专利名称：引线框及其制造方法
技术领域：
本发明实施方案涉及弓I线框及其制造方法。
背景技术：
弓I线框是半导体封装以及半导体芯片的部件之一。引线框用作引线使半导体封装的外部和内部互相连接同时用作支撑半导体芯片的框。同时，通过在用作引线框基底的衬底上镀敷异质金属层或合金层来使用相关领域的引线框。所述异质金属层或合金层阻止衬底的杂质扩散或阻止衬底被氧化。另外，所述异质金属层或合金层可改善封装过程中对于环氧模塑料(EMC)的树脂粘合强度。然而，当异质金属层或合金层镀敷在衬底的表面上时，制造成本可能增加。尤其是，当镀敷异质金属时，与衬底的粘合强度低，因此可能产生缺陷。
发明内容
技术问题实施方案提供引线框及其制造方法。实施方案涉及一种引线框及其制造方法，其能够以经济的制造成本通过简单制造过程来改善所述引线框的特性。技术解决方案根据实施方案，引线框包括铜衬底和具有IlOnm至300nm的表面粗糙度并在所述铜衬底的表面上形成的粗糙铜层。根据实施方案，引线框包括铜衬底、在所述铜衬底上的粗糙铜层、在所述粗糙铜层上的Ni层、在所述Ni层上的Pd层和在所述Pd层上的Au层。根据实施方案，制造引线框的方法包括制备铜衬底，和通过在五水硫酸铜溶液中电镀所述铜衬底形成粗糙铜层。有益效果实施方案可提供一种弓I线框及其制造方法。实施方案可提供一种引线框及其制造方法，其能够以经济的制造成本通过简单制造过程来改善所述引线框的特性。
图1是示出根据第一实施方案的引线框的截面图。图2和3是示出根据第一实施方案的粗糙铜层的表面的放大图；图4是示出制造根据第一实施方案引线框的方法的图；图5是示出根据第二实施方案的引线框的图；和图6是示出根据第二实施方案的金层的表面的放大图。
具体实施例方式发明模式在实施方案的描述中，应理解当层(或膜)、区域、图案或结构称为在衬底、另一层 (或膜)、区域、垫或图案“上”或“下”时，其可以直接在所述衬底、另一层(或膜)、区域、垫或其他图案“上”或“下”，或者可以存在一个或更多个中间层。在附图中，出于解释方便的目的，各元件的尺寸可以被放大、省略或示意性说明， 并且元件尺寸并不完全反映元件的实际尺寸。图1是示出根据第一实施方案的引线框的截面图。参考图1，根据第一实施方案的引线框包括铜衬底10和在铜衬底10的表面上形成的粗糙铜层20。镀银层30可局部形成在粗糙铜层20的表面上。铜衬底10包括铜(Cu)或主要含铜的合金。铜衬底10可包括多种杂质以改善铜的机械和电学特性。例如，铜衬底10除了 Cu之外可包括选自镍(Ni)、镁(Mg)和硅(Si)的至少一种。粗糙铜层20可具有0. 3μπι至0. 6μπι的平均厚度和1 IOnm至300nm的表面粗糙度。与现有的用包括异质材料的镀层形成的引线框不同，粗糙铜层20形成于铜衬底 10的表面上。因此，铜衬底10与粗糙铜层20之间的粘合强度比铜衬底10和包括异质材料的镀层之间的粘合强度更强。粗糙铜层20可阻止铜衬底10的杂质由于在制造过程中产生的热而发生扩散，并且阻止铜衬底10因空气中的水分而被氧化。同时，由于根据实施方案的粗糙铜层20因为大的晶粒尺寸而具有大的表面粗糙度，粗糙铜层20在封装过程中对于EMC具有增强的树脂粘合强度。换言之，由于粗糙铜层20具有IlOnm至300nm的大的表面粗糙度，粗糙铜层20和树脂之间的粘合强度因为锚固效应(anchoring effect)而增强。图2和3是示出根据第一实施方案的粗糙铜层20的表面的放大图。如图2和3所示，粗糙铜层20的表面非常粗糙。同时，可形成镀银层30以改善与电子器件如半导体芯片的焊接能力和导电性。