TW200416993A - Lead frame for a semiconductor device - Google Patents

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Hidekazu Tomohiro
Masayuki Fujii
Norio Satou
Tomoyuki Yamada
Tomio Kusano
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Matsushita Electric Ind Co Ltd
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Description

200416993 玖、發明說明： I：發明所屬之技術領域3 發明領域 本發明係有關於一種用於半導體裝置的引線框架，且 5 特別有關於改進一引線框架的光反射率之技術。 L先前技術3 發明背景 習知上，金-銀合金閃鍍層係在一用於半導體裝置之引 線框架的最外層上形成，以確保一高腐蝕抗性。此種技術 10 的範例係揭示在無先例的日本專利第H11-008341號中。 第6圖係一描述於上文中之引線框架的結構的圖示。在 該圖中，一引線框架900係藉由鎳鍍層902、鈀鍍層903，以 及金-銀合金閃鍍層904，以此順序施用至一引線框架體901 上。根據本文，該引線框架900在一鹽霧試驗中顯示其具有 15 一良好的腐姓抗性。 然而，雖然該結構確實具有一高的腐蝕抗性，但是其 僅具有一低的光反射率。因此，特別是當諸如一LED之半 導體發光元件固定在該引線框架上，以形成一半導體發光 裝置時，該引線框架無法充分地反射該發光元件之後灯， 20 其減弱了該全部裝置的發光效率。 【發明内容】 發明概要 本發明係有鑑於上述的問題而構想出者，且針對提供 一用於具有改進之光反射率的半導體裝置之引線框架。 5 200416993 該所述的目的可藉由一用於半導體裝置之引線框架來 達成，該半導體裝置包括：一引線框架體；及多個包括一 銀或銀-合金鍍層且被施用至該引線框架體的金屬鍍層，其 中該銀或銀-合金鍍層係該一引線框架之一預定的組件的 5 最外邊的金屬鍍層，該預定的組件被封入該半導體裝置之 封裝。 在此，該多數的金屬鍵層可更進一步的包括一金或金-合金鍍層，除了該預定的組件，該鍍層係為該引線框架之 一部份的最外邊的金屬鑛層。 10 在此，該銀或銀-合金鑛層可具有一0.1/zm或更多的厚 度。 在此，一基部係該封裝的一部份，可被***該引線框 架，且一部份該預定的組件被封入該基部中。 根據該等結構，該銀或銀-合金鍍層傳送一良好的光反 15 射率以及被該封裝封入之該預定的組件的打線接合效率， 且該金或金•合金鍍層傳送一良好的腐蝕抗性以及其他該 封裝外的部份的焊接效率。 因此，該引線框架在該預定的組件展現一高的光反射 率。於是，當在一半導體發光裝置中使用時，該引線框架 20 有效地反射一半導體發光元件的後灯，此能夠增進該全部 裝置的發光效率。 在此，該金或金-合金鍍層可實質上全部地覆蓋該引線 框架體，其中僅在該預定的組件，該銀或銀-合金鍍層係被 施用在該金或金-合金鍍層上。 6 200416993 根據此結構，該銀或銀-合金鍍層部份的覆蓋該引線框 架體，而該金或金-合金鍍層全部地覆蓋該引線框架體。此 簡化該引線框架的製造過程。 在此，該等多數的金屬鍍層可更進一步包括一鎳或鎳-5 合金鐘層及一把或把-合金锻層，其中該鎳或鎳-合金鐘層、 鈀或鈀-合金鍍層、該金或金-合金鍍層，以及該銀或銀-合 金鍍層係以所述的順序施用，且該鎳或鎳-合金鍍層及該鈀 或鈀-合金鍍層實質上完全覆蓋該引線框架體。 根據此結構，該鈀或鈀-合金鍍層具有一高的高溫穩定 10 性，該高溫穩定性使該引線框架用於高溫無引線焊接。 