JPH03283556A - １ｃ用リードフレーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、ＩＣ用リードフレームに関する。

〈従来の技術〉 般に、樹脂封止型の半導体集積回路装置（以下、ＩＣと
称する）は、第１図および第３図に示すようにＩｃチッ
プ載置部７上にＩＣチップ１２をボンディングしたのち
、ＩＣチップ１２の電極部とインナーリード５の先端部
６のＡｇめっぎ層９をＡｕなどの極細線１１でワイヤボ
ンディングしたのち、モールド樹脂１３でモールドされ
、さらにＩＣパッケージをプリント基板上に取り付ける
際の接着性を良くするために、リードフレーム１の外枠
部２を切ったのち、アウターリード部３を含む部分に、
はんだめっき層１０を設けて完成品としている。

４はダムバー　８はパイロットホールである。

しかし、このようなプロセスでは、組立後にアウターリ
ード部をデイツプする溶融めっき時において、２００℃
を越える加熱のため熱衝撃を受け、レジンモールドにク
ラックが発生する場合がある。　また、この方法は、生
産性も悪くコスト高となる。　さらに溶融めフぎ時に使
用するフラックスによりＩＣパッケージやアウターリー
ド部などが汚染され、これがＩＣの信頼性を低下させる
原因になっている。

このような問題を解決するために、近年あらかじめイン
ナーリード先端部６にＡｇめつき層９を形成し、アクタ
−リード部にはんだめ−）ぎ層１０を設けたリードフレ
ームにＩＣチップ１２を取り付け、リードフレームのイ
ンナーリード先端部６とＩＣチップ１２の電極部をＡｕ
なとの金属細線１１で接続したのち、モールド樹脂１３
で一体的にモールドされた半導体装置が開発されている
。

〈発明が解決しようとする課題〉 あらかじめインナーリード先端部にＡｇめつき層、アウ
ターリード部にはんだめっき層の両方を設けたのち、Ｉ
Ｃチップを取り付け、インナーリード先端部と前記ＩＣ
チップとの間が金属細線で接続され、これらがモールド
樹脂で一体的にモールドされた半導体装置の製造工程は
般に以下に示す通りである。　　リードフレームのアウ
ターリード部にはんだめつき層を設け、その後Ａｇめつ
き密着性向上のため少なくともＡｇめっぎすべき部分に
Ｃｕストライクめっぎを設け、次にインナーリード先端
部にのみＡｇめっぎを設け、その後ＩＣチップを取り付
け、ＩＣを組立てる。

しかし、この方法はＡｇめつき液中にはんだが溶出しめ
つき液を汚染すること、またはんだ上にＡｇが置換し外
観を悪化させるなどの問題がある。　　リードフレーム
にＡｇめつきのみ、または八８めっきとはんだめっき両
方を設けたのちに、ＩＣチップを取り付け、インナーリ
ード先端部とＩＣチップ電極部をＡｕなとの金属細線で
接続し、モールド樹脂で一体的にモールドされた半導体
装置の製造においては、以上に述べたような問題が存在
する。

また従来は、ＩＣパッケージ組立後に溶融はんだまたは
電気めっきを行なっていた。　しかし、この方法は熱衝
撃によるモールド樹脂のクラック発生、フラックス汚染
によるＩＣ信頼性の低下、また下請は業者への外注機会
が増えるため時間面およびコスト面に関して問題があっ
た。　　また、あらかじめリードフレームのインナーリ
ード部にＡｇめっき、アウターリード部にはんだめっき
を設けた後、ＩＣ組立を行なった半導体装置も開発され
てきた。　しかし、これはリードフレーム製造段階での
製造工程が複雑なうえ、インナーリード部とアウターリ
ード部という機能部へ２極類のめつき層を設けるために
外観と特性を共に満足させることが困難であった。

本発明は、このような従来技術の欠点を解消し、はんだ
によるＡｇめっき液を汚染することがなく、またアウタ
ーリード部への八８の置換析出により外観をそこなうこ
とがく、安定したはんだ付性、耐食性などの信頼性の高
いＩＣ用リードフレームを提供することを目的としてい
る。

