JPH0775251B2 - リードフレーム材の製造方法 - Google Patents
リードフレーム材の製造方法Info
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- JPH0775251B2 JPH0775251B2 JP63013938A JP1393888A JPH0775251B2 JP H0775251 B2 JPH0775251 B2 JP H0775251B2 JP 63013938 A JP63013938 A JP 63013938A JP 1393888 A JP1393888 A JP 1393888A JP H0775251 B2 JPH0775251 B2 JP H0775251B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lead frame
- frame material
- wire
- rolling
- plate material
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- 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
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- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、集積回路素子の製造に使用されるリードフレ
ームの材料に係わり、特に、めっき層の介在なしにワイ
ヤを直接接合できるリードフレーム材の製造方法に関す
る。
ームの材料に係わり、特に、めっき層の介在なしにワイ
ヤを直接接合できるリードフレーム材の製造方法に関す
る。
「従来の技術」 一般のリードフレームは、銅または銅合金からなる板材
を打抜成形し、さらに、ワイヤボンディングを行なう箇
所に金または銀めっきを施して製造されている。このよ
うに金（銀）めっきを施すのは、金属板から打ち抜き成
形したままの状態では、金またはアルミニウム製のワイ
ヤを十分な強度で接合できないためである。
を打抜成形し、さらに、ワイヤボンディングを行なう箇
所に金または銀めっきを施して製造されている。このよ
うに金（銀）めっきを施すのは、金属板から打ち抜き成
形したままの状態では、金またはアルミニウム製のワイ
ヤを十分な強度で接合できないためである。
しかし、前記めっきの良否はワイヤボンディングに極め
て大きな影響を与えるため、リードフレーム材にめっき
を行なうに際しては極めて高い精度が要求され、生産性
が低いとともに、微小量であるとも貴金属を用いるため
コストが高いという欠点があった。
て大きな影響を与えるため、リードフレーム材にめっき
を行なうに際しては極めて高い精度が要求され、生産性
が低いとともに、微小量であるとも貴金属を用いるため
コストが高いという欠点があった。
そこで、金（銀）めっきを施さずに、リードフレーム材
に直接ワイヤーボンディングができれば著しいコスト低
減が可能であるとの観点から、例えば特公昭62−46071
号公報において、銅または銅合金製のリードフレーム材
の表面粗さを最大高さ（Rmax）で0.5μｍ以下とするこ
とにより、金ワイヤの直接接合が可能であるとの提案が
なされている。
に直接ワイヤーボンディングができれば著しいコスト低
減が可能であるとの観点から、例えば特公昭62−46071
号公報において、銅または銅合金製のリードフレーム材
の表面粗さを最大高さ（Rmax）で0.5μｍ以下とするこ
とにより、金ワイヤの直接接合が可能であるとの提案が
なされている。
「発明が解決しようとする課題」 しかし、本発明者らが実際に実験を行なった結果、Rma
x:0.5μｍ以下のリードフレーム材においても、ワイヤ
の接合が必ずしもうまいかない場合のあることが判明し
た。そこで、本発明者らはその原因についてさらに詳細
な検討を試み、次のような知見を得るに至った。
x:0.5μｍ以下のリードフレーム材においても、ワイヤ
の接合が必ずしもうまいかない場合のあることが判明し
た。そこで、本発明者らはその原因についてさらに詳細
な検討を試み、次のような知見を得るに至った。
すなわち、一口にRmax:0.5μｍ以下といっても、実際に
はその表面性状は様々のであり、通常の高精度仕上げ圧
延によってRmax:0.5μｍ以下としただけのリードフレー
ム材では、第３図に示すように表面に多数の鋭利な微小
突起が残存している。このため、このリードフレームに
ワイヤを接合すると、第４図に示すように微小突起の谷
間とワイア接合部との間に隙間が生じて、その分接合面
積が小さく、ワイヤの接合強度が安定しにくいのであ
る。さらにこの場合、前記隙間に水分等の不純物が侵入
することが考えられ、接合強度低下を引き起こすおそれ
もあった。
はその表面性状は様々のであり、通常の高精度仕上げ圧
延によってRmax:0.5μｍ以下としただけのリードフレー
ム材では、第３図に示すように表面に多数の鋭利な微小
突起が残存している。このため、このリードフレームに
ワイヤを接合すると、第４図に示すように微小突起の谷
間とワイア接合部との間に隙間が生じて、その分接合面
積が小さく、ワイヤの接合強度が安定しにくいのであ
る。さらにこの場合、前記隙間に水分等の不純物が侵入
することが考えられ、接合強度低下を引き起こすおそれ
もあった。
「課題を解決するための手段」 本発明は上記課題を解決するためになされたもので、圧
延加工により銅または銅合金製の板材を製造する通常圧
延工程と、前記板材を、その表面がRa:0.12μｍ以下の
極平滑面とされた圧延ロールを用いて変形量が１〜５％
となるように仕上軽圧延を行うことにより、前記板材の
表面粗さをRa:0.15μｍ、かつ板材の表面の平坦化した
頭頂部の直径を0.1〜５μｍとする仕上軽圧延工程とを
具備することを特徴としている。
延加工により銅または銅合金製の板材を製造する通常圧
延工程と、前記板材を、その表面がRa:0.12μｍ以下の
極平滑面とされた圧延ロールを用いて変形量が１〜５％
となるように仕上軽圧延を行うことにより、前記板材の
表面粗さをRa:0.15μｍ、かつ板材の表面の平坦化した
頭頂部の直径を0.1〜５μｍとする仕上軽圧延工程とを
具備することを特徴としている。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に使用するリードフレーム材の材質としては、無
酸素銅，鉄入銅，錫入銅など従来同様のものが使用され
る。そして、まずこの板材を通常の圧延加工により、例
えば厚さ0.3mm程度に成形し、次いで通常の仕上げ圧延
を施して0.26mm程度とし、さらに必要に応じてバフ研
摩、酸洗処理等を施す。次に、この板材に、表面が極平
滑面とされた圧延ロールにより、軽荷重をかけて仕上軽
圧延を行なう。ここで、前記圧延ロールに要求され表面
粗さはRa:0.12μｍ以下であり、また仕上軽圧延の際の
荷重は、変形量が１〜５％程度となるように設定される
ことが望ましい。圧延ロール表面が前記値より粗いと、
所望の表面粗さが得られない。また１％未満の加工量で
はリードフレーム材表面に存在する微小突起の頭頂部平
坦化が図れず、他方５％を越えると、仕上圧延ロールの
表面粗さに起因する新たな突起が生じてリードフレーム
材の表面粗さが悪化するうえ、表面硬化が生じてワイヤ
ボンディング性が低下する。リードフレーム材の表面粗
さが悪化する。
酸素銅，鉄入銅，錫入銅など従来同様のものが使用され
る。そして、まずこの板材を通常の圧延加工により、例
えば厚さ0.3mm程度に成形し、次いで通常の仕上げ圧延
を施して0.26mm程度とし、さらに必要に応じてバフ研
摩、酸洗処理等を施す。次に、この板材に、表面が極平
滑面とされた圧延ロールにより、軽荷重をかけて仕上軽
圧延を行なう。ここで、前記圧延ロールに要求され表面
粗さはRa:0.12μｍ以下であり、また仕上軽圧延の際の
荷重は、変形量が１〜５％程度となるように設定される
ことが望ましい。圧延ロール表面が前記値より粗いと、
所望の表面粗さが得られない。また１％未満の加工量で
はリードフレーム材表面に存在する微小突起の頭頂部平
坦化が図れず、他方５％を越えると、仕上圧延ロールの
表面粗さに起因する新たな突起が生じてリードフレーム
材の表面粗さが悪化するうえ、表面硬化が生じてワイヤ
ボンディング性が低下する。リードフレーム材の表面粗
さが悪化する。
上記の仕上軽圧延により、リードフレーム材の表面をR
a:0.15μｍ以下とし、同時に微小突起の頭頂部を潰して
第１に示すように平坦化する。Raが0.15μｍより大きい
と、ワイヤの接合部とリードフレーム表面との間に微小
な隙間が生じ、接合強度が低下する。また、平坦化した
頭頂部の直径は0.1〜５μｍであることが望ましく、0.1
μｍ未満では従来品同様接合強度が不足し、５μｍを越
