JPS6340866B2

JPS6340866B2 -

Info

Publication number: JPS6340866B2
Application number: JP21689884A
Authority: JP
Inventors: Masami Kobayashi; Hiroshi Oda; Hiromi Masuhara; Yoshio Kato
Original assignee: Mitsubishi Corp; Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Corp; Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1984-10-16
Filing date: 1984-10-16
Publication date: 1988-08-12
Also published as: JPS6196088A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は安価に半田性とボンデイング性を付与
するニツケル−鉄基合金IC用リードフレームの
製造法に関する。（従来技術）従来よりIC用リードフレームにはCu基合金と
ともに、42％Ni−Fe合金（以下42アロイという）
が多く使用されている。IC用リードフレームの
場合ピン部分の半田性やワイヤーのボンデイング
性を必要とするが、42アロイの場合これらの特性
を従来金や銀をめつきすることにより付与してい
た。この金や銀のめつきは42アロイの場合以前は
IC用リードフレーム全面に１〜3μｍ施していた
が、金の全面めつきはコストがかかるため中止さ
れ、銀の全面めつきのみに変つていた。しかしこ
れでもまだコストがかかるためさらに銀の縞状め
つきに変り、現在では大部分がチツプを接着した
り、ワイヤーをボンデイングしたりする必要部分
のみにスポツトめつき（２〜3μｍ）を施すよう
になつている。しかしてこの必要部分のみに金または銀のスポ
ツトめつきを施す方法としては従来(a)帯材を30cm
程度に切断して短冊形にし、その短冊形のものに
スポツトめつきをする方法、(b)帯材の一部を打抜
加工して連続したリードフレームの形状にし、そ
のリードフレームの形状のものにスポツトめつき
を施す方法、(c)幅30cm、長さ50cm程度の板材をケ
ミカルエツチングでリードフレームの形状に加工
した後必要部分に金または銀のスポツトめつきを
施す方法などにより行われていた。（発明が解決しようとする問題点）しかしながら(a)および(c)の方法はバツチ式のめ
つきによらねばならないため、めつき作業が極め
て非能率的であつた。一方(b)の方法は連続めつき
ではあるが、被めつき材の移送を間歇送りしてめ
つきしなければならないため、生産性はめつき時
間にかかつていた。このため、生産性を高めるの
にはおのずから限界があつた。また(a)および(c)の方法でスポツトめつきを施し
たものはIC用リードフレームにするのに打抜加
工されるため、ピン部分は金属素地そのものであ
り、(b)の方法でスポツトめつきを施したものもピ
ン部分には銀めつきを施さないため、ピン部分は
金属素地そのものであつた。このため従来方法の
もののピン部分には42アロイの性質上半田性がな
く、ピン部分には後に半田めつきを施さねばなら
なかつた。（問題点を解決するための手段）そこで本発明者は一般にニツケル−鉄基合金の
IC用リードフレームを能率的に生産でき、しか
もピン部分にも半田性を付与できる方法について
研究した結果、前記合金の帯材を予めIC用リー
ドフレームの形状に打抜いて、それにニツケルの
薄づけめつきと金、銀、パラジウムのうちの１種
またはその合金の極薄めつきとを順次施す方法に
よればよいことを見出した。ここでIC用リード
フレームの形状とはIC用リードフレーム単独で
もよく、連続したものでもよい。しかし上記めつ
きは前処理を従来ステンレス鋼などに行われてい
る方法を適用したのでは密着性が劣り、半田やボ
ンデイングの接合強度が得られないことが判明し
た。そこで前処理についてさらに研究を進めた結
果、無機酸と有機酸を主成分とする浴で浸漬処理
および陰極電解処理をすればよいことを見出した
のである。すなわち本発明は高価な貴金属を用い
