JPS58127355A - リ−ドフレ−ム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はリードフレームに関する。

半導体装置の組立において、リードフレームの半導体素
子取付面にペレットと呼ばれる半導体素子あるいは回路
素子を固足する方法として、従来、ニッケルめっき％：
施した半導体素子取付面に半田ペーストあるいは半田箔
を載置した後、加熱して半田ペーストあるいは半田Ｓ１
に溶かして半導体素子取付面に予備半田付を行ない、そ
の後、この予備半田上にペレットを手作業あるいは自動
機で固足し工いる。

しかし、前者の半田ペーストラ用いる場合は、予備半田
面にフラックスが浮き上がることから、自動機でペレッ
トを取り付ける際、ペレットを保持するコレットの先端
吸着面に粘度の高いフラックスが付着する。このため、
ベレットボンディング後、コレットがペレットから容易
に離れず、高速自動ペレット付けができなくなる。

また、後者の半田箔・を使用する場合は、ペレット付は
後の半田の厚さがバラツキ、熱抵抗の大きなものができ
、特性や信頼性が低下する。すなわち、半田箔は取扱上
ある程度の強度が必要となるため、たとえば５０μｍ１
１にの厚さのものが使用される。−万、ペレッ）Ｊｌ付
後の半田接合層の厚さは熱抵抗低減のために薄い程良い
。しかし、あまり薄くすると、接合強度が低くなりて剥
離するおそれも生じる。このため、半田接合層はたとえ
ば１５〜２０μｍ１１Ｋが好ましい。しかし、ペレット
付時のこすりによりて半田箔の厚さ５０μｍからこの１
５〜２０　ＩＡｍ　Ｋすることは、予備半田が厚いこと
から難しく、半田接合層の厚さがバラツクととＫなる。

他方、これら予備半田処理後ｋ、回路素子取付部に形成
した予備半田は空気に触れて表面が酸化し易い。このた
め、ベレット取付時に半田接合層中に酸化物が入り込み
、熱抵抗も増大する難点もある。さらに、前記両方法に
あっては、予備半田時点テ内部にボイド（気泡）を生じ
易い。このため、熱抵抗の増大が生じ、回路素子の劣化
の原因ともなる。

したがって、本発明の目的は半導体（回路）素子取付面
に所望の厚さでかつ酸化が生じにくい半田めっき層を形
成したリードフレームを提供することにより、フラック
スレス化によって自動ベレット取付を図るとともに、熱
抵抗が小さなペレット付けを行なうととＫある。

このような目的を達成するために本発明は、半導体（回
路）素子取付面な有するリードフレームにおい１、前記
半導体（回ｗｒ＞素子取付面＜Ｗ＊または金属めつき膜
を介し工下層が鉛からなり上層が錫からなる半田めりき
膜を設けてなるものであって、以下実施例により本発明
な説明する。

第１図は本発明の一実施例によるリードフレームを示す
平面図、第２図は同じく回路素子取付部を示す一部の拡
大断面図である。このリードフレームｌは単体のバイポ
ーラトランジスタ用のものであって、平行な３本のリー
ド２を有している。

各リード２の一端は枠３で支持され℃いる。また、中央
のリード（コレクタ用リード）２は長くその他端には回
路素子（ペレット）を固定する回路素子取付面４を有す
るヘッダ５が設けられ工いる。

このヘッダ５は幅広（なっているため、両側のり−ド２
の他端はこのヘッダ５の一側近傍に臨んでいる。また、
ヘッダ５は両側を枠６で支持されている。さらに、３本
のリード２を横切るように延在するダム７がリード２の
他増側の途中に設けられ、各リード２を支持している。

このようなリードフレームは第２図に示すように、銅板
８を精密プレスによって打ち抜いてバターニングして得
られる。また、表面にはニッケルめっき膜９で被われて
いる。このニッケルめりき膜ははんだと素材Ｏｕとの合
金化を防ぐものであるため低い温度でペレット付する場
合ははんだとＯｕの合金層が出来ても問題とならない範
囲であるため必要ない。また鉄系合金の場合もこのニッ
ケルめっき膜９は必要ではない。また、ヘッダ５の回路
素子取付領域（第１図中クロスハツチングを施した領域
）には半田めっき膜１０が形成され工いる。この半田め
っきＪ［１０は下層が鉛層１１からなり、上層が錫層１
２かうなっている。そして、その厚さは両者が溶は合っ
て半田を構成した際所望の成分比となるような厚さ比に
なっている。

すなわち、半田接合層の耐熱疲労強度等の面から、従来
、これらの半田接合には、鉛が９５−（重量比）、錫が
５１ｓの成分比の半田が使用されている。

そこで、この実施例においても、この成分比となるよう
に鉛層１１２よび錫層１２の厚さを決定する。また、こ
の実施例で二層構造とする理由は、リードフレームｌに
直接半田をめっきすると、一定の成分比の半田を析出さ
せることは制御が離しいことによる。すなわち、単一成
分のめっき厚さの制御は゛比較的簡単でかつ正確である
。そこで、鉛層１１．錫層１２を別々にめっきすること
によって、各層の厚みを正確に制御し、所定の成分比の
半田とする。

