JP3906584B2

JP3906584B2 - Lead for electronic parts

Info

Publication number: JP3906584B2
Application number: JP29386598A
Authority: JP
Inventors: 久則秋野; 聡珍田; 修吉岡
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1998-10-15
Filing date: 1998-10-15
Publication date: 2007-04-18
Anticipated expiration: 2018-10-15
Also published as: JP2000123636A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品用リードに関し、特に、電子機器配線用導体としてのリード、あるいは半導体装置のアウターリードなどとして好適な電子部品用リードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダイオード、抵抗器、コンデンサ、あるいはトランジスタ等の電子部品に使用されるリードとして、たとえば、銅あるいは銅合金のワイヤーにＳｎ‐Ｐｂ合金、つまり、はんだめっきを施したものが知られている。
また、ＩＣパッケージ等の半導体装置においては、電解法、あるいは溶解法によりアウターリードの表面にはんだめっき層を形成することが行われている。
【０００３】
このような構成のリードは、熱酸化に対する優れた耐性と良好なはんだ濡れ性を備えていることによって特徴づけられ、電子機器の配線、あるいは電子品のプリント基板への実装等の用途において多用されており、この種リードによる接合プロセスは、高密度な接合技術を必要とする電子部品の分野において完全に定着している。
【０００４】
しかし、このようなはんだめっき層を形成したリードによると、めっき層の中のＰｂ成分が、酸性雨などによって溶出される性質のものであることから、地下水汚染、延いては人体への影響が懸念されており、このため、環境保護上の観点からその使用に制約が加えられる趨勢にある。
【０００５】
このため、Ｐｂを含有しないはんだ合金の開発が各方面で活発に進められている。開発に当たっては、特性面のみに偏重せずに経済性についての配慮も充分に行う必要があり、これらの観点から提案された代表例として、Ｓｎめっき層を形成したリードを挙げることができる。
このリードは、シンプルな材料系であり、Ｐｂフリー合金との濡れ性もよく、強度的にも適している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、Ｓｎめっき層を形成したリードによると、ウイスカーを発生させやすい点において大きな難点があり、Ｓｎ‐Ｐｂ合金の代替めっきとしては、特性的に充分とは言えない。
【０００７】
従って、本発明の目的は、従来多用されてきたＳｎ‐Ｐｂ合金めっきのリードと同等の性能を有し、経済的にも不利益のない電子部品用リードを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、酸洗された銅、あるいは銅合金からなるワイヤーと、前記ワイヤーの上に形成されためっき層から構成され、前記めっき層は、電解法により形成された厚さ６μｍのＳｎめっきによる下地層と、前記下地層の上に電解法により形成された厚さ０．０５μｍのＳｎ−３．５重量％Ａｇ合金めっきによる外層とにより構成されたことを特徴とする電子部品用リードを提供するものである。
【００１０】
上記のＳｎ‐Ａｇ合金におけるＡｇの含有量は微小でよく、たとえば、数％程度で充分であり、また、Ｓｎ‐Ａｇ合金により構成される外層の厚さは、Ｓｎの下地層のたとえば百分の一程度でも充分である。従って、Ａｇを使用することによる経済的負担増の懸念はない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による電子部品用リードの実施の形態について説明する。
【実施例】
図１は、実施の形態における電子部品用リードの断面構造を示したもので、１は外径０．６ｍｍの銅合金から成るワイヤー、２は酸洗されたワイヤー１上に形成されためっき層を示す。
【００１２】
このめっき層２は、電解法により形成された厚さ６μｍのＳｎめっきによる下地層３と、下地層３の上に電解法により形成されたＳｎ‐Ａｇ合金めっきによる外層４とから構成されている。
外層４を構成するＳｎ‐Ａｇ合金は、３．５重量％のＡｇを含有し、さらに、この外層４は０．０５μｍの厚さに形成されている。
【００１３】
【従来例】
図２において、Ｓｎ‐Ｐｂ合金による厚さ６μｍのめっき層５を電解法により形成し、所定の電子部品用リードとした。
【００１４】
【参考例】
図２において、めっき層５を電解法による厚さ６μｍのＳｎめっきにより構成し、所定の電子部品用リードを得た。
【００１５】
表１に、以上の実施例、従来例、および参考例により得られた電子部品用リードの特性試験結果を示す。
試験項目としては、めっき層の密着性、はんだ濡れ性、耐変色性、およびウイスカーの発生頻度を選択した。
【００１６】
めっき層の密着性は、水素雰囲気中においてサンプルを３５０℃で１５分間加熱し、引き続きこれを大気中において２５０℃で２時間加熱した後、自己径巻き付けを行ったときのめっき層の剥離の有無によって評価した。
【００１７】
自己径巻き付けは、サンプルの一端をバイスに挟み、他端を９０°に曲げた状態で固定することによりサンプルを所定の個所に張り、これに９０°に曲げた部分を支点としてサンプルを巻付棒に数十回巻き付けることによって行った。
めっき層に剥離が発生しない場合を１、若干の剥離発生を２、完全な剥離発生を３として評価した。
【００１８】
はんだ濡れ性は、ＭＩＬ−ＳＴＤ−２０２Ｄ−２０８Ｂの試験法に基づき、フラックスなしの状態で密着性試験におけるのと同じ加熱処理を施したときの、はんだ濡れ面積によって評価した。濡れ面積が９０％以上を１、７０〜９０％未満を２、７０％未満を３として評価した。
【００１９】
耐変色性は、４０℃／９５％ＲＨの恒温恒湿の雰囲気にサンプルを１０日間放置したときの変色の有無により評価し、変色なしを１、若干変色を２、変色を３として評価した。
【００２０】
ウイスカーの発生有無は、１２１℃／６０％ＲＨの恒温恒湿の雰囲気にサンプルを２４時間放置した後の目視判定により確認した。発生なしを１、若干発生を２、発生を３として評価した。
【００２１】
【表１】

