CN109075019A - 半导体器件和制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及引线框架或柔性印刷电路(FPC)以及制造GAM值大于2.0的引线框架或FPC的方法。所述方法包括对经电解清洁的引线框架或FPC进行微蚀刻步骤，以提供经微蚀刻的引线框架或FPC；或者对经电解清洁的引线框架或FPC进行镀铜工序，以提供双重镀铜的引线框架或FPC。随后对经微蚀刻的引线框架或者双重镀铜的引线框架或FPC进行亮沉积镀镍工序、银触击电镀工序、亮银电镀工序和随后的银剥离工序，以提供镜面亮银引线框架或FPC。

Description

半导体器件和制造方法
技术领域
本发明涉及用于电子器件的引线框架或柔性印刷电路(FPC)的制造。具体地，该方法涉及实现电镀引线框架或FPC以产生高亮度发光二极管(LED)的工艺。
背景技术
发光二极管(LED)是对各种照明应用都有意义的半导体光源。其中，LED通常用于电子领域，以在各种设备(例如手表、交通信号灯和电视等)中提供照明。与传统的白炽灯泡和荧光照明装置相比，LED具有几个优点/益处。LED更可靠，它们在得到供电时立即提供照明，并且它们可以频繁地接通和断开，而不会不利地影响LED的寿命或发光能力。最值得注意的是，与传统光源相比，LED具有极高的能效，并具有出色的长工作寿命。
LED技术正在慢慢地改变广告业，因为它能够制造鲜艳的动态显示屏。人们早就知道，路人通常不会被低亮度的静态图像所吸引。因此，需要生产即使在远距离看来也富有感染力的明亮LED屏幕。亮度通常以坎德拉每平方米(也称为NITS)为单位来测量。小型LCD屏幕可以具有250cd/m2的亮度级别，而42英寸LCD可以具有800cd/m2的亮度级别。室内LED屏幕通常具有1500cd/m2的亮度，而大型室外屏幕可以具有10,000cd/m2的亮度。这样，期望由LED实现更高的亮度。
LED通常包括：LED引线框架或FPC以及反射金属层；所述LED引线框架或FPC包括主体，该主体具有用于直接或间接安装LED元件的安装表面；所述反射金属层用于反射从LED发射的光，其沉积在LED引线框架/FPC的安装表面上。另外，可以在组件上施加防水树脂，用以形成对元件的屏障。
引线框架通常是模制塑料构件，其设置有铜、铜合金或不锈钢的基层，在基层上镀有银层。它的特点是成本低并且易于组装。引线框架提供支撑以保护器件，并且提供平台，在该平台上器件可以隔绝于各种天气因素的影响。FPC是粘合在柔性基底上的导电迹线的图案。FPC包含金属(通常为铜，但可以使用其他金属)迹线层，其粘合到基底上的介电层上(例如，由聚酰亚胺或聚酯制成，但也可以使用其它聚合物)。可以使用粘合剂将金属粘合到基底上以形成FPC。
通常，在封装之前将LED引线框架或FPC涂覆在金属层中。涂覆产生的加工件易于粘结、可焊接、耐腐蚀且在美观上令人满意。还希望涂覆层是高度反射的。
目前，LED引线框架或FPC上的基础金属涂覆使用片料电镀式镀银机进行镀银，其中引线框架/FPC浸入所述机器的溢流单元中。溢流单元包含这样的溶液：该溶液包含所需的镀银组分；以及光亮剂，以帮助实现使用该引线框架或FPC形成的所得LED的所需亮度。在当前一代的LED中，使用透射密度计测量的通常所达到的亮度的GAM值为1.0至1.3GAM。
期望下一代LED具有更亮和更鲜艳的GAM值，因此具有大于或等于2.0GAM的期望GAM值。然而，在保持这个增加的GAM值的同时，也必须保持镀银区域的反射率超过90％(通过包括镜面反射分量(SCI)的测量)，而排除镜面反射分量(SCE)的反射率不到30％。
发明内容
我们惊奇地发现了一种新方法，其能够提供带有所期望的2.0或更高的GAM值的引线框架或FPC。
由此，在本发明的第一个方面，提供一种制造GAM值大于2.0的引线框架或FPC的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)提供镀铜的引线框架或FPC，其中镀铜受到蚀刻并涂覆有抗变色层；
(b)对镀铜的引线框架或FPC进行第一电解清洁步骤，以提供经电解清洁的引线框架或FPC；
(c)对经电解清洁的引线框架或FPC进行微蚀刻步骤，以提供经微蚀刻的引线框架或FPC；或者，对经电解清洁的引线框架或FPC进行镀铜工序，以提供双重镀铜的引线框架或FPC；
(d)对经微蚀刻的引线框架或FPC或者双重镀铜的引线框架或FPC进行亮沉积镀镍工序，以提供镀镍的引线框架或FPC；
(e)对镀镍的引线框架或FPC进行银触击电镀(silver strike electroplating)工序，以提供触击镀银的引线框架或FPC；
(f)对触击镀银的引线框架或FPC进行亮银电镀工序，以提供亮银引线框架或FPC；
