專利名稱：帶有可焊引線架的集成電路器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將集成電路單元和引線架密封于保護(hù)外殼中的集成電路器件。
將集成電路(IC)單元和引線架密封于保護(hù)外殼中的集成電路(IC)器件被廣泛用于包括消費(fèi)電子設(shè)備、家用器具、計(jì)算機(jī)、汽車、電信、遙控和軍用設(shè)備等各種產(chǎn)品中。IC單元包含集成電路芯片和在塑料或陶瓷基底上包括一個(gè)或多個(gè)IC芯片和其它電子元件的混合集成電路組件。
一種將IC單元電連接到IC器件的電路外的措施采用引線架的形式。引線架是由一種高導(dǎo)電的材料，諸如銅、銅合金或鐵鎳合金制成的，把一金屬半成品沖壓或刻蝕成限定著安裝IC單元的中心面積的多根引線。一般的引線架包括一個(gè)安裝座和多根從接近安裝座的位置向外延伸的分離的引線件。在沒(méi)有安裝座的那些情況下，IC單元是由引線端頭支撐的，在形成引線時(shí)，或使引線端緊靠IC單元，或處于與IC單元隔開(kāi)的位置，或使引線端與IC單元的周邊相重疊。
一般來(lái)說(shuō)，在引線架的表面上用常規(guī)方法鍍上一層鎳。這意在把鎳鍍層作為銅擴(kuò)散以及在引線架表面形成活性銅產(chǎn)物，如氧化銅、硫化銅的阻擋層?？上?，厚度小于400微英寸(10.2μm)的鎳層含有許多孔隙，透過(guò)孔隙會(huì)發(fā)生銅到引線架表面的遷移或擴(kuò)散。然而，厚度大于400微英寸的層當(dāng)引線最終彎曲時(shí)往往會(huì)斷裂。
通過(guò)在鎳層頂上淀積一薄層鈀或鈀/鎳合金試圖消除或至少減小銅穿過(guò)400微英寸厚的鎳層的擴(kuò)散效應(yīng)(參見(jiàn)歐洲專利申請(qǐng)No.0250146，1987，12，23公開(kāi))。然而在引線架上不斷出現(xiàn)銅的銹蝕產(chǎn)物，包括氧化物、硫化物以及其它銅的反應(yīng)物，會(huì)弄臟引線架的表面，降低其可焊性。進(jìn)一步的試驗(yàn)是通過(guò)給銅基鍍上多層，包括自銅基向上順次鍍上5微英寸(127納米)厚的的鎳沉積(strike)層，3微英寸(76nm)厚的鈀/鎳合金層，一層鎳層和一層鈀層來(lái)克服這些缺點(diǎn)。鎳沉積層和鈀/鎳合金層是用來(lái)作為阻擋銅向引線架表面遷移的阻擋層，以便允許使用薄(小于400微英寸)的鎳層。(參見(jiàn)歐洲專利申請(qǐng)No.0335608，1989，10，4公開(kāi))。然而，這種復(fù)合層也沒(méi)有生產(chǎn)出能經(jīng)得住器件封裝工藝所要求的加工步驟的影響的產(chǎn)品。所以，需要一種能將基底金屬完滿覆蓋起來(lái)的涂層或復(fù)合涂層。
本發(fā)明體現(xiàn)在用引線架封裝的器件、引線架以及制造的物品，包括金屬基底、在金屬基底上的鎳層以及在鎳層上的復(fù)合金屬保護(hù)層。復(fù)合層包括從鎳層起按順序是鈀層、或軟金沉積沉積層、鈀-鎳合金層、鈀層以及金層。鈀或軟金沉積層一般當(dāng)作Ni和Pd-Ni合金層的接合(bonding)(粘接)層，并當(dāng)作促進(jìn)后續(xù)層降低孔隙度的層，Pd-Ni合金層當(dāng)作基底金屬離子的陷阱，Pd層對(duì)來(lái)自Pd-Ni合金層的鎳離子起陷阱作用，而金層協(xié)作增強(qiáng)Pd層的質(zhì)量。各層的厚度足以有效地完成各自根據(jù)加工和使用條件而確定的作用。Pd或Au的厚度可沉積至1-5微英寸、Pd-Ni合金4～100微英寸、Pd1～100微英寸而外金層1～100微英寸。


