JP4507473B2 - リードフレームの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エッチングされた部分と、エッチングされない部分の両方にめっきを施す必要のあるリードフレームの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子搭載用部品の一つとしてリードフレームがある。リードフレームは、主として半導体素子を搭載するダイ部と、半導体素子表面に設けられた電極部と電気的に結合するためのインナーリード部と実装後に半導体装置と回路基板との接合に供せられるアウターリード部とから構成される。
【０００３】
昨今の電子機器小型化の影響はこうしたリードフレームにも、リードとリードの間隔が極めて狭いリードフレームが要求されるようになってきている。こうした高密度のリードフレームを得る方法としては、加工精度の問題よりエッチング法が多用されている。
【０００４】
例えば、リードフレーム用素材表面に感光性レジスト層を設け、このレジスト層に所望のパターンを有するマスクを密接し、露光し、現像してエッチング用マスクを得、次いで露出した素材部分をエッチングし、その後残存するエッチングレジスト層を除去し、必要とされる部分にめっきを施してリードフレームを得る。この際に施されるめっきは良好なワイヤボンディング性等を得るべく考慮して、例えば、素材が銅の場合には、ニッケルめっき、パラジウムめっき、金めっきがこの順に施される場合がある。
【０００５】
ところで、ＢＣＣ用リードフレームがある。このリードフレームは、例えばリードフレーム材に、上記したようなエッチング法で電極部とダイ部を形成するための凹部を設け、次いでこれらの凹部を含む必要部位にリードフレーム素材と溶解特性の異なるめっき層を設けたものである。このリードフレームの使用に際しては、例えば、凹状ダイ部内に半導体素子を搭載し、半導体素子表面の電極と凹状電極の凹状内面とをワイヤボンディングし、その後樹脂封止し、次いでリードフレーム素材を溶解除去する。よって、ＢＣＣリードフレームを用いたパッケージは、他のパッケージと比較しパッケージサイズを小さくすることが可能となる。このＢＣＣリードフレームで凹状ダイ部の周辺に平坦なグランド用電極を有するタイプや、凹状パッド部と接続された或は隣接した平坦なめっき皮膜配線と平坦な電極パッドのめっき皮膜を有するタイプがある。これらのタイプの平坦部は、半導体素子表面の電極とワイヤボンディングで接合して電気的な接合を取るのでめっきを施す必要がある。こうした場合、エッチング用として用いたレジスト層をそのままめっき用レジスト層として用いることができず、このレジスト層を一旦剥離した後に、再度、レジストを貼りつけて所望のマスクを用いて露光し、現像してめっき用マスクを得、これを用いてめっきし、その後めっき用マスクを除去する。このため、このようなＢＣＣ用リードフレームは、他のパッケージと比較して、より割高なものとならざるを得ず、パッケージサイズにメリットがありながら広範囲に使用されがたいものとなっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこうした問題点を解消し、より安価にＢＣＣ用リードフレームを得ることのできる方法の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、リードフレーム用素材を用いて、ホトメトリック手法により凹状部と平坦部とにめっきエリアを有するリードフレームを得る方法に於いて、以下の（１）〜（７）の工程を主要工程として順次経るものである。
（１）リードフレーム用素材表面にレジスト層を設ける工程。
（２）エッチングする部分のレジスト層を開口するためのパターンを有する第１マスク部と、めっきを施す領域のレジスト層を開口するためのパターンを有する第２マスク部とが設けられたマスクを用いて、第１マスク部でリードフレーム用素材の所定位置を露光する工程。
（３）前記マスクを用いて、第１マスク部で露光した前記所定位置に第２マスク部が位置するようにリードフレーム用素材を移動し、第２マスク部で露光する工程。
（４）第１回目の現像を行って、エッチングする部分のみが開口したレジスト層から成るエッチングマスクを得る工程。
（５）レジスト層から露出したリードフレーム用素材をハーフエッチングして凹部形状を形成する工程。
（６）第２回目の現像を行って、前記凹部形状及びめっきを施す領域が開口したレジスト層から成るめっき用マスクを形成する工程。
（７）前記めっき用マスクを用いて所望部位にめっきを施す工程。
または、以下の（１）〜（７）の工程を主要工程として順次経るものである。
（１）リードフレーム用素材表面にレジスト層を設ける工程。
（２）エッチングする部分のレジスト層を開口するためのパターンを有する第１マスクを用いて、リードフレーム用素材の所定位置を露光する工程。
（３）めっきを施す領域のレジスト層を開口するためのパターンを有する第２マスクを用いて、第１マスクで露光したリードフレーム用素材の前記所定位置を露光する工程。
