JP2012505307A5

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Publication number: JP2012505307A5
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Filing date: 2009-09-10
Publication date: 2014-01-16
Anticipated expiration: 2029-09-10

Description

銀表面と樹脂材料間の接着の改良法

本発明は、銀表面と、エポキシ樹脂や型材料の如き樹脂材料との間の接着性を改良する方法に関する。かような方法はリードフレームや表面実装部品（ＳＭＤｓ）の如き電子部品の製造に有用である。

リードフレームは、印刷回路基板上に取付けられた電子部品（表面実装部品、ＳＭＤｓ）の製造に用いられる。ＳＭＤｓの製造の１つの工程は、保護目的のために、リードフレームの頂部上に樹脂（型）材料を適用することいわゆるパッケージの形成である。リードフレームは、通常、銅と銀の表面を含んでいる。そのため、型はリードフレームの銀と銅の表面と接触する。ＳＭＤ製品耐用期間中、金属と型の間の剥離が起らないことが保証されなければならず、さもないとＳＭＤ部は故障する。

パッケージの耐用期間中、周囲湿気が型とリードフレームの境界面で吸収される。パッケージ内に湿気が吸収され、保持されることの問題は、閉じ込められた湿気が、部品が基板実装中のはんだ温度の如き急激な上昇温度に付されたとき、蒸発しそしてとても大きい内部パッケージ応力を発生し、そしてこれが剥離を引き起こす、ことである。この湿気誘発剥離は“ポップコーン作用”と呼ばれている。ポップコーン作用を避けるため、パッケージは、吸収を避けるため、はんだ付けの前に、湿気の無い条件下でパッケージあるいは再パッケージを行わなければならず、このことが組立工程を一層高価なものとし且つ品質管理を一層難しくしている。無鉛はんだ付けに用いられる比較的高いはんだ付け温度のために、ポップコーン作用が起る危険性は特に高くなり、さらに多くのパッケージ故障を生じることになる。

種々のパッケージタイプのポップコーン分解傾向の変化度合を認識する際に、ＩＰＣ／ＪＥＤＥＣは鉛付けされたＩＣパッケージの湿気感度レベル（ＭＳＬｓ）の標準等級分けを定義した。この標準（Ｊ−ＳＴＤ−２０ＭＳＬ）によれば、ＭＳＬｓは数字で表示され、ＭＳＬ数はパッケージがポップコーン分解に弱いほど増加する。例えば、ＭＳＬ１は湿気に曝露されてもポップコーン分解の影響を受けないパッケージに相当し、他方ＭＳＬ５およびＭＳＬ６の部品は湿気誘発性故障を最も起し易い。目標はＭＳＬ１を達成することにある。
Ｊ−ＳＴＤ−２０ＭＳＬ標準によれば、部品全体が特定の湿気および温度条件下で一定の時間試験に付される（表１参照）。

実際の活動条件下での充分な接着性を確保するために、鉛付けされたＩＣパッケージはＩＰＣ／ＪＥＤＥＣＪ−ＳＴＤ−２０ＭＳＬ標準に従ってテストされる。接着強度の他の実用的テストは認定目的の産業において汎用される、いわゆるタブプルテストである。金属表面と型の間の接着強度の表示は簡単な剥離テストからも得られる。タブプルテストおよび剥離テストのいずれも、金属表面と樹脂材料との間の接着性の改良を同定するための良好な道具として、開発と認定の段階で用いられる。タブプルテストと剥離テストは、典型的には、実際のパッケージよりもテスト試料について行われる。実際のパッケージについてのＭＳＬテストのためには、Ｃ−モード走査型超音波顕微鏡（ＡｃｏｕｓｔｉｃＭｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）（Ｃ−ＳＡＭ）が銀と型との間の境界面での層剥離を検出するために使用できる。
達成可能な湿気感度レベルは、型とリードフレーム表面の間の接着のみならずパッケージの大きさと寸法にも依存する。一般に、ＳＭＤｓはポップコーン分解し易い。その理由はそれらは薄くそれ故破損強度が比較的小さく、それらは湿気を一層容易に吸収し且つ保持し、そしてＳＭＤ基板実装は成形用コンパウンドを鉛で経験した高温度に付すことにもなる、ためである。

