[发明专利]使用用于引线框的多层电镀的方法的抗晶须对策

说明书

本公开涉及使用用于引线框的多层电镀的方法的抗晶须对策。引线框的衬底由第一材料制成。衬底被阻挡膜覆盖，阻挡膜由不同于第一材料的第二材料制成。阻挡膜然后被由第一材料制成的另一膜覆盖。引线框的第一部分以如下方式被封装在封装体内：使得引线框的第二部分从封装体延伸出并且不被封装体覆盖。然后未被封装体覆盖的另一膜的第一部分被剥离以暴露引线框的第二部分处的阻挡膜。另一膜的第二部分仍由封装体封装。然后用锡或锡基层覆盖引线框的第二部分处的暴露的阻挡膜。

技术领域

本文中的实施例涉及抗晶须对策，并且明确地说，涉及一种用于引线框的多层电镀以抑制锡晶须生长的方法。

背景技术

锡晶须生长是电子学中重要的工业问题。历史上，焊料回流技术以及将铅添加到锡电镀层很好地解决了晶须生长问题。然而，最近的立法已经转向禁止在电子产品中使用铅，并且因此基本上纯的镀锡现在被使用。这再次提出了解决锡晶须生长的问题。

用于引线框的材料的选择可以对晶须形成具有显著影响。铜是用于引线框衬底的典型的、最广泛使用的材料选择。然后在铜引线框衬底上镀锡层。锡晶须形成后的驱动力是当锡膜直接被镀在铜引线框衬底上时，由Cu₆Sn₅金属间化合物的不规则生长引起的该锡层中的应力。值得注意的是，这种金属间化合物在室温下容易形成。

通过在镀锡之后应用热处理可以获得晶须生长的一些减轻。热的应用引起体扩散并且导致由Cu₆Sn₅和Cu₃Sn两者组成的更规则和连续的金属间膜的形成。结果，锡膜层中的应力水平被降低。重要的是在镀锡被执行之后热处理立即被应用。

现在参考图1A－1C，图1A－1C示出了现有技术方法的步骤(如例如美国专利7,931,760和美国专利申请公开号2008/0316715中所教导的，这两篇文献通过引用并入本文)。在图1A中，引线框衬底10由铜或铜合金制成。锡或锡基膜12在引线框衬底10上被形成(例如，使用无电沉积工艺)。膜12具有优选的厚度。然后在根据优选厚度的期望温度和期望时间长度下应用热处理，以便将铜从引线框衬底10扩散到膜12中。作为示例，期望的温度可以在90至160℃的范围内，并且期望的时间长度可以在30分钟至90分钟的范围内。由于膜12具有优选的厚度，所应用的热处理将锡或锡基膜12的基本上全部(优选地，完全全部)转化成稳定的铜－锡化合物(铜－锡合金)阻挡膜14，如图1B中所示。作为示例，阻挡膜14可以包括Cu₃Sn。接着，如图1C所示，在阻挡膜14上形成锡或锡基膜16。即使在覆盖在上的锡或锡基膜16存在情况下，Cu₃Sn阻挡膜14的稳定性防止不受控制的金属间Cu₆Sn₅生长的形成。结果，锡晶须生长被抑制。

在本领域中还公知的是，在铜引线框和锡镀层之间使用一个或多个底层(或材料阻挡层)可以有效地减少锡晶须的形成和生长。一种特别适用于在底层中使用的材料是镍。镍底层的存在防止了Cu₆Sn₅金属间化合物的不规则生长的形成，该金属间化合物是晶须生长的应力诱导前体。

现在参考图2A－2C，图2A－2C示出了现有技术方法的步骤(例如，在美国专利5,780,172和美国专利申请公开号2020/0388943、2020/0187364和2002/0192492中所教导的，在本文中被引入作为参考)。在图2A中，引线框衬底20由铜或铜合金制成。在图2B中，在引线框衬底20上形成例如具有约0.5－1.0μm厚度的、包括镍或镍基膜22的底层。接着，锡或锡基膜26在镍基膜24底层上被形成，如图2C所示。镍基膜24形成阻止锡扩散到铜引线框衬底20中的阻挡层，并且从而防止金属间Cu₆Sn₅生长的形成。结果，锡晶须生长被抑制。

发明内容