高焊線質量的芯片框架及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種芯片框架，特別涉及高焊線質量的芯片框架及其制造方法。
【背景技術】
[0002]半導體封裝技術其實就是一種將芯片打包的技術，因為芯片必須與外界隔離，以防止空氣中的雜質對芯片電路的腐蝕而造成電氣性能下降，芯片框架作封裝芯片的載體，是一種借助于鍵合金絲實現芯片內部電路引出端與外引線的電氣連接，形成電氣回路的關鍵結構件，它起到了和外部導線連接的橋梁作用，絕大部分的半導體集成塊中都需要使用芯片框架，是電子信息產業中重要的基礎材料。為了保護芯片不被污染和氧化需要在框架表面涂覆處理材料，由于化學鍍鎳浸金的鍍層平整度高、鍍層耐磨性好且接觸電阻底等優越性能，被廣泛應用于精密電子產品的印刷電路板的表面處理和微電子芯片的封裝技術中。
[0003]現代涂覆技術發展出在芯片框架表面涂鎳鈀金(NiPdAu)涂層或鈀銀金鎳合金(NiPdAgAu)涂層，在芯片框架涂鎳鈀金(NiPdAu)涂層可以解決產品管腳焊接時易變色的問題，但不利于框架上的芯片引腳焊接，焊接質量較差、焊線不穩定、焊接速度也慢、工作效率低;而采用鈀銀金鎳合金(NiPdAgAu)涂層的引線框架，框架的芯片引線腳焊接速度快、質量也好、焊線穩定，但是在焊接時框架的裸露部分會氧化變色(涂層中的銀和空氣中的硫會發生反應)，所以還需要對芯片框架的涂層技術進行研究，以達到焊線質量好、焊接速度快且線腳不變色的效果。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于克服現有芯片框架的外表面涂層兩面均為涂鎳鈀金或鈀銀金鎳合金，涂鎳鈀金涂層不利于框架上的芯片引線腳焊接，焊接質量差、焊接速度也慢、工作效率低，而采用鈀銀金鎳合金涂層時，焊接時框架的裸露部分會變色的技術問題，提供一種高焊線質量的芯片框架及其制造方法，該芯片框架通過調整表面涂覆物的結構，使得芯片框架的焊線焊接速度快、質量好且框架和引線腳不易變色。
[0005]為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案:
高焊線質量的芯片框架，包括框架本體，所述框架本體分為用于封裝芯片的框架正面和與框架正面對應的框架背面，所述框架正面涂敷有鈀銀金鎳合金保護層，所述框架背面涂敷有鎳鈀金保護層。
[0006]將芯片框架的正面和背面分別涂敷不同的保護層，框架正面涂敷鈀銀金鎳合金保護層，框架背面涂敷鎳鈀金保護層，利用鈀銀金鎳合金涂層使封裝在框架正面的芯片引線焊接時速度快、質量好，并利用框架背面涂敷的鎳鈀金保護層，保護框架和引線腳不變色，進而使整個框架的焊線質量高、焊接速度快且框架和引線腳不會變色，解決該領域長期存在的技術缺陷和困難，具有較優的技術效果。
[0007]作為優選，所述框架正面涂敷的鈀銀金鎳合金保護層為從內到外的多層結構，且從內到外依次為正面Ni層、正面Pd層、正面Ag層和正面Au層，其中Ni為鎳，Pd為鈀，Ag為銀，Au為金。少量鎳可提高合金在氫中的熱穩定性，而鈀和銀可無限互溶，形成連續固溶體，具有強烈吸氫能力和選擇性透氫能力，鈀銀金鎳合金保護層使得框架在室溫下具有良好的抗氧化性，提高焊接性能和焊接質量。
[0008]作為優選，所述正面Ni層的厚度為0.5-2.0um，所述正面Pd層的厚度為0.02-0.15um，所述正面Ag層的厚度不小于0.lum，所述正面Au層的厚度不小于0.003um。經過多次試驗分析，得出最適合的各個涂層厚度，使得框架上芯片引線焊接的質量最優。
[0009]作為優選，所述框架背涂敷的鎳鈀金保護層為從內到外的多層結構，且從內到外依次為背面Ni層、背面Pd層和背面Au層。在高溫下隨鈀含量增加抗氧化能力亦隨之提高，在含硫氣氛中不變色，鎳鈀金保護層保護框架上的引線腳在焊接時不變色。
[0010]作為優選，所述背面Ni層的厚度為0.5-2.0um，所述背面Pd層的厚度為0.02-0.15um，所述背面Au層的厚度不小于0.003um。
[0011 ] 一種芯片框架的制造方法，制造上述高焊線質量的芯片框架的步驟為:
(1)準備制作框架的優質基材銅；
(2)將基材銅制作成裸銅框架，框架表面平整光潔無污染；
(3)采用電鍍的方法在裸銅框架的一面鍍上鈀銀金鎳合金保護層或鎳鈀金保護層，待該面保護層電鍍完成后再進行框架另一面的電鍍操作，另一面電鍍上另外一種保護層；
(4)電鍍完成后對框架表面雜質進行清理，存架待用。
