TW201011885A - Lead frame and method for manufacturing the same - Google Patents

Description

201011885 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係主張關於2008年09月〇5日申請之韓國專利 案號特願10-2008-0087689之優先權。藉以引用的方式併 入本文用作參考。 工 本發明是關於一種導線架及其製造方法。 【先前技術】 ^ 導線架為半導體封裝連同半導體晶片的一種組件。 導線架用以作為將半導體封裝之外部與内部彼此連接的 引線，同時用以作為支撐半導體晶片的框架。 同時’根據先前技術之導線架是藉由在用作導線架之基底 的基板上電鍍異質金屬層或合金層而加以使用。異質金屬屌戈 合金層防止基板之雜質被散播或防止基板被氧化。另外，^質 金屬層或合金層可改良在封裝製程中與用於環氧樹脂封膠 (Epoxy Mold Compound, EMC )之樹脂的黏著強度。 ❹ 然而，當將異質金屬層或合金層電鍍於基板之表面上時， 可能會增加製造成本。特別是，當電鍍異質材料時，與基板之 黏著強度是低的，使得可能會出現問題。 【發明内容】 本發明提供一種導線架及其製造方法。 本發明是關於一種導線架及其製造方法，此方法能夠以節 省的製造成本經由簡單製造製程來改良導線架之特性。 201011885 本發明提供一種導線架包括銅基板及粗糙銅層 ，粗糖銅層 /、有110奈米(nm)至300奈米(nm)之表面粗糙度且形成於銅 基板之表面上。 本發明另提供一種導線架包括銅基板、在銅基板上之粗糙 銅層、在粗糙銅層上之鎳(Ni)層、在鎳層上之鈀(pd)層，及在 鈀層上之金(Au)層。 本發明亦提供一種用於製造導線架之方法包括製備銅基 板，及藉由在五水硫酸銅溶液中電鍍銅基板來形成粗糙銅層。 籲本發明提供一種導線架及其製造方法。 本發明提供一種導線架及一種製造方法，此方法能夠以節 省的製造成本經由簡單製造製程來改良導線架之特性。 【實施方式】 為讓本發明之上述目的、特徵和特點能更明顯易懂，茲 配合圖式將本發明相關實施例詳細說明如下。 在實施例之描述中，應理解，當一層（或膜）、區、圖案 ❹ 或結構被稱為在一基板、另一層（或膜）、區、襯墊或圖案「上

