JPS6353279B2 - - Google Patents

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）チツプを実装するリードフレームのダイパ
ツド面等、比較的広域範囲に対して、高品位の部
分メツキを極めて短時間のうちに処理し得るよう
にした部分メツキ方法及びその装置に関する。

一般のIC製造過程に於いては、第１図に図示
のリードフレーム１を使用する場合が多い。この
リードフレーム１の形状は、ICチツプ２を実装
するダイパツド３を中央に配し、そのダイパツド
３を囲繞する状態で所定数のインナーリード４が
配設され、ICチツプ２とインナーリード４の間
をワイヤーボンデイング等で結合可能としてあ
り、又プリント基板（図示せず）に装着し、且つ
外部回路と接続させるためのアウターリード５を
上記インナーリード４と対応し配設してある。

尚、ダイパツド３及びインナーリード４は、
夫々キヤリー６で支承させてある。上記リードフ
レーム１のダイパツド３にICチツプ２を実装し、
且つ、インナーリード４とボンデイングした後モ
ールドパツケージする。

このICチツプ２の裏面には金（Au）が錫
（Sn）を予め蒸着し、この面を上記ダイパツド３
に固着するのであるが、この固着手段としては、
金（Au）とシリコン（Si）の共晶結合材や、ハ
ンダ、或いはエポキシ系接着剤を用いてダイボン
デイングするのが周知である。

上記Au―Si共晶結合材を用いるには、リード
フレーム１の素材が42アロイ（Fe―Ni合金）や
銅系の金属で形成されている場合、そのダイパツ
ド３の表面に、予め金（Au）又は金―インジウ
ム（In）合金等の貴金属を部分メツキする必要が
ある。

又、ハンダを利用するものは、高導電性を具有
する処からバイポーラトランジスタやパワーIC
等に多用されており、これもリードフレーム１が
42アロイで形成されている場合、そのダイパツド
３を銅やハンダ等の卑金属で部分メツキする必要
がある。

但し、リードフレーム１が銅又は銅合金で形成
されている場合のみ、上記卑金属部分メツキは不
要となる。

尚、エポキシ系接着剤によりICチツプ２をダ
イパツド３に固着するものにあつては、リードフ
レーム１の素材の種類を問わず部分メツキは不要
である。

このように、通常ICリードフレーム１のダイ
パツド３には、貴金属や卑金属により部分メツキ
しなければならない事が多い。又、アウターリー
ド５にも、錫等を部分メツキする必要がある。

而かも、ICの膨大な生産量と、低廉価格及び
高度信頼性が要求される処から、上記部分メツキ
は、先ず高速でメツキ処理をすること、次にメツ
キ品位を高レベルで維持しチツプのダイボンデイ
ングが安定して行なえること、更に必要範囲のみ
を部分メツキして省資源を図ること、部分メツキ
処理全体の歩留りを良くすること等が必要不可欠
である。

然し乍ら、在来の部分メツキ手段は、第２図に
図示したものが周知であつて、必ずしも上記の要
求を満足するものではない。

即ち、在来の部分メツキ手段では、所定のメツ
キパターンに対応する透孔１１が穿設されたマス
ク１２を被メツキ物１３に密接し、このマスク１
２にはメツキ液が外部に飛散するのを防ぐ外套管
１４を連結してあり、又、外套管１４の内部に被
メツキ物１３と対向するノズル１５を配設してあ
つて、これをアノードとする一方、前記被メツキ
物１３をカソードとし、両者間に所定の電圧電流
を印加する構成としてある。上記ノズル１５から
は、被メツキ物１３に対しメツキ液をジエツト流
として噴射し、マスク１２で決定されるパターン
の部分メツキを処理する。

従つて、被メツキ物１３に衝突した後のメツキ
液流の流束を制御することが不能となり、マスク
１２の内周面は固より外套管１４の内部にメツキ
液が飛散してしまうため、ハレーシヨンの発生が
避けられない。又、後続のメツキ液にも影響を与
えるので、電流密度分布が均一とならず、必然的
にメツキ厚さも不均一なものとなつた。

