JP2000129488A - リードフレームのめっき前処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の課題は、リード部を変形させずに、リ
ードフレームの表面に発生しているスマットを酸洗によ
り完全に且つ均一に除去でき、それによりめっき不良の
発生を完全に防止することができるリードフレームのめ
っき前処理方法を提供することにある。 【解決手段】（１）銅合金製リードフレームを酸洗浄し
た後、めっきを施す前に、酸洗浄液より２０℃以上低温
の液体に浸すことを特徴とするリードフレームのめっき
前処理方法。 （２）銅合金製リードフレームを酸洗浄した後、めっき
を施す前に、酸洗浄液より２０℃以上低温の液体に浸
し、次に、この液体より２０℃以上高温の液体に浸すこ
とを特徴とするリードフレームのめっき前処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リードフレームの
めっき前処理方法に関するものである。更に詳述すれ
ば、本発明は、析出硬化型銅合金製リードフレームのめ
っき前処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣのパッケージは、年々薄く且つ小型
化の傾向を強めてきている。

【０００３】これに伴い、ＩＣのパッケージのフレーム
材として用いられるリードフレームも年々薄板化し且つ
そのピン間隔も年々狭くなってきている。このため、リ
ードフレームの材料としては、より薄くなっても十分な
強度を有する高強度材料が求められるようになってきて
いる。

【０００４】また、処理速度の高速化等によりチップで
の発熱量が増加する傾向にあるため、放熱性を高める観
点から熱伝導性の良い材料が要求されている。

【０００５】一般に、このような高い熱伝導性と高強度
を合わせ保つリードフレームの材料としては、析出強化
型の銅合金が用いられている。この理由は、次の通りで
ある。

【０００６】即ち、高強度銅合金としては、その強化機
構から固溶強化型と析出強化型に大別される。これらの
うち固溶強化型高強度銅合金は、合金成分がマトリクス
中に固溶した状態で存在しており、そのため、導電率の
大幅な低下が避けられない。

【０００７】これに対して析出強化型高強度銅合金は、
合金成分が熱処理によって単独金属や化合物の析出物の
形で形成されるようになっている。このため、マトリク
ス中の合金成分の固溶量が少なく、その結果高い導電率
を維持できる。このように高強度で且つ高導電率の特性
を得るためには、析出物の存在が必要不可欠である。

【０００８】ところで、リードフレームの製造工程は、
次のようになっている。

【０００９】 まず、リードフレーム用銅合金条をプ
レスするか或いはエッチングすることにより、ＩＣを載
せるダイ部とワイヤーボンディングによりＩＣと電気的
に接続するインナーリード部と基板とはんだ付けするア
ウターリード部とを有する微細なリードフレームの形状
に加工する。

【００１０】 次に、このように加工されたリードフ
レームは、表面に付着している圧延油やプレス油を除去
するために溶剤脱脂及び電解脱脂を行い、清浄化する。

【００１１】 次に、表面の圧延油やプレス油を除去
したリードフレームは、酸洗浄液にて洗浄処理すること
により変色等の原因となっている表面酸化物層を溶解除
去する。ここにおいて、酸洗浄液としては、希硫酸に酸
化剤、例えば、過酸化水素を加えて成るものが使用され
ている。

【００１２】 次に、このように酸洗いしたリードフ
レームは、水洗する。

【００１３】ここにおいて、水洗の水は、適度に温めた
お湯であることが多い。

【００１４】 次に、水洗されたリードフレームは、
その全体或いはそのリード部等に電気めっきが施され
る。

【００１５】 次に、電気めっきされたリードフレー
ムは、超純水で洗浄し、それから乾燥することによりリ
ードフレームの製品となる。

【００１６】ここにおいて、リードフレームへのめっき
は、耐食性及びワイヤボンディング性の向上のために施
されるものであるが、時折めっき不良、例えば、表面の
ざらつき、めっきの異常析出、加熱時のめっき膜の膨れ
等が発生することがある。これらのめっき不良は、めっ
きする前の前処理が不適切であったために発生すること
が多く、そのため、めっき前処理工程は、その後のリー
ドフレームの健全性を大きく左右する重要な工程となっ
ている。

