JPH11293489A - リードフレームの両面連続部分めっき処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】リードフレームのインナリードの表裏両面に部
分銀めっきを高速に施すことを可能にする。 【解決手段】リードフレームの搬送方向に前後して第１
および第２のドラム式部分めっき装置２１、２２を配置
し、各ドラム式部分めっき装置を、それぞれ、部分めっ
き用のマスキング治具２４ｂを周面に有する回転ドラム
２４と、該回転ドラムの周面上のリードフレームを外方
向から押さえるプレッシャベルト２７と、前記回転ドラ
ム内に設けられめっき液をマスキング治具２４ｂを通し
てリードフレーム１２に当ててインナーリード先端の所
定領域のみに銀めっきを施す液噴射ノズル２８とで構成
し、前記第１のドラム式部分めっき装置２１の回転ドラ
ムにリードフレーム１２の片面を接触させ、次いで、第
２のドラム式部分めっき装置２２の回転ドラムにリード
フレーム１２の他の片面を接触させることにより、リー
ドフレーム１２の両面を部分めっき処理する構成とす
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、半導体集積回路チ
ップが搭載されるリードフレームの両面連続部分めっき
処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】トランジスタ、ダイオード、抵抗といっ
た単体部品から、ＤＲＡＭ、ＭＰＵ（Micro Processor
Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated
Circuit ）などの半導体集積回路チップまで、電子部品
はその素子単体では機能を発揮することはできない。素
子自体を何らかの形でパッケージングすることで初め
て、プリント基板上に搭載することができる。そしてパ
ッケージングのためには、製造工程中では素子を支え、
製品完成後は素子と外部端子との電気的導通を確保する
ために、リードフレームと称する金属製の枠組みが必要
となる。

【０００３】電子部品素子のパッケージング法として
は、経済性、作業性等の点から、エポキシ樹脂によるい
わゆるプラスチックモールドが主流である。

【０００４】最初に半導体ウェハから切り出された小片
（チップ）は、リードフレームのダイパッド部に搭載さ
れる（ダイボンディング）。次いでチップの電極部とリ
ードフレームのインナーリード部が、金属細線で電気的
に接合される（ワイヤボンディング）。さらに封止樹脂
を用いてトランスファモールドし、アウターリード部の
外装めっき（主にはんだ）およびリード曲げ加工を施す
ことで、プラスチックパッケージＩＣが完成する。

【０００５】リードフレームには、ダイボンディング、
ワイヤボンディング、プリント基板実装などのために、
種々の表面処理が施される。その種類は工程に応じてさ
らに詳細に選定される。特にワイヤボンデイング工程で
は、金線をボンディングするためには、インナーリード
先端に金または銀めっきを施すことが必要であるが、金
めっきはコスト増の点で使用が減少し、現在はほとんど
が銀めっきになっている。そしてほとんどすべてのリー
ドフレームは、ＩＣチップがフレームの片面のみに搭載
されることから、搭載面の少なくともインナーリード
に、部分銀めっきを施す構造を取る。しかし最近パッケ
ージ内でのチップ搭載個数を複数個にして、ＩＣパッケ
ージの記憶容量、演算能力、演算速度等を増大させる新
規構造パッケージが提案されてきた。これらも当初はリ
ードフレームの片面に複数個のチップを搭載する構造で
あったが、従来、チップを搭載しなかった裏面にもチッ
プを搭載した両面チップ搭載パッケージも試作生産され
るようになった。この様な構造のパッケージを製造する
ためのリードフレームは、少なくともインナーリードの
表裏両面に、金ワイヤボンディングに必要な銀をめっき
する必要が生じる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のリードフレーム
を製造するには、３通りほどの方法が考えられる。

【０００７】（１）第１の方法は、噴射式高速部分めっ
き処理装置を２回通す方法である。即ち、まず従来通り
の方法で片面の少なくともインナーリード部に選択的に
銀めっきを電析させた後、水洗乾燥させてから、銀めっ
き部分をマスキングし、次いでめっきを施した面の反対
面の少なくともインナーリード部に、同様の工程で銀め
っきを施し、最初にめっきした銀面のマスキング材を剥
離してから、水洗乾燥する方法である。

