JP3879410B2

JP3879410B2 - Lead frame manufacturing method

Info

Publication number: JP3879410B2
Application number: JP2001029237A
Authority: JP
Inventors: 徹也柳瀬; 智男高橋; 隆雄瀬川
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2001-02-06
Filing date: 2001-02-06
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2021-02-06
Also published as: JP2002231871A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体集積回路の実装に用いられるリードフレームに関し、特に多ピン、狭ピッチのリードを有するリードフレーム、ＢＧＡ用及びＬＧＡ用のノンリードタイプのリードフレームに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の半導体装置は小型化、薄型化及び高密度化がより一層要求されるのに伴い、これらの半導体装置に用いられるパッケージ形態はＱＦＰ（クワッド・フラット・パッケージ）型やＴＣＰ（テープ・キャリア・パッケージ）からバンプ電極をエリアアレイ状に配置したＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）及びＬＧＡ（ランド・グリッド・アレイ）を使ったＣＳＰ（チップ・サイズ・パッケージ）として大きく市場に展開されようとしている。
【０００３】
これらのパッケージに用いられるリードフレームも多ピン化、狭ピッチ化が進んでおり、リードピン数が３００ピン以上、リード間のピッチが２００μｍ以下のリードフレームも実用化されている。また、半導体素子の高速化に伴い、高い電気伝導度を有する銅合金系の金属材料の使用も年々増加している。
【０００４】
リードフレームの製造方法としては、金型による打ち抜きプレス法やレジストパターンを形成して塩化第二鉄液等のエッチング液を使用してリード等を加工するフォトエッチング法の二つに大別される。
フォトエッチング法は打ち抜きプレス法と比較して微細加工性に優れ、高価である金型を使用しないため、多品種少量の製造にも適しており、製品の多様化が進む昨今の状況に置いて広く採用されている方法である。
【０００５】
フォトエッチング法では、まず、金属基材の両面に所定のレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクにして塩化第二鉄液等により金属基材をエッチング加工し、レジストパターンを剥離して、リードフレームを形成する。次いで、マスクめっき法にて金、銀及びパラジウム等からなるめっき被膜をリードフレームの所定部位に形成して最終のリードフレームを作製している。
マスクめっき法は、開口部を形成したマスク用ゴム板及び平板状の押さえ用マスクゴム板で上記フォトエッチング法で作製したリードフレームを密着・狭持させた上で、マスク用ゴム板側よりめっき液を噴射し、マスクゴム板の開口部より露出したリードフレーム部位にめっき被膜を形成する方法である。
【０００６】
めっき被膜は半導体チップとリードフレームとの電気的接続を行う際に必要となることが多く、本来リードの上面もしくは下面に形成すべきものである。なお、以下の記述で本来めっきを行うべきリードの面を仮にリード上面と記す。
このマスクめっき法でリードフレームの所定位置にめっき被膜を形成するにあたり、リードフレームの多ピン化によりリード幅及びリード間隔が巾狭となているため、マスク用の開口部を形成したマスク用ゴム板とリードの間で密着不良が生じ、リードの側面にめっき液が浸透し、リードの側面にめっき被膜が形成されるということが起こる。このリードの側面のめっき被膜はリード間のショートを引き起こしたり、樹脂封止の際の樹脂封止不良を引き起こす等の問題を有している。
【０００７】
以下に、マスクめっき法で生じるリードの側面へのめっき付着現象について説明する。
例えば、半導体チップを搭載するダイバッドを有し、ダイバッドの周囲に配置されたリードフレームにおいて、マスクめっき法にてインナーリード先端部にめっきを行う場合、半導体チップを搭載するダイバッド部へのめっき被膜の有無により以下に記すリングマスクを用いたリングめっき法、もしくはスポットマスクを用いたスポットめっき法と呼称されるマスクめっき法を行うことが主流となっている。図３にスポットめっき法の、図４にリングメッキ法のダイバッド及びインナーリード先端部の一部を摸式的に示す部分構成断面図をそれぞれ示す。
