JPS6320862A - リ−ドフレ−ム原板及びリ−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】 〔発明の目的〕□ （産業上の利用分野） 本発明は電子部品材料に関し、更に詳しくは、民生用製
品、例えば半導体装置のリードフレームの材料として有
用な電子部品材料に関する。

（従来の技術） 民生用製品例えば半導体装置には、高出力で多機能を有
することが要求されているが、それと並んで高い生産性
をもって低価格で製造されることも必要である。

この要求を満１°ために種々の製造方法が開発されてい
るが、それらのうち、樹脂モールドにする方法は可成り
有用な方法である。

しかしながら、この方法には次のような問題がありその
解決が求められている。

すなわち、上記方法にはマウンｌ〜工程、半導体素子と
リード線とのポンディング工程が不可欠の工程として含
まれるが、問題は、重要な部品であるリードフレームに
関することである。

一般にリードフレームは、表面酸化が少ないこと、引張
り強度が大きいこと、延性が充分で曲げ加工性に富むこ
と、高温特性例えば２５０’Ｃ以上の温度における機械
的強度が優れていること、半田との濡れ性や耐候性が充
分であること、更にはエツチング性が良好であり、ブレ
ス打法き性やプレス曲げ性のような加工性が優れること
、などの条件を満たしていることが、装造：価格及び製
品特性の点からいって極めて有利である。

このような各種の特性を比較的よく満しているというこ
とから、従来リードフレームの材料としては、４２　Ｎ
ｉ−Ｆｅ合金が広く使用されていた。

しかしながら近年、フラットパッケージにみられるよう
にリードフレームの多ピン化が進んでいる。このため、
リードフレームには精度よく微細なエツチングが必要と
なっている。

前述した従来の４２８ｉ−Ｆｅ合金ではエツチング性の
点で多ピン化に伴う上記要求に対応できなくなっている
。

このため、軟質でエツチング性も良好な銅合金がリード
フレーム材料として多用されはじめているが、しかしこ
の材料は熱膨張係数がシリコンチップと適合せず、しか
もあまりに軟質であるためプレス成形後に変形を起し易
いという欠点がある。

（発明が解決しようとする問題点） かくして、リードフレームのような電子部品の材料、と
りわけフラットパッケージのリードフレーム用の材料に
は、■、エツチング性が優れること、■、プレス加工時
に加工硬化を起し加工後の変形が少ないこと、そして、
■、低熱膨張性であること、などが解決すべき特性上の
主要な課題として浮上している。

そして最近では、低熱膨張性であり、エツチングがし易
く、プレス加工も容易でかつ加工硬化する材料として、
Ｎｉ−Ｆｅ系合金がリードフレーム材として注目を集め
ている。

本発明は、電子部品に求められる上記■〜■の特性項一
、とりわけＣの項目が向上したＮ１−ｒｅ系合金材料と
その製造方法の提供を目的とする。

（発明の構成〕 （問題点を解決するための手段） 本発明者らは上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねる過
程で、上記特性、とりわけ■のエツチング性の向上に関
して考察を加えた。まず、゛エツチング性が悪いという
“ことは、エツチング時゛に形成された孔はその内壁に
大小不規則な欠は部分が生じて、いわゆる不規則な“ガ
サ穴゛′となることをもって判断されている。それゆえ
、エツチング性が悪い材料には設計基準が求める微細な
エツチング仕上りを施せなくなるのである。

このことは、材料を構成する金属組織の種類と均一性、
結晶粒度の大小、結晶方位の集合性など□に起因する問
題であると考えられる。そこで、本発明者らは、上記各
因子がリードフレーム材料に求められる特性に与える影
響について種々検討した。同時に、■の項目、■の項目
の好適な条件の探索ということも明確に考察対象として
すえて研究を重ね、本発明の材料とその製造方法を開発
するに到った。

