CN112570369A - 一种to46封装工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种TO46封装工艺方法，其特征在于：包括以下步骤：A、对晶圆进行划片，使晶圆分割成若干个芯片；B、将用于安装芯片的管座放入无水乙醇中进行超声波清洗；C、将管座取出烘干；D、将芯片放置在管座的芯片安装区域中进行贴片；E、对芯片和管座进行固化处理；F、将管座进行等离子微波清洗；G、利用焊接工艺将金线焊接在芯片端子和管座的引脚之间；H、封帽；I、对封装好的器件进行测试。该封装工艺方法有效去除TO46管座表面的污染物，增加管座金属表面活化，提高电性的粘附力，从而实现绑线工序生产工艺的改善，提高工序良品率。
Description
技术领域
本发明涉及一种TO46封装工艺方法，用于封装热电堆传感器。
背景技术
利用TO46封装技术制作的热电堆传感器是额温枪核心器件，其封 装过程中简单的结构和工艺步骤成为各个封装工厂的首选。但TO46产 品在实际封装过程中，超声波绑线过程中超声键合虽能键合粘有少量粘 附物和氧化物的管座，但对于过份污染和过厚的氧化物的管座是不能键 合的，所以必须保持键合部位的清洁。而管座的污染物会导致绑线异常 造成大量产品不良，严重影响产品批量生产和品质的稳定。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种TO46封装工艺方法，该 封装工艺方法有效去除TO46管座表面的污染物，增加管座金属表面活 化，提高电性的粘附力，从而实现绑线工序生产工艺的改善，提高工序 良品率。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种TO46封装工艺 方法，包括以下步骤：
A、对晶圆进行划片，使晶圆分割成若干个芯片；
B、将用于安装芯片的管座放入无水乙醇中进行超声波清洗；
C、将管座取出烘干；
D、将芯片放置在管座的芯片安装区域中进行贴片；
E、对芯片和管座进行固化处理；
F、将管座进行等离子微波清洗；
G、利用焊接工艺将金线焊接在芯片端子和管座的引脚之间；
H、封帽；
I、对封装好的器件进行测试。
作为一种优选的方案，所述步骤B中超声波清洗的方法为：
B1、将管座按一个LOT放入放置有浓度为99.7％无水乙醇的超声波 槽内，无水乙醇将管座浸没；
B2、打开超声波，设置超声功率为2kW，频率为40kHz，清洗时间 60分钟；
B3、清洗完后取出沥干。
作为一种优选的方案，所述步骤C中的烘干温度为100-110℃，烘 烤时间为1个小时后降至常温后取出。
作为一种优选的方案，所述步骤F等离子微波清洗的具体方式为： 将管座放入真空腔体里，通过射频电源在10-12Pa的真空压力下，通入 氩气和氧气电离产生等离子体轰击管座表面，最后污染物由抽真空装置 抽走。
作为一种优选的方案，所述步骤F等离子微波清洗的具体步骤为：
F1、将管座放入等离子微波清洗机内，持续抽真空，等待真空至10Pa, 通入氩气100-120sccm后打开高频电源，功率设置为200-230W，清洗时 间为45秒；
F2、45秒后停止15秒，通入氧气100-120sccm后开高频电源，功 率设置为200-240W，清洗时间为45秒；
F3、清洗完成后将管座取出。
采用了上述技术方案后，本发明的效果是：该工艺方法中，先将用 于安装芯片的管座放入无水乙醇中进行超声波清洗；这样在超声波强烈 的震动下，使管座表面的污垢剥离，这样方便芯片的贴片和固化，同时 也对管座表面进行了一次清理；其次，在后续还将管座进行等离子微波 清洗；等离子微波清洗原理是在真空腔体里，在真空压力下通入气体形成等离子体，通过等离子体轰击管座表面，最后污染物被真空带走，以 达到清洗目的，这样就有效去除TO46管座表面的污染物，增加管座金 属表面活化，提高电性的粘附力，从而实现绑线工序生产工艺的改善， 提高工序良品率。
又由于所述步骤B中超声波清洗的方法为：B1、将管座按一个LOT 放入放置有浓度为99.7％无水乙醇的超声波槽内，无水乙醇将管座浸没； B2、打开超声波，设置超声功率为2kW，频率为40kHz，清洗时间60 分钟；B3、清洗完后取出沥干，利用该超声波清洗方法，可以有效的去 除杂质，乙醇介质内部产生疏部和密部，疏部产生近于真空的空腔泡， 空腔泡消失的瞬间，其附近产生强大的局部压力(空化作用)，同时无 水乙醇能够快速溶解油、蜡等有机物，达到化学清洗的目的，实现了物 理清洗和化学清洗双重目的。
又由于所述步骤F等离子微波清洗的具体方式为：将管座放入真空 腔体里，通过射频电源在10-12Pa的真空压力下，通入氩气和氧气电离 产生等离子体轰击管座表面，最后污染物由抽真空装置抽走，氩气在强 高频电源的作用下形成等离子体，持续轰击管座表面，去除表面氧化物、 有机残留及微颗粒等污染物，同时进行表面能活化，实现了在物理去污 的作用，氧气在强高频电源的作用下形成等离子体，通过化学反应使非 挥发性有机物变成易挥发的H2O和CO2，随真空排出，实现了化学去污的 作用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例的封装后的器件示意图；
图2是等离子微波清洗中的物理清洗示意图；
图3是等离子微波清洗中的物理清洗示意图；
图4是焊点在1000倍显微镜下的示意图；
附图中：1.管座；2.芯片；3.金线。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
