JPH0750377A - Lead frame for semiconductor - Google Patents
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- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、銅又は銅合金からなる
半導体用リードフレームに関し、外部リードのはんだめ
っきを省略できるニッケル下地パラジウムめっきの半導
体用リードフレームに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor lead frame made of copper or a copper alloy, and more particularly to a nickel-underlying palladium-plated semiconductor lead frame capable of omitting solder plating of external leads.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、銅合金のリードフレームを使用し
た半導体装置は、リードフレームに半導体素子を接合す
るダイボンディング工程と、半導体素子とリード部とを
配線するワイヤボンディング工程と、半導体素子及び配
線部を保護するための樹脂封止工程と、樹脂封止されな
い外部リードをはんだめっきする工程と、外部リードを
曲げ加工する工程とを順次経て製造されている。2. Description of the Related Art Conventionally, a semiconductor device using a copper alloy lead frame has a die bonding step of bonding a semiconductor element to the lead frame, a wire bonding step of wiring the semiconductor element and a lead portion, a semiconductor element and wiring. It is manufactured through a resin encapsulation process for protecting the parts, a process of solder-plating the external leads that are not resin-encapsulated, and a process of bending the external leads.
【０００３】このような半導体装置の組立工程における
外部リード部のはんだめっき工程では、樹脂封止後の半
導体装置に対し、通常、溶融めっき又は電気めっきによ
り、その外部リードにはんだめっきを施す。この場合
に、溶融めっきを使用するときは、浴温度が２４０〜３
００℃と高いので、めっき処理中にヒートショックを受
けて、封止樹脂とリードフレームとの間に細かい間隙が
生じやすいという難点がある。また、電気めっきを使用
するときには、樹脂封止後の半導体装置が酸又はアルカ
リのめっき浴中に浸漬されるので、その際、酸又はアル
カリ溶液が封止樹脂とリードフレームとの間から内部に
侵入し、素子及び配線の腐食を引き起こすなど、半導体
装置の信頼性を損なう虞れがある。In the solder plating process of the external lead portion in the process of assembling such a semiconductor device, the semiconductor device after resin encapsulation is usually solder-plated on the external lead by hot dipping or electroplating. In this case, when hot dip plating is used, the bath temperature is 240 to 3
Since the temperature is as high as 00 ° C, there is a drawback that a heat shock is generated during the plating process and a fine gap is likely to be formed between the sealing resin and the lead frame. Further, when electroplating is used, the semiconductor device after resin sealing is immersed in an acid or alkali plating bath, so that at this time, the acid or alkali solution is applied inside the sealing resin and the lead frame. There is a risk that the semiconductor device may be invaded and cause corrosion of elements and wiring, thus impairing the reliability of the semiconductor device.
【０００４】そこで、これらの半導体装置の組立工程に
おけるはんだめっき時の問題点を回避する手段として、
予め、組立工程前の部品段階のリードフレームに対し
て、その全面にパラジウムめっきを施しておく所謂Ｐ．
Ｐ．Ｆ．（Pre Plated Frame）のリードフレームを使
用した半導体装置の組立方法が実用化されている（特公
昭６３−４９３８２又は特開昭６３−２３５８）。この
パラジウムめっきを施したＰ．Ｐ．Ｆ．を使用すれば、
組立工程後もはんだ付け性を確保することが可能とな
り、外部リードをはんだめっきする必要がない。Therefore, as means for avoiding the problems at the time of solder plating in the assembly process of these semiconductor devices,
In advance, so-called P.P.C. is used in which palladium is plated on the entire surface of the lead frame in the component stage before the assembly process.
P. F. A method for assembling a semiconductor device using a (Pre Plated Frame) lead frame has been put into practical use (Japanese Patent Publication No. 63-49382 or Japanese Patent Laid-Open No. 63-2358). This palladium-plated P. P. F. If you use
It is possible to ensure solderability even after the assembly process, and there is no need to solder-plat the external leads.
【０００５】ところで、パラジウムは金より地金値段は
安いが、ニッケル、銅又は錫等より高いので、パラジウ
ム層のめっき厚さは可及的に薄くすることが望ましい。
しかし、リードフレームを構成する銅合金の上に直接パ
ラジウム層を薄く形成すると、リードフレームがダイボ
ンディング、ワイヤボンディング及び樹脂封止工程で加
熱された際、銅がパラジウムめっき表面に拡散し、リー
ド部のはんだ付け性及びボンディング性が低下するとい
う欠点がある。そこで、この銅の拡散を抑制するため、
銅合金とパラジウムめっき層の間にニッケル下地めっき
を施すことが通常行われている。By the way, palladium is cheaper than gold, but is more expensive than nickel, copper, tin, etc., so it is desirable to make the palladium layer as thin as possible.