すなわち、本発明の電子部品原板は、リードフレームと
して使用されるＮｉ２５〜４５重量％、および残部がＦ
ｅと不可避的不純物から成る合金及びそれに準するＦｅ
−旧合金、銅又は銅合金等の面心立方格子構造の合金で
あって、原板面のＸ線回折強度で（２００・）回折強度
が（２２０）回折強度の２倍以上であることを特徴とす
るリードフレーム原板笈びこのリードフレーム原板にエ
ツチングによりパターン形成されてなることを特徴とす
るリードフレームである。

（作　用） 上述の如く得られた原板はフォトエツチングにより所定
のリードフレームの形に形成し、しかる後にプレス加工
により所定のリードフレームとするのであるが、ここで
エツチングで微細な形状を形成する為に、上記原板の板
面の結晶方位を（１００）とすることが大切であり、本
発明は従来の原板の結晶方位が不揃であった為にエツチ
ングで形成されたリードフレームの形状が端部でだれが
出来てしまっていたことに注目して成立したものである
。

即ち、原板の結晶方位が（１００）に揃っているとエツ
チングされ易い結晶面が（１００）であることから、形
成されたリードフレームはその端部の形状のきれがよい
。又、不揃いであると、エツチングされ易い結晶粒とエ
ツチングされ難い結晶粒とが混在しエツチング速度に差
が生じ、リードフレームの端部のきれが悪い。形状も不
均一となる。リードフレーム原板のＸ線回折を行い、（
２００）回折強度Ｉ　（２ｇ□）　、　（２２０）回折
強度Ｉ　　　を測定し、なるパラメータｈを導入すると
ｈ≧２の時はエツチングで形成したリードフレームの形
状が良く、ｈく２の時はリードフレームの端部の形状が
乱れていた。

本発明材料であるＦｅ−Ｎｉ系の場合は、次の工程を経
て製造することができる。

第１の工程は、上記した各成分の所定ａを融解し、その
融液から所定組成の合金インゴットを調製する工程であ
る。これは、常用の真空溶解法を適用して行ってもよい
し、エレクトロスラグ溶解法でもよい。

第２の工程は、得られた合金インゴットに圧延処理を施
す工程である。この工程で重要なことは、最終圧延は冷
延であり、その冷延時の圧延率が４０％以上でおるとい
うことである。この工程で、基本的には（１１０）面へ
の結晶方位の集合度合が調節される。圧延率が４０％未
満の場合には、投入される加工エネルギーが小さいので
、インゴット内の結晶５格を（１１０）面に配向せしめ
ることが困難であり、更には、次段の焼鈍処理（第３の
工程）において成長する（１００）再結晶粒が発達しづ
らい。

即ち、冷間圧延により（１１０）が発達すればする程第
３の工程の再結晶で（ｉｏｏ）が発達するのである。

その加工、率は好ましくは８０％以上である。

第３の工程は、第２工程で得られた冷延処理材に再結晶
温度以上の焼鈍処理を施して、所定の結晶粒度にすると
同時に原板表面の結晶を（ｉｏｏ）に揃えることにある
。

焼鈍温度は５００〜：２００℃である。温度が５００℃
未満の場合には上記した焼鈍効果が充分に発現せず、ま
た１２００℃を越えた温度の場合は、結晶粒度が大きく
なり、エツチング性が悪くなる。好ましくは、１５０〜
１１００℃である。

第４の工程では、第３の工程で得られた焼鈍処理材は通
常熱変形しているので、この熱変形を修正して平板に調
整する圧延工程である。このときの圧延率は３０％以下
に制御される。

圧延率が３０％より大きい場合は、既に形成されている
結晶方位の（１００）面への集合状態が破壊されるから
である。好ましくは２０％以下である。

なお、本発明に係わるリードフレーム材料としては面心
立方格子を形成するＦｅ−Ｎｉ系例えば４２Ｎ　ｒ−Ｆ
ｅ、面心立方格子を形成する銅並びに銅合金例えば純銅
、Ｚｕ−Ｎｉ−Ｃｕ、　５ｕ−Ｃｕ　、　Ｆｅ−３ｕ−
Ｃｕ、　Ｎｉ−３ｕ−Ｃｕ、　Ｆｅ−Ｃｕ、　Ｃｒ−２
ｒ−Ｃｕ、　Ｃｒ−Ｔｉ−Ｃｕ、等である。

