JP2004158513A - Lead frame and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lead frame which is improved in adhesion to a sealing resin and reduced in adhesion to it in a gate region, and to provide its manufacturing method. <P>SOLUTION: A metal plating layer that has high resistance to a surface roughening process and is low in adhesion to the sealing resin is previously formed in the gate region. Thereafter, the whole of the surface of the lead frame including the gate region is subjected to a roughening process. At this point, the roughening process is carried out under a condition that the surface of the metal plating layer formed on the gate electrode is kept smooth. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リードフレーム及びその製造方法に関し、特に、封止樹脂との密着性を制御することが可能なリードフレーム及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
リードフレーム上に半導体チップ等を搭載し、封止樹脂で樹脂封止した半導体装置は、様々なものに広く利用されている。
【０００３】
このような半導体装置等に利用されるリードフレームは、Ｃｕ又はＣｕ合金を基材として用いているものが多く、図５に、リードフレームの構成の一例を示す。
【０００４】
図５に示すように、リードフレーム１は、図示しない半導体チップを搭載するダイパッド２を有し、半導体チップとリードフレームとを図示しないワイヤを用いて電気的に接続するインナーリード３が設けられ、インナーリード３の先端には、ワイヤが接続するボンディングパッド４が設けられている。
【０００５】
そして、このような半導体装置では、リードフレームと封止樹脂との密着性が高いことが好ましく、密着性を向上させる手段としては、例えば、図６に示すように、リードフレームの樹脂封止を行う封止領域５に化学エッチング等を用いて粗面化処理を施し、リードフレームの表面に凹凸を形成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
ところで、リードフレームの樹脂封止は、リードフレームの封止領域を金型のキャビティ内に載置し、ゲート部ランナからキャビティ内に封止樹脂を供給して行う。
【０００７】
この際、リードフレームの一部がゲート部ランナ内に位置するため、図７に示すように、この領域６（以下、「ゲート領域」という）に封止樹脂７が付着するため、樹脂封止後、ゲート領域に付着した封止樹脂を取り除く、ディゲート処理を行う必要がある。
【０００８】
ディゲート処理を容易にする方法としては、ボンディングパッド２及びインナーリード３の内端部であるボンディングパッド４に形成するＮｉやＡｕ、またはＡｇからなるメッキ層が樹脂との密着性を阻害することから、これらの領域にメッキ層を形成する際、図８に示すように、リードフレーム１のゲート領域６にもメッキ層を形成し、封止樹脂の付着を妨げる方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００９】
【特許文献１】
特開平８−４６１１６号公報（段落「００１０」など）
【特許文献２】
特開昭６３−１０５５３号公報（第２頁右欄第８行目乃至第１５行目など）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、粗面化処理は、リードフレームの樹脂封止領域のみに関わらず、リードフレーム全面に施す場合も多い。
【００１１】
このため、粗面化処理を施したゲート領域に封止樹脂との密着性を阻害するＮｉ等のメッキ層を形成したとしても、メッキ層の表面に凹凸が現れ、リードフレームと封止樹脂との密着性を十分に低下させることは困難であった。
【００１２】
また、凹凸が十分に低下する厚さのメッキ層を形成すると、メッキ処理時間やコストが増加すると共に、ゲート領域が肉厚となり、ゲート部ランナの樹脂の流れを妨げる恐れがあった。
【００１３】
そこで本発明では、封止樹脂との密着性を向上させると共に、ゲート領域における封止樹脂の密着性を低下させることが可能なリードフレーム及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るリードフレームは、銅あるいは銅合金を基材とし、所望の形状にパターニングされたリードフレームにおいて、金型のゲート部ランナに位置するゲート領域に、封止樹脂との密着性が低い金属からなる表面が平滑なゲート部メッキ層を具備し、ゲート領域以外の領域に凹凸が形成されている。
【００１５】
また、ゲート部メッキ層は、ニッケルメッキ層である。
【００１６】
次に、本発明に係るリードフレームの製造方法は、銅あるいは銅合金を基材とし、所望の形状にパターニングされたリードフレームの製造方法において、金型のゲート部ランナに位置するゲート領域に、封止樹脂との密着性が低い金属からなら表面が平滑なゲート部メッキ層を形成する工程と、ゲート領域を含む全領域に粗面化処理を行う工程とを有し、粗面化処理は、ゲート部メッキ層の平滑面を維持し、ゲート領域以外の領域に凹凸を形成する。
【００１７】
また、ゲート部メッキ層は、ニッケルメッキ層である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るリードフレームの構成の一例を示す平面図である。
【００１９】
