一种半导体封装体激光去溢料的新工艺的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种半导体IC条带封装体溢料去除工艺，特别涉及一种半导体封装体激光去溢料的新工艺。
【背景技术】
[0002]溢料是IC集成电路塑封过程中流到引脚和外露载体上的多余物。在采用专用模具注塑和加热硬化的制造过程中，在IC芯片框架和引脚处残留的不规则溢料几乎不可避免，它本身对塑封产品的电气性能没有影响，但是由于溢出的塑封料覆盖在引线脚上，如果不加去除或去除后仍有残留，就会形成镀层缺陷而影响产品的可靠性，造成产品断路、虚焊等问题，影响管脚的电气导通性能，严重的会导致芯片功能失效甚至报废，因此去溢料工艺在电子封装工艺里是非常重要的前处理工序。
[0003]溢料现象通常发生在模具分合位置，如模具的分型面、镶件的缝隙、顶孔的孔隙等处。溢料不及时解决将会进一步扩大化，从而致使压印模具形成局部的塌陷，造成永久性的损害。溢料出现的主要情况有以下几种:
[0004]1、外露载体的背面:扁平四边封装的外露载体应为矩形，现在由于溢料而成为不规则图形。背面外露载体颜色应是均匀一致，由于溢料而出现花色。
[0005]2、引脚正面及侧面:金属引脚正面及侧面有较多溢料。
[0006]3、成形产品的引脚根部:成形产品的引脚根部有溢料。
[0007]目前，国内外半导体IC封装工厂主要的溢料去除工艺有以下三种:
[0008]1、高压水喷射工艺:先对塑封完成后的IC条带进行溶剂软化，然后用2000?6500psi的高压水流对其进行喷射，从而达到溢料去除目的。
[0009]2、高压水喷砂工艺:与高压水喷射工艺类似，只是在高压水中加入石英砂微粒同步喷射，利用微粒的动能摩擦，提高溢料的去除质量和速度。
[0010]3、激光切割工艺:先将含有不规则溢料的IC条带进行精准的视觉定位，然后将聚焦激光束对准溢料与封装体和引脚的结合处进行激光切割，使溢料与封装体部分分离，最后采用高压水喷射，达到溢料去除目的。
[0011]在上述三种常见溢料去除工艺中，高压水喷射方式具有工艺成熟、效率较高、设备价格较低的优点，但由于是接触式加工，工艺过程中不可避免会产生管体破损、薄芯片损坏等问题。同时，由于软化溶剂一般采用碱性有机溶剂，高压水喷射后含有沙粒和溢料颗粒，去溢料结束后需要耗费大量资源进行废液处理，否则会造成环境污染问题。
[0012]激光切割去溢料工艺虽然大大缩短了溶剂软化时间，提高溢料去除质量，但是并不能省略高压水喷射工序，同时激光切割方式需要采用高精度定位，以免激光损伤封装体和引脚导致芯片报废，因此去溢料效率较低、设备成本较高，工艺过程的经济性不高，也并未彻底解决环境污染隐患。因此，激光切割去除溢料方式几乎未得到推广应用。
【发明内容】
[0013]针对上述现有技术的不足之处，本发明提供一种半导体IC条带封装体激光去溢料的新工艺，有效地解决了上述现有技术存在的问题。
[0014]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是:采用一个高功率近红外脉冲激光器，经过激光光束整形后，等分为两束激光分别进入两个光学扫描器，经平场透镜聚焦照射于可能含有溢料的所有区域，在计算机软件控制下，采用多个填充图形模板交错的方式进行激光扫描，激光脉冲的高峰值功率瞬间汽化溢料，使其在汽化压力的作用下喷射脱离IC封装条带，最后由吸气抽尘装置抽取含有溢料颗粒的空气并经过滤后收集溢料粉尘。当半导体IC条带正面的溢料通过第一路双光束激光汽化去除后，再将IC条带自动翻转后通过第二路双光束激光进行反面溢料的去除。完成溢料去除后的IC封装条带无需再进行高压水喷射、清洗等工序，可以直接进入电镀或切筋等下一工序，从而实现高效、可靠、经济、环保的溢料去除工艺。
[0015]作为优选，所述高功率近红外脉冲激光器采用脉冲调Q的光纤激光器，波长为Ium左右，频率20?200KHZ，平均输出功率50?200W，利用其高重复频率调Q脉冲的激光峰值功率密度瞬间汽化溢料。
[0016]作为优选，所述光学扫描器米用数字式光学扫描振镜完成，利用其高速、精确的偏转特性，配合相应幅面的平场聚焦镜，使聚焦激光束作用于溢料体上，达到快速去除溢料的目的。
[0017]作为优选，激光扫描的填充图形模板采用菱形、波纹线、交叉线及其交错组合，以达到均匀去除溢料的目的。
[0018]作为优选，所述激光光学整形器米用高效率衍射式整形镜，将激光束横向光场的高斯光强分布变换为平顶分布(Top-hat形貌)，匀化激光焦斑的光强分布，控制并提高焦点处激光功率密度和能量利用率，同时避免激光扫描时高斯光束分布中的强点损坏封装体的金属引脚。
[0019]作为优选，本工艺采用两路四束激光同时作用于与IC封装条带的正面和反面，通过IC条带的自动翻转，实现封装体正反面溢料的同步去除，达到高效、彻底的溢料去除效果O
[0020]与现有技术相比，该发明的有益效果:本发明的采用溢料激光汽化去除技术，多种扫描模式，无需化学软化、高压水喷射等后续处理工序，高效可靠、绿色环保。运用激光束光学整形技术，将高斯光束整形为平顶光束(Top-hat)，匀化激光焦斑的光强分布，控制焦点处功率密度，保证管脚不受损伤。应用高功率脉冲光纤激光技术，保证整个系统的高可靠性和运行寿命，激光器运行寿命达到数万小时。双路50W?200W激光功率，有效提高设备产能。自动翻转、双路四激光头、正反双面激光去溢料，完全杜绝管脚侧面溢料残余。
