專利名稱：半導(dǎo)體封裝的金屬部分上的金屬可焊性保持涂層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件制造的領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及半導(dǎo)體封裝的金屬部分上用以防止氧化的金屬可焊性保持涂層。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體器件陣列包含個體集成電路或者半導(dǎo)體封裝。如圖IA所示，半導(dǎo)體封裝的 連接體105暴露于半導(dǎo)體陣列100的頂部。連接體105通常由銅制成。為了防止銅表面的 氧化，通過電鍍對連接體105鍍敷有引線精整材料，諸如亞光錫(Sn)。結(jié)果，連接體105’的 頂面此后是鍍錫的，如圖IB所示。分割(singulation)是從模制片中分離每個半導(dǎo)體封裝的過程。切割(dicing) 或者鋸切(sawing)是將半導(dǎo)體陣列100’分割為個體或經(jīng)分割的半導(dǎo)體封裝的過程。傳統(tǒng) 上，經(jīng)過電鍍的半導(dǎo)體陣列100’被切割為經(jīng)分割的半導(dǎo)體封裝，以便運送給消費者從而組 裝到印刷電路板上。圖IC示出了切割半導(dǎo)體陣列100’的鋸115。鋸115通常沿著跨過鍍 敷的連接體105’的鋸切路徑110，得到經(jīng)分割的半導(dǎo)體封裝的外部邊緣上的連接體。圖2A示出了在外圍邊緣上具有多個連接體205的經(jīng)分割的半導(dǎo)體封裝200。盡管 連接體的頂部205a鍍敷有錫，但是連接體的側(cè)壁205b是暴露的(例如，沒有進行錫鍍)， 這是因為切割是在利用引線精整材料對半導(dǎo)體陣列100進行電鍍之后進行的。如果經(jīng)分割 的半導(dǎo)體封裝200在分割之后被保存在不適當?shù)沫h(huán)境和/或條件中(例如，空氣中的濕氣、 酸、堿、鹽、油、拋光的侵蝕性金屬以及其他固體和液體化學(xué)品)，則暴露的表面205b變成了 潛在腐蝕210如銅氧化物的位置，如圖2B所示。該老化過程稱為氧化。暴露的表面205b 通常沉積有氧化物以及其他非金屬化合物的污染層210，其常常干擾或者阻礙焊料的可濕 潤性(wettability)。得到的氧化物層降低了可焊性，因為污染物210阻止了金屬良好地焊 接。氧化率可能隨著溫度或者濕度的增加而增加。焊接問題是器件故障的一個常見原因。將經(jīng)分割的半導(dǎo)體封裝200組裝到印刷電路板上需要非常清潔的表面。由于金屬 氧化物形成了阻止熔融的焊料形成真正冶金鍵合的障礙，因此必須在焊接之前對金屬氧化 物加以去除，或是在最初得以避免。本發(fā)明至少解決現(xiàn)有技術(shù)中的這些限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一方面是一種防止在半導(dǎo)體封裝連接體的金屬表面上形成污染物的方法。所述方法包括使用清潔劑來執(zhí)行對半導(dǎo)體封裝的第一清潔，從而降低不期望材料的表面張力。執(zhí)行第一清潔包括將半導(dǎo)體封裝沉浸在清潔劑中。在某些實施方式中，半導(dǎo)體 封裝在50°C下在清潔劑中沉浸5分鐘。在某些實施方式中，清潔劑是酸。所述方法還包括 執(zhí)行對半導(dǎo)體封裝的第一 DI水清洗，由此去除不期望的材料和清潔劑。所述方法還包括 執(zhí)行對半導(dǎo)體封裝的第二清潔。在某些實施方式中，第二清潔是微刻蝕，其中所述微刻蝕在 金屬連接體的表面上產(chǎn)生一致的形貌。在某些實施方式中，第二清潔包括將半導(dǎo)體封裝沉 浸在化學(xué)浴中?；瘜W(xué)浴是過氧化氫、硫酸、過硫酸鈉或者任何適當?shù)幕瘜W(xué)浴。在某些實施方 式中，半導(dǎo)體封裝在40°C下沉浸在化學(xué)浴中約60秒。所述方法進一步包括執(zhí)行對半導(dǎo)體 封裝的第二 DI水清洗，從而確保金屬連接體的暴露表面是清潔的并且準備就緒可以進行 處理。對半導(dǎo)體封裝進行預(yù)浸漬(predip)，從而激活表面。