JP6521315B2 - リードフレーム及びその製造方法 - Google Patents

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本発明は、金属板に対しめっき加工を行った後にエッチング加工を行う工程を有して製造されるリードフレーム及びその製造方法に関する。
従来、リードフレームは、金属板に対しエッチング加工或いはプレス加工を行い、金属板から所定の形状を形成するとともに、必要なめっきを施すことにより製造されている。
そして、金属板に対しエッチング加工を行う工程を有するリードフレームの製造の場合は、例えば、金属板の表裏両面にドライフィルムレジストを貼付け、所定のパターンが形成されたマスクを用いて露光を行い、現像を行って金属板の表裏両面にエッチング用レジストマスクを形成し、エッチング処理により金属板を所望のリードフレーム形状に形成する。その後、金属板の表裏両面に形成されたエッチング用レジストマスクを除去し、所望のめっき加工を行う。
ところで、金属板を所定形状に形成後に、めっき層を形成すると、所定形状に形成された金属板の上面、側面、下面の全面にめっき層が形成されることになり、必要でない領域にめっき層を形成する貴金属が使用されてコスト高となり易い。
コスト抑制のためには、先に金属板の上面及び下面の必要な領域にめっき層を形成し、次に、エッチングを介してリードフレームの形状を形成する工程順で製造するリードフレームが望まれる。
しかるに、従来、金属板に対しめっき加工を行った後にエッチング加工を行う工程を有してリードフレームを製造する技術が、例えば、次の特許文献1に記載されている。
特許文献1に記載のリードフレームの製造方法では、金属板の表側の面と裏側の面にそれぞれめっき用レジストマスクを形成し、必要なめっきを施した後に、一方の側の面のレジストマスクを溶解除去し、露出した金属板に対して先に形成しためっき層をエッチング用レジストマスクとしてエッチング加工を施すことで、金属板からリードフレーム形状を形成している。
特開平11−345895号公報
しかし、特許文献1に記載のめっき層をエッチング用マスクとしてエッチングを行う方法では、めっき層直下の金属が溶解除去されて、金属が溶解除去された部位のめっき層が露出し、露出した部分がめっきバリとなって割れや欠けを生じ易い。
特に、LEDパッケージ製造リードフレームにおいては、LED素子を搭載する側のパッド部及びリード部の反射用めっき層に形成されためっきバリが割れると、LEDパッケージの製造工程中に割れためっきバリがリード部やボンディングワイヤ部やLED素子部等に電気的ショートを起こす虞がある。
めっきバリを防ぐためには、反射用めっきエリアに対するエッチングマスクを、反射用めっき層直下の金属が溶解除去されない程度、反射用めっき層を覆うように形成することが考えられる。
しかし、反射用めっき層直下の金属が溶解除去されない程度、反射用めっき層を覆うように、レジストマスクを形成すると、エッチングを行ってリードフレーム形状を形成後、レジストマスクを除去したときに、反射用めっき層の周囲に金属板の上面が残存する。残存する金属板の上面は、反射用めっき層やリフレクタ樹脂部に比べて反射率が低い。このため、エッチングにより形成されたパッド部とリード部との間にリフレクタ樹脂部を形成しても、LED素子を搭載する側のパッド部及びリード部の周囲に残存する金属板の上面によって、LED素子を搭載する領域全体の反射率が低下する。
また、エッチングにより形成されたパッド部とリード部との間にリフレクタ樹脂部を形成する際に、LED素子を搭載する側のリフレクタ樹脂部の面が反射用めっき層の面と面一となるように、残存する金属板の上面をリフレクタ樹脂で覆っても、反射用めっき層の厚さが非常に薄いため、反射用めっき層の周囲に残存する金属板の上面を覆って形成されるリフレクタ樹脂部の厚さも非常に薄くなり、その部位でのリフレクタとしての十分な反射効果が得られない。
しかも、反射用めっき層の周囲に残存する金属板の上面を覆って形成されるリフレクタ樹脂部の厚さも非常に薄いと、割れや欠けを生じ易い。そして、反射用めっき層の周囲のリフレクタ樹脂部に割れや欠けを生じると、金属板の上面が露出して、LED素子を搭載する領域全体の反射率が低下する。
また、特許文献1に記載のめっき層をエッチング用マスクとして用いる技術では、めっき層がエッチング液の影響を受けて表面に凹凸が形成され易い。しかるに、LED用リードフレームにおいては、金属板におけるLED素子を搭載側のめっき層の表層には反射率を高めるために光沢Agめっき層の形成が求められるが、光沢Agめっき層の表面が凹凸に形成されると、光沢Agめっき層の表面に曇りを生じ反射率が低下してしまう。反射率の低下を抑えるには、光沢Agめっき面の表面に形成された凹凸を研磨して平滑化する必要が生じ、その分、工程が煩雑化する。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、金属板に対しめっき加工を行った後にエッチング加工を行う工程を有して製造されるリードフレームにおいて、半導体装置の製造に用いた場合における、めっきバリによる電気的ショートを防止可能な、リードフレーム及びその製造方法を提供することを目的としている。
上記の目的を達成するために、本発明によるリードフレームは、LEDパッケージ製造用のリードフレームであって、金属板のLED素子を搭載する領域を有する表側の面には、前記金属板の表側の面の縁より側方に突出した突出部を有する第1のめっき層が形成され、前記金属板の側面及び裏側の面と、前記第1のめっき層の前記突出部における裏側の面、又は該突出部における裏側の面及び側面には、第2のめっき層が形成され、前記第1のめっき層における表側の面が全域にわたって露出し、前記第1のめっき層が、Agを最上層に有するめっき層からなり、前記第2のめっき層がNi/Pd/Au、又は、Ni/Pdの順に形成されためっき層からなることを特徴としている。
また、本発明によるリードフレームは、LEDパッケージ製造用のリードフレームであって、金属板のLED素子を搭載する領域を有する表側の面及び裏側の面には、前記金属板の表側の面及び裏側の面の縁より夫々側方に突出した突出部を有する第1のめっき層が形成され、前記金属板の側面と、前記第1のめっき層の前記突出部における該金属板側の面、又は該突出部における該金属板側の面及び側面には、第2のめっき層が形成され、前記第1のめっき層における前記金属板とは反対側の面が全域にわたって露出し、前記第1のめっき層が、Agを最上層に有するめっき層からなり、前記第2のめっき層がNi/Pd/Au、又は、Ni/Pdの順に形成されためっき層からなることを特徴としている。
また、本発明のリードフレームにおいては、前記第1のめっき層の前記突出部は、前記金属板の縁より15μmまでの突出長さを有するのが好ましい。
また、本発明のリードフレームにおいては、前記金属板の側面は、粗化処理が施されているのが好ましい。
また、本発明によるリードフレームの製造方法は、金属板の表裏両面に第1のめっき用レジストマスクを形成する工程と、前記第1のめっき用レジストマスクを形成した後に、前記金属板の表側の面に第1のめっき層を形成する工程と、前記第1のめっき層を形成した後に、前記第1のめっき用レジストマスクを除去する工程と、前記第1のめっき用レジストマスクを除去した後に、前記金属板の表側及び裏側にエッチング用レジストマスクを、少なくとも前記第1のめっき層を覆うように形成する工程と、前記エッチング用レジストマスクを形成した後に、前記金属板の表側及び裏側における、該エッチング用レジストマスクで覆われていない領域に対し、エッチング加工を行い、前記第1のめっき層が前記金属板の表側の面の縁より側方に突出した突出部を有するように該金属板を形成する工程と、前記エッチング加工を行った後に、前記エッチング用レジストマスクを除去する工程と、前記エッチング用レジストマスクを除去した後に、前記金属板の表側の面と、前記第1のめっき層における少なくとも表側の面とを覆う第2のめっき用レジストマスクを形成する工程と、前記第2のめっき用レジストマスクを形成した後に、前記金属板の側面及び裏側の面と、前記第1のめっき層の前記突出部における少なくとも裏側の面とに、第2のめっき層を形成する工程と、前記第2のめっき層を形成した後に、前記第2のめっき用レジストマスクを除去する工程と、を有することを特徴としている。
また、本発明によるリードフレームの製造方法は、金属板の表裏両面に第1のめっき用レジストマスクを形成する工程と、前記第1のめっき用レジストマスクを形成した後に、前記金属板の表側の面及び裏側の面に第1のめっき層を形成する工程と、前記第1のめっき層を形成した後に、前記第1のめっき用レジストマスクを除去する工程と、前記第1のめっき用レジストマスクを除去した後に、前記金属板の表側及び裏側にエッチング用レジストマスクを、前記第1のめっき層における少なくとも表側の面を覆うように形成する工程と、前記エッチング用レジストマスクを形成した後に、前記金属板の表側及び裏側における、該エッチング用レジストマスクで覆われていない領域に対し、エッチング加工を行い、前記第1のめっき層が前記金属板の表側の面及び裏側の面の縁より夫々側方に突出した突出部を有するように該金属板を形成する工程と、前記エッチング加工を行った後に、前記金属板の側面と、前記第1のめっき層の前記突出部における少なくとも該金属板側の面とに、第2のめっき層を形成する工程と、前記第2のめっき層を形成した後に、前記エッチング用レジストマスクを除去する工程と、を有することを特徴としている。
また、本発明のリードフレームの製造方法においては、前記第1のめっき層がAgを最上層に有するめっき層であり、前記第2のめっき層がNi/Pd/Au、又は、Ni/Pdの順に形成されためっき層であるのが好ましい。
また、本発明のリードフレームの製造方法においては、前記第1のめっき層の前記突出部は、前記金属板の縁より15μmまでの突出長さを有するのが好ましい。
また、前記金属板の表側の面のみに前記第1のめっき層を形成する、本発明のリードフレームの製造方法においては、さらに、前記エッチング加工を行う工程と前記エッチング用レジストマスクを除去する工程の間に、前記エッチングが施されることによって露出した該金属板の面に対し、粗化処理を行う工程を有するのが好ましい。
また、前記金属板の表側の面及び裏側の面に前記第1のめっき層を形成する、本発明のリードフレームの製造方法においては、さらに、前記エッチング加工を行う工程と前記第2のめっき層を形成する工程の間に、前記エッチングが施されることによって露出した該金属板の面に対し、粗化処理を行う工程を有するのが好ましい。
本発明によれば、金属板に対しめっき加工を行った後にエッチング加工を行う工程を有して製造されるリードフレームにおいて、半導体装置の製造に用いた場合における、めっきバリによる電気的ショートを防止可能な、リードフレーム及びその製造方法が得られる。
本発明の第1実施形態にかかるリードフレームの概略構成を示す断面図である。 図1に示すリードフレームの製造方法における製造工程の一例を示す説明図である。 本発明の第2実施形態にかかるリードフレームの概略構成を示す断面図である。 図3に示すリードフレームの製造方法における製造工程の一例を示す説明図である。 本発明の一実施例にかかる多列型LEDパッケージ製造リードフレームの概略構成を示す図で、(a)は個々のリードフレーム領域におけるパッド部とリード部の配置を上面側からみた部分平面図、(b)は(a)に示すリードフレーム基材のA−A断面図、(c)は1つのリードフレーム領域に形成される樹脂付きリードフレームの断面図である。 図5に示す多列型LEDパッケージ製造リードフレームの製造工程の一例を示す説明図である。 図6に示す製造工程を経て得られた、多列型リードフレームを用いた、樹脂付き多列型LEDパッケージ製造リードフレーム、LEDパッケージの製造工程の一例を示す説明図である。
実施形態の説明に先立ち、本発明の作用効果について説明する。
本発明のリードフレームは、LEDパッケージ製造用のリードフレームであって、金属板のLED素子を搭載する領域を有する表側の面には、金属板の表側の面の縁より側方に突出した突出部を有する第1のめっき層が形成され、金属板の側面及び裏側の面と、第1のめっき層の突出部における裏側の面、又は第1のめっき層の突出部における裏側の面及び側面には、第2のめっき層が形成され、第1のめっき層における表側の面が全域にわたって露出し、第1のめっき層が、Agを最上層に有するめっき層からなり、第2のめっき層がNi/Pd/Au、又は、Ni/Pdの順に形成されためっき層からなる。
本発明のリードフレームのように、金属板の側面及び裏側の面と、第1のめっき層の突出部における裏側の面に、第2のめっき層を形成すれば、第2のめっき層が、金属板の側面及び裏側の面と、第1のめっき層の突出部の裏側の面に一体化した状態で、第1のめっき層の突出部を補強して支持する。このため、突出部がバリとして割れや欠けを生じて落下することを防止でき、本発明のリードフレームをLEDパッケージの製造に用いた場合、LEDパッケージの製造工程中に割れためっきバリがリード部やボンディングワイヤ部やLED素子部等に電気的ショートを起こす虞がない。
また、本発明のリードフレームのように、第1のめっき層を、金属板の表側の面の縁より側方に突出した突出部を有して形成すれば、金属板の表側の面が第1のめっき層の周囲に残存しない。その結果、金属板の表側におけるLED素子を搭載する領域には、反射率の高い反射用めっき層のみが露出し、反射用めっき層よりも反射率の低い部位が露出せず、LED素子を搭載する領域全体の反射率の低下を防止できる。
また、本発明のリードフレームは、LEDパッケージ製造用のリードフレームであって、金属板のLED素子を搭載する領域を有する表側の面及び裏側の面には、金属板の表側の面及び裏側の面の縁より夫々側方に突出した突出部を有する第1のめっき層が形成され、金属板の側面と、第1のめっき層の突出部における金属板側の面又は第1のめっき層の突起部における金属板側の面及び側面には、第2のめっき層が形成され、第1のめっき層における金属板とは反対側の面が全域にわたって露出し、第1のめっき層が、Agを最上層に有するめっき層からなり、第2のめっき層がNi/Pd/Au、又は、Ni/Pdの順に形成されためっき層からなる。
本発明のリードフレームのように、金属板の側面と、第1のめっき層の突出部における金属板側の面に、第2のめっき層を形成すれば、第2のめっき層が、金属板の側面と、第1のめっき層における金属板側の面に一体化した状態で、第1のめっき層の突出部を補強して支持する。このため、突出部がバリとして割れや欠けを生じて落下することを防止でき、LEDパッケージの製造工程中に割れためっきバリがリード部やボンディングワイヤ部やLED素子部等に電気的ショートを起こす虞がない。
また、本発明のリードフレームのように、第1のめっき層を、前記金属板の表側の面及び裏側の面の縁より側方に突出した突出部を有して形成すれば、金属板の表側及び裏側の面が第1のめっき層の周囲に残存しない。その結果、金属板の表側におけるLED素子を搭載する領域には、反射率の高い反射用めっき層のみが露出し、反射用めっき層よりも反射率の低い部位が露出せず、LED素子を搭載する領域全体の反射率の低下を防止できる。
また、本発明のリードフレームのように、第1のめっき層が、金属板の表側の面及び裏側の面に形成され、第2のめっき層が、金属板の側面と、第1のめっき層の突出部における金属板側の面及び側面に形成された構成にすれば、リードフレームの製造工程において、第1のめっき層を形成後に、第1のめっき層を覆うように形成するエッチング用レジストマスクを、第2のめっき層を形成する際の第2のめっき用レジストマスクとして兼用することができ、その分、レジストマスクの形成回数を減らし、工程を簡素化して、コストを低減することができるようになる。
また、本発明のリードフレームのように、第2のめっき層、第1のめっき層における突出部の側面に形成すれば、第1のめっき層と、第2のめっき層とで、構成する金属なることで、第2のめっき層が第1のめっき層を構成する金属のマイグレーションを抑制し易くなる。
例えば、LEDパッケージ製造リードフレームにおいては、一般に、リード部とパッド部それぞれのLED搭載側の面に反射用めっき層としてAgめっき層が形成され、パッド部とリード部との間にリフレクタ樹脂部を形成する際に、LED素子を搭載する側のリフレクタ樹脂部の面がパッド部とリード部の反射用めっき層の面と面一に形成されている。
しかし、リフレクタ樹脂部の面をパッド部とリード部の反射用めっき層の面と面一に形成すると、パッド部、リード部にそれぞれ形成された反射用めっき層最上面のAgイオンがリフレクタ樹脂部の面を経由して移動し易くなるため、リード部とパッド部とが電気的ショートを起こす虞が懸念される。
しかるに、本発明のリードフレームにおける、第2のめっき層を、第1のめっき層の突出部の側面に形成する構成を、上記のLEDパッケージ製造用のリードフレームに適用し、反射用めっき層(本発明の第1のめっき層に相当)の突出部の側面に、反射用めっき層の最上層を構成する金属(Ag)とは異なる金属(Ni/Pd/Au、又はNi/Pd)で構成された第2のめっき層を形成すれば、第2のめっき層を構成する金属により、反射用めっき層の最上層を構成する金属イオンの移動経路を遮断し、金属イオンの移動によるリード部とパッド部との電気的ショートを抑制することができる。
また、本発明のリードフレームは、第1のめっき層がAgを最上層に有するめっき層からなり、第2のめっき層がNi/Pd/Au、又は、Ni/Pdの順に形成されためっき層からなる。
第1のめっき層としては、例えば、Agのみからなるめっき層や、Ni/Pd/Au/Agの順に形成されためっき層や、下地めっき/Agめっきの順に形成されためっき層の構成が挙げられる。
また、本発明のリードフレームにおいては、好ましくは、第1のめっき層の突出部は、金属板の縁より15μmまでの突出長さを有する。
第1のめっき層の突出部の突出長さが、金属板の縁より15μmまでであれば、突出部がバリとして割れや欠けを生じて落下することはなく、LEDパッケージの製造工程中に割れためっきバリがリード部やボンディングワイヤ部やLED素子部等に電気的ショートを起こす虞がない。
また、本発明のリードフレームにおいては、好ましくは、金属板の側面は、粗化処理が施されている。
このようにすれば、例えば、リフレクタ樹脂部や透明樹脂部を形成したときの樹脂部の密着性が向上する。
