引線框架、其制造方法以及包括引線框架的半導體封裝件的制作方法
【專利摘要】提供了一種引線框架、一種包括引線框架的半導體封裝件以及一種制造引線框架的方法，所述引線框架包括形成在含有金屬的基體材料的上表面和下表面上的多個鍍層，其中，引線框架的上部的最上層鍍層是含有銀的鍍銀層，引線框架的下部的最下層鍍層是含有金的鍍金層。
【專利說明】引線框架、其制造方法以及包括引線框架的半導體封裝件
[0001]本申請要求于2013年3月11日提交到韓國知識產權局的第10-2013-0025742號韓國專利申請的優先權，該韓國專利申請的公開通過引用其全部內容被包含于此。
【技術領域】
[0002]與示例性實施例一致的設備和方法涉及一種引線框架、一種包括該引線框架的半導體封裝件及一種制造引線框架的方法。
【背景技術】
[0003]引線框架用來將半導體芯片電連接到外部裝置，引線框架還在結構上支撐半導體芯片。通過將半導體芯片附著到引線框架的上表面、使用結合線將半導體芯片結合到引線框架的上表面，然后利用成型樹脂(mold resin)密封引線框架的上表面來制造半導體封裝件。
[0004]按照這種方式制造的半導體封裝件被安裝在外部裝置上。在這種情況下，通過在引線框架的下表面上設置焊球將半導體封裝件連接到外部裝置，例如，印刷電路板。
[0005]然而，在相關技術中，引線框架的兩個表面層用由相同材料組成的鍍層形成，從而弓I線框架的上表面和下表面具有相同的特性。
【發明內容】
[0006]一個或多個示例性實施例提供了一種上表面和下表面具有不同特性的引線框架、一種包括該引線框架的半導體封裝件以及一種制造該引線框架的方法。
[0007]根據示例性實施例的一方面，提供了一種引線框架，所述引線框架包括形成在含有金屬的基體材料的上表面和下表面上的多個鍍層，其中，引線框架上部的最上層鍍層是含有銀的鍍銀層，引線框架下部的最下層鍍層是含有金的鍍金層。
[0008]所述多個鍍層還可以包括:上部第一層和上部第二層，順序地形成在基體材料的上表面與鍍銀層之間，其中，上部第一層含有鎳，上部第二層含有鈀；下部第一層和下部第二層，順序地形成在基體材料的下表面與鍍金層之間，其中，下部第一層含有鎳，下部第二層含有鈀。
[0009]所述引線框架還可以包括形成在上部第二層和鍍銀層之間的上部第三層，其中，
上部第三層含有金。
[0010]所述引線框架還可以包括形成在下部第二層和鍍金層之間的下部第三層，其中，下部第三層含有銀。
[0011]基體材料的上表面和上部第一層的上表面中的至少一個表面形成為比基體材料的下表面和下部第一層的下表面中的至少一個表面粗糙。
[0012]根據另一示例性實施例的一方面，提供了一種半導體封裝件，所述半導體封裝件包括:上述引線框架，所述引線框架還包括芯片焊盤和引線部分；半導體芯片，對應于芯片焊盤接觸鍍銀層；至少一條結合線，連接到半導體芯片以及連接到與引線部分對應的鍍銀層。
[0013]所述多個鍍層還可以包括:上部第一層和上部第二層，順序地形成在基體材料的上表面與鍍銀層之間，其中，上部第一層含有鎳，上部第二層含有鈀；下部第一層和下部第二層，順序地形成在基體材料的下表面與鍍金層之間，其中，下部第一層含有鎳，下部第二層含有鈀。
[0014]所述半導體封裝件還可以包括形成在上部第二層和鍍銀層之間的上部第三層，其中，上部第三層含有金。
[0015]所述半導體封裝件還可以包括形成在下部第二層和鍍金層之間的下部第三層，其中，下部第三層含有銀。
[0016]基體材料的上表面和上部第一層的上表面中的至少一個表面形成為比基體材料的下表面和下部第一層的下表面中的至少一個表面粗糙。
[0017]所述半導體封裝件還可以包括覆蓋半導體芯片、結合線和鍍銀層的成型樹脂。
[0018]根據另一示例性實施例的一方面，提供了一種制造引線框架的方法，所述方法包括:準備含有金屬的基體材料；在使基體材料順序地經過多個鍍覆室的同時在基體材料的上表面和下表面上形成多個鍍層，其中，所述多個鍍覆室包括第一選擇鍍覆室和第二選擇鍍覆室，其中，在第一選擇鍍覆室中，在基體材料的上表面上形成含有銀的鍍銀層，其中，在第二選擇鍍覆室中，在基體材料的下表面上形成含有金的鍍金層。
[0019]形成多個鍍層的步驟可以包括:在鍍鎳室中分別在基體材料的上表面上和基體材料的下表面上同時形成上部第一層和下部第一層，其中，上部第一層和下部第一層含有鎳；在鍍鈀室中分別在上部第一層的上表面上和下部第一層的下表面上同時形成上部第二層和下部第二層，其中，上部第二層和下部第二層含有鈀。
[0020]所述方法還可以包括在鍍金室中在上部第二層和鍍銀層之間形成上部第三層，其中，上部第三層含有金。
