JPS5996289A - 部分メツキ方法及びその装置 - 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】 チップを実装するり一ヒフレームのグイパッド面等、比
較的広域範囲に対して、高品位の部分メッキを極めて短
時間のうちに処理し得るようにした部分メッキ方法及び
その装置に関する。

一般のＩＣ製造過程に於いては、第１図に図示のりード
フレーム１を使用する場合が多い。このリードフレーム
１の形状は、ＩＣチップ２を実装するグイパット３を中
央に配し、そのグイパット９３を囲繞する状態で所定数
のインナーリード４が配設され、ＩＣチップ２とインナ
ーリード４の間をワイヤーボンディング等で結合可能と
してあり、又プリント基板（図示せず）に装着し、且つ
外部回路と接続させるためのアウターＩＪ　−　ト’　
５を上記インナーリートゝ４と対応し配設しである。

尚、グイパッド３及びインナーリード４は、夫々ギャリ
ャ−６で支承させである。上記リードフレーム１のグイ
パッド３にＩＣチップ２を実装し、且つ、インナーリー
１４とボンディングした後モールドパノケージする。

このＩＣチップ２の裏面には金（Ａｕ）や錫（Ｓｎ）を
予め蒸着し、この面を上記グイパッド３に固着するので
あるが、この固着手段としては、金（Ａｕ）とシ１）コ
ン（Ｓｉ）の共晶結合態や、・・ンダ、或いはエポキシ
糸接着剤を用いてグイボンディングするのが周知である
。

上記Ａｕ’Ｓｉ共晶結合共晶用合羽には、リート９フレ
ーム１の累月が４２アロイ（Ｆｅ−Ｎｉ合金）や銅系の
金属で形成されている場合、そのダイノぞラド３の表面
に、予め金（Ａｕ）又は全一インジウム（Ｉｎ）合金等
の貴金属を部分メッキする必要がある。

又、ハンダを利用するものは、高導電性を具有する処か
らバイポーラトランジスタやパワーＩＣ等に多用されて
おり、これもリードフレーム１が４２７０イで形成され
ている場合、そのグイパッド３を銅やハンダ等の卑金属
で部分メッキする必要がある。

但（、、リートフレーム１が銅又は銅合金で形成されて
いる場合のみ、上記卑金６部分メッキは不要となる。

尚、エゼキシ系接方剤によりＩＣチップ２をグイパッド
３に固箔するものにあっては、リードフレーム１の緊４
間の種類を問わず部分メッキは不要である。

このように、通常ＩＣリートゞフレーム１のグイパッド
３には、貴金属や卑金属により部分メッキしなければな
らない４′．−が多い。又、アラクーリード５にも、錫
等を部分メッキする必要がある。

面かも、ＩＣの膨大な生産ｌｒと、低床価格及び高度信
頼性が吸水される処から、上記部分メッキは、先ず高速
でメッキ処理をすること、次にメッキ品位を高レベルで
維持しチップのグイポンデイングか安定して行なえるこ
と、更に必要範囲のみを部分メッキして省資源を図るこ
と、部分メッキ処理全体の歩留りを良くすること等が必
要不可欠である。

然し乍ら、在来の部分メッキ手段は、第２図に図示した
ものが周知であって、必ずしも上記の要求を満足するも
のではない。

μ［」ち、在来の部分メッキ手段では、所定のメッキパ
ターンに対応する透孔１１が穿設されたマスク１２を被
メッキ物ｊ３にＮ＆接し、このマスク１２にはメッキ液
が外部に飛散するのを防ぐ外套管１４を連結してあり、
又、外套管１４の内部に被メッキ物１３と対向するノズ
ル］５を配設してあって、これをアノードゞとする一方
、前記被メッキ物１３をカソードとし、両者間に所定の
電圧電流を印加する（１４成としである。、Ｊｌ：記ノ
ズル１５がらは、被メッキ物１３に対しメッキ液をジェ
ット流として噴射し、マスク１２で決定されるパターン
の部分メッキを処理する。

