JPS628516B2

JPS628516B2 -

Info

Publication number: JPS628516B2
Application number: JP57216950A
Authority: JP
Inventors: Koichi Shimamura
Original assignee: SONITSUKUSU KK
Current assignee: SONITSUKUSU KK
Priority date: 1982-12-13
Filing date: 1982-12-13
Publication date: 1987-02-23
Also published as: JPS59107094A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、例えば半導体集積回路素子（以下
IC）のリードフレームや超小型スイツチ用コン
タクター等、小型部品の限定された部分にメツキ
するメツキ処理方法及びその装置に関する。

一般に、ICに用いられるリードフレーム１
は、第１図に図示の形態が周知である。即ちIC
チツプ（図示せず）がダイボンデイングされるダ
イパツド２をダイパツドキヤリア３で支承した状
態とし、又、ICチツプの各リードと対応して所
定数のインナーリード４を形成し、且つリードキ
ヤリア５を介してアウターリード６を形成してあ
る。処が、リードフレーム１をプレス加工する際
にインナーリードの位置寸法が公差内でバラツク
ことがあり、又ICチツプをダイボンデイングす
る際にもICチツプが斜めになつたり、或いは実
装位置が許容公差内でズレたりして、上記インナ
ーリード４のワイヤーボンデイング位置が基本位
置からズレることがある。

一方、ワイヤーボンデイングの予備処理として
インナーリード４のボンデイングエリアには、金
（Au）や銀−インジウム（In）合金等の貴金属を
部分メツキする必要があり、その部分メツキは直
径0.5mmで厚さ１μもあれば機能的に充分であ
る。

然し乍ら、前記した如くプレス加工公差やボン
デイング処理の際による位置ズレを補償するため
には、上記ボンデイングエリアに於けるメツキ面
積を巾方向の全域に亘り広くしなければならな
い。

又、単一のリードフレーム１でもその極数に応
じたインナーリード４が多数形成されており、且
つ各リード間の間隙もその位置によつて広いもの
や狭いものがあるため、一本づつ個別にメツキ処
理するとその処理コストが嵩むものである。これ
に対し周知の部分メツキ手段は、リードフレーム
１のダイパツド２及びインナーリード４のボンデ
イング全域を包括した被メツキ面に対し、ノズル
からマスクを介してメツキ液を噴射するだけであ
り、そのメツキ精度は大まかなものであつた。

即ち、リードフレーム１に向けて噴射されたメ
ツキ液流は、被メツキ面であるインナーリード４
やダイパツド２に衝突飛散する一方、間隙ではそ
のまゝ突出してマスクの内面に衝突する為、イン
ナーリード４の剪断側面部等メツキ不要の処迄金
属析出を生じたり、被メツキ面とマスクの接触面
に於けるメツキ液の浸潤によりハレーシヨンを生
じてメツキ境界域が不鮮明となつたり、比較的広
域の被部分メツキに柱状のメツキ液流を噴射する
為流速の高い中心部が厚く低流速となる周辺部が
薄いメツキ層が形成され、低品位のメツキ処理し
か出来ない等の問題があつた。

これらの問題対策の処理手段としては、例えば
特願昭53年第104337号（特開昭55年第31168号）
に係る発明「部分メツキ方法及びその装置」があ
る。

これは、「被メツキ材の間隙のあるメツキ対象
部を、開口部付きマスク体で区画露出させそこに
メツキ液をノズルより噴射するようにした部分メ
ツキ方法に於いて、メツキ対象部の裏面及び／又
は表面側にエアーノズルを配してメツキ液の噴射
の際上記間隙内にエアーを噴射し同間隙内へのメ
ツキ液の侵入を阻止するようにしたことを特徴と
する部分メツキ方法」であり、又、「メツキ液の
噴射ノズルを備えたメツキ装置本体と、メツキ液
の噴射側に配置されるもので被メツキ材の間隙の
あるメツキ対象部を区画露出する開口部付きの表
側マスク手段と、該表側マスク手段に対峙して配
置されるものでメツキ対象部の裏面相応部分に密
着させられる裏当て部並びにこの裏当て部を囲繞
する位置に形成されるエアー噴射部を併せ有する
裏側マスク手段と、そして該裏側マスク手段を表
側マスク手段に対し近接・離反せしめる押圧手段
とから成ることを特徴とする部分メツキ装置」で
ある。

