JP3502781B2 - 半導体パッケージ用リードフレーム及びリードフレームメッキ方法 - Google Patents
半導体パッケージ用リードフレーム及びリードフレームメッキ方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はリードフレームに係
り、特に先メッキ法（Pre-Plating）を適用したときに
金属基板の上面に積層される中間層を保護する保護層が
改良された半導体パッケージ用リードフレーム及びリー
ドフレームのメッキ方法に関する。
り、特に先メッキ法（Pre-Plating）を適用したときに
金属基板の上面に積層される中間層を保護する保護層が
改良された半導体パッケージ用リードフレーム及びリー
ドフレームのメッキ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】リードフレームは半導体チップと共に半
導体パッケージを構成する核心的な構成要素の１つであ
って、半導体パッケージのチップと外部回路を連結する
導線の役割と半導体チップを支持する支持体の役割とを
同時に果たす。このような半導体リードフレームは、半
導体チップの高密度化、高集積化及び基板実装方法等に
応じて多様な形状を有する。
導体パッケージを構成する核心的な構成要素の１つであ
って、半導体パッケージのチップと外部回路を連結する
導線の役割と半導体チップを支持する支持体の役割とを
同時に果たす。このような半導体リードフレームは、半
導体チップの高密度化、高集積化及び基板実装方法等に
応じて多様な形状を有する。
【０００３】基本的な半導体リードフレームは半導体記
憶素子のチップを支持して静的状態を保たせるパッド部
とワイヤボンディングにより連結されるインナリード部
及び外部回路との連結のための外部リード部とから構成
されている。通常、かかる構造を有する半導体リードフ
レームはスタンピング工程または蝕刻工程によって製造
される。
憶素子のチップを支持して静的状態を保たせるパッド部
とワイヤボンディングにより連結されるインナリード部
及び外部回路との連結のための外部リード部とから構成
されている。通常、かかる構造を有する半導体リードフ
レームはスタンピング工程または蝕刻工程によって製造
される。
【０００４】前記二種の工程を用いて製造されるリード
フレームは、パッド部に載置されたチップとワイヤボン
ディングされ、ワイヤボンディングされたチップとリー
ドフレームのインナリード部がモールドコンパウンドに
よりモールディングされて半導体パッケージを形成する
ことになる。
フレームは、パッド部に載置されたチップとワイヤボン
ディングされ、ワイヤボンディングされたチップとリー
ドフレームのインナリード部がモールドコンパウンドに
よりモールディングされて半導体パッケージを形成する
ことになる。
【０００５】このような半導体パッケージの製造過程中
チップとリードフレームのインナリード部とのワイヤボ
ンディング性及びパッド部の特性を良好な状態に保たせ
るためにパッド部とリードフレームのインナリード部の
端部を銀等の金属素材でメッキする。また、樹脂保護膜
をモールディングした後、基板の実装のためのハンダ付
け性の向上のためにアウタリード部の所定領域にはん
だ、即ちＳｎ−Ｐｂメッキを施す。
チップとリードフレームのインナリード部とのワイヤボ
ンディング性及びパッド部の特性を良好な状態に保たせ
るためにパッド部とリードフレームのインナリード部の
端部を銀等の金属素材でメッキする。また、樹脂保護膜
をモールディングした後、基板の実装のためのハンダ付
け性の向上のためにアウタリード部の所定領域にはん
だ、即ちＳｎ−Ｐｂメッキを施す。
【０００６】ところが、このような工程を実施すると、
樹脂保護膜のモールディング後に湿式処理過程を経なけ
ればならなくなり、これによって完成品の信頼性が低下
するという問題点がある。
樹脂保護膜のモールディング後に湿式処理過程を経なけ
ればならなくなり、これによって完成品の信頼性が低下
するという問題点がある。
【０００７】前記問題点を解決するために先メッキ法が
提案された。この方法は半導体パッケージ工程の前にハ
ンダ湿潤性（solder wettability）に優れた素材を予め
塗布し、これを保護する保護層を形成する方法である。
提案された。この方法は半導体パッケージ工程の前にハ
ンダ湿潤性（solder wettability）に優れた素材を予め
塗布し、これを保護する保護層を形成する方法である。
【０００８】図１はかかる従来のリードフレームの例を
示す図面である。
示す図面である。
【０００９】図に示すように、銅または銅合金等の金属
基板２１上に中間層のニッケル薄膜層２２と最外郭層の
保護層２３が順次に積層されている。
基板２１上に中間層のニッケル薄膜層２２と最外郭層の
保護層２３が順次に積層されている。
【００１０】前記保護層はＰｄ、Ｐｄ合金のうち１つの
物質よりなり、Ｎｉ薄膜層と保護層はＤＣ電流方式の電
気メッキで形成されるる。
物質よりなり、Ｎｉ薄膜層と保護層はＤＣ電流方式の電
気メッキで形成されるる。
【００１１】前述したように構成されたリードフレーム
は金属基板２１の上面に形成された中間層２２により
銅、銅合金または鉄−Ｎｉ合金よりなる金属基板の銅ま
たは鉄成分が表面まで広がって酸化によるハンダ付け性
の劣化を防止し、銅酸化物や硫化物などの生成を防止す
る。また中間層２２はＰｄよりなる保護層２３の亀裂発
生時金属基板２１を保護する役割を果たすことになる。
は金属基板２１の上面に形成された中間層２２により
銅、銅合金または鉄−Ｎｉ合金よりなる金属基板の銅ま
