JPH0227816B2 - - Google Patents

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JPH0227816B2
JPH0227816B2 JP60190268A JP19026885A JPH0227816B2 JP H0227816 B2 JPH0227816 B2 JP H0227816B2 JP 60190268 A JP60190268 A JP 60190268A JP 19026885 A JP19026885 A JP 19026885A JP H0227816 B2 JPH0227816 B2 JP H0227816B2
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JP
Japan
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plating
nickel
plating film
film
boron alloy
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JP60190268A
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Hideyuki Kobayashi
Shinichi Wakabayashi
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Shinko Electric Industries Co Ltd
Original Assignee
Shinko Electric Industries Co Ltd
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Publication of JPH0227816B2 publication Critical patent/JPH0227816B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49579Lead-frames or other flat leads characterised by the materials of the lead frames or layers thereon
    • H01L23/49582Metallic layers on lead frames
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はリードフレームに関するものである。
(従来の技術とその問題点) 樹脂封止型半導体装置においては、樹脂封止後
プリント基板等とのはんだ付け性を確保する目的
でリードフレームの外部リード部に、錫めつき、
はんだめつき、あるいははんだ浸漬処理が施され
て製品化される。
しかしながら上記のめつきを施す場合、樹脂封
止された半導体装置は半導体素子接合およびワイ
ヤボンデイング等の過程で生じたリードフレーム
の酸化膜を除去するため前処理液に浸漬するウエ
ツトプロセスがめつき工程の他にさらに必要とな
り、湿気を嫌う半導体素子の信頼性を低下させる
おそれがある。
またはんだ浸漬を行う場合は、上記の酸化膜を
除去するための強いフラツクス、すなわちハロゲ
ン価(特に塩素)の高いフラツクスによる処理が
必要である。このためフラツクスに起因するハロ
ゲンイオンにより、半導体素子上のアルミニウム
配線回路が損傷を受けやすく、やはり半導体素子
の信頼性を低下させる要因となる。
上記問題点を解決するためには、錫めつき、は
んだめつきあるいははんだ付け(はんだ浸漬処
理)の下地を、半導体装置製造時の熱工程を経て
も容易に酸化膜が形成されないだけの耐熱性に優
れ、さらにはんだ付け性の良好な下地とする必要
がある。
このような下地として、無電解めつきによるニ
ツケル−ホウ素合金めつき皮膜を施すことが知ら
れている(特開昭51−140839号公報)。このめつ
き皮膜はニツケルめつき皮膜などに比して格段に
耐熱性に優れ、酸化膜がほとんど形成されず、し
たがつてまた良好なはんだ付け性が得られる。
しかし、上記のようにニツケル−ホウ素合金め
つきは従来無電解めつきによるものしか知られて
おらず、電解めつきによつては良好な皮膜が得ら
れなかつた。
一般に無電解めつき皮膜は結晶化が進んでおら
ず、電解めつき皮膜よりも膜質が劣る。上記無電
解めつきによるニツケル−ホウ素合金めつき皮膜
も同様で、耐熱性、はんだ付け性においていま一
歩満足できないものがあつた。
本発明は上記問題点を解消すべくなされたもの
であり、その目的とするところは、耐熱性、はん
だ付け性を満足できるリードフレーム提供するに
ある。
(発明の概要) 上記目的は本発明によれば、半導体装置に用い
るリードフレームにおいて、その少なくとも外部
リード部に、電解ニツケル−ホウ素合金めつき皮
膜を形成して成るリードフレームによつて達成さ
れる。
本発明では、ニツケル−ホウ素合金めつき皮膜
を初めて電解めつきによつて形成している。
この電解めつきによるニツケル−ホウ素合金め
つき皮膜は緻密であり、無電解によるものと比し
て耐熱性、はんだ付け性に一段と優れる。
したがつて、外部リード部に電解ニツケル−ホ
ウ素合金めつき皮膜を形成したことにより、半導
体装置製造時の熱工程を経ても該めつき皮膜上に
金属酸化膜が生じず、錫めつき、はんだめつきを
行う場合にこのような金属酸化膜除去のためのウ
エツトプロセスが不要となり、半導体装置の信頼
性が一層向上する。またはんだ浸漬処理を行うに
当たつても、電解ニツケル−ホウ素合金めつき皮
膜がはんだ濡れ性に一段と優れることから、低ハ
ロゲン価のフラツクスを用いても十分なはんだ付
けができ、半導体素子に与える影響を極力低減で
きるリードフレームが提供された。
(実施例) 以下本発明の好適な実施例を添付図面に基づい
て詳細に説明する。
第1図は樹脂封止型半導体装置に用いるリード
フレーム10を示す。
図において、12はステージ部であり、金ある
いは銀めつきが施されており、金−シリコン共晶
合金等によつて半導体素子が固定される部位であ
る。
14は、ステージ部12を囲んで設けられた内
部リード部であり、これの先端には同じく金ある
いは銀めつきが施されており、ステージ部12に
搭載された半導体素子とワイヤーによつて接続さ
れる。
16は内部リード部14に続く外部リード部で
あり、後述するように、電解ニツケル−ホウ素合
金めつきが施されている。
18はダムバーであり、樹脂の堰止めをする。
20は外枠である。
図上破線で示すのは、樹脂モールド領域であ
る。
第2図乃至第4図に示すものは、めつきの種類
およびめつきの被着範囲を示す種々の実施例であ
る。
第2図に示すものは、リードフレーム10の全
範囲に亘り、ニツケルめつき皮膜22が形成さ
れ、ステージ部12および内部リード部14先端
に、銀めつき皮膜(あるいは金めつき皮膜)24
が部分めつきされている。そして外部リード部1
6上に、ニツケルめつき皮膜22の上に電解ニツ
ケル−ホウ素合金めつき皮膜26が形成されて成
る。
第3図に示すものは、ステージ部12および内
部リード部14先端に銀めつき皮膜(あるいは金
めつき皮膜)24が部分めつきされ、また外部リ
ード部16上に、樹脂モールド範囲(破線)内に
若干及ぶように、電解ニツケル−ホウ素合金めつ
き皮膜26が部分めつきされて成る。
第4図に示すものは、リードフレーム10全体
に亘つて電解ニツケル−ホウ素合金めつき皮膜2
6が形成され、さらにステージ部12および内部
リード部14先端に、電解ニツケル−ホウ素合金
めつき皮膜26の上に銀めつき皮膜(あるいは金
めつき皮膜)24が部分めつきされて成る。
本発明においては、要するに、ステージ部12
および内部リード部14先端の外表面に銀あるい
は金めつき皮膜等の必要なめつき皮膜が部分めつ
きされ、外部リード部16表面に電解ニツケル−
ホウ素合金めつき皮膜が形成されていればよい。
しかして、電解ニツケル−ホウ素合金めつき皮
膜26は、耐熱性に優れているから、以後の工
程、すなわち、金−シリコン共晶合金によるステ
ージ部12上への半導体素子の固定の際、およ
び、この半導体素子と内部リード部14先端との
ワイヤーボンデイングの際の熱履歴、および樹脂
モールド時の熱履歴を経ても、電解ニツケル−ホ
ウ素合金めつき皮膜26は極めて安定であり、金
属酸化膜が形成されることはない。
したがつて、従来におけるはんだ付け前処理と
しての酸化膜除去工程は全く不要となりウエツト
プロセスを経ることによる半導体素子の信頼性低
下の問題を解消しえた。
さらに電解ニツケル−ホウ素合金めつき皮膜2
6に対するはんだ濡れ性は極めて良好である。し
たがつて、はんだ付け前処理のフラツクス処理は
全く不要というわけにはいかないが、従来の高ハ
ロゲン価のフラツクスに替えて、低ハロゲン価の
フラツクスを用いることができ、ハロゲンイオン
による半導体素子への悪影響を極力抑えることが
できる。
実施例 1 硫酸ニツケル 30g/ マロン酸ナトリウム 35g/ ジメチルアミンボラン 3.4g/ 硫酸タリウム 0.1g/ PH 6.5 浴 温 50℃ 上記のめつき浴により50℃前後の低温条件で、
42合金製のリードフレームの外部リード部に(他
の部位はマスキングした)、電流密度1A/dm2
めつきした。厚さ0.1mの耐熱性、はんだ付け性
に優れる電解ニツケル−ホウ素合金めつき皮膜が
得られた。
ステージ部、内部リード部には銅ストライクめ
つきを部分めつきし、さらにその上に銀めつきを
施した。
実施例 2 硫酸ニツケル 300g/ ホウ酸 40g/ 塩化ニツケル 40g/ トリメチルアミンボラン 0.5g/ チオグリコール酸ナトリウム 10ppm PH 5.5 浴 温 45℃ 上記のめつき浴により、ステージ部および内部
リード部をマスキングして、銅合金のリードフレ
ームに電流密度5.0A/dm2で0.1μmの電解ニツケ
ル−ホウ素合金めつきを施した。
その後ステージ部および内部リード部に銅スト
ライクめつきを部分めつきし、さらにその上に
6μmの部分銀めつきを施した。
実施例1、実施例2において、ジメチルアミン
ボラン、トリメチルアミンボランを代表とするア
ミン付加形水素化ホウ素化合物はニツケルイオン
の強力な還元剤として作用する。通常の無電解め
つきにおいては、比較的高温条件下で水素化ホウ
素化合物が触媒活性を有する被めつき面において
自己分解すると同時に、ニツケルイオンを還元
し、金属ニツケルとして素材上に析出させる。ま
た、その際に、微量ながら、ホウ素が金属ニツケ
ル中に取り込まれ、ニツケル−ホウ素合金として
ものめつき皮膜が形成されるのである。
上記実施例においては、浴温を、無電解めつき
反応がわずかに起こるかまたは全く起こらない温
度条件である、50℃前後の低温条件に設定し、こ
の状態の下に電解めつき処理を行つた。すると非
電解条件下では金属膜の析出が起こらないもの
が、この通電により金属ニツケル膜の析出が起こ
り、同時に微量のホウ素が共析することが確認さ
れた。この場合電流密度が1A/dm2前後の低電
流密度で良好な金属膜の析出が得られた。これ
は、通電により、ニツケルの析出が起こると同時
にめつき面の電位が無電解による金属析出反応が
同時に進行するレベルにまで到達したためと考え
られる。
なお、発明者は、次の実施例3に示すように通
常の電解ニツケルめつき浴である、ワツトニツケ
ルめつき浴あるいはスルフアミンニツケルめつき
浴に、上記の還元剤たるアミン付加形水素化ホウ
素化合物を添加して、低温かつ通電条件下でやは
りニツケル−ホウ素合金めつき皮膜が得られるこ
とを見出した。
実施例 3 スルフアミン酸ニツケル 400g/ ホウ酸 40g/ 臭化ニツケル 5g/ メチルモルホリンボラン 5g/ P−ヨードアニリン 1ppm PH 5.5 浴 温 45℃ 上記のめつき浴により、ステージ部および内部
リード部をマスキングして、42合金製のリードフ
レームに電流密度5.0A/dm2で0.05μmの電解ニ
ツケル−ホウ素合金めつきを施した。
その後ステージ部および内部リード部に銅スト
ライクめつきを部分めつきし、その上に3μmの
部分銀めつきを施した。
以上の実施例により、ステージ部および内部リ
ード部に通常の銀めつきが施され、外部リード部
に耐熱性、はんだ付け性に優れた、電解ニツケル
−ホウ素合金めつきを施したリードフレームを得
た。
また、実施例1、2、3において銅ストライク
めつきを全体に施し、ステージ部および内部リー
ド部に部分銀めつきを施し、その後部分銀めつき
を施した部分を除く銅ストライクめつきを剥離す
るという工程をとつた場合も、剥離工程を経てい
ない電解ニツケル−ホウ素合金めつき皮膜に比較
して、耐熱性、はんだ付け性に有意差はみられな
かつた。
またこれらの実施例において、電流密度0.1〜
10A/dm2の範囲で電流密度を変え、電解ニツケ
ル−ホウ素合金めつきを施したが、いずれも良好
なめつき皮膜が得られ、この範囲では、耐熱性、
はんだ付け性に関して有意差はみられなかつた。
また、電解ニツケル−ホウ素合金めつき皮膜の
膜厚は、リードフレームの素材が42合金などの鉄
−ニツケル系の場合は0.005μm以上、銅系の場合
には0.05μm以上あれば、空気中で450℃5分加熱
しても変色はみられず、低ハロゲン系のフラツク
スを使用しても充分なはんだ付け性が得られた。
なお、本発明は樹脂封止型半導体装置用リード
フレームに限られるものではなく、半導体装置組
立ての過程で熱履歴を経る他のリードフレームに
も適用し得るものである。
(発明の効果) 本発明では、ニツケル−ホウ素合金めつき皮膜
を初めて電解めつきによつて形成している。
この電解めつきによるニツケル−ホウ素合金め
つき皮膜は緻密であり、無電解によるものと比し
て耐熱性、はんだ付け性に一段と優れる。
したがつて、外部リード部に電解ニツケル−ホ
ウ素合金めつき皮膜を形成したことにより、半導
体装置製造時の熱工程を経ても該めつき皮膜上に
金属酸化膜が生じず、錫めつき、はんだめつきを
行う場合にこのような金属酸化膜除去のためのウ
エツトプロセスが不要となり、半導体装置の信頼
性が一層向上する。またはんだ浸漬処理を行うに
当たつても、電解ニツケル−ホウ素合金めつき皮
膜がはんだ濡れ性に一段と優れることから、低ハ
ロゲン価のフラツクスを用いても十分なはんだ付
けができ、半導体素子に与える影響を極力低減で
きるリードフレームが提供された。
以上本発明につき好適な実施例を挙げて種々説
明したが、本発明はこの実施例に限定されるもの
ではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多く
の改変を施し得るのはもちろんのことである。
【図面の簡単な説明】
第1図はリードフレームの説明図、第2図乃至
第4図はめつきの種類およびその被着範囲を示す
種々の実施例を示す断面説明図である。 10……リードフレーム、12……ステージ
部、14……内部リード部、16……外部リード
部、18……ダムバー、20……外枠、22……
ニツケルめつき皮膜、24……銀めつき皮膜(金
めつき皮膜)、26……電解ニツケル−ホウ素合
金めつき皮膜。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 半導体装置に用いるリードフレームにおい
    て、 その少なくとも外部リード部に、電解ニツケル
    −ホウ素合金めつき皮膜を形成して成るリードフ
    レーム。
JP19026885A 1985-08-29 1985-08-29 リ−ドフレ−ム Granted JPS6249646A (ja)

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JP19026885A JPS6249646A (ja) 1985-08-29 1985-08-29 リ−ドフレ−ム

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JPS6249646A JPS6249646A (ja) 1987-03-04
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03280456A (ja) * 1990-03-28 1991-12-11 Mitsui High Tec Inc 半導体装置に用いるリードフレーム
JP4556895B2 (ja) * 2006-03-27 2010-10-06 株式会社デンソー 樹脂封止型半導体装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS51140839A (en) * 1975-05-30 1976-12-04 Nippon Electric Co Method of forming coatings of different metals
JPS594062A (ja) * 1982-06-30 1984-01-10 Toshiba Corp 電子部品外囲器及びその製造方法

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