ダイバット部にもめっき被膜が必要な場合スポットめっき法を用いるもので、図３に示すように、ダイパッド１１２及びインナーリード１１１先端部を露出した開口部を有するスポットマスク用ゴム板１２１及び押さえ用マスクゴム板１２２でリードフレームを覆う。この状態でめっきを行うと、ダイバッド１１２上面及びインナーリード１１１先端部の上面にめっき被膜１３１が形成される。しかし、ダイバッド１１２の側面及びインナーリード１１１先端部を含むリードの側面もめっき液に曝されることになり、ダイバッド１１２の側面及びインナーリード１１１先端部を含むリードの側面に不要なめっき被膜１３１ａが形成される。
【０００８】
ダイバッド部にめっき被膜が不要でインナーリード先端部にのみめっき被膜が必要な場合、図４に示すリングめっき法にて行なわれる、リングめっき法ではダイバッド１１２及びインナーリード１１１先端部を露出したリングマスク用ゴム板１２３及び押さえ用マスクゴム板１２２でリードフレームを覆う。この状態でめっきを行うと、ダイパッド１１２上面にはめっきがされず、インナーリード１１１先端部の上面にめっき被膜１３１が形成される。しかし、この場合でも、ダイバッド１１２の側面及びインナーリード１１１先端部を含むリードの側面はめっき液にさらされることになり、ダイバッド１１２の側面及びインナーリード１１１先端部を含むリードの側面にも不要なめっき被膜１３１ａが形成されるという問題を有している。
ダイバッド１１２の側面及びインナーリード１１１先端部を含むりリードの側面に付着した不要なめっき被膜１３１ａは、樹脂封止不良やショートの原因となり半導体装置の信頼性を低下させるため望ましいものではない。
しかし、マスクめっき法を用いる限りダイパッドの側面及びインナーリード先端部の側面へのめっき付着は避けられない現象である。
【０００９】
また近年、半導体装置の小型化の要求に伴い、ＬＧＡ（ランドグリッドアレイ）、ＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）用のノンリードタイプの半導体装置用リードフレームが開発されている。ノンリードタイプのリードフレームでは、外部との電気的接続を行うランド部（端子電極部とも言う）は金属基材の板厚のままとし、その他の部位を板厚より薄くした薄肉部とすることが主流となっている。
ハーフエッチング部（薄肉部）を有するＢＧＡ及びＬＧＡ用のノンリードタイプのリードフレームでは薄肉部があるため、図５に示すように、リングめっき法等のマスクめっき法では押さえ用マスクゴム板１２２と薄肉部リード１１１ａ間で密着不良が生じ易い。すなはち、押さえ用マスクゴム板１２２と薄肉部リード１１１ａとの間に隙間ができ、めっき液がまわりこみやすいため、不要部の中でも特に、薄肉部へ不要なめっき被膜１３１ａが形成され易いという問題を有している。
【００１０】
このため、ＢＧＡ及びＬＧＡ用のノンリードタイプのリードフレームにおいて、不要なめっき被膜の形成を防止するため、マスクめっき法に変えて電着レジストめっき等の他のめっき法を用いることが主流になっている。これは、電着レジストめっきにて所定の開口部を有するマスクレジストを形成した後通常の電解めっきにて開口部位に金めっき被膜等を形成し、しかる後、マスクレジストを剥膜する方法である。しかし、電着レジストめっきを用いたリードフレームの製造方法ではめっき設備、製造工程が繁雑になり、生産コストが上がるという問題を有している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑み考案されたもので、従来のマスクめっき法を用いたリードフレームの製造方法が適用でき、しかも製造効率を落とすことなく、生産コストを上げないで、高密度実装に対応した信頼性の高いＢＧＡ及びＬＧＡ用のノンリードタイプの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。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に於いて上記課題を達成するために、まず請求項１においては、以下の工程を少なくとも備えることを特徴とする、ＩＣチップ搭載後に樹脂モールドされるリードフレームの製造方法としたものである。
（ａ）銅及び銅合金からなる金属基材の両面に所定部位の金属基材表面を露出させたレジストパターンを形成する工程。
