JPH06260577A - 配線電極の被膜構造 - Google Patents
配線電極の被膜構造Info
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- JPH06260577A JPH06260577A JP5046188A JP4618893A JPH06260577A JP H06260577 A JPH06260577 A JP H06260577A JP 5046188 A JP5046188 A JP 5046188A JP 4618893 A JP4618893 A JP 4618893A JP H06260577 A JPH06260577 A JP H06260577A
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- JP
- Japan
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- plating layer
- plating
- film
- palladium
- wiring electrode
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
Landscapes
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】リードフレーム等の配線電極において、コスト
の上昇させることなく配線電極である板部材5外表面の
酸化を抑え、板部材5のはんだぬれ性及び金線と接続強
度を改善する。 【構成】Cuめっき層4にNiめっき層3を介してコス
トを考慮して薄いPdめっき層2を板部材5に形成し、
このPdめっき層2及び発生するピンホール6から露呈
するNiめっきの下地面を含めた面を被せる耐蝕性及び
はんだ付け性の優れたAuめっき層1を極めて薄く形成
し、酸化し易いNiめっき層3及びPdめっき層2を外
気に露呈させることが無くしている。
の上昇させることなく配線電極である板部材5外表面の
酸化を抑え、板部材5のはんだぬれ性及び金線と接続強
度を改善する。 【構成】Cuめっき層4にNiめっき層3を介してコス
トを考慮して薄いPdめっき層2を板部材5に形成し、
このPdめっき層2及び発生するピンホール6から露呈
するNiめっきの下地面を含めた面を被せる耐蝕性及び
はんだ付け性の優れたAuめっき層1を極めて薄く形成
し、酸化し易いNiめっき層3及びPdめっき層2を外
気に露呈させることが無くしている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置のリードフ
レームやバンプ電極の下地電極等の配線電極に関し、特
にこれら配線電極の基体を被覆する配線電極の被膜構造
に関する。
レームやバンプ電極の下地電極等の配線電極に関し、特
にこれら配線電極の基体を被覆する配線電極の被膜構造
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体装置のプリント回路基板へ
の実装は、半導体装置の外郭体より突出するリードフレ
ームの外部リードやバンプ電極とプリント回路基板の導
電部材であるランド部とをはんだ接続することによって
行なわれていた。特にリードフレームの場合は、そのイ
ンナーリード部及びアイランド部の外表面に施されるめ
っき被膜と半導体装置の樹脂封止材との密着性、金属細
線とインナーリード部と接続するワイヤボンディング特
性及び樹脂外郭体から突出する外部リード部のはんだ付
け性がともに優れていることが求めれていた。
の実装は、半導体装置の外郭体より突出するリードフレ
ームの外部リードやバンプ電極とプリント回路基板の導
電部材であるランド部とをはんだ接続することによって
行なわれていた。特にリードフレームの場合は、そのイ
ンナーリード部及びアイランド部の外表面に施されるめ
っき被膜と半導体装置の樹脂封止材との密着性、金属細
線とインナーリード部と接続するワイヤボンディング特
性及び樹脂外郭体から突出する外部リード部のはんだ付
け性がともに優れていることが求めれていた。
【0003】図3(a)及び(b)は配線電極の被膜構
造の従来技術の例をそれぞれ断面で示すリードフレーム
の部分図である。
造の従来技術の例をそれぞれ断面で示すリードフレーム
の部分図である。
【0004】図3(a)に示す構造は、特開平3一62
560号公報に開示されていように、銅合金あるいはニ
ッケル鉄材料であるリードフレームのめっきすべき板部
材5の最外表面に直接あるいはニッケルめっき層を介し
て10〜90パーセント重量のパラジウムを含むパラジ
ウムと銀のPd・Ag合金を厚さ0.1乃至0.5μm
のめっきを薄くコーティングし、リードフレームの低廉
化とはんだ付け性を改善したものである。
560号公報に開示されていように、銅合金あるいはニ