(g)对亮银电镀引线框架或FPC进行银剥离工序，以提供镜面亮银引线框架或FPC；以及
(h)对镜面亮银电镀引线框架或FPC施用抗变色涂层。
在本发明的实施方案中，提供一种制造GAM值大于2.0的引线框架或FPC的方法，其中在进行步骤(b)之前，可以在酸浴中对步骤(a)的镀铜引线框架或FPC进行浸泡步骤，以提供酸清洁镀铜引线框架或FPC，可选地，其中，酸可以选自硫酸、多硫酸、连二硫酸和过氧硫酸中的一种或更多种。
在本发明的另一个实施方案中，工艺的步骤(c)的微蚀刻工序可以包括向经电解清洁的引线框架或FPC上喷射微蚀刻溶液，喷射的量和时间足够从镀铜层上去除0.5至1.3μm的铜。例如，微蚀刻溶液可以包含浓度为60至90g/L的有机过氧化物(例如过硫酸铵)以及浓度为1至2体积百分比的硫酸，可选地，其中微蚀刻溶液与经电解清洁的引线框架或FPC的接触时间可以为30到60秒。在本发明的可替选的实施方案中，步骤(c)可以涉及镀铜步骤，其使用氰化铜浴，并且可以在约50℃至约55℃的温度下使用约3.0A/dm2至约4.0A/dm2的电流密度进行。
在本发明的又一个实施方案中，步骤(d)的镀镍工序可以使用镍电解溶液，所述溶液包括：
硫酸镍(例如六水合硫酸镍)，含量为约300g/L至约350g/L；
氯化镍，含量为约40g/L至约60g/L；
硼酸，含量为约40g/L至约50g/L；
润湿剂，含量为约0.3体积百分比；
添加剂A，含量为1.0至2.0体积百分比；
添加剂B，含量为0.2至0.3体积百分比；
添加剂C，含量为0.5至0.75体积百分比；其中
添加剂A选自取代或未取代的芳基磺酰胺，取代或未取代的不饱和烷基磺酰胺，取代或未取代的芳基磺酸盐，取代或未取代的不饱和烷基磺酸盐，芳基磺酸及其盐和溶剂化物中的一种或多种；
添加剂B选自三氟甲磺酸、三氟甲磺酸的卤化物以及芳族取代的磺酸及其盐和溶剂化物中的一种或多种；
添加剂C选自1,2-甲基-4-异噻唑啉、卡宾菌素、1,2-苯并异噻唑-3(2H)-酮、2-苯氧基乙醇、苯甲酸以及对羟基苯甲酸甲酯中的一种或多种；
镍溶液的pH为4.0至4.5。例如，镀镍工序可以在50℃至65℃的温度下使用约5.0A/dm2至约6.5A/dm2的电流密度进行，并且利用可溶性的镍阳极，同时进行阴极移动或空气扰动。
在本发明的又一个实施方案中，在步骤(d)的镀镍工序中，为补充消耗的添加剂A和添加剂B而进一步添加：
添加剂D，含量为0.05至0.1体积百分比；
添加剂D为在为添加剂A提供的列表中提及的至少一种化合物与在为添加剂B提供的列表中提及的至少一种化合物的混合物。
在本发明的又一个实施方案中，步骤(e)的银触击电镀工序可以使用包括以下成分的银触击电解溶液：
离子银，含量为1.0至2.0g/L；以及
KCN，含量为100至300g/L。例如，银触击电镀工序可以使用约2.0A/dm2的电流密度，以及20至60秒的沉积时间。
在本发明的又一个实施方案中，步骤(f)的亮银电镀工序可以使用包括以下成分的亮银电镀电解溶液：
氰化银钾盐，浓度为50至100g/L；
氰化钾，浓度为100至150g/L；
氢氧化钾，浓度为约6至约20g/L；
光亮剂A，浓度为3至15mL/L；
光亮剂B，浓度为2至7mL/L；以及
光亮剂C，浓度为2至7mL/L；其中，
光亮剂A为含有酮基的有机光亮剂化合物和/或有机金属化合物的混合物；
光亮剂B为含有酮基的有机光亮剂化合物和/或有机金属化合物的混合物，所述含有酮基的有机光亮剂化合物例如为提供香味的酮；
光亮剂C为一种或多种丙烯酸烷基酯；并且
溶液的pH超过11.5。例如，亮银电镀工序在约20℃至约40℃的温度下使用约5.0A/dm2至约6.5A/dm2的电流密度进行。
在本发明的某些实施方案中，在完成步骤(f)之后以及开始步骤(g)之前，可以进行第二电解清洁工序。例如，该电解清洁工序可以使用包括以下成分的电解清洁溶液：
碱性物质(例如硅酸钠)，其选自碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、碱金属硅酸盐和碱金属磷酸盐中的一种或多种；
螯合剂，其选自三聚磷酸钠、焦磷酸四钾和焦磷酸四钠中的一种或多种；可选地，其中
碱性物质的存在量为12至25g/L。电解清洁的合适条件可以涉及使用引线框架或FPC作为阴极，并在约50至约60℃的温度下使用1至5A/dm2的直流电流。
为避免疑惑，具体地考察了本发明的第一个方面的实施方案的任何技术上可行的组合。
本发明的第二个方面涉及一种LED引线框架或FPC，其通过或者能够通过本发明的第一个方面的方法以及其实施方案的任何技术上可行的组合而获得，其中引线框架或FPC的GAM值大于2.0。