従って、被メッキ物１３に衝突した後のメッキ液流の流
束な制御することが不能となり、マスク１２の内周面は
固より外套管１４の内部にメッキ液が飛散してしまうた
め、ハレーションの発生が避けられない。又、後続のメ
ッキ液にも影響を与えるので、電流密度分布が均一とな
らず、必然的にメッキ厚さも不均一なものとなった。

更に、マスク１２の透孔１１近辺では、このメッキ液が
滞留して拡散層を充分排除できないため、メッキ能力が
すぐ劣化し、次第にメッキ処理時間が長くなる問題があ
った。

このような問題を解決する手段としては、本願出願人が
先に提供した特許願昭オ０５４年第１００７２２号に係
る微少面積のメッキ方法及びその装置がある。

これは、被メッキ拐の微少面積部分をマスクで囲繞する
ことによりメッキの形状・模様を決め、且つ該部分に対
するシールを行なうマスキング過程、メッキ部分に影響
しない外気導入手段及び流体排除手段を対外連通路とし
て保持するようにマスキング部内を密閉する過程、前記
密閉空間内にて微少面積部分に対向してノズルを配置す
る過程、前記ノズル及び被メッキ材に夫々極性の相反す
る電力を供給し、密閉空間内の流体を吸引排除しつつ前
記ノズルよりメッキ液を微少面積部分に噴射供、給する
ことによって、微少面積部分のメッキを行ない且つ同時
に並行して余分のメッキ液を密閉空間内雰囲気並びに前
記外気導入手段よりの空気とともに流体排除手段を通じ
て吸引排除する過程を具備して成る微少面積のメッキ方
法を骨子とした発明である。（詳細は特公昭５７年第４
０９１８号公報参照） これによって、例えばリードフレーム１のインナーリー
ド４等極めて狭域の被メツキ部に対し、直径０．２５〜
ＬＯｍｍ、　　メッキ厚さ１〜数μ、メッキ層断面がメ
ザ（ｍｅｓａ　）形でハレーションの無い極微小部分メ
ッキが高効率で可能となった。

然し乍ら、冒頭に述べたように、被メッキ面がリードフ
レーム１のグイパット９３及びアウターリービ４（第１
図参照）のように被メッキ面が数ｉもあり、これを上記
微小部分メッキ手段で処理をすると次のような問題が生
じた。

即ち、第３図に図示の如く、被メッキ面２１（カソード
側）とノズル２２（アノード９側）に於いて、ノズル２
２と被メッキ面２１の中心距離Ａ’ｌ、被メッキ面２１
の周端部とノズル２２との距離１２に於いて、Ｊ、　＜
　７２　　となり、中央部と周辺部ではメッキ電流密度
が著しく不均一となって、中央部が厚く周辺が薄い低品
位のメッキ層２３が生じる。

この処置として、今、ノズル２２をカソード９である被
メッキ面２１の大きさに対応して大径とすると（第４図
参照）、今度は中心距離り、より周辺距離Ｌ２の方が短
くなり、周辺部の方が厚いメッキ層ｎ′が形成されてし
まう。

勿論、ノズル２２径を稍細くし且つこれと被メツキ部２
１との距ｊｉｉｌｌ　’Ｚ’所定値迄離して、メッキ液
の流速（メッキ液柱の中心流速ｖ１よシ周辺流速ｖ２の
方が低い）を利用し、これで極間距離による影響を補償
して、図中点線で図示の如くメッキ厚さをカスケード的
に均一化することも理論的には可能である。

然し乍ら、上記の場合、メッキ層が均一化する迄の処理
時間は、当然の早生ら前記微小部分メッキ手段より長く
なるから、処理効率は著しく低下して製品コストへの影
ｆＦ！ｌｉが大きい。

本発明は、斜上の問題点に鑑み成されたもので、被メッ
キ面をマスキングし、且つ被メッキ面と外套面によって
密閉空間を形成し、該密閉空間内は常時負圧を保持せし
め、又、外套函内に配設したノズル等のメッキ液噴射部
で所定断面積の帯状メッキ液流を形成した後、これを被
メッキ面に対して噴射し、更に被メッキ面とメッキ液噴
射部に於ける極間距離を全で等距離にすることで、リー
ドフレームのダイパッドの如く比較的広い範囲の被メッ
キ面に、均一厚さの高品位メッキ層を瞬時にして形成せ
しめ、その処理効率と品質安定を大巾に向上し、低床な
量産コストでメッキ処理し得るようにした部分メッキ方
法の提供を主目的とするものである。