在此，該銀或銀-合金鍍層可實質上完全地覆蓋該引線 框架體，其中除了該預定的組件，只在該引線框架的部份， 該金或金-合金鑛層係施用在該銀或銀-合金鑛層上。 根據此結構，該金或金-合金鍍層部份覆蓋該引線框架 15 體，而該銀或銀-合金鍍層完全地覆蓋該引線框架體。此簡 化該引線框架的製造過程。 在此，該多數的金屬鍍層可更進一步包括一鎳或鎳-合 金鍵層及一把或纪-合金鐘層，其中該鎳或鎳-合金鑛層、I巴 或鈀-合金鍍層、該銀或銀-合金鍍層，以及該金或金-合金 20 鍍層係以所述的順序施用，且該鎳或鎳-合金鍍層及該鈀或 鈀-合金鍍層實質上完全覆蓋該引線框架體。 根據此結構，該鈀或鈀合金鍍層具有一高的高溫穩定 性，該高溫穩定性使該引線框架用於高溫無引線焊接。 在此，除了該基部封入之至少一部份之組件，該銀或 7 200416993 銀-合金鏡層可被應用。 根據此結構’在該銀或銀-合金錢層不存在上 組件之區域，形成該封裝之該引線樞架與一樹脂^預疋的 著力是強的。在該預定的組件，此維持該封裝的密=的附 增進腐姓抗性。 ' 在此，-半導體發光元件可被安裝在該引線框架上， 以形成一半導體發光裝置。 根據此結構，該半導體發光裝置被形成，利用該引線 才[木在省預疋區域，其具有一良好的光反射率。此使得其 10可此有效地反射該半導體發光元件的後灯，造成該全部裝 置的高發光效率。 圖式簡單說明 第1圖係本發明之具體實施例之一引線框架的頂視圖。 第2圖係顯示第1圖之該引線框架的鍍層結構之圖示。 15 第3圖係—封裝形成後，該引線框架的透視圖。 第4圖係一利用該引線框架的半導體發光裝置的橫截 面圖的圖示。 第5圖係用於比較引線框架的反射率的圖表。 第6圖係一習知的引線框架之鍍層結構的圖示。 20 【實施冷式】 較佳實施例之詳細說明 本發明之〜具體實施例係藉由該等圖示描述於其下。 (-引線框架之形成圖案） 第1圖係關於本發明之該具體實施例的一引線框架的 25 頂視圖。 8 200416993 在該圖中，一引線框架100係在該圖示之圖案上藉由衝 壓或蝕刻一引線框架體，且接著如下述電鍍該引線框架體 而形成。例如，該引線框架體係一鐵合金或一銅合金之一 薄鍍層。 5 在各藉由該虛線框指出之區域中提供一封裝，該封裝 用於封入部份該引線框架100，及用於遮蔽諸如一半導體發 光元件之一半導體元件。該封裝包括一基部及一遮蓋物。 該基部具有一用於鑲嵌該半導體發光元件的凹處。該遮蓋 物密封鑲嵌該半導體發光元件的凹處。 10 在此說明書中，一部份該引線框架100係在各藉由該虛 線框指出之區域内部，換言之，其係封入該封裝中，稱為 一内部組件，而一部份該引線框架100係在該封裝外部，稱 為一外部組件。該内部組件包括内部引線。該内部組件也 可包括一元件鑲嵌單元，其係提供分離或作為部份該等内 15 部引線。 (鍍層） 第2圖係沿著第1圖中八-八\線的該引線框架100之一鍍 層結構的圖示。 該引線框架100係藉由施用鎳鍍層102、鈀鍍層103及金 20 閃鍍層104，按照該順序至一引線框架體101，且更進一步 施用銀鍍層105至部份該内部組件。 例如，該鎳鐘層102具有0.5至2.0//m的厚度、該把鍍 層103具有0.005至0.07// m的厚度、該金閃鍍層104具有 0.003至0.01//m的厚度，且該銀鍍層105具有0.1//m或更多 9 200416993 的厚度。 在此，该等電鍵層可以合金為材料作取代。那就是說， 該鎳鍍層102可為鎳-合金鍍層、該鈀鍍層1〇3可為鈀_合金鍍 層、該金閃鍵層104可為金合金閃鏡層，且該銀鐘層1〇5可 5 為銀-合金鍵層。 電鑛之後’該封裝的基部係被***藉由該虛線指出的 區域中。該基部係由諸如聚鄰苯二甲醯胺之一白色或淺色 的絕緣樹脂所製成。如該圖所示，該基部具有一凹處，且 放置在该凹處的半導體發光元件向上方向之釋放光。