JPH04366A - 半導体リードフレーム材料及びその製造方法 - Google Patents
半導体リードフレーム材料及びその製造方法Info
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- JPH04366A JPH04366A JP2287333A JP28733390A JPH04366A JP H04366 A JPH04366 A JP H04366A JP 2287333 A JP2287333 A JP 2287333A JP 28733390 A JP28733390 A JP 28733390A JP H04366 A JPH04366 A JP H04366A
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Landscapes
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明は半導体に使用されるリードフレーム材料及びそ
の製造方法に関するものである。
の製造方法に関するものである。
［従来の技術］
従来より、導電性及び熱放散性の良さから各種銅合金材
料が半導体リードフレーム材料として使用されている。
料が半導体リードフレーム材料として使用されている。
第１図はリードフレームを示す斜視図であり、第１図に
おいてリードフレーム（１）は半導体チップが載せられ
るグイバット部（２）、半導体チップとワイヤー（Ａｕ
線またはＣｕ線）で結ばれるインナーリード部（３）、
及びプリント基板に接合されているアウターリード部（
４）からなる。
おいてリードフレーム（１）は半導体チップが載せられ
るグイバット部（２）、半導体チップとワイヤー（Ａｕ
線またはＣｕ線）で結ばれるインナーリード部（３）、
及びプリント基板に接合されているアウターリード部（
４）からなる。
この中で、通常インナーリード部（３）及びダイパッド
部（２）の半導体チップを載せる側の表面には厚さ４μ
ｍ以上のＡｇめっき（５）が施されている。
部（２）の半導体チップを載せる側の表面には厚さ４μ
ｍ以上のＡｇめっき（５）が施されている。
これは半導体チップとインナーリード部（３）とをＡｕ
線またはＣｕ１ｌで接続する、いわゆるワイヤーボンデ
ィングを行う場合、インナーリード部（３）にＡｇめっ
き（５）がないと接合強度のバラツキが大きく、信頼性
に欠けるからである。ダイパッド部（２）はＡｇめっき
（５）の必要はないが、インナーリード部（３）にだけ
Ａｇめつき（５）を施すことが困難なため、グイバット
部（２）にもＡｇめつき（５）が施される。
線またはＣｕ１ｌで接続する、いわゆるワイヤーボンデ
ィングを行う場合、インナーリード部（３）にＡｇめっ
き（５）がないと接合強度のバラツキが大きく、信頼性
に欠けるからである。ダイパッド部（２）はＡｇめっき
（５）の必要はないが、インナーリード部（３）にだけ
Ａｇめつき（５）を施すことが困難なため、グイバット
部（２）にもＡｇめつき（５）が施される。
［発明が解決しようとする課題］
しかし、上記のＡｇめっき加工には以下のような問題点
がある： ■高価なＡｇを４μ論以上の厚さでめっきするためにコ
ストが高くなる。
がある： ■高価なＡｇを４μ論以上の厚さでめっきするためにコ
ストが高くなる。
■Ａｇめっきを行う場合、母材とＡｇめっきとの密着性
を高めるため、ＣｕまたはＮｉ下地めっきが施されるが
、この下地めっきはリードフレーム（１）の成形後全面
に施されるため、モールド後アウターリード部（４〉の
下地めっきをはがす必要がある。これはアウターリード
部（４）にはＳｎまたははんだめっきが行われるが、下
地めっきを施した上にＳｎまたははんだめっきを行うと
、下地めっきとの界面で剥離し易くなり、めっき信頼性
が低下するためである。
を高めるため、ＣｕまたはＮｉ下地めっきが施されるが
、この下地めっきはリードフレーム（１）の成形後全面
に施されるため、モールド後アウターリード部（４〉の