又、本発明の他の目的とする処は、被メッキ面をマスキ
ングするマスクと、被メッキ面と相俟って密閉空間を形
成する外套面と、外套函内を負圧にする吸引機構とを具
備し、且つ外套管内に配設（−たメンキ液噴射部には、
被メッキ面との間のメ車 ツキ液流路断面積と物像した開口面を有するスリットを
形成し、これで以って薄巾帯状のメッキ液流を形成［１
２、被メッキ面に対して噴射せしめると共に、被メッキ
面とメッキ液噴射部間に異極性電圧を印加し、余剰分及
び使用済のメッキ液を強制的に外部へ排除することによ
り、ハレーションを防止し、又、マスク近傍のメッキ液
を常時新鮮なものとしてメッキ能力の劣化防止を図９、
極めて短時間のうちに高品位のメッキを効率良く多量に
連続処理可能ビした部分メッキ装置の提供にある。

以下しこ木兄り」の実施例を第５図以下に基づき説明す
る。

本実施例は、リードフレームのグイパット９全面に貴金
属を均一にメッキ処理する事例であって、グイパッド即
ち被メッキ面３０に密接するマスク３１は、上面にグイ
パット９と合同形の開口部３２を穿設してメッキ部位を
決定するもので、その内面側にはテーパー面へ３３ヲ形
成しであるが、これは半球面状としても良い。

又、マスク３１と着脱自在な外套面３４は、マスク３１
及び被メッキ面３０と相俟って密閉空間３５を形成可能
としてあり、且つ外套面３４の底部に設けた排除口３６
を図示しない吸気機構に連結し、この吸気機構の作動に
より上記密閉空間内を所望の負圧状態にできるようにし
である。

更に、外套面３４の内部には、メッキ液供給部（図示せ
ず）と連通したノズル３７ン前記被メッキ面３０と対峙
する状態で立設してあり、ここから噴射されるメッキ液
の流路の途中に前記被メッキ面３０を位置せしめる。

ノズル３７は、メッキ液に対して充分耐蝕性を有す素材
例えばステンレス鋼やセラミ・ツク等により成形してあ
ｐ１内部にメッキ液通路３８ヲ形成しであるか、その頂
部には高導電性の素材で成形したアノード電極３９夕固
着し、アノード電極３９と被メッキ面３０の距藺ヲ極接
近状態で設定する。

このアノード５電極３９には、上記メッキ液通路３８と
連通し、且つ前記被メッキ面３０　（ダイパッド）のＸ
Ｉｌ！ｌｉ］若しくはＹ軸の長さ寸法ｌと等しく、又、
所定の幅員を有する細幅のスリット４０を形成してあり
、（第６図参照）そのスリット４０の開口面と彼メッキ
１ｌ１３０とは平行としてあって、両者間の間隙は全て
等圧ｌｉｔである。

但し、スリット４０は上記実施例に特定されるものでは
無く、その幅と長さの関係は以下に説明する態様であれ
は良い。

即ち、ノズル４０から噴出したメッキ液は、被メッキ面
３０とアノード１Ｓ極：３９の間で形成される空間を満
たし、その俊速やかに排出されなければならないか、メ
ッキ液排除口３６が小さすぎるとメッキ液の背圧が高く
な９、又、上記排除口３６が太きすぎても上記空間か滴
たされず高い電流密度が得られない。

従って、ノズル４０の開口部断面積（＝スリット巾×ス
リット長さ）は、被メッキ面３０とアノード電極３０で
形成される空間の断面積と物像、好ましくは等しくして
あれば良い。

このようにすることで、メッキ液の噴出速度と、前記排
除口３６から排出されるメッキ液の排出速度とが略等し
くな９、被メッキ面３０に対する流速の均一化が図れる
ことから、メッキ析出厚さを均一化することができる。

