JPH0841677A - メッキ方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は半導体装置の外部リ−ドに対する
はんだメッキを均一かつ迅速に行えるようにしたメッキ
方法と装置を提供することを目的とする。 【構成】 メッキ液Ｌ中に浸漬された半導体装置１０Ａ
に外部リ−ド１１ｂにメッキを行う際に、上記半導体装
置１０Ａを２次元平面運動させることを特徴とするメッ
キ方法およびメッキ液Ｌが収容されたメッキ槽１と、こ
のメッキ槽内のメッキ液に浸漬される半導体装置１０Ａ
を保持するための保持体１５と、この保持体を２次元平
面運動させるロボット２４とを具備したことを特徴とす
るメッキ装置にある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はたとえば半導体装置の
外部リ−ドにメッキするためのメッキ方法およびその装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、半導体装置を製造する場合、
つぎのような製造工程がある。つまり、リ−ドフレ−ム
上に半導体素子（チップ）をダイ・ボンディングし、こ
の半導体素子に形成された端子とリ−ドフレ−ムの内部
リ−ドとをワイヤボンディングする。ついで、上記半導
体素子を樹脂で封止して半導体装置とし、その半導体装
置の封止部から突出した上記リ−ドフレ−ムの外部リ−
ドにはんだをメッキしてから、上記半導体装置をリ−ド
フレ−ムから打ち抜く。

【０００３】上記外部リ−ドに対するはんだメッキは、
上記半導体装置を実装基板に実装する際、この実装基板
のフットプリントにクリ−ムはんだを印刷するのが一般
的であるため、上記外部リ−ドにもはんだをメッキして
おくことで、濡れ性の向上を計るために行われている。
また、外部リ−ドにはんだをメッキしておくことで、耐
蝕性の向上を図ることもできる。

【０００４】最近の半導体装置は高密度化にともない、
外部リ−ドの数が増加（多ピン化）しており、しかも外
部リ−ドの導出方向も半導体装置の種類によって封止部
の一側や両側だけでなく、ＱＦＰのように四側から導出
しているものもある。このように、半導体装置には、外
部リ−ドの数やその外部リ−ドの突出方向が異なった
り、さらには半導体装置を１つのリ−ドフレ−ムに二列
に形成するなど、その種類や形状がいろいろあり、どの
ような場合であっても、生産性や品質の向上を計るため
に、上記外部リ−ドに、はんだを均一かつ迅速にメッキ
することが要求されている。

【０００５】均一なメッキ層を迅速に形成するために
は、メッキ液中における外部リ−ドの表面における拡散
層の厚みを減少させることが有効である。そのため、従
来はたとえば実開昭５２−１４７１１５号公報に示され
るように、被メッキ物をピストン−クランク機構によっ
て上下方向にだけ移動させ、それによって上記外部リ−
ドの表面における拡散層の厚さを減少させるということ
が行われていた。

【０００６】被メッキ物を上下方向に移動させれば、移
動させない場合に比べて被メッキ物の表面における拡散
層の厚さを薄くすることができる。しかしながら、被メ
ッキ物の移動方向が上下方向だけであると、被メッキ物
がたとえば半導体装置の場合、移動方向と平行方向に突
出した外部リ−ドの表面におけるメッキ液の流動が封止
部によって妨げられ易い。また、外部リ−ドが移動方向
と直交していると、その外部リ−ドの幅方向端面によっ
てメッキ液の流動が妨げられる。

【０００７】そのため、外部リ−ドの表面における拡散
層の厚さが均一に減少しずらくなるから、メッキを均一
かつ迅速に行えないということがある。とくに被メッキ
物が四方向に外部リ−ドが突出しているＱＦＰであった
り、１つのリ−ドフレ−ムに半導体装置が二列で形成さ
れているような場合には、そのような傾向が顕著にな
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、被メッキ
物を単に上下方向に移動させるだけでは、その形状が複
雑化した場合などメッキする部位の表面全体にわたって
拡散層の厚さを均一に減少させずらいということがある
ため、メッキを均一かつ迅速に行えないということがあ
った。

