JPH10163397A - 半導体装置用リードフレームの製造方法 - Google Patents

半導体装置用リードフレームの製造方法

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JPH10163397A
JPH10163397A JP33288796A JP33288796A JPH10163397A JP H10163397 A JPH10163397 A JP H10163397A JP 33288796 A JP33288796 A JP 33288796A JP 33288796 A JP33288796 A JP 33288796A JP H10163397 A JPH10163397 A JP H10163397A
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JP
Japan
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lead frame
plating layer
semiconductor device
layers
heat
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JP33288796A
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English (en)
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Shuji Mori
修治 森
Hiroshi Nakamura
博 中村
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Mitsui High Tec Inc
Original Assignee
Mitsui High Tec Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 接着剤及び封止樹脂との密着性がよく、更に
ワイヤボンディング性及びはんだ濡れ性のよい半導体装
置用リードフレームの製造方法を提供する。 【解決手段】 金属帯条材から半導体装置用リードフレ
ームの所要形状を備えたリードフレーム部材10を形成
する第1工程と、リードフレーム部材10の表面に直接
又は下地めっき層11を介してPdめっき層12を形成
する第2工程と、Pdめっき層12の上に、更に耐熱性
貴金属めっき層13を形成する第3工程と、前記工程に
おいて、Pdめっき層12及び耐熱性貴金属めっき層1
3が形成されたリードフレーム部材10を真空又は非酸
化性雰囲気の拡散炉に入れて加熱処理を行い、耐熱性貴
金属めっき層13中にPdを拡散させる第4工程と、第
4工程で拡散処理が行われたリードフレーム部材10を
酸化雰囲気炉に入れて加熱処理を行い、表面に拡散した
Pdの酸化処理を行う第5工程とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、封止樹脂との密着
性、はんだ濡れ性に優れた半導体装置用リードフレーム
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置用リードフレームにおいて
は、半導体素子とインナーリードを電気的に接続するワ
イヤのボンディング性が良好であること、及び、アウタ
ーリードと外部機器との接続の際の良好なはんだ濡れ性
が要求される。このため、従来は所要の形状にプレス加
工されたリードフレーム部材の全面に直接又は下地めっ
き層を介してPd又はPd合金めっきを行い、その上に
薄いAuめっき層を形成することが提案されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術に係るリードフレームにおいては、表面に金めっ
きがなされているので、半導体素子搭載時のAgペース
トや、封止樹脂との密着性が悪いという問題があった。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、Agペー
スト等の接着剤の密着性及び封止樹脂との密着性がよ
く、更にワイヤボンディング性及びはんだ濡れ性のよい
半導体装置用リードフレームの製造方法を提供すること
を目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項1
記載の半導体装置用リードフレームの製造方法は、最上
層にPd酸化物と、Au、Ag、Pt等の耐熱性貴金属
との拡散層を設けた半導体装置用リードフレームの製造
方法であって、金属帯条材からプレス加工又はエッチン
グ加工により、半導体装置用リードフレームの所要形状
を備えたリードフレーム部材を形成する第1工程と、前
記リードフレーム部材の表面に直接又は下地めっき層を
介してPdめっき層を形成する第2工程と、前記Pdめ
っき層の上に、更にAu、Ag、Pt等の耐熱性貴金属
めっき層を形成する第3工程と、第2工程及び第3工程
において、前記Pdめっき層及び耐熱性貴金属めっき層
が形成されたリードフレーム部材を真空又は非酸化性雰
囲気の拡散炉に入れて加熱処理を行い、前記耐熱性貴金
属めっき層中にPdを拡散させる第4工程と、第4工程
で拡散処理が行われたリードフレーム部材を酸化雰囲気
炉に入れて加熱処理を行い、表面に拡散した前記Pdの
酸化処理を行う第5工程とを有している。また、請求項
2記載の半導体装置用リードフレームの製造方法は、請
求項1記載の方法において、前記酸化雰囲気炉は、有機
質及び/又は無機質からなる不純物を除去した高純度の
雰囲気ガスが使用されている。そして、請求項3記載の
半導体装置用リードフレームの製造方法は、請求項1又
は2記載の方法において、前記酸化雰囲気炉は、雰囲気
ガスに純酸素を添加したものを使用している。
【0005】請求項1〜3記載の半導体装置用リードフ
レームの製造方法においては、第4工程で、Pdめっき
層及び貴金属めっき層が形成されたリードフレーム部材
を、真空又は非酸化性雰囲気の拡散炉に入れて加熱処理
を行い、該貴金属めっき層中にPdを拡散させているの
で、Pdが酸化されることなく貴金属めっき層中に拡散
する。ここで、空気等の酸化性雰囲気で加熱すると、貴
金属めっき層の下地層であるPdめっき層が酸化される
ので、表面の貴金属めっき層の剥離が生じ易いという問
題があるが、非酸化性雰囲気で加熱するので、この問題
は解決している。次に、第5工程で、Pd及び貴金属の
拡散処理が行われたリードフレーム部材を酸化雰囲気炉
に入れて加熱処理を行うので、表面に拡散したPdのみ
が酸化される。これによって、めっき処理をされたリー
ドフレーム部材の表面に、貴金属と酸化したPdが露出
することになり、結果としてはんだ濡れ性とワイヤボン
ディング性を確保し、酸化したPdは接着剤や封止樹脂
との密着性を向上させる。
【0006】特に、請求項2記載の半導体装置用リード
フレームの製造方法においては、酸化雰囲気炉は、有機
質及び/又は無機質からなる不純物を除去した高純度雰
囲気ガスを使用しているので、めっきされたリードフレ
ーム部材の表面に不純物が付着しないので、はんだ濡れ
性が損なわれることがない。そして、請求項3記載の半
導体装置用リードフレームの製造方法においては、前記
酸化雰囲気炉は、雰囲気ガスに純酸素を添加したものを
使用しているので、酸化性が向上し低温・短時間のうち
に表面のPdの酸化が可能となる。
【0007】
【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図1は本発明の一実施の形
態に係る半導体装置用リードフレームの製造方法の説明
図、図2は同方法によって製造されたリードフレーム表
面の一部拡大図である。
【0008】図1(A)〜(F)に示すように、本発明
の一実施の形態に係る半導体装置用リードフレームの製
造方法は、金属帯条材から周知のプレス加工又はエッチ
ング加工により、中央の素子搭載部、その周囲のインナ
ーリード、インナーリードに接続されるアウターリード
等を備えるリードフレーム部材10を形成する第1工程
と、リードフレーム部材10の表面に下地めっき層の一
例であるNiめっき層11を介してPdめっき層12を
形成する第2工程と、Pdめっき層12の上に、更に貴
金属めっき層の一例であるAuめっき層13を形成する
第3工程と、以上の工程によってめっき処理されたリー
ドフレーム部材10を非酸化性雰囲気の拡散炉に入れて
加熱処理を行う第4工程と、Pdの拡散処理が行われた
リードフレーム部材10をダスト等が高純度に除去され
た空気加熱の酸化雰囲気炉に入れて加熱処理を行う第5
工程とを有している。以下、これらについて詳しく説明
する。
【0009】前記金属帯条材としては、特に限定される
ものではなく、例えばCu合金又はFe−Ni合金が用
いられる。図1(A)に示すように、この金属帯条材を
用いて常法によって脱脂及び活性化処理を行った後、周
知の工程である前記第1工程によって製造されたリード
フレーム部材10の全面に、図1(B)に示すように下
地めっき層を形成するNiめっき層11を形成する。こ
のNiめっき層11の厚みは0.5〜3.5μmで通常
は1〜2μm程度が好ましい。これは余り薄くすると、
リードフレーム部材が銅又は銅合金の場合には拡散を生
じて銅がNiめっきの表面に浮かび上がってくるからで
あり、Niめっき層11を余り厚くしても材料の無駄に
なるからである。このNiめっき層11の上に図1
(C)に示すようにPdめっき層12を形成する。この
Pdめっき層12の厚みは0.076〜0.2μm程度
で十分である。これは余り薄くなるとこの上に行うAu
めっき層13への拡散が少なくなるからである(以上、
第2工程)。
【0010】次に、図1(D)に示すように、Pdめっ
き層12の上に厚みが0.0007〜0.1μm(更に
好ましくは0.0007〜0.01μm)のAuめっき
層13を形成する。ここで、Auめっき層13の厚みが
0.0007μmより薄い場合には、後の処理でPdの
拡散が多すぎ、Auの露出分が少なくなって、はんだ濡
れ性が悪くなるからである。また、Auめっき層13の
厚みが0.1μmより厚い場合には、後の工程でPdの
拡散が表面まで届かず、結果としてPdの酸化物の量が
減少するからである(以上、第3工程)。
【0011】以上の工程によって、Niめっき層11、
Pdめっき層12及びAuめっき層13が形成されたリ
ードフレーム部材10を、図1(E)に示すように、非
酸化性雰囲気の拡散炉に入れて加熱処理を行う。この場
合の雰囲気ガスとしては、N2 ガスを使用してもよい
し、Arガス等を使用してもよい。加熱温度は約350
〜400℃程度(好ましくは400℃)、加熱時間は5
〜20秒程度である。なお、加熱温度が低い場合(例え
ば、200℃)には加熱時間が長くなり、加熱温度が高
い場合(例えば、500℃)の場合には加熱時間が短く
なる。これによって、PdとAuが相互に適切な拡散比
率でPdがAuめっき層13の表面に点在的に露出した
拡散層14が形成されることになる(以上、第4工
程)。
【0012】次に、図1(F)に示すように、以上の第
4工程を経て拡散処理後のリードフレーム部材10を酸
化雰囲気炉に入れて加熱処理を行う。この場合の雰囲気
ガスには空気に純酸素を混合したものを使用する。そし
て、前記空気は予めクリーニング処理が行われて、有機
物及び無機物の不純物(ダスト)が除去されている。ま
た、純酸素の混合量は多い方が処理時間が短くて済む
が、通常は空気に対して1対1の割合としておく。加熱
温度は約350℃程度で、加熱時間は5〜20秒程度で
ある。これによって、図2に黒部15で示すように拡散
層14の表面に露出したPdが酸化されることになる。
なお、白部16はAuである(以上、第5工程)。な
お、リードフレームの表面に金が露出する面積の割合
は、30〜70%程度である。
【0013】以上の製造方法によって製造されたリード
フレームは、表面にAuと、Pdの酸化皮膜が混在した
状態で露出しているので、はんだ濡れ性が良好、ワイヤ
ボンディング性が良好、Agペースト等の接着剤の密着
性が良好、封止樹脂の密着性が良好等の優れた特徴を有
する。前記実施の形態においては、最上部にAuめっき
層を形成したがPtめっき層又はAgめっき層であって
も同様の効果が得られる。前記めっきの方法としては、
電解めっき法、無電解めっき法、蒸着法、スパッターリ
ング法のいずれであってもよい。また、前記Pdめっき
層には、Pd合金層を形成する場合も含まれる。
【0014】
【発明の効果】請求項1〜3記載の半導体装置用リード
フレームの製造方法は以上の説明からも明らかなよう
に、はんだ濡れ性とワイヤボンディング性が確保され、
更には接着剤や封止樹脂の密着性のよいリードフレーム
が提供できる。特に、Pdを表面の貴金属めっき層に拡
散させる場合に、真空又は非酸化性雰囲気で行っている
ので、Pdが酸化されることなく貴金属の方に拡散する
ので、表面の貴金属めっき層の接合強度が下がることが
なく、強固に形成される。特に、請求項2記載の半導体
装置用リードフレームの製造方法においては、めっきさ
れたリードフレーム部材の表面に不純物の拡散・浸透を
防止できるので、リードフレーム部材と封止樹脂等の密
着性及びはんだ濡れ性が向上し、半導体装置の長期信頼
性が向上する。そして、請求項3記載の半導体装置用リ
ードフレームの製造方法においては、前記酸化雰囲気炉
は、雰囲気ガスに純酸素を添加したものを使用する雰囲
気炉からなっているので、酸化性が向上し、均一に短時
間のうちに表面のPdのみの部分酸化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)〜(F)は本発明の一実施の形態に係る
半導体装置用リードフレームの製造方法の説明図であ
る。
【図2】同方法によって製造されたリードフレーム表面
の一部拡大図である。
【符号の説明】
10 リードフレーム部材 11 Niめっき
層(下地めっき層) 12 Pdめっき層 13 Auめっき層(貴金属めっき層) 14 拡散層 15 黒部(酸化
パラジウム) 16 白部(Au)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 最上層にPd酸化物と、Au、Ag、P
    t等の耐熱性貴金属との拡散層を設けた半導体装置用リ
    ードフレームの製造方法であって、 金属帯条材からプレス加工又はエッチング加工により、
    半導体装置用リードフレームの所要形状を備えたリード
    フレーム部材を形成する第1工程と、 前記リードフレーム部材の表面に直接又は下地めっき層
    を介してPdめっき層を形成する第2工程と、 前記Pdめっき層の上に、更にAu、Ag、Pt等の耐
    熱性貴金属めっき層を形成する第3工程と、 第2工程及び第3工程において、前記Pdめっき層及び
    耐熱性貴金属めっき層が形成されたリードフレーム部材
    を真空又は非酸化性雰囲気の拡散炉に入れて加熱処理を
    行い、前記耐熱性貴金属めっき層中にPdを拡散させる
    第4工程と、 第4工程で拡散処理が行われたリードフレーム部材を酸
    化雰囲気炉に入れて加熱処理を行い、表面に拡散した前
    記Pdの酸化処理を行う第5工程とを有することを特徴
    とする半導体装置用リードフレームの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記酸化雰囲気炉は、有機質及び/又は
    無機質からなる不純物を除去した高純度の雰囲気ガスが
    使用されていることを特徴とする請求項1記載の半導体
    装置用リードフレームの製造方法。
  3. 【請求項3】 前記酸化雰囲気炉は、雰囲気ガスに純酸
    素を添加したものを使用していることを特徴とする請求
    項1又は2記載の半導体装置用リードフレームの製造方
    法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000223634A (ja) * 1999-01-28 2000-08-11 Hitachi Ltd 半導体装置
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