下地めっきをはがす必要がある。これはアウターリード
部（４）にはＳｎまたははんだめっきが行われるが、下
地めっきを施した上にＳｎまたははんだめっきを行うと
、下地めっきとの界面で剥離し易くなり、めっき信頼性
が低下するためである。
このため、厚いＡｇめつきを行わず、母材表面のインナ
ーリード部に直接Ａｕ線またはＣｕ線を接合する、いわ
ゆるタイレフトワイヤーボンディング可能な材料が求め
られている。現在、一部ではＣｕ線を直接リードフレー
ムに接続することが実施されているが、現状では信頼性
があまり要求されない半導体に限定されており、高い信
頼性が要求される大部分の半導体については、まだ実施
されていない。
ーリード部に直接Ａｕ線またはＣｕ線を接合する、いわ
ゆるタイレフトワイヤーボンディング可能な材料が求め
られている。現在、一部ではＣｕ線を直接リードフレー
ムに接続することが実施されているが、現状では信頼性
があまり要求されない半導体に限定されており、高い信
頼性が要求される大部分の半導体については、まだ実施
されていない。
本発明は、上記のような問題点を解決するため、高信頼
性のダイレクトワイヤーボンディングが可能なリードフ
レーム材料を安価に提供することを目的としている。
性のダイレクトワイヤーボンディングが可能なリードフ
レーム材料を安価に提供することを目的としている。
［課題を解決するための手段］
本発明の半導体リードフレーム材料は、銅合金母材表面
にＡｇを０．００５〜０．５μ輪の厚さにめっきした後
、熱処理によりＡｇを銅合金母材中に拡散させることに
より得られる層を該母材表面に有することを特徴とする
。
にＡｇを０．００５〜０．５μ輪の厚さにめっきした後
、熱処理によりＡｇを銅合金母材中に拡散させることに
より得られる層を該母材表面に有することを特徴とする
。
また、本発明の半導体リードフレーム材料の製造方法は
、最終圧延後の銅合金母材の表面に厚さ０．００５〜０
．５μ論のＡｇめつきを施した後、熱処理によりＡｇを
銅合金母材中に拡散させることにより得られる層を該銅
合金母材表面に形成することを特徴とする。
、最終圧延後の銅合金母材の表面に厚さ０．００５〜０
．５μ論のＡｇめつきを施した後、熱処理によりＡｇを
銅合金母材中に拡散させることにより得られる層を該銅
合金母材表面に形成することを特徴とする。
更に、本発明の半導体リードフレーム材料の製造方法は
、最終圧延後の銅合金母材の表面を電解研磨し、次に、
該表面に厚さ０．００５〜０．５μ論のＡｇめっきを施
した後、熱処理によりＡｇを銅合金母材中に拡散させる
ことにより得られる層を該銅合金母材表面に形成するこ
とを特徴とする。
、最終圧延後の銅合金母材の表面を電解研磨し、次に、
該表面に厚さ０．００５〜０．５μ論のＡｇめっきを施
した後、熱処理によりＡｇを銅合金母材中に拡散させる
ことにより得られる層を該銅合金母材表面に形成するこ
とを特徴とする。
Ａｇは導電性が最も高く、貴金属として酸化しにくい金
属として知られており、前記のようにワイヤーボンディ
ングにおけるリードフレーム側の接合金属として広く使
用されているが、Ａｇめつきのように単独層を造らなく
ても、銅合金中にある濃度以上含有されていれば、酸化
を抑制し、表面の清浄度を改善する効果がある。
属として知られており、前記のようにワイヤーボンディ
ングにおけるリードフレーム側の接合金属として広く使
用されているが、Ａｇめつきのように単独層を造らなく
ても、銅合金中にある濃度以上含有されていれば、酸化
を抑制し、表面の清浄度を改善する効果がある。
また、銅合金は製造工程において、最終焼鈍後にパフ研
磨などの機械的研磨を行う場合もあるが、これは、焼鈍
中に非酸化雰囲気が完全でない場合に、焼鈍により形成
される表面の厚い酸化物を機械的に削り取るためである
。しかし、この機械的研磨を行うと、第２図（ａ）に示
すように、銅合金（６）の表面にはパリ（７）が形成さ
れる。このパリ（７）は圧延ににより押し潰されて、第
２図（ｂ）に示すように、材料表面に微細な隙間（８）
