JPH0883874A - リードフレームの加工方法及びリードフレーム並びにリードフレーム加工用エッチング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】リードフレーム加工方法において、リードフレ
ーム全体のエッチング加工時間を短縮し、良好な加工形
状及び均一な品質を確保する。 【構成】金属板１の表面にレジスト膜を被覆し、リード
フレーム１００の形状に基づくエッチングパターンを形
成する。そして、その金属板１をエッチング液２０２中
に浸漬しエッチング加工を行い、同時にエッチング液２
０２を介してインナーリード１０２等の微細な部分に局
所的に超音波振動を集束させ、その部分のエッチング加
工速度を集中的かつ大幅に向上させる。また、超音波振
動の集束位置を微細な部分が存在する領域１０２Ａ内で
走査させ、その走査速度や、走査させるべき軌跡２０７
Ｃの単位面積当たりの本数を、リードフレーム１００の
形状に対応させて変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多数のリードを有する
リードフレームを、エッチング加工によって形成するリ
ードフレームの加工方法、及びこのリードフレーム加工
方法により加工されたリードフレーム、並びにこのリー
ドフレームを形成するリードフレーム加工用エッチング
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】リードフレームは、薄い金属板にインナ
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。

【０００３】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。特に、リードフレームの多ピン化が重点的に進
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する必要性が出てきている。

【０００４】リードフレームを加工するに際しては、従
来、プレス打抜きやエッチング加工が用いられるのが一
般的であった。特に、エッチング加工は、プレス打抜き
に比べてより微細な形状のリードフレームを加工する場
合に用いられている。

【０００５】また、エッチング加工を利用して薄い金属
板に微細な加工を施す従来技術として、特開平４−１２
８３８９号公報に記載のものがある。この従来技術にお
いては、金属板にエッチング加工を施す際に超音波振動
をエッチング液を介して金属板全体に作用させており、
これによってエッチング液の撹拌が促進され、エッチン
グ用のレジスト膜の開口幅が狭い場合でも溝の加工を良
好に行うことが可能である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような多ピンで
かつ狭ピッチのリードフレームは、同一のリードフレー
ムでみても、その中央部分に集中して存在するインナー
リード等の微細な部分と、その外側のアウターリードや
外枠部分等の比較的大きな形状の部分とで加工すべき切
断溝の幅が大きく異なってくる。当然、エッチング加工
用のレジスト膜の開口幅も大きく異なり、そのレジスト
膜の開口幅に応じてエッチング加工速度も大きく異な
る。

【０００７】つまり、レジスト膜の開口幅が広ければエ
ッチング液の流動性が良くエッチング液の更新及び交換
が容易であるから、エッチング能力の十分な条件が保た
れ、エッチング加工速度が速くなり切断溝が速やかに貫
通する。一方、レジスト膜の開口幅が狭ければその開口
部を通ってエッチング加工すべき部分、即ち加工途中の
凹部での液の撹拌が不十分で流れ込むべきエッチング液
の交換が十分できず、金属板素材がエッチング能力の劣
化したエッチング液中にいつまでもさらされることとな
り、エッチング加工速度が著しく遅くなる。

【０００８】上記のようなリードフレームでは、インナ
ーリード等の微細な部分の加工速度が遅いため、その微
細な部分の加工時間に合せて他の部分も含めた全体のエ
ッチング処理時間を設定する必要があった。即ち、最も
エッチング加工速度の遅い部分の加工時間がリードフレ
ーム全体を完全に処理するための律速時間となってい
た。このため、リードフレーム全体を加工するためには
著しく長い加工時間を要していた。

【０００９】また、極めて多ピンかつ狭ピッチのリード
フレーム、例えば、リードの本数が３００〜５００本で
アウターリード側のリード間ピッチが０．２〜０．５ｍ
ｍ程度のリードフレームの場合には、インナーリード側
のリード間ピッチが０．１〜０．２５ｍｍ程度と極めて
狭くなるため、このようなインナーリードを分離する切
断溝を通常のエッチング加工で板厚方向に貫通させて形
成することは不可能である。これに対し、上述の特開平
４−１２８３８９号公報に記載の従来技術を応用すれ
ば、超音波振動をエッチング液を介して作用させるの
で、上記のようなインナーリード側のリード間ピッチが
極めて狭いものでも加工することが可能である。

【００１０】しかし、上記従来技術では超音波振動を素
材となる金属板全体に対して作用させているため、イン
ナーリード等の微細な部分の加工時間がリードフレーム
全体を完全に処理するための律速時間となることには変
わりなく、しかもインナーリード等の微細な部分が加工
される間にアウターリードや外枠部分等の比較的大きな
形状の部分が過度にエッチングされ（オーバーエッ
チ）、所望の寸法を実現することができず良好な加工形
状及び均一な品質を確保できないという問題があった。

【００１１】本発明の目的は、リードフレーム全体のエ
ッチング加工時間を短縮することができ、良好な加工形
状及び均一な品質を確保できるリードフレームの加工方
法、及びこのリードフレーム加工方法により加工された
リードフレーム、並びにこのリードフレームを形成する
リードフレーム加工用エッチング装置を提供することで
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、半導体チップを搭載すると共にそ
の半導体チップの各端子と接続される多数のリードを有
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
ムの加工方法において、前記金属板の両面に耐エッチン
グ性のレジスト膜を被覆しそのレジスト膜に前記リード
フレーム形状に基づくエッチングパターンを形成する第
１の工程と、第１の工程の後に前記金属板をエッチング
液中に浸漬してエッチング加工を行うと共にそのエッチ
ング液を介して形成すべきリードのうち少なくとも微細
な部分に局所的に超音波振動を集束させる第２の工程と
を有することを特徴とするリードフレームの加工方法が
提供される。