該半 10 導體發光元件被放置在該凹處後，該凹處係以一密封的透 明樹脂（例如一環氧化物樹脂）充填，以形成該遮蓋物。該基 部及該遮蓋物共同組成該封裝。 在此須注意的是，該銀鍍層1〇5僅部份覆蓋該内部組 件，換言之，部份之封入該基部之該内部組件係部份地不 15 以銀電鍵。 (利用該引線框架100之半導體裝置） 第3圖係一基部200被形成之後，該引線框架100之透視 圖。 第4圖利用該引線框架1〇〇之半導體發光裝置700之一 20 橫截面之一圖示。 該半導體發光裝置700係藉由鑲嵌一半導體發光元件 400至接觸該基部200之凹處的部份内部組件、利用接合線 500連接該半導體發光元件400與該内部組件，且隨後在該 凹處封入一透明的樹脂300以形成一遮蓋物而形成。 10 200416993 該半導體發光元件400之光601係直接向上釋放，而該 半導體發光元件400的其他光602係被反射離開該内部組件 及該基部200，且隨後被釋放。 本發明證實，此一結構的引線框架具有該等下述的良 5 好特性。 (光反射率） 第5圖係一比較引線框架之光反射率的圖表。每一樣品 1(本發明之該銀-鍍層的引線框架）、樣品2(—比較範例），及 樣品3(—習知的範圍）的引線框架之光反射率係利用一可見 10 -紫外光分光光度計測量，其中硫酸鋇的光反射率為100。 樣品1具有該前述的結構。 樣品2係藉由依順序施用銅觸擊電鍍鍍層及銀鍍層至 作為一引線框架體之銅合金薄層而形成，其具有3//m的厚 度。樣品2係用來作為一比較的範例，其可藉由單層銀鍍層 15 傳送一小於本發明之光反射率。 樣品3係一習知的引線框架。樣品3係藉由依順序施用 厚度為1.0至1.2//m的鎳鍍層、厚度為0.03//m的鈀鍍層， 及厚度為0.008//m的金鍍層至一作為一引線框架體之銅合 金薄層而形成。 20 如該圖中顯示，於波長400-700nm本發明之該銀-鍍層 之引線框架組件具有至少25%的光反射率較該習知範例 高，且略高於該比較範圍。 (樹脂黏著性） 再者，本發明之發明人測量形成該基部及一鈀-鍍層的 11 200416993 引線框架組件之一樹脂的接觸面之一剪切黏著強度，以及 該樹脂及一銀-鍍層的引線框線組件的接觸面之一剪切黏 著強度。結果，該發明人發現該樹脂及該鈀-鍍層的引線框 架組件之剪切黏著強度係大於該該樹脂及該銀_鍍層的引 5線框線組件的接觸面之剪切黏著強度。鑑於此，銀艘層係 只部份地被提供於該内部組件，即除了部份被封入該基部 的區域，銀鐘層係被提供於該内部組件。 結果，该樹脂通過該金閃錢層黏著至該把艘層，在該 内部組件的部份其未以銀電鑛。其製造一比以銀電鏡的内 ίο部組件的部份更大的剪切黏著強度。因為該金閃鍍層非常 的薄，其不顯著的影響該剪切黏著強度。本發明之發明人 實施一在該相同的條件下，於紅色的墨水中浸泡樣品丨及2 的實驗。結果紅色的墨水不會滲入樣品丨中，該樣品丨在封 入該基部的部份區域不以銀電鍍，同時紅色的墨水滲入樣 15 品2中，該樣品2係完全地以銀電鍍。 (其他的特徵） 此外，5亥引線框架的母一電鍍層具有下述的良好特徵。 該銀鍍層不僅達成上述一良好的光反射率，而且具有 與安裝在其上的半導體發光元件良好的連接，及一高的打 20 線接合效率。 该金閃電鍍具有一高的熱穩定性，其熱穩定性增進該 外部組件的焊接效率。 該鈀鍍層具有一高的化學穩定性，且因而在高溫環境 下展現一良好的腐蝕抗性。 12 200416993 該鎳鍍層作為基部鍍層，且提供一高的打線接合效 率、一高的無引線焊接效率、一高的腐蝕抗性，及與形成 該封裝的樹脂之一高黏合強度。 根據前述，本發明之引線框架具有施用銀或銀合金鍍 5 層作為該内部組件之該最外鍍層的特徵性結構，以達到一 有利的光反射率。 在上述的具體實施例中，此特徵性結構係藉由實質上 完全以鎳鍍層、鈀鍍層，及金閃鍍層電鍍該引線框架依順 序電鍍，且更進一步的以銀鍍層電鍍該引線框架的内部組 10 件而完成。