JPH06207300A - めっき治具及びめっき方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】《１》本発明のめっき治具は、円板状の被めっ
き物に通電してめっき処理をするに際して、被めっき物
を同心的に囲繞する補助電極部を調心部を介して配設す
るようにしたものである。《２》本発明のめっき方法
は、少なくとも一部のピッチが他部よりも大きくなって
いる不均等なアウタリードを有する半導体装置のアウタ
リードにめっき処理を施すにあたって、上記ピッチが他
部よりも大きくなっている部位に、絶縁材料からなるセ
パレータを介挿するようにしたものである。 【効果】《１》本発明のめっき治具は、電界状態が被め
っき物のエッジ部分のどの位置でも等しくすることがで
きるようになり、めっき膜の膜厚分布を均一化すること
ができる。《２》本発明のめっき方法は、アウタリード
間における電界強度差をなくすことができ、各アウタリ
ード上に形成されるはんだめっき膜の膜厚のばらつきを
なくして、膜厚を均一化することができる。また、補助
電極を用いて電界強度のばらつきを矯正する方法に比べ
て作業性が高く、生産性の向上に寄与することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体装置用の
シリコン・ウエハや半導体装置用のアウタリードに対す
るめっき治具及びめっき方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば半導体装置用のシリコン・
ウエハにニッケル（Ｎｉ）をめっきする場合、ウエハ
は、専用の治具を介して電解液に浸漬していた。そし
て、ウエハを陰極に、また、ウエハに対して陽極を対向
させることにより、ウエハと陽極との間に電界を形成
し、ウエハ表面に金属陽イオンを堆積させている。この
とき、ウエハの周縁部には電界が集中する。その結果、
周縁部におけるめっきレートが大きくなり（これをエッ
ジ効果とよんでいる。）、均一な膜厚のめっき層を得る
ことは困難あった。このため、エッジ効果を低減する改
善策として、従来においては、ウエハの周縁部に沿って
補助電極を一定距離離間して配設し、ウエハ周縁部にお
ける電界を均一化する方法が考案されている。

【０００３】しかしながら、この補助電極がウエハに対
して同心となっていない場合には、るウエハと補助電極
との間に偏りが生じるためめっき膜厚を均一化すること
ができなくなる。もし、補助電極とウエハとを同心位置
に精密位置決めしようとすると、高度の熟練を要し、生
産性を阻害する一因となっている。

【０００４】一方、被めっき物が半導体装置用のアウタ
リードである場合においても、ウエハの場合と同様にエ
ッジ効果の問題が生じる。すなわち、半導体装置の製造
プロセスにおいては、半導体素子を樹脂部により封止し
たのち、アウタリードのめっき処理を行う必要がある。
このアウタリードのめっき処理においても、周縁部のめ
っき膜厚が他部に比べて大きくなる。しかし、この場合
は、リードフレームの周縁部を切断除去することによ
り、エッジ効果による不具合を解決できる。ところが、
アウタリードの中央部分が欠如している変則パッケージ
の場合には、周縁部を切断除去しても、中央部両側のア
ウタリードのめっき膜厚が不均一となる。これは、中央
部両側のアウタリードの電界強度が他部よりも大きくな
る傾向をもっているからである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、半導体
装置用のシリコン・ウエハのＮｉめっきは、ウエハと電
界の集中緩和のために設けられた補助電極との間に偏り
が生じるためめっき膜厚を均一化することができなくな
る不具合をもっている。一方、被めっき物が変則パッケ
ージ方式のアウタリードである場合においても、電界の
集中に基因して、中央欠如部分の両側に位置するアウタ
リードのめっき膜厚が不均一となる不具合をもってい
る。

【０００６】この発明は、上記事情を勘案してなされた
もので、電界の集中に基因するめっき膜厚の不均一化を
防止することのできるめっき治具及びめっき方法を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

《１》本発明のめっき治具は、円板状の被めっき物に通
電してめっき処理をするに際して、被めっき物を同心的
に囲繞する補助電極部を調心部を介して配設するように
したものである。

