(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上に少なくとも２種類の異なる金属を逐次的にデポジットする少なくとも２つのセルを持つめっき装置の動作を監視する方法に於いて、
前記少なくとも２つのセルの内の１番目のセルに於ける第１の金属をデポジットする為の第１のめっき電流を、前記少なくとも２つのセルの内の２番目のセルに於ける第２の金属をデポジットする為の第２のめっき電流と比較し、その際前記第２の金属が第１の金属とは異なり、かつめっきが正常に作用しているとき前記第１の電流は前記第２の電流より小さくなり、
前記第２の電流が前記第１の電流より小さい場合、誤り信号を発生する工程を含む方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法に於いて、前記誤り信号に応答して、前記めっき装置を停止する事を含む方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法に於いて、前記比較する工程の前に、前記第１及び第２の信号に同相分の差または大地ループを減少する条件を付けて、同相分の差の影響を小さくする事を含む方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法に於いて、前記基板が集積回路デバイスをパッケージするためのリードフレームである方法。
【請求項５】
集積回路デバイスをパッケージするためのリードフレームにニッケルをデポジットする第１のめっきセル及び前記リードフレームにパラジウムをその後でデポジットする第２のめっきセルを持つめっき装置のめっき動作を監視する方法に於いて、
前記第１のめっきセルに第１の電流を印加してリードフレーム上にニッケル・デポジットを形成し、
前記第２のめっきセルに第２の電流を印加して、前記ニッケル・デポジット上にパラジウム・デポジットを形成し、前記めっき装置が正常に作用していれば、前記第２の電流は前記第１の電流より大きく、前記第１及び第２のめっき動作の間、前記第１の電流及び第２の電流を比較し、前記第２の電流が前記第１の電流より小さければ、誤り信号を発生する工程を含む方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法に於いて、前記誤り信号に応答して前記めっき装置を停止する事を含む方法。
【請求項７】
請求項５に記載の方法に於いて、前記第１及び第２の電流を反映する標本化信号を発生し、前記めっき動作の間に第１の電流及び第２の電流を比較する工程が、前記標本化信号を比較する事を含む方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法に於いて、前記比較する工程の前に、前記標本化信号に同相分の差または大地ループを減少する条件を付ける事を含む方法。
【請求項９】
基板の上に第１の導電材料をデポジットする第１のセルと、前記基板の上に第２の導電材料をデポジットする第２のセルと、第１のめっき過程の間、前記第１のセルに第１電流を印加する電流発生器と、第２のめっき過程の間、前記第２のセルに第２の電流を印加する電流発生器とを有し、前記めっき装置の正常の動作中、前記第２の電流は前記第１の電流より大きく、更に、前記第１の電流の大きさを前記第２の電流の大きさと比較して、前記第２の電流が前記第１の電流より小さい時に出力を発生するように接続された比較器を有するめっき装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のめっき装置に於いて、前記第２の電流が前記第１の電流より小さい事を示す前記比較器からの出力に応答して、めっき装置を停止する回路を有するめっき装置。
【請求項１１】
請求項９に記載のめっき装置に於いて、前記比較器より前に、前記第１及び第２の電流に同相分の差または大地ループを減少する条件を付ける信号条件付け回路を有するめっき装置。
【請求項１２】
請求項９に記載のめっき装置に於いて、前記基板が集積回路デバイスをパッケージするためのリードフレームであるめっき装置。
【請求項１３】
請求項９に記載のめっき装置に於いて、前記第１の導電材料がニッケルであり、前記第２の導電材料がパラジウムであるめっき装置。
【請求項１４】
