JPH02236260A

JPH02236260A - リードフレーム材

Info

Publication number: JPH02236260A
Application number: JP5606089A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Eto; 雅俊衛藤; Norio Yuki; 典夫結城; Morinori Kamio; 守則神尾
Original assignee: Nippon Mining Co Ltd
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1989-03-10
Filing date: 1989-03-10
Publication date: 1990-09-19
Anticipated expiration: 2013-02-25
Also published as: JP2719551B2

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】（発明の目的）本発明は、エッチング加工性および封着性に優れ、強度
の高いリードフレーム材に関する。

（発明の背景）ＬＳＩをプラスチックバッケージングするプロセスの中
のレジンモールド工程後の冷却過程やプリント基盤への
実装時、及び使用環境における温度サイクル時にレジン
とリードフレームとの間に熱応力がかかり、この応力が
過大になるとパッケージにクラックが発生したり、接着
界面が剥離したりしてパッケージの耐湿信頼性が低下す
る。これはモールドレジンの熱膨張係数（α）とリード
フレーム材との熱膨張係数差（△α）が大きいために生
じるものである。

従来より用いられている４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金のリード
フレームでは、モールドレジンとの熱膨張係数差が大き
いために微小なクラックが入り易く、この結果クラック
を通して外部からの湿気の影響を受け内部の半導体素子
等が損傷するという耐湿信頼性に劣るという欠点があっ
た。ＬＳＩの耐湿信頼性を向上させるためには熱膨張係
数がモールドレジンのそれに近いリードフレーム材が要
求される。

一方、このタイプのＬＳＩにおいても高集積化が進めら
れており、それに伴い、リードフレームは多ビン化の傾
向が強くなっている。多ピン化に向けて素材の厚さは薄
板化されるため、従来にも増して強度および硬度の高い
リードフレーム材が要求される。

またピンが多ビン化すると必然的にビン間隔は狭くなり
、ビン自体の幅も狭くなる。この場合、従来にもまして
エッチング加工性が問題となり、ピン幅、ビン間隔の制
御が重要となってきている。

エッチング加工はリードフレーム材を脱脂後、フォトレ
ジストを両面に塗布しパターンを焼付けて現像後、塩化
第２鉄を主とするエッチング液にてエッチング加工し、
その後レジストを除去する工程とからなる。この際、エ
ッチング性を決める各種要因としてレジストの密着性や
エッチング速度があり、このうち素材のエッチング速度
が最も重要な要因であり、エッチング速度の速いものは
ビン幅、ピン間隔の制御が容易となるのである。

従って、半導体機器の集積度・アップにともない、より
エッチング加工性の良いつまりはエッチング速度の速い
リードフレーム材が求められてきた。

（構　成）本発明者らはかかる点に鑑み種々の研究を行った結果、
Ｃ，　Ｓｉ，　Ｐを低く制限することで従来よりエッチ
ング速度の向上がはかれることを見いだし、Ｎｉ含有量
を調整することで材料の強度を上昇させ、熱膨張係数を
モールドレジンのそれに近づけたものである。

即ち、重量％でＣ　０．０１５％以下、Ｓｉ　０．００
１〜０．１５％、Ｍｎ　０．１〜１．０％、Ｐ　０．０
１％以下、Ｓ　０．００５％以下、Ｏ　０．０１０％以
下、Ｎ　０．００５％以下、Ｎｉ　４３〜５５％、残部
Ｆｅ及び不可避的不純物からなるエッチング加工性にお
よび封着性に優れ、強度の高いリードフレーム材とこの
リードフレーム材においてさらに多ビンのリードフレー
ムの製造に対応すべく上記成分のＣを０．００５％以下
、Ｓｉを０．００１〜０．０５％、Ｐを０．００３％以
下にそれぞれ単独又は３つの条件を複合させて成分含有
量を調節することによりエッチング加工性を改善したリ
ードフレーム材を提供するものである。

（発明の具体的説明）次に、本発明の成分限定理由を述べる。

Ｎｉ；リードフレーム材として要求される熱膨張係数を
決める重要な成分であり、４３〜５５％の間で封着時、
並びに封着後のパッケージとの熱膨張差が小さくなり、
封着性、耐湿信頼性が向上する。また、Ｎｉ含有量を増
すと強度および硬さが増大する。従ってその成分範囲を
４３〜５５％とする。

Ｃ；　Ｃが０．０１５％を超えると鉄炭化物の生成が起
こり、これがエッチング加工性を害する。よって上限を
０．０１５％とするが、固溶Ｃもエッチング加工性に悪
影響を与えるためＣは少ないほうがよく、Ｃのさらに望
ましい範囲は０．００５％以下である。

Ｓｉ　；　Ｓｉは脱酸剤として添加する。

しかし、Ｓｉはエッチング加工性に大きな影響を及ぼす
。含有量が増加するとエッチング加工性を悪化させ、エ
ッチング速度を遅くする。このため０．１５％以下とす
る必要がある。多ビンタイプの場合、さらに良好なエッ
チング加工性が要求されるため０．０５％以下とする必
要がある。

