(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードピンの表面に部分的なめっき面を形成する方法であって、
リードピンの表面全体をめっき加工し、
めっき加工した前記リードピンの一端を、該リードピンの他端に膨出部分を形成して該膨出部分を支持しつつ該一端をゲル状部材に埋め込むことにより、該ゲル状部材によって被覆し、
前記ゲル状部材の外側に露出した前記リードピンのめっき面部分に金属皮膜剥離剤を作用させて、該めっき面部分の金属皮膜を剥離する、
ことを特徴とするリードピンの部分めっき方法。
【請求項２】
前記リードピンの表面全体に、異なる金属皮膜を積層してなる多層めっきを施し、該多層めっきの最外層の金属皮膜を前記金属皮膜剥離剤によって剥離する請求項１に記載のリードピンの部分めっき方法。
【請求項３】
前記多層めっきが、ニッケルの下地層と金の最外層とを備える請求項２に記載のリードピンの部分めっき方法。
【請求項４】
前記膨出部分がはんだボールからなる請求項１〜３のいずれか１項に記載のリードピンの部分めっき方法。
【請求項５】
複数の孔を有した支持板を用意し、該支持板の該複数の孔の各々に前記リードピンを挿入して該孔の縁部で前記膨出部分を支持し、複数の該リードピンの前記めっき面部分に同時に前記金属皮膜剥離剤を作用させる請求項１〜４のいずれか１項に記載のリードピンの部分めっき方法。
【請求項６】
前記支持板に撥水処理を施し、該支持板と前記ゲル状部材との間に位置する前記リードピンの前記めっき面部分の前記金属皮膜を剥離する請求項５に記載のリードピンの部分めっき方法。
【請求項７】
前記撥水処理がポリテトラフルオロエチレン含有ニッケルめっき皮膜からなる請求項６に記載のリードピンの部分めっき方法。
【請求項８】
前記リードピンの前記めっき面部分を前記金属皮膜剥離剤に浸漬した状態で振動を加えながら前記金属皮膜を剥離する請求項１〜７のいずれか１項に記載のリードピンの部分めっき方法。
【請求項９】
前記ゲル状部材が紙粘土からなる請求項１〜８のいずれか１項に記載のリードピンの部分めっき方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、めっき加工方法に関し、特に、半導体パッケージ等の電子部品に使用可能なリードピンの表面に部分的なめっき面を形成するためのリードピンの部分めっき方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体パッケージ等の電子部品に使用されるリードピンにおいて、リードピンの表面全体をめっき加工することは周知である。特に、リードピンでは種々の特性が要求されるので、異なる金属皮膜を順次積層する多層めっきを施すことが一般的である。そのような多層めっきの１つとして、ニッケルの下地層の上に金の最外層を被着したものが知られている。
【０００３】
ニッケル下地の金めっきを全面に施したリードピンは、複数の半導体チップを１つの基板に搭載したマルチチップモジュールと称する半導体パッケージで好適に使用できる。この場合、リードピンは通常その一端で、金／すず合金のはんだを用いてモジュール基板の表面に固定される。ところで従来、マルチチップモジュールは、アレイ状に配置した多数のリードピンを介して回路基板に表面実装されるが、チップの交換等の補修を行う必要が生じたときには、マルチチップモジュール全体を回路基板から取外した状態で補修作業を行っている。このようなモジュールの取外しを容易にするために、リードピンはその他端で、金／すず合金よりも融点の低いすず／鉛合金のはんだを用いて回路基板に実装される。そして、リードピンに熱を加えてすず／鉛はんだのみを溶融させることにより、モジュールの取外しを可能にしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
リードピンを回路基板に接続しているすず／鉛はんだを溶融させると、溶融したすず／鉛合金がリードピンの金めっき面上を流れて、リードピンをモジュール基板に接続している金／すずはんだまで到達する場合がある。そのため、１つのマルチチップモジュールに対し、補修作業が複数回に及んでモジュールの取外しが繰り返されると、金／すず合金にすず／鉛合金が混入して、金／すずはんだの融点を低下させてしまう危惧がある。金／すずはんだの融点が低下すると、次の補修作業に際し、すず／鉛はんだだけでなく金／すずはんだまでが溶融して、リードピンがモジュール基板から脱落してしまう問題が生じる。