[0021]所述方法還可以包括在鍍銀室中在下部第二層和鍍金層之間形成下部第三層，其中，下部第三層含有銀。
[0022]在上述方法中，基體材料的上表面和上部第一層的上表面中的至少一個表面可以形成為比基體材料的下表面和下部第一層的下表面中的至少一個表面粗糙。
[0023]形成鍍銀層的步驟可以包括，通過包括在第一選擇鍍覆室中的第一遮蔽帶遮蔽形成在基體材料的下表面上的最下層鍍層的下表面，并且在形成在基體材料的上表面上的最上層鍍層的上表面上形成鍍銀層，形成鍍金層的步驟可以包括，通過包括在第二選擇鍍覆室中的第二遮蔽帶遮蔽形成在基體材料的上表面上的最上層鍍層的上表面，并且在形成在基體材料的下表面上的最下層鍍層的下表面上形成鍍金層。
[0024]第一遮蔽帶和第二遮蔽帶可以在一組驅動輥的作用下沿一個方向旋轉。
[0025]引線框架可以直接接觸第一遮蔽帶和第二遮蔽帶，并可以通過第一遮蔽帶的旋轉力和第二遮蔽帶的旋轉力沿所述一個方向移動。
[0026]可以在引線框架的直立狀態下執行形成鍍銀層的步驟和形成鍍金層的步驟，從而引線框架的上表面或下表面的平面矢量與重力的方向相交。
[0027]根據上述實施例，引線框架的上表面和下表面具有不同的特性。為此，將含有不同材料的鍍層形成為引線框架的最上層的表面層和最下層的表面層。
[0028]詳細地說，引線框架上部的最外層鍍層形成為含有銀。因此，引線框架相對于結合線和成型樹脂的粘合強度增強，而在芯片附著工藝期間有效地抑制環氧樹脂流跡(EBO)現象。
[0029]引線框架下部的最外層鍍層形成為含有金。因此，防止引線框架的褪色，改善焊料潤濕性和可焊性，并且增強抗滲透性。結果，提高了引線框架的安裝可靠性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]通過參照附圖對示例性實施例進行詳細描述，上述和其它方面將變得更加明顯，在附圖中:
[0031]圖1是根據示例性實施例的通過使用引線框架制造的半導體封裝件的示意性剖視圖；
[0032]圖2是根據示例性實施例的引線框架的平面圖；
[0033]圖3是根據示例性實施例的引線框架的一部分的截面圖；
[0034]圖4是根據另一示例性實施例的引線框架的一部分的截面圖；
[0035]圖5是根據另一示例性實施例的引線框架的一部分的截面圖；
[0036]圖6是根據另一示例性實施例的引線框架的一部分的截面圖；
[0037]圖7是根據另一示例性實施例的引線框架的一部分的截面圖；
[0038]圖8示出了根據對比例和示例性實施例的引線框架的環氧樹脂流跡(EBO)測試結果;
[0039]圖9A和圖9B是示出了根據示例性實施例的引線框架的褪色結果的示圖；
[0040]圖10是示出了根據示例性實施例的制造引線框架的方法的示意性框圖；
[0041]圖11到圖15是示出了根據示例性實施例的圖10中的1、I1、II1、IV、V部分的處理狀態的示意性截面圖；
[0042]圖16是根據示例性實施例的在圖10的方法中所使用的選擇鍍覆室的示意性透視圖；
[0043]圖17是根據示例性實施例的圖16中的選擇鍍覆室的示意性平面圖。
【具體實施方式】
[0044]現在，將參照附圖更加全面地描述發明構思，示例性實施例在附圖中示出。
[0045]在附圖中，為了清楚的解釋，簡單地描繪或者不描繪與示例性實施例不相關的部分，簡單地描述或省略了與示例性實施例不相關的部分。另外，為了清晰起見，可能會夸大層和區域的厚度和面積。
[0046]在整個說明書中，相同的標號用于相同或相似的元件。可以在說明書中使用術語“第一”、“第二”、“第三”等來描述不同的元件，但是這些元件不應該受這些術語限制。這些術語僅用于將一個元件與另一個元件區分開來。當層、膜、區域或面板被稱作在另一元件“上”時，它可以是直接位于另一層或基板上，或者也可以存在中間層。
[0047]在本說明書中，“上表面”和“下表面”或者“上部”和“下部”表示相對的概念，基于重力的方向位于相對上側的表面或部分被稱作“上表面”或者“上部”。另外，基于重力的方向位于相對下側的表面或部分被稱作“下表面”或者“下部”。在每幅圖中，重力的方向被標記為“Dl”。
[0048]在本說明書中，在制造引線框架的過程中使用的術語“堆疊主體”指的是至少一個鍍層形成在基體材料上的金屬板。在完成堆疊主體的鍍覆的情況下，引線框架的制造完成。
[0049]圖1是根據示例性實施例的通過使用引線框架制造的半導體封裝件1000的示意性首1J視圖。
[0050]根據實施例的半導體封裝件1000包括引線框架101、附著到引線框架101的半導體芯片200、用于將半導體芯片200與引線框架101連接的結合線300以及用于覆蓋并包封結合線300、半導體芯片200和引線框架101的上表面的成型樹脂400。