例如，镀银层30可具有3 μ m至5 μ m的厚度。图4是示出根据第一实施方案制造引线框的方法的流程图。根据实施方案，引线框可通过卷到卷(reel-to-reel)工艺制造，或者可在对应于每个带的单个产品的装置中制造。另外，引线框可通过在线工艺(in-line process)制造。参考图4，制备铜衬底10 (S100)。铜衬底10主要包括Cu，并且可包括各种杂质以改善Cu的机械和电学性质。例如，除了 Cu，铜衬底10可包括选自Ni、Mg和Si中的至少一种。然后，清洗铜衬底10。清洗过程可以以脱脂、水洗、酸洗和水洗过程的顺序进行。然后，在铜衬底10的表面上形成粗糙铜层20(S120)。使用五水硫酸铜(CuSO4 · 5H20)溶液通过电镀方案形成粗糙铜层20。电镀方案可用密度为5g/L至70g/L的Cu离子在电流密度为3ASD至7ASD下进行10秒至14秒。结果，粗糙铜层20可形成为厚度为0. 3 μ m至0. 6 μ m，以及表面粗糙度为IlOnm至300nm。如果需要，CuSO4 · 5H20溶液可含有多种添加剂。如果Cu离子的密度小于5g/L，小量的晶粒通过镀敷形成，从而粘合强度改善较小。如果，Cu离子的密度大于70g/L，整个形成大晶粒，使得可增加表面粗糙度。如果电流密度小于3ASD，粗糙铜层20的表面粗糙度低。如果电流密度大于7ASD， 粗糙铜层20过度镀敷，因此在粗糙铜层20上形成的晶粒尺寸是不规则的。因此，不能获得均勻的表面粗糙度。如果镀敷时间短于10秒，粗糙铜层20可形成具有低表面粗糙度。如果镀敷时间大于40秒，粗糙铜层20可能过度镀敷，因此粗糙铜层20上的晶粒尺寸是不规则的。因此， 不能获得均勻的表面粗糙度。如果粗糙铜层20的表面粗糙度小于llOnm，粘合强度改善较小。如果粗糙铜层20 的表面粗糙度大于300nm，则不能获得均勻的表面粗糙度。CuSO4 · 5H20溶液形成与另一种Cu镀溶液例如氰化铜(CuCN)相比具有更大表面粗糙度的镀层。尤其是，根据实施方案，镀敷方案通过在高电流密度下使用CuSO4 · 5H20溶液进行，从而可形成具有0. 3 μ m至0. 6 μ m厚度的粗糙铜层20。如果粗糙铜层20具有小于0. 3 μ m的厚度，粗糙铜层20可具有低的表面粗糙度。 如果粗糙铜层20具有大于0. 6 μ m的厚度，粗糙铜层20过度镀敷，因此粗糙铜层20上形成的晶粒尺寸是不规则的。因此，不能获得均勻的表面粗糙度。例如，根据实施方案，电镀方案可根据铜衬底10用密度为40g/L的Cu离子在电流密度(每单位面积电流量)为5ASD时进行30秒的镀敷时间，从而形成厚度为0.5μπι和表面粗糙度为200nm的粗糙铜层20。然后，清洗用粗糙铜层20形成的铜衬底10(S130)。该清洗过程可以水洗过程进行。然后，镀银层30局部形成于粗糙铜层20上(S140)。然后，在形成镀银层30之后进行后处理过程(S150)。后处理过程包括对镀银层30的电解剥离过程、酸洗过程、边缘处理过程、水洗过程和干燥过程。结果，可制造图1所示的引线框。如上所述，在根据第一实施方案制造引线框的方法中，粗糙铜层20通过电镀过程在铜衬底10上形成。电镀过程使得粗糙铜层20的表面粗糙度通过调整Cu离子密度、电流密度、时间和添加剂的引入而增加。因此，根据实施方案，可改善引线框的特性而不形成包括异质材料的镀层。图5是示出根据第二实施方案的引线框的图。参考图5，尽管公开了第一实施方案中在粗糙铜层20上形成镀银层30，根据第二实施方案可以在粗糙铜层20上依次镀敷镍(Ni)层40、钯(Pd)层50和金(Au)层60。Ni层40镀敷在粗糙铜层20上，Pd层50镀敷在Ni层40上，和Au层60镀敷在Pd 层50上。例如，Ni层40可形成为厚度为0. 5μπι至2. 5μπι。Pd层50可形成为厚度为 0. 02 μ m 至 0. 15 μ m。Au 层 60 可形成为厚度为 0. 003 μ m 至 0. 015 μ m。
