JPH02298056A - 集積回路の信頼性の高いプラスチック・パッケージ - Google Patents

集積回路の信頼性の高いプラスチック・パッケージ

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JPH02298056A
JPH02298056A JP2040890A JP4089090A JPH02298056A JP H02298056 A JPH02298056 A JP H02298056A JP 2040890 A JP2040890 A JP 2040890A JP 4089090 A JP4089090 A JP 4089090A JP H02298056 A JPH02298056 A JP H02298056A
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JP
Japan
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palladium
lead
integrated circuit
plated
solder
Prior art date
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Pending
Application number
JP2040890A
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English (en)
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N Macreran Robert
ロバート　エヌ．マックレラン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Texas Instruments Inc
Original Assignee
Texas Instruments Inc
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Filing date
Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 １１１匹皿皿±１ 本発明は集積回路装置の改良されたバララージとその製
造法に関連する。
来の　　及び問題１、 一般的な集積回路パッケージは、銅の合金のベース物質
から成るリード・フレームで形成される。
これらのリード・フレームは内部リード部の末端で銀め
っきされ、内部リード部から集積回路まで金でワイＡア
・ボンディングするのを容易にする。
ワイヤ・ボンディングの後、リード・フレームと回路の
組立て部品は一般的に、エポ：１シを主成分としたプラ
スナック・モールド化合物でカプセル封じされ、精妙な
回路に機械的な保護と腐食への保護を提供する。
カプセル封じプラスグーツクとリード・フレームの内部
リード部の間の粘着ボンドは力が弱く、しばしばｈ１問
離剥したり劣化したりする。モールド化合物と内部リー
ド・フレーム部材の間のボンドの層間離剥は、集積回路
の表面に達して腐食を引起こし得る湿気と他の汚染物の
侵入を許すｇＴＩＩＩ性のある通路を提供する。リード
・フレームの層間離剥は、熱衝撃またはＭ度すイクルに
よるクランク（ひび）の間に、パッケージの機械的完全
さに他の問題を引起し得る。この種の問題は、チップの
寸法がより大きくなり、パッケージの寸法がより小さく
なるにつれて、より頻繁に起きている。
［ポツプコーン・クラック］と呼ばれるある特定の種類
の問題は、表面マウン１〜はんだリフローの間、チップ
・パッドがモールド化合物から層間離剥した後、クラッ
クを生じさせる。
セラミック・バッタージ体の使用により、湿気の侵入と
クラックに対】るバック゛−ジの抵大力が著しく増加す
る傾向にあるが、セラミック・パッケージは商業的に利
用されるには価格が非常に高い。
ｍ積回路パツウージの最近の組立て技術のもう一つの問
題は、外部装置リード部をはんだで覆う方法に関連する
。はんだ被覆は最終組立て段階において、回路球根への
はんだを容易にＪるため他のリード部で必要とされる。
バックージ製造の聞リード・フレームのベース金波は酸
化される。はんだ工程では、ディッピングに腐食性溶剤
の使用を、またははｌυだめつぎにプレクリーナーの１
重用を必要とする。これらの化学薬品の残余があること
により、完成されたＳ責は腐食に対して特に敏感になる
。
負金属が薄く被覆されるフラッドめっきされたリード・
フレームの使用は公知である。これらのリード・フレー
ムで形成されたパッケージは、別々のはんだディッピン
グやめつき段階を必要としないではんだ可能なリード部
表面を提供し、従って処理薬品がないので腐敗が生じに
くい。この様な組立で技術は、はんだ被覆段階の除去に
より、価格削減の可能性を提供する。しかじな厚らこの
方法は、新しい外部リード部仕上げへ変更することと、
その様なリード部仕土げの測定はんだ付着度が低下する
ことは不本意であるので、ｖＡ置の最終利用者（エンド
ユーザ）からかなりの抵抗を受けている。
問題点を解決するための一段　び 本発明では信頼性の高いプラスチック・パッケージが説
用されており、ここには′電気的な構成要素に電気的に
接続するためのパラジウムめっき及びはんだディップさ
れたリード部と、半導体集積回路に電気的に接触するた
めの支持部が含まれる。
本発明は、金ワイψのリード部へのサーモソニック・ボ
ンディングに非常に優れているパラジウムの表面を内部
リード部に提供する。この様な金ワイ１７・ボンドは、
銀スポット内部リード部に形成された従来の技術のボン
ドと比べて、その強度と信頼性は同等か、またはより優
れている。本発明のはんだ被覆外部リード部は浸れたは
んだ可能な表面を提供するので、装置の最終利用者にと
って受入れるのほぼと／νど難しくない。加えて外部リ
ード部の最初のパラジウム表面は、めっき活性化段階か
またははんだディップ溶剤の腐敗性化学薬品の使用を少
なくさせる。これはパラジウムが比較的に汚れないまま
であるためで、よって最終のはんだの仕上げはめっきか
またはディッピングによってより簡単に行われる。
本発明の最大の利点は、パラジウムのモールド化合物ボ
ンドへの強い粘着力である。この優れた粘着力は、パラ
ジウムの高い表面自由エネル−１゛−の結宋である。高
い自由エネル：１！−を持つこの様な表面は、パッケー
ジをモールド１Ｊるのに使われるプラスチックに、多く
のボンディング可能な地点を提供する。直接に引っ張る
粘着力のテスト・では、パラジウムめっきにより、リー
ド・フレームとモールド化合物の間の粘着力が約１００
％増加することが示される。本発明の急速信頼性テスト
では、従来のパッケージに対して予想される装置の寿命
が著しく延長することが示される。加えて音波顕＠１１
法テストは、本発明のパフケージは従来の技術のパッケ
ージよりも、熱＊＊の間、より層間剥離し難いことを示
した。これらの結采は染料のパッケージへの進入の他の
テストによっても示され、本発明が従来の技術のパッケ
ージよりも優れていることがわかる。
本発明の他の利燻は本産業分野で広く推進されている、
金のボンディング・ワイヤの銅のボンディング・ワイヤ
への交換と両立性があることである。テストでは、パラ
ジウムめつぎされたリード・フレームへの銅のワイψ・
ボンドは、むきだしのリード・フレームや銀めっきされ
たリード・フレームへの同様なボンドよりも、形成が自
重であることが示される。
以上の説明から本発明の信頼性の高い集相回路パッケー
ジでは、温度ナイクルによるクラックと湿気とｌ達する
腐敗の問題に対する抵抗力が、非常に増加していること
が分かる。
このパッケージはまた価格の面でも効果的である。パラ
ジウムめっきされたリード・フレーム部材は、標準的な
銀スポット・リード・フレームと比べて、製造の費用は
ほんのわずかしか高くない。
これは１０ミクロインチ以下のパラジウムめっきの使用
によるものである。余計にｌ）かった費用は一般的に、
はんだめっきやディップ段階の簡略化により埋合わせら
れる。パラジウム外部リード部の使用により、はんだ被
覆段階の間の歩留りが増大し、よってパッケージ製造全
体の費用が削減される。
本発明のこれらやその伯の利点及び目的は、図面と共に
明ｍ書を続むことにより、より容易に理解されよう。
１簾１ 第１図と第２図ではリード・フレーム２、または接続ス
トリップ４で互いに接続された複数のその様なリード・
フレームが、まずニッケル８、次にパラジウム６によっ
てフラッドめ９ぎされるよう準備されている。ニッケル
はめつぎされたパラジウムの層のベース金属を準備する
のに用いられる。パラジウム層６とニッケル層８は被４
されてそれぞれｊ９さがフ１常に均一な層を形成する。
従ってリード・フレームの厚さにおける不連続性はめっ
き工程からは生じない。
本発明の他の実施例ではパラジウム層６を、８０ニツケ
ルから成るパラジウムとニッケルの合金のめっき層６で
置換える。パラジウムめっきは、リード・フレームから
余分な金属を切り取る通常の段階お前に、リード・フレ
ームの全表面を覆う。
第１図を参照されたい。従来の装置では標準的であるよ
うに、パッケージング体２０が設けられた俊、ダム・バ
ー２８は切取られる。また複数のリード・フレームを含
むストリップの中の、隣接づるリード・フレームはイれ
ぞれ切離される。しかしながら切取り工程が完了した後
、リード・フレームの残りの部材は、まだその表面のほ
とんど全部がパラジウムの層で覆われている。ｎ出され
たベース金属２８の領域は主に、ダム・バー２８が切取
られた外部リード部２６のそれぞれにある小さな領域３
２と、それらをリード・フレームのストリップから離す
ように切断された外部リード部先端部３４である。これ
は最も経済的であり、また好ましい方法はストリップ４
で接続された複数のリード・フレーム２をめつきするこ
とであるが、本発明はリード・フレームがいかに接続さ
れていようとも、−個または複数のリード・７１ノーム
のパラジウムめっきを含む。またパラジウム・フラッド
めっきは好ましい方法であるが、パラジウム・スポット
めっきまたは他のいかなるめっき方法も本発明に含まれ
る。フラッドめっきとは本技術分野で公知の用語であり
、対象全体を浸すことによりにめっきすることをいう。
スボツ１〜めっきも技術用詔であり、対象のめつきしな
い部分をマスクすることにより、対象の限定された領域
または地点（スポット）をめっきすることをいう。
第１図に示されるようにリード・フレーム２は、リード
部１８や半導体支持ｉ！ｌ５Ｕ１０のような幾つかの部
材から成る。隣接するリード部はダム・バー２８により
機械的に接続される。パッケージング体２０が外部リー
ド部２６以外の全てを取囲んだ後、ダム・バーは取除か
れる。
第２図ではパラジウムめっきされた半導体支持部材１０
が示されており、半導体支持部材の上表面１６には、粘
着物１４により半導体集積回路１２が付着されている。
粘着物１４は、集積回路１２のベースと支持部材１０の
パラジウムめっきされた上表面１６の闇が電気的に良く
接続されるように、電気的に導電性であることが好まし
い。
更に第２図ではリード部１８は、パッケージング体２０
で機械的に支持され、これはプラスナックやセラミック
のような物質であって良い。パッケージング体は、リー
ド部１８、半導体支持ｉ！１ｉｓ１１０、及び集積回路
１２を取囲み、保護し、また機械的に支持する。半導体
支持部材１０に最も近いリード部分はリード部２２と呼
ばれ、一般的に金から成るワイヤ２４を介して集積回路
１２へ電気的にｍ袂される。金のワイヤはリード端２２
のパラジウムめっきされた上表面に直接に、サーモソニ
ックかまたは他の適切な技術でボンドされる。
サーモソニック・ボンディングは公知の技術で、本質的
に、細い棒状の部分を介してボンドされるべき金属の組
合せに伝えられる熱と音のエネルギーの組合せから成る
。
第２図に示されるように、パラジウムめっきされた外部
リード部２６は、パッケージング体２゜から突出ている
。外部リード部は本技術分野で公知の方法によりはんだ
ディップされ、はんだ層３２を形成する。これにより外
部り・−ド部２６は、チップやソケットの場合のように
はんだによって、または機械的に、他の電気的または電
子的な部品へ電気的に接続されるよう準備される。一般
的に集積回路装２ｆ３０の外部リード部は、レジスタ、
キレパシタ、他の集積回路装置のような構成要素や、ま
たはテスト・のためのメータやオシ０スコープのような
装置に接続される。
説明されてきた実施例のどちらもベース金属は、おおよ
そ４２％のニッケル、５８％の鉄、及び少量の他の幾つ
かの成分からなる合金４２のような公知の合金から選ば
れても良い。他の幾っがの成分とはリード・フレームに
使用された幾つかの銅の合金のうちのいづれかひとつ、
４００ステンレス・スチール、及び銅／ステンレス・ス
チール／銅で覆われた金属である。これらの合金は本技
術分野で公知であり、リード・フレーム構造で一般的に
用いられている。
本発明はある程度の特徴と共に説明されてきたが、当業
者には本発明の範囲からそれることなく、説明されてき
た実施例に様々な変更が可能なことは明白であろう。発
明の範囲は特許請求の範囲で説明される。
以上の説明に関連して更に以下の項を開示ツる。
（１）＠電気的な構成要素に電気的に接続するためのパ
ラジウムめっきとはんだ被覆されたリード部と、０半導
体集積回路に電気的に接触するための支持部を有する信
頼性の高いプラスチック・パッケージ。
（２）　　（１）項に記載したパッケージにおいて、は
んだ′Ｉｌｉ覆されたリード部ははんだディッピングに
より製造される。
（３）　　１１）項に記載したパッケージにＪ３いて、
はんだ被覆されたリード部ははんだめっきにより製造さ
れる。
（４）　　（１１項に記載したパッケージにａ３いて、
電子部品に電気的に接続Ｊるために、リード部ははんだ
被覆されパラジウムめっきされた外部リード部を含む。
（５１ｆｌ）項に記載したパッケージにおいて、リード
部は高い表面自由エネルギーを持つバシジ「クム合金で
めっきされる。
（６）　　ｆｌＪ項に記載したパッケージにおいて、リ
ード部はパラジウム８０％とニッケル２０％のパラジウ
ムとニッケルの合金て゛めっきされる。
（７）　　ｆｌ）項に記載したパッケージにおいて、半
導体集積回路に電気的に接続するために、リード部はパ
ラジウムめっきされたリード部を含む。
（８）　　ｌ？）項に記載したパッケージにおいて、半
導体支持部はパラジウムめっきされている。
（９）　　Ｆ１１項に記載したパッケージにおいて、複
数のリード部を半導体集積回路上の複数の地点に電気的
に接続するために、リード部は複数のワイ覧７を含む。
（１０）α）電気的な構成要素に電気的に接続するため
のパラジウムめっきとはんだ被覆されたリード部と、（
ｄ）半導体集積回路と、（ｄ）半導体集積回路に電気的
に接触するための支持部と、＠複数のパラジウムめっき
されたリード部を半導体集積回路上の複数の地点に電気
的に接ｖｃするための複数のワイヤを含む１＠回路。
（１１）　　（１０）項に記載した集積回路装置にＪ３
いて、複数のワイＶは複数のパラジウムめっきされたリ
ード部にボンドされる。
（１２）　　（１０）項に記載した集積回路装置は更に
、半導体集積回路を半導体支持部へ電気的にまた機械的
に接続するための、電気的に６電性の粘着物を含む。
（１３）　　（１０）項に記載した集積回路装置は更に
、リード・フレームと半導体集積回路を支持し保護する
ためのパッケージング体を含む。
（１４）　　（１０）項に記載した集積回路装置におい
て、複数のワイヤは１１数の金のワイヤである。
（ｉ５）　　（１０）項に記載した集積回）２Ｇ装置に
おいて、パッケージング体はプラスデックである。
（１６）　　（１０１項に記載した集積回路ｖｔ置にお
いて、パラジウムめっきされたリード部とパラジウムめ
っきされた半導体支持部は、ニッケルめっぎされた層を
含み、リード部と半導体支持部をパラジウムめっきに対
して準備１Ｊる。
（１７）　　（１０）項に記載した集積回路装置におい
て、パラジウムめっきされたリード部はパラジウムとニ
ッケルの合金でめっきされたリード部であり、パラジウ
ムめっきされた半導体支持手段はパラジウムとニッケル
の合金の支持部である。
（１８）　　（１０）項に記載した集Ｍ　ｌｉｔ路装置
（おいて、はんだ被覆されたリード部は（よんだディッ
ピングにより製造される。
（１９）　　（１０）項に記載した集積回路装置にＪ３
いて、はんだ被ｉされたリード部ははんだめっきにより
製造される。
＋２０）　　＠リード・フレームをパラジウムめっきし
、０前記リード・フレーム上に集積回路装置を置き、（
ロ）前記集積回路装置を前記リード・フレームに電気的
に接続し、（ｄ）！Ｊ！積回路装盾と前記リード・フレ
ームの所定の部分の周りにプラスチック・パッケージを
形成し、よって露出されたリード部を形成し、（ｅ）　
１！気的な構成要素に電気的に接続するよう、露出され
たリード部の所定の部分をはんだで被覆する段階を含む
、集積回路装置に信頼性の高いプラスチック・パッケー
ジをＭｆｉｌｊる方法。
（２１）　　（２０）項に記載した方法において、ｉ１
！１段階とははんだディッピングである。
（２２）　　（２０）項に記載した方法において、被覆
段階とははんだめっきである。
（２３）　　電気的な構成要塞に電気的に接続づるため
の、パラジウムめっきとはんだディップされたリード部
（１８）や、半導体集積回路装置に電気的に接触するた
めの支持部（１０）を含む、信頼性の高いプラスブック
・パッケージ（３０）が説明されている。またその様な
パッケージのｌ！ｌ造方法が説明されている。
【図面の簡単な説明】
第１図は４Ｒ積回路が取付けられたリード・フレームの
平面図である。図示されるように、リード・フレームは
複数のリード・７１ノームを含むストリップの一部であ
り、三木のリードのみが示される。 第２図は本発明による集積回路＠置の端の断面図である
。 主な符号の説明 ２；リード・フレーム ４：接続ストリップ ６：パラジウム層 ８：ニッケル層 １０：半導体支持部材 １２：半導体集積回路 １４：粘着物 １８：リード部 ２０：パッケージング体 ２４；ワイヤ ２６：外部リード部 ３０：集積回路′ＪＡ置 ３２：はんだ層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）（ａ）電気的な構成要素に電気的に接続するため
    のパラジウムめつきとはんだ被覆されたリード部と、（
    ｂ）半導体集積回路に電気的に接触するための支持部を
    有する信頼性の高いプラスチック・パッケージ。
  2. （２）（ａ）電気的な構成要素に電気的に接続するため
    のパラジウムめつきとはんだ被覆されたリード部と、（
    ｂ）半導体集積回路と、（ｃ）半導体集積回路に電気的
    に接触するための支持部と、（ｄ）複数のパラジウムめ
    っきされたリード部を半導体集積回路上の複数の地点に
    電気的に接続するための複数のワイヤを含む集積回路。
  3. （３）（ａ）リード・フレームをパラジウムめつきし、
    （ｂ）前記リード・フレーム上に集積回路装置を置き、
    （ｃ）前記集積回路装置を前記リード・フレームに電気
    的に接続し、（ｄ）集積回路装置と前記リード・フレー
    ムの所定の部分の周りにプラスチック・パッケージを形
    成し、よって露出されたリード部を形成し、（ｅ）電気
    的な構成要素に電気的に接続するよう、露出されたリー
    ド部の所定の部分をはんだで被覆する段階を含む、集積
    回路装置に信頼性の高いプラスチック・パッケージを製
    造する方法。
JP2040890A 1989-02-22 1990-02-21 集積回路の信頼性の高いプラスチック・パッケージ Pending JPH02298056A (ja)

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