[发明专利]一种封边镀层的引线框架及其制造方法

说明书

本发明涉及一种封边镀层的引线框架及其制造方法，所述引线框架包括框架顶边(1)和框架底边(2)，所述框架顶边(1)和框架底边(2)之间设置有多个引线框架单元主体(3)，所述引线框架单元主体(3)包括引脚(31)和基岛(32)，所述引脚(31)表面设置有引脚镀层(33)，所述基岛(32)表面设置有基岛镀层(34)，所述引线框架单元主体(3)的塑封线(4)位于引线框架单元主体(3)的外围，所述引脚镀层(33)和基岛镀层(34)均位于塑封线(4)内。本发明通过在引线框架上的塑封线内增加惰性金属镀层(银或镍)，可以起到防护酸液或水汽腐蚀造成的电化学腐蚀，减少塑封产品的分层风险，提升产品可靠性。

技术领域

本发明涉及一种封边镀层的引线框架及其制造方法，属于半导体封装技术领域。

背景技术

塑料封装是当前功率器件封装的主要形式，这是源于塑料封装在成本，可靠性，尺寸，重量等方面上无可比拟的优势。据统计，目前功率及分立器件大多数都采用了塑料封装。但塑料封装是非气密性封装，尽管由于封装材料的进步及封装工艺的改进，塑料封装的工艺缺陷已经可以降低到非常低的水平，而且塑料封装在抵御潮气及热应力而引起失效的能力已经大大提高。但是目前塑料封装最主要的可靠性问题仍然是使用期失效，特别是在湿热环境中由封装气密性造成的失效，这在高电压，高电流，高工作温度的功率器件上表现得尤为突出。在可靠性试验及器件使用的过程中，这会导致一系列的失效模式，包括封装体断裂，芯片及引线框架材料的腐蚀，金属化断裂，钝化层破损，焊球移动或引线断裂。功率器件的广泛应用对塑料封装提出了越来越高的可靠性要求，分层失效日益引起关注，因此非常有必要对其针对失效机理提出封装工艺改进。

根据试验研究发现，环氧塑封料与铜基板、芯片表面的粘接均存在一个过渡层边界层，该层内的塑封料与其他部位的塑封料相比性质会发生变化，而粘接过渡层往往是粘接界面的薄弱部位，分层裂纹容易在其中萌生及扩展。在应力集中和粘接缺陷处，分层裂纹会在湿热应力的作用下扩展。

所以铜基板表面分层主要发生在粘接过渡层和氧化层，表面氧化层对界面的粘接效果有很大影响。在湿热环境中分层会导致器件内部发生电化学腐蚀现象。分层初期伴随着铜基板的缝隙腐蚀，氢离子的自催化作用使分层裂纹不断扩展。在一些使用酸性软化液的电镀线中和电镀前对产品进行酸化处理的工艺中，电化学腐蚀造成塑封分层极为常见，其主要的过程可分为以下阶段：

第一阶段初始裂纹的产生。

在电镀线酸性软化处理或后期高温高湿的应用环境中,水汽从粘接面边缘侵入,在热应力及水汽压力共同作用下，EMC和铜基板粘接面发生断裂形成裂纹，水汽进一步侵入封装体内部形成连续的水膜，酸性溶液会和氧化铜发生化学反应，同步打开粘结面间隙。

第二阶段铜在水汽氛围中的缝隙腐蚀。

铜是典型的正电性金属，水溶液中一般不会发生析氢腐蚀。Cu和H₂O体系腐蚀机制主要为吸氧腐蚀，电子的交换发生在Cu和EMC的界面，而高温下的O₂在水中的溶解度急剧降低，阳极的反应结果会破坏水的电解平衡，缝隙中的水溶液中氢离子浓度不断升高。水溶液的酸化会对环氧树脂的腐蚀产生自催化左右，加速界面分层裂纹的扩展，而环氧树脂自身腐蚀机理非常复杂，主要是腐蚀介质及环境的化学反应使热固性环氧的某些化学键发生断裂，从而是界面粘结效果恶化。

因此如何避免环氧塑封料与铜基板在高温高湿环境或者酸化环境中发生电化学腐蚀已经成为至关重要的工艺难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种封边镀层的引线框架及其制造方法，其通过在引线框架上的塑封线内增加惰性金属镀层(银或镍)，可以起到防护酸液或水汽腐蚀造成的电化学腐蚀，减少塑封产品的分层风险，提升产品可靠性。