圖1是個(gè)典型的引線架并在其上安裝一個(gè)IC單元的頂視圖;
圖2是封裝好的器件沿圖1的2-2線剖開(kāi)部位的剖面圖;
圖3是表示本發(fā)明的復(fù)合鍍層引線的一小段縱向部分剖面的放大示意圖;
圖4是經(jīng)250℃5小時(shí)熱處理之后，對(duì)本發(fā)明的復(fù)合層俄歇(Auger)深度分布分析圖;
圖5是經(jīng)250℃5小時(shí)熱處理之后，對(duì)無(wú)金護(hù)層的復(fù)合層Auger深度分布分析圖。
圖1是個(gè)典型的引線架10的頂視圖，并帶有一個(gè)集成電路(IC)單元11。引線架包括一個(gè)安裝座12，在其上接合一個(gè)IC單元，以及引線13。埂條14，在此階段將引線13連在一起，將封裝介質(zhì)施加于虛線15所示區(qū)域上之后，埂條14被剪掉。
為便于說(shuō)明，參照一個(gè)IC的封裝對(duì)本發(fā)明加以說(shuō)明，封裝介質(zhì)是一種壓塑材料，如環(huán)氧樹脂。然而本發(fā)明也適用于其它的實(shí)施方案，如IC單元和引線被密封于陶瓷或陶瓷和金屬混合封裝之中。
圖2中表示封裝16的剖面示意圖。封裝包括IC單元11、安裝座12以及多根引線13。用焊料或粘合劑17將IC單元固定在安裝座上，經(jīng)導(dǎo)線或薄片18與引線電連接。IC單元11、安裝座12、導(dǎo)線18以及靠近安裝座的引線部位被密封于模壓封裝介質(zhì)19中。引線包括一基底金屬20、在基底金屬上的鎳層21以及在鎳層上的保護(hù)復(fù)合層22。
基底金屬20一般是銅或銅合金。銅合金諸如CDANo.102(99.95%的Cu，余量為Ag)，CDANo.103(99.95%的Cu，加上0.001-0.005的P和Au)，No.151(99.9%的Cu，0.1%的Zn)，No.155(97.8的Cu，0.034的Ag，0.058的P，0.11的Mg)，No.194(97.5的Cu，2.35的Fe，0.003的P，0.12的Zn)，以及KLF125(94.55的Cu，3.2的Ni，1.25的Sn，0.7的Si)都是用于引線架的代表材料。其它一些合金，諸如鐵-鎳合金也可用作基底材料。
上面提及的EP專利申請(qǐng)一般涉及金屬涂層，適用于防止至少降低銅或銅制品自基底金屬向引線架的引線表面的擴(kuò)散。然而，在引線表面有鎳和鎳產(chǎn)物，如氧化鎳存在，從可焊性觀點(diǎn)來(lái)看，比銅和銅產(chǎn)物存在更為嚴(yán)重。在表面只有5%原子百分?jǐn)?shù)或更少的鎳存在對(duì)表面的可焊性有不利的影響。由于包括高溫和氧化條件的各工藝步驟的作用使鎳和鎳產(chǎn)物擴(kuò)散到上覆層并與上覆層的金屬成分相互作用。鎳產(chǎn)物，如氧化鎳妨礙著焊接和接合工藝。此外，難以用通用的酸性物清洗去掉。