【０００８】《２》本発明のめっき方法は、少なくとも
一部のピッチが他部よりも大きくなっている不均等なア
ウタリードを有する半導体装置のアウタリードにめっき
処理を施すにあたって、上記ピッチが他部よりも大きく
なっている部位に、絶縁材料からなるセパレータを介挿
するようにしたものである。

【０００９】

【作用】

《１》本発明のめっき治具は、電界状態が被めっき物の
エッジ部分のどの位置でも等しくすることができるよう
になり、めっき膜の膜厚分布を均一化することができ
る。

【００１０】《２》本発明のめっき方法は、アウタリー
ド間における電界強度差をなくすことができ、各アウタ
リード上に形成されるはんだめっき膜の膜厚のばらつき
をなくして、膜厚を均一化することができる。また、補
助電極を用いて電界強度のばらつきを矯正する方法に比
べて作業性が高く、生産性の向上に寄与することができ
る。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳
述する。

【００１２】図１乃至図３は、この実施例の半導体ウエ
ハのめっき治具１を示している。この半導体ウエハのめ
っき治具１は、外周輪郭が正八角形をなし内周輪郭が円
形内壁２をなすリング状の補助電極部３と、この補助電
極部３に連結され円形のウエハ４の一端部を握持する通
電部５と、この通電部５にて握持されているウエハ４を
円形内壁２に対して同心となるように調心する調心部６
とからなっている。しかして、補助電極部３は、図２に
示すように、外周輪郭が正八角形をなし内周輪郭が円形
内壁２をなす本体部７と、この本体部７の外周一端部に
延設され図示せぬ保持装置にて保持される保持部８とか
らなっている。一方、通電部５は、図３に示すように、
本体部７の表裏面に対称的に設置された一対のクリップ
９，９と、これらクリップ９，９をその中途部にて本体
部７に矢印１０方向に揺動自在に固定する軸受部１１，
１１と、クリップ９，９の後端部に連結されこれらクリ
ップ９，９を矢印１２方向に付勢する圧縮ばね１３とか
らなっている。そして、クリップ９は、細長い本体片１
４と、この本体片１４の前端部にＬ字状に折曲して延設
された通電片１５と、本体片１４の後端部に捩設された
取手部１６とからなっている。したがって、一対のクリ
ップ９，９は、補助電極部３の本体部７を跨ぐように配
設されている。一方、軸受部１１は、一対の支持部材１
１ａ，１１ａと、これら支持部材１１ａ，１１ａ間に軸
架されたピン１１ｂと、支持部材１１ａ，１１ａを本体
部７に締結する複数本のねじ１１Ｃ…とからなってい
る。さらに、調心部６は、図１及び図２に示すように、
本体部７の一端面の円形内壁２側に３個等配して設けら
れウエハ４を着脱自在に保持するウエハ保持部１７…
と、これらウエハ保持部１７…にウエハ４を保持させる
ための一定の弾性的付勢力を印加する保持力発生部１８
とからなっている。しかして、ウエハ保持部１７は、本
体部７の径方向に刻設された直線状の溝部１９と、この
溝部１９に底部の一部が摺動自在に嵌合された正方形状
のベース板２０と、このベース板２０を一対の長穴２
１，２１を介して本体部７に固定する４本の止めねじ２
２…と、ベース板２０の円形内壁２側中央部に固定され
た回動ピン２３と、この回動ピン２３に回動自在に取り
付けられた回動片２４と、この回動片２４の前端部下面
に固定された当接ピン２５とからなっている。そして、
当接ピン２５の外周面には、その円周方向にウエハ４に
係合して位置決めする保持溝２６が刻設されている。さ
らに、前記保持力発生部１８は、３個のウエハ保持部１
７…の各回動片２４…の後端部にこれら回動片２４…が
回動自在且つ円形内壁２に対して同軸となるように連結
された保持力伝達リング２７と、この保持力伝達リング
２７の外周部にほぼ等配して第１の係止ピン２８…と、
これら各第１の係止ピン２８…に一定距離離間して本体
部７に突設された第２の係止ピン２９…と、第１の係止
ピン２８…と第２の係止ピン２９…との間に張設され保
持力伝達リング２７を矢印３０方向に弾性的に付勢する
引張りばね３１…とからなっている。したがって、引張
りばね３１…による弾性的付勢力は、保持力伝達リング
２７を介してウエハ保持部１７…に伝達され、さらに、
これらウエハ保持部１７…の回動片２４…は、回動ピン
２３を支軸として矢印３２方向に付勢される。上記各引
張りばね３１…の弾性係数は等しく、設定されている。
また、当接ピン２５…は、外力が加わらない状態におい
てリング２７と同心の円周上に位置するように配設され
ている。さらに、上記保持力伝達リング２７の外周部に
はつまみ３３が径方向に突設されている。また、一対の
クリップ９，９は、保持力伝達リング２７を跨ぐように
設けられている。つぎに、上記実施例のめっき治具１の
作用について述べる。