（ｂ）前記レジストパターンをマスクにして前記金属基材をエッチングして、前記金属基材に所定のエッチングパターンを形成する工程。
（ｃ）前記レジストパターンはそのまま残した状態で酸化性のアルカリ溶液に浸漬し、前記金属基材を黒化処理し、前記レジストパターンより露出したエッチング部位の側面に酸化銅からなる酸化皮膜を形成する工程。
（ｄ）前記レジストパターンを剥離する工程。
（ｅ）マスクめっき法にてめっき被膜を形成する工程。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態につき説明する。
図１（ａ）に、本発明のリードフレームの製造方法を用いて作製したＢＧＡ及びＬＧＡ用のノンリードタイプの半導体装置用リードフレームの部分平面図を、図１（ｂ）に、図１（ａ）の平面図をＡ−Ａ’線で切断したリードフレームの部分構成断面図をそれぞれ示す。
図２（ａ）〜（ｆ）に、本発明のリードフレームの製造方法の一実施例を工程順に示す部分構成断面図を示す。
本発明のリードフレームの製造方法は、図２（ａ）〜（ｆ）に示すように、
まず、金属基材１１の両面に感光性樹脂を塗布して感光層を形成し、所定のパターンを露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、レジストパターン２１ａ及びレジストパターン２１ｂを形成する（図２（ａ）参照）。
【００１５】
次に、レジストパターン２１ａ及びレジストパターン２１ｂをマスクにして、金属基材１１を両面エッチングして、貫通部３１及び端子電極部を形成するためのハーフエッチ（薄肉）領域３２を形成する（図２（ｂ）参照）。
【００１６】
次に、レジストパターン２１ａ及びレジストパターン２１ｂはそのままの状態で、金属基材１１の黒化処理を行う。これによりレジストパターン２１ａ及びレジストパターン２１ｂより露出した部位、すなはち貫通部３１の金属基材の側面及びハーフエッチ（薄肉）領域３２上に酸化皮膜４１を形成する（図２（ｃ）参照）。
金属基材１１は黒化処理を行うことから銅及び銅合金からなる金属材が好ましい。
この酸化皮膜４１は電気的に絶縁性の膜であるため、後記するマスクめっきの際のめっき付着防止の役目を果たし、金属基材の側面すなわち、エッチングで形成された貫通部３１の側面及びハーフエッチ領域３２へのめっき付着を防止できる。さらに、半導体パッケージの樹脂封止の際モールド樹脂の酸化皮膜４１への食い付きがよくなり、パッケージの信頼性が向上する。特に、ＢＧＡ用及びＬＧＡ用のノンリードタイプのリードフレームで有効である。
【００１７】
金属基材の黒化処理は、まず、６５〜８０℃に加熱されたアルカリ性の溶液に３〜１０分浸漬して金属基材の脱脂を行う。
次に、酸性の溶液に１〜３分浸漬して金属基材の表面のソフトエッチ及び活性化処理を行う。
次に、７０〜８０℃に加熱された亜塩素酸ナトリウムが添加された酸化性のアルカリ溶液に金属基材を３〜１０分浸漬し、金属基材の表面を黒化処理して、所定厚の酸化皮膜を形成する。
【００１８】
酸化皮膜の形成は、酸化性アルカリ溶液での酸化銅の生成という形でとられえられる。
反応式は、
２Ｃｕ＋ＮａＣｌＯ₂＋２Ｈ₂Ｏ→２Ｃｕ(ＯＨ)₂＋ＮａＣｌ
２Ｃｕ(ＯＨ)₂→２ＣｕＯ＋Ｈ₂Ｏ
となり、皮膜形成という点で見た場合次の様なメカニズムで酸化皮膜が形成される。まず、清浄な銅表面が酸化剤溶液と接すると、速やかに１価の酸化銅Ｃｕ₂Ｏが生成される。このＣｕ₂Ｏがさらに酸化され中間化合物のＣｕ(ＯＨ)₂になる。この中間化合物のＣｕ(ＯＨ)₂の一部はＣｕＯとなり、銅表面に密に結合し、酸化皮膜が形成される。
【００１９】
次に、レジストパターン２１ａ及びレジストパターン２２ｂを剥離処理する（図２（ｄ）参照）。さらに、マスクめっきを行うための、ダイバッド１１ｂを覆い、インナーリード１１ａ先端部を露出したリングマスク用ゴム板６１及び押さえ用マスクゴム板６２からなるマスク用ゴムでリードフレームを覆う（図２（ｅ）参照）。この状態で電解めっきを行うとインナーリード１１ａの所定位置に金めっき被膜７１がを形成されて、酸化皮膜４１上にはめっきが付着しないＢＧＡ用及びＬＧＡ用のノンリードタイプの本発明のリードフレームを得ることができる（図２（ｆ）参照）。
【００２０】
なお、上述した説明ではＢＧＡ用及びＬＧＡ用のノンリードタイプのリードフレームにつき説明したが、インナーリードに薄肉部を有さない通常の多ピン、狭ピッチのリードフレームに本発明が適用できることは言うまでもない。
