引線框架和使用該引線框架制造的半導體封裝件制造技術

本發(fā)明專利技術提供了一種引線框架和使用該引線框架制造的半導體封裝件，所述引線框架具有優(yōu)異的焊料潤濕性和可焊性，該引線框架與銅線良好地接合，并且制造成本低。所述引線框架包括：基體材料；第一金屬層，形成在基體材料的至少一個表面上，第一金屬層包括鎳；第二金屬層，形成在第一金屬層的表面上，第二金屬層包括鈀；以及第三金屬層，形成在第二金屬層的表面上，第三金屬層包括銀。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術】引線框架和使用該引線框架制造的半導體封裝件
本專利技術涉及一種電子裝置，更具體地講，涉及一種引線框架和使用該引線框架制造的半導體封裝件。
技術介紹
引線框架用于將半導體芯片電連接到外部裝置且還支撐半導體芯片。通過將半導體芯片附著到引線框架，使用接合線將半導體芯片接合到引線框架，然后用成型樹脂(moldresin)密封獲得的結構來制造半導體封裝件。
技術實現(xiàn)思路
技術問題近來，為了在半導體封裝件的制造工藝過程中不使用鉛，已經(jīng)廣泛地使用預鍍鈀(PPF)的引線框架。根據(jù)PPF引線框架，鈀鍍層形成在鎳鍍層上。在組裝工藝的施加熱的過程中，鈀被氧化，或者鎳擴散到鈀鍍層中而在鈀鍍層的表面上形成氧化鎳，從而使引線接合特性和焊料潤濕性/可焊性降低。為了克服這種限制，第2010-0103015號韓國專利申請公開公布公開了一種金(Au)鍍層形成在鈀鍍層上的結構。然而，按重量計金(Au)比其它金屬材料貴幾倍至幾百倍。因此，制造引線框架的成本變得太高，由此削弱了引線框架的價格競爭力。為了降低引線框架的制造成本，第1999-111909號日本專利申請公開公布公開了一種在鎳鍍層上形成鈀合金鍍層而不使用金(Au)的結構。這里，鈀合金的鈀含量為50％或更高，鈀合金鍍層的厚度的范圍是0.05μm至1μm。然而，鈀幾乎和金(Au)一樣貴。因此，當鈀合金鍍層的鈀含量為50％或更高并且它的厚度范圍是0.05μm至1μm時，與使用金(Au)鍍層相比，制造引線框架的成本不會極大地降低。此外，鈀材料極大地影響焊料潤濕性。當鈀材料的鈀含量為50％或更高時，降低了焊料潤濕性/可焊性。問題的解決方案根據(jù)本專利技術的一方面，提供了一種引線框架，該引線框架具有優(yōu)異的焊料潤濕性和可焊性，與銅線良好地接合并且制造成本低。根據(jù)本專利技術的另一方面，提供了一種使用該引線框架以低成本制造的并具有高可靠性的半導體封裝件。專利技術的有益效果如上所述，根據(jù)本專利技術的引線框架對由銅材料構成的接合線具有強的粘著力，并在裸片附著工藝中有效地抑制環(huán)氧樹脂的溢出(bleeding)現(xiàn)象。此外，由于最外面的金屬層由銀鈀合金而不是由昂貴的金來形成，因此極大地降低了制造引線框架的成本。此外，引線框架的抗變色特性是優(yōu)異的，并且改善了焊料潤濕性和可焊性。另外，根據(jù)本專利技術的另一方面的半導體封裝件設置有該引線框架，因此該半導體封裝件具有高可靠性并且能夠以低成本制造。附圖說明圖1是示出本專利技術可以被應用到的引線框架的示例的平面圖；圖2是示出根據(jù)本專利技術的實施例的引線框架的一部分的剖視圖；圖3至圖7是示出根據(jù)本專利技術的其它實施例的引線框架的部分的剖視圖；圖8是放大圖7中示出的部分A的圖；圖9是示出半導體芯片被安裝在根據(jù)本專利技術的實施例的引線框架上的剖視圖；圖10示出對引線框架的變色測試的結果；圖11示出對根據(jù)本專利技術的引線框架的焊料潤濕性測試的結果；圖12示出對根據(jù)本專利技術的引線框架的可焊性測試的結果；圖13是根據(jù)本專利技術的通過使用引線框架制造的半導體封裝件的剖視圖。