JPH04328853A - リードフレーム材料およびリードフレーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、リードフレーム材料
およびリードフレーム、特にＬＳＩ等の半導体装置に使
用されるリードフレーム材料とそれを用いたリードフレ
ームに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＬＳＩ等の半導体装置に用いられ
るリードフレームは銅合金あるいは鉄合金をエッチング
加工やパンチング加工によってつくられていた。前記銅
合金にはＣｕに、Ｓｎ・Ｎｉ・Ｆｅ・Ｃｒ・Ｚｎ・Ｐ・
……等の元素を１種あるいは２種以上添加した合金が多
数発表されており、前記鉄合金にはＦｅにＮｉ・Ｃｒ等
の元素を添加した合金であり、４２合金などが良く知ら
れていた。

【０００３】周知のように、近年、ＬＳＩ等の半導体装
置はパッケージの小型化や半導体素子の高集積化による
半導体素子の小型化と半導体装置のピン数の増加等が進
んできている。この結果、半導体装置に用いられるリー
ドフレームも必然的に微細化および多ピン化が要求され
、その加工技術も進展しており、現状では３００ピン程
度のものがリードフレームの多ピンの最高としてつくら
れ、これ以上の超多ピンのものはＴＡＢ（Ｔａｐｅ　Ａ
ｕｔｏｍａｔｅｄ　Ｂｏｎｄｉｎｇ）によるテープキャ
リヤがリードフレームの代わりに使われている。また、
上記の多ピンリードフレームにおいてはパンチング加工
による限界を越えており、エッチング加工によってつく
られている。したがって半導体装置の小型化および高性
能化に伴いリードフレームの加工法はエッチング加工の
比率が高くなってきている。

【０００４】図４は従来例のリードフレームのインナー
リード先端付近の側断面図、図５は従来例のリードフレ
ームの製造工程を示す工程図である。図４は、上記のよ
うに従来のリードフレーム材料を用いてエッチング加工
により製造されたリードフレームのインナーリード先端
付近の断面形状を示しており、図４において、５はリー
ドフレーム材料、３はリードフレーム材料の表面に施さ
れたＣｕやＮｉまたはＮｉ合金等の下地めっきであり、
４は半導体素子とリードフレームとをワイヤーボンディ
ングにより接続するために必要なＡｇめっきである。

【０００５】次に、従来例の製造方法について、図５の
工程図を用いて説明する。図５は、前記のようにリード
フレームを得るためのエッチング加工の各製造工程にお
けるリードフレーム材料等の断面を示しており、銅合金
あるいは鉄合金の単一の金属材料から成る板状のリード
フレーム材料５（工程１）の表面に、フィルム状あるい
は液状の光感応性樹脂６を被覆し（工程２）、フォトマ
スク７を介して露光により光感応性樹脂６を選択的に硬
化させ（工程３）、現像によって光感応性樹脂６の未硬
化部分を分解剥離してフォトレジスト８を形成する（工
程４）。これをエッチングによりフォトレジスト８で覆
われていないリードフレーム材料５を部分的に溶解する
（工程５）ことにより、リードフレーム材料５のエッチ
ングパターンが出来上がる。

【０００６】上記のように被エッチング材の表面にフォ
トレジスト８を形成し部分的にエッチングを行う場合、
エッチングは板厚方向だけでなく平面方向（横方向）に
も進行し、この平面方向のエッチングにより被エッチン
グ材のエッチング後に得られる表面パターン幅はフォト
レジスト８により形成したパターン幅より狭くなるアン
ダーカットと呼ばれる現象が生じる。また、このアンダ
ーカットの進行量をアンダーカット量９と称する（工程
５）。尚、このようにして出来上がったリードフレーム
のエッチングパターンは、最後にフォトレジスト８を剥
離し（工程６）、下地めっき３（工程７），Ａｇめっき
４（工程８）の順にめっき加工が施されリードフレーム
として出来上がる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のリ
ードフレーム材料を用いたリードフレームは、エッチン
グ加工の際に生じるアンダーカット９により、フォトレ
ジスト８で形成したパターン幅よりもエッチング後に得
られるパターン幅はかなり狭くなってしまうという問題
点があった。このアンダーカット９は、リードフレーム
のエッチング加工においては必ず生じるものでエッチン
グ加工の条件により極微量の制御は出来るが著しい改善
は難しく、現状ではフォトレジスト８のパターン幅を広
く設計することにより対応されていた。

