CN105489506A - 高焊线质量的芯片框架及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种芯片框架。本发明的高焊线质量的芯片框架包括框架本体，所述框架本体分为用于封装芯片的框架正面和与框架正面对应的框架背面，所述框架正面涂敷有钯银金镍合金保护层，所述框架背面涂敷有镍钯金保护层。将芯片框架的正面和背面分别涂敷不同的保护层，框架正面涂敷钯银金镍合金保护层，框架背面涂敷镍钯金保护层，利用钯银金镍合金涂层使封装在框架正面的芯片引线焊接时速度快、质量好，并利用框架背面涂敷的镍钯金保护层，保护框架和引线脚不变色，进而使整个框架的焊线质量高、焊接速度快且框架和引线脚不会变色，解决该领域长期存在的技术缺陷，具有较优的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种芯片框架，特别涉及高焊线质量的芯片框架及其制造方法。
背景技术
半导体封装技术其实就是一种将芯片打包的技术，因为芯片必须与外界隔离，以防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下降，芯片框架作封装芯片的载体，是一种借助于键合金丝实现芯片内部电路引出端与外引线的电气连接，形成电气回路的关键结构件，它起到了和外部导线连接的桥梁作用，绝大部分的半导体集成块中都需要使用芯片框架，是电子信息产业中重要的基础材料。为了保护芯片不被污染和氧化需要在框架表面涂覆处理材料，由于化学镀镍浸金的镀层平整度高、镀层耐磨性好且接触电阻底等优越性能，被广泛应用于精密电子产品的印刷电路板的表面处理和微电子芯片的封装技术中。
现代涂覆技术发展出在芯片框架表面涂镍钯金（NiPdAu）涂层或钯银金镍合金（NiPdAgAu）涂层，在芯片框架涂镍钯金（NiPdAu）涂层可以解决产品管脚焊接时易变色的问题，但不利于框架上的芯片引脚焊接，焊接质量较差、焊线不稳定、焊接速度也慢、工作效率低；而采用钯银金镍合金（NiPdAgAu）涂层的引线框架，框架的芯片引线脚焊接速度快、质量也好、焊线稳定，但是在焊接时框架的裸露部分会氧化变色(涂层中的银和空气中的硫会发生反应)，所以还需要对芯片框架的涂层技术进行研究，以达到焊线质量好、焊接速度快且线脚不变色的效果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有芯片框架的外表面涂层两面均为涂镍钯金或钯银金镍合金，涂镍钯金涂层不利于框架上的芯片引线脚焊接，焊接质量差、焊接速度也慢、工作效率低，而采用钯银金镍合金涂层时，焊接时框架的裸露部分会变色的技术问题，提供一种高焊线质量的芯片框架及其制造方法，该芯片框架通过调整表面涂覆物的结构，使得芯片框架的焊线焊接速度快、质量好且框架和引线脚不易变色。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
高焊线质量的芯片框架，包括框架本体，所述框架本体分为用于封装芯片的框架正面和与框架正面对应的框架背面，所述框架正面涂敷有钯银金镍合金保护层，所述框架背面涂敷有镍钯金保护层。
将芯片框架的正面和背面分别涂敷不同的保护层，框架正面涂敷钯银金镍合金保护层，框架背面涂敷镍钯金保护层，利用钯银金镍合金涂层使封装在框架正面的芯片引线焊接时速度快、质量好，并利用框架背面涂敷的镍钯金保护层，保护框架和引线脚不变色，进而使整个框架的焊线质量高、焊接速度快且框架和引线脚不会变色，解决该领域长期存在的技术缺陷和困难，具有较优的技术效果。
作为优选，所述框架正面涂敷的钯银金镍合金保护层为从内到外的多层结构，且从内到外依次为正面Ni层、正面Pd层、正面Ag层和正面Au层，其中Ni为镍，Pd为钯，Ag为银，Au为金。少量镍可提高合金在氢中的热稳定性，而钯和银可无限互溶，形成连续固溶体，具有强烈吸氢能力和选择性透氢能力，钯银金镍合金保护层使得框架在室温下具有良好的抗氧化性，提高焊接性能和焊接质量。
作为优选，所述正面Ni层的厚度为0.5-2.0um，所述正面Pd层的厚度为0.02-0.15um，所述正面Ag层的厚度不小于0.1um，所述正面Au层的厚度不小于0.003um。经过多次试验分析，得出最适合的各个涂层厚度，使得框架上芯片引线焊接的质量最优。