を形成する。
磨などの機械的研磨を行う場合もあるが、これは、焼鈍
中に非酸化雰囲気が完全でない場合に、焼鈍により形成
される表面の厚い酸化物を機械的に削り取るためである
。しかし、この機械的研磨を行うと、第２図（ａ）に示
すように、銅合金（６）の表面にはパリ（７）が形成さ
れる。このパリ（７）は圧延ににより押し潰されて、第
２図（ｂ）に示すように、材料表面に微細な隙間（８）
を形成する。
この表面の隙間（８）は、機械的研磨の方法及び最終圧
延の加工率により大きく変わる。その中で、隙間（８）
が大きい場合、油・脱脂液などの処理液が隙間（８）に
残存するため、ワイヤーボンディングを行った場合の接
合部の強度や、めっきを行った場合のめっき密着性に悪
影響を及ぼす。
延の加工率により大きく変わる。その中で、隙間（８）
が大きい場合、油・脱脂液などの処理液が隙間（８）に
残存するため、ワイヤーボンディングを行った場合の接
合部の強度や、めっきを行った場合のめっき密着性に悪
影響を及ぼす。
ところが電解研磨はパリ（７）を優先的に溶かす作用が
あるため、本発明では銅合金母材が第２図（ｂ）のよう
な表面状態の場合には、最終圧延後の銅合金（６）の表
面を電解研磨することにより、表面の１μｍ程度の微細
なパリ（７）を除去し、材料表面の改善を行うことも可
能である。最終圧延後の電解研磨により、銅合金（６）
の表面は第２図（ｃ）に示すように、パリ（７）が取り
除かれ、平滑な表面（９）が形成される。
あるため、本発明では銅合金母材が第２図（ｂ）のよう
な表面状態の場合には、最終圧延後の銅合金（６）の表
面を電解研磨することにより、表面の１μｍ程度の微細
なパリ（７）を除去し、材料表面の改善を行うことも可
能である。最終圧延後の電解研磨により、銅合金（６）
の表面は第２図（ｃ）に示すように、パリ（７）が取り
除かれ、平滑な表面（９）が形成される。
次に、本発明では銅合金の表面に、厚さ０．００５〜０
．５μｍのＡｇめっきを施し、熱処理してＡｇを母材中
に拡散させる。このとき銅合金母材表面に、０．００５
〜０．５μ顛のＡｇめっきを施すだけでは、ピンホール
も多く、機械的にも簡単に削り取られて母材が現れるが
、熱処理により母材中に拡散させることにより、均質な
Ａｇを含む層が母材表面に形成される。熱処理の温度、
時間等の条件は、銅合金の種類などによって相違するが
、Ａｇが母材中に拡散する範囲であればよい。Ａｇめっ
きの厚さは、下限を０．００５μ繭とし、上限は厚いと
コストが高くなるため０．５μ預とじた。
．５μｍのＡｇめっきを施し、熱処理してＡｇを母材中
に拡散させる。このとき銅合金母材表面に、０．００５
〜０．５μ顛のＡｇめっきを施すだけでは、ピンホール
も多く、機械的にも簡単に削り取られて母材が現れるが
、熱処理により母材中に拡散させることにより、均質な
Ａｇを含む層が母材表面に形成される。熱処理の温度、
時間等の条件は、銅合金の種類などによって相違するが
、Ａｇが母材中に拡散する範囲であればよい。Ａｇめっ
きの厚さは、下限を０．００５μ繭とし、上限は厚いと
コストが高くなるため０．５μ預とじた。
また、母材表面に機械的研磨に起因する隙間がある場合
には、Ａｇめつきを施す前に、電解研磨を行い表面を平
滑にする。
には、Ａｇめつきを施す前に、電解研磨を行い表面を平
滑にする。
このように銅合金表面にＡｇめつきを行った後、熱処理
によりＡｇを母材中に拡散させることにより、ダイレク
トワイヤーボンディング性に優れ、且つ安価なリードフ
レーム材料を提供できる。
によりＡｇを母材中に拡散させることにより、ダイレク
トワイヤーボンディング性に優れ、且つ安価なリードフ
レーム材料を提供できる。
［作 用］
Ａｇめっき後、熱拡散を行った層は、従来の銅合金に比
較してＡｇを含有するため酸化されにくく、清浄な表面
を形成する。このため、ダイレクトワイヤーボンディン
グを行った場合でも、厚さ４μｍ以上の厚いＡｇめつき
と同等のボンディング信頼性を示す。また、通常のめっ
