JP2006049698A - 樹脂封止型半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＩＣチップとメッキ処理が施されたリードフレームとを電気的に接続し、これらをモールド樹脂で封止してなる樹脂封止型半導体装置において、インナーリードにおける樹脂密着性とアウターリードにおける抵抗溶接性とを両立する。
【解決手段】 互いに電気的に接続されたＩＣチップ１０とリードフレーム２０とがモールド樹脂４０で封止されており、インナーリード２１およびアウターリード２２では、母材２０ａ上に順に無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂ、表面が粗化されたＮｉメッキ膜２０ｃが設けられている。それにより、インナーリード２１のメッキ膜の最表面は、モールド樹脂４０との密着性を向上させるための粗化された形状となり、アウターリード２２には、抵抗溶接可能な低い融点を持つ無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂが設けられた構成となっている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体素子とメッキ処理が施されたリードフレームとを互いに電気的に接続し、これらをモールド樹脂で封止してなる樹脂封止型半導体装置に関する。

この種の樹脂封止型半導体装置は、ワイヤなどによって互いに電気的に接続された半導体素子とリードフレームとがモールド樹脂で封止されてなるものである。このような樹脂封止型半導体装置において、リードフレームは、Ｓｎ−Ｐｂ、Ｓｎ−Ｂｉなどの外装メッキが施されているのが主流である。

ここで、近年では、組み付け工程の簡略化およびコストダウンのために、あらかじめリードフレーム表面に、プリント基板へのはんだなどによる実装において、はんだとの濡れ性を高めるような仕様のメッキ（たとえばＮｉ／Ｐｄ／Ａｕ）を施しているリードフレーム（Ｐｒｅ Ｐｌａｔｅｄ Ｆｒａｍｅ、以下ＰＰＦと略記する）が採用されはじめている（たとえば、特許文献１参照）。

また、一方で、樹脂封止型半導体装置におけるリードフレームとモールド樹脂との密着性を高めるために、リードフレームのメッキ表面を粗化する技術が提案されている（たとえば、特許文献２、特許文献３参照）。

このメッキ表面を粗化する技術は、リードフレームのメッキ表面を粗化することによって、（１）リードフレームにおけるモールド樹脂との接着面積が大きくなる、（２）モールド樹脂が粗化されたメッキ膜の凹凸に食いつきやすくなる、などの効果（つまり、アンカー効果）を期待するものである。

そのことにより、リードフレームのモールド樹脂への密着性が向上し、リードフレームとモールド樹脂との間の剥離を防止することが可能となり、樹脂封止型半導体装置の信頼性が向上する。

ここで、上記ＰＰＦにおけるメッキ構成は、下地側からＮｉ／Ｐｄ／Ａｕの３層構造であり、いずれも電気メッキとなっている。

通常の樹脂封止型半導体装置では、アウターリードをプリント基板などにはんだ付けするので前記の３層構造になっていればそのメッキ構成に大きな制約はないが、アウターリードをケースのターミナルと抵抗溶接にて接合するようなもの（以下、カスタムパッケージという）の場合には、メッキ構成に以下の制約が生じる。

通常の電気Ｎｉメッキ（純Ｎｉ）の融点は１４５０℃と比較的高く、抵抗溶接がしにくい。そのため溶接接合が必須であるカスタムパッケージでは、アウターリードの表面処理を融点の低い（たとえば８００℃程度）無電解Ｎｉ−Ｐメッキを行なっているのが普通である（たとえば、特許文献４参照）。

そこで、インナーリードにおける樹脂密着性とアウターリードにおける抵抗溶接性とを確保するためには、通常、最下層のメッキすなわち電気Ｎｉメッキを、粗化した無電解Ｎｉ−Ｐメッキに変えてやればよいのと考えられるが、無電解メッキの反応触媒であるＰはメッキ膜を平坦化する効果があるため、粗化ができない。つまり、樹脂の密着性に問題が出てくる。
特開平４−１１５５５８号公報 特開平６−２９４３９号公報 特開平１０−２７８７３号公報 特開平５−１６３５８２号公報

そこで、本発明者は、抵抗溶接における接合界面を無電解Ｎｉ−Ｐメッキにするために、リードフレームにおけるメッキ構成を、粗化Ｎｉ／無電解Ｎｉ−Ｐ／Ｐｄ／Ａｕの構成とすることを検討した。なお、ＰｄおよびＡｕの膜厚はナノオーダで非常に薄いので無視することができる。