即ち、その基本概念は第２図に図示のように間
隙１１を有する被メツキ材１２（例えばリードフ
レーム）に対し、全メツキ域即ちダイパツド２及
びインナーリード４の各先端部が包括可能なメツ
キ液流束１３を形成する単一のノズル１４を配置
し、そこから噴射された太いメツキ液流のうち被
メツキ材１２に衝突せずに間隙１１から吹出す突
出メツキ液流１５を、外部から１気圧以上の圧力
で供給される空気流１６で押えつけ被メツキ材１
２の側面にメツキ液が付着しないようにする手段
である。

然し乍ら上記公知手段によれば次のような欠点
がある。

その１は、間隙１１に於けるメツキ液流のベク
トルは殆んど全てがＺ軸方向である。（従つて突
出メツキ液流１５が生じる。）しかも、各インナ
ーリード４の先端間の間隙１１と、該インナーリ
ード４とダイパツドとの間隙１１とは大きな差が
あり、その隙間面積の広狭に対応して噴出するメ
ツキ液流量の差は大である。

従つて、被メツキ材１２全体の各間隙１１から
突出するメツキ液流量にバラツキがあるが、それ
に対向する空気流１６は一様であるから、当然こ
れと対向する各間隙１１に於ける各メツキ液流速
に、バラツキを生じる。つまり広い間隙１１を介
して隣接する被メツキ面と、狭隘な間隙１１を介
して隣接する被メツキ面とは、メツキ電流密度に
差を生じる為不均一なメツキ層となる。

その２は、上記した如く間隙１１を介して吹き
込む空気流の圧力に差が生じると、圧力の弱い間
隙の処ではメツキ液が被メツキ材１２の側面から
浸潤し、該側面に金属析出が生じるから、公知の
発明の目的である間隙へのメツキ液侵入防止効果
は無くなる。

その３は、外部からの供給空気圧を押えメツキ
液流速のバラツキを抑制しメツキの均一化を図る
と、今度はメツキ液流速を低下させることになる
から、該メツキ液中の拡散層が消失し難くなり、
金属析出時間が長くなる。つまりメツキ処理時間
が長くなり処理コストが嵩むと云う問題が生じ
る。

その４は、各間隙１１の突出メツキ液流１５の
ベクトルはＺ軸方向が多い為、これを打ち消す供
給空気圧は当然多大化し、且つメツキ液流への影
響も大きくなるから、空気流の制御やメツキ液流
の制御が難しくなり、メツキ精度の低下がまぬが
れない。

その５は、被メツキ面に於いて使用済及び余剰
メツキ液が速やかに排除されないうちに、ノズル
から後続のメツキ液が噴射されて来る上、間隙か
ら流入する空気流による相乗作用で被メツキ面と
アノード間の空気容量中のメツキ液圧が背圧とな
り易く、被メツキ面へ新鮮なメツキ液が供給され
にくくなりメツキ電流密度の低下に伴うメツキ効
率の低下が生じる。

本発明は叙上の公知手段及び前記在来の手段が
有する問題点に鑑み成されたもので、被メツキ面
（カソード）とアノード間に於ける余剰分や使用
済のメツキ液を強制的に吸引排除して、カソード
に対し常時新鮮なメツキ液を供給すると共に、被
メツキ面の間隙に於けるメツキ液流のベクトル中
Ｚ軸方向の流れ（突出メツキ液流）を抑制し、且
つこの間隙にはベンチユリー効果を利用して絞つ
た空気流を供給しＺ軸方向のメツキ液流を完全に
防止し、更に多数の被メツキ面を同時にメツキ処
理するようにして、間隙を有するワークであつて
も各被メツキ面に対し高品位の部分メツキを正確
且つ高効率で処理し、而かも被メツキ面の側面等
非メツキ部にメツキ液が付着するのを確実に防止
し、メツキ処理コストを廉価にした部分メツキ処
理方法及びその装置の提供を目的とするものであ
る。

以下に本発明の実施例を第３図以下に基づき説
明する。

第３図は、ICやLSI等に使用する多ピンリード
フレームのインナーリード４の配置状態を示し、
又第４図及び第５図は部分メツキ装置を示すが、
本実施例では、このインナーリード４を所定数毎
に１ブロツクとし（図中鎖線図示）、部分メツキ
処理に際しては上記１ブロツクづつ処理する。

