JPH09283688A - 銅被覆リードフレーム材 - Google Patents
銅被覆リードフレーム材Info
- Publication number
- JPH09283688A JPH09283688A JP12101996A JP12101996A JPH09283688A JP H09283688 A JPH09283688 A JP H09283688A JP 12101996 A JP12101996 A JP 12101996A JP 12101996 A JP12101996 A JP 12101996A JP H09283688 A JPH09283688 A JP H09283688A
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- Japan
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- lead frame
- resin
- frame material
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- Pending
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- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 樹脂との接合性が良好で耐パッケージクラッ
ク性に優れる薄型パッケージ用銅被覆リードフレーム材
を得る。 【解決手段】 銅合金の表面に、最大表面粗さが０．５
μｍ以上かつ平均線上に突き出た各山の中の最高山頂間
の平均間隔が３５μｍ以下である銅被覆層を設けた銅被
覆リードフレーム材。好ましくは、銅被覆層の硬度をＨ
ｖ８５以下、銅被覆層の厚さを１．０μｍ以上とする。
ク性に優れる薄型パッケージ用銅被覆リードフレーム材
を得る。 【解決手段】 銅合金の表面に、最大表面粗さが０．５
μｍ以上かつ平均線上に突き出た各山の中の最高山頂間
の平均間隔が３５μｍ以下である銅被覆層を設けた銅被
覆リードフレーム材。好ましくは、銅被覆層の硬度をＨ
ｖ８５以下、銅被覆層の厚さを１．０μｍ以上とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は樹脂との接合性が良
好で耐パッケージクラック性に優れる銅被覆リードフレ
ーム材に関し、さらに詳しくは薄型パッケージ用として
適する銅被覆リードフレーム材に関する。
好で耐パッケージクラック性に優れる銅被覆リードフレ
ーム材に関し、さらに詳しくは薄型パッケージ用として
適する銅被覆リードフレーム材に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の組み立ては、チップをリー
ドフレームに接着するダイボンディング、チップ上の配
線部とリード端部間をワイヤーで接続するワイヤボンデ
ィング、それらを樹脂で封止してパッケージを形成する
モールディング、この後リード部へのはんだめっき、折
り曲げ加工、マーキングが行われ組み立てが完成する。
使用されるリードフレーム材は４２アロイが主流であっ
たが、素子の集積度が上がり発熱量が増えるにつれて熱
放散性に優れかつコストの低い銅系材料が盛んに使用さ
れるようになってきた。
ドフレームに接着するダイボンディング、チップ上の配
線部とリード端部間をワイヤーで接続するワイヤボンデ
ィング、それらを樹脂で封止してパッケージを形成する
モールディング、この後リード部へのはんだめっき、折
り曲げ加工、マーキングが行われ組み立てが完成する。
使用されるリードフレーム材は４２アロイが主流であっ
たが、素子の集積度が上がり発熱量が増えるにつれて熱
放散性に優れかつコストの低い銅系材料が盛んに使用さ
れるようになってきた。
【０００３】一方、近年、集積度の増大に伴いチップが
大型化する反面、パッケージは小型・薄型化と併せて、
プリント配線板へのはんだ付け作業がリードスルー実装
型から表面実装型に移りつつある。表面実装では、リフ
ローやＶＰＳによるはんだ付けが主に用いられるが、薄
型パッケージではこの時に、パッケージクラックが発生
することがあり大きな問題となっている。すなわち、Ｉ
Ｃパッケージの主材料であるエポキシ樹脂は保管時に周
辺の湿度を吸収するという性質があり、パッケージ内に
溜った水分がリフロー時の高温により気化し、膨張する
ことによってエポキシ樹脂とリードフレームの界面に大
きな蒸気圧がかかり、界面が剥離してしまう。界面剥離