【００１７】一般に、純銅は、めっき前処理工程の酸洗
作業におけるトラブル発生が少ない。

【００１８】これに対してリードフレームの材料である
不溶解性の析出物をもつ合金析出強化型銅合金では、め
っき前処理工程の酸洗作業においてその析出物が溶解せ
ずにリードフレーム表面に残存するトラブルが発生する
ことがある。これら不溶性析出物は、例えば、Ｃｕ−Ｎ
ｉ−Ｓｉ系銅合金ではＮｉ₂ Ｓｉである。また、Ｃｕ−
Ｆｅ−Ｐ系銅合金ではＦｅ₃ Ｐである。このような不溶
性析出物残査は、スマットと呼ばれ、後工程であるめっ
き工程においてめっき不良の原因となることが知られて
いる。

【００１９】従来、銅合金におけるスマット発生を抑止
する対策としては、次のような方法が行われている。

【００２０】（１）酸洗工程を完全に省略する。

【００２１】（２）酸洗は実施するが、溶解量を最小限
に留める。

【００２２】（３）通常の酸洗を実施した後、超音波を
付加してスマットを除去する。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
のスマット発生抑止対策では、次のような難点があっ
た。

【００２４】まず、（１）の酸洗工程を完全に省略した
場合には、リードフレームの表面に発生した変色部分や
酸化物層がそのまま残ることになり、その結果めっき
は、これら変色部分や酸化物層の上に施せざるを得なく
なり、めっき不良が多発する。

【００２５】また、（２）の酸洗の溶解量を最小限に留
める方法では、スマットの発生量がゼロではない上に酸
洗速度が酸洗液中の酸化剤の濃度に支配されるため酸化
剤の消費減少及び補充による酸化速度の変化が大きく、
その結果酸洗量の制御が非常に難しくなるという問題が
ある。

【００２６】この（３）の酸洗後に超音波を付加する方
法は、最も普及した方法として行われているが、位置的
に超音波の効果が低い部分が生じ、その結果除去しきれ
なかったスマットが残る懸念がある。更に、微細化した
リードフレームでは、超音波を付加した時に超音波の圧
力に耐えられずにリード部が変形するというトラブルも
発生する。このようにリード部が変形するとＩＣチップ
とのボンディングや基板との接合ができなくなり、その
結果商品価値を失うことになる。

【００２７】本発明は、かかる点に立って為されたもの
であって、その目的とするところは、前記した従来技術
の欠点を解消し、リード部を変形させずに、リードフレ
ームの表面に発生しているスマットを酸洗により完全に
且つ均一に除去でき、それによりめっき不良の発生を完
全に防止することができるリードフレームのめっき前処
理方法を提供することにある。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、次の３点にある。

【００２９】（１）銅合金製リードフレームを酸洗浄し
た後、めっきを施す前に、酸洗浄液より２０℃以上低温
の液体に浸すことを特徴とするリードフレームのめっき
前処理方法。

【００３０】（２）銅合金製リードフレームを酸洗浄し
た後、めっきを施す前に、酸洗浄液より２０℃以上低温
の液体に浸し、次に、この液体より２０℃以上高温の液
体に浸すことを特徴とするリードフレームのめっき前処
理方法。

【００３１】（３）銅合金製リードフレームを酸洗浄し
た後、めっきを施す前に、酸洗浄液より２０℃以上低温
の液体に浸し、次に、この液体より２０℃以上高温の液
体に浸すことを２回以上繰返すことを特徴とするリード
フレームのめっき前処理方法。

【００３２】本発明において、低温液体及び高温液体と
しては、リードフレームを浸蝕しなく且つめっきの形成
を妨げない液体ならよく、例えば、水等である。

【００３３】本発明では、銅合金から成るリードフレー
ムは、酸洗浄液にて酸洗浄してからめっきを施す前に前
記酸洗浄液の温度より２０℃以上低い温度の液体に浸漬
処理するため、銅合金と析出物との間に生じる熱膨張差
により酸洗スマットを除去することができ、その結果リ
ードフレームには、部分的なスマットの残りやリード部
の変形を生じることがない。

【００３４】また、銅合金から成るリードフレームは、
酸洗浄液にて酸洗浄してからめっきを施す前に前記酸洗
浄液の温度より２０℃以上低い温度の低温液体に浸漬処
理し、それから、その低温液体より２０℃以上高い高温
の高温液体に浸漬することで、スマットの除去残りをよ
り低減することができる。更に、その低温液体への浸漬
処理と高温液体への浸漬処理とを２回以上繰り返すこと
によりスマットの除去残りを一段と低減することができ
る。