更に、マスク１２の透孔１１近辺では、このメ
ツキ液が滞留して拡散層を充分排除できないた
め、メツキ能力がすぐ劣化し、次第にメツキ処理
時間が長くなる問題があつた。

このような問題を解決する手段としては、本願
出願人が先に提供した特許願昭和54年第100722号
に係る微少面積のメツキ方法及びその装置があ
る。

これは、被メツキ材の微少面積部分をマスクで
囲繞することによりメツキの形状・模様を決め、
且つ該部分に対するシールを行なうマスキング過
程、メツキ部分に影響しない外気導入手段及び流
体排除手段を対外連通路として保持するようにマ
スキング部内を密閉する過程、前記密閉空間内に
て微少面積部分に対向してノズルを配置する過
程、前記ノズル及び被メツキ材に夫々極性の相反
する電力を供給し、密閉空間内の流体を吸引排除
しつつ前記ノズルよりメツキ液を微少面積部分に
噴射供給することによつて、微少面積部分のメツ
キを行ない且つ同時に並行して余分のメツキ液を
密閉空間内雰囲気並びに前記外気導入手段よりの
空気とともに流体排除手段を通じて吸引排除する
過程を具備して成る微少面積のメツキ方法を骨子
とした発明である。（詳細は特公昭57年第40918号
公報参照） これによつて、例えばリードフレーム１のイン
ナーリード４等極めて狭域の被メツキ部に対し、
直径0.25〜1.0mm、メツキ厚さ１〜数μ、メツキ
層断面がメサ（mesa）形でハレーシヨンの無い
極微小部分メツキが高効率で可能となつた。

然し乍ら、冒頭に述べたように、被メツキ面が
リードフレーム１のダイパツド３及びアウターリ
ード４（第１図参照）のように被メツキ面が数mm²
もあり、これを上記微小部分メツキ手段で処理を
すると次のような問題が生じた。

即ち、第３図に図示の如く、被メツキ面２１
（カソード側）とノズル２２（アノード側）に於
いて、ノズル２２と被メツキ面２１の中心距離
l₁、被メツキ面２１の周端部とノズル２２との距
離l₂に於いて、l₁＜l₂となり、中央部と周辺部で
はメツキ電流密度が著しく不均一となつて、中央
部が厚く周辺が薄い低品位のメツキ層２３が生じ
る。

この処置として、今、ノズル２２をカソードで
ある被メツキ面２１の大きさに対応して太径とす
ると（第４図参照）、今度は中心距離L₁より周辺
距離L₂の方が短くなり、周辺部の方が厚いメツ
キ層２３′が形成されてしまう。

勿論、ノズル２２径を稍細くし且つこれと被メ
ツキ面２１との距離を所定値迄離して、メツキ液
の流速（メツキ液柱の中心流速v₁より周辺流速v₂
の方が低い）を利用し、これで極間距離による影
響を補償して、図中点線で図示の如くメツキ厚さ
をカスケード的に均一化することも理論的には可
能である。

然し乍ら、上記の場合、メツキ層が均一化する
迄の処理時間は、当然の事乍ら前記微小部分メツ
キ手段より長くなるから、処理効率は著しく低下
して製品コストへの影響が大きい。

本発明は、叙上の問題点に鑑み成されたもの
で、被メツキ面をマスキングし、且つ被メツキ面
と外套函によつて密閉空間を形成し、該密閉空間
内は常時負圧を保持せしめ、又、外套函内に配設
したノズル等のメツキ液噴射部で所定断面積の帯
状メツキ液流を形成した後、これを被メツキ面に
対して噴射し、更に被メツキ面とメツキ液噴射部
に於ける極間距離を全て等距離にすることで、リ
ードフレームのダイパツドの如く比較的広い範囲
の被メツキ面に、均一厚さの高品位メツキ層を瞬
時にして形成せしめ、その処理効率と品質安定を
大巾に向上し、低廉な量産コストでメツキ処理し
得るようにした部分メツキ方法の提供を主目的と
するものである。