尚、スリット４０の幅を極瑞に狭くすると、メ、ツキ液
の粘性抵抗の為、メッキ液の流速が充分得られなくなる
から、このスリット幅は当然制約があって、適宜設計し
て決定する。

勿論、スリット４０の長さと被メッキ面３０の幅とを等
しぐするのが理想的であるが、上述した如く実用的には
、メッキ液の流速、極間距離、メ・ツキ液排除口３６の
断面積及び被メッキ面３０の幅等の諸条件から、最適な
メッキ条件が得られるようスリット４０の長さと巾を決
定しなければならない。

蒸上の構成に於いて、今外套函３４内の密閉空間３５を
所定の負圧状態下に設定した後、ノズル３７ヘメツキ′
ｔＬを加圧供給すると、メッキ液通路３８及びアノード
９電極３９のスリット４０を経てメッキ液がカソード９
電極である被メッキ面３０に向けて噴射される。この時
のメッキ液流はスリット４０により長さｌの薄巾な帯状
に形成され、そのま＼被メッキ面３０に衝突すると、そ
の中央部から図中左右に展開した流れとなって被メッキ
面３０全面を瞬間的に浸潤した状態とな９、該表面全面
に亘って貴金鵜メッキ層が析出生成される。

しかも、使用済及び余剰のメッキ液は、マスク３１のデ
ーパ−面３３に沿って下降するが、前記したように密閉
空間３５内が負圧であるため、これら用済みのメッキ液
は瞬時にして排除口３６から外部に吸引排出さ、ｌＬる
。

従って、アノード電極３９とカソード″電極（被メッキ
面３０　）の間には、メッキ液流の乱流や滞流現象が皆
無となり、メッキ面に於ける固相と液相の境界には、常
時新鮮な液相か存在するため拡散層が殆んど消失し、イ
オン濃度が均一となって、メッキ液固有の電気的比抵抗
のみの電解液帯状柱が形成さｎる。この結果、メッキ電
流値が定常的に得られ貴金属の析出速度を安定化させ高
品位のメッキが得られる。

又、マスク３１と被メッキ面３０の接角虫面に於けるメ
ッキ液の浸潤は、負圧によるメッキ液の強制排除によシ
著しく抑制されるためハレーションも防止可能となりメ
ッキ境界域が明確なメッキ処理を成し得る。

更に、メッキ液噴射部であるスリット４０は、その開口
部全部が被メッキ面３０と等距離であり、且つ常時新鮮
なメッキ液の帯状流により被メッキ面３０を瞬時に覆う
事ができるから、全メッキ流域に亘シそのメッキ電流密
度が均一となシ、比較的広域な被メッキ面３０であって
も微小部分メッキと同等の速さで処理できる。

次に、第２実施例について、第７図を参照し乍ら説明す
る。（尚、前記実施例と同一のものは同符号を記す。） 本実施例は、ノズルからのメッキ液流が拡開するのを規
制し、整流化するものであって、アノード電極３つには
その全幅に亘ってスリット４０が形成され、且つそのス
リット４０の両側端にそれと直角位賦で一対の柱状ガイ
ド壁４１を配設しである。このガイｖ　ａ　４１は所定
高さ迄アノ−１電極３９の上に臨ませメッキ液の流路を
規制するものである。

このように構成することによって、スリット４０から噴
射された帯状のメッキ液流束（ＦＪ）は、ガイド５壁４
ＨＣよって規制される結果、そのスリット４０の長さ４
．１：υ左右に拡開することなく上昇し、そのま＼ター
ゲットであるダイ−ぞソド（被メッキ面３０．）に衝突
して展開した後、ガイドｅ壁４１の無い両側部を経て排
除口３６から強制排除され、前記と同様のメッキ反応が
行なわれる。

