专利名称：镀敷装置、镀敷方法及半导体装置的制造方法
技术领域：
本发明设计在以铜或铁镍合金为主要材料的引线及引线架上至少形成两层镀膜层的镀敷装置、镀敷方法及半导体装置的制造方法。
背景技术：
用Sn单体或Sn合金的镀层覆盖Cu单体、Cu合金或铁镍合金等导电部件的表面而成的引线部件具有铜单体或铜合金所具有的优异的导电性和机械强度。并且，该引线部件是还同时具有Sn单体或Sn合金所具有的耐腐蚀性及良好的焊锡附着性的高性能导体。因此，被广泛使用于各种端子、连接器、引线等电气、电子设备领域和电缆领域等。
在将半导体芯片搭载于电路衬底上时，通过对半导体芯片的外引线部使用Sn合金进行熔融镀敷或电镀，提高外引线部的焊锡附着性。这种Sn合金的代表例是焊锡(Sn-Pb合金)，由于，焊锡附着性、耐腐蚀性等良好，被广泛用于连接器和引线架等电气、电子工业部件的工业用镀敷。
图7是图6所示的半导体引线架的A-A剖面的表示引线部件的基本结构的剖面图。例如，导电部件21由铜、以铜为主要成分的铜合金或以铁镍为主要成分的铁镍合金构成。在这些导电部件21的表面形成不同金属材料的两层镀膜。例如，依序形成Sn的第一镀膜22和Sn-Bi的第二镀膜23。这里，设第一镀膜22的厚度为t1，第二镀膜23的厚度为t2，则在t1设定为约3～15μm，t2设定为约1～5μm，t2/t1设定为约0.1～0.5时，则无论是成本方面、还是焊锡附着性、耐热性方面、或焊锡的接合强度以及与铝线等的焊接部的焊接强度方面均具有良好的特性，可提高作为引线部件的性能，很理想。这是众所周知的。
图8是自动镀敷装置整体的布置图。首先，在碱性电解洗净浴槽1中，除去导电部件21表面上妨碍焊锡镀敷皮膜的粘附性和焊锡附着性的油脂等有机污染物质。然后，在水洗浴槽2中洗净后，在化学腐蚀浴槽3中，进行化学腐蚀处理(基本上是利用氧化还原反应进行处理)，使因晶界及夹杂物等的存在而形成不均匀表面的导电部件21的表面均匀。
接着，在水洗浴槽4中洗净后，在氧活化浴槽5中除去在水洗浴槽4粘附的氧化膜。再在水洗浴槽6中洗净，然后，在焊锡镀敷装置7中进行镀敷。由于焊锡镀液是强酸性物质，故镀敷后的表面形成酸性。这种表面随着时间流逝，皮膜会变色，焊锡附着性会劣化。因此，在水洗浴槽8、中和处理浴槽9中，要中和镀敷表面残留的酸，除去吸附的有机物。之后，用水洗浴槽10、热水洗涤用浴槽11进行洗涤，在干燥装置12使镀敷后的导电部件21干燥。
图9是图8所示的整体的镀敷装置中化学腐蚀浴槽3的B-B方向的剖面图。
该化学腐蚀浴槽3中的作用如上所述。这里，说明该镀敷装置的组成。在该镀敷装置中，横向输送推进器13和输送导轨14均可在上下方向移动。它们的可动范围的上限位置及下限位置已定，横向输送推进器13和输送导轨14在该上限位置及下限位置之间往复移动。吊钩15根据作业目的以适当间隔挂在输送导轨14上。通常，其距离是相邻的浴槽的中心间的距离。然后，吊着要镀敷的导电部件21的镀敷辅助架16挂在该吊钩15上，设置在该镀敷装置上。下面，说明横向输送推进器13。横向输送推进器13间的距离基本上与相邻浴槽的中心间的距离大致相等。该横向输送推进器13设置在一根臂上，当向作业方向将吊钩15输送一个跨距后，就按该量返回。而且，该横向输送推进器13在上限位置输送一个跨距，在下限位置返回该量。另外，输送导轨14在上下方向移动，在行进方向不动。通过该操作的反复进行实现该镀敷装置的功能。
在上述该镀敷装置中，有一条镀敫前处理流水线和一条焊锡镀敷流水线。例如，有在导电部件 1上用Sn的镀膜形成第一镀膜22、用Sn-Bi镀膜形成第二镀膜23的情况和在导电部件21上用Sn的镀膜形成第一镀膜22、用Sn-Ag镀膜形成第二镀膜23的情况。这种情况下，第一镀膜两者均可使用相同的Sn镀液，而第二镀膜使用的镀液不同。因此，要在于导电部件21上形成前者的镀膜结束后，使镀敷装置暂时停止，在将浴槽内的镀液更换为后者用的镀液后，对下一导电部件21形成镀膜。