由于Ni层40、Pd层50和Au层60在粗糙铜层20上形成，Au层60可具有90nm 至270nm的表面粗糙度。根据第二实施方案的引线框包括形成于铜衬底10上的粗糙铜层20、Ni层40、Pd 层50和Au层60，因此可改善引线框的焊接特性。图6是示出根据第二实施方案的Au层的表面的放大图。如图6所示，由于粗糙铜层20的表面粗糙度，所以Au层60的表面非常粗糙。虽然已经参考大量说明性实施方案描述了实施方案，但是应理解本领域技术人员可设计很多的其它改变和实施方案，这些也将落入本公开的原理的精神和范围内。更具体地，在公开、附图和所附的权利要求的范围内，在本发明的组合排列的构件和/或结构中可能具有各种的变化和改变。除构件和/或结构的变化和改变之外，对本领域技术人员而言， 可替代的用途也会是显而易见的。工业应用性本实施方案可适用于引线框和制造所述引线框的方法。
权利要求
1.一种引线框，包括 铜衬底；和具有IlOnm至300nm的表面粗糙度并在所述铜衬底的表面上形成的粗糙铜层。
2.权利要求1所述的引线框，还包括在所述粗糙铜层上局部形成的镀银层。
3.权利要求1所述的引线框，其中所述粗糙铜层具有0.3 μ m至0. 6 μ m的厚度。
4.权利要求1所述的引线框，还包括在所述粗糙铜层上形成的镍(Ni)层、钯(Pd)层和金(Au)层。
5.权利要求1所述的引线框，其中所述铜衬底包括选自镍(Ni)、镁(Mg)和硅(Si)中的至少一种。
6.一种引线框，包括 铜衬底；在所述铜衬底上的粗糙铜层； 在所述粗糙铜层上的M层； 在所述Ni层上的Pd层；和在所述Pd层上的Au层。
7.权利要求6所述的引线框，其中所述Au层具有90nm至270nm的表面粗糙度。
8.权利要求6所述的引线框，其中所述M层比所述Pd层厚，所述Pd层比所述Au层厚。
9.一种制造引线框的方法，所述方法包括 制备铜衬底；和通过在五水硫酸铜溶液中电镀所述铜衬底形成粗糙铜层。
10.权利要求9所述的方法，其中利用含有密度为5g/L至70g/L的铜离子的五水硫酸铜溶液在电流密度为3ASD至7ASD下进行10秒至40秒来形成所述粗糙铜层。
11.权利要求9所述的方法，其中所述粗糙铜层具有IlOnm至300nm的表面粗糙度。
12.权利要求9所述的方法，其中所述粗糙铜层具有0.3 μ m至0. 6 μ m的厚度。
13.权利要求9所述的方法，还包括在所述粗糙铜层上局部形成镀银层。
14.权利要求9所述的方法，还包括在所述粗糙铜层上形成Ni层、Pd层和Au层。
15.权利要求14所述的方法，其中所述Au层具有90nm至270nm的表面粗糙度。
全文摘要
本发明实施方案涉及引线框及其制造方法。根据本实施方案的引线框包括铜衬底和在所述铜衬底表面上的粗糙铜层，其中所述粗糙铜层的表面粗糙度为110-300nm。
文档编号H01L23/48GK102171820SQ200980139470
公开日2011年8月31日 申请日期2009年9月7日 优先权日2008年9月5日
发明者孙珍英, 朴庚泽, 朴昌华, 赵仁国, 金恩真 申请人:Lg伊诺特有限公司