えると微小凹部にワイヤが噛み込む率が低下してやはり
接合強度が低下する。
a:0.15μｍ以下とし、同時に微小突起の頭頂部を潰して
第１に示すように平坦化する。Raが0.15μｍより大きい
と、ワイヤの接合部とリードフレーム表面との間に微小
な隙間が生じ、接合強度が低下する。また、平坦化した
頭頂部の直径は0.1〜５μｍであることが望ましく、0.1
μｍ未満では従来品同様接合強度が不足し、５μｍを越
えると微小凹部にワイヤが噛み込む率が低下してやはり
接合強度が低下する。
以上の構成からなるリードフレーム材の製造方法におい
ては、表面粗さがRa:0.15μｍ以下で、かつ板材表面に
おける平坦化した頭頂部の直径が0.1〜５μｍであるリ
ードフレーム材を容易に製造することができる。このよ
うな表面性状を有するリードフレーム材では、その表面
に金またはアルミニウム等のワイヤを接合すると、ワイ
ヤの接合部が第２図示すように表面の微小凹部の奥まで
略隙間なく噛み込むとともに、微小突起の平坦な各頭頂
部に強く圧接され、この頭頂部に強固に接合される。こ
れにより、全体として極めて強固な接合強度を得ること
ができ、ワイヤ直接接合の信頼性を格段に向上すること
が可能である。また、リードフレームの表面とワイヤの
接合部との間に隙間が生じにくいので、ここに水分等の
不純物が侵入して接合強度を低下させるおそれがなく、
この点からも信頼性向上が図れる。
ては、表面粗さがRa:0.15μｍ以下で、かつ板材表面に
おける平坦化した頭頂部の直径が0.1〜５μｍであるリ
ードフレーム材を容易に製造することができる。このよ
うな表面性状を有するリードフレーム材では、その表面
に金またはアルミニウム等のワイヤを接合すると、ワイ
ヤの接合部が第２図示すように表面の微小凹部の奥まで
略隙間なく噛み込むとともに、微小突起の平坦な各頭頂
部に強く圧接され、この頭頂部に強固に接合される。こ
れにより、全体として極めて強固な接合強度を得ること
ができ、ワイヤ直接接合の信頼性を格段に向上すること
が可能である。また、リードフレームの表面とワイヤの
接合部との間に隙間が生じにくいので、ここに水分等の
不純物が侵入して接合強度を低下させるおそれがなく、
この点からも信頼性向上が図れる。
また、この製造方法によれば、仕上軽圧延工程における
加工量が極めて小さいため、その過程でリードフレーム
材の表面硬度をあまり上昇させずに済む。したがってワ
イヤボンディング時にリードフレーム材とワイヤとのな
じみが良く、この点からも高いワイヤ接合強度を得るこ
とができる。なお、ポリッシングやエッチングによって
本発明の方法と同様の表面性状を有するリードフレーム
材を得ることも可能であるが、本発明の方法に比して生
産性が著しく低下するうえ、広面積に亙って均一な表面
平滑化を行うことが難しく、製造コストも大幅に上昇す
る。さらに本発明の方法では、リードフレーム材の表面
全面を平滑化するので、半導体素子の回路パターンが限
定されず、高い汎用性を有する。
加工量が極めて小さいため、その過程でリードフレーム
材の表面硬度をあまり上昇させずに済む。したがってワ
イヤボンディング時にリードフレーム材とワイヤとのな
じみが良く、この点からも高いワイヤ接合強度を得るこ
とができる。なお、ポリッシングやエッチングによって
本発明の方法と同様の表面性状を有するリードフレーム
材を得ることも可能であるが、本発明の方法に比して生
産性が著しく低下するうえ、広面積に亙って均一な表面
平滑化を行うことが難しく、製造コストも大幅に上昇す
る。さらに本発明の方法では、リードフレーム材の表面
全面を平滑化するので、半導体素子の回路パターンが限
定されず、高い汎用性を有する。
「実施例」 次に実施例を挙げて、本発明の効果を実証する。
C19400（CDA番号）の鋼合金板から通常の圧延加工によ
り0.25厚×25幅×30mm長のリードフレーム材を６枚成形
した。
り0.25厚×25幅×30mm長のリードフレーム材を６枚成形
した。
次いで、そのうち３枚に、15vol％の硫酸水溶液による
酸洗処理を施したのち、表面粗さがRa:0.09μｍの表面
平滑化圧延ロールにより、変形量約２％で仕上軽圧延を
行なった。
酸洗処理を施したのち、表面粗さがRa:0.09μｍの表面
平滑化圧延ロールにより、変形量約２％で仕上軽圧延を
行なった。
そして、前記６枚のリードフレーム材の表面状態を表面
粗さ計および顕微鏡により測定するとともに、これらを