在某些實施方式中，預(yù)浸漬包括 去除氧化物以及在30°C下在預(yù)浸漬溶液中對清潔表面進行濕化30秒，其中濕的表面促進 同質(zhì)金屬表面精整。預(yù)浸漬溶液優(yōu)選地是具有有效防銹效果的有機水分散液。所述方法還 包括利用防銹溶液來處理半導(dǎo)體封裝。在某些實施方式中，所述處理步驟包括利用防銹溶 液來噴涂半導(dǎo)體封裝。備選地，所述處理步驟包括利用防銹溶液來浸漬半導(dǎo)體封裝。防銹 溶液優(yōu)選地是金屬溶液。在某些實施方式中，防銹溶液以45-52°C或者63-68°C施加于半導(dǎo) 體封裝。防銹溶液施加于半導(dǎo)體封裝4到12分鐘。所述方法還包括執(zhí)行對半導(dǎo)體封裝的 第三DI水清洗，從而清潔過量的化學(xué)物和離子污染物；以及后浸漬半導(dǎo)體封裝，從而保護 金屬涂層。金屬涂層防止氧化。后浸漬溶液是酸基或堿基之一。所述方法還包括執(zhí)行對 半導(dǎo)體封裝的第四DI水清洗，以及干燥半導(dǎo)體封裝。在某些實施方式中，所述方法還包括 將半導(dǎo)體封裝焊接到印刷電路板。本發(fā)明的第二方面是一種防止在半導(dǎo)體封裝連接體的金屬表面上形成污染物的 方法。所述方法包括利用防銹溶液來處理半導(dǎo)體封裝。在某些實施方式中，所述處理步 驟包括利用防銹溶液來噴涂半導(dǎo)體封裝。備選地，所述處理步驟包括利用防銹溶液來浸漬 半導(dǎo)體封裝。防銹溶液優(yōu)選地是金屬溶液。在某些實施方式中，防銹溶液以45-52°C或者 63-68°C施加于半導(dǎo)體封裝。防銹溶液施加于半導(dǎo)體封裝4到12分鐘。所述方法還包括 執(zhí)行對半導(dǎo)體封裝的第一 DI水清洗，從而清潔過量的化學(xué)物和離子污染物；以及干燥半導(dǎo) 體封裝。在某些實施方式中，所述方法還包括將半導(dǎo)體封裝焊接到印刷電路板。本發(fā)明的第三方面也是用于防止在半導(dǎo)體封裝連接體的金屬表面上形成污染物 的方法。所述方法包括生成合劑以供分割期間使用，并且在分割期間利用所述合劑來噴涂 半導(dǎo)體陣列，從而處理多個半導(dǎo)體封裝。該生成步驟包括向切削液中添加防銹溶液。防銹 溶液是金屬溶液。在某些實施方式中，防銹溶液以45-52°C或者63-68°C施加于多個半導(dǎo)體 封裝。防銹溶液施加于多個半導(dǎo)體封裝4到12分鐘。所述方法還包括執(zhí)行對至少一個半 導(dǎo)體封裝的第一 DI水清洗，以及干燥所述至少一個半導(dǎo)體封裝。在某些實施方式中，所述 方法還包括將至少一個半導(dǎo)體封裝焊接到印刷電路板。本發(fā)明的第四方面是一種保持半導(dǎo)體封裝的金屬可焊性的方法。所述方法包括 利用金屬溶液來涂敷連接體，其中在鋸切半導(dǎo)體陣列期間或者之后進行所述涂敷，其中所 述鋸切產(chǎn)生多個半導(dǎo)體封裝，其中所述金屬溶液配置用于防止金屬氧化。所述金屬溶液是 防銹溶液。防銹溶液是錫、銀、金、鎳金或者任何適當?shù)慕饘偃芤骸Ｔ谀承嵤┓绞街?，在?切半導(dǎo)體陣列之后進行涂敷時，通過將半導(dǎo)體封裝浸漬在金屬溶液中來應(yīng)用涂敷，或者通過利用金屬溶液噴涂半導(dǎo)體封裝來應(yīng)用涂敷。在某些實施方式中，當在半導(dǎo)體陣列的鋸切 期間進行涂敷時，通過噴涂來應(yīng)用所述涂敷。在某些實施方式中，在45-52°C或者63-68°C 進行涂敷。施加涂敷4到12分鐘。在某些實施方式中，所述方法包括當半導(dǎo)體封裝暴露 于污染物時，在所述涂敷之前，執(zhí)行對半導(dǎo)體封裝的至少一次清潔和至少一次清洗。在某些 實施方式中，所述方法還包括將半導(dǎo)體封裝焊接到印刷電路板。本發(fā)明的第五方面是一種金屬可焊性的保持方法。將半導(dǎo)體陣列加載到分割機器 中。所述半導(dǎo)體陣列包括多個半導(dǎo)體封裝。利用防銹溶液處理半導(dǎo)體封裝，從而鍍敷半導(dǎo) 體連接體的所有暴露表面。在某些實施方式中，加載步驟包括將防銹溶液與切削液混合， 使得在切割期間將合劑噴涂到半導(dǎo)體陣列上時進行所述處理。備選地，在分割之后利用防 銹溶液來噴涂半導(dǎo)體封裝。備選地，在分割之后將半導(dǎo)體封裝浸漬到防銹溶液中。在某些 實施方式中，防銹溶液是金屬溶液。金屬溶液是錫、銀、金和鎳金之一。在某些實施方式中， 在45-52°C或者63-68°C施加防銹溶液。施加防銹溶液4到12分鐘。在某些實施方式中， 所述方法還包括將半導(dǎo)體封裝焊接到印刷電路板。