【０００９】この発明は上記事情に基づきなされたもの
で、その目的とするところは、被メッキ物の表面全体に
わたって拡散層の厚さを均一に減少させることができる
ようにしたメッキ方法およびその装置を提供することに
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、メッキ液中
に浸漬された被メッキ物にメッキを行う際に、上記被メ
ッキ物を２次元平面運動させることを特徴とするメッキ
方法にある。また、この発明は、被メッキ物にメッキを
行うためのメッキ装置において、メッキ液が収容された
メッキ槽と、このメッキ槽内のメッキ液に浸漬される被
メッキ物を保持するための保持機構と、この保持機構を
２次元平面運動させる駆動手段とを具備したことを特徴
とするメッキ装置にある。

【００１１】

【作用】上記発明によれば、被メッキ物はメッキ液中で
２次元平面運動するため、被メッキ物の表面におけるメ
ッキ液の流動攪拌が均一化されるから、拡散層の厚さを
均一に減少させることができる。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照して
説明する。図１と図２に示すメッキ装置はメッキ液Ｌが
収容されたメッキ槽１を備えている。このメッキ槽１の
内底部にはベ−ス板２が設けられ、このベ−ス板２には
一対の支持板３が所定間隔で平行に立設されている。一
方の支持板３には開口３ａが形成されている。各支持板
３には、陽極４を挟持した背面板５とマスク板６とがね
じ７によって取り付け固定されている。

【００１３】上記背面板５とマスク板６とは絶縁材料に
よって形成され、上記陽極４はチタンなどの薄板に白金
箔をクラッドしてロ−ルラス状にした網状のものが用い
られている。上記背面板５とマスク板６にはそれぞれ開
口５ａ、６ａが形成され、上記陽極４は上記開口６ａか
ら一部を露出させて設けられている。

【００１４】上記メッキ槽１の底部には図２に示すよう
に循環管路８の一端が接続されている。この循環管路８
の中途部にはポンプ９ａが設けられ、他端は上記メッキ
槽１内の上記一方の支持板３の開口３ａに対向して配設
されたノズル９ｂに接続されている。したがって、上記
陽極４が網状のものであれば、上記ポンプ９ａを作動さ
せれば、ノズル９ａから噴出されるメッキ液Ｌは、支持
板３の開口３ａ、背面板５の開口５ａ、陽極４およびマ
スク板６の開口６ａを通過する。

【００１５】なお、ノズル９ａは２枚の支持板３の背面
側にそれぞれ設け、各一対の支持板３および背面板５に
それぞれ開口３ａ、５ａを形成することで、一対の陽極
４にメッキ液Ｌを流通させるようにしてもよい。

【００１６】この実施例において、はんだメッキされる
被メッキ物は、図４（ａ）に示すように、モ−ルド部１
１ａの両側から外部リ−ド１１ｂが導出されたＳＯＪタ
イプの半導体装置１０Ａであって、上記外部リ−ド１１
ｂにはんだメッキする場合、上記陽極４は上記モ−ルド
部１１ａの両側の外部リ−ド１１ｂに対向する一対の帯
状部４ａを有する形状に形成され、その一対の帯状部４
ａを上記開口６ａから露出させて設けられている。

【００１７】なお、図４（ｂ）に示すように半導体装置
１０Ｂがモ−ルド部１１ａの四方向から外部リ−ド１１
ｂが導出されたＱＦＰタイプの場合、陽極４Ａは同図
（ｃ）に示すように四方向の外部リ−ド１１ｂと対向す
る矩形枠状に形成されたものを用いればよく、さらに図
示はしないがその他のタイプの半導体装置の場合、陽極
は、それぞれの半導体装置のモ−ルド部から導出された
外部リ−ドに対向する形状であればよい。

