JP2003273305A - リードフレーム - Google Patents
リードフレームInfo
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- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
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- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
Abstract
含まないめっき皮膜が形成されたリードフレームを提供
する。 【解決手段】銅またはA42材からなる基材の表面に、
下地めっきとしてニッケルめっき層を形成する。そし
て、該ニッケルめっき層の表面に、Agの割合が異なる
複数のAu−Agめっき層を、基材側から表面側にかけ
てAgの割合が増加するように積層し、多層Au−Ag
めっき層を形成する。
Description
関し、特に、鉛を含まないめっきが施されたリードフレ
ームに関する。 【0002】 【従来の技術】リードフレームには、通常、ワイヤボン
ディング性や半導体チップの接合性を向上させるため、
金、銀、ニッケル、パラジウムなどの金属めっきがアイ
ランドやインナーリードなどに部分的に施されている。 【0003】そして、半導体チップをアイランド上に搭
載し、樹脂封止が施されたリードフレームには、さらに
外装半田めっきが施される。 【0004】ところで、近年、環境保護の立場から多く
の化学物質の規制が強化されている。 【0005】外装鉛半田めっきを施したリードフレーム
は、半田めっきを施す時に使用された鉛の処理問題や、
鉛が回収されることなく廃棄された製品から環境への流
出問題など、様々な課題を有している。 【0006】また、IC組立工程での工程簡素化の流れ
で、外装半田めっきが必要ない、PPF( Pre Plated
Lead-Frame )が注目されている。 【0007】外装半田めっきを必要とせず、かつ鉛フリ
ーの半導体装置用PPFとしてのリードフレームには、
ワイヤボンディング性、半田濡れ性、耐食性、及び封止
樹脂との密着性等の機能が同時に要求されている。 【0008】また、商品として製造コスト及び環境影響
をも考えなければならない。 【0009】 【発明が解決しようとする課題】しかし、現在実用化さ
れているPPFでこのような諸条件を満足することは非
常に困難である。 【0010】例えば、Ni/Pdの2層またはNi/P
d/Auの3層めっきのPPFは、高周波特性が悪いな
どの欠点があり、また、耐食性に難点があるためA42
材には使用できない。 【0011】また、Pdの価格変動が大きいため、コス
ト面でも不安定である。 【0012】そして、スポットAgめっきとスポット鉛
フリーの半田めっきの2色めっきのPPFは、ワイヤボ
ンディング温度が制限されている。 【0013】そこで本発明では、優れた特性を有しかつ
鉛を含まないめっき皮膜が形成されたリードフレームを
提供することを目的とする。 【0014】 【課題を解決するための手段】本発明に係るリードフレ
ームは、表面にAu−Agめっきが形成されたリードフ
レームにおいて、Au−Agめっきは、Agの割合が異
なる複数のAu−Agめっき層が積層された多層Au−
Agめっき層からなり、多層Au−Agめっき層は、基
材側から最表面にかけてAgの割合が増加する傾斜組成
構造を有する。 【0015】また、Au−Agめっきは、銅からなる基
材表面に施されたニッケルめっき層上に形成されてい
る。 【0016】また、Au−Agめっきは、A42材から
なる基材表面に施されたニッケルめっき層上に形成され
ている。 【0017】 【発明の実施の形態】図1は、本発明に係るリードフレ
ームの構成を示す断面図である。 【0018】図1において、本発明に係るリードフレー
ム10には、基材である銅材1の表面に下地めっきであ
るニケッルめっき層2が形成され、さらにニッケルめっ