本發(fā)明的新穎特征記載在所附權(quán)利要求中。然而，為了說明之目的，在以下附圖中 記載了本發(fā)明的若干實施方式圖IA示出了一種示例性半導(dǎo)體陣列；圖IB示出了涂敷有錫的連接體的半導(dǎo)體陣列；圖IC示出了利用鋸來切割的半導(dǎo)體陣列；圖2A示出了在外圍邊緣上具有多個連接體的經(jīng)分割的半導(dǎo)體封裝；圖2B示出了具有污染物的多個連接體；圖3示出了本發(fā)明一個實施方式中的保護經(jīng)分割的半導(dǎo)體封裝的示例性方法；圖4示出了本發(fā)明一個實施方式中的保護經(jīng)分割的半導(dǎo)體封裝的另一示例性方 法；圖5示出了本發(fā)明一個實施方式中的保護經(jīng)分割的半導(dǎo)體封裝的又一示例性方 法；圖6A示出了本發(fā)明某些實施方式中的通過噴涂技術(shù)對經(jīng)分割的半導(dǎo)體封裝的金 屬涂敷；圖6B示出了本發(fā)明某些實施方式中的通過浸漬技術(shù)對經(jīng)分割的半導(dǎo)體封裝的金 屬涂敷；以及圖7示出了本發(fā)明某些實施方式中經(jīng)過處理的經(jīng)分割的半導(dǎo)體封裝。
具體實施例方式在下文描述中，為說明目的而記載了多個細節(jié)。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認識 至IJ，可以在不使用這些特定細節(jié)的情況下實踐本發(fā)明。因此，并非意在將本發(fā)明限于示出的 實施方式，而是按照與在此描述的原理和特征以及等效備選相一致的最寬泛的范圍。現(xiàn)在將詳細參考附圖中示出的本發(fā)明的實現(xiàn)。貫穿附圖以及下文詳細描述，將使 用相同的參考標號來指代相同或類似的部分。
本發(fā)明的實施方式涉及半導(dǎo)體封裝的金屬接觸上的用以防止氧化物形成的金屬 可焊性保持(MSP)涂層。經(jīng)分割的半導(dǎo)體封裝在半導(dǎo)體連接體的暴露金屬區(qū)域(包括頂表 面和側(cè)壁)可能具有不期望的材料或者污染物，包括手印和氧化物。例如，當半導(dǎo)體封裝沒 有保存在適當?shù)沫h(huán)境中時，這些連接體的暴露的銅區(qū)域上通常會發(fā)生氧化。銅氧化物阻止 了金屬良好地焊接。在半導(dǎo)體陣列的鋸切期間或之后或這兩者時，使用本發(fā)明的防銹溶液來涂敷金屬 連接體，以保持金屬可焊性。在某些實施方式中，防銹溶液是金屬溶液，諸如錫、銀、金、鎳金 或者任何適當?shù)娜芤骸＠梅冷P溶液來涂敷暴露的銅區(qū)域保護了暴露的銅不被氧化。此類 涂敷有益地允許半導(dǎo)體封裝不必在制造之后便立即組裝(例如，焊接至印刷電路板)。如上所述，可以在半導(dǎo)體陣列的鋸切過程期間或之后保護經(jīng)分割的半導(dǎo)體封裝不被氧化，而不論半導(dǎo)體陣列先前是否已經(jīng)進行了電鍍。如果經(jīng)分割的半導(dǎo)體封裝在鋸切過 程之后的某時進行組裝，則經(jīng)分割的半導(dǎo)體封裝有可能已經(jīng)暴露于污染物，特別是在經(jīng)分 割的半導(dǎo)體封裝沒有恰當保存的情況下。由此，在金屬可焊性的保持之前，要進行附加的測 量以確保連接體沒有碎屑。如果經(jīng)分割的半導(dǎo)體封裝在鋸切過程之后立即組裝，則無需進 行附加的測量，因為經(jīng)分割的半導(dǎo)體封裝尚未暴露于污染物。下文對金屬可焊性保持的每 種情況進行詳細研究。情況1 鋸切和暴露于污染物之后的保持在某些實施方式中，在經(jīng)分割的半導(dǎo)體封裝已經(jīng)暴露于污染物(例如，氧化物)之 后，在連接體的暴露金屬區(qū)域上涂敷防銹溶液。如上所述，當半導(dǎo)體封裝在制造之后沒有保 存在適當環(huán)境中時，會發(fā)生氧化。連接體的暴露金屬部分至少包括連接體的側(cè)壁。