TW201726983A - 引線框架材及其製造方法 - Google Patents

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Makoto Hashimoto
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Furukawa Electric Co Ltd
Furukawa Precision Engineering Co Ltd
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Abstract

提供一種適宜製作近年來謀求之可改善高溫、高濕環境中之樹脂密接性之引線框架的引線框架材及其製造方法。一種引線框架材及其製造方法，該引線框架材於導電性基體(1)上具有粗化層，該粗化層由複數層粗化層構成，上述粗化層於導電性基體之垂直方向具有由至少1層構成之垂直粗化層(2)，並且進一步於該垂直粗化層之上層具有至少1層以上之附加粗化層(3)，於上述垂直粗化層及附加粗化層各自所具有之凹凸之中，上述垂直粗化層之相鄰凸部之頂點的間隔與上述附加粗化層之相鄰凸部之頂點的間隔不同。

Description

引線框架材及其製造方法
本發明係關於一種用於將半導體元件與實施過鍍覆處理之引線框架相互電連接並利用塑模(mold)樹脂密封該等而成之樹脂密封型半導體裝置的引線框架材及其製造方法。
該種樹脂密封型半導體裝置係利用塑模樹脂密封藉由金屬線等而相互電連接之半導體元件與引線框架而成者。於此種樹脂密封型半導體裝置中，主流為引線框架被實施Sn-Pb、Sn-Bi等外裝鍍覆。
其中，近年來為了組裝步驟之簡化及降低成本，開始採用預先於引線框架表面實施鍍覆(例如Ni/Pd/Au)之引線框架(Pre Plated Frame，以下簡稱為PPF)，該鍍覆係如於利用焊料等安裝於印刷基板時，提高與焊料之潤濕性之規格的鍍覆(例如，參照專利文獻1)。
又，另一方面，提出有如下技術，即，為了提高樹脂密封型半導體裝置中之引線框架與塑模樹脂之密接性，將引線框架之鍍覆表面粗化(例如，參照專利文獻2、專利文獻3)。
該等將鍍覆表面粗化之技術係藉由將引線框架之鍍覆表面粗化，而期望(1)引線框架之與塑模樹脂之接著面積變大之效果、(2)塑模樹脂易於進入經粗化之鍍膜之凹凸之效果(即定錨(anchor)效果)等。
根據以上所述，引線框架對塑模樹脂之密接性提高，能夠防 止引線框架與塑模樹脂之間之剝離，樹脂密封型半導體裝置之可靠性提高。
[專利文獻1]日本特開平4-115558號
[專利文獻2]日本特開平6-29439號
[專利文獻3]日本特開平10-27873號
基於該等形狀之粗化鍍覆確實較先前更能提高樹脂密接性。然而，可知於近年來所要求之高可靠性之水準，例如溫度85℃、濕度85%之環境下經過168小時後，樹脂與引線框架之間產生間隙之情形隨處可見。認為其原因在於：習知以來不常用之QFN(Quad Flat Non-Leaded Package)型或SOP(Small Outline Package)型等封裝變得被大量使用，對於密接性之要求程度更高。如此，可知尚有改善之餘地。
本發明之課題在於提供一種適宜製作近年來謀求之可改善高溫、高濕環境中之樹脂密接性之引線框架的引線框架材及其製造方法。
本發明人等對上述先前之問題進行努力研究開發，結果著眼於形成於導電性基體上之粗化層之形狀，對可最大限度發揮引線框架材與樹脂之定錨效果之形狀進行努力研究。結果發現，不僅具有垂直粗化層(於基體之垂直方向形成至少1層以上之粗化層)，進一步於其上層亦具有至少1層以上附加粗化層(粗化後之形狀)，於上述垂直粗化層及附加粗化層各自所具有之凹凸中，上述垂直粗化層之相鄰凸部(凹凸之峰)之頂點的間 隔與上述附加粗化層之相鄰凸部(凹凸之峰)之頂點的間隔不同，藉此而使樹脂密接性較先前明顯提高，可確保高溫高濕試驗中之樹脂密接性。本發明係基於該知識見解而完成者。
即，本發明提供以下之手段：
