JP2019512880A - リードフレーム構造体、リードフレーム、表面実装電子部品、およびこれらの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本願において使用されている「リードフレーム」との用語は、1つまたは複数の半導体部品用の金属性の支持体であって、1つの半導体部品を搭載するように構成されたダイパッドを有するコアを備えた金属性の支持体をいい、当該リードフレームはさらに、回路板等に接続またはソルダリングされるように構成された外部リードも備えている。
よって本発明の一課題は、2つの面を有し、当該2つの面のうち少なくとも1つの面においてワイヤボンディングに供される処理された銀表面を露出させるリードフレーム構造体を製造する方法であって、樹脂が施された後に、例えばIPC/JEDEC J‐STD‐20 MSL標準規格等の厳しい試験条件下でも当該モールド材料の間に優れた付着性を有する表面が得られる方法を実現することである。
(a)2つの主面を有するリードフレーム本体構造体であって、当該各主面において銅表面のみを露出させるリードフレーム本体構造体を調達するステップと、
(b)前記主面のうち少なくとも1つの主面の少なくとも一部が未処理の銀表面を露出させるように、当該主面のうち当該少なくとも1つの主面に銀コーティングを成膜するステップと、
(c)リードフレーム本体構造体をカソードとして、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、水酸化アンモニウムおよびこれらの混合物から選択された少なくとも1つの水酸化化合物を含む処理溶液を用いて、ステップ(b)において生成された前記主面のうち前記少なくとも1つの主面の前記未処理の銀表面を電解処理することにより、2つの面をそれぞれ有する少なくとも2つのリードフレームエンティティであって、前記処理された銀表面を少なくとも一部において露出させる少なくとも2つのリードフレームエンティティを備えた前記リードフレーム構造体を製造するステップと
を有し、
前記ステップはこの順序で実施される方法によって解決される。
(i)2つの主面を有する銅製のリードフレーム本体構造体を備えており、
(ii)前記主面のうち少なくとも1つの主面の少なくとも一部が、未処理の銀表面を露出させるように、前記主面のうち当該少なくとも1つの主面に銀コーティングがコーティングされており、
(iii)前記主面のうち前記少なくとも1つの主面の前記未処理の銀表面にはさらに、リードフレーム本体構造体をカソードとして、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、水酸化アンモニウムおよびこれらの混合物から選択された少なくとも1つの水酸化化合物を含む処理溶液を用いて前記リードフレーム本体構造体の前記主面のうち当該少なくとも1つの主面の当該未処理の銀表面を電解処理することによって得られる処理層が設けられている
ことにより製造されたリードフレーム構造体によっても解決される。
(a)2つの主面を有するリードフレーム本体であって、当該各主面において銅表面のみを露出させるリードフレーム本体を調達するステップと、
(b)前記主面のうち少なくとも1つの主面の少なくとも一部が未処理の銀表面を露出させるように、当該主面のうち当該少なくとも1つの主面に銀コーティングを成膜するステップと、
(c)リードフレーム本体をカソードとして、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、水酸化アンモニウムおよびこれらの混合物から選択された少なくとも1つの水酸化化合物を含む処理溶液を用いて、ステップ(b)において生成された前記主面のうち前記少なくとも1つの主面の前記未処理の銀表面を電解処理するステップと
を有し、
前記ステップはこの順序で実施される方法によっても解決される。
(i)2つの主面を有する銅製のリードフレーム本体を備えており、
(ii)前記主面のうち少なくとも1つの主面の少なくとも一部が、未処理の銀表面を露出させるように、前記主面のうち当該少なくとも1つの主面に銀コーティングがコーティングされており、