きと異なり、母材中にＡｇを拡散させるため、めっき層
の剥離を心配する必要がない。このため下地めっきをす
る必要がなく、モールド後の下地めっき剥離工程を省略
することができる。さらに、素材の段階でめっき加工が
でき、且つ極薄いＡｇめっきを施すだけなので、材料及
び加工費が安く、低コストである。
較してＡｇを含有するため酸化されにくく、清浄な表面
を形成する。このため、ダイレクトワイヤーボンディン
グを行った場合でも、厚さ４μｍ以上の厚いＡｇめつき
と同等のボンディング信頼性を示す。また、通常のめっ
きと異なり、母材中にＡｇを拡散させるため、めっき層
の剥離を心配する必要がない。このため下地めっきをす
る必要がなく、モールド後の下地めっき剥離工程を省略
することができる。さらに、素材の段階でめっき加工が
でき、且つ極薄いＡｇめっきを施すだけなので、材料及
び加工費が安く、低コストである。
また、電解研磨は機械的研磨に起因する母材表面のパリ
、隙間を取り除き平滑な表面を形成することも可能であ
り、このため、電解研磨をＡｇめつき前に行うことによ
り、母材の表面状態に拘わらず、信頼性の高いダイレク
トワイヤーボンディングを行うことができる。
、隙間を取り除き平滑な表面を形成することも可能であ
り、このため、電解研磨をＡｇめつき前に行うことによ
り、母材の表面状態に拘わらず、信頼性の高いダイレク
トワイヤーボンディングを行うことができる。
［実 施 例］
以下、本発明の実施例について説明する。実施例中、銅
合金の組成の％は重量％である。
合金の組成の％は重量％である。
代表的なリードフレーム用銅合金であるＣＡ１５１（０
，１％Ｚｒ、残部不可避不純物及びＣｕ） ＣＡ１９５（２，５％Ｆｅ、０２％Ｚｒ、残部不可避不
純物及びＣｕ） ＭＰ２０２（２，０％Ｓｎ、０．２％Ｎｉ、残部不可避
不純物及びＣｕ） を母材とし、これを厚さ０．２５ｍｍとなるように仕上
圧延して脱脂し、厚さ０．００５μｍまたは０．１μｍ
のＡｇめっきを施し、３００℃で２時間加熱処理し、プ
レスにより成形加工したものを試料（実施例１〜４）と
した。
，１％Ｚｒ、残部不可避不純物及びＣｕ） ＣＡ１９５（２，５％Ｆｅ、０２％Ｚｒ、残部不可避不
純物及びＣｕ） ＭＰ２０２（２，０％Ｓｎ、０．２％Ｎｉ、残部不可避
不純物及びＣｕ） を母材とし、これを厚さ０．２５ｍｍとなるように仕上
圧延して脱脂し、厚さ０．００５μｍまたは０．１μｍ
のＡｇめっきを施し、３００℃で２時間加熱処理し、プ
レスにより成形加工したものを試料（実施例１〜４）と
した。
比較例として、上Ｊ己工程のうちＡｇめつき及び熱処理
を行わない素材そのままのもの（比較例１〜３）、熱処
理を行わないもの（比較例４）、仕上圧延、脱脂、成形
加工後厚さ０．３μ論のＣｕ下地めっき及び厚さ５μｍ
のＡｇめっきを施した従来品（比較例５〜７）を同様に
作成した。
を行わない素材そのままのもの（比較例１〜３）、熱処
理を行わないもの（比較例４）、仕上圧延、脱脂、成形
加工後厚さ０．３μ論のＣｕ下地めっき及び厚さ５μｍ
のＡｇめっきを施した従来品（比較例５〜７）を同様に
作成した。
上記により作成した実施例と比較例の試料について、下
記試験条件でワイヤーボンディングの信頼性比較試験を
行った。
記試験条件でワイヤーボンディングの信頼性比較試験を
行った。
試験条件
■ボンディング条件
接合荷重： ５０ｇｆ
ステージ温度＝２５０℃
超音波比カニ０．２Ｗ
超音波印加時間：５０ｍ５ｅｃ
雰囲気二Ｎ２
ワイヤー φ２５μｍ
■評価
ボンディング直後及びヒートサイクル試験後のプル試験
による破断強度及び次式に示すワイヤー破断率をもって
評価した。Ｎ＝２０実施した。
による破断強度及び次式に示すワイヤー破断率をもって
評価した。Ｎ＝２０実施した。
■ビートサイクル試験
サイクル条件、−３０℃×３０分←→８０℃×３０分
サイクル回数＝５００回
試験結果を第１表に示す。
第１表の結果より、実施例１〜４のものは、破断強度で
はボンディング直後及びヒートサイクル試験後ともに比
較例５〜７の厚Ａｇめっき材と同等の値を示し、比較例