實施本專利技術的最佳方式為了解決以上問題，根據(jù)本專利技術的引線框架包括：基體材料；第一金屬層，形成在基體材料的至少一個表面上，第一金屬層包括鎳；第二金屬層，形成在第一金屬層的表面上，第二金屬層包括鈀；以及第三金屬層，形成在第二金屬層的表面上，第三金屬層包括銀。第三金屬層的厚度比第二金屬層的厚度薄。第三金屬層包括銀鈀合金。所述引線框架還包括形成在第三金屬層的表面上的第四金屬層，所述第四金屬層包括銀鈀合金。第三金屬層的厚度比第二金屬層的厚度厚。第四金屬層的銀鈀合金的鈀含量為大約5原子％至大約50原子％或大約4.4重量％至大約46重量％。基體材料的表面被改性為粗糙的。所述引線框架還包括在基體材料和第一金屬層之間的改性層，所述改性層的表面被改性為粗糙的。第一金屬層包括鎳合金。第二金屬層包括鈀合金。第二金屬層由鎳(Ni)、銅(Cu)、鈷(Co)、鉬(Mo)、釕(Ru)、錫(Sn)和銦(In)中的至少一種與鈀合金構成。所述引線框架還包括形成在最外面的金屬層的表面上有機膜層。金(Au)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鈷(Co)、鉬(Mo)、釕(Ru)、錫(Sn)和銦(In)中的至少一種可以被添加到銀鈀合金中。為了解決以上問題，根據(jù)本專利技術的半導體封裝件包括：引線框架，包括基體材料、第一金屬層、第二金屬層、第三金屬層和第四金屬層，所述基體材料包括裸片置盤和引線部，第一金屬層形成在基體材料的至少一個表面上，第一金屬層包括鎳，第二金屬層形成在第一金屬層的表面上，第二金屬層包括鈀，第三金屬層形成在第二金屬層的表面上，第三金屬層包括銀，第四金屬層形成在第三金屬層的表面上，第四金屬層包括銀鈀合金；半導體芯片，接合到裸片置盤；以及多條接合線，將半導體芯片連接到引線部。第四金屬層的銀鈀合金的鈀含量為大約5原子％至大約50原子％或大約4.4重量％至大約46重量％。為了解決以上問題，根據(jù)本專利技術的半導體封裝件包括：引線框架，包括基體材料、第一金屬層、第二金屬層和第三金屬層，所述基體材料包括裸片置盤和引線部，第一金屬層形成在基體材料的至少一個表面上，第一金屬層包括鎳，第二金屬層形成在第一金屬層的表面上，第二金屬層包括鈀，第三金屬層形成在第二金屬層的表面上，第三金屬層包括銀和從第二金屬層擴散的鈀；半導體芯片，接合到裸片置盤；以及多條接合線，將半導體芯片連接到引線部。第三金屬層的厚度比第二金屬層的厚度薄。第三金屬層包括銀鈀合金和從第二金屬層擴散的鈀。具體實施方式在下文中，將參照附圖詳細地描述本專利技術的實施例。相同的標號始終表示相同的元件。圖1是示出本專利技術可以被應用到的引線框架100的示例的平面圖。參照圖1，引線框架100包括裸片置盤107-1和引線部107-2。半導體芯片(圖9的211)附著到裸片置盤107-1。引線部107-2包括多條引線，并且引線部107-2通過多條線(圖13的231)被連接到半導體芯片(圖9的211)。因此，從半導體芯片(圖9的211)輸出的電信號可以通過引線部107-2被傳輸?shù)酵獠垦b置，并且從外部裝置輸入到引線部107-2的電信號可以被傳輸?shù)桨雽w芯片(圖9的211)。圖2是示出根據(jù)本專利技術的實施例的引線框架101的一部分的剖視圖。圖3是示出根據(jù)本專利技術的另一個實施例的引線框架102的一部分的剖視圖。