【００１３】また、上記目的を達成するため、本発明に
よれば、上記のようなリードフレームの加工方法におい
て、前記金属板の両面に耐エッチング性のレジスト膜を
被覆しそのレジスト膜に形成すべきリードのうち少なく
とも微細な部分の形状に基づくエッチングパターンを形
成する第１の工程と、第１の工程の後に前記金属板をエ
ッチング液中に浸漬してエッチング加工を行うと共にそ
のエッチング液を介して形成すべき微細な部分に局所的
に超音波振動を集束させる第２の工程と、前記金属板の
両面に耐エッチング性のレジスト膜を被覆しそのレジス
ト膜に前記微細な部分を除く部分の形状に基づくエッチ
ングパターンを形成する第３の工程と、第３の工程の後
に前記金属板をエッチング液中に浸漬してエッチング加
工を行う第４の工程とを有することを特徴とするリード
フレームの加工方法が提供される。

【００１４】ここで、上記リードフレームの加工方法に
おいて、好ましくは、第２の工程で集束させる超音波振
動の集束位置を前記微細な部分の領域で走査させ、エッ
チング処理に要する時間がリードフレーム全体において
ほぼ等しくなるように、前記集束位置の走査速度を形成
すべきリードの寸法に合わせて変化させる。

【００１５】または、上記において、前記集束位置の走
査軌跡の単位面積当たりの本数を形成すべきリードの寸
法に合わせて変化させてもよい。

【００１６】また、本発明によれば、上記のようなリー
ドフレームの加工方法で加工されたリードフレームが提
供される。

【００１７】さらに、上記目的を達成するため、本発明
によれば、金属板をエッチング液中に浸漬してエッチン
グ加工を施すことによりリードフレームを形成するリー
ドフレーム加工用エッチング装置において、超音波振動
を発生する超音波振動子及びその超音波振動を前記エッ
チング液を介して前記金属板に集束させる音響レンズ備
えた超音波発生部と、前記超音波振動の集束位置を前記
金属板上の任意の軌跡に沿って任意の速度でで走査させ
る走査手段とを有することを特徴とするリードフレーム
加工用エッチング装置が提供される。

【００１８】

【作用】液体中で超音波振動を用いると、以下のように
種々の作用があることがよく知られている。

【００１９】（１）液の撹拌作用 超音波振動を印加すると液中には急激な振動が強制的に
加えられ、その液が撹拌される。これにより、化学反応
によって劣化した反応溶液の交換やその濃度分布の不均
一さの解消などが促進される。その結果、被反応物は常
に反応性に豊む反応液中にさらされ反応速度は低下しな
い。

【００２０】（２）反応生成物の排除の作用 反応生成物が被反応物の反応面に付着しようとした時、
超音波振動によってその反応生成物が分解及び除去され
る。いわゆる超音波洗浄は、これと同様の作用である。
特に、キャビテーション現象を伴なうと、その除去作用
は非常に強烈である。また、反応生成物が除去されるこ
とにより、反応速度は低下しない。

【００２１】（３）表面洗浄の作用 被反応物の反応面に付着しているゴミ、ホコリ、油脂、
酸化物等の異物を超音波振動によって除去することがで
き、反応面は清浄に保たれる。その結果、反応速度が低
下しない。

【００２２】（４）表面の活性化及び液のイオン化促進
の作用 超音波振動を印加すると、溶液中のイオン化を促進する
ことが知られており、これによって、当然化学反応も促
進される。

【００２３】上記のような作用を利用した用途として、
超音波洗浄、超音波溶接、超音波加工（穴あけ加工）な
どが比較的よく知られており、この他にも、超音波振動
を利用することにより、種々の物理的、化学的、及び電
気化学的作用が期待できることが公知である。特に、エ
ッチング反応の反応速度が向上することはよく知られて
いる。この原理については、種々のことが言われている
が、おおむね上記種々の作用が化学的及び物理的に複合
された結果、エッチング加工反応速度の大幅な向上が実
現されているものと考えられる。

【００２４】発明者が行った実験によれば、特開平４−
１２８３８９号公報に記載の従来技術と同様にエッチン
グ加工時に金属板全体に対して超音波振動を作用させた
場合、超音波振動を印加しない単なるエッチング加工に
比べるとエッチング加工速度を５〜１０倍程度速くする
ことができた。さらに、エッチングされた部分の反応生
成物も超音波振動によって積極的に排除され、エッチン
グファクターの改善を図ることができた。

【００２５】前述のように構成した本発明においては、
レジスト膜を被覆すると共にそのレジスト膜にエッチン
グパターンを形成した金属板をエッチング液中に浸漬し
エッチング加工を行う際に、そのエッチング液を介し
て、形成すべきリードのうちインナーリードとなる部分
等の少なくとも微細な部分に局所的に超音波振動を集束
させる。

