JPH10308491A - 半導体装置用リードフレームおよびその製造方法 - Google Patents

半導体装置用リードフレームおよびその製造方法

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JPH10308491A
JPH10308491A JP10046939A JP4693998A JPH10308491A JP H10308491 A JPH10308491 A JP H10308491A JP 10046939 A JP10046939 A JP 10046939A JP 4693998 A JP4693998 A JP 4693998A JP H10308491 A JPH10308491 A JP H10308491A
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film
alloy
semiconductor device
lead frame
impurity metal
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JP10046939A
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Hisahiro Tanaka
久裕 田中
Masanori Ikari
政則 碇
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • H10W72/951Materials of bond pads
    • H10W72/952Materials of bond pads comprising metals or metalloids, e.g. PbSn, Ag or Cu
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 板状素材上に形成されたPd皮膜またはPd
合金皮膜の半田ぬれ性の低下を防止することができる半
導体装置用リードフレームおよびその製造方法を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 板状素材1上にPd皮膜2またはPd合
金皮膜を形成した半導体装置用リードフレームであっ
て、Pd組成以外の不純物金属またはPd合金組成以外
の不純物金属のPd皮膜2中またはPd合金皮膜中での
存在量が0.06%以下であり、またはPd組成以外の
不純物金属またはPd合金組成以外の不純物金属のPd
めっき液中またはPd合金めっき液中での存在量が5p
pm以下である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置用リー
ドフレームおよびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図3はトランジスタ、ICなどの半導体
装置が搭載される一般的な半導体装置用リードフレーム
を示す平面図であり、図4は半導体装置を実装した状態
を示す実装状態図である。図3、図4において、4はパ
ッド部、5はインナリード部、6はアウタリード部、7
はタイバ部、8は半導体装置としての半導体チップ、9
は接着剤、10は電極パッド、11はワイヤー、12は
封止樹脂である。
【0003】以上のような構成の半導体装置リードフレ
ームにおける配置、特性等について説明する。
【0004】図3において、半導体チップ8を搭載する
パッド部4の周囲に複数のインナリード部5がパッド部
4と離れて配置され、このインナリード部5はタイバ部
7を介してアウタリード部6と連結されている。図3に
示すような形状の半導体装置用リードフレームは、Cu
合金やFe−Ni合金から成る板状素材にプレス加工や
エッチング加工を施すことにより得られる。また、パッ
ド部4およびインナリード部5には、酸化防止のために
Agなどの貴金属が3〜5μm程度、部分めっきされて
いる。
【0005】このような半導体装置用リードフレームへ
の半導体チップ8の実装は一般的に次のような過程で行
われる。すなわち、図4に示すように、パッド部4上に
接着剤9を用いて半導体チップ8がダイボンディングさ
れ、この半導体チップ8に予め施されている電極パッド
10とインナリード部5とがAu、AlまたはCuのワ
イヤー11によってワイヤーボンディングされることで
電気的に接続される。
【0006】その後、上記ワイヤーボンディングされた
箇所を含んでエポキシ樹脂などの封止樹脂12で封止さ
れる。次いで、アウタリード部6にSn−Pb合金のよ
うな半田めっきを施して半田付け性を付与し、タイバ部
7を切断した後、ばり取り工程を経てアウタリード部6
の曲げ加工を施し、樹脂封止された半導体装置(樹脂封
止半導体装置)が完成する。このようにして製造された
樹脂封止半導体装置は、プリント基板などの外部機器基
板に搭載され、その基板における必要配線とアウタリー
ド部6の半田付けとにより目的とする電子機器回路が形
成される。
【0007】ところで、上記アウタリード部6における
めっき処理は通常、溶融めっき法または電気めっき法で
行われるが、溶融めっき法では230〜400℃程度の
高温処理となるため、上記樹脂封止半導体装置は強い熱
ストレスを受け、封止樹脂12とリードフレームとの間
に微細な隙間が発生することがあり、樹脂封止半導体装
置の信頼性が低下する場合がある。また、電気めっき法
の場合も、用いるめっき液は一般に酸性またはアルカリ
