JP2002076226A - リードフレームとその製造方法 - Google Patents
リードフレームとその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 リードフレーム素材の前処理工程の改善され
たリードフレームとこのリードフレームのめっき方法を
提供する。 【解決手段】 薄板素材の表面を電解脱脂する電解脱脂
段階と、脱脂済みの薄板素材を電解研磨する電解研磨段
階と、電解研磨済みの薄板素材の表面に現れる介在物を
除去する介在物除去段階と、介在物の除去段階が完了し
た薄板素材を酸性溶液で洗浄する洗浄段階と、洗浄済み
の素材に多層のめっき層を形成するめっき層形成段階と
を含むリードフレームの製造方法を提供する。前記製造
方法で製造されたリードフレームにおいて、ワイヤボン
ディング特性や半田湿潤性を阻害する少なくとも約1μm
程度の直径を有する介在物は1600μm2の表面積当り5個
以下である。
たリードフレームとこのリードフレームのめっき方法を
提供する。 【解決手段】 薄板素材の表面を電解脱脂する電解脱脂
段階と、脱脂済みの薄板素材を電解研磨する電解研磨段
階と、電解研磨済みの薄板素材の表面に現れる介在物を
除去する介在物除去段階と、介在物の除去段階が完了し
た薄板素材を酸性溶液で洗浄する洗浄段階と、洗浄済み
の素材に多層のめっき層を形成するめっき層形成段階と
を含むリードフレームの製造方法を提供する。前記製造
方法で製造されたリードフレームにおいて、ワイヤボン
ディング特性や半田湿潤性を阻害する少なくとも約1μm
程度の直径を有する介在物は1600μm2の表面積当り5個
以下である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体リードフレー
ムに係り、特にリードフレーム素材の前処理工程が改善
されたリードフレームとこのリードフレームのめっき方
法に関する。
ムに係り、特にリードフレーム素材の前処理工程が改善
されたリードフレームとこのリードフレームのめっき方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体リードフレームは半導体チップと
共に半導体パッケージをなす重要な構成要素の1つであ
って、半導体パッケージの内部と外部とを連結する導線
(lead)の役割と半導体チップを支持する支持体の役割と
を兼ねる。このような半導体リードフレームは通常スタ
ンピングプロセス(Stamping process)又はエッチングプ
ロセス(Etching process)により製造される。
共に半導体パッケージをなす重要な構成要素の1つであ
って、半導体パッケージの内部と外部とを連結する導線
(lead)の役割と半導体チップを支持する支持体の役割と
を兼ねる。このような半導体リードフレームは通常スタ
ンピングプロセス(Stamping process)又はエッチングプ
ロセス(Etching process)により製造される。
【０００３】これらの方法のうち何れか1つの方法によ
り製造される半導体リードフレームの構造は、基板に実
装される形態によって様々である。
り製造される半導体リードフレームの構造は、基板に実
装される形態によって様々である。
【０００４】図１は従来型の半導体リードフレームの構
造を示した概略的な平面図である。
造を示した概略的な平面図である。
【０００５】図面を参照すれば、半導体リードフレーム
８０は、記憶素子の半導体チップを搭載して静的状態を
保つダイパッド(die pad)部８１、ワイヤボンディング
によりチップに連結された内部リード(internal lead)
８２、及び外部回路との連結のための外部リード(exter
nal lead)８３とを含む構造よりなる。
８０は、記憶素子の半導体チップを搭載して静的状態を
保つダイパッド(die pad)部８１、ワイヤボンディング
によりチップに連結された内部リード(internal lead)
８２、及び外部回路との連結のための外部リード(exter
nal lead)８３とを含む構造よりなる。
【０００６】このような構造を有する半導体リードフレ
ーム８０は、半導体の他の部品、例えば、記憶素子のチ
ップとの組立過程を経て半導体パッケージを形成する。
このような半導体パッケージの組立過程においては、半
導体チップとリードフレーム８０の内部リード８２との
ワイヤボンディング特性とダイパッド部８１の半田付け
特性とを向上させるために、ダイパッド部８１とリード
フレーム８０の内部リード８２に所定の特性を有する金
属材料をめっきする場合が多く、また樹脂保護層のモー
ルディングの後、基板実装のための半田付け特性向上の
ために外部リード８３の一定の部位に半田(Sn-Pb)めっ
き(solder plating)を行なう。
ーム８０は、半導体の他の部品、例えば、記憶素子のチ
ップとの組立過程を経て半導体パッケージを形成する。
