JP2970568B2 - 複合リードフレームの製造方法 - Google Patents
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- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂封止型の半導
体装置用の複合リードフレームの製造方法に関するもの
である。
体装置用の複合リードフレームの製造方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】アウターリードを金属リードフレームに
よって構成し、インナーリードを絶縁フィルム上に導体
の微細配線パターンを形成したフレキシブル配線基板に
よって構成してなる複合リードフレームは各種の構成の
ものが従来提案されているが、いずれの構造であっても
フレキシブル配線基板のインナーリードと外枠側のアウ
ターリードとを何らかの方法で電気的に接合する必要が
ある。フレキシブル配線基板からのインナーリードは絶
縁層（通常ポリイミドフィルム）上に積層されているた
め接合に当って以下の様な問題点が生じる。
よって構成し、インナーリードを絶縁フィルム上に導体
の微細配線パターンを形成したフレキシブル配線基板に
よって構成してなる複合リードフレームは各種の構成の
ものが従来提案されているが、いずれの構造であっても
フレキシブル配線基板のインナーリードと外枠側のアウ
ターリードとを何らかの方法で電気的に接合する必要が
ある。フレキシブル配線基板からのインナーリードは絶
縁層（通常ポリイミドフィルム）上に積層されているた
め接合に当って以下の様な問題点が生じる。
【０００３】即ち、アウターリードとインナーリードと
の接合は加圧、加熱下に行われるが、加熱ツール温度が
３４０℃以上の高温となると絶縁層を構成する樹脂（例
えばポリイミド樹脂）あるいは該絶縁層とインナーリー
ドを接着するのに用いられている接着剤（例えば、エポ
キシ樹脂系接着剤）が加熱劣化し、酸化もしくは炭化し
絶縁性を損ったり、強度が低下したりするので好ましく
ない。
の接合は加圧、加熱下に行われるが、加熱ツール温度が
３４０℃以上の高温となると絶縁層を構成する樹脂（例
えばポリイミド樹脂）あるいは該絶縁層とインナーリー
ドを接着するのに用いられている接着剤（例えば、エポ
キシ樹脂系接着剤）が加熱劣化し、酸化もしくは炭化し
絶縁性を損ったり、強度が低下したりするので好ましく
ない。
【０００４】アウターリードとインナーリードの接合の
目的でＰｂ−Ｓｎ半田を用いると、その共晶点（融点１
８３℃）が低いので上記の問題は生じないがアウターリ
ードとインナーリードとを接合した後に２００℃付近で
行われるワイヤーボンディング工程、あるいはやはり２
００℃付近で行われる樹脂封止工程が存在するためにア
ウターリードとインナーリードとの安定した接合が得ら
れない。
目的でＰｂ−Ｓｎ半田を用いると、その共晶点（融点１
８３℃）が低いので上記の問題は生じないがアウターリ
ードとインナーリードとを接合した後に２００℃付近で
行われるワイヤーボンディング工程、あるいはやはり２
００℃付近で行われる樹脂封止工程が存在するためにア
ウターリードとインナーリードとの安定した接合が得ら
れない。
【０００５】一方、一般的に用いられるＳｎ含量２０重
量％のＡｕ−Ｓｎ合金の接合への使用は、ツール温度が
３４０℃を越え、３８０〜５４０℃と高いのでやはり樹
脂劣化の問題点が生じる。
量％のＡｕ−Ｓｎ合金の接合への使用は、ツール温度が
３４０℃を越え、３８０〜５４０℃と高いのでやはり樹
脂劣化の問題点が生じる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】かくして、本発明は、
ワイヤボンディング工程、樹脂封止工程に耐えて安定に
アウターリードとインナーリードとが接合され、かつ絶
縁層の樹脂や接着剤に熱劣化のない複合リードフレーム
の製造方法の提供を目的としている。
ワイヤボンディング工程、樹脂封止工程に耐えて安定に
アウターリードとインナーリードとが接合され、かつ絶
縁層の樹脂や接着剤に熱劣化のない複合リードフレーム
の製造方法の提供を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に従えば、アウタ
ーリードを金属リードフレームによって構成し、インナ
