CN111621827B - 一种提升封装后的半导体器件抗盐雾能力的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提升封装后的半导体器件抗盐雾能力的处理方法，包括喷砂、去油、清洗、表面活化、镀保护层、清洗、脱水和烘培8个工艺步骤。本发明能够在金属外壳封装后的成本半导体器件上镀保护层，从而有效解决平行缝焊、储能焊或激光焊封装的半导体器件因外壳镀层被破坏而被大气中的氧气、水汽、污染物等腐蚀成分，从而导致可靠性降低的问题，使半导体器件满足抗盐雾要求；且本发明中的所有工艺步骤采用的设备均为常规设备，无需增加额外的半导体设备，具有成本低、实现简单的优点。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件封装领域，特别涉及一种提升封装后的半导体器件抗盐雾能力的处理方法。
背景技术
半导体器件封装的可靠性决定了产品的质量等级和使用寿命，因此，许多高可靠性半导体器件对封装提出了很高的要求，除需要满足内部气氛、机械试验等要求外，还需要满足抗盐雾要求。现有技术中，虽然高可靠性要求的半导体器件采用的外壳封装前能满足抗盐雾要求，但器件外壳经过平行缝焊、储能焊或激光焊后，起保护作用的外壳镀层不可避免的会受到不同程度的破坏，导致含有铁元素的基体材料裸露在外，与大气中的氧气、水汽、污染物等腐蚀成分接触，并经过一段时间的存储或使用，外壳表面都会不同程度的产生锈蚀，从而降低外壳的机械强度，特别是在有振动的环境中，尤为严重，甚至会造成器件失效。目前针对此种高可靠性半导体器件产品有两种处理方法，一是半导体器件装机后，对其表面涂敷三防漆，从而达到保护器件的目的，但半导体器件装机前的存储、运输等环节，都会使其与大气中的水汽、氧气等接触，若时间过长，即使电路装机后涂敷三防漆，仍然存在一定的隐患；二是在半导体器件表面涂敷一层有机保护层，但在温度和时间的共同作用下，有机溶剂会挥发，保护效果十分有限。由此可见，现有技术存在采用平行缝焊、储能焊或激光焊封装的半导体器件因大气中的氧气、水汽、污染物等腐蚀成分造成的可靠性降低的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供了一种通过电镀将金属封装的半导体器件镀保护层以提升半导体器件抗盐雾能力的处理方法，即提供了一种金属封装的半导体器件镀保护层的方法。
本发明的技术方案如下：
一种提升封装后的半导体器件抗盐雾能力的处理方法，用于对采用金属外壳封装后的半导体器件进行镀保护层，包括以下步骤：
步骤S1、使用80#～320#砂对采用金属外壳封装的半导体器件进行喷砂处理；
步骤S2、将金属外壳封装的半导体器件放入去油设备，半导体器件完全浸没在碱性溶液中，采用漂洗的方式去油，时间为5～10分钟；
步骤S3、将金属外壳封装的半导体器件完全浸泡到清洗溶液中，浸泡时间为3～5分钟；
步骤S4、将金属外壳封装的半导体器件放入酸溶液中浸泡，浸泡时间为3～5分钟，使半导体器件进行表面活化；
步骤S5、使金属外壳封装的半导体器件的各管脚之间形成等电位，再将半导体器件放入镀槽中，采用电镀工艺在半导体器件上镀金属保护层，金属保护层厚度为1～2um；之后，再去除半导体器件各管脚之间的等电位。
步骤S6、将金属外壳封装的半导体器件完全浸泡到清洗溶液中，浸泡时间为3～5分钟；
步骤S7、对金属外壳封装的半导体器件进行脱水处理；
步骤S8、对脱水后的金属外壳封装的半导体器件进行烘干处理。
进一步的，在所述步骤S2中，碱性溶液为浓度5％～10％的氢氧化钠溶液。