然而，本發明的結構可同樣地藉由實質上完全 以鎳鍍層、鈀鍍層，及銀閃鍍層電鍍該引線框架依順序電 鍍，且更進一步的以金閃鍍層電鍍該引線框架的内部組件 而完成。因此，在本發明中也包括此引線框架。 在該上述的具體實施例中，施用至該引線框架體上的 15 每層金屬鍵層係被稱為為了簡化而電鑛。然而，本發明之 該金屬電鍍方法係不限於電鍍。例如，該等金屬鍍層可利 用一已知的金屬電鍍方法形成，該等電鍍方法諸如電鍍、 化學電鍍、蒸發、喷濺或擴散來形成。 在此，一習知方法諸如遮蔽或轟擊係可利用於以金屬 20 塗覆一所欲的區域。 I：圖式簡單說明3 第1圖係本發明之具體實施例之一引線框架的頂視圖。 第2圖係顯示第1圖之該引線框架的鍍層結構之圖示。 第3圖係一封裝形成後，該引線框架的透視圖。 13 200416993 第4圖係一利用該引線框架的半導體發光裝置的橫截 面圖的圖示。 第5圖係用於比較引線框架的反射率的圖表。 第6圖係一習知的引線框架之鍍層結構的圖示。 5 【圖式之主要元件代表符號表】 100 引線框架 101 引線框架體 102 鎳鑛層 103 1巴鑛層 104 金閃鍍層 105 銀鍍層 200 基部 300 樹脂 400 半導體發光元件 500 接合線 601 光 602 光 700 半導體發光裝置 900 引線框架 901 引線框架體 902 鎳鍍層 903 1巴艘層 904 金-銀合金閃鐘層 14

Claims (1)

  1. 200416993 拾、申請專利範圍： 1. 一種用於半導體裝置之引線框架，其包括： 一引線框架體；以及 多數的金屬鍍層，該等金屬鍍層包括一銀或銀-合 5 金鍍層，且被施用至該引線框架體， 其中該銀或銀-合金鍍層係該引線框架之預定組件 的最外邊金屬鍍層，該預定組件以該半導體裝置之封裝 而封入。 2. 如申請專利範圍第1項之引線框架，其中該等多數的金 10 屬鍍層更進一步包括一金或金-合金鍍層，除了該預定 組件，該金或金-合金鑛層係為部份該引線框架的最外 邊金屬锻層。 3. 如申請專利範圍第2項之引線框架，其中該金或金-合 金鍍層係實質上完全地覆蓋該引線框架體，且只有在該 15 預定組件内，該銀或銀-合金鍵層係施用在該金或金-合 金鑛層上。 4·如申請專利範圍第3項之引線框架，其中該等多數的金 屬鑛層更進一步包括一鎳或鎳-合金鍵層及一纪或把合 金-嫂層，且該鎳或鎳-合金鑛層、該妃或把-合金鑛層、 20 該金或金-合金鍍層，及該銀或銀-合金鍍層係依所述的 順序施用，且該鎳或鎳-合金鍍層及該鈀或鈀-合金鍍層 係實質上完全地覆蓋在該引線框架體上。 5.如申請專利範圍第2項之引線框架，其中該銀或銀-合 金鍍層係實質上完全地覆蓋在該引線框架體上，且除了 15 200416993 該預定組件外，只有在部份該引線框架内，金或金-合 金鍍層係施用在該銀或銀-合金鐘層上。 6. 如申請專利範圍第5項之引線框架，其中該等多數的金 屬鍵層更進一步包括一錄或錄-合金鐘層及一纪或把-合 5 金鍍層，且該鎳或鎳-合金鍍層、該鈀或鈀合金鍍層、 該銀或銀-合金鑛層，及該金或金-合金鍵層係依所述的 順序施用，且該鎳或鎳-合金鍍層及該鈀或鈀-合金鍍層 係實質上完全地覆蓋在該引線框架體上。 7. 如申請專利範圍第1項之引線框架，其中該銀或銀-合 10 金鍍層具有〇.l//m或更大的厚度。 8. 如申請專利範圍第1項之引線框架，其中一為封裝之一 部份的基部係以該預定組件封入該基部而***。 9. 如申請專利範圍第8項之引線框架，其中除了至少一部 份封入該基部的部份外，該銀或銀-合金鍍層鍍層係被 15 施用。 10. 如申請專利範圍第1項之引線框架，其中一半導體發光 元件係安裝於其上，以形成一半導體發光裝置。 16
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