ーリードを絶縁フィルム上に導体の微細配線パターンを
形成したフレキシブル配線基板によって構成した複合リ
ードフレームの前記アウターリードと前記インナーリー
ドとを金錫共晶合金法によって接合する複合リードフレ
ームの製造方法において、アウターリードの接合面の幅
よりもインナーリードの接合面の幅を大きくし、アウタ
ーリードの接合面に厚さ４．０〜８．０μｍの錫めっき
を施すと 共にインナーリードの接合面に厚さ０．５〜
１．０μｍ未満の金めっきを施し、その後前記両接合面
を加圧加熱して金錫共晶合金法によって接合することに
より、接合層が実質的に錫と金の合金層のみからなり、
該合金層中の金含有量が１０〜４０重量％である合金層
とすると共に、前記接合層の側面に当該接合層から吐き
出されたヒレットを形成することを特徴とする複合リー
ドフレームの製造方法が提供される。
ーリードを金属リードフレームによって構成し、インナ
ーリードを絶縁フィルム上に導体の微細配線パターンを
形成したフレキシブル配線基板によって構成した複合リ
ードフレームの前記アウターリードと前記インナーリー
ドとを金錫共晶合金法によって接合する複合リードフレ
ームの製造方法において、アウターリードの接合面の幅
よりもインナーリードの接合面の幅を大きくし、アウタ
ーリードの接合面に厚さ４．０〜８．０μｍの錫めっき
を施すと 共にインナーリードの接合面に厚さ０．５〜
１．０μｍ未満の金めっきを施し、その後前記両接合面
を加圧加熱して金錫共晶合金法によって接合することに
より、接合層が実質的に錫と金の合金層のみからなり、
該合金層中の金含有量が１０〜４０重量％である合金層
とすると共に、前記接合層の側面に当該接合層から吐き
出されたヒレットを形成することを特徴とする複合リー
ドフレームの製造方法が提供される。
【０００８】ここで、フレキシブル配線基板とは、絶縁
フィルム（テープ状のものを含む）上に導体の微細配線
パターンを形成した、いわゆるフレキシブルな配線基板
をいう。ＴＡＢテープと称するものも、絶縁フィルム上
に導体の微細配線パターンを形成したフレキシブルなも
のであり、そういう意味で構造的になんら変わりがない
ことから、ここでいうフレキシブル配線基板として用い
られる。
フィルム（テープ状のものを含む）上に導体の微細配線
パターンを形成した、いわゆるフレキシブルな配線基板
をいう。ＴＡＢテープと称するものも、絶縁フィルム上
に導体の微細配線パターンを形成したフレキシブルなも
のであり、そういう意味で構造的になんら変わりがない
ことから、ここでいうフレキシブル配線基板として用い
られる。
【０００９】本発明の最も重要な特徴はフレキシブル配
線基板のインナーリードと外枠のアウターリードとの接
合に於いて接合層として金含有量が１０〜４０重量％の
Ｓｎ−Ａｕ合金を用いることであるが、その様な特定な
合金は適切な融点範囲を有し（２１０〜３０５℃）、し
かも脆い金属間化合物であるＡｕＳｎからなる相が存在
しないため、接合に当って３４０℃以上の高温に加熱す
ることが不要で、しかも安定な接合が達成される。
線基板のインナーリードと外枠のアウターリードとの接
合に於いて接合層として金含有量が１０〜４０重量％の
Ｓｎ−Ａｕ合金を用いることであるが、その様な特定な
合金は適切な融点範囲を有し（２１０〜３０５℃）、し
かも脆い金属間化合物であるＡｕＳｎからなる相が存在
しないため、接合に当って３４０℃以上の高温に加熱す
ることが不要で、しかも安定な接合が達成される。
【００１０】以下詳細に本発明を説明する。
【００１１】フレキシブル配線基板のインナーリードと
外枠のアウターリードを接合するに際して、まず、イン
ナーリードの接合面に金めっきを施すが、ニッケルめっ
きを施してからその上に金めっきを施すことがより好ま
しい態様である。そしてアウターリードの接合面に錫め
っきが施される。
外枠のアウターリードを接合するに際して、まず、イン
ナーリードの接合面に金めっきを施すが、ニッケルめっ
きを施してからその上に金めっきを施すことがより好ま
しい態様である。そしてアウターリードの接合面に錫め
っきが施される。
【００１２】接合を行うに際して用いられる加熱手段は
赤外線ビーム加熱、加熱ヒータによる加熱などそれ自体
公知の加熱手段が採用されるが、加熱ヒータを用いて加
熱する方法が好ましい。加熱温度は、加熱ヒータを用い
た場合、加熱ヒータの温度を３００〜５００℃とし、リ