又、本発明の他の目的とする処は、被メツキ面
をマスキングするマスクと、被メツキ面と相俟つ
て密閉空間を形成する外套函と、外套函内を負圧
にする吸引機構とを具備し、且つ外套管内に配設
したメツキ液噴射部には、被メツキ面との間のメ
ツキ液流路断面積と均似した開口面積を有するス
リツトを形成し、これで似つて薄巾帯状のメツキ
液流を形成し、被メツキ面に対して噴射せしめる
と共に、被メツキ面とメツキ液噴射部間に異極性
電圧を印加し、余剰分及び使用済のメツキ液を強
制的に外部へ排除することにより、ハレーシヨン
を防止し、又、マスク近傍のメツキ液を常時新鮮
なものとしてメツキ能力の劣化防止を図り、極め
て短時間のうち高品位のメツキを効率良く多量に
連続処理可能とした部分メツキ装置の提供にあ
る。

以下に本発明の実施例を第５図以下に基づき説
明する。

本実施例は、リードフレームのダイパツド全面
に貴金属を均一にメツキ処理する事例であつて、
ダイパツド即ち被メツキ面３０に密接するマスク
３１は、上記にダイパツドと合同形の開口部３２
を穿設してメツキ部位を決定するもので、その内
面側にはテーパー面３３を形成してあるが、これ
は半球面状としても良い。

又、マスク３１と着脱自在な外套函３４は、マ
スク３１及び被メツキ面３０と相俟つて密閉空間
３５を形成可能としてあり、且つ外套函３４の底
部に設けた排除口３６を図示しない吸気機構に連
結し、この吸気機構の作動により上記密閉空間内
を所望の負圧状態にできるようにしてある。

更に、外套函３４の内部には、メツキ液供給部
（図示せず）と連通したノズル３７を前記被メツ
キ面３０と対峙する状態で立設してあり、ここか
ら噴射されるメツキ液の流路の途中に前記被メツ
キ面３０を位置せしめる。

ノズル３７は、メツキ液に対して充分耐蝕性を
有す素材例えばステンレス鋼やセラミツク等によ
り成形してあり、内部にメツキ液通路３８を形成
してあるが、その頂部には高導電性の素材で成形
したアノード電極３９を固着し、アノード電極３
９と被メツキ面３０の距離を極接近状態で設定す
る。

このアノード電極３９には、上記メツキ液通路
３８と連通し、且つ前記被メツキ面３０（ダイパ
ツド）のＸ軸若しくはＹ軸の長さ寸法ｌと等し
く、又、所定の幅員を有する細幅のスリツト４０
を形成してあり、（第６図参照）そのスリツト４
０の開口面と被メツキ面３０とは平行としてあつ
て、両者間の間隙は全て等距離である。

但し、スリツト４０は上記実施例に特定される
ものでは無く、その幅と長さの関係は以下に説明
する態様であれば良い。

即ち、ノズル３７から噴出したメツキ液は、被
メツキ面３０とアノード電極３９の間で形成され
る空間を満たし、その後速やかに排出されなけれ
ばならないが、メツキ液排除口３６が小さすぎる
とメツキ液の背圧が高くなり、又、上記排除口３
６が大きすぎても上記空間が満たされず高い電流
密度が得られない。

従つて、スリツト４０の開口部面積（スリツト
幅×スリツト長さ）は、長さを被メツキ面のＸ軸
又はＹ軸の寸法としてあり、幅寸法は任意である
が、後述のように極端に狭くすることはできな
い。

又、該開口部面積は、被メツキ面とアノード電
極との間隙（前記の如く極めて接近した状態）の
断面積と等しいか、それに近い値とする必要があ
る。

このようにすることで、メツキ液の噴出速度
と、前記排除口３６から排出されるメツキ液の排
出速度とが略等しくなり、被メツキ面３０に対す
る流速の均一化が図れることから、メツキ析出厚
さを均一化することができる。