現在製造されている大部分のリードフレームの表面は２種類の金属、すなわちリードフレームの基本材料である銅または銅合金と銀からなる。銅と銀の相対的割合は、複数の異なるリードフレーム間で変動する。基本材料はリードフレームの熱的および機械的安定性に影響する。リードフレーム表面における銀はリードフレームとその上に取付けられたチップとの間の電気的導通接続を作るために必要とされる。これは、リードフレームのさらなる加工中に、リードフレーム上のチップと銀の両方に細い線を接触させることに関係するサーモソニックボンディング（ＴＳＢ）によって、通常はなされる。
ワイヤーボンディングとも云われるサーモソニックボンディングは、リードフレーム基板上の銀とジャンパー線（通常金でできているが、アルミニウムでできている場合もある）との間に安定接合を創るために、２つの清澄な金属表面（基板と線）を接触させる表面溶接法である。かくして、この方法は金属表面上の不純物の影響を受け易い。

リードフレームの銅または銅合金表面に関しては、銅または銅合金表面と、引き続きＳＭＤｓの製造に用いられる樹脂材料（型）との間の接着性を改良するために、銅または銅合金表面を粗面化することがリードフレーム製造では普通のことである。粗面化は通常化学エッチング法で行われるが、電気化学的に、すなわち銅材料にアノード電流を掛けることによって、行うこともできる。化学エッチング法の幾つかは銅表面上に酸化物層を生成するが、金属酸化物表面は一般に酸化物を含まない金属表面よりも樹脂に対しより良い接着性を示すため、酸化物層は接着にプラス効果を持つ。しかしながら、そのような酸化物層の効果は、恐らく、化学的粗面化の効果と比較するとむしろ小さい。
リードフレームの表面上の銅または銅合金を粗面化し、それによって銅または銅合金に対する樹脂材料（型）の接着性を改良するための標準法は、アトテック社によって開発されたモールドプレプ（ＭｏｌｄＰｒｅｐ登録商標）法である（ＥＰ１８２０８８４Ａ１参照）。モールドプレプ法は予め銀でメッキされたリードフレームに適用することも可能である。しかしながら、この方法は銀表面には影響を与えない。そのため、樹脂材料の銀への接着性に影響しない。

銅材料がどのようにして粗面化されたかにかかわらず、銅と樹脂材料との間の接着性のみが改良されることが明らかとなった。銅または銅合金表面を粗面化するための公知の方法はいずれも銀と樹脂材料との間の接着性を有意に改良するものではない。それ故、銀と樹脂材料の間の接触はリードフレームと樹脂材料との間で最も弱く結合され、そのためＳＭＤｓのＭＳＬ性能の更なる改良を妨げている。
このような状況のため、リードフレームとＳＭＤｓの製造業者は、システム安定性を増すために、銀表面面積を最小限にし、銅表面の相対的割合を最大限にしようと試みている。しかしながら、リードフレーム表面にチップを接触させるためには、ある程度の最小限の銀表面面積が必要とされるため、このアプローチには限度がある。

技術水準
リードフレーム産業では樹脂材料（型）と、種々の金属例えば銅、銅合金、銀、合金４２およびニッケル／パラジウム／金の複数層の組合せ（いわゆる前メッキフレーム（ＰＰＦｓ）で用いられている）との間の接着を改良するために長い間努力してきた。ＰＰＦ法はニッケル／パラジウム／金を堆積する前に銅を粗面化することによって接着性の周縁改良を達成する。樹脂材料のＰＰＦｓへの接着性を改良するための他の可能性は、電気メッキパラメーターの適当な制御によって粗い形態でニッケルを堆積することである。粗いニッケルは、機械的固定により樹脂材料への接着性を改良する。しかしながら、この方法で達成された接着性は、今日達成され得る銅や銅合金への接着性と同じほど良好なものではない。それ故、この方法により達成される接着性改良は未だ十分ではない。

クイら（Ｃｕｉｅｔａｌ．）（“Ｐｄメッキリードフレームの接着性増進”１９９９エレクトロニックコンポーネントアンドテクノロジーコンファレンス８３７頁）は、鉄含有アルカリ溶液中でリードフレームにカソード電流を通じることによって粒子境界に沿って鉄が堆積されることを開示している。著者らによれば、ＰＰＦ表面に鉄の堆積は、樹脂材料への改良された接着性をもたらす。しかしながら、線接合性が同時に減少する。線接合性は鉛が表面に堆積するほど悪化する。恐らく、クイらにより記載された方法が工業的に用いられていないことは、鉄が空気により酸化され易いという、理由と事実によるものと思われる。

