專利名稱：提高集成電路內(nèi)引線鍵合可靠性的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體集成電路封裝，具體地說涉及半導體集成電路封裝時內(nèi)引線的鍵合。
背景技術：
集成電路封裝時，有一道金屬絲鍵合工序，它是指用鋁硅合金絲或其它金屬絲以壓焊的方式連接器件中的芯片和器件基座的內(nèi)引線柱，鍵合強度及鍵合強度的穩(wěn)定性是該工序的重要指標。為了提高鍵合強度和鍵合強度的穩(wěn)定性，人們提出了不少方案，如中國專利00101997.X“引線框架及其電鍍方法”公開一種半導體封裝的引線框架及其制造方法。中國專利97114610.1“半導體器件及其制造方法”公開一種具有鎳、鈀和金的層疊鍍層的引線框架及其制造方法。上述兩種方案生產(chǎn)成本較高，工藝復雜，而且不能根本解決Au-Al鍵合的缺陷問題。
較常用的壓焊絲是鋁硅合金絲，它與金接觸通過壓力和超聲波鍵合，形成合金層，若鍵合工藝不恰當，可能引起合金層產(chǎn)生裂紋甚至脫落，另外Au-Al鍵合系統(tǒng)經(jīng)高溫長期存放后，會出現(xiàn)“紫斑”、“白斑”，這些都是可能引起鍵合失效。現(xiàn)有的情況是各半導體器件廠生產(chǎn)的基座，整個基座多數(shù)是鍍金的，也有鍍鎳的，也有鍍其它金屬的，現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝是在封裝廠，不論基座的內(nèi)引線柱表面的金屬層是什么金屬層用壓焊絲直接壓焊。這樣的工藝辦法雖然成本低、操作簡單方便，但是由于內(nèi)引線柱表面的金屬層種類不同、鍍層的厚度不同等條件差異與壓焊絲壓焊后產(chǎn)品的鍵合強度及鍵合穩(wěn)定性不完全相同，使得最終封裝產(chǎn)品質(zhì)量不相同，從而產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術中的缺點，提供了一種提高集成電路內(nèi)引線鍵合的可靠性的方法。
本發(fā)明的技術方案是在裝結(jié)芯片和壓焊前，增加電鍍工序，所述電鍍工序為除去內(nèi)引線柱端面原有金屬層，然后電鍍鎳，僅電鍍集成電路基座的內(nèi)引線柱部份。整個器件封裝過程除增加電鍍工序外，其余工序不變。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是避免了Au-Al鍵合系統(tǒng)的缺陷，能使各種內(nèi)引線柱在較佳的鍍鎳條件下生成較佳的鎳鍍層，通過與壓焊絲壓焊形成Ni-Al鍵合系統(tǒng)，本發(fā)明具有成本低廉，操作方便，內(nèi)引線鍵合強度和鍵合強度穩(wěn)定性好的特點。


圖1為本發(fā)明給出的實施例的半導體器件主視2為本發(fā)明給出的實施例的半導體器件俯視圖各圖中1為內(nèi)引線柱、2為基座金屬殼、3為外引線、4為引線標記、5為絕緣層、6為壓焊絲、7為芯片、8為灰色表示電鍍鎳區(qū)域。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細描述本實施例以T08型封裝集成電路為例，成品基座經(jīng)檢驗合格后用砂磨方法去掉基座內(nèi)接線柱1端面的原有金屬層，把基座插在掛具上，用10％的洗潔精清洗基座，再用清水沖洗，然后用5％的硫酸浸蝕內(nèi)引線柱1需鍍鎳的區(qū)域8，再用去離子水充分清洗基座。把掛具帶電放入鍍槽，控制鍍液僅僅接觸需要鍍鎳的區(qū)域8，通電30分鐘，然后把掛具帶電取出鍍槽，用去離子水充分清洗基座后烘干。鍍槽內(nèi)鍍液成份硫酸鎳為200～240g/L，氯化鎳為75～150g/L，硼酸為40～50g/L，添加劑適量；電鍍條件PH值為3.3～4.5，溫度為43～57℃；電流密度為2～10.5A/dm2。清洗烘干后的基座再進行裝結(jié)芯片，然后進入內(nèi)引線鍵合的壓焊工序，然后再進行下一封裝工序。這樣可以使基座外引線3表面、基座金屬殼2表面及內(nèi)引線柱1表面具有不同的金屬層。既可以使器件外表具有其金屬的保護性能和外觀，又可以提高器件壓焊的鍵合強度和鍵合強度的穩(wěn)定性，而且使器件封裝在壓焊時更易于操作。所述砂磨方法，可以是用砂紙，人工打磨的方法。
