CN103789780A

CN103789780A - 一种ic元件用碱性通用型去毛刺液

Info

Publication number: CN103789780A
Application number: CN201410064702.6A
Authority: CN
Inventors: 景欣欣; 刘成; 王婷婷; 陈珍珍
Original assignee: SUZHOU HECHUAN CHEMICAL TECHNOLOGY SERVICE Co Ltd
Current assignee: SUZHOU HECHUAN CHEMICAL TECHNOLOGY SERVICE Co Ltd
Priority date: 2014-02-26
Filing date: 2014-02-26
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2034-02-26
Also published as: CN103789780B

Abstract

本发明公开了一种IC元件用碱性通用型去毛刺液，所述去毛刺液由如下重量百分数的组分组成：软化剂40～60％，有机碱20～40％，活化剂1～5％，络合剂0.1～3％，还原剂0.1～1％，金属抗氧化剂0～3％，金属防变色剂0.1～1％，表面活性剂0.1～1％，增稠剂0～2％，余量为去离子水。本发明不仅能够有效去除树脂封装半导体元件上的树脂毛刺，同时最大限度的避免对毛刺以外的模压部分的损伤，使得处理后的元件外观和功能不受影响。

Description

一种IC元件用碱性通用型去毛刺液

技术领域

本发明涉及半导体生产领域，具体的，涉及一种IC元件用去毛刺液。

背景技术

半导体生产流程由晶圆制造、晶圆测试、芯片封装和封装后测试组成，半导体封装是指将通过测试的晶圆按照产品型号及功能需求加工得到独立芯片的过程。常用封装方式有：使用金属及新陶瓷的气密封装和使用树脂的非气密封装。现在的半导体IC的封装，树脂密封约达到90％。

树脂封装过程中，由于受到内部空腔、金属膜污垢、树脂质量等条件的制约，不可避免会产生毛刺(俗称溢料块)，如何去除毛刺成了影响IC元件质量的一个关键性问题。去毛刺是指在一定化学介质中通过化学反应去除树脂封装半导体元件上的树脂毛刺，使元件表面光亮、平整的一种工艺。

传统的去毛刺方法包括热能去刺、机械去刺、磨料去刺等，但是这些方法都存在不同程度的缺陷，如工艺过程复杂、生产成本(能源、设备等)增加、损伤元件等。

化学去毛刺是指通过在一定化学介质中，通过化学反应去除树脂封装半导体元件上的树脂毛刺，使元件表面光亮、平整的一种工艺。化学去毛刺法具有独特的优点，不受元件形状及尺寸的限制；生产效率高；设备简单，降低生产成本；无需电源，节省电力；工艺过程简单，操作方便；毛刺清除干净。但化学去毛刺法普遍具有的缺陷是容易对IC元件毛刺以外的部分造成损伤，影响到IC元件的外观和功能。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种IC元件用碱性通用型去毛刺液，其能够克服现有半导体树脂封装后处理中去毛刺方法的不足，去毛刺效率更高，同时最大限度的避免对IC元件毛刺以外的部分的损伤，使得处理后的元件外观和功能不受影响。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种IC元件用碱性通用型去毛刺液，所述去毛刺液由如下重量百分数的组分组成：软化剂40～60％，有机碱20～40％，活化剂1～5％，络合剂0.1～3％，还原剂0.1～1％，金属抗氧化剂0～3％，金属防变色剂0.1～1％，表面活性剂0.1～1％，增稠剂0～2％，余量为去离子水。

其中，所述去毛刺液由如下重量百分数的组分组成：软化剂49.5％，有机碱31.5％，活化剂4.0％，络合剂0.5％，还原剂0.5％，金属抗氧化剂1.5％，金属防变色剂0.5％，表面活性剂0.5％，增稠剂1.5％，去离子水10％。

其中，所述软化剂为N-甲基吡咯烷酮、2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、乙二醇单甲醚、二乙二醇单丁醚、甘油、甲醇、异丙醇、乙二醇、二缩三乙二醇中的一种或几种的混合物。

其中，所述有机碱为单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基一乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N-乙酰乙醇胺、N，N-二甲基甲酰胺、四乙基氢氧化铵、三乙胺、甲醇钠中的一种或几种的混合物。

其中，所述活化剂为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氢氧化钙、氨水中的一种或几种的混合物。

其中，所述络合剂为三聚磷酸钠、次氮基三乙酸钠、乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸四钠、酒石酸钠、海藻酸钠、葡萄糖酸钠、乙二胺四甲叉膦酸钠、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺中的一种或几种的混合物。

其中，所述还原剂为羟基胺、硫酸羟胺、盐酸羟胺、硼氢化钠、硼氢化钾、甲磺酰肼、对甲苯磺酸肼、水合肼、甲醛、双氧水、亚硫酸钠、次磷酸钠、硫酸亚铁、氯化亚铁中的一种或几种的混合物。