【００２６】これにより、超音波振動の集束した部分の
音圧が高まり、その周りの部分との音圧の差によって局
所的なエッチング液の流れが生起され、その流動性が改
善される。その結果、エッチング加工速度が遅い微細な
部分、即ちレジスト膜の開口幅が狭い部分においてエッ
チング液の撹拌及び交換が促進され、エッチング加工速
度が集中的かつ大幅に向上し、レジスト膜の開口部の狭
い部分と広い部分のエッチング加工速度の差が短縮され
る。さらに、リードフレーム全体のエッチング加工時間
を律速する微細な部分の加工速度が向上できるため、リ
ードフレーム全体のエッチング加工速度を向上させるこ
とが可能となる。

【００２７】一方、レジスト膜の開口部の広い比較的大
きな形状の部分は、エッチング液中に加工に必要な所定
の時間浸漬されるだけであるため、その部分の過度なエ
ッチング加工（オーバーエッチ）を回避することができ
る。従って、リードフレーム全体で加工処理に要する時
間をほぼ均一にすることができ、良好な加工形状及び均
一な品質を確保できる。

【００２８】また、金属板のうち除去すべき必要な部分
のみを必要な速度でエッチング加工することが可能であ
るため、リードフレーム全体としてエッチング液と反応
させる金属の重量を必要最小限に減らすことができる。
その結果、エッチング液の消費量を減らすことが可能と
なり、エッチング液が劣化して交換するまでの時間、即
ちエッチング液の寿命を長くすることができ、同一のエ
ッチング液で加工できるリードフレームの数が増える。
このことは、エッチング加工のコスト削減に寄与する。

【００２９】また、局所的に超音波振動を集束させるこ
とにより、エッチング加工によって生成された反応生成
物（金属の酸化物や金属イオンなど）が励振され、エッ
チング液の局所的な流れによってそれらが流動し、反応
した部分、即ちエッチング加工の途中で形成される微細
な凹部の底部から分離または剥離して排除される。つま
り、エッチング液の流動やエッチング反応を妨げる要因
である反応生成物の付着を解消することができる。これ
により、エッチングファクターの一層の改善を図ること
ができ、従ってエッチング速度の低下が防止され、常に
エッチング加工に最適な条件を実現することができる。

【００３０】また、微細な部分の形状の形成と、微細な
部分を除く比較的大きな形状の部分の形成とを別々のエ
ッチング工程により形成してもよい。この場合、微細な
部分の形状を形成する際には、レジスト膜にインナーリ
ード等の微細な部分の形状に基づくエッチングパターン
を形成しておき、その金属板をエッチング液中に浸漬し
て局所的に超音波振動を集束させ、一方、比較的大きな
形状の部分を形成する際には、レジスト膜にその部分の
形状に基づくエッチングパターンを形成しておいてから
エッチング液中で通常のエッチング加工を行う。但し、
上記別々のエッチング工程の順序は、いずれが先であっ
てもよい。

【００３１】また、リードフレームではインナーリード
等の微細な部分はある程度の広さをもった領域に分布し
ており、これに比べ超音波振動の集束範囲は極小さい範
囲である。本発明では、集束させる超音波振動の集束位
置を微細な部分の領域で走査させることにより、その微
細な部分の領域全体に渡って超音波振動の集束によるエ
ッチング加工速度向上の作用を発揮させることができ
る。さらに、その集束位置の走査速度や走査軌跡の単位
面積当たりの本数（上記領域内における密度）を、形成
すべきリードの寸法に合わせて適宜変化させることによ
り、リードの形状や寸法が変化したとしても、ほぼ同じ
加工時間でその領域全体、従ってリードフレーム全体を
エッチング加工することができる。

【００３２】また、本発明のリードフレーム加工用エッ
チング装置においては、音響レンズによって超音波振動
子から発生する超音波振動をエッチング液を介して所定
の集束位置に集束させ、その超音波振動の集束位置を走
査手段によって金属板上の任意の軌跡に沿って任意の速
度で走査させる。これにより、上記のような本発明のリ
ードフレームの加工方法を実施することができ、本発明
のリードフレームを製造することができる。

【００３３】

【実施例】本発明によるリードフレームの加工方法及び
リードフレーム並びにリードフレーム加工用エッチング
装置の一実施例について、図１〜図９を参照しながら説
明する。

【００３４】まず、本実施例によって加工されるリード
フレームの構成を説明する。図２において、リードフレ
ーム１００の中央部分には、半導体チップを搭載するダ
イパッド１０１が設けられており、このダイパッド１０
１を囲むようにして多数のインナーリード１０２と、こ
れらインナーリード１０２に連続するアウターリード１
０３が配設されている。これら隣合うインナーリード１
０２とアウターリード１０３とはダムバー１０４により
互いに連結状に支持されている。また、ダイパッド１０
４の周辺は腕１０５以外は切欠き部１０６が設けられて
おり、この切欠き部１０６によりインナーリード１０２
はダイパッド１０１と分離され、かつ隣合うインナーリ
ード１０２はこの切欠き部１０６によりそれぞれ分離さ
れている。さらに、リードフレーム１００の外周部分に
は半導体チップの端子とインナーリード１０２との接続
時の位置決め用に位置決め穴１０７が設けられている。
ダムバー１０４は、半導体チップのモールド時にレジン
を堰止める役割とインナーリード１０２及びアウターリ
ード１０３を補強する役割を有し、モールド後に除去さ
れる。