く課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するために本発明によれば、ＩＣチップ
を載置するＩｆｉｔ部とアウターリード部とを有するリ
ードフレームにおいて、前記リードフレーム上に光沢Ｎ
ｉめっき層を設け、その上の少なくとも前記アウターリ
ード部にＰｄめっぎ層を設けてなることを特徴とするＩ
Ｃ用リードフレームが提供される。

前記Ｐｄめっぎ層の厚さは、０．１μｍ以上とするのが
好ましい。

また、前記リードフレーム材として、Ｃｕ。

Ｃｕ合金またはＦｅ合金が好ましい。

また、前記リードフレームの表面に設ける光沢Ｎｉめっ
ぎ層の厚さは、０．１〜５．０μｍとするのが好ましい
。

また、前記アウターリード部のＰｄめフか層を設ける前
にこの部分にＣｕストライクめっぎを設けることが好ま
しい。

以下に、本発明を添付の図面に示す好適実施例を参照し
ながらさらに詳細に説明する。　本発明は、その目的を
そこなわない限りこれらの図面に限定されるものではな
い。

第１図は本発明および一般のＩＣリードフレームを示す
平面図、第２図は、本発明に係るＩＣリードフレームを
用いたＩＣパッケージの一実施例を示す断面図である。

リードフレーム１は、外枠部２、リード部１６および載
置部７を具える。

外枠部２には、通常ワイヤボンディング、モールドなど
の際の位置決めのため１個または２個以上のパイロット
ホール８が穿設されている。

リード部１６は、ボンディングワイヤ１１の接続部であ
るインナーリード部５とアウターリード部３とを有する
。

リードフレーム１のリード部１６のアウターリード部３
には光沢Ｎｉめっき層１４が設けられており、その上に
Ｐｄめっき層１５が設けられている。　一方、インナー
リード部５の先端部６の表面には光沢Ｎｉめっぎ層１４
上にＣｕストライクめっぎ（図示せず）を介してＡｇめ
っき層９が設けられている。

本発明に用いられるリードフレーム１の材料としてはＣ
ｕ、Ｃｕ合金、およびＦｅ合金等の通常のリードフレー
ム材として用いられるものであれば何でもよい、　　ま
た、本発明のリードフレーム１はリードフレーム１の拡
散防止および耐食性改善のため、インナーリード部５の
Ａｇめっき層９およびアウターリード部３のＰｄめっき
層１５を形成する前にリードフレーム１の全面に予め光
沢Ｎｉめっきを施すことが必要である。

ここで、リードフレーム１に光沢Ｎ１めりぎ層１４、Ｐ
ｄめっき層１５およびＡｇめっき層９を形成する方法と
しては、まず所定パターンが形成されたリードフレーム
１の全面に光沢Ｎｉめっきして光沢Ｎｉめっき層１４を
形成し、次に必要に応じてＰｄストライクめっきを施し
た後、−少なくとも前記アウターリード部３の光沢Ｎｉ
めっき層上にＰｄめっきを行ないＰｄめっき層１５を形
成し、インナーリード部５の先端部６にＡｇめっきによ
りＡｇめっき層９を形成する。　最後に、Ａｇめフきの
際の余分なＣｕストライクめっき（全面めっぎ）および
インナーリード部５の側面部に析出したＡｇめっぎを剥
Ｉｌｌ埋して除去し、本発明のリードフレーム１を得る
ことができる。

ここで、Ｐｄめっ籾層１５の厚さは０．１μｍ以上とす
るのが好ましい。　この理由は、Ｐｄめっきが０．１μ
ｍ以上あれば、はんだ付性および耐食性が十分に得られ
るからである。

上限は特に限定する必要はないが、Ｐｄめっきを必要以
上に厚くするとコストアップとなるばかりか、リードフ
レーム１の色調がＰｄめっぎの色調となってしまい外観
が変ってしまうので、外観を問題にする場合は、上限は
０．３μｍとするのが好ましい。

また、光沢Ｎｉめっき層１４の厚さは０．　１〜５．０
μｍとするのが好ましい、０．１μｍ未満では、はんだ
付性が十分でない、　また、５．０μｍ超でもよいが経
済性を考慮して５．０μｍとした。　なお、１０μｍ以
上になると曲げ加工時にめっぎにクラックが発生する恐
れがある。

