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JPH0555429A - 半導体装置用リードフレーム - Google Patents

半導体装置用リードフレーム

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Publication number
JPH0555429A
JPH0555429A JP21357991A JP21357991A JPH0555429A JP H0555429 A JPH0555429 A JP H0555429A JP 21357991 A JP21357991 A JP 21357991A JP 21357991 A JP21357991 A JP 21357991A JP H0555429 A JPH0555429 A JP H0555429A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plating
lead frame
alloy
layer
plating layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP21357991A
Other languages
English (en)
Inventor
Ryoichi Koizumi
泉 良 一 小
Osamu Yoshioka
岡 修 吉
Kichiji Inaba
葉 吉 治 稲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Cable Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Cable Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Cable Ltd
Priority to JP21357991A priority Critical patent/JPH0555429A/ja
Publication of JPH0555429A publication Critical patent/JPH0555429A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/93Batch processes
    • H01L24/95Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
    • H01L24/97Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips the devices being connected to a common substrate, e.g. interposer, said common substrate being separable into individual assemblies after connecting
    • HELECTRICITY
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    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
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    • H01L2224/45099Material
    • H01L2224/451Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
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    • HELECTRICITY
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    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
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    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
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    • H01L2224/48245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 優れた耐食性を確保し、半導体の信頼性を大
幅に向上させることができる。 【構成】 リードフレーム素材にCu系めっき層15を
有し、その上層にNi系めっき層9を有し、さらにリー
ドフレームの少なくともインナーリード部5とアウター
リード部にPdめっきまたはPd合金めっき層16を有
することにより、従来構造のPdめっきまたはPd合金
めっきリードフレームに比べ耐食性が数段良好となり、
半導体信頼性を大幅に向上させたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置用リードフ
レームに関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置用リードフレームは、図2に
示すように一般には半導体チップ載置部7、インナーリ
ード部5、アウターリード部3、外枠部2などからな
る。
【0003】半導体パッケージの製造方法は、図3に示
すように半導体チップ載置部7上に半導体チップ13を
ボンディングした後、半導体チップの電極部とインナー
リード部5の先端部6のAgめっき層10をAuなどの
極細線(Auワイヤ)12でワイヤボンディング(W/
B)する。この後、モールド樹脂14でモールドされ
る。さらに、半導体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、リードフレームの
外枠部2を切った後、アウターリード部3を含む部分に
はんだめっき層(Sn−Pb合金めっき層)11を設け
て完成品とする。
【0004】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ィップする溶融めっき時の20
0℃を超える加熱のため、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、溶融めっき時に
使用するフラックスにより半導体パッケージやアウター
リード部などが汚染され、半導体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、リードフレームの段階で、予めW/B性、はんだ
付け性の良いパラジウム(Pd)を表面処理膜として設
ける技術が検討されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】半導体組立後のアウタ
ーリード部にはんだめっき層を設ける方法では、溶融め
