CN115863181A - 一种半导体引线框架的选择性粗化设备及其粗化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种半导体引线框架的选择性粗化设备及其粗化方法，粗化设备包括喷淋装置、上模板和下模板，上模板和下模板用于夹紧引线框架，下模板上设有镂空孔，用于露出引线框架的待粗化区，喷淋装置用于将粗化药水喷淋在引线框架的待粗化区。上模板和下模板夹紧引线框架，实现对引线框架的边缘密封，在下模板上开设镂空孔，喷淋装置可以将粗化药水喷淋在引线框架的待粗化区，实现局部粗化，其它区域由于被上模板和下模板密封，与粗化药水相隔绝，不会被粗化。选择性粗化方案在提高功能区和封装树脂结合力的同时，避免非功能区的溢胶难以去除，且减少处理面积能降低粗化药水的消耗，另外还具有工艺稳定、良品率高、成本低的优点。
Description
技术领域
本申请涉及半导体的制造技术领域，尤其是涉及一种半导体引线框架的选择性粗化设备及其粗化方法。
背景技术
引线框架作为集成电路的芯片载体，是一种借助于金丝、铝丝或铜丝等键合材料实现芯片内部电路引出端与外引线的电气连接，形成电气回路的关键构件，绝大部分的半导体集成块中都需要使用引线框架，引线框架是电子信息产业中重要的基础材料。近年来，半导体封装行业对集成电路芯片的可靠性要求越来越高，而提高芯片可靠性的其中一个方法就是增加引线框架表面的粗糙度，进而增强引线框架与封装树脂的结合力，从而避免芯片在 MSL测试（湿敏等级测试）中发生引线框架与封装树脂分层的现象。
如今比较成熟的引线框架表面粗化工艺为引线框架的整体粗化，即整体进行喷淋，或者直接浸泡在粗化药水里。而引线框架只有部分区域（一般称为功能区）与封装树脂进行封装，对功能区进行表面粗化是非常必要的，能增强引线框架与封装树脂的结合力，对非功能区进行表面粗化，非但不必要，反而会带来一定的问题，因为芯片在塑封时，经常会有封装树脂溢流至非功能区，即溢胶，溢胶与非功能区的粗化表面结合力较强，使得溢胶难以除去。整体粗化工艺在提高了芯片可靠性的同时，提高了芯片制造的难度，但多余的处理面积（非功能区）增加了溢胶的处理成本。
公告号为CN112133640A、名称为“一种具有粗糙侧壁的引线框架的制备方法”的中国专利申请中公开了一种利用贴膜遮盖非功能区，然后进行粗化处理，最后再进行退膜处理的粗化工艺，流程复杂，周期长，成本高，有待改进。
发明内容
为了解决现有的选择性粗化工艺流程复杂、周期长、成本高的技术问题，本发明提供了一种半导体引线框架的选择性粗化设备及其粗化方法。
本申请提供的一种半导体引线框架的选择性粗化设备采用如下的技术方案：一种半导体引线框架的选择性粗化设备，用于对引线框架进行局部粗化，包括喷淋装置、上模板和下模板，所述上模板和下模板用于夹紧引线框架，所述下模板上设有镂空孔，用于露出引线框架的待粗化区，所述喷淋装置用于将粗化药水喷淋在引线框架的待粗化区。
通过采用上述技术方案，本申请粗化设备通过设置喷淋装置、上模板和下模板，可以实现对半导体引线框架的局部区域选择性粗化，上模板和下模板夹紧引线框架，实现对引线框架的边缘密封，在下模板上开设镂空孔，喷淋装置可以将粗化药水喷淋在引线框架的待粗化区，实现局部粗化，其它区域由于被上模板和下模板密封，与粗化药水相隔绝，不会被粗化。选择性粗化方案在提高功能区和封装树脂结合力的同时，避免非功能区的溢胶难以去除，且减少处理面积能降低粗化药水的消耗，另外还具有工艺稳定、良品率高、成本低的优点。
优选地，所述喷淋装置包括底板、槽胆、喷嘴板和多个喷嘴，所述底板、槽胆和喷嘴板围成蓄水腔，所述喷嘴阵列地设置在喷嘴板上，所述下模板设置在槽胆上，所述底板上设有进水口，所述槽胆上设有引流槽，用于将喷嘴喷出的粗化药水引流至槽胆外。
通过采用上述技术方案，由于引线框架上的功能单元尺寸一般都比较小，所以喷嘴的孔径也应该比较细，单个喷嘴喷出的水柱的穿透力要强，然后大量地阵列，形成一面水墙，以使喷淋更加均匀。
优选地，所述喷淋装置还包括一级稳流水胆、一级挡水板、二级稳流水胆和二级挡水板，所述一级挡水板和二级挡水板上均阵列设有多个溢流孔，所述一级挡水板设置在一级稳流水胆上，所述二级挡水板设置在二级稳流水胆上，所述一级稳流水胆、二级稳流水胆设置在底板和槽胆之间，所述一级挡水板上设有挡水区，所述挡水区与底板的进水口位置相对应。
通过采用上述技术方案，一级挡水板和二级挡水板的作用都是为了平稳水流，当粗化药水进入槽胆内时，已经非常平稳，水压均匀，多个喷嘴喷出的水柱一致性非常高，从而有效保证引线框架所有待粗化区粗化程度的高一致性。
优选地，所述下模板由软胶材料制成，所述镂空孔内表面设有倒角，用于形成方向朝下的喇叭口。
通过采用上述技术方案，由于镂空孔呈外喇叭形，粗化药水能更顺利地进入镂空孔内，并到达引线框架的下表面，进行粗化化学反应，不易影响粗化效率和效果。
优选地，所述粗化设备包括安装架和升降装置，所述升降装置设置在安装架上，所述升降装置用于带动上模板升降。
通过采用上述技术方案，升降装置优选气缸，压合力调节容易且比较稳定。
优选地，所述粗化设备还包括拉片装置、粗化缸、前水洗缸、后水洗缸、前堕片缸和后堕片缸，用于连续对引线框架的料带进行粗化处理，所述喷淋装置、上模板和下模板均设置在粗化缸内，粗化缸底部设有上水口和排水口，所述上水口与喷淋装置底板上的进水口连通；所述前水洗缸用于对粗化前的引线框架进行水洗清洁，后水洗缸用于对粗化后的引线框架进行水洗清洁，所述前堕片缸和后堕片缸用于容纳引线框架料带的进给冗余量，所述拉片装置用于拉动引线框架的料带间歇式前进。
通过采用上述技术方案，通过设置前堕片缸和后堕片缸，不会影响前后工序的进料和出料，本申请采用连续压板模式，实现连续加工，可应用于连续引线框架生产线。
优选地，所述粗化设备还包括软胶型芯，所述软胶型芯设置在喷嘴上或者喷嘴板上，用于与引线框架的下表面抵接，所述软胶型芯位于下模板的镂空孔内，与下模板相互配合以形成完整的环形镂空孔。
通过采用上述技术方案，可以对待粗化区为一个完整的环形的引线框架进行粗化作业。
优选地，所述软胶型芯底部设有盲孔，所述喷嘴插入盲孔内，以将软胶型芯固定在喷嘴上。
通过采用上述技术方案，上模板和下模板压合后，软胶型芯下部由喷嘴支撑，上部与引线框架下表面抵接，从而隔绝粗化药水。
优选地，相邻的软胶型芯之间至少预留一个喷嘴口，每个软胶型芯的四周至少具有一个喷嘴口。
通过采用上述技术方案，用于保证喷淋没有盲区，以免粗化不够均匀。
本申请提供的另一种技术方案为：一种上面所述半导体引线框架的选择性粗化设备的粗化方法，包括以下步骤：
在前堕片缸和后堕片缸预留设定长度的引线框架料带；
利用拉片装置拉动引线框架料带前进，使引线框架料带从前水洗缸进入粗化缸；
利用升降装置带动上模板下移，将引线框架料带压紧在上模板和下模板之间；
启动喷淋装置，粗化药水从喷嘴处向上喷出，穿过下模板上的镂空孔，喷淋到引线框架的待粗化区；
喷淋达到预设的时间后，粗化完成，停止喷淋；
利用升降装置带动上模板上移，松开引线框架料带；
利用拉片装置再次拉动引线框架料带前进，引线框架料带从粗化缸进入后水洗缸；
重复以上动作，使引线框架料带从后水洗缸进入后堕片缸。
