本發明涉及用于集成電路的引線框架以及制造引線框架的方法。
背景技術：
在一些應用中使用高溫共熔管芯接合以用于將硅管芯接合到引線框架。在此類例子中，引線框架可以包括合金42基底材料。合金42是包括42％的鎳含量和58％的鐵含量并且具有低熱膨脹系數(coefficientofthermalexpansion，cte)的已知的材料。以此方式，引線框架的cte可以與管芯材料的cte有利地匹配。因此，當高溫被應用于共熔管芯接合過程時，管芯和引線框架以類似速率膨脹，并且因此減小當材料隨后冷卻或加熱時的任何機械困難的概率。例如，隨著管芯和引線框架收縮的在管芯與引線框架之間的機械應力。
技術實現要素：
根據本發明的第一方面，提供一種制造引線框架的方法，該方法包括：
將嵌體插入到基底層中的凹痕中以提供引線框架材料，其中基底層包括第一材料并且嵌體包括第二材料；以及
從引線框架材料中形成引線框架；
其中第一材料包括銅和合金42中的一個，并且第二材料包括銅和合金42中的另一個。
此類方法可以是經濟的且高效的。
在一個或多個實施例中，第一材料包括合金42，并且第二材料包括銅。
在一個或多個實施例中，第二材料具有大約4μm到20μm的厚度。
在一個或多個實施例中，第一材料包括銅，并且第二材料包括合金42。
在一個或多個實施例中，銅包括銅合金。
在一個或多個實施例中，該方法另外包括：通過銅鍍覆來鍍覆引線框架。銅鍍覆可以具有小于大約2μm的厚度。通過銅鍍覆來鍍覆引線框架可以包括在引線框架的外表面的子集上提供銅鍍覆。
在一個或多個實施例中，基底層中的凹痕包括凹槽。凹槽可以基本上是直的。該方法可另外包括：在第二材料中雕刻凹槽。
在一個或多個實施例中，該方法另外包括：在從引線框架材料中形成引線框架之前將壓力應用到引線框架材料。這可以涉及將壓力應用到整個引線框架材料。
還提供一種引線框架，其包括：
基底層，其具有凹痕，其中該基底層包括第一材料；
嵌體，其位于凹痕內，其中嵌體包括第二材料；
其中第一材料包括銅和合金42中的一個，并且第二材料包括銅和合金42中的另一個。
在一個或多個實施例中，嵌體位于引線框架的接合墊區域處。
還提供了集成電路，該集成電路包括本文中所公開的任何引線框架，或包括根據本文中所公開的任何方法制造的引線框架。
雖然本發明容許各種修改和替代形式，但其細節已經借助于例子在圖式中示出且將詳細地描述。然而，應理解，也可能存在除所描述的具體實施例以外的其它實施例。也涵蓋落入所附權利要求書的精神和范圍內的所有修改、等效物和替代實施例。
以上論述并非意圖呈現在當前或將來權利要求集的范圍內的每個例子實施例或每個實施方案。圖式和以下具體實施方式還舉例說明各種例子實施例。結合附圖考慮以下具體實施方式可以更全面地理解各種例子實施例。
附圖說明
現將僅借助于例子參考附圖描述一個或多個實施例，在附圖中：
圖1示意性地示出了用于制造引線框架的過程流程；
圖2示意性地示出了用于制造引線框架的過程流程的例子實施例；
圖3以圖形方式示出了制造引線框架的例子實施例中所涉及的步驟；
圖4示出了包括已經根據圖3制造的引線框架的集成電路的例子實施例；
圖5a示出了圖4的ic的側視圖；
圖5b示出了圖4和圖5a的ic的引線中的一個的端部的放大視圖；
圖6a示出了已經根據圖1的方法制造的ic的側視圖；
圖6b示出了圖6a的ic的引線中的一個的端部的放大視圖；以及
圖7、圖8、圖9和圖10示出四個不同ic的截面端部視圖。
具體實施方式
如本領域中已知，引線框架是在集成電路封裝(芯片)內部并且攜帶從管芯到封裝引線的信號的金屬結構，以用于連接到外界。接合線可用于將管芯電連接到引線框架。
在一些應用中使用高溫共熔管芯接合以用于將硅管芯接合到引線框架。在此類例子中，引線框架可以包括合金42基底材料。合金42是包括42％的鎳含量和58％的鐵含量并且具有低熱膨脹系數(coefficientofthermalexpansion，cte)的已知的材料。以此方式，引線框架的cte可以與管芯材料的cte有利地匹配。因此，當高溫被應用于共熔管芯接合過程時，管芯和引線框架以類似速率膨脹，并且因此減小當材料隨后冷卻或加熱時的任何機械困難的概率。例如，隨著管芯和引線框架收縮的在管芯與引線框架之間的機械應力。