如本文所用，术语“包含”及其反义词不排除在本发明的方法和组合物中分别存在另外的步骤或物质。术语“由……组成”和“基本上由……组成”及其反义词在本文中用于限制在方法和组合物中存在的额外步骤或物质，但不限制存在少量杂质。应当理解的是，术语“包含”及其反义词将术语“由……组成”和“基本上由……组成”包括在其范围内。为避免疑义，特别指出，术语“包含”及其反义词在本文中的每次出现可由“由……组成”或“基本上由……组成”或其反义词替换，反之亦然。
附图说明
在结合本发明的实施方案的随附附图而阅读时，从以下具体实施方式中将更容易理解和领会本发明的特征，所述附图中：
图1是描述制备并电镀引线框架或FPC的常规工序的工艺流程图。
图2是根据本发明的实施方案的工艺流程图。
具体实施方式
提供初始LED引线框架或FPC。该初始引线框或FPC可以由模制塑料材料制成，所述模制塑料材料随后涂覆在金属(例如铜)层中。可替选地，引线框架或FPC可以完全由例如铜的金属制成。如下文参考图1和图2所述，初始引线框架或FPC经历两个不同的操作阶段——蚀刻阶段，然后是电镀阶段。
从如图1所示的常规工序开始，以酸性喷雾清洁剂对初始引线框架或FPC 100进行预清洁工序110，来去除可能存在于金属(即铜)表面上的任何污染物，例如有机污染物、铬酸盐和任何抗变色(anti-tarnish)涂层。可以使用任何合适的酸，例如但不限于硫酸或柠檬酸。
然后使用合适的光致抗蚀剂(例如正性或负性光致抗蚀剂)对预清洁的引线框架或FPC 115进行干膜层压120，以在引线框架或FPC 125的经清洁的金属表面上提供干膜层压件。金属表面的清洁度对于确保抗蚀剂在金属表面上的良好构造是重要的，这对于微细引线应用十分关键。
在层压之后，将经干膜层压的引线框架或FPC 125转移到曝光机器，在此使用准直光和膜/玻璃原图对引线框架或FPC 125的待电镀的区域进行曝光130，以提供经曝光的引线框架或FPC 135。如果使用正性光致抗蚀剂，则光致抗蚀剂的曝光的部分变得可溶于光致抗蚀剂显影剂，而光致抗蚀剂未曝光的部分保持不溶于光致抗蚀剂显影剂。如果使用负性光致抗蚀剂，则光致抗蚀剂的曝光的部分变得不溶于光致抗蚀剂显影剂，而光致抗蚀剂未曝光的部分能够由光致抗蚀剂显影剂溶解。该工序通常在洁净室环境中进行，因为这减少了颗粒污染，颗粒污染可能阻碍光并阻止对光致抗蚀剂的曝光，导致在随后的蚀刻和电镀步骤期间由于不完美的曝光而出现问题。
然后对经曝光的引线框架或FPC 135进行显影步骤140。假设先前使用负性光致抗蚀剂，则在显影工序140中，通过显影溶液除去引线框架或FPC 135上的层压干膜的未曝光的区域，以暴露金属引线框架或FPC的待蚀刻的表面，从而呈现暴露的金属引线框架或FPC145。
在蚀刻工序150期间，通过所使用的金属蚀刻剂对暴露的金属引线框架或FPC 145的暴露的金属表面进行去除至所需的程度。通常通过将金属蚀刻剂喷射到引线框架或FPC145上并回收蚀刻剂来完成蚀刻工序。然而，较大的蚀刻金属碎屑可能不会完全溶解，这可能导致蚀刻工序中出现问题，这是因为它们可能部分或完全阻塞用于供应蚀刻剂的喷嘴，从而限制喷射压力。为了克服这个问题，使用碎屑分离器过滤系统，其中泵将蚀刻剂吸入碎屑分离器过滤系统，将酸基蚀刻剂从金属碎屑分离出来，并将蚀刻剂回收到喷嘴以便再利用。碎屑分离器由抗蚀刻材料(例如钛)构成，并且可以包括用于含金属的蚀刻剂的泵的入口，用于经过滤的蚀刻剂的出口，具有合适尺寸的孔(例如，孔的尺寸比用于喷射蚀刻剂的喷嘴开口小，例如大约20微米)的网以及用于收集金属碎屑的篮子，从而使得当含碎屑的蚀刻剂被泵入碎屑分离器时，大于网的开口尺寸的金属碎屑被引导到篮子中，而蚀刻剂(此时不含会阻塞蚀刻剂喷嘴的碎屑)能够通过出口流回到蚀刻剂槽中。
一旦蚀刻工序完成，对经蚀刻的引线框架或FPC 155进行剥离工序160，其从引线框架或FPC移除剩余的光致抗蚀剂干膜层压件，以在引线框架或FPC上提供完全暴露和经蚀刻的金属表面165。蚀刻和剥离工序通常导致在引线框架或FPC的完全暴露和经蚀刻的金属表面165的表面上形成氧化物层。为了去除该氧化层，对引线框架或FPC的完全暴露和经蚀刻的金属表面165进行酸洗处理170，以提供无氧化物的引线框架或FPC 175。最后，在抗变色步骤180中对引线框架或FPC 175涂覆抗变色组合物，以防止在用于电镀阶段之前表面发生氧化。然后使用单颗化机器将经抗变色涂覆的引线框架或FPC 185单颗化并且将之从卷轴分离为条带形式，使得可以在片料电镀式电镀机中使用它们。在用去离子水进行最后的漂洗190之后，引线框架195现在已预备好用于将在下文讨论的电镀阶段。
常规的电镀阶段包括电清洁步骤210、活化步骤220、数个金属电镀步骤(230、240、250)以及施用最终抗变色涂层的步骤260。
