專利名稱：引線框架及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于半導(dǎo)體封裝的引線框架以及該引線框架的制造方法，具體地說，涉及一種能夠以低廉的生產(chǎn)成本維持或提升半導(dǎo)體封裝質(zhì)量的用于半導(dǎo)體封裝的引線框架。
背景技術(shù)：
像半導(dǎo)體芯片一樣，引線框架是半導(dǎo)體封裝中所包含的組件之一。引線框架既用作將半導(dǎo)體芯片連接到外部電路的導(dǎo)線，又用作安裝半導(dǎo)體芯片并將其固定在靜止?fàn)顟B(tài)的支撐架。常規(guī)的引線框架通過預(yù)鍍方法(pre-plating method)來制造。根據(jù)所述預(yù)鍍方法，引線框架預(yù)鍍有多層金屬層，這些金屬層在焊接過程中具有優(yōu)異浸潤性，從而在后處理時(shí)不需要對(duì)半導(dǎo)體封裝的外部引線框架進(jìn)行引線電鍍過程。這里，與塑封料的粘附力和潮濕性能相關(guān)的浸潤性是焊料能夠多好地將器件引線或端子焊接到線路板上的度量。因此， 有可能制造一種不用引線的或無引線的半導(dǎo)體封裝。沒有引線電鍍過程的預(yù)鍍方法可以減少后處理時(shí)的一些制造步驟，并且具有防止環(huán)境污染的優(yōu)點(diǎn)。然而，由于引線框架鍍有昂貴的金屬，因此，用所述預(yù)鍍方法制造的半導(dǎo)體封裝的生產(chǎn)成本就增加了。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供一種引線框架以及該引線框架的制造方法，并提供一種用于減少在制造引線框架的預(yù)鍍方法中使用的昂貴金屬的厚度的方法。另外，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供一種以低廉的生產(chǎn)成本提高或增強(qiáng)包含引線框架的半導(dǎo)體封裝的性能的方法。再者，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供提高引線鍵合強(qiáng)度、可焊性、塑封料粘附力和層疊質(zhì)量的引線框架。技術(shù)方案在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，一種引線框架包括基底金屬層；鍍銅層，包括銅層和含銅合金層中的至少一個(gè)，被配置為電鍍所述基底金屬層以形成表面粗糙度；以及上鍍層， 包括至少一個(gè)鍍層，該鍍層包括由鎳、鈀、金、銀、鎳合金、鈀合金、金合金和銀合金所構(gòu)成的組中選出的至少一種，所述上鍍層被配置為電鍍所述鍍銅層。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，一種引線框架的制造方法包括；提供基底金屬層； 形成鍍銅層，該鍍銅層包括銅層和含銅合金層中的至少一個(gè)，電鍍所述基底金屬層以形成表面粗糙度；以及形成上鍍層，該上鍍層包括至少一個(gè)層，該層由鎳、鈀、金、銀、鎳合金、鈀合金、金合金和銀合金所構(gòu)成的組中選出的至少一種構(gòu)成，所述上鍍層被配置為電鍍所述鍍銅層。有益效果本發(fā)明提供一種引線框架以及該引線框架的制造方法，并提供一種用于減少在制造引線框架的預(yù)鍍方法中使用的昂貴金屬的厚度的方法。另外，本發(fā)明提供一種以低廉的生產(chǎn)成本提高或增強(qiáng)包含引線框架的半導(dǎo)體封裝的性能的方法。再者，本發(fā)明提供在引線鍵合強(qiáng)度、可焊性、塑封料粘附力和層疊質(zhì)量方面高級(jí)的引線框架。


圖1是剖視圖，描述了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的引線框架；圖2是照片，示出了圖1中所描述的鍍銅層；圖3是流程圖，描述了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的引線框架的制造方法。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明示出了一種引線框架以及該引線框架的制造方法。雖然制造時(shí)的生產(chǎn)成本低廉，但本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所述的引線框架包括提高的電子或機(jī)械特性。