JPH11121669A - Lead forming material and method for surface processing for its improved tight contact with resin - Google Patents
Lead forming material and method for surface processing for its improved tight contact with resinInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はリード形成材及びそ
の樹脂密着性向上表面処理方法に関するものである。更
に、詳述すれば本発明はリード形成材、例えば純銅若し
くは銅合金のリードフレームやTAB箔、及びその表面
の樹脂密着性を向上させる表面処理方法に関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lead forming material and a surface treatment method for improving resin adhesion. More specifically, the present invention relates to a lead forming material, for example, a lead frame or TAB foil of pure copper or a copper alloy, and a surface treatment method for improving the resin adhesion of the surface thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年における半導体素子生産量の増加は
目覚ましいものがある。2. Description of the Related Art In recent years, the increase in semiconductor device production has been remarkable.
【0003】一般に半導体素子の製造では、まずリード
フレームに半導体チップを搭載し、次にリードフレーム
と半導体チップとを金線等でワイヤボンディングし、そ
れから半導体チップ搭載箇所をセラミック封止材か、若
しくはエポキシ樹脂封止材で封止することにより製造さ
れている。In general, in manufacturing a semiconductor device, first, a semiconductor chip is mounted on a lead frame, then the lead frame and the semiconductor chip are wire-bonded with a gold wire or the like, and then the semiconductor chip mounting portion is made of a ceramic sealing material or It is manufactured by sealing with an epoxy resin sealing material.
【0004】これらのうち封止材としては作業性、生産
性、低コスト等の点からエポキシ樹脂封止材が多用され
ている。Among these, epoxy resin sealing materials are frequently used as sealing materials from the viewpoints of workability, productivity and low cost.
【0005】しかしエポキシ樹脂封止半導体素子はプリ
ント基板へハンダ付け作業したとき、エポキシ樹脂層封
止材にクラックが発生することがある。However, when the epoxy resin-sealed semiconductor element is soldered to a printed circuit board, cracks may occur in the epoxy resin layer sealing material.
【0006】このクラック発生に関与する因子はリード
フレームとエポキシ樹脂封止材の境界面から内部に侵入
した水分である。この水分の侵入量はリードフレームと
エポキシ樹脂封止材との密着性が悪い程大きくなる。A factor involved in the generation of cracks is water that has penetrated into the inside from the boundary between the lead frame and the epoxy resin sealing material. The amount of water penetration increases as the adhesion between the lead frame and the epoxy resin sealing material is poor.
【0007】即ち、リードフレームとエポキシ樹脂封止
材との密着性が悪いエポキシ樹脂封止半導体素子では、
リードフレームとエポキシ樹脂封止材の境界面から水分
が侵入し、そしてその侵入水分がプリント基板へハンダ
付け作業したときの高温ハンダの熱で気化、膨脹し、そ
の膨脹圧力を受けてエポキシ樹脂封止材層にクラックが
発生すると考えられている。That is, in an epoxy resin encapsulated semiconductor device having poor adhesion between a lead frame and an epoxy resin encapsulant,
Moisture invades from the interface between the lead frame and the epoxy resin encapsulant, and the infiltrated water evaporates and expands due to the heat of the high-temperature solder when soldering to the printed circuit board. It is considered that cracks occur in the stopper layer.
【0008】このような訳でリード形成材、例えば純銅
若しくは銅合金のリードフレームやTAB箔では、その
表面の樹脂密着性を向上させることが望まれている。For this reason, it is desired to improve the resin adhesion of the surface of a lead forming material, for example, a lead frame or TAB foil of pure copper or a copper alloy.
【0009】リードフレームを物理的方法で表面に微細
な凹凸を形成させ、それにより表面の樹脂密着性を向上
させる方法も検討されているが、この方法では微細且つ
均一な凹凸を形成させることが困難である。Although a method of forming fine irregularities on the surface of a lead frame by a physical method and thereby improving the resin adhesion on the surface has been studied, this method can form fine and uniform irregularities. Have difficulty.
【0010】一方、エポキシ樹脂封止材の方でも低吸湿
性ベースエポキシ樹脂の開発、低吸湿性充填剤の検討等
が行われているが、決定的な解決策がない現状である。On the other hand, epoxy resin encapsulants have been developing low-hygroscopic base epoxy resins and examining low-hygroscopic fillers, but there is no definitive solution.
【0011】他方、エポキシ樹脂封止半導体素子はプリ
ント基板へハンダ付け作業する前、即ちリードフレーム
と半導体チップとを金線等でワイヤボンディングする段
階で大気中で約200℃前後に加熱されてリードフレー
ム表面に酸化膜が形成されることが分かってきた。これ
らの酸化膜は大気中で無秩序に作られたものであるから
厚さが不均一で且つ強度が弱いものである。このためこ
れらの酸化膜にエポキシ樹脂封止材が接着しても酸化膜
の界面で剥がれ、そしてその剥がれた界面より水分が浸
透する懸念がある。On the other hand, the epoxy resin encapsulated semiconductor element is heated to about 200 ° C. in the air before soldering to a printed circuit board, that is, at the stage of wire bonding the lead frame and the semiconductor chip with a gold wire or the like. It has been found that an oxide film is formed on the surface of the frame. Since these oxide films are randomly formed in the atmosphere, they have uneven thickness and low strength. For this reason, even if the epoxy resin sealing material adheres to these oxide films, there is a concern that the epoxy film is peeled off at the interface of the oxide film, and that moisture permeates from the peeled interface.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる点に立
って為されたものであって、その目的とするところは前
記した従来技術の欠点を解消し、樹脂封止材との密着性
が優れたリード形成材及びその樹脂密着性向上表面処理
方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art and to improve the adhesion to a resin sealing material. An object of the present invention is to provide an excellent lead forming material and a surface treatment method for improving its resin adhesion.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、次の2点にある。The gist of the present invention lies in the following two points.
【0014】(1)純銅若しくは銅合金製のリード形成
材の表面上に酸化物層を形成して成るリード形成材にお
いて、前記酸化物層は前記純銅若しくは銅合金製のリー
ド形成材を過酸化水素添加希硫酸にて酸洗い処理してか
ら高温・高湿下で成長させて成るものであることを特徴
とするリード形成材。(1) In a lead forming material formed by forming an oxide layer on the surface of a lead forming material made of pure copper or a copper alloy, the oxide layer is formed by peroxidizing the lead forming material made of pure copper or a copper alloy. A lead forming material characterized by being pickled with hydrogenated dilute sulfuric acid and then grown under high temperature and high humidity.
【0015】(2)純銅若しくは銅合金製のリード形成
材の表面を過酸化水素添加希硫酸に浸漬して表面処理し
た後、高温・高湿下の大気中に放置して酸化膜を成長さ
せることを特徴とするリード形成材の樹脂密着性向上表
面処理方法。(2) The surface of a lead forming material made of pure copper or a copper alloy is immersed in dilute sulfuric acid with hydrogen peroxide to perform a surface treatment, and then left in the atmosphere at high temperature and high humidity to grow an oxide film. A surface treatment method for improving resin adhesion of a lead forming material, characterized by comprising:
【0016】上記第1の発明において酸洗液は濃度が5
〜20%のH2 SO4 に、H2 O2を1〜6%加えて成
る過酸化水素添加希硫酸であることが好ましい。In the first invention, the pickling solution has a concentration of 5%.
To 20% H 2 SO 4, is preferably a H 2 O 2 is hydrogen peroxide added dilute sulfuric acid composed in addition 1-6%.
【0017】ここにおいてH2 SO4 の濃度を5〜20
%としたのは、5%以下では、酸洗液に浸漬した後の高
温・高湿下での酸化膜の凹凸成長性が乏しくなるためで
ある。Here, the concentration of H 2 SO 4 is 5-20.
The reason why the percentage is set to 5% is that if it is 5% or less, the unevenness growth property of the oxide film under high temperature and high humidity after immersion in the pickling solution becomes poor.
【0018】逆に、H2 SO4 の濃度が20%と以上で
は、酸洗液に浸漬した後の高温・高湿下での酸化膜の凹
凸成長性が大きくなり過ぎ、その結果酸化膜が脆くなる
ためである。Conversely, when the concentration of H 2 SO 4 is not less than 20%, the unevenness of the oxide film after immersion in the pickling solution under high temperature and high humidity becomes too large, and as a result, the oxide film becomes This is because it becomes brittle.
【0019】また、H2 O2 の添加量を1〜6%とした
のは、1%以下では酸洗液に浸漬した後の高温・高湿下
での酸化膜の凹凸成長性が乏しくなるためである。The reason why the addition amount of H 2 O 2 is set to 1 to 6% is that if it is 1% or less, the oxide film becomes poor in growth of unevenness under high temperature and high humidity after immersion in a pickling solution. That's why.
【0020】逆に、H2 O2 の添加量が6%以上となる
と酸洗液に浸漬した後の高温・高湿下での酸化膜の凹凸
成長性が不均一となるためである。Conversely, if the added amount of H 2 O 2 is 6% or more, the uneven growth of the oxide film under high temperature and high humidity after immersion in the pickling solution becomes non-uniform.
【0021】酸洗液の温度は、5〜40℃が適切であ
る。これは酸洗液の温度が5℃以下では溶解性が遅く、
逆に40℃以上では溶解性が早過ぎるためである。The temperature of the pickling solution is suitably from 5 to 40 ° C. This is because when the temperature of the pickling solution is 5 ° C or less, the solubility is slow,
Conversely, if the temperature is higher than 40 ° C., the solubility is too fast.
【0022】酸洗液への浸漬時間は、5〜20秒が適切
である。これは浸漬時間が5秒以下では溶解が不十分で
あり、逆に20秒以上では変色不良が発生し易いためで
ある。The immersion time in the pickling solution is suitably from 5 to 20 seconds. This is because if the immersion time is less than 5 seconds, the dissolution is insufficient, and if the immersion time is more than 20 seconds, poor discoloration is likely to occur.
【0023】更に、本発明において酸洗液に浸漬した後
の高温・高湿下での成長条件は、温度が60℃〜120
℃、相対湿度が65%以上であることことが好ましい。Further, in the present invention, the growth conditions under high temperature and high humidity after immersion in the pickling solution are as follows.
It is preferable that the temperature and the relative humidity are 65% or more.
【0024】上記のように本発明は、まずリード形成材
を酸洗液に浸漬してその表面を部分的に溶解し、それか
ら高温・高湿下に放置して微細な凹凸を有する酸化膜を
形成し、その微細な凹凸を有する酸化膜によりエポキシ
樹脂封止材との密着性を向上することにある。As described above, according to the present invention, first, a lead forming material is immersed in an pickling solution to partially dissolve the surface, and then left under high temperature and high humidity to form an oxide film having fine irregularities. An object of the present invention is to improve the adhesiveness with an epoxy resin sealing material by using an oxide film having fine irregularities formed.
【0025】また、本発明において酸化膜の厚さは15
00〜2000nmが適切である。これは酸化膜の厚さが
1500nm以下では樹脂密着性向上効果が小さく、逆に
2000nm以上では樹脂密着性向上効果が厚さに比例し
ないためである。In the present invention, the thickness of the oxide film is 15
100-2000 nm is appropriate. This is because the effect of improving the resin adhesion is small when the thickness of the oxide film is 1500 nm or less, and the effect of improving the resin adhesion is not proportional to the thickness when the thickness is 2000 nm or more.
【0026】[0026]
【発明の実施の形態】次に、本発明のリード形成材及び
その樹脂密着性向上表面処理方法の実施例及び比較例に
ついて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Examples and comparative examples of a lead forming material and a method for improving the resin adhesion thereof according to the present invention will be described below.
【0027】(実施例1) リード形成材 実施例1に用いたリード形成材としてはJIS第1種無
酸素銅を圧延して得られた厚さ0.125mmのリードフ
レームである。Example 1 Lead Forming Material The lead forming material used in Example 1 is a lead frame having a thickness of 0.125 mm obtained by rolling JIS Class 1 oxygen-free copper.
【0028】 リードフレームの脱脂 次に、リードフレームはアセトンで脱脂、洗浄した。Next, the lead frame was degreased and washed with acetone.
【0029】 リードフレーム試験片 次に、アセトンで脱脂、洗浄したリードフレームより幅
30cm×奥行30cm×厚さ0.125mmのリードフレー
ム試験片を複数本切り出した。Next, a plurality of lead frame test pieces having a width of 30 cm, a depth of 30 cm and a thickness of 0.125 mm were cut out from the lead frame degreased and washed with acetone.
【0030】 酸洗液内の浸漬処理 酸洗液としては濃度が10%のH2 SO4 と3%のH2
O2 を混合することにより過酸化水素添加希硫酸を作成
した。また、この過酸化水素添加希硫酸は使用に当たっ
て温度を25℃に調整した。The concentration as immersion treatment pickling solution in the pickling solution with 10% H 2 SO 4 3% of H 2
Hydrogen peroxide-added diluted sulfuric acid was prepared by mixing O 2 . The temperature of the diluted sulfuric acid with hydrogen peroxide was adjusted to 25 ° C. before use.
【0031】リードフレーム試験片はこの過酸化水素添
加希硫酸へ10秒浸漬した。The lead frame test piece was immersed in the dilute sulfuric acid added with hydrogen peroxide for 10 seconds.
【0032】次に、酸洗液より取り出したリードフレー
ム試験片は、純水で濯ぎ、それから乾燥窒素ガスでブロ
ー乾燥させた。Next, the lead frame test piece taken out of the pickling solution was rinsed with pure water, and then blow-dried with dry nitrogen gas.
【0033】 リードフレーム試験片の高温・高湿下
での酸化膜形成 酸洗液浸漬処理後、水洗及び乾燥したリードフレーム試
験片は、温度80℃、相対湿度93%の恒温恒湿槽内に
入れ、それからその条件下で8時間放置した。Formation of Oxide Film on Lead Frame Specimen under High Temperature and High Humidity After immersion in the pickling solution, the rinsed and dried lead frame specimens are placed in a thermo-hygrostat at a temperature of 80 ° C. and a relative humidity of 93%. And then left under the conditions for 8 hours.
【0034】8時間経過後、恒温恒湿槽内の相対湿度を
50%まで下げ、それからリードフレーム試験片を取り
出した。After a lapse of 8 hours, the relative humidity in the thermo-hygrostat was reduced to 50%, and then a lead frame test piece was taken out.
【0035】 リードフレーム試験片の模擬ボンディ
ング熱処理 次に、上記で得られたリードフレーム試験片は、模擬
ボンディング熱処理するため大気中で170℃で2時
間、250℃で1分加熱処理した。Simulated Bonding Heat Treatment of Lead Frame Specimen Next, the lead frame specimen obtained above was subjected to a heat treatment at 170 ° C. for 2 hours and at 250 ° C. for 1 minute in the atmosphere for simulated bonding heat treatment.
【0036】 モデル半導体素子の作成 次に、上記で熱処理したリードフレーム試験片上に、
エポキシ樹脂封止材を封止した。Preparation of Model Semiconductor Device Next, on the lead frame test piece heat-treated above,
The epoxy resin sealing material was sealed.
【0037】次に、180℃で6時間加熱してエポキシ
樹脂封止材を硬化させることにより実施例1のモデル半
導体素子を作成した。Next, the model semiconductor device of Example 1 was prepared by heating at 180 ° C. for 6 hours to cure the epoxy resin sealing material.
【0038】図1はかくして得られた実施例1のモデル
半導体素子の斜視図を示したものである。FIG. 1 is a perspective view of the model semiconductor device of the first embodiment thus obtained.
【0039】図1において1はリードフレーム試験片、
2はエポキシ樹脂封止材、矢印は剥離強度試験の引張り
方向である。In FIG. 1, 1 is a lead frame test piece,
2 is an epoxy resin sealing material, and the arrow is the tensile direction of the peel strength test.
【0040】図1においてエポキシ樹脂封止材2は底部
面積が2.0mm×2.0mm、高さが6mm、頂部面積が
1.2mm×1.2mmである。従ってリードフレーム試験
片1とエポキシ樹脂封止材2との接触面は、底部面積と
同じ2.0mm×2.0mmである。In FIG. 1, the epoxy resin sealing material 2 has a bottom area of 2.0 mm × 2.0 mm, a height of 6 mm, and a top area of 1.2 mm × 1.2 mm. Therefore, the contact surface between the lead frame test piece 1 and the epoxy resin sealing material 2 is 2.0 mm × 2.0 mm, which is the same as the bottom area.
【0041】 実施例1のモデル半導体素子の吸湿処
理 上記で得られた一部のモデル半導体素子については、
温度85℃、相対湿度85%の恒温恒湿槽内に72時間
入れて吸湿劣化処理した。Moisture Absorption Treatment of Model Semiconductor Device of Example 1 Some of the model semiconductor devices obtained above are:
The sample was placed in a thermo-hygrostat at a temperature of 85 ° C. and a relative humidity of 85% for 72 hours to be subjected to a hygroscopic degradation treatment.
【0042】(実施例2) リード形成材 実施例2に用いたリード形成材は、銅合金C194材
(2.3%Fe、0.1%Zn、0.03%Pを含む銅
合金)を圧延して得られた厚さ0.125mmのリードフ
レームである。Example 2 Lead Forming Material The lead forming material used in Example 2 was a copper alloy C194 material (a copper alloy containing 2.3% Fe, 0.1% Zn and 0.03% P). This is a 0.125 mm-thick lead frame obtained by rolling.
【0043】 リードフレームの脱脂 次に、リードフレームはアセトンで脱脂、洗浄した。Next, the lead frame was degreased and washed with acetone.
【0044】 リードフレーム試験片 次に、アセトンで脱脂、洗浄したリードフレームより幅
30cm×奥行30cm×厚さ0.125mmのリードフレー
ム試験片を複数本切り出した。Next, a plurality of lead frame test pieces having a width of 30 cm, a depth of 30 cm, and a thickness of 0.125 mm were cut out from the lead frame degreased and washed with acetone.
【0045】 酸洗液内の浸漬処理 酸洗液としては実施例1に用いたものと同じ濃度が10
%のH2 SO4 と3%のH2 O2 を混合して得た過酸化
水素添加希硫酸を25℃に調整して用いた。Immersion treatment in pickling solution The same concentration as that used in Example 1 was used as the pickling solution.
% H 2 SO 4 and 3% H 2 O 2 were mixed and adjusted to 25 ° C. with hydrogen peroxide-added dilute sulfuric acid.
【0046】リードフレーム試験片はこの過酸化水素添
加希硫酸へ10秒浸漬した。The lead frame test piece was immersed in the dilute sulfuric acid added with hydrogen peroxide for 10 seconds.
【0047】次に、酸洗液より取り出したリードフレー
ム試験片は、純水で濯ぎ、それから乾燥窒素ガスでブロ
ー乾燥させた。Next, the lead frame test piece taken out of the pickling solution was rinsed with pure water and then blow-dried with dry nitrogen gas.
【0048】 リードフレーム試験片の高温・高湿下
での酸化膜形成 酸洗液浸漬処理後、水洗及び乾燥したリードフレーム試
験片は、温度80℃、相対湿度93%の恒温恒湿槽内に
入れ、それからその条件下で8時間放置した。Formation of Oxide Film under High Temperature and High Humidity of Lead Frame Specimen After immersion in the pickling solution, the rinsed and dried lead frame specimen is placed in a constant temperature and humidity chamber at a temperature of 80 ° C. and a relative humidity of 93%. And then left under the conditions for 8 hours.
【0049】8時間経過後、恒温恒湿槽内の相対湿度を
50%まで下げ、それからリードフレーム試験片を取り
出した。After a lapse of 8 hours, the relative humidity in the thermo-hygrostat was reduced to 50%, and then a lead frame test piece was taken out.
【0050】 リードフレーム試験片の模擬ボンディ
ング熱処理 次に、上記で得られたリードフレーム試験片は、模擬
ボンディング熱処理するため大気中で170℃で2時
間、250℃で1分加熱処理した。Simulated Bonding Heat Treatment of Lead Frame Specimen Next, the lead frame specimen obtained above was subjected to a heat treatment at 170 ° C. for 2 hours and at 250 ° C. for 1 minute in the atmosphere for a simulated bonding heat treatment.
【0051】 モデル半導体素子の作成 次に、上記で熱処理したリードフレーム試験片上に、
エポキシ樹脂封止材を封止した。Preparation of Model Semiconductor Element Next, on the lead frame test piece heat-treated above,
The epoxy resin sealing material was sealed.
【0052】次に、180℃で6時間加熱してエポキシ
樹脂封止材を硬化させることにより実施例2のモデル半
導体素子を作成した。Next, the model semiconductor device of Example 2 was prepared by curing the epoxy resin sealing material by heating at 180 ° C. for 6 hours.
【0053】 実施例2のモデル半導体素子の吸湿処
理 上記で得られた一部のモデル半導体素子については、
温度75℃、相対湿度80%の恒温恒湿槽内に10時間
入れて吸湿劣化処理した。Moisture Absorption Treatment of Model Semiconductor Device of Example 2 For some of the model semiconductor devices obtained above,
The sample was placed in a thermo-hygrostat at a temperature of 75 ° C. and a relative humidity of 80% for 10 hours to be subjected to a hygroscopic degradation treatment.
【0054】(比較例1) リード形成材 比較例1に用いたリード形成材は実施例1と同じJIS
第1種無酸素銅を圧延して得られた厚さ0.125mmの
リードフレームである。(Comparative Example 1) Lead Forming Material The lead forming material used in Comparative Example 1 was the same JIS as in Example 1.
This is a 0.125 mm-thick lead frame obtained by rolling Type 1 oxygen-free copper.
【0055】 リードフレームの脱脂 次に、リードフレームは実施例1と同じようにアセトン
で脱脂、洗浄した。Next, the lead frame was degreased and washed with acetone in the same manner as in Example 1.
【0056】 リードフレーム試験片 次に、アセトンで脱脂、洗浄したリードフレーム、実施
例1と同じように幅30cm×奥行30cm×厚さ0.12
5mmのリードフレーム試験片を複数本切り出した。Next, a lead frame degreased and washed with acetone, as in Example 1, 30 cm wide × 30 cm deep × 0.12 thickness
A plurality of 5 mm lead frame test pieces were cut out.
【0057】 リードフレーム試験片の模擬ボンディ
ング熱処理 次に、上記で得られたリードフレーム試験片は、模擬
ボンディング熱処理するため大気中で170℃で2時
間、250℃で1分加熱処理した。Simulated Bonding Heat Treatment of Lead Frame Specimen Next, the lead frame specimen obtained above was subjected to a heat treatment at 170 ° C. for 2 hours and at 250 ° C. for 1 minute in the atmosphere for a simulated bonding heat treatment.
【0058】 比較例1のモデル半導体素子の作成 次に、上記で熱処理したリードフレーム試験片上に、
エポキシ樹脂封止材を封止した。Preparation of Model Semiconductor Element of Comparative Example 1 Next, on the lead frame test piece heat-treated as described above,
The epoxy resin sealing material was sealed.
【0059】次に、180℃で6時間加熱してエポキシ
樹脂封止材を硬化させることにより図1のように比較例
のモデル半導体素子を作成した。Next, by heating at 180 ° C. for 6 hours to cure the epoxy resin sealing material, a model semiconductor device of a comparative example was prepared as shown in FIG.
【0060】 比較例1のモデル半導体素子の吸湿処
理 上記で得られた一部のモデル半導体素子については、
温度85℃、相対湿度85%の恒温恒湿槽内に入れて吸
湿劣化処理した。The moisture absorption treatment of the model semiconductor device of Comparative Example 1 For some of the model semiconductor devices obtained above,
The sample was placed in a thermo-hygrostat at a temperature of 85 ° C. and a relative humidity of 85% to be subjected to a moisture absorption deterioration treatment.
【0061】(比較例2) リード形成材 比較例2に用いたリード形成材は、実施例2と同じ銅合
金C194材(2.3%Fe、0.1%Zn、0.03
%Pを含む銅合金)を圧延して得られた厚さ0.125
mmのリードフレームである。Comparative Example 2 Lead Forming Material The lead forming material used in Comparative Example 2 was the same copper alloy C194 material as in Example 2 (2.3% Fe, 0.1% Zn, 0.03%).
% P obtained by rolling copper alloy containing 0.1P
mm lead frame.
【0062】 リードフレームの脱脂 次に、リードフレームは実施例1と同じようにアセトン
で脱脂、洗浄した。Next, the lead frame was degreased and washed with acetone in the same manner as in Example 1.
【0063】 リードフレーム試験片 次に、アセトンで脱脂、洗浄したリードフレーム、実施
例1と同じように幅30cm×奥行30cm×厚さ0.12
5mmのリードフレーム試験片を複数本切り出した。Lead frame test piece Next, a lead frame degreased and washed with acetone, 30 cm in width × 30 cm in depth × 0.12 thickness as in Example 1.
A plurality of 5 mm lead frame test pieces were cut out.
【0064】 リードフレーム試験片の模擬ボンディ
ング熱処理 次に、上記で得られたリードフレーム試験片は、模擬
ボンディング熱処理するため大気中で170℃で2時
間、250℃で1分加熱処理した。Simulated Bonding Heat Treatment of Lead Frame Specimen Next, the lead frame specimen obtained above was subjected to a heat treatment at 170 ° C. for 2 hours and at 250 ° C. for 1 minute in air to perform a simulated bonding heat treatment.
【0065】 比較例2のモデル半導体素子の作成 次に、上記で熱処理したリードフレーム試験片上に、
エポキシ樹脂封止材を封止した。Preparation of Model Semiconductor Device of Comparative Example 2 Next, on the lead frame test piece heat-treated above,
The epoxy resin sealing material was sealed.
【0066】次に、180℃で6時間加熱してエポキシ
樹脂封止材を硬化させることにより図1のように比較例
2のモデル半導体素子を作成した。Next, by heating at 180 ° C. for 6 hours to cure the epoxy resin sealing material, a model semiconductor device of Comparative Example 2 was prepared as shown in FIG.
【0067】 比較例2のモデル半導体素子の吸湿処
理 上記で得られた一部のモデル半導体素子については、
温度75℃、相対湿度80%の恒温恒湿槽内に10時間
入れて吸湿劣化処理した。The moisture absorption treatment of the model semiconductor device of Comparative Example 2 For some of the model semiconductor devices obtained above,
The sample was placed in a thermo-hygrostat at a temperature of 75 ° C. and a relative humidity of 80% for 10 hours to be subjected to a hygroscopic degradation treatment.
【0068】(実施例及び比較例のモデル半導体素子の
剥離強度の測定)次に、実施例1、2及び比較例1、2
の吸湿劣化処理しないモデル半導体素子と、吸湿劣化処
理したモデル半導体素子とについて図1のように剪断方
向から力を加え、エポキシ樹脂封止材2が剥離したとき
の荷重を求めた。(Measurement of Peel Strength of Model Semiconductor Elements of Examples and Comparative Examples) Next, Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2
As shown in FIG. 1, a force was applied from the shearing direction to the model semiconductor element not subjected to the moisture absorption degradation treatment and the model semiconductor element subjected to the moisture absorption degradation treatment, and the load when the epoxy resin sealing material 2 was peeled off was determined.
【0069】(剥離試験結果)表1は実施例及び比較例
のモデル半導体素子の剥離試験結果を示したものであ
る。(Peeling Test Results) Table 1 shows the peeling test results of the model semiconductor elements of the examples and the comparative examples.
【0070】[0070]
【表1】 [Table 1]
【0071】表1から分かるように比較例1のモデル半
導体素子の剥離強度は、吸湿劣化処理しないものが3.
3MPaと低く、また吸湿劣化処理したものは2.2M
Paとそれよりも低かった。As can be seen from Table 1, the peel strength of the model semiconductor element of Comparative Example 1 was not subjected to moisture absorption deterioration treatment.
Low 3MPa and 2.2M after moisture absorption and deterioration treatment
Pa and lower than that.
【0072】また、比較例2のモデル半導体素子の剥離
強度も、吸湿劣化処理しないものが3.5MPaと低
く、また吸湿劣化処理したものは2.9MPaとそれよ
りも低かった。Further, the peel strength of the model semiconductor element of Comparative Example 2 was 3.5 MPa for the case where no moisture absorption deterioration treatment was performed, and 2.9 MPa for the case where the moisture absorption deterioration treatment was not performed.
【0073】これに対して実施例1のモデル半導体素子
の剥離強度は、吸湿劣化処理しないものが7.6MPa
と高く、また吸湿劣化処理したものでも7.4MPaと
良好であった。On the other hand, the peel strength of the model semiconductor element of Example 1 was 7.6 MPa without moisture absorption deterioration treatment.
It was as high as 7.4 MPa even after moisture absorption and degradation treatment.
【0074】また、実施例2のモデル半導体素子の剥離
強度は、吸湿劣化処理しないものが9.3MPaと高
く、また吸湿劣化処理したものでも8.6MPaと良好
であった。The peel strength of the model semiconductor element of Example 2 was as high as 9.3 MPa without moisture absorption and degradation, and as good as 8.6 MPa with moisture absorption and degradation.
【0075】(リードフレーム試験片の表面観察)次
に、実施例1のリードフレーム試験片については、次の
段階の表面を走査型電子顕微鏡で観察し、そのSEM像
を撮影した。(Surface Observation of Lead Frame Specimen) Next, for the lead frame specimen of Example 1, the surface at the next stage was observed with a scanning electron microscope, and the SEM image was taken.
【0076】(イ)アセトンで脱脂、洗浄した段階のリ
ードフレーム (実施例1のの段階のリードフレーム) (ロ)酸洗液内へ浸漬処理した段階のリードフレーム (実施例1のの段階のリードフレーム) (ハ)恒温恒湿槽内で高温、高湿処理した段階のリード
フレーム (実施例1のの段階のリードフレーム) 図2は上記(イ)のアセトンで脱脂、洗浄した段階のリ
ードフレームの表面のSEM像を示したものである。(A) Lead frame at the stage of degreasing and washing with acetone (lead frame at the stage of Example 1) (b) Lead frame at the stage of immersion treatment in the pickling solution (at the stage of the stage of Example 1) (C) Lead frame at the stage of high temperature and high humidity treatment in a constant temperature and humidity chamber (lead frame at the stage of Example 1) FIG. 2 shows lead at the stage of degreasing and washing with acetone of (A) above. 5 shows an SEM image of the surface of the frame.
【0077】図2から分かるようにアセトンで脱脂、洗
浄した段階のリードフレームの表面には、圧延工程で発
生した縦方向の筋線や横方向の割れがあり、しかもそれ
らが不均一で且つ脆い構造となっている。As can be seen from FIG. 2, on the surface of the lead frame at the stage of degreasing and washing with acetone, there are longitudinal streaks and transverse cracks generated in the rolling process, and these are uneven and brittle. It has a structure.
【0078】図3は上記(ロ)の酸洗処理した段階のリ
ードフレームの表面のSEM像を示したものである。FIG. 3 shows an SEM image of the surface of the lead frame at the stage after the pickling treatment (b).
【0079】図3から分かるように酸洗処理したリード
フレームの表面は、酸洗液により表面の縦方向の筋線や
横方向の割れが溶解され、平坦となる。As can be seen from FIG. 3, the surface of the lead frame subjected to the pickling treatment is flattened by the pickling solution by dissolving the vertical streaks and the horizontal cracks in the surface.
【0080】図4は上記(ハ)恒温恒湿槽内で高温、高
湿処理した段階のリードフレームの表面のSEM像を示
したものである。FIG. 4 shows an SEM image of the surface of the lead frame at the stage of the high-temperature and high-humidity treatment in the (iii) constant temperature and humidity chamber.
【0081】図4から分かるように高温、高湿処理した
段階のリードフレームの表面には、緻密で且つ凹凸な形
状の酸化膜が形成されている。この緻密で且つ凹凸な形
状の酸化膜がエポキシ樹脂封止材との密着のアンカー効
果を発揮する。As can be seen from FIG. 4, a dense and uneven oxide film is formed on the surface of the lead frame after the high temperature and high humidity treatment. This dense and uneven oxide film exerts an anchor effect of close contact with the epoxy resin sealing material.
【0082】なお、図5はキリンス液(硝酸・硫酸の混
合酸に若干の塩酸を加えた酸洗液)で酸洗したリードフ
レームの表面のSEM像を示したものである。FIG. 5 shows an SEM image of the surface of the lead frame which was pickled with a rinsing liquid (a pickling liquid obtained by adding a small amount of hydrochloric acid to a mixed acid of nitric acid and sulfuric acid).
【0083】図5から分かるようにキリンス液で酸洗し
たリードフレームの表面は、酷く溶解されている。これ
はキリンス液が強力な混合酸のためである。As can be seen from FIG. 5, the surface of the lead frame that has been pickled with the rinsing liquid is severely dissolved. This is because the rinsing solution is a strong mixed acid.
【0084】図6はキリンス液で酸洗したリードフレー
ムを更に恒温恒湿槽内で高温、高湿処理した段階のリー
ドフレームの表面のSEM像を示したものである。FIG. 6 shows an SEM image of the surface of the lead frame at the stage where the lead frame pickled with a rinsing solution is further subjected to high temperature and high humidity treatment in a constant temperature and humidity chamber.
【0085】図6から分かるようにキリンス液で酸洗し
てから高温、高湿処理したリードフレームの表面は平滑
であり、実施例1のリードフレームの表面のような緻密
で且つ凹凸な形状の酸化膜が見られなかった。As can be seen from FIG. 6, the surface of the lead frame which has been pickled with a rinsing solution and then subjected to high temperature and high humidity treatment is smooth, and has a dense and uneven shape like the surface of the lead frame of Example 1. No oxide film was seen.