However, if the palladium layer is thinly formed directly on the copper alloy that constitutes the lead frame, when the lead frame is heated in the die bonding, wire bonding and resin sealing steps, copper diffuses on the palladium plating surface and the lead portion is However, there is a drawback in that the solderability and the bondability of are deteriorated. Therefore, in order to suppress the diffusion of this copper,
It is common practice to apply nickel undercoat between the copper alloy and the palladium plating layer.
【０００６】しかし、これらのいずれのめっき層が施さ
れた銅合金もめっき層により加工性が劣化するため、リ
ードフレームは、先ず、銅合金のみの素条にスタンピン
グ加工又はエッチング加工することにより所定形状のパ
ターンに成形加工し、その後、ニッケル及びパラジウム
めっきを施すというように、加工後にめっきすることに
より製造されている。However, since the workability of the copper alloy coated with any of these plating layers is deteriorated by the plating layer, the lead frame is first stamped or etched to a bare strip of copper alloy only. It is manufactured by forming into a pattern of shape, and then plating with nickel and palladium, followed by plating after processing.
【０００７】また、一般的に使用されているワット浴を
使用して形成したニッケルめっき層は、ピンホールが多
いので、銅の拡散を十分に防止することができない。そ
こで、ワット浴に替わり、スルファミン酸浴を使用して
形成したニッケル下地層により、曲げ加工性及び拡散防
止作用を改善したリードフレームが提案されている（特
開平４−１７４５４６）。Further, since the nickel plating layer formed by using a generally used Watt bath has many pinholes, it is not possible to sufficiently prevent the diffusion of copper. Therefore, a lead frame has been proposed in which a nickel underlayer formed by using a sulfamic acid bath instead of the Watt bath has improved bending workability and diffusion preventing action (Japanese Patent Laid-Open No. 4-174546).
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
装置のリード部分はプリント基盤等の実装に適した形状
に曲げ加工する必要があり、ニッケル及びパラジウムめ
っき後の半導体装置を組み立てた状態で曲げ加工する工
程は回避できない。この場合に、ニッケルめっき層は硬
いため、曲げ加工性が悪く、めっき層にクラックが発生
しやすい。このクラックの発生により、はんだ濡れ性が
低下して半導体装置の実装時にトラブルが発生しやす
い。また、半導体保管時にリードが曲がったり、変形し
たりするので、実装前に、リードの形状を矯正する工程
においても、ニッケルめっきが硬く加工性が悪いため、
クラックを起点としてリード部が破損するという難点が
ある。However, the lead portion of the semiconductor device needs to be bent into a shape suitable for mounting a printed circuit board or the like, and the semiconductor device after nickel and palladium plating is bent in the assembled state. The process cannot be avoided. In this case, since the nickel plating layer is hard, bending workability is poor and cracks are likely to occur in the plating layer. Due to the occurrence of the cracks, the solder wettability is deteriorated, and a problem is likely to occur when the semiconductor device is mounted. In addition, since the lead is bent or deformed during semiconductor storage, nickel plating is hard and workability is poor even in the step of correcting the shape of the lead before mounting,
There is a problem that the lead part is damaged from the crack as a starting point.
【０００９】また、スルファミン酸浴等のめっきによっ
て形成された下地ニッケルめっき層は基材の銅合金との
密着性が十分でないという欠点がある。このため、厳し
い曲げ加工をおこなうと、めっき層と銅合金との界面か
ら剥離が発生しやすく、クラックの発生が誘発されやす
い。Further, there is a drawback that the underlying nickel plating layer formed by plating with a sulfamic acid bath or the like does not have sufficient adhesion to the copper alloy of the base material. Therefore, if severe bending is performed, peeling is likely to occur from the interface between the plating layer and the copper alloy, and cracking is likely to be induced.
