JPH10144848A - Ｌｏｃ用銅リードフレーム及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＬＯＣ用の銅フレームにおける酸化防止及び
樹脂との接着性を高めることのできるようにする。 【解決手段】 銅製のリードフレーム３には表面に封止
樹脂との密着性に優れた酸化防止処理が施されており、
その所定部分に接着剤２が塗布され、この接着剤２に半
導体素子１が貼着される。この後、インナーリード部と
半導体素子１の電極部とが接続され、更に、接続部及び
半導体素子１の側面部が封止樹脂５で被覆される。酸化
防止処理４がリードフレームに設けられる樹脂材との接
着性の向上、接続性の向上が図れ、パッケージ割れ等の
発生が防止される。この結果、性能、信頼性及び生産性
の向上が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に用い
られるリードフレーム、特に、ＬＯＣ構造でモールドパ
ッケージが施される半導体装置に用いられるＬＯＣ用銅
リードフレーム及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Acc
ess Memory）のパッケージ構造としてＬＯＣ（Lead On
Chip）があり、その一例が特開平７−３０２８６３号公
報に示されている。具体的には、半導体素子のワイヤボ
ンディングを除いて表面全域にチップコート樹脂を介在
させ、その所定位置にリードを固定した後、半導体素子
のパッドとリード先端をワイヤボンディングで接続し、
ボンディングワイヤが埋まるようにリード先端部にチッ
プコート樹脂を充填し、この被覆部及び半導体素子の全
体をモールド樹脂でモールドした構成になっている。こ
のような構成により、半導体素子の全表面に被覆された
チップコート樹脂によって樹脂封止半導体装置内に生じ
る熱応力を半導体素子表面の全域で緩和することができ
る。

【０００３】従来、リードフレームの材料には４２アロ
イが用いられていたが、半導体素子の高性能化、特に、
高速対応性の要求から、最近では銅が用いられるように
なっている。しかし、一般に銅フレームは樹脂との接着
性が悪いほか、表面が比較的低温で酸化するという性質
がある。そこで、リードと樹脂の密着性（接続性）を高
める種々の提案がなされており、例えば以下のものがあ
る。特開昭５６−１７０４８号公報（リードフレームに
Ｎｉ−Ｓｎ合金をめっきし、接続性を高める）、特開昭
５７−１５２１５７号公報（リードフレームにシラン化
合物を有機溶剤で溶解した処理液をリードフレームに被
着させてシラン化合物被膜を形成することにより接着強
度を増し、耐湿性を向上させる）、特開昭５８−２７３
４８号公報（インナーリード部にのみカップリング剤を
塗布し、レジン封止部の密着性を向上させる）、特開昭
６０−１１９７６５号公報（リード部に錫−Ｎｉ二元め
っきを施して樹脂とリードフレームの接続性を高め
る）、特開昭６０−２２５４５６号公報（インナーリー
ド部にのみＣｕ又はＣｕ合金めっき層を設け、樹脂封止
性を高める）、特公昭６３−４９３８１号公報（リード
フレーム表面の酸化膜生成を自然酸化膜の初期以下にし
て樹脂モールドを施し、密着性を高める）、特開平３−
６２９５９号公報（パッケージライン近傍のリードをシ
ランカップリング剤でプライマー処理し、封止樹脂との
密着性を高める）、特開平４−３２００５５号公報（リ
ードフレームにポリシラザンを塗布した後、焼成処理
し、封止樹脂との密着性を向上させる）、特開昭６１−
４２９４０号公報（リードフレームにＮｉ−Ｓｎ合金又
はＣｏ−Ｓｎ合金めっきを施し、半田付性及び樹脂封止
性を高める）等がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の半導体
装置又はリードフレームによると、アウターリード以外
の全体を樹脂モールドした在来構造の半導体装置を対象
にしており、インナーリードの所定部分にのみ樹脂を設
けた構成にして薄型化を図ったＬＯＣ構造のパッケージ
が対象ではなく、ＬＯＣ構造に銅リードフレームを用い
たケースも見られない。また、樹脂とリードフレームの
接着性（密着性）については考慮されているものの、銅
材特有の表面酸化の防止についての考慮はなされていな
い。

【０００５】そこで本発明は、銅フレームにおける酸化
防止及び樹脂との接着性を高めることのできるＬＯＣ用
銅リードフレーム及びその製造方法を提供することを目
的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、インナーリードの半導体素子の搭載
領域に前記半導体素子を接着固定するための絶縁性接着
剤が塗布されたＬＯＣ用リードフレームにおいて、前記
リードフレームは銅製であり、その表面に封止樹脂との
密着性に優れた酸化防止処理が施された構成にしてい
る。