并且，在上述的该焊锡镀敷方法和其所用的镀敷装置中，镀敷流水线上的镀敷浴槽具有在导电部件21上形成镀膜的镀液和用于供给电流的电极。这里，设置在该镀敷浴槽内的电极主要在电镀中使用阳极。通过将导电部件21浸渍于该镀敷浴槽中，此时导电部件21形成阴极，从而形成镀膜。此时，将导电部件21设置在由两根主柱构成的长方形镀敷辅助架16上进行镀敷作业。例如，存在封装大小不同的导电部件21、封装外观不同的导电部件21和材质不同的导电部件21等。在于这些导电部件21上形成厚的镀膜时，向镀液中施加强的电流密度进行镀敷作业。这样，主要通过改变电流密度的强弱形成各种厚度的镀膜。
在电镀中，越靠近导电部件21的端部电流密度越大镀膜形成得越厚，这是公知的。另外，适于镀液的电流密度的上限被称为最大电流密度。通过利用该最大电流密度，可实现高速镀敷和缩短镀敷时间。但是，当超过该最大电流密度时，镀敷面就产生云斑，并产生灰暗斑点及分散状析出。而且，当达到极限电流密度时，就不能形成镀膜。这也是公知的。
发明内容
第一问题是如上所述在该焊锡镀敷装置中具有一条镀敷前处理流水线和一条焊锡镀敷流水线。因此，在于导电部件21上形成多种组合的镀膜时，存在在更换镀膜的组合时，不能进行连续作业的问题。换言之，在该镀敷装置中，虽可将导电部件21依序浸渍于预备好的镀液中，连续形成相同镀膜组合的镀膜。但是不能根据要镀敷的导电部件21的用途，对导电部件21连续形成多种组合的镀膜。也就是说，焊锡镀敷流水线存在要花费用于更换镀液的多余的时间和成本的问题。
除此之外，焊锡镀敷流水线的管理也要耗费很大的成本。例如，有时在使用一个镀敷浴槽的镀液后，要使用镀液构成不同的其它镀液。此时，若不将前一镀液可靠地除去，则后一镀液的液体构成就会发生变化。另外，若使用的镀液构成不同，则该镀敷浴槽使用的阳极也不同，必须进行更换。总之，存在镀液管理或镀敷浴槽管理等维护方面需花费很大功夫的问题。
第二问题如下，如上所述，在该焊锡镀敷方法及其所用的镀敷装置中，镀敷流水线的镀敷浴槽具有在导电部件21形成镀膜的镀液和用于供给电流的电极。然后，使用该镀敷装置形成镀膜。但是，导电部件21因表面积大小不同和外观设计不同有各种样式。因此，虽然电流是自阳极流向阴极，但并不限于作为阴极的导电部件21的表面的哪个部分都流过均匀的电流。换言之，导电部件21的各部分并非与阳极具有等距离。而且，在该镀敷装置中，是将导电部件21设置在由两根主柱构成的长方形镀敷辅助架16上进行镀敷作业。因此，导电部件21一个面接受来自阳极的电流密度，故电流密度越接近导电部件21的端部越集中，镀膜形成得越厚，导电部件21的中心部比端部镀膜形成得薄。另外，在导电部件21上形成镀膜时，存在电流密度强的部位被镀敷，镀膜厚度及镀膜组成分布的最佳化和均匀性欠缺的问题。
本发明就是鉴于上述现有问题而开发的，本发明的镀敷装置，具有镀敷前处理流水线和镀敷流水线，所述镀敷流水线具有多个镀敷浴槽，在所需的所述镀敷浴槽中设置有镀液收纳浴槽。
在本发明的镀敷装置中，最好在镀敷流水线中，在输送导轨之下具有多个镀敷浴槽。而且，与该镀敷浴槽对应设置镀液收纳浴槽，具有使镀液在两浴槽之间移动的功能。或者在输送导轨之下设置多个镀敷浴槽和分别设置镀液收纳浴槽，具有使镀液在两浴槽之间移动的功能。由此，可由一根输送导轨对导电部件连续形成多种组合的单层或两层以上的镀膜。
