一種osp基板的蝕刻清洗設(shè)備及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種藥水蝕刻的OSP基板植球前蝕刻 清洗設(shè)備以及植球前蝕刻清洗方法。
【背景技術(shù)】
[0002] OSP是有機(jī)可焊性保護(hù)劑（OrganicSolderanilityPreservative的縮寫），OSP 就是在潔凈的裸銅表面上，以化學(xué)的方法長出一層有機(jī)皮膜，這層膜具有防氧化，耐熱沖 擊，耐濕性，用以保護(hù)銅表面于常態(tài)環(huán)境中不再繼續(xù)生銹（氧化或硫化等）；由于成本低，可 焊性高，現(xiàn)在越來越多用于OSP基板類封裝。但在焊接前，由于OSP基板上焊盤在經(jīng)過多工 序過程中，OSP受力損傷，銅層受熱氧化等因素，業(yè)界往往會(huì)做清洗OSP的步驟，再植球回流 焊接。傳統(tǒng)的OSP清洗利用助焊劑的還原性，在回流爐的高溫下去除0SP，還原氧化銅層， 焊盤銅層清潔后植球。如圖1，涂膠機(jī)1為OSP基板2涂覆助焊劑，進(jìn)回流爐3受熱助焊劑 達(dá)到活性，去除OSP與氧化層，然后OSP基板進(jìn)入水清洗機(jī)4,清潔OSP基板表面。這種OSP 基板植球前清洗雖然在工藝上能滿足OSP基板類封裝植球時(shí)焊盤焊接要求，但是這樣整個(gè) 產(chǎn)品多受熱一次必然會(huì)對(duì)芯片的使用壽命帶來一定的影響。同時(shí)，該流程占用的設(shè)備過多， 使得生產(chǎn)資源沒能得到充分利用，生產(chǎn)耗用過高。方可使露出的干凈銅表面得以在極短時(shí) 間內(nèi)與熔融焊錫立即結(jié)合成為牢固的焊點(diǎn)，現(xiàn)有技術(shù)中也有化學(xué)蝕刻方式處理，如申請?zhí)?為CN201310527158.XD專利公開了一種微蝕液處理OSP基板，所述微蝕液包含有80-120g/ L的H2S04、40-70g/L的H202及余量的水，選用的H2S04、H202作為原料，并優(yōu)化二者的用 量，二者協(xié)效在對(duì)銅面微蝕的過程中并未與金層發(fā)生的反應(yīng)，保持微蝕過程中金層的完整。 但是蝕刻的效率不高，均勻性不好，并且蝕刻的藥劑不能方便的改變組分，無法根據(jù)不同 的蝕刻要求隨時(shí)控制化學(xué)蝕刻藥劑組分。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種OSP基板的蝕刻清洗方法。
[0004] 一種OSP基板的蝕刻清洗方法，包括以下步驟：
[0005] 第一步驟：將由H2S04溶劑、H202溶劑、添加劑AGS2116,添加劑AGS2115、純水混 合的化學(xué)藥劑添加于蝕刻設(shè)備腔16內(nèi)；
[0006] 第二步驟：0SP基板通過蝕刻清洗設(shè)備軌道10依次進(jìn)入設(shè)備蝕刻噴淋室5和清洗 噴淋室6 ;
[0007] 第三步驟：蝕刻噴淋室5完成對(duì)OSP基板的蝕刻，清洗噴淋室6完成對(duì)OSP基板2 的清洗；
[0008] 第四步驟：檢查蝕刻效果，確認(rèn)OSP層與氧化層7是否從焊盤8被蝕刻掉。
[0009] 所述添加劑AGS2115,包括1.25g/L硫氰酸鉀，1.25g/L硫酸肼，烯丙基硫脲 0. 2-0. 4g/L，吐溫 0. 1-0. 4g/L、季銨鹽 0. 1-0. 2g/L，碘化鈉 0. 08-0. 25g/L，余量為水。
[0010] 所述添加劑AGS2116,包括基乙叉二膦酸20-80g/L，乙醇50-100g/L，異硫氰酸酯 10-20g/L，十二烷基硫酸鈉2-6g/L，鉬酸鈉25-50g/L，三聚磷酸鈉8-12g，檸檬酸鉀10-20g/L，脂肪醇聚氧乙烯醚20-40g/L，壬基酚聚氧乙烯醚20-40g/L，烷基酚聚氧乙烯醚25-40g/ L，二烷基二苯醚二磺酸鈉15-30g/L，余量為水。
[0011] 本發(fā)明還提供了一種OSP基板的清洗設(shè)備，包括蝕刻噴淋室5和清洗噴淋室6,蝕 刻噴淋室5和清洗噴淋室6相連通，所述蝕刻噴淋室包括工作臺(tái)、保持部件、軌道10和驅(qū)動(dòng) 機(jī)構(gòu)、蝕刻裝置；所述清洗噴淋室6包括與蝕刻噴淋室相同的工作臺(tái)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，軌道、保持 部件，主噴頭9、輔助噴頭20、托盤21、托盤軸23、驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述軌道10上包括托盤21，所 述托盤21中心連接托盤軸23,所述托盤軸23連接驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述OSP基板2放置在托盤 21上。
[0012] 所述蝕刻裝置包括能通過蝕刻藥劑的第一到第五蝕刻藥劑供給管 (11，12, 13, 14, 15)，以及控制器，蝕刻設(shè)備腔，所述第一到第五蝕刻藥劑供給管分別通入第 一到第五蝕刻藥劑，其中，第一蝕刻藥劑采用硫酸H2S04,第二蝕刻藥劑采用雙氧水H202， 第三蝕刻藥劑采用AGS2116,第四蝕刻藥劑采用AGS2115,第五蝕刻藥劑采用水，在第一至 第五蝕刻藥劑供給管分別設(shè)置有第一至第五開閉閥第一至第五開閉閥17的開閉動(dòng)作由控 制器控制，所述第一到第五蝕刻藥劑供給管都連通蝕刻設(shè)備腔16,所述蝕刻設(shè)備腔16下方 設(shè)有液體管路24、氣體管路19和噴嘴9,所述液體管路24下端連接噴嘴9,氣體管路19連 通液體管路24,所述液體管路24上設(shè)有開閉閥17。
[0013] 優(yōu)選地，所述軌道10兩側(cè)等距分布輔助噴頭20,輔助噴頭由連接臂與工作臺(tái)固定 連接，所述輔助噴頭的噴嘴22為扁平的長條形。