つまり、被メツキ面間の間隙が一様な処を１単
位として順次処理する。上記１ブロツク毎のイン
ナーリード４の被メツキ面側に当接するマスク２
１には、各インナーリード４の先端に対応する開
口部２２を穿設し、該開口部２２の開口面積Sn
は被メツキ面の面積S₀より大（Ｓ_o＞S₀）としてあ
り、インナーリード４の側面との間に所定の間隙
２３を形成する。又、上記開口部２２の内側面に
はテーパー２４を形成してあるが、これは所定曲
率の半球面状としても良い。

上記マスク２１は、吸引機構（図示せず）と連
結する排除口２５が具備された外套函２６に着脱
自在に固着し、この外套函２６内には、開口部２
２を介して各インナーリード４の先端部と１：１
で対応する噴射口２７が穿設されたノズル本体２
８を立設し、該ノズル本体２８をメツキ液タンク
２９に連通してある。

又、上記噴射口２７の開口面積はインナーリー
ド４の被メツキ面の面積より小としてあり、且つ
この噴射口２７とインナーリード４との距離は、
所定の流速が得られる範囲で可能な限り接近させ
る一方、噴射メツキ液圧P₂と、メツキ液タンク２
９の位置ポテンシヨナルによる当該内部圧力P₁と
の差、P₁−P₂でメツキ液流速を決定するため、メ
ツキ液タンク２９に位置ポテンシヨナルエネルギ
ーを与えるか、或いは、ポンプ等によりメツキ液
を圧力P₂で加圧供給しても良い。

更に、ノズル本体２８とマスク２１の間のメツ
キ液流路には、高電流密度を得るため両電極間を
より接近させる必要があるから、格子状又は網状
のアノード３０を配設しても良い。前記リードフ
レーム１をカソードとしてあるが、ノズル本体２
８自体を導電性とすればアノード３０の省略は可
能である。

他方、インナーリード４の非メツキ面側には、
先端を所定細口径に絞つたエアーノズル３１が、
インナーリード４のギヤツプ４′と個別に対応し
て形成された押え部材３２を当接してあり、各エ
アーノズル３１は配管及び圧力調整器３３を介し
てコンプレツサー（図示せず）に連結してあつ
て、エアーノズル３１からはベンチユリー効果に
よる所定の圧力P₃で空気が噴射される。尚、前記
吸気機構を作動させると、外套函２６内の圧力P₄
は負圧となり、大気圧P₀より小となるようにして
ある。（P₀＞P₄）、叙上の構成の作用について以下
に説明する。

今、吸気機構を作動すると、外套函２６内の圧
力P₄は大気圧P₀に対しP₀＞P₄であるから、マスク
２１とインナーリード４の間隙２３よりP₄−P₀に
応じた流速で外気が外套函２６に流入する。又、
ノズル本体２８の噴射口２７からは、メツキ液が
流速ｖ＝√2（₁−₂）（但し、P₁はメツキ液タ
ンク２９内圧力）で以つてマスク２１の方に噴射
する。

この噴射メツキ流Ｓは、インナーリード４の被
メツキ面の面積をS₀とし、メツキ流束断面積をＳ
_Aとすると、Ｓ_０／Ｓ_Ａ＝１〜1.5の値となる状態とする
。

（噴射口２７の口径は予めこの条件を満足するよ
うに調整する。）このようにすることにより、第６図に図示の如
く噴射メツキ液流Ｓは、真すぐ（Ｚ軸方向）に上
昇して被メツキ面に衝突し、その後の流れ方向を
90゜変え（Ｘ−Ｙ軸方向に変わり）被メツキ面乃
至テーパー面２４に沿つて外套函２６内下方に降
下し、排除口２５から外部へメツキ液と空気の気
液混合状態で排出される。

この結果、インナーリード４の被メツキ面は固
より前記の間隙２３では、メツキ液流Ｓの流速の
ベクトル成分が、Ｘ−Ｙ軸の平面方向が殆んど
で、Ｚ軸向は僅少となるから、上記間隙２３から
メツキ液流が突出し難くなり、殊にこの間隙２３
が狭隘寸法であればメツキ液がそこから溢出する
ことは殆んどなくなる。