(iii)前記主面のうち前記少なくとも1つの主面の前記未処理の銀表面にはさらに、リードフレーム本体をカソードとして、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、水酸化アンモニウムおよびこれらの混合物から選択された少なくとも1つの水酸化化合物を含む処理溶液を用いて前記リードフレーム本体の前記主面のうち当該少なくとも1つの主面の当該未処理の銀表面を電解処理することによって得られる処理層が設けられている
ことにより製造されたリードフレームによっても解決される。
(a)2つの主面を有するリードフレーム本体構造体であって、当該各主面において銅表面のみを露出させるリードフレーム本体構造体を調達するステップと、
(b)前記主面のうち少なくとも1つの主面の少なくとも一部が未処理の銀表面を露出させるように、当該主面のうち当該少なくとも1つの主面に銀コーティングを成膜するステップと、
(c)リードフレーム本体構造体をカソードとして、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、水酸化アンモニウムおよびこれらの混合物から選択された少なくとも1つの水酸化化合物を含む処理溶液を用いて、ステップ(b)において生成された前記主面のうち前記少なくとも1つの主面の前記未処理の銀表面を電解処理することにより、2つの面をそれぞれ有する少なくとも2つのリードフレームエンティティであって、少なくとも一部が前記処理された銀表面を露出させる少なくとも2つのリードフレームエンティティを備えたリードフレーム構造体を製造するステップと、
(d)少なくとも1つの半導体部品を前記少なくとも2つのリードフレームエンティティのうち少なくとも1つに搭載して、前記少なくとも2つのリードフレームエンティティのうち当該少なくとも1つと前記少なくとも1つの半導体部品との間に電気的接続部を形成できる、当該少なくとも1つの半導体部品と前記処理された銀表面とのボンディングを行うステップと、
(e)樹脂材料を用いて前記少なくとも2つのリードフレームエンティティのうち前記少なくとも1つを前記少なくとも1つの半導体部品と共に封止することにより、少なくとも1つの表面実装電子部品構造体を構成するステップと、
(f)前記表面実装電子部品構造体から前記表面実装電子部品を個片化するステップと
を有し、
前記ステップはこの順序で実施される方法によっても解決される。
(A)2つの面を有するリードフレームであって、当該リードフレームは、当該リードフレームの前記2つの面のうち少なくとも1つの面において処理された銀表面を露出させ、当該リードフレームは、
(i)2つの主面を有する銅製のリードフレーム本体を備えており、
(ii)前記主面のうち少なくとも1つの主面の少なくとも一部が、未処理の銀表面を露出させるように、前記主面のうち当該少なくとも1つの主面に銀コーティングがコーティングされており、
(iii)前記主面のうち前記少なくとも1つの主面の前記未処理の銀表面にはさらに、リードフレーム本体をカソードとして、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、水酸化アンモニウムおよびこれらの混合物から選択された少なくとも1つの水酸化化合物を含む処理溶液を用いて前記未処理の銀表面を電解処理することによって得られる処理層が設けられていることにより製造されたリードフレームと、
(B)前記リードフレームの前記2つの面のうち前記処理された銀表面を露出させる前記少なくとも1つの面に搭載された少なくとも1つの半導体部品であって、前記リードフレームの前記2つの面のうち前記少なくとも1つの面において前記処理された銀表面にボンディングされており、前記ボンディングは、前記リードフレームと前記少なくとも1つの半導体部品との間に電気的接続部を形成することができる半導体部品と
を備えた表面実装電子部品であって、
前記少なくとも1つの半導体部品と前記リードフレームとは共に樹脂材料によって封止されている
表面実装電子部品によっても解決される。
・2つの主面を有するリードフレーム本体構造体であって、リードフレーム本体構造体をカソードとして、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、水酸化アンモニウムおよびこれらの混合物から選択された少なくとも1つの水酸化化合物を含む処理溶液を用いて、前記主面のうち前記なくとも1つの主面に前記未処理の銀表面が設けられたリードフレーム本体構造体を電解処理するステップ
