TWI790062B - 具備Ni電鍍皮膜之鍍敷結構體及含有該鍍敷結構體之引線框 - Google Patents

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Abstract

一種鍍敷結構體，其包括：基板，其由Cu或Cu合金所構成；Ni電鍍皮膜，其形成於基板之上；Pd鍍敷皮膜，其形成於Ni電鍍皮膜之上；及Au鍍敷皮膜，其形成於Pd鍍敷皮膜之上；其中，上述Ni電鍍皮膜含有0.01 wt%以上且1.0 wt%以下之P，於P含量為0.01 wt%以上且未達0.05 wt%時，上述Ni電鍍皮膜之膜厚為0.1 μm以上且10 μm以下，於P含量為0.05 wt%以上且未達0.2 wt%時，上述Ni電鍍皮膜之膜厚為0.06 μm以上且10 μm以下，於P含量為0.2 wt%以上且1.0 wt%以下時，上述Ni電鍍皮膜之膜厚為0.01 μm以上且10 μm以下。本發明之課題在於提供一種具備焊料潤濕性優異之Ni鍍敷皮膜之鍍敷結構體。

Description

具備Ni電鍍皮膜之鍍敷結構體及含有該鍍敷結構體之引線框
本發明係關於一種Ni電鍍皮膜及具備該鍍敷皮膜之鍍敷結構體，尤其是關於一種IC及LSI等半導體封裝中打線接合等之接合部中之鍍敷結構體。
作為IC及LSI等半導體封裝中將半導體元件構裝於基板上之方法，已知有藉由稱作凸塊之突起狀端子來進行電性連接之名為覆晶之方法、及使用引線框來與外部配線進行電性連接（打線接合）之方法。關於覆晶構裝，例如，專利文獻1～4中公開了如下內容：於半導體元件之連接端子部形成Ni/Pd/Au之無電解鍍敷皮膜，並於其上形成焊料凸塊。
另一方面，關於打線接合，本申請人之前提供過一項發明（專利文獻5），其係關於一種由藉由電鍍形成之Ge-Ni/Pd/Au這三層所構成之鍍敷結構。又，藉由電鍍形成Ni/Pd-P/Au皮膜之技術亦為人所熟知（專利文獻6）。雖然上述鍍敷皮膜可藉由電鍍或無電解鍍敷而形成，但由於電鍍與無電解鍍敷各有優缺點，故而通常根據被鍍敷物而區分使用。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]：日本特開平11-345896號公報 [專利文獻2]：日本特開2006-179797號公報 [專利文獻3]：國際公開第2006/112215號 [專利文獻4]：日本特開2016-162770號公報 [專利文獻5]：日本特開2009-228021號公報 [專利文獻6]：日本特開2012-241260號公報
[發明所欲解決之課題]
作為引線框之表面處理法之一，有一種名為Pd-PPF（Pre Plated Frame）之方法（參照專利文獻6）。該方法係對Cu系引線框之整個面實施Ni/Pd/Au三層鍍敷者，藉此能夠提高焊料潤濕性，能夠獲得充分之接合性能。作為削減該Pd-PPF引線框之成本之嘗試，一直在推進Au及Pd等貴金屬皮膜之薄膜化。
貴金屬鍍敷皮膜之薄膜化必須無損焊料潤濕性。是否能夠維持該效果之判定係藉由對鍍敷皮膜進行加熱處理後之焊料潤濕性評價來進行。例如，如專利文獻5所記載，將形成有鍍敷皮膜之試驗片進行加熱處理後浸漬於焊料浴（solder bath）中，測定潤濕應力值變成零為止之時間（零點交叉時間（zero cross time）：ZCT），若該時間足夠短，則可視為保持著焊料潤濕性。
於目前之技術中，Au、Pd鍍敷皮膜即便為數nm～數十nm，亦能夠維持充分之焊料潤濕性，並且藉由貴金屬鍍敷皮膜之薄膜化來降低成本已達極限。另一方面，關於Ni鍍敷膜，還有改善之餘地，藉由改善Ni鍍敷膜之特性（焊料潤濕性）能夠實現薄膜化，有望藉由縮短產距時間（tact time）來進一步降低成本。本發明係鑒於此種問題而成者，其目的在於解決如下課題：提供一種焊料潤濕性優異之Ni鍍敷皮膜及具備該Ni鍍敷皮膜之鍍敷結構體。 [解決課題之技術手段]
為解決上述課題，本發明人進行了努力研究，結果獲得了如下見解：藉由使Ni（鎳）電鍍皮膜含有特定量之P（磷），能夠形成焊料潤濕性優異之Ni電鍍皮膜，以至於完成了本發明。上述課題係藉由以下所示之手段而得以解決。
