TW202342826A

TW202342826A - 引線框架材料及其製造方法、以及使用了引線框架材料之半導體封裝體

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Publication number: TW202342826A
Application number: TW112107502A
Authority: TW
Inventors: 葛原颯己; 橋本真; 大內一博
Original assignee: 日商古河電氣工業股份有限公司; 日商古河精密金屬工業股份有限公司
Priority date: 2022-04-04
Filing date: 2023-03-02
Publication date: 2023-11-01
Also published as: CN118743018A; JPWO2023195267A1; JP7366480B1; WO2023195267A1

Abstract

本發明提供一種引線框架材料等，該引線框架材料能夠改善高溫及高濕環境中的樹脂密合性，且在加工時能夠防止落粉。本發明的引線框架材料具有導電性基板與表面覆膜，表面覆膜包含粗糙化層，針對表面覆膜的表面，沿著相對於導電性基板的軋延方向為正交的方向也就是軋延直角方向分別測定第一最大高度粗糙度Rzx與第一粗糙度曲線要素的平均長度RSmx，並且沿著與導電性基板的軋延方向為平行的方向也就是軋延平行方向分別測定第二最大高度粗糙度Rzy與第二粗糙度曲線要素的平均長度RSmy，然後將第一最大高度粗糙度Rzx相對於第一粗糙度曲線要素的平均長度RSmx的比Rzx/RSmx設為X，並將第二最大高度粗糙度Rzy相對於第二粗糙度曲線要素的平均長度RSmy的比Rzy/RSmy設為Y時，X/Y比在1.20以上且2.00以下的範圍。

Description

引線框架材料及其製造方法、以及使用了引線框架材料之半導體封裝體

本發明關於一種引線框架材料及其製造方法、以及使用了引線框架材料之半導體封裝體。

樹脂密封型半導體裝置，是將藉由導線等相互電性連接之半導體元件、與引線框架利用壓模樹脂加以密封而成者。在這種樹脂密封型半導體裝置中，為了對引線框架賦予接合性、耐熱性、密封性等的功能，以施行金(Au)、銀(Ag)、錫(Sn)等的外裝鍍覆為主流。

近年來，為了簡化組裝步驟及降低成本，開始採用一種引線框架(預電鍍框架，Pre-Plated Frame，以下簡稱為PPF)，其考慮了利用焊接等將引線框架安裝於印刷基板的情況，而施行有用以提高與焊料之潤濕性的做法之鍍覆(例如，鎳(下層)/鈀(中層)/金(上層)(Ni/Pd/Au))(例如，參照專利文獻1)。

除此之外，為了提高樹脂密封型半導體裝置中的引線框架與壓模樹脂之密合性，提出有將引線框架的鍍覆表面進行粗糙化的技術（例如，參照專利文獻2）。

這些將鍍覆表面進行粗糙化的技術，其藉由將引線框架的鍍覆表面進行粗糙化，而可期待下述效果：（1）引線框架中的與壓模樹脂之黏合面積變大的效果、（2）變得容易咬入壓模樹脂經粗糙化之鍍覆膜的凹凸之效果（也就是定錨效果）等。

該等效果可使引線框架對於壓模樹脂的密合性提升，而能防止引線框架與壓模樹脂之間的剝離，而有助於提升樹脂密封型半導體裝置的可靠性。

此外，專利文獻3中，提案有一種引線框架材料，其藉由控制鍍覆表面的面粗糙化時的粗糙化粒子的寬度，即便在近年來所被要求的更為嚴苛的使用環境、高可靠性的水準下，與壓模樹脂的密合性方面仍優異。 [先前技術文獻] (專利文獻)

專利文獻1：日本專利第2543619號公報專利文獻2：日本專利第3228789號公報專利文獻3：日本專利第6479265號公報

[發明所欲解決的問題] 藉由該等形狀產生的粗糙化鍍覆，已能夠確實地使樹脂密合性提升。然而，已知近年要求之小輪廓化，例如，在伴隨引線框架的彎曲加工這樣的半導體封裝體的組裝時，散見有成為不良的原因之案例，該不良的原因在於，形成於引線框架的部分的粗糙化層發生剝離(所謂被稱為落粉的現象)，而在封裝體內部殘留經脫離的粉，或者與壓模樹脂的密合性降低所致。此被認為是因為更小型的QFN（Quad Flat Non-Leaded Package，四方無引線構裝）型及SOP（Small Outline Package，小輪廓包）型等的封裝體變得廣泛使用，對於粗糙化層的彎曲加工性的要求等級也開始變高所致。特別是，相對於導電性基板的軋延方向(引線框架材料的長度方向) 為直角方向的彎曲加工中，脫離變得更為顯著。由這樣的狀況可知，仍有改善的空間。

另一方面，為了使彎曲加工性提升，若省略粗糙化鍍覆，在高可靠性的水準，例如在溫度85℃、濕度85%之中168小時後的條件下，壓模樹脂與引線框架的密合性會變得不充分。

本發明的目的在於，提供一種適當的引線框架材料及其製造方法、以及使用了引線框架材料之半導體封裝體，該引線框架材料能夠改善高溫及高濕環境中的樹脂密合性，且在加工時能夠防止落粉。