からふくれ、さらにはクラック発生に到ってしまう。
大型化する反面、パッケージは小型・薄型化と併せて、
プリント配線板へのはんだ付け作業がリードスルー実装
型から表面実装型に移りつつある。表面実装では、リフ
ローやＶＰＳによるはんだ付けが主に用いられるが、薄
型パッケージではこの時に、パッケージクラックが発生
することがあり大きな問題となっている。すなわち、Ｉ
Ｃパッケージの主材料であるエポキシ樹脂は保管時に周
辺の湿度を吸収するという性質があり、パッケージ内に
溜った水分がリフロー時の高温により気化し、膨張する
ことによってエポキシ樹脂とリードフレームの界面に大
きな蒸気圧がかかり、界面が剥離してしまう。界面剥離
からふくれ、さらにはクラック発生に到ってしまう。
【０００４】材料メーカーとしては、クラックの発生を
防止する対策はリードフレームと樹脂の接合力を増大さ
せることが最も重要である。そして、樹脂との接合力の
増加はアウターリードと樹脂の隙間から水分が侵入し、
素子のアルミ配線を腐食するいわゆる耐湿性不良をも低
減することができる。しかし、銅系リードフレームは鉄
・ニッケル系の４２アロイに比べ樹脂との接合力が劣る
といわれている。それは銅系材料は酸化が進みやすく、
また機械的性質を改善するために添加されている合金元
素の影響により酸化被膜の密着性が悪いなどの欠点を持
っているからである。
防止する対策はリードフレームと樹脂の接合力を増大さ
せることが最も重要である。そして、樹脂との接合力の
増加はアウターリードと樹脂の隙間から水分が侵入し、
素子のアルミ配線を腐食するいわゆる耐湿性不良をも低
減することができる。しかし、銅系リードフレームは鉄
・ニッケル系の４２アロイに比べ樹脂との接合力が劣る
といわれている。それは銅系材料は酸化が進みやすく、
また機械的性質を改善するために添加されている合金元
素の影響により酸化被膜の密着性が悪いなどの欠点を持
っているからである。
【０００５】一方、酸化被膜の密着性を改善するものと
して、銅合金の全面に１．０μｍ以上の銅めっきを施し
たリードフレームが開示された（特開昭６０ー１８３７
５８号公報）。しかし、銅めっきにより酸化被膜の密着
性は向上してはいるが、十分な樹脂密着性が得られず、
パッケージクラックを防止するに至っていない。
して、銅合金の全面に１．０μｍ以上の銅めっきを施し
たリードフレームが開示された（特開昭６０ー１８３７
５８号公報）。しかし、銅めっきにより酸化被膜の密着
性は向上してはいるが、十分な樹脂密着性が得られず、
パッケージクラックを防止するに至っていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、樹脂封止タ
イプの半導体装置に銅系リードフレーム材を適用する際
の上記問題点に鑑みてなされたものであり、銅系リード
フレーム材としてすぐれた導電性を有し、かつ樹脂との
接合性が良好で耐パッケージクラック性に優れたリード
フレーム材を安価に供給することを目的とする。
イプの半導体装置に銅系リードフレーム材を適用する際
の上記問題点に鑑みてなされたものであり、銅系リード
フレーム材としてすぐれた導電性を有し、かつ樹脂との
接合性が良好で耐パッケージクラック性に優れたリード
フレーム材を安価に供給することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】すでに説明したように、
樹脂封止タイプの半導体装置において、吸湿したパッケ
ージのリフローはんだ付け時のクラック発生は、樹脂と
リードフレームの間隙が発生することに起因するため、
クラックの発生を防止するためには相互の接合力を強固
にすることが最も望ましい。そこで、本発明者が銅系リ
ードフレーム材と樹脂との接合強度に及ぼす銅被覆層の
表面性状の影響について詳細な研究を行った結果、銅被
覆層の表面性状、なかでも最大表面粗さ及び断面曲線の
平均線上に突き出た各山の中の最高山頂間の平均間隔と
接合強度には大きな関係があることを見い出し、本発明
を完成するに至った。
樹脂封止タイプの半導体装置において、吸湿したパッケ
ージのリフローはんだ付け時のクラック発生は、樹脂と
リードフレームの間隙が発生することに起因するため、
クラックの発生を防止するためには相互の接合力を強固
にすることが最も望ましい。そこで、本発明者が銅系リ
ードフレーム材と樹脂との接合強度に及ぼす銅被覆層の
表面性状の影響について詳細な研究を行った結果、銅被
覆層の表面性状、なかでも最大表面粗さ及び断面曲線の