1）一種鍍敷結構體，其包括：基板，其由Cu或Cu合金所構成；Ni電鍍皮膜，其形成於基板之上；Pd鍍敷皮膜，其形成於Ni電鍍皮膜之上；及Au鍍敷皮膜，其形成於Pd鍍敷皮膜之上；上述Ni電鍍皮膜含有0.01 wt%以上且1.0 wt%以下之P，於P含量為0.01 wt%以上且未達0.05 wt%時，上述Ni電鍍皮膜之膜厚為0.1 μm以上且10 μm以下，於P含量為0.05 wt%以上且未達0.2 wt%時，上述Ni電鍍皮膜之膜厚為0.06 μm以上且10 μm以下，於P含量為0.2 wt%以上且1.0 wt%以下時，上述Ni電鍍皮膜之膜厚為0.01 μm以上且10 μm以下。 2）一種鍍敷結構體，其包括：基板，其由Cu或Cu合金所構成；Ni電鍍皮膜，其形成於基板之上；及Pd鍍敷皮膜，其形成於Ni電鍍皮膜之上；上述Ni電鍍皮膜含有0.01 wt%以上且1.0 wt%以下之P，於P之含量為0.01 wt%以上且未達0.05 wt%時，上述Ni電鍍皮膜之膜厚為0.1 μm以上且10 μm以下，於P之含量為0.05 wt%以上且未達0.2 wt%時，上述Ni電鍍皮膜之膜厚為0.06 μm以上且10 μm以下，於P之含量為0.2 wt%以上且1.0 wt%以下時，上述Ni電鍍皮膜之膜厚為0.01 μm以上且10 μm以下。 3）一種鍍敷結構體，其包括：基板，其由Cu或Cu合金所構成；Ni電鍍皮膜，其形成於基板之上；及Au鍍敷皮膜，其形成於Ni電鍍皮膜之上；其中，上述Ni電鍍皮膜含有0.01 wt%以上且1.0 wt%以下之P，於P之含量為0.01 wt%以上且未達0.05 wt%時，上述Ni電鍍皮膜之膜厚為0.1 μm以上且10 μm以下，於P之含量為0.05 wt%以上且未達0.2 wt%時，上述Ni電鍍皮膜之膜厚為0.06 μm以上且10 μm以下，於P之含量為0.2 wt%以上且1.0 wt%以下時，上述Ni電鍍皮膜之膜厚為0.01 μm以上且10 μm以下。 4）如上述1）至3）中任一項所記載之鍍敷結構體，其中，作為上述Ni鍍敷皮膜之底層，形成有由Au、Ag、Pd、Cu中任一種所構成之金屬衝擊鍍敷膜。 5）如上述1）至4）中任一項所記載之鍍敷結構體，其中，作為上述Pd鍍敷皮膜及/或Au鍍敷皮膜之底層，形成有由Au、Ag、Pd中任一種所構成之金屬衝擊鍍敷膜。 6）一種引線框，其具備上述1）至5）中任一項所記載之鍍敷結構體。 [發明之效果]
根據本發明，具有能夠得到焊料潤濕性優異之Ni電鍍皮膜之優異效果。又，具有能夠維持良好之焊料潤濕性，並且達成Ni電鍍皮膜之薄膜化之優異效果。於鍍敷皮膜之成膜步驟中，Ni鍍敷皮膜之成膜尤其費時，因此，藉由將Ni鍍敷皮膜薄膜化，能夠大幅縮短產距時間。
無電解鍍敷不使用電，因此能夠均勻地鍍敷而不受電流之影響，另一方面，由於其係利用化學反應來形成皮膜，故而形成皮膜之速度較慢，又，必須使鍍敷浴化學穩定，有較花費藥液及鍍敷槽之維護管理上的成本之情形。鑒於此種情況，於引線框之整個面形成鍍敷皮膜時，通常藉由電鍍來形成鍍敷皮膜。
本發明人對此種電鍍皮膜之焊料潤濕性改善進行了努力研究，結果發現：藉由使Ni電鍍皮膜含有特定量之P（磷），能夠提高鍍敷皮膜之焊料潤濕性。尤其是發現，即便於使Ni鍍敷皮膜變薄之情形時，亦能夠維持充分之焊料潤濕性。藉此，能夠藉由Ni鍍敷皮膜之薄膜化來縮短產距時間，有望降低成本。
本發明之實施形態之Ni電鍍皮膜之特徵在於含有0.01 wt%以上且1.0 wt%以下之P（磷）。藉由將Ni鍍敷皮膜中之磷含量設為上述範圍，能夠使Ni鍍敷皮膜之焊料潤濕性良好。另一方面，若P之含量未達0.01 wt%，則無法獲得焊料潤濕性提高之效果，又，若P之含量超過1.0 wt%，則焊料潤濕性反而會降低。P之含量之下限值較佳為0.08 wt%以上，更佳為0.18 wt%以上，P之含量之上限值較佳為0.8 wt%以下，更佳為0.61 wt%以下。
用掃描型電子顯微鏡觀察含有P（磷）之Ni電鍍皮膜，觀察到了以下傾向：隨著磷含量之增加，Ni電鍍皮膜之粒子變得微細化。又，對該Ni電鍍皮膜進行加熱，觀察到了以下情況：雖然與加熱前相比結晶擴大，但P含量越高，結晶擴大越被抑制。此種結晶微細化被認為是因為磷濃縮於晶界處，抑制了結晶生長。焊料潤濕性降低之原因被認為是在於底層金屬（Cu或Cu合金等）擴散至鍍敷皮膜最表面，暴露於大氣中而發生氧化，但被認為此種濃縮於晶界處之磷抑制了底層金屬之擴散，從而抑制了焊料潤濕性之降低。
Ni電鍍皮膜之膜厚可由與P含量之關係來決定，於P之含量為0.01 wt%以上且未達0.05 wt%時，上述Ni電鍍皮膜之膜厚為0.1 μm以上且10 μm以下，於P之含量為0.05 wt%以上且未達0.2 wt%時，上述Ni電鍍皮膜之膜厚為0.06 μm以上且10 μm以下，於P之含量為0.2 wt%以上且1.0 wt%以下（或0.8 wt%以下、0.61 wt%以下）時，上述Ni電鍍皮膜之膜厚設為0.01 μm以上且10 μm以下。本實施形態之Ni電鍍皮膜即便於將Ni電鍍皮膜之膜厚薄膜化為1 μm以下之情形時，亦能夠確保良好之焊料潤濕性，於這一點上可謂特別優異。
