電子元件減少錫毛刺的方法.doc

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電子元件減少錫毛刺的方法 降低鍍層毛刺的措施 研究表明，下列四種方案是減少錫毛刺產(chǎn)生的最可行解決方案：對霧錫鍍層進行退火，增加霧錫鍍層的厚度，在引腳鍍層中加入鎳阻擋層(barrier)，對錫鍍層進行回流。 就減少毛刺的問題而言，成本效益最高的方案是對鍍錫層進行退火。大量研究表明，在銅襯底上對錫鍍層進行退火可以大大減少毛刺的產(chǎn)生。具體操作方法是在溫度為150℃下，對錫鍍層進行一小時的退火。根據(jù)現(xiàn)有的資料記載，在 鍍層操作完成后24小時內(nèi)對錫鍍層進行退火較為有效。 從資料中我們可以清楚了解，盡管錫鍍層的最佳厚度尚不清楚，錫沉積越厚，越不容易產(chǎn)生毛刺。根據(jù)資料中提供的參考數(shù)據(jù)，安森美半導(dǎo)體方案中的錫鍍層仍將集中介于7.5至12.5微米之間。我們相信，該方案可以在不影響鍍層質(zhì)量的前提下，減少毛刺，提高成本效益。 另一種被廣泛認(rèn)可的減少毛刺方案是在鎳阻擋層上加入錫鍍層。然而，在鍍層上加入鎳會使許多產(chǎn)品的成本增加，在市場上失去價格競爭力。此外，眾所周知，盡管鎳阻擋層會使毛刺產(chǎn)生的時間增加，但這很大程度上取決于所使用的錫鍍浴類型。大家普遍認(rèn)為，鎳之所以可以減少毛刺產(chǎn)生，原因在于它會對錫鍍層中的應(yīng)力產(chǎn)生影響。 由于使用鍍鎳減少毛刺的產(chǎn)生取決于所使用的錫鍍浴，安森美半導(dǎo)體采用的對策側(cè)重于選擇基于甲基硫酸(MSA)的錫鍍層化學(xué)方法。MSA電鍍化學(xué)方法不僅可以控制錫鍍層中產(chǎn)生的應(yīng)力，而且可以產(chǎn)生一種不易產(chǎn)生毛刺的鍍層。 另一種減少毛刺的方案是在錫熔點232℃以上進行錫回流，但是這種處理方法的有效性尚不清楚。因此，錫回流不能作為減少毛刺產(chǎn)生的工藝。但是，安森美半導(dǎo)體采用的方案包括了采用回流測試作為確定總體霧錫工藝有效性的方法。這種方法在很大程度上重復(fù)了最后的封裝工藝。 需要對所有含大量錫的鍍層進行持續(xù)測試和檢查，以確保毛刺的產(chǎn)生得以控制。用于錫毛刺評估的測試條件和檢查程序在過去幾年中發(fā)生了重大變化，可以將其看作是一個變化的目標(biāo)。JEDEC和iNEMI的動議已經(jīng)帶動了越來越多的標(biāo)準(zhǔn)化工作，以確定進行上述評估所運用的方法。安森美半導(dǎo)體將嚴(yán)格遵守JEDEC標(biāo)準(zhǔn)JESD22A121中的建議。該標(biāo)準(zhǔn)不僅要求對特定的溫度循環(huán)、環(huán)境溫度/濕度儲存和高溫/高濕度存儲進行測試，還規(guī)定了所需的錫毛刺檢查程序。 除了監(jiān)測當(dāng)前的電鍍化學(xué)方法外，還將在這些新近議定并得以標(biāo)準(zhǔn)化的JEDEC測試條件下進行實驗，以便將樣品組錫毛刺與下列屬性相比較。 1. 霧錫鍍層的厚度范圍為5至15微米； 2. 回流與不回流的比較； 3. 銅引腳框架與鍍銅Alloy 42引腳框架的比較； 4. 基于MSA的不同錫鍍浴化學(xué)成分。 到目前為止，安森美半導(dǎo)體已經(jīng)將其約95%的產(chǎn)品轉(zhuǎn)換為無鉛鍍層，并計劃在2005年底之前將所有器件中含鉛(Pb)的外部鍍層用無鉛鍍層取代。