米国特許５３４３０７３および５４４９９５１は、樹脂材料への接着性がクロムと亜鉛の電解堆積により改良されるべきであるリードフレームを記載している。これらの特許に記載された方法は、クロム（ＶＩ）の使用を包含するので、環境保護要請に関して不利益である。亜鉛の使用も、鉄と同様に且つこれらの特許に記述されていることとは反対に、亜鉛に対する金線の結合性が弱いので、やはり利益がない。
米国特許５３００１５８は、腐蝕に対する保護と、銅または銅合金からなる基質への接着性改良とのために、クロム（ＶＩ）の使用を記載している。
米国特許６８５２４２７は、少なくとも１種の金属（例えば亜鉛）を含有する溶液が腐蝕に対して銅を保護するために用いられそして同時に、接着性の改良を達成することを開示している。この特許は主として、クロム（ＶＩ）の使用の回避に関するものである。
米国特許出願ＵＳ２００５／０１２１３３０Ａ１（前記米国特許６８５２４２７の分割出願である）は、同様に、銅表面に関するだけである。銀および銀表面への金線の結合性はこの特許では考慮されていない。

それ故、本発明の目的は、電子部品の製造のための成形材料として用いられるような樹脂材料の、銀表面特にリードフレームの銀表面への接着性を改良して良好な湿気感度レベルを有し、理想的には湿気感度レベルＭＳＬ１を達成する電子パッケージの製造を可能とすることである。同時に、銀表面への無傷の線結合が可能でなければならない。同様に、同時に存在する粗面化された銅または銅合金表面の良好な接着性を悪化させないものでなければならない。
銀を選択的にエッチングしてその粗さを増そうとした発明者の試みは成功しなかった。このアプローチは次の理由で諦めた。第１に、銀のエッチングは、穴が形成されるようにでこぼこであった。第２に、テストされた銀エッチング溶液の不十分な選択性のために、銅も同様に一様にエッチングされず、そのため銅表面への樹脂材料の接着の悪化を来した。

発明者らは、同様に、銀を粗い形態で堆積させることによって銀への樹脂材料の接着を改良しようと試みた。しかしながら、達成された粗さの値は改良された接着性を得るには十分ではないかあるいは銀が粉末形態で堆積されていずれにしても改良された接着性を与えなかった。それにもかかわらず、粗い銀は接合工程のためには臨界的と思われる。
上記したＰＰＦ法に類似して、発明者らは銀堆積の前に銅を粗面化し次いで粗面化した銅の上に銀を堆積することも試みた。しかしながら、粗さが顕著に増加してさえも接着性の所望の改良が得られないことが判った。銀表面と樹脂材料、特に型材料として用いられる樹脂材料との間の弱い接着性の問題が解決されたのは、本発明者らが本発明方法を見い出した時のみであった。

それ故、上記目的を達成するために、本発明は、銀表面を、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、アンモニウムハイドロキサイド類およびそれらの混合物から選ばれる水酸化物を含有する溶液で電解処理する工程、その際銀表面はカソードである、を含んでなる、銀表面と樹脂材料との間の接着性を改良する方法を提供する。

本発明方法では、樹脂材料が最終的に接着されるべきである銀表面が上記に特定された水酸化物を含有する溶液と接触せしめられる。溶液は同様に少なくとも１つのアノードと接触せしめられそして電圧はカソードとして働く銀表面と少なくとも１つのアノードとの間に掛けられ溶液中を電流が流れる。このように処理された銀表面は、樹脂材料特に表面実装部品（ＳＭＤｓ）の如き電子部材の製造のための型材料として用いられる樹脂材料に対し改良された接着性を示す。

