[发明专利]一种提高PCB基板半导体封装可靠性的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及PCB基板半导体芯片领域，尤其涉及半导体芯片封装技术领域。

背景技术

通常的半导体封装流程为：芯片圆片切割；芯片键合在引线框架或者基板上；导线键合，使芯片和外部电路连接导通；环氧树脂包覆芯片，芯片座，导线及导线连接的引线框架的内部引脚或基板上的焊垫；分割成单颗及外部引脚成型。

随着表面贴装技术的广泛应用，一种比较严重的失效模式就是封装体在客户端进行表面贴装SMT时，芯片封装体从界面处开裂，界面处的导线键合受到分离应力作用容易开路而导致产品失效，界面处的芯片建立了与外界的潮气通路，其失效机理就是由于有些工序中温度比较高，界面所吸收的潮气在高温下体积迅速膨胀，产生的应力高于界面的结合力导致的开裂。为此JEDEC固态技术协会公布了针对SMD器件的潮气敏感度标准，对此给了明确的潮气敏感度定义、实验方法、等级划分。

以ASM为代表的引线框架供应商进行的框架材料表面粗化处理的研究，由于粗化作用于框架表面，其主要的有效部分是作用在框架和环氧树脂的界面，对于芯片及导线不起作用，通常框架为了适应导线键合的要求，对引脚焊垫做了镀银或镀镍处理，粗化的效果在镀层的表面往往达不到如同基材的效果，而此处的界面分层通常对产品的寿命起到置关重要的作用，另外就是处理过的框架成本增加较普通的框架增长对整个封装成本的影响很大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种提高PCB基板半导体封装可靠性的工艺，其能够提高PCB基板半导体封装时各个界面的结合力，降低工艺过程中分层、开裂情况。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种提高PCB基板半导体封装可靠性的工艺，其中：对PCB基板封装区域需要处理的部分进行等离子处理，然后对PCB基板封装区域，连接导线，芯片需要加强的表面均匀施用助粘剂溶液，所述助粘剂中含有两种活性成分，分别是钛酸酯偶联剂与硅烷偶联剂；常温挥发风干或者烘干溶剂，剩余混合活性成分涂层厚度控制在4-110nm厚度，然后进行后道封装工序。

作为本发明所述的提高PCB基板半导体封装可靠性的工艺的一种优选方案，其中：使用氮气对待处理材料进行等离子处理，然后使用助粘剂进行处理，所述助粘剂中的活性成分为单烷氧基脂肪酸钛酸酯与甲基丙烯酰氧基硅烷，两者重量百分比为95∶5-99∶1。

作为本发明所述的提高PCB基板半导体封装可靠性的工艺的一种优选方案，其中：在使用氮气处理前，先使用氩气对待处理材料进行等离子处理，然后使用助粘剂进行处理，所述助粘剂中的活性成分为单烷氧基脂肪酸钛酸酯与甲基丙烯酰氧基硅烷，两者重量百分比为98∶2-99.5∶0.5。

作为本发明所述的提高PCB基板半导体封装可靠性的工艺的一种优选方案，其中：在使用氮气处理前，先使用氩气对待处理材料进行等离子处理，然后使用助粘剂进行处理，所述助粘剂中的活性成分为单烷氧基脂肪酸钛酸酯与甲基丙烯酰氧基硅烷，两者重量百分比为98∶2-99.5∶0.5。

作为本发明所述的提高PCB基板半导体封装可靠性的工艺的一种优选方案，其中：PCB基板封装区域需要处理的部分放置在等离子体入射范围下，抽真空使得腔体内真空度小于0.15托，射频发生器发出高频波，使腔体内的氩气成为等离子体，在电场的驱动下撞击腔内待处理材料的表面，射频波功率600+/-100瓦，作用时间20+/-10秒，氩气的流量20+/-10标准立方厘米，待氩气处理步骤完成后，再通入氮气，氮气作用时，射频波功率400+/-100瓦，作用时间45+/-15秒，氮气的流量20+/-15标准立方厘米，然后使用助粘剂进行处理，所述助粘剂中的活性成分为单烷氧基焦磷酸酯型偶联剂与氨基硅烷，两者重量百分比为97.5∶2.5-99.8∶0.2。

采用本发明有益的技术效果为：PCB基板，芯片，导线和环氧树脂的界面得到加强，保证工艺中无分层，提高可靠性等级上。由于微喷涂工艺中使用的材料用量很低，本身成本很低，降低了封装总体的质量成本。避免由于高潮气等级数高所需的工艺控制成本及防潮包装费用；使封装体达到工业，汽车等对产品耐潮湿，耐高温要求苛刻的客户要求

具体实施方式