また、Ａｇめっき層９の厚さは、全く制限的ではなく、
ＩＣ基板への実装およびワイヤボンディングに必要な厚
さであればよく、通常のリードフレームにおいて施され
るめっき厚さで十分である。

さらに、必要に応じて施されるＰｄストライクめっき厚
さも特に制限的ではないが、目的とする効果が得られる
厚さがあればよく、できるだけ薄いのが好ましい。

さらに、光沢Ｎｉめっき、Ｐｄめつき、Ａｇめつき、Ｐ
ｄストライクめっき等のめつき方法は、通常公知のめつ
き方法を用いることができる。

アウターリード部３に光沢Ｎｉめっき層４の後に設けら
れるＰｄめつき層１５は、少なくともアクタ−リード部
３の光沢Ｎｉめっき層４上に設けられていればよいが、
リードフレーム１の全面に設けられていてもよい、　本
発明においてははんだ付性のよいＰｄめっき層１５をア
ウターリード部３に設けることにより、従来のはんだに
よるＡｇめっき液の汚染、はんだめっき層上へのＡｇの
置換による外観不良が防止でき、すぐれたリードフレー
ムを提供することがで幹る。

また、Ｐｄめっき層１５の下地に設ける光沢Ｎｉめっ籾
層１４は、無光沢Ｎｉめっきに比べて結晶が微細で制御
しやすく、またリードフレーム素材金属の拡散防止層と
なり、加えて耐食性に優れていることから、該リードフ
レーム１にＩＣチップ１２を取り付け、金属細線でリー
ドフレーム１のインナーリード部の先端部６とＩＣチッ
プ１２電極部を接続し、モールド樹脂１３で一体化され
た半導体装置のはんだ付性などのＩＣ信頼性向上に役立
つ。

また、必要に応じてＰｄめつき層１５の下地として形成
されるＰｄストライクめフき層はリードフレーム１の全
面または少なくともＰｄめっき層１５の下地部分に設け
てよい。

本発明のリードフレーム１は、第２図に示すようにＩＣ
チップ載置部７にＩＣチップ１２を載置し、ボンディン
グワイヤ１１を用いてインナーリード部の先端部６およ
びＩＣチップ１２にワイヤボンディングし、最後にモー
ルド樹脂１３をモールドしてＩＣパッケージを組立て、
外枠部２およびアウターリード部３のダムバー４を切断
し、アウターリード部３を曲げ加工して用いることがで
きる。

また、本発明のリードフレームは、完成品めっきのよう
にＩＣ組立後にアウターリード部３にはんだめっきを設
ける必要が無いため、溶融めっき時に受ける熱衝撃、モ
ールド樹脂１３のクラック発生、フラックス使用による
ＩＣパッケージやアウターリード部３の汚染の問題も無
くなった。

以上の結果により、製造上の時間コストの節約が図れ、
ＩＣの外観および信頼性が向上でき、常に安定した品質
の半導体装置の生産が可能となった。

なお、第２図においては、−例としてインナーリード部
の先端部６にＡｇめっき層９を設けであるが、本発明は
その目的を損なわない限り、Ａｇめっき層の代わりに、
Ａｕ、ＡＪ２゜Ｃｕ、Ｐｄなどのめっき層を設けてもよ
い。

〈実施例〉 以下に本発明を実施例に基づき具体的に説明する。

（実施例１） 第２図に示すようにＣｕ合金リードフレーム１に拡散防
止および耐食性改善のための光沢Ｎｉめツキ層１４を０
．０１〜１０μｍの厚さで設けた。　光沢Ｎｉめっき厚
は蛍光Ｘ＃ｊｉ！膜厚計で測定した。　この光沢Ｎｉめ
っき条件は、下記の通りである。