上記方法の特別実施の態様では、本発明は下記工程：（ｉ）少なくとも１つの銀表面を有するリードフレームを準備し、（ｉｉ）リードフレームの銀表面をアルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、アンモニウムハイドロキサイド類およびそれらの混合物から選ばれる水酸化物を含有する溶液で電解処理し、ここでリードフレームはカソードであり、（ｉｉｉ）樹脂材料を用いて電子部品をリードフレームと一緒にカプセルに包む、を含む表面実装電子部品（ＳＭＤ）を製造する方法を提供する。リードフレームは同様に少なくとも１つの銅表面を有している。もし存在するならば、どの銅表面も上記少なくとも１つの銀表面と同じ処理と条件に付される。発明者が見い出したとおり、これは銅表面には検知可能な影響を与えない。

銀表面を電解処理する工程は、一般に、銀表面に鉛が結合される前に実施される。しかしながら、原則として、結合工程の後で、銀表面を電解処理する工程を実施することも可能である。
それ故、本発明は、同様に、樹脂材料が銀と接触している電子部品、この電子部品は上記方法によって得られる、を提供する。
銀表面を電解処理する工程はバッチ式または連続式で行うことができる。バッチ式では少なくとも１つの加工物がラック／バーレル型使用で一度に処理される。連続式では、加工物（特に、リードフレーム）はリール対リール型使用で処理される。すなわち、連続法では、個々の部品に分離される前に、製造された生産品の細長い一片または基材のリールをメッキすることができる。
銀表面が処理される溶液の温度は特に限定されない。一般に、この温度は１５〜７５℃、好ましくは２０〜５０℃、さらに好ましくは３５〜４５℃である。

銀表面の電解処理の時間は特に限定されない。一般に、この時間は５〜３００秒、好ましくは２５〜６０秒である。一般に、処理時間が長くなるほど銀表面と樹脂材料の間の接着がより大きく改善される。しかしながら、長い時間ほど不利益となるのは、特に処理される加工品が電解浴中を移動しそして長い処理時間が浴の一端から他端までの非常に長い距離を必要とされる連続式で処理を実施する際である。従って、短い処理時間は、カソード電流密度を増加させることによって達成することができる。これは過度の電圧を避けるためアノードの大きさを適度に大きくすることを要求する。
銀表面を電解的に処理する工程に適用される電流密度は、特に限定されない。一般に、カソード電流密度は２〜４０Ａ／ｄｍ^２、好ましくは４〜３２Ａ／ｄｍ^２である。処理溶液が水酸化物のみ（例えば水酸化ナトリウムのみ）を含有するとき、カソード電流密度は、一般に、８〜２４Ａ／ｄｍ^２、好ましくは１２〜１６Ａ／ｄｍ^２である。処理液がさらにシリケートを含有するとき、カソード電流密度は一般に４〜１６Ａ／ｄｍ^２、好ましくは８〜１２Ａ／ｄｍ^２である。一般に、電流密度が高くなるほど接着はより大きく改善される。原則として、電流密度はカソードとアノードの間に掛けられる電圧によってのみ制限される。
銀表面を電解的に処理する工程に掛けられる電圧は特に限定されない。それは、とりわけ、カソード対アノードの表面積の比、電解質濃度および電流密度に依存する。一般に、電圧は７Ｖよりも低い。

アノードは本質的に不活性であること、すなわちアノードは有意な度合まで溶解すべきでないことを除けば、銀表面を電解的に処理する工程で用いられる少なくとも１つのアノードの材料は特に限定されない。すなわち、アノードはＶ４ＡまたはＳＳ３１６／３１９スチールの如きステンレススチール、または例えばプラチナメッキチタニウムで製造することができる。アノードの溶解は電圧を制御すること、すなわち過度に高い電圧を避けること、によって回避することができる。
アノードとカソードの表面積の比は特に限定されない。一般に、アノード対カソードの表面積比は少なくとも２：１、好ましくは少なくとも４：１、さらに好ましくは少なくとも８：１である。

銀表面が電解的に処理される溶液はアルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、アンモニウムハイドロキサイド類およびそれらの混合物から選ばれる水酸化物を含有する。好ましいアルカリ金属水酸化物は、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）および水酸化カリウム（ＫＯＨ）である。好適なアンモニウムハイドロキサイド類は、式ＮＲ_４−ｎＨ_ｎＯＨ、ここで各Ｒは独立に炭素数１〜１２、好ましくは１〜６のアルキル基である、のアンモニウムハイドロキサイドである。好ましい水酸化物は水酸化ナトリウムと水酸化カリウムである。
処理溶液中の水酸化物の濃度は一般に、１０〜５００ｇ／ｌ、好ましくは１００〜２００ｇ／ｌ、例えば約１５０ｇ／ｌである。処理溶液が下記する導電性増強塩または接着性改善塩を含有するなら、水酸化物の濃度は低下させても一般に十分である。

