JPS6184852A - 半導体リ−ドフレ−ム - Google Patents

半導体リ−ドフレ−ム

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JPS6184852A
JPS6184852A JP59206420A JP20642084A JPS6184852A JP S6184852 A JPS6184852 A JP S6184852A JP 59206420 A JP59206420 A JP 59206420A JP 20642084 A JP20642084 A JP 20642084A JP S6184852 A JPS6184852 A JP S6184852A
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JP
Japan
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alloy
wire
lead frame
bonded
bonding
Prior art date
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Pending
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JP59206420A
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English (en)
Inventor
Shoji Shiga
志賀　章二
Toru Tanigawa
徹 谷川
Hiroki Suzuki
鈴木　比呂輝
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.)
Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Furukawa Electric Co Ltd filed Critical Furukawa Electric Co Ltd
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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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、半導体電子工業において、半導体素子のパッ
ケージに使用されろリードフレームに関する。
（ロ）従来の技術 トランジスター、ＬＣなどの半導体の多くに使用されろ
リードフレームは、その−例の平面図を第２図に、ダイ
ボンディング及びワイヤボンディングを施行したパッケ
ージの一例の断面図を第３図に示すように、リードフレ
ーム基体１０上のタブ部１に８１素子２がエポキシなど
の接着剤や半田又はＡｕ−３ｉなどの金属ろう剤などの
接着層３を介してタブボンドされる一素子上の電極バッ
ド４とインナーリード端部５とはボンディング細線６を
介して結線され、そうしたあとでエポキシなどの樹脂７
により封止モールドされ、タイバー８は切断されろ。ア
ウターリード９の多くはＳｎ又は半田メッキされて第６
図のように曲げ加工される。
リードフレーム基体１０の材質には、Ｆｅ−Ｎｉ。
Ｆｅ　−Ｎｉ　−Ｇｏ　（コバール合金）などのＦｅ系
合金のほかに熱、電気の良導体でありＦｅ系材よりも経
済的なＣｕ又はＣｕ合金などのＣｕ系合金が最近使用さ
れる傾向にある。又ボンディング細線６にはＡｕ線のほ
かにＡｔ線が最近使用されろ傾向にある。
Ｃｕ系合金のリードフレームは大気中で酸化被膜を発生
し易（、そのためにタブボンドやワイヤーボンドに重大
な障害となるので、Ａｕ　、　Ａｇメッキが施されるが
、一般にはＡｕよりも経済的なＭメッキが施される。特
にボンディング細線のＡｕ線やＡｔ線を熱融着や超音波
熱圧着などで高速度にボンデイングするためにはインナ
ーリード部のスポット的Ａｇメッキは不可欠となってい
る。
ボンディング細線がＡｕ線に代ってＡｌ線になる傾向は
単に経済的な利点のみでな（、次に述べるような技術的
問題もある。即ちＡｕを使用するときは′電極バッドへ
の第１ボンドに問題が起る。即ちＳ１素子上の回路及び
電極パッドはＡ１蒸着で形成されるのでＡｕｉではボン
ド部に電食が起り易く、又脆い金属間化合物が発達して
、所謂パープルグレープ現象が起るおそれがある。
（ハ）発明が解決しようとする問題点 しかし、ボンディング細線にＡｌ線を使用するときは第
１ボンドには問題は起らないがインナーリード部への第
２ボンドに問題が起る。即ちＡｇとＡｔとの異種金属接
合となりバーグルグレープ現象が起る。
樹脂による封止モールドでは水の浸透は不可避であり、
ＭとＡ１のように電位差の大きい異種金属の接触は重大
な欠陥発生のもとどなるおそれがある。そこでリードフ