如果半 導(dǎo)體連接體之前沒有經(jīng)過電鍍，則連接體的頂面也是暴露的。假設(shè)半導(dǎo)體封裝已經(jīng)從半導(dǎo)體陣列進行了分割并且尚未組裝(例如，焊接至印 刷電路板)，圖3示出了本發(fā)明的一個實施方式中保護經(jīng)分割的半導(dǎo)體封裝的示例性方法 300。過程開始于步驟305，使用清潔劑對半導(dǎo)體封裝進行第一清潔。清潔劑有助于降低半 導(dǎo)體封裝上的不期望材料的表面張力。在某些實施方式中，在50°C的溫度下將半導(dǎo)體封裝 沉浸在清潔劑中5分鐘。在某些實施方式中，清潔劑是酸，其進行去垢和乳化，以有效地去 除諸如氧化物和手印等污染物。在步驟310，執(zhí)行第一去離子(DI)水清洗。使用DI水來清洗半導(dǎo)體封裝以去除污 染物和清潔劑。在步驟315，執(zhí)行第二清潔步驟。在某些實施方式中，第二清潔步驟是微刻蝕。優(yōu) 選地，微刻蝕在金屬連接體的表面上產(chǎn)生一致的形貌。各種化學(xué)浴可以用于對連接體進行 微刻蝕，諸如過氧化氫、硫酸、過硫酸鈉或者任何適當?shù)幕瘜W(xué)浴。在某些實施方式中，在40°C 的溫度下將半導(dǎo)體封裝沉浸在化學(xué)浴中約60秒。在步驟320，執(zhí)行第二 DI水清洗。第二 DI水清洗確保金屬連接體的暴露表面是清 潔的，并且已經(jīng)就緒可以進行處理和保護。然而，在處理和保護之前，在步驟325，執(zhí)行預(yù)浸漬以激活金屬連接體的表面。在某 些實施方式中，在30°C的溫度下執(zhí)行去除剩余氧化物和/或污染物以及濕化表面的處理30 秒?！皾瘛北砻娲龠M同質(zhì)金屬表面精整。在某些實施方式中，預(yù)浸漬溶液是有機水分散液，其 具有有效防銹的效果。
在步驟330，使用防銹溶液來施加金屬涂層。在某些實施方式中，防銹溶液是金 屬溶液，諸如錫、銀、金、鎳金或者任何適當?shù)娜芤?。取決于金屬膜的期望厚度，可以通過浸 漬方法或者噴涂方法在高溫或低溫中施加金屬涂層4到12分鐘。在某些實施方式中，在 45-52°C的相對較低的溫度下，金屬膜厚度約為0. 35微米。在某些實施方式中，在63_68°C 的相對較高的溫度下，金屬膜厚度約為1微米。 如圖6A所示，可以通過使用防銹溶液610來噴涂經(jīng)分割的半導(dǎo)體封裝605，從而 向經(jīng)分割的半導(dǎo)體封裝605施加金屬涂層；或者如圖6B所示，可以通過將經(jīng)分割的半導(dǎo)體 封裝605浸漬在防銹溶液610中，來向經(jīng)分割的半導(dǎo)體封裝605施加金屬涂層。如圖所示， MSP噴涂和MSP浸漬是無電極鍍敷技術(shù)。可以想到在半導(dǎo)體封裝上施加金屬涂層的其他無 電極鍍敷技術(shù)。盡管在圖6A-圖6B中將經(jīng)分割的半導(dǎo)體封裝605示為已經(jīng)經(jīng)過了電鍍(例如，對 連接體的頂表面進行了鍍敷)，但是圖3-圖5中描述的保護經(jīng)分割半導(dǎo)體封裝的方法也適 用于沒有經(jīng)過電鍍的半導(dǎo)體陣列(例如，連接體的頂表面沒有經(jīng)過鍍敷)，其中，通過MSP工 藝對頂表面和側(cè)壁二者同時進行涂敷。在某些實施方式中，通過電鍍在連接體的頂表面上 形成的金屬涂層約為10微米厚，而通過MSP在連接體的側(cè)壁上形成的金屬涂層約為1微米 厚。金屬晶須化(whiskering)是絲狀毛從金屬表面的自發(fā)生長。晶須導(dǎo)致電子電路 的短路和電弧。如果半導(dǎo)體陣列先前已經(jīng)利用錫進行了電鍍，則可能發(fā)生錫晶須化。如果 金屬離子是錫沉積，則錫晶須化是有關(guān)的因素。錫晶須像小型天線一樣，影響電路阻抗。錫 晶須可能會降低錫鍍敷的導(dǎo)電性。在錫浴中使用銀(Ag)衍生物作為添加劑通過在清潔的 暴露表面上產(chǎn)生Ag膜來幫助防止晶須生長。Ag膜有益地降低了中間金屬層構(gòu)建的應(yīng)力形 成和速度二者。另外，晶須生長對于銀、金、鎳金涂層而言不是問題。應(yīng)當理解，本發(fā)明的實施方式適用于先前已經(jīng)利用例如錫進行了涂敷的半導(dǎo)體封 裝。在這種情況下，本發(fā)明的金屬溶液還將被用作“填充料”。