JPH1060685A - リードフレーム及び電気メッキ方法 - Google Patents
リードフレーム及び電気メッキ方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】電子デバイスのパッケージングに対応する応力
がかかったときにひび割れしないリードフレームのニッ
ケル被覆を提供する。 【解決手段】金属リードフレーム基板が銅、銅合金、又
はニッケル合金であるリードフレームであり、リードフ
レームは、コンフォーマルニッケル被覆で被覆され、リ
ードフレーム基板は、約１５０〜３００μｍの曲率半径
で、少なくとも８２度の角度曲がっているときに耐ひび
割れ性を有する。この方法でリードフレームを曲げる
と、リードフレーム基板の表面変形を起こす。この曲げ
に起因する変形の深さが約５μｍを超えなければ、本発
明のコンフォーマルニッケル被覆の厚さを通るひび割れ
は現われない。
がかかったときにひび割れしないリードフレームのニッ
ケル被覆を提供する。 【解決手段】金属リードフレーム基板が銅、銅合金、又
はニッケル合金であるリードフレームであり、リードフ
レームは、コンフォーマルニッケル被覆で被覆され、リ
ードフレーム基板は、約１５０〜３００μｍの曲率半径
で、少なくとも８２度の角度曲がっているときに耐ひび
割れ性を有する。この方法でリードフレームを曲げる
と、リードフレーム基板の表面変形を起こす。この曲げ
に起因する変形の深さが約５μｍを超えなければ、本発
明のコンフォーマルニッケル被覆の厚さを通るひび割れ
は現われない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐ひび割れ性のニ
ッケル被覆、及びニッケル被覆の形成プロセスに関す
る。
ッケル被覆、及びニッケル被覆の形成プロセスに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】集積回路等のデバイスは、リードフレー
ムによって大きい組立体に機械的、電気的に接続する。
これら集積回路等のデバイスは、リードフレーム上に機
械的に取り付けられ、リードフレーム上のリードに電気
接続する。このリードフレームは次に、より大きい組立
体に電気的、機械的に接続する。このデバイスはリード
フレーム上に取り付けられた後、保護するためにパッケ
ージングされる。このパッケージプロセスには、ワイヤ
ボンディング、トリム形成、熱エージング、カプセル化
のステップがある。これらのステップは、金属リードフ
レームに機械的な応力及びひずみを与える。例えば、リ
ードフレームのリードがＪＥＤＥＣ規格に従って形成さ
れれば、形成角度は８２〜９０度であり、形成半径は約
２５０μｍ（１０ミル）である。
ムによって大きい組立体に機械的、電気的に接続する。
これら集積回路等のデバイスは、リードフレーム上に機
械的に取り付けられ、リードフレーム上のリードに電気
接続する。このリードフレームは次に、より大きい組立
体に電気的、機械的に接続する。このデバイスはリード
フレーム上に取り付けられた後、保護するためにパッケ
ージングされる。このパッケージプロセスには、ワイヤ
ボンディング、トリム形成、熱エージング、カプセル化
のステップがある。これらのステップは、金属リードフ
レームに機械的な応力及びひずみを与える。例えば、リ
ードフレームのリードがＪＥＤＥＣ規格に従って形成さ
れれば、形成角度は８２〜９０度であり、形成半径は約
２５０μｍ（１０ミル）である。
【０００３】リードフレームは、いろいろな材料から形
成されていて、機械的強度、導電率、機械加工性、形成
性、耐腐食性、はんだ付け性、熱伸張を考慮してリード
フレーム材料が選択される。金、プラチナ、パラジウム
は所望の性質を有するが、材料のコストがこれらの材料
の利用を妨げている。また、銅及び銅合金もこの応用に
適した多くの有利な性質を有する。合金１５１（銅９
９.９重量％／ジルコニウム０.１重量％）、合金１９４
（銅９７.５重量％／鉄２.３５重量％／リン０.０３重
量％／亜鉛０.１２重量％）、合金７０２５（銅９６.２
重量％／ニッケル３.０重量％／シリコン０.６５重量％
／マグネシウム０.１５重量）等の多くの異なった銅合
金が用いられる。しかしながら、空気中での銅の腐食、
及び銅への良いはんだ付け接続の形成の困難さは、被覆
銅リードフレームの利用の必要性を生む。リードフレー
ム上の被覆（コーティング）は、腐食から保護し、良い
はんだ付け可能な表面を与える。また、鉄ニッケル合金
（合金４２）も、リードフレームとして有用な性質を有
する。しかしながら、空気中での薄い金属の腐食は、リ
ードフレーム材料としての非被覆合金４２の利用を妨げ
てしまう。
成されていて、機械的強度、導電率、機械加工性、形成
性、耐腐食性、はんだ付け性、熱伸張を考慮してリード
フレーム材料が選択される。金、プラチナ、パラジウム
は所望の性質を有するが、材料のコストがこれらの材料
の利用を妨げている。また、銅及び銅合金もこの応用に
適した多くの有利な性質を有する。合金１５１（銅９
９.９重量％／ジルコニウム０.１重量％）、合金１９４
（銅９７.５重量％／鉄２.３５重量％／リン０.０３重
量％／亜鉛０.１２重量％）、合金７０２５（銅９６.２
重量％／ニッケル３.０重量％／シリコン０.６５重量％
／マグネシウム０.１５重量）等の多くの異なった銅合
金が用いられる。しかしながら、空気中での銅の腐食、
及び銅への良いはんだ付け接続の形成の困難さは、被覆
銅リードフレームの利用の必要性を生む。リードフレー
ム上の被覆（コーティング）は、腐食から保護し、良い
はんだ付け可能な表面を与える。また、鉄ニッケル合金
（合金４２）も、リードフレームとして有用な性質を有
する。しかしながら、空気中での薄い金属の腐食は、リ
ードフレーム材料としての非被覆合金４２の利用を妨げ
てしまう。
【０００４】通常、銅及び鉄含有材料は、酸化を防ぐた
めにニッケルで被覆される。しかしながら、ニッケルも
空気中で酸化され、このような酸化は望ましくない。酸
化しない金属の薄い層を、これらの酸化物が形成しない
ようにニッケル上にメッキされることがあり、通常、
「貴金属」と呼ばれるこれらの材料の例としては、銀、
パラジウム、金、白金がある。これらの薄い被覆の厚さ
は、約０.０７５μｍから約１.５μｍまで及ぶ。
めにニッケルで被覆される。しかしながら、ニッケルも
空気中で酸化され、このような酸化は望ましくない。酸
化しない金属の薄い層を、これらの酸化物が形成しない
ようにニッケル上にメッキされることがあり、通常、
「貴金属」と呼ばれるこれらの材料の例としては、銀、
パラジウム、金、白金がある。これらの薄い被覆の厚さ
は、約０.０７５μｍから約１.５μｍまで及ぶ。
【０００５】従来の電着技術を使うニッケル被覆は、リ
ードフレームが上述のデバイスパッケージングのトリム
形成ステップに関連する応力及びひずみを被るとひび割
れ（クラック）する傾向を有する。。ニッケル層がひび
割れすると、上の貴金属層もひび割れする。これらの金
属被覆がひび割れすると、下の銅又は鉄の合金は、湿度
の存在下で、酸化し、腐食し、表面に移動する。これら
の表面の堆積は、パッケージされたデバイスに悪影響を
及ぼす。
ードフレームが上述のデバイスパッケージングのトリム
形成ステップに関連する応力及びひずみを被るとひび割
れ（クラック）する傾向を有する。。ニッケル層がひび
割れすると、上の貴金属層もひび割れする。これらの金
属被覆がひび割れすると、下の銅又は鉄の合金は、湿度
の存在下で、酸化し、腐食し、表面に移動する。これら
の表面の堆積は、パッケージされたデバイスに悪影響を
及ぼす。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように、リードフ
レームが電子デバイスのパッケージングに対応する応力
及びひずみにさらされれたときにひび割れしないリード
フレームのニッケル被覆の必要性がある。
レームが電子デバイスのパッケージングに対応する応力
及びひずみにさらされれたときにひび割れしないリード
フレームのニッケル被覆の必要性がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上にコンフォ
ーマルニッケル被覆されるリードフレームがＪＥＤＥＣ
規格に従って形成されるときに、ひび割れしないコンフ
ォーマルニッケル被覆を提供する。このＪＥＤＥＣ規格
は、リードの形成角度はリードフレームと少なくとも約
８２度であり、形成半径は約２５０μｍ（約１０ミル）
である。図１には、リードフレーム１０の形成角度１
２、及びリードフレーム１０の形成半径１４が図示して
ある。形成した後では、リードフレームはデバイスに結
合し、パッケージングされ、より大きい組立体の中に置
かれる。また、本発明は、金属基板の表面にコンフォー
マルニッケル層を形成するプロセスを提供する。金属基
板の例としては、銅基板、銅合金基板、鉄合金基板があ
る。
ーマルニッケル被覆されるリードフレームがＪＥＤＥＣ
規格に従って形成されるときに、ひび割れしないコンフ
ォーマルニッケル被覆を提供する。このＪＥＤＥＣ規格
は、リードの形成角度はリードフレームと少なくとも約
８２度であり、形成半径は約２５０μｍ（約１０ミル）
である。図１には、リードフレーム１０の形成角度１
２、及びリードフレーム１０の形成半径１４が図示して
ある。形成した後では、リードフレームはデバイスに結
合し、パッケージングされ、より大きい組立体の中に置
かれる。また、本発明は、金属基板の表面にコンフォー
マルニッケル層を形成するプロセスを提供する。金属基
板の例としては、銅基板、銅合金基板、鉄合金基板があ
る。
【０００８】本発明において、コンフォーマルニッケル
層は、被覆リードフレームが上述の規格に従って形成さ
れたときでも耐ひび割れ性を有する方法で上にニッケル
がメッキされる金属表面に順応するニッケル層である。
上記規格に従ってリードフレームを形成することは、リ
ードフレーム基板に変形をもたらす。この変形の形態
は、０.１μｍ以上の深さを有する表面変調である。こ
れらの表面変形を受けやすい基板の例として、合金１５
１の基板、合金１９４の基板、合金７０２５の基板、合
金４２の基板がある。この基板は厚ければ厚いほど、形
成時にひび割れを被りやすい。本発明のコンフォーマル
ニッケル被覆は、リードフレーム形成の結果として生じ
る表面変形の深さが５μｍより小さければ、ひび割れし
ない。本発明のコンフォーマルニッケル被覆の厚さは少
なくとも約０.５μｍであり、少なくとも約２μｍであ
るのが好ましい。
層は、被覆リードフレームが上述の規格に従って形成さ
れたときでも耐ひび割れ性を有する方法で上にニッケル
がメッキされる金属表面に順応するニッケル層である。
上記規格に従ってリードフレームを形成することは、リ
ードフレーム基板に変形をもたらす。この変形の形態
は、０.１μｍ以上の深さを有する表面変調である。こ
れらの表面変形を受けやすい基板の例として、合金１５
１の基板、合金１９４の基板、合金７０２５の基板、合
金４２の基板がある。この基板は厚ければ厚いほど、形
成時にひび割れを被りやすい。本発明のコンフォーマル
ニッケル被覆は、リードフレーム形成の結果として生じ
る表面変形の深さが５μｍより小さければ、ひび割れし
ない。本発明のコンフォーマルニッケル被覆の厚さは少
なくとも約０.５μｍであり、少なくとも約２μｍであ
るのが好ましい。
【０００９】本発明のコンフォーマルニッケル被覆は、
コンフォーマルニッケル被覆を有する基板がＪＥＤＥＣ
規格に従って形成されると、少なくとも約２５％の伸長
である（ＡＳＴＭ規格Ｂ４８９−８５を用いて測っ
た）。これは従来技術のニッケル被覆の伸長と比べて相
当に改善している。伸長（延性、エロンゲーション、ダ
クティリティーとも呼ばれる）は、被覆が変形する度合
である。被覆の伸長、即ち延性が大きければ大きいほ
ど、被覆基板が変形されるときに耐ひび割れ性が高くな
る。
コンフォーマルニッケル被覆を有する基板がＪＥＤＥＣ
規格に従って形成されると、少なくとも約２５％の伸長
である（ＡＳＴＭ規格Ｂ４８９−８５を用いて測っ
た）。これは従来技術のニッケル被覆の伸長と比べて相
当に改善している。伸長（延性、エロンゲーション、ダ
クティリティーとも呼ばれる）は、被覆が変形する度合
である。被覆の伸長、即ち延性が大きければ大きいほ
ど、被覆基板が変形されるときに耐ひび割れ性が高くな
る。
【００１０】一実施例では、Ｎｉ（ＮＨ2ＳＯ3）2のよ
うなニッケル錯体を約７５〜１３０ｇ／ｌ、ＮｉＣｌ2
・６Ｈ2Ｏのようなニッケル塩を約３〜５ｇ／ｌ含有す
るメッキ槽でリードフレームをメッキすることによっ
て、所望の状態で基板に順応するニッケル層が得られ
る。メッキ槽は、Ｈ3ＢＯ3のような緩衝剤を約４５〜３
０ｇ／ｌ、フッ化ペルフルオロドデシルトリメチルアン
モニウム(perfluoro dodecyltrimethyl ammonium fluor
ide)のような（ペルフルオロ化第４級アミノ(perfluori
nated quaternary amino)の約１０ｐｐｍを含有する水
溶液に基づいて）ペルフルオロ化第４級アミノ湿潤試薬
を約５〜２０ｍｌ／ｌ含有するのが好ましい。槽の構成
は、槽のｐＨが約２〜２.５の範囲に保持されるように
制御される。
うなニッケル錯体を約７５〜１３０ｇ／ｌ、ＮｉＣｌ2
・６Ｈ2Ｏのようなニッケル塩を約３〜５ｇ／ｌ含有す
るメッキ槽でリードフレームをメッキすることによっ
て、所望の状態で基板に順応するニッケル層が得られ
る。メッキ槽は、Ｈ3ＢＯ3のような緩衝剤を約４５〜３
０ｇ／ｌ、フッ化ペルフルオロドデシルトリメチルアン
モニウム(perfluoro dodecyltrimethyl ammonium fluor
ide)のような（ペルフルオロ化第４級アミノ(perfluori
nated quaternary amino)の約１０ｐｐｍを含有する水
溶液に基づいて）ペルフルオロ化第４級アミノ湿潤試薬
を約５〜２０ｍｌ／ｌ含有するのが好ましい。槽の構成
