JP7032239B2 - Lead frame material and its manufacturing method and semiconductor package - Google Patents
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Description
本発明は、例えば半導体素子（半導体チップ）とリードフレームとをワイヤなどによって互いに電気的に接続した状態でモールド樹脂によって封止して形成される樹脂封止型半導体装置（半導体パッケージ）に用いられるリードフレーム材およびその製造方法ならびに半導体パッケージに関する。 The present invention is used in, for example, a resin-sealed semiconductor device (semiconductor package) formed by sealing a semiconductor element (semiconductor chip) and a lead frame with a mold resin in a state of being electrically connected to each other by a wire or the like. The present invention relates to a lead frame material, a manufacturing method thereof, and a semiconductor package.
この種の樹脂封止型半導体装置は、ワイヤなどによって互いに電気的に接続された半導体素子とリードフレームとがモールド樹脂で封止されて一体化（パッケージ化）されたものである。 In this type of resin-sealed semiconductor device, a semiconductor element electrically connected to each other by a wire or the like and a lead frame are sealed with a mold resin and integrated (packaged).
樹脂封止型半導体装置を構成するリードフレームには、電気・熱特性に優れているという観点から、通常、銅合金材料が使用されている。 A copper alloy material is usually used for the lead frame constituting the resin-sealed semiconductor device from the viewpoint of excellent electrical and thermal characteristics.
また、樹脂封止型半導体装置を構成するリードフレームは、モールド樹脂との接着（密着）部分を有しており、金属材料からなるリードフレームと、樹脂材料からなるモールド樹脂とは、熱膨張率の差が大きいため、例えば樹脂封止型半導体装置に大きな温度変化が加わると、リードフレームと樹脂との密着力が弱くなり、リードフレームに対して接着していた樹脂の一部が振動等によって剥離して、リードフレームと樹脂との間に隙間が生じやすくなり、隙間から樹脂封止型半導体装置の内部に水分等が進入すると、半導体装置の信頼性が低下するという問題がある。このため、リードフレームに対するモールド樹脂の密着性（接着性）を高めることが必要である。 Further, the lead frame constituting the resin-sealed semiconductor device has an adhesive (adhesive) portion with the mold resin, and the lead frame made of a metal material and the mold resin made of a resin material have a thermal expansion rate. For example, when a large temperature change is applied to a resin-sealed semiconductor device, the adhesion between the lead frame and the resin weakens, and a part of the resin adhered to the lead frame is caused by vibration or the like. There is a problem that the reliability of the semiconductor device is lowered when the peeling easily causes a gap between the lead frame and the resin and moisture or the like enters the inside of the resin-sealed semiconductor device through the gap. Therefore, it is necessary to improve the adhesion (adhesiveness) of the mold resin to the lead frame.
リードフレームに対するモールド樹脂の密着性を高めるための従来の手段としては、例えば、特許文献１に記載されているように、リードフレームの表面に粗化めっきを施して、リードフレームの表面に凹凸面を形成する方法、あるいは、特許文献２に記載されているように、リードフレームの表面を選択的に溶解（エッチング）して、リードフレームの表面に凹凸を形成する方法が挙げられる。 As a conventional means for improving the adhesion of the mold resin to the lead frame, for example, as described in Patent Document 1, the surface of the lead frame is roughened and plated, and the surface of the lead frame has an uneven surface. Or, as described in Patent Document 2, a method of selectively dissolving (etching) the surface of the lead frame to form irregularities on the surface of the lead frame can be mentioned.
かかる方法は、いずれもリードフレームの表面を粗面化することによって、
（１）リードフレームにおけるモールド樹脂との接着面積が大きくなる効果、
（２）モールド樹脂がリードフレームの粗化された表面の凹凸に食いつきやすくなる効果（つまり、アンカー効果）、
などを期待するものであって、これらの効果により、リードフレームに対するモールド樹脂の密着性を高めて、樹脂封止型半導体装置の信頼性を向上できるとしている。
All of these methods involve roughening the surface of the lead frame.
(1) The effect of increasing the adhesive area of the lead frame with the mold resin,
(2) The effect that the mold resin easily bites into the unevenness of the roughened surface of the lead frame (that is, the anchor effect).
It is said that these effects can improve the adhesion of the molded resin to the lead frame and improve the reliability of the resin-sealed semiconductor device.
特許文献１および２に記載の方法は、いずれも、リードフレームに対するモールド樹脂の密着性の向上を図ることだけに着目して、リードフレームの表面に凹凸を形成する構成を開示しているにすぎず、例えば、樹脂封止の際に形成される樹脂の通り道(ランナー)が接触するリードフレームの表面部分にも凹凸が形成されていた場合、リードフレームに対するモールド樹脂の密着力が強くなりすぎるため、樹脂封止して製造された成形品からランナーを分離して半導体パッケージとする際に、ランナーがリードフレームから容易に分離することができず、半導体パッケージ（製品）に不良品が生じやすくなり、製品歩留が低下するおそれがあるが、かかる場合については何ら考慮されていない。 Both of the methods described in Patent Documents 1 and 2 only disclose a configuration for forming irregularities on the surface of the lead frame, focusing only on improving the adhesion of the mold resin to the lead frame. However, for example, if unevenness is also formed on the surface of the lead frame that comes into contact with the resin path (runner) formed during resin sealing, the adhesion of the mold resin to the lead frame becomes too strong. When the runner is separated from the molded product manufactured by resin sealing into a semiconductor package, the runner cannot be easily separated from the lead frame, and defective products are likely to occur in the semiconductor package (product). , Product yield may decrease, but no consideration is given to such cases.
そこで、本発明の目的は、リードフレームの部分的な表面性状の適正化を図ることにより、良好な樹脂密着性をもつリードフレームの表面部分と、良好な樹脂剥離性をもつリードフレームの表面部分とが混在する表面状態の形成を可能にしたリードフレーム材およびその製造方法ならびに半導体パッケージを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to optimize the partial surface texture of the lead frame so that the surface portion of the lead frame has good resin adhesion and the surface portion of the lead frame has good resin peelability. It is an object of the present invention to provide a lead frame material capable of forming a surface state in which the above-mentioned materials are mixed, a method for producing the same, and a semiconductor package.
本発明の要旨構成は、以下の通りである。
（１）導電性基体に、ISO25178に準拠して測定される界面展開面積比(Sdr)が0.3以上0.8以下である表面粗化部と、前記界面展開面積比（Sdr)が0.3未満である表面平滑部とを少なくとも有することを特徴とする特徴とするリードフレーム材。
（２）前記表面粗化部は、ISO25178に準拠して測定される二乗平均平方根傾斜(Sdq)が0.3以上1.4以下である、上記（１）に記載のリードフレーム材。
（３）前記導電性基体が銅を含有し、前記表面粗化部が、前記導電性基体の表面部分である、上記（１）または（２）に記載のリードフレーム材。
（４）前記表面粗化部が、前記導電性基体上に、銅を含有する第１表面処理層を形成した部分である、上記（１）または（２）に記載のリードフレーム材。
（５）前記表面平滑部が、前記導電性基体上に、ニッケル、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、白金、イリジウム、金および銀の群から選択される金属または合金からなる少なくとも１層の第２表面処理層を形成した部分である、上記（１）～（４）のいずれか１項に記載のリードフレーム材。
（６）前記表面粗化部は、ISO25178に準拠して測定される最大高さ（Sz）が1.5μm以上5μm以下である、上記（１）～（５）のいずれか１項に記載のリードフレーム材。
（７）上記（１）～（６）のいずれか１項に記載のリードフレーム材を製造する方法であって、前記表面平滑部を有する前記導電性基体を、硫酸と、過酸化水素と、０．０１質量％以上０．５質量％以下でかつ分子量が６０以上３００以下であるカルボン酸と、０．１質量％以下である、ハロゲン化物イオンを含む化合物とを含む粗化処理液に接触させ、前記表面平滑部以外の前記導電性基体の部分を粗化して、前記表面粗化部を形成する工程を含むことを特徴とするリードフレーム材の製造方法。
（８）前記粗化処理液は、０．０１質量％以上１．０質量％以下である、窒素含有化合物および硫黄含有化合物から選択される少なくとも１種類の化合物をさらに含む、上記（７）に記載のリードフレーム材の製造方法。
（９）上記（１）～（６）のいずれか１項に記載のリードフレーム材を使用した半導体パッケージ。
The gist structure of the present invention is as follows.