るが極薄めつきであるため、使用量はわずかであ
り、加工スピードの高能率の点も併せて全面にめ
つきを施してもコストは高くならず、また42アロ
イの帯材をリードフレーム形に打抜いてめつきす
るのでピン部分にも半田性を付与できる。本発明において半田性が付与されるのは前処理
により鋼素地のニツケルが従来の前処理より活性
化されるので、前処理後ニツケルの薄づけめつき
を施すと活性化された鋼素地のニツケルの部分に
めつきニツケルが選択的にめつきされ、さらにそ
の後に貴金属の極薄めつきを施すとめつき貴金属
がめつきニツケルの活性なうちにめつきされるた
め、めつきしたニツケルと貴金属はあたかも合金
の如くなり、これが半田との合金層を容易かつ急
速に形成すること、および鋼素地の鉄の部分はめ
つきが微量めつきであるため、鉄が露出し、酸化
皮膜が形成されるが、この酸化皮膜は半田フラツ
クスにより瞬間的に溶解され、半田は鉄と容易に
合金層を形成することによるものである。またワイヤーのボンデイング性が付与されるの
はワイヤーの材質である金属との相溶性の優れた
金、銀、パラジウムがめつきされているためであ
る。本発明は具体的には、まず(イ)無機酸として塩酸
（35％溶液）15〜30容量％、硫酸（85％溶液）５
〜15容量％、硝酸（68％溶液）４〜６容量％を、
また有機酸としてクエン酸粉末５〜15重量％、酢
酸（90％溶液）0.5〜1.5容量％を、さらにこれら
に非イオンまたは両性界面活性剤0.1〜0.3重量％
と腐食抑制剤0.05〜0.15重量％を配合した酸性活
性化浴にニツケル−鉄基合金のIC用リードフレ
ームを浸漬して化学研摩する化学研摩工程と、(ロ)
無機酸として燐酸（85％溶液）５〜15容量％、硫
酸（85％溶液）５〜15容量％、有機酸としてクエ
ン酸粉末５〜15重量％、酢酸（90％溶液）0.5〜
1.5容量％、さらにこれに非イオンまたは両性界
面活性剤0.1〜0.3重量％、ピロリドン誘導体２〜
20容量％、アセチレングリコール0.5〜７重量％、
腐食抑制剤0.05〜0.15重量％を配合した電解浴に
化学研摩後のニツケル−鉄基合金のIC用リード
フレームを浸漬して陰極電解し、表面活性化を行
う電解活性化工程とによりまずIC用リードフレ
ーム表面の酸化物および不純物を除去し活性化を
行う。ここで上記各浴に非イオンまたは両性界面
活性剤を配合するのは各工程後水洗した場合に
IC用リードフレーム表面が水はね現象を起さず、
表面が水分により被覆されて、次工程まで活性状
態を維持するためであり、その好ましいものとし
てはポリエチレングリコールアルキルエーテル、
ポリエチレングリコール脂肪酸エステルなどがあ
る。また腐食抑制剤を配合するのは無機酸による
酸洗過多を防止し、酸化物や不純物のみを除去す
るためで、それは吸着型（NH₂基、SH基、OH
基を有するもの）、皮膜型（重炭酸系、燐酸系な
ど）または不動態型のいずれのものでもよい。さ
らに電解浴にピロリドン誘導体とアセチレングリ
コールを配合するのはピロリドン誘導体の場合無
機酸と有機酸とにより溶解された酸化物と不純物
とを確実に取除くためであり、アセチレングリコ
ールの場合は肌荒れと水切れを防止するためであ
る。上記各浴において無機酸が上限より高いと腐食
抑制剤の配合にもかかわらず酸洗過多になり、ま
た下限より低いと活性化が不十分となり、好まし
くない。また有機酸は上限より高くしても高くし
た割には活性化せず、下限より低いと活性化が不
十分となる。さらに界面活性剤、腐食抑制剤、ピ
ロリドン誘導体およびアセチレングリコールはい
ずれも上限より高くしてもそれほど効果が得られ
ず、不経済であり、下限より低くすると効果が不
十分である。次に(ハ)酸洗ニツケルめつき浴にて表面活性化後
のニツケル−鉄基合金のIC用リードフレームに
ニツケルの薄づけめつきを施すニツケルめつき工
程と、(ニ)金、銀、パラジウムのうちの１種または
その合金の極薄めつきをニツケルの薄づけめつき
後のニツケル−鉄基合金のIC用リードフレーム
に施す貴金属めつき工程とによりニツケルめつき
と貴金属めつきを施し、ボンデイング性および半
田性を付与する。これらの各工程におけるめつきは電気めつきに
よるが、浴組成、めつき条件は公知の組成、条件
でよい。めつき厚みは単位面積当りのめつき付着
量を比重で除して算出しためつき厚みでニツケル