本发明是鉴于上述现有问题而开发的，本发明的镀敷方法是在装有所需镀液的镀敷浴槽内配置用于供给电流的电极和要形成镀膜的导电部件并进行通电，从而形成镀膜的镀敷方法，在将来自所述电极的电流密度设定在所述镀敷的最佳电流密度范围内，并将所述导电部件设置在镀敷辅助架上后，在所述导电部件上形成镀膜。
本发明的镀敷方法最好将所述导电部件和所述镀敷辅助架一体作为与所述电极不同的另一电极使用，使所述镀敷辅助架位于所述电极和所述导电部件之间，可调节镀膜厚度和镀膜组成分布。
本发明是鉴于上述现有问题而开发的，本发明的镀敷装置在镀敷浴槽内利用所需的镀液和供给电流的电极以及设置在镀敷辅助架上的导电部件形成镀膜，其中，在由导电材质的部件构成的所述镀敷辅助架内设置所述导电部件来形成镀膜。
在本发明的镀敷装置中，最好将镀敷辅助架形成由四根主柱构成的长方体，并在所述镀敷辅助架内设置所述导电部件，形成镀膜。由此，对表面积和外观设计等不同的各种所述导电部件，可对所述导电部件的任一部分施加更均匀的电流密度。
图1是说明用于本发明镀敷装置的镀敷流水线的图；图2是说明用于本发明镀敷装置的镀敷流水线的图；图3是说明用于本发明镀敷装置的镀敷辅助架的图；图4是俯视由用于本发明镀敷装置的镀敷浴槽进行镀敷作业的图的布置图；图5是说明本发明的半导体装置的制造方法的图；图6是说明固定有进行本发明及现有镀敷的半导体芯片的引线架的图；图7是本发明及现有的两层镀膜构成的图6所示的半导体引线架的自A-A方向看的剖面图；图8是说明本发明及现有的自动镀敷装置整体的布置的图；图9是本发明及现有的图7所示的自动镀敷装置整体的化学腐蚀浴槽的自B-B方向看的剖面图。
具体实施例方式
首先，作为实施例1说明如下镀敷装置，参照图1、图2及图7，该镀敷装置具有镀敷前处理流水线和镀敷流水线，在该镀敷流水线上具有用于形成多个图案的镀膜层的镀敷浴槽，在该镀敷浴槽分别设有镀液收纳浴槽。
图1是简要说明用于实施本发明的镀敷装置的焊锡镀敷流水线的功能的布置图。在该焊锡镀敷流水线上，在输送导轨42之下设置预浸浴槽43、第一镀敷浴槽44、第二镀敷浴槽45、第三镀敷浴槽46、水洗浴槽47。利用横向输送推进器41一个节距一个节距地进行输送，用这些浴槽在导电部件21(参照图7)上形成镀膜，这一点与现有技术同样。
本发明中，实施例1是根据镀敷浴槽仅按需要设置镀液收纳浴槽的实施例。例如，如图1所示，在第一镀敷浴槽44不设置镀液收纳浴槽，而分别设置第二镀敷浴槽45用的第一镀液收纳浴槽49和第三镀敷浴槽46用的第二镀液收纳浴槽50。这种情况下，为了有效地活用作业空间，在镀敷浴槽之下设置镀液收纳浴槽，从而可在镀液收纳时，短时间收纳镀液。由此，在该焊锡镀敷流水线上，可根据用途，由一根输送导轨对导电部件21连续形成多种组合的镀膜。
图2也与上述图1相同，是简要说明用于实施本发明的镀敷装置的焊锡镀敷流水线的功能的布置图。在该焊锡镀敷流水线上，在输送导轨52之下设置预浸浴槽53、第一镀敷浴槽54、第二镀敷浴槽55、第三镀敷浴槽56、水洗浴槽57。利用横向输送推进器51一个节距一个节距地进行输送，用这些浴槽在导电部件21上形成镀膜。
实施例2是对所有镀敷浴槽设置镀液收纳浴槽的实施例。例如，如图2所示，分别设置第一镀敷浴槽54用的镀液收纳浴槽59、第二镀敷浴槽55用的第二镀液收纳浴槽60和第三镀敷浴槽56用的第三镀液收纳浴槽61。这种情况下，也与上述实施例1同样，在镀敷浴槽之下设置镀液收纳浴槽。由此，在该焊锡镀敷流水线上，可根据用途，由一根输送导轨对可镀敷的导电部件21连续形成多种组合的镀膜。
