CN113889418A - 多层铝合金引线框架的制备方法以及多层铝合金引线框架 - Google Patents

多层铝合金引线框架的制备方法以及多层铝合金引线框架 Download PDF

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CN113889418A CN202111242817.6A CN202111242817A CN113889418A CN 113889418 A CN113889418 A CN 113889418A CN 202111242817 A CN202111242817 A CN 202111242817A CN 113889418 A CN113889418 A CN 113889418A
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Abstract

本申请涉及芯片载体制造的领域，具体公开了一种多层铝合金引线框架的制备方法以及多层铝合金引线框架。多层铝合金引线框架的制备方法，包括以下步骤：取用于制备引线框架的铝合金板带，铝合金板带包括合金面层和厚铝面层；在合金面层和厚铝面层上分别设置掩膜层；采用第一刻蚀液对合金面层进行垂直喷淋刻蚀，采用第二刻蚀液对厚铝面层进行垂直喷淋刻蚀；刻蚀后对铝合金板带抛光，之后去除铝合金板带上的掩膜层。多层铝合金引线框架，采用上述多层铝合金引线框架的制备方法制备而得。本申请所得的引线框架具有较高的加工精度，是一种高反光、小间距的引线框架；本申请采用双面喷淋刻蚀液的加工方法有利于提高多层铝合金引线框架的加工精度。

Description

多层铝合金引线框架的制备方法以及多层铝合金引线框架
技术领域
本申请涉及芯片载体制造的领域，更具体地说，它涉及一种多层铝合金引线框架的制备方法以及多层铝合金引线框架。
背景技术
集成电路是各类电子产品的核心，其主要由半导体和引线框架等通过封装而得到。其中，引线框架作为集成电路的关键组件，主要起到散热、导电和支撑等作用。引线框架主要由铜合金板带制备而成；然而，受限于生产技术，国内的大部分铜合金板带的质量和精度都无法满足引线框架的制造需求；而从国外进口的高精度引线框架用铜合金板带成本很高；对于作为集成电路制造大国的中国来说，需要找到铜合金板带的替代品。
目前，相关技术中采用铝合金板带替代铜合金板带，利用铝的高导电、低成本、质轻、来源广等特点，能够得到性能理想的铝合金引线框架。对于铝合金引线框架的生产，相关技术主要采用模具冲压法。该方法生产效率高，可获得其它加工方法所不能或难以制造的、壁薄、质轻、刚性好、表面质量高、形状复杂的引线框架。
然而，在研究过程中，发明人发现该技术中至少存在如下问题：即冲压很容易致使工件变形，使得引线框架的加工精度难以保证。
发明内容
为了提高引线框架的加工精度，本申请提供一种多层铝合金引线框架的制备方法以及多层铝合金引线框架。
第一方面，提供了一种多层铝合金引线框架的制备方法，采用如下的技术方案：
多层铝合金引线框架的制备方法，包括：
取用于制备引线框架的铝合金板带，所述铝合金板带包括合金面层和厚铝面层；
在所述合金面层和所述厚铝面层上分别设置掩膜层；
采用第一刻蚀液对设置有掩膜层的所述合金面层进行垂直喷淋刻蚀，采用第二刻蚀液对设置有掩膜层的所述厚铝面层进行垂直喷淋刻蚀；
刻蚀后对所述铝合金板带抛光，之后去除铝合金板带上的掩膜层。
通过采用上述技术方案，相比冲压的方式，通过刻蚀液刻蚀的方式去除铝合金板带上多余部分而得到铝合金引线框架，所得铝合金引线框架不会出现变形的问题，有利于其加工精度的提高。同时，由于采用双面喷淋刻蚀液的刻蚀方式，故可以根据铝合金板带两侧表面的不同成分和刻蚀要求有针对性地使用不同的刻蚀液（第一刻蚀液和第二刻蚀液）刻蚀，做到有的放矢，从而相比于浸渍在刻蚀液中刻蚀的方式，可以获得更好的整体刻蚀精度（即加工精度，下同）。
可选的，所述合金面层包括依次叠合的TiO2层、第一Al2O3层、Ag层、第二Al2O3层以及第三Al2O3层，所述第三Al2O3层与厚铝面层连接。
可选的，所述第一刻蚀液包括氢氟酸、硝酸、三氯化铁以及水，且第一刻蚀液中，所述氢氟酸、硝酸和水的体积比为(5-15)：(3-20)：100，所述三氯化铁的浓度为1.8-2.5mol/L；
所述第二刻蚀液包括盐酸、硝酸、三氯化铁以及水，且第二刻蚀液中，所述盐酸、硝酸和水的体积比为(3-20)：(3-20)：100，所述三氯化铁的浓度为1.8-2.5mol/L。
