JPS63289949A - リ−ドフレ−ムの製造方法 - Google Patents
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
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- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
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- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
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。
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、ＩＣ（集積回路）用のＦｅ−Ｎ。
合金系リードフレームの製造方法に関し、特にリードフ
レーム表面に半田被覆する際に、表面の酸化被膜を容易
に除去することができ、かつ、良好な半田濡れ状態が得
られるように、Ｎ！及びＳｉの含有率を適当に選択し、
更に表面にＡ、、プラズマによるイオン衝撃を施したセ
ラミック・デュアル・パッケージ型ＩＣ用、のり−ドフ
レームの製造方法に関する。
レーム表面に半田被覆する際に、表面の酸化被膜を容易
に除去することができ、かつ、良好な半田濡れ状態が得
られるように、Ｎ！及びＳｉの含有率を適当に選択し、
更に表面にＡ、、プラズマによるイオン衝撃を施したセ
ラミック・デュアル・パッケージ型ＩＣ用、のり−ドフ
レームの製造方法に関する。
周知の通り、セラミック・デュアル・パフケージ型ＩＣ
（サーディツプ型ＩＣ）にはＦｏ−Ｎｉ合金のリードフ
レームが使用される。
（サーディツプ型ＩＣ）にはＦｏ−Ｎｉ合金のリードフ
レームが使用される。
このリードフレームはその表面にエツチングレジスト処
理を行った後、エツチング方法により所定の形状に形成
された後、半導体チップを収納したセラミックケースに
その上下面を挟まれ、電気炉内で加熱される。アルミナ
ケースには予め低融点ガラスが印刷され、これが溶融し
てリードフレームとアルミナケースの接触面はガラス封
止される。
理を行った後、エツチング方法により所定の形状に形成
された後、半導体チップを収納したセラミックケースに
その上下面を挟まれ、電気炉内で加熱される。アルミナ
ケースには予め低融点ガラスが印刷され、これが溶融し
てリードフレームとアルミナケースの接触面はガラス封
止される。
しかし、前述のガラス封止の際の加熱によりリード部表
面に生ずる酸化膜は、それ以前の材料組成、製造履歴（
例えばリードフレーム製造時の脱脂、酸洗い洗浄、各種
溶液処理、マスキング用コーティングとその剥離条件等
）の影響を受けて複雑に変化する。このため、半田メッ
キのために酸洗いやフラックス処理を行っても酸化膜が
除去されず、リード部表面の半田濡れ特性が低下するこ
とがある。また、時として、加熱酸化膜除去のための酸
洗い、フラックスの条件、または、半田付けの条件の僅
かの変化によって、リード部表面の半田濡れ特性が著し
く低下することがある。
面に生ずる酸化膜は、それ以前の材料組成、製造履歴（
例えばリードフレーム製造時の脱脂、酸洗い洗浄、各種
溶液処理、マスキング用コーティングとその剥離条件等
）の影響を受けて複雑に変化する。このため、半田メッ
キのために酸洗いやフラックス処理を行っても酸化膜が
除去されず、リード部表面の半田濡れ特性が低下するこ
とがある。また、時として、加熱酸化膜除去のための酸
洗い、フラックスの条件、または、半田付けの条件の僅
かの変化によって、リード部表面の半田濡れ特性が著し
く低下することがある。
このように、表面処理の条件が多少変動しても酸洗い、
フラックス処理により、リード部表面の酸化膜が容易に
除去されて良好な半田濡れ特性が得られ、あるいは大幅
にこれが改善されるような、この種合金のリードフレー
ムの製造方法が強（要求されている。
フラックス処理により、リード部表面の酸化膜が容易に
除去されて良好な半田濡れ特性が得られ、あるいは大幅