[0051]首先，描述包括在半導體封裝件1000中的引線框架101。
[0052]圖2是根據示例性實施例的引線框架101的平面圖。
[0053]參照圖2，引線框架101包括芯片焊盤(die pad) 11和引線部分12。圖1中的半導體芯片200附著在引線框架101的與芯片焊盤11對應的上表面上。引線部分12包括多條引線，對應于引線的引線框架101的上表面通過圖1中的結合線300連接到半導體芯片200。雖然未示出，但是對應于引線的引線框架101的下表面可以通過焊球(未示出)連接到外部裝置(未示出)。
[0054]從圖1中的半導體芯片200輸出的電信號可以通過引線部分12傳輸到外部裝置，從外部裝置輸入到引線部分12的電信號可以被傳輸到圖1中的半導體芯片200。
[0055]圖3是根據示例性實施例的引線框架101的一部分的截面圖。
[0056]參照圖3，引線框架101包括基體材料10和形成在基體材料10的上表面上和下表面上的多個鍍層。
[0057]在引線框架101中，最上層的鍍層由與最下層的鍍層的材料不同的材料形成。例如，引線框架101的最上層的鍍層是含有銀(Ag)的鍍銀層32。然而，引線框架101的最下層的鍍層是含有金(Au)的鍍金層35。
[0058]基體材料10是在其上形成多個鍍層的基體材料，并且由金屬板形成。基體材料10包括用于平放式地支撐多個鍍層的剛性材料。然而，基體材料10可以根據用戶的需要包括可彎曲的柔性材料。例如，基體材料10可以包括銅(Cu)或Cu合金。如圖3中所示，基體材料10的上下表面可以形成為是光滑的。
[0059]然而，本發明構思不限于此。引線框架101的上下表面可以具有不同的特性。如圖4中所示，基體材料10的上表面可以形成為是粗糙的。圖4是根據另一示例性實施例的引線框架102的一部分的截面圖。為了使基體材料10的上表面如圖4中所示形成為是粗糙的，可以對基體材料10的上表面執行機械或化學表面處理、等離子體處理或電解拋光處理。
[0060]在基體材料10的上表面形成為是粗糙的情況下，基體材料10的上表面的粗糙度被反映在順序地形成在基體材料10的上表面上的第一層la、第二層2a和鍍銀層32中，因此第一層Ia的表面、第二層2a的表面和鍍銀層32的表面被形成為是粗糙的。因此，順序地形成在基體材料10的上表面上的第一層la、第二層2a和鍍銀層32中的每個之間的粘合強度可以提高。
[0061]如上所述，為了制造如圖1中所示的半導體封裝件1000，圖1中的結合線300結合到引線框架101的上表面，圖1中的半導體芯片200附著到引線框架101的上表面，圖1中的成型樹脂400應緊密地粘合到引線框架101的上表面。
[0062]在圖4中的引線框架102中，由于引線框架102的上表面的粗糙度，使得鍍銀層32的接觸面積比圖3中的引線框架101的鍍銀層32的接觸面積大，因此，圖1中的結合到鍍銀層32的結合線300的結合強度可以進一步提高。另外，為了將圖1的半導體芯片200附著在鍍銀層32上而涂覆的環氧樹脂的粘合強度以及為了環氧膠合和密封而涂覆的成型樹脂400的粘合強度可以被加強。
[0063]第一層Ia和第一層Ib分別形成在基體材料10的上表面上和基體材料10的下表面上。第一層Ia和第一層Ib可以由鎳(Ni)或Ni合金形成。在第一層Ia和第一層Ib由Ni合金形成的情況下，可以將諸如鈀(Pa)、銅(Cu)、鈷(Co)、鑰(Mo)、釕(Ru)、錫(Sn)、銦(In)、金(Au)和銀(Ag)的金屬中的至少一種金屬添加到Ni中來制造Ni合金。優選但不必須的是，添加到Ni中的至少一種金屬的原子百分數不超過總的Ni合金的大約40%。第一層Ia和第一層Ib的厚度優選地但不必須形成為大約0.05 μ m到大約I μ m。如果第一層Ia和第一層Ib均具有上述材料和厚度，則將鍍層粘合為形成在第一層Ia上方的粘合力以及將鍍層粘合為形成在第一層Ib下方的粘合力可以增加。
[0064]第一層Ia和第一層Ib分別防止用作基體材料10的Cu或Cu合金擴散到第二層2a和第二層2b中并防止用作基體材料10的Cu或Cu合金生成氧化銅或硫化銅。第一層Ia和第一層Ib的表面可以形成為如圖3中所示的是光滑的。然而，如上面參照圖4所描述的，由于基體材料10的上表面的粗糙度，使得第一層Ia的表面可以形成為是粗糙的。
[0065]然而，本發明構思不限于此。引線框架的上下表面具有不同的特性。如圖5中所示，基體材料10的上表面可以形成為是光滑的，而第一層Ia的上表面可以形成為是粗糙的。已經參照圖4中的引線框架102描述了這種情形的效果，因此下面不再重復描述。