ッケル鉄材料であるリードフレームのめっきすべき板部
材5の最外表面に直接あるいはニッケルめっき層を介し
て10〜90パーセント重量のパラジウムを含むパラジ
ウムと銀のPd・Ag合金を厚さ0.1乃至0.5μm
のめっきを薄くコーティングし、リードフレームの低廉
化とはんだ付け性を改善したものである。
【0005】一方、図3(b)に示す構造は、特開平3
一102858号公報に開示されているように、リード
フレームのうちワイヤボンディングざれる部分及び樹脂
封止される板部材5のみに錫とニッケルとのSn・Ni
合金の一層目のめっきを施し、その上に直接あるいは銅
めっき層を介してパラジウムもしくはパラジウム基合金
であるPd,Pd合金の膜を0.1乃至1.0μmを施
している。そして、この被膜構造は、低廉化を図るとと
もにワイヤボンディング特性及び樹脂の密着性を改善し
たものがある。
一102858号公報に開示されているように、リード
フレームのうちワイヤボンディングざれる部分及び樹脂
封止される板部材5のみに錫とニッケルとのSn・Ni
合金の一層目のめっきを施し、その上に直接あるいは銅
めっき層を介してパラジウムもしくはパラジウム基合金
であるPd,Pd合金の膜を0.1乃至1.0μmを施
している。そして、この被膜構造は、低廉化を図るとと
もにワイヤボンディング特性及び樹脂の密着性を改善し
たものがある。
【0006】この外表面にパラジウムあるいはパラジウ
ム基合を被覆する被覆構造をもつリードフレームは、そ
のアイランド部に半導体チップが搭載され、半導体チッ
プとインナーリード部とを金線でワイヤボンディングし
てから樹脂封止して半導体装置に組込まれる。また、こ
のように組立てられた半導体装置をプリント回路基板に
実装する場合は、プリント回路基板の予備はんだされた
ランド部に半導体装置の外郭体より突出するリードフレ
ームの外部リード部を載せ、リフロー等により予備はん
だを加熱溶融することではんだ接続し実装を行なってい
た。
ム基合を被覆する被覆構造をもつリードフレームは、そ
のアイランド部に半導体チップが搭載され、半導体チッ
プとインナーリード部とを金線でワイヤボンディングし
てから樹脂封止して半導体装置に組込まれる。また、こ
のように組立てられた半導体装置をプリント回路基板に
実装する場合は、プリント回路基板の予備はんだされた
ランド部に半導体装置の外郭体より突出するリードフレ
ームの外部リード部を載せ、リフロー等により予備はん
だを加熱溶融することではんだ接続し実装を行なってい
た。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の配線電
極の被膜構造では、パラジウムあるいはパラジウム基合
金を被膜し、その被膜の厚さを低廉化するために薄く
し、パラジウムあるいはパラジウム基合によるはんだ付
け性あるいはワイヤボンディング性及び樹脂との密着性
を改善を図ったものである。しかしながら、この低廉化
を図るあまりこの被膜を薄くすると、しばしば、この薄
いPdあるいはPd合金めっき膜が、めっき時に発生す
る水素ガス圧を阻止することができずピンホールが発生
する。このため、ピンホールより露出した下地が組立時
の熱で酸化しはんだぬれ性及びワイヤボンディング特性
を著しく低下させる。このことは、金線とインナーリー
ドとの接続強度が不足しヒートサイクル等による剥れ起
し信頼性を損なう問題がある。また、はんだ付け実装に
おいてもルーズコンタクトの問題を引起すことになる。
さらに、長期保存したものではパラジウム自身が酸化し
接続自体が困難になるという問題がある。
極の被膜構造では、パラジウムあるいはパラジウム基合
金を被膜し、その被膜の厚さを低廉化するために薄く
し、パラジウムあるいはパラジウム基合によるはんだ付
け性あるいはワイヤボンディング性及び樹脂との密着性
を改善を図ったものである。しかしながら、この低廉化
を図るあまりこの被膜を薄くすると、しばしば、この薄
いPdあるいはPd合金めっき膜が、めっき時に発生す
る水素ガス圧を阻止することができずピンホールが発生
する。このため、ピンホールより露出した下地が組立時
の熱で酸化しはんだぬれ性及びワイヤボンディング特性
を著しく低下させる。このことは、金線とインナーリー
ドとの接続強度が不足しヒートサイクル等による剥れ起
し信頼性を損なう問題がある。また、はんだ付け実装に
おいてもルーズコンタクトの問題を引起すことになる。
さらに、長期保存したものではパラジウム自身が酸化し
接続自体が困難になるという問題がある。
【0008】このピンホールの防止対策として、例え
ば、特開昭61一140006号公報に開示されている
ように、パラジウム被膜に1μmの比較的に厚い金めっ
きを施し、真空中で450℃で30加熱し合金化してピ
ンホールを埋める方法があるが、この方法では、真空加
熱処理するという余計な工程が増えるばかりか金めっき