【００１８】上記一対の支持板３間には、上記半導体装
置１０Ａを保持する保持体１５が設けられる。この保持
体１５は上記半導体装置１０Ａのリ−ドフレ−ム１７の
周辺部を挟持する一対のマスク板１６を有する。各マス
ク板１６には上記半導体装置１０Ａのモ−ルド部１１ａ
およびリ−ドフレ−ム１７に形成された外部リ−ド１１
ｂとなる部分を露出させる開口１６ａが形成されてい
る。この開口１６ａの内周面は、駆動中、メッキ液Ｌの
流動を妨げるないよう外面側に向かって外側に傾斜した
テ−パ面に形成されている。

【００１９】この実施例において、上記保持体１５に保
持される半導体装置１０Ａは、リ−ドフレ−ム１７から
打ち抜かれる前の状態であって、しかも説明の便宜上、
その半導体装置１０Ａのリ−ドフレ−ム１７は、図５
（ａ）に示すように長尺なリ−ドフレ−ム１７Ａから１
つの半導体装置１０Ａに対応する長さで切り離した長さ
になっている。

【００２０】なお、周知のように長尺なリ−ドフレ−ム
１７Ａには複数の半導体装置１０Ａが一列あるいは複数
列（図５（ａ）では一列）で形成されるから、実際のメ
ッキ作業では、長尺なリ−ドフレ−ム１７Ａを最小単位
である各半導体装置１０Ａごとの長さに切り離すことな
く、複数の半導体装置１０Ａの各外部リ−ド１１ｂに対
してはんだメッキが同時に行われる。その場合、図５
（ｂ）に示すように陽極４Ｂは、各半導体装置１０Ａの
外部リ−ド１１ｂに対向する複数の帯状部４ａが連設さ
れた短冊状に形成すればよい。

【００２１】図３（ｂ）に示すように上記保持体１５の
一方のマスク板１６には上記リ−ドフレ−ム１７の治具
孔１８に係合して上記リ−ドフレ−ム１７を位置決めす
る一対のピン１９が突設され、また一対のマスク板１６
の四隅部には、これらマスク板１６を接合固定するため
のねじ１９を通す通孔２１が形成されている。

【００２２】一対のマスク板１６によってリ−ドフレ−
ム１７を挟持する際、一方のマスク板１６とリ−ドフレ
−ム１７との間には上記リ−ドフレ−ム１７に電気的に
導通する、ステンレスなどの金属片からなる陰極２２が
設けられる。

【００２３】上記陽極４と陰極２２にはそれぞれリ−ド
線２３が接続され、これらリ−ド線２３は図示しない直
流電源のプラス側とマイナス側にそれぞれ接続される。
図１と図２に示すように、上記保持体１５は駆動機構と
してのロボット２４によって駆動される。すなわち、ロ
ボット２４はア−ム２４ａを有し、このア−ム２４ａの
先端にはハンド２５が設けられている。そして、このハ
ンド２５に設けられた一対のフィンガ２６によって上記
保持体１５が着脱自在に挟持される。

【００２４】通常、ロボット２４のハンド２５は図示し
ない駆動源によって３次元方向に駆動されるが、上記半
導体装置１０の外部リ−ド１１ｂにはんだメッキする場
合、上記ハンド２５は上記一対の支持板３間で上下左右
方向、つまり図１にＸで示す水平方向とＺで示す垂直方
向との２次元平面方向に駆動される。Ｘ方向とＺ方向の
動きを種々合成することで、上記ハンド２５を２次元平
面上で円形状や矩形状など、種々の軌跡で運動させるこ
とができる。

【００２５】上記構成のメッキ装置において、半導体装
置１０Ａのリ−ドフレ−ム１７の外部リ−ド１１ｂの部
分にはんだメッキする場合、まず、陽極４と陰極２２と
に通電し、ロボット２４を作動させて保持体１５を一対
の支持板３間でＸ方向とＺ方向とに２次元平面運動させ
る。この場合、陽極４の一対の帯状部４ａが外部リ−ド
１１ｂから大きくずれて非対向状態とならない範囲、つ
まり陽極４と帯状部４ａとの対向状態が外れない範囲で
上記保持体１５を２次元平面運動させる。