たは鉄成分が表面まで広がって酸化によるハンダ付け性
の劣化を防止し、銅酸化物や硫化物などの生成を防止す
る。また中間層２２はＰｄよりなる保護層２３の亀裂発
生時金属基板２１を保護する役割を果たすことになる。
【００１２】そして、前述したように中間層の上面にＰ
ｄよりなる保護膜層を形成すると、ハンダ付け時に表面
のＰｄが溶融されてＰｂ中に広がって接合されることに
よりＰｂとＮｉとの界面が形成され、中間層の亀裂発生
時中間層の線化を防止することになる。
ｄよりなる保護膜層を形成すると、ハンダ付け時に表面
のＰｄが溶融されてＰｂ中に広がって接合されることに
よりＰｂとＮｉとの界面が形成され、中間層の亀裂発生
時中間層の線化を防止することになる。
【００１３】しかし、前記リードフレームは保護層をＤ
Ｃ電流方式を用いてメッキするので、図１に示すよう
に、素材の表面に均一な厚さで保護膜２３を形成できな
い。このようになる原因はメッキ液内における不均一な
核の成長と関連している。即ち、メッキ液内にはイオン
が不均一に分布しているが、ＤＣ電流が供給されるとこ
れらイオンが金属の表面に移動して析出する。この際、
大きな核を中心として結晶成長が起こり、これら核の間
にピンホール（pinhole）が発生し、この針穴に水素イ
オンが浸透して捕捉されるためにメッキ表面が粗くな
り、図示されたように局部的にメッキ層が薄くなる部分
２３ａが発生する。特にＤＣ電流を使用する場合、金属
基板２１とメッキ液との間の電気二重層の形態が金属基
板の状態とは関係なく直流であるため相対的に基板表面
の突出部分へ電流の集中現象が生じる。従って、この部
分で集中的な析出が起こって金属基板面より粗い表面が
形成される。また、メッキ液と金属基板との間の電気二
重層が大きくなると、イオンの移動時間が異なるために
核成長の不均一性がさらに深刻になり、これによるメッ
キ層の局部的な厚さの偏差が生じる。
Ｃ電流方式を用いてメッキするので、図１に示すよう
に、素材の表面に均一な厚さで保護膜２３を形成できな
い。このようになる原因はメッキ液内における不均一な
核の成長と関連している。即ち、メッキ液内にはイオン
が不均一に分布しているが、ＤＣ電流が供給されるとこ
れらイオンが金属の表面に移動して析出する。この際、
大きな核を中心として結晶成長が起こり、これら核の間
にピンホール（pinhole）が発生し、この針穴に水素イ
オンが浸透して捕捉されるためにメッキ表面が粗くな
り、図示されたように局部的にメッキ層が薄くなる部分
２３ａが発生する。特にＤＣ電流を使用する場合、金属
基板２１とメッキ液との間の電気二重層の形態が金属基
板の状態とは関係なく直流であるため相対的に基板表面
の突出部分へ電流の集中現象が生じる。従って、この部
分で集中的な析出が起こって金属基板面より粗い表面が
形成される。また、メッキ液と金属基板との間の電気二
重層が大きくなると、イオンの移動時間が異なるために
核成長の不均一性がさらに深刻になり、これによるメッ
キ層の局部的な厚さの偏差が生じる。
【００１４】このような問題点に対して、保護層のメッ
キの厚さを３マイクロインチ（７．６２×１０-8ｍ）以
下に薄くすれば保護層の本来の機能が果せなくなり、リ
ードフレームのボンディングや半導体の組立工程におい
て中間層と下部金属基板２１が腐食されたり、元素の拡
散を引起こしてワイヤボンディング性及びハンダ付け性
を劣化させる。
キの厚さを３マイクロインチ（７．６２×１０-8ｍ）以
下に薄くすれば保護層の本来の機能が果せなくなり、リ
ードフレームのボンディングや半導体の組立工程におい
て中間層と下部金属基板２１が腐食されたり、元素の拡
散を引起こしてワイヤボンディング性及びハンダ付け性
を劣化させる。
【００１５】さらに、前記保護層の厚さを３マイクロイ
ンチ（７．６２×１０-8ｍ）以上にする場合、従来のＡ
ｇメッキに比べて３０％以上コスト高となる。
ンチ（７．６２×１０-8ｍ）以上にする場合、従来のＡ
ｇメッキに比べて３０％以上コスト高となる。
【００１６】そして、前述したように金属基板の上面に
形成された中間層及び保護層の厚さに対する限定と物理
蒸着法中の真空蒸着法（vapor deposition）によるメッ
キ例が米国特許第５，５１０，１９７号に開示されてい
る。前記文献に開示されたように、銅または銅合金より
なるベース基板上にＮｉまたはＮｉ合金よりなる中間層
が５０乃至２０，０００Åの厚さに形成され、中間層の
上面には金、金合金、銀、銀合金、Ｐｄ、Ｐｄ合金の何
れかよりなり、真空蒸着法またはイオンスパッタリング
法により１０乃至５００Åの厚さに保護層が形成された
構造である。これは、保護層の厚さが１０Å以下ならハ
ンダ付け性が不良であり、５００Å以上なら品質特性が
これ以上増加しなくコスト高となることに起因する。
形成された中間層及び保護層の厚さに対する限定と物理
蒸着法中の真空蒸着法（vapor deposition）によるメッ
キ例が米国特許第５，５１０，１９７号に開示されてい
る。前記文献に開示されたように、銅または銅合金より
なるベース基板上にＮｉまたはＮｉ合金よりなる中間層
が５０乃至２０，０００Åの厚さに形成され、中間層の
上面には金、金合金、銀、銀合金、Ｐｄ、Ｐｄ合金の何
れかよりなり、真空蒸着法またはイオンスパッタリング
法により１０乃至５００Åの厚さに保護層が形成された
構造である。これは、保護層の厚さが１０Å以下ならハ
ンダ付け性が不良であり、５００Å以上なら品質特性が
これ以上増加しなくコスト高となることに起因する。
【００１７】前述したようなリードフレームの素材は保
護膜を物理蒸着方法の１つである真空蒸着またはイオン
