具有金属氧化物涂层的引线框架及其形成方法技术

本公开涉及具有金属氧化物涂层的引线框架及其形成方法。公开了一种包括在引线框架的至少部分上的金属氧化层的引线框架。更特别地，描述了在锡电镀层被形成之前具有在一个或多个引线上形成金属层和金属氧化物层的引线框架。在一个或多个引线与锡电镀层之间的金属层和金属氧化物层减少了锡晶须的形成，因此减少了短路的可能性，并且改善了封装结构和被生产的器件的总体可靠性。

【技术实现步骤摘要】
具有金属氧化物涂层的引线框架及其形成方法
本公开内容涉及引线框架，其包括在表面的至少部分上的金属氧化物涂层。
技术介绍
铜引线框架通常被用在封装空间中。半导体裸片被耦合到引线框架的中央位置，并且由引线包围。在引线的处理期间，(多个)锡层被电镀到铜的表面上。然而，在电镀期间，铜锡(Cu6Sn5)金属间化合物(intermetallic)层被形成。在该层中一定等级的压缩应力引起单晶锡晶须的生长。此类晶须可以长达102-103微米(μm)。因此，晶须可以接触相邻的引线并引起短路。附加地，已知这些晶须破坏其他元件和引起其他元件之间的短路。数种策略已经被采用以防止该结果。例如，通常的是在电镀之后执行后烘步骤(例如，150℃达一小时)。该后烘步骤在金属间化合物层中通过松弛压缩应力来减少或避免晶须的生长。然而，后烘步骤不防止金属间化合物层的形成，并且因此不是彻底有效的解决方案。备选地，引线框架的成分可以被修改，例如铁镍合金(例如FeNi42)可以被使用。然而，其他引线框架成分与许多用于锡层的电镀化学成分不兼容。因此，引线框架的成分的改变也可能需要修改电镀化学成分。附加地，由于引线框架的铁镍合金和锡层之间的热膨胀系数，在使用期间仍可以形成锡晶须。就此而言，修改引线框架的成分不是对此问题的彻底有效解决方案。因此，特别需要一种引线框架，该引线框架包括不具有负责晶须形成的应力金属间化合物层的引线。
技术实现思路
在本公开中的示例性实施例涉及通过减少锡晶须的形成和防止在封装中的引线框架的引线上的腐蚀来改善集成电路封装的可靠性。在一种示例实施例中，铜引线框架具有围绕中央裸片焊盘的辐射引线。金属层(例如，镍、银、金等)在引线框架的表面的至少部分上(诸如在一个或多个引线的表面上)形成。金属氧化物层被形成在金属层上。金属氧化物层可以是例如：氧化镍、氧化银、氧化金、或其组合。在一些实施例中，金属层和金属氧化物层可以包括相同的金属。然后，引线框架可以通过将裸片耦合到裸片焊盘、并且将一个或多个导线在裸片和引线框架的引线之间键合而被合并到封装中。然后，模塑化合物在裸片、导线、以及引线框架之上形成以创建封装。然后，锡层可以在模塑化合物被形成之后而被暴露的金属氧化物层的至少部分之上形成。在第二示例性实施例中，描述了形成此类引线框架的方法。该方法可以始于平板材料，然后该平板材料被成形以在板的第一表面形成裸片焊盘以及从该裸片焊盘辐射的引线。金属层被沉积到引线框架的至少部分上(诸如在引线的表面上)。然后，金属氧化物层被沉积到金属层上。通过上述步骤，封装被形成，步骤包括：将裸片耦合到裸片焊盘，将导线在裸片和引线之间键合，以及在裸片焊盘、导线、以及引线框架上形成模塑化合物。然后，锡层可以被电镀到引线框架的未被包封在模塑化合物中的至少部分上。附图说明为了更好地理解实施例，现在将仅在示例的方式中参考附图。在附图中，相同的附图标注标识相似的元件或动作。在附图中的元件的大小和相对位置不必要按比例绘制。例如，各种元件的形状和角度不必要按比例绘制，这些元件的一些元件可以被放大和定位以改善附图可读性。另外，作为所绘出的元件的特定形状不必旨在传达关于特定元件的实际形状的任何信息，并且可能针对在附图中识别的简便而被单独地选择。图1示出了根据一个实施例的示出引线框架被合并到封装中的本公开的引线框架的横截面视图。图2示出了根据一个实施例的本公开的形成封装的方法的步骤的横截面视图。图3示出了根据一个实施例的本公开的形成封装的方法的步骤的横截面视图。图4示出了根据一个实施例的本公开的形成封装的方法的步骤的横截面视图。图5示出了根据一个实施例的本公开的形成封装的方法的步骤的横截面视图。图6示出了根据一个实施例的本公开的形成封装的方法的步骤的横截面视图。图7示出了根据一个实施例的本公开的形成封装的方法的步骤的横截面视图。图8是根据一个实施例的本公开的例示性方法的流程图。图9是根据一个实施例的在回流之后的示例性封装结构的一系列照片。图10是根据一个实施例的用于形成引线框架封装的例示性方法的流程图。具体实施方式在接下来的描述中，某些特定的细节被陈述以便提供各种被公开的实施例的彻底理解。然而，在相关领域中的技术人员将会意识到实施例可以不具有一个或多个这些特定的细节而被实践，或是具有其他方法、部件、材料等。在其他实例中，与引线框架和芯片封装相关联的众所周知的结构没有被详细示出或描述，以便避免实施例的不必要的晦涩描述。除非上下文另有要求，否则在以下整个说明书和权利要求书中的单词“包括(comprise)”与其变型(诸如，“包括(comprises)”和“包括(comprising)”)被理解为开放的、包容性含义，亦即“包括，但不限于”。另外，除非上下文另有明确地指示，否则术语“第一”、“第二”以及顺序的相似指示物被理解为可互换的。在整个说明书中对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着结合实施例被描述的特定的特征、结构或特点被包括在至少一个实施例中。因此，在整个该说明书各处的出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不必全部指相同的实施例。另外，特定的特征、结构、或特点可以在一个或多个实施例中以任何适合的方式组合。除非内容明确指示，否则如在该说明书和所附权利要求书中使用的单数形式“一”、“一个”、以及“所述”包括多个参照物。还应该被注意的是，除非内容明确指示，否则术语“或者”总体上在其最广含义中被采用，亦即意味着“和/或”。本公开涉及通过减少锡晶须的形成和防止在封装中的引线框架的引线上的腐蚀来改善包含引线框架的封装的可靠性，因此减少由晶须引起的短路的可能性。图1是示出了在处理期间包括引线框架105的封装100的横截面视图的本公开的示例性实施例。在实施例中，引线框架105包括与裸片焊盘115隔开的多个引线110。裸片140被耦合到引线框架105的裸片焊盘115。导线150将裸片耦合到引线110。裸片焊盘115和引线110由数个层覆盖，数个层包括与引线框架相邻的金属层120。在金属层120上存在金属氧化物层135。模塑化合物155围绕裸片140、引线框架105、以及引线110的部分形成。锡层160在不由模塑化合物155包围的金属氧化物层135的表面上的金属氧化物层上(例如，引线110的仅部分)。锡层160邻接模塑化合物并且仅覆盖引线的部分。裸片焊盘115可以具有矩形的形状。然而，本领域的技术人员将会意识到裸片焊盘115和引线框架105可以被形成以具有备选形状(例如，圆形)。在一些实施例中，多个引线110包括彼此等距隔开的偶数个引线110，在引线框架105的每个边缘上具有相同数量的引线110。然而，其他实施例可以包括具有不同间隔和布置的更少、或更多的引线110，以便适配特定封装要求。在各种实施例中，引线105由铜或铜合金制成，但是其他已知金属、其他导电材料、或非导电材料可以被使用。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种器件，包括：/n铜引线框架；/n金属层，在所述铜引线框架的至少部分上；以及/n金属氧化物层，在所述金属层上。/n

【技术特征摘要】
20181231 US 62/787,026;20191223 US 16/726,0701.一种器件，包括：
铜引线框架；
金属层，在所述铜引线框架的至少部分上；以及
金属氧化物层，在所述金属层上。


2.根据权利要求1所述的器件，其中所述引线框架的所述部分包括引线。


3.根据权利要求2所述的器件，还包括：锡层，在所述金属氧化物层的至少部分上。


4.根据权利要求3所述的器件，其中所述金属层被布置在所述铜引线框架的第一侧上。


5.根据权利要求4所述的器件，其中所述金属层被布置在所述铜引线框架的第二侧上，所述铜引线框架的所述第二侧与所述铜引线框架的所述第一侧相反。


6.根据权利要求3所述的器件，还包括：模塑化合物，在所述金属氧化物层的至少第二部分上。


7.根据权利要求1所述的器件，其中所述金属层包括：镍、金、银、或其组合。


8.根据权利要求7所述的器件，其中所述金属氧化物层包括：氧化镍、氧化金、氧化银、或其组合。


9.一种器件，包括：
铜引线框架；
金属氧化物层，在所述铜引线框架的至少第一部分上；以及
锡层，在所述铜引线框架的至少第二部分上，所述金属氧化物层在所述锡层和所述铜引线框架之间。


10.根据权利要求9所述的器件，还包括：第一金属层，在所述铜引线...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·M·C·迪迪奥，
申请(专利权)人：意法半导体国际有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH