JPH04162460A - 半導体装置用リードフレーム - 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、半導体装置用リードフレームのめっき構造に
係り、特に旧めっきのはんだぬれ性を改善２したリード
フレームに関する。

［従来の技術］ 半導体用リードフレームのめっき膜に要求される機能は
、ワイヤボンディング性、ダイボンデインク性等にすぐ
れていることは勿論であるが、特に、アウターリートピ
ンのめっき膜について、基板実装上の点からすぐれたは
んだぬれ性が求められる。

特に、高出力用ＩＣでは組立時および使用時の熱衝撃に
耐えるため、下地に旧のめっき層を設け、素子搭載部に
のみに銀めっきを設けた部分めっきリードフレームが使
用されており、アウターリードピンは、旧めっきで被覆
されている。

Ｎｉは耐食性酸化被膜を形成し易いため、はんたぬれ性
を保証するには、フラックスの使用が必要である。

したがって、これまでは、リードピンに溶融はんだを設
けた後、残留フラックスの除去を目的として、フロン系
溶剤またはトリクロルエチレンに代表される塩素系有機
溶剤で後洗浄を行っていた。

「発明が解決しようとする課題］ ところが、近年、地球的規模の環境問題等から、前記の
フロンおよび有機溶剤の使用については、禁止もしくは
制限される傾向にあり、ＩＣなと電子部品の後洗浄に対
しても厳しい状況になりつつある。

したかって、はんだ付けには非塩素系のフラックスを使
用するか、あるいはフラックスなしてもはんだぬれ性の
よいＮｉめっき方法を開発するなどの手段をとらなけれ
ばならない。

Ｎｉめっきのはんだぬれ性を改善するためには、めっき
の光沢化が効果があることは経験的に認められているが
、現状では、光沢Ｎｉめっきの場合は、はんだ付温度が
高いため、より低温のはんだ付温度で、フラックスなし
の状態下でも接合可能なＮｉめっき手段の開発が求めら
れていた。

本発明の目的は、光沢Ｎｉめっき層を設けた基板上に、
フラックスなしでもより低温化てはんた付けが可能な半
導体装置用リードフレーム基体を提供することである。

［課題を解決するための手段］　゛ 上記課題を解決するための本発明に係る半導体装置用リ
ードフレームの構成は、銅または銅合金からなるリード
フレームの基体上に、光沢旧めめっき層を設け、これに
積層してＮｉ−Ｃｏ−Ｐ合金めっき層を設けるようにし
たことである。

［作用コ 半導体装置用基板（ＣｕまたはＣｕ合金）上に設けるＮ
ｉめっきの厚さは、基板材料からのＣｕの拡散を抑え、
ワイヤボンディング性を確保するために２μｍ以上必要
である。

本発明によるＮｉ−Ｃｏ−Ｐめっき層、光沢Ｎｉめつき
層を下地として薄く設け、基板Ｃｕの表面に光沢Ｎｉ／
　Ｎｉ　−Ｃｏ　−Ｐの２層のめっきを積層する。

たたし、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｐめつき層は、非常に硬く脆い性
質のため、単独で厚付けすることは、加工上は不適当て
あり、約０．２０μｍの厚さとする。

本発明で採用したＮｉ−Ｃｏ−Ｐめっき層の１部を採取
して、組成分析を行った結果、ＣＯは、１〜２０ｗｔ％
程度、Ｐは、３〜１５　ｗ　ｔ％程度含有した場合には
、はんだぬれ性は最も良好であることがわかった。

［実施例コ 以下本発明の一実施例を試験結果にもとづいて説明する
。

まず、基板となる銅合金寸法、５０ｍｍＸ２０ｍｍＸ０
．２５ｍｍの試料を脱脂および酸洗処理により、清浄化
し、これら試料に光沢旧めっきを約３μｍ厚さに設けた
。光沢ＮＩめっき液の組成はつぎの通りである。

Ｎｉ５０　　・６Ｈ２０・・・・・・２４０　ｇ　／　
１Ｎｉｃｌ　　・６Ｈ２０・・・・・・４０ｇ／１ＨＢ
Ｏ３・・・・・・４０　ｇ／　１ 荏原ニーシライト＃６１・・・５　ｍｌ　／　１同　　
　　　　　上　　　　＃　　６　３　・＝　　１　０　
ｍｌ　／　　１ついで、上記試料の上に旧−Ｃｏ　−Ｐ
合金めつきを０．１５μｍ厚さに設けた。めっき液の組
成はつぎの通りである。

Ｎｉ５０　　・６Ｈ２０・・・１６０ｇ／１Ｎｉｃｌ　
　・６Ｈ２０・・・４０　ｇ／　１Ｈ３ＰＯ３・・・６
ｇ／Ｉ Ｃ’ｏ　Ｓ　Ｏ”７　Ｈ２０−０−２０’ｇ　／　１図
は本発明の実施例のリードフレームの部分断面図である
。図において、１は、銅合金基体、２は、光沢Ｎｉめっ
き、３は、Ｎｉ−Ｐｅ−Ｐ合金めつきである。