(1)一種引線框架材，於導電性基體上具有粗化層，其特徵在於：該粗化層由複數層粗化層構成，上述粗化層於導電性基體之垂直方向具有由至少1層構成之垂直粗化層，並且進一步於該垂直粗化層之上層具有至少1層以上之附加粗化層，於上述垂直粗化層及附加粗化層各自所具有之凹凸中，上述垂直粗化層之相鄰凸部之頂點的間隔與上述附加粗化層之相鄰凸部之頂點的間隔不同。
(2)如(1)之引線框架材，其中，最表層剖面之線段長度(最表層剖面線段長度，包含附加粗化層在內之引線框架材之最表層之剖面之線段長度)(A)與導電性基體剖面之線段長度(導電性基體剖面線段長度)(B)之比(A/B)的值為1.2以上且4以下。
(3)如(1)或(2)之引線框架材，其特徵在於：上述導電性基體為銅或銅合金、鐵或鐵合金、鋁或鋁合金。
(4)如(1)至(3)中任一項之引線框架材，其特徵在於：上述複數層粗化層由2層構成，具有於導電性基體之垂直方向被粗化之第一垂直粗化層與該垂直粗化層之上層之第二附加粗化層，並且該垂直粗化層與附加粗化層各自之成分不同。
(5)如(4)之引線框架材，其特徵在於：上述附加粗化層之凸部之頂點的間隔較第一垂直粗化層之凸部之頂點的間隔窄。
(6)如(1)至(5)中任一項之引線框架材，其特徵在於：上述垂直粗化層之成分由銅或銅合金構成。
(7)如(1)至(6)中任一項之引線框架材，其特徵在於：上述附加粗化層之成分由鎳、鎳合金、鈷、鈷合金中之任一者構成。
(8)如(1)至(7)中任一項之引線框架材，其特徵在於：上述導電性基體具有於垂直方向被粗化之垂直粗化層，並且具有附加粗化層作為該垂直粗化層之上層，進一步於附加粗化層之上層，在引線框架材之整面或局部地具有單層或複數層由鈀、鈀合金、銠、銠合金、釕、釕合金、鉑、鉑合金、銥、銥合金、金、金合金、銀、銀合金中之任一者構成的表層。
(9)一種引線框架材之製造方法，其係(1)至(8)中任一項之引線框架材之製造方法，其特徵在於：上述垂直粗化層及附加粗化層中之任一者或兩者藉由電鍍而形成。
(10)一種半導體封裝，其使用有上述(1)至(8)中任一項之引線框架材。
本發明人等發現，於具有形成於導電性基體上之粗化層之引線框架材中，該所形成之粗化層由複數層粗化層構成，上述粗化層具有形成於導電性基體之垂直方向之由至少1層以上構成之垂直粗化層，並且進一步該垂直粗化層之上層亦具有至少1層以上之被粗化之附加粗化層，於上述垂直粗化層及附加粗化層各自所具有之凹凸中，上述垂直粗化層之相鄰凸部之頂點的間隔與上述附加粗化層之相鄰凸部之頂點的間隔不同，藉此樹脂不僅滲入基體之垂直方向，亦滲入水平方向，不僅藉由如先前之粗 化處理使表面積增大，而且藉由基於附加粗化層之楔入作用，與樹脂之機械性接合強度顯著增大。結果獲得先前以來無法耐受之樹脂之高溫高濕密接性，例如即便於85℃、85%之環境下經過168小時之高溫高濕環境下，亦可大幅度抑制引線框架材與樹脂之間之間隙之產生，獲得優異之樹脂密接性。
1‧‧‧導電性基體
2‧‧‧垂直粗化層
3‧‧‧附加粗化層
4‧‧‧表層
4'‧‧‧第一表層
5‧‧‧第二表層
6‧‧‧垂直粗化層之間隔
7‧‧‧附加粗化層之間隔
8‧‧‧基體剖面長度
9‧‧‧最表層剖面長度
9a‧‧‧最表層剖面長度之總長
11‧‧‧導電性基體(銅、銅合金、鐵、鐵合金等)
12‧‧‧銅基底鍍覆層
13‧‧‧鎳粗化鍍覆層
14‧‧‧表層(沿鎳粗化鍍覆層生長)
圖1係本發明之一形態之概略剖面示意圖。
圖2係本發明之另一形態之概略剖面示意圖。
圖3係本發明之進一步另一形態之概略剖面示意圖。
圖4係本發明之一形態之概略剖面示意圖之放大圖。
圖5係本發明之圖4所示之上述一形態之概略剖面示意圖之放大圖。
圖6係先前之一形態之概略剖面示意圖。圖6中，11表示導電性基體，12表示銅基底鍍覆層，13表示鎳粗化鍍覆層，14表示表層。
(垂直粗化層)
