JP2001254196A - 電子部品用リード線の製造方法 - Google Patents

電子部品用リード線の製造方法

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JP2001254196A
JP2001254196A JP2000073941A JP2000073941A JP2001254196A JP 2001254196 A JP2001254196 A JP 2001254196A JP 2000073941 A JP2000073941 A JP 2000073941A JP 2000073941 A JP2000073941 A JP 2000073941A JP 2001254196 A JP2001254196 A JP 2001254196A
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plating
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silver
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JP2000073941A
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Toshinobu Nakamura
敏信 中村
Satoshi Chinda
聡 珍田
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Hitachi Cable Ltd
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Hitachi Cable Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】鉛による環境汚染問題の生じない電子部品用リ
ード線であって、耐屈曲性、はんだ付性等の特性が良好
であり、安価なスズ合金めっき線の製造方法を提供する
こと。 【解決手段】銅又は銅合金、或いは鉄又はその合金等で
できたリード基材1上にスズめっき2を施し、その表面
に銀めっき3を施した後、そのリード材表面をダイス或
いは繊維で平滑化させ、表層の銀をスズめっき層に拡散
させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品用リード
線の製造方法に関するものである。更に詳しくは、銅又
はその合金或いは鉄又はその合金等でできたリード基材
表面を、鉛を含有しないスズ合金めっき層で被覆した電
子部品用リード線であって、鉛を含有しないために環境
を害することが無く、はんだとの接合強度が高い電子部
品用リード線の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】IC、LSIなどの半導体素子は、いわ
ゆるパッケージング工程において、リードフレーム上に
固着された後、ワイヤボンディングなどによりリードフ
レームと電気的に接続され、さらにモールド樹脂により
モールドされる。そして、基板などの外部回路とはんだ
等を用いて接続するために、モールド樹脂の外側に露出
したリードには、主に鉛を10〜40wt%含むスズ−鉛
合金、いわゆる鉛はんだめっきが施され、その後リード
はフレームから切断され、所定の形状に曲げ成形され
る。
【0003】このように、電子部品用リード線として、
従来、銅又は銅合金、或いはFe又はFe合金に代表さ
れるリード基材の表面を、スズ−鉛はんだに代表される
スズ合金めっき層で被覆したリード線が知られている。
【0004】かかる電子部品用リード線は、リード基材
の優れた導電性と機械的強度を有しつつ、スズ合金の単
純スズめっきにおけるウィスカ発生の抑制力と良好なは
んだ付け性をも兼ね備える高性能導体であって、各種の
端子、コネクタ、リードのような電気・電子部品として
使用されている。
【0005】しかし、最近鉛による環境汚染問題がクロ
ーズアップされ、鉛を用いないスズ合金めっきリード線
の開発が急務となっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術の問題点として、鉛を含まない単純なスズめっきで
は、ウィスカの発生が懸念される。そこで、その代替材
料として各種スズ合金めっき化が進められている。現
在、鉛フリースズ合金めっき液としては、スズ−銀、ス
ズ−ビスマス、スズ−亜鉛の3種類が開発されている
が、スズ−銀合金めっきは高価であること、スズ−ビス
マス合金めっきは硬く脆いため半導体装置の製造工程に
おいてリードを曲げたときにめっき膜にクラックが生じ
るという脆化問題があり、またスズ−亜鉛合金めっきは
酸化されやすく濡れ性が劣り、ウィスカも発生しやすい
という問題があり、いずれも現状のスズ−鉛合金めっき
線材と完全な代替を図ることは困難である。
【0007】そこで本発明の目的は、上記課題を解決
し、鉛による環境汚染問題の生じない電子部品用リード
線であって、耐屈曲性、はんだ付性等の特性が良好であ
り、安価なスズ合金めっき線の製造方法を提供すること
にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の電子部品用リード線の製造方法は、銅又は
銅合金、或いは鉄又はその合金等でできたリード基材上
にスズめっきを施し、その表面に銀めっきを施した後、
そのリード材表面をダイス或いは繊維で平滑化させ、表
層の銀をスズめっき層に拡散させることを特徴とする
(請求項1)。
【0009】ここで、繊維とは綿糸、化繊糸などの一般
に糸と呼ばれているものでよく、例えばこの糸をリード
材表面に巻き付けリード材を引き出して表面を擦ること
により、又はダイスで削ることにより、表層の銀をスズ
めっき層に拡散させることができる。このリード材表面
をダイス或いは繊維で平滑化させる点が、本発明の大き
な特徴である。即ち、従来でもめっき表面の平滑化が行
われることがあるが、従来では単にSnめっき等単層品
の平滑化を狙って行われているにすぎず、本発明のよう
に、スズめっき及び銀めっきから成る多層のめっき層の
相互拡散のために行われるものではない。
【0010】本発明では、上記のように拡散させること
を前提とするため、スズめっきに対し銀めっきは薄く設
ければ足り、従来のSn−Agめっきによる場合よりも
安価に製造することが可能となる。
【0011】本発明の電子部品用リード線は、銅又はそ
の合金或いは鉄又はその合金等でできたリード基材表面
を、鉛を含有しないスズめっき及び銀めっきから成る多
層のめっき層で被覆した構成であり、鉛を含有しないた
め、環境を害することが無い。また、そのめっき膜は、
はんだとの接合強度が高いため、従来のスズ−鉛合金め
っき線材から成る電子部品用リード線と同様に用いるこ
とができる。
【0012】本発明の電子部品用リード線の製造方法に
おいては、スズめっきの厚さが1〜15μm、銀めっき
の厚さが0.05〜0.5μmであることが好ましい
(請求項2)。
【0013】本発明において、銀めっきの厚さを0.0
5μm以上、0.5μm以下としたのは、0.05μm
未満では銀の割合が低いためウィスカの発生を抑制する
性能に欠ける傾向となり、0.5μmを超えるとはんだ
付け性が劣化する傾向となるためである。また、スズめ
っきの厚さを1μm以上、15μm以下としたのは、1
μm未満では実用に不向きであり、15μmを超えると
表層の銀の割合が低いためウィスカの発生を抑制する性
能に欠ける状態となるためである。したがって、適切な
範囲はスズめっきの厚さが1〜15μm、銀めっきの厚
さが0.05〜0.5μmの範囲となる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施形態に
基づいて説明する。
【0015】図1に示すように、まず銅又は銅合金、或
いはFeまたはFe合金製のリード基材1上にスズめっ
き2を施し、その表面に銀めっき(Agフラッシュ)3
を施して成るリード材4を得る。ここで、スズめっき2
の厚さは1〜15μm、銀めっき3の厚さは0.05〜
0.5μmの範囲とする。スズめっき2の厚さを1μm
以上、15μm以下とするのは、1μm未満では実用に
不向きであり、15μmを超えると表層の銀の割合が低
いためウィスカの発生を抑制する性能に欠ける状態とな
るためである。また、銀めっき3の厚さを0.05μm
以上、0.5μm以下とするのは、0.05μm未満で
は銀の割合が低いためウィスカの発生を抑制する性能に
欠ける傾向となり、0.5μmを超えるとはんだ付け性
が劣化する傾向となるためである。
【0016】なお、リード基材1の形状として、ここで
はIC、LSIなどの半導体素子のリードフレームとな
るストライプめっき条の形態又は丸線を想定している
が、リード基材1の形状にはこのような平条、丸線の
他、異形条、筒状など任意の形状が含まれる。
【0017】その後、上記リード材4の表面を繊維で平
滑化させ、これにより表層の銀をスズめっき層に拡散さ
せる。
【0018】ここで、繊維としては綿糸、化繊糸などの
一般に糸と呼ばれているものを用い、この糸をリード材
4の表面に巻き付けて、リード材4を引き出して表面を
擦る。これにより、表層の銀をスズめっき層に拡散させ
ることができる。この繊維で擦る代わりに、ダイスでリ
ード材4の表面を削る処理を行っても同じ拡散作用を与
えることができる。
【0019】こうして得られた電子部品用リード線は、
銅又はその合金或いは鉄又はその合金等でできたリード
基材表面を、鉛を含有しないスズめっき及び銀めっきか
ら成る多層のめっき層で被覆した構成であり、鉛を含有
しないため、環境を害することが無い。また、そのめっ
き膜は、はんだとの接合強度が高いため、従来のスズ−
鉛合金めっき線材から成る電子部品用リード線と同様に
用いることができる。
【0020】
【実施例】表1〜表3において、試作番号1〜43のう
ち、試作番号2〜5、8〜11、14〜17、20〜2
3、26〜29、32〜35が本発明の実施例であり、
試作番号1、6〜7、12〜13、18〜19、24〜
25、30〜31及び36〜42が比較例、試作番号4
3が従来例である。
【0021】
【表1】
【0022】
【表2】
【0023】
【表3】
【0024】本発明の実施例1〜24は次のようにして
製作した。即ち、直径φ0.56mmの銅線(丸線)上
にホウフッ化浴を用いてスズめっきを1〜15μm
(1.0μm、2.0μm、5.0μm、10.0μ
m、12.0μm、15.0μm)施し、更にそれらの
表面にシアン化浴を用いて銀めっきを0.05〜0.5
μm(0.05μm、0.10μm、0.20μm、
0.50μm)施した。この材料に綿糸を巻き付けた
後、材料を引き抜いて電子部品用リード線とした。
【0025】一方、比較例1〜12は、同じく直径φ
0.56mmの銅線(丸線)上に、ホウフッ化浴を用い
てスズめっきを1〜15μm(1.0μm、2.0μ
m、5.0μm、10.0μm、12.0μm、15.
0μm)施し、更にそれらの表面にシアン化浴を用いて
銀めっきを0.03μm、0.7μm(0.05μm、
0.10μm、0.20μm、0.50μm)施した。
また、比較例13〜18は、ホウフッ化浴を用いてスズ
めっきを17.0μm施し、更にそれらの表面にシアン
化浴を用いて銀めっきを0.03μm〜0.7μm
(0.03μm、0.05μm、0.10μm、0.2
0μm、0.50μm、0.70μm)施した。そし
て、これらの材料に綿糸を巻き付けた後、材料を引き抜
いて電子部品用リード線とした。
【0026】これらの製品の特性を評価するため、各製
品を245℃に加熱した63%Sn−37%Pbはん
だ、90%Sn−7.5%Bi−2%Ag−0.5%C
uはんだ及び95.4%Sn−3.5%Ag−1.1%
Cuの各はんだ浴で、それぞれのはんだ付け性を測定し
た。測定方法は平衡法(JISC0053)である。
【0027】その結果、表1〜表3に示すように、実施
例1〜24の各製品は、共に、はんだ濡れ時間(ゼロク
ロス時間)が0.9〜1.0秒と良好なはんだ付性を示
した。また、実施例1〜24のスズ−銅合金めっきリー
ド線に対し、半径0.5mmの曲げ加工を行い、機械加工
性を試験したところ、どの線材でもめっき膜に割れは確
認されなかった。更に、ウィスカの発生をみるため、5
0℃で1ケ月の放置試験を行った結果、ウィスカは発生
していなかった。
【0028】これに対し、比較例1〜12の場合は、次
のように不適当なものとなった。即ち、銀めっき厚が
0.03μm以下とした場合(比較例1、3、5、7、
9、11、13)では、銀の割合が低いためウィスカの
発生を抑制する性能に欠けていた。逆に、銀めっき厚が
0.70μm以上の場合(比較例2、4、6、8、1
2、18)では、ゼロクロスタイムが1.1〜1.3秒
であり、はんだ付け性が劣化する。これは銀の割合が多
くなりすぎ、融点が高くなることによるものと思われ
る。一方、スズめっき厚さが15μmを超えた場合(比
較例13〜18)では、表層の銀の割合が低いためウィ
スカの発生を抑制する性能に欠けていた。
