JPH047863A - 半導体用リードフレーム材料 - Google Patents
半導体用リードフレーム材料Info
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- JPH047863A JPH047863A JP10929790A JP10929790A JPH047863A JP H047863 A JPH047863 A JP H047863A JP 10929790 A JP10929790 A JP 10929790A JP 10929790 A JP10929790 A JP 10929790A JP H047863 A JPH047863 A JP H047863A
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- lead frame
- copper
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- alloy
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- Pending
Links
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 10
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Landscapes
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
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】
［ａ業上の利用分野］
本発明は、リードフレーム材料に係り、さらに詳しくは
ＴＲ（トランジスタ）やＩＣなどの半導体用リードフレ
ーム材料に関し、特にＡｕ線・Ａｕ線・Ｃｕ線などのボ
ンディングワイヤが直接接合できる半導体用リードフレ
ーム材料に関する。
ＴＲ（トランジスタ）やＩＣなどの半導体用リードフレ
ーム材料に関し、特にＡｕ線・Ａｕ線・Ｃｕ線などのボ
ンディングワイヤが直接接合できる半導体用リードフレ
ーム材料に関する。
［従来の技術］
一般に、半導体用リードフレーム材料には主として銅ま
たは銅合金が使用されている。従来、リードフレームの
ダイおよびワイヤボンディング部には、ボンディング時
の信頼性を確保するために部分的にＡｇめっきが施され
ていたが、最近ではコスト低減の観点から、Ａｇめっぎ
を省略して銅合金に直接ダイおよびワイヤを接合する技
術が実用化されている。この技術に適用される材料には
、銅の純度が高いことが要求される。一般的には、９９
％以上の純度を有する銅合金または表面に純Ｃｕ層を形
成した銅合金が使用されている。
たは銅合金が使用されている。従来、リードフレームの
ダイおよびワイヤボンディング部には、ボンディング時
の信頼性を確保するために部分的にＡｇめっきが施され
ていたが、最近ではコスト低減の観点から、Ａｇめっぎ
を省略して銅合金に直接ダイおよびワイヤを接合する技
術が実用化されている。この技術に適用される材料には
、銅の純度が高いことが要求される。一般的には、９９
％以上の純度を有する銅合金または表面に純Ｃｕ層を形
成した銅合金が使用されている。
さらに、Ａｇめっきを省略して銅または銅合金に直接ダ
イおよびワイヤを接合するためには、銅の酸化を抑制す
ることが必要であるため、一般にＮ、＋１０％Ｈ２など
の還元性雰囲気が用いられている。しかし、組み立て装
置（ダイボンダー・ワイヤボンダー）全体を還元性雰囲
気にすることは、作業面とコスト面から困難である。そ
のため、組み立て装置の一部だけを還元性雰囲気にして
いるが、周囲は大気であるため還元性雰囲気にＯ７が混
入してくる。
イおよびワイヤを接合するためには、銅の酸化を抑制す
ることが必要であるため、一般にＮ、＋１０％Ｈ２など
の還元性雰囲気が用いられている。しかし、組み立て装
置（ダイボンダー・ワイヤボンダー）全体を還元性雰囲
気にすることは、作業面とコスト面から困難である。そ
のため、組み立て装置の一部だけを還元性雰囲気にして
いるが、周囲は大気であるため還元性雰囲気にＯ７が混
入してくる。
この雰囲気中では、短時間であれば銅の酸化は抑制され
るが、長時間保持されると酸化が進む。
るが、長時間保持されると酸化が進む。
そのため、現在実用化されているのはＴＲが主である。
しかし、コスト低減の観点から、ＩＣの分野でも銅合金
に直接ダイおよびワイヤを接合する技術の実用化が望ま
