一种GPP芯片镀金方法与流程

文档序号:16813866发布日期:2019-02-10 14:04阅读:1668来源:国知局

本发明属于gpp芯片生产技术领域,尤其是涉及一种gpp芯片镀金方法。



背景技术:

gpp主要应用于led、充电器、替代酸洗二极管(oj)、整流桥等领域,随着led市场的持续增长,充电器、整流桥市场趋于稳定,近年来,gpp芯片成本的持续降低,gpp将逐渐替代oj芯片,gpp芯片的市场需求持续呈增长趋势,在现有技术中,gpp的生产工艺有刀刮法、电泳法、光阻法,技术难度、产品品质依次升高,但整体的技术难度仍然偏低,投资低、上量迅速,随着市场需求增加,大量作坊式厂家进入,使产品供大于求导致市场进入恶性的降价倾销模式,gpp芯片的镀金及测试是gpp芯片生产过程中必不可少的部分,镀金效果的好坏,将直接影响后道gpp芯片焊接,测试的自动化程度,将影响gpp芯片的生产速率,测试的执行标准和结果,将影响整个芯片的使用可靠性,从而影响gpp芯片的使用寿命。



技术实现要素:

本发明的目的是提供gpp芯片镀金及测试方法,可靠性强,增加gpp芯片的使用寿命。

为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种gpp芯片镀金方法,包括以下步骤:

预处理:去除gpp芯片表面氧化层,使所述gpp芯片表面原子活化;

一次镀镍:在所述gpp芯片表面镀一次镍;

镍烧结:镍原子向所述gpp芯片内部扩散,镍层与硅层相互结合;

二次镀镍:在所诉gpp芯片表面镀二次镍;

镀金;在所述gpp芯片表面镀金;

进一步地,所述一次镀镍步骤,是在ph值为7-10的碱性环境下,调节温度到60-100℃,将gpp芯片浸泡于镀镍液中进行一次镀镍。

进一步地,所述镍烧结步骤,在温度为500-650℃的温度下对所述gpp芯片进行烧结。

进一步地,所述二次镀镍是在ph值为7-10的碱性环境下,调节温度到60-100℃,将所述gpp芯片浸泡于镀镍液中进行二次镀镍。

进一步地,所述镀金步骤,是在酸性条件下,温度调节到60-100℃,将所述gpp芯片浸泡于镀金液中进行镀金。

进一步地,还包括镀金步骤后的测试步骤,具体为:

根据芯片尺寸,设定电压值测试条件;

利用测试装置,根据所述测试条件测试芯片的电学特性;

测试装置利用脉冲信号对所述芯片进行电性测试,记录电性数据;

进一步地,所述测试装置为测试针板,所述测试针板包括测试针和固定测试针的底板,利用所述测试针板测试芯片的电学特性包括:

将测试针按照芯片上印刷的图形排列成对应形状并固定在底板上;

测试时将测试针通电,测试芯片的电学特性。

进一步地,还包括测试步骤后的划片步骤,从p面自动将芯片对准,利用皮秒激光器或飞秒激光器从n面进行划片,具体包括:

调整载片台的x,y方向以及θ角度,利用划片机上的图像传感器从p面将芯片对准,并记录产品信息;

根据所述产品信息,读取预存的划片参数,利用所述皮秒激光器或飞秒激光器从n面进行划片。

进一步地,还包括划片步骤后的裂片步骤,利用裂片棒对所述gpp芯片进行裂片,所述裂片棒对所述gpp芯片的裂片压力为5n~10n,所述裂片棒在所述gpp芯片上的裂片速度是80~200mm/s。

进一步地,所述预处理步骤中,还包括清洗步骤,所述清洗包括:

将去除氧化层后的所述gpp芯片在水槽中进行超声溢流清洗;

将所述gpp芯片用氢氟酸溶液对表面进行清洗,所述氢氟酸溶液的浓度为2%-10%,浸泡10-30min;

用纯水进行清洗。

本发明具有的优点和积极效果是:由于采用上述技术方案,gpp芯片镀金的过程中,电极面采用一次镀镍、烧结、二次镀镍以及镀金的工艺,二次镀镍可以有效地增加镍层与硅层的结合力,镀金有效的防止镍层氧化,镀镍金可以使gpp芯片与焊膏结合力更强,更有利于后道焊接,可靠性强,gpp芯片的使用寿命长。

