JP3804534B2

JP3804534B2 - リードフレームの製造方法

Info

Publication number: JP3804534B2
Application number: JP2002001113A
Authority: JP
Inventors: 修古賀; 龍二上田
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2002-01-08
Filing date: 2002-01-08
Publication date: 2006-08-02
Anticipated expiration: 2022-01-08
Also published as: JP2003204024A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リードフレームの製造方法に関するものであり、特に、多ピン化の可能なウエットエッチング加工によるリードフレームの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体集積回路は高密度化、高集積化が進み、半導体集積回路に使用されるリードフレームも多ピン化が進んできている。
リードフレームの代表的な製造方法は二通りあり、プレス法とエッチング法とがある。プレス法では剪断応力による反り歪み等の問題があるので、多ピン化に対しては微細な加工に適したエッチング法が用いられている。
【０００３】
エッチング法によるリードフレームの製造工程を簡単に説明すると、まず素材となる金属薄板の両面に付着している油分や有機系のゴミなどをアルカリ脱脂液にて除去する。次いで、フォトレジストをコートする際に、金属薄板の両面にフォトレジストの密着性を向上させるために、金属薄板の両面へ酸による整面処理を行う。
次いで、金属薄板の両面に、例えば、ポリビニルアルコール及び重クロム酸アンモニウムを成分とする水溶性のネガ型フォトレジストをコートする。次いで、所定の遮光パターンを形成したガラスマスクを金属表面に密着させ、紫外線を照射することでパターン露光し、ガラスマスクの遮光パターン部以外の領域のフォトレジスト層を光重合させる。
【０００４】
次いで、温水スプレーにて現像を行い未露光部の感光性樹脂を除去後、残ったフォトレジストの硬膜処理およびバーニングを行う。次いで、金属薄板の両面に形成したフォトレジスト層をマスクとしてエッチング液をスプレーし、不要部分の金属部分を両面から溶解除去し、最後に不要となったフォトレジスト層を熱アルカリ槽に浸漬して除去し、所定のパターンを有するリードフレームを製造する。
【０００５】
このようにウエットエッチング方法で製造されるリードフレームにおいては、金属薄板の両面からのエッチングであるので、通常、図３に示すような断面形状を有し、バリ（Ａ）が形成されている。このバリ（Ａ）が隣のインナーリードに接触してショート不良を発生させないためには、隣合うバリの間隔（ａ）が最低でも５０μｍ必要であり、インナーリードの端子ピッチ（ｂ）を、例えば、厚さ０．１５ｍｍの金属薄板では０．１８ｍｍ以下に狭めることができないといった問題があった。
また、エッチング液を高圧でスプレーするウエットエッチングのため、金属薄板の面内で始めに形成されたインナーリード部が捩れたり、隣のインナーリード部に接触したためエッチング液がうまくリードに当たらず、エッチング不良になることもある。このような不良を防ぐために、インナーリードの端子ピッチ（ｂ）を、例えば、厚さ０．１５ｍｍの金属薄板では０．１８ｍｍ以下に狭めることができなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を鑑みなされたものであり、インナーリードの端子ピッチの狭ピッチ化、微細化に対応したリードフレームの製造方法を提供するこを課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、リードフレームの製造方法において、
１）、金属薄板の少なくとも一方の面側に金属薄板表面を露出する所定のパターンを有するレジスト膜を形成した後、前記レジスト膜より露出した金属部位をウエットエッチングして、少なくとも金属薄板の一方の面側に凹部を形成する第一エッチング工程、