【００３５】また、インナーリード１０２は、ダイパッ
ド１０１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１０１に搭載
した後に行われる電気的接続を行うのに十分な幅となっ
ている。従って、インナーリード１０２の内側における
相隣合うリード間の切断溝１０８は特に狭く、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。

【００３６】次に、本実施例のリードフレームの加工方
法を説明する。図３は、本実施例のリードフレームの加
工方法を示す流れ図である。

【００３７】まず、図３のステップＳ１に示すように加
工準備を行う。即ち、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
板をレベラーにかけ、巻きぐせを取り除く。続いて、そ
の金属板の表面を洗浄し、汚れや油分等を除く。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、大量生産が可能と
なる。

【００３８】次に、ステップＳ２においてレジスト処理
を行う。即ち、金属板の両面に感光性を有する耐エッチ
ング性レジスト剤を塗付し、乾燥後、図２のようなリー
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
する原版を重ねて露光処理し、そのパターンを転写す
る。さらに、露光処理された金属板を現像液に浸漬し、
露光によってできた溶解度差を利用して現像処理を行な
う。このようにして、耐エッチング性のレジスト膜にリ
ードフレーム形状に基づく所定のエッチングパターン
（開口部）が形成される。特に、図２のインナーリード
１０２の部分は、切断溝の幅を狭くするためにレジスト
膜の開口部の幅を狭くしなければならない。このレジス
ト処理は、従来より行われている方法と同様である。

【００３９】次に、ステップＳ３において、エッチング
加工を行う。図１は、この時使用されるエッチング装置
の一例を示す図であり、図４は図１のIV−IV方向からの
断面図である。

【００４０】図１及び図４において、エッチング装置２
００は、基盤２０１の上に固定されたエッチング液２０
２を貯えるエッチング液槽２０３、エッチング液槽２０
３を覆う上蓋２０４、上蓋２０４に固定されたＸＹ駆動
台２０５、ＸＹ駆動台２０５に取り付けられた支持フレ
ーム２０６、支持フレーム２０６に固定された複数個
（図４では６個）の超音波発生部２０７、素材である金
属板１を搬送するローラ２０８を備える。但し、簡単の
ため、図１及び図４では超音波発生部２０７を模式的に
表した。

【００４１】金属板１は帯状の素材であって、エッチン
グ装置２００にロ−ラ２０８で図中矢印で示す方向に搬
入され、エッチング液槽２０３中のエッチング液２０２
に浸漬される。そして、金属板１に対し、超音波発生部
２０７よりエッチング液２０２を介して超音波振動を局
所的に集束させる。また、ＸＹ駆動台２０５は通常のレ
ーザ加工装置等に備えられたワークを載置するためのＸ
Ｙテーブルと同様のものであり、金属板１の面内の互い
に直交する２軸方向（これをＸ軸及びＹ軸とする）に支
持フレーム２０６を移動させ、支持フレーム２０６の移
動によって超音波発生部２０７がＸＹ平面内で走査する
ようになっている。この超音波振動を集束させるべき位
置は、例えば図２のインナーリード１０２等のような形
成すべきリードのうち少なくとも微細な部分が存在する
領域である。

【００４２】上記超音波発生部２０７の構成を図５に示
す。図５において、超音波振動源２０７ａが１００ＫＨ
ｚ〜３ＭＨｚの励起交流電圧を超音波振動子２０７ｂ
（圧電素子）に印加することにより、超音波振動子２０
７ｂから超音波振動が発生し、凹面を有する音響レンズ
２０７ｃがその超音波振動を所定の集束位置に集束させ
る。図５では、音響レンズ２０７ｃの前面に形成される
超音波音場２０７Ｂを模式的に示した。上記のような所
定の焦点位置に超音波振動を集束させる音響レンズを備
える構成自体は従来より知られている。

【００４３】次に、上記のように超音波振動を集束させ
る際の集束位置及びその集束位置における音波の寸法に
ついて説明する。

【００４４】まず、各物理量を下記のように定める。

【００４５】ｆ ：超音波振動の振動数（Ｈｚ） ｖ_e：水中の音速（ｍ／sec） ｖ_s：レンズ材質中の音速（ｍ／sec） λ ：超音波振動の波長（ｃｍ） ａ ：音源即ち音響レンズの半径（ｃｍ） ｒ ：音響レンズの凹面の曲率半径（ｃｍ） ここに、ｆは数１０ｋＨｚ〜数１０ＭＨｚ程度、ｖ_eは
１４００〜１５００ｍ／sec程度である。また、ｖ_sはｆ
によって大きく異なるが、例えば、鉄では５１８０ｍ／
sec、アルミニウムでは５０４０ｍ／sec、石英では５３
７０ｍ／sec、ポリエチレンでは６５０ｍ／sec、ポリプ
ロピレンでは８００ｍ／sec、ポリスチレンでは１７４
０ｍ／sec、ナイロンでは２３８０ｍ／secである。さら
に、λ＝ｖ_e／ｆである。

【００４６】これらの物理量を用いて、集束する超音波
振動の焦点距離Ｆ_L、集束位置即ち焦点における音波の
直径ｄ_L及びｄ_-6は、以下のように表わせる。但し、ｄ_L
は焦点面上で音圧が最初に零となる音波の直径を、ｄ_-6
は音圧がピーク値の１／２（強度が−６ｄＢ）となる音
波の直径である。

