JP7178530B1 - 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 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)導電性の基体と、前記基体の表面の少なくとも一部に形成される表面被膜とを有するリードフレーム材であって、前記表面被膜は、少なくとも1層の粗化層を含み、かつ、レーザ粗さ計で表面性状を測定したときの空間体積(Vv)および突出部実体体積(Vmp)が、それぞれ0.6cm3/m2以上5.1cm3/m2以下の範囲および0.02cm3/m2以上0.30cm3/m2以下の範囲である、リードフレーム材。
(2)前記表面被膜は、レーザ粗さ計で表面性状を測定したときのコア部空間体積(Vvc)が、0.6cm3/m2以上4.7cm3/m2以下の範囲である、上記(1)に記載のリードフレーム材。
(3)前記表面被膜は、前記突出部実体体積(Vmp)に対する前記空間体積(Vv)の比(Vv/Vmp)が14以上30以下の範囲である、上記(1)または(2)に記載のリードフレーム材。
(4)前記基体は、銅、銅合金、鉄、鉄合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる、上記(1)、(2)または(3)に記載のリードフレーム材。
(5)前記粗化層は、銅、銅合金、ニッケルまたはニッケル合金からなる、上記(1)から(4)のいずれか1項に記載のリードフレーム材。
(6)前記表面被膜は、前記基体と前記粗化層との間に、少なくとも1層の下地層をさらに有し、前記下地層は、銅、銅合金、ニッケルまたはニッケル合金からなる、上記(1)から(5)のいずれか1項に記載のリードフレーム材。
(7)前記表面被膜は、前記粗化層と、前記粗化層の少なくとも表面に形成される表面被覆層とを有する、上記(1)から(6)のいずれか1項に記載のリードフレーム材。
(8)前記表面被膜は、前記粗化層と前記表面被覆層との間に、少なくとも1層の粗化被覆層をさらに有する、上記(7)に記載のリードフレーム材。
(9)前記粗化被覆層および前記表面被覆層のうち少なくとも1層は、前記粗化層とは異なる組成を有する金属または合金であって、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、コバルト、コバルト合金、パラジウム、パラジウム合金、ロジウム、ロジウム合金、ルテニウム、ルテニウム合金、白金、白金合金、イリジウム、イリジウム合金、金、金合金、銀、銀合金、錫、錫合金、インジウムまたはインジウム合金からなる、上記(8)に記載のリードフレーム材。
(10)上記(1)から(9)のいずれか1項に記載のリードフレーム材の製造方法であって、前記粗化層を、電気めっきにより形成する工程を有する、リードフレーム材の製造方法。
(11)上記(1)から(9)のいずれか1項に記載のリードフレーム材を用いて形成したリードフレームを有する、半導体パッケージ。
図1は、本発明の実施形態に係るリードフレーム材の概略を示す断面図である。本発明のリードフレーム材1は、図1に示すように、導電性の基体10と、基体10の表面の少なくとも一部に形成される表面被膜30とを有するものである。ここで、表面被膜30は、少なくとも1層の粗化層3を含む。また、表面被膜30は、レーザ粗さ計で表面性状を測定したときの空間体積(Vv)および突出部実体体積(Vmp)が、それぞれ0.6cm3/m2以上5.1cm3/m2以下の範囲および0.02cm3/m2以上0.30cm3/m2以下の範囲である。
本発明に係るリードフレーム材1は、導電性の基体(基材)10を有しており、この基体10の表面の少なくとも一部に表面被膜30が形成される。
粗化層3は、基体10の表面の少なくとも一部に形成される表面被膜30に含まれ、表面が粗化されている層である。そのため、本発明のリードフレーム材1は、上述の導電性の基体10と、基体10の表面の少なくとも一部に形成される、少なくとも1層の粗化層3を含む表面被膜30と、を有するものである。
図4は、本発明の他の実施形態に係るリードフレーム材1Aの概略を示す断面図である。リードフレーム材1Aの表面被膜30Aは、図4に示すように、基体10と粗化層3との間に、少なくとも1層の下地層2をさらに有するように構成されることが好ましい。このような下地層2を有することで、基体10と粗化層3との間における密着性を、より向上させることが可能である。