１〜３の素材に比較して大幅な改善が認められた。また
、ワイヤー破断率では実施例１〜４のものは、ボンディ
ング直後及びヒートサイクル試験後ともに１００％と、
比較例１〜３の素材の５〜２０％に比較して大幅な改善
が認められた。実施例５の電解研磨を施したものは、母
材の表面状態に拘わらず、実施例１〜４と同等の信頼性
を示し、電解研磨の効果を実証した。
はボンディング直後及びヒートサイクル試験後ともに比
較例５〜７の厚Ａｇめっき材と同等の値を示し、比較例
１〜３の素材に比較して大幅な改善が認められた。また
、ワイヤー破断率では実施例１〜４のものは、ボンディ
ング直後及びヒートサイクル試験後ともに１００％と、
比較例１〜３の素材の５〜２０％に比較して大幅な改善
が認められた。実施例５の電解研磨を施したものは、母
材の表面状態に拘わらず、実施例１〜４と同等の信頼性
を示し、電解研磨の効果を実証した。
比較例４の熱処理を行わないものは、ボンディング直後
では実施例と同等の信頼性を示したが、ヒートサイクル
試験後ては信頼性の低下が認められた。
では実施例と同等の信頼性を示したが、ヒートサイクル
試験後ては信頼性の低下が認められた。
以上の結果より、本発明のように０．００５μ釦以上の
Ａｇめっきを行い、めっき後Ａｇを母材中に拡散させる
熱処理が必要であることがわかる。
Ａｇめっきを行い、めっき後Ａｇを母材中に拡散させる
熱処理が必要であることがわかる。
また、母材の表面状態によっては、Ａｇめつきの前に電
解研磨を行うことが効果的であることがわかる。
解研磨を行うことが効果的であることがわかる。
［発明の効果］
以上のように、本発明によれば、銅合金の表面に所定の
厚さのＡｇめつきを施した後、熱処理によりＡｇを母材
中に拡散させ、また、母材の表面状況によってはその製
造工程に電解研磨を施すことにより、信頼性に優れ、且
つ安価なリードフレーム材料を製造することができる。
厚さのＡｇめつきを施した後、熱処理によりＡｇを母材
中に拡散させ、また、母材の表面状況によってはその製
造工程に電解研磨を施すことにより、信頼性に優れ、且
つ安価なリードフレーム材料を製造することができる。
第１図はリードフレームの斜視図であり、第２図（ａ）
〜（ｃ）は銅合金の表面を模式的に示す断面図である。 図中、１・・・リードフレーム、２・・ダイパッド、３
・・・インナーリード部、４・・・アウターリード部、
５・・・Ａｇめっき、６・・・銅合金、７・・パリ、８
・・・隙間。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
〜（ｃ）は銅合金の表面を模式的に示す断面図である。 図中、１・・・リードフレーム、２・・ダイパッド、３
・・・インナーリード部、４・・・アウターリード部、
５・・・Ａｇめっき、６・・・銅合金、７・・パリ、８
・・・隙間。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １．半導体に使用されるリードフレーム材料において、
銅合金母材表面にＡｇを０．００５〜０．５μｍの厚さ
にめっきした後、熱処理によりＡｇを銅合金母材中に拡
散させることにより得られる層を該母材表面に有するこ
とを特徴とする半導体リードフレーム材料。２．半導体
に使用されるリードフレーム材料の製造方法において、
最終圧延後の銅合金母材の表面に厚さ０．００５〜０．
５μｍのＡｇめっきを施した後、熱処理によりＡｇを銅
合金母材中に拡散させることにより得られる層を該銅合
金母材表面に形成することを特徴とする半導体リードフ
レームの製造方法。 ３．半導体に使用されるリードフレーム材料の製造方法
において、最終圧延後の銅合金母材の表面を電解研磨し
、次に、該表面に厚さ０．００５〜０．５μｍのＡｇめ
っきを施した後、熱処理によりＡｇを銅合金母材中に拡
散させることにより得られる層を該銅合金母材表面に形
成することを特徴とする半導体リードフレームの製造方
