JPS62219950A - 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】 （発明の技術分野） 本発明ははんだ付は性に優れるリードフレームに関する
。

（背景技術） 樹脂封止型半導体装置の組立工程例は次のようになる。

■　リードフレームのステージ部、内部リード部に、金
あるいは銀めっき層を部分電解めっきにより形成する。

■　ステージ部に半導体素子を金−シリコン共晶合金等
によって固定する。

■　半導体素子と内部リード部とのワイヤーボンディン
グを行う。

■　半導体素子搭載部を含む樹脂封止領域を樹脂モール
ドする。

■　外部リード部に錫あるいははんだめっき、またはは
んだ浸漬処理等の外装処理をする。この外装処理はプリ
ント基板等とのはんだ付は性を確保する目的で行われる
。

以上の各工程において、■の、外部リード部への、錫あ
るいははんだめっき、またははんだ浸漬処理を行う工程
が技術的に問題となる。

すなわち、錫あるいははんだのめっき処理を行う場合に
あっては、当然に前処理液やめっき液に浸漬されるウェ
ットプロセスを経ることから、湿気により半導体素子の
信頼性が低下する問題点ある。

またはんだ浸漬処理を行う場合には、上述の半導体素子
固定時およびワイヤーボンディング特等の熱履歴により
外部リード部に生じた金属酸化膜を除去する必要がある
ため、ハロゲン価の高いフラックスを使用する必要があ
る。この際に発生するハロゲンイオン（主として塩素イ
オン）の浸入により、半導体素子のアルミニウム等によ
る配線回路が損傷するおそれがあり、やはり半導体素子
の信頼性を低下させる問題点がある。

一方上記の問題点に対処すべく、リードフレームの段階
であらかじめその外部リード部に錫またははんだ皮膜を
形成しておく方法が提案されている。

しかし、はんだめっきは優れたはんだ付は性を有してい
るものの、その融点が２００℃以下と低いため、前記の
熱履歴により溶解してしまい、実用にはならない。

また錫めっきの場合、錫の融点が２３０℃と高（、この
点では有効であるが、経時的に酸化膜が形成されやすい
ので良好なはんだ付は性の維持が困難である。また錫は
ひげ状の結晶が成長するという特異な性質を有し、この
ひげ状の結晶が外部り一ド部間をショートさせるという
問題点を有している。

本発明は上記問題点を解消すべくなされたものであり、
特にリードフレームの段階で外部リード部に皮膜を形成
してお（ものの改良に関する。

すなわち、本発明の目的とするところは、外部リード部
に融点が高く、外的条件に安定で、かつ良好なはんだ付
は性が維持される皮膜を有するリードフレームを提供す
るものである。

（発明の概要） 本発明は上記問題点を解消するため次の構成を備える。

すなわち、外部リード部に、錫めっきを施し、さらにこ
の錫めっき皮膜上に銀めっきを施したリードフレームで
ある。さらには、これらのめっき皮膜を加熱して錫−銀
合金皮膜をあらかじめ形成して成るリードフレームであ
る。

錫、銀は共にはんだ付は性に優れ、かつ融点も高いが、
錫めっき単独では前述の問題点が生じ、また銀めっき単
独の場合にはシルバーマイグレーション、すなわち湿気
が多い場合に該湿気中に銀がイオン化して拡散し、以っ
て外部リード部間がショートするという特異な問題があ
る。

本発明におけるリードフレームにおいて特徴的なのは、
リードフレームが前述の半導体素子固定時およびワイヤ
ーボンディング時の両アッセンブリ一時に加熱されるこ
とにより、前記皮膜が錫−銀の合金に変化することであ
る。なおリードフレームの段階であらかじめ加熱処理す
ることにより、絽−銀合金皮膜としてもよい。この合金
は、はんだ付は性については錫および銀に匹敵する良好
なはんだ付は性を有する。

