JP2010278382A - リードフレーム、半導体装置及びそれらの製造方法 - Google Patents

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    • H01L2224/85463Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
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Abstract

【課題】半導体の製造工程における不良、特にワイヤーボンディングの結線不良、の発生を低減させて、製品の歩留まりと信頼性とを向上させるリードフレーム及びその製造方法、並びに、そのリードフレームを用いた半導体装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】凸部17と、凸部17に含まれる第1の面12とオーバーラップする第1の部分及び前記第1の部分から延びて第1の面12とオーバーラップしない第2の部分とを有する金属層15と、を備える基板を形成する工程と、金属層15が有する前記第2の部分が、凸部17に含まれる第1の面12と交わる第2の面とオーバーラップするように、金属層15を折り曲げる工程と、を含むことを特徴とするリードフレームの製造方法。
【選択図】図9

Description

本発明は、リードフレーム、半導体装置及びそれらの製造方法、特にリードフレームにおけるメッキ仕様に関するものである。
従来、電子機器に用いられる回路装置等は、携帯電話、携帯用のコンピューター等に採用されるために、小型化、薄型化、軽量化が求められてきた。このような回路装置等(つまり、パッケージ化された半導体装置1)についての製造方法は、図23(a)〜(e)に示すように、既に従来技術として開示されている(例えば、特許文献1を参照)。
上記製造工程をさらに詳しく説明すると、図23(a)では、まず始めに、金属基板201(以下、リードフレーム201ともいう。)の上にパターニングされた金属層202(以下、メッキ層202ともいう。)を形成する。次に、図23(b)に示すように、金属層202をマスクとしてエッチングする。このエッチングの際には、金属基板201の厚さ方向の途中に保持部203を設けるようにする。そして、図23(c)に示すように、IC(Integrated Circuit)素子204等の電子部品を、金属層202を介して金属基板201の上に搭載し、IC素子204と隣接する金属層202とを金線205等を用いて電気的に接続する(即ち、ワイヤーボンディングする)。
その後、図23(d)に示すように、IC素子204や金線205を、絶縁体(例えば樹脂206)を用いて封止する。そして、図23(e)に示すように、保持部203をエッチングして除去し、樹脂206を露出させる。最後に、IC素子204が搭載されたリードフレーム201をダイシングし、個片化することで、パッケージ化された半導体装置1が製造される。
また、その他の先行技術は、例えば特許文献2から特許文献4に開示されている。
特許3060020号 特許3609737号 特許3780122号 特許4032063号
ところで、上記リードフレーム201に含まれるメッキ層202をパターニングにより作成する際、「メッキ層202をマスクとして用いたウェットエッチング」、または「レジスト膜をマスクとして用いたウェットエッチング」が用いられる場合がある。
ここで、上記2つのウェットエッチングの課題を以下に示す。
図24(a)〜(d)は、メッキ層202をマスクとして用いたウェットエッチングした場合における課題の一例を図示したものである。図に示すように、メッキ層202をマスクとして用いたウェットエッチングの場合には、例えば折れや変形といったメッキ層202の形状不良、またはメッキ層202の外周部202aにおける剛性の低さが課題となる可能性があった。以下、これらの課題を、図を用いて具体的に説明する。
なお、図24(a)及び(b)は従来技術におけるエッチング工程(つまり、図23(a)及び(b)に対応する工程)を、そして、図24(c)及び(d)は従来技術におけるワイヤーボンディング工程(つまり、図23(c)に対応する工程)を断面視したものである。ここで、IC素子204は、図24(c)及び(d)に示すように、メッキ層202を介して凸部201a上に搭載されている。さらに、IC素子204は、金線205を通して隣接するメッキ層202と電気的に接続されている。
図24(a)及び(b)に示すように、メッキ層202をマスクにしてウェットエッチングを実施すると、メッキ層202の外周部202a直下の金属基板部分はサイドエッチングにより削り取られ、凸部201aが形成される場合がある。これは、一般的にウェットエッチングが等方性を有するエッチング方法だからである。このため、図24(b)に示すように、メッキ層202の外周部202aは凸部201aから突出した形状となる場合がある。この形状においては、外周部202a直下には空間201b(隙間)が存在するために、外周部202aは十分な機械的強度を保持できない場合がある。
こうした状態において、図24(c)に示すように、外周部202a上にワイヤーボンディングが施されると、図24(d)に示すように、その強度不足に起因して外周部202aの一部分が機械的に破壊され、ワイヤーの結線不良が起こる可能性があった。
図25(a)〜(e)は、レジスト膜207をマスクとして用いたウェットエッチングの場合における課題の一例を図示したものである。レジスト膜207をマスクとして用いたウェットエッチングの場合には、凸部201aに含まれる第1の面208及び第2の面209の全域をメッキ層202で覆うことの技術的困難さが課題となる。即ち、従来の技術ではリードフレーム201に含まれる凸部201a上において、メッキ層202が形成されていない箇所が存在する場合があった。以下、これらの課題を、図を用いて具体的に説明する。
なお、図25(a)〜(c)は従来技術におけるエッチング工程を、また、図25(d)及び(e)は従来技術におけるワイヤーボンディング工程を断面視したものである。ここで、IC素子204は、図24(c)及び(d)と同様に、リードフレーム201に含まれる凸部201a上にメッキ層202を介して搭載されている(図25(d)及び(e)を参照)。
図25(a)に示すように、レジスト膜207をマスクとして用いてウェットエッチングを実施すると、図25(b)に示すように、レジスト膜207で覆われた部分以外はエッチングされる。次に、このレジスト膜207を除去し、エッチングされた部分に別のレジスト膜(図示せず)を塗布する。その後、凸部201a上にメッキ層202を形成する。この際、図25(c)に示すように、凸部201aの端部とメッキ層202の端部との間に、「ずれd」が発生する場合がある。これは、半導体装置を製造する際の「マスク合わせ」の工程時に、「マスクの位置ずれ」が発生するためである。
図25(d)に示すように、メッキ層202が凸部201a上に「ずれd」を含んだ状態で形成された場合には、IC素子204と凸部201aとがメッキ層202を介さずにワイヤーボンディングする場合(図25(e)を参照)がある。これが要因となって、ワイヤーの結線不良が起こる可能性があった。
そこで、本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、半導体の製造工程における不良、特にワイヤーボンディングの結線不良、の発生を低減させて、製品の歩留まりと信頼性とを向上させるリードフレーム及びその製造方法、並びに、そのリードフレームを用いた半導体装置及びその製造方法の提供を目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るリードフレームの製造方法は、凸部と、前記凸部の第1の面とオーバーラップする第1の部分及び前記第1の部分から延びて前記第1の面とオーバーラップしない第2の部分とを有する金属層と、を備える基板を形成する工程と、前記金属層の前記第2の部分が、前記第1の面と交わる前記凸部の第2の面とオーバーラップするように、前記金属層を折り曲げる工程と、を含むことを特徴とするものである。
また、上記リードフレームの製造方法において、前記基板を形成する工程は、金属基板が有する面に前記金属層を形成し、前記金属層をマスクとして前記金属基板をウェットエッチングすることにより、前記凸部を形成する、ことを特徴としても良い。
上記リードフレームの製造方法によれば、金属層をマスクとして金属基板をウェットエッチングしているので、形成された凸部に含まれる第1の面から突出した部分を有する金属層を形成することができる。さらに、上記リードフレームの製造方法によれば、形成した金属層のうち、凸部に含まれる第1の面から突出した部分を折り曲げているので、下記の半導体装置の製造工程においてワイヤーボンディングを施す際に、金属層の一部分が機械的に破壊される危険性を低減することができる。従って、製品の歩留まり及び信頼性を高めることができるリードフレームを安定して提供することが可能となる。
さらに、上記リードフレームの製造方法において、前記基板を形成する工程は、金属基板が有する面に第1のレジスト膜を塗布し、前記第1のレジスト膜をマスクとして、前記金属基板をウェットエッチングし、前記ウェットエッチング後に、前記第1のレジスト膜を除去し、前記第1のレジスト膜を除去した後に、前記エッチングで形成された凹部に第2のレジスト膜を塗布し、前記第2のレジスト膜を塗布した後に、前記第2のレジスト膜から露出している前記金属基板上に前記金属層を形成し、前記金属層を形成した後に、前記第2のレジスト膜を除去する、ことを特徴としても良い。
さらに、上記リードフレームの製造方法において、前記基板を形成する工程は、複数の前記凸部を有するように前記基板を形成することを含み、前記複数の前記凸部は、それぞれ同一形状で、同一の大きさを有する、ことを特徴としても良い。
上記リードフレームの製造方法によれば、レジスト膜をマスクとして金属基板をウェットエッチングし、その後金属層を形成しているので、凸部に含まれる第1の面から突出した部分を有する金属層を形成することができる。さらに、上記リードフレームの製造方法によれば、形成した金属層のうち、凸部に含まれる第1の面から突出した部分を折り曲げているので、下記の半導体装置の製造工程においてワイヤーボンディングを施す際に、金属層の一部分が機械的に破壊される危険性を低減することができる。従って、製品の歩留まり及び信頼性を高めることができるリードフレームを安定して提供することが可能となる。
また、本発明の別の態様に係る半導体装置の製造方法は、凸部と、前記凸部の第1の面とオーバーラップする第1の部分及び前記第1の部分から延びて前記第1の面とオーバーラップしない第2の部分とを有する金属層と、を備える基板を形成する工程と、前記金属層の前記第2の部分が、前記第1の面と交わる前記凸部の第2の面とオーバーラップするように、前記金属層を折り曲げる工程と、前記基板に、電極を有するIC素子を固定する工程と、前記金属層と、前記電極とを、導電部材を用いて接続する工程と、前記IC素子及び前記導電部材を、樹脂を用いて封止する工程と、を含むことを特徴とするものである。
上記半導体装置の製造方法によれば、上記のリードフレームの製造方法が適用されるので、ワイヤーボンディングを施す際に金属層の一部分が機械的に破壊される危険性を低減することができる。従って、歩留まり及び信頼性を高めた半導体装置を提供することができるとともに、低コストで製品を提供することができる。
また、本発明の別の態様に係るリードフレームは、凸部と、前記凸部の第1の面とオーバーラップする第1の部分及び前記第1の部分から延びて前記第1の面とオーバーラップしない第2の部分とを有する金属層と、を備える基板、を含み、前記金属層の前記第2の部分は、前記凸部に含まれる前記第1の面と交わる第2の面とオーバーラップするように、前記金属層が折り曲げられていることを特徴とするものである。
さらに、上記リードフレームにおいて、前記第1の面と前記第2の面との交わる角度が断面視で鋭角であることを特徴としても良い。
上記リードフレームによれば、凸部に含まれる第1の面に形成された金属層は突出した部分を含んでいないので、下記の半導体装置の製造工程においてワイヤーボンディングを施す際、前記金属層の一部分が機械的に破壊される危険性を低減することができる。従って、歩留まり及び信頼性を高めた半導体装置を提供することができる。
また、本発明の別の態様に係る半導体装置は、凸部と、前記凸部の第1の面とオーバーラップする第1の部分及び前記第1の部分から延びて前記第1の面とオーバーラップしない第2の部分とを有する金属層と、を備える基板と、前記基板に固定され、電極を有するIC素子と、前記金属層と、前記IC素子の電極とを接続した導電部材と、前記IC素子及び前記導電部材を封止した樹脂と、を含むことを特徴とするものである。
上記半導体装置によれば、前記のリードフレームが適用できるので、下記の半導体装置の製造工程においてワイヤーボンディングを施す際、凸部に含まれる第1の面に形成された金属層の一部分が機械的に破壊される危険性を低減することができる。従って、歩留まり及び信頼性を高めた半導体装置を提供することができるとともに、低コストで製品を提供することができる。
実施の形態に係るリードフレームの製造方法を示す図(その1)。 実施の形態に係るリードフレームの製造方法を示す図(その2)。 実施の形態に係るリードフレームの製造方法を示す図(その3)。 実施の形態に係るリードフレームの製造方法を示す図(その4)。 実施の形態に係るリードフレームの製造方法を示す図(その5)。 実施の形態に係るリードフレームの製造方法を示す図(その6)。 実施の形態に係るリードフレームの製造方法を示す図(その7)。 実施の形態に係るリードフレームの製造方法を示す図(その8)。 実施の形態に係るリードフレームの製造方法を示す図(その9)。 実施の形態に係るリードフレームの製造方法を示す図(その10)。 実施の形態に係るリードフレームの製造方法を示す図(その11)。 実施の形態に係るリードフレームの製造方法を示す図(その12)。 実施の形態に係るリードフレームの製造方法を示す図(その13)。 実施の形態に係るリードフレームの製造方法を示す図(その14)。 実施の形態に係るリードフレームの製造方法を示す図(その15)。 実施の形態に係るリードフレームの製造方法を示す図(その16)。 実施の形態に係るリードフレームの製造方法を示す図(その17)。 実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図(その1)。 実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図(その2)。 実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図(その3)。 実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す図(その4)。 実施の形態に係る半導体装置を示す断面図。 従来の半導体装置の製造工程を示す断面図。 課題を示す断面図(その1)。 課題を示す断面図(その2)。
以下、本発明の実施の一形態を、添付図面を参照して説明する。
(1)第一の実施形態
図1(a)〜図16(b)は、本発明の第一の実施形態に係るリードフレーム100の製造方法を示す工程図である。なお、各図の(a)は平面図であり、各図の(b)は断面図である。
第一の実施形態では、第1のリードフレームの製造方法を、図1(a)〜図9(b)を用いて説明する。次いで第2のリードフレームの製造方法を、図10(a)〜図16(b)を用いて説明する。
まず、図1(a)及び(b)に示すように、金属基板11に含まれる第1の面12と、第1の面12とは反対側を向いた第2の面13とにレジスト膜14を塗布する。なお、リードフレーム100の母材(即ち、金属基板11)としては、例えば銅(Cu)材が好適である。さらに、Cu材の場合、その厚みは例えば0.10mmから0.30mmの範囲内である。
次に、図2(a)及び(b)に示すように、第1の面12に塗布されたレジスト膜14を露光し、現像する(即ち、レジスト膜14をパターニングする)ことで、レジスト膜14下から金属基板11の一部分(つまり、第1の面12の一部分)を露出させる。
そして、図3(a)及び(b)に示すように、露出させた金属基板11の表面にメッキ層15を形成し、その後、図4(a)及び(b)に示すように、第1の面12に残存するレジスト膜14を除去する。このとき、メッキ層15としては、銀(Ag)、ニッケル(Ni)、金(Au)、パラジウム(Pd)層のいずれかの単層で形成されてもよいし、これらを適宜積層させた複数層で形成されてもよい。例えば、ニッケル(Ni)層、パラジウム(Pd)層、金(Au)層からなる複数の層でメッキ層15が形成されてもよい。なお、金属基板11上にメッキ層15を形成する際、電解メッキを用いて形成してもよい。また、メッキ層15を形成する際には、例えば「電着」による方法を用いることができる。なお、「電着」とは、電気分解によって電極表面に物質が付着して生成することを指す。
第1の面12上のレジスト膜14を除去した後、図5(a)及び(b)に示すように、第1の面12に形成したメッキ層15をマスクにして、金属基板11を、等方性を有するウェットエッチングでエッチングする。これにより、金属基板11に凹部16が形成される(つまり、エッチングされなかった部分は凸部17となる。)。ここで、金属基板11の深さ方向の途中に連結部18を設けるようにエッチング(即ち、ハーフエッチング)を実施する。このハーフエッチングにおいては、金属基板11の厚みの1/2から1/10程度の深さまで金属基板11をエッチングすることが好ましい。例えば、Cu材の厚みが0.10mmであった場合には、Cu材表面から0.01mm〜0.05mm程度の深さまでエッチングすることが好ましい。
このウェットエッチングの際、図5(b)に含まれる拡大図で示したように、メッキ層15は凸部17に含まれる第1の面12から突出した部分15a(以下、メッキ層15の外周部15aともいう。)を含んだものとなっている。これは、メッキ層15をマスクとして、等方性を有するエッチングを行うと、メッキ層15の外周部15a直下の金属基板11が削り取られるからである。このとき、凸部17が有する第1の面12と凸部17が有する側面16aとの交わる角度αは断面視で鋭角としてもよい。
ウェットエッチングで金属基板11に凹部16を形成した後(つまり、凸部17を形成した後)、この外周部15aに物理的な力を加えることで、この外周部15aを折り曲げる。なお、図6(a)及び(b)は外周部15aの折り曲げ加工前の様子を、また、図7(a)及び(b)は外周部15aの折り曲げ加工後の様子をそれぞれ示したものである。
この折り曲げ加工の方法としては、例えばウォータージェット、サンドブラスト、ホーニング等の方法を用いることができる。ここで、ウォータージェットとは、加圧された水を、例えば0.1mm〜1mm程の小さい穴などを通して押し出すことで得られる細い水流のことである。このウォータージェットにおいて、押し出す物体は、「水」に限定されず、「水」以外の他の液体であってもよい。
さらに、液体に限定されず、気体であっても構わない。押し出す物体が気体の場合は、加圧された気体を例えば0.1mm〜1mm程の小さい穴などを通して押し出すことで得られる細い気流を用いることで折り曲げ加工を実施することができる。また、押し出す物体の温度を高めることで、効果的に折り曲げ加工を実施することができる。
サンドブラストとは、例えば砂などの研磨材を目的とする表面に吹き付けることであり、例えば、コンプレッサーによる圧縮空気に研磨剤等を混ぜて吹き付けることを指す。ホーニングとは、主に加工対象物の内径を精密に研磨することを指す。
さらに、上記の方法に加えて、例えば外周部15aに「熱」を加えることで外周部15aを折り曲げることもできる。ここで、リードフレーム100の母材としてCu材を、メッキ層15としてAgをそれぞれ選択した場合について考える。各金属の融点に着目すると、Cuの融点は1357.6Kであるのに対して、Agの融点は1234.9Kである。このため、加熱温度を調節することで、メッキ層15に含まれる外周部15aを折り曲げることもできる。
メッキ層15の折り曲げ工程後、図8(a)及び(b)に示すように、予め第2の面13に塗布しておいたレジスト膜14をパターニングして、レジスト膜14下から金属基板11の一部分(つまり、第2の面13の一部分)を露出させる。
最後に、図9(a)及び(b)に示すように、露出させた金属基板11にメッキ層15を形成し、その後、第2の面13に残存するレジスト膜14を除去する。なお、図9(a)及び(b)に示したメッキ層15を設ける工程は、例えば図3及び図4に示した工程と同様にしてもよい。
ここで、外周部15aの折り曲げ工程と他の工程との実施順序に着目する。上記リードフレームの製造法において、外周部15aの折り曲げ工程は、第2の面13に塗布しておいたレジスト膜14をパターニングして、レジスト膜14下から第2の面13の一部分を露出させる工程(つまり、図8に示した工程)の前であった。しかしながら、外周部15aの折り曲げ工程は、この順序に限定されず、ウェットエッチングの工程後であれば実施することが可能である。つまり、例えば第2の面13にメッキ層15を形成する工程(つまり、図9に対応する工程)の後に実施しても構わない。
また、外周部15aの折り曲げ工程を、ウォータージェットやサンドブラスト等の方法を用いて実施することで、メッキ層15表面上に残存していた汚染物質も取り除くことができるので、メッキ層15表面自体の改質も行うことができる。なお、汚染物質とは、例えばメッキ層15形成工程において、メッキ層15表面に付着した物質等を指す。
外周部15aを折り曲げ加工の前に、金属基板11に形成された凸部17の側面16aを軽度にエッチング(即ち、ソフトエッチング)しても構わない。このソフトエッチングを実施することで、凸部17の側面16aに微細な凹凸を形成することができるので、側面16aの表面積を増加させることができる。従って、外周部15aを折り曲げた際に外周部15aと凸部17の側面16aとの接触面積を高めることができる。これにより、外周部15aと側面16aとの密着性が増加するので、メッキ層15が凸部17から脱落しにくくなる。このソフトエッチングを実施する際に用いるソフトエッチング剤としては、例えば希硫酸を使用することができる。
凸部17の数に関しては、複数の凸部17を金属基板11に設けることができる。
次に、第2のリードフレームの製造法について説明する。
まず、図10(a)及び(b)に示すように、金属基板11に含まれる第1の面12と、第1の面12とは反対側を向いた第2の面13とに第1のレジスト膜14を塗布する。次に、第1の面12に塗布された第1のレジスト膜14をパターニングして、第1のレジスト膜14下から金属基板11の一部分(つまり、第1の面12の一部分)を露出させる。
次に、図11(a)及び(b)に示すように、パターニングした第1のレジスト膜14をマスクにして金属基板11をウェットエッチングする。これにより、金属基板11の第1の面12側に凹部16が形成される。ここで、金属基板11の深さ方向の途中に連結部18を設けるようにハーフエッチングを実施する。このハーフエッチングにおいては、図5(a)及び(b)の工程と同様に、金属基板11の厚みの1/2から1/10程度の深さまで金属基板11をエッチングすることが好ましい。例えば、Cu材の厚みが0.10mmであった場合には、Cu材表面から0.01mm〜0.05mm程度の深さまでエッチングすることが好ましい。
そして、図12(a)及び(b)に示すように、第1の面12に残存する第1のレジスト膜14を除去し、その後、エッチングにより形成された凹部16に第2のレジスト膜19を塗布する。
従来技術では、エッチングした箇所に高い正確性で、再びレジスト膜を塗布することが困難となる場合が多かったが、本発明では、第2のレジスト膜19の塗布工程後、図13(a)及び(b)に示すように、凸部17に含まれる第1の面12上にメッキ層15を形成する。なお、この工程で形成するメッキ層15は、凸部17に含まれる第1の面12の面積よりも大きな面積を有するものとし、さらに、凸部17に含まれる第1の面12の全域を覆うようにするものとする。なお、このメッキ層15の材料、形成方法については、図3(a)及び(b)の工程で説明した内容を用いることができる。
その後、図14(a)及び(b)に示すように、第2のレジスト膜19を凹部16から除去する。最後に、図15(a)及び(b)に示すように、メッキ層15に含まれる外周部15aに物理的な力を加えることで折り曲げる。この折り曲げ加工の際には、図6(a)〜図7(b)の工程で説明した方法、例えばウォータージェット、サンドブラスト、ホーニング等の方法を用いることができる。
以降の工程(即ち、第2の面13にメッキ層15を形成する工程)は、例えば図8及び図9に示した工程と同様にしても良い。前記図8及び図9の工程を経ることで、第2の面13にメッキ層15を形成することができる。そのため、図16(a)及び(b)に示すリードフレーム100を形成することができる。
第1のリードフレームの製造方法及び第2のリードフレームの製造法において、ウォータージェットやサンドブラスト等の方法を用いて外周部15aの折り曲げ加工を実施する際、図17(a)に示すように、例えば凸部17に含まれる第1の面12(またはメッキ層15の上面)に対して垂直方向から一定の角度βだけ傾けた方向から水や砂等をそれぞれ噴射することで、図17(b)に示すように、メッキ層15に含まれる外周部15aを折り曲げることもできる。この噴射方向は、図17(a)中において破線で示される。ここで、角度βとは、例えば45度の角度である。
なお、第2のリードフレームの製造法においても、第1のリードフレームの製造法と同様に、外周部15aの折り曲げ工程は、ウェットエッチングの工程後であれば実施することが可能である。つまり、例えば第2の面13にメッキ層15を形成した後に実施することもできる。
また、第2のリードフレームの製造法においても、第1のリードフレームの製造法と同様に、外周部15aの折り曲げ工程において、ウォータージェットやサンドブラスト等の方法を用いることで、メッキ層15表面上に残存する汚染物質も取り除くことができる。このため、メッキ層15表面自体の改質も行うことができる。
なお、第一の実施形態においては、凸部17及びメッキ層15を金属基板11に、例えば複数設けても構わない。つまり、第1の面12に塗布されたレジスト膜14をパターニングする際に、第1の面12の一部分を複数箇所露出させることもできる。さらに、複数露出させた箇所のそれぞれに金属層を形成することもできる。こうして形成した複数の金属層をマスクにしてウェットエッチングすることで、複数の凸部17を形成することができる。
さらに、形成した複数の凸部17を、平面視で縦方向及び横方向に並ぶように形成しても良い。
さらに、形成した複数の凸部17を、一定の距離を隔てて並ぶように形成しても良い。
さらに、形成した複数の凸部17を、同一の形状、同一の大きさになるように形成しても良い。
つまり、第一の実施形態により製造されたリードフレーム100は、例えば図5(a)及び(b)に示すように、凸部17と、凸部17に含まれる第1の面12とオーバーラップする金属部分及び前記金属部分から延びて第1の面12とオーバーラップしない外周部15aとを有する金属層15と、を備えたリードフレームであっても良く、凸部17に含まれる側面16aとオーバーラップするように金属層15が有する外周部15aが折り曲げられたリードフレームであっても良い。さらに、凸部17が有する第1の面12と凸部17が有する側面16aとの交わる角度αが断面視で鋭角であっても良い。また、複数の凸部17が平面視で縦方向及び横方向に並んでいても良い。
このように本発明の第一の実施形態によれば、半導体装置の製造工程においてワイヤーボンディングを施す際に、凸部に含まれる第1の面から突出した金属層は既に折り曲げられているので、金属層の一部分が機械的に破壊される危険性を低減することができる。つまり、上記の方法で製造されたリードフレーム100は、従来技術の課題であったワイヤーボンディングする際の線材22等の結線不良またはメッキ層15の折れや変形等を高い信頼性で防止することができる。従って、製品の歩留まり及び信頼性を高めることができるリードフレーム100を安定して提供することが可能となる。
(2)第二の実施形態
図18(a)〜図21(b)は、第二の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程図である。まず初めに、図18(a)及び(b)に示すように、第一の実施形態において説明したリードフレーム100(即ち、第1または第2のリードフレームの製造法により製造されたリードフレーム100)に含まれる凸部17に形成されたメッキ層15上に、認識マーク20を設ける。この認識マーク20を設ける場所に関しては、製造する機種に応じて、所望の位置に配置することができる。なお、この認識マーク20を設けるための方法は、例えばインクジェット工法、印刷工法、ディスペンス工法、レーザーマーク工法等を用いることができる。
次に、図19(a)及び(b)に示すように、メッキ層15が形成された凸部17a上にIC素子21等の回路装置を搭載する(即ち、ダイアタッチ工程)。このダイアタッチ工程において、IC素子21は接着剤23を介して、凸部17a上に形成されたメッキ層15と接する。このダイアタッチ工程において使用される接着剤23は、例えばシート材を用いることができる。なお、本実施形態では、IC素子21等の回路装置が搭載された凸部17を「凸部17a」とし、IC素子21等の回路装置が搭載されない凸部17を「凸部17b」とする。
ダイアタッチ工程後、IC素子21の電極(即ち、パット端子)と、メッキ層15が形成された凸部17bとを、例えば金線等の線材22を用いて電気的に接続する(即ち、ワイヤーボンディング工程)。線材22の材料としては、金の他、アルミニウムや銅などを用いても良い。
そして、図20(a)及び(b)に示すように、IC素子21と、メッキ層15が形成された凸部17a及び17bと、例えば金線等の線材22とを樹脂24を用いて封止する(即ち、封止工程)。この封止工程において用いられる樹脂24は、例えばモールド樹脂である。
最後に、図21(a)及び(b)に示すように、第2の面13の側から連結部18をエッチングして樹脂24を露出させる(即ち、裏面貫通エッチング工程)。これにより、図21(b)に示すように、ワイヤーボンディングされた凸部17bは、他のワイヤーボンディングされていない凸部、例えばIC素子21が搭載された凸部17aと電気的に分離される。
次に樹脂24をダイシングして個片化する。このダイシング工程では、ダイシングラインに沿って樹脂24を個々の樹脂パッケージに分割するとともに、製品にならない樹脂の余白部分を切除して除去する。また、樹脂24の切断は、例えば、第2の面13側に露出しているメッキ層15を目印にして行う。これにより、半導体装置200が完成する。
つまり、半導体装置200は、例えば第一の実施形態により製造されたリードフレームに設けられた凸部17と、凸部17を、第1の凸部17aまたは第2の凸部17bとした場合、 第1の凸部17aに含まれる第1の面12に、金属層15を介して固定されたIC素子21と、第2の凸部17bに含まれる第1の面12に形成された金属層15と、IC素子21のパッド端子とを電気的に接続した金線22と、IC素子21及び金線22と、複数の凸部17に含まれる第1の面12側の部位の一部とを封止した樹脂と、を含むものである。
このように本発明の第二の実施形態によれば、第一の実施形態で示したリードフレームの製造方法により製造されたリードフレームを適用することができるので、ワイヤーボンディングを施す際に、金属層の一部分が機械的に破壊される危険性を低減することができる。従って、製品の歩留まり及び信頼性を高めることができる半導体装置200を安定して提供することが可能となる。
さらに、図22に含まれる拡大図に示すように、外周部15aを折り曲げた状態で樹脂24による封止を実施しているので、折り曲げられた外周部15a(つまり、図中の破線で示した部分)がアンカーとしての役割を果たし、IC素子21等の脱落を防止することができる。これにより、機械的強度を高めた半導体装置200を提供することができる。
なお、第一及び第二の実施形態における「外周部15a」は本発明の「第2の部分」に対応し、メッキ層15に含まれる部分であって「外周部15a」以外の場所は本発明の「第1の部分」に対応する。さらに、第一及び第二の実施形態における凸部17の側面16aは本発明の「第2の面」に対応する。
1 半導体装置,11 金属基板,12 第1の面,13 第2の面,14 (第1の)レジスト膜,15 メッキ層,15a 外周部,16 凹部,16a 凸部17の側面,17 凸部,17a IC素子21が搭載された凸部,17b ワイヤーボンディングが施された凸部,18 連結部,19 第2のレジスト膜,20 認識マーク,21 IC素子,22 線材,23 接着剤,24 樹脂,100 リードフレーム,200 半導体装置,201 金属基板(リードフレーム),201a 凸部,201b 空間(隙間),202 金属層(メッキ層),202a 外周部,203 保持部,204 IC素子,205 金線,206 樹脂,207 レジスト膜,208 第1の面,209 第2の面,d ずれ,α 角度,β 角度

Claims (8)

  1. 凸部と、前記凸部の第1の面とオーバーラップする第1の部分及び前記第1の部分から延びて前記第1の面とオーバーラップしない第2の部分とを有する金属層と、を備える基板を形成する工程と、
    前記金属層の前記第2の部分が、前記第1の面と交わる前記凸部の第2の面とオーバーラップするように、前記金属層を折り曲げる工程と、を含むことを特徴とするリードフレームの製造方法。
  2. 前記基板を形成する工程は、
    金属基板が有する面に前記金属層を形成し、前記金属層をマスクとして前記金属基板をウェットエッチングすることにより、前記凸部を形成する、ことを特徴とする請求項1に記載のリードフレームの製造方法。
  3. 前記基板を形成する工程は、
    金属基板が有する面に第1のレジスト膜を塗布し、
    前記第1のレジスト膜をマスクとして、前記金属基板をウェットエッチングし、
    前記ウェットエッチング後に、前記第1のレジスト膜を除去し、
    前記第1のレジスト膜を除去した後に、前記エッチングで形成された凹部に第2のレジスト膜を塗布し、
    前記第2のレジスト膜を塗布した後に、前記第2のレジスト膜から露出している前記金属基板上に前記金属層を形成し、
    前記金属層を形成した後に、前記第2のレジスト膜を除去する、ことを特徴とする請求項1に記載のリードフレームの製造方法。
  4. 前記基板を形成する工程は、
    複数の前記凸部を有するように前記基板を形成することを含み、
    前記複数の前記凸部は、それぞれ同一形状で、同一の大きさを有する、ことを特徴とする請求項1から請求項3の何れか一項に記載のリードフレームの製造方法。
  5. 凸部と、前記凸部の第1の面とオーバーラップする第1の部分及び前記第1の部分から延びて前記第1の面とオーバーラップしない第2の部分とを有する金属層と、を備える基板を形成する工程と、
    前記金属層の前記第2の部分が、前記第1の面と交わる前記凸部の第2の面とオーバーラップするように、前記金属層を折り曲げる工程と、
    前記基板に、電極を有するIC素子を固定する工程と、
    前記金属層と、前記電極とを、導電部材を用いて接続する工程と、
    前記IC素子及び前記導電部材を、樹脂を用いて封止する工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  6. 凸部と、前記凸部の第1の面とオーバーラップする第1の部分及び前記第1の部分から延びて前記第1の面とオーバーラップしない第2の部分とを有する金属層と、を備える基板、を含み、
    前記金属層の前記第2の部分は、前記凸部に含まれる前記第1の面と交わる第2の面とオーバーラップするように、前記金属層が折り曲げられていることを特徴とするリードフレーム。
  7. 前記第1の面と前記第2の面との交わる角度が断面視で鋭角であることを特徴とする請求項6に記載のリードフレーム
  8. 凸部と、前記凸部の第1の面とオーバーラップする第1の部分及び前記第1の部分から延びて前記第1の面とオーバーラップしない第2の部分とを有する金属層と、を備える基板と、
    前記基板に固定され、電極を有するIC素子と、
    前記金属層と、前記IC素子の電極とを接続した導電部材と、
    前記IC素子及び前記導電部材を封止した樹脂と、を含むことを特徴とする半導体装置。
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