【００１０】また、めっきにより形成したニッケル層
は、粒状組織であるため、粒界に沿って銅が拡散しやす
く、また微小ピンホールが多く存在するため、半導体組
立工程の熱により、銅がパラジウム層へ拡散する結果、
ボンディング性、はんだ付け性及び樹脂密着性が劣化す
る。Further, since the nickel layer formed by plating has a granular structure, copper easily diffuses along the grain boundaries, and many fine pinholes are present. As a result of spreading to the layers,
Bondability, solderability and resin adhesion deteriorate.
【００１１】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、曲げ加工性が優れていると共に、ボンディ
ング性、はんだ付け性及び樹脂密着性が優れた半導体用
リードフレームを提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a lead frame for a semiconductor, which is excellent in bending workability as well as in bondability, solderability and resin adhesion. To aim.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体用リ
ードフレームは、銅又は銅合金からなる基材と、この基
材の上に設けられビッカース硬さが平均値で１８０以下
の圧延組織である厚さが平均値で０．１μｍ以上のニッ
ケル又はニッケル合金層と、このニッケル又はニッケル
合金層の上に形成されたパラジウム又はパラジウム合金
めっき層と、前記基材と前記ニッケル又はニッケル合金
層との間に形成された厚さが平均値で０．０５μｍ以上
の銅ニッケル拡散層とを有することを特徴とする。A semiconductor lead frame according to the present invention comprises a base material made of copper or a copper alloy and a rolling structure provided on the base material and having a Vickers hardness of 180 or less on average. A nickel or nickel alloy layer having an average thickness of 0.1 μm or more, a palladium or palladium alloy plating layer formed on the nickel or nickel alloy layer, the base material, and the nickel or nickel alloy layer And a copper-nickel diffusion layer having an average thickness of 0.05 μm or more.
【００１３】[0013]
【作用】本発明に係る半導体用リードフレームにおいて
は、少なくとも銅又は銅合金からなるリードフレーム基
材の表面に、０．１μｍ以上の厚さのニッケル又はニッ
ケル合金層が形成され、このニッケル又はニッケル合金
層の上にパラジウム又はパラジウム合金めっき層が形成
されている。この場合に、前記ニッケル又はニッケル合
金層は、ビッカース硬さが１８０以下であると共に、圧
延組織となっている。このように、ニッケル又はニッケ
ル合金層はビッカース硬度が１８０以下であるため、曲
げ加工性が良好である。In the lead frame for a semiconductor according to the present invention, a nickel or nickel alloy layer having a thickness of 0.1 μm or more is formed on the surface of a lead frame base material made of at least copper or a copper alloy. A palladium or palladium alloy plating layer is formed on the alloy layer. In this case, the nickel or nickel alloy layer has a Vickers hardness of 180 or less and a rolling structure. As described above, since the nickel or nickel alloy layer has a Vickers hardness of 180 or less, it has good bending workability.
【００１４】また、銅又は銅合金基材とニッケル又はニ
ッケル合金層との間には、銅とニッケルとの拡散層が
０．０５μｍ以上の厚さで形成されており、この拡散層
は固溶体を形成するため、銅又は銅合金基材とニッケル
めっき層のみの場合と比較して密着性が格段に向上し、
厳しい曲げ加工及び打ち抜き加工を施しても、銅又は銅
合金基材とニッケル又はニッケル合金層との界面では、
剥離が発生しにくい。このため、リード曲げ加工時に、
素材のみの場合と同等の曲げ加工が可能となり、この曲
げ加工に際してニッケル又はニッケル合金層にクラック
が発生しにくい。従って、リード部の曲げ加工後におい
ても、リードフレームの曲げ加工部はパラジウム層で全
面覆われており、長期間経過後も良好なはんだ付け性を
維持することができる。Further, a diffusion layer of copper and nickel is formed with a thickness of 0.05 μm or more between the copper or copper alloy base material and the nickel or nickel alloy layer, and the diffusion layer contains a solid solution. Since it is formed, the adhesion is remarkably improved as compared with the case of only the copper or copper alloy base material and the nickel plating layer,
Even if subjected to severe bending and punching, at the interface between the copper or copper alloy substrate and nickel or nickel alloy layer,
Peeling is less likely to occur. Therefore, during lead bending,
Bending that is equivalent to the case of using only the material is possible, and cracks are unlikely to occur in the nickel or nickel alloy layer during this bending. Therefore, even after the lead portion is bent, the bent portion of the lead frame is entirely covered with the palladium layer, and good solderability can be maintained even after a long period of time.