（４）第１回目の現像を行って、エッチングする部分のみが開口したレジスト層から成るエッチングマスクを得る工程。
（５）レジスト層から露出したリードフレーム用素材をハーフエッチングして、凹部形状を形成する工程。
（６）第２回目の現像を行って、前記凹部形状及びめっきを施す領域が開口したレジスト層から成るめっき用マスクを形成する工程。
（７）前記めっき用マスクを用いて、所望部位にめっきを施す工程。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明では、例えば、リードフレーム素材表面に感光性レジスト層を設け、まず所望のエッチングパターンを有する第１マスク部と、めっきパターンを有する第２マスク部とを有するマスクをレジスト層表面に密接し露光する。その後、リードフレーム素材を送り出し、エッチングパターンの上の所定位置にめっきパターンが重なるように第２マスク部とリードフレーム素材とを位置合わせし、再度露光する。この結果、エッチング部に対応するレジスト層は緩やかな現像条件で容易に開孔され、エッチング部に対応せずめっき部に対応するレジスト層はより強い現像条件で開口することになる。本発明の本質はこれを利用したものである。
【０００９】
本発明において、上記マスクの代わりにエッチングパターンを有するマスクとめっきパターンを有するマスクとを隣接させて用いても支障はない。また、具体的な露光条件や現像条件は、用いるレジスト材料により決定されるため、特に限定はしない。必要であれば、実施に先立ち条件を求めておくことが好ましい。また、露光方法として、第１マスク部と第２マスク部とを別々に露光しても良く、一度に露光しても良い。
【００１０】
むろん、使用しうるレジストとしては、感光性レジストでも、感熱性レジストでも良く、その形態もフィルム状、液状を問わない。
【００１１】
更に、めっきを施す領域を形成する為のパターンを有する第２マスク部、あるいは第２マスクを用いて露光を行う際に、この時にその後の２回の現像でそれぞれの仕上がり状態が良好になる様に、且つ、めっきエリア寸法が容易に確保出来る様にめっきを施す領域の外周及び、その近傍に露光でまったく感光しないレジスト層の領域を設定することも本発明の実施において有効である。
【００１２】
【実施例】
次に実施例を用いて本発明をさらに説明する。
（実施例）リードフレーム材として厚さ０．１２５ｍｍ、幅３５ｍｍ、長さ１５０ｍｍの銅製シートの表面にレジスト層（旭化成社製 商品名ＡＱ２５５８）を設け、該シート表面に一辺が２０ｍｍの凹状ダイ部と、凹状ダイ部の両側に均等に配置された直径０．３ｍｍ、総計２２５個の凹状パッド部を有するパターンが４つ設けられた第１マスクと、シート表面に一辺が２２ｍｍの凹状ダイ部と、凹状ダイ部の両側に均等に配置された直径０．４ｍｍ、総計２２５個の凹状パッド部を有するパターンが４つ設けられた第２マスクとを並べて配置し、これをレジスト層表面に位置あわせして密接し、まず始めに第１マスク越しにエネルギー８０ｍｊの紫外線を露光し、次に上記シートを移動させて位置合わせをし、同じエリアを第２マスク越しにエネルギー１０ｍｊの紫外線を露光した。
【００１３】
次に、第１マスクと第２マスクとを除去し、現像液で６０秒間浸漬してレジスト層を１回目現像し、エッチングすべき部分のレジスト層を除去したエッチングマスクを作製した。その後、露出している銅表面部をハーフエッチングして凹状ダイ部と凹状パッド部とを作製した。
【００１４】
次に、現像液で１２０秒間浸漬してレジスト層を２回目現像し、めっきすべき部分のレジスト層を除去してめっきマスクを作製した。その後、このめっきマスクを用いて必要めっき部に金ストライクめっきを施し、次に、その上に厚さ０．１μｍのパラジウムめっき層を設け、次いで厚さ６μｍのニッケルめっき層を設け、最表層として平均厚さ０．５μｍのパラジウムめっき層を設けた。このようにしてＢＣＣ用リードフレーム材を形成した。本例では１０００シートのリードフレームを得るのに８時間が必要とされた。
【００１５】
次に、このようにして得られたＢＣＣ用リードフレーム材を用いて半導体素子を実装し、ＢＣＣを５００個作成した。なお、リードフレーム素材部は溶解して除去した。得られたＢＣＣをプリント配線板に半田リフローにより搭載し、導通テストを行った。その結果、導通不良はみられなかった。
【００１６】
（従来例）リードフレーム材として厚さ０．１２５ｍｍ、幅３５ｍｍ、長さ１５０ｍｍの銅製シートの表面にレジスト層（旭化成社製 商品名ＡＱ２５５８）を設け、該シート表面に一辺が２０ｍｍの凹状ダイ部と、凹状ダイ部の両側に均等に配置された直径０．３ｍｍ、総計２２５個の凹状パッド部を有するパターンが４つ設けられた第１マスクを密接し、エネルギー８０ｍｊの紫外線を照射し露光した。
【００１７】
次に、第１マスクを除去し、現像液にて６０秒間浸漬してレジスト層を現像し、エッチングマスクを作製した。その後、露出している銅表面部をハーフエッチングして凹状ダイ部と凹状パッド部とを作製した。次に、エッチングマスクを除去し、リードフレーム材表面にレジスト層（旭化成社製 商品名ＡＱ２５５８）を設け、シート表面に一辺が２２ｍｍの凹状ダイ部と、凹状ダイ部の両側に均等に配置された直径０．４ｍｍ、総計２２５個の凹状パッド部を有するパターンが４つ設けられた第２マスクをレジスト層表面に位置あわせして密接し、エネルギー８０ｍｊの紫外線を照射し露光した。
