JPH1197577A - 半導体装置用ステムの製造方法 - Google Patents

半導体装置用ステムの製造方法

Info

Publication number
JPH1197577A
JPH1197577A JP9256337A JP25633797A JPH1197577A JP H1197577 A JPH1197577 A JP H1197577A JP 9256337 A JP9256337 A JP 9256337A JP 25633797 A JP25633797 A JP 25633797A JP H1197577 A JPH1197577 A JP H1197577A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plating film
palladium
semiconductor device
iron
stem
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9256337A
Other languages
English (en)
Inventor
Makoto Nishikawa
誠 西川
Takeshi Yamamoto
猛 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electronics Corp filed Critical Matsushita Electronics Corp
Priority to JP9256337A priority Critical patent/JPH1197577A/ja
Publication of JPH1197577A publication Critical patent/JPH1197577A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/02Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
    • C23C28/023Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material only coatings of metal elements only

Landscapes

  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉄系素材にパラジウムめっき皮膜を形成して
も耐食性、ダイボンディング性、ワイヤボンディング性
およびはんだ付け性に優れた半導体装置用ステムを提供
することを目的とする。 【解決手段】 鉄または鉄系素材からなるベースおよび
リードの表面に、あらかじめ電解銅または銅合金めっき
皮膜を形成し、その上に電解ニッケルめっき皮膜を形成
した後、前記ベースおよびリードをガラスによって封着
し半導体装置用ステムを組み立て、次いで前記半導体装
置用ステムの金属部表面に無電解ニッケル−リンめっき
皮膜を形成し、さらに無電解パラジウムまたはパラジウ
ム合金めっき皮膜を形成するものである。無電解パラジ
ウムめっき皮膜の上に、さらにごく薄い金めっき皮膜を
形成してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄または鉄系合金
を素材金属とする半導体装置用ステムの製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図5は一般的な半導体装置用ステムの断
面図である。鉄からなるベース1に形成された貫通孔
(図示せず)にガラス3を介して鉄−ニッケル合金から
なるリード2、2が気密絶縁的に封着された構成となっ
ている。封着方法としては、ベースに形成された貫通孔
にガラスとリードを組み立て、ガラス溶融点まで加熱
後、冷却すると、熱膨張係数の差から金属がガラスを締
め付けることによりリードを機械的に封着する。封着時
の高温度領域での金属の安定性を得るため、ベースおよ
びリードにはあらかじめニッケルめっき皮膜が形成され
ている。この後、半導体装置用ステムには、耐食性、半
導体チップとのダイボンディング性、ワイヤボンディン
グ性、あるいはプリント基板へのはんだ付け性などの特
性を満足させるため様々な表面処理が施される。
【0003】従来の表面処理として、下地ニッケルめっ
き皮膜を介してアウターリード上にはんだめっき皮膜を
形成したもの、あるいは下地ニッケルめっき皮膜を介し
て全面に金、銀の貴金属めっき皮膜を形成したものなど
が用いられる。前者においては、アウターリードへのは
んだめっき工程を別工程で行う必要があるため作業性が
悪いという問題がある。また、環境保護における鉛使用
削減の観点からその見直しが迫られている。後者におい
ては、金、銀などの貴金属はプリント基板実装時に使用
するはんだと極めて易溶性であり、はんだ付け中に基体
金属が露出して接着性を著しく阻害するため、コスト的
にはできるだけ薄いめっきが望まれながら、実際上には
0.1〜2.0μmという厚めっきを行う必要があり、
コストが高くなるという問題がある。
【0004】近年、これらに代わって比較的安価なパラ
ジウムめっきが注目されている。パラジウムはダイボン
ディング性、ワイヤボンディング性、およびはんだ付け
性などにも優れた特性を持っており、リードフレームで
はすでに実用化されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記パ
ラジウムめっきは素材が銅系金属のものに限定されてお
り、鉄または鉄系合金の素材に対してはめっきが困難と
されている。この理由を以下に説明する。
【0006】(1)パラジウムは鉄または鉄−ニッケル
合金と高い電位差を有しているため、塩水噴霧試験によ
って素材に腐食が生ずる。
【0007】(2)下地ニッケルめっき皮膜上にパラジ
ウムめっき皮膜を形成した場合においても、ニッケルめ
っき皮膜のピンホールを消滅させるためには少なくとも
5〜10μmのニッケルめっき皮膜が必要となるため、
リード折り曲げ強度が弱くなる。逆に2〜5μm程度の
ニッケルめっき厚では、パラジウムとの電位差によりニ
ッケルめっき皮膜のピンホールを介して腐食が生ずる。
また、ボンディングなどの加熱処理工程で素材の鉄分が
パラジウム表面に拡散表出しはんだ付け性を低下させ
る。
【0008】(3)下地ニッケルめっきの上にパラジウ
ムめっきを施し、さらにその表面にごく薄い金めっきを
施す方法も見いだされているが、この方法によってもボ
ンディング性、はんだ付け性は向上するが、塩水噴霧試
験において上記(1)(2)の問題を完全に解消するこ
とはできない。
【0009】(4)封着工程において、ベース素材であ
る鉄がニッケルめっき皮膜に拡散し合金化する。この
後、この上にパラジウムめっき皮膜を形成すると、ガラ
スとベース、またはガラスとリードとの境界面に極薄い
隙間ができ、素材の鉄成分とパラジウムが水分または電
解液で接続状態となり両者の電位差の違いから腐食がお
こる。
【0010】以上説明した鉄系素材へのパラジウムめっ
きに対する問題点は、たとえば「表面技術 Vol.4
4 No.12,1993 P113〜119 パラジ
ウムめっきリードフレームの熱処理後の特性」にも記載
があり、現状技術では鉄系素材へのパラジウムめっきは
困難であるため、これら素材へのパラジウムめっき方法
の改善が強く要望されている。
【0011】本発明は上記問題点を解決するものであ
り、鉄系素材にパラジウムめっき皮膜を形成しても耐食
性、ダイボンディング性、ワイヤボンディング性、およ
びはんだ付け性に優れた半導体装置用ステムを提供する
ことを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、鉄または鉄系素材からなるベースおよびリ
ードの表面に、あらかじめ銅または銅合金めっき皮膜を
形成した後、前記ベースおよびリードをガラスによって
封着して半導体装置用ステムを組み立て、次いで前記半
導体装置用ステムの金属部表面に無電解ニッケル−リン
めっき皮膜を形成し、さらに無電解パラジウムまたはパ
ラジウム合金めっき皮膜を形成するものである。実用的
には、銅または銅合金めっき皮膜を形成した後、その上
に電解ニッケルめっき皮膜を形成するのが好ましい。ま
た、無電解パラジウムめっき皮膜の上に、さらにごく薄
い金めっき皮膜を形成してもよい。
【0013】パラジウムめっき皮膜の下地として、パラ
ジウムとの電位差が鉄系素材と比べて小さい銅めっき皮
膜を形成することにより、素材の腐食の原因となる大き
な電流が流れにくくなる。このため、パラジウムめっき
皮膜を通して鉄系素材が腐食することがない。
【0014】あらかじめ、ベースおよびリードに銅めっ
き皮膜を形成した後、封着工程を行うため、被覆性に優
れた銅めっき皮膜がバリアとして働き、素材鉄分とパラ
ジウムが接触しないため、ガラスとリードまたはベース
との境界面にできた隙間から腐食が進むことがない。
【0015】銅めっき皮膜の上に無電解ニッケル−リン
皮膜を形成することによりピンホールの発生を抑えるこ
とができる。無電解ニッケル−リン合金めっき皮膜は、
電気ニッケルめっき皮膜に比べてピンホールの発生が少
ないため、パラジウムめっき皮膜の耐食性をさらに高め
ることができる。
【0016】銅めっき皮膜の上に無電解ニッケル−リン
合金めっき皮膜を形成するには、化学的前処理が必要で
あり実用的には困難である。このため、電解ニッケルめ
っき皮膜を介することによりこれらの前処理が省略でき
る。
【0017】金めっき皮膜は、パラジウムめっき皮膜の
保護膜となり、パラジウムめっき皮膜の酸化およびパラ
ジウムと有機物が反応してパラジウムめっき皮膜の表面
にポリマー層を形成するブラウンパワード現象によるダ
イボンディング性、ワイヤボンディング性およびはんだ
付け性の劣化を防止することができる。
【0018】半導体装置用ステムを組み立てた後のめっ
き工程を全て無電解めっき法で行うため、半導体装置用
ステムを治具内に整列させた状態で一連の工程を行うこ
とができ、電気めっき法におけるバレルめっきのように
リードが折曲したりすることがなく、作業性よくめっき
皮膜を形成することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】図1は、本実施形態の半導体装置
用ステムの要部断面図である。
【0020】ベース1およびリード2、2の表面には銅
めっき皮膜4が1.0〜4.0μm形成され、その上に
電解ニッケルめっき皮膜5が1.0〜5.0μm形成さ
れている。その上に無電解ニッケル−リン合金めっき皮
膜6が3〜7μm形成され、その上に無電解パラジウム
めっき皮膜7が0.03〜0.5μm形成され、さらに
無電解金めっき皮膜8が0.005〜0.1μm形成さ
れている。
【0021】次に、上記半導体装置用ステムの製造方法
について説明する。なお、図3はこれを図示した製造工
程図である。
【0022】鉄からなるベースと、鉄−ニッケル合金
(Fe/Ni=50/50)からなるリードを用意し、
それぞれ別に銅めっき皮膜を1.0〜4.0μm形成
し、その上にニッケルめっき皮膜を1.0〜5.0μm
形成した。このめっき工程は電解めっきにより行った。
リードへのめっきは、長尺のままでめっきした後にカッ
トしても、カットした後にめっきしてもよい。通常、銅
めっき皮膜上に無電解ニッケルめっきは付きにくいとさ
れるが、電解ニッケルめっきを介したことにより、次工
程での無電解ニッケルめっきの前に必要な化学処理工程
を省略することができる。次にカーボン治具内でベース
に設けられた貫通孔にガラスを介してリードを組み立
て、シーリング炉で封着する。封着後の表面処理状態を
図2に示す。次いで、完成した半導体装置用ステムをめ
っき治具内に整列させた状態で化学的活性化処理を行っ
た後、無電解ニッケル−リン合金めっきを行う。次い
で、無電解パラジウムめっきを行う。次いで無電解金め
っきを行う。
【0023】図4(a)は封着後に銅およびニッケルめ
っきした状態、(b)は封着前に銅およびニッケルめっ
きした状態を示す局部断面図である。
【0024】封着後にめっきした(a)ではベース1と
ガラス3の界面にできた隙間Aに水分や電解液(図示せ
ず)が溜まると、パラジウムめっき皮膜7とベース1の
素材鉄分が接続状態となり、両者の電位差から腐食が進
む。一方、封着前に銅およびニッケルをめっきした
(b)では、ベース1とガラス3の界面にできた隙間A
に水分や電解液が溜まっても、ベース1全面が被覆性が
優れた銅めっき皮膜4で覆われているためパラジウムめ
っき皮膜7とベース1の素材鉄分が接続状態とならずに
隙間Aから腐食が進むことがない。
【0025】封着後のめっき工程を全て無電解めっき法
で行うため、半導体装置用ステムを整列されたままの状
態で行うことができ、作業性に優れると同時にバレルめ
っきのようにリードが折曲したりステム本体が変形、損
傷するなどの不都合が起こらない。
【0026】なお、本実施の形態で設定した各めっき皮
膜の厚みは、現状のめっき液で実用確認を行ったもの
で、ステム素材、めっき浴およびめっき方法などの変更
により適宜設定することができる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、鉄
系素材にパラジウムめっき皮膜を形成しても、耐食性、
ダイボンディング性、ワイヤボンディング性およびはん
だ付け性に優れた半導体装置用ステムを提供することが
できる。このため、金の使用量を低減することができ、
コストが低減できる。また、はんだを使用しないため環
境保護の観点からも優れている。
【0028】さらに、全てのめっき工程を無電解めっき
により行うため、半導体装置用ステムを整列させたまま
の状態でめっきすることができ、リードが折曲するなど
の不都合が起こることもなく、めっき治具への再整列も
必要ないため作業性にも優れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態の半導体装置用ステムの要部断面
【図2】封着後の半導体装置用ステムを示す要部断面図
【図3】本実施の形態を示す製造工程図
【図4】(a)封着後に銅めっきした状態を示す局部断
面図 (b)封着前に銅めっきした状態を示す局部断面図
【図5】一般的な半導体装置用ステムを示す断面図
【符号の説明】
1 ベース 2 リード 3 ガラス 4 電解銅めっき皮膜 5 電解ニッケルめっき皮膜 6 無電解ニッケル−リン合金めっき皮膜 7 無電解パラジウムめっき皮膜 8 無電解金めっき皮膜

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉄または鉄系合金からなるベースおよび
    リードを構成材料とする半導体装置用ステムの製造方法
    において、あらかじめべースおよびリードの表面に銅ま
    たは銅合金めっき皮膜を形成する工程と、前記ベースお
    よびリードをガラスによって封着し半導体装置用ステム
    を組み立てる工程と、前記半導体装置用ステムの金属部
    表面に無電解ニッケル−リンまたはニッケル−ボロンめ
    っき皮膜を形成する工程と、その上に無電解パラジウム
    またはパラジウム合金めっき皮膜を形成する工程を含む
    ことを特徴とする半導体装置用ステムの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記銅または銅合金めっき皮膜を形成し
    た後、その上に電解ニッケルめっき皮膜を形成した請求
    項1記載の半導体装置用ステムの製造方法。
  3. 【請求項3】 前記無電解パラジウムまたはパラジウム
    合金めっき皮膜を形成した後、さらにごく薄い無電解金
    めっき皮膜を形成する請求項1または2記載の半導体装
    置用ステムの製造方法。
JP9256337A 1997-09-22 1997-09-22 半導体装置用ステムの製造方法 Pending JPH1197577A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9256337A JPH1197577A (ja) 1997-09-22 1997-09-22 半導体装置用ステムの製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9256337A JPH1197577A (ja) 1997-09-22 1997-09-22 半導体装置用ステムの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1197577A true JPH1197577A (ja) 1999-04-09

