JPS63109191A - 置換防止剤 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は半導体集積回路（以下ＩＣと称す）用銅および
銅合金系リードフレームへの部分銀めっき工程に用いら
れる処理液に関する。

〈従来の技術〉 汎用のＩＣリードフレームは主に４２合金（Ｎｉ４２重
量％、Ｆｅ残）に代表される鉄系合金、あるいはリン青
銅、スズ含有銅などの銅系合金が用いられプレス打抜き
、または、エツチングにて所定のリードフレームのパタ
ーンが形成される。この後、脱脂などの前処理を行ない
、銅ストライクめっき（素材が銅合金の場合は必要に応
じて施す）を施し、ＩＣチップを搭載するアイランド部
とワイヤーボンディングするインナーリード先端部にＩ
Ｃチップ及びリードワイヤーとの接着性の向上、素材の
防食性財力、ＩＣチップへの拡散防止などの目的で銀を
部分的にめっきしているのが一般的である。

〈発明が解体しようとする問題点〉 前記のような銅または銅合金素材へ部分的に銀めっきを
施す場合、従来の製造工程はおよそ次のとおりであった
。すなわち、脱脂、酸洗１表面調整などの前処理を終え
、４２合金などには銅ストライクめっきを施した後、銀
を部分的にめっきする。これは主に噴射めっきと呼ばれ
る方法で行なっている。銀めっき液はシアン化銀系ある
いはシアン化銀カリウム系が一般的に用いられているも
のである。部分銀めっきは均一にめっきするためにめっ
き液がリードフレーム基体に当ってから通電するのが通
常の方法であるため、数秒間、銀めっき液が銅素材に通
電されずに接触し、このため銅と銀のイオン化傾向の関
係から、銀が銅素材上に置換析出される事があった。こ
の置換析出された銀は接着力の弱いものであり、この上
に通常の電気めっきを行なうとめっき直後かあるいはシ
リコンＩＣチップをダイボンディングする際、またはワ
イヤーボンディングを行なう際に剥離が生じてしまうと
いう欠点があった。このため、銀めっきを行なうときに
銀の置換析出を防ぐ目的でリードフレーム素材に通電し
てからめっき液を噴射させるという方法をとった場合、
ポンプがスタートした直後に送られてきためっき液の流
れは不規則であり、この結果、めっき厚がバラついたり
、またリードフレーム素材近傍の液温が所定の温度に達
しないうちに析出が始まってしまうという関係で析出し
ためっき皮膜の結晶が不均一になり特にシリコンＩＣチ
ップをダイボンディングする際、接着不良などのトラブ
ルにつながる危険があった。

く問題を解決するための手段〉 本発明の目的はめっき厚みや結晶状態の均一化を図るた
め銅及び銅系合金あるいは銅めっきされた素材にめっき
液を噴射してから通電する部分銀めっき方法をとる場合
、素材上に置換銀が発生しない手段を提供するものであ
る。具体的にいえば部分銀めっき直前に置換防止処理を
施す事であり本発明の真の目的はこの置換防止剤を提供
する事にある。

らはある種のイオウ化合物が銅表面の活性を抑える事に
着目し種々の試薬を用い試行錯誤の結果メルカプトピリ
ジンがある濃度範囲で銀の置換析出を防止する事を発見
した。

メルカプトピリジンの濃度範囲は０．１〜１．０ｇ／ｌ
であり、後述するようにリン酸カリウムとの混合溶液で
安定して用いる事ができる。ここで用いる銅素材は、各
種めっき斑から得られためつき皮膜、圧延鋼、リードフ
レーム用鋼合金である。

特に銅合金において代表的なものをあげろとＭ　Ｐ”−
２０２（Ｃｕ−８ｎ−Ｎｉ系、三菱電機）ＫＬＦ−１（
Ｃｕ−Ｎｉ−８ｎ−Ｚｎ系、神戸製鋼所）、ＥＦＴＥＣ
−５（Ｃｕ−Ｆｅ−Ｚｎ−８ｎ系、古河電気工業）。

