JPH077113A - リードフレームの製造方法及びリードフレーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】熱影響を受けることなく、高精度かつ微細に加
工することができるリードフレームの製造方法、及びこ
の製造方法により製造されるリードフレームを提供す
る。 【構成】金属板３０１の両面にレーザビームをよく反射
する高効率反射金属である銅薄膜１を被覆し、この銅薄
膜１にエッチング処理によりリードフレーム形状に基づ
く所定パターンの開口部３を形成する。そして、開口部
３に露出した金属板３０１に集光したレーザビームを照
射し、このレーザビームによる入熱によって金属板３０
１に切欠き穴４を形成し所定形状のリードフレームを製
造する。この時、レーザビームのビーム断面を細長い楕
円形にすると共に、その楕円形の長軸と切断進行方向と
をほぼ一致させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、四方向からアウターリ
ードを出したＱＦＰ（Quad Flat Package ）と呼ばれる
プラスチックフラットパッケージの構成を備えた半導体
装置に使用されるリードフレームの製造方法、及びこの
製造方法で製造されるリードフレームに関する。

【０００２】

【従来の技術】リードフレームは、金属板にインナーリ
ードやアウターリード等の微細な加工パターンを施した
ものであり、このリードフレームにおいて、半導体チッ
プが搭載された後に半導体チップの端子とインナーリー
ドとが電気的に接続される。そして最終的に半導体チッ
プ及びインナーリードが樹脂モールド部により一体的に
封止され、四方向からアウターリードを出したＱＦＰ
（Quad Flat Package ）と呼ばれるプラスチックフラッ
トパッケージの構成を備えた半導体装置となる。

【０００３】ところで、近年、半導体チップの高密度実
装化、高集積化がより一層激しく要求されてきており、
これに対応するため半導体チップを搭載するリードフレ
ームも微細かつ高精度の寸法及び形状を有するものが開
発されてきている。これに伴って、リードフレームの多
ピン化が重点的に要求されてきており、特にその幅がリ
ードフレーム用の金属板の板厚以下になるようなものも
求められており、これに伴って、インナーリード先端部
のピッチを狭く微細に加工できる加工技術が要求されて
いる。例えば、最近では0.1〜0.2ｍｍのリードフレーム
の板厚に対してインナーリードのピッチは0.15〜0.25ｍ
ｍが要求されている。

【０００４】このような多ピンでかつ狭ピッチのリード
フレームを金属板より形成する最近の加工技術は、エッ
チング加工が主流であった。この加工によれば微細で良
好な加工形状のものが容易に得られる。

【０００５】これに対し、エッチング加工とレーザ加工
とを組合せたリードフレームの加工方法として、特開平
２−２４７０８９号公報や特開平４−３７４９３号公報
に記載された方法がある。前者の特開平２−２４７０８
９号公報に記載の加工方法は、狭ピッチ部分をレーザ加
工し、アウターリード部分等の狭ピッチでない部分をプ
レスまたはエッチングにより加工するものである。ま
た、後者の特開平４−３７４９３号公報に記載の加工方
法は、板厚方向の全加工量のうち所定量だけエッチング
加工を行って曲面状の凹部を形成し、その後にエッチン
グにより貫通しなかった部分をレーザ光により完全に貫
通させることによって狭ピッチのインナーリードを加工
するものである。

【０００６】上記のようなレーザ加工は、高密度エネル
ギ熱源であるレーザビームを集光レンズで集光して材料
に照射し、その時の入熱によって材料を局部的に急速加
熱し、その部分を急速溶融及び蒸発させることにより切
断を行う熱加工の一種である。従って、レーザ光を非常
に小さなビーム径に集光することができるので微細加工
に好適であり、金属板、特にリードフレームにおける狭
ピッチのインナーリードの加工を容易にかつ確実に行う
ことができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】エッチング加工のみに
より金属板の両面から微細な部分を加工する場合、金属
板を板厚方向に貫通させるためには片面側につき板厚の
半分以上がエッチングされる必要があるが、エッチング
は等方性の加工であるために加工される部分の幅方向に
も同じ量だけ同時に加工されてしまい（以下、これをサ
イドエッチという）、最終的に形成される間隙の幅は板
厚以上となってしまう。即ち、エッチング加工で金属板
に微細な加工を施す場合には加工限界が存在し、板厚以
下の加工ができなかった。

【０００８】一方、特開平２−２４７０８９号公報や特
開平４−３７４９３号公報に記載された方法によれば、
レーザ加工の特徴を生かし、上記エッチングの加工限界
を越えて高密度、高集積半導体チップに用いられる狭ピ
ッチのリードフレーム等の微細な部分の加工ができる
が、この場合には、レーザ光照射に伴なう入熱により熱
変形が生じ、良好な加工形状や高い寸法精度を実現でき
ない。また、レーザ加工で高熱になった金属板表面に酸
化皮膜が形成されるため、端子接続時の接触不良の原因
となる。このように、上記２つの従来技術は、熱加工で
あるレーザ加工に起因する問題点に対する配慮がなされ
ていない。