通过采用上述技术方案，优化了氢氟酸、盐酸、硝酸等的用量。由于在氢氟酸等成分用量较小时，刻蚀反应较为温和，刻蚀进程更为可控，因此刻蚀的平均误差以及刻蚀误差的波动较小，刻蚀精度较高；但是较为温和的刻蚀反应，会导致刻蚀效率（即加工效率，下同）相对较低。而在氢氟酸等成分用量较大时，刻蚀速度加快，从而提高了刻蚀效率；但同时也会使刻蚀的进程较为不可控，导致刻蚀精度下降。故对氢氟酸、盐酸、硝酸等用量的优化，有利于兼顾刻蚀精度和刻蚀效率。
可选的，所述第一刻蚀液对合金面层喷淋的压力为：2-3 kg/cm2，所述第二刻蚀液对厚铝面层喷淋的压力为：1-1.8 kg/cm2。
通过采用上述技术方案，优化了刻蚀液对铝合金板带的喷淋压力，从而有利于在获得较高的刻蚀精度的同时也能获得理想的刻蚀效率。这是由于：较高的喷淋压力加快了刻蚀液的循环，有利于更有效的带走铝合金板带由于刻蚀而产生的热量，降低了刻蚀的环境温度；因此，较高的喷淋压力能使刻蚀反应更加温和，这样会使刻蚀进程更加可控，有利于刻蚀精度的提高，但同时也会导致刻蚀效率的降低。较低的喷淋压力减缓了刻蚀液的循环，可以使刻蚀液与铝合金板带接触反应更充分，但同时也会导致铝合金板上的热量无法被及时带走，使得刻蚀的环境温度升高；因此，较低的喷淋压力能提高刻蚀的效率，但是同时也会影响到刻蚀的精度。故对喷淋压力的优化有利于兼顾刻蚀的精度和效率。
可选的，对所述合金面层进行喷淋刻蚀时控制所述第一刻蚀液温度始终为30-40℃，对所述厚铝面层进行喷淋刻蚀时控制所述第二刻蚀液温度始终为25-40℃。
通过采用上述技术方案，将刻蚀液温度控制在合适的范围内，不仅可以有效的带走铝合金板带的热量，减少环境温度过高而导致刻蚀进程过快，而引起刻蚀精度降低的问题；也可以保证一定的反应温度，有利于获得较为理想的刻蚀效率。
可选的，在所述合金面层和厚铝面层上分别设置掩膜层的方法为：取掩膜油墨并通过丝网印刷的方式分别印制在所述合金面层和厚铝面层上，烘干所述合金面层和厚铝面层上的掩膜油墨，之后曝光显影使掩膜油墨固化得到掩膜层。
通过采用上述技术方案，掩膜层的形成可以减少刻蚀液对于铝合金板带需要保留部分的破坏，有利于获得理想的铝合金引线框架。
可选的，在所述合金面层和厚铝面层上分别设置掩膜层的方法为：
清洁所述铝合金板带；
准备所述掩膜油墨并将掩膜油墨置于无光源处静置5-15min；
采用丝网印刷的方式将掩膜油墨印制到所述合金面层上，控制印刷时刮板角度为60-80°、刮板移动速度为2-5m/min、刮板压力为0.8-1.5kg/cm²；印制后将合金面层置于70-100℃的温度下烘烤5-8min；
采用丝网印刷的方式将掩膜油墨印制到所述厚铝面层上，控制印刷时刮板角度为60-80°、刮板移动速度为2-5m/min、刮板压力为0.8-1.5kg/cm²；印制后将厚铝面层置于70-100℃的温度下烘烤5-8min；
将印制了掩膜油墨的所述铝合金板带进行曝光，控制光源能量为80-200MJ；
对曝光后的铝合金板带进行显影，控制显影速度为1.5-2m/min，显影压力为0.8-1.2kg/cm²。
通过采用上述技术方案，优化了设置掩膜层的控制参数，有利于获得更为理想的掩膜层。
可选的，对所述铝合金板带抛光的方法为：将所述铝合金板带浸入25-40℃的抛光液中抛光10-20min；
所述抛光液包括硝酸和水，两者的体积比为(3-10)：100。
通过采用上述技术方案，有利于获得更好的抛光效果。
可选的，去除所述铝合金板带上的掩膜层的方法为：将所述铝合金板带浸入40-70℃的N-甲基吡咯烷酮中浸泡2-10min使掩膜层脱离。
通过采用上述技术方案，有利于更方便地脱去掩膜层。
第二方面，提供了一种多层铝合金引线框架，采用如下的技术方案：
多层铝合金引线框架，采用上述多层铝合金引线框架的制备方法制备而得。
通过采用上述技术方案，获得的引线框架具有较高的加工精度，尤其适合小间距引线框架的应用要求，对于提高集成电路的质量有重要的意义。
综上所述，本申请至少具有以下有益技术效果之一：
1、本申请所得的引线框架具有较高的加工精度，是一种高反光、小间距的引线框架，有利于提高集成电路的质量，推动集成电路产业的发展。
2、本申请采用了双面喷淋刻蚀液的加工方法，相比于冲压的加工方法，其所得铝合金引线框架不会出现变形的问题；相比于浸渍刻蚀液的加工方法，其对于铝合金板带不同成分和刻蚀要求的两侧表面可以进行更为有的放矢的刻蚀。故，采用双面喷淋刻蚀液的加工方法有利于提高多层铝合金引线框架整体的加工精度和加工质量。
3、本申请优化了刻蚀液的成分，有利于在多层铝合金引线框架的制备中，兼顾刻蚀精度和刻蚀效率。