[解決問題的技術手段] 發明人針對上述以往的問題致力於研究開發，結果確認到藉由下述方式可抑制彎曲加工時的粗糙化層的脫離，其結果成功地獲得樹脂密合性高且彎曲加工性優異的引線框架材料，該方式是在軋延直角方向(x方向)與軋延平行方向(y方向)上控制表面覆膜的最大高度粗糙度Rz與粗糙度曲線要素的平均長度RSm的比，更具體而言，是針對表面覆膜的表面，沿著相對於導電性基板的軋延方向為正交的方向也就是軋延直角方向(x方向)分別測定第一最大高度粗糙度Rzx與第一粗糙度曲線要素的平均長度RSmx，並且沿著與導電性基板的軋延方向為平行的方向也就是軋延平行方向(y方向)分別測定第二最大高度粗糙度Rzy與第二粗糙度曲線要素的平均長度RSmy，然後將最大高度粗糙度Rzx相對於第一粗糙度曲線要素的平均長度RSmx的比Rzx/RSmx設為X，並將最大高度粗糙度Rzy相對於第二粗糙度曲線要素的平均長度RSmy的比Rzy/RSmy設為Y時，將X相對於Y的比X/Y設在1.20以上且2.00以下的範圍。本發明是基於該見解進而完成者。

亦即，本發明的主要構成如下。 (1) 一種引線框架材料，其具有導電性基板與形成於前述導電性基板的表面的至少一部分的表面覆膜，前述表面覆膜包含粗糙化層，針對前述表面覆膜的表面，沿著相對於前述導電性基板的軋延方向為正交的方向也就是軋延直角方向(x方向)分別測定第一最大高度粗糙度Rzx與第一粗糙度曲線要素的平均長度RSmx，並且沿著與前述導電性基板的軋延方向為平行的方向也就是軋延平行方向(y方向)分別測定第二最大高度粗糙度Rzy與第二粗糙度曲線要素的平均長度RSmy，然後將前述第一最大高度粗糙度Rzx相對於第一粗糙度曲線要素的平均長度RSmx的比Rzx/RSmx設為X，並將前述第二最大高度粗糙度Rzy相對於第二粗糙度曲線要素的平均長度RSmy的比Rzy/RSmy設為Y時，前述X相對於前述Y的比X/Y在1.20以上且2.00以下的範圍。

(2) 如上述(1)所述之引線框架材料，其中，前述X為0.10以上且0.50以下且前述Y為0.07以上且0.40以下。

(3) 如上述(1)或(2)所述之引線框架材料，其中，前述第一最大高度粗糙度Rzx及前述第二最大高度粗糙度Rzy皆在2.0μm以上且9.0μm以下的範圍。

(4) 如上述(1)～(3)中任一項所述之引線框架材料，其中，前述導電性基板由銅、鐵或鋁、或者由包含選自由前述銅、鐵及鋁所組成之群組中的至少一種元素之合金所構成。

(5) 如上述(1)～(4)中任一項所述之引線框架材料，其中，前述粗糙化層由銅或鎳、或者由包含選自由前述銅及鎳所組成之群組中的至少一種元素之合金所構成。

(6) 如上述(1)～(5)中任一項所述之引線框架材料，其中，前述粗糙化層為電鍍覆層。

(7) 如上述(1)～(6)中任一項所述之引線框架材料，其中，前述表面覆膜進一步具有形成於前述粗糙化層表面的至少一層的表面包覆層。

(8) 如上述(7)所述之引線框架材料，其中，前述表面包覆層具有與前述粗糙化層不同的組成，並且是由至少一層以上的金屬或合金所構成之層，而由銅、鎳、鈷、鈀、銠、釕、鉑、銥、金、銀、錫或銦、或者由包含選自由前述銅、鎳、鈷、鈀、銠、釕、鉑、銥、金、銀、錫及銦所組成之群組中的至少一種元素之合金所構成。

(9) 一種引線框架材料的製造方法，其為上述(1)～(8)中任一項所述之引線框架材料的製造方法，具有藉由電鍍覆形成前述粗糙化層之粗糙化步驟。

(10) 一種半導體封裝體，其具有引線框架，該引線框架使用上述(1)～(8)中任一項所述之引線框架材料而形成。

[發明的效果] 根據本發明，能夠提供一種適當的引線框架材料及其製造方法、以及使用了引線框架材料之半導體封裝體，該引線框架材料能夠改善高溫及高濕環境中的樹脂密合性，且在加工時能夠防止落粉。

以下，詳細地說明本發明的引線框架材料的較佳實施態樣。再者，本發明不限於以下的實施形態，並且能夠在不改變本發明的主旨的範圍內進行各種變化。

＜第一實施形態＞ [引線框架材料] 第1圖是顯示將依照本發明的第一實施形態的引線框架材料沿著軋延直角方向(引線框架材料的寬度方向：x方向)切斷時的切斷面(橫截面)的示意截面圖，第2圖是顯示將第一實施形態的引線框架材料沿著軋延平行方向(y方向)切斷時的切斷面(橫截面)的示意截面圖。第一實施形態的引線框架材料10，如第1圖所示，具有導電性基板11與形成於導電性基板11的表面的至少一部分的表面覆膜14。

導電性基板11的材料並無特別限定，能夠依據用途或所要求的特性，適當選擇由銅、鐵或鋁、或者由包含選自由銅、鐵及鋁所組成之群組中的至少一種元素之合金所構成的材料等。作為導電性基板11的材料的示例，除了純銅(無氧銅(OFC)：C1020或韌銅(TPC)：C1100等)，還可列舉Cooper Development Association (CDA)規格合金C18045(Cu、0.3質量%Cr、0.25質量%Sn、0.52質量%Zn)、C14415(Cu-2.3質量%Fe-0.03質量%P-0.15質量%Zn)、或為Fe-Ni合金之42合金等。

表面覆膜14包含粗糙化層12。粗糙化層12可藉由粗糙化粒子附著於導電性基板11的表面而形成。粗糙化層12較佳是由銅或鎳、或者由包含選自由前述銅及鎳所組成之群組中的至少一種元素之合金所構成。此外粗糙化層12例如能夠藉由電鍍覆、聚焦離子束(FIB，Focused Ion Beam)或機械研磨而形成。該等之中，特別較佳是粗糙化層12藉由電鍍覆而形成為電鍍覆層。