また、リードフレーム材1Aの表面被膜30Aは、図4に示すように、粗化層3の少なくとも表面に、直接または少なくとも1層の粗化被覆層4を介して形成される、表面被覆層5を有するように構成されることが好ましい。このとき、空間体積(Vv)、突出部実体体積(Vmp)およびコア部空間体積(Vvc)の測定対象となる表面被膜30Aは、粗化層3と、粗化層3の少なくとも表面に形成される表面被覆層5とを有する。また、表面被膜30Aは、粗化層3と表面被覆層5との間に、少なくとも1層の粗化被覆層4をさらに有してもよい。このような粗化被覆層4および表面被覆層5を有することで、粗化層3の表面性状によって樹脂との密着性を高めるとともに、リードフレーム材1Aの表面の組成が変わるため、基体10との密着性を向上させながら、はんだとの濡れ性および樹脂との密着性の両方を高めることができる。
上述のリードフレーム材の製造方法は、特に限定されるものではないが、生産性を高めるとともに、空間体積(Vv)および突出部実体体積(Vmp)の制御を行いやすくする観点から、粗化層3を電気めっきにより形成する工程を有する方法であることが好ましい。その一例として、導電性の基体10を準備する工程と、基体10の表面に、電気めっきにより粗化層3を形成する工程と、を有する方法が挙げられる。
リードフレーム材は、半導体素子を支持固定して、ワイヤやプリント基板などによって外部と電気や信号のやり取りを行うための接続端子として用いられ、例えば、リードフレーム材を用いて形成されたリードフレームを有する半導体パッケージに、好ましく用いることができる。ここで、半導体パッケージに実装されうる半導体素子としては、トランジスタやキャパシタ、LEDなどを挙げることができるが、これらに限定されない。
表1に示す種類の金属または合金からなり、板厚0.1mmであり縦40mm×横40mmの大きさを有する導電性の基体(基材)10を準備し、前処理としてカソード電解脱脂および酸洗を施した。
電気めっき液として、銅(Cu)金属の濃度として250g/Lの金属濃度である硫酸銅と、50g/Lの硫酸と、0.1g/Lの塩化ナトリウムとを含む水溶液を調製した。次いで、内径80mmの筒状のめっき電解槽に、φ5mm、長さ30mmの撹拌子を投入し、1Lの電気めっき液を入れて、マグネチックスターラーを用いて撹拌状態を調整し、40℃の温度で、6A/dm2の電流密度で通電することで、電気めっきにより基体10の主表面10aに下地層を形成させた。
電気めっき液として、ニッケル(Ni)金属の濃度として500g/Lの金属濃度であるスルファミン酸ニッケルと、30g/Lの塩化ニッケルと、30g/Lのホウ酸とを含む水溶液を調製した。次いで、内径80mmの筒状のめっき電解槽に、φ5mm、長さ30mmの撹拌子を投入し、1Lの電気めっき液を入れて、マグネチックスターラーを用いて撹拌状態を調整し、50℃の温度で、10A/dm2の電流密度で通電することで、電気めっきにより基体10の主表面10aに下地層を形成させた。
電気めっき液として、銅(Cu)金属の濃度として表1に記載される10g/L~50g/Lの範囲の金属濃度である硫酸銅と、60g/L~180g/Lの硫酸と、モリブデン(Mo)金属の濃度として0.1g/L~5.0g/Lの金属濃度であるモリブデン酸アンモニウムとを含む水溶液を調製した。次いで、内径80mmの筒状のめっき電解槽に、φ5mm、長さ30mmの撹拌子を投入し、1Lの電気めっき液を入れて、マグネチックスターラーを用いて撹拌状態を調整し、基体10の主表面10aに向けて、表1に記載される流速でめっき液が流れるようにした。ここに、20℃~60℃の温度で、10A/dm2~60A/dm2の電流密度で通電することで、電気めっきにより基体10の主表面10aに粗化層3を形成させた。
電気めっき液として、ニッケル(Ni)金属の濃度として表1に記載される10g/L~50g/Lの範囲の金属濃度である硫酸ニッケルと、10g/L~30g/Lのホウ酸と、30g/L~100g/Lの塩化ナトリウムと、10mL/L~30mL/Lの25質量%アンモニア水とを含む水溶液を調製した。次いで、内径80mmの筒状のめっき電解槽に、φ5mm、長さ30mmの撹拌子を投入し、1Lの電気めっき液を入れて、マグネチックスターラーを用いて撹拌状態を調整し、基体10の主表面10aに向けて、表1に記載される流速でめっき液が流れるようにした。ここに、50℃~70℃の温度で、4A/dm2~10A/dm2の電流密度で通電することで、電気めっきにより基体10の主表面10aに粗化層3を形成させた。
電気めっき液として、ニッケル(Ni)金属の濃度として500g/Lの金属濃度であるスルファミン酸ニッケルと、30g/Lの塩化ニッケルと、30g/Lのホウ酸とを含む水溶液を調製した。内径80mmの筒状のめっき電解槽に1Lの電気めっき液を入れて、50℃の温度で、10A/dm2の電流密度で通電することで、電気めっきにより粗化被覆層4または表面被覆層5を形成させた。