4、本申请通过优化刻蚀液对铝合金板带的喷淋压力，有利于在获得较高的刻蚀精度的同时也能获得理想的刻蚀效率。
5、本申请通过对刻蚀液的控温操作，有利于兼顾铝合金板带刻蚀的精度和效率。
附图说明
图1是本申请实施例5所得多层铝合金引线框架的合金面层的光学显微镜照片。
图2是本申请实施例5所得多层铝合金引线框架的合金面层的局部放大照片。
图3是本申请实施例5所得多层铝合金引线框架的合金面层另一位置的局部放大照片。
图4是本申请实施例5所得多层铝合金引线框架的厚铝面层的光学显微镜照片。
图5是本申请实施例5所得多层铝合金引线框架的厚铝面层的局部放大照片。
图6是本申请实施例5所得多层铝合金引线框架的厚铝面层另一位置的局部放大照片。
具体实施方式
TiO2-Al2O3-Ag-Al2O3-Al2O3-Al多层结构的引线框架主要含有高导电的Al、少量的银以及微量的TiO2和Al2O3，保证了引线框架在具有导电导热能力高和接触电阻稳定等优点的情况下，同时具有高反光、质量轻、生产简单、成本低、材料来源广等优点；因此该多层铝合金引线框架有利于替代铜合金的引线框架。相关技术中，上述结构的多层铝合金引线框架主要通过模具冲压而获得，但是采用冲压的方式会使所得铝合金引线框架出现变形的问题，影响了加工精度。化学刻蚀工艺是一种无应力生产手段，所得工件不会出现变形、毛刺等问题，且工艺简单、成本低廉、能够工业化大批量生产；故化学刻蚀工艺适合应用于铝合金引线框架的制备中。然而，在研究过程中，发明人发现一般的化学刻蚀多通过将需刻蚀材料浸渍在刻蚀液中而实现；但是这种刻蚀方式通常具有各向同性的特点，对于两侧表面成分和刻蚀要求不同的铝合金板带无法做到有的放矢的刻蚀，从而刻蚀出的引线框架的刻蚀精度难以得到保障。而如果通过双面喷淋刻蚀液的方式，可以根据多层铝合金板带两侧表面性质的不同而选择不同的刻蚀液和刻蚀控制参数，能够做到有的放矢的刻蚀，有利于提高刻蚀的精度。本申请就是在此基础上得出的。
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
实施例所用的相关原材料中：
氢氟酸、硝酸、盐酸、三氯化铁、N-甲基吡咯烷酮均可通过市售获得；其中：氢氟酸的纯度不低于40%；硝酸的质量分数为68%；盐酸的质量分数为37%，三氯化铁的纯度不低于98%，N-甲基吡咯烷酮的纯度不低于99.5%。
掩膜油墨包括掩膜成分和固化剂，购自浙江科望特种油墨有限公司。
铝合金板带购自德国安铝，宽幅尺寸为300mm。
实施例1
本实施例公开了一种多层铝合金引线框架的制备方法，包括以下步骤：
S1、原料准备：取用于制备引线框架的铝合金板带，清洗并烘干。
该铝合金板带包括相互叠合的合金面层和厚铝面层。具体的，合金面层为多层结构，包括依次叠合的TiO2层、第一Al2O3层、Ag层、第二Al2O3层以及第三Al2O3层；其中，第三Al2O3层与厚铝面层连接，TiO2层离厚铝面层最远。在合金面层的各层中：TiO2层的厚度为55nm、第一Al2O3层的厚度为47nm、Ag层的厚度为190nm、第二Al2O3层的厚度为14nm、第三Al2O3层的厚度约83nm；合金面层的总厚度为389nm。同时厚铝面层的厚度为250000nm（即0.25mm）。
S2、设置掩膜层：
S21、取500g掩膜成分和50g固化剂，将两者混合并搅拌15min调配成掩膜油墨。将掩膜油墨置于无光源处静置10min，以排出气泡。
S22、取一丝网印版，该丝网印版上的图案与所要制得的引线框架的合金面层的理论结构图案一致；将该丝网印版置于合金面层上，之后取S21所得掩膜油墨置于丝网印版上，采用刮板对掩膜油墨进行刮印，掩膜油墨通过丝网印版的网孔而印在合金面层上；控制刮印时刮板与丝网印版的角度为70°、刮板移动速度为3m/min、刮板压力为1.2kg/cm²，同时控制油墨层厚度为18μm；通过丝网印刷的方式使合金面层上不需刻蚀的部分被掩膜油墨所覆盖。丝网印刷之后将合金面层置于90℃的温度下烘烤6min，使掩膜油墨固化。
S23、类似的，取另一丝网印版，该丝网印版上的图案与所要制得的引线框架的厚铝面层的理论结构图案一致；将该丝网印版置于厚铝面层上，取S21所得掩膜油墨置于丝网印版上；之后采用与S22相同的条件对厚铝面层进行丝网印刷并烘烤。需要说明的是，S22和S23的顺序可以互换，即也可先在厚铝面层上印制掩膜油墨，再在合金面层上印制掩膜油墨。
S24、将印制了掩膜油墨的铝合金板带置于上下设置的两汞灯之间，对掩膜油墨进行曝光；控制上汞灯能量为180MJ，下汞灯能量为100MJ，曝光时间为10s。
S25、将曝光后的铝合金板带置于显影机中进行显影，控制显影速度为1.7m/min，显影压力为1kg/cm²，显影时间为52s；通过显影后，掩膜层分别在合金面层和厚铝面层形成。
S3、刻蚀：
S31、取333.3g的FeCl3溶解在1L的水中；之后向FeCl3水溶液中分别加入0.1L的氢氟酸和0.05L的硝酸，充分搅拌至完全混合而得到第一刻蚀液。取333.3g的FeCl3溶解在1L的水中；之后向FeCl3水溶液中分别加入0.05L的盐酸和0.05L的硝酸，充分搅拌至完全混合而得到第二刻蚀液。
S32、将铝合金板带水平设置；加热第一刻蚀液至35℃，将第一刻蚀液通过喷枪垂直喷淋在铝合金板的合金面层上，并控制喷淋压力为2.5kg/cm2；喷枪设置七个且呈矩阵排列，每个喷枪具有八个喷嘴，保证第一刻蚀液均匀喷淋在合金面层各处；喷淋后的第一刻蚀液下落被收集，在控温至35℃后再次被利用进行喷淋；当喷淋时间达到60s时合金面层被刻穿。之后清洗完成刻蚀的合金面层5min，去除其表面残留的刻蚀液和刻蚀产物，并烘干。
S33、翻转铝合金板带；加热第二刻蚀液至30℃，将第二刻蚀液通过喷枪垂直喷淋在铝合金板的厚铝面层上，并控制喷淋压力为1.3kg/cm2，喷枪同样设置七个且呈矩阵排列，每个喷枪具有八个喷嘴，保证第二刻蚀液均匀喷淋在厚铝面层各处；喷淋后的第二刻蚀液下落被收集，在控温至30℃后再次被利用进行喷淋；当喷淋时间达到3min时厚铝面层被刻穿。之后清洗完成刻蚀的厚铝面层5min，去除其表面残留的刻蚀液和刻蚀产物，并烘干。
S4、抛光：将经过刻蚀的铝合金板带浸没于35℃的抛光液（每1L水配0.08L硝酸调配而成）中进行15min的抛光处理，使铝合金板带上的黑灰完全溶解；之后取出铝合金板带反复清洗并烘干。
S5、去掩膜层：将经过清洗的铝合金板带浸入60℃的N-甲基吡咯烷酮中浸泡3min，掩膜层从铝合金板带上自动脱离，得到多层铝合金引线框架。N-甲基吡咯烷酮可以多次重复使用，可以在很大程度上减少成本。
需要说明的是，在其他实施方案中，铝合金板带也可以根据实际情况进行调整。只要合金面层总厚度控制在320-560nm，其中：TiO2层厚度控制在50-100nm、第一Al2O3层厚度控制在40-80nm、Ag层厚度控制在160-250nm、第二Al2O3层厚度控制在10-30nm，第三Al2O3层厚度控制在60-100n；同时厚铝面层厚度控制在0.25-0.29mm，都可以实现本申请。
本实施例还公开了一种多层铝合金引线框架，其采用上述多层铝合金引线框架的制备方法制得。该引线框架具有较高的加工精度，适合小间距引线框架的应用要求。
实施例2-7
实施例2-7与实施例1的不同之处在于：在多层铝合金引线框架的制备方法中，第一刻蚀液中酸的组成、第二刻蚀液中酸的组成发生了变化；相应的，合金面层、厚铝面层的刻蚀时间（被刻穿的时间）也发生了变化，具体见表1。
表1 实施例1-7中第一刻蚀液、第二刻蚀液酸的组成
项目 第一刻蚀液中氢氟酸/L 第一刻蚀液中硝酸/L 合金面层刻蚀时间/s 第二刻蚀液中盐酸/L 第二刻蚀液中硝酸/L 厚铝面层刻蚀时间/min
实施例1 0.1 0.05 60 0.05 0.05 3
实施例2 0.05 0.05 300 0.05 0.05 3
实施例3 0.15 0.05 40 0.05 0.05 3
实施例4 0.1 0.03 90 0.03 0.03 5
实施例5 0.1 0.1 40 0.1 0.1 2
实施例6 0.1 0.15 30 0.15 0.15 1.5
实施例7 0.1 0.2 20 0.2 0.2 1
实施例8-11
实施例8-11与实施例5的不同之处在于：在多层铝合金引线框架的制备方法中，第一刻蚀液对合金面层的喷淋压力、第二刻蚀液对厚铝面层的喷淋压力发生了变化；相应的，合金面层、厚铝面层的刻蚀时间（被刻穿的时间）也发生了变化，具体见表2。
表2 实施例5，8-11中第一刻蚀液、第二刻蚀液的喷淋压力
项目 第一刻蚀液的喷淋压力/ kg·cm<sup>-2</sup> 合金面层刻蚀时间/s 第二刻蚀液的喷淋压力/ kg·cm<sup>-2</sup> 厚铝面层刻蚀时间/min
实施例5 2.5 40 1.3 2
实施例8 3 28 1.3 2
实施例9 2 70 1.3 2
实施例10 2.5 40 1.8 1.5
实施例11 2.5 40 1 3.5
实施例12
本实施例与实施例5基本相同，不同之处在于：在多层铝合金引线框架的制备方法的S32中，不对收集并循环使用的第一刻蚀液进行控温。
具体为：
S32、将铝合金板带水平设置；加热第一刻蚀液至35℃，将第一刻蚀液通过喷枪垂直喷淋在铝合金板的合金面层上，并控制喷淋压力为2.5kg/cm2；喷枪设置七个且呈矩阵排列，每个喷枪具有八个喷嘴，保证第一刻蚀液均匀喷淋在合金面层各处；喷淋后的第一刻蚀液下落被收集后循环使用；当喷淋时间达到32s时合金面层被刻穿。之后清洗完成刻蚀的合金面层5min，去除其表面残留的刻蚀液和刻蚀产物，并烘干。
实施例13
本实施例与实施例5基本相同，不同之处在于：在多层铝合金引线框架的制备方法的S33中，不对收集循环使用的第二刻蚀液进行控温。
具体为：
S33、翻转铝合金板带；加热第二刻蚀液至30℃，将第二刻蚀液通过喷枪垂直喷淋在铝合金板的厚铝面层上，并控制喷淋压力为1.3kg/cm2，喷枪同样设置七个且呈矩阵排列，每个喷枪具有八个喷嘴，保证第二刻蚀液均匀喷淋在厚铝面层各处；喷淋后的第二刻蚀液下落被收集后循环使用；当喷淋时间达到1.5min时厚铝面层被刻穿。之后清洗完成刻蚀的厚铝面层5min，去除其表面残留的刻蚀液和刻蚀产物，并烘干。
实施例14
本实施例与实施例5基本相同，不同之处在于：S2-S5中部分控制参数发生变化。
具体为：
S2、设置掩膜层：
S21、取500g掩膜成分和60g固化剂，将两者混合并搅拌20min调配成掩膜油墨。将掩膜油墨置于无光源处静置15min。
S22、取一丝网印版，该丝网印版上的图案与所要制得的引线框架的合金面层的理论结构图案一致；将该丝网印版置于合金面层上，之后取S21所得掩膜油墨置于丝网印版上，采用刮板对掩膜油墨进行刮印，掩膜油墨通过丝网印版的网孔而印在合金面层上；控制刮印时刮板与丝网印版的角度为80°、刮板移动速度为2m/min、刮板压力为0.8kg/cm²，同时控制油墨层厚度为15μm。丝网印刷之后将合金面层置于100℃的温度下烘烤5min，使掩膜油墨固化。
S23、类似的，取另一丝网印版，该丝网印版上的图案与所要制得的引线框架的厚铝面层的理论结构图案一致；将该丝网印版置于厚铝面层上，取S21所得掩膜油墨置于丝网印版上；之后采用与S22相同的条件对厚铝面层进行丝网印刷并烘烤。
S24、将印制了掩膜油墨的铝合金板带置于上下设置的两汞灯之间，对掩膜油墨进行曝光；控制上汞灯能量为200MJ，下汞灯能量为120MJ，曝光时间为5s。
S25、将曝光后的铝合金板带置于显影机中进行显影，控制显影速度为2m/min，显影压力为1.2kg/cm²，显影时间为50s。
S3、刻蚀：
S31、取292.5g的FeCl3溶解在1L的水中；之后向FeCl3水溶液中分别加入0.1L的氢氟酸和0.1L的硝酸，充分搅拌至完全混合而得到第一刻蚀液。取292.5g的FeCl3溶解在1L的水中；之后向FeCl3水溶液中分别加入0.1L的盐酸和0.1L的硝酸，充分搅拌至完全混合而得到第二刻蚀液。
S32、将铝合金板带水平设置；加热第一刻蚀液至40℃，将第一刻蚀液通过喷枪垂直喷淋在铝合金板的合金面层上，并控制喷淋压力为2.5kg/cm2；喷枪设置七个且呈矩阵排列，每个喷枪具有八个喷嘴，保证第一刻蚀液均匀喷淋在合金面层各处；喷淋后的第一刻蚀液下落被收集，在控温至40℃后再次被利用进行喷淋；当喷淋时间达到50s时合金面层被刻穿。之后清洗完成刻蚀的合金面层5min，去除其表面残留的刻蚀液和刻蚀产物，并烘干。
S33、翻转铝合金板带；加热第二刻蚀液至40℃，将第二刻蚀液通过喷枪垂直喷淋在铝合金板的厚铝面层上，并控制喷淋压力为1.3kg/cm2，喷枪同样设置七个且呈矩阵排列，每个喷枪具有八个喷嘴，保证第二刻蚀液均匀喷淋在厚铝面层各处；喷淋后的第二刻蚀液下落被收集，在控温至40℃后再次被利用进行喷淋；当喷淋时间达到2.5min时厚铝面层被刻穿。之后清洗完成刻蚀的厚铝面层5min，去除其表面残留的刻蚀液和刻蚀产物，并烘干。
S4、抛光：将经过刻蚀的铝合金板带浸没于40℃的抛光液（每1L水配0.1L硝酸调配而成）中进行10min的抛光处理；之后取出铝合金板带反复清洗并烘干。
S5、去掩膜层：将经过清洗铝合金板带浸入70℃的N-甲基吡咯烷酮中浸泡2min，掩膜层从铝合金板带上自动脱离，得到多层铝合金引线框架。
实施例15
本实施例与实施例5基本相同，不同之处在于：S2-S5中部分控制参数发生变化。
具体为：
S2、设置掩膜层：
S21、取500g掩膜成分和40g固化剂，将两者混合并搅拌10min调配成掩膜油墨。将掩膜油墨置于无光源处静置5min。
S22、取一丝网印版，该丝网印版上的图案与所要制得的引线框架的合金面层的理论结构图案一致；将该丝网印版置于合金面层上，之后取S21所得掩膜油墨置于丝网印版上，采用刮板对掩膜油墨进行刮印，掩膜油墨通过丝网印版的网孔而印在合金面层上；控制刮印时刮板与丝网印版的角度为60°、刮板移动速度为5m/min、刮板压力为1.5kg/cm²，同时控制油墨层厚度为20μm。丝网印刷之后将合金面层置于70℃的温度下烘烤8min，使掩膜油墨固化。
S23、类似的，该丝网印版上的图案与所要制得的引线框架的厚铝面层的理论结构图案一致；将该丝网印版置于厚铝面层上，取S21所得掩膜油墨置于丝网印版上；之后采用与S22相同的条件对厚铝面层进行丝网印刷并烘烤。
S24、将印制了掩膜油墨的铝合金板带置于上下设置的两汞灯之间，对掩膜油墨进行曝光；控制上汞灯能量为150MJ，下汞灯能量为80MJ，曝光时间为12s。
S25、将曝光后的铝合金板带置于显影机中进行显影，控制显影速度为1.5m/min，显影压力为0.8kg/cm²，显影时间为55s。
S3、刻蚀：
S31、取390g的FeCl3溶解在1L的水中；之后向FeCl3水溶液中分别加入0.1L的氢氟酸和0.1L的硝酸，充分搅拌至完全混合而得到第一刻蚀液。取390g的FeCl3溶解在1L的水中；之后向FeCl3水溶液中分别加入0.1L的盐酸和0.1L的硝酸，充分搅拌至完全混合而得到第二刻蚀液。
S32、将铝合金板带水平设置；加热第一刻蚀液至30℃，将第一刻蚀液通过喷枪垂直喷淋在铝合金板的合金面层上，并控制喷淋压力为2.5kg/cm2；喷枪设置七个且呈矩阵排列，每个喷枪具有八个喷嘴，保证第一刻蚀液均匀喷淋在合金面层各处；喷淋后的第一刻蚀液下落被收集，在控温至30℃后再次被利用进行喷淋；当喷淋时间达到45s时合金面层被刻穿。之后清洗完成刻蚀的合金面层5min，去除其表面残留的刻蚀液和刻蚀产物，并烘干。
S33、翻转铝合金板带；加热第二刻蚀液至25℃，将第二刻蚀液通过喷枪垂直喷淋在铝合金板的厚铝面层上，并控制喷淋压力为1.3kg/cm2，喷枪同样设置七个且呈矩阵排列，每个喷枪具有八个喷嘴，保证第二刻蚀液均匀喷淋在厚铝面层各处；喷淋后的第二刻蚀液下落被收集，在控温至25℃后再次被利用进行喷淋；当喷淋时间达到2min时厚铝面层被刻穿。之后清洗完成刻蚀的厚铝面层5min，去除其表面残留的刻蚀液和刻蚀产物，并烘干。
S4、抛光：将经过刻蚀的铝合金板带浸没于25℃的抛光液（每1L水配0.03L硝酸调配而成）中进行20min的抛光处理；之后取出铝合金板带反复清洗并烘干。
S5、去掩膜层：将经过清洗铝合金板带浸入40℃的N-甲基吡咯烷酮中浸泡10min，掩膜层从铝合金板带上自动脱离，得到多层铝合金引线框架。
对比例1
本对比例与实施例的不同之处在于：采用模具冲压法制备多层铝合金引线框架。其中，冲压采用80t高速精密压力机进行冲压，冲压速度为450次/min。
对比例2
本对比例与实施例的不同之处在于：在多层铝合金引线框架的制备方法的S3中，采用浸渍的方法进行刻蚀。
具体如下：
S3、刻蚀：
S31、取333.3g的FeCl3溶解在1L的水中；之后向FeCl3水溶液中分别加入0.1L的氢氟酸、0.1L的硝酸和0.1L的盐酸，充分搅拌至完全混合而得到刻蚀液。
S32、加热第一刻蚀液至35℃，并将铝合金板带浸入其中；浸渍时间为2min。之后清洗完成刻蚀的合金面层5min，去除其表面残留的刻蚀液和刻蚀产物，并烘干。
性能检测
取实施例1-15以及对比例1-2所得多层铝合金引线框架分别测量其刻蚀误差。
测量方法为：将多层铝合金引线框架置于光学显微镜下进行观察并拍摄显微照片；通过在照片上测距并借助照片上放大比例尺修正的方式，得到该引线框架各结构部分的实际尺寸；将该引线框架的实际结构和理论结构的图案对照，测量并对比该引线框架各结构部分的边缘位置和理论结构中对应的边缘位置的差异距离，即刻蚀误差，并记录；当平均刻蚀误差（引线框架各部分刻蚀误差的平均值）越大，且刻蚀误差的波动（最大刻蚀误差和平均刻蚀误差之间的差异）越大时，刻蚀精度（即加工精度）越低；反之，当平均刻蚀误差越小，且刻蚀误差的波动越小时，刻蚀精度越高。
举例来说，参照图1和图2，聚焦实施例5所得多层铝合金引线框架的合金面层的一结构部分；测量该部分在图2中的宽度，即两近似平行的刻蚀位（图2中黑色处）之间的间距，并借助图2中的的放大比例尺得到该部分的实际尺寸为111μm；由于理论结构图案中该部分的实际尺寸为113μm，故对于该结构部分的单侧边缘来讲，其与理论的差异距离为1μm，即该结构部分的刻蚀误差为1μm。相同的，参照图1和图3，对于实施例5所得多层铝合金引线框架的合金面层的另一结构部分，通过图3的测量和计算，该结构部分的实际尺寸为523μm；而该结构部分的理论尺寸为526μm，故该结构部分的刻蚀误差为1.5μm。同时，参照图4-6，对于实施例5所得多层铝合金引线框架的厚铝面层，所取两处结构部分的刻蚀误差分别为5.5μm（图5）和4μm（图6）。
按以上方式，可以得到实施例5所得多层铝合金引线框架各个结构部分（包括合金面层的和厚铝面层的）的刻蚀误差，最后得到实施例5所得多层铝合金引线框架的最大刻蚀误差为5.5μm，平均刻蚀误差为3μm。
实施例1-15以及对比例1-2所得多层铝合金引线框架的最大刻蚀误差和平均刻蚀误差记录在表3中。
表3 实施例1-15以及对比例1-2所得多层铝合金引线框架的刻蚀误差
项目 最大刻蚀误差/μm 平均刻蚀误差/μm
实施例1 4.2 2.6
实施例2 2.8 1.8
实施例3 6.2 3.4
实施例4 3.1 2.1
实施例5 5.5 3.0
实施例6 6.0 3.2
实施例7 7.3 3.8
实施例8 6.1 3.3
实施例9 5.0 2.7
实施例10 6.2 3.2
实施例11 5.0 2.8
实施例12 6.2 3.3
实施例13 6.0 3.1
实施例14 5.7 3.1
实施例15 5.7 3.2
对比例1 16.8 12.6
对比例2 15.3 7.1
参见表3，分析实施例1-15的检测结果可以发现，各个实施例所制得的多层铝合金引线框架的平均刻蚀误差均不超过4μm，最大刻蚀误差均不超过15μm；表明：通过本申请所公开的制备方法制得的引线框架均具有较高的加工精度，适合小间距引线框架的应用要求。
参见表3，对比实施例1和对比例1-2的检测结果可以发现，实施例1所得多层铝合金引线框架的平均刻蚀误差以及刻蚀误差的波动均远小于对比例1；说明相比于冲压的方式，采用双面喷淋刻蚀液的方法刻蚀铝合金板带所获得的多层铝合金引线框架的加工精度更高。
同时，实施例1所得多层铝合金引线框架的平均刻蚀误差以及刻蚀误差的波动也均远小于对比例2，说明采用双面喷淋的方法刻蚀铝合金板带所得引线框架的刻蚀精度要高于采用常规的浸渍刻蚀方法。这是由于采用双面喷淋的刻蚀方法可以根据铝合金板带相对两面不同的成分结构以及不同的刻蚀要求有针对性地准备不同的刻蚀液，并采用不同的刻蚀控制参数，做到有的放矢，从而可以获得更好的刻蚀精度；而采用常规的浸渍刻蚀的方法，无法对铝合金板带的两面采用不同的刻蚀液和刻蚀控制参数，导致没有针对性；如对比例2中，为了将厚铝面层刻穿只能延长刻蚀时间，从而使合金面层被过度刻蚀，导致合金面层的刻蚀误差增大，从而降低了刻蚀精度。
实施例1-3考察了第一刻蚀液中氢氟酸的用量对所得多层铝合金引线框架的刻蚀精度和刻蚀效率的影响。参见表3并结合表1可知，当氢氟酸的用量较小时（实施例2），由于会导致TiO2层刻蚀困难，因此刻蚀的效率较低（用时300s）；但是由于刻蚀进度较慢，刻蚀反应相对更加温和，故刻蚀进程更可控，因此平均刻蚀误差相对更低，刻蚀误差的波动更小（当然需要指出的是：在实际生产中可能不能容忍长时间的刻蚀，而如果缩短了刻蚀时间，会导致刻蚀不完全，则实施例2的刻蚀误差也会随之上升）。而当氢氟酸的用量较大时（实施例3），会使刻蚀进程加快，因此反应效率更高（用时30s），但是刻蚀进程也更为不可控，导致平均刻蚀误差和刻蚀误差的波动均升高，刻蚀精度降低。
实施例1，4-7考察了刻蚀液中除氢氟酸外其他酸的用量对所得多层铝合金引线框架的刻蚀精度和刻蚀效率的影响。参见表3并结合表1可知，当酸的用量较小时（即刻蚀液酸性较弱时），刻蚀效率较差，但是刻蚀的精度相对更好。当酸的用量较大时（即刻蚀液酸性较强时），尽管刻蚀效率大大提高，但是刻蚀的精度会受到一定影响。
实施例5，8-11考察了刻蚀液的喷淋压力对所得多层铝合金引线框架的刻蚀精度和刻蚀效率的影响。参见表3并结合表2可以发现，刻蚀液喷淋压力的变化对于刻蚀精度和刻蚀效率有明显影响。具体而言，对于合金面层的刻蚀（实施例5，8-9）来说，当第一刻蚀液的喷淋压力较小时，第一刻蚀液的循环较慢，使第一刻蚀液带走合金面层上因刻蚀而产生热量的效率较差，导致刻蚀一段时间后合金面层的温度较高；同时较慢的循环也为第一刻蚀液与合金面层充分反应提供了条件。因此，第一刻蚀液的喷淋压力较小会使得刻蚀的效率较高，但也使刻蚀的进程变得相对不可控，导致刻蚀精度相对较差。而当第一刻蚀液的喷淋压力较大时，由于第一刻蚀液的循环较快，提高了带走合金面层热量的效率，使得反应温度相对较低，反应进程更为可控，从而使刻蚀的精度更好，但是刻蚀效率相对较差。刻蚀液的喷淋压力对厚铝面层刻蚀（实施例5，10-11）的影响与合金面层的类似，在此不做展开。
