JPH08167686A

JPH08167686A - 電子装置パッケージの製造方法

Info

Publication number: JPH08167686A
Application number: JP7153209A
Authority: JP
Inventors: Kim Je-Don; キムジェ−ドン; F Cooley Richard; エフ．クーリーリチャード
Original assignee: AMCO ELECTRONICS Inc; AMUKOO ELECTRON Inc; ANAMU IND CO Inc; Anam Industrial Co Ltd; Amkor Electronics Inc
Current assignee: AMCO ELECTRONICS Inc; AMUKOO ELECTRON Inc; ANAMU IND CO Inc; Legrand Korea Co Ltd; Amkor Electronics Inc
Priority date: 1994-07-02
Filing date: 1995-06-20
Publication date: 1996-06-25
Anticipated expiration: 2012-06-18
Also published as: JP2622104B2

Abstract

(57)【要約】【目的】リードフレームと樹脂パッケージ本体との一
体接合性を向上させる。リードフレームとこれに接合す
る半導体チップなどの電子装置との一体接合性を向上さ
せる。【構成】リードフレーム１０の表面のうち樹脂パッケ
ージ本体との接合面を含む第１領域５３に接着強化処理
層を形成する工程と、リードフレーム１０の表面のうち
電気的接続を行う領域を含む第２領域５４で接着強化処
理層を除去または隠蔽する工程と、リードフレームと電
子装置とを電気的に接続する工程と、リードフレームの
一部および電子装置を封入して樹脂パッケージ本体を成
形し、リードフレームを接着強化処理層を介して樹脂パ
ッケージ本体と接合させる工程とを含む電子装置パッケ
ージの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子装置パッケージの
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体チップなどの超小型の電子装置と
リードフレームとが電気的に接続された組立体を樹脂モ
ールディングした電子装置パッケージが知られている。
図８に示す典型的な電子装置パッケージの構造では、半
導体チップ１１８がリードフレーム１１０の上に配置さ
れ、エポキシ樹脂からなる接着樹脂層１１７で接合され
ている。半導体チップ１１８とリードフレーム１１０と
はボンディングワイヤ１０９で電気的に接続されてい
る。半導体チップ１１８およびリードフレーム１１０を
覆って、エポキシ樹脂などからなる樹脂パッケージ本体
１１９が成形され、成形された樹脂パッケージ本体１１
９の中に半導体チップ１１８およびリードフレーム１１
０が封入される。リードフレーム１１０の一部は樹脂パ
ッケージ本体１１９の外まで延びて外部リード１１４と
なり外部回路との接続端子に利用される。

【０００３】このような電子装置パッケージが有してい
る問題点の一つは、樹脂とリードフレームとの界面に沿
って内部に水分が浸透し、電気的絶縁性の低下などの悪
影響が生じることである。図８に示すように、外部リー
ド１１４と樹脂パッケージ本体１１９との界面１０７、
１０８を通じて水分が浸入する。この浸入した水分は、
リードフレーム１１０に沿って内部へと浸透する。この
水分の作用で、樹脂パッケージ本体１１９あるいは樹脂
パッケージ本体１１９とリードフレーム１１０との界面
に、微小クラック１１２や層間剥離１１３が生じる。そ
の結果、半導体チップ１１８が装着されたリードフレー
ム１１０の中央ダイパット部１１６に、外界に存在する
イオン性その他の腐食性汚染物質が浸入することにな
る。このような水分及び汚染物質の浸入は、ダイメタリ
ゼーションの腐食による早期不良を誘発することにな
る。

【０００４】リードフレーム１１０と樹脂パッケージ本
体１１９の間の密封不良のほかにも、樹脂パッケージ本
体１１９とリードフレーム１１０の中央ダイパッド部１
１６またはパドル部１１６の背面との界面における接着
不良を引き起こすという問題がある。このような接着不
良により、特に電子装置パッケージが多湿環境に露出さ
れる場合に、リードフレーム１１０と樹脂パッケージ本
体１１９との間で発生する微小クラックや層間剥離部分
１１３に水分が溜まることとなる。この水分は、電子装
置パッケージがボード装着などの処理工程で高温処理さ
れたときに、蒸気になって膨張を起こし、パッケージク
ラックやいわゆるポップコーン現象を起こすことにな
る。例えば、基板に対するパッケージのリフロー（refl
ow）工程中に前記水分が気化して、樹脂の膨潤（swelli
ng）やクラッキングを起こすことになり、ひどい場合に
はパッケージを破壊してしまう。このようなパッケージ
の深刻な不良は、最終完成品の信頼性を大幅に低下させ
て廃棄処分しなければならなくなる要因になる。

【０００５】前記のような微小クラック１１２や層間剥
離１１３は、中央ダイパッド部１１６の上面側でも発生
する。この部分は、基板接触ワイヤボンド１２１を接合
するのに適したワイヤ接合性表面を提供するために、銀
めっきが施される。ここでクラックや層間剥離が生じる
と、半導体チップ１１８の周縁部まで発展して、接着樹
脂層１１７の不良を起こし、熱放出通路の機能を阻害す
る。その結果、半導体チップ１１８が過熱し、ついには
早期電気的不良や信頼性低下を誘発する。

【０００６】また、パッケージ内に放熱用のヒートシン
クが埋め込まれている場合、このヒートシンクと半導体
チップ１１８やリードフレーム１１０の間を接合する接
着樹脂層１１７等に剥離や接着不良があると、半導体チ
ップ１１８およびリードフレーム１１０とヒートシンク
との熱膨張の差などによって生じるストレスが、前記剥
離や接着不良を進行させて、半導体チップ１１８からヒ
ートシンクを介しての熱放出を弱め、その結果としてデ
バイスの早期不良のような信頼性低下の問題が生じるこ
とになる。