の場合は0.01〜0.2μｍ、貴金属の場合は合金の場
合も含めて0.003〜0.1μｍにするのが好ましい。
めつき厚みをこのような厚みにした場合のIC用
リードフレーム外観はニツケル−鉄基合金単体の
色調と貴金属めつき工程でめつきする金属または
合金単体の色調との中間の色調を呈するので、め
つき厚みは色調で判断することもできる。貴金属めつき工程においては貴金属単体ばかり
でなく、その合金をめつきしても均等の効果が得
られる。ここで合金とはAu基合金、Ag基合金お
よびPd基合金であつて、好ましいものを挙げれ
ば、Au基合金としてはAu−Ni、Au−Cu、Au−
Co、Au−Pdが、またAg基合金としてはAg−
Cu、Ag−Niが、さらにPd基合金としてはPd−
Niなどがある。（実施例）ニツケル−鉄基合金の帯材を打抜いて連続した
IC用リードフレームにして、それを次の(a)〜(c)
の工程で前処理し、次に(d)および(e)の工程でそれ
ぞれニツケルの薄づけめつきおよび貴金属または
その合金の極薄めつきを施し、半田性、ボンデイ
ング性を付与した。 (a) アルカリ脱脂工程市販されているアルカリ脱脂液をステンレス
槽中で70〜80℃に加温し、IC用リードフレー
ムを遂次この槽中を通過させて一次脱脂を行な
い、次に40〜60℃のアルカリ浴中でステンレス
鋼板を陽極とし、IC用リードフレームを陰極
として６ボルトの電圧を印加して直流電解脱脂
を行なつた。 (b) 化学研摩工程続いて、IC用リードフレームを、塩酸（35
％溶液）20容量％、硫酸（85％溶液）10容量
％、クエン酸粉末10重量％、酢酸（90％溶液）
１容量％および硝酸（68％溶液）５容量％より
なる混酸に、ポリエチレングリコールアルキル
エーテル、ポリエチレングリコール脂肪酸エス
テルなどの非イオンまたはアミノ酸類の両性界
面活性剤0.2重量％およびアミン系腐食抑制剤
0.1重量％を加えた浴中を通過させ、IC用リー
ドフレーム表面の酸化物および不純物を除去し
た。 (c) 電解活性化工程燐酸（85％溶液）10容量％、硫酸（85％溶
液）10容量％、クエン酸（粉末）５重量％、酢
酸（90％溶液）１容量％、Ｎ−メチル−２−ピ
ロリドン５容量％、２−ブテン−１，４−ジオ
ール２重量％に、上記と同様の非イオンまたは
両性界面活性剤0.2重量％および腐食抑制剤0.1
重量％を加えた浴を60℃に加温し、IC用リー
ドフレームに（−）電流を、チタン白金めつき
板に（＋）電流を通じ４ボルトにセツトして浴
中を通過させIC用リードフレームの表面の活
性化を行なつた。 (d) ニツケルめつき工程スルフアミン酸ニツケル50ｇ／、硫酸ニツ
ケル40ｇ／、硼酸30ｇ／のめつき浴で、浴
温50℃にセツトし、IC用リードフレームに
（−）電流を、ニツケル板に（＋）電流を通じ、
6A／Ｄm²の電流密度で15秒間ニツケルめつき
を施した。 (c) 貴金属めつき工程 (イ) Au−Ni合金めつきクエン酸120ｇ／、クエン酸ソーダ120
ｇ／、スルフアミン酸ニツケル30ｇ／、
シアン化金カリ８ｇ／のめつき浴中でIC
用リードフレームに（−）電流を、チタン白
金めつき板に（＋）電流を通じて両面めつき
と片面めつきを施した。両面めつきの場合は
浴温35℃、電流密度３〜10A／Ｄm²で２秒間
行い、片面めつきの場合は浴温35℃、５〜
10A／Ｄm²で３秒間行つた。なお片面めつき
はめつき槽のIC用リードフレーム通過下側
にシリコンゴム板を、またこのシリコンゴム
板の上方にチタン白金めつき板をそれぞれ固
定して、IC用リードフレームが両者の間の
通過する際その下面がシリコンゴム板と接触
し、マスキングされるようにして行つた。 (ロ) 純Auめつきメタル分10ｇ／の純金めつき浴で液温65
℃、電流密度1A／Ｄm²にセツトし、１秒間
約80オングストロームの電着量を基準とし実
施例６のめつき厚に適合するめつき時間で純
金めつきした。 (ハ) 銀めつきシアン化銀カリウム３重量％、シアン化カ
リウム60重量％のめつき浴中で浴温30℃にセ
ツトし、IC用リードフレームに（−）電流
を、Ag板に（＋）電流を通じ、10A／Ｄm²
の電流密度で５秒間Agめつきを施した。 (ニ) パラジウムめつき Pdのメタル分として15ｇ／の中性めつ
き液で、浴温を45℃にセツトし、チタン白金
板に（＋）電流を、IC用リードフレームに
（−）電流を通じ、5A／Ｄm²の電流密度で３
秒間Pdめつきを施した。 (ホ) Pd−Niめつきスルフアミン酸８％、メタル分20ｇ／、
Niメタル分10ｇ／の中性浴中で、電流密
度8A／Ｄm²〜6A／Ｄm²の範囲で、浴温40℃
でIC用リードフレームに（−）電流を、チ
タン白金めつき板に（＋）電流を通じ２秒
間、Pd−Ni合金めつきを施した。第１表に以上のようにして半田性およびボンデ
イング性を付与したIC用リードフレームを一括
して示す。

【表】 (注) めつき厚みは単位面積当りのめつ
き付着量をめつき金属の比重で除
して算出した。
次にめつき密着性、半田性およびボンデイング
性確認のために実施例１〜６のIC用リードフレ
ームに次のようなテストを行つた。 (1) めつき密着性 (イ) ゴバン目テストカツターで基材合金素地に達する経緯幅１
mmのゴバン目を入れ、160℃で10分間加熱後
粘着テープを貼付けて剥離したが、めつき層
の剥離は認められなかつた。 (ロ) 折曲げテスト 180度折曲げを繰返し、破断させたが、破
断面のめつき層は剥離しなかつた。 (2) 半田性 (イ) ソルダーテスト機による方法 IC用リードフレームをソルダーテスト機
にセツトして半田の濡れ現象を電気的に測定
したが、半田の表面張力による浸漬初期の反
発力は少く、濡れ性は極めて良好で、従来よ
りIC用リードフレームに使用されているリ
ン青銅より優れていた。 (ロ) 半田槽によるテスト配合比が錫６、鉛４の半田を溶した温度
230℃の半田槽にIC用リードフレームを３秒
および５秒浸漬して半田したが、ピン部分も
良好に半田され、「半田のり」はいずれも95
％以上であつた。 (ハ) 電気半田ゴテによるテスト市販の電気半田ゴテとヤニ入り半田線（錫
６、鉛４）とを用いてニツケルの薄づけめつ
きと金の極薄めつきを施した0.2mmφの38％
Ni−61％Fe線材をIC用リードフレームに半
田してみたが半田強度は良好であつた。 (3) ボンデイング性高速ボンデイング機により30μｍφの金線を
ボンデイングし、その接合強度を測定したとこ
ろ、その接合強度は各IC用リードフレームと
も７Kg前後で、良好であつた。（効果）以上説明したように、本発明はニツケル−鉄基
合金のIC用リードフレームにニツケルの薄づけ
めつきと金、銀、パラジウムのうちの１種または
その合金の極薄めつきを施して半田性とボンデイ
ング性を付与するのであるが、IC用リードフレ
ームに加工したものを全面めつきするので、連続
めつきができ、生産性は高く、ピン部分にも半田
性が与付される。また前処理は著しく表面を活性化させるので、
めつき層が強固に密着したIC用リードフレーム
となる。さらにめつき層は高価な貴金属である
が、極薄であるので、コストの影響は小さく、生
産性やピン部分に半田性を付与したことに伴う
ICやLSI組立工程合理化の効果の方がはるかに大
きい。

Claims

【特許請求の範囲】１ (イ) 塩酸（35％溶液）15〜30容量％、硫酸
（85％溶液）５〜15容量％、硝酸（68％溶液）
４〜６容量％、クエン酸粉末５〜15重量％、酢
酸（90％溶液）0.5〜1.5容量％、非イオンまた
は両性界面活性剤0.1〜0.3重量％、腐食抑制剤
0.05〜0.15重量％を配合した酸性活性化浴ニツ
ケル−鉄基合金のIC用リードフレームを浸漬
して化学研摩を行う化学研摩工程と、 (ロ) 燐酸（85％溶液）５〜15容量％、硫酸（85％
溶液）５〜15容量％、クエン酸粉末５〜15重量
％、酢酸（90％溶液）0.5〜1.5容量％、非イオ
ンまたは両性界面活性剤0.1〜0.3重量％、ピロ
リドン誘導体２〜20容量％、アセチレングリコ
ール0.5〜７重量％、腐食抑制剤0.05〜0.15重量
％を配合した電解浴に化学研摩後のニツケル−
鉄基合金のIC用リードフレームを浸漬して陰
極電解し、表面活性化を行う電解活性化工程
と、 (ハ) 酸性ニツケルめつき浴にて表面活性化後のニ
ツケル−鉄基合金のIC用リードフレームにニ
ツケルの薄づけめつきを施すニツケルめつき工
程と、 (ニ) 金、銀、パラジウムのうちの１種またはその
合金の極薄めつきをニツケルの薄づけめつき後
のニツケル−鉄基合金のIC用リードフレーム
に施す貴金属めつき工程と、を包含することを特徴とするニツケル−鉄基合金
のIC用リードフレームの製造法。