JPS60225456A - 半導体用リ−ドフレ−ム - Google Patents

半導体用リ−ドフレ−ム

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JPS60225456A
JPS60225456A JP8338184A JP8338184A JPS60225456A JP S60225456 A JPS60225456 A JP S60225456A JP 8338184 A JP8338184 A JP 8338184A JP 8338184 A JP8338184 A JP 8338184A JP S60225456 A JPS60225456 A JP S60225456A
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JP
Japan
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alloy
plating layer
plated layer
lead frame
substrate
Prior art date
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Pending
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JP8338184A
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English (en)
Inventor
Osamu Yoshioka
修 吉岡
Ryozo Yamagishi
山岸 良三
Takashi Suzumura
隆志 鈴村
Seiji Wakuta
枠田 征次
Yoshiaki Wakashima
若島 喜昭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Cable Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS60225456A publication Critical patent/JPS60225456A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49579Lead-frames or other flat leads characterised by the materials of the lead frames or layers thereon
    • H01L23/49582Metallic layers on lead frames
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

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】 〔発明の背景と目的〕 本発明は半導体装置に用いられるリーrフレームに関す
るものでちる。
一般に半導体装置は、リードフレーム材を基体とし、半
導体素子を素子固定部に取付けるベレットゼンデイング
、次いで金属細線を用いて半導体素子と内部リード端子
部を配線するワイヤゼンデイング、さらにセラミックや
樹脂による封止などの工程を経て組立てられる。前記の
リードフレーム材としてはコノクール、鉄、42合合金
金どの鉄系素材、あるいは銅や銅合金から成る銅系素材
が用いられている。鉄系素材では該素材上にCuめっき
した後、さらにAgめっき層を設けたものが用いられ、
また銅系素材では該素材上にAgめっき層を設けたもの
が用いられている。そしてAgなどの貴金属を節約する
意図から半導体素子固定部及び金属線と結線される内部
リード端子部の部分のみにAgめつき層を設けることが
一般に行われている。しかし部分的にAgめっき層を設
けただめ妃、IJ −F’の外部部分、例えば樹脂封止
後外部に出る部分は半導体装置の組立中の高温加熱によ
りその表面にCuの酸化物が形成され、外部リード部の
半田付性が阻害されるという欠点があった。
上記の欠点を改善するために、金属基板上にNi−8n
又はCo−8nめつき層を設けた後部分的にAgめつき
層を設けることも提案されている。しかしこのような構
造においては大気中などの酸化性雰囲気で300℃を越
える温度で加熱を受けた場合、N1−8n又はCo−8
nめつき層とAgめつき層の間の密着性が不十分なため
にAgめつき層が剥離するという欠点があった。従って
Ni−8n又はCo−=Sn上に部分的にAgめつき層
を設けたり−Pフレーム材を用いて半導体装置を組立て
る際には耐熱性の面から300℃以下の温度条件に制限
されるため組立作業性の面からも問題があった。
一方、半導体素子固定部においてはAgペーストを用い
て素子をペレット付けする例が多ぐなってAgめつき層
である必要がなくなり、却って半導体素子固定部のAg
層が材料コストを」二げるという欠点があった。しかも