を有する。
表1に示されている方法を用いて、長さ30cmおよび幅5cmのC194銅の条片(97重量%の銅と、3重量%の鉄、リンおよび錫と、を含む銅合金)を処理した。これらの条片は、連続する複数のプロセスステップ間においてリンジングされた。この銅条片上に銀コーティングが成膜され、最後に、少なくとも1つの水酸化化合物を含む処理溶液を用いて、カソード処理を用いて処理された。銀コーティングは銅条片を完全に覆い、指定された厚さを有していた。
条片からボタンを剪断するために必要な力を測定することによって、剪断力Fshearを評価した。この評価を行うため、デイジ(Dage)社によって製造された測定装置(4000Plus)を使用した。100mmの距離から角度90°で50mm/mの速度で剪断力を印加した。各ボタンを剪断するために必要とされた力は、剪断力Fshear(単位MPa)として定めた。
試験フロー1(準備されたときのままの状態の供試品)によって得られた剪断力の結果を表3に示し、図3においてグラフィック表示している(箱のプロットは、測定された剪断力値の平均値および標準偏差を示している)。各供試品あたり、8つのボタンから得られた8つの測定結果が求められた。
・本方法を実施した全ての事例において、すなわち、供試品の全表面にわたって銀コーティングを成膜してモールド材料ボタンと条片との間の界面の一部のみを覆うのではなく界面全部を覆うことにより(供試品#0〜#5)、優れた付着性(高い剪断力)が達成され、界面全部が銅から成るコントロール#3によって得られた比較結果から明らかであるように、当該界面の一部のみが銀コーティングによって覆われる場合、コントロール#1(全表面に銀がコーティングされている)より良好な付着性は達成できない。
・0.08μmの非常に薄い銀コーティングにおいて(供試品#2〜#5)剪断力は高いレベル(約20MPa)に達し、供試品に0.02μmの厚さで銀がコーティングされた場合であっても、約15〜約20MPaの間の高い剪断力が達成された(供試品#0)。これは、厚さ3μmの銀コーティングを有する対応する供試品(コントロール#2)と略同程度の高さである。
・少なくとも極度の熱負荷をかけた場合(試験フロー2)、銅よりも銀の方が高い剪断力を達成することができる(コントロール#1対コントロール#3)。
・少なくとも1つの水酸化化合物を含む処理溶液を用いて処理を行うことにより、かかる処理を行わない場合より著しく高い剪断力が得られる(コントロール#1対コントロール#2)。
110 リードフレームエンティティ
120 コア
130 脚部
140 個片化経路、破線
150 銅表面
160 モールド材料(樹脂)
170 上面
200 表面実装電子部品
300 リードフレームエンティティに属しない部分
400 銀がコーティングされない面領域
Claims (14)
- リードフレーム構造体を製造する方法であって、
前記リードフレーム構造体は、2つの面を有し、前記2つの面のうち少なくとも1つの面において処理された銀表面を露出し、
(a)2つの主面を有するリードフレーム本体構造体であって、前記主面の各々において銅表面のみを露出させるリードフレーム本体構造体を調達するステップと、
(b)前記主面のうち少なくとも1つの主面の少なくとも一部が未処理の銀表面を露出させるように、前記主面のうち前記少なくとも1つの主面に銀コーティングを成膜するステップと、
(c)前記リードフレーム本体構造体をカソードとして、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、水酸化アンモニウムおよびこれらの混合物から選択された少なくとも1つの水酸化化合物を含む処理溶液を用いて、前記ステップ(b)において生成された前記主面のうち前記少なくとも1つの主面の前記未処理の銀表面を電解処理することにより、2つの面をそれぞれ有する少なくとも2つのリードフレームエンティティであって、前記処理された銀表面を少なくとも一部において露出させる少なくとも2つのリードフレームエンティティを備えた前記リードフレーム構造体を製造するステップと、
を有し、
前記ステップはこの順序で実施される方法において、
前記少なくとも2つのリードフレームエンティティのうち少なくとも1つのリードフレームエンティティの前記2つの面のうち前記少なくとも1つの面は、前記処理された銀表面のみを露出し、または、