【００２６】保持体１５を２次元平面運動させること
で、半導体装置１０のリ−ドフレ−ム１７の外部リ−ド
１１ｂの表面でメッキ液Ｌが相対的に流動する。２次元
平面運動のＸ方向とＺ方向の動きを制御し、上記半導体
装置１０Ａを、たとえば円運動させれば、外部リ−ド１
１ｂの表面に対してメッキ液Ｌを相対的にむらなく流動
させることができる。したがって、外部リ−ド１１ｂの
表面における拡散層の厚さが均一に減少するから、上記
外部リ−ド１１ｂに対するはんだメッキを均一かつ迅速
に行うことが可能となる。

【００２７】たとえば、図４（ａ）に示すＳＯＪタイプ
の半導体装置１０Ａを従来のようにＺ方向（上下方向）
だけ駆動したのでは、外部リ−ド１１ｂが駆動方向と直
交する方向に延出されているから、その外部リ−ド１１
ｂの幅方向の端面によってメッキ液Ｌの流れが妨げら
れ、表面で全体において相対的に均一に流動しないとい
うことがある。

【００２８】また、Ｚ方向と直交するＸ方向だけ駆動し
た場合、外部リ−ド１１ｂの幅方向端面の影響によって
メッキ液Ｌの流れが妨げられるということはないもの
の、モ−ルド部１１ａの幅方向両側面によって上記外部
リ−ド１１ｂの表面におけるメッキ液Ｌの相対的な流れ
が妨げられるということがある。

【００２９】さらに、図４（ｂ）に示すＱＦＰタイプの
半導体装置１０Ａの場合、Ｚ方向あるいはＸ方向のどち
らの方向であっても、一方向だけであれば、外部リ−ド
１１ｂの端面やモ−ルド部１１ａの側面の影響を受けて
メッキ液Ｌの相対的な流動が均一となりずらい。

【００３０】したがって、半導体装置１０ＡをＺ方向や
Ｘ方向のうちのどちらか一方向に駆動したのでは外部リ
−ド１１ｂの表面における拡散層を均一かつ迅速に薄く
するということが難しいため、その表面へのはんだメッ
キも均一かつ迅速に行えない。

【００３１】しかしながら、本願発明は、半導体装置１
０ＡをＺ方向とＸ方向とを合成した２次元平面運動させ
るようにしている。そのため、その２次元平面運動がた
とえば円運動であれば、外部リ−ド１１ｂの表面におけ
るメッキ液Ｌの相対的な流動は、外部リ−ド１１ｂの幅
方向の端面やモ−ルド部１１ａの側面の影響を受けずら
くなるから、均一化されやすい。

【００３２】その結果、外部リ−ド１１ｂの表面におけ
る拡散層を均一かつ迅速に薄くすることができるから、
上記外部リ−ド１１ｂに対するはんだメッキも均一かつ
迅速に行うことができる。とくに、被メッキ物がＱＦＰ
タイプの半導体１０Ｂや１つのリ−ドフレ−ムに半導体
装置が二列で設けられている場合、２次元平面運動させ
ることによる効果が顕著となる。

【００３３】上記陽極４は網目状であるから、メッキ槽
１内のノズル９ａから一方の陽極４に向かって噴出する
メッキ液Ｌは、その陽極４を通過して被メッキ物である
半導体装置１０Ａの外部リ−ド１１ｂの表面に衝突す
る。そのため、メッキ液Ｌの攪拌効果が向上するから、
そのことによっても、メッキを均一かつ迅速に行えるこ
とになる。