盡管將結(jié)合示例性實(shí)施例描述本發(fā)明，但應(yīng)該明白，本描述并非意在將本發(fā)明限制到這些示例性實(shí)施例中。相反，本發(fā)明意在不僅涵蓋這些示例性實(shí)施例，而且也涵蓋可以被納入由所附權(quán)利要求書所界定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種替換、變型、等同物和其它實(shí)施例。下面將詳細(xì)述及本發(fā)明的各種實(shí)施例，這些實(shí)施例的例子示于附圖中并描述如下。圖1是剖視圖，描述了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所述的引線框架。參看圖1，所述引線框架包括基底金屬層10、形成在基底金屬層10的表面上的鍍銅層20、以及沉積在鍍銅層20的表面上的上鍍層100。上鍍層100包括至少一個(gè)層以電鍍鍍銅層20，該至少一個(gè)層由鎳(Ni)、鈀(Pd)、金(Au)、銀(Ag)、鎳合金、鈀合金、金合金和銀合金所構(gòu)成的組中選出的至少一種構(gòu)成。上鍍層100包括鍍鎳層30、形成在鍍鎳層30的表面上從而使鍍鎳層30鍍有鍍鈀層40的鍍鈀層40、以及形成在鍍鈀層40上的鍍金層50。另外，在鍍金層50上，可以形成在圖1中未示出的鍍銀層。此外，上鍍層100可以包括由鎳(Ni)、鈀(Pd)、金(Au)、銀(Ag)、鎳合金、鈀合金、金合金和銀合金所構(gòu)成的組中選出的一種構(gòu)成的單個(gè)薄層，也可以包括由同一組中選出的多種材料構(gòu)成的多個(gè)薄層。基底金屬層10用作引線框架的主體。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，基底金屬層10包括銅層和含銅(Cu)合金層之一。包括銅層和含銅(Cu)合金層之一的鍍銅層20通過硫酸銅電鍍過程來形成，以便使鍍銅層20的表面粗糙。所述硫酸銅電鍍過程使用與諸如鐵、鋼、黃銅等金屬一起工作的硫酸銅(CuSO4)。厚度形成為0. 3 μ m到1. 5 μ m的鍍銅層20具有150nm到400nm的表面粗糙度。于是，鍍銅層20的表面粗糙度就增加了。圖2是一張照片，示出了圖1中所描述的鍍銅層。如圖2所示，通過所述硫酸銅電鍍過程形成的鍍銅層20的表面上的晶粒尺寸增大，從而提供粗糙的表面。包括鎳(Ni)或鎳合金薄膜的鍍鎳層30形成的厚度為0. 2 μ m到1 μ m。包括鈀(Pd)或鈀合金薄膜的鍍鈀層40形成的厚度為0. 02 μ m到0. 08 μ m。包括金(Au)或金合金薄膜的鍍金層50形成的厚度為0. 003 μ m到0. 01 μ m。參看圖1，由于鍍銅層20具有150nm到400nm的表面粗糙度，因此鍍鎳層30、鍍鈀層40和鍍金層50也提供粗糙的表面。如上所述，由于形成在基底金屬層10上具有大的晶粒尺寸和粗糙的表面的鍍銅層20之故，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所述的引線框架能夠提高或增強(qiáng)引線鍵合強(qiáng)度、可焊性、 塑封料粘合力以及層疊質(zhì)量(lamination quality)。此外，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述引線框架包括鍍銅層20，使得鍍鎳層30、鍍鈀層40和鍍金層50的厚度能夠減小。于是，該引線框架的生產(chǎn)成本就降低了。圖1示出了包括形成在基底金屬層10兩面的鍍鎳層30、鍍鈀層40和鍍金層50的引線框架。然而，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，引線框架包括只形成在基底金屬層10的一面的鍍鎳層30、鍍鈀層40和鍍金層50。圖3是流程圖，描繪了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所述的引線框架的制造方法。在本發(fā)明的該實(shí)施例中，所述引線框架可以通過卷對(duì)卷過程(reel-to-reel process)或每個(gè)單個(gè)產(chǎn)品單元的剝離過程以及在線過程(in-line process)來制造。參看圖3，提供基底金屬層IO(SlOO)。例如，基底金屬層10包括銅層和含銅(Cu) 合金層之一。