性であるため、封止樹脂12が部分的な浸食を受け、め
っき液が封止樹脂12中に浸入することによりワイヤー
11や電極パッド10に腐食が発生し、樹脂封止半導体
装置の信頼性が低下する場合がある。
【0008】このように樹脂封止半導体装置の信頼性が
低下するため、最近では、アウタリード部6に予めSn
−Pb合金などの半田めっきを施し、その後にリードフ
レームに半導体チップを実装する半田PPF(Pre−
Plated Frame、前めっきフレーム)という
方法が行われている。しかし、この半田PPFという方
法を使用した場合、後工程であるワイヤーボンディング
時に、その熱によってSn−Pb合金が溶融しないよう
な低温ボンディング条件を設定する必要があり、また板
状素材がCu素材の場合、Cu素材中の含有不純物イオ
ンのSn−Pb合金への熱拡散によるアウタリード部6
の半田付け低下に配慮する必要がある。
【0009】そこで近年、パット部4、インナリード部
5、アウタリード部6にPd皮膜またはPd合金皮膜を
形成したリードフレーム(特開昭59−168659号
公報、特開昭63−2358号公報参照)、Pdと板状
素材との間に中間層を設けることによりガルバニック・
マイグレーションを低減させた耐食性リードフレーム
(特開平2−42753号公報参照)、Pd皮膜または
Pd合金皮膜の上にAuまたはAgのめっき皮膜を薄く
形成したことで半田ぬれ性を向上させたリードフレーム
(特開平4−115558号公報参照)、Pdなどの貴
金属と板状素材との間にNi、Zn、Snなどの下地層
を設けることで曲げ加工時のクラックを防止したリード
フレーム(特開平5−117898号公報参照)、板状
素材上にNi層、Pd層、Au層を順次積層し、そのP
dが多層構造であるリードフレーム(特開平7−169
901号公報)などが提案されている。
【0010】Pd皮膜またはPd合金皮膜は、Ag、A
uなどと同じ貴金属であるため、化学的に安定で酸化し
にくく、リードフレーム本体による熱拡散の影響もほと
んどない。そのため、半導体チップ8の良好な接合性、
良好なワイヤーボンディング性を有し、また、半田ぬれ
性も良好であるため、アウタリード部6の半田付け性も
良好である。さらに、リードフレーム全面にPd皮膜ま
たはPd合金皮膜を形成するため、工程の簡素化、品質
の安定化が図れるという利点がある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の半導体装置用リードフレームには、次のような問題
点がある。
【0012】すなわち、近年、半導体装置の特性に対す
る要求が年々厳しくなってきており、上述したようにP
d皮膜またはPd合金皮膜は化学的に安定であり、ワイ
ヤーボンディング性の特性ではおおよそ満足できるレベ
ルにあるが、年々厳しくなる要求に対して不満足な結果
を生じる場合もある。例えば、半導体チップ8の接合
性、ワイヤーボンディング性には特に問題は発生しない
が、半導体チップ8の接合時の高温の熱ストレスによっ
て、アウタリード部6のPd皮膜またはPd合金皮膜
は、貴金属とは言え酸化反応を起こし、後工程での半田
ぬれ性の低下を招き、半田付け性に支障が生じる。すな
わち、要求される半田ぬれ面積をカバーするのが困難と
なり、ぬれ速度が低下するために半田槽への浸漬時間が
増大して作業性が低下し、ひどい場合には半田ぬれが全
く生じないという問題点を有していた。特に、近年の半
導体装置の高密度化に伴い、アウタリード部6同士間の
間隔が狭くなり、表面実装におけるクリーム半田による
リフロー接合時において、半田のぬれ性が悪いためにク
リームハンダが基板横方向に流れてしまい、配線間のブ
リッジが発生して回路が短絡してしまうという問題点を
も有していた。もちろん、クリーム半田の塗布量を減ら
すことにより或る程度のブリッジ発生を減少させること
は可能だが、別の問題点が発生する。すなわち、クリー
ム半田塗布量の減少によりクリーム半田の塗布高さが低
くなり、アウタリード部6の外部機器基板との隙間のば
らつきにより全く接合しない場合が生じ、電子機器回路
がオープンになってしまうという問題点が発生する。
【0013】この半導体装置用リードフレームおよびそ
の製造方法では、板状素材上に形成されたPd皮膜また
はPd合金皮膜の半田ぬれ性の低下を防止することが要
求されている。
【0014】本発明は、板状素材上に形成されたPd皮
膜またはPd合金皮膜の半田ぬれ性の低下を防止するこ
とができる半導体装置用リードフレーム、および、板状
素材上に形成されたPd皮膜またはPd合金皮膜の半田
ぬれ性の低下が防止される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。
【0015】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の半導体装置用リードフレームは、板状素材上
にPd皮膜またはPd合金皮膜を形成した半導体装置用
リードフレームであって、Pd組成以外の不純物金属ま
たはPd合金組成以外の不純物金属のPd皮膜中または
Pd合金皮膜中での存在量が2%以下である構成を備え
ている。
【0016】これにより、板状素材上に形成されたPd
皮膜またはPd合金皮膜の半田ぬれ性の低下を防止する
ことができる半導体装置用リードフレームが得られる。
【0017】また、この課題を解決するための本発明の
半導体装置用リードフレームの製造方法は、Pdめっき
またはPd合金めっきにより板状素材上にPd皮膜また
はPd合金皮膜を形成する半導体装置用リードフレーム
