本发明涉及集成电路的引线框架制备，具体涉及一种基于刻蚀工艺的引线框架制备方法。
背景技术：
集成电路是各类电子产品的核心，主要由半导体芯片和引线框架等封装而成，其中引线框架主要起芯片和外面的连接作用，是集成电路制造的关键构件。随着电子信息产品向小型化、薄型化、轻量化、多功能化及智能化方向的发展，集成电路向大规模集成电路和超大规模集成电路方向发展，其铜基引线框架随之向高精密化、引线间距微细化、多脚化的方向发展。目前超薄型引线框架成为发展热点，已从过去的0.25mm降至0.05～0.08mm；引线的间距也逐渐降低，已达到了0.1mm。如此小的间距，采用硬质合金冲压模具是无法完成的，虽然冲压法制作引线框架效率较高，但存在毛刺和油污问题，而且加工精度难以保证，已无法满足集成电路高密度和高精度的要求。采用刻蚀成型加工方式，可以实现最高密度和最多脚数引线框架的生产。
刻蚀法是一种无应力的加工手段，首先通过一种感光抗蚀剂将工件部分保护起来，再用一种强氧化剂将其他部分刻蚀掉，最后得到需要的元件。刻蚀型引线框架与传统的冲压引线框架不同，是利用光刻腐蚀的方法来制作引线框架的。与印制电路板的腐蚀加工类似，其基本原理是：利用化学感光材料的光敏特性，在金属基片上形成抗蚀图形掩膜，通过腐蚀剂腐蚀部分金属，得到所需产品。刻蚀加工分为全刻蚀和半刻蚀两种，包括贴膜制备和刻蚀成型两大步骤，具体工艺流程为：进料→材料清洗→贴膜→曝光→显影→刻蚀→去膜→清洗防变色→自动检验→收料。采用刻蚀方式，可很好实现高密度和多脚引线框架的生产，已成为高精密引线框架制造的主流，刻蚀法对铜合金板带内应力、翘曲度、表面质量、刻蚀性能等的要求较冲压法更苛刻。但现有的刻蚀法加工过程中需要用到的光刻胶只能一次性使用，大批量生产时，成本过高。
技术实现要素：
本发明的目的是提出一种基于刻蚀工艺的引线框架制备方法，以解决现有刻蚀法加工过程中的光刻胶只能一次性使用，大批量生产时成本过高的技术问题。本发明引线框架刻蚀工艺中的金属掩模板可重复利用，在保证刻蚀精度的同时，缩减了制作成本。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种基于刻蚀工艺的引线框架制备方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
步骤1、利用金属薄板或者聚合物薄膜材料制作掩模板，并在掩模板的一面涂布剥离强度在0.25n/mm～0.4n/mm的粘性聚合物材料；
步骤2、将掩模板带有粘性聚合物材料的一面紧密贴合在待刻蚀基材上；
步骤3、将紧密贴合的掩模板和待刻蚀基材放置于温度为40℃～100℃、浓度为0.1g/ml～0.6g/ml的fecl3溶液中进行刻蚀；
步骤4、将刻蚀好的基材从掩模板上取下，得到需要的引线框架；
步骤5、返回步骤2，制备下一个引线框架，直至所有引线框架制备完成。
进一步地，步骤1中，利用金属薄板制作掩模板，具体为：
1.1)在金属薄板的所有表面蒸镀氧化物；
1.2)在表面镀有氧化物金属薄板的一面涂布粘性聚合物材料；
1.3)依据预设的引线框架图形，将金属薄板加工成引线框架图形的掩模板；
1.4)在掩模板加工后的裸露表面蒸镀氧化物；
或者，具体为：
1.1)依据预设的引线框架图形，将金属薄板加工成引线框架图形的掩模板；
1.2)在掩模板的所有表面蒸镀氧化物；
1.3)在掩模板的一面涂布粘性聚合物材料。
进一步地，步骤1中，利用聚合物薄膜材料制作掩模板，具体为：
1.1)在聚合物薄膜材料的一面涂布粘性聚合物材料；
1.2)依据预设的引线框架图形，将聚合物薄膜材料加工成引线框架图形的掩模板；
或者，具体为：
1.1)依据预设的引线框架图形，将聚合物薄膜材料加工成引线框架图形的掩模板；
1.2)在掩模板的一面涂布粘性聚合物材料。
进一步地，步骤1中，所述粘性聚合物材料为pdms(polydimethylsiloxane,聚二甲基硅氧烷)或光刻胶，用于低粘度粘贴，有利于引线框架与掩模板的直接剥离。
进一步地，利用金属薄板制作掩模板的过程中，所述氧化物为al2o3、hfo2或tio2。
进一步地，利用金属薄板制作掩模板的过程中，采用激光加工或者icp刻蚀对金属薄板进行加工；所述金属薄板为铝箔。
进一步地，利用聚合物薄膜材料制作掩模板时，所述聚合物薄膜材料为pen或pi薄膜，不会和刻蚀液fecl3溶液发生反应。
