干冰作用速度对表面质量的影响

干冰作用速度代表干冰喷嘴相对于静止的封装体单位时间内移动的距离,作用速度主要通过影响单位时间到达切割侧壁表面的干冰颗粒数量和作业效率对处理效果产生重要影响。作用速度越小,表面单位面积单位时间受到的干冰颗粒数量越多,形成的颗粒爆破力越强,表面杂质越易受到剥离作用而去除。但是过小的速度不仅使作业效率降低,还会导致阻焊层破损严重。所以,控制好干冰作用速度对半导体封装表面质量改善效果意义重大。

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在其余参数条件不变的情况下,实验得到干冰作用速度对处理效果的影响规律。由图 5a 可以看出, 与喷射压力的作用效果相反,随着作用速度的增大, 塑封区域和 PCB 区域的杂质含量逐渐增大。如图 5b 所示,阻焊层破损率随速度的增加逐渐降低,当速度大于 40 mm/s 时,阻焊层破损率的下降速度变缓且基本稳定在 0%的水平,说明在速度为 40 mm/s 或更大时,作用在材料表面的干冰冲击力较小,不足以对PCB 的微裂造成进一步的破坏作用。综合材料表面Cu 杂质残余量与 PCB 阻焊层的破损率得出,最优的干冰作用速度为 40~50 mm/s。

喷射角度主要影响阻焊层的破损率,这是因为微裂纹在 PCB 表面有一定的方向性,喷射角度越小, 微裂口方向与冲击方向越垂直,阻焊层越容易沿着微裂方向形成大裂纹以致脱落;而喷射角度越大,微裂纹受到的冲击力越平行于微裂口方向,微裂口受到的冲击力越小,越不容易使裂纹扩散变大。本实验封装体样品水平静止放置,干冰喷嘴在其上方成不同角度进行喷射,喷射角度对杂质去除量的影响效果如图6a 所示。喷射角度小于 70时,表面 Cu 杂质含量均较低,杂质去除效果明显;当喷射角度大于 70并继续增加时,Cu 杂质含量突然大幅度增加,接近未清洗时杂质含量。