JPH0512858B2 - - Google Patents
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- JPH0512858B2 JPH0512858B2 JP59058898A JP5889884A JPH0512858B2 JP H0512858 B2 JPH0512858 B2 JP H0512858B2 JP 59058898 A JP59058898 A JP 59058898A JP 5889884 A JP5889884 A JP 5889884A JP H0512858 B2 JPH0512858 B2 JP H0512858B2
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Classifications
-
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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Description
［発明の背景］
本発明は故障が少なく信頼性のある樹脂封止型
半導体装置を構成するのに適した半導体用リード
フレームに関するものである。 従来、半導体用リードフレーム材としては、鉄
系のコバール、42合金等や銅系の錫入銅、鉄入り
銅等の銅合金が用いられている。これらの材料で
は、鉄系リードフレーム材の方が強度や熱膨張係
数の面からは銅合金系リードフレーム材より優れ
ている。また、最近、リードフレームの経済性を
追求する面から、クロムと鉄の鉄合金や純鉄等の
安価な材料の使用も提案されている。この場合、
基体の耐食性と半田特性を与えるために銅めつき
を施した後、該基体の少なくとも半導体素子配置
部及びワイヤボンデイング部分に相当するインナ
ーリード部の先端部に銀めつきを施していた。 このように、鉄合金又は鉄を基体とする半導体
用リードフレームにおいては、表面が通常銅めつ
き層となつているために、半導体素子をろう接す
るペレツト付工程と、素子とインナーリード部の
先端部とを金等の細線で配線接続するワイヤボン
デイング工程で300℃を越える熱処理を受けたと
きに、厚い銅酸化膜が形成される。このような銅
の酸化膜は脆く、基材との酸化膜密着性が十分で
ないために、プラスチツクで樹脂封止した後か
ら、酸化膜が剥離して水がそのすき間から侵入
し、半導体の信頼性を大きく損なう原因となつて
いた。 一方、外部リード部（アウターリード部）へは
半田付性を付与するため溶融半田めつき又は錫め
つきが行われているが、前記により銅表面には既
に厚い酸化膜が形成されているために、半田又は
錫めつきに際しては強力なフラツクスを使用する
か、あるいは予じめ酸化膜を除去するという酸洗
処理が行なわれていた。このように強大なフラツ
クスを用いたり酸洗処理を行うと、樹脂とリード
フレームのすき間に酸が残存し、これが半導体の
信頼性を低下させる原因となるという問題もあつ
た。 本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を解
消し、鉄系のリードフレームを用いた場合におけ
る半導体装置の信頼性を大幅に向上させ得る半導
体用リードフレームを提供することにある。 ［発明の概要］ 本発明者らは種々検討した結果、上記の目的は
次の如き本発明の半導体用リードフレームによつ
て達成されることを見出した。 すなわち、本発明は、クロム、ニツケル等を含
む鉄合金または鉄からなる金属体表面に、亜鉛を
10％以上50％未満含む銅と亜鉛の合金めつき層を
設け、さらにその上のワイヤボンデイング部分に
のみ銀被覆層を設けてなることを特徴とする半導
体用リードフレームである。 本発明の銅と亜鉛の合金めつきは、従来の銅め
つきと比較して酸化性雰囲気、例えば大気中にて
約300℃の加熱処理を受けたときにできた酸化皮
膜の基材と密着性が優れている点に特徴がある。 合金めつき膜中の亜鉛含有量は、耐熱性及び半
田付性の点から、10％以上50％未満とする。すな
わち、10％未満では亜鉛による酸化膜の改質効果
が認められず、50％を越えるともともと半田付性
の悪い亜鉛の影響が表面化して半田付性の面で逆
効果となるからである。 ［実施例］ 以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ
説明する。 実施例 １ 第１図は本発明のリードフレームの一実施例を
示す平面図、第２図はその要部拡大断面図であ
る。 図示するように、本発明の半導体用リードフレ
ーム１はインナーリード部６とアウターリード部
７より構成されている。すなわち、３％Cr−Fe
合金よりなるリードフレーム１に第１表に示す組
成のCu−Zn合金めつき層２を3μ厚さに設け、そ
の上の、ペレツト（半導体素子）を取り付ける部
分（タブ部）５を含むインナーリード部に部分銀
めつき層３を3μ厚に設けてある。また比較例と
して、Cu−Zn合金めつきの代りにCuめつきを行
つた前記と同様のリードフレームを作つた。 このようにして得られたリードフレームを大気
中400℃で２分間加熱劣化処理を行い、粘着テー
プを全面に貼り付け、テープピーリングにより酸
化膜剥離の有無から、酸化膜の密着性（密着強
度）を調べた。 また、各リードフレームをフラツクス（タムラ
化研製Ｆ−300V）中に５秒間浸漬後、Sn60％−
Pb40％の溶融半田中（230℃±５℃）に５秒間浸
漬し、半田ぬれ面積から半田付性を評価した。 上記の試験結果を第１表に示した。
半導体装置を構成するのに適した半導体用リード
フレームに関するものである。 従来、半導体用リードフレーム材としては、鉄
系のコバール、42合金等や銅系の錫入銅、鉄入り
銅等の銅合金が用いられている。これらの材料で
は、鉄系リードフレーム材の方が強度や熱膨張係
数の面からは銅合金系リードフレーム材より優れ
ている。また、最近、リードフレームの経済性を
追求する面から、クロムと鉄の鉄合金や純鉄等の
安価な材料の使用も提案されている。この場合、
基体の耐食性と半田特性を与えるために銅めつき
を施した後、該基体の少なくとも半導体素子配置
部及びワイヤボンデイング部分に相当するインナ
ーリード部の先端部に銀めつきを施していた。 このように、鉄合金又は鉄を基体とする半導体
用リードフレームにおいては、表面が通常銅めつ
き層となつているために、半導体素子をろう接す
るペレツト付工程と、素子とインナーリード部の
先端部とを金等の細線で配線接続するワイヤボン
デイング工程で300℃を越える熱処理を受けたと
きに、厚い銅酸化膜が形成される。このような銅
の酸化膜は脆く、基材との酸化膜密着性が十分で
ないために、プラスチツクで樹脂封止した後か
ら、酸化膜が剥離して水がそのすき間から侵入
し、半導体の信頼性を大きく損なう原因となつて
いた。 一方、外部リード部（アウターリード部）へは
半田付性を付与するため溶融半田めつき又は錫め
つきが行われているが、前記により銅表面には既
に厚い酸化膜が形成されているために、半田又は
錫めつきに際しては強力なフラツクスを使用する
か、あるいは予じめ酸化膜を除去するという酸洗
処理が行なわれていた。このように強大なフラツ
クスを用いたり酸洗処理を行うと、樹脂とリード
フレームのすき間に酸が残存し、これが半導体の
信頼性を低下させる原因となるという問題もあつ
た。 本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を解
消し、鉄系のリードフレームを用いた場合におけ
る半導体装置の信頼性を大幅に向上させ得る半導
体用リードフレームを提供することにある。 ［発明の概要］ 本発明者らは種々検討した結果、上記の目的は
次の如き本発明の半導体用リードフレームによつ
て達成されることを見出した。 すなわち、本発明は、クロム、ニツケル等を含
む鉄合金または鉄からなる金属体表面に、亜鉛を
10％以上50％未満含む銅と亜鉛の合金めつき層を
設け、さらにその上のワイヤボンデイング部分に
のみ銀被覆層を設けてなることを特徴とする半導
体用リードフレームである。 本発明の銅と亜鉛の合金めつきは、従来の銅め
つきと比較して酸化性雰囲気、例えば大気中にて
約300℃の加熱処理を受けたときにできた酸化皮
膜の基材と密着性が優れている点に特徴がある。 合金めつき膜中の亜鉛含有量は、耐熱性及び半
田付性の点から、10％以上50％未満とする。すな
わち、10％未満では亜鉛による酸化膜の改質効果
が認められず、50％を越えるともともと半田付性
の悪い亜鉛の影響が表面化して半田付性の面で逆
効果となるからである。 ［実施例］ 以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ
説明する。 実施例 １ 第１図は本発明のリードフレームの一実施例を
示す平面図、第２図はその要部拡大断面図であ
る。 図示するように、本発明の半導体用リードフレ
ーム１はインナーリード部６とアウターリード部
７より構成されている。すなわち、３％Cr−Fe
合金よりなるリードフレーム１に第１表に示す組
成のCu−Zn合金めつき層２を3μ厚さに設け、そ
の上の、ペレツト（半導体素子）を取り付ける部
分（タブ部）５を含むインナーリード部に部分銀
めつき層３を3μ厚に設けてある。また比較例と
して、Cu−Zn合金めつきの代りにCuめつきを行
つた前記と同様のリードフレームを作つた。 このようにして得られたリードフレームを大気
中400℃で２分間加熱劣化処理を行い、粘着テー
プを全面に貼り付け、テープピーリングにより酸
化膜剥離の有無から、酸化膜の密着性（密着強
度）を調べた。 また、各リードフレームをフラツクス（タムラ
化研製Ｆ−300V）中に５秒間浸漬後、Sn60％−
Pb40％の溶融半田中（230℃±５℃）に５秒間浸
漬し、半田ぬれ面積から半田付性を評価した。 上記の試験結果を第１表に示した。
【表】
なお、第１表の各試験の評定は次の通りであ
る。 ［酸化膜密着性］ ○：酸化膜剥離なし △：酸化膜30％未満剥離 ×：酸化膜30％以上剥離 ［半田ぬれ性］ ○：95％以上（半田ぬれ面積） △：94〜80％ ×：80％未満 以上の結果から、本発明によりCu−Zn合金め
つきを行つたリードフレームはCuめつきのみの
場合と比較して酸化膜密着性及び半田ぬれ性がい
ずれも改良されていることがわかる。 本発明においては、鉄系リードフレームの表面
に、銅めつき層を設けてから銅−亜鉛合金めつき
を設けるという場合もある。この場合は、合金め
つきの厚さを0.2μ程度にすることによつて、下の
銅めつき層の酸化膜密着性を改善することができ
る。 ［発明の効果］ 本発明によれば、従来の銅めつき層の場合と比
較して酸化膜密着性を著しく改善し、樹脂封止に
よる半導体装置の信頼性を著しく高めることがで
きる、また、従来の銅めつき層に代えて銅−亜鉛
合金めつき層を設けても、それほど高価なものに
はならず、鉄または鉄合金基体使用によるメミツ
トを失うことなく、安価で信頼性の高い半導体装
置を容易に得ることができる、という顕著な高価
を奏する。 なお、本発明において、上記組成の銅−亜鉛合
金めつき層の酸化膜密着性が良好なのは、亜鉛の
含有によつて銅を合金化することにより酸化膜の
成長速度が抑制されて、酸化膜の構造が小さくて
薄くなるために、酸化膜の基材との密着性が良好
となるものである。また、これにより上記酸化膜
抑制効果の奏効程度によつては半田付性の改善も
認められるところとなる。
る。 ［酸化膜密着性］ ○：酸化膜剥離なし △：酸化膜30％未満剥離 ×：酸化膜30％以上剥離 ［半田ぬれ性］ ○：95％以上（半田ぬれ面積） △：94〜80％ ×：80％未満 以上の結果から、本発明によりCu−Zn合金め
つきを行つたリードフレームはCuめつきのみの
場合と比較して酸化膜密着性及び半田ぬれ性がい
ずれも改良されていることがわかる。 本発明においては、鉄系リードフレームの表面
に、銅めつき層を設けてから銅−亜鉛合金めつき
を設けるという場合もある。この場合は、合金め
つきの厚さを0.2μ程度にすることによつて、下の
銅めつき層の酸化膜密着性を改善することができ
る。 ［発明の効果］ 本発明によれば、従来の銅めつき層の場合と比
較して酸化膜密着性を著しく改善し、樹脂封止に
よる半導体装置の信頼性を著しく高めることがで
きる、また、従来の銅めつき層に代えて銅−亜鉛
合金めつき層を設けても、それほど高価なものに
はならず、鉄または鉄合金基体使用によるメミツ
トを失うことなく、安価で信頼性の高い半導体装
置を容易に得ることができる、という顕著な高価
を奏する。 なお、本発明において、上記組成の銅−亜鉛合
金めつき層の酸化膜密着性が良好なのは、亜鉛の
含有によつて銅を合金化することにより酸化膜の
成長速度が抑制されて、酸化膜の構造が小さくて
薄くなるために、酸化膜の基材との密着性が良好
となるものである。また、これにより上記酸化膜
抑制効果の奏効程度によつては半田付性の改善も
認められるところとなる。
第１図は本発明の半導体用リードフレームの一
実施例を示す平面図、第２図はその要部拡大断面
図である。 １：鉄系リードフレーム、２：銅−亜鉛合金め
つき、３：銀めつき、４：銅−錫合金めつき、
５：タブ部、６：インナーリード部、７：アウタ
ーリード部。
実施例を示す平面図、第２図はその要部拡大断面
図である。 １：鉄系リードフレーム、２：銅−亜鉛合金め
つき、３：銀めつき、４：銅−錫合金めつき、
５：タブ部、６：インナーリード部、７：アウタ
ーリード部。
Claims (1)
- １ 鉄または鉄合金よりなる金属基体表面に亜鉛
を10％以上50％未満含む銅と亜鉛の合金めつき層
を設け、さらにその上のワイヤボンデイング部分
にのみ銀被覆層を設けてなることを特徴とする半
導体用リードフレーム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5889884A JPS60201651A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | 半導体用リ−ドフレ−ム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5889884A JPS60201651A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | 半導体用リ−ドフレ−ム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60201651A JPS60201651A (ja) | 1985-10-12 |
| JPH0512858B2 true JPH0512858B2 (ja) | 1993-02-19 |
Family
ID=13097611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5889884A Granted JPS60201651A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | 半導体用リ−ドフレ−ム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60201651A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62166553A (ja) * | 1986-01-18 | 1987-07-23 | Mitsubishi Electric Corp | 樹脂封止型半導体装置 |
| US5343073A (en) * | 1992-01-17 | 1994-08-30 | Olin Corporation | Lead frames having a chromium and zinc alloy coating |
| JP3883543B2 (ja) * | 2003-04-16 | 2007-02-21 | 新光電気工業株式会社 | 導体基材及び半導体装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5817275A (ja) * | 1981-07-24 | 1983-02-01 | Toshiba Corp | パイロツト弁装置 |
| JPS58181888A (ja) * | 1982-04-02 | 1983-10-24 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 銀被覆材料とその製造方法 |
-
1984
- 1984-03-26 JP JP5889884A patent/JPS60201651A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5817275A (ja) * | 1981-07-24 | 1983-02-01 | Toshiba Corp | パイロツト弁装置 |
| JPS58181888A (ja) * | 1982-04-02 | 1983-10-24 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 銀被覆材料とその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60201651A (ja) | 1985-10-12 |
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