き層2の表面に複数のAu−Agめっき層3、4、5が
積層された多層めっき層6を形成している。 【0019】ここで、多層Au−Agめっき層6を形成
する各Au−Agめっき層の組成は異なり、図2に示す
ように、下地めっきであるニッケルめっき側から外表面
側にかけて各Au−Agめっき層中のAgの割合が徐々
に高くなるように構成され、総合的には深さ方向の合金
組成が傾斜構造となる。 【0020】なお、下地めっき表面に形成されたAu−
Agめっき層と外表面のAu−Agめっき層との組成の
傾斜量は、90wt%Ag以下とし、また、各Au−A
gめっき層の平均組成は、20〜70wt%Agとす
る。 【0021】また、各めっき層の厚みは、完全な層を得
るため0.001μm以上の厚みであることが好まし
く、また、多層化したAu−Agめっき層の厚みは合計
して0.2μm以下であることが好ましい。 【0022】以下、図3を用いて、本発明に係るリード
フレームの製造方法について説明する。 【0023】まず、図3(a)に示すように、リードフ
レームの基材である銅材1の表面に下地めっきであるニ
ッケルめっき層2を形成し、図3(b)に示すように、
下地めっき層2の表面に第1のAu−Agめっき層3を
形成する。 【0024】そして、図3(c)に示すように、第1の
Au−Agめっき層3よりもAgの割合が高い第2のA
u−Agめっき層4を第1のAu−Agめっき層3の表
面に形成し、さらに、図3(d)に示すように、第2の
Au−Agめっき層4よりもAgの割合が高い第3のA
u−Agめっき層5を第2のAu−Agめっき層4の表
面に形成して、多層Au−Agめっき層6を形成する。 【0025】ここで、基材や下地めっき表面にめっきを
施す方法としては、めっき用整流器の電流波形や電圧波
形の制御する方法や2セル以上の多セルで分段めっきす
る方法、またこれらの方法を同時に用いた方法や、他の
ドライプレーティング法(真空蒸着法など)など、既知
のめっき方法を適宜用いることができる。 【0026】また、リードフレームの基材は銅に限られ
るものではなく、A42材など、他の材料を用いること
もできる。 【0027】そして、多層Au−Agめっき層を構成す
るAu−Agめっき層は、3層に限られるものではな
く、必要に応じてAgの割合が異なる少なくとも2層以
上のAu−Ag合金めっき膜を用いて形成することがで
きる。 【0028】以下、実施例を用いてさらに詳細に説明す
る。 【0029】 【実施例1】本実施例では、多段セル(2段)めっき法
を用い、次の工程に従って多層Au−Agめっき層を形
成した。 【0030】1)まず、AuイオンとAgイオンとの濃
度比が異なる2種類のAu−Ag合金めっき溶液を2つ
のめっきセルに用意する。 2)次に、板厚0.125mmのリードフレーム用銅材
を脱脂・酸洗した後、厚さが1μmのニッケルめっき層
を下地めっきとして表面に形成する。 3)そして、まず、Ag濃度が低いAu−Ag合金めっ
き溶液から順番に下地めっきが施されたリードフレーム
用銅材を浸漬させ、同じ電流密度でAu−Agめっき層
を形成し、多層Au−Agめっき層を形成する。 【0031】上記工程を用いることにより、平均組成2
5.4wt%Ag、組成の傾斜量28.9wt%、2層構
造の多層Au−Agめっき層を持つリードフレームが得
られた。 【0032】 【実施例2】本実施例では、めっき用整流器の電流波形
を制御し、次の工程に従って多層Au−Agめっき層を
形成した。 【0033】1)まず、一定濃度比のAuイオン及びA
gイオンを含有し、低い電流密度でAuの割合が高いA
u−Ag合金膜が形成されるAu−Agめっき溶液を用
意する。 2)次に、板厚0.125mmリードフレーム用銅材を
脱脂・酸洗した後、厚さが1μmのニッケルめっき層を
下地めっきとして表面に形成する。 3)そして、下地めっきが施されたリードフレームを先
ほど用意したAu−Agめっき溶液に浸漬し、図4に示
すように、通電時間(ON)0.5秒間、休み時間(O
FF)2秒間、最初の通電時の電流密度(Ip)が0.
1A/dm2で、以後20%ずつ上昇する電流波形によ
り多層Au−Agめっき層を形成する。 【0034】上記工程を用いることにより、平均組成2
5.4wt%Ag、組成の傾斜量28.9wt%、13層
構造の多層Au−Agめっき層を持つリードフレームが
得られた。 【0035】 【実施例3】本実施例では、多段セル(4段)分段めっ
き法を用い、次の工程に従って多層Au−Agめっき層
を形成した。 【0036】1)まず、AuイオンとAgイオンとの濃
度比が異なる4種類のAu−Ag合金めっき溶液を4つ
のめっきセルに用意する。 2)次に、板厚0.125mmのリードフレーム用銅材
を脱脂・酸洗した後、厚さが1μmのニッケルめっき層
を下地めっきとして表面に形成する。 3)そして、Ag濃度が最も低いAu−Ag合金めっき
溶液から順番にAg濃度が高いAu−Ag合金めっき溶
液に下地めっきが施されたリードフレーム用銅材を浸漬
させ、同じ電流密度を用いてAu−Agめっき層を形成
する。 【0037】上記工程を用いることにより、平均組成4
9.0wt%Ag、組成の傾斜量63.7wt%、4層構
造の多層Au−Agめっき層を持つリードフレームが得
られた。 【0038】 【実施例4】本実施例では、多段セル(2段)分段めっ
き法を用い、次の工程に従って多層Au−Agめっき層
を形成した。 【0039】1)まず、AuイオンとAgイオンとの濃
度比が異なる2種類のAu−Ag合金めっき溶液を2つ
のめっきセルに用意する。 2)次に、板厚0.125mmのリードフレーム用銅材
を脱脂・酸洗した後、厚さが1μmのニッケルめっき層
を下地めっきとして表面に形成する。 3)そして、Ag濃度が低いAu−Ag合金めっき溶液
に下地めっきが施されたリードフレーム用銅材を浸漬さ
せ、直流整流器を用いてAu−Agめっき層を形成す
る。 4)その後、Ag濃度が高いAu−Agめっき溶液に浸
漬し、実施例2と同様に、図4に示すように、通電時間
(ON)0.5秒間、休み時間(OFF)2秒間、最初
の通電時の電流密度(Ip)が0.1A/dm2で、以
後20%ずつ上昇する電流波形により多層Au−Agめ
っき層を形成する。 【0040】上記工程を用いることにより、平均組成6
9.3wt%Ag、組成の傾斜量87.4wt%、14層
構造の多層Au−Agめっき層を持つリードフレームが
得られた。 【0041】 【実施例5】本実施例では、多段セル(4段)分段めっ
き法を用い、次の工程に従って多層Au−Agめっき層
を形成した。 【0042】1)まず、AuイオンとAgイオンとの濃
度比が異なる4種類のAu−Ag合金めっき溶液を4つ
のめっきセルに用意する。 2)次に、板厚0.125mmのリードフレーム用A4
2材を脱脂・酸洗した後、厚さが1μmのニッケルめっ
き層を下地めっきとして表面に形成する。 3)そして、実施例3と同様に、Ag濃度が最も低いA
u−Ag合金めっき溶液から順番にAg濃度が高いAu
−Ag合金めっき溶液に下地めっきが施されたリードフ
レーム用A42材を浸漬させ、同じ電流密度を用いてA
u−Agめっき層を形成する。 【0043】上記工程を用いることにより、A42材上
に、実施例3と同様に、平均組成49.0wt%Ag、
組成の傾斜量63.7wt%、4層構造の多層Au−A
gめっき層を持つリードフレームが得られた。 【0044】 【比較例1】本比較例では、直流電源を用いてAu−A
gめっき層を形成した。 【0045】1)まず、Au−Ag合金めっき溶液を1
つのめっきセルに用意する。 2)次に、板厚0.125mmのリードフレーム用銅材
を脱脂・酸洗した後、厚さが1μmのニッケルめっき層
を下地めっきとして表面に形成する。 3)そして、Au−Ag合金めっき溶液に下地めっきが
施されたリードフレーム用銅材を浸漬させ、Au−Ag
めっき層を形成する。 【0046】上記工程を用いることにより、組成27.
6wt%Agの単層のAu−Agめっき膜を持つリード
フレームが得られた。 【0047】 【比較例2】本比較例では、定電流パルス電源を用いて
Au−Agめっき層を形成した。 【0048】1)まず、Au−Ag合金めっき溶液を1
つのめっきセルに用意する。 2)次に、板厚0.125mmのリードフレーム用銅材
を脱脂・酸洗した後、厚さが1μmのニッケルめっき層
を下地めっきとして表面に形成する。 3)そして、Au−Ag合金めっき溶液に下地めっきが
施されたリードフレーム用銅材を浸漬させ、Au−Ag
めっき層を形成する。 【0049】上記工程を用いることにより、組成25.