不二* J 或「下」時，其可直接在該基板、另一層（或膜）、區、襯墊 或其他圖案「上」或「下」，或可存在一或多個介入層。 在圖式中，為了便於解釋而誇示、省去或示意性地說明每 層之居度或大小，且元件之大小並不完全反映元件之實際大 圖1為展示根據第一實施例之導線架的剖視圖。 睛參閱圖1，根據第一實施例之導線架包括銅基板及 201011885 形成於銅基板ίο之表面上的粗糙銅層2〇。 鍍銀層30可局部地形成於粗缝銅層之表面上。 銅基板1〇包括銅（㈤或主要含有鋼之合金。銅基板1〇 可包括各種雜質以改良銅之機械特性及電特性。舉例而言，銅 基板10除了包括銅以外亦可包括選自由鎳⑽、鎮㈤） 及矽（Si)組成之群組的至少一者。 減靖20可具有〇·3微米㈣至G 6微米㈣之平均厚 藝度及110奈米(nm)至300奈米㈣之表面粗链度。 與形成有包括異諸料之電鍍層的現有導線架不同 ，粗才造 銅層20是形成於銅基板10之表面上。因此，銅基板ι〇餘 糙銅層20之間的黏著強度強於銅基板1〇與包括異質材料之電 鍍層之間的黏著強度。 粗糙銅層2〇可防止織板1G之雜歸㈣製造過程中所 產生之熱而被散播，且防止銅基板1〇歸因於空氣之水分而被 氧化。 & 同時，由於根據實施例之粗韃銅層2〇歸因於大粒徑而具 有極大考面粗糙度，因此粗糙銅層20具有在封裝製程中與用 於環氧樹脂封膠(Epoxy Mold Compound，EMC)之樹脂的增強 黏著強度。 曰 換言之，由於粗糙銅層20具有11〇奈米(nm)至3〇〇奈米 (nm)之極大表面粗糙度，因此粗糙銅層2〇與樹脂之間的黏著 強度疋知因於錯定效應（anchoring effect)而增加。 圖2及圖3為展示根據第一實施例之粗韆銅層2〇之表面 201011885 的放大圖。 12 _ 3㈣_銅層如之表面非常粗縫。 ㈣’可形賴銀層3G，以便 電子裝置的可焊性及導㈣心 ^料⑽日日片之 u 、 生。舉例而言，鍍銀層30可具有3微 水(卿)至5微米(μιη)之厚产。 圖4為展示用於製造 ^ 根據第一實施例之導線架之方法的 流程圖。 根據實施例，可經由接虹4 © 制、Α邋妗如 軸式製程（reel-to-reel process)來 於母一條帶之個別產品為單位來製造 導線木。另外，可經由串列 』式策程（m_Ime process)來製造導 線架。 請參閱圖4，製備鋼基板1〇 (si〇〇)。銅基板ι〇主要包括 且可包括各種雜質以改良銅之機械特性及電特性。舉例而 :銅基板10除了包括鋼以外亦可包括選自由錄、鎮及石夕組 成之群組的至少一者。 ❹ 接著’清伽基板1Q。可按職、清洗、麟及清洗製 程之序列來執行清潔製程。 、後在銅基板10之表面上形成粗糖銅層如（si2〇)。 中粗链鋼層20是使用五水硫酸鋼（CuS04.5H20)溶液經由 电鍍方案而城。可以具有5克/物⑹至％細__之密 又的銅離子在3 ASD至7 asd之電流密度下持續⑺秒至Μ 一時間來執行電鍍方案。結果，可以HO奈米(nm)至300奈 米(nm)之表面粗輪度而形成厚度為0.3微米㈣至0.6微来 201011885 〇m)之粗縫銅層20。五水硫酸銅(CuS〇4.5H2〇)溶液在必要時可 含有各種添加劑。 若銅離子之密度小於5克/升(g/L)，則經由電鍍而形成少 量顆粒，使得較少地改良黏著強度。若銅離子之密度大於7〇克 /升(g/L)，則完全形成大顆粒，使得可增加表面粗糙度。 若電流密度小於3 ASD，則粗糙銅層20之表面粗糙度是 低的。若電流密度大於7 ASD，則過度地電鍍粗糙銅層2〇， 使得形成於粗糙銅層20上之顆粒的大小是不規則的。因此， 不能獲得均一表面粗缝度。 若電鍍時間短於10秒，則可形成低表面粗糙度的粗糙鋼 層20。若電鍍時間長於4〇秒，則可能會過度地電鍍粗糙銅層 2〇，使得粗糙銅層20上之顆粒的大小是不規則的。因此，不 能獲得均一表面粗輪度。 若粗糙銅層20之表面粗糙度低於11〇奈米(nm)，則較少 地改良黏者強度。右粗輪銅層20之表面粗糙度大於3〇〇奈米 ® (nm)，則不能獲得均一表面粗糙度。 不〜 與另一銅電鍍溶液（例如，氰化銅（CuCN))相比較，五 水硫酸銅溶液形成具有更大表面祕度之電鍍層。特別是，根 據實施例，藉較用五水硫酸娜液在高驗密度下執行電錄 方案，使得可形成具有〇.3微米㈣至〇 6微米㈣之厚度的 粗糖銅層20。 、 若粗链銅層2〇具有薄於〇.3微米㈣之厚度，則粗趟麵 廣2〇可具有低表面城度。絲_層20具有厚於〇.6微米 201011885 使知形成於粗糖銅層 不能獲得均一表面粗 (μπι)之厚度，則過度地電錢粗輪銅層2〇， 20上之顆粒的大小是不規則的。因此， 糙度。 而言，根據實施例’可以具有4。克，升_之 銅離子在5娜之電流密度（每單位面積之電流量）下持續 3〇移之電鍍時間而相對於銅基板1()來執行電鍍方案，藉此以 獅奈米㈣之表面粗糙度而形成厚度為〇 5微米㈣之 銅層20。

接下來，清潔形成有粗糖銅層20之銅基板1〇 (si3〇)。 可將清潔製程作為清洗製程來執行。 接著在粗糖銅層20上局部地形成鑛銀層(si4〇)。 接下來，在已形成鍍銀層30之後執行後處理製程(Sl5〇)。 對於錢銀層30而言’後處理製程包括電解剝離製程、酸 浸製程、邊緣處理製程、清洗製程及乾燥製程。 結果，可製造圖1所示之導線架。 如以上所描述’在用於製造根據第一實施例之導線架的方 法中，經由電鍍製程而在鋼基板10上形成粗糙銅層20。電鏡 製程使能夠藉由調整銅離子之密度、電流密度、時間及添加劑 之引入來增加粗縫銅層20之表面粗链度。 因此’根據實施例，可在不形成包括異質材料之電鍍層的 情況下改良導線架之特性。 圖5為展示根據第二實施例之導線架的視圖。 請參閱圖5，儘管揭示鍍銀層30是形成於粗糙銅層20上 201011885 的第一實施例’但根據第二實施例，鎳層40、le層50及金層 60可被依序電鐘於粗糖銅層20上。 鎳層40是電鍍於粗糖銅層20上，纪層50是電鑛於錦層 40上，且金層60是電鍍於鈀層50上。 舉例而言，鎳層40可以0.5微米〇m)至2.5微米（娜)之厚 度而形成。鈀層50可以0.02徵米〇m)至0.15微米〇m)之厚度 而形成。金層60可以0.003微米(姆)至0.015微米（卿)之厚度 而形成。 ® 由於錄層40、纪層50及金層60是形成於粗链銅層2〇上， 因此金層60可具有90奈米(nm)至270奈米(nm)之表面粗輪 度。 根據第二實施例之導線架包括形成於銅基板10上之粗_ 銅層20、鎳層40、層50及金層60，使得可改良導線架之 焊接特性。 圖6為展示根據第二實施例之金層之表面的放大圖。 ❹ 如圖6 所示，金層60之表面是歸因於粗糙:銅層2〇之表面 粗糖度而非常粗糙。 儘管已參考實施例之許多說明性實施例而描述該等實施 例，但應理解，熟習此項技術者可想出將落入本發明之原理之 精神及範疇内的眾多其他修改及實施例。更特定言之，在本發 明、圖式及附加申請專利範圍之範疇内’主題缸合配置之零部 件及/或配置之各種變化及修改是可能的。對於熟習此項技術 者而言’除了零部件及/或配置之變化及修改以外，替代用途 9 201011885 亦將是顯而易見的。 實施例可適應於一種導線架及其製造方法C 【圖式簡單說明】 圖1為展示根據第一實施例之導線架的剖視圖；

圖4為展示用於製造根據第一實施例之導 線架之方法的流程

【主要元件符詭說明】 二實施例之導線架的视圖；及 —實施例之金層之表面的放大圖。 10銅基板 20粗糙鋼層 30鍍銀層 40鎳層 ® 5〇銥層 60金層

Claims (1)

1. 201011885 七、申請專利範圍： 1·一種導線架，包含： 一銅基板；以及 一粗f造銅層，具有110奈米(nm)至300奈米(nm)之表 面粗縫度且形成於該銅基板之一表面上。 2. 如申晴專利範圍第1項所述之導線架，更包含局部地形成於 該粗繞銅層上之一鐘銀層。 3. 如申請專利範圍第1項所述之導線架，其中該粗糙銅層具有 ❹ 0.3微米〇m)至0.6微米〇M)之一厚度。 4. 如申請專利範圍第丨項所述之導線架，更包含形成於該粗糙 銅層上之一鎳（Ni)層、一鈀（Pd)層及一金（Au)層。 5. 如申請專利範圍第丨項所述之導線架，其中該鋼基板包括選 自由鎳（Ni)、鎂（Mg)及矽（si)組成之群組的至少一者。 6· —種導線架，包含： 一銅基板； ❹ 在該銅基板上之一粗糙銅層； 在該粗輪銅層上之一鎳(Ni)層； 在該鎳層上之一鈀(pd)層；以及 在該鈀層上之一金(Au)層。 7. 如申請專利範圍第6項所述之導線架，其中該金層 ％ 米(nm)至270奈米(nm)之表面粗糙度。 八 ’、 8. 如申請專利_第6項所述之導線架，其中簡層厚於該纪 層，且該鈀層厚於該金層。 11 201011885 9. 一種用於製造一導線架之方法，該方法包含： 製備一銅基板，以及 藉由在一五水硫酸銅溶液中電鍍該銅基板來形成一粗 縫銅層。 10. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中該粗糙銅層是藉 由使用含有具有5克/升(g/L)至70克/升(g/L)之密度之鋼 離子的該五水硫酸銅溶液在3 ASD至7 ASD之電流密度下 持續10秒至40秒之時間而形成。 _ 1L如申請專利範圍第9項所述之方法，其中該粗糙銅層具有 110奈米(nm)至300奈米(nm)之表面粗糙度。 12. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中該粗糙銅層具有 0.3微米（/μ)至0.6微米（μπι)之一厚度。 13. 如巾請專利範圍第9項所述之方法，更包含在該粗糖銅層 上局部地形成一鍵銀層。 14. 如精專職圍第9項職之方法’更包含在該粗链銅層 © 上形成一錦層、一把層及一金層。 15. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中該金層具有9〇奈 米(nm)至270奈米(nm)之表面粗輪度。 ' 12