[0066]圖5是根據另一示例性實施例的引線框架103的一部分的截面圖。
[0067]在圖5中的引線框架103中，第一層Ia可以包括鍍鎳層和較粗糙鍍鎳層。鍍鎳層包括鎳或鎳合金，并且具有光滑的表面。較粗糙鍍鎳層包括鎳或鎳合金，并且具有粗糙的表面。
[0068]總地來講，較粗糙鍍鎳層的表面粗糙度(Ra)可以為大約0.1 μπι到大約0.5 μπι。如果較粗糙鍍鎳層的Ra小于0.1 μ m，則較粗糙鍍鎳層的表面的凹凸程度太小，因此，順序地形成在較粗糙鍍鎳層上的鍍層的平坦度進一步降低。因此，在鍍層和稍后形成的成型樹脂(例如，圖1中的成型樹脂400)之間的粘合強度會劣化。另一方面，如果較粗糙鍍鎳層的Ra大于0.5 μ m,則較粗糙鍍鎳層不穩定，并因此發生較粗糙鍍鎳層的一部分剝落的剝離現象或脫落現象。
[0069]第一層Ia可以包括具有順序地形成在基體材料10的上表面上的鍍鎳層和較粗糙鍍鎳層的結構，或者可以包括具有順序地形成在基體材料10的上表面上的較粗糙鍍鎳層和鍍鎳層的結構。另外，第一層Ia可以包括具有順序地形成在基體材料10的上表面上的第一鍍鎳層、較粗糙鍍鎳層和第二鍍鎳層的結構，或者可以包括僅具有形成在基體材料10的上表面上的較粗糙鍍鎳層的結構。
[0070]通過使用在30g/L的硫酸鎳、30g/L的硫酸銨、50g/L的硫酸鈉、20g/L的氯化鈉和25g/L的硼酸的基礎上形成的化學試劑，并施加10安培每一百平方厘米(ASD:安培/10cm2)或更大的相對高的電流密度來通過快速生長形成具有粗糙表面的較粗糙鍍鎳層。鍍鎳層可以通過使用施加與較粗糙鍍鎳層所施加的電流密度相比相對低的電流密度的低速電解鍍覆方法來形成。
[0071]當鍍鎳層和較粗糙鍍鎳層由相同的材料形成時，鍍鎳層和較粗糙鍍鎳層之間的粘合強度優異。另外，鍍鎳層和較粗糙鍍鎳層的制造過程簡單，因此，可以快速形成第一層la。然而，本發明構思不限于此，鍍鎳層和較粗糙鍍鎳層可以由不同的材料形成。
[0072]第二層2a形成在第一層Ia上，第二層2b形成在第一層Ib下方。第二層2a和第二層2b可以由Pd或Pd合金形成。如果第二層2a和第二層2b由Pd合金形成，則可以將諸如N1、Cu、Co、Mo、Sn、In、Au和Ag的金屬中的至少一種金屬添加到Pd中來形成Pd合金。添加到Pd的所述至少一種金屬的原子百分比優選地但不是必須地不超過總的Pd合金的大約40%。第二層2a和第二層2b的厚度優選地但不是必須地形成為大約0.002 μ m到大約0.03 μ m。如果第二層2a和第二層2b的厚度相對大，則由于高熔點導致焊球的可焊性劣化。因此，為了防止可焊性的劣化，第二層2a和第二層2b形成為具有大約0.002 μ m到大約0.03 μ m范圍的厚度。
[0073]第二層2a和第二層2b防止諸如用作第一層Ia和第一層Ib的材料之類的材料擴散到引線框架101的表面。第二層2a的表面和第二層2b的表面可以如圖3中所示形成為是光滑的。然而，如上面參照圖4所描述的，由于基體材料10的上表面的粗糙度，使得第二層2a的表面可以形成為是粗糙的。另外，如上面參照圖5所描述的，由于第一層Ia的上表面的粗糙度，使得第二層2a的表面可以形成為是粗糙的。
[0074]如上所述，引線框架101的最上層的鍍層是含有銀(Ag)的鍍銀層32。然而，引線框架101的最下層的鍍層是含有金(Au)的鍍金層35。
[0075]鍍銀層32形成在第二層2a上。鍍銀層32可以由Ag或Ag合金形成。如果鍍銀層32由Ag合金形成,則可以將諸如N1、Cu、Co、Mo、Ru、Sn、In、Au和Pd的金屬中的至少一種金屬添加到Ag中以形成Ag合金。添加到Ag的所述至少一種金屬的原子百分比優選地但不是必須地不超過總的Ag合金的大約40%。鍍銀層32的厚度優選地但不是必須地形成為大約0.005 μ m到大約0.5 μ m。如果鍍銀層32的厚度不在大約0.005 μ m到大約0.5 μ m的范圍內，則結合線(例如，圖1中的結合線300)的結合性能劣化。
[0076]鍍銀層32的表面可以如圖3中所示形成為是光滑的。然而，如上面參照圖4所描述的，由于基體材料10的上表面的粗糙度，使得鍍銀層32的表面可以形成為是粗糙的。另夕卜，如上面參照圖5所描述的，由于第一層Ia的上表面的粗糙度，使得鍍銀層32的表面可以形成為是粗糖的。
