/L的HNO3溶液中，室温下除灰30S；
S6、第三水洗：用水反复冲洗零件，冲洗10S后取出；
S7、草酸阳极氧化：以石墨板作为阴极，将零件放入浓度为50g/L草酸溶液的氧化槽内作为阳极，温度控制在16℃，接通电源，控制电流密度1.5A/dm2，电压60V，时间7min，通过草酸氧化工序控制氧化膜膜层厚度在40～50um；
S8、第四水洗：用水反复冲洗零件，冲洗10S后取出；
S9、超声波清洗：将零件置于超声清洗槽中，超声波频率40千HZ，超声波功率10KW，进行5-10min的超声波清洗；
S10、有机物浸泡：将零件放入浓度为40g/L的硬脂酸中，温度50℃，浸泡35min；
S11、酒精清洗：将零件放入浓度为75wt％的酒精溶液中，于35℃-45℃清洗20～30S；
S12、纯水预热：将零件放入温度为65℃的去离子水中预热10min；
S13、纯水封孔：用去离子水作为封孔液，温度95℃，对零件进行封孔处理180min；
S14、吹干：将零件表面积水吹干，即得。
实施例2
S1、脱脂：将零件放入浓度为40g/L的脱脂剂中，温度60℃，脱脂6min后取出；
S2、第一次水洗：用水反复冲洗零件，冲洗15S后取出；
S3、抛光处理：将零件放入抛光液中进行抛光，温度95℃，抛光60S后取出；
S4、第二次水洗：用水反复冲洗零件，冲洗10S后取出；
S5、除灰：将零件放入浓度为180ml/L的HNO3溶液中，室温下除灰30S；
S6、第三水洗：用水反复冲洗零件，冲洗20S后取出；
S7、草酸阳极氧化：以石墨板作为阴极，将零件放入浓度为45g/L草酸溶液的氧化槽内作为阳极，温度控制在18℃，接通电源，控制电流密度1.2A/dm2，电压35V，时间80min，通过草酸氧化工序控制氧化膜膜层厚度在40～50um；
S8、第四水洗：用水反复冲洗零件，冲洗20S后取出；
S9、超声波清洗：将零件置于超声清洗槽中，超声波频率40千HZ，超声波功率10KW，进行5-10min的超声波清洗；
S10、有机物浸泡：将零件放入浓度为50g/L的硬脂酸中，温度52℃，浸泡30min；
S11、酒精清洗：将零件放入浓度为75wt％的酒精溶液中，于35℃-45℃清洗20～30S；
S12、纯水预热：将零件放入温度为70℃的去离子水中预热10min；
S13、纯水封孔：用去离子水作为封孔液，温度95℃，对零件进行封孔处理160min；
S14、吹干：将零件表面积水吹干，即得。
实施例3
S1、脱脂：将零件放入浓度为50g/L的脱脂剂中，温度65℃，脱脂5min后取出；
S2、第一次水洗：用水反复冲洗零件，冲洗20S后取出；
S3、抛光处理：将零件放入抛光液中进行抛光，温度100℃，抛光60S后取出；
S4、第二次水洗：用水反复冲洗零件，冲洗20S后取出；
S5、除灰：将零件放入浓度为200ml/L的HNO3溶液中，室温下除灰50S；
S6、第三水洗：用水反复冲洗零件，冲洗15S后取出；
S7、草酸阳极氧化：以石墨板作为阴极，将零件放入浓度为50g/L草酸溶液的氧化槽内作为阳极，温度控制在20℃，接通电源，控制电流密度1.0A/dm2，电压20V，时间85min，通过草酸氧化工序控制氧化膜膜层厚度在40～50um；
S8、第四水洗：用水反复冲洗零件，冲洗10S后取出；
S9、超声波清洗：将零件置于超声清洗槽中，超声波频率40千HZ，超声波功率10KW，进行5-10min的超声波清洗；
S10、有机物浸泡：将零件放入浓度为60g/L的硬脂酸中，温度55℃，浸泡25min；
S11、酒精清洗：将零件放入浓度为75wt％的酒精溶液中，于35℃-45℃清洗20～30S；