當以此方式使用合金42時，銅層可以位于管芯與合金42之間。銅層應該是足夠厚的以提供良好的熱導率和電導率性能。銅層可以通過鍍覆過程制造，如下文參考圖1所論述。
圖1示意性地示出了用于制造引線框架的過程流程。在步驟102處，接收合金42基準原材料，該合金42基準原材料可以提供為來自滾筒的薄片。如上文所指出，合金42的使用可以提供與管芯的良好的cte匹配。在步驟104處，合金42材料被壓模成引線框架的所希望的形狀。
在步驟106處，壓模合金42材料用銅鍍覆在其整個外表面上。銅板可以是約6μm厚的，以便提供良好的熱導率和電導率性能。然而，在一些例子中，針對此類銅的厚層執行鍍覆操作可能是不利的。例如，它可能是不經濟的或效率低下的。
圖1中的步驟108示出可以在引線框架上執行任選的銀鍍覆操作。此類銀鍍覆可以增強接合的質量以用于隨后的到管芯的連接。替代地，如通過步驟110所示，可能不使用銀鍍覆操作。在此類例子中，銅線可以直接地接合到引線框架的銅表面上。
本文中所公開的一個或多個例子實施例可以使用金屬包覆技術以僅在原材料中的所需要的位置處形成厚的銅層，而不是使用在圖1中所示出的鍍覆過程。
圖2示意性地示出了用于制造引線框架的過程流程的例子實施例。
在步驟202處，該方法接收合金42基準原材料，該合金42基準原材料同樣可以提供為來自滾筒的薄片。在此例子中，合金42基底材料包括壓痕，該壓痕可以提供為沿著薄片連續地行進的凹槽。在步驟204處，銅嵌體插入到合金42材料中的凹痕中。這提供了包括基底層和嵌體這兩者的引線框架材料，該基底層包括第一材料(在此例子中是合金42)并且嵌體包括第二材料(在此例子中是銅)。銅嵌體可以具有的大約4μm到20μm的厚度，或大約4μm到10μm的厚度或大約5μn到7μm的厚度。將了解銅嵌體的特定厚度可以取決于特定應用，并且銅嵌體應該是足夠厚的以向引線框架提供所希望的電特性和熱特性。
將了解包含銅的材料包括銅合金以及銅的衍生物。因此在本文檔中任何對銅的參考應該解釋為涵蓋銅合金以及銅衍生物。
有利的是，合金42基準原材料中的凹痕可以僅在需要通過銅提供的改進的電導率和熱導率最終引線框架中的位置處提供。此類位置可以包括最終引線框架中的接合墊的位置，例如用于管芯接合和線接合的墊。因此，引線框架的并不需要改進的電導率和熱導率的區域不一定包括銅嵌體的區域。嵌體的插入可被稱為金屬包覆操作。
在步驟206處，引線框架由引線框架材料形成。在此例子中，引線框架通過將引線框架材料壓模成所希望的形狀的引線框架形成。此類壓模可以移除引線框架并不需要的材料。以此方式，引線框架可以提供為在需要電導率和熱導率的區域中具有適當的數量/厚度的銅，同時保持足夠量的合金42，使得引線框架作為整體具有需要的cte特性。在其它例子中，引線框架可以通過蝕刻操作由引線框架材料形成。
有利的是，此類嵌體的使用可以便于使用具有不同特性的銅合金用于嵌體，用于不同熱導率和電導率應用。引線框架也可以應用于銅導線應用于裸露的銅接合墊的方法。引線框架也可以不需要額外的銀鍍覆。此外，消除厚的銅鍍覆過程可以拓寬引線框架供應。另外，嵌體的使用可以提供制造具有所希望的電特性、熱特性和cte特性的引線框架的高效且經濟的方法。
圖2的方法可以應用金屬包覆技術以在原材料中的所需要的位置處形成厚銅層。原材料的前端的設計可能涉及提供必要的凹痕。金屬包覆的原材料可以接著在隨后的引線框架制造中使用。
在圖2中，在步驟208處，該方法涉及執行銅閃鍍操作的任選的步驟。此類鍍覆操作可以涉及用相對薄的銅層鍍覆引線框架，例如，大約1μm厚。在其它例子中，相對薄的銅層可以具有小于大約2μm或1μm的厚度。薄銅層可以為引線框架提供光滑且一致的表面處理。在圖2的任選步驟208中鍍覆薄銅層可能不遭受與在鍍覆厚銅層時出現的相同的低效率，如上文參考圖1所論述。
按照與圖1相同的方式，圖2的方法可以包括任選的銀鍍覆操作210，或者可以跳過銀鍍覆操作(步驟212)。
根據圖2的方法制造的引線框架可以在塑料表面安裝封裝中使用，例如，來自nxptm的sot23。
