JPH09102574A - 樹脂密着性および打ち抜き性に優れたリードフレーム材およびその製造方法 - Google Patents
樹脂密着性および打ち抜き性に優れたリードフレーム材およびその製造方法Info
- Publication number
- JPH09102574A JPH09102574A JP7284382A JP28438295A JPH09102574A JP H09102574 A JPH09102574 A JP H09102574A JP 7284382 A JP7284382 A JP 7284382A JP 28438295 A JP28438295 A JP 28438295A JP H09102574 A JPH09102574 A JP H09102574A
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- JP
- Japan
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- lead frame
- frame material
- thin plate
- annealing
- resin adhesion
- Prior art date
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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
- H10W74/00—Encapsulations, e.g. protective coatings
-
- 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
- H10W90/00—Package configurations
- H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
- H10W90/751—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
- H10W90/756—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires between a chip and a stacked lead frame, conducting package substrate or heat sink
Landscapes
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 樹脂密着性に優れるとともに、打ち抜き性に
優れたリードフレーム材およびその製造方法を提供する
こと。 【解決手段】 ＦｅーＮｉ系合金の薄板の表面にＦｅ5
Ｓｎ3 、Ｆｅ3 Ｓｎ2 、ＦｅＳｎ、およびＦｅＳｎ2 か
らなる金属間化合物を生成させたこと。
優れたリードフレーム材およびその製造方法を提供する
こと。 【解決手段】 ＦｅーＮｉ系合金の薄板の表面にＦｅ5
Ｓｎ3 、Ｆｅ3 Ｓｎ2 、ＦｅＳｎ、およびＦｅＳｎ2 か
らなる金属間化合物を生成させたこと。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リードフレーム材
およびその製造方法に関し、詳しくは樹脂密着性および
打ち抜き性に優れたリードフレーム材およびその製造方
法に関する。
およびその製造方法に関し、詳しくは樹脂密着性および
打ち抜き性に優れたリードフレーム材およびその製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＩＣ、ＬＩＣなどの半導体装置は、図１
に示したようにリードフレームのパット部上にＳｉチッ
プを乗せ、Ｓｉチップとリードフレームをボンデングワ
イヤでボンデングし、Ｓｉチップおよびリードフレーム
の一部をエポキシ樹脂で被覆して製造している。従来、
この半導体装置のリードフレーム材として、Ｓｉチップ
の熱膨張率に近い熱膨張率のＮｉが３０〜５０％のＦｅ
ーＮｉ系合金が使用されていた。
に示したようにリードフレームのパット部上にＳｉチッ
