引线框架是半导体封装的基础材料，是集成电路的芯片载体，借助于键合材料（金丝、铝丝、铜丝）实现芯片内部电路引出端与外引线的电气连接，形成电气回路的关键结构件，起到和外部导线连接的桥梁作用，主要功能是起到电路连接、散热、机械支撑等作用。

框架构成：主要由两部分组成，芯片焊盘和引脚。芯片焊盘在封装过程中为芯片提供机械支撑，引脚是连接芯片到封装外的电学通路，每一个引脚末端都与芯片上的一个焊盘通过引线连接，为内引脚，另一端提供与基板或PC板的机械和电学连接，为管脚。

比较成熟的引线框架粗化工艺主要有微蚀刻和铜氧化(也称棕化或褐化)两种。其中微蚀刻工艺是指在刻蚀工程对引线框架表面进行表面微蚀刻,增加框架表面积的方法，如图1所示。铜氧化工艺是指在电镀完成后，使用强氧化剂在铜合金表面生成一层致密的氧化层，使铜合金表面发生粗化的方法，如图2所示。相对而言，微蚀刻工艺成本低，是比较传统的表面处理方法，但是无法稳定控制，铜表面粗糙度随着时间的推移变动会越来越大。而铜氧化工艺虽然可靠性好，但成本高，可操作性差。因此，我们开发了一种新型的铜粗化工艺，采取电解电镀的方式，成本相对较低，稳定性也比较好。

PPF(Pre-Plating frame Finish预电镀),作为无铅零锡须危险替代物的一种选择，由德州仪器在1989年引入，采用PPF处理的lead frame,免去了后道电镀工艺post plating（就是指镀锡或锡铅）,不但符合绿色环保要求，同时能够大节约后电镀相关的成本，如设备、废水、楼层空间、产能损失和循环时间等。

目前normal PPF一般采用NIPdAu这三层（也有采用镍钯金银的，比如三星的upgrade U-PPF）。

镍层较厚，含磷，也较硬。镀层的焊接性能是由镍层来体现的，真正需要焊接形成金属间化物的是镍而不是金，金仅仅是为了保护镍不被氧化或腐蚀，金层在焊接一开始就溶解到焊料之中去了。金层不能太厚，厚的话影响可焊性（上板焊锡），当然金层相对厚一点对WB有利。钯层在镍金层中间，是防止镍与金的直接接触后发生噬金现象导致金层的疏孔。钯的价格相对于金来说不是很贵。。

有化学镀镍钯金与电镀镍钯金之分。

化学镀是通过化学置换反应将金从溶液中置换到被镀表面，只要置换上来的金将镀层完全覆盖，则该置换反应自动停止，化学镀的工艺相对容易控制，镀金层往往只有约0.03～0.1微米的厚度，且厚度都均匀一致。

电镀镍金是通过施电的方式，在电镀液一定的情况下，通过控制电镀的时间来实现对镀层厚度的控制。

PPF(Pre-Plating frame Finish预电镀),作为无铅零锡须危险替代物的一种选择，在没有进行PPF的情况下，在封装后线要进行电镀锡工艺（Post plating）。

常温下纯锡镀层会长出树枝状的突出物，称之为锡须(晶须)，锡须的生长主要是有电镀层上开始的，具有较长的潜伏期，从几天到几个月甚至几年，锡须的长度太长，会造成导体或零组件之间的短路，一般很难准确预测锡须所带来的危害。

实现引线框架可焊性镀层无铅化的一个主流方向是采用多层预镀框架（Pre-Plated Frame，PPF），这是一种在电镀过程中一次性完成内腿引线键合镀层和外腿可焊性镀层表面处理的特殊引线框架。常用的PPF是在铜基底表面先预镀一层Ni，再镀上贵金属材料加以保护。贵金属除了Pd、Pt，就是Au、Ag，当前有三层和四层结构，如图1所示，镍钯金（Ni-Pd-Au）和镍钯银金（Ni-Pd-Ag-Au）。PPF工艺由于免除了后纯锡电镀的一些工序，为半导体制造商带来简化IC装配流程的优势，从而节省了大量的投资和缩短了制造周期。这种预镀框架具有生产效率高、成本较低、耐高温性、无晶须生成等优点。Lin、Bui等对PPF的力学性能和可焊性进行研究，分析不同镀层厚度表现出不同抗冲击强度和与SnAgCu焊料之间的润湿性。

预镀框架特别是4层的PPF（Ni/Pd/Ag/Au）相对于3层结构（Ni/Pd/Au）更容易与Cl、S等元素发生反应，产生变色、腐蚀。很多金属，包括Ag、Pb、Sn、Cu、Ni等金属在绝缘体（如玻璃、陶瓷、树脂）表面都会发生金属沿表面迁移现象，在使用银镀层的引线框架时，Ag迁移可发生在引脚之间的模封体环氧树脂内，导致相邻引脚漏电或者短路。PPF工艺有化学镀和电镀之分，其中化学镀镍钯金（Electroless Nickel Immersion Palladium and Immersion Gold，ENIPIG）表面处理工艺被人们重视并被广泛研究。ENIPIG工艺流程：除油→微蚀→预浸→活化→后浸→化镍→化钯→化金。在化学镀和电镀过程中，使用到各种化学剂，包括活化剂、微蚀剂等，对于镀液中杂质含量要求相当严格，不能有杂质金属积累。在电镀和化学镀过程中，对于框架的清洗和烘干均是关键工艺，因为杂质积累、镀液滞留和水膜形成会在应用过程中引入使用可靠性的问题。

【文章转载于公众号刨芯片的熊大大 】