また、この際、酸化し品い鉛層１１１に下層とし、比軟
的酸化し難い錫層１２ｖ土層として、鉛層１１１に保嚢
している。錫層１２は鉛層１１の酸化防止という観点か
らすれば、少な（とも略０．２ａｍ（この場合、鉛層は
２．６　ａｍ　ＩＩｆ〕Ｊｌ　サ）　Ａｔ上の厚さが必
要となる。また、錫層１２の厚さが大きすぎると、鉛層
１１と錫層１２の合金化に時間が掛り短時間では半田め
っきの溶けが起きずペレット付けができなくなるととも
に１表面光沢がでない。このため、実用上は錫層１２の
厚みは１．６μｍ（この場合、鉛層は２１μｍ程度の厚
さ）楊度以下が好ましい。

このようなリードフレームＩにおいては、ベレット取付
けは第３図（ａｔ、　（ｂｌＷＣ示すように行なわれる
。すなわち、リードフレームｌはヒートブロック１３上
に載置されて加熱される。この結果、リードフレーム１
０回路素子職付面の半田めりき膜１０は溶融が始まる。

そこで、コレット１４でペレット１５を真空吸着保持し
℃回路素子取付面上に運び下面にＴｉ−Ｎｉ、Ｔｉ−Ｎ
ｉ−＾ｇ、Ｔｉ−Ｎｉ−半田等からなるめっき膜１６ｔ
−有するベレット１５を半田めっきＭｌｏにこすり付け
て固定する（同図（ｂｌ参照）。

このようなリードフレームではっぎのような効果を奏す
る。

（１）、半田接合層１７の成分は鉛層１１と錫層１２の
厚さＫよ−）″Ｃ管理されているため、所望の成分比と
なり、熱疲労強度の強い半田接合層１７を得ることがで
きる。

（２）、めっき、特に電解めっきＫよって鉛層１１゜錫
層１２を形成することにより、半田めっき膜１０を２．
８μｍ〜２２．６μｍと薄くできる。このため、半田接
合層１７１に薄くできかつそのばらつきも小さくできる
。したがっ又、熱抵抗を小さくすることかできる。

（３）、半田めっき膜１０の表層部は酸化し難い錫層１
２からなっている。このため、半田めっき後に半田めっ
き膜１０の酸化は起きず、半田接合層１７内ｋｌｌｌ化
物が混入することもな（、熱抵抗の増大は防止できる。

（４）、半田めっき膜１０ｆＦ）表層部は濡れ性の良好
な錫層からなつている。このため、ベレット取付は時に
フラックスを用いなくとも効果的な接合が図れる。また
、フラックスがないため、コレット１４でベレット１５
を保持してベレット付けが可能となり、自動ペレット取
付けも行なえる。

（５）、リードフレームにはめっきによって半田めっき
が施される。この結果、半田めっき付着面すなわちＮｉ
、めりき面またはＮｉめっきのない場合は素材（Ｏｕ：
）面と半田めっき面との聞にボイドが発生しない。また
、半田めっき面およびペレット１５のめりき膜面は相互
に平坦であることと、半田めっき膜ｌＯの表層部は濡れ
性の良好な錫層１２で形成され℃いるため、接合時に気
体を巻き込みにくくなる。この結果、半田接合層１７に
ボイドを発生し難くなり、熱抵抗の増大を防止すること
ができる。

なお、本発明は前記実施例に限定されない。また、リー
ドフレームは他の半導体装置用のものでもよい。

以上のように、本発ＢＡＩＣよれば、回路素子取付面に
所望の厚さでかつ酸化が生じＫくぃ半田めっき層を形成
したリードフレームを提供することができるので、フラ
ックスレス化によって自動ベレット付は化が可能となる
とともに、熱抵抗の小さなベレット付は化が可能となる
。このため、半導体装置の製造コストの軽減化が図れる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるリードフレームの平面
図、第２図は同じく一部の断面図、第３図（ａｔ、　（
ｂｌは同じ（べＶット取付は状態を示す断面図である。 １・・・リードフレーム、２・・・リード、４・・・回
路素子取付面、８・・・鋼板、９・・・ニッケルめっき
膜、１０・・・半田めっき膜、１１・・・鉛層、１２・
・・錫層、１４・・・コレラ）、１５・・・ペレット、
１６・・・メっキ膜、１７・・・半田接合層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体素子取付面を有するリードフレームにおい工
   、前記半導体素子取付面ｋ［ｌｉまたは金属めっき膜を
   介して下層が鉛からなり上層が錫からなる膜を設け１な
   ることを特徴とするリードフレーム。 ２、前記錫層の厚さは略０．２μｍ以上となっているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のリードフレ
   ーム。