由于金屬溶液可以被用作填充 料，因此可以最小化成本，這是因為可以在表面上施加較薄的金屬溶液膜而不是較厚的膜。在某些實施方式中，在步驟330與步驟325之間不需要單獨的清洗，因為預(yù)浸漬溶 液中不包含添加劑。在某些實施方式中，預(yù)浸漬溶液和金屬涂層使用相同的成分。在其他 實施方式中，可以在步驟330與步驟325之間執(zhí)行單獨的清洗。在步驟335，執(zhí)行第三DI水清洗。在利用后浸漬溶液來保護金屬涂層之前，第三 DI水清洗清潔過量的化學(xué)物以及任何離子污染物。在某些實施方式中，在步驟335使用的 DI水是熱的。在步驟340，執(zhí)行后浸漬，從而通過使用酸基或堿基來防止金屬涂層上的氧化反 應(yīng)。對于噴涂和浸漬二者的處理，都執(zhí)行后浸漬。在步驟345，執(zhí)行第四DI水清洗。在某些實施方式中，在步驟345使用的DI水是 熱的。在其他實施方式中，在步驟345使用的DI水是室溫。在步驟350，將半導(dǎo)體封裝置于干燥器中。在某些實施方式中，干燥器是烘箱。過 程300在步驟350之后終止。在保持金屬可焊性之后的任何時間，可以將半導(dǎo)體封裝焊接 至印刷電路板，因為已經(jīng)對連接體進行了保護或者保持，這有益地防止了金屬氧化。情況2 在鋸切之后、但是暴露于污染物之前立即進行的保持
在某些實施方式中，在鋸切半導(dǎo)體陣列之后、但是在經(jīng)分割的半導(dǎo)體封裝暴露于 污染物之前，立即在經(jīng)分割的半導(dǎo)體封裝的連接體的暴露金屬區(qū)域上涂敷防銹溶液。由于 半導(dǎo)體封裝在制造期間沒有暴露于污染物，因此無需在處理之前清潔半導(dǎo)體封裝。這種清 潔是為了去除可能的污染物。假設(shè)半導(dǎo)體封裝已經(jīng)從半導(dǎo)體陣列上進行了分割但是尚未組裝(例如，焊接至印 刷電路板)，圖4示出了在本發(fā)明的一個實施方式中保護經(jīng)分割的半導(dǎo)體封裝的另一示例 性方法400。過程開始于步驟405，使用防銹溶液向最近分割的半導(dǎo)體封裝施加金屬涂層。 由于步驟405類似于上文討論的步驟330，因此在此不對步驟405進行詳述。在步驟410，執(zhí)行第一 DI水清洗。第一 ID水清洗清潔過量的化學(xué)物以及任何離子污染物。步驟410類似于步驟335。在某些實施方式中，在第一 DI水清洗之后執(zhí)行后浸漬和第二 DI水清洗。盡管未 示出這些步驟，但是其類似于上文描述的步驟340和345。在步驟415，將半導(dǎo)體封裝置于干燥器中。在某些實施方式中，干燥器是烘箱。過 程400在步驟415之后結(jié)束。在保持金屬可焊性之后的任意時間，可以將半導(dǎo)體封裝焊接 至印刷電路板，因為已經(jīng)對連接體進行了保護或者保持，這有益地防止了金屬氧化。情況3 在鋸切期間的保持在某些實施方式中，可以在鋸切過程期間防止經(jīng)分割的半導(dǎo)體封裝被氧化。由于 半導(dǎo)體封裝不會在制造期間暴露于污染物，因此無需在處理之前清潔半導(dǎo)體封裝。此類清 潔是為了去除可能的污染物。假設(shè)半導(dǎo)體封裝尚未從半導(dǎo)體陣列分割，圖5示出了在本發(fā)明的一個實施方式中 保護經(jīng)分割的半導(dǎo)體封裝的又一示例性方法500。過程開始于步驟505，將需要切割的半導(dǎo) 體陣列加載到分割鋸機器中。在步驟510，向切削液施加諸如上文討論的防銹溶液，以形成合劑。切削液通常用 來在鋸切期間冷卻分割鋸機器的刀片。在某些實施方式中，步驟505和步驟510可以互換， 或者可以同時執(zhí)行。在步驟515，在半導(dǎo)體陣列的鋸切過程期間噴涂合劑。鋸切過程將半導(dǎo)體陣列切 割為多個經(jīng)分割的半導(dǎo)體封裝。由此，每個經(jīng)分割的半導(dǎo)體封裝利用防銹溶液進行了處理。 換言之，每個經(jīng)分割的半導(dǎo)體封裝涂敷有金屬層，諸如錫、銀、金、鎳金或任何適當?shù)娜芤?。在步驟520，執(zhí)行第一 ID水清洗。第一 DI水清洗清潔過量的化學(xué)物和任何離子污 染物。在某些實施方式中，在步驟520使用的水是熱的。