JPH09260561A - リードフレームの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微細化に際しても、低コストで信頼性の高い
リードフレームを提供する。 【解決手段】 所望の形状に形状加工のなされたリード
フレーム表面にプラズマ処理法により、金属被膜を形成
する工程を含むことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、リードフレームの製造方
法に係り、特に、その表面処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣ，ＬＳＩなどの半導体装置用リ−ド
フレ−ムは、フォトエッチング法またはプレス加工法等
の方法によって、金属条材を形状加工するとともに、半
導体素子を搭載すべきパッドや、半導体素子との電気的
導通をおこなうためのインナーリード先端に、金や銀、
パラジウムなどの貴金属メッキを施して完成する。

【０００３】そしてこのリードフレームのパッドに半導
体素子を搭載し、インナーリードと半導体素子との間の
電気的接続を達成した後、樹脂封止によりパッケージが
形成される。

【０００４】ところで、半導体装置の高密度化および高
集積化に伴い、チップ面積が増大すると共にリ―ドピン
数が増加するものの、パッケ―ジは薄型化及び小型化の
傾向にある。

【０００５】従って、同一面積内においてインナ−リ―
ドの本数が増加すれば、当然ながらインナ−リ―ドの幅
および隣接するインナ−リ―ドとの間隔は狭くなる。こ
のため、強度の低下によるインナ−リ―ドの変形および
その変形によるインナ−リ―ド間の短絡の問題もある。

【０００６】例えば、プレス加工においては、加工精度
および経済的な面からリード間隔は板厚に対して十分に
大きくするのが望ましいことが良く知られている。

【０００７】しかしながら、近年、半導体装置の高集積
化は進む一方であり、リード間隔が板厚以下となり、さ
らにリード幅も微細なものが要求されるようになってき
ている。このような状況の中で、インナーリード先端に
形成する貴金属めっき層についても、接触抵抗を小さく
し信頼性の高い接続をおこなうためにも、小さくかつ膜
質の良好なものを得る必要がある。しかしながらめっき
層の膜厚の微小化には限界があり、また十分に膜質の良
好なものを得るのは困難であった。さらにまた、形状加
工に先立ち、めっきをおこなうと、除去領域にも貴金属
めっき層が形成されてしまうことになり、材料の無駄に
起因するコストの高騰を免れ得ないという問題があっ
た。一方、形状加工後にめっきを行おうとすると、イン
ナーリード側面にめっき液がまわりこみ、インナーリー
ド間の短絡の原因となることがあった。さらに、形状加
工後のインナーリード先端は極めて微細であるため、変
形を生じ易く、高温処理を施すと熱歪による位置ずれが
生じてしまう。

【０００８】さらにまた、電気めっきの場合、純水を多
量に使用するばかりでなく、めっき液としてシアン等の
薬品を使用しているため、純水装置や公害対策装置等多
くの付帯設備が必要であり、これがめっき加工費の高騰
につながっている。

【０００９】また、めっき加工は湿式であるため、リー
ドフレーム表面の酸化が生じやすくこれを防止するた
め、洗浄工程の後に十分な乾燥工程を設けなければなら
ず、加工ラインの占有面積を広く確保しなければならな
いという問題があった。

【００１０】さらにまた樹脂パッケージの薄型化は進む
一方であり、またリード幅は狭くなる一方で、樹脂とリ
ードとの接触面積が小さいため、樹脂との間で十分な密
着性を得ることができないという問題がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このように、リードフ
レームに対する貴金属層の形成は従来めっきによるもの
であったが、製造のための装置設備あるいは公害対策装
置が価格の低減をはばむ大きな問題となっている。ま
た、半導体装置の高集積化は進む一方であり、リード幅
も微細なものが要求されるようになってきている中で、
インナーリード先端に形成する貴金属めっき層について
も、接触抵抗を小さくし信頼性の高い接続をおこなうた
めに、膜質が良好でかつ膜厚の小さいものを得る必要が
ある。しかしながらインナーリードの熱歪の問題から、
高温工程は用いることができず、通常のドライプロセス
は適用できず、依然としてめっき法が用いられている。
しかし、めっき層の膜厚の微小化には限界があり、また
十分に膜質の良好なものを得るのは困難であった。さら
にまた、インナーリード側面へのめっき液のまわりこみ
による、インナーリード間の短絡も問題であり、さらに
また、電気めっきの場合、純水装置や公害対策装置、乾
燥装置等多くの付帯設備が必要であり、これがめっき加
工費の高騰につながるという問題がある。