このような半導体パッケージの組立過程においては、半
導体チップとリードフレーム８０の内部リード８２との
ワイヤボンディング特性とダイパッド部８１の半田付け
特性とを向上させるために、ダイパッド部８１とリード
フレーム８０の内部リード８２に所定の特性を有する金
属材料をめっきする場合が多く、また樹脂保護層のモー
ルディングの後、基板実装のための半田付け特性向上の
ために外部リード８３の一定の部位に半田(Sn-Pb)めっ
き(solder plating)を行なう。
【０００７】ところが、前記半田めっき過程においてめ
っき液が内部リード８２まで浸透することが多発するの
で、これを除去するための追加工程を必要とする問題点
があった。
っき液が内部リード８２まで浸透することが多発するの
で、これを除去するための追加工程を必要とする問題点
があった。
【０００８】このような問題点を解決するために提案さ
れたのが日本国特開昭63-2358号公報に開示されている
事前めっきリードフレーム(Pre-Plated Frame、以下“P
PF”とする)方式である。この方式は半導体パッケージ
ング工程の前に半田濡れ性(solder wettability)に優れ
た素材の基板をあらかじめ形成して中間めっき層を形成
する。
れたのが日本国特開昭63-2358号公報に開示されている
事前めっきリードフレーム(Pre-Plated Frame、以下“P
PF”とする)方式である。この方式は半導体パッケージ
ング工程の前に半田濡れ性(solder wettability)に優れ
た素材の基板をあらかじめ形成して中間めっき層を形成
する。
【０００９】前述したようにPPFは薄板素材の全面にめ
っきが行われるのでめっきの前に前処理工程を行うこと
になる。このような前処理工程はめっきされる表面を清
浄かつ平滑にしてめっき層間の密着性を良好にすること
であって、かかる前処理工程が不完全な場合にはめっき
が剥げたり、膨らみの発生、斑及び光沢のバラツキ、め
っき層の凹凸、ピンホールの発生など多様な不良が発生
する。
っきが行われるのでめっきの前に前処理工程を行うこと
になる。このような前処理工程はめっきされる表面を清
浄かつ平滑にしてめっき層間の密着性を良好にすること
であって、かかる前処理工程が不完全な場合にはめっき
が剥げたり、膨らみの発生、斑及び光沢のバラツキ、め
っき層の凹凸、ピンホールの発生など多様な不良が発生
する。
【００１０】前述したような不良の発生を抑制するため
の前処理工程は通常電解脱脂段階であって、この段階は
有機溶剤脱脂工程、無機物脱脂工程、酸浸漬及び洗浄工
程よりなる。また、素材の表面とめっき層間の表面密着
性を高めるために前記電解脱脂段階を経た後に電解研磨
工程をさらに実施して素材の表面を活性化する。
の前処理工程は通常電解脱脂段階であって、この段階は
有機溶剤脱脂工程、無機物脱脂工程、酸浸漬及び洗浄工
程よりなる。また、素材の表面とめっき層間の表面密着
性を高めるために前記電解脱脂段階を経た後に電解研磨
工程をさらに実施して素材の表面を活性化する。
【００１１】前記電解研磨工程は、金属基体の表面を活
性化してニッケルめっきの際にニッケルめっきと金属基
体との界面接合性を向上させる効果がある。通常の圧延
によって製造される半導体装置用リードフレームの素材
は巻き戻しのような工程を経ても製造時の応力が完全に
解消されず、素材の表面には局部的に微細クラックと応
力が存在することになる。
性化してニッケルめっきの際にニッケルめっきと金属基
体との界面接合性を向上させる効果がある。通常の圧延
によって製造される半導体装置用リードフレームの素材
は巻き戻しのような工程を経ても製造時の応力が完全に
解消されず、素材の表面には局部的に微細クラックと応
力が存在することになる。
【００１２】このような金属基体には通常の原材料の表
面に存する防錆油や無機物を除去するための脱脂工程を
経ても、相変らず前記微細クラックが存在することにな
る。前記表面に通常の多層めっきを実施すればめっき層
の表面は比較的平滑な面を有することになる。しかし、
半導体を基板に実装するためにリードフレームを曲げる
ベンディング工程を経ると、金属基体の表面に残存して
いた応力と微細クラックとがベンディングにより成長し
続けてクラックが大きくなり、結局、金属基体表面に積
層されためっき側にクラックを生じさせて金属基体の腐
食と酸化を招く。また、微細クラック部分と残留応力部
分にめっきが施されても微細クラック部分に対して完全
なめっきが行えずに空隙が残存することがあり、このよ
うな空隙が通常の半導体製造工程で加えられる熱のよう
な劣化条件に置かれると微細クラックから腐食が促進さ
れる。また、半導体回路の連続的な作動による内部熱に
よってもリードフレームの素材の腐食が発生しうる。ま
た、残存するベンディングの内部応力により経時的にク
ラックが成長する問題を含んでいる。従って、電解研磨
