JP2682226B2 - 半導体装置用リードフレーム - Google Patents
半導体装置用リードフレームInfo
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- JP2682226B2 JP2682226B2 JP2286484A JP28648490A JP2682226B2 JP 2682226 B2 JP2682226 B2 JP 2682226B2 JP 2286484 A JP2286484 A JP 2286484A JP 28648490 A JP28648490 A JP 28648490A JP 2682226 B2 JP2682226 B2 JP 2682226B2
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- JP
- Japan
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- plating
- lead frame
- plating layer
- solder
- semiconductor device
- Prior art date
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- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体装置用リードフレームのめっき構造
に係り、特にNiめっきのはんだぬれ性を改善したリード
フレームに関する。
に係り、特にNiめっきのはんだぬれ性を改善したリード
フレームに関する。
［従来の技術］ 半導体用リードフレームのめっき膜に要求される機能
は、ワイヤボンディング性、ダイボンディンク性等にす
ぐれていることは勿論であるが、特に、アウターリード
ピンのめっき膜について、基板実装上の点からすぐれた
はんだぬれ性が求められる。
は、ワイヤボンディング性、ダイボンディンク性等にす
ぐれていることは勿論であるが、特に、アウターリード
ピンのめっき膜について、基板実装上の点からすぐれた
はんだぬれ性が求められる。
特に、高出力用ICでは組立時および使用時の熱衝撃に
耐えるため、下地にNiのめっき層を設け、素子搭載部に
のみに銀めっきを設けた部分めっきリードフレームが使
用されており、アウターリードピンは、Niめっきで被覆
されている。
耐えるため、下地にNiのめっき層を設け、素子搭載部に
のみに銀めっきを設けた部分めっきリードフレームが使
用されており、アウターリードピンは、Niめっきで被覆
されている。
Niは、耐食性酸化被膜を形成し易く、はんだぬれ性は
不良なので、なれ性をよくするためにはフラックスを使
用しなければならない。
不良なので、なれ性をよくするためにはフラックスを使
用しなければならない。
Niめっき層とはんだ層の間に、リンを含んだNiめっき
層を設ける公知例として、特開昭60−3312号公報、特開
昭61−22458号公報などがあげられる。
層を設ける公知例として、特開昭60−3312号公報、特開
昭61−22458号公報などがあげられる。
いずれにしても、リードピンに溶融はんだを設けた
後、残留フラックスを除去するために、フロン系溶剤ま
たはトリクロルエチレンに代表される塩素系有機異溶剤
で後洗浄をしなければならない。
後、残留フラックスを除去するために、フロン系溶剤ま
たはトリクロルエチレンに代表される塩素系有機異溶剤
で後洗浄をしなければならない。
「発明が解決しようとする課題］ 近年、地球的規模の環境問題等から、前記のフロンお
よび有機溶剤の使用については、禁止もしくは制限され
る傾向にあり、ICなど電子部品の後洗浄に対しては厳し
い状況になりつつある。
よび有機溶剤の使用については、禁止もしくは制限され
る傾向にあり、ICなど電子部品の後洗浄に対しては厳し
い状況になりつつある。
したがって、はんだ付けには非塩素系のフラックスを
使用するか、あるいはフラックスなしでもはんだぬれ性
のよいNiめっき方法を開発するかなどの手段をとらなけ
ればならない。
使用するか、あるいはフラックスなしでもはんだぬれ性
のよいNiめっき方法を開発するかなどの手段をとらなけ
ればならない。
Niめっきのはんだぬれ性を改善するためには、めっき
の光沢化が効果があることは経験的に認められている
が、現状では、光沢Niめっきの場合は、はんだ付温度が
高いため、より低温のはんだ付温度で、フラックスなし
の状態下でも接合可能なNiめっき手段の開発が求められ
ていた。
の光沢化が効果があることは経験的に認められている
が、現状では、光沢Niめっきの場合は、はんだ付温度が
高いため、より低温のはんだ付温度で、フラックスなし
の状態下でも接合可能なNiめっき手段の開発が求められ
ていた。
本発明の目的は、光沢Niめっき層を設けた基板上に、
フラックスなしでもより低温化ではんだ付けが可能な半
導体装置用リードフレーム基体を提供することである。
フラックスなしでもより低温化ではんだ付けが可能な半
導体装置用リードフレーム基体を提供することである。
［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するための本発明に係る半導体装置用
リードフレームの構成は、銅または銅合金からなるリー
ドフレームの基体上に、光沢Niめめっき層を設け、これ
に積層してFeを１〜5wt％、Ｐを３〜15wt％含有するNi
−Fe−Ｐ合金めっき層を設けるようにしたことである。
リードフレームの構成は、銅または銅合金からなるリー
ドフレームの基体上に、光沢Niめめっき層を設け、これ
に積層してFeを１〜5wt％、Ｐを３〜15wt％含有するNi
−Fe−Ｐ合金めっき層を設けるようにしたことである。
［作用］ 半導体装置用基板（CuまたはCu合金）上に設けるNiめ
っきの厚さは、基板材料からのCuの拡散を抑え、ワイヤ
ボンディング性を確保するために２μｍ以上必要であ
る。
っきの厚さは、基板材料からのCuの拡散を抑え、ワイヤ
ボンディング性を確保するために２μｍ以上必要であ
る。
本発明によるNi−Fe−Ｐめっき層を、Niめっき層を下
地として薄く設け、基板Cuの表面に光沢Ni/Ni−Fe−Ｐ
の２層のめっきを積層する。
地として薄く設け、基板Cuの表面に光沢Ni/Ni−Fe−Ｐ
の２層のめっきを積層する。
ただし、Ni−Fe−Ｐめっき層は、非常に硬く脆い性質
のため、単独で厚付けすることは、加工上は不適当であ
り、約0.20μｍの厚さとする。
のため、単独で厚付けすることは、加工上は不適当であ
り、約0.20μｍの厚さとする。
本発明で採用したNi−Fe−Ｐめっき層の１部を採取し
て、組成分析を行った結果、Feは、１〜5wt％程度、Ｐ
は、３〜15wt％程度含有した場合には、はんだぬれ性は
最も良好であることがわかった。
て、組成分析を行った結果、Feは、１〜5wt％程度、Ｐ
は、３〜15wt％程度含有した場合には、はんだぬれ性は
最も良好であることがわかった。
［実施例］ 以下本発明の一実施例を試験結果にもとづいて説明す
る。
る。
まず、基板となる銅合金寸法、50mm×20mm×0.25mmの
試料を脱脂および酸洗処理により、清浄化し、これら試
料に光沢Niめっきを約３μｍ厚さに設けた。光沢Niめっ
き液の組成はつぎの通りである。
試料を脱脂および酸洗処理により、清浄化し、これら試
料に光沢Niめっきを約３μｍ厚さに設けた。光沢Niめっ
き液の組成はつぎの通りである。
NiSO4・6H2O……240g/l Nicl2・6H2O……40g/l H3BO3……40g/l 荏原ユージライト＃61……5ml/l 同上＃63……10ml/l ついで、上記試料の上にNi−Fe−Ｐ合金めっきを0.15
μｍ厚さに設けた。めっき液の組成はつぎの通りであ
る。
μｍ厚さに設けた。めっき液の組成はつぎの通りであ
る。
NiSO4・6H2O……160g/l Nicl2・6H2O……40g/l H3PO3……6g/l FeSO4・7H2O……０〜10g/l 図は本発明の実施例のリードフレームの部分断面図で
ある。図において、１は、銅合金基体、２は、光沢Niめ
っき、３は、Ni−Fe−Ｐ合金めっきである。
ある。図において、１は、銅合金基体、２は、光沢Niめ
っき、３は、Ni−Fe−Ｐ合金めっきである。
以下に、はんだ付け性試験について説明する。
まず、はんだ浴槽（Sn62％、Pb38％共晶）を準備し、
上記のようにして調整した２層めっきを施した試料（フ
ラックスは使用しない）をサンプルクリップに挟み、自
動昇降装置を用いて、所定の試験温度に加熱したはんだ
を浴槽中に10秒間浸漬し、引上げ、各浴槽毎に、各試料
のはんだぬれ状態を目視観察した。
上記のようにして調整した２層めっきを施した試料（フ
ラックスは使用しない）をサンプルクリップに挟み、自
動昇降装置を用いて、所定の試験温度に加熱したはんだ
を浴槽中に10秒間浸漬し、引上げ、各浴槽毎に、各試料
のはんだぬれ状態を目視観察した。
浸漬温度（はんだ浴温）は、夫々240、260、280、300
および320℃の５温度である。
および320℃の５温度である。
はんだぬれ状態の目視観察の判断基準の以下の通りで
ある。
ある。
○印：全表面が均一に完全にぬれたもの △印：わずかにめっき面に露出したもの ×印:10％以上の面積ではんだがはがれ、下地面がはっ
きり露出したもの なお、比較のために、Ni−Fe−Ｐめっき層を設けない
光沢Niめっき層のみの試料についても同様な条件で試験
し評価した。
きり露出したもの なお、比較のために、Ni−Fe−Ｐめっき層を設けない
光沢Niめっき層のみの試料についても同様な条件で試験
し評価した。
つぎに、上記試料は、実際の組立工程で熱履歴をうけ
るので、上記試料に150℃×30分の加熱処理を施した後
のはんだぬれ性試験を行った。
るので、上記試料に150℃×30分の加熱処理を施した後
のはんだぬれ性試験を行った。
浸漬試験条件は、すべて前記の加熱処理前のものと同
様である。
様である。
浸漬試験は、各試験に対して５回以上実施した。以上
述べるように、Ni/Ni−Fe−Ｐの２層めっきを設けた試
料を（１）加熱前および（２）加熱処理（150℃×30
分）後について、Sn−Pb共晶はんだ浴槽中に、試験温度
240〜320℃の５段階の温度で浸漬試験後のはんだぬれ性
の観察結果を下記の表に示す。
述べるように、Ni/Ni−Fe−Ｐの２層めっきを設けた試
料を（１）加熱前および（２）加熱処理（150℃×30
分）後について、Sn−Pb共晶はんだ浴槽中に、試験温度
240〜320℃の５段階の温度で浸漬試験後のはんだぬれ性
の観察結果を下記の表に示す。
上記の表からつぎのことがわかる。
（１） 光沢Niめっき層のみのものと比べて、Ni−Fe−
P/光沢Niめっき層（めっき液にFeSO4なし）のものは、
はんだ浴温はほとんど不変である。
P/光沢Niめっき層（めっき液にFeSO4なし）のものは、
はんだ浴温はほとんど不変である。
（２） 同上条件で、めっき液にFeSO4・7H2Oを1g/l添
加するとはんだぬれ性は向上し、はんだぬれ温度は20〜
40℃低温となる。
加するとはんだぬれ性は向上し、はんだぬれ温度は20〜
40℃低温となる。
（３） 同上条件で、めっき液にFeSO4・7H2Oを5g/l添
加すると最も効果的であり、加熱処理前および後ではん
だ浴温を240〜260℃に低下させることができる。
加すると最も効果的であり、加熱処理前および後ではん
だ浴温を240〜260℃に低下させることができる。
（４） 同上条件で、めっき液にFeSO4・7H2Oを10g/l添
加すると反って、はんだ浴温は上昇し、はんだぬれ性は
不適となる。
加すると反って、はんだ浴温は上昇し、はんだぬれ性は
不適となる。
以上の結果から、Ni−Fe−Ｐめっき層を設けることに
より、フラックスなしでも、280℃のはんだ温度で、は
んだぬれ性を保つことができる。特にNi−Fe−Ｐめっき
層を設ける時に、めっき液中への、FeSO4・7H2Oの（硫
酸第１鉄）の添加量によって、その効果を高めることが
できる。すなわち、FeSO4・7H2Oの添加量を１〜5g/lに
した場合の効果が最高で、260℃でもはんだぬれ性は良
好であることがわかった。
より、フラックスなしでも、280℃のはんだ温度で、は
んだぬれ性を保つことができる。特にNi−Fe−Ｐめっき
層を設ける時に、めっき液中への、FeSO4・7H2Oの（硫
酸第１鉄）の添加量によって、その効果を高めることが
できる。すなわち、FeSO4・7H2Oの添加量を１〜5g/lに
した場合の効果が最高で、260℃でもはんだぬれ性は良
好であることがわかった。
［発明の効果］ 本発明により半導体装置用リードフレーム基板に光沢
Ni/Feを１〜5wt％、Ｐを３〜15wt％含有するNi−Fe−Ｐ
合金の２層めっきを設け、フラックスなしで、より低温
でははんだ付けが可能になるため、従来のように、残留
フラックス除去のための有機溶剤による後洗浄処理作業
を省くことができる。このことは、 （１） フロン等の材料費および人工費が節減できるこ
とは言うまでもなく、 （２） フロンのよる環境破壊、塩素系溶剤による発癌