処理溶液は、ナトリウムまたはカリウムまたはアンモニウムメタシリケートの如き硅酸塩をさらに含有することができる。Ｎａ_３ＨＳｉＯ_４・５Ｈ_２Ｏまたは相当するアルカリもしくはアンモニウム塩の如き、いわゆるセスキシリケートも使用することができる。好ましい硅酸塩はポリシリケートであり、好ましくは可溶性アルカリ金属もしくはアンモニウムポリシリケートであり、これらは式Ｍ_２Ｏ・ｎＳｉＯ_２、ここでｎは約１〜４でありそしてＭはアルカリ金属または式ＮＲ_４−ｎＨ_ｎ ^＋、ここで各Ｒは独立に炭素数１〜１２、好ましくは１〜６のアルキル基である、で表すことができる。
処理溶液中にこのような硅酸塩が存在すると処理された銀表面と樹脂の間の接着性が一層大きく改善されることが明らかとされた。用いられる場合、処理溶液中の硅酸塩の濃度は、一般に、１〜１００ｇ／ｌ、好ましくは１０〜５０ｇ／ｌである。

場合により、処理溶液は１つまたはそれ以上の導電性増強塩を含有していてもよい。好ましい導電性増強塩は硫酸塩およびポリリン酸塩であり、好ましくはアルカリ、アンモニウムもしくはアルカリ土類カチオンを有し、例えばナトリウムもしくはカリウム硫酸塩（Ｎａ_２ＳＯ_４またはＫ_２ＳＯ_４）、またはナトリウムもしくはカリウムトリポリリン酸塩（Ｎａ_５Ｐ_３Ｏ_１０もしくはＫ_５Ｐ_３Ｏ_１０）である。相当するアンモニウム塩（（ＮＨ_４）_２ＳＯ_４もしくは（ＮＨ_４）_５Ｐ_３Ｏ_１０）を用いることもできる。このような導電性増強塩はカソードとアノードとの間の電圧を低下させそして電流密度を増加させるために用いることもできる。用いられる場合、処理溶液中の導電性増強塩の濃度は一般に１〜１００ｇ／ｌ、好ましくは１０〜５０ｇ／ｌである。そのような塩は単独で用いられても接着性増強効果を持たないことが明らかにされた。
処理溶液のｐＨは＞７、好ましくは＞１０である。

場合により、処理溶液は１種もしくはそれ以上の界面活性剤を含有することができる。界面活性剤はイオン性でも非イオン性でもよい。好適なイオン性界面活性剤は、アニオン界面活性剤、例えばサルフェート系、スルホネート系もしくはカルボキシレート系界面活性剤（例えばナトリウムドデシルサルフェート、アンモニウムラウリルサルフェートおよび他のアルキルサルフェート、アルキルベンゼンスルホネートおよび脂肪酸塩例えばナトリウムドデシルベンゼンスルホネート）およびカチオン界面活性剤、例えばアルキルトリメチルアンモニウム塩（例えばセチルトリメチルアンモニウムブロマイド）、セチルピリジニウムクロライドおよびベンザルコニウムクロライドを包含する。好適な非イオン性界面活性剤はアルキルポリ（エチレンオキサイド）、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの共重合体、脂肪族アルコール（例えばセチルアルコールおよびオレイルアルコール）、ポリエチレングリコール類（例えばポリエチレングリコール１０，０００）、およびエチレングリコールエーテル類（例えばエチレングリコールモノブチルエーテル）を包含する。このような界面活性剤は処理されるべき銀表面の湿潤化を促進する。

銀表面を電解的に処理する工程は銀表面上に如何なる金属も堆積することなしに実施される。それ故、処理溶液は、アルカリもしくはアルカリ土類金属イオン以外の金属イオンを本質的に含まない。特に、処理溶液は、鉄、亜鉛およびクロムイオン、特にＦｅ^２＋、Ｆｅ^３＋、Ｚｎ^２＋、Ｃｒ^３＋およびＣｒ（ＶＩ）イオンを本質的に含まない。この点に関し、“本質的に含まない”という表現は、溶液が、これらの特定のイオンが実際的に回避できない不純物を構成する程度までを除き特定のイオンを含有していない、ことを意味する。硅素（シリケートとして）の存在はもちろん除外されない（上記参照）。