前記少なくとも2つのリードフレームエンティティのうち少なくとも1つのリードフレームエンティティの前記2つの面のうち前記少なくとも1つの面の一部は、前記処理された銀表面を露出させ、かつ一部は前記銅表面を露出させ、前記少なくとも2つの各リードフレームエンティティの前記2つの面のうち、一部が前記処理された銀表面を露出させる各面において、前記銅表面の面積は、前記処理された銀表面の面積より小さい、
ことを特徴とする方法。 - 表面実装電子部品を製造する方法であって、
(a)2つの主面を有するリードフレーム本体構造体であって、前記主面の各々において銅表面のみを露出させるリードフレーム本体構造体を調達するステップと、
(b)前記主面のうち少なくとも1つの主面の少なくとも一部が、未処理の銀表面を露出させるように、前記主面のうち前記少なくとも1つの主面に銀コーティングを成膜するステップと、
(c)前記リードフレーム本体構造体をカソードとして、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、水酸化アンモニウムおよびこれらの混合物から選択された少なくとも1つの水酸化化合物を含む処理溶液を用いて、前記ステップ(b)において生成された前記主面のうち前記少なくとも1つの主面の前記未処理の銀表面を電解処理することにより、2つの面をそれぞれ有する少なくとも2つのリードフレームエンティティであって、少なくとも一部が前記処理された銀表面を露出させる少なくとも2つのリードフレームエンティティを備えたリードフレーム構造体を製造するステップと、
(d)少なくとも1つの半導体部品を前記少なくとも2つのリードフレームエンティティのうち少なくとも1つに搭載して、前記少なくとも2つのリードフレームエンティティのうち前記少なくとも1つと前記少なくとも1つの半導体部品との間に電気的接続部を形成できる、前記少なくとも1つの半導体部品と前記処理された銀表面とのボンディングを行うステップと、
(e)樹脂材料を用いて前記少なくとも2つのリードフレームエンティティのうち前記少なくとも1つを前記少なくとも1つの半導体部品と共に封止することにより、少なくとも1つの表面実装電子部品構造体を構成するステップと、
(f)前記表面実装電子部品構造体から前記表面実装電子部品を個片化するステップと、
を有し、
前記ステップはこの順序で実施される方法において、
前記少なくとも2つのリードフレームエンティティのうち少なくとも1つのリードフレームエンティティの前記2つの面のうち前記少なくとも1つの面は、前記処理された銀表面のみを露出し、または、
前記少なくとも2つのリードフレームエンティティのうち少なくとも1つのリードフレームエンティティの前記2つの面のうち前記少なくとも1つの面の一部は、前記処理された銀表面を露出させ、かつ一部は前記銅表面を露出させ、前記少なくとも2つの各リードフレームエンティティの前記2つの面のうち、一部が前記処理された銀表面を露出させる各面において、前記銅表面の面積は、前記処理された銀表面の面積より小さい
ことを特徴とする方法。 - 前記少なくとも2つのリードフレームエンティティのうち少なくとも1つのリードフレームエンティティの前記2つの面のうち前記少なくとも1つの面は、前記処理された銀表面のみを露出させ、銅表面を露出させない、
請求項1または2記載の方法。 - 前記銀コーティングは、最大2μmの厚さである、
請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。 - 前記処理溶液はさらに、少なくとも1つのケイ酸塩を含む、
請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。 - リードフレームを製造する方法であって、
前記リードフレームは、2つの面を有し、前記2つの面のうち少なくとも1つの面において処理された銀表面を露出し、
(a)2つの主面を有するリードフレーム本体であって、前記主面の各々において銅表面のみを露出させるリードフレーム本体を調達するステップと、
(b)前記主面のうち少なくとも1つの主面の少なくとも一部が未処理の銀表面を露出させるように、前記主面のうち前記少なくとも1つの主面に銀コーティングを成膜するステップと、