进行电清洁工序210以从待电镀的金属的表面去除任何不想要的污染物或灰尘，从而提供电清结的引线框架或FPC 215。现代的清洁系统必须从引线框架/FPC的表面去除油、油脂、水垢、铁锈和惰性颗粒。电清洁(或电解清洁)是在碱性电解液中进行的电解工序，使直流电通过该碱性电解液，其中待清洁的部件作为阳极或阴极(或两者)连接，该工序也可能涉及搅动。电清洁结合了浸泡碱性清洁和由气泡提供的机械清洁的效果，气泡通过电化学反应而在部件表面形成。在本文提到的本发明的实施方案中，电清洁工序可以包括阴极电清洁，其中待清洁的引线框架或FPC的一部分连接到阴极，所述阴极电清洁使用低电流并持续大约的时间，这通常足以清洁引线框架或FPC。这个工序可能导致氢气的释放。
用作电清洁的电解质的碱性清洁配混物通常含有碱性物质的混合物，以在设定的pH下提供高导电性并具有足够的储备碱度。使用碱金属氢氧化物(NaOH或KOH)、碳酸盐、硅酸盐和磷酸盐(例如磷酸三钠)作为碱度的主要来源。此外，清洁配混物还可含有螯合剂，例如三聚磷酸钠、焦磷酸四钾和焦磷酸四钠。
由于其较低的成本，在电清洁的电解质中更常用钠盐，尽管钾基电解质具有更好的溶解性、更低的电阻和更好的抛光能力。通常在必要时使用钾盐以达到所需效果(例如当电清洁非常大的部件时，否则会需要非常大的电压来获得所需的高电流密度)。
本文中可提及的特定电解清洁组合物是含有碱性硅酸盐(例如硅酸钠)的电解清洁组合物。碱性硅酸盐还可用作浸泡清洁剂，以及阳极和阴极电解清洁剂。碱性硅酸盐化合物并不设计为用于连续去除油、油脂和抛光化合物的大量积聚物，它们主要用于清洁铜和铜合金，这是因为它们可能会对其他金属造成腐蚀性灼伤(锈蚀)。碱金属硅酸盐清洁液不含磷酸盐，是用于快速、有效清洁的在一般条件下使用频率很高的碱性清洁剂。这种快速清洁可能是因为其使油快速胶溶化并分散，并且其还有利地具有乳化、抑制腐蚀的性质。其还非常稳定且具有长的使用寿命，这使得其在LED引线框架或FPC的电清洁中是非常有用的。
在使用去离子水进行漂洗之后，对经电清洁的引线框架或FPC 215进行活化步骤220。活化步骤实现对引线框架或FPC的表面上的金属的温和蚀刻，并有助于从表面去除任何残留的有机物质或氧化物。活化步骤可以通过将引线框架或FPC放置在溢流单元中并将引线框架或FPC添加(或浸没)在含有酸性物质(例如柠檬酸和过硫酸铵)的溶液中来完成。然后经活化的引线框或FPC 225已准备好进行电镀。
在传统工序中，在镀镍工序230中对经活化的引线框架或FPC 225进行镀覆，以提供镀镍的引线框架或FPC 235。镀镍层的目的是在引线框架或FPC上产生半光亮、可延性并且光滑的镍沉积物。这种沉积可以在各种电解条件下实现。例如，可以使用由硫酸镍和氯化镍组成的镍电解质的酸性水溶液，该溶液还含有三种类型的光亮剂、均匀剂(leveller)和润湿剂。本文中可提及的特定镀镍工序涉及在下述条件下使用下述电镀溶液：所述电镀溶液由约185g/L的氨基磺酸镍，约30g/L至约40g/L的氯化镍(NiCl2·6H2O)以及约40g/L至约60g/L的硼酸(H3BO3)组成，并且其pH范围为约4.0至约4.5；所述条件为电流密度为约3.0A/dm2至6.5A/dm2，温度为约50-65℃，使用可溶性的镍阳极，并且进行阴极移动或空气搅动。
然后，对所得到的镀镍引线框架或FPC 235施加镀银工序240，以提供半亮镀银引线框架/FPC 245。银沉积通常涉及使用含水电解质，其中银主要以复合氰化物的形式存在，而半亮镀银引线框架/FPC 245可具有1.0至1.3GAM的GAM值。该工序的目的是使用氰化银作为银的来源，使用两种光亮剂并且利用高电流密度而提供一种GAM值为1.0至1.3GAM的半亮镀银引线框架或FPC。
例如，银电解液可以包括含量为50至70g/L的氰化银钾盐，含量为10至15g/L的氰化钾，含量为0.2至0.7体积百分比的光亮剂B以及含量为0.2至0.5体积百分比的光亮剂C。光亮剂B可选自三氟甲磺酸、三氟甲磺酸的卤化物以及芳族取代的磺酸及其盐和溶剂化物中的一种或多种。本文中可提及的光亮剂B的特定化合物是三氟甲磺酸和对甲苯磺酸的铵盐。光亮剂C可选自1,2-甲基-4-异噻唑啉、卡宾菌素、1,2-苯并异噻唑-3(2H)-酮、2-苯氧基乙醇、苯甲酸以及对羟基苯甲酸甲酯中的一种或多种。所用条件可包括约3.0A/dm2至约6.5A/dm2的电流密度和约20℃至约40℃的温度范围。该电镀溶液和条件将容易在镀镍引线框架235或FPC的镍表面上沉积均匀且耐用的半光亮银沉积物。
然后对半亮镀银引线框架或FPC 245进行银剥离工序250，其从引线框架/FPC去除多余的银。银剥离步骤用于确保高亮度并提供良好的外观，其能够用于可再现地提供1.0至1.3GAM的亮度。