スパッタリング法により形成するので連続生産方式に適
用しにくく、コスト高という問題点を有している。
護膜を物理蒸着方法の１つである真空蒸着またはイオン
スパッタリング法により形成するので連続生産方式に適
用しにくく、コスト高という問題点を有している。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記問題点を
解決するために創出されたものであって、耐腐蝕性、ハ
ンダ付け性及びワイヤボンディング性を向上できるよう
に変調された電流を供給することによってメッキされた
保護層を有するリードフレーム及びそのメッキ方法を提
供するにその目的がある。
解決するために創出されたものであって、耐腐蝕性、ハ
ンダ付け性及びワイヤボンディング性を向上できるよう
に変調された電流を供給することによってメッキされた
保護層を有するリードフレーム及びそのメッキ方法を提
供するにその目的がある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明によれば、金属基板と、前記金属基板の少な
くとも一方の側の面に形成された中間層と、前記中間層
の上面に、パラジウム、パラジウム合金、金、金合金、
銀、銀合金のなかの少なくとも１つを、変調された電流
を供給することによってメッキした、０．０１乃至１．
５マイクロインチ（０．０２５４×１０-8乃至３．８１
×１０-8ｍ）の厚さの保護層を含んでなることを特徴と
するリードフレームが提供される。
め、本発明によれば、金属基板と、前記金属基板の少な
くとも一方の側の面に形成された中間層と、前記中間層
の上面に、パラジウム、パラジウム合金、金、金合金、
銀、銀合金のなかの少なくとも１つを、変調された電流
を供給することによってメッキした、０．０１乃至１．
５マイクロインチ（０．０２５４×１０-8乃至３．８１
×１０-8ｍ）の厚さの保護層を含んでなることを特徴と
するリードフレームが提供される。
【００２０】ここで、前記変調された電流の波形が、そ
の極性が周期的に反転する矩形波である。
の極性が周期的に反転する矩形波である。
【００２１】本発明の他の側面によれば、金属基板と、
前記金属基板の少なくとも一方の側の面に形成された、
ニッケルまたはニッケル合金のうち少なくとも１つを、
変調された電流を供給することによってメッキした中間
層と、前記中間層の上面にパラジウム、パラジウム合
金、金、金合金、銀、銀合金のなかの少なくとも１つ
を、変調された電流を供給することによってメッキし
た、０．０１乃至１．５マイクロインチ（０．０２５４
×１０-8乃至３．８１×１０-8ｍ）の厚さの保護層を含
んでなることを特徴とするリードフレームが提供され
る。
前記金属基板の少なくとも一方の側の面に形成された、
ニッケルまたはニッケル合金のうち少なくとも１つを、
変調された電流を供給することによってメッキした中間
層と、前記中間層の上面にパラジウム、パラジウム合
金、金、金合金、銀、銀合金のなかの少なくとも１つ
を、変調された電流を供給することによってメッキし
た、０．０１乃至１．５マイクロインチ（０．０２５４
×１０-8乃至３．８１×１０-8ｍ）の厚さの保護層を含
んでなることを特徴とするリードフレームが提供され
る。
【００２２】ここで、前記リードフレームの中間層を形
成するために供給される変調された電流の波形は周期的
に極性が反転する矩形波である。
成するために供給される変調された電流の波形は周期的
に極性が反転する矩形波である。
【００２３】また、本発明のさらに他の側面によれば、
（ａ）金属基板の上面に中間層を形成させる段階と、
（ｂ）前記金属基板をメッキ液に浸漬するか、若しくは
前記金属基板にメッキ液を噴射する段階と、（ｃ）前記
メッキ液と金属基板とに変調された電流を供給すること
によって、前記中間層の上面に０．０１乃至１．５マイ
クロインチ（０．０２５４×１０-8乃至３．８１×１０
-8ｍ）の厚さの保護層を形成する段階とを含むことを特
徴とするリードフレームのメッキ方法が提供される。
（ａ）金属基板の上面に中間層を形成させる段階と、
（ｂ）前記金属基板をメッキ液に浸漬するか、若しくは
前記金属基板にメッキ液を噴射する段階と、（ｃ）前記
メッキ液と金属基板とに変調された電流を供給すること
によって、前記中間層の上面に０．０１乃至１．５マイ
クロインチ（０．０２５４×１０-8乃至３．８１×１０
-8ｍ）の厚さの保護層を形成する段階とを含むことを特
徴とするリードフレームのメッキ方法が提供される。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明を詳しく説明する。
明を詳しく説明する。
【００２５】図２は本発明に係るリードフレームの好ま
しい一実施例を示す図面である。
しい一実施例を示す図面である。
【００２６】図に示すように銅、銅合金または鉄−ニッ
ケル系合金のうち１つの金属よりなる金属基板３１の上
面にニッケルまたはニッケル合金よりなる中間層３２が
形成される。そして、前記中間層３２の上面には保護層
３３が形成される。
ケル系合金のうち１つの金属よりなる金属基板３１の上
面にニッケルまたはニッケル合金よりなる中間層３２が
形成される。そして、前記中間層３２の上面には保護層
３３が形成される。
【００２７】本発明の特徴によれば、前記中間層は変調
された電流を供給してメッキするメッキ方法により形成
され、前記保護層３３の厚さは０．０１乃至１．５マイ
クロインチ（０．０２５４×１０-8乃至３．８１×１０
-8ｍ）に変調された電流を供給してメッキするメッキ法