參照圖2和圖3，根據(jù)本專利技術的實施例的引線框架101包括基體材料107、第一金屬層111、第二金屬層121和第三金屬層131，根據(jù)本專利技術的實施例的引線框架102包括基體材料1071、第一金屬層1111、第二金屬層1211和第三金屬層1311。基體材料107由鍍有第一金屬層111、第二金屬層121和第三金屬層131的金屬板構造，并且基體材料107由用于均勻地支撐第一金屬層111、第二金屬層121和第三金屬層131的硬質材料構成。基體材料107的表面可以是光滑的，如圖2所示；或者基體材料1071的表面可以是粗糙的，如圖3所示。為了形成圖3中示出的基體材料1071的粗糙的表面，可以執(zhí)行機械或化學表面處理，可以執(zhí)行等離子體處理，或可以執(zhí)行電解拋光處理。關于表面粗糙度，優(yōu)選的是，中心線平均高度(Ra)是大約或更大。在基體材料1071的表面如上所述地被改性的情況下，可以提高形成在基體材料1071上的金屬層之間的粘著力本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種引線框架，所述引線框架包括：基體材料；第一金屬層，形成在基體材料的至少一個表面上，第一金屬層包括鎳；第二金屬層，形成在第一金屬層的表面上，第二金屬層包括鈀；以及第三金屬層，形成在第二金屬層的表面上，第三金屬層包括銀。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2011.12.12 KR 10-2011-0133051;2012.10.29 KR 10-2011.一種引線框架，所述引線框架包括：基體材料；第一金屬層，形成在基體材料的至少一個表面上，第一金屬層包括鎳；第二金屬層，形成在第一金屬層的表面上，第二金屬層包括鈀；以及第三金屬層，形成在第二金屬層的表面上，第三金屬層包括銀，其中，第三金屬層的厚度比第二金屬層的厚度薄，其中，第三金屬層還包括從第二金屬層擴散到第三金屬層的鈀。2.根據(jù)權利要求1所述的引線框架，其中，第三金屬層包括銀鈀合金。3.根據(jù)權利要求1所述的引線框架，其中，基體材料的表面被改性為粗糙的。4.根據(jù)權利要求1所述的引線框架，所述引線框架還包括位于基體材料與第一金屬層之間的改性層，所述改性層的表面被改性為粗糙的。5.根據(jù)權利要求1所述的引線框架，其中，第一金屬層包括鎳合金。6.根據(jù)權利要求1所述的引線框架，其中，第二金屬層包括鈀合金。7.根據(jù)權利要求6所述的引線框架，其中，第二金屬層由鎳、銅、鈷、鉬、釕、錫和銦中的至少一種與鈀合金構成。8.根據(jù)權利要求1所述的引線框架，所述引線框架還包括形成在最外面的金屬層的表面上的有機膜層。9.根據(jù)權利要求2所述的引線框架，其中，金、鎳、銅、鈷、鉬、釕、錫和銦中的至少一種被添加到所述銀鈀合金中。10.一種引線框架，所述引線框架包括：基體材料；第一金屬層，形成在基體材料的至少一個表面上，第一金屬層包括鎳；第二金屬層，形成在第一金屬層的表面上，第二金屬層包括鈀；第三金屬層，形成在第二金屬層的表面上，第三金屬層包括銀；以及第四金屬層，形成在第三金屬層的...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：白城官，申東逸，樸世喆，
申請(專利權)人：MDS株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：韓國;KR