ＣＣＺ　（Ｃｕ−Ｃｒ−Ｚｒ、東芝）などである。

これらの銅系素材をアルカリ脱脂、酸洗などの前処理を
施した後、シアン化銅浴な用い銅ストライクめっきを施
す。この後１本発明の置換防止処理を行なう。置換防止
剤の組成はメルカプトピリジンが０．１〜１．Ｏｆ！／
１．　　リン酸カリウムが１〜５０ｊ；ｌ／ｌの濃度範
囲である。リン酸カリウムとしてリン酸二カリウム、リ
ン酸−カリウム、リン酸二カリウムを用いる事ができる
。処理方法としてディッピング及びスプレ一方式のいず
れも採用でき、好ましい温度範囲は１０〜４０℃である
。

処理時間は数秒〜数分である。

置換防止処理のあと水洗を施して次の部分銀めっき工程
に入る。部分銀めっきは、シアン化銅浴もしくはシアン
化銀カリウム浴を用いる。このように従来の銅ストライ
ク浴と部分銀めっきの中間に置換防止処理を入れるだけ
で大幅なライン変更なしに銀の置換を抑える事ができる
。

く作用〉 本発明の置換防止剤はメルカプトピリジンとリン酸カリ
ウムからなっている。

メルカプトピリジンは、銅の誘導体をつ（り易いため、
銅表面にこの誘導体が吸着し、銅の活性な面を抑えその
結果、イオン化傾向の差による銀の置換析出を防いでい
るものと思われる。

一方、リン酸カリウムは、置換防止剤にＰＨ緩衝性をも
たせる事と１部分銀めっき液がリン酸カリウム系で出来
ている場合が多いため、銀めっき液が持ち込まれても不
都合を生じない事を考慮しての役割である。

Ｐ　Ｈ緩衝性については、前工程に銅ストライクめっき
、あるいは酸洗があるため、中性付近が望ましく、また
部分銀めっき液が弱アルカリである。

〈実施例１〉 リードフレーム素材としてエツチングによりバターニン
グが終ったＭＦ２０２（三菱電機製）を用い１部分銀め
っきの前処理としてアルカリ脱脂。

酸洗を終え、接着性をあげるためシアン化銅浴で銅スト
ライクめっき（０，２μ厚）を施した。この後、置換防
止剤として調合したメルカプトピリジン０．５９　／　
ｌ　、　　リン酸二カリウム６．４　ｇ／　ｌからなる
混合水溶液中（温度２５℃）に３０　ｓｅｃ　ｆ！潰さ
せた。水洗後１部分銀めっき工程に移した。

銀めっきの条件はめっき液としてシアン化銀カリウム６
”４／Ｉｃ銀イオン濃度）、リン酸二カリウム５０９／
１．クエン酸カリウム５０．！９／１浴温６５°Ｃ１液
流速５　ｍ　／　ｓｅｅ、電流密度５０４／ｃ１４とし
、約５μの厚みになるまで銀めっきを施した。このとき
、めっき液が鋼合金系材にあたってから５秒後に通電を
開始したが置換銀の析出は全く認められなかった。

〈実施例２〉 リードフレーム素材としてプレスで打抜かれたＫＬＦ−
１（神戸製鋼所）を用い部分銀めっきを行なった。前処
理としてアルカリ脱脂、酸洗を行なった後、銅ストライ
クめっきを行なわずに置換防止処理に移った。組成はメ
ルカプトピリジン０．８ｆｉ／１．　　リン酸二カリウ
ム１０ｇ／ｌの水溶液（温度３０°Ｃ）でシャワ一方式
で１５　ｓｅｃの処理を行なった。水洗後、部分銀めっ
き工程に入った。銀めっき液は市販のものでＳ−９００
（日本エンゲルハルト−シアン化銀カリウム６Ｃ＃／ｌ
）を用い浴温７０°Ｃ１液流速４ｍ／ｓｅｃ、電流密度
４０　Ａ／ｃｌ−とし、約７μの厚みになるまで銀めっ
きを行なった。このとき、めっき液が銅合金素材にあた
ってから、７秒後に通電を開始したが置換銀の析出は全
く認められず、また部分銀めっきも乳白色の均一な表面
を程していた。

〈発明の効果〉 本発明の置換防止剤を用いる事で、銅及び銅合金素材へ
部分銀めっきを行なう際、密着の悪い置換銀の析出を抑
えられ、この結果、リードフレームの場合、これを用い
たＩＣパッケージにおける信頓性を著しく向上させる事
ができた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）銅及び銅合金素材あるいは銅めっきされた素材へ
   銀を電着させる際、置換銀の析出を防ぐために用いるリ
   ン酸カリウム及びメルカプトピリジンの混合水溶液から
   なる置換防止剤。