工程によって金属基体の表面に残っている微細クラック
部分をエッチングし、表面に残存する応力残留部位と共
に微細クラックを除去することになる。この場合、金属
基体の表面に被着された保護めっき層が相当に厚い場合
にはある程度は前記問題を防止する効果があるが、下地
めっきと保護層めっきとが厚くなると、むしろ半田濡れ
性が低下してベンディング時のクラックを誘発する原因
となる。
面に存する防錆油や無機物を除去するための脱脂工程を
経ても、相変らず前記微細クラックが存在することにな
る。前記表面に通常の多層めっきを実施すればめっき層
の表面は比較的平滑な面を有することになる。しかし、
半導体を基板に実装するためにリードフレームを曲げる
ベンディング工程を経ると、金属基体の表面に残存して
いた応力と微細クラックとがベンディングにより成長し
続けてクラックが大きくなり、結局、金属基体表面に積
層されためっき側にクラックを生じさせて金属基体の腐
食と酸化を招く。また、微細クラック部分と残留応力部
分にめっきが施されても微細クラック部分に対して完全
なめっきが行えずに空隙が残存することがあり、このよ
うな空隙が通常の半導体製造工程で加えられる熱のよう
な劣化条件に置かれると微細クラックから腐食が促進さ
れる。また、半導体回路の連続的な作動による内部熱に
よってもリードフレームの素材の腐食が発生しうる。ま
た、残存するベンディングの内部応力により経時的にク
ラックが成長する問題を含んでいる。従って、電解研磨
工程によって金属基体の表面に残っている微細クラック
部分をエッチングし、表面に残存する応力残留部位と共
に微細クラックを除去することになる。この場合、金属
基体の表面に被着された保護めっき層が相当に厚い場合
にはある程度は前記問題を防止する効果があるが、下地
めっきと保護層めっきとが厚くなると、むしろ半田濡れ
性が低下してベンディング時のクラックを誘発する原因
となる。
【００１３】ところが、前記前処理過程で電解研磨工程
を行うと、図２及び図３のように薄板素材内の金属若し
くは非金属の介在物(inclusion)が薄板素材の表面に露
出される。即ち、下地の主要な金属材料の他に製造時に
添加された合金元素物質は、薄板素材の圧延時に原材料
と共に薄板素材表面に圧着されているために突出せず、
また表面酸化膜や防錆油、無機物などによって見えない
が、電解研磨のように表面を削ると、介在物が表面に露
出されることになる。このように露出された状態でNiな
どでめっきを行うと、図４に示すように薄板素材の表面
に散在している結節(nodule)上にめっきされる。このよ
うにめっきされた結節は下地金属との界面接着力が弱い
ため、薄板素材のベンディング時に結合が切離される問
題がある。また、通常の半導体製造工程でリードフレー
ムに施される老化過程(aging process)によって、最終
的に半導体装置が基板に表面実装される際に半田濡れ性
が低下する問題を有する。これは金属基体の表面に存在
する介在物が本実施例で示したようなFeの場合におい
て、Feは前記半導体製造過程で加えられる熱によって主
素材のCuより容易に酸化され、熱拡散が上層めっき層に
至ってめっき層の表面まで拡散されて半田濡れ性を低下
させる。また、ワイヤボンディング時にキャピラリによ
る機械的な衝撃や熱圧力によって前記結節を基点として
めっき層が剥げることもある。また、剥げた結節がキャ
ピラリのヘッド部分に電着されてキャピラリが激しく汚
染または摩耗されることによってキャピラリを頻繁に取
替える必要性が生じる。さらに、ワイヤボンディングの
際に、薄板素材から離脱してキャピラリに電着された結
節(めっきの破片)によって、めっきが完了したリードフ
レームのボンディング部分の下層まで損傷する問題点が
ある。しかし、従来は原材料上の厚い多層めっき層によ
って金属基体の表面上にある程度の介在物が残存しても
前記問題は発生しなかった。通常、PPFのめっきは下地
層としてニッケルめっきを使用し、前記めっき層上に機
能性めっきとしての保護層をめっきして前記問題の発生
を防止した。しかし、保護層のめっき層が厚くなると、
実際に半田濡れが生じる下地層と半田との接合待ち時間
が延びて、むしろ半田濡れ性に劣る。通常、保護層のパ
ラジウムめっきは厚さ6乃至7μmで行うが、この場合に
も金属基体の表面の介在物による前記問題が発生する。
また、最近多用される事前めっきにおいて保護めっき層
として用いられるパラジウムのコストアップによって、
前記めっき層を厚くする場合には商業上の利用性がきわ
めて低下する問題点がある。
を行うと、図２及び図３のように薄板素材内の金属若し
くは非金属の介在物(inclusion)が薄板素材の表面に露
出される。即ち、下地の主要な金属材料の他に製造時に
添加された合金元素物質は、薄板素材の圧延時に原材料
と共に薄板素材表面に圧着されているために突出せず、
また表面酸化膜や防錆油、無機物などによって見えない
が、電解研磨のように表面を削ると、介在物が表面に露