自動ワイヤ接合装置にセットして、ワイヤボンディング
を行なった。その条件を以下に示す。
粗さ計および顕微鏡により測定するとともに、これらを
自動ワイヤ接合装置にセットして、ワイヤボンディング
を行なった。その条件を以下に示す。
接合方法：サーモソニック法 ワイヤ材質：金 ワイヤ直径:25μｍ リードフレーム温度:225℃ 接合荷重:35g 超音波出力:0.2W 超音波発生時間:20msec. 次に、接合の終わったワイヤをフックにより引き上げ
て、ワイヤを切断するのに要した引上荷重を測定した。
併せて、接合強度の評価も行なった。この評価は、接合
部がワイヤ引上荷重に耐えてワイヤ切断に至るまで何の
変化も見られない場合が「○」、接合部が一部剥離した
後ワイヤが切断したものが「△」、完全に剥離したもの
が「×」である。その結果を次表に示す。なお表中、実
１〜３は実施例、比１〜３は比較例である。また平坦長
とは、頭頂部の平均直径を示している。
て、ワイヤを切断するのに要した引上荷重を測定した。
併せて、接合強度の評価も行なった。この評価は、接合
部がワイヤ引上荷重に耐えてワイヤ切断に至るまで何の
変化も見られない場合が「○」、接合部が一部剥離した
後ワイヤが切断したものが「△」、完全に剥離したもの
が「×」である。その結果を次表に示す。なお表中、実
１〜３は実施例、比１〜３は比較例である。また平坦長
とは、頭頂部の平均直径を示している。
以上説明したように、本発明に係るリードフレーム材の
製造方法によれば、表面粗さがRa:0.15μｍ以下で、か
つ板材表面における平坦化した頭上部の直径が0.1〜５
μｍとされたリードフレー材を容易に製造することがで
きる。このようなリードフレーム材の表面にワイヤボン
ディングを行うと、ワイヤの接合部がリードフレーム表
面の微小凹部の奥までほぼ隙間なく噛み込むうえ、微小
突起の平坦な各頭頂部にワイヤが強く接合されるため、
ワイヤボンディングの結合強度が上昇し、信頼性が向上
できる、また、リードフレーム材の表面とワイヤ接合部
との間に間隙が生じないので、間隙に水分等の不純物が
進入して接合強度を低下させるおそれがなく、この点か
らも信頼性が高められる。さらに、仕上軽圧延工程にお
ける加工量が極めて小さいから、その過程でリードフレ
ーム材の表面高度をあまり上昇させずに済み、ワイヤボ
ンディング時にリードフレーム材とワイヤとのなじみが
良く、この点からも高いワイヤ接合強度を得ることがで
きるうえ、リードフレーム材の表面全面を平滑化するの
で、半導体素子の回路パターンが限定されず、高い汎用
性を有する。
製造方法によれば、表面粗さがRa:0.15μｍ以下で、か
つ板材表面における平坦化した頭上部の直径が0.1〜５
μｍとされたリードフレー材を容易に製造することがで
きる。このようなリードフレーム材の表面にワイヤボン
ディングを行うと、ワイヤの接合部がリードフレーム表
面の微小凹部の奥までほぼ隙間なく噛み込むうえ、微小
突起の平坦な各頭頂部にワイヤが強く接合されるため、
ワイヤボンディングの結合強度が上昇し、信頼性が向上
できる、また、リードフレーム材の表面とワイヤ接合部
との間に間隙が生じないので、間隙に水分等の不純物が
進入して接合強度を低下させるおそれがなく、この点か
らも信頼性が高められる。さらに、仕上軽圧延工程にお
ける加工量が極めて小さいから、その過程でリードフレ
ーム材の表面高度をあまり上昇させずに済み、ワイヤボ
ンディング時にリードフレーム材とワイヤとのなじみが
良く、この点からも高いワイヤ接合強度を得ることがで
きるうえ、リードフレーム材の表面全面を平滑化するの
で、半導体素子の回路パターンが限定されず、高い汎用
性を有する。
第１図は本発明に係るリードフレーム材の製造方法によ
り得られるリードフレーム材の断面拡大図、第２図はワ
イヤ接合状態における同リードフレーム材の断面拡大図
である。 一方、第３図は従来のリードフレーム材の断面拡大図、
第４図はそのワイヤ接合状態における断面拡大図であ
る。
り得られるリードフレーム材の断面拡大図、第２図はワ
イヤ接合状態における同リードフレーム材の断面拡大図
である。 一方、第３図は従来のリードフレーム材の断面拡大図、
第４図はそのワイヤ接合状態における断面拡大図であ
る。
Claims (1)
- 【請求項１】圧延加工により銅または銅合金製の板材を
製造する通常圧延工程と、 前記板材を、その表面がRa:0.12μｍ以下の極平滑面と
された圧延ロールを用いて変形量が１〜５％となるよう