通过采用上述技术方案，采用连续压板模式，实现连续加工，可应用于连续引线框架生产线。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.本申请粗化设备通过设置喷淋装置、上模板和下模板，可以实现对半导体引线框架的局部区域选择性粗化，选择性粗化方案在提高功能区和封装树脂结合力的同时，避免非功能区的溢胶难以去除，且减少处理面积能降低粗化药水的消耗；
2.本申请还具有工艺稳定、良品率高、成本低的优点；
3.采用连续压板模式，实现连续加工，可应用于连续引线框架生产线。
附图说明
图1绘示了本申请所述粗化设备实施例一的立体图；
图2绘示了本申请所述粗化设备实施例一的分解结构示意图；
图3绘示了本申请所述粗化设备实施例一的半剖示意图；
图4绘示了本申请所述粗化设备实施例一上模板和下模板压合后的状态示意图；
图5绘示了本申请实施例一要粗化的引线框架的结构示意图；
图6绘示了本申请实施例一中下模板的剖面图；
图7绘示了本申请实施例一中下模板、引线框架和喷嘴的配合关系示意图；
图8绘示了本申请所述喷嘴的局部结构示意图；
图9绘示了本申请实施例二要粗化的引线框架的结构示意图；
图10绘示了本申请实施例二中下模板的剖面图；
图11绘示了本申请实施例二中下模板、引线框架和喷嘴的配合关系示意图；
图12绘示了本申请实施例二中喷嘴和软胶型芯的配合关系示意图；
图13绘示了本申请所述粗化设备实施例三的立体图。
附图标记说明：10、喷淋装置；11、底板；111、进水口；12、槽胆；121、引流槽；13、喷嘴板；14、喷嘴；141、喷嘴口；15、一级稳流水胆；16、一级挡水板；161、溢流孔；162、挡水区；17、二级稳流水胆；18、二级挡水板；181、溢流孔；20、上模板；30、下模板；31、镂空孔；32、倒角；40、安装架；50、升降装置；60、拉片装置；70、粗化缸；701、上水口；702、排水口；71、前水洗缸；72、后水洗缸；73、前堕片缸；74、后堕片缸；80、软胶型芯；801、盲孔；100、引线框架；101、待粗化区。
具体实施方式
以下结合附图1-13对本申请作进一步详细说明。
实施例一：
参照图1、图2和图5，本申请实施例公开一种半导体引线框架的选择性粗化设备，用于对引线框架100进行局部粗化，包括喷淋装置10、上模板20和下模板30，所述上模板20和下模板30用于夹紧引线框架100，所述下模板30上设有镂空孔31，用于露出引线框架100的待粗化区101，所述喷淋装置10用于将粗化药水喷淋在引线框架100的待粗化区101。
参照图3，所述粗化设备包括安装架40和升降装置50，所述升降装置50设置在安装架40上，所述升降装置50用于带动上模板20升降，通过升降装置50来调整上模板20和下模板30之间的压合力，升降装置50优选气缸，压合力调节容易且比较稳定。
参照图1，上模板20为平板，可以采用硬板，也可以采用硅胶、橡胶等材料制成的软板，软板可以减少对引线框架100表面的压伤；所述下模板30由软胶材料制成，比如硅胶或橡胶等材料，这样上模板20和下模板30压合时，能密封引线框架100的周边，以隔绝粗化药水。
本实施例粗化设备的粗化方法包括以下步骤：
把引线框架100放置在下模板30上；
利用升降装置50带动上模板20下移，将引线框架100压紧在上模板20和下模板30之间；
启动喷淋装置10，粗化药水从喷嘴14处向上喷出，穿过下模板30上的镂空孔31，喷淋到引线框架100的待粗化区101；
喷淋达到预设的时间后，粗化完成，停止喷淋；
利用升降装置50带动上模板20上移，松开引线框架100，取出引线框架100。