实施例5，12-13考察了对循环的刻蚀液进行控温对所得多层铝合金引线框架的刻蚀精度和刻蚀效率的影响。参见表3，对于合金面层的刻蚀（实施例5和12）来说，将循环利用的第一刻蚀液的温度始终控制在30℃（实施例5），有利于更高效的带走热量，从而能有效的控制合金面层的温度，使第一刻蚀液对合金面层的刻蚀进程更可控，影响刻蚀反应的其它偶然因素发生的概率更低，进而有利于降低平均刻蚀误差以及刻蚀误差的波动。因此，相比于不对第一刻蚀液进行控温而任其温度不断升高的实施例12来说，实施例5所对应的多层铝合金引线框架的制备方法尽管刻蚀效率略低，但是所获得的引线框架的刻蚀精度更高。刻蚀液控温对厚铝面层刻蚀（实施例5和13）的影响与合金面层的类似，在此也不做展开。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.多层铝合金引线框架的制备方法，其特征在于：包括：
取用于制备引线框架的铝合金板带，所述铝合金板带包括合金面层和厚铝面层；
在所述合金面层和所述厚铝面层上分别设置掩膜层；
采用第一刻蚀液对设置有掩膜层的所述合金面层进行垂直喷淋刻蚀，采用第二刻蚀液对设置有掩膜层的所述厚铝面层进行垂直喷淋刻蚀；
刻蚀后对所述铝合金板带抛光，之后去除铝合金板带上的掩膜层。
2.根据权利要求1所述的多层铝合金引线框架的制备方法，其特征在于：所述合金面层包括依次叠合的TiO2层、第一Al2O3层、Ag层、第二Al2O3层以及第三Al2O3层，所述第三Al2O3层与厚铝面层连接。
3.根据权利要求2所述的多层铝合金引线框架的制备方法，其特征在于：所述第一刻蚀液包括氢氟酸、硝酸、三氯化铁以及水，且第一刻蚀液中，所述氢氟酸、硝酸和水的体积比为(5-15)：(3-20)：100，所述三氯化铁的浓度为1.8-2.5mol/L；
所述第二刻蚀液包括盐酸、硝酸、三氯化铁以及水，且第二刻蚀液中，所述盐酸、硝酸和水的体积比为(3-20)：(3-20)：100，所述三氯化铁的浓度为1.8-2.5mol/L。
4. 根据权利要求3所述的多层铝合金引线框架的制备方法，其特征在于：所述第一刻蚀液对合金面层喷淋的压力为：2-3 kg/cm2，所述第二刻蚀液对厚铝面层喷淋的压力为：1-1.8 kg/cm2。
5.根据权利要求3所述的多层铝合金引线框架的制备方法，其特征在于：对所述合金面层进行喷淋刻蚀时控制所述第一刻蚀液温度始终为30-40℃，对所述厚铝面层进行喷淋刻蚀时控制所述第二刻蚀液温度始终为25-40℃。
6.根据权利要求1-5任一所述的多层铝合金引线框架的制备方法，其特征在于：在所述合金面层和厚铝面层上分别设置掩膜层的方法为：取掩膜油墨并通过丝网印刷的方式分别印制在所述合金面层和厚铝面层上，烘干所述合金面层和厚铝面层上的掩膜油墨，之后曝光显影使掩膜油墨固化得到掩膜层。
7.根据权利要求6所述的多层铝合金引线框架的制备方法，其特征在于：在所述合金面层和厚铝面层上分别设置掩膜层的方法为：
清洁所述铝合金板带；
准备所述掩膜油墨并将掩膜油墨置于无光源处静置5-15min；
采用丝网印刷的方式将掩膜油墨印制到所述合金面层上，控制印刷时刮板角度为60-80°、刮板移动速度为2-5m/min、刮板压力为0.8-1.5kg/cm²；印制后将合金面层置于70-100℃的温度下烘烤5-8min；
采用丝网印刷的方式将掩膜油墨印制到所述厚铝面层上，控制印刷时刮板角度为60-80°、刮板移动速度为2-5m/min、刮板压力为0.8-1.5kg/cm²；印制后将厚铝面层置于70-100℃的温度下烘烤5-8min；
将印制了掩膜油墨的所述铝合金板带进行曝光，控制光源能量为80-200MJ；
对曝光后的铝合金板带进行显影，控制显影速度为1.5-2m/min，显影压力为0.8-1.2kg/cm²。
8.根据权利要求1-5任一所述的多层铝合金引线框架的制备方法，其特征在于：对所述铝合金板带抛光的方法为：将所述铝合金板带浸入25-40℃的抛光液中抛光10-20min；
所述抛光液包括硝酸和水，两者的体积比为(3-10)：100。
9.根据权利要求1-5任一所述的多层铝合金引线框架的制备方法，其特征在于：去除所述铝合金板带上的掩膜层的方法为：将所述铝合金板带浸入40-70℃的N-甲基吡咯烷酮中浸泡2-10min使掩膜层脱离。
10.多层铝合金引线框架，其特征在于：采用权利要求1-9任一所述的多层铝合金引线框架的制备方法制备而得。
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