【０００８】しかし、リードフレームの微細化および多
ピン化要求によりアンダーカットの問題が大きくなって
きている。すなわち、従来のリードフレーム材料を用い
てエッチング加工して現状でつくられているものよりも
っと多ピンのリードフレームを製造する場合、フォトレ
ジストのパターン幅は設計上狭くする必要がありアンダ
カット量９の値を考慮したパターン幅が確保出来ず、こ
れをエッチング加工するとリードフレーム材料５のエッ
チング後に得られるパターン幅は細くなりすぎてしまう
という問題点があった。

【０００９】そのためもっとも微細となるインナーリー
ド先端部では、ワイヤーボンディングに必要なインナー
リード幅が確保出来ず、リードフレームの多ピン化の限
界に来ているという問題点があった。

【００１０】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、表面にエッチングにおける反
応速度の小さい金属板を積層することにより、エッチン
グ加工におけるアンダーカット量の増大を抑えて微細パ
ターンの形成を可能とし、また表面金属板と内層金属板
の組合せによって双方の特徴を生かすことを目的とする
。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このため、この発明の請
求項１においては、表面にフォトレジストを形成しエッ
チング加工するリードフレーム材料において、内層を形
成する第１の金属板と、前記第１の金属板の片面もしく
は両面に積層する前記第１の金属板よりエッチング反応
速度の小さい第２の金属板とを具備して成るリードフレ
ーム材料により、前記目的を達成しようとするものであ
る。

【００１２】また、この発明の請求項２においては、内
層を形成するエッチング反応速度の大きい第１の金属板
と、前記第１の金属板の片面もしくは両面に積層し表面
を形成するエッチング速度の小さい第２の金属板とを有
し、かつエッチング加工後の断面形状が表面側で幅広く
、内側で幅狭く形成して成るリードフレームにより、前
記目的を達成しようとするものである。

【００１３】

【作用】この発明の請求項１のリードフレーム材料は、
内層の第１の金属板より表面の第２の金属板がエッチン
グ加工における反応速度が小さいので、この材料のエッ
チングを行うと、板厚方向はエッチング反応速度の大き
い第１の金属板のエッチング性の依存して進行するのに
対し、平面方向はエッチングの反応速度の小さい第２の
金属板のエッチング性に依存して進行する。従って板厚
方向のエッチングが完了する時点において平面方向のエ
ッチングは表面金属があることにより遅くなり、前記従
来例に比べアンダーカットの小さいエッチングパターン
形状を形成する。

【００１４】また、この発明の請求項２のリードフレー
ムは、エッチング反応速度の大きい内層の第１の金属板
と、エッチング反応速度の小さい表面の第２の金属板を
有するリードフレーム材料をエッチング加工することに
より、断面形状を表面側で幅広く、内側で幅狭く形成す
る。

【００１５】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。図１はこの発明の一実施例であるリードフレ
ーム材料の側断面図、図２はこの実施例のリードフレー
ムインナーリード先端の側断面図、図３はこの実施例の
エッチングにおける断面形状の変化を示す図である。

【００１６】図１において、１はエッチングの反応速度
の大きい第１の金属板である内層金属、２は内層金属に
積層したエッチングの反応速度の小さい第２の金属板で
ある表面金属である。内層金属と表面金属との組合せは
エッチング反応速度の差により選定されるものであるが
、例えば、内層金属に銅あるいは銅合金を用いる場合は
、Ｆｅ・Ｎｉ合金あるいはＮｉなどが好適な材料となる
。

【００１７】例えば、銅合金としてＣｕ・２％，Ｓｎ・
０．２％Ｎｉ合金を用いた場合、あるエッチング条件で
のエッチング反応速度は３８ないし４０μｍ／ｍｉｎ．
であり、Ｆｅ・Ｎｉ合金である４２合金のエッチング反
応速度は１７ないし１８μｍ／ｍｉｎ．の組合せなどが
挙げられる。この実施例では、前記のＣｕ・２％Ｓｎ・
０．２％Ｎｉ合金と４２合金の組合せを用いた。

