СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЫВОДНЫХ РАМОК Российский патент 2002 года по МПК H01L23/50 H01L21/60 

Изобретение относится к электронной технике, в частности к технологии изготовления выводных рамок для полупроводниковых приборов.

Известен способ изготовления выводных рамок, в котором слои фоторезиста, занесенные на верхнюю и нижнюю поверхности металлической полосы, проявляют, промывают водой и высушивают. Вслед за этим к указанной полосе с помощью роликов прижимают полосу защитного материала. Полученную структуру вводят в камеру и протравливают незащищенную поверхность полосы. Затем с помощью ролика полосы разделяют, последнюю вводят в камеру и протравливают вторую поверхность полосы. Остатки фоторезиста удаляют, полосу промывают и высушивают. Выводные рамки вырезают ножницами /1/.

Недостатками данного технического решения являются сложность технологического процесса, большая трудоемкость и недостаточная точность изготовления.

Наиболее близким техническим решением является способ изготовления выводных рамок, включающий нанесение медной фольги на диэлектрическую полиимидную подложку, формирование рисунка выводной рамки и покрытие слоем золота рисунка выводной рамки /2/.

Недостатком данного способа является наличие в составе рамки ленточного носителя из полиимидной пленки и сравнительно высокая трудоемкость изготовления.

Техническим результатом изобретения является снижение трудоемкости изготовления и упрощение конструкции.

Данный технический результат достигается тем, что в известном способе изготовления выводных рамок для полупроводниковых приборов, включающем нанесение слоя первого металла с хорошей электропроводностью на диэлектрическую подложку, формирование рисунка выводных рамок методами травления через защитную маску, удаление защитной маски, наращивание гальваническим методом второго слоя металла, обладающего хорошей проводимостью, паяемостью и свариваемостью, и отделение от диэлектрической подложки, толщина слоя первого металла составляет 0,5-5 мкм, толщина второго 1-30 мкм, а отделение выводных рамок от диэлектрической подложки осуществляют удалением селективным травлением слоя первого металла.

Перед нанесением слоя первого металла на подложку может быть нанесен адгезионный подслой.

Рамки на подложке могут быть соединены между собой технологическими проводниками, по краю поля, заполненного рядами рамок, выполнена технологическая рамка шириной 1±0,5 мм, соединенная с выводными рамками технологическими проводниками и имеющая контактную площадку.

Нанесение адгезионного подслоя перед нанесением слоя первого металла обеспечивает и улучшает сцепление наносимого металла с подложкой, что позволяет расширить ряд используемого оборудования и снизить требование к вакууму при нанесении методом вакуумного напыления.

В случае изготовления рамок групповым методом рамки соединяют технологическими проводниками между собой и с внешней технологической рамкой, охватывающей поле, заполненное рядами выводных рамок, и с контактной площадкой для подвода электрического тока.

Ограничение толщины слоя первого металла в пределах 0,5-5 мкм обеспечивает возможность гальванического наращивания для нанесения слоя второго металла и получения размеров выводной рамки с заданной точностью.

Ограничение толщины второго слоя металла в пределах 1-30 мкм обеспечивает возможность непосредственной приварки выводной рамки к контактным площадкам кристалла полупроводникового прибора.

Толщина слоя первого металла меньше 0,5 мкм увеличивает время бокового травления, а более 5 мкм не позволяет получать необходимую точность рисунка выводных рамок.

Толщина слоя второго металла менее 30 мкм обусловлена возможностью сварки на серийном сварочном оборудовании, а более 1 мкм условиями прочности и токопрохождения (т.е. возрастанием потерь при прохождении сигнала на СВЧ).

Отделение выводных рамок от диэлектрической подложки путем удаления слоя первого металла селективным травлением позволит получать рамки из материала второго металла, заданной толщины, однородными и без излишних механических напряжений.

Объединение выводных рамок в ряды (поле, заполненное выводными рамками, соединенными технологическими проводниками) позволит изготавливать рамки групповым методом и тем самым снизить трудоемкость их изготовления, а наличие по краю поля, заполненного рамками, технологического проводника с технологической площадкой для крепления электрического контакта при гальваническом наращивании позволит стабилизировать толщину выводных рамок по полю за счет выравнивания электрического поля.

Получение однослойной структуры рамки без элементов диэлектрической подложки позволит упростить конструкцию выводных рамок.

На чертеже представлена диэлектрическая подложка с полем, зaполненным выводными рамками, соединенными между собой технологическими проводниками, причем поле обрамлено технологической рамкой, соединенной с выводными рамками технологическими проводниками, а технологическая рамка имеет контактную площадку, изготовленными по предлагаемому способу, где: диэлектрическая подложка - 1; слой первого металла - 2; выводные рамки - 3; слой второго металла - 4; адгезионный подслой - 5; технологические проводники - 6; технологическая рамка - 7; контактная площадка - 8.

На диэлектрическую подложку 1, например поликоровую размером 48х60х0,5 мм, наносят слой первого металла 2 с хорошей электропроводностью, например меди толщиной 1 мкм. Формируют рисунок выводных рамок 3 методами травления через защитную маску фоторезиста, затем защитную маску фоторезиста ФП-383 удаляют. Наносят слой второго металла 4, обладающего хорошей проводимостью, паяемостью и свариваемостью, например золото толщиной 7 мкм, гальваническим методом. Затем отделяют рамки 3 от диэлектрической подложки 1 путем удаления слоя первого металла 2 селективным травлением, например в травителе (NH₄)₂S₂O₈+H₂SO₄+H₂O. При этом удаляется слой меди и золотые выводные рамки отделяются от подложки 1.

Перед нанесением слоя первого металла 2 на диэлектрическую подложку 1 может быть нанесен адгезионный подслой 5 (Cr).

При групповом изготовлении выводных рамок 3 они могут быть соединены между собой технологическими проводниками 6.

По краю поля, заполненного рядами рамок, может быть выполнена технологическая рамка 7, соединенная с выводными рамками 3 технологическими проводниками 6, имеющая ширину 1 мм. Технологическая рамка 7 соединена с контактной площадкой 8 для крепления контакта при гальваническом наращивании. Отделение выводных рамок 3 осуществляют путем перерезания технологических проводников 6, например, скальпелем.

Использование предлагаемого способа изготовления выводных рамок позволит сократить трудоемкость их изготовления за счет группового изготовления и минимизации числа операций по изготовлению выводных рамок, а также упростить конструкцию выводных рамок и снизить напряжение в структуре рамок за счет их изготовления из одного слоя металла.

Источники информации
1. Заявка. Японии 63-142660, MKИ⁴ H 01 L 23/00, C 23 1/00. Приоритет 88.06.15.

2. Заявка Японии 1-135034, МКИ⁴ Н 01 L 21/60. Пр. 89.05.26.

Изобретение позволяет сократить трудоемкость изготовления выводных рамок для полупроводниковых приборов за счет группового их изготовления и минимизации числа операций, а также позволяет упростить конструкцию и снизить напряжение в структуре рамок за счет изготовления их из одного слоя металла. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ изготовления выводных рамок, включающий нанесение слоя первого металла с хорошей электропроводностью на диэлектрическую подложку, формирование рисунка выводных рамок методами травления через защитную маску, удаление защитной маски, наращивание гальваническим методом второго слоя металла, обладающего хорошей проводимостью, паяемостью и свариваемостью, и отделение рамки от диэлектрической подложки, отличающийся тем, что толщина слоя первого металла составляет 0,5-5 мкм, слоя второго металла 1-30 мкм, а отделение выводных рамок от диэлектрической подложки осуществляют удалением путем селективного травления слоя первого металла. 2. Способ изготовления выводных рамок по п. 1, отличающийся тем, что перед нанесением слоя первого металла на подложку наносят адгезионный подслой. 3. Способ изготовления выводных рамок по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что рамки на подложке соединяют между собой технологическими проводниками, а по краю поля, заполненного рядами рамок, выполнена технологическая рамка шириной 1 ± 0,5 мм, соединенная с выводными рамками технологическими проводниками и имеющая контактную площадку.