JPH10130879A - 半導体装置用リードフレーム及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置用リードフレーム及びその製造方法

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JPH10130879A
JPH10130879A JP30402696A JP30402696A JPH10130879A JP H10130879 A JPH10130879 A JP H10130879A JP 30402696 A JP30402696 A JP 30402696A JP 30402696 A JP30402696 A JP 30402696A JP H10130879 A JPH10130879 A JP H10130879A
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JP
Japan
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silver
lead frame
plating
semiconductor device
bonded
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JP30402696A
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English (en)
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Shoji Umibe
昌治 海部
Takahiro Manako
隆弘 眞名子
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READ MIC KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 安全性の高い低シアン浴を用い、はんだ拡が
り性に優れる銀めっき皮膜が形成された半導体装置用リ
ードフレーム及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 少なくとも半導体素子が接合される部分
又はワイヤボンディングされるリードの先端部分に所定
厚の銀めっきがなされた半導体装置用リードフレームに
おいて、銀めっきが、(111)面の配向指数が1.2
以下の結晶構造の銀層を持つか、あるいは(311)面
の配向指数が0.4以上の結晶構造の銀層を持ってい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、銀めっき層が表面
に形成された半導体装置用リードフレームに係り、特に
はんだ拡がり性に優れる半導体装置用リードフレーム及
びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、パワートランジスタやパワーI
C等の半導体装置は、半導体素子とリードフレームのは
んだによる加熱接合、半導体素子の電極部とリード間の
アルミ又は金ワイヤによる電気配線、配線部の樹脂モー
ルド、そしてリード切断の工程を経て製造されている。
このような方法で製造されるリードフレームにおいて
は、半導体素子を接合する部分、及びリードの先端部
は、接合の際の加熱による酸化を防止し、はんだ付け
性、ボンディング性を維持するために銀めっきが施され
ているのが一般的である。
【0003】前記したリードフレームに半導体素子を接
合する方法は、不活性雰囲気又は還元性雰囲気内で加熱
したリードフレームのパッド部に、はんだボール又はは
んだリボンを載せてはんだを溶融させた後、所定の半導
体素子を載せて冷却して接合することによって行ってい
る。そのためパッド部は、はんだ濡れ性が要求されると
共に、接合強度を増加するためにはんだ拡がり性も要求
される。はんだ濡れ性とはんだ拡がり性は全く別の特性
であり、はんだ濡れ性がよくてもはんだ拡がり性が良い
とは限らない。
【0004】はんだ拡がり性は、従来から銀めっき面の
形態に依存し、粒子が大きく表面粗さが大きな表面状態
の面ほど拡がり性が良いと考えられ、可能な限り析出す
る銀めっき粒子を粗くする方法が採用されてきた。そし
て、この銀めっきは板条の状態でストライプめっきされ
るか、又はフレーム形状に加工された後にスポットめっ
き等の方法でめっきされている。銀めっきに使用される
めっき液は、遊離シアンを多量に含む高シアンのめっき
浴又は遊離シアンを殆ど含まない低シアンのめっき浴が
用いられているが、はんだ拡がり性の良い銀めっき皮膜
は高シアン浴からのみしか得られておらず、例えば、特
開昭63−103095号公報、特開昭63−1307
93号公報にも示されるように、めっき条件をコントロ
ールしてはんだ拡がり性をよくする技術が提案されてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術における高シアン液から得られる粒子の粗い銀め