参照图2、图3和图8，所述喷淋装置10包括底板11、槽胆12、喷嘴板13和多个喷嘴14，所述底板11、槽胆12和喷嘴板13围成蓄水腔，所述喷嘴14阵列地设置在喷嘴板13上，所述下模板30设置在槽胆12上，所述底板11上设有进水口111，所述槽胆12上设有引流槽121，用于将喷嘴14喷出的粗化药水引流至槽胆12外。由于引线框架100上的功能单元尺寸一般都比较小，所以喷嘴14的孔径也应该比较细，单个喷嘴14喷出的水柱的穿透力要强，然后大量地阵列，形成一面水墙，以使喷淋更加均匀。
为了进一步提高喷淋水流的稳定性和均匀性，所述喷淋装置10还包括一级稳流水胆15、一级挡水板16、二级稳流水胆17和二级挡水板18，所述一级挡水板16和二级挡水板18上均阵列设有多个溢流孔161、181，所述一级挡水板16设置在一级稳流水胆15上，所述二级挡水板18设置在二级稳流水胆17上，所述一级稳流水胆15、二级稳流水胆17设置在底板11和槽胆12之间，所述一级挡水板16上设有挡水区162，所述挡水区162与底板11的进水口111位置相对应。
粗化药水从底板11的进水口111进入，会喷射在一级挡水板16上的挡水区162，挡水区162将水柱全部挡回，然后慢慢地将一级稳流水胆15填满，水流趋于平稳；一级稳流水胆15填满后，会从一级挡水板16上的溢流孔161向上溢出，一级挡水板16进一步使二级稳流水胆17内的水位缓慢上升，二级挡水板18的作用也是为了平稳水流，当粗化药水进入槽胆12内时，已经非常平稳，水压均匀，多个喷嘴14喷出的水柱一致性非常高，从而有效保证引线框架100所有待粗化区101粗化程度的高一致性。
喷淋装置10是从下向上喷淋粗化药水，如果引线框架100上的待粗化区101较为狭窄，那么下模板30上的镂空孔31也会很狭窄，粗化药水难以穿过镂空孔31到达引线框架100的下表面，影响粗化效率和效果。参照图7，所述镂空孔31内表面设有倒角32，用于形成方向朝下的喇叭口。由于镂空孔31呈外喇叭形，粗化药水能更顺利地进入镂空孔31内，并到达引线框架100的下表面，进行粗化化学反应，不易影响粗化效率和效果。
本申请的实施原理为：通过设置喷淋装置10、上模板20和下模板30，可以实现对半导体引线框架100的局部区域选择性粗化，上模板20和下模板30夹紧引线框架100，实现对引线框架100的边缘密封，在下模板30上开设镂空孔31，喷淋装置10可以将粗化药水喷淋在引线框架100的待粗化区101，实现局部粗化，其它区域由于被上模板20和下模板30密封，与粗化药水相隔绝，不会被粗化。选择性粗化方案在提高功能区和封装树脂结合力的同时，避免非功能区的溢胶难以去除，且减少处理面积能降低粗化药水的消耗，另外还具有工艺稳定、良品率高、成本低的优点。
实施例二：
参照图9、图10和图11，与实施例一不同之处在于，所述粗化设备还包括软胶型芯80，所述软胶型芯80设置在喷嘴14上（或喷嘴板13上），用于与引线框架100的下表面抵接，所述软胶型芯80位于下模板30的镂空孔31内，与下模板30相互配合以形成完整的环形镂空孔。
当待粗化区101为一个完整的环形时，下模板30除了需要开设镂空孔31外，还要在镂空孔31内设置软胶型芯80，这样相互配合才能形成一个环形的镂空孔31。下模板30和软胶型芯80不能做成一体（如果做成一体，二者就得通过连接部连接，连接部会阻挡粗化药水，待粗化区101就会有一部分面积无法粗化），需要解决软胶型芯80的固定问题，如果软胶型芯80不能抵紧引线框架100下表面，粗化药水会从边缘进入，导致引线框架100不需要粗化的区域被粗化。