光沢Ｎｉめっぎ浴（ワット浴） ＮｉＳ０４・６Ｈ２０：　　２５０　ｇ／１１ＮｆＣＪ
！　　２・６Ｈ２〇　　　二　　　　　　　５　０　　
ｇ　　／　　Ｊりｌ８３Ｂ０，５０　ｇ　／ｕ ＃６１（２次光沢剤）： ５ｃｃ／ｆ（エバラニーシライト社） ＃６３　（１次光沢剤）： １０ＣＣ／Ａ（エバラニーシライト社）温度　　　　　
　　６０℃ 電流密度　　　　　４　Ａ　／　ｄ　ｍ　’アノード　
　　　　　Ｎｉ板 その後、リードフレーム１全面にＰｄめっき密着性向上
のためのＰｄストライクめフきを行なった。　このＰｄ
ストライクめっき条件は、下記の通りである。

Ｐｄストライクめっき液： パラデックスストライクＩＩ　（ＥＥＪＡ社）金属Ｐｄ
濃度　：　　０．５ｇ／ｊ！ 温度　　　　　：　４０℃ 電流密度　　　：　　４　Ａ　／　ｄ　ｍ　’アノード
　　　：　白金めつきチタン板状に、アウターリード部
３にＰｄめつ粗層１５を０．１μｍ設けた。　　　Ｐｄ
めつき厚は蛍光Ｘ線膜厚計で測定した。　このＰｄめつ
き条件は、下記の通りである。

Ｐｄめっき液： バラデックスｓ　１ｏ　（ＥＥＪＡ社）金属Ｐｄ濃度　
：　　２５ｇ／４２ 温度　　　　　＝　６０℃ 電流密度　　　：　　４　Ａ　／　ｄ　ｍ　２アノード
　　　：　白金めつきチタン板さらにインナーリード部
の先端部６にＣｕストライクめっｔ！（全面）を介して
Ａｇめつき層９を設けた。　このＡｇめつき条件は、Ａ
ｇめっき液をシルバーシェド２２０（メルテックス社）
、金属Ａｇ濃度を６５ｇ／Ａ、温度を６５℃、電流密度
を６０　Ａ　／　ｄ　ｍ　’　　アノードを白金めフき
チタン板とした。

最後にリードフレーム全面に施された余分なＣｕストラ
イクめっきおよびインナーリード部側面に析出したＡｇ
を剥Ｓ処理を行って除去した。　その剥離条件は、剥離
剤をエンストリップＳ（メルテックス社）３０ｇ／ｆ１
％ＮａＣＮを５０ｇ／ｊ２、温度を４０℃、剥Ｓ処理時
間を２０秒とした。

以上の条件で光沢Ｎｉめつきの厚さを変えてリードフレ
ームを作製して得たリードフレーム１にＩＣチップ１２
を取り付け、金属細線１１でインナーリード先端部６と
ＩＣチップ１２電極部を接続し、モールド樹脂で一体化
し、その後、外枠部２、ダムバー４を切り取ってＩＣパ
ッケージを完成した。

下記項目について評価した結果を第１表に示す。

■耐食性（腐食生成物） ＩＣパッケージ製造後に塩水を２４時間噴ｎし、モール
ド樹脂とアウターリード部の界面での腐食生成物の有無
を調べた。

耐食性（腐食生成物）： ○無し、Δやや有り、×有り ■曲げ加工時のクラック発生 ＩＣパッケージのアウターリード部に曲げ加工を施して
、その曲げ部分の表面のめつき層を観察し、クラックの
発生の有無を調べた。

クラック発生： Ｏ無し、△やや有り、×有り ■はんだぬれ時間 組立工程時の加熱条件を考慮に入れ１７５℃ｘ８ｈ加熱
後のリードフレームを使用し、６：４共晶はんだを２３
５℃に溶融し、ロジンフラックスを用いて、はんだぬれ
時間を測定した。

（比較例１） 光沢Ｎｉめつき層を設けることなく直接Ｐｄストライク
めっきを設けるほかは実施例１と同様にしてＩＣパッケ
ージを完成した。　評価結果を第１表に示す。

第１表から、本発明のリードフレームを用いたＩＣパッ
ケージは、光沢Ｎｉめっぎ厚０．　１μｍ以上あれば、
比較例１に比べてリード耐食性、はんだ付性に優れてい
ることがわかる。