进一步的，在所述步骤S3和所述步骤S6中，清洗溶液为去离子水。
进一步的，在所述步骤S4中，酸性溶液为浓度5％～10％的稀盐酸。
进一步的，在所述步骤S5中，金属保护层为单一的金、镍镀层，镍金复合镀层或多个金、镍镀层的组合。
进一步的，在所述步骤S7中，脱水处理的方法为：将金属外壳封装的半导体器件完全浸泡到无水乙醇中，浸泡时间为3～5分钟。
进一步的，在所述步骤S7中，烘干处理的方法为：将金属外壳封装的半导体器件放入50～80℃的高温烘箱烘培30分钟。
进一步的，所述金属外壳封装的半导体器件为采用平行封焊、储能焊或激光封焊的半导体器件，且所述半导体器件满足细检漏和粗检漏要求。
有益效果：本发明能够在金属外壳封装后的成本半导体器件上镀保护层，从而有效解决平行缝焊、储能焊或激光焊封装的半导体器件因外壳镀层被破坏而被大气中的氧气、水汽、污染物等腐蚀成分，从而导致可靠性降低的问题，使半导体器件满足抗盐雾要求；且本发明中的所有工艺步骤采用的设备均为常规设备，无需增加额外的工艺设备，具有成本低、实现简单的优点。
附图说明
图1为本发明所述的一种提升封装后的半导体器件抗盐雾能力的处理方法的较佳实施方式的流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中技术方案作进一步详细的说明。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
如图1所示，本发明的实施例适用的半导体器件为采用平行封焊、储能焊或激光封焊的金属外壳封装的半导体器件，在镀保护层之前，需要先对金属外壳封装的半导体器件(以下简称半导体器件)进行细检漏和粗检漏，以避免原本不符合细检漏和粗检漏要求的半导体器件在镀保护层之后无法被检出，从而造成产品性能达不到要求，以及避免电镀液通过漏缝进入半导体器件内部，损坏半导体器件；细检漏和粗检漏的要求可按照产品可靠性等级确定。对于满足细检漏和粗检漏要求的半导体器件，提升其封装可靠性的工艺包括以下步骤：
步骤S1、喷砂：使用80#～320#砂对封装好的半导体器件进行喷砂处理，从而增加半导体器件的表面粗糙度，有利于增加镀层的附着力，同时对部分被破坏的表面进行修复；由于采用80#～320#砂，能够避免损伤半导体器件表面。
步骤S2、去油：将半导体器件放入去油设备，半导体器件完全浸没在碱性溶液中，采用漂洗的方式去油，时间为5～10分钟，用于去除所述半导体器件表面的油污；其中，碱性溶液优选为浓度5％～10％的氢氧化钠溶液，当然，也可采用其他碱性溶液。
步骤S3、清洗：将半导体器件完全浸泡到清洗溶液中，浸泡时间为3～5分钟，用于去除所述半导体器件表面的残留的碱性溶液；其中，清洗溶液优选为去离子水。
步骤S4、表面活化：将半导体器件放入酸溶液中浸泡，浸泡时间为3～5分钟，使半导体器件进行表面活化；其中，酸性溶液优选为浓度5％～10％的稀盐酸。通过将半导体器件放入酸溶液侵蚀，能够使其外壳表面的氧化膜溶解露出活泼的金属界面，从而保证镀层与半导体器件的外壳有较好的结合力。
步骤S5、镀保护层：先使半导体器件的各管脚之间形成等电位(例如，可采用铜丝将半导体器件的各管脚短路)，再将半导体器件放入镀槽中，采用电镀工艺在半导体器件上镀金属保护层，之后，再去除半导体器件各管脚之间的等电位(即去除铜丝)；金属保护层可以是单一的金、镍镀层，镍金复合镀层或多个金、镍镀层的组合，优选为镍金复合镀层，金属保护层厚度为1～2um。通过镀保护层可有效修复半导体器件表面在焊接时被破坏的镀层，并且能在半导体器件表面形成新的保护镀层，且新的保护层为复合保护层，抗盐雾性能更优。电镀前使半导体器件的各管脚之间形成等电位，能够避免半导体器件因电镀过程中各引脚形成电位差而造成损坏或性能下降。