に仕上軽圧延を行うことにより、前記板材の表面粗さを
Ra:0.15μｍ以下、かつ板材表面における平坦化した頭
頂部の直径を0.1〜５μｍとする仕上軽圧延工程とを具
備することを特徴とするリードフレーム材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63013938A JPH0775251B2 (ja) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | リードフレーム材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63013938A JPH0775251B2 (ja) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | リードフレーム材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01189153A JPH01189153A (ja) | 1989-07-28 |
| JPH0775251B2 true JPH0775251B2 (ja) | 1995-08-09 |
Family
ID=11847143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63013938A Expired - Lifetime JPH0775251B2 (ja) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | リードフレーム材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0775251B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05308107A (ja) * | 1991-07-01 | 1993-11-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体装置及びその製作方法 |
| JP2002083917A (ja) * | 2000-06-28 | 2002-03-22 | Noge Denki Kogyo:Kk | 表面に突起を有するリードフレーム、リードフレームの製造方法、半導体装置、および、半導体装置の製造方法 |
| JP3761461B2 (ja) | 2001-12-13 | 2006-03-29 | Ｎｅｃエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JP2006108279A (ja) * | 2004-10-04 | 2006-04-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | リードフレームとその製造方法 |
| JP2007088042A (ja) | 2005-09-20 | 2007-04-05 | Tdk Corp | Ｐｔｃ素子及びその製造方法 |
| JP2007305870A (ja) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | Tdk Corp | Ｐｔｃ素子 |
| US7417527B2 (en) | 2006-03-28 | 2008-08-26 | Tdk Corporation | PTC element |
| CN114752980A (zh) * | 2022-04-13 | 2022-07-15 | 崇辉半导体有限公司 | 一种引线框架粗化工艺 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61234554A (ja) * | 1985-04-11 | 1986-10-18 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体用リ−ドフレ−ムの製造方法 |
-
1988
- 1988-01-25 JP JP63013938A patent/JPH0775251B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01189153A (ja) | 1989-07-28 |
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