ードに対して３１〜９４ｇの圧をかけつつ０．５〜２０
秒間加熱する。
赤外線ビーム加熱、加熱ヒータによる加熱などそれ自体
公知の加熱手段が採用されるが、加熱ヒータを用いて加
熱する方法が好ましい。加熱温度は、加熱ヒータを用い
た場合、加熱ヒータの温度を３００〜５００℃とし、リ
ードに対して３１〜９４ｇの圧をかけつつ０．５〜２０
秒間加熱する。
【００１３】この様な加熱手段により錫が金に拡散し
て、結果として錫と金の合金層が生成する。この合金属
の金含有量は１０〜４０重量％であるが、この様な組成
とするには、前記の金めっき量および錫のめっき量を適
切に調整することにより達成される。通常インナーリー
ドへの金めっき量とアウターリードへの錫めっき量の割
合が上記の範囲となる様にめっきが行われる。
て、結果として錫と金の合金層が生成する。この合金属
の金含有量は１０〜４０重量％であるが、この様な組成
とするには、前記の金めっき量および錫のめっき量を適
切に調整することにより達成される。通常インナーリー
ドへの金めっき量とアウターリードへの錫めっき量の割
合が上記の範囲となる様にめっきが行われる。
【００１４】また、インナーリードへの金めっきは通常
厚さは０．３〜６．０μｍ、好ましくは、０．５〜１．
０μｍとなるよう行われ、またニッケルのめっきは通常
０．１〜１．５μｍの厚さとなるよう行われる。アウタ
ーリードへの錫めっきは通常１．５〜７．５μｍの厚さ
となるように行われる。
厚さは０．３〜６．０μｍ、好ましくは、０．５〜１．
０μｍとなるよう行われ、またニッケルのめっきは通常
０．１〜１．５μｍの厚さとなるよう行われる。アウタ
ーリードへの錫めっきは通常１．５〜７．５μｍの厚さ
となるように行われる。
【００１５】金、錫またはニッケルのめっき方法はそれ
自体公知の方法、例えば、電気めっき法で行われる。金
めっきについては、中性浴あるいは酸性浴による半光沢
めっきが採用される。また錫めっきについては、硫酸浴
あるいはほうふっ化浴による無光沢めっきが採用され
る。
自体公知の方法、例えば、電気めっき法で行われる。金
めっきについては、中性浴あるいは酸性浴による半光沢
めっきが採用される。また錫めっきについては、硫酸浴
あるいはほうふっ化浴による無光沢めっきが採用され
る。
【００１６】本発明の複合リードフレームの一例を図１
および図２を用いて説明する。
および図２を用いて説明する。
【００１７】リードフレームは外枠１３を備え、この外
枠１３からアウターリード１５（１５ａ，１５ｂ）が外
枠１３の中心近傍に向かって延設されている。
枠１３からアウターリード１５（１５ａ，１５ｂ）が外
枠１３の中心近傍に向かって延設されている。
【００１８】リードフレームの外枠１３の中心部にはフ
レキシブル多層配線基板１７（以下に「多層配線基板」
と称する）が配置され、この多層配線基板１７は、上側
に、例えばポリイミドよりなる絶縁フィルム層１９と、
下側に、例えば銅よりなる接地および電源供給用導体層
２１との２層からなっている。
レキシブル多層配線基板１７（以下に「多層配線基板」
と称する）が配置され、この多層配線基板１７は、上側
に、例えばポリイミドよりなる絶縁フィルム層１９と、
下側に、例えば銅よりなる接地および電源供給用導体層
２１との２層からなっている。
【００１９】上記絶縁フィルム層１９の方は片面（すな
わち上面）銅箔付ポリイミドフィルムである。
わち上面）銅箔付ポリイミドフィルムである。
【００２０】この銅箔は後にエッチングされてインナー
リードとなる。絶縁フィルム層１９は、接地および電源
供給用ホール２３とがプレスパンチング等により開口さ
れている。この絶縁フィルム層１９に導体層２１が接着
剤等により貼着されている。この多層配線基板１７の絶
縁フィルム層１９の上側表面に貼付された銅箔を例えば
エッチングもしくは蒸着して、インナーリード２７が形
成されている。このインナーリード２７の内側先端に
は、ワイヤボンディング接続が良好になされるように、
例えばＳｎ−Ｎｉの下地の上に金のような良導体がめっ
きされている。このようにワイヤボンディングのために
インナーリードの内側先端にも金めっきが施されるので
あれば、上記したように本発明においてアウターリード
とインナーリードとを金錫共晶合金法によって接続する
にあたってインナーリード側に金めっきを施すようにし
たことは、前記各金めっき作業を同時に行うことができ
