專利名稱：半導體器件用引腳框架及其制造方法
技術領域：
本發明涉及半導體器件用引腳框架及其制造方法，具體來講，涉及各種材料特性優良且可廉價制造和供應的半導體器件用引腳框架及其制造方法。
背景技術：
一般來說，半導體器件用引腳框架是通過對連續的金屬條帶(Strip)進行機械沖壓(Stamping)或化學蝕刻(etching)的方法制造出來的，其同時起到使半導體管芯和外部裝置連接起來的導線(lead)作用，以及使半導體器件固定于外部裝置的支撐臺(frame)作用。
這樣的半導體器件用引腳框架可大致分為銅系列(銅∶鐵∶磷＝99.8∶0.01∶0.025)、銅合金系列(銅∶鉻∶錫∶鋅＝99∶0.25∶0.25∶0.22)、42合金系列(鐵∶鎳＝58∶42)等。在此，前述銅系列主要用于厚度大于等于0.15mm的引腳框架，銅合金系列及42合金系列主要用于厚度為0.1～0.15mm的引腳框架，42合金系列主要用于厚度為0.1mm左右的引腳框架。但是，并不是絕對地依據前述引腳框架的厚度來決定前述金屬系列，而是根據各種材料的特性來決定適宜作為前述引腳框架的金屬系列。
另一方面，對于采用了這樣的引腳框架的半導體器件而言，前述引腳框架大約占到成本的30～60％。而且，一點也不夸張地講，最近在追求輕薄短小化的半導體器件中，主要使用的由42合金構成的引腳框架非常昂貴，占了前述半導體器件的大部分成本。在此，構成前述半導體器件成本的材料除了引腳框架外，主要還有環氧樹脂模塑料和金線等。
因此，最近正在開展各種研究和開發，通過改變前述昂貴的引腳框架的材質來減少成本比重，并且探尋各種材料特性均優于或等于以往引腳框架的引腳框架的新材質。
目前，雖然產業用金屬的數量多得數不清，但不是所有的金屬均能用于引腳框架。因此，用于引腳框架的任何金屬都必須按照引腳框架或半導體器件的要求來滿足規定的條件。
如上所述，為了將規定的金屬用于引腳框架，必須滿足以下兩大條件。
第一，必須具有適合用作引腳框架的優良材料特性。該材料特性可大致分為機械特性、物理特性、電特性、熱特性。前述機械特性包括拉伸強度、伸長率、彈性系數及硬度；電特性包括導電率；熱特性包括熱膨脹系數、導熱系數及軟化溫度；物理特性包括比重及鉛附著性。即，用于引腳框架的任何金屬都必須完全滿足與前述10種相當的項目或規格。
第二，即使規定的金屬滿足前述各種材料特性，但其價格也不得高于以往的引腳框架(例如42合金)的價格。即，前述規定的金屬必須要以比以往的引腳框架便宜得多的價格來制造及提供。例如，將由42合金構成的引腳框架用于半導體器件時，在其半導體器件中，由前述42合金構成的引腳框架所占的成本比重非常高，從而導致前述半導體器件本身的成本也有所提高。因此，為了降低前述半導體器件的價格，必須能夠用低于由成本比重最大的前述42合金構成的引腳框架大約10～60％左右的價格來制造和供應新的引腳框架。
發明內容
本發明就是鑒于前述以往的要求而做出的，目的在于提供一種各種材料性能優良、且可廉價制造和供應的半導體器件用引腳框架及其制造方法。
本發明的半導體器件用引腳框架的特征在于，包括由鐵(Fe)及鉻(Cr)構成的合金母材；第一鍍層，以規定厚度鍍敷在前述合金母材的至少一面來提高緊密接合力；以及第二鍍層，鍍敷在前述第一鍍層的表面，厚于前述第一鍍層厚度，并且與半導體管芯和引線接合而流過規定電流。