さらに、本発明のリードフレームにＩＣチップを搭載して樹脂モールドすることにより、信頼性の高い半導体装置を得ることができる。
【００２１】
【発明の効果】
上記したように、本発明のリードフレームの製造方法によれば、エッチングで形成された金属基材の貫通部の側面及びハーフエッチ部へあらかじめ黒化処理にて電気的絶縁性の酸化皮膜を形成している。このため、マスクめっき法にてインナーリードの所定位置にめっき被膜を形成する際、酸化皮膜が形成されている貫通部の金属基材の側面及びハーフエッチ部へのめっき付着を防止できる。
例えば、インナーリード先端部にめっきを行う際、前述したマスクめっき法の一種であるリングめっき、スポットめっきを行った場合でも、ダイバッドの側面及びインナーリード先端部を含めたリードの側面に酸化皮膜が形成されているため、めっきは行なわれず、リードの上面にのみめっき被膜が形成され、ダイバッドの側面およびインナーリード先端部を含むリードの側面には不要なめっき被膜は形成されない。
【００２２】
また、通常の多ピン、狭ピッチのリードフレームはもちろん、薄肉部を有するＢＧＡ用及びＬＧＡ用のノンリードタイプのリードフレームであっても、従来のマスクめっき法の設備をそのまま使用できる。すなはち、本発明の製造方法を用いれば、金属基材の貫通部の側面及びハーフエッチ部へのめっき付着を防止するための電着レジスト設備等の余分な設備が不要となり、リードフレーム製造工程の工程数を削減でき、リードフレームのコスト削減を計ることができる。
【００２３】
さらに、本発明のリードフレームにＩＣチップ等を搭載し、電気的接続を行った後樹脂モールドする際モールド樹脂と酸化皮膜との接着性が良好なことから、信頼性の高い半導体パッケージを得ることができる効果がある。
特に、薄肉部を有するＢＧＡ用及びＬＧＡ用等のノンリードタイプの場合薄肉部の樹脂の膜厚が薄いことから、その効果は大なるものがある。
【００２４】
これにより、従来のＢＧＡ用及びＬＧＡ用のリードフレームで問題となっている薄肉部での樹脂の剥離、クラックの発生を防止でき、半導体パッケージの信頼性を向上させることが可能となる。
以上述べたように、本発明のリードフレームの製造方法によれば、製造効率を落とすことなく、また、生産コストを上げることなく、不要なめっき被膜を原因とする樹脂封止不良、リードショートのない信頼性の高い多ピン、狭ピッチのリードフレーム及びＢＧＡ用及びＬＧＡ用のノンリードタイプの半導体装置用リードフレームを提供できる。
また、本発明のリードフレームを用いた半導体装置の信頼性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明のリードフレームの製造方法で作製されたリードフレームの一実施例を示す部分平面図である。
（ｂ）は、（ａ）の平面図をＡ−Ａ’線で切断したリードフレームの部分構成断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｆ）は、本発明のリードフレームの製造方法の一実施例を工程順に示す部分構成断面図である。
【図３】従来のリードフレームのスポットめっきによるマスクめっき法の一例を示すリードフレームの部分構成断面図である。
【図４】従来のリードフレームのリングめっきによるマスクめっき法の一例を示すリードフレームの部分構成断面図である。
【図５】従来のＢＧＡ用及びＬＧＡ用のノンリードタイプのリードフレームのリングめっきによるマスクめっき法の一例を示すリードフレームの部分構成断面図である。
【符号の説明】
１１……金属基材
１１ａ、１１１、１１１ａ……インナーリード
１１ｂ、１１２……ダイパッド
１１ｃ……吊りリード
２１ａ、２１ｂ……レジストパターン
３１……貫通部
３２……ハーフエッチ（薄肉）領域
４１……酸化皮膜
５１……端子電極部
６１……リングマスク用ゴム板
６２……押さえ用マスクゴム板
７１……金めっき被膜
１２１……スポットマスク用ゴム板
１２２……押さえ用マスクゴム板
１２３……リングマスク用ゴム板
１３１……めっき被膜
１３１ａ……不要なめっき被膜[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a lead frame used for mounting a semiconductor integrated circuit, and more particularly to a lead frame having a multi-pin, narrow pitch lead, a non-lead type lead frame for BGA and LGA.