【００１３】まず、つまみ３３を把持して保持力伝達リ
ング２７を引張りばね３１…の付勢力に抗して矢印３４
方向に回動させる。すると、この保持力伝達リング２７
に追動して、回動片２４…は回動ピン２３を支軸として
矢印３５方向に回動する。つぎに、３本の当接ピン２５
…間にウエハ４を挿入した後、つまみ３３を解放するこ
とにより、保持力伝達リング２７を引張りばね３１…の
付勢力により矢印３０方向に回動させる。その結果、回
動片２４…は回動ピン２３を支軸として矢印３２方向に
等角度ずつ回動し、ウエハ４は、補助電極部３の円形内
壁２に対して同心となる位置に位置決めされる。これと
同時に、通電部５のクリップ９によりウエハ４の周縁部
を握持させる。かくして、ウエハ４は、引張りばね３１
…及び圧縮ばね１３の弾性力によりクリップ９及び当接
ピン２５…を介して保持される。このようにウエハ４を
保持した状態のめっき治具１をニッケルめっき槽（図示
せず。）に浸漬する。そして、保持部８を介してめっき
治具１側を陰極に、また、図示せぬ電極を介してめっき
液側を陽極にして通電することにより、図４に示すよう
に、ニッケル膜３６を被着させる。このとき、もし、補
助電極部３がないとすると、図５に示すように、電界構
造を示す等静電ポテンシャル曲線３７はエッジ部分にて
密になっている。したがって、この状態にてめっきを行
うと、ニッケル膜３６の膜厚は、エッジ部分の方が他部
よりも厚くなり、膜厚が不均一化する。しかし、この実
施例においては、補助電極部３の円形内壁２がウエハ４
の外周面を包囲しているので、図４に示すように、等静
電ポテンシャル曲線３７は少なくともウエハ４の近傍で
は均一となる。これに伴って、ニッケル膜３６の膜厚
は、エッジ部分も他部分も均一となる。とくに、この場
合、ウエハ４は、ウエハ保持部１７…により、円形内壁
２に対して同心となるように位置決めされているので、
電界状態は、ウエハ４のエッジ部分のどの位置でも等し
くなり、円周方向の膜厚差がなくなる。

【００１４】なお、上記実施例においては、通電部５を
調心部６に対して独立して設けたが、調心部６に通電機
能をもたせてもよい。さらに、ウエハ保持部１７…の数
は、少なくとも３個であれば、任意数でよい。つぎに、
この実施例のめっき方法について述べる。

【００１５】図６は、この実施例のめっき方法が適用さ
れる半導体装置５０を示している。この半導体装置５０
は、図示せぬ半導体素子を封止する例えばエポキシ樹脂
などの樹脂部５１と、この樹脂部５１の側面から突設さ
れ且つ上記半導体素子に電気的に接続された複数本のア
ウタリード５２…とからなっている。上記アウタリード
５２…は、例えば１ｍｍのピッチ間隔で並設されてい
る。ただ、この半導体装置５０は、その側面中央部分に
はアウタリード５２…が突設されておらず、アウタリー
ド５２…が欠落したアウタリード欠落部５３…となって
いる。上記樹脂部５１は、図７に示すような例えば鉄−
ニッケル合金、銅合金などからなる一枚のリードフレー
ム５４上に一体的に形成されてなるものである。ここ
で、上記アウタリード欠落部５３…は、通孔５５…とな
っている。そして、この樹脂成形後に、樹脂部５１以外
の金属部分にはんだめっきが施され、しかるのち、抜型
でレジンカット、ピンチカット、タイバーカット、リー
ドカット等に続いて、リードフレームから分離されたパ
ッケージに対して曲型でリードの曲成形加工を行う。