进一步地，步骤2中，所述金属掩模板与待刻蚀基材紧密贴合，采用真空压紧或者机械压紧方式实现，使掩模板上的图案很好地转移到待刻蚀基材。
进一步地，步骤3中，所述fecl3溶液的温度为60℃～80℃，此时刻蚀的效果最好。
进一步地，步骤2中，所述待刻蚀基材为厚度小于0.3mm的铜基材。
本发明的有益效果是：
1、本发明基于刻蚀工艺的引线框架制备方法，可以很好实现高密度和多脚引线框架的生产，刻蚀工艺中所用到的掩模板可以重复利用，保证了精度，极大缩减了制作成本，最大程度实现了节能环保。
2、本发明采用fecl3溶液进行刻蚀，可避免与金属薄板制作的掩模板表面氧化物反应，实现掩模板的重复利用。
3、利用金属薄板制作掩模板时，采用金属箔具有一定的柔韧性，在其一面涂布pdms或光刻胶等粘性聚合物材料，可以和待刻蚀基材紧密贴合，保证刻蚀效果。
4、本发明采用真空压紧掩模板和待刻蚀基材，可保证两者的贴合度，从而保证刻蚀效果；掩模板和待刻蚀基材涂布pdms或光刻胶等低粘度的粘性聚合物材料，可保证掩模板与刻蚀后基材(引线框架)的分离。
5、本发明采用激光加工或者icp(inductivelycoupledplasma)刻蚀加工金属薄板，可保证加工精度，进而保证引线框架的刻蚀精度。
6、利用聚合物薄膜材料制作掩模板，表面不需要蒸镀氧化物也不会和刻蚀液反应，可节省加工成本，且实现掩模板的重复利用。
附图说明
图1为本发明实施例1中利用金属薄板制作掩模板的过程；其中(a)将粘性聚合物材料涂布在表面镀有氧化物的金属薄板上；(b)激光加工金属薄板；(c)加工后带引线框架图形的掩模板；(d)在掩模板加工后的裸露侧面蒸镀氧化物；
图2为本发明实施例1中金属掩模板与铜基板紧密贴合示意图；
图3为本发明实施例1中刻蚀后的引线框架示意图(金属掩模板未取下)。
附图标记说明：
1-金属薄板，2-氧化物，3-粘性聚合物材料，4-待刻蚀基材，5-掩模板，6-引线框架。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
本发明基于刻蚀工艺的引线框架制备的基本工艺流程为：进料→材料清洗→贴膜→刻蚀→去膜→清洗防变色→自动检验→收料。本发明刻蚀工艺中利用掩模板与待刻蚀基材压紧，进行刻蚀，刻蚀完成后，将掩模板与引线框架分离，掩模板可以重复利用。掩模板可以采用金属薄板或者聚合物薄膜材料进行加工制作。
实施例1
利用金属薄板1制作可重复利用的掩模板5，采用掩模刻蚀法的具体步骤为：
1)将pdms或光刻胶等粘性聚合物材料3涂布在表面镀有al2o3、hfo2、tio2等氧化物2的金属薄板1上，此处的光刻胶是用于低粘度粘贴，而不是用于刻蚀。通过激光加工或者icp刻蚀的工艺制备出带有图案(预设的引线框架图形)的掩模板5，并在加工后的裸露表面蒸镀氧化物2。图1为利用金属薄板1制作掩模板5的过程，其中，(a)将粘性聚合物材料3涂布在表面镀有氧化物2的金属薄板1上；(b)激光加工金属薄板1；(c)加工后带引线框架图形的掩模板5；(d)在掩模板5加工后的裸露侧面蒸镀氧化物2。
也可以先将金属薄板1加工为带有引线框架图形的掩模板5，将其所有表面蒸镀氧化物2，然后在掩模板5一面涂布粘性聚合物材料3。
金属薄板1可以采用金属箔，在金属箔表面镀有一层氧化物材料，防止其和刻蚀液(fecl3溶液)发生反应；而且，金属箔具有一定的柔韧性，在其一面涂布pdms或光刻胶等粘性聚合物材料3，可以和待刻蚀基材4紧密贴合；此外，pdms或光刻胶等粘性聚合物材料3的粘度比较小些，剥离强度在0.25n/mm～0.4n/mm，以便与刻蚀好的引线框架6直接剥离。
金属薄板1可选用铝箔或铝板，厚度为0.1mm-2mm比较合适，若太薄，则不利于重复使用；若太厚，会使激光加工或者icp刻蚀的时间过长。本实施例中金属薄板1采用铝箔。
2)如图2所示，将掩模板5带有pdms或光刻胶等粘性聚合物材料3的一面贴附在待刻蚀基材4上，将贴附好掩模板5的待刻蚀基材4放置在真空中，使得两者紧密贴合在一起。因掩模板5与待刻蚀基材4之间有pdms或光刻胶等粘性聚合物材料3，真空压紧时，两者之间没有气泡残留，这样可以使刻蚀过程中掩模板5上的图案很好地转移到待刻蚀基材4上。
本实施例中待刻蚀基材4选取铜基材，厚度一般为0.3mm以下，通常采用的厚度有0.254mm、0.203mm、0.152mm和0.127mm。
另外，也可以用机械压紧的方式使得掩模板5和待刻蚀基材4紧密贴合在一起。
3)将待刻蚀的铜基材(与掩模板5紧密贴合)放置于40℃～100℃的fecl3溶液(浓度0.1g/ml～0.6g/ml)中进行引线框架6的刻蚀。刻蚀液选用fecl3溶液，不会与掩模板5表面镀有的氧化物2发生反应，本实施例中fecl3溶液的温度设置在60℃～80℃时效果最好，刻蚀后的示意图如图3所示。
利用fecl3溶液的刻蚀机理为：
fecl3 cu→fecl2 cucl
fecl3 cucl→fecl2 cucl2
cucl2 cu→2cucl
4)将刻蚀好的金属引线框架6从掩模板5上取下。
因pdms或光刻胶等粘性聚合物材料3的粘度较低，可以直接将金属引线框架6与掩模板5剥离，也可采用加热等方式剥离，不会损坏引线框架6。取下的掩模板5，即带有特定图形的铝箔，可重复利用。
实施例2
本实施例与实施例1的区别仅在于制作掩模板的材料选用pen、pi等聚合物薄膜材料。
在pen、pi等聚合物薄膜材料的一面涂布pdms或光刻胶等粘性聚合物材料，再依据预设的引线框架图形，将聚合物薄膜材料加工成引线框架图形的掩模板。也可以先依据预设的引线框架图形，将聚合物薄膜材料加工成引线框架图形的掩模板，再在聚合物薄膜材料的一面涂布pdms或光刻胶等粘性聚合物材料。
采用聚合物薄膜材料不会和刻蚀液fecl3溶液发生反应，因此不用在其表面涂布氧化物。
以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并非对本发明技术方案的限制，本领域技术人员在本发明主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本发明所要保护的技术范畴。
1.一种基于刻蚀工艺的引线框架制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、利用金属薄板或者聚合物薄膜材料制作掩模板，并在掩模板的一面涂布剥离强度在0.25n/mm～0.4n/mm的粘性聚合物材料；
步骤2、将掩模板带有粘性聚合物材料的一面紧密贴合在待刻蚀基材上；
步骤3、将紧密贴合的掩模板和待刻蚀基材放置于温度为40℃～100℃、浓度为0.1g/ml～0.6g/ml的fecl3溶液中进行刻蚀；
步骤4、将刻蚀好的基材从掩模板上取下，得到需要的引线框架；
步骤5、返回步骤2，制备下一个引线框架，直至所有引线框架制备完成。
2.根据权利要求1所述一种基于刻蚀工艺的引线框架制备方法，其特征在于，步骤1中，利用金属薄板制作掩模板，具体为：
1.1)在金属薄板的所有表面蒸镀氧化物；
1.2)在表面镀有氧化物金属薄板的一面涂布粘性聚合物材料；
1.3)依据预设的引线框架图形，将金属薄板加工成引线框架图形的掩模板；
1.4)在掩模板加工后的裸露表面蒸镀氧化物；
或者，具体为：
1.1)依据预设的引线框架图形，将金属薄板加工成引线框架图形的掩模板；
1.2)在掩模板的所有表面蒸镀氧化物；
1.3)在掩模板的一面涂布粘性聚合物材料。
3.根据权利要求1所述一种基于刻蚀工艺的引线框架制备方法，其特征在于，步骤1中，利用聚合物薄膜材料制作掩模板，具体为：
1.1)在聚合物薄膜材料的一面涂布粘性聚合物材料；
1.2)依据预设的引线框架图形，将聚合物薄膜材料加工成引线框架图形的掩模板；
或者，具体为：
1.1)依据预设的引线框架图形，将聚合物薄膜材料加工成引线框架图形的掩模板；
1.2)在掩模板的一面涂布粘性聚合物材料。
4.根据权利要求1或2或3所述一种基于刻蚀工艺的引线框架制备方法，其特征在于：步骤1中，所述粘性聚合物材料为pdms或光刻胶。
5.根据权利要求2所述一种基于刻蚀工艺的引线框架制备方法，其特征在于：所述氧化物为al2o3、hfo2或tio2。
6.根据权利要求2所述一种基于刻蚀工艺的引线框架制备方法，其特征在于：采用激光加工或者icp刻蚀对金属薄板进行加工；所述金属薄板为铝箔。
7.根据权利要求3所述一种基于刻蚀工艺的引线框架制备方法，其特征在于：所述聚合物薄膜材料为pen或pi薄膜。
8.根据权利要求4所述一种基于刻蚀工艺的引线框架制备方法，其特征在于：步骤2中，所述掩模板与待刻蚀基材紧密贴合，采用真空压紧或者机械压紧方式实现。
9.根据权利要求8所述一种基于刻蚀工艺的引线框架制备方法，其特征在于：步骤3中，所述fecl3溶液的温度为60℃～80℃。
10.根据权利要求9所述一种基于刻蚀工艺的引线框架制备方法，其特征在于：步骤2中，所述待刻蚀基材为厚度小于0.3mm的铜基材。
技术总结