银剥离步骤通常使用银剥离溶液(包含强氧化剂、碱性pH缓冲剂和增溶剂)和阳极电流来完成。例如，银剥离溶液可以是非氰化物剥离溶液，其中氧化剂以浓度为65至75g/L的溶液的形式存在，碱性pH缓冲剂以10至40g/L的浓度存在(其所存在的量足以将pH维持在10.5至11.5之间)，而银增溶剂以400-500mL/L的浓度存在。镀银剥离的条件可以是1.5A/dm2的阳极电流，电压为1.0至4.0，在室温(例如20至25℃)下持续15至30秒的时间。使用本文提到的银剥离溶液和条件可以获得约1μm/min至约2μm/min银剥离能力，同时不会侵蚀镀银的基底金属。
一旦银剥离步骤完成，对剥离的引线框架或FPC 255进行标准的中和步骤，以去除由银剥离留在引线框架或FPC表面上的任何残余物质，并准备施加银抗变色层。
在剥离和中和步骤之后，在抗变色步骤260中对经剥离的引线框架/FPC 255进行处理，该步骤防止在正常气氛下如银和铜的金属的变色。用抗变色物质涂覆金属表面是为了在长期储存和/或暴露于高温的条件下保持银沉积物的亮度及其反射率。涂覆层通常是在金属表面上的薄的且透明的薄膜沉积物，其防止硫或氧侵蚀金属，而不影响金属沉积物的电学性质。数种抗变色剂可用于防止银(和其他可变色的金属)的变色。合适的抗变色剂包括但不限于四烷基磷酸盐与金属盐的组合。例如，相对于组合物的总重量，抗变色组合物可含有60重量百分比的碱性焦磷酸盐和15重量百分比的金属盐。浴组成的浓度为120至150mL/L。
转向如图2中提供的流程图所示的本发明，仍然存在蚀刻阶段，接着是电镀阶段，并且蚀刻阶段中涉及的步骤与上文针对常规工序所描述的步骤相同(即步骤100-190仍然如上所述)。然而，如下文所述，对电镀阶段进行了数个改变，这得到增加的亮度并且还可以提供额外的优点。
在新电镀阶段的可选的第一步骤中，对经蚀刻且进行抗变色的涂覆的铜引线框架/FPC进行预清洁浸泡步骤310。该浸泡清洁步骤旨在快速、有效、安全且经济地去除引线框架/FPC上的任何重质油性污垢的大部分。这是因为金属引线框架/FPC可能在金属表面上含有需要除去的大量的油、油脂和其它抛光化合物的积累，同时也除去金属表面上的任何残留氧化物。这可能并不总是能够单独使用电解清洁而实现的。
浸泡步骤310可以通过将引线框架/FPC置于酸浴中持续合适的时间来完成。本文中可提及的与酸浴有关的合适的酸包括硫基酸，例如硫酸、多硫酸、连二硫酸和过氧硫酸。虽然可以使用其它酸(诸如硝酸、盐酸和磷酸)，但它们不是优选的。这是因为这些酸可能在该工序中释放有毒气体，从而导致健康风险增加。本文可提及的特定酸包括硫酸(在去离子水中50重量百分比)。
在进行浸泡步骤后，再对经预清洁的引线框架或FPC 315进行电解清洁320。可替选地，在省略预清洁步骤时，对抗变色涂覆铜引线框架或FPC进行电解清洁。在这两种情况下，电解清洁步骤以与上文对常规方法所述相同的方式进行。
然后可以对经电解清洁的引线框架或FPC 325进行微蚀刻工序330A。该工序清洁并化学地微蚀刻整个铜表面，以提供经微蚀刻的引线框架或FPC 335A。这是通过利用微蚀刻溶液喷射经电解清洁的引线框架或FPC 325以进一步从表面除去任何有机物质和/或氧化物质并在引线框架/FPC的表面上提供精细凹坑的形貌来实现的。微蚀刻溶液可以包含有机或无机过氧化物(例如过硫酸铵)和硫酸(例如与水和硫酸混合的粉末无机过氧化物)，它们一起形成用于金属铜的温和蚀刻溶液，并且当使用所述蚀刻溶液时，将提供干净、均匀的微粗糙铜表面。在某些实施方案中，可以添加另外的酸蚀刻剂以提供进一步改进的微粗糙形貌。最佳的形貌为完成的引线框/FPC提供了更高的表面能，而在LED组装时提供了更好的可焊性和焊料附着力。
如前所述，硫酸是用于微蚀刻溶液的优选酸。这是因为其常见的替代品(例如盐酸和硝酸)将导致一种或更多种有毒气体(例如氯、一氧化氮或二氧化氮)的释放。
在微蚀刻步骤的示例中，微蚀刻溶液包含浓度为60至90g/L的过氧化物蚀刻剂(例如过硫酸铵)和浓度为1至2体积百分比的硫酸，并且接触时间为30到60秒。使用这些条件实现的总的铜去除为0.5至1.3μm之间。为了确保微蚀刻的一致性，应保持微蚀刻剂的浓度。
在一种替代微蚀刻、但是仍能够获得所需的产品特性的方式中，可以相反地对经电解清洁的引线框架/FPC 325进行镀铜步骤330B，这提供双重镀铜引线框架或FPC 335B。可以使用任何合适的镀铜方法来完成镀铜，该方法可以提供镀铜薄层(例如，小于0.3μm)以及改进的晶粒结构。然后，这种新的铜层用作电镀表面的基底，以提供增强的表面加工。另外，可以在用于下一工序之前对双重镀铜引线框架或FPC 335B进行抛光。抛光可以增加最终产品的亮度。