図１において、本発明に係るリードフレーム１０は、図示しない半導体チップを搭載するダイパッド１１、半導体チップとリードフレームとを図示しないワイヤを用いて電気的に接続するインナーリード１２を有し、インナーリード１２の先端には、ワイヤが接続するボンディングパッド１３が設けられている。
【００２０】
そして、樹脂封止を行なう際に、金型のゲート部ランナが位置するゲート領域１４には、表面が平滑面であるゲート部メッキ層１５が形成され、また、ダイパッド１１及びボンディングパッド１３には、表面に凹凸を有する金属メッキ層１６が形成されている。
【００２１】
ここで、ゲート部メッキ層としては、金や銀など、封止樹脂との密着性が低い金属を用いることが可能である。
【００２２】
好ましくは、リードフレームの基材として用いられる銅または銅合金に比べて耐エッチング性に優れ、表面に不導態膜が容易に形成されるため、金や銀などよりもリードフレームと封止樹脂との密着性を低下させることが可能なニッケルを用いる。
【００２３】
本発明に係るリードフレームは、封止樹脂との密着性が低く、平滑面を有するメッキ層がゲート領域に形成されているため、ゲート領域における封止樹脂とリードフレームとの密着性を抑えることが可能である。
【００２４】
また、ゲート領域以外の封止樹脂が接触する領域に凹凸が形成されているため、樹脂封止の際の封止樹脂とリードフレームとの密着性を向上させることができる。
【００２５】
以下、本発明に係るリードフレームの製造方法について、図面を用いて説明する。
【００２６】
まず、銅または銅合金などの金属状材を用いて形成したリードフレームを用意し、図２に示すように、樹脂封止を行なう際に金型のゲート部ランナが位置するリードフレームのゲート領域１４にスパッタリング等を用いてニッケルメッキからなるゲート部メッキ層１５にを形成する。
【００２７】
ここで、図２における点線１７は、樹脂封止を行う際の封止領域の位置を示している。
【００２８】
そして、リードフレームの全面に粗面化処理を施し、図３に示すように、ゲート部メッキ層１５表面の平滑面を維持しつつ、リードフレームの他の領域１８に凹凸を形成する。
【００２９】
また、図４に示すように、金や銀などの金属メッキをダイパッド１１、及びボンディングパッド１３など、所定の位置に形成する。
【００３０】
このように本発明では、ゲート領域にリードフレームの基材である銅又は銅合金に比べて耐エッチング性に優れると共に、封止樹脂との密着性が低いニッケルメッキなどのメッキ層を形成した後、このメッキ層の平滑面を維持するよう粗面化処理を行う。
【００３１】
このため、ゲート部以外のリードフレーム表面に凹凸が形成され、ゲート領域における封止樹脂との密着性を抑えつつ、他の領域における封止樹脂との密着性を向上させることができる。
【００３２】
また、ボンディングパッドには、粗面化処理が施された後に金属メッキが施されるため、ボンディングパッド上の金属メッキ表面には、凹凸が形成される。
【００３３】
このため、金属メッキと封止樹脂との密着性が低いとしても、金属メッキ表面に形成された凹凸により、封止樹脂とリードフレームとの密着性を向上させることができる。
【００３４】
なお、本実施の形態では、ゲート領域のみにニッケルメッキ層を形成しているが、ダムバー、セクションバーなど、凹凸を形成したくない領域がある場合には、該領域にニッケルメッキ層を形成することにより、凹凸の形成を防止し、平滑面を維持することができる。
【００３５】
ここで、粗面化処理の一例について説明する。
【００３６】
まず、硫酸３．５〜８．０ｖｏｌ％を含有する過酸化水素／硫酸系−銅粗化エッチング剤を粗化剤として用意する。
【００３７】
そして、粗化剤の温度を２５〜４５℃に設定し、処理時間を３０〜７０秒としてリードフレーム表面に粗面化処理を施す。
【００３８】
上記工程を用いることにより、ニッケルメッキ層の平滑面を維持しつつ、銅または銅合金からなるリードフレーム表面に凹凸が形成されたリードフレームを得ることができる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明では、リードフレームと封止樹脂との密着性を向上させると共に、ゲート部領域における封止樹脂とリードフレームとの密着性を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るリードフレームの構成の一例を示す平面図
【図２】本実施の形態におけるリードフレームの製造方法を示す平面図
【図３】本実施の形態におけるリードフレームの製造方法を示す平面図
【図４】本実施の形態におけるリードフレームの製造方法を示す平面図
【図５】従来技術におけるリードフレームの構成を示す平面図
【図６】従来技術におけるリードフレームの構成を示す平面図
【図７】樹脂封止の方法を示す平面図
【図８】従来技術におけるリードフレームの構成を示す平面図
【符号の説明】
１…リードフレーム
２…ダイパッド
３…インナーリード
４…ボンディングパッド
５…封止領域
６…ゲート領域
７…封止樹脂
１０…リードフレーム
１１…ダイパッド
１２…インナーリード
１３…ボンディングパッド
１４…ゲート領域
１５…ゲート部メッキ層
１６…金属メッキ層
１７…封止領域
１８…他の領域[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a lead frame and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a lead frame capable of controlling adhesion to a sealing resin and a method of manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Semiconductor devices in which a semiconductor chip or the like is mounted on a lead frame and sealed with a sealing resin are widely used in various devices.
[0003]