【０００９】さらに、特開平４−３７４９３号公報に記
載の方法では、エッチング加工により貫通しなかった不
完全な加工部分をレーザ光により貫通させるため、最終
的にはもとの金属板の平坦部の一部が曲面状に加工され
た状態となり良好な断面形状とならない。従って、端子
接続の際に必要とされる平坦部がインナーリードに十分
に残らず、後ほどワイヤボンディング等により半導体チ
ップの端子と電気的に接続することが困難となる。

【００１０】本発明の目的は、熱影響を受けることな
く、高精度かつ微細に加工することができるリードフレ
ームの製造方法、及びこの製造方法により製造されるリ
ードフレームを提供することである。

【００１１】

【課題を解決する手段】上記目的を解決するため、本発
明によれば、半導体チップの各端子に接続される多数の
インナーリードと、前記インナーリードの外側に連続す
るアウターリードとを有するリードフレームを金属板か
ら形成するリードフレームの製造方法において、前記金
属板の少なくとも片面にレーザビームをよく反射する高
効率反射金属の薄膜を被覆し、前記高効率反射金属の薄
膜を被覆した金属板表面の所定部分に集光したレーザビ
ームを照射し、このレーザビームによる入熱によって前
記金属板を切欠いて所定形状のリードフレームを製造す
ることを特徴とするリードフレームの製造方法が提供さ
れる。

【００１２】上記リードフレームの製造方法において、
好ましくは、さらに前記高効率反射金属の薄膜の所定部
分を除去し、この高効率反射金属の薄膜を除去した部分
に集光したレーザビームを照射する。

【００１３】また、好ましくは、さらに前記高効率反射
金属の薄膜の所定部分にレーザビームをほとんど反射し
ない低効率反射材料の薄膜を被覆し、この低効率反射材
料の薄膜を被覆した部分にレーザビームを照射する。

【００１４】また、上記目的を解決するため、本発明に
よれば、上記のようなリードフレームの製造方法におい
て、前記金属板の少なくとも片面にハンダメッキを施
し、前記ハンダメッキを施した金属板表面の所定部分に
レーザビームをよく反射する高効率反射金属の薄膜を被
覆し、前記高効率反射金属の薄膜の中央にさらにレーザ
ビームをほとんど反射しない低効率反射材料の薄膜を被
覆し、この低効率反射材料の薄膜を被覆した部分に集光
したレーザビームを照射し、このレーザビームによる入
熱によって前記金属板を切欠いて所定形状のリードフレ
ームを製造することを特徴とするリードフレームの製造
方法が提供される。

【００１５】上記において、好ましくは、前記高効率反
射金属の薄膜を被覆する部分のハンダメッキを除去す
る。

【００１６】また、上記目的を解決するため、本発明に
よれば、上記のようなリードフレームの製造方法におい
て、前記金属板の少なくとも片面にハンダメッキを施
し、前記ハンダメッキ表面の加工すべき部分の両縁部に
レーザビームをよく反射する高効率反射金属の薄膜を被
覆し、前記高効率反射金属の薄膜で挟まれた前記加工す
べき部分に集光したレーザビームを照射し、このレーザ
ビームによる入熱によって前記金属板を切欠いて所定形
状のリードフレームを製造することを特徴とするリード
フレームの製造方法が提供される。

【００１７】上記において好ましくは、照射されるレー
ザビームのビーム断面は細長い楕円形であり、前記楕円
形の長軸と切断進行方向とをほぼ一致させる。

【００１８】また、上記目的を解決するため、本発明に
よれば、半導体チップの各端子に接続される多数のイン
ナーリードと、前記インナーリードの外側に連続するア
ウターリードとを有するリードフレームにおいて、少な
くとも前記インナーリードの先端部分にレーザビームを
よく反射する高効率反射金属の薄膜が被覆されているこ
とを特徴とするリードフレームが提供される。

【００１９】ここで好ましくは、前記高効率反射金属の
薄膜は全表面に被覆された銅薄膜である。

【００２０】また、好ましくは、前記高効率反射金属は
金である。

【００２１】

【作用】上記のように構成した本発明では、金属板の所
定部分に集光したレーザビームを照射した時、レーザビ
ームによる入熱によって加工すべき部分、特にその中央
部分の温度が上昇する。そしてその部分の反射率が低下
してその部分と他の部分の反射率の差異が大きくなり、
表面付近が溶融して溶融池が形成される。これによって
その部分の反射率はさらに急速に低下し、熱伝達効率が
向上し、その結果、高効率反射金属の薄膜がその部分だ
け除去されたのと同様の結果となる。以上のことはレー
ザビームの極めて短時間の照射時間中に起こる。

【００２２】上記のような加工においては、加工すべき
部分のまわりには高効率反射金属の薄膜が被覆されてい
るので、例えば非常に微細な加工をしようとする場合で
も加工すべき部分のみにレーザビームが集中し、そのま
わりの未加工部分にはほとんど熱影響を与えない。従っ
て、熱変形や酸化膜の形成による影響を受けることな
く、狭いパターンが加工可能となり、狭ピッチかつ多ピ
ンの微細なリードフレームを高精度に加工することが可
能となる。さらにこのようなリードフレームを使用して
半導体装置の微細化及び高性能化を図ることができる。

【００２３】また、高効率反射金属の薄膜の所定部分、
即ち加工すべき部分を除去することにより、予め加工す
る部分の反射率を低下させることができ、この薄膜を除
去した部分に集光したレーザビームを照射することで前
述と同様の加工を行うことができる。そして、加工すべ
き高精度な加工パターンに基づいて薄膜を除去しておけ
ば、その加工パターンを利用して加工を行うことが可能
となる。