２）、第一エッチング工程にて形成した該一方の面側の凹部の内部にエッチング防止層としてホットメルト樹脂を塗工し充填する工程、
３）、▲１▼他方の面側よりウエットエッチングして該凹部に貫通する初期貫通部を形成した後、前記初期貫通部から上記凹部の内部の軟化したホットメルト樹脂を他方の面側へ飛び出させ、
▲２▼該ホットメルト樹脂の飛び出した部分と、上記凹部との境界から流入したエッチング液により初期貫通部近傍の凹部を拡大して最終貫通部を形成する第二エッチング工程、
４）、上記エッチング防止層と上記レジスト膜を除去する剥膜工程、
を具備し、最終貫通部にバリを発生させないことを特徴とするリードフレームの製造方法である。
【０００８】
また、本発明は、上記リードフレームの製造方法において、前記金属薄板の板厚が０．１０ｍｍ〜０．１５ｍｍであり、インナーリードの端子ピッチが０．１３ｍｍ以下であることを特徴とするリードフレームの製造方法である。
【０００９】
また、本発明は、上記リードフレームの製造方法において、前記ホットメルト樹脂の軟化点が９０℃から１００℃であり、前記第二エッチング工程でのエッチング液の温度が７０℃から８０℃であることを特徴とするリードフレームの製造方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明によるリードフレームの製造方法の一実施例を具体的に詳細に説明する。
図２は、本発明によるリードフレームの製造方法によって製造されたリードフレームの一例の断面図である。図２に示すように、このリードフレームは貫通部に鋭利に尖ったバリがなく開口部（ｇ）と貫通部（ｆ）とが略同じ寸法のものである。
図１（イ）〜（ヘ）は、本発明によるリードフレームの製造方法の製造工程の説明図である。
【００１１】
リードフレームの金属薄板として、厚さ１５０μｍの鉄とニッケルの合金である４２アロイ（Ｆｅ−４２％Ｎｉ合金）を用いた。
まず、リードフレームの基材となる帯状の金属薄板の両面に脱脂、整面処理を行った後、ネガ型の感光性樹脂である重クロム酸カリウムを感光剤としたＰＶＡ（ポリビニルアルコール）水溶液を金属薄板の両面に塗布し、感光性樹脂を乾燥した。乾燥後、所定のパターンが遮光部となった表裏各々のマスクを金属薄板の両面に密着させ、両面から同時に紫外線を照射することによりパターン露光を行い、所定のパターン部以外の領域の感光性樹脂の光硬化を行った。
尚、上記所定のパターンにおけるインナーリードの端子ピッチは、０．１０μｍとした。
【００１２】
次いで、温水スプレーにて現像を行い未露光部の感光性樹脂を除去後、硬膜処理およびバーニング処理を行い、金属薄板を露出させた所定のパターンを有するレジスト膜（Ｄ）を得た。次いで、塩化第二鉄液をエッチング液とし、スプレー法により金属薄板の両面に第一エッチングを行い、インナーリードの表面平坦部の幅（ｃ）が８０μｍになるまで金属薄板の両面エッチングを行い、凹部（Ｅ、Ｆ）を形成した（図１（イ））。
【００１３】
次いで、エッチング防止用ニスの塗布を行った。１７０℃で１０００ｃＰ・ｓのエチレン−アクリル酸共重合体樹脂であるホットメルト樹脂を、ダイコーター方式にて膜厚（ｄ）５０μｍになるよう金属薄板の表面に塗布し、エッチング防止用ニスとした（図１（ロ））。
なお、本発明で使用するホットメルト樹脂は、アルカリ溶解型のワックスであるが、酸性のエッチング液には耐性があり、軟化点は９０℃〜１００℃にあるが、６５℃程度である程度の柔軟性を有している。
【００１４】
次いで、７５℃、密度１．５００ｇ／ｃｍ³の塩化第二鉄液をエッチング液とし、スプレー法により裏面側に第二エッチングを行い、表面側からエッチングした凹部（Ｅ）と貫通させる初期段階の貫通部（Ｇ）を形成しつつ、裏面側に露出したエッチング防止層であるホットメルト樹脂を軟化させ、裏面側のエッチングしているエッチング液中へホットメルト樹脂を飛び出させた。
この飛び出した部分（Ｂ）と、凹部（Ｅ）の境界からエッチング液を流れ込ませ、鋭利に尖ったバリが電気化学的に電荷が集中し選択的にエッチングさせた（図１（ハ）〜（ニ））。
【００１５】
第一エッチングで形成した表面側の開口幅（ｅ）と貫通幅（ｆ）が略同じになったときに第二エッチングを停止させ、リードフレームのエッチングを終了させた（図１（ホ））。
次いで、公知の方法によりエッチング防止用ニスおよび樹脂レジストを除去し、金属薄板から必要な部分をプレス等により切断し抜き取り、インナーリードＣにバリのないリードフレームを得た（図１（ヘ））。
【００１６】
本発明のリードフレームの製造方法は、上記のような製造工程を構成することにより、強度を確保し、かつインナーリードの端子ピッチの狭ピッチ化を達成できるリードフレームが得られる。
【００１７】
なお、本発明のリードフレームの製造方法に用いられる金属薄板の材料は特に限定はなく、鉄、鉄系合金、銅、銅系合金等、通常のリードフレームに用いられているものはいずれも適用可能である。特に、４２アロイ（Ｆｅ−Ｎｉ４２％合金）、コバール（Ｆｅ−Ｎｉ２９％−１７％Ｃｏ合金）、リン青銅、スズ入り銅等は好適に用いられる。
また，インナーリードを０．１３ｍｍ以下の狭ピッチにする際には、用いられる金属薄板は強度を確保するため、板厚は０．１０ｍｍ〜０．１５ｍｍが好ましい。
【００１８】
また、表面側をエッチングする第一エッチング工程では、高温高密度が望ましく、エッチングの液温７６℃〜８１℃、エッチング液密度１．５２〜１．５４ｇ／ｃｍ³程度が望ましい。
さらに、裏面側をエッチングする第二エッチング工程では、貫通部のエッチング面がなめらかになるよう、かつホットメルト樹脂のホットメルト樹脂層が軟化しやすいように、エッチング液温が７０℃〜８０℃で、エッチング液密度が１．４９〜１．５２ｇ／ｃｍ³程度であればよい。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は、第二エッチング工程にて、初期段階の貫通部から凹部の内部の軟化したホットメルト樹脂を他面側へ飛び出させ、この飛び出した部分と、凹部の境界から流入したエッチング液によってバリとなる部分をエッチングし、バリを発生させずに貫通部を形成ので、インナーリードの端子ピッチの狭ピッチ化、微細化に対応したリードフレームの製造方法となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（イ）〜（ヘ）は、本発明によるリードフレームの製造方法の製造工程の説明図である。
【図２】本発明によるリードフレームの製造方法によって製造されたリードフレームの一例の断面図である。
【図３】従来の技術で製造されるリードフレームの断面形状の説明図である。
【符号の説明】
Ａ・・・バリ
Ｂ・・・ホットメルト樹脂の飛び出した部分
Ｃ・・・インナーリード
Ｄ・・・所定のパターンを有するレジスト膜
Ｅ・・・表面側の凹部
Ｆ・・・裏面側の凹部
Ｇ・・・初期貫通部
ａ・・・隣合うバリの間隔
ｂ・・・インナーリードの端子ピッチ
ｃ・・・インナーリードの表面平坦部の幅
ｄ・・・エッチング防止用ニスの膜厚
ｅ・・・表面側の開口幅
ｆ・・・表面側の貫通幅
ｇ・・・本発明のリードフレームの製造方法によって製造されたリードフレームの開口部の寸法
ｈ・・・本発明のリードフレームの製造方法によって製造されたリードフレームの貫通部の寸法

Claims

リードフレームの製造方法において、
１）、金属薄板の少なくとも一方の面側に金属薄板表面を露出する所定のパターンを有するレジスト膜を形成した後、前記レジスト膜より露出した金属部位をウエットエッチングして、少なくとも金属薄板の一方の面側に凹部を形成する第一エッチング工程、
２）、第一エッチング工程にて形成した該一方の面側の凹部の内部にエッチング防止層として軟化点が９０℃から１００℃のホットメルト樹脂を塗工し充填する工程、
３）、ｉ）７０℃から８０℃のエッチング液を用いて、他方の面側よりウエットエッチングして該凹部に貫通する初期貫通部を形成した後、前記初期貫通部から上記凹部の内部のホットメルト樹脂を他方の面側へ飛び出させ、
ｉｉ）該ホットメルト樹脂の飛び出した部分と、上記凹部との境界から流入したエッチング液により初期貫通部近傍の凹部を拡大して最終貫通部を形成する第二エッチング工程、
４）、上記エッチング防止層と上記レジスト膜を除去する剥膜工程、
を具備し、最終貫通部にバリを発生させないことを特徴とするリードフレームの製造方法。