るのでめっき作業上非常に都合が良い。上記多層配線基
板１７のホール２３から露出した導体層２１上にも、例
えばＳｎ−Ｎｉの下地の上に金のような良導体がめっき
されている。
リードとなる。絶縁フィルム層１９は、接地および電源
供給用ホール２３とがプレスパンチング等により開口さ
れている。この絶縁フィルム層１９に導体層２１が接着
剤等により貼着されている。この多層配線基板１７の絶
縁フィルム層１９の上側表面に貼付された銅箔を例えば
エッチングもしくは蒸着して、インナーリード２７が形
成されている。このインナーリード２７の内側先端に
は、ワイヤボンディング接続が良好になされるように、
例えばＳｎ−Ｎｉの下地の上に金のような良導体がめっ
きされている。このようにワイヤボンディングのために
インナーリードの内側先端にも金めっきが施されるので
あれば、上記したように本発明においてアウターリード
とインナーリードとを金錫共晶合金法によって接続する
にあたってインナーリード側に金めっきを施すようにし
たことは、前記各金めっき作業を同時に行うことができ
るのでめっき作業上非常に都合が良い。上記多層配線基
板１７のホール２３から露出した導体層２１上にも、例
えばＳｎ−Ｎｉの下地の上に金のような良導体がめっき
されている。
【００２１】上記リードフレームのアウターリード１５
ｂと、多層配線基板１７のインナーリード２７との電気
的接続は、前記した方法により加熱圧着して達成されて
いる。
ｂと、多層配線基板１７のインナーリード２７との電気
的接続は、前記した方法により加熱圧着して達成されて
いる。
【００２２】ところで、この図において、リードフレー
ムのアウターリードは、外枠１３の例えば四隅近傍から
それぞれ延在するリードを接地および電源供給用アウタ
ーリード１５ａとし、その他を信号用アウターリード１
５ｂとしている。信号用アウターリード１５ｂは、上述
したようにインナーリード２７との接続がなされている
が、接地および電源供給用リード１５ａは、導体層２１
に直接接地される。この接地のため、まず、上記絶縁フ
ィルム層１９の切り欠きから露出する導体層２１の隅部
に金めっきによりバンプを形成し、このバンプに接地お
よび電源供給用リード１５ａの先端をあて、加熱圧着し
て、接合層（Ｓｎ−Ａｕ合金）３１を形成し導体層２１
と接地および電源供給用リード１５ａとを導通接続して
いる。かかる多層リードフレームに、半導体素子３３を
搭載し、半導体素子３３の信号端子とインナーリード２
７のめっき端子との間をボンディングワイヤ３５でボン
ディング接続するとともに、さらに半導体素子３３の接
地端子と導体層２１の多層配線基板１７の接地および電
源供給用ホール２３から露出する部分との間をボンディ
ングワイヤ３５でボンディングして接続する。最後にイ
ンナーリード２７を包むように樹脂封止して半導体装置
を作製することができる。
ムのアウターリードは、外枠１３の例えば四隅近傍から
それぞれ延在するリードを接地および電源供給用アウタ
ーリード１５ａとし、その他を信号用アウターリード１
５ｂとしている。信号用アウターリード１５ｂは、上述
したようにインナーリード２７との接続がなされている
が、接地および電源供給用リード１５ａは、導体層２１
に直接接地される。この接地のため、まず、上記絶縁フ
ィルム層１９の切り欠きから露出する導体層２１の隅部
に金めっきによりバンプを形成し、このバンプに接地お
よび電源供給用リード１５ａの先端をあて、加熱圧着し
て、接合層（Ｓｎ−Ａｕ合金）３１を形成し導体層２１
と接地および電源供給用リード１５ａとを導通接続して
いる。かかる多層リードフレームに、半導体素子３３を
搭載し、半導体素子３３の信号端子とインナーリード２
７のめっき端子との間をボンディングワイヤ３５でボン
ディング接続するとともに、さらに半導体素子３３の接
地端子と導体層２１の多層配線基板１７の接地および電
源供給用ホール２３から露出する部分との間をボンディ
ングワイヤ３５でボンディングして接続する。最後にイ
ンナーリード２７を包むように樹脂封止して半導体装置
を作製することができる。
【００２３】本発明の複合リードフレームの構造は、前
記したもの以外にフレキシブル配線基板が単層のもの即
ち図２の導体層２１が無いものであっても良く、また導
体層２１に絶縁層を介して更に導体層を積層し接地用導
体層と電源供給用導体層とを有する構造のものであって
も良い。
記したもの以外にフレキシブル配線基板が単層のもの即