しかしながら、上述したように、無電解Ｎｉ−Ｐメッキは平坦化効果があるため、せっかく粗化した下地のＮｉメッキの凹凸が埋もれてしまい、適切な粗化形態を形成することができず、樹脂との密着性を確保できない。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、半導体素子とメッキ処理が施されたリードフレームとを電気的に接続し、これらをモールド樹脂で封止してなる樹脂封止型半導体装置において、インナーリードにおける樹脂密着性とアウターリードにおける抵抗溶接性とを両立することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、半導体素子（１０）とメッキ処理が施されたリードフレーム（２０）とが互いに電気的に接続され、半導体素子（１０）およびリードフレーム（２０）がモールド樹脂（４０）で封止されてなる樹脂封止型半導体装置において、リードフレーム（２０）のうちモールド樹脂（４０）内に位置するインナーリード（２１）のメッキ膜の最表面は、モールド樹脂（４０）との密着性を向上させるために粗化された形状となっており、リードフレーム（２０）のうちモールド樹脂（４０）から突出するアウターリード（２２）には、抵抗溶接性を確保するための無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜（２０ｂ）が設けられていることを特徴としている。

それによれば、インナーリード（２１）においてはその表面を構成するメッキ膜の最表面が粗化された形状となっているため、モールド樹脂（４０）との密着性を確保することができる。

また、外部の部材と抵抗溶接されるアウターリード（２２）には、比較的融点が低く抵抗溶接により溶融しやすい無電解Ｎｉ−Ｐ膜（２０ｂ）が設けられているため、抵抗溶接性を確保することができる。

よって、本発明によれば、半導体素子（１０）とメッキ処理が施されたリードフレーム（２０）とを電気的に接続し、これらをモールド樹脂（４０）で封止してなる樹脂封止型半導体装置において、インナーリード（２１）における樹脂密着性とアウターリード（２２）における抵抗溶接性とを両立することができる。

ここで、請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載の樹脂封止型半導体装置においては、リードフレーム（２０）におけるインナーリード（２１）およびアウターリード（２２）では、メッキの下地である母材（２０ａ）上に順に無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜（２０ｂ）、Ｎｉメッキ膜（２０ｃ）が設けられており、インナーリード（２１）において、Ｎｉメッキ膜（２０ｃ）の表面が粗化された形状となっているものにできる。

それにより、上記請求項１に記載の発明の構成を適切に実現することができ、また、同様の作用効果を実現することができる。

また、請求項３に記載の発明のように、請求項１に記載の樹脂封止型半導体装置においては、リードフレーム（２０）におけるインナーリード（２１）およびアウターリード（２２）では、メッキの下地である母材（２０ａ）上に無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜（２０ｂ）が設けられており、インナーリード（２１）において、無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜（２０ｂ）自身の表面が粗化された形状となっているものにできる。

それにより、上記請求項１に記載の発明の構成を適切に実現することができ、また、同様の作用効果を実現することができる。

また、請求項４に記載の発明のように、請求項１に記載の樹脂封止型半導体装置においては、リードフレーム（２０）におけるインナーリード（２１）では、メッキの下地である母材（２０ａ）上に、表面が粗化されたＮｉメッキ膜（２０ｃ）が設けられることにより、インナーリード（２１）のメッキ膜の最表面が、前記粗化された形状となっているものにできる。

それにより、上記請求項１に記載の発明の構成を適切に実現することができ、また、同様の作用効果を実現することができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
図１において、（ａ）は本発明の第１実施形態に係る樹脂封止型半導体装置１００の概略断面構成を示す図であり、（ｂ）は（ａ）中のリードフレーム２０の断面構成を示す図である。

図１（ａ）に示されるように、本半導体装置１００は、大きくは、半導体素子としてのＩＣチップ１０とメッキ処理が施されたリードフレーム２０とが、ボンディングワイヤ３０を介して互いに電気的に接続され、これらＩＣチップ１０、リードフレーム２０およびボンディングワイヤ３０がモールド樹脂４０で封止されてなる。

そして、図１（ａ）に示されるように、この半導体装置１００は、ケース２００上に搭載されて、リードフレーム２０の一部にてネジ２１０によりケース２００にネジ止めされ固定される。また、リードフレーム２０のアウターリード２２には、外部のターミナル２２０が抵抗溶接により接合されるようになっている。つまり、本半導体装置１００は上記カスタムパッケージとして構成されている。