在保持金屬可焊性之后，可以將半 導(dǎo)體封裝焊接至印刷電路板。在某些實施方式中，在第一 DI水清洗之后，執(zhí)行后浸漬和第二 DI水清洗。盡管未 示出這些步驟，但是其類似于上文描述的步驟340和345。在步驟525，將半導(dǎo)體封裝置于干燥器中。在某些實施方式中，干燥器是烘箱。過 程500在步驟525之后結(jié)束。在保持金屬可焊性之后的任意時間，可以將半導(dǎo)體封裝焊接 至印刷電路板，因為已經(jīng)對連接體進行了保護或者保持，這有益地防止了金屬氧化。應(yīng)當理解，MSP可以在其他情況下應(yīng)用，以通過利用防銹溶液涂敷金屬部分，來防 止金屬部分上諸如氧化物的污染物。具有MSP涂層的經(jīng)分割半導(dǎo)體封裝
本發(fā)明的實施方式有益地改進了焊接至印刷電路板的封裝的質(zhì)量，這是因為在焊接之前去除了污染物。此外，上文描述的每個方法有益地防止了半導(dǎo)體封裝的金屬導(dǎo)體上 的氧化。圖7示出了本發(fā)明某些實施方式中處理后的經(jīng)分割的半導(dǎo)體封裝700?？梢詤^(qū)分 具有MSP和沒有MSP的半導(dǎo)體封裝。特別地，沒有MSP的半導(dǎo)體封裝具有帶顏色的含銅連 接體，具體地，至少是如圖2A所示的連接體的側(cè)壁。相反，具有MSP的半導(dǎo)體封裝具有整體 是金屬涂敷的連接體。如圖7所示，連接體705的頂表面和側(cè)壁具有相同的金屬色。然而， 如果使用兩類金屬，例如頂表面使用錫而側(cè)壁使用金，則顏色將是不同的。在某些實施方式中，金屬涂層是質(zhì)密的金屬顆粒，其具有保持金屬可焊性的大的 多邊形晶體結(jié)構(gòu)。金屬涂層可以是錫、銀、金、鎳金或者任何適當?shù)慕饘偻繉?。金屬可焊?保持保護了半導(dǎo)體封裝的連接體不受潮，從而防止了金屬氧化。金屬可焊性保持允許在運 送之前切割整個半導(dǎo)體陣列。盡管已經(jīng)參考多個特定細節(jié)描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會認識 至IJ，在不脫離本發(fā)明精神的情況下可以利用其他特定形式來具體化本發(fā)明。由此，本領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員將會理解，本發(fā)明不限于上文的說明性細節(jié)，而是由所附權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
一種用于防止在半導(dǎo)體封裝連接體的金屬表面上形成污染物的方法，所述方法包括a.使用清潔劑來執(zhí)行對半導(dǎo)體封裝的第一清潔，從而降低不期望材料的表面張力；b.執(zhí)行對所述半導(dǎo)體封裝的第一DI水清洗，由此去除所述不期望材料和所述清潔劑；c.執(zhí)行對所述半導(dǎo)體封裝的第二清潔；d.執(zhí)行對所述半導(dǎo)體封裝的第二DI水清洗，從而確保金屬連接體的暴露表面是清潔的并且準備就緒可以進行處理；e.對所述半導(dǎo)體封裝進行預(yù)浸漬，從而激活所述表面；f.利用防銹溶液來處理所述半導(dǎo)體封裝；g.執(zhí)行對所述半導(dǎo)體封裝的第三DI水清洗，從而清潔過量的化學(xué)物和離子污染物；h.后浸漬所述半導(dǎo)體封裝，從而保護金屬涂層；i.執(zhí)行對所述半導(dǎo)體封裝的第四DI水清洗；以及j.干燥所述半導(dǎo)體封裝。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中執(zhí)行所述第一清潔包括將所述半導(dǎo)體封裝沉浸在 所述清潔劑中。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述半導(dǎo)體封裝在50°C下在所述清潔劑中沉浸5分鐘。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述清潔劑是酸。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二清潔是微刻蝕，其中所述微刻蝕在所述金 屬連接體的表面上產(chǎn)生一致的形貌。