電気めっき液として、コバルト(Co)金属の濃度として500g/Lの金属濃度であるスルファミン酸コバルトと、30g/Lの塩化コバルトと、30g/Lのホウ酸とを含む水溶液を調製した。内径80mmの筒状のめっき電解槽に1Lの電気めっき液を入れて、50℃の温度で、10A/dm2の電流密度で通電することで、電気めっきにより粗化被覆層4または表面被覆層5を形成させた。
電気めっき液として、パラジウム(Pd)金属の濃度として45g/Lの金属濃度であるジクロロテトラアンミンパラジウム(Pd(NH3)4Cl2)と、90mL/Lの25質量%アンモニア水と、50g/Lの硫酸アンモニウムと、10g/LのパラシグマLN光沢剤(商品名、松田産業株式会社製)とを含む水溶液を調製した。内径80mmの筒状のめっき電解槽に1Lの電気めっき液を入れて、60℃の温度で、5A/dm2の電流密度で通電することで、電気めっきにより粗化被覆層4または表面被覆層5を形成させた。
電気めっき液として、RHODEX(商品名、日本エレクトロプレイティングエンジニヤース(株)製)を用いた。内径80mmの筒状のめっき電解槽に1Lの電気めっき液を入れて、50℃の温度で、1.3A/dm2の電流密度で通電することで、電気めっきにより粗化被覆層4または表面被覆層5を形成させた。
電気めっき液として、ルテニウム(Ru)金属の濃度として2/L~20g/Lの金属濃度であるニトロソ塩化ルテニウムと、10g/L~30g/Lのスルファミン酸とを含む水溶液を調製した。内径80mmの筒状のめっき電解槽に1Lの電気めっき液を入れて、60℃の温度で、0.1A/dm2~50A/dm2の電流密度で通電することで、電気めっきにより粗化被覆層4または表面被覆層5を形成させた。
電気めっき液として、金(Au)金属の濃度として14.6g/Lの金属濃度であるシアン化金カリウムと、150g/Lのクエン酸と、180g/Lのクエン酸カリウムとを含む水溶液を調製した。内径80mmの筒状のめっき電解槽に1Lの電気めっき液を入れて、40℃の温度で、1A/dm2の電流密度で通電することで、電気めっきにより粗化被覆層4または表面被覆層5を形成させた。
電気めっき液として、金(Au)金属の濃度として10g/Lの金属濃度であるシアン化金カリウムと、コバルト(Co)金属の濃度として0.1g/Lの金属濃度である炭酸コバルトと、100g/Lのクエン酸と20g/Lのリン酸水素二カリウムとを含む水溶液を調製した。内径80mmの筒状のめっき電解槽に1Lの電気めっき液を入れて、40℃の温度で、1A/dm2の電流密度で通電することで、電気めっきにより粗化被覆層4または表面被覆層5を形成させた。
電気めっき液として、銀(Ag)金属の濃度として93g/Lの金属濃度であるシアン化銀と、132g/Lのシアン化カリウムとを含む水溶液を調製した。内径80mmの筒状のめっき電解槽に1Lの電気めっき液を入れて、20℃の温度で、1A/dm2の電流密度で通電することで、電気めっきにより粗化被覆層4または表面被覆層5を形成させた。
電気めっき液として、錫(Sn)金属の濃度として80g/Lの金属濃度である硫酸錫と、50mL/Lの硫酸と、5mL/LのUTB513Yと、を含む水溶液を調製した。内径80mmの筒状のめっき電解槽に1Lの電気めっき液を入れて、20℃の温度で、5A/dm2の電流密度で通電することで、電気めっきにより粗化被覆層4または表面被覆層5を形成させた。
電気めっき液として、銅(Cu)金属の濃度として250g/Lの金属濃度である硫酸銅と、50g/Lの硫酸と、0.1g/Lの塩化ナトリウムとを含む水溶液を調製した。内径80mmの筒状のめっき電解槽に1Lの電気めっき液を入れて、40℃の温度で、6A/dm2の電流密度で通電することで、電気めっきにより粗化被覆層4または表面被覆層5を形成させた。
次に、得られた各層およびリードフレーム材1の特性を、以下のように測定および評価した。なお、得られた各層の特性については、リードフレーム材1の作製中に随時測定した。
形状解析レーザ顕微鏡(KEYENCE社製、型番:VK-X1000)を用い、得られるリードフレーム材1の表面被膜30について、測定倍率50倍、測定回数n=5(回)の測定条件により、ISO 25178に規定される、突出谷部空間体積71(Vvv)、コア部空間体積72(Vvc)および突出部実体体積8(Vmp)を測定した。また、測定される突出谷部空間体積71(Vvv)とコア部空間体積72(Vvc)の合計から、表面被膜30の空間体積7(Vv)を求めた。さらに、求められる空間体積7(Vv)の値と、突出部実体体積8(Vmp)の値から、表面被膜30における突出部実体体積8(Vmp)に対する空間体積(Vv)の比(Vv/Vmp)を求めた。