[0012]作為優選，步驟(3)中，鈀銀金鎳合金保護層各種材料的涂敷先后順序為:N1-Pd-Ag-Au;鎳鈀金保護層各個材料的涂敷先后順序為:N1-Pd-Au。
[0013]作為優選，在電鍍過程中，框架正面的電鍍液和框架背面的電鍍液不能相互污染。
[0014]作為優選，在電鍍過程中，框架正面電鍍的Ag材料不能泄漏到框架背面上，在框架正面鍍銀操作時應采用隔離紙或板遮擋框架的背面。
[0015]該芯片框架的制造方法，采用電鍍的方法分別將鈀銀金鎳合金保護層和鎳鈀金保護層涂敷到框架的正面和背面，使得框架可以有效實現正常焊線，增強焊線第二點的拉力，增加焊線的速度，提高生產效率和焊接質量，大大的提高設備產能，并能有效避免框架背面裸露的部分因為銀氧化變色的情況。
[0016]與現有技術相比，本發明的有益效果:
1、將芯片框架的正面和背面分別涂敷不同的保護層，框架正面涂敷鈀銀金鎳合金保護層，框架背面涂敷鎳鈀金保護層，利用鈀銀金鎳合金涂層使封裝在框架正面的芯片引線焊接時速度快、質量好，并利用框架背面涂敷的鎳鈀金保護層，保護框架和引線腳不變色，進而使整個框架的焊線質量高、焊接速度快且框架和引線腳不會變色，解決該領域長期存在的技術缺陷，具有較優的技術效果；
2、少量鎳可提高合金在氫中的熱穩定性，而鈀和銀可無限互溶，形成連續固溶體，具有強烈吸氫能力和選擇性透氫能力，鈀銀金鎳合金保護層使得框架在室溫下具有良好的抗氧化性，提高焊接性能和焊接質量；
3、在高溫下隨鈀含量增加抗氧化能力亦隨之提高，在含硫氣氛中不變色，鎳鈀金保護層保護框架上的引線腳在焊接時不變色；
4、該芯片框架的制造方法，采用電鍍的方法分別將鈀銀金鎳合金保護層和鎳鈀金保護層涂敷到框架的正面和背面，使得框架可以有效實現正常焊線，增強焊線第二點的拉力，增加焊線的速度，提高生產效率和焊接質量，大大的提高設備產能，并能有效避免框架背面裸露的部分因為銀氧化變色的情況。
[0017]【附圖說明】:
圖1是本發明高焊線質量的芯片框架的結構示意圖。
[0018]圖2為圖1中的E-E剖視圖。
[0019]圖3為圖2中的A部放大示意圖。
[0020]圖4為圖2中的B部放大示意圖。
[0021 ]圖中標記:1-框架本體，2-鈀銀金鎳合金保護層，201-正面Ni層，202-正面Pd層，203-正面Ag層，204-正面Au層，3-鎳鈀金保護層，301-背面Ni層，302-背面Pd層，303-背面Au層。
【具體實施方式】
[0022]下面結合試驗例及【具體實施方式】對本發明作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本發明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本
【發明內容】
所實現的技術均屬于本發明的范圍。
[0023]實施例1
本實施例將該芯片框架的用于S0D882類型的芯片框架，如圖1-圖4所示，本實施例的高焊線質量的芯片框架，包括框架本體1，所述框架本體分為用于封裝芯片的框架正面和與框架正面對應的框架背面，所述框架正面涂敷有鈀銀金鎳合金保護層2，所述框架背面涂敷有鎳鈀金保護層3。
[0024]本實施例中，所述框架正面涂敷的鈀銀金鎳合金保護層2為從內到外的多層結構，且從內到外依次為正面Ni層201、正面Pd層202、正面Ag層203和正面Au層204，其中Ni為鎳，Pd為鈀，Ag為銀，Au為金。少量鎳可提高合金在氫中的熱穩定性，而鈀和銀可無限互溶，形成連續固溶體，具有強烈吸氫能力和選擇性透氫能力，鈀銀金鎳合金保護層使得框架在室溫下具有良好的抗氧化性，提高焊接性能和焊接質量。
[0025]本實施例中，所述正面Ni層201的厚度為0.5um，所述正面Pd層202的厚度為0.02um，所述正面Ag層203的厚度為0.lum，所述正面Au層204的厚度為0.003um。經過多次試驗分析，得出最適合的各個涂層厚度，使得框架上芯片引線焊接的質量最優。
[0026]本實施例中，所述框架背面涂敷的鎳鈀金保護層3為從內到外的多層結構，且從內到外依次為背面Ni層301、背面Pd層302和背面Au層303。在高溫下隨鈀含量增加抗氧化能力亦隨之提高，在含硫氣氛中不變色，鎳鈀金保護層保護框架上的引線腳在焊接時不變色。
[0027]本實施例中，所述背面Ni層301的厚度為0.5um，所述背面Pd層302的厚度為0.02um，所述背面Au層303的厚度為0.003um。