の製造方法であって、Pd組成以外の不純物金属または
Pd合金組成以外の不純物金属のPdめっき液中または
Pd合金めっき液中での存在量が200ppm以下であ
る構成を備えている。
【0018】これにより、板状素材上に形成されたPd
皮膜またはPd合金皮膜の半田ぬれ性の低下が防止され
る半導体装置用リードフレームの製造方法が得られる。
【0019】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、板状素材上にPd皮膜またはPd合金皮膜を形成し
た半導体装置用リードフレームであって、Pd組成以外
の不純物金属またはPd合金組成以外の不純物金属のP
d皮膜中またはPd合金皮膜中での存在量が2%以下で
あることとしたものであり、半導体装置(例えば半導体
チップ)接合時の高温の熱ストレスによって酸化物を形
成する不純物金属の皮膜中の存在量が低く押さえられる
ことにより、Pd皮膜またはPd合金皮膜の半田ぬれ性
の低下が防止されるという作用を有する。
【0020】請求項2に記載の発明は、板状素材上に下
地皮膜を介してPd皮膜またはPd合金皮膜を形成した
半導体装置用リードフレームであって、Pd組成以外の
不純物金属またはPd合金組成以外の不純物金属のPd
皮膜中またはPd合金皮膜中での存在量が2%以下であ
ることとしたものであり、半導体装置接合時の高温の熱
ストレスによって酸化物を形成する不純物金属の皮膜中
の存在量が低く押さえられることにより、Pd皮膜また
はPd合金皮膜の半田ぬれ性の低下が防止されるという
作用を有する。
【0021】請求項3に記載の発明は、請求項2に記載
の発明において、下地皮膜がNi皮膜であることとした
ものであり、素材の酸化防止効果によりPd皮膜または
Pd合金皮膜の半田ぬれ性の低下が防止されるという作
用を有する。
【0022】請求項4に記載の発明は、板状素材上にP
d皮膜またはPd合金皮膜を形成した半導体装置用リー
ドフレームであって、Pd組成以外の不純物金属または
Pd合金組成以外の不純物金属のPd皮膜中またはPd
合金皮膜中での存在量が1%以下であることとしたもの
であり、半導体装置接合時の高温の熱ストレスによって
酸化物を形成する不純物金属の皮膜中の存在量が更に低
く押さえられることにより、Pd皮膜またはPd合金皮
膜の半田ぬれ性の低下が更に確実に防止されるという作
用を有する。
【0023】請求項5に記載の発明は、板状素材上に下
地皮膜を介してPd皮膜またはPd合金皮膜を形成した
半導体装置用リードフレームであって、Pd組成以外の
不純物金属またはPd合金組成以外の不純物金属のPd
皮膜中またはPd合金皮膜中での存在量が1%以下であ
ることとしたものであり、半導体装置接合時の高温の熱
ストレスによって酸化物を形成する不純物金属の皮膜中
の存在量が更に低く押さえられることにより、Pd皮膜
またはPd合金皮膜の半田ぬれ性の低下が更に確実に防
止されるという作用を有する。
【0024】請求項6に記載の発明は、請求項5に記載
の発明において、下地皮膜がNi皮膜であることとした
ものであり、素材の酸化防止効果によりPd皮膜または
Pd合金皮膜の半田ぬれ性の低下が更に確実に防止され
るという作用を有する。
【0025】請求項7に記載の発明は、板状素材上にP
d皮膜またはPd合金皮膜を形成した半導体装置用リー
ドフレームであって、Pd組成以外の不純物金属または
Pd合金組成以外の不純物金属のPd皮膜中またはPd
合金皮膜中での存在量が0.12%以下であることとし
たものであり、半導体装置(例えば半導体チップ)接合
時の高温の熱ストレスによって酸化物を形成する不純物
金属の皮膜中の存在量が低く押さえられることにより、
Pd皮膜またはPd合金皮膜の半田ぬれ性の低下が防止
されるという作用を有する。
【0026】請求項8に記載の発明は、板状素材上に下
地皮膜を介してPd皮膜またはPd合金皮膜を形成した
半導体装置用リードフレームであって、Pd組成以外の
不純物金属またはPd合金組成以外の不純物金属のPd
皮膜中またはPd合金皮膜中での存在量が0.12%以
下であることとしたものであり、半導体装置接合時の高
温の熱ストレスによって酸化物を形成する不純物金属の
皮膜中の存在量が低く押さえられることにより、Pd皮
膜またはPd合金皮膜の半田ぬれ性の低下が防止される
という作用を有する。
【0027】請求項9に記載の発明は、請求項8に記載
の発明において、下地皮膜がNi皮膜であることとした
ものであり、素材の酸化防止効果によりPd皮膜または
Pd合金皮膜の半田ぬれ性の低下が防止されるという作
用を有する。
【0028】請求項10に記載の発明は、板状素材上に
Pd皮膜またはPd合金皮膜を形成した半導体装置用リ
ードフレームであって、Pd組成以外の不純物金属また
はPd合金組成以外の不純物金属のPd皮膜中またはP
d合金皮膜中での存在量が0.06%以下であることと
したものであり、半導体装置接合時の高温の熱ストレス
によって酸化物を形成する不純物金属の皮膜中の存在量
が更に低く押さえられることにより、Pd皮膜またはP
d合金皮膜の半田ぬれ性の低下が更に確実に防止される
という作用を有する。
【0029】請求項11に記載の発明は、板状素材上に
下地皮膜を介してPd皮膜またはPd合金皮膜を形成し
た半導体装置用リードフレームであって、Pd組成以外
の不純物金属またはPd合金組成以外の不純物金属のP
d皮膜中またはPd合金皮膜中での存在量が0.06%
以下であることとしたものであり、半導体装置接合時の
高温の熱ストレスによって酸化物を形成する不純物金属