在圖1所示的實(shí)施例中，基底金屬層10包括銅層。對(duì)基底金屬層10的所述銅層執(zhí)行清洗過程(SllO)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述清洗過程還包括去油脂過程、電化學(xué)清洗和酸洗過程中的一個(gè)或多個(gè)過程。通過硫酸銅電鍍過程在基底金屬層10上形成鍍銅層20 (S120)。所述硫酸銅電鍍過程是一種在硫酸銅溶液(CuS045H20)中進(jìn)行的電鍍方法。例如，在銅離子濃度約為5到 70g/L、電流密度約為3到7ASD的條件下進(jìn)行硫酸銅電鍍過程約10到40秒，使得厚度形成為0. 3到1. 5 μ m的鍍銅層20可以具有約150到400nm的表面粗糙度。這里，硫酸銅溶液(CuS045H20)相比諸如氰化銅(CuCN)等其它電鍍液能夠提供具有更大表面粗糙度的電鍍層。特別是，在本發(fā)明的所述實(shí)施例中，用硫酸銅溶液(CuS045H20) 在大電流密度的條件下進(jìn)行的電鍍過程能夠形成厚度為0. 3到1. 5 μ m的鍍銅層20。然后，在鍍銅層20上形成上鍍層100 (S130)。詳細(xì)地說，用鎳(Ni)電鍍鍍銅層20以便在鍍銅層20的表面上形成鍍鎳層 30(S131)。另外，用鈀(Pd)電鍍鍍鎳層30以形成鍍鈀層40(S132)。再者，用金(Au)電鍍鍍鈀層40以形成鍍金層50 (S 133)。在形成鍍金層50之后，形成鍍銀層(S134)。隨后，執(zhí)行清洗過程(S140)。如上所述，順序地形成鍍鎳層30、鍍鈀層40、鍍金層50和鍍銀層以形成上鍍層 100。然而，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，上鍍層100可以包括鍍鎳層30、鍍鈀層40、鍍金層50和鍍銀層中的一些層，或可以包括多個(gè)層，其中上述層中的一些層被輪流地重復(fù)沉積。此外，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，它們的形成順序可以改變。
再者，上鍍層100通過用上面的實(shí)施例中的非合金金屬進(jìn)行電鍍來形成；然而，也可以用諸如鎳合金、鈀合金、金合金和銀合金等合金金屬進(jìn)行電鍍來形成上鍍層100。同時(shí)，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例所述的引線框架的粘附強(qiáng)度基于鍍銅層20的表面粗糙度而變化。在鍍銅層20具有150到200nm的表面粗糙度的情形中，所述引線框架具有4. 5到 6kgf的粘附強(qiáng)度。如果鍍銅層20具有200到300nm的表面粗糙度，那么，所述引線框架具有6到Agf的粘附強(qiáng)度。在另一種情形中，鍍銅層20具有300到400nm的表面粗糙度，所述引線框架具有7到9kgf的粘附強(qiáng)度。對(duì)于本領(lǐng)域中的技術(shù)人員來說，很明顯，在不偏離本發(fā)明的精神或范圍的情況下， 在本發(fā)明中可以做出各種變型和改變。因此，只要本發(fā)明的這些變型和改變落在所附權(quán)利要求書及其等同物的范圍內(nèi)，本發(fā)明就旨在涵蓋這些變型和改變。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明能夠適合于開發(fā)或制造Read Frame。
權(quán)利要求
1.一種引線框架，包括基底金屬層；鍍銅層，包括銅層和含銅合金層中的至少一個(gè)，被配置為電鍍所述基底金屬層以形成表面粗糙度；以及上鍍層，包括至少一個(gè)鍍層，該鍍層包括由鎳、鈀、金、銀、鎳合金、鈀合金、金合金和銀合金所構(gòu)成的組中選出的至少一種，所述上鍍層被配置為電鍍所述鍍銅層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引線框架，其中，所述上鍍層為包括所述鎳或所述鎳合金的鍍鎳層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引線框架，其中，所述上鍍層為包括所述鈀或所述鈀合金的鍍鈀層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引線框架，其中，所述上鍍層為包括所述金或所述金合金的鍍金層