JPH0368788A - リードフレーム用銅条の製造方法 - 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〕 本考案はリードフレーム用銅条の製造方法に関し、特に
、めっきレスフレームのダイレクトボンディング性を大
幅に向上したリードフレーム用銅条の製造方法に関する
。

［背景技術］ 一般に半導体装置を製造する場合、所定のバタンーンに
打抜き、形成されたリードフレームのアイランド部（グ
イ）にＡｕ　　Ｓｉ共晶法、あるいはＡｇペースト法等
によってＳｉチップをチンブボンドし、外部電極とＳｔ
チップを電気的に接続するためにＳｉチップ上のＡ１電
極部と、リードフレームのインナーリード部の先端をＡ
ｕワイヤやＣｕワイヤ等でワイヤボンディングしている
。この後、Ｓｉチップ、およびワイヤボンディング部を
外部環境から保護するため、エポキシ樹脂等でモールド
して製造される。

このような半導体装置に用いられるリードフレームの材
質としては、主に鉄や銅が使用されているが、これらは
酸化し易く、そのため、ワイヤボンディング性を劣化さ
せて製品信頼性が低下するのを防ぐため、一般にボンデ
ィング性が良好なＡｕめっき、　Ａｇめっき等の貴金属
めっき層を表面に施している。

しかし、以上のリードフレームによると、フレーム表面
にＡｕめっき、４ｇめっき等の高価な貴金属めっき層が
設けられているため、リードフレームの価格の上昇を招
き、半導体装置がコストアップになる。このため、最近
では表面にめっきを施さない、いわゆるめっきレスフレ
ームのダイレクトボンディングが盛んに検討されている
。この場合重要になることは、ボンディング性を損ねる
リードフレーム表面の酸化を防止することであり、−般
には非酸化性雰囲気、あるいは還元性雰囲気でワイヤボ
ンディングを行っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来のダイレクトボンディング法によると、非
酸化性雰囲気、あるいは還元性雰囲気でワイヤボンディ
ングを行ったとしても、ワイヤボンディングの時間が１
個所当たり０．２〜０．３秒と非常に短いため、還元性
雰囲気において十分な滞留時間がとれないままワイヤボ
ンディングを行うことになり、リードフレームの表面酸
化皮膜、防錆皮膜、油脂類、有機物等を十分に還元除去
することが困難である。このため、ボンディング性が劣
化して製品歩留りによるコストアップ、製品信頼性の低
下を招くという不都合がある。特に、最近では、リード
ワイヤとして従来のＡｕ線に代わり、材料価格の安いＣ
ｕ線が使用され始めており、更にワイヤボンディング性
の低下を来すことになる。

従って、本発明の目的はめっきレスフレームのダイレク
トボンディング性を向上することができるリードフレー
ム用銅条の製造方法を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は以上述べた目的を実現するため、銅、あるいは
銅合金からなるリードフレーム用材料を仕上げ圧延した
後、酸洗工程、電解研磨工程、化学研磨工程から選択さ
れた少なくとも１つの処理を施すようにしたリードフレ
ーム用銅条の製造方法を提供するものである。

即ち、本発明のリードフレーム用銅条の製造方法は、仕
上げ圧延されたフレーム材を酸洗工程、電解研磨工程、
化学研磨工程等の処理を通すことにより、フレーム材表
面の酸化膜の厚さを低減すると共に油脂類、有機物、表
面硬化層を低減あるいは除去し、更に、表面を化学、電
気化学的に溶解するため、表面のミクロクランク、穴等
が減少し、滑らかな凹凸を生成する。また、このフレー
ム材にはＢＴ（ベンゾトリアゾール）等の防錆剤が全く
塗布されていないことが望ましいが、塗布するとすれば
ボンディング性に影響を与えない程度、例えば、ＢＴ濃
度０．２％以下の防錆剤が塗布されることが好ましい。

このように製造されたリードフレーム用銅条は以下の特
徴により、良好なダイレクトボンディング性が得られる
。

（１）酸化度膜厚が６０Ａ以下にすることが好ましい。

ただし、後述するキリンス処理を施したものにあっては
６５入程度までは許容できる。

（２）表面硬化層がほとんど除去されている。即ち、硬
化層は圧延等、加工材表面に存在する数人程度の非晶質
層であり、表面に硬化層が存在すると、クランクが多く
入った脆い層となる。

（３）表面の油脂類、有機物等がほとんど除去されてい
る。

（４）表面に滑らかな凹凸が形成されている。このため
、ボンディングワイヤとの密着性が良好となる。

（５）素材表面には防錆剤が塗布されていないか、ある
いは極薄い濃度の防錆剤が塗布されている。

〔実施例〕

以下、本発明のリードフレーム用銅条の製造方法を詳細
に説明する。

Ｃｕ−０，１％Ｚｒ合金からなるフレーム材を所定の厚
さに仕上げ圧延してリードフレーム用銅条を製造し、こ
れにそれぞれ最終処理として、ＢＴ処理。

電解研磨、キリンス処理を施して試料１から試料５まで
を得た。これに３０μｍの径のＣｕワイヤをＮ２　１０
％Ｈ２の還元性雰囲気下で超音波併用熱圧着方式でダイ
レクトボンディングした。

次に、試料ｌから試料５までの処理条件とボンディング
特性の関係を調べた。第１表はその実験結果を示す、こ
こで、ボンディング性の評価は銅ワイヤが素材表面にボ
ンディングされたとき、表面から剥離する現象（以下、
ワイヤーブレークという）の発生率で行った。

第１表 ＊　１ 電解液　２１５％Ｈ２ＳＯ４ 条件（電流値×時間） ：　　　ＩＡ／フレーム×１分 リンス処理が施された試料５は何れもワイヤーブレーク
の発生は認められなかった。このように、ＢＴ濃度が０
．２％以下にするか、あるいは電解研磨、キリンス処理
を行うと、ボンディング性が良好になることが判る。

次に、第１表の実験に供した材料と同一のリードフレー
ム用銅条を恒温槽の中に入れ、それぞれ所定の酸化皮膜
を有するように調整し、更にＢＴ処理、電解研磨、キリ
ンス処理を施して試料１から試料７を得た。これにＣｕ
ワイヤをボンディングして前述と同様の試験を行った。

第２表はその結果を示す。

第２表 浸漬時間　：　１分 第１表から明らかなように、ＢＴ処理は試料３に比べて
試料２の方が、試料２に比べて試料１の方がワイヤブレ
ーク発生率が低いことが判る。即ち、ＢＴ濃度が低い方
がボンディング性が良好になる。また、電解研磨処理が
施された試料４、キ第２表から明らかなように、試料１
．２．３は何れもＢＴ処理をせずに酸化皮膜厚を変えた
ものであるが、これによると、酸化皮膜厚が１１０人を
超えるとワイヤーブレークの発生率が急激に高くなって
いることが判る。また、試料４．５から判るようにＢＴ
ｆｉ度が低い方がワイヤブレークの発生率が低い。一方
、試料６．７の電解研磨、キリンス処理を行ったものは
ワイヤブレークの発生がほとんどみられない。これは表
面の油脂類、有機物質等の汚染物質がないこと、圧延後
の素材表面に数人程度存在する表面硬化層が除去された
こと、更に表面をミクロ的にみると、ボンディング性に
適した滑らかな凹凸が形成され、ボンディングワイヤと
の密着性が良好になっているためである。

〔発明の効果〕

以上説明した通り、本発明のリードフレーム用銅条の製
造方法によると、銅、あるいは銅合金からなるリードフ
レーム用材料を仕上げ圧延した後、酸洗工程、電解研磨
工程、化学研磨工程から選択された少なくとも１つの処
理を施すようにしたため、めっきレスフレームのダイレ
クトボンディング性を向上することができ、コストダウ
ン、製品信頼性の向上を図ることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 銅、あるいは銅合金からなるリードフレーム用材料を仕
   上げ圧延した後、酸洗工程、電解研磨工程、化学研磨工
   程から選択された１つの処理を施して表面の酸化皮膜，
   防錆剤，油脂膜，有機物質，加工硬化層から選択された
   少なくとも１つの物質を低減あるいは除去することを特
   徴とするリードフレーム用銅条の製造方法。