粗糙化層12的平均厚度較佳是0.5～10.0 μm，更佳是0.8～7.8μm。作為計算出粗糙化層12的平均厚度的方法的一例，例如，將引線框架材料的截面進行切片機加工，使用掃描式電子顯微鏡(SEM)以20000倍的倍率進行觀察。由粗糙化層的截面SEM影像之中隨機地選出10個粗糙化粒子，然後將自導電性基板11與粗糙化層12的邊界線起至粗糙化粒子的頂點為止的厚度的平均值設為粗糙化層12的平均厚度。當無法由一個截面SEM影像觀察到10個粗糙化粒子的頂點時，使用2～3枚拍攝之處不同的截面SEM影像，來求出粗糙化層12的平均厚度。

本實施形態的引線框架材料10，在針對表面覆膜14的表面，沿著相對於導電性基板11的軋延方向為正交的方向也就是軋延直角方向(第1圖所示的x方向)分別測定第一最大高度粗糙度Rzx與第一粗糙度曲線要素的平均長度RSmx，並且沿著與導電性基板11的軋延方向為平行的方向也就是軋延平行方向(第1圖所示的y方向)分別測定第二最大高度粗糙度Rzy與第二粗糙度曲線要素的平均長度RSmy，然後將第一最大高度粗糙度Rzx相對於第一粗糙度曲線要素的平均長度RSmx的比Rzx/RSmx設為X，並將第二最大高度粗糙度Rzy相對於第二粗糙度曲線要素的平均長度RSmy的比Rzy/RSmy設為Y時，X相對於Y的比X/Y在1.20以上且2.00以下的範圍。

在此處，導電性基板11的軋延方向也稱為軋延平行方向或軋製方向(Rolling Direction，RD)，意指藉由軋延輥所軋延出的導電性基板11的軋延( 延伸)方向。再者，導電性基板11的軋延方向，也會因設為材料之金屬的切割方向和切割尺寸等而異，但是通常相當於設為材料之金屬的長度方向。另一方面，所謂軋延直角方向也稱為導電性基板11的寬度方向或橫向(Transverse Direction，TD)，意指導電性基板11的軋延面內中的相對於軋延平行方向呈直角的方向。再者，本發明中所稱的軋延直角方向，是與相對於導電性基板11的軋延面呈垂直的方向，亦即是能與導電性基板11的厚度方向也就是軋延面垂直方向或法線方向(Normal Direction，ND)區分者。

目前為止提案有藉由調整粗糙化粒子的寬度與高度或長寬比(高度與寬度的比)來使與壓模樹脂的密合性提升的方法，但是發明人認為要抑制彎曲時的粗糙化層12的脫離，粗糙化粒子與粗糙化粒子之間隔和粗糙化粒子的高度是重要的，進而致力於研究。結果發現，粗糙化粒子彼此的配置間隔變得越窄並且粗糙化粒子的高度變得越高，在彎曲時粗糙化粒子彼此會變得越容易接觸，而粗糙化粒子會越有傾向自導電性基板11脫離的傾向。進一步，粗糙化粒子與粗糙化粒子之間隔和粗糙化粒子的高度會受到要形成粗糙化層12的導電性基板的表面狀態，也就是導電性基板的表面的凹凸的間隔和高度影響。本發明中，導電性基板的表面藉由軋延而在軋延平行方向上變得平滑，另一方面會在軋延直角方向上形成有細微的凹凸。其結果發現，在軋延平行方向容易將粗糙化粒子的間隔設置得較廣而使得粗糙化粒子變得不易脫離。

粗糙度曲線要素的平均長度RSm是由日本工業規格JIS B0601：2013所定義者，能夠使用形狀分析雷射顯微鏡等來測定。表面的粗糙度的要素的平均長度RSm是顯示一個凹凸週期的長度的參數，而成為總結粗糙化粒子的寬度與粗糙化粒子彼此的間隔而成之參數。表面的粗糙度要素的平均長度RSm為會因引線框架材料10的表面的測定方向而異的數值。在成為最大的第一粗糙度曲線要素的平均長度RSmx時的測定方向(x方向)，如第1圖所示，粗糙化層12的粗糙化粒子的橫截面積會變小，粗糙化粒子的寬度尺寸會變小。另一方面，在成為最小的第二粗糙度曲線要素的平均長度RSmy時的測定方向(y方向)，如第2圖所示，粗糙化層12的粗糙化粒子的縱截面積會變大，粗糙化粒子的寬度尺寸會變大。

輪廓曲線的最大高度粗糙度Rz是由日本工業規格JIS B0601：2013所定義者，能夠使用形狀分析雷射顯微鏡等來測定。最大高度粗糙度Rz也能夠表示輪廓曲線的頂點高度Zp的最大值與輪廓曲線的底部深度Zv的最大值之總和。

本實施形態的引線框架材料10，將在軋延直角方向及軋延平行方向上，取得分別測定出的最大高度粗糙度Rz與粗糙度曲線要素的平均長度RSm的比，藉此設為顯示有助於樹脂密合性與彎曲加工性兩者的參數。

針對表面覆膜14，將在軋延直角方向上測定出的第一最大高度粗糙度Rzx相對於第一粗糙度曲線要素的平均長度RSmx的比Rzx/RSmx設為X，並將在軋延平行方向上測定出的第二最大高度粗糙度Rzy相對於第二粗糙度曲線要素的平均長度RSmy的比Rzy/RSmy設為Y時，將X/Y比控制在1.20以上且2.00以下，藉此粗糙化粒子會在軋延平行方向上成為扁平的形狀且軋延直角方向的粗糙化粒子彼此的間隔會成為較寬的形狀，而可抑制在軋延直角方向進行彎曲加工時粗糙化層的脫離。另一方面，若X/Y比小於1.20，則粗糙化粒子彼此的間隔會變得過寬，而會有與壓模樹脂的密合性降低的疑慮，若X/Y比超過2.00，則粗糙化粒子彼此的間隔會變得狹窄，而在實行彎曲加工時，粗糙化粒子彼此會接觸而有發生脫離的疑慮。