【０００５】
このようなリードピンの脱落の問題を解決するためには、リードピンの両端のはんだの間の金めっき部分に、溶融したすず／鉛合金の流動を阻止する手段を設ければよい。そのような手段としては、はんだ間の金めっき部分に、所望長さだけ金の最外層を有しない環状のニッケル下地面部分又はリードピン素材面部分を形成することが有効である。ニッケル下地面又はリードピン素材面は、金めっき面に比較して酸化し易く、それによりはんだ濡れ性が劣化するので、溶融したすず／鉛合金の流動を環状のニッケル下地面部分又はリードピン素材面部分で阻止することができる。
【０００６】
このような環状のニッケル下地面部分又はリードピン素材面部分をリードピンのはんだ間の金めっき部分に形成するには、例えば、リードピンの両端部分のみに個別にめっきを施す方法や、はんだ間の金めっき部分を表面研磨して金めっき層を剥離する方法が考えられる。しかし、いずれの方法も、マルチチップモジュール用のリードピンのような微細なリードピンに正確に施すことは困難であり、大量生産にも不向きである。
【０００７】
したがって本発明の目的は、リードピンの表面の所望位置に部分的なめっき面を正確に形成できるリードピンの部分めっき方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、大量生産に容易に対応できるリードピンの部分めっき方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、マルチチップモジュール用のリードピンの製造に好適に使用できるリードピンの部分めっき方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、リードピンの表面に部分的なめっき面を形成する方法であって、リードピンの表面全体をめっき加工し、めっき加工したリードピンの一端を、リードピンの他端に膨出部分を形成して膨出部分を支持しつつ一端をゲル状部材に埋め込むことにより、ゲル状部材によって被覆し、ゲル状部材の外側に露出したリードピンのめっき面部分に金属皮膜剥離剤を作用させて、めっき面部分の金属皮膜を剥離することを特徴とするリードピンの部分めっき方法を提供する。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のリードピンの部分めっき方法において、リードピンの表面全体に、異なる金属皮膜を積層してなる多層めっきを施し、多層めっきの最外層の金属皮膜を金属皮膜剥離剤によって剥離する部分めっき方法を提供する。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のリードピンの部分めっき方法において、多層めっきが、ニッケルの下地層と金の最外層とを備える部分めっき方法を提供する。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のリードピンの部分めっき方法において、膨出部分がはんだボールからなる部分めっき方法を提供する。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のリードピンの部分めっき方法において、複数の孔を有した支持板を用意し、支持板の複数の孔の各々にリードピンを挿入して孔の縁部で膨出部分を支持し、複数のリードピンのめっき面部分に同時に金属皮膜剥離剤を作用させる部分めっき方法を提供する。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のリードピンの部分めっき方法において、支持板に撥水処理を施し、支持板とゲル状部材との間に位置するリードピンのめっき面部分の金属皮膜を剥離する部分めっき方法を提供する。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のリードピンの部分めっき方法において、撥水処理がポリテトラフルオロエチレン含有ニッケルめっき皮膜からなる部分めっき方法を提供する。