の皮膜中の存在量が更に低く押さえられることにより、
Pd皮膜またはPd合金皮膜の半田ぬれ性の低下が更に
確実に防止されるという作用を有する。
【0030】請求項12に記載の発明は、請求項11に
記載の発明において、下地皮膜がNi皮膜であることと
したものであり、素材の酸化防止効果によりPd皮膜ま
たはPd合金皮膜の半田ぬれ性の低下が更に確実に防止
されるという作用を有する。
【0031】請求項13に記載の発明は、Pdめっきま
たはPd合金めっきにより板状素材上にPd皮膜または
Pd合金皮膜を形成する半導体装置用リードフレームの
製造方法であって、Pd組成以外の不純物金属またはP
d合金組成以外の不純物金属のPdめっき液中またはP
d合金めっき液中での存在量が200ppm以下である
こととしたものであり、めっき液中の不純物金属の含有
率が低く押さえられることにより、Pd皮膜またはPd
合金皮膜の半田ぬれ性の低下が防止されるという作用を
有する。
【0032】請求項14に記載の発明は、Pdめっきま
たはPd合金めっきにより板状素材上に下地皮膜を介し
てPd皮膜またはPd合金皮膜を形成する半導体装置用
リードフレームの製造方法であって、Pd組成以外の不
純物金属またはPd合金組成以外の不純物金属のPdめ
っき液中またはPd合金めっき液中での存在量が200
ppm以下であることとしたものであり、めっき液中の
不純物金属の含有率が低く押さえられることにより、P
d皮膜またはPd合金皮膜の半田ぬれ性の低下が防止さ
れるという作用を有する。
【0033】請求項15に記載の発明は、請求項14に
記載の発明において、下地皮膜がNi皮膜であることと
したものであり、素材の酸化防止効果によりPd皮膜ま
たはPd合金皮膜の半田ぬれ性の低下が防止されるとい
う作用を有する。
【0034】請求項16に記載の発明は、Pdめっきま
たはPd合金めっきにより板状素材上にPd皮膜または
Pd合金皮膜を形成する半導体装置用リードフレームの
製造方法であって、Pd組成以外の不純物金属またはP
d合金組成以外の不純物金属のPdめっき液中またはP
d合金めっき液中での存在量が100ppm以下である
こととしたものであり、めっき液中の不純物金属の含有
率が更に低く押さえられることにより、Pd皮膜または
Pd合金皮膜の半田ぬれ性の低下が更に確実に防止され
るという作用を有する。
【0035】請求項17に記載の発明は、Pdめっきま
たはPd合金めっきにより板状素材上に下地皮膜を介し
てPd皮膜またはPd合金皮膜を形成する半導体装置用
リードフレームの製造方法であって、Pd組成以外の不
純物金属またはPd合金組成以外の不純物金属のPdめ
っき液中またはPd合金めっき液中での存在量が100
ppm以下であることとしたものであり、めっき液中の
不純物金属の含有率が更に低く押さえられることによ
り、Pd皮膜またはPd合金皮膜の半田ぬれ性の低下が
更に確実に防止されるという作用を有する。
【0036】請求項18に記載の発明は、請求項17に
記載の発明において、下地皮膜がNi皮膜であることと
したものであり、素材の酸化防止効果によりPd皮膜ま
たはPd合金皮膜の半田ぬれ性の低下が更に確実に防止
されるという作用を有する。
【0037】請求項19に記載の発明は、Pdめっきま
たはPd合金めっきにより板状素材上にPd皮膜または
Pd合金皮膜を形成する半導体装置用リードフレームの
製造方法であって、Pd組成以外の不純物金属またはP
d合金組成以外の不純物金属のPdめっき液中またはP
d合金めっき液中での存在量が200ppm以下である
こととしたものであり、めっき液中の不純物金属の含有
率が低く押さえられることにより、Pd皮膜またはPd
合金皮膜の半田ぬれ性の低下が防止されるという作用を
有する。
【0038】請求項20に記載の発明は、Pdめっきま
たはPd合金めっきにより板状素材上に下地皮膜を介し
てPd皮膜またはPd合金皮膜を形成する半導体装置用
リードフレームの製造方法であって、Pd組成以外の不
純物金属またはPd合金組成以外の不純物金属のPdめ
っき液中またはPd合金めっき液中での存在量が200
ppm以下であることとしたものであり、めっき液中の
不純物金属の含有率が低く押さえられることにより、P
d皮膜またはPd合金皮膜の半田ぬれ性の低下が防止さ
れるという作用を有する。
【0039】請求項21に記載の発明は、請求項14に
記載の発明において、下地皮膜がNi皮膜であることと
したものであり、素材の酸化防止効果によりPd皮膜ま
たはPd合金皮膜の半田ぬれ性の低下が防止されるとい
う作用を有する。
【0040】請求項22に記載の発明は、Pdめっきま
たはPd合金めっきにより板状素材上にPd皮膜または
Pd合金皮膜を形成する半導体装置用リードフレームの
製造方法であって、Pd組成以外の不純物金属またはP
d合金組成以外の不純物金属のPdめっき液中またはP
d合金めっき液中での存在量が100ppm以下である
こととしたものであり、めっき液中の不純物金属の含有
率が更に低く押さえられることにより、Pd皮膜または
Pd合金皮膜の半田ぬれ性の低下が更に確実に防止され
るという作用を有する。
【0041】請求項23に記載の発明は、Pdめっきま
たはPd合金めっきにより板状素材上に下地皮膜を介し
てPd皮膜またはPd合金皮膜を形成する半導体装置用
リードフレームの製造方法であって、Pd組成以外の不
純物金属またはPd合金組成以外の不純物金属のPdめ
っき液中またはPd合金めっき液中での存在量が100
ppm以下であることとしたものであり、めっき液中の
不純物金属の含有率が更に低く押さえられることによ
り、Pd皮膜またはPd合金皮膜の半田ぬれ性の低下が
更に確実に防止されるという作用を有する。
【0042】請求項24に記載の発明は、請求項17に
記載の発明において、下地皮膜がNi皮膜であることと
したものであり、素材の酸化防止効果によりPd皮膜ま
たはPd合金皮膜の半田ぬれ性の低下が更に確実に防止
されるという作用を有する。
【0043】以下、本発明の実施の形態について、図
1、図2を用いて説明する。 (実施の形態1)図1は本発明の実施の形態1による半
導体装置用リードフレームを示す概略断面図である。図
2は図1の半導体装置用リードフレームの変形例を示す
概略断面図である。図1、図2において、1は板状素材
としての銅素材、2はPd皮膜、3はNi下地皮膜であ
る。
【0044】以上のように構成された半導体装置用リー
ドフレームのうち、図2の半導体装置用リードフレーム
の製造方法について説明する。なお、図1の半導体装置
用リードフレームの製造方法は図2の半導体装置用リー
ドフレームの製造方法に準ずればよい。
【0045】まず、銅素材1のリードフレームに対して
常法によりアルカリ電解脱脂、酸活性を行った後、Ni
下地皮膜3を2.0μm形成し、その上にPdめっき皮
膜を0.1μm形成した。ここで、アルカリ電解脱脂
は、電解液としてNCラストール(奥野製薬株式会社の
登録商標)60g/l濃度の脱脂液(NaOH30g/
l)を用い、陽極にステンレスを用いて、浴温50℃、
印加電圧5Vで15秒間処理した。酸活性は、3%硫酸
溶液を用い、浴温50℃で15秒間浸漬処理を行った。
Niめっきは、スルファミン酸Ni浴を用いて、浴温5
0℃、平均電流密度10A/dm2で行った。Pdめっ
きは、小島化学製のK−ピュア・パラジウム(登録商
標)浴を用い、浴温50℃、平均電流密度6A/dm2
で行った。
【0046】次に、このようにして製造された図1、図
2の半導体装置用リードフレームのめっき皮膜の半田付
け性の測定方法を説明する。まず、めっきした半導体装
置用リードフレームを315℃で30秒間、大気中でホ
ットプレートにて加熱した後、半導体装置用リードフレ
ームのアウタリード部6(図3、図4参照)のみを切断
して半田付け試験装置に装着し、JIS C 0053
規定の平衡法による半田付け試験方法によりゼロクロス
タイムを測定した。半田付け試験装置は、タルチン製の
SWET100を用い、条件としては、半田浴温度を2
20℃、半田組成を60%Sn−40%Pb、降下スピ
ードを10mm/sec、上昇スピードを2mm/se
c、浸漬時間を0.2secとして測定した。フラック
スはロジン系のR−100(日本アルファメタルズ製)
を用いた。
【0047】この測定結果を(表1)に試験例1として
示す。この試験例1は、Pdめっき液中のNi濃度が0
ppmで、Pd皮膜2中のNi濃度が0.0ppmであ
る場合には、半田付け性は315℃で0.4secであ
ることを示す。半田付け性は、時間が短いほど良好であ
ることを示す。
【0048】
【表1】
【0049】(表1)の試験例2〜8は、Pdめっき液
中のNi濃度およびPd皮膜2中のNi濃度の種々の値
に対する半田付け性を示す。すなわち、試験例2〜8に
おいては、前工程使用のNiめっき液成分が時間と共に
Pdめっき浴に持ち込まれて、(表1)に記載の量だけ
Pdめっき液中にNiめっき液成分が増加する点が試験
例1と異なるのみであり、その他は試験例1と同様であ
る。なお、Pd皮膜2中のNi濃度は、銅素材のリード
フレームまたはPt/Ti上に所定皮膜をめっきした
後、硝酸にて溶解後、ICP(セイコー電子工業製、S
PS7000A)にて測定を行った。
【0050】(表1)から分かるように、Pdめっき液
中のNi濃度とPd皮膜2中のNi濃度とは一定の関係
にあり、Pdめっき液中のPd濃度に対するNi濃度が
およそPd皮膜2中のNi濃度となっている。すなわ
ち、Ni濃度50ppmの場合、Pd濃度は10g/l
であるからPdに対するNi濃度は0.52%となる。
半田付け性は1.0以下であれば十分であると考えられ
るので、試験例1〜5は半導体装置用リードフレームと
して良好であり、試験例6〜8は不良であることを示
す。すなわち、Pdめっき液中のNi濃度は200pp
m以下、Pd皮膜2中のNi濃度は2.02%以下であ
れば良く、特Pdめっき液中のNi濃度は100ppm
以下、Pd皮膜2中のNi濃度は1.06%以下であれ
ば更に良好な半田付け性が得られる。
【0051】(実施の形態2)(表2)の試験例9〜1
6は、Pdめっき液中のCu濃度およびPd皮膜2中の
Cu濃度の種々の値に対する半田付け性を示す。すなわ
ち、試験例9〜16おいては、銅素材のリードフレーム
がPdめっき液と接触することで、銅成分が時間と共に
Pdめっき浴に混入して、(表2)に記載の量だけPd
めっき液中にCu成分が増加する点が試験例9と異なる
のみであり、その他は試験例9と同様である。なお、P
d皮膜2中のCu濃度は、Pt/Ti上に所定皮膜をめ
っきした後、硝酸にて溶解後、ICP(セイコー電子工
業製、SPS7000A)にて測定を行った。
【0052】
【表2】
【0053】(表2)から分かるように、Pdめっき液
中のCu濃度とPd皮膜2中のCu濃度とは一定の関係
にあり、Pdめっき液中のPd濃度に対するCu濃度が
およそPd皮膜2中のCu濃度となっている。すなわ
ち、Cu濃度10ppmの場合、Pd濃度は10g/l
であるからPdに対するCu濃度は0.1%となる。半
田付け性は1.0以下であれば十分であると考えられる
ので、試験例1〜5は半導体装置用リードフレームとし
て良好であり、試験例14〜16は不良であることを示
す。すなわち、Pdめっき液中のCu濃度は10ppm
以下、Pd皮膜2中のCu濃度は0.12%以下であれ
ば良く、特Pdめっき液中のCu濃度は5ppm以下、
Pd皮膜2中のCu濃度は0.06%以下であれば更に
良好な半田付け性が得られる。
【0054】(実施の形態3)(表3)の試験例17〜
18は、実施の形態1の記載内容と同様に、銅素材のリ
ードフレーム上にNi下地めっきを行った後、Pdめっ
き皮膜を形成した。得られためっき皮膜について、二次
イオン質量分析(以下、「SIMS」と記す)での深さ
方向分析を行った(分析装置:CAMECA社製 im
s−4f)。SIMSは、試料表面にイオンビームを照
射することでスパッタリングにより試料表面の原子が放
出され、そのイオン化した粒子を質量分析計により、試
料表面に含まれる元素の種類や濃度を高感度で測定する
方法である。SIMSでは、イオン化した2次イオンの
数に相当するカウント数が、その質量数に対応した原子
・分子の存在量を示す。測定条件は、一次イオン種:O
2+、二次イオン種:陽イオン、一次イオンエネルギー
(keV):8.0、一次イオン電流(nA):23
0、ラスター面積:300μm×300μm、分析領
域:30μmφで行った。尚、Pd皮膜2中のNi濃度
は、Ni下地めっきを形成せずに、銅素材のリードフレ
ームに直接所定皮膜をPdめっきした後、硝酸にて溶解
後、ICPにて測定を行った。
【0055】
【表3】
【0056】(表3)のPd/Ni強度比は、(図5)
(図6)のSIMSチャートにおいてPd、Niの2次
イオン強度が安定した領域(0.03〜0.05μm)
の平均値を用いてNi強度をPd強度で規格化して算出
した。(表3)に示すように、本発明の試験例におい
て、Pdめっき液中のNi濃度は、Pd皮膜中のNi濃
度に反映される。SIMSによる機器分析によって、試
験例18に対する試験例17の割合であるPd/Ni強
度比の割合は、Pd皮膜中のNi濃度における比と良い
一致を示し、SIMSによってPd皮膜中のNi濃度を
測定することができる。
【0057】なお、本実施の形態では、銅素材1上にP
d皮膜2を形成した半導体装置用リードフレームを示し
たが、銅素材の代わりに例えば42%Ni−Fe合金素
材を使用しても同様の効果を奏することができる。ま
た、銅素材1とPd皮膜2との間にNi皮膜3を介在さ
せたが、Niの代わりに例えばSn−Niを使用しても
同様の効果を奏することができる。さらに、銅素材1上
にPd皮膜2を形成した場合を示したが、Pd皮膜2以
外の金属としてPd合金皮膜(例えばPd−Ag)を使
用して同様の効果を奏することもできる。
【0058】以上のように本実施の形態によれば、Pd
組成以外の不純物金属またはPd合金組成以外の不純物
金属のPd皮膜2中またはPd合金皮膜中での存在量が
Ni不純物の場合に1%以下、Cu不純物の場合に0.
06%以下であるようにしたので、半導体装置たとえば
半導体チップ接合時の高温の熱ストレスによって酸化物
を形成する不純物金属のPd皮膜2中またはPd合金皮
膜中の存在量を低く押さえて、Pd皮膜2またはPd合
金皮膜の半田ぬれ性の低下を防止することができる。ま
た、Pd皮膜2またはPd合金皮膜と銅素材1との間に
中間膜としてPd組成以外の金属またはPd合金組成以
外の金属たとえばNiを介在させることにより、素材の
酸化防止ができ、半田ぬれ性の低下を防止することがで
きる。
【0059】
【発明の効果】以上のように本発明の半導体装置用リー
ドフレームによれば、半導体装置(例えば半導体チッ
プ)接合時の高温の熱ストレスによって酸化物を形成す
る不純物金属のPd皮膜中またはPd合金皮膜中の存在
量を低く押さえて、Pd皮膜またはPd合金皮膜の半田
ぬれ性の低下を防止することができるので、半導体装置
接合時の高温の熱ストレスによる半田ぬれ性の低下を防
止することができるという有利な効果が得られる。
【0060】また、Pd皮膜またはPd合金皮膜と板状
素材との間に下地皮膜を設けた場合にも、上記と同様の
有利な効果が得られる。
【0061】さらに、下地皮膜がNi皮膜であることに
より、素材の酸化防止効果によりPd皮膜またはPd合
金皮膜の半田ぬれ性の低下を防止することができるとい
う有利な効果が得られる。
【0062】さらに、Pd組成以外の不純物金属または
Pd合金組成以外の不純物金属のPd皮膜中またはPd
合金皮膜中での存在量が0.06%以下であることによ
り、半導体装置接合時の高温の熱ストレスによって酸化
物を形成する不純物金属のPd皮膜中またはPd合金皮
膜中の存在量を更に低く押さえて、Pd皮膜またはPd
合金皮膜の半田ぬれ性の低下を更に確実に防止すること
ができるという有利な効果が得られる。
【0063】さらに、Pd皮膜またはPd合金皮膜と板
状素材との間に下地皮膜を設けた場合にも、上記と同様
の有利な効果が得られる。
【0064】さらに、下地皮膜がNi皮膜であることに
より、素材の酸化防止効果によりPd皮膜またはPd合
金皮膜の半田ぬれ性の低下を更に確実に防止することが
できるという有利な効果が得られる。
【0065】本発明の半導体装置用リードフレームの製
造方法によれば、めっき液中の不純物金属の含有率を低
く押さえて、Pd皮膜またはPd合金皮膜の半田ぬれ性
の低下を防止することができるので、半導体装置接合時
の高温の熱ストレスによる半田ぬれ性の低下を防止する
ことができるという有利な効果が得られる。
【0066】また、PdめっきまたはPd合金めっきに
より板状素材上に下地皮膜を介してPd皮膜またはPd
合金皮膜を形成する半導体装置用リードフレームの製造
方法の場合にも、上記と同様の有利な効果が得られる。
【0067】さらに、下地皮膜がNi皮膜であることに
より、素材の酸化防止効果によりPd皮膜またはPd合
金皮膜の半田ぬれ性の低下を防止することができるとい
う有利な効果が得られる。
【0068】さらに、Pd組成以外の不純物金属または
Pd合金組成以外の不純物金属のPdめっき液中または
Pd合金めっき液中での存在量が5ppm以下であるこ
とにより、めっき液中の不純物金属の含有率を更に低く
押さえて、Pd皮膜またはPd合金皮膜の半田ぬれ性の
低下を更に確実に防止することができるという有利な効
果が得られる。
【0069】さらに、PdめっきまたはPd合金めっき
により板状素材上に下地皮膜を介してPd皮膜またはP
d合金皮膜を形成する半導体装置用リードフレームの製
造方法の場合であっても、上記と同様の有利な効果が得
られる。
【0070】さらに、下地皮膜がNi皮膜であることに
より、素材の酸化防止効果によりPd皮膜またはPd合
金皮膜の半田ぬれ性の低下を更に確実に防止することが
できるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1による半導体装置用リー
ドフレームを示す概略断面図
【図2】図1の半導体装置用リードフレームの変形例を
示す概略断面図
【図3】トランジスタ、ICなどの半導体装置が搭載さ
れる一般的な半導体装置用リードフレームを示す平面図
【図4】半導体装置を実装した状態を示す実装状態図
【図5】本発明の実施の形態3によるSIMSチャート
【図6】本発明の実施の形態3によるSIMSチャート
【符号の説明】
1 銅素材(板状素材) 2 Pd皮膜 3 Ni皮膜(下地皮膜) 4 パッド部 5 インナリード部 6 アウタリード部 7 タイバ部 8 半導体チップ(半導体装置) 9 接着剤 10 電極パッド 11 ワイヤー 12 封止樹脂

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】板状素材上にPd皮膜またはPd合金皮膜
    を形成した半導体装置用リードフレームであって、Pd
    組成以外の不純物金属またはPd合金組成以外の不純物
    金属の前記Pd皮膜中または前記Pd合金皮膜中での存
    在量が2%以下であることを特徴とする半導体装置用リ
    ードフレーム。
  2. 【請求項2】板状素材上に下地皮膜を介してPd皮膜ま
    たはPd合金皮膜を形成した半導体装置用リードフレー
    ムであって、Pd組成以外の不純物金属またはPd合金
    組成以外の不純物金属の前記Pd皮膜中または前記Pd
    合金皮膜中での存在量が2%以下であることを特徴とす
    る半導体装置用リードフレーム。
  3. 【請求項3】前記下地皮膜がNi皮膜であることを特徴
    とする請求項2に記載の半導体装置用リードフレーム。
  4. 【請求項4】板状素材上にPd皮膜またはPd合金皮膜
    を形成した半導体装置用リードフレームであって、Pd
    組成以外の不純物金属またはPd合金組成以外の不純物
    金属の前記Pd皮膜中または前記Pd合金皮膜中での存
    在量が1%以下であることを特徴とする半導体装置用リ
    ードフレーム。
  5. 【請求項5】板状素材上に下地皮膜を介してPd皮膜ま
    たはPd合金皮膜を形成した半導体装置用リードフレー
    ムであって、Pd組成以外の不純物金属またはPd合金
    組成以外の不純物金属の前記Pd皮膜中または前記Pd
    合金皮膜中での存在量が1%以下であることを特徴とす
    る半導体装置用リードフレーム。
  6. 【請求項6】前記下地皮膜がNi皮膜であることを特徴
    とする請求項5に記載の半導体装置用リードフレーム。
  7. 【請求項7】板状素材上にPd皮膜またはPd合金皮膜
    を形成した半導体装置用リードフレームであって、Pd
    組成以外の不純物金属またはPd合金組成以外の不純物
    金属の前記Pd皮膜中または前記Pd合金皮膜中での存
    在量が0.12%以下であることを特徴とする半導体装
    置用リードフレーム。
  8. 【請求項8】板状素材上に下地皮膜を介してPd皮膜ま
    たはPd合金皮膜を形成した半導体装置用リードフレー
    ムであって、Pd組成以外の不純物金属またはPd合金
    組成以外の不純物金属の前記Pd皮膜中または前記Pd
    合金皮膜中での存在量が0.12%以下であることを特
    徴とする半導体装置用リードフレーム。
  9. 【請求項9】前記下地皮膜がNi皮膜であることを特徴
    とする請求項7に記載の半導体装置用リードフレーム。
  10. 【請求項10】板状素材上にPd皮膜またはPd合金皮
    膜を形成した半導体装置用リードフレームであって、P
    d組成以外の不純物金属またはPd合金組成以外の不純
    物金属の前記Pd皮膜中または前記Pd合金皮膜中での
    存在量が0.06%以下であることを特徴とする半導体
    装置用リードフレーム。
  11. 【請求項11】板状素材上に下地皮膜を介してPd皮膜
    またはPd合金皮膜を形成した半導体装置用リードフレ
    ームであって、Pd組成以外の不純物金属またはPd合
    金組成以外の不純物金属の前記Pd皮膜中または前記P
    d合金皮膜中での存在量が0.06%以下であることを
    特徴とする半導体装置用リードフレーム。
  12. 【請求項12】前記下地皮膜がNi皮膜であることを特
    徴とする請求項11に記載の半導体装置用リードフレー
    ム。
  13. 【請求項13】PdめっきまたはPd合金めっきにより
    板状素材上にPd皮膜またはPd合金皮膜を形成する半
    導体装置用リードフレームの製造方法であって、Pd組
    成以外の不純物金属またはPd合金組成以外の不純物金
    属のPdめっき液中またはPd合金めっき液中での存在
    量が200ppm以下であ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。
  14. 【請求項14】PdめっきまたはPd合金めっきにより
    板状素材上に下地皮膜を介してPd皮膜またはPd合金
    皮膜を形成する半導体装置用リードフレームの製造方法
    であって、Pd組成以外の不純物金属またはPd合金組
    成以外の不純物金属のPdめっき液中またはPd合金め
    っき液中での存在量が200ppm以下であることを特
    徴とする半導体装置用リードフレームの製造方法。
  15. 【請求項15】前記下地皮膜がNi皮膜であることを特
    徴とする請求項14に記載の半導体装置用リードフレー
    ムの製造方法。
  16. 【請求項16】PdめっきまたはPd合金めっきにより
    板状素材上にPd皮膜またはPd合金皮膜を形成する半
    導体装置用リードフレームの製造方法であって、Pd組
    成以外の不純物金属またはPd合金組成以外の不純物金
    属のPdめっき液中またはPd合金めっき液中での存在
    量が100ppm以下であ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。
  17. 【請求項17】PdめっきまたはPd合金めっきにより
    板状素材上に下地皮膜を介してPd皮膜またはPd合金
    皮膜を形成する半導体装置用リードフレームの製造方法
    であって、Pd組成以外の不純物金属またはPd合金組
    成以外の不純物金属のPdめっき液中またはPd合金め
    っき液中での存在量が100ppm以下であることを特
    徴とする半導体装置用リードフレームの製造方法。
  18. 【請求項18】前記下地皮膜がNi皮膜であることを特
    徴とする請求項17に記載の半導体装置用リードフレー
    ムの製造方法。
  19. 【請求項19】PdめっきまたはPd合金めっきにより
    板状素材上にPd皮膜またはPd合金皮膜を形成する半
    導体装置用リードフレームの製造方法であって、Pd組
    成以外の不純物金属またはPd合金組成以外の不純物金
    属のPdめっき液中またはPd合金めっき液中での存在
    量が10ppm以下であ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。
  20. 【請求項20】PdめっきまたはPd合金めっきにより
    板状素材上に下地皮膜を介してPd皮膜またはPd合金
    皮膜を形成する半導体装置用リードフレームの製造方法
    であって、Pd組成以外の不純物金属またはPd合金組
    成以外の不純物金属のPdめっき液中またはPd合金め
    っき液中での存在量が10ppm以下であることを特徴
    とする半導体装置用リードフレームの製造方法。
  21. 【請求項21】前記下地皮膜がNi皮膜であることを特
    徴とする請求項20に記載の半導体装置用リードフレー
    ムの製造方法。
  22. 【請求項22】PdめっきまたはPd合金めっきにより
    板状素材上にPd皮膜またはPd合金皮膜を形成する半
    導体装置用リードフレームの製造方法であって、Pd組
    成以外の不純物金属またはPd合金組成以外の不純物金
    属のPdめっき液中またはPd合金めっき液中での存在
    量が5ppm以下であ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。
  23. 【請求項23】PdめっきまたはPd合金めっきにより
    板状素材上に下地皮膜を介してPd皮膜またはPd合金
    皮膜を形成する半導体装置用リードフレームの製造方法
    であって、Pd組成以外の不純物金属またはPd合金組
    成以外の不純物金属のPdめっき液中またはPd合金め
    っき液中での存在量が5ppm以下であることを特徴と
    する半導体装置用リードフレームの製造方法。
  24. 【請求項24】前記下地皮膜がNi皮膜であることを特
    徴とする請求項23に記載の半導体装置用リードフレー
    ムの製造方法。
JP10046939A 1997-03-04 1998-02-27 半導体装置用リードフレームおよびその製造方法 Pending JPH10308491A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008072006A (ja) * 2006-09-15 2008-03-27 Toyota Central R&D Labs Inc 接合体

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