圖3以圖形方式示出了制造引線框架的例子實施例中所涉及的步驟。
圖3示出了合金42原材料的基底層302。機械過程用于此例子中以在將對應于最終引線框架中的接合墊位置的位置處雕刻槽位/凹槽304。在此例子中凹槽304基本上是直的，這可以便于制造。隨后銅條帶/嵌體306插入到凹槽304中并且直接地包覆到合金42材料。包覆操作可以涉及將壓力應用到基底層302與嵌體306之間的界面，使得兩個不同材料接著一起提供為引線框架材料308的單個薄片。
為了形成窄凹槽304，雕塑工具可以安裝在基底層302的滾動通路中，使得凹槽304隨著基底層302輥到輥的滾動而被雕塑出來。為了形成較寬的凹槽，滾動工具可用于形成凹槽且對凹槽進行塑形。隨后，嵌體306可以在滾動通路中串聯應用，以完成輥到輥引線框架中的包覆插入。包覆過程與圖1的鍍覆過程相比可以是顯著地更加便宜的，并且可以使材料更加高效的使用。
在其它例子中，基底層可以通過凹痕/凹槽304提供預處理，并且因此可能不需要雕刻操作。
隨后對引線框架材料308進行壓模或蝕刻以便提供包括多個個體引線框架的材料的薄片。在此例子中，每個引線框架包括三個接合墊區域310、312、314，因為對應的芯片將具有三條引線。從圖3中可以看出每個接合墊區域310、312、314對應于包括銅嵌體的引線框架中的位置。
在此例子中，引線框架隨后鍍覆有相對薄的銅的層。例如，小于2μm、1μm或0.5μm。在圖3中示出了單個銅鍍覆的引線框架316(針對單個ic)的放大視圖。
圖4示出了包括已經根據圖3制造的引線框架402的集成電路(ic)400的例子實施例。ic400具有三個引線/引腳，然而在圖4中看到僅第一引線408a和第二引線408b。引線框架400包括三個組件402a、402b、402c，一個組件用于一個引線，這些組件在圖4中示出為彼此間隔的，因為已經移除了圖3中所示的引線框架的外部。
管芯404示出為附接到引線框架的第二組件402b。管芯404通過第一接合線406a附接到引線框架的第一組件402a。管芯404通過第三接合線406c附接到引線框架的第三組件402c。管芯404和接合線406a、406c在引線框架的接合墊區域處附接到引線框架的每個組件402a、402b、402c。如上文參考圖3所論述，這些接合墊區域中的每一個對應于具有銅嵌體(在圖4中不可見)的引線框架的位置。
在此例子中，裝置的塑料外殼410外部的ic400的引線是已經鍍覆有錫的引線框架402的區域。
圖5a示出了圖4的ic400的側視圖。已經參考圖4描述的圖5a的特征已經按500的序列給出對應的參考標號，并且此處將不會再次進行描述。在圖5a中，第二引線/引腳508c也是可見的。
圖5b示出了圖4和圖5a的ic的引線中的一個的端部的放大視圖。圖5b的視圖示出了組成引線框架的這部分的三個單獨材料。示出了錫鍍覆512的外層。在緊靠著錫鍍覆512的層的內部是銅鍍覆514的薄層。如參考圖3所論述，銅鍍覆514的這種層可以具有大約1μm的厚度，并且并不包括顯著改進接合墊區域中的引線框架的電導率和熱導率。在銅鍍覆514的薄層內部的是合金42基底層516。
圖6a示出了已經根據圖1的方法制造的ic600的側視圖；也就是說，其中銅鍍覆的厚層已經使用以提供必需的電導率和熱導率。將不會詳細地描述圖6a的特征，因為圖6a至少非常類似于圖5a。
圖6b示出了圖6a的ic600的引線中的一個的端部的放大視圖。圖6b的視圖示出了組成引線框架的這部分的材料，該材料是與圖5b中所示的相同的材料。然而，與圖5b相比，在圖6b中，銅鍍覆614的層要厚的多。這是因為銅鍍覆614的此層也包括于接合墊區域中以提供引線框架的必需的電導率和熱導率。
圖7、圖8、圖9和圖10示出四個不同ic的截面端部視圖。在這些視圖中，為了便于說明已經放大了材料的層的各種尺寸。
圖7a示出了ic700的截面端視圖，并且示出了管芯704、彼此前后的第一引線708a和第三引線708c，以及第二引線708b。ic700的塑料外殼740外部的引線708a、708b、708c鍍覆有錫。
