[发明专利]一种免清洗铝线键合用劈刀的生产工艺及生产得到的劈刀

说明书

本申请涉及半导体封装技术领域，具体公开了一种免清洗铝线键合用劈刀的生产工艺及生产得到的劈刀，免清洗铝线键合用劈刀的生产工艺具体操作如下：劈刀衬底的制备；表层预处理：碱性混合液清洗劈刀衬底，乙醇清洗，光纤激光结构粗化；将劈刀衬底浸至熔融状的氢氧化钠，乙醇清洗；碱性混合液包括如下重量份的原料：10‑20份质量分数18‑25%的氢氧化钠水溶液和3‑7份烷基酚聚氧乙烯醚；表层强化处理，得到劈刀。本申请工艺生产的劈刀沉积层厚度3.0‑5.0μm，沉积层结合力最高HF1，沉积层连续紧密，且光滑平整。劈刀材料去除量最低246.7mm3，耐磨性强；弯曲强度最高1632MPa，使劈刀达到了免清洗的效果。

技术领域

本申请涉及半导体封装领域，更具体地说，它涉及一种免清洗铝线键合用劈刀的生产工艺及生产得到的劈刀。

背景技术

铝线键合用劈刀，是一种应用于超声波压焊机辅助焊接的键合装置。超声波压焊机中的超声波发生器传递超声波信号，经换能器转换成高频振动，高频振动通过变幅杆传递至劈刀，当劈刀与铝线和被焊接件接触时，被焊接件表面与铝线表面相互摩擦，致使铝线和被焊接件紧密接触，形成牢固的机械连接。

高频振动的劈刀与铝线和被焊接件摩擦接触时，易导致铝线和被焊接件表面产生碎铝屑，碎铝屑粘连在劈刀的刀头表面，影响劈刀下一次的使用效果，不利于劈刀刀头对准引线及被焊接件。因此，当劈刀焊线5万点后，需要将劈刀拆下用碱性液体清洗劈刀，再用清水冲洗，吹干后再继续使用，影响生产效率。

发明内容

为了提供一种免清洗铝线键合用劈刀，本申请提供了一种免清洗铝线键合用劈刀的生产工艺及生产得到的劈刀。

第一方面，本申请提供一种免清洗铝线键合用劈刀的生产工艺，其采用如下技术方案：

一种免清洗铝线键合用劈刀的生产工艺，其包括如下操作步骤：

劈刀衬底的制备；

表层预处理：在50-60℃条件下，用碱性混合液清洗劈刀衬底，再在22±3℃条件下，用乙醇清洗劈刀衬底，烘干；对烘干的劈刀衬底进行光纤激光结构粗化，喷雾冷却；在70-90℃条件下将劈刀衬底的刀头浸至熔融状的氢氧化钠中30-60min，冷却，乙醇清洗，烘干；

所述碱性混合液包括如下重量份的原料：10-20份质量分数18-25％的氢氧化钠水溶液和3-7份烷基酚聚氧乙烯醚；

表层强化处理，得到劈刀。

通过采用上述技术方案，在表面预处理中，先将劈刀衬底用碱性混合液进行超声波清洗，依靠碱性混合液中的氢氧化钠水溶液中碱与油污发生皂化反应，达到清除表面油污的目的，以提高沉积层与劈刀衬底的结合强度。在添加氢氧化钠水溶液的同时添加烷基酚聚氧乙烯醚，可使衬底表面未进行皂化反应的油脂溶解。通过氢氧化钠水溶液和烷基酚聚氧乙烯醚配合使用，清除表面油污的同时，去掉表面的氧化层，提高劈刀衬底表面与沉积层的结合强度，从而使劈刀达到免清洗的效果。将温度条件控制在50-60℃，可在提高除油效率的同时，避免烷基酚聚氧乙烯醚分解。

在22±3℃条件下进行乙醇超声波清洗，乙醇不仅可清除劈刀衬底的表面油污，且在烘干后不会出现水痕，提高劈刀衬底表面与沉积层的结合强度。温度条件从50-60℃降至20-23℃可控制乙醇的挥发速率。

烘干后进行光纤激光结构粗化，提高衬底表面粗糙度，沉积颗粒在这些不规则结构中生长能够与衬底之间形成机械锁合，衬底表面粗糙度越大，机械锁合效应就越强；同时由于粗糙度的提高增加了沉积层与衬底的接触面积，因此可进一步提高沉积层与衬底表面的结合强度。同时激光作用产生的局部高温还会使劈刀衬底内部和表面的钴发生氧化反应，从而使劈刀衬底表面形成氧化钴，利于后期脱钴。

将劈刀衬底的刀头浸泡至氢氧化钠熔融物中，并用乙醇进行超声波清洗，达到脱钴的目的。对劈刀衬底的脱钴，有利于沉积形核生长，提高沉积层与劈刀衬底表面的结合强度。乙醇清洗可保持劈刀衬底表面无污染，进一步提高沉积层与劈刀衬底表面的结合强度，从而防止碎铝屑粘连在劈刀刀头，达到免清洗的目的。