【００２４】さらに、本発明では、上記高効率反射金属
の薄膜の加工すべき所定部分に、レーザビームをほとん
ど反射しない低効率反射材料の薄膜を被覆する。この低
効率反射材料は高吸収材料でもあるためレーザビームの
エネルギをよく吸収し、この部分にレーザビームを照射
することによって効率よく入熱が集中し、そのまわりの
高効率反射金属との反射率の差異が一層大きくなってよ
り効率よく加工を行うことが可能となる。

【００２５】また、上記高効率反射金属の薄膜を被覆す
る前にハンダメッキを施しておくことにより、このリー
ドフレームを使用して半導体装置を製造する際に再度表
面処理する必要がなく端子等の各種の接合が容易にな
る。特に、ＱＦＰに使用されるような多ピンで狭ピッチ
のリードフレームでは加工精度が厳しく、その高い加工
精度を維持するためには、できるだけリードフレーム形
状への加工後にはハンダメッキ等の加工や処理を避ける
ことが必要である。また、上記において高効率反射金属
の薄膜を被覆する部分のハンダメッキを除去しておいて
もよい。

【００２６】また、上記のようにハンダメッキを施した
後で、ハンダメッキ表面の加工すべき部分の両縁部に高
効率反射金属の薄膜を被覆することにより、集光したレ
ーザビームを照射した時に、加工される部分の両縁部が
高効率反射金属の薄膜で保護されるため、熱変形や酸化
膜の形成による影響を受けることなく微細なリードフレ
ームを高精度に加工することが可能となる。

【００２７】また、従来は丸形のビームを用い、この丸
形のビームを少しづつずらせて順次ビームによってでき
た切欠き部を重ね合せることによって材料を切断してい
たが、丸形のビームでは重ね合せ割合を大きくしなけれ
ば、切断面の凹凸が大きくなりすぎて実用に供しえず、
そのため切断速度を速くすることができなかった。本発
明では、照射されるレーザビームのビーム断面を細長い
楕円形にし、その楕円形の長軸と切断進行方向とをほぼ
一致させることにより、従来のような丸形のビームを使
用する場合に比較して、切欠き部の重ね合せ割合がわず
かでも切断面の凹凸が少なくきれいな切断部が得られ
る。また、切断される部分の周辺は高効率反射金属の薄
膜で保護されていても、丸形のビームではある程度は熱
影響を受けてしまい、丸形のビームによる切欠き部を重
ね合わせることによってこの熱影響部も重ね合わされて
熱影響が増大することになるが、楕円形ビームの場合
は、重ね合わせの割合が少なくてすむので切欠き部周辺
の熱影響部が重ね合わされてもその度合いは小さく、結
果的に熱影響部を少なくすることが可能となる。さら
に、１発あたりのレーザビーム照射によって切断できる
切断長さが丸形のビームに比べて格段に長くなり、その
結果切断速度も従来に比べて格段に速くすることができ
る。

【００２８】また、上記のようにして製造されたリード
フレームにおいて、少なくともインナーリードの先端部
分にレーザビームをよく反射する高効率反射金属の薄膜
が被覆されることにより、半導体チップの端子とハンダ
接合する際の接合が容易になる。特に、高効率反射金属
として銅を使用した場合には、ハンダとの金属親和性が
良いため、良好なハンダ接合を実現することができる。
また、銅は比較的安価な金属であるためリードフレーム
全面に被覆しても差し支えない。

【００２９】さらに、高効率反射金属として金を使用し
た場合、金は反射率が非常に高いため、微細な加工パタ
ーンを加工する上で一層効果的である。しかも、一般に
金は化学的に安定な金属であり、半導体チップの端子と
の接合時の接合性やハンダ付性も良好である。また、金
は高価な金属であるためインナーリードの先端部分に被
覆することが好ましい。

【００３０】

【実施例】本発明によるリードフレームの製造方法及び
リードフレームの一実施例について、図１から図５を参
照しながら説明する。

【００３１】まず、図２に、本実施例のリードフレーム
を示す。図２において、リードフレーム３０１の中央部
分には、半導体チップ（図示せず）を搭載するダイパッ
ド３０２が設けられており、このダイパッド３０２を囲
むようにして多数のインナーリード３０３と、これらイ
ンナーリード３０３に連続するアウターリード３０４が
配設されている。これら隣合うインナーリード３０３と
アウターリード３０４とはダムバー３０５により互いに
連結状に支持されている。また、ダイパッド３０２の周
辺は腕３０２ａ以外は貫通部３０６が設けられており、
この貫通部３０６によりインナーリード３０３はダイパ
ッド３０２と分離され、かつ隣合うインナーリード３０
３はこの貫通部３０６によりそれぞれ分割されている。
さらに、金属板３０１の外周部分には半導体チップの端
子とインナーリード３０３との接続時の位置決め用に位
置決め穴３０７が設けられている。尚、ダムバー３０５
は、半導体チップのモールド時に樹脂を堰止める役割と
インナーリード３０３及びアウターリード３０４を補強
する役割を有し、モールド後に除去される。