其中，所述金属抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂CA、抗氧剂164、抗氧剂168、抗氧剂DNP、抗氧剂DLTP、抗氧剂TNP、抗氧剂TPP、抗氧剂MB中的一种或几种的混合物。

其中，所述金属防变色剂为苯并三氮唑、甲基苯骈三氮唑、5-巯基-1-苯基四氮唑、巯基苯骈噻唑钠盐、尿素、钼酸钠、亚硝酸钠、POCA、磺化木质素中的一种或几种的混合物。

其中，所述表面活性剂为聚乙二醇、渗透剂JFC、聚乙二醇醚、全氟烷基磺酸钾、仲烷基磺酸钠、异辛醇硫酸钠、MOA-3PK、MOA-5PK、苯酚聚氧乙烯醚硫酸钠、OP-10中的一种或几种的混合物。

其中，所述增稠剂为硫酸钠、氯化钠、硼砂、CMC、HPMC、甲基纤维素、羟乙基纤维素、海藻酸钠、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇中的一种或几种的混合物。

本发明使用吡咯烷酮类、醇醚类物质作为软化剂(溶剂)，是去毛刺液的主体成分，用于半导体封装用树脂的软化、溶解，在碱性氛围下通过与其他助剂的协同作用去除工件表面毛刺。其中吡咯烷酮类溶剂如N-甲基吡咯烷酮等适用范围更广，对于难溶工程塑料(聚苯硫醚、聚酰亚胺)及芳纶纤维等也有较好的溶解性；醇醚类溶剂适用于醇溶性树脂如天然树脂、热塑性酚醛树脂等，根据封装树脂种类的不同选择不同的溶剂。选用复合溶剂时，可根据使用环境的不同如工件表面毛刺度、需求的处理时间等调整配比。

本发明使用有机胺类有机碱和无机碱复配使用，首先提供足够的pH值，提升去毛刺效果；其次能对工件起到进一步的清洗作用，原理是其和油污中的脂肪酸甘油酯发生皂化作用形成初生皂，使油污成为水溶性的而被溶解去除；同时醇胺类物质具备润湿、乳化、络合、防锈的作用，可以增强软化剂对树脂毛刺的作用效果，同时降低工作液对金属基材的腐蚀性。具体使用时，可以根据碱性强弱程度不同调整用量，碱用量偏低或过量均为造成工作液的活性下降，影响去毛刺效果。

本发明选择有机或无机酸盐等碱性条件下稳定好的物质作为络合剂，络合剂的作用为：阻止溶液中沉淀物的产生，减少工作液的不必要消耗，保证效率；通过络合反应在金属表层形成保护膜，降低工作液对金属的腐蚀；调节pH，防止pH过快降低。

本发明中还原剂与抗氧剂均起到抑制金属表面氧化腐蚀的作用，其中还原剂的作用原理是与金属氧化物发生氧化还原反应，抗氧化剂的作用原理是阻止氧气对金属的不良影响。实际使用时，还原剂的缓蚀效果更好，可单独使用，也可复配少量抗氧化剂使用。还原剂的添加量一般不大于1％，过量使用会影响反应体系的平衡性，造成有效物质的不必要损耗。选用碱性条件下稳定性好、还原性强、水溶性好、反应产物易溶的物质，如肼类物质等。

本发明中金属防变色剂实际作用类似于防锈剂，可与金属反应生成不溶性的薄膜如致密氧化物、难溶性的盐类、络合物等，起到保护金属表面的作用。

本发明中表面活性剂一方面提升有机物的溶解性，增强软化剂的对工件的润湿效果，促进反应，另一方面与碱协同作用，提升清洗效果。

本发明中添加增稠剂，不仅能够提供工作液的储存稳定性，同时可以提升工作液对工件的润湿效果，某些增稠剂同时具备乳化的作用。实际生产中可以选择性添加，用量控制在2％以下，用量过大会造成工作液过稠，影响使用效果和工件的后处理。

本发明的去毛刺液用去离子水作为稀释剂，并加至100％。

本发明的去毛刺液最佳使用温度为室温～50℃，处理时间为3～6分钟，处理方式为浸泡，不可加热，可超声。

与现有技术相比，本发明能够克服现有半导体树脂封装后处理中去毛刺方法的不足，去毛刺效率更高，同时能够最大限度的避免对IC元件毛刺以外的部分的损伤，使得处理后的元件外观和功能不受影响。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本发明所限定的范围。