（実施例） 実施例１ Ｎｉ４２％、残部Ｆｅなる溶解原料を真空溶解法で調整
した合金インゴットを用意した。このインゴットを熱間
鍛造し、更に熱間圧延した。この時板面の結晶方位は（
１００）に揃っており、パラメータｈは２０８であった
。ついで８９％の冷圧率で冷間圧延を行い、板面の結晶
方位を（１１０）に揃えた。

この時パラメータｈは０．０３であった。ついで圧延材
を焼鈍炉に入れ、１　Ｘ　１Ｏ−４ＴＯｒｒ　８００°
Ｃで焼鈍したところ、結晶軸は回転し、板面の結晶面は
（１００）に揃った。この時のパラメータｈは１５８で
あった。ついて２．４％の調整圧延を行った所、板面の
結晶面（ｉｏｏ）の集合を示すパラメータｈは６５とな
った。

得られた板材の両表面にフォトレジストを塗布し、これ
を乾燥したのち、ここに基準のフレームパターンを形成
したフィルムを密着させフォトレジストを露光・現像し
て未露光部分のフォトレジストを溶解除去した。ついで
残置フォトレジストをバーニングして硬化させたのち、
２０％塩化第二鉄溶液でエツチングし、しかるのちに残
置レジストを熱アルカリで除去してリードフレームを製
作した。各リードの幅は１ｍ、各リード間の間隔は０．
５ｍであった。各リードの側面を顕微鏡観察したところ
、ガサ穴はなかった。

このリードフレームに１０００人の銅めっきを施したの
ち更に全面に２−の銀めっきを施した。ついで、ここに
銀ペーストを用いてシリコンチップをダイポンドし、更
に１５０〜３００°Ｃの温度で金ワイヤをボンディング
したのち、全体をエポキシ樹脂で封止し１５０°Ｃでキ
ュア処理を施した。最後に、所定のプレス機で各リード
の折り曲げ加工を行ったところ、全リードは設計基準油
りに加工され、しかも加工後の変形は認められず良好で
めった。

実施例２ Ｃｒ０．６重量％、ＺｒＯ，３重量％、残部Ｃｕを溶解
し、鍛造・熱間圧延の後、冷間圧延で０．２５厚の薄い
リボンを作成し、６００　’Ｃで再結晶させたリードフ
レーム厚板の板面の（１００）の集合の度合を示すパラ
メータｈは３５となっており、実施例１と同様に良好な
リードフレームを得た。

［発明の効果］ 以上の説明でわかる通り、本発明のリードフレームは、
エツチング性が良好で微細なエツチング成形をすること
ができる。そのことにより、リードフレームをエポキシ
樹脂で封止した後の各リードの耐湿性が向上する。

代理人　弁理士　則　近　憲　氾 同　　　　竹　花　喜久男

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）面心立方格子構造の合金から成り、かつ原板面の
   Ｘ線回折強度で｛２００｝回折強度が｛２２０｝回折強
   度の２倍以上であることを特徴とするリードフレーム原
   板。
2. （２）Ｆｅ−Ｎｉ合金から成ることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載のリードフレーム原板。
3. （３）銅又は銅基合金より成ることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載のリードフレーム原板。
4. （４）面心立方格子構造の合金から成り、かつ原板面の
   Ｘ線回折強度で｛２００｝回折強度が｛２２０｝回折強
   度の２倍以上であるリードフレーム原板に、エッチング
   によりパターン形成されてなることを特徴とするリード
   フレーム。
5. （５）Ｆｅ−Ｎｉ系合金から成ることを特徴とする特許
   請求の範囲第４項記載のリードフレーム。
6. （６）銅又銅基合金より成ることを特徴とする特許請求
   の範囲第４項記載のリードフレーム。