出されることになる。このように露出された状態でNiな
どでめっきを行うと、図４に示すように薄板素材の表面
に散在している結節(nodule)上にめっきされる。このよ
うにめっきされた結節は下地金属との界面接着力が弱い
ため、薄板素材のベンディング時に結合が切離される問
題がある。また、通常の半導体製造工程でリードフレー
ムに施される老化過程(aging process)によって、最終
的に半導体装置が基板に表面実装される際に半田濡れ性
が低下する問題を有する。これは金属基体の表面に存在
する介在物が本実施例で示したようなFeの場合におい
て、Feは前記半導体製造過程で加えられる熱によって主
素材のCuより容易に酸化され、熱拡散が上層めっき層に
至ってめっき層の表面まで拡散されて半田濡れ性を低下
させる。また、ワイヤボンディング時にキャピラリによ
る機械的な衝撃や熱圧力によって前記結節を基点として
めっき層が剥げることもある。また、剥げた結節がキャ
ピラリのヘッド部分に電着されてキャピラリが激しく汚
染または摩耗されることによってキャピラリを頻繁に取
替える必要性が生じる。さらに、ワイヤボンディングの
際に、薄板素材から離脱してキャピラリに電着された結
節(めっきの破片)によって、めっきが完了したリードフ
レームのボンディング部分の下層まで損傷する問題点が
ある。しかし、従来は原材料上の厚い多層めっき層によ
って金属基体の表面上にある程度の介在物が残存しても
前記問題は発生しなかった。通常、PPFのめっきは下地
層としてニッケルめっきを使用し、前記めっき層上に機
能性めっきとしての保護層をめっきして前記問題の発生
を防止した。しかし、保護層のめっき層が厚くなると、
実際に半田濡れが生じる下地層と半田との接合待ち時間
が延びて、むしろ半田濡れ性に劣る。通常、保護層のパ
ラジウムめっきは厚さ6乃至7μmで行うが、この場合に
も金属基体の表面の介在物による前記問題が発生する。
また、最近多用される事前めっきにおいて保護めっき層
として用いられるパラジウムのコストアップによって、
前記めっき層を厚くする場合には商業上の利用性がきわ
めて低下する問題点がある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記問題点を
解決するために案出されたものであって、本発明の目的
は、耐食性を向上させ、電解研磨時に露出される結節の
発生を抑制し、めっき層の形成時に界面密着性を強化
し、平滑なめっき層の形成が可能なリードフレームの製
造方法を提供することにある。
解決するために案出されたものであって、本発明の目的
は、耐食性を向上させ、電解研磨時に露出される結節の
発生を抑制し、めっき層の形成時に界面密着性を強化
し、平滑なめっき層の形成が可能なリードフレームの製
造方法を提供することにある。
【００１５】本発明の別の目的は、多層めっきリードフ
レームにおいてその保護層のめっき厚さを薄く形成しな
がらもワイヤボンディング性と半田濡れ性に優れた半導
体装置用リードフレームを提供することである。
レームにおいてその保護層のめっき厚さを薄く形成しな
がらもワイヤボンディング性と半田濡れ性に優れた半導
体装置用リードフレームを提供することである。
【００１６】本発明のさらに別の目的は、前記製造方法
により製造された素材よりなるリードフレームを提供す
ることである。
により製造された素材よりなるリードフレームを提供す
ることである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明のリードフレームの製造方法は、薄板素材の表
面を電解脱脂する電解脱脂段階と、脱脂済みの薄板素材
を電解研磨する電解研磨段階と、電解研磨済みの薄板素
材の表面に現れる介在物を除去する介在物除去段階と、
介在物の除去段階が完了した薄板素材を酸性溶液で洗浄
する洗浄段階と、洗浄済みの原材料に多層のめっき層を
形成するめっき層形成段階とを含んでなることを特徴と
する。
の本発明のリードフレームの製造方法は、薄板素材の表
面を電解脱脂する電解脱脂段階と、脱脂済みの薄板素材
を電解研磨する電解研磨段階と、電解研磨済みの薄板素
材の表面に現れる介在物を除去する介在物除去段階と、
介在物の除去段階が完了した薄板素材を酸性溶液で洗浄
する洗浄段階と、洗浄済みの原材料に多層のめっき層を
形成するめっき層形成段階とを含んでなることを特徴と
する。
【００１８】本発明において、前記介在物除去段階は薄
板素材を陽極脱脂する脱脂段階よりなる。
板素材を陽極脱脂する脱脂段階よりなる。
【００１９】前記目的を達成するための本発明のリード
フレームは、洗浄済みの薄板素材を電解研磨し、この電
解練磨された薄板素材の表面に現れる介在物を除去及び
洗浄した後、多層のめっき層が形成された素材よりなる
インナーリード部とアウターリード部とを含んでなる。
フレームは、洗浄済みの薄板素材を電解研磨し、この電