【０００７】この構成によれば、リードフレームは酸化
が防止されるだけでなく、リードフレームに設けられる
樹脂材との接着性を高めるように機能する。この結果、
パッケージ割れ等の発生が防止され、信頼性及び生産性
を向上させることができる。また、酸化防止処理が施さ
れていることにより、ワイヤボンディング等の接続の信
頼性を高めることができる。

【０００８】前記酸化防止処理は、シラン系カップリン
グ剤を用いた処理とすることができる。この構成によれ
ば、シラン系カップリング剤が樹脂に対するリードフレ
ームの濡れ性を向上させる。したがって、リードフレー
ムと樹脂の接着性を高めることができる。

【０００９】前記酸化防止処理は、錫−ニッケルとする
ことができる。この構成によれば、錫−ニッケルめっき
が樹脂との接触面を円滑にし、樹脂に対する濡れ性を向
上させ、リードフレームと樹脂の接着性を高めることが
可能になる。また、上記の目的は、インナーリードの半
導体素子の搭載領域に前記半導体素子を接着固定するた
めの絶縁性接着剤が塗布されるＬＯＣ用リードフレーム
の製造方法において、銅製のリードフレームの少なくと
も封止樹脂が設けられる部分に前記封止樹脂との密着性
に優れた酸化防止処理を施すことによっても達成され
る。

【００１０】この方法によれば、酸化防止処理によって
リードフレームと樹脂の接着性が高められ、また電気的
特性の劣化が防止され、半導体素子とリードフレームの
接続の信頼性を向上させることができる。前記酸化防止
処理は、シラン系カップリング剤を用いた処理とするこ
とができる。

【００１１】この方法によれば、シラン系カップリング
剤が樹脂に対するリードフレームの濡れ性を向上させ
る。したがって、リードフレームと樹脂の接着性を高め
ることができる。前記酸化防止処理は、錫−ニッケルめ
っきとすることができる。この方法によれば、錫−ニッ
ケルめっきが樹脂との接触面を円滑にし、樹脂に対する
濡れ性を向上させ、リードフレームと樹脂の接着性を高
めることが可能になる。

【００１２】前記酸化防止処理は、不活性ガス雰囲気の
もとで前記下地処理を行う方が効果的である。この方法
によれば、不活性ガスが空気中の酸素とリードフレーム
の接触を断ち、酸化防止処理時にリードフレームが酸化
されるのを防止することができる。これにより、半導体
素子とリードフレームの接続の信頼性が向上する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を基に説明する。図１はＬＯＣ用銅リードフレー
ム及びこれを用いて製作した半導体パッケージの詳細構
成を示す断面図である。図１に示すように、半導体素子
１の表面には、リードフレームの所定範囲に塗布された
接着剤２を介して銅リードフレーム３のインナーリード
部が接着固定される。接着剤２を銅リードフレーム３に
塗布するに際しては、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気中
で行われる。これにより、銅リードフレーム３の表面が
酸化されるのを防止することができる。

【００１４】銅リードフレーム３は銅を用いて作られて
おり、その所定部分には封止樹脂との密着性に優れた酸
化防止処理４が施されている。この酸化防止処理はカッ
プリング処理等の化学処理によって施すことができ、例
えば、シランカップリング剤を塗布し、塗布後に乾燥す
る処理方法を採用することができる。この乾燥は３００
℃以上の高温雰囲気中で行われるが、この乾燥処理は不
活性ガス雰囲気中で行われる。特に、乾燥処理を不活性
ガス雰囲気中で行うことは、酸化防止に絶大な効果があ
る。

【００１５】更に、半導体素子１の電極部とインナーリ
ードの先端とが、ボンディングワイヤ等の不図示の手段
によって接続される。この後、インナーリード部及び側
面部が封止樹脂５によって被覆することにより半導体パ
ッケージ６が完成する。なお、必要に応じて銅リードフ
レーム３のアウター側の先端に所定形状の曲げ加工が施
される。

【００１６】

【実施例】本発明者らは、酸化防止処理４の形成はシラ
ンカップリング剤を塗布する方法を採用し、上記した製
造工程により図１の構成による半導体パッケージ６を製
作した。そして、動作試験を行ったところ、７０ｎＳ以
上の高速信号処理が可能であった。また、信頼性試験を
行ったところ、表１の結果を得た。試験ナンバー１，２
は本発明によるものであり、試験ナンバー３は従来例で
ある。なお、この試験は−４０℃〜１５０℃、１０００
サイクルのヒートショック条件のもとで行った。