ち図２の導体層２１が無いものであっても良く、また導
体層２１に絶縁層を介して更に導体層を積層し接地用導
体層と電源供給用導体層とを有する構造のものであって
も良い。
【００２４】
【発明の実施の形態】（実施例）（実験例） まず、厚さ０．１５ｍｍのＦｅ−４２％Ｎｉ合金を用い
て、図２および図３に示すような、外枠１３およびアウ
ターリード１５を作製する。ここで、アウターリード１
５の先端におけるピッチは０．３７ｍｍである。次に厚
さ０．０５ｍｍの、ポリイミド絶縁フィルム層に接地お
よび電源供給用ホール２３を穿設し、このポリイミド絶
縁フィルム層の片面に厚さ０．１０ｍｍの４２合金（Ｆ
ｅ−４２％Ｎｉ合金）箔を接着した２層の多層配線基板
１７を作製する。この多層配線基板１７に厚さ０．０１
８ｍｍの銅箔を貼付し、エッチングして０．１２ｍｍピ
ッチのインナーリード２７を形成し、インナーリード２
７の外側端部にＡｕ／Ｎｉめっきを施し（Ａｕ：２．０
μｍ、Ｎｉ：０．５μｍ）、このインナーリード２７の
外側端部に、Ｓｎめっきが施された（Ｓｎ：７．５μ
ｍ）アウターリード１５の信号用リード１５ｂをツール
（加熱ヒータ）により加熱加圧接合する。ここでＡｕと
Ｓｎのめっき量の割合はＡｕが２６重量％であり、Ｓｎ
が７４重量％である。なお、符号３７はＡｕ／Ｓｎ接合
層である。
て、図２および図３に示すような、外枠１３およびアウ
ターリード１５を作製する。ここで、アウターリード１
５の先端におけるピッチは０．３７ｍｍである。次に厚
さ０．０５ｍｍの、ポリイミド絶縁フィルム層に接地お
よび電源供給用ホール２３を穿設し、このポリイミド絶
縁フィルム層の片面に厚さ０．１０ｍｍの４２合金（Ｆ
ｅ−４２％Ｎｉ合金）箔を接着した２層の多層配線基板
１７を作製する。この多層配線基板１７に厚さ０．０１
８ｍｍの銅箔を貼付し、エッチングして０．１２ｍｍピ
ッチのインナーリード２７を形成し、インナーリード２
７の外側端部にＡｕ／Ｎｉめっきを施し（Ａｕ：２．０
μｍ、Ｎｉ：０．５μｍ）、このインナーリード２７の
外側端部に、Ｓｎめっきが施された（Ｓｎ：７．５μ
ｍ）アウターリード１５の信号用リード１５ｂをツール
（加熱ヒータ）により加熱加圧接合する。ここでＡｕと
Ｓｎのめっき量の割合はＡｕが２６重量％であり、Ｓｎ
が７４重量％である。なお、符号３７はＡｕ／Ｓｎ接合
層である。
【００２５】接合に於ける各条件は以下の如くとした。
【００２６】 温 度 ： ３２０℃ 圧 力 ： ４０ｇ／リード 時 間 ： １０秒 生成した接合層３７の合金組成はＡｕの含量１５％であ
った。
った。
【００２７】この一方で、多層配線基板１７のホールか
ら露出した導体層２１上に、Ａｕ／Ｎｉめっきを施し、
Ｓｎめっきが施された接地および電源供給用アウターリ
ード１５ａを加熱加圧接合して接続し本複合リードフレ
ームを作製した。
ら露出した導体層２１上に、Ａｕ／Ｎｉめっきを施し、
Ｓｎめっきが施された接地および電源供給用アウターリ
ード１５ａを加熱加圧接合して接続し本複合リードフレ
ームを作製した。
【００２８】この様にして得られた複合リードフレーム
のインナーリードとアウターリードの接合部付近のポリ
イミド樹脂や接着剤が炭化した様子あるいは酸化した様
子は認められなかった。
のインナーリードとアウターリードの接合部付近のポリ
イミド樹脂や接着剤が炭化した様子あるいは酸化した様
子は認められなかった。
【００２９】インナーリードとアウターリードとの接合
強度が安定していることを確認する目的で接合部のピー
ル強度を測定した処、１５０℃に１０００時間放置した
後でも約４５ｇｆ／ｍｍと初期値とほとんど変化がなか
った。
強度が安定していることを確認する目的で接合部のピー
ル強度を測定した処、１５０℃に１０００時間放置した
後でも約４５ｇｆ／ｍｍと初期値とほとんど変化がなか
った。
【００３０】本発明のより一層の理解のために一連の実
験結果を説明する。
験結果を説明する。
【００３１】図３は、インナーリード２７上部に金がめ
っきされ、アウターリード１５の下部に錫がめっきされ
た接合前の横断面図であり、一方図４は加圧接合後の横
断面図であり、３７は錫と金の合金からなる接合層であ
る。３８は加圧接合で接合層の側面に吐き出されたヒレ
ットである。図３および図４から明らかなように、本発
明においてはインナーリード２７の接合面の幅がアウタ