1wt%Agの単層のAu−Ag合金膜を持つリードフ
レームが得られた。 【0050】ここで、実施例1乃至5及び比較例1及び
2で形成されたリードフレームに対して、次の方法で耐
食性テスト及び半田濡れ性テストを行った。 【0051】耐食性テスト:5%NaCl溶液を35℃
の環境で24時間噴霧する塩水噴霧加速テストを行い、
錆の発生を観察する。半田濡れ性テスト:330℃で3
0分間加熱後、Sn−37Pbを230℃で5秒間接触
させ、半田の濡れを観測した。 【0052】耐食性テスト及び半田濡れ性テストの結果
を表1に示す。 【0053】 【表1】 【0054】ここで、濡れ率は、95%を超えると○
で、耐食性は、錆が観察されない場合は、○で示してい
る。 【0055】表1に示すように、実施例1乃至5では、
比較例1及び2に比べて薄い膜厚(0.1μm未満)で
半田濡れ性及び耐食性に優れた特性を得ている。 【0056】このように、本発明に係るリードフレーム
は、耐食性及び半田濡れ性に優れたリードフレームを薄
く形成することが可能となる。 【0057】また、外装半田めっきなど鉛を用いる必要
がないため、環境にやさしく、廃液処理などのコストを
押さえることができる。 【0058】さらに、単層のAu−Agめっき層を形成
する場合に比べて低コストで優れた特性を得ることがで
きる。 【0059】また、Au−Agめっきを用いるため、パ
ラジウムめっきなどを用いた場合と比べて、高周波特性
に優れたリードフレームを形成することができる。 【0060】加えて、Ni/Pdの2層またはNi/P
d/Auの3層めっきでは、耐食性に難点があるため基
材として持ちいることができなかったA42材を基材と
して用いることができる。 【0061】 【発明の効果】本発明では、優れた特性を有するめっき
皮膜が鉛を用いることなく薄く形成されたリードフレー
ムを得ることができる。
図 【図2】本発明に係るリードフレームの製造方法を示す
断面図 【図3】多層Au−Agめっき層のAg含有量の変化を
示す概念図 【図4】実施例2における電流波形の制御を示す概略図 【符号の説明】 1…銅材 2…ニッケルめっき層 3…第1のAu−Agめっき層 4…第2のAu−Agめっき層 5…第3のAu−Agめっき層 6…多層Au−Agめっき層 10…リードフレーム
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 表面にAu−Agめっきが形成されたリ
ードフレームにおいて、 前記Au−Agめっきは、Agの割合が異なる複数のA
u−Agめっき層が積層された多層Au−Agめっき層
からなり、 前記多層Au−Agめっき層は、基材側から最表面にか
けてAgの割合が増加することを特徴とするリードフレ
ーム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002066992A JP3707548B2 (ja) | 2002-03-12 | 2002-03-12 | リードフレーム及びリードフレームの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002066992A JP3707548B2 (ja) | 2002-03-12 | 2002-03-12 | リードフレーム及びリードフレームの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003273305A true JP2003273305A (ja) | 2003-09-26 |
JP3707548B2 JP3707548B2 (ja) | 2005-10-19 |
Family
ID=29198538
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002066992A Expired - Fee Related JP3707548B2 (ja) | 2002-03-12 | 2002-03-12 | リードフレーム及びリードフレームの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3707548B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004049415A1 (ja) * | 2002-11-26 | 2004-06-10 | Sharp Kabushiki Kaisha | 半導体用合金材料、該合金材料を用いた半導体チップ及びその製造方法 |
-
2002
- 2002-03-12 JP JP2002066992A patent/JP3707548B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004049415A1 (ja) * | 2002-11-26 | 2004-06-10 | Sharp Kabushiki Kaisha | 半導体用合金材料、該合金材料を用いた半導体チップ及びその製造方法 |
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JP3707548B2 (ja) | 2005-10-19 |
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