(57)【要約】【課題】半導体装置の電極への電解メッキを可能とする半導体装置の電解メッキ方法を提供する。【解決の手段】本発明の電解メッキ方法では、陽極表面を、ビスマスよりも貴なる金属で構成するようにしたことを特徴とする。すなわち、電解液として、錫とビスマスとを含む溶液を使用し、陰極にメッキすべき物体を配すると共に、陽極表面をビスマスよりも貴なる金属で構成し、メッキ電流を流すようにしている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解液中に、メッキすべき物体と、陽極とを浸漬し、前記物体と、前記電極との間に、メッキ電流を流すことにより、前記物体に、錫とビスマスの合金からなるメッキ膜を形成する電解メッキ方法において、
前記陽極として、少なくとも表面が白金層で被覆された電極を用いるようにしたことを特徴とする電解メッキ方法。
【請求項２】
前記陽極は、チタン板に白金メッキを施したものであることを特徴とする電解メッキ方法。
【請求項３】
電解液を担持するメッキ槽と、前記メッキ槽に浸漬される陽極と、電源とを具備し、
前記陽極は少なくとも表面がビスマスよりも貴なる金属で被覆されていることを特徴とする電解メッキ装置。
【請求項４】
前記陽極は、チタン板に白金メッキを施したものであることを特徴とする請求項３に記載の電解メッキ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電解メッキ方法およびこれに用いられる電解メッキ装置に関し、特に、リード端子などの導体表面にめっき層を形成する電解メッキ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半導体装置の電極のメッキ方法は、図３に示されるように、電解液３で満たされたメッキ槽２の中に、陽極４と、クリップ５により固定された半導体基板１とを浸漬し、クリップ５は、半導体基板１の電極（図示せず）に接触するようにし、電源６により、クリップ５と陽極４ｇとの間にメッキ電流を流すことにより、半導体基板１に形成された電極（図示せず）に電極メッキを施す方法である。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
また、近年、環境保護対策として、鉛の規制が強まり、鉛フリーの半導体装置の要望が、望まれるようになってきている。このような鉛フリーの電極メッキ方法としては、図４に示されるように、錫ボール１０を用いたものがある。この方法では、陽極としてチタン製のケース９の中に、可溶性の錫ボール１０を入れたものを用い、錫ボール１０による溶出イオンと、ビスマスを含んだ電解液３からの錫イオンにより、陰極側に接続された半導体装置１の電極リード１Ｌに錫−ビスマスメッキを形成する。
【０００４】
【特許文献】
特公平７−１０５３６６公報（図４）
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記方法では、電解液３中のビスマスが錫ボール１０の表面に置換析出し、溶出するため、電解液３中の錫イオンが使用されず、電解液３中の錫の濃度が、上昇し、錫とビスマスのバランスが崩れてしまい、メッキ膜の組成が変化してしまうという問題があった。
【０００５】
これは、錫イオンとビスマスイオンとの電位差に起因するものと考えられる。すなわち、錫イオンとビスマスイオンとの電位差の関係は、
Ｓｎ２＋  ＋  ２ｅ−  ＝  Ｓｎ  −０．１３６Ｖ
Ｂｉ３＋  ＋  ３ｅ−  ＝  Ｂｉ  ＋０．２１５Ｖ
である。
【０００６】
すなわち、錫に比べてビスマスが貴な金属であるためビスマスを含んだ酸性のめっき液に錫ボールを浸漬した場合、錫が溶解し、電解液中のビスマスが錫ボール表面に置換析出することになる。
【０００７】
この対策としては、電解液３の濃度を、許容範囲内に保てるように、イオン交換水などで、調整するとともに、許容範囲を超えて調整できない場合には、電解液３を交換しなければならない。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑み、電解液中の錫とビスマスの組成比バランスを崩すことなく、電解メッキを行うことのできる方法を提供することを目的とする。
特に、半導体装置の電極への電解メッキを可能とする半導体装置の電解メッキ方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の電解メッキ方法では、陽極表面を、ビスマスよりも貴なる金属で構成するようにしたことを特徴とする。すなわち、電解液として、錫とビスマスとを含む溶液を使用し、陰極にメッキすべき物体を配すると共に、陽極表面をビスマスよりも貴なる金属で構成し、メッキ電流を流すようにしている。
【００１０】
かかる構成によれば、陽極表面がビスマスよりも貴なる金属で構成されているため、電解液中のビスマスが陽極表面に析出することなく、連続的にメッキが進行する。
すなわち、以上の構成とすることにより、陽極が、不溶性となり、陽極が、溶解することがなくなるため、従来のように、錫イオンと電解液中のビスマスとの置換を防ぐことが可能となり、電解液のバランスを保つことができる。したがって、組成比の均一な錫−ビスマスメッキ層を形成することができる。
【００１１】
また本発明の方法では、表面に白金メッキを施した陽極を使用することを特徴とする。
【００１２】
かかる構成によれば、少なくとも陽極を構成する金属表面に白金メッキを施すようにすればよいため、製造が容易でありかつ半導体装置への使用に際してもコンタミネ−ションのおそれもない。
【００１３】
本発明の電解メッキ装置は、電解液を担持するメッキ槽と、前記メッキ槽に浸漬される陽極と、電源とを具備し、前記陽極は少なくとも表面がビスマスよりも貴なる金属で被覆されていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の電解メッキ装置において、前記陽極は、チタン板に白金メッキを施したものであることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図１、２を用いて詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の電解メッキ装置を示す断面図であり、図２は電解メッキに用いる陽極の断面図である。
なお、図面を説明する上で、従来と同一構成のものに関しては、同一符号を付し、説明を省略する。
【００１７】
本発明の半導体装置の電解メッキ方法に使用される陽極４としては、図２に示されるように、チタン板４Ｓの表面にメッキにより白金層４Ｐを形成したものを用いたことを特徴とするものである。そして図１に示すようなメッキ装置を使用し、半導体装置１のパッケージ１Ｐから露呈する電極リード１Ｌをメッキする。
【００１８】
ここで他の構成は図３に示した従来のメッキ装置と同様である。
【００１９】
メッキ液としては、錫、ビスマスを主成分としたアルカンスルホン酸（ＡＳＡ）ベースのものが用いられる。
【００２０】
まず、樹脂封止のなされた半導体装置の電極リード１Ｌに対し、電解ばり浮かしを行い、ドライブラスト処理を経て、化学研磨を行い、プレディップ処理を行う。このようにして下地処理のなされた電極リード１Ｌに対して、半田メッキ処理を行う。
この装置を用いて、この白金メッキ層で被覆されたチタン板からなり、電源６に接続された陽極４および半導体装置１をメッキ液に浸漬し、電極リード１Ｌにクリップ５を装着して、電源６の陰極側に電気的に接続されるようにする。
【００２１】
この後、４０±２℃、１５Ａ／ｄｍ２で０．７７分のメッキを行い、厚さ６μｍのメッキ層を形成する。
【００２２】
このようにして形成されたメッキ層は膜質の変動もなく、組成のそろったものであった。またこのようにして形成された半導体装置をプリント基板上に半田実装したところ、１００個中、接続はずれは０個であり、歩留まりは１００％であった。
【００２３】
これに対し、図３に示した従来例のメッキ装置を用いて形成した半導体装置を用いた場合、膜質に変動が生じた。
【００２４】
次に、上記本発明の実施の形態および従来例のメッキ装置を用い束愛のメッキ工程における、メッキ液中の錫濃度を測定した。その結果を図５にそれぞれ曲線ＡおよびＢで示す。この結果から明らかなように白金メッキ層で被覆された陽極を用いた本発明の実施の形態の場合、メッキ液組成の変動もなく、長期にわたって信頼性の高いメッキ層を形成することが可能となる。
【００２５】
かかる装置によれば、組成比が均一で半田付着性の良好な半導体装置を得ることができる。
【００２６】
なお前記実施の形態では、メッキにより、チタン板の表面に白金層を形成したものを陽極として用いたが、この他イリジウムなどのメッキ層を用いても良い。さらにまたメッキ層に限定されることなく、スパッタリングなどで形成した白金層などでもよい。
【００２７】
また、本発明の電解メッキ方法によれば、図４に示したような金属ケースも不要となるため設備コストの面においても低減をはかることができる。また、白金などのメッキ層を形成した錫ボールと、白金などのメッキ層を形成したチタン板との併用が望ましい。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の電解メッキ方法によれば、陽極の表面を白金などのビスマスよりも貴なる金属で構成することにより、陽極の錫と電解液中のビスマスととの反応を防止できるため、電解液の錫濃度とビスマスの濃度のバランスを保つことができる。
【００２９】
また、本発明の電解メッキ方法によれば、従来、濃度を保つのに必要であった電解液の交換をする必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電解メッキ方法を示す断面図である。
【図２】本発明の電解メッキ方法に用いられる電極板を示す図である。
【図３】従来の電解メッキ方法を示す図である。
【図４】従来の電解メッキ方法を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態および従来の電解メッキ方法を用いた場合のめっき液の組成変化を測定した結果を示す図である。
【符号の説明】
１  半導体基板
Ｌ１  電極リード
１Ｐ  パッケージ
２  メッキ槽
３  電解液
４  陽極
５  クリップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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