参照图11，所述软胶型芯80底部设有盲孔801，所述喷嘴14插入盲孔801内，以将软胶型芯80固定在喷嘴14上。本申请把软胶型芯80设置在喷嘴14上，上模板20和下模板30压合后，软胶型芯80下部由喷嘴14支撑，上部与引线框架100下表面抵接，从而隔绝粗化药水。
参照图12，相邻的软胶型芯80之间应当至少预留一个喷嘴口141，这样每个软胶型芯80的四周都至少具有一个喷嘴口141，保证喷淋没有盲区，以免影响粗化的均匀性。
实施例三：
参照图13，与实施例一不同之处在于所述半导体引线框架的选择性粗化设备可应用于连续引线框架生产线，所述粗化设备包括喷淋装置10、上模板20、下模板30、拉片装置60、粗化缸70、前水洗缸71、后水洗缸72、前堕片缸73和后堕片缸74，用于连续对引线框架的料带进行粗化处理，所述喷淋装置10、上模板20和下模板30均设置在粗化缸70内，粗化缸70底部设有上水口701和排水口702，所述上水口701与喷淋装置10底板11上的进水口111连通；所述前水洗缸71用于对粗化前的引线框架100进行水洗清洁，后水洗缸72用于对粗化后的引线框架100进行水洗清洁，所述前堕片缸73和后堕片缸74用于容纳引线框架料带的进给冗余量，所述拉片装置60用于拉动引线框架100的料带间歇式前进。
本实施例粗化设备的粗化方法包括以下步骤：
在前堕片缸73和后堕片缸74预留设定长度的引线框架料带；
利用拉片装置60拉动引线框架料带前进，使引线框架料带从前水洗缸71进入粗化缸70；
利用升降装置50带动上模板20下移，将引线框架料带压紧在上模板20和下模板30之间；
启动喷淋装置10，粗化药水从喷嘴14处向上喷出，穿过下模板30上的镂空孔31，喷淋到引线框架100的待粗化区101；
喷淋达到预设的时间后，粗化完成，停止喷淋；
利用升降装置50带动上模板20上移，松开引线框架料带；
利用拉片装置60再次拉动引线框架料带前进，引线框架料带从粗化缸70进入后水洗缸72；
重复以上动作，使引线框架料带从后水洗缸72进入后堕片缸74。
引线框架料带在喷淋粗化时，是处于静止状态的，所以当粗化工序前后两端的工序需要连续进料时或进料节奏不一致时，就需要设置前堕片缸73和后堕片缸74，引线框架料带在前堕片缸73和后堕片缸74内自然下垂，在前后工序需要进料时，引线框架料带会变短，但不会绷紧，不会影响前后工序的进料和出料。
本实施例采用连续压板模式，实现连续加工，可应用于连续引线框架生产线。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种半导体引线框架的选择性粗化设备，用于对引线框架(100)进行局部粗化，其特征在于，包括喷淋装置(10)、上模板(20)和下模板(30)，所述上模板(20)和下模板(30)用于夹紧引线框架(100)，所述下模板(30)上设有镂空孔(31)，用于露出引线框架(100)的待粗化区(101)，所述喷淋装置(10)用于将粗化药水喷淋在引线框架(100)的待粗化区(101)。
2.根据权利要求1所述半导体引线框架的选择性粗化设备，其特征在于，所述喷淋装置(10)包括底板(11)、槽胆(12)、喷嘴板(13)和多个喷嘴(14)，所述底板(11)、槽胆(12)和喷嘴板(13)围成蓄水腔，所述喷嘴(14)阵列地设置在喷嘴板(13)上，所述下模板(30)设置在槽胆(12)上，所述底板(11)上设有进水口(111)，所述槽胆(12)上设有引流槽(121)，用于将喷嘴(14)喷出的粗化药水引流至槽胆(12)外。