[0002]
[Prior art]
With recent demands for smaller, thinner and higher density semiconductor devices, the package forms used in these semiconductor devices are QFP (quad flat package) type and TCP (tape carrier tape). From the package), bump electrodes are arranged in an area array form, and the CSP (chip size package) using BGA (Ball Grid Array) and LGA (Land Grid Array) is about to be developed in the market.
[0003]
Lead frames used in these packages are also becoming multi-pin and narrow in pitch, and lead frames having 300 or more lead pins and a pitch between leads of 200 μm or less are also in practical use. In addition, with the increase in the speed of semiconductor elements, the use of copper alloy-based metal materials having high electrical conductivity is increasing year by year.
[0004]
Lead frame manufacturing methods are broadly classified into two types: a die-cutting press method and a photo-etching method in which a resist pattern is formed and an etching solution such as ferric chloride is used to process the lead and the like. .
The photo-etching method is excellent in fine workability compared to the punching press method and does not use expensive molds. Therefore, it is suitable for manufacturing a wide variety of products in small quantities. This is a widely adopted method.
[0005]
In the photo-etching method, first, a predetermined resist pattern is formed on both surfaces of the metal substrate, the metal substrate is etched with ferric chloride solution or the like using this resist pattern as a mask, and the resist pattern is peeled off. A lead frame is formed. Next, a final lead frame is produced by forming a plating film made of gold, silver, palladium, or the like at a predetermined portion of the lead frame by mask plating.
The mask plating method consists of a mask rubber plate having an opening and a flat pressing mask rubber plate, and the lead frame produced by the photoetching method is closely attached and sandwiched, and then the plating solution is applied from the mask rubber plate side. And a plating film is formed on the lead frame portion exposed from the opening of the mask rubber plate.
[0006]
The plating film is often required for electrical connection between the semiconductor chip and the lead frame, and should be formed on the upper or lower surface of the lead. In the following description, the surface of the lead that should be plated is referred to as the upper surface of the lead.
In forming a plating film at a predetermined position of the lead frame by this mask plating method, the lead width and lead interval are narrowed by increasing the number of pins of the lead frame. Therefore, the mask rubber in which the opening for the mask is formed There is a problem in that adhesion failure occurs between the plate and the lead, the plating solution permeates the side surface of the lead, and a plating film is formed on the side surface of the lead. The plating film on the side surface of the lead has problems such as causing a short circuit between the leads and causing a resin sealing failure during resin sealing.
[0007]
Hereinafter, the plating adhesion phenomenon to the side surface of the lead generated by the mask plating method will be described.
For example, when a lead frame having a die pad for mounting a semiconductor chip is used and plating is performed on the tip of the inner lead by mask plating in a lead frame disposed around the die pad, a plating film is formed on the die pad portion for mounting the semiconductor chip. Depending on the presence or absence, a mask plating method called a ring plating method using a ring mask described below or a spot plating method using a spot mask is mainly used. FIG. 3 is a partial cross-sectional view schematically showing a part of the tip of the die pad and inner lead of the spot plating method and FIG. 4 of the ring plating method.
