JPH0290660A - 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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- JPH0290660A JPH0290660A JP24324988A JP24324988A JPH0290660A JP H0290660 A JPH0290660 A JP H0290660A JP 24324988 A JP24324988 A JP 24324988A JP 24324988 A JP24324988 A JP 24324988A JP H0290660 A JPH0290660 A JP H0290660A
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Landscapes
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
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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］
本発明は半導体装置用リードフレームに関し、より詳細
には半田耐熱剥離性を改善した半導体装置用リードフレ
ームに関するものである。
には半田耐熱剥離性を改善した半導体装置用リードフレ
ームに関するものである。
［従来の技術］
トランジスタやＩＣ等の半導体装置は、一般に以下に示
す様な手順で組立てられている。
す様な手順で組立てられている。
■まずリードフレームのダイボンディング部に半導体素
子をＡｕ−５ｉ共晶法、Ａｇペースト等による導電性樹
脂接着法、半田接着法等により加熱接合する。
子をＡｕ−５ｉ共晶法、Ａｇペースト等による導電性樹
脂接着法、半田接着法等により加熱接合する。
■半導体素子の電極部とリードフレームとを、Ａｕある
いはＡｎワイヤーで配線する。
いはＡｎワイヤーで配線する。
■半導体素子および配線を、セラミック、樹脂等により
封止する。
封止する。
■アウターリード部を半田付けあるいは半田めっきする
。
。
リードフレーム材としてはＣｕ合金が多く用いられてい
る。また、リードフレームの表面には、全面にニッケル
めっきが施され、さらにその上にＡｇ部分めっきが施さ
れている。これは、耐酸化性の付与およびＣｕの拡散の
抑制のためである。
る。また、リードフレームの表面には、全面にニッケル
めっきが施され、さらにその上にＡｇ部分めっきが施さ
れている。これは、耐酸化性の付与およびＣｕの拡散の
抑制のためである。
しかし、このようなリードフレームにおいては、上記半
導体組立て工程■で説明したアウターリード部の半田付
けや半田めっきが、半導体の使用時の熱の影習により、
！ｌＩｒ！ｎシてしまうという問題があった。これは、
めっきされたＮｉと半田の組成物であるＳｎにより、Ｎ
ｉ−Ｓｎ合金層が形成・成長し、アウターリード部の曲
げ加工によりＮｉ−３ｎ合金層内を起点に半田が剥離す
るものである。
導体組立て工程■で説明したアウターリード部の半田付
けや半田めっきが、半導体の使用時の熱の影習により、
！ｌＩｒ！ｎシてしまうという問題があった。これは、
めっきされたＮｉと半田の組成物であるＳｎにより、Ｎ
ｉ−Ｓｎ合金層が形成・成長し、アウターリード部の曲
げ加工によりＮｉ−３ｎ合金層内を起点に半田が剥離す
るものである。
このような半田剥離は、半導体の作動不良の原因となり
、ひいては半導体機器全体のトラブルにと発展する場合
もあるので、極めて重要な問題として改善が望まれてい
た。この問題を解決する手段として、アウターリード部
の半田付は前にリード部のＮｉめっきを化学的に溶解除
去する方法や、あらかじめアウターリード部以外に部分
Ｎｉめっぎを行う方法等が考えられたが、いずれも工程