【０００８】しかし、この第１の方法は、表面清浄化、
銅ストライクめっき、置換防止処理、高速銀めっき、不
要な銅ストライクめっき剥離、水洗、乾燥からなる長い
めっき処理工程を２回通さなければならないこと、最初
に施した銀めっき面を適当なマスキング材で被覆し、２
回目の銀めっき処理の際に、最初の銀めっき面が溶解や
汚染等のダメージを受けないように保護しなければなら
ないことなどから、製造方法が繁雑であり、生産性が極
めて悪い。

【０００９】（２）第２の方法は、リードフレームの両
面全面を電着レジストまたはドライフィルムレジスト等
で被覆した後、両面の少なくともインナーリード部の銀
めっきを施す部分の材料面を露光現像によって露出させ
る。次に、これを銀めっき液槽に浸漬して、材料が露出
した部分にのみ銀めっきを施す。最後に不要なレジスト
を全て剥離除去し、水洗および乾燥によって製品化する
方法である。

【００１０】この第２の方法は、めっき工程は１回であ
るが、レジスト膜の塗布、露光、現像などのフォトファ
ブリケーション工程が必要なこと、銀めっきを浸漬法で
電析させるため、析出速度が遅く生産性が悪いこと、な
どの問題がある。銀めっきの電流密度は浸漬法では２０
Ａ／dm² 程度が限界である。

【００１１】（３）第３の方法は、高速部分めっき処理
装置を用いて、１回のめっき処理で、リードフレームの
両面の少なくともインナーリードのめっき必要部に銀め
っきを同時に施す方法である。本方法では銀めっき時の
マスク装置に下記のように工夫を施し、リードフレーム
の両面のめっきを行う。

【００１２】この第３の方法で用いる部分めっき用マス
ク装置の構造を図３に示す。本来のマスク装置は裏面を
スポンジゴム、シリコンゴム等の軟質材で押さえて、リ
ードフレーム裏面へのめっき液の浸入を防止し、被めっ
き面にのみ部分めっきを行うものであるが、図３のマス
ク装置は、リードフレーム１２の裏面にも、めっき液が
回り込むように、めっきを施したい部分のバックプレー
ト４１をくりぬいた構造になっている。このため、マス
キング治具４３を介してめっき液４４を下から高速で噴
流させると、リードピンのすき間からめっき液がバック
プレート４１のくりぬいた空孔部４２に流れる結果、リ
ードフレーム１２に通電すると、被めっき部に同時にめ
っきが施されることになる。

【００１３】ただし、上記第３の方法によると、リード
フレーム１２の表面についてはめっき液が高速で吹き付
けられるため、電流密度を高くすることができるが、リ
ードフレーム１２の裏面については、表面からめっき液
が回り込むために、めっき噴流速が減速されて十分なめ
っきイオンの供給が達成できない。その結果、電流密度
を高く設定できないという問題が生じる。電流密度を無
理に上げると、表面は良好な特性および外観のめっき膜
が得られるが、裏面は焼けめっきとなり、ＩＣパッケー
ジに必要なめっき膜を得ることができなくなる。電流密
度を低く設定すると、生産性が悪い。

【００１４】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、表裏両面の少なくともインナリードに部分銀めっき
を施したリードフレームを高速で製造することが可能な
リードフレームの両面連続部分めっき処理装置を提供す
ることにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、発明によるリードフレームの両面連続部分めっき処
理装置は、前処理部、部分めっき装置部および後処理部
から構成されるめっき処理装置において、前記部分めっ
き装置部を、リードフレームの搬送方向に前後して配置
した第１のドラム式部分めっき装置と第２のドラム式部
分めっき装置とで構成し、前記第１および第２のドラム
式部分めっき装置は、それぞれ、リードフレームのめっ
きすべき所定領域以外の部分を覆う部分めっき用のマス
キング治具を周面に有する回転ドラムと、該回転ドラム
の周面の一部に対接されたリードフレームを外方向から
押さえるプレッシャベルトと、前記回転ドラム内に設け
られためっき液噴射ノズルとを有し、めっき液をマスキ
ング治具を通してリードフレームに当てインナーリード
先端の所定領域のみにめっきを施すように構成し、前記
第１のドラム式部分めっき装置の回転ドラムの周面にリ
ードフレームの片面を接触させ、次いで、第２のドラム
式部分めっき装置の回転ドラムの周面にリードフレーム
の他の片面を接触させることにより、リードフレームの
両面を部分めっき処理する構成としたものである（請求
項１）。

