JPH0254956A - Lead frame manufacturing method - Google Patents

Abstract

Translated fromJapanese

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

Translated fromJapanese

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、半導体のパッケージに用いられるリードフ
レームの製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for manufacturing a lead frame used in a semiconductor package.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、ダイボンディングおよびワイヤボンディングに供
するための半導体リードフレームを製造する方法は、大
きく分けて次の６通りの方法がある。Conventionally, methods for manufacturing semiconductor lead frames for die bonding and wire bonding can be roughly divided into the following six methods.

（１）第２図（１）に示すように、銅合金もしくは鉄合
金の板状体あるいは帯状体を、スタンピング加工（打ち
抜き加工）により所定形状に加工（切断）し、その後表
面の一部もしくは全部に、Ａｇ、　Ａｕ。(1) As shown in Figure 2 (1), a copper alloy or iron alloy plate or band is processed (cut) into a predetermined shape by stamping (punching), and then a part of the surface or Ag, Au in all.

Ｎｉ、　Ｃｕ、　Ｓｎ、はんだなどのめっきを施して完
了する。Complete by plating with Ni, Cu, Sn, solder, etc.

（２）第２図（２）に示すように、銅合金もしくは鉄合
金の板状体あるいは帯状体を、エツチング加工により所
定形状に加工し、その後表面の一部もしくは全部に、　
Ａｇ、　Ａｕ、　Ｎｉ、　Ｃｕ、Ｓｎ、はんだなどのめ
っきを施して完了する。ここでエツチング加工とは、上
記板状体または帯状体に感光膜を形成し、露光、現像後
、エツチング液に浸漬して不要部分を表面側から裏面側
に至るまで溶解し、所定のリードフレーム形状に加工す
るものである。(2) As shown in Fig. 2 (2), a copper alloy or iron alloy plate or strip is etched into a predetermined shape, and then part or all of the surface is etched.
Complete by plating with Ag, Au, Ni, Cu, Sn, solder, etc. Etching processing here refers to forming a photoresist film on the above-mentioned plate or strip, exposing it to light, developing it, and then dipping it in an etching solution to dissolve unnecessary parts from the front side to the back side, and then forming a predetermined lead frame. It is processed into a shape.

（３）第２図（３）に示すように、銅合金もしくは鉄合
金の板状体あるいは帯状体の表面の一部もしくは全部に
、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、　Ｃｕ、　Ｓｎ、はんだなどのめ
っきを施した後、スタンピング加工により所定形状に加
工し、付着した油を脱脂して完了する。(3) As shown in Figure 2 (3), plating Ag, Au, Ni, Cu, Sn, solder, etc. on part or all of the surface of a copper alloy or iron alloy plate or strip. After applying it, it is stamped into a predetermined shape, and the attached oil is removed to complete the process.

（４）第２図（４）に示すように、銅合金もしくは鉄合
金の板状体あるいは帯状体の表面の一部もしくは全部に
、　Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、　Ｃｕ、　Ｓｎ、はんだなどの
めっきを施した後、エツチング加工により所定形状に加
工して完了する。(4) As shown in Figure 2 (4), plating Ag, Au, Ni, Cu, Sn, solder, etc. on part or all of the surface of a copper alloy or iron alloy plate or strip. After applying, it is etched into a predetermined shape and completed.

（５）第２図（５）に示すように、銅合金の板状体ある
いは帯状体を、スタンピング加工により所定形状に加工
し、付着した油を脱脂して、めっきを施さずに完了する
。(5) As shown in FIG. 2 (5), a copper alloy plate or strip is processed into a predetermined shape by stamping, adhered oil is removed, and the process is completed without plating.

（６）第２図（６）に示すように、銅合金の板状体ある
いは帯状体を、エツチング加工により所定形状に加工し
、めっきを施さずに完了する。(6) As shown in FIG. 2 (6), a copper alloy plate or strip is processed into a predetermined shape by etching, and the process is completed without plating.

特に近年では、コスト低減のために、めっきを施さずに
銅合金の表面のままとする（５）、　（６）の方法や、
ＡｇやＡｕなどの貴金属の代わりにＣｕなどのより材料
費の低い金属をめっきする方法が採用されてきている。Particularly in recent years, methods (5) and (6) in which the surface of the copper alloy is left as it is without plating have been introduced in order to reduce costs.
A method of plating with a metal with lower material cost such as Cu instead of a noble metal such as Ag or Au has been adopted.

このようにして製造されたリードフレームに対し、その
後半導体チップのダイボンディングおよびワイヤボンデ
ィングが行われる。Die bonding and wire bonding of semiconductor chips are then performed on the lead frame manufactured in this manner.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記のような従来のリードフレームの製造方法、特に最
終工程でめっきを施さない（３）、　（４）の方法のう
ち、Ｃｕなどの室内腐食されやすい金属をめっきする方
法、および全くめっきを施さない（５）。Among the conventional lead frame manufacturing methods mentioned above, especially methods (3) and (4) in which no plating is applied in the final process, there are methods in which metals such as Cu that are easily corroded indoors are plated, and methods in which no plating is applied at all. No (5).

（６）の方法では、スタンピング加工あるいはエツチン
グ加工の際に受ける熱、脂肪酸、アルカリ性物質などの
影響により、リードフレーム表面が酸化し、その酸化膜
を介してワイヤボンディングが行われるために、十分な
ボンディング強度が得られず、半導体の信頼性を損なう
という問題点があった・また上記の（１）、　（２）の方法でＣｕめっきの表面
とした場合、短時間でＣｕの酸化膜が形成されるので、
これを防ぐために有機インヒビタを表面に吸着させる方
法がとられるが、吸着した有機分子が、ダイボンディン
グ、ワイヤボンディング、キュアなどの半導体装工程で
加熱されて分解し、半導体チップを汚損するという問題
点があった。In method (6), the surface of the lead frame is oxidized due to the effects of heat, fatty acids, alkaline substances, etc. during stamping or etching, and wire bonding is performed through the oxide film. There was a problem that bonding strength could not be obtained and the reliability of the semiconductor was impaired. Also, when the surface was plated with Cu using methods (1) and (2) above, a Cu oxide film was formed in a short time. Because it is done,
In order to prevent this, a method of adsorbing organic inhibitors to the surface is used, but the problem is that the adsorbed organic molecules are heated and decomposed during semiconductor packaging processes such as die bonding, wire bonding, and curing, contaminating the semiconductor chip. was there.

この発明は、かかる課題を解決するためになされたもの
で、リードフレームの表面に形成される酸化膜ならびに
汚染物質を除去し、もって半導体の信頼性を損なわない
リードフレームの製造方法を得ることを目的とする。The present invention was made to solve this problem, and aims to provide a method for manufacturing a lead frame that does not impair the reliability of the semiconductor by removing the oxide film and contaminants formed on the surface of the lead frame. purpose.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明のリードフレームの製造方法は、表面の一部もし
くは全部にめっきを施しであるいはめっきを施さないで
用いる半導体リードフレームの製造方法において、ダイ
ボンディングおよびワイヤボンディングに供するための
リードフレーム製造の最終工程で、酸洗、化学研摩およ
びソフトエツチングから選ばれるリードフレームの表面
の清浄化処理を行う方法である。The method for manufacturing a lead frame of the present invention is a method for manufacturing a semiconductor lead frame that is used with or without plating on a part or all of the surface, and is a method for manufacturing a lead frame for use in die bonding and wire bonding. In this process, the surface of the lead frame is cleaned by one of pickling, chemical polishing, and soft etching.

本発明では、銅合金、鉄合金等の板状体もしくは帯状体
などからなるリードフレーム材を、めっき後またはめっ
きを施すことなく、スタンピング加工あるいはエツチン
グ加工により、リードフレームを所定形状に切断した後
、脱脂とともに、または脱脂を行うことなく、酸洗、化
学研摩およびソフトエツチングから選ばれる清浄化処理
を行い、切断されたリードフレーム材の表面を清浄化す
る。In the present invention, a lead frame material made of a plate or strip of copper alloy, iron alloy, etc. is cut into a predetermined shape by stamping or etching after plating or without plating. The surface of the cut lead frame material is cleaned by performing a cleaning treatment selected from pickling, chemical polishing, and soft etching with or without degreasing.

ここで行うソフトエツチングは、レジストを形成するこ
となく、リードフレーム材の表面の全体を清浄化するも
のであり、所定の形状に加工（切断）する前記エツチン
グ加工とは異なり、リードフレーム材の表層部の金属を
不純物とともに除去する方法である。The soft etching performed here cleans the entire surface of the lead frame material without forming a resist. This method removes the metal along with impurities.

〔作　用〕[For production]

この発明のリードフレームの製造方法においては、リー
ドフレームの表面に形成される金属酸化物を、酸洗、化
学研摩、ソフトエツチング等の清浄化処理において、酸
あるいは酸および酸化剤の作用で溶解するので１表面が
清浄化される。こうして製造されたリードフレームはダ
イボンディングおよびワイヤボンディングに供されるが
、表面が清浄化されているので、良好なワイヤボンディ
ングが可能となる。さらに、リードフレームの表面が油
などの汚染物質で覆われている場合には、脱脂により表
面の一次清浄化を行い、その後酸あるいは酸および酸化
剤の作用で、表面の金属ならびに金属酸化物を除去する
ので、表面の微細な凹凸の間隙に残留する汚染物質をも
除去することができ、半導体の実装工程で発生するチッ
プ汚損を未然に防ぐことができる。In the lead frame manufacturing method of the present invention, metal oxides formed on the surface of the lead frame are dissolved by the action of an acid or an acid and an oxidizing agent during cleaning treatment such as pickling, chemical polishing, and soft etching. Therefore, one surface is cleaned. The lead frame manufactured in this way is subjected to die bonding and wire bonding, and since the surface is cleaned, good wire bonding is possible. Furthermore, if the surface of the lead frame is covered with contaminants such as oil, the surface is first cleaned by degreasing, and then the metals and metal oxides on the surface are removed by the action of an acid or an acid and an oxidizing agent. Since it is removed, it is also possible to remove contaminants remaining in the gaps between minute irregularities on the surface, and it is possible to prevent chip contamination that occurs during the semiconductor mounting process.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の実施例について説明する。この発明の
実施例として、第１図の（１）〜（４）の工程でリード
フレームを製造した。第１図に示した工程の内容を詳細
に説明する。Examples of the present invention will be described below. As an example of the present invention, a lead frame was manufactured through the steps (1) to (4) in FIG. The contents of the process shown in FIG. 1 will be explained in detail.

（１）　Ｆｅ−４２Ｎｉ合金にＣｕめっき後、スタンピ
ングによりリードフレーム形状に加工し、脱脂および酸
洗を行った。(1) After Cu plating on Fe-42Ni alloy, it was processed into a lead frame shape by stamping, and degreased and pickled.

（２）　ＣｕＪＳｎ−０，２Ｎｉ合金にＣｕめっき後、
エツチング加工によりリードフレーム形状に加工し、化
学研摩を行った。(2) After Cu plating on CuJSn-0,2Ni alloy,
It was processed into a lead frame shape by etching and chemically polished.

（３）　Ｃｕ−０，ＩＳｎ合金を、スタンピングにより
リードフレーム形状に加工し、脱脂および化学研摩を行
った。(3) A Cu-0, ISn alloy was processed into a lead frame shape by stamping, and degreased and chemically polished.

（４）　Ｃｕ−０，ＩＳｎ合金を、エツチング加工によ
りリードフレーム形状に加工し、酸洗を行った。(4) A Cu-0, ISn alloy was processed into a lead frame shape by etching and pickled.

これらの実施例では、スタンピング加工はスタンピング
オイルに白灯油を用い、順送抜きでスタンピングした。In these Examples, stamping was performed using white kerosene as stamping oil, and stamping was performed by progressive punching.

エツチング加工は市販のドライフィルムで感光膜を形成
し、現像後、下記の溶液でエツチング加工した。In the etching process, a photoresist film was formed using a commercially available dry film, and after development, etching process was performed using the following solution.

王又天Ｚグ且戒ＣｕＣ１，・２Ｈ，０２，２Ｍ）ＩＣＩ（２０６Ｂｅ）　　　　　　　　　　　０．５
ＮＮａＣ１３，０ＭＣｕめっきは通常の前処理後、下記のめっき浴から電着
した。Wang Maten Zgu and Kai CuC1, 2H, 02, 2M) ICI (206Be) 0.5
NNaC13,0M Cu plating was electrodeposited from the following plating bath after normal pretreatment.

飢ムユｌ権ＣｕＳＯ４’　　　　２００ｇ／ＱＨ，Ｓｏ４１００ｇ／Ｑ温度　　　　　　　　　　　　　　３ｏ℃Ｄｙ　　　　
　　　　　　　　　　　　５Ａ／ｄ　ｍめっき厚　　　
　　　　　　　　　　３μｍ脱脂は１，１．１−トリク
ロロエタンに３０秒間浸漬して行い、酸洗は１０％Ｈ２
ＳＯ４溶液を２ｋｇの吐出圧でリードフレーム全面に１
０秒間スプレーした。化学研摩は下記の浴を用いて、２
ｋｇの吐出圧でリードフレーム全面に２秒間スプレーし
た。Starvation CuSO4' 200g/Q H, So4100g/Q Temperature 3o℃Dy
5A/dm plating thickness
3 μm degreasing was performed by immersion in 1,1.1-trichloroethane for 30 seconds, and pickling was performed with 10% H2
Apply SO4 solution to the entire surface of the lead frame at a discharge pressure of 2 kg.
Sprayed for 0 seconds. For chemical polishing, use the following bath.
The entire surface of the lead frame was sprayed for 2 seconds at a discharge pressure of 1 kg.

伎笠互１炎８２８０４２５％Ｈ２Ｏ，３％温度　　　　　　　　　　　　　３０℃上記の実施例に
対する比較例として、最後の酸洗あるいは化学研摩を除
いた以外は、実施例と全く同じ工程ならびに条件で、４
種類のリードフレームを製作した。As a comparative example to the above example, 4 were prepared using the same process and conditions as in the example except for the final pickling or chemical polishing.
We manufactured various lead frames.

こうして得た実施例および比較例それぞれ４種類のリー
ドフレームについて、ＫｋＳ社製マニュアルボンダを用
いて、直径２５μｍの金線をワイヤボンディングした。For each of the four types of lead frames obtained in the Examples and Comparative Examples thus obtained, a gold wire having a diameter of 25 μm was wire-bonded using a manual bonder manufactured by KkS.

ワイヤボンディング条件は、下記の通りである。The wire bonding conditions are as follows.

ワイヤボンディング条件荷重　　　　　　　　　ｓｓｇ温度　　　　　　　　　２５０℃超音波振幅　　　　　　　０．３μＩ超音波印加時間　　　　４５　ｍ５ｅｃ雰囲気　　　　
　　　　９９．９９５％Ｎ２ガス′次に全ての試料につ
いて、プルテスタで金線の破断／剥離強度を調べた。ま
たステッチボンディング部の剥離の発生率を調べた。Wire bonding condition load ssg Temperature 250℃ Ultrasonic amplitude 0.3 μI Ultrasonic application time 45 m5ec atmosphere
99.995% N2 gas'Next, all samples were tested for breaking/peel strength of the gold wire using a pull tester. The incidence of peeling at the stitch bonding area was also investigated.

実施例および比較例の結果を第１表に示す。第１表中、
番号が同じ実施例と比較例は、最後の酸洗あるいは化学
研摩の有無を除いた以外は、全く同じ工程ならびに条件
であることを意味する。Table 1 shows the results of Examples and Comparative Examples. In Table 1,
Examples and comparative examples having the same number mean that the steps and conditions are exactly the same, except for the presence or absence of the final pickling or chemical polishing.

第１表第１表に示すように、この発明の実施例ではいずれも高
い破断強度を示し、ステッチ剥離の発生率も低かったが
、従来方法である比較例では、強度水準の低下と、高い
ステッチ剥離が発生した。Table 1 As shown in Table 1, all the examples of the present invention exhibited high breaking strength and the incidence of stitch peeling was low, but in the comparative example using the conventional method, the strength level decreased and the rate of stitch peeling was low. Stitch separation occurred.

ところで、上記の説明では、リードフレーム材として、
　　Ｃｕ−２ＳｒｒＯ，２Ｎｉ合金、Ｃｕ−０，１Ｓｎ
合金、　Ｆｅ−４２Ｎｉ合金の場合について述べたが、
他の組成の銅合金、鉄合金にも適用できることは言うま
でもない。またＣｕめっきは、硫酸銅浴以外のめっき浴
からめっきしたものであっても、この発明の効果は本質
的に影響を受けない。清浄化処理における脱脂は、１，
１．１−　トリクロロエタン°以外にも、有機溶剤ある
いはアルカリ洗浄剤のうち金属に適合するものであれば
使用することができる。また上記実施例では清浄化処理
として酸洗および化学研摩の例を示したが、ソフトエツ
チングであってもよい。By the way, in the above explanation, as lead frame material,
Cu-2SrrO,2Ni alloy, Cu-0,1Sn
Although the case of Fe-42Ni alloy was described,
Needless to say, it can also be applied to copper alloys and iron alloys of other compositions. Further, even if Cu plating is performed from a plating bath other than a copper sulfate bath, the effects of the present invention are essentially not affected. Degreasing in cleaning treatment is 1.
1.1- In addition to trichloroethane, any organic solvent or alkaline detergent that is compatible with metals can be used. Furthermore, although pickling and chemical polishing were used as cleaning treatments in the above embodiments, soft etching may also be used.

清浄化処理における酸洗、化学研摩、ソフトエツチング
は、上記の実施例以外にも塩酸、硝酸の希薄溶液、ある
いはこれらと硫酸の混合溶液、過硫酸塩の溶液などから
選択することができる。Pickling, chemical polishing, and soft etching in the cleaning process can be selected from dilute solutions of hydrochloric acid, nitric acid, a mixed solution of these and sulfuric acid, a solution of persulfate, etc. in addition to the above-mentioned examples.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明は、以上説明した通り、リードフレーム製造工
程の最終段階で表面の清浄化処理を施すことにより、リ
ードフレーム表面から酸化膜ならびに汚染物質を除去し
て、半導体の信頼性の低下を防止できる効果がある。As explained above, this invention removes oxide films and contaminants from the lead frame surface by performing surface cleaning treatment at the final stage of the lead frame manufacturing process, thereby preventing a decline in semiconductor reliability. effective.

【図面の簡単な説明】第１図（１）〜（４）は本発明の実施例であるリードフ
レーム製造工程図、第２図（１）〜（６）は従来のリー
ドフレーム製造工程図である。[Brief explanation of the drawings] Figures 1 (1) to (4) are lead frame manufacturing process diagrams according to an embodiment of the present invention, and Figures 2 (1) to (6) are conventional lead frame manufacturing process diagrams. be.

Claims (1)

Translated fromJapanese

【特許請求の範囲】[Claims]（１）表面の一部もしくは全部にめっきを施してあるい
はめっきを施さないで用いる半導体リードフレームの製
造方法において、ダイボンディングおよびワイヤボンデ
ィングに供するためのリードフレーム製造の最終工程で
、酸洗、化学研摩およびソフトエッチングから選ばれる
リードフレームの表面の清浄化処理を行うことを特徴と
するリードフレームの製造方法。(1) In the manufacturing method of semiconductor lead frames used with or without plating on part or all of the surface, pickling, chemical A method for manufacturing a lead frame, comprising performing a cleaning treatment on the surface of the lead frame selected from polishing and soft etching.