JPS643062B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS643062B2 JPS643062B2 JP58228894A JP22889483A JPS643062B2 JP S643062 B2 JPS643062 B2 JP S643062B2 JP 58228894 A JP58228894 A JP 58228894A JP 22889483 A JP22889483 A JP 22889483A JP S643062 B2 JPS643062 B2 JP S643062B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lead frame
- alloy
- alloy foil
- foil
- semiconductor device
- 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.)
- Expired
Links
Classifications
-
- 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
- H10W70/00—Package substrates; Interposers; Redistribution layers [RDL]
- H10W70/40—Leadframes
- H10W70/456—Materials
Landscapes
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
Description
(イ) 技術分野
この発明は半導体装置用リードフレームであつ
て、パツケージ組立実装工程において高速な超音
波ボンデイングを可能ならしめるリードフレーム
に関するものである。 (ロ) 技術背景 従来から個別ICや混成ICにおいてIC中の半導
体素子と外部端子を形成するリードフレームとの
結線にはAu線やAl線などのボンデイングワイヤ
が用いられている。 そしてこれらボンデイングワイヤのリードフレ
ームへの接合にはAu線では熱圧着法や超音波熱
圧着法が、またAl線では超音波接合法が採用さ
れている。 一方リードフレームとしては、ボンデイングワ
イヤにAu線を用いる場合には貴金属が、またAl
線を用いる場合には99％以上の純度のAl箔をコ
ーテイングしたFeあるいはFe−Ni合金基板から
なる複合条が用いられている。 そして後者のAl箔をコーテイングしたFeある
いはFe−Ni合金基板よりなる複合条から打抜い
たリードフレームへのAl線の接合は、耐熱性に
すぐれているので、高信頼性の高級ICに多く用
いられている。 ところがこの際の超音波接合が熱圧着に比べて
時間を要することが欠点とされており、この超音
波接合時間を短縮することがICの生産性を上げ
るうえでの急務とされている。 しかして、Al線を超音波接合させるリードフ
レームはFeやFe−Ni合金基板に、全面にまたは
ストライプ状にAl箔をクラツドして作成した複
合条を所定のリードフレーム形状に打抜きまたは
エツチングして得たものを用いている。 このような複合条の製法としては、ロールクラ
ツド法と蒸着法が知られているが、蒸着法は一定
の長さのものしか製造できないのに対し、ロール
クラツド法は長尺ものが連続して製造できるとい
う生産性の点から多く採用されている。 しかしてこのロールクラツド法による場合でも
Al箔のクラツドはできるだけ薄いことが高速ボ
ンデイングにおける不良（ハガレ）率を防ぐうえ
から好ましい。 またFeやFe−Ni合金基板にAl箔をストライプ
状にクラツドさせた複合条においては、これを所
定形状のリードフレームとした時にその所定部
（即ちAl線のボンデイング位置）にAl箔を位置さ
せておかねばならず、そのためにはロールクラツ
ドの時点でのAl箔の位置精度が重要である。 (ハ) 発明の開示 本発明者らは、上記したようなFeあるいはFe
−Ni合金基板にAl合金箔をクラツドした複合条
よりなるリードフレームの最重要点であるパツケ
ージ組立実装工程におけるAl線との高速ボンデ
イング性（超音波印加時間への依存性）について
種々の角度から検討を加えた。 その結果、安定したワイヤボンデイングの可能
なリードフレームとしての領域は、複合条におけ
るAl合金箔の硬さに大きく依存し、これは (1) ボンデイングを安定化させるためには適度な
硬さ範囲があること、 (2) 軟らかすぎると剥離現象を生じやすく、また
硬すぎるとネツク切れを生じやすいこと、 (3) Al合金箔の適正な硬さ領域は超音波印加時
間と密接な関係を有すること、 (4) 硬さはAl合金箔の見かけの硬さであり、Al
合金箔層自体を合金化することによつて硬化さ