根據本發明，首先具有相對於導電性基體(以下簡稱為基體)垂直之方向之粗化層、即垂直粗化層。該引線框架材所具有之粗化層由複數層垂直粗化層構成，較佳為具有一層垂直粗化層。該垂直粗化層表示形成於相對於基體之主表面垂直之方向之粗化層，意指大致形成於基體之主表面垂線方向者。較佳為自相對於基體為縱向之垂直剖面觀察時，該粗化層凸部之(峰之頂點之)生長方向形成於自基體主表面之垂線起20°以內。該垂直 粗化層為成為用於賦予樹脂密接性之基礎之粗化層，例如較佳為由銅、銅合金、鎳、鎳合金、鈷、鈷合金等構成。尤其就提高對於基體與上層之皮膜(下述之附加粗化層等)之密接性之觀點而言，更佳為由銅或銅合金構成之垂直粗化層。作為銅合金、鎳合金、鈷合金，可列舉銅-錫合金作為銅合金，鎳-鋅合金作為鎳合金，鈷-錫合金作為鈷合金等。
(垂直粗化層之膜厚)
再者，垂直粗化層之厚度並無特別限制，但存在膜厚越大基於粗化之凹凸越大之傾向。因此，為了增大粗化形狀，垂直粗化層之被覆厚度較佳為0.2μm以上，更佳為0.5μm以上，再更佳為0.8μm以上。另一方面，若被覆厚度超過3μm，則有搬送時之粗化層之脫落、所謂「落粉」變多之擔憂。因此，垂直粗化層之被覆厚度較佳為3μm以下，更佳為2μm以下，再更佳為1.5μm以下。又，若考慮製造步驟之繁雜性等，則垂直粗化層之層數較佳為2層以內。再者，該等被覆厚度表示非局部判斷而至少藉由螢光X射線法(例如SII公司製造SFT9400(商品名)等膜厚測定裝置)以準直器徑0.2mm以上測定任意3點而得之平均膜厚。
(附加粗化層)
又，根據本發明，於垂直粗化層之上層具有由一層以上構成之附加粗化層，較佳為具有一層附加粗化層。藉由該附加粗化層之存在，可賦予僅利用先前之凹凸粗化(例如，參照圖6)則無法達成之水準之樹脂密接性。該附加粗化層係於垂直粗化層之上層，較佳為以峰與峰之間隔較垂直粗化層變窄(變小)之方式粗化而成之部分。附加粗化層係為了對於樹脂賦予楔入作用而形成。附加粗化層較佳為儘可能形成以偏離基體之90°垂線±20° 以上之角度所形成之部分。即，較佳為附加粗化層相對於基體之90°垂線更大程度地傾斜。藉此，不僅一層之定錨效果增大，對於因高溫環境下或高濕環境所致之樹脂之膨脹收縮亦不僅可二維追隨，亦可三維追隨，故而樹脂密接性較以往得以改善。附加粗化層較佳為由與垂直粗化層之密接性良好之材料構成，例如可列舉銅、銅合金、鎳、鎳合金、鈷、鈷合金、銀、銀合金等。其中，就亦可賦予作為防止基體成分之擴散之障壁層之功能之方面而言，較佳為鎳、鎳合金、鈷、鈷合金中之任一者。再者，附加粗化層較佳為由與垂直粗化層不同之成分構成。作為銅合金、鎳合金、鈷合金、銀合金，可列舉銅-錫合金作為銅合金，鎳-鋅合金作為鎳合金，鈷-錫合金作為鈷合金，銀-錫合金作為銀合金等。
(附加粗化層之膜厚)
附加粗化層之厚度並無特別限制，但存在膜厚越大基於粗化之凹凸越大之傾向。另一方面，若過厚，則有填埋垂直粗化層之凹凸之擔憂。因此，為垂直粗化層被覆厚度之1/10以上，較佳為1/5以上較佳。另一方面，作為附加粗化層之上限被覆厚度，較佳為最大為與垂直粗化層之被覆厚度同等厚度以下，進一步更佳為垂直粗化層厚之2/3以下。
(垂直粗化層與附加粗化層之形狀(厚度))
又，因本發明中所獲得之粗化層之形狀利用了基於附加粗化層之楔入作用，故而利用根據表面之粗度測定則無法表現其程度。因此，可測定自剖面觀察時之所有皮膜層(上述之各粗化層)形成後之最表層之剖面的線段長度(最表層之剖面之線段長度之總長)，將其相對於導電性基體剖面之線段長度之比率的值用作長度指標。於將導電性基體剖面之線段長度(B) 設為1時，最表層剖面之線段長度(最表層剖面線段長度)(A)之比率(A/B)之值較佳為1.2倍以上，更佳為2倍以上。藉此，比表面積增大，而與樹脂之密接性增大。另一方面，於將導電性基體剖面之線段長度(B)設為1時，若最表層剖面之線段長度(A)之比(A/B)之值超過4倍左右，則有易於落粉之擔憂，因此較佳為4倍以下，更佳為3.5倍以下。
於本發明中，可利用垂直粗化層與附加粗化層改善與密封材之樹脂密接性。
(各粗化層之形狀)