作为优选，所述框架背涂敷的镍钯金保护层为从内到外的多层结构，且从内到外依次为背面Ni层、背面Pd层和背面Au层。在高温下随钯含量增加抗氧化能力亦随之提高，在含硫气氛中不变色，镍钯金保护层保护框架上的引线脚在焊接时不变色。
作为优选，所述背面Ni层的厚度为0.5-2.0um，所述背面Pd层的厚度为0.02-0.15um，所述背面Au层的厚度不小于0.003um。
一种芯片框架的制造方法，制造上述高焊线质量的芯片框架的步骤为：
（1）准备制作框架的优质基材铜；
（2）将基材铜制作成裸铜框架，框架表面平整光洁无污染；
（3）采用电镀的方法在裸铜框架的一面镀上钯银金镍合金保护层或镍钯金保护层，待该面保护层电镀完成后再进行框架另一面的电镀操作，另一面电镀上另外一种保护层；
（4）电镀完成后对框架表面杂质进行清理，存架待用。
作为优选，步骤（3）中，钯银金镍合金保护层各种材料的涂敷先后顺序为：Ni-Pd-Ag-Au；镍钯金保护层各个材料的涂敷先后顺序为：Ni-Pd-Au。
作为优选，在电镀过程中,框架正面的电镀液和框架背面的电镀液不能相互污染。
作为优选，在电镀过程中，框架正面电镀的Ag材料不能泄漏到框架背面上，在框架正面镀银操作时应采用隔离纸或板遮挡框架的背面。
该芯片框架的制造方法，采用电镀的方法分别将钯银金镍合金保护层和镍钯金保护层涂敷到框架的正面和背面，使得框架可以有效实现正常焊线，增强焊线第二点的拉力，增加焊线的速度，提高生产效率和焊接质量，大大的提高设备产能，并能有效避免框架背面裸露的部分因为银氧化变色的情况。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、将芯片框架的正面和背面分别涂敷不同的保护层，框架正面涂敷钯银金镍合金保护层，框架背面涂敷镍钯金保护层，利用钯银金镍合金涂层使封装在框架正面的芯片引线焊接时速度快、质量好，并利用框架背面涂敷的镍钯金保护层，保护框架和引线脚不变色，进而使整个框架的焊线质量高、焊接速度快且框架和引线脚不会变色，解决该领域长期存在的技术缺陷，具有较优的技术效果；
2、少量镍可提高合金在氢中的热稳定性，而钯和银可无限互溶，形成连续固溶体，具有强烈吸氢能力和选择性透氢能力，钯银金镍合金保护层使得框架在室温下具有良好的抗氧化性，提高焊接性能和焊接质量；
3、在高温下随钯含量增加抗氧化能力亦随之提高，在含硫气氛中不变色，镍钯金保护层保护框架上的引线脚在焊接时不变色；
4、该芯片框架的制造方法，采用电镀的方法分别将钯银金镍合金保护层和镍钯金保护层涂敷到框架的正面和背面，使得框架可以有效实现正常焊线，增强焊线第二点的拉力，增加焊线的速度，提高生产效率和焊接质量，大大的提高设备产能，并能有效避免框架背面裸露的部分因为银氧化变色的情况。
附图说明：
图1是本发明高焊线质量的芯片框架的结构示意图。
图2为图1中的E-E剖视图。
图3为图2中的A部放大示意图。
图4为图2中的B部放大示意图。
图中标记：1-框架本体，2-钯银金镍合金保护层，201-正面Ni层，202-正面Pd层，203-正面Ag层，204-正面Au层，3-镍钯金保护层，301-背面Ni层，302-背面Pd层，303-背面Au层。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
本实施例将该芯片框架的用于SOD882类型的芯片框架，如图1-图4所示，本实施例的高焊线质量的芯片框架，包括框架本体1，所述框架本体分为用于封装芯片的框架正面和与框架正面对应的框架背面，所述框架正面涂敷有钯银金镍合金保护层2，所述框架背面涂敷有镍钯金保护层3。
本实施例中，所述框架正面涂敷的钯银金镍合金保护层2为从内到外的多层结构，且从内到外依次为正面Ni层201、正面Pd层202、正面Ag层203和正面Au层204，其中Ni为镍，Pd为钯，Ag为银，Au为金。少量镍可提高合金在氢中的热稳定性，而钯和银可无限互溶，形成连续固溶体，具有强烈吸氢能力和选择性透氢能力，钯银金镍合金保护层使得框架在室温下具有良好的抗氧化性，提高焊接性能和焊接质量。
本实施例中，所述正面Ni层201的厚度为0.5um，所述正面Pd层202的厚度为0.02um，所述正面Ag层203的厚度为0.1um，所述正面Au层204的厚度为0.003um。经过多次试验分析，得出最适合的各个涂层厚度，使得框架上芯片引线焊接的质量最优。
本实施例中，所述框架背面涂敷的镍钯金保护层3为从内到外的多层结构，且从内到外依次为背面Ni层301、背面Pd层302和背面Au层303。在高温下随钯含量增加抗氧化能力亦随之提高，在含硫气氛中不变色，镍钯金保护层保护框架上的引线脚在焊接时不变色。
