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一种引线框架，即便是外部引线间距小也能够确实进行与无铅焊锡熔合的电镀层。具体的为在引线框架材料(9)上实施了四层电镀层。这些电镀层从最下层起为：基层电镀层(镍)(10)/钯电镀层(11)/银电镀层(12)/金电镀层(13)。

1.  一种引线框架，包括：装载半导体元件的芯片焊垫部，与该半导体元件的电极垫电连接的内部引线，与该内部引线相连成为外部端子的外部引线，其特征为：
至少在上述外部引线中与上述内部引线相反一侧的前端部实施了四层电镀层，
上述电镀层的表面三层，从最表层起为金、银、钯电镀层，
由银形成的层的厚度，在0.05微米以上0.5微米以下。

2.  根据权利要求1所述的引线框架，其特征为：
上述外部引线的引线间距，在300微米以上500微米以下。

3.  根据权利要求1所述的引线框架，其特征为：
上述外部引线的引线宽度，在80微米以上250微米以下。

4.  根据权利要求1所述的引线框架，其特征为：
上述电镀层中，钯形成的层的厚度，在0.005微米以上0.2微米以下。

5.  根据权利要求1所述的引线框架，其特征为：
上述电镀层中，金形成的层的厚度，在0.0015微米以上0.1微米以下。

6.  根据权利要求1所述的引线框架，其特征为：
引线框架的材料，是铜或铁。

7.  根据权利要求1所述的引线框架，其特征为：
上述四层电镀层中，最下一层为镍。

8.  根据权利要求7所述的引线框架，其特征为：
上述四层电镀层中，镍形成的层的厚度，在0.2微米以上3.0微米以下。

引线框架
技术领域
本发明，涉及一种引线框架，特别是涉及实施了电镀的半导体装置用引线框架。
背景技术
伴随着小型机器的轻薄短小化，半导体装置自身的薄型化、小型化不断发展的同时，也希望为了组装该半导体装置的印刷衬底能够薄型化、小型化、以及多层化。将半导体装置组装到印刷衬底的情况，一般较多使用的是逆向工法(reflow soldering工法)。
以下，参照附图说明以前逆向工序中的半导体装置的问题点。
图9，是衬底组装方法的流程图。在此，作为半导体装置32使用的是将半导体元件组装于引线框架再由模型树脂33密封了的标准件。
首先，如图9(a)所示，在焊锡印刷工序中，印刷衬底(布线衬底)30上所有的电极板(未图示)上涂布焊锡糊31。接下来，如图9(b)所示，在制品安装工序中，准备半导体装置32安装到印刷衬底30上。然后如图9(c)所示，在逆向工序中，将包含印刷衬底30及半导体装置32的整体高温加热使焊锡糊31熔化后使其冷却，由焊锡糊31将半导体装置32固定连结到印刷衬底30上。
通过这一连串的工序，与半导体元件的电极板电导通的外部引线34由焊锡糊31就和印刷衬底30成为电连接。这个半导体装置32的外部引线34的最下面一般称为安装面35。并且，如图10所示，使表示这个安装面35的平整性的共面差(coplanarity)36在数十至数百微米(μm)范围的形式，形成外部引线34。
逆向工序中，在从25℃前后的常温到250℃附近的高温的过程中，半导体装置以及印刷衬底都受到各种各样的负荷，产生变形。也就是由于以铁或铜为基础的外部引线34和模型树脂33的热涨系数不同，半导体装置32产生变形，还有上述共同平整度36的值大使外部引线34产生从印刷衬底30浮出的变形。
另一方面，薄型化及多层化了的印刷衬底30，也由于逆向工序的高温而变形。因此，由于这些变形的相乘作用无论外部引线34的组装面35和焊锡糊31是否接触，焊锡糊31由于熔化不能挺起也就是所谓的焊锡焊角(fillet)未形成而引起的不良，或外部引线34和焊锡糊31相互远离无法进行电连接即所谓的焊锡开放不良的发生。
为了防止这样的不良，引线框架表面上实施电镀，提高外部引线34和焊锡糊31的可熔湿性。
然而，考虑到近年的环境问题，焊锡糊31较多的使用锡银铜(SnAgCu)系、锡锌(SnZn)系、锡银铋铟(SnAgBiIn)系等的无铅焊锡糊，这些无铅焊锡糊与以前的锌37％铅共晶焊锡的可熔湿性具有劣等性质，所以，容易产生焊锡的焊角不良和焊锡开放不良容易发生。因此，与无铅焊锡糊好可熔湿性的电镀成为必要。
作为外部引线34上形成的金属电镀层的组成，实施熔点较低的锡铅(SnPb)系共晶电镀层的情况，在上述逆向工序的高温区域中由于金属电镀层自身的熔化，例如即便是使用无铅焊锡糊的情况，也不容易产生因为熔湿上升而引起的问题。然而，这种情况在电镀层中铅(Pb)含量较多，从环境上考虑今后所能使用的地方受到限制，不能一般地被使用。
还有，作为金属电镀层的组成即便是无铅电镀层，并且如果是锡铋(SnBi)系电镀层(例如从最下层为锡/2％铋的两层电镀层等)，与上述的锡铅(SnPb)系共晶电镀层一样熔点低的电镀层自身熔化，不会产生熔湿上升的问题。
另一方面，即便是无铅电镀层中，很多厂家采用的是以钯(Pd)系为主体的金属电镀层(例如图11所示，镍101/钯102/金103的三层电镀层)的情况中，就是在逆向工序，由于具有远远高出高温区域温度的熔点，金属电镀层自身不会熔化，但是，即便是使用无铅焊锡糊，只要外部引线的引线间距在0.6mm以上，焊锡焊角未形成引起的不良以及展开不良都不容易发生(例如参照日本国专利公开平4-115558号公报)。
(发明所要解决的课题)
然而，伴随着近年的半导体装置及布线衬底的窄间距化，连结区域的面积缩小，为此，作为焊锡印刷用途而使用的金属掩模的开口面积也在精细化。所以，在焊锡印刷工序中焊锡糊未从印刷掩模孔中抽出而成为焊锡过少的状态，同时是在精细的范围内印刷焊锡，所以即便是印刷的很好，焊锡的量也比以前少。这样的窄间距化的进展，特别是外部引线间距未满0.6mm的话，焊锡的量变少，专利公开平4-115558号公报揭示的电镀层所实施的外部引线中，发生了焊锡糊的未成形不良或展开不良。
还有，因为锡铋(SnBi)系电镀层，实施在外部引线上，而内部引线上实施银(Ag)点电镀层等的别的电镀层，制造成本和制造时间大幅度增加。
发明内容
本发明，是鉴于上述问题点而发明的，其目的在于提供一种即便是外部引线间距小也能够确实进行与无铅焊锡熔合的电镀层的引线框架。
(解决课题的方法)
本发明的引线框架，是包括装载半导体元件的芯片焊垫部，与该半导体元件的电极垫电连接的内部引线，与该内部引线相连成为外部端子的外部引线的引线框架，至少在上述外部引线中与上述内部引线的相反一侧实施了四层电镀层，上述电镀层的表面三层，从最表层起为金(Au)、银(Ag)、钯(Pd)电镀层，由银(Ag)形成的层的厚度，在0.05微米以上0.5微米以下。
上述外部引线的引线间距，最好的是在300微米以上500微米以下。
上述外部引线的引线宽度，最好的是在80微米以上250微米以下。
上述电镀层中，钯(Pd)形成的层的厚度，最好的是在0.005微米以上0.2微米以下。
上述电镀层中，金(Au)形成的层的厚度，最好的是在0.0015微米以上0.1微米以下。
引线框架的材料，最好的是铜(Cu)或铁(Fe)。
上述四层电镀层中，最好的是最下一层为镍(Ni)。
上述四层电镀层中，镍(Ni)形成的层的厚度，最好的是在0.2微米以上3.0微米以下。
附图说明
图1，是使用本发明的引线框架的半导体装置的模式侧面图。
图2，是使用本发明的引线框架的半导体装置的模式侧面剖面图。
图3，是本发明的引线框架的外部引线的模式剖面图。
图4，是组装实验的式样表。
图5，是焊锡焊角测定处的概略图。
图6，是实施方式和对比对象的后部焊角高度结果曲线图。
图7，是实施方式和对比对象的前部焊角高度结果曲线图。
图8，是表示导线焊接后的连接可信度评价的图。
图9，是半导体装置的衬底组装过程图。
图10，是半导体装置的侧面图。
图11，是表示以前的引线框架的电镀层构造的模式剖面图。
(符号说明)
1    引线框架