ここで、ＩＣチップ１０は、シリコン半導体基板に周知の半導体製造技術を用いてトランジスタ素子などを形成してなるものである。また、ボンディングワイヤ３０は、ワイヤボンディングにより形成された金（Ａｕ）やアルミニウム（Ａｌ）などからなるワイヤである。

このＩＣチップ１０は、リードフレーム２０におけるインナーリード２１上に搭載され、はんだまたは導電性接着剤などにより接合されている。ここで、インナーリード２１は、ＩＣチップ１０の放熱のためにリードフレーム２０における肉厚部分として構成されている。

なお、インナーリード２１上には、ＩＣチップ２０以外にも、場合によっては、チップコンデンサ等をはんだもしくは導電性接着剤で接合してもよい。また、半導体素子としてはＩＣチップ以外にも、半導体センサ素子などであってもよい。

そして、これらＩＣチップ１０、ボンディングワイヤ３０、およびリードフレーム２０におけるインナーリード２１はモールド樹脂４０により包み込まれるようにモールドされ封止されている。

このモールド樹脂４０は、通常の樹脂封止型半導体装置に用いられるエポキシ系樹脂などのモールド材料を採用して、金型を用いたトランスファーモールド法などにより形成されるものである。そして、このモールド樹脂４０が、半導体装置１００の本体すなわちパッケージボディを構成している。

ここで、リードフレーム２０のうちアウターリード２２は、モールド樹脂４０から突出し、上述したように、ターミナル２２０と抵抗溶接され、電気的・機械的に接合されるようになっている。

なお、ターミナル２２０は、その表面が抵抗溶接の熱で溶融しやすいものを材料として構成されており、たとえば、ＳＰＣＣ（一般冷延鋼板）に無電解Ｎｉ−Ｐメッキが施されたものを採用できる。

本実施形態では、図１（ｂ）に示されるように、リードフレーム２０の全体すなわちリードフレーム２０におけるインナーリード２１およびアウターリード２２では、メッキの下地である母材２０ａ上に順に無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂ、Ｎｉメッキ膜２０ｃ、Ｐｄメッキ膜２０ｄ、Ａｕメッキ膜２０ｅが設けられているものである。

これらメッキ膜２０ｂ〜２０ｅは、リードフレーム２０の素材板すなわち母材２０ａをエッチングやスタンピングなどで、リードフレーム形状にパターニングした後、メッキ処理することで形成されるものである。

ここで、本実施形態では、インナーリード２１において、Ｎｉメッキ膜２０ｃの表面が粗化された形状となっている。それにより、このＮｉメッキ膜２０ｃの粗化形状を承継して、インナーリード２１のメッキ膜の最表面は、モールド樹脂４０との密着性を向上させるために粗化された形状となっている。

なお、本実施形態では、アウターリード２２においても、インナーリード２１と同様に、Ｎｉメッキ膜２０ｃの表面が粗化された形状となっている。また、図１（ａ）においては、リードフレーム２０におけるＰｄメッキ膜２０ｄおよびＡｕメッキ膜２０ｅは省略してある。

ここで、リードフレーム２０の母材２０ａは、Ｃｕ系もしくはＦｅ系の材料であり、その板厚は０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度である。この母材２０ａの上に形成された無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂは、無電解メッキ法により形成されたものであり、その膜厚は１μｍ〜７μｍ程度である。

この無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂは粗化する必要がないので、一般的な無電解Ｎｉ−Ｐメッキ浴、メッキ条件でメッキすればよい。メッキ浴には、通常、次亜リン酸ナトリウム（ＮａＨ₂ＰＯ₂）が還元剤として入っており、その中のＰがＮｉメッキ膜中に７〜１３％含有される。このことにより純Ｎｉ（１４５０℃）に比べて融点（たとえば、８００℃程度）が下がる。

その上に設けられる表面が粗化されたＮｉメッキ膜（以下、粗化Ｎｉメッキ膜という）２０ｃは、電気メッキ法もしくは無電解メッキ法によって形成されるもので、その膜厚は０．５μｍ〜２．５μｍ程度である。

この粗化Ｎｉメッキ膜２０ｃの粗化レベルは、モールド樹脂４０との密着性を満足するために比表面積１．２以上とする。この比表面積とは、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ、例：セイコーインスツルメンツ社製Ｎａｎｏｐｉｃｓ１０００）で測定した値である。測定面積１０μｍ×１０μｍの表面積をスキャンし、測定面積で割った値であり、樹脂密着性を表すのに最も適した特性値である。