【００１２】さらにまた樹脂パッケージの薄型化は進む
一方であり、またリード幅は狭くなる一方で、樹脂とリ
ードとの接触面積が小さいため、樹脂との間で十分な密
着性を得ることができないという問題がある。

【００１３】本発明は、前記実情に鑑みてなされたもの
で、微細化に際しても低コストで信頼性の高いリードフ
レームを提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】そこで本発明では、所望
の形状に形状加工のなされたリードフレーム表面にプラ
ズマ処理により、金属被膜を形成する工程を含むことを
特徴とする。

【００１５】望ましくは、インナーリード先端及びダイ
パッドに対して、選択的に金や銀、パラジウム等の金属
薄膜を形成する。

【００１６】また本発明の第２の方法では、形状加工の
なされたリードフレーム表面をプラズマ衝撃により活性
化し、この後、プラズマ処理法により、金属被膜を形成
するようにしている。

【００１７】さらにまた、形状加工のなされたリードフ
レームの表面にはプラズマ堆積法により、金属被膜を形
成すると共に、裏面にはプラズマ堆積法によりシリコン
化合物を形成する。

【００１８】

【作用】上記方法によれば、形状加工後、プラズマを用
いた表面処理方法により、金属被膜を形成しているた
め、低温下での形成が可能であり、微細パターンに対し
ても、熱による変形を生じることなく、良好なパターン
精度を維持し、従来の貴金属めっきよりもはるかに優れ
た膜質で薄い貴金属層を所望の領域にのみ形成すること
ができる。また、インナーリード側面には貴金属層が形
成されにくいようにプラズマ条件を調整することによ
り、表面にのみ形成することができ、インナーリード間
の短絡等のおそれもない。

【００１９】さらに、また完全なドライ工程で形成可能
であるため、純水装置等の付帯設備は不要であり、低価
格化をはかることができる。さらにまた、湿式処理に比
べ、工数も少なくかつ極めて短時間での金属層の形成が
可能となるため、リードフレームの製造ラインに接続す
ることができ、製造工程の連続化および同期化を実現す
ることができ、これにより、リードタイムの短縮をはか
ることができる。

【００２０】このように本発明の方法は、極めて微細な
リードフレーム形状に対しても適用可能であり、パター
ン精度を低下させることなく信頼性の高いリードフレー
ムを得ることができる。また、プラズマスパッタリング
を用いることにより微細なリードパターンに対しても低
温下でかつ側面への回り込みなしに表面にのみ制御性よ
く貴金属層を形成することが可能となる。

【００２１】また、本発明の第２の方法によれば、プラ
ズマによる金属被膜の形成に先立ち、リードフレームの
金属被膜を形成すべき領域をイオン衝撃により活性化し
ておき、この後、プラズマ処理により金属被膜を形成す
るようにしているため、より密着性の高い金属被膜を形
成することができる。

【００２２】さらに本発明第３の方法によれば、さらに
リードフレームの裏面側すなわちチップ搭載面の裏面側
にプラズマＣＶＤ法などによりシリコン化合物被膜を形
成するようにしているため、極めて薄い膜であるにもか
かわらず、樹脂封止に際しパッケージとの密着性が極め
て良好となり、樹脂パッケージの厚さを低減することが
可能となる。