解練磨された薄板素材の表面に現れる介在物を除去及び
洗浄した後、多層のめっき層が形成された素材よりなる
インナーリード部とアウターリード部とを含んでなる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づいて本
発明に係る好適実施例を詳しく説明する。
発明に係る好適実施例を詳しく説明する。
【００２１】図５は本発明に係るリードフレームの製造
方法を示したものであって、リードフレームを製造する
ための薄板素材を前処理する方法の一実施例を示した図
面である。
方法を示したものであって、リードフレームを製造する
ための薄板素材を前処理する方法の一実施例を示した図
面である。
【００２２】本発明に係る前処理は原材料上の圧延油や
防錆油のような油を除去するための工程を経ることにな
る。このために薄板素材を有機溶剤で脱脂する脱脂工程
１０やアルカリ浸漬脱脂段階または電解脱脂する電解脱
脂段階２０とを行う。前記電解脱脂段階２０は陰極脱脂
する第1脱脂段階および陰極脱脂済みの薄板素材を陽極
脱脂する第2脱脂段階よりなるか、或いは例えば陰極脱
脂段階のみからなってもよい。
防錆油のような油を除去するための工程を経ることにな
る。このために薄板素材を有機溶剤で脱脂する脱脂工程
１０やアルカリ浸漬脱脂段階または電解脱脂する電解脱
脂段階２０とを行う。前記電解脱脂段階２０は陰極脱脂
する第1脱脂段階および陰極脱脂済みの薄板素材を陽極
脱脂する第2脱脂段階よりなるか、或いは例えば陰極脱
脂段階のみからなってもよい。
【００２３】本実施例では前記電解脱脂段階２０を行う
のに、陰極脱脂する第1脱脂段階と、陰極脱脂済みの薄
板素材を陽極脱脂する第2脱脂段階とを実施した。前記
電解脱脂段階の電解液であるNaOH 120g/lのアルカリ溶
液に電流90Aを印加し、無接点脱脂としてそれぞれの電
解槽に陽極及び陰極を用いた。この場合、アルカリ性電
解液中に浸けられた薄板素材上に電流が印加されてその
表面に発生する気泡により薄板素材の表面に付着した前
記油と無機物とが除去される。前記電解脱脂は薄板素材
表面から発生する水素による金属表面の還元作用と、汚
れの酸化作用などで金属表面の化合物及び汚れが除去さ
れる。
のに、陰極脱脂する第1脱脂段階と、陰極脱脂済みの薄
板素材を陽極脱脂する第2脱脂段階とを実施した。前記
電解脱脂段階の電解液であるNaOH 120g/lのアルカリ溶
液に電流90Aを印加し、無接点脱脂としてそれぞれの電
解槽に陽極及び陰極を用いた。この場合、アルカリ性電
解液中に浸けられた薄板素材上に電流が印加されてその
表面に発生する気泡により薄板素材の表面に付着した前
記油と無機物とが除去される。前記電解脱脂は薄板素材
表面から発生する水素による金属表面の還元作用と、汚
れの酸化作用などで金属表面の化合物及び汚れが除去さ
れる。
【００２４】前記電解脱脂が完了した薄板素材を電解研
磨４０して表面を研磨する。本実施例では75%の酸性溶
液の燐酸と硝酸との混合溶液を電解液として使用して薄
板素材に90Aの電流を印加した。前述したような環境で
電解研磨を行うと、前記陰極及び陽極脱脂により異物が
最初に除去された状態で薄板素材の表面が削られるた
め、図６に示すように薄板素材に含まれた原材料の製造
時に原材料と共に完全に溶融されずに残っているFe結節
が表面に露出される。
磨４０して表面を研磨する。本実施例では75%の酸性溶
液の燐酸と硝酸との混合溶液を電解液として使用して薄
板素材に90Aの電流を印加した。前述したような環境で
電解研磨を行うと、前記陰極及び陽極脱脂により異物が
最初に除去された状態で薄板素材の表面が削られるた
め、図６に示すように薄板素材に含まれた原材料の製造
時に原材料と共に完全に溶融されずに残っているFe結節
が表面に露出される。
【００２５】前述したような薄板素材の表面に結節が表
面に露出された状態で、薄板素材の表面に露出された介
在物を除去するための介在物除去段階５０を行う。
面に露出された状態で、薄板素材の表面に露出された介
在物を除去するための介在物除去段階５０を行う。
【００２６】本実施例ではこの介在物の除去段階５０を
行うのに陽極脱脂する第３脱脂工程段階５１を行う。前
記陽極脱脂段階５１は、陽極として薄板素材を、陰極と
して所定の金属板を用いて電解液に浸けてなされたもの
であって、陽極から陰極への電荷移動によって陽極で発
生する酸素と陽極溶解により前記薄板素材の結節部分が
除去される。本実施例では電解液として水酸化ナトリウ
ム溶液120g/lに40Aの電流を印加することで実施した。
行うのに陽極脱脂する第３脱脂工程段階５１を行う。前
記陽極脱脂段階５１は、陽極として薄板素材を、陰極と
して所定の金属板を用いて電解液に浸けてなされたもの
であって、陽極から陰極への電荷移動によって陽極で発
生する酸素と陽極溶解により前記薄板素材の結節部分が
除去される。本実施例では電解液として水酸化ナトリウ
ム溶液120g/lに40Aの電流を印加することで実施した。
【００２７】前記段階で金属基体の素材の成分によって
電解研磨段階後に現れる介在物の成分が異なる。例え
ば、C7025素材の場合にはFe結節でないSiのような介在
物が電解研磨後に素材の表面に露出される。この場合、
Siは非伝導性物質なので前記陽極脱脂方法の代りに超音
波を表面に照射して除去することになる。
電解研磨段階後に現れる介在物の成分が異なる。例え
ば、C7025素材の場合にはFe結節でないSiのような介在
物が電解研磨後に素材の表面に露出される。この場合、
Siは非伝導性物質なので前記陽極脱脂方法の代りに超音
波を表面に照射して除去することになる。
【００２８】前記介在物の除去段階の陽極脱脂５１が完
了すると、薄板素材を酸性溶液で洗浄して異物を完全に
洗浄する洗浄段階６０を行う。前記介在物を除去するた
めの工程を行うと、図７と図８に示されたように薄板素
材の表面の結節が完全に除去される。前述したように前
処理工程が完了すると、薄板素材に保護層を含む多層の
めっき層を形成するめっき層形成段階７０を行う。
了すると、薄板素材を酸性溶液で洗浄して異物を完全に
洗浄する洗浄段階６０を行う。前記介在物を除去するた
めの工程を行うと、図７と図８に示されたように薄板素
材の表面の結節が完全に除去される。前述したように前
処理工程が完了すると、薄板素材に保護層を含む多層の
めっき層を形成するめっき層形成段階７０を行う。
【００２９】図９は前処理された薄板素材にめっき層が
形成された状態を示す写真である。
形成された状態を示す写真である。
【００３０】写真に示したように薄板素材の表面に結節
が形成されないことからめっき表面の粗度が改善される
ことが分かる。従って、薄板素材を用いたリードフレー
ムの製造時に、折曲げられる部位から従来のように結節
が取れることを防止し、めっき層の浮上がりを防止しう
る。また、ワイヤボンディング工程でキャピラリのヘッ
ド部分に薄板素材から剥がれた結節が付着してキャピラ
リが激しく摩耗することを防止しうる。
が形成されないことからめっき表面の粗度が改善される
ことが分かる。従って、薄板素材を用いたリードフレー
ムの製造時に、折曲げられる部位から従来のように結節
が取れることを防止し、めっき層の浮上がりを防止しう
る。また、ワイヤボンディング工程でキャピラリのヘッ
ド部分に薄板素材から剥がれた結節が付着してキャピラ
リが激しく摩耗することを防止しうる。
【００３１】前記方法を用いて製造されたリードフレー
ム８０は、図１に示されたようにワイヤボンディングに
よりチップと連結される内部リード８２と外部回路との
連結のための外部リード８３とを含む。
ム８０は、図１に示されたようにワイヤボンディングに
よりチップと連結される内部リード８２と外部回路との
連結のための外部リード８３とを含む。
【００３２】前述したように構成されたリードフレーム
８０は、素材の表面から結節が除去されて表面粗度が改
善された状態なので、前述したように結節によりキャピ
ラリの摩耗及び汚染を防止し、ワイヤボンディング不良
の主原因であるめっき層と下地素材(下地金属)との接着
力の低下の問題を根本的に解決し得る。
８０は、素材の表面から結節が除去されて表面粗度が改
善された状態なので、前述したように結節によりキャピ
ラリの摩耗及び汚染を防止し、ワイヤボンディング不良
の主原因であるめっき層と下地素材(下地金属)との接着
力の低下の問題を根本的に解決し得る。
【００３３】図４及び図９は、各々従来の技術と本発明
に係るリードフレームの表面状態を3000倍に拡大したも
のであって、縦横の長さが各々40μm（即ち、表面積が1
600μm2）である。前記問題を引き起こす直径約1μmの
結節が従来は約50個であったのに対して、本発明では平
均0乃至5個以下に著しく減少したことがわかる。また図
１０乃至１３は、本発明によって製造されたリードフレ
ームと従来のリードフレームに対して通常の半導体製造
工程でリードフレームに適用される条件を基準として試
験を行ったものである。
に係るリードフレームの表面状態を3000倍に拡大したも
のであって、縦横の長さが各々40μm（即ち、表面積が1
600μm2）である。前記問題を引き起こす直径約1μmの
結節が従来は約50個であったのに対して、本発明では平
均0乃至5個以下に著しく減少したことがわかる。また図
１０乃至１３は、本発明によって製造されたリードフレ
ームと従来のリードフレームに対して通常の半導体製造
工程でリードフレームに適用される条件を基準として試
験を行ったものである。
【００３４】まず、図１０と図１２の各々は、従来のリ
ードフレームと本発明の方法により製造されたリードフ
レームであり、前記それぞれのリードフレームにニッケ
ルとパラジウムとを順次に多層めっきした後、175℃で2
時間オーブンキュアリングを行ない、再び93℃で8時間
スチームエージングを行った後の従来のリードフレーム