更に、圧力調整器３３を介して押え部材３２の
エアーノズル３１からは、ベンチユリー効果で絞
られ加速されたエアージエツト流Ａが、圧力P₃
（但し、P₃P₁−P₂）で以つて前記した如く該間隙
２３から−Ｚ軸方向に流入するから、ここで些か
に溢出するメツキ液と衝突し、該メツキ液流は、
そのＺ軸方向の運動エネルギーを失い−Ｚ軸方向
に最大の静圧を発生する。従つてメツキ液流Ｓが
間隙２３から突出することは無くなり完全に外套
函２６内に封じ込められる。

上記メツキ液流Ｓの流線を第７図に示す。今、
速度ポテンシヤルφ＝Ａ（x²＋y²−2Z²）をパラメ
ータとすると、流速が最も速い中心軸（Ｚ軸）上
ではベクトル成分がＺ軸のみであるが、速度が低
下して来る流速外周部では流線ベクトルはＸ−Ｙ
軸が多くなり且つ被メツキ面と衝突する時点では
Ｚ軸方向のベクトル成分は殆んど無くなる上、間
隙２３から空気が−Ｚ軸方向に流入するので、上
記メツキ液流のＺ軸方向のベクトルは完全に打ち
消される。

但し、この図からも判るように、エアーノズル
３１からの加速空気流Ａは、必要不可欠なもので
は無く、前記外套函２６の内部圧力P₂の値によつ
ては、大気圧P₀がその差圧値に応じた流速で間隙
２３から−Ｚ軸方向に流入するから、その運動エ
ネルギーとメツキ液流の速度ポテンシヨナルと一
致させれば、上記外部からの加速空気流Ａは不必
要となる。つまり、コンプレツサーや圧力調整器
３３等外部空気供給源は不要である。

叙上の状態に於いて、アノードとカソード間に
所定の直流電圧電流を印加することで、メツキ液
に浸される被メツキ面に金属が析出し、外周から
自然又は加速流入した空気流で囲繞されたインナ
ーリード４の非メツキ面（プレス剪断面）にはメ
ツキ液が付着せず、且つ、外套函２６内が負圧で
あるため、使用済及び余剰メツキ液は速やかに強
制排除されるから、第８図に図示の如くインナー
リード４の側面や裏面等非メツキゾーンには全く
メツキがつかず、真に必要な被メツキ面のみに巾
方向に一様なメツキ層３４が形成される。

尚、メツキ液噴射口の形態としては、各インナ
ーリード４の被メツキ面と個別に対応して、各々
独立のノズル４１を対設しても良い。（第９図参
照）勿論、マスク２１は前記実施例と同一で差支
えない。

以上述べたように、本発明によれば、被メツキ
面を除いた被メツキ材の外周を強制若しくは自然
流入気体で囲繞し、又、各被メツキ面と個別に対
応してメツキ液を噴射せしめ、被メツキ面と衝突
したメツキ液流のベクトルをＸ−Ｙ軸方向に変換
すると共に使用済及び余剰メツキ液を被メツキ面
近傍から強制排除するようにしてあるから、以下
の特徴を有する。

(1) 被メツキ面に於いてメツキを必要としない箇
所、例えばリードフレームのインナーリードプ
レス剪断面等にはノズルからの噴射メツキ液が
全く付着することが無いことと、被メツキ面間
の隙間の状態に拘らずメツキ液の非メツキ面側
への浸潤作用を確実に防止し得るため、真にメ
ツキを必要とする処以外にはメツキされず、極
めて高精度の部分メツキが可能となる。

(2) 被メツキ面に於いて使用済や余剰のメツキ液
が強制的速やかに排除され且つ拡散層の僅少の
新鮮なメツキ液が高速で常に噴射されるため、
メツキ電流密度が安定しメツキ品位の保持と共
にメツキ処理時間が大巾に短縮される。

(3) 被メツキ面のメツキパターンは、非メツキ面
を囲繞する空気圧と外套函内部気圧との差圧で
メツキパターンが決定されるから、マスクによ
るマスキング精度を高くする必要がない。