本發明的半導體器件用引腳框架的制造方法的特征在于，包括準備由鐵(Fe)及鉻(Cr)構成的合金母材的合金母材準備步驟；在化學溶液中將前述合金母材浸漬規定時間后取出，由此去除在前述合金母材的表面形成的鈍態氧化被膜的鈍態氧化被膜去除步驟；將去除了前述鈍態氧化被膜的合金母材浸漬于第一鍍敷溶液中后取出，由此形成規定厚度的第一鍍層的第一鍍層形成步驟；以及將形成了前述第一鍍層的合金母材浸漬于第二鍍敷溶液后取出，由此形成規定厚度的第二鍍層的第二鍍層形成步驟。
如上所述，本發明的引腳框架具有類似或優于以往的、例如由42合金構成的引腳框架的材料特性，即，機械特性(拉伸強度、伸長率、彈性系數及硬度)和物理特性(比重及鉛附著性)的效果。
另外，本發明的引腳框架還具有優于以往的例如由42合金構成的引腳框架的優良電特性(導電率)及熱特性(導熱系數)的效果。即，對于本發明的引腳框架而言，前述電特性(導電率)的提高不僅使半導體管芯的響應速度加快，還減少了焦耳熱的產生并提高了熱效率。當然，由此減少了由半導體管芯的熱量導致的劣化且可進行大功率器件的安裝。另外，前述熱特性(導熱系數)的提高，使得本發明的引腳框架將半導體管芯在工作中所產生的焦耳熱以最快速度向外部散出，由此，使半導體管芯的性能降低最小化。
本發明的引腳框架可用低于由例如以往的42合金構成的引腳框架大約50％以上的價格購入。因此，通過將半導體器件中占成本最多的引腳框架的價格降低到大約一半以下，能獲得降低半導體器件的整體價格的經濟效果。
圖1a是表示本發明的半導體器件用引腳框架的截面圖。
圖1b是表示沖壓或蝕刻后的引腳框架的一例的俯視圖。
圖2是表示本發明的半導體器件用引腳框架的制造方法的流程圖。
圖3a至圖3d是表示本發明的半導體器件用引腳框架的制造方法的示意圖。
圖4a是表示本發明的半導體器件用引腳框架的鍍敷厚度測定位置的圖。
圖4b是表示第一鍍層形成后的剝離測試結果的照片。
圖4c是表示第二鍍層形成后的剝離測試結果的照片。
圖5a及圖5b是表示對本發明的半導體器件用引腳框架進行貼片(diebonding)工序后的管芯取下測試結果的照片。
圖5c及圖5d是表示進行引線鍵合工序后的引線拉力測試結果的照片。
圖6a是對以往的半導體器件用引腳框架進行成形加工工序后的照片。
圖6b是對本發明的半導體器件用引腳框架進行成形加工工序后的照片。
圖7a至圖7c是將利用了本發明的引腳框架的半導體器件與利用了以往的引腳框架的半導體器件的各種特性進行比較的曲線圖。
附圖符號說明100本發明的半導體器件用引腳框架，110合金母材，112鈍態氧化被膜，120第一鍍層，130第二鍍層具體實施方式
以下，參照附圖對本發明進行詳細說明。
圖1a是表示本發明的半導體器件用引腳框架的截面圖；圖1b是表示沖壓或蝕刻后的引腳框架的一例的俯視圖。
如圖1a所示，本發明的半導體器件用引腳框架100包括規定厚度的合金母材110、在前述合金母材110的至少一個面上以規定厚度形成的第一鍍層120、以及在前述第一鍍層120的表面以規定厚度形成的第二鍍層130。
如圖1b所示，沖壓或蝕刻后的引腳框架100可包括維持規定形態的框架171、與前述框架171相連且在半導體器件制造過程中接合半導體管芯的管芯臺(diepad)172、以及與前述框架171相連且在半導體器件制造工程中鍵合引線的引腳173。但是，本發明不限于圖1b所示的引腳框架的方式，本發明的引腳框架當然也可制造成任意形式。
