JP3085765B2 - リードフレームの製造法 - 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の製造法
に関し、更に詳細には金属薄板をエッチングしてリード
が形成されたリードフレームの製造法に関する。

【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】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６を用いて説明する。先ず、図６（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６
（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６
（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６（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
て決定する。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、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。このため、本発
明者の一人は、先に、特願平３ー２９０９７２号明細書
において、板厚を薄くした金属薄板をエッチング加工し
て得られるリードフレームのリードの機械的強度を向上
すべく、図５に示すエッチング加工によるリードフレー
ムの製造方法を提案した。

【０００５】図５に示すリードフレームの製造方法にお
いて、先ず、銅(Cu)金属から成る金属薄板３００の両面
に、ニッケル(Ni)金属から成る保護金属膜１８０、１８
０をめっきによって形成する〔図５（イ）〕。この保護
金属膜１８０、１８０が形成された金属薄板３００にお
いて、エッチングを施す部分にフォトレジスト３２０、
３２０・・・を形成した後〔図６（ロ）〕、フォトレジ
スト３２０、３２０・・・が形成されておらず保護金属
層１８０、１８０の表面が露出している部分、つまりリ
ードを形成する部分に銅(Cu)金属から成る導電性金属層
１２０、１２０・・・を電解めっきによって積層する
〔図６（ハ）〕。次いで、フォトレジスト３２０、３２
０・・・を除去し〔図６（ニ）〕、導電性金属層１２
０、１２０・・・の各表面にのみ、金属薄板３００のエ
ッチングに使用するエッチング液に対して不溶である銀
(Ag)金属から成る金属膜１６０をめっきによって形成す
る。その後、エッチング液に金属薄板３００を浸漬し、
金属膜１６０の非被覆部分にエッチングを施してリード
を形成する〔図６（ヘ）〕。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この製造方法によって
得られたリードフレームのリードは、金属薄板３００に
エッチングを施して形成した基部２１０の両面の導電性
金属層１２０、１２０によって、基部２１０が補強され
て機械的強度が向上されているため、板厚の薄い金属薄
板３００をエッチング加工に供して狭ピッチで且つ高強
度のリードを成形することができる。唯、図５に示す方
法によって得られたリードフレームのリードは、銀(Ag)
金属から成る金属膜１６０によって導電性金属層１２０
の側面（リードの側面）も覆われているため、銀(Ag)金
属のマイグレーション等に起因する問題が発生するおそ
れがある。特に、インナーリードが狭ピッチで形成され
るリードフレームにおいては、リード側面への銀(Ag)金
属から成る金属膜等のはみ出しが厳しく規制される。そ
こで、本発明の目的は、細幅で且つ取扱が容易な機械的
強度を有するリードを狭ピッチで形成でき、リード表面
の所定の箇所に所望の金属から成る金属膜をリードの側
面にはみ出させることなく部分的に形成できるリードフ
レームの製造方法を提供することにある。

【０００７】

【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
成する部分にめっきによって積層した導電性金属層の表
面に所望の金属膜を所定の箇所に形成し、次いで前記金
属膜及び導電性金属層を覆うように、金属薄板用のエッ
チング液に対して不溶の金属から成る不溶性金属膜を形
成した後、導電性金属層間に露出する金属薄板部分にエ
ッチングを施し、その後、不溶性金属膜のみをエッチン
グによって除去するすことによって、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ていると共に、所
定の箇所に所望の金属膜がリードの側面にはみ出させる
ことなく形成されたリードフレームを得ることができる
ことを見出し、本発明に到達した。

【０００８】すなわち、本発明は、金属薄板をエッチン
グしてリードが形成されたリードフレームを製造する際
に、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て、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
属層を形成した後、前記導電性金属層の表面に、所望の
金属から成る金属膜をめっきによって形成し、次いで、
前記レジストを除去して、前記金属膜及び導電性金属層
の表面に、前記金属薄板にエッチングを施すエッチング
液に対して不溶の金属から成る不溶性金属膜をめっきに
よって形成し、その後、前記レジストを除去して露出し
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
を形成した後、前記不溶性金属膜を除去することを特徴
とするリードフレームの製造法である。

【０００９】かかる構成の本発明において、導電性金属
層の厚さを、基部の厚さと略同一に形成することによっ
て、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が補強されるため、リードの更に一
層のファイン化を図ることができる。また、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し、前記
導電性金属層の表面に形成する不溶性金属膜の金属が、
エッチングを施す金属薄板の表面のエッチングを施す部
分に付着しないように、保護金属膜を金属薄板の表面に
形成した後、レジスト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、金属膜を、形成された導電性
金属層の表面の一部であって、搭載される半導体チップ
とボンディングによって電気的に接続されるボンディン
グ面に形成することにより、リードフレームのボンディ
ング性を向上することができる。