にこれが改善されるような、この種合金のリードフレー
ムの製造方法が強（要求されている。
〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明は上記
に鑑みてなされたものであり、前記問題点を解決するた
めに、次の手段を採る。すなわち、Ｆｅ−Ｎｉ合金のＮ
ｉ量を従来のそれ（４１〜４３Ｗ１％Ｎ□）よりも減少
させて３８．５〜４０．８Ｖ／１％とし、更に好ましく
はＳ、量を０．１３Ｗｔ％以下にする。更に、パフケー
ジ組立後に、リードフレーム表面にＡ４プラズマにより
イオン衝撃処理を施す。
に鑑みてなされたものであり、前記問題点を解決するた
めに、次の手段を採る。すなわち、Ｆｅ−Ｎｉ合金のＮ
ｉ量を従来のそれ（４１〜４３Ｗ１％Ｎ□）よりも減少
させて３８．５〜４０．８Ｖ／１％とし、更に好ましく
はＳ、量を０．１３Ｗｔ％以下にする。更に、パフケー
ジ組立後に、リードフレーム表面にＡ４プラズマにより
イオン衝撃処理を施す。
前述のイオン衝撃は、リードフレーム表面の酸化物、水
酸化物等の無機質薄膜及び有機質薄膜を除去する作用が
あり、その効果は前述の成分組成の際に最も顕著である
ことが本発明者の実験により確認された。
酸化物等の無機質薄膜及び有機質薄膜を除去する作用が
あり、その効果は前述の成分組成の際に最も顕著である
ことが本発明者の実験により確認された。
以下、本発明のリードフレームの製造方法について詳細
に説明する。
に説明する。
以下、第１図を参照しながら、本発明の一実施例を本発
明者が最適条件確立のために行った実験と共に説明する
。すなわち、第１図に示す成分組成を有する各合金を溶
製し、夫々を圧延して最終板厚０．１５．、の条片を製
造した。この条よりエツチング法により、ピン数１２０
本、ピン幅０．１汎いピンの長さ１４．１外枠寸法幅４
０□×長さ４０．、のリードフレームを製作した。更に
これらのリードフレームを２００Ｗの高周波出力で励起
されたＡ、ガスプラズマ（Ａ、、圧カニ ５ Ｘｌ０−
’Ｔｏ、、）中で１０分間のイオン衝撃処理を行った。
明者が最適条件確立のために行った実験と共に説明する
。すなわち、第１図に示す成分組成を有する各合金を溶
製し、夫々を圧延して最終板厚０．１５．、の条片を製
造した。この条よりエツチング法により、ピン数１２０
本、ピン幅０．１汎いピンの長さ１４．１外枠寸法幅４
０□×長さ４０．、のリードフレームを製作した。更に
これらのリードフレームを２００Ｗの高周波出力で励起
されたＡ、ガスプラズマ（Ａ、、圧カニ ５ Ｘｌ０−
’Ｔｏ、、）中で１０分間のイオン衝撃処理を行った。
なお、これと比較するためにＡやガスプラズマによるイ
オン衝撃処理をしないリードフレームも準備した。
オン衝撃処理をしないリードフレームも準備した。
これらのリードフレームの中央に、低融点ガラスを印刷
したアルミナケースを上下面にセットし、電気炉に入れ
、温度４７０度で２分間加熱し、リードフレームとアル
ミナケースをガラス封止したパフケージを３に、八、２
のＨ，ガスタンク内に５時間放置した後、これを取り出
してＨ，ガスのリーク量を測定した。
したアルミナケースを上下面にセットし、電気炉に入れ
、温度４７０度で２分間加熱し、リードフレームとアル
ミナケースをガラス封止したパフケージを３に、八、２
のＨ，ガスタンク内に５時間放置した後、これを取り出
してＨ，ガスのリーク量を測定した。
その結果は、第１図の最古の欄に示す通り、最下段の比
較合金を除き、良好なリーク特性を示した。なお、Ｈ，
ガスリーク試験においては、３Ｘ１０−”□。ａ、ｃｃ
／ｓ以上の場合を不合格（ＮＧ）とし、この未満のもの
を合格（ＯＫ）とした。
較合金を除き、良好なリーク特性を示した。なお、Ｈ，
ガスリーク試験においては、３Ｘ１０−”□。ａ、ｃｃ
／ｓ以上の場合を不合格（ＮＧ）とし、この未満のもの
を合格（ＯＫ）とした。
一方、Ａ４ガスプラズマによりイオン衝撃を行ったリー
ドフレームとこの処理を行わないリードフレームを、前
述のガラス封止加熱と同一の条件で大気中で加熱した後
、その１／４を切り取り、これを濃度１５％の硫酸（温
度５０度）により酸洗いした後、塩化亜鉛等のフラック
スで処理した。次いで、前記フラックス処理後の試料に