再者，於本發明中因形成垂直粗化層與附加粗化層，故而僅根據最表層之測定則無法掌握各自之凹凸，而藉由自剖面進行觀察，能夠觀察各粗化層之相鄰凸部之頂點間隔(各粗化層之凹凸)。關於此事，例如可藉由Focused Ion Beam：FIB加工任意之粗化層剖面後，藉由Scanning Ion Mycroscope：SIM圖像並根據結晶粒徑之對比度進行確認，各粗化層之相鄰凸部之頂點的間隔可根據標度進行判斷。於各粗化層中，將垂直粗化層及附加粗化層各自相鄰之各凸部之頂點彼此之平均間隔稱為「垂直粗化層之間隔(凸部之間隔)」及「附加粗化層之間隔(凸部之間隔)」時，垂直粗化層之間隔與附加粗化層之間隔不同。較佳為垂直粗化層之間隔大於附加粗化層之間隔。藉此，因樹脂容易進入垂直粗化層之間，故而可進一步提高樹脂密接性。作為該間隔之比率，較佳為附加粗化層之間隔為垂直粗化層之間隔之1/2以下，更佳為1/4以下。另一方面，若超過1/20，則附加粗化層變得過細而密接力持續降低，故而較佳為1/20以上，更佳為1/15以上。再者，於垂直粗化層有複數層時，將成為其最大間隔之垂直粗 化層設為其對象，又，於附加粗化層有複數層時，將形成於其最表面之附加粗化層設為其對象。又，作為該各粗化層之間隔比，係指算出自剖面觀察之任意5處相鄰之凸與凸之間隔之平均值而得者。
於垂直粗化層中，藉由改變電流密度或被覆厚度，可使粗化層之結晶粒徑變化而控制附加粗化層之凸凸間隔。藉由分別對不同成分之粗化層進行粗化鍍覆，可控制凸凸之間隔比之變化。具體而言，各粗化層之厚度與平均間隔可按照如下方式分開設定：電流密度越高間隔越窄，電流密度越低間隔越寬。
(導電性基體)
又，作為所使用之金屬基體(導電性基體)成分，較佳為銅或銅合金、鐵或鐵合金、鋁或鋁合金等，其中，較佳為導電率良好之銅或銅合金。
例如作為銅合金之一例，可使用作為CDA(Copper Development Association)揭示合金之「C14410(Cu-0.15Sn、古河電氣工業(股)製造、商品名：EFTEC(註冊商標)-3)」、「C19400(Cu-Fe系合金材料、Cu-2.3Fe-0.03P-0.15Zn)」、「C18045(Cu-0.3Cr-0.25Sn-0.5Zn、古河電氣工業(股)製造、商品名：EFTEC-64T)」等。再者，各元素前之數字之單位為質量%。因該等銅合金基體之導電率或強度分別不同，故而根據適當要求特性選定並使用，但較佳設為導電率為50%IACS以上之銅合金之條材。
又，作為鐵或鐵合金，例如使用42合金(Fe-42mass%Ni)或不鏽鋼等。該等鐵合金基體之導電率並不那麼高，但可應用於對導電率並無那麼高的要求，而以電信號之傳輸為目的之引線框架。
又，作為鋁或鋁合金，例如使用A5052等。
基體之厚度並無特別限制，通常為0.05mm~2mm，較佳為0.1mm~1mm。
(粗化鍍覆之上層、表層)
又，根據本發明，為了對附加粗化層之更上層(表層)賦予引線框架之焊料潤濕性或線結合(wire bonding)性、晶粒結著(die bonding)性等特性，亦可於引線框架材料之整面或局部地形成單層或複數層由鈀、鈀合金、銠、銠合金、釕、釕合金、鉑、鉑合金、銥、銥合金、金、金合金、銀、銀合金中之任一者構成之皮膜。其中，作為具有代表性之層構成，可列舉自粗化層側至表面依序為Pd/Au被覆、Pd/Ag/Au被覆、Pd/Rh/Au被覆、Ru/Pd/Au被覆等。該等被覆之厚度並無特別限制，但若過厚則存在填埋粗化層凹凸而無法發揮功能之可能性，或存在因以貴金屬為主而導致成本增加之可能性。於本文中，「以貴金屬為主」係指於構成成分之中50質量%以上為貴金屬。就該等而言，總被覆厚度較佳為1μm以下。作為鈀合金、銠合金、釕合金、鉑合金、銥合金、金合金、銀合金，可列舉鈀-銀合金作為鈀合金，銠-鈀合金作為銠合金，釕-銥合金作為釕合金，鉑-金合金作為鉑合金，銥-釕合金作為銥合金，金-銀合金作為金合金，銀-錫合金作為銀合金等。
(粗化層之被覆部)
再者，本發明中之粗化層之形成部位只要形成有被樹脂塑模之部分之至少一部分即可。例如較佳為引線框架被樹脂塑模之部分之至少1/5以上，更佳為形成為1/2以上之面積，藉此發揮密接性提高效果。最佳為於被樹脂塑模之整面加以實施。作為該局部設置之粗化層之形狀，能夠採用 條狀、點狀、環狀等各種形態。進一步，於如僅單面進行樹脂塑模之製品中，例如亦能夠僅於單面形成上述粗化層。