【００３５】

【発明の実施の形態】次に、本発明のリードフレームの
めっき前処理方法の実施例を比較例と共に説明する。

【００３６】実施例及び比較例に用いた材料等について
説明する。

【００３７】ａ．リードフレーム リードフレームは、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系銅合金から成る
リードフレームを用いた。また、実施例及び比較例で
は、その条長が短い短尺品と長い長尺品とに分けて行っ
た。

【００３８】これらのうち実施例１〜３及び比較例１〜
４では、短尺品の５０枚についてそれぞれ行った。

【００３９】これらのうち実施例４及び比較例５では、
長尺品の１００枚についてそれぞれ行った。

【００４０】ｂ．脱脂液 脱脂液としては、ＮａＯＨが１０ｇ／Ｌ水溶液、ＮａＣ
Ｏ₃ が１０ｇ／Ｌ水溶液、界面活性剤が適量を加えて成
る電解脱脂液を用いた。

【００４１】また、リードフレームの短尺品の脱脂は、
電解脱脂液中にリードフレームを陰極、ＳＵＳ板を陽極
とし、陰極電流密度５Ａ／dm² で３０秒間電解脱脂し
た。

【００４２】ｃ．酸洗浄液 酸洗浄液としては、硫酸の１％水溶液、過酸化水素の１
％水溶液を加えて成る酸洗浄液を用いた。

【００４３】ｄ．低温の液体への浸漬処理 酸洗浄液の温度より低い温度の低温液体への浸漬処理を
行う実施例及び比較例については、めっきする前に低温
の水へ浸漬処理した。