【附图说明】
[0021]图1为激光汽化扫描区域示意图；
[0022]图2为激光汽化扫描封装结构示意图；
[0023]图3为激光扫描填充模板叠加示意图；
[0024]图4为实施整机设备的运行示意图；
[0025]图5激光束高斯光强分布图；
[0026]图6为激光束平顶光强分布图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0028]参见图1-6，完成自动上料并经Vis1n防反检测，包含溢料的半导体IC条带被轨道传输至第一路双光束激光扫描头下方。通过插针定位后固定于正面去溢料区域。一束50?200W高功率近红外调Q脉冲激光，经过光束整形器将光强分布转换为平顶光束后，由45度分光镜均分为两束强度相同的激光分别进入两个光学扫描器，经各自的平场透镜聚焦于图1、2所示的IC条带区域。在计算机软件控制下，按照预先调整好定位坐标和多种填充图形的模板阵列，光学扫描器控制激光焦点依次对溢料区域进行扫描，溢料被激光脉冲的高峰值功率瞬间汽化形成颗粒，在汽化压力作用下向上喷射进而脱离IC条带，由吸气装置抽取含有溢料颗粒的空气，并经过滤后收集、存储溢料粉尘。当半导体IC条带正面溢料通过第一路激光汽化去除后，再将IC条带自动翻转，通过轨道输送至第二路双光束激光扫描头下方，重复上述过程完成反面溢料的去除和溢料粉尘的收集。最后半导体IC条带通过自动下料装置放入料盒中。在本实施例中，本工艺通过料盒式全自动上下料系统进行自动上下料，通过Vis1n检测系统进行条带的正反检测，通过四个与条带框架定位孔精确匹配的插针进行定位，IC条带的传输通过直流电机驱动的直通式轨道完成。
[0029]本发明的激光汽化扫描去溢料技术采用激光扫描方式，运用激光光学整形技术，提高激光能量利用率40?50%，光斑分布的均匀性和重叠率大幅提高，保证溢料去除效果的一致性。根据金属和塑封料间不同的损伤阈值，精确控制焦点处的激光峰值功率密度，在保证不损伤金属管脚表面的前提下，瞬间汽化激光焦点扫描区域内的所有溢料，并通过吸尘系统将汽化后的溢料粉末带走，从而达到快速去除溢料的作用。为达到良好的溢料去除效果，利用数字式扫描振镜的高速、高精度特性，优化组合菱形、波纹线、交叉线等多种填充图形扫描模式，双路分光同时对整个条带进行扫描汽化溢料，达到快速充分、均匀一致的去除效果。
[0030]本发明具体实施案例的主要性能与技术参数为:
[0031]激光器类型:调Q脉冲光纤激光器
[0032]激光波长:1060?1070nm
[0033]最大激光平均输出功率:100?200W
[0034]激光工作频率:100KHZ (典型值)
[0035]聚焦镜焦距:254mm (典型值)
[0036]不失真扫描区域:150mmX300mm(双激光头)
[0037]激光汽化深度:20?1200um
[0038]定位精度:小于50um
[0039]去溢料速度:8000条/小时(S0T89封装)
[0040]整机最大功耗:1800W
[0041]综上所述，以上所述仅为本发明的其中实施例，对于本领域的技术人员在不脱离本发明原理前提下，还可以作出改进和润饰，这些改进和润饰也应当视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种半导体1C条带封装体激光去溢料的新工艺，其特征是:本工艺包括近红外脉冲激光聚焦汽化、激光光束整形、多模板图形填充、振镜扫描振镜扫描整个溢料区域；当半导体1C条带正面的溢料通过第一路双光束激光汽化去除后，再将1C条带自动翻转后通过第二路双光束激光进行反面溢料的去除。2.根据权利要求1所述的一种半导体1C条带封装体激光去溢料的新工艺，其特征在于:所述激光汽化扫描采用近红外波长的调Q脉冲光纤激光器或固体激光器，将其输出的激光束聚焦于溢料体上，利用其激光峰值功率密度瞬间汽化溢料。3.根据权利要求1所述的一种半导体1C条带封装体激光去溢料的新工艺，其特征在于:采用数字式光学扫描振镜进行激光扫描，利用其偏转特性，配合平场聚焦镜，使聚焦后的激光束逐一均匀作用于溢料体上。4.根据权利要求3所述的一种半导体1C条带封装体激光去溢料的新工艺，其特征在于:激光扫描的激光扫描线的排列组合为若干种填充图形模板的优化组合，填充模板为菱形、波纹线、交叉线及其交错组合。5.根据权利要求1所述的一种半导体封装体激光去溢料的新工艺，其特征在于:所述激光光束整形采用衍射或物理光学原理进行光强分布的变换，将脉冲激光横向光场的高斯分布转变为平顶分布，通过控制激光焦斑的光强分布匀化焦点处功率密度。
【专利摘要】本发明公开了一种半导体封装体激光去溢料的新工艺，本工艺包括近红外脉冲激光聚焦汽化、激光光束整形、多模板图形填充、振镜扫描整个溢料区域。当半导体IC条带正面的溢料通过第一路双光束激光汽化去除后，再将IC条带自动翻转后通过第二路双光束激光进行反面溢料的去除。从而提供了一种经济环保，又高效可靠的溢料去除技术。
【IPC分类】B29C37/02
【公开号】CN105269730
【申请号】CN201510557624
【发明人】黄永忠, 何刘
【申请人】成都莱普科技有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年9月2日