【００４７】

【数１】

【００４８】

【数２】

【００４９】

【数３】

【００５０】例えば、ａ＝３ｃｍ，ｒ＝６ｃｍ，ｖ_e＝
１４００ｍ／ｓ，ｖ_s＝５０００ｍ／ｓとして、ｆ＝１
００ＫＨｚの場合のＦ_L，ｄ_L，ｄ_-6を式（１）〜式
（３）を用いてそれぞれ求めると、以下のようになる。

【００５１】

【数４】

【００５２】

【数５】

【００５３】

【数６】

【００５４】ここに、ｆ＝１００ＫＨｚ＝１０⁵ｃ／
ｓ，ｖ_e＝１４００ｍ／ｓ＝１．４×１０⁵ｃｍ／ｓ，λ
＝ｖ_e／ｆ＝１．４ｃｍであることを利用した。

【００５５】一方、ｆ＝２ＭＨｚの場合には、Ｆ_L，
ｄ_L，ｄ_-6を同様に計算すると、以下のようになる。

【００５６】

【数７】

【００５７】

【数８】

【００５８】

【数９】

【００５９】ここに、ｆ＝２ＭＨｚ＝２×１０⁶ｃ／
ｓ，ｖ_e＝１．４×１０⁵ｃｍ／ｓ，λ＝ｖ_e／ｆ＝０．
０７ｃｍであることを利用した。また、Ｆ_Lはｆ＝１０
０ＫＨｚの時と同じ値になる。

【００６０】このように、ａ，ｒ，ｆを適宜に選択する
ことにより、エッチング液２０２を介して所望の集束位
置（焦点）に適切な寸法で超音波振動を局所的に集束さ
せることができる。これにより、超音波振動の集束した
部分の音圧が高まり、その周りの部分との音圧の差によ
って局所的なエッチング液２０２の流れ（直径数ｍｍ程
度）が生起され、その流動性が改善される。その結果、
エッチング加工速度が遅いレジスト膜の開口幅の狭い部
分においてエッチング液の撹拌及び交換が促進され、エ
ッチング加工速度が集中的かつ大幅に向上し、レジスト
膜の開口部の狭い部分と広い部分のエッチング加工速度
の差が短縮される。さらに、リードフレーム１００全体
のエッチング加工時間を律速する微細な部分の加工速度
が向上できるため、リードフレーム１００全体のエッチ
ング加工速度を向上させることが可能となる。

【００６１】一方、レジスト膜の開口部の広い比較的大
きな形状の部分は、エッチング液２０２中に加工に必要
な所定の時間浸漬されるだけであるため、過度なエッチ
ング加工（オーバーエッチ）を回避することができる。
従って、リードフレーム１００全体で加工処理に要する
時間をほぼ均一にすることができ、良好な加工形状及び
均一な品質を確保できる。

【００６２】また、金属板のうち除去すべき必要な部分
のみを必要な速度でエッチング加工することが可能であ
るため、リードフレーム１００全体としてエッチング液
と反応させる金属の重量を必要最小限に減らすことがで
きる。その結果、エッチング液の消費量を減らすことが
可能となり、エッチング液２０２が劣化して交換するま
での時間、即ちエッチング液２０２の寿命を長くするこ
とができ、同一のエッチング液２０２で加工できるリー
ドフレームの数が増える。このことは、エッチング加工
のコスト削減に寄与する。

【００６３】また、局所的に超音波振動を集束させるこ
とにより、エッチング加工によって生成された反応生成
物（金属の酸化物や金属イオンなど）が励振され、エッ
チング液２０２の局所的な流れによってそれらが流動
し、反応した部分、即ちエッチング加工の途中で形成さ
れる微細な凹部（切断溝が貫通する前の状態）の底部か
ら分離または剥離して排除される。つまり、エッチング
液２０２の流動とエッチング反応を妨げる要因である反
応生成物の付着を解消することができる。これにより、
エッチングファクターの一層の改善を図ることができ、
従ってエッチング速度の低下が防止され、常にエッチン
グ加工に最適な条件を実現することができる。

【００６４】次に、上記のように集束させた超音波振動
の適用条件について説明する。図６は、ｆ＝１．４ＭＨ
ｚ，ａ＝３ｃｍ，Ｆ_L＝１０ｃｍの音響レンズ２０７ｃ
を用いた場合の水中の超音波の強度分布例であり、
（ａ）は音響レンズ２０７ｃの中心軸上における超音波
の強度分布、（ｂ）は集束位置（焦点）における超音波
の断面の強度分布を示す。図６に示すように、集束位置
の近傍において超音波の強度が局所的に大きくなる。そ
の領域は、例えば図５の破線で示す領域２０７Ａであ
る。但し、この例における最大強度は図中Ｉ₀であり、
（１／２）Ｉ₀となる音波の直径ｄ_-6は約０．２２ｍｍ
である。

【００６５】超音波振動を金属板全体に印加するだけで
も、通常の（超音波振動を印加しない）エッチング加工
に比べて５〜１０倍のエッチング加工速度が得られる
が、それにも増して、本実施例では超音波振動を集束さ
せて図６のように音波の強度を局所的に大きくするた
め、その集束位置付近におけるエッチング加工速度が１
０〜３０倍程度に速くなり、エッチング加工速度を大幅
に向上することが可能となる。