第一粗糙度曲線要素的平均長度RSmx較佳是10.0～30.0 μm，更佳是12.0～20.0 μm。藉由將第一粗糙度曲線要素的平均長度RSmx設在上述數值範圍內，粗糙化粒子彼此的間隔會變寬，而能夠使粗糙化層12的彎曲加工性提升。

第二粗糙度曲線要素的平均長度RSmy較佳是15.0～35.0 μm，更佳是18.0～28.0 μm。藉由將第二粗糙度曲線要素的平均長度RSmy設在上述數值範圍內，粗糙化粒子在軋延平行方向上會成為扁平的形狀，除了能夠提升粗糙化層12的彎曲加工性，還能夠使樹脂密合性提升。

較佳是：在表面覆膜14的軋延直角方向上測定出的第一最大高度粗糙度Rzx及在軋延平行方向上測定出的第二最大高度粗糙度Rzy皆為2.0～9.0 μm。藉由將在軋延直角方向上測定出的第一最大高度粗糙度Rzx及在軋延平行方向上測定出的第二最大高度粗糙度Rzy皆設為2.0～9.0 μm，樹脂密合性為良好。藉由設為2.0 μm以上，可充分發揮錨定效果，樹脂密合性會提升。另一方面，藉由設為9.0 μm以下，粗糙化粒子的底部的強度會提升，在形成樹脂時粗糙化粒子不易破裂而有助於樹脂密合性的提升。

較佳是：上述X(Rzx/RSmx)為0.10～0.50且上述Y(Rzy/RSmy)為0.07～0.40。藉由X及Y設在上述數值範圍，粗糙化粒子的長寬比與粗糙化粒子彼此的間隔會變得良好，彎曲加工時特別是向內彎曲時，可抑制粗糙化粒子彼此的接觸，因而可抑制粗糙化層12的脫離。

＜第二實施形態＞第3圖是顯示本發明的第二實施形態的引線框架材料沿著軋延直角方向(引線框架材料的寬度方向)切斷時的切斷面(橫截面)的示意截面圖，第4圖是顯示將第二實施形態的引線框架材料沿著軋延平行方向(y方向)切斷時的切斷面(橫截面)的示意截面圖。

第二實施形態的引線框架材料，如第3圖所示，表面覆膜14除了粗糙化層12，還具有形成於粗糙化層12的表面的至少一層的表面包覆層13。藉由具有表面包覆層13，能夠使引線框架材料10的耐腐蝕性提升。表面包覆層13較佳是藉由電鍍覆而形成為電鍍覆層。

表面包覆層13較佳是：具有與粗糙化層12不同的組成，並且是由至少一層以上的金屬或合金所構成之層，而由銅、鎳、鈷、鈀、銠、釕、鉑、銥、金、銀、錫或銦、或者由包含選自由前述銅、鎳、鈷、鈀、銠、釕、鉑、銥、金、銀、錫及銦所組成之群組中的至少一種元素之合金所構成。

再者，即便是表面覆膜14具有粗糙化層12與表面包覆層13時，在成為第一粗糙度曲線要素的平均長度RSmx時的測定方向(x方向)，如第3圖所示，粗糙化層12的粗糙化粒子的橫截面積會變小，並且粗糙化粒子的軋延直角方向的寬度會變窄。另一方面，在成為第二粗糙度曲線要素的平均長度RSmy時的測定方向，如第4圖所示，粗糙化層12的粗糙化粒子的縱截面積會變大，並且粗糙化粒子的軋延平行方向的寬度會變得較寬。其結果，不論是否具有表面包覆層13，表面覆膜14的表面的粗糙度曲線要素的平均長度RSm會成為因引線框架材料10的表面的測定方向而異的數值。

＜引線框架材料的用途＞本發明的引線框架材料10，能夠藉由以壓模樹脂20將引線框架材料10的至少一部分密封來作成樹脂密封型半導體裝置。特別是，引線框架材料10能夠用於樹脂密封型半導體裝置也就是半導體封裝體，該樹脂密封型半導體裝置是在將半導體元件(半導體晶片)與引線框架藉由電線等互相電性地連接的狀態下藉由壓模樹脂20密封而形成者。基於所構裝的半導體元件，引線框架材料適合用於電晶體、電容及LED等。

＜引線框架材料的製造方法＞繼而，在以下說明本發明的引線框架材料10的製造方法。再者，本發明不限於以下的製造方法，並且在不變更本發明的主旨的範圍內能夠進行各種的變化。

藉由軋延加工來準備導電性基板用板材111，然後對該導電性基板用板材111依序實施陰極電解脫脂步驟、酸洗步驟及粗糙化步驟。也可以依據需要，在粗糙化步驟之後實施表面包覆步驟。

作為陰極電解脫脂步驟，藉由下述方式實行：將濃度60 g/L的氫氧化鈉水溶液作為脫脂液，倒入電解槽並加熱，然後將導電性基板用板材111浸漬於被加熱至60℃的脫脂液並連接於電解槽的陽極，耗費60秒以2.5 A/dm ²的電流密度來進行通電。