っきでは、リードフレーム製造過程におけるスタンピン
グにおいて、銀めっき面から金属粉が剥落し、リードフ
レームに打痕、押し込み等の不良が発生し、その改善が
求められている。また、高シアン銀めっき浴は、通常6
0〜160g/L(リットル)という大量の遊離シアン
を含み、作業環境の悪化、排水処理の問題、地球環境の
保全などから、遊離シアンを極力少なくしためっき浴に
よるめっき皮膜の形成が求められている。即ち、従来技
術においては、はんだ拡がり性に優れる銀めっき皮膜
は、高いシアン浴からのみ得られ、取扱いの容易な低シ
アン浴からは得られておらず、低シアン浴を用いてはん
だ拡がり性に優れる皮膜を形成する技術が求められてい
る。本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、安全
性の高い低シアン浴を用い、はんだ拡がり性に優れる銀
めっき皮膜が形成された半導体装置用リードフレーム及
びその製造方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項1
記載の半導体装置用リードフレームは、少なくとも半導
体素子が接合される部分又はワイヤボンディングされる
リードの先端部分に所定厚の銀めっきがなされた半導体
装置用リードフレームにおいて、前記銀めっきが、(1
11)面の配向指数が1.2以下の結晶構造の銀層を持
っている。請求項2記載の半導体装置用リードフレーム
は、少なくとも半導体素子が接合される部分又はワイヤ
ボンディングされるリードの先端部分に所定厚の銀めっ
きがなされた半導体装置用リードフレームにおいて、前
記銀めっきが、(311)面の配向指数が0.4以上の
結晶構造の銀層を持っている。
【0007】請求項3記載の半導体装置用リードフレー
ムの製造方法は、少なくとも半導体素子が接合される部
分又はワイヤボンディングされるリードの先端部分に所
定厚の銀めっきがなされた半導体装置用リードフレーム
の製造方法であって、前記銀めっきは、遊離シアンを0
又は0を超え10g/L以下の範囲で含む銀めっき液を
使用し、しかも、(111)面の配向指数が1.2以下
の結晶構造の銀層を形成するようにめっき条件の制御を
行って、形成されている。そして、請求項4記載の半導
体装置用リードフレームの製造方法は、少なくとも半導
体素子が接合される部分又はワイヤボンディングされる
リードの先端部分に所定厚の銀めっきがなされた半導体
装置用リードフレームの製造方法であって、前記銀めっ
きは、遊離シアンを0又は0を超え10g/L以下の範
囲で含む銀めっき液を使用し、しかも、(311)面の
配向指数が0.4以上の結晶構造の銀層を持つようにめ
っき条件の制御を行って、形成されている。
【0008】本発明者は、低シアン浴からのはんだ拡が
り性に優れる銀めっき皮膜について鋭意研究を行った。
特に、はんだと銀の反応性について調査した。従来では
表面の粒子形態が粗いものほどはんだ濡れ性が良く、は
んだ拡がり性に優れると考えられていた。しかし、はん
だ拡がり性は、銀層表面と溶融はんだとの界面張力、接
触角などの物理的要因だけではなく、はんだ中の錫が銀
めっき皮膜中に拡散する速度が支配的であることが判明
した。
【0009】拡散速度を律速する因子は、表面形態では
なく、皮膜の結晶構造であることを解明した。拡散速度
が速い結晶構造は、(111)面が少なく、(311)
面が多い構造であり、具体的には、配向指数がそれぞれ
1.20以下、0.40以上の銀皮膜であり、好ましく
は(111)面が1.15以下、(311)面が0.5
0以上である。(111)面は最密な面であり、(11
1)面に配向する錫の拡散が抑制される。(311)面
は疎な面であり、(311)面に配向すると拡散し易く
なり、はんだと銀の反応性が向上する。
【0010】また、めっき厚は2μm以上必要であっ
て、めっき厚が2μmより薄いと錫と反応する銀の量が
少なく、はんだ拡がり性は低下する。また、めっき厚が
10μm以上ではめっき厚の効果も飽和し、高コストと
なるのでめっき厚さは10μmまでとするのが経済的で
ある。上記のような銀めっき皮膜は、経験的には高シア
ン浴からのみ得られていたが、低シアン浴でもめっき条
件を調整することによって結晶構造を抑制できる。本発
明に係るリードフレームは、素材上に直接銀めっきをす
る場合の他、又は銅下地めっき上あるいはニッケル下地
めっき上に施す場合も本発明は適用される。
【0011】本発明に係る半導体装置用リードフレーム
及びその製造方法に使用するはんだとしては、Pb−5
%Sn−2.5%Ag、Pb−3%Sn−1.5%A
g、Sn−3.5%Sb、Sn−8.5%Sb、90%
Sn−10%Pb、60%Sn−40%Pb等を用いる
ことができる。また、リードフレームとしては、Fe−
42%Ni等の鉄系素材、Cu−0.1%Fe−0.0
3%P、Cu−0.1%Fe−0.03%P−2%S
n、Cu−0.6%Cr−0.25%Zr、Cu−3.