【００６６】図７及び図８は超音波振動の作用する環境
におけるエッチング速度を模式的に示した図である。図
７に示すように、金属板表面のレジスト膜の開口幅が狭
すぎると、エッチング加工がほとんど進行しない（図中
Ｇの範囲）。そして、ある程度以上の開口幅になるとエ
ッチング加工速度は次第に速くなる（図中Ａ〜Ｃ）。一
方、図８に示すように、超音波の音圧が大きくなると共
にエッチング加工速度は次第に速くなる。従って、エッ
チング加工すべきレジスト膜の開口幅に応じて、超音波
発生部２０７の振動条件や形状を設定し超音波の音圧を
適切に決めればよい。例えば、レジスト膜の開口幅が狭
い図７中Ａのような条件では、超音波の音圧を図８中Ｆ
の条件にしてエッチング加工を行う。

【００６７】また、図２に示したリードフレーム１００
においてインナーリード１０２等の微細な部分はある程
度の広さをもった領域に分布しており、これに比べ超音
波振動の集束範囲は直径数ｍｍ程度の極小さい範囲であ
る。そのため、本実施例では、前述のように集束させる
超音波振動の集束位置をインナーリード１０２等の微細
な部分が存在する領域で走査させる。その走査方法の一
例を図９に模式的に示す。図９において、中央の二点鎖
線で囲まれた部分はダイパッド１０１（図２参照）を示
しており、その外側の斜線を付した領域がインナーリー
ド１０２等の微細な部分が存在する領域である。そし
て、超音波振動の集束位置を例えば軌跡２０７Ｃに沿っ
て走査させる。

【００６８】これにより、微細な部分の領域１０２Ａ全
体に渡って超音波振動の集束によるエッチング加工速度
向上の作用を発揮させることができる。また、その集束
位置の走査速度や軌跡２０７Ｃの単位面積当たりの本数
（上記領域１０２Ａ内における密度）を形成すべきリー
ドの寸法に合わせて適宜変化させることにより、リード
の形状や寸法が変化したとしても、ほぼ同じ加工時間で
その領域１０２Ａ全体、従ってリードフレーム１００全
体をエッチング加工することができる。尚、軌跡２０７
Ｃの単位面積当たりの本数（密度）を変化させる代わり
に、軌跡２０７Ｃ相互の間隔を変化させてもよい。

【００６９】また、微細な部分を除くアウターリード１
０３や外枠部分等（図２参照）の比較的大きな部分は、
超音波振動を印加しない従来のエッチング加工でも十分
に加工できる。従って、図１及び図４のエッチング装置
２００において超音波振動をインナーリード１０２等の
微細な部分に集束させて加工を行うのと同時に上記比較
的大きな部分がエッチング加工により形成される。

【００７０】また、例えば、超音波振動を集束させてイ
ンナーリード１０２等の微細な部分をエッチング加工す
る速度が十分速い場合には、インナーリード１０２等の
微細な部分がほぼ加工できた後に超音波振動の印加を停
止し、比較的大きな部分のエッチング加工が完了するま
でそのままエッチング液２０２に浸漬しておけばよい。
この場合、超音波振動停止後のインナーリード１０２等
の微細な部分のエッチング加工はほとんど進まないた
め、インナーリード１０２等の微細な部分と比較的大き
な部分のエッチング加工をほぼ同時に完了させることが
できる。

【００７１】上述のようなエッチング加工が終了する
と、金属板１、即ちリードフレーム１００はロ−ラ２０
８（図４参照）によって図４中矢印の方向に搬出され
る。その後、表面のレジスト膜を適当な溶剤等によって
除去し、さらに洗浄及び乾燥を施して加工が終了する。

【００７２】以上のような本実施例によれば、エッチン
グ液２０２を介してインナーリード１０２等の微細な部
分に局所的に超音波振動を集束させるので、その部分の
エッチング液２０２の流動性が改善され、エッチング加
工速度を集中的かつ大幅に向上させることができ、ま
た、レジスト膜の開口部の狭い部分と広い部分のエッチ
ング加工速度の差を短縮することができる。さらに、リ
ードフレーム１００全体のエッチング加工時間を律速す
る微細な部分の加工速度が向上できるため、リードフレ
ーム１００全体のエッチング加工速度を向上させること
が可能となる。

【００７３】また、アウターリード１０３や外枠部分等
の比較的大きな部分の過度なエッチング加工（オーバー
エッチ）を回避することができる。従って、リードフレ
ーム１００全体で加工処理に要する時間をほぼ均一にす
ることができ、良好な加工形状及び均一な品質を確保で
きる。

【００７４】また、リードフレーム１００全体としてエ
ッチング液と反応させる金属の重量を必要最小限に減ら
すことができるため、エッチング液２０２の消費量を減
らすことができ、その寿命を長くすることができる。従
って、エッチング加工のコスト削減を図ることができ
る。

【００７５】また、局所的な超音波振動の集束により反
応生成物を金属板から排除することができるので、エッ
チング液２０２の流動とエッチング反応を妨げる要因を
解消することができる。これにより、エッチングファク
ターの一層の改善を図ることができ、従ってエッチング
速度の低下が防止され、常にエッチング加工に最適な条
件を実現することができる。