又，根據本發明，藉由電流密度或攪拌可相對容易地控制粗化鍍覆且簡便，因此於形成垂直粗化層及附加粗化層中之任一者或兩者時，較佳為利用電鍍法形成。進一步，就生產性之觀點而言，更佳為藉由濕式鍍覆形成兩者。
以下，基於圖式詳細地說明本發明。
圖1係本發明之一形態之概略剖面示意圖。於導電性基體1之上層形成有垂直粗化層2，於其更上層形成有附加粗化層3。附加粗化層3之上部利用樹脂塑模覆蓋(未圖示)。如本態樣，於如僅單面進行樹脂塑模之製品(半導體封裝)中，例如亦能夠僅於單面形成上述粗化層，當然亦可於雙面形成。
圖2係本發明之另一形態之概略剖面示意圖。於導電性基體1之上層形成有垂直粗化層2，於其更上層形成有附加粗化層3，進一步，為了對其表層賦予引線框架之焊料潤濕性或線結合性、晶粒結著性等特性，而於整面以單層之形式形成有由鈀、鈀合金、銠、銠合金、釕、釕合金、鉑、鉑合金、銥、銥合金、金、金合金、銀、銀合金中之任一者構成之皮膜層(表層)4。皮膜層4之上部利用樹脂塑模覆蓋(未圖示)。該皮膜層4係用以賦予引線框架之焊料潤濕性或線結合性、晶粒結著性等特性而形成之層，例如亦可局部地形成於被樹脂塑模之部分。其形狀亦可形成為條狀、點狀、環狀等。
圖3係本發明之進一步另一形態之概略剖面示意圖。於導電 性基體1之上層形成有垂直粗化層2，於其更上層形成有附加粗化層3，進一步，為了對其表層賦予引線框架之焊料潤濕性或線結合性、晶粒結著性等特性，以2層之形式形成有由鈀、鈀合金、銠、銠合金、釕、釕合金、鉑、鉑合金、銥、銥合金、金、金合金、銀、銀合金中之任一者構成之皮膜層4'(第一表層)及皮膜層5(第二表層)。皮膜層5之上部利用樹脂塑模覆蓋(未圖示)。此時，皮膜層4'及5由不同金屬種類形成。例如皮膜層4'較佳為Pd、Rh、Ru、Ir等，皮膜層5較佳為Au、Ag、Pt等。於圖3中，皮膜層4'及5整面地形成，但為了削減貴金屬使用量，皮膜層4'及5亦可僅形成於需要線結合或焊接等作用之部分，由此藉由省貴金屬化而採用對環境友善且低成本之形態。
圖4係本發明之一形態之概略剖面示意圖之放大圖，於導電性基體1之上層形成有垂直粗化層2，於其更上層形成有附加粗化層3，且該圖4係表示該垂直粗化層之間隔6與附加粗化層之間隔7之示意圖。如此，垂直粗化層2與附加粗化層3之間隔(分別為6及7)不同。又，較佳為附加粗化層之間隔7較垂直粗化層之間隔6小(窄)。其原因在於：被塑模之樹脂進入相對較大之垂直粗化層2之間隙中，藉由本發明而形成之附加粗化層3對該樹脂採取楔入作用，藉此較先前更強力地與樹脂密接，結果，對於高溫高濕等嚴酯之試驗亦可保持樹脂密接性。
圖5係本發明之圖4所示之上述一形態之概略剖面示意圖之放大圖，於導電性基體1之上層形成有垂直粗化層2，於其更上層形成有附加粗化層3，且該圖5係表示該導電性基體剖面線段長度8(B)與最表層之剖面線段長度9(A)之示意圖。此處，所謂最表層之剖面線段長度9係 指圖示之鋸齒狀之長度之總長(圖5所示之將鋸齒拉伸後之長度9a)。本發明中，於該最表層之剖面線段長度之總長9a(A)除以導電性基體剖面線段長度8(B)所得之值中，其比率(A/B)之值(最表層剖面線段長度之總長9a(A)除以導電性基體剖面長度8(B)所得之比之值)較佳為1.2以上，更佳為2以上，藉此比表面積增大而與樹脂之密接性增大。另一方面，若上述線段長度之比(A/B)之值超過4左右，則有易於落粉之擔憂，因此該線段長度之比(A/B)之值較佳為4以下，更佳為3.5倍以下。
[實施例]
以下基於實施例進一步詳細地說明本發明，但本發明並不限定於該等。
預先準備切斷為試片尺寸40mm×40mm之板厚0.2mm之表1所示之各種導電性基體，經過下述所示之陰極電解脫脂、酸洗步驟之預處理後，於發明例中形成垂直粗化層及附加粗化層。作為比較例，形成垂直粗化層後，形成普通Ni層作為附加粗化層。進一步，作為先前例，準備僅形成粗化Ni層作為粗化層者。又，作為各試樣之更上層，於附加粗化層之上層形成0.02μm之鍍Pd後，進一步於其上層形成0.01μm之鍍Au作為最表層。發明例1~15係圖3所示之形態。比較例1係於圖6所示之形態中未設置Cu基底鍍覆層12之形態。先前例1係圖6所示之形態。各粗化層之厚度與平均間隔可按照如下方式分開設定：電流密度越高間隔越窄，電流密度越低間隔越寬。