【００２３】なお、上記方法においてリードフレームの
形状加工工程としては、プレス加工を用いた場合にもエ
ッチング加工を用いた場合にも適用可能である。

【００２４】さらに面実装用のリードフレームの場合に
は、インナーリードおよびパッドのみならずアウターリ
ードの実装面側にもパラジウム（Ｐｄ）などの金属被膜
を形成する様にしてもよいことはいうまでもない。この
場合、アウターリードは貴金属被膜の形成後曲げ加工を
おこなうことになるが、膜質が良好で密着性の高い貴金
属被膜で覆われているため、めっきによる厚い膜の場合
に比べ大幅に肉薄化を図ることができ曲げ加工が容易で
ある上、剥離のおそれもなく、信頼性の向上をはかるこ
とが可能となる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しつつ詳細に説明する。

【００２６】本発明実施例のリ―ドフレ―ムは、第１図
に平面図、第２図にそのＡ−Ａ断面図を示す如く、イン
ナーリード１２先端およびダイパッド１１をプラズマ法
により形成した膜厚１ミクロン程度の金層で被覆したこ
とを特徴とする。

【００２７】すなわち、ダイパッド１１のまわりにイン
ナーリード１２が放射状に配列され、ダムバー１３で連
結されると共に、各インナーリードにアウターリード１
４が連設されて、サイドバー１５，１６によって先端を
支持せしめられている。ここで、リードフレームのイン
ナーリード表面およびアウターリードの裏面には膜厚１
ミクロン程度の金層ｍが形成されている。

【００２８】次に、このリ−ドフレ−ムの製造方法につ
いて説明する。

【００２９】まず、第３図に工程説明図を示すように、
金属条材を順送り金型に装着してプレス加工により、所
望の形状のインナーリード１２、ダムバー１３、アウタ
ーリード１４の一部などを形成する、第１の打ち抜き領
域を順次形成し、インナーリードの先端面を残してイン
ナ―リ―ド部およびアウタリード部等をパタ―ニングす
る。

【００３０】この後、さらに順次所定領域の打ち抜きを
行い、インナ―リ―ド１２およびアウタリード１４のパ
タ―ニングを完了する。

【００３１】続いて、このリードフレームをプラズマス
パッタリング装置に設置し金層を形成する。このプラズ
マスパッタリング装置は、図４に示すように磁界発生手
段１０８を具備した真空容器１０１の上端内壁の第１の
電極１０２に取り付けられたターゲット板１０３と、こ
のターゲット板１０３に対向して配置され基板支持台を
兼ねる第２の電極１０４とを具備し、直流電源１０５を
ターゲット板１０３に接続するとともに、高周波電源１
０６をマッチング回路１０７を介してターゲット板１０
３と第２の電極１０４との間に接続している。

【００３２】ここでこれらによって形成される電界と、
磁界発生手段によって形成される磁界との直交する空間
内に、ガス供給系１０９からガスを供給し、放電によっ
てプラズマを形成し、このプラズマ中のイオンをターゲ
ット板１０３に衝突せしめ、ターゲット板１０３からの
スパッタリング粒子を第２の電極上のリードフレーム表
面のボンディング領域上に垂直方向から導くようにした
ことを特徴とするものである。ここでガスとしては金の
有機化合物ガスを用いた。基板温度は２５０℃程度とし
た。成膜時間は４０秒程度であった。

【００３３】かかる方法によれば、リードフレーム表面
にのみ高密度で膜質の良好な金層が密着性よく形成さ
れ、インナーリード側面には付着することがない。この
ため極めて制御性よく薄い膜厚の金層が形成される。

【００３４】このようにして形成されたリ―ドフレ―ム
は、第５図に示すように、ダイパッド１１上に半導体チ
ップ２０を接続し、ワイヤボンディング工程を経て樹脂
封止を行い、サイドバー１５，１６およびダムバーを切
除し、面実装用にアウターリード１４を折り曲げ、実装
用基板の配線パターン上に位置決めを行い、実装用基板
側を加熱することにより固着される。