【００１５】本発明においては、ニッケル又はニッケル
合金層が冷間加工等により圧延組織となっているため、
ピンホールが押しつぶされ、かつ表面の微細な欠陥部が
除去されている。従って、ニッケル又はニッケル合金層
の表面はめっき組織とは異なり、緻密で平滑な層となっ
ており、下地金属の粒界拡散の速さが、めっき組織の場
合と比較して数倍減少している。このため、パラジウム
の性能を長期にわたって維持することができる。更に、
銅ニッケル拡散層は、アセンブリ工程で高温度の熱を受
けたときに、基材中の銅が、ニッケル又はニッケル合金
層及びパラジウム又はパラジウム合金層へ拡散する際の
障害となり、銅の拡散防止に優れた効果がある。In the present invention, since the nickel or nickel alloy layer has a rolled structure by cold working or the like,
The pinhole is crushed and the fine defects on the surface are removed. Therefore, unlike the plating structure, the surface of the nickel or nickel alloy layer is a dense and smooth layer, and the rate of grain boundary diffusion of the underlying metal is reduced several times as compared with the case of the plating structure. There is. Therefore, the performance of palladium can be maintained for a long period of time. Furthermore,
The copper-nickel diffusion layer is an obstacle to diffusion of copper in the base material into the nickel or nickel alloy layer and the palladium or palladium alloy layer when subjected to high temperature heat in the assembly process, and prevents copper diffusion. It has an excellent effect.
【００１６】これらの銅ニッケル拡散層の作用とニッケ
ル又はニッケル合金層の圧延組織の作用により、パラジ
ウム又はパラジウム合金めっき層への銅の拡散が防止さ
れるため、半導体装置の信頼性が向上する。このため、
本発明においては、従来のパラジウム層よりも、めっき
厚さを薄くすることができるので、製造コストが低減さ
れる。Due to the action of the copper-nickel diffusion layer and the action of the rolling structure of the nickel or nickel alloy layer, the diffusion of copper into the palladium or palladium alloy plating layer is prevented, so that the reliability of the semiconductor device is improved. For this reason,
In the present invention, the plating thickness can be made thinner than that of the conventional palladium layer, so that the manufacturing cost is reduced.
【００１７】次に、本発明に係る半導体用リードフレー
ムにおける数値限定理由について説明する。Next, the reasons for limiting the numerical values in the semiconductor lead frame according to the present invention will be described.
【００１８】ニッケル又はニッケル合金層の厚さを０．
１μｍ以上に設定したのは、これよりも薄くすると、ピ
ンホール数が急激に増加し、銅のパラジウム又はパラジ
ウム合金層への拡散を防止することができない。ニッケ
ル又はニッケル合金層の厚さの上限は、５μｍ以下とす
ることが望ましい。厚さが５μｍを超えると、製造コス
トが増大し、また曲げ加工性が劣化するため不利であ
る。The thickness of the nickel or nickel alloy layer is set to 0.
If the thickness is set to 1 μm or more, if the thickness is made thinner than this, the number of pinholes sharply increases, and diffusion of copper into the palladium or palladium alloy layer cannot be prevented. The upper limit of the thickness of the nickel or nickel alloy layer is preferably 5 μm or less. When the thickness exceeds 5 μm, the manufacturing cost increases and bending workability deteriorates, which is disadvantageous.
【００１９】ニッケル又はニッケル合金層のビッカース
硬度を１８０以下と限定したのは、これより硬いと、銅
ニッケル拡散層による密着性向上効果にもかかわらず、
ニッケル又はニッケル合金層の加工性が劣化するため、
クラック発生を防止できない。加工性を更に一層高める
ためには、ニッケル又はニッケル合金層のビッカース硬
度を１５０以下とすることが望ましく、より一層の信頼
性向上のためには１２０以下とするのが好ましい。The reason why the Vickers hardness of the nickel or nickel alloy layer is limited to 180 or less is that if the hardness is higher than this, despite the adhesion improving effect of the copper-nickel diffusion layer,
Since the workability of the nickel or nickel alloy layer deteriorates,
It cannot prevent cracks. The Vickers hardness of the nickel or nickel alloy layer is preferably 150 or less in order to further improve the workability, and is preferably 120 or less in order to further improve the reliability.