尚、スリツト４０の幅を極端に狭くすると、メ
ツキ液の粘性抵抗の為、メツキ液の流速が充分得
られなくなるから、このスリツト幅は当然制約が
あつて、適宜設計して決定する。

勿論、スリツト４０の長さと被メツキ面３０の
幅とを等しくするのが理想的であるが、上述した
如く実用的には、メツキ液の流速、極間距離、メ
ツキ液排除口３６の断面積及び被メツキ面３０の
幅等の諸条件から、最適なメツキ条件が得られる
ようスリツト４０の長さと巾を決定しなければな
らない。

叙上の構成に於いて、今外套函３４内の密閉空
間３５を所定の負圧状態下に設定した後、ノズル
３７へメツキ液を加圧供給すると、メツキ液通路
３８及びアノード電極３９のスリツト４０を経て
メツキ液がカソード電極である被メツキ面３０に
向けて噴射される。この時のメツキ液流はスリツ
ト４０により長さｌの薄巾な帯状に形成され、こ
のまゝ被メツキ面３０に衝突すると、その中央部
から図中左右に展開した流れとなつて被メツキ面
３０全面を瞬間的に浸潤した状態となり、該表面
全面に亘つて貴金属メツキ層が析出生成さる。

しかも、使用済及び余剰のメツキ液は、マスク
３１のテーパー面３３に沿つて下降するが、前記
したように密閉空間３５内が負圧であるため、こ
れら用済みのメツキ液は瞬時にして排除口３６か
ら外部に吸引排出される。

従つて、アノード電極３９とカソード電極（被
メツキ面３０）の間には、メツキ液流の乱流や滞
流現象が皆無となり、メツキ面に於ける固相と液
相の境界には、常時新鮮な液相が存在するため拡
散層が殆んど消失し、イオン濃度が均一となつ
て、メツキ液固有の電気的比抵抗のみの電解液帯
状柱が形成される。この結果、メツキ電流値が定
常的に得られ貴金属の析出速度を安定化させ高品
位のメツキが得られる。

又、マスク３１と被メツキ面３０の接触面に於
けるメツキ液の浸潤は、負圧によるメツキ液の強
制排除により著しく抑制されるためハレーシヨン
も防止可能となりメツキ境界域が明確なメツキ処
理を成し得る。

更に、メツキ液噴射部であるスリツト４０は、
その開口部全部が被メツキ面３０と等距離であ
り、且つ常時新鮮なメツキ液の帯状流により被メ
ツキ面３０を瞬時に覆う事ができるから、全メツ
キ流域に亘りそのメツキ電流密度が均一となり、
比較的広域な被メツキ面３０であつても微小部分
メツキと同等の速さで処理できる。

次に、第２実施例について、第７図を参照し乍
ら説明する。（尚、前記実施例と同一のものは同
符号を記す。） 本実施例は、ノズルからのメツキ液流が拡開す
るのを規制し、整流化するものであつて、アノー
ド電極３９にはその全幅に亘つてスリツト４０が
形成され、且つそのスリツト４０の両側端にそれ
と直角位置で一対の柱状ガイド壁４１を配設して
ある。このガイド壁４１は所定高さ迄アノード電
極３９の上に臨ませメツキ液の流路を規制するも
のである。

このように構成することによつて、スリツト４
０から噴射された帯状のメツキ液流束（Fl）は、
ガイド壁４１によつて規制される結果、そのスリ
ツト４０の長さｌより左右に拡開することなく上
昇し、そのまゝターゲツトであるダイパツド（被
メツキ面３０）に衝突して展開した後、ガイド壁
４１の無い両側部を経て排除口３６から強制排除
され、前記と同様のメツキ反応が行なわれる。