作為酸洗步驟，藉由下述方式實行：將實行陰極電解脫脂步驟後的導電性基板用板材111耗費30秒地浸漬於室溫的10質量%的硫酸中。

作為粗糙化步驟，藉由電鍍覆來形成包含至少一層的粗糙化層12之表面覆膜14。電鍍覆能夠使用第5圖所示的電鍍覆裝置100來實施。

電鍍覆裝置100主要由下述零件構成：鍍覆電解槽101；循環泵102，其用以使電鍍覆液循環；排出管103及流入管104，其用以形成連接鍍覆電解槽101及循環泵102之間的流道。

在鍍覆電解槽101中倒入電鍍覆液(a)。作為電鍍覆液(a)，能夠使用包含銅或鎳之水溶液。藉由金屬絲等的懸吊構件105將導電性基板用板材111懸吊至鍍覆電解槽101的內部。使用循環泵102調整電鍍覆液(a)的流動F，使電鍍覆液(a)朝向導電性基板用板材111的軋延平行方向以相對速度1～10 m/分鐘的條件流動。在此處，當進行粗糙化Cu鍍覆時，例如能夠以10 A/dm ²～60 A/dm ²的電流密度進行通電，當進行粗糙化Ni鍍覆時，例如能夠以4 A/dm ²～10 A/dm ²的電流密度進行通電，藉此藉由電鍍覆將粗糙化層12形成於導電性基板用板材111的表面。

針對電鍍覆液(a)的流動F，若相對速度小於1 m/分鐘，會均勻化地形成粗糙化層，因此軋延平行方向與軋延直角方向的粗糙化粒子與粗糙化粒子的間隔和粗糙化粒子的高度的差異會變小，X/Y比會變得小於1.20，另一方面，若相對速度超過10 m/分鐘，異向性會變得過強，因此X/Y比會變得大於2.00。

針對電流密度，當進行粗糙化Cu鍍覆時，會有下述傾向：若電流密度小於10 A/dm ²，軋延平行方向與軋延直角方向的RSm會一起變得過大，另一方面，當電流密度超過60 A/dm ²，軋延平行方向與軋延直角方向的RSm會一起變得過小。此外，當進行粗糙化Ni鍍覆時，會有下述傾向：若電流密度小於4 A/dm ²，軋延平行方向與軋延直角方向的RSm會一起變得過大，另一方面，當電流密度超過10 A/dm ²，軋延平行方向與軋延直角方向的RSm會一起變得過小。

藉由重複實施複數次的粗糙化步驟，能夠形成2層以上的粗糙化層12。再者，當重複實施複數次的粗糙化步驟時，電鍍覆液(a)的種類可連續地利用相同種類，也可以利用不同種類。

粗糙化步驟之後，進一步實施表面包覆步驟來形成表面包覆層13時，使用電鍍覆液(b)來實施電鍍覆，該電鍍覆液(b)具有與粗糙化步驟中使用的電鍍覆液(a)不同的組成。作為電鍍覆液(b)，能夠使用包含銅、鎳、鈷、鈀、銠、釕、鉑、銥、金、銀、錫、銦之水溶液。將電鍍覆液(b)倒入鍍覆電解槽101中然後進行通電，藉此可藉由電鍍覆形成表面包覆層13。

再者，表面包覆步驟能夠使用與粗糙化步驟相同的電鍍覆裝置100。但是，表面包覆步驟與粗糙化步驟不同，不需要調整電鍍覆液(b)的流動，因此也能夠使用不具循環泵102等之電鍍覆裝置。

藉由重複實施複數次表面包覆步驟，能夠形成2層以上的表面包覆層13。再者，當重複實施複數次的粗糙化步驟時，電鍍覆液(b)的種類可連續地利用相同種類，也可以利用不同種類。

如同上述，藉由如電鍍覆法這樣的濕式鍍覆法來形成粗糙化層12及表面包覆層13，從生產性的觀點來看較佳，但是也可以利用乾式鍍覆法或其他製造方法來製造，而無特別限定。

在將表面覆膜14形成於導電性基板用板材111上後，加工為希望的尺寸等，即能夠製造引線框架材料10。 [實施例]

繼而，為了進一步使本發明的效果明確，針對實施例進行說明，但是本發明不限於該等實施例。

＜實施例1～13及比較例1～6＞將表1所示的組成之導電性基板預先裁切為試驗片尺寸40mm×40mm，然後實施陰極電解脫脂步驟、酸洗步驟的前處理。

在此處，陰極電解脫脂步驟是藉由下述方式實行：將濃度60 g/L的氫氧化鈉水溶液作為脫脂液，倒入電解槽並加熱，然後將導電性基板浸漬於被加熱至60℃的脫脂液並連接於電解槽的陽極，耗費60秒以2.5 A/dm ²的電流密度來進行通電。此外，酸洗步驟藉由下述方式實行：將導電性基板耗費30秒地浸漬於室溫的10質量%的硫酸中。

在陰極電解脫脂步驟及酸洗步驟之後，作為粗糙化步驟，利用下述詳述的鍍覆條件來形成表1所示的粗糙化層。針對實施例9～13，在形成粗糙化層後，藉由進一步實行表面包覆步驟，利用下述詳述的鍍覆條件來形成表1所示的表面包覆層。比較例1為未形成有粗糙化層及表面包覆層之情況的示例，比較例2為未形成粗糙化層地形成有表面包覆膜層的情況的示例，比較例3為形成有粗糙化層而未形成表面包覆膜層的情況的示例，該粗糙化層是在粗糙化步驟中朝向導電性基板的軋延直角方向的相對速度為3 m/分鐘的條件形成者，比較例4為形成有粗糙化層而未形成表面包覆膜層的情況的示例，該粗糙化層是在朝向導電性基板用板材的軋延平行方向的相對速度為0.5 m/分鐘的條件形成者，比較例5、6為形成有粗糙化層且形成有表面包覆膜層之情況的示例，該粗糙化層是以相對速度分別大於15.0 m/分鐘及12.0m/分鐘地操作而形成者。

