JP2622632B2 - 半導体装置用リードフレームの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置用リードフ
レームの製造方法に係り、特に異種金属の多層被覆を行
うに際して、リードフレーム部材中に吸蔵された水素と
部材中に滞有された内部残留応力を除去して、水素脆性
を防ぐと共に内部リードの微小な変形を防ぎ所定の寸法
精度を維持した信頼性の高いリードフレームを提供する
半導体装置用リードフレームの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体装置用リードフレームは、
半導体装置の高集積化、高性能化及び半導体パッケージ
の小型化が進み、同一サイズ内の多ピン化が行われ、そ
のため、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇ
ｅ）タイプで、アウターリードピッチ０．３mm、ピン数
は２００〜３００ピンが要求され、該リードフレームの
アウターリードやインナーリードなどのリード巾や間隔
が狭くなる傾向にある。前記傾向に対応する従来の半導
体装置用リードフレームの製造方法は、Ｃｕ−Ｆｅ系又
はＮｉ−Ｆｅ系合金等の金属素材をエッチング又はプレ
ス加工で不要部分を除去して、半導体素子を搭載する素
子搭載部と、前記素子のボンディングパットをワイヤー
を介して接続する先端部に連結片を備えたインナーリー
ドと、該インナーリードに対応して外部接続端子を相互
に連結するダムバーを備えて構成されたアウターリード
とを含むリードフレームの所要の形状を形成する順送り
金型を用いた打抜き加工工程と、前記リードフレームの
全面または所要部分のみを多層被覆する多層めっき工程
と、前記インナーリード先端部を連結した前記連結片を
打抜き除去する加工工程とを順次行ってリードフレーム
を形成する方法が一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記方
法で多ピン系のリードフレームを製造した場合、異種金
属の薄めっき層を積層形成する多層めっき工程におい
て、前処理工程の酸侵漬・電解脱脂洗浄を行って前記リ
ードフレーム部材の表面の酸化膜、硬化層を除去する際
に、前記金属部材内の引っ張り方向の残留応力があると
金属部に応力腐食割れを生じ、金属めっき品質・長期信
頼性を低下させるなどの問題があった。また、電解作用
によって生じる水素が金属部材中に吸蔵されて水素脆性
破壊を生じ、長期の信頼性を低下させる問題があった。
そして、異種金属の多層めっきを施す際に、格子のずれ
（ミスフィット）によって素地金属とめっき金属の間に
歪みや硬度の差が生じ、残留応力が滞留するが、この残
留応力が後工程の加熱処理を経る際に、結晶格子内で原
子が移動して歪みの無い状態に戻る時に微細な内部リー
ドの先端などに捩じれ、寄り、曲がりなどの微小な変形
が生じ、半導体装置の歩留り・品質を低下させるという
問題点を有していた。本発明は、このような事情に鑑み
てなされたもので、めっきの品質を向上し、めっき部材
内に吸蔵された水素を除去して半導体装置の長期信頼性
を向上させると共に多ピン系のリードフレームのリード
の微小な変形を防ぎ品質の高い安定したリードフレーム
を得る半導体装置用リードフレームの製造方法を提供す
ることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する請求
項第１項記載の半導体装置用リードフレームの製造方法
は、リードフレーム用の金属素材から、素子搭載部、先
端部を連結する連結片を備えたインナーリード及びアウ
ターリードを含むリードフレームの所要の形状を備えた
金属部材を形成する加工を行い、前記金属部材の表面の
所要部分に多層の金属被膜層を形成した後、前記連結片
を除去すると共にインナーリードの先端を分離形成する
半導体装置用リードフレームの製造方法であって、予
め、前記金属部材の形成に際して滞有した内部残留応力
を除去する熱処理を施したリードフレームの金属部材を
使用し、前記リードフレームの金属部材の表面に異種金
属を多層被覆した後、該金属部材中に吸蔵された水素及
び滞有した残留応力を除去する熱処理を行い、次に、前
記インナーリードの所要領域に該インナーリード間の相
互位置を維持する樹脂テープを粘着すると共に該インナ
ーリード先端を連結した連結片を除去するプレス加工を
行って、所要のリードフレームの形状を形成するように
して構成されている。

【０００５】

【作用】請求項第１項記載の半導体装置用リードフレー
ムの製造方法においては、多層めっきに先立って、形状
加工で生じた残留応力を除去する熱処理が施されている
から、めっきの前処理の浸漬、電解脱脂洗浄などの工程
で発生する応力腐食割れを防止できる作用がある。ま
た、酸化防止雰囲気炉の熱処理工程を備えていることか
ら、金属めっきを施す際に金属部材に吸蔵した水素を除
去する作用がある。更に、連結片の除去に先立って、樹
脂テープを粘着しているからリード間の相互の位置を維
持し、連結片を除去する際の変形や搬送など取扱による
損傷を防ぐ作用がある。そして、樹脂テープを粘着する
ことによって素材の押さえ巾が広くなり、押圧力を低減
でき、ピッチ寸法の変化がなくなる作用がある。

【０００６】

【実施例】続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明
を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供す
る。ここに、図１は本発明の一実施例の工程の概略ブロ
ック図、図２は該実施例で製造したリードフレームの平
面図、図３は前記実施例の中間工程でのリードフレーム
の平面図を示す。

【０００７】図１に示すように、本発明の一実施例に係
る半導体装置用リードフレームの製造方法は、プレス加
工による形状加工工程１０と、その後に続く熱処理工程
１１と、多層めっき工程１２と、該多層めっきされたリ
ードフレームの熱処理を行うキュアー処理工程１３と、
熱処理の行われたリードフレームにテープを貼着して、
連結片を除去するプレス加工工程１４とを有している。
以下、これらについて詳しく説明する。

【０００８】前記プレス加工による形状加工工程１０
は、プレス装置の上流側にコイル状に巻かれたテープ状
の金属素材を徐々に解く巻出装置及び、該金属素材をプ
レス処理工程に合わせて送る間欠搬送装置を備えて、プ
レス装置に金属素材を送っている。そして、プレス装置
においては、間欠送りされる前記テープ状の金属素材
に、図３に示すように中央の素子搭載部１５、先端部に
連結片１６を備えるインナーリード１７、ダムバー１８
によって連結されるアウターリード１９等のリードフレ
ームの所要の形状を備えた金属部材をプレス成形し、下
流側に配置された巻取装置によって巻き取られる。

【０００９】次に、熱処理工程１１においては、前記巻
取装置によって巻き取られたコイルを再度巻出装置によ
って解いて、非酸化性雰囲気の熱処理炉にて応力除去焼
きなましを行う。これによって前記プレス加工によって
金属部材内に生じた残留応力が除去される。

【００１０】そして、多層めっき工程１２においては、
まず前処理工程によって酸洗脱脂、水洗、電解脱脂、水
洗、酸洗脱脂、水洗を行った後、表面の平滑及び活性化
を図る電解脱脂そして水洗を行い、付着した不純物を除
去し前記表面処理を行う。この後、多層めっきを行う
が、この多層めっきは金属部材の表面にＮｉストライプ
層をめっきし、次いで水洗または湯洗を行い中間層にＳ
ｎ−Ｃｏ合金層またはＮｉ−Ｃｏ合金層をめっきし、再
度水洗または湯洗を行い最上部にＰｄ層をめっきするこ
とによって行う。

【００１１】そして、キュアー処理工程１３によって再
度熱処理を行う。これは前記多層めっき工程１２におい
て、吸蔵した水素と層間に滞有した内部残留応力を除去
する為に行うもので、非酸化性雰囲気下で、予熱、加
熱、冷却を行うことによって処理され、金属部材が充分
冷却した状態で巻取装置によって巻き取られる。

【００１２】次に、前記プレス加工工程１４にて処理さ
れるが、まず巻出装置から間欠搬送装置を通ってプレス
装置に間欠的に順次送られ、プレス装置にて図２に示す
ようにインナーリード１７上に樹脂テープ２０が粘着さ
れて、連結片１６（図３参照）が除去される。これによ
って、連結片１６を除去してもインナーリード１７を所
定間隔に保つことができる。この後、再度巻取装置に連
結した金属部材が巻き取られて、半導体装置用リードフ
レームの製造が完了する。なお、図２、図３において２
１はサポートリードを示す。

【００１３】以上のように本実施例によれば、形状加工
工程１０と、多層めっき工程１２の間に熱処理工程１１
を設けたことにより、形状加工で生じた残留応力が除去
されているので次工程の多層めっき工程１２では、該工
程の前処理工程及びめっき工程において発生する応力腐
食割れを防ぐことができる。また、多層めっき工程１２
とテープ粘着とインナーリード先端部の形成と連結片１
６の除去工程からなるプレス加工工程１４との間にめっ
き層に適応した低温焼きなまし温度の熱処理工程を設け
たことにより、該多層めっき工程１２においてめっきを
施す際にリードフレームの金属部に吸蔵した水素が除去
されると共に、異種金属の薄めっき層で多層被覆した部
材に滞有した残留応力の影響を緩和することができる。
更に、テープ粘着とインナーリード１７先端部の形成と
連結片１６の除去工程では、連結片１６の除去に先立っ
て、樹脂テープ２０を粘着させていることからインナー
リード１７間の相互の位置を維持し、連結片１６を除去
する際に押圧が減少できるので、変形や搬送など取扱に
よる損傷を防ぐことができる。なお、本実施例では樹脂
テープ２０として熱硬化性樹脂を用いたが、他の合成樹
脂材でもよい。

【００１４】

【発明の効果】請求項第１項記載の半導体装置用リード
フレームの製造方法は、以上の説明からも明らかなよう
に、多層めっきを行うにあたって予め熱処理を施して内
部残留応力を除去したリードフレームの金属部材を用い
たことから、応力腐食割れを防ぎ、酸化被膜を完全除去
し、金属相互に強い結合が生じて、めっきの密着性が向
上する。めっき処理工程の後に熱処理工程によって前記
金属部材中に滞有した残留応力が除去又は緩和されて、
微細な内部リード先端の微小な捩じれ、曲がり、寄りな
どの変形が無くワイヤリングの的中率が向上すると共
に、金属部材に吸蔵した水素を除去していることから水
素脆性破損を防ぐ。インナーリード間の相互位置を維持
するように樹脂テープを粘着させていることから連結片
の打ち抜き除去や搬送などによる損傷やパイロットピッ
チの伸びが無く、後工程の損傷を少なくし歩留りを向上
させる等リードフレームの長期的信頼性を維持した高品
質な半導体装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の工程の概略ブロック図であ
る。

【図２】本発明の一実施例によって製造したリードフレ
ームの平面図である。

【図３】本発明の一実施例による中間工程でのリードフ
レームの平面図である。

【符号の説明】

１０ 形状加工工程 １１ 熱処理工程 １２ 多層めっき工程 １３ キュアー処理工程 １４ プレス加工工程 １５ 素子搭載部 １６ 連結片 １７ インナーリード １８ ダムバー １９ アウターリード ２０ 樹脂テープ ２１ サポートリード

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リードフレーム用の金属素材から、素子
   搭載部、先端部を連結する連結片を備えたインナーリー
   ド及びアウターリードを含むリードフレームの所要の形
   状を備えた金属部材を形成する加工を行い、前記金属部
   材の表面の所要部分に多層の金属被膜層を形成した後、
   前記連結片を除去すると共にインナーリードの先端を分
   離形成する半導体装置用リードフレームの製造方法であ
   って、 予め、前記金属部材の形成に際して滞有した内部残留応
   力を除去する熱処理を施したリードフレームの金属部材
   を使用し、 前記リードフレームの金属部材の表面に異種金属を多層
   被覆した後、該金属部材中に吸蔵された水素及び滞有し
   た残留応力を除去する熱処理を行い、 次に、前記インナーリードの所要領域に該インナーリー
   ド間の相互位置を維持する樹脂テープを粘着すると共に
   該インナーリード先端を連結した連結片を除去するプレ
   ス加工を行って、 所要のリードフレームの形状を形成することを特徴とす
   る半導体装置用リードフレームの製造方法。