【００１６】さて、このこの実施例のめっき方法は、上
記樹脂成形後に行われるもので、その目的は、ＩＣの組
立て工程で加熱により表面が酸化されるために、そのま
まの状態ではんだ付けを行うことは困難であるため、ア
ウタリード５２…表面をはんだ付け可能な状態とするた
めである。しかして、この実施例のめっき方法は、リー
ドフレーム５４の通孔５５…部分に絶縁材料からなる断
面が長方形のセパレータ５６…を挿入するセパレータ挿
入工程と、このセパレータ挿入工程後に例えばアルカノ
ールスルホン酸からなるめっき液に浸漬したのちリード
フレーム５４側を陰極にめっき液側を陽極にしてはんだ
めっきを行いはんだめっき膜５７を形成するはんだめっ
き工程とからなっている。上記セパレータ５６…は、そ
れらの一端部が図示せぬ台座に固定され、さらにこの台
座は、図示せぬ駆動機構により、所定位置に位置決めさ
れたリードフレーム５４に対して進退するように設けら
れている。ところで、図８及び図９は、セパレータ５６
を通孔５５に挿入しない場合と挿入した場合との等静電
ポテンシャル曲線５７，５８を示している。この図８
は、通孔５５に隣接するアウタリード５２近傍の等静電
ポテンシャル曲線５８が、その他のアウタリード５２…
近傍の等静電ポテンシャル曲線５８よりも歪みが大きく
より密となっている。図１０の曲線Ｅ１は、このときの
アウタリード５２…近傍の電界強度を示すものである
が、電界強度は、通孔５５から遠ざかるにつれ減少して
いることがわかる。このようなアウタリード５２…近傍
の電界強度のばらつきは、アウタリード５２…上に形成
されるめっき膜厚のばらつきの原因となる。このような
めっき膜厚のばらつきは、半導体装置のリードコプラナ
リティに影響を及ぼすため、めっき膜厚のばらつきは、
±１μｍ以内にする必要がある。しかしながら、この実
施例においては、セパレータ挿入工程にて、通孔５５…
にセパレータ５６…を挿入しているので、通孔５５に隣
接するアウタリード５２近傍の等静電ポテンシャル曲線
５８は、図９に示すようなものとなっている。すなわ
ち、この等静電ポテンシャル曲線５８は、通孔５５に隣
接するアウタリード５２近傍においても、その他のアウ
タリード５２…近傍においてもほとんど差異がないこと
を示している。図１０の曲線Ｅ２は、このときのアウタ
リード５２…近傍の電界強度を示すものであるが、電界
強度は、どのアウタリード５２…近傍においてもほぼ等
しくなっている。したがって、この実施例におけるはん
だめっき工程によりアウタリード５２…上に形成される
はんだめっき膜５７の膜厚は、ばらつきがほとんどなく
なる。ちなみに、厚さ１２μｍのはんだめっき膜５７を
形成したときのばらつきは、０．７μｍであった。

【００１７】以上のように、この実施例のめっき方法
は、アウタリード欠落部５３…を有するアウタリード５
２…へのはんだめっき膜３６を、±１μｍ以内のばらつ
きで、均一に形成することができる。また、補助電極を
用いて電界強度のばらつきを矯正する方法に比べて作業
性が高く、生産性の向上に寄与することができる。

【００１８】なお、この発明は、上記実施例において
は、アウタリード欠落部５３…を有する半導体装置５０
に適用しているが、アウタリードピッチが少なくとも一
部で大きくなっている半導体装置であれば、あらゆる種
類の半導体装置に適用することができる。これに応じ
て、セパレータの形状並びにリードフレームの通孔に対
する挿入方法を適宜変更する必要がある。