ーリード１５ｂの接合面の幅よりも大きくされ、前記接
合層の側面においてこれらインナーリード２７ とアウタ
ーリード１５ｂにそれぞれまたがるようにヒレット３８
が形成されるので、十分なる接合強度を確保することが
できる。
っきされ、アウターリード１５の下部に錫がめっきされ
た接合前の横断面図であり、一方図４は加圧接合後の横
断面図であり、３７は錫と金の合金からなる接合層であ
る。３８は加圧接合で接合層の側面に吐き出されたヒレ
ットである。図３および図４から明らかなように、本発
明においてはインナーリード２７の接合面の幅がアウタ
ーリード１５ｂの接合面の幅よりも大きくされ、前記接
合層の側面においてこれらインナーリード２７ とアウタ
ーリード１５ｂにそれぞれまたがるようにヒレット３８
が形成されるので、十分なる接合強度を確保することが
できる。
【００３２】金と錫の合計めっき厚さを一定（７．５μ
ｍ）とした場合図５に示される様にＡｕ／Ｓｎ接合断面
の厚さは、Ａｕめっき厚さが大きくなると厚くなる傾向
が観察された。これは、加圧接合時の温度が低いため金
の厚さが大きいと反応しないＡｕ層がそのまま残るため
である。このようにＡｕ層の存在は、単に接合層の厚さ
が増して構造上不利となるだけでなく、無駄な金を消費
するという意味で経済的にも作業性の上からも好ましく
ないものである。
ｍ）とした場合図５に示される様にＡｕ／Ｓｎ接合断面
の厚さは、Ａｕめっき厚さが大きくなると厚くなる傾向
が観察された。これは、加圧接合時の温度が低いため金
の厚さが大きいと反応しないＡｕ層がそのまま残るため
である。このようにＡｕ層の存在は、単に接合層の厚さ
が増して構造上不利となるだけでなく、無駄な金を消費
するという意味で経済的にも作業性の上からも好ましく
ないものである。
【００３３】一方、金めっき厚さが１．０μｍと一定の
場合には、図６で示される様に錫のめっき厚さに関係な
く接合断面の厚さはほぼ一定（４．０μｍ）か、むしろ
錫めっき厚さが厚くなるほど逆に薄くなる傾向であっ
た。
場合には、図６で示される様に錫のめっき厚さに関係な
く接合断面の厚さはほぼ一定（４．０μｍ）か、むしろ
錫めっき厚さが厚くなるほど逆に薄くなる傾向であっ
た。
【００３４】次に接合部の引張強さに着目すると図７で
示される様に、Ａｕめっき厚さが０．５〜２．０μｍ、
好ましくは０．５〜１．０μｍ未満の処に引張強さの最
も大きい領域が存在した。また、Ａｕめっきの厚さを
０．１μｍと一定とした場合には、錫めっき厚さが４．
０〜８．０μｍ厚の処に引張強さの大きい領域が存在し
た（図８参照）。接合部の定量分析を行い、めっき厚さ
との関係をプロットしたのが図９であるが、図７と関係
させると引張強さの大きい領域は、金含量が１０〜４０
重量％の合金組成の処となっていることが理解される。
示される様に、Ａｕめっき厚さが０．５〜２．０μｍ、
好ましくは０．５〜１．０μｍ未満の処に引張強さの最
も大きい領域が存在した。また、Ａｕめっきの厚さを
０．１μｍと一定とした場合には、錫めっき厚さが４．
０〜８．０μｍ厚の処に引張強さの大きい領域が存在し
た（図８参照）。接合部の定量分析を行い、めっき厚さ
との関係をプロットしたのが図９であるが、図７と関係
させると引張強さの大きい領域は、金含量が１０〜４０
重量％の合金組成の処となっていることが理解される。
【００３５】金含量が２０重量％の合金からなるＡｕ−
Ｓｎ接合部につきＸ線回折による分析を行った処、図１
０の如き回折パターンが得られＡｕＳｎで示される脆い
金属間化合物は生成していなかった。金１０重量％の合
金、金４０重量％の合金にもＡｕＳｎは生成していなか
った。
Ｓｎ接合部につきＸ線回折による分析を行った処、図１
０の如き回折パターンが得られＡｕＳｎで示される脆い
金属間化合物は生成していなかった。金１０重量％の合
金、金４０重量％の合金にもＡｕＳｎは生成していなか
った。
【００３６】一方、金と錫の合金からなる接合部の信頼
試験の目的で、１５０℃の高温放置試験を実施した処接
合部の組成がＳｎ−１０ｗｔ％Ａｕ〜Ｓｎ−４０ｗｔ％
Ａｕの範囲のものは１０００時間後もピール強度の低下
は認められなかった。その一例を図１１に示した。ま
た、温度サイクル試験（−３０℃×３０分保持⇔１５０
℃×３０分保持）を１０００サイクル実施したがハガレ
も無く、ピール強度の低下もほとんどなかった。
試験の目的で、１５０℃の高温放置試験を実施した処接