により形成される。前記変調された電流の波形はその極
性が周期的に反転される矩形波であるか、または周期的
なパルス波である。
された電流を供給してメッキするメッキ方法により形成
され、前記保護層３３の厚さは０．０１乃至１．５マイ
クロインチ（０．０２５４×１０-8乃至３．８１×１０
-8ｍ）に変調された電流を供給してメッキするメッキ法
により形成される。前記変調された電流の波形はその極
性が周期的に反転される矩形波であるか、または周期的
なパルス波である。
【００２８】前記保護層はＰｄ、Ｐｄ合金、金、金合
金、銀、銀合金のうち少なくとも１つの金属よりなる。
金、銀、銀合金のうち少なくとも１つの金属よりなる。
【００２９】前記変調された電流により形成される保護
層３３の表面は、図に示すように、従来の保護層に比べ
て微細で平滑な粗度を有する。従って、保護層が薄くて
もその保護層の機能を十分に発揮し得る。本発明者の実
験によれば、前記保護層の厚さは０．０１乃至１．５マ
イクロインチ（０．０２５４×１０-8乃至３．８１×１
０-8ｍ）であることが望ましい。
層３３の表面は、図に示すように、従来の保護層に比べ
て微細で平滑な粗度を有する。従って、保護層が薄くて
もその保護層の機能を十分に発揮し得る。本発明者の実
験によれば、前記保護層の厚さは０．０１乃至１．５マ
イクロインチ（０．０２５４×１０-8乃至３．８１×１
０-8ｍ）であることが望ましい。
【００３０】図３は半導体パッケージ用リードフレーム
の一実施例を示す図面である。示されたように半導体チ
ップとワイヤボンディングされて所定のパターンに形成
された多数のインナリード４１と、前記各インナリード
４１から延長されて回路基板のシグナル端子と連結され
るアウタリード４２とを含むリードフレーム本体４３を
具備する。
の一実施例を示す図面である。示されたように半導体チ
ップとワイヤボンディングされて所定のパターンに形成
された多数のインナリード４１と、前記各インナリード
４１から延長されて回路基板のシグナル端子と連結され
るアウタリード４２とを含むリードフレーム本体４３を
具備する。
【００３１】そして、所定のパターンに形成されたイン
ナリード４１により取囲まれた中央部にはパッド４４が
さらに備えられている。そして、前記インナリード４
１、アウタリード４２及びパッド４４の少なくとも一方
の側の面には中間層（図２の３２）が形成され、前記中
間層３２の上面には保護層（図２の３３）が形成され
る。前記保護層３３は公知の材料により０．０１乃至
１．５マイクロインチ（０．０２５４×１０-8乃至３．
８１×１０-8ｍ）の厚さにメッキされる。
ナリード４１により取囲まれた中央部にはパッド４４が
さらに備えられている。そして、前記インナリード４
１、アウタリード４２及びパッド４４の少なくとも一方
の側の面には中間層（図２の３２）が形成され、前記中
間層３２の上面には保護層（図２の３３）が形成され
る。前記保護層３３は公知の材料により０．０１乃至
１．５マイクロインチ（０．０２５４×１０-8乃至３．
８１×１０-8ｍ）の厚さにメッキされる。
【００３２】本発明の特徴によれば、リードフレームの
本体または金属基板の上面にニッケルまたはニッケル合
金中間層３２と、この中間層３２の上面にＰｄまたはＰ
ｄ合金で形成された保護層３３は変調された電流を供給
する方式により製造され、このような方式は後述するよ
うにメッキ層のハンダ付け性を向上させる。
本体または金属基板の上面にニッケルまたはニッケル合
金中間層３２と、この中間層３２の上面にＰｄまたはＰ
ｄ合金で形成された保護層３３は変調された電流を供給
する方式により製造され、このような方式は後述するよ
うにメッキ層のハンダ付け性を向上させる。
【００３３】以下、本発明のリードフレームのメッキ方
法をさらに詳細に説明する。
法をさらに詳細に説明する。
【００３４】まず、金属基板（図２の３１）の上面にニ
ッケル、またはニッケル合金で中間層３２を形成する。
ここで、前記金属基板は銅、銅合金、鉄−ニッケル系合
金のうち１つよりなることが望ましい。
ッケル、またはニッケル合金で中間層３２を形成する。
ここで、前記金属基板は銅、銅合金、鉄−ニッケル系合
金のうち１つよりなることが望ましい。
【００３５】次いで、前記中間層３２の形成された金属
基板３１をメッキ液に浸漬する。前記メッキ液は形成さ
れる保護層３３に応じて差があるが、Ｐｄメッキ溶液ま
たはＰｄ合金メッキ溶液が用いられる。但し、このよう
な保護層の材料は、本発明では、ここに開示したものに
限定されない。
基板３１をメッキ液に浸漬する。前記メッキ液は形成さ
れる保護層３３に応じて差があるが、Ｐｄメッキ溶液ま
たはＰｄ合金メッキ溶液が用いられる。但し、このよう
な保護層の材料は、本発明では、ここに開示したものに
限定されない。
【００３６】引続き、前記メッキ液とリードフレームに
変調された電流、即ち周期的に反転される波形を有する
電流を与えて前記中間層３２の上面に０．０１乃至１．
５マイクロインチ（０．０２５４×１０-8乃至３．８１
×１０-8ｍ）の厚さの保護層３３をメッキする。
変調された電流、即ち周期的に反転される波形を有する
電流を与えて前記中間層３２の上面に０．０１乃至１．
５マイクロインチ（０．０２５４×１０-8乃至３．８１
×１０-8ｍ）の厚さの保護層３３をメッキする。
【００３７】この際、加えられる前記変調された電流波
形の例が図４及び図８に示されている。即ち、前記変調
された電流は図４に示されたように周期的にパルス波が
印加される矩形波電流である。また、前記変調された電
流は図５に示されたように周期的に極性が反転する反転