【００２０】銅又は銅合金基材とニッケル又はニッケル
合金層との間に形成される銅ニッケル拡散層の厚さを
０．０５μｍ以上としたのは、これより薄いと、銅ニッ
ケル拡散層による十分な密着性向上効果を確保すること
ができない。また、銅ニッケル拡散層の厚さが０．０５
μｍ未満であると、銅の拡散防止効果が十分ではない。
銅ニッケル拡散層の厚さは目的とする半導体材料に応じ
て異なるが、通常０．５乃至１μｍ程度形成することが
望ましい。The thickness of the copper-nickel diffusion layer formed between the copper or copper alloy base material and the nickel or nickel alloy layer is set to 0.05 μm or more. It is not possible to secure a good adhesion improving effect. The thickness of the copper-nickel diffusion layer is 0.05.
If it is less than μm, the copper diffusion preventing effect is not sufficient.
Although the thickness of the copper-nickel diffusion layer varies depending on the intended semiconductor material, it is usually desirable to form the thickness of about 0.5 to 1 μm.
【００２１】[0021]
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
１は本発明の実施例に係る半導体用リードフレームを示
す断面図である。銅又は銅合金基材４の上に、ニッケル
又はニッケル合金層２及びパラジウム又はパラジウム合
金めっき層１が形成されており、銅又は銅合金基材４と
ニッケル又はニッケル合金層２との間に銅ニッケル拡散
層３が形成されている。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. FIG. 1 is a sectional view showing a semiconductor lead frame according to an embodiment of the present invention. A nickel or nickel alloy layer 2 and a palladium or palladium alloy plating layer 1 are formed on a copper or copper alloy base material 4, and copper is provided between the copper or copper alloy base material 4 and the nickel or nickel alloy layer 2. The nickel diffusion layer 3 is formed.
【００２２】ニッケル又はニッケル合金層２は厚さが平
均値で０．１μｍ以上であり、ビッカース硬さが平均値
で１８０以下の圧延組織である。また、銅ニッケル拡散
層３は厚さが平均値で０．０５μｍ以上である。The nickel or nickel alloy layer 2 has a rolling structure having an average thickness of 0.1 μm or more and a Vickers hardness of 180 or less on average. The copper-nickel diffusion layer 3 has an average thickness of 0.05 μm or more.
【００２３】これらの各層の厚さは以下のようにして求
める。即ち、図１のリードフレームの断面において、ニ
ッケル又はニッケル合金層２と銅又は銅合金基材４の厚
さ方向にニッケルと銅の原子濃度をライン分析する。図
２は横軸にリードフレームの厚さ方向の位置をとり、縦
軸にニッケルと銅の濃度（原子％）をとってニッケルと
銅の分布を示すグラフ図である。ニッケルの分布は曲線
５、銅の分布は曲線６により表わされる。従って、ニッ
ケルが１００％、銅が０％である部分７はニッケル又は
ニッケル合金層であり、この部分７の厚さが平均値で
０．１μｍ以上である。また、銅が１００％、ニッケル
が０％である部分９は銅又は銅合金基材である。そし
て、部分７と部分９との間の部分８は銅とニッケルとの
双方が存在する部分であり、この部分８が銅ニッケル拡
散層である。即ち、銅ニッケル拡散層３は銅及びニッケ
ル原子の双方が存在する部分であり、この部分の厚さを
平均値で０．０５μｍ以上とする。The thickness of each of these layers is determined as follows. That is, in the cross section of the lead frame of FIG. 1, the atomic concentration of nickel and copper is subjected to line analysis in the thickness direction of the nickel or nickel alloy layer 2 and the copper or copper alloy base material 4. FIG. 2 is a graph showing the distribution of nickel and copper with the horizontal axis representing the position of the lead frame in the thickness direction and the vertical axis representing the concentrations of nickel and copper (atomic%). The distribution of nickel is represented by curve 5, and the distribution of copper is represented by curve 6. Therefore, the portion 7 where nickel is 100% and copper is 0% is a nickel or nickel alloy layer, and the average thickness of the portion 7 is 0.1 μm or more. Further, the portion 9 where copper is 100% and nickel is 0% is a copper or copper alloy base material. A portion 8 between the portions 7 and 9 is a portion in which both copper and nickel are present, and this portion 8 is a copper-nickel diffusion layer. That is, the copper-nickel diffusion layer 3 is a portion in which both copper and nickel atoms are present, and the thickness of this portion is set to an average value of 0.05 μm or more.
【００２４】次に、本実施例のリードフレームの物性を
比較例と比較した試験の結果について説明する。Next, the results of a test comparing the physical properties of the lead frame of this example with those of the comparative example will be described.