合部の組成がＳｎ−１０ｗｔ％Ａｕ〜Ｓｎ−４０ｗｔ％
Ａｕの範囲のものは１０００時間後もピール強度の低下
は認められなかった。その一例を図１１に示した。ま
た、温度サイクル試験（−３０℃×３０分保持⇔１５０
℃×３０分保持）を１０００サイクル実施したがハガレ
も無く、ピール強度の低下もほとんどなかった。
【００３７】
【発明の効果】本発明の方法によれば、絶縁層に用いら
れる樹脂や接着剤の熱劣化の無い複合リードフレームが
容易に得られると共に、インナーリードとアウターリー
ドとを金錫共晶合金法によって接合するにあたってイン
ナーリード側に厚さ０．５〜１．０μｍ未満の金めっき
を施すようにしたので、ワイヤボンディング性確保のた
めに同じインナーリードの内側先端に金めっきを施すよ
うな場合には、これらの金めっき作業を同時に行うなど
容易に行うことができるだけでなく、Ａｕ層の残らない
金錫合金層のみからなる健全な接合層を容易に得ること
ができるという効果を奏する。 また、インナーリードと
アウターリードとを金錫共晶合金法によって接合するに
あたって、アウターリードの接合面の幅よりもインナー
リードの接合面の幅を大きくし、これらインナーリード
とアウターリードの接合層の側面に加圧により当該接合
層から吐き出されたヒレットを形成するようにしたの
で、十分なる接合強度を確保することができる。
れる樹脂や接着剤の熱劣化の無い複合リードフレームが
容易に得られると共に、インナーリードとアウターリー
ドとを金錫共晶合金法によって接合するにあたってイン
ナーリード側に厚さ０．５〜１．０μｍ未満の金めっき
を施すようにしたので、ワイヤボンディング性確保のた
めに同じインナーリードの内側先端に金めっきを施すよ
うな場合には、これらの金めっき作業を同時に行うなど
容易に行うことができるだけでなく、Ａｕ層の残らない
金錫合金層のみからなる健全な接合層を容易に得ること
ができるという効果を奏する。 また、インナーリードと
アウターリードとを金錫共晶合金法によって接合するに
あたって、アウターリードの接合面の幅よりもインナー
リードの接合面の幅を大きくし、これらインナーリード
とアウターリードの接合層の側面に加圧により当該接合
層から吐き出されたヒレットを形成するようにしたの
で、十分なる接合強度を確保することができる。
【図１】本発明の複合リードフレームの一例を説明する
ための断面図である。
ための断面図である。
【図２】本発明の複合リードフレームの一例を説明する
ための平面図である。
ための平面図である。
【図３】インナーリードとアウターリードを接合する前
の状態を示す横断面図である。
の状態を示す横断面図である。
【図４】インナーリードとアウターリードが接合した後
の状態を示す横断面図である。
の状態を示す横断面図である。
【図５】Ａｕめっき厚とＳｎめっき厚を変えたときの接
合断面の厚さの変化を示すグラフである。
合断面の厚さの変化を示すグラフである。
【図６】Ａｕめっき厚を一定とし、Ｓｎめっき厚を変化
したときの接合断面の厚さの変化を示すグラフである。
したときの接合断面の厚さの変化を示すグラフである。
【図７】Ａｕめっき厚およびＳｎめっき厚を変えたとき
の接合層の強度を示すグラフである。
の接合層の強度を示すグラフである。
【図８】Ａｕめっき層を一定とし、Ｓｎめっき厚を変え
たときの接合層の強度を示すグラフである。
たときの接合層の強度を示すグラフである。
【図９】Ａｕ／Ｓｎ接合層の組成を示すグラフである。
【図１０】接合層のＸ線回折パターンを示す図である。
【図１１】Ａｕ／Ｓｎ接合部の強度の耐熱性を示すグラ
フである。
フである。
１１ リードフレーム １３ 外枠 １５ａ 接地および電源供給用アウターリード １５ｂ 信号用アウターリード １７ フレキシブル多層配線基板 １９ 絶縁フィルム層 ２１ 接地および電源供給用導体層 ２３ 接地および電源供給用ホール ２７ インナーリード ３１ バンプ ３３ 半導体素子 ３５ ボンディングワイヤ ３７ Ｓｎ−Ａｕ合金層 ３８ 加圧接合で吐き出されたヒレット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 浩樹 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電 線株式会社システムマテリアル研究所内 (72)発明者 山口 健司 