前述合金母材110可由鐵(Fe)及鉻(Cr)構成。在此，前述合金母材110的鐵可為80～84w％，鉻可為13～18w％。如果前述鉻小于等于13w％，則引腳框架100的耐腐蝕性及高溫硬度劣化，此外，如果前述鉻大于等于18w％，則引腳框架100的機械特性、電特性、熱特性、及物理特性將整體下降。
另外，在前述合金母材110中，還可含有碳(C)0.12～0.15w％、硅(Si)0.8～1.0w％、錳(Mn)0.8～1.2w％、磷(P)0.020～0.060w％、硫(S)0.015～0.045w％及鎳(Ni)0.1～0.7w％。眾所周知，雖然上述碳的含量越多，淬透性越好，但是，耐腐蝕性下降，因此，在前述合金母材110中含量越少越好。此外，雖然前述硅的含量越多，強度越強，但是由于硅是在從鐵礦石中取鐵時，含在礦石中的硅溶于鐵而形成的，所以其也是越少越好。雖然前述錳的量越多，硬度和高溫強度越好，但在此，其也是越少越好。雖然前述的磷和硫均是本應從鐵中去除的雜質，但其是在去除前述錳的煉制過程中，不得已而添加的，因此其也是含量越少越好。
另外，前述合金母材110可由鐵、鉻及鎳構成。此時，前述合金母材110可含有鐵65.5～72.0w％、鉻18～20w％及鎳8～12w％。在此，如果前述鉻小于等于18w％或前述鎳小于等于8w％，則耐腐蝕性和高溫硬度將變差。此外，如果前述鉻大于等于20w％或前述鎳大于等于12w％，則引腳框架100的機械特性、電特性、熱特性及物理特性會整體下降。此外，在前述合金母材110中還可添加碳(C)0.06～0.10w％、硅(Si)0.8～1.0w％、錳(Mn)1～3w％、磷(P)0.020～0.060w％、硫(S)0.015～0.045w％及氮(N)0.08～0.1w％。
通常，前述合金母材110可直接利用市場中流通的不銹鋼(SUS)。例如，可將奧氏體類的SUS303、SUS304、SUS305、SUS316、SUS321，鐵素體類的SUS405、SUS410L、SUS430、SUS434、馬氏體類的SUS403、SUS410L、SUS416、SUS420、SUS440作為合金母材110使用。特別是，在前述不銹鋼中，鐵素體的SUS430構成為鐵和鉻的比率約為82w％和18w％，可作為本發明的合金母材110加以利用。前述鐵素體的SUS410L構成為鐵和鉻的比率約為88w％和12w％，可作為本發明的合金母材110加以利用。當然，在前述不銹鋼中，奧氏體類系的SUS304構成為鐵、鉻及鎳的比率約為74w％、18w％及8w％，也可用于另外的合金母材110。
為了滿足多數引腳框架100或半導體器件所需的厚度，優選前述合金母材110的厚度為0.1～0.15mm左右。即，如果前述合金母材110的厚度小于等于0.1mm或大于等于0.15mm，則在引腳框架100的沖壓工序中，加工性會產生問題。
前述第一鍍層120在前述合金母材110的至少一個面上以規定的厚度形成。由于下述第二鍍層130和合金母材110之間的緊密接合力不好，因此該第一鍍層120是為提高緊密接合力而形成的。該第一鍍層120優選采用與前述合金母材110及下述第二鍍層130的緊密接合力非常優良的鎳。而且，優選前述第一鍍層120的厚度形成為大約0.2～0.8μm左右。如果前述第一鍍層120的厚度小于等于0.2μm，則與第二鍍層130的緊密接合力下降，如果前述第一鍍層120的厚度大于等于0.8μm，則盡管可充分確保緊密接合力，但過度使用了昂貴的鎳，因而并不好。
