JP2021009973A - リードフレームおよびリードフレームの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】リードフレームと封止樹脂との密着性を部分的に向上させることができる技術を提供する。【解決手段】厚板部と、薄板部とを有する異形条のリードフレームであって、厚板部は、半導体素子が搭載される第１凸部と、第１凸部よりも厚みが小さい第２凸部と、を有し、第１凸部および第２凸部は、厚板部の長手方向に沿って交互に設けられており、薄板部の上面および側面と、第１凸部の側面と、第２凸部の上面および側面と、が粗化面になっているリードフレーム。【選択図】図１
Description
本発明は、リードフレームおよびリードフレームの製造方法に関する。
樹脂封止型の半導体装置において、封止樹脂との高い密着性を有するリードフレームが望まれている。例えば、特許文献１には、粗化処理を行うことによって、封止樹脂との密着性を確保したリードフレームが提案されている。
本発明の目的は、リードフレームと封止樹脂との密着性を部分的に向上させることができる技術を提供することである。
本発明の一態様によれば、
厚板部と、薄板部とを有する異形条のリードフレームであって、
前記厚板部は、半導体素子が搭載される第１凸部と、前記第１凸部よりも厚みが小さい第２凸部と、を有し、
前記第１凸部および前記第２凸部は、前記厚板部の長手方向に沿って交互に設けられており、
前記薄板部の上面および側面と、前記第１凸部の側面と、前記第２凸部の上面および側面と、が粗化面になっているリードフレームが提供される。
厚板部と、薄板部とを有する異形条のリードフレームであって、
前記厚板部は、半導体素子が搭載される第１凸部と、前記第１凸部よりも厚みが小さい第２凸部と、を有し、
前記第１凸部および前記第２凸部は、前記厚板部の長手方向に沿って交互に設けられており、
前記薄板部の上面および側面と、前記第１凸部の側面と、前記第２凸部の上面および側面と、が粗化面になっているリードフレームが提供される。
本発明の他の態様によれば、
厚板部と、薄板部とを有する異形条のリードフレームの製造方法であって、
前記厚板部に対してプレスを行うプレス工程と、
前記厚板部に対してマスキングテープを貼り付けるマスク工程と、
前記厚板部および前記薄板部に対して粗化処理を行う粗化処理工程と、を有し、
前記プレス工程では、半導体素子が搭載される第１凸部と、前記第１凸部よりも厚みが小さい第２凸部とを、前記厚板部の長手方向に沿って交互に形成し、
前記マスク工程では、前記マスキングテープが、前記第１凸部の上面に接触し、かつ、前記第２凸部の上面に接触しないように、前記マスキングテープの張力を調整し、
前記粗化処理工程では、前記薄板部の上面および側面と、前記第１凸部の側面と、前記第２凸部の上面および側面と、を粗化するリードフレームの製造方法が提供される。
厚板部と、薄板部とを有する異形条のリードフレームの製造方法であって、
前記厚板部に対してプレスを行うプレス工程と、
前記厚板部に対してマスキングテープを貼り付けるマスク工程と、
前記厚板部および前記薄板部に対して粗化処理を行う粗化処理工程と、を有し、
前記プレス工程では、半導体素子が搭載される第１凸部と、前記第１凸部よりも厚みが小さい第２凸部とを、前記厚板部の長手方向に沿って交互に形成し、
前記マスク工程では、前記マスキングテープが、前記第１凸部の上面に接触し、かつ、前記第２凸部の上面に接触しないように、前記マスキングテープの張力を調整し、
前記粗化処理工程では、前記薄板部の上面および側面と、前記第１凸部の側面と、前記第２凸部の上面および側面と、を粗化するリードフレームの製造方法が提供される。
本発明によれば、リードフレームと封止樹脂との密着性を部分的に向上させることが
できる。
できる。
［本発明の実施形態の説明］
＜発明者の得た知見＞
まず、発明者等が得た知見について説明する。
＜発明者の得た知見＞
まず、発明者等が得た知見について説明する。
樹脂封止型の半導体デバイスに用いられるリードフレームとしては、封止樹脂との高い密着性を有することが望まれている。高い密着性を確保する方法としては、例えば、リードフレームの表面を粗化処理する方法が知られている。しかしながら、リードフレームを構成する金属板の全面を粗化処理した場合、半導体素子が搭載される素子搭載部において、半田濡れ性が低下してしまうという問題があった。
また、車載用等のパワーモジュール半導体に用いられるリードフレームでは、半導体素子で発生する熱が大きいため、高い放熱性を有することが要求されている。さらに、半導体素子で発生する熱によって剥離等が生じる可能性があるため、より高い密着性を有することが要求されている。
本願発明者等は、上述のような事象に対して鋭意研究を行った。その結果、厚板部と、薄板部とを有する異形条の金属板を用い、プレス工程と、マスク工程と、粗化処理工程とを行うことによって、高い放熱性を確保しつつ、封止樹脂との密着性を向上できることを見出した。また、部分粗化を行うことによって、素子搭載部の半田濡れ性の低下を抑制できることを見出した。
本発明は、発明者等が見出した上記知見に基づくものである。
［本発明の実施形態の詳細］
次に、本発明の一実施形態を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