Agにはマイグレーションの問題があり、Agめっきの
面積をより小さくしてマイグレーションの作用を少なく
しだいという要望もあった。
本発明は前述した従来技術の課題に鑑みなされたもので
あシ、その目的は半導体の信頼性を左右する樹脂封止性
を向上させると共にAgめつき層の耐熱性を向上させ、
さらにAg量を節約すると同時にAgのマイグレーショ
ンを少なくすることができる新規な半導体用り−Pフレ
ームを郷案することにある。
〔発明の概要〕
本発明の要旨は、半導体用り−Pフレーム基体上にNi
 −8n 、 Co−8n又はNi −Co−3μ合金
めっき層を設け、次いで半導体素子が金属細線と結線さ
れる内部リード端子部のみにCu又はCu合金めつき層
を設け、さらにこの上にAg層を設けたことにある。前
記の基体は下地層として予めNi又はCuめつき層を設
けたものでもよい。
リードフレーム基体上に設けられるNi −Sn合金、
Co−8μ合金あるいはNi −Co−3μ合金につい
ては、合金の組成によって半田付性が変化することが認
められ、いずれの場合においてもSnの含有量が50w
t%以上のものが良好な半田付性を示すことが確認され
た。しかしSn含有量が90wt係を越えると合金自体
の融点が低下するという欠点がある。従って上記の合金
、特にNi −8μ合金におけるSn含有量は50〜9
0 wt%、特に70〜80wt%であることが好まし
い。
まだ、リードフレーム基体の素材としては従来用いられ
ているCu 、 Cu合金等の銅系材料、又けFe、 
コ、S−ル、42合金、SUS等の鉄系材料が用いられ
る。銅系材料は銅の熱拡散を抑制するためにN1下地層
を設けることが好ましく、他方鉄系材料は導電性を付与
するためにCu下地層を設け゛ることか好ましい。
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施例について
説明する。
〔実施例〕
実施例1 厚さ0.31のSn入り銅から成る基体1を第1図に示
される・ξターンに打抜き、半導体素子固定部5、内部
リード部6及び外部リード部7が形成されたフレームを
作った。このフレームに対して脱脂、酸洗等の前処理を
施した後、電解めっき法によりピロリン酸浴から第3図
に示されるNi −8μ合金めつき層2を厚さ0.2μ
となるように基体全面に設けた。次いでシアン化銅浴か
ら同じく第3図に示される厚さ約0.2μのCuメッキ
層4を中間めっき層として設け、さらに内部IJ −1
端子部6に厚さ4μの部分Agめっき層3を設けた。最
後に、Agめつき層3に覆われていない部分のCuめつ
き層をシアン浴中で陽極的に溶解除去して本発明の半導
体用リードフレーム(第3図参照)を作製した。
なお従来例として、第2図に示されるリードフレームを
上記と同様の方法で作製した。すなわち、基体1上に厚
さ0.2μのNi−3μ合金めつき層2を設けた後、半
導体素子固定部5及び内部リード端子部6に厚さ4μの
部分Agめっき層3を設けた。
また別の従来例として、基体1−ヒに全面Cuめつき層
を約0.2μの厚さで設けた後、半導体素子固定部5及
び内部リーP端子部6に部分Agめつき層3を設けたり
−rフレームも作製した。
実施例2 第4図に示されるように厚さ0.3脇のFeから成る基
体8を第1図に示される/eターンに打抜き、脱脂、酸
洗等の前処理を施した後、シアン化浴からCuめつき層
9を4μの厚さで基体全面に設け、次いでNi−8μ合
金めつき層2で全面を覆った後、中間層としてCuめつ
き層4を設け、さらに内部リード端子部6にAgめつき
層3を設け、最後にシアン浴中でAgめつき層3に覆わ
れていない部分のCuめつき層を溶解除去して本発明の
半導体用リードフレーム(第4図参照)を作製した。
なお従来例として、第5図に示されるリードフレームを
上記と同様の方法で作製した。すなわち、Feから成る
基体8上にCuめつき層9を4μの厚さで設けた後、半
導体素子固定部5及び内部リーP端子部6に部分Agめ
つき層3を設けた。
以上のようにして作製したサンプルの特性比較試験を次
の3つの評価項目について行った。すなわち、大気中、
400℃で2分間加熱処理した後の■外部リード部の半
田付性、■Agめつき層の密着性、及び■モールド樹脂
との密着性の3項目について行った。得られた結果を第
1表に示す。なお、評価方法は下記の方法により判定し
た。
(1)半田付性 6:4半田を230±5℃で溶融し、フラックスとして
5−ioo(タムラ化研製)金用い、MIL−8TD−
202D−208Bの方法に準゛じて半田付操作を行い
、半田ぬれ面積により判定した。
○・・・・・・良好(100〜9o % ) 、Δ・・
・・・・可(89〜75%)、×・・・・・・不良(7
4%以下)(ii) Agめつき密着性 Agめつき面に粘着テープを張り付けた後、ビーリング
してAgめつき面の剥離及び膨れの有無を40倍の実体
顕微鏡で判定した。
○・・・・・・良好(剥離及び膨れ無し)、×・・・・
・Agめつき層の剥離又は膨れ有シ) (iii)樹脂密着性 基体、Cuめつき層及びNi−8nめつき層と、樹脂と