前述第二鍍層130在前述第一鍍層120的表面以規定厚度形成。由于該第二鍍層130實際上是通過半導體管芯和引線等流過規定電流的區域，因此可用從導電率優良的銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、鈀/金(Pd/Au)或等效物中選擇的任意一者或它們的合金來形成。
前述第二鍍層130的厚度可形成為約3～6μm左右。如果前述第二鍍層130的厚度小于等于3μm，則電流效率不太好，如果第二鍍層130的厚度大于等于6μm，則盡管可充分確保電流效率，但由于過度使用了昂貴的銅或銀，因而并不好。
另一方面，對前述引腳框架100的物性和以往的42合金或銅系列的合金原料的物性進行比較，其結果如下表1所示。
在前述引腳框架100中，最厚的部分是合金母材110，因此在下列表1中，也可以將各種物性看作合金母材110的物性。此外，在下列表1中，42合金是以往所使用的有代表性的引腳框架100的材質，本發明1是合金母材110由鐵和鉻所構成的情況，本發明2表示合金母材110由鐵、鎳及鉻構成。第一比較例、第二比較例和第三比較例主要是低價半導體器件所使用的銅材合金系列。
表1
前述表1所述“選定標準”是表示所用的有代表性的引腳框架100的條件。前述選定標準要求拉伸強度大于等于500、伸長率大于等于10、硬度大于等于180、導電率大于等于30、熱膨脹系數接近4.3、導熱系數大于等于12、比重接近8、材料費少于等于200。根據表1可知最理想的滿足該全部條件的是合金母材110由鐵及鉻(本發明1)構成的情況。當然，合金母材110由鐵、鎳及鉻(本發明2)構成也是可以的。
以前述合金母材110由鐵及鉻構成為例，進行更具體的說明。
關于作為機械特性之一的拉伸強度，42合金與本發明均滿足大于等于500的標準。此外，關于作為機械特性之一的伸長率，42合金為8，而本發明為22，因此本發明滿足大于等于10的選定標準。關于作為機械特性之一的硬度，42合金與本發明均滿足大于等于180的標準。
另一方面，關于作為電特性之一的導電率，42合金為3，不滿足作為選定標準的30，但本發明為30，滿足作為選定標準的30。當然，這樣的導電率可提高半導體管芯的電特性。
關于作為熱特性之一的熱膨脹系數，雖然本發明具有比42合金差的值，但是，由于半導體管芯的尺寸越小，在半導體器件中發生問題的概率越低，因此不必太過擔心。關于作為熱特性之一的導熱系數，雖然42合金和本發明均滿足作為選定標準的大于等于12，但是本發明與42合金相比具有非常大的值，即26.1，因此，可知能將在半導體管芯工作中所產生的焦耳熱迅速排出到外部。
最后，關于材料費，42合金為469，本發明為163，因此，在利用本發明的引腳框架100的情況下，可將材料費降低到大約50％以下。
作為參考，表1中用粗體字記載的部分表示不符合本發明的選定標準的數值，這意味著僅具有一個這樣的數值的原材料也不適合引腳框架100。
下面，對本發明的半導體器件用引腳框架100的制造方法進行說明。
圖2是表示本發明的半導體器件用引腳框架100的制造方法的流程圖，圖3a至圖3d是表示本發明的半導體器件用引腳框架100的制造方法的示意圖。
如圖所示，本發明的半導體器件用引腳框架100的制造方法包括合金母材準備步驟(S1)、鈍態氧化被膜去除步驟(S2)、第一鍍層形成步驟(S3)及第二鍍層形成步驟(S4)