下面具体说明实施例1，该焊锡镀敷流水线的输送结构和上述图9相同。例如，在该图1的焊锡镀敷流水线上，在第一镀敷浴槽44中装入Sn的镀液，在第二镀敷浴槽45中装入Sn-Bi的镀液，在第三镀敷浴槽46中装入Sn-Ag的镀液。这些镀敷浴槽根据镀敷后的导电部件21的用途选择所需的镀敷浴槽，使不必要的镀敷浴槽的镀液向镀液收纳浴槽移动。但是，在本实施例中，在装入Sn的镀液的第一镀敷浴槽44中总是装有镀液，使导电部件21浸渍于该Sn的镀液中。其结果，在导电部件21形成Sn的单层镀膜，或第一层形成Sn，第二层形成Sn-Bi或Sn-Ag的镀膜。另外，引线部件的结构与图7相同，故符号相同。
第一，说明在导电部件21仅形成Sn单层的第一镀膜22的情况。这里，在装有Sn的镀液的第一镀敷浴槽44中总是装有Sn的镀液，在导电部件21上形成Sn的镀膜。首先，在上述镀敷前处理流水线处理过的导电部件21在预浸浴槽43除去表面的氢氧膜，并浸渍于第一镀敷浴槽44的Sn的镀液中。其间，在第二镀敷浴槽45及第三镀敷浴槽46中，由于不在导电部件21上形成镀膜，故浴槽内的镀液向第一镀液收纳浴槽49及第二镀液收纳浴槽50移动。在第一镀敷浴槽44形成Sn的镀膜的导电部件21虽然被输送到第二镀敷浴槽45、第三镀敷浴槽46，但由于这些镀敷浴槽中没有镀液，故不形成镀膜。然后，在水洗浴槽47将形成镀膜的导电部件21的表面洗净。其结果，在导电部件21形成Sn的单层镀膜。
第二，说明在导电部件21形成第一镀膜22和第二镀膜23两层镀膜的情况。在导电部件21形成镀膜的工序和上述内容相同。首先，由于在第一镀敷浴槽44中总是装有Sn的镀液，故在导电部件21上形成Sn的第一镀膜22。然后，根据该导电部件21的用途，选择形成第二镀膜23的镀敷浴槽。这里，最初在形成Sn-Bi的第二镀膜23的情况下，将第三镀敷浴槽46的Sn-Ag镀液移动到第二镀液收纳浴槽50。其次，在形成Sn-Ag的第二镀膜23的情况下，将第二镀敷浴槽45的Sn-Bi镀液移动到第一镀液收纳浴槽49。使Sn-Ag镀液自第二镀液收纳浴槽50返回第三镀敷浴槽46。其结果，在导电部件21形成Sn和Sn-Bi或Sn和Sn-Ag两层镀膜。
这里，在图1的镀敷装置中，第一镀敷浴槽44的镀液的金属材料是Sn，第二镀敷浴槽45的镀液的金属材料是Sn-Bi，第三镀敷浴槽46的镀液的金属材料是Sn-Ag。除这些金属和溶解它们的溶剂之外的溶液为相同的液体构成，故可在导电部件21连续形成镀膜。但是，有时也用液体构成不同的镀液在导电部件21形成镀膜。此时，要在镀液构成不同的镀敷浴槽之间设置装入纯水的镀敷浴槽，通过将镀敷后的导电部件21的表面洗净，防止这些液体构成不同的镀液相互混杂。在不需要该纯水时，将其放入镀液收纳浴槽。由此，可与镀液的液体构成无关地、由一根输送导轨连续在导电部件21上形成多种组合的镀膜。
下面具体说明实施例2，该焊锡镀敷流水线的镀敷方法与上述实施例1相同。例如，在该图2的焊锡镀敷流水线上，在第一镀敷浴槽54中装入Sn的镀液，在第二镀敷浴槽55中装入Sn∶Bi＝98(重量％)∶2(重量％)的镀液，在第三镀敷浴槽56中装入Sn∶Bi＝43(重量％)∶57(重量％)的镀液。这些的镀敷浴槽根据镀敷的导电部件21的用途选择需要的镀敷浴槽，将不需要的镀敷浴槽的镀液移动到镀液收纳浴槽。其结果，在导电部件21形成Sn或Sn∶Bi＝98(重量％)∶2(重量％)的单层镀膜，或者形成第一层为Sn，第二层为Sn∶Bi＝43(重量％)∶57(重量％)的两层镀膜，或者形成第一层为Sn∶Bi＝98(重量％)∶2(重量％)，第二层为Sn∶Bi＝43(重量％)∶57(重量％)的两层镀膜等。
在该实施例2中，为了在导电部件21形成第一镀膜22，可使用Sn∶Bi＝98(重量％)∶2(重量％)的镀液。此时，通过使镀液中含有数个百分点左右的Bi，在第一镀膜22可显著抑制针状结晶。
