半導(dǎo)體封裝經(jīng)歷了三次重大革新：第一次是在上世紀(jì)80年代從引腳插入式封裝到表面貼片封裝，它極大地提高了印刷電路板上的組裝密度；第二次是在上世紀(jì)90年代球型矩陣封裝的出現(xiàn)，滿足了市場(chǎng)對(duì)高引腳的需求，改善了半導(dǎo)體器件的性能；芯片級(jí)封裝、系統(tǒng)封裝等是現(xiàn)在第三次革新的產(chǎn)物，其目的就是將封裝面積減到最小。目前市面上主流的芯片封裝類型主要有以下幾種：BGA、SOP、TSOP、SIP等。

簡(jiǎn)單點(diǎn)來(lái)講就是把制造廠生產(chǎn)出來(lái)的集成電路裸片放到一塊起承載作用的基板上，再把管腳引出來(lái)，然后固定包裝成為一個(gè)整體。它可以起到保護(hù)芯片的作用，相當(dāng)于是芯片的外殼，不僅能固定、密封芯片，還能增強(qiáng)其電熱性能。所以，封裝對(duì)CPU和其他大規(guī)模集成電路起著非常重要的作用。

隨著便攜式電子設(shè)備的普及，BGA（球柵陣列）越來(lái)越多地用于安裝在高密度印刷電路板上的半導(dǎo)體封裝。BGA的陣列焊球與基板的接觸面大、短，有利于散熱；BGA陣列焊球的引腳很短，縮短了信號(hào)的傳輸路徑，減小了引線電感、電阻，信號(hào)傳輸延遲小，適應(yīng)頻率大大提高，因而可改善電路的性能。在大多數(shù) BGA 中，半導(dǎo)體芯片和封裝基板是通過(guò)金線鍵合連接的。這些封裝基板和主板通過(guò)焊球連接。為了滿足這些連接所需的可靠性，封裝基板兩側(cè)的端子均鍍金?；瘜W(xué)鍍金在更高密度的封裝基板中具有優(yōu)勢(shì)。然而，由于傳統(tǒng)化學(xué)鍍 Ni-P/Au 的可靠性不夠，我們開發(fā)了一種新的化學(xué)鍍 Ni-P/Pd/Au 涂層，以確保足夠的可靠性。

在大多數(shù) CSP 和 BGA 中，半導(dǎo)體芯片和封裝基板是通過(guò)金線鍵合連接的。印刷電路板和封裝基板通過(guò)焊球連接。為了滿足這些連接所需的可靠性，封裝基板兩側(cè)的端子表面均鍍金。傳統(tǒng)上，成熟的電解鍍金技術(shù)早已用于封裝基板的表面處理。

半導(dǎo)體封裝過(guò)程中會(huì)通過(guò)使電鍍表面變形而降低引線鍵合的強(qiáng)度。另一個(gè)問(wèn)題與焊球接頭的可靠性有關(guān)。當(dāng) CSP 和 BGA 安裝在印刷電路板上時(shí)，焊球?qū)⑺鼈冞B接起來(lái)。與傳統(tǒng)方法相比，焊球連接具有更少的連接面積，其中薄型小外形封裝 (TSOP) 和四方扁平封裝 (QFP) 的金屬引線通過(guò)焊接連接。TSOP適合用SMT技術(shù)在PCB上安裝布線。TSOP封裝外形尺寸時(shí)，寄生參數(shù)(電流大幅度變化時(shí)，引起輸出電壓擾動(dòng))減小，適合高頻應(yīng)用，操作比較方便，可靠性也比較高。此外，引線沒(méi)有緩解壓力。最近，CSP 和 BGA 的焊點(diǎn)可靠性已在多項(xiàng)研究中得到檢驗(yàn)。

在這項(xiàng)工作中，我們研究了熱處理后引線鍵合強(qiáng)度低的原因以及提高強(qiáng)度的可能性。我們還研究了焊球連接強(qiáng)度低的原因和可能的改進(jìn)工藝。我們的研究結(jié)果表明，低引線鍵合強(qiáng)度是由鍍金表面的鍍鎳擴(kuò)散造成的。此外，我們發(fā)現(xiàn)焊球連接強(qiáng)度低的原因是金和鎳之間形成了腐蝕層。本文討論了一種新開發(fā)的由化學(xué)鍍鎳、鈀和金組成的多層涂層系統(tǒng)，作為一種改進(jìn)工藝。