【００４４】ｅ．高温の液体への浸漬処理 酸洗浄液の温度より高い温度の液体への浸漬処理を行う
実施例及び比較例については、めっきする前にお湯に浸
漬処理した。

【００４５】ｆ．めっき めっき液としては、Ｎｉワット浴を用いた。

【００４６】また、めっき条件は、温度５０℃、電流密
度２Ａ／dm² 、時間１０秒で行った。

【００４７】（実施例１）まず、短尺品のリードフレー
ムを用意した。

【００４８】次に、電解脱脂液中にこの短尺品のリード
フレームを陰極、ＳＵＳ板を陽極として浸漬し、それか
ら陰極電流密度５Ａ／dm² で３０秒間電解脱脂した。

【００４９】次に、脱脂したリードフレームは、酸洗浄
液に１０秒間浸漬処理することにより酸洗浄した。

【００５０】次に、酸洗浄したリードフレームは、３０
℃の水で水洗した。

【００５１】次に、水洗したリードフレームは、Ｎｉめ
っきを施した。

【００５２】（実施例２）まず、短尺品のリードフレー
ムを用意した。

【００５３】次に、電解脱脂液中にこの短尺品のリード
フレームを陰極、ＳＵＳ板を陽極として浸漬し、それか
ら陰極電流密度５Ａ／dm² で３０秒間電解脱脂した。

【００５４】次に、脱脂したリードフレームは、酸洗浄
液に１０秒間浸漬処理することにより酸洗浄した。

【００５５】次に、酸洗浄したリードフレームは、３０
℃の水で水洗した。

【００５６】次に、水洗したリードフレームは、酸洗浄
液より２０℃高い５０℃のお湯の中に浸漬処理した。

【００５７】次に、５０℃のお湯の中に浸漬処理したリ
ードフレームは、Ｎｉめっきを施した。

【００５８】（実施例３）まず、短尺品のリードフレー
ムを用意した。

【００５９】次に、電解脱脂液中にこの短尺品のリード
フレームを陰極、ＳＵＳ板を陽極として浸漬し、それか
ら陰極電流密度５Ａ／dm² で３０秒間電解脱脂した。

【００６０】次に、脱脂したリードフレームは、酸洗浄
液に１０秒間浸漬処理することにより酸洗浄した。

【００６１】次に、酸洗浄したリードフレームは、１５
℃の水で水洗した。

【００６２】次に、水洗したリードフレームは、酸洗浄
液より２０℃高い５０℃のお湯の中に浸漬処理した。

【００６３】次に、５０℃のお湯の中に浸漬処理したリ
ードフレームは、Ｎｉめっきを施した。

【００６４】（実施例４）まず、長尺品のリードフレー
ムを用意した。

【００６５】次に、電解脱脂液中にこの長尺品のリード
フレームを陰極、ＳＵＳ板を陽極として浸漬し、それか
ら陰極電流密度５Ａ／dm² で３０秒間電解脱脂した。

【００６６】次に、脱脂したリードフレームは、酸洗浄
液に１０秒間浸漬処理することにより酸洗浄した。

【００６７】次に、酸洗浄したリードフレームは、１５
℃の水で水洗した。

【００６８】次に、水洗したリードフレームは、酸洗浄
液より２０℃高い５０℃のお湯の中に浸漬処理した。

【００６９】次に、５０℃のお湯の中に浸漬処理したリ
ードフレームは、１５℃の水で水洗した。

【００７０】次に、水洗したリードフレームは、酸洗浄
液より２０℃高い５０℃のお湯の中に浸漬処理した。

【００７１】次に、５０℃のお湯の中に浸漬処理したリ
ードフレームは、Ｎｉめっきを施した。

【００７２】（比較例１）まず、短尺品のリードフレー
ムを用意した。

【００７３】次に、電解脱脂液中にこの短尺品のリード
フレームを陰極、ＳＵＳ板を陽極として浸漬し、それか
ら陰極電流密度５Ａ／dm² で３０秒間電解脱脂した。

【００７４】次に、脱脂したリードフレームは、酸洗浄
液に１０秒間浸漬処理することにより酸洗浄した。

【００７５】次に、酸洗浄したままのリードフレームを
酸洗浄液より２０℃高い５０℃のお湯の中に浸漬処理し
た。

【００７６】次に、５０℃のお湯の中に浸漬処理したリ
ードフレームは、Ｎｉめっきを施した。

【００７７】（比較例２）まず、短尺品のリードフレー
ムを用意した。

【００７８】次に、電解脱脂液中にこの短尺品のリード
フレームを陰極、ＳＵＳ板を陽極として浸漬し、それか
ら陰極電流密度５Ａ／dm² で３０秒間電解脱脂した。

【００７９】次に、脱脂したリードフレームは、酸洗浄
液に１０秒間浸漬処理することにより酸洗浄した。

【００８０】次に、酸洗浄したリードフレームは、３５
℃の水で水洗した。

【００８１】次に、水洗したリードフレームは、Ｎｉめ
っきを施した。

【００８２】（比較例３）まず、短尺品のリードフレー
ムを用意した。

【００８３】次に、電解脱脂液中にこの短尺品のリード
フレームを陰極、ＳＵＳ板を陽極として浸漬し、それか
ら陰極電流密度５Ａ／dm² で３０秒間電解脱脂した。

【００８４】次に、脱脂したリードフレームは、酸洗浄
液に１０秒間浸漬処理することにより酸洗浄した。

【００８５】次に、脱脂したリードフレームは、Ｎｉめ
っきを施した。

【００８６】（比較例４）まず、短尺品のリードフレー
ムを用意した。

【００８７】次に、電解脱脂液中にこの短尺品のリード
フレームを陰極、ＳＵＳ板を陽極として浸漬し、それか
ら陰極電流密度５Ａ／dm² で３０秒間電解脱脂した。

【００８８】次に、脱脂したリードフレームは、酸洗浄
液に短時間の１秒間浸漬処理することにより酸洗浄し
た。