S12、纯水预热：将零件放入温度为75℃的去离子水中预热10min；
S13、纯水封孔：用去离子水作为封孔液，温度100℃，对零件进行封孔处理150min；
S14、吹干：将零件表面积水吹干，即得。
对比例1
本对比例中不包括“有机物浸泡”工序，其余工艺条件与实施例1一致。
对比例2
本对比例中不包括“有机物浸泡”工序，其余工艺条件与实施例2一致。
对比例3
本对比例中不包括“有机物浸泡”工序，其余工艺条件与实施例3一致。
取同一批次的零件样片，分别经上述实施例1-3以及对比例1-3的方法进行铝合金阳极氧化处理，处理后进行表面电阻测试，测试标准ASTM_D257-07，测试结果见表1。
表1表面电阻测试
表面电阻(Rs) 1 2 3
实施例
对比例
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (4)

1.一种半导体封装测试设备零件的铝合金阳极氧化工艺，包括：
S1、脱脂：将零件放入浓度为30g/L-50g/L的脱脂剂中，温度55℃-65℃，脱脂3min-9min后取出；
S2、第一次水洗：用水反复冲洗零件，冲洗10S～20S后取出；
S3、抛光处理：将零件放入抛光液中进行抛光，温度90℃-100℃，抛光30S-60S后取出；
S4、第二次水洗：用水反复冲洗零件，冲洗10S～20S后取出；
S5、除灰：将零件放入浓度为140-200ml/L的HNO3溶液中，室温下除灰20S～50S；
S6、第三水洗：用水反复冲洗零件，冲洗10S～20S后取出；
S7、草酸阳极氧化：以石墨板作为阴极，将零件放入浓度为40g/L-50g/L草酸溶液的氧化槽内作为阳极，温度控制在16℃～20℃，接通电源，控制电流密度1.0A/dm2～1.5A/dm2，电压0-70V，时间75-85min，通过草酸氧化工序控制氧化膜膜层厚度在40～50um；
S8、第四水洗：用水反复冲洗零件，冲洗10S～30S后取出；
S9、超声波清洗：将零件置于超声清洗槽中，超声波频率40千HZ，超声波功率10KW，进行5-10min的超声波清洗；
S10、有机物浸泡：将零件放入浓度为40g/L-60g/L的硬脂酸中，温度50℃-55℃，浸泡25min-35min；
S11、酒精清洗：将零件放入浓度为75wt％的酒精溶液中，于35℃-45℃清洗20～30S；
S12、纯水预热：将零件放入温度为65-75℃的去离子水中预热5-10min；
S13、纯水封孔：用去离子水作为封孔液，温度95℃-100℃，对零件进行封孔处理150-180min；
S14、吹干：将零件表面积水吹干，即得。
2.根据权利要求1所述的一种用于半导体封装测试设备设备的铝合金基材的阳极氧化工艺，其特征在于：所述步骤S7的氧化槽内，含有浓度小于20g/L的铝离子；含有浓度小于50mg/L的铁离子；含有浓度小于50mg/L的铜离子。
3.根据权利要求1所述的一种用于半导体封装测试设备设备的铝合金基材的阳极氧化工艺，其特征在于：所述步骤S7中的草酸阳极氧化：以石墨板作为阴极，将零件放入浓度为45g/L草酸溶液的氧化槽内作为阳极，温度控制在18℃，接通电源，控制电流密度1.2A/dm2，电压0～70V，时间80min，通过草酸氧化工序控制氧化膜膜层厚度在40～50um。
4.根据权利要求1所述的一种用于半导体封装测试设备设备的铝合金基材的阳极氧化工艺，其特征在于：所述步骤S10有机物浸泡：将零件放入浓度为50g/L的硬脂酸中，温度52℃，浸泡30min。
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