2    内部引线
3    芯片焊垫
4    半导体元件
5    金属细线
6    模型树脂
7    外部引线
7a   第一弯曲部
7b   第二弯曲部
8    组装面
9    引线框架材料
10   基层电镀层(镍电镀层)
11   钯电镀层
12   银电镀层
13   金电镀层
30   印刷衬底(布线衬底)
31   焊锡糊
32    半导体装置
33    模型树脂
34    外部引线
35    组装面
36    共面差
具体实施方式
以下，基于附图详细说明本发明的实施方式。在以下的图中，为了简化说明，实质上具有相同机能的构成要素用相同的符号表示。
图1，是本发明实施方式的半导体装置14，图2，是图1的半导体装置14的剖面图。尚，图2中，为了容易理解构造而没有加剖面线。
引线框架1的中央部具有芯片焊垫3，在其周围设置了内部引线2和外部引线7。内部引线2和外部引线7相互连接。内部引线2，与设置在芯片焊垫3上的半导体元件4的电极垫(未图示)由金属细线5电连接，由模型树脂6保护。从模型树脂6的侧面突出的外部引线7，从接近模型树脂6一侧起设置了第一弯曲部7a和第二弯曲部7b，从第二弯曲部7b到最前端为止的底面部成为组装面8。尚，外部引线7，如图9所示那样，介于焊锡糊31电连接在印刷衬底(布线衬底)30上。
在本实施方式中，外部引线7的引线间距为500μm，外部引线7的引线宽度为250μm。这些引线间距及引线宽度，比专利公开平4-115558号公报所揭示的以前的半导体装置的间距和宽度要窄。
图3，是外部引线7剖面的扩大图。本实施方式的引线框架1的情况，是在印刷加工或蚀刻加工厚度为0.15毫米(mm)的铜合金材料的引线框架毛坯9上电镀形成了电解电镀线，紧贴着引线框架毛坯9实施了作为第一层的基层电镀层10(本实施方式中为镍)，在它上面实施了作为第二层的钯(Pd)电镀层11，又在第二层上面实施了作为第三层的银(Ag)电镀层12，再在第三层上实施了作为第四层的金(Au)电镀层13的四种类四层构造的电镀层。尚，在内部引线2上也一样实施了电镀层。通过实施这样的四层构造的电镀层，在窄引线间距中使专利公开平4-115558号公报所揭示的三层构造电镀层中不充分的与无铅焊锡糊的可熔湿性成为充分的。以下说明四层构造以及各层的厚度最优值。
这些电镀层的厚度，基层电镀层10，为厚度在0.2μm(微米)以上3.0μm以下的镍电镀层，在它上面是厚度在0.005μm以上0.2μm以下的钯电镀层11，然后是在钯电镀层11上实施厚度在0.05μm以上0.5μm以下的银电镀层12，再然后是在银电镀层12上实施厚度在0.0015μm以上0.1μm以下的金电镀层13。
以下，就四层金属电镀层进行详细说明。
第一层的基层电镀层并不只限于镍电镀层。但是最好的是考虑了防止铜合金等形成的引线框架毛坯的腐蚀的耐腐蚀性效果，与第二层的钯电镀层的粘结性，弯曲加工时电镀层的断裂等的基础上选定材料组成以及厚度。从过去的事例中，镍(Ni)或镍合金等最好，厚度在0.2μm以上3μm以下最好。从特性及成本上考虑更好的是厚度在0.5μm以上2μm以下。
第二层的钯电镀层，只要能够抑制基层电镀层的析出即可，再加上经济方面的理由选择不要太厚的厚度即可。由于这样的理由，钯电镀层的厚度最好的是在0.05μm以上0.2μm以下。厚度如果比0.05μm小的话，抑制基层电镀层的析出就困难，若比0.2μm大又要增加成本也是不想的。
关于第三层的电镀层，为了研究电镀层的组成及电镀层的厚度，发明者们进行了很多实验。第三层电镀层，因为是决定与焊锡糊的可熔湿性及导线焊接特性的重要的层，通过这些实验研究了电镀层的组成和厚度。发明者们对成为重点课题的为确认无铅焊锡糊的熔湿上升性的指标，测定了形成在外部引线上的焊锡焊角高度。可以说焊锡焊角高度越高熔湿上升性越好。设定条件如图4所示那样，使用实际的衬底组装制造线进行了实验。
图5，是形成在外部引线7上的焊锡焊角的测定处的概略图。进行形成在外部引线7前端的前部焊角的测定(测定从外部引线7下表面的前端到外部引线7前端端面上熔湿上升的焊锡糊的上端距离)，以及形成在上述第二弯曲部7b附近的后部焊角的测定(测定从外部引线7下表面前端到第二弯曲部7b上熔湿上升的焊锡糊的上端距离)，与作为比较对象的三层电镀层的基层电镀层(镍等)/钯电镀层/金电镀层的三层构造的电镀层进行比较。
图6、图7，是第三层为银电镀层、第四层为金电镀层的本实施方式的电镀层构成和比较对象的三层电镀层的焊锡焊角测定结果的曲线图。与比较对象的三层构造电镀层相比，可以知道本实施方式的四层构造电镀层，焊锡的可熔湿性得到明显地提高。特别是能够知道，与比较对象的电镀层和以前的加铅焊锡糊的组合相比，本实施方式的四层构造电镀层的焊锡可熔湿性好。还有，知道了银电镀层的厚度在0.02μm到0.2μm的范围内都具有熔湿上升效果。尚，即便是银电镀层的厚度再加厚可熔湿性也不再会改变，所以比0.2μm更厚也无关。
另一方面研究了作为半导体装置的组装工序之一的导线焊接工序，知道了增加银电镀层厚度能够提高连接信赖性的好处。图8，是导线焊接工序中金属细线的连接信赖性的评价结果。由此在导线焊接工序中，银电镀层厚度达到0.1μm以上即便是焊接荷载变化，第二层剥落率达到零，扩大了组装条件范围也提高了连接信赖性。还有，即便是0.05μm的厚度第二层剥落率也充分小，扩大了组装条件范围也在实际应用中没有问题的提高了连接信赖性。也就是至少在内部引线2上，第三层银电镀层的厚度最好的是在0.05μm以上，更好的是在0.1μm以上。
从这些实验结果和制造上的成本关系考虑，第三层的银电镀层的厚度，最好的是在0.05μm以上0.5μm以下。从导线焊接考虑，最好的是在0.1μm以上0.5μm以下。
最后，进行了第四层金电镀层的研究。金电镀层的厚度，基本上是由经济的理由决定的，为0.0015μm以上0.1μm以下。比0.0015μm还薄的话与焊锡的可熔湿性变坏不好。若比0.1μm还厚则制造成本增大也不好。而0.003μm以上0.01μm以下则更好。
本实施方式中，是将引线框架的电镀层制成了上述那样的四层电镀层，所以即便是在外部引线7的引线间距为500μm，外部引线7的引线宽度为250μm的窄引线间距、窄引线宽度的情况下也能充分地相互湿润，得到高的连接信赖性。减小引线间距·引线宽度，对应的布线衬底一侧印刷的焊锡糊的量就会减少，外部引线7与布线衬底的连接信赖性也会降低，但是，只要采用本实施方式的构成就能够保持高连接信赖性。尚，研究了外部引线7的引线间距、引线宽度，具有本实施方式的电镀层构成的情况下只要引线间距在300μm，引线宽度在80μm以上，就能够确保焊锡糊与印刷的布线衬底间的高连接信赖性。
金属电镀层形成时是由通过四种电镀槽形成的电镀层，但是，如图表示的半导体装置14的组装完成品中，由于组装工序中的受热过程，四层电镀层中金属电镀层之间相邻的金属变成合金就不用说了。因此，从各电镀层的厚度能够换算出合金中的组成比，相反从合金中的组成比也能够换算出各电镀层的厚度。还有，引线框架1是一般的用于半导体制品的铜合金、铁合金，厚度为0.15mm的不是特别的东西。
尚，专利公开平4-115558号公报中指出了银电镀层的金属离子迁移(metal migration)问题，但是，以本实施方式的电镀层构成的引线框架，和镍/钯/金(表面三层)的三层电镀层的引线框架为样品，在电源电压6V，温度5℃·湿度60％至温度25℃·湿度90％的条件下进行信赖性实验，结果是信赖性一样没有产生迁移问题。
通过使用本发明，即便是对于熔湿上升不好的无铅焊锡糊也可以提供可熔湿性好的金属电镀层，还能够抑制焊锡展开不良及焊锡焊角形状异常等的不良因素。
-产业上的利用可能性-
本发明的引线框架，对于一般性可熔湿性不好的无铅焊锡糊也可以形成熔湿上升好的金属电镀层，所以对半导体标准构件的构成部件等是有用的。