在鎳層21上淀積有多層結(jié)構(gòu)總厚約10微英寸的復(fù)合保護(hù)層22，能防止，至少大致減少銅和銅產(chǎn)物、鎳和鎳產(chǎn)物遷移到引線的外表面，使問(wèn)題得以解決。圖3表示的是一段引線13剖面的放大示意圖。復(fù)合層22包括從鎳層21向上依次為鈀或軟金沉積層23、鈀鎳合金層24、鈀層25以及金層26。所淀積的復(fù)合層的總厚度從約10～300微英寸變化，以及更厚些。鎳層上的復(fù)合層的厚度一般在20～200微英寸(510-5100nm)范圍。
鈀或軟金沉積層23作為鎳和鈀鎳合金層之間的接合(粘接)層，淀積厚度在1～5微英寸(25～102nm)的范圍。薄于1微英寸的層可能不足以達(dá)到接合的目的，而5微英寸或更厚些的層不會(huì)增添任何好處。Pd或Au沉積層是低孔隙度的層，除它的鍵合特性外，還有助于增進(jìn)后續(xù)層低孔隙度的生長(zhǎng)，并有助于減少銅和鎳向上層的潛在的擴(kuò)散。最好用本文中引用的1993.1.12授予J.A.Abys等人的美國(guó)專利No.4，178，475中介紹的鈀觸擊電鍍?nèi)芤旱矸ePd沉積層。淀積軟金的成分和電鍍的條件之實(shí)例在FrankH.Reed和WilliamGoldie合著的一本書中已有介紹(“GoldPlatingTechnology”，ElectrochemicalPublicationLimited，8BarnsStreet，Ayr，Scotland，Thirdprinting1987，pages26and46。)鈀鎳合金層24的淀積厚度在4-100微英寸(127～2540nm)范圍。生長(zhǎng)在鈀或軟金沉積層上的鈀鎳合金層是一種低孔隙度層。該層的主要目的是防止，至少減少銅、鐵和鎳及其產(chǎn)物，如氧化物擴(kuò)散到引線的表面，特別是擴(kuò)散到待焊接的表面。薄于4微英寸的層可能不足以阻擋銅和鎳擴(kuò)散穿過(guò)該層。而厚于100微英寸的層也不會(huì)增加任何額外的好處。合金是Pd-Ni合金，鎳的含量為10～90%重量百分?jǐn)?shù)，最好在10～30wt%范圍。最好用鈀電鍍?nèi)芤旱矸e合金層，披露于1990.3.27授予J.A.Abys等人的美國(guó)專利US-4，911，798和US-4，911，799，兩項(xiàng)專利均被本文引用。
鈀層25的淀積厚度在1～100微英寸(25～2540nm)范圍。該層的主要目的是進(jìn)一步降低底層孔隙度的作用，并防止或至少減低鎳從鈀鎳合金層24向待焊表面的擴(kuò)散。薄于1微英寸的層可能不足以阻擋鎳來(lái)自鈀鎳合金層的擴(kuò)散，而厚于100微英寸的層也不會(huì)增添任何額外的好處。該層的厚度根據(jù)Pd-Ni合金層的厚度和Ni含量而定。合金層內(nèi)的鎳含量越高，Pd層應(yīng)該越厚，以防止，至少減緩Ni進(jìn)入和穿過(guò)Pd層的擴(kuò)散。最好用鈀電鍍?nèi)芤旱矸e合金層，在1990.3.27授予J.A.Abys等人的美國(guó)專利US-4，911，799中披露，亦被本文引用。
金層26的淀積厚度在1～100微英寸(25～2540nm)的范圍。薄于1微英寸的層可能不足以與復(fù)合層的其它層相結(jié)合提供所要求的擴(kuò)散阻擋作用，而厚于100微英寸的層可能只增加額外的昂貴金的花費(fèi)，而對(duì)于外表面的可焊性、焊料可潤(rùn)性以及可鍵合性不會(huì)增添任何額外的好處。從經(jīng)濟(jì)上考慮，在很多場(chǎng)合可將使用昂貴的金層保持盡可能的薄，如1～2微英寸(25～51nm)。用任何常規(guī)用于鍍金的溶液來(lái)淀積金層。最好將金層作為一軟金沉積層而淀積。用于淀積軟金的成分和電鍍條件之實(shí)例披露于FrankH.Reed和WilliamGoldie合著的一書中，“GoldPlatingTechnology”，ElectrochemicalPublicationLimited，8BarnsStreet，Ayr，Scotland，Thirdprinting1987，pages26and46。
