JP3065415B2 - リードフレーム及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はリードフレーム及びその
製造方法に関し、更に詳細には、金属薄板にエッチング
を施してリードが形成されたリードフレーム及びその製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置において、リードフレームに
搭載された半導体チップは、半導体チップ近傍に位置す
るインナーリード先端とワイヤボンディング等によって
電気的に連結されている。この様な半導体装置において
は、インナーリードと連結されているアウターリードを
介して半導体チップと外部装置との信号等の受け渡しが
なされる。従来、かかるリードフレームは、プレス加工
によって形成されてきたが、最近の半導体チップの高集
積化に伴うリードフレームの多ピン化及び／又は半導体
装置の小型化等によって、インナーリード等の高密度化
が要請されている。このため、リードフレームにおける
リードの高密度化を図るべく、細幅のリードを狭ピッチ
で形成することのできるエッチング法が採用されつつあ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】エッチング法によれ
ば、プレス加工よりも細幅のリードが狭ピッチで形成さ
れたリードフレームを製造することができる。ところ
で、エッチング法においても、得られるリードフレーム
におけるリードのピッチは、エッチング加工に供する金
属薄板の板厚に因る。このことを図８を用いて説明す
る。先ず、図８（ａ）の如く、エッチングを施すエッチ
ング部分１１２、１１２を残して両面に保護皮膜１１０
を形成した金属薄板１００をエッチング液に浸漬するこ
とによって、エッチング部分１１２、１１２に同時にエ
ッチングが施される〔図８（ｂ）〕。更に、エッチング
部分１１２、１１２のエッチングが進行すると、エッチ
ング幅が当初予定していた幅よりも拡大されつつエッチ
ングが施され〔図８（ｃ）〕、エッチング部分１１２、
１１２が貫通してエッチング孔１１４が穿設されたと
き、エッチングが完了する〔図８（ｄ）〕。

【０００４】この様にして穿設されるエッチング孔１１
４の幅を狭くせんとするとき、エッチング処理中にエッ
チング幅が拡大する現象のため、エッチング孔１１４の
最小幅はエッチング加工に供する金属薄板の板厚によっ
て決定される。従って、細幅のリードを狭ピッチで形成
するためには、エッチング加工に供する金属薄板の板厚
も薄くすることが必要である。しかしながら、エッチン
グ加工に供する金属薄板の板厚を薄くすると、得られる
リードフレームを構成するリードの機械的強度が低下
し、得られたリードフレームの取扱が困難となる。そこ
で、本発明の目的は、所望の細幅のリードを狭ピッチで
形成することができ、且つ取扱が容易な機械的強度を有
し得るリードフレーム及びその製造方法を提供すること
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記目的
を達成すべく検討を重ねた結果、金属薄板にリードを形
成する部分に、所望強度のリードが得られるように、め
っきによって導電性金属を形成し、次いで導電性金属層
をエッチングすることなく隣接する導電性金属層との間
の金属薄体にエッチングを施すことによって、充分な強
度を有する細幅のリードが狭ピッチで形成されたリード
フレームを得ることができ、得られたリードフレームの
取扱が容易であることを見出し、本発明に到達した。

【０００６】すなわち、本発明は、金属薄板にエッチン
グを施してリードが形成されたリードフレームにおい
て、該リードの各々には、前記金属薄板に施したエッチ
ングによって形成された間隙に挟まれている基部と、前
記基部を補強し所望強度のリードが得られるように、前
記基部の両平面の少なくとも一方の平面にめっきによっ
て所定の形状に形成された導電性金属層とが具備され、
且つ前記導電性金属層の表面には、前記金属薄板にエッ
チングを施すエッチング液に対して不溶性の金属から成
る不溶性金属膜が形成されていることを特徴とするリー
ドフレームにある。

【０００７】また、本発明は、金属薄板にエッチングを
施してリードが形成されたリードフレームを製造するに
際し、該金属薄板の両平面の少なくとも一方の平面のエ
ッチングを施す部分に予めレジストを形成した後、前記
リードが所望の強度が得られるように、前記金属薄板の
リードを形成する部分にめっきによって導電性金属層を
形成し、次いで、前記レジストを除去した後、前記導電
性金属層の表面に、めっきによって金属薄板にエッチン
グを施すエッチング液に対して不溶性の金属から成る不
溶性金属膜を形成し、その後、前記レジストを除去した
金属薄板の部分にエッチングを施してリード間の間隙を
形成することを特徴とするリードフレームの製造方法で
ある。

【０００８】かかる構成の本発明において、基部の両平
面の各々に導電性金属層が形成されていること、及び／
又は導電性金属層の厚さが基部の厚さと略同一であるこ
とが、エッチングを施す金属薄板の板厚を薄くしても得
られるリードの強度を充分とし、且つリードの更なるフ
ァイン化を図ることができる。また、エッチングを施す
部分の金属薄板の表面に導電性金属層の表面に形成する
不溶性金属膜の金属が付着しないように保護する保護金
属膜を、前記金属薄板 の表面に形成した後、前記金属薄
板のエッチングを施す部分にレジストを形成し、次い
で、前記金属薄板の金属と同種の金属によって導電性金
属層を形成することによって、主として導電性に優れた
銅(Cu)等の金属から成るリードを形成することができ
る。更に、導電性金属層の表面に形成した不溶性金属膜
をインナーリードの全面又は一部から除去することによ
って、その後、インナーリードの所定の箇所に所望の金
属層を形成することができる。

【０００９】

【作用】本発明によれば、エッチングに供する金属薄板
の板厚を薄くし、エッチングによって形成されるリード
のピッチを狭ピッチにできる。また、金属薄板のリード
が成形される部分に、予め導電性金属層が形成されてい
るため、前記金属薄板の薄板化に因るリードの機械的強
度の低下を補うことができ、得られたリードフレームの
取扱を容易に行うことができる。

【００１０】

【実施例】本発明を図面を用いて更に詳細に説明する。
図１（ａ）は、本発明の一実施例であるリードフレーム
を構成するインナーリードＩの横断面図である。インナ
ーリードＩは、エッチング法によって形成されたもので
ある。図１（ａ）のインナーリードＩの側面は、隣接す
るインナーリードとの間の間隙（ピッチ）に臨む面であ
り、中間部近傍にエッチングが施された面１４、１４が
ある。このエッチング面１４、１４を側面とする略矩形
の基部１０の両平面に、導電性金属層１２、１２がめっ
きによって所定の形状に形成されている。本実施例にお
いては、基部１０及び導電性金属層１２、１２は、共に
銅(Cu)金属によって形成されている。この基部１０の厚
さＡは約５０μｍであって、導電性金属層１２、１２の
厚さＢ、Ｂも約５０μｍである。

【００１１】また、導電性金属層１２、１２の表面は、
エッチング液に対して不溶である不溶性金属膜１６によ
って覆われている。本実施例の不溶性金属膜１６は、銀
(Ag)金属から成る厚さ５μｍ程度の金属膜であって、め
っきによって形成されたものである。この様な図１
（ａ）に示すインナーリードＩにおいては、基部１０と
導電性金属層１２、１２との間にニッケル(Ni)金属から
成る厚さ１μｍ以下の保護金属膜１８、１８が形成され
ている。この保護金属膜１８、１８は、導電性金属層１
２、１２の表面に銀(Ag)金属から成る不溶性金属膜１６
をめっきによって形成する際に、エッチングを施す金属
薄板の表面に銀(Ag)金属が付着しないようにするためで
ある。

【００１２】図１（ａ）に示すインナーリードＩは、図
２に示す製造方法で製造することができる。先ず、銅(C
u)金属から成る金属薄板３０（厚さ５０μｍ）の両面
に、厚さ１μｍ以下のニッケル(Ni)金属から成る保護金
属膜１８、１８をめっきによって形成する〔図２
（イ）〕。このニッケルめっきは電解めっき或いは無電
解めっきのいずれであってもよい。この様に両面にニッ
ケルめっきが施された金属薄板３０には、エッチングを
施す部分にフォトレジスト３２、３２・・・を塗布した
後〔図２（ロ）〕、フォトレジスト３２、３２・・・が
塗布されておらず保護金属膜１８、１８の表面が露出し
ている部分、つまりインナーリードを形成する部分に、
電解めっきによって所望形状の銅(Cu)金属から成る導電
性金属層１２、１２・・・を形成する〔図２（ハ）〕。

【００１３】次いで、フォトレジスト３２、３２・・・
を除去し〔図２（ニ）〕、導電性金属層１２、１２・・
・の各表面に銀(Ag)金属から成り且つ厚さ５μｍの金属
膜１６をめっきによって形成する。この金属膜１６は、
本実施例において使用するエッチング液に対して不溶性
である不溶性金属膜（以下、不溶性金属膜１６を称する
ことがある）である〔図２（ホ）〕。この場合、銀(Ag)
金属を導電性金属層１２に選択的に付着させる必要があ
るため、置換めっきを施す。かかる置換めっきに使用す
るめっき液としては、シアン化カリウム〔ＫＣＮ〕とシ
アン化銀カリウム〔ＫＡｇ（ＣＮ）₂ 〕とが溶解された
溶液を使用することができる。その後、エッチング液に
金属薄板３０を浸漬し、不溶性金属膜１６の非被覆部分
にエッチングを施し、インナーリードＩを形成する〔図
２（ヘ）〕。

【００１４】この様に本実施例においては、エッチング
が施されて隣接するインナーリードとの間の間隙となる
部分が、エッチング加工に供する薄板化された金属薄板
３０と略同一厚さであるため、インナーリードのピッチ
を狭ピッチとすることができる。更に、金属薄板３０の
薄板化に伴い低下するリードの機械的強度は、銅(Cu)金
属から成る導電性金属層１２、１２の形成によって補う
ことができる。このため、本実施例の様に、板厚５０μ
ｍの金属薄板３０の両面に、厚さ５０μｍの導電性金属
層１２、１２を形成することによって、厚さ１５０μｍ
のインナーリードが１００μｍのピッチで形成されたリ
ードフレームを得ることができる。

【００１５】図１（ａ）においては、基部１０及び導電
性金属層１２、１２が共に銅(Cu)金属によって形成され
ているが、基部１０及び導電性金属層１２、１２を異種
の金属で形成することができる。この場合、基部２０を
形成する金属を鉄(Fe)ーニッケル(Ni)合金とすると、図
１（ｂ）に示す様に、図１（ａ）に示す保護金属膜１８
を介することなく銅(Cu)金属から成る導電性金属層１２
を基部２０の両面の各々に直接形成できる。鉄(Fe)ーニ
ッケル(Ni)合金から成る金属薄板には、導電性金属層１
２を覆う銀(Ag)から成る不溶性金属膜１６を置換めっき
によって形成する際に、銀(Ag)金属が付着しないからで
ある。この様な図１（ｂ）のインナーリードの製造工程
においては、図２に示すニッケル(Ni)金属から成る保護
金属膜１８を形成する工程〔図２（イ）〕を省略でき
る。

【００１６】図１〜図２においては、インナーリードを
構成する基部１０の両面に導電性金属層１２、１２が形
成されていたが、図３に示す様に、基部１０の一面にの
み導電性金属層１２が形成されいるインナーリードであ
ってもよい。かかる図３に示すインナーリードＩは、図
４に示す工程で製造することができる。この図４の製造
工程では、銅(Cu)金属から成る金属薄板３０の一面の全
面に亘ってフォトレジスト３４を塗布し、他方の面には
ニッケルめっきを施してニッケル(Ni)金属から成る保護
金属膜１８を形成した後〔図４（イ）〕、エッチングを
施す部分にフォトレジスト３２、３２・・・を塗布する
〔図４（ロ）〕。この様なフォトレジスト３２、３２・
・・を塗布した金属薄板３０において、フォトレジスト
３２、３２・・・が塗布されておらず保護金属膜１８の
表面が露出している部分、つまりインナーリードを形成
する部分に銅(Cu)金属を電解めっきによって形成して導
電性金属層１２・・・を形成する〔図４（ハ）〕。

【００１７】次いで、金属薄板３０の一面に塗布された
フォトレジスト３４及び他方の面に塗布されたフォトレ
ジスト３２、３２・・・を除去した後、金属薄板３０の
全面が露出する一面にエッチングを施す部分にフォトレ
ジスト３６、３６・・・を塗布し〔図４（ニ）〕、銀(A
g)金属から成る不溶性金属膜１６を導電性金属層１２、
１２・・・の表面及び金属薄板３０が露出している部分
に形成する〔図４（ホ）〕。この不溶性金属膜１６は、
本実施例において使用するエッチング液に対して不溶性
であって、置換めっきによって形成される。その後、フ
ォトレジスト３６、３６・・・を除去してからエッチン
グを施し、リードフレームＩを形成する〔図４
（ヘ）〕。

【００１８】図１〜図４においては、銀(Ag)金属から成
る不溶性金属膜１６を置換めっきによって形成した例に
ついて説明してきたが、不溶性金属膜１６を電解めっき
によって形成してもよい。例えば図２（ニ）に示す状態
の金属薄板３０に電解めっきによって銀(Ag)金属から成
る不溶性金属膜１６を形成すると、図５に示す様に、銅
(Cu)金属から成る導電性金属１２には勿論のこと、ニッ
ケル(Ni)金属から成る保護金属膜１８上にも銀(Ag)金属
から成る不溶性金属膜１６が形成される。この場合、銅
(Cu)金属に対する銀(Ag)金属の付着力に比較して、ニッ
ケル(Ni)金属金属に対する銀(Ag)金属の付着力が劣るた
め、超音波等を金属薄板３０に照射することによって、
ニッケル(Ni)金属から成る保護金属膜１８上に形成され
た不溶性金属膜１６を物理的に剥離することができ、図
２（ホ）に示す状態とすることができる。

【００１９】これまで述べてきた実施例では、銅(Cu)金
属から成る導電性金属層１２上に形成された銀(Ag)金属
から成る不溶性金属膜１６は、除去することなく製品と
して出荷することができるが、インナーリードのボンデ
ィング面等に銀(Ag)金属と特質・膜質の異なる別金属、
例えば金(Au)等の金属を部分めっきさせたい場合には、
インナーリードの全面に亘り銀(Ag)金属から成る不溶性
金属膜１６をエッチング等によって剥離してもよい。ま
た、インナーリードのボンディング面等に相当する部分
に形成された銀(Ag)金属から成る不溶性金属膜１６を残
留させつつ、その余の部分から不溶性金属膜１６をエッ
チング等によって部分的に剥離してもよい。この様にし
て不溶性金属膜１６が剥離されたインナーリード部分
は、図６に示す様に、エッチング面１４、１４を側面と
する略矩形の基部１０の両平面に、導電性金属層１２、
１２が不溶性金属膜１６に覆われることなく保護金属膜
１８を介して形成されている。

【００２０】以上、述べてき実施例においては、銀(Ag)
金属から成る不溶性金属膜１６を導電性金属１２上に形
成してきたが、銀めっきは錫めっきに比較してめっき選
択性にやや劣る傾向があるため、めっき選択性に優れて
いる錫めっきによって錫(Sn)金属から成る不溶性金属膜
１６を導電性金属層１２上に形成してもよい。この例を
図７に示す。図７（i ）は、図２（ニ）の状態にある金
属薄板３０に錫(Sn)金属の無電解めっき施した状態を示
し、導電性金属層１２上に錫(Sn)金属から成る不溶性金
属膜１６を選択的に形成したものである。この際に採用
しためっき液は、塩化錫、チオ尿素、ジアリン酸ナトリ
ウム、クエン酸、ＥＤＴＡ、塩酸、及び１ー塩化ラウリ
ルピリジニウムが含有されているものであった。

【００２１】次いで、エッチング液に金属薄板３０を浸
漬し、不溶性金属膜１６の非被覆部分にエッチングを施
した後〔図７（ii）〕、インナーリードの先端部（ボン
ディング面等）に形成された不溶性金属膜１６をエッチ
ングによって部分的に剥離した〔図７（iii ）〕。ボン
ディング性向上等のためにボンディング面等に銀(Ag)金
属又は金(Au)金属を部分めっきするためである。尚、必
要に応じてインナーリードの全面に形成された錫(Sn)金
属から成る不溶性金属膜１６を剥離してもよい。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、幅狭のリードを狭ピッ
チで形成することができ、半導体チップの高集積化等に
伴うリードフレームの多ピン化や半導体装置の小型化等
の要請に応えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるリードフレームを構成
するインナーリードの横断面図である。

【図２】図１のリードフレームを製造する工程を説明す
るための工程図である。

【図３】図１に示すインナーリードの他の例を示す横断
面図である。

【図４】図３のリードフレームを製造する工程を説明す
るための工程図である。

【図５】図２のリードフレーム製造工程の他の例を示す
工程図である。

【図６】図１に示すインナーリードの他の例を示す横断
面図である。

【図７】図６に示すインナーリードを具備するリードフ
レームの製造工程を示す工程図である。

【図８】エッチングの進行状態を説明するための説明図
である。

【符号の説明】

１０、２０ 基部 １２ 導電性金属層 １４ エッチング面 １６ 不溶性金属膜 ３０ 金属薄板 ３２ レジスト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−250363（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−354153（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 23/50

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属薄板にエッチングを施してリードが
   形成されたリードフレームにおいて、 該リードの各々には、前記金属薄板に施したエッチング
   によって形成された間隙に挟まれている基部と、 前記基部を補強し所望強度のリードが得られるように、
   前記基部の両平面の少なくとも一方の平面にめっきによ
   って所定の形状に形成された導電性金属層とが具備さ
   れ、 且つ前記導電性金属層の表面には、前記金属薄板にエッ
   チングを施すエッチング液に対して不溶性の金属から成
   る不溶性金属膜が形成され ていることを特徴とするリー
   ドフレーム。
2. 【請求項２】 基部の両平面の各々に導電性金属層が形
   成されている請求項１記載のリードフレーム。
3. 【請求項３】 導電性金属層の表面に形成された不溶性
   金属膜が、インナーリードの全面又は一部から除去され
   ている請求項１又は請求項２記載のリードフレーム。
4. 【請求項４】 導電性金属層の厚さが、基部の厚さと略
   同一である請求項１〜３のいずれか１項記載のリードフ
   レーム。
5. 【請求項５】 金属薄板にエッチングを施してリードが
   形成されたリードフレームを製造するに際し、 該金属薄板の両平面の少なくとも一方の平面のエッチン
   グを施す部分に予めレジストを形成した後、前記リード
   が所望の強度が得られるように、前記金属薄板のリード
   を形成する部分にめっきによって導電性金属層を形成
   し、 次いで、前記レジストを除去した後、前記導電性金属層
   の表面に、めっきによって金属薄板にエッチングを施す
   エッチング液に対して不溶性の金属から成る不溶性金属
   膜を形成し、 その後、前記レジストを除去した金属薄板の部分にエッ
   チングを施してリード間の間隙を形成することを特徴と
   するリードフレームの製造方法 。
6. 【請求項６】 金属薄板の両平面のエッチングを施す部
   分にレジストを形成 する請求項５記載のリードフレーム
   の製造方法。
7. 【請求項７】 エッチングを施す部分の金属薄板の表面
   に導電性金属層の表面に形成する不溶性金属膜の金属が
   付着しないように保護する保護金属膜を、前記金属薄板
   の表面に形成した後、前記金属薄板のエッチングを施す
   部分にレジストを形成し、次いで、前記金属薄板の金属
   と同種の金属によって導電性金属層を形成する請求項５
   又は請求項６記載のリードフレームの製造方法。
8. 【請求項８】 導電性金属層の表面に形成された不溶性
   金属膜をインナーリードの全面又は一部から除去する請
   求項５記載のリードフレームの製造方法。
9. 【請求項９】 導電性金属層の厚さを、金属薄板の厚さ
   と略同一とする請求項５、請求項７又は請求項８項記載
   のリードフレームの製造方法。