[0077]鍍金層35形成在第二層2b下方。鍍金層35可以由Au或Au合金形成。如果鍍金層35由Au合金形成,貝U可以將諸如N1、Cu、Co、Mo、Ru、Sn、In、Ag和Pd的金屬中的至少一種金屬添加到Au中以制得Au合金。添加到Au中的至少一種金屬的原子百分比優選地但不是必須地不超過總的Au合金的大約40%。鍍金層35的厚度優選地但不是必須地形成為大約0.002 μ m到大約0.03 μ m。如果鍍金層35的厚度小于大約0.002 μ m,則難以防止抗氧化性相對弱的第二層2a和第二層2b的氧化。如果鍍金層35的厚度為大約0.03 μ m或更大，則經濟可行性降低。因此，鍍金層35形成為具有大約0.002 μ m到大約0.03 μ m的范圍的厚度。
[0078]鍍金層35的表面可以如圖3中所示形成為是光滑的。
[0079]返回參照圖1，半導體芯片200安裝在引線框架101的上表面的對應于圖2中的芯片焊盤11的部分上。詳細地說，半導體芯片200通過含有環氧樹脂的粘合材料附著到引線框架101的最外層的鍍層的上表面，即，引線框架101的上部的最外層的鍍層。在這種情況下，鍍銀層32防止或最小化環氧樹脂流跡(EBO)現象。
[0080]就這一點而言，在通過使用環氧樹脂附著半導體芯片200時發生EBO現象。具體地說，如果對表面執行粗糙化處理，則由于表面積的增加導致EBO現象嚴重發生。引線框架的上表面可以涂覆有抗EBO材料，以防止EBO現象。然而，EBO現象的效應的減小根據引線框架的最外層的鍍層的上表面的材料變化。
[0081]圖8示出了根據對比例的引線框架的EBO測試結果和根據當前實施例的引線框架的EBO測試結果。
[0082]在對比例中，當引線框架的最外層的鍍層的上表面(B卩，最上層的表面層)是鍍金層或鍍鈀層時，如圖8中的對比例所示，EBO現象嚴重發生。例如，在實驗I和實驗2中，EBO現象測得的半徑最大為0.7mm。圖8中的對比例的情況示出了通過測量在下述情況下發生EBO現象的半徑而獲得的結果:引線框架的最上層的表面層是含有金合金的鍍層、執行了粗糙化處理以及環氧樹脂E滴落在涂覆有抗EBO材料的樣品上。在對比例中，為了減少EBO現象，應有意地減小Ra或者應使用產生較少EBO現象的特定的粘合材料。
[0083]然而，如果圖3中的引線框架的最上層的表面層像當前實施例中一樣是鍍銀層32，則EBO現象如圖8中的實施例中所示地快速減少或不發生。圖8中的實施例的情況示出了通過測量在下述情況下發生EBO現象的半徑而獲得的結果:引線框架的最上層的表面層是含有銀合金的鍍層32、執行粗糙化處理以及環氧樹脂E滴落在涂覆有抗EBO材料的樣品上。
[0084]根據上述實施例，EBO現象可以減少，因此，可以改善半導體封裝件1000的可靠性。
[0085]返回參照圖1，含有Au或Cu的結合線300結合到在引線框架101的上表面中的與圖2中的引線部分12對應的部分。結合線300應該牢固地結合到引線框架101，以免在信號傳輸期間發生斷開。
[0086]根據上述實施例，由于與含有Au或Cu的結合線300相比，引線框架101的最上層的表面層是具有優異結合性能的含有Ag的鍍銀層32，因此包括引線框架101的半導體封裝件產品的可靠性可以提高。另外，在圖4的引線框架102和圖5的引線框架103中，由于鍍銀層32被改良成粗糙的，所以鍍銀層32的表面積增加，因此，可以提高與結合線300的粘合力。
[0087]返回參照圖1，在將半導體芯片200安裝在引線框架101的上表面上并將結合線300結合到引線框架101之后，利用成型樹脂400 (諸如環氧樹脂成型化合物)包封引線框架101的上表面，以覆蓋引線框架101和結合線300。成型樹脂400是與引線框架101的材料不同的異質樹脂。因此，成型樹脂400和引線框架101之間的粘合強度會劣化，并且外部空氣會滲入，由此造成氧化。
[0088]然而，根據實施例，由于與環氧樹脂成型化合物具有優異的粘合力的鍍銀層32設置在引線框架101的頂部，因此未發生這種問題。另外，由于引線框架101的上表面被改良為是粗糙的，因此引線框架101和成型樹脂400彼此牢固地粘合，由此有效地執行包封。
[0089]引線框架101的下表面暴露于外部空氣下直到它連接到外部裝置。因此，引線框架101的下表面應該鍍覆有具有優良耐蝕性、耐氧化性和耐褪色性的材料。
[0090]根據實施例，鍍金層35設置在引線框架101的底部，并且與Ag和Pd相比，鍍金層35具有高的耐蝕性和耐褪色性。
[0091]圖9A和圖9B是示出了根據實施例的引線框架的褪色結果的示圖。圖9A示出了引線框架101的最下層的表面層是鍍金層35的情況。在圖9A的情況下，表明未發生褪色。圖9B是對比例并且示出了引線框架101的最下層的表面層是鍍銀層的情況。在圖9B的情況下，表明發生了如“m”所指示的褪色。