【００１０】

【作用】本発明によれば、エッチングに供する金属薄板
の板厚を薄くすることができるため、エッチングによっ
て形成されるリード間のピッチを狭ピッチとすることが
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。更に、導電性金属層の表面に所定の箇所に形
成された金属膜は、リードの側面にはみ出すことがない
ため、リードの側面にはみ出した金属膜のマイグレーシ
ョンに起因する問題発生のおそれを解消できる。

【００１１】

【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のボンディング部の横断面
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
の側面はインナーリード間の間隙（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５
０μｍであって、導電性金属層１２、１２の厚さＢ、Ｂ
も約５０μｍである。

【００１２】また、導電性金属層１２、１２の表面に
は、銀(Ag)金属から成る厚さ５μｍ程度の金属膜１６、
１６が導電性金属層１２、１２及び基部１０の側面には
み出すことなく形成されている。この金属膜１６が形成
された面がボンディング面であって、搭載される半導体
チップとワイヤボンディング等がなされる。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、後述する様
に、金属膜１６及び導電性金属層１２、１２の表面に錫
(Sn)金属から成る不溶性金属膜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錫(Sn)金属
が付着しないようにするためである。

【００１３】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
（ａ）〕。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において、エッチン
グを施す部分にフォトレジスト３２、３２を約５０μｍ
の厚さに塗布した後〔図２（ｂ）〕、パターニングして
フォトレジスト３２、３２を部分的に除去し〔図２
（ｃ）〕、保護金属膜１８、１８の表面が部分的に露出
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約５０μｍの厚さに積
層して導電性金属層１２、１２・・・を形成する〔図２
（ｄ）〕。

【００１４】次いで、形成した導電性金属層１２、１２
・・・の表面の所定の箇所に、銀(Ag)金属から成る厚さ
５μｍの金属膜１６を部分めっきによって形成する〔図
２（ｅ）〕。かかる部分めっきは、インナーリードの金
属膜１６を形成する必要のない部分をマスクで覆いつつ
図２（ｄ）の状態にある金属薄板３０をＫＡｇ(ＣＮ)
₂ 、Ｋ₂ ＨＰＯ₄ 、及びＫＳｅＣＮが含有された７０℃
のめっき浴に浸漬し、１００Ａ／ｄｍ² の電流を流す電
解めっきによって行った。その後、フォトレジスト３
２、３２・・・を除去し〔図２（ｆ）〕、露出した導電
性金属層１２、１２・・・の各側面及び金属膜１６の表
面に錫(Sn)金属から成り且つ厚さ１μｍの金属膜３４を
形成する〔図２（ｇ）〕。この金属膜３４は、本実施例
において金属薄板３０のエッチングに使用するエッチン
グ液に対して不溶性の金属から成る不溶性金属膜（以
下、不溶性金属膜３４と称することがある）である。か
かる不溶性金属膜３４は、金属膜１６の表面及び導電性
金属層１２の側面に選択的に形成する必要があるため、
無電解めっきを施す。かかる無電解めっきに用いるめっ
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
ウムが含有されているものである。

【００１５】更に、エッチング液に金属薄板３０を浸漬
し、フォトレジスト３２、３２・・・が除去されて保護
金属膜１８、１８が露出されている部分を溶解して金属
薄板３０を部分的に露出させた後〔図２（ｈ）〕、金属
薄板３０の露出部分をアンモニアアルカリエッチング液
にて金属膜１６及び不溶性金属膜３４を侵さずにエッチ
ングを施しインナーリードを形成した〔図２（ｉ）〕。
このアンモニアアルカリエッチング液には、ＮＨ₄ Ｏ
Ｈ、ＮＨ₄ Ｃｌ、ＮａＣｌＯ、（ＮＨ₄ ）ＨＣＯ₃ が含
有されている。本実施例においては、インナーリードに
形成した後、不溶性金属膜３４をエッチングして剥離す
ることによって、インナーリードのボンディング部を形
成する導電性金属層１６の表面の所定箇所に、銀(Ag)金
属から成る金属膜１６をインナーリードの側面に形成す
ることなく形成できるのである〔図２（ｊ）〕。

【００１６】この様に本実施例においては、エッチング
が施されてインナーリード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
することができると共に、金属薄板３０の薄板化に伴い
得られるリードの機械的強度の低下は、銅(Cu)金属から
成る導電性金属層１２、１２の積層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５０μｍの金
属薄板３０の両面に、厚さ５０μｍの導電性金属層１
２、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。更に、インナーリードを
狭ピッチで形成しても、銀(Ag)金属から成る金属膜１６
がインナーリードの側面にはみ出すことがなく、はみ出
した銀(Ag)金属に起因するマイグレーション等の懸念を
解消できる。

【００１７】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、銀(Ag)金属から成
る金属膜１６及び導電性金属層１２を覆う錫(Sn)金属か
ら成る不溶性金属層１６を無電解めっきによって形成す
る際に、錫(Sn)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（ａ）〕を省略できる。

【００１８】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
み形成された導電性金属層１２の表面の所定の箇所に銀
(Ag)金属から成る金属膜１６が部分的に形成されている
インナーリードＩであってもよい。かかるインナーリー
ドＩであっても、基部１０は基部１０の一面に形成され
ている導電性金属層１２によって補強されているためで
ある。この様な図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
においては、銅(Cu)金属から成る金属薄板３０の一面に
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を形成し且つエッチングを施す部分にフォト
レジスト３２、３２・・・を形成すると共に、他方の面
には全面に亘ってフォトレジスト３４を塗布する〔図４
（イ）〕。図４（イ）において、フォトレジスト３２、
３２・・・が形成されておらず保護金属層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積層した導電性金
属層１２、１２・・・を形成する〔図４（ロ）〕。

【００１９】次いで、導電性金属層１２、１２・・・の
表面の所定の箇所に銀(Ag)金属から成る金属膜１６を部
分的に形成し〔図４（ハ）〕、フォトレジスト３２、３
２・・・及びフォトレジスト３６のインナーリードに相
当する部分を除去した後、金属膜１６、導電性金属層１
２、及びフォトレジスト３６の除去部分に錫(Sn)金属か
ら成る不溶性金属膜３４を選択的に形成する〔図４
（二）〕。この不溶性金属層３４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であって、無電
解めっきによって形成される。更に、フォトレジスト３
６の残留部分を除去してから金属薄板３０の露出部分に
エッチングを施してインナーリードを形成した後〔図４
（ホ）〕、不溶性金属層３４をエッチングによって除去
する〔図４（ヘ）〕。

【００２０】この様にして得られた本実施例のリードフ
レームは、インナーリードの所定の箇所に所望の金属か
ら成る金属膜がインナーリードの側面にはみ出すことな
く部分的に形成されているため、はみ出し金属の剥離等
を行う必要はない。尚、以上、述べてきた実施例におい
て、金属膜１６を銀(Ag)金属によって形成してきたが、
めっきによって膜を形成できる金属であれば任意の金
属、例えば金(Au)等の金属を好適に使用できる。

【００２１】

【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ると共に、インナーリードの所
定の箇所に所望の金属から成る金属膜をインナーリード
の側面にはみ出すことなく形成でき、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】本発明者の一人が先に提案したリードフレーム
の製造法を説明するための工程図である。

【図６】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 金属膜 ３０ 金属薄板 ３２ レジスト ３４ 不溶性金属膜

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属薄板をエッチングしてリードが形成
   されたリードフレームを製造する際に、 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て、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
   を形成した後、 前記導電性金属層の表面に、所望の金属から成る金属膜
   をめっきによって形成し、 次いで、前記レジストを除去して、前記金属膜及び導電
   性金属層の表面に、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の金属から成る不溶性金属膜を
   めっきによって形成し、 その後、前記レジストを除去して露出した金属薄板の部
   分にエッチングを施してリード間の間隙を形成した後、
   前記不溶性金属膜を除去することを特徴とするリードフ
   レームの製造法。
2. 【請求項２】 金属薄板の両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１記載のリードフレームの
   製造法。
3. 【請求項３】 金属薄板の金属と同種の金属によって導
   電性金属層を形成し、前記導電性金属層の表面に形成す
   る不溶性金属膜の金属が、エッチングを施す金属薄板の
   表面のエッチングを施す部分に付着しないように、保護
   金属膜を金属薄板の表面に形成した後、レジストを形成
   する請求項１又は請求項２記載のリードフレームの製造
   法 。
4. 【請求項４】 導電性金属層の厚さを、金属薄板の厚さ
   と略同一に形成する請求項１又は請求項３記載のリード
   フレームの製造法。
5. 【請求項５】 金属膜を、形成された導電性金属層の表
   面の一部であって、搭載される半導体チップとボンディ
   ングによって電気的に接続されるボンディング面に形成
   する請求項１記載のリードフレームの製造法。