法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019910004698A KR950002746B1 (ko) | 1990-04-16 | 1991-03-25 | 반도체 리드프레임 재료 및 그 제조방법 |
| US07/680,835 US5167794A (en) | 1990-04-16 | 1991-04-05 | Method for producing lead frame material |
| DE4112416A DE4112416A1 (de) | 1990-04-16 | 1991-04-16 | Leiterrahmenmaterial fuer einen halbleiter und verfahren zur herstellung des leiterrahmenmaterials |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-97626 | 1990-04-16 | ||
| JP9762690 | 1990-04-16 | ||
| JP2-106215 | 1990-04-21 | ||
| JP10621590 | 1990-04-21 |
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| JP2542735B2 JP2542735B2 (ja) | 1996-10-09 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030070657A (ko) * | 2002-02-26 | 2003-09-02 | 주식회사 하이닉스반도체 | 리드프레임 및 이를 이용한 반도체 패키지의 제조 방법 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5916965A (ja) * | 1982-07-20 | 1984-01-28 | Hitachi Cable Ltd | 耐熱性メツキ材料の製造方法 |
| JPS60105259A (ja) * | 1983-11-11 | 1985-06-10 | Hitachi Cable Ltd | 半導体機器用リ−ドフレ−ム材 |
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| JPS6417841A (en) * | 1987-07-13 | 1989-01-20 | Kobe Steel Ltd | Lead frame material for semiconductor |
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1990
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1991
- 1991-03-25 KR KR1019910004698A patent/KR950002746B1/ko not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
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| KR20030070657A (ko) * | 2002-02-26 | 2003-09-02 | 주식회사 하이닉스반도체 | 리드프레임 및 이를 이용한 반도체 패키지의 제조 방법 |
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| JP2542735B2 (ja) | 1996-10-09 |
| KR950002746B1 (ko) | 1995-03-24 |
| KR910019191A (ko) | 1991-11-30 |
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