レームにＡＩを被覆することが考えられるがチップなど
に比べて広い面積のフレームを大量に真空中でＡｔ蒸着
のハンドリングすることは大きな経済的負担となる。
本発明は叙上り点を鑑みてなされたものであって、Ｃｕ
合金のリードフレーム基体へのＡｇメッキに代えて、特
にボンディングＡｌ細線のワイヤボンドに好適なしかも
経済的な表面被覆を得ろことを目的とした。
に）問題点を解決するための手段 本発明は、Ｃｕ合金のリードフレーム基体の表面にＮｉ
　−Ｚｎ合金を被覆したものである。該合金のＺｎ量は
１０〜９０ｗｔ％である。被覆方法は或気メッキ（硫酸
塩浴、塩化物浴あろいはスルファミン酸塩浴等）が実用
的で好ましいが、化学メッキ、蒸着、機械的クラッドな
ど任意の方法でよい。該被覆は少なくもインナーリード
端部に施されるが、Ｉ）−ドフレーム上の他の部分例え
ば片面全面又は両面に施されてもよい。即ちＣｕ合金リ
ードフレーム基体の板又は条に予め片面又は両面の全面
又は部分面に被覆するか、或いはリードフレーム成型後
部分的に被覆処理をするか、そのいずれでもよい。
第１図ａはリードフレーム基体の片面の全面に、第１図
１）は該基体の両面の全面にＮｉ　−Ｚｎ合金を被覆し
たフレームの斜視図である。図中１０はＩＪ−ドフレー
ム基体、１１はＮｉ−Ｚｎ合金被覆層である。
又巣１図Ｃはリードフレームに成型後部分的にインナー
リード端部５とタブ部１にＮｉ　−Ｚｎ合金被覆層１１
を設け、金属ろう６でダイボンディングされたチップ２
上の電極パッド４とインナーリード端部５とをワイヤボ
ンディング細線６でワイヤボンディングを施して面脂７
で封止モールドされた不発明によってつ（られたパッケ
ージの断面図である。
Ｎｉ　−Ｚｎ合金のＺｎが１３ｗｔ％に満たないとき、
及び９０ｗｔ％を超えるときは、共にボンド強度が低く
なり、良好なワイヤボンディングができないのでＺｎ＋
′ｌｋのＩ範囲を１０〜９０チとした。
又４覆厚さは使用条件にもよるが、通常０．１μ以上で
効果を生じ、特に０．５〜５　ｔｔが望ましい。
尚Ｃｕ系材のＣｕ合金は、Ｃｕ　−Ｓｎ系（例えばＣｕ
　−０，１５Ｓｎ　、　Ｃｕ−１，５Ｓｎ−０，ＩＰ　
、　　Ｃｕ−８３ｎ−０，Ｉ　Ｐ　）　　。
Ｃｕ　−Ｆｅ系（例えばＣｕ−２，４Ｆｅ−Ｄ、２Ｚｎ
−０，０４Ｐ　、　Ｃｕ−１、５Ｆｅ　−０，６Ｓｎ−
０，８Ｃｏ−０，Ｉ　Ｐ　）　、　Ｃｕ−Ｃｏ系（例え
ばＣｕ−Ｄ、２Ｃｏ−０，１，Ｐ　）　、　Ｃｕ−Ｎｉ
−３ｎ系（例えばＣｕ−９、３Ｎｉ　−２，３Ｓｎ　）
　、　Ｃｕ　−Ｚｒ系（Ｃｕ−０，１５Ｚｒ）、　Ｃｕ
　−３ｎ−Ｃｒ　（Ｃｕ−０，１５Ｓｒ＋−０，１Ｃｒ
　）である。
（ホ）作用 本発明によるＮｉ　−Ｚｎ合金の作用は、純Ｎｉメッキ
の場合と対比して述べる。Ｃｕ合金のリードフレームは
、（ロ）項で前述したような鳩をメッキする以外にＮｉ
をメッキすることも試みられた。然しＮｉ表面に硬質な
ＮｉＱが発生してワイヤボンドの障害となる。即ちＮ１
メッキ後の工程条件、保管条件、又はボンディング時の
雰囲気、温度によりワイヤボンドの接着力に変動を生じ
安定したボンド強度が得られない。ＮｉＯが硬質であり
、強固に密着しているので、超音波によっても、これを
充分に破壊しきれず、メタル同志の完全な接合が得られ
ない。
これに比べて本発明によるＮｉ−Ｚｎ合金被覆では軟質
のＺｎＯを含む酸化被膜か生成するので、たとえメッキ
後の工程条件、保管条件の変動によっても安定したボン
ド強度が得られるのである。
更にＮｉ　−Ｚｎ合金はＡｌと電位的に近いのでワイヤ
ボンド細線にＡＩを用いたとき電食による断線などの欠
陥となり難い。
又Ｎｉ　−Ｚｎ合金はＣｕ合金リードフレーム基体の拡
散バリヤーとしてＣｕとＡｌとの反応を防止する。
尚アウターリード部にＮｉ　−Ｚｎ合金が被覆されてい
るときは以后の工程の半田付げに好適であり、又樹脂モ
ールドとの接触部では密着性を高めて水の浸入を防止す
る。
（へ）実施例 実施例について、比較例と共に述べる。
実施例１ 厚さ０．２５　ｍｍ　ｌ巾２６ｍｍのＣｕ　−０，１５
％Ｓｎ合金条をリードフレーム基体として第２図のよう
にリードフレームに成型してから常法により脱脂、酸洗
し、本発明による実施ＰＩＪとしての三つの異なる量の
Ｚｎを含むＮｉ−Ｚｎ合金と比較例として純Ｎｌと本発
明の範囲外のＺｎを含むＮｉ−Ｚｎ合金とを各種のメッ
キ浴を用いて該フレームの片面全面に電気メッキした。
第１表にそのメッキ組成とメッキ厚さを、第２表にメッ
キ浴とメッキ条件を示す。このようにして調製した本発
明実施による３種類の試料＼α１　、Ｎα２゜Ｎαろと
比較例の６種の試料−４＋　Ｎｏ、５　、　％　６を実
作業に準じた保管、ハンドリング時の経時劣化をシュミ
レートするため加湿処理として湿度８５係温度８５°Ｃ
のチャンバーに一週間保持してから、エポキシ接着剤を
用いてタブ上にＳｉチップをタブボンドし、次に径０２
５μのＭｇ　０．５％を含むＡｌ線を用いてワイヤボン