於垂直粗化層，藉由改變電流密度或被覆厚度，使垂直粗化層之結晶 粒徑變化而控制附加粗化層之凸凸間隔。藉由分別對不同成分之層進行粗化鍍覆，凸凸之間隔發生變化，藉此控制間隔(比率)。可分別為粗化厚度根據處理時間設定，平均間隔根據電流密度設定。又，測定最表層剖面線段長度(最表層剖面線段長度之總長)(A)與導電性基體剖面線段長度(B)，求出其比率(最表層剖面線段長度之總長9a(A)除以導電性基體剖面線段長度8(B)所得之值)(A/B)之值。將其於表中示為「表層剖面線段長度比」。
(預處理條件)
[陰極電解脫脂]
脫脂液：NaOH 60g/升
脫脂條件：2.5A/dm2、溫度60℃、脫脂時間60秒
[酸洗]
酸洗液：10%硫酸
酸洗條件：30秒、浸漬、室溫
(粗化鍍覆條件)
[粗化鍍Cu(形成垂直粗化層)]
鍍覆液：硫酸銅：銅濃度為5~10g/升、硫酸：30~120g/升、鉬酸銨：Mo金屬為0.1~5.0g/升
鍍覆條件：浴溫20~60℃、電流密度10~60A/dm2
[粗化鍍Ni(形成附加粗化層)]
鍍覆液：世界金屬(World Metal)股份有限公司製造WDB-321(商品名)
鍍覆條件：電流密度8A/dm2、溫度70℃
(普通中間鍍覆條件)
[鍍Ni](普通鍍Ni)
鍍覆液：Ni(SO3NH2)2。4H2O 500g/升、NiCl2 30g/升、H3BO3 30g/升
鍍覆條件：電流密度10A/dm2、溫度50℃
[鍍Co(形成附加粗化層)]
鍍覆液：Co(SO3NH2)2‧4H2O 500g/升、CoCl2 30g/升、H3BO3 30g/升
鍍覆條件：電流密度10A/dm2、溫度50℃
(鍍Pd條件)
[鍍Pd(形成第一表層)]
鍍覆液：Pd(NH3)2Cl2 45g/升、NH4OH 90毫升/升、(NH4)2SO4 50g
/升、Para Sigma光澤劑(商品名、松田產業股份有限公司製造)10毫升/升
鍍覆條件：電流密度5A/dm2、溫度60℃
(鍍Au條件)
[鍍Au(形成第二表層)]
鍍覆液：KAu(CN)2 14.6g/升、C6H8O7 150g/升、K2C6H4O7 180g/升
鍍覆條件：溫度40℃
對於分別製作之發明例、比較例、先前例之試片，藉由上瀧 精機公司製造之轉注成形(transfer mold)試驗裝置(製品名：Model FTS)將樹脂塑模形成為接觸面積為4mm2之布丁狀試片。將該試片投入高溫高濕試驗(85℃、85%RH、168小時)，對該試片實施樹脂密接性評價等。將結果示於表1。
(樹脂密接性評價)
評價樹脂：G630L、住友電木公司製造(商品名)
評價條件：
裝置：4000Plus、Nordson‧Advanced‧Technology公司製造(商品名)、
荷重元：50kg
測定範圍：10kg
測試速度：100μm/s
測試高度：10μm
「A」(優)表示平均為10kgf/mm2以上之情形，「B」(良)表示平均為5kgf/mm2以上且未達10kgf/mm2之情形，「D」(不合格)表示平均為0kgf/mm2以上且未達5kgf/mm2之情形。
(落粉性評價)
藉由目測進行官能評價。「A」(優)表示未確認到落粉之情形，「B」(良)表示產生較少落粉之情形，「C」(合格)表示產生稍多落粉之情形，「D」(不合格)表示產生非常多落粉之情形。A~C為供實用之等級。
(平均間隔之評價)
作為各粗化層之間隔之比，於自垂直剖面利用掃描式電子顯微鏡(SEM)所觀察之圖像中確定任意之各層之凸部，測定自此處向右方向連 續10處之相鄰凸與凸之間隔(頂點間隔)，根據其平均值求出比。又，所謂間隔比(附加/垂直)係指算出附加粗化層之間隔相對於垂直粗化層之間隔之比率所得之值。再者，各凸凸間隔之測定如圖4所示，取藉由上述垂直剖面觀察所確認之凸部頂點與相鄰凸部頂點之間隔(垂直粗化層之間隔6、附加粗化層之間隔7)之平均值，將「平均間隔」示於表1。又，於條之TD方向大致10等分之各部位進行SEM觀察，根據所獲得之SEM圖像測定最表層之剖面之線段長度(最表層之剖面之線段長度之總長)(A)與導電性基體剖面之線段長度(B)，求出其比率(最表層之剖面之線段長度之總長9a(A)除以導電性基體剖面之線段長度8(B)所得之值)(A/B)之值。將其於表中示為「表層剖面線段長度比」。