本発明例および比較例で得られたリードフレーム材1の断面をミクロトーム加工し、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて20000倍の倍率で観察して測定した。結果を表1に示す。
粗化被覆層4および表面被覆層5の厚さは、本発明例1~15、比較例2~6については、JIS H8501:1999に準拠した蛍光X線式試験方法によって測定した。具体的には、蛍光X線膜厚計(SFT9400、エスアイアイ・ナノテクノロジー社製)を用い、コリメータ径0.5mmとして、各層の任意の10箇所を測定し、これらの測定値の平均値を算出することで、粗化被覆層4および表面被覆層5の厚さを得た。他方で、表面被覆層5が銅である比較例1では、JIS H8501:1999に準拠した電解式試験方法によって厚さを測定した。具体的には、電解式膜厚計(CT-4、株式会社電測製)を用い、1cm2の領域(任意の5箇所)についてそれぞれ測定し、平均値(n=5)を算出して、表面被覆層5の厚さを得た。ここで、電解式試験方法で用いた電解液としては、株式会社電測製のK52(商品名)を用いた。結果を表1に示す。
図5に、本発明例および比較例のリードフレーム材について行う樹脂との密着性の測定における、リードフレーム材1と円錐台状試験片9との位置関係についての模式図を示す。本発明例および比較例で得られたリードフレーム材1について、図5に示されるように、トランスファーモールド試験装置(コータキ精機社製、型番:Model FTS)を用いて、半導体封止用のエポキシ樹脂(スミコンG630L(商品名)、住友ベークライト社製)を表面被覆層5に射出成形して、直径2.6mmの接触面を有する円錐台状試験片9を表面被覆層5に密着させた。リードフレーム材1の表面被覆層5に密着させた円錐台状試験片9について、せん断力を測定する試験を行い、リードフレーム材と円錐台状試験片9との密着性を評価した。
測定装置:4000Plus(商品名、ノードソン・アドバンスト・テクノロジー社製)
ロードセル:50KG
測定レンジ:10kg
テストスピード:100μm/s
テスト高さ:10μm
評価試験回数:4回
本発明例および比較例で得られたリードフレーム材1について、JIS H 8504に規定されるテープ剥離試験によって、リードフレーム材1からの粉落ち面積率を測定および評価した。ここで、粉落ち面積率(%)の測定は、試験後のテープを白紙に貼付し、スキャナを用いてテープ表面をスキャンした画像について、画像処理ソフトImageJを用いて、画像処理の対象となる面積に対する、試験後のテープ表面に付着した金属粉の面積の割合を測定することで行った。
これらの評価結果のうち、初期のせん断強度と、高温高湿試験後の樹脂密着強度と、粉落ち面積率に関する3つの評価結果について、3つとも「◎」と評価した場合を、高温高湿試験の前後のいずれにおいても樹脂との密着性が高く、かつ粉落ちが起こり難い点で特に優れているとして「◎」と評価した。また、これら3つの評価結果について、3つとも「◎」または「〇」と評価した場合(ただし、3つとも「◎」と評価した場合を除く)を、高温高湿試験の前後のいずれにおいても樹脂との密着性が高く、かつ粉落ちが起こり難い点で優れているとして「〇」と評価した。他方で、これら3つの評価結果について、少なくともいずれかで評価結果が「×」になった場合を、高温高湿試験の前後のうち少なくともいずれかにおける樹脂との密着性が不合格であり、または粉落ちが起こりやすい点で不合格であるとして「×」と評価した。結果を表2に示す。
10 基体
10a、10b 基体の主表面
2 下地層
3 粗化層
30、30A 表面被膜
4 粗化被覆層
5 表面被覆層
6 負荷曲線
7 空間体積(Vv)
71 突出谷部空間体積(Vvv)
72 コア部空間体積(Vvc)
8 突出部実体体積(Vmp)
9 円錐台状試験片
Claims (11)
- 導電性の基体と、前記基体の表面の少なくとも一部に形成される表面被膜とを有するリードフレーム材であって、
前記表面被膜は、少なくとも1層の粗化層を含み、かつ、レーザ粗さ計で表面性状を測定したときの空間体積(Vv)および突出部実体体積(Vmp)が、それぞれ0.6cm3/m2以上5.1cm3/m2以下の範囲および0.02cm3/m2以上0.30cm3/m2以下の範囲である、リードフレーム材。 - 前記表面被膜は、レーザ粗さ計で表面性状を測定したときのコア部空間体積(Vvc)が、0.6cm3/m2以上4.7cm3/m2以下の範囲である、請求項1に記載のリードフレーム材。
- 前記表面被膜は、前記突出部実体体積(Vmp)に対する前記空間体積(Vv)の比(Vv/Vmp)が14以上30以下の範囲である、請求項1に記載のリードフレーム材。