パルス矩形波電流であってもよい。
形の例が図４及び図８に示されている。即ち、前記変調
された電流は図４に示されたように周期的にパルス波が
印加される矩形波電流である。また、前記変調された電
流は図５に示されたように周期的に極性が反転する反転
パルス矩形波電流であってもよい。
【００３８】また、前記変調された電流の波形は図６に
示されたように所定の周期で反転する矩形波であっても
よく、前記変調された電流の波形は、図７に示すよう
に、第１及び第２周期を含む単位周期を有して前記第１
及び第２周期には各々複数の矩形波を具備し、前記第１
及び第２周期の矩形波のそれぞれの極性は相反のもので
あってもよい。そして、前記変調された電流波形の他の
実施例では図８に示されたようにその極性が周期的に反
転される矩形波であり、かつ所定の直流成分を有する。
示されたように所定の周期で反転する矩形波であっても
よく、前記変調された電流の波形は、図７に示すよう
に、第１及び第２周期を含む単位周期を有して前記第１
及び第２周期には各々複数の矩形波を具備し、前記第１
及び第２周期の矩形波のそれぞれの極性は相反のもので
あってもよい。そして、前記変調された電流波形の他の
実施例では図８に示されたようにその極性が周期的に反
転される矩形波であり、かつ所定の直流成分を有する。
【００３９】ここで、前記変調された電流の周波数帯域
は１００Ｈｚ乃至５０ＫＨｚ、デューティサイクルは５
乃至５０％、平均電流密度は０．５乃至１０Ａ／ｄｍ2
である。
は１００Ｈｚ乃至５０ＫＨｚ、デューティサイクルは５
乃至５０％、平均電流密度は０．５乃至１０Ａ／ｄｍ2
である。
【００４０】前記金属基板３１の上面に形成された中間
層３２は前述したような変調された電流を供給すること
によりメッキすることができるが、この場合変調された
電流の波形は前記保護層を形成するための波形と同一な
波形を有する。そして前記中間層のメッキ時、変調され
た電流の周波数帯域は５０Ｈｚ乃至５００Ｈｚが用いら
れる。この時のデューティサイクルは３５乃至８５％で
あり、電流密度は２乃至４０Ａ／ｄｍ2とすることが望
ましい。
層３２は前述したような変調された電流を供給すること
によりメッキすることができるが、この場合変調された
電流の波形は前記保護層を形成するための波形と同一な
波形を有する。そして前記中間層のメッキ時、変調され
た電流の周波数帯域は５０Ｈｚ乃至５００Ｈｚが用いら
れる。この時のデューティサイクルは３５乃至８５％で
あり、電流密度は２乃至４０Ａ／ｄｍ2とすることが望
ましい。
【００４１】しかし、図９に示すように、前記メッキ液
中に金属基板３１が浸漬された状態では、前記金属基板
３１の表面上に距離に応じて濃度分布の不均一が発生す
る。即ち、金属基板３１の表面から遠くなるほど最低濃
度Ｃｉから平均濃度Ｃｏに変わるが、このような濃度の
ばらつきがあると前記保護層３３が平滑に形成できなく
なる。
中に金属基板３１が浸漬された状態では、前記金属基板
３１の表面上に距離に応じて濃度分布の不均一が発生す
る。即ち、金属基板３１の表面から遠くなるほど最低濃
度Ｃｉから平均濃度Ｃｏに変わるが、このような濃度の
ばらつきがあると前記保護層３３が平滑に形成できなく
なる。
【００４２】従って、このような濃度分極現象を防止す
るべく、前記メッキ工程時に前記メッキ液を攪拌させる
段階をさらに含むようにすることができる。前記メッキ
液の攪拌は中間層３２または保護層３３のメッキ時、メ
ッキ液と金属基板のメッキ面との接触におけるイオンの
移動を円滑にするためである。このような攪拌はメッキ
液に渦流を生じさせたり、前記メッキ液中で金属基板３
１を、例えば４ｍ／ｍｉｎ程度の速度に移動させたり、
または金属基板３１の表面にメッキ液を噴射することに
よって行い得る。この際、前記メッキ液の攪拌速度は変
調された電流の周波数の変化に対応して調整され得る。
るべく、前記メッキ工程時に前記メッキ液を攪拌させる
段階をさらに含むようにすることができる。前記メッキ
液の攪拌は中間層３２または保護層３３のメッキ時、メ
ッキ液と金属基板のメッキ面との接触におけるイオンの
移動を円滑にするためである。このような攪拌はメッキ
液に渦流を生じさせたり、前記メッキ液中で金属基板３
１を、例えば４ｍ／ｍｉｎ程度の速度に移動させたり、
または金属基板３１の表面にメッキ液を噴射することに
よって行い得る。この際、前記メッキ液の攪拌速度は変
調された電流の周波数の変化に対応して調整され得る。
【００４３】本発明の効果は以下の実験例によってさら
に明確に理解できる。
に明確に理解できる。
【００４４】初めに実験例１について説明する。
【００４５】本実験では、金属基板上に３２マイクロイ
ンチの中間層を形成させ、その上に１．５マイクロイン
チの保護層を変調された電流により形成した本発明の試
料材と、比較材として金属基板上に５８マイクロインチ
（８１．２８×１０-8ｍ）の中間層と３．３マイクロイ
ンチ（８．３８２×１０-8ｍ）の保護層を有する第１比
較材と、金属基板上に１１０マイクロインチ（２７９．
４×１０-8ｍ）の中間層と６．５マイクロインチ（１
６．５１×１０-8ｍ）の保護層を有する第２比較材とを
使用した。前記第１、２比較材は各々従来のＤＣ電流メ
ッキ法により製造した。
ンチの中間層を形成させ、その上に１．５マイクロイン
チの保護層を変調された電流により形成した本発明の試
料材と、比較材として金属基板上に５８マイクロインチ
（８１．２８×１０-8ｍ）の中間層と３．３マイクロイ
ンチ（８．３８２×１０-8ｍ）の保護層を有する第１比
較材と、金属基板上に１１０マイクロインチ（２７９．
