JP3141682B2 - 複合リードフレーム - Google Patents

複合リードフレーム

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JP3141682B2 JP06112160A JP11216094A JP3141682B2 JP 3141682 B2 JP3141682 B2 JP 3141682B2 JP 06112160 A JP06112160 A JP 06112160A JP 11216094 A JP11216094 A JP 11216094A JP 3141682 B2 JP3141682 B2 JP 3141682B2
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341Surface mounted components
    • H05K3/3421Leaded components
    • H05K3/3426Leaded components characterised by the leads

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  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は複合リードフレームに関
し、特に、リードフレームのリードと絶縁基板上の導体
パターンの接合部のピール強度を高くして、接合部の信
頼性を向上させた複合リードフレームに関する。
【0002】
【従来の技術】複合リードフレームは、ポリイミド,或
いはガラスエポキシ樹脂等の絶縁基板上に銅箔等をエッ
チングして導体パターンが形成されていると共にICチ
ップが搭載される、所謂、TABテープの接合部リード
に、リードフレームのリードを重ね合わせて接合するこ
とにより構成されている。
【0003】上記のような複合リードフレームにおい
て、絶縁基板上の導体パターンとリードフレームのリー
ドの接続は、半田付けによって行われるのが一般的にな
っている。この場合、図8,及び図9に示すように、絶
縁基板1上の導体パターン2とリードフレームのリード
3が、両者の間、及びリード3の先端部と側面部に形成
された半田付けによるフィレット4を介して接合され
る。
【0004】ところで、このような接合部は、強度を測
定するために、図10に示すような90度ピール試験が
一般的に行われる。すなわち、リード3を90度に曲げ
て絶縁基板1に対して直角方向、つまり、矢印方向に引
っ張って接合部のピール強度を評価している。この評価
試験では、接合部のフィレット4の形成状態がピール強
度を大きく左右する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の複合リ
ードフレームによると、図9に示すように、導体パター
ン2の絶縁基板1の端部上では、リード3の側面と導体
パターン2の間に山状のフィレット4が形成され難く、
フィレットの形成が十分でないため、接合部は十分なピ
ール強度を得られないという不都合がある。
【0006】従って、本発明の目的はリードフレームの
リードと絶縁基盤上の導体パターンの接合部のピール強
度を高めて、接合部の信頼性を向上させることができる
複合リードフレームを提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点に鑑
み、リードフレームのリードと絶縁基盤上の導体パター
ンの接合部のピール強度を高めて、接合部の信頼性を向
上させるため、リードのAu−Sn共晶合金層と接合さ
れている接合部分をAu−Sn共晶合金層と接合されて
いない非接合部分より大なる幅の形状とし、Au−Sn
共晶合金層にリードの接合部分の周囲側面を被うフィレ
ットを設け、前記Snめっき層の厚さが3〜20μmで
ある場合に、前記導体パターンは、前記リードの前記接
合部分の全周囲において30μmだけ幅が広くなる面積
を有するように構成されている複合リードフレームを提
供するものである。
【0008】上記導電性接着層は、半田めっき層であっ
ても良く、また、リードの接合部分に施されたAu,或
いはSnのめっき層,及び導体パターンに施されたS
n,或いはAuのめっき層を加熱圧着して構成されたA
u−Sn共晶合金層であっても良い。Au−Sn共晶合
金層の場合、Auのめっき層の厚さは、0.3〜3μm
であり、Snのめっき層の厚さは、3〜20μmである
ことが好ましい。これはAuのめっき層の厚さが0.3
μm以下では十分な接合強度が得られず、3μm以上で
はコスト高となり、また、Snのめっき層の厚さが3μ
m以下では接合部に十分なフィレットが形成されないた
め強度が低くなり、20μm以上ではブリッヂが発生し
て隣接するリードと短絡する可能性があるからである。
