JPH0553878B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

＜産業上の利用分野＞ 本発明は、半導体集積回路（IC）素子等の搭
載台およびリード部先端部に貴金属、特に金めつ
きを施したIC用リードフレームの製造方法に関
する。 ＜従来の技術＞ リードフレームは、中央部にICまたはLSI素子
を搭載する搭載台と、その周囲に先端部にて前記
素子上の電極とワイヤーボンデイングされる複数
のリード部を形成したもので、搭載台およびリー
ド部先端部に金、銀等の貴金属めつきが施されて
いる。 従来、このようなリードフレームは、鉄、鉄合
金、銅、銅合金の薄板または条件を素材とし、こ
の素材にフオトエツチングまたはプレス打抜き加
工を施して不要部分をくり抜いた後、少なくとも
リード先端を露出するようなマスクを用いて金、
銀等の貴金属によるめつき処理（これを部分めつ
きという）を行うことにより製造している。 このリードフレームの部分めつき、特に金めつ
きを行う際には、めつきを施す部分（以下被めつ
き部分という）に開口が設けられたゴム等の軟質
体マスクを被めつき物に装着し、めつき液噴出ノ
ズル等より被めつき部分に金めつき液の噴流を吹
き付けるとともにリードフレームと不溶性電極
（アノード）との間に電圧を印加し、金めつき液
を介して通電を行うことによりめつきを行つてい
る。 このような方法により行われる金めつきは、め
つき速度を速くするために高電圧を印加するの
で、めつき液中の化学成分は強度の酸化雰囲気に
さらされる。そのため、めつき液の寿命が短くな
り、金結晶にも悪影響を与える。 このような悪影響を除くために、一般に金めつ
き液中に添加剤としてタリウム、鉛、ヒ素などの
金結晶調整塩を含有させることが行われている
が、この金結晶調整塩は金めつきの際金めつき層
中に共析し、特にタリウムを含有するめつき液に
おいてタリウム共析量が多いと、金メツキ層にお
いて金の純度が低下した硬さが増し、リード部先
端部に金ワイヤーをワイヤーボンデイングしたと
き金ワイヤーの接着性が低下する。 さらに、金めつきされたリードフレームの搭載
台にICまたはLSI素子を搭載しこれらを金・シリ
コン共晶接合するために、リードフレームを400
℃程度に加熱するが、このとき金めつき層中に共
析したタリウムが金めつき表面に浮上し、このた
めリード部先端部においてボンデイングされる金
ワイヤーの接着性が極端に低下する。 このように金ワイヤーの接着性の低下は、断線
事故を誘発し、ICパツケージの信頼性を低下さ
せることとなる。 そこで本発明者は、鋭意研究の結果、めつき時
の通電方法を改良することにより上記欠点を解消
することを見い出した。即ち、従来金めつきの電
源として平滑直流または三相半波整流波を用いて
通電を行つていたが、これに代り単相全波整流波
を用いて通電を行うことによりタリウムの共析量
を著しく減少させることができることを見い出し
本発明に至つた。 また、従来の通電方法では、めつきむらが生じ
易く、しかも限界電流密度が低いのでめつき時間
が長くなり生産性が低かつたが、本発明の通電方
法によつてこれらの点を改良し、外観の良好なめ
つきを可能とし生産性を向上することができる。 ＜発明が解決しようとする問題点＞ 本発明の目的は、前述の従来技術の欠点を解消
し、タリウムの金結晶調整塩を含有する金めつき
液を用いて金めつきを行つた場合に、金めつき層
中に共析するタリウム元素の量を最小限に抑え、
しかも高電流密度でもめつき外観の良好な金めつ
きを可能とするリードフレームの金めつき方法を
提供することにある。 ＜問題点を解決するための手段＞ このような目的は、以下の本発明のよつて達成
される。 即ち、本発明は、金めつき液中に結晶調整塩と
してタリウムを含有する金めつき液を用いてリー
ドフレームの被めつき部分に金めつきを施すに際
し、電解電流として周波数50〜500Hzの単相全波
整流波を用いることを特徴とするリードフレーム
の金めつき方法を提供するものである。 以下、本発明のリードフレームの金めつき方法
を添付図面に示す好適実施例について詳細に説明
する。 本発明に用いられるリードフレーム素材として
は、銅、リン青銅のような銅系合金、鉄、鉄―ニ
ツケル合金のような鉄系合金等で構成される薄板
または条材を挙げることができる。この素材にフ
オトエツチングまたはプレス打抜き加工等を施し
て不要部分を除去し、所望の形状のリードフレー
ム基板を作製する。 例えば第１図に示すように、リードフレーム基
板１は、中央部にIC素子等を搭載する搭載台２
と、その周囲に搭載台２に向つて廷出する複数の
リード部３が形成されている。 このようなリードフレーム基板１に対し、搭載
台２およびリード部３の先端部４を囲む部分に以
下に述べる方法にて金めつきを施す、この金めつ
きを施す部分を第１図中の点線で示し、被めつき
部分５と称する。 一般にめつき処理に先立つて、脱脂や酸洗等の
前処理を行いリードフレーム基板１の金属表面を
清浄化する。 次に、第２図に示すようにリードフレーム基板
１に被めつき部分５と同形の開口部を有するゴム
等の軟質体マスク６および同質の支持板７を装着
する。この状態でリードフレーム基板の被めつき
部分５のみが露出し、それ以外の部分はマスク６
で被覆されている。 マスク６を装着したリードフレーム基板を金め
つき液中に浸漬するかまたはめつき液噴出ノズル
８等より金めつき液の噴流９を被めつき部分５に
向けて吹き付けるとともに、陰極たるリードフレ
ーム基板１と、めつき液に接触する白金などで構
成される不溶性陽極１０との間に交流電源１１お
よび整流器１２を用いて単相全波整流波による電
流を通ずる。これにより被めつき部分５に金めつ
き層１３が形成される。 金めつき液としては中性（ノーシアン）金めつ
き液等を用いることができ、金めつき液中に結晶
調整塩としてタリウム、を適当量含有させる。こ
のような結晶調整塩を含有させることにより金め
つき層の金結晶を緻密化し、特性の優れためつき
膜とすることができるからである。 また、単相全波整流波の周波数は50〜500Hzと
するのが好ましい。周波数が50Hz未満では金めつ
き層中のタリウム共析量が増加し、周波数が500
Hzを超えるとＴ共析量の増加とともに、金結晶
が粗雑になるからである。 上述のように、単相全波整流波を用いた通電に
より金めつきを行うと、平滑直流または三相半波
整流波の通電に比べて金めつき層１３中に共析す
るタリウムの金結晶調整塩の量を著減することが
でき、リード部先端部４へワイヤーボンデイング
する金ワイヤーの接着性が向上する。 ここで、単相全波整流波による通電を行うと金
めつき層中に共析するタリウムの金結晶調整塩の
量が著減する原理は該波形の如き、適当な周期で
増減する電流を印加することにより、めつき面に
吸着して金結晶成長の触媒作用を示した調整塩の
脱着が、電流減少時に促進されるからである。 さらに平滑直流、三相半波整流波の通電では、
最高5A／ｄm²までと限界電流密度が低いが、本
発明では、最高10A／ｄm²までの高電流密度で金
めつきを行つてもめつき層１３の性状に悪影響を
生じないため、より高速なスポツトめつきが可能
となる。 ＜実施例＞ （実施例 １） 本発明例として、鉄―42％ニツケル合金製の金
属板（0.25mm厚）からフオトエツチングにより第
１図に示す形状のリードフレーム基板を作製し、
脱脂、酸洗等の前処理を行つた後、この基板に被
めつき部分を開口部とするゴム製マスクを装着
し、めつき液噴出ノズルより金めつき液を被めつ
き部分に向けて高速で吹き付けつつ、リードフレ
ーム基板を陰極とし、別個に設けた白金陽極との
間に関数発生器によつて制御した単相全波整流波
の電流を流し、リードフレームの被めつき部分に
目付量3μm程度の金めつきを施した。 金めつき液は硝酸第一タリウム、硫酸タリウム
の形でタリウムを含有する溶液を用い、その液温
は75℃とした。また電解条件は、平均電流密度
５，８，11A／ｄm²の３例についておよび単相全
波の周波数を100Hzとした。 かくして得られた金めつきリードフレームの１
フレーム分をビーカー中の金剥離液に浸漬し、リ
ードフレーム上の金めつきを完全に溶解した。こ
の液中の金およびタリウム量を原子吸光分析によ
り求め、下記(1)式に従つてタリウム共析量を算出
した。 タリウム共析量（ppm）＝Ｔ析出量（mg）／Au析出量
（mg）×10⁶ ……(1) 次に比較例として、平滑直流電流および三相半
波電源（150Hz）を用いて通電を行つた以外は上
記本発明例と同様の方法で金めつきリードフレー
ムを作製し、上記同様の方法でタリウム共析量を
求めた。 本発明例および比較例におけるタリウム共析量
を表１に示す。 また、タリウム共析量を測定する前に金めつき
の外観を観察したが、その結果を表２に示す。

【表】

【表】 判定基準 ○〓外観良好
△〓周辺部焼けめつき
×〓全面焼けめつき
以上の結果から、金めつきの電流として単相全
波整流波を用いることにより、金めつき中に共析
するタリウム量を1/5以下に抑え、かつ高電流密
度でも外観の良好な金めつきが得られることがわ
かる。 （実施例 ２） 実施例１と同様の方法で本発明の金めつきリー
ドフレームを作製した。その際に各リードフレー
ムに対し単相全波整流波の周波数を10，50，100，
500，1000Hzに設定して行つた。 かくして得られた各リードフレームの金めつき
層中のタリウム共析量を実施例１と同様の方法で
測定した。その結果を表３に示す。

【表】 以上の結果から、金めつき層中のタリウム共析
量は単相全波整流波の周波数が50〜500Hzの範囲
で特に少なくなることがわかる。 （実施例 ３） 各種電源を用いて平均電流密度8A／ｄm²で実
施例１と同様の方法により作製した各金めつきリ
ードフレームのリード部先端部にワイヤーをワイ
ヤーボンデイングし、ワイヤーの接着性を調べ
た。 ワイヤーの接着性は、ワイヤーボンデイングを
した試験数に対する不圧着数を不圧着率とし、こ
の不圧着率の大小で評価した。その結果を表４に
示す。

【表】 以上の結果から、単相全波整流波を用いた本発
明の金めつきリードフレームは、不圧着率が０で
あり、金ワイヤーの接着性が極めて高いことがわ
かる。 ＜発明の効果＞ 本発明のリードフレームの金めつき方法によれ
ば、電解電流として単相全波整流波を用いて金め
つきを行うことにより、タリウムの金結晶調整塩
を含有する金めつき液を用いて金めつきを行つた
場合に金めつき層中に共析するタリウム元素の量
を最小限に抑えることができる。従つてリード部
先端部に金ワイヤーをワイヤーボンデイングした
際、そのワイヤーの接着性が極めて高くなり、歩
留りが向上するとともに断線事故発生率が著減
し、ICパツケージの信頼性が向上する。 また、本発明方法によれば高電流密度において
も外観の良好な金めつきが得られるので、めつき
時間が大幅に短縮され、リードフレームの生産性
が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法に用いるリードフレーム
基板の平面図である。第２図は、本発明のリード
フレームの金めつき方法を摸式的に示す部分断面
図である。 符号の説明、１……リードフレーム基板、２…
…搭載台、３……リード部、４……リード部先端
部、５……被めつき部分、６……マスク、７……
支持板、８……めつき液噴出ノズル、９……金め
つき液の噴流、１０……陽極、１１……交流電
源、１２……整流器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金めつき液中に結晶調整塩としてタリウムを
   含有する金めつき液を用いてリードフレームの被
   めつき部分に金めつきを施すに際し、電解電流と
   して周波数50〜500Hzの単相全波整流波を用いる
   ことを特徴とするリードフレームの金めつき方
   法。