ｏ，ｏｏｉ％未溝になると脱酸効果がなくなる。　よっ
てその成分範囲を０．００１〜０．１５％、好ましくは
０．００１〜０．０５％とする。

Ｍｎ　；　Ｍｎは脱酸及び熱間加工性を付与するため添
加するが、０．１％より少ないと脱酸効果が少なく、ま
た熱間加工性が劣る。１．０％を超えると合金の硬さが
増し加工性が悪くなり、また、熱膨張係数も大きくなる
。　よってＭｎの成分範囲を０．１〜１．０％とする。

Ｐ　；　Ｐ＋）Ｓｉと同様に過剰に含有させるとエッチ
ング加工性を害する。このため含有量を０．Ｏｌ％以下
とする必要がある。Ｐの含有量が０．００３％以下であ
ればさらにエッチング加工性が改善される。

よってその成分範囲を０．０１％以下、好ましくは０．
　００３％以下とする。

Ｓ；　Ｓは０．００５％を超えると硫化物系介在物が多
くなり、エッチング加工時の欠陥となりビン折れ等を引
き起こす。よってその成分範囲を０．００５％以下とす
る。

０；　０は０．０１０％を超えると酸化物系介在物が多
くなり、エッチング加工時の穿孔欠陥の原因となるため
上限を０．　００５％とする。

Ｎ：　Ｎは０．００５％を超えるとエッチング加工性を
害するので上限を０．　００５％とする。

Ｓｉが０．１％、Ｐが０．０１％を超えるとエッチング
加工性を害する原因については必ずしも十分にはわかっ
ていないが、エッチングを阻害するＳｉ．　Ｐのミクロ
的な成分のばらつきが原因しているものと考えられる。

（実施例）供試材は真空溶解、鋳造後、熱間圧延、酸洗を行い、そ
の後冷間圧延と焼鈍を繰り返し、板厚０．１５ｍｍの冷
延板としたものである。この供試材の化学成分を第１表
に示す。この冷延板を脱脂後、レジスト膜を塗布、パタ
ーンを焼き付け現像後、塩化第２鉄にて１２８ピンのリ
ードフレームをすべて同一条件下でエッチング加工した
。

エッチング性の評価としてエッチング加工後のアウター
リードビン幅とそのばらつきを、機械的特性の評価とし
て引張強さ（ＴＳ）、硬さ（Ｈｖ）、加工性（曲げ性）
を、封着性の評価として樹脂封着後に熱サイクルを付与
してクラックが生じるかどうかを調べた。これらの結果
を第１表に併記した。

第１表より明らかなように本発明例Ｎα１〜７は同一条
件下では比較例ＮｌｌＬ８〜ｌ３に比べビン幅が狭くエ
ッチング速度が速いことがわかる。また標準偏差（Ｓ，
Ｄ．）も小さく精度も優れている。その中でも本発明例
Ｎαｌ〜６は隘７に比較してエッチング性が優れており
、さらに本発明例Ｎα１〜２はＣ％Ｓｉ，　Ｐともに低
減しているため特にエッチング性が優れている。

一方、比較例Ｎ［Ｌ８〜１０は各々Ｓｉ、Ｐ１Ｃが高い
ためビン幅が広く、ばらつきも大きい。比較例Ｎαｌ１
、ｌ２はＮｉが低いため強度や硬さが低く、封着性が悪
い。Ｎｃｔｌ２においてはＣが高いためエッチング性も
劣っている。比較例４１３はＭｎが低く脱酸が不十分な
ため、エッチング性と加工性が劣っている。比較例Ｎｌ
１１４はＣ−Ｓｉ−Ｐの含有量が何れも高いため、エッ
チング性が大きく劣っている。比較例Ｎα１５はＳが高
いため、加工性が劣り、　ビン幅が若干広くばらつきが
大きい。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）重量％でＣ０．０１５％以下、Ｓｉ０．００１〜
０．１５％、Ｍｎ０．１〜１．０％、Ｐ０．０１％以下
、Ｓ０．００５％以下、Ｏ０．０１０％以下、Ｎ０．０
０５％以下、Ｎｉ４３〜５５％、残部Ｆｅおよび不可避
的不純物からなるエッチング加工性および封着性に優れ
たリードフレーム材。
（２）Ｃの含有量が重量％で０．００５％以下である特
許請求の範囲第１項記載のリードフレーム材。
（３）Ｓｉの含有量が重量％で０．００１〜０．０５％
である特許請求の範囲第１項又は第２項のそれぞれに記
載のリードフレーム材。
（４）Ｐの含有量が重量％で０．００３％以下である特
許請求の範囲第１項乃至第３項のそれぞれに記載のリー
ドフレーム材。