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二清潔包括將所述半導(dǎo)體封裝沉浸在化學(xué)浴中。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述化學(xué)浴是過氧化氫、硫酸和過硫酸鈉之一。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述半導(dǎo)體封裝在40°C下沉浸在所述化學(xué)浴中約60秒。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述預(yù)浸漬包括去除氧化物，以及在30°C下在預(yù)浸 漬溶液中對清潔表面進行濕化30秒，其中濕化的表面促進同質(zhì)金屬表面精整。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述預(yù)浸漬溶液是具有有效防銹效果的有機水分 散液。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述處理包括利用所述防銹溶液來噴涂所述半導(dǎo) 體封裝。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述處理包括利用所述防銹溶液來浸漬所述半導(dǎo) 體封裝。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述防銹溶液是金屬溶液。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述防銹溶液以45-52°C或者63-68°C施加于所述 半導(dǎo)體封裝。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述防銹溶液施加于所述半導(dǎo)體封裝4到12分鐘。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其中后浸漬溶液是酸基或堿基之一。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述金屬涂層防止氧化。
18.一種用于防止在半導(dǎo)體封裝連接體的金屬表面上形成污染物的方法，所述方法包括a.利用防銹溶液來處理半導(dǎo)體封裝；b.執(zhí)行對所述半導(dǎo)體封裝的第一DI水清洗，從而清潔過量的化 學(xué)物和離子污染物；以及c.干燥所述半導(dǎo)體封裝。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述處理包括利用所述防銹溶液來噴涂所述半 導(dǎo)體封裝。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述處理包括利用所述防銹溶液來浸漬所述半 導(dǎo)體封裝。
21.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述防銹溶液是金屬溶液。
22.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述防銹溶液以45-52°C或者63-68°C施加于所述 半導(dǎo)體封裝。
23.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述防銹溶液施加于所述半導(dǎo)體封裝4到12分鐘。
24.一種用于防止在半導(dǎo)體封裝連接體的金屬表面上形成污染物的方法，所述方法包括a.生成合劑以供分割期間使用；b.在分割期間利用所述合劑來噴涂半導(dǎo)體陣列，從而處理多個 半導(dǎo)體封裝；c.對至少一個半導(dǎo)體封裝執(zhí)行第一DI水清洗；以及d.干燥所述至少一個半導(dǎo)體封裝。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其中所述生成包括向切削液中添加防銹溶液。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述防銹溶液是金屬溶液。
