[发明专利]半导体封装的金属部分上的金属可焊性保持涂层

说明书

本发明的实施方式涉及半导体封装的连接体上用以防止氧化的金属可焊性保持涂层。经分割的半导体封装在连接体的暴露金属区域上可能具有污染物，例如氧化物。当半导体封装没有保存在适当的环境中时，在暴露金属区域上通常会发生氧化。铜氧化物阻止了连接体良好地进行焊接。在半导体阵列的锯切期间、锯切之后或两者时，使用本发明的防锈溶液来涂敷连接体，以保持金属可焊性。防锈溶液是金属溶液，其有益地允许半导体封装不必在制造之后立即进行组装。

本申请是于2010年3月11日提交的、申请号为201010136021.8、发明名称为“半导体封装的金属部分上的金属可焊性保持涂层”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及半导体器件制造的领域。更具体地，本发明涉及半导体封装的金属部分上用以防止氧化的金属可焊性保持涂层。

背景技术

半导体器件阵列包含个体集成电路或者半导体封装。如图1A所示，半导体封装的连接体105暴露于半导体阵列100的顶部。连接体105通常由铜制成。为了防止铜表面的氧化，通过电镀对连接体105镀敷有引线精整材料，诸如亚光锡(Sn)。结果，连接体105’的顶面此后是镀锡的，如图1B所示。

分割(singulation)是从模制片中分离每个半导体封装的过程。切割(dicing)或者锯切(sawing)是将半导体阵列100’分割为个体或经分割的半导体封装的过程。传统上，经过电镀的半导体阵列100’被切割为经分割的半导体封装，以便运送给消费者从而组装到印刷电路板上。图1C示出了切割半导体阵列100’的锯115。锯115通常沿着跨过镀敷的连接体105’的锯切路径110，得到经分割的半导体封装的外部边缘上的连接体。

图2A示出了在外围边缘上具有多个连接体205的经分割的半导体封装200。尽管连接体的顶部205a镀敷有锡，但是连接体的侧壁205b是暴露的(例如，没有进行锡镀)，这是因为切割是在利用引线精整材料对半导体阵列100进行电镀之后进行的。如果经分割的半导体封装200在分割之后被保存在不适当的环境和/或条件中(例如，空气中的湿气、酸、碱、盐、油、抛光的侵蚀性金属以及其他固体和液体化学品)，则暴露的表面205b变成了潜在腐蚀210如铜氧化物的位置，如图2B所示。该老化过程称为氧化。暴露的表面205b通常沉积有氧化物以及其他非金属化合物的污染层210，其常常干扰或者阻碍焊料的可湿润性(wettability)。得到的氧化物层降低了可焊性，因为污染物210阻止了金属良好地焊接。氧化率可能随着温度或者湿度的增加而增加。焊接问题是器件故障的一个常见原因。

将经分割的半导体封装200组装到印刷电路板上需要非常清洁的表面。由于金属氧化物形成了阻止熔融的焊料形成真正冶金键合的障碍，因此必须在焊接之前对金属氧化物加以去除，或是在最初得以避免。

本发明至少解决现有技术中的这些限制。

发明内容

本发明的第一方面涉及从半导体阵列分割的半导体封装。所述半导体封装包括多个金属连接体，其包括分割之后的暴露表面以及暴露表面上的金属涂层的层，所述金属涂层的层配置用于保护所述多个金属连接体以避免污染物和其他不期望的材料。金属涂层是锡、银、金或者镍金。金属涂层优选地是质密的金属颗粒沉积，其具有大的多边形晶体结构。金属涂层配置用于填充表面中的缝隙。金属涂层配置用于保持金属可焊性。金属涂层配置用于防止金属氧化。金属涂层优选地具有防锈属性。在某些实施方式中，所述层的厚度约为0.35微米。在其他实施方式中，所述层的厚度约为1微米。在某些实施方式中，所述多个金属连接体还包括分割之后的非暴露面，其中非暴露面具有引线精整材料的层，其中所述层的厚度约10微米。