【０００７】接着樹脂層１１７による半導体チップ１１
８の接合工程で、接着樹脂層１１７を構成するエポキシ
樹脂結合剤などを硬化させるために半導体チップを加熱
すると、前記した水分の存在によってリードフレーム１
１０の表面は激しく酸化されてしまう。さらに、ワイヤ
ボンディング工程で、リードフレーム１１０と半導体チ
ップ１１８との結合用のパッド同士をワイヤ１０９で接
続するためにさらに加熱すると、リードフレーム１１０
の表面酸化はもっと激しくなる。

【０００８】また、樹脂パッケージ本体１１９を成形す
る工程で、例えばエポキシ樹脂のような成形材料を溶融
させ安定化させるためにさらに加熱すると、リードフレ
ーム１１０の表面の酸化物層は余計に厚くなる。その結
果、リードフレーム１１０と樹脂パッケージ本体１１９
との接合不良が生じてしまう。なお、加熱によって、銅
は他の大部分の合金よりもずっと激しく酸化されるの
で、銅で形成されたリードフレーム１１０は前記問題の
影響が大きい。

【０００９】リードフレーム１１０にパッケージ製造過
程で発生する制御されない熱的酸化は、リードフレーム
１１０と接着樹脂層１１７との結合強度を弱め、樹脂パ
ッケージ本体１１９に対するリードフレーム１１０の接
着性を弱める。パッケージ製造工程で発生する熱、ある
いは、信頼性テスト中に加わる熱によって起こされる接
着樹脂層１１７および／または樹脂パッケージ本体１１
９とリードフレーム１１０との結合強度の低下は、例え
ば、リードフレーム１１０と接着樹脂層１１７および／
または樹脂パッケージ本体１１９との間でクラックまた
はポップコーン現象を起こす。このような現象は、半導
体品質を低下させる要因の一つとなる。例えば、このよ
うなクラックまたはポップコーン現象により、半導体パ
ッケージは使用中に生じる過熱で簡単に破壊されること
になったり誤動作を起こしたりすることになる。結局、
製造工程における熱的露出によるリードフレーム１１０
表面の酸化は、最終製品の信頼性に重大な悪影響を与え
る。

【００１０】リードフレームに対する樹脂パッケージ本
体の接着力を向上させて樹脂パッケージ製品の品質と信
頼性を改善するために、リードフレームの表面に種々の
処理を施すことが提案されている。従来知られているこ
の種の処理は何れも、銅からなるリードフレーム表面を
プラズマ洗浄したり、制御されたプラズマ処理を行った
りする技術である。既存のプラズマ洗浄方法は一般的に
は、半導体チップ１１８とリードフレーム１１０などの
組立後で樹脂パッケージ本体１１９の成形工程の前に施
される。

【００１１】これとは別に、印刷回路基板（ＰＣＢ）の
製造技術で、銅層のエポキシラミネートに対する結合性
向上のために、ブラック酸化法のような表面処理が行わ
れていた。例えば、米国特許第４，７１５，８９４号に
は、このような観点で浸漬錫コーティング技術を記述し
た米国特許第３，３０３，０２９号を参照している。ま
た、米国特許第４，７７５，４４４号には、印刷回路基
板のための銅酸化物、錫またはその他の接着促進剤につ
いて記述されている。

【００１２】これらの方法は一般的に、ｐＨ値の高いハ
イポイン酸ナトリウムまたはその類似物の大変に熱い溶
液の使用を要求する。そのためもあって、これらの方法
が樹脂パッケージに適用されたことはない。また、関連
出願には、パッケージ内のヒートシンクに関し、ヒート
シンクと樹脂パッケージ本体の成形材料との界面に密封
リングまたはリセスシェルフ（reccesed shelf）を使用
する技術や、結合向上のためにブラック酸化を含む粗化
処理を行うことによる緊密な密封の形成技術を示してい
る。

【００１３】また、印刷回路基板技術において、プリプ
レグ（印刷回路基板の作製に用いられるエポキシラミネ
ート）と多層印刷回路基板の銅表面間の接着を促進させ
るために、いわゆるジュラボンド（DuraBond：商標名）
プライマー系処理剤を用いることが行われている。前記
プライマーは、アルカリ性前洗浄および微小エッチング
工程が施された銅の表面に、錫−錫酸化物および有機官
能シランからなる非常に薄いコーティングを形成する。
前記錫層は、印刷回路基板の銅内層を錫硫化物噴霧室に
入れ、内層表面上に０．１μｍ（４μin）の錫金属をめ
っきすることにより形成される。その後、錫層に錫酸化
物／水酸化物が形成されてから有機シラン溶液で処理さ
れる。より詳細な説明が、文献「Printed Circuit Fabr
ication,Vol.13, No.5 1990 年５月号」および文献「P
C FAB,120〜124 頁」に示されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のプラズマ洗浄方法では、上向き露出面に対しては効
果があるが、前記した中央ダイパッド部１１６の背面や
リードフレーム１１０の背面などと樹脂パッケージ本体
１１９との間の接着力を促進させるにはあまり効果的で
はない。また、上記方法は、前記した接着樹脂層１１７
とリードフレーム１１０間の接着力を促進させる効果も
あまりない。しかも、非経済的であり、プラズマ処理は
バッチ処理を行う必要があるため、高度に連続化された
樹脂パッケージ生産組立には適用が困難である。

【００１５】一方、リードフレーム１１０の表面にブラ
ックオキシドやブラウンオキシド、錫酸化物／有機シラ
ンなどの表面処理層を形成する方法は、パッケージ内部
に対する処理では大変有利であるが、パッケージ外部に
おいては多くの問題を引き起こす。例えば、樹脂成形工
程において、成形樹脂の低分子量部分がリードフレーム
１１０の表面に流出する問題がある。これはいわゆる
「樹脂ブリード」と呼ばれ、外部リードの表面を電気的
に絶縁化してしまう。そこで、従来は、パッケージを印
刷回路基板などに接続するために、外部リードの表面に
錫や半田によるめっきを行う前に、樹脂ブリードを除去
していた。樹脂ブリード自体は、通常の化学的あるいは
機械的方法で除去できる。ところが、樹脂前記したブラ
ックオキシドなどの表面処理層の上に樹脂ブリードが発
生すると、両者の相互作用によって付着性が非常に強い
膜が形成されてしまい、容易には除去できなくなってし
まう。リードフレームやパッケージを損傷せずに前記表
面処理層の樹脂ブリードを完全に除去することは極めて
困難であるかほとんど不可能に近い。