Family

ID=17291278

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9256337A Pending JPH1197577A (ja) 1997-09-22 1997-09-22 半導体装置用ステムの製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1197577A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100708279B1 (ko) * 2000-12-28 2007-04-17 후지쯔 가부시끼가이샤 외부 접속 단자 및 반도체 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100708279B1 (ko) * 2000-12-28 2007-04-17 후지쯔 가부시끼가이샤 외부 접속 단자 및 반도체 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100318818B1 (ko) 리드프레임에대한보호피막결합
JP3760075B2 (ja) 半導体パッケージ用リードフレーム
CA2118758C (en) Lead frame for integrated circuits
US5650661A (en) Protective coating combination for lead frames
US5728285A (en) Protective coating combination for lead frames
WO1996034412A9 (en) Protective coating combination for lead frames
JP2002076229A (ja) 銀めっきを含む半導体のリードフレームおよびその製造方法
JP2000269398A (ja) 半導体デバイスのアルミニウム製リードフレームおよび製造方法
JP2925815B2 (ja) 半導体チップ実装用リードフレームとその製造方法
KR101038491B1 (ko) 리드프레임 및 그 제조 방법
JPH1022434A (ja) 集積回路用リードフレーム及びその製造方法
JP2000077593A (ja) 半導体用リードフレーム
JP3402228B2 (ja) 鉛を含まない錫ベース半田皮膜を有する半導体装置
JPH01257356A (ja) 半導体用リードフレーム
KR100702956B1 (ko) 반도체 팩키지용 리드프레임 및 그 제조 방법
JP3757539B2 (ja) 半導体装置用ステム
JPH1197577A (ja) 半導体装置用ステムの製造方法
JP2858196B2 (ja) 半導体装置用リードフレーム
JP2798512B2 (ja) 錫めっき銅合金材およびその製造方法
JP2000174191A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPH09293817A (ja) 電子部品
JPS6214452A (ja) 半導体用リ−ドフレ−ム
JPS63304654A (ja) リ−ドフレ−ム
JPS6041860B2 (ja) 気密端子の製造方法
JPH0362560A (ja) はんだ付け適性仕上げを形成する方法

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20041130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050201

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050401

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20050624

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20051101