(c)前記リードフレーム本体をカソードとして、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、水酸化アンモニウムおよびこれらの混合物から選択された少なくとも1つの水酸化化合物を含む処理溶液を用いて、前記ステップ(b)において生成された前記主面のうち前記少なくとも1つの主面の前記未処理の銀表面を電解処理することにより、前記リードフレームを製造するステップと、
を有し、
前記ステップはこの順序で実施される方法において、
前記リードフレームの前記2つの面のうち前記少なくとも1つの面は、前記処理された銀表面のみを露出し、または、
前記リードフレームの前記2つの面のうち前記少なくとも1つの面の一部は、前記処理された銀表面を露出させ、かつ一部は前記銅表面を露出させ、前記リードフレームの前記2つの面の各々において、前記銅表面の面積は、前記処理された銀表面の面積より小さい、
ことを特徴とする方法。 - 2つの面を有し、前記2つの面のうち少なくとも1つの面において処理された銀表面を露出させるリードフレーム構造体であって、
前記リードフレーム構造体は、それぞれ2つの面を有する少なくとも2つのリードフレームエンティティを備えており、
前記リードフレーム構造体は、
(i)2つの主面を有する銅製のリードフレーム本体構造体を備えており、
(ii)前記主面のうち少なくとも1つの主面の少なくとも一部が、未処理の銀表面を露出させるように、前記主面のうち前記少なくとも1つの主面に銀コーティングがコーティングされており、
(iii)前記主面のうち前記少なくとも1つの主面の前記未処理の銀表面にはさらに、前記リードフレーム本体構造体をカソードとして、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、水酸化アンモニウムおよびこれらの混合物から選択された少なくとも1つの水酸化化合物を含む処理溶液を用いて前記リードフレーム本体構造体の前記主面のうち前記少なくとも1つの主面の前記未処理の銀表面を電解処理することによって得られる処理層が設けられている、
ことにより製造された、リードフレーム構造体において、
前記少なくとも2つのリードフレームエンティティのうち少なくとも1つのリードフレームエンティティの前記2つの面のうち前記少なくとも1つの面は、前記処理された銀表面のみを露出し、または、
前記少なくとも2つのリードフレームエンティティのうち少なくとも1つのリードフレームエンティティの前記2つの面のうち前記少なくとも1つの面の一部は、前記処理された銀表面を露出させ、かつ一部は銅表面を露出させ、前記少なくとも2つの各リードフレームエンティティの前記2つの面のうち、一部が前記処理された銀表面を露出させる各面において、前記銅表面の面積は、前記処理された銀表面の面積より小さい、
ことを特徴とするリードフレーム構造体。 - 前記少なくとも2つのリードフレームエンティティのうち少なくとも1つのリードフレームエンティティの前記2つの面のうち前記少なくとも1つの面は、前記処理された銀表面のみを露出させ、銅表面を露出させない、
請求項7記載のリードフレーム構造体。 - 前記銀コーティングは、最大2μmの厚さである、
請求項7または8記載のリードフレーム構造体。 - 2つの面を有し、前記2つの面のうち少なくとも1つの面において処理された銀表面を露出させるリードフレームであって、
前記リードフレームは、
(i)2つの主面を有する銅製のリードフレーム本体を備えており、
(ii)前記主面のうち少なくとも1つの主面の少なくとも一部が、未処理の銀表面を露出させるように、前記主面のうち前記少なくとも1つの主面に銀コーティングがコーティングされており、
(iii)前記主面のうち前記少なくとも1つの主面の前記未処理の銀表面にはさらに、前記リードフレーム本体をカソードとして、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、水酸化アンモニウムおよびこれらの混合物から選択された少なくとも1つの水酸化化合物を含む処理溶液を用いて前記リードフレーム本体の前記主面のうち前記少なくとも1つの主面の前記未処理の銀表面を電解処理することによって得られる処理層が設けられている、
ことにより製造されたリードフレームにおいて、
前記リードフレームの前記2つの面のうち前記少なくとも1つの面は、前記処理された銀表面のみを露出し、または、