の密着性を調べるために、打抜く前のり−Pフレーム材
に実施例1及び2記載のめつき処理と同様のめつき処理
を行った後、400℃で2分間大気中で加熱処理し、さ
らに樹脂をモールドし、樹脂との密着性をせん断強度に
よシ評価した。
○・・・・・・良好(8b/cm”以上)、△・・・・
・・可(7,9〜5 K17cm2)、×・・・・・・
不可(sKf/ctn2以下)第 1 表 以上、本発明の実施例を従来例と比較して詳しく説明し
たが、本発明が上記の実施例に限定されないことは勿論
であシ、以下に本発明の変形例について説明する。
すなわち、本発明において内部リード端子部6に設けら
れるAgめつき層3゛は金属細線とのワイヤゼ/ディン
グ用であるから該Agめつき層3の構造としては種々の
ものが考えられ、第6図にそれらの中の代表例を示す。
第6図Aは従来例によるものであり、B〜Dが本発明に
よるものである。すなわちBはAgめつき層10を内部
リード端子部全体に設けたもの、CはAgめつき層10
をリード幅よシ狭い丸形又は角形のポイントで設けたも
の、DはAgめつき層10を各リードにベルト状に設け
たものである。なお、内部リーP端子部のリード材側面
へのAgめつきはAgマイグレーションの面からは好ま
しくないが、これを皆無とすることは不可能であり、従
ってリード材側面にAgめつき層が回シ込んだ構造も本
発明の範囲内である。
また、上記の実施例では基体1上に設けるめっき層2と
してNi−8n合金を用いたが、Co−8n°又はNi
 −Co−8n合金を用いても同様な効果が得られるこ
とは言うまでもない。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、半導体用リードフ
レームに設ける部分Agめつきの量を大幅に少なくする
ことができ、それによって貴金属たるAgを節約するこ
とは勿論、Agマイグレーションの因子が小さくなる。
また、Agめつき層の密着性が改善されるので半導体装
置における組立作業性が向上し、それによる経済的効果
は非常に太きい。他方、半導体装置の信頼性の面からも
Agめつき層の密着性が向上した他、樹脂封止性におい
て優れた特性が得られるという効果を有する。
なお、Agめっき層の密着性が向上した理由は、Ni−
8n合金、Co−8n合金又はNi −Go−8n合金
とAgめつき層との密着性は基本的に不安定であり、こ
の点を中間層としてCuめつき層を設けたことにより改
善したからであシ、また樹脂との密着性が良い理由は銅
系素材の基体を使用した場合に加熱処理によシ表面に密
着性の悪い酸化膜が形成される欠点を、酸化膜の密着性
が良いNi−8n合金、Co−8n合金又はNi −C
o−8n合金のめつき層を設けて改善したからである。
【図面の簡単な説明】
第1図は半導体用リードフレームの打抜き後のノミター
ンの1例を示す平面図、第2図はCu合金を基体とする
場合の従来の半導体用リードフレームの1例を示す第1
図■−■線による横断面図、第3図及び第4図は本発明
の半導体用リードフレームの実施例を示す横断面図、第
5図はFe合金を基体とする場合の従来の半導体用リー
ドフレームの1例を示す横断面図、第6図は部分的にA
gめつき層を設ける場合の例を示す半導体用リードフレ
ームの平面図で、Aは従来例、B〜Dは本発明の実施例
である。 各図中、同一部分には同一符号を付し、1は基体(銅合
金)、2はNi−8n合金層、3はAgめつき層、4は
中間Cuめつき層、5は半導体素子固定部、6は内部リ
ード端子部、7は外部リード部、8は基体(Fe合金)
、9はCuめつき層、10は゛部分Agめつきである。 代理人 弁理士 佐 藤 不元雄 鼠 1配 δ 9 δ 第 6 巳 八 δ C

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 金属基板上にNi −Sn合金、Co−8n合
    金、Ni −Co −Sn合金の中のいずれか1種のめ
    つき層を肢け、次いで半導体素子が金属細線と結線され
    る内部リード端子部のみにCu又はCu合金めつき層を
    設け、さらに前記Cu又はCu合金めつき層上にAg’
    めっき層を設けてなることを特徴とする半導体用リード
    フレーム。
  2. (2) 前記の金属基板が予め下地層としてNi又はC
    uめつき層を設けて彦る金属基板であることを特徴とす
    る前項(+)記載の半導体用リードフレーム。
  3. (3) Ni −Sn合金、Co−8n合金またはNi
     −Co −8n合金のSn含有量が50〜!JOwt
    %であることを特徴とする前項(1)又は(2)記載の
    半導体用リードフレーム。
JP8338184A 1984-04-24 1984-04-24 半導体用リ−ドフレ−ム Pending JPS60225456A (ja)

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