當(dāng)采用250℃和低些的溫度加工復(fù)合層時(shí)，可以淀積的厚度至少為1微英寸的Pd或Au沉積層、厚度不薄于4微英寸的Pd-Ni合金、厚度至少為1微英寸最好至少為3微英寸的Pd以及厚度至少為1微英寸的外金層。對(duì)工藝要求溫度達(dá)到450℃的情況，Pd或Au沉積層可在1～5微英寸的范圍內(nèi)，而厚度最薄的Pd-Ni合金層、Pd層以及外金層均可增加至20～30微英寸的范圍。
在完成金屬淀積之后，引線架經(jīng)受IC單元固定工藝。用公知的方法，如焊或粘，將IC單元11固定在引線架10的安裝座12上。用導(dǎo)線或接觸片18完成IC單元與引線13之間的電連接。重要的是引線架表面對(duì)導(dǎo)線應(yīng)是可接合的。一個(gè)沒(méi)有有害的銅和/或鎳的產(chǎn)物的可焊表面，也將適合于導(dǎo)線的鍵合。帶有有害的銅和鎳的產(chǎn)物的表面不可能適合于接合，或是接合性很差，所以不可能建立起可行的連接，即使建立了連接，在運(yùn)行中也會(huì)逐漸變?yōu)閿嗦?。若在接合部位引線的外表面有一薄層氧化鎳，形成的接觸性能特差。在IC單元固定、導(dǎo)線接合和焊接之前，用清洗法去掉銅的產(chǎn)物，如氧化物、硫化物。然而，這種鎳的副產(chǎn)物如氧化鎳其附著力十分強(qiáng)，因而用一般的清洗溶液幾乎去不掉。
于是，將每個(gè)組合件放在模壓設(shè)備中，注入塑封材料，包圍每個(gè)IC單元和毗鄰的引線部分，形成外IC單元封裝。從模壓設(shè)備取出組合件之后，將引線端與引線架分離開(kāi)，再去掉引線間的埂帶，使模壓好的IC封裝與引線架分開(kāi)。然后，將各引線彎曲成所要的形狀，如鳥翼狀、“J”或?qū)訝?。用酸洗凈模壓?fù)合體所露出的引線部位，再把它焊到裝配板上的焊點(diǎn)上。在一種情況下，將清潔的引線放在固定板上與焊塊或焊膏接觸，用回流法，將它焊在板上的焊點(diǎn)上。在另一種情況下，將清潔的引線浸在熔融的焊料池中，然后把它放在裝配板上與涂焊劑的接線焊點(diǎn)接觸。
為在IC單元和安裝板之間獲得可靠的連接，引線絕對(duì)應(yīng)該有可焊的表面。這意味著，這些待固定到板上焊點(diǎn)上的引線部位的表面應(yīng)能接收基本上連續(xù)的焊料涂層?？砂驯缓噶贤繉痈采w了95%或95%以上的待焊面積的表面看作是可焊的。另外，該表面應(yīng)有以低數(shù)目孔隙/厘米2表示的焊接覆蓋率，如低于28～30孔隙/厘米2，最好低于25孔隙/厘米2。