プを乗せ、Ｓｉチップとリードフレームをボンデングワ
イヤでボンデングし、Ｓｉチップおよびリードフレーム
の一部をエポキシ樹脂で被覆して製造している。従来、
この半導体装置のリードフレーム材として、Ｓｉチップ
の熱膨張率に近い熱膨張率のＮｉが３０〜５０％のＦｅ
ーＮｉ系合金が使用されていた。
【０００３】しかし、近年電子精密機器の小型化、多機
能化に伴い、半導体装置の高密度実装、高集積化が要求
され、そのためＳｉチップは大型化する反面、半導体装
置自体は薄型化する傾向にあり、これに伴いリードフレ
ームと封着樹脂とが剥離し、これが起因してパッケージ
クラックが発生していた。すなわち、薄型化および高集
積化による多量の発熱によりリードフレームと封着樹脂
とが剥離し易くなっていたところに、リードフレームの
パット部とエポキシ樹脂との間に水分が吸収されて図２
に示したようにエポキシ樹脂が膨らんでリードフレーム
と封着樹脂とが剥離し、この膨らみがさらに大きくなっ
て剥離がさらに大きくなると、パット部の下側の角から
パッケージクラックが発生していた。
能化に伴い、半導体装置の高密度実装、高集積化が要求
され、そのためＳｉチップは大型化する反面、半導体装
置自体は薄型化する傾向にあり、これに伴いリードフレ
ームと封着樹脂とが剥離し、これが起因してパッケージ
クラックが発生していた。すなわち、薄型化および高集
積化による多量の発熱によりリードフレームと封着樹脂
とが剥離し易くなっていたところに、リードフレームの
パット部とエポキシ樹脂との間に水分が吸収されて図２
に示したようにエポキシ樹脂が膨らんでリードフレーム
と封着樹脂とが剥離し、この膨らみがさらに大きくなっ
て剥離がさらに大きくなると、パット部の下側の角から
パッケージクラックが発生していた。
【０００４】このパッケージクラックの発生を防止する
リードフレーム材としてＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｓｉ
およびＭｎからなる合金にＢｅを０．０１〜０．０５５
％添加して低膨張率にするとともに、表面に生成するＢ
ｅＯによって樹脂密着性を高めたものが知られている
（特開平３─３１４４９号公報）。
リードフレーム材としてＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｓｉ
およびＭｎからなる合金にＢｅを０．０１〜０．０５５
％添加して低膨張率にするとともに、表面に生成するＢ
ｅＯによって樹脂密着性を高めたものが知られている
（特開平３─３１４４９号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、Ｂｅを添加し
たこのリードフレーム材においても、樹脂密着性が十分
ではなかった。また、樹脂密着性を高めたリードフレー
ム材としてＦｅーＮｉ系合金の表面にＳｎめっきを行っ
たものが本発明者らによって提案されているが、打ち抜
いてリードフレームを製造する際にバリが発生し、両側
から発生したバリが短絡してショートしたり、バリが取
れて粉になり、この粉がＳｉチップなどに傷をつけるな
どの欠点がある。本発明は、樹脂密着性に優れるととも
に、打ち抜き性に優れたリードフレーム材およびその製
造方法を提供することを目的としている。
たこのリードフレーム材においても、樹脂密着性が十分
ではなかった。また、樹脂密着性を高めたリードフレー
ム材としてＦｅーＮｉ系合金の表面にＳｎめっきを行っ
たものが本発明者らによって提案されているが、打ち抜
いてリードフレームを製造する際にバリが発生し、両側
から発生したバリが短絡してショートしたり、バリが取
れて粉になり、この粉がＳｉチップなどに傷をつけるな
どの欠点がある。本発明は、樹脂密着性に優れるととも
に、打ち抜き性に優れたリードフレーム材およびその製
造方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のリードフレーム材においては、ＦｅーＮｉ
系合金の薄板の表面にＦｅ5 Ｓｎ3 、Ｆｅ3 Ｓｎ2 、Ｆ
ｅＳｎおよびＦｅＳｎ2からなる金属間化合物の層を設
けたことである。