【００２５】実施例１ この実施例においては、素材としてＣＤＡ７２５００
（Ｃｕ−９重量％Ｎｉ−２．３重量％Ｓｎ）よりなる幅
が２００ｍｍ、長さが３００ｍｍの板を使用し、この銅
合金板について電解脱脂した後、２０％硫酸による酸洗
により銅合金表面の酸化物を除去し、硫酸ニッケル３０
０ｇ／リットル、塩化ニッケル４５ｇ／リットル及びほ
う酸３５ｇ／リットルを含むワット浴による電解めっき
をおこなってニッケル下地層を形成した。この場合に、
ニッケル下地層の厚さを種々変化させた。その材料をＮ
2＋１０％Ｈ2雰囲気中で、６００℃に３０秒間加熱して
熱処理を行い、その後、めっき組織を圧延組織に変える
ため、冷間加工を施した。このとき、試験材の板厚は、
冷間圧延後に０．２５ｍｍとなるように、予め調整した
材料を使用した。この圧延後に、低温焼鈍（４００℃の
温度で１時間）を行い、試験材とした。このときのニッ
ケル銅拡散層の厚さは、約０．０５μｍであった。拡散
層はニッケルと銅との相互拡散により形成されたもので
あるため、ニッケル金属層と銅合金基材との界面をライ
ン分析して拡散層の厚さを測定した。そして、全試料に
ついて、ニッケルめっき層の硬さを測定した結果、ビッ
カース硬度で１２０〜１７０であった。この硬度の測定
はビッカース圧子を使用し、荷重５ｇ、時間１０秒で測
定した。比較例として、冷間加工を施さないもの（めっ
き組織のまま）も用意した。 Example 1 In this example, CDA72500 was used as the material.
A plate having a width of 200 mm and a length of 300 mm made of (Cu-9 wt% Ni-2.3 wt% Sn) is used. After electrolytic degreasing of this copper alloy plate, the copper alloy is pickled with 20% sulfuric acid. Surface oxide is removed and nickel sulfate 30
Electrolytic plating was performed with a Watt bath containing 0 g / liter, nickel chloride 45 g / liter, and boric acid 35 g / liter to form a nickel underlayer. In this case,
The thickness of the nickel underlayer was variously changed. The material is N
In a 2 + 10% H 2 atmosphere, heat treatment was performed by heating at 600 ° C. for 30 seconds, and then cold working was performed to change the plating structure into a rolling structure. At this time, the plate thickness of the test material is
A material preliminarily adjusted to 0.25 mm after cold rolling was used. After this rolling, low temperature annealing (at a temperature of 400 ° C. for 1 hour) was performed to obtain a test material. At this time, the thickness of the nickel-copper diffusion layer was about 0.05 μm. Since the diffusion layer was formed by mutual diffusion of nickel and copper, the interface between the nickel metal layer and the copper alloy substrate was subjected to line analysis to measure the thickness of the diffusion layer. Then, as a result of measuring the hardness of the nickel plating layer for all the samples, the Vickers hardness was 120 to 170. The hardness was measured using a Vickers indenter with a load of 5 g and a time of 10 seconds. As a comparative example, a material not subjected to cold working (as the plated structure) was also prepared.
【００２６】これらの各試料にパラジウムめっき層を
０．１μｍ形成した後、ボンディング性、曲げ加工性、
半田付け性及び樹脂密着性を調査した。その結果を下記
表１に示す。ボンディング性は、試料を大気中で３００
℃に１分間加熱した後、２５μｍ径のＡｕワイヤーをＴ
Ｓ法により試料に溶接し、Ａｕワイヤーの引張試験を行
い、ワイヤー破断率（引張時、ワイヤー部で破断する割
合）が１００％の場合を○、それ以外は×で表示した。
曲げ加工性は、試料をＷ曲げ（曲げ半径Ｒ＝０．１０ｍ
ｍ）して、曲げ面をＳＥＭ観察し、クラックの有無によ
り判断した。はんだ付け性は試料を大気中で３００℃に
１分間加熱した後、温度が１００℃、相対湿度が９０％
ＲＨの雰囲気中で１０時間のエージング処理を行った
後、２３０℃の６０％Ｓｎ−４０％Ｐｂはんだ浴に５秒
間浸漬して、濡れ面積率を測定し、９０％以上の場合を
○、それ未満の場合を×と判定した。After forming a palladium plating layer of 0.1 μm on each of these samples, bonding property, bending workability,
The solderability and resin adhesion were investigated. The results are shown in Table 1 below. Bonding property is 300 samples in air.