於P之含量為0.01 wt%以上且未達0.05 wt%時，若Ni鍍敷皮膜之膜厚小於0.1 μm，則防止底層金屬（Cu或Cu合金）擴散之效果變弱，會於表面形成Cu之氧化物，導致焊料潤濕性降低。 又，於P之含量為0.05 wt%以上且未達0.2 wt%時，若Ni鍍敷皮膜之膜厚小於0.06 μm，則防止底層金屬（Cu或Cu合金）擴散之效果變弱，會於表面形成Cu之氧化物，導致焊料潤濕性降低。 進而，於P之含量為0.2 wt%以上且1.0 wt%以下時，若Ni鍍敷皮膜之膜厚小於0.01 μm，則與上述一樣，防止底層金屬（Cu或Cu合金）擴散之功能變弱，導致焊料潤濕性降低。較佳為膜厚0.06 μm以上，更佳為膜厚0.1 μm以上，進而較佳為膜厚0.2 μm以上。 再者，雖然Ni電鍍皮膜之膜厚越厚，焊料潤濕性越高，但若膜厚超出了所需厚度，則會附著多餘Ni，導致成本增加。因此，將膜厚設為10 μm以下，更佳為5 μm以下，進而較佳為1 μm以下，最佳為0.5 μm以下。
本發明之實施形態之鍍敷結構體可採用以下結構。 結構（I）： （基板）/Ni鍍敷皮膜/Pd鍍敷皮膜/Au鍍敷皮膜（最表面） 結構（II）： （基板）/Ni鍍敷皮膜/Pd鍍敷皮膜（最表面） 結構（III）： （基板）/Ni鍍敷皮膜/Au鍍敷皮膜（最表面） 此處，上述Ni鍍敷皮膜係本實施形態之含有P之Ni電鍍皮膜。上述任一種鍍敷皮膜亦可由電鍍皮膜形成。Pd鍍敷皮膜不僅可為純Pd，亦可為Pd合金。作為基板（底層金屬），於使用Cu或Cu合金之情形時，本實施形態尤為有效，但並不妨礙使用其他材料，例如Fe或Fe合金。上述鍍敷結構體可根據用途及要求特性進行選擇。形成於最表面之Au鍍敷皮膜或Pd鍍敷皮膜之主要目的在於防止Ni鍍敷皮膜氧化及防止Ni向表面擴散。
於Ni鍍敷皮膜、Pd鍍敷皮膜、Au鍍敷皮膜中，可分別形成金屬衝擊鍍敷皮膜作為底層。一般而言，為了提高電鍍皮膜之密接性，存在實施衝擊鍍敷作為前處理之情況。於形成Ni鍍敷皮膜之情形時，較佳為實施由Au、Ag、Pd、Cu中任一種所構成之金屬衝擊鍍敷。於形成Pd鍍敷皮膜及/或Au鍍敷皮膜之情形時，較佳為實施由Au、Ag、Pd中任一種所構成之金屬衝擊鍍敷。金屬衝擊鍍敷膜之膜厚並無特別限制，例如可設為0.001～0.5 μm。較佳為0.01～0.1 μm。
本發明之其他實施形態係具備上述鍍敷結構體之引線框。引線框多數情況下由銅或銅合金所構成。藉由在此種引線框上形成本實施形態之鍍敷結構體，能夠於打線接合或焊接時實現優異之接合。再者，本實施形態之鍍敷結構體不僅可形成於引線框，亦可形成於覆晶構裝中所使用之焊墊部分，可推測能夠同樣獲得優異之接合。
然而，根據被鍍敷物不同，亦可藉由無電解鍍敷形成Ni/Pd/Au鍍敷膜。於無電解鍍敷之情形時，有時使用磷化合物作為鍍敷液中之還原劑，於該情形時，Ni皮膜中必然含有P（磷）。亦可藉由使用磷化合物以外之還原劑，而形成P含量為0 wt%之Ni皮膜，但很難將Ni皮膜中之P含量控制為2 wt%以下，因為其源自還原劑。
本實施形態之Ni鍍敷皮膜可使用含有磷化合物之鎳鍍敷浴，藉由電鍍來形成。作為磷化合物，可使用次磷酸、亞磷酸、磷酸等。又，亦可使用其他含有磷之化合物來代替。鎳鍍敷浴可使用瓦特浴（Watts bath）、磺胺（sulfamine）浴、檸檬酸浴等。又，亦可使用其他含有鎳之鍍敷浴來代替。上述所示之磷化合物及鎳鍍敷浴係例示性者，非限定性者。 以金屬換算，Ni鍍敷浴中之鎳鹽之量可設為40～125 g/L。又，以磷換算，磷化合物之量可設為5～300 mg/L。應作如下理解：上述所示之鎳鹽之量及磷化合物之量係例示性者，並無限定於所公開之範圍之意圖。
Ni電鍍條件可設定如下。然而，顯而易見的是，該電鍍條件係例示性者，存在許多用於實施Ni電鍍之處理系統及處理裝置，根據該處理系統及處理裝置，可進行電鍍條件之變更。因此，應注意並無限定於所公開之電鍍條件之意圖。 陰極電流密度：     1～10 A/dm 2電解時間：             5～30 min pH值：                    3～6 浴溫：                     30～60℃ 陰極：                     銅或銅合金 陽極：                     鎳
關於Pd鍍敷皮膜及Au鍍敷皮膜，可使用公知之鍍敷浴、公知之電鍍條件來形成（例如，專利文獻5）。又，關於金屬衝擊鍍敷膜，亦可使用公知之鍍敷浴、公知之電鍍條件來形成。 [實施例]
繼而，對本發明之實施例及比較例進行說明。再者，以下實施例僅表示代表例，本案發明應以說明書中所記載之技術思想之範圍進行解釋而無須受限於該等實施例。
＜關於評價樣品之製作＞ 作為前處理，對由Cu合金所構成之引線框進行電解脫脂（液溫：68℃，電流密度：10 A/dm 2，浸漬時間：60秒），繼而，進行酸洗（5 vol.%硫酸，30秒），其後，用純水清洗。於以下鍍敷條件下，對經前處理之引線框依序實施Ni鍍敷、Pd鍍敷、Au鍍敷。此時，使Ni鍍敷液中之P濃度發生變化以調整評價樣品。