When a plating film is also required on the die butt portion, a spot plating method is used. As shown in FIG. 3, a spot mask rubber plate 121 having an opening exposing the tip of the die pad 112 and the inner lead 111, and a pressing mask rubber. The lead frame is covered with a plate 122. When plating is performed in this state, a plating film 131 is formed on the top surface of the die pad 112 and the top surface of the inner lead 111 tip. However, the side surface of the die pad 112 and the side surface of the lead including the tip of the inner lead 111 are also exposed to the plating solution, and an unnecessary plating film 131a is formed on the side surface of the die pad 112 and the side of the lead including the tip of the inner lead 111. It is formed.
[0008]
When a plating film is not required at the die pad portion and a plating film is required only at the tip portion of the inner lead, the ring mask shown in FIG. 4 is used. In the ring plating method, the ring mask in which the tip portion of the die pad 112 and the inner lead 111 is exposed. The lead frame is covered with the rubber plate 123 and the masking rubber plate 122 for pressing. When plating is performed in this state, the upper surface of the die pad 112 is not plated, and a plating film 131 is formed on the upper surface of the tip portion of the inner lead 111. However, even in this case, the side surface of the die pad 112 and the side surface of the lead including the tip of the inner lead 111 are exposed to the plating solution, and is unnecessary for the side surface of the die pad 112 and the side of the lead including the tip of the inner lead 111. There is a problem that the plating film 131a is formed.
The unnecessary plating film 131a including the side surface of the die pad 112 and the tip of the inner lead 111 or adhering to the side surface of the lead is not desirable because it causes a resin sealing failure or a short circuit and decreases the reliability of the semiconductor device.
However, as long as the mask plating method is used, plating adhesion to the side surface of the die pad and the side surface of the inner lead tip is an unavoidable phenomenon.
[0009]
In recent years, lead frames for semiconductor devices of non-lead type for LGA (Land Grid Array) and BGA (Ball Grid Array) have been developed in response to the demand for miniaturization of semiconductor devices. In a non-lead type lead frame, the land portion (also referred to as the terminal electrode portion) for electrical connection with the outside should remain the thickness of the metal base, and the other portions should be thin-walled portions thinner than the plate thickness. Has become the mainstream.
Since the non-lead type lead frame for BGA and LGA having a half-etched portion (thin portion) has a thin portion, as shown in FIG. 5, in the mask plating method such as the ring plating method, the mask rubber plate 122 for holding and the thin portion are thin. Adhesion failure tends to occur between the partial leads 111a. That is, a gap is formed between the holding mask rubber plate 122 and the thin-walled portion lead 111a, and the plating solution is likely to flow around. Therefore, particularly in the unnecessary portion, an unnecessary plating film 131a is easily formed on the thin-walled portion. Have.
[0010]
For this reason, in order to prevent the formation of an unnecessary plating film in BGA and LGA non-lead type lead frames, it has become the mainstream to use other plating methods such as electrodeposition resist plating instead of mask plating. ing. This is a method in which a mask resist having a predetermined opening is formed by electrodeposition resist plating, a gold plating film or the like is formed on the opening by ordinary electrolytic plating, and then the mask resist is stripped. . However, the lead frame manufacturing method using electrodeposition resist plating has a problem that the plating equipment and the manufacturing process become complicated and the production cost increases.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been devised in view of the above-mentioned problems, and can be applied to a lead frame manufacturing method using a conventional mask plating method, and it can be applied to high-density mounting without lowering the production efficiency and without increasing the production cost. and to provide a manufacturing how of the corresponding non-lead type lead frame for a semiconductor device for reliable BGA and LGA.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object in the present invention, first, in claim 1, a method for manufacturing a lead frame to be resin-molded after mounting an IC chip is characterized by comprising at least the following steps. .
(A) The process of forming the resist pattern which exposed the metal base-material surface of a predetermined part on both surfaces of the metal base material which consists of copper and a copper alloy .
(B) A step of etching the metal base material using the resist pattern as a mask to form a predetermined etching pattern on the metal base material.
(C) The resist pattern is left as it is , immersed in an oxidizing alkaline solution, the metal substrate is blackened, and an oxide film made of copper oxide is formed on the side surface of the etched portion exposed from the resist pattern. Process.
(D) A step of removing the resist pattern.
(E) A step of forming a plating film by a mask plating method.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
FIG. 1A is a partial plan view of a lead frame for a non-lead type semiconductor device for BGA and LGA manufactured by using the lead frame manufacturing method of the present invention, and FIG. A partial configuration sectional view of a lead frame obtained by cutting the plan view of a) along the line AA ′ is shown.