在制造封裝器件的工藝中，引線架經(jīng)受數(shù)道工藝操作步驟，這些步驟促進(jìn)了氧化、互擴(kuò)散摻雜、被蒸汽沾污、斷裂以及表面損傷污染。工藝步驟包括注塑熱塑材料以形成塑料框架(150℃，30分鐘)，電路連接，熱布料固位(150℃，30分鐘)，修整并形成引線，氧等離子體清洗或激光H2O2清洗以去掉任何有機(jī)雜質(zhì)，器件固定，包括管芯鍵合環(huán)氧樹脂固化(165℃，1小時(shí))外殼固定(165℃，1小時(shí))以及老化(125℃/24小時(shí))以便結(jié)構(gòu)應(yīng)力釋放以及牢固性測(cè)試。這些工藝在本領(lǐng)域中是公知的，因而無(wú)須進(jìn)一步詳述。塑料模壓封裝的形成和焊接步驟可能需要高至250℃的溫度。用低熔點(diǎn)玻璃的陶瓷封裝工藝可能超過(guò)400℃，處于400～800℃的溫度范圍0.5小時(shí)或更長(zhǎng)。這些工藝步驟及不利的熱和氧化對(duì)引線架材料的綜合影響導(dǎo)致引線架可焊質(zhì)量的下降。
為了測(cè)定引線架表面是否適合于可靠的連接，對(duì)有或無(wú)封裝材料的引線架作可靠性試驗(yàn)。試驗(yàn)之一是軍用規(guī)格883C-方法2003，有資格用作操作方法的規(guī)范。這標(biāo)準(zhǔn)包含在95℃95%相對(duì)濕度蒸汽老化4，8或16小時(shí)。這假定了模擬儲(chǔ)存期限至少為6個(gè)月。然后，對(duì)試樣施加非活化松香焊劑涂至露出的金屬引線，亦浸泡在250℃的焊料中5秒鐘。然后在10×放大率下估計(jì)試樣對(duì)焊料的覆蓋率?？珊感院细竦耐繉颖亟?jīng)有至少95%的高質(zhì)量平滑焊料覆蓋率，其孔隙率低于28-30孔隙/厘米2，最好低于25孔隙/厘米2。雖然開(kāi)拓了典型的焊料涂覆法，在測(cè)試未涂覆焊料的襯底中，同樣也可使用蒸汽老化試驗(yàn)方法。如果被測(cè)試的表面能接收焊料涂層，可進(jìn)行該試驗(yàn)。用SO2蒸汽進(jìn)行孔隙度測(cè)試，如ASTM B799-88(1988，11 p463-465)中所述。
因許多應(yīng)用包括有涂層引線架的熱輻照，在熱老化的情況下各層間的熱擴(kuò)散如果下層金屬擴(kuò)散到較貴重的表面層內(nèi)，如鎳擴(kuò)入金中，會(huì)引起表面質(zhì)量的下降。所以，除蒸汽老化外，還希望對(duì)電鍍的表面進(jìn)行熱老化。目前，尚無(wú)標(biāo)準(zhǔn)化的熱老化規(guī)格。為了判斷在各種熱條件下本發(fā)明涂層對(duì)可焊性的穩(wěn)定性，將涂層置于150℃、200℃和250℃做1、2和5小時(shí)，以及在400℃做1小時(shí)的熱測(cè)試。
對(duì)有20微英寸厚的鎳層并涂有總厚為11微英寸的復(fù)合層的銅板進(jìn)行熱測(cè)試。復(fù)合層包括自鎳層起依次為3微英寸的Pd沉積層，4微英寸的Pd/Ni(80/20)合金層，3微英寸Pd層以及1微英寸的軟金頂層。在剛電鍍后，試樣具有98%以上的焊料覆蓋率。當(dāng)將試樣置于200℃做1、2和5小時(shí)以及置于250℃做2和5小時(shí)熱處理時(shí)，試樣仍保持了原來(lái)的＞98%的焊料覆蓋率。當(dāng)將試樣做蒸汽老化(95℃、95%相對(duì)濕度)8小時(shí)時(shí)，焊料覆蓋率仍保持高達(dá)＞98%。
為了比較，對(duì)有厚度相同的Pd沉積層、Pd-Ni合金和Pd，但無(wú)外軟金頂層的試樣做測(cè)試。在電鍍后，這些試樣的標(biāo)稱的焊料覆蓋率為＞98%;當(dāng)置于200℃輻照1和2小時(shí)時(shí)，額定值大于98%;當(dāng)置于200℃輻照5小時(shí)時(shí)，額定值大于95%;但當(dāng)以250℃的溫度輻照2和5小時(shí)時(shí)，下降到小于90%的不合格的值。