っき時の加熱による熱衝撃、レジンモールドのクラック
発生、フラックス使用による半導体パッケージやアウタ
ーリード部の汚染など耐湿性の低下が避けられなかっ
た。さらに半導体製造メーカーが半導体を出荷するまで
にかかる時間の大半をこの完成品めっき工程が占めるた
め、製品の短納期化の障害となっていた。また、半導体
組立工程における生産性の向上を考えた場合、完成品め
っきは、外注に頼るため、ラインの一貫自動化に対処す
ることができず、人件費の削減、コスト低減等において
問題となる点が多かった。
【0006】図4に示すようにPdまたはPd合金層1
6で最表面を覆ったリードフレームにおいては、素材の
上層にNiめっきを設けた後にPdめっきまたはPd合
金めっきを行なっている。この理由としては、Niめっ
きを設けることにより素材金属の拡散防止層となるこ
と、さらに素材とPdという電位差の大きい2種の金属
が直接接触すると局部電池を形成し、Pdめっき膜のピ
ンホールを通じて素材が溶出するがこれを防止するバリ
ヤ層となることなどが挙げられる。Niめっきは、十分
な耐食性改善効果を出すほど厚くするリード折曲げ加工
時にクラックが入り、そこから下地金属が溶出し激しい
腐食を起こす。逆に薄くすると十分な耐食性を確保する
ことができないという問題があった。
【0007】本発明は、優れた耐食性を確保し、半導体
の信頼性を大幅に向上させることができる半導体装置用
リードフレームを提供することを目的としている。
【0008】
【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、インナーリード部およびアウターリ
ード部を有する半導体装置用のFe系またはFe合金系
リードフレームであって、前記リードフレームの全面に
Cu系めっき層を有し、その上層にNi系めっき層を有
し、さらにその上層の少なくともインナーリード部およ
びアウターリード部にPdまたはPd合金めっき層を有
することを特徴とする半導体装置用リードフレームが提
供される。
【0009】以下に本発明をさらに詳細に説明する。
【0010】図1は、本発明の一実施例を示す半導体装
置用リードフレームを用いたパッケージの断面図であ
る。本発明のリードフレームの形状は図2に示すものと
同様であって、インナーリード部5およびアウターリー
ド部3を有する。
【0011】本発明は、前記図2に示す形状のリードフ
レーム1の全面にCu系めっき層15を有し、その上層
にNi系めっき層9を、さらにその上層にPdまたはP
d合金めっき層を有する。
【0012】本発明において前記リードフレーム材は、
42合金を代表例とするFe系またはFe合金系を対象
としている。前記Cu系めっき層15は、耐食性向上の
ために設けるもので、例えばシアン浴を用いて行なわ
れ、層厚は0.1〜10μm 程度でよい。前記Cu系め
っき層15の上層にはNi系めっき層9が設けられる。
Ni系めっきは一般にワット浴を用いて行なわれ、層厚
は0.1〜10μm 程度でよい。前記Cu系およびNi
系めっき層の層厚は10μm 超でもよいが、層厚が10
μm を超え、例えば12μm程度になるとリードフレー
ムの曲げ加工性が悪くなり、曲げたときにクラックを生
じ易く、クラックを生じると耐食性が悪くなる。また、
量産性の低下の恐れがある。
【0013】前記Ni系めっき層9の上層にはPdまた
はPd合金めっき層16が設けられる。このPdまたは
Pd合金めっき層16は少なくともインナーリード部5
およびアウターリード部3に設け、W/B性、はんだ付
け性を付与するが高価であるから層厚を余り厚くしない
方が有利で、0.01μm 以上であればよい。このPd
またはPd合金めっきは公知の方法で設けることができ
る。
【0014】
【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。
【0015】(実施例1)42合金リードフレーム全面
に、Cuめっき密着性向上のためのCuストライクめっ
きを行ない、その後Cuめっきをそれぞれ0.1、1、
5、10μm 設けた。次に無光沢Niめっきを0.5μ
m 行ない、最後にPdめっきを0.05μm 設けた。め
っき厚は蛍光X線膜厚計により測定した。めっ条件は、
以下のとおりである。 Cuストライクめっき(シアン浴) CuCN 20g/l 温度 50℃ NaCN 30g/l 電流密度 1A/dm2 ロッセル塩 40g/l 陽極 Cu板 遊離NaCN 10g/l Cuめっき(シアン浴) CuCN 100g/l 温度 60℃ NaCN 120g/l 電流密度 1A/dm2 ロッセル塩 40g/l 陽極 Cu板 KOH 30g/l 遊離NaCN 10g/l Niめっき(ワット浴) NiSO4 ・6H2 O 250g/l 温度 50℃ NiCl2 ・6H2 O 50g/l 電流密度 4A/dm23 BO3 50g/l 陽極 Ni板 Pdめっき パラデュア200(日本リーロナール社製) Pd濃度 10g/l 温度 40℃ 電流密度 4A/dm2 陽極 白金めっきチタン板
【0016】次に、比較のために、42合金リードフレ
ームに直接Pdを0.05μm めっきしたもの(比較例
1)を用いた。また、42合金リードフレームに全面無
光沢Niめっきを0.5μm 設けた後、Pdめっきを
0.05μm 設けたもの(比較例2)を用いた(表1参
照)。めっき厚測定およびめっき条件は先きに示したと
おりである。
【0017】(実施例2)42合金リードフレーム全面
にCuストライクめっき後、Cuめっきを0.5μm 行
ない、次に光沢Niめっきをそれじれ0.1、1、5、
10μm 設けた。さらにリードフレームのインナーリー
ド部とアウターリード部にのみPd−Niめっきを0.
1μm 設けた。めっき厚は蛍光X線膜厚計で測定した。
なお、めっき条件は以下のとおりである。 Cuストライクめっき CuSO4 ・5H2 O 100g/l 電流密度 4A/dm22 SO4 50g/l 陽極 Cu板 温度 30℃ Cuめっき CuSO4 ・5H2 O 250g/l 電流密度 4A/dm22 SO4 100g/l 陽極 Cu板 温度 40℃ 光沢Niめっき(ワット浴) NiSO4 ・6H2 O 250g/l 温度 50℃ NiCl2 ・6H2 O 50g/l 電流密度 4A/dm23 BO3 50g/l 陽極 Ni板 #61(2次光沢剤) 5ml/l(荘原ユージライト社製) #63(1次光沢剤) 10ml/l(荘原ユージライト社製) Pd−Niめっき パルニック816 温度 30℃ (NEケムキャット社製) Pd濃度 10g/l 電流密度 4A/dm2 Ni濃度 6g/l 陽極 白金めっきチタン板
【0018】次に、比較のために、42合金リードフレ
ームに光沢Niめっきを0.5μm設けた後インナーリ
ード部とアウターリード部にのみPd−Niめっきを
0.1μm (比較例3)設けた。さらに42合金上には
んだ(Sn60/Pb40)めっきを10μm (比較例
4)設けた(表1参照)。はんだめっき条件は以下のと