[0092]多個焊球(未示出)設置在引線框架101的下表面上，以將引線框架101電連接到外部裝置。多個焊球通過通孔線(未示出)電連接到結合線300，用來將圖2中的引線部分12的上部電連接到引線部分12的下部。多個焊球可以將電信號傳輸到半導體芯片200或接收來自半導體芯片200的電信號。
[0093]如果引線框架101的最下層的表面層是鍍銀層，則容易產生遷移現象。在這種情況下，因遷移現象導致的橋形成在焊球之間，從而產生短路。然而，如果引線框架101的最下層的表面層由鍍金層35形成，則幾乎不產生遷移現象而產生短路。
[0094]另外，由于鍍金層35具有優異的焊料潤濕性和可焊性，因此當利用焊球將引線框架101連接到外部裝置時，安裝可靠性提高。
[0095]以此方式，引線框架101的最上層的表面層所需的沉積環境和質量特性與引線框架101的最下層的表面層所需的沉積環境和質量特性不同。因此，如果引線框架101最上層的表面層包括由與引線框架101的最下層的表面層的材料相同的材料形成的鍍層，則發生一些問題。例如，如果引線框架101的最上層的表面層和最下層的表面層都包括鍍銀層，則引線框架101的耐褪色性和耐蝕性劣化并且容易產生遷移現象從而引起短路。另外，如果引線框架101的最上層的表面層和最下層的表面層都包括鍍金層，則在引線框架101的上表面中發生EBO現象，并且結合線和成型樹脂的粘合強度劣化。
[0096]然而，根據實施例，引線框架101的最上層的表面層包括可以增加相對于諸如環氧樹脂、成型樹脂和結合線的異質物質的粘合強度的鍍銀層32。引線框架101的最下層的表面層包括具有高的耐蝕性和耐褪色性并且在其中不會產生遷移現象的鍍金層35。因此，引線框架101可以滿足自身情況和所需質量。
[0097]圖6是根據另一示例性實施例的引線框架104的一部分的截面圖，圖7是根據另一示例性實施例的引線框架105的一部分的截面圖。
[0098]參照圖6，引線框架104具有在圖3的引線框架101中的第二層2a和鍍銀層32之間還包括由Au或Au合金形成的第一附加層31的結構。
[0099]參照圖7，引線框架105具有在圖3的引線框架101中的第二層2b和鍍金層35之間還包括由Ag或Ag合金形成的第二附加層34的結構。
[0100]為了像在圖4和圖5中一樣在圖6的引線框架104和圖7的引線框架105的上表面中反映粗糙度，可以將基體材料10的上表面和第一層Ia的上表面改良成粗糙的。
[0101]圖10是示出了根據示例性實施例的制造引線框架的方法的示意性框圖。圖11到圖15是示出了圖10中的1、I1、II1、IV、V部分的處理狀態的示意性截面圖。圖16是示出了在圖10中的方法中所使用的選擇鍍覆室的示意性透視圖。圖17是示出了圖16中的選擇鍍覆室的示意性平面圖。
[0102]參照圖10，示意性地示出了用于制造圖3中的引線框架101的步驟。在制造引線框架101時，通過順序地放入室C1、C2、S1和S2并順序地從室C1、C2、S1和S2取出來執行鍛覆，由此提聞廣品良率并提供聞的經濟可行性。
[0103]首先，準備如圖11所示的基體材料10。
[0104]將基體材料10放入作為鍍鎳室Cl的室Cl，在鍍鎳室Cl中，如圖12所示，分別在基體材料10的上表面和基體材料10的下表面上同時形成第一層Ia和第一層lb。
[0105]可以通過使用電解鍍覆方法形成第一層Ia和第一層lb。例如，可以通過將基體材料10浸在含有鎳離子的金屬離子化學浴中并向金屬離子化學浴施加高的電流密度，在短時間內通過電鍍同時形成第一層Ia和第一層lb。
[0106]接下來，將圖12中的堆疊主體20放入到作為鍍鈀室C2的室C2，在鍍鈀室C2中，如圖13所示，分別在第一層Ia的上表面和第一層Ib的下表面上同時形成包括Pd的第二層2a和弟二層2b。
[0107]可以通過使用電解鍍覆方法形成第二層2a和第二層2b。例如，通過將堆疊主體20浸在含有鈀離子的金屬離子化學浴中并向金屬離子化學浴施加高的電流密度，可以在短時間內通過蒸鍍同時形成第二層2a和第二層2b。
[0108]接下來， 將圖13中的堆疊主體30放入到作為第一選擇鍍覆SI的室SI，在第一選擇鍍覆室SI中，如圖14所示，僅在第二層2a的上表面上形成含有Ag的鍍銀層32。
[0109]可以通過使用電解鍍覆方法形成鍍銀層32。例如，通過將堆疊主體30浸在含有銀離子的金屬離子化學浴中并向金屬離子化學浴施加高的電流密度，可以在短時間內通過蒸鍍形成鍍銀層32。在這種情況下，第二層2b被遮蔽，以僅在第二層2a的上表面上形成鍍銀層32。下面參照圖16和圖17對細節進行描述。
[0110]接下來，將圖14中的堆疊主體40放入到作為第二選擇鍍覆室S2的室S2，在第二選擇鍍覆室S2中，如圖15所示，僅在第二層2b的下表面上形成含有Au的鍍金層35。