め、本発明のリードフレーム材においては、ＦｅーＮｉ
系合金の薄板の表面にＦｅ5 Ｓｎ3 、Ｆｅ3 Ｓｎ2 、Ｆ
ｅＳｎおよびＦｅＳｎ2からなる金属間化合物の層を設
けたことである。
【０００７】また、本発明のリードフレームの製造方法
においては、ＦｅーＮｉ系合金の表面にＳｎめっきを行
った後、拡散焼鈍を行い、Ｆｅ5 Ｓｎ3 、Ｆｅ3 Ｓ
ｎ2 、ＦｅＳｎおよびＦｅＳｎ2 からなる金属間化合物
を生成させたことである。
においては、ＦｅーＮｉ系合金の表面にＳｎめっきを行
った後、拡散焼鈍を行い、Ｆｅ5 Ｓｎ3 、Ｆｅ3 Ｓ
ｎ2 、ＦｅＳｎおよびＦｅＳｎ2 からなる金属間化合物
を生成させたことである。
【０００８】本発明のリードフレームのＦｅーＮｉ系合
金は、Ｎｉ３０〜５０％が適当である。Ｎｉが３０％以
下になると、マルテンサイトが析出し、熱膨張が大きく
なり、またＮｉが５０％を超えると強度が低くなるの
で、Ｎｉは３０〜５０％が適当である。また、本発明の
リードフレーム材においては、Ｓｎめっきを両面に施し
てもよいし、または片面にのみ施してもよい。
金は、Ｎｉ３０〜５０％が適当である。Ｎｉが３０％以
下になると、マルテンサイトが析出し、熱膨張が大きく
なり、またＮｉが５０％を超えると強度が低くなるの
で、Ｎｉは３０〜５０％が適当である。また、本発明の
リードフレーム材においては、Ｓｎめっきを両面に施し
てもよいし、または片面にのみ施してもよい。
【０００９】また、本発明のＳｎめっき方法は、電気Ｓ
ｎめっき、真空蒸着、化学めっきなどのポーラスな皮膜
ができる方法であればいかなる方法でもよい。また、本
発明のリードフレームにおいては、Ｓｎめっきの膜厚を
１０μｍ以下にするのが適当である。１０μｍ以上にし
ても効果が増大しないからである。さらに、本発明のリ
ードフレームの製造方法における拡散焼鈍は、５００℃
以下の温度、好ましくは２００〜３００℃が適当であ
る。５００℃を超えると樹脂密着性が低くなるからであ
り、樹脂密着性および発生するバリの体積などを考慮す
ると２００〜３００℃で拡散焼鈍するのが好ましい。
ｎめっき、真空蒸着、化学めっきなどのポーラスな皮膜
ができる方法であればいかなる方法でもよい。また、本
発明のリードフレームにおいては、Ｓｎめっきの膜厚を
１０μｍ以下にするのが適当である。１０μｍ以上にし
ても効果が増大しないからである。さらに、本発明のリ
ードフレームの製造方法における拡散焼鈍は、５００℃
以下の温度、好ましくは２００〜３００℃が適当であ
る。５００℃を超えると樹脂密着性が低くなるからであ
り、樹脂密着性および発生するバリの体積などを考慮す
ると２００〜３００℃で拡散焼鈍するのが好ましい。
【００１０】
【作用】本発明のリードフレーム材は、ＦｅーＮｉ系合
金の薄板の表面にＳｎめっきを施しているので、リード
フレーム材の表面が非常にポーラスな状態になり、その
後の拡散焼鈍においてもポーラスな状態が残るので、モ
ールド時に封着樹脂がこの凹部に流れ込むことによって
大きなアンカー効果が得られ、樹脂密着性が向上する。
樹脂密着性が向上することにより、エポキシ樹脂が膨ら
むことがなく、またパッケージクラックが発生すること
もなくなる。また、Ｓｎめっきを施した後、拡散焼鈍し
て脆い性質のＦｅ5 Ｓｎ3 、Ｆｅ3Ｓｎ2 、ＦｅＳｎお
よびＦｅＳｎ2 からなる金属間化合物を生成させている
ので、打ち抜きの際にバリが発生しなくなる。
金の薄板の表面にＳｎめっきを施しているので、リード
フレーム材の表面が非常にポーラスな状態になり、その
後の拡散焼鈍においてもポーラスな状態が残るので、モ
ールド時に封着樹脂がこの凹部に流れ込むことによって
大きなアンカー効果が得られ、樹脂密着性が向上する。
樹脂密着性が向上することにより、エポキシ樹脂が膨ら
むことがなく、またパッケージクラックが発生すること
もなくなる。また、Ｓｎめっきを施した後、拡散焼鈍し
て脆い性質のＦｅ5 Ｓｎ3 、Ｆｅ3Ｓｎ2 、ＦｅＳｎお
よびＦｅＳｎ2 からなる金属間化合物を生成させている
ので、打ち抜きの際にバリが発生しなくなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を説明するが、こ