本实施例中，所述背面Ni层301的厚度为0.5um，所述背面Pd层302的厚度为0.02um，所述背面Au层303的厚度为0.003um。
本实施例的SOD882芯片框架的制造方法步骤如下：
（1）准备制作框架的优质基材铜；
（2）将基材铜制作成裸铜框架，框架表面平整光洁无污染；
（3）采用电镀的方法在裸铜框架的一面镀上钯银金镍合金保护层或镍钯金保护层，待该面保护层电镀完成后再进行框架另一面的电镀操作，另一面电镀上另外一种保护层；
（4）电镀完成后对框架表面杂质进行清理，存架待用。
本实施例中，步骤（3）中，钯银金镍合金保护层各种材料的涂敷先后顺序为：Ni-Pd-Ag-Au；镍钯金保护层各个材料的涂敷先后顺序为：Ni-Pd-Au。
本实施例中，在电镀过程中,框架正面的电镀液和框架背面的电镀液不能相互污染。
所以，在电镀过程中，框架正面电镀的Ag材料不能泄漏到框架背面上，在框架正面镀银操作时应采用隔离纸或板遮挡框架的背面。
综上所述，本实施例的SOD882芯片框架由于采用了上述技术方案，具有以下的有益效果：
将芯片框架的正面和背面分别涂敷不同的保护层，框架正面涂敷钯银金镍合金保护层，框架背面涂敷镍钯金保护层，利用钯银金镍合金涂层使封装在框架正面的芯片引线焊接时速度快、质量好，并利用框架背面涂敷的镍钯金保护层，保护框架和引线脚不变色，进而使整个框架的焊线质量高、焊接速度快且框架和引线脚不会变色，解决该领域长期存在的技术缺陷，具有较优的技术效果；
本实施例SOD882芯片框架的制造方法，采用电镀的方法分别将钯银金镍合金保护层和镍钯金保护层涂敷到框架的正面和背面，使得框架可以有效实现正常焊线，增强焊线第二点的拉力，增加焊线的速度，提高生产效率和焊接质量，大大的提高设备产能，并能有效避免框架背面裸露的部分因为银氧化变色的情况。
实施例2
本实施例将该芯片框架的用于DFN3030类型的芯片框架，如图1-图4所示，本实施例的高焊线质量的芯片框架，包括框架本体1，所述框架本体分为用于封装芯片的框架正面和与框架正面对应的框架背面，所述框架正面涂敷有钯银金镍合金保护层2，所述框架背面涂敷有镍钯金保护层3。
本实施例中，所述框架正面涂敷的钯银金镍合金保护层2为从内到外的多层结构，且从内到外依次为正面Ni层201、正面Pd层202、正面Ag层203和正面Au层204，其中Ni为镍，Pd为钯，Ag为银，Au为金。少量镍可提高合金在氢中的热稳定性，而钯和银可无限互溶，形成连续固溶体，具有强烈吸氢能力和选择性透氢能力，室温下具有良好的抗氧化性，提高焊接性能和焊接质量。
本实施例中，所述正面Ni层201的厚度为2.0um，所述正面Pd层202的厚度为0.15um，所述正面Ag层203的厚度为0.2um，所述正面Au层204的厚度为0.005um。
本实施例中，所述框架背面涂敷的镍钯金保护层3为从内到外的多层结构，且从内到外依次为背面Ni层301、背面Pd层302和背面Au层303。在高温下随钯含量增加抗氧化能力亦随之提高，在含硫气氛中不变色，保护框架上的引线脚在焊接时不变色。
本实施例中，所述背面Ni层301的厚度为2.0um，所述背面Pd层302的厚度为0.15um，所述背面Au层303的厚度为0.005um。
本实施例的DFN3030芯片框架的制造方法步骤如下：
（1）准备制作框架的优质基材铜；
（2）将基材铜制作成裸铜框架，框架表面平整光洁无污染；
（3）采用电镀的方法在裸铜框架的一面镀上钯银金镍合金保护层或镍钯金保护层，待该面保护层电镀完成后再进行框架另一面的电镀操作，另一面电镀上另外一种保护层；
（4）电镀完成后对框架表面杂质进行清理，存架待用。
本实施例中，步骤（3）中，钯银金镍合金保护层各种材料的涂敷先后顺序为：Ni-Pd-Ag-Au；镍钯金保护层各个材料的涂敷先后顺序为：Ni-Pd-Au。
本实施例中，在电镀过程中,框架正面的电镀液和框架背面的电镀液不能相互污染。
所以，在电镀过程中，框架正面电镀的Ag材料不能泄漏到框架背面上，在框架正面镀银操作时应采用隔离纸或板遮挡框架的背面。
综上所述，本实施例的DFN3030芯片框架由于采用了上述技术方案，具有以下的有益效果：