【００２２】
表１によれば、実施例による電子部品用リードが、めっき層の密着性、はんだ濡れ性、耐変色性、およびウイスカー発生有無のいずれにおいても従来例と同一レベルの１の評価を得ている。
【００２３】
これらの項目は、従来、長い間にわたって電子部品の接合プロセスに定着してきたＳｎ‐Ｐｂ合金めっきリードの優れた特質を評価するのに適した試験項目であり、従って、これらの項目において、Ｓｎ‐Ｐｂ合金めっきリードと比べて遜色のない試験結果を示していることは、本発明によるリードが、Ｓｎ‐Ｐｂ合金めっきリードに代わる電子部品用リードとして、有効に活用可能であることを意味している。また、使用するＡｇの量は微量であり、経済的に不利益とはならない。
【００２４】
Ｓｎめっき層を形成した参考例のリードの場合には、ウイスカー発生有無のテスト結果が悪く、実用性において問題がある。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による電子部品用リードによれば、リード母材の上に形成するめっき層を、Ｓｎめっきによる下地層とＳｎ‐Ａｇ合金めっきによる外層とより構成することによって、従来多用されてきたＳｎ‐Ｐｂ合金めっきリードと同等の特性を有し、経済的不利益もない電子部品用リードを提供し得るものであり、その有用性は大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電子部品用リードの実施の形態を示す説明図。
【図２】従来の電子部品用リードの説明図。
【符号の説明】
１ワイヤー
２めっき層
３下地層
４外層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic component lead, and more particularly to an electronic component lead suitable as an electronic device wiring conductor or an outer lead of a semiconductor device.
[0002]
[Prior art]
As leads used for electronic components such as diodes, resistors, capacitors, and transistors, for example, copper or copper alloy wires with Sn—Pb alloy, that is, solder plating, are known.
In a semiconductor device such as an IC package, a solder plating layer is formed on the surface of the outer lead by an electrolytic method or a melting method.
[0003]
Leads with such a configuration are characterized by having excellent resistance to thermal oxidation and good solder wettability, and are widely used in applications such as wiring of electronic equipment or mounting of electronic products on printed circuit boards. This type of lead bonding process is completely established in the field of electronic components that require high-density bonding technology.
[0004]
However, according to the lead on which such a solder plating layer is formed, the Pb component in the plating layer has a property of being eluted by acid rain or the like. As a result, there is a tendency to restrict its use from the viewpoint of environmental protection.
[0005]
For this reason, development of the solder alloy which does not contain Pb is actively advanced in each direction. In development, it is necessary to give sufficient consideration to economy without focusing on only the characteristics, and a lead formed with an Sn plating layer can be given as a representative example proposed from these viewpoints.
This lead is a simple material system, has good wettability with a Pb-free alloy, and is suitable in terms of strength.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the lead formed with the Sn plating layer has a great difficulty in that it is easy to generate whiskers, and it cannot be said that the substitute plating of the Sn—Pb alloy has sufficient characteristics.
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to provide a lead for electronic parts that has the same performance as the Sn-Pb alloy plating lead that has been widely used in the past and that is economically free.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention, in order to achieve the above object, a wire made of pickled copper or a copper alloy, is composed of a plated layer formed on the wire, the plating layer is formed by electrolysis and the underlying layer by Sn plating thickness 6μm was, that it is more configured to an outer layer by Sn-3.5 wt% Ag alloy plating having a thickness of 0.05μm was formed by electrolysis on the underlayer A lead for electronic parts is provided.
[0010]
The content of Ag in the above Sn-Ag alloy may be very small, for example, about several percent is sufficient, and the thickness of the outer layer made of the Sn-Ag alloy is, for example, 100% of the Sn underlayer. One degree is sufficient. Therefore, there is no concern about an increase in economic burden due to the use of Ag.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the electronic component lead according to the present invention will be described.
【Example】
FIG. 1 shows a cross-sectional structure of an electronic component lead according to an embodiment. 1 is a wire made of a copper alloy having an outer diameter of 0.6 mm, and 2 is a plating layer formed on a pickled wire 1. Indicates.
[0012]
The plating layer 2 is composed of a base layer 3 made of Sn plating with a thickness of 6 μm formed by electrolysis and an outer layer 4 made of Sn—Ag alloy plating formed by electrolysis on the base layer 3. .
The Sn—Ag alloy constituting the outer layer 4 contains 3.5% by weight of Ag, and the outer layer 4 is formed to a thickness of 0.05 μm.
[0013]
[Conventional example]
In FIG. 2, a plating layer 5 having a thickness of 6 μm made of a Sn—Pb alloy was formed by an electrolytic method to obtain a predetermined lead for an electronic component.
[0014]
[Reference example]
In FIG. 2, the plating layer 5 was formed by Sn plating with a thickness of 6 μm by an electrolytic method to obtain a predetermined lead for an electronic component.
[0015]
Table 1 shows the characteristic test results of the leads for electronic parts obtained by the above-described examples, conventional examples, and reference examples.
As test items, plating layer adhesion, solder wettability, discoloration resistance, and whisker generation frequency were selected.
[0016]
The adhesion of the plating layer is determined by the presence or absence of peeling of the plating layer when self-diameter winding is performed after heating the sample at 350 ° C. for 15 minutes in a hydrogen atmosphere and subsequently heating it in the atmosphere at 250 ° C. for 2 hours. Evaluated by.
[0017]
In self-winding winding, one end of the sample is sandwiched between vise and the other end is bent at 90 °, and the sample is stretched at a predetermined location, and the sample is wound around the bent portion at 90 °. This was done by wrapping the rod several tens of times.
The case where peeling did not occur in the plating layer was evaluated as 1, the occurrence of slight peeling as 2, and the occurrence of complete peeling as 3.
[0018]
The solder wettability was evaluated based on the solder wet area when the same heat treatment as in the adhesion test was performed in the absence of flux based on the test method of MIL-STD-202D-208B. The wet area was evaluated as 90% or more as 1, 1, 70 to less than 90% as 2, and less than 70% as 3.
[0019]
The resistance to discoloration was evaluated based on the presence or absence of discoloration when the sample was left in a constant temperature and humidity atmosphere of 40 ° C./95% RH for 10 days. The discoloration resistance was evaluated as 1 for no discoloration, 2 for slight discoloration, and 3 for discoloration.
[0020]
The presence or absence of whisker was confirmed by visual judgment after the sample was left in a constant temperature and humidity atmosphere of 121 ° C./60% RH for 24 hours. Evaluation was made with 1 as no occurrence, 2 as slight occurrence, and 3 as occurrence.
[0021]
[Table 1]

[0022]
According to Table 1, the lead for an electronic component according to the example obtained an evaluation of 1 at the same level as the conventional example in any of the adhesion of the plating layer, the solder wettability, the discoloration resistance, and the presence or absence of whisker generation. .
[0023]
These items are test items suitable for evaluating the superior characteristics of Sn-Pb alloy plating leads that have been established in the joining process of electronic parts for a long time. Therefore, in these items, Sn-- The fact that the test results are inferior to those of Pb alloy plated leads means that the lead according to the present invention can be effectively used as a lead for electronic parts replacing Sn-Pb alloy plated leads. Yes. Moreover, the amount of Ag to be used is very small, and it is not economically disadvantageous.
[0024]
In the case of the lead of the reference example in which the Sn plating layer is formed, the test result of the presence / absence of whisker generation is bad and there is a problem in practicality.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, according to the lead for electronic parts according to the present invention, the plating layer formed on the lead base material is composed of the base layer by Sn plating and the outer layer by Sn-Ag alloy plating. It is possible to provide a lead for an electronic component that has the same characteristics as the Sn-Pb alloy plating lead that has been widely used and does not have an economic disadvantage, and its usefulness is great.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of an electronic component lead according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view of a conventional electronic component lead.
[Explanation of symbols]
1 Wire 2 Plating layer 3 Underlayer 4 Outer layer

Claims

Consists of pickled copper, or a wire made of a copper alloy, and a plating layer formed on the wire ,
The plating layer includes a base layer formed by electrolytic plating with Sn plating having a thickness of 6 μm, and a 0.05 μm thick Sn-3.5 wt% Ag alloy plating formed by electrolytic method on the base layer. electronic component lead, characterized in that it is more configuration and an outer layer by.