のコストが高くなる。さらに、必要以上に下地金属がパ
ラジウムに拡散しはんだ付け性を著しく劣化させる。こ
のような被膜構造は電気接点の適用にはともかく配線電
極には適用出来ない。
ば、特開昭61一140006号公報に開示されている
ように、パラジウム被膜に1μmの比較的に厚い金めっ
きを施し、真空中で450℃で30加熱し合金化してピ
ンホールを埋める方法があるが、この方法では、真空加
熱処理するという余計な工程が増えるばかりか金めっき
のコストが高くなる。さらに、必要以上に下地金属がパ
ラジウムに拡散しはんだ付け性を著しく劣化させる。こ
のような被膜構造は電気接点の適用にはともかく配線電
極には適用出来ない。
【0009】従って、本発明の目的は、コストの上昇さ
せることなく酸化を抑え、はんだぬれ性及びワイヤボン
デイング特性を改善し、接続強度の高い配線電極の被膜
構造を提供することである。
せることなく酸化を抑え、はんだぬれ性及びワイヤボン
デイング特性を改善し、接続強度の高い配線電極の被膜
構造を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、導電板
部材の外表面に被着された銅膜に重ね披着されるニッケ
ル膜と、このニッケル膜を被覆する0.5μm以下の厚
さのパラジウム膜と、このパラジウム膜に重ね披着され
る0.0025μm以上の厚さの金膜を有する配線電極
の被膜構造である。
部材の外表面に被着された銅膜に重ね披着されるニッケ
ル膜と、このニッケル膜を被覆する0.5μm以下の厚
さのパラジウム膜と、このパラジウム膜に重ね披着され
る0.0025μm以上の厚さの金膜を有する配線電極
の被膜構造である。
【0011】
【作用】図1はパラジウムめっきの上に種々の厚さの金
めっきを施したときのはんだぬれ性を示すグラフであ
る。本発明は、展延性があって耐蝕性に優れ金線及びは
んだに対して溶着性のある金に着目し、価格を考慮しな
がら金めっき厚を薄くしポーラスなパラジウムめっき面
に施したら、はんだぬれ性及びワイヤボンディング性を
確保出来るかを実証するために、金めっき厚さを種々変
えて実験を行なってみた。
めっきを施したときのはんだぬれ性を示すグラフであ
る。本発明は、展延性があって耐蝕性に優れ金線及びは
んだに対して溶着性のある金に着目し、価格を考慮しな
がら金めっき厚を薄くしポーラスなパラジウムめっき面
に施したら、はんだぬれ性及びワイヤボンディング性を
確保出来るかを実証するために、金めっき厚さを種々変
えて実験を行なってみた。
【0012】その結果、図1に示すように、はんだぬれ
性を示す指標であるゼロックスタイム(はんだがなじむ
まで要する時間)は、金めっきの厚さが0.0025μ
m以上になると急激にゼロックスタイムが短くなり、そ
の後厚くしてもあまり短かくならないことが判明した。
このことはピンホールより露出する下地面を含むパラジ
ウムめっき面が薄い金膜で覆われていることが考えられ
る。言い換えれば、薄くとも0.0025μmの金めっ
きをパラジウムめっき面に施せば、パラジウムめっき面
は凹凸があっても薄い金膜で一様に覆われ、所望のはん
だ付け性及び耐蝕性が得られることが出来る。
性を示す指標であるゼロックスタイム(はんだがなじむ
まで要する時間)は、金めっきの厚さが0.0025μ
m以上になると急激にゼロックスタイムが短くなり、そ
の後厚くしてもあまり短かくならないことが判明した。
このことはピンホールより露出する下地面を含むパラジ
ウムめっき面が薄い金膜で覆われていることが考えられ
る。言い換えれば、薄くとも0.0025μmの金めっ
きをパラジウムめっき面に施せば、パラジウムめっき面
は凹凸があっても薄い金膜で一様に覆われ、所望のはん
だ付け性及び耐蝕性が得られることが出来る。
【0013】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【0014】図2は本発明の配線電極の被膜構造の一実
施例を断面で示すリードフレームの部分図である。この
配線電極の被膜構造は、図2に示すように、リードフレ
ームの基体である導電性のある板部材5に、ニッケルと
披着性の良い銅めっきを施しCuめっき層4を厚さ0.
1μmに形成する。そして、このCuめっき層4の上を
ニッケルめっきを施しNiめっき層3を厚さ1乃至2μ
m、例えば、1.5μmに形成する。さらに、このNi
めっき層3の上に酸化防止用にパラジウムめっきを施
し、厚さ0.3μmの薄いPdめっき層2を形成する。
そして最後にPdめっき層2の上から金フラッシュめっ
きを施し、ピンホール6のあるPdめっき層2を覆う
0.003μmの薄いAuめっき層1を形成する。
施例を断面で示すリードフレームの部分図である。この
配線電極の被膜構造は、図2に示すように、リードフレ
ームの基体である導電性のある板部材5に、ニッケルと
披着性の良い銅めっきを施しCuめっき層4を厚さ0.