【００１６】前記第１および第２のドラム式部分めっき
装置は、それぞれインナーリード先端の所定領域のみに
銀めっきを施す構成とする（請求項２）。

【００１７】各ドラム式部分めっき装置は、回転ドラム
の周辺にプレッシャベルトで材料のリードフレームを押
し当てて、リール材たるリードフレームを停止させずに
高速めっきを行う構造であるので、高速部分めっき装置
として機能する。この高速な第１のドラム式部分めっき
装置および第２のドラム式部分めっき装置を連続して設
置し、第１の部分めっき装置でリードフレームの片面の
必要部分を部分めっきし、次の第２の部分めっき装置で
その反対面の必要部分を部分めっきする構成である。

【００１８】本両面連続部分めっき処理装置は、ドラム
式部分めっき装置を２台連続して設置して部分めっき装
置部を構成し、１台目でリードフレームの片面を、２台
目でその反対面を、それぞれリール材料を停止させずに
高速で部分めっきするものであるので、本めっき処理装
置を用いると、全体として１台のめっき処理装置を通す
だけで、リードフレームの表裏両面の必要部分にめっき
を施すことができる。従って、従来方法の問題がすべて
解決される。すなわち、２回処理で表裏両面にめっきを
施す方法を取る場合に較べ、最初に施しためっき面に被
覆するマスキング処理が不要、電着レジストやドライフ
ィルムレジストの被覆およびフオトファプリケーション
のための機器や設備が不要、図３に示す両面めっき用マ
スク材使用時の、裏面の電流密度低下の心配がなく、高
速でめっきできるため、生産性が極めて高い、などであ
る。

【００１９】また、本めっき処理装置は、２台のドラム
式部分めっき装置の１台を、ドラムのみを回してめっき
液を噴流させない空運転状態にすることにより、従来通
りの片面高速部分めっきを行うことができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施形態に
基づいて説明する。

【００２１】本実施形態における半導体素子用リードフ
レームの両面連続部分めっき処理装置は、図２に示すよ
うに、前処理部１０と、両面に部分めっきを行うための
二段の部分めっき装置部２０と、後処理部３０とを有す
る。

【００２２】前処理部１０は、送り出し装置部の送り出
しリール１１より矢印で示す搬送方向に送り出されたリ
ードフレーム１２に良好に銀めっきするためための前処
理として、陰極電解脱脂処理部１３、酸洗浄処理部１
４、シアン活性処理部１５、銀めっきの密着不良をなく
すための銅ストライクめっき処理部１６、めっき不必要
部分への銀の置換析出をなくすための銀置換防止処理部
１７の各処理部を有する。

【００２３】二段の部分めっき装置部２０は、この前処
理されたリードフレーム１２の両面の必要な部分にパッ
ケージ組立に必要なめっきを施す装置部分で、ここでは
インナーリード先端にのみ部分銀めっきを施す装置部分
であり、インナーリード先端の片面をめっき処理する第
１のドラム式部分めっき装置２１と、次いでインナーリ
ード先端の反対面をめっき処理する第２のドラム式部分
めっき装置２２とを、リードフレーム１２の搬送方向に
順次有する。

【００２４】また、後処理部３０は、上記部分めっきさ
れたリードフレーム１２に対する銅ストライクめっき剥
離処理部３１、水洗・湯洗処理部３２、乾燥処理部３３
の各処理部を有し、この後処理部３０を経たリードフレ
ーム１２が巻取リール３４にて巻き取られる。

【００２５】図１に、上記二段の部分めっき装置部２０
を拡大して示す。第１のドラム式部分めっき装置２１と
第２のドラム式部分めっき装置２２とは、リードフレー
ム１２に対する配設方向の上下が逆転しているだけで、
構成自体は同じであるので、同一構成要素には同じ符号
を付して、第１のドラム式部分めっき装置２１を主体に
説明する。

【００２６】ドラム式部分めっき装置２１は、図１に示
すように、２つの支持ローラ２３、２３により回転自在
に支承されリードフレーム１２が対接される回転ドラム
２４を有する。また、この回転ドラム２４の前後には案
内ローラ２５、２５が配置されると共に、回転ドラム２
４の案内ローラ２５、２５と反対側には、リードフレー
ム１２に対するプレス部として、前後２つのローラ２６
ａ、２６ｂと１つのテンションローラ２６ｃとに掛け渡
された無端のプレッシャベルト２７が配置されている。
この回転ドラム２４には、案内ローラ２５、２５に案内
されてリードフレーム１２が半周分ほど巻きかけられ、
そのリードフレーム１２の部分は外側から無端のプレッ
シャベルト２７により回転ドラム２４に押さえ付けられ
ている。

【００２７】この回転ドラム２４は、マスク部を形成す
る非導電体からなるトッププレート部２４ａと、リード
フレーム１２を支持しリードフレーム１２のめっきすべ
き所定領域以外の部分を覆う部分めっき用のマスキング
治具２４ｂとを有する。このマスキング治具２４ｂはシ
リコン樹脂等の非導電体からなる。また、回転ドラム２
４内には、めっき噴射ノズル２８が、プレッシャベルト
２７により押さえ付けられているリードフレーム１２に
向けて配置されている。めっき噴射ノズル２８はアノー
ド電極として、またリードフレーム１２はカソード電極
として、図示してない定電流源に接続される。

【００２８】めっき液が、アノード電極となるめっき噴
射ノズル２８の開孔部先端より噴射され、回転ドラム２
４のトッププレート部２４ａとマスキング治具２４ｂを
通過してリードフレーム１２に達し、そのインナーリー
ド先端の所定領域のみに銀めっきが施される。

【００２９】上記構成の二段の部分めっき装置部２０の
うち、第１のドラム式部分めっき装置２１では回転ドラ
ム２４がリードフレーム１２の下面側に接しているの
で、当該下面側のインナーリード先端の所定領域のみに
銀めっきが施される。この第１のドラム式部分めっき装
置２１にて部分銀めっきが施されたリードフレーム１２
の部分は、そのまま連続的に第２のドラム式部分めっき
装置２２に送られる。この第２のドラム式部分めっき装
置２２では、回転ドラム２４がリードフレーム１２の上
面側に接しているので、当該上面側のインナーリード先
端の所定領域のみが銀めっきされる。

【００３０】上記めっき処理装置の使用例を説明する。

【００３１】まず、ＩＣ搭載用リードフレームのめっき
製造工程において、銅合金からなるリール材状のリード
フレーム１２を準備した。これを図２に示す本めっき処
理装置の送り出し装置部たる送り出しリール１１に設置
した。そして、送り出しリール１１から矢印方向に搬送
されるリードフレーム１２に対して、連続で陰極電解脱
脂、酸洗浄、シアン活性、銅ストライクめっき、銀置換
防止の各処理を施した後、本発明の二段の部分めっき装
置部２０（図１）における第１段目である第１のドラム
式部分めっき装置２１で、リードフレーム１２の片面に
おけるインナーリード先端の所定領域に、銀めっきを厚
さ４μｍにめっきした。電流密度はｌ００Ａ／dm² 、め
っき時間は４秒である。

【００３２】次いで、第２段目である第２のドラム式部
分めっき装置２２で、リードフレーム１２の反対面にお
けるインナーリード先端の所定領域に、同じく銀めっき
を厚さ４μｍにめっきした。条件は第１段目と同じであ
る。このときのリール材たるリードフレーム１２の走行
速度は７ｍ／min である。これはリードフレームの片面
のみをめっきする通常のドラムめっき方法と同じ速度で
あり、ステップ＆リピート方式による片面めっき方法の
６０〜１００％の増速である。

【００３３】従って、本めっき装置によれば、リードフ
レーム両面への部分めっきを、高い位置精度をもって高
速に実施することができる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、め
っき処理装置における部分めっき装置部を、リードフレ
ームの搬送方向に前後して配置した第１および第２のド
ラム式部分めっき装置で構成し、その第１および第２の
ドラム式部分めっき装置を、それぞれマスキング治具を
周面に有する回転ドラムとプレッシャベルトと液噴射ノ
ズルとを有してインナーリード先端の所定領域のみにめ
っきを施す構成とし、第１のドラム式部分めっき装置で
リードフレームの片面を部分めっき処理し、次いで、第
２のドラム式部分めっき装置でリードフレームの他の片
面を部分めっき処理することにより、リードフレームの
両面を部分めっき処理する構成としたので、次のような
優れた効果が得られる。

【００３５】（１）めっき処理装置全体を１回通すのみ
で、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体集積回路チップを搭載する
リードフレームの両面部分めっきが完成するため、生産
性、低コスト化が可能である。

【００３６】（２）２回処理で表裏両面にめっきを施す
方法を採用した場合に必要な、最初に施しためっき面の
マスキング処理を行わなくてよい。

【００３７】（３）電着レジストやドライフィルムレジ
ストの被覆およびフォトファブリケションで被めっき部
を露出させる方法に必要な機器や設備が不要である。

【００３８】（４）図３に示す両面めっき用マスク材使
用時の、裏面のめっき液停滞に伴う電流密度低下の心配
がなく、高速でめっきできるため、生産性が極めて高
い。

【００３９】（５）２台のドラム式部分めっき装置の１
台を空運転すれば、従来の片面高速部分めっき装置とし
て使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の両面連続部分めっき処理装置における
二段の部分めっき装置部を示す図である。

【図２】本発明の両面連続部分めっき処理装置の全体の
構成を示す図である。

【図３】従来の両面めっき用マスク材の断面構造であ
る。

【符号の説明】

１０ 前処理部 １１ 送り出しリール（送り出し装置部） １２ リードフレーム １３ 陰極電解脱脂処理部 １４ 酸洗浄処理部 １５ シアン活性処理部 １６ 銅ストライクめっき処理部 １７ 銀置換防止処理部 ２０ 二段の部分めっき装置部 ２１ 第１のドラム式部分めっき装置 ２２ 第２のドラム式部分めっき装置 ２３ 支持ローラ ２４ 回転ドラム ２４ａ トッププレート部 ２４ｂ マスキング治具 ２５ 案内ローラ ２６ａ、２６ｂ ローラ ２７ プレッシャベルト ３０ 後処理部 ３１ 銅スト剥離処理部 ３２ 水洗・湯洗処理部 ３３ 乾燥処理部 ３４ 巻取リール

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】前処理部、部分めっき装置部および後処理
   部から構成されるめっき処理装置において、前記部分め
   っき装置部を、リードフレームの搬送方向に前後して配
   置した第１のドラム式部分めっき装置と第２のドラム式
   部分めっき装置とで構成し、前記第１および第２のドラ
   ム式部分めっき装置は、それぞれ、リードフレームのめ
   っきすべき所定領域以外の部分を覆う部分めっき用のマ
   スキング治具を周面に有する回転ドラムと、該回転ドラ
   ムの周面の一部に対接されたリードフレームを外方向か
   ら押さえるプレッシャベルトと、前記回転ドラム内に設
   けられためっき液噴射ノズルとを有し、めっき液をマス
   キング治具を通してリードフレームに当てインナーリー
   ド先端の所定領域のみにめっきを施すように構成し、前
   記第１のドラム式部分めっき装置の回転ドラムの周面に
   リードフレームの片面を接触させ、次いで、第２のドラ
   ム式部分めっき装置の回転ドラムの周面にリードフレー
   ムの他の片面を接触させることにより、リードフレーム
   の両面を部分めっき処理する構成としたことを特徴とす
   るリードフレームの両面連続部分めっき処理装置。
2. 【請求項２】前記第１および第２のドラム式部分めっき
   装置が、それぞれインナーリード先端の所定領域のみに
   銀めっきを施す構成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の両面連続部分めっき処理装置。