1‧‧‧導電性基體
2‧‧‧垂直粗化層
3‧‧‧附加粗化層

Claims (10)

  1. 一種引線框架材，於導電性基體上具有粗化層，其特徵在於：該粗化層由複數層粗化層構成，該粗化層於導電性基體之垂直方向具有由至少1層構成之垂直粗化層，並且進一步於該垂直粗化層之上層具有至少1層以上之附加粗化層，於該垂直粗化層及附加粗化層各自所具有之凹凸之中，該垂直粗化層之相鄰凸部之頂點的間隔與該附加粗化層之相鄰凸部之頂點的間隔不同。
  2. 如申請專利範圍第1項之引線框架材，其中，最表層剖面之線段長度(A)與導電性基體剖面之線段長度(B)之比(A/B)的值為1.2以上且4以下。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之引線框架材，其中，該導電性基體為銅或銅合金、鐵或鐵合金、鋁或鋁合金。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之引線框架材，其中，該複數層粗化層由2層構成，具有於導電性基體之垂直方向被粗化之第一垂直粗化層與該垂直粗化層之上層之第二附加粗化層，並且該垂直粗化層與附加粗化層各自之成分不同。
  5. 如申請專利範圍第4項之引線框架材，其中，該第二附加粗化層之凸部之頂點的間隔較第一垂直粗化層之凸部之頂點的間隔窄。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之引線框架材，其中，該垂直粗化層之成分由銅或銅合金構成。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之引線框架材，其中，該附加粗化層之成分由鎳、鎳合金、鈷、鈷合金中之任一者構成。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之引線框架材，其中，該導電性基體具有於垂直方向被粗化之垂直粗化層，並且具有附加粗化層作為該垂直粗化層之上層，進一步於附加粗化層之上層，在引線框架材之整面或局部地具有單層或複數層由鈀、鈀合金、銠、銠合金、釕、釕合金、鉑、鉑合金、銥、銥合金、金、金合金、銀、銀合金中之任一者構成的表層。
  9. 一種引線框架材之製造方法，其係申請專利範圍第1至8項中任一項之引線框架材之製造方法，其中，該垂直粗化層及附加粗化層中之任一者或兩者藉由電鍍而形成。
  10. 一種半導體封裝，其使用有申請專利範圍第1至8項中任一項之引線框架材。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI784400B (zh) * 2020-01-30 2022-11-21 日商大口電材股份有限公司 引線框架
TWI788542B (zh) * 2018-03-23 2023-01-01 日商古河電氣工業股份有限公司 引線框架材料及其製造方法、以及使用此引線框架材料之半導體封裝體

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7014695B2 (ja) * 2018-10-18 2022-02-01 Ｊｘ金属株式会社 導電性材料、成型品及び電子部品
JP6805217B2 (ja) * 2018-10-18 2020-12-23 Ｊｘ金属株式会社 導電性材料、成型品及び電子部品
WO2023286697A1 (ja) * 2021-07-16 2023-01-19 古河電気工業株式会社 リードフレーム材およびその製造方法、ならびに半導体パッケージ