在前述合金母材準備步驟(S1)中，準備由鐵(Fe)及鉻(Cr)構成的合金母材110。如前所述，使這樣的合金母材110的厚度為0.1～0.15mm。此外，前述合金母材110除了包含鐵、鉻之外，還可包含鎳。而且，該合金母材110可使用不銹鋼。關于該合金母材110的種類和組成比等，由于前面已介紹過，因此此處省略說明。(參照圖3a)接下來，在前述鈍態氧化被膜去除步驟(S2)中，采用規定的化學溶液去除在前述合金母材110的表面所形成的薄薄的鈍態氧化被膜112。即，雖然在前述合金母材110的表面形成了已知由Cr2O3所形成的約20～40nm的鈍態氧化被膜(passive oxide film)112，但會用規定的化學溶液將其除去。去除鈍態氧化被膜112的理由是因為其使得在半導體器件制造工序中不能進行貼片或引線鍵合工序(參照圖3b)。例如，通過在常溫下將前述合金母材110浸漬在濃度為35～45vol％的塩酸(HCl)溶液中約5至10分鐘，可去除前述鈍態氧化被膜112。
接下來，在前述第一鍍層形成步驟(S3)中，將去除了前述鈍態氧化被膜的合金母材110在第一鍍敷溶液中浸漬規定時間后取出，由此在合金母材110的至少一個面上形成規定厚度的第一鍍層120(參照圖3c)。作為一個例子，這樣的第一鍍層120可由具有優良的緊密接合力的鎳形成。此外，使前述第一鍍層120的厚度為0.2～0.8μm。該第一鍍層120可采用多種鍍鎳方法中的可獲得較均勻厚度的鎳觸擊電鍍(strike plating)法。下列表2記載有鎳觸擊電鍍用的化學溶液、溫度、陰極電流密度、電壓、時間及陽極的條件。
表2
接下來，在第二鍍層形成步驟(S4)中，在前述第一鍍層120之上形成規定厚度的第二鍍層130。作為一個例子，該第二鍍層130可由從導電率優良的銅、銀、或其等效物中選擇的任意一者或其合金來形成。此外，第二鍍層130的厚度約為3～6μm(參照圖3d)。另外，該第二鍍層130使用各種銅鍍敷方法中的公害少且費用低、并具有優良的平滑性的硫酸銅鍍敷法。該硫酸銅鍍敷法因堿性(氰化銅等)鍍敷法而使被覆力下降，但是，如上所述，由于本發明預先用鎳形成了第一鍍層120，因此，可以解決這個問題。下列表3記載有硫酸銅鍍敷用的各種化學溶液、溫度、陰極電流密度、陽極電流密度、陽極及時間等。
表3
以下，對上述的合金母材110大致為不銹鋼(SUS)，在其表面通過鎳觸擊電鍍法形成第一鍍層120，在上述第一鍍層120上，通過硫酸銅鍍敷法形成第二鍍層130的引腳框架100的各種測試結果進行說明。
首先，說明針對鍍敷厚度的評價方法及其結果。
如圖4a所示，鍍敷厚度的評價是以約50cm的間隔分成3部分，對于每個部分中的兩端部和中心這3點共9個點進行測試，其結果整理在下列表4中。
表4
如前述表4所示，可以確認在合金母材110上形成的第一鍍層120及第二鍍層130的外觀和鍍敷厚度均滿足條件。
接下來，對剝離評價方法及其結果進行說明。
表5是依次記載了確認第一鍍層120和第二鍍層130是否正確形成的剝離評價方法的表。
表5
另一方面，圖4b用照片示出了在本發明的半導體器件用引腳框架中，第一鍍層120形成后的剝離評價(鍍敷緊密接合性評價)結果，圖4c用照片示出了第二鍍層130形成后的剝離評價結果。在圖中，符號122是第一鍍層120被刀具劃出的痕跡，符號132是第二鍍層130被刀具劃出的痕跡。
如前述圖4b和圖4c所示，由于基本無法發現第一鍍層120或第二鍍層130的剝離狀態，因此前述剝離評價結果整體良好。
接下來，對沖壓工藝性評價方法及結果進行說明。