平均線上に突き出た各山の中の最高山頂間の平均間隔と
接合強度には大きな関係があることを見い出し、本発明
を完成するに至った。
【０００８】すなわち、本発明は、銅合金の表面に、最
大表面粗さが０．５μｍ以上かつ平均線上に突き出た各
山の中の最高山頂間の平均間隔が３５μｍ以下であるこ
とを特徴とする銅被覆リードフレーム材に関する。この
銅被覆リードフレーム材は、好ましくは銅被覆層の硬度
がＨｖ８５以下あるいは銅被覆層の厚さが１．０μｍ以
上という要件のいずれか又は双方を満たす。ここで、最
大表面粗さとはＪＩＳ−Ｂ０６０１に規定するＲｍａｘ
であり、平均線、山、山頂の定義はＪＩＳ−Ｂ０６０１
の規定による。
大表面粗さが０．５μｍ以上かつ平均線上に突き出た各
山の中の最高山頂間の平均間隔が３５μｍ以下であるこ
とを特徴とする銅被覆リードフレーム材に関する。この
銅被覆リードフレーム材は、好ましくは銅被覆層の硬度
がＨｖ８５以下あるいは銅被覆層の厚さが１．０μｍ以
上という要件のいずれか又は双方を満たす。ここで、最
大表面粗さとはＪＩＳ−Ｂ０６０１に規定するＲｍａｘ
であり、平均線、山、山頂の定義はＪＩＳ−Ｂ０６０１
の規定による。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明に関わるリードフレーム材
について以下詳細に説明する。本発明のリードフレーム
材において、銅めっき層の最大表面粗さが０．５μｍ以
上かつ平均線上に突き出た各山の中の最高山頂間の平均
間隔（Ｓｍ値ともいう）が３５μｍ以下であることとし
たのは、どちらかが欠けても接合力の向上に寄与する効
果が不十分であり、両者を満足して初めて十分なアンカ
ー効果と接合面積の増大が得られることが分かったから
である。平均間隔が狭いと接合力が向上する傾向にあ
り、特に３５μｍ以下になると飛躍的に向上する。
について以下詳細に説明する。本発明のリードフレーム
材において、銅めっき層の最大表面粗さが０．５μｍ以
上かつ平均線上に突き出た各山の中の最高山頂間の平均
間隔（Ｓｍ値ともいう）が３５μｍ以下であることとし
たのは、どちらかが欠けても接合力の向上に寄与する効
果が不十分であり、両者を満足して初めて十分なアンカ
ー効果と接合面積の増大が得られることが分かったから
である。平均間隔が狭いと接合力が向上する傾向にあ
り、特に３５μｍ以下になると飛躍的に向上する。
【００１０】さらに、銅被覆層の硬度がＨｖ８５以下で
あれば樹脂との接合性がさらに向上する。銅被覆層の硬
度をＨｖ８５以下にするには、めっき条件や熱処理など
の方法があるが、いずれの方法でも構わない。また、表
面粗さ０．５μｍ以上で安定しためっき性状を確保する
ためには銅被覆層の厚さは１．０μｍ以上施すことが望
ましい。厚さの上限は特に規定しないが経済的に１０μ
ｍ以下とするのが望ましい。なお、銅被覆層の表面性状
等が上記に規定する範囲内である限り、めっき後必要に
より圧延加工あるいは焼鈍等を施しても構わない。
あれば樹脂との接合性がさらに向上する。銅被覆層の硬
度をＨｖ８５以下にするには、めっき条件や熱処理など
の方法があるが、いずれの方法でも構わない。また、表
面粗さ０．５μｍ以上で安定しためっき性状を確保する
ためには銅被覆層の厚さは１．０μｍ以上施すことが望
ましい。厚さの上限は特に規定しないが経済的に１０μ
ｍ以下とするのが望ましい。なお、銅被覆層の表面性状
等が上記に規定する範囲内である限り、めっき後必要に
より圧延加工あるいは焼鈍等を施しても構わない。
【００１１】
【実施例】次に、本発明に関わるリードフレーム材の実
施例を説明する。表１に示す組成の合金に対し熱間圧
延、冷間圧延及び焼鈍を行い、０．１５ｍｍの厚さの板
を得た。
施例を説明する。表１に示す組成の合金に対し熱間圧
延、冷間圧延及び焼鈍を行い、０．１５ｍｍの厚さの板
を得た。
【００１２】
【表１】
【００１３】この板に、下記表２に示す条件で種々の銅
めっきを施した後、めっき厚さを測定した。また、表面
粗さ計を用い最大表面粗さと、平均線上に突き出た各山
の中の最高山頂間の平均間隔（Ｓｍ値）を測定し、さら
に銅被覆層の硬度をビッカース硬度計を用いて測定し
た。その後、樹脂との接合強度、耐パッケージクラック
性を下記要領で測定した。
めっきを施した後、めっき厚さを測定した。また、表面
粗さ計を用い最大表面粗さと、平均線上に突き出た各山
の中の最高山頂間の平均間隔（Ｓｍ値）を測定し、さら
に銅被覆層の硬度をビッカース硬度計を用いて測定し
た。その後、樹脂との接合強度、耐パッケージクラック