After heating to ℃ for 1 minute, T 25 μm diameter Au wire
The sample was welded to the sample by the S method, and the tensile test of the Au wire was performed. When the wire breakage rate (the ratio of breakage in the wire portion during pulling) was 100%, the result was indicated by ◯, and the others were indicated by x.
As for bending workability, the sample is subjected to W bending (bending radius R = 0.10 m
m), the bending surface was observed by SEM, and it was judged by the presence or absence of cracks. Solderability is 100 ° C and 90% relative humidity after heating the sample to 300 ° C for 1 minute in air.
After aging treatment for 10 hours in an atmosphere of RH, it is immersed in a 60% Sn-40% Pb solder bath at 230 ° C for 5 seconds, and the wetted area ratio is measured. When less than, it was judged as x.
【００２７】その結果、本発明の実施例１の各試料は、
ニッケル層の厚さが０．１μｍ以上であると共に、この
ニッケル層は冷間加工を加えたものであるため、ボンデ
ィング性、クラック発生の有無、はんだ付け性及び樹脂
密着性の全てにおいて優れていた。しかし、ニッケル層
が薄いか、又は冷間加工していない比較例１の場合は、
上記特性のいずれかが悪いものであった。As a result, each sample of Example 1 of the present invention was
Since the nickel layer had a thickness of 0.1 μm or more and this nickel layer was subjected to cold working, it was excellent in all of the bonding property, the presence or absence of cracks, the soldering property and the resin adhesion property. . However, in the case of Comparative Example 1 where the nickel layer is thin or is not cold worked,
Any of the above characteristics was bad.
【００２８】[0028]
【表１】 [Table 1]
【００２９】実施例２ ＣＤＡ７２５００の板を脱脂し、酸洗した後、スルファ
ミン酸ニッケル１００〜６００ｇ／リットル、塩化ニッ
ケル１０〜１００ｇ／リットル及びほう酸３０〜６０ｇ
／リットルを含むスルファミン酸浴によりニッケルめっ
き層を形成し、そのめっき硬度を変化させた試料を作製
した。 Example 2 A plate of CDA72500 was degreased and pickled, and then nickel sulfamate (100 to 600 g / liter), nickel chloride (10 to 100 g / liter) and boric acid (30 to 60 g).
A nickel plating layer was formed in a sulfamic acid bath containing 1 / liter, and samples having different plating hardness were prepared.
【００３０】ニッケルめっき層の厚さは全ての試料につ
き１．５μｍとした。その後、Ｎ2雰囲気中で６５０℃
の熱処理を行い、ニッケルめっき層を軟化させ、熱処理
の時間を異ならせることより銅ニッケル拡散層の厚さを
変化させた試料を得た。比較例として、めっき組織のま
まの試料を用意した。それらの試料を５％で冷間加工を
行った後、低温焼鈍を４５０℃×１時間の条件でおこな
った。その試料にパラジウムめっき層を０．２μｍの厚
さで形成した後、ボンディング性、曲げ加工性、はんだ
濡れ性及び樹脂密着性を実施例１の場合と同様の方法で
評価した。その結果を下記表２に示す。The thickness of the nickel plating layer was 1.5 μm for all the samples. Then, at 650 ° C in N 2 atmosphere
A sample was obtained in which the thickness of the copper-nickel diffusion layer was changed by differentiating the time of the heat treatment by softening the nickel plating layer by performing the heat treatment. As a comparative example, a sample having the same plated structure was prepared. After cold working the samples at 5%, low temperature annealing was performed at 450 ° C. for 1 hour. After forming a palladium plating layer with a thickness of 0.2 μm on the sample, bondability, bending workability, solder wettability, and resin adhesion were evaluated by the same method as in Example 1. The results are shown in Table 2 below.