沖壓工藝性評價是被與材料的拉伸強度、硬度、彈性模量等機械特性相關的特性所左右的項目。針對本發明的引腳框架100的沖壓結果，全部滿足以往的引腳框架的基本特性。
下列表6是記載了沖壓后的尺寸和外觀的檢查結果的表。
表6
接下來，對接合(bonding)工藝性評價及其結果進行說明。
圖5a及圖5b是表示對本發明的半導體器件用引腳框架100進行貼片工序后的管芯取下測試結果的照片，圖5c及圖5d是表示進行引線鍵合工序后的引線拉力測試的結果的照片。在此，在圖5a的照片中，半導體管芯的尺寸是0.29×0.29mm2。在圖5b的照片中，半導體管芯的尺寸是0.65×0.65mm2。
關于接合工藝性評價，在引腳框架100的焊接性和工序管理(QCQuality Control)項目的情況下，是與鍍敷特性和材料加工性相關的項目，在貼片的情況下，管芯取下測試結果是斷裂位置表現為管芯主體，斷裂后，硅的殘留量大于等于70％。在圖5a及圖5b中，附圖符號140′是硅的殘留量。
此外，在拉力測試的情況下，由于斷裂方式是C模式斷裂(不是在引線的球形鍵合區域和楔形鍵合區域，而是在線環(wireloop)的大致中間部分斷裂的形式，即意味著引線鍵合最強)，斷裂強度約5g以上，滿足通常的半導體器件所要求的標準。此外，半導體管芯的尺寸較大時，也沒發生預想的管芯破裂(chip poping)。在圖5c及圖5d中，附圖符號140是半導體管芯，150是引線。
接下來，對模塑(molding)工藝性評價及其結果進行說明。
在模塑工藝性評價中，主要的評價項目是引腳變形及滲出/溢料(bleed/flash)的發生狀況。當熱膨脹系數的差值較大時，就會發生引腳變形。滲出/溢料是在合金原材料和鍍敷厚度較低時，在模塑作業之后，在引腳框架的表面，環氧模塑料的樹脂(resin)或填料(filler)成分向模具外部過度溢出而形成的。觀察到本發明的引腳框架100的引腳變形及滲出/溢料(bleed/flash)的狀況與以往為同一水平。
接下來，對成形加工(forming)工藝性評價及其結果進行說明。
對于成形加工而言，是與引腳框架的拉伸強度、硬度、彈性模量、伸長率等機械特性相關的項目，在引腳框架100的拉伸強度處于標準規格以下時，由于在成形加工時會發生引腳折斷現象，因此必須維持一定值以上的強度。關于硬度，當硬度處于標準規格以下時，在成形加工時，會發生引腳框架的形狀異常(變形等)，如果硬度高于標準規格，則會發生破裂現象。如果彈性模量過高，則進行成形加工工序之后會恢復原狀，而不能維持一定的形態，難于維持所需形狀。關于伸長率，如果低于標準規格，會發生引腳折斷。由于本發明的引腳框架100滿足所有的標準規格，因此，成形加工結果，也全部滿足成形加工規格。表7是整理了上述結果的表，圖6a(以往技術)和圖6b(本發明)分別圖示了引腳框架的半導體器件的側面圖。在附圖中，附圖符號160是環氧模塑料。
表7
最后，對電特性及熱特性的評價結果進行說明。
對電特性及熱特性的評價結果進行確認，結果如下與以往的42合金制引腳框架100相比，電特性的所有項目呈現為等于或高于以往水平。如前所述，用于本發明的合金母材110的導電率略優于以往的42合金，因此，判斷為不會發生電特性劣化。此外，優良的Pdmax(在周邊溫度(Ta)大致為25℃的狀態下產品的最大功耗)，判斷為是由于導熱系數高于以往的42合金而引起的，綜合這些內容，可判斷出在電特性及熱特性方面，本發明的引腳框架100等于或優于由以往的42合金構成的引腳框架100。下列表8是比較采用了由以往的42合金構成的引腳框架的半導體器件與采用了本發明的引腳框架的半導體器件的電特性的表。此外，下列表9是比較采用了由以往的42合金構成的引腳框架的半導體器件與采用了本發明的引腳框架的半導體器件的熱特性的表。
表8
在此，對前述表8中表示特性的縮寫說明如下。
VFBE基極-發射極間正向電壓BVCEO基極開放、集電極-發射極擊穿電壓BVCBO發射極開放、集電極-基極擊穿電壓BVEB集電極開放、發射極-基極擊穿電壓ICBO發射極開放、集電極-基極間電流IEB集電極開放、發射極-基極間電流HFE規定為輸出電流(IC)/輸入電流(IB)，晶體管的放大率VECsat集電極-發射極間電壓，在基極電流IB與集電極電流IC一般為IC/IB＝10的條件下的VCE值VBEsat基極-發射極間飽和電壓VFBC基極-集電極間正向電壓ICER集電極-發射極間逆向電流表9
在圖7a至圖7c中，圖示了對利用了本發明的半導體器件用引腳框架的半導體器件與利用了以往引腳框架的半導體器件的各種特性進行比較的曲線圖。
關于本發明的引腳框架100，例如可以在第二鍍層130上載置NPN或PNP晶體管后，將晶體管與引腳框架100的規定區域用引線進行鍵合成而形成半導體器件。
如圖7a所示的Ic-hFE特性曲線、圖7b所示的Ic-Vce(Sat)特性曲線以及圖7c所示的PT-Rtn特性曲線所示，可以確認利用了本發明的引腳框架100的半導體器件和利用了由以往的42合金構成的引腳框架100的半導體器件，在誤差范圍±1％內，所有的特性均一致。前述PT是Power Duration Time的縮寫，其表示為了測量Rth(熱電阻)而外加的電力持續時間的意思。此外，前述Rtn是Routine的縮寫，其表示“現在正在應用”的意思。
權利要求
1.一種半導體器件用引腳框架，其特征在于，包括由鐵(Fe)及鉻(Cr)構成的合金母材，第一鍍層，以規定厚度鍍敷在前述合金母材的至少一個面上來提高緊密接合力，以及第二鍍層，鍍敷在前述第一鍍層的表面，厚于前述第一鍍層的厚度，并且與半導體管芯和引線接合而流過規定電流。
2.如權利要求1所述的半導體器件用引腳框架，其特征在于，前述合金母材包括鐵80～84w％、鉻13～18w％、以及碳(C)0.12～0.15w％、硅(Si)0.8～1.0w％、錳(Mn)0.8～1.2w％、磷(P)0.020～0.060w％、硫(S)0.015～0.045w％、鎳(Ni)0.1～0.7w％。
3.如權利要求1所述的半導體器件用引腳框架，其特征在于，前述合金母材還包括鎳(Ni)，此時，前述鐵為65.5～72.0w％、前述鉻為18～20w％、前述鎳為8～12％，并且包括碳(C)0.06～0.10w％、硅(Si)0.8～1.0w％、錳(Mn)1～3w％、磷(P)0.020～0.060w％、硫(S)0.015～0.045w％、以及氮(N)0.08～0.10w％。
4.如權利要求1所述的半導體器件用引腳框架，其特征在于，前述合金母材的厚度為0.1～0.15mm。
5.如權利要求1所述的半導體器件用引腳框架，其特征在于，前述第一鍍層由鎳構成。
6.如權利要求5所述的半導體器件用引腳框架，其特征在于，前述第一鍍層的厚度為0.2～0.8μm。
7.如權利要求1所述的半導體器件用引腳框架，其特征在于，前述第二鍍層由從銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)或鈀(Pd)/金(Au)中選擇的任意一者構成。