第１のめっきセルで集積回路デバイスをパッケージするためのリードフレームにニッケルをデポジットすると共に、第２のめっきセルで前記集積回路デバイスをパッケージするためのリードフレームにパラジウムをデポジットするめっき装置に於いて、前記第１のめっきセルに第１の電流を印加する第１の電流発生器と、前記第２のめっきセルに第２の電流を印加する第２の電流発生器とを有し、前記めっき装置が正常に作用していれば前記第２の電流は前記第１の電流より大きく、更に、前記第１の電流及び第２の電流を比較し、前記第２の電流が前記第１の電流より小さい場合、誤り信号を発生する比較器を有するめっき装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載のめっき装置に於いて、前記誤り信号に応答して、めっき装置を停止する回路を有す得るめっき装置。
【請求項１６】
請求項１４に記載のめっき装置に於いて、前記第１及び第２の電流の夫々の大きさを示す標本化信号を発生する標本化信号発生器を有するめっき装置。
【請求項１７】
請求項１４に記載のめっき装置に於いて、前記標本化信号に同相分の差または大地ループを減少する条件を付ける信号条件付け装置を有するめっき装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はめっき方法及び装置の改良、更に具体的に云えば、めっき装置、特に集積回路のリードフレームにパラジウムをめっきするのに使われる装置の性能を監視する方法及び装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術及び課題】
リードフレームは、パッケージ式集積回路装置の製造に使われる導電構造である。典型的には、半導体チップがリードフレームの上に又はその近くに取り付けられ、このリードフレームは他の回路に接続をする事も出来るようにする多数のリード又は導体を持っており、チップの回路が選択的にリードに接続される。チップ及びリードが接続された後、リードフレームの１部分及びチップをカプセル封じして、普通はプラスチック製のパッケージを形成し、チップをこの中に入れた状態で出荷して使用する。
【０００３】
多くのリードフレームの構造では、所望の導電度並びにその他の性質を持たせるため、並びにリードフレームとチップの間の金の接続ワイヤの結合を容易にするために、リードフレームをパラジウムで被覆する事が出来る。パラジウム層は、パラジウムがチップをリードフレームに接続する金のワイヤを正しく結合する事が出来るようにすると共に、使用中にリードフレームのリードにしっかりした接続が出来るようにする上で重要な役割を果たすので、顧客にとって重要であるのが普通である。
【０００４】
しかし、所望のパラジウム被覆を設けるためには、一般的にいくつかの下側被覆が必要である。例えば銅のリードフレームでは、一番上のパラジウム層の完全さを確実にするために、リードフレーム構造に４つの導電被覆が相次いでめっきされる。パラジウムが「膠着」し、適正な電気特性を持つように保証するため、パラジウム層のすぐ下の層はニッケルにするのが典型的である。
【０００５】
しかし、普通は計算機制御である大抵の製造過程では、計算機システムの故障がある時間の間検出されないままで過ぎる事がある。この結果、多量のロットの受理出来ないリードフレームが製造される事がある。実際、不良の製品が顧客に出荷され、その結果仕様に合わない部品がその後で生産され、正しい部品の確認、是正及び取換えに多額の費用を要する事がある。
【０００６】
この問題を取り上げるため、生産ラインをＸ線装置で監視する場合が多い。この装置では、デポジットした材料の厚さをＸ線で撮影する。しかし、このようなＸ線による監視は手作業を必要とすると共に、高価な装置を必要とし、それ自体が費用のかかる調整及び保守を必要とする。
【０００７】
そこで、必要とされるのは、適正なパラジウムめっきに要求される条件が所望のパラジウム層を形成するのに不適正になった場合、オペレータに警告を発生する事が出来、又は随意選択により、生産ラインを自動的に運転停止にする事の出来るようなめっき過程を監視する方法と装置である。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用】
上に述べた事に鑑み、この発明の目的は、適正なパラジウムめっきにとって必要な条件が所望のパラジウム層を形成するのに不適正になった場合、オペレータに警告を発し、又は随意選択により、生産ラインを自動的に運転停止にするような、メッキ過程を監視する方法と装置を提供する事である。
【０００９】
この発明の別の目的は、上に述べた種類であって、計算機制御で運転されるめっきラインに関連して使う事が出来ると共に、計算機及びその制御とは独立して動作する方法と装置を提供する事である。
【００１０】
この発明の別の目的は、めっき装置に於けるめっき電流を監視して、パラジウムをデポジットするセルの電流がニッケルをデポジットするセルの電流より低くなった場合、信号を発生し、その信号を使ってめっき装置を停止する事の出来るような方法と装置を提供する事である。
【００１１】
この発明の上記並びにその他の目的、特徴及び利点は、以下図面についてこの発明を詳しく説明するところから、当業者には明らかになろう。
【００１２】
この発明の方法及び回路は電子回路を用いるが、この回路は、リードフレームめっき生産ラインに関連して使われる計算機めっき操作及び監視システムにとって冗長であって良い。この回路が、パラジウム・セルに必要とされるアンペア数と比較する事の出来る基準電流を検証するために既知のアンペア数を持つ過程内のめっき作用を監視する。例えば、基準セルはニッケル・ストライク・ヘッドであって良く、これは一般的に、同じ表面積を持つリードフレームに作用する時、パラジウム・セルよりも必要とする電流が少ない。回路がパラジウム・セルのアンペア数を基準セルと比較する。パラジウム・ヘッドのアンペア数がニッケル・ストライク・ヘッドのアンペア数より低くなった場合、ラインを自動的に運転停止にするか、あるいは警報を発生して、故障状態の惧れのある事をオペレータに警告する事が出来る。
【００１３】
従って、この発明を広義に見れば、集積回路のリードフレームなどであって良い基板の上に、少なくとも２種類の異なる金属を逐次的にデポジットする少なくとも２つのセルを持つ種類のめっき装置の動作を監視する方法が提供される。この方法は、１番目のセルに於ける第１のめっき電流を２番目のセルに於ける第２のめっき電流と比較する事を含む。めっき装置が正常に作用していれば、第１の電流が第２の電流より小さい。しかし、第１の電流が第２の電流より大きければ、誤り信号を発生する。希望によっては、この方法は、誤り信号に応答して、めっき装置を停止する事をも含んでいて良い。
【００１４】
この方法は更に、比較する工程の前に、第１及び第２の信号を条件付けて、同相分の差又は大地ループの影響を減少する事をも含んでいてよい。第１のセルに於ける第１のめっき電流を第２のセルに於ける第２のめっき電流と比較する工程は、ニッケルをデポジットするセルに於ける第１のめっき電流をパラジウムをデポジットするセルに於ける第２のめっき電流と比較する事を含む。
【００１５】
この発明の別の広義の一面では、めっき装置のめっき動作を監視する方法を提供する。めっき装置は、集積回路のリードフレームにニッケルをデポジットする第１のめっきセル、及びその後でリードフレームにパラジウムをデポジットする第２のめっきセルを持つ種類である。この方法は、第１のめっきセルに第１の電流を印加してリードフレームの基板の上にニッケル・デポジットを形成すると共に、第２のめっきセルに第２の電流を印加してニッケル・デポジットの上にパラジウム・デポジットを形成する事を含む。めっき装置が正常に作用していれば、第２の電流が第１の電流より大きい。第１の電流及び第２の電流をめっき動作の間に比較し、第２の電流が第１の電流より小さい場合、誤り信号を発生する。希望により、めっき装置は誤り信号に応答して停止する事が出来る。
【００１６】
この発明の更に別の広義の一面では、めっき装置を提供する。めっき装置は、基板の上に第１の金属をデポジットする第１のセル、及び基板の上に第２に金属をデポジットする第２のセルを有する。第１の電流発生器が、第１のめっき過程の間、第１のセルに第１の電流を印加し、第２の電流発生器が、第２のめっき過程の間、第２のセルに第２の電流を印加する。めっき装置の正常な動作中、第２の電流が第１の電流より大きい。第１の電流の大きさと第２の電流の大きさを比較して、第２の電流が第１の電流より小さい時に出力を発生するように比較器を接続する。随意選択により、第２の電流が第１の電流より小さい事を示す比較器からの出力に応答して、めっき装置を停止する回路を設ける。
【００１７】
この発明の更に別の広義の一面では、第１のめっきセルで、集積回路のリードフレームにニッケルをデポジットし、第２のめっきセルで集積回路のリードフレームにパラジウムをデポジットするめっき装置を提供する。この装置は、第１のめっきセルに第１の電流を印加する第１の電流発生器、及び第２のめっきセルに第２の電流を印加する第２の電流発生器を含む。めっき装置が正常に動作していれば、第２の電流が第１の電流より大きい。比較器が第１の電流及び第２の電流を比較し、第２の電流が第１の電流より小さい場合、誤り信号出力を発生する。希望により、めっき装置は、比較器の出力に応答して、めっき装置を停止する回路を含んでいて良い。
【００１８】