また、Ｐｄめっき層の下地に光沢Ｎｉめつき層が０．０
１μｍ以上あれば、比較例１に比べはんだぬれ時間がさ
らに短かくなることが示された。

（実施例２） ４２合金（Ｆｅ−４２％Ｎｉ）リードフレームを用いる
ほかは実施例１と同様にしてＩＣパッケージを完成した
。　評価結果を第２表に示す。

（比較例２） 光沢Ｎｉめフき層を設けることなく直接Ｐｄストライク
めっ籾を設けるほかは実施例２と同様にしてＩＣパッケ
ージを完成した。　計価結果を第２表に示す。

第２表から、本発明のリードフレームを用いたＩＣパッ
ケージは、光沢Ｎｉめつきが０．０５μｍ以上あれば、
比較例２に比べて耐食性、はんだ付性に優れていること
がわかる。

しかし、耐食性を考慮すると、光沢Ｎｉめっき厚は０．
１μｍ以上が望ましい。

（比較例３） 光沢Ｎｉめっき層を設けることなく直接インナーリード
先端部にＡｇめつき（５μｍ厚）、アウターリードに直
接はんだめつき（１０μｍ厚）を設けるほかは実施例１
と同様にしてＩＣパッケージを完成した。　評価結果を
実施例１および２とともに第３表に示す。

第３表から、本発明のリードフレームを用いたＩＣパッ
ケージは光沢めっき厚０．１μｍ１Ｐｄめっき厚０．１
μｍの場合ではんだ付性、耐食性、クラック発生状況の
全てにおいて比較例３より優れていることがわかる。

第 ３ 表 〈発明の効果〉 本発明は以上説明したように構成されているので、本発
明によればはんだ付性、耐食性、曲げ加工性に優れたリ
ードフレームが提供される。

本発明は従来のはんだめっきの目的をＰｄめっきで満た
すものであるため、ＩＣ組立後直ちに基板実装工程に入
ることができ、ＩＣ製造時間およびコストが節減できる
。

また、従来のインナーリード先端部にＡｇめっき、アウ
ターリード部にはんだめっきを設けた後、ＩＣ組立を行
なう場合と比較して、Ｐｄは化学的に安定なため、はん
だに比べ他の溶液による影響を受けにくく、また耐食性
も優れていることから、パッケージのアウターリード部
の外観と特性を共に満足させることが容易となった。　
また、製造工程も簡素化されるので経済性も非常に高く
なる。

さらに、Ｐｄめっきの下地に光沢Ｎｉめ−）籾層を設け
ることにより、下地金属の拡散を防ぎ、さらに一般と耐
食性も良くなるので、ＩＣの信頼性向上にも効果がある
。

また、高価なＰｄめっ籾を部分的に薄くめつきするだけ
で効果があるので、上記のような経済性、信頼性の向上
を考慮すれば、本発明のリードフレームはコスト的にも
十分見合うものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のＩＣ用リードフレームを示す平面図
である。 第２図は、本発明に係るＩＣ用リードフレームを用いた
ＩＣパッケージの一実施例を示す断面図である。 第３図は、従来のＩＣ用リードフレームを用いたＩＣパ
ッケージの断面図である。 符号の説明 １・・・リードフレーム、 ２・・・外枠部、 ３・・・アウターリード部、 ４・・・ダムバー ５・・・インナーリード部、 ６・・・インナーリード部の先端部、 ７・・・ＩＣチップ載置部、 ８・・・パイロットホール、 ９・・・Ａｇめっき層、 １０・・・はんだめっき層、 １ＩＩＩ°ボンデイングワイヤ １２・・・ＩＣチップ、 １３・・・モールド樹脂、 １４・・・光沢Ｎｉめつき層、 １５・・・Ｐｄめっぎ層、 １６・・・リート部 （金属細線） ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、３

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＩＣチップを載置する載置部とアウターリード部
   とを有するリードフレームにおい て、 前記リードフレーム上に光沢Ｎｉめっき層を設け、その
   上の少なくとも前記アウターリード部にＰｄめっき層を
   設けてなることを特徴とするＩＣ用リードフレーム。