JP2021034705A - 金属板、金属樹脂複合体、半導体デバイス及び、金属板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属板と樹脂部材との密着性を有効に高めることができる金属板、金属樹脂複合体、半導体デバイス及び、金属板の製造方法を提供する。【解決手段】樹脂部材で覆われる樹脂被覆面を有する金属板１であって、前記樹脂被覆面上に並んで形成されて該樹脂被覆面から窪む三個以上の凹部２を有し、前記樹脂被覆面上で、凹部配列方向Ｄａに並ぶ三個以上の前記凹部２が、距離の異なる複数種類のピッチＰ１、Ｐ２で互いに離隔して配置された金属板１である。【選択図】図１

Description

この明細書は、金属板、金属樹脂複合体、半導体デバイス及び、金属板の製造方法に関する技術を開示するものである。

金属と樹脂との密着性を高めることは、種々の分野及び用途で求められており、これに関連する技術の開発が広く行われている。

この種の技術の一例として、特許文献１には、半導体デバイスにおいて、半導体チップが搭載されるリードフレームと、リードフレーム及び半導体チップを封止する樹脂との密着性を高めるための手法が提案されている。
より詳細には、特許文献１は、「封止樹脂との密着性がより高められて信頼性をさらに向上するリードフレームを提供すること」等を目的として、「半導体チップを搭載し、封止樹脂によって封止される半導体装置に使用されるリードフレームであって、封止樹脂によって封止されるリードフレームの部分の表面に凹凸部が形成され、前記凹凸部では、凹部の深さ方向と交差する方向に延在するカギ部が形成された、リードフレーム」を開示するものである。

この特許文献１には、「カギ部」を形成するための具体的な方法として、「図６に示すように、最初の２回のパンチング処理に使用される加工パンチ２０には、表面に所定のピッチをもって複数の突起２０ａが形成されている。まず、最初のステージＡでは、リードフレーム５に対する加工パンチ２０の所定の相対的な位置関係のもとでパンチング処理が施されて、リードフレーム５の表面に突部２０ａに対応した凹部５ａが形成される。ステージＡにおけるパンチング処理が完了すると、リードフレーム５は、次のステージＢにまで搬送される。」、「ステージＢでは、図７に示すように、ステージＡにおけるリードフレーム５に対する加工パンチ２０の相対的な位置関係に対し、突起のピッチＰが半ピッチだけずれるような位置関係のもとで、２回目のパンチング処理をリードフレーム５に施すことで、ステージＡにおいて形成された凹部５ａの位置とは異なる位置に凹部５ａが形成される。」、「ステージＢにおけるパンチング処理が完了すると、リードフレーム５は次のステージＣにまで搬送される。ステージＣでは、表面の平らな加工パンチ２１によってリードフレーム５の表面にパンチング処理を施すことによって、リードフレーム５の表面に形成された複数の凹部５ａの間に位置する凸部５ｂの先端部分が押し潰されてカギ部５ｃが形成される。」と記載されている。

特開２００７−２５８５８７号公報

特許文献１に記載された技術では、「リードフレーム」に、「加工パンチ」の「突起」に対応する個数及び密度の「凹部」しか形成されない。そして、「凹部」を設けるための「加工パンチ」の凸部の所要の強度確保しつつ該凸部を微細に加工する技術、その他の理由から、「加工パンチ」に設けることのできる「突起」の個数及び密度には限界がある。それ故に、特許文献１の技術では、「リードフレーム」に形成できる複数個の「凹部」間の距離をさらに短くすること、つまり、「凹部」をより密集させて形成することが困難であった。その結果として、「リードフレーム」と「封止樹脂」との密着性を十分に向上させることができない。

また、特許文献１では、「カギ部」が形成されることにより、「凹部」内に樹脂が入り込みにくくなって、「リードフレーム」と「封止樹脂」との間に、比較的多くの空気が封入されることがある。多量の空気が封入されると、該空気は、特に高温環境下では膨張して封止樹脂とリードフレームとが剥離し、密着性の低下等といった不都合を生じさせ得る。

この明細書では、金属板と樹脂部材との密着性を有効に高めることができる金属板、金属樹脂複合体、半導体デバイス及び、金属板の製造方法を開示する。

この明細書で開示する一の金属板は、樹脂部材で覆われる樹脂被覆面を有するものであって、前記樹脂被覆面上に並んで形成されて該樹脂被覆面から窪む三個以上の凹部を有し、前記樹脂被覆面上で、凹部配列方向に並ぶ前記凹部が、距離の異なる複数種類のピッチで互いに離隔して配置されたものである。

この明細書で開示する他の金属板は、樹脂部材で覆われる樹脂被覆面を有するものであって、前記樹脂被覆面上に並んで形成されて該樹脂被覆面から窪む複数個の凹部を有し、前記樹脂被覆面上で、凹部配列方向に並ぶ前記凹部のピッチの平均値が、２００μｍ未満であるものである。