[粗糙化步驟的鍍覆條件] 藉由以下的鍍覆條件，藉由電鍍覆形成粗糙化層。

[粗糙化Cu鍍覆(表1所記載的粗糙化層的種類為Cu的情況)] 調製下述水溶液作為電鍍覆液(a)，該水溶液包含：作為銅(Cu)金屬的濃度為10 g/L～50 g/L的範圍的金屬濃度的硫酸銅、60 g/L～180 g/L的硫酸、作為鉬(Mo)金屬的濃度為0.1 g/L～5.0 g/L的金屬濃度的鉬酸銨。繼而，在內徑80 mm的筒狀的鍍覆電解槽中倒入1 L的電鍍覆液(a)，然後使用泵調整液體的流動，以相對速度1～10 m/分鐘的條件使電鍍覆液(a)朝向導電性基板的軋延平行方向流動。在此處，以20～60℃的溫度(浴溫)且10 A/dm ²～60 A/dm ²的電流密度進行通電，藉此藉由電鍍覆來形成粗糙化層。

[粗糙化Ni鍍覆(表1所記載的粗糙化層的種類為Ni的情況)] 調製下述水溶液作為電鍍覆液(a)，該水溶液包含：作為鎳(Ni)金屬的濃度為10 g/L～50 g/L的範圍的金屬濃度的硫酸鎳、10 g/L～30 g/L的硼酸、30 g/L～100 g/L的氯化鈉、10 mL/L～30 mL/L的25質量%氨水。繼而，在內徑80 mm的筒狀的鍍覆電解槽中使用泵調整液體的流動，以相對速度1～10 m/分鐘的條件使電鍍覆液(a)朝向導電性基板的軋延平行方向流動。在此處，以50～70℃的溫度(浴溫)且4 A/dm ²～10 A/dm ²的電流密度進行通電，藉此藉由電鍍覆來形成粗糙化層。

[表面包覆步驟的鍍覆條件] 針對實施例9～13，利用以下的鍍覆條件，藉由電鍍覆形成至少1層的表面包覆層。再者，表1所示的表面包覆層的種類的欄位中，記載有複數種金屬者為自記載於左側的金屬起依序地實施電鍍覆者。

[Ni鍍覆(表1所記載的表面包覆層的種類為Ni的情況)] 調製下述水溶液作為電鍍覆液(b)，該水溶液包含：作為鎳(Ni)金屬的濃度為500 g/L的金屬濃度的磺醯胺酸鎳、30 g/L的氯化鎳、30 g/L硼酸。在內徑80 mm的筒狀的鍍覆電解槽中倒入1 L的電鍍覆液，然後以50℃的溫度(浴溫)且10 A/dm ²的電流密度進行通電，藉此藉由電鍍覆來形成表面包覆層。

[Pd鍍覆(表1所記載的表面包覆層的種類為Pd的情況)] 調製下述水溶液作為電鍍覆液(b)，該水溶液包含：作為鈀(Pd)金屬的濃度為45 g/L的金屬濃度的二氯四胺合鈀([Pd(NH ₃) ₄Cl ₂])、90 mL/L的25質量%的氨水、50 g/L的硫酸銨、10 g/L的Parasigma LN光澤劑(松田產業股份有限公司製造)。在內徑80 mm的筒狀的鍍覆電解槽中倒入1 L的電鍍覆液(b)，然後以60℃的溫度(浴溫)且5 A/dm ²的電流密度進行通電，藉此藉由電鍍覆來形成表面包覆層。

[Au鍍覆(表1所記載的表面包覆層的種類為Au的情況)] 調製下述水溶液作為電鍍覆液(b)，該水溶液包含：作為金(Au)金屬的濃度為14.6 g/L的金屬濃度的氰化金鉀、150 g/L的檸檬酸、180 g/L的檸檬酸鉀。在內徑80 mm的筒狀的鍍覆電解槽中倒入1 L的電鍍覆液(b)，然後以40℃的溫度(浴溫)且1 A/dm ²的電流密度進行通電，藉此藉由電鍍覆來形成表面包覆層。

[AuCo鍍覆(表1所記載的表面包覆層的種類為AuCo的情況)] 調製下述水溶液作為電鍍覆液(b)，該水溶液包含：作為金(Au)金屬的濃度為10 g/L的金屬濃度的氰化金鉀、作為鈷(Co)金屬的濃度為0.1 g/L的範圍的金屬濃度的碳酸鈷、100 g/L的檸檬酸、20 g/L的磷酸氫二鉀。在內徑80 mm的筒狀的鍍覆電解槽中倒入1 L的電鍍覆液(b)，然後以40℃的溫度(浴溫)且1 A/dm ²的電流密度進行通電，藉此藉由電鍍覆來形成表面包覆層。

[Ag鍍覆(表1所記載的表面包覆層的種類為Ag的情況)] 調製下述水溶液作為電鍍覆液(b)，該水溶液包含：作為銀(Ag)金屬的濃度為93 g/L的金屬濃度的氰化銀、132 g/L的氰化鉀。在內徑80 mm的筒狀的鍍覆電解槽中倒入1 L的電鍍覆液(b)，然後以20℃的溫度(浴溫)且1 A/dm ²的電流密度進行通電，藉此藉由電鍍覆來形成表面包覆層。

[Sn鍍覆(表1所記載的表面包覆層的種類為Sn的情況)] 調製下述水溶液作為電鍍覆液(b)，該水溶液包含：作為錫(Sn)金屬的濃度為80 g/L的金屬濃度的硫酸錫、50 mL/L的硫酸、5 mL/L的UTB513Y。在內徑80 mm的筒狀的鍍覆電解槽中倒入1 L的電鍍覆液(b)，然後以20℃的溫度(浴溫)且5 A/dm ²的電流密度進行通電，藉此藉由電鍍覆來形成表面包覆層。