然后对经微蚀刻的引线框架或FPC 335A或双重镀铜的引线框架或FPC 335B进行镀镍340，以提供镀镍引线框架或FPC 345。该工序用于产生明亮且平整的镍的电沉积，并且类似于前面针对图1中的常规方法230和相关描述所描述的工序。例如，可以使用包括硫酸镍和氯化镍的镍电解质溶液的酸性水溶液，所述溶液还含有三种类型的光亮剂和润湿剂。本文可提及的特定镀镍工序涉及使用这样一种电镀溶液，所述电镀溶液包含约300g/L至约350g/L的六水合硫酸镍(NiSO4·6H2O)，约40g/L至约60g/L的氯化镍(NiCl2·6H2O)以及约40g/L至约50g/L的硼酸(H3BO3；pH缓冲剂)，其pH范围为4.0至4.5；并且所述电镀在以下条件下进行：电流密度在约5.0A/dm2至约6.5A/dm2，温度为50-65℃，其中利用可溶性镍阳极，并且进行阴极移动或空气搅动。
如上所述，镍镀液进一步含有三种光亮剂(添加剂A-C)以及润湿剂。添加剂D仅在化学上恢复原始溶液组成时使用。
添加剂A可选自取代或未取代的芳基磺酰胺，取代或未取代的不饱和烷基磺酰胺，取代或未取代的芳基磺酸盐，取代或未取代的不饱和烷基磺酸盐，芳基磺酸及其盐和溶剂化物中的一种或多种。本文中可提及的添加剂A的特定化合物是O-磺基苯甲酰亚胺的钠盐。添加剂A是主要的光亮剂，也可以对金属沉积物的延展性具有影响。添加剂A可以按照1.0-2.0体积百分比的含量加入至含有硫酸镍、氯化镍和硼酸的镍浴溶液中。
添加剂B可选自三氟甲磺酸、三氟甲磺酸的卤化物以及芳族取代的磺酸及其盐和溶剂化物中的一种或多种。本文中可提及的添加剂B的特定化合物是三氟甲磺酸和对甲苯磺酸的铵盐。添加剂B可以按照0.2-0.3体积百分比的含量加入至含有硫酸镍、氯化镍和硼酸的镍浴溶液中。
添加剂C可选自1,2-甲基-4-异噻唑啉、卡宾菌素、1,2-苯并异噻唑-3(2H)-酮、2-苯氧基乙醇、苯甲酸以及对羟基苯甲酸甲酯中的一种或多种。添加剂C可以按照0.5-0.75体积百分比的含量加入含有硫酸镍、氯化镍和硼酸的镍浴溶液中。
添加剂D(当其存在时)可以是上文提到的如添加剂A和B的组分的混合物，并且可以按照0.05-0.1体积百分比的含量加入至含有硫酸镍、氯化镍和硼酸的镍浴溶液中。如上所述，当在使用后寻求补充原始组分时使用添加剂D。
添加剂B和C作为次要光亮剂，用于最大地增加引线框架或FPC的亮度，并且它们还可以用作均匀剂以改善涂覆层的均匀性，特别是对于接收低电流密度的引线框架/FPC的区域。
润湿剂可以是十二烷基硫酸钠，其可以用于防止镍沉积物中出现凹坑并且消除沉积物的雾化，所述凹坑和雾化可能导致亮度降低。润湿剂也可以用于在镀镍加工中实现零孔隙率/空隙。电镀区域中的孔隙或空隙空间可能导致污染，在电镀期间当气泡被捕获在溢流单元中时就会发生孔隙或空隙。为了防止这种气泡形成(并由此防止镍镀层中出现孔隙/空隙)，适量使用润湿剂使得电镀溶液中的润湿剂浓度降低电镀溶液的表面张力。例如，可以按照约0.3体积百分比的含量将润湿剂(例如十二烷基硫酸钠)加入到含有硫酸镍、氯化镍和硼酸的镍浴溶液中。
因此，上述含有硫酸镍、氯化镍和缓冲硼酸盐的镍电镀溶液可以进一步包含含量约1.0体积百分比的添加剂A，含量约0.2体积百分比的添加剂B，含量约0.75体积百分比的添加剂C以及含量约0.3体积百分比的润湿剂。所述电镀溶液在获得光亮且可延展的镍镀时是有用的。
然后对镀镍引线框架或FPC 345进行银触击电镀350，以提供银触击引线框架或FPC 355，其具有0.1-0.2μm的薄银层。该方法包括使用氰化物(即高浓度氰化物)电镀溶液在镍层上进行银触击电镀，以提供金属银薄层，其作为光亮沉积物而沉积在引线框架或FPC345的金属镍上。添加银触击层可有助于使表面准备好通过主要银沉积步骤360(见下文)而进行较厚的银层的沉积，并且还可以防止镍沉积工序中残留的任何污染物在所述主要银沉积步骤中产生问题。
可以使用任何合适的银触击组合物。例如，在包括约1.0至2.0A/dm2的电流密度和从20到60秒沉积时间的条件下，银触击溶液可具有1.0至2.0g/L的银含量、100至300g/L的KCN含量。如将注意到的，该组合物含有高浓度的氰化物，其用于增加银触击溶液的导电性并增强银的沉积。
主要银电镀工序360产生明亮的银引线框架或FPC 365，其中镀银区域的GAM值为1.8-2.0GAM，这远高于使用上文所述的常规电镀工序所获得的GAM值(其中亮镀银引线框架或FPC的GAM值通常小于1.2GAM)。
在该工序步骤中，目标是提供亮度为1.8至2.0GAM的镀银引线框架或FPC 365。这是通过使用氰化物作为银源、利用三种类型的光亮剂并在利用电沉积的高电流密度而实现的。本文所使用的银电解质溶液可以包括浓度为50至100g/L的氰化银钾盐，浓度为100至150g/L的氰化钾，浓度为约6g/L至约20g/L的氢氧化钾(以保持pH值超过10.0)，浓度为3至15mL/L的光亮剂A，浓度为2至7mL/L的光亮剂B以及浓度为2至7mL/L的光亮剂C，其中溶液的pH值高于11.5。电沉积可以使用约5.0A/dm2至约6.5A/dm2的电流密度在20至40℃的温度下进行。这些条件能够容易地在引线框架或FPC 355的银触击表面上沉积均匀且耐用的高亮度银沉积物。