４×１０-8ｍ）の中間層と６．５マイクロインチ（１
６．５１×１０-8ｍ）の保護層を有する第２比較材とを
使用した。前記第１、２比較材は各々従来のＤＣ電流メ
ッキ法により製造した。
【００４６】前記各試料材をスチームエージング及びオ
ーブンキュアリング条件を変えながら実験した結果を図
１０に示した。
ーブンキュアリング条件を変えながら実験した結果を図
１０に示した。
【００４７】本発明に各試料材を９５℃に１６時間スチ
ームエージングした結果（図１０のグラフＡ）、本発明
に係る試料材のハンダ付け率は１００％であったが、第
１、２比較材は各々９５％と９３％であった。
ームエージングした結果（図１０のグラフＡ）、本発明
に係る試料材のハンダ付け率は１００％であったが、第
１、２比較材は各々９５％と９３％であった。
【００４８】そして、前記各試料材を２１０℃に２時間
オーブンを用いてキュアリング（curing：硬化）させた
結果（図１０のグラフＢ）、本発明に係る試料材は９５
％のハンダ付け率を示したが、第１、２比較材の場合に
は各々９３％と９２％であった。また、前記各試料材を
９５℃に２４時間スチームエージングした結果（図１０
のグラフＣ）、本発明に係る試料材のハンダ付け率は９
５％を保っているが、第１、２比較材の場合には各々９
１％と９０％に低くなることが分かった。
オーブンを用いてキュアリング（curing：硬化）させた
結果（図１０のグラフＢ）、本発明に係る試料材は９５
％のハンダ付け率を示したが、第１、２比較材の場合に
は各々９３％と９２％であった。また、前記各試料材を
９５℃に２４時間スチームエージングした結果（図１０
のグラフＣ）、本発明に係る試料材のハンダ付け率は９
５％を保っているが、第１、２比較材の場合には各々９
１％と９０％に低くなることが分かった。
【００４９】次に実験例２について説明する。
【００５０】本実験では変調された電流によりメッキさ
れた０．１マイクロインチ（０．２５４×１０-8ｍ）の
厚さのＰｄ保護層を有する第１発明材と０．５マイクロ
インチ（１．２７×１０-8ｍ）の厚さのＰｄ保護層を有
する第２発明材が使われた。比較材として従来のＤＣ電
流方式により４．０マイクロインチ（１０．１６×１０
-8ｍ）のＰｄ保護層を有する試料が製造された。これら
は全て９５℃に１６時間スチームエージングされた。こ
れら試料に対する湿潤力（wetting-force）を測定した
結果を図１１及び図１２に各々示した。ここで、図１２
は９５℃に８時間スチームエージングした場合を示す。
この湿潤力は約２４５℃のＰｂ−Ｓｎ溶液中の１つのメ
ッキされたリードを約０．５ｍｍ垂直に浸漬した後の取
出時の湿潤力を測定したものである。
れた０．１マイクロインチ（０．２５４×１０-8ｍ）の
厚さのＰｄ保護層を有する第１発明材と０．５マイクロ
インチ（１．２７×１０-8ｍ）の厚さのＰｄ保護層を有
する第２発明材が使われた。比較材として従来のＤＣ電
流方式により４．０マイクロインチ（１０．１６×１０
-8ｍ）のＰｄ保護層を有する試料が製造された。これら
は全て９５℃に１６時間スチームエージングされた。こ
れら試料に対する湿潤力（wetting-force）を測定した
結果を図１１及び図１２に各々示した。ここで、図１２
は９５℃に８時間スチームエージングした場合を示す。
この湿潤力は約２４５℃のＰｂ−Ｓｎ溶液中の１つのメ
ッキされたリードを約０．５ｍｍ垂直に浸漬した後の取
出時の湿潤力を測定したものである。
【００５１】前記図面に示されたように、スチームエー
ジング時間が延びるほど湿潤力は高くなるが、約０．５
秒以内では本発明の試料が全て従来の比較材に比べて優
れた湿潤力を示すことが分かる。通常、半導体組立工程
において高温の熱処理は０．５秒以内の短時間に行なわ
れるので、このような条件に対して本発明に係る試料が
優れた湿潤力を有することが確認される。前記湿潤力が
高いほどリードフレームとＰｂとの付着力は向上され
る。
ジング時間が延びるほど湿潤力は高くなるが、約０．５
秒以内では本発明の試料が全て従来の比較材に比べて優
れた湿潤力を示すことが分かる。通常、半導体組立工程
において高温の熱処理は０．５秒以内の短時間に行なわ
れるので、このような条件に対して本発明に係る試料が
優れた湿潤力を有することが確認される。前記湿潤力が
高いほどリードフレームとＰｂとの付着力は向上され
る。
【００５２】そして、前記第１、２本発明材と比較材と
を１７５℃に２４時間オーブンを用いてキュアリング
し、９５℃に８時間スチームエージングした後、湿潤力
を測定した結果を図１３に各々示した。
を１７５℃に２４時間オーブンを用いてキュアリング
し、９５℃に８時間スチームエージングした後、湿潤力
を測定した結果を図１３に各々示した。
【００５３】図面に示されたような条件下で保護層が薄
い状態で湿潤性が高まることが分かる。
い状態で湿潤性が高まることが分かる。
【００５４】本発明に係るリードフレームのメッキ方法
及びその装置は図面に示された一実施例に基づき説明し
たが、これは例示に過ぎず、当業者であればより多様な
変形及び他実施例を実現することも可能であることが理
解されよう。
及びその装置は図面に示された一実施例に基づき説明し
たが、これは例示に過ぎず、当業者であればより多様な
変形及び他実施例を実現することも可能であることが理
解されよう。
【００５５】
【発明の効果】従って、上述のような半導体パッケージ
用リードフレームとリードフレームのメッキ方法によれ
ば、リードフレームのメッキ時周期的に極性が反転する
パルス電流を与えることによって保護層の厚さを０．０
１乃至１．５マイクロインチ（０．０２５４×１０-8乃