従つて、マスクの加工処理コストが低廉とな
り、又、メツキ液噴射部の形状も比較的簡単と
なる処からこの加工コストも低く、マスクと相
俟つてメンテナンスも容易である。

(4) 非メツキ面を囲繞する空気流は上記した如く
差圧を利用するため、外部から加圧した大流量
のものとする必要がない。つまり外部空気供給
源を必要不可欠とするものではないことから、
公知発明の如き高度の外部空気供給機構は省略
可能であり、又仮令設置しても極めて小容量の
もので済む上、空気流量、流速制御も簡単であ
るから設備費が低廉である。

(5) 被メツキ物が異種のものであつても、被メツ
キ面とメツキ液噴射口が夫々個別に対応すれ
ば、マスクは同一のものを使用し、外部供給空
気圧量のみを調整するだけで、全種の被メツキ
物に対して一様のメツキ層が得られる。

(6) このように設備コストや維持コストは固よ
り、メツキ資材の節減化やメツキ処理時間の大
巾短縮化と相俟つて、メツキ精度と歩留りの向
上によりメツキコストが極めて廉価となり、殊
にリードフレームの如く極多量のものを低廉に
処理するのに好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、一般のICリードフレームの平面
図、第２図は公知手段による部分メツキ処理の作
用の概略側面説明図、第３図以下は本発明の実施
例に係るもので、第３図はメツキ処理手段をリー
ドフレームに適用する際の平面説明図、第４図は
部分メツキ処理装置の構成を示す縦断面図、第５
図は同上要部の斜視図、第６図は同上装置による
部分メツキ処理作用の概略側面説明図、第７図は
同じくメツキ液流線の状態を示す説明図、第８図
はメツキ処理されたリードフレームのインナーリ
ードに於けるメツキ状態を示す部分斜視図、第９
図はメツキ液噴射部の他の実施態様を示す部分斜
視図である。４……被メツキ物（リードフレームのインナー
リード）、２１……マスク、２２……マスクの開
口部、２３……被メツキ物とマスクの間隙、２５
……排除口、２６……外套函、２７……噴射口、
２８……ノズル本体、２９……メツキ液タンク、
３０……アノード、３１……エアーノズル、３２
……押え部材、３３……圧力調整器、４１……ノ
ズル。

Claims

【特許請求の範囲】１任意の間隙を有する被メツキ物に密着して被
メツキ面を設定するマスク及び外套函により被メ
ツキ面側に囲繞空間を形成し、且つ該囲繞空間内
を所定の負圧状態にし、その負圧空間内に於て被
メツキ面に対し垂直Ｚ軸方向にメツキ液をノズル
から噴射する部分メツキ方法であつて、被メツキ
面積S₀より上記マスクの開口面積Snを大とし、
且つ被メツキ面積S₀とメツキ液流束断面積SAと
の比をS₀／SA＝１〜1.5とし、所定圧力の外気流
をメツキ液流と対抗する−Ｚ軸方向に被メツキ物
の間隙からマスクの開口部を介し前記囲繞空間内
へ流入するようにした事を特徴とする部分メツキ
処理方法。２任意の間隙を有する被メツキ物に密着し且つ
被メツキ面積S₀より大きな開口面積Snの開口部
を有し、これで上記間隙を含む所望の被メツキ面
を設定するマスクと、該マスクに連結して被メツ
キ面側に所定の囲繞空間を形成する外套函と、該
外套函に連結して囲繞空間内を所定の負圧状態に
保持する吸引機構と、外套函内に被メツキ面乃至
マスクの開口部と対峙する状態で配設され、且つ
被メツキ面積S₀とメツキ液流束断面積SAとの比
がS₀／SA＝１〜1.5となるようにその口径を設定
せしめたメツキ液噴射ノズルと、被メツキ物の上
方からこれを押圧し且つ前記間隙に対応してエア
ーノズルが形成された押え部材とから成る部分メ
ツキ処理装置。３メツキ液噴射口は、単一のノズル本体に被メ
ツキ面と対を成す状態で任意数形成されたことを
特徴とする特許請求の範囲第２項記載の部分メツ
キ処理装置。４メツキ液噴射口は、被メツキ面と対を成し且
つ各々独立したノズルとしたことを特徴とする特
許請求の範囲第２項記載の部分メツキ処理装置。