自动电镀线拉片速率对引线框架镀层微观结构和钎焊性的影响

王锋涛，万海毅，黄斌，唐世辉，蔡擎, ，王宗元，查五生,

（1.四川金湾电子有限责任公司，四川 遂宁 629000； 2.西华大学材料科学与工程学院，四川 成都 610039）

近年来，随着电子信息产业的高速发展，集成电路元件在各类工业领域中扮演着重要的角色，也加快了半导体芯片高密度封装的技术革新。集成电路封装是通过装片、键合、塑封、固化等多道工序将芯片封装在引线框架上，以实现固定安装、密封保护等作用，从而完成内部芯片与外部电路的连接[1-2]。其中，装片/键合是实现芯片/焊丝和引线框架具有良好扩散焊接性的关键步骤。因此，通常要求在引线框架表面做电镀处理，使连接区域表面洁净且具有较好的焊接活性[3-6]。镀铜引线框架是目前应用广泛的一种封装材料。由于在电镀过程中电镀参数会直接影响镀层的致密性、微观结构等性质，并最终决定了焊接质量，因此电镀工艺的优化研究对集成电路性能的稳定具有重要意义[6-10]。

本文在自动电镀生产线上对铜基引线框架进行镀铜，研究了不同拉片速率对基岛(芯片承载区)表面镀层微观形貌以及对Sn–Pb合金钎焊性的影响。

1 实验

1.1 镀铜工艺

引线框架结构如图1所示，基材为CuFeP合金，连续冲压成形。采用全自动电镀生产线镀铜，电镀前 进行除油、酸活化和水洗表面处理。镀铜液为氰化亚铜和氰化钠的复合溶液，电流约为30 A，温度约为50 °C，拉片速率分别为8、10和12 m/min。

图1 Cu基引线框架Figure 1 Copper-based lead frame

1.2 钎焊试验

采用质量约为0.038 g的Sn–Pb合金球(含Sn 63%)作为钎焊焊料，将其置于镀铜后的基岛中间，随后放于热处理炉中，以8 °C/min的速率加热至220 °C，保温5 min，使球状焊料熔化、铺展，如图2所示。……