性を下記要領で測定した。
【００１４】
【表２】
【００１５】［樹脂との接合強度］１０ｍｍ幅×２５ｍ
ｍ長さの試験片を作製後、脱脂、酸洗、乾燥後、２００
℃×１時間の加熱を行い酸化させた。それをトランスフ
ァルモードで図１に示す形状に樹脂成形した。成形条件
は下記表３に示すとおりである。続いて樹脂成形された
リードフレームを引き抜き速度０．０５ｍｍ／秒で樹脂
から引き抜き、その接合強度を求め、ｎ＝１０の平均値
を求めた。
ｍ長さの試験片を作製後、脱脂、酸洗、乾燥後、２００
℃×１時間の加熱を行い酸化させた。それをトランスフ
ァルモードで図１に示す形状に樹脂成形した。成形条件
は下記表３に示すとおりである。続いて樹脂成形された
リードフレームを引き抜き速度０．０５ｍｍ／秒で樹脂
から引き抜き、その接合強度を求め、ｎ＝１０の平均値
を求めた。
【００１６】
【表３】
【００１７】［耐パッケージクラック性］上記板を８０
ピンリードフレームに加工し、素子をボンディングした
後、ノボラック系エポキシ樹脂で封止し、吸湿後はんだ
浴に浸漬し、超音波探査映像装置を用いてパッケージの
クラックの有無を観察し、試験数１０のうちクラックが
発生した個数を求めた。なお、試験条件を下記表４に示
す。
ピンリードフレームに加工し、素子をボンディングした
後、ノボラック系エポキシ樹脂で封止し、吸湿後はんだ
浴に浸漬し、超音波探査映像装置を用いてパッケージの
クラックの有無を観察し、試験数１０のうちクラックが
発生した個数を求めた。なお、試験条件を下記表４に示
す。
【００１８】
【表４】
【００１９】下記表５に測定結果をまとめて示す。表５
に示す通り、最大表面粗さと最高山頂間平均間隔Ｓｍ値
が本発明の規定する範囲内の実施例Ｎｏ．１〜１０は、
樹脂との接合強度が１．２Ｋｇｆ／ｍｍ2以上となり、
また、１６８時間吸湿したものでもパッケージクラック
発生は０又は１であった。これに対し比較例Ｎｏ．１１
〜１４は、最大表面粗さが０．５に満たないため、Ｎ
ｏ．１５〜１９は最高山頂間平均間隔Ｓｍ値が３５μｍ
を越えているため、アンカー効果と接合面積の増大化の
寄与が十分に得られず、樹脂との接合強度が低くパッケ
ージクラック発生が顕著に起こっている。
に示す通り、最大表面粗さと最高山頂間平均間隔Ｓｍ値
が本発明の規定する範囲内の実施例Ｎｏ．１〜１０は、
樹脂との接合強度が１．２Ｋｇｆ／ｍｍ2以上となり、
また、１６８時間吸湿したものでもパッケージクラック
発生は０又は１であった。これに対し比較例Ｎｏ．１１
〜１４は、最大表面粗さが０．５に満たないため、Ｎ
ｏ．１５〜１９は最高山頂間平均間隔Ｓｍ値が３５μｍ
を越えているため、アンカー効果と接合面積の増大化の
寄与が十分に得られず、樹脂との接合強度が低くパッケ
ージクラック発生が顕著に起こっている。
【００２０】
【表５】
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、樹脂との接合性、耐パ
ッケージクラック性に優れ、特に薄型パッケージ用とし
て適するリードフレーム材を提供し得る。
ッケージクラック性に優れ、特に薄型パッケージ用とし
て適するリードフレーム材を提供し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】試験片と樹脂との接合強度試験に使用した成形
体を示す図である。
体を示す図である。
１ 試験片 ２ 樹脂
Claims (3)
- 【請求項１】 銅合金の表面に、最大表面粗さが０．５
μｍ以上かつ平均線上に突き出た各山の中の最高山頂間
の平均間隔が３５μｍ以下である銅被覆層を設けたこと
を特徴とする銅被覆リードフレーム材。 - 【請求項２】 銅被覆層の硬度が、Ｈｖ８５以下である
ことを特徴とする請求項１に記載された銅被覆リードフ
レーム材。 - 【請求項３】 銅被覆層の厚さが、１．０μｍ以上であ
ることを特徴とする請求項１又は２に記載された銅被覆
リードフレーム材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12101996A JPH09283688A (ja) | 1996-04-17 | 1996-04-17 | 銅被覆リードフレーム材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12101996A JPH09283688A (ja) | 1996-04-17 | 1996-04-17 | 銅被覆リードフレーム材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09283688A true JPH09283688A (ja) | 1997-10-31 |