2%Ni−0.7%Si−1.25%Sn−0.3%Z
n等の銅系材料を用いることができる。
【0012】
【実施例】以下に、本発明に係る半導体装置用リードフ
レーム及びその製造方法について実施例をその比較例及
び従来例と共に説明する。Cu−0.1%Fe−0.0
3%Pからなる銅合金系素材上に、表1に示す構成のめ
っきを施したリードフレームを作成し、皮膜のX線回折
による配向性の測定及びはんだ拡がり面積で評価した。
【0013】
【表1】
【0014】
【表2】
【0015】各めっきは表2に示すめっき浴で行った。
はんだ拡がり試験は窒素雰囲気(酸素50ppm含む)
中で行い、試験片を370℃に加熱した後に、Pb−3
%Sn−1.5%Ag、1.4mmφのはんだボールを
載せ、拡がった面積を画像解析法により測定した。表1
の実施例〜に示すように、(111)面の配向指数
が1.20以下又は(311)面の配向指数が0.4以
上の銀めっき皮膜の場合、その殆どがはんだ拡がり面積
が50mm2 を超え、優れたはんだ拡がり性を有するこ
とが分かる。一方、表1の比較例〜においては、
(111)面の配向指数が1.20以上で、しかも(3
11)面の配向指数が0.4以下の場合には、はんだ拡
がり面積が小さいことが分かる。従来例、の場合に
は、高シアン浴であるので、取扱いが厄介で危険性が高
い。
【0016】なお、表1、表2に示す実験においては、
低シアン浴からの銀めっき条件は、電流密度5〜120
A/dm2 、温度30〜70℃の範囲で行い、陽極とし
て白金めっき付きチタンの板を用いた。また、高シアン
浴からの銀めっき条件は、電流密度3〜20A/d
2 、温度30〜50℃の範囲で行い、陽極として銀板
を用いた。下地層のニッケルめっきの条件は5A/dm
2 、温度45℃として行い、陽極としてニッケル板を用
いた。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1〜4記載
の半導体装置用リードフレーム及びその製造方法におい
ては、リードフレームの特定位置に行われる銀めっきに
所定の配向指数の結晶構造の銀層を形成するようにして
いるので、優れたはんだ拡がり性を有する皮膜を形成で
き、これによって、リードフレームのはんだ接合性が向
上した。特に、請求項3、4記載の半導体装置用リード
フレームの製造方法においては、遊離シアンを0又は0
を超え10g/L以下の範囲で含む銀めっき液を使用し
ているので、安全性に優れ、排水処理が容易となった。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも半導体素子が接合される部分
    又はワイヤボンディングされるリードの先端部分に所定
    厚の銀めっきがなされた半導体装置用リードフレームに
    おいて、 前記銀めっきが、(111)面の配向指数が1.2以下
    の結晶構造の銀層を持つことを特徴とする半導体装置用
    リードフレーム。
  2. 【請求項2】 少なくとも半導体素子が接合される部分
    又はワイヤボンディングされるリードの先端部分に所定
    厚の銀めっきがなされた半導体装置用リードフレームに
    おいて、 前記銀めっきが、(311)面の配向指数が0.4以上
    の結晶構造の銀層を持つことを特徴とする半導体装置用
    リードフレーム。
  3. 【請求項3】 少なくとも半導体素子が接合される部分
    又はワイヤボンディングされるリードの先端部分に所定
    厚の銀めっきがなされた半導体装置用リードフレームの
    製造方法であって、 前記銀めっきは、遊離シアンを0又は0を超え10g/
    L以下の範囲で含む銀めっき液を使用し、しかも、(1
    11)面の配向指数が1.2以下の結晶構造の銀層を形
    成するようにめっき条件の制御を行って、形成すること
    を特徴とする半導体装置用リードフレームの製造方法。
  4. 【請求項4】 少なくとも半導体素子が接合される部分
    又はワイヤボンディングされるリードの先端部分に所定
    厚の銀めっきがなされた半導体装置用リードフレームの
    製造方法であって、 前記銀めっきは、遊離シアンを0又は0を超え10g/
    L以下の範囲で含む銀めっき液を使用し、しかも、(3
    11)面の配向指数が0.4以上の結晶構造の銀層を持
    つようにめっき条件の制御を行って、形成することを特
    徴とする半導体装置用リードフレームの製造方法。
JP30402696A 1996-10-29 1996-10-29 半導体装置用リードフレーム及びその製造方法 Pending JPH10130879A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012162775A (ja) * 2011-02-08 2012-08-30 Dowa Metaltech Kk 銀めっき材およびその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012162775A (ja) * 2011-02-08 2012-08-30 Dowa Metaltech Kk 銀めっき材およびその製造方法

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