（Ni鍍敷條件） 鍍敷浴：          含有磷化合物之無光澤瓦特浴 Ni濃度：          66 g/L P濃度：            0～200 mg/L 電流密度：      5 A/dm 2浴溫：              50℃ pH值：             4 目標膜厚：      0.13 μm
（Pd鍍敷條件） 鍍敷浴：          鈀鍍敷液（松田產業股份有限公司製造：Palla Sigma UF） Pd濃度：          3 g/L 電流密度：      0.5 A/dm 2浴溫：              40℃ pH值：             6.5 目標膜厚：      0.025 μm 陽極：              氧化銥
（Au鍍敷條件） 鍍敷浴：          金鍍敷液（松田產業股份有限公司製造：Auru Sigma F） Au濃度：         2 g/L 電流密度：      2 A/dm 2浴溫：              45℃ pH值：             4 目標膜厚：      0.005 μm 陽極：              氧化銥
（磷含量之測定） 各評價樣品之Ni鍍敷皮膜中之磷含量之測定係使用高頻感應偶合電漿（ICP）發射光譜分析裝置來進行測定。
（焊料潤濕性之評價） 將各評價樣品於特定之溫度條件（400℃±2℃）保持一定時間，藉此施加高溫熱歷程，其後，將其浸漬於焊料浴（63%-Sn、37%-Pb，液溫：230℃±5℃）中，然後，測定自該焊料浴所受之力變為零為止所需之時間（零點交叉時間），評價焊料潤濕性。零點交叉時間越短，意味著焊料潤濕性越優異。關於浸漬於焊料浴中之條件，將浸漬深度設為1 mm，將浸漬速度設為2 mm/秒，將浸漬時間設為5秒，使用R-type助焊劑（非活性型）作為焊接促進劑。
＜Ni鍍敷膜之P含量之評價＞ 將Ni皮膜中所含有之P含量與零點交叉時間之關係示於表1。如表1所示，確認藉由添加磷，焊料潤濕性得到改善。尤其於磷含量為0.1 wt%以上且0.8 wt%以下之情形時，焊料潤濕性得到大幅改善。再者，一般而言，無Pb焊料相較於Pb-Sn焊料而言，焊料潤濕性較差，但確認即便於使用無Pb焊料（Sn-3.0Ag-0.5Cu）之情形時，焊料潤濕性亦無問題。
[表1]
   Ni鍍敷液中之P濃度 Ni鍍敷皮膜中之P含量 零點交叉時間
mg/L wt% sec
比較例1 0 0 不進行焊接
實施例1 5.4 0.03 2.8
實施例2 10.9 0.06 2.4
實施例3 16.3 0.08 1.7
實施例4 21.8 0.14 1.3
實施例5 32.7 0.18 0.9
實施例6 54.5 0.26 0.8
實施例7 76.3 0.35 0.8
實施例8 98.1 0.42 0.8
實施例9 109 0.56 0.8
實施例10 119.9 0.61 0.9
實施例11 163.5 0.78 1.1
實施例12 196.2 0.93 2.1
＜Ni鍍敷膜之薄膜化之評價＞ 除了將Ni鍍敷液中之P濃度設為5.4 mg/L、10.9 mg/L、32.7 mg/L、76.3 mg/L、119.9 mg/L，如表2般改變Ni鍍敷膜厚以外，於與上述相同之鍍敷條件下製作評價樣品。並且，於與上述相同之條件下，對各種樣品評價其焊料潤濕性。再者，關於鍍敷膜厚為0.13 μm，其係直接引用表1之結果而得者。將其結果示於表2。如表2所示，確認即便Ni鍍敷皮膜之膜厚為1.0 μm以下，亦能夠維持良好之焊料潤濕性。再者，越增大Ni鍍敷膜之膜厚，焊料潤濕性越高，因此，關於膜厚超過0.3 μm之情況，雖未示於實施例中，但確認焊料潤濕性無問題。
[表2]
Ni鍍敷液中之P濃度 Ni鍍敷皮膜中之P含量 Ni鍍敷皮膜之膜厚 零點交叉時間
mg/L wt% μm sec
比較例2 5.4 0.03 0.01 不進行焊接
比較例3 0.034 不進行焊接
比較例4 0.05 不進行焊接
實施例13 0.1 5.5
實施例14 0.2 1.5
實施例15 0.3 1.0
比較例5 10.9 0.06 0.03 不進行焊接
實施例16 0.06 8.5
實施例2 0.13 2.4
實施例17 0.2 1.4
實施例18 0.3 0.9
比較例6 32.7 0.18 0.034 不進行焊接
實施例19 0.061 1.1
實施例5 0.13 0.9
實施例20 0.2 0.9
實施例21 0.3 0.8
實施例22 76.3 0.35 0.038 0.9
實施例23 0.58 0.9