れらによって本発明が限定されるものではない。Ｆｅー
Ｎｉ系合金としてＣ：０．１２％、Ｓｉ：０．３８％、
Ｍｎ：０．２５％、Ｐ：０．００３％、Ｓ：０．００６
％、Ｎｉ：４１．８％、残部Ｆｅからなる原料を溶解し
てインゴットにした後いずれも１１００℃で分塊→熱間
圧延→焼鈍した後、脱スケールのために表面を研削し
た。その後冷間圧延と焼鈍を繰り返し、最後に焼鈍して
板圧０．１５ｍｍの薄板を得た。次いでこの薄板に下記
電気Ｓｎめっき浴を使用し、電流密度を２Ａ／ｄｍ2 と
して５分間片面にのみ電気Ｓｎめっきし、膜厚１μｍの
Ｓｎめっき層を被覆した。その後Ｓｎめっき層を被覆し
た薄板を２００〜５００℃の温度で３分間拡散焼鈍し
た。このようにして製造した薄板から樹脂密着性、バリ
の発生量およびだれ長さを評価するための試験片を切り
出した。
れらによって本発明が限定されるものではない。Ｆｅー
Ｎｉ系合金としてＣ：０．１２％、Ｓｉ：０．３８％、
Ｍｎ：０．２５％、Ｐ：０．００３％、Ｓ：０．００６
％、Ｎｉ：４１．８％、残部Ｆｅからなる原料を溶解し
てインゴットにした後いずれも１１００℃で分塊→熱間
圧延→焼鈍した後、脱スケールのために表面を研削し
た。その後冷間圧延と焼鈍を繰り返し、最後に焼鈍して
板圧０．１５ｍｍの薄板を得た。次いでこの薄板に下記
電気Ｓｎめっき浴を使用し、電流密度を２Ａ／ｄｍ2 と
して５分間片面にのみ電気Ｓｎめっきし、膜厚１μｍの
Ｓｎめっき層を被覆した。その後Ｓｎめっき層を被覆し
た薄板を２００〜５００℃の温度で３分間拡散焼鈍し
た。このようにして製造した薄板から樹脂密着性、バリ
の発生量およびだれ長さを評価するための試験片を切り
出した。
【００１２】電気Ｓｎめっき浴 硫酸第１錫 ５５ｇ／ｌ 硫酸 １００ｇ／ｌ クレゾールスルホン酸 ６０ｇ／ｌ ゼラチン ２ｇ／ｌ βナフトール １ｇ／ｌ
【００１３】樹脂密着性は、図３に示すようにリードフ
レーム材の試験片の表面上にエポキシ樹脂を底面の直径
１０ｍｍ、上面の直径５ｍｍの截頭円錐形にモールド
し、横から荷重をかける剪断試験により界面の破壊強度
を測定して評価した。また、バリの発生量は、リードフ
レームに打ち抜いた後そのリードフレームを画像解析に
より測定し、だれの長さは、図４のだれた部分の長さを
測定した。焼鈍温度と密着力の関係を図５に示す。また
バリの発生量およびだれの長さを図６に示す。なお、各
図の２５℃のデータは拡散焼鈍をしないもののデータで
ある。
レーム材の試験片の表面上にエポキシ樹脂を底面の直径
１０ｍｍ、上面の直径５ｍｍの截頭円錐形にモールド
し、横から荷重をかける剪断試験により界面の破壊強度
を測定して評価した。また、バリの発生量は、リードフ
レームに打ち抜いた後そのリードフレームを画像解析に
より測定し、だれの長さは、図４のだれた部分の長さを
測定した。焼鈍温度と密着力の関係を図５に示す。また
バリの発生量およびだれの長さを図６に示す。なお、各
図の２５℃のデータは拡散焼鈍をしないもののデータで
ある。
【００１４】本発明のリードフレーム材は、拡散焼鈍の
温度が高くなるとともに、バリの体積およびだれ長さが
減少しているが、密着力も低下しているので、これらを
考慮すると、２００〜３００℃で拡散焼鈍するのが望ま
しい。
温度が高くなるとともに、バリの体積およびだれ長さが
減少しているが、密着力も低下しているので、これらを
考慮すると、２００〜３００℃で拡散焼鈍するのが望ま
しい。
【００１５】上記実施例では、リードフレームの片面に
のみＳｎめっきを行ったが、両面にＳｎめっきをしても
よい。また、上記実施例では、最後に焼鈍をしたＦｅー
Ｎｉ系合金の薄板を用いているが、最後に冷間圧延をし
たものを用いてもよい。さらに、上記実施例では、Ｆｅ
ーＮｉ系合金としてＮｉ：４１．８％としたものを使用
したが、Ｎｉが３０〜５０％の範囲のリードフレーム材
として使用されている、または使用することができる他
のＦｅーＮｉ系合金を使用してもよい。
のみＳｎめっきを行ったが、両面にＳｎめっきをしても
よい。また、上記実施例では、最後に焼鈍をしたＦｅー
Ｎｉ系合金の薄板を用いているが、最後に冷間圧延をし
たものを用いてもよい。さらに、上記実施例では、Ｆｅ
ーＮｉ系合金としてＮｉ：４１．８％としたものを使用
したが、Ｎｉが３０〜５０％の範囲のリードフレーム材
として使用されている、または使用することができる他
のＦｅーＮｉ系合金を使用してもよい。
【００１６】
【発明の効果】本発明は、上記構成にしたことにより、
次のような優れた効果を奏する。 （１）本発明のリードフレーム材は、Ｓｎめっきまたは
上記金属間化合物の層を設ていないものより樹脂密着性
が改善され、またＳｎめっきをした後拡散焼鈍をしてい
ないものより打ち抜き性（バリの発生量およびだれ長
さ）が改善される。 （２）本発明のリードフレーム材は、Ｓｎめっきした
後、低温で焼鈍するだけで製造することができるので、
コストがそれ程高なることがなく、樹脂密着性および打
ち抜き性が改善される。
次のような優れた効果を奏する。 （１）本発明のリードフレーム材は、Ｓｎめっきまたは
上記金属間化合物の層を設ていないものより樹脂密着性
が改善され、またＳｎめっきをした後拡散焼鈍をしてい
ないものより打ち抜き性（バリの発生量およびだれ長
さ）が改善される。 （２）本発明のリードフレーム材は、Ｓｎめっきした
後、低温で焼鈍するだけで製造することができるので、
コストがそれ程高なることがなく、樹脂密着性および打
ち抜き性が改善される。
【図１】半導体装置を説明するための概略図である。
【図２】半導体装置のパッケージクラックを説明するた
めの概略図である。
めの概略図である。
【図３】本発明の実施例の樹脂密着性を評価するための
樹脂密着性評価試験を説明するための概略図である。
樹脂密着性評価試験を説明するための概略図である。
【図４】本発明の実施例のだれ長さを測定した場所を説
明するための図である。
明するための図である。
【図５】本発明における焼鈍温度と密着力の関係を表す
グラフである。
グラフである。
【図６】本発明における焼鈍温度とバリ体積およびだれ
長さの関係を表すグラフである。
長さの関係を表すグラフである。
Claims (2)
- 【請求項１】 ＦｅーＮｉ系合金の薄板の表面にＦｅ5
Ｓｎ3 、Ｆｅ3 Ｓｎ2 、ＦｅＳｎおよびＦｅＳｎ2 から
なる金属間化合物の層を設けたことを特徴とするリード
フレーム材。 - 【請求項２】 ＦｅーＮｉ系合金の薄板の表面にＳｎめ
っきを行った後、拡散焼鈍を行い、Ｆｅ5 Ｓｎ3 、Ｆｅ
3 Ｓｎ2 、ＦｅＳｎおよびＦｅＳｎ2 からなる金属間化
合物を生成させたことを特徴とするリードフレーム材の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7284382A JPH09102574A (ja) | 1995-10-06 | 1995-10-06 | 樹脂密着性および打ち抜き性に優れたリードフレーム材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7284382A JPH09102574A (ja) | 1995-10-06 | 1995-10-06 | 樹脂密着性および打ち抜き性に優れたリードフレーム材およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09102574A true JPH09102574A (ja) | 1997-04-15 |
Family
ID=17677868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7284382A Pending JPH09102574A (ja) | 1995-10-06 | 1995-10-06 | 樹脂密着性および打ち抜き性に優れたリードフレーム材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09102574A (ja) |
-
1995
- 1995-10-06 JP JP7284382A patent/JPH09102574A/ja active Pending
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