【００３４】さらに、陽極４は半導体装置１０Ａの各列
の外部リ−ド１１ｂと対向する複数の帯状部４ａに分け
られている。そのため、図６（ａ）に示すように帯状部
４ａが外部リ−ド１１ｂと対峙した状態と、上記半導体
装置１０Ａが駆動されて図６（ｂ）に示すようにずれた
位置とで、各帯状部４ａと各列の外部リ−ド１１ｂとの
間に流れる電流の密度は均一な状態が維持される。

【００３５】図６（ｃ）は陽極４Ｂを外部リ−ド１１ｂ
に対応させて複数の帯状部４ａに分割せず、半導体装置
１０Ａの全体に対向する大きさのシ−ト状とした場合
で、その場合にはモ−ルド部１１ａに電流が流れないた
め、外部リ−ド１１ｂの基端部における電流密度が高く
なる。つまり、外部リ−ド１１ｂ表面における電流密度
が不均一となるから、はんだメッキも均一に行われずら
くなるということがある。

【００３６】さらに、リ−ドフレ−ム１７を一対のマス
ク板１６間に保持固定するようにしたので、上記リ−ド
フレ−ム１７が薄くて剛性が低いような場合であって
も、ロボット２４によって確実に２次元平面運動させる
ことができる。

【００３７】なお、上記一実施例では半導体装置１０Ａ
を保持した保持体１５だけを２次元平面運動させたが、
保持体１５と一緒に陽極４側も２次元平面運動させるよ
うにしてもよい。そのようにすれば、陽極４は半導体装
置１０Ａの２次元平面運動のＺ方向とＸ方向のストロ−
クにかかわらず、外部リ−ド１１ｂに対して同じ対向状
態が維持されるから、はんだメッキの速度や均一性をよ
り一層、向上させることができる。

【００３８】また、保持体１５を２次元平面運動させる
駆動手段としては、ロボット２４に限られず、カム機構
やリンク機構あるいはこれらを組み合わせた機構などで
あってもよく、要はその運動が２次元平面運動となれば
よい。さらに、被メッキ物としては半導体装置に限られ
ず、ほかのものであってもよいこと勿論である。

【００３９】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明は、メッキ液
中に浸漬された被メッキ物にメッキを行う際に、上記被
メッキ物を２次元平面運動させるようにした。そのた
め、被メッキ物の表面においてメッキ液を相対的に均一
に流動させ、拡散層の厚さを均一かつ迅速に減少させる
ことができるから、上記被メッキ物に対するメッキを均
一かつ迅速に行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の全体構成の正面図。

【図２】同じく側面図。

【図３】（ａ）は陽極側の分解斜視図、（ｂ）は同じく
保持体の分解斜視図。

【図４】（ａ）はＳＯＪタイプの半導体装置の斜視図、
（ｂ）は同じくＱＦＰタイプの半導体装置の斜視図、
（ｃ）は同じくＱＦＰタイプの半導体装置用の陽極の斜
視図。

【図５】（ａ）はリ−ドフレ−ムの平面図、（ｂ）はそ
のリ−ドフレ−ムに用いられる陽極の平面図。

【図６】（ａ）、（ｂ）はこの発明の陽極と外部リ−ド
との間の電流の流れの説明図、（ｃ）は従来の陽極と外
部リ−ドとの間の電流の流れの説明図。

【符号の説明】

１…メッキ槽、１０Ａ、１０Ｂ…半導体装置（被メッキ
物）、１１ｂ…外部リ−ド（被メッキ物）、１５…保持
体、２４…ロボット（駆動手段）、Ｌ…メッキ液。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 メッキ液中に浸漬された被メッキ物にメ
   ッキを行う際に、上記被メッキ物を２次元平面運動させ
   ることを特徴とするメッキ方法。
2. 【請求項２】 被メッキ物にメッキを行うためのメッキ
   装置において、 メッキ液が収容されたメッキ槽と、このメッキ槽内のメ
   ッキ液に浸漬される被メッキ物を保持するための保持機
   構と、この保持機構を２次元平面運動させる駆動手段と
   を具備したことを特徴とするメッキ装置。