また錫単独の場合の前述の問題点、すなわち、酸化膜お
よびひげ状結晶が成長するという問題点も合金化するこ
とによって解消された。

さらに上述の銀単独の場合のシルバーマイグレーション
の現象も全く生じないことが判明した。

本発明においては、錫と娘との量は両者共に合金化され
て、単独に残らない量とするのが最適である。

特に外側にある銀が合金化されずに残ると上記のシルバ
ーマイグレーションの現象が生ずるおそれがあるので、
錫量はある程度多くても構わないが、銀量は錫量に対し
て過剰となるのは好ましくない。しかし錫めっきの厚さ
０．１〜１０μｍに対して銀めっきの厚さは０．１〜１
０μｍの範囲で有効に合金化された。なお好ましいめっ
き厚は錫が０．１〜５μｍ、銀が０．１〜５μｍであっ
た。

また錫めっき、銀めっき共、光沢、無光沢、半光沢のい
ずれでもよい。

（実施例） 実施例１ 鉄−ニッケル合金（４２７０イ）あるいは銅合金からな
るリードフレームの外部リード部上に無光沢錫めっきを
約３μｍ形成し、この上に無光沢銀めっきを約０．１μ
ｍ形成した。このリードフレームを１５０℃で５００時
間の加熱処理を行い、はんだ付は性を調べたところ極め
て良好であった。また１８０℃で１８時間の加熱処理を
加えた場合にも良好なはんだ付は性が得られた。

両者いずれの場合もハロゲン価の低い弱いフラックスの
処理で足りた。

実施例２ 鉄−ニッケル合金（４２アロイ）あるいは銅合金からな
るリードフレームの外部リード部上に無光沢錫めっきを
約２μｍ形成し、その上に無光沢銀めっきを約１μｍ形
成した。このリードフレームを窒素雰囲気中で２時間の
加熱処理を行い、さらに１５０℃で５００時間の加熱処
理を行ってはんだ付は性を調べたところ極めて良好であ
った。

実施例３ 鉄−ニッケル合金（４２７０イ）あるいは銅合金からな
るリードフレームの全面に無光沢錫めっきを１．０μｍ
、さらにその上に半光沢銀めっきを２μｍ形成し、さら
に内部リード部上に部分銀めっきを２μｍ形成した。こ
のリードフレームを１５０℃で５００時間の加熱処理を
行い、はんだ付は性を調べたところ極めて良好であった
。また１８０℃で１０時間の加熱処理を加えた場合にも
良好なはんだ付は性が得らた。

両者のいずれの場合もハロゲン価の低い弱いフラックス
の処理で足りた。

ワイヤボンディング性も良好であった。

実施例４ 実施例１、実施例２、実施例３における加熱処理後のリ
ードフレームを３ケ月放置したが、錫のひげ状結晶の成
長、銀特有のシルバーマイグレーションの現象は生じな
かった。

（発明の効果） 以上から明らかなように本発明に係るリードフレームに
よれば次のような特有の作用効果を奏する。

■　外部リード部に施した錫めっきおよび銀めっきが、
半導体素子固定時、ワイヤボンディング時の熱履歴やリ
ードフレームの段階の加熱処理により合金化する。この
合金は組以上の融点を示して熱的に安定であり、錫単独
の場合の酸化膜の形成やひげ状結晶の成長は全くみられ
ず、また銀単独の場合のシルバーマイグレーションの現
象も全くみられず、外的条件に対して極めて安定である
。

そして該合金ははんだの濡れ性がよく、極めて良好なは
んだ付は性が得られる。またその際ハロゲン価の低いフ
ラックスの処理で足り、半導体素子を損傷するおそれが
ない。

■　現状のアッセンブリ一工程がそのまま適用でき、ア
ッセンブリ一工程後のウニ・ノドプロセスによるめっき
やはんだ浸漬処理などの外装処理が不要となる。

以上本発明につき好適な実施例を挙げて種々説明したが
、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発明
の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは
もちろんのことである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、外部リード部に、錫めっきを施し、さらにこの錫め
   っき皮膜上に銀めっきを施して成るリードフレーム。 ２、外部リード部に、錫めっきを施し、さらにこの錫め
   っき皮膜上に銀めっきを施した後、これらのめっき皮膜
   を加熱して錫−銀合金皮膜を形成して成るリードフレー
   ム。