なお、上述した本発明のリードフレームは、金属板の表裏両面に第1のめっき用レジストマスクを形成する工程と、第1のめっき用レジストマスクを形成した後に、金属板の表側の面に第1のめっき層を形成する工程と、第1のめっき層を形成した後に、第1のめっき用レジストマスクを除去する工程と、第1のめっき用レジストマスクを除去した後に、金属板の表側及び裏側にエッチング用レジストマスクを、少なくとも第1のめっき層を覆うように形成する工程と、エッチング用レジストマスクを形成した後に、金属板の表側及び裏側における、エッチング用レジストマスクで覆われていない領域に対し、エッチング加工を行い、第1のめっき層が金属板の表側の面の縁より側方に突出した突出部を有するように金属板を形成する工程と、エッチング加工を行った後に、エッチング用レジストマスクを除去する工程と、エッチング用レジストマスクを除去した後に、金属板の表側の面と、第1のめっき層における少なくとも表側の面とを覆う第2のめっき用レジストマスクを形成する工程と、第2のめっき用レジストマスクを形成した後に、金属板の側面及び裏側の面と、第1のめっき層の突出部における少なくとも裏側の面とに、第2のめっき層を形成する工程と、第2のめっき層を形成した後に、第2のめっき用レジストマスクを除去する工程と、を有することによって製造できる。
また、本発明のリードフレームは、金属板の表裏両面に第1のめっき用レジストマスクを形成する工程と、第1のめっき用レジストマスクを形成した後に、金属板の表側の面及び裏側の面に第1のめっき層を形成する工程と、第1のめっき層を形成した後に、第1のめっき用レジストマスクを除去する工程と、第1のめっき用レジストマスクを除去した後に、金属板の表側及び裏側にエッチング用レジストマスクを、第1のめっき層における少なくとも表側の面を覆うように形成する工程と、エッチング用レジストマスクを形成した後に、金属板の表側及び裏側における、エッチング用レジストマスクで覆われていない領域に対し、エッチング加工を行い、第1のめっき層が金属板の表側の面及び裏側の面の縁より夫々側方に突出した突出部を有するように金属板を形成する工程と、エッチング加工を行った後に、金属板の側面と、第1のめっき層の突出部における少なくとも金属板側の面とに、第2のめっき層を形成する工程と、第2のめっき層を形成した後に、エッチング用レジストマスクを除去する工程と、を有することによって製造できる。
また、本発明のリードフレームの製造方法においては、好ましくは、第2のめっき層を形成する工程において、第1のめっき層の突出部における側面にも第2のめっき層を形成する。
また、本発明のリードフレームの製造方法においては、好ましくは、エッチング加工を行う工程とエッチング用レジストマスクを除去する工程との間、或いは、エッチング加工を行う工程と第2のめっき層を形成する工程との間に、エッチングが施されることによって露出した金属板の面に対し、粗化処理を行う工程を有する。
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
第1実施形態
図1は本発明の第1実施形態にかかるリードフレームの概略構成を示す断面図である。図2は図1に示すリードフレームの製造方法における製造工程の一例を示す説明図である。
第1実施形態のリードフレームは、LEDパッケージ製造用のリードフレームであって、例えば、図1に示すように、所定のリードフレーム形状に形成された金属板10と、第1のめっき層3と、第2のめっき層4を有している。
金属板10は、例えば、Cu材で構成される。
第1のめっき層3は、金属板10のLED素子を搭載する領域を有する表側の面に形成され、突出部3−1を有している。
突出部3−1は、金属板10の表側の面の縁より側方に15μmまでの突出長さで突出している。
また、第1のめっき層3は、Agを最上層に有するめっき層(例えば、Agめっき層のみからなるめっき層や、下地めっき/Agめっきの順に形成されためっき層や、Ni/Pd/Au/Agの順に形成されためっき層)で構成される。
第2のめっき層4は、金属板10の側面及び裏側の面と、第1のめっき層3の突出部3−1の裏側の面に形成されている。
また、第2のめっき層4は、Ni/Pd/Au、又は、Ni/Pdの順に形成されためっき層で構成される。
なお、第2のめっき層4は、金属板10の表側の面に形成された第1のめっき層3の突出部3−1の側面にも形成されるようにしてもよい。
第1のめっき層3における表側の面は、全域にわたって露出している。
このように構成される第1実施形態のリードフレームは、例えば、次のようにして製造する。なお、製造の各工程において実施される、薬液洗浄や水洗浄等を含む前処理・後処理等は、周知の処理であるので便宜上説明を省略する。
まず、リードフレームの基材となる金属板10(例えば、Cu材)を用いて(図2(a)参照)、金属板10の表側の面の所定領域と、裏側の面全体に第1のめっき用レジストマスク6を形成し、金属板10の表側の面における第1のめっき用レジストマスク6で覆われずに露出している領域に第1のめっき層3として、例えば、Agめっき層のみからなるめっき層、又は、順に下地めっき層とAgめっき層、又は、順にNiめっき層とPdめっき層とAuめっき層とAgめっき層を形成する(図2(b)参照)。
なお、本実施形態及び後述の実施例のリードフレームの製造工程において用いるレジストマスクの形成は、例えば金属板の表側の面と裏側の面に、それぞれドライフィルムレジストをラミネートし、表裏両面のドライフィルムレジストに対し、所定位置に、所定のリードフレーム形状のパターンが形成されたガラスマスクを用いて、表裏両面を露光・現像することによって行う。なお、露光・現像は従来公知の方法により行う。例えば、ガラスマスクで覆った状態で紫外線を照射し、ガラスマスクを通過した紫外線が照射されたドライフィルムレジストの部位の現像液に対する溶解性を低下させて、それ以外の部分を除去することで、レジストマスクを形成する。なお、ここでは、レジストとしてネガ型のドライフィルムレジストを用いたが、レジストマスクの形成には、ポジ型のドライフィルムレジストを用いて、ガラスマスクを通過した紫外線が照射されたレジストの部分の現像液に対する溶解性を増大させて、その部分を除去することでレジストマスクを形成するようにしてもよい。
次に、金属板10の表裏両面に形成した第1のめっき用レジストマスク6を剥離する(図2(c)参照)。
次に、金属板10の表側における少なくとも第1のめっき層3を覆う所定領域と、裏側における所定領域に、それぞれ所定形状のエッチング用レジストマスク7を形成する(図2(d)参照)。
次に、金属板10の表側及び裏側におけるエッチング用レジストマスク7で覆われていない領域に対し、エッチング加工を行い、所定のリードフレーム形状を形成する。このとき、第1のめっき層3が金属板10の表側の面の縁より側方に15μmまでの突出長さで突出した突出部3−1を有するように金属板10を形成する(図2(e)参照)。
次に、金属板10の表側と裏側に形成したエッチング用レジストマスク7を除去する(図2(f)参照)。