将芯片框架的正面和背面分别涂敷不同的保护层，框架正面涂敷钯银金镍合金保护层，框架背面涂敷镍钯金保护层，利用钯银金镍合金涂层使封装在框架正面的芯片引线焊接时速度快、质量好，并利用框架背面涂敷的镍钯金保护层，保护框架和引线脚不变色，进而使整个框架的焊线质量高、焊接速度快且框架和引线脚不会变色，解决该领域长期存在的技术缺陷，具有较优的技术效果；
本实施例DFN3030芯片框架的制造方法，采用电镀的方法分别将钯银金镍合金保护层和镍钯金保护层涂敷到框架的正面和背面，使得框架可以有效实现正常焊线，增强焊线第二点的拉力，增加焊线的速度，提高生产效率和焊接质量，大大的提高设备产能，并能有效避免框架背面裸露的部分因为银氧化变色的情况。
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
Claims (9)
1.高焊线质量的芯片框架，包括框架本体，其特征在于，所述框架本体分为用于封装芯片的框架正面和与框架正面对应的框架背面，所述框架正面涂敷有钯银金镍合金保护层，所述框架背面涂敷有镍钯金保护层。
2.根据权利要求1所述的高焊线质量的芯片框架，其特征在于，所述框架正面涂敷的钯银金镍合金保护层为从内到外的多层结构，且从内到外依次为正面Ni层、正面Pd层、正面Ag层和正面Au层，其中Ni为镍，Pd为钯，Ag为银，Au为金。
3.根据权利要求2所述的高焊线质量的芯片框架，其特征在于，所述正面Ni层的厚度为0.5-2.0um，所述正面Pd层的厚度为0.02-0.15um，所述正面Ag层的厚度不小于0.1um，所述正面Au层的厚度不小于0.003um。
4.根据权利要求1-3之一所述的高焊线质量的芯片框架，其特征在于，所述框架背涂敷的镍钯金保护层为从内到外的多层结构，且从内到外依次为背面Ni层、背面Pd层和背面Au层。
5.根据权利要求4所述的高焊线质量的芯片框架，其特征在于，所述背面Ni层的厚度为0.5-2.0um，所述背面Pd层的厚度为0.02-0.15um，所述背面Au层的厚度不小于0.003um。
6.一种芯片框架的制造方法，其特征在于，制造如权利要求1-5之一所述的高焊线质量的芯片框架的具体步骤如下：
（1）准备制作框架的优质基材铜；
（2）将基材铜制作成裸铜框架，框架表面平整光洁无污染；
（3）采用电镀的方法在裸铜框架的一面镀上钯银金镍合金保护层或镍钯金保护层，待该面保护层电镀完成后再进行框架另一面的电镀操作，另一面电镀上另外一种保护层；
（4）电镀完成后对框架表面杂质进行清理，存架待用。
7.根据权利要求6所述的芯片框架的制造方法，其特征在于，步骤（3）中，钯银金镍合金保护层各种材料的涂敷先后顺序为：Ni-Pd-Ag-Au；镍钯金保护层各个材料的涂敷先后顺序为：Ni-Pd-Au。
8.根据权利要求7所述的芯片框架的制造方法，其特征在于，在电镀过程中,框架正面的电镀液和框架背面的电镀液不能相互污染。
9.根据权利要求8所述的芯片框架的制造方法，其特征在于，在电镀过程中，框架正面电镀的Ag材料不能泄漏到框架背面上，在框架正面镀银操作时应采用隔离纸或板遮挡框架的背面。
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|---|---|---|---|---|
| CN111199940A (zh) * | 2018-11-16 | 2020-05-26 | 泰州友润电子科技股份有限公司 | 一种用于引线框架的涂覆料及涂覆方法 |
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| CN1684238A (zh) * | 2004-04-16 | 2005-10-19 | 三星Techwin株式会社 | 引线框以及制造该引线框的方法 |
| CN102349153A (zh) * | 2009-03-12 | 2012-02-08 | Lg伊诺特有限公司 | 引线框架及其制造方法 |
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2016
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| CN111199940B (zh) * | 2018-11-16 | 2022-03-25 | 泰州友润电子科技股份有限公司 | 一种用于引线框架的涂覆料涂覆方法 |
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