專利名稱：一種引線框架以及具有所述引線框架的半導體器件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電子零件，特別涉及利用鐵Fe作為基底金屬層的引線框架和利用密封樹脂封裝安裝在所述引線框架上的半導體芯片形成的半導體器件。
背景技術：
在半導體器件后部封裝的制造過程中，利用粘接材料或共晶焊接技術將半導體芯片固定到引線框架的載片臺上，半導體芯片的各電極通過鍵合線連接到引線框架的內引線上，密封樹脂封裝半導體芯片、內引線載片臺和鍵合引線，引線框架的外部引線從密封樹脂中伸出。外部引線通過焊接技術把半導體器件安裝到任何電路或線路板上。
通常由于需要考慮電特性和導熱性，使用銅Cu或銅Cu合金、以及鐵Fe鎳Ni合金(或稱42合金，鎳Ni42％鐵Fe58％)作為基底金屬層，通過沖壓或刻蝕方法等圖形化處理而形成引線框架。為了確保半導體芯片與引線框架焊接性能和引線與引線框架的鍵合性能，需要進一步在基底金屬層上全部或局部電鍍一層銀Ag、金Au或其它貴金屬，采用全鍍銀Ag的方法比較簡單而且銀Ag具有良好的潤錫性，但銀Ag與銅Cu基體的結合是不良的、同時還浪費了寶貴的稀有金屬資源。改進的方法是在引線框架內引線上局部電鍍銀Ag或其它貴金屬以保證引線框架與芯片、鍵合引線的焊接，半導體芯片、內引線載片臺、鍵合引線被封裝在密封樹脂內，因此從密封樹脂伸出的外引線是裸銅Cu，通過電鍍或熱浸的方法在所述裸銅Cu的表面鍍覆一層錫Sn或鉛Pb錫Sn合金使其也具有了良好的潤錫性。所述使用銅Cu引線框架并進行鍍覆處理的半導體器件的制造方法目前已成為全世界的主流制造方法。
但是，從資源保護的角度出發(fā)，在世界范圍內每年需要不可再生地消耗幾十萬噸甚至上百萬噸稀有金屬銅Cu或鎳Ni的主流半導體器件制造方法已受到嚴重的挑戰(zhàn)，資源枯竭的危險日益迫近。

發(fā)明內容
為克服現有技術的上述缺點，本發(fā)明提供一種引線框架以及具有所述引線框架的半導體器件，這種半導體器件所用的引線框架的基底金屬層是鐵Fe，在基底金屬層表面鍍覆一層銅Cu或其它金屬與目前的主流制造方法有良好的相容性。同時由于基底金屬層是一種普通金屬鐵Fe，緩解了銅Cu和鎳Ni資源枯竭的危險。
本發(fā)明實現上述目的的技術方案為一種引線框架，用于半導體器件，至少具有內引線部分和外引線部分，其特征在是所述引線框架由包含鐵Fe為主要元素的基底金屬層構成；以及在所述基底金屬層上至少有第一鍍覆層，第一鍍覆層形成于所述基底金屬層的所有表面或局部表面上。
所述引線框架是一種半導體三極管的引線框架，通過沖壓或刻蝕方法等圖形化處理而形成引線框架。
所述鐵Fe為主要元素的基底金屬層是至少含有一種或含有多種成分組合而成的作為添加劑元素的材料，所述添加劑元素由碳C、錳Mn、磷P、鉻Cr、鋅Zn組成。
所述第一鍍覆層由銅Cu、鎳Ni或銀Ag單體層、或銅Cu鎳Ni混合層構成，電鍍形成的厚度為0.0002～0.05mm。第一鍍覆層是銅Cu或鎳Ni單體層、或銅Cu鎳Ni混合層，在第一鍍覆體(12)上局部或全部電鍍第二鍍覆層銀Ag或金Au。
一種半導體器件，由引線框架、半導體芯片、鍵合引線和密封樹脂構成，其特征是所述引線框架是由包含鐵Fe為主要元素的基底金屬層構成，在所述基底金屬層上至少有第一鍍覆層、第一鍍覆層形成于所述基底金屬層的所有表面或局部表面上。
所述半導體器件是一種半導體三極管，所述半導體芯片安裝在所述引線框架的載片臺上，以及所述鍵合引線用于半導體芯片與引線框架的電聯(lián)接，以及所述密封樹脂用于封裝半導體器件。
所述鐵Fe為主要元素的基底金屬層是至少含有一種或含有多種成分組合而成的作為添加劑元素的材料，所述添加劑元素由碳C、錳Mn、磷P、鉻Cr、鋅Zn組成。