次に、金属板10の表側の面と、第1のめっき層3における表側の面及び側面とを覆う第2のめっき用レジストマスク8を形成する。
次に、めっき加工を行い、エッチング用レジストマスク7の除去により露出した面(例えば、金属板10の裏側の面や、金属板10の表側の面における、第1のめっき層3が形成されず、かつ、エッチングも施されていない領域など)と、エッチング処理が施されることによって露出した金属板10の面(例えば、金属板10の側面、さらにエッチング加工がハーフエッチング加工を含む場合は凹部)と、第1のめっき層3の突出部3−1における裏側の面とに、第2のめっき層4として、順にNiめっき層とPdめっき層とAuめっき層、又は、順にNiめっき層とPdめっき層を形成する(図2(g)参照)。
なお、図2(g)の例では、第2のめっき用レジストマスク8は、第1のめっき層3の露出した面全体を覆うように形成されている。なお、第2のめっき層4が、第1のめっき層3の突出部3−1における側面にも形成されたリードフレームを製造する場合は、第2のめっき用レジストマスク8は、第1のめっき層3の露出した面のうち、表側の面のみを覆い、側面を覆わないように形成する。
次に、第2のめっき用レジストマスク8を除去する(図2(h)参照)。
これにより、所定のリードフレーム形状に形成された金属板10における、表側の面に、第1のめっき層3(例えば、Agめっき層のみからなるめっき層や、下地めっき/Agめっきの順に形成されためっき層や、Ni/Pd/Au/Agの順に形成されためっき層)が、金属板10の表側の面の縁より側方に15μmまでの突出長さで突出する突出部3−1を有して形成され、側面(さらには凹部)及び裏側の面と、第1のめっき層3の突出部3−1の裏側の面には、第2のめっき層4(Ni/Pd/Au、又は、Ni/Pdの順に形成されためっき層)が形成された、図1に示すリードフレームが得られる。
第1実施形態のリードフレームによれば、金属板10の側面及び裏側の面と、第1のめっき層3の突出部3−1における裏側の面に、第2のめっき層4を形成したので、第2のめっき層4が、金属板10の側面及び裏側の面と、第1のめっき層3の突出部3−1の裏側の面に一体化した状態で、第1のめっき層3の突出部3−1を補強して支持する。このため、突出部3−1がバリとして割れや欠けを生じて落下することを防止でき、例えば、第1実施形態のリードフレームをLED用リードフレームとして用いた場合、LEDパッケージの製造工程中に割れためっきバリがリード部やボンディングワイヤ部やLED素子部等に電気的ショートを起こす虞がない。
また、第1実施形態のリードフレームによれば、第1のめっき層3を、金属板10の表側の面の縁より側方に突出した突出部3−1を有して形成したので、金属板10の表側の面が第1のめっき層3の周囲に残存しない。その結果、金属板10の表側におけるLED素子を搭載する領域には、反射率の高い反射用めっき層のみが露出し、反射用めっき層よりも反射率の低い部位が露出せず、LED素子を搭載する領域全体の反射率の低下を防止できる。
また、第1実施形態のリードフレームにおいて、第2のめっき層4を、第1のめっき層3における突出部3−1の側面に形成されている構成にすれば、第1のめっき層3と、第2のめっき層4とで、構成する金属が異なるため、第2のめっき層が第1のめっき層を構成する金属(例えば、Ag)のマイグレーションを抑制し易くなる。
そして、この構成をLEDリードフレームに適用し、反射用めっき層(第1のめっき層3に相当)の側面に、反射用めっき層の最上層を構成する金属(例えばAg)とは異なる金属(例えばNi/Pd/Au、又はNi/Pd)で構成された第2のめっき層4を形成すれば、第2のめっき層4を構成する金属により、反射用めっき層の最上層を構成する金属イオンの移動経路を遮断し、金属イオンの移動によるリード部とパッド部との電気的ショートを抑制することができる。
また、第1実施形態のリードフレームによれば、第1のめっき層3の突出部3−1を、金属板10の縁より15μmまでの突出長さを有する構成としたので、突出部がバリとして割れや欠けを生じて落下することはなく、LEDパッケージの製造工程中に割れためっきバリがリード部やボンディングワイヤ部やLED素子部等に電気的ショートを起こす虞がない。
なお、第1実施形態のリードフレームの製造方法においては、好ましくは、さらに、エッチング加工を行う工程とエッチング用レジストマスクを除去する工程の間に、エッチングが施されることによって露出した金属板10の面に対し、粗化処理を行う工程を有するようにしてもよい。
このようにすれば、例えば、リフレクタ樹脂部や透明樹脂部を形成したときの樹脂部の密着性が向上する。
第2実施形態
図3は本発明の第2実施形態にかかるリードフレームの概略構成を示す断面図である。図4は図3に示すリードフレームの製造方法における製造工程の一例を示す説明図である。
第2実施形態のリードフレームはLEDパッケージ製造用のリードフレームであって、例えば、図3に示すように、第1のめっき層3は、金属板10のLED素子を搭載する領域を有する表側の面及び裏側の面に形成され、夫々、突出部3−1を有している。
突出部3−1は、金属板10の表側の面及び裏側の面の縁より夫々側方に15μmまでの突出長さで突出している。
第2のめっき層4は、金属板10の側面と、第1のめっき層3の突出部3−1における金属板10側の面に形成されている。
その他の構成は、第1実施形態のリードフレームと略同じである。
このように構成される第2実施形態のリードフレームは、例えば、次のようにして製造する。なお、製造の各工程において実施される、薬液洗浄や水洗浄等を含む前処理・後処理等は、周知の処理であるので便宜上説明を省略する。
まず、リードフレームの基材となる金属板10(例えば、Cu材)を用いて(図4(a)参照)、金属板10の表側の面及び裏側の面の夫々の所定領域に第1のめっき用レジストマスク6を形成し、露出している金属板10の表側の面及び裏側の面に第1のめっき層3、例えば、Agめっき層を形成する(図4(b)参照)。
次に、金属板10の表裏両面に形成した第1のめっき用レジストマスク6を剥離する(図4(c)参照)。
次に、金属板10の表側及び裏側における第1のめっき層3の少なくとも金属板10とは反対側の面を覆う所定領域にエッチング用レジストマスク7を形成する(図4(d)参照)。