光亮剂A可以是可以溶解在水中的含有酮基的有机光亮剂化合物和/或有机金属化合物的混合物。光亮剂A的用量可以为0.5至0.15体积百分比。光亮剂A用于获得镜面光亮的银沉积物。
光亮剂B可以是可以溶解在水中的含有酮基的有机光亮剂化合物和/或有机金属化合物的混合物，所述含有酮基的有机光亮剂化合物例如提供香味的酮(例如薄荷；例如香芹酮(carvone)和/或侧柏酮(thujone))。光亮剂B的用量可以为0.2至0.7体积百分比。光亮剂B用于改善电解质的亮白抛光能力。
光亮剂C可以是一种或更多种丙烯酸烷基酯，例如甲基丙烯酸2-羟乙酯和丙烯酸丁酯。光亮剂C的用量可以为0.2至0.7体积百分比。光亮剂C可以起到晶粒细化剂的作用。
在添加到上文描述的电沉积溶液之前，可以将光亮剂A-C预先制备成水溶液。另外，可以向这些溶液中加入氢氧化钾以保持pH值超过10。
然后对亮镀银引线框架或FPC 365进行银剥离工序370，其从引线框架/FPC移除多余的银并提供镜面亮银引线框架或FPC 375。银剥离步骤用于确保高亮度并提供良好的外观，其能够用于可再现地提供高于2.0GAM的亮度。银剥离工序370与上文对常规工序所述的银剥离工序相同(参见对银剥离工序250的描述)。
可选地，可以使用电解清洁对镜面亮银引线框架或FPC 375进行表面清洁工序380A，以提供清洁的银引线框架或FPC 385A。电清洁可以通过与上文所述的方式类似的方式进行(例如对参见工序210的描述)。在该电清洁步骤中，引线框架或FPC 375用作阴极并与金属阳极(通常为不锈钢)接触。在该步骤中，可以使用浓度为15至25g/L的碱性硅酸盐(例如硅酸钠)化合物，并使用1至5A/dm2的直流电流和50至60℃的温度。优选较低的电流密度。该清洁工序可以去除银剥离工序370中剩余的任何残留物，并且还可以去除镀银表面上存在的任何离子污染。
然后对亮银引线框架或FPC 375或者经清洁的银引线框架或FPC 385A进行后处理步骤，所述后处理步骤包括施用抗变色涂层380B，其可以与常规工艺的工序260中所述方式相同的方式施加。
在电镀工序之后，将对引线框架或FPC 385B进行进一步的常规工序以制备LED。所述LED的GAM值会大于2.0。

Claims (18)

1.一种制造GAM值大于2.0的引线框架的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)提供镀铜的引线框架或FPC，其中镀铜受到蚀刻并涂覆有抗变色层；
(b)对镀铜的引线框架或FPC进行第一电解清洁步骤，以提供经电解清洁的引线框架；
(c)对经电解清洁的引线框架或FPC进行微蚀刻步骤，以提供经微蚀刻的引线框架或FPC；或者对经电解清洁的引线框架或FPC进行镀铜工序，以提供双重镀铜的引线框架或FPC；
(d)对经微蚀刻的引线框架或FPC或者双重镀铜的引线框架或FPC进行亮沉积镀镍工序，以提供镀镍的引线框架或FPC；
(e)对镀镍的引线框架或FPC进行银触击电镀工序，以提供触击镀银的引线框架或FPC；
(f)对触击镀银的引线框架或FPC进行亮银电镀工序，以提供亮银引线框架或FPC；
(g)对亮银电镀引线框架或FPC进行银剥离工序，以提供镜面亮银引线框架或FPC；以及
(h)对镜面亮银电镀引线框架或FPC施用抗变色涂层。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在进行步骤(b)之前，在酸浴中对步骤(a)的镀铜引线框架或FPC进行浸泡步骤，以提供酸洗清洁镀铜引线框架或FPC，可选地，其中，酸选自硫酸、多硫酸、连二硫酸和过氧硫酸中的一种或多种。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤(c)中使用时，微蚀刻工序包括向经电解清洁的引线框架或FPC上喷射微蚀刻溶液，喷射的量和时间足够从镀铜层上去除0.5至1.3μm的铜。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述微蚀刻溶液包含浓度为60g/L至90g/L的有机过氧化物(例如过硫酸铵)以及浓度为1至2体积百分比的硫酸，可选地，其中微蚀刻溶液与经电解清洁的引线框架或FPC的接触时间为30到60秒。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，在步骤(c)中，镀铜步骤使用氰化铜浴，并且在约50℃至约55℃的温度下使用约3.0A/dm2至约4.0A/dm2的电流密度进行。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，在步骤(d)中，镀镍工序使用包括以下成分的镍电解溶液：