は、槽のｐＨが約２〜２.５の範囲に保持されるように
制御される。
【００１１】槽の金属不純物は、約３０ｐｐｍ以下であ
るのが好ましい。金属不純物は、ニッケル以外の金属で
ある。一実施例において、ニッケルは、約５〜５０Ａ／
ｄｍ2のメッキ電流密度を用いて約５０〜６５゜Ｃの槽温
度で、金属リードフレーム基板にメッキされる。槽は、
メッキの間に約２５〜６０ｃｍ／秒の速さで撹拌するこ
とが好ましい。
るのが好ましい。金属不純物は、ニッケル以外の金属で
ある。一実施例において、ニッケルは、約５〜５０Ａ／
ｄｍ2のメッキ電流密度を用いて約５０〜６５゜Ｃの槽温
度で、金属リードフレーム基板にメッキされる。槽は、
メッキの間に約２５〜６０ｃｍ／秒の速さで撹拌するこ
とが好ましい。
【００１２】コンフォーマルニッケル被覆がリードフレ
ーム基板上に形成した後、はんだ付け可能な表面を与え
るために空気中で酸化しない金属の層をニッケル上に被
覆する。なぜならば、ニッケルは空気中で酸化し、酸化
したニッケルは、良好ではんだ付け可能な接続を形成し
ないからである。このような材料の例としては、金、
銀、パラジウム、パラジウム合金、白金がある。これら
の層は、通常約０.０７５〜１.５μｍの厚さを有し、周
知のプロセスに従ってニッケル基板上に形成される。基
板上にパラジウム層を形成する方法としては、アビス(A
bys)他に与えられた米国特許第４,９１１,７９９号に表
わされているものがある。
ーム基板上に形成した後、はんだ付け可能な表面を与え
るために空気中で酸化しない金属の層をニッケル上に被
覆する。なぜならば、ニッケルは空気中で酸化し、酸化
したニッケルは、良好ではんだ付け可能な接続を形成し
ないからである。このような材料の例としては、金、
銀、パラジウム、パラジウム合金、白金がある。これら
の層は、通常約０.０７５〜１.５μｍの厚さを有し、周
知のプロセスに従ってニッケル基板上に形成される。基
板上にパラジウム層を形成する方法としては、アビス(A
bys)他に与えられた米国特許第４,９１１,７９９号に表
わされているものがある。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明は、リードフレーム基板の
コンフォーマルニッケル被覆に関する。リードフレーム
基板の材料は、通常銅とその合金（例えば上述の、合金
１５１、１９４、７０２５）、合金４２のような鉄／ニ
ッケル合金等である。少なくとも０.１μｍの深さを有
する変形が、ＪＥＤＥＣ規格に従って形成されると、こ
れらの基板の表面に発展する。ニッケル被覆は、少なく
とも約０.５μｍの厚さを有し、少なくとも約２μｍで
あることが好ましい。コンフォーマルニッケル被覆は、
リードフレーム基板がＪＥＤＥＣ規格のような標準的な
技術に従って形成したときにその厚さを通してひび割れ
しない。このＪＥＤＥＣ規格は、形成される基板の表面
の変形が５μｍよりも小さい深さを有するときに、少な
くとも約２５０μｍの形成半径で、リードフレーム基板
が少なくとも８２度曲がることを要求する。この規格に
よれば、基板は少なくとも約１００μｍの厚さを有す
る。
コンフォーマルニッケル被覆に関する。リードフレーム
基板の材料は、通常銅とその合金（例えば上述の、合金
１５１、１９４、７０２５）、合金４２のような鉄／ニ
ッケル合金等である。少なくとも０.１μｍの深さを有
する変形が、ＪＥＤＥＣ規格に従って形成されると、こ
れらの基板の表面に発展する。ニッケル被覆は、少なく
とも約０.５μｍの厚さを有し、少なくとも約２μｍで
あることが好ましい。コンフォーマルニッケル被覆は、
リードフレーム基板がＪＥＤＥＣ規格のような標準的な
技術に従って形成したときにその厚さを通してひび割れ
しない。このＪＥＤＥＣ規格は、形成される基板の表面
の変形が５μｍよりも小さい深さを有するときに、少な
くとも約２５０μｍの形成半径で、リードフレーム基板
が少なくとも８２度曲がることを要求する。この規格に
よれば、基板は少なくとも約１００μｍの厚さを有す
る。
【００１４】図２Ａ〜２Ｃで示したように、リードフレ
ームがＪＥＤＥＣ規格に従って形成したときに、表面凹
凸（通常「オレンジ皮」と呼ばれる）がリードフレーム
基板に現われる。図２Ａは、約２５０μｍの半径で９０
度の角度まで形成した合金１９４のリードフレームの写
真である。この写真は、倍率２００×において、形成プ
ロセスの結果として生じる表面凹凸を明示している。図
２Ｂは、同一のリードフレームだが、倍率４００×の写
真である。「オレンジ皮」の凹凸がこの写真でも明確に
認識できる。図１Ｃは、同一のリードフレームだが、側
方図の写真である。この写真は、倍率１０００×で、形
成プロセスの結果として生じるリードフレームの表面で
３μｍまでの深さのトラフを明示する。
ームがＪＥＤＥＣ規格に従って形成したときに、表面凹
凸（通常「オレンジ皮」と呼ばれる）がリードフレーム
基板に現われる。図２Ａは、約２５０μｍの半径で９０
度の角度まで形成した合金１９４のリードフレームの写
真である。この写真は、倍率２００×において、形成プ
ロセスの結果として生じる表面凹凸を明示している。図
２Ｂは、同一のリードフレームだが、倍率４００×の写
真である。「オレンジ皮」の凹凸がこの写真でも明確に
認識できる。図１Ｃは、同一のリードフレームだが、側
方図の写真である。この写真は、倍率１０００×で、形
成プロセスの結果として生じるリードフレームの表面で
３μｍまでの深さのトラフを明示する。
【００１５】前述のように、これらの表面凹凸がニッケ
ル被覆をひび割れさせるとき、下の銅は湿度の存在下
で、被覆リードフレームの表面からひび割れを通って、
酸化し、腐食し、移動する。銅腐食生成物がリードフレ
ームの表面上に形成するとき、はんだ付け性を劣化し、
リードフレームと他の構成部分の間の適切な機械的、電
気の接続を妨げてしまう。結果的に、リードフレームが
形成されるときにひび割れしないニッケル層は大いに望
ましい。
ル被覆をひび割れさせるとき、下の銅は湿度の存在下
で、被覆リードフレームの表面からひび割れを通って、
酸化し、腐食し、移動する。銅腐食生成物がリードフレ
ームの表面上に形成するとき、はんだ付け性を劣化し、
リードフレームと他の構成部分の間の適切な機械的、電
気の接続を妨げてしまう。結果的に、リードフレームが
形成されるときにひび割れしないニッケル層は大いに望
ましい。
【００１６】コンフォーマルニッケル被覆は、槽のｐＨ
が約２〜２.５の範囲に保持される電気メッキプロセス
を用いて基板上に形成される。金属リードフレームは、
ニッケル錯体及びニッケル塩を含有する電気メッキ槽で
配置される。一実施例では、槽は、Ｎｉ（ＮＨ2ＳＯ3）
2のようなニッケル錯体を約７５〜１３０ｇ／ｌ、Ｎｉ
Ｃｌ2・６Ｈ2Ｏのようなニッケル塩を約３〜５ｇ／ｌ含
有する。メッキ槽は、Ｈ3ＢＯ3のような緩衝剤を約３０
〜４５ｇ／ｌ、例えばフッ化ペルフルオロドデシルトリ
メチルアンモニウムのようなペルフルオロ化第４級アミ
ノ湿潤試薬を約５〜２０ｍｌ／ｌ含有する。槽は、ペル
フルオロ化第４級アミノを約１０ｐｐｍ含有する水溶液
に基づく湿潤試薬を約５〜５０ｍｌ／ｌ含有する。
が約２〜２.５の範囲に保持される電気メッキプロセス
を用いて基板上に形成される。金属リードフレームは、
ニッケル錯体及びニッケル塩を含有する電気メッキ槽で
配置される。一実施例では、槽は、Ｎｉ（ＮＨ2ＳＯ3）
2のようなニッケル錯体を約７５〜１３０ｇ／ｌ、Ｎｉ
Ｃｌ2・６Ｈ2Ｏのようなニッケル塩を約３〜５ｇ／ｌ含
有する。メッキ槽は、Ｈ3ＢＯ3のような緩衝剤を約３０
〜４５ｇ／ｌ、例えばフッ化ペルフルオロドデシルトリ
メチルアンモニウムのようなペルフルオロ化第４級アミ
ノ湿潤試薬を約５〜２０ｍｌ／ｌ含有する。槽は、ペル
フルオロ化第４級アミノを約１０ｐｐｍ含有する水溶液
に基づく湿潤試薬を約５〜５０ｍｌ／ｌ含有する。
【００１７】槽は、３０ｐｐｍ以下の金属不純物を含有
することが好ましい。具体的には、槽は、２０ｐｐｍ以
下の鉄不純物、２５ｐｐｍ以下の銅、錫、亜鉛不純物、
３０ｐｐｍ以下の鉛不純物を含有することが好ましい。
することが好ましい。具体的には、槽は、２０ｐｐｍ以
下の鉄不純物、２５ｐｐｍ以下の銅、錫、亜鉛不純物、
３０ｐｐｍ以下の鉛不純物を含有することが好ましい。
【００１８】約５〜５０Ａ／ｄｍ2の電流密度が槽に与
えられ、この槽は、約５０〜６５゜Ｃの温度で保持さ
れ、リードフレーム基板上にニッケル層がメッキされ
る。ニッケル層の厚さは、少なくとも約０.５μｍであ
る。ニッケル層は、少なくとも約２μｍの厚さを有する
ことが好ましい。所望の厚さのニッケル層を得るように
必要とする電流密度及びメッキ時間は、容易に決められ
る。
えられ、この槽は、約５０〜６５゜Ｃの温度で保持さ
れ、リードフレーム基板上にニッケル層がメッキされ
る。ニッケル層の厚さは、少なくとも約０.５μｍであ
る。ニッケル層は、少なくとも約２μｍの厚さを有する
ことが好ましい。所望の厚さのニッケル層を得るように
必要とする電流密度及びメッキ時間は、容易に決められ
る。
【００１９】ニッケル層が基板上に形成されると、他の
材料の層がニッケル層上に形成され、被覆リードフレー
ムに望ましい性質を与える。例えば、アビス他に与えら
れた米国特許第５,３６０,９９１号で記述されている。
パラジウム層の後のパラジウムニッケル合金の後に、パ
ラジウムストライク又は金ストライクの層がニッケル層
上に形成される。これらの連続する層は、主に設計上選
択できる。しかしながら、前述のように、貴金属層は、
ニッケル層上に形成され、はんだ付け可能な表面を与え
ることが好ましい。ニッケルは空気中で酸化され、酸化
したニッケルは電気接続させるために望ましい表面では
ないので、ニッケル層は、空気中で酸化しない導電率が
良い材料の層によって覆うことが好ましい。空気中で酸
化しない材料の例としては、パラジウム、金、銀があ
る。
材料の層がニッケル層上に形成され、被覆リードフレー
ムに望ましい性質を与える。例えば、アビス他に与えら
れた米国特許第５,３６０,９９１号で記述されている。
パラジウム層の後のパラジウムニッケル合金の後に、パ
ラジウムストライク又は金ストライクの層がニッケル層
上に形成される。これらの連続する層は、主に設計上選
択できる。しかしながら、前述のように、貴金属層は、
ニッケル層上に形成され、はんだ付け可能な表面を与え
ることが好ましい。ニッケルは空気中で酸化され、酸化
したニッケルは電気接続させるために望ましい表面では
ないので、ニッケル層は、空気中で酸化しない導電率が
良い材料の層によって覆うことが好ましい。空気中で酸
化しない材料の例としては、パラジウム、金、銀があ
る。
【００２０】実験例１ メッキ槽は、１２０ｇのニッケル錯体Ｎｉ（ＮＨ2Ｓ
Ｏ3）2、５ｇのニッケル塩（ＮｉＣｌ2・６Ｈ2Ｏ）、３
０ｇの緩衝剤Ｈ3ＢＯ3を混ぜ、この混合体を１ｌの水で
希薄することによって用意した。この混合液に、２０ｍ
ｌ／ｌである１０ｐｐｍのフッ化ペルフルオロドデシル
トリメチルアンモニウム含有水溶液を加えた。メッキの
間には槽温度は６０゜Ｃに保持し、槽のｐＨは２であっ
た。また、槽は２５ｃｍ／秒の速さで撹拌した。
Ｏ3）2、５ｇのニッケル塩（ＮｉＣｌ2・６Ｈ2Ｏ）、３
０ｇの緩衝剤Ｈ3ＢＯ3を混ぜ、この混合体を１ｌの水で
希薄することによって用意した。この混合液に、２０ｍ
ｌ／ｌである１０ｐｐｍのフッ化ペルフルオロドデシル
トリメチルアンモニウム含有水溶液を加えた。メッキの
間には槽温度は６０゜Ｃに保持し、槽のｐＨは２であっ
た。また、槽は２５ｃｍ／秒の速さで撹拌した。
【００２１】実験例２ 実験例１で示した槽は、いろいろな金属リードフレーム
基板上のニッケルメッキに用いた。この実験例では、１
０Ａ／ｄｍ2の電流密度を１.５分間槽に与えることによ
って、０.１２７ｍｍ厚の合金１９４リードフレーム上
にコンフォーマルニッケルの２.５μｍ厚の層を形成し
た。パラジウムストライクの０.０２５μｍ厚の層をニ
ッケル層上に形成し、その後、パラジウムニッケル合金
（８０重量％のパラジウム）の０.０７５μｍ厚の層を
形成し、その後、パラジウムメッキの０.０７５μｍ厚
の層を形成した。
基板上のニッケルメッキに用いた。この実験例では、１
０Ａ／ｄｍ2の電流密度を１.５分間槽に与えることによ
って、０.１２７ｍｍ厚の合金１９４リードフレーム上
にコンフォーマルニッケルの２.５μｍ厚の層を形成し
た。パラジウムストライクの０.０２５μｍ厚の層をニ
ッケル層上に形成し、その後、パラジウムニッケル合金
（８０重量％のパラジウム）の０.０７５μｍ厚の層を
形成し、その後、パラジウムメッキの０.０７５μｍ厚
の層を形成した。
【００２２】パラジウムストライク、パラジウムニッケ
ル合金、パラジウムメッキの層をメッキする条件は周知
であり、アビス他の米国特許第５,３６０,９９１号、ア
ビス他の米国特許第４,１７８,４７５号、アビス他の米
国特許第４,９１１,７９８号、アビス他の米国特許第
４,９１１,７９９号に記述されている。
ル合金、パラジウムメッキの層をメッキする条件は周知
であり、アビス他の米国特許第５,３６０,９９１号、ア
ビス他の米国特許第４,１７８,４７５号、アビス他の米
国特許第４,９１１,７９８号、アビス他の米国特許第
４,９１１,７９９号に記述されている。
【００２３】実験例３ この実験例では、実験例１で示した槽に１０Ａ／ｄｍ2
の電流密度を２分１５秒間与えることによって、ニッケ
ルの３.７５μｍ厚のコンフォーマル層を０.２０３２ｍ
ｍの厚さを有する合金１９４リードフレーム上に形成し
た。パラジウムストライクの０.０２５μｍ厚の層をニ
ッケル層上に形成し、その後、パラジウムニッケル合金
（８０重量％のパラジウム）の０.０７５μｍ厚の層を
形成し、その後、パラジウムメッキの０.０７５μｍ厚
の層を形成した。
の電流密度を２分１５秒間与えることによって、ニッケ
ルの３.７５μｍ厚のコンフォーマル層を０.２０３２ｍ
ｍの厚さを有する合金１９４リードフレーム上に形成し
た。パラジウムストライクの０.０２５μｍ厚の層をニ
ッケル層上に形成し、その後、パラジウムニッケル合金
（８０重量％のパラジウム）の０.０７５μｍ厚の層を
形成し、その後、パラジウムメッキの０.０７５μｍ厚
の層を形成した。
【００２４】リードフレームは次に、ＪＥＤＥＣ規格に
従って、即ちリードは約２５０μｍの半径で基板と９０
度の角度を形成するように曲げて形成した。図３Ａ、３
Ｂはリードフレームの写真であり、両方とも側方図で撮
った写真である。図３Ａは倍率４００×、図３Ｂは倍率
１０００×における写真である。これら両方の写真は、
形成プロセスの結果として、本発明のコンフォーマルニ
ッケル被覆の厚さを通してひび割れが形成しなかったこ
とを明示する。
従って、即ちリードは約２５０μｍの半径で基板と９０
度の角度を形成するように曲げて形成した。図３Ａ、３
Ｂはリードフレームの写真であり、両方とも側方図で撮
った写真である。図３Ａは倍率４００×、図３Ｂは倍率
１０００×における写真である。これら両方の写真は、
形成プロセスの結果として、本発明のコンフォーマルニ
ッケル被覆の厚さを通してひび割れが形成しなかったこ
とを明示する。
【００２５】実験例４ 銅ストライクを０.１５２４ｍｍ厚の合金４２リードフ
レーム上にメッキした。この銅ストライクは０.１２５
μｍ厚で、２.６Ａ／ｄｍ2の電流密度でメッキした。同
じ溶液から、銅の４μｍ厚の層を銅ストライク上にメッ
キした。銅電気メッキ槽は、青酸銅４２ｇ／ｌ、青酸カ
リウム６６.６ｇ／ｌ、炭酸カリウム３０ｇ／ｌ、ロシ
ェル塩６０ｇ／ｌを含有した。これは周知の市場で得ら
れる銅電気メッキ槽である。この銅槽は、メッキの間に
４５〜５５゜Ｃの温度で、１０.２〜１０.５のｐＨで保
持した。１.３Ａ／ｄｍ2の電流密度を２０分与え、所望
の厚さの被覆を得た。
レーム上にメッキした。この銅ストライクは０.１２５
μｍ厚で、２.６Ａ／ｄｍ2の電流密度でメッキした。同
じ溶液から、銅の４μｍ厚の層を銅ストライク上にメッ
キした。銅電気メッキ槽は、青酸銅４２ｇ／ｌ、青酸カ
リウム６６.６ｇ／ｌ、炭酸カリウム３０ｇ／ｌ、ロシ
ェル塩６０ｇ／ｌを含有した。これは周知の市場で得ら
れる銅電気メッキ槽である。この銅槽は、メッキの間に
４５〜５５゜Ｃの温度で、１０.２〜１０.５のｐＨで保
持した。１.３Ａ／ｄｍ2の電流密度を２０分与え、所望
の厚さの被覆を得た。
【００２６】市場で得られるウィトコ社(Witco Corpora
tion)から得たサルファメート(sulfamate)ニッケルメッ
キ槽を用いて、ニッケルの２.５μｍ厚の層を銅被覆基
板上にメッキした。槽の組成は、ニッケルサルファメー
トを７５ｇ／ｌ、ＮｉＣｌ2・６Ｈ2Ｏを５ｇ／ｌ、Ｈ3
ＢＯ3を３０ｇ／ｌを含有し、混合物を十分な量の水で
１ｌに希薄して混ぜた。これに、Barret SNAP A/M（ピ
ット防止試薬）を０.３体積％、Ballet SNHA（硬化試
薬）を７.８ｍｌ／ｌ加えた。メッキ槽の温度は５０゜Ｃ
に保持し、ｐＨは４.０に保持した。穏やかに撹はんし
て槽を混ぜた。次に、パラジウムの０.１７５μｍ厚の
被覆をニッケル層上に与えた。
tion)から得たサルファメート(sulfamate)ニッケルメッ
キ槽を用いて、ニッケルの２.５μｍ厚の層を銅被覆基
板上にメッキした。槽の組成は、ニッケルサルファメー
トを７５ｇ／ｌ、ＮｉＣｌ2・６Ｈ2Ｏを５ｇ／ｌ、Ｈ3
ＢＯ3を３０ｇ／ｌを含有し、混合物を十分な量の水で
１ｌに希薄して混ぜた。これに、Barret SNAP A/M（ピ
ット防止試薬）を０.３体積％、Ballet SNHA（硬化試
薬）を７.８ｍｌ／ｌ加えた。メッキ槽の温度は５０゜Ｃ
に保持し、ｐＨは４.０に保持した。穏やかに撹はんし
て槽を混ぜた。次に、パラジウムの０.１７５μｍ厚の
被覆をニッケル層上に与えた。
【００２７】実験例５ ニッケルストライクの０.１２５μｍ厚の層をウッド(Wo
od)のニッケルプロセスを用いて０.１５２４ｍｍ厚の合
金４２リードフレーム上にメッキした。ウッドのニッケ
ルプロセスでは、基板は、ニッケル塩化物２４０ｇ／
ｌ、塩酸１２０ｍｌ／ｌを含有する槽に配置される。こ
の槽にはニッケル電極を用いた。槽のｐＨは０.６であ
り、槽の温度は雰囲気と同じにした。ニッケル層は１分
間約２〜５Ａ／ｄｍ2の電流密度を用いてメッキした。
次に、銅の４μｍ厚の層を実験例４で示した材料及び条
件を用いてニッケルストライク上にメッキした。ニッケ
ルの２.５μｍ厚の層を実験例４で示した市場で得られ
るサルファメートニッケルメッキ槽を用いて銅被覆基板
上にメッキした。パラジウムの０.１７５μｍ厚の被覆
がニッケル層上にできた。
od)のニッケルプロセスを用いて０.１５２４ｍｍ厚の合
金４２リードフレーム上にメッキした。ウッドのニッケ
ルプロセスでは、基板は、ニッケル塩化物２４０ｇ／
ｌ、塩酸１２０ｍｌ／ｌを含有する槽に配置される。こ
の槽にはニッケル電極を用いた。槽のｐＨは０.６であ
り、槽の温度は雰囲気と同じにした。ニッケル層は１分
間約２〜５Ａ／ｄｍ2の電流密度を用いてメッキした。
次に、銅の４μｍ厚の層を実験例４で示した材料及び条
件を用いてニッケルストライク上にメッキした。ニッケ
ルの２.５μｍ厚の層を実験例４で示した市場で得られ
るサルファメートニッケルメッキ槽を用いて銅被覆基板
上にメッキした。パラジウムの０.１７５μｍ厚の被覆
がニッケル層上にできた。
【００２８】実験例６ 銅ストライクを０.１５２４ｍｍ厚の合金４２リードフ
レーム上にメッキした。この銅ストライクは、０.１２
５μｍ厚で、２.６Ａ／ｄｍ2の電流密度を用いてメッキ
した。同じ溶液から、実験例４で示した材料及び条件を
用いて銅の４μｍ厚の層を銅ストライク上にメッキし
た。実験例２で示した条件を用いてコンフォーマルニッ
ケルの２.５μｍ厚の層を銅被覆基板上にメッキした。
パラジウムの０.１７５μｍ厚の被覆がニッケル層上に
できた。
レーム上にメッキした。この銅ストライクは、０.１２
５μｍ厚で、２.６Ａ／ｄｍ2の電流密度を用いてメッキ
した。同じ溶液から、実験例４で示した材料及び条件を
用いて銅の４μｍ厚の層を銅ストライク上にメッキし
た。実験例２で示した条件を用いてコンフォーマルニッ
ケルの２.５μｍ厚の層を銅被覆基板上にメッキした。
パラジウムの０.１７５μｍ厚の被覆がニッケル層上に
できた。
【００２９】実験例７ 実験例４で示した従来技術のプロセス及び材料を用い
て、ニッケルの３.７５μｍ厚の層を０.１２７μｍ厚の
合金１９４から作られたリードフレーム基板上にメッキ
した。パラジウムの０.１５μｍ厚の層をニッケル層上
に形成した。次に、リードフレームをＪＥＤＥＣ規格に
従って形成した。即ち、リードをリードフレームに対し
て９０度の角度に曲げて、曲げの半径は２５０μｍであ
った。
て、ニッケルの３.７５μｍ厚の層を０.１２７μｍ厚の
合金１９４から作られたリードフレーム基板上にメッキ
した。パラジウムの０.１５μｍ厚の層をニッケル層上
に形成した。次に、リードフレームをＪＥＤＥＣ規格に
従って形成した。即ち、リードをリードフレームに対し
て９０度の角度に曲げて、曲げの半径は２５０μｍであ
った。
【００３０】図４Ａ、４Ｂで示したように、ひび割れが
形成プロセスの結果としてこのニッケル層で形成した。
図４Ａは、形成したリードフレームの倍率１０００×で
の側方からの写真である。図４Ｂは、同じニッケル被覆
の上方写真である。図４Ａでは、ニッケル層上に被覆す
るパラジウムは別々の層としては見えない。また、図４
Ａ、４Ｂは、形成プロセスの結果としてニッケルで形成
するひび割れが、ニッケル層上に被覆したパラジウムで
形成したことを示す。前述のように、このようなひび割
れはリードフレーム表面のはんだ付け性に有害である。
形成プロセスの結果としてこのニッケル層で形成した。
図４Ａは、形成したリードフレームの倍率１０００×で
の側方からの写真である。図４Ｂは、同じニッケル被覆
の上方写真である。図４Ａでは、ニッケル層上に被覆す
るパラジウムは別々の層としては見えない。また、図４
Ａ、４Ｂは、形成プロセスの結果としてニッケルで形成
するひび割れが、ニッケル層上に被覆したパラジウムで
形成したことを示す。前述のように、このようなひび割
れはリードフレーム表面のはんだ付け性に有害である。
【００３１】実験例８ 本発明のコンフォーマルニッケル被覆によって改善した
ことを明示するために、実験例２、３、７で示したよう
に用意したリードフレームが、被覆が満足いくものであ
るかどうか決めるために標準的な試験をした。実験例
２、７で示した被覆リードフレームは、規格試験ＭＩＬ
−ＳＴＤ−８３３（ＴＭ２００３とＴＭ２０２２両方）
を行った。ＴＭ２００３は、はんだ付け性試験、即ち、
「ディップして見る（ディップ・アンド・ルック）」試
験であり、はんだが所要時間内に被覆金属基板に接着す
るかどうかを決める。ＴＭ２００２は、はんだの湿潤速
さを決める試験である。リードフレームは、はんだがリ
ードフレーム表面の９５％以上を覆ってＴＭ２００３を
合格した。リードフレームは、規格が１秒以下で表面を
湿らすことをはんだを要求するのでＴＭ２０２２を合格
した。これに対し、実験例７で示したプロセスに従って
ニッケルで被覆されたリードフレームは、これらの試験
の両方とも不合格した。
ことを明示するために、実験例２、３、７で示したよう
に用意したリードフレームが、被覆が満足いくものであ
るかどうか決めるために標準的な試験をした。実験例
２、７で示した被覆リードフレームは、規格試験ＭＩＬ
−ＳＴＤ−８３３（ＴＭ２００３とＴＭ２０２２両方）
を行った。ＴＭ２００３は、はんだ付け性試験、即ち、
「ディップして見る（ディップ・アンド・ルック）」試
験であり、はんだが所要時間内に被覆金属基板に接着す
るかどうかを決める。ＴＭ２００２は、はんだの湿潤速
さを決める試験である。リードフレームは、はんだがリ
ードフレーム表面の９５％以上を覆ってＴＭ２００３を
合格した。リードフレームは、規格が１秒以下で表面を
湿らすことをはんだを要求するのでＴＭ２０２２を合格
した。これに対し、実験例７で示したプロセスに従って
ニッケルで被覆されたリードフレームは、これらの試験
の両方とも不合格した。
【００３２】実験例３、７で示した被覆リードフレーム
は、規格試験Ｊ−ＳＴＤ−００２（カテゴリ２とカテゴ
リ３両方）を行った。カテゴリ２は、「ディップして見
る」試験の前に１時間蒸気中にさらして待つ。カテゴリ
３は、「ディップして見る」の前に８時間蒸気中にさら
して待つ。実験例３のリードフレームは、はんだがリー
ドフレームの９５％以上を覆ってカテゴリ２を合格し
た。実験例３のリードフレームは、１秒未満ではんだが
リードフレームの９５％以上を覆ってカテゴリ３を合格
した。これに対し、実施例７で示したプロセスに従って
ニッケルで被覆されたリードフレームは、これらの試験
の両方とも不合格になった。これは図５、６に示した。
図５は、８時間蒸気中にさらした後にＴＭ２００３に従
ってはんだを与えた実験例３で示したリードフレームの
写真である。図５に示したように、被覆は一様に基板を
覆う。図６は、８時間蒸気中にさらした後にＴＭ２００
３に従ってはんだを与えた後の実験例７で示したリード
フレームの写真である。図６に示したように、比較的大
きい穴が被覆に現われ、下の基板を露出した。
は、規格試験Ｊ−ＳＴＤ−００２（カテゴリ２とカテゴ
リ３両方）を行った。カテゴリ２は、「ディップして見
る」試験の前に１時間蒸気中にさらして待つ。カテゴリ
３は、「ディップして見る」の前に８時間蒸気中にさら
して待つ。実験例３のリードフレームは、はんだがリー
ドフレームの９５％以上を覆ってカテゴリ２を合格し
た。実験例３のリードフレームは、１秒未満ではんだが
リードフレームの９５％以上を覆ってカテゴリ３を合格
した。これに対し、実施例７で示したプロセスに従って
ニッケルで被覆されたリードフレームは、これらの試験
の両方とも不合格になった。これは図５、６に示した。
図５は、８時間蒸気中にさらした後にＴＭ２００３に従
ってはんだを与えた実験例３で示したリードフレームの
写真である。図５に示したように、被覆は一様に基板を
覆う。図６は、８時間蒸気中にさらした後にＴＭ２００
３に従ってはんだを与えた後の実験例７で示したリード
フレームの写真である。図６に示したように、比較的大
きい穴が被覆に現われ、下の基板を露出した。
【００３３】実験例９ 図４〜６で示したリードフレームは、耐腐食性試験（Ａ
ＳＴＭ Ｂ−１１７）を行った。この試験の間には、リ
ードフレームを少なくとも２４時間３５゜Ｃの温度で塩
溶液にさらした。
ＳＴＭ Ｂ−１１７）を行った。この試験の間には、リ
ードフレームを少なくとも２４時間３５゜Ｃの温度で塩
溶液にさらした。
【００３４】リードフレームは、リードがリードフレー
ムと９０度の角度をなして曲率半径２５０μｍで形成し
た。次に、リードフレームに塩スプレーをした。この試
験の結果は下の第１表で要約される。
ムと９０度の角度をなして曲率半径２５０μｍで形成し
た。次に、リードフレームに塩スプレーをした。この試
験の結果は下の第１表で要約される。
【００３５】
【００３６】これらの結果は、非銅又は非銅合金のリー
ドフレーム基板（例、ニッケル／鉄合金４２）が、銅の
層が基板上にメッキされ、コンフォーマルニッケル層が
この銅上にメッキされるならばＡＳＴＭ Ｂ−１１７試
験を合格することを示す。第１表は、合金４２の基板
が、銅ストライク層、銅層、非コンフォーマブルのニッ
ケル層又はニッケルストライク層・銅層、非コンフォー
マブルニッケル層によって適切に保護されなかったこと
を示す。
ドフレーム基板（例、ニッケル／鉄合金４２）が、銅の
層が基板上にメッキされ、コンフォーマルニッケル層が
この銅上にメッキされるならばＡＳＴＭ Ｂ−１１７試
験を合格することを示す。第１表は、合金４２の基板
が、銅ストライク層、銅層、非コンフォーマブルのニッ
ケル層又はニッケルストライク層・銅層、非コンフォー
マブルニッケル層によって適切に保護されなかったこと
を示す。
【００３７】図７〜１０には、本発明のコンフォーマル
ニッケル被覆の優れた性能を示した。図７は、実験例６