【0029】これらの結果より、スズめっきの厚さとし
ては1〜15μm、銀めっきの厚さとしては0.05〜
0.5μmが電子部品用リード線として実用範囲であ
る。
【0030】一方、従来例(試作番号43)のスズ−鉛
めっきリード線について、そのはんだ濡れ時間を測定し
たところ0.8秒であった。本発明の上記実施例1〜2
4のはんだ濡れ時間は0.9〜1.0秒であり、従来例
の値と大きな違いがないので、従来と同様の取り扱いや
すい電子部品用リード線が得られたことになる。
【0031】上記実施例1〜24の電子部品用リード線
を平条のアウターリードとして、半導体パッケージの外
側に露出させ、曲げ形成して半導体装置を構成したとこ
ろ、曲げによる割れがなく、濡れ性及び耐ウィスカ性に
優れた信頼性の高い半導体装置を実現することができ
た。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
のような優れた効果が得られる。
【0033】本発明の電子部品用リード線の製造方法
は、銅又は銅合金、或いは鉄又はその合金等でできたリ
ード基材上にスズめっきを施し、その表面に銀めっきを
施した後、そのリード材表面をダイス或いは繊維で平滑
化させ、表層の銀をスズめっき層に拡散させるものであ
るので、従来のSn−Agめっきによる場合よりも安価
に製造することが可能となる。
【0034】更に、銅又はその合金或いは鉄又はその合
金等でできたリード基材表面を、鉛を含有しないスズめ
っき及び銀めっきから成る多層のめっき層で被覆するも
のであり、鉛を含有しないため、環境を害することが無
い。また、そのめっき膜は、はんだとの接合強度が高い
ため、従来のスズ−鉛合金めっき線材から成る電子部品
用リード線と同様に用いることができる。
【0035】本発明の電子部品用リード線の製造方法に
おいては、スズめっきの厚さを1〜15μm、銀めっき
の厚さを0.05〜0.5μmの範囲とすることによ
り、表層の銀の割合がウィスカの発生を抑制し得る値に
なり、鉛を使用せずに、ウィスカの発生を抑制したスズ
合金めっきリード材を得ることができる。このことによ
り、従来のはんだめっきリード線並みのはんだ付性、耐
めっき割れ性等の特性を有する電子部品用リード線を得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電子部品用リード線の製造方法の実施
例を示す図である。
【符号の説明】
1 銅又はその合金又は鉄又はその合金製リード基材 2 スズめっき 3 銀めっき
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C22C 38/00 302 C22C 38/00 302X

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】銅又は銅合金、或いは鉄又はその合金等で
    できたリード基材上にスズめっきを施し、その表面に銀
    めっきを施した後、そのリード材表面をダイス或いは繊
    維で平滑化させ、表層の銀をスズめっき層に拡散させる
    ことを特徴とする電子部品用リード線の製造方法。
  2. 【請求項2】請求項1記載の電子部品用リード線の製造
    方法において、スズめっきの厚さが1〜15μm、銀め
    っきの厚さが0.05〜0.5μmであることを特徴と
    する電子部品用リード線の製造方法。
JP2000073941A 2000-03-13 2000-03-13 電子部品用リード線の製造方法 Pending JP2001254196A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008103557A (ja) * 2006-10-19 2008-05-01 Toyota Motor Corp 電子部品
US11264546B2 (en) 2018-09-27 2022-03-01 Nichia Corporation Metallic structure for optical semiconductor device, method for producing the same, and optical semiconductor device using the same

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