【００１６】リードフレーム１１０の表面、特にモール
ドランナー領域におけるブラックオキシド等の存在は、
樹脂の成形工程において、不完全なデゲーティング（de
gating）を生じたり、樹脂が型内に供給された後で樹脂
ランナーが完全に除去できなくなったり、その後のリー
ド成形工具のザムによる問題を招く。本発明の目的は、
リードフレームと樹脂パッケージ本体との一体接合性を
向上させることにある。また、別の目的は、リードフレ
ームとこれに接合する半導体チップなどの電子装置との
一体接合性を向上させることにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる電子装置
パッケージの製造方法は、電子装置とこの電子装置と電
気的に接続されたリードフレームと電子装置を含むリー
ドフレームの一部を封入する樹脂パッケージ本体とを有
する電子装置パッケージを製造する方法であり、以下の
工程を含む。

【００１８】リードフレームの表面のうち樹脂パッケー
ジ本体との接合面を含む第１領域に接着強化処理層を形
成する工程。リードフレームの表面のうち電気的接続を
行う領域を含む第２領域で接着強化処理層を除去または
隠蔽する工程。リードフレームと電子装置とを電気的に
接続する工程。

【００１９】リードフレームの一部および電子装置を封
入して樹脂パッケージ本体を成形し、リードフレームを
接着強化処理層を介して樹脂パッケージ本体と接合させ
る工程。なお、電子装置をリードフレームの表面に配置
する工程をさらに含み、第１領域が、リードフレームの
表面のうち電子装置の外周を囲む帯環状領域を含むこと
ができる。

【００２０】電子装置をリードフレームの表面に接合す
る工程をさらに含み、第１領域が、リードフレームの表
面のうち電子装置との接合面を含むことができる。接着
強化処理層の形成工程の前に、リードフレームの表面の
うち電子装置との接合面を隠蔽する工程をさらに含むこ
とができる。接着強化処理層の形成工程の前に、リード
フレームの表面のうち前記電子装置との電気的接続を行
う領域を隠蔽する工程をさらに含むことができる。

【００２１】接着強化処理層の形成工程の後でリードフ
レームと電子装置とを電気的に接続する工程の前に、リ
ードフレームの表面のうち電気的接続を行う領域に導電
性金属からなるめっき層を形成する工程をさらに含むこ
とができる。接着強化処理層の形成工程の前に、リード
フレームの表面の電気的接続を行う領域に導電性金属か
らなるめっき層を形成する工程をさらに含むことができ
る。

【００２２】めっき層の表面に電気接点部を形成する工
程をさらに含むことができる。接着強化処理層の形成工
程の前に、リードフレームの表面のうち樹脂パッケージ
本体の外部に露出する領域を隠蔽しておく工程をさらに
含むことができる。リードフレームと電子装置とを電気
的に接続する工程の後で樹脂パッケージ本体の成形工程
の前または後に、第１領域のうち樹脂パッケージ本体の
外部に露出する領域の接着強化処理層を除去する工程を
さらに含むことができる。

【００２３】接着強化処理層を除去する工程が、塩酸処
理工程を含むことができる。接着強化処理層の形成工程
が、ブラック酸化処理工程を含むことができる。接着強
化処理層の形成工程が、ブラウン酸化処理工程を含むこ
とができる。接着強化処理層の形成工程が、錫層を形成
する工程を含むことができる。錫層の形成工程が、無電
解錫層を形成する工程であることができる。

【００２４】接着強化処理層の形成工程が、錫層の形成
工程の後に、錫層を酸化および／または水酸化して錫酸
化物層および／または錫水酸化物層を形成する工程を含
むことができる。接着強化処理層の形成工程が、錫酸化
物層および／または錫水酸化物層の形成工程の後に、有
機シラン層を形成する工程を含むことができる。

【００２５】樹脂パッケージ本体が、エポキシ樹脂から
なることができる。リードフレームが、銅リードフレー
ムであることができる。リードフレームが、銅表面層を
有するニッケル−鉄リードフレームであることができ
る。

【００２６】

【作用】本発明の電子装置パッケージの製造方法では、
リードフレームと樹脂パッケージ本体との接合面を含む
第１領域に接着強化処理層を形成するので、この接着強
化処理層がリードフレームと樹脂パッケージ本体との接
合性を向上させる。しかも、リードフレームの表面のう
ち電気的接続を行う領域を含む第２領域では接着強化処
理層を除去または隠蔽するので、接着強化処理層の存在
によってリードフレームの電気的接続性能に悪影響を及
ぼすことが防げる。

【００２７】その結果、リードフレームの電気的接続性
能を損なうことなくリードフレームと樹脂パッケージ本
体との一体接合性を良好にでき、水分や汚染物質の浸入
やそれに伴う各種の弊害を防止して、電子装置パッケー
ジの品質性能を向上させることができる。なお、第１領
域として、リードフレームの表面のうちリードフレーム
の表面に配置された電子装置の外周を囲む帯環状領域を
含んでいれば、上記帯環状領域でリードフレームと樹脂
パッケージ本体とを確実に接合することで、内側への水
分の浸入を良好に防止することができる。

【００２８】第１領域が、リードフレームの表面のうち
電子装置との接合面を含んでいれば、リードフレームと
電子装置との一体接合性をも向上させることができる。
リードフレームの表面のうち電子装置との接合面や電子
装置との電気的接続を行う領域を隠蔽する工程をさらに
含んでいれば、当該個所に接着強化処理層が強固に付着
することを防げる。