【００３１】[0031]
【表２】 [Table 2]
【００３２】その結果、比較例２の試料は、ニッケル層
のビッカース硬度が１８０を超えるものはクラックが発
生し、拡散層の厚さが０．２μｍ未満のものはボンディ
ング性、はんだ付け性及び樹脂密着性が悪かった。これ
に対して、ニッケルめっき層の硬さが１８０以下であ
り、銅ニッケル拡散層の厚さが０．０５μｍ以上である
実施例２の場合の各試料は、曲げ加工部にクラックが発
生せず、ボンディング性、はんだ付け性及び樹脂密着性
のいずれも良好であった。As a result, in the sample of Comparative Example 2, when the Vickers hardness of the nickel layer exceeds 180, cracks are generated, and when the thickness of the diffusion layer is less than 0.2 μm, the bonding property, the soldering property and the resin are obtained. The adhesion was poor. On the other hand, each sample in the case of Example 2 in which the hardness of the nickel plating layer is 180 or less and the thickness of the copper-nickel diffusion layer is 0.05 μm or more does not cause cracks in the bent portion. The bondability, solderability, and resin adhesion were all good.
【００３３】[0033]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る半導
体用リードフレームは、曲げ加工性が優れていると共
に、ボンディング性、はんだ付け性及び樹脂密着性が優
れており、信頼性が高く、製造コストも低いという優れ
た効果を奏する。As described above, the lead frame for a semiconductor according to the present invention is excellent in bending workability as well as excellent in bonding property, soldering property and resin adhesion property, and is highly reliable. It has an excellent effect that the manufacturing cost is low.
【図１】本発明の実施例に係る半導体用リードフレーム
を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a semiconductor lead frame according to an embodiment of the present invention.
【図２】ニッケル及び銅のライン分析の結果を示すグラ
フ図である。FIG. 2 is a graph showing the results of line analysis of nickel and copper.
１；パラジウム又はパラジウム合金めっき層 ２；ニッケル又はニッケル合金層 ３；銅ニッケル拡散層 ４；銅又は銅合金基材 ５；ニッケル曲線 ６；銅曲線 1; Palladium or palladium alloy plating layer 2; Nickel or nickel alloy layer 3; Copper nickel diffusion layer 4; Copper or copper alloy substrate 5; Nickel curve 6; Copper curve
Claims (1)
の上に設けられビッカース硬さが平均値で１８０以下の
圧延組織である厚さが平均値で０．１μｍ以上のニッケ
ル又はニッケル合金層と、このニッケル又はニッケル合
金層の上に形成されたパラジウム又はパラジウム合金め
っき層と、前記基材と前記ニッケル又はニッケル合金層
との間に形成された厚さが平均値で０．０５μｍ以上の
銅ニッケル拡散層とを有することを特徴とする半導体用
リードフレーム。1. A base material made of copper or a copper alloy, and nickel having a rolling structure having a Vickers hardness of 180 or less on average and a thickness of 0.1 μm or more on average, provided on the substrate. The average thickness of the nickel alloy layer, the palladium or palladium alloy plating layer formed on the nickel or nickel alloy layer, and the thickness formed between the substrate and the nickel or nickel alloy layer is 0. A lead frame for semiconductor, comprising a copper-nickel diffusion layer having a thickness of 05 μm or more.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19485293A JPH0750377A (en) | 1993-08-05 | 1993-08-05 | Lead frame for semiconductor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19485293A JPH0750377A (en) | 1993-08-05 | 1993-08-05 | Lead frame for semiconductor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0750377A true JPH0750377A (en) | 1995-02-21 |
Family
ID=16331357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19485293A Pending JPH0750377A (en) | 1993-08-05 | 1993-08-05 | Lead frame for semiconductor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0750377A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0823731A3 (en) * | 1996-08-05 | 1999-11-03 | Motorola, Inc. | Method of forming a semiconductor metallization system and structure therefor |
| EP0967649A3 (en) * | 1998-06-10 | 2003-01-15 | Lucent Technologies Inc. | Palladium surface coatings suitable for wirebonding and process for forming palladium surface coatings |
| US6593643B1 (en) * | 1999-04-08 | 2003-07-15 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Semiconductor device lead frame |
-
1993
- 1993-08-05 JP JP19485293A patent/JPH0750377A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0823731A3 (en) * | 1996-08-05 | 1999-11-03 | Motorola, Inc. | Method of forming a semiconductor metallization system and structure therefor |
| US6140703A (en) * | 1996-08-05 | 2000-10-31 | Motorola, Inc. | Semiconductor metallization structure |
| EP0967649A3 (en) * | 1998-06-10 | 2003-01-15 | Lucent Technologies Inc. | Palladium surface coatings suitable for wirebonding and process for forming palladium surface coatings |
| US6593643B1 (en) * | 1999-04-08 | 2003-07-15 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Semiconductor device lead frame |
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