この粗化Ｎｉメッキ膜２０ｃの形成は、通常はコスト面より電気メッキ法で行なわれることが多いが、カスタムパッケージ用のリードフレームは、図１（ａ）に示されるように部分的に厚さの異なる異形材のものが多く、メッキ厚のムラを防ぐためやメッキ設備の関係より無電解メッキで行われる場合も多い。

つまり、粗化Ｎｉメッキ膜２０ｃの形成を行うにあたっては、リードフレーム２０の形状やメッキ設備、ライン構成等の事情により電気メッキ法、無電解メッキ法を選択すればよい。

図１（ｂ）に示されるように、粗化Ｎｉメッキ膜２０ｃの表面は粗化されており、前述の比表面積の値を満足するように表面に凹凸を形成してある。この粗化メッキ膜２０ｃの粗化方法は公知である。

たとえば、Ｎｉメッキのメッキ成膜時にメッキ条件や薬液成分を調整するなどにより粗化を行ってもよいし、メッキ前のリード母材またはメッキ後にサンドブラスト等による機械的粗化または薬品による化学的粗化により行ってもよい。

この粗化Ｎｉメッキ膜２０ｃの上に設けられるＰｄメッキ膜２０ｄ、Ａｕメッキ膜２０ｅは、電気メッキ法もしくは無電解メッキ法によって形成されるもので、その膜厚はともに、０．００２μｍ〜０．０２μｍ程度である。

最終的に、リードフレーム２０のメッキ膜は、無電解Ｎｉ−Ｐ／粗化Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕの４層構造となるが、場合によっては最表層のＡｕメッキ膜２０ｅの無い３層構造（Ｎｉ−Ｐ／粗化Ｎｉ／Ｐｄ）であってもよいし、Ｐｄメッキ膜２０ｄ、Ａｕメッキ膜２０ｅの無い２層構造（Ｎｉ−Ｐ／粗化Ｎｉ）であってもよい。

具体的には、リードフレーム２０がＡｕワイヤボンドを打つものである場合にはＰｄ、Ａｕは基本的に必要であるが、それ以外、たとえばＡｌワイヤボンドを打つものである場合にはＰｄ、Ａｕは無くてもよい、ということを意味する。

ところで、本実施形態によれば、半導体素子であるＩＣチップ１０とメッキ処理が施されたリードフレーム２０とが互いに電気的に接続され、ＩＣチップ１０およびリードフレーム２０がモールド樹脂４０で封止されてなる樹脂封止型半導体装置において、リードフレーム２０におけるインナーリード２１およびアウターリード２２では、メッキの下地である母材２０ａ上に順に無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂ、Ｎｉメッキ膜２０ｃが設けられており、インナーリード２１において、Ｎｉメッキ膜２０ｃの表面が粗化された形状となっていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置１００が提供される。

つまり、本半導体装置１００では、リードフレーム２０のうちモールド樹脂４０内に位置するインナーリード２１のメッキ膜の最表面は、モールド樹脂４０との密着性を向上させるために粗化された形状となっており、リードフレーム２０のうちモールド樹脂４０から突出するアウターリード２２には、抵抗溶接性を確保するための無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂ、すなわち抵抗溶接可能な低い融点を持つ無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂが設けられている構成となる。

それによれば、インナーリード２１においては、その表面を構成するメッキ膜の最表面が粗化された形状となっているため、モールド樹脂４０との密着性を確保することができる。

また、外部の部材すなわちターミナル２２０と抵抗溶接されるアウターリード２２には、比較的融点が低く抵抗溶接により溶融しやすい無電解Ｎｉ−Ｐ膜２０ｂが設けられているため、抵抗溶接性を確保することができる。

本半導体装置１００におけるアウターリード２２とターミナル２２０との抵抗溶接について、図２を参照して具体的に述べる。図２は、本実施形態における抵抗溶接の方法を具体的に示す概略断面図である。

図２に示されるように、抵抗溶接機の例えばＣｕ−Ｗ合金からなる電極３１０、３２０によって、接合したいターミナル２２０およびアウターリード２２を挟み込み、圧力Ｐをかけた状態で電流Ｉを流し、そのジュール熱で両者２２、２２０を拡散接合するのが抵抗溶接である。