步骤S6、清洗：将半导体器件完全浸泡到清洗溶液中，浸泡时间为3～5分钟，可有效去除半导体器件表面残留的电镀液；其中，清洗溶液优选为去离子水。
步骤S7、脱水：将半导体器件完全浸泡到无水乙醇中，浸泡时间为3～5分钟，可有效去除所述半导体器件表面的水分残留，防止外观异常。
步骤S8、烘干：将半导体器件放入50～80℃的高温烘箱烘培30分钟，可有效去除所述半导体器件表面的无水乙醇残留。
通过在金属外壳封装后的成本半导体器件上镀保护层，能够有效解决平行缝焊、储能焊或激光焊封装的半导体器件因外壳镀层被破坏而被大气中的氧气、水汽、污染物等腐蚀成分，从而导致可靠性降低的问题，使半导体器件满足抗盐雾要求。
本发明未描述部分与现有技术一致，在此不做赘述。
以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明的专利保护范围之内。
Claims (6)
1.一种提升封装后的半导体器件抗盐雾能力的处理方法，用于对采用金属外壳封装后的半导体器件进行镀保护层，其特征在于，所述金属外壳封装的半导体器件为采用平行封焊、储能焊或激光封焊的半导体器件，且所述半导体器件满足细检漏和粗检漏要求；所述处理方法包括以下步骤：
步骤S1、使用80#～320#砂对采用金属外壳封装的半导体器件进行喷砂处理；
步骤S2、将金属外壳封装的半导体器件放入去油设备，使半导体器件完全浸没在碱性溶液中，采用漂洗的方式去油，时间为5～10分钟；
步骤S3、将金属外壳封装的半导体器件完全浸泡到清洗溶液中，浸泡时间为3～5分钟；
步骤S4、将金属外壳封装的半导体器件放入酸溶液中浸泡，浸泡时间为3～5分钟，使半导体器件进行表面活化；
步骤S5、使金属外壳封装的半导体器件的各管脚之间形成等电位，再将半导体器件放入镀槽中，采用电镀工艺在半导体器件上镀金属保护层，金属保护层为单一的金、镍镀层，镍金复合镀层或多个金、镍镀层的组合，金属保护层厚度为1～2um；之后，再去除半导体器件各管脚之间的等电位；
步骤S6、将金属外壳封装的半导体器件完全浸泡到清洗溶液中，浸泡时间为3～5分钟；
步骤S7、对金属外壳封装的半导体器件进行脱水处理；
步骤S8、对脱水后的金属外壳封装的半导体器件进行烘干处理。
2.根据权利要求1所述的一种提升封装后的半导体器件抗盐雾能力的处理方法，其特征在于，在所述步骤S2中，碱性溶液为浓度5％～10％的氢氧化钠溶液。
3.根据权利要求1所述的一种提升封装后的半导体器件抗盐雾能力的处理方法，其特征在于，在所述步骤S3和所述步骤S6中，清洗溶液为去离子水。
4.根据权利要求1所述的一种提升封装后的半导体器件抗盐雾能力的处理方法，其特征在于，在所述步骤S4中，酸性溶液为浓度5％～10％的稀盐酸。
5.根据权利要求1所述的一种提升封装后的半导体器件抗盐雾能力的处理方法，其特征在于，在所述步骤S7中，脱水处理的方法为：将金属外壳封装的半导体器件完全浸泡到无水乙醇中，浸泡时间为3～5分钟。
6.根据权利要求1所述的一种提升封装后的半导体器件抗盐雾能力的处理方法，其特征在于，在所述步骤S7中，烘干处理的方法为：将金属外壳封装的半导体器件放入50～80℃的高温烘箱烘培30分钟。
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