KR20240033205A (ko) * 2021-07-16 2024-03-12 후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤 리드 프레임재와 그 제조 방법 및 반도체 패키지

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2543619B2 (ja) 1990-09-05 1996-10-16 新光電気工業株式会社 半導体装置用リ―ドフレ―ム
JP3228789B2 (ja) 1992-07-11 2001-11-12 新光電気工業株式会社 樹脂用インサート部材の製造方法
JPH1027873A (ja) 1996-07-11 1998-01-27 Nippon Koujiyundo Kagaku Kk 半導体装置用リードフレーム
JPH1070224A (ja) * 1996-08-27 1998-03-10 Daido Steel Co Ltd Ｉｃリードフレーム材およびその製造方法
US6342308B1 (en) * 1999-09-29 2002-01-29 Yates Foil Usa, Inc. Copper foil bonding treatment with improved bond strength and resistance to undercutting
JP2004034524A (ja) * 2002-07-03 2004-02-05 Mec Kk 金属樹脂複合体およびその製造方法
KR20100103015A (ko) * 2009-03-12 2010-09-27 엘지이노텍 주식회사 리드 프레임 및 그 제조방법
JP5282675B2 (ja) * 2009-06-23 2013-09-04 日立電線株式会社 プリント配線板用銅箔およびその製造方法
KR20120089567A (ko) * 2009-06-24 2012-08-13 후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤 광반도체 장치용 리드 프레임, 광반도체 장치용 리드 프레임의 제조방법, 및 광반도체 장치
JP5448616B2 (ja) * 2009-07-14 2014-03-19 古河電気工業株式会社 抵抗層付銅箔、該銅箔の製造方法および積層基板
JP5387374B2 (ja) * 2009-12-04 2014-01-15 住友金属鉱山株式会社 リードフレームの製造方法
JP5555146B2 (ja) * 2010-12-01 2014-07-23 株式会社日立製作所 金属樹脂複合構造体及びその製造方法、並びにバスバ、モジュールケース及び樹脂製コネクタ部品
JP5684431B2 (ja) * 2012-10-05 2015-03-11 古河電気工業株式会社 銀反射膜、光反射部材、および光反射部材の製造方法
JP6511225B2 (ja) * 2013-04-26 2019-05-15 Ｊｘ金属株式会社 高周波回路用銅箔、高周波回路用銅張積層板、高周波回路用プリント配線板、高周波回路用キャリア付銅箔、電子機器、及びプリント配線板の製造方法
JP6445895B2 (ja) * 2014-03-04 2018-12-26 Ｄｏｗａメタルテック株式会社 Ｓｎめっき材およびその製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI788542B (zh) * 2018-03-23 2023-01-01 日商古河電氣工業股份有限公司 引線框架材料及其製造方法、以及使用此引線框架材料之半導體封裝體
TWI784400B (zh) * 2020-01-30 2022-11-21 日商大口電材股份有限公司 引線框架

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