[發明專利]半導體封裝的金屬部分上的金屬可焊性保持涂層

有效

• 申請號: 201710424567.5
• 申請日: 2010-03-11
• 公開（公告）號: CN107256832B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: W·本加瓦薩酷爾;T·桑姆拉伯恩皮南;P·查拉帕卡
• 申請（專利權）人: 聯測總部私人有限公司
• 主分類號: H01L21/56
• 分類號: H01L21/56;H01L23/00;H01L23/31
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;呂世磊

本發明的實施方式涉及半導體封裝的連接體上用以防止氧化的金屬可焊性保持涂層。經分割的半導體封裝在連接體的暴露金屬區域上可能具有污染物，例如氧化物。當半導體封裝沒有保存在適當的環境中時，在暴露金屬區域上通常會發生氧化。銅氧化物阻止了連接體良好地進行焊接。在半導體陣列的鋸切期間、鋸切之后或兩者時，使用本發明的防銹溶液來涂敷連接體，以保持金屬可焊性。防銹溶液是金屬溶液，其有益地允許半導體封裝不必在制造之后立即進行組裝。

本申請是于2010年3月11日提交的、申請號為201010136021.8、發明名稱為“半導體封裝的金屬部分上的金屬可焊性保持涂層”的中國發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及半導體器件制造的領域。更具體地，本發明涉及半導體封裝的金屬部分上用以防止氧化的金屬可焊性保持涂層。

背景技術

半導體器件陣列包含個體集成電路或者半導體封裝。如圖1A所示，半導體封裝的連接體105暴露于半導體陣列100的頂部。連接體105通常由銅制成。為了防止銅表面的氧化，通過電鍍對連接體105鍍敷有引線精整材料，諸如亞光錫(Sn)。結果，連接體105’的頂面此后是鍍錫的，如圖1B所示。

分割(singulation)是從模制片中分離每個半導體封裝的過程。切割(dicing)或者鋸切(sawing)是將半導體陣列100’分割為個體或經分割的半導體封裝的過程。傳統上，經過電鍍的半導體陣列100’被切割為經分割的半導體封裝，以便運送給消費者從而組裝到印刷電路板上。圖1C示出了切割半導體陣列100’的鋸115。鋸115通常沿著跨過鍍敷的連接體105’的鋸切路徑110，得到經分割的半導體封裝的外部邊緣上的連接體。

圖2A示出了在外圍邊緣上具有多個連接體205的經分割的半導體封裝200。盡管連接體的頂部205a鍍敷有錫，但是連接體的側壁205b是暴露的(例如，沒有進行錫鍍)，這是因為切割是在利用引線精整材料對半導體陣列100進行電鍍之后進行的。如果經分割的半導體封裝200在分割之后被保存在不適當的環境和/或條件中(例如，空氣中的濕氣、酸、堿、鹽、油、拋光的侵蝕性金屬以及其他固體和液體化學品)，則暴露的表面205b變成了潛在腐蝕210如銅氧化物的位置，如圖2B所示。該老化過程稱為氧化。暴露的表面205b通常沉積有氧化物以及其他非金屬化合物的污染層210，其常常干擾或者阻礙焊料的可濕潤性(wettability)。得到的氧化物層降低了可焊性，因為污染物210阻止了金屬良好地焊接。氧化率可能隨著溫度或者濕度的增加而增加。焊接問題是器件故障的一個常見原因。

將經分割的半導體封裝200組裝到印刷電路板上需要非常清潔的表面。由于金屬氧化物形成了阻止熔融的焊料形成真正冶金鍵合的障礙，因此必須在焊接之前對金屬氧化物加以去除，或是在最初得以避免。

本發明至少解決現有技術中的這些限制。

發明內容

本發明的第一方面涉及從半導體陣列分割的半導體封裝。所述半導體封裝包括多個金屬連接體，其包括分割之后的暴露表面以及暴露表面上的金屬涂層的層，所述金屬涂層的層配置用于保護所述多個金屬連接體以避免污染物和其他不期望的材料。金屬涂層是錫、銀、金或者鎳金。金屬涂層優選地是質密的金屬顆粒沉積，其具有大的多邊形晶體結構。金屬涂層配置用于填充表面中的縫隙。金屬涂層配置用于保持金屬可焊性。金屬涂層配置用于防止金屬氧化。金屬涂層優選地具有防銹屬性。在某些實施方式中，所述層的厚度約為0.35微米。在其他實施方式中，所述層的厚度約為1微米。在某些實施方式中，所述多個金屬連接體還包括分割之后的非暴露面，其中非暴露面具有引線精整材料的層，其中所述層的厚度約10微米。