ЛЕНТА ДЛЯ ВЫВОДНЫХ РАМОК ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ И ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ Российский патент 1995 года по МПК H01L23/48 

Изобретение относится к электронной промышленности и может быть использовано в производстве полупроводниковых приборов и интегральных схем (ИС).

Известна выводная рамка, основа которой выполнена из металла. Рамка имеет основные части, предназначенные для присоединения кристалла и проволочных выводов, на поверхности которых непосредственно или с использованием никелевого покрытия сформирована зеркальная гальваническая пленка серебра. Над этой пленкой серебра сформирована матовая пленка гальваническая пленка серебра [1]
Недостатками этого способа являются наличие слоя никеля, ухудшающего теплоэлектропроводность полупроводниковых приборов и ИС, а также необходимость дополнительного нанесения слоя серебра для качественного присоединения внутренних выводов. Этот процесс трудоемок и требует больших энергетических затрат.

Известна также выводная рамка для полупроводниковых приборов и ИС, состоящая из медного сплава и медного поверхностного слоя [2] При этом в приповерхностный слой ленточной заготовки из медного сплава, содержащего не менее 0,05% одного или более элементов из ряда Fe, Si, P, Ni, проводят диффузию цинка. Концентрация цинка в приповерхностном слое должна составлять 5-30% При пайке выводов рамки при диффузии цинка в припой не образуется ζ -фазы, что повышает срок службы паяного соединения.

Недостатком способа является то, что процесс диффузии цинка проводят при температуре 350-600^оС. Известно, что при таких температурах медь и медные сплавы приобретают свойство красноломкости, что приводит к потере прочностных характеристик медной ленточной заготовки. Кроме того, процесс длителен (1 ч и более) и требует больших энергетических затрат.

Техническим результатом заявляемой конструкции является высокое качество и надежность паяных и сварных соединений и снижение себестоимости продукции.

Данный результат достигается за счет того, что медьсодержащий поверхностный слой, полученный плакированием, содержит 1-4% цинка и/или на него нанесена полоса алюминия, при этом толщина алюминия выбрана равной 1-9 мкм, а в качестве металла основы выбраны железо или никель или сплавы на их основе. Цинк в медьсодержащий слой введен путем термической диффузии, при этом толщина латунного диффузионного слоя составляет 1-5 мкм, а алюминиевая полоса сформирована плакированием.

Содержание цинка в поверхностном слое в количестве 1-4% обеспечивает высокое качество сварных и паяных соединений внутренних выводов, так как исключает образование интерметаллических соединений. Наличие алюминиевой полосы, кроме того, снижает температуру образования эвтектики при посадке кристалла на выводную рамку.

Медьсодержащий поверхностный слой ленты, содержащий 1-4% Zn и/или алюминиевую полосу, обладает высокой теплостойкостью и поэтому исключает применение восстановительной атмосферы даже в момент разварки выводов.

Сущность предлагаемой конструкции ленты для выводных рамок полупроводниковых приборов и ИС состоит в том, что на металлической основе (например, железо) плакированием формируется медьсодержащий слой с одной или двух сторон, затем плакированием наносится алюминиевая полоса толщиной 1-9 мкм и/или электролитически наносится цинк и проводится термодиффузия, при этом цинк в медьсодержащий слой может быть введен как до, так и после нанесения алюминиевой полосы.

Исследовалось качество сварных и паяных соединений выводов, а также их коррозионная стойкость и теплостойкость ленты в зависимости от содержания цинка в поверхностном слое. Установлено, что увеличение содержания цинка в поверхностном слое более 10% снижает коррозионную стойкость покрытия. Снижение содержания Zn в поверхностном слое ниже 1% приводит к снижению температурного интервала стойкости и снижению качества сварных и паяных соединений.

Прочность сварных соединений, полученных при ультразвуковой сварке золотой проволокой диаметром 30 мкм, составляет 9-12 г вместо 6 г, предусмотренных ОСТ В11073013-74. Обслуживание выводов со спиртоканифольным флюсом происходит беспрепятственно. Растекаемость припоя хорошая.

Предложенная конструкция ленты соответствует требованиям ОСТ 811073013-74.

Сущность изобретения: лента для выводной рамки полупроводниковых приборов содержит основу, выполненную из железа, никеля или сплавов на их основе, и медьсодержащий поверхностный слой, в который методом термодиффузии введен цинк в количестве 1 - 4% и/или на который плакированием нанесена полоса алюминия толщиной 1 - 9 мкм. 2 з.п. ф-лы.

1. ЛЕНТА ДЛЯ ВЫВОДНЫХ РАМОК ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ И ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ, содержащая металлическую основу и медьсодержащий поверхностный слой, отличающаяся тем, что медьсодержащий слой, полученный плакированием, содержит 1 4% цинка и/или на него нанесена полоса алюминия, при этом толщина полосы алюминия равна 1 9 мкм, а в качестве металла основы выбраны железо, или никель, или сплавы на их основе. 2. Лента по п.1, отличающаяся тем, что цинк в медьсодержащий слой введен путем термической диффузии, при этом толщина латунного диффузионного слоя составляет 1 5 мкм. 3. Лента по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что алюминиевая полоса сформирована плакированием.