ついて、温度２３５度の６０％Ｓ７−４０％Ｐｂ組成の
半田濡を用いて、ＭＩＬ−５ＴＤ−８８３Ｄに基づきメ
ニュコグラフ法による半田濡れ性に関する試験を行った
。その結果は、第１図に示す通り、各試料の間に、Ｆｅ
の値（リードフレームが半田に充分濡れた後の張力最大
値）については有意差は認められなかったが、張力がＦ
ｅに達するまでの時間１＋（意義については後述する）
には明らかに有意差が認められた。すなわち、Ａ、イオ
ン衝撃処理を施した試料においては、Ｎ。
ドフレームとこの処理を行わないリードフレームを、前
述のガラス封止加熱と同一の条件で大気中で加熱した後
、その１／４を切り取り、これを濃度１５％の硫酸（温
度５０度）により酸洗いした後、塩化亜鉛等のフラック
スで処理した。次いで、前記フラックス処理後の試料に
ついて、温度２３５度の６０％Ｓ７−４０％Ｐｂ組成の
半田濡を用いて、ＭＩＬ−５ＴＤ−８８３Ｄに基づきメ
ニュコグラフ法による半田濡れ性に関する試験を行った
。その結果は、第１図に示す通り、各試料の間に、Ｆｅ
の値（リードフレームが半田に充分濡れた後の張力最大
値）については有意差は認められなかったが、張力がＦ
ｅに達するまでの時間１＋（意義については後述する）
には明らかに有意差が認められた。すなわち、Ａ、イオ
ン衝撃処理を施した試料においては、Ｎ。
量が少ない合金では、従来合金と比較して１０〜１５％
ｔ１が短く （半田濡れ性が良＜）、特に３１量が少な
いものでは３０〜３５％もｔ、が短いことが明らかとな
った。なお、イオン衝撃処理を施さない試料と比較すれ
ば、イオン衝撃処理の効果はＮｉ量の少ないものほど顕
著であることが明らかとなった。
ｔ１が短く （半田濡れ性が良＜）、特に３１量が少な
いものでは３０〜３５％もｔ、が短いことが明らかとな
った。なお、イオン衝撃処理を施さない試料と比較すれ
ば、イオン衝撃処理の効果はＮｉ量の少ないものほど顕
著であることが明らかとなった。
次に、半田濡れ性評価法として本発明者が採用したメー
スコグラフ法について簡単に説明する。第２図は、溶融
した半田の液面に、その上方から試料を浸漬する場合、
液面から試料に作用する力の時間的変化の状態を図示し
たもので、横軸は時間ｔ、縦軸は力Ｆである。試料先端
が溶融半田の液面と接触した直後は、液面の表面張力に
より反発され上向きの力（浮力）、受けるが（Ｆ＞Ｏ）
、やがて試料表面が溶融半田に濡れ始めると同時に試料
には下向きの力Ｆ（張力）が作用しくＦ＜Ｏ）その力は
次第に増加して最大値Ｆｅ（一定値）に達する。濡れ開
始後、張力が最大となるまでの時間ｔ１が短いほど試料
表面の半田濡れ性は良好と考えることができる。第１図
は、従来合金の試料にイオン衝撃処理を施したものの時
間１．を１００とし、他の試料についてはこれに対する
比率として示したものである。
スコグラフ法について簡単に説明する。第２図は、溶融
した半田の液面に、その上方から試料を浸漬する場合、
液面から試料に作用する力の時間的変化の状態を図示し
たもので、横軸は時間ｔ、縦軸は力Ｆである。試料先端
が溶融半田の液面と接触した直後は、液面の表面張力に
より反発され上向きの力（浮力）、受けるが（Ｆ＞Ｏ）
、やがて試料表面が溶融半田に濡れ始めると同時に試料
には下向きの力Ｆ（張力）が作用しくＦ＜Ｏ）その力は
次第に増加して最大値Ｆｅ（一定値）に達する。濡れ開
始後、張力が最大となるまでの時間ｔ１が短いほど試料
表面の半田濡れ性は良好と考えることができる。第１図
は、従来合金の試料にイオン衝撃処理を施したものの時
間１．を１００とし、他の試料についてはこれに対する
比率として示したものである。
第１図からの次のことが明らかになる。
（ｔｌ Ａ ｒプラズマによるイオン衝撃の効果イオン
衝撃はリードフレーム表面に存在する酸化物、水酸化物
等の無機薄膜及び有機薄膜を除去する効果がある。この
効果は被膜組成により変化し、合金のＮｉｍ成が少ない
ほど顕著であり、特にＮｉ４１％以下で格段に大きくな
る。
衝撃はリードフレーム表面に存在する酸化物、水酸化物
等の無機薄膜及び有機薄膜を除去する効果がある。この
効果は被膜組成により変化し、合金のＮｉｍ成が少ない
ほど顕著であり、特にＮｉ４１％以下で格段に大きくな
る。
（２）Ｎｉ含有量
Ｎｉ含有量が３８．５Ｗｔ％以下では合金の熱膨張係数
は小さくなり、封止ガラスのそれとの整合性が劣化し、
気密性が低下する。４０．８％以上となると表面酸化膜
、水酸化膜のＡ、、イオン衝撃による除去効果が低下す
ることは前述した通りである。
は小さくなり、封止ガラスのそれとの整合性が劣化し、
気密性が低下する。４０．８％以上となると表面酸化膜
、水酸化膜のＡ、、イオン衝撃による除去効果が低下す
ることは前述した通りである。
（３）Ｓ８含有量
Ｓ、含有量が０ 、１３ Ｗ ｔ％以上になると粒界偏
析量が増加し、これに起因して酸化物が増加し、イオン
衝撃による除去は困難となる。
析量が増加し、これに起因して酸化物が増加し、イオン
衝撃による除去は困難となる。
以上から、リードフレーム用Ｆｅ−Ｎｉ合金の組成はＮ
ｉ含有量は３８．５〜４０．８Ｗｔ％が最適であり、更
にＳｉ含有量は０．１３％以下とすることが好ましいと
結論することができる。
ｉ含有量は３８．５〜４０．８Ｗｔ％が最適であり、更
にＳｉ含有量は０．１３％以下とすることが好ましいと
結論することができる。
なお、イオン衝撃の作用効果については次のように考え
られる。室温付近における各種の溶液処理または洗浄処
理においては、Ｆｅ−Ｎｉ合金表面に形成される薄膜は
極めて緻密な構成を持ち、下地金属に強く密着する。
られる。室温付近における各種の溶液処理または洗浄処
理においては、Ｆｅ−Ｎｉ合金表面に形成される薄膜は
極めて緻密な構成を持ち、下地金属に強く密着する。
一般には加熱前に形成されている表面薄膜の構成が緻密
で下地金属と強（密着している場合には、加熱の際にそ
の上に生成される酸化膜も緻密となり、その後の酸洗い
、フラックス処理等によっても容易に除去されな（なる
。
で下地金属と強（密着している場合には、加熱の際にそ
の上に生成される酸化膜も緻密となり、その後の酸洗い
、フラックス処理等によっても容易に除去されな（なる
。
このため半田濡れ性も低下する傾向を示す。
従って、Ａ、イオン衝撃により予め表面被膜を除去して
おけばその後に高温に曝されたとき、酸化膜の緻密度は
低下し、その後の酸洗い、フラックス処理により容易に
除去され、半田濡れ性は向上する。
おけばその後に高温に曝されたとき、酸化膜の緻密度は
低下し、その後の酸洗い、フラックス処理により容易に
除去され、半田濡れ性は向上する。
イオン衝撃処理後に形成される加熱酸化膜の緻密度が低
下する理由については、次のように考えられる。イオン
衝撃作用により合金表面にはサブミクロン以下の微細な
凹凸が生ずるため、緻密な酸化膜の形成は困難となる。
下する理由については、次のように考えられる。イオン
衝撃作用により合金表面にはサブミクロン以下の微細な
凹凸が生ずるため、緻密な酸化膜の形成は困難となる。
また、地金表面に直接に酸化物が生成されるため、地金
と酸化物間の熱膨張差が大きく、このため、酸化膜層の
成長と共に酸化膜自体に微細な亀裂が生じ、構成が弱体
化するものと考えられる。
と酸化物間の熱膨張差が大きく、このため、酸化膜層の
成長と共に酸化膜自体に微細な亀裂が生じ、構成が弱体
化するものと考えられる。
なお、本発明に使されるＡ、ガスプラズマによるイオン
衝撃処理装置は当業者に周知であるため、図示は省略し
た。なお、使用されるガスはＡ、に限定されるものでは
なく、Ａ。
衝撃処理装置は当業者に周知であるため、図示は省略し
た。なお、使用されるガスはＡ、に限定されるものでは
なく、Ａ。
とＨ２の混合ガスであってもよい。
以上説明した通り、本発明のリードフレームの製造方法
によれば、リードフレームを構成するＦｅ−Ｎｉ合金の
Ｎｉ含有量を３８．５〜４０゜８ ｗ ｔ％、Ｓｉ含有
量を０．１３Ｗｔ％以下とし、更にリードフレーム表面
にＡ１ガスプラズマによるイオン衝撃処理を施したため
、その後のＩＣパフケージ組立の際、ガラス封止時の加
熱工程において、リードフレーム表面に緻密な酸化膜が
形成されることがなくなり、その後の酸洗い、フランク
ス処理等で容易にこれを除去することができ、リードフ
レーム表面の半田濡れ性を顕著に改善するこ゛とができ
た。
によれば、リードフレームを構成するＦｅ−Ｎｉ合金の