為了驗證本發(fā)明的效果，本發(fā)明申請人進行了采用本發(fā)明生產(chǎn)的產(chǎn)品的溫度循環(huán)和溫度貯存應力試驗，溫度循環(huán)按GJB548A方法1010A條件C，循環(huán)次數(shù)100次，溫度貯存為175℃120小時再200℃120小時和225℃120小時，每120小時各抽取2只樣品測試引線鍵合強度，從鍵合強度測試數(shù)據(jù)看沒有發(fā)生不合格的情況。
為比較Ni-Al鍵合系統(tǒng)與Au-Al鍵合系統(tǒng)，還進行了對比試驗某型產(chǎn)品在175℃下保持120小時的溫度應力試驗后進行鍵合強度測試，Au-Al鍵合系統(tǒng)94個測試點中有11個點脫鍵，而采用本發(fā)明的產(chǎn)品Ni-Al鍵合系統(tǒng)同樣測試94個點，無一脫鍵現(xiàn)象。當產(chǎn)品從175℃上升到200℃保持了120小時后，Au-Al鍵合系統(tǒng)產(chǎn)品的鍵合強度，同樣測試94點，雖然可以測讀數(shù)據(jù)，但鍵合強度急劇下降，測試時全部脫鍵；同條件下Ni-Al鍵合系統(tǒng)測試點無一例脫鍵。從對比試驗可見Ni-Al鍵合系統(tǒng)溫度應力性能遠優(yōu)于Au-Al鍵合系統(tǒng)，說明本發(fā)明在實際效果上的優(yōu)勢。
另外，采用本發(fā)明生產(chǎn)的產(chǎn)品經(jīng)1000小時穩(wěn)態(tài)壽命試驗和機械環(huán)境試驗后，鍵合強度穩(wěn)定；在較長時間內(nèi)經(jīng)用戶使用，沒有發(fā)現(xiàn)因鍵合強度下降導致器件失效。
本發(fā)明可應用于采用壓焊鍵合的半導體器件封裝的內(nèi)引線鍵合。
權利要求
1.一種提高集成電路內(nèi)引線鍵合可靠性的方法，其特征在于裝結(jié)芯片和壓焊前，增加電鍍工序，所述電鍍工序為除去內(nèi)引線柱端面原有金屬層，然后電鍍鎳，僅電鍍集成電路基座的內(nèi)引線柱部份。
2.根據(jù)權利要求1所述一種提高集成電路內(nèi)引線鍵合可靠性的方法，其特征在于所述除去內(nèi)引線柱端面原有金屬層為砂磨方法。
3.根據(jù)權利要求1所述一種提高集成電路內(nèi)引線鍵合可靠性的方法，其特征在于所述電鍍工藝，其鍍液成份硫酸鎳為200～240g/L，氯化鎳為75～150g/L，硼酸為40～50g/L，添加劑適量；電鍍條件PH值為3.3～4.5，溫度為43～57℃；電流密度為2～10.5A/dm2；通電時間為30分鐘。
全文摘要
一種提高集成電路內(nèi)引線鍵合可靠性的方法，其技術方案是在裝結(jié)芯片和壓焊前，增加電鍍工序，所述電鍍工序為用砂磨的方法除去內(nèi)引線柱端面原有金屬層，然后電鍍鎳，僅電鍍集成電路基座的內(nèi)引線柱部分。整個器件封裝過程除增加電鍍工序外，其它工序不變。本發(fā)明避免了Au－Al鍵合系統(tǒng)的缺陷，能使各種內(nèi)引線柱在較佳的鍍鎳條件下生成較佳的鎳鍍層，通過與壓焊絲壓焊形成Ni－Al鍵合系統(tǒng)。本發(fā)明具有成本低廉，操作方便，內(nèi)引線鍵合強度和鍵合強度穩(wěn)定性好的特點。
文檔編號H01L21/60GK1716556SQ200510003089
公開日2006年1月4日 申請日期2005年6月1日 優(yōu)先權日2005年6月1日
發(fā)明者盧生貴, 高福, 周恒 申請人:中國振華集團風光電工廠