这样，在本发明中，设置装有镀液结构不同的多种镀液的镀敷浴槽，并在该镀敷浴槽根据需要或全部设置镀液收纳浴槽。根据导电部件21的用途，可使镀液在上述两浴槽中移动。其结果，可由一根输送导轨连续形成多种组合的镀膜。
总之，可由一根输送导轨在导电部件21上连续形成多种组合的镀膜。由此，就不需要根据镀膜的组合临时使镀敷装置停止，并更换浴槽内的镀液。其结果，可大幅度缩短作业时间，并可省去更换镀液的工作。在同一浴槽中更换镀液时，可不发生各镀液相互间混入，可大幅度减少镀液管理及镀敷浴槽、镀敷用设备等的维护中的劳力。
另外，也可用一根输送导轨连续形成多种组合的镀膜。例如，有在第一镀敷浴槽中，将镀液移动到第一镀液收纳浴槽，在第二及第三镀敷浴槽中形成镀膜的方法；或在第一及第二镀敷浴槽中将镀液移动到第一及第二镀液收纳浴槽，仅在第三镀敷浴槽中形成单层的镀膜的方法等。通过在相邻的镀敷浴槽中放入同一组成的镀液，可在导电部件21上形成厚的镀膜。
无论在任何情况下，如上所述，通过本发明的将镀液在两浴槽间移动，也可由一根输送导轨连续形成多种组合的镀膜。
如上所述，以焊锡镀敷的情况为例进行了说明，但该镀敷装置可不限于焊锡镀敷而使用。例如有镀锡、镀铜、镀镍等。在这些情况下，也可用该镀敷装置由一根输送导轨在导电部件21上连续形成多种组合的镀膜。
下面，对实施例2，参照图3、图4及图7，就镀敷辅助架及使用该镀敷辅助架的镀敷方法进行说明，其中，所述镀敷辅助架以四根主柱为中心，具有长方体结构。
图3简单表示用于实施本发明的镀敷方法的镀敷辅助架的轮廓图。图4是俯视设置在图3所示的镀敷辅助架72上的导电部件21(参照图7)在镀敷浴槽71进行镀敷的情况的布置图。这里，在电镀中，主要就以导电部件21为阴极、电极为阳极73的情况进行说明。
在本发明中特征在于，在对导电部件21形成镀膜时，通过使用以四根主柱构成的长方体的镀敷辅助架72，对表面积等不同的各种导电部件21，对其任一部分均更均匀地施加电流密度。
具体地说，对镀液而言，具有在进行镀敷作业时适于各镀液的电流密度范围，通过在该范围内进行镀敷作业可形成高品质的镀膜。在该方法中，在由四根主柱构成的长方体的镀敷辅助架72设置导电部件21，将每个该镀敷辅助架72一个个浸渍于镀敷浴槽71的镀液中。该镀敷辅助架72由导电材质的部件形成，故和导电部件21一体形成阴极。如图2所示，导电部件21设置在镀敷辅助架72的中心，故镀敷辅助架72的主柱位于阳极73和导电部件21之间。这样，大部分电流密度强的部分朝向镀敷辅助架72的主柱，除此之外的电流密度施加在导电部件21上形成镀膜，其结果，可对表面积大的导电部件21和表面积小的导电部件等不同的各种导电部件21，以更均匀的镀膜厚度形成均匀的镀膜组成分布的镀膜。
例如，有对表面积大的导电部件21形成镀膜的情况。这里，镀液具有适于镀液的范围的电流密度。由于表面积大，故在导电部件21的中央部和端部电流密度的施加情况有差异。这种情况下，如上所述，通过使镀敷辅助架72的主柱置于导电部件21和阳极73之间，来辅助镀液内的电解调节，以避开大部分电流密度强的部分。其结果，接近阳极73的导电部件21的中心部分和远离阳极73的导电部件21的端部的电流密度之差变小，在该导电部件21的表面以均匀的膜厚形成镀膜组成均匀的镀膜。
有时形成作为Pb自由镀敷(フリ-メツキ)的第一层为Sn、第二层为Sn-Bi的镀膜。此时，第二层的Sn-Bi的镀膜约在1～5μm的范围内进行镀敷。这里，当不使用镀敷辅助架72进行镀敷时，如上所述，根据电镀特性，在薄的Sn-Bi镀膜中，尤其在导电部件21的端部和中央部会出现镀膜膜厚的偏差或不形成镀膜的部分。但是，通过使用镀敷辅助架72，在导电部件21的表面不会出现未形成的部分，以均匀的膜厚形成镀膜组成均匀的镀膜。