れている。
に直接ダイおよびワイヤを接合する技術の実用化が望ま
れている。
［発明が解決しようとする課題］
本発明の目的は、上記に説明した従来技術の問題点を解
消し、リードフレームのダイおよびワイヤボンディング
部に部分的にＡｇめっきを施すことなく、ＩＣの分野で
も銅合金に直接ダイおよびワイヤを接合することのでき
る半導体用リードフレーム材料を提供することにある。
消し、リードフレームのダイおよびワイヤボンディング
部に部分的にＡｇめっきを施すことなく、ＩＣの分野で
も銅合金に直接ダイおよびワイヤを接合することのでき
る半導体用リードフレーム材料を提供することにある。
［課題を解決するための手段］
すなわち、本発明は、銅または銅合金系リードフレーム
材料の表面に、厚さ０．５μｍ以上の純Ｃｕ／ｉｉを形
成し、さらに、最表面１に厚さ０．０１μｍ以上のＣｕ
−Ａｇ合金層を形成したことを特徴とする半導体用リー
ドフレーム材料を提供するものである。また、このＣｕ
−Ａｇ合金層は、Ａｇの含有量が少なくとも０．１ｗｔ
％以上であることを特徴とするものである。
材料の表面に、厚さ０．５μｍ以上の純Ｃｕ／ｉｉを形
成し、さらに、最表面１に厚さ０．０１μｍ以上のＣｕ
−Ａｇ合金層を形成したことを特徴とする半導体用リー
ドフレーム材料を提供するものである。また、このＣｕ
−Ａｇ合金層は、Ａｇの含有量が少なくとも０．１ｗｔ
％以上であることを特徴とするものである。
［作用］
本発明に係る半導体用リードフレーム材料について、以
下詳細に説明する。
下詳細に説明する。
従来の純銅系材料は、Ｏ２が混入した還元性雰囲気中の
加熱において、短時間であれば酸化を抑制できるが、長
時間酸化を抑制することは困難であった。ワイヤボンデ
ィング工程の所要時間は、２０個／フレームでＴＲでは
１分程度であるが、１００ピンＩＣでは１００分程とな
る。そのため、ボンディングワイヤを銅合金に直接接合
する方法は、現状では、ＴＲで実用化されているのみで
ある。
加熱において、短時間であれば酸化を抑制できるが、長
時間酸化を抑制することは困難であった。ワイヤボンデ
ィング工程の所要時間は、２０個／フレームでＴＲでは
１分程度であるが、１００ピンＩＣでは１００分程とな
る。そのため、ボンディングワイヤを銅合金に直接接合
する方法は、現状では、ＴＲで実用化されているのみで
ある。
しかし、上記構成によれば、０２が混入した還元性雰囲
気中の加熱でも、長時間酸化を抑制できるため、従来の
純銅系材料に比べてより信頼性の高い接合が得られ、Ｔ
Ｒのみでなく多ピンのＩＣにおいても適用可能となる。
気中の加熱でも、長時間酸化を抑制できるため、従来の
純銅系材料に比べてより信頼性の高い接合が得られ、Ｔ
Ｒのみでなく多ピンのＩＣにおいても適用可能となる。
本発明では、銅または銅合金材料上にまず純Ｃｕ層を形
成する。純Ｃｕ層の純度は、０２量が１０ｐｐｍ未満が
好ましい。純Ｃｕ層を用いるのはＡｇの次にボンディン
グワイヤを接合しやすい金属だからであり、母材が銅合
金であるため母材との整合性が最も良好だからである。
成する。純Ｃｕ層の純度は、０２量が１０ｐｐｍ未満が
好ましい。純Ｃｕ層を用いるのはＡｇの次にボンディン
グワイヤを接合しやすい金属だからであり、母材が銅合
金であるため母材との整合性が最も良好だからである。
純Ｃｕ層の厚さは、少なくとも０．５μｍ以上が必要で
ある。なお、！、０μｍ以上が好ましい。これは、ＩＣ
の組み立て工程の熱影響で、母材の合金成分が表面まで
拡散することを抑制するためである。純Ｃｕ層の厚さの
上限としては１０μｍが好ましく、５μｍがより好まし
い。１０μｍを超えるとコストアップとなり、ＩＣの組
み立て工程の熱影響で母材の合金成分の拡散を抑制する
のに、それ以上の厚さは必要ないためである。
ある。なお、！、０μｍ以上が好ましい。これは、ＩＣ
の組み立て工程の熱影響で、母材の合金成分が表面まで
拡散することを抑制するためである。純Ｃｕ層の厚さの
上限としては１０μｍが好ましく、５μｍがより好まし
い。１０μｍを超えるとコストアップとなり、ＩＣの組
み立て工程の熱影響で母材の合金成分の拡散を抑制する
のに、それ以上の厚さは必要ないためである。
また、Ｃｕ−Ａｇ合金層の厚さは少なくとも０．０１μ
ｍ以上である。０．０１μｍ未満では、Ｃｕの酸化を抑
制するのに十分な効果が得られない。Ｃｕ−Ａｇ合金層
の厚さの上限としては１μｍが好ましく０．５μｍがよ
り好ましい。１μｍを超えるとコストアップとなり、酸
化を抑制するのに、それ以上の厚さは必要ないためであ