で示したように用意したリードフレームの側方写真であ
り、ＪＥＤＥＣ規格に従って曲率半径２５０μｍで９０
度の角度をなすものである。図７は、形成の後にさえ、
コンフォーマルニッケル被覆が下の層の上に、中の表面
変形にもかかわらず一様な被覆を与えることを明示す
る。図８は、２４時間塩スプレーされた後の同じリード
フレームの写真である。図８は、２４時間塩スプレーの
腐食作用の後でさえも腐食がリードフレーム上に現われ
なかったことを明示する。これは本発明の被覆が下の基
板上に一様な被覆を作ったさらなる証である。なぜなら
ば、もし下の銅への被覆を通してのひび割れが現われて
いたならば、２４時間塩スプレーの後でリードフレーム
表面上に腐食が形成したであろうからである。
ニッケル被覆の優れた性能を示した。図７は、実験例６
で示したように用意したリードフレームの側方写真であ
り、ＪＥＤＥＣ規格に従って曲率半径２５０μｍで９０
度の角度をなすものである。図７は、形成の後にさえ、
コンフォーマルニッケル被覆が下の層の上に、中の表面
変形にもかかわらず一様な被覆を与えることを明示す
る。図８は、２４時間塩スプレーされた後の同じリード
フレームの写真である。図８は、２４時間塩スプレーの
腐食作用の後でさえも腐食がリードフレーム上に現われ
なかったことを明示する。これは本発明の被覆が下の基
板上に一様な被覆を作ったさらなる証である。なぜなら
ば、もし下の銅への被覆を通してのひび割れが現われて
いたならば、２４時間塩スプレーの後でリードフレーム
表面上に腐食が形成したであろうからである。
【００３８】図９は、実験例４で示したように用意した
リードフレームの側方写真である。標準的な市場で得ら
れるニッケルメッキプロセスを用いて、実験例４で示し
たリードフレーム上にニッケル層を形成した。リードフ
レームはＪＥＤＥＣ規格に従って形成角度９０゜Ｃで形
成半径２５０μｍで形成した。図９は、銅層の上のニッ
ケル層に現われたひび割れが、リードフレーム上に形成
したことを明確に明示する。図７、９を比較すると、本
発明のニッケル層が優れていることを明確に示す。図１
０は、図９で示したものと同じリードフレームが８時間
塩スプレーされた後の写真である。図１０では腐食が明
確に認識できる。これは、ひび割れが実験例４で表わす
リードフレームのニッケル層に現われたことをさらに明
示する。従って、上に被覆されるリードフレームがＪＥ
ＤＥＣ規格に従って形成した後に、本発明のニッケル層
の中を通してひび割れが現われない。これは、上にこれ
らの被覆が与えられるリードフレームがＪＥＤＥＣ規格
に従って形成したときにひび割れが現われるような従来
技術のニッケル被覆とは対照的である。
リードフレームの側方写真である。標準的な市場で得ら
れるニッケルメッキプロセスを用いて、実験例４で示し
たリードフレーム上にニッケル層を形成した。リードフ
レームはＪＥＤＥＣ規格に従って形成角度９０゜Ｃで形
成半径２５０μｍで形成した。図９は、銅層の上のニッ
ケル層に現われたひび割れが、リードフレーム上に形成
したことを明確に明示する。図７、９を比較すると、本
発明のニッケル層が優れていることを明確に示す。図１
０は、図９で示したものと同じリードフレームが８時間
塩スプレーされた後の写真である。図１０では腐食が明
確に認識できる。これは、ひび割れが実験例４で表わす
リードフレームのニッケル層に現われたことをさらに明
示する。従って、上に被覆されるリードフレームがＪＥ
ＤＥＣ規格に従って形成した後に、本発明のニッケル層
の中を通してひび割れが現われない。これは、上にこれ
らの被覆が与えられるリードフレームがＪＥＤＥＣ規格
に従って形成したときにひび割れが現われるような従来
技術のニッケル被覆とは対照的である。
【００３９】実験例１０ 実験例１で示した構成を用いて、本発明のコンフォーマ
ルニッケル被覆でいろいろな基板を被覆した。これらの
基板は以下のように形成した。形成角度は、９０から１
８０度までさまざまであった。これらの形成した基板の
表面非一様性が観測され、基板表面で観測したくぼみの
深さに関して特徴づけた。コンフォーマルニッケル被覆
を調べて、形成プロセスの間にひび割れしたかどうか決
めた。以下の第２表はこの結果を要約する。
ルニッケル被覆でいろいろな基板を被覆した。これらの
基板は以下のように形成した。形成角度は、９０から１
８０度までさまざまであった。これらの形成した基板の
表面非一様性が観測され、基板表面で観測したくぼみの
深さに関して特徴づけた。コンフォーマルニッケル被覆
を調べて、形成プロセスの間にひび割れしたかどうか決
めた。以下の第２表はこの結果を要約する。
【００４０】
【００４１】第２表で明示したように、本発明のコンフ
ォーマルニッケル被覆は、形成プロセスの結果として生
じるリードフレーム基板のくぼみが深さ５μｍより小さ
ければ耐ひび割れ性がある。
ォーマルニッケル被覆は、形成プロセスの結果として生
じるリードフレーム基板のくぼみが深さ５μｍより小さ
ければ耐ひび割れ性がある。
【００４２】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は、金属リー
ドフレーム基板が銅、銅合金、又はニッケル合金である
リードフレームを提供する。リードフレームは、コンフ
ォーマルニッケル被覆で被覆され、リードフレーム基板
は、約１５０〜３００μｍの曲率半径で、少なくとも８
２度の角度曲がっているときに耐ひび割れ性を有する。
この方法でリードフレームを曲げると、リードフレーム
基板の表面変形を起こす。この曲げに起因する変形の深
さが約５μｍを超えなければ、本発明のコンフォーマル
ニッケル被覆の厚さを通るひび割れは現われない。この
ようにして、リードフレームが電子デバイスのパッケー
ジングに対応する応力及びひずみにさらされれたときに
ひび割れしないリードフレームのニッケル被覆を提供す
ることができた。
ドフレーム基板が銅、銅合金、又はニッケル合金である
リードフレームを提供する。リードフレームは、コンフ
ォーマルニッケル被覆で被覆され、リードフレーム基板
は、約１５０〜３００μｍの曲率半径で、少なくとも８
２度の角度曲がっているときに耐ひび割れ性を有する。
この方法でリードフレームを曲げると、リードフレーム
基板の表面変形を起こす。この曲げに起因する変形の深
さが約５μｍを超えなければ、本発明のコンフォーマル
ニッケル被覆の厚さを通るひび割れは現われない。この
ようにして、リードフレームが電子デバイスのパッケー
ジングに対応する応力及びひずみにさらされれたときに
ひび割れしないリードフレームのニッケル被覆を提供す
ることができた。
【図１】ＪＥＤＥＣ規格に従ってリードが形成した後の
リードフレームの側方図である。
リードフレームの側方図である。
【図２】角度９０度をなして曲率半径約２５０μｍで形
成した合金１９４リードフレームの２００×、４００
×、１０００×で撮られた写真であって、Ａ、Ｂは平面
写真であり、Ｃは側方写真である。
成した合金１９４リードフレームの２００×、４００