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載のリードピンの部分めっき方法において、リードピンのめっき面部分を金属皮膜剥離剤に浸漬した状態で振動を加えながら金属皮膜を剥離する部分めっき方法を提供する。
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載のリードピンの部分めっき方法において、ゲル状部材が紙粘土からなる部分めっき方法を提供する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明をその実施形態に基づき詳細に説明する。
まず図１を参照して、本発明に係るリードピンの部分めっき方法を概念的に説明する。最初にリードピン１０は、その表面全体がめっき加工され、金属皮膜１２が形成される。次に、めっき加工したリードピン１０の一端を、ゲル状部材１４によって被覆する。その状態で、ゲル状部材１４の外側に露出したリードピン１０の所望のめっき面部分１６に、金属皮膜剥離剤１８を作用させて、このめっき面部分１６の金属皮膜１２を剥離する。このようにして、リードピン１０の表面の所望位置（図ではリードピン１０の両端）に金属皮膜１２のめっき面が形成され、それらめっき面の間にリードピン１０の素材表面２０が環状に露出する。
【００１４】
上記方法において、最初にリードピン１０に多層のめっき加工を施した場合には、最外層の金属皮膜１２に適合する金属皮膜剥離剤１８を用いることにより、最外層の金属皮膜１２のみを剥離する。それにより、リードピン１０の両端に金属皮膜１２のめっき面が形成されるとともに、それらめっき面の間に下層（例えば下地層）のめっき面２０が環状に露出形成されることになる。
【００１５】
図２〜図４は、本発明の一実施形態によるリードピンの部分めっき方法を実施するための部分めっき加工装置を示す。この実施形態では、最初にリードピン３０は、その表面全体に、ニッケルの下地層と金の最外層とからなる多層めっきが施される。またリードピン３０の一端には、金／すず合金からなるはんだボール３２が取付けられる（図２（ｂ）参照）。次に、一面に複数の貫通孔３４を有した支持板３６を用意し、支持板３６上に複数のリードピン３０を載せる（図２（ａ））。その状態で支持板３６に振動を加えることにより、支持板３６の複数の貫通孔３４の各々にリードピン３０を自動的に挿入して、各孔３４の縁部で各リードピン３０のはんだボール３２の根元を支持する（図２（ｂ））。
【００１６】
支持板３６としては、ステンレス鋼等の金属板や種々のプラスチック板を使用できる。特に、複数のリードピン３０の所望位置に正確に所望のめっき面を形成するために、支持板３６が少なくともそれら複数のリードピン３０を支持した状態で実質的に撓まない程度を剛性を有することが好ましい。また同様の理由で、後述するように支持板３６の表面に撥水処理を施すことが有利である。
【００１７】
他方、上端で開口した槽３８に、ゲル状部材４０を一杯に充填し、その上面をへら４２で平坦化する（図３（ａ）、（ｂ））。ゲル状部材４０としては、寒天、こんにゃく、紙粘土、ゴム粘土等、ゲル状の性質を呈し得る種々の材料を使用できるが、特に後述するように、油分を含まないもの、液体（金属皮膜剥離剤）が浸透し難いものが有利である。
【００１８】
次に、複数のリードピン３０を支持した支持板３６を、スペーサ４４を介して槽３８の上端に載せる。このとき、複数のリードピン３０のはんだボール３２に抑え板４６を載せて荷重を加え、リードピン３０の浮き上がりを防止しながら、それらリードピン３０の先端をゲル状部材４０に埋め込む（図４）。支持板３６の下面とゲル状部材４０の上面との間の距離は、リードピン３０の最外層の金皮膜を剥離する部分の長さに相当し、スペーサ４４の厚みに応じて決まる。
【００１９】
この状態で、支持板３６とゲル状部材４０との間の空間に、金皮膜を剥離可能な液状の金属皮膜剥離剤４８を浸入させ、その空間に位置する複数のリードピン３０の金めっき面部分５０に同時に金属皮膜剥離剤４８を作用させて金皮膜を剥離する。このとき、それらリードピン３０の金めっき面部分５０を金属皮膜剥離剤４８に浸漬した状態で、支持板３６に振動を加えることにより、金属皮膜剥離剤４８内の気泡や局所的な空気溜まりを排除しながら、金皮膜を剥離することが望ましい。
【００２０】
