JPH03207900A - 金属部品のクリーニング方法 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、電子デバイスを製造するためのプロセスに
関しかつ、より特定的には、電子デバイスおよび他の部
品のリードをクリーニングするためのプロセスに関する
。

［従来の技術］ エレクトロニクス技術において半導体ダイのような電子
的素子を支持しかつそれに対して外部リードを提供する
ためにリードフレームを用いることが一般的に行なわれ
ている。リードフレームは銅および銅合金を含むがそれ
には限定されない多くの種類の金属によって作られる。

１４リードのデュアルインラインパッケージを形成する
のに適した典型的な従来技術のリードフレームが単純化
された平面図で第１図に示されている。

第２図は、ダイを付加しかつプラスチック対じを行なっ
た後かつプラスチックデフラッシュ（ｄｅｆｌａＳｈ　
）の前における第１図のリードフレームを示す。封入モ
ールドの間プラスチックがリードおよびリードフレーム
のダムバー（ｄａｍ　ｂａｒｓ）の間を満たす、すなわ
ちリード間プラスチックが生ずることは通常のことであ
る。時として、モールディングがやや完全でない場合リ
ードの平坦部分上にもまた薄いプラスチックのフラッシ
ュ、すなわち、リード上の（＋ｕｅｒ−１ｅａｄ　）プ
ラスチックフラッシュが存在する。プラスチックパッケ
ージ本体、リード間プラスチックおよびオーバリードプ
ラスチックフラッシュは第２図においてはより強く点刻
した領域により示されている。さらに、樹脂充填剤の封
入材料を構成する樹脂のいくらかが封入部からリード上
に突き出され、その結果いわゆる「樹脂ブリード（＋ｅ
ｓｉｎ　ｂｌｅｅｄ　）　Ｊと称されるものになる。樹
脂ブリードはしばしば無色でありかつ検出するのが非常
に難しい。

第３図は、ダムバー、側部レール、リード間およびリー
ド上プラスチックフラッシュが除去された後のリードフ
レームを示す。リード間プラスチックは典型的にはダム
バーおよび側部レールを除去するためのリードフレーム
のトリミングの間に除去される。オーバリードプラスチ
ックフラッシュおよび樹脂ブリードは典型的にはリード
を、例えば、粉にしたアプリコットの種のような穏やか
な研磨剤によってプラストを行なうことにより除去され
る。

リードフレームの一部を貴金属、すなわち、金、銀、プ
ラチナ、パラジウム、イリジウムまたはそれらの高率合
金によりスポットメッキすることがしばしば望ましい。

銀が特に有用であるが、それはそれに対する冶金術的な
接合が容易に形威できかつその中庸のコストのためであ
る。スポットメッキはダイからのワイヤボンドまたはタ
ブボンドが付着されるリードの端部および時としてダイ
フラグを覆い、かつ通常封入後にプラスチック本体の境
界内の領域に閉込められることが意図されるものである
。第１図に示されるように軽く点刻された領域は所望の
スポットメッキ領域を表しかつ点線の外形線はプラスチ
ック対じの意図された位置を表している。

［発明が解決しようとする課題］ スポットメッキとともに遭遇する重要な問題は、余分の
かつ無用のメッキ材料が所望のメッキ領域から種々のリ
ードの縁および側部に沿って横方向に外方にはみ出すこ
とを防ぐことが非常に困難でありかつしばしば不可能で
あるということである。

第４図は、第３図のリードフレームを通りリード間の空
間に沿って、ずっと拡大した、部分的な切断図を示す。

第４図において軽《点刻した領域は、例えば銀のような
、余分のメッキ材料がメッキ処理の間にリードの側部に
沿って外方にはみ出しかつ封入、トリムおよびプラスチ
ックデフラッシュの後に露出している部分を示す。余分
の銀メッキ材料は技術上「シルバーフラッシュ（ｓｉｌ
ｖｅｒ　ｆｌａｓｈ）　Ｊまたは「シルバープリード（
ｓｉｌｖｅｒ　ｂｌｅｅｄ）」として知られている。例
えば、この余分の銀はしばしば０．　　１〜８マイクロ
メータの厚さの範囲にあり、典型的には１〜３マイクロ
メータの厚さである。この余分の銀または他のメッキ材
料は技術上、典型的には０．　　１〜２マイクロメータ
の厚さである、「侵入（ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ　）　Ｊ金
属として、および、典型的には５〜６マイクロメータの
厚さである、「ブリード（ｂｌｅｅｄ　）　Ｊ金属とし
て知られているもの、あるいはそれらの組合わせから生
じ得る。この発明は、とりわけ、そのような余分のメッ
キ金属をその発生源に係わりなく除去することに関する
ものでありかつ「金属フラッシュ」または「メッキフラ
ッシュ」という言葉は「侵入」「ブリード」および他の
形式の余剰メッキ金属を含むことを意図している。

半田が仕上げられた装置に付加されまたはリフローされ
る場合には、そのような状態はそれ自体無害であるが、
リード間スペースにおけるリードのエッジまたは側部に
おける余分のスポットメッキ材料は仕上られた装置の信
頼性および性能を劣化させる金属ひげの形成を生じ得る
。これはきわめて不都合である。

従来技術においては、余分の貴金属フラッシュは典型的
には部品を余分の非金属を溶かすシアン化物（ｃｙａｎ
ｉｄｐ　）試薬に浸すことにより除去していた。しかし
ながら、シアン化物の使用は技術上よく知られた多くの
理由から望ましくない。従って、シアン化物を使用しな
い金属メッキフラッシュを除去しかつ特に金属デフラッ
シュ処理のための改良されたプロセスの絶えざる必要性
が存在する。

メッキフラッシュの除去の問題はこれもまた成し遂げな
ければならない製造プロセスに関連する他の条件により
複雑化する。例えば、プラスチックのデフラッシュ処理
は微小な量のブラスト用研磨剤を第３図および第４図に
示されるように、リードフレームに着床させる。これは
、例えば、ＯＦＨＣ銅およびＯＬｉｎ　　Ｔｙｐｅ　　
１９４銅のような比較的軟らかい金属について特に厄介
なものである。また、プラスチックデフラッシュは不完
全になることがありかつ封入部からのプラスチックモー
ルド樹脂の領域がリード上に残ることがある。もしこれ
らの領域が非常に薄ければそれらは裸眼でみつけること
は非常に困難である。

また、種々の酸化物または他の絶縁体または抵抗性材料
が製造中にリードフレーム上に形成され得る。これらの
外部材料は一般に技術上「ステイン（ｓｔａｉｎｓ）　
Ｊと称されるが、その理由はこれらがしばしば着色され
た外見を有するからである。

ここで用いられているように用語「ステインコまたは「
ステインズ」は製造中にリードフレーム上に形成される
すべてのそのような酸化物、絶縁物、薄片（ｓｃａｌｅ
ｓ）または他の外部材料を含むことを意図している。そ
のようなステインは、例えば、ポンディングおよび封入
中におけるようにリードフレームが摂氏数百度に加熱さ
れる場合に最もしばしば遭遇する。銅を含むリードフレ
ームは特にそのような問題にさらされ易い。

着床したブラスト用材料、ステインおよび何らかの残留
プラスチックフラッシュは除去されねばならず、さもな
ければそれらは後続の半田メッキ、コーティングまたは
りフローを妨害する。従って、これらの操作の各々を達
成するための改良されたプロセスに対する絶えざる必要
性が存在し、かつ特に３つのすべてを行ない得る、すな
わち、余分のスポットメッキ金属、着床したブラスト用
材料、残留プラスチックフラッシュおよびステインを除
去できる改良されたプロセスの必要性が存在する。

従って、本発明の目的は、リードから余分のメッキフラ
ッシュを除去することを含む電子装置を製造するための
改良された方法を提供することにある。

本発明の他の目的はリードから着床したプラスト用材料
を除去することを含む改良された方法を提供することに
ある。

本発明のさらに他の目的は、リードからステインを除去
することを含む改良された方法を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、リードから残留封入樹脂を
除去することを含む改良された方法を提供することにあ
る。

本発明のさらに他の目的は、上記の組合わせを達成する
改良された方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段および作用］これらおよび
他の目的そして利点は、第１の金属のリード、第２の金
属の露出されたメッキ領域を有する電子装置を提供する
段階、および乳酸（ｌａｃｔｉｃ　ａｃｔｄ　）および
水酸化物（ｈ７ｄｒｏｘｉｄｅ　）を含むクリーニング
溶液中でリードを電解処理する段階を具備し、前記水酸
化物は便宜的には周期率表のＩＡまたは２Ａ欄からの金
属の水酸化物であり、かつ便宜的には水酸化カリウムま
たは水酸化ナトリウムあるいはそれらの組合わせとされ
る、クリーニングプロセスにより達成される。前記リー
ドは溶液中で少なくとも陽極（ａｎｏｄｉｃａｌｌｙ）
バイアス（リードが正）状態とされることが望ましい。

電解処理の後、リードはクリーニング溶液を除去するた
め洗い落される。陽極クリーニングのみが用いられる場
合には、溶液のｐＨは望ましくは無機酸の添加により１
．４〜２の範囲に調整される。

別の実施例においては、リードは最初に乳酸を含むある
いは含まない水酸化物一水溶液中で陰極的に（リードが
負に）バイアスされ、すすぎ洗いされかつ次に水、乳酸
および水酸化物を備えたクリーニング溶液中で陽極的に
（リードが正に）バイアスされる。さらに、陰極的（ｃ
ａｔｈｏｄｉｃ）および陽極的処理時間はほぼそれぞれ
１対１から１対２の割合であることが望ましいが、これ
は本質的なものではない。陰極的処理は便宜的には乳酸
なしの水酸化物一水溶液（例えば、３０−６０ｇのＫＯ
Ｈ／リットル）において行なわれる場合には、陽極処理
のために使用される乳酸一水酸化物溶液もまた陰極処理
に使用できる。

乳酸一水酸化物クリーニング溶液は便宜的には約０．　
　１から０．　　３リットルの８８％乳酸および約０．
０５から０．　　３キログラムのＫＯＨに加えて十分な
水を１リットルのクリーニング溶液を作るために有する
。無機酸（例えば、硫黄）を加えることができかつ乳酸
と水酸化物の比率はｐＨを約１．４〜７の範囲に調整す
るために変えられる。

ｐＨ範囲の下端（例えば、１．４〜２）は陽極クリーニ
ングのみが使用される場合に望ましくかつｐＨレンジの
上端（例えば、４〜７）は陰極一陽極クリーニングが使
用される場合に用いられる。

例えば、銅、銅合金または銅メッキ金属のリードフレー
ムをクリーニングするのに有用な典型的な混合物は、１
００リットルの溶液を作威しかつ４〜６のｐＨを与える
ために約３０リットルの乳酸および約１７ｋｇのＫＯＨ
と十分な水を含む。本溶液は乳酸およびＫＯＨまたは他
のアルカリから作られるものに関して説明されているが
、当業者は乳酸カリウム（または他の乳酸アルカリ）も
また使用できることを理解するであろう。例えば、１０
〜３０％容積比の６０％濃度乳酸カリウムの水溶液もま
た適切である。この混合物は通常約５〜６のｐＨを有し
ている。

クリーニング中の溶液の温度は陰極水酸化物一水クリー
ニングについては約６０〜８０℃の範囲において有用で
あり約７０℃が好ましく、かつ陰極または陽極乳酸一水
クリーニングに対しては約４０〜６０℃であり約５０〜
５５℃が好ましい。

処理中に溶液をかき混ぜるのが望ましいがこれは本質的
なものではない。その理由は一般的に非常に短い液浸時
間、例えば、通常約１００〜２００秒より少なくかつ上
に述べた好ましい濃度および温度に対しては典型的には
約１０〜２５秒、のみが必要とされるからである。２か
ら１５ＶのＤＣ電圧が有用であり、約５からＩＩＶが便
宜的でありかつ約９〜ＩＯＶが好ましい。

クリーニングされるべき部品は、例えば梯子型リードフ
レームのストリップのように、ストリップ形状であるか
もしれず、あるいは個別化されている、すなわち、個々
の装置または金属片であるかもしれない。このような部
品は陰極処理のために電源の負極に接続されかつ／また
は陽極処理のために電源の正極に接続された金属ラック
にクランプされ、または金属ベルトの上に置かれ、ある
いはバスケットまたは樽に入れられる。これらの部品は
上記した溶液内に浸されかつ電解的にクリーニングされ
る。陰極および陽極処理の両方が使用される場合には、
中間のすすぎ洗いが望ましい。

電解クリーニングの後部品はすすぎ洗いされかつ次に、
任意選択的に、酸に浸されかつメッキされ、あるいは乾
燥される。

上に述べたクリーニング処理は急速に残留ステインを除
去し、金属フラッシュを除去し、着床したブラスト用材
料を除去しかつ残留プラスチックフラッシュまたは樹脂
プリードを除去する。例えば、銀フラッシュが、典型的
には、銅、銅合金または銅被覆リードに対するアタック
の速度の２〜３倍で除去される。おだやかなリードのエ
ッチングは着床したブラスト用材料および残留樹脂を外
すのに役立つ。

仕上られたリードは輝く、磨かれた、ステインのない外
観を呈しかつしみ（例えば、強い酸化物または他の接触
を阻止する材料）、残留メッキ金属、残留樹脂、および
残留ブラスト用媒体がない。

非常に薄い表面酸化物が、これは裸眼では見えないが、
陽極処理の後に存在するかもしれないがこれは短時間（
例えば、２〜３０秒）の酸へのディップによって容易に
除去される。デバイスの素子のまわりのプラスチック封
しは実質的に上述の電解クリーニングプロセスによって
影響されない。

本発明のクリーニングプロセスは特に電子的アセンブリ
における実際的な用途に十分適するものであるが、その
理由はその効率、比較的低いコスト、および従来技術で
用いられたシアン化合物および／またはフッ化ホウ素酸
化物のような有毒なかつ／または腐食性の材料がないた
めである。

［実施例］ 第１図は、従来技術に係わるスポットめっきされたリー
ドフレームの部分１０の単純化された上面図である。リ
ードフレーム部分１０は、アライメント用穴１４を備え
た側部レール１２、リード１６、タムバー１８，そして
クロスパー２２によって支持されたグイフラグ２０を具
備する。内部リード部２４は点線２６で示された意図さ
れたプラスチク封じの境界内にあるダイフラグ２０に隣
接して存在する。ダイフラグ２０および内部リド部２４
は領域２８（第ｌ図において軽い点刻により示されてい
る）においてスポットめっきされグイボンディングおよ
びワイヤポンディングあるいは等価物に便宜が図られて
いる。

銅、銅合金（例えばベリリュム銅）、アロイ４２、およ
びＫｏｖａｒ”はよく知られたリードフレーム材料の例
である。貴金属、アルミニウムおよびニッケルはボンデ
ィングに供するためにリドフレーム状に通常メッキされ
または被覆されるよく知られた材料である。本発明は貴
金属によってスポットめっきまたは被覆されているリー
ドフレームまたはリードに関して使用するのに特によく
適しているが、他の材料の組合せおよび他の構戒におい
てもまた有用である。

ここで用いられているように、用語「メッキ（ｐｌａｔ
ｅ）　Ｊ、「メッキされた（ｐｌａｔｅｄ）　Ｊまたは
「メッキ（ｐｌａｃｉｎｇ　）　Ｊは化学被着、電気化
学的被着、真空被着、蒸着、スパッタリングおよびスプ
レイイングを含むがこれに限定されないところの一方の
金属を他方のものに被覆する全ての方法に言及すること
を意図している。

第２図は、プラスチック対じの後であるがリードのトリ
ムおよびプラスチックのデフラッシュ前における、第ｌ
図のリードフレーム部分１０の上面図である。プラスチ
ック封じ部３０は第１図において点線２６により先に示
された位置に与えられる。プラスチック封じ方法は技術
上よく知られている。

封入モールドは伝統的に側部レール１２およびダムパー
１８を塞ぎかつ点刻された領域３２によって示される余
分のプラスチックがリード間スペース３４に形或され、
ここで「リード間プラスチック」と言及されるものを生
或する。さらにモールドの閉鎖がやや不完全な場合、余
分のプラスチックはまた点刻された領域３６で示される
ようにリード１６およびダムパー１８の上部（および下
部）面上にも形成され、ここで「オーバリードプラスチ
ック」または「プラスチックフラッシュ」と言及される
ものを生成する。

封入に続き、側部レール１２およびダムバー■８は「ト
リム」操作の間に切り取られる。トリム操作は都合よく
内部リードプラスチック３２を除去するが、オーバリー
ドプラスチックのフラッシュ３６を除去しないかもしれ
ない。従って、従来技術において部品をトリムの前また
は後にオーバリードプラスチックフラッシュを除去する
ための試みを行なうために通常更に操作に付される。こ
れは典型的には、例えば粉にしたアプリコットの種のよ
うな、穏やかな研磨剤によって部品をプラストすること
により達成される。他の穏やかな研磨材料も用いること
ができる。しかしながら、幾らかのプラスチック封じ樹
脂は依然として残るかも知れない。もしそれが十分に薄
ければ、裸眼で見ることは非常に困難であろう。

先に述べた処理の結果が第３図に示されており、そこで
はデバイスは側部レール１２およびダムバ１８が削除さ
れている。リード間プラスチック３２およびオーバリー
ドプラスチックフラッシュ３６は実質的に除去されてい
る。ブラスト用材料の小さな粒子３８が、第３図におけ
るリード１６上に示さた小さな点及び第４図に示された
リードの拡大された部分的切断側面図において大きな点
３８により示されるように、リード１６に付着するかも
しれない。ステイン領域３９もまたリード■６上に示さ
れている。

第４図においては、リード１６の部分４０が断面でかつ
部分的に切取られて拡大表示されている。

着床したプラスト粒子３８およびステイン領域３９が見
られる。残留プラスチックフラッシュは第４図において
は示されていない。

埋め込まれたプラスト用粒子３８、ステイン領域３９お
よび何らかの残留プラスチックフラッシュはりード１６
の不完全な半田被覆を生じかつリ−ド１６の回路基板な
どへの取付けを妨害するから、部品は目視検査されなけ
ればならない。そのような欠陥が見付け得られた時、デ
バイスははねられかつ再加工されるか、または捨てられ
なければならない。その様な欠陥による検査、再加工お
よび製品の廃棄は製造コストを増加させる。

第４図におけるリード１６上の軽く点刻された領域４２
はリード１６の側部４４に沿って意図されたスポットメ
ッキ領域２８（第１図、第３図および第４図参照）の外
部に横方向に移動したり−ド１６上の余分のスポットめ
っき材料（メタルフラッシュまたはブリード）の存在を
示している。

メッキブリード領域４２は封入部３０の外部に露出して
いるから、それはりード１６の半田被覆の間または半田
リフロ一の間または仕上げられたデバイスの長い高温操
作の間に金属ヒゲの成長を生じさせ得る。金属ヒゲの成
長は避けられなければならない知られた欠陥メカニズム
である。第４図に示された状態はそれらの意図された用
途において高い信頼性を持って機能する高品質の部品を
得るために取扱わなければならない電子部品の製造の間
に遭遇する問題を組み合わせ示している。

上に述べた幾つかの種類の欠陥、すなわち、ステイン、
残留プラスチック樹脂（プラスチックフラッシュ）、着
床したデフラッシュ媒体、およびスポットめっきブリー
ドまたはフラッシュを除去するための個々のプロセスは
従来技術において知られている。先に述べたように、多
《のり一ドフレーム材料から余分の貴金属を除去するた
めにシアン化物を含む材料が適しているが、シアン化合
物は重大な安全性および廃棄処理の問題がある。

さらに、そのような洗浄剤は、余分のスポットめっき金
属を除去するのに有効であるが、ステインを除去しまた
着床したブラスト用媒体を除去するために常に実用的で
あるとは限らない。これらの材料を除去するために、し
ばしばフツ化ホウソ酸その他のような高度に腐食性を有
する材料を用いて、別個のクリーニング段階を頻繁に適
用しなければならず、および／または該クリーニング段
階の持続時間を実質的に延長しなければならない。

上述の問題は第５図に図示されかつ以下により詳細に説
明される本発明のプロセスにより克服されかつクリーニ
ング処理はずっと単純化されかつ迅速なものとされる。

第５図は、本発明に係わる金属部品をクリーニングする
のに適したプロセスのフローダイヤグラムである．この
プロセスはプラスチック封じされる電子デバイスについ
て説明されるが、当業者は本発明のプロセスは、プラス
チック封入部を有するまたは有しないかつ第５図の「部
品準備」部分５０において示されている全ての段階を受
けまたは受けない、広い範囲の電子的デバイスおよび他
の金属部品をクリーニングするのに有用であることを理
解するであろう。従って、電子デバイスに関する以下の
説明は説明の便宜のためのものであり限定的なものでな
いことを意図している。

第５図の点線外郭線５０（「部品準備」）内に含まれる
段階（ステップ）は、本質的なものではないが、電子部
品特にリードフレームなどの上にヌウントされかつプラ
スチックで封入するようにされた電子部品、に関連する
種々の従来技術のステップ５２〜６０を示す。ステップ
５０の幾つかまたは全ては通常点線外郭線７０内に示さ
れた本発明のクリーニング段階の前に電子デバイスに対
して行なわれる。

次にステップ５０を参照すると、「スポットメッキ」ス
テップ５２においてリードフレームが、例えば銀により
、部分的にメッキされる。それは次に経路５３を介して
クリーニング段階７０に直接進むかあるいは「アセンプ
ル」ステップ５４に進みそこで電子的ダイかリードフレ
ーム上にマウントされかつ種々のワイヤボンドなどがそ
こに付加される。その上にダイを有するリードフレーム
は経路５５を介して直接クリーニング段階７０に進むか
、あるいは「封入」ステップ５６に進みそこでプラスチ
ックまたは他の封入剤がダイおよびワイヤの回りに与え
られる。封入されたダイおよびリードフレームは経路５
７を介してステップ７０に直接進むかあるいは「トリム
」操作５８に進みそこでダムバーおよび側部レールが、
もしあれば、切り取られる。トリムされたデバイスおよ
びリードは次に経路５９を介して直接クリーニング段階
７０に進むかあるいはプラスチック「デフラッシュ」操
作６０に進みそこから経路６１を介してクリーニング操
作７０に進む。

準備段階５０の全てを達成するための手段及び方法は技
術上よく知られている。当業者がここにおける説明に基
づき理解するように、勿論本発明はステップ５２〜６０
の１つ以上の結果として生ずる種々の問題を改善するの
に特に有用であるが、準備段階５０は説明の便宜のため
に示されているに過ぎず、かつ段階５０の何れかまたは
全てが本発明にとって必要であることを意図しているの
ではない。

本発明に係わるクリーニング処理が、集合的に本発明の
電解クリーニングプロセス段階を説明することを意図す
る、点線外郭線７０内の幾つかの実施例において説明さ
れている。段階５０から得られる部品は７１を介して陽
極クリーニング段階７２に進みかつ次に７３を介してす
すぎ洗い段階７４に進む。陽極クリーニング段階の詳細
は後に説明する。段階７１〜７４は部品がかなりの量の
メタルメッキフラッシュを有するが着床したブラスト用
材料および樹脂フラッシュがほとんどなくかつひどいス
テインを有しない場合に特に有用である。

部品がかなりの量の着床したブラスト用材料、樹脂フラ
ッシュ、および／またはステインとともに金属メッキフ
ラッシュを有する場合には、段階８１〜８８に示される
陰極一陽極クリーニング処理が好ましい。部品が８１を
介して陰極クリーニング段階８２に進み、次に８３を介
して第１のすすぎ洗い段階８４に至り、次に８５を介し
て陽極クリーニング段階８６に至り、かつ次に８７を介
して第２のすすぎ洗い段階８８に進む。陰極段階８２は
着床したブラスト用媒体、ステインおよび残留プラスチ
ックフラッシュそして樹脂プリードを外しまたは部分的
に除去するのに特に有効である。陽極クリーニング段階
８６は特にリード金属の最少のエッチングをもって金属
メッキフラッシュを除去し、かつ前記陰極段階で外され
た着床したブラスト用媒体、樹脂フラッシュおよびステ
インの除去を完了する場合に有効である。これらの段階
の組み合わせは非常に効果的なクリーニングを提供する
。

上に説明したクリーニング段階を通った金属部品または
リードは着床したブラスト用媒体、残留プラスチックフ
ラッシュおよび樹脂ブリード、金属メッキフラッシュ、
スケールまたはステインの痕跡もなく輝き磨かれた外観
を有している。り−ド上に存在する何等かの酸化物は非
常に薄く裸眼では実質的に見ることができない。

部品がメッキされまたは半田コートされるべきでない場
合は、それらは８９を通り乾燥段階９０に進み、その後
それらは使用時まで格納される。

リードを、例えば半田または他の保護金属によりメッキ
しまたはコーティングすることが望まれる場合は、それ
らは９１を通り酸ディップ段階９２および９３を通りメ
ッキ段階９４に進む。酸ディップ９２は任意選択的であ
るが望ましくかつ、例えば銅リードにおいては含まれ陽
極クリーニング段階７２または８６の間にまたは後続の
格納の間に形威されるかも知れない何等かの薄い酸化物
を除去する。リードまたは電子デバイスまたは他の部品
をメッキしまたは半田コートするための手段および方法
は技術上よく知られている。

乳酸および金属水酸化物を含む水溶液はステイン、着床
したブラスト用媒体、メッキプリードまたはフラッシュ
および残留プラスチック樹脂フラッシュを除去するため
の特に有効なクリーニング材料であることが分っている
。周期率表の欄｛Ａおよび２人からの金属の水酸化物が
適切であり、ＫＯＨＳＮａＯＨおよびそれらの混合物が
貴金属スポットメッキされたリードを有する部品に対し
て特に好都合である。乳酸＋ＫＯＨ＋水の溶液が好まし
い。ここで言及した周期率表はハンドブックオブケミス
トリーアンドフジックス、第６１版、ＣＲＣプレス、ア
メリカ合衆国、フロリダ州、ポカ・レイトン、のフロン
ト力バーの内側に含まれているものである。上記プロセ
スはやや高くした温度で行なわれるのが望ましい。

もし着床したプラスト用媒体の量が少なくあるいは存在
しなければそして過剰なスケールまたはステインがなけ
れば、陽極クリーニングのみ、すなわち、ステップ７１
〜７４で充分であろう。陽極段階７２のためのクリーニ
ング溶液は便宜的には約１００リットルのクリーニング
溶液を作るために約１０〜３０リットルの８８％乳酸（
たとえば、フードグレード、比重１．２）および約５〜
３０ＫｇのＫＯＨまたはＮａＯＨまたはそれらの混合物
（たとえば、電子的グレード）に加え充分な量の水を含
む割合の成分を有し、この割合は約４〜７の範囲の、好
ましくは５〜６のｐＨを示すよう調整される。あるいは
、容積比で１０〜３０％のカリウム溶液（例えば、比重
−１．３４）または乳酸ナトリウムあるいはそれらの混
合水溶液を用いることができる。これは約５〜６のｐＨ
を有する。

フードグレード（ｆｏｏｄ　ｇｒａｄｅ）および電子グ
レド（ｅｌｃｃｊｒｏｎｉｃ　ｇｒａｄｅ）が好ましい
が、クリーニングされる部品の不純物に対する敏感性に
応じて、他のグレードもまた用いることができる。

電子的銅リードフレームをクリーニングするのに有用な
典型的な溶液は約１００　リットルの溶液を作るために
約３０リットルの乳酸および約１７ｋｇのＫＯＨに充分
な水を有するかあるいは乳酸カリウムの水溶液における
等価物である。

上述の陽極クリーニング溶液は特に大きなリードエッチ
ングなしに金属メッキフラッシュを除去するのに特に効
果的である。例えば、それはそれが下にある銅製のリー
ドをエッチングする割合の２〜３倍で銅上の銀フラッシ
ュを除去する。該クリーニング溶液はまた軽いステイン
、残留ブラスト用媒体、プラスチックフラッシュおよび
樹脂ブリードを除去するのに有効である。

陽極クリーニング段階７２の間に残留プラスチックフラ
ッシュまたは樹脂ブリードを除去するための増強した活
動が必要な場合には、これは充分な硫酸を加えて１，４
〜２のｐＨ１好ましくは１．４〜１．５のｐＨを与える
ことにより達成できるが、このことは必須のものではな
い。試薬グレード（ｎａｇｅｎｔ　Ｈａｄｅ）および９
８％の硫酸が好ましいが、その中の不純物がクリーニン
グされるべき部品に悪影響を与えずかつ加えられる量が
最初の酸濃度に対して調整されれば他のグレードおよび
濃度も使用できる。

乳酸＋ＫＯＨ＋硫酸＋水を有するクリーニング溶液によ
る有用な陽極クリーニング時間は約１０〜１００秒であ
り、２０〜３０秒か都合よくかつ約２２秒が典型的な値
である。この様式て処理された銅のリードフレームは汚
れがな《、輝いておりかつ光沢がありステイン，残留プ
ラスチックフラッシュまたは樹脂ブリード、プラスト用
媒体または金属フラッシュの痕跡もない。その上に残っ
ておりあるいは形威されている何等の表面酸化物も裸眼
では実質的に見ることができない。

多量の着床したブラスト用媒体および／またはひどい汚
れ（ｓｔａｉｎｉｎｇ）またはスケールがある場合には
、陰極一陽極クリーニングが望ましく、すなわち、段階
８１〜８８が望ましい。陽極クリーニング段階７２のた
めに上に述べた陽極クリ一二ング溶液は陽極クリーニン
グ段階８６にとって有用でありかつ陰極クリーニング段
階８２のためにも有用である。しかしながら、陰極段階
８２のためにはより低価格の溶液が有用であり、かつ好
ましい。例えば、ステップ８２のための好ましい陰極ク
リーニング溶液は陰極溶液の１００　リットルごとに約
３〜６ｋ＋＋のＫＯＨまたはＮａＯＨあるいはそれらの
混合物（例えば、電子グレード）の水溶液であり、典型
的には１００リットルの溶液に対し約４．　５ｋｇを含
む。その中の不純物がクリーニングされる部品に悪影響
を与えなければより低価格のグレードを用いることがで
きる。

陽極および陰極クリーニング溶液は数百リットルの容量
の伝統的な電解クリーニングタンクに置かれかつ６０〜
８０℃で保存され陰極（水酸化物水）タンクに対しては
約７０℃が好ましくかつ陽極（乳酸一水）タンクに対し
ては約４０〜６０℃が有用でありかつ約５０℃が好まし
い。プラスチック（例えば、ポリプロピレン）タンクが
好ましくかつクリーニングされるべき部品の太きさおよ
び形状そして所望のスループットに応じてより大きなま
たはより小さな容量を使用することができる。温度が低
くなればなる程反応速度は低くなり、かつ温度が高くな
ればなる程溶液分解速度が大きくなる。従って、過剰に
高いまたは低い温度は効率的ではない。勿論典型的に使
用される液浸時間は比較的短いためこれは必須のもので
はないがタンク中で溶液を循環させることが望ましい。

ステップ７０によってクリーニングされるべき部品は便
宜的にはステンレススチールのラックにクランプされ、
あるいはステンレススチールのベルト、トレーまたは桶
（ｂａｒｒｅｌ）にいれられ、かつ次にステップ７１〜
７４に従い陽極クリーニング溶液に浸されるか、あるい
はステップ８■〜８８による陰極および陽極クリーニン
グ溶液に浸される。部品に対する電気的接触はこの金属
ラック，ベルト，トレーまたは桶を通して行なわれる。

溶液中にステンレススチール（陽極および陰極バス）ま
たは銅（陽極バス）の反対（Ｈｕｎｔｅｒ　）電極が設
けられるが、ステンレススチールが好ましい。

部品ホルダーおよび反対電極は少なくとも約２〜１５ポ
ルトにおいて約７５アンペア、典型的には９〜１０ボル
トにおいて５〜５０アンペアを提供できる１個以上の電
源に接続される。ラック，電源および反対電極は伝統的
なものである。

ディスクリート半導体デバイスのためのおよび／または
集積回路のための電子的ラダー型リードフレームに対す
る典型的なクリーニング時間を以下に説明する。当業者
は、最適の結果を得るための時間はクリーニングされる
べき部品の形状および大きさ、使用される濃度、バスの
温度および印加される電圧および電流密度と共に変化す
ることを理解するであろう。しかしながら、ここに記載
した事項に基づき、当業者はこれらのパラメータを過当
な実験を行なうことなくそれらの特定の必要に適合する
よう調整できるであろう。

ステップ７２のための陽極処理時間は便宜的には２〜２
００秒の範囲にあり、５〜＋００が都合が良くかつ２０
〜２５秒が典型的である。

ステップ８２のための陰極処理時間は便宜的には１〜１
００秒の範囲にあり、２〜５０秒が都合が良くかつ１０
〜１５秒が典型的である。

ステップ８６に対する陽極処理時間は便宜的には２〜２
００秒の範囲にあり、５〜１００が都合が良くかつ２０
〜２５秒が典型的である。相対的な陰極および陽極処理
時間は望ましくは約１：１から１：２（陰極時間：陽極
時間）の比率とされる。

除去されるメッキまたはゴミまたは材料が少なければ少
ない程有効な除去のために必要な処理時間も少なくなり
、かつ逆もまた同様である。しかしながら、過剰に長い
処理時間は単にリードを不必要にエッチングしおよび／
または酸化する結果となりかつ、電子的デバイスにとっ
ては、封入の完全性を劣化させる結果となるに過ぎない
。

例えば、陰極および陽極クリーニングサイクルの双方に
対して同じクリーニング溶液が使用される場合には、陰
極一陽極処理は単一のバス内で行うことができるが、別
個のタンクを使用しそれらの間ですすぎ洗いを設けるこ
とが更に望ましい。

こうすることにより、各クリーニングタンクにおける条
件がクリーニングサイクルのその部分に対して最適化さ
れ得る。

陽極クリーニングステップ７２．８６の後にそれぞれ、
すすぎ洗いステップ７４．８８を設けることが望ましい
。ステップ８２および８６におけるメッキ溶液の相互汚
染を避けるように陰極クリニングステップ８２および陽
極クリーニングステップ８６の間にすすぎ洗いステップ
８４を設けることが望ましいが、必須ではない。

双方の場合において残留クリーニング溶液を実質的に除
去するのに充分な水によるすすぎ洗いで充分である。

また、例えば銅および銀のような高い溶解性の金属がリ
ードフレーム上に存在する場合には、陽極クリーニング
タンク内の反対電極の回りに陰極から落下する金属を拾
い集めるため取り外し可能な多孔性のバッグ等をクリー
ニングアップの容易化のために設けることが望ましい。

酸ディップ段階９２は陽極ステップ７２．８６またはそ
の他の間に形成される何らかの残留酸化物を除去するこ
とを意図したものである。銅を含むリードにとっては、
１０〜４０％のメチルスルフォン酸の水溶液が有用であ
り、２０〜３０％が好ましい。酸ディップ槽の温度は約
３５〜７０゜Ｃが有用であり、約４５〜６０℃が都合が
良くかつ約５０〜５５℃が好ましい。約２〜３０秒の液
浸時間が有用であり、約５〜１０秒が都合が良くかつ約
７秒が好ましい。技術上良く知られた他の酸ディップも
またそれらが処理される部品に悪影響を与えない限り用
いることができる。

メッキ段階９４は伝統的なものでありかつ典型的には技
術上良く知られた手段を用いた半田メッキまたは半田コ
ーティングを備えている。

以下に示すものは種々の条件下における本発明の方法の
実際の例である。

実施例Ａ 標準型のプラスチック封じされるＳＯＴ−２３型ラダー
リードフレームであって、合金４２　（４２％ニッケル
、残りＦｅ）で構成されベースは完全に約４４４マイク
ロメータのＯＦＨＣ銅メッキによって覆われており、か
つ銀のスポットメッキおよびかなりの銀フラッシュおよ
びブリード、スケル、ブラスト用媒体、プラスチックフ
ラッシュおよび樹脂ブリードを有するものがステンレス
スチールのベルトにクランプされ、かつ最初にＩＨリッ
トルのＤＩ水につき約４．　５ＫｇのＫＯＨを含む第１
のクリーニング溶液に、約７０℃でプラスチックタンク
において浸され、かつ９ボルトおよび５０〜６０アンペ
アの陰極クリーニングサイクルに約１０秒間付された。

該部品は第１のクリーニング溶液から引き上げられ、す
すぎ洗いされかつ次に約容積比３０％の乳酸カリウムお
よび容積比５％の乳酸および残りのＤＩ水を含み、かつ
４〜５のｐＨを有する第２のクリーニング溶液に浸され
、かっ９ボルトおよび３０〜７０アンペアの陽極クリー
ニングに約１２秒間付された。該部品は次に第２のクリ
ーニング溶液から引き上げられかつすすぎ洗いされた。

各すすぎ洗い段階は前の溶液の実質的に全てを除去する
ために約５秒間ＤＩ水のスプレーによって行なわれた。

リードは検査されかつ汚れがなく、輝いており、光沢が
ありかついずれのスケール、プラスチックフラッシュ、
樹脂ブリード、ブラスト用化合物および残留金属フラッ
シュまたはブリードがない事が分った。

実施例Ｂ 標準のプラスチック封しされた１　４／１　６り一ドの
オリン（Ｏｌｉｎ）１９４銅のラダーリードフレームで
あって銀スポットメッキされかつかなり銀メッキプリー
ドおよび幾らかのスケール、プラスチックフラッシュお
よび樹脂ブリードを有するものがステンレススチールの
ベルトにクランプされかつ、１０％の乳酸カリウム、約
２％の硫酸（９８％）および残りのＤＩ水を含むクリー
ニング溶液に約５　２　＋／−　２℃でかつ陽極電位の
もとに約２２秒間浸された。溶液のｐＨは約１．４８〜
１５０であった。部品は次に除去され、上に述べた様に
すすぎ洗いされかつ検査された。該リードフは汚れがな
く、輝いており、光沢がありかつ何等のメッキブリード
、スケール、プラスチックフラッシュまたは樹脂ブリー
ドの痕跡もなかった。

実施例Ｃ さらに他のテストとして、先の実施例ＡおよびＢに述べ
たようにしてクリーニングされた部品がメチルスルフォ
ン酸溶液（７０％酸の容積比２０〜３０％の水溶液）に
５４＋／−３℃で約７秒間酸ディップされ、つぎに（上
に延べたように）すすぎ洗いされかつリードが約１３＋
／−１．３マイクロメータのＳｎ　：　Ｐｂ　（８０　
：　２０）半田によって標準の技術を用いて半田メッキ
された。仕上げられた半田メッキされた部品は空気中で
１７５＋／−５℃において５時問およびスチーム（９５
℃）中で３２時間エージングされ、かつ次に半田性能（
ｓｏｌｄｅｒａｂｉｌＨ７　）につき試験されかつ標準
の技術を用いてディウェッティング、ノンウエツティン
グ、ピンホールおよびブリッジにつき調べられた。すべ
ての部品は全ての半田阻止表面層の実質的に完全な除去
およびさもなければ半田力バレッジおよび／またはショ
ートの排除を引き起すメッキフラッシュ（およびブリー
ド）の除去を示し合格した。

本発明に関する以上の説明から当業者は本発明に係わる
方法が電子的デバイス、特に半導体デバイス、における
リードまたは電極をクリーニングする特に効果的な方法
を提供し、その方法においては統合されたクリーニング
処理がステインを除去し、プラスチックデフラッシュの
ために使用される着床したブラスト用媒体を除去し、か
つ余分のメッキ金属を除去し、残留プラスチックフラッ
シュおよび樹脂プリードを除去することを理解するであ
ろう。このクリーニング処理は汚れがなく、輝かしく磨
かれかつ表面欠陥、目視できる酸化物、またはさもなけ
れば製造歩留り、コスト、デバイス性能および信頼性に
悪影響を与える汚れがない完威されたリードを提供する
。さらに、全てのこれらの異なる種類の望ましくない汚
れの除去が、同様の仕事に使用される従来技術のクリー
ニング材料に比較して特に低価格である原材料（例えば
、乳酸および／またはＫＯＨまたはＮａＯＨ，および水
、または乳酸ナトリウムまたはカリウムおよび水）を用
いて行なわれる。さらに、幾つかの従来技術のクリーニ
ング材料に関連する健康上および安全上の危険が大巾に
低減される。

本発明の方法の特定の特徴および利点は、それがスケー
ル、プラスチックおよびブラスト残留物を電子的デバイ
スのリードからクリーニングするのみならず、それは余
分の貴金属メッキを下層のリードよりもより速く選択的
にエッチングするということである。これは特にリード
がソリッドではなくベースメタル（例えば、アロイ４２
）からなり他の金属（例えば、銅）の比較的薄い表面層
で覆われておりそしてさらに他の金属（例えば、銀）に
よってスポットメッキされている場合に特に重要である
。例えば、銅の表面層が余分の銀および残留プラスチッ
ク、樹脂およびブラスト用媒体を除去するために使用さ
れるリードクリーニング処理の間に剥ぎ取られないこと
が重要である。

上に述べた本発明はこの組み合わせられた効果を達威す
る。

本発明のプロセスが特に、とりわけ、銅を含むあるいは
銅メッキされたリードから銀を除去するために説明され
たが、当業者はここに述べた説明に基づき本発明のプロ
セスは電子技術およびその他における注目材料の他の組
み合わせと共に用いられ、限定的ではなく一例として、
本明細書に於いて最初に述べたこれらのリードフレーム
材料に限定されるものではなくこれらを含む、技術上良
《知られた広い範囲の金属および金属合金により構威さ
れるリードから他の貴金属およびその合金を除去するこ
とに使用できることを理解するであろう。さらに、本プ
ロセスは特定の溶液濃度、容積および温度、撹拌、極性
、電極および他の状況に関して説明されたが、当業者は
本明細書の記載に基づき不当な実験を行なうことなくこ
れらの条件の他の組み合わせを用いてそれらの特定の結
果を達威する方法を理解するであろう。

例えば、陰極一陽極クリーニング段階は単一の陰極クリ
ーニングに続く単一の陽極クリーニングに関して説明さ
れたが、同様の効果は複数の陰極一陽極サイクルを用い
ることによって得ることもできる。複数の陰極一陽極サ
イクルは直流電位の順次的な極性反転によりあるいは交
流電位の使用により提供することができる。該複数サイ
クルは陽極サイクルで終ることが望ましい。

複数のまたは組み合わされた（単一バス）陰極一陽極サ
イクルが使用できるが、陰極および陽極サイクルは別個
のタンクで行なうことが好ましく、あるいは少なくとも
別の溶液で行なうことが好ましく、それにより各々が別
個に最適化できかつリードに対する望ましくない溶解し
た金属のメッキまたは汚染を最少化できる。このような
状況下では、単一の陰極および単一の陽極サイクルはよ
り単純化される。

さらに、クリーニング溶液が乳酸およびＫＯＨまたはＮ
ａＯＨから作られることに関して説明したが、当業者は
カリウムまたはナトリウム乳酸塩（あるいは他の欄１Ａ
または２Ａの乳酸塩）もまた、溶液が乳酸塩および水酸
化物の等価な量を有しておりかつ無機酸が所望のｐＨ１
例えば、１．４〜７を有するよう調整される限り、用い
ることができること、および、もちろん乳酸または乳酸
塩が好ましくかつスポットメッキされた電子的リードフ
レームに於で遭遇する特定の組み合わせの問題に対しよ
り良好な性能を提供すると信じられるが、該乳酸または
乳酸塩の代りに他のカルボキシル酸または化合物を用い
ることができることを理解するであろう。金属水酸化物
と混合されるべき適切な別のカルボキシル酸の例は酢酸
、酒石酸またはクエン酸あるいは、カリウムまたはナト
リウムアセテート、酒石酸塩またはクエン酸塩のような
塩である。

さらに、乳酸塩および水酸化物のための希釈剤として水
が使用されたが、溶液中のアクティブ成分の解離を許容
する他のイオン化した溶剤もまた単独でまたは水と組み
合わせて使用できる。アルコールまたは水一グリコール
混合物が適切な別の溶剤の例である。当業者は他の材料
を本発明の精神から離れることなく上に述べた溶液に加
えることができることを理解するであろう。

さらに、プロセスが電子的デバイスのリードをクリーニ
ングすることに関して説明されたが、当業者は上記説明
に基づき本発明が電子デバイスのリードの他に広範囲の
金属部品のクリーニングに有用であることを理解するで
あろう。

従って、添付の請求の範囲および上の説明に基づき当業
者が可能なこれらおよび他の変形は本発明の範囲に含ま
れるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来技術によるスポットメッキされたリード
フレームの一部を示す概略的上面図、第２図は、第１図
のリードフレーム部分を、プラスチック封入後であるが
トリムおよびプラスチックデフラッシュ前の状態で示す
上面図、第３図は、リードトリムおよびプラスチックデ
フラッシュの後に、第２図のリードフレーム部分から切
り取ったデバイスを示す上面図、第４図は、第３図のデ
バイスの一本のリードを大巾に拡大し部分的に切断して
示す側面図、そして 第５図は、本発明の種々の実施例を示すフローチャート
である。 ５０；部品準備段階、 ５２；スポットメッキ段階、 ５４；アセンブル段階、　５６；封入段階、５８；トリ
ム段階、　６０；デフラッシュ段階、７２；陽極処理段
階、　７４；すすぎ洗い段階、８２：陰極処理段階、　
８４；すすぎ洗い段階、８６；陽極処理段階、　９０；
乾燥段階、９２；酸ディップ段階、　９４；メツキ段階
、１０；リードフレーム、　　１２；側部レール、１４
；アライメントホール、　　１６；リード、１８；ダム
パー　　２０；ダイフラグ，２２；クロスパー　　２４
；内部リード部、３０；プラスチック封入部、 ３２；余剰プラスチック、 ３４；リード間スペース， ３６；プラスチックフラッシュ、 ３８；小粒子、　３９；ステイン領域、４２；メッキブ
リード領域。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電子的デバイスのリードのクリーニング方法であっ
   て、該方法は、 その上に第２の金属のメッキされた領域を有する第１の
   金属のリードを提供する段階、 該リードを乳酸および金属水酸化物を有する溶液中に浸
   す段階、そして 前記溶液に接触する基準電極およびリードの間に電圧を
   印加する段階、 を具備することを特徴とするクリーニング方法。 ２、その上に第２の金属の露出した領域を有する第１の
   金属の金属部品を処理して前記露出した第２の金属を除
   去するための方法であって、該方法は、 前記金属部品を乳酸および金属水酸化物およびイオン化
   溶剤を含む溶液中に浸す段階、そして前記溶液に接触し
   ている基準電極および前記金属部品の間に電圧を印加す
   る段階、 を具備することを特徴とする金属部品の処理方法。 ３、その上に露出した銀を有する銅リードをクリーニン
   グするための方法であって、該方法は、前記リードをそ
   の中に乳酸および金属水酸化物、または金属乳酸塩、が
   溶解しているイオン化溶剤を含むクリーニング溶液中に
   浸す段階、そして前記リードに陽極電位を印加する段階
   、 を具備することを特徴とするクリーニング方法。