实施例，实施例1～4具体配方见表1。

表1 实施例1～4具体配方组成

根据表1的配方称取相应物质进行混配，即可得到去毛刺液。在温度25℃的条件下，对树脂封装半导体元件进行浸泡处理200秒，水洗，热风吹干。

IC元件经本发明处理后，在光学显微镜下借助游标卡尺等测量工具对以下性能进行评价：

1、尺寸变化

去毛刺后零件外观直径没有发生改变，只是厚度减少0.002mm，相对误差率为0.05％，完全满足产品尺寸和装配精度要求。

2、宏观形貌

树脂层表面平滑，没有毛刺存在，金属表面无腐蚀，明显光亮。由此可知，去毛刺后提高了工件表面的质量。

3、微观形貌

经化学去毛刺后工件表面均无异物存在，无过腐蚀斑点；表面粗糙度降低，是因为去毛刺后零件表面原先存在的加工条纹和“凹凸”不平***物变得平滑了，使表面更加光亮。可见，化学去毛刺具有一定的抛光作用。

由上述检验观测结果可知，经本发明处理后的IC元件，毛刺处理干净，树脂层表面光滑，元件的外观和尺寸未发生变化，功能未受影响，元件未受损伤。

本发明提供了一种去毛刺效率更高，同时最大限度的避免对IC元件毛刺以外的部分的损伤，使得处理后的元件外观和功能不受影响的高效能的IC元件用碱性通用型去毛刺液。

以上为对本发明实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种IC元件用碱性通用型去毛刺液，其特征在于，所述去毛刺液由如下重量百分数的组分组成：软化剂40～60％，有机碱20～40％，活化剂1～5％，络合剂0.1～3％，还原剂0.1～1％，金属抗氧化剂0～3％，金属防变色剂0.1～1％，表面活性剂0.1～1％，增稠剂0～2％，余量为去离子水。

2.如权利要求1所述的IC元件用碱性通用型化学去毛刺液，其特征在于，所述去毛刺液由如下重量百分数的组分组成：软化剂49.5％，有机碱31.5％，活化剂4.0％，络合剂0.5％，还原剂0.5％，金属抗氧化剂1.5％，金属防变色剂0.5％，表面活性剂0.5％，增稠剂1.5％，去离子水10％。

3.如权利要求1或2所述的IC元件用碱性通用型去毛刺液，其特征在于，所述软化剂为N-甲基吡咯烷酮、2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、乙二醇单甲醚、二乙二醇单丁醚、甘油、甲醇、异丙醇、乙二醇、二缩三乙二醇中的一种或几种的混合物。

4.如权利要求1或2所述的IC元件用碱性通用型去毛刺液，其特征在于，所述有机碱为单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基一乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N-乙酰乙醇胺、N，N-二甲基甲酰胺、四乙基氢氧化铵、三乙胺、甲醇钠中的一种或几种的混合物。

5.如权利要求1或2所述的IC元件用碱性通用型去毛刺液，其特征在于，所述活化剂为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氢氧化钙、氨水中的一种或几种的混合物。

6.如权利要求1或2所述的IC元件用碱性通用型去毛刺液，其特征在于，所述络合剂为三聚磷酸钠、次氮基三乙酸钠、乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸四钠、酒石酸钠、海藻酸钠、葡萄糖酸钠、乙二胺四甲叉膦酸钠、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺中的一种或几种的混合物。

7.如权利要求1或2所述的IC元件用碱性通用型去毛刺液，其特征在于，所述还原剂为羟基胺、硫酸羟胺、盐酸羟胺、硼氢化钠、硼氢化钾、甲磺酰肼、对甲苯磺酸肼、水合肼、甲醛、双氧水、亚硫酸钠、次磷酸钠、硫酸亚铁、氯化亚铁中的一种或几种的混合物。

8.如权利要求1或2所述的IC元件用碱性通用型去毛刺液，其特征在于，所述金属抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂CA、抗氧剂164、抗氧剂168、抗氧剂DNP、抗氧剂DLTP、抗氧剂TNP、抗氧剂TPP、抗氧剂MB中的一种或几种的混合物。

9.如权利要求1或2所述的IC元件用碱性通用型去毛刺液，其特征在于，所述金属防变色剂为苯并三氮唑、甲基苯骈三氮唑、5-巯基-1-苯基四氮唑、巯基苯骈噻唑钠盐、尿素、钼酸钠、亚硝酸钠、POCA、磺化木质素中的一种或几种的混合物。

10.如权利要求1或2所述的IC元件用碱性通用型去毛刺液，其特征在于，所述表面活性剂为聚乙二醇、渗透剂JFC、聚乙二醇醚、全氟烷基磺酸钾、仲烷基磺酸钠、异辛醇硫酸钠、MOA-3PK、MOA-5PK、苯酚聚氧乙烯醚硫酸钠、OP-10中的一种或几种的混合物；所述增稠剂为硫酸钠、氯化钠、硼砂、CMC、HPMC、甲基纤维素、羟乙基纤维素、海藻酸钠、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇中的一种或几种的混合物。