本発明の方法は、一般に、樹脂材料特に、電子部品例えばいわゆる表面実装部品（ＳＭＤｓ）の製造における成形材料として用いられる樹脂材料への銀表面の接着性を改善するために用いることができる。本発明の方法は、特に、銀表面を有するリードフレームに対し適用される。本発明の方法は、リードフレーム中にも存在する銅もしくは銅合金を粗面化するための公知の方法と組合せることができる。特に、本発明の方法は、ＥＰ１８２０８８４Ａ１に記載された、アトテックによって商業化されたＭｏｌｄＰｒｅｐ（登録商標）と組合せることができる。この場合、銅粗面化方法が先ず通常とおりに実施され次いで本発明の方法が銀表面を処理するために適用される。

本発明により処理された銀表面は公知の方法特にサーモソニックボンディング（ＴＳＢ）によって金線に接合することができる。銀表面は純粋な銀または十分高い銀濃度を持つ銀合金から実質的になることができる。

本発明により処理された銀表面は樹脂材料特に電子パッケージの製造のための成形材料として典型的に用いられる樹脂材料に対し改善された接着性を示す。特に、本発明に関しては、樹脂材料は、７５〜９５ｗｔ％のヒュームドシリカ、２〜８ｗｔ％のエポキシ樹脂、１〜３ｗｔ％のエポキシクレゾールノボラック、２〜８ｗｔ％のフェノール樹脂および０．１〜０．５ｗｔ％のカーボンブラックからなる商業的に入手可能な製品ＳｕｍｉｋｏｎＥＭＥ−Ｇ６００（登録商標）、または約８６ｗｔ％のシリカ粉末、約１．０ｗｔ％の三酸化アンチモン、約１１ｗｔ％のエポキシ樹脂、約１．０ｗｔ％の臭素化樹脂および約１．０ｗｔ％の触媒、柔軟剤、離型剤、顔料およびプライマーからなる成形コンパウンドＳｕｍｉｋｏｎＥＭＥ７３５１ＴＱ（登録商標）の如きエポキシ樹脂またはエポキシ成形コンパウンドであることができる。この成形コンパウンドは約８０ｗｔ％の溶融シリカ、可撓性エポキシ樹脂および硬化剤、遷移金属酸化物／窒素難燃剤、ゴムまたは熱可塑性柔軟剤およびシラン類からなる、臭素不含（“グリーン”）成形材料であってもよい。

本発明は、さらに下記の非限定実施例を参照して説明される。

試験方法
実施例で用いられた試験法は下記のとおりである。

ラボ剥離テスト
ラボ剥離テストは、エポキシガラス繊維基質上に積層された銀箔について、エポキシ層から箔を剥離するに必要とされる力を測定することによって実施される。さらに詳しくは、銀箔（９９．９７％Ａｇ、長さ１３０ｍｍ、幅３０ｍｍ、厚み５０μｍ）が有機溶媒で脱脂され、次いでイソラデュラヴァア（ＩｓｏｌａＤｕｒａｖｅｒ）ＤＥ１０４ＭＬ（登録商標）、エポキシガラス繊維プリプレグ（ガラスタイプ２１２５、Ｔｇ１３５℃、大きさ２５×２５ｃｍ）上に積層され、そしてエポキシプリプレグが加圧機（ＨＭＬ製；型式：ＭＰ２０−２−ＶＫ）および下記表に特定された温度と圧力計画表を用いて１７５℃まで加圧することによって同時に硬化される。

その後、銀／エポキシ積層体は室温まで冷却される。次いで、エポキシ基質から銀箔を剥離するに必要な力が、ツヴィック（Ｚｗｉｃｋ）（型：Ｚ０１０）製の測定装置を用いて１００ｍｍの長さに亘って９０°の剥離角と５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で銀箔の幅に関して測定される。

タブプルテスト
タブプルテストにおいて、正三角形の銀領域（約７ｍｍ^２）を持つ銅リードフレームが用いられる。型（ＳｕｍｉｋｏｎＥＭＥ−Ｇ６００（登録商標））が銀表面に適用されて硬化される。型は、次いで引張力に付される、銀表面から型を引き離すに必要な力が測定される（ｋｇで）。