前記リードフレームの前記2つの面のうち前記少なくとも1つの面の一部は、前記処理された銀表面を露出させ、かつ一部は銅表面を露出させ、前記リードフレームの前記2つの面の各々において、前記銅表面の面積は、前記処理された銀表面の面積より小さい、
ことを特徴とするリードフレーム。 - 表面実装電子部品であって、
(A)2つの面を有するリードフレームであって、前記リードフレームは、前記リードフレームの前記2つの面のうち少なくとも1つの面において処理された銀表面を露出させ、前記リードフレームは、
(i)2つの主面を有する銅製のリードフレーム本体を備えており、
(ii)前記主面のうち少なくとも1つの主面の少なくとも一部が、未処理の銀表面を露出させるように、前記主面のうち前記少なくとも1つの主面に銀コーティングがコーティングされており、
(iii)前記主面のうち前記少なくとも1つの主面の前記未処理の銀表面にはさらに、前記リードフレーム本体をカソードとして、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、水酸化アンモニウムおよびこれらの混合物から選択された少なくとも1つの水酸化化合物を含む処理溶液を用いて前記未処理の銀表面を電解処理することによって得られる処理層が設けられていることにより製造されたリードフレームと、
(B)前記リードフレームの前記2つの面のうち前記処理された銀表面を露出させる前記少なくとも1つの面に搭載された少なくとも1つの半導体部品であって、前記リードフレームの前記2つの面のうち前記少なくとも1つの面において前記処理された銀表面にボンディングされており、前記ボンディングは、前記リードフレームと前記少なくとも1つの半導体部品との間に電気的接続部を形成することができる半導体部品と、
を備えており、
前記少なくとも1つの半導体部品と前記リードフレームとは、共に樹脂材料によって封止されている、表面実装電子部品において、
前記リードフレームの前記2つの面のうち前記少なくとも1つの面は、前記処理された銀表面のみを露出し、または、
前記リードフレームの前記2つの面のうち前記少なくとも1つの面の一部は、前記処理された銀表面を露出させ、かつ一部は銅表面を露出させ、前記リードフレームの前記2つの面のうち、一部が前記処理された銀表面を露出させる各面において、前記銅表面の面積は、前記処理された銀表面の面積より小さい、
ことを特徴とする表面実装電子部品。 - 前記リードフレームの前記2つの面のうち前記少なくとも1つの面は前記処理された銀表面のみを露出させ、銅表面を露出させない、
請求項11記載の表面実装電子部品。 - 前記銀コーティングは、最大2μmの厚さである、
請求項11または12記載の表面実装電子部品。 - 2つの面を有し、前記2つの面のうち少なくとも1つの面において処理された銀表面を露出させるリードフレーム構造体であって、それぞれ2つの面を有する少なくとも2つのリードフレームエンティティを備えたリードフレーム構造体を製造する方法であって、
・2つの主面を有するリードフレーム本体構造体であって、前記リードフレーム本体構造体をカソードとして、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、水酸化アンモニウムおよびこれらの混合物から選択された少なくとも1つの水酸化化合物を含む処理溶液を用いて、前記主面のうち前記少なくとも1つの主面に未処理の銀表面が設けられたリードフレーム本体構造体を電解処理するステップ
を有する、方法において、
前記少なくとも2つのリードフレームエンティティのうち少なくとも1つのリードフレームエンティティの前記2つの面のうち前記少なくとも1つの面は、前記処理された銀表面のみを露出し、または、
前記少なくとも2つのリードフレームエンティティのうち少なくとも1つのリードフレームエンティティの前記2つの面のうち前記少なくとも1つの面の一部は、前記処理された銀表面を露出させ、かつ一部は銅表面を露出させ、前記少なくとも2つの各リードフレームエンティティの前記2つの面のうち、一部が前記処理された銀表面を露出させる各面において、前記銅表面の面積は、前記処理された銀表面の面積より小さい、
ことを特徴とする方法。
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