[发明专利]粘结的促进

说明书

本发明涉及一种半导体集成电路(IC)装置中模具与镀镍引线框架间的粘结 促进。更具体的说，本发明涉及一种半导体集成电路装置中模具与镀镍引线框 架间的粘结促进，以增强模具和镀镍引线框架之间的粘附性。

引线框架经常在许多独立单元的长形带中制备。这些长形带包括足够的宽 度来容纳一到五个引线框架。在制备过程中，引线框架可以配有搬运轨道和导 引孔来定位引线框架。引线框架可以由多个具有引线端部和引脚的引线、系杆 和模子衬垫构成。模子衬垫设置在引线框架的中心位置，提供了半导体芯片的 安置区域。当带宽大于一个引线框架的宽度时，则该带被称为矩阵。

大多数半导体集成电路装置都围绕引线框架来装配。传统的引线框架镀覆 工艺制备了具有干净的、非反应性的银、钯、镍或铜的光表面的引线框架。在 封装过程中，这种引线框架上的模子衬垫朝下设置，将例如像硅晶片或半导体 芯片的芯片粘贴在该模子衬垫上。芯片上的连接部分，例如键合垫，通过引线 键合与引线框架的引脚相连。然后，多余的引线框架材料，例如搬运轨道可以 被裁剪掉，模子衬垫、芯片、引线和相关的连接部分被封装在塑料模具复合物 中。

半导体集成电路封装失效的原因之一为塑料模具复合物从引线框架上的剥 离。造成这种现象的原因有多个，包括塑料模具复合物的不适当固化和“爆米花 失效”。在半导体装置封装过程中当液体例如水残留在封装体内、或当液体渗出 或水蒸气冷凝在塑料模具下时都可能会发生爆米花失效。此外，塑料模具复合 物固有能从环境中吸收液体直至达到饱和的性质。这些液体可能会蒸发，例如 水蒸气，可能会造成封装体内的压力增大。这种压力的增大可能会造成灾难性 的模具破坏。

封装失效也可能是由不同装置材料之间的热力学不相配造成的，例如芯片 和模子衬垫之间，在焊料回流温度，例如215℃-240℃时。塑料模具复合物所吸 收的液体在加热时所产生的压力可能会使这种不相配加剧。这些应力的联合效 应会降低粘附性能，导致剥离，特别是模子衬垫底部与塑料模具复合物之间， 从而造成封装破裂或失效。

解决上述问题的努力包括选择和开发能够提高模子衬垫和塑料模具复合物 之间粘附性能的塑料模具复合物。低应力、更牢固、低吸水性和具有更好的粘 结能力的封装体已经被提出。但是，所有这些并没有消除上述问题。此外，由 于特殊的封装体通常比较昂贵，它们的使用会增加制造的成本。

US5459103公开了一种形成具有增强的封装粘结性的引线框架方法。该方 法包括在引线框架上触击镀铜，然后将该触击镀铜层选择性地暴露至氧化剂以 形成氧化铜层。上述引线框架与芯片相适应，然后被封装在塑料模具复合物中。 虽然这种方法能够增强塑料模具复合物与铜引线框架间的封装粘结性，但仍然 需要提高镍或镍合金与模具复合物之间的粘结性，以降低湿度灵敏性，从而防 止“爆米花”效应。

在本发明的一方面，其方法包括提供一种组合物，该组合物包括一种或多 种无机酸和一种或多种杂环氮化合物；和将该组合物施加于镍或镍合金层以刻 蚀这些层。

在本发明的另一方面，其方法包括提供一种组合物，该组合物包括一种或 多种无机酸和一种或多种杂环氮化合物；将该组合物施加于镍或镍合金层；和 在该镍或镍合金层上通阳极电流来刻蚀该镍或镍合金层。

在本发明的又一方面，包括应用一种组合物，该组合物包括一种或多种无 机酸和一种或多种杂环氮化合物，其中杂环氮化合物选自噻唑和硫醇；和将该 组合物施加于镍或镍合金以刻蚀该镍或镍合金。

另一方面，其方法包括提供一种组合物，该组合物包括一种或多种无机酸 和一种或多种杂环氮化合物，其中杂环氮化合物选自噻唑和硫醇；将该组合物 施加于镍或镍合金；和在该镍或镍合金上通阳极电流来刻蚀该镍或镍合金。

这种刻蚀方法使镍和镍合金层粗糙化，从而使它们具有粗糙化的纹理。这 种纹理能够使镍和镍合金与另一种材料例如沉积在镍或镍合金纹理层上的另一 种金属、或绝缘材料例如有机聚合物形成结合。因此，上述刻蚀方法可以用于 多种类型的制品的制备中来刻蚀镍和镍合金层，这些制品包括电子装置的组件， 例如用于半导体封装的引线框架。