3.根据权利要求2所述半导体引线框架的选择性粗化设备，其特征在于，所述喷淋装置(10)还包括一级稳流水胆(15)、一级挡水板(16)、二级稳流水胆(17)和二级挡水板(18)，所述一级挡水板(16)和二级挡水板(18)上均阵列设有多个溢流孔(161、181)，所述一级挡水板(16)设置在一级稳流水胆(15)上，所述二级挡水板(18)设置在二级稳流水胆(17)上，所述一级稳流水胆(15)、二级稳流水胆(17)设置在底板(11)和槽胆(12)之间，所述一级挡水板(16)上设有挡水区(162)，所述挡水区(162)与底板(11)的进水口(111)位置相对应。
4.根据权利要求1所述半导体引线框架的选择性粗化设备，其特征在于，所述下模板(30)由软胶材料制成，所述镂空孔(31)内表面设有倒角(32)，用于形成方向朝下的喇叭口。
5.根据权利要求1所述半导体引线框架的选择性粗化设备，其特征在于，所述粗化设备包括安装架(40)和升降装置(50)，所述升降装置(50)设置在安装架(40)上，所述升降装置(50)用于带动上模板(20)升降。
6.根据权利要求5所述半导体引线框架的选择性粗化设备，其特征在于，所述粗化设备还包括拉片装置(60)、粗化缸(70)、前水洗缸(71)、后水洗缸(72)、前堕片缸(73)和后堕片缸(74)，用于连续对引线框架料带进行粗化处理，所述喷淋装置(10)、上模板(20)和下模板(30)均设置在粗化缸(70)内，粗化缸(70)底部设有上水口(701)和排水口(702)，所述上水口(701)与喷淋装置(10)底板(11)上的进水口(111)连通；所述前水洗缸(71)用于对粗化前的引线框架(100)进行水洗清洁，后水洗缸(72)用于对粗化后的引线框架(100)进行水洗清洁，所述前堕片缸(73)和后堕片缸(74)用于容纳引线框架料带的进给冗余量，所述拉片装置(60)用于拉动引线框架料带间歇式前进。
7.根据权利要求2所述半导体引线框架的选择性粗化设备，其特征在于，所述粗化设备还包括软胶型芯(80)，所述软胶型芯(80)设置在喷嘴(14)上或者喷嘴板(13)上，用于与引线框架(100)的下表面抵接，所述软胶型芯(80)位于下模板(30)的镂空孔(31)内，与下模板(30)相互配合以形成完整的环形镂空孔。
8.根据权利要求7所述半导体引线框架的选择性粗化设备，其特征在于，所述软胶型芯(80)底部设有盲孔(801)，所述喷嘴(14)插入盲孔(801)内，以将软胶型芯(80)固定在喷嘴(14)上。
9.根据权利要求7所述半导体引线框架的选择性粗化设备，其特征在于，相邻的软胶型芯(80)之间至少预留一个喷嘴口(141)，每个软胶型芯(80)的四周至少具有一个喷嘴口(141)。
10.一种权利要求6所述半导体引线框架的选择性粗化设备的粗化方法，其特征在于，包括以下步骤：
在前堕片缸(73)和后堕片缸(74)预留设定长度的引线框架料带；
利用拉片装置(60)拉动引线框架料带前进，使引线框架料带从前水洗缸(71)进入粗化缸(70)；
利用升降装置(50)带动上模板(20)下移，将引线框架料带压紧在上模板(20)和下模板(30)之间；
启动喷淋装置(10)，粗化药水从喷嘴(14)处向上喷出，穿过下模板(30)上的镂空孔(31)，喷淋到引线框架(100)的待粗化区(101)；
喷淋达到预设的时间后，粗化完成，停止喷淋；
利用升降装置(50)带动上模板(20)上移，松开引线框架料带；
利用拉片装置(60)再次拉动引线框架料带前进，引线框架料带从粗化缸(70)进入后水洗缸(72)；
重复以上动作，使引线框架料带从后水洗缸(72)进入后堕片缸(74)。
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