【００７６】さらに、集束させる超音波振動の集束位置
をインナーリード１０２等の微細な部分が存在する領域
１０２Ａ内で例えば軌跡２０７Ｃに沿って走査させるの
で、領域１０２Ａ全体に渡って超音波振動の集束による
エッチング加工速度向上の作用を発揮させることができ
る。また、その集束位置の走査速度や軌跡２０７Ｃの単
位面積当たりの本数を、形成すべきリードの寸法に合わ
せて適宜変化させるので、リードの形状や寸法が変化し
たとしても、ほぼ同じ加工時間でその領域１０２Ａ全
体、従ってリードフレーム１００全体をエッチング加工
することができる。これにより、加工工程の管理が容易
になる。

【００７７】次に、本発明によるリードフレームの加工
方法の他の実施例を図１０により説明する。本実施例
は、インナーリード等の微細な部分の形成と、微細な部
分を除くアウターリードや外枠部分等の比較的大きな部
分の形成とを別々のエッチング工程により形成するもの
である。

【００７８】まず、図１０のステップＳ１１において、
図３のステップＳ１と同様に素材となる金属板にレベラ
ーがけ及び表面洗浄等を施し加工準備を行う。

【００７９】次に、ステップＳ１２において、第１のレ
ジスト処理を行う。即ち、金属板の両面に感光性を有す
る耐エッチング性レジスト剤を塗付し、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に従っ
て露光処理し、さらに現像処理を行なう。但し、このレ
ジスト処理により形成されるエッチングパターンは、イ
ンナーリード１０２等の微細な部分に対応するものであ
り、それ以外のアウターリード１０３や外枠部分等の比
較的大きな部分に対応する部分は全てレジスト膜によっ
て覆われる。

【００８０】次に、ステップＳ１３において、第１のエ
ッチング加工を行う。即ち、図３のステップＳ３と同様
に、金属板をエッチング液に浸漬すると共に、インナー
リード１０２等の微細な部分にエッチング液を介して超
音波振動を局所的に集束させつつエッチング加工を実施
する。エッチング加工後、レジスト膜を除去し、洗浄及
び乾燥を施す。この段階ではインナーリード１０２等の
微細な部分のみが形成される。

【００８１】次に、ステップＳ１４において、第２のレ
ジスト処理を上記ステップＳ１２と同様の方法で行う。
但し、このレジスト処理により形成されるエッチングパ
ターンは、アウターリード１０３や外枠部分等の比較的
大きな部分に対応するものであり、ステップＳ１３で加
工したインナーリード１０２等の微細な部分は全てレジ
スト膜によって覆われる。

【００８２】次に、ステップＳ１５において、第２のエ
ッチング加工を行う。このエッチング加工は、通常のエ
ッチング加工と同様に金属板をエッチング液に浸漬する
だけで十分である。また、金属板にエッチング液を吹き
付けてエッチング加工してもよい。エッチング加工後、
レジスト膜を除去し、洗浄及び乾燥を施して加工が終了
する。

【００８３】以上のような本実施例によっても、前述の
実施例と同様の効果が得られる。

【００８４】尚、ステップＳ１４及びステップＳ１５の
工程においてアウターリード１０３や外枠部分等の比較
的大きな部分を加工する工程を先に実施し、ステップＳ
１２及びステップＳ１３においてインナーリード１０２
等の微細な部分を加工する工程を後で実施してもよい。
また、アウターリード１０３や外枠部分等の比較的大き
な部分は、上記ステップＳ１４及びステップＳ１５のよ
うなエッチング加工によらず、従来のプレス打抜き法に
よって別途形成してもよい。

【００８５】

【発明の効果】本発明によれば、エッチング液を介して
インナーリード等の微細な部分に局所的に超音波振動を
集束させるので、その部分のエッチング加工速度を集中
的かつ大幅に向上させることができ、また、レジスト膜
の開口部の狭い部分と広い部分のエッチング加工速度の
差を短縮することができる。さらに、全体のエッチング
加工時間を律速する微細な部分の加工速度が向上できる
ため、リードフレーム全体のエッチング加工速度を向上
させることが可能となる。

【００８６】また、アウターリードや外枠部分等の比較
的大きな部分の過度なエッチング加工（オーバーエッ
チ）を回避することができるので、リードフレーム全体
で加工処理に要する時間をほぼ均一にすることができ、
良好な加工形状及び均一な品質を確保できる。

【００８７】また、リードフレーム全体として反応させ
る金属の重量を必要最小限に減らすことができるため、
エッチング液の消費量を減らすことができ、その寿命を
長くすることができる。従って、エッチング加工のコス
ト削減を図ることができる。

【００８８】また、局所的な超音波振動の集束により反
応生成物を金属板から排除することができるので、エッ
チング液の流動性及び反応能力を低下させることがな
い。これにより、エッチングファクターの一層の改善を
図ることができ、従ってエッチング速度の低下が防止さ
れ、常にエッチング加工に最適な条件を実現することが
できる。

【００８９】さらに、集束させる超音波振動の集束位置
を微細な部分が存在する領域内で走査させるので、その
領域全体に渡って超音波振動の集束によるエッチング加
工速度向上の作用を発揮させることができる。また、そ
の集束位置の走査速度や軌跡の単位面積当たりの本数
を、形成すべきリードの寸法に合わせて適宜変化させる
ので、ほぼ同じ加工時間でリードフレーム全体をエッチ
ング加工することができ、加工工程の管理が容易にな
る。

【００９０】また、本発明によれば、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ので、リードフレ
ームの大量生産が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるリードフレームの加工
方法において用いられるエッチング装置を示す図であ
る。