せても、またAl層の膜厚を薄くして下地、即
ちFeあるいはFe−Ni合金基板の影響によつて
見かけ上硬くしても類似の効果が得られるこ
と、 (5) Al合金箔を用いる場合のAlへの添加元素と
しては、室温での酸化性がAlより強く、表面
に緻密な酸化膜を形成する元素を除き、他の固
溶硬化型、析出硬化型の何れの元素でも、また
これらを併用しても類似の効果が得られるこ
と、 などが認められた。 そこで本発明者らは、上記の諸点を高級IC用
リードフレームの作成において採用すべく検討を
行ない、この発明に至つたものである。 即ち、この発明はFeあるいはFe−Ni合金基板
にAl合金箔をロールクラツド法にて被覆せしめ
た複合条よりなるリードフレームであつて、この
被覆は基板の両面または片面に全面あるいはスト
ライプ状に部分的に施すことを包含するものであ
る。そしてこの被覆厚さはクラツド圧延後におい
て４〜15μｍを有すること、また被覆膜はこの複
合条をリードフレーム形状としてパツケージ組立
実装工程での加熱後にビツカース硬度計（荷重３
グラム）で40〜60の硬度を有することを要件とす
るものである。 さらにAl合金箔とする場合のAlへの添加元素
としては10％以下のCu、MnあるいはSi等の少く
とも１種を含有した固溶硬化型、または６％以下
のMg、ZrあるいはBeの少くとも１種を含有した
析出硬化型のAl合金とするのが好ましく、従つ
てこれらを選択して三元、四元系のAl合金とし
て用いることも可能である。 以上のような構成に基づいて種々検討した結
果、 FeあるいはFe−Ni合金基板上に純度99.8％
以上のAl膜を蒸着法で１〜4μｍ厚に被覆した
複合条より成形したリードフレームではパツケ
ージ組立実装工程での400〜450℃×10〜30分の
加熱においてもAl膜の硬さは40〜60の値を示
し、極めて安定したボンデイング性を示した。 そして純度99.8％以上のAlに代えてAl合金
箔を用いても同じ結果を示した。しかし、この
蒸着法はコスト高であることが欠点である。 既存のロールクラツド法で得られた複合条よ
りなるリードフレームは、ボンデイング性にお
いて不安定であつた。 これは基板上のAl箔が純度99.3％以上の電導
Alに準ずるものであるため、パツケージ組立
実装工程で受ける400〜450℃×10〜30分の加熱
でこのAl箔が軟化してしまつて、該工程後の
Al膜の硬さが25〜35と軟らかくなりすぎるた
めである。 パツケージ組立実装工程での上記加熱後に見
かけの硬さがビツカース硬度（荷重３グラム）
で40〜60を保持するようにAl膜厚２〜4μｍの
複合条をロールクラツド法で作成したところ、
この複合条よりなるリードフレームは極めて安
定したボンデイング性を示した。 しかし、Al膜厚が薄いために圧接時の後方
張力付与が困難であり、このためAlの位置精
度が悪く、リードフレームの生産歩留りが極め
て悪かつた。 Al合金箔を用いて膜厚15μｍ以上で、パツケ
ージ組立実装工程での加熱後の硬度が40〜60と
なるような複合条から作成したリードフレーム
はボンデイング性にはすぐれていたが、Al合
金厚が過大であるためクラツド歪によりリード
フレームへの成形歩留りが極めて悪かつた。 Al合金箔を用い、膜厚４〜15μｍで、かつ硬
度40〜60となる複合条から作成したリードフレ
ームは高速ボンデイング性、生産性ともに極め
てすぐれていた。 などの考察が得られた。 以上のことから、FeあるいはFe−Ni合金基板
にAlに10％以下のCu、Mn、Si等の少くとも１種
あるいは６％以下のMg、Zr、Beの少くとも１種
を添加したAl合金箔を４〜15μｍ厚にロールクラ
ツド法で被覆した複合条から打抜成型して作成し
たリードフレームは生産性もよく、またパツケー
ジ組立実装工程時に極めて高速ボンデイングに適
するため、大きな効果を奏することが認められ
た。 以下この発明により得られたリードフレームと
各種比較リードフレームの性能についてテストし
たところ第１表の結果が得られた。
て、パツケージ組立実装工程において高速な超音
波ボンデイングを可能ならしめるリードフレーム
に関するものである。 (ロ) 技術背景 従来から個別ICや混成ICにおいてIC中の半導
体素子と外部端子を形成するリードフレームとの
結線にはAu線やAl線などのボンデイングワイヤ
が用いられている。 そしてこれらボンデイングワイヤのリードフレ
ームへの接合にはAu線では熱圧着法や超音波熱
圧着法が、またAl線では超音波接合法が採用さ
れている。 一方リードフレームとしては、ボンデイングワ
イヤにAu線を用いる場合には貴金属が、またAl
線を用いる場合には99％以上の純度のAl箔をコ
ーテイングしたFeあるいはFe−Ni合金基板から
なる複合条が用いられている。 そして後者のAl箔をコーテイングしたFeある
