[发明专利]具有多层镀层的半导体引线框架及其制造方法

说明书

本发明涉及一种半导体引线框架，特别涉及一种在衬底的上表面覆有改进了的多层镀层的半导体引线框架及其制造方法。

常规的半导体引线框架由冲压法或腐蚀法制造。在冲压法中，通过压力冲压间歇传送的薄板材料制造引线框架，这种方法适于大规模生产。腐蚀法，即使用化学物质蚀刻掉材料的一部分而制成产品，多适用于小规模生产。

在制造半导体封装的工艺中，模压焊点和内部引线被镀上一层金属以改善半导体芯片与内部引线之间连线焊接的特性和模压焊点的性能。另外，外部引线的预定部分上也镀有铅锡镀层以改善焊接性能。然而，由于上述工艺是一种在半导体封装完成后才进行的湿镀工艺，因此会降低产品的可靠性。同时也难以形成流水作业。

为了解决上述问题，一种具有良好的焊接湿润性的预镀方法(PPF)已被提出，它在半导体封装工艺之前先在衬底上镀敷一种材料以形成中间镀层。参看图1，即在金属衬底11上形成镍镀层12，在镍镀层12上又镀敷钯或钯合金镀层。衬底11的下表面也镀敷与上述相同的镀层。

这种方法中，镍镀层12作为一种中间镀层以改善在金属衬底11上镀钯或钯合金层13出现的粘附性降低的情况。钯或钯合金镀层13可以防止镍镀层12的表面被氧化。

在形成这些多层镀层时，镍镀层12的内应力可能会集中，而当该镀层具有相当厚的厚度时，可能会在修整或成型过程中破裂。由于这种破裂的产生，金属衬底11的铜元素会扩散到钯或钯合金镀层13的表面。从而使半导体引线框架对电化学腐蚀的抗蚀性降低。另外，因为钯或钯合金镀层13不能保护镍镀层12而使得焊接湿润性受到破坏。

为解决上述问题，本发明的目的是要通过改善衬底上的多层镀层提供一种具有良好的材料性能的半导体引线框架。

为实现该目的，本发明所提供的半导体引线框架包括一个金属衬底；在金属衬底上形成的铜镍合金镀层，其中铜镍合金中所含铜的重量占20～80％并在该铜镍合金层上形成钯或钯合金层。

在金属衬底与铜镍镀层之间还可以形成一层铜镀层。

还可以在铜镍合金层与钯或钯合金层之间形成一层钯镍合金层。

按照本发明的另一种方式，提供了一种具有多层镀层的半导体引线框架的制造方法。该方法包括以下步骤：(a)制备金属衬底；(b)将金属衬底镀上铜镍合金镀层，其中铜镍合金中铜的重量含量占20～80％；(c)将铜镍合金镀层镀上钯或钯合金镀层。

在本方法中，铜镍合金镀层是在混合有镍盐、铜盐、络合剂和添加剂的镀浴中形成的。

在镀浴中，镍盐是浓度为0.1～1.0mol/l的氯化镍(NiCl₂)或氨基磺酸镍(Ni(NH₂SO₃)₂4H₂O)；铜盐是浓度为0.02～0.2mol/l的硫酸铜(CuSO₄5H₂O)或焦磷酸铜(Cu₂P₂O₇3H₂O)；络合剂是浓度为0.3～1.0mol/l的二磷酸钾(K₄P₂O₇)，添加剂是浓度为0.1～0.5mol/1的四硼酸钠(Na₂B₄O₇)。

镀浴的温度应保持在44℃～55℃之间，作用于镀溶液的电流密度为1～3.0A/dm²，pH值在9.0～9.5之间。

附图的简要说明：

本发明的上述目的和优点会通过参照附图对最佳实施例进行描述而更为明确。

图1为一个常规半导体引线框架的剖视图；

图2～图5为本发明中半导体引线框架的剖视图；

图6为常规半导体引线框架和本发明的半导体引线框架的焊接湿润性曲线图；

图7A是常规镍镀层的表面的放大照片；

图7B是本发明中的铜镍合金镀层的表面的放大照片。

参看图2，本发明一项实施例的半导体引线框架包括一个金属衬底21和镀在金属衬底21上的多层镀层20。多层镀层20即是先后在金属衬底21上形成的铜镍合金属镀层22和钯或钯合金镀层23。金属衬底21最好是由铜或镍占总重量40％的铜或镍铁合金制成的(以下简称“合金42”)。