[0111]可以通過使用電解鍍覆方法形成鍍金層35。例如，通過將堆疊主體40浸在含有金離子的金屬離子化學浴中并向金屬離子化學浴施加高的電流密度，可以在短時間內通過蒸鍍形成鍍金層35。在這種情況下，鍍銀層32被遮蔽，以僅在第二層2b的下表面上形成鍍金層35。
[0112]第一選擇鍍覆室SI和第二選擇鍍覆室S2均不對放入的堆疊主體的兩側進行鍍覆，而是僅對放入的堆疊主體的一側進行鍍覆。在下面，參照圖16和圖17描述第一選擇鍍覆室SI的結構。除了第二選擇鍍覆室S2和第一選擇鍍覆室SI對放入的同一堆疊主體的不同側進行鍍覆外，第二選擇鍍覆室S2具有與第一選擇鍍覆室SI相同的結構。
[0113]第一選擇鍍覆室SI包括遮蔽圖13中的堆疊主體30的一側的第一遮蔽帶帶550、使第一遮蔽帶550沿一個方向(例如，沿順時針方向)旋轉的一組驅動輥511和512、使第一遮蔽帶550接觸圖13中的堆疊主體30的一組接觸輥(osculat1n roller)521、522和523以及容納含有銀離子的金屬離子溶液的鍍覆浴570。
[0114]為了執行鍍覆，圖13中的堆疊主體30被直立地放入第一選擇鍍覆室SI中以及從第一選擇鍍覆室SI直立地取出。詳細地說，為了執行鍍覆，圖13中的堆疊主體30在下述狀態下被運送到第一選擇鍍覆室SI中并從第一選擇鍍覆室SI返回:圖13中的堆疊主體30的上表面或下表面的平面矢量與重力的方向Dl相交，例如，與重力的方向Dl垂直。在圖13中的堆疊主體30在其處于直立狀態下被處理的情況下，與堆疊主體20在其處于平放狀態下被處理的情況相比，遮蔽操作穩定執行。因此，第一選擇鍍覆室SI適于僅對圖13中的堆疊主體30的一側進行鍍覆。
[0115]第一遮蔽帶550遮蔽作為圖13中的堆疊主體30的底層的第二層2b。S卩，第一遮蔽帶550的外表面接觸堆疊主體30的第二層2b的下表面，從而不使第二層2b的下表面暴露于金屬離子溶液。
[0116]第一遮蔽帶550在一組驅動輥511和512的作用下沿一個方向旋轉。圖13中的堆疊主體30憑借一組接觸輥521、522和523保持與第一遮蔽帶550的接觸。
[0117]另外，圖13中的堆疊主體30的諸如運送和返回的移動通過第一遮蔽帶550的旋轉力來執行。由于堆疊主體30憑借一組接觸輥521、522和523直接接觸第一遮蔽帶550，因此第一遮蔽帶550的旋轉力可以被傳遞到堆疊主體30，從而堆疊主體30可以沿第一遮蔽帶550的旋轉方向被運送到例如右側。
[0118]以此方式，根據當前實施例，圖13中的堆疊主體30在第一遮蔽帶550的作用下移動，而不需要用于使堆疊主體30移動的動力設備。因此，不需要使堆疊主體30的移動速度和第一遮蔽帶550的旋轉速度同步，并且不需要用于使堆疊主體30移動的驅動工具。
[0119]在當前實施例中，形成鍍金層35和鍍銀層32的順序不限于上述順序，可以首先形成鍍金層35和鍍銀層32中的任意一個。
[0120]為了形成如圖6中所示的引線框架104，應在鍍鈀室C2之后設置第二選擇鍍覆室S2，并且應在第二選擇鍍覆室S2之后設置第一選擇鍍覆室SI。在第二選擇鍍覆室S2中，應在第二層2a的上表面和第二層2b的下表面上都形成鍍金層，而無需使用對應于第一遮蔽帶的第二遮蔽帶(未示出)。
[0121]為了形成如圖7中所示的引線框架105，應在鍍鈀室C2之后連續地設置第一選擇鍍覆室SI和第二選擇鍍覆室S2，如圖10中所示。然而，在第一選擇鍍覆室SI中，應在第二層2a的上表面和第二層2b的下表面上都形成鍍金層，而無需使用第一遮蔽帶550。
[0122]雖然在圖10中未示出，但是為了制造如圖4中所示的引線框架102，準備基體材料10的步驟還可以包括將基體材料10的上表面形成為是粗糙的。另外，為了制造如圖5中所示的引線框架103，將第一層Ia的表面形成為是粗糙的步驟可以在鍍鎳室Cl中執行。
[0123]盡管已經參照發明構思的示例性實施例具體地示出并描述了本發明構思，但是本領域普通技術人員將理解的是，在不脫離由權利要求限定的本發明的精神和范圍的情況下，可以在此在形式和細節上進行各種改變。示例性實施例應該僅以描述性意義進行考慮，而不出于限制的目的。因此，本發明構思的范圍不受這里【具體實施方式】的限定，而是受權利要求的限定，并且在該范圍內的所有差異將被解釋為被包括在本發明構思內。
【權利要求】
1.一種引線框架，所述引線框架包括形成在含有金屬的基體材料的上表面和下表面上的多個鍍層， 其中，所述多個鍍層中的設置在引線框架的上部上的最上層鍍層是含有銀的鍍銀層，而所述多個鍍層中的設置在引線框架的下部上的最下層鍍層是含有金的鍍金層。