1μmに形成する。そして、このCuめっき層4の上を
ニッケルめっきを施しNiめっき層3を厚さ1乃至2μ
m、例えば、1.5μmに形成する。さらに、このNi
めっき層3の上に酸化防止用にパラジウムめっきを施
し、厚さ0.3μmの薄いPdめっき層2を形成する。
そして最後にPdめっき層2の上から金フラッシュめっ
きを施し、ピンホール6のあるPdめっき層2を覆う
0.003μmの薄いAuめっき層1を形成する。
【0015】ここで、Cuめっき層4は、ニッケルとの
密着性を得るために施すもので、もし銅めっきを省略す
ると、リードフレームの基体とニッケルめっき層が剥離
することになる。また、このNiめっき層3は、その下
の銅めっき層4の拡散を防止する役目と、その上のPd
めっき層2を薄く形成させるために施すものである。
密着性を得るために施すもので、もし銅めっきを省略す
ると、リードフレームの基体とニッケルめっき層が剥離
することになる。また、このNiめっき層3は、その下
の銅めっき層4の拡散を防止する役目と、その上のPd
めっき層2を薄く形成させるために施すものである。
【0016】一方、Pdめっき層2は、Niめっき層3
の酸化防止のために施すことが目的であるが、パラジウ
ム自体の価格が高価なため薄くすることが要求される。
そこで、コストの上昇を抑え得る厚さと発生するピンホ
ール確率を考慮すると、実用上の厚さの上限は0.5μ
mである。しかし、0.5μmの厚さでもピンホールは
無くならない。そこでPdが析出する際に発生するピン
ホール6が発生した状態で、このPdめっき層2とピン
ホール6より露出するNiめっき層を含めた面に覆うよ
うに0.003μm程度の薄いAuめっき層1を形成し
た。このことにより最表面に露出するNiめっき層3と
無くし、Niめっき層3とPdめっき層の酸化防止を行
なった。
の酸化防止のために施すことが目的であるが、パラジウ
ム自体の価格が高価なため薄くすることが要求される。
そこで、コストの上昇を抑え得る厚さと発生するピンホ
ール確率を考慮すると、実用上の厚さの上限は0.5μ
mである。しかし、0.5μmの厚さでもピンホールは
無くならない。そこでPdが析出する際に発生するピン
ホール6が発生した状態で、このPdめっき層2とピン
ホール6より露出するNiめっき層を含めた面に覆うよ
うに0.003μm程度の薄いAuめっき層1を形成し
た。このことにより最表面に露出するNiめっき層3と
無くし、Niめっき層3とPdめっき層の酸化防止を行
なった。
【0017】ちなみに、この被膜構造をもつリードフレ
ームを使用した半導体装置と、PdもしくはPd合金の
めっきによる被膜構造をもつ従来のリードフレームとを
使用した半導体装置とを試作し、両者のはんだぬれ性及
びワイヤボンディング性の比較試験を行なってみた。
ームを使用した半導体装置と、PdもしくはPd合金の
めっきによる被膜構造をもつ従来のリードフレームとを
使用した半導体装置とを試作し、両者のはんだぬれ性及
びワイヤボンディング性の比較試験を行なってみた。
【0018】その結果、表1に示すように、はんだ付け
性を裏付けるはんだぬれ性は、従来と比較して大幅に改
善されている。通常、ゼロクスタイムが0.1〜0.5
秒程度であれば、はんだ接続性が良いと判定され、はん
だ接続実装が効率良く実施出来る見通しを得た。
性を裏付けるはんだぬれ性は、従来と比較して大幅に改
善されている。通常、ゼロクスタイムが0.1〜0.5
秒程度であれば、はんだ接続性が良いと判定され、はん
だ接続実装が効率良く実施出来る見通しを得た。
【0019】
【0020】また、ワイヤボンディング特性において
は、25μm直径の金線をワイヤボンダでインナーリー
ド部に溶接して接続し、接続後に引張試験を行なったと
ころ、表2に示すように、従来と比較して不着発生率が
皆無となり、その接続強度も10パーセント以上向上し
た。
は、25μm直径の金線をワイヤボンダでインナーリー
ド部に溶接して接続し、接続後に引張試験を行なったと
ころ、表2に示すように、従来と比較して不着発生率が
皆無となり、その接続強度も10パーセント以上向上し
た。
【0021】
【0022】なお、本発明の実施例では配線電極をリー
ドフレームで説明したが、リードフレームに限定するも
でなく半導体装置の外郭体から露出するバンプ電極の下
地電極にも適用出来る。この場合は、めっき法による披
膜形成だけでなくスパッタリング法あるいは蒸着法等を
適用することである。。
ドフレームで説明したが、リードフレームに限定するも
でなく半導体装置の外郭体から露出するバンプ電極の下
地電極にも適用出来る。この場合は、めっき法による披
膜形成だけでなくスパッタリング法あるいは蒸着法等を
適用することである。。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、配線電極
の基体である板部材の銅めっき層にコストを考慮して薄
いパラジウムめっき層をニッケルめっき層を介して形成
し、このパラジウムめっき層及び発生するピンホールか
ら露呈するニッケル下地面を含めた面を被せる耐蝕性及
びはんだ付け性の優れた金めっき層を極めて薄く形成す
ることによって、酸化し易い膜を外気に露呈させること
が無くなりはんだぬれ性及び金線との接続性を改善しよ
り高い接続強度が得られるという効果がある。また、パ
ラジウム膜もコストの上昇を招かない程度に薄くし、こ