と本発明のリードフレームとの表面を示す写真である。
ードフレームと本発明の方法により製造されたリードフ
レームであり、前記それぞれのリードフレームにニッケ
ルとパラジウムとを順次に多層めっきした後、175℃で2
時間オーブンキュアリングを行ない、再び93℃で8時間
スチームエージングを行った後の従来のリードフレーム
と本発明のリードフレームとの表面を示す写真である。
【００３５】図１１と図１３は、前記熱的湿潤によって
老化させた前記リードフレーム表面に半田活性剤(R-Flu
xタイプ)を塗って、それを温度235℃の溶融した半田に2
秒間浸けた後の従来のリードフレームと本発明のリード
フレームの半田の濡れの状態を各々示した写真である。
写真から分かるように、金属基体の表面に突出した介在
物上に従来の多層めっきされたリードフレームは前記老
化過程を経ながら介在物を中心に酸化が起こって半田濡
れ性に劣ることがわかる。これに対し、本発明のリード
フレームは金属基体の表面に残存する介在物を除去する
ことによって前記老化を行った後にも半田濡れ性に優れ
ていることがわかる。
老化させた前記リードフレーム表面に半田活性剤(R-Flu
xタイプ)を塗って、それを温度235℃の溶融した半田に2
秒間浸けた後の従来のリードフレームと本発明のリード
フレームの半田の濡れの状態を各々示した写真である。
写真から分かるように、金属基体の表面に突出した介在
物上に従来の多層めっきされたリードフレームは前記老
化過程を経ながら介在物を中心に酸化が起こって半田濡
れ性に劣ることがわかる。これに対し、本発明のリード
フレームは金属基体の表面に残存する介在物を除去する
ことによって前記老化を行った後にも半田濡れ性に優れ
ていることがわかる。
【００３６】このように、前記方法によって製造される
本発明に係る多層めっき層を有するリードフレームは、
その表面において表面実装のための半田濡れ性を阻害す
る介在物が著しく減少して前記半田濡れ性の問題が解決
される効果がある。
本発明に係る多層めっき層を有するリードフレームは、
その表面において表面実装のための半田濡れ性を阻害す
る介在物が著しく減少して前記半田濡れ性の問題が解決
される効果がある。
【００３７】前述したような方法により製造される事前
めっきを適用する半導体装置用リードフレームは、中間
の下地層を含んでその上層に貴金属よりなる保護層を形
成し、前記貴金属にはパラジウム、パラジウム合金、
金、金合金などが使用されうる。本発明の実施例におい
て、めっきされた多層めっき層は保護層のパラジウム層
めっきの厚さが0.05乃至2μmである。この際、下地層の
Niの厚さは20乃至40μmである。
めっきを適用する半導体装置用リードフレームは、中間
の下地層を含んでその上層に貴金属よりなる保護層を形
成し、前記貴金属にはパラジウム、パラジウム合金、
金、金合金などが使用されうる。本発明の実施例におい
て、めっきされた多層めっき層は保護層のパラジウム層
めっきの厚さが0.05乃至2μmである。この際、下地層の
Niの厚さは20乃至40μmである。
【００３８】
【発明の効果】前述したように本発明に係るリードフレ
ームとその製造方法は、薄板素材の前処理過程で半導体
装置の製造時のワイヤボンディング性と表面実装時の半
田濡れ性を阻害する薄板素材の表面の結節を除去するこ
とによって、該結節によるめっき層の浮上がり、クラッ
クの発生及びワイヤボンディング時に発生するキャピラ
リの摩耗、結節のキャピラリのヘッドへの積層及びこれ
によるワイヤボンディング時のめっき層の圧痕を除去し
うる。また、リードフレームの表面実装時の外部リード
の半田濡れ性を改善し、ベンディングによるクラックを
防止しうる。
ームとその製造方法は、薄板素材の前処理過程で半導体
装置の製造時のワイヤボンディング性と表面実装時の半
田濡れ性を阻害する薄板素材の表面の結節を除去するこ
とによって、該結節によるめっき層の浮上がり、クラッ
クの発生及びワイヤボンディング時に発生するキャピラ
リの摩耗、結節のキャピラリのヘッドへの積層及びこれ
によるワイヤボンディング時のめっき層の圧痕を除去し
うる。また、リードフレームの表面実装時の外部リード
の半田濡れ性を改善し、ベンディングによるクラックを
防止しうる。
【００３９】本発明は図面に示した一実施例に基づいて
説明したが、これは例示的なもの過ぎず、当業者ならこ
れより多様な変形及び均等な他実施例が可能なのを理解
しうるであろう。
説明したが、これは例示的なもの過ぎず、当業者ならこ
れより多様な変形及び均等な他実施例が可能なのを理解
しうるであろう。
【図１】一般の半導体リードフレームの概略的な平面図
である。
である。
【図２】従来の薄板素材の電解研磨後の表面の状態を示
す顕微鏡写真である。
す顕微鏡写真である。
【図３】前処理段階以前の素材の断面を示す断面図であ
る。
る。
【図４】電解研磨の後の薄板素材の表面にめっき層が形
成された状態を示す顕微鏡写真である。
