JPH02282449A - リードフレーム材 - 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】 （発明の目的） 本発明は、エツ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をプラスチックパッケージングするプロセスの中
のモールドレジン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グラツクが発生したり、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
いために微小なりラックが入り易く、この結果クラック
を通して外部からの湿気の影響を受は内部の半導体素子
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形張係
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。多ビ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ピン間隔は狭くなり
、ピン自体の幅も狭くなる。この場合、従来にもまして
エツチング加工性が問題となり、ピン幅、ピン間隔の制
御が重要となってきている。

エツ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鉄を主とするエツチング液にてエツチング加工し、
その後レジストを除去する工程とからなる。この際、エ
ツチング性を決める各種要因としてレジストの密着性や
エツチング速度があり、このうち素材のエツチング速度
が最も重要な要因であり、エツチング速度の速いものは
ピン幅、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
ツチング加工性の良いつまりはエツチング速度の速いリ
ードフレーム材が求められてきた。

（発明の構成） 本発明者らはかかる点に鑑み種々の研究を行った結果、
Ｎｉ−Ｆｅ系合金に特定の元素を添加することにより強
度を向上させ、また、熱膨張係数をモールドレジンの熱
膨張係数に近づけ、さらに、Ｃ１Ｓｉ、Ｐを低く制限す
ることでエツチング性が改善できることを見いだしたも
のである。

すなわち、重量％でＣ０．０１５％以下、Ｓｉ　０．０
０１〜０．１５％、Ｍｎ０．１〜２．０％、Ｐ　０．０
１％以下、Ｓ　０．Ｏ０５％以下、００，０１％以下、
Ｎ　００００５％以下、Ｎｉ　３８〜５５％、さらにＴ
ｉ、　Ｚｒ％Ｂ、　Ｍｏ、　Ｎｂ、　Ｃｕ、　Ｖ、　Ｍ
ｇ。

Ｇｏ％Ｗ、　Ｃｒのうち１種または２種以上を合計で０
．Ｏ１〜５．０％含み、残部Ｆｅ及びその他不可避的不
純物からなるエツチング性及び封着性に優れ、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０．００１〜０．０
５％、Ｐを０．００３％以下にそれぞれ単独または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
ツチング性を改善したリードフレーム材を提供するもの
である。

（発明の詳細な説明） 次に、本発明の成分限定理由を述べる。

Ｃ；　Ｃが０．０１５％を超えると鉄炭化物の生成が起
こり、これがエツ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もエツチング加工性に悪
影響を与えるためＣは少ないほうが良く、Ｃのさらに望
ましい範囲は０．００５％以下とする。

Ｓｉ　；　Ｓｉは脱酸剤として添加する。脱酸効果は０
．００１％未満では不十分なので下限は０．００１％と
する。

また、ＳｉはＣ同様エツチング速度を遅くするため０．
１５％以下にする必要がある。なお、多ビンタイプの場
合さらに良好なエツチング性が要求されるため０．０５
％以下とする必要がある。したがって、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。２．０％を超えると合金の硬さ
が増し加工性が悪くなり、また、エツチング性も悪くな
るためＭｎの成分範囲を０．１〜２．０％とする。

Ｐ；　　Ｐｊ＋Ｃ，Ｓｉと同様にエツチング速度を遅く
する。

このため上限を０．０１％以下とする。なお、多ビンタ
イプの場合さらに良好なエツチング性が要求されるため
０．００３％以下とする。したがって、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、エツチング時の欠陥となりピン折れ等を引き起
こす。よってその成分範囲を０．００５％以下とする。

０；０は０．０１％を超えると酸化物系介在物が多くな
リ、エツチング時の欠陥の原因となるため上限を０．０
１％とする。

Ｎ；　Ｎは０．００５％を超えるとエツチング性を害す
るので上限を０．００５％とする。

Ｎｉ；熱膨張係数を決める重要な成分であり、３８〜５
５％の間で封着時、ならび封着後のパッケージとの熱膨
張差が小さくなり封着性が向上する。

Ｔｉ％Ｚｒ、　Ｂ、　Ｍｏ％Ｎｂ、　Ｃｕ、　Ｖ、Ｍｇ
、　Ｇｏ、　Ｗ、　Ｃｒ　；これらの元素のうち１種ま
たは２種以上を添加することで強度が向上し、また、熱
膨張係数が大きくなり、熱膨張係数がレジンモールドに
近似するため封着性が向上する。合計の含有量が０．０
１３未満では上記の効果がなく、５．０％を超えると硬
くなりすぎ加工性が悪くなるため成分範囲を０．Ｏ１〜
５゜０％とする。

（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０．１５Ｍ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、レジストを塗布、パター
ンを焼き付け、現像後、塩化第２鉄溶液にて１２８ピン
のリードフレームをすべて同一条件下でエツチングした
。

エツチング性の評価としてエツチング後のアウターリー
ドビン幅とそのばらつきを、強度の評価として硬さを、
加工性の評価として曲げ性を、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ブラッグが生じるかどう
かを調べた。これらの結果を第１表に示す。

第１表から明らかなように本発明例魚１〜２０は比較例
調２２〜２４に比ベピン幅が狭くエツチング速度が速い
ことがわかる。また、標準偏差も小さく精度も優れてい
ることがわかる。そのなかでも本発明例Ｎ１１１〜１３
はＣ，Ｓｉ、　Ｐともにさらに好ましい範囲にコントロ
ールしているためｋ１４〜２０に比べて、さらにエツチ
ング性が優れている。

−力、比較例１１ｈ２２〜２４はＣ％Ｓｉ％Ｐが高いた
めビン幅が広く、ばらつきも大きい。隘２１は強度改善
成分が添加されていないため、強度が低い。Ｎａ２５は
Ｓが高いため曲げ試験でビン折れが発生した。

ｒ！１２６はＮｉが低すぎるため熱膨張係数が低くなり
すぎ、封着性が劣る。胤２７〜３０は添加元素量が多す
ぎるため曲げ加工性が悪く、また、エツチング性も悪い
。ｌ！１１３１は添加量が不十分なため強度が低い。

（発明の効果） 本発明によればエツチング加工性および封着性に優れた
強度の高いリードフレーム材を提供するもので、半導体
機器の高集積度化を可能にする工業上顕著な効果を奏す
るものである。

以下余白

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％でＣ０．０１５％以下、Ｓｉ０．００１〜
   ０．１５％、Ｍｎ０．１〜２．０％、Ｐ０．０１％以下
   、Ｓ０．００５％以下、Ｏ０．０１％以下、Ｎ０．００
   ５％以下、Ｎｉ３８〜５５％、さらにＴｉ、Ｚｒ、Ｂ、
   Ｍｏ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｖ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｗ、Ｃｒのうち１
   種または２種以上を合計で０．０１〜５．０％含み、残
   部Ｆｅ及びその他不可避的不純物からなるエッチング加
   工性に優れたリードフレーム材。
2. （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. （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項または第２項のそれぞれに
   記載のリードフレーム材。
4. （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。