次に、本発明の一実施形態を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
＜本発明の第１実施形態＞
（１）リードフレームの構成
まず、本実施形態のリードフレーム１０の構成について説明する。
（１）リードフレームの構成
まず、本実施形態のリードフレーム１０の構成について説明する。
図１（ａ）は、本実施形態のリードフレーム１０の斜視図である。図１（ａ）に示すように、本実施形態のリードフレーム１０は、厚板部１１と、薄板部１２とを有する異形条のリードフレームである。
厚板部１１は、第１凸部１３と、第２凸部１４とを有している。第１凸部１３および第２凸部１４は、厚板部１１の長手方向に沿って交互に設けられている。
なお、本明細書において、「長手方向」とは、厚板部１１が伸びている方向を意味するものとする。また、リードフレーム１０を平面視した際、長手方向に直交する方向を「短手方向」というものとする。
第１凸部１３は、半導体素子が搭載される素子搭載部として構成されている。第１凸部１３は、例えば、厚板部１１の長手方向に沿って複数設けられている。第１凸部１３の厚みｔ１は、例えば、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましい。第１凸部１３の厚みｔ１が０．５ｍｍ未満では、リードフレーム１０の放熱性が不充分となる可能性がある。これに対し、第１凸部１３の厚みｔ１を０．５ｍｍ以上とすることで、リードフレーム１０の放熱性を充分高くすることができる。一方、第１凸部１３の厚みｔ１が５ｍｍを超えると、半導体モジュールのサイズ肥大化を招く可能性がある。これに対し、第１凸部１３の厚みｔ１を５ｍｍ以下とすることで、半導体モジュールのサイズ肥大化を抑制することができる。
第２凸部１４は、例えば、第１凸部１３の間に設けられている。第２凸部１４の厚みｔ２は、第１凸部１３の厚みｔ１より小さくなっている。第２凸部１４の厚みｔ２は、例えば、０．３ｍｍ以上４．５ｍｍ以下であることが好ましい。第２凸部１４の厚みｔ２が０．３ｍｍ未満では、リードフレーム１０の放熱性が不充分となる可能性がある。これに対し、第２凸部１４の厚みｔ２を０．３ｍｍ以上とすることで、リードフレーム１０の放熱性を充分高くすることができる。一方、第２凸部１４の厚みｔ２が４．５ｍｍを超えると、後述する第２凸部１４によるアンカー効果が得難くなる。これに対し、第２凸部１４の厚みｔ２を４．５ｍｍ以下とすることで、後述する第２凸部１４によるアンカー効果を得ることができる。
薄板部１２は、例えば、厚板部１１の短手方向の両側に設けられている。薄板部１２の厚みｔ３は、第１凸部１３の厚みｔ１および第２凸部１４の厚みｔ２より小さくなっている。薄板部１２の厚みｔ３は、例えば、０．１ｍｍ以上４ｍｍ以下であることが好ましい。薄板部１２の厚みｔ３が０．１ｍｍ未満では、リードフレーム１０の強度が不充分となる可能性がある。これに対し、薄板部１２の厚みｔ３を０．１ｍｍ以上とすることで、リードフレーム１０の強度を充分高くすることができる。一方、薄板部１２の厚みｔ３が４ｍｍを超えると、リードフレーム１０の成形性が低下する可能性がある。これに対し、薄板部１２の厚みｔ３を４ｍｍ以下とすることで、リードフレーム１０の成形性の低下を抑制することができる。
図１（ｂ）は、本実施形態のリードフレーム１０における粗化面１５の一例を示す斜視図である。図１（ｂ）のハッチング部で示すように、本実施形態のリードフレーム１０は、薄板部１２の上面および側面と、第１凸部１３の側面と、第２凸部１４の上面および側面と、が粗化面１５になっている。これらの面が粗化面１５になっていることで、リードフレーム１０と封止樹脂との密着性を部分的に向上させることができる。
なお、本明細書において、「上面」とは、第１凸部１３等の凸部が形成されている方向の面を意味するものとする。また、上面と反対側の面を「裏面」というものとする。
粗化面１５の算術平均粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１参照）は、例えば、０．１５μｍ以上とすることが好ましい。粗化面１５の算術平均粗さＲａが０．１５μｍ未満では、リードフレーム１０と封止樹脂との充分な密着性が得られ難い。これに対し、粗化面１５の算術平均粗さＲａを０．１５μｍ以上とすることで、リードフレーム１０と封止樹脂との密着性を向上させることができる。
なお、ＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１に規定される表面粗さの指標としては、算術平均粗さＲａの他に、例えば、最大高さＲｚ等がある。最大高さＲｚは、例えば、良品と不良品とを判別する指標として適している。一方、算術平均粗さＲａは、例えば、リードフレーム１０と封止樹脂との密着性を示す指標として適している。したがって、本明細書においては、算術平均粗さＲａの値で、粗化面１５の粗化の度合いを表すものとする。
リードフレーム１０を平面視した際、第１凸部１３の周囲４方向は、すべて粗化面１５になっている。第１凸部１３の周囲４方向がすべて粗化面１５になっていることで、リードフレーム１０と封止樹脂との密着性を向上させることができる。
また、第１凸部１３の上面は、半導体素子が搭載されるため、粗化されていないことが好ましい。第１凸部１３の上面が粗化されていないことで、第１凸部１３の半田濡れ性の低下を抑制することができる。
図２は、本実施形態のリードフレーム１０の平面図である。図２に示すように、第２凸部１４は、突出部１６を有している。突出部１６は、例えば、厚板部１１の短手方向へ円弧状に突出している。第２凸部１４が突出部１６を有することで、突出部１６がない場合と比べて、第２凸部１４の粗化面積を大きくすることができる。これにより、リードフレーム１０と封止樹脂との密着性を向上させることができる。
図３は、第２凸部１４の短手方向の縦断面図である。図３に示すように、第２凸部１４の短手方向の縦断面形状は、逆テーパー形状になっている。そのため、突出部１６と封止樹脂との引っ掛かりが強くなり、アンカー効果を得ることができる。また、上述したように、第２凸部１４の側面は粗化面１５になっているため、第２凸部１４によるアンカー効果を強化することができる。さらに、第２凸部１４の側面が粗化面１５になっていない場合と比べて、より多くの方向からの応力に対して封止樹脂との剥離を抑制することができる。これらにより、リードフレーム１０と封止樹脂との密着性を向上させることができる。
なお、本明細書において、「逆テーパー形状」とは、先端ほど幅広になる形状のことをいい、側面の傾斜角が一定ではないものを含むものとする。また、左右対称の形状ではないものを含むものとする。
図４は、厚板部１１の長手方向の縦断面図である。図４に示すように、第１凸部１３の側面の少なくとも一部は、傾斜面になっている。具体的には、例えば、第１凸部１３の長手方向の側面のうち、第２凸部１４側の側面の一部が、第１凸部１３の上面側に傾いた傾斜面になっている。第１凸部１３の側面の少なくとも一部が傾斜面になっていることで、傾斜面がない場合と比べて、第１凸部１３の側面の粗化面積を大きくすることができる。これにより、リードフレーム１０と封止樹脂との密着性を向上させることができる。
なお、本明細書において、「傾斜面」とは、その傾斜角が一定ではないものを含むものとする。
第２凸部１４の側面の算術平均粗さＲａ２は、第１凸部１３の側面の算術平均粗さＲａ１よりも大きくなっている。アンカー効果のある第２凸部１４の側面の算術平均粗さＲａ２を大きくすることで、第２凸部１４によるアンカー効果を強化することができる。これにより、リードフレーム１０と封止樹脂との密着性を向上させることができる。
また、薄板部１２の上面の算術平均粗さＲａ３は、第２凸部１４の上面の算術平均粗さＲａ４よりも大きくなっている。ここで、半導体素子が搭載される第１凸部１３を有する厚板部１１は、高い放熱性を確保するために一定以上の厚みが必要とされる。これに対し、薄板部１２は、高い放熱性は要求されない代わりに、封止樹脂との高い密着性を有することが要求される。したがって、薄板部１２の上面の算術平均粗さＲａ３を大きくすることで、リードフレーム１０と封止樹脂との密着性を向上させることができる。
また、第１凸部１３の上面の周縁部の算術平均粗さＲａ５は、第１凸部１３の上面の中央部の算術平均粗さＲａ６よりも大きくなっている。第１凸部１３の上面の周縁部の算術平均粗さＲａ５を大きくすることで、粗化面積を大きくすることができる。これにより、リードフレーム１０と封止樹脂との密着性を向上させることができる。また、第１凸部１３の上面の中央部の算術平均粗さＲａ６を小さくすることで、半導体素子を搭載する際の半田濡れ性の低下を抑制することができる。
なお、本明細書において、第１凸部１３の上面の周縁部とは、例えば、第１凸部１３の上面のエッジから中心方向に１ｍｍ以内の領域を意味する。また、第１凸部１３の上面の中央部とは、例えば、第１凸部１３の上面の中心からエッジ方向に１ｍｍ以内の領域を意味する。
（２）リードフレームの製造方法
次に、本実施形態のリードフレーム１０の製造方法について説明する。
次に、本実施形態のリードフレーム１０の製造方法について説明する。
図５は、本実施形態のリードフレーム１０の製造方法の一例を示すフローチャートである。本実施形態のリードフレーム１０の製造方法は、例えば、プレス工程Ｓ１と、マスク工程Ｓ２と、粗化処理工程Ｓ３と、洗浄工程Ｓ４と、打ち抜き工程Ｓ５と、点検・梱包工程Ｓ６とを有する。
（プレス工程Ｓ１）
まず、プレス工程Ｓ１で用いるリードフレーム材について説明する。リードフレーム材には、これに搭載される半導体素子の特性に応じた所定の熱伝導率および所定の電気伝導度を有する金属板が用いられる。リードフレーム材として好適に用いられる金属材料としては、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等が例示される。また、リードフレーム１０に所定の強度や耐熱性等の特性を持たせるために、上述の金属材料に、所定量の鉄、亜鉛、リン、すず、ニッケル等の添加元素を添加してもよい。
まず、プレス工程Ｓ１で用いるリードフレーム材について説明する。リードフレーム材には、これに搭載される半導体素子の特性に応じた所定の熱伝導率および所定の電気伝導度を有する金属板が用いられる。リードフレーム材として好適に用いられる金属材料としては、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等が例示される。また、リードフレーム１０に所定の強度や耐熱性等の特性を持たせるために、上述の金属材料に、所定量の鉄、亜鉛、リン、すず、ニッケル等の添加元素を添加してもよい。
本実施形態におけるリードフレーム材は、厚板部１１と、薄板部１２とを有する異形条の金属板である。このような異形条の金属板は、例えば、上述の金属材料を圧延加工することによって形成することができる。
プレス工程Ｓ１では、厚板部１１に対してプレスを行い、第１凸部１３と、第２凸部１４とを、厚板部１１の長手方向に沿って交互に形成する。すなわち、厚板部１１の所定の位置を、所定のプレス深さｄで押し潰し、第２凸部１４を形成する。厚板部１１において、プレスを行っていない箇所が第１凸部１３に相当する。プレス深さｄは、例えば、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下の範囲内で適宜設定することができる。この際、第１凸部１３の厚みｔ１＞第２凸部１４の厚みｔ２＞薄板部１２の厚みｔ３という関係となるように、プレス深さｄを設定する。
プレス工程Ｓ１では、厚板部１１を押し潰す際、押し潰された余分な金属（以下、肉とよぶ）を外側（短手方向）に逃がすようにプレスを行う。厚板部１１を押し潰す際、敢えて肉を逃がしてプレスをすることで、第２凸部１４に突出部１６を形成することができる。突出部１６を形成することで、突出部１６がない場合と比べて、第２凸部１４の粗化面積を大きくすることができる。また、突出部１６と封止樹脂との引っ掛かりが強くなり、アンカー効果を得ることができる。これらにより、リードフレーム１０と封止樹脂との密着性を向上させることができる。
また、プレス工程Ｓ１では、厚板部１１を押し潰す際、第１凸部１３の側面の少なくとも一部が傾斜面になるようにプレスを行う。プレス工程Ｓ１にて形成された第１凸部１３の側面は、プレスによってせん断応力が加わるため、例えば、せん断面となる。第１凸部１３の側面の少なくとも一部が傾斜面になっていることで、傾斜面がない場合と比べて、第１凸部１３の側面の粗化面積を大きくすることができる。これにより、リードフレーム１０と封止樹脂との密着性を向上させることができる。
（マスク工程Ｓ２）
マスク工程Ｓ２では、例えば、マスキングテープ貼付けロールを用いて、厚板部１１の長手方向に連続してマスキングテープ１７を貼り付ける。マスキングテープ１７の材質としては、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリエステル、ポリプロピレン等のプラスチックフィルムが例示される。これらのプラスチックフィルムに、例えば、合成樹脂系の接着剤を塗布し、マスキングテープ１７とする。
マスク工程Ｓ２では、例えば、マスキングテープ貼付けロールを用いて、厚板部１１の長手方向に連続してマスキングテープ１７を貼り付ける。マスキングテープ１７の材質としては、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリエステル、ポリプロピレン等のプラスチックフィルムが例示される。これらのプラスチックフィルムに、例えば、合成樹脂系の接着剤を塗布し、マスキングテープ１７とする。
図６は、マスキングテープ１７を貼り付けたリードフレーム１０の一例を示す概略断面図である。図６に示すように、マスク工程Ｓ２では、マスキングテープ１７が、第１凸部１３の上面に接触し、かつ、第２凸部１４の上面に接触しないように、マスキングテープ１７の張力を調整する。これにより、マスキングテープ１７をカットすることなく、後述する粗化処理工程Ｓ３において、第２凸部１４を粗化処理することができる。
（粗化処理工程Ｓ３）
粗化処理工程Ｓ３では、マスキングテープ１７を貼り付けたリードフレーム１０に対して、粗化処理を行う。粗化処理は、リードフレーム材の表面をエッチングによって粗化することができるエッチング液を用いて行う。エッチング液としては、例えば、リードフレーム材が銅で構成されている場合には、硫酸系エッチング液を用いることができる。粗化処理は、例えば、エッチング液を貯留したエッチング槽の中にリードフレーム１０を浸漬させることにより行う。
粗化処理工程Ｓ３では、マスキングテープ１７を貼り付けたリードフレーム１０に対して、粗化処理を行う。粗化処理は、リードフレーム材の表面をエッチングによって粗化することができるエッチング液を用いて行う。エッチング液としては、例えば、リードフレーム材が銅で構成されている場合には、硫酸系エッチング液を用いることができる。粗化処理は、例えば、エッチング液を貯留したエッチング槽の中にリードフレーム１０を浸漬させることにより行う。
粗化処理工程Ｓ３では、第１凸部１３の上面を除く、封止樹脂と接触する面を粗化する。具体的には、例えば、薄板部１２の上面および側面と、第１凸部１３の側面と、第２凸部１４の上面および側面と、を粗化する。これらの面を粗化面１５とすることで、リードフレーム１０と封止樹脂との密着性を部分的に向上させることができる。また、第１凸部１３の上面を粗化しないことで、素子搭載部としての第１凸部１３の半田濡れ性の低下を抑制することができる。
なお、リードフレーム１０の裏面を封止樹脂で覆う場合には、リードフレーム１０の裏面も粗化することが好ましい。これにより、リードフレーム１０と封止樹脂との密着性を向上させることができる。一方、リードフレーム１０の裏面を封止樹脂で覆わずに露出させる場合には、リードフレーム１０の裏面は粗化しないことが好ましい。これにより、例えば、リードフレーム１０の裏面に封止樹脂の薄バリが発生した場合、薄バリの除去を容易に行うことができる。なお、「薄バリ」とは、例えば、封止樹脂を成型する際に、金型の隙間等へ余剰な樹脂が流れて発生する薄いバリのことを意味し、フラッシュバリともいう。薄バリの除去は、例えば、水と研磨剤の混合液を噴射する手法によって行うことができる。
本実施形態では、プレス工程Ｓ１の後に、マスク工程Ｓ２および粗化処理工程Ｓ３を行う。したがって、プレス工程Ｓ１にて形成した突出部１６も粗化することができる。突出部１６を粗化することで、粗化面積を大きくすることができる。また、第２凸部１４によるアンカー効果を強化することができる。さらに、第２凸部１４の側面が粗化面１５になっていない場合と比べて、より多くの方向からの応力に対して封止樹脂との剥離を抑制することができる。
ここで、逆テーパー形状である第２凸部１４の側面は、エッチング液が流れ込み難いため、通常は粗化し難い。しかしながら、本実施形態では、プレス工程Ｓ１におけるプレス条件を制御することによって、第２凸部１４の側面を粗化しやすい表面状態にしている。そのため、粗化処理工程Ｓ３にて第２凸部１４の側面も粗化することができる。
また、粗化処理工程Ｓ３では、第２凸部１４の側面の算術平均粗さＲａ２が、第１凸部１３の側面の算術平均粗さＲａ１よりも大きくなるように粗化処理を行う。上述の通り、プレス工程Ｓ１でのプレス条件を制御することで、第１凸部１３の側面と比べて、第２凸部１４の側面を粗化しやすくできる。これにより、第２凸部１４の側面の算術平均粗さＲａ２を大きくし、第２凸部１４によるアンカー効果を強化することができる。
また、粗化処理工程Ｓ３では、薄板部１２の上面の算術平均粗さＲａ３が、第２凸部１４の上面の算術平均粗さＲａ４よりも大きくなるように粗化処理を行う。プレス工程Ｓ１にてプレス深さｄを調整するか、あるいはマスク工程Ｓ２にてマスキングテープ１７の張力を調整することで、第２凸部１４の上面へ流れ込むエッチング液の流量を調整することができる。すなわち、薄板部１２の上面へ流れ込むエッチング液の流量を、第２凸部１４の上面へ流れ込むエッチング液の流量より大きくすることができる。これにより、薄板部１２の上面の算術平均粗さＲａ３を大きくし、リードフレーム１０と封止樹脂との密着性を向上させることができる。
また、粗化処理工程Ｓ３では、第１凸部１３の上面の周縁部の算術平均粗さＲａ５が、第１凸部１３の上面の中央部の算術平均粗さＲａ６よりも大きくなるように粗化処理を行う。マスク工程Ｓ２にてマスキングテープ１７の接着力を調整することで、第１凸部１３の上面の周縁部に、エッチング液が浸み込みやすくすることができる。そのため、第１凸部１３の上面の周縁部は、第１凸部１３の上面の中央部に比べて、粗化しやすい。第１凸部１３の上面の周縁部の算術平均粗さＲａ５を大きくすることで、リードフレーム１０と封止樹脂との密着性を向上させることができる。また、マスキングテープ１７の接着力を調整することで、第１凸部１３の上面の中央部に、エッチング液が浸み込み難くすることができる。第１凸部１３の上面の中央部の算術平均粗さＲａ６を小さくすることで、半導体素子を搭載する際の半田濡れ性の低下を抑制することができる。なお、マスキングテープ１７の接着力を調整する方法としては、例えば、マスキングテープ貼付けロールの貼付圧力を調整する方法や、接着剤を変える方法が例示される。
（洗浄工程Ｓ４）
洗浄工程Ｓ４では、リードフレーム１０をエッチング槽から搬出した後、マスキングテープ１７を剥離し、水洗、乾燥して粗化処理後のリードフレーム１０を得る。
洗浄工程Ｓ４では、リードフレーム１０をエッチング槽から搬出した後、マスキングテープ１７を剥離し、水洗、乾燥して粗化処理後のリードフレーム１０を得る。
（打ち抜き工程Ｓ５）
打ち抜き工程Ｓ５では、粗化処理後のリードフレーム１０を所定の形状に打ち抜き加工する。なお、必要に応じて、例えば、リードフレーム１０の一部を所定の形状に曲げる曲げ加工等を行ってもよい。また、その後に再度リードフレーム１０の洗浄を行ってもよい。
打ち抜き工程Ｓ５では、粗化処理後のリードフレーム１０を所定の形状に打ち抜き加工する。なお、必要に応じて、例えば、リードフレーム１０の一部を所定の形状に曲げる曲げ加工等を行ってもよい。また、その後に再度リードフレーム１０の洗浄を行ってもよい。
（検査・梱包工程Ｓ６）
検査・梱包工程Ｓ６では、まず、リードフレーム１０の外観検査を実施する。外観検査では、例えば、リードフレーム１０に傷や変形、凹み等がないか検査する。次に、リードフレーム１０の梱包を実施する。リードフレーム１０の梱包は、外観検査で良品と判断したリードフレーム１０を、例えば、所定の個数ずつ梱包用の容器に収納することで行う。
検査・梱包工程Ｓ６では、まず、リードフレーム１０の外観検査を実施する。外観検査では、例えば、リードフレーム１０に傷や変形、凹み等がないか検査する。次に、リードフレーム１０の梱包を実施する。リードフレーム１０の梱包は、外観検査で良品と判断したリードフレーム１０を、例えば、所定の個数ずつ梱包用の容器に収納することで行う。
以上の工程により、完成品のリードフレーム１０が製造される。
（３）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を奏する。
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を奏する。
（ａ）本実施形態のリードフレーム１０は、薄板部１２の上面および側面と、第１凸部１３の側面と、第２凸部１４の上面および側面と、が粗化面１５になっている。これらの面が粗化面１５になっていることで、リードフレーム１０と封止樹脂との密着性を部分的に向上させることができる。
ここで、従来の樹脂封止型の半導体デバイスに用いられるリードフレームは、リードフレームを構成する金属板の全面を粗化処理した場合、半導体素子が搭載される素子搭載部において、半田濡れ性が低下してしまうという問題があった。
また、車載用等のパワーモジュール半導体に用いられるリードフレームでは、高い放熱性に加えて、より高い密着性を有することが要求されている。
これに対し、本実施形態のリードフレーム１０は、厚板部１１によって充分な放熱性を確保している。さらに、第１凸部１３の周囲４方向がすべて粗化面１５になっていることで、従来のリードフレームよりも、封止樹脂との密着性を向上させることができる。
また、第１凸部１３の上面は粗化されていないため、素子搭載部としての第１凸部１３の半田濡れ性の低下を抑制することができる。
（ｂ）本実施形態のリードフレーム１０において、第２凸部１４は突出部１６を有している。そのため、第２凸部１４の粗化面積を大きくすることができる。これにより、リードフレーム１０と封止樹脂との密着性を向上させることができる。
（ｃ）本実施形態のリードフレーム１０において、第２凸部１４の短手方向の縦断面形状は、逆テーパー形状になっている。そのため、突出部１６と封止樹脂との引っ掛かりが強くなり、アンカー効果を得ることができる。また、第２凸部１４の側面は粗化面１５になっているため、第２凸部１４によるアンカー効果を強化することができる。さらに、第２凸部１４の側面が粗化面１５になっていない場合と比べて、より多くの方向からの応力に対して封止樹脂との剥離を抑制することができる。これらにより、リードフレーム１０と封止樹脂との密着性を向上させることができる。
（ｄ）本実施形態のリードフレーム１０において、第１凸部１３の側面の少なくとも一部は、傾斜面になっている。そのため、第１凸部１３の側面の粗化面積を大きくすることができる。これにより、リードフレーム１０と封止樹脂との密着性を向上させることができる。
（ｅ）本実施形態のリードフレーム１０において、第２凸部１４の側面の算術平均粗さＲａ２は、第１凸部１３の側面の算術平均粗さＲａ１よりも大きくなっている。そのため、第２凸部１４によるアンカー効果を強化することができる。これにより、リードフレーム１０と封止樹脂との密着性を向上させることができる。
（ｆ）本実施形態のリードフレーム１０において、薄板部１２の上面の算術平均粗さＲａ３は、第２凸部１４の上面の算術平均粗さＲａ４よりも大きくなっている。これにより、リードフレーム１０と封止樹脂との密着性を向上させることができる。
（ｇ）本実施形態のリードフレーム１０において、第１凸部１３の上面の周縁部の算術平均粗さＲａ５は、第１凸部１３の上面の中央部の算術平均粗さＲａ６よりも大きくなっている。これにより、リードフレーム１０と封止樹脂との密着性を向上させることができる。また、半導体素子を搭載する際の半田濡れ性の低下を抑制することができる。
（ｈ）本実施形態のプレス工程Ｓ１では、厚板部１１を押し潰す際、敢えて肉を逃がしてプレスをすることで、第２凸部１４に突出部１６を形成することができる。そのため、第２凸部１４の粗化面積を大きくすることができる。また、突出部１６と封止樹脂との引っ掛かりが強くなり、アンカー効果を得ることができる。これらにより、リードフレーム１０と封止樹脂との密着性を向上させることができる。
（ｉ）本実施形態のマスク工程Ｓ２では、マスキングテープ１７が、第１凸部１３の上面に接触し、かつ、第２凸部１４の上面に接触しないように、マスキングテープ１７の張力を調整する。これにより、マスキングテープ１７をカットすることなく、粗化処理工程Ｓ３において、第２凸部１４を粗化処理することができる。
（ｊ）本実施形態では、プレス工程Ｓ１の後に、マスク工程Ｓ２および粗化処理工程Ｓ３を行う。そのため、プレス工程Ｓ１にて形成した突出部１６も粗化することができる。突出部１６を粗化することで、粗化面積を大きくすることができる。また、第２凸部１４によるアンカー効果を強化することができる。さらに、第２凸部１４の側面が粗化面１５になっていない場合と比べて、より多くの方向からの応力に対して封止樹脂との剥離を抑制することができる。
＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
例えば、上述の実施形態では、リードフレーム１０が１つの厚板部１１を有する場合について説明したが、リードフレーム１０は、複数の厚板部１１を有していてもよい。
例えば、上述の実施形態では、厚板部１１が２つの第１凸部１３と、１つの第２凸部１４とを有する場合について説明したが、厚板部１１は１つまたは３つ以上の第１凸部１３を有していてもよいし、複数の第２凸部１４を有していてもよい。
例えば、上述の実施形態では、第１凸部１３の上面を粗化しない場合について説明したが、第１凸部１３の上面を粗化してもよい。
例えば、上述の実施形態では、突出部１６が厚板部１１の短手方向へ円弧状に突出している場合について説明したが、突出部１６は、厚板部１１の長手方向に交差する方向へ突出していてもよい。また、突出部１６は、一部が円弧状であってもよいし、矩形状であってもよい。
＜本発明の好ましい態様＞
以下、本発明の好ましい態様を付記する。
以下、本発明の好ましい態様を付記する。
（付記１）
本発明の一態様によれば、
厚板部と、薄板部とを有する異形条のリードフレームであって、
前記厚板部は、半導体素子が搭載される第１凸部と、前記第１凸部よりも厚みが小さい第２凸部と、を有し、
前記第１凸部および前記第２凸部は、前記厚板部の長手方向に沿って交互に設けられており、
前記薄板部の上面および側面と、前記第１凸部の側面と、前記第２凸部の上面および側面と、が粗化面になっているリードフレームが提供される。
本発明の一態様によれば、
厚板部と、薄板部とを有する異形条のリードフレームであって、
前記厚板部は、半導体素子が搭載される第１凸部と、前記第１凸部よりも厚みが小さい第２凸部と、を有し、
前記第１凸部および前記第２凸部は、前記厚板部の長手方向に沿って交互に設けられており、
前記薄板部の上面および側面と、前記第１凸部の側面と、前記第２凸部の上面および側面と、が粗化面になっているリードフレームが提供される。
（付記２）
付記１に記載のリードフレームであって、
前記第２凸部は、前記厚板部を平面視した際に、前記長手方向に交差する方向へ突出している突出部を有する。
付記１に記載のリードフレームであって、
前記第２凸部は、前記厚板部を平面視した際に、前記長手方向に交差する方向へ突出している突出部を有する。
（付記３）
付記１または付記２に記載のリードフレームであって、
前記第２凸部の前記長手方向に交差する方向の縦断面形状は、逆テーパー形状になっている。
付記１または付記２に記載のリードフレームであって、
前記第２凸部の前記長手方向に交差する方向の縦断面形状は、逆テーパー形状になっている。
（付記４）
付記１から付記３のいずれか１つに記載のリードフレームであって、
前記第１凸部の側面の少なくとも一部は、傾斜面になっている。
付記１から付記３のいずれか１つに記載のリードフレームであって、
前記第１凸部の側面の少なくとも一部は、傾斜面になっている。
（付記５）
付記１から付記４のいずれか１つに記載のリードフレームであって、
前記第２凸部の側面の算術平均粗さＲａ２は、前記第１凸部の側面の算術平均粗さＲａ１よりも大きい。
付記１から付記４のいずれか１つに記載のリードフレームであって、
前記第２凸部の側面の算術平均粗さＲａ２は、前記第１凸部の側面の算術平均粗さＲａ１よりも大きい。
（付記６）
付記１から付記５のいずれか１つに記載のリードフレームであって、
前記薄板部の上面の算術平均粗さＲａ３は、前記第２凸部の上面の算術平均粗さＲａ４よりも大きい。
付記１から付記５のいずれか１つに記載のリードフレームであって、
前記薄板部の上面の算術平均粗さＲａ３は、前記第２凸部の上面の算術平均粗さＲａ４よりも大きい。
（付記７）
付記１から付記６のいずれか１つに記載のリードフレームであって、
前記第１凸部の上面の周縁部の算術平均粗さＲａ５は、前記第１凸部の上面の中央部の算術平均粗さＲａ６よりも大きい。
付記１から付記６のいずれか１つに記載のリードフレームであって、
前記第１凸部の上面の周縁部の算術平均粗さＲａ５は、前記第１凸部の上面の中央部の算術平均粗さＲａ６よりも大きい。
（付記８）
本発明の他の態様によれば、
厚板部と、薄板部とを有する異形条のリードフレームの製造方法であって、
前記厚板部に対してプレスを行うプレス工程と、
前記厚板部に対してマスキングテープを貼り付けるマスク工程と、
前記厚板部および前記薄板部に対して粗化処理を行う粗化処理工程と、を有し、
前記プレス工程では、半導体素子が搭載される第１凸部と、前記第１凸部よりも厚みが小さい第２凸部とを、前記厚板部の長手方向に沿って交互に形成し、
前記マスク工程では、前記マスキングテープが、前記第１凸部の上面に接触し、かつ、前記第２凸部の上面に接触しないように、前記マスキングテープの張力を調整し、
前記粗化処理工程では、前記薄板部の上面および側面と、前記第１凸部の側面と、前記第２凸部の上面および側面と、を粗化するリードフレームの製造方法が提供される。
本発明の他の態様によれば、
厚板部と、薄板部とを有する異形条のリードフレームの製造方法であって、
前記厚板部に対してプレスを行うプレス工程と、
前記厚板部に対してマスキングテープを貼り付けるマスク工程と、
前記厚板部および前記薄板部に対して粗化処理を行う粗化処理工程と、を有し、
前記プレス工程では、半導体素子が搭載される第１凸部と、前記第１凸部よりも厚みが小さい第２凸部とを、前記厚板部の長手方向に沿って交互に形成し、
前記マスク工程では、前記マスキングテープが、前記第１凸部の上面に接触し、かつ、前記第２凸部の上面に接触しないように、前記マスキングテープの張力を調整し、
前記粗化処理工程では、前記薄板部の上面および側面と、前記第１凸部の側面と、前記第２凸部の上面および側面と、を粗化するリードフレームの製造方法が提供される。
１０ リードフレーム
１１ 厚板部
１２ 薄板部
１３ 第１凸部
１４ 第２凸部
１５ 粗化面
１６ 突出部
１７ マスキングテープ
Ｓ１ プレス工程
Ｓ２ マスク工程
Ｓ３ 粗化処理工程
Ｓ４ 洗浄工程
Ｓ５ 打ち抜き工程
Ｓ６ 点検・梱包工程
１１ 厚板部
１２ 薄板部
１３ 第１凸部
１４ 第２凸部
１５ 粗化面
１６ 突出部
１７ マスキングテープ
Ｓ１ プレス工程
Ｓ２ マスク工程
Ｓ３ 粗化処理工程
Ｓ４ 洗浄工程
Ｓ５ 打ち抜き工程
Ｓ６ 点検・梱包工程
Claims (8)
- 厚板部と、薄板部とを有する異形条のリードフレームであって、
前記厚板部は、半導体素子が搭載される第１凸部と、前記第１凸部よりも厚みが小さい第２凸部と、を有し、
前記第１凸部および前記第２凸部は、前記厚板部の長手方向に沿って交互に設けられており、前記薄板部の上面および側面と、前記第１凸部の側面と、前記第２凸部の上面および側面と、が粗化面になっているリードフレーム。 - 前記第２凸部は、前記厚板部を平面視した際に、前記長手方向に交差する方向へ突出している突出部を有する請求項１に記載のリードフレーム。
- 前記第２凸部の前記長手方向に交差する方向の縦断面形状は、逆テーパー形状になっている請求項１または請求項２に記載のリードフレーム。
- 前記第１凸部の側面の少なくとも一部は、傾斜面になっている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のリードフレーム。
- 前記第２凸部の側面の算術平均粗さＲａ２は、前記第１凸部の側面の算術平均粗さＲａ１よりも大きい請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のリードフレーム。
- 前記薄板部の上面の算術平均粗さＲａ３は、前記第２凸部の上面の算術平均粗さＲａ４よりも大きい請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のリードフレーム。
- 前記第１凸部の上面の周縁部の算術平均粗さＲａ５は、前記第１凸部の上面の中央部の算術平均粗さＲａ６よりも大きい請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のリードフレーム。
- 厚板部と、薄板部とを有する異形条のリードフレームの製造方法であって、
前記厚板部に対してプレスを行うプレス工程と、
前記厚板部に対してマスキングテープを貼り付けるマスク工程と、
前記厚板部および前記薄板部に対して粗化処理を行う粗化処理工程と、を有し、
前記プレス工程では、半導体素子が搭載される第１凸部と、前記第１凸部よりも厚みが小さい第２凸部とを、前記厚板部の長手方向に沿って交互に形成し、
前記マスク工程では、前記マスキングテープが、前記第１凸部の上面に接触し、かつ、前記第２凸部の上面に接触しないように、前記マスキングテープの張力を調整し、
前記粗化処理工程では、前記薄板部の上面および側面と、前記第１凸部の側面と、前記第２凸部の上面および側面と、を粗化するリードフレームの製造方法。
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|---|---|---|---|
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| JP2019124322A JP2021009973A (ja) | 2019-07-03 | 2019-07-03 | リードフレームおよびリードフレームの製造方法 |
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|---|---|
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| JP2019124322A Pending JP2021009973A (ja) | 2019-07-03 | 2019-07-03 | リードフレームおよびリードフレームの製造方法 |
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012074648A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-12 | Hitachi Automotive Systems Ltd | パワー半導体モジュール及びその製造方法 |
| WO2014038587A1 (ja) * | 2012-09-07 | 2014-03-13 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
-
2019
- 2019-07-03 JP JP2019124322A patent/JP2021009973A/ja active Pending
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|---|---|---|---|---|
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| WO2014038587A1 (ja) * | 2012-09-07 | 2014-03-13 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
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