いはFe−Ni合金基板よりなる複合条から打抜い
たリードフレームへのAl線の接合は、耐熱性に
すぐれているので、高信頼性の高級ICに多く用
いられている。 ところがこの際の超音波接合が熱圧着に比べて
時間を要することが欠点とされており、この超音
波接合時間を短縮することがICの生産性を上げ
るうえでの急務とされている。 しかして、Al線を超音波接合させるリードフ
レームはFeやFe−Ni合金基板に、全面にまたは
ストライプ状にAl箔をクラツドして作成した複
合条を所定のリードフレーム形状に打抜きまたは
エツチングして得たものを用いている。 このような複合条の製法としては、ロールクラ
ツド法と蒸着法が知られているが、蒸着法は一定
の長さのものしか製造できないのに対し、ロール
クラツド法は長尺ものが連続して製造できるとい
う生産性の点から多く採用されている。 しかしてこのロールクラツド法による場合でも
Al箔のクラツドはできるだけ薄いことが高速ボ
ンデイングにおける不良（ハガレ）率を防ぐうえ
から好ましい。 またFeやFe−Ni合金基板にAl箔をストライプ
状にクラツドさせた複合条においては、これを所
定形状のリードフレームとした時にその所定部
（即ちAl線のボンデイング位置）にAl箔を位置さ
せておかねばならず、そのためにはロールクラツ
ドの時点でのAl箔の位置精度が重要である。 (ハ) 発明の開示 本発明者らは、上記したようなFeあるいはFe
−Ni合金基板にAl合金箔をクラツドした複合条
よりなるリードフレームの最重要点であるパツケ
ージ組立実装工程におけるAl線との高速ボンデ
イング性（超音波印加時間への依存性）について
種々の角度から検討を加えた。 その結果、安定したワイヤボンデイングの可能
なリードフレームとしての領域は、複合条におけ
るAl合金箔の硬さに大きく依存し、これは (1) ボンデイングを安定化させるためには適度な
硬さ範囲があること、 (2) 軟らかすぎると剥離現象を生じやすく、また
硬すぎるとネツク切れを生じやすいこと、 (3) Al合金箔の適正な硬さ領域は超音波印加時
間と密接な関係を有すること、 (4) 硬さはAl合金箔の見かけの硬さであり、Al
合金箔層自体を合金化することによつて硬化さ
せても、またAl層の膜厚を薄くして下地、即
ちFeあるいはFe−Ni合金基板の影響によつて
見かけ上硬くしても類似の効果が得られるこ
と、 (5) Al合金箔を用いる場合のAlへの添加元素と
しては、室温での酸化性がAlより強く、表面
に緻密な酸化膜を形成する元素を除き、他の固
溶硬化型、析出硬化型の何れの元素でも、また
これらを併用しても類似の効果が得られるこ
と、 などが認められた。 そこで本発明者らは、上記の諸点を高級IC用
リードフレームの作成において採用すべく検討を
行ない、この発明に至つたものである。 即ち、この発明はFeあるいはFe−Ni合金基板
にAl合金箔をロールクラツド法にて被覆せしめ
た複合条よりなるリードフレームであつて、この
被覆は基板の両面または片面に全面あるいはスト
ライプ状に部分的に施すことを包含するものであ
る。そしてこの被覆厚さはクラツド圧延後におい
て４〜15μｍを有すること、また被覆膜はこの複
合条をリードフレーム形状としてパツケージ組立
実装工程での加熱後にビツカース硬度計（荷重３
グラム）で40〜60の硬度を有することを要件とす
るものである。 さらにAl合金箔とする場合のAlへの添加元素
としては10％以下のCu、MnあるいはSi等の少く
とも１種を含有した固溶硬化型、または６％以下
のMg、ZrあるいはBeの少くとも１種を含有した
析出硬化型のAl合金とするのが好ましく、従つ
てこれらを選択して三元、四元系のAl合金とし
て用いることも可能である。 以上のような構成に基づいて種々検討した結
果、 FeあるいはFe−Ni合金基板上に純度99.8％
以上のAl膜を蒸着法で１〜4μｍ厚に被覆した
複合条より成形したリードフレームではパツケ
ージ組立実装工程での400〜450℃×10〜30分の
加熱においてもAl膜の硬さは40〜60の値を示
し、極めて安定したボンデイング性を示した。 そして純度99.8％以上のAlに代えてAl合金
箔を用いても同じ結果を示した。しかし、この
蒸着法はコスト高であることが欠点である。 既存のロールクラツド法で得られた複合条よ
りなるリードフレームは、ボンデイング性にお
いて不安定であつた。 これは基板上のAl箔が純度99.3％以上の電導
Alに準ずるものであるため、パツケージ組立
実装工程で受ける400〜450℃×10〜30分の加熱
でこのAl箔が軟化してしまつて、該工程後の
Al膜の硬さが25〜35と軟らかくなりすぎるた
めである。 パツケージ組立実装工程での上記加熱後に見
かけの硬さがビツカース硬度（荷重３グラム）
で40〜60を保持するようにAl膜厚２〜4μｍの