【００２９】リードフレームの表面のうち電気的接続を
行う領域に導電性金属からなるめっき層を形成する工程
をさらに含んでいれば、めっき層による電気的接続性能
の向上が図れる。めっき層の表面に電気接点部を形成す
る工程をさらに含んでいれば、ボンディングワイヤなど
の電気的接続性が向上する。

【００３０】リードフレームの表面のうち樹脂パッケー
ジ本体の外部に露出する領域を隠蔽する工程をさらに含
んでいれば、当該個所に接着強化処理層が強固に付着す
ることを防げる。リードフレームの表面のうち樹脂パッ
ケージ本体の外部に露出する領域の接着強化処理層を除
去する工程をさらに含んでいれば、リードフレームの外
部回路への電気的接続性能が向上する。

【００３１】接着強化処理層を除去する工程が、塩酸処
理工程を含んでいれば、接着強化処理層の除去が効率的
に行われる。接着強化処理層の形成工程が、ブラック酸
化処理工程、ブラウン酸化処理工程、錫層を形成する工
程を含んでいれば、接着強化処理層による接合性の向上
が良好に果たされる。

【００３２】錫層の形成工程が、無電解錫層を形成する
工程であれば、無電解錫層からなる接着強化処理層が優
れた接合性を発揮し、後述する錫層の酸化が良好に行わ
れ、有機シラン層との併用による接合性の向上作用が良
好に発揮される。錫層の形成工程の後に、錫層を酸化お
よび／または水酸化して錫酸化物層および／または錫水
酸化物層を形成する工程を含んでいれば、錫酸化物層お
よび／または錫水酸化物層が、接着強化処理層として優
れた性能を発揮する。

【００３３】錫酸化物層および／または錫水酸化物層の
形成工程の後に、有機シラン層を形成する工程を含んで
いれば、錫酸化物層および／または錫水酸化物層と有機
シラン層との相乗作用で、接着強化処理層としての性能
が向上する。

【００３４】

【実施例】

〔電子装置パッケージの全体構造〕図１に示す電子装置
パッケージ１１は、電子装置である半導体チップ１８
が、銅材からなるリードフレーム１０の上に配置され、
エポキシ樹脂からなる接着樹脂層１７で接合されてい
る。半導体チップ１８とリードフレーム１０とはボンデ
ィングワイヤ９、２１で電気的に接続されている。半導
体チップ１８およびリードフレーム１０を覆って、エポ
キシ樹脂などからなる樹脂パッケージ本体１９が成形さ
れ、成形された樹脂パッケージ本体１９の中に半導体チ
ップ１８およびリードフレーム１０が封入されている。
リードフレーム１０の一部は樹脂パッケージ本体１９の
外まで延びて外部リード１４となり外部回路との接続に
利用される。

【００３５】樹脂パッケージ本体１９を構成する樹脂材
料としては、ノボラックエポキシ樹脂が使用できる。そ
れ以外にも、通常の電子ＩＣパッケージ産業で使用され
ているような樹脂材料、例えばエポキシアンハイドリド
やエポキシシリコン等が使用される。その他のポリエス
テル樹脂やシリコン樹脂も使用される。リードフレーム
１０は、図２に示すリードフレームレール４１から作製
される。リードフレームレール４１は、複数のリードフ
レーム１０となる部分が打ち抜き形成された帯状材であ
る。リードフレームレール４１から分離される個々のリ
ードフレーム１０で電子装置パッケージ１１を構成す
る。リードフレーム１０としては、銅材からなるものの
ほか、エフテク（Eftec ）６４Ｔ（商品名）などの市販
の銅合金材からなるものも使用される。

【００３６】リードフレーム１０は、中央に半導体チッ
プ１８を接合する矩形板状のダイアタッチパッド１６を
有する。ダイアタッチパッド１６の４方の頂点から放射
方向に帯状のアーム４３が延び、アーム４３の先端はリ
ードフレームレール４１の外周部分につながっている。
ダイアタッチパッド１６の四辺それぞれには多数の細い
フィンガー１５の先端が対向して配置されている。

【００３７】図３に詳しく示すように、フィンガー１５
の外周側の先端はリードフレームレール４１の外周部分
で各フィンガー１５を連結するダムバー５７につながっ
ている。各フィンガー１５の内側先端が半導体チップ１
８の各端子に接続される。ダムバー５７の外周側には、
各フィンガー１５の延長方向にそれぞれ外部リード１４
が配置されている。外部リード１４は外周側で各外部リ
ード１４を連結するレール部５６につながっている。な
お、レール部５６から各外部リード１４が切り離され、
ダムバー５７も各フィンガー１５毎に切り離されて、個
々のフィンガー１５と外部リード１４とが１本の端子回
路を構成する。アーム４３も途中でリードフレームレー
ル４１の外周部分と切り離される。

【００３８】図１に示す電子装置パッケージ１１では、
各フィンガー１５で構成される面よりも下方に凹んだ位
置に配置されたダイアタッチパッド１６の上に接着樹脂
層１７を介して半導体チップ１８が接合され、各フィン
ガー１５の内側先端にボンディングワイヤ９が接続され
ている。外部リード１４は、樹脂パッケージ本体１９の
外部で斜め下方に屈曲され、さらにその先端が水平方向
に屈曲されており、いわゆるカンチレバー型の外部リー
ドアレイを構成している。