27.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述防銹溶液以45-52°C或者63-68°C施加于所述 多個半導(dǎo)體封裝。
28.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述防銹溶液施加于所述多個半導(dǎo)體封裝4到12 分鐘。
29.一種用于保持半導(dǎo)體封裝的金屬可焊性的方法，所述方法包括利用金屬溶液來 涂敷連接體，其中在鋸切半導(dǎo)體陣列期間或者之后進行所述涂敷，其中所述鋸切產(chǎn)生多個 半導(dǎo)體封裝，其中所述金屬溶液配置用于防止金屬氧化。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，其中所述金屬溶液是防銹溶液。
31.如權(quán)利要求29所述的方法，其中所述防銹溶液是錫、銀、金和鎳金之一。
32.如權(quán)利要求29所述的方法，其中，當所述涂敷在鋸切所述半導(dǎo)體陣列之后進行時， 通過將所述半導(dǎo)體封裝浸漬在所述金屬溶液中來施加所述涂敷，或者通過利用所述金屬溶 液噴涂所述半導(dǎo)體封裝來施加所述涂敷。
33.如權(quán)利要求29所述的方法，其中當所述涂敷在所述半導(dǎo)體陣列的鋸切期間進行 時，通過噴涂來施加所述涂敷。
34.如權(quán)利要求29所述的方法，其中在45-52°C或者63-68°C進行所述涂敷。
35.如權(quán)利要求29所述的方法，其中施加所述涂敷4到12分鐘。
36.如權(quán)利要求29所述的方法，還包括當所述半導(dǎo)體封裝暴露于污染物時，在所述涂 敷之前，執(zhí)行對所述半導(dǎo)體封裝的至少一次清潔和至少一次清洗。
37.一種金屬可焊性的保持方法，包括a.將半導(dǎo)體陣列加載到分割機器中，其中所述半導(dǎo)體陣列包括 多個半導(dǎo)體封裝；以及b.利用防銹溶液處理半導(dǎo)體封裝，從而鍍敷半導(dǎo)體連接體的所有暴露表面。
38.如權(quán)利要求37所述的金屬可焊性的保持方法，其中所述加載包括將所述防銹溶 液與切削液混合以形成合劑。
39.如權(quán)利要求38所述的金屬可焊性的保持方法，其中在切割期間將合劑噴涂到所述 半導(dǎo)體陣列上時進行所述處理。
40.如權(quán)利要求37所述的金屬可焊性的保持方法，其中所述處理包括在分割之后，利 用所述防銹溶液來噴涂所述半導(dǎo)體封裝。
41.如權(quán)利要求37所述的金屬可焊性的保持方法，其中所述處理包括在分割之后，利 用所述防銹溶液來浸漬所述半導(dǎo)體封裝。
42.如權(quán)利要求37所述的金屬可焊性的保持方法，其中所述防銹溶液是金屬溶液。
43.如權(quán)利要求42所述的金屬可焊性的保持方法，其中所述金屬溶液是錫、銀、金和鎳
44.如權(quán)利要求37所述的金屬可焊性的保持方法，其中在45-52°C或者63-68°C施加所 述防銹溶液。
45.如權(quán)利要求37所述的金屬可焊性的保持方法，其中施加所述防銹溶液4到12分鐘。
全文摘要
本發(fā)明的實施方式涉及半導(dǎo)體封裝的連接體上用以防止氧化的金屬可焊性保持涂層。經(jīng)分割的半導(dǎo)體封裝在連接體的暴露金屬區(qū)域上可能具有污染物，例如氧化物。當半導(dǎo)體封裝沒有保存在適當?shù)沫h(huán)境中時，在暴露金屬區(qū)域上通常會發(fā)生氧化。銅氧化物阻止了連接體良好地進行焊接。在半導(dǎo)體陣列的鋸切期間、鋸切之后或兩者時，使用本發(fā)明的防銹溶液來涂敷連接體，以保持金屬可焊性。防銹溶液是金屬溶液，其有益地允許半導(dǎo)體封裝不必在制造之后立即進行組裝。
文檔編號H01L21/00GK101840846SQ20101013629
公開日2010年9月22日 申請日期2010年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月12日
發(fā)明者P·查拉帕卡, T·桑姆拉伯恩皮南, W·本加瓦薩酷爾 申請人:優(yōu)特泰國有限公司