圖7b示出了管芯704和引線框架的接合墊區域702的放大視圖。通過大約6μm厚度的銅，已經使用整個引線框架上的完整的銅鍍覆操作制造圖7a和圖7b的ic的引線框架。因此，銅鍍覆714的厚度圍繞整個引線框架(在接合墊區域702處以及在接合墊區域702外部的區域處)是一致的。
圖8a示出了另一ic800的截面端視圖，并且示出了管芯804。圖8b示出了管芯804和引線框架的接合墊區域802的放大視圖。在此例子中，已經使用僅在接合墊區域處的銅嵌體/插入件制造ic的引線框架，并且已經使用銅鍍覆操作。因此，在接合墊區域802處存在于引線框架中的唯一的銅材料814在此例子中在墊/引線區域的頂側上。
圖9a示出了另一ic900的截面端視圖，并且示出了管芯904。圖9b示出了管芯904和引線框架的接合墊區域902的放大視圖。在此例子中，已經在接合墊區域處使用銅嵌體制造ic的引線框架，并且還使用了銅閃鍍操作。因此，ic包括在接合墊區域802處存在于引線框架中的銅材料的嵌體部分914，如通過嵌體所提供。ic還包括在整個引線框架上的銅材料的外部部分915，其中銅的厚度大約是1μm，如通過銅閃鍍操作所提供。將了解在其它例子中，銅材料的外部部分915不需要一定提供在整個引線框架上；它可以提供在引線框架的外表面的子集上。
圖10a示出了另一ic1000的截面端視圖，并且示出了管芯1004。在此例子中，引線框架的基底層包括銅合金，并且嵌體包括合金42。也就是說，圖9a的基底層和嵌體的材料總體上被反轉。
圖10b示出了管芯1004和引線框架的接合墊區域1002的放大視圖。在此例子中，已經在接合墊區域處使用合金42嵌體制造ic的引線框架，并且還使用了銅閃鍍操作。因此，ic包括在接合墊區域1002處存在于引線框架中的合金42材料的嵌體部分1014，如通過嵌體所提供。ic還包括在整個引線框架上的銅材料的外部部分1015。
本文中所公開的例子中的一個或多個包括形成于引線框架的頂部區域上的相對厚的銅層以用于接合，而不是用厚銅層均勻地覆蓋全部的引線框架表面。引線框架可以包括在功能區域上的包覆金屬插入件并且可能不需要在整個引線框架上的包覆金屬片。
除非明確陳述特定次序，否則可以任何次序執行以上圖式中的指令和/或流程圖步驟。而且，本領域的技術人員將認識到，盡管已經論述一個例子指令集/方法，但是在本說明書中的材料可以多種方式組合從而還產生其它例子，并且應在此詳細描述提供的上下文內來理解。
在一些例子實施例中，上文描述的指令集/方法實施為體現為可執行指令集的功能和軟件指令，這些指令在計算機或以所述可執行指令編程和控制的機器上實現。此類指令經加載以在處理器(例如，一個或多個cpu)上執行。術語處理器包括微處理器、微控制器、處理器模塊或子系統(包括一個或多個微處理器或微控制器)，或其它控制或計算裝置。處理器可以指代單個組件或指代多個組件。
在其它例子中，本文說明的指令集/方法以及與其相關聯的數據和指令存儲在相應存儲裝置中，所述存儲裝置實施為一個或多個非暫時性機器或計算機可讀或計算機可用存儲媒體。此類計算機可讀或計算機可用存儲媒體被認為是物品(或制品)的一部分。物品或制品可指代任何制造的單個組件或多個組件。如本文所定義的非暫時性機器或計算機可用媒體不包括信號，但此類媒體能夠接收和處理來自信號和/或其它暫時性媒體的信息。
本說明書中論述的材料的例子實施例可以整體或部分經由網絡、計算機或基于數據的裝置和/或服務實施。這些可包含云、因特網、內聯網、移動裝置、臺式計算機、處理器、查找表、微控制器、消費者設備、基礎架構，或其它致能裝置和服務。如本文和權利要求書中可使用，提供以下非排他性定義。
在一個例子中，使本文論述的一個或多個指令或步驟自動化。術語自動化或自動(及其類似變化)意味著使用計算機和/或機械/電氣裝置控制設備、系統和/或過程的操作，而不需要人類干預、觀測、努力和/或決策。
應了解，稱為耦合的任何組件可直接或間接耦合或連接。在間接耦合的情況下，可以在將要被耦合的兩個組件之間安置另外的組件。
在本說明書中，已經依據選定的細節集合呈現例子實施例。然而，本領域的普通技術人員將理解，可以實踐包括這些細節的不同選定集合的許多其它例子實施例。希望所附權利要求書涵蓋所有可能的例子實施例。