【００３２】また、インナーリード３０３は、ダイパッ
ド３０２の方へ収束するように延びており、その先端部
は半導体チップ（図示せず）をダイパッド３０２に搭載
した後に行われるワイヤボンディング等の電気的接続を
行うのに十分な幅となっている。従って、相隣合うイン
ナーリード３０３の間隙３０３ａは、特に内側部分の間
隙が板厚よりも狭い極めて微細な構造となっており、し
かもこの部分の加工はリードフレームの加工において最
も寸法精度や清浄度が厳しい部分である。

【００３３】次に、本実施例のリードフレームの製造方
法を説明する。図１は本実施例によって製造されるリー
ドフレームの断面図であり、図３は上記リードフレーム
の製造工程を説明する図である。まず、図３のステップ
Ｓ１において、コイル状に巻かれた帯状の金属板、例え
ば鋼、銅合金，４２アロイ、コバール等の金属板がレベ
ラーにかけられ、巻きぐせが取り除かれる。上記のよう
に素材としてコイル状に巻かれた帯状の金属板を使用す
ることにより、これを巻き出して多数のリードフレーム
を連続的に加工することができる。

【００３４】次に、ステップＳ２において、その金属板
の表面が洗浄され、汚れや油分等が除かれ、さらに乾燥
される。そして、高効率反射金属である銅薄膜１がメッ
キ法または圧接法によって金属板３０１の両面に被覆さ
れる。この時の金属板の断面を図１（ａ）に示す。

【００３５】次に、ステップＳ３において、フォトレジ
スト処理が行われる。即ち、感光剤が金属板３０１の両
面の全面に塗付され、乾燥後、リードフレーム形状に基
づく所定のエッチングパターンを有する原版（図示せ
ず）が重ねられて露光処理され、そのパターンが転写さ
れる。さらに、露光処理された金属板は現像液に浸さ
れ、露光によってできた溶解度差を利用して現像処理さ
れる。このようにして、図１（ｂ）に示すように、フォ
トレジスト膜２に開口部３ａが形成される。つまり、リ
ードフレーム形状に基づく所定のエッチングパターンが
形成される。

【００３６】次に、ステップＳ４において、エッチング
処理により上記フォトレジスト膜２の開口部３ａに対応
する場所の銅薄膜１が除去され、開口部３が形成され
る。エッチング処理後は、残ったフォトレジスト膜２が
溶剤等により除去され、さらにその後の表面が洗浄及び
乾燥される。この時の断面を図１（ｃ）に示す。このエ
ッチング処理は極薄い銅薄膜程度の厚みであれば微細な
パターンを高精度に加工することが可能である。

【００３７】尚、銅薄膜の被覆、フォトレジスト処理、
及び銅薄膜のエッチングは、金属板の少なくとも片面、
即ち少なくとも次の工程でレーザを照射する側の面にを
行えばよいのであって、必ずしも上記のように両面に加
工を施す必要はない。また、銅薄膜１にリードフレーム
形状に基づく所定パターンの開口部を形成する方法とし
て上記エッチング加工以外の方法を用いてもよい。

【００３８】次に、ステップＳ５において、レーザ加工
が行われる。図１（ｄ）において、レーザ光５０は充分
な熱エネルギを供給できるように集光レンズ５４で集光
されており、金属板３０１表面の銅薄膜１に形成された
開口部３に照射される。この時、特にその中央部分の温
度が上昇する。この開口部３のまわりの部分は高効率反
射金属である銅薄膜１で被覆されているため、もともと
開口部３に露出している金属板３０１との反射率の差が
大きいが、レーザビームによる入熱によって露出してい
る金属板３０１の温度が上昇するので、その部分の反射
率がますます低下しての反射率の差がさらに大きくな
る。そして露出した金属板３０１の表面付近が溶融して
溶融池が形成されるとその部分の反射率はさらに急速に
低下し、逆に熱伝達効率が向上して、ますます溶融が進
む。これが熱源となってこの溶融が表面から順次深さ方
向に向って進行し、やがて金属板３０１を貫通する。以
上のことはレーザビームの極めて短時間の照射時間中に
起こる。

【００３９】一方、開口部３のまわりには銅薄膜１が被
覆されているので、加工すべき部分のみにレーザビーム
が集中し、そのまわりの未加工部分として残る部分には
ほとんど熱影響を与えない。従って、熱変形や酸化膜の
形成による影響を受けることなく、狭いパターンが加工
可能となり、狭ピッチかつ多ピンの微細なリードフレー
ムを高精度に加工することができる。そして、リードフ
レームのパターンに基づいてレーザビームにより切断が
行われ、図１（ｅ）に示すような、金属板３０１を貫通
する切欠き穴４が形成される。

【００４０】図４（ａ）に、本実施例において使用され
るレーザ加工装置の光学系の一例を模式的に示す。図４
（ａ）において、レーザ発振器５１で発生したレーザビ
ーム５０は、まず凸型シリンドリカルレンズ５２（図４
（ｂ）参照）でビーム断面の一軸方向のみが縮小され、
その後凹型シリンドリカルレンズ５３（図４（ｃ）参
照）で平行光に矯正され、集光レンズ５４で集光されて
金属板３０１表面のに照射される。この金属板３０１に
照射されるレーザビームの断面は上記シリンドリカルレ
ンズ５２，５３の働きによって、図４（ｄ）に示すよう
に一軸方向のみが縮小された楕円形のビーム５５とな
る。

【００４１】上記のような楕円形のビームを用いて図５
（ａ）に示すように切断を行う。即ち、切断進行方向と
前記楕円形のビームの長軸方向とを一致させて細長い切
欠き部６１を形成し、この切欠き部６１に対し切断進行
方向に少し重ねるようにして次の切欠き部６２を形成す
る。そして順次切欠き部６３以下も同様に形成すること
により切断を行う。本実施例ではビームが細長い楕円形
でるため上記切欠き部の重ね合せ割合がわずかでも切断
面の凹凸が少なくきれいな切断部が得られる。

【００４２】ところで、従来は、丸形のビームを用い、
図５（ｂ）に示すようにこの丸形のビームによる切欠き
部７１，７２，７３，…を少しづつずらせて順次重ね合
せることによって材料を切断していた。しかし、このよ
うな丸形のビームでは重ね合せ割合を大きくしなけれ
ば、切断面の凹凸が大きくなりすぎて実用に供しえず、
そのため切断速度を速くすることができなかった。ま
た、切欠き部を重ね合わせることによってそのまわりの
この熱影響部も重ね合わされることになるが、切断され
る部分の周辺が本実施例のように高効率反射金属の薄膜
で保護されていたとしても、丸形のビームを使用してい
れば上記のように重ね合わせ割合が大きくなることによ
って熱影響を受ける度合いが大きくなることは避けられ
ない。即ち、切欠き部のまわりの熱影響部において高効
率反射金属の反射特性が劣化したりリードフレームの導
電性が低下することになる。

【００４３】本実施例では、レーザビームの断面を細長
い楕円形にし、その楕円形のビーム５５の長軸と切断進
行方向とをほぼ一致させることにより、前述のように切
欠き部の重ね合せ割合がわずかでも切断面の凹凸が少な
くきれいな切断部が得られる。また、この場合は重ね合
わせの割合が丸形のビームを使用する場合に比べて少な
くてすむので、切欠き部周辺の熱影響部が重ね合わされ
てもその度合いは小さく、結果的に熱影響部を少なくす
ることが可能となる。つまり、高効率反射金属の反射特
性の劣化やリードフレームの導電性の低下が最小限に抑
えられる。さらに、１発あたりのレーザビーム照射によ
って切断できる切断長さが丸形のビームに比べて格段に
長くなり、その結果切断速度も従来に比べて格段に速く
することができる。特に本実施例のように、加工すべき
部分が多いリードフレームを加工する場合には、加工速
度が速く非常に有利である。

【００４４】上記レーザ加工の後、この金属板３０１は
洗浄及び乾燥される。さらにステップＳ６で検査が行わ
れリードフレーム製造が終了する。また、この後で半導
体チップとの接合時に接合がさらに容易になるようにハ
ンダメッキを施してもよい。

【００４５】尚、図２のリードフレームの全体を上記製
造方法で加工してもよいが、少なくとも狭ピッチで寸法
精度が厳しいインナーリード３０３の先端部分を上記製
造方法で加工し、それ以外のアウターリード３０４や位
置決め穴３０７等の比較的大きな部分の加工は従来のプ
レス加工やエッチング加工を用いてもよい。

【００４６】また、上記のようにして加工されたリード
フレームにおいては、少なくともインナーリード３０３
先端部分の表面が高効率反射金属である銅薄膜１で被覆
されることになる。銅は、ハンダとの金属親和性が良い
ため、半導体チップの端子とハンダ接合する際に特別な
表面処理を行うことなくそのまま良好な状態で接合する
ことができ、接合作業が容易になって製造コストの低減
にもつながる。

【００４７】ここで、高効率反射金属として利用できる
銅以外の金属について説明する。図６は、レーザプロセ
ッシング（日経技術図書）第３２５頁に記載のレーザの
波長と各種金属材料の反射率との関係を示す図である。
図６に示すように、切断加工によく利用されるＹＡＧレ
ーザの波長（1.06μｍ）の近傍においては、銅（図中Ｂ
で示す）以外に銀（図中Ａで示す）の反射率が高い。銀
は、高効率反射金属としては銅よりも優れており、さら
に微細な加工を高精度で行うために有効である。これに
比べて、アルミニウム（図中Ｃで示す）やニッケル（図
中Ｄで示す）や炭素鋼（図中Ｅで示す）は反射率が低
く、反射されないで吸収される熱エネルギは、同一出力
のＹＡＧレーザを照射した場合で、銀や銅の３〜５倍と
なり、上述のように金属板に被覆すべき高効率反射金属
としてはふさわしくない。

【００４８】また、図示しないが、金も上記銀と同等の
反射率を有する高効率反射金属である。しかも、一般に
金は銀と比較して化学的に安定な金属であり、半導体チ
ップの端子との接合時の接合性やハンダ付性も良好であ
る。但し、金は高価な金属であるため、金薄膜を被覆す
る範囲はインナーリード先端部分の表面に限定すること
が好ましい。

【００４９】以上の本実施例の金属板の加工方法におい
ては、高効率反射金属である銅薄膜１を金属板３０１に
被覆しその後加工すべき部分に開口部３を形成するの
で、開口部３とそのまわりの銅薄膜１で被覆された部分
の反射率の差が大きくなり、例えば非常に微細な加工を
しようとする場合でも加工すべき部分のみにレーザビー
ムが集中し、そのまわりの未加工部分にはほとんど熱影
響を与えない。従って、熱変形や酸化膜の形成による影
響を受けることなく、狭いパターンが加工可能となり、
狭ピッチかつ多ピンの微細なリードフレームを高精度に
加工することができる。さらにこのようなリードフレー
ムを使用して半導体装置の微細化及び高性能化を図るこ
とができる。

【００５０】また、本実施例では、照射されるレーザビ
ームのビーム断面を細長い楕円形にし、その楕円形の長
軸と切断進行方向とをほぼ一致させるので、従来のよう
な丸形のビームを使用する場合に比較して、切欠き部の
重ね合せ割合がわずかでも切断面の凹凸が少なくきれい
な切断部が得られる。また、重ね合わせの割合が少なく
てすむので切欠き部周辺の熱影響部が重ね合わされても
その度合いは小さく、結果的に熱影響部を少なくするこ
とが可能となる。さらに、１発あたりのレーザビーム照
射によって切断できる切断長さが丸形のビームに比べて
格段に長くなり、その結果切断速度も従来に比べて格段
に速くすることができる。

【００５１】また、リードフレームの少なくともインナ
ーリード３０３先端部分の表面が高効率反射金属である
銅薄膜１で被覆されるが、銅はハンダとの金属親和性が
良いため、半導体チップの端子とハンダ接合する際に特
別な表面処理を行うことなくそのまま良好な状態で接合
することができる。従って、接合作業が容易になって製
造コストの低減にもつながる。

【００５２】さらに、高効率反射金属として金を使用し
た場合、金は反射率が非常に高いため、微細な加工パタ
ーンを加工する上で一層効果的である。しかも、一般に
金は化学的に安定な金属であり、半導体チップの端子と
の接合時の接合性やハンダ付性も良好である。

【００５３】次に、本発明の他の実施例について、図７
を参照しながら説明する。但し、図７はレーザ加工する
直前の状態を示す断面図であり、図１（ｃ）に相当する
図である。

【００５４】本実施例においては、図７に示すように高
効率反射金属の薄膜１１を金属板３０１表面に被覆した
後に、レーザビームをほとんど反射しない低効率反射材
料の薄膜１２を加工すべき所定部分に被覆する。この低
効率反射材料はレーザビームをほとんど反射しない代わ
りにこれをよく吸収する材料であって、炭素粉末やリン
酸亜鉛などが適している。そして、この低効率反射材料
の薄膜１２を被覆した部分にレーザビームを照射するこ
とによってこの部分に入熱（熱伝達）が集中し、そのま
わりの高効率反射金属の薄膜１１が被覆された部分では
レーザビームがよく反射される。

【００５５】従って本実施例によれば、低効率反射材料
の薄膜１２を被覆した加工すべき部分とそのまわりの高
効率反射金属の薄膜１１で被覆された部分の反射率の差
が大きくなり、前述の実施例と同様の効果が得られる。

【００５６】次に、本発明のさらに他の実施例につい
て、図８を参照しながら説明する。但し、図８は図７と
同様にレーザ加工する直前の状態を示す断面図であり、
図１（ｃ）に相当する図である。

【００５７】本実施例においては、図８に示すように、
予め金属板３０１の表面にハンダメッキ１３を被覆して
おき、続いて高効率反射金属の薄膜１１を金属板３０１
表面に被覆する。この高効率反射金属の薄膜１１は加工
すべき部分の近傍のみに被覆する。その後に、レーザビ
ームをほとんど反射しない低効率反射材料の薄膜１２を
高効率反射金属の薄膜１１表面中央の加工すべき所定部
分に被覆する。そして、この低効率反射材料の薄膜１２
を被覆した部分にレーザビームを照射することによって
この部分に入熱（熱伝達）が集中し、そのまわりの高効
率反射金属の薄膜１１が被覆された部分ではレーザビー
ムがよく反射される。また、この場合は加工すべき部分
とそのまわりの部分とで反射率の差異が一層大きくなっ
てより効率よく加工を行うことができる。

【００５８】以上のように本実施例によれば、図７の実
施例と同様の効果が得られるだけでなく、加工すべき部
分とそのまわりの部分とで反射率の差異が一層大きくな
ってより効率よく加工を行うことができる。また、予め
ハンダメッキ１３を被覆しておくことにより、半導体装
置を製造する際にリードフレームを再度表面処理する必
要がない。従って、端子等の各種の接合が容易になると
共に製造コストの低減にもつながる。特に、ＱＦＰに使
用されるような多ピンで狭ピッチのリードフレームでは
加工精度が厳しく、その高い加工精度を維持するために
は、できるだけリードフレーム形状への加工後にはハン
ダメッキ等の加工や処理を避けることが必要である。

【００５９】図９は本発明のさらに他の実施例を示す図
であって、図７や図８と同様にレーザ加工する直前の状
態を示す断面図である。本実施例においては、図９に示
すように、予め金属板３０１の表面にハンダメッキ１３
を被覆しておき、さらに高効率反射金属の薄膜１１を被
覆する部分のハンダメッキを除去しておく。これ以外の
構成は、図８の実施例と同様であり同様の効果が得られ
る。

【００６０】次に、本発明のさらに他の実施例につい
て、図１０を参照しながら説明する。但し、図１０は図
７〜図９と同様にレーザ加工する直前の状態を示す断面
図であり、図１（ｃ）に相当する図である。

【００６１】本実施例においては、図１０に示すよう
に、予め金属板３０１の表面にハンダメッキ１３を被覆
しておき、続いて高効率反射金属の薄膜１１を金属板３
０１表面に被覆する。この高効率反射金属の薄膜１１は
加工すべき部分の両縁部のみに被覆する。そして、この
高効率反射金属の薄膜１１で両縁部を挟まれた部分にレ
ーザビームを照射することによってこの部分に入熱（熱
伝達）が集中し、その両縁部の高効率反射金属の薄膜１
１が被覆された部分ではレーザビームがよく反射され未
加工部分が保護される。

【００６２】以上のように本実施例によれば、加工すべ
き部分の両縁部が高効率反射金属の薄膜１１で保護され
るため、図８や図９の実施例と同様に熱変形や酸化膜の
形成による影響を受けることなく狭ピッチかつ多ピンの
微細なリードフレームを高精度に加工することができ
る。また、予めハンダメッキ１３を被覆しておくことに
より、半導体装置を製造する際にリードフレームを再度
表面処理する必要がなく端子等の各種の接合が容易にな
る。

【００６３】

【発明の効果】本発明によれば、加工される金属板に高
効率反射金属の薄膜を被覆するので、加工すべき部分の
みにレーザビームが集中し、そのまわりの未加工部分に
はほとんど熱影響を与えない。従って、狭ピッチかつ多
ピンの微細なリードフレームを高精度に加工することが
可能となる。さらにこのようなリードフレームを使用し
て半導体装置の微細化及び高性能化を図ることができ
る。

【００６４】また、高効率反射金属の薄膜の加工すべき
部分を除去することにより、予め加工する部分の反射率
を低下させることができる。さらに、加工すべき所定部
分に低効率反射材料の薄膜を被覆するので、レーザビー
ムによる入熱が効率よく行われる。

【００６５】また、金属板に予めハンダメッキを施すの
で、半導体装置を製造する際に再度表面処理する必要が
なく端子等の各種の接合が容易になる。さらにこれによ
って製造コストを低減することもできる。

【００６６】また、加工すべき部分の両縁部に高効率反
射金属の薄膜を被覆するので、加工される部分の両縁部
が保護され、熱変形や酸化膜の形成による影響を受ける
ことなく微細なリードフレームを高精度に加工すること
ができる。

【００６７】また、レーザビームのビーム断面を細長い
楕円形にし、その楕円形の長軸と切断進行方向とをほぼ
一致させるので、従来のような丸形のビームを使用する
場合に比較して、切欠き部の重ね合せ割合がわずかでも
切断面の凹凸が少なくきれいな切断部が得られる。ま
た、重ね合わせの割合が少なくてすむので切欠き部周辺
の熱影響部が重ね合わされてもその度合いは小さく、結
果的に熱影響部を少なくすることができる。さらに、１
発あたりのレーザビーム照射によって切断できる切断長
さが丸形のビームに比べて格段に長くなり、その結果切
断速度も従来に比べて格段に速くすることができる。

【００６８】また、リードフレームの少なくともインナ
ーリードの先端部分が高効率反射金属の薄膜が被覆され
るので、半導体チップの端子とハンダ接合する際の接合
が容易になる。また半導体装置を製造する際に再度表面
処理する必要がなく端子等の各種の接合が容易になり、
製造コストを低減することもできる。特に、高効率反射
金属として銅を使用した場合には、ハンダとの金属親和
性が良いため、良好なハンダ接合を実現することができ
る。さらに、高効率反射金属として反射率が非常に高い
金を使用した場合には、微細な加工パターンを加工する
上で一層効果的であると共に、化学的安定性や接合性や
ハンダ付性も良好になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によって製造されるリードフ
レームの断面図であって、（ａ）は銅薄膜が金属板の両
面に被覆された状態、（ｂ）は（ａ）の金属板の銅薄膜
表面にフォトレジスト処理が行われた状態、（ｃ）はエ
ッチング処理により銅薄膜に開口部が形成された状態、
（ｄ）はレーザ加工を行う状態、（ｅ）はレーザ加工に
より金属板を貫通する切欠き穴が形成された状態を示す
図である。

【図２】本発明のリードフレームの一実施例を示す図で
ある。

【図３】図１及び図２のリードフレームの製造工程を説
明する図である。

【図４】（ａ）は上記リードフレームの製造工程で使用
されるレーザ加工装置の光学系の一例を模式的に示す
図、（ｂ）は（ａ）のレーザ加工装置の光学系における
凸型シリンドリカルレンズを示す図、（ｃ）は（ａ）の
レーザ加工装置の光学系における凹型シリンドリカルレ
ンズを示す図、（ｄ）は（ａ）のレーザ加工装置の光学
系によって一軸方向のみが縮小された楕円形のビームを
示す図である。

【図５】（ａ）は図４（ｄ）の楕円形のビームを用いて
切断を行う状況を示す図、（ｂ）は従来の丸形のビーム
を用いて切断を行う状況を示す図である。

【図６】レーザプロセッシング（日経技術図書）第３２
５頁に記載のレーザの波長と各種金属材料の反射率との
関係を示す図である。

【図７】本発明の他の実施例によって製造されるリード
フレームの断面図であって、レーザ加工する直前の状態
を示す断面図である。

【図８】本発明のさらに他の実施例によって製造される
リードフレームの断面図であって、レーザ加工する直前
の状態を示す断面図である。

【図９】本発明のさらに他の実施例によって製造される
リードフレームの断面図であって、レーザ加工する直前
の状態を示す断面図である。

【図１０】本発明のさらに他の実施例によって製造され
るリードフレームの断面図であって、レーザ加工する直
前の状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 銅薄膜（高効率反射金属の薄膜） ２ フォトレジスト膜 ３ 開口部 ４ 切欠き穴 １１ 高効率反射金属の薄膜 １２ 低効率反射材料の薄膜 １３ ハンダメッキ ３０１ 金属板 ３０３ インナーリード ３０３ａ （インナーリードの）間隙 ３０４ アウターリード ５１ レーザ発振器 ５２ 凸型シリンドリカルレンズ ５３ 凹型シリンドリカルレンズ ５４ 集光レンズ ５５ 楕円形のビーム ６１〜６６ 切欠き部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桜井 茂行 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 長野 義也 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体チップの各端子に接続される多数
   のインナーリードと、前記インナーリードの外側に連続
   するアウターリードとを有するリードフレームを金属板
   から形成するリードフレームの製造方法において、 前記金属板の少なくとも片面にレーザビームをよく反射
   する高効率反射金属の薄膜を被覆し、前記高効率反射金
   属の薄膜を被覆した金属板表面の所定部分に集光したレ
   ーザビームを照射し、このレーザビームによる入熱によ
   って前記金属板を切欠いて所定形状のリードフレームを
   製造することを特徴とするリードフレームの製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のリードフレームの製造方
   法において、さらに前記高効率反射金属の薄膜の所定部
   分を除去し、この高効率反射金属の薄膜を除去した部分
   に集光したレーザビームを照射することを特徴とするリ
   ードフレームの製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載のリードフレームの製造方
   法において、さらに前記高効率反射金属の薄膜の所定部
   分にレーザビームをほとんど反射しない低効率反射材料
   の薄膜を被覆し、この低効率反射材料の薄膜を被覆した
   部分にレーザビームを照射することを特徴とするリード
   フレーム製造方法。
4. 【請求項４】 半導体チップの各端子に接続される多数
   のインナーリードと、前記インナーリードの外側に連続
   するアウターリードとを有するリードフレームを金属板
   から形成するリードフレームの製造方法において、 前記金属板の少なくとも片面にハンダメッキを施し、前
   記ハンダメッキを施した金属板表面の所定部分にレーザ
   ビームをよく反射する高効率反射金属の薄膜を被覆し、
   前記高効率反射金属の薄膜の中央にさらにレーザビーム
   をほとんど反射しない低効率反射材料の薄膜を被覆し、
   この低効率反射材料の薄膜を被覆した部分に集光したレ
   ーザビームを照射し、このレーザビームによる入熱によ
   って前記金属板を切欠いて所定形状のリードフレームを
   製造することを特徴とするリードフレームの製造方法。
5. 【請求項５】 請求項４記載のリードフレームの製造方
   法において、前記高効率反射金属の薄膜を被覆する部分
   のハンダメッキを除去したことを特徴とするリードフレ
   ームの製造方法。
6. 【請求項６】 半導体チップの各端子に接続される多数
   のインナーリードと、前記インナーリードの外側に連続
   するアウターリードとを有するリードフレームを金属板
   から形成するリードフレームの製造方法において、 前記金属板の少なくとも片面にハンダメッキを施し、前
   記ハンダメッキ表面の加工すべき部分の両縁部にレーザ
   ビームをよく反射する高効率反射金属の薄膜を被覆し、
   前記高効率反射金属の薄膜で挟まれた前記加工すべき部
   分に集光したレーザビームを照射し、このレーザビーム
   による入熱によって前記金属板を切欠いて所定形状のリ
   ードフレームを製造することを特徴とするリードフレー
   ムの製造方法。
7. 【請求項７】 請求項１から６のうちいずれか１項記載
   のリードフレームの製造方法において、照射されるレー
   ザビームのビーム断面は細長い楕円形であり、前記楕円
   形の長軸と切断進行方向とをほぼ一致させたことを特徴
   とするリードフレームの製造方法。
8. 【請求項８】 半導体チップの各端子に接続される多数
   のインナーリードと、前記インナーリードの外側に連続
   するアウターリードとを有するリードフレームにおい
   て、 少なくとも前記インナーリードの先端部分にレーザビー
   ムをよく反射する高効率反射金属の薄膜が被覆されてい
   ることを特徴とするリードフレーム。
9. 【請求項９】 請求項８記載のリードフレームにおい
   て、前記高効率反射金属の薄膜は全表面に被覆された銅
   薄膜であることを特徴とするリードフレーム。
10. 【請求項１０】 請求項８記載のリードフレームにおい
    て、前記高効率反射金属は金であることを特徴とするリ
    ードフレーム。