従来のリードフレームの表面に形成されていた純Ｎｉは融点が１４５０℃と高いので抵抗溶接による接合が困難であるのに対し、本実施形態のアウターリード２２では、融点が約８００℃と比較的低い無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂがあるので抵抗溶接による接合が容易となる。

電極３１０、３２０間に電流Ｉが流れると、まず、ターミナル２２０とアウターリード２２との間で発熱する。これは、両者２２、２２０は接触しているだけでその接触抵抗が高いためである。その熱は、粗化Ｎｉメッキ膜２０ｃを通って無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂへ到達する。

無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂは融点が低いのでその熱で溶融する。無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂと粗化Ｎｉメッキ膜２０ｃは、同じＮｉであることより、両者は容易に相互拡散を起こす。その結果、無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂと粗化Ｎｉメッキ膜２０ｃとが同一化し、溶融状態となりターミナル２２０との接合が完了する。

このような本実施形態における良好な抵抗溶接性を確保できるという効果について、より具体的に述べる。

従来の粗化Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキのリードフレームと、本実施形態の無電解Ｎｉ−Ｐ／粗化Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキのリードフレーム２０とを用いて抵抗溶接性の評価を行なった。各リードフレームの母材すなわちリード素材はＣｕである。

また、溶接の相手側であるターミナル２２０としては、材質がＳＰＣＣ（ー般冷延鋼板）、表面処理が無電解Ｎｉ−Ｐメッキ（膜厚１〜３μｍ）のものを用いた。

抵抗溶接の条件は、溶接電流が１．８ｋＡ（６０Ｈｚ）、通電時間が３０ｍｓ、加圧力が１２７Ｎとした。なお、判定規格は、「引き剥がし強度：４９Ｎ以上、破壊モード：母材破壊（接合界面剥がれは不可）」である。この判定規格は、実用レベルの接合性を満足するものである。

評価結果を表１に示す。

従来の粗化Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキのものは、ｎ＝１０で評価を行なった結果、引き剥がし強度は４０〜６０Ｎであり、破壊モードはいずれも接合界面剥がれであった。

これに対し、本実施形態の無電解Ｎｉ−Ｐ／粗化Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキのものは、同じくｎ＝１０で評価を行なった結果、引き剥がし強度は８０〜１１０Ｎであり、破壊モードはいずれも母材破壊であった。

つまり、従来のリードフレームは実用レベルの規格を満足できなかったのに対し、本実施形態のリードフレーム２０は、同規格を満足しており、良好な抵抗溶接性を確保できていることがわかる。

また、本実施形態のリードフレーム２０では、インナーリード２１において粗化Ｎｉメッキ膜２０ｃの下地に無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂを形成しているので、インナーリード２１の最表面の凹凸形状（つまり粗化形状）については、図１（ｂ）に示されるように確保されており、樹脂密着性が損なわれることはない。

このように、本実施形態によれば、半導体素子１０とメッキ処理が施されたリードフレーム２０とを電気的に接続し、これらをモールド樹脂４０で封止してなる樹脂封止型半導体装置１００において、インナーリード２１における樹脂密着性とアウターリード２２における抵抗溶接性とを両立することができる。

また、本実施形態においては、上記図１（ａ）に示されるように、リードフレーム２０の肉厚部分のうちモールド樹脂４０よりはみ出た部分にて、ケース２００とネジ止めされるのであるが、この部分においてリードフレーム２０の表面が粗化されていることにより、より強固にネジ締めを行うことができる。

また、溶接接合に該当するアウターリード２２の部位を凹ませておいて、相手側のターミナル２２０との位置合わせを容易にするようにしてもよい。また、その際に、後加工で表層の粗化Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕを除去し、無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂを露出させれば、アウターリード２２において、ターミナル２２０と無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂとを直接接合することも可能となる。

なお、本実施形態において、半導体素子であるＩＣチップ１０とリードフレーム２０との接続は、上記したボンディングワイヤ３０以外の接続形態であってもかまわない。

［変形例］
次に、本実施形態のリードフレーム２０の種々の変形例について、図３、図４、図５、図６、図７を参照して述べる。図３は第１の変形例、図４は第２の変形例、図５は第３の変形例、図６は第４の変形例、図７は第５の変形例を示す概略断面図である
上記図１（ｂ）に示されるリードフレーム２０は、メッキの下地である母材２０ａ上に順に無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂ、Ｎｉメッキ膜２０ｃ、Ｐｄメッキ膜２０ｄ、Ａｕメッキ膜２０ｅが設けられているものであった。