接合テスト
接合テストが次の装置、材料およびパラメーターを用いて実施された。
ボンダー（装置）：デルボテック（Ｄｅｌｖｏｔｅｃ）社５４１０（半自動ボール／ウェッジボンディング）
超音波周波数：６０ｋＨｚ
セット動力（ａ．ｕ．）：ボール接合４０：ウェッジ接合１４０
セット時間（ａ．ｕ．）：ボール接合３０：ウェッジ接合６０
セット力（ａ．ｕ．）：２０
ボンドワイヤー：ＡｕＨＤ２（ヘレウス）、直径２５μｍ、破断荷重＞７ｇ
キャピラリー：ＵＴＳ−４１ＫＪ−ＣＭ−１／１６−１６ｍｍ
温度：１５０℃
引張試験機：ＤＡＧＥ４０００、ＷＰ１００カートリッジ、引張速度５００μｍ／ｓ
引張数：３０

処理溶液
これらの実施例で用いられた処理溶液は第２表に特定された組成を持つ水溶液である：

実施例１
銀箔が有機溶媒で脱脂された。それは次いでそれを処理溶液Ａ中に直流を掛けながら４０℃で６０秒間浸漬することによって、本発明の電解接着改善処理に付された。銀箔はカソードに接続された。アノードはスチール製であった。カソードの電流密度は９Ａ／ｄｍ^２であった。
銀箔は、次いで上記特定したとおりのラボ剥離テストに付された。比較のため、テストは脱脂されただけで本発明の電解接着改善処理に付されなかった銀箔について実施された。
ラボ剥離テストの結果は第３表に記載されている。

実施例２
標準リードフレーム（タブプルテストで用いられたと同じ、上記参照）が、それを第４表に特定された溶液中に第４表に特定された時間と温度で浸漬することによって、ＭｏｌｄＰｒｅｐＬＦ（登録商標）前処理に付された（第４表、工程１〜５参照）。
リードフレームは、次いで、それを処理溶液Ｃ中に直流を掛けながら４０℃で６０秒間浸漬することによって、本発明の電解接着改善処理に付された（第４表、工程６参照）。リードフレームは、カソードとして接続された。アノードはスチール製であった。カソードの電流密度は９Ａ／ｄｍ^２であった。
リードフレームは次いで脱イオン水（＜２μＳ）で洗滌され（３０秒、６０℃）そして６５℃で１０分間乾燥された（第４表、工程７および８）。
この実施例で実施された工程を方法条件は第４表にまとめられている（工程３と５はリードフレームの表面上の銅（合金）の存在を考慮して実施されることに注目、これらの工程は銀表面への接着性を改善するためには必要とされず、本発明の方法の本質的部分ではない）。

次いで、射出成形によって型が適用され、リードフレームが種々の焼き付き条件に付された。その後、それは上で特定したタブプルテストおよびボンドテストに付された。比較のため、本発明の電解接着改善処理（第４表、工程６）を省いた以外は同様に処理を行ったリードフレームについて実施した。

タブプルテストとボンドテストの結果をそれぞれ第５表と第６表に示す。

第６表の結果は、本発明による電解接着改善処理がボンド強度に有意な（すなわち有害な）影響を与えないことを示している。さらに具体的には、ボンドテストでは、全てのボンドが線の破断すなわちネックやヒールでの破断を示したが、ボールやウェッジのリフト（すなわち線端部での引き離し）はなかった。

実施例３
実施例１が下記変更を伴って繰返された：電解接着改善処理工程において、処理液Ａが処理液Ｂで置き換えられた、アノードはＶ４Ａステンレススチール製であった、カソードの電流密度は１６Ａ／ｄｍ^２であった、処理時間は３０秒であった。このようにして得られた銀箔についてのラボ剥離テストの結果は第７表に示されている。

実施例４
実施例１が下記変更を伴って繰返された：銀箔がＭｏｌｄＰｒｅｐＬＦ（登録商標）方法で前処理された（第４表、工程１〜５）。電解接着改善処理工程において、処理溶液Ａは処理溶液Ｃで置き換えられた。アノードはステンレススチール製であった。温度は４５℃であった。処理時間は３０秒であった。このようにして得られた銀箔についてのラボ剥離テストの結果は第８表に示されている。