Family
ID=14800801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12101996A Pending JPH09283688A (ja) | 1996-04-17 | 1996-04-17 | 銅被覆リードフレーム材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09283688A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| US7173336B2 (en) | 2000-01-31 | 2007-02-06 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Hybrid integrated circuit device |
| JP2008060562A (ja) * | 2006-08-04 | 2008-03-13 | Dainippon Printing Co Ltd | 樹脂封止型半導体装置とその製造方法、半導体装置用基材、および積層型樹脂封止型半導体装置 |
| JP2011014721A (ja) * | 2009-07-02 | 2011-01-20 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | フレキシブル性銅張積層板とその製造方法及びフレキシブル配線基板 |
| US8319340B2 (en) | 2009-10-01 | 2012-11-27 | Samsung Techwin Co., Ltd. | Lead frame and method of manufacturing the same |
-
1996
- 1996-04-17 JP JP12101996A patent/JPH09283688A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7173336B2 (en) | 2000-01-31 | 2007-02-06 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Hybrid integrated circuit device |
| US7276793B2 (en) | 2000-01-31 | 2007-10-02 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor device and semiconductor module |
| 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 |
| JP2008060562A (ja) * | 2006-08-04 | 2008-03-13 | Dainippon Printing Co Ltd | 樹脂封止型半導体装置とその製造方法、半導体装置用基材、および積層型樹脂封止型半導体装置 |
| JP2011014721A (ja) * | 2009-07-02 | 2011-01-20 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | フレキシブル性銅張積層板とその製造方法及びフレキシブル配線基板 |
| US8319340B2 (en) | 2009-10-01 | 2012-11-27 | Samsung Techwin Co., Ltd. | Lead frame and method of manufacturing the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20031203 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20031216 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Effective date: 20040302 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040817 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |