JP2006210489A

JP2006210489A - 半導体装置用リードフレームとその製造方法

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Publication number: JP2006210489A
Application number: JP2005018082A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Fukunaga; 隆博福永
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-01-26
Filing date: 2005-01-26
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2025-01-26
Also published as: JP4543943B2

Abstract

【課題】めっきを施したリードフレームでありながら、封止樹脂との密着性の高いリードフレームを提供することを目的とする。
【解決手段】銅もしくは銅合金を基材とした半導体装置用リードフレームにめっきを施し、該めっき膜表面にエッチング剤により複数の凹凸部を形成することにより基材のエッチングによる寸法精度および銅合金の金属特性の低下を抑制しつつ、半導体装置用リードフレームと封止樹脂との密着性を強固にすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は封止樹脂との密着性を必要とした半導体装置用リードフレームに関するものである。

従来の半導体装置用リードフレームとしては、封止樹脂との密着性を向上させる為に、基材１０１にエッチング処理を施し、基材１０１表面に凹凸部１０４を形成し、アンカー効果により封止樹脂との密着性を向上しているものがあった（例えば、特許文献１参照）。

図３は、前記特許文献１に記載された従来の半導体用リードフレームの断面図を示すものである。

図３において、銅または銅合金からなる基材１０１を、プレスまたはエッチングなどの成型技術を用いてリードフレーム１０２を形成し、リードフレーム１０２に封止樹脂（図示せず）との密着度を向上させるためのエッチング処理により粗面化処理を施し凹凸部１０４を形成する。

リードフレーム１０２の表面に第一めっき層１０３として高純度の銅めっきを施し、第一めっき層１０３の表面に第二めっき層１０５としてニッケルまたはニッケル合金めっきを０．２〜１．５μｍ施し、第二めっき層１０５の表面に第三めっき層１０６としてパラジウムまたはパラジウム合金めっきを０.０２〜０.１５μｍ施し、第三めっき層１０６の表面に第四めっき層１０７として金めっきを０．００３〜０．０２μｍ施し、最上層に化学的安定性の高い貴金属である第四めっき層１０７が存在しても、凹凸部１０４によるアンカー効果により、封止樹脂との密着性を向上させていた。
特開２００２−８３９１７号公報

しかしながら、前記従来の構成では、リードフレームに直接エッチングにより粗面化処理を行う為に、微細な多ピンのリードフレームの場合、エッチングに大きく影響を受け、寸法精度が損なわれることや、銅合金の表面組成の変化により金属特性を低下させる。また、粗面化処理を施した後に銅めっきおよびニッケルめっき(厚さ計約０．４μｍ〜３．０μｍ)を施す為に、粗化部が平滑化され封止樹脂との密着性を向上させるアンカー効果が低下するという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、銅もしくは銅合金の基材にめっきを施した半導体装置用リードフレームでありながら、樹脂との密着性の高い半導体装置用リードフレームを提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の半導体装置用リードフレームは、金属薄板材の基材に打抜きまたはエッチング加工が施されたリードフレームであって、リードフレームに表面が粗面化された凹凸部を備えた第一めっき層が鍍着され、第１めっき層表面に第二めっき層が鍍着され、第一めっき層表面と略同一形状の凹凸部が形成されたものであり、また、第二めっき層表面に第三めっき層が鍍着され、積層された第二めっき層および第三めっき層の表面に第一めっき層表面と略同一形状の凹凸部が形成されたものである。さらにその製造方法は、金属薄板材の基材に打抜きまたはエッチング加工を行いリードフレームを形成する工程と、リードフレーム表面に第一めっき層を鍍着する第一めっき層形成工程と、第一めっき層表面を粗面化して凹凸部を形成する第一めっき層粗面化工程と、第一めっき層表面に薄膜の第二めっき層を鍍着する第二めっき層形成工程とを備えたものであり、さらに、金属薄板材の基材に打抜きまたはエッチング加工を行いリードフレームを形成する工程と、リードフレーム表面に第一めっき層を鍍着する第一めっき層形成工程と、第一めっき層表面を粗面化して凹凸部を形成する第一めっき層粗面化工程と、第一めっき層表面に薄膜の第二めっき層を鍍着する第二めっき層形成工程と、第二めっき層表面に薄膜の第三めっき層を鍍着する第三めっき層形成工程とを備えたものである。

本構成によって、半導体装置用リードフレームと封止樹脂との密着性を強固にすることができる。

以上のように、本発明の半導体装置用リードフレームによれば、基材ではなくめっき膜にエッチング処理を施す為に、前記基材の寸法精度の低下を抑制し、前記基材の表面組成の変化による金属特性の低下を抑制することができる。また、粗化部のめっきによる平滑化を抑え、リードフレームと封止樹脂との密着性を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における半導体装置用リードフレームの断面図である。

図１において、１は銅または銅合金からなる基材であり、２は基材１にプレスまたはエッチングなどの成型技術により形成された半導体装置用リードフレームである。

基材１の表面に第一めっき層３としてニッケルめっきまたはニッケル合金めっきが施されている。第一めっき層３は１．０μｍ〜５．０μｍの厚さで形成され、第一めっき層３の表面には粗面化処理が施されている。

第一めっき層３の表面粗さは算術平均粗さ（Ｒａ）で０．０５μｍ〜１．０μｍが好適である。

これによれば、後に施されるめっき層の影響を受けることなく後工程で実施される樹脂封止工程での封止樹脂との密着性に優れる。さらに、基材１ではなく第一めっき層３に粗面化処理が施されるため、基材１の寸法精度に影響することがない。

第一めっき層３の表面には第二めっき層５としてパラジウムめっきまたはパラジウム合金めっきが施されている。第二めっき層５は０．００５〜０．０８μｍの厚さで形成されている。

これによれば、パラジウムまたはパラジウム合金は良好な半田付け性を示すので、樹脂封止後において半田付け性を向上させる為の外装めっきを施すことが不要になり、製造工程の低減を図ることができる。

第二めっき層５の表面に第三めっき層６として金めっきが施されている。第三めっき層６は０．００１〜０．０２μｍの厚さで形成されている。

第二めっき層５および第三めっき層６は第一めっき層３の表面に沿うように形成され、凹凸部４の形状は、第三めっき層６の表面にまで及んでいる。

これによれば、粗面化処理された第一めっき層３には、第二めっき層５および第三めっき層６を合わせて０．００６〜０．１μｍ程度の厚みでしかめっきが施されていないため、粗面化部が平滑化されることはない。

そのため、凹凸部４は、リードフレーム２の封止樹脂（図示せず）との接合面積を増大させ、アンカー効果により封止樹脂(図示せず)との密着性が向上する。

なお、第一めっき層３の表面には、第四めっき層として金めっき層のみを施してもよい。第四めっき層は０．０５〜０．５μｍの厚さで形成されている。

（実施の形態２）
図２（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態２における半導体装置用リードフレームの製造方法の工程フローに沿った断面図である。

図２において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。

図２において、銅または銅合金からなる基材１を、プレスまたはエッチングなどの成型技術を用いてリードフレーム２を形成する（図２（ａ））。

リードフレーム２表面に第一めっき層３としてニッケルまたはニッケル合金めっきを施し、第一めっき層３の表面にエッチングにより粗面化処理を施し凹凸部４を形成する（図２（ｂ））。このとき、第一めっき層３の厚みは０.５〜１.５μｍが好適である。

また、凹凸部４を形成する領域はリードフレーム２全面に形成しても良いが、封止樹脂（図示せず）と接触する箇所にのみ施すだけでも良い。

エッチング液としては、ニッケルを溶解する酸性またはアルカリ性の溶解液に、テトラゾール等のアゾール化合物などを含んだ界面活性剤および金属イオンの両方または何れかを添加したものを用いる。

添加剤は第一めっき層３の表面に部分的に吸着するため、吸着した部分ではエッチングが妨げられ、凹凸部４を形成することが出来る。

これによれば、添加剤が吸着していない部分を選択的にエッチングすることができ、第一めっき層３表面を容易に粗面化することができる。

また、金属イオンは第一めっき層３よりもイオン化傾向が低いが必須である。

凹凸部４は算術平均粗さで０．０５〜１．０μｍで後に施されるめっき層の影響を受けることなく、封止樹脂の密着性が向上するという効果を奏する。

つぎに、第一めっき層３表面に第二めっき層５としてパラジウムまたはパラジウム合金めっきを０．００５〜０．０８μｍ施し、第二めっき層５表面に第三めっき層６として金めっきを０．００１〜０．０２μｍ施す（図２（ｃ））。

かかる構成によれば、図２（ｄ）に示した図２（ｃ）のＡ部拡大図の通り、リードフレーム上の第一めっき層３を全面粗化することが可能であり、凹凸部４と封止樹脂（図示せず）とのアンカー効果により密着性を向上させることができる。

なお、本実施の形態２の説明では第一めっき層３表面を粗面化する方法として界面活性剤を含有したアルカリ性の溶解液によるエッチング方法を説明したが、これに限ることはなく、第一めっき層３表面にエッチングを妨げる金属のめっき皮膜を０．５〜１０Å程度に極薄く施した後エッチング処理を行い、極薄く形成しためっき皮膜を除去することでも同様の作用効果を得ることが出来る。

また、第一めっき層３、第二めっき層５、第三めっき層６、の何れも無電解めっき法、電解めっき法などで形成することが可能である。

封止樹脂と金属素材からなる薄板材との密着性向上として有用であり、特に半導体装置用リードフレームに適している。

本発明の実施の形態１における半導体装置用リードフレームの部分断面図本発明の実施の形態２における半導体装置用リードフレームの製造工程図従来の粗化方法での半導体装置用リードフレームの部分断面図

符号の説明

１基材
２リードフレーム
３第一めっき層
４凹凸部
５第二めっき層
６第三めっき層
１０１基材
１０２リードフレーム
１０３第一めっき層
１０４凹凸部
１０５第二めっき層
１０６第三めっき層
１０７第四めっき層

Claims

金属薄板材の基材に打抜きまたはエッチング加工が施されたリードフレームであって、前記リードフレームに表面が粗面化された凹凸部を備えた第一めっき層が鍍着され、前記第一めっき層表面に第二めっき層が鍍着され、前記第一めっき層表面と略同一形状の凹凸部が形成された半導体装置用リードフレーム。
前記第二めっき層表面に第三めっき層が鍍着され、積層された前記第二めっき層および前記第三めっき層の表面に前記第一めっき層表面と略同一形状の凹凸部が形成された請求項１記載の半導体装置用リードフレーム。
前記第二めっき層が貴金属からなることを特徴とする請求項１記載の半導体装置用リードフレーム。
前記第二めっき層および前記第三めっき層が貴金属からなることを特徴とする請求項２記載の半導体装置用リードフレーム。
前記凹凸部の表面粗さが算術平均粗さで０．０５〜１．０μｍであることを特徴とする請求項１、２、３、４の何れかに記載の半導体装置用リードフレーム。
金属薄板材の基材に打抜きまたはエッチング加工を行いリードフレームを形成する工程と、
前記リードフレーム表面に第一めっき層を鍍着する第一めっき層形成工程と、
前記第一めっき層表面を粗面化して凹凸部を形成する第一めっき層粗面化工程と、
前記第一めっき層表面に薄膜の第二めっき層を鍍着する第二めっき層形成工程とを備えた半導体装置用リードフレームの製造方法。
金属薄板材の基材に打抜きまたはエッチング加工を行いリードフレームを形成する工程と、
前記リードフレーム表面に第一めっき層を鍍着する第一めっき層形成工程と、
前記第一めっき層表面を粗面化して凹凸部を形成する第一めっき層粗面化工程と、
前記第一めっき層表面に薄膜の第二めっき層を鍍着する第二めっき層形成工程と、
前記第二めっき層表面に薄膜の第三めっき層を鍍着する第三めっき層形成工程とを備えた半導体装置用リードフレームの製造方法。
前記第一めっき層粗面化工程は、前記第一めっき層を構成する金属を溶解する酸性またはアルカリ性の溶解液に界面活性剤および金属イオンの両方または何れか一方を添加したエッチング液に浸漬し凹凸部を形成するエッチング工程であることを特徴とする請求項６または７記載の半導体装置用リードフレームの製造方法。