【００３５】このようにして、高密度にアウターリード
が形成された半導体装置も、極めて容易に信頼性よく実
装することが可能である。

【００３６】特に、インナーリードは表面に薄い金層が
形成されかつアウターリードにも実装面側が同様にプラ
ズマスパッタリングで形成した薄い金層で被覆されてい
るため、面実装が極めて容易に信頼性よく実現可能であ
る。なお、前記実施例ではプラズマスパッタリング法に
よって形成した金属薄膜を用いたがプラズマＣＶＤ法を
用いて形成した金属薄膜を用いてもよい。

【００３７】また、このようにして形成されたリ―ドフ
レ―ムは、形状加工後であるにもかかわらず、２５０℃
という低温での形成が可能となり、膜質が良好で低抵抗
の金層で被覆することができるため、材料の無駄や側面
への付着などもなく、歪の少ないリードフレームを得る
ことができ、変形の少ないリードフレームを得ることが
可能となる。

【００３８】また、前記実施例では、プレス加工により
形状加工を行う方法について説明したが、エッチングに
より形状加工を行うようにしてもよい。

【００３９】さらにまた、金層の形成に先立ち、イオン
衝撃により表面を活性化した後プラズマによる金属被膜
形成をおこなうようにしてもよい。

【００４０】さらに、図６に示すように、プラズマＣＶ
Ｄ法により裏面側にシリコン化合物層Ｓを形成するよう
にしてもよい。かかる構成によれば樹脂封止に際し、樹
脂との密着性が良好になり、樹脂の厚さが薄くても信頼
性の高い樹脂封止をおこなうことが可能となり、薄型で
信頼性の高い半導体装置を得ることが可能となる。

【００４１】なお、前記実施例では金層及びシリコン化
合物層の形成について説明したが、パラジウムなど他の
金属及び金属化合物にも適用可能であることはいうまで
もない。

【００４２】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、リードフレームの形状加工後、プラズマによる金属
被覆をおこなうようにしているため、低温形成が可能で
膜厚が小さくかつ膜質の良好な貴金属層を得ることが可
能となる。また、貴金属層はドライプロセスで低温形成
が可能であるため、歪みの発生もなく良好な寸法精度を
維持しつつ信頼性の高いリードフレームを得ることが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の方法で形成したリードフレーム
を示す平面図

【図２】同リードフレームの断面図

【図３】本発明実施例の方法によるリードフレームの製
造工程説明図

【図４】本発明の方法に用いられるプラズマスパッタリ
ング装置を示す図

【図５】本発明実施例の方法で形成したリードフレーム
を用いて形成した半導体装置を示す断面図

【図６】本発明の他の実施例のリードフレームを示す図

【符号の説明】

１１ ダイパッド １２ インナーリード １３ ダムバー １４ アウターリード １５ サイドレール ｍ 金層 Ｓ シリコン化合物層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属条材を所望の形状に形状加工し、半
   導体素子搭載領域を囲むように形成された複数のインナ
   ーリードと、このインナーリードそれぞれに連続する複
   数のアウターリードとを含むリードフレームの形状加工
   をおこなう形状加工工程と、 前記リードフレームの所望の領域に、プラズマ処理によ
   り、金属被膜を形成する工程を含む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】 金属条材を所望の形状に形状加工し、半
   導体素子搭載領域を囲むように形成された複数のインナ
   ーリードと、このインナーリードそれぞれに連続する複
   数のアウターリードとを含むリードフレームの形状加工
   をおこなう形状加工工程と、 前記リードフレームの所望の領域をプラズマ衝撃により
   活性化する活性化工程と、 この活性化された領域に、プラズマ処理により、金属被
   膜を形成する工程を含む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】 金属条材を所望の形状に形状加工し、半
   導体素子搭載領域を囲むように形成された複数のインナ
   ーリードと、このインナーリードそれぞれに連続する複
   数のアウターリードとを含むリードフレームの形状加工
   をおこなう形状加工工程と、 プラズマ処理により、前記リードフレームのボンディン
   グ領域に、金属被膜を形成すると共に、前記リードフレ
   ームの裏面側に、プラズマ処理により、シリコン化合物
   被膜を形成する工程を含むことを特徴とするリードフレ
   ームの製造方法。