×、１０００×で撮られた写真であって、Ａ、Ｂは平面
写真であり、Ｃは側方写真である。
【図３】曲率半径約２５０μｍで９０度の角度をなし、
上にコンフォーマルニッケル層をメッキされた合金１９
４リードフレームの倍率４００×、倍率１０００×の側
方写真である。
上にコンフォーマルニッケル層をメッキされた合金１９
４リードフレームの倍率４００×、倍率１０００×の側
方写真である。
【図４】曲率半径約２５０μｍで９０度の角度をなす、
従来技術のプロセスに従って上にニッケル層をメッキさ
れた合金１９４リードフレームの倍率１０００×の写真
であり、図４Ａは側方写真であり、図４Ｂは上方写真で
ある。
従来技術のプロセスに従って上にニッケル層をメッキさ
れた合金１９４リードフレームの倍率１０００×の写真
であり、図４Ａは側方写真であり、図４Ｂは上方写真で
ある。
【図５】８時間蒸気中にさらし、非活性化ロジンフラッ
クスを用いてはんだ付けした後の図３Ａ、３Ｂで示した
リードフレームの写真である。
クスを用いてはんだ付けした後の図３Ａ、３Ｂで示した
リードフレームの写真である。
【図６】８時間蒸気中にさらし、非活性化ロジンフラッ
クスを用いてはんだ付けした後の図４Ａ、４Ｂで示した
リードフレームの写真である。
クスを用いてはんだ付けした後の図４Ａ、４Ｂで示した
リードフレームの写真である。
【図７】銅、ニッケル、パラジウムの連続した層が上に
メッキされた合金４２リードフレームの側方写真であ
り、ニッケル層は本発明のコンフォーマルニッケル被覆
であり、リードフレームは曲率半径約２５０μｍで９０
度の角度をなすものである。
メッキされた合金４２リードフレームの側方写真であ
り、ニッケル層は本発明のコンフォーマルニッケル被覆
であり、リードフレームは曲率半径約２５０μｍで９０
度の角度をなすものである。
【図８】２４時間の塩スプレーへの露出の後の図７のリ
ードフレームの平面写真である。
ードフレームの平面写真である。
【図９】銅、ニッケル、パラジウムを上にメッキをされ
た連続層を有する合金４２リードフレームの側方写真で
あり、ニッケル層は従来技術のプロセスを用いてメッキ
をされ、リードフレームは曲率半径約２５０μｍで９０
度の角度をなすものである。
た連続層を有する合金４２リードフレームの側方写真で
あり、ニッケル層は従来技術のプロセスを用いてメッキ
をされ、リードフレームは曲率半径約２５０μｍで９０
度の角度をなすものである。
【図１０】８時間の塩スプレーへの露出の後の図９のリ
ードフレームの平面写真である。
ードフレームの平面写真である。
１０ リードフレーム １２ 形成角度 １４ 形成半径
フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 チョンラン ファン アメリカ合衆国、07920 ニュージャージ ー、バスキング リッジ、イングリッシュ プレイス 218 (72)発明者 イゴール ベルコ カディジャ アメリカ合衆国、07450 ニュージャージ ー、リッジウッド、シャーウッド ロード 118
Claims (15)
- 【請求項１】 銅、銅合金、ニッケル合金からなる群よ
り選択される材料から作られる基板からなるリードフレ
ームであって、 この基板は、少なくとも約０.５μｍの厚さのコンフォ
ーマルニッケル被覆で上に被覆され、 このリードフレームが少なくとも約８２度の角度で、約
１５０〜３００μｍの形成半径で曲げられたときに、ニ
ッケル層の厚さを通してのひび割れが形成せず、この曲
げの結果として前記金属基板に現われる表面変形の深さ
が約５μｍを超えないことを特徴とするリードフレー
ム。 - 【請求項２】 前記基板は、合金１５１、合金１９４、
合金７０２５、合金４２からなる群より選択される材料
から作られるリードフレームであることを特徴とする請
求項１記載のリードフレーム。 - 【請求項３】 前記リードフレームが曲げられたときに
結果として生じる表面変形は、少なくとも０.１μｍの
深さを有することを特徴とする請求項１記載のリードフ
レーム。 - 【請求項４】 前記コンフォーマルニッケル被覆は、約
７５〜１３０ｇ／ｌのニッケル錯体、約３ｇ／ｌのニッ
ケル塩、約３０〜４５ｇ／ｌの緩衝剤、約５〜２０ｍｌ
／ｌのペルフルオロ化第４級アミノ湿潤試薬を含有する
ニッケル槽に前記リードフレームを配置することによっ
て形成され、 前記槽のｐＨを約２〜２.５の範囲に保持し、 所望の厚さのニッケル層を前記基板上にメッキすること
に十分な時間の間、約５〜５０Ａ／ｄｍ2の電流密度を
与えることを特徴とする請求項１記載のリードフレー
ム。 - 【請求項５】 前記ニッケル槽は、メッキの間に約１０
〜６０゜Ｃの温度に保持されることを特徴とする請求項
４記載のリードフレーム。 - 【請求項６】 前記ニッケル槽は、メッキの間に約２５
〜６０ｃｍ／秒の速さで撹拌されることを特徴とする請
求項５記載のリードフレーム。 - 【請求項７】 前記ニッケル錯体は、ニッケルスルファ
ミドであり、前記ニッケル塩は、塩化ニッケルであるこ
とを特徴とする請求項４記載のリードフレーム。 - 【請求項８】 前記ペルフルオロ化第４級アミノは、フ
ッ化ペルフルオロドデシルトリメチルアンモニウムであ
ることを特徴とする請求項７記載のリードフレーム。 - 【請求項９】 約０.５〜１０μｍの厚さを有する銅層
が、前記リードフレーム基板と前記ニッケル層の間に挿
入されることを特徴とする請求項１記載のリードフレー
ム。 - 【請求項１０】 前記リードフレーム基板と前記銅層の
間にニッケルストライク層が挿入されることを特徴とす
る請求項９記載のリードフレーム。 - 【請求項１１】 金、パラジウム、白金、銀、及びこれ
らの合金からなる群より選択される貴金属材料の少なく
とも１つの層をさらに有することを特徴とする請求項１
０記載のリードフレーム。 - 【請求項１２】 金属基板上にコンフォーマルニッケル
層を電気メッキする方法であって、 ａ）銅、銅合金、ニッケル合金からなる群より選択され
る材料から作られる金属基板を、約７５〜３０ｇ／ｌの
ニッケル錯体、約３ｇ／ｌのニッケル塩、約３０〜４５
ｇ／ｌの緩衝剤、約５〜５０ｍｌ／ｌのペルフルオロ化
第４級アミノ湿潤試薬を含有するニッケル槽に配置する
ステップと、 ｂ）所望の厚さのニッケル層を前記基板にメッキするこ
とに十分な時間の間、約５〜５０Ａ／ｄｍ2の電流密度
を与えながら、前記槽のｐＨを約２〜２.５の範囲に保
持するステップとからなる方法。 - 【請求項１３】 前記基板材料は、合金１５１、合金１
９４、合金７０２５、合金４２からなる群より選択され
る材料であることを特徴とする請求項１２記載の方法。 - 【請求項１４】 前記槽温度は、メッキの間に約５０〜
６５゜Ｃの範囲の温度に保持されることを特徴とする請
求項１２記載の方法。 - 【請求項１５】 上にニッケル層がメッキされる前に、
前記金属基板上に銅層がメッキされることを特徴とする
請求項１４記載の方法。
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