この発明の実施例が図面に示されているが、図面全体に亘り、同様な部分には同じ参照数字を用いている。
【００１９】
【実施例】
ここで説明する過程の工程及び構造は、必ずしも集積回路又はその一部分を製造するためのプロセス全体の流れを構成するものではない事を承知されたい。この発明は、この分野で現在使われている集積回路及びパッケージ製造技術に関連して実施する事が出来るが、普通に実施されている過程の工程は、この発明を理解するのに必要な範囲でのみ説明する。
【００２０】
最初に図１について説明すると、パラジウムを含む種々の金属を集積回路のリードフレーム１２にめっきするための典型的なめっき装置１０が示されている。この発明では、めっき装置１０の動作を監視する回路１４を設ける。装置１０は、多数のセル１６−１９を含み、その各々の中で相異なる材料がリードフレーム１２にめっきされる。リードフレーム１２は、公知のように、セルからセルへ（１６−１９）移動機構２４によって連続的な順序で移動させられる。移動機構２４は、例えばプログラム式ディジタル計算機２６又はその他の適当な制御装置の制御によって作動されるが、この計算機又は制御装置は、電流源２８−３１からセル１６−１９に夫々流れる電流をも制御する。リードフレーム１２をセルからセルへ相次いで移動する際、それから個別のリードフレームを切取り又は分離する事が出来る連続ストリップを供給リール１３及び巻取リール１５の間で移動させる事が好ましい。連続的なロールは、投影装置にフィルムを通すのと同じ様に、図示のごとく相次ぐセル１６−１９を通るように、ローラの上に載せて走らせる事が出来る。こうして、セル１６−１９の中を移動する時のリードフレーム１２の移動速度を変える事により、各々のリードフレームが夫々のめっき溶液の中で過す時間を精密に制御する事が出来る。
【００２１】
図示のように、セルからセルへ（１６から１９へ）移動する時に、リードフレーム１２が逐次的にめっき溶液から薄いニッケル・ストライク、ニッケル・パラジウム層、一層厚手のニッケル層及び最終的な薄いパラジウム層がめっきされる。図面には４つのめっきセルを示してあるが、必要に応じて、任意の数のセルを使う事が出来る。パラジウムの最終層を含めて、種々の材料の導電層で被覆された完成されたリードフレームの一部分の側面断面図が図２に示されている。
【００２２】
パラジウムのデポジッションを監視するため、この発明の好ましい実施例では、夫々の電流源２８、３１からニッケル及びパラジウムのセル１６、１９に供給されるめっき電流は夫々、所要のめっきアンペア数を供給する電流源整流器（図面に示していない）を含んでいてよい。電流源２８、３１及び夫々のめっき整流器から供給された電流から、夫々ニッケル及びパラジウムめっきセル１６、１９に至る電流通路にある電流センサ３６、３８によってアナログ電圧を感知し又は発生する事が出来る。電流センサ３６、３８からの出力は、めっきセルに送り出されたアンペア数に比例する。
【００２３】
必要であれば、これらの電圧は、例えば、電圧測定又は感知の精度を低下させる恐れのある同相分電圧及び大地ループの影響を除くために、それらを比較する前に条件付ける事が出来る。電圧の条件付けは、信号条件付け回路４０、４２によって行われる。信号条件付け回路は、例えば、ケイスリー・メトラバイト・カンパニから入手し得るＡＣ１３６０装置を用いて行う事が出来る。条件付けの後、各々の電流センサ３６、３８からの電圧信号が比較器４４で比較される。この比較器は、例えば、インターナショナル・パラレル・マシーン・カンパニから入手し得るＩＰ３６１４装置のようなＰＬＣ内に入っているものであって良い。
【００２４】
更に図３を参照して、回路１０の動作を説明する。上に述べた種類のめっき装置の正常な動作では、電流源３０からニッケルめっきセル１８に印加されるめっき電流は、電流源３１から、同じ寸法のリードフレーム１２に対してパラジウムめっきセル１９に印加される電流より小さい事が認められる。この為、装置１０に故障が起こるか、あるいはリードフレームにデポジットされたパラジウム材料が厚くなりすぎた場合、パラジウム・セル１９に送り出される電流の大きさが、ニッケル・セル１８に送り出される電流の大きさより低くなる。従って、比較器が誤り信号を表す出力を線５０に発生する。
【００２５】