實施例7 0.13 0.8
實施例24 0.2 0.8
實施例25 0.3 0.7
實施例26 119.9 0.61 0.037 1.0
實施例27 0.83 0.9
實施例10 0.13 0.9
實施例28 0.2 0.7
實施例29 0.3 0.8
＜金屬衝擊鍍敷之形成＞ 作為前處理，對由Cu合金所構成之引線框進行電解脫脂（液溫：68℃，電流密度：10 A/dm 2，浸漬時間：60秒），繼而，進行酸洗（5 vol.%硫酸，30秒），其後，用純水清洗。對前處理後之引線框依序實施Cu衝擊鍍敷、Ni鍍敷、Pd鍍敷及Au鍍敷。此時，使Ni鍍敷液中之P濃度發生變化以調整評價樣品。再者，Ni鍍敷、Pd鍍敷、Au鍍敷係於與上述相同之條件下進行，衝擊鍍敷設定如下。
（Cu衝擊鍍敷條件） 鍍敷浴：          Cu衝擊鍍敷液 Cu濃度：          40 g/L 電流密度：      1 A/dm 2浴溫：              25℃ pH值：             13 目標膜厚：      0.001 μm 陽極：              氧化銥
＜Ni鍍敷膜之薄膜化之評價＞ 將Ni皮膜中所含有之P含量與零點交叉時間之關係示於表3。如表3所示，確認藉由添加磷，焊料潤濕性得到改善。尤其於磷含量為0.1 wt%以上且0.8 wt%以下之情形時，焊料潤濕性得到大幅改善。再者，一般而言，無Pb焊料相較於Pb-Sn焊料而言，焊料潤濕性較差，但確認即便於使用無Pb焊料（Sn-3.0Ag-0.5Cu）之情形時，焊料潤濕性亦無問題。
[表3]
   Ni鍍敷液中之P濃度 Ni鍍敷皮膜中之P含量 零點交叉時間
mg/L wt% sec
比較例7 0 0 不進行焊接
實施例30 5.4 0.03 2.5
實施例31 10.9 0.06 2.1
實施例32 16.3 0.08 1.8
實施例33 21.8 0.14 1.2
實施例34 32.7 0.18 0.8
實施例35 54.5 0.26 0.7
實施例36 76.3 0.35 0.6
實施例37 98.1 0.42 0.6
實施例38 109 0.56 0.8
實施例39 119.9 0.61 0.9
實施例40 163.5 0.78 1.0
實施例41 196.2 0.93 1.8
＜Ni鍍敷膜之薄膜化之評價＞ 除了將Ni鍍敷液中之P濃度設為5.4 mg/L、10.9 mg/L、32.7 mg/L、76.3 mg/L、119.9 mg/L，如表4般改變Ni鍍敷膜厚以外，於與上述相同之鍍敷條件下製作評價樣品。並且，於與上述相同之條件下，對各種樣品評價其焊料潤濕性。再者，關於鍍敷膜厚為0.13 μm，其係直接引用表3之結果而得者。將其結果示於表4。如表4所示，確認即便Ni鍍敷皮膜之膜厚為1.0 μm以下，亦能夠維持良好之焊料潤濕性。再者，越增大Ni鍍敷膜之膜厚，焊料潤濕性越高，因此，關於膜厚超過0.3 μm之情況，雖未示於實施例中，但確認焊料潤濕性無問題。
[表4]
   Ni鍍敷液中之P濃度 Ni鍍敷皮膜中之P含量 Ni鍍敷皮膜之膜厚 零點交叉時間
mg/L wt% μm sec
比較例8 5.4 0.03 0.01 不進行焊接
比較例9 0.032 不進行焊接
比較例10 0.048 不進行焊接
實施例42 0.101 4.3
實施例43 0.205 1.2
實施例44 0.3 0.9
比較例11 10.9 0.06 0.03 不進行焊接
實施例45 0.06 8.1
實施例31 0.13 2.1
實施例46 0.194 1.2
實施例47 0.294 0.7
比較例12 32.7 0.18 0.033 不進行焊接
實施例48 0.06 1.1
實施例34 0.13 0.8
實施例49 0.19 0.8
實施例50 0.301 0.7
實施例51 76.3 0.35 0.04 0.8
實施例52 0.59 0.7
實施例36 0.13 0.6
實施例53 0.21 0.6
實施例54 0.29 0.7
實施例55 119.9 0.61 0.037 1.1
實施例56 0.82 0.9
實施例39 0.13 0.9
實施例57 0.2 0.6
實施例58 0.293 0.7
＜金屬衝擊鍍敷之形成＞ 作為前處理，對由Cu合金所構成之引線框進行電解脫脂（液溫：68℃，電流密度：10 A/dm 2，浸漬時間：60秒），繼而，進行酸洗（5 vol.%硫酸，30秒），其後，用純水清洗。對前處理後之引線框依序實施Ni鍍敷、Pd衝擊鍍敷、Pd鍍敷、Au鍍敷。此時，使Ni鍍敷液中之P濃度發生變化以調整評價樣品。再者，Ni鍍敷、Pd鍍敷、Au鍍敷係於與上述相同之條件下進行，衝擊鍍敷設定如下。