る。さらに、Ｃｕ−Ａｇ合金層におけるＡｇの含有量は
、少なくとも０．１ｗｔ％以上であることが重要である
。Ａｇの含有量は０．１ｗｔ％以上でないと酸化を抑制
するのに十分な効果が得られないためである。Ｃｕ−Ａ
ｇ合金層のＡｇの含有量の上限としては２０％が好ま
しく１０％がより好ましい。２０％を超えるとコストア
ップとなり、さらにマイグレーションを起しやす＜ ｆ
、するためである。
ｍ以上である。０．０１μｍ未満では、Ｃｕの酸化を抑
制するのに十分な効果が得られない。Ｃｕ−Ａｇ合金層
の厚さの上限としては１μｍが好ましく０．５μｍがよ
り好ましい。１μｍを超えるとコストアップとなり、酸
化を抑制するのに、それ以上の厚さは必要ないためであ
る。さらに、Ｃｕ−Ａｇ合金層におけるＡｇの含有量は
、少なくとも０．１ｗｔ％以上であることが重要である
。Ａｇの含有量は０．１ｗｔ％以上でないと酸化を抑制
するのに十分な効果が得られないためである。Ｃｕ−Ａ
ｇ合金層のＡｇの含有量の上限としては２０％が好ま
しく１０％がより好ましい。２０％を超えるとコストア
ップとなり、さらにマイグレーションを起しやす＜ ｆ
、するためである。
また、本発明におけるＣｕ層とＣｕ−Ａｇ合金層は、め
っき法・蒸着法・クラッド法などいかなる方法で形成し
ても良く、その形成方法を限定するものではない。さら
に、Ｃｕ−Ａｇ合金層は、合金層として形成しても良く
、Ａｇ層を形成した後拡散処理によって形成してもその
効果を失うものではない。
っき法・蒸着法・クラッド法などいかなる方法で形成し
ても良く、その形成方法を限定するものではない。さら
に、Ｃｕ−Ａｇ合金層は、合金層として形成しても良く
、Ａｇ層を形成した後拡散処理によって形成してもその
効果を失うものではない。
以下に、本発明に係るリードフレーム材料について実施
例をあげて説明する。
例をあげて説明する。
［実施例コ
代表的なリードフレーム材料として、Ｃｕ−０、ｆｗｔ
％Ｆｅ−ｏ、０３ｗｔ％Ｐ−２，０ｗｔ％Ｓｎを母材に
シアン浴からＣｕめつきを施した後、最表面にＣｕ−Ａ
ｇ合金めつきを施した。第１表に、上記試料におけるワ
イヤホンディング性の評価結果を示す。
％Ｆｅ−ｏ、０３ｗｔ％Ｐ−２，０ｗｔ％Ｓｎを母材に
シアン浴からＣｕめつきを施した後、最表面にＣｕ−Ａ
ｇ合金めつきを施した。第１表に、上記試料におけるワ
イヤホンディング性の評価結果を示す。
・ワイヤボンディング条件
雰囲気 ： Ｎ２＋ １０！ｋｌ（ｚ ＋ ３０００
１１１）ＩＩＩ ０２ワイヤ ：２５μｍφ八Ｕ線 温へ ：３００℃ 荷重 ：４０ｇ 超音波出力；θ、０２Ｗ 接合時間 ： ５０ｍ５ ・ワイヤボンディング性の評価 ２ｎｄ側に１点プルテストを行い、次式のワイヤ破断率
を測定した。
１１１）ＩＩＩ ０２ワイヤ ：２５μｍφ八Ｕ線 温へ ：３００℃ 荷重 ：４０ｇ 超音波出力；θ、０２Ｗ 接合時間 ： ５０ｍ５ ・ワイヤボンディング性の評価 ２ｎｄ側に１点プルテストを行い、次式のワイヤ破断率
を測定した。
第１表において、Ｎ０９１〜３は本発明に係るリードフ
レームである。Ｃｕ−Ａｇ合金層の厚さとＡｇ含有量が
増加するにしたがって、より多ピンのリードフレームで
も良好なワイヤボンディング性が得られる。
レームである。Ｃｕ−Ａｇ合金層の厚さとＡｇ含有量が
増加するにしたがって、より多ピンのリードフレームで
も良好なワイヤボンディング性が得られる。
一方、Ｎ００４〜６は比較例である。Ｎ０１４は、Ｃｕ
層の厚さが０．５μｍ以下であるため、母材のＳｎが表
面に拡散してワイヤボンディング性が低下している。ま
た、Ｎｏ、５・６は、Ｃｕ−Ａｇ合金層の厚さとＡｇ含
有量が不十分であるため、Ｃｕの酸化を効果的に抑制す
ることができず、ワイヤボンディング性が低下している
。
層の厚さが０．５μｍ以下であるため、母材のＳｎが表
面に拡散してワイヤボンディング性が低下している。ま
た、Ｎｏ、５・６は、Ｃｕ−Ａｇ合金層の厚さとＡｇ含
有量が不十分であるため、Ｃｕの酸化を効果的に抑制す
ることができず、ワイヤボンディング性が低下している
。
［発明の効果］
本発明は、銅または銅合金系リードフレームの表面に、
厚さ０．５μｍ以上のＣｕ層と厚さ０６０１μｍ以上の
Ｃｕ−Ａｇ合金層を有するため、Ｃｕの酸化を効果的に
抑制でき、従来困難であったＩＣの分野でも信頼性の高
いワイヤボンディングが可能となった。
厚さ０．５μｍ以上のＣｕ層と厚さ０６０１μｍ以上の
Ｃｕ−Ａｇ合金層を有するため、Ｃｕの酸化を効果的に
抑制でき、従来困難であったＩＣの分野でも信頼性の高
いワイヤボンディングが可能となった。
Claims (2)
- （１）銅または銅合金系材料の表面に、厚さ０．５μｍ
以上の純Ｃｕ層を形成し、さらに、最表面層に厚さ０．
０１μｍ以上のＣｕ−Ａｇ合金層を形成したことを特徴
とする半導体用リードフレーム材料。 - （２）Ｃｕ−Ａｇ合金層におけるＡｇの含有量が少なく
とも０．１ｗｔ％以上である、請求項１記載の半導体用
リードフレーム材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10929790A JPH047863A (ja) | 1990-04-25 | 1990-04-25 | 半導体用リードフレーム材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10929790A JPH047863A (ja) | 1990-04-25 | 1990-04-25 | 半導体用リードフレーム材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH047863A true JPH047863A (ja) | 1992-01-13 |
Family
ID=14506612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10929790A Pending JPH047863A (ja) | 1990-04-25 | 1990-04-25 | 半導体用リードフレーム材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH047863A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04184969A (ja) * | 1990-11-20 | 1992-07-01 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置リードフレーム材料及びその製造方法 |
| DE19640256A1 (de) * | 1995-09-29 | 1997-04-03 | Dainippon Printing Co Ltd | Anschlußrahmen, Verfahren zur teilweisen Edelplattierung des Anschlußrahmens und Halbleitereinrichtung mit Anschlußrahmen |
-
1990
- 1990-04-25 JP JP10929790A patent/JPH047863A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04184969A (ja) * | 1990-11-20 | 1992-07-01 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置リードフレーム材料及びその製造方法 |
| DE19640256A1 (de) * | 1995-09-29 | 1997-04-03 | Dainippon Printing Co Ltd | Anschlußrahmen, Verfahren zur teilweisen Edelplattierung des Anschlußrahmens und Halbleitereinrichtung mit Anschlußrahmen |
| US6034422A (en) * | 1995-09-29 | 2000-03-07 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Lead frame, method for partial noble plating of said lead frame and semiconductor device having said lead frame |
| DE19640256B4 (de) * | 1995-09-29 | 2004-04-08 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Anschlußrahmen, Verfahren zur Edelmetallplattierung des Anschlußrahmens und Halbleitereinrichtung mit Anschlußrahmen |
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