この明細書で開示する金属樹脂複合体は、上述したいずれかの金属板と、該金属板の前記樹脂被覆面を覆って配置された樹脂部材とを備えるものである。

この明細書で開示する半導体デバイスは、上記の金属樹脂複合体と、前記金属樹脂複合体の前記リードフレーム上に搭載された半導体チップとを備えるものである。

この明細書で開示する金属板の製造方法は、板状金属材料にパンチを押し当てるプレス加工を施し、金属板を製造する方法であって、先端面に一個又は複数個の凸部を並べて設けたパンチにより、前記板状金属材料の被加工面上に、一個又は複数個の凹部を含む第一凹部群を形成する第一プレス工程と、先端面に複数個又は一個の凸部を並べて設けたパンチにより、前記被加工面上に、複数個又は一個の凹部を含む第二凹部群を、前記第一凹部群の形成域と少なくとも一部で重複させて形成し、前記第二凹部群の各凹部を、前記第一凹部群の各凹部から離隔させて設ける第二プレス工程とを含むものである。

上述した金属板、金属樹脂複合体、半導体デバイス及び、金属板の製造方法によれば、金属板と樹脂部材との密着性を有効に高めることができる。

一の実施形態の金属板を模式的に示す平面図である。 図１の金属板を製造する方法の一例を示す平面図である。 図２の製造方法で用いることができるパンチの一例を示す斜視図である。 他の実施形態の金属板を模式的に示す平面図である。 図１のＶ−Ｖ線に沿う部分断面図である。 図５の金属板を、その表面及び裏面のそれぞれに樹脂部材が配置された状態で示す部分断面図である。 図５の金属板の表面に設けた凹部の一個を示す拡大断面図である。 凹部の変形例を示す拡大断面図である。 さらに他の実施形態の金属板を模式的に示す平面図である。 樹脂被覆面の粗化面を模式的に示す断面図である。 実施例で金属板を用いて作製した供試体を示す縦断面図及び平面図である。

以下に図面を参照しながら、この明細書で開示する実施の形態について詳細に説明する。
図１に例示する金属板１は、表面Ｓｆ上に並んで形成されて表面Ｓｆから窪む複数個の凹部２を有するものである。なお、金属板１は、たとえば、銅、アルミニウム又は鉄を含む材料からなるものとすることができる。

なお、この表面Ｓｆは、後述するように、金属板１を備える金属樹脂複合体で樹脂部材により覆われるものであり、樹脂被覆面に相当する。図示の例では、表面Ｓｆの略全体が樹脂部材で覆われる樹脂被覆面になるが、表面の少なくとも一部が樹脂で覆われ、その表面の少なくとも一部である樹脂被覆面上に複数個の凹部が設けられたものであればよい。つまり、樹脂被覆面は、金属板の表面の少なくとも一部に存在し得る。

ここで、複数個の凹部２は、樹脂被覆面上で、凹部配列方向Ｄａ（図１では左右方向）に並んで形成されている。そして、凹部配列方向Ｄａに並ぶ凹部２は、距離が異なる複数種類のピッチＰ１、Ｐ２で互いに離隔して配置されている。言い換えれば、複数個の凹部２は、凹部配列方向Ｄａに、均一ではないピッチＰ１、Ｐ２で位置するように形成されたものである。

このような金属板１は、たとえば、図２に示すようにして製造することができる。
はじめに、平板等の板状金属材料５１の、加工を施す被加工面Ｓｐ上に、図３に例示するようなパンチ６１を用いて、図２（ａ）に破線で示すように、複数個の凹部２を含む第一凹部群Ｇｃ１を形成する第一プレス工程を行う。第一プレス工程により、図２（ｂ）に示すような半加工品５１ａが得られる。凹部２は、板状金属材料５１を貫通しない窪み状とすることができる。

このパンチ６１は、板状金属材料５１の被加工面Ｓｐに直交する方向に延びるように配置される本体部６２と、本体部６２の、被加工面Ｓｐに近接する先端面６２ａに並べて設けた複数個の凸部６３とを有するものである。複数個の凸部６３は、先端面６２ａ上の平面内の所定の方向及び、それに直交する方向にそれぞれ、等間隔で並んで形成されている。この例では、先端面６２ａに、被加工面Ｓｐに近接する側である先端側に向けて先細りになる略四角錐台状の凸部６３が多数個存在する。但し、凸部６３の形状及び個数は適宜変更することが可能である。

第一プレス工程では、上記のパンチ６１を板状金属材料５１の被加工面Ｓｐに押し当ててプレスすることにより、被加工面Ｓｐに、当該パンチ６１の先端面６２ａに設けた凸部６３に対応する形状、位置及び個数の第一凹部群Ｇｃ１の凹部２が形成される。より詳細には、この例では、凹部２は、パンチ６１の先端面６２ａの凸部６３の配列態様と実質的に同様に、半加工品５１ａの被加工面Ｓｐ上にて、４行４列で合計１６個形成される。