このようにメッキ液流が拡開するのを防ぐことによシ噴
射されたメッキ液流速の低下を抑えることが出来るので
、メッキ処理効率を高レベルで保持できる。

拠って、必要最小限のメッキ液により高精度のメッキ処
理が成されるから、効率と採算性の点で特に優れる。

上記２芙施ガは、ノズル３７とアノード電極３９を別体
に形成したものを、合体使用した例であるが、他の実施
例としては次のようなものがある。

即ち、ノズル自体を高導電性素材で形成すると共にその
頂部開口端を、上記実施例と同じスリット状に形成し、
又、ノズル自体をアノード電極にする構成である。

勿論スリットが開口している端面ば、被メッキ面と平行
で、どの箇所もカソード電極（被メッキ面）と等距離を
保持させる。

上記構成でも、その機能は前記実施例と全く同一である
が、素拐や加工上の点でノズルの製造コストが嵩むと云
う点は避は難い。

次に他の実施例について第８図に基づき説明する。

被メッキ面３０に対応した開口部３２が穿設されたマス
ク３３は、外套函（本図では図示せず）に着脱自在に装
着し前記実施例と同様の密閉空間を形成すると共に、そ
の内部の負圧状態を保持するようにしである。

他方、ノズル本体５１はメッキ液通路孔５２を穿設し、
又、その流通孔５２の両側に一対のガイド５３を立設し
てあり、このガイド５３の間に、前記したのと同じスリ
ット５４が穿設されたノズル先端部５５を嵌挿しである
。該ノズル先端部５５は、前記マスク３３の開口部３２
を介して被メッキ面３０と対峙する状態で配置されるが
、スリット５４の上部にメッキ液が通過可能な網状のア
ノード電極５６を固着してあり、このアノ−）Ｎ　Ｊ’
ｊｐ　５６と被メッキ面３０に所定極性の直流電圧を印
加するものである。勿論アノード９電極５６の形態は任
意であって、格子状等メッキ液が通過可能な多孔性形状
であれば他の形状としても良い。

上記構成の装置も前記実施例と同じ作用効果が州られる
ので、その説明は省略する。

以上述べたように本発明によれば、比較的広域の披メッ
キ面に対して、被メッキ面とマスク及び外套函によって
密閉囲繞空間を形成し、且つこの内部を負圧とし、該負
圧空間内に配置したノズルからメッキ液を被メッキ面に
向けて鳴射する部分メッキ手段に於いて、該メッキ液流
束を所定断面積の帯状流に形成し、又、この帯状メッキ
流形成用スリット口をアノード９とし、且つこれと、カ
ソード９である被メッキ面との距離をスリットの開口部
全域に亘り等しくしであるから次のような特徴を有する
。

即ち、リードフレームのダイノぞソビの如く比較的広域
の被メッキ面でも、瞬時の内にその全面をメッキ処理し
得るので極めてメッキ処理効率が良い。

又、被メッキ面の真に必要な部分全域に亘シメソキされ
且つハレーションも防止されるから、均一な厚さのメッ
キＪＳが得られ、高品位のメッキ処理が可能となり、そ
の渉留シの向上と相俟って処理価格を廉価にすることが
できる。

更に、従来はマスクにマスキング用の開口部を形成し、
″これのみによってメッキ域を決定していたため、その
加工留度と、メンテナンス等を著しく高度管理しなけれ
ばならなかったが、本発明ではノズル又はアノード″電
極に単純なスリットを形成するだけで済むため、加工性
や保守管理も極めて簡単となり、設備コストのよυ低廉
化が期゛し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は被メッキ拐の一例であるリードフレームの平面
図、第２図は従来の部分メッキ手段を示す要部断面説明
図、第３図は他の公知技術である部分メッキ手段によっ
て形成されるメッキ状態の説明図、氾４．　Ｉ７１はＩ
ＴＪ上部分メッキ手段の他側によって形成さシ１．るメ
ッキ状だ−・の説１明図、第５図以下は本発明の実が’
５　ｆｉ＋に係るもので、第５図は同上部分メッキ装蔽
の箱：　１ｉｉｉ面図、８１４６図は同上装置のアノー
ド前作の平面図、第７図は第２実施例に係る部分メッキ
装置のモソ部ぢ５・ｌ親図、第８図は他の実施例しこ係
る部分メッキ装置の要部分解斜視図である。 ３’Ｊ・・・被メッキ１ｆ＋’＋ ３トマ　スフ ３２　　マスクの開口部 ３４外套函 ３５・密閉空間 ３６排除口 ３゛７　・ノ　ズ　ル ３８・・メッキ液通路 ３９　　アノード電極 ４０　・　　ス　　　リ　　　ッ　　　ト４トガイ　ト
ゝ壁 ５】　ノズル本体 ５２・メ・ツキ液流路孔 ５３　　　ガ　　　イ　　　　ト９ ５４スリット ５５　　ノズル先端部 ５０・アノード０電棒