Many lead frames used in such semiconductor devices use Cu or a Cu alloy as a base material. FIG. 5 shows an example of the configuration of a lead frame.
[0004]
As shown in FIG. 5, the lead frame 1 has a die pad 2 on which a semiconductor chip (not shown) is mounted, and is provided with inner leads 3 for electrically connecting the semiconductor chip and the lead frame using wires (not shown). At the end of the inner lead 3, a bonding pad 4 to which a wire is connected is provided.
[0005]
In such a semiconductor device, it is preferable that the adhesion between the lead frame and the sealing resin is high. As means for improving the adhesion, for example, as shown in FIG. A method is known in which the sealing region 5 to be performed is subjected to a surface roughening process using chemical etching or the like to form irregularities on the surface of the lead frame (for example, see Patent Document 1).
[0006]
Incidentally, the resin sealing of the lead frame is performed by placing the sealing region of the lead frame in the cavity of the mold and supplying the sealing resin from the gate part runner into the cavity.
[0007]
At this time, since a part of the lead frame is located in the gate portion runner, as shown in FIG. 7, the sealing resin 7 adheres to this region 6 (hereinafter, referred to as “gate region”). Thereafter, it is necessary to perform a degate process for removing the sealing resin attached to the gate region.
[0008]
As a method for facilitating the degate processing, a plating layer made of Ni, Au, or Ag formed on the bonding pad 2 and the bonding pad 4 at the inner end of the inner lead 3 hinders the adhesion to the resin. When a plating layer is formed in these regions, a method of forming a plating layer also in the gate region 6 of the lead frame 1 as shown in FIG. Patent Document 2).
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-8-46116 (paragraph "0010" etc.)
[Patent Document 2]
JP-A-63-10553 (page 8, right column, lines 8 to 15)
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, the surface roughening process is often performed on the entire lead frame regardless of only the resin sealing region of the lead frame.
[0011]
For this reason, even if a plating layer of Ni or the like that inhibits the adhesion with the sealing resin is formed in the gate region subjected to the surface roughening treatment, irregularities appear on the surface of the plating layer, and the lead frame and the sealing resin are not It was difficult to sufficiently lower the adhesiveness of the film.
[0012]
In addition, when a plating layer having a thickness with which unevenness is sufficiently reduced is formed, plating time and cost are increased, and the gate region becomes thick, which may obstruct the flow of the resin in the gate runner.
[0013]
In view of the foregoing, an object of the present invention is to provide a lead frame capable of improving adhesion to a sealing resin and reducing adhesion of the sealing resin in a gate region, and a method for manufacturing the same.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The lead frame according to the present invention is based on copper or a copper alloy, and in a lead frame patterned into a desired shape, in a gate region located in a gate runner of a mold, adhesion to a sealing resin is low. A gate portion plating layer having a smooth surface made of metal is provided, and irregularities are formed in a region other than the gate region.
[0015]
The gate plating layer is a nickel plating layer.
[0016]
Next, the method for manufacturing a lead frame according to the present invention is based on a method for manufacturing a lead frame patterned into a desired shape using copper or a copper alloy as a base material. The method includes a step of forming a gate portion plating layer having a smooth surface if it is made of a metal having low adhesion to the sealing resin, and a step of performing a surface roughening process on the entire region including the gate region. The unevenness is formed in a region other than the gate region while maintaining a smooth surface of the gate portion plating layer.
[0017]
The gate plating layer is a nickel plating layer.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a plan view showing an example of a configuration of a lead frame according to the present invention.
[0019]
In FIG. 1, a lead frame 10 according to the present invention includes a die pad 11 for mounting a semiconductor chip (not shown), and inner leads 12 for electrically connecting the semiconductor chip and the lead frame using wires (not shown). A bonding pad 13 to which a wire is connected is provided at a tip of the wire 12.
[0020]
Then, when performing resin sealing, a gate portion plating layer 15 having a smooth surface is formed in the gate region 14 where the gate portion runner of the mold is located, and the die pad 11 and the bonding pad 13 And a metal plating layer 16 having irregularities on the surface.
[0021]
Here, a metal having low adhesion to the sealing resin, such as gold or silver, can be used for the gate plating layer.
[0022]
Preferably, compared to copper or a copper alloy used as a base material of the lead frame, the etching resistance is excellent, and a passivation film is easily formed on the surface. Nickel capable of lowering the adhesiveness with nickel is used.
[0023]
The lead frame according to the present invention has low adhesion to the sealing resin, and the plating layer having a smooth surface is formed in the gate region. Therefore, it is possible to suppress the adhesion between the sealing resin and the lead frame in the gate region. Is possible.
[0024]
In addition, since irregularities are formed in a region other than the gate region where the sealing resin contacts, the adhesion between the sealing resin and the lead frame during resin sealing can be improved.
[0025]
Hereinafter, a method for manufacturing a lead frame according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0026]
First, a lead frame formed by using a metal-like material such as copper or a copper alloy is prepared, and as shown in FIG. 2, a gate region of a lead frame where a gate runner of a mold is located when resin sealing is performed. A gate portion plating layer 15 made of nickel plating is formed on the substrate 14 by sputtering or the like.
[0027]
Here, a dotted line 17 in FIG. 2 indicates a position of a sealing region when performing resin sealing.
[0028]
Then, the entire surface of the lead frame is subjected to a surface roughening treatment, and as shown in FIG. 3, irregularities are formed in other regions 18 of the lead frame while maintaining the smooth surface of the gate portion plating layer 15 surface.
[0029]
Further, as shown in FIG. 4, metal plating such as gold or silver is formed at predetermined positions such as the die pad 11 and the bonding pad 13.
[0030]
As described above, in the present invention, after forming a plating layer such as nickel plating, which has excellent etching resistance as compared with copper or a copper alloy which is a base material of a lead frame, and has low adhesion to a sealing resin, in a gate region. Then, a roughening process is performed to maintain a smooth surface of the plating layer.
[0031]
For this reason, irregularities are formed on the surface of the lead frame other than the gate portion, and the adhesion to the sealing resin in other regions can be improved while suppressing the adhesion to the sealing resin in the gate region.
[0032]
In addition, since the bonding pad is subjected to metal plating after being subjected to the surface roughening treatment, irregularities are formed on the metal plating surface on the bonding pad.
[0033]
For this reason, even if the adhesion between the metal plating and the sealing resin is low, the adhesion between the sealing resin and the lead frame can be improved by the unevenness formed on the surface of the metal plating.
[0034]
In the present embodiment, the nickel plating layer is formed only in the gate region. However, when there is a region in which unevenness is not desired, such as a dam bar or a section bar, the nickel plating layer is formed in the region. Thereby, the formation of unevenness can be prevented, and a smooth surface can be maintained.
[0035]
Here, an example of the roughening process will be described.
[0036]
First, a hydrogen peroxide / sulfuric acid-copper roughening etching agent containing 3.5 to 8.0 vol% of sulfuric acid is prepared as a roughening agent.
[0037]
Then, the temperature of the roughening agent is set to 25 to 45 ° C., and the processing time is set to 30 to 70 seconds to perform the surface roughening treatment on the lead frame surface.
[0038]
By using the above steps, it is possible to obtain a lead frame in which irregularities are formed on the surface of a lead frame made of copper or a copper alloy while maintaining a smooth surface of the nickel plating layer.
[0039]
【The invention's effect】
According to the present invention, the adhesion between the lead frame and the sealing resin can be improved, and the adhesion between the sealing resin and the lead frame in the gate region can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view illustrating an example of a configuration of a lead frame according to the present invention. FIG. 2 is a plan view illustrating a method of manufacturing a lead frame according to the embodiment. FIG. 3 is a method of manufacturing a lead frame according to the embodiment. FIG. 4 is a plan view showing a method of manufacturing a lead frame in the present embodiment. FIG. 5 is a plan view showing a configuration of a lead frame in a conventional technique. FIG. 6 is a view showing a configuration of a lead frame in a conventional technique. FIG. 7 is a plan view showing a resin sealing method. FIG. 8 is a plan view showing a configuration of a lead frame in a conventional technique.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Lead frame 2 ... Die pad 3 ... Inner lead 4 ... Bonding pad 5 ... Sealing area 6 ... Gate area 7 ... Sealing resin 10 ... Lead frame 11 ... Die pad 12 ... Inner lead 13 ... Bonding pad 14 ... Gate area 15 ... Gate plating layer 16 Metal plating layer 17 Sealing area 18 Other area

Claims (4)

銅あるいは銅合金を基材とし、所望の形状にパターニングされたリードフレームにおいて、
金型のゲート部ランナに位置するゲート領域に、封止樹脂との密着性が低い金属からなる表面が平滑なゲート部メッキ層を具備し、
前記ゲート領域以外の領域に凹凸が形成されている
ことを特徴とするリードフレーム。Copper or copper alloy as a base material, in a lead frame patterned into a desired shape,
In the gate region located on the gate runner of the mold, a gate portion plating layer having a smooth surface made of a metal having low adhesion to the sealing resin is provided,
A lead frame, wherein irregularities are formed in a region other than the gate region. 前記ゲート部メッキ層は、ニッケルメッキ層である
ことを特徴とする請求項１記載のリードフレーム。The lead frame according to claim 1, wherein the gate portion plating layer is a nickel plating layer. 銅あるいは銅合金を基材とし、所望の形状にパターニングされたリードフレームの製造方法において、
金型のゲート部ランナに位置するゲート領域に、封止樹脂との密着性が低い金属からなる表面が平滑なゲート部メッキ層を形成する工程と、
前記ゲート領域を含む全領域に粗面化処理を行う工程と
を有し、
前記粗面化処理は、前記ゲート部メッキ層の平滑面を維持し、前記ゲート領域以外の領域に凹凸を形成する
ことを特徴とするリードフレームの製造方法。Copper or copper alloy as a base material, in a method for manufacturing a lead frame patterned into a desired shape,
A step of forming a gate portion plating layer having a smooth surface made of a metal having low adhesion to the sealing resin in a gate region located in the gate portion runner of the mold,
Performing a roughening process on the entire region including the gate region,
The method of manufacturing a lead frame, wherein the surface roughening process maintains a smooth surface of the gate portion plating layer and forms irregularities in a region other than the gate region. 前記ゲート部メッキ層は、ニッケルメッキ層である
ことを特徴とする請求項３記載のリードフレームの製造方法。4. The method according to claim 3, wherein the gate plating layer is a nickel plating layer.
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