【００３９】図３に示すように、ダムバー５７に近いフ
ィンガー１５の途中部分に樹脂パッケージ本体１９の外
形線ａ−ｂが配置されるようにして、リードフレーム１
０が樹脂パッケージ本体１９に封入される。リードフレ
ーム１０を封入する樹脂パッケージ本体１９を成形する
と、樹脂パッケージ本体１９の外側に露出するリードフ
レーム１０の表面５５に樹脂ブリードが生じる場合があ
る。この樹脂ブリード部分５５は、フィンガー１５から
ダムバー５７および外部リード１４の表面にかけて発生
する。この樹脂ブレードは半導体パッケージの製造過程
で除去される。リードフレームレール４１にリードフレ
ーム１０がつながった状態で、リードフレーム１０を樹
脂パッケージ本体１９に封入した後、樹脂パッケージ本
体１９の外側で、レール部５６からの外部リード１４の
切離し、および、ダムバー５７部分での個々のフィンガ
ー１５への切離しを行うことができる。〔リードフレームの表面処理〕図３に示すように、フィ
ンガー１５の先端の領域５４を除いたリードフレーム１
０の全ての表面をマスキングした状態で、領域５４に導
電性金属がめっきされる。

【００４０】めっき領域５４をマスクにして、フィンガ
ー１５のうち、めっき領域５４の外側で前記樹脂パッケ
ージ本体１９の外形線ａ−ｂまでの領域５３に、ブラッ
ク酸化処理による接着強化処理層が形成される。接着強
化処理層は、リードフレーム１０の両面に形成する。こ
のとき、外部リード１４、レール部５６、ダムバー５７
その他の接着強化処理層の形成を防止すべき領域につい
ては隠蔽処理すなわちマスキングを行っておく。前記め
っきの際のマスキングを接着強化処理層の形成工程にお
けるマスキングとして利用することもできる。

【００４１】このようにして形成された接着強化処理層
を有する領域５３は、ダイアタッチパッド１６を取り囲
み、各フィンガー１５にわたって断続的につながる帯環
状の領域となる。なお、前記接着強化処理層は、領域５
３の他に、ダイアタッチパッド１６とアーム４３の表面
にも形成しておく。〔表面処理の別の実施例〕 (a) リードフレーム１１０のうち前記領域５３と領域５
４とを除く表面をマスキングした状態で、前記接着強化
処理を行う。したがって、領域５４にも接着強化処理層
が形成される。

【００４２】そのあと、領域５３をマスキングした状態
で、領域５４から接着強化処理層を除去する。接着強化
処理層の除去方法は、接着強化処理層を構成する材料に
よって好ましい除去方法が異なるが、例えば、塩酸で洗
浄することによってブラック酸化処理層を除去すること
ができる。つぎに、領域５４にめっきを行う。このめっ
き処理では、領域５３に存在するブラック酸化処理層の
機能を阻害しないような処理条件でめっきを行う。領域
５３をマスキングした状態でめっきを行ってもよい。

【００４３】(b) リードフレーム１０の全面に、接着強
化処理層を形成する。そのあと、リードフレーム１０に
対して電気的接続を行う領域、例えば、ボンディングワ
イヤ９が接続されるフィンガー１５先端の領域５４、あ
るいは、外部リード１４の先端部分などで、接着強化処
理層を除去する。接着強化処理層が除去された領域５４
には、前記同様のめっきを施す。

【００４４】不要個所からの接着強化処理層の除去は、
樹脂パッケージ本体１９の成形前に行うのが好ましい
が、樹脂パッケージ本体１９の外部に露出する部分であ
れば、樹脂パッケージ本体１９の成形後に除去すること
もできる。フィンガー１５先端等にワイヤボンディング
のための電気接点部を銀またはパラジウムめっきで形成
しておく場合、接着強化処理層の形成工程の具体的手法
や接着強化処理層の材料によって、接着強化処理層の形
成工程前に行う場合と、接着強化処理層の形成工程後に
行う場合の何れもがある。例えば、めっき層が接着強化
処理で悪影響を受ける場合には接着強化処理を終えてか
らめっき層を形成するのが好ましい。めっき層をマスキ
ングした状態で接着強化処理を行うことも可能である。

【００４５】接着強化処理層としては、前記したブラッ
ク酸化処理層のほか、ブラウン酸化処理層など、樹脂パ
ッケージ本体１９の材料とリードフレーム１０の材料と
の接着性を向上させることのできる表面処理層が適用で
きる。接着強化処理層として、無電解錫めっきの酸化物
／水酸化物の層、あるいは、上記錫酸化物／水酸化物層
とその上に形成されるシロキサン層との複層構造も採用
できる。〔半導体チップ装着部分の別の実施例〕 (A) 図４(a) に示すように、リードフレーム１０の四方
のアーム４６を、半導体チップ１８の配置個所の中心ま
で延長してＸ字形に交差させている。矩形状のダイアタ
ッチパッド１６は設けられていない。このアーム４６の
交差点の表面に半導体チップ１８が配置される。

【００４６】このような構造では、樹脂パッケージ本体
１９を成形して半導体チップ１８およびリードフレーム
１０が封入されたときに、半導体チップ１８の底面のう
ちアーム４６からはみ出る部分が樹脂パッケージ本体１
９と直接に接触して接合されることになり、樹脂パッケ
ージ本体１９と半導体チップ１８との接合性が向上す
る。

【００４７】(B) 図４(b) に示すように、矩形のダイア
タッチパッド１６の中央に十字形の孔４７が形成されて
いる。この孔４７の部分で、半導体チップ１８の底面と
樹脂パッケージ本体１９とが直接に接合されることで両
者の接合性を向上する。孔４７の形状としては、十字形
以外に、矩形その他の任意の形状が採用できる。なお、
(A)(B)何れの実施例でも、アーム４６あるいはダイアタ
ッチパッド４７と半導体チップ１８または樹脂パッケー
ジ本体１９との接合面には、前記したような接着強化処
理層を形成しておくことができる。

【００４８】−別の実施例１− 図５に示すように、電子装置パッケージ１１にヒートシ
ンク６１が埋め込まれている。ヒートシンク６１は銅ま
たは銅合金のような伝熱性の良い金属ブロックからな
り、片面６４が樹脂パッケージ本体１９の外面に露出し
ている。ヒートシンク６１の反対面（図では上面）６８
には、伝導性接着剤層６２を介して半導体チップ１８の
下面６６が接合されている。半導体チップ１８で発生す
る熱がヒートシンク６１を介して電子装置パッケージ１
１の外部へと放熱される。

