JPH01146348A - 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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- JPH01146348A JPH01146348A JP30661587A JP30661587A JPH01146348A JP H01146348 A JPH01146348 A JP H01146348A JP 30661587 A JP30661587 A JP 30661587A JP 30661587 A JP30661587 A JP 30661587A JP H01146348 A JPH01146348 A JP H01146348A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野Ｊ
本発明は、トランジスタ等の半導体装置のリードフレー
ムに係り、より詳細には上記半導体を組立てる際の半導
体素子との半田接合性を改善し接合部の信頼性を向上さ
せたリードフレームに関するものである。
ムに係り、より詳細には上記半導体を組立てる際の半導
体素子との半田接合性を改善し接合部の信頼性を向上さ
せたリードフレームに関するものである。
［従来の技術］
一般にパワートランジスタ用半導体装置は、半導体素子
とリードフレームとを半ＩＩＩによって加熱接合し、半
導体素子の電極部とリードフレームとの間をＡ文または
Ａｕワイヤで配線した後、この配線部を樹脂モールドし
、最後にアウターリード部を半Ｉｎ付けして製造されて
いる。
とリードフレームとを半ＩＩＩによって加熱接合し、半
導体素子の電極部とリードフレームとの間をＡ文または
Ａｕワイヤで配線した後、この配線部を樹脂モールドし
、最後にアウターリード部を半Ｉｎ付けして製造されて
いる。
上記半導体装ことリードフレームとの半田接合（半田グ
イポンディング）においては、接合性の良否が半導体装
この性能や信頼性に大きく影響することから、信頼性の
高い接合方法が要求されているが、現状では一般にクラ
。−２クスを含んだ半田ペーストを用いた半田接合法が
主流となっている。
イポンディング）においては、接合性の良否が半導体装
この性能や信頼性に大きく影響することから、信頼性の
高い接合方法が要求されているが、現状では一般にクラ
。−２クスを含んだ半田ペーストを用いた半田接合法が
主流となっている。
このフラックスを用いた半田接合法は、フラックスを用
いることによりリードフレーム表面のめっきの種類、表
面の状態等の影響を受けにくく、良好な半田接合性が容
易に得られる利点を有している。しかし反面、フラック
スを用いることによりフラックスの洗顔工程を必要とし
、組立て工程の省工ｈ、低コスト化のＦ：＠害となって
いると八にフラックスによる半導体素子の汚染の問題を
含んでいる。
いることによりリードフレーム表面のめっきの種類、表
面の状態等の影響を受けにくく、良好な半田接合性が容
易に得られる利点を有している。しかし反面、フラック
スを用いることによりフラックスの洗顔工程を必要とし
、組立て工程の省工ｈ、低コスト化のＦ：＠害となって
いると八にフラックスによる半導体素子の汚染の問題を
含んでいる。
このような状況において、生産性の向１−１低コスト、
省工程のニーズが高まり、フラックスを用いない半田接
合方法が考案され、一部に採用されている。
省工程のニーズが高まり、フラックスを用いない半田接
合方法が考案され、一部に採用されている。
この方法は酸素濃度を低濃度（１０ｐ ｐｍ前後）に管
理したＮ２あるいはＮ２ ＋Ｈ２混合ガス雰囲気中で、
ブロック上にてリードフレームを２５０〜４００℃に加
熱し、半導体素子を接合させる部分に半田ポールあるい
は半田リボン等を芒いて溶融させ、この半田上に半導体
素子をおいて接合させる方式が一般的である。
理したＮ２あるいはＮ２ ＋Ｈ２混合ガス雰囲気中で、