なお、図4(d)の例では、エッチング用レジストマスク7は、第1のめっき層3の露出した面全体を覆うように形成されている。なお、図4(f)を参照して後述する工程において、第2のめっき層4が、第1のめっき層3の突出部3−1における側面にも形成されたリードフレームを製造する場合は、エッチング用レジストマスク7は、第1のめっき層3の露出した面のうち、金属板10とは反対側の面のみを覆い、側面を覆わないように形成する。
次に、金属板10の表側及び裏側におけるエッチング用レジストマスク7で覆われていない領域に対し、エッチング加工を行い、所定のリードフレーム形状を形成する。このとき、第1のめっき層3が金属板10の表側の面及び裏側の面の縁より夫々側方に15μmまでの突出長さで突出した突出部3−1を有するように金属板10を形成する(図4(e)参照)。
次に、エッチング用レジストマスク7を、金属板10の表側の面及び裏側の面と、第1のめっき層3における金属板10とは反対側の面及び側面とを覆う第2のめっき用レジストマスクとして用いて、めっき加工を行い、エッチング処理が施されることによって露出した金属板10の面(例えば、金属板10の側面、さらにエッチング加工がハーフエッチング加工を含む場合は凹部)と、第1のめっき層3の突出部3−1における金属板10側の面とに、第2のめっき層4を形成する(図4(f)参照)。
次に、エッチング用レジストマスク7を除去する(図4(g)参照)。
これにより、所定のリードフレーム形状に形成された金属板10における、表側の面及び裏側の面に、第1のめっき層3(例えば、Agめっき層のみからなるめっき層や、下地めっき/Agめっきの順に形成されためっき層や、Ni/Pd/Au/Agの順に形成されためっき層)が、金属板10の表側の面及び裏側の面の縁より夫々側方に15μmまでの突出長さで突出する突出部3−1を有して形成され、側面(さらには凹部)と、第1のめっき層3の突出部3−1における金属板10側の面には、第2のめっき層4(Ni/Pd/Au、又は、Ni/Pdの順に形成されためっき層)が形成された、図3に示すリードフレームが得られる。
第2実施形態のリードフレームによれば、第1のめっき層3が、金属板10の表側の面及び裏側の面に形成され、第2のめっき層4が、金属板10の側面と、第1のめっき層3の突出部3−1における金属板10側の面に形成された構成としたので、リードフレームの製造工程において、第1のめっき層3を形成後に、第1のめっき層3を覆うように形成するエッチング用レジストマスク7を、第2のめっき層を形成する際の第2のめっき用レジストマスクとして兼用することができ、その分、レジストマスクの形成回数を減らし、工程を簡素化して、コストを低減することができるようになる。
なお、第2実施形態のリードフレームの製造方法においては、好ましくは、さらに、エッチング加工を行う工程と第2のめっき層4を形成する工程の間に、エッチングが施されることによって露出した金属板10の面に対し、粗化処理を行う工程を有するようにしてもよい。
このようにすれば、例えば、リフレクタ樹脂部や透明樹脂部を形成したときの樹脂部の密着性が向上する。
その他の作用効果は、第1実施形態のリードフレームと略同じである。
実施例
次に、本発明の実施例として、上記実施形態のリードフレームの製造方法を用いて製造された多列型LEDパッケージ製造リードフレーム及びその製造例について説明する。
図5は本発明の一実施例にかかる多列型LEDパッケージ製造リードフレームの概略構成を示す図で、(a)は個々のリードフレーム領域におけるパッド部とリード部の配置を上面側からみた部分平面図、(b)は(a)に示すリードフレーム基材のA−A断面図、(c)は1つのリードフレーム領域に形成される樹脂付きリードフレームの断面図である。図6は図5に示す多列型LEDパッケージ製造リードフレームの製造工程の一例を示す説明図である。
本実施例のリードフレームは、第2実施形態のリードフレームの製造方法を用いて製造された、LEDパッケージの製造に使用されるリードフレームである。そして、図5(a),図5(b)に示すように、多数のLEDパッケージを一度に得るために、パッド部11とリード部12の組合せからなる個々のリードフレーム領域(図5(a)においては夫々一点鎖線の矩形で示すパッケージ外形ラインが相当する。)がマトリックス状に配列され、夫々連結部17を介して繋げられた多列型リードフレームとして形成されている。
個々のリードフレーム領域は、図5(c)に示すように、金属板10の表側の面におけるパッド部11及びリード部12に対応する所定位置に、第1のめっき層3が形成されてなる反射用めっき層13aと、金属板10の裏側の面におけるパッド部11及びリード部12に対応する所定位置に、第1のめっき層3が形成されてなる外部接続用めっき層13bを有している。
第1のめっき層3は、金属板10の表側の面及び裏側の面の縁より夫々側方に15μmまでの突出長さで突出した突出部3−1を有している。また、第1のめっき層3は、Ni/Pd/Au/Agの順に形成されためっき層で構成されている。
なお、第1のめっき層3は、Agめっき層のみからなるめっき層、又は、下地めっき/Agめっきの順に形成されためっき層で構成してもよい。
さらに、反射用めっき層13aを構成する第1のめっき層3の最上層に形成されるAgめっき層は、光沢Agめっき層で構成するのが好ましい。
また、外部接続用めっき層13bを構成する第1のめっき層3は、Ni/Pd/Auの順に形成されためっき層で構成してもよい。
また、金属板10にエッチング加工により形成されたパッド部11及びリード部12の側面と、連結部17の側面と、ハーフエッチング加工により形成された凹部と、反射用めっき層13aと外部接続用めっき層13bのそれぞれの突出部3−1における金属板10側の面及び側面には、第2のめっき層4が形成されている。
第2のめっき層4は、Ni/Pdの順に形成されためっき層で構成されている。
なお、第2のめっき層4は、Ni/Pd/Auの順に形成されためっき層で構成してもよい。
また、本実施例の多列型LEDパッケージ製造リードフレームは、貫通エッチング及びハーフエッチングにより、金属板10から、夫々連結部17を備える所定形状に形成されたパッド部11とリード部12とに区画されるとともに、当該リードフレーム領域と隣り合う他のリードフレーム領域とに区画されている。個々のリードフレーム領域におけるパッド部11とリード部12との間は離れている。なお、図5(a)中、18は多列型リードフレーム製造用の金属板10における外枠部である。
なお、図5(c)中、15は本実施例の多列型LEDパッケージ製造リードフレームを形成後に設けたリフレクタ樹脂部である。リフレクタ樹脂部15は、パッド部11及びリード部12の側面と、連結部17の全面と、連結部17にハーフエッチング加工により形成された凹部に密着している。また、リフレクタ樹脂部15は、連結部17を覆い、パッド部11とリード部12との間を、面一となるように介在するとともに、パッド部11及びリード部12の外周をパッド部11のLED素子搭載面に搭載するLED素子よりも上方に突出するように囲んでいる。
このように構成される本実施例の多列型LEDパッケージ製造リードフレームは、例えば、次のようにして製造した。なお、製造の各工程において実施される、薬液洗浄や水洗浄等を含む前処理・後処理等は、周知の処理であるので便宜上説明を省略する。
最初に、帯状で厚さ0.2mmのCu系材料を、リードフレームの基材をなす金属板10として準備し(図6(a)参照)、外枠部における縁部にパイロットホールを形成した後、ドライフィルムレジストを用いて表裏両面にレジスト層を形成した。
次に、リードフレームの基材の表側の面には、反射用めっき層を形成するためのレジストマスクを得るために必要なパターンが描画されたガラスマスクを用意し、裏側の面には、外部接続用めっき層を形成するためのレジストマスクを得るために必要なパターンが描画されたガラスマスクを用意し、先に形成したパイロットホールを基準にガラスマスクの位置を決定して露光・現像を行うことでリードフレームの基材の表裏両面に第1のめっき用レジストマスク6を形成した。
次に、リードフレームの基材の表裏両面の夫々における第1のめっき用レジストマスク6で覆われずに露出している領域に第1のめっき層3を形成し(図6(b)参照)、第1のめっき層3を形成後、表裏両面に形成した第1のめっき用レジストマスク6を剥離液によ り膨潤させて剥離した(図6(c)参照)。
第1のめっき層3は、まず、設定厚さ2.0μmのNiめっきを形成し、その上に設定厚さ0.03μmのPdめっきを形成し、次に、設定厚さ0.01μmのAuめっきを形成し、最後に設定厚さ2.0μmのAgめっきを形成することによって得た。
なお、第1のめっき層3は、Agめっき2.0μmの層、又は、Cuストライクめっき0.1μmとAgめっき2.0μmの積層を形成することによって得ることもできる。
次に、ドライフィルムレジストを用いてリードフレームの基材の表側及び裏側にレジスト層をそれぞれ形成し、露光・現像を行い、レジストマスク7を、第1のめっき層3における少なくともリードフレームの基材とは反対側の面を覆う所定領域に形成した。
次に、エッチング液を用いてエッチング処理を行い、夫々連結部を備える所定形状に形成されたパッド部11とリード部12とに区画され、パッド部11とリード部12との間が貫通するとともに、当該リードフレーム領域と隣り合う他のリードフレーム領域とが連結部17を備えて区画されたリードフレーム形状を形成した(図6(d)参照)。
なお、連結部17におけるパッド部11とリード部12のそれぞれの外周を区画するハーフエッチングの深さは約0.12mmであった。
また、反射用めっき層3は、パッド部11及びリード部12の表側の面及び裏側の面の縁より15μmまでの突出長さで側方に突出した突出部3−1を有する形状に形成された。
次に、リードフレームの基材の表側の面及び裏側の面に形成した第1のめっき層3の突出部3−1におけるリードフレームの基材側の面及び側面と、エッチング処理が施されることによって露出したリードフレームの基材の側面と、リードフレームの基材におけるハーフエッチングが施された凹部に、第2のめっき層4を形成した(図6(e)参照)。
第2のめっき層4は、設定厚さ3.0μmのNiめっきを形成し、その上に設定厚さ0.03μmのPdめっきを形成することによって得た。
なお、第2のめっき層4は、設定厚さ2.0μmのNiめっき、設定厚さ0.03μmのPdめっき、設定厚さ0.01μmのAuめっきの積層を形成することによって得ることもできる。
次に、溶解剥離液に浸漬して、表側と裏側に残存するレジストマスク2を剥離し、リードフレームの基材の表側の面及び裏側の面におけるパッド部11及びリード部12に対応する所定位置に、順にNiめっき層とPdめっき層とAuめっき層とAgめっき層、又は、Agめっき層のみからなるめっき層、又は、Cuストライクめっき層とAgめっき層が形成されてなる第1のめっき層3が形成され、リードフレームの基材の側面と、ハーフエッチング加工された凹部と、第1のめっき層3の突出部3−1のリードフレームの基材側の面及び側面に、順にNiめっき層とPdめっき層、又は、順にNiめっき層とPdめっき層とAuめっき層が形成されてなる第2のめっき層4が形成された、図5(c)に示すリフレクタ樹脂部15が設けられる前段階の連結部17付きのパッド部11とリード部12を備えた多列型LEDパッケージ製造リードフレームを得た(図6(f)、図6(g)参照)。
次に、本発明のリードフレームの製造方法により製造されるリードフレームを用いた、樹脂付きリードフレーム、半導体装置の製造工程を説明する。
図7は図6に示す製造工程を経て得た多列型LEDパッケージ製造リードフレームを用いた、樹脂付き多列型LEDパッケージ製造リードフレーム、LEDパッケージの製造工程の一例を示す説明図である。
まず、モールド金型を用いてLEDパッケージ製造リードフレームのリード部12とパッド部11との間、表側及び裏側のハーフエッチングが施された部位とその他の必要な箇所に、リフレクタ樹脂を充填してリフレクタ樹脂部15を形成し、樹脂付きの多列型LEDパッケージ製造リードフレームを得る(図7(a)参照)。
次に、リフレクタ樹脂部15が形成されたLEDパッケージ製造リードフレームのパッド部11にLED素子20を搭載・固定する(図7(b)参照)とともに、LED素子20とリード部12とをワイヤボンディングし(図7(c)参照)、さらに、リフレクタ樹脂部15に囲まれるLED素子20が搭載された内部空間に透明樹脂を充填し、LED素子20とボンディングワイヤ14を封止する透明樹脂部16を形成する(図7(d)参照)。
次に、リフレクタ樹脂部15における、パッド部11及びリード部12の外周を囲む部位を連結部17とともに切断する。これにより、LEDパッケージが完成する。
本発明のリードフレーム及びその製造方法は、金属板に対しめっき加工を行った後にエッチング加工を行うことが必要とされる分野に有用である。
3 第1のめっき層
3−1 突出部
4 第2のめっき層
6 第1のめっき用レジストマスク
7 エッチング用レジストマスク
8 第2のめっき用レジストマスク
10 金属板(リードフレーム基材)
11 パッド部
12 リード部
13a 反射用めっき層
13b 外部接続用めっき層
14 ボンディングワイヤ
15 リフレクタ樹脂部
16 透明樹脂部
17 連結部
18 外枠部
20 LED素子

Claims (10)

  1. LEDパッケージ製造用のリードフレームであって、
    金属板のLED素子を搭載する領域を有する表側の面には、前記金属板の表側の面の縁より側方に突出した突出部を有する第1のめっき層が形成され、
    前記金属板の側面及び裏側の面と、前記第1のめっき層の前記突出部における裏側の面、又は該突出部における裏側の面及び側面には、第2のめっき層が形成され
    前記第1のめっき層における表側の面が全域にわたって露出し、
    前記第1のめっき層が、Agを最上層に有するめっき層からなり、
    前記第2のめっき層が、Ni/Pd/Au、又は、Ni/Pdの順に形成されためっき層からなることを特徴とするリードフレーム。
  2. LEDパッケージ製造用のリードフレームであって、
    金属板のLED素子を搭載する領域を有する表側の面及び裏側の面には、前記金属板の表側の面及び裏側の面の縁より夫々側方に突出した突出部を有する第1のめっき層が形成され、
    前記金属板の側面と、前記第1のめっき層の前記突出部における該金属板側の面、又は該突出部における該金属板側の面及び側面には、第2のめっき層が形成され
    前記第1のめっき層における前記金属板とは反対側の面が全域にわたって露出し、
    前記第1のめっき層が、Agを最上層に有するめっき層からなり、
    前記第2のめっき層がNi/Pd/Au、又は、Ni/Pdの順に形成されためっき層からなることを特徴とするリードフレーム。
  3. 前記第1のめっき層の前記突出部は、前記金属板の縁より15μmまでの突出長さを有することを特徴とする請求項1または2に記載のリードフレーム。
  4. 前記金属板の側面は、粗化処理が施されていることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載のリードフレーム。
  5. 金属板の表裏両面に第1のめっき用レジストマスクを形成する工程と、
    前記第1のめっき用レジストマスクを形成した後に、前記金属板の表側の面に第1のめっき層を形成する工程と、
    前記第1のめっき層を形成した後に、前記第1のめっき用レジストマスクを除去する工程と、
    前記第1のめっき用レジストマスクを除去した後に、前記金属板の表側及び裏側にエッチング用レジストマスクを、少なくとも前記第1のめっき層を覆うように形成する工程と、
    前記エッチング用レジストマスクを形成した後に、前記金属板の表側及び裏側における、該エッチング用レジストマスクで覆われていない領域に対し、エッチング加工を行い、
    前記第1のめっき層が前記金属板の表側の面の縁より側方に突出した突出部を有するように該金属板を形成する工程と、
    前記エッチング加工を行った後に、前記エッチング用レジストマスクを除去する工程と、
    前記エッチング用レジストマスクを除去した後に、前記金属板の表側の面と、前記第1のめっき層における少なくとも表側の面とを覆う第2のめっき用レジストマスクを形成する工程と、
    前記第2のめっき用レジストマスクを形成した後に、前記金属板の側面及び裏側の面と、前記第1のめっき層の前記突出部における少なくとも裏側の面とに、第2のめっき層を形成する工程と、
    前記第2のめっき層を形成した後に、前記第2のめっき用レジストマスクを除去する工程と、
    を有することを特徴とするリードフレームの製造方法。
  6. 金属板の表裏両面に第1のめっき用レジストマスクを形成する工程と、
    前記第1のめっき用レジストマスクを形成した後に、前記金属板の表側の面及び裏側の面に第1のめっき層を形成する工程と、
    前記第1のめっき層を形成した後に、前記第1のめっき用レジストマスクを除去する工程と、
    前記第1のめっき用レジストマスクを除去した後に、前記金属板の表側及び裏側にエッチング用レジストマスクを、前記第1のめっき層における少なくとも表側の面を覆うように形成する工程と、
    前記エッチング用レジストマスクを形成した後に、前記金属板の表側及び裏側における、該エッチング用レジストマスクで覆われていない領域に対し、エッチング加工を行い、前記第1のめっき層が前記金属板の表側の面及び裏側の面の縁より夫々側方に突出した突出部を有するように該金属板を形成する工程と、
    前記エッチング加工を行った後に、前記金属板の側面と、前記第1のめっき層の前記突出部における少なくとも該金属板側の面とに、第2のめっき層を形成する工程と、
    前記第2のめっき層を形成した後に、前記エッチング用レジストマスクを除去する工程と、
    を有することを特徴とするリードフレームの製造方法。
  7. 前記第1のめっき層がAgを最上層に有するめっき層であり、
    前記第2のめっき層がNi/Pd/Au、又は、Ni/Pdの順に形成されためっき層であることを特徴とする請求項またはに記載のリードフレームの製造方法。
  8. 前記第1のめっき層の前記突出部は、前記金属板の縁より15μmまでの突出長さを有することを特徴とする請求項のいずれかに記載のリードフレームの製造方法。
  9. さらに、前記エッチング加工を行う工程と前記エッチング用レジストマスクを除去する工程の間に、前記エッチングが施されることによって露出した該金属板の面に対し、粗化処理を行う工程を有することを特徴とする請求項に記載のリードフレームの製造方法。
  10. さらに、前記エッチング加工を行う工程と前記第2のめっき層を形成する工程の間に、前記エッチングが施されることによって露出した該金属板の面に対し、粗化処理を行う工程を有することを特徴とする請求項に記載のリードフレームの製造方法。
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