【図２】図１のエッチング装置によって加工される本発
明のリードフレームの構成を示す図である。

【図３】図１のエッチング装置を用いたリードフレーム
の加工方法を示す流れ図である。

【図４】図１のIV−IV方向からの断面図である。

【図５】図１のエッチング装置における超音波発生部の
構成を示す図である。

【図６】図５の超音波発生部から水中に発せられる超音
波の強度分布の一例を示す図であり、（ａ）は音響レン
ズの中心軸上における超音波の強度分布を、（ｂ）は集
束位置（焦点）における超音波の断面の強度分布を示す
図である。

【図７】超音波振動の作用する環境におけるエッチング
速度を模式的に示した図であって、レジスト膜の開口幅
に対するエッチング速度を表す図である。

【図８】超音波振動の作用する環境におけるエッチング
速度を模式的に示した図であって、超音波の音圧に対す
るエッチング速度を表す図である。

【図９】集束させる超音波振動の集束位置を走査させる
走査方法の一例を示す図である。

【図１０】本発明の他の実施例によるリードフレームの
加工方法を示す流れ図である。

【符号の説明】

１ 金属板 １００ リードフレーム １０１ ダイパッド １０２ インナーリード １０３ アウターリード １０８ （インナーリードの）間隙 ２００ エッチング装置 ２０２ エッチング液 ２０３ エッチング液槽 ２０４ 上蓋 ２０５ ＸＹ駆動台 ２０６ 支持フレーム ２０７ 超音波発生部 ２０７ａ 超音波振動源 ２０７ｂ 超音波振動子 ２０７ｃ 音響レンズ ２０７Ａ 集束位置の近傍において音波の強度が局所的
に大きくなる領域 ２０７Ｂ 超音波音場 ２０７Ｃ 超音波振動の集束位置の軌跡 ２０８ ローラ ａ 音響レンズの半径 ｒ 音響レンズの凹面の曲率半径 Ｆ_L 集束する超音波振動の焦点距離 ｄ_L 焦点面上で音圧が最初に零となる音波の直径 ｄ_-6 音圧がピーク値の１／２となる音波の直径

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 緒方 浩二郎 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 (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体チップを搭載すると共にその半導
   体チップの各端子と接続される多数のリードを有するリ
   ードフレームを金属板から形成するリードフレームの加
   工方法において、 前記金属板の両面に耐エッチング性のレジスト膜を被覆
   しそのレジスト膜に前記リードフレーム形状に基づくエ
   ッチングパターンを形成する第１の工程と、前記第１の
   工程の後に前記金属板をエッチング液中に浸漬してエッ
   チング加工を行うと共に前記エッチング液を介して形成
   すべき前記リードのうち少なくとも微細な部分に局所的
   に超音波振動を集束させる第２の工程とを有することを
   特徴とするリードフレームの加工方法。
2. 【請求項２】 半導体チップを搭載すると共にその半導
   体チップの各端子と接続される多数のリードを有するリ
   ードフレームを金属板から形成するリードフレームの加
   工方法において、 前記金属板の両面に耐エッチング性のレジスト膜を被覆
   しそのレジスト膜に形成すべき前記リードのうち少なく
   とも微細な部分の形状に基づくエッチングパターンを形
   成する第１の工程と、前記第１の工程の後に前記金属板
   をエッチング液中に浸漬してエッチング加工を行うと共
   に前記エッチング液を介して形成すべき前記微細な部分
   に局所的に超音波振動を集束させる第２の工程と、前記
   金属板の両面に耐エッチング性のレジスト膜を被覆しそ
   のレジスト膜に前記微細な部分を除く部分の形状に基づ
   くエッチングパターンを形成する第３の工程と、前記第
   ３の工程の後に前記金属板をエッチング液中に浸漬して
   エッチング加工を行う第４の工程とを有することを特徴
   とするリードフレームの加工方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のリードフレーム
   の加工方法において、前記第２の工程で集束させる超音
   波振動の集束位置を前記微細な部分の領域で走査させ、
   エッチング処理に要する時間が前記リードフレーム全体
   においてほぼ等しくなるように、前記集束位置の走査速
   度を形成すべきリードの寸法に合わせて変化させること
   を特徴とするリードフレームの加工方法。
4. 【請求項４】 請求項１または２記載のリードフレーム
   の加工方法において、前記第２の工程で集束させる超音
   波振動の集束位置を前記微細な部分の領域で走査させ、
   エッチング処理に要する時間が前記リードフレーム全体
   においてほぼ等しくなるように、前記集束位置の走査軌
   跡の単位面積当たりの本数を形成すべきリードの寸法に
   合わせて変化させることを特徴とするリードフレームの
   加工方法。
5. 【請求項５】 請求項１から４のうちいずれか１項記載
   のリードフレームの加工方法で加工されたリードフレー
   ム。
6. 【請求項６】 金属板をエッチング液中に浸漬してエッ
   チング加工を施すことによりリードフレームを形成する
   リードフレーム加工用エッチング装置において、超音波
   振動を発生する超音波振動子及び前記超音波振動を前記
   エッチング液を介して前記金属板に集束させる音響レン
   ズを備えた超音波発生部と、前記超音波振動の集束位置
   を前記金属板上の任意の軌跡に沿って任意の速度で走査
   させる走査手段とを有することを特徴とするリードフレ
   ーム加工用エッチング装置。