在圖4和圖5中表示一復(fù)合層的Auger深度分布分析圖。該復(fù)合層有多層成分，自20微英寸的鎳層起依次為3微英寸的Pd沉積層、4微英寸Pd/Ni合金(80/20)層、3微英寸Pd層以及1微英寸的軟金層。使復(fù)合層在250℃經(jīng)受5小時(shí)的熱處理。在熱處理之后以20納米/分的速率進(jìn)行剝蝕分析。由圖4可見(jiàn)，在剝蝕3.5分鐘期間在Pd層未探測(cè)到鎳，這大約對(duì)應(yīng)70nm(近似為3英寸)的Pd層厚度。圖5展示的是當(dāng)對(duì)帶有Pd沉積層、Pd-Ni合金層及Pd層，其厚度與上述相同，但沒(méi)有外軟金層的復(fù)合層做分析時(shí)，在Pd層表面出現(xiàn)了Ni。這樣，在250℃經(jīng)5小時(shí)，鎳將從Pd-Ni合金層擴(kuò)散到2-3微英寸厚的Pd層表層，并影響到可焊性。然而，在Pd層頂?shù)?微英寸金層防止了這種擴(kuò)散，并提供理想的可焊性。當(dāng)使有和無(wú)外金層的復(fù)合層經(jīng)受再高的高溫時(shí)，會(huì)出現(xiàn)類似的情形。例如，在另一實(shí)驗(yàn)中，在450℃經(jīng)1小時(shí)后，鎳穿透了20微英寸的Pd和3微英寸的金。在20微英寸鈀層頂上施加20微英寸的金可消除這種穿透并達(dá)到完滿的可焊性。作為比較，在450℃只熱輻照10分鐘后，在Ni層頂上無(wú)Pd沉積層、Pd-Ni合金層及Pd層，僅靠100微英寸的金本身不能防止可焊性下降。
在另一特定實(shí)施例中，在Ni層19上依次淀積復(fù)合層20的各個(gè)層。在20微英寸(約510nm)厚的Ni層上淀積總厚約12微英寸(約310nm)的復(fù)合層。
表Ⅰ123層別厚度(微英寸)Pd沉積層112Pd/Ni合金7.57.57.5Pd121Au沉積層211下列分層的保護(hù)層，可被看作是代表已有技術(shù)涂層的組合4，被用作對(duì)照組層別厚度(微英寸)Pd/Ni沉積層3鎳20Pd3對(duì)試樣在電鍍后和隨后8小時(shí)蒸汽老化后的可焊性進(jìn)行測(cè)試。在從用于可焊性測(cè)試的同一板上切下的段上實(shí)行孔隙測(cè)試。復(fù)合層的可焊性和孔隙度的特性數(shù)據(jù)列于表Ⅱ。
表Ⅱ組合號(hào)1234電鍍后覆蓋率%99999897蒸汽老化后覆蓋率%98979785孔隙度孔/厘米211 13 23 7100對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易想到更多的優(yōu)點(diǎn)和改型。所以，本發(fā)明從更廣泛的意義上說(shuō)不限于特定的細(xì)節(jié)、代表性的器件以及表明和介紹過(guò)的解釋實(shí)例。因而無(wú)須脫離普通發(fā)明概念的被所附權(quán)利要求書及其等同物所限定的精神和范圍，即可做出各種各樣的改型。
權(quán)利要求
1.一種IC封裝，它至少包括一個(gè)IC單元和密封于保護(hù)性封裝之內(nèi)的引線，其中的引線包括基底金屬、在該基底金屬上的鎳層以及在鎳頂上的復(fù)合金屬層，所說(shuō)的復(fù)合層，其特征在于從鎳起依次為鈀或軟金沉積層、含10～90wt%鎳的鈀鎳合金層、鈀層以及金層，其中所說(shuō)的鈀或軟金沉積層淀積到足夠的厚度、使鈀鎳合金層接合到鎳層上，所說(shuō)的鈀鎳合金層淀積到足夠的厚度，至少減緩基底金屬向引線表面的擴(kuò)散，所說(shuō)的鈀層淀積到足夠的厚度至少減緩鎳向引線表面的擴(kuò)散，以及所說(shuō)的外金層淀積到足夠的厚度，進(jìn)一步阻擋任何鎳向引線表面的擴(kuò)散。
2.權(quán)利要求1的IC封裝，其特征在于所說(shuō)的復(fù)合層淀積的總厚度在10～30微英寸的范圍。
3.權(quán)利要求1的IC封裝，其特征在于所說(shuō)的復(fù)合層淀積的最小總厚度為10微英寸。
4.權(quán)利要求1的IC封裝，其特征在于所說(shuō)的鈀或軟金沉積層之厚度至少為1微英寸，所說(shuō)的鈀鎳合金層之厚度至少為4微英寸，所說(shuō)的鈀層之厚度至少為1微英寸，以及所說(shuō)的外金層之厚度至少為1微英寸。
5.權(quán)利要求1的IC封裝，其特征在于用于250℃或更低的溫度，其中所說(shuō)的鈀沉積層至少為3微英寸厚，所說(shuō)的鈀鎳合金層至少為4微英寸厚，所說(shuō)的鈀層至少為3微英寸厚，以及所說(shuō)的外金層至少為1微英寸厚。
6.權(quán)利要求1的IC封裝，其特征在于用于450℃或更高的溫度，其中所說(shuō)的鈀或軟金沉積層在1～5微英寸的范圍內(nèi)，而所說(shuō)的鈀鎳合金層所說(shuō)的鈀層以及所說(shuō)的外金層其厚度均落在至少20～30微英寸的范圍內(nèi)。
7.權(quán)利要求1的IC封裝，其特征在于所說(shuō)的基底金屬包括銅和含20wt%的鈀鎳合金。
8.權(quán)利要求1的IC封裝，其特征在于所說(shuō)的外金層包括軟金沉積層。
9.一種為IC單元提供電接觸的引線架，它包括多根與IC電連接的引線，每根引線包括一基底金屬、在基底金屬上的鎳層以及淀積在鎳層上的復(fù)合金屬層，所說(shuō)的復(fù)合層，其特征在于，從鎳起依次為鈀或軟金沉積層、含10～90wt%鎳的鈀鎳合金層、鈀層以及金層，其中所說(shuō)的鈀或軟金沉積層的淀積厚度足以使鈀鎳合金層接合到鎳層上，所說(shuō)的鈀鎳合金層淀積到足夠的厚度，至少減緩基底金屬向引線表面的擴(kuò)散，所說(shuō)的鈀層淀積到足夠的厚度，至少減緩鎳向引線表面的擴(kuò)散，以及所說(shuō)的外金層的厚度足以進(jìn)一步阻擋任何鎳向引線表面的擴(kuò)散。
10.權(quán)利要求9的引線架，其特征在于所說(shuō)復(fù)合層淀積的總厚度在10～300微英寸的范圍。
11.權(quán)利要求9的引線架，其特征在于所說(shuō)的復(fù)合層淀積的最小總厚度至少為10微英寸。
12.權(quán)利要求9的引線架，其特征在于所說(shuō)的鈀或軟金沉積層的厚度至少為1微英寸，所說(shuō)的鈀鎳合金層的厚度至少為4微英寸，所說(shuō)的鈀層厚度至少為1微英寸，以及所說(shuō)的外金層厚度至少為1微英寸。
13.權(quán)利要求9的引線架，其特征在于對(duì)于用于250℃和低于250℃的溫度的，所說(shuō)的鈀沉積層厚度至少為3微英寸，所說(shuō)的鈀鎳合金層厚度至少為4微英寸，所說(shuō)的鈀層厚度至少為3微英寸，以及外金層的厚度至少為1微英寸。