【0086】[0086]
【発明の効果】本発明のリード形成材及びその樹脂密着
性向上表面処理方法によれば、樹脂封止材との密着性が
優れたリード形成材が得られるものであり、工業上有用
である。According to the lead forming material of the present invention and its surface treatment method for improving resin adhesion, a lead forming material having excellent adhesion to a resin sealing material can be obtained, which is industrially useful. .
【図1】本発明のモデル半導体素子の斜視図を示したも
のである。FIG. 1 is a perspective view of a model semiconductor device of the present invention.
【図2】本発明の実施例1のリード形成材の樹脂密着性
向上表面処理方法におけるアセトンで脱脂、洗浄した段
階のリードフレームの表面のSEM像を示したものであ
る。FIG. 2 shows an SEM image of the surface of a lead frame at the stage of degreasing and washing with acetone in the surface treatment method for improving resin adhesion of a lead forming material according to Example 1 of the present invention.
【図3】本発明の実施例1のリード形成材の樹脂密着性
向上表面処理方法における酸洗処理した段階のリードフ
レームの表面のSEM像を示したものである。FIG. 3 shows an SEM image of the surface of the lead frame at the stage of pickling in the surface treatment method for improving resin adhesion of a lead forming material according to Example 1 of the present invention.
【図4】本発明の実施例1のリード形成材の樹脂密着性
向上表面処理方法における恒温恒湿槽内で高温、高湿処
理した段階のリードフレームの表面のSEM像を示した
ものである。FIG. 4 shows an SEM image of the surface of a lead frame at the stage of high-temperature and high-humidity treatment in a constant-temperature and constant-humidity chamber in the surface treatment method for improving resin adhesion of a lead forming material according to Example 1 of the present invention. .
【図5】キリンス液で酸洗したリードフレームの表面の
SEM像を示したものである。FIG. 5 shows an SEM image of the surface of a lead frame that has been pickled with a rinsing solution.
【図6】キリンス液で酸洗したリードフレームを更に恒
温恒湿槽内で高温、高湿処理した段階のリードフレーム
の表面のSEM像を示したものである。FIG. 6 shows an SEM image of the surface of the lead frame at a stage where the lead frame pickled with a rinse solution is further subjected to high temperature and high humidity treatment in a constant temperature and humidity chamber.
1 リードフレーム試験片 2 エポキシ樹脂封止材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lead frame test piece 2 Epoxy resin sealing material
Claims (5)
面上に酸化物層を形成して成るリード形成材において、
前記酸化物層は前記純銅若しくは銅合金製のリード形成
材を過酸化水素添加希硫酸にて酸洗い処理してから高温
・高湿下で成長させて成るものであることを特徴とする
リード形成材。A lead forming material comprising an oxide layer formed on a surface of a lead forming material made of pure copper or a copper alloy,
The lead formation is characterized in that the oxide layer is formed by subjecting the lead forming material made of pure copper or a copper alloy to a pickling treatment with dilute sulfuric acid added with hydrogen peroxide and then growing it at a high temperature and a high humidity. Wood.
ことを特徴とする請求項1記載のリード形成材。2. The lead forming material according to claim 1, wherein the thickness of the oxide film is 500 to 2000 nm.
面を過酸化水素添加希硫酸に浸漬して表面処理した後、
高温・高湿下の大気中に放置して酸化膜を成長させるこ
とを特徴とするリード形成材の樹脂密着性向上表面処理
方法。3. The surface of a lead forming material made of pure copper or a copper alloy is immersed in dilute sulfuric acid with hydrogen peroxide to perform a surface treatment.
A surface treatment method for improving the resin adhesion of a lead forming material, wherein an oxide film is grown by leaving the film in an atmosphere at high temperature and high humidity.
%のH2 SO4 にH2 O2 を1〜6%加えて成るもので
あることを特徴とする請求項3記載のリード形成材の樹
脂密着性向上表面処理方法。4. The dilute sulfuric acid to which hydrogen peroxide is added has a concentration of 5 to 20.
% Of claim 3 resin adhesion of the lead forming material according improved surface treatment method characterized by the H 2 SO 4 in which the H 2 O 2 formed by adding 1-6%.
長条件が、温度が60℃〜120℃、相対湿度が65%
以上であることを特徴とする請求項3記載のリード形成
材の樹脂密着性向上表面処理方法。5. The growth conditions under high temperature and high humidity after immersion in the pickling solution are as follows: a temperature of 60 ° C. to 120 ° C. and a relative humidity of 65%.
4. The surface treatment method for improving resin adhesion of a lead forming material according to claim 3, wherein:
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---|---|---|---|
JP29949997A JP3451906B2 (en) | 1997-10-15 | 1997-10-15 | Lead forming material and surface treatment method for improving resin adhesion |
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Publications (2)
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JPH11121669A true JPH11121669A (en) | 1999-04-30 |
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