【0009】また、上記導体パターンは、リードの接合
部分の全周囲において30μmだけ幅が広くなる面積を
有していることが好ましい。すなわち、幅が30μm以
下であると、フィレットが十分に形成されないため、強
度が低くなり、更に、導体パターンとリードの位置合わ
せが困難になり、位置ずれの発生が多くなるからであ
る。
【0010】
【実施例】以下、本発明の複合リードフレームについて
添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【0011】図1,及び図2の(a),(b) には、本発明の
複合リードフレームの接合部の構成が示されている。こ
の複合リードフレームは、リード3の導体パターン2と
接合されている接合面5を導体パターン2と接合されて
いないリード3より大なる幅の形状とし、導体パターン
2の接合面5の周囲に所定の幅を形成して接合面5の周
囲側面、つまり、顎部6にもフィレット4を形成した構
成を有している。
【0012】上記複合リードフレームは、リード3の接
合面5に顎部6を形成し、この部分にもフィレット4を
形成しているため、この部分のフィレット4がピール試
験時のリード3の剥離の抵抗となり、接合面の幅が他の
リード幅と同じものより接合部のピール強度を高くする
ことができる。また、この部分の応力集中もフィレット
4によって緩和されるため、ヒートサイクル試験,振動
試験等によるクラック発生も少なくでき、信頼性を向上
させることができる。
【0013】以下、本発明の実施例を更に詳細に説明す
る。まず、ポリイミドより成る厚さ100μmの絶縁基
盤1上に厚さ35μmのCu箔を接着した2層CCL
(Copper clad lamination)に、幅0.3mm,長さ1
mmの長方形の導体パターン2を形成し、それに厚さ
1.5μmのNiめっきと厚さ0.8μmのAuめっき
を電気めっきによって形成した。
【0014】次に、厚さ0.15mmのCu合金板をエ
ッチングして、所定のパターン形状のリードフレームに
成形した。この時、リード3の先端の接合面5を、幅
0.15mm,長さ0.8mmの図1のような長方形と
し、リード3の幅を0.1mmとした。そして、この接
合面5に電気めっきによって厚さ10μmのSnめっき
を形成した。
【0015】最後に、リード3の接合面5と導体パター
ン2を位置合わせし、350℃に加熱したツールを用い
て加圧力1kg/リード,加圧時間2秒で両者を加圧し
て接合し、複合リードフレームを得た。
【0016】次に、このようにして得られた実施例1の
複合リードフレームの接合部に対して、図10に示すよ
うな90度ピール試験を行い、そのピール強度を測定し
た。また、比較例1として接合部分にかけてリード幅が
同一なリードを上記実施例と同じ導体パターンに接合し
た複合リードフレームについても同様に接合部の評価試
験を行った。
【0017】
【表1】 表1に、実施例1と比較例1の複合リードフレームの試
験結果を示す。この結果から判るように、接合面5がリ
ード3の幅より大なる幅の実施例1の複合リードフレー
ムの接合部のピール強度は、接合部分にかけてリード幅
が同一な比較例1の接合部のピール強度に比べて約2倍
高くなっており、しかもバラツキも少なくなっている。
【0018】また、実施例1と比較例1の複合リードフ
レームを樹脂モールドし、−55℃/150℃×各30
分保持のヒートサイクル試験を1000サイクル行っ
た。終了後、接合部の剥がれについて調査したところ、
実施例1では接合部の剥がれが無かったが、比較例では
接合部の剥がれが1.5%検出された。
【0019】次に、実施例1において、導体パターン側
に半田ペーストを厚さ15μm塗布し、この導体パター
ンにめっき処理されていないリードフレームのリードを
加熱温度250℃,加圧力1kg/リード,加圧時間2
秒の条件で接合して実施例2の複合リードフレームを得
た。一方、比較例1と同じ導体パターンとリードフレー
ムを使用し、実施例2と同様に導体パターン側に半田ペ
ーストを厚さ15μm塗布し、これにめっき処理されて
いないリードフレームのリードを接合して比較例2の複
合リードフレームを得た。そして、得られた実施例2と
比較例2の複合リードフレームの接合部に対して90度
ピール試験を行った。
【0020】
【表2】 表2に、実施例2と比較例2の複合リードフレームの試
験結果を示す。この結果から判るように、リードと導体
パターンを半田ペーストで接合しても、接合面の幅が非
接合部分の幅より大きいリードで導体パターンと接合さ
れた実施例2の接合部のピール強度が比較例2のピール
強度に対して大幅に向上している。
【0021】次に、表3において、実施例1の複合リー
ドフレームの導体パターンのAuめっきの厚さと、リー
ドフレームのSnめっきの厚さをそれぞれ異ならせて、
実施例3から9の複合リードフレームと、比較例3から
6の複合リードフレームをそれぞれ得た。これらの複合
リードフレームの接合部のピール強度を測定したとこ
ろ、Snめっきの厚さが3〜20μmの実施例3から5
と、Auめっきの厚さが0.3〜3μmの実施例6から
9の複合リードフレームは、何れも高いピール強度を有
していることが判る。一方、Snのめっき層の厚さが3
μm以下の比較例3はピール強度が低く、20μm以上
の比較例4はピール強度は高いがブリッヂが発生する。
また、Auのめっき層の厚さが0.3μm以下の比較例
5はピール強度が低く、3μm以上の比較例6はピール
強度は高いがコスト高となる。
【表3】
【0022】次に、表4において、実施例1の複合リー
ドフレームの導体パターン2の幅を異ならせて実施例1
0,11と比較例7,8の複合リードフレームを得た。
これらの複合リードフレームの接合部のピール強度を測
定したところ、導体パターンの幅と接合面の幅の片側で
の差が30μm以上の実施例10,11は、表4に示す
ように、何れも高いピール強度を有している。これに対
し、導体パターンの幅と接合面の幅の片側での差が10
μmと20μmの比較例7,8は、何れもピール強度が
低くなっている。つまり、これは導体パターンの幅と接
合面の幅の片側での差が30μm以上ないとリードが導
体パターンからはみ出る場合が多くなり、フィレット4
が形成され難くなるからである。
【表4】
【0023】なお、以上の実施例では、リードフレーム
の接合面5の形状を、図1のような長方形状としたが、
導体パターン2と接合されている接合部分が導体パター
ン2と接合されていない非接合部分より大なる幅の形状
を有していれば、特に限定するものではなく、例えば、
図3から図7に示すような形状であっても良い。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の複合リー
ドフレームによると、リードのAu−Sn共晶合金層と
接合されている接合部分をAu−Sn共晶合金層と接合
されていない非接合部分より大なる幅の形状とし、Au
−Sn共晶合金層にリードの接合部分の周囲側面を被う
フィレットを設け、前記Snめっき層の厚さが3〜20
μmである場合に、前記導体パターンは、前記リードの
前記接合部分の全周囲において30μmだけ幅が広くな
る面積を有するようにしたため、リードフレームのリー
ドと絶縁基盤上の導体パターンの接合部のピール強度を
高めて、接合部の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す平面図。
【図2】図1のB−B線,及びC−C線断面図。
【図3】本発明の第12の実施例を示す平面図。
【図4】本発明の第13の実施例を示す平面図。
【図5】本発明の第14の実施例を示す平面図。
【図6】本発明の第15の実施例を示す平面図。
【図7】本発明の第16の実施例を示す平面図。
【図8】従来の複合リードフレームを示す平面図。
【図9】図8のA−A線断面図。
【図10】90度ピール試験方法を示す説明図。
【符号の説明】
1 絶縁基板 2 導体パターン 3 リード 4 フィレット 5 接合面 6 顎部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塙 秀雄 茨城県日立市助川町3丁目1番1号 日 立電線株式会社電線工場内 (72)発明者 鈴木 勝美 茨城県日立市助川町3丁目1番1号 日 立電線株式会社電線工場内 (56)参考文献 特開 昭49−116964(JP,A) 特開 平3−299562(JP,A) 実開 昭54−163763(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 23/50

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】リードフレームのリードの上にSnめっき
    層を有し、絶縁基板上の導体パターンの上にAuめっき
    層を有し、前記リードフレームのリードが、Au−Sn
    共晶合金層を介して絶縁基板上の導体パターンと接合さ
    れた複合リードフレームにおいて、 前記リードは前記Au−Sn共晶合金層と接合されてい
    る接合部分が前記Au−Sn共晶合金層と接合されてい
    ない非接合部分より大なる幅の形状を有し、 前記Au−Sn共晶合金層は前記リードの前記接合部分
    の周囲側面を被うフィレットを有し、 前記Snめっき層の厚さが3〜20μmであり、前記導
    体パターンが、前記リードの前記接合部分の全周囲にお
    いて30μmだけ幅が広くなる面積を有するように構成
    されていることを特徴とする複合リードフレーム。
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