(1) A surface roughened portion having an interfacial development area ratio (Sdr) of 0.3 or more and 0.8 or less and a surface having an interfacial development area ratio (Sdr) of less than 0.3 on the conductive substrate. A lead frame material characterized by having at least a smooth portion.
(2) The lead frame material according to (1) above, wherein the surface roughened portion has a root mean square slope (Sdq) of 0.3 or more and 1.4 or less measured in accordance with ISO25178.
(3) The lead frame material according to (1) or (2) above, wherein the conductive substrate contains copper and the surface roughened portion is a surface portion of the conductive substrate.
(4) The lead frame material according to (1) or (2) above, wherein the surface roughened portion is a portion in which a first surface treatment layer containing copper is formed on the conductive substrate.
(5) A second surface treatment of at least one layer of the surface smoothing portion on the conductive substrate, which is made of a metal or alloy selected from the group of nickel, palladium, rhodium, ruthenium, platinum, iridium, gold and silver. The lead frame material according to any one of (1) to (4) above, which is a portion on which a layer is formed.
(6) The lead according to any one of (1) to (5) above, wherein the surface roughened portion has a maximum height (Sz) of 1.5 μm or more and 5 μm or less measured in accordance with ISO25178. Frame material.
(7) The method for producing a lead frame material according to any one of (1) to (6) above, wherein the conductive substrate having the surface smoothing portion is prepared by using sulfuric acid, hydrogen peroxide, and the like. Contact with a roughening treatment solution containing a carboxylic acid having a molecular weight of 0.01% by mass or more and 0.5% by mass or less and a molecular weight of 60 or more and 300 or less and a compound containing a halide ion having a molecular weight of 0.1% by mass or less. A method for producing a lead frame material, which comprises a step of forming the surface roughened portion by roughening a portion of the conductive substrate other than the surface smoothed portion.
(8) In the above (7), the roughening treatment liquid further contains at least one compound selected from a nitrogen-containing compound and a sulfur-containing compound, which is 0.01% by mass or more and 1.0% by mass or less. The method for manufacturing a lead frame material according to the description.
(9) A semiconductor package using the lead frame material according to any one of (1) to (6) above.
本発明のリードフレーム材は、導電性基体に、ISO25178に準拠して測定される界面展開面積比(Sdr)が0.3以上0.8以下である表面粗化部と、界面展開面積比（Sdr)が0.3未満である表面平滑部とを少なくとも有することによって、表面粗化部では、良好な樹脂密着性を有するリードフレーム材の表面部分となり、また、表面平滑部では、良好な樹脂剥離性を有するリードフレーム材の表面部分となって、リードフレーム材に、相反する樹脂特性を有する表面部分を混在させて構成することが可能になる。 The lead frame material of the present invention has a surface roughened portion having an interfacial development area ratio (Sdr) of 0.3 or more and 0.8 or less and an interfacial development area ratio (Sdr) of 0.3 on a conductive substrate. By having at least a surface smoothing portion of less than, the surface roughened portion becomes a surface portion of the lead frame material having good resin adhesion, and the surface smoothing portion has a lead frame having good resin peeling property. The surface portion of the material can be formed by mixing the lead frame material with a surface portion having contradictory resin characteristics.
また、本発明のリードフレーム材の製造方法は、表面平滑部を有する導電性基体を、硫酸と、過酸化水素と、０．０１質量％以上０．５質量％以下でかつ分子量が６０以上３００以下であるカルボン酸と、０．１質量％以下である、ハロゲン化物イオンを含む化合物とを含む粗化処理液に接触させ、表面平滑部以外の導電性基体の部分を粗化して、表面粗化部を形成する工程を含むことによって、表面平滑部の表面性状には、溶解（エッチング）等のダメージをほとんど与えることなく、リードフレームの所定の表面部分（例えば樹脂モールドが接着される部分）のみに粗化処理を選択的に施して、表面粗化部を形成することができ、表面平滑部（例えばランナー（樹脂）が接触する部分）は、粗化処理液ではダメージを受けない表面性状のままで維持することができる。 Further, in the method for producing a lead frame material of the present invention, a conductive substrate having a surface smooth portion is prepared by using sulfuric acid, hydrogen peroxide, and 0.01% by mass or more and 0.5% by mass or less and a molecular weight of 60 or more and 300. The surface is roughened by contacting it with a roughening treatment liquid containing the following carboxylic acid and a compound containing a halide ion, which is 0.1% by mass or less, to roughen the portion of the conductive substrate other than the surface smoothing portion. By including the step of forming the compounded portion, the surface texture of the surface smoothed portion is hardly damaged by melting (etching) or the like, and a predetermined surface portion of the lead frame (for example, a portion to which the resin mold is adhered) is formed. Only the roughening treatment can be selectively applied to form a surface roughening portion, and the surface smoothing portion (for example, the portion where the runner (resin) contacts) is not damaged by the roughening treatment liquid. Can be maintained as it is.
さらに、本発明の半導体パッケージは、上述したリードフレーム材を使用した半導体パッケージであるので、樹脂封止後におけるランナーの分離が容易であり、また、リードフレームに対して樹脂モールドが十分に密着しているため、半導体パッケージの信頼性や、製品歩留が向上する。 Further, since the semiconductor package of the present invention is a semiconductor package using the above-mentioned lead frame material, it is easy to separate the runner after resin encapsulation, and the resin mold is sufficiently adhered to the lead frame. Therefore, the reliability of the semiconductor package and the product yield are improved.
以下、本発明のリードフレーム材の好ましい実施形態について、詳細に説明する。
本発明に従うリードフレーム材は、導電性基体に、ISO25178に準拠して測定される界面展開面積比(Sdr)が0.3以上0.8以下である表面粗化部と、前記界面展開面積比（Sdr)が0.3未満である表面平滑部とを少なくとも有し、この構成を採用することによって、表面粗化部では、良好な樹脂密着性を有するリードフレーム材の表面部分とし、また、表面平滑部では、良好な樹脂剥離性を有するリードフレーム材の表面部分として、リードフレーム材に、相反する樹脂特性を有する表面部分を混在させて構成することが可能になる。
Hereinafter, preferred embodiments of the lead frame material of the present invention will be described in detail.
The lead frame material according to the present invention has a surface roughened portion having an interfacial development area ratio (Sdr) of 0.3 or more and 0.8 or less measured in accordance with ISO25178 and the interfacial development area ratio (Sdr) on the conductive substrate. By having at least a surface smoothing portion of less than 0.3 and adopting this configuration, the surface roughened portion is used as the surface portion of the lead frame material having good resin adhesion, and the surface smoothing portion is good. As the surface portion of the lead frame material having excellent resin peelability, the lead frame material can be configured by mixing the surface portion having contradictory resin characteristics.
＜導電性基体＞
導電性基体を構成する材料としては、銅、銅合金、鉄、鉄合金、アルミニウム、アルミニウム合金等が好ましく、中でも導電率の良い銅または銅合金が好ましい。
例えば銅合金の一例として、ＣＤＡ（Ｃｏｐｐｅｒ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）掲載合金である「Ｃ１４４１０（Ｃｕ－０．１５Ｓｎ、古河電気工業（株）製、商品名：ＥＦＴＥＣ（登録商標）－３）」、「Ｃ１９４００（Ｃｕ－Ｆｅ系合金材料、Ｃｕ－２．３Ｆｅ－０．０３Ｐ－０．１５Ｚｎ）」、「Ｃ１８０４５（Ｃｕ－０．３Ｃｒ－０．２５Ｓｎ－０．５Ｚｎ、古河電気工業（株）製、商品名：ＥＦＴＥＣ－６４Ｔ）」、「Ｃ５０７１０（Ｃｕ－２．０Ｓｎ－０．２Ｎｉ－０．０５Ｐ）、古河電気工業（株）製、商品名：ＭＦ２０２」、「Ｃ７０２５０（Ｃｕ－３Ｎｉ－０．６５Ｓｉ－０．１５Ｍｇ）、古河電気工業（株）製、商品名：ＥＦＴＥＣ－７０２５」等を用いることができる。なお、各元素の前の数字の単位は質量％である。これら銅合金基体はそれぞれ導電率や強度が異なるため、適宜要求特性により選定されて使用される。この内、導電率が５０％ＩＡＣＳ以上の銅合金の条材とすることが好ましい。
<Conductive substrate>
As the material constituting the conductive substrate, copper, copper alloy, iron, iron alloy, aluminum, aluminum alloy and the like are preferable, and copper or copper alloy having good conductivity is preferable.