所述第一鍍覆層是銅Cu、鎳Ni或銀Ag單體層、或銅Cu鎳Ni混合層構成，電鍍形成的厚度為0.0002～0.05mm。第一鍍覆層是銅Cu或鎳Ni單體層、或銅Cu鎳Ni混合層時，在第一鍍覆層上局部或全部電鍍第二鍍覆層銀Ag或金Au。
與現有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于一種用鐵Fe為基底金屬層構成的引線框架，通過鍍覆銅Cu或其它金屬后用于半導體器件，與目前的主流制造方法有很好的相容性，降低了半導體器件生產成本，并可緩解全球的銅Cu和鎳Ni資源枯竭的危險。


圖1為本發(fā)明半導體器件中一種半導體三極管的結構示意圖；
圖2為圖1的左視圖。
圖3為本發(fā)明鐵Fe引線框架鍍銅Cu和局部鍍銀Ag的局部結構示意圖；圖4為本發(fā)明鐵Fe引線框架混合鍍鎳Ni銅Cu鎳Ni和局部鍍銀Ag的局部結構示意圖；圖5為本發(fā)明鐵Fe引線框架鍍銀Ag的局部結構示意圖。
具體實施方案以下結合附圖1、附圖2、附圖3、附圖4和附圖5實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
如圖1～圖2所示，是經后部封裝制程后的本發(fā)明的一種半導體三極管，利用粘接材料或共晶焊接技術將半導體芯片4固定到引線框架2的載片臺3上，所述引線框架2分為內引線6和外引線7，半導體芯片4的各電極通過鍵合引線5連接到引線框架2的內引線6上，密封樹脂1封裝半導體芯片4、載片臺3、鍵合引線5和內引線6。引線框架2的外引線7從密封樹脂2中伸出。外引線7可以通過焊接技術把半導體器件安裝到任何電路或線路板上。所述半導體三極管的引線框架2的基底金屬層11是鐵Fe并至少有第一鍍覆層。
用于制造引線框架2的薄鐵層，其韌性和彈性與所含碳C的重量百分比有關。所述韌性是指有較強的抗折斷性，所述彈性是指受力形變后的恢復程度，是所述引線框架制造中必須考慮的二種特性。低碳C的鐵Fe與銅Cu或銅Cu合金相比較在韌性和彈性上顯得稍差，為彌補上述缺陷可采用鐵Fe中添加至少一種元素或由多種元素組合而成的添加劑元素，所述添加劑元素包括碳C、錳Mn、磷P、鉻Cr、鋅Zn。以提高基底金屬層11的韌性和彈性。
所述第一鍍覆層是銅Cu、鎳Ni或銀Ag單體層、或銅Cu鎳Ni混合層構成，電鍍形成的厚度為0.0002～0.05mm。當第一鍍覆層是銅Cu或鎳Ni單體層、或銅Cu鎳Ni混合層時，在第一鍍覆層上局部或全部電鍍第二鍍覆層銀Ag或金Au。鐵是一種易氧化的金屬并且潤錫性差，因此引線框架2的外引線7從密封樹脂2中伸出后需要有第一鍍覆層保持其有良好的潤錫性和抗氧化性。同時第一鍍覆層形成在內引線6和載片臺3上有利于第二鍍覆層的形成。第二鍍覆層的作用是有得于載片臺3與半導體芯片4背面的粘合和鍵合引線5與內引線6的鍵合。
如圖3所示，是本發(fā)明鐵引線框架2上鍍覆層構成的實施例。所述鐵Fe構成的基底金屬層11上的第一鍍覆層12是銅Cu，第一鍍覆層12上局部電鍍第二鍍覆層13是銀Ag。
如圖4所示，是本發(fā)明鐵引線框架2上另一種鍍覆層構成的實施例。所述鐵Fe構成的基底金屬層11上第一鍍覆層12是鎳Ni銅Cu鎳Ni混合層，基底金屬層11上先鍍鎳Ni層121、再鍍銅Cu層12、在銅Cu上再鍍鎳Ni層122。也可把基底金屬層11與銅Cu層12之間的鎳Ni層121省略，形成銅Cu鎳Ni混合層、或者把銅Cu層12上的鎳Ni層122省略形成鎳Ni銅Cu混合層，增加鎳Ni鍍層是為了阻檔內層材料中的元素擴散或遷移到外層材料以影響其性能。第一鍍覆層12上局部電鍍第二鍍覆層13是銀Ag。
如圖5所示，是本發(fā)明鐵引線框架2上又一種鍍覆層構成的實施例。所述鐵Fe構成的基底金屬層11上第一鍍覆層12是銀Ag。
本發(fā)明者通過一種用鐵Fe為基底金屬層構成的引線框架，通過鍍覆銅Cu或其它金屬后用于半導體器件，與目前的主流制造方法有很好的相容性，同時大大降低了半導體器件生產成本和緩解全球的銅Cu和鎳Ni資源枯竭的危險。