おりである。 はんだめっき はんだめっき液:ソルダレックスE(EEJA社製) (Sn60/Pb40) 温度 40℃ 電流密度 4A/dm2 めっき厚測定およびめっき条件は実施例2と同様であ
る。
【0019】
【0020】このようにして得た本発明リードフレーム
と比較例1〜4のリードフレーム特性を比較した。比較
項目は、リードフレーム耐食性、リード曲げ加工時のク
ラック発生の有無およびW/B性、はんだ付け性とし
た。なお、各テスト項目の条件は以下のとおりである。
リード耐食性試験は、半導体パッケージ製造後に塩水を
24時間噴霧し、モールド樹脂とアウターリード部の界
面での錆の有無を調べたものである。クラック発生試験
は、リードフレームのアウターリードに曲げ加工を施し
て、その曲げ部分の表面のめっき層を観察し、クラック
の発生の有無を調べた。W/B性試験は、175℃の温
度で超音波を併用して200回行ない、Au線が全て圧
着したものを○、不圧着が発生したものを×とした。は
んだ付け性試験は、IC組立工程を模擬した150℃×
1000h加熱後のサンプルをMIL−STD202D
208Bに準じて行ない、230±5℃に保った溶融は
んだ(63Sn/37Pb)浴に、アウターリード部を
5秒間浸漬したときのはんだぬれ面積を目視で観察し
た。この時試料が100%はんだで覆われているものを
○、それ以外のものを×とした。結果を表2に示す。
【0021】
【表1】
【0022】表2の結果より、本発明リードフレーム
は、下地のCuめっきおよびNiめっきが10μm 以下
であれば、リード折り曲げ加工の際もクラックは発生せ
ず耐食性もはんだめっき並みであることが認められた。
また、Niの下にCuめっきを行なってもW/B性、は
んだ付け性は低下せず、良好な状態にあることが確認さ
れた。一方、下地Cuめっきを入れない比較例1〜3
は、W/B性およびはんだ付け性は優れているが、耐食
性が悪く、リードピンが腐食によって切断される現象が
見られた。
【0023】
【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、W/B性およびはんだ付け
性はもちろんのこと、はんだめっき並みの耐食性を有す
るPdめっきあるいはPd合金めっきリードフレームが
得られる。従来は、半導体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が、本発明のリード
フレームは、W/B性およびはんだ付け性共に優れたP
dまたはPd合金をリードフレーム製造の段階で予め設
けておくため、モールドのクラック発生が無く、製品の
短納期化にも対応できる。また、従来品はPdと下地金
属の電位差が大きいため、Pdのピンホールを通じて下
地金属が犠牲陽極となって溶出し、腐食を起こし、半導
体の信頼性が大幅に低下する問題があったが、本発明リ
ードフレームは、Cuめっき層を有するだけで対応で
き、その結果、耐食性は大幅に改善され、半導体信頼性
が向上し、その技術的効果は極めて高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す半導体装置用リードフ
レームを用いたパッケージの断面図である。
【図2】従来のリードフレームの一例を示す平面図であ
る。
【図3】従来の半導体パッケージの一例を示す断面図で
ある。
【図4】従来の半導体パッケージの他の例を示す断面図
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 半導体チップ載置部 8 パイロットホ
ール 9 Ni系めっき層 10 Agめっき
層 11 Sn−Pb合金めっき層 12 Auワイヤ 13 半導体チップ 14 モールド樹
脂 15 Cuめっき層 16 Pdまたは
Pd合金めっき層 17 リードフレーム材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲 葉 吉 治 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株 式会社日立製作所武蔵工場内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インナーリード部およびアウターリード
    部を有する半導体装置用のFe系またはFe合金系リー
    ドフレームであって、前記リードフレームの全面にCu
    系めっき層を有し、その上層にNi系めっき層を有し、
    さらにその上層の少なくともインナーリード部およびア
    ウターリード部にPdまたはPd合金めっき層を有する
    ことを特徴とする半導体装置用リードフレーム。
JP21357991A 1991-08-26 1991-08-26 半導体装置用リードフレーム Pending JPH0555429A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21357991A JPH0555429A (ja) 1991-08-26 1991-08-26 半導体装置用リードフレーム

Applications Claiming Priority (1)

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JP21357991A JPH0555429A (ja) 1991-08-26 1991-08-26 半導体装置用リードフレーム

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JPH0555429A true JPH0555429A (ja) 1993-03-05

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ID=16641543

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JP21357991A Pending JPH0555429A (ja) 1991-08-26 1991-08-26 半導体装置用リードフレーム

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2305188A (en) * 1995-09-16 1997-04-02 Sung Soo Moon Process for plating palladium or palladium alloy onto iron-nickel alloy substrate
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JP2014099496A (ja) * 2012-11-14 2014-05-29 Mitsui High Tec Inc リードフレームの製造方法

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Legal Events

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