- 前記基体は、銅、銅合金、鉄、鉄合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる、請求項1に記載のリードフレーム材。
- 前記粗化層は、銅、銅合金、ニッケルまたはニッケル合金からなる、請求項1に記載のリードフレーム材。
- 前記表面被膜は、前記基体と前記粗化層との間に、少なくとも1層の下地層をさらに有し、
前記下地層は、銅、銅合金、ニッケルまたはニッケル合金からなる、請求項1に記載のリードフレーム材。 - 前記表面被膜は、前記粗化層と、前記粗化層の少なくとも表面に形成される表面被覆層とを有する、請求項1に記載のリードフレーム材。
- 前記表面被膜は、前記粗化層と前記表面被覆層との間に、少なくとも1層の粗化被覆層をさらに有する、請求項7に記載のリードフレーム材。
- 前記粗化被覆層および前記表面被覆層のうち少なくとも1層は、前記粗化層とは異なる組成を有する金属または合金であって、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、コバルト、コバルト合金、パラジウム、パラジウム合金、ロジウム、ロジウム合金、ルテニウム、ルテニウム合金、白金、白金合金、イリジウム、イリジウム合金、金、金合金、銀、銀合金、錫、錫合金、インジウムまたはインジウム合金からなる、請求項8に記載のリードフレーム材。
- 請求項1から9のいずれか1項に記載のリードフレーム材の製造方法であって、
前記粗化層を、電気めっきにより形成する工程を有する、リードフレーム材の製造方法。 - 請求項1から9のいずれか1項に記載のリードフレーム材を用いて形成したリードフレームを有する、半導体パッケージ。
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---|---|---|---|---|
WO2024154767A1 (ja) * | 2023-01-19 | 2024-07-25 | 奥野製薬工業株式会社 | 銅皮膜 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10265991A (ja) * | 1997-03-24 | 1998-10-06 | Nikko Kinzoku Kk | 樹脂密着性に優れためっき材 |
WO2017077903A1 (ja) * | 2015-11-05 | 2017-05-11 | 古河電気工業株式会社 | リードフレーム材およびその製造方法 |
WO2017179447A1 (ja) * | 2016-04-12 | 2017-10-19 | 古河電気工業株式会社 | リードフレーム材およびその製造方法 |
WO2018123708A1 (ja) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | 古河電気工業株式会社 | 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 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2543619Y2 (ja) | 1991-08-27 | 1997-08-13 | 中部電力株式会社 | 移動台車の押付装置 |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10265991A (ja) * | 1997-03-24 | 1998-10-06 | Nikko Kinzoku Kk | 樹脂密着性に優れためっき材 |
WO2017077903A1 (ja) * | 2015-11-05 | 2017-05-11 | 古河電気工業株式会社 | リードフレーム材およびその製造方法 |
WO2017179447A1 (ja) * | 2016-04-12 | 2017-10-19 | 古河電気工業株式会社 | リードフレーム材およびその製造方法 |
WO2018123708A1 (ja) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | 古河電気工業株式会社 | 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 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024154767A1 (ja) * | 2023-01-19 | 2024-07-25 | 奥野製薬工業株式会社 | 銅皮膜 |
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