權利要求
1.一種引線框架，用于半導體器件，至少具有內引線部分(6)和外引線部分(7)，其特征在是所述引線框架(2)由包含鐵Fe為主要元素的基底金屬層(11)構成；以及在所述基底金屬層(11)上至少有第一鍍覆層(12)，第一鍍覆層(12)形成于所述基底金屬層(11)的所有表面或局部表面上。
2.根據權利要求1所述的一種引線框架，其特征是所述引線框架(2)是一種半導體三極管的引線框架(2)，通過沖壓或刻蝕方法等圖形化處理而形成引線框架(2)。
3.根據權利要求1所述的一種引線框架，其特征是所述鐵Fe為主要元素的基底金屬層(11)是至少含有一種或含有多種成分組合而成的作為添加劑元素的材料，所述添加劑元素由碳C、錳Mn、磷P、鉻Cr、鋅Zn組成。
4.根據權利要求1所述的一種引線框架，其特征是所述第一鍍覆層(12)由銅Cu、鎳Ni或銀Ag單體層、或銅Cu鎳Ni混合層構成，電鍍形成的厚度為0.0002～0.05mm。
5.根據權利要求4所述的一種引線框架，其特征是第一鍍覆層(12)是銅Cu或鎳Ni單體層、或銅Cu鎳Ni混合層，在第一鍍覆體(12)上局部或全部電鍍第二鍍覆層(13)銀Ag或金Au。
6.一種具有所述引線框架的半導體器件，由引線框架(2)、半導體芯片(4)、鍵合引線(5)和密封樹脂(1)構成，其特征是所述引線框架(2)是由包含鐵Fe為主要元素的基底金屬層(11)構成，在所述基底金屬層(11)上至少有第一鍍覆層(12)、第一鍍覆層(12)形成于所述基底金屬層(11)的所有表面或局部表面上。
7.根據權利要求6所述的一種具有所述引線框架的半導體器件，其特征是所述半導體器件是一種半導體三極管，所述半導體芯片(4)安裝在所述引線框架(2)的載片臺(3)上，以及所述鍵合引線(5)用于半導體芯片(4)與引線框架(2)的電聯(lián)接，以及所述密封樹脂(1)用于封裝半導體器件。
8.根據權利要求6所述的一種具有所述引線框架的半導體器件，其特征是所述鐵Fe為主要元素的基底金屬層(11)是至少含有一種或含有多種成分組合而成的作為添加劑元素的材料，所述添加劑元素由碳C、錳Mn、磷P、鉻Cr、鋅Zn組成。
9.根據權利要求6所述一種具有所述引線框架的半導體器件，其特征是所述第一鍍覆層(12)由銅Cu、鎳Ni或銀Ag單體層、或銅Cu鎳Ni混合層構成，電鍍形成的厚度為0.0002～0.05mm。
10.根據權利要求9所述一種具有所述引線框架的半導體器件，其特征是第一鍍覆層(12)是銅Cu或鎳Ni單體層、或銅Cu鎳Ni混合層，在第一鍍覆層(12)上局部或全部電鍍第二鍍覆層(13)銀Ag或金Au。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種引線框架，用于半導體器件，至少具有內引線部分和外引線部分，其特征在是所述引線框架由包含鐵為主要元素的基底金屬層構成；以及在所述基底金屬層上至少有第一鍍覆層，第一鍍覆層形成于所述基底金屬層的所有表面或局部表面上。一種半導體器件，由引線框架、半導體芯片、鍵合引線和密封樹脂構成，其特征是所述引線框架是由包含鐵為主要元素的基底金屬層構成，在所述基底金屬層上至少有第一鍍覆層、第一鍍覆層形成于所述基底金屬層的所有表面或局部表面上。本發(fā)明的優(yōu)點是用鐵為基底金屬層構成的引線框架，通過鍍覆銅或其它金屬后用于半導體器件，與目前的主流制造方法有很好的相容性，降低了半導體器件生產成本，并可緩解全球的銅資源枯竭的危險。
文檔編號H01L23/495GK1851914SQ20061005176
公開日2006年10月25日 申請日期2006年5月29日 優(yōu)先權日2006年5月29日
發(fā)明者袁近, 朱冬生 申請人:朱冬生, 袁近