具体实施方式

本实例一种gpp芯片镀金方法,包括以下步骤:预处理、一次镀镍、镍烧结、二次镀镍和镀金,具体地,

在预处理的工艺过程中,将装在花篮中的芯片浸泡到清洗槽中,在清洗槽中对芯片进行超声溢流清洗10-30min,去除芯片表面的污垢,然后采用清洗液为浓度为2%-10%的氢氟酸溶液进行清洗,去除芯片表面的轻微氧化层,优选地,氢氟酸溶液的浓度为5%,使芯片表面的硅原子更好地活化,然后用纯水进行清洗,去除芯片表面残留的清洗液,即氢氟酸溶液,防止芯片残留的清洗液带入到后一道工序中,污染下一步的药液。

在一次镀镍的工艺过程中,在ph值为7-10的碱性环境下进行一次镀镍工艺,优选地,在实际的工艺过程中控制碱性环境的ph在8-9,调节温度到60-100℃,将芯片浸泡于镀镍液中进行一次镀镍,镀镍液的主要成分为含有镍离子的溶液,可以根据实际生产需要选用镍离子的溶液,镍离子溶液可以是氯化镍或者硝酸镍。还可以加入还原剂,还原剂可以根据实际生产需要选取,本实例选用硝酸镍作为镀镍液,在芯片表面镀一次镍。。

在镍烧结的工艺过程中,将芯片立式摆放到石英舟上,其中,芯片与芯片之间间隔0.5-2mm,将石英舟逐步分段推至恒温区,烧结时间30~60min,到达工艺时间后,逐步分段出炉,在温度为500-650℃的温度下对芯片进行烧结,使镍原子向硅内部扩散,镍层与硅层相互结合。

在镍烧结之后需要进行硝酸清洗,去除表面被高温氧化部分,具体地,采用浓度为97%以上的硝酸对芯片进行清洗,反应原理为:

nio+4hno3=ni(ho3)3+no2↑+2h2o。

然后用纯水清洗,防止芯片残留的硝酸带入到后一道工序中,污染下一步的药液,清洗之后需要再次对芯片表面进行活化,确保镀镍的均匀性,用主要成分是氯化金的活化液浸泡芯片30~90s,使芯片表面原子活化,确保镀镍均匀;最后采用纯水清洗,防止芯片残留的活化液带入到后一道工序中,污染下一步的药液。

在二次镀镍的工艺过程中,在ph值为7-10的碱性环境下进行二次镀镍,优选地,在实际的工艺过程中控制碱性环境的ph在8-9,调节二次镀镍的温度到60-100℃,将芯片浸泡于镀镍液中进行二次镀镍,镀镍液的主要成分为含有镍离子的溶液,可以根据实际生产需要选用镍离子的溶液,镍离子溶液可以是氯化镍或者硝酸镍。还原剂可以根据实际生产需要选取,本实例选用硝酸镍作为镀镍液,在芯片表面镀二次镍,二次镀镍可以有效地增加镍层与硅层的结合力,镀银有效的防止镍层氧化,镀镍银可以使芯片与焊膏结合力更强。

在芯片表面镀二次镍之后需要用盐酸清洗,具体地操作步骤为:用盐酸浸泡芯片1~3min,清洗中和芯片表面碱性残留;之后用纯水清洗,纯水清洗的目的是清除多余的盐酸残留,防止芯片上残留的盐酸带入到后一道工序中,污染下一步的药液。

化学镀金的具体步骤为:在酸性条件下,温度调节到60-100℃,将盛满芯片的花篮浸泡于镀金液中,对芯片进行镀金,摇动花篮使其反应均匀,镀金液为含有金离子的溶液,本实例根据实际生产需要选用亚金氰化钾溶液作为镀金液。然后纯水清洗,防止芯片上残留的镀金液带入到后一道工序中。gpp芯片烘干之后进入测试划片分选工序,gpp芯片镀金的过程中,芯片电极面采用一次镀镍、烧结、二次镀镍以及镀金的工艺,二次镀镍可以有效地增加镍层与硅层的结合力,镀金有效的防止镍层氧化,镀镍金可以使芯片与焊膏结合力更强,更有利于后道焊接,可靠性强,gpp芯片的使用寿命长

gpp芯片镀金的方法还包括包括测试、划片和裂片,其中:

测试是利用测试装置测试芯片的电学特性;测试过程中的具体步骤为:

根据gpp芯片的尺寸,设定电压值测试条件,具体地,根据随工单上注明gpp芯片尺寸和电压值设定相应的测试条件;

利用测试装置,根据设定的测试条件测试gpp芯片的电学特性;测试装置为测试针板,测试针板包括测试针和固定测试针的底板,利用测试针板测试芯片的电学特性,大幅提高测试效率,减少人工成本。

具体的工艺步骤包括:

根据设定测试条件,更换相对应的测试针板,具体地,将测试针按照芯片上印刷的图形排列成对应形状并固定在底板上;测试时将测试针通电,测试芯片的电学特性,优选地,测试时将测试针依次通电,来测试gpp芯片的电学特性;

测试的工作过程为:将盛装芯片的花篮上载到测试机的上料位置,gpp芯片沿皮带从花篮传送到测试区域,用机械手放到测试圆盘上;测试机利用ccd自动将gpp芯片对准,并记录产品批次信息,其中,图像识别自动分选结合皮带自动化传递,提高工作效率;针板下降接触gpp芯片,利用脉冲信号依次使测试针通电,对芯片进行电性测试,记录电性数据并保存;针板移开,根据测试结果由墨水针将不良芯片打上墨点,当芯片尺寸<70mil,墨水针的直径为15mil,当芯片尺寸≥70mil,墨水针的直径为25mil,标记不良芯片,之后利用传送带传送到划片工序。

划片是从p面自动将芯片对准,利用皮秒激光器或飞秒激光器从n面进行划片,划片过程具体的工艺步骤包括:

芯片沿皮带传到划片区域,用机械手放到划片底座上,载片台可在x,y方向及θ角度进行调整,根据生产需要调整载片台的x,y方向以及θ角度,利用划片机上的图像传感器从p面将芯片对准,并记录产品信息,图像传感器采用ccd;根据所述产品信息,读取预存的划片参数,利用所述皮秒激光器或飞秒激光器从n面进行划片,划片方向采用p面划片,省去了n面做划片工序,节约成本,自动裂片效率更高,便于调节力度,崩边连芯比例更少,其中,飞秒激光器或皮秒激光器对芯片的切割速度≤450mm/s,飞秒激光器或皮秒激光器对芯片的切割宽度25μm~45μm,飞秒激光器或皮秒激光器对芯片的切割深度为芯片厚度的25%~50%。飞秒激光器或皮秒激光器的激光头功率:15w~25w,激光头发射频率60khz~80khz,划片完成后通过传输装置皮带,将芯片传送到下一工序。

裂片是利用裂片棒自动对芯片进行裂片,其中,所述裂片棒对芯片的裂片压力为5n~10n,裂片棒在芯片上的裂片速度是80~200mm/s。具体的步骤为:芯片沿皮带传到裂片区域的橡胶垫上;裂片棒沿x方向从左到右滚动一遍,沿x方向进行裂片,之后,橡胶垫旋转90°,裂片棒沿y方向从左到右滚动一遍,裂片棒沿y方向进行裂片;在实际的生产过程中,裂片压力过大导致芯片碎芯,压力过小无法全部裂开,裂片速度过快容易使芯粒发生位移,速度过慢无法满足产能需求,需要根据实际生产需要设定具体的裂片压力和裂片速度,裂片完成后通过皮带传送到下一工序。

裂片之后的gpp镀金芯片采用自动分选,自动将不良芯片去除,分选的具体步骤包括:镀金芯片沿皮带传送到分选区域,利用图像传感器从p面自动将芯片对准,其中,图像传感器为ccd,利用与芯片图形相匹配的工装压住芯片,将外圈边角余料去除,随后工装移开;利用ccd识别及机械手控制的真空吸嘴相配合,将外观不符合预存模板的芯片及墨点芯片摘除;将良品芯片传送到收纳盒里

本发明的有益效果是:gpp芯片镀金镀镍镀金的过程中,芯片电极面采用一次镀镍、烧结、二次镀镍以及镀金的工艺,更有利于后道焊接,可靠性强,gpp芯片的使用寿命长,电性性能测试,将芯片裂成需要的尺寸,剔除电性不良品的过程中人员干涉少,自动化程度高,避免人力资源的浪费,具有加工成本低、生产效率高等优点。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

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