JPH10335569A - リードフレーム、その製造方法、半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
リードフレーム、その製造方法、半導体装置及びその製造方法Info
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Abstract
ストップ層をメッキにより大がかりな装置を用いること
なく簡単に形成できるようにし、エッチングストップ層
の他の金属層との密着力を高め、以てエッチングストッ
プ層と他の層との間に薬品が浸透しての劣化による剥離
の発生防止。 【解決手段】 エッチングストップ層22を中間層とし
てその一方の面に厚い金属層23を、他方の面に薄い金
属層24を形成した状態でエッチングストップ層22を
エッチングストッパとして上記金属層23、24を選択
的にエッチングするエッチング工程と、上記両面の金属
層23、24をマスクとしてエッチングストップ層22
をエッチングする工程を少なくとも有するリードフレー
ムの製造方法において、エッチングストップ層22とし
てニッケル系金属からなるものを用いる。
Description
プ層を中間層としその両側に厚さの異なる銅等の金属層
が形成され、そのうち薄い方の金属層によりリードが形
成されたリードフレームと、そのリードフレームの製造
方法と、そのようなリードフレームを用いた半導体装置
と、その半導体装置の製造方法に関する。
ニウムからなるエッチングストップ層の一方の側に例え
ば外枠、外形リングとなる例えば銅からなる厚い金属層
を形成し、他方の側に例えば銅からなる薄い金属層を、
ないしは該金属からなるパターニングされたリードを形
成し、厚い金属層のパターニング及び薄い金属層のリー
ドを形成するためのパターニングのための金属層のエッ
チングを上記エッチングストップ層をエッチングストッ
パとして用いて行い、その後、上記両金属層をマスクと
して該エッチングストップ層をエッチング除去するとい
うようなエッチングストップ層を有するリードフレーム
を用いた半導体装置の実装技術がある。
乃至(H)はそのようなリードフレームの製造方法を工
程順(A)〜(H)に示すものである。
のリードフレーム材1を用意する。該リードフレーム1
は厚さ例えば150μm程度の銅又は銅合金からなる基
板2の表面に蒸着或いはスパッタリングにより厚さ例え
ば3μm程度のアルミニウム膜3を形成し、更に厚さ例
えば0.1〜2μm程度の薄い銅又はニッケルからなる
メッキ下地層4を形成する。リードフレーム材1は最終
段階では外形リングになる。
スト膜を形成し、該レジスト膜を露光、現像してパター
ニングする。レジスト膜のパターンは形成すべきリード
のパターンに対してネガのパターンである。このパター
ニングが終わると該レジスト膜をマスクとして銅或いは
ニッケル等からなる膜をメッキにより形成する。5は該
メッキにより形成されたリードであり、図10(B)は
リード5等形成後のレジスト膜の除去後の状態を示す。
リードフレーム材1に対してそれを貫通するエッチング
を両面から選択的に行うことにより複数のフィルム回路
が一体に連結されたリードフレーム形状に成形する。エ
ッチングは例えば塩化第2鉄系のエッチング液を用いて
行う。
上記リードフレーム材1のリード形成面側の表面に絶縁
層(絶縁フィルム)6を選択的に形成する。該絶縁層6
は感光性を有する樹脂材料を用い、それを塗布し、露
光、現像することにより所望のパターンに形成する。
7、7、・・・は絶縁層6の各リード5、5、・・・の
ボール電極(8)を形成すべき部分を露出させる開口で
あり、該開口7、7、・・・を有するように絶縁層6の
選択的形成が行われる。
上記リード5、5、・・・表面に上記絶縁層6をマスク
として外部端子となる半田ボール8、8、・・・を形成
する。該半田ボール8、8、・・・はニッケルメッキ
(厚さ例えば80〜110μm)及び半田若しくは金メ
ッキ(厚さ例えば0.1〜5μm)により形成される。
リードフレーム材1の裏面側に位置する厚い銅層2の外
形リングとなる部分9よりも内側を裏面側からの選択的
エッチングにより除去する。このエッチングは、例えば
H2 SO4 /H2 O2 系のエッチング液を用いて行う。
なぜならば、このエッチング液は銅を侵すが、アルミニ
ウムを侵さず、アルミニウム層3aにエッチングストッ
パとしての役割を果たさせることができるからである。
尚、この段階では、該アルミニウム層3aは図10
(C)の選択的エッチングの際に除去された部分を除き
残存している状態である。
上記リード5、5、・・・及び残存する厚い銅層2をマ
スクとしてそのリード5、5、・・・の下地であるメッ
キ下地層4及びエッチングストッパであったアルミニウ
ム層3aをエッチングする。これにより、各リード5、
5、・・・が独立し、ここで初めて互いに電気的にショ
ートした状態ではなくなる。
示すように、各リード5、5、・・・の端部にバンプ1
0、10、・・・を形成する。従って、バンプは半導体
素子4側に形成する場合もあるし、全く形成しない場合
もある。
造したリードフレームを用いて実装した半導体装置を示
す断面図である。11は半導体素子で、その各電極が上
記各リード5、5、・・・の端部にバンプ10、10、
・・・を介して接続されている。12は半導体素子11
を封止する封止樹脂、13はリードフレーム及び半導体
素子11の裏面に接続された薄皿状のヒートスプレッ
ダ、14は該ヒートスプレッダ13に半導体素子11の
裏面を接着する例えば銀ペーストからなる導電性接着剤
である。
ウムからなるエッチングストップ層を中間層としその一
方の面に厚い銅などの金属層を他方の面に薄い金属層或
いはそれからなるリードを形成した多層構造のリードフ
レーム、その製造方法に関しては種々のものが本願出願
人会社から種々の提案が為されているが、それらの技術
には下記の如き問題があった。
には、蒸着乃至スパッタリング法を用いることが必要で
あり、それには蒸着装置或いはスパッタリング装置とい
う高価な装置を用いることが必要であり、高コスト化の
要因になるという問題がある。第2に、蒸着或いはスパ
ッタリングにより形成された金属層はそれがアルミニウ
ムであるか否かを問わず下地との接着力が弱く、リード
フレームフレームの製造過程で薬品のその間(アルミニ
ウム層3・銅膜2間)への浸透、その間での剥離が生じ
易いという問題がある。というのは、蒸着、スパッタリ
ングによる金属層の形成は層間の接着力がファンデルワ
ース力によることになり、その力は例えばメッキ等によ
り形成する場合における密着力に比較して顕著に弱いか
らである。
ムからなるエッチングストップ層3との間における薬剤
の侵入が生じ易く、剥離が生じ易くなる。そして、かか
る層間剥離はパッケージの外形寸法の変化、封止、接着
等をする樹脂のクラックの発生等の問題をもたらす。
されたものであり、エッチングストップ層を中間層とす
る多層構造のリードフレームのエッチングストップ層を
メッキにより形成できるようにして大がかりな装置を用
いることなく簡単な装置でエッチングストップ層の形成
ができるようにし、更に、エッチングストップ層の他の
金属層との密着力を高め、以てエッチングストップ層と
他の層との間に薬品が浸透して劣化が生じたり、その間
が剥離したりすることを防止することを目的とする。
ムは、厚いアウターリードと、薄いインナーリードとの
間にエッチングストップ層を介在せしめたリードフレー
ムにおいて、該エッチングストップ層をニッケル系金属
により形成したことを特徴とする。
ば、エッチングストップ層をニッケル系金属により形成
したので、エッチングストップ層の形成がメッキにより
行うことができる。従って、アルミニウムをエッチング
ストップ層として用いた場合のように蒸着或いはスパッ
タリングにより形成するために高価な蒸着装置或いはス
パッタリング装置を必要としないので、使用設備の低価
格化を図ることができ、延いてはリードフレーム或いは
それを用いた半導体装置の低価格化を図ることができ
る。
キにより行うことができるので、エッチングストップ層
とそれと接する金属層との接着力を、蒸着或いはスパッ
タリングによりエッチングストップ層を形成する場合に
比較して強くすることができる。というのは、メッキに
よる金属層の形成は結晶格子を成長させながら行われる
ので、ファンデルワールス力による密着力よりも顕著に
強い密着力が得られる。従って、エッチングストップ層
とそれと接する金属層との層間に薬剤が侵入して劣化が
生じたり、剥離が生じるおそれをなくすことができる。
からなるリードと、厚い金属層からなる外形リング又は
外枠とを有するリードフレームにおいて、該リードと外
形リング又は外枠との間が、その間の中間層を成したニ
ッケル系金属からなるエッチングストップ層により連結
されたことを特徴とする。
ば、エッチングストップ層をニッケル系金属により形成
したので、エッチングストップ層の形成がメッキにより
行うことができる。従って、アルミニウムをエッチング
ストップ層として用いた場合のように蒸着或いはスパッ
タリングにより形成するために高価な蒸着装置或いはス
パッタリング装置を必要としないので、使用設備の低価
格化を図ることができ、延いてはリードフレーム或いは
それを用いた半導体装置の低価格化を図ることができ
る。
キにより行うことができるので、上述したように、エッ
チングストップ層とそれが接する金属層との接着力を、
蒸着或いはスパッタリングによりエッチングストップ層
を形成する場合に比較して強くすることができる。従っ
て、エッチングストップ層とそれが接する金属層との層
間に薬剤が侵入して劣化が生じたり、剥離が生じるおそ
れをなくすことができる。特に、外形リングを有する場
合において生じていたところの、外形リングの金属層と
エッチングストップ層との間における薬剤の侵入が生
じ、剥離が生じてパッケージの外形寸法の変化、封止、
接着等をする樹脂にクラックが発生することを防止する
ことができる。
エッチングストップ層を中間層としてその一方の面に厚
い金属層を、他方の面に薄い金属層を形成した状態で上
記エッチングストップ層をマスクとして上記金属層を選
択的にエッチングするエッチング工程と、上記両面の金
属層をマスクとして上記エッチングストップ層をエッチ
ングする工程を少なくとも有するリードフレームの製造
方法において、エッチングストップ層としてニッケル系
金属からなるものを用いることを特徴とする。従って、
請求項3のリードフレームの製造方法によれば、エッチ
ングストップ層をニッケル系金属により形成したので、
エッチングストップ層の形成がメッキにより行うことが
できる。従って、アルミニウムをエッチングストップ層
として用いた場合のように蒸着或いはスパッタリングに
より形成するために高価な蒸着装置或いはスパッタリン
グ装置を必要としないので、使用設備の低価格化を図る
ことができ、延いてはリードフレーム或いはそれを用い
た半導体装置の低価格化を図ることができる。
キにより行うことができるので、エッチングストップ層
のそれが接する金属層との接着力を、蒸着或いはスパッ
タリングによりエッチングストップ層を形成する場合に
比較して強くすることができる。従って、エッチングス
トップ層とそれと接する金属層との層間に薬剤が侵入し
て劣化が生じたり、剥離が生じるおそれをなくすことが
できる。
素子側の表面部に複数のリードが、該リード表面と該絶
縁層表面とが同一平面上に位置するように形成され、各
リードの絶縁層から食み出した部分の先端が半導体素子
の電極と接続される半導体素子側端子とされ、上記絶縁
層の反半導体素子側の部分に上記各リードに対応してそ
れを露出させる開口が形成され、該各開口にリードの反
半導体素子側電極が形成され、半導体素子側端子に半導
体素子がその電極にて接続され、上記リード形成部の外
側に、該リードよりも厚い金属層からなり表面側にニッ
ケル系金属からなる層を有したところの、上記半導体素
子を囲繞する外形リングが設けられたことを特徴とす
る。
半導体素子の実装に用いるリードフレームのエッチング
ストップ層をニッケル系金属により形成したので、その
ようなリードフレームが有した上記各利点をその半導体
装置が享受できる。
項3記載の製造方法によりリードフレームを製造し、該
リードフレームのリードに半導体素子を該半導体素子の
電極にて接続することを特徴とする。
によれば、エッチングストップ層をニッケル系金属によ
り形成したリードフレームを用いて半導体装置の製造を
行うが故に、そのようなリードフレームが有した上記各
利点をその半導体装置の製造方法が享受できる。
のは、アウターリードと、薄い配線層からなるインナー
リードとの間に介在するエッチングストップ層をニッケ
ル系金属により形成したものであり、第2のものは、薄
い金属層からなるリードと、厚い金属からなる外枠或い
は外形リングとの間のエッチングストップ層をニッケル
系金属により形成したものである。
成す厚い金属層の材料は例えば銅乃至銅合金からなり、
厚さは例えば50〜200μmというような厚さを有す
る。インナーリード或いはリードを成す金属層は例えば
銅乃至銅合金からなる。尚、該金属層は、ニッケル系金
属からなるエッチングストップ層の上に直接形成するよ
うにしても良いが、より下地との密着性を高めるため
に、該エッチングストップ層上に薄い(例えば0.1〜
2.0μm)銅をメッキしてそれを下地層とし、その上
に形成するようにしても良い。
成しても良いし、それに他の物質、例えばリンPを混合
させたニッケル合金でも良く、その厚さは例えば0.1
〜5μm程度が好適である。
チングストップ層を中間層としてその一主面に厚い金属
層を、他主面に薄い金属層を形成した状態で上記エッチ
ングストップ層をエッチングストッパとして上記金属層
を選択的にエッチングするエッチング工程と、上記両面
の金属層をマスクとして上記エッチングストップ層をエ
ッチングする工程を少なくとも有するリードフレームの
製造方法において、エッチングストップ層としてニッケ
ル系金属からなるものを用いる。エッチングストップ層
をエッチングストッパとして上記金属層を選択的にエッ
チングするエッチング工程には、当然にニッケル系金属
にはエッチング速度が低く、その両側に形成された金属
層に対してエッチング速度が顕著に高いエッチング液を
用いる。このような性質を有するものであるならばどの
ようなエッチング液でも良いが、該金属層が銅乃至銅系
の金属からなる場合には、例えばアンモニア水(化学式
NH4 OH NH3 濃度例えば15%以上)と塩化第二
銅(化学式CuCl2 濃度例えば20%以上)との混合
液が好適である。
して上記エッチングストップ層を選択的にエッチングす
るエッチング工程には、当然に該金属層にはエッチング
速度が低く、その中間層を成すところのニッケル系金属
からなるエッチングストップ層に対してエッチング速度
が顕著に高いエッチング液を用いる。このような性質を
有するものであるならばどのようなエッチング液でも良
いが、該金属層が銅乃至銅系の金属からなる場合には、
例えば硫酸25%程度、過酸化水素6%程度のものを主
剤とした調整品たる酸性液体が好適である。
に説明する。
ームの製造方法の第1の実施例を工程順に示す断面図、
図2(A)、(B)はその実施例を工程順に示す斜視図
である。
金属板をリードフレーム材21として用意する。該リー
ドフレーム材21は、エッチングストップ層(厚さ2〜
30μm)22を、42合金あるいは銅合金からなる例
えば100〜250μm程度の厚い金属層23と銅箔か
らなる10〜50μm程度の薄い金属層24によってサ
ンドイッチ状に挟んだ三層構造を有している。厚い金属
層23はアウターリードとなって機械的強度を確保する
ためのものであるのに対して、薄い金属層24はインナ
ーリードとなるものであり、微細なパターンを形成でき
るように薄く形成されているのである。
属からなる。ニッケル系金属は、金属層23、24に対
するエッチング液、例えばアンモニア水(化学式NH4
OHNH3 濃度例えば15%以上)と塩化第二銅(化学
式CuCl2 濃度例えば20%以上)との混合液にエッ
チングされない金属であるのでエッチングストップ層2
2の材料として選ばれたのであり、該エッチングストッ
プ層22は後において金属層23と24の互いに一方に
対するエッチングによって他方がエッチングされること
を阻む役割を果たす。
層23及び金属層24の表面にフォトレジスト膜25a
及び25bを選択的に形成する。厚い金属層23表面に
形成されたフォトレジスト膜25aはリードフレームの
インナーリード以外の部分を構成するパターンを有し、
薄い金属層24の表面に形成されたフォトレジスト膜2
5bはインナーリード及びガイドホール26近辺等肉厚
を特に厚くすべき部分を成すパターンを有している。
尚、フォトレジスト膜25の開口部の幅は通常最小10
〜20μmにするが、ガイドホール26近辺等厚肉部分
に関してはサイドエッチング量を考慮にいれて開口幅を
設定する必要がある。
NH4 OH NH3 濃度例えば15%以上)と塩化第二
銅(化学式CuCl2 濃度例えば20%以上)との混合
液を用いてリードフレーム材1の厚い金属層23の表面
に対してエッチングする。すると、図1(C)に示すよ
うに金属層23が選択的にエッチングされリードフレー
ムの母体たるアウターリード27が形成される。
硫酸塩を主剤とし、弗化物塩と界面活性剤を添加した調
整品)を用いて薄い金属層24に対するエッチングを行
う。すると、第1図(D)に示すように金属層24が選
択的にエッチングされ、インナーリード28と、ガイド
ホール6の形成された厚肉部29が形成される。金属層
24が例えば厚さ18μmの銅箔の場合、実際に約40
μmピッチのインナーリード28、28、・・・を形成
することが可能であり、著しく微細化することができ、
ピン数の増加の要請に応えることができる。
5a、25bを除去する。このフォトレジスト膜25
a、25b除去後の状態を示す斜視図が図2(A)であ
る。
酸化水素6%程度のものを主剤とした調整品たる酸性液
体からなるエッチング液によりエッチングストップ層2
2を除去する。このエッチング液は、銅に対してはエッ
チング速度が遅く、ニッケル系金属に対してはエッチン
グ速度が速い。このエッチングによって、図1(E)に
示すように、金属層23と金属層24のエッチング後に
残存する部分の間にのみエッチングストップ層22が残
存し、それ以外のエッチングストップ層22は除去され
た状態になり、リードフレームが完成する。図2(B)
はリードフレーム完成後の状態を示す。
錫、金、半田(鉛10%、錫90%)等により全面的な
いし部分的にメッキするようにしても良い。
のフォトレジスト膜25a、25bの剥離と、エッチン
グストップ層22の除去とを別々に行っていたが、同時
に行うようにしても良い。また、レジスト除去の際に超
音波を加えるとレジスト除去がやり易くなる。
ードフレーム材21の金属層23をリードフレームの母
材(アウターリード)として充分な機械的強度を確保す
るに必要な厚さに、金属層24を微細なインナーリード
28、28、・・・をエッチングにより形成できるよう
な薄さにすることができる。というのは、金属層23・
24間にエッチングストップ層22が介在しているので
金属層23、24に対して独立してエッチングすること
ができるからである。
ナーリードが微細なリードフレームを得ることができ
る。尚、独立してエッチングすることは、エッチングを
別々の工程で行うことを言うのではなく、金属層23に
対するエッチングが金属24に対して影響を及ぼさず、
又はその逆の関係に対しても影響を及ぼさないことを意
味するものである。そして、金属層23に対するエッチ
ングと金属層24に対するエッチングを同時に行うこと
も可能である。
ップ層22をニッケル系金属により形成したので、エッ
チングストップ層22の形成がメッキにより行うことが
できる。従って、アルミニウムをエッチングストップ層
22として用いた場合のように蒸着或いはスパッタリン
グにより形成するために高価な蒸着装置或いはスパッタ
リング装置を必要としないので使用設備の低価格化を図
ることができ、延いてはリードフレーム或いはそれを用
いた半導体装置の低価格化を図ることができる。
メッキにより行うことができるので、エッチングストッ
プ層22のそれが接する金属層27、28との接着力
を、蒸着或いはスパッタリングによりエッチングストッ
プ層を形成する場合に比較して強くすることができる。
というのは、メッキによる金属層の形成は結晶格子を成
長させながら行われるので、ファンデルワールス力によ
る密着力よりも顕著に強い密着力が得られるからであ
る。従って、エッチングストップ層22とそれと接する
金属層27、28との層間に薬剤が侵入して劣化が生じ
たり、剥離が生じるおそれをなくすことができる。
ョンを加えてエッチングストップ層22からなるバンプ
30をインナーリード28の先端に形成したリードフレ
ームを用いた半導体装置を示すものである。このリード
フレームは、図1に示したリードフレームの製造方法に
おいて、リードフレーム材21の金属層23、24に対
する選択的エッチングを終えフォトレジスト膜25a、
25bを除去した後、エッチングストップ層22のバン
プ30を形成すべき部分を改めてフォトレジスト膜でマ
スクし、その後、エッチングストップ層22をエッチン
グすることにより形成することができる。勿論、エッチ
ング液の使用に関しては図1の実施例とは異なることは
ない。尚、図3において、41は半導体素子41aは電
極パッド、42は樹脂である。
(H)は本発明リードフレームの製造方法の第2の実施
例を工程順(A)〜(H)に示す断面図である。
リードフレーム材31を用意する。該リードフレーム材
31は厚さ例えば50〜200μm程度の銅又は銅合金
からなる基板32の表面に蒸着或いはスパッタリングに
より厚さ例えば3μm程度のエッチングストップ層を成
すニッケル膜33を形成し、更に厚さ例えば0.1〜2
μm程度の薄い銅又はニッケルからなるメッキ下地層3
4を形成する。該リードフレーム材31は最終段階では
外形リングになる。尚、メッキ下地層34は後述するリ
ードの密着性を高めるために形成するものであり、必ず
しも不可欠ではない。
ジスト膜を形成し、該レジスト膜を露光、現像してパタ
ーニングする。レジスト膜のパターンは形成すべきリー
ドのパターンに対してネガのパターンである。このパタ
ーニングが終わると該レジスト膜をマスクとして銅から
なる膜をメッキにより形成する。35は該メッキにより
形成されたリードであり、図4(B)はリード35等形
成後レジスト膜を除去した後の状態を示す。尚、リード
となる金属膜が最初から積層されたものをリードフレー
ム材として用い、該金属膜をエッチングすることにより
リードを形成するようにしても良い。
ードフレーム材31に対してそれを貫通するエッチング
を両面から選択的に行うことにより複数のフィルム回路
が一体に連結されたリードフレーム形状に成形する。エ
ッチングは例えばアンモニア水(化学式NH4 OH N
H3 濃度例えば15%以上)と塩化第二銅(化学式Cu
Cl2 濃度例えば20%以上)との混合液をエッチング
液として用いて行う。
記リードフレーム材31のリード形成面側の表面に絶縁
層(絶縁フィルム)36を選択的に形成する。該絶縁層
36は感光性を有する樹脂材料を用い、それを塗布し、
露光、現像することにより所望のパターンに形成する。
37、37、・・・は絶縁層36の各リード35、3
5、・・・のボール電極(38)を形成すべき部分を露
出させる開口であり、該開口37、37、・・・を有す
るように絶縁層36の選択的形成が行われる。
記リード35、35、・・・表面に上記絶縁層36をマ
スクとして外部端子となる半田ボール38、38、・・
・を形成する。該半田ボール38、38、・・・はニッ
ケルメッキ(厚さ例えば80〜110μm)及び半田若
しくは金メッキ(厚さ例えば0.1〜5μm)若しくは
パラジウムにより形成される。
ードフレーム材31の裏面側に位置する厚い銅層32の
外形リングとなる部分39よりも内側を裏面側からの選
択的エッチングにより除去する。このエッチングは、例
えば、アンモニア水(化学式NH4 OH NH3 濃度例
えば15%以上)と塩化第二銅(化学式CuCl2 濃度
例えば20%以上)との混合液をエッチング液として用
いて行う。なぜならば、このエッチング液は銅を侵す
が、ニッケルを侵さず、ニッケル系金属33にエッチン
グストッパとしての役割を果たさせることができるから
である。尚、この段階では、該ニッケル系金属33は図
4(C)の選択的エッチングの際に除去された部分を除
き残存している状態である。
記リード35、35、・・・及び残存する厚い銅層32
をマスクとしてそのリード35、35、・・・の下地で
あるメッキ下地層34及びエッチングストッパであった
エッチングストップ層33をエッチングする。このエッ
チングは例えば硫酸と過酸化水素を主成分とする混合溶
液を用いる。これにより、各リード35、35、・・・
が独立し、ここで初めて互いに電気的にショートした状
態ではなくなる。
すように、各リード35、35、・・・の端部にバンプ
40、40、・・・を形成する。従って、バンプは半導
体素子4側に形成する場合もあるし、全く形成しない場
合もある。
リードフレームを用いて実装した半導体装置を示す断面
図である。41は半導体素子で、その各電極が上記各リ
ード35、35、・・・の端部にバンプ40、40、・
・・を介して接続されている。42は半導体素子41を
封止する封止樹脂、43はリードフレーム及び半導体素
子41の裏面に接続された薄皿状のヒートスプレッダ、
44は該ヒートスプレッダ43に半導体素子41の裏面
を接着する例えば銀ペーストからなる導電性接着剤であ
る。
れば、エッチングストップ層33をニッケル系金属によ
り形成したので、エッチングストップ層33の形成がメ
ッキにより行うことができる。従って、アルミニウムを
エッチングストップ層として用いた場合のように蒸着或
いはスパッタリングにより形成するために高価な蒸着装
置或いはスパッタリング装置を必要としない。また、使
用設備の低価格化を図ることができ、延いてはリードフ
レーム或いはそれを用いた半導体装置の低価格化を図る
ことができる。
メッキにより行うことができるので、エッチングストッ
プ層33のそれが接する金属層32、34との接着力
を、蒸着或いはスパッタリングによりエッチングストッ
プ層を形成する場合に比較して強くすることができる。
従って、エッチングストップ層33とそれと接する金属
層との層間に薬剤が侵入して劣化が生じたり、剥離が生
じるおそれをなくすことができる。特に、外形リング3
9を有する場合において生じていたところの、外形リン
グ39の金属層とエッチングストップ層33との間にお
ける薬剤の侵入が生じ、剥離が生じてパッケージの外形
寸法の変化、封止、接着等をする樹脂42にクラックが
発生することを防止することができる。
ームの製造方法の第3の実施例を工程順に示す断面図で
ある。
層構造の金属積層板からなるリードフレーム材51を用
意する。該リードフレーム材51は、外形リング(半導
体素子を囲繞しそれとの間を接着されることにより該半
導体素子を補強する。)となる厚さ例えば150μmの
銅層52と、エッチングストッパとしての役割を担う厚
さ例えば3μmのアルミニウム層53と、厚さ例えば2
μmの銅あるいはニッケルからなるメッキ下地層54を
積層したものである。尚、メッキ下地層54は、例えば
クロム層(厚さ例えば0.2μm)の上にニッケル層
(厚さ例えば2μm)を形成した多層構造にしても良
い。
記メッキ下地層64上にリード53、53、・・・及び
吊り部60、60、60、60(吊り部60、60、6
0、60は図7には現われない。図9参照)を形成す
る。具体的には、該リード53、53、・・・及び吊り
部60、60、60、60を形成すべきパターンに対し
てネガのパターンのレジストを塗布し、該レジストをマ
スクとして層64を下地として銅(あるいはニッケル)
メッキ(メッキ厚さ例えば30μm)することにより形
成する。
体素子(41)を囲繞する補強用外形リング(58)を
吊るものであり、リード53、53、・・・と同じ層か
らなり、従って、例えば銅あるいはニッケルからなる。
一方、リング(58)は、今の段階ではまだ形成されて
いないが、吊り部60、60、60、60を介してリー
ドフレーム主部の外側に一体に形成されるものであり、
例えば銅、アルミニウム、銅、ニッケル等からなる積層
構造を有する。
属積層板51に対してそれを貫通するエッチングを両面
から選択的に行うことにより複数のフィルム回路が一体
に連結されたリードフレーム形状に成形する。該エッチ
ングは例えばアンモニア水(化学式NH4 OH NH3
濃度例えば15%以上)と塩化第二銅(化学式CuCl
2 濃度例えば20%以上)との混合液からなる塩化第2
鉄系のエッチング液を用いて行う。
記積層板51のリード形成面側の表面に絶縁層(絶縁フ
ィルム)52を選択的に形成する。該絶縁層52は感光
性を有する樹脂材料を用い、それを塗布し、露光、現像
することにより所望のパターンに形成する。61、6
2、・・・は絶縁層52の各リード53、53、・・・
のボール電極(56)を形成すべき部分を露出させる開
口であり、該開口61、61、・・・を有するように絶
縁層52の選択的形成が行われる。
記リード53、53、・・・表面に上記絶縁層52をマ
スクとして外部端子となる半田ボール56、56、・・
・を形成する。該半田ボール56、56、・・・はニッ
ケルメッキ(厚さ例えば80〜110μm)及び半田若
しくは金メッキ(厚さ例えば0.1〜5μm)あるいは
パラジウムにより形成される。
層板51の裏面側に位置する厚い銅層62の外形リング
となる部分58よりも内側を裏面側からの選択的エッチ
ングにより除去する。このエッチングは、アンモニア水
(化学式NH4 OH NH3 濃度例えば15%以上)と
塩化第二銅(化学式CuCl2 濃度例えば20%以上)
との混合液からなる塩化第2鉄系のエッチング液を用い
て行う。なぜならば、このエッチング液は銅を侵すが、
ニッケルを侵さず、ニッケル層63にエッチングストッ
パとしての役割を果たさせることができるからである。
7(C)の選択的エッチングの際に除去された部分を除
き残存している状態である。
記リード53、53、・・・及び吊り部60、60、6
0、60(但し、図7には吊り部60は一つも現れな
い。図9参照されたし。)をマスクとしてその下地であ
るメッキ下地層64及びエッチングストッパであったニ
ッケル系金属からなるエッチングストップ層63をエッ
チングする。このエッチングは例えば硫酸と過酸化水素
溶液との混合溶液を用いる。これにより、各リード5
3、53、・・・及び吊り部60、60、60、60が
独立し、ここで初めて互いに電気的にショートした状態
ではなくなる。65はリードフレーム51の主部で、該
主部65は図7(G)においては外形リング8と分離し
たかのように視えるが、しかし、それは図7に示す断面
に吊り部60、60、60、60が現れないためであ
り、実際にはその吊り部60、60、60、60を介し
て外形リング58と一体に連結されている。
すように、各リード53、53、・・・の端部53a、
53a、・・・にバンプ66、66、・・・を形成す
る。従って、バンプは半導体素子54側に形成する場合
もあるし、全く形成しない場合もある。
下地膜上に選択的に形成したレジスト膜をマスクとして
メッキ膜を成長させることにより形成していたが、銅あ
るいはニッケルからなる層64を厚めに形成しておくこ
ととし、それを選択エッチングによりパターニングする
ことによってリードを形成するようにしても良い。
をベースにして一方の側にアウターリードを形成し、他
方の側にインナーリードを形成するリードフレーム製造
方法をそのまま活用してリードフレーム51を製造する
ことができ、そのベースとする金属積層板61はベース
が金属からなり、剛性が強いので、微細なリード53、
53、・・・を高精度に且つ高い位置決め精度で形成す
ることが可能である。そして、エッチングストップ層6
3をニッケル系金属(ニッケル又はニッケル合金)によ
り形成したので、エッチングストップ層63、63の形
成がメッキにより行うことができる。従って、アルミニ
ウムをエッチングストップ層として用いた場合のように
蒸着或いはスパッタリングにより形成するために高価な
蒸着装置或いはスパッタリング装置を必要としない。依
って、使用設備の低価格化を図ることができ、延いては
リードフレーム或いはそれを用いた半導体装置の低価格
化を図ることができる。
キにより行うことができるので、エッチングストップ層
63のそれが接する金属層(外形リング)58との接着
力を、蒸着或いはスパッタリングによりエッチングスト
ップ層を形成する場合に比較して強くすることができ
る。従って、エッチングストップ層とそれと接する金属
層との層間に薬剤が侵入して劣化が生じたり、剥離が生
じるおそれをなくすことができる。
スを終えたリードフレーム51の半導体素子41への組
付けを工程順に示すものである。
ードフレーム51に整列された半導体素子41を位置決
めしたうえで緩衝接着層57を介して接着する。該緩衝
接着剤7はリードフレーム51と半導体素子54とを接
着する役割を持つが、更に、半導体素子41の表面を保
護する役割を担うので、クッション性を持つことが要求
される。
リード53、53、・・・の先端部3a、3a、・・・
のバンプ66、66、・・・を半導体素子41の電極パ
ッド55、55、・・・に例えばシングルポイントボン
ディングにより接続する。
み出した部分の先端を半導体素子側の端子となっている
ので、その端子をボンディングするにあたってカットす
る必要がない。この点においても従来とは異なる。従っ
て、ボンディングに要する時間の短縮を図ることができ
る。
導体素子41及びリードフレーム51・外形リング58
間にエポキシ樹脂あるいはシリコン樹脂等の封止剤59
をポッテングにより注入して封止し、且つ半導体素子5
4及びリードフレーム51・外形リング58間を固定す
る。
1、・・・のリードを一体に連結したリードフレーム5
1の不要部分を切断することにより図8(D)に示すよ
うに、リードフレーム51の各半導体素子毎の部分を互
いに他から分離する。これによってリードフレーム51
を中間回路基板として有し、該中間回路基板上に半導体
素子1の各電極と接続されたボールグリッドアレイ状の
外部端子56、56、・・・を有し、外形リング58に
より補強された半導体装置を得ることができる。図9は
そのできた半導体装置の封止剤59を捨象して示す平面
図である。
ッチングストップ層63をニッケル系金属(ニッケル又
はニッケル合金)により形成したので、エッチングスト
ップ層63、63の形成がメッキにより行うことができ
る。従って、アルミニウムをエッチングストップ層とし
て用いた場合のように蒸着或いはスパッタリングにより
形成するために高価な蒸着装置或いはスパッタリング装
置を必要としない。依って、使用設備の低価格化を図る
ことができ、延いてはリードフレーム或いはそれを用い
た半導体装置の低価格化を図ることができる。
キにより行うことができるので、エッチングストップ層
63のそれが接する金属層(外形リング)58との接着
力を、蒸着或いはスパッタリングによりエッチングスト
ップ層を形成する場合に比較して強くすることができ
る。従って、エッチングストップ層とそれと接する金属
層との層間に薬剤が侵入して劣化が生じたり、剥離が生
じるおそれをなくすことができる。
実施例においては、リードフレームのベース材として金
属層の表面にニッケル系金属からなるエッチングストッ
プ層を形成し、該エッチングストップ層上に薄い銅から
なるメッキ下地層を形成したものを用いているが、これ
はニッケル系金属からなるエッチングストップ層に対す
るリードを成す銅からなる金属層の密着性をより高める
ためであるが、形成しなくても必要な密着性が得られる
ならば必ずしもかかるメッキ下地層は不可欠ではない。
そして、該メッキ下地層を形成しない場合には、金属層
の選択的エッチングによりリードの形成をするときメッ
キ下地層の除去をすることが必要ではなくなり、その分
リードの細りがなくなるという利点が生じる。
ッチングストップ層をニッケル系金属により形成したの
で、エッチングストップ層の形成がメッキにより行うこ
とができる。従って、アルミニウムをエッチングストッ
プ層として用いた場合のように蒸着或いはスパッタリン
グにより形成するために高価な蒸着装置或いはスパッタ
リング装置を必要としない。使用設備の低価格化を図る
ことができ、延いてはリードフレーム或いはそれを用い
た半導体装置の低価格化を図ることができる。
キにより行うことができるので、エッチングストップ層
のそれが接する金属層との接着力を、蒸着或いはスパッ
タリングによりエッチングストップ層を形成する場合に
比較して強くすることができる。従って、エッチングス
トップ層とそれと接する金属層との層間に薬剤が侵入し
て劣化が生じたり、剥離が生じるおそれをなくすことが
できる。
チングストップ層をニッケル系金属により形成したの
で、エッチングストップ層の形成がメッキにより行うこ
とができる。従って、アルミニウムをエッチングストッ
プ層として用いた場合のように蒸着或いはスパッタリン
グにより形成するために高価な蒸着装置或いはスパッタ
リング装置を必要としない。使用設備の低価格化を図る
ことができ、延いてはリードフレーム或いはそれを用い
た半導体装置の低価格化を図ることができる。
キにより行うことができるので、エッチングストップ層
のそれが接する金属層との接着力を、蒸着或いはスパッ
タリングによりエッチングストップ層を形成する場合に
比較して強くすることができる。従って、エッチングス
トップ層とそれと接する金属層との層間に薬剤が侵入し
て劣化が生じたり、剥離が生じるおそれをなくすことが
できる。特に、外形リングを有する場合において生じて
いたところの、外形リングの金属層とエッチングストッ
プ層との間における薬剤の侵入が生じ、剥離が生じてパ
ッケージの外形寸法の変化、封止、接着等をする樹脂に
クラックが発生することを防止することができる。
れば、エッチングストップ層をニッケル系金属により形
成したので、エッチングストップ層の形成がメッキによ
り行うことができる。従って、アルミニウムをエッチン
グストップ層として用いた場合のように蒸着或いはスパ
ッタリングにより形成するために高価な蒸着装置或いは
スパッタリング装置を必要としない。使用設備の低価格
化を図ることができ、延いてはリードフレーム或いはそ
れを用いた半導体装置の低価格化を図ることができる。
キにより行うことができるので、エッチングストップ層
のそれが接する金属層との接着力を、蒸着或いはスパッ
タリングによりエッチングストップ層を形成する場合に
比較して強くすることができる。従って、エッチングス
トップ層とそれと接する金属層との層間に薬剤が侵入し
て劣化が生じたり、剥離が生じるおそれをなくすことが
できる。
子の実装に用いるリードフレームのエッチングストップ
層をニッケル系金属により形成したので、そのようなリ
ードフレームが有した上記各利点をその半導体装置が享
受できる。
ば、エッチングストップ層をニッケル系金属により形成
したリードフレームを用いて半導体装置の製造を行うが
故に、そのようなリードフレームが有した上記各利点を
その半導体装置の製造方法が享受できる。
方法の第1の実施例を工程順に示す断面図である。
視図である。
法の変形例に係るリードフレームを用いた半導体装置の
要部を示す断面図である。
造方法の第2の実施例の工程(A)〜(H)のうちの工
程(A)〜(E)を順に示す断面図である。
造方法の第2の実施例の工程(A)〜(H)のうちの工
程(F)〜(H)を順に示す断面図である。
装した半導体装置の断面図である。
方法の第3の実施例を工程順に示す断面図である。
レームの半導体素子への組付けを工程順に示すものであ
る。
装した半導体装置の封止剤を捨象して示す平面図であ
る。
の従来例の工程(A)〜(H)のうちの工程(A)〜
(E)を順に示す断面図である。
(H)のうちの工程(F)乃至(H)を順に示す断面図
である。
装した半導体装置の断面図である。
トップ層、23、24・・・金属層、27・・・アウタ
ーリード、28・・・インナーリード、31・・・リー
ドフレーム材、32、33・・・金属層、34・・・エ
ッチングストップ層、39・・・外形リング、41・・
・半導体素子、42・・・封止樹脂、51・・・金属積
層板、52・・・厚い金属層、53・・・エッチングス
トップ層、54・・・メッキ下地層。
Claims (5)
- 【請求項1】 厚い配線層からなるアウターリードと、
薄い配線層からなるインナーリードとの間にエッチング
ストップ層を介在せしめたリードフレームにおいて、 上記エッチングストップ層がニッケル系金属からなるこ
とを特徴とするリードフレーム - 【請求項2】 薄い配線層からなるリードと、厚い金属
層からなる外形リング又は外枠とを有するリードフレー
ムにおいて、 上記リードと上記外形リング又は外枠との間が、その間
の中間層を成したニッケル系金属からなるエッチングス
トップ層により連結されたことを特徴とするリードフレ
ーム - 【請求項3】 エッチングストップ層を中間層としてそ
の一方の面に厚い金属層を、他方の面側に薄い金属層か
らなるリードを形成した状態で上記エッチングストップ
層をストッパとして上記金属層を選択的にエッチングす
るエッチング工程と、上記両面の金属層をマスクとして
上記エッチングストップ層をエッチングする工程を少な
くとも有するリードフレームの製造方法において、 エッチングストップ層としてニッケル系金属からなるも
のを用いることを特徴とするリードフレームの製造方法 - 【請求項4】 絶縁層の搭載半導体素子側の表面部に複
数のリードが、該リード表面と該絶縁層表面とが同一平
面上に位置するように形成され、 各リードの絶縁層から食み出した部分の先端が半導体素
子の電極と接続される半導体素子側端子とされ、 上記絶縁層の反半導体素子側の部分に上記各リードに対
応してそれを露出させる開口が形成され、 上記各開口にリードの反半導体素子側電極が形成され、 上記半導体素子側端子に半導体素子がその電極にて接続
され、 上記リード形成部の外側に、該リードよりも厚い金属層
からなりリード側の表面側にニッケル系金属からなる層
を有したところの上記半導体素子を囲繞する外形リング
が吊り部を介して設けられたことを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項5】 ニッケル系金属からなるエッチングスト
ップ層を中間層としてその一方の面に厚い金属層を、他
方の面側に薄い金属層からなるリードを形成した状態で
上記エッチングストップ層をストッパとして上記金属層
を選択的にエッチングするエッチング工程と、上記両面
の金属層をマスクとして上記エッチングストップ層をエ
ッチングする工程を少なくとも有するリードフレームの
製造方法によりリードフレームを製造し、 上記リードフレームのリードに半導体素子を該半導体素
子の電極にて接続することを特徴とする半導体装置の製
造方法
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