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電 線株式会社システムマテリアル研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−232948（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−97978（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−56799（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−130898（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 23/50
Claims (1)
- 【請求項１】アウターリードを金属リードフレームによ
って構成し、インナーリードを絶縁フィルム上に導体の
微細配線パターンを形成したフレキシブル配線基板によ
って構成した複合リードフレームの前記アウターリード
と前記インナーリードとを金錫共晶合金法によって接合
する複合リードフレームの製造方法において、アウター
リードの接合面の幅よりもインナーリードの接合面の幅
を大きくし、アウターリードの接合面に厚さ４．０〜
８．０μｍの錫めっきを施すと共にインナーリードの接
合面に厚さ０．５〜１．０μｍ未満の金めっきを施し、
その後前記両接合面を加圧加熱して金錫共晶合金法によ
って接合することにより、接合層が実質的に錫と金の合
金層のみからなり、該合金層中の金含有量が１０〜４０
重量％である合金層とすると共に、前記接合層の側面に
当該接合層から吐き出されたヒレットを形成することを
特徴とする複合リードフレームの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP272897A JP2970568B2 (ja) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | 複合リードフレームの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP272897A JP2970568B2 (ja) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | 複合リードフレームの製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4106353A Division JP2846181B2 (ja) | 1991-09-09 | 1992-04-24 | 複合リードフレームの製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10873599A Division JP3183283B2 (ja) | 1999-04-16 | 1999-04-16 | フレキシブル配線基板上に部材を接合する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09293821A JPH09293821A (ja) | 1997-11-11 |
| JP2970568B2 true JP2970568B2 (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=11537385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP272897A Expired - Fee Related JP2970568B2 (ja) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | 複合リードフレームの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2970568B2 (ja) |
-
1997
- 1997-01-10 JP JP272897A patent/JP2970568B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09293821A (ja) | 1997-11-11 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |