JP2018129375A - リードフレーム基板およびその製造方法、リードフレーム用積層体、ならびに半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】第１端子部および第２端子部と絶縁層との密着性や、絶縁層と封止樹脂との密着性を高めることが可能な、リードフレーム基板およびその製造方法、リードフレーム用積層体、ならびに半導体装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】リードフレーム基板１０は、第１端子部１１と、第１端子部１１から離間して配置された第２端子部１２と、第１端子部１１および第２端子部１２の裏面１１ｃ、１２ｃ側に設けられ、第１端子部１１と第２端子部１２とを支持する絶縁層１４とを備えている。絶縁層１４の表面１４ｃが粗化されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、リードフレーム基板およびその製造方法、リードフレーム用積層体、ならびに半導体装置およびその製造方法に関する。

従来、薄型の半導体を作製するための各種の方法が知られている。例えば、特許文献１には、電解銅箔の表面に配線を形成し、銅箔の配線面にポリイミドフィルムを接着した後、レーザを用いて配線の接続用端子部を露出させ、その後銅箔をエッチングによって除去する技術が開示されている。

特開２００２−１１０８５８号公報

しかしながら、一般に、ポリイミドフィルム付き半導体パッケージにおいては、その主な構成要素である銅又は銅合金、ポリイミドフィルム、封止樹脂用樹脂等は互いに異なる材料からなるため、熱膨張係数も互いに異なっている。このため、従来の半導体パッケージが高温に曝された場合、各構成材料の熱膨張係数の差に起因して熱応力が発生し、この熱応力の影響により各構成材料間にデラミネーションが発生するという問題がある。このため、電解銅箔とポリイミドフィルムとの密着性や、ポリイミドフィルムと封止樹脂用樹脂との密着性を高めることが求められている。

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、第１端子部および第２端子部と絶縁層との密着性や、絶縁層と封止樹脂との密着性を高めることが可能な、リードフレーム基板およびその製造方法、リードフレーム用積層体、ならびに半導体装置およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、リードフレーム基板であって、第１端子部と、前記第１端子部から離間して配置された第２端子部と、前記第１端子部および前記第２端子部の裏面側に設けられ、前記第１端子部と前記第２端子部とを支持する絶縁層とを備え、前記絶縁層の表面が粗化されていることを特徴とするリードフレーム基板である。

本発明は、前記第１端子部と前記第２端子部との間において、前記絶縁層の前記粗化された表面が露出していることを特徴とするリードフレーム基板である。

本発明は、前記絶縁層の表面の十点平均粗さＲｚＪＩＳが、０．５μｍ以上３．０μｍ以下であることを特徴とするリードフレーム基板である。

本発明は、前記第１端子部または前記第２端子部と、前記絶縁層との接着強度が０．８ｋＮ／ｍ以上であることを特徴とするリードフレーム基板である。

本発明は、リードフレーム用積層体であって、金属基板と、前記金属基板上に積層された絶縁層とを備え、前記絶縁層のうち前記金属基板側の面が粗化されていることを特徴とするリードフレーム用積層体である。

本発明は、前記絶縁層のうち前記金属基板側の面の十点平均粗さＲｚＪＩＳが、０．５μｍ以上３．０μｍ以下であることを特徴とするリードフレーム用積層体である。

本発明は、前記金属基板と前記絶縁層との接着強度が０．８ｋＮ／ｍ以上であることを特徴とするリードフレーム用積層体である。

本発明は、半導体装置であって、第１端子部と、前記第１端子部から離間して配置された第２端子部と、前記第１端子部および前記第２端子部の裏面側に設けられ、前記第１端子部と前記第２端子部とを支持する絶縁層と、前記第１端子部上に搭載された半導体素子と、前記半導体素子と前記第２端子部とを電気的に接続する導電部材と、前記第１端子部と、前記第２端子部と、前記半導体素子と、前記導電部材とを封止する封止樹脂とを備え、前記絶縁層の表面が粗化されていることを特徴とする半導体装置である。

本発明は、リードフレーム基板の製造方法において、金属基板を準備する工程と、前記金属基板の裏面を粗化する工程と、前記金属基板の前記粗化された裏面に絶縁層を設け、前記絶縁層の表面側に前記金属基板の前記粗化された裏面の形状を転写することにより、前記絶縁層の表面側を粗化する工程と、前記金属基板を表面側からエッチング加工することにより、前記金属基板に第１端子部と、前記第１端子部から離間して配置された第２端子部とを形成する工程とを備えたことを特徴とするリードフレーム基板の製造方法である。

本発明は、半導体装置の製造方法において、前記リードフレーム基板を準備する工程と、前記リードフレーム基板の前記第１端子部上に半導体素子を搭載する工程と、前記半導体素子と前記第２端子部とを導電部材により電気的に接続する工程と、前記第１端子部と、前記第２端子部と、前記半導体素子と、前記導電部材とを封止樹脂により封止する工程とを備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法である。

本発明によれば、第１端子部および第２端子部と絶縁層との密着性や、絶縁層と封止樹脂との密着性を高めることができる。

図１は、本発明の一実施の形態によるリードフレーム基板を示す平面図。 図２は、本発明の一実施の形態によるリードフレーム基板を示す底面図。 図３は、本発明の一実施の形態によるリードフレーム基板を示す断面図（図１のIII−III線断面図）。 図４（ａ）は、絶縁層の表面を拡大して示す写真であり、図４（ｂ）は、ダイパッドおよびリード部の裏面を拡大して示す写真。 図５は、本発明の一実施の形態による半導体装置を示す平面図。 図６は、本発明の一実施の形態による半導体装置を示す断面図（図５のVI−VI線断面図）。 図７（ａ）−（ｆ）は、本発明の一実施の形態によるリードフレーム基板の製造方法を示す断面図。 図８（ａ）−（ｈ）は、本発明の一実施の形態によるリードフレーム基板の製造方法を示す断面図。 図９（ａ）−（ｅ）は、本発明の一実施の形態による半導体装置の製造方法を示す断面図。

以下、本発明の一実施の形態について、図１乃至図９を参照して説明する。なお、以下の各図において、同一部分には同一の符号を付しており、一部詳細な説明を省略する場合がある。なお、本明細書中、「表面」とは半導体素子２１が搭載される側の面（すなわち図３の上方を向く面、Ｚ方向プラス側の面）のことをいい、「裏面」とは、図示しない実装基板に接続される側の面（すなわち図３の下方を向く面、Ｚ方向マイナス側の面）のことをいう。

リードフレーム基板の構成
まず、図１乃至図３により、本実施の形態によるリードフレーム基板の概略について説明する。図１は、本実施の形態によるリードフレーム基板を示す平面図であり、図２は、本実施の形態によるリードフレーム基板を示す底面図であり、図３は、本実施の形態によるリードフレーム基板を示す断面図である。

図１乃至図３に示すように、リードフレーム基板１０は、半導体素子２１（後述）を搭載するダイパッド（第１端子部）１１と、ダイパッド１１周囲に設けられ、半導体素子２１と実装基板（図示せず）とを接続する複数のリード部（第２端子部）１２と、ダイパッド１１およびリード部１２の裏面側に設けられ、ダイパッド１１とリード部１２とを支持する絶縁層１４とを備えている。

このリードフレーム基板１０は、それぞれ半導体装置２０（後述）に対応する領域である、複数の単位リードフレーム領域１０ａを含んでいる。単位リードフレーム領域１０ａは、図１において仮想線の内側に位置する領域である。これら単位リードフレーム領域１０ａは、外枠部（支持部材）１３を介して互いに連結されている。この外枠部１３は、Ｘ方向、およびＸ方向に垂直なＹ方向に沿ってそれぞれ延びており、ダイパッド１１およびリード部１２は、この外枠部１３の内側に配置されている。

ダイパッド１１は、平面略矩形状であり、その４辺はＸ方向又はＹ方向のいずれかに沿って延びている。ダイパッド１１の平面形状は、略矩形状に限らず、例えば円形状、楕円形状、多角形状、Ｌ字形状等としても良い。ダイパッド１１は、連結部１６を介して外枠部１３に連結されている。この連結部１６は、後述するように、ダイパッド１１に電解めっきにより金属層２５およびはんだ部２８を形成する際の給電部として用いられても良い。

また、複数のリード部１２は、ダイパッド１１から水平方向に離間して配置され、それぞれ外枠部１３に連結されている。各リード部１２は、半円と長方形とを合わせた平面形状を有しており（図１及び図２参照）、かつダイパッド１１および外枠部１３と同一の厚みを有している（図３参照）。

リード部１２は、その表面に内部端子１５を有している。この内部端子１５は、後述するようにボンディングワイヤ２２を介して半導体素子２１に電気的に接続される領域となっている。またリード部１２の裏面には、それぞれ外部の実装基板（図示せず）に電気的に接続される外部端子１７が形成されている。

図３に示すように、ダイパッド１１およびリード部１２は、それぞれ側面１１ａ、１２ａを有している。この側面１１ａ、１２ａは、平面視でダイパッド１１およびリード部１２の外周全体に亘って形成されている。このダイパッド１１の側面１１ａおよびリード部１２の側面１２ａは、断面視ですり鉢状に形成されている。すなわち、ダイパッド１１の側面１１ａの断面形状は、表面側から裏面側に向かうにつれてダイパッド１１の水平断面が大きくなるように形成されている。また、リード部１２の側面１２ａの断面形状は、表面側から裏面側に向かうにつれてリード部１２の水平断面が大きくなるように形成されている。この場合、ダイパッド１１およびリード部１２は、それぞれその側面１１ａ、１２ａの全体にわたってすり鉢状（表面側から裏面側に向かうにつれて広がる形状）となっている。したがって、ダイパッド１１およびリード部１２は、それぞれ表面１１ｂ、１２ｂ側より裏面１１ｃ、１２ｃ側の方が面積が広くなっている。なお、ダイパッド１１の側面１１ａおよびリード部１２の側面１２ａは、それぞれ断面視で湾曲していても良く、又は断面視で略直線状に形成されていても良い。

以上説明したダイパッド１１、リード部１２および外枠部１３は、後述するように１枚の金属基板３１から１回のエッチング工程により作製される（図８（ｅ）参照）。ダイパッド１１、リード部１２および外枠部１３は、全体として銅、銅合金、４２合金（Ｎｉ４２％のＦｅ合金）等の金属から構成されている。また、ダイパッド１１、リード部１２および外枠部１３の厚みは、製造する半導体装置２０の構成にもよるが、例えば８０μｍ以上２５０μｍ以下とすることができる。

絶縁層１４は、ダイパッド１１およびリード部１２の裏面１１ｃ、１２ｃ側において、ダイパッド１１とリード部１２とを互いに連結している。このように、ダイパッド１１およびリード部１２の裏面１１ｃ、１２ｃに絶縁層１４を設けたことにより、絶縁層１４によってダイパッド１１およびリード部１２を保持することができ、リードフレーム基板１０全体の強度を高めることができる。これにより、ダイパッド１１およびリード部１２を薄くすることができ、この結果、半導体装置２０全体の厚みを薄くすることができる。

また、絶縁層１４のうち、ダイパッド１１およびリード部１２に対応する位置には、それぞれ絶縁層開口部１４ａ、１４ｂが形成されている。このうちダイパッド１１の裏面１１ｃに形成された絶縁層開口部１４ａは、平面略矩形形状であり、ダイパッド１１よりも小さい形状を有している。また各リード部１２の裏面１２ｃに形成された絶縁層開口部１４ｂは、平面視で半円と長方形とを合わせた形状を有しており、各リード部１２よりも小さい形状を有している。絶縁層１４は、ダイパッド１１およびリード部１２の裏面１１ｃ、１２ｃであって、絶縁層開口部１４ａ、１４ｂの周縁領域に接着されている。

絶縁層１４は、絶縁層開口部１４ａ、１４ｂを除く、外枠部１３の内側領域の全域を覆っている。これにより、後述するように、封止樹脂２３によりダイパッド１１およびリード部１２を封止する際（図９（ｄ）参照）、ダイパッド１１およびリード部１２の裏面１１ｃ、１２ｃ側に別途樹脂封止用のテープを設ける必要が生じない。

図３において、絶縁層１４とダイパッド１１又はリード部１２との重なり幅（接着領域の幅）ｗ_ａは、例えば５μｍ以上４０μｍ以下とすることが好ましい。重なり幅ｗ_ａを５μｍ以上、好ましくは２０μｍ以上とすることにより、絶縁層１４とダイパッド１１又はリード部１２とを確実に接着させ、樹脂封止工程（図９（ｄ）参照）において封止樹脂２３が裏面側に漏れる不具合を確実に防止することができる。また、重なり幅ｗ_ａを４０μｍ以下とすることにより、ダイパッド１１およびリード部１２の裏面１１ｃ、１２ｃの面積を一定以上確保することができる。

絶縁層１４は、例えばポリイミド等のウエットエッチング可能な樹脂からなることが好ましい。また、絶縁層１４の厚みは、５μｍ以上４０μｍ以下とすることが好ましい。絶縁層１４の厚みを５μｍ以上とすることにより、ダイパッド１１およびリード部１２を確実に支持することができる。また、絶縁層１４の厚みを４０μｍ以下とすることにより、リードフレーム基板１０を薄肉に構成することができる。

本実施の形態において、図３に示すように、絶縁層１４は、表面側（Ｚ方向プラス側）の第１絶縁層１４ｐと、裏面側（Ｚ方向マイナス側）の第２絶縁層１４ｑとを貼り合わせて積層した構造からなっている。このうち第１絶縁層１４ｐは、ダイパッド１１およびリード部１２に接着され、第２絶縁層１４ｑは、裏面側に露出している。なお、第１絶縁層１４ｐおよび第２絶縁層１４ｑの材料は互いに同一であり、例えば上述したようにポリイミド等の樹脂からなっている。また、第１絶縁層１４ｐの厚みは、例えば０．２μｍ以上３μｍ以下とし、第２絶縁層１４ｑの厚みは、例えば２μｍ以上２５μｍ以下としても良い。

また、ダイパッド１１およびリード部１２を覆うように金属層（めっき層）２５が形成されている。具体的には、ダイパッド１１およびリード部１２の表面１１ｂ、１２ｂと、ダイパッド１１およびリード部１２の側面１１ａ、１２ａと、ダイパッド１１およびリード部１２の裏面１１ｃ、１２ｃのうち絶縁層開口部１４ａ、１４ｂの内側領域とが、それぞれ金属層２５によって覆われている。

このうちダイパッド１１およびリード部１２の表面１１ｂ、１２ｂに形成される金属層２５は、それぞれダイパッド１１およびリード部１２と半導体素子２１およびボンディングワイヤ２２（後述）との密着性を向上させる役割を果たす。また、ダイパッド１１およびリード部１２の側面１１ａ、１２ａに形成される金属層２５は、それぞれダイパッド１１およびリード部１２と封止樹脂２３との密着性を向上させる役割を果たす。さらに、ダイパッド１１およびリード部１２の裏面１１ｃ、１２ｃに形成される金属層２５は、それぞれダイパッド１１およびリード部１２とはんだ部２８（後述）との接着性を向上させる役割を果たす。このダイパッド１１およびリード部１２の裏面１１ｃ、１２ｃに形成された金属層２５は、絶縁層開口部１４ａ、１４ｂから裏面側に露出している。なお、半導体素子２１が発光素子（ＬＥＤ素子）からなる場合、金属層２５は、半導体素子２１からの光を反射させる役割を果たしても良い。

金属層２５は、例えばＰｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ等の金属の単一層でも良く、あるいは、これらのうち複数種類の金属を積層した層からなっていても良い。金属層２５を形成する方法としては、めっき又はスパッタリング等の手法を用いても良い。また、金属層２５の厚み（最大厚み）は、絶縁層１４の厚みよりも薄くすることが好ましく、具体的には０．３μｍ以上７μｍ以下とすることが好ましい。

ところで、本実施の形態において、絶縁層１４は、その表面１４ｃが粗化されており、粗面１４ｒを構成している。なお、図示例では、粗面１４ｒを太線で示している。具体的には、粗面１４ｒは、絶縁層１４のうち第１絶縁層１４ｐの表面１４ｃの全体にわたって形成されている。このように、絶縁層１４の表面１４ｃのうち、ダイパッド１１およびリード部１２と密着している領域（図３の符号Ｒ_１参照）が粗化されていることにより、絶縁層１４とダイパッド１１およびリード部１２とを強固に密着させることができる。これにより、絶縁層１４が、ダイパッド１１およびリード部１２から剥離する不具合を防止することができる。

また、絶縁層１４の表面１４ｃのうち、ダイパッド１１とリード部１２との間に位置する領域において、絶縁層１４の粗化された表面１４ｃ（粗面１４ｒ）が露出している（図３の符号Ｒ_２参照）。このように、絶縁層１４の粗面１４ｒがダイパッド１１とリード部１２との間で表面側に露出することにより、絶縁層１４と封止樹脂２３（後述）とを強固に密着させることができ、絶縁層１４と封止樹脂２３とが剥離する不具合を防止することができる。

絶縁層１４の表面１４ｃの粗さは、粗化されていない絶縁層１４の裏面１４ｄよりも粗い。具体的には、絶縁層１４の表面１４ｃの十点平均粗さＲｚＪＩＳは、例えば０．５μｍ以上３．０μｍ以下となっている。なお、十点平均粗さＲｚＪＩＳは、ＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１の規定に準拠している。すなわち、十点平均粗さＲｚＪＩＳは、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけを抜き取り、この抜き取り部分の平均線から縦倍率の方向に測定した、最も高い山頂から５番めまでの山頂の標高の絶対値の平均値と、最も低い谷底から５番めまでの谷底の標高の絶対値の平均値との和を求めこの値をマイクロメータ（μｍ）で表したものをいう。このような十点平均粗さＲｚＪＩＳは、例えば表面粗さ測定機（東京精密株式会社製、商品名：Ｓｕｒｆｃｏｍ１３０Ａ）により測定することができる。

さらに、ダイパッド１１およびリード部１２の裏面１１ｃ、１２ｃも全体にわたって粗化されている。後述するように、絶縁層１４の表面１４ｃ側の粗面１４ｒは、このダイパッド１１およびリード部１２の裏面１１ｃ、１２ｃの粗化形状が転写されることにより形成されたものであり、ダイパッド１１およびリード部１２の裏面１１ｃ、１２ｃの粗化形状と、絶縁層１４の表面１４ｃの粗化形状とは、互いに相補的となっている。これにより、絶縁層１４の表面１４ｃ（粗面１４ｒ）とダイパッド１１およびリード部１２の裏面１１ｃ、１２ｃとが物理的に強固に係合し、絶縁層１４とダイパッド１１およびリード部１２との密着性を高めることができる。

なお、ダイパッド１１およびリード部１２の裏面１１ｃ、１２ｃの粗さは、粗化されていないダイパッド１１およびリード部１２の表面１１ｂ、１２ｂよりも粗くなっている。具体的には、ダイパッド１１およびリード部１２の裏面１１ｃ、１２ｃの十点平均粗さＲｚＪＩＳは、絶縁層１４の表面１４ｃと同様、例えば０．５μｍ以上３．０μｍ以下となっている。ダイパッド１１およびリード部１２の裏面１１ｃ、１２ｃの十点平均粗さＲｚＪＩＳの測定は、絶縁層１４の表面１４ｃの場合と同様にして行うことができる。

ダイパッド１１またはリード部１２と、絶縁層１４との密着性は、これらの接着強度によって評価することができる。とりわけダイパッド１１またはリード部１２と、絶縁層１４との剥離を確実に防止するために、これらの接着強度が０．８ｋＮ／ｍ以上であることが好ましい。ダイパッド１１またはリード部１２と、絶縁層１４との接着強度を測定する場合、まず絶縁層１４上にダイパッド１１およびリード部１２を構成する銅からなる測定用の銅パターン（幅１ｍｍ、長さ８０ｍｍ）をエッチングにより作製する。続いて、引っ張り試験機を用いて、引張角度９０度、引張速度５０ｍｍ／分にて当該銅パターンを引っ張る手法で測定を実施することにより、上記接着強度を求めることができる。

図４（ａ）は、本実施の形態において、絶縁層１４の表面１４ｃを拡大して示す写真であり、図４（ｂ）は、ダイパッド１１およびリード部１２の裏面１１ｃ、１２ｃを拡大して示す写真である。

図４（ａ）に示すように、絶縁層１４の粗化された表面１４ｃには、多数の凹部Ｄが不規則に形成されている。この凹部Ｄの幅（径）は、例えば５０μｍ以上５０００μｍ以下である。

また図４（ｂ）に示すように、ダイパッド１１およびリード部１２の粗化された裏面１１ｃ、１２ｃには、多数の凸部Ｃが不規則に形成されている。この凸部Ｃの幅（径）は、例えば０．５μｍ以上３μｍ以下である。この裏面１１ｃ、１２ｃの多数の凸部Ｃを転写することにより、上述した表面１４ｃの多数の凹部Ｄが形成される。また、裏面１１ｃ、１２ｃの各凸部Ｃが表面１４ｃの各凹部Ｄにそれぞれ係合することにより、絶縁層１４とダイパッド１１およびリード部１２とを互いに強固に密着させることができる。

半導体装置の構成
次に、図５および図６により、本実施の形態による半導体装置について説明する。図５および図６は、本実施の形態による半導体装置を示す図である。

図５および図６に示すように、半導体装置（半導体パッケージ）２０は、ダイパッド１１と、ダイパッド１１から離間して配置された複数のリード部１２と、ダイパッド１１およびリード部１２の裏面側に設けられ、ダイパッド１１とリード部１２とを支持する絶縁層１４とを備えている。

このうちダイパッド１１上に半導体素子２１が搭載され、半導体素子２１と各リード部１２とは、それぞれボンディングワイヤ（導電部材）２２によって電気的に接続されている。また、ダイパッド１１、リード部１２、半導体素子２１およびボンディングワイヤ２２は、封止樹脂２３によって樹脂封止されている。

ダイパッド１１、リード部１２および絶縁層１４は、上述したリードフレーム基板１０から作製されたものである。このダイパッド１１、リード部１２および絶縁層１４の構成は、単位リードフレーム領域１０ａに含まれない領域を除き、上述した図１乃至図３に示すものと略同様であり、ここでは詳細な説明を省略する。

半導体素子２１としては、従来一般に用いられている各種半導体素子を使用することが可能であり、特に限定されないが、例えば集積回路、大規模集積回路、トランジスタ、サイリスタ、ダイオード等を用いることができる。この半導体素子２１は、各々ボンディングワイヤ２２が取り付けられる複数の電極２１ａを有している。また、半導体素子２１は、例えばダイボンディングペースト等の接着剤２４により、ダイパッド１１の表面に固定されている。半導体素子２１としては、発光素子（ＬＥＤ素子）を用いても良い。この場合、半導体素子２１の発光層としては、例えばＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＩｎＧａＰ、またはＩｎＧａＮ等の化合物半導体単結晶からなる材料が挙げられ、これら材料を適宜選ぶことにより、紫外光から赤外光に渡る発光波長を選択することができる。

各ボンディングワイヤ２２は、例えば金、銅等の導電性の良い材料からなっている。各ボンディングワイヤ２２は、それぞれその一端が半導体素子２１の電極２１ａに接続されるとともに、その他端が各リード部１２の内部端子１５にそれぞれ接続されている。なお、各リード部１２の表面１２ｂには、ボンディングワイヤ２２との密着性を向上させる金属層２５がそれぞれ設けられている。

封止樹脂２３としては、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、あるいはＰＰＳ樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。封止樹脂２３全体の厚みは、１００μｍ以上１０００μｍ以下程度とすることができる。なお、図５において、ダイパッド１１およびリード部１２よりも表面側に位置する封止樹脂２３の表示を省略している。

さらに、ダイパッド１１およびリード部１２の裏面１１ｃ、１２ｃのうち、絶縁層開口部１４ａ、１４ｂの内側領域には、それぞれはんだ部２８が設けられている。このはんだ部２８は、半導体装置２０と図示しない実装基板とを連結するために用いられるものである。各はんだ部２８は、例えば断面略半円形状、略半楕円形状、又は略かまぼこ形状を有しており、絶縁層１４よりも裏面側に突出している。

本実施の形態において、絶縁層１４は、その表面１４ｃが粗化されており、粗面１４ｒを構成している。またダイパッド１１およびリード部１２の裏面１１ｃ、１２ｃが粗化されている。これにより、絶縁層１４とダイパッド１１およびリード部１２とを強固に密着させることができる。さらに、絶縁層１４の表面１４ｃのうち、ダイパッド１１とリード部１２との間に位置する領域が粗化されていることにより、絶縁層１４と封止樹脂２３とを強固に密着させることができる。

なお、半導体装置２０の一辺は、例えば８ｍｍ以上１６ｍｍ以下としても良い。また半導体装置２０の厚みは、例えば１５０μｍ以上５００μｍ以下とすることができる。

リードフレーム基板の製造方法
次に、図１乃至図３に示すリードフレーム基板１０の製造方法について、図７（ａ）−（ｆ）及び図８（ａ）−（ｈ）を用いて説明する。なお、図７（ａ）−（ｆ）及び図８（ａ）−（ｈ）は、リードフレーム基板１０の製造方法を示す断面図である。

まず図７（ａ）に示すように、平板状の金属基板３１を準備する。この金属基板３１としては、銅、銅合金、４２合金（Ｎｉ４２％のＦｅ合金）等の金属からなる基板を使用することができる。金属基板３１の厚みは、例えば８０μｍ以上２５０μｍ以下とすることができる。なお金属基板３１は、その両面に対して脱脂等を行い、洗浄処理を施したものを使用することが好ましい。

次に、金属基板３１の裏面（絶縁層１４に接合される側の面）を粗化処理する（図７（ｂ））。これにより金属基板３１の裏面が粗化され、その十点平均粗さＲｚＪＩＳが、例えば０．５μｍ以上３．０μｍ以下となる。

金属基板３１を粗化処理する方法としては、例えば粗化めっき処理または粗化エッチング処理を挙げることができる。粗化めっき処理とは、金属基板３１の裏面上に粗化めっき層を形成することによって行う処理である。この粗化めっき層は、例えば、表面に微細な凹凸が形成されるように、金属基板３１上に多数の例えば小球状や樹脂状の金属（金属粒）を電着させることにより形成されてもよい。このような粗化めっき層の厚さは、例えば０．２μｍ以上１．０μｍ以下としても良い。また、粗化エッチング処理とは、所定の粗化エッチング液（金属基板３１が銅である場合、例えばメック株式会社製ＣＺ-８１００）を用いて、金属基板３１の裏面を処理することにより、金属基板３１に凹凸を付与し、粗面を形成する処理である。

次に、金属基板３１の粗化された裏面に、絶縁層１４の第１絶縁層１４ｐを形成する（図７（ｃ））。この場合、金属基板３１上に第１絶縁層１４ｐを貼着することによって形成しても良い。あるいは、金属基板３１にポリイミドワニス等の樹脂を塗布し、これを熱処理することにより第１絶縁層１４ｐを形成しても良い。このとき、第１絶縁層１４ｐの表面１４ｃ側に金属基板３１の粗化された裏面の形状が転写されるので、第１絶縁層１４ｐの表面１４ｃ側が金属基板３１の裏面の形状に対応して粗化され、粗面１４ｒが形成される。この絶縁層１４の粗面１４ｒは、その十点平均粗さＲｚＪＩＳが、例えば０．５μｍ以上３．０μｍ以下となる。

一方、上記図７（ａ）−（ｃ）の工程と並行して、平板状の支持基材１８を準備する（図７（ｄ））。この支持基材１８は、例えば銅、銅合金、４２合金（Ｎｉ４２％のＦｅ合金）、ステンレス等の金属からなっている。支持基材１８は、金属基板３１及び絶縁層１４を裏面側から支持するとともに、金属基板３１及び絶縁層１４のハンドリング性を高める役割を果たす。支持基材１８の厚みは、ハンドリング性を考慮した場合、例えば１５μｍ以上５０μｍ以下とすることが好ましい。

続いて、支持基材１８に絶縁層１４の第２絶縁層１４ｑを形成する（図７（ｅ））。この場合、支持基材１８上に第２絶縁層１４ｑを貼着することによって形成しても良い。あるいは、支持基材１８にポリイミドワニス等の樹脂を塗布し、これを熱処理することにより第２絶縁層１４ｑを形成しても良い。

次に、上述した金属基板３１と第１絶縁層１４ｐとの積層体（図７（ｃ））と、支持基材１８と第２絶縁層１４ｑとの積層体（図７（ｅ））とを互いに貼着する（図７（ｆ））。このとき、第１絶縁層１４ｐと第２絶縁層１４ｑとが互いに貼着されることにより、第１絶縁層１４ｐと第２絶縁層１４ｑとからなる絶縁層１４が形成される。これにより、金属基板３１と、絶縁層１４と、支持基材１８とを有するリードフレーム用積層体３０が得られる。このリードフレーム用積層体３０において、金属基板３１の絶縁層１４側の面と、絶縁層１４の金属基板３１側の面とがともに粗化されている。本実施の形態において、このようなリードフレーム用積層体３０も提供する。

次に、リードフレーム用積層体３０の金属基板３１の表面に感光性レジスト３２ａを塗布し、これを乾燥する（図８（ａ））。なお感光性レジスト３２ａとしては、従来公知のものを使用することができる。

続いて、この金属基板３１に対してフォトマスクを介して露光し、現像することにより、所望の開口部３２ｂを有するエッチング用レジスト層３２を形成する（図８（ｂ））。

次に、表面側のエッチング用レジスト層３２を耐腐蝕膜として金属基板３１に腐蝕液でエッチングを施す（図８（ｃ））。これにより、金属基板３１の表面側からエッチングが施され、ダイパッド１１および複数のリード部１２の外形が形成される。このエッチングは、ダイパッド１１およびリード部１２の表面１１ｂ、１２ｂ側からのみ施されるので、腐蝕液は裏面側から回り込まない。このため、ダイパッド１１およびリード部１２の側面１１ａ、１２ａは、断面視ですり鉢状に形成される。腐蝕液は、使用する金属基板３１の材質に応じて適宜選択することができ、例えば、金属基板３１として銅合金を用いる場合、通常、塩化第二鉄水溶液を使用し、金属基板３１の両面からスプレーエッチングにて行うことができる。その後、エッチング用レジスト層３２を剥離して除去する。

このように、金属基板３１の一部領域（例えばダイパッド１１とリード部１２との間の領域）が除去されることにより、当該領域から、予め粗化された絶縁層１４の表面１４ｃ（粗面１４ｒ）が露出する。

次に、リードフレーム用積層体３０の支持基材１８を除去する。具体的には、支持基材１８を裏面側からエッチングすることにより、支持基材１８を厚み方向全体にわたって除去する（図８（ｄ））。なお、リードフレーム基板１０の周縁領域等、支持基材１８の一部を絶縁層１４の裏面に残しても良い。支持基材１８の材料としてステンレスを用いる場合、腐蝕液としては、例えば塩化第二鉄を主成分とする塩酸との混合液、または更に硝酸を加えた混合液を使用することができる。なお、支持基材１８は、金属基板３１と第１絶縁層１４ｐとの積層体と、支持基材１８と第２絶縁層１４ｑとの積層体とを互いに貼着する工程（図７（ｆ））の後、金属基板３１をエッチングする工程（図８（ａ）−（ｃ））の前に除去しても良い。

続いて、絶縁層１４の裏面１４ｄに感光性レジストを塗布し、乾燥する。その後、絶縁層１４に対してフォトマスクを介して露光し、現像することにより、所望の開口部３３ｂを有するエッチング用レジスト層３３を形成する（図８（ｅ））。

次いで、裏面側のエッチング用レジスト層３３を耐腐蝕膜として絶縁層１４に腐蝕液でエッチングを施す（図８（ｆ））。これにより、絶縁層１４のうち、ダイパッド１１およびリード部１２に対応する位置に、それぞれ絶縁層開口部１４ａ、１４ｂが形成される。このように、絶縁層１４のうち所定の領域（絶縁層開口部１４ａ、１４ｂ）が除去されることにより、当該領域から、予め粗化されたダイパッド１１およびリード部１２の裏面１１ｃ、１２ｃが露出する。

その後、エッチング用レジスト層３３を剥離して除去する（図８（ｇ））。

次に、ダイパッド１１およびリード部１２にそれぞれ電解めっき処理を施し、金属層２５を形成する（図８（ｈ））。具体的には、ダイパッド１１およびリード部１２の表面１１ｂ、１２ｂと、ダイパッド１１およびリード部１２の側面１１ａ、１２ａと、ダイパッド１１およびリード部１２の裏面１１ｃ、１２ｃのうち絶縁層開口部１４ａ、１４ｂの内側領域とに、めっきにより金属層２５を形成する。この場合、絶縁層開口部１４ａ、１４ｂ内において、ダイパッド１１およびリード部１２の裏面１１ｃ、１２ｃが粗化されているので、金属層２５をダイパッド１１およびリード部１２に対して強固に密着させることができる。金属層２５を形成するめっき種の種類は問わないが、例えばＰｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉなどの単層めっきでもよいし、これらを積層した複層めっきでもよい。

このようにして、図１乃至図３に示すリードフレーム基板１０が得られる。

半導体装置の製造方法
次に、図５および図６に示す半導体装置２０の製造方法について、図９（ａ）−（ｅ）を用いて説明する。図９（ａ）−（ｅ）は、半導体装置２０の製造方法を示す断面図（図６に対応する図）である。

まず、例えば図８（ａ）−（ｈ）に示す方法（上述）により、リードフレーム基板１０を作製する（図９（ａ））。

次に、リードフレーム基板１０のダイパッド１１上に、半導体素子２１を搭載する。この場合、例えばダイボンディングペースト等の接着剤２４を用いて、半導体素子２１をダイパッド１１上に載置して固定する（ダイアタッチ工程）（図９（ｂ））。

次に、半導体素子２１の各電極２１ａと、各リード部１２の表面１２ｂに形成された金属層２５（内部端子１５）とを、それぞれボンディングワイヤ（導電部材）２２によって互いに電気的に接続する（ワイヤボンディング工程）（図９（ｃ））。

次に、リードフレーム基板１０に対して熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を射出成形またはトランスファ成形することにより、封止樹脂２３を形成する（図９（ｄ））。これにより、ダイパッド１１、複数のリード部１２、半導体素子２１、およびボンディングワイヤ２２を樹脂封止する。この際、ダイパッド１１とリード部１２との間の領域が予め絶縁層１４によって覆われているので、ダイパッド１１およびリード部１２の裏面１１ｃ、１２ｃ側に樹脂封止用のテープを別途設ける必要が生じない。また、ダイパッド１１とリード部１２との間において、粗化された絶縁層１４の表面１４ｃ（粗面１４ｒ）が露出しているので、封止樹脂２３が絶縁層１４に強固に密着する。

その後、ダイパッド１１およびリード部１２の裏面１１ｃ、１２ｃのうち、絶縁層開口部１４ａ、１４ｂの内側領域に、それぞれはんだ部２８を設ける。はんだ部２８は、はんだめっき（電解めっき）により形成されても良い。この場合、ダイパッド１１およびリード部１２がそれぞれ外枠部１３に連結されているので、はんだめっき用の電流を外枠部１３を介してダイパッド１１およびリード部１２に対して供給することができる。

続いて、各半導体素子２１間の外枠部１３、絶縁層１４および封止樹脂２３をダイシングすることにより、リードフレーム基板１０を各単位リードフレーム領域１０ａ（図１参照）毎に分離する。この際、例えばダイヤモンド砥石からなるブレード（図示せず）を回転させながら、各単位リードフレーム領域１０ａ間の外枠部１３、絶縁層１４および封止樹脂２３を切断しても良い。

このようにして、図５および図６に示す半導体装置２０が得られる（図９（ｅ））。

このように本実施の形態によれば、絶縁層１４の表面１４ｃ（粗面１４ｒ）が粗化されているので、絶縁層１４と、ダイパッド１１およびリード部１２とを強固に密着させることができる。具体的には、ダイパッド１１またはリード部１２と、絶縁層１４との接着強度を０．８ｋＮ／ｍ以上とすることができる。これにより、例えば半導体装置２０が高温に曝され、半導体装置２０の各構成材料の熱膨張係数の差に起因して熱応力が発生した場合であっても、絶縁層１４とダイパッド１１およびリード部１２とが互いに剥離する不具合を防止することができる。

また、本実施の形態によれば、ダイパッド１１とリード部１２との間において、絶縁層１４の粗化された表面１４ｃ（粗面１４ｒ）が露出しているので、絶縁層１４と封止樹脂２３との密着性を高めることができる。これにより、絶縁層１４と封止樹脂２３とが互いに剥離する不具合を防止することができる。

さらに、本実施の形態によれば、絶縁層１４の表面１４ｃ（粗面１４ｒ）の十点平均粗さＲｚＪＩＳが、０．５μｍ以上３．０μｍ以下であるので、絶縁層１４とダイパッド１１およびリード部１２との密着性、あるいは絶縁層１４と封止樹脂２３との密着性を高めることができる。

１０ リードフレーム基板
１０ａ 単位リードフレーム領域
１１ ダイパッド
１２ リード部
１４ 絶縁層
１４ｐ 第１絶縁層
１４ｑ 第２絶縁層
１４ｒ 粗面
１５ 内部端子
１７ 外部端子
１８ 支持基材
２０ 半導体装置
２１ 半導体素子
２２ ボンディングワイヤ（導電部材）
２３ 封止樹脂
２４ 接着剤
２５ 金属層
３０ リードフレーム用積層体

Claims (10)

1. リードフレーム基板であって、
   第１端子部と、
   前記第１端子部から離間して配置された第２端子部と、
   前記第１端子部および前記第２端子部の裏面側に設けられ、前記第１端子部と前記第２端子部とを支持する絶縁層とを備え、
   前記絶縁層の表面が粗化されていることを特徴とするリードフレーム基板。
2. 前記第１端子部と前記第２端子部との間において、前記絶縁層の前記粗化された表面が露出していることを特徴とする請求項１記載のリードフレーム基板。
3. 前記絶縁層の表面の十点平均粗さＲｚＪＩＳが、０．５μｍ以上３．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２記載のリードフレーム基板。
4. 前記第１端子部または前記第２端子部と、前記絶縁層との接着強度が０．８ｋＮ／ｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載のリードフレーム基板。
5. リードフレーム用積層体であって、
   金属基板と、
   前記金属基板上に積層された絶縁層とを備え、
   前記絶縁層のうち前記金属基板側の面が粗化されていることを特徴とするリードフレーム用積層体。
6. 前記絶縁層のうち前記金属基板側の面の十点平均粗さＲｚＪＩＳが、０．５μｍ以上３．０μｍ以下であることを特徴とする請求項５記載のリードフレーム用積層体。
7. 前記金属基板と前記絶縁層との接着強度が０．８ｋＮ／ｍ以上であることを特徴とする請求項５または６記載のリードフレーム用積層体。
8. 半導体装置であって、
   第１端子部と、
   前記第１端子部から離間して配置された第２端子部と、
   前記第１端子部および前記第２端子部の裏面側に設けられ、前記第１端子部と前記第２端子部とを支持する絶縁層と、
   前記第１端子部上に搭載された半導体素子と、
   前記半導体素子と前記第２端子部とを電気的に接続する導電部材と、
   前記第１端子部と、前記第２端子部と、前記半導体素子と、前記導電部材とを封止する封止樹脂とを備え、
   前記絶縁層の表面が粗化されていることを特徴とする半導体装置。
9. リードフレーム基板の製造方法において、
   金属基板を準備する工程と、
   前記金属基板の裏面を粗化する工程と、
   前記金属基板の前記粗化された裏面に絶縁層を設け、前記絶縁層の表面側に前記金属基板の前記粗化された裏面の形状を転写することにより、前記絶縁層の表面側を粗化する工程と、
   前記金属基板を表面側からエッチング加工することにより、前記金属基板に第１端子部と、前記第１端子部から離間して配置された第２端子部とを形成する工程とを備えたことを特徴とするリードフレーム基板の製造方法。
10. 半導体装置の製造方法において、
    請求項１乃至４のいずれか一項記載のリードフレーム基板を準備する工程と、
    前記リードフレーム基板の前記第１端子部上に半導体素子を搭載する工程と、
    前記半導体素子と前記第２端子部とを導電部材により電気的に接続する工程と、
    前記第１端子部と、前記第２端子部と、前記半導体素子と、前記導電部材とを封止樹脂により封止する工程とを備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。