【００４９】伝導性接着剤層６２としては、＃８４−１
ＬＭＩＳＲ４（米国カルフォルニア９０２２１に所在す
るAblestic of Rancho Dominquezから購入可能）を用い
ることができる。リードフレーム１０のフィンガー１５
内端が、エポキシ樹脂などからなる非伝導性接着剤層６
３を介してヒートシンク６１の上面６８に接合されてい
る。

【００５０】半導体チップ１８とリードフレーム１０の
フィンガー１５内端にめっきにより形成された電気接点
部６７とがボンディングワイヤ９で電気的に接続されて
いる。このような構造の電子装置パッケージ１１におい
て、ヒートシンク６１の上面６８および側端面６５に前
記同様の接着強化処理層を形成しておけば、樹脂パッケ
ージ本体１９とヒートシンク６１との接着性が高まり、
ヒートシンク６１の機能が良好に発揮できることにな
る。

【００５１】−別の実施例２− 図６に示すように、電気装置パッケージ１１の内部に半
導体チップ１８とともに複数の印刷回路基板７０が封入
されている。リードフレーム１０には大型の中央パッド
７６を有し、中央パッド７６の表面７７に接着剤層８０
を介して半導体チップ１８および印刷回路基板７０が接
合されている。半導体チップ１８の電気接点部と印刷回
路基板７０の電気接点部がボンディングワイヤ９で電気
的に接続され、印刷回路基板７０の内部配線回路を経て
印刷回路基板７０の外周に配置された電気的接点とリー
ドフレーム１０とも前記同様のボンディングワイヤ９で
電気的に接続される。

【００５２】このような構造の電子装置パッケージ１１
において、リードフレーム１０の中央パッド７６の上面
７７、リードフレーム１０の外周側部分７８の全面に、
ブラックオキシド、ブラウンオキシドまたは錫酸化物等
による接着強化処理層７９が形成される。接着強化処理
層７９は、リードフレーム１０の表面のうち、樹脂パッ
ケージ本体１９と接着される領域だけでなく接着剤層８
０が接合される領域にも形成される。

【００５３】−製造プロセス例− 図７に示す流れ図にしたがって電子装置パッケージ製造
プロセスが進行する。段階２０で、フィンガー１５やダ
イアタッチパッド１６などを含むリードフレーム１０の
全体形状を形成するためにエッチング加工が行われる。
段階２１で、ワイヤボンドが行われる領域に、銀、パラ
ジウム、ニッケル／金などでめっきが行われる。めっき
の前には、必要に応じて、段階２２でマスキングが行わ
れる。

【００５４】段階２３で、所定の領域に接着強化処理層
を形成する。所定の領域とは、例えば、前記図３の実施
例における帯環状領域５３、図５の実施例におけるヒー
トシンク６１の表面領域６５、６８、図６の実施例にお
ける中央領域７７などである。段階２３には、アルカリ
処理液による洗浄段階２４、追加の接着表面領域を形成
するための微小エッチング処理段階２５、錫被覆処理段
階２６、錫を錫酸化物／水酸化物に変える錫酸化段階２
７、有機シラン層の形成段階２８、得られた接着強化処
理層の乾燥段階２９のうち必要な一部または全部の段階
を含む場合がある。

【００５５】段階３０で、リードフレーム１０に半導体
チップその他の電子的な固体装置（一般的にダイとも呼
ばれる）を装着する。半導体チップ等は、リードフレー
ム１０のダイアタッチパッド１６やアーム４６などに接
合される。半導体チップ等を印刷回路基板その他の接続
用部材に装着しておくこともできる。リードフレーム１
０に対する半導体チップ等の装着構造は、通常の電子装
置パッケージにおける構造が採用できる。なお、段階３
１でヒートシンク６１をリードフレーム１０に接合す
る。ヒートシンク６１を用いない場合には、この段階は
省略される。

【００５６】段階３２で、リードフレーム１０に割り当
てられたワイヤボンド位置と半導体チップ１８の所定位
置とをワイヤボンディングで電気的に接続する。ボンデ
ィングワイヤ９が接合される個所には、めっき等で作製
される電気的接点部を設けておくことができる。

【００５７】段階３３で、リードフレーム１０と半導体
チップ１８あるいはヒートシンク６１との組立体をモー
ルディング被覆する。すなわち、樹脂パッケージ本体１
９を成形すると同時に樹脂パッケージ本体１９の内部に
前記組立体が封入される。外部リード１４やヒートシン
ク６１の一面など、前記組立体の一部は樹脂パッケージ
本体１９の表面に露出させておいたり表面から突出させ
ておく。

【００５８】段階３４で、成形された樹脂パッケージ本
体１９の硬化を行う。硬化温度は樹脂材料によっても違
い、例えば１７５℃程度が採用される。段階３５で、ダ
ムバー５７やモールドフラッシュ５８がトリミングされ
て、各リード部分が単独化（singulation ）される。段
階３６で、樹脂パッケージ本体１９の外部に存在する不
要な過剰接着強化処理層や樹脂ブリード５５が除去され
る。

【００５９】段階３７で、電子装置パッケージを印刷回
路基板などに実装する際の半田付け性向上のために、外
部リード１４に、Ｓｎ／Ｐｂ半田または錫でめっきを施
す。段階３８で、マーキングが施される。段階３９で、
外部リード１４が図１に示すような最終形状に折曲され
る。このような各段階を経て、電子装置パッケージが製
造される。つぎに、本発明を適用して電子装置パッケー
ジを製造した製造例について説明する。