ブロック上にてリードフレームを２５０〜４００℃に加
熱し、半導体素子を接合させる部分に半田ポールあるい
は半田リボン等を芒いて溶融させ、この半田上に半導体
素子をおいて接合させる方式が一般的である。
フラックスを用いない半田接合には一般に５〜２０ｗｔ
％Ｐを含んだＮ１−Ｐ合金めっきが施されたリードフレ
ームが使用されている。これは、Ｎ１−Ｐめっき皮膜中
のＰが、半田接合時に用いられる半田構成元素であるＳ
ｎ、ＰｂやＮ１−ＰめっきのＮｉより酸化されやすい性
質を有しており、そのため半田接合時、半田ポール表面
やＮ１−Ｐ合金めっき表面の酸化物を還元する作用を発
揮するためであり、フラックスを用いなくても、Ｐが７
ラツクスの役目をはだすこととなる。しかし、この効果
はフラックスの効果と比較すると比べものにならないほ
ど弱いものである。
％Ｐを含んだＮ１−Ｐ合金めっきが施されたリードフレ
ームが使用されている。これは、Ｎ１−Ｐめっき皮膜中
のＰが、半田接合時に用いられる半田構成元素であるＳ
ｎ、ＰｂやＮ１−ＰめっきのＮｉより酸化されやすい性
質を有しており、そのため半田接合時、半田ポール表面
やＮ１−Ｐ合金めっき表面の酸化物を還元する作用を発
揮するためであり、フラックスを用いなくても、Ｐが７
ラツクスの役目をはだすこととなる。しかし、この効果
はフラックスの効果と比較すると比べものにならないほ
ど弱いものである。
このようにフラックスを用いない接合方法は。
半田接合される表面や半田表面の汚れ、酸化物等を十分
に除去する作用を有さないため、このような表面状態の
影響を受けて、半田接合時に高価な遺児ガスを使用した
り、不活性ガス量を増大したりしてもなお、実用的に安
定した半田接合性を得ることが難しいという大きな欠点
を有する。このため木方法は、生産性、低コスト、省工
程等の優位性を有するにも拘らず未だ広く採用されるに
いたっていない、従ってフラックスを用いない方法にお
ける半田接合性の改善が現状では切望されている。
に除去する作用を有さないため、このような表面状態の
影響を受けて、半田接合時に高価な遺児ガスを使用した
り、不活性ガス量を増大したりしてもなお、実用的に安
定した半田接合性を得ることが難しいという大きな欠点
を有する。このため木方法は、生産性、低コスト、省工
程等の優位性を有するにも拘らず未だ広く採用されるに
いたっていない、従ってフラックスを用いない方法にお
ける半田接合性の改善が現状では切望されている。
［発明が解決しようとする問題点］
木発ＩＩは、半導体素子との接合における低コスト化、
省工程化等に有望であるにもかかわらず、半田接合性が
不安定なため優位性を発揮できず。
省工程化等に有望であるにもかかわらず、半田接合性が
不安定なため優位性を発揮できず。
一部の実用化にとどまっている。フラー、クスを用いな
い半Ｉｎ接合法の問題点を解決するためになされたもの
であって、半田接合性が良好であるリードフレームを提
供するものである。
い半Ｉｎ接合法の問題点を解決するためになされたもの
であって、半田接合性が良好であるリードフレームを提
供するものである。
［問題点を解決するための手段］
本発明は、表面にＮｉめっきが施されているリードフレ
ームであって、当該Ｎｉめっき層にはＰ：５〜２２％（
重量％以下同じとする）およびＣｕ：０．３〜５％が含
有されていることを特徴とする半導体装置用リードフレ
ームに要旨が存在する。
ームであって、当該Ｎｉめっき層にはＰ：５〜２２％（
重量％以下同じとする）およびＣｕ：０．３〜５％が含
有されていることを特徴とする半導体装置用リードフレ
ームに要旨が存在する。
［作用］
本発明者等はフラー７クスを使用せずに優れた半田グイ
ポンディング性を有するめっきを施したリードフレーム
について研究を行った結果、半導体素子と半田接合され
るリードフレームにおいて、その表面にＰ：５〜２２％
およびＣｕ：０．３〜５％を含有するＮｉめっき層を形
成することにより、木問題点を解決することが可能なこ
とを見出した。
ポンディング性を有するめっきを施したリードフレーム
について研究を行った結果、半導体素子と半田接合され
るリードフレームにおいて、その表面にＰ：５〜２２％
およびＣｕ：０．３〜５％を含有するＮｉめっき層を形
成することにより、木問題点を解決することが可能なこ
とを見出した。
本発明の特徴とするところは以下の通りである。
Ｐ：５〜２２％、Ｃｕ：０．３〜５％をそれぞれ単独で
含有したＮｉめっき層では、前記した従来技術の問題点
を解決することが出来ないが１本発明ではＰ：５〜２２
％とＣｕ：０．３−５％とを共に含有させたＮｉめっき
層を形成させたことにより半田接合性を改善した。
含有したＮｉめっき層では、前記した従来技術の問題点
を解決することが出来ないが１本発明ではＰ：５〜２２
％とＣｕ：０．３−５％とを共に含有させたＮｉめっき
層を形成させたことにより半田接合性を改善した。
すなわち、半田接合はＮｉめっき層と半田を構成するＳ
ｎとの合金化反応であって、特に高温半田（例えばＰｂ
９０％−５ｎｌＯ％）においてはＮｉ−５ｎの合金化に
関与するＳｎ量がすくないこと、および、Ｎ ｉ−Ｓ
ｎの合金化反応が一般的に遅いことなどの知見を得たこ
とから、Ｓｎとの合金化を促進する元素について検討を
行い、Ｎｉめっきに対し一般に含有不純物として極力含
有されないように管理されていたＣｕに着目し、敢えて
検討を行った。
ｎとの合金化反応であって、特に高温半田（例えばＰｂ
９０％−５ｎｌＯ％）においてはＮｉ−５ｎの合金化に
関与するＳｎ量がすくないこと、および、Ｎ ｉ−Ｓ
ｎの合金化反応が一般的に遅いことなどの知見を得たこ
とから、Ｓｎとの合金化を促進する元素について検討を
行い、Ｎｉめっきに対し一般に含有不純物として極力含
有されないように管理されていたＣｕに着目し、敢えて
検討を行った。
Ｎｉめっき皮膜中には、通常Ｃｕが０．１％以下含まれ
るにすぎ′ない６本発明者等はＮｉめっき皮ｊＦ２にＣ
ｕを意図的に含有させ、半田接合性への影ｉを調べた結
果、Ｃｕ含有ｊ設を増加させても本目的を達成すること
ができなかった。結果を詳細に調査した結果、Ｎｉめっ
き表面においてＣｕの酸化が進んだことが判明し、酸化
防止としてＰ：５〜２２％の共存が効果的であるとの新
たな知見を得るに至った。
るにすぎ′ない６本発明者等はＮｉめっき皮ｊＦ２にＣ
ｕを意図的に含有させ、半田接合性への影ｉを調べた結
果、Ｃｕ含有ｊ設を増加させても本目的を達成すること
ができなかった。結果を詳細に調査した結果、Ｎｉめっ
き表面においてＣｕの酸化が進んだことが判明し、酸化
防止としてＰ：５〜２２％の共存が効果的であるとの新
たな知見を得るに至った。
この結果、表面にＮ１−ＰあるいはＮｉ−Ｃｕをそれぞ
れ単独にめっきを行なったときは前記問題点を達成する
こ・とが出来なかったが、ＰおよびＣｕを共にＮｉに含
有させることによる相互効果によって、新たに格段の半
田接合効果を得ることができた。
れ単独にめっきを行なったときは前記問題点を達成する
こ・とが出来なかったが、ＰおよびＣｕを共にＮｉに含
有させることによる相互効果によって、新たに格段の半
田接合効果を得ることができた。
以下に数値限定の理由を述べる。
・Ｐ：５〜２２％とする。
Ｐを５〜２２％と限定したのは、５％未満ではＣｕ酸化
防止効果を発揮できず、半田接合性が著しく低下するた
め下限を５％とした。一方、上限の２２重量％を越える
とＰ自身の酸化が著しくなり、半田接合性が低下する。
防止効果を発揮できず、半田接合性が著しく低下するた
め下限を５％とした。一方、上限の２２重量％を越える
とＰ自身の酸化が著しくなり、半田接合性が低下する。
よって上限を２２％とした。
・Ｃｕ：０．３〜５％とする。
Ｃｕを０．３〜５％と限定したのは、０．３％以下では
Ｐの含有量が増しても接合性が改善されないためであり
、下限を０．３％とした。一方、上限を５％としたのは
５％以上でも半田接合性が改善されないわけではないが
、めっき外観上不具合が生じやすくなるためである。
Ｐの含有量が増しても接合性が改善されないためであり
、下限を０．３％とした。一方、上限を５％としたのは
５％以上でも半田接合性が改善されないわけではないが
、めっき外観上不具合が生じやすくなるためである。
なお、木ｊＡ明ではリードフレーム材料としては、りん
脱酸銅、無酸素銅等があげられる。
脱酸銅、無酸素銅等があげられる。
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
［実施例］
リードフレーム材料としてりん脱酸銅の一般的なパワー
トランジスタ形状の試片を用い、通常用いられるめっき
前処理を施したあと、以下に示すめっきを行なった。め
っきした試片についてめっき仕上り外観の目視評価、め
っき皮膜中のＣｕ含有量の分析および半田接合性の簡易
評価として半田拡がり性を評価した。なお、めっき条件
、半田拡がり性試験条件は以下のようにした。
トランジスタ形状の試片を用い、通常用いられるめっき
前処理を施したあと、以下に示すめっきを行なった。め
っきした試片についてめっき仕上り外観の目視評価、め
っき皮膜中のＣｕ含有量の分析および半田接合性の簡易
評価として半田拡がり性を評価した。なお、めっき条件
、半田拡がり性試験条件は以下のようにした。
くめつき条件〉
Ｎ１５Ｏａ・６Ｈ２０・・・１５０ｇ／立ＮｉＣ文２φ
６Ｈ２０・・・１５０ ｇ／！；ＬＨ３ＰＯｓ ・・
・０〜５０ ｇ／ＪＩＨ３ＰＯ３・・・０〜１０ ｇ／
Ｉ Ｃｕｃ１２ 争 ２Ｈ２０−−−ＯＮ１ ｇ／ｆＬ・温
度＝６５℃ ・ ＰＨ：０．６〜０．７ ・電流密度：２Ａ／ｄｒｎ’ − ・めっき厚み：１，５ルｍ く半田拡がり性試験条件〉 ・雰囲気：Ｎ２ガス（０２濃度１０ ｐ ｐｍ以下）・
半田ポール：９０Ｐｂ−１０Ｓｎ １．５φｍｍ・温
度＝４５０℃ ・フラー２クス：使用せず ・評価方法（簡易方法）二４５０℃に加熱されたヒート
ステージに試片をセットし、試片が４５０℃に達してか
ら半田ポールを試片上に置き、半田が自然に拡がるまで
の時間（秒）を測定した。半Ｉｎが拡がる時間が短い程
、半田接合性は良いとＩ定できる。
６Ｈ２０・・・１５０ ｇ／！；ＬＨ３ＰＯｓ ・・
・０〜５０ ｇ／ＪＩＨ３ＰＯ３・・・０〜１０ ｇ／
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半田ポール：９０Ｐｂ−１０Ｓｎ １．５φｍｍ・温
度＝４５０℃ ・フラー２クス：使用せず ・評価方法（簡易方法）二４５０℃に加熱されたヒート
ステージに試片をセットし、試片が４５０℃に達してか
ら半田ポールを試片上に置き、半田が自然に拡がるまで
の時間（秒）を測定した。半Ｉｎが拡がる時間が短い程
、半田接合性は良いとＩ定できる。
・半田拡がり性評価基準
半田拡がり時間の平均値で示す、（ｎ＝ｌＯ）第１表に
おいて、Ｎｏ、１−Ｎｏ、１０は末完ＩＪＩ（７）実施
例であり、Ｎｏ、１１〜Ｎｏ、１４は比較例である。ま
た、Ｎｏ、１５およびＮｏ、１６は従来例である。
おいて、Ｎｏ、１−Ｎｏ、１０は末完ＩＪＩ（７）実施
例であり、Ｎｏ、１１〜Ｎｏ、１４は比較例である。ま
た、Ｎｏ、１５およびＮｏ、１６は従来例である。
まず、Ｎｏ、１５およびＮｏ、１６の従来例では、Ｎ１
−Ｐ合金めっきが施されており、めっき仕上り外観は良
好であるが、半田の拡がる時間は平均１．２秒乃至１．
３秒であり、半田接合性は良くない。
−Ｐ合金めっきが施されており、めっき仕上り外観は良
好であるが、半田の拡がる時間は平均１．２秒乃至１．
３秒であり、半田接合性は良くない。
また、Ｎｏ、１１〜Ｎｏ、１４の比較例では、本発明範
囲外のＰ、Ｃｕが含有されているために、Ｎｏ、１ｌ−
Ｎｏ、１３においてはめっき仕りり外観は良好であるが
、半田の拡がる時間は平均０．９乃至１．５秒の範囲で
あり、半ｒｌ接合性は良くない、また、Ｎｏ、１４では
、半田の拡がる時間は平均０．７秒と短く、半田接合性
は良好であったが、めっき仕上り外観は良くなかった。
囲外のＰ、Ｃｕが含有されているために、Ｎｏ、１ｌ−
Ｎｏ、１３においてはめっき仕りり外観は良好であるが
、半田の拡がる時間は平均０．９乃至１．５秒の範囲で
あり、半ｒｌ接合性は良くない、また、Ｎｏ、１４では
、半田の拡がる時間は平均０．７秒と短く、半田接合性
は良好であったが、めっき仕上り外観は良くなかった。
以上の従来例および比較例に比較して、Ｎｏ。
１−Ｎｏ、１０の実施例においては、半田の拡がり時間
は、０．５乃至０．７秒であり、半田接合性は良好であ
って、また、めっき仕上り外観も良好であった。
は、０．５乃至０．７秒であり、半田接合性は良好であ
って、また、めっき仕上り外観も良好であった。
［ｊＡ明の効果］
以上説明したように１本発明によれば、フラックスを用
いることなく、半田付けを行なうに際し、従来になく半
田接合性の良好なリードフレームを提供することができ
、半導体の組立て工程における省工程、低コスト化とと
もに半導体装置の信頼性の向上に寄与することができる
。
いることなく、半田付けを行なうに際し、従来になく半
田接合性の良好なリードフレームを提供することができ
、半導体の組立て工程における省工程、低コスト化とと
もに半導体装置の信頼性の向上に寄与することができる
。
第１表
Claims (1)
- 表面にＮｉめっきが施されているリードフレームであ
って、当該Ｎｉめっき層にはＰ：５〜２２％（重量％以
下同じとする）およびＣｕ：０．３〜５％が含有されて
いる、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 |
|---|---|---|---|
| JP30661587A JPH01146348A (ja) | 1987-12-02 | 1987-12-02 | 半導体装置用リードフレーム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30661587A JPH01146348A (ja) | 1987-12-02 | 1987-12-02 | 半導体装置用リードフレーム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01146348A true JPH01146348A (ja) | 1989-06-08 |
Family
ID=17959212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30661587A Pending JPH01146348A (ja) | 1987-12-02 | 1987-12-02 | 半導体装置用リードフレーム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01146348A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998034278A1 (fr) * | 1997-02-03 | 1998-08-06 | Nippon Denkai, Ltd. | Materiau pour cadre de montage |
-
1987
- 1987-12-02 JP JP30661587A patent/JPH01146348A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998034278A1 (fr) * | 1997-02-03 | 1998-08-06 | Nippon Denkai, Ltd. | Materiau pour cadre de montage |
| US6117566A (en) * | 1997-02-03 | 2000-09-12 | Nippon Denkai, Ltd. | Lead frame material |
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