【００１８】
次に、第２マスクを除去し、現像液にて６０秒間浸漬してレジスト層を現像し、めっきマスクを作製した。その後、このめっきマスクを用いて必要めっき部に金ストライクめっきを施し、次に、その上に厚さ０．１μｍのパラジウムめっき層を設け、次いで厚さ６μｍのニッケルめっき層を設け、最表層として平均厚さ０．５μｍのパラジウムめっき層を設けた。このようにしてＢＣＣ用リードフレーム材を形成した。本例では１０００シートのリードフレームを得るのに１２時間が必要とされた。
【００１９】
次に、このようにして得られたＢＣＣ用リードフレーム材を用いて半導体素子を実装し、ＢＣＣを５００個作成した。なお、リードフレーム素材部は溶解して除去した。得られたＢＣＣをプリント配線板に半田リフローにより搭載し、導通テストを行った。その結果、導通不良はみられなかった。
【００２０】
【発明の効果】
本発明では、レジスト層をエッチングマスク及びめっきマスクとして共通して使用できるため、操業資材の節約ができる。また、工程も短縮可能なため、従来よりも安価にリードフレームを提供することができる。

Claims (5)

1. リードフレーム用素材を用いて、ホトメトリック手法により凹状部と平坦部とにめっきエリアを有するリードフレームを得る方法に於いて、以下の（１）〜（７）の工程を主要工程として順次経ることを特徴とするリードフレームの製造方法。
   （１）リードフレーム用素材表面にレジスト層を設ける工程。
   （２）エッチングする部分のレジスト層を開口するためのパターンを有する第１マスク部と、めっきを施す領域のレジスト層を開口するためのパターンを有する第２マスク部とが設けられたマスクを用いて、第１マスク部でリードフレーム用素材の所定位置を露光する工程。
   （３）前記マスクを用いて、第１マスク部で露光した前記所定位置に第２マスク部が位置するようにリードフレーム用素材を移動し、第２マスク部で露光する工程。
   （４）第１回目の現像を行って、エッチングする部分のみが開口したレジスト層から成るエッチングマスクを得る工程。
   （５）レジスト層から露出したリードフレーム用素材をハーフエッチングして凹部形状を形成する工程。
   （６）第２回目の現像を行って、前記凹部形状及びめっきを施す領域が開口したレジスト層から成るめっき用マスクを形成する工程。
   （７）前記めっき用マスクを用いて所望部位にめっきを施す工程。
2. リードフレーム用素材を用いて、ホトメトリック手法により凹状部と平坦部とにめっきエリアを有するリードフレームを得る方法に於いて、以下の（１）〜（７）の工程を主要工程として順次経ることを特徴とするリードフレームの製造方法。
   （１）リードフレーム用素材表面にレジスト層を設ける工程。
   （２）エッチングする部分のレジスト層を開口するためのパターンを有する第１マスクを用いて、リードフレーム用素材の所定位置を露光する工程。
   （３）めっきを施す領域のレジスト層を開口するためのパターンを有する第２マスクを用いて、第１マスクで露光したリードフレーム用素材の前記所定位置を露光する工程。
   （４）第１回目の現像を行って、エッチングする部分のみが開口したレジスト層から成るエッチングマスクを得る工程。
   （５）レジスト層から露出したリードフレーム用素材をハーフエッチングして、凹部形状を形成する工程。
   （６）第２回目の現像を行って、前記凹部形状及びめっきを施す領域が開口したレジスト層から成るめっき用マスクを形成する工程。
   （７）前記めっき用マスクを用いて、所望部位にめっきを施す工程。
3. エッチングする部分のレジスト層を開口するためのパターンを有する第１マスク部と、めっきを施す領域のレジスト層を開口するためのパターンを有する第２マスク部とが設けられた前記マスクにより、前記第１マスク部で露光した部分を前記第２マスク部で再度露光するときに、同時に前記第１マスク部で新たにエッチングする部分を露光するようにした請求項１記載のリードフレームの製造方法。
4. エッチングする部分のレジスト層を開口するためのパターンを有する前記第１マスクと、めっきを施す領域のレジスト層を開口するためのパターンを有する前記第２マスクとを隣接させ、前記第１マスクで露光した部分を前記第２マスクで再度露光するときに、同時に前記第１マスクで新たにエッチングする部分を露光するようにした請求項２記載のリードフレームの製造方法。
5. 請求項１〜４記載のいずれかの方法において、めっきを施す領域を形成する為のパターンを有する第２マスク部、あるいは第２マスクを用いて露光を行う際に、この時にその後の２回の現像でそれぞれの仕上がり状態が良好になる様に、且つ、めっきエリア寸法が容易に確保出来る様にめっきを施す領域の外周及び、その近傍に露光でまったく感光しないレジスト層の領域を設定することを特徴とするリードフレームの製造方法。