このようにして、図５に示すように、複数のリードピン３０の各々において、はんだボール３２の隣接部分とはんだボール３２から離れた先端部分とのそれぞれに環状ないし筒状の金めっき面５２が形成されるとともに、それら金めっき面５２の間の所望位置に正確に、下地層のニッケルめっき面５４が環状に露出形成される。
【００２１】
ニッケルめっき面５４を部分的に露出させたリードピン３０は、例えば図６（ａ）、（ｂ）に例示するマルチチップモジュール６０において、アレイ状に立設される多数のリードピンとして使用できる。この場合、各リードピン３０は、金／すず合金のはんだボール３２が溶融したフェレット３２ａを介してマルチチップモジュール６０のモジュール基板６２に固定される。またマルチチップモジュール６０は、図７に示すように、各リードピン３０の先端の金めっき面５２の部分で、すず／鉛合金のはんだ６６を介して回路基板６８に実装される。補修のためにマルチチップモジュール６０を回路基板６８から取外すときには、例えば回路基板６８側から各リードピン３０に、すず／鉛はんだ６６のみを溶融可能な熱を加える。このとき、溶融したすず／鉛合金は、はんだ濡れ性に劣るニッケルめっき面５４の存在により、各リードピン３０上での軸方向の流動を阻止される。その結果、各リードピン３０をモジュール基板６２に接続している金／すずフェレット３２ａの融点が低下する課題が解決されるので、補修作業を繰り返し実施しても、リードピン３０がモジュール基板から脱落してしまう危惧はない。
【００２２】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、様々な変形が可能である。例えば上記実施形態においては、微細なリードピンの中間部の金属皮膜部分を剥離する手順を説明したが、リードピンの一端をゲル状部材に埋め込んでマスキングする上記手法によって、リードピンの他端まで含めた部分の金属皮膜を剥離できることは明らかである。また上記実施形態では、多層めっきの最外層である金皮膜の剥離について述べたが、単層めっきの金属皮膜の剥離や、パラジウム、すず、インジウム、銀−すず−インジウム合金等の金以外の金属皮膜の剥離に関しても、それらに適合する金属皮膜剥離剤を使用することにより、本発明を適用可能なことは言うまでもない。
【００２３】
【実施例】
次に、本発明の作用効果を一層明確にするために、本願発明者らが行った実験の結果を幾つかの実施例として説明する。
一般にマルチチップモジュール用のリードピンは、線径０．２〜０．５mm、長さ３〜１０mmで、その一端に直径０．４〜０．７mmのはんだボールを備えた状態で製品化される。またリードピン表面には、１〜３μｍのニッケルの下地層と約１．０μｍの金の最外層とからなる多層めっきが施される。以下の各実施例では、これに適合した構成を有するリードピンを使用した。
【００２４】
実施例１
図４に示す部分めっき加工装置を用いて、約５０００本のリードピンに対し、所望位置の金めっき部分の剥離を一斉に行った。装置の仕様及び金剥離の条件を以下に示す。
・装置仕様
支持板…縦１７０mm×横２００mm×厚み０．３mmのステンレス板
直径約０．３３mmの貫通孔をエッチングで５４１２個形成
ゲル状部材…油粘土（商品名「デビカ油ねんど」、株式会社大和）
・金剥離の条件
剥離液…商品名「オーロストリッパーＬ」（日進化成株式会社）
原液１Ｌを１０Ｌの水で希釈
剥離液の温度…４０℃
剥離時間…６０〜９０秒
実験の結果、図５に示すリードピン３０を製造することができた。しかし、油粘土に含まれる油分が、リードピン３０の金めっき面に沿って這い上がり、局部的に金めっきが剥離されない部分が残された。
【００２５】
実施例２
ゲル状部材として、以下に示す油分のない粘土を選択した以外は、実施例１と同一の装置仕様及び金剥離条件で剥離を行った。
・ゲル状部材…熱膨張性マイクロカプセル入り紙粘土
（商品名「かるい紙ねんど」、サンスター文具株式会社）
実験の結果、油の這い上がりは防止できたが、油分がないため、ゲル状部材中に剥離液が浸透し、リードピンの先端側で局部的に金めっきが剥離された。また、剥離液がリードピンと支持板との間隙に浸入し、はんだボール側でも金剥離部位が不揃いになった。
【００２６】
実施例３
ゲル状部材として、以下に示す油分のない粘土を選択した以外は、実施例１と同一の装置仕様及び金剥離条件で剥離を行った。
・ゲル状部材…小麦粉を水で練って作製した粘土状物質