2A to 2F are partial configuration cross-sectional views showing an embodiment of the lead frame manufacturing method of the present invention in the order of steps.
As shown in FIGS. 2A to 2F, the lead frame manufacturing method of the present invention is
First, a photosensitive resin is applied to both surfaces of the metal substrate 11 to form a photosensitive layer, and a predetermined pattern is subjected to a series of patterning processes such as exposure and development to form a resist pattern 21a and a resist pattern 21b ( (See FIG. 2 (a)).
[0015]
Next, using the resist pattern 21a and the resist pattern 21b as a mask, the metal substrate 11 is etched on both sides to form a half-etched (thin) region 32 for forming the through portion 31 and the terminal electrode portion (FIG. 2). (See (b)).
[0016]
Next, the metal substrate 11 is blackened while the resist pattern 21a and the resist pattern 21b are left as they are. As a result, an oxide film 41 is formed on the portions exposed from the resist pattern 21a and the resist pattern 21b, that is, on the side surface of the metal base material of the penetrating portion 31 and the half-etched (thin) region 32 (see FIG. 2C). .
The metal base material 11 is preferably a metal material made of copper and a copper alloy because it is blackened.
Since this oxide film 41 is an electrically insulating film, it plays a role in preventing plating adhesion at the time of mask plating, which will be described later, and the side surface of the metal base, that is, the side surface and half of the through-hole 31 formed by etching. Plating adhesion to the etch region 32 can be prevented. Further, when the semiconductor package is sealed with resin, the mold resin bites into the oxide film 41, and the reliability of the package is improved. In particular, it is effective for non-lead type lead frames for BGA and LGA.
[0017]
In the blackening treatment of the metal substrate, first, the metal substrate is degreased by being immersed in an alkaline solution heated to 65 to 80 ° C. for 3 to 10 minutes.
Next, it is immersed in an acidic solution for 1 to 3 minutes to perform soft etching and activation treatment on the surface of the metal substrate.
Next, the metal substrate is immersed for 3 to 10 minutes in an oxidizing alkaline solution to which sodium chlorite heated to 70 to 80 ° C. is added, and the surface of the metal substrate is blackened to obtain a predetermined thickness. An oxide film is formed.
[0018]
The formation of the oxide film can be taken in the form of the formation of copper oxide in an oxidizing alkaline solution.
The reaction formula is
2Cu + NaClO ₂ + 2H ₂ O → 2Cu (OH) ₂ + NaCl
2Cu (OH) ₂ → 2CuO + H ₂ O
Thus, when viewed from the viewpoint of film formation, an oxide film is formed by the following mechanism. First, when a clean copper surface comes into contact with an oxidant solution, monovalent copper oxide Cu ₂ O is rapidly generated. This Cu ₂ O is further oxidized to become an intermediate compound Cu (OH) ₂ . A part of this intermediate compound Cu (OH) ₂ becomes CuO, which is tightly bonded to the copper surface to form an oxide film.
[0019]
Next, the resist pattern 21a and the resist pattern 22b are stripped (see FIG. 2D). Further, the die frame 11b for mask plating is covered, and the lead frame is covered with a mask rubber comprising a ring mask rubber plate 61 and a pressing mask rubber plate 62 with the inner lead 11a tip exposed (FIG. 2 (e)). reference). When electrolytic plating is performed in this state, a gold plating film 71 is formed at a predetermined position of the inner lead 11a, and the lead frame of the present invention of the non-lead type for BGA and LGA in which plating does not adhere on the oxide film 41. Can be obtained (see FIG. 2F).
[0020]
In the above description, the non-lead type lead frame for BGA and LGA has been described. However, it goes without saying that the present invention can be applied to an ordinary multi-pin, narrow pitch lead frame having no thin portion in the inner lead. Yes.
Further, by mounting an IC chip on the lead frame of the present invention and resin molding, a highly reliable semiconductor device can be obtained.