性の問題を回避できるという大きな効果がある。また、 （３） はんだ付け時にフラックスを使用しないから、
残留フラックスによる電子部品の腐食による故障を起こ
すことがない。
Ni/Feを１〜5wt％、Ｐを３〜15wt％含有するNi−Fe−Ｐ
合金の２層めっきを設け、フラックスなしで、より低温
でははんだ付けが可能になるため、従来のように、残留
フラックス除去のための有機溶剤による後洗浄処理作業
を省くことができる。このことは、 （１） フロン等の材料費および人工費が節減できるこ
とは言うまでもなく、 （２） フロンのよる環境破壊、塩素系溶剤による発癌
性の問題を回避できるという大きな効果がある。また、 （３） はんだ付け時にフラックスを使用しないから、
残留フラックスによる電子部品の腐食による故障を起こ
すことがない。
また、より低温度で、はんだ付け作業が可能となり、
他の電子部品に熱的な損傷を与えなくなるので基板の品
質向上に有効である。
他の電子部品に熱的な損傷を与えなくなるので基板の品
質向上に有効である。
図は、本発明の半導体装置用リードフレームの一実施例
の部分断面図である。 1:銅合金基体、 2:光沢Niめっき層、 3:Ni−Fe−Ｐ合金めっき層。
の部分断面図である。 1:銅合金基体、 2:光沢Niめっき層、 3:Ni−Fe−Ｐ合金めっき層。
Claims (1)
- 【請求項１】銅または銅合金からなるリードフレーム基
体上に、光沢ニッケルめっき層を設け、これに積層して
Feを１〜5wt％、Ｐを３〜15wt％含有するNi−Fe−Ｐ合
金めっき層を設けたことを特徴とする半導体装置用リー
ドフレーム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2286484A JP2682226B2 (ja) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | 半導体装置用リードフレーム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2286484A JP2682226B2 (ja) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | 半導体装置用リードフレーム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04162461A JPH04162461A (ja) | 1992-06-05 |
| JP2682226B2 true JP2682226B2 (ja) | 1997-11-26 |
Family
ID=17704999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2286484A Expired - Lifetime JP2682226B2 (ja) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | 半導体装置用リードフレーム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2682226B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6110608A (en) * | 1996-12-10 | 2000-08-29 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Lead material for electronic part, lead and semiconductor device using the same |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61140160A (ja) * | 1984-12-12 | 1986-06-27 | Hitachi Cable Ltd | 半導体用リ−ドフレ−ム |
-
1990
- 1990-10-24 JP JP2286484A patent/JP2682226B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04162461A (ja) | 1992-06-05 |
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