実施例５
実施例２が下記変更を伴って繰返された：電解接着改善処理工程において、処理溶液Ａが処理溶液Ｄで置き換えられた。温度が４５℃であった。処理時間が３５秒であった。カソードの電流密度は１２Ａ／ｄｍ^２であった。

タブプルテストとボンドテストの結果はそれぞれ第９表と第１０表に示されている。

実施例６
それぞれ、２２の個々の表面実装部品（（クアッドフラットパッケージ（ＱｕａｄＦｌａｔＰａｃｋａｇｅｓ））を備えた２つのリードフレームが検査された。リードフレームは銀で部分的にメッキされていた。すなわち、それらのフレームは基材銅の表面領域と銀の表面領域を含んでいた。１つのリードフレームが型適用の前に銀表面を何ら処理することなくテストに付された。すなわち、型と銅表面の間の接着性を強化する方法工程１〜５（第４表参照）のみが実施された。もう一方のリードフレームは、さらに、第４表に示された方法の順序にて、溶液Ａで処理された（第２表参照；電流密度：９Ａ／ｄｍ^２、温度４０℃、時間６０ｓ）。レベル１〜３のＭＳＬテスト（第１表参照）の後型の層剥離がＣ−モード走査型超音波顕微鏡（Ｃ−ＳＡＭ）で検査された。各リードフレーム上の破損部品の数が第１１表にまとめられている。溶液Ａで銀表面領域の処理後ではレベル１〜３ＭＳＬテストについて破損は観察されなかった。

実施例７
銀箔が有機溶媒で脱脂された。それは、次いで、それを下記第１２表に記載の化学品を含む溶液に浸漬することによって本発明の電解接着改善処理に付された。浸漬時間は、直流電流を掛けつつ４５℃で６０秒間であった。銀箔はカソードとして接続された。アノードはスチールであった。カソードの電流密度は１６Ａ／ｄｍ^２であった。
銀箔は、次いで、上記に特定したラボ剥離テストに付された。結果は第１２表に示されている。比較のため、脱脂されただけで、本発明の電解接着改善処理に付されなかった銀箔についてテストが行われた。

Claims

銀表面を、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、アンモニウムハイドロキサイド類およびそれらの混合物から選ばれる水酸化物を含有する溶液で電解的に処理する工程、ここで銀表面はカソードであり、そして処理溶液中の水酸化物の濃度は１０〜５００ｇ／ｌである、を含む、銀表面と樹脂材料との間の接着性を改良する方法。
下記工程を下記順序で実施することを含む、表面実装電子部品の製造方法。
（ｉ）銅と銀の表面を有するリードフレームを準備し、
（ｉｉ）場合により銅表面を、粗面化し、
（ｉｉｉ）リードフレームの銀表面を、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、アンモニウムハイドロキサイド類およびそれらの混合物から選ばれる水酸化物を含有する溶液で電解的に処理し、ここでリードフレームはカソードであり、ここで処理溶液中の水酸化物の濃度は１０〜５００ｇ／ｌである。
（ｉｖ）樹脂材料を用いるリードフレームと一緒に電子部品を封入する。
銀表面を電解的に処理する工程が銀表面上にいかなる金属も堆積させずに実施される請求項１または２に記載の方法。
溶液がアルカリもしくはアルカリ土類金属イオン以外の金属イオンを本質的に含まない、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
銀表面が処理される溶液の温度が２０〜５０℃である、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
電解処理の時間が５〜３００秒である、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
銀表面を電解的に処理する工程で適用されるカソード電流密度が２〜４０Ａ／ｄｍ^２である、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
水酸化物が水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムである、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
処理溶液がシリケート塩をさらに含有する、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
処理溶液中のシリケート塩の濃度が１〜１００ｇ／ｌである、請求項９に記載の方法。
処理溶液が１つまたはそれ以上の導電性増強塩を含有する、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
処理溶液中の導電性増強塩の濃度が１〜１００ｇ／ｌである、請求項１１に記載の方法。
処理液が１種またはそれ以上の界面活性剤を含有する、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
樹脂材料が銀と接触している電子部品であって、先行する請求項のいずれかに記載の方法によって得られた上記部品。