成された状態を示す顕微鏡写真である。
【図５】本発明に係るリードフレームの製造方法のうち
前処理段階を示すブロック図である。
前処理段階を示すブロック図である。
【図６】電解研磨段階後の素材の断面を示す断面図であ
る。
る。
【図７】薄板素材を陰極脱脂及び陽極脱脂した後の表面
の状態を示す顕微鏡写真である。
の状態を示す顕微鏡写真である。
【図８】介在物除去段階後の素材の断面を示す断面図で
ある。
ある。
【図９】薄板素材の表面にめっき層を形成（図５参照）
した状態を示す顕微鏡写真である。
した状態を示す顕微鏡写真である。
【図１０】従来のリードフレームに多層めっきを行った
後に加熱老化及び湿潤老化を実施した表面の顕微鏡写真
である。
後に加熱老化及び湿潤老化を実施した表面の顕微鏡写真
である。
【図１１】老化工程を経た後の図７の表面の半田の濡れ
状態を示す顕微鏡写真である。
状態を示す顕微鏡写真である。
【図１２】本発明のリードフレームに多層めっきを行っ
た後に加熱老化及び湿潤老化を実施した表面の顕微鏡写
真である。
た後に加熱老化及び湿潤老化を実施した表面の顕微鏡写
真である。
【図１３】老化工程を経た後の図１２の表面の半田の濡
れ状態を示す顕微鏡写真である。
れ状態を示す顕微鏡写真である。
１０ 有機溶剤脱脂段階 ２０ 電解脱脂段階 ４０ 電解研磨段階 ５０ 介在物除去段階 ５１ 前記陽極脱脂段階 ６０ 洗浄段階 ７０ めっき層形成段階 ８０ 半導体リードフレーム ８１ ダイパッド部 ８２ 内部リード ８３ 外部リード
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｃ２５Ｆ 1/00 Ｃ２５Ｆ 1/00 Ａ 3/22 3/22 (72)発明者 姜 聖日 大韓民国慶尚南道昌原市上南洞45−１番地 盛原アパート104棟507号 (72)発明者 李 尚勳 大韓民国慶尚南道昌原市聖住洞28番地三星 テクウィン株式会社内 (72)発明者 張 培淳 大韓民国慶尚南道昌原市中央洞39−８番地 Ｆターム(参考） 4K024 AA03 AA11 AA12 AA24 AB02 BB13 BC01 DA02 DA03 DA04 DA10 GA01 4K053 PA12 QA04 RA14 SA18 TA09 TA13 TA15 TA16 5F067 AA00 AB03 DA01 DC07 DC11 DC17 DC18 DD07 EA01
Claims (9)
- 【請求項１】 薄板素材の表面を電解脱脂する電解脱
脂段階と、 脱脂済みの前記薄板素材を電解研磨する電解研磨段階
と、 電解研磨済みの前記薄板素材の表面に現れる介在物を除
去する介在物除去段階と、 介在物の除去段階が完了した前記薄板素材を酸性溶液で
洗浄する洗浄段階と、 洗浄済みの前記素材に多層のめっき層を形成するめっき
層形成段階とを含んでなることを特徴とするリードフレ
ームの製造方法。 - 【請求項２】 前記電解脱脂段階が、 前記薄板素材を陰極脱脂する第1脱脂段階と、 陰極脱脂済みの前記薄板素材を陽極脱脂する第2脱脂段
階のうちの少なくとも１つの段階よりなることを特徴と
する請求項１に記載のリードフレームの製造方法。 - 【請求項３】 前記介在物除去段階が、前記薄板素材
を陽極脱脂する段階よりなることを特徴とする請求項１
に記載のリードフレームの製造方法。 - 【請求項４】 前記介在物が非伝導性の場合に、前記
介在物除去段階が薄板素材の表面に超音波を照射するこ
とによって介在物を除去する段階よりなることを特徴と
する請求項１に記載のリードフレームの製造方法。 - 【請求項５】 洗浄済みの薄板素材を電解研磨し、こ
の電解練磨された該薄板素材の表面に現れる介在物を除
去及び洗浄した後、多層のめっき層が形成された素材よ
りなるインナーリード部とアウターリード部とを含んで
なることを特徴とするリードフレーム。 - 【請求項６】 金属基体と、 前記金属基体に含まれた介在物と前記金属基体の表面に
対する電解研磨によって前記金属基体の表面に現れわれ
た前記介在物が除去された表面上に形成された貴金属め
っき層を含む多層のめっき層とからなることを特徴とす
る半導体装置用リードフレーム。 - 【請求項７】 前記多層めっき層がニッケル層を含
み、前記貴金属層がパラジウム、パラジウム合金、金、
金合金のうちの１つよりなることを特徴とする請求項６
に記載の半導体装置用リードフレーム。 - 【請求項８】 前記貴金属層のめっき厚さが0.05乃至
2μmであることを特徴とする請求項７に記載の半導体装
置用リードフレーム。 - 【請求項９】 電解研磨によって前記表面に現れた前
記介在物を除去して多層めっきがなされた後に、前記多
層めっき層の表面に残存する直径約1μm介在物が1600μ
m2の表面積当たり0乃至5個であることを特徴とする請求
項６に記載の半導体装置用リードフレーム。
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