それに対して、図３、図４に示されるように、母材２０ａと無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂとの間に、通常の電気Ｎｉメッキ膜２０ｆを設けてもよい。

これは、無電解メッキは、メッキ液にかかるコストが高いなど、そのメッキ形成の性格上コストが高くなる場合があることから、無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂの厚さを抵抗溶接性を確保しつつ極力薄くするためである。

また、その際、図３に示されるように、通常の電気Ｎｉメッキ膜２０ｆは平坦なものでもよいが、図４に示されるように、粗化されたＮｉメッキ膜２０ｆであってもよい。その方が、リードフレーム２０の最表面の粗化形態がより強調されて樹脂密着性が更に高まることが期待できる。

さらに、図３、図４に示される各構成において、図５、図６に示されるように、無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂと電気Ｎｉメッキ膜２０ｆとの位置関係が逆転していてもよい。この場合も、無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂの厚さを抵抗溶接性を確保しつつ極力薄くすることができる。

また、図７に示されるように、母材２０ａの表面をサンドブラストなどにより粗化した上で、この母材２０ａ上に順に無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂ、Ｎｉメッキ膜２０ｃ、Ｐｄメッキ膜２０ｄ、Ａｕメッキ膜２０ｅを形成した構造としてもよい。この場合も、リードフレーム２０の最表面の粗化形態がより強調されて樹脂密着性が更に高まることが期待できる。

（第２実施形態）
図８（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第２実施形態に係る樹脂封止型半導体装置におけるリードフレーム２０の概略断面構成を示す図である。本実施形態は、上記図１に示される半導体装置においてリードフレーム２０を変形したものであり、上記第１実施形態との相違点を中心に述べる。

上記第１実施形態では、インナーリード２１において、Ｎｉメッキ膜２０ｃの表面を粗化された形状とすることにより、この粗化Ｎｉメッキ膜２０ｃによって、インナーリード２１のメッキ膜の最表面を、モールド樹脂４０との密着性を向上させるために粗化された形状としていた。

それに対して、粗化Ｎｉメッキ膜２０ｃを設けずに、インナーリード２１のメッキ膜の最表面を、モールド樹脂４０との密着性を向上させるために粗化された形状とするものである。

すなわち、図８に示されるように、本実施形態においては、リードフレーム２０におけるインナーリード２１およびアウターリード２２では、メッキの下地である母材２０ａ上に無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂを設け、インナーリード２１において、無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂ自身の表面を粗化された形状としている。

なお、本実施形態においては、図８（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示されるように、インナーリード２１において、無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂ自身の表面を粗化された形状としているが、アウターリード２２においても同様の粗化形状としてよいことはもちろんである。

さらに、アウターリード２２では、図８（ａ）に示されるように、無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂ自身の表面が平坦であってもよく、この場合でもアウターリード２２における抵抗溶接性が確保できることは、上述の通りである。

このように、無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂ自身の表面を粗化された形状とすることは、図８（ｂ）に示されるように、母材２０ａの表面をサンドブラスト等による機械的粗化または薬品による化学的粗化により粗化し、その後、各メッキ膜２０ｂ、２０ｄ、２０ｅを形成することで実現できる。

また、明らかなことではあるが、母材２０ａの上に無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂを形成した後に、図８（ｃ）に示されるように薬品による化学的粗化を行ったり、図８（ｄ）に示されるようにサンドブラスト等による機械的粗化を行うことで、無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂ自身の表面を粗化された形状としてもよい。

さらに、図９は、本実施形態の変形例としてのリードフレーム２０の概略断面構成を示す図であるが、この図９に示されるように、無電解Ｎｉ−Ｐメッキ工程をメッキ形成途上で切り上げて、あえて不完全なメッキ膜とすることにより、島状の無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂを形成した場合にも、同様の粗化形態を形成することができる。

なお、図８および図９に示されるいずれの場合も、上記実施形態と同様に、Ｐｄメッキ膜２０ｄ、Ａｕメッキ膜２０ｅは無いものであってもよい。つまり、本実施形態のリードフレーム２０のメッキ膜は、無電解Ｎｉ−Ｐ／Ｐｄ／Ａｕの３層構造、あるいは、無電解Ｎｉ−Ｐ／Ｐｄの２層構造、あるいは、無電解Ｎｉ−Ｐの１層構造となる。