のパラジウム膜を覆う金膜も極力薄くしトータルコスト
の上昇を抑えることが出来た。
の基体である板部材の銅めっき層にコストを考慮して薄
いパラジウムめっき層をニッケルめっき層を介して形成
し、このパラジウムめっき層及び発生するピンホールか
ら露呈するニッケル下地面を含めた面を被せる耐蝕性及
びはんだ付け性の優れた金めっき層を極めて薄く形成す
ることによって、酸化し易い膜を外気に露呈させること
が無くなりはんだぬれ性及び金線との接続性を改善しよ
り高い接続強度が得られるという効果がある。また、パ
ラジウム膜もコストの上昇を招かない程度に薄くし、こ
のパラジウム膜を覆う金膜も極力薄くしトータルコスト
の上昇を抑えることが出来た。
【図1】パラジウムめっきの上に種々の厚さの金めっき
を施したときのはんだぬれ性を示すグラフである。
を施したときのはんだぬれ性を示すグラフである。
【図2】本発明の配線電極の被膜構造の一実施例を断面
で示すリードフレームの部分図である。
で示すリードフレームの部分図である。
【図3】配線電極の被膜構造の従来技術の例のそれぞれ
を断面で示すリードフレームの部分図である。
を断面で示すリードフレームの部分図である。
1 Auめっき層 2 Pdめっき層 3 Niめっき層 4 Cuめっき層 5 板部材 6 ピンホール
Claims (1)
- 【請求項1】 導電板部材の外表面に披着された銅膜に
重ね被着されるニッケル膜と、このニッケル膜を被覆す
る0.5μm以下の厚さのパラジウム膜と、このパラジ
ウム膜に重ね披着される0.0025μm以上の厚さの
金膜を有することを特徴とする配線電極の被膜構造
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5046188A JPH06260577A (ja) | 1993-03-08 | 1993-03-08 | 配線電極の被膜構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5046188A JPH06260577A (ja) | 1993-03-08 | 1993-03-08 | 配線電極の被膜構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06260577A true JPH06260577A (ja) | 1994-09-16 |
Family
ID=12740079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5046188A Pending JPH06260577A (ja) | 1993-03-08 | 1993-03-08 | 配線電極の被膜構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06260577A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100450091B1 (ko) * | 1999-10-01 | 2004-09-30 | 삼성테크윈 주식회사 | 반도체 장치용 다층 도금 리드 프레임 |
| JP2007063042A (ja) * | 2005-08-30 | 2007-03-15 | Hitachi Metals Ltd | セラミクス基板およびセラミクス基板を用いた電子部品 |
| JP2014099637A (ja) * | 2009-03-12 | 2014-05-29 | Lg Innotek Co Ltd | リードフレーム及びその製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04115558A (ja) * | 1990-09-05 | 1992-04-16 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 半導体装置用リードフレーム |
-
1993
- 1993-03-08 JP JP5046188A patent/JPH06260577A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04115558A (ja) * | 1990-09-05 | 1992-04-16 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 半導体装置用リードフレーム |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100450091B1 (ko) * | 1999-10-01 | 2004-09-30 | 삼성테크윈 주식회사 | 반도체 장치용 다층 도금 리드 프레임 |
| JP2007063042A (ja) * | 2005-08-30 | 2007-03-15 | Hitachi Metals Ltd | セラミクス基板およびセラミクス基板を用いた電子部品 |
| JP2014099637A (ja) * | 2009-03-12 | 2014-05-29 | Lg Innotek Co Ltd | リードフレーム及びその製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19950829 |