【００８９】次に、酸洗浄したままのリードフレームを
酸洗浄液より２０℃高い５０℃のお湯の中に浸漬処理し
た。

【００９０】次に、５０℃のお湯の中に浸漬処理したリ
ードフレームは、Ｎｉめっきを施した。

【００９１】（比較例５）まず、長尺品のリードフレー
ムを用意した。

【００９２】次に、電解脱脂液中にこの長尺品のリード
フレームを陰極、ＳＵＳ板を陽極として浸漬し、それか
ら陰極電流密度５Ａ／dm² で３０秒間電解脱脂した。

【００９３】次に、脱脂したリードフレームは、酸洗浄
液に１０秒間浸漬処理することにより酸洗浄した。

【００９４】次に、酸洗浄したリードフレームは、酸洗
浄液より２０℃高い５０℃のお湯の中に超音波をかけな
がら１０秒間浸漬処理した。

【００９５】次に、５０℃のお湯の中に浸漬処理したリ
ードフレームは、Ｎｉめっきを施した。

【００９６】（評価試験方法）評価試験は、スマットの
除去残りの調査、めっき健全性、めっき膜のふくれの有
無の調査、リード部の変形の有無の調査について行っ
た。

【００９７】ａ．スマットの除去残りの調査 スマットの除去残りの調査は、酸洗浄してから水洗した
リードフレームについて行った。

【００９８】１枚のリードフレームに１個所でもスマッ
トが残っていたら“スマットの除去残りあり”と判定し
た。

【００９９】ｂ．めっき健全性の調査 めっきの健全性の調査は、Ｎｉめっきしたリードフレー
ムについて行った。

【０１００】ｃ．めっき膜のふくれの有無の調査 めっきのふくれの調査は、Ｎｉめっきしたリードフレー
ムの１０ｍのうちの中間部の連続した１００ピースを選
び、３５０℃×１分の大気加熱を行い、それからめっき
膜のふくれの有無を調べた。

【０１０１】ｄ．リード部の変形の有無の調査 めっきのリード部の変形の有無の調査は、Ｎｉめっきし
たリードフレームについて行った。

【０１０２】表１は、これらの評価試験結果を示したも
のである。

【０１０３】

【表１】

【０１０４】表１から分かるように、比較例１では、酸
洗浄液と同じ５０℃で湯洗したため、スマットが除去さ
れず５０枚のリードフレームの全てにスマット除去残り
が認められた。また、めっき膜にはざらつきが認めら
れ、健全ではなかった。

【０１０５】比較例２では、十分低温でない３５℃で水
冷したため、スマットが除去されず５０枚のリードフレ
ームの４０枚にスマット除去残りが認められた。また、
めっき膜にはざらつきが認められ、健全ではなかった。

【０１０６】比較例３では、酸洗を実施しなかったため
スマットは発生しないものの、めっき膜の密着性が不十
分で容易にめっき膜が剥離した。これは、リードフレー
ム表面に酸化膜が存在したためである。

【０１０７】比較例４では、酸洗時間を１秒と短くした
のでスマットの発生が少なかったが、スマットの発生が
皆無ではなく、その結果めっきの健全性が阻害された。

【０１０８】比較例５では、リードフレームの一部に超
音波の届きにくい部分が生じ、その部分でスマットの除
去残りが生じた。また、リード部の変形は、１００枚の
内の３２枚に発生した。

【０１０９】これらに対して実施例１では、５０枚のリ
ードフレームのうち、スマットが一部にでも残っていた
リードフレームは、３枚と極めて少なく、その量も微少
量であった。そのため、めっきの健全性も極めて良好で
あった。

【０１１０】実施例２では、５０枚のリードフレームの
うち、スマットが一部にでも残っていたリードフレーム
は、２枚とこれまた極めて少なく、その量も微少量であ
った。そのため、めっきの健全性も極めて良好であっ
た。

【０１１１】実施例３では、５０枚のリードフレームの
うち、スマットが一部にでも残っていたリードフレーム
は、皆無であった。めっきの健全性も極めて良好であっ
た。

【０１１２】実施例４では、スマットが十分に除去さ
れ、そのため、めっき膜のふくれが全くなかった。ま
た、超音波を使用しなかったため、リード部の変形も皆
無であった。

【０１１３】

【発明の効果】本発明のリードフレームのめっき前処理
方法によれば、銅合金製リードフレームを酸洗浄した
後、めっきを施す前に、酸洗浄液より２０℃以上高い温
度の液体に浸漬処理することによりリード部を変形させ
ることなく、スマットを効果的に除去でき、その結果め
っき不良の発生を効果的に防止できるものであり、工業
上有用である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】銅合金製リードフレームを酸洗浄した後、
   めっきを施す前に、酸洗浄液より２０℃以上低温の液体
   に浸すことを特徴とするリードフレームのめっき前処理
   方法。
2. 【請求項２】銅合金製リードフレームを酸洗浄した後、
   めっきを施す前に、酸洗浄液より２０℃以上低温の液体
   に浸し、次に、この液体より２０℃以上高温の液体に浸
   すことを特徴とするリードフレームのめっき前処理方
   法。
3. 【請求項３】銅合金製リードフレームを酸洗浄した後、
   めっきを施す前に、酸洗浄液より２０℃以上低温の液体
   に浸し、次に、この液体より２０℃以上高温の液体に浸
   すことを２回以上繰返すことを特徴とするリードフレー
   ムのめっき前処理方法。