このようにメツキ液流が拡開するのを防ぐこと
により噴射されたメツキ液流速の低下を抑えるこ
とが出来るので、メツキ処理効率を高レベルで保
持できる。

拠つて、必要最小限のメツキ液により高精度の
メツキ処理が成されるから、効率と採算性の点で
特に優れる。

上記２実施例は、ノズル３７とアノード電極３
９を別体に形成したものを、合体使用した例であ
るが、他の実施例としては次のようなものがあ
る。

即ち、ノズル自体を高導電性素材で形成すると
共にその頂部開口端を、上記実施例と同じスリツ
ト状に形成し、又、ノズル自体をアノード電極に
する構成である。

勿論スリツトが開口している端面は、被メツキ
面と平行で、どの箇所もカソード電極（被メツキ
面）と等距離を保持させる。

上記構成でも、その機能は前記実施例と全く同
一であるが、素材や加工上の点でノズルの製造コ
ストが嵩むと云う点は避け難い。

次に他の実施例について第８図に基づき説明す
る。

被メツキ面３０に対応した開口部３２が穿設さ
れたマスク３３は、外套函（本図では図示せず）
に着脱自在に装着し前記実施例と同様の密閉空間
を形成すると共に、その内部の負圧状態を保持す
るようにしてある。

他方、ノズル本体５１はメツキ液流路孔５２を
穿設し、又、その流通孔５２の両側に一対のガイ
ド５３を立設してあり、このガイド５３の間に、
前記したのと同じスリツト５４が穿設されたノズ
ル先端部５５を、嵌挿してある。該ノズル先端部
５５は、前記マスク３３の開口部３２を介して被
メツキ面３０と対峙する状態で配置されるが、ス
リツト５４の上部にメツキ液が通過可能な網状の
アノード電極５６を固着してあり、このアノード
電極５６と被メツキ面３０に所定極性の直流電圧
を印加するものである。勿論アノード電極５６の
形態は任意であつて、格子状等メツキ液が通過可
能な多孔性形状であれば他の形状としても良い。

上記構成の装置も前記実施例と同じ作用効果が
得られるので、その説明は省略する。

以上述べたように本発明によれば、比較的広域
の被メツキ面に対して、被メツキ面とマスク及び
外套函によつて密閉囲繞空間を形成し、且つこの
内部を負圧とし、該負圧空間内に配置したノズル
からメツキ液を被メツキ面に向けて噴射する部分
メツキ手段に於いて、該メツキ液流束を所定断面
積の帯状流に形成し、又、この帯状メツキ流形成
用スリツト口をアノードとし、且つこれと、カソ
ードである被メツキ面との距離をスリツトの開口
部全域に亘り等しくしてあるから次のような特徴
を有する。

即ち、リードフレームのダイパツドの如く比較
的広域の被メツキ面でも、瞬時の内にその全面を
メツキ処理し得るので極めてメツキ処理効率が良
い。

又、被メツキ面の真に必要な部分全域に亘りメ
ツキされ且つハレーシヨンも防止されるから、均
一な厚さのメツキ層が得られ、高品位のメツキ処
理が可能となり、その歩留りの向上と相俟つて処
理価格を廉価にすることができる。