この為、最初に、ボックス６０に示すように、第１のめっき電流がニッケル・セル１８に印加されて、標本化される。ボックス６２に示すように、第２のめっき電流がパラジウム・セルに印加され、やはり標本化される。生産ラインに沿ってセルからセルへと移動する同じ寸法のリードフレームに対してニッケル・セル及びパラジウム・セルの両方が同時に作用する連続的なラインでは、両方のセルに対する電流は同時に印加し、且つ標本化する事がある事に注意されたい。他方、ラインが、１度に１つのリードフレームに対してだけ１個の物理的なセルを使って作用させるような種類である場合、ニッケルのデポジッションの間に印加される電流を標本化して保持しておき、その後のパラジウム・デポジッションの間に印加された電流とこの後で比較する事が出来る。
【００２６】
次にダイヤモンド６４に示すように、標本化された２つの電流を比較する。パラジウム電流がニッケル電流より大きければ、この過程は連続的に繰り返される。他方、パラジウム電流がニッケル電流より小さければ、比較器４４が線５０に誤り信号を発生し、ボックス６６で生産ラインを停止する。
【００２７】
誤り信号が存在した場合に生産ラインを停止する事を希望する場合、比較器４４の出力線５０をリレー５２で示すようなリレーに接続して、計算機並びに移動機構２４に対する電源５４からの電力を遮断し、装置を運転停止にする事が出来る。この代わりに、リレー５２が警報装置５６を作動して、装置１０の誤動作をオペレータに警告しても良い。
【００２８】
始動時に、新しいリードフレームを含むストリップがセル１６−１９の電着溶液の中に送り込まれた場合、最初パラジウム・セル１９の電流は、正しく処理されたリードフレームがパラジウム・セル１９に移動してくる迄、ニッケル・セル１６の電流より小さい事がある事に注意されたい。この為、２分とかその他の適当な時間のような予定の時間が経過する迄、監視回路１４をオフに保つ初期タイマ（図に示していない）を設ける事が出来る。このタイマは、比較器回路４４を構成する前に述べたＰＬＣの関数として設けるのが便利である。この代わりに、１個の「スクラップ」リードフレーム材料を初期設定条件として使い、スクラップが各々のセル１６−１９を逐次的に通るのを許すようにしても良い。
【００２９】
この発明の回路によっていくつかの利点を実現する事が出来る。例えば、監視回路は計算機に基づいていないので、動作している計算機を故障させたり、凍結させたり、又は取消し状態に入らせるような問題があっても、この回路の動作又は信頼性には影響がない。監視回路が現存の計算機システムから独立しているので、システムに冗長性が付け加えられる。更に、監視回路が、一貫した規則（例えばニッケル・ストライク電流がパラジウム・ストライク電流より小さいという規則）に従う現存の条件を監視するので、操作からの入力を行う必要がない。最後に、この監視回路は、希望すれば、システムが故障した場合、ラインを運転停止にするように設計する事が出来る。
【００３０】
この発明をある程度具体的に図面に示して説明したが、ここに説明した事は例に過ぎず、特許請求の範囲によって定められたこの発明の範囲を逸脱せずに、当業者であれば各部分の組み合わせ並びに配置に種々の変更を加える事が出来る事を承知されたい。
【００４１】
集積回路のリードフレーム１２にニッケルをデポジットする第１のめっきセル１８及びその後でリードフレーム１２にパラジウムをデポジットする第２のめっきセル１９を持つ種類のめっき装置１０のめっき動作を監視する方法と回路１４を説明した。第１の電流３０が第１のめっきセル１８に印加されて、リードフレーム１２上にニッケル・デポジットを形成し、第２の電流３１が第２のめっきセル１９に印加されて、ニッケル・デポジット上にパラジウム・デポジットを形成する。めっき装置１０が正常に動作している場合、第２の電流３１が第１の電流３０より大きい。第１の電流３０及び第２の電流３１がめっき動作の間、比較器４４で比較され、第２の電流３１が第１の電流３０より小さければ、出力線５０に誤り信号が発生される。希望により、誤り信号に応答してめっき装置１０を停止する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】パラジウムを含む種々の金属を集積回路のリードフレームにめっきし、この発明の好ましい実施例に従って、めっき装置のめっき過程の動作を監視する回路を含む典型的なめっき装置の略図。
【図２】この発明に従って、パラジウムを含む種々の金属の導電層が被覆されたリードフレームの１部分の側面断面図。
【図３】この発明の好ましい実施例に従って、図１のめっき装置の動作を監視する工程を示すフローチャート。
【符号の説明】
１２  リードフレームのストリップ
１６、１９  セル
３０、３１  電流源
４４  比較器
【図１】
0003990775.tif 000002
【図２】
0003990775.tif 000003
【図３】
0003990775.tif 000004