For example, as an example of a copper alloy, "C14410 (Cu-0.15Sn, manufactured by Furukawa Denki Kogyo Co., Ltd., trade name: EFTEC (registered trademark) -3)", "C19400 (registered trademark) -3), which is an alloy published in CDA (Copper Development Association). Cu-Fe alloy material, Cu-2.3Fe-0.03P-0.15Zn) "," C18045 (Cu-0.3Cr-0.25Sn-0.5Zn, manufactured by Furukawa Denki Kogyo Co., Ltd., trade name) : EFTEC-64T) "," C50710 (Cu-2.0Sn-0.2Ni-0.05P), manufactured by Furukawa Denki Kogyo Co., Ltd., trade name: MF202 "," C70250 (Cu-3Ni-0.65Si- 0.15Mg), manufactured by Furukawa Denki Kogyo Co., Ltd., trade name: EFTEC-70.25 "and the like can be used. The unit of the number before each element is mass%. Since these copper alloy substrates have different conductivity and strength, they are appropriately selected and used according to the required characteristics. Of these, it is preferable to use a copper alloy strip having a conductivity of 50% IACS or more.
また、鉄または鉄合金としては、例えば、４２アロイ（Ｆｅ－４２Ｎｉ）やステンレス鋼などが用いられる。これらの鉄合金基体は、導電率はそれほど高くないが、導電率をそれほど要求せず、電気信号の伝達を目的とするようなリードフレームには適用することができる。 Further, as the iron or iron alloy, for example, 42 alloy (Fe-42Ni), stainless steel, or the like is used. These ferroalloy substrates are not very conductive, but do not require much conductivity and can be applied to lead frames such as those intended to transmit electrical signals.
さらに、アルミニウムまたはアルミニウム合金としては、例えば「Ａ１１００」、「Ａ２０１４」、「Ａ３００３」、および「Ａ５０５２」などのアルミニウムまたはアルミニウム合金を使用することができる。これらの「ＡＸＸＸＸ」は、それぞれ日本工業規格（例えば、ＪＩＳ Ｈ ４０００：２００６など）にその成分が規定されている。 Further, as the aluminum or aluminum alloy, for example, aluminum or aluminum alloy such as "A1100", "A2014", "A3003", and "A5052" can be used. The components of each of these "AXXXX" are specified in Japanese Industrial Standards (for example, JIS H 4000: 2006, etc.).
なお、導電性基体の厚さについては特に制限はないが、通常、０．０５ｍｍ～２ｍｍであり、好ましくは、０．１ｍｍ～１ｍｍである。 The thickness of the conductive substrate is not particularly limited, but is usually 0.05 mm to 2 mm, preferably 0.1 mm to 1 mm.
＜リードフレーム材＞
本発明のリードフレーム材は、表面粗化部と表面平滑部とを有する。
<Lead frame material>
The lead frame material of the present invention has a surface roughened portion and a surface smoothed portion.
（表面粗化部）
本発明のリードフレーム材の表面粗化部は、ISO25178に準拠して測定される界面展開面積比(Sdr)を0.3以上0.8以下にすることが必要である。ここで、界面展開面積比(Sdr)は、国際標準化機構（ISO）が国際規格ISO25178で定めた三次元表面性状（表面粗さ）を評価するための複合パラメータ（高さ方向と平面方向の両方に着目したパラメータ）であって、定義領域の展開面積（表面積）が、定義領域の面積に対してどれだけ増大しているかを表すパラメータであり、樹脂が接着される（リードフレームの）表面のSdrが大きいほど、樹脂密着性は向上する傾向がある。
(Surface roughened part)
The surface roughened portion of the lead frame material of the present invention needs to have an interfacial development area ratio (Sdr) measured in accordance with ISO 25178 of 0.3 or more and 0.8 or less. Here, the interfacial area ratio (Sdr) is a composite parameter (both in the height direction and the plane direction) for evaluating the three-dimensional surface texture (surface roughness) defined by the International Standardization Organization (ISO) in the international standard ISO25178. It is a parameter that indicates how much the developed area (surface area) of the defined area is increased with respect to the area of the defined area, and is a parameter of the surface (of the lead frame) to which the resin is adhered. The larger the Sdr, the better the resin adhesion tends to be.
本発明では、表面粗化部が、例えばモールド樹脂を接着するリードフレームの表面部分（樹脂封止部）であり、表面粗化部におけるSdrを0.3以上とすることによって、良好な樹脂密着性を有することが可能となる。Sdr決定する要因としては、複数存在し、例えば粗化処理液の影響が大きい傾向があることが分かっている。上述した種々の材質の導電性基体を、組成の異なる種々の粗化処理液に浸漬して、Sdrと樹脂密着性との関係を検討した結果、後述の表面平滑部の特性を維持しつつ表面粗化部に十分な樹脂密着性を得るためにはSdrが0.3以上0.8以下であることが好ましく、0.4以上0.8以下であることがより好ましいことを見出した。このため、本発明では、表面粗化部の界面展開面積比(Sdr)を0.3以上0.8以下とした。 In the present invention, the surface roughened portion is, for example, the surface portion (resin sealing portion) of the lead frame to which the mold resin is adhered, and by setting the Sdr in the surface roughened portion to 0.3 or more, good resin adhesion can be obtained. It will be possible to have. It is known that there are a plurality of factors for determining Sdr, and for example, the influence of the roughening treatment liquid tends to be large. As a result of immersing the above-mentioned conductive substrates of various materials in various roughening treatment liquids having different compositions and examining the relationship between Sdr and resin adhesion, the surface was maintained while maintaining the characteristics of the surface smoothing portion described later. It has been found that the Sdr is preferably 0.3 or more and 0.8 or less, and more preferably 0.4 or more and 0.8 or less in order to obtain sufficient resin adhesion to the roughened portion. Therefore, in the present invention, the interface development area ratio (Sdr) of the surface roughened portion is set to 0.3 or more and 0.8 or less.
また、表面粗化部は、ISO25178に準拠して測定される二乗平均平方根傾斜(Sdq)が0.3以上1.4以下であることが好ましく、0.6以上1.4以下であることがより好ましい。ここで、二乗平均平方根傾斜(Sdq)は、国際標準化機構（ISO）が国際規格ISO25178で定めた三次元表面性状（表面粗さ）を評価するための複合パラメータであって、定義領域のすべての点における傾斜の二乗平均平方根により算出され、表面凹凸の傾斜度合いを示すパラメータである。Sdqは、測定される表面（の凹凸）に傾斜があると大きくなる傾向がある。表面粗化部では、Sdrを上記の適正範囲に限定するだけではなく、さらにSdqを0.3以上に限定することによって、樹脂密着性はより一層向上する。しかしながら、表面粗化部におけるSdqが1.4よりも大きいと、製造時や加工時に応力がかかった際に表面粗化部の一部が脱落する、いわゆる粉落ちと呼ばれる現象が生じやすくなり、製造時の不具合につながる可能性がある。このため、表面粗化部におけるSdqは、0.3以上1.4以下とすることが、表面粗化部の脱落を抑制し、製造安定性に優れたリードフレーム材を形成することができる点で好ましい。 Further, in the surface roughened portion, the root mean square slope (Sdq) measured in accordance with ISO25178 is preferably 0.3 or more and 1.4 or less, and more preferably 0.6 or more and 1.4 or less. Here, the root mean square slope (Sdq) is a composite parameter for evaluating the three-dimensional surface texture (surface roughness) defined by the International Organization for Standardization (ISO) in the international standard ISO25178, and all of the definition regions. It is a parameter that is calculated from the root mean square of the slope at a point and indicates the degree of slope of the surface unevenness. Sdq tends to increase when the measured surface (unevenness) is inclined. In the surface roughened portion, not only the Sdr is limited to the above-mentioned appropriate range, but also the Sdq is further limited to 0.3 or more, so that the resin adhesion is further improved. However, if the Sdq in the surface roughened portion is larger than 1.4, a phenomenon called powder dropping, in which a part of the surface roughened portion falls off when stress is applied during manufacturing or processing, is likely to occur, and during manufacturing. May lead to problems. Therefore, it is preferable that the Sdq in the surface roughened portion is 0.3 or more and 1.4 or less in that it is possible to suppress the falling off of the surface roughened portion and form a lead frame material having excellent manufacturing stability.