14.權(quán)利要求9的引線架，其特征在于對(duì)于用于450℃和450℃以上的溫度的，所說(shuō)的鈀或軟金沉積層厚度在1～5微英寸的范圍，以及所說(shuō)的鈀鎳合金層、所說(shuō)的鈀層和所說(shuō)的外金層的厚度均落在20～30微英寸的范圍。
15.權(quán)利要求9的引線架，其特征在于所說(shuō)的基底金屬包括銅，而所說(shuō)的Pd-Ni合金含20wt%的鎳。
16.權(quán)利要求9的引線架，其特征在于所說(shuō)的外金層包括軟金沉積層。
17.一種制造包括一基底金屬、一在該基底金屬上的鎳層、以及一在該鎳層上的復(fù)合層的制品，所說(shuō)的復(fù)合層，其特征在于，自鎳層起依次為鈀或軟金沉積層、含10～90wt%鎳的鈀鎳合金層、鈀層以及金層，所說(shuō)的鈀鎳合金層至少為4微英寸厚，以及所說(shuō)的鈀或軟金沉積層、所說(shuō)的鈀層和所說(shuō)的外金層均為1微英寸厚。
18.權(quán)利要求17的制品，其特征在于所說(shuō)的復(fù)合層的淀積總厚度在10～300微英寸的范圍。
19.權(quán)利要求17的制品，其特征在于所說(shuō)的復(fù)合層的淀積的總厚度為10微英寸。
20.權(quán)利要求17的制品，其特征在于所說(shuō)的鈀或軟金沉積層厚度至少為1微英寸、鈀鎳合金層厚度至少為4微英寸、所說(shuō)的鈀層厚度至少為1微英寸，以及所說(shuō)的外金層厚度至少為1微英寸。
21.權(quán)利要求17的制品，其特征在于對(duì)用于250℃及低于250℃的所說(shuō)的鈀或軟金沉積層厚度至少為3微英寸、所說(shuō)的鈀鎳合金層厚度至少為4微英寸、所說(shuō)的鈀層厚度至少為3微英寸，以及所說(shuō)的外金層厚度至少為1微英寸。
22.權(quán)利要求17的制品，其特征在于對(duì)用于450℃及高于450℃的，所說(shuō)的鈀或軟金沉積層厚度在1～5微英寸的范圍，而所說(shuō)的鈀鎳合金層、所說(shuō)的鈀層以及所說(shuō)的金層厚度均落在20～30微英寸范圍內(nèi)。
23.權(quán)利要求17的制品，其特征在于所說(shuō)的基底金屬包括銅，而所說(shuō)的鈀鎳合金含20wt%的鎳。
24.權(quán)利要求17的制品，其特征在于所說(shuō)的外金層包括軟金沉積層。
全文摘要
帶引線架的封裝器件、引線架及含基底金屬及其上的鎳層、鎳層上的復(fù)合金屬保護(hù)層的制品。復(fù)合層包括自鎳層起依次為鈀或軟金沉積層、鈀鎳合金層、鈀層及金層。鈀或軟金沉積層起接合層作用，并促進(jìn)后續(xù)層減少孔隙度。Pd-Ni層對(duì)基底金屬離子起陷阱作用，Pd層對(duì)來(lái)自Pd-Ni合金層的Ni離子起陷阱作用。外金層協(xié)作增強(qiáng)Pd層質(zhì)量。軟金沉積層上的Pd1～5微英寸、Pd-Ni合金層4～100微英寸、pd層1～100微英寸、而外金層1～100微英寸。
文檔編號(hào)H01L23/495GK1103204SQ9410801
公開(kāi)日1995年5月31日 申請(qǐng)日期1994年7月26日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月29日
發(fā)明者J·A·阿比斯, I·V·卡迪扎, E·J·庫(kù)德拉克, J·J·梅桑諾 申請(qǐng)人:美國(guó)電話電報(bào)公司