Ｎｉ含有量を３８．５〜４０゜８ ｗ ｔ％、Ｓｉ含有
量を０．１３Ｗｔ％以下とし、更にリードフレーム表面
にＡ１ガスプラズマによるイオン衝撃処理を施したため
、その後のＩＣパフケージ組立の際、ガラス封止時の加
熱工程において、リードフレーム表面に緻密な酸化膜が
形成されることがなくなり、その後の酸洗い、フランク
ス処理等で容易にこれを除去することができ、リードフ
レーム表面の半田濡れ性を顕著に改善するこ゛とができ
た。
このため、溶融半田メッキの歩留まりが向上し、パッケ
ージ製造条件、特に半田付けのための前処理条件、溶融
半田メッキ条件管理は単純化し、管理工数の削減が可能
となった。
ージ製造条件、特に半田付けのための前処理条件、溶融
半田メッキ条件管理は単純化し、管理工数の削減が可能
となった。
第１図は本発明によって製造されるリードフレームの効
果を示す図表。第２図は半田濡れ性を評価するメースコ
グラフ法の原理を示す説明図。
果を示す図表。第２図は半田濡れ性を評価するメースコ
グラフ法の原理を示す説明図。
Claims (2)
- （１）３８．５〜４０．８Ｗｔ％のＮｉ、合金の物理定
数を制御する微量の不純物、及び残部のＦｅより成るＦ
ｅ−Ｎｉ系合金の条片をエッチング法により所定形状に
形成する工程と、 前記所定の形状に形成後の条片の表面にプラズマによる
イオン衝撃を施す工程とを含むことを特徴とするリード
フレームの製造方法。 - （２）前記微量の不純物は０．１３Ｗｔ％以下のＳｉを
含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のＩＣ
用リードフレームの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12515887A JPS63289949A (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | リ−ドフレ−ムの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12515887A JPS63289949A (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | リ−ドフレ−ムの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63289949A true JPS63289949A (ja) | 1988-11-28 |
Family
ID=14903312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12515887A Pending JPS63289949A (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | リ−ドフレ−ムの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63289949A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0471262A (ja) * | 1990-07-11 | 1992-03-05 | Kyocera Corp | リード付き電子部品 |
| KR20000015482A (ko) * | 1998-08-29 | 2000-03-15 | 유무성 | 무도금 리이드 프레임의 소재 제조 방법 |
-
1987
- 1987-05-22 JP JP12515887A patent/JPS63289949A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0471262A (ja) * | 1990-07-11 | 1992-03-05 | Kyocera Corp | リード付き電子部品 |
| KR20000015482A (ko) * | 1998-08-29 | 2000-03-15 | 유무성 | 무도금 리이드 프레임의 소재 제조 방법 |
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