さらに、表面粗化部は、導電性基体が銅を含有する場合には、好適には、後述する粗化処理液によって粗化処理された導電性基体の表面部分であることが好ましいが、特に限定はせず、例えば、導電性基体の材質に関係なく、導電性基体上に、銅を含有する第１表面処理層を形成した部分であってもよい。 Further, when the conductive substrate contains copper, the surface roughened portion is preferably the surface portion of the conductive substrate that has been roughened with the roughening treatment liquid described later, but in particular. The portion is not limited, and may be, for example, a portion in which a first surface treatment layer containing copper is formed on the conductive substrate regardless of the material of the conductive substrate.
加えて、表面粗化部は、ISO25178に準拠して測定される最大高さ（Sz）が1.5μm以上5μm以下であることが好ましい。ここで、最大高さ（Sz）は、国際標準化機構（ISO）が国際規格ISO25178で定めた評価領域の高さ（変位）に着目したパラメータであって、表面の最も高い点から最も低い点までの距離を表すパラメータである。表面粗化部における最大高さ（Sz）は大きいほど、樹脂に対するアンカー効果が大きくなって、樹脂密着性が向上する傾向がある。本発明では、表面粗化部におけるSdrを上記の適正範囲に限定するだけではなく、さらに、最大高さ（Sz）を1.5μm以上に限定することによって、樹脂密着性はより一層向上する。しかしながら、最大高さ（Sz）が5μmよりも大きくなると、表面粗化部の一部が脱離して粉落ちが生じるおそれがある。このため、表面粗化部における最大高さ（Sz）は1.5μm以上5μm以下であることが好ましい。 In addition, the surface roughened portion preferably has a maximum height (Sz) of 1.5 μm or more and 5 μm or less as measured in accordance with ISO25178. Here, the maximum height (Sz) is a parameter focusing on the height (displacement) of the evaluation region defined by the International Organization for Standardization (ISO) in the international standard ISO25178, from the highest point to the lowest point on the surface. It is a parameter representing the distance of. The larger the maximum height (Sz) in the surface roughened portion, the greater the anchoring effect on the resin, and the more the resin adhesion tends to be improved. In the present invention, not only the Sdr in the surface roughened portion is limited to the above-mentioned appropriate range, but also the maximum height (Sz) is limited to 1.5 μm or more, so that the resin adhesion is further improved. However, if the maximum height (Sz) is larger than 5 μm, a part of the surface roughened portion may be detached and powder may fall off. Therefore, the maximum height (Sz) in the surface roughened portion is preferably 1.5 μm or more and 5 μm or less.
（表面平滑部）
本発明のリードフレーム材の表面平滑部は、界面展開面積比（Sdr)が0.3未満である。リードフレーム材の表面の一部は、樹脂封止の際に形成される樹脂の通り道(ランナー)が接触した部分となるが、かかる部分の界面展開面積比（Sdr)が0.3以上であると、樹脂密着性が高まるため、樹脂封止して製造された成形品からランナーを分離して半導体パッケージとする際に、ランナー（樹脂）がリードフレームから容易に分離することができず、半導体パッケージ（製品）に不良品が生じやすくなり、製品歩留が低下するおそれがある。このため、本発明では、樹脂封止後に樹脂の分離が必要なリードフレーム材の表面部分は、Sdrが0.3未満である表面平滑部とすることが必要である。これによって、良好な樹脂分離性が得られる。
(Smooth surface)
The surface smoothed portion of the lead frame material of the present invention has an interfacial development area ratio (Sdr) of less than 0.3. A part of the surface of the lead frame material is the part where the resin path (runner) formed at the time of resin sealing comes into contact, but if the interface expansion area ratio (Sdr) of this part is 0.3 or more, Since the resin adhesion is improved, when the runner is separated from the molded product manufactured by resin sealing into a semiconductor package, the runner (resin) cannot be easily separated from the lead frame, and the semiconductor package (semiconductor package). Defective products are likely to occur in the product), and the product yield may decrease. Therefore, in the present invention, the surface portion of the lead frame material that needs to be separated from the resin after sealing with the resin needs to be a smooth surface portion having an Sdr of less than 0.3. As a result, good resin separability can be obtained.
そして、本発明のリードフレーム材は、表面粗化部では、良好な樹脂密着性を有するリードフレーム材の表面部分となり、また、表面平滑部では、良好な樹脂剥離性を有するリードフレーム材の表面部分となって、リードフレーム材に、相反する樹脂特性を有する表面部分を混在させて構成することが可能になる。 The lead frame material of the present invention becomes the surface portion of the lead frame material having good resin adhesion in the surface roughened portion, and the surface of the lead frame material having good resin peelability in the surface smooth portion. As a portion, the lead frame material can be configured by mixing a surface portion having contradictory resin characteristics.
表面平滑部は、導電性基体上に、ニッケル、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、白金、イリジウム、金および銀の群から選択される金属または合金からなる少なくとも１層の第２表面処理層を形成した部分であることが好ましい。第２表面処理層は、ワイヤボンディング性や半田濡れ性などの要求特性に応じて、ニッケル、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、白金、イリジウム、金および銀の群から選択される金属または合金で構成される。例えば、半導体パッケージに用いられるリードフレームとしては、半導体素子とのボンディング部を構成する第２表面処理層としてＡｇめっきを用いることが好ましい。 The surface smoothing portion is a portion in which at least one second surface treatment layer made of a metal or alloy selected from the group of nickel, palladium, rhodium, ruthenium, platinum, iridium, gold and silver is formed on a conductive substrate. Is preferable. The second surface treatment layer is composed of a metal or alloy selected from the group of nickel, palladium, rhodium, ruthenium, platinum, iridium, gold and silver, depending on the required properties such as wire bonding property and solder wettability. .. For example, as a lead frame used for a semiconductor package, it is preferable to use Ag plating as a second surface treatment layer constituting a bonding portion with a semiconductor element.
また、第２表面処理層は、表面層の１層だけで構成してもよいが、使用用途に応じて、導電性基体と表面層の間に、耐熱性や皮膜密着性の向上を図るなどの観点から、１層以上の中間層を配設することもできる。 Further, the second surface treatment layer may be composed of only one surface layer, but depending on the intended use, heat resistance and film adhesion may be improved between the conductive substrate and the surface layer. From the viewpoint of the above, one or more intermediate layers may be arranged.
＜リードフレーム材の用途＞
本発明のリードフレーム材は、特に半導体素子（半導体チップ）とリードフレームとをワイヤなどによって互いに電気的に接続した状態でモールド樹脂によって封止して形成される樹脂封止型半導体装置である半導体パッケージに使用することが好適である。
<Use of lead frame material>
The lead frame material of the present invention is a semiconductor, which is a resin-sealed semiconductor device formed by sealing a semiconductor element (semiconductor chip) and a lead frame with a mold resin in a state of being electrically connected to each other by a wire or the like. It is suitable to be used for packaging.
＜本発明のリードフレーム材の製造方法＞
次に、本発明のリードフレーム材の製造方法の一例を以下で説明する。
本発明のリードフレーム材の製造方法は、前処理工程と、第２表面処理層（表面平滑部）の形成工程と、表面粗化部の形成工程とを少なくとも有する。
<Manufacturing method of lead frame material of the present invention>
Next, an example of the method for manufacturing the lead frame material of the present invention will be described below.
The method for producing a lead frame material of the present invention includes at least a pretreatment step, a step of forming a second surface treatment layer (surface smoothing portion), and a step of forming a surface roughened portion.
（前処理工程）
前処理工程は、導電性基体に対し、カソード電解脱脂工程および酸洗工程を施す工程である。一例として、カソード電解脱脂工程で用いる液組成および処理条件を表１に、また、酸洗工程で用いる液組成及び処理条件を表２に示す。
(Pretreatment process)
The pretreatment step is a step of subjecting the conductive substrate to a cathode electrolytic degreasing step and a pickling step. As an example, Table 1 shows the liquid composition and treatment conditions used in the cathode electrolytic degreasing step, and Table 2 shows the liquid composition and treatment conditions used in the pickling step.
（第２表面処理層（表面平滑部）の形成工程）
次に、めっき処理などにより、導電性基体上に選択的に第２表面処理層を形成する。第２表面処理層の形成によって、リードフレーム材には表面平滑部が形成される。
(Step of forming the second surface treatment layer (surface smoothing portion))
Next, a second surface treatment layer is selectively formed on the conductive substrate by a plating treatment or the like. By forming the second surface treatment layer, a surface smooth portion is formed on the lead frame material.
第２表面処理層としては、その後に行なう表面粗化部の形成工程で、粗化処理液で反応しない材料で構成されていることが好ましく、具体的には、ニッケル、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、白金、イリジウム、金および銀の群から選択される金属または合金からなることが好ましい。 The second surface treatment layer is preferably composed of a material that does not react with the roughening treatment liquid in the subsequent step of forming the surface roughening portion, and specifically, nickel, palladium, rhodium, ruthenium, and the like. It preferably consists of a metal or alloy selected from the group platinum, iridium, gold and silver.
また、第２表面処理層を２層以上の層構造で形成する場合には、導電性基体を、異なる組成のめっき液中で順次めっき処理することによって、１層以上の中間層と、表面層とを積層形成すればよい。第２表面処理層の層構造を、リードフレーム材の所定の表面部分に選択的に形成する方法としては、例えばテープマスキングやジェットめっきなどの方法を用いればよい。 When the second surface treatment layer is formed with a layer structure of two or more layers, the conductive substrate is sequentially plated in plating solutions having different compositions to form one or more intermediate layers and a surface layer. And may be laminated. As a method for selectively forming the layer structure of the second surface treatment layer on a predetermined surface portion of the lead frame material, for example, a method such as tape masking or jet plating may be used.
参考のため、表面平滑部を構成する少なくとも１層の第２表面処理層（中間層および表面層）を形成するために用いる種々のめっき層のめっき液組成およびめっき条件を表３～表１２に例示する。表３はニッケル（Ｎｉ）めっき、表４はパラジウム（Ｐｄ）めっき、表５はロジウム（Ｒｈ）めっき、表６はルテニウム（Ｒｕ）めっき、表７は金（Ａｕ）ストライクめっき、表８は金（Ａｕ）－コバルト（Ｃｏ）めっき、表９は金（Ａｕ）めっき、表１０は銀（Ａｇ）ストライクめっき、表１１は銀（Ａｇ）めっき、そして、表１２は錫（Ｓｎ）めっきの例である。 For reference, Tables 3 to 12 show the plating solution compositions and plating conditions of various plating layers used to form at least one second surface treatment layer (intermediate layer and surface layer) constituting the surface smoothing portion. Illustrate. Table 3 is nickel (Ni) plating, Table 4 is palladium (Pd) plating, Table 5 is rhodium (Rh) plating, Table 6 is ruthenium (Ru) plating, Table 7 is gold (Au) strike plating, and Table 8 is gold. Examples of (Au) -cobalt (Co) plating, Table 9 is gold (Au) plating, Table 10 is silver (Ag) strike plating, Table 11 is silver (Ag) plating, and Table 12 is tin (Sn) plating. Is.
（表面粗化部の形成工程）
その後、表面平滑部（第２表面処理層）を有する導電性基体を粗化処理液中に浸漬し、あるいは導電性基体に粗化処理液をスプレー噴霧するなどの方法によって、導電性基体を粗化処理液に接触させ、表面平滑部以外の導電性基体の部分を粗化して、リードフレーム材に表面粗化部を形成する。
(Step of forming the roughened surface)
After that, the conductive substrate is roughened by a method such as immersing the conductive substrate having a surface smoothing portion (second surface treatment layer) in the roughening treatment liquid or spraying the roughening treatment liquid onto the conductive substrate. It is brought into contact with the chemical treatment liquid to roughen the portion of the conductive substrate other than the surface smoothing portion to form the surface roughened portion on the lead frame material.
リードフレームの製造における前工程、すなわちプレス加工やめっき処理を行う工程の前であれば、導電性基体を通常のエッチング液でエッチング処理して表面を粗化することは可能であるが、プレス加工やめっき処理を行った後の後工程でエッチング処理すると、粗化したくないめっき処理層の表面性状にもダメージを与えてしまうことから、通常のエッチング液を用いた場合、導電性基体の表面を選択的に粗化することは難しい。特に、良好な樹脂剥離性を発揮させるため、粗化したくない第２表面処理層（表面平滑部）の表面が粗化されると、リードフレーム材の表面平滑部の表面に対してモールド樹脂の密着力が高くなりすぎるため、樹脂封止して製造された成形品からランナーを分離して半導体パッケージとする際に、ランナーがリードフレームから容易に分離することができず、半導体パッケージ（製品）に不良品が生じやすくなり、製品歩留が低下するおそれがあるため好ましくない。 Before the pre-process in the manufacture of the lead frame, that is, before the process of pressing or plating, it is possible to etch the conductive substrate with a normal etching solution to roughen the surface, but press processing. If the etching process is performed in the post-process after the plating process, the surface texture of the plating process layer that is not desired to be roughened will also be damaged. Therefore, when a normal etching solution is used, the surface of the conductive substrate is exposed. It is difficult to selectively roughen. In particular, when the surface of the second surface treatment layer (surface smoothing portion) that is not desired to be roughened is roughened in order to exhibit good resin peelability, the mold resin is applied to the surface of the surface smoothing portion of the lead frame material. Since the adhesion is too high, when the runner is separated from the molded product manufactured by resin sealing into a semiconductor package, the runner cannot be easily separated from the lead frame, and the semiconductor package (product). It is not preferable because defective products are likely to occur and the product yield may decrease.
このため、本発明では、粗化処理液は、表面平滑部（第２表面処理層を形成した部分）ではエッチング等の化学反応がほとんど生じず、表面粗化部を形成すべきリードフレームの表面部分のみに化学反応が生じるような液特性を有することが好ましい。 Therefore, in the present invention, in the roughening treatment liquid, almost no chemical reaction such as etching occurs in the surface smoothing portion (the portion where the second surface treatment layer is formed), and the surface of the lead frame on which the surface roughening portion should be formed is formed. It is preferable to have liquid characteristics such that a chemical reaction occurs only in a portion.
粗化処理液は、例えば、硫酸と、過酸化水素と、０．０１質量％以上０．５質量％以下でかつ分子量が６０以上３００以下であるカルボン酸と、０．１質量％以下である、ハロゲン化物イオンを含む化合物とを含む組成にすることによって、ニッケル、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、白金、イリジウム、金および銀の群から選択される金属または合金からなる少なくとも１層の第２表面処理層を形成した部分（表面平滑部）では、粗化処理液を接触させても粗化されずに、粗化処理液との接触前後で表面性状に変化がなく、一方、銅を含有する導電性基体の（露出した）表面部分では、粗化処理液との反応が生じて選択的に粗化されることによって、表面粗化部を形成することができる点で好ましい。 The roughening treatment liquid is, for example, sulfuric acid, hydrogen peroxide, a carboxylic acid having a molecular weight of 0.01% by mass or more and 0.5% by mass or less and a molecular weight of 60 or more and 300 or less, and 0.1% by mass or less. Second surface treatment of at least one layer consisting of a metal or alloy selected from the group of nickel, palladium, rhodium, ruthenium, platinum, iridium, gold and silver by composition containing compounds containing halide ions. The layer-formed portion (surface smoothing portion) is not roughened even when contacted with the roughening treatment liquid, and the surface texture does not change before and after contact with the roughening treatment liquid, while conductivity containing copper. It is preferable that the (exposed) surface portion of the sex substrate can form a surface roughened portion by reacting with the roughening treatment liquid and selectively roughening the surface portion.
粗化処理液中に含まれる、カルボン酸の濃度を０．０１質量％以上０．５質量％以下とする理由は、０．０１質量％未満だと、表面粗化部の形状が十分に構築されず、また、０．５質量％超えだと、液安定性が悪化し粗化部の表面粗さのばらつきが大きくなる傾向があるからである。また、分子量は、６０以上３００以下の範囲であれば上記カルボン酸の濃度範囲で上述した本発明の効果を十分に発揮することができる。 The reason why the concentration of the carboxylic acid contained in the roughening treatment liquid is 0.01% by mass or more and 0.5% by mass or less is that if it is less than 0.01% by mass, the shape of the surface roughened portion is sufficiently constructed. If it exceeds 0.5% by mass, the liquid stability tends to deteriorate and the surface roughness of the roughened portion tends to vary widely. Further, if the molecular weight is in the range of 60 or more and 300 or less, the above-mentioned effect of the present invention can be sufficiently exhibited in the above-mentioned carboxylic acid concentration range.
カルボン酸としては、酢酸、プロピオン酸、乳酸、クエン酸、シュウ酸、コハク酸、フマル酸、安息香酸、酒石酸などが挙げられる。 Examples of the carboxylic acid include acetic acid, propionic acid, lactic acid, citric acid, oxalic acid, succinic acid, fumaric acid, benzoic acid, tartaric acid and the like.
さらに、粗化処理液中に含まれる、ハロゲン化物イオンは粗化層の溶解を促進する働きを有する。ハロゲン化物イオンを含む化合物の濃度を０．１質量％以下とする理由は、０．１質量％超えだと、液安定性が悪化するおそれがあるからである。 Further, the halide ion contained in the roughening treatment liquid has a function of promoting the dissolution of the roughened layer. The reason why the concentration of the compound containing the halide ion is 0.1% by mass or less is that if it exceeds 0.1% by mass, the liquid stability may be deteriorated.
加えて、粗化処理液は、０．０１質量％以上１．０質量％以下である、窒素含有化合物および硫黄含有化合物から選択される少なくとも１種類の化合物をさらに含むことが、表面平滑部の粗化を抑制する点で好ましい。 In addition, the roughening treatment liquid may further contain at least one compound selected from a nitrogen-containing compound and a sulfur-containing compound, which is 0.01% by mass or more and 1.0% by mass or less. It is preferable in that it suppresses roughening.
窒素含有化合物としては、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、尿素、チオ尿素
などが挙げられる。
Examples of the nitrogen-containing compound include ethylenediamine, diethylenetriamine, urea, and thiourea.
硫黄含有化合物としては、メタンチオール、オクタンチオール、システイン、などが挙げられる。 Examples of the sulfur-containing compound include methanethiol, octanethiol, cysteine, and the like.
表面粗化部の形成方法は、上述した実施形態では、粗化処理液で処理する場合を説明したが、かかる場合だけには限定されず、例えば、粗化粒子を電析させて凹凸表面を有する粗化めっき層を形成したり、あるいは、レーザーを用いて表面だけを部分的に粗化する方法など、さまざまな公知の粗化方法を採用してもよい。 In the above-described embodiment, the method for forming the surface roughened portion has described the case of treating with the roughening treatment liquid, but the method is not limited to such a case, and for example, the roughened particles are electrodeposited to form an uneven surface. Various known roughening methods may be adopted, such as forming a roughened plating layer having a roughened plating layer, or partially roughening only the surface using a laser.
参考のため、表面粗化部を形成するのに適した粗化処理液の組成及び処理条件の一例を表１３に示す。 For reference, Table 13 shows an example of the composition and treatment conditions of the roughening treatment liquid suitable for forming the surface roughening portion.
以下に、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited thereto.
（実施例１～３）
実施例１～３は、板厚が０．１００ｍｍである銅合金材料(Ｃ１８０４５)からなる導電性基体に、カソード電解脱脂と酸洗の前処理を施し、次いで、樹脂密着性が必要な導電性基体の表面領域にテープマスキングを行い、その後、テープマスキングを行っていない導電性基体の表面領域に、表１０に示す液組成およびめっき条件で銀ストライクめっきを施し、さらに、表１１に示す液組成およびめっき条件で銀めっきを施して、合計膜厚が３μｍである銀めっき層（第２表面処理層）からなる表面平滑部を形成した。なお、実施例３については、導電性基体と銀めっき層との間に、表３に示す液組成およびめっき条件で膜厚１μｍのニッケルめっき層をさらに形成した。銀めっき層を形成した後に、テープを取り除き、プレス加工によりリードフレームを作製し、その後、表１３に示す粗化処理液によってテープを取り除いた表面領域を粗化して表面粗化部を形成した。表１４に、表面粗化部のSdr、SdqおよびSzと、表面平滑部のSdrとを示す。
(Examples 1 to 3)
In Examples 1 to 3, a conductive substrate made of a copper alloy material (C18045) having a plate thickness of 0.100 mm is subjected to cathode electrolytic degreasing and pickling pretreatment, and then conductive substrate that requires resin adhesion. The surface region of the substrate is tape-masked, and then the surface region of the conductive substrate without tape masking is subjected to silver strike plating under the liquid composition and plating conditions shown in Table 10, and further, the liquid composition shown in Table 11 is applied. And silver plating was performed under the plating conditions to form a smooth surface portion composed of a silver plating layer (second surface treatment layer) having a total thickness of 3 μm. In Example 3, a nickel-plated layer having a film thickness of 1 μm was further formed between the conductive substrate and the silver-plated layer under the liquid composition and plating conditions shown in Table 3. After forming the silver-plated layer, the tape was removed, a lead frame was produced by press working, and then the surface region from which the tape was removed was roughened with the roughening treatment liquid shown in Table 13 to form a surface roughened portion. Table 14 shows Sdr, Sdq and Sz of the surface roughened portion and Sdr of the surface smoothed portion.
（実施例４）
実施例４は、板厚が０．１００ｍｍである銅合金材料(Ｃ１８０４５)からなる導電性基体に、カソード電解脱脂と酸洗の前処理を施し、次いで、樹脂密着性が必要な導電性基体の表面領域にテープマスキングを行い、その後、テープマスキングを行っていない導電性基体の表面領域に、表３に示す液組成およびめっき条件で膜厚１μｍのニッケルめっき層（下側中間層）と、表４に示す液組成およびめっき条件で膜厚０．０２μｍのパラジウムめっき層（上側中間層）と、表８に示す液組成およびめっき条件で膜厚０．０１μｍの金－コバルトめっき層を順次形成して、合計膜厚が１．０３μｍである第２表面処理層からなる表面平滑部を形成した。第２表面処理層を形成した後に、テープを取り除き、プレス加工によりリードフレーム材を作製し、表１３に示す粗化処理液によってテープを取り除いた表面領域を粗化して表面粗化部を形成した。表１４に、表面粗化部のSdr、SdqおよびSzと、表面平滑部のSdrとを示す。
(Example 4)
In Example 4, a conductive substrate made of a copper alloy material (C18045) having a plate thickness of 0.100 mm is subjected to pretreatment of cathode electrolytic degreasing and pickling, and then a conductive substrate that requires resin adhesion. The surface area was tape-masked, and then the surface area of the conductive substrate that was not tape-masked was covered with a nickel-plated layer (lower intermediate layer) having a film thickness of 1 μm under the liquid composition and plating conditions shown in Table 3. A palladium plating layer (upper intermediate layer) having a film thickness of 0.02 μm under the liquid composition and plating conditions shown in Table 8 and a gold-cobalt plating layer having a film thickness of 0.01 μm under the liquid composition and plating conditions shown in Table 8 are sequentially formed. Further, a surface smooth portion made of a second surface-treated layer having a total film thickness of 1.03 μm was formed. After forming the second surface treatment layer, the tape was removed, a lead frame material was produced by press working, and the surface region from which the tape was removed was roughened with the roughening treatment liquid shown in Table 13 to form a surface roughened portion. .. Table 14 shows Sdr, Sdq and Sz of the surface roughened portion and Sdr of the surface smoothed portion.
