半导体器件用引脚框架及其制造方法技术

本发明专利技术目的在于提供一种半导体器件用引脚框架及其制造方法，其中，引脚框架的各种材料特性优良，且可廉价地制造和供应。本发明专利技术公开的半导体器件用引脚框架，包括：由铁（Ｆｅ）及铬（Ｃｒ）构成的合金母材，以规定厚度镀敷在前述合金母材的至少一个面上来提高紧密接合力的第一镀层，以及镀敷在前述第一镀层的表面、厚于前述第一镀层的厚度、并且接合半导体管芯和引线而使规定电流流过的第二镀层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，具体来讲，涉及各种材料特性优良且可廉价制造和供应的。
技术介绍
一般来说，半导体器件用引脚框架是通过对连续的金属条带(Strip)进行机械冲压(Stamping)或化学蚀刻(etching)的方法制造出来的，其同时起到使半导体管芯和外部装置连接起来的导线(lead)作用，以及使半导体器件固定于外部装置的支撑台(frame)作用。这样的半导体器件用引脚框架可大致分为铜系列(铜∶铁∶磷＝99.8∶0.01∶0.025)、铜合金系列(铜∶铬∶锡∶锌＝99∶0.25∶0.25∶0.22)、42合金系列(铁∶镍＝58∶42)等。在此，前述铜系列主要用于厚度大于等于0.15mm的引脚框架，铜合金系列及42合金系列主要用于厚度为0.1～0.15mm的引脚框架，42合金系列主要用于厚度为0.1mm左右的引脚框架。但是，并不是绝对地依据前述引脚框架的厚度来决定前述金属系列，而是根据各种材料的特性来决定适宜作为前述引脚框架的金属系列。另一方面，对于采用了这样的引脚框架的半导体器件而言，前述引脚框架大约占到成本的30～60％。而且，一点也不夸张地讲，最近在追求轻薄短小化的半导体器件中，主要使用的由42合金构成的引脚框架非常昂贵，占了前述半导体器件的大部分成本。在此，构成前述半导体器件成本的材料除了引脚框架外，主要还有环氧树脂模塑料和金线等。因此，最近正在开展各种研究和开发，通过改变前述昂贵的引脚框架的材质来减少成本比重，并且探寻各种材料特性均优于或等于以往引脚框架的引脚框架的新材质。目前，虽然产业用金属的数量多得数不清，但不是所有的金属均能用于引脚框架。因此，用于引脚框架的任何金属都必须按照引脚框架或半导体器件的要求来满足规定的条件。如上所述，为了将规定的金属用于引脚框架，必须满足以下两大条件。第一，必须具有适合用作引脚框架的优良材料特性。该材料特性可大致分为机械特性、物理特性、电特性、热特性。前述机械特性包括拉伸强度、伸长率、弹性系数及硬度；电特性包括导电率；热特性包括热膨胀系数、导热系数及软化温度；物理特性包括比重及铅附着性。即，用于引脚框架的任何金属都必须完全满足与前述10种相当的项目或规格。第二，即使规定的金属满足前述各种材料特性，但其价格也不得高于以往的引脚框架(例如42合金)的价格。即，前述规定的金属必须要以比以往的引脚框架便宜得多的价格来制造及提供。例如，将由42合金构成的引脚框架用于半导体器件时，在其半导体器件中，由前述42合金构成的引脚框架所占的成本比重非常高，从而导致前述半导体器件本身的成本也有所提高。因此，为了降低前述半导体器件的价格，必须能够用低于由成本比重最大的前述42合金构成的引脚框架大约10～60％左右的价格来制造和供应新的引脚框架。
技术实现思路
本专利技术就是鉴于前述以往的要求而做出的，目的在于提供一种各种材料性能优良、且可廉价制造和供应的。本专利技术的半导体器件用引脚框架的特征在于，包括由铁(Fe)及铬(Cr)构成的合金母材；第一镀层，以规定厚度镀敷在前述合金母材的至少一面来提高紧密接合力；以及第二镀层，镀敷在前述第一镀层的表面，厚于前述第一镀层厚度，并且与半导体管芯和引线接合而流过规定电流。本专利技术的半导体器件用引脚框架的制造方法的特征在于，包括准备由铁(Fe)及铬(Cr)构成的合金母材的合金母材准备步骤；在化学溶液中将前述合金母材浸渍规定时间后取出，由此去除在前述合金母材的表面形成的钝态氧化被膜的钝态氧化被膜去除步骤；将去除了前述钝态氧化被膜的合金母材浸渍于第一镀敷溶液中后取出，由此形成规定厚度的第一镀层的第一镀层形成步骤；以及将形成了前述第一镀层的合金母材浸渍于第二镀敷溶液后取出，由此形成规定厚度的第二镀层的第二镀层形成步骤。如上所述，本专利技术的引脚框架具有类似或优于以往的、例如由42合金构成的引脚框架的材料特性，即，机械特性(拉伸强度、伸长率、弹性系数及硬度)和物理特性(比重及铅附着性)的效果。另外，本专利技术的引脚框架还具有优于以往的例如由42合金构成的引脚框架的优良电特性(导电率)及热特性(导热系数)的效果。即，对于本专利技术的引脚框架而言，前述电特性(导电率)的提高不仅使半导体管芯的响应速度加快，还减少了焦耳热的产生并提高了热效率。当然，由此减少了由半导体管芯的热量导致的劣化且可进行大功率器件的安装。另外，前述热特性(导热系数)的提高，使得本专利技术的引脚框架将半导体管芯在工作中所产生的焦耳热以最快速度向外部散出，由此，使半导体管芯的性能降低最小化。本专利技术的引脚框架可用低于由例如以往的42合金构成的引脚框架大约50％以上的价格购入。因此，通过将半导体器件中占成本最多的引脚框架的价格降低到大约一半以下，能获得降低半导体器件的整体价格的经济效果。附图说明图1a是表示本专利技术的半导体器件用引脚框架的截面图。图1b是表示冲压或蚀刻后的引脚框架的一例的俯视图。图2是表示本专利技术的半导体器件用引脚框架的制造方法的流程图。图3a至图3d是表示本专利技术的半导体器件用引脚框架的制造方法的示意图。图4a是表示本专利技术的半导体器件用引脚框架的镀敷厚度测定位置的图。图4b是表示第一镀层形成后的剥离测试结果的照片。图4c是表示第二镀层形成后的剥离测试结果的照片。图5a及图5b是表示对本专利技术的半导体器件用引脚框架进行贴片(diebonding)工序后的管芯取下测试结果的照片。图5c及图5d是表示进行引线键合工序后的引线拉力测试结果的照片。图6a是对以往的半导体器件用引脚框架进行成形加工工序后的照片。图6b是对本专利技术的半导体器件用引脚框架进行成形加工工序后的照片。图7a至图7c是将利用了本专利技术的引脚框架的半导体器件与利用了以往的引脚框架的半导体器件的各种特性进行比较的曲线图。附图符号说明100本专利技术的半导体器件用引脚框架，110合金母材，112钝态氧化被膜，120第一镀层，130第二镀层具体实施方式以下，参照附图对本专利技术进行详细说明。图1a是表示本专利技术的半导体器件用引脚框架的截面图；图1b是表示冲压或蚀刻后的引脚框架的一例的俯视图。如图1a所示，本专利技术的半导体器件用引脚框架100包括规定厚度的合金母材110、在前述合金母材110的至少一个面上以规定厚度形成的第一镀层120、以及在前述第一镀层120的表面以规定厚度形成的第二镀层130。如图1b所示，冲压或蚀刻后的引脚框架100可包括维持规定形态的框架171、与前述框架171相连且在半导体器件制造过程中接合半导体管芯的管芯台(diepad)172、以及与前述框架171相连且在半导体器件制造工程中键合引线的引脚173。但是，本专利技术不限于图1b所示的引脚框架的方式，本专利技术的引脚框架当然也可制造成任意形式。前述合金母材110可由铁(Fe)及铬(Cr)构成。在此，前述合金母材110的铁可为80～84w％，铬可为13～18w％。如果前述铬小于等于13w％，则引脚框架100的耐腐蚀性及高温硬度劣化，此外，如果前述铬大于等于18w％，则引脚框架100的机械特性、电特性、热特性、及物理特性将整体下降。另外，在前述合金母材110中，还可含有碳(C)0.12～0.15w％、硅(Si)0.8～1.0w％、锰(Mn)0.8～1.2w％、磷(P)0.020～0.060w％、硫(S)0.0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件用引脚框架，其特征在于，包括：由铁（Ｆｅ）及铬（Ｃｒ）构成的合金母材，第一镀层，以规定厚度镀敷在前述合金母材的至少一个面上来提高紧密接合力，以及第二镀层，镀敷在前述第一镀层的表面，厚于前述第一镀层的厚度 ，并且与半导体管芯和引线接合而流过规定电流。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李承炫，韩振宇，
申请(专利权)人：开益禧有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]