そして、本実施形態によれば、樹脂封止型半導体装置において、リードフレーム２０のうちモールド樹脂４０内に位置するインナーリード２１のメッキ膜の最表面は、モールド樹脂４０との密着性を向上させるために粗化された形状となっており、リードフレーム２０のうちモールド樹脂４０から突出するアウターリード２２には、抵抗溶接性を確保するための無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂが設けられている構成となる。

それによれば、上記第１実施形態と同様に、インナーリード２１においてはその表面を構成するメッキ膜の最表面が粗化された形状となっているため、モールド樹脂４０との密着性を確保することができ、また、アウターリード２２には、比較的融点が低く抵抗溶接により溶融しやすい無電解Ｎｉ−Ｐ膜２０ｂが設けられているため、抵抗溶接性を確保することができる。

よって、本実施形態によっても、半導体素子１０とメッキ処理が施されたリードフレーム２０とを電気的に接続し、これらをモールド樹脂４０で封止してなる樹脂封止型半導体装置１００において、インナーリード２１における樹脂密着性とアウターリード２２における抵抗溶接性とを両立することができる。

（第３実施形態）
図１０は、本発明の第３実施形態に係る樹脂封止型半導体装置１１０の概略断面構成を示す図である。上記第１実施形態との相違点を中心に述べる。

上記第１実施形態では、リードフレーム２０の全体すなわちリードフレーム２０におけるインナーリード２１およびアウターリード２２において、母材２０ａ上に順に無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂ、粗化Ｎｉメッキ膜２０ｃを設けることにより、インナーリード２１のメッキ膜の最表面を粗化形状とし、アウターリード２２には抵抗溶接性を確保するための無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂを設けた構成を実現していた（上記図１参照）。

それに対して、本実施形態の半導体装置１１０では、リードフレーム２０の全体を均一なメッキ構成とするのではなく、インナーリード２１とアウターリード２２とで部分的にメッキ構成を変えている。

すなわち、図１０に示されるように、本実施形態では、モールド樹脂４０と密着しなければならないインナーリード２１については、母材２０ａの上に粗化Ｎｉメッキ膜２０ｃ、Ｐｄメッキ膜２０ｄ、Ａｕメッキ膜２０ｅが設けられた構成とし、抵抗溶接性を確保しなければならないアウターリード２２については、母材２０ａの上に無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂを設けた構成としている。

なお、図１０では、Ｐｄメッキ膜２０ｄ、Ａｕメッキ膜２０ｅは省略してあるが、上記実施形態と同様に、Ｐｄメッキ膜２０ｄ、Ａｕメッキ膜２０ｅは、必要に応じて無いものであってもよい。

つまり、本実施形態では、インナーリード２１については、粗化Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ、または、粗化Ｎｉ／Ｐｄ、または、粗化Ｎｉのみのメッキ構成とし、アウターリード２２については、無電解Ｎｉ−Ｐの１層のメッキ構成とするというように、部分めっき（２色めっき）構成を採用している。

なお、アウターリード２２について無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂを設ける部位は、アウターリード２２の全体でなくてもよく、少なくともアウターリード２２のうちの抵抗溶接接合に用いられる部位であればよい。

このように、本実施形態の樹脂封止型半導体装置１１０においては、インナーリード２１では、母材２０ａ上に粗化Ｎｉメッキ膜２０ｃが設けられることにより、インナーリード２１のメッキ膜の最表面が粗化された形状となっており、アウターリード２２には、抵抗溶接性を確保するための無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂが設けられた構成を実現できている。

それによれば、上記第１実施形態と同様に、インナーリード２１においてはその表面を構成するメッキ膜の最表面が粗化された形状となっているため、モールド樹脂４０との密着性を確保することができ、また、アウターリード２２には、比較的融点が低く抵抗溶接により溶融しやすい無電解Ｎｉ−Ｐ膜２０ｂが設けられているため、抵抗溶接性を確保することができる。

よって、本実施形態によっても、半導体素子１０とメッキ処理が施されたリードフレーム２０とを電気的に接続し、これらをモールド樹脂４０で封止してなる樹脂封止型半導体装置１００において、インナーリード２１における樹脂密着性とアウターリード２２における抵抗溶接性とを両立することができる。

（第４実施形態）
図１１は、本発明の第４実施形態に係る樹脂封止型半導体装置１２０の概略断面構成を示す図である。本実施形態は、上記第３実施形態を変形したものであり、上記第３実施形態との相違点を中心に述べる。

上記第３実施形態では、粗化Ｎｉメッキ、無電解Ｎｉ−Ｐメッキの両方において部分メッキを行ったが、これら両方とも部分メッキをするのは、マスクの手間がかかるなど、コストアップとなる。

そこで、本実施形態においては、無電解Ｎｉ−Ｐメッキは、リードフレーム２０の全面にて行ない、粗化Ｎｉメッキのみをインナーリード２１にて行なうという方法を用いている。

そのため、本実施形態の半導体装置１２０では、図１１に示されるように、無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂはリードフレーム２０の全体に設けられ、インナーリード２１は、無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂの上に粗化Ｎｉメッキ膜２０ｃが設けられた形となっている。一方、アウターリード２２では、無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜２０ｂの１層のメッキ構成となっている。

そして、本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様に、インナーリード２１においてはその表面を構成するメッキ膜の最表面が粗化された形状となっているため、モールド樹脂４０との密着性を確保することができ、また、アウターリード２２には、比較的融点が低く抵抗溶接により溶融しやすい無電解Ｎｉ−Ｐ膜２０ｂが設けられているため、抵抗溶接性を確保することができる。

よって、本実施形態によっても、半導体素子１０とメッキ処理が施されたリードフレーム２０とを電気的に接続し、これらをモールド樹脂４０で封止してなる樹脂封止型半導体装置１００において、インナーリード２１における樹脂密着性とアウターリード２２における抵抗溶接性とを両立することができる。

（ａ）は本発明の第１実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の概略断面図であり、（ｂ）は（ａ）中のリードフレームの断面図である。 上記第１実施形態における抵抗溶接の方法を具体的に示す概略断面図である。 上記第１実施形態における第１の変形例としてのリードフレームの概略断面図である。 上記第１実施形態における第２の変形例としてのリードフレームの概略断面図である。 上記第１実施形態における第３の変形例としてのリードフレームの概略断面図である。 上記第１実施形態における第４の変形例としてのリードフレームの概略断面図である。 上記第１実施形態における第５の変形例としてのリードフレームの概略断面図である。 本発明の第２実施形態に係る樹脂封止型半導体装置におけるリードフレームの概略断面図である。 上記第２実施形態における変形例としてのリードフレームの概略断面図である。 本発明の第３実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の概略断面図である。 本発明の第４実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の概略断面図である。

符号の説明

１０…半導体素子としてのＩＣチップ、２０…リードフレーム、
２０ａ…リードフレームの母材、２０ｂ…無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜、
２０ｃ…粗化Ｎｉメッキ膜、２１…インナーリード、２２…アウターリード、
４０…モールド樹脂。

Claims (4)

1. 半導体素子（１０）とメッキ処理が施されたリードフレーム（２０）とが互いに電気的に接続され、前記半導体素子（１０）および前記リードフレーム（２０）がモールド樹脂（４０）で封止されてなる樹脂封止型半導体装置において、
   前記リードフレーム（２０）のうち前記モールド樹脂（４０）内に位置するインナーリード（２１）のメッキ膜の最表面は、前記モールド樹脂（４０）との密着性を向上させるために粗化された形状となっており、
   前記リードフレーム（２０）のうち前記モールド樹脂（４０）から突出するアウターリード（２２）には、抵抗溶接性を確保するための無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜（２０ｂ）が設けられていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
2. 前記リードフレーム（２０）における前記インナーリード（２１）および前記アウターリード（２２）では、メッキの下地である母材（２０ａ）上に順に無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜（２０ｂ）、Ｎｉメッキ膜（２０ｃ）が設けられており、
   前記インナーリード（２１）において、前記Ｎｉメッキ膜（２０ｃ）の表面が粗化された形状となっていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止型半導体装置。
3. 前記リードフレーム（２０）における前記インナーリード（２１）および前記アウターリード（２２）では、メッキの下地である母材（２０ａ）上に無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜（２０ｂ）が設けられており、
   前記インナーリード（２１）において、前記無電解Ｎｉ−Ｐメッキ膜（２０ｂ）自身の表面が粗化された形状となっていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止型半導体装置。
4. 前記リードフレーム（２０）における前記インナーリード（２１）では、メッキの下地である母材（２０ａ）上に、表面が粗化されたＮｉメッキ膜（２０ｃ）が設けられることにより、前記インナーリード（２１）のメッキ膜の最表面が、前記粗化された形状となっていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止型半導体装置。
   

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