（比較例１）
比較例１は、板厚が０．１００ｍｍである銅合金材料(Ｃ１８０４５)からなる導電性基体に、カソード電解脱脂と酸洗の前処理を施し、次いで、樹脂密着性が必要な導電性基体の表面領域にテープマスキングを行い、その後、テープマスキングを行っていない導電性基体の表面領域に、表１０に示す液組成およびめっき条件で銀ストライクめっきを施し、さらに、表１１に示す液組成およびめっき条件で銀めっきを施して、合計膜厚が３μｍである銀めっき層（第２表面処理層）からなる表面平滑部を形成した。銀めっき層を形成した後に、テープを取り除き、プレス加工によりリードフレーム材を作製した。粗化処理液による粗化処理は行わなかった。表１４に、銀めっきを形成しない表面部分のSdr、SdqおよびSzと、銀めっきを形成した表面部分のSdrとを示す。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, a conductive substrate made of a copper alloy material (C18045) having a plate thickness of 0.100 mm was subjected to pretreatment of cathode electrolytic degreasing and pickling, and then a conductive substrate requiring resin adhesion. The surface region is tape-masked, and then the surface region of the conductive substrate without tape masking is subjected to silver strike plating under the liquid composition and plating conditions shown in Table 10, and further, the liquid composition and plating shown in Table 11 are applied. Silver plating was performed under the conditions to form a smooth surface portion composed of a silver-plated layer (second surface-treated layer) having a total thickness of 3 μm. After forming the silver-plated layer, the tape was removed and a lead frame material was produced by press working. No roughing treatment was performed with the roughening treatment liquid. Table 14 shows Sdr, Sdq and Sz of the surface portion without silver plating and Sdr of the surface portion with silver plating.
（比較例２）
比較例２は、板厚が０．１００ｍｍである銅合金材料(Ｃ１８０４５)からなる導電性基体に、カソード電解脱脂と酸洗の前処理を施し、次いで、樹脂密着性が必要な導電性基体の表面領域にテープマスキングを行い、その後、テープマスキングを行っていない導電性基体の表面領域に、表１０に示す液組成およびめっき条件で銀ストライクめっきを施し、さらに、表１１に示す液組成およびめっき条件で銀めっきを施して、合計膜厚が３μｍである銀めっき層（第２表面処理層）からなる表面平滑部を形成した。銀めっき層を形成した後に、テープを取り除き、プレス加工によりリードフレームを作製し、その後、表１３に示す粗化処理液から、コハク酸、塩酸およびエチレンジアミンを除いた成分組成（すなわち、硫酸と過酸化水素水のみ含有）を有するエッチング液で表面全体をエッチングした。表１４に、銀めっきを形成しない表面粗化部（エッチング部）のSdr、SdqおよびSzと、銀めっきを形成した表面部分（エッチング部）のSdrとを示す。
(Comparative Example 2)
In Comparative Example 2, a conductive substrate made of a copper alloy material (C18045) having a plate thickness of 0.100 mm was subjected to pretreatment of cathode electrolytic degreasing and pickling, and then a conductive substrate requiring resin adhesion. The surface region is tape-masked, and then the surface region of the conductive substrate without tape masking is subjected to silver strike plating under the liquid composition and plating conditions shown in Table 10, and further, the liquid composition and plating shown in Table 11 are applied. Silver plating was performed under the conditions to form a smooth surface portion composed of a silver-plated layer (second surface-treated layer) having a total thickness of 3 μm. After forming the silver-plated layer, the tape was removed to prepare a lead frame by press working, and then the composition of the roughening treatment liquid shown in Table 13 from which succinic acid, hydrochloric acid and ethylenediamine were removed (that is, sulfuric acid and excess). The entire surface was etched with an etching solution containing (containing only hydrogen oxide water). Table 14 shows Sdr, Sdq and Sz of the surface roughened portion (etched portion) on which silver plating is not formed, and Sdr of the surface portion (etched portion) on which silver plating is formed.
作製した上記各供試材（リードフレーム材）について下記の性能評価を行った。
＜評価方法＞
（第２表面処理層を構成する各層の厚さ測定）
第２表面処理層を構成する各層の厚さ測定は、エスアイアイナノテクノロジー製蛍光Ｘ線膜厚計（商品名：ＳＦＴ９４００）により行なった。コリメータ径０．５ｍｍを使用して任意の１０箇所で測定し、測定した数値から算出した平均値を、各層の厚さとした。
The following performance evaluation was performed on each of the above-mentioned test materials (lead frame materials) produced.
<Evaluation method>
(Measurement of thickness of each layer constituting the second surface treatment layer)
The thickness of each layer constituting the second surface treatment layer was measured by a fluorescent X-ray film thickness meter (trade name: SFT9400) manufactured by SI Nanotechnology. Measurements were made at arbitrary 10 points using a collimator diameter of 0.5 mm, and the average value calculated from the measured values was taken as the thickness of each layer.
（表面性状の各パラメータの測定）
キーエンス社製レーザー顕微鏡（商品名：ＶＫ－Ｘ１０００）を用いて、ISO25178に基づき界面展開面積比(Sdr)、二乗平均平方根傾斜(Sdq)および最大高さ（Sz）について測定した。測定倍率は１００倍とし、各測定値とも、任意の５箇所で測定し、測定した数値から算出した平均値を表１４に示す。
(Measurement of each parameter of surface texture)
Using a Keyence laser scanning microscope (trade name: VK-X1000), the interface expansion area ratio (Sdr), root mean square slope (Sdq) and maximum height (Sz) were measured based on ISO25178. The measurement magnification is 100 times, and each measured value is measured at any five points, and the average value calculated from the measured values is shown in Table 14.
（表面粗化部の樹脂密着性評価）
表面粗化部の樹脂密着性評価は、以下に示す樹脂および装置を用いて行なった。
評価に用いた樹脂：住友ベークライト社製のスミコンＧ６３０Ｌ（商品名）
評価装置：ノードソン・アドバンスト・テクノロジー社製の万能型ボンドテスター４０
００Ｐｌｕｓ（商品名）
評価条件：ロードセル：Ｓ５０ＫＧ
測定レンジ：５０ｋｇ
テストスピード：１００μｍ/ｓ
テスト高さ：２００μｍ
表面粗化部の樹脂密着性は、作製したリードフレーム材（表面粗化部の面積が15ｍｍ２）の表面上に、φ2ｍｍサイズの樹脂を溶融固化させることで形成し、リードフレーム材に対して樹脂をせん断する方向に押し出したときのせん断応力を測定し、その測定値から評価した。測定されたせん断応力は、平均で１０ｋｇｆ／ｍｍ２（９８Ｎ）以上である場合を「○」、平均で７ｋｇｆ／ｍｍ２（６８．６Ｎ）以上１０ｋｇｆ／ｍｍ２（９８Ｎ）未満である場合を「△」、そして、平均で０ｋｇｆ／ｍｍ２（０Ｎ）以上７ｋｇｆ／ｍｍ２（６８．６Ｎ）未満である場合を「×」として表１４に示す。
(Evaluation of resin adhesion of surface roughened part)
The resin adhesion evaluation of the surface roughened portion was performed using the resin and the apparatus shown below.