[表1]

＜最大高度粗糙度(Rz)與粗糙度曲線要素的平均長度(RSm)的測定＞使用形狀分析雷射顯微鏡(KEYENCE公司製造，VK-X1000)，針對所獲得的引線框架材料的表面覆膜，藉由測定倍率50倍、測定次數n=5(次)的測定條件，測定由軋延直角方向及軋延平行方向的日本工業規格JIS B0681-2:2018(ISO 25178)所規定的軋延直角方向的第一最大高度粗糙度Rzx與第一粗糙度曲線要素的平均長度RSmx、及軋延平行方向的第二最大高度粗糙度Rzy與第二粗糙度曲線要素的平均長度RSmy。

由所測出的第一最大高度粗糙度Rzx與第一粗糙度曲線要素的平均長度RSmx的數值算出比X(Rzx/RSmx)。此外，由所測出的第二最大高度粗糙度Rzy與第二粗糙度曲線要素的平均長度RSmy的數值算出比Y(Rzy/RSmy)。進一步，由所計算出的X及Y算出X/Y比。在表2中顯示所求出的各數值。

＜粗糙化層的平均厚度的測定＞將引線框架材料的截面進行切片機加工，使用掃描式電子顯微鏡(SEM)以20000倍的倍率進行觀察，測定粗糙化層的平均厚度(μm)。由粗糙化層的截面SEM影像之中隨機地選出10個粗糙化粒子，然後將自導電性基板與粗糙化層的邊界線起至粗糙化粒子的頂點為止的厚度的平均值設為粗糙化層的平均厚度。當無法由一個截面SEM影像觀察到10個粗糙化粒子的頂點時，使用2～3枚拍攝之處不同的截面SEM影像，來求出粗糙化層的平均厚度。在表2中顯示所測出的數值。

＜表面包覆層的厚度的測定＞表面包覆層的厚度藉由依據日本工業規格JIS H8501:1999的螢光X射線式試驗方法進行測定。具體而言，使用螢光X射線膜厚計(SII奈米技術公司製造，SFT9400)，設定為準直計徑0.5 mm，測定各層的任意10處，算出該等測定值的平均值，藉此獲得表面包覆層的厚度(μm)。在表2中顯示所測出的數值。

[表2]

＜膠帶剝離試驗＞將引線框架材料切割為50 mm見方，然後實施日本工業規格JIS H 8504所規定的膠帶剝離試驗，將試驗前後的重量減少分量作為脫離量(mg/dm ²)進行測定。針對脫離量，當小於5 mg/dm ²的情況為落粉少，並且粗糙化層相對於導電性基板的密合性優異而評價為「◎(優)」。此外，當脫離量為5 mg/dm ²以上且小於15 mg/dm ²的情況雖然認為有些許落粉，但是粗糙化層相對於導電性基板的密合性仍良好而評價為「○(良)」。另一方面，將脫離量為15 mg/dm ²以上的情況視為落粉多，粗糙化層相對於導電性基板的密合性差而評價為「×(不良)」。

＜彎曲試驗＞將引線框架材料切割為30 mm×10 mm，對軋延直角方向實施彎曲加工。彎曲加工的條件是以彎曲寬度10 mm、彎曲角度90度、(彎曲加工治具的)彎曲半徑R為0.00 mm、0.05 mm、0.10 mm或0.20 mm且試作次數3次，分別實施向外彎曲與向內彎曲。再者，以形成有表面覆膜之面為外側的方式彎曲90度的情況設為向外彎曲，並以形成有表面覆膜之面為內側的方式彎曲90度的情況設為向內彎曲。以目視確認加工後的彎曲部的粗糙化層的脫離狀態，將向外彎曲與向內彎曲皆未產生脫離的最小彎曲半徑R為0.00 mm、0.05 mm者視為彎曲加工性優異而評價為「◎(優)」，將雖然向外彎曲與向內彎曲中任一者未產生脫離的最小彎曲半徑R大於0.05 mm但是仍為0.10 mm者視為彎曲加工性良好而評價為「○(良)」。另一方面，未產生脫離的最小彎曲半徑R為0.20 mm者從在彎曲加工時容易發生粗糙化層的脫離的這點來看，並不理想而評價為「×(不良)」。

＜樹脂密合性試驗＞針對引線框架材料，使用轉移模具試驗裝置(KOHTAKI Corporation製造，Model FTS)，將半導體密封用的環氧樹脂(Sumikon G630L，住友電木股份有限公司製造)射出成形於表面覆膜，並且如第6圖所示，使具有直徑2.6 mm的接觸面之圓錐台狀的壓模樹脂片20密合於引線框架材料的試驗片11a的表面覆膜。針對已密合於試驗片11a的表面覆膜的壓模樹脂片20，實行保持於85℃、85%RH中168小時的高溫高濕試驗後，實行測定剪切強度(剪力強度)的試驗，來評價引線框架材料的試驗片11a與壓模樹脂片20的密合性。在此處，剪切強度(剪力強度)的測定條件如下。

測定裝置：諾信高科技公司(Nordson Advanced Technology (Japan) K.K.)製造的4000Plus 荷重元(load cell)：50KG 測定範圍：10kg 測試速度：100μm/s 測試高度：10μm 評價試驗次數：4次

針對高溫高濕試驗後的剪切強度，將25MPa以上的情況視為與樹脂之密合性優異而評價為「◎(優)」。另一方面，針對高溫高濕試驗後的剪切強度，將20MPa以上且未滿25MPa的情況視為與樹脂之密合強度優良而評價為「○(良)」。此外，針對高溫高濕試驗後的剪切強度，將未滿20MPa的情況視為與樹脂之密合強度低，而評價為「×(不良)」。在表3中顯示剪切強度的測定結果與評價。