複合条をロールクラツド法で作成したところ、
この複合条よりなるリードフレームは極めて安
定したボンデイング性を示した。 しかし、Al膜厚が薄いために圧接時の後方
張力付与が困難であり、このためAlの位置精
度が悪く、リードフレームの生産歩留りが極め
て悪かつた。 Al合金箔を用いて膜厚15μｍ以上で、パツケ
ージ組立実装工程での加熱後の硬度が40〜60と
なるような複合条から作成したリードフレーム
はボンデイング性にはすぐれていたが、Al合
金厚が過大であるためクラツド歪によりリード
フレームへの成形歩留りが極めて悪かつた。 Al合金箔を用い、膜厚４〜15μｍで、かつ硬
度40〜60となる複合条から作成したリードフレ
ームは高速ボンデイング性、生産性ともに極め
てすぐれていた。 などの考察が得られた。 以上のことから、FeあるいはFe−Ni合金基板
にAlに10％以下のCu、Mn、Si等の少くとも１種
あるいは６％以下のMg、Zr、Beの少くとも１種
を添加したAl合金箔を４〜15μｍ厚にロールクラ
ツド法で被覆した複合条から打抜成型して作成し
たリードフレームは生産性もよく、またパツケー
ジ組立実装工程時に極めて高速ボンデイングに適
するため、大きな効果を奏することが認められ
た。 以下この発明により得られたリードフレームと
各種比較リードフレームの性能についてテストし
たところ第１表の結果が得られた。
【表】
上表の本発明品にて使用したAl合金の適当な
組成は、Al−（１〜６％）Mg系、Al−（0.001〜
0.1％）Be系、Al−（0.7〜3.0％）Mn系、Al−
（1.5〜５％）Si系、Al−（0.1〜0.5％）Zr系である
が、これらのなかでもAl−Mn系、Al−Zr系、
Al−Cu系の合金が特にパツケージ組立実装工程
における高速ボンデイング性、加熱後の硬度等に
おいてリードフレームとして最適な複合条である
ことが認められた。 またこの他Al−Mn−Cu、Al−Mn−Zrなどの
３元系やさらに４元系のAl合金でも同等の特性
が得られることも認められた。 なおこの発明で用いるFe−Ni合金基板として
はFe−36〜55％Ni合金が最適である。
組成は、Al−（１〜６％）Mg系、Al−（0.001〜
0.1％）Be系、Al−（0.7〜3.0％）Mn系、Al−
（1.5〜５％）Si系、Al−（0.1〜0.5％）Zr系である
が、これらのなかでもAl−Mn系、Al−Zr系、
Al−Cu系の合金が特にパツケージ組立実装工程
における高速ボンデイング性、加熱後の硬度等に
おいてリードフレームとして最適な複合条である
ことが認められた。 またこの他Al−Mn−Cu、Al−Mn−Zrなどの
３元系やさらに４元系のAl合金でも同等の特性
が得られることも認められた。 なおこの発明で用いるFe−Ni合金基板として
はFe−36〜55％Ni合金が最適である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ FeあるいはFe−Ni合金基板にAl合金箔をロ
ールクラツド法にて被覆せしめた複合条よりなる
半導体装置用リードフレームであつて、該Al合
金箔よりなる被覆膜が厚さ４〜15μｍであり、ワ
イヤーボンデイング直前における該リードフレー
ムのAl合金箔被覆部分の見掛けの硬度がビツカ
ース硬度で40〜60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 FeあるいはFe−Ni合金基板の両面全面また
は部分的にAl合金箔を被覆させることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の半導体装置用リ
ードフレーム。 ３ FeあるいはFe−Ni合金基板の片面全面また
は部分的にAl合金箔を被覆させることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の半導体装置用リ
ードフレーム。 ４ Al合金箔としてAlに10％以下のCu、Mnあ
るいはSi等の少なくとも１種を含有した固溶硬化
型を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の半導体装置用リードフレーム。 ５ Al合金箔としてAlに６％以下のMg、Zrある
いはBe等の少なくとも１種を含有した析出硬化
