[发明专利]带有电镀引线的半导体器件的制造方法

说明书

本发明涉及半导体器件，确切涉及带有电镀引线的半导体器件的制造方法。

诸如四边形扁平封装(QFP)器件之类的半导体封装器件通常包含一个连接于金属引线框的半导体管芯，此引线框包括一个管芯焊盘和多个引线。通称为“引线连接”的细引线将半导体芯片上的焊盘连接到适当的引线上。包封剂则覆盖半导体管芯、引线连接和引线的一部分。引线的暴露部分常用锡/铅(Sn/Pb)之类的低熔点可焊接金属进行涂覆以增加润湿或可焊性，并在最后装配过程中当封装器件连接到印刷电路板时形成冶金连接。

制造厂家通常采用浸焊工艺或电镀工艺来涂覆暴露的引线。在浸焊工艺中，暴露的引线被浸入熔融的焊料中，从而覆盖暴露的引线。浸焊工艺的一个缺点是过量的焊料会聚积在暴露的引线上，引起焊料搭桥最终导致电短路。因用焊料搭桥，故浸焊不适于相邻引线间距小的器件。

在电镀工艺中，借助于将引线暴露于电解溶液中、可焊金属组成阳极以及电流源，而使引线被可焊金属所覆盖。因电镀提供了更均匀的覆盖，故电镀工艺在相邻引引间距小的封装中优于浸焊工艺。但在常规电镀工艺所制作的电镀引线中也存在一些问题。

例如，电镀上去的可焊金属对其下方的引线的粘附性常常很差。这种粘附不良又引起电镀上去的可焊金属从其下引线脱层或脱离，在后续工序(例如修整成形、电学测试、捆扎和卷绕等)更是如此。这种脱层的可焊金属有害地影响到设备的正常运行时间(例如脱层金属阻塞妨碍设备)、设备寿命、电信号输出(例如相邻引线搭桥的脱层金属引起的电短路)以及可靠性。设备的停机时间减少产量从而提高制造成本。此外，脱层问题要求厂家在电镀后的各个阶段中采用外观检查以控制有问题的部件，这就大大增加了制造成本。而且，在电镀过程中会形成可焊金属的局部密集区或球，这就可能引起相邻引线间搭桥并最终引起电短路问题。

显然，如果有一种至少能克服上述与带有电镀的可焊金属有关的问题的方法，将是很有助益的。如果能以此做到节约成本就更有利了。

图1示出了根据本发明的方法的流程图；

图2示出了用于本发明的优选设备的轴测(isometric)图；以及

图3示出了图2设备沿参考线3-3的放大剖面图。

总的来说，来发明提供了一种改善电镀在电子器件引线上的可焊金属的粘附性并改善电子器件可靠性的方法。更确切地说，本发明提供了一种在电镀工艺之后在足以使可焊金属流动或熔化的温度下加热带有可焊金属的电子器件引线的方法。此加热在将电子器件的电镀引线焊接或固定到下一层面装配(例如一个附件或印刷电路板、支持衬底等)之前完成。参照图1-3，结合以下详细描述，可更好地理解本发明。为便于理解，采用了相同的参考号。

图1示出了改善电镀可焊金属对半导体器件引线的粘附性以及改善半导体器件可靠性的一个优选工艺的流程图。图1示出了用来制作至少带有一个镀有可焊金属的金属引线的半导体器件的一种优选的顺序。在一个多重单元引线框带中，通常可一起加工几个半导体器件。这种多重单元带在本技术领域是众所周知的。

步骤2是管心固定步骤，此时将电子器件即半导体管心固着在引线框上。通常，引线框含有一个管心焊盘并有多个连接到管心焊盘或其附近的引线即连接部位。引线框通常含有铜、铜合金、铁镍合金(如合金42)之类。用熟知的技术将半导体管心固定到管心焊盘上。

步骤4是引线焊接步骤，此时将导电的引线一端固定或焊接到半导体管心上的引线焊盘上，其另一端则焊接到特定的引线上。引线连接之后，如步骤6所示，用例如环氧树脂成形化合物包封半导体管心、引线连接各引线的一部分。各引线只有一部分被包封，其余部分暴露出来(亦即在包封之后，提供了多个暴露的引线)。引线连接和包封所用的方法和材料在本技术领域中是众所周知的。

包封之后，通常用一种印剂来标示出半导体器件，并执行固化工序来固化成形化合物和印剂。步骤8和10表示了这一步。在步骤12中，半导体器件被置于电镀槽中，并用熟知的技术利用可焊金属例如铅/锡、铟/锡、锑/锡、铅/铟等合金来电镀各个引线。当可焊金属含有二个或多个金属时，此二个或多个金属或者在分立的镀槽中分别电镀，或者用含有此二个或多个金属合金的一个阳极来电镀。

根据本发明，在电镀之后和最终装配之前(亦即在电镀引线被固定或焊接到下一层面装配之前)，对电镀引线进行加热即暴露于足以流动或熔化可焊金属的高温下。借助于将电镀引线暴露于这种温度之下，可焊金属同其下方引线之间的粘附性被显著地改善了。此外，由于过量镀层流入到了整个沉积物中，故消除了过量镀层，(即不均匀覆盖的局部加厚的区域或球)。