次いで、第二プレス工程で、半加工品５１ａの被加工面Ｓｐにさらに、図２（ｂ）破線で示すように、複数個の凹部２を含む第二凹部群Ｇｃ２を形成する。第二プレス工程では、第一プレス工程で用いたものと同じパンチ６１を用いることもできるが、先端面に複数個又は一個の凸部を並べて設けたパンチであれば、第一プレス工程と異なるパンチとしてもよい。ここでは、第二プレス工程で、第一プレス工程と同一形状の先端面を有するパンチ６１を用いる場合について説明する。但し、実施形態によっては、第一プレス工程のものとは異なる形状の先端面を有するパンチを使用することもあり得る。

この実施形態では、第二プレス工程で、被加工面Ｓｐに該パンチ６１を、第一プレス工程のときの押圧位置よりも所定の方向の一方側（図２では左右方向の右側）に若干ずらした位置に押し当ててプレスすること等により、図２（ｂ）から解かるように、複数個の凹部２を含む第二凹部群Ｇｃ２を、第一凹部群Ｇｃ１の形成域と少なくとも一部で重複させて形成する。なお、パンチ６１をずらす方向は、先述の凹部配列方向Ｄａと一致することになる。

但し、ここでは、第二凹部群Ｇｃ２の各凹部２が、第一凹部群Ｇｃ１の各凹部２と重ならないように、第二凹部群Ｇｃ２の各凹部２を、第一凹部群Ｇｃ１の各凹部２から所定の距離で離隔させて位置させる。図示の例では、図２の左右方向で、第一凹部群Ｇｃ１の隣り合う凹部２の間のそれぞれに、第二凹部群Ｇｃ２の各凹部２が配置されるように、第二凹部群Ｇｃ２の凹部２が形成されている。

なお図示は省略するが、その後さらに、被加工面上に、パンチを所定の方向にずらして押圧し、複数個の凹部を含む第三凹部群を形成する第三プレス工程等を行うことも考えられる。プレス工程は、第一プレス工程及び第二プレス工程に限らず、三回以上行うことも可能である。

これにより、図２（ｃ）に示すように、樹脂被覆面としての表面Ｓｆになる被加工面上で、第一凹部群Ｇｃ１の凹部２と、第二凹部群Ｇｃ２の凹部２とが、第二プレス工程でパンチ６１をずらした方向（図２では左右方向）に交互に並んで形成された金属板１を製造することができる。このような金属板１では、一度のプレスのみで凹部を形成した場合に比して、凹部２がより密集して形成されていることにより、それらの密集する各凹部２内に樹脂が入り込んで、凹部２による樹脂のアンカー効果が向上する。その結果、樹脂部材との優れた密着性を発揮することができる。
金属板と樹脂部材との密着性が低いと、当該金属板をリードフレームとした半導体デバイスで、水分を含む外気（空気）が金属板と樹脂部材との間を通過する場合がある。この場合、リードフレームに搭載されて使用時に発熱する半導体素子が、そのような水分を含む外気（空気）と接触すると、動作不良が生じること等の問題がある。これに対し、この実施形態の金属板１では、樹脂部材との密着性に優れることから、そのような問題の発生を有効に抑制することができる。

なお、プレスに用いるパンチの先端面に設ける凸部の個数を増やすことによって、一回のプレスで凹部を密集させて形成できるようにも思われるが、先端面で凸部をある程度増加させると、プレスに耐え得るほどのパンチの強度を確保することが困難になる。したがって、パンチの先端面形状の変更では、樹脂部材との金属板の密着性を十分に向上させることができない。

また、凹部２が密集することにより、凹部２間の外面は、プレス時の金属板１を構成する金属材料の肉流れにより、外方に向けて盛り上がる形状になる。この場合、当該外面が平坦面状である場合に比して、アンカー効果が高くなるので、金属板１と樹脂部材との密着力がさらに向上する。

なお図示しないが、仮に第一プレス工程で先端面に一個の凸部を設けたパンチを用いて、板状金属材料の被加工面上に一個の凹部を形成した場合、第二プレス工程では先端面に複数個の凸部を設けたパンチにより、被加工面上に当該凹部を隔てた両側に複数個の凹部を形成することができる。あるいは、第一プレス工程で先端面に複数個の凸部を設けたパンチを用いて、板状金属材料の被加工面上に複数個の凹部を形成した場合、第二プレス工程では先端面に一個の凸部を設けたパンチにより、被加工面上の複数個の凹部の間に一個の凹部を形成してもよい。これにより、金属板１の樹脂被覆面には、三個以上の凹部が形成される。

上述したようにしてパンチ６１をずらして押圧する第一プレス工程及び第二プレス工程を行うと、第二プレス工程にて、第一プレス工程で形成された第一凹部群Ｇｃ１の隣り合う凹部２の間の中央位置に寸分の違いもなく、第二凹部群Ｇｃ２の凹部２を位置させて形成することは実質的に不可能である。それにより、製造される金属板１では、凹部配列方向Ｄａに並ぶ凹部２のピッチＰ１、Ｐ２が不可避的に複数種類になる。これを言い換えれば、金属板１の凹部配列方向Ｄａに並ぶ凹部２のピッチＰ１、Ｐ２が均一でなければ、該金属板１は、第一プレス工程及び第二プレス工程を含む方法により製造されたものと推測することができる。このような複数種類のピッチＰ１、Ｐ２は、パンチ６１の位置決めピンのクリアランス及び、パンチ６１による材料の伸びに起因して生じるものであると考えられる。ピッチＰ１とピッチＰ２の差は、好ましくは１μｍ〜４０μｍであり、たとえば平均で１０μｍ程度になることがある。

ここでいうピッチＰ１、Ｐ２とは、凹部配列方向Ｄａに凹部２が配列される周期であり、具体的には、凹部配列方向Ｄａに沿う凹部２の開口部の幅Ｗｃに、該凹部２とその凹部配列方向Ｄａのいずれか一方側に隣接する凹部２との間の離隔距離Ｄ１もしくはＤ２を足し合わせた長さである。また、凹部配列方向Ｄａとは、樹脂被覆面上で複数個の凹部２が並ぶいずれかの方向（たとえば図１では左右方向や上下方向等）を意味し、それらの方向のうちの少なくとも一つの方向で、凹部２が、複数種類のピッチＰ１、Ｐ２で並んで配置されていればよい。図１に例示する実施形態では、図１に矢印で示すように、左右方向が凹部配列方向Ｄａに該当する。なお、図１の上下方向に見れば、凹部２は均一なピッチで配置されており、ここでは、図１の上下方向は凹部配列方向とはみなさない。

凹部配列方向Ｄａに並ぶ凹部２の複数種類のピッチＰ１、Ｐ２は、凹部配列方向Ｄａに順次に繰り返されることがある。図１に示す実施形態では、凹部配列方向Ｄａで、二種類のピッチＰ１、Ｐ２が順次に、すなわち交互に繰り返されている。図４に示す他の実施形態では、凹部配列方向Ｄａで、三種類のピッチＰ１、Ｐ２及びＰ３が順次に繰り返されるように、凹部１２が形成されている。このように凹部配列方向Ｄａに順次に繰り返される三種類以上のピッチＰ１〜Ｐ３で凹部１２が形成された金属板１１は、たとえば金属板１１の製造時にさらに第三プレス工程を行うこと等により作製することができる。図示は省略するが、凹部配列方向に順次に繰り返される四種類以上のピッチで凹部が形成された金属板も可能である。

凹部配列方向ＤａのピッチＰ１、Ｐ２の平均値は、具体的には、５０μｍ〜２００μｍの範囲内とすることが好ましい。ピッチＰ１、Ｐ２の平均値はさらに、５０μｍ〜１２０μｍの範囲内であることがより一層好適である。ピッチＰ１、Ｐ２の平均値が小さすぎると、凹部２の内面が小さくなる可能性がある。この場合、凹部２を含む樹脂被覆面と樹脂との接触面積が低下し、密着力が劣るものになることが懸念される。

凹部配列方向Ｄａに隣接する凹部２間の離隔距離Ｄ１、Ｄ２の平均値は、８０μｍ未満であることが好ましく、さらに７０μｍ以下、特に５０μｍ未満であることがより一層好ましい。先に述べた製造方法では、第一凹部群Ｇｃ１の凹部２と第二凹部群Ｇｃ２の凹部２のうち、互いに隣接する凹部２間の離隔距離の平均値が、８０μｍ未満となるように、第一プレス工程及び第二プレス工程等を行うことが好適である。特に好ましくは、離隔距離のいずれもが上記の上限値より短くなるようにする。
この場合、樹脂被覆面上で凹部２が十分密集して配置されることになるので、アンカー効果の向上による金属板１と樹脂部材との良好な密着性を実現することができる。離隔距離Ｄ１、Ｄ２は、凹部配列方向Ｄａで、互いに隣接する凹部２のうち、一方の凹部２の最も他方の凹部２側に位置する端点と、他方の凹部２の最も一方の凹部２側に位置する端点との間の距離として測定する。このような凹部２間の短い離隔距離Ｄ１、Ｄ２も、上述した二回以上のプレスにより実現することができる。なお、凹部配列方向Ｄａに隣接する凹部２間の離隔距離Ｄ１、Ｄ２は、たとえば１μｍ以上、典型的には２０μｍ以上になることがある。

金属板１には、図５に断面図で示すように、表面Ｓｆのみならず、その表面Ｓｆの裏側に位置する裏面Ｓｂにも、複数個の凹部２を形成することができる。裏面Ｓｂ側でも、先述したような表面Ｓｆ側と同様の凹部２のピッチ、離隔距離とすることができる。この場合、裏面Ｓｂも樹脂被覆面になる。
但し、表面Ｓｆ上の凹部２と、裏面Ｓｂ上の凹部２とは、図５から解かるように、金属板１の厚み方向（図５では上下方向）に直交する方向（図５では左右方向）にずれて位置することが好ましい。言い換えれば、表面Ｓｆ上の凹部２と、裏面Ｓｂ上の凹部２とが、金属板１の厚み方向に直交する方向でずれておらず、同じ位置に設けられている場合、金属板１に局所的に厚みの薄い箇所が形成され得ることに起因して、金属板１を製造する際のプレス時に全体の肉流れ変形量が多くなり、機械的強度や寸法精度の低下が懸念される。ここでは、少なくとも、凹部２の幅方向（図５では左右方向）の中央位置Ｃｐが、表面Ｓｆ側のものと裏面Ｓｂ側のものとで一致していなければよい。

なお、図５に示す金属板１は、図６に示すように、表面Ｓｆ及び裏面Ｓｂのそれぞれが樹脂被覆面になって各樹脂部材３ａ、３ｂで覆われるように、樹脂部材３ａ、３ｂが配置されて、金属樹脂複合体７１を構成する。この金属樹脂複合体７１では、表面Ｓｆ及び裏面Ｓｂのそれぞれの密集する凹部２内に、樹脂部材３ａ、３ｂの樹脂が入り込むので、金属板１と樹脂部材３ａ、３ｂとの優れた密着性が発揮される。このような表面Ｓｆ及び裏面Ｓｂへの樹脂部材３ａ、３ｂの配置は、たとえば、インサート成形等により行うことができる。
図示の金属樹脂複合体７１は、表面Ｓｆ及び裏面Ｓｂのそれぞれに凹部２が形成された金属板１と、金属板１の表面Ｓｆ及び裏面Ｓｂのそれぞれを覆って配置された樹脂部材３ａ、３ｂとを備えるものであるが、図示は省略するが、表面Ｓｆのみに凹部が形成されること、及び／又は、表面Ｓｆのみに樹脂部材が配置されることもある。ここでいう「表面」及び「裏面」との用語は、単に、金属板１の一方の面と、その裏側の他方の面とを区別するために用いたものであり、「裏面」と「表面」とを入れ替えて解釈することも可能である。

上述した実施形態では、金属板１の樹脂被覆面上に設けた凹部２は、図７に拡大図で示すように、樹脂被覆面から外側に向かって開く開口部２ａに連なって該凹部２を区画する内面を有する。そして、該内面は、凹部２の最も深い箇所に位置する平面状の底面２ｂと、開口部２ａと底面２ｂとをつなぐ側面２ｃとで形成されている。
このような平面状の底面２ｂを有する凹部２では、その底面２ｂが、開口部２ａの面積に対して２０％〜６０％の面積を有することが好ましい。凹部２の底面２ｂの面積が、開口部２ａの面積の２０％を下回ると、凹部２の内面が深くなるにつれて先細りになりすぎることにより、底面２ｂ付近に樹脂が入り込みにくくなって、そこに比較的大きな空気層が形成されるおそれがある。一方、凹部２の底面２ｂの面積が、開口部２ａの面積の６０％を超える場合は、底面２ｂと側面２ｃとが交わる部分の角部が鋭くなり、そこに樹脂が入り込みにくくなって比較的大きな空気層が形成されることが懸念される。底面２ｂの面積は、開口部２ａの面積の４０％〜６０％とすることがより一層好ましい。

なお、図７に示すように、断面視で略直線状になる側面２ｃは、底面２ｂに立てた垂線に対して２°〜１０°の範囲内の角度θで傾斜することが好適である。この傾斜角度θが大きすぎると、アンカー効果が十分に得られないことが懸念される。傾斜角度θが小さいと、パンチ６１で凹部２を形成した際に、パンチ６１が凹部２から抜けにくくなるおそれがある。

あるいは、図８に示す変形例のように、側面２２ｃから底面２２ｂにかけて曲面状の内面を有する凹部２２とすることも可能である。図８に示す凹部２２の内面は、開口部２２ａから側面２２ｃを経て底面２２ｂに至るまで曲面状であり、さらに言えば、該曲面状は断面視で円弧状である。この凹部２２の内面は、球面をそれと交わる平面で切り取った部分の形状である球冠状をなす。
このような曲面状の内面を有する凹部２２も、その全体にわたって樹脂が充填されやすいので、空気層の形成抑制の観点から好適である。

凹部配列方向Ｄａに沿う凹部２の開口部２ａの幅Ｗｃは、好ましくは１０μｍ〜５００μｍ、より好ましくは２０μｍ〜９０μｍである。凹部２の開口部２ａの幅Ｗｃが広すぎる場合は、凹部の個数密度が小さくなって、密着性向上の効果が十分に得られない場合がある。この一方で、凹部２の開口部２ａの幅Ｗｃが狭すぎる場合は、当該凹部２内に樹脂が入り込みにくくなり、凹部２内への空気層の形成の懸念がある。

凹部２の深さＤｃは、５μｍ〜５０μｍであることが好ましく、さらに１５μｍ〜４５μｍであることがより一層好ましい。凹部２の深さＤｃは、開口部２ａから底面２ｂまで金属板１の厚み方向に沿って測った最大深さを意味する。凹部２が深すぎると、深部まで樹脂が十分に入り込みにくくなり、空気層が形成されるおそれがある。凹部が浅すぎると、密着性向上が不十分になる可能性が否めない。
また、凹部２の深さＤｃは、金属板の厚みＴ（板厚）に対して５％〜３５％、特に７％〜３０％であることが好ましい。金属板の厚みＴに対する凹部２の深さＤｃの割合は、密着性向上の観点から５％以上とすることが好適であるが、３５％を超えると、金属板１の強度が低下することが懸念される。

樹脂被覆面における凹部２の個数密度は、１２０個／ｍｍ²〜２８０個／ｍｍ²であることが好適であり、さらに１８０個／ｍｍ²〜２８０個／ｍｍ²であることが特に好ましい。これにより、樹脂部材との密着性を有効に向上させることができる。個数密度は高ければ高いほど好ましいが、上記の上限値以下になることが多い。個数密度は、樹脂被覆面の単位面積（１ｍｍ×１ｍｍ）あたりに存在する凹部２の個数を数えることで求める。

凹部２の開口部２ａの平面形状は、種々の形状とすることができるが、なかでも、図示しない円形状又は、図示のような正方形もしくは長方形等の四角形その他の多角形状とすることができる。この場合、多くの凹部２を密集させて設けることができる。特に、平面視が正方形等の四角形状である凹部２は、それを形成するためのパンチ６１の凸部６３を砥石等で削って対応する形状に形成しやすいこと等から好ましい。

上述した実施形態では、樹脂被覆面に、互いに隣接する凹部２どうしがその角部を対向させて位置する菱形になる正方形状の凹部２を形成している。換言すれば、これらの正方形状の凹部２はいずれも、その各辺が凹部配列方向Ｄａに対して略４５°で傾斜する向きで配置されている。一方、図９（ａ）及び（ｂ）に示す他の実施形態の金属板３１、４１のように、樹脂被覆面には、正方形状の凹部３２、４２を、互いに隣接する凹部３２、４２の辺どうしが平行になる向きで形成することも可能である。
但し、菱形の凹部２は、隣接するものどうしで角部が対向して位置するので、それらの隣接する凹部２間の離隔距離が短くなって、その間を空気が通過しにくくなり、半導体デバイスの内部まで空気が到達し難くなる点で好ましい。

なお、図９（ａ）に示す金属板３１は、平面視で各凹部３２の向きをその重心周りに４５°回転させたことを除いて、図１に示す金属板１とほぼ同様の構成を有するものである。
図９（ｂ）に示す金属板４１は、凹部配列方向Ｄａで凹部４２を千鳥状に並べて配置した点のみ、図９（ａ）に示す金属板３１と異なる。凹部の配列態様は、凹部配列方向に直線状に並ぶものに限らない。

ところで、金属板１の樹脂被覆面のうち、少なくとも、凹部２間に位置する外面Ｓｅ、好ましくは、図１０に示すように、当該外面Ｓｅ及び凹部２の内面を含む樹脂被覆面の全体は、粗化面であることが好適である。
先に述べたように、凹部２を密集配するべく凹部２間の離隔距離Ｄ１、Ｄ２を短くした場合、プレス時の肉流れにより、凹部２間の外面Ｓｅは、図面からは明らかではないが、盛り上がる形状になる。そして、図１０に示すように、このような隆起状の外面Ｓｅの算出平均粗さＲａが０．３μｍ以上とし、外面Ｓｅの最大高さＲｚが２．０μｍ以上とすることにより、粗い外面Ｓｅによる樹脂のアンカー効果が大きくなる。したがって、金属板１と樹脂部材との密着性をさらに向上させることができる。ここでいう算出平均粗さＲａ及び最大高さＲｚは、ＪＩＳ Ｂ０６０１に準拠するものとする。なお、樹脂被覆面の外面Ｓｅ等は、粗化処理を施して粗化面とすることが好適である。粗化面は、実体顕微鏡やＳＥＭにより確認可能である。粗化処理が施されていない場合は光沢面になり、粗化処理を施すと非光沢面になるので、目視でも判別可能である。

なお、上述したところでは、図１に示す実施形態の金属板１を代表例として、好ましい構成ないし態様について説明したが、それらの構成ないし態様の少なくとも一つは、他の実施形態の金属板１１、３１及び４１にも適用することも可能である。

以上に述べたような金属板１、１１、３１及び４１等の金属板は、その樹脂被覆面上に樹脂部材が配置される種々の用途に用いることが可能であるが、なかでも、半導体デバイスに使用されることに特に適している。

半導体デバイスの用途では、金属板を、半導体チップが搭載されるリードフレームとすることができる。リードフレームには、たとえば、半導体チップを配置するダイパッドと、ダイパッドの周囲のインナーリードやアウターリード等のリードとを有するものがある。上記の金属板の樹脂被覆面は、ダイパッドの、半導体チップ側を向く面とすることができる。
金属板をリードフレームとする場合、半導体デバイスは、該金属板の樹脂被覆面を覆って樹脂部材を配置してなる金属樹脂複合体と、リードフレーム上に搭載された半導体チップとを備えるものとすることができる。

あるいは、上記の金属板は、樹脂部材との密着性が高いことから、たとえば、防水コネクタ又は、防水性を必要とするカメラ部品もしくはスマートフォン部品等のインサート部品に用いることも好適である。

以下に、上述したような金属板を試作し、その性能を確認したので以下に説明する。但し、ここでの説明は単なる例示を目的としたものであり、これに限定されることを意図するものではない。

板状金属材料に対し、パンチによる押圧位置をずらした二回のプレスを行い、図１に示すような金属板を作製した。実施例１〜１２並びに比較例１及び２の金属板の各種の寸法その他の条件を、表１に示す。比較例１については、プレスを行わず、樹脂被覆面に凹部が存在しない金属板とした。また比較例２は、一回のみのプレスにより凹部を形成した。表１中、平均ピッチは、ピッチＰ１とピッチＰ２の平均値を意味し、また凹部の平均離隔距離は、離隔距離Ｄ１と離隔距離Ｄ２の平均値を意味する。

実施例１〜１２並びに比較例１及び２の各金属板について、インサート成形により樹脂被覆面上に樹脂部材を形成して、図１１に示すような、中央に空洞を有する金属板５１と樹脂部材３ｃ及び３ｄからなる金属樹脂複合体７１ａを得た。さらに図１１に示すように、金属樹脂複合体７１ａの空洞を両側から蓋体８１ａ、８１ｂで接着剤８１ｃを介して塞いで、半導体デバイスを模擬した供試体９１を作製した。但し、この供試体９１は、内部の空洞に半導体チップを有しないものである。樹脂部材３ｃ及び３ｄ並びに蓋体８１ａ、８１ｂは、液晶ポリマー（ＪＸ液晶株式会社製のザイダー（登録商標）のＭ−３５０Ｂ）からなるものとした。接着剤８１ｃとしては、セメダイン株式会社製のＥＰ３３０を用いた。

これらの各供試体９１をヒートサイクル試験に供し、試験後に、供試体９１を水中に沈めて、空気の漏れの有無を確認した。その結果も表１に示す。ヒートサイクル試験では、−６５℃〜１６０℃の昇温・降温を繰り返した。
表１中、密着力について「◎」は、ヒートサイクル試験を５００回行った後に、空気の漏れがなかったことを表す。「〇」は、ヒートサイクル試験を１００回行った後に、空気の漏れがなかったことを表す。「×」は、ヒートサイクル試験を５０回行った後に、空気の漏れがあったことを表す。「△」は、ヒートサイクル試験を５０回行った後に、蓋をした複合体を水中に沈めて、空気の漏れがなかったことを表す。

なお、実施例１〜１２はいずれも、凹部の隣り合うピッチの差が１μｍ〜４０μｍであった。
表１より、実施例１〜１１は、樹脂被覆面上に、平均離隔距離が比較的短い凹部を密集させて形成したことに起因して、樹脂部材との密着性が高まって、密着力が良好であるとの結果が得られた。一方、比較例１は、樹脂被覆面上に凹部を形成しなかったことにより、また比較例２は、凹部間の平均離隔距離が長かったことにより、密着力が低いという結果になった。
したがって、これによれば、金属板と樹脂部材との密着性を有効に向上できることが解かった。

１、１１、３１、４１、５１ 金属板
２、１２、２２、３２、４２ 凹部
２ａ、２２ａ 開口部
２ｂ、２２ｂ 底面
２ｃ、２２ｃ 側面
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ 樹脂部材
５１ 板状金属材料
５１ａ 半加工品
６１ パンチ
６２ 本体部
６２ａ 先端面
６３ 凸部
７１、７１ａ 金属樹脂複合体
８１ａ、８１ｂ 蓋体
８１ｃ 接着剤
９１ 供試体
Ｄａ 凹部配列方向
Ｓｆ 表面
Ｓｂ 裏面
Ｓｐ 被加工面
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３ 凹部配列方向に並ぶ凹部のピッチ
Ｄ１、Ｄ２ 凹部配列方向に隣接する凹部間の離隔距離
Ｗｃ 凹部配列方向に沿う凹部の開口部の幅
Ｄｃ 凹部の深さ
Ｃｐ 凹部の幅方向の中央位置
Ｇｃ１ 第一凹部群
Ｇｃ２ 第二凹部群
Ｔ 金属板の厚み
Ｓｅ 凹部間の外面

Claims (21)

1. 樹脂部材で覆われる樹脂被覆面を有する金属板であって、
   前記樹脂被覆面上に並んで形成されて該樹脂被覆面から窪む三個以上の凹部を有し、
   前記樹脂被覆面上で、凹部配列方向に並ぶ前記凹部が、距離の異なる複数種類のピッチで互いに離隔して配置された金属板。
2. 凹部配列方向に並ぶ前記凹部の前記複数種類のピッチが、凹部配列方向に順次に繰り返されるように、当該凹部が形成された請求項１に記載の金属板。
3. 前記ピッチが二種類であり、当該二種類のピッチが凹部配列方向に交互に繰り返される請求項２に記載の金属板。
4. 前記ピッチの平均値が、２００μｍ未満である請求項１〜３のいずれか一項に記載の金属板。
5. 樹脂部材で覆われる樹脂被覆面を有する金属板であって、
   前記樹脂被覆面上に並んで形成されて該樹脂被覆面から窪む複数個の凹部を有し、
   前記樹脂被覆面上で、凹部配列方向に並ぶ前記凹部のピッチの平均値が、２００μｍ未満である金属板。
6. 前記凹部の内面が、該凹部の開口部の面積に対して２０％〜６０％の面積を有する平面状の底面を含む請求項１〜５のいずれか一項に記載の金属板。
7. 前記凹部の内面が、側面から底面にかけて曲面状を有する請求項１〜５のいずれか一項に記載の金属板。
8. 前記樹脂被覆面のうち、少なくとも、前記凹部間に位置する外面の算出平均粗さＲａが０．３μｍ以上であり、最大高さＲｚが２．０μｍ以上である請求項１〜７のいずれか一項に記載の金属板。
9. 凹部配列方向に沿う前記凹部の開口部の幅が、１０μｍ〜５００μｍである請求項１〜８のいずれか一項に記載の金属板。
10. 前記樹脂被覆面における前記凹部の個数密度が、１２０個／ｍｍ²〜２８０個／ｍｍ²である請求項１〜９のいずれか一項に記載の金属板。
11. 前記凹部の深さが、５μｍ〜５０μｍである請求項１〜１０のいずれか一項に記載の金属板。
12. 前記凹部の深さが、当該金属板の厚みに対し、５％〜３５％である請求項１〜１１のいずれか一項に記載の金属板。
13. 前記凹部の開口部の平面形状が、円形状又は多角形状である請求項１〜１２のいずれか一項に記載の金属板。
14. 前記樹脂被覆面が、表面と、該表面の裏側に位置する裏面とを含み、
    前記表面上の前記凹部と、前記裏面上の前記凹部とが、当該金属板の厚み方向に直交する方向にずれて位置する請求項１〜１３のいずれか一項に記載の金属板。
15. 請求項１〜１４のいずれか一項に記載の金属板と、該金属板の前記樹脂被覆面を覆って配置された樹脂部材とを備える金属樹脂複合体。
16. 前記金属板が、半導体チップが搭載されるリードフレームである請求項１５に記載の金属樹脂複合体。
17. 請求項１６に記載の金属樹脂複合体と、前記金属樹脂複合体の前記リードフレーム上に搭載された半導体チップとを備える半導体デバイス。
18. 板状金属材料にパンチを押し当てるプレス加工を施し、金属板を製造する方法であって、
    先端面に一個又は複数個の凸部を並べて設けたパンチにより、前記板状金属材料の被加工面上に、一個又は複数個の凹部を含む第一凹部群を形成する第一プレス工程と、
    先端面に複数個又は一個の凸部を並べて設けたパンチにより、前記被加工面上に、複数個又は一個の凹部を含む第二凹部群を、前記第一凹部群の形成域と少なくとも一部で重複させて形成し、前記第二凹部群の各凹部を、前記第一凹部群の各凹部から離隔させて設ける第二プレス工程と
    を含む、金属板の製造方法。
19. 互いに隣接する前記第一凹部群の凹部と第二凹部群の凹部との間の離隔距離を、１００μｍ未満とする、請求項１８に記載の金属板の製造方法。
20. 第一プレス工程で用いる前記パンチと、第二プレス工程で用いる前記パンチとが、同一形状の先端面を有し、
    第二プレス工程にて、前記被加工面上に、第一プレス工程で前記パンチを前記被加工面上に押し当てた位置からずれた位置で、前記パンチを押し当てる、請求項１８又は１９に記載の金属板の製造方法。
21. 前記被加工面上で、前記第一凹部群の凹部と第二凹部群の凹部とが交互に並んで位置するように、第一プレス工程及び第二プレス工程を行う、請求項１８〜２０のいずれか一項に記載の金属板の製造方法。