这里，说明用于本发明的镀敷方法的镀敷装置。在该镀敷装置中，使用由导电材质的部件构成的镀敷辅助架72。该镀敷辅助架72形成由四根主柱构成的长方体形状。该镀敷辅助架72将导电部件21设置于中心部，位于导电部件21和阳极73之间，对形成镀膜进行辅助。此时，镀敷辅助架72和导电部件21一体形成阴极，辅助镀液内的电解调节，以均匀的膜厚形成镀膜组成均匀的镀膜。
这样，在上述该镀敷方法和用于该方法的镀敷装置中，在于导电部件21上形成镀膜时，使用由导电材质的部件构成的由四根主柱形成的长方体形状的镀敷辅助架72。由此，镀敷辅助钩72和导电部件21一体形成阴极，镀敷辅助架72的四根主柱位于导电部件21和阳极73之间，从而，可避免电流密度强的部分直接施加在导电部件21上形成镀膜的情况。其结果，利用镀敷辅助架72的辅助，调节镀液内的电解，在导电部件21的整个表面施加更均匀的电流密度。
总之，通过使用镀敷辅助架72在导电部件21上形成镀膜，可形成镀膜膜厚及镀膜组成分布最佳化和均匀的镀膜。
如上所述，以焊锡镀敷的情况为例进行了说明，但该镀敷装置并不限于使用在焊锡镀敷中。例如有镀锡、镀铜、镀镍等。在这些情况下，也可利用用于该镀敷方法的镀敷装置，在适于镀液的条件下，在各种导电部件21上形成镀膜。
如上所述，就电极73为阳极73的情况下的实施例进行了说明，但是，在电极73为阴极73的情况下，也可以用同样的镀敷方法，在导电部件21上形成镀膜。
最后，参照图5～图7，作为实施例3，说明用于半导体装置的引线的镀敷方法。
首先，镀敷于铜单体、铜合金或铁镍合金等导电部件21的表面的第一镀膜22中，在镀敷了主金属材料为由Sn单体构成的镀液的情况下，尤其是第一镀膜22的表面形成平滑的皮膜。但是，在作为第一镀膜22镀敷了Sn-Bi那样的两种金属的情况下，第一镀膜具有离子化倾向大的Bi会优先析出的特征。由于该现象，第一镀膜22的表面以非平滑的析出粒子形成皮膜。
其结果，在增加与引线架接触的作业时，会发生后述的问题。例如在弯曲加工的工序中，在使通电端子与引线架接触并判定IC的好坏的工序中，上述优先析出的非平滑粒子会脱落，由此，脱落的粒子会附着在引线之间，从而导致不良。在输送引线架时，其表面的摩擦阻力减小，会停留在与引线架接触的输送机构之上。
这里，具体叙述了弯曲加工中发生的问题。图5是对引线架进行弯曲加工的模型的示意图。如图所示，在用戳子83对半导体装置81的引线架82进行切断、弯曲加工时会发生问题。
首先，将实施了镀敷的引线架82设置在台座84A、B上，用台座84A及引线支承机构85固定半导体装置81的封装体及引线架82。此时，将引线架82的前端设置在台座84B上，用戳子83切断引线架82，其它部分进行弯曲加工。此时，戳子83的底面和引线架82的表面接触，会发生粗大化的析出粒子作为屑附着在戳子83的底面上或附着在引线架82上的现象。
而且，在目前使用的引线架中，具有200根左右引线，窄的形成0.4mm的窄间距化。半导体装置本身也大幅度变小，故可推知所述附着物会导致品质不良。由此，利用上述主金属材料由Sn单体等构成的镀液进行镀敷在半导体的制造工序中是理想的。
另一方面，我们知道，在主金属由Sn单体构成的镀膜中，在下述制造方法中混入微量的Bi。
如实施例1所述，在本发明的镀敷装置中，可自由选择镀液，可在导电部件21的表面上形成Sn单体的第一镀膜22。但是，如实施例2所述，在于导电部件21上进行镀敫时，由于使用镀敷辅助架72，故镀敷辅助架72的表面也形成镀膜。镀敷辅助架72虽然在其后的工序中进行洗净等，使镀敷辅助架72自身的镀膜脱落，但是由于在一个输送流水线上要反复使用镀敷辅助架72，故无论如何在Sn单体的金属材料构成的镀液内也会混入极微量的Bi。作为电极73使用的阳极上作为杂质也会混入极微量的Bi。因此，在Sn单体的镀液内也会相对Sn一定程度地混入Bi。实际上，虽说第一镀膜22是由Sn单体构成的镀膜，也有可能形成皮膜内存在极微量的Bi的半导体装置。