更に、従来はマスクにマスキング用の開口部を
形成し、これのみによつてメツキ域を決定してい
たため、その加工精度と、メンテナンス等を著し
く高度管理しなければならなかつたが、本発明で
はノズル又はアノード電極に単純なスリツトを形
成するだけで済むため、加工性や保守管理も極め
て簡単となり、設備コストのより低廉化が期し得
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は被メツキ材の一例であるリードフレー
ムの平面図、第２図は従来の部分メツキ手段を示
す要部断面説明図、第３図は他の公知技術である
部分メツキ手段によつて形成されるメツキ状態の
説明図、第４図は同上部分メツキ手段の他例によ
つて形成されるメツキ状態の説明図、第５図以下
は本発明の実施例に係るもので、第５図は同上部
分メツキ装置の縦断面図、第６図は同上装置のア
ノード電極の平面図、第７図は第２実施例に係る
部分メツキ装置の要部斜視図、第８図は他の実施
例に係る部分メツキ装置の要部分解斜視図であ
る。 ３０…被メツキ面、３１…マスク、３２…マス
クの開口部、３４…外套函、３５…密閉空間、３
６…排除口、３７…ノズル、３８…メツキ液通
路、３９…アノード電極、４０…スリツト、４１
…ガイド壁、５１…ノズル本体、５２…メツキ液
流路孔、５３…ガイド、５４…スリツト、５５…
ノズル先端部、５６…アノード電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被メツキ面に当接してメツキ部位を決定する
   マスキング手段と、上記被メツキ面及び外套函に
   より密閉空間を形成する手段と、該密閉空間内を
   所定の負圧状態に維持する手段と、この負圧密閉
   空間内で上記被メツキ面にメツキ液を噴射する手
   段と、被メツキ面とメツキ液噴射部を接近配置し
   両者間に異極性電圧を印加する手段とを有し、該
   メツキ液噴射部で、長さが被メツキ面のＸ軸又は
   Ｙ軸と同等で且つ断面積がアノード電極と被メツ
   キ面間の断面積に近似した帯状メツキ液流束を形
   成するようにした部分メツキ方法。 ２ 被メツキ面に当接してメツキ部位を決定する
   マスクと、このマスクに連設し、被メツキ面と共
   に所定の密閉空間を形成する外套函と、外套函に
   設けた排除口を介し上記密閉空間を負圧状態と成
   しメツキ液及び密閉空間内気体を外部に吸引排除
   する吸引機構と、外套函内にあつて被メツキ面に
   対向しメツキ液を噴射するノズルを具備し、且つ
   ノズルと被メツキ面を各々所定の異極性電極と
   し、このノズルに、長さが被メツキ面のＸ軸又は
   Ｙ軸と同等で且つ開口面積がノズルと被メツキ面
   間の断面積に近似したスリツトを形成してメツキ
   液噴射口とし、このスリツト形成面と被メツキ面
   を平行状態で接近配置して成る部分メツキ装置。 ３ 上記ノズルと被メツキ面との間に、メツキ液
   流束の拡開防止用ガイドを配設したことを特徴と
   する特許請求の範囲第２項記載の部分メツキ装
   置。 ４ 被メツキ面に当接してメツキ部位を決定する
   マスクと、このマスクに連設し被メツキ面と共に
   所定の密閉空間を形成する外套函と、外套函に設
   けた排除口を介し上記密閉空間を負圧状態に成し
   メツキ液及び密閉空間内気体を外部に吸引排除す
   る吸引機構と、外套函内で被メツキ面にメツキ液
   を噴射するノズルと、該ノズルの頂部に着脱自在
   なアノード電極とを具備し、該アノード電極には
   長さが被メツキ面のＸ軸又はＹ軸と同等で且つ開
   口面積がアノード電極と被メツキ面間の断面積に
   近似したスリツトを形成し、該アノード電極を被
   メツキ面に接近平行配置すると共に該被メツキ面
   をカソード電極にして成る部分メツキ装置。 ５ 上記アノード電極と被メツキ面との間に、メ
   ツキ液流束の拡開防止用ガイドを配設したことを
   特徴とする特許請求の範囲第４項記載の部分メツ
   キ装置。 ６ 被メツキ面に当接してメツキ部位を決定する
   マスクと、このマスクに連設し被メツキ面と共に
   所定の密閉空間を形成する外套函と、外套函に設
   けた排除口を介し上記密閉空間を負圧状態と成し
   メツキ液及び密閉空間内気体を外部に吸引排除す
   る吸引機構と、外套函内で被メツキ面にメツキ面
   にメツキ液を噴射するノズルとを設け、更に該ノ
   ズルと被メツキ面の中間に、メツキ液が通過可能
   な多数の透孔が穿設されたアノード電極を配置す
   る一方ノズルには長さが被メツキ面のＸ軸又はＹ
   軸と同等で且つ開口面積がアノード電極と被メツ
   キ面間の断面積に近似したスリツトを形成し、且
   つ被メツキ面をカソード電極にして成る部分メツ
   キ装置。 ７ 上記アノード電極を金属性網で形成したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第６項記載の部分メ
   ツキ装置。