Resin used for evaluation: Sumitomo G630L manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd. (trade name)
Evaluation device: Universal bond tester 40 manufactured by Nordson Advanced Technology Co., Ltd.
00Plus (product name)
Evaluation conditions: Load cell: S50KG
Measurement range: 50 kg
Test speed: 100 μm / s
Test height: 200 μm
The resin adhesion of the surface roughened portion is formed by melting and solidifying a φ2 mm size resin on the surface of the produced lead frame material (the area of the surface roughened portion is 15 mm 2 ), and is formed with respect to the lead frame material. The shear stress when the resin was extruded in the shearing direction was measured and evaluated from the measured values. The measured shear stress is "○" when the average is 10 kgf / mm 2 (98N) or more, and "○" when the average is 7 kgf / mm 2 (68.6 N) or more and less than 10 kgf / mm 2 (98N). Δ ”, and the case where the average is 0 kgf / mm 2 (0N) or more and less than 7 kgf / mm 2 (68.6N) is shown in Table 14 as“ × ”.
（表面平滑部の樹脂剥離性評価）
表面平滑部の樹脂剥離性評価は、以下に示す樹脂および装置を用いて行なった。
評価に用いた樹脂：住友ベークライト社製のスミコンＧ６３０Ｌ（商品名）
評価装置：ノードソン・アドバンスト・テクノロジー社製の万能型ボンドテスター４０
００Ｐｌｕｓ（商品名）
評価条件：ロードセル：Ｓ５０ＫＧ
測定レンジ：５０ｋｇ
テストスピード：１００μｍ/ｓ
テスト高さ：２００μｍ
表面平滑部の樹脂剥離性評価は、作製したリードフレーム材（表面平滑部の面積が
15ｍｍ２）の表面上に、φ2ｍｍサイズの樹脂を溶融固化させて形成し、リードフレーム材に対して樹脂をせん断する方向に押し出したときのせん断応力を測定し、その測定値から評価した。測定されたせん断応力は、平均で０ｋｇｆ／ｍｍ２（０Ｎ）以上７ｋｇｆ／ｍｍ２（６８．６Ｎ）未満である場合を「○」、平均で７ｋｇｆ／ｍｍ２（６８．６Ｎ）以上１０ｋｇｆ／ｍｍ２（９８Ｎ）未満である場合を「△」、そして、平均で１０ｋｇｆ／ｍｍ２（９８Ｎ）以上である場合を「×」として表１４に示す。
(Evaluation of resin peelability of smooth surface)
The resin peelability of the surface smooth portion was evaluated using the resin and the device shown below.
Resin used for evaluation: Sumitomo G630L manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd. (trade name)
Evaluation device: Universal bond tester 40 manufactured by Nordson Advanced Technology Co., Ltd.
00Plus (product name)
Evaluation conditions: Load cell: S50KG
Measurement range: 50 kg
Test speed: 100 μm / s
Test height: 200 μm
For the evaluation of the resin peelability of the surface smooth part, the prepared lead frame material (the area of the surface smooth part is
A resin having a size of φ2 mm was melted and solidified on the surface of 15 mm 2 ), and the shear stress when the resin was extruded against the lead frame material in the shearing direction was measured and evaluated from the measured values. The measured shear stress is "○" when the average is 0 kgf / mm 2 (0N) or more and less than 7 kgf / mm 2 (68.6N), and the average is 7 kgf / mm 2 (68.6N) or more and 10 kgf / mm. The case where the amount is less than 2 (98N) is shown as “Δ”, and the case where the average amount is 10 kgf / mm 2 (98N) or more is shown as “x” in Table 14.
（粉落ちの評価）
粉落ちの評価は、作製したリードフレーム材の表面を目視により観察することにより行なった。粉落ちが認められなかった場合を「○」、粉落ちが認められた場合を「×」とし、表１４に示した。
(Evaluation of powder drop)
The evaluation of powder drop was performed by visually observing the surface of the produced lead frame material. Table 14 shows the case where no powder drop was observed as “◯” and the case where powder drop was observed as “x”.
表１４に示す結果から、実施例１～４はいずれも、表面粗化部の界面展開面積比（Sdr）の数値が本発明の適正範囲内であるため、表面粗化部の樹脂密着性が良好であり、また、表面平滑部の界面展開面積比（Sdr）の数値も本発明の適正範囲内であるため、表面平滑部の樹脂剥離性も良好であることがわかる。なお、実施例１～４のうち、実施例２は、表面粗化部における二乗平均平方根傾斜(Sdq)の数値が本発明の好適範囲よりも大きいため、粉落ちが認められた。 From the results shown in Table 14, in each of Examples 1 to 4, since the numerical value of the interface expansion area ratio (Sdr) of the surface roughened portion is within the appropriate range of the present invention, the resin adhesion of the surface roughened portion is high. It is good, and since the numerical value of the interface expansion area ratio (Sdr) of the surface smooth portion is also within the appropriate range of the present invention, it can be seen that the resin peelability of the surface smooth portion is also good. Of Examples 1 to 4, in Example 2, since the value of the root mean square slope (Sdq) in the surface roughened portion was larger than the preferable range of the present invention, powder dropping was observed.
一方、比較例１は、銀めっきを形成しない表面部分の界面展開面積比（Sdr）の数値が本発明の表面粗化部の適正範囲よりも小さいため、樹脂密着性が劣っていた。また、比較例２は、銀めっきを形成した表面部分の界面展開面積比（Sdr）の数値が、本発明の表面平滑部のSdrの適正範囲よりも大きいため、樹脂剥離性が劣っていた。 On the other hand, in Comparative Example 1, the numerical value of the interfacial development area ratio (Sdr) of the surface portion where the silver plating was not formed was smaller than the appropriate range of the surface roughened portion of the present invention, so that the resin adhesion was inferior. Further, in Comparative Example 2, the numerical value of the interfacial development area ratio (Sdr) of the surface portion on which the silver plating was formed was larger than the appropriate range of Sdr of the surface smoothing portion of the present invention, so that the resin peelability was inferior.
Claims (8)
ISO25178に準拠して測定される、界面展開面積比(Sdr)が0.3以上0.8以下であり、かつ、二乗平均平方根傾斜(Sdq)が0.3以上1.4以下である表面粗化部と、
前記界面展開面積比（Sdr)が0.3未満である表面平滑部と
を少なくとも有することを特徴とするリードフレーム材。 On a conductive substrate,
Surface roughened parts with an interfacial area ratio (Sdr) of 0.3 or more and 0.8 or less and a root mean square slope (Sdq) of 0.3 or more and 1.4 or less, measured in accordance with ISO25178.
A lead frame material having at least a surface smoothed portion having an interfacial development area ratio (Sdr) of less than 0.3.
前記表面粗化部が、前記導電性基体の表面部分である、請求項１に記載のリードフレーム材。 The conductive substrate contains copper and
The lead frame material according to claim 1 , wherein the surface roughened portion is a surface portion of the conductive substrate.
前記表面平滑部を有する前記導電性基体を、
硫酸と、
過酸化水素と、
０．０１質量％以上０．５質量％以下でかつ分子量が６０以上３００以下である、カルボン酸と、
０．１質量％以下である、ハロゲン化物イオンを含む化合物と
を含む粗化処理液に接触させ、前記表面平滑部以外の前記導電性基体の部分を粗化して、前記表面粗化部を形成する工程を含むことを特徴とするリードフレーム材の製造方法。 The method for manufacturing the lead frame material according to any one of claims 1 to 5 .
The conductive substrate having the smooth surface portion,
With sulfuric acid
With hydrogen peroxide,
Carboxylic acid having a molecular weight of 0.01% by mass or more and 0.5% by mass or less and a molecular weight of 60 or more and 300 or less.
The surface roughened portion is formed by contacting with a roughening treatment liquid containing a compound containing a halide ion having an amount of 0.1% by mass or less and roughening the portion of the conductive substrate other than the surface smoothing portion. A method for manufacturing a lead frame material, which comprises a step of making a lead frame material.
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