8.如權利要求7所述的半導體器件用引腳框架，其特征在于，前述第二鍍層的厚度為3～6μm。
9.如權利要求1所述的半導體器件用引腳框架，其特征在于，前述合金母材的拉伸強度為260～650N/mm2、伸長率為10～35％、硬度為110～210Hv、導電率為3～92％IACS、熱膨脹系數為4～21(×10-6)K、導熱系數為12～390W/Mk、比重為7～9g/cm3。
10.如權利要求1所述的半導體器件用引腳框架，其特征在于，前述合金母材由不銹鋼系列材料構成。
11.如權利要求1所述的半導體器件用引腳框架，其特征在于，前述合金母材由從不銹鋼(SUS)430、不銹鋼(SUS)410L和不銹鋼(SUS)304中選擇的任意一者構成。
12.如權利要求1所述的半導體器件用引腳框架，其特征在于，在前述第二鍍層上載置了NPN或PNP晶體管的情況下，Ic-hFE特性曲線、Ic-Vce(Sat)特性曲線及PT-Rtn特性曲線在誤差范圍±1％內，與前述合金母材為42合金(alloy)的情況是一致的。
13.一種半導體器件用引腳框架的制造方法，其特征在于，包括下列步驟準備由鐵(Fe)及鉻(Cr)構成的合金母材的合金母材準備步驟，將前述合金母材在化學溶液中浸漬規定時間后取出，由此去除在前述合金母材的表面形成的鈍態氧化被膜的鈍態氧化被膜去除步驟，將去除了前述鈍態氧化被膜的合金母材浸漬于第一鍍敷溶液后取出，由此形成規定厚度的第一鍍層的第一鍍層形成步驟，以及將形成了前述第一鍍層的合金母材浸漬于第二鍍敷溶液后取出，由此形成規定厚度的第二鍍層的第二鍍層形成步驟。
14.如權利要求13所述的半導體器件用引腳框架的制造方法，其特征在于，在前述鈍態氧化被膜去除步驟中，在常溫下，將前述合金母材浸漬在濃度為35～45vol％的鹽酸(HCl)溶液中5至10分鐘。
15.如權利要求13所述的半導體器件用引腳框架的制造方法，其特征在于，在前述第一鍍層形成步驟中，在常溫下，將前述合金母材浸漬在混合了HCl為125g/l的溶液和NiCl2·6H2O為240g/l的溶液的鍍敷液中，在陰極電流密度為5～10A/dm2、電壓為6V、陽極為鎳板和碳板的條件下，進行20～120秒鐘。
16.如權利要求13所述的半導體器件用引腳框架的制造方法，其特征在于，在前述第二鍍層形成步驟中，在常溫下，將形成了前述第一鍍層的合金母材浸漬在混合了H2SO4為45～80g/l的溶液和CuSO4為150～250g/l的溶液的鍍敷液中，在陰極電流密度為1～8A/dm2、陽極電流密度為0.5～5A/dm2、陽極為含磷的銅板、氯離子濃度為20～120ppm的條件下，進行10～30分鐘。
全文摘要
本發明目的在于提供一種半導體器件用引腳框架及其制造方法，其中，引腳框架的各種材料特性優良，且可廉價地制造和供應。本發明公開的半導體器件用引腳框架，包括由鐵(Fe)及鉻(Cr)構成的合金母材，以規定厚度鍍敷在前述合金母材的至少一個面上來提高緊密接合力的第一鍍層，以及鍍敷在前述第一鍍層的表面、厚于前述第一鍍層的厚度、并且接合半導體管芯和引線而使規定電流流過的第二鍍層。
文檔編號H01L21/60GK1949494SQ20061011129
公開日2007年4月18日 申請日期2006年8月21日 優先權日2005年10月12日
發明者李承炫, 韓振宇 申請人:開益禧有限公司