至３．８１×１０-8ｍ）に比較的薄く形成することがで
き、その表面の粗度も良好なため、ハンダ付け性を向上
させることができる。
用リードフレームとリードフレームのメッキ方法によれ
ば、リードフレームのメッキ時周期的に極性が反転する
パルス電流を与えることによって保護層の厚さを０．０
１乃至１．５マイクロインチ（０．０２５４×１０-8乃
至３．８１×１０-8ｍ）に比較的薄く形成することがで
き、その表面の粗度も良好なため、ハンダ付け性を向上
させることができる。
【図１】従来のリードフレームの断面図である。
【図２】本発明に係るリードフレームの断面図である。
【図３】本発明に係るリードフレームの平面図である。
【図４】本発明による、メッキ処理のために供給される
変調された電流の波形を示すグラフである。
変調された電流の波形を示すグラフである。
【図５】本発明による、メッキ処理のために供給される
変調された電流の波形を示すグラフである。
変調された電流の波形を示すグラフである。
【図６】本発明による、メッキ処理のために供給される
変調された電流の波形を示すグラフである。
変調された電流の波形を示すグラフである。
【図７】本発明による、メッキ処理のために供給される
変調された電流の波形を示すグラフである。
変調された電流の波形を示すグラフである。
【図８】本発明による、メッキ処理のために供給される
変調された電流の波形を示すグラフである。
変調された電流の波形を示すグラフである。
【図９】メッキ液中の濃度分極現象を示すグラフであ
る。
る。
【図１０】実験例による、ハンダ付け率を示すグラフで
ある。
ある。
【図１１】実験例による、湿潤力を示すグラフである。
【図１２】実験例による、湿潤力を示すグラフである。
【図１３】実験例による、湿潤力を示すグラフである。
３１ 金属基板
３２ 中間層
３３ 保護層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 張 培淳
大韓民国慶尚南道昌原市聖住洞42番地
(56)参考文献 特開 昭62−151592（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−138797（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 23/48 - 23/50
C25D 5/00 - 7/12
Claims (4)
- 【請求項１】 金属基板と、 前記金属基板の少なくとも一方の側の面に形成された中
間層と、 前記中間層の上面に、パラジウム、パラジウム合金、金
合金、銀合金のなかの少なくとも１つを、変調された電
流を供給することによってメッキした、０．０１乃至
１．５マイクロインチ（０．０２５４×１０−８乃至
３．８１×１０−８ｍ）の厚さの保護層を含んでなり、前記中間層が、ニッケルまたはニッケル合金よりなり、 前記変調された電流の波形が、その極性が周期的に反転
する矩形波であり、 前記変調された電流の周波数帯域が１００Ｈｚ乃至５０
ｋＨｚであり、デューティサイクルが５乃至５０％であ
ることを特徴とするリードフレーム。 - 【請求項２】 前記変調された電流の波形が、所定の
直流成分を有することを特徴とする請求項１に記載のリ
ードフレーム。 - 【請求項３】 （ａ）金属基板の上面に中間層を形成
させる段階と、 （ｂ）前記金属基板をメッキ液に浸漬するか、若しくは
前記金属基板にメッキ液を噴射する段階と、 （ｃ）前記メッキ液と金属基板とに変調された電流を供
給することによって、前記中間層の上面に０．０１乃至
１．５マイクロインチ（０．０２５４×１０−８乃至
３．８１×１０−８ｍ）の厚さの保護層を形成する段階
とを含み、前記中間層が、ニッケルまたはニッケル合金よりなり、 前記保護層が、パラジウム、パラジウム合金、金合金、
銀合金のなかの少なくとも１つよりなり、 前記変調された電流の波形が、その極性が周期的に反転
する矩形波であり、 前記変調された電流の周波数帯域が１００Ｈｚ乃至５０
ｋＨｚであり、デューティサイクルが５乃至５０％であ
ることを特徴とするリードフレームのメッキ方法。 - 【請求項４】 前記金属基板の上面に中間層を形成さ
せる段階が、メッキ液と金属基板とに、極性が周期的に
反転する矩形波の波形を有する変調された電流を供給す
ることによって行われ、この中間層を形成する段階にお
いて供給される変調された電流の周波数帯域が５０Ｈｚ
乃至５００Ｈｚであり、デューティサイクルが３５乃至
８５％であることを特徴とする請求項３に記載のリード
フレームのメッキ方法。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| KR1998-13927 | 1998-04-18 | ||
| KR1019980013927A KR100275381B1 (ko) | 1998-04-18 | 1998-04-18 | 반도체 패키지용 리드프레임 및 리드프레임도금방법 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JPH11307711A JPH11307711A (ja) | 1999-11-05 |
| JP3502781B2 true JP3502781B2 (ja) | 2004-03-02 |
Family
ID=19536430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| US6469386B1 (en) * | 1999-10-01 | 2002-10-22 | Samsung Aerospace Industries, Ltd. | Lead frame and method for plating the same |