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）核メッキ面に当接してメッキ部位を決定するマス
   キング手段と、上記被メ・ツキ面及び外套函により密閉
   空間を形成する手段と、該密閉空間内を所定の負圧状態
   に維持する手段と、この負圧密閉空間内で上記被メッキ
   面にメッキ液を噴射する手段と、被メッキ面とメッキ液
   噴射部を接近配置し１ＴｔＩＪ者間に異極性電圧を印加
   する手段とを翁し、メッキ液噴射部では帯状のメッキ液
   流束を形成し、且つメッキ液噴射部の開口面積を、上記
   両電十し１山で形成された空間から排除されるメッキ液
   の流路断面積と物像させたことを特徴と１−る部分メッ
   キ方法。
2. （２）被メッキ面に当接してメッキ部位を決定するマス
   クと、このマスクに連設し、被メッキ面と相俟って所定
   の密閉空間な形成する外套函と、外套函に設けた排除口
   を介し上記密閉空間を負圧状態と成しメッキ液及び密閉
   空間内気体を外部に吸引排除する吸引機構と、外套函内
   にあって被メッキ面に対向しメッキ液を噴射するノズル
   を具備し、又、ノズルと被メッキ面を夫々所定の異極性
   電極とし、このノズルには、上記電極間で形成される空
   間に於けるメッキ液排除流路の断面積と物像面積のスリ
   ットを形成し、且つこのスリット形成面と被メッキ面を
   平行状態で接近配置して成る部分メッキ装置。
3. （３）被メッキ面に当接してメッキ部位を決定するマス
   クと、このマスクに連言止し被メッキ面と相俟って所定
   の密閉空間を形成する外套函と、外套函に設けた排除口
   を介し上記密閉空間を負圧状態と成しメッキ液及び密閉
   空間内気体を外部に吸引排除する吸引機（７４と、外套
   函内で被メッキ面にメッキ液を噴射するノズルと、この
   ノズルの頂部に嵌挿し且つメッキ液流束を所望断面積の
   扁平帯状に形成するスリットが穿設されたアノードとを
   具備し、このアノードとカンート９とした被メッキ面を
   接近平行配置して成る部分メ　　ノ　キ装置。
4. （４）被メッキ面に当接してメッキ部位を決定するマス
   クと、このマスクに連設ル被メッキ面と相俟って所定の
   密閉空間を形成する外套函と、外套函に設けた排除口を
   介し上記密閉空間を負圧状態にして密閉空間内気体及び
   メッキ液を外部に吸引排除する吸引機構と、外套面内で
   被メッキ面に対向配設したノズルと、このノズルと被メ
   ッキ面の間にメッキ液か通過可能な多孔構造に形成され
   たアノ−１−９とを有し、ノズルにはメッキ液流束を所
   望断面積の扁平帯状に形成するスリットを穿設し、又、
   カソードとした被メッキ面とアノードを平行接近配置し
   て成る部分メッキ装置。
5. （５）ノズルと被メツキ面間のメッキ液流路に於いて、
   帯状メッキ准流束の複数側面側に、メッキ液流が側方に
   拡開よるのを規制するガイドゝが配置芒れたことを特徴
   とする特許請求の範囲第２項乃至第４項のいづれかに記
   載した部分メッキ装置。
6. （６）スリットの長さは、被メッキ面のＹ軸又はＹ軸の
   幅寸法と物像の長さに形成したことを特徴とする特許請
   求の範囲第２項乃至第５項のいづれかＶこ記載した部分
   メッキ装置。
7. （７）アノード電極？：網状に形成したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第４項に記載した部分メッキ装置。