実験の結果、このゲル状部材は水分に弱く、剥離液の接触によりベタベタに軟化してしまい、金めっきの部分剥離は不十分な状態になった。
【００２７】
実施例１〜３から、油分を含むゲル状部材は剥離液に対する耐久性はあるが、リードピンに沿って油が這い上がる油汚れの問題を生じ、また油分を含まないゲル状部材は水分に弱く、剥離液に侵される問題を生じることが判った。ゲル状部材の耐水性と非油汚れ性は、本質的に両立し難いものであるが、発明者らは第一義的には非油汚れ性が重要であると考え、次の実施例４に示す紙粘土を用いることに想到した。この紙粘土は、パルプ繊維を主成分とし、これをポリビニルアルコール又はカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）のような高粘性の合成糊料の水溶液で練り上げたものである。剥離液の内部への浸透を防止できる程度の適当な硬さに練り上げた紙粘土は、ゲル状部材としてリードピン先端部を良好に被覆して剥離液から保護することができる。
【００２８】
実施例４
ゲル状部材として、以下に示す紙粘土を選択するとともに、支持板に撥水処理を施した以外は、実施例１と同一の装置仕様及び金剥離条件で剥離を行った。
・支持板撥水処理…ポリテトラフルオロエチレン粒子２３％を含む無電解ニッケルめっき（商品名「ニムフロン」、上村工業株式会社）
・ゲル状部材…紙粘土
（商品名「ころりん山のなかよし隊」、株式会社大和）
撥水加工した支持板を用いたことにより、リードピンと支持板との間隙への剥離液の浸入が防止され、結果としてはんだボール近傍の剥離部位が一定になる効果が確認された。またゲル状部材として上記紙粘土を用いたことにより、リードピンは油汚れを起こすこともなく、複数のリードピンの中間部位を均一に剥離することができた。剥離液に浸す時間が６０〜９０秒と短時間であるから、紙粘土への剥離液の浸透は回避され、リードピン先端部が略完全に保護されることが確認できた。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係るリードピンの部分めっき方法によれば、リードピンの表面の所望位置に部分的なめっき面を正確かつ容易に形成することが可能となる。複数の孔を有した支持板により複数のリードピンを支持して、それらリードピンに同時に金属皮膜剥離剤を作用させる構成とすれば、リードピンの大量生産にも容易に対応できる。
本発明の部分めっき方法を、マルチチップモジュール用のリードピンの製造に適用すれば、補修作業を繰り返し実施してもモジュール基板から脱落しない優れた耐久性を有するリードピンが作製される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るリードピンの部分めっき方法を概念的に示す図である。
【図２】本発明の一実施形態によるリードピンの部分めっき方法を実施するための部分めっき加工装置の図で、（ａ）支持板の斜視図、（ｂ）支持板の部分拡大断面図である。
【図３】本発明の一実施形態によるリードピンの部分めっき方法を実施するための部分めっき加工装置の図で、（ａ）槽及びゲル状部材の斜視図、（ｂ）槽及びゲル状部材の部分拡大断面図である。
【図４】本発明の一実施形態によるリードピンの部分めっき方法を実施するための部分めっき加工装置の部分拡大断面図である。
【図５】図４のめっき加工装置によって加工されたリードピンの正面図である。
【図６】本発明の部分めっき方法によって形成されたリードピンを使用可能なマルチチップモジュールの概略図で、（ａ）斜視図、（ｂ）部分拡大断面図である。
【図７】図６のマルチチップモジュールの回路基板実装状態を示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１０、３０…リードピン
１２…金属皮膜
１４、４０…ゲル状部材
１６…めっき面部分
１８、４８…金属皮膜剥離剤
３２…はんだボール
３６…支持板
４６…抑え板
５０…金メッキ面部分
５２…金めっき面
５４…ニッケルめっき面
【図１】
0004079527.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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