一种TO46封装工艺方法，包括以下步骤：
A、对晶圆进行划片，使晶圆分割成若干个芯片2；
B、将用于安装芯片2的管座1放入无水乙醇中进行超声波清洗；
C、将管座1取出烘干；
D、将芯片2放置在管座1的芯片2安装区域中进行贴片；
E、对芯片2和管座1进行固化处理；
F、将管座1进行等离子微波清洗；
G、利用焊接工艺将金线3焊接在芯片2端子和管座1的引脚之间；
H、封帽；
I、对封装好的器件进行测试。
如图1所示，图1示意了本发明的工艺方法中得到的器件，采用了 上述的工艺方法后，管座1表面的杂质得到物理和化学清洗，这样金线 3焊接的效果更好。
超音波绑线技术(金线3焊接)就是把器件芯片2金属化电极与器 件外壳引出的引脚电极连接起来。它是利用超声频率的机械振动能量， 通过超声源与换能器共同作用产生的超声波，经过变幅杆把能量聚集在 瓷嘴尖端，金丝在瓷嘴的带动下做高频振动，与待焊金属表面相互摩擦， 表面氧化层破解，并产生塑性变形，最终在焊接面形成牢固的金属键合， 这种绑线技术要求待焊金属表面必须干净清洁。在封装工序中，金属管 壳上常见污染物有：管壳制造过程中的有机无机残留物，管壳吸附空气 中有机无机残留物，管壳表面氧化物，管壳表面附着的金属及其他微粒 等。
所述步骤B中超声波清洗的方法为：
B1、将管座1按一个LOT放入放置有浓度为99.7％无水乙醇的超声 波槽内，无水乙醇将管座1浸没；
B2、打开超声波，设置超声功率为2kW，频率为40kHz，清洗时间 60分钟；
B3、清洗完后取出沥干。
在超声波强烈的震动下，乙醇介质内部产生疏部和密部，疏部产生 近于真空的空腔泡，空腔泡消失的瞬间，其附近产生强大的局部压力(空 化作用)，使管座1表面的污垢剥离。同时之所以采用无水乙醇，是因 为乙醇能够快速溶解油、蜡等有机物，达到化学清洗的目的。所述步骤 C中的烘干温度为100-110℃，烘烤时间为1个小时后降至常温后取出。
如图2和图3所示，所述步骤F等离子微波清洗的具体方式为：将 管座1放入真空腔体里，通过射频电源在10-12Pa的真空压力下，通入 氩气和氧气电离产生等离子体轰击管座1表面，最后污染物由抽真空装 置抽走。
所述步骤F等离子微波清洗的具体步骤为：
F1、将管座1放入等离子微波清洗机内，持续抽真空，等待真空至 10Pa,通入氩气100-120sccm后打开高频电源，功率设置为200-230W， 清洗时间为45秒；如图2所示，氩气在强高频电源的作用下形成等离 子体，持续轰击管座1表面，去除表面氧化物、有机残留及微颗粒等污 染物，同时进行表面能活化，最终可以取出管座1表面的污染物，实现 物理清理。
F2、45秒后停止15秒，通入氧气100-120sccm后开高频电源，功率 设置为200-240W，清洗时间为45秒；如图3所示，氧气在强高频电源 的作用下形成等离子体，通过化学反应使非挥发性有机物变成易挥发的 H2O和CO2，随真空排出，实现化学清理。
F3、清洗完成后将管座1取出。
在整个工艺控制过程中主要是通过化学清洗方法和等离子微波清 洗方法，有效去除TO46管座1表面的污染物，增加管壳金属表面活化， 提高电性的粘附力，从而实现绑线工序生产工艺的改善，提高工序良品 率。
以上所述实施例仅是对本发明的优选实施方式的描述，不作为对本 发明范围的限定，在不脱离本发明设计精神的基础上，对本发明技术方 案作出的各种变形和改造，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范 围内。
Claims (5)
1.一种TO46封装工艺方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、对晶圆进行划片，使晶圆分割成若干个芯片；
B、将用于安装芯片的管座放入无水乙醇中进行超声波清洗；
C、将管座取出烘干；
D、将芯片放置在管座的芯片安装区域中进行贴片；
E、对芯片和管座进行固化处理；
F、将管座进行等离子微波清洗；
G、利用焊接工艺将金线焊接在芯片端子和管座的引脚之间；
H、封帽；
I、对封装好的器件进行测试。
2.如权利要求1所述的一种TO46封装工艺方法，其特征在于：所述步骤B中超声波清洗的方法为：
B1、将管座按一个LOT放入放置有浓度为99.7％无水乙醇的超声波槽内，无水乙醇将管座浸没；
B2、打开超声波，设置超声功率为2kW，频率为40kHz，清洗时间60分钟；
B3、清洗完后取出沥干。
3.如权利要求2所述的一种TO46封装工艺方法，其特征在于：所述步骤C中的烘干温度为100-110℃，烘烤时间为1个小时后降至常温后取出。
4.如权利要求3所述的一种TO46封装工艺方法，其特征在于：所述步骤F等离子微波清洗的具体方式为：将管座放入真空腔体里，通过射频电源在10-12Pa的真空压力下，通入氩气和氧气电离产生等离子体轰击管座表面，最后污染物由抽真空装置抽走。
5.如权利要求4所述的一种TO46封装工艺方法，其特征在于：所述步骤F等离子微波清洗的具体步骤为：
F1、将管座放入等离子微波清洗机内，持续抽真空，等待真空至10Pa,通入氩气100-120sccm后打开高频电源，功率设置为200-230W，清洗时间为45秒；
F2、45秒后停止15秒，通入氧气100-120sccm后开高频电源，功率设置为200-240W，清洗时间为45秒；
F3、清洗完成后将管座取出。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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