（Pd衝擊鍍敷條件） 鍍敷浴：          Pd衝擊鍍敷液 Pd濃度：          1.5 g/L 電流密度：      1.5 A/dm 2浴溫：              50℃ pH值：             9 目標膜厚：      0.001 μm 陽極：              氧化銥
＜Ni鍍敷膜之薄膜化之評價＞ 將Ni皮膜中所含有之P含量與零點交叉時間之關係示於表5。如表5所示，確認藉由添加磷，焊料潤濕性得到改善。尤其於磷含量為0.1 wt%以上且0.8 wt%以下之情形時，焊料潤濕性得到大幅改善。再者，一般而言，無Pb焊料相較於Pb-Sn焊料而言，焊料潤濕性較差，但確認即便於使用無Pb焊料（Sn-3.0Ag-0.5Cu）之情形時，焊料潤濕性亦無問題。
[表5]
   Ni鍍敷液中之P濃度 Ni鍍敷皮膜中之P含量 零點交叉時間
mg/L wt% sec
比較例13 0 0 不進行焊接
實施例59 5.4 0.03 2.7
實施例60 10.9 0.06 2.4
實施例61 16.3 0.08 1.5
實施例62 21.8 0.14 1.2
實施例63 32.7 0.18 0.8
實施例64 54.5 0.26 0.8
實施例65 76.3 0.35 0.8
實施例66 98.1 0.42 0.7
實施例67 109 0.56 0.8
實施例68 119.9 0.61 0.9
實施例69 163.5 0.78 1.1
實施例70 196.2 0.93 2.0
＜Ni鍍敷膜之薄膜化之評價＞ 除了將Ni鍍敷液中之P濃度設為5.4 mg/L、10.9 mg/L、32.7 mg/L、76.3 mg/L、119.9 mg/L，如表6般改變Ni鍍敷膜厚以外，於與上述相同之鍍敷條件下製作評價樣品。並且，於與上述相同之條件下，對各種樣品評價其焊料潤濕性。再者，關於鍍敷膜厚為0.13 μm，其係直接引用表5之結果而得者。將其結果示於表6。如表6所示，確認即便Ni鍍敷皮膜之膜厚為1.0 μm以下，亦能夠維持良好之焊料潤濕性。再者，越增大Ni鍍敷膜之膜厚，焊料潤濕性越高，因此，關於膜厚超過0.3 μm之情況，雖未示於實施例中，但確認焊料潤濕性無問題。
[表6]
   Ni鍍敷液中之P濃度 Ni鍍敷皮膜中之P含量 Ni鍍敷皮膜之膜厚 零點交叉時間
mg/L wt% μm sec
比較例14 5.4 0.03 0.015 不進行焊接
比較例15 0.027 不進行焊接
比較例16 0.045 不進行焊接
實施例71 0.1 5.1
實施例72 0.21 1.5
實施例73 0.29 1.0
比較例17 10.9 0.06 0.028 不進行焊接
實施例16 0.06 8.4
實施例60 0.13 2.4
實施例74 0.201 1.4
實施例75 0.3 0.9
比較例18 32.7 0.18 0.034 不進行焊接
實施例76 0.064 1.1
實施例63 0.13 0.8
實施例77 0.192 0.8
實施例78 0.305 0.7
實施例79 76.3 0.35 0.037 0.9
實施例80 0.58 0.8
實施例65 0.13 0.8
實施例81 0.2 0.7
實施例82 0.303 0.7
實施例83 119.9 0.61 0.038 1.0
實施例84 0.83 0.9
實施例68 0.13 0.9
實施例85 0.22 0.7
實施例86 0.3 0.6
＜金屬衝擊鍍敷之形成＞ 作為前處理，對由Cu合金所構成之引線框進行電解脫脂（液溫：68℃，電流密度：10 A/dm 2，浸漬時間：60秒），繼而，進行酸洗（5 vol.%硫酸，30秒），其後，用純水清洗。對前處理後之引線框依序實施Ni鍍敷、Pd鍍敷、Au衝擊鍍敷、Au鍍敷。此時，使Ni鍍敷液中之P濃度發生變化以調整評價樣品。再者，Ni鍍敷、Pd鍍敷、Au鍍敷係於與上述相同之條件下進行，衝擊鍍敷設定如下。
（Au衝擊鍍敷條件） 鍍敷浴：          Au衝擊鍍敷液 Au濃度：         1.0 g/L 電流密度：      5 A/dm 2浴溫：              50℃ pH值：             4 目標膜厚：      0.001 μm 陽極：              氧化銥
＜Ni鍍敷膜之薄膜化之評價＞ 將Ni皮膜中所含有之P含量與零點交叉時間之關係示於表7。如表7所示，確認藉由添加磷，焊料潤濕性得到改善。尤其於磷含量為0.1 wt%以上且0.8 wt%以下之情形時，焊料潤濕性得到大幅改善。再者，一般而言，無Pb焊料相較於Pb-Sn焊料而言，焊料潤濕性較差，但確認即便於使用無Pb焊料（Sn-3.0Ag-0.5Cu）之情形時，焊料潤濕性亦無問題。
[表7]
   Ni鍍敷液中之P濃度 Ni鍍敷皮膜中之P含量 零點交叉時間
mg/L wt% sec
比較例19 0 0 不進行焊接
實施例88 5.4 0.03 2.7
實施例89 10.9 0.06 2.3
實施例90 16.3 0.08 1.7
實施例91 21.8 0.14 1.2
實施例92 32.7 0.18 0.9
實施例93 54.5 0.26 0.8
實施例94 76.3 0.35 0.8
實施例95 98.1 0.42 0.7
實施例96 109 0.56 0.7
實施例97 119.9 0.61 0.8
實施例98 163.5 0.78 1.1
實施例99 196.2 0.93 2.0
＜Ni鍍敷膜之薄膜化之評價＞ 除了將Ni鍍敷液中之P濃度設為5.4 mg/L、10.9 mg/L、32.7 mg/L、76.3 mg/L、119.9 mg/L，如表8般改變Ni鍍敷膜厚以外，於與上述相同之鍍敷條件下製作評價樣品。並且，於與上述相同之條件下，對各種樣品評價其焊料潤濕性。再者，關於鍍敷膜厚為0.13 μm，其係直接引用表7之結果而得者。將其結果示於表8。如表8所示，確認即便Ni鍍敷皮膜之膜厚為1.0 μm以下，亦能夠維持良好之焊料潤濕性。再者，越增大Ni鍍敷膜之膜厚，焊料潤濕性越高，因此，關於膜厚超過0.3 μm之情況，雖未示於實施例中，但確認焊料潤濕性無問題。
[表8]
   Ni鍍敷液中之P濃度 Ni鍍敷皮膜中之P含量 Ni鍍敷皮膜之膜厚 零點交叉時間
mg/L wt% μm sec
比較例20 5.4 0.03 0.011 不進行焊接
比較例21 0.034 不進行焊接
比較例22 0.051 不進行焊接
實施例100 0.11 5.3
實施例101 0.204 1.4
實施例102 0.3 1.0
比較例23 10.9 0.06 0.03 不進行焊接
實施例103 0.055 8.5
實施例89 0.13 2.3
實施例104 0.2 1.3
實施例105 0.3 0.9
比較例24 32.7 0.18 0.034 不進行焊接
實施例106 0.059 1.2
實施例92 0.13 0.9
實施例107 0.19 0.9
實施例108 0.3 0.7
實施例109 76.3 0.35 0.039 0.9
實施例110 0.57 0.9
實施例94 0.13 0.8
實施例111 0.21 0.7
實施例112 0.3 0.7
實施例113 119.9 0.61 0.039 1.0
實施例114 0.84 0.9
實施例97 0.13 0.8
實施例115 0.19 0.8
實施例116 0.31 0.7
[產業上之可利用性]
本發明具有能夠得到焊料潤濕性優異之Ni電鍍皮膜之優異效果。又，具有能夠維持良好之焊料潤濕性，並且達成Ni電鍍皮膜之薄膜化之優異效果。本發明之電鍍皮膜及鍍敷皮膜結構體可用於引線框、印刷配線板、硬基板、可撓性基板、帶形載體、連接器、功率裝置、導線（wire）、銷（pin）等。
無
無

Claims (7)

  1. 一種鍍敷結構體，其包括：基板，其由Cu或Cu合金所構成；Ni電鍍皮膜，其形成於基板之上；Pd鍍敷皮膜，其形成於Ni電鍍皮膜之上；及Au鍍敷皮膜，其形成於Pd鍍敷皮膜之上；上述Ni電鍍皮膜含有0.01wt%以上且1.0wt%以下之P，於P含量為0.01wt%以上且未達0.05wt%時，上述Ni電鍍皮膜之膜厚為0.1μm以上且10μm以下，於P含量為0.05wt%以上且未達0.2wt%時，上述Ni電鍍皮膜之膜厚為0.06μm以上且10μm以下，於P含量為0.2wt%以上且1.0wt%以下時，上述Ni電鍍皮膜之膜厚為0.01μm以上且10μm以下。
  2. 一種鍍敷結構體，其包括：基板，其由Cu或Cu合金所構成；Ni電鍍皮膜，其形成於基板之上；及Pd鍍敷皮膜，其形成於Ni電鍍皮膜之上；其中，上述Ni電鍍皮膜含有0.01wt%以上且1.0wt%以下之P，於P之含量為0.01wt%以上且未達0.05wt%時，上述Ni電鍍皮膜之膜厚為0.1μm以上且10μm以下，於P之含量為0.05wt%以上且未達0.2wt%時，上述Ni電鍍皮膜之膜厚為0.06μm以上且10μm以下，於P之含量為0.2wt%以上且1.0wt%以下時，上述Ni電鍍皮膜之膜厚為0.01μm以上且10μm以下。
  3. 一種鍍敷結構體，其包括：基板，其由Cu或Cu合金所構成；Ni電鍍皮膜，其形成於基板之上；及Au鍍敷皮膜，其形成於Ni電鍍皮膜之上；其中，上述Ni電鍍皮膜含有0.01wt%以上且1.0wt%以下之P，於P之含量為0.01wt%以上且未達0.05wt%時，上述Ni電鍍皮膜之膜厚為0.1μm以上且10μm以下，於P之含量為0.05wt%以上且未達0.2wt%時，上述Ni電鍍皮膜之膜厚為0.06μm以上且10μm以下，於P之含量為0.2wt%以上且1.0wt%以下時，上述Ni電鍍皮膜之膜厚為0.01μm以上且10μm以下。
  4. 如請求項1至3中任一項之鍍敷結構體，其中，作為上述Ni鍍敷皮膜之底層，形成有由Au、Ag、Pd、Cu中任一種所構成之金屬衝擊鍍敷膜。
  5. 如請求項1至3中任一項之鍍敷結構體，其中，作為上述Pd鍍敷皮膜及/或Au鍍敷皮膜之底層，形成有由Au、Ag、Pd中任一種所構成之金屬衝擊鍍敷膜。
  6. 如請求項4之鍍敷結構體，其中，作為上述Pd鍍敷皮膜及/或Au鍍敷皮膜之底層，形成有由Au、Ag、Pd中任一種所構成之金屬衝擊鍍敷膜。
  7. 一種引線框，其具備請求項1至6中任一項之鍍敷結構體。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1194463A (zh) * 1997-03-25 1998-09-30 三星航空产业株式会社 具有多层镀层的半导体引线框架及其制造方法
JPH10284667A (ja) * 1997-04-04 1998-10-23 Furukawa Electric Co Ltd:The 耐食性、耐酸化性に優れる電気電子機器用部品材料、及びその製造方法
TW391042B (en) * 1997-02-03 2000-05-21 Nippon Denkai Ltd Lead frame material
CN1851914A (zh) * 2006-05-29 2006-10-25 朱冬生 一种引线框架以及具有所述引线框架的半导体器件
CN103667775A (zh) * 2013-11-27 2014-03-26 余姚市士森铜材厂 一种铜合金半导体引线框架
CN110767644A (zh) * 2018-07-27 2020-02-07 Tdk株式会社 电子元器件封装件

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57145351A (en) * 1981-03-04 1982-09-08 Hitachi Cable Ltd Lead frame for semiconductor
JP3026485B2 (ja) * 1997-02-28 2000-03-27 日本電解株式会社 リードフレーム材とその製法
JP2000077593A (ja) * 1998-08-27 2000-03-14 Hitachi Cable Ltd 半導体用リードフレーム
TWI263704B (en) * 2003-03-18 2006-10-11 Ngk Spark Plug Co Wiring board
WO2005074026A2 (en) * 2004-01-21 2005-08-11 Enthone Inc. Tin-based coating of electronic component
US7256481B2 (en) * 2005-11-30 2007-08-14 Texas Instruments Incorporated Leadframes for improved moisture reliability and enhanced solderability of semiconductor devices

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW391042B (en) * 1997-02-03 2000-05-21 Nippon Denkai Ltd Lead frame material
CN1194463A (zh) * 1997-03-25 1998-09-30 三星航空产业株式会社 具有多层镀层的半导体引线框架及其制造方法
JPH10284667A (ja) * 1997-04-04 1998-10-23 Furukawa Electric Co Ltd:The 耐食性、耐酸化性に優れる電気電子機器用部品材料、及びその製造方法
CN1851914A (zh) * 2006-05-29 2006-10-25 朱冬生 一种引线框架以及具有所述引线框架的半导体器件
CN103667775A (zh) * 2013-11-27 2014-03-26 余姚市士森铜材厂 一种铜合金半导体引线框架
CN110767644A (zh) * 2018-07-27 2020-02-07 Tdk株式会社 电子元器件封装件

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