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引線框架，其中，所述上鍍層包括兩個(gè)鍍層，該兩個(gè)鍍層包括含所述鎳或所述鎳合金的鍍鎳層；以及形成在所述鍍鎳層上的含所述鈀或所述鈀合金的鍍鈀層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引線框架，其中，所述上鍍層包括三個(gè)鍍層，該三個(gè)鍍層包括含所述鎳或所述鎳合金的鍍鎳層；形成在所述鍍鎳層上含所述鈀或所述鈀合金的鍍鈀層；以及形成在所述鍍鈀層上含所述金或所述金合金的鍍金層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引線框架，其中，所述基底金屬層包括銅層和含銅合金層中的至少一個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引線框架，其中，所述鍍銅層具有150到400nm的表面粗糙度和0. 3到1. 5μπι的厚度。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的引線框架，其中，所述鍍鎳層形成的厚度為0.2到1 μ m。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的引線框架，其中，所述鍍鈀層形成的厚度為0.02到 0. 08 μ m。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的引線框架，其中，所述鍍金層形成的厚度為0.003到 0. 01 μ m0
12.—種引線框架的制造方法，包括；提供基底金屬層；形成鍍銅層，該鍍銅層包括銅層和含銅合金層中的至少一個(gè)，電鍍所述基底金屬層以形成表面粗糙度；以及形成上鍍層，該上鍍層包括至少一個(gè)層，該層由鎳、鈀、金、銀、鎳合金、鈀合金、金合金和銀合金所構(gòu)成的組中選出的至少一種構(gòu)成，所述上鍍層被配置為電鍍所述鍍銅層。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述上鍍層為包括所述鎳或所述鎳合金的鍍銀層。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述上鍍層為包括所述鈀或所述鈀合金的鍍把層。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述上鍍層為包括所述金或所述金合金的鍍金層ο
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，形成鍍銅層包括硫酸銅電鍍過程，以便用銅電鍍所述基底金屬層。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述鍍銅層具有150到400nm的表面粗糙度和 0.3到1.5μπι的厚度。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，形成上鍍層包括 形成包含所述鎳或所述鎳合金的鍍鎳層以電鍍所述鍍銅層；以及形成鍍鈀層，該鍍鈀層形成在所述鍍鎳層上，包含所述鈀或所述鈀合金。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，形成上鍍層包括形成包含所述鎳或所述鎳合金的薄膜的鍍鎳層，以電鍍所述鍍銅層； 形成鍍鈀層，該鍍鈀層形成在所述鍍鎳層上，包含所述鈀或所述鈀合金；以及形成鍍金層，該鍍金層形成在所述鍍鈀層上，包含所述金或所述金合金。
全文摘要
一種引線框架包括基底金屬層；鍍銅層，包括銅層和含銅合金層中的至少一個(gè)，被配置為電鍍所述基底金屬層以形成表面粗糙度；以及上鍍層，包括至少一個(gè)鍍層，該鍍層包括由鎳、鈀、金、銀、鎳合金、鈀合金、金合金和銀合金所構(gòu)成的組中選出的至少一種，所述上鍍層被配置為電鍍所述鍍銅層。
文檔編號(hào)H01L23/495GK102349153SQ201080011668
公開日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2010年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月12日
發(fā)明者孫珍英, 樸庚澤, 樸昌華, 趙仁國, 郭尚洙, 金恩真 申請(qǐng)人:Lg伊諾特有限公司