【００１７】

【表１】

【００１８】表１から明らかなように、シランカップリ
ング剤による酸化防止処理を施し、製造工程で不活性ガ
スを用いた本発明ではパッケージ割れを発生していな
い。なお、酸化防止処理のみでは２５％のパッケージ割
れが発生する。これに対し、従来構成では約半分にパッ
ケージ割れが発生している。また、本発明者らは、酸化
防止処理に錫−ニッケルめっきを採用し、表１と同様の
試験を行い、表２の結果（試験ナンバー４，５は本発
明、試験ナンバー６は従来例）を得た。

【００１９】

【表２】

【００２０】表２から明らかなように、錫−ニッケルめ
っきによる酸化防止処理を施し、製造工程で不活性ガス
を用いた本発明ではパッケージ割れを発生していない。
なお、酸化防止処理のみでは１０％のパッケージ割れが
発生する。これに対し、従来構成では約半分にパッケー
ジ割れが発生している。以上のように、本発明によれ
ば、酸化防止処理を施し、製造工程で不活性ガスを用い
たので、銅リードフレーム３と封止樹脂５の接着性が向
上し、これに伴ってパッケージ割れ等の発生を無くすこ
とが可能になった。

【００２１】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明は、ＬＯＣ用
のリードフレームにあって、リードフレームに銅を用
い、その表面に封止樹脂との密着性に優れた酸化防止処
理を施した構成にしたので、リードフレームに設けられ
る樹脂材との接着性が高めらるためにパッケージ割れ等
の発生が防止され、高速対応が図れるほか、接続及びパ
ッケージの信頼性向上、生産性の向上が可能になる。

【００２２】また、本発明の製造方法によれば、銅リー
ドフレームの少なくとも封止樹脂が設けられる部分に前
記封止樹脂との密着性に優れた酸化防止処理を施すよう
にしたので、リードフレームと樹脂の接着性が高めら
れ、かつ酸化防止処理によって電気的特性の劣化が防止
されるので、半導体素子とリードフレームの接続の信頼
性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＬＯＣ用銅リードフレーム及びこれを用いて製
作した半導体パッケージの詳細構成を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 半導体素子 ２ 接着剤 ３ 銅リードフレーム ４ 酸化防止処理 ５ 封止樹脂 ６ 半導体パッケージ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米本 隆治 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社システムマテリアル研究所内 (72)発明者 吉岡 修 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社システムマテリアル研究所内 (72)発明者 村上 元 茨城県日立市助川町３丁目１番１号 日立 電線株式会社電線工場内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インナーリードの半導体素子の搭載領域
   に前記半導体素子を接着固定するための絶縁性接着剤が
   塗布されたＬＯＣ用リードフレームにおいて、 前記リードフレームは銅製であり、その表面に封止樹脂
   との密着性に優れた酸化防止処理が施されていることを
   特徴とするＬＯＣ用銅リードフレーム。
2. 【請求項２】 前記酸化防止処理は、シラン系カップリ
   ング剤を用いた処理であることを特徴とする請求項１記
   載のＬＯＣ用銅リードフレーム。
3. 【請求項３】 前記酸化防止処理は、錫−ニッケルめっ
   きであることを特徴とする請求項１記載のＬＯＣ用銅リ
   ードフレーム。
4. 【請求項４】 インナーリードの半導体素子の搭載領域
   に前記半導体素子を接着固定するための絶縁性接着剤が
   塗布されるＬＯＣ用リードフレームの製造方法におい
   て、 銅製のリードフレームの少なくとも封止樹脂が設けられ
   る部分に前記封止樹脂との密着性に優れた酸化防止処理
   を施すことを特徴とするＬＯＣ用銅リードフレームの製
   造方法。
5. 【請求項５】 前記酸化防止処理は、シラン系カップリ
   ング剤を用いた処理であることを特徴とする請求項４記
   載のＬＯＣ用銅リードフレームの製造方法。
6. 【請求項６】 前記酸化防止処理は、錫−ニッケルめっ
   きであることを特徴とする請求項４記載のＬＯＣ用銅リ
   ードフレームの製造方法。
7. 【請求項７】 前記酸化防止処理は、不活性ガス雰囲気
   のもとで行うことを特徴とする請求項４記載のＬＯＣ用
   銅リードフレームの製造方法。