硫酸镍(例如六水合硫酸镍)，含量为约300g/L至约350g/L；
氯化镍，含量为约40g/L至约60g/L；
硼酸，含量为约40g/L至约50g/L；
润湿剂，含量为约0.3体积百分比；
添加剂A，含量为1.0至2.0体积百分比；
添加剂B，含量为0.2至0.3体积百分比；以及
添加剂C，含量为0.5至0.75体积百分比；其中
添加剂A选自取代或未取代的芳基磺酰胺，取代或未取代的不饱和烷基磺酰胺，取代或未取代的芳基磺酸盐，取代或未取代的不饱和烷基磺酸盐，芳基磺酸及其盐和溶剂化物中的一种或多种；
添加剂B选自三氟甲磺酸、三氟甲磺酸的卤化物以及芳族取代的磺酸及其盐和溶剂化物中的一种或多种；
添加剂C选自1,2-甲基-4-异噻唑啉、卡宾菌素、1,2-苯并异噻唑-3(2H)-酮、2-苯氧基乙醇、苯甲酸以及对羟基苯甲酸甲酯中的一种或多种；并且
镍溶液的pH为4.0至4.5。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，在步骤(d)中，为补充消耗的添加剂A和添加剂B而进一步添加：
添加剂D，含量为0.05至0.1体积百分比；
添加剂D为在为添加剂A提供的列表中提及的至少一种化合物与在为添加剂B提供的列表中提及的至少一种化合物的混合物。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，镀镍工序在50℃至65℃的温度下使用约5.0A/dm2至约6.5A/dm2的电流密度进行，其中利用可溶性的镍阳极，并且进行阴极移动或空气搅动。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，在步骤(e)中，银触击电镀工序使用包括以下成分的银触击电解溶液：
离子银，含量为1.0至2.0g/L；以及
KCN，含量为100至300g/L。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，银触击电镀工序使用约2.0A/dm2的电流密度以及20至60秒的沉积时间。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，在步骤(f)中，亮银电镀工序使用包括以下成分的亮银电镀电解溶液：
氰化银钾盐，浓度为50至100g/L；
氰化钾，浓度为100至150g/L；
氢氧化钾，浓度为约6至约20g/L；
光亮剂A，浓度为3至15mL/L；
光亮剂B，浓度为2至7mL/L；以及
光亮剂C，浓度为2至7mL/L；其中，
光亮剂A为含有酮基的有机光亮剂化合物和/或有机金属化合物的混合物；
光亮剂B为含有酮基的有机光亮剂化合物和/或有机金属化合物的混合物，所述含有酮基的有机光亮剂化合物例如为提供香味的酮；
光亮剂C为一种或多种丙烯酸烷基酯；并且
溶液的pH超过11.5。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，亮银电镀工序在20至40℃的温度下使用约5.0A/dm2至约6.5A/dm2的电流密度进行。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，在步骤(f)之后以及步骤(g)之前，进行第二电解清洁工序。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，电解清洁工序使用包括以下成分的电解清洁溶液：
碱性物质，其选自碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、碱金属硅酸盐和碱金属磷酸盐中的一种或多种；以及
螯合剂，其选自三聚磷酸钠、焦磷酸四钾和焦磷酸四钠中的一种或多种；可选地，其中
碱性物质存在的含量为12至25g/L。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，碱性物质为硅酸钠。
16.根据权利要求14或15所述的方法，其中，使用引线框架或FPC作为阴极，在50℃至60℃的温度下使用1A/dm2至5A/dm2的直流电流进行电解清洁。
17.一种LED引线框架或FPC，其通过或者能够通过前述权利要求中的任一项所述的方法而获得，其中引线框架或FPC的GAM值大于2.0。
18.一种制造LED的方法，其包括使用通过或者能够通过权利要求1至16中的任一项所述的方法而获得的LED引线框架或FPC，其中引线框架或FPC的GAM值大于2.0。
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