＜綜合評價＞由上述的膠帶剝離試驗、彎曲試驗及樹脂密合性試驗的結果實行綜合評價。綜合評價的評價基準如以下所示。

[綜合評價的評價基準] ◎(優)：膠帶剝離試驗、彎曲試驗及樹脂密合性試驗的評價結果皆為◎(優)的情況。 ○(良)：膠帶剝離試驗、彎曲試驗及樹脂密合性試驗的評價結果中至少一者為○(良)且不含×(不良)的情況。 ×(不良)：膠帶剝離試驗、彎曲試驗及樹脂密合性試驗的評價結果的至少一者為×(不良)的情況。

[表3]

基於表1～表3的結果，具有表面覆膜且X/Y比為1.20以上且2.00以下之實施例1～13的引線框架材料，在膠帶剝離試驗、彎曲試驗及剪切強度皆為「◎(優)」或「○(良)」，綜合評價也為「◎(優)」或「○(良)」。所以為一種引線框架材料，其能夠改善在高溫及高濕環境中的樹脂密合性且能夠在加工時防止落粉而合適。由此認為，實施例1～12適合作成半導體封裝體的材料。

另一方面，比較例1及比較例2不具粗糙化層，因此剪切強度為「×(不良)」，而並非作成引線框架材料時與樹脂的密合性優異者。此外，比較例3～6的X/Y比在本發明的範圍之外，因此彎曲試驗的結果在向外彎曲及向內彎曲皆為「×(不良)」，在加工時容易引發粗糙化層的脫離而加工性並不優異。

10:引線框架材料 11:導電性基板 12:粗糙化層 13:表面包覆膜 14:表面覆膜 20:壓模樹脂片 100:電鍍覆裝置 101:鍍覆電解槽 102:循環泵 103:流道(或排出管) 104:流道(或流入管) 105:懸吊構件 111:導電性基板用板材 x:軋延直角方向 y:軋延平行方向 F:流動

第1圖是顯示將第一實施形態的引線框架材料沿著軋延直角方向(x方向)切斷時的切斷面(橫截面)的示意截面圖。第2圖是顯示將第一實施形態的引線框架材料沿著軋延平行方向(y方向)切斷時的切斷面(縱截面)的示意截面圖。第3圖是顯示將第二實施形態的引線框架材料沿著軋延直角方向(x方向)切斷時的切斷面(橫截面)的示意截面圖。第4圖是顯示將第二實施形態的引線框架材料沿著軋延平行方向(y方向)切斷時的切斷面(縱截面)的示意截面圖。第5圖是顯示實行依照本發明的引線框架材料的製造方法的粗糙化步驟時所用的電鍍覆裝置的示意構成的圖。第6圖是顯示製成用以進行剪切強度的測定試驗的試驗片(使壓模樹脂片密合於引線框架材料的表面而成者)的透視圖。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

10:引線框架材料

11:導電性基板

12:粗糙化層

14:表面覆膜

x:軋延直角方向

Claims

一種引線框架材料，其具有導電性基板與形成於前述導電性基板的表面的至少一部分的表面覆膜，前述表面覆膜包含粗糙化層，針對前述表面覆膜的表面，沿著相對於前述導電性基板的軋延方向為正交的方向也就是軋延直角方向(x方向)分別測定第一最大高度粗糙度Rzx與第一粗糙度曲線要素的平均長度RSmx，並且沿著與前述導電性基板的軋延方向為平行的方向也就是軋延平行方向(y方向)分別測定第二最大高度粗糙度Rzy與第二粗糙度曲線要素的平均長度RSmy，然後將前述第一最大高度粗糙度Rzx相對於第一粗糙度曲線要素的平均長度RSmx的比Rzx/RSmx設為X，並將前述第二最大高度粗糙度Rzy相對於第二粗糙度曲線要素的平均長度RSmy的比Rzy/RSmy設為Y時，前述X相對於前述Y的比X/Y在1.20以上且2.00以下的範圍。
如請求項1所述之引線框架材料，其中，前述X為0.10以上且0.50以下且前述Y為0.07以上且0.40以下。
如請求項1所述之引線框架材料，其中，前述第一最大高度粗糙度Rzx及前述第二最大高度粗糙度Rzy皆在2.0μm以上且9.0μm以下的範圍。
如請求項1所述之引線框架材料，其中，前述導電性基板由銅、鐵或鋁、或者由包含選自由前述銅、鐵及鋁所組成之群組中的至少一種元素之合金所構成。
如請求項1所述之引線框架材料，其中，前述粗糙化層由銅或鎳、或者由包含選自由前述銅及鎳所組成之群組中的至少一種元素之合金所構成。
如請求項1所述之引線框架材料，其中，前述粗糙化層為電鍍覆層。
如請求項1所述之引線框架材料，其中，前述表面覆膜進一步具有形成於前述粗糙化層表面的至少一層的表面包覆層。
如請求項7所述之引線框架材料，其中，前述表面包覆層具有與前述粗糙化層不同的組成，並且是由至少一層以上的金屬或合金所構成之層，而由銅、鎳、鈷、鈀、銠、釕、鉑、銥、金、銀、錫或銦、或者由包含選自由前述銅、鎳、鈷、鈀、銠、釕、鉑、銥、金、銀、錫及銦所組成之群組中的至少一種元素之合金所構成。
一種引線框架材料的製造方法，其為請求項1～8中任一項所述之引線框架材料的製造方法，具有藉由電鍍覆形成前述粗糙化層之粗糙化步驟。
一種半導體封裝體，其具有引線框架，該引線框架使用請求項1～8中任一項所述之引線框架材料而形成。