| KR20020094965A (ko) * | 2001-06-12 | 2002-12-20 | 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 | 리드프레임 및 이를 이용한 반도체패키지 |
| ATE546835T1 (de) * | 2001-07-09 | 2012-03-15 | Sumitomo Metal Mining Co | Verfahren zur herstellung eines leiterrahmens |
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| JP3841768B2 (ja) | 2003-05-22 | 2006-11-01 | 新光電気工業株式会社 | パッケージ部品及び半導体パッケージ |
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| DE102014211298A1 (de) * | 2014-06-13 | 2015-12-17 | Robert Bosch Gmbh | Substrat mit einer Oberflächenbeschichtung und Verfahren zum Beschichten einer Oberfläche eines Substrates |
| JP2019536913A (ja) * | 2016-10-20 | 2019-12-19 | アイエイチ アイピー ホールディングス リミテッド | 金属基板をめっきして所望の表面粗さを得る方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| US5650661A (en) * | 1993-12-27 | 1997-07-22 | National Semiconductor Corporation | Protective coating combination for lead frames |
| JPH07326702A (ja) * | 1994-06-02 | 1995-12-12 | Hitachi Cable Ltd | 半導体装置用リードフレームの製造方法 |
| US5583372A (en) * | 1994-09-14 | 1996-12-10 | Micron Technology, Inc. | Adhesion enhanced semiconductor die for mold compound packaging |
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| KR100266726B1 (ko) * | 1995-09-29 | 2000-09-15 | 기타지마 요시토시 | 리드프레임과 이 리드프레임을 갖춘 반도체장치 |
| JPH09232493A (ja) * | 1995-12-20 | 1997-09-05 | Seiichi Serizawa | リードフレーム |
| KR0183645B1 (ko) * | 1996-03-26 | 1999-03-20 | 이대원 | 다층 구조의 도금층을 구비한 반도체 리드 프레임 |
| JP3259894B2 (ja) * | 1996-04-30 | 2002-02-25 | ソニー株式会社 | リードフレーム、その製造方法及びそのリードフレームを用いた半導体装置 |
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| US5994767A (en) * | 1997-04-09 | 1999-11-30 | Sitron Precision Co., Ltd. | Leadframe for integrated circuit package and method of manufacturing the same |
| KR100231838B1 (ko) * | 1997-05-20 | 1999-12-01 | 유무성 | 집적회로용 리드프레임 및 그 제조방법 |
-
1998
- 1998-04-18 KR KR1019980013927A patent/KR100275381B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1999
- 1999-03-01 JP JP05236299A patent/JP3502781B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1999-03-02 US US09/260,471 patent/US6150713A/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
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| KR19990080573A (ko) | 1999-11-15 |
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| KR100275381B1 (ko) | 2000-12-15 |
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