型を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の半導体装置用リードフレーム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58228894A JPS60120544A (ja) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | 半導体装置用リ−ドフレ−ム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58228894A JPS60120544A (ja) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | 半導体装置用リ−ドフレ−ム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60120544A JPS60120544A (ja) | 1985-06-28 |
| JPS643062B2 true JPS643062B2 (ja) | 1989-01-19 |
Family
ID=16883518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58228894A Granted JPS60120544A (ja) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | 半導体装置用リ−ドフレ−ム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60120544A (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57121265A (en) * | 1981-01-20 | 1982-07-28 | Daido Steel Co Ltd | Pressure welding method of strip for lead frame |
| JPS57136355A (en) * | 1982-01-14 | 1982-08-23 | Toshiba Corp | Lead frame for semiconductor device |
| JPS5946053A (ja) * | 1982-09-08 | 1984-03-15 | Hitachi Cable Ltd | アルミニウム被覆リ−ドフレ−ムの製造方法 |
-
1983
- 1983-12-02 JP JP58228894A patent/JPS60120544A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60120544A (ja) | 1985-06-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3760075B2 (ja) | 半導体パッケージ用リードフレーム | |
| JPH0612796B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPH07503103A (ja) | パッケージ | |
| JPS6297360A (ja) | 半導体装置のボンデイングワイヤ用表面被覆高純度銅極細線 | |
| JPH09232493A (ja) | リードフレーム | |
| JPH1022434A (ja) | 集積回路用リードフレーム及びその製造方法 | |
| JPS584955A (ja) | 金めつきされた電子部品パツケ−ジ | |
| JPS643062B2 (ja) | ||
| JP3444981B2 (ja) | リードフレーム及びリードフレーム用素材 | |
| JPS6149450A (ja) | 半導体用リ−ドフレ−ム | |
| US4482611A (en) | Electronic parts | |
| JPS60206054A (ja) | リ−ドフレ−ム | |
| US4816216A (en) | Interdiffusion resistant Fe--Ni alloys having improved glass sealing | |
| JPH10313087A (ja) | 電子部品用リード材 | |
| JP2721259B2 (ja) | ワイヤボンディング方法及びそれに使用する銅系リードフレーム | |
| JPS6353287A (ja) | Ａｇ被覆導体 | |
| JPH0512858B2 (ja) | ||
| JP3280686B2 (ja) | 民生用素子およびその製造方法 | |
| JPS63304654A (ja) | リ−ドフレ−ム | |
| JPS6142941A (ja) | 半導体用リ−ドフレ−ム | |
| JP2537301B2 (ja) | 電子部品の製造方法 | |
| JPS6244817B2 (ja) | ||
| JPS62287634A (ja) | 半導体素子結線用細線 | |
| JPH07153866A (ja) | セラミック回路基板 | |
| JPH0888307A (ja) | リードフレーム材およびリードフレーム |