电子零件用的金属导线架制造技术

本发明专利技术的目的是提供一种适用于电子零件的金属导线架，此金属导线架能够最小化因晶须所造成的诸如电短路的缺陷。为实现此目的，本发明专利技术提供的适用于电子零件的金属导线架可包括引线单元，此引线单元以电性方式连接至电子元件，且引线单元可包括第一金属层，此第一金属层是以铜（Ｃｕ）为主要成分，且还包含硼（Ｂ）或铍（Ｂｅ）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种适用于电子零件 的金属导线架(metal frame)，且特别涉及一种 适用于电子零件且能够最小化晶须(whiskers)所造成的缺陷(defects)的金属导线架。
技术介绍
用于各种电性元件与电子元件的电子零件包括诸如半导体元件等的电子构件 或电子发光元件；以及金属导线架，其将电子构件以电性方式连接至外部电路元件，且 具有支撑作用，以保持电子构件的形状。电子零件用的典型金属导线架是半导体封装 (semiconductor package)中使用的引线框架(Ieadframe)。电子零件用的金属导线架以电性方式连接至安装在金属导线架上的电子构件， 也以电性方式连接至外部电路元件。在大多数情形下，与外部电路元件的电性连接可透 过焊接(soldering)来达成。焊接是一种用来接合(bonding)技术，其使用熔点(melting point)等于或低于 450°C的焊料藉由仅熔化此焊料而不熔化基底金属(base metal)来接合想要接合的目标材 料。近年来，随着国际间对铅(Pb)的使用管制逐渐严厉，以锡为主要成分的无铅 (Pb-free tin-based)焊料合金已普遍用于焊接。无铅焊料合金的主要典型范例有锡_银 (Ag)基合金、锡-铜(Cu)基合金、锡-铋(Bi)基合金、锡-锌(Zn)基合金，这些无 铅焊料合金以锡为主要成分，且适当地添加银、铜、锌、铟(In)、镍(Ni)、铬(Cr)、铁 (Fe)、钴(Co)、锗(Ge)、磷(P)以及镓(Ga)。同时，金属导线架与电子元件装配在一起，以形成电子零件。常使用的是铜基 合金，其具有极佳的导电性与铅可焊性(Pdsolderability)，且使用锡基合金来进行表面电 镀(surface plating)。然而，当金属导线架经过在长时间的久使用之后，此金属导线架与焊料合金 之间或金属导线架的表面上容易形成晶须。这些晶须是当不同的材料相互接合且两种 材料之间发生相互扩散(mutual diffusion)时在材料表面上形成的突出晶体(protruding crystals),且这些晶须对热与湿度敏感。如果金属导线架的表面上形成有晶须，那么电路 中就会发生电短路的现象，从而缩短电子零件的寿命。
技术实现思路
技术问题本专利技术提供一种适用于电子零件的金属导线架，此金属导线架能够最小化晶须 所造成的诸如电短路的缺陷。技术手段依照本专利技术的一观点，提供一种适用于电子零件的金属导线架，此金属导线架 包括引线单元，此引线单元以电性方式连接至电子元件，其中引线单元包括第一金属层，此第一金属层是以铜(Cu)为主要成分且还包括硼(B)或铍(Be)。硼或铍在所述第一金属层中占0.01至0.5wt%，而铜与杂质占剩余的重量百分 比。第一金属层可还包括铁(Fe)，且铁在所述第一金属层中占0.1至6wt%。第一金属层可还包括磷(P)，且磷在所述第一金属层中占0.006至0.2wt%。第一金属层可与至少一个引线单元形成一整体。金属导 线架可还包括安装单元(mountingunit)，电子元件安装在此安装单元上， 且安装单元与弓I线单元可用相同的材料来形成。金属导线架可还包括以锡为主要成分的第二金属层，此第二金属层是位于引线 单元的表面上，且以电性方式连接到至少一个电子元件。在此情形下，第二金属层可以 是以纯锡形成的电镀层。本专利技术的有益效果依照本专利技术，可提供一种适用于电子零件且能抑制晶须形成的金属导线架。在金属导线架的至少一个表面上形成锡基金属层或甚至是纯锡电镀层也可避免 晶须的形成。因此，可提供一种质优价廉的电子零件用金属导线架。附图说明图1是依照本专利技术的一实施例的一种适用于半导体封装的引线框架的平面图， 其作为适用于电子零件的金属导线架的范例。图2是一种半导体封装的横剖面图，且图2所示的半导体封装为对图1所示的引 线框架进行模制制程所得到的半导体封装。图3是图2所示的部分A的另一范例的放大横剖面图。具体实施例方式下面将参照附图藉由阐述本专利技术的实施例来详细描述本专利技术。然而，本专利技术也 可体现为许多不同的形态，而不应局限于本说明书所列举的实施例。确切地说，提供这 些实施例是为了使揭示的内容更透彻更完整，且将本专利技术的概念充分地传递给本领域的 技术人员。图1是依照本专利技术的一实施例的一种适用于半导体封装的引线框架10的平面 图，其为适用于电子零件的金属导线架的范例。图2是一种半导体封装的横剖面图，且 图2所示的半导体封装为对图1所示的引线框架10进行模制制程(molding process)所得 到的半导体封装。请参照图1，引线框架10包括晶粒垫(die pad) 11，此晶粒垫11用作安装单 元，也就是另一个元件(诸如半导体晶片12等记忆体元件)被安装在晶粒垫上；以及引 线单元15，用以将半导体晶片12以电性方式连接至外部电路。依照本实施例的引线单元 15可包括内引线13，藉由电线接合(wirebonding)连接至半导体晶片12;以及外引线 14，用以将半导体晶片12连接至外部电路。如图2所示，半导体晶片12被安装在晶粒垫11上，且半导体晶片12透过电线 16与内引线13接合，然后用树脂保护器(resin protector) 17来模制引线框架10，且利用树脂保护器17来支撑引线框架10。在引线框架10的上述结构中，至少一个引线单元15、特别是外引线14可利用 以铜(Cu)为主要成分的合金来形成。此外，至少一个引线单元15、特别是外引线14可 包括第一金属层，此第一金属层以铜为主要成分且还包含硼(B)或铍(Be)。此处，以铜 为主要成分的合金是指以铜为基主的多元合金(poly-alloy)，其主要成分是铜，在此情形 下，铜可至少占80wt%。由于引线单元15是以铜为主要成分，所以其具有足够的导电性 与强度来作为引线单元。依照本实施例，第一金属层可位于引线框架10的至少一个引线单元15与至少一 焊料材料相接合的部分上，且可与至少一个引线单元15形成一整体。整个引线单元15可以是单一的第一金属层。 在引线框架10中，引线单元15、特别是外引线14、更特别是第一金属层可透 过以锡为主要成分的焊料材料而以电性方式连接至外部电路。在此情形下，如同背景技 术所述，引线单元15中的铜成分与焊料材料中的锡成分之间的相互扩散可导致晶须的形 成。为了抑制晶须的形成，本专利技术人在以铜为主要成分的引线单元15的第一金属层 中添加铍(Be)或硼(B)来作为次要成分。电子零件用的金属导线架(例如，半导体封装用的引线框架)透过以锡为主要成 分的焊料材料来与外部电路接合。在此情形下，金属导线架与焊料材料之间的反应会导 致焊料材料的表面上形成晶须，而导致晶须形成的原因至今仍未明。本专利技术人注意到一个事实，若以铜为主要成分的金属导线架与以锡为主要成分 的焊料材料接合，则金属导线架与焊料材料之间就会发生相互扩散。详细地说，当金属导线架中的铜成分与焊料材料中的锡成分之间发生相互扩散 时，铜成分从金属导线架扩散至焊料材料的速度会大于锡成分从焊料材料扩散至金属导 线架的速度。特定言之，铜成分沿着焊料材料的晶界(grainboundaries)的扩散速度很大。 而后，金属导线架与焊料材料之间的接合介面(bondin本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属导线架，适用于电子零件，所述金属导线架包括引线单元，所述引线单元以电性方式连接至电子元件，其中所述引线单元包括第一金属层，所述第一金属层是以铜（Ｃｕ）为主要成分且还包含硼（Ｂ）或铍（Ｂｅ）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】KR 2008-4-29 10-2008-00399041.一种金属导线架，适用于电子零件，所述金属导线架包括引线单元，所述引线单 元以电性方式连接至电子元件，其中所述引线单元包括第一金属层，所述第一金属层是 以铜(Cu)为主要成分且还包含硼(B)或铍(Be)。2.根据权利要求1所述的金属导线架，其中硼(B)或铍(Be)在所述第一金属层中占 0.01至0.5wt%，而铜(Cu)与杂质占剩余的重量百分比。3.根据权利要求1所述的金属导线架，其中所述第一金属层还包含铁(Fe)。4.根据权利要求3所述的金属导线架，其中铁在所述第一金属层中占0.1至6wt%。5.根据权利要求1所述的金属导...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东宁，金相范，姜奎植，林洙哲，
申请(专利权)人：日进素材产业株式会社，
类型：发明
国别省市：KR