【００１９】

【発明の効果】本発明のめっき治具は、円板状の被めっ
き物に通電してめっき処理をするに際して、被めっき物
を同心的に囲繞する補助電極部を調心部を介して配設す
るようにしたので、電界状態が被めっき物のエッジ部分
のどの位置でも等しくすることができるようになり、め
っき膜の膜厚分布を均一化することができる。

【００２０】また、本発明のめっき方法は、少なくとも
一部のピッチが他部よりも大きくなっている不均等なア
ウタリードを有する半導体装置のアウタリードにめっき
処理を施すにあたって、上記ピッチが他部よりも大きく
なっている部位に、絶縁材料からなるセパレータを介挿
するようにしたもので、これによりアウタリード間にお
ける電界強度差をなくすことができ、各アウタリード上
に形成されるはんだめっき膜の膜厚のばらつきをなくし
て、膜厚を均一化することができる。また、補助電極を
用いて電界強度のばらつきを矯正する方法に比べて作業
性が高く、生産性の向上に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のめっき治具の全体構成を示
す平面図である。

【図２】本発明の一実施例のめっき治具の調心部を示す
要部拡大平面図である。

【図３】本発明の一実施例のめっき治具の通電部を示す
要部拡大平面図である。

【図４】本発明の一実施例のめっき治具の作用説明図で
ある。

【図５】本発明の一実施例のめっき治具の作用効果の説
明のための比較例の説明図である。

【図６】本発明の一実施例のめっき方法の被めっき対象
物の正面図である。

【図７】本発明の一実施例のめっき方法の説明に用いら
れるリードフレームの平面図である。

【図８】本発明の一実施例のめっき方法の作用説明のた
めの等静電ポテンシャル曲線を示すグラフである。

【図９】本発明の一実施例のめっき方法の作用説明のた
めの等静電ポテンシャル曲線を示すグラフである。

【図１０】本発明の一実施例のめっき方法の作用説明の
ための電界強度曲線を示すグラフである。

【符号の説明】

１：めっき治具，２：円形内壁，３：補助電極部，４：
ウエハ，５：通電部，６：調心部，１７：ウエハ保持
部，１８：保持力発生部，２５：当接ピン，２７：保持
力伝達リング，５０：半導体装置，５１：樹脂部，５
２：アウタリード，５３：アウタリード欠落部，５４：
リードフレーム，５５：通孔，５６：セパレータ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円板状の被めっき物に通電してめっき処理
   を施すためのめっき治具において、上記被めっき物を包
   囲する円形内壁を有する補助電極部と、この補助電極部
   に連結され上記被めっき物を上記円形内壁に対して同心
   となる位置に保持する調心部とを具備し、上記調心部
   は、上記補助電極部に少なくとも３個等配して固定され
   上記被めっき物を着脱自在に保持する被めっき物保持部
   と、この被めっき物保持部に上記被めっき物を保持させ
   るための保持力を付与する保持力発生部とからなること
   を特徴とするめっき治具。
2. 【請求項２】ウエハ保持部は、補助電極部に揺動自在に
   設けられた回動片と、この回動片の一端部に取付けられ
   被めっき物の外周部に対して接離する当接ピンとを有す
   ることを特徴とする請求項１記載のめっき治具。
3. 【請求項３】保持力発生部は、回動片の当接ピンが取付
   けられている端部に対して反対側の端部に補助電極部の
   円形内壁に対して同心に取付けられた保持力伝達リング
   と、この保持力伝達リングと上記補助電極部との間に張
   設され上記保持力伝達リングに上記当接ピンにより被め
   っき物を保持する方向に付勢力を付与する弾性体とを有
   することを特徴とする請求項１記載のめっき治具。
4. 【請求項４】半導体素子を封止する樹脂部と、この樹脂
   部から複数本突設されたアウタリードとを有し、且つ、
   上記アウタリードの少なくとも一部のピッチが他部より
   も大きくなっている半導体装置の上記アウタリードにめ
   っきを施すめっき方法において、上記樹脂部が形成され
   たリードフレームの上記アウタリードのピッチが他部よ
   りも大きくなっている部位に絶縁材料からなるセパレー
   タを挿入するセパレータ挿入工程と、このセパレータ挿
   入工程後にリードフレームに電気めっきを施すめっき工
   程とを具備することを特徴とするめっき方法。