[0014] 優(yōu)選地，所述氣體管路19的下端外側(cè)壁設(shè)有與其貼合的環(huán)形結(jié)構(gòu)的壓電晶體。
[0015] -種基于OSP基板的蝕刻清洗設(shè)備的蝕刻清洗方法，OSP基板2進(jìn)入蝕刻噴淋室 后，控制器控制第一到第五蝕刻藥劑供給管（11-15)上的開閉閥17打開，第一到第五蝕刻 藥劑供給管11-15內(nèi)的藥劑分別流入蝕刻設(shè)備腔16,在蝕刻設(shè)備腔16配制好化學(xué)藥劑后， 蝕刻設(shè)備腔16下端的液體管路（24)打開，同時(shí)氣體管路19的開閉閥17打開，通入氮?dú)獾?惰性氣體，與液體管路24中的化學(xué)藥劑混合加壓，經(jīng)過噴嘴9噴出霧狀化學(xué)藥劑對(duì)OSP基 板2進(jìn)行蝕刻；
[0016] 控制蝕刻溫度在20-40°C，每次蝕刻噴淋時(shí)間在20-60秒；
[0017] 清洗噴淋室6對(duì)OSP基板2進(jìn)行清洗步驟包括，OSP基板2在軌道10內(nèi)移動(dòng)到清 洗噴淋室中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)托盤軸23轉(zhuǎn)動(dòng)，托盤軸23帶動(dòng)托盤21繞托盤軸23轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn) 動(dòng)到主噴頭25和輔助噴頭20位置時(shí)，主噴頭25和輔助噴頭20噴出高壓水對(duì)OSP基板2 進(jìn)行清洗。
[0018] 本發(fā)明的有益效果：
[0019] 本發(fā)明利用化學(xué)藥劑H2S04溶劑、H202溶劑、添加劑AGS2116/AGS2115按比例混 合與OSP層及氧化層發(fā)生化學(xué)蝕刻，來達(dá)到蝕刻清洗的效果?；瘜W(xué)藥劑通過帶有噴嘴的清 洗設(shè)備均勻地噴淋在OSP基板上，焊盤被蝕刻一定厚度后，OSP層與氧化層被反應(yīng)，再用純 水清潔OSP基板表面。相比較傳統(tǒng)的OSP清洗工藝，不但簡化了工藝步驟，由原來三臺(tái)設(shè)備 的工藝流程只需要一臺(tái)設(shè)備就能完成，節(jié)約了封裝設(shè)備與材料；同時(shí)該新工藝器件無需受 高溫，避免多次受熱對(duì)半導(dǎo)體器件的影響。
[0020] 本發(fā)明的添加劑AGS2116和添加劑AGS2115蝕刻效果好，蝕刻更均勻，作用是保證 蝕蝕刻后的基板平整性更好，有效的防止過度腐蝕。本發(fā)明添加劑能起到緩蝕劑，表面活性 劑以及抗氧化性的作用，混合后的添加劑各個(gè)組分能夠互相協(xié)同地發(fā)揮作用，本發(fā)明的添 加劑的組合物化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具有優(yōu)良的緩蝕性能，配合本發(fā)明的硫酸和雙氧水比例，能達(dá) 到極佳的蝕刻效果，處理過程簡單且效果明顯。
[0021] 通過蝕刻噴淋設(shè)備將硫酸、雙氧水等化學(xué)藥劑分開，用時(shí)根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)情況和OSP 基板的實(shí)際情況，隨時(shí)控制配比，進(jìn)而控制蝕刻值的大小，操作方便，效率高。
[0022] 氣體管路通過壓電晶體的設(shè)置，精確的控制蝕刻藥劑噴射量的大小，更節(jié)約高效。
[0023] 清洗噴淋室的輔助噴頭能在OSP基板表面形成保護(hù)水幕，防止對(duì)基板的損傷，托 盤在旋轉(zhuǎn)時(shí)借助離心力將主噴頭噴出的水清洗OSP基板表面更有效，清潔更徹底。
【附圖說明】
[0024] 此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā) 明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0025] 圖1為現(xiàn)有的OSP基板清洗設(shè)備結(jié)構(gòu)不意圖；
[0026] 圖2為蝕刻清洗設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖3為蝕刻噴淋室結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖4為清洗噴淋室結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖5為蝕刻裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖6為OSP基板蝕刻清洗前結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031] 圖7為OSP基板蝕刻清洗后結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 為了使本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚、明白，以下結(jié) 合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用 以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0033] 本發(fā)明的一個(gè)【具體實(shí)施方式】提供了一種OSP基板植球前蝕刻清洗方法，
[0034] -種OSP基板的蝕刻清洗方法包括：
[0035] 如圖2所示，第一步驟：化學(xué)藥劑按比例混合添加于蝕刻清洗設(shè)備腔內(nèi)；
[0036] 所述化學(xué)藥劑，各組分以重量百分比計(jì)，各組分為H202 2-10%，H2S044-20%，AGS2116 1-5%,AGS2115 10-50%,其余為純水。