[0021]
【The invention's effect】
As described above, according to the lead frame manufacturing method of the present invention, an electrically insulating oxide film is formed in advance on the side surface and half-etched portion of the metal substrate formed by etching by blackening treatment. is doing. For this reason, when a plating film is formed at a predetermined position of the inner lead by the mask plating method, it is possible to prevent plating from adhering to the side surface of the metal substrate and the half-etched part of the through portion where the oxide film is formed.
For example, when plating the inner lead tip, even if ring plating or spot plating, which is one of the mask plating methods described above, oxide film is formed on the side surface of the die pad and the lead side including the inner lead tip. Since it is formed, plating is not performed, and a plating film is formed only on the upper surface of the lead, and an unnecessary plating film is not formed on the side surface of the lead including the side surface of the die pad and the inner lead tip.
[0022]
In addition, the conventional mask plating method equipment can be used as it is for non-lead type lead frames for BGA and LGA having thin portions as well as ordinary multi-pin, narrow pitch lead frames. That is, if the manufacturing method of the present invention is used, extra equipment such as electrodeposition resist equipment for preventing plating adhesion to the side surface and the half-etched portion of the metal substrate is not required, and lead frame manufacturing is possible. The number of processes can be reduced, and lead frame costs can be reduced.
[0023]
Furthermore, since an IC chip or the like is mounted on the lead frame of the present invention, and the resin is molded after electrical connection is made, the adhesion between the mold resin and the oxide film is good, so that a highly reliable semiconductor package is obtained. There is an effect that can.
In particular, in the case of non-lead types such as for BGA and LGA having a thin portion, the effect of the resin is great because the film thickness of the resin in the thin portion is thin.
[0024]
As a result, it is possible to prevent the exfoliation of the resin and the generation of cracks at the thin-walled portion, which are problems with the conventional BGA and LGA lead frames, and to improve the reliability of the semiconductor package.
As described above, according to the manufacturing method of the lead frame of the present invention, it is possible to prevent defective resin sealing and lead shorting caused by an unnecessary plating film without reducing manufacturing efficiency and without increasing production cost. A highly reliable multi-pin, narrow-pitch lead frame and a non-lead type lead frame for BGA and LGA semiconductor devices can be provided.
In addition, the reliability of the semiconductor device using the lead frame of the present invention can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a partial plan view showing one embodiment of a lead frame manufactured by the lead frame manufacturing method of the present invention.
(B) is a partial cross-sectional view of a lead frame obtained by cutting the plan view of (a) along the line AA ′.
FIGS. 2A to 2F are partial cross-sectional views showing an example of a lead frame manufacturing method according to the present invention in the order of steps.
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a lead frame showing an example of a mask plating method by spot plating of a conventional lead frame.
FIG. 4 is a partial cross-sectional view of a lead frame showing an example of a mask plating method by ring plating of a conventional lead frame.
FIG. 5 is a partial cross-sectional view of a lead frame showing an example of a mask plating method by ring plating of a conventional non-lead type lead frame for BGA and LGA.
[Explanation of symbols]
11 ... Metal base materials 11a, 111, 111a ... Inner leads 11b, 112 ... Die pad 11c ... Suspension leads 21a, 21b ... Resist pattern 31 ... Penetration part 32 ... Half-etch (thin wall) region 41 ... Oxide film 51 …… Terminal electrode portion 61 …… Ring mask rubber plate 62 …… Pressing mask rubber plate 71 …… Gold plating coating 121 …… Spot mask rubber plate 122 …… Pressing mask rubber plate 123 …… Ring mask Rubber plate 131 …… Plating coating 131a …… Unnecessary plating coating

Claims

A method of manufacturing a lead frame that is resin-molded after mounting an IC chip, comprising at least the following steps.
(A) The process of forming the resist pattern which exposed the metal base-material surface of a predetermined part on both surfaces of the metal base material which consists of copper and a copper alloy.
(B) A step of etching the metal base material using the resist pattern as a mask to form a predetermined etching pattern on the metal base material.
(C) The resist pattern is left as it is, immersed in an oxidizing alkaline solution, the metal substrate is blackened, and an oxide film made of copper oxide is formed on the side surface of the etched portion exposed from the resist pattern. Process.
(D) A step of removing the resist pattern.
(E) A step of forming a plating film by a mask plating method .