2.如權利要求1所述的引線框架，其中，所述多個鍍層還包括: 上部第一層和上部第二層，順序地形成在基體材料的上表面與鍍銀層之間，其中，上部第一層含有鎳，上部第二層含有鈕; 下部第一層和下部第二層，順序地形成在基體材料的下表面與鍍金層之間，其中，下部第一層含有鎳，下部第二層含有鈕。
3.如權利要求2所述的引線框架，所述引線框架還包括形成在上部第二層和鍍銀層之間的上部第三層，其中，上部第三層含有金。
4.如權利要求2所述的引線框架，所述引線框架還包括形成在下部第二層和鍍金層之間的下部第三層，其中，下部第三層含有銀。
5.如權利要求2所述的引線框架，其中，基體材料的上表面和上部第一層的上表面中的至少一個表面形成為比基體材料的下表面和下部第一層的下表面中的至少一個表面粗糖。
6.一種半導體封裝件，所述半導體封裝件包括: 如權利要求1所述的引線框架，所述引線框架還包括芯片焊盤和引線部分； 半導體芯片，對應于芯片焊盤接觸鍍銀層； 至少一條結合線，連接到半導體芯片以及連接到與引線部分對應的鍍銀層。
7.如權利要求6所述的半導體封裝件，其中，所述多個鍍層還包括: 上部第一層和上部第二層，順序地形成在基體材料的上表面與鍍銀層之間，其中，上部第一層含有鎳，上部第二層含有鈕; 下部第一層和下部第二層，順序地形成在基體材料的下表面與鍍金層之間，其中，下部第一層含有鎳，下部第二層含有鈕。
8.如權利要求7所述的半導體封裝件，其中，所述引線框架還包括形成在上部第二層和鍍銀層之間的上部第三層，其中，上部第三層含有金。
9.如權利要求7所述的半導體封裝件，其中，所述引線框架還包括形成在下部第二層和鍍金層之間的下部第三層，其中，下部第三層含有銀。
10.如權利要求7所述的半導體封裝件，其中，基體材料的上表面和上部第一層的上表面中的至少一個表面形成為比基體材料的下表面和下部第一層的下表面中的至少一個表面粗糙。
11.如權利要求6所述的半導體封裝件，所述半導體封裝件還包括成型樹脂，所述成型樹脂覆蓋半導體芯片、結合線和鍍銀層。
12.一種制造引線框架的方法，所述方法包括: 準備含有金屬的基體材料； 在使基體材料順序地經過多個鍍覆室的同時在基體材料的上表面上和下表面上形成多個鍍層， 其中，所述多個鍍覆室包括第一選擇鍍覆室和第二選擇鍍覆室，其中，在第一選擇鍍覆室中，在基體材料的上表面上形成含有銀的鍍銀層， 其中，在第二選擇鍍覆室中，在基體材料的下表面上形成含有金的鍍金層。
13.如權利要求12所述的方法，其中，形成多個鍍層的步驟包括: 在鍍鎳室中分別在基體材料的上表面和基體材料的下表面上同時形成上部第一層和下部第一層，其中，上部第一層和下部第一層含有鎳； 在鍍鈀室中分別在上部第一層的上表面和下部第一層的下表面上同時形成上部第二層和下部第二層，其中，上部第二層和下部第二層含有鈀。
14.如權利要求13所述 的方法，其中，所述方法還包括在鍍金室中在上部第二層和鍍銀層之間形成上部第三層， 其中，上部第三層含有金。
15.如權利要求13所述的方法，其中，所述方法還包括在鍍銀室中在下部第二層和鍍金層之間形成下部第三層， 其中，下部第三層含有銀。
16.如權利要求12所述的方法，其中，基體材料的上表面和上部第一層的上表面中的至少一個表面形成為比基體材料的下表面和下部第一層的下表面中的至少一個表面粗糙。
17.如權利要求12所述的方法，其中，形成鍍銀層的步驟包括:通過包括在第一選擇鍍覆室中的第一遮蔽帶遮蔽形成在基體材料的下表面上的最下層鍍層的下表面，并且在形成在基體材料的上表面上的最上層鍍層的上表面上形成鍍銀層， 形成鍍金層的步驟包括:通過包括在第二選擇鍍覆室中的第二遮蔽帶遮蔽形成在基體材料的上表面上的最上層鍍層的上表面，并且在形成在基體材料的下表面上的最下層鍍層的下表面上形成鍍金層。
18.如權利要求17所述的方法，其中，第一遮蔽帶和第二遮蔽帶在一組驅動輥的作用下沿一個方向旋轉。
19.如權利要求18所述的方法，其中，引線框架直接接觸第一遮蔽帶和第二遮蔽帶，并通過第一遮蔽帶的旋轉力和第二遮蔽帶的旋轉力沿所述一個方向移動。
20.如權利要求18所述的方法，其中，在引線框架的直立狀態下執行形成鍍銀層的步驟和形成鍍金層的步驟，從而引線框架的上表面或下表面的平面矢量與重力的方向相交。
【文檔編號】H01L23/495GK104051398SQ201310728495
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年12月25日 優先權日:2013年3月11日
【發明者】申東逸, 裴仁燮, 樸世喆 申請人:Mds株式會社