【００６０】製造例１リードフレームの材料は、銅シート材から当該技術分野
における通常の方法で製造された。具体的には、マスキ
ング工程や弾性加工工程などを含む。リードフレームの
フィンガー先端を、通常のマスキングおよびめっき技術
により選択的に銀めっきした。めっき工程の後、リード
フレームを洗浄、乾燥し、２５〜３５℃の温度で５〜８
g/l のＮａＯＨ、３０g/l のＮａＣｌＯ₂および２４g/
l のＮａ₃ＰＯ₄を含有する水性処理液中に浸漬した。
この浸漬処理によって、銀めっきでマスキングされたフ
ィンガー先端を除いた全領域でリードフレームの表面に
固着性ブラックオキシド層が形成された。この接着強化
処理工程の後、リードフレームを濯ぎ洗いし乾燥した。
その後、別に作製されたＰＣＢ（印刷回路基板）を接着
剤ＹＥＦ−０４０（日本の三菱ガス化学株式会社から購
入可能）を用いてリードフレームに接着した。さらに、
通常の樹脂パッケージ技術を用いて、リードフレームお
よびＰＣＢを樹脂パッケージ本体に封入して、電子装置
パッケージを製造した。

【００６１】製造例２実施例１同様の工程で、リードフレームの製造、洗浄、
エッチングおよびめっき工程を実施した。接着強化処理
工程では、前記実施例１と同様の洗浄および微小エッチ
ング処理を行った。リードフレームをマスキングして所
定領域のみを露出させた後、２５℃で無電解銀浴噴霧チ
ャンバーまたはタンク内を１分間通過させて、厚さ０．
７６〜１μｍの無電解錫層を形成した。１分または２分
以上定置することで、厚さ０．７６〜１μｍの錫酸化物
／水酸化物単一層が形成された。

【００６２】この錫酸化物／水酸化物層を有するリード
フレームを、ジュラボンド（Dura Bond ：米国クリブラ
ンド所在のMcGean-Rohco社から購入可能）溶液中に含有
されるものと同じ有機シラン水溶液中で、２５℃で２０
秒間浸漬または噴霧してから大気中で乾燥させた。この
ようにして形成された、錫酸化物／水酸化物層と有機シ
ラン層とからなる接着強化処理層の耐剥離性を、純銅
（bare copper ）、ブラウンオキシド処理およびブラッ
クオキシド処理と比較した。相対的な結合強度を評価し
た結果を下記表１に示す。具体的には剥離性を、０〜１
０の数字で相対的に評価した。

【００６３】

【表１】以上の結果、ブラッキオキシドおよびブラウンオキシド
で処理された表面は、純銅に比べて耐剥離性が向上して
おり、無電解錫／有機シラン層を形成した表面はさらに
耐剥離性が向上していることが判る。

【００６４】前記無電解錫／有機シラン層が形成された
リードフレームに対して、通常の方法でダイマウント、
ワイヤボンディング、モールディングの各工程を行い、
その後、１７５℃で３６０分間の硬化処理、トリミング
処理、１０％塩酸（ＨＣｌ）を用いた不要な無電解錫／
有機シラン層の除去（洗浄）処理、めっき処理、マーキ
ング処理および成形（forming ）処理などの通常の処理
工程を行って、電子装置パッケージを製造した。

【００６５】製造例３実施例１同様に、銅シート材をエッチングしてリードフ
レーム材料を作製した。リードフレーム材料を、１０〜
１５g/l のＮａＯＨ、６０g/l のＮａＣｌＯ₂および１
０g/l のＮａＰＯ₄を含有する水性処理液に温度２５〜
３５℃で１〜３分間浸漬して、ブラウンオキシドからな
る接着強化処理層を形成した。リードフレームを濯ぎ洗
いしてから乾燥した。リードフレームのうち、リード先
端がめっきされるパッケージエッジと、シラスティック
ゴムマスキングフィクチュア（sylastic rubber maskin
g fixture ）によりダイまたは相互接続基板が装着され
る中央ダイアタッチパッドとの間の環状部分をクランピ
ングすることでマスキングした。このリードフレーム
を、１０％ＨＣｌ等の接着強化処理層除去化学溶液に２
５〜５０℃で１〜１０分間接触させた。その結果、モー
ルディングパッケージが形成されるリードフレームの外
部にある外部リードその他の部分、および、結合性向上
のために選択的に銀めっきが施されるリードフレームの
リード先端その他の部分から、ブラウンオキシドが除去
された。濯ぎを行った後、リードフレームのうち、ワイ
ヤボンディングが行われるリード先端その他の部位を除
く領域に再びマスキングが施されて、マスキング領域以
外の領域に選択的に銀めっきが形成された。

【００６６】得られたリードフレームは、前記製造例と
同様に、半導体チップ等の装着、樹脂パッケージ本体に
よる封入などの処理工程を経て、電子装置パッケージが
製造された。

【００６７】

【発明の効果】本発明にかかる電子装置パッケージの製
造方法は、前記接着強化処理層の形成によって、半導体
チップなどの電子装置部品およびリードフレームと樹脂
パッケージ本体との接合性を大幅に向上させることがで
きる。しかも、電気的接続にとって有害な接着強化処理
層を除去または隠蔽するので、電子装置パッケージ内お
よび外部との電気的接続性能の低下を防ぐことができ
る。その結果、樹脂パッケージ本体と内部部品との一体
接合性がきわめて良好であるとともに電気的性能にも優
れた電子装置パッケージを提供することができる。

【００６８】本発明の方法における接着強化処理は、比
較的簡単かつコスト安価に実施できるので、電子装置パ
ッケージの製造工程全体の作業性および経済性を向上さ
せ得るとともに製造工程の自動化も容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例となる電子装置パッケージの断
面図

【図２】リードフレームレールの平面図

【図３】前図の要部拡大平面図

【図４】リードフレームの別の実施例を表す一部拡大平
面図

【図５】別の実施例を表す電子装置パッケージの断面図

【図６】別の実施例を表す電子装置パッケージの断面図

【図７】製造プロセスの一例を表す流れ図

【図８】従来技術の問題点を表す電子装置パッケージの
断面図

【符号の説明】

９ボンディングワイヤ１０リードフレーム１１半導体パッケージ１４外部リード１５フィンガー１６ダイアタッチパッド１７接着樹脂層１８半導体チップ５３接触強化処理領域（第１領域）５４めっき領域（第２領域）６１ヒートシンク７０印刷回路基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (74)上記１名の代理人弁理士小野由己男（外１名） (72)発明者ジェ−ドンキム大韓民国，ソウル，ソンドン−ク，ソンヨン−ドン，28−29 (72)発明者リチャードエフ．クーリーアメリカ合衆国，アリゾナ 85202−1600, メサエス．カタリナサークル，2251

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子装置と前記電子装置と電気的に接続さ
れたリードフレームと前記電子装置を含む前記リードフ
レームの一部を封入する樹脂パッケージ本体とを有する
電子装置パッケージを製造する方法であって、前記リードフレームの表面のうち前記樹脂パッケージ本
体との接合面を含む第１領域に接着強化処理層を形成す
る工程と、前記リードフレームの表面のうち電気的接続を行う領域
を含む第２領域で前記接着強化処理層を除去または隠蔽
する工程と、前記リードフレームと前記電子装置とを電気的に接続す
る工程と、前記前記リードフレームの一部および前記電子装置を封
入して樹脂パッケージ本体を成形し、前記リードフレー
ムを前記接着強化処理層を介して前記樹脂パッケージ本
体と接合させる工程とを含む電子装置パッケージの製造
方法。
【請求項２】前記電子装置を前記リードフレームの表面
に配置する工程をさらに含み、前記第１領域が、前記リードフレームの表面のうち前記
電子装置の配置個所の外周を囲む帯環状領域を含む請求
項１に記載の電子装置パッケージの製造方法。
【請求項３】前記電子装置を前記リードフレームの表面
に接合する工程をさらに含み、前記第１領域が、前記リードフレームの表面のうち前記
電子装置との接合面を含む請求項１または２に記載の電
子装置パッケージの製造方法。
【請求項４】前記接着強化処理層の形成工程の前に、前
記リードフレームの表面のうち前記電子装置との接合面
を隠蔽する工程をさらに含む請求項３に記載の電子装置
パッケージの製造方法。
【請求項５】前記接着強化処理層の形成工程の前に、前
記リードフレームの表面のうち前記電子装置との電気的
接続を行う領域を隠蔽する工程をさらに含む請求項１〜
４の何れかに記載の電子装置パッケージの製造方法。
【請求項６】前記接着強化処理層の形成工程の後で前記
リードフレームと前記電子装置とを電気的に接続する工
程の前に、前記リードフレームの表面のうち電気的接続
を行う領域に導電性金属からなるめっき層を形成する工
程をさらに含む請求項１〜５の何れかに記載の電子装置
パッケージの製造方法。
【請求項７】前記接着強化処理層の形成工程の前に、前
記リードフレームの表面の電気的接続を行う領域に導電
性金属からなるめっき層を形成する工程をさらに含む請
求項１〜５の何れかに記載の電子装置パッケージの製造
方法。
【請求項８】前記めっき層の表面に電気接点部を形成す
る工程をさらに含む請求項６または７に記載の電子装置
パッケージの製造方法。
【請求項９】前記接着強化処理層の形成工程の前に、前
記リードフレームの表面のうち、樹脂パッケージ本体の
外部に露出する領域を隠蔽しておく工程をさらに含む請
求項１〜８の何れかに記載の電子装置パッケージの製造
方法。
【請求項１０】前記リードフレームと前記電子装置とを
電気的に接続する工程の後で前記樹脂パッケージ本体の
成形工程の前または後に、前記第１領域のうち前記樹脂
パッケージ本体の外部に露出する領域の前記接着強化処
理層を除去する工程をさらに含む請求項１〜９の何れか
に記載の電子装置パッケージの製造方法。
【請求項１１】前記接着強化処理層を除去する工程が、
塩酸処理工程を含む請求項１〜１０の何れかに記載の電
子装置パッケージの製造方法。
【請求項１２】前記接着強化処理層の形成工程が、ブラ
ック酸化処理工程を含む請求項１〜１１の何れかに記載
の電子装置パッケージの製造方法。
【請求項１３】前記接着強化処理層の形成工程が、ブラ
ウン酸化処理工程を含む請求項１〜１２の何れかに記載
の電子装置パッケージの製造方法。
【請求項１４】前記接着強化処理層の形成工程が、錫層
を形成する工程を含む請求項１〜１３の何れかに記載の
電子装置パッケージの製造方法。
【請求項１５】前記錫層の形成工程が、無電解錫層を形
成する工程である請求項１４に記載の電子装置パッケー
ジの製造方法。
【請求項１６】前記接着強化処理層の形成工程が、前記
錫層の形成工程の後に、前記錫層を酸化および／または
水酸化して錫酸化物層および／または錫水酸化物層を形
成する工程を含む請求項１４または１５に記載の電子装
置パッケージの製造方法。
【請求項１７】前記接着強化処理層の形成工程が、前錫
酸化物層および／または錫水酸化物層の形成工程の後
に、有機シラン層を形成する工程を含む請求項１６に記
載の電子装置パッケージの製造方法。
【請求項１８】前記樹脂パッケージ本体が、エポキシ樹
脂からなる請求項１〜１７の何れかに記載の電子装置パ
ッケージの製造方法。
【請求項１９】前記リードフレームが、銅リードフレー
ムである請求項１〜１８の何れかに記載の電子装置パッ
ケージの製造方法。
【請求項２０】前記リードフレームが、銅表面層を有す
るニッケル−鉄リードフレームである請求項１〜１９の
何れかに記載の電子装置パッケージの製造方法。