ドした。即ち１０　Ｖｏ　ｌ　％　Ｈ２−Ｎ２気流中で
１４０°Ｃに加熱し乍も５０　ＫＨｚの超音波を印加し
て、第１ボンドは荷重５０ｇｒＱ、１５分間、第２ボン
ドは荷重７５ｇｒ０．１５分間の超音波熱圧着を行った
。このようにしてワイヤボンドしたものをプルテスター
にかけてプルテストしてボンド強度を測定し、その結果
を第１表に併記した。第１表によれば本発明による実施
列猶１〜ろはいずれもワイヤボンドとしての充分なプル
強度を示しているにかかわらず比較例のＺｎ量が範囲外
に多く入っているＮｈ　４と少なく入っている。＼ｈ５
は共てプル強度は低く、Ｎｉのみをメッキした歯６は強
度が著しく低かった。
第　１　表 ※　比較例 第　　２　　表 実施例２ 厚さ０．１５ｍｒｎ＋巾２６ｍｍの８％Ｓｎと０１％Ｐ
を含むＣｕ合金条１に、実施例１０嵐１のメッキ法に従
ってＮｉ　−２Ｄ　Ｚｎ合金を厚さ２．５μに電気メッ
キし１力月室内放置後リードフレームにプレス成型し、
トリクレンで脱脂し、加湿処理することなく直ちて実施
例Ｎａ　１と同じようにグイボンド及びワイヤボンドし
、プルテストを行った。その結果プル強度は１１．９ｇ
ｒであった。
比較のため実施例２のＣｕ合金条と同じ条に実施例１０
述乙のメッキ法に従い純Ｎｉを厚さ２５μに電気メンキ
し、次の二つの方法をとった。即ち実施例１と同じく１
週間加湿処理チャンバーに放置してからワイヤボンドし
、プルテストしたものと、Ｎｌメッキ直後にワイヤボン
ドしたものの両者のプルテストを行った。その結果前者
は８．５ｇｒで後者は１ｏ、ｓｇｒであった。このこと
はＮ１メッキしたものは加湿処理の有無でプル強度が異
なることである。
（ト）効果 第１表によれば単なるＮｉメッキしたもの述６よりもＮ
ｉ　−Ｚｎメッキしたもの猶１〜５の方がワイヤボンド
強さは犬で、更にＺｎ量が本発明の範囲内にある歯１〜
６が強固なボンドであることを示している。しかも実施
例２の比較例によれば単なるＮ１メッキのとき実作業に
よる保管やハンドリング時の経時劣化は起るが、Ｎｉ　
−Ｚｎメッキの場合は起きていない。実施例１の述１と
実施例２をみればよくわかる。即ちＮｉ　−Ｚｎメッキ
をすることによりワイヤボンドは強固であり且つ信頼性
のあるものである。
上述したように、本発明によるリードフレームは、従来
多用された貴金属を使用することなく、必要とされるワ
イヤボンディングや半田付け、モールドなどに対する高
品質の特性を発揮できるので、経隣的で、信頼性の高い
半導体の製造を可能疋する。尚以上の説明ではワイヤボ
ンディング用ＡＩ、ＭＩＢ線との適応性について述べた
が、Ａｕ、Ｐｄ、Ａｇ。
Ｃｕ線のワイヤボンドにつ（・でも全く同様の効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図ａは本発明によるリードフレーム基体の銅合金条
の片面にＮｉ　−Ｚｎ合金が被覆された状態を示す斜視
図であり、第１図すはその両面に被覆されたものの斜視
図である。第１図Ｃは本発明による銅合金条リードフレ
ーム上にグイボンド、ワイヤボンド封止モールドした状
態を示す断面図である。第２図は従来のリードフレーム
の平面図で、第５図は従来のリードフレームの断面図で
ある。 １：タブ部　　　　　２：素子（チップ）５：接着層　
　　　　４：電極ノ（ラド５　：インナーリード端部　
６　：ボンデイング細線７：樹脂　　　　　　８：タイ
バー ９　：　アウターリード　　　１０　：　リードフレー
ム基体１１　：　Ｎｉ−Ｚｎ被ｍ　ｆＶｊ 手続補正誉 昭和６０年６り／デ日

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 　Ｃｕ又はＣｕ合金からなるリードフレーム基体におい
    て、少なくもワイヤボンドされるインナーリード端部表
    面に、Ｚｎ１０％乃至９０％を含むＮｉ−Ｚｎ合金を被
    覆してなることを特徴とする半導体リードフレーム。
JP59206420A 1984-10-03 1984-10-03 半導体リ−ドフレ−ム Pending JPS6184852A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014111435A1 (de) * 2014-08-11 2016-02-11 Infineon Technologies Ag Metallisierungsstapel und Chip-Anordnung

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102014111435A1 (de) * 2014-08-11 2016-02-11 Infineon Technologies Ag Metallisierungsstapel und Chip-Anordnung

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