【００１８】図２は、この実施例であるＣｕ・２％Ｓｎ
・０．２％Ｎｉ合金と４２合金のクラッド材を用いた多
ピンリードフレームのインナーリード先端付近の断面形
状を示し、表面金属２のパターン幅が内層金属１のパタ
ーン幅より広く、隣接するリードの間隙も狭くなってい
ることがわかる。

【００１９】次に、この実施例のリードフレームの製造
方法を図３を用いて説明する。前記のようなリードフレ
ームを得るためのエッチング工程は、前記図４に示した
従来のエッチング工程と特別に変わることはない。しか
し、エッチング加工中におけるリードフレーム材料のエ
ッチング進行経過の様子は従来のものとは異なっている
。図３はエッチング加工中におけるリードフレーム材料
のエッチング進行経過を断面形状で表しており、所望す
るパターンの形状に形成されたフォトレジスト８の隙間
にエッチング液を供給することにより、エッチングを開
始し（ａ）表面金属２の中央付近からエッチングが進行
し、内層金属１に到達すると、内層金属１のエッチング
が開始され（ｂ）、この時点での表面金属２のアンダー
カット９は表面金属２の厚みが薄いために小さい。

【００２０】さらに、エッチングを継続すると（ｃ）表
面金属２と内層金属１のエッチング反応速度の差により
、板厚方向のエッチングの進行が速いのに対し、表面付
近の平面方向のエッチング進行が遅いので両面からの凹
みが貫通しエッチングが終了時点では、内層金属１の上
下の端面の幅よりも表面金属２の幅の方が広くなる。 その結果、従来の単一のリードフレーム材料をエッチン
グ加工した場合よりも間隙の狭いパターンを得ることが
出来る。

【００２１】尚、この実施例のＣｕ・２％Ｓｎ・０．２
％Ｎｉ合金と４２合金のクラッド材を用いて製造したイ
ンナーリードピッチ２００μｍのリードフレームと、そ
の比較例として製造した本実施例と同一板厚のＣｕ・２
％Ｓｎ・０．２％Ｎｉ合金を用いた同パターンリードフ
レームの双方のインナーリード先端部分の幅および間隙
を測定したところ、表１の結果が得られた。

【００２２】

【表１】 このように表１から、この実施例によれば従来のリード
フレーム材料を用いた場合よりも間隙の狭いパターンを
得ることが確認出来た。

【００２３】尚、この実施例では表面金属と内層金属の
積層方法はクラッドを用いたが、このほかにもめっきな
どの方法が有効に活用できる。また、この実施例ではリ
ードフレームの表面に下地めっきを施しているが、表面
金属の選択次第でこれを省略することもできる。さらに
、表面金属と内層金属との組合せに余地がある場合は、
双方の特徴を生かせるような選択が可能である。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のリード
フレーム材料を用いてエッチング加工したリードフレー
ムによれば、表面にエッチングにおける反応速度の小さ
い材料を積層することにより、エッチング加工における
アンダーカット量の増大が抑えられて微細パターンの形
成が可能になる。また、表面金属と内層金属の組合せ次
第で、双方の特徴を生かせるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例であるリードフレーム材料
の側断面図

【図２】この実施例のリードフレームインナーリード先
端の側断面図

【図３】この実施例のリードフレーム材料のエッチング
における断面形状の変化を示す図

【図４】従来例のリードフレームのインナーリード先端
付近の側断面図

【図５】従来例のリードフレームの製造工程を示す工程
図

【符号の説明】

１　　　　第１の金属板（内層金属） ２　　　　第２の金属板（表面金属） ３　　　　下地めっき ４　　　　Ａｇめっき ５　　　　リードフレーム材料 ６　　　　光感応性樹脂 ７　　　　フォトマスク ８　　　　フォトレジスト ９　　　　アンダーカット量 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　表面にフォトレジストを形成しエッチ
   ング加工するリードフレーム材料において、内層を形成
   する第１の金属板と、前記第１の金属板の片面もしくは
   両面に積層する前記第１の金属板よりエッチング反応速
   度の小さい第２の金属板とを具備して成ることを特徴と
   するリードフレーム材料。
2. 【請求項２】　　内層を形成するエッチング反応速度の
   大きい第１の金属板と、前記第１の金属板の片面もしく
   は両面に積層し表面を形成するエッチング速度の小さい
   第２の金属板とを有し、かつエッチング加工後の断面形
   状が表面側で幅広く、内側で幅狭く形成して成ることを
   特徴とするリードフレーム。