以下に、はんだ付は性試験について説明する。

まず、はんだ浴槽（Ｓｎ６２％、Ｐｂ３８％共晶）を準
備し、上記のようにして調整した２層めっきを施した試
料（フラックスは使用しない）をサンプルクリップに挟
み、自動昇降装置を用いて、所定の試験温度に加熱した
はんだを浴槽中に１０秒間浸漬し、引上げ、各浴槽毎に
、各試料のはんだぬれ状態を目視観察した。

浸漬温度（はんだ浴温）は、夫々２４０．２６０．２８
０．３００および３２０°Ｃの５温度である。

はんだぬれ状態の目視観察の判断基準の以下の通りであ
る。

○印：全表面が均一に完全にぬれたもの△印：わずかに
めっき面が露出したもの×印：１０％以上の面積ではん
たがはがれ、下地面がはっきり露出したもの なお、比較のために、Ｎｊ＝Ｃｏ−Ｐめつき層を設けな
い光沢Ｎｉめっき層のみの試料についても同様な条件で
試験し評価した。　　　　　・ つぎに、上記試料は、実際の組立工程で熱履歴をうける
ので、上記試料に１５０°Ｃ×３０分の加熱処理を施し
た後のはんだぬれ性試験を行った。

浸漬試験条件は、すべて前記の加熱処理前のものと同様
である。

浸漬試験は、各試験に対して５回以上実施した。

以上述へるように、Ｎｉ／　Ｎｉ−Ｃｏ　−Ｐの２層め
っきを設けた試料を（１）加熱前および（２）加熱処理
（１５０°Ｃ×３０分）後について、５ｎ−Ｐｂ共品は
んだ浴槽中に、試験温度２４０〜３２０℃の５段階の温
度で浸漬試験後のはんたぬれ性の観察結果を下記の表に
示す。

上記の表からつぎのことかわかる。

（１）同上条件で、めっき液にＣＯ３Ｏ４・７Ｈ２０を
１ｇ／ｌ添加するとはんだぬれ性は加熱エージング後も
著しく改善されることがわかる。

（２）　　同上条件で、めっき液にＣＯ３Ｏ４・７Ｈ２
０はＩｇ／１以上でよいが、はんたぬれ性安定のために
は５ｇ／１以上がよくコストの点を含めると５〜２０　
ｇ　／　１の範囲が最も効果的である。

以」二の結果から、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｐめっき層を設けるこ
とにより、フラックスなしでも、２８０°Ｃのはんだ温
度で、はんだぬれ性を保つことができる。

特にＮｊ−Ｃｏ−Ｐめっき層を設ける時に、めっき液中
への、Ｃｏ５０　・７Ｈ２０の（硫酸第１鉄）の添加量
によって、その効果を高めることができる。すなわち、
Ｃｏ５０　　・７Ｈ２０の添加量を５〜２０　ｇ　／　
１にした場合の効果が最高で、２６０℃でもはんだぬれ
性は良好であることがわかった。

［発明の効果］ 本発明により半導体装置用リードフレーム基板に光沢旧
／Ｎｉ−Ｃｏ−Ｐの２層めっきを設け、フラックスなし
で、より低温ではんた付けが可能になるため、従来のよ
うに、残留フラックス除去のための有機溶剤による後洗
浄処理作業を省くことができる。このことは、 （１）　　フロン等の利料費および人工費が節減できる
ことは言うまでもなく、 （２）フロンのよる環境破壊、塩素系溶剤による発癌性
の問題を回避できるという大きな効果がある。また、 （３）　　はんだ付は時にフラックスを使用する必要が
なくなり、この場合残留フラックスによる電子部品の腐
食による故障を起こすことがない。

また、より低温度ではんた伺は作業が可能となり、他の
電子部品に熱的な損傷を与えなくなるので基板の品質向
上に有効である。

【図面の簡単な説明】

−１〇　− 図は、本発明の半導体装置用リードフレームの一実施例
の部分断面図である。 １：銅合金基体、 ２：光沢Ｎｉめっき層、 ３：Ｎｉ−Ｃｏ−Ｐ合金めっき層。 ＝　１１− １：銅合金基体 ２：光沢Ｎｉめっき層 ３：Ｎｉ＝Ｇｏ−Ｐ合金めっき層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、銅または銅合金からなるリードフレーム基体上に、
   光沢ニッケルめっき層を設け、これに積層してＮｉ−Ｃ
   ｏ−Ｐ合金めっき層を設けたことを特徴とする半導体装
   置用リードフレーム。