の増加やコスト高につながるため、効果的な対策とはな
っていなかった。
、ひいては半導体機器全体のトラブルにと発展する場合
もあるので、極めて重要な問題として改善が望まれてい
た。この問題を解決する手段として、アウターリード部
の半田付は前にリード部のＮｉめっきを化学的に溶解除
去する方法や、あらかじめアウターリード部以外に部分
Ｎｉめっぎを行う方法等が考えられたが、いずれも工程
の増加やコスト高につながるため、効果的な対策とはな
っていなかった。
［発明が解決しようとする課題］
本発明は、半田耐熱剥離性に優れた半導体リードフレー
ムを提供することを目的とする。
ムを提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
本発明は、少なくともアウターリード部に、Ｎｉ（１１
１）面の結晶配向指数が１．０以上のＮｉめっき層ある
いはＮｉ合金めっき層を形成したことを特徴とする半田
耐熱剥離性に優れた半導体装置用リードフレームに要旨
が存在する。
１）面の結晶配向指数が１．０以上のＮｉめっき層ある
いはＮｉ合金めっき層を形成したことを特徴とする半田
耐熱剥離性に優れた半導体装置用リードフレームに要旨
が存在する。
［作用］
本発明によれば、半田剥離の原因となるＮｉ−５ｎ合金
の形成・成長を抑制することができるので、半田耐熱剥
離性に優れた半導体装置用リードフレームを提供するこ
とができる。
の形成・成長を抑制することができるので、半田耐熱剥
離性に優れた半導体装置用リードフレームを提供するこ
とができる。
前述のように、半田剥離は、Ｎｉめつき上に半田付けあ
るいは半田めっきが施された場合に半導体装萱の使用時
の熱の影響によりＮｉ−３ｎ合金層が形成・成長してＮ
ｉ−５ｎ合金層の内部を起点に半田が剥離する現象であ
って、Ｎｉ−５ｎ合金層の厚みおよび性質等に起因して
いるものと考えられる。
るいは半田めっきが施された場合に半導体装萱の使用時
の熱の影響によりＮｉ−３ｎ合金層が形成・成長してＮ
ｉ−５ｎ合金層の内部を起点に半田が剥離する現象であ
って、Ｎｉ−５ｎ合金層の厚みおよび性質等に起因して
いるものと考えられる。
本発明者等は、このような半田剥離性の改善を低コスト
で実現するためには、Ｎｉ−５ｎ合金層の成長を抑制す
ることが最も効果的であるとの知見を得、Ｎｉ−５ｎ合
金層の形成を抑制するためのＮｉめっきの特性の詰要因
について鋭意検討を行った。その結果、Ｎ ｉ −Ｓ
ｎ合金層の成長が、Ｎｉめっきの結晶配向性に強く依存
しているとの知見を得た。
で実現するためには、Ｎｉ−５ｎ合金層の成長を抑制す
ることが最も効果的であるとの知見を得、Ｎｉ−５ｎ合
金層の形成を抑制するためのＮｉめっきの特性の詰要因
について鋭意検討を行った。その結果、Ｎ ｉ −Ｓ
ｎ合金層の成長が、Ｎｉめっきの結晶配向性に強く依存
しているとの知見を得た。
まず、本発明者等は、従来用いられていた硫酸ニッケル
、塩化ニッケル、ホウ酸および光沢剤からなる光沢Ｎｉ
めっきの結晶面の配向状況を調査した。その結果、主に
（１１１）面と（２００）面の結晶面が認められ、通常
（１１１）面の配向指数は０．２〜０．８であることが
判明した。
、塩化ニッケル、ホウ酸および光沢剤からなる光沢Ｎｉ
めっきの結晶面の配向状況を調査した。その結果、主に
（１１１）面と（２００）面の結晶面が認められ、通常
（１１１）面の配向指数は０．２〜０．８であることが
判明した。
次に、本発明者等は、（１１１）面の配向指数がＮｉ−
５ｔ合金の成長に与える影響を検討することとした。そ
のため、Ｎｉめっきの配向性をコントロールする方法に
ついての検討を行フた。
５ｔ合金の成長に与える影響を検討することとした。そ
のため、Ｎｉめっきの配向性をコントロールする方法に
ついての検討を行フた。
めっき浴組成、光沢剤濃度、めっき温度、電流密度、攪
拌方法、電流波形および極間距離等と結晶配向性への影
ワ度について確認を行った結果、めっき温度と電流密度
との影響が大きく、通常の標準的なめつぎ条件にとられ
れずめフき温度を低く、かつ電流密度を高くすることに
より、（ｌｔＢ面の配向指数を大きくできることが判明
した。
拌方法、電流波形および極間距離等と結晶配向性への影
ワ度について確認を行った結果、めっき温度と電流密度
との影響が大きく、通常の標準的なめつぎ条件にとられ
れずめフき温度を低く、かつ電流密度を高くすることに
より、（ｌｔＢ面の配向指数を大きくできることが判明
した。
第１図は、半導体装置用リードフレームにめっきされた
Ｎｉの（１１１）面の配向指数と半田付は後の加熱処理
（１２５℃×１６〜４８時間）により形成されたＮｉ−
３ｎ合金層の厚みとの関係を示す図である。本図により
、Ｎｉ（１１１）の配向指数が大きいほどＮｉ−３ｎ合
金が形成されにくいことがわかる。このことより、Ｎｉ
−５ｎ合金層の厚みと半田耐熱剥離性とが相関関係を有
することが確認された。
Ｎｉの（１１１）面の配向指数と半田付は後の加熱処理
（１２５℃×１６〜４８時間）により形成されたＮｉ−
３ｎ合金層の厚みとの関係を示す図である。本図により
、Ｎｉ（１１１）の配向指数が大きいほどＮｉ−３ｎ合
金が形成されにくいことがわかる。このことより、Ｎｉ
−５ｎ合金層の厚みと半田耐熱剥離性とが相関関係を有
することが確認された。
これらの知見を基に、本発明者等は結晶配向性と半田耐
熱剥離との相関を見出し、本発明に至ったものである。
熱剥離との相関を見出し、本発明に至ったものである。
すなわち、Ｎｉ（１１１）面の結晶配向指数を１．０以
上にすることにより半田耐熱剥離性が格段に改善される
との結論を得たのである。
上にすることにより半田耐熱剥離性が格段に改善される
との結論を得たのである。
Ｎｉ（１１１）面の結晶配向指数を１．０以上にするこ
とにより半田耐熱剥離性が改善される理由については、
未だ詳細には解明されていないが、以下のような理由に
よるものと思われる。
とにより半田耐熱剥離性が改善される理由については、
未だ詳細には解明されていないが、以下のような理由に
よるものと思われる。
Ｎｉめっきの結晶構造は面心立方型の結晶構造を有し、
（１１１）−面は最も原子密度が高い結晶面である。ま
た、（１１１）面の結晶配向指数が１．０以上というこ
とは（１１１）面が優先配向していることであり、（ｔ
ｔ Ｂ面の配向指数が大きくなるにつれ他の結晶面に
対しく１１１）面の存在する割合が増加することを意味
する。ここでＮｉ−３ｎ合金層の形成のメカニズムを考
えた場合、Ｎｉ−３ｎ合金化は各々の原子の拡散により
生じるものであり、合金層の形成厚みは拡散の起り易さ
（原子の８勤し易さ）に関係すると考えられる。従来の
Ｎｉめっき表面をＸ線回折で調査すると、主に（１’ｌ
ｌ）面と（２００）面が詔められるが、両結晶の原子の
移動のし易さを比較した場合、原子密度の高い（１１１
）面の存在する割合が多い方が、原子密度の低い（２０
０）面等が多い表面（原子と原子の間が広い）より原子
の移動が起りにくいのではないかと考えられる。すなわ
ち、本発明により半田耐熱剥離性を改善することができ
るのは、上述のような（１１１）面の存在する割合を多
くすることにより、Ｎｉ−３ｎ合金化が抑制されたため
であると思われる。
（１１１）−面は最も原子密度が高い結晶面である。ま
た、（１１１）面の結晶配向指数が１．０以上というこ
とは（１１１）面が優先配向していることであり、（ｔ
ｔ Ｂ面の配向指数が大きくなるにつれ他の結晶面に
対しく１１１）面の存在する割合が増加することを意味
する。ここでＮｉ−３ｎ合金層の形成のメカニズムを考
えた場合、Ｎｉ−３ｎ合金化は各々の原子の拡散により
生じるものであり、合金層の形成厚みは拡散の起り易さ
（原子の８勤し易さ）に関係すると考えられる。従来の
Ｎｉめっき表面をＸ線回折で調査すると、主に（１’ｌ
ｌ）面と（２００）面が詔められるが、両結晶の原子の
移動のし易さを比較した場合、原子密度の高い（１１１
）面の存在する割合が多い方が、原子密度の低い（２０
０）面等が多い表面（原子と原子の間が広い）より原子
の移動が起りにくいのではないかと考えられる。すなわ
ち、本発明により半田耐熱剥離性を改善することができ
るのは、上述のような（１１１）面の存在する割合を多
くすることにより、Ｎｉ−３ｎ合金化が抑制されたため
であると思われる。
なお、本発明において、結晶配向指数を１．０以上とし
たのは、結晶配向指数１．０が、上記理由により半田耐
熱剥離性の改善効果が詔められる下限であるからである
。また、上限を定めなかったのは、半田耐熱剥離性は、
Ｎｉ（１１１）面の配向指数が大きくなるほど改善が進
むものであり、特に限界を定める必要がないからである
。
たのは、結晶配向指数１．０が、上記理由により半田耐
熱剥離性の改善効果が詔められる下限であるからである
。また、上限を定めなかったのは、半田耐熱剥離性は、
Ｎｉ（１１１）面の配向指数が大きくなるほど改善が進
むものであり、特に限界を定める必要がないからである
。
［実施例］
以下、本発明の一実施例について述べる。
本実施例においては、りん脱酸銅（板厚０．５ｍｍ）を
一般的なトランジスタ形状のリードフレームに加工した
ものを試験片として用いた。試験片には、アルカリ脱脂
−電解脱脂−酸洗の通常用いられるめっき前処理を行っ
た後、後述する条件にてＮｉ（１１１）面の結晶配向指
数の異なるＮｉめっきを行った。なお、配向指数は、後
述の方法によるＸ線回折の測定値をもとに計算した。
一般的なトランジスタ形状のリードフレームに加工した
ものを試験片として用いた。試験片には、アルカリ脱脂
−電解脱脂−酸洗の通常用いられるめっき前処理を行っ
た後、後述する条件にてＮｉ（１１１）面の結晶配向指
数の異なるＮｉめっきを行った。なお、配向指数は、後
述の方法によるＸ線回折の測定値をもとに計算した。
ｌ）めっき条件
液組成：
Ｎ ｉ Ｓ Ｏ４・６Ｈ，Ｏ； ３ｏｏｇ／ｘＮｉＣＩ
Ｌ２ ・６Ｈ２０： ６５ｇ／Ｊ！Ｈ３ＢＯｓ
： ３５ ｇ／Ｉｔニーシライト＃６１；５ｍ
ｌ！／ｉ ニーシライト＃６３；１０ｍＡ／Ｉｔ （荏原ニーシライト（株）製） 温 度：２０℃〜７０℃ （標準的な条件５５〜７０℃） 電流密度、Ｉ Ａ／ｄｄ 〜８Ａ／ｄｍ’めっき厚み；
１．５μｍ ２）半田付は試験条件 半田組成； ６０Ｓｎ−４０Ｐｂ 半田温度：２３０℃ 浸漬時間；５秒 フラックス二強活性水溶性フラックス （旭化学製Ｐ−２００Ｗ） ３）Ｘ線回折による結晶配向指数の測定Ｘ線回折装置；
理学電機工業ＶＤ−１型Ｘ線型内線出力；３０ｋＶ、２
０ｍＡ。
Ｌ２ ・６Ｈ２０： ６５ｇ／Ｊ！Ｈ３ＢＯｓ
： ３５ ｇ／Ｉｔニーシライト＃６１；５ｍ
ｌ！／ｉ ニーシライト＃６３；１０ｍＡ／Ｉｔ （荏原ニーシライト（株）製） 温 度：２０℃〜７０℃ （標準的な条件５５〜７０℃） 電流密度、Ｉ Ａ／ｄｄ 〜８Ａ／ｄｍ’めっき厚み；
１．５μｍ ２）半田付は試験条件 半田組成； ６０Ｓｎ−４０Ｐｂ 半田温度：２３０℃ 浸漬時間；５秒 フラックス二強活性水溶性フラックス （旭化学製Ｐ−２００Ｗ） ３）Ｘ線回折による結晶配向指数の測定Ｘ線回折装置；
理学電機工業ＶＤ−１型Ｘ線型内線出力；３０ｋＶ、２
０ｍＡ。
ＣＯ管球
スキャン速度；４°／ｍｉｎ
チャート速度；４０ｍｍ／ｍ１ｎ
Ｔ、Ｃ（時定数）、０．５
４）（１１１）面の結晶配向指数の算出（１１１）面配
向指数 （ｒ、ｒ、、強度） （Ａ３７Ｍカード４−０８５０４：よる）半田耐熱剥離
試験方法を以下に示す。
向指数 （ｒ、ｒ、、強度） （Ａ３７Ｍカード４−０８５０４：よる）半田耐熱剥離
試験方法を以下に示す。
■めっき試験片に、半導体組立て工程を想定した加熱（
大気中３５０ｔｘ ５分および２００ｔ×４８時間）を
行った。
大気中３５０ｔｘ ５分および２００ｔ×４８時間）を
行った。
■試験片のアウターリード部に、後述の条件に従って半
田付けを行った。
田付けを行った。
■各試験片について、１２５℃の温度環境下にて１６．
２４，４８．９６時間の放誼を順次行った（以下、この
処理を熱経時とよぶ）。
２４，４８．９６時間の放誼を順次行った（以下、この
処理を熱経時とよぶ）。
■試験片のアウターリード部に、曲げ半径０． ５Ｒの
９０°曲げもどしを行い、曲げ加工部の半田層の剥離の
有無を実体顕微鏡（２０倍）で観察すした。
９０°曲げもどしを行い、曲げ加工部の半田層の剥離の
有無を実体顕微鏡（２０倍）で観察すした。
第１表は（１１１）面の結晶配向指数と半田耐熱剥離試
験結果の関係を示す表である。表において、Ｎ０５１〜
Ｎ００５は本発明の実施例を示し、Ｎ００６〜Ｎ０１８
は従来例を示す。
験結果の関係を示す表である。表において、Ｎ０５１〜
Ｎ００５は本発明の実施例を示し、Ｎ００６〜Ｎ０１８
は従来例を示す。
表１により、従来例に係わる試験片（Ｎ ｏ、 ６〜Ｎ
ｏ、８）においては半田剥離はいずれも１６時間の熱経
時の時点で発生しており、このことから半田剥離の発生
数は配向指数が小さい程顕著であることがわかる。
ｏ、８）においては半田剥離はいずれも１６時間の熱経
時の時点で発生しており、このことから半田剥離の発生
数は配向指数が小さい程顕著であることがわかる。
一方、本実施例に係わる試験片（Ｎｏ、１〜Ｎｏ。
５）のうち、Ｎ０８１は、配向指数が１．０であり本発
明範囲の下限であるため、４８時間の熱経時の時点で剥
離するものも見られたが、従来例に比較し格段の改善効
果が認められた。また、ＮＯ３２〜Ｎｏ、５については
９６時間の熱経時でも剥離は認められず、本発明による
半田耐熱剥離性の改善が確認できた。
明範囲の下限であるため、４８時間の熱経時の時点で剥
離するものも見られたが、従来例に比較し格段の改善効
果が認められた。また、ＮＯ３２〜Ｎｏ、５については
９６時間の熱経時でも剥離は認められず、本発明による
半田耐熱剥離性の改善が確認できた。
［発明の効果コ
以上説明したように、本発明によれば、優れた半田耐熱
剥離性を有するリードフレームを、安価に提供すること
ができる。従って、本発明は、半導体組み立て工程にお
ける省工程、低コスト化とともに半導体装置の信顆性の
向上に寄与することができる。
剥離性を有するリードフレームを、安価に提供すること
ができる。従って、本発明は、半導体組み立て工程にお
ける省工程、低コスト化とともに半導体装置の信顆性の
向上に寄与することができる。
第１表
第１図は半田付は後の熱経時（１２５℃×１６〜４８時
間）により形成されたＮｉ−５ｎ合金層の厚みとＮｉ（
１１１）の配向指数との関係を示すグラフである。
間）により形成されたＮｉ−５ｎ合金層の厚みとＮｉ（
１１１）の配向指数との関係を示すグラフである。
Claims (1)
- 少なくともアウターリード部に、Ｎｉ（１１１）面の結
晶配向指数が１．０以上のＮｉめっき層あるいはＮｉ合
金めっき層を形成したことを特徴とする半田耐熱剥離性
に優れた半導体装置用リードフレーム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24324988A JPH0290660A (ja) | 1988-09-28 | 1988-09-28 | 半導体装置用リードフレーム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24324988A JPH0290660A (ja) | 1988-09-28 | 1988-09-28 | 半導体装置用リードフレーム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0290660A true JPH0290660A (ja) | 1990-03-30 |
Family
ID=17101059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24324988A Pending JPH0290660A (ja) | 1988-09-28 | 1988-09-28 | 半導体装置用リードフレーム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0290660A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006025485A1 (ja) * | 2004-09-02 | 2006-03-09 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | 導電性微粒子及び異方性導電材料 |
| WO2011083559A1 (ja) * | 2010-01-08 | 2011-07-14 | 東洋鋼鈑株式会社 | 表面処理金属板及びその表面処理金属板を用いた成形品の製造方法 |
| JP2021051135A (ja) * | 2019-09-24 | 2021-04-01 | 富士ゼロックス株式会社 | 定着部材、定着装置、及び画像形成装置 |
-
1988
- 1988-09-28 JP JP24324988A patent/JPH0290660A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006025485A1 (ja) * | 2004-09-02 | 2006-03-09 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | 導電性微粒子及び異方性導電材料 |
| US7491445B2 (en) | 2004-09-02 | 2009-02-17 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Electroconductive fine particle and anisotropically electroconductive material comprising non-crystal and crystal nickel plating layers and method of making thereof |
| WO2011083559A1 (ja) * | 2010-01-08 | 2011-07-14 | 東洋鋼鈑株式会社 | 表面処理金属板及びその表面処理金属板を用いた成形品の製造方法 |
| CN102782193A (zh) * | 2010-01-08 | 2012-11-14 | 东洋钢钣株式会社 | 表面处理金属板及使用该表面处理金属板的成形品的制造方法 |
| JPWO2011083559A1 (ja) * | 2010-01-08 | 2013-05-13 | 東洋鋼鈑株式会社 | 表面処理金属板及びその表面処理金属板を用いた成形品の製造方法 |
| JP5894721B2 (ja) * | 2010-01-08 | 2016-03-30 | 東洋鋼鈑株式会社 | 表面処理金属板及びその表面処理金属板を用いた成形品の製造方法 |
| US9498933B2 (en) | 2010-01-08 | 2016-11-22 | Toyo Kohan Co., Ltd. | Surface-treated metal sheet and process for producing formed article from the surface-treated metal sheet |
| JP2021051135A (ja) * | 2019-09-24 | 2021-04-01 | 富士ゼロックス株式会社 | 定着部材、定着装置、及び画像形成装置 |
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