因此，就在第一镀膜22中混入何种程度的Bi会发生问题进行了分析。在相对于Sn含有0～0.5重量％的Bi的情况下不会发生析出粒子。在相对于Sn含有0.5～1.0重量％的Bi的情况下几乎不会发生析出粒子的粗大化，但是，有时也会以不会成为问题的量级微量发生。但是，在含有1.0～3.0重量％的Bi的情况下，会发生成为问题的量级的析出粒子的粗大化。而且，在第一镀膜表面发生析出粒子的粗大化的情况下，当然，第二镀膜23的表面也会发生析出粒子的粗大化。
由此可知，第一镀膜22形成Sn单体或1％重量以下(尤其是0～0.5重量％)的镀膜，无论在其上形成任何浓度的Sn-Bi镀膜23，也不会发生粒子的粗大化。
以下，使用引线架的半导体装置将半导体芯片搭载于引线架上，由金属细线进行配线。然后，进行封装，对自封装部露出的引线进行弯曲加工。然后，该形成单体的半导体装置通过引线进行电气测定，并供给用户。在用户一方通过焊剂固定在安装衬底的电极上。
这里，镀敷处理可在半导体芯片搭载前和封装后进行该处理。在于半导体芯片搭载前进行镀敷处理的情况下，必须进行金属细线的连接部不镀敷皮膜的处理。而在封装后处理的情况下，可将自封装部露出的金属导电部浸渍于镀敷药品中，具有不需要选择性被覆的优点。另外，虽然作为电路装置以半导体芯片进行了说明，但也可以封装无源元件和它们的复合物。作为封装材料可以热塑性、热硬性树脂和陶瓷等为对象进行处理。
另外，半导体芯片以矩阵状固定在支承衬底上的电极上，其后，在封装后形成单个的CSP等的电极也可以应用。这种情况下，需要可向所有电极通电的机构。
如上可知，本发明的镀敷装置可得到如下的效果。
第一效果，该镀敷装置具有在焊锡镀敷流水线上使镀液在两浴槽间移动的功能，由此可用一根输送导轨连续形成单层的或多种组合的镀膜。因此，不需要每更换一种在导电部件上形成的镀膜就更换镀液，不需要临时停止镀敷装置。因此，可用一根输送导轨连续在导电部件上形成多种组合的镀膜，故可大幅度缩短作业时间，且可省去更换镀液的工作。在同一浴槽中进行镀液的更换时，没有各镀液相互间的混入现象，可大幅度减少镀液管理及镀敷浴槽、镀敷用设备等的维护的作业。
第二效果，通过用本发明的镀敷方法进行镀敷作业，可对表面积等不同的各种导电部件使大部分强的电流密度避开导电部件进行镀敷。这样，对表面积或外观等不同的导电部件，以使用的镀液的最佳范围内的电流密度，另外，可控制镀液内的电解，更均匀地使电流密度施加在导电部件的整个表面上。其结果，可对各种导电部件形成镀膜膜厚及镀膜组成分布最佳化且均匀的镀膜。
第三效果，在用于该镀敷方法的镀敷装置中，总之，通过使用镀敷辅助架对表面积等不同的各种导电部件也可形成高品质的镀膜，其中，所述镀敷辅助架形成由导电材质的部件构成的四根主柱形成的长方体形状。
第四效果，在于铜单体、铜合金或铁镍合金那样的导电部件的表面形成多层镀膜的半导体装置的制造方法中，第一镀膜使用Sn-Bi的金属材料尤其是以混入微量Bi的Sn为主金属材料的镀液形成镀膜，但是，可实现在第一镀膜的表面上具有不会发生析出粒子，或者即使发生也是极微细的析出粒子的良好的镀膜的半导体装置的制造方法。
权利要求
1.一种镀敷装置，具有镀敷前处理流水线和镀敷流水线，其特征在于，所述镀敷流水线具有多个镀敷浴槽，在所需的所述镀敷浴槽中设置有镀液收纳浴槽。
2.一种镀敷装置，具有镀敷前处理流水线和镀敷流水线，其特征在于，所述镀敷流水线具有多个镀敷浴槽，在所需的所述镀敷浴槽中分别设置有镀液收纳浴槽。
3.如权利要求1或2所述的镀敷装置，其特征在于，用所述镀敷流水线的所述镀敷浴槽在导电部件上形成镀膜。
4.如权利要求1或2所述的镀敷装置，其特征在于，所述镀液收纳浴槽设置在低于所述镀敷浴槽的位置。
5.如权利要求1或2所述的镀敷装置，其特征在于，所述镀敷浴槽和所述镀液收纳浴槽用管子连接，通过该管子移动镀液。
6.如权利要求1或2所述的镀敷装置，其特征在于，在所述镀敷流水线上，在不浸渍所述导电部件的所述镀敷浴槽中，将其镀液移动到对应的所述镀液收纳浴槽中，使所述导电部件不浸渍于镀液中，在所述导电部件上形成多种组合的镀膜。
7.一种镀敷方法，是在装有所需镀液的镀敷浴槽内配置用于供给电流的电极和要形成镀膜的导电部件并进行通电，从而形成镀膜，其特征在于，在将来自所述电极的电流密度设定在所述镀液的最佳电流密度范围内，并将所述导电部件设置在镀敷辅助架上后，在所述导电部件上形成镀膜。
8.如权利要求7所述的镀敷方法，其特征在于，所述镀敷辅助架和所述导电部件一体作为与所述电极不同的另一电极使用。
9.如权利要求7所述的镀敷方法，其特征在于，所述镀敷辅助架位于所述电极和所述导电部件之间，调节镀膜厚度和镀膜组成分布。
10.一种镀敷装置，在镀敷浴槽内利用所需的镀液和供给电流的电极以及设置在镀敷辅助架上的导电部件形成镀膜，其特征在于，在由导电材质的部件构成的所述镀敷辅助架内设置所述导电部件来形成镀膜。
11.如权利要求10所述的镀敷装置，其特征在于，所述镀敷辅助架以四根主柱为中心形成长方体形状。
12.一种半导体装置的制造方法，在以Cu或Fe-Ni为主材料的引线上形成以Sn为主金属材料的第一镀膜层，在引线最表面形成以Sn-Bi为主金属材料的镀膜层，通过焊剂将所述引线固定在导电机构上，其特征在于，所述第一镀膜层相对于Sn含有0～1重量％左右的Bi。
13.如权利要求12所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述Bi相对于Sn含有0～0.5重量％左右。
14.一种半导体装置的制造方法，准备以Cu或Fe-Ni为主材料的引线，将电路装置电连接在所述引线上，由封装体进行密封，使所述引线的一部分露出，将自所述封装体露出的所述引线弯曲或通过所述引线进行电测定，经由焊剂将所述引线固定在导电机构上，其特征在于，在所述引线的表面上，形成以Sn为主金属材料并相对于该Sn含有0～1重量％左右的Bi的第一镀膜层，在最表面上形成以Sn-Bi为主金属材料的镀膜层。
15.如权利要求14所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，实施镀敷处理，准备所述引线。
16.如权利要求14所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，镀敷处理是在由所述封装体密封后，对自该封装体露出的所述引线进行。
全文摘要
一种镀敷装置、镀敷方法及半导体装置的制造方法，用一根输送导轨形成多种组合的镀膜，且期望在引线架及引线表面形成高品质膜厚均匀的镀膜。该镀敷装置将多个镀敷浴槽设置在输送导轨之下，在该镀敷浴槽设置镀液收纳浴槽。通过使镀液在镀敷浴槽和镀液收纳浴槽移动，可选择在导电部件21形成的镀膜。由此，可用一根输送导轨在导电部件21上形成多种组合的镀膜。
文档编号C25D17/00GK1516755SQ01823360
公开日2004年7月28日 申请日期2001年12月12日 优先权日2000年3月29日
发明者龟山工次郎 申请人:三洋电机株式会社