JPS63142660A - リ−ドフレ−ムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体素子を外部へ電気的に接続するため
のリードフレームの製造方法に関し、特にフォトエツチ
ング法を利用してリードの先端部に突起電極（以下、「
バンプ」という）が形成されたリードフレームを製造す
る方法に関する。

〔従来の技術〕

半導体素子（以下、「チップ」という）の電極分く以下
、「パッド」という）と外部接続端子となるリードフレ
ームのリードとを接続する従来の方法の１つとして、第
１２図に示すように。

チップＣの接続端子である各パッドＰとリードフレーム
のリードＬとをワイヤＷによって接続することが知られ
ている。第１２図は、リードしにワイヤＷで接続された
チップＣを樹脂モールドＭにより封入してパッケージン
グした状態を示している。

チップのパッドとリードフレームのリードとを接続する
別の方法としては、第１１図に示すように、チップＣの
各パッドＰにバンプＢを形成し、そのバンプＢにリード
フレームのり−ドＬを接続する、いわゆるテープキャリ
ヤ方式によるインナーリード・ボンディング技術がある
。

また、リードフレームのリードの先端にバンプを予め突
設形成しておいて、そのバンプをチプのパッドに接続す
る方法も知られている６例えば、特開昭６０−１３０１
４７号公報には、絶縁性基板上にバンプを形成しておき
、そのバンプを絶縁性基板上からリードの先端部［二転
写して接合した後、そのリード先端部のバンプとチップ
のパッドとを接合する転写バンプ方式の改良案が開示さ
れている。

さらにまた、Ｕ、Ｓ、Ｐ、４，５１０．０１７には、リ
ードフレームのリードに直接バンプを形成してそのバン
プをチップのパッドに接合することにより、チップのパ
ッドとリードとを接続する技術が開示されている。リー
ドフレームのリードに直接バンプを形成する方法として
、このＵ、Ｓ、Ｐ、４，５１０，０１７に開示されてい
るのは、メッキ処理とエツチング処理とを組み合わせた
方法である。すなわち、その形成方法は、金属薄板の両
面にそれぞれフォトレジスト膜を形成し、所要のパター
ンを焼き付けて、それを現像した後、後記エツチング液
に安定な金属を、バンプ部に対応する部分等にメッキす
る工程、第２回目のフォトレジストを塗布し、所要のパ
ターンを焼き付けて現像した後、エツチング液でエツチ
ングする工程、エツチング処理により金属薄板に形成さ
れた凹部に絶縁性材料を充填する工程、続いて金属薄板
の両面からエツチングする工程等から成っている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来の、チップのパッドとリードフレームのリ
ードとの接続方法のうち、第１２図に例示したワイヤボ
ンディング法においては、チップの集積度の増大により
、チップの外部との接続端子の個数も増大し、外部のリ
ード端子とチップのパッドとの間を細線で１本ずつ接続
することは、生産性、作業性、信頼性が低く、また強度
上からも問題があり、さらに近年の小型薄型化の要求に
も応えられない。

また、第１１図に例示した。チップのパッドにバンプを
突設してそのバンプとリードとを接合する方法において
は、チップの各パッドにそれぞれバンプを形成する工程
を必要とするため、チップのコストが高くなること、全
てのチップについてそのパッドにバンプが突設されてい
るものではないから適用できる範囲が限定されること１
等といった問題点がある。

次の、リードの先端部にバンプを付設してそのバンプを
チップのパッドに接合する方法１例えば特開昭６０−１
３０１４７号公報に記載されている転写バンプ方式は、
絶縁性基板上の、チップのパッドと対応した位置にバン
プを形成する工程、そのバンプをリードに接合し、絶縁
性基板上から剥離して転写する工程等といった非常に面
倒で煩わしい工程を経る必要がある。

最後のＵ、Ｓ、Ｐ、４，５１０，０１７に記載された方
法も、上記したようにメッキ処理工程、２度のエツチン
グ処理工程、絶縁性材料の充填工程といったような極め
て複雑な一連の工程を必要とする点で問題がある。

この発明は、従来方法における上記諸問題点を解決する
ためになされたものであって、比較的簡単な一連の工程
により、Ｕ、Ｓ、Ｐ、４゜５１０．０１７に記載されて
いるような、リードに直接バンプを形成することができ
るリードフレームの製造方法を提供することを技術的課
題とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、次の各工程を経てリードフレームを製造す
ることにより上記課題を達成した。

すなわち、この発明に係るリードフレームの製進方法は
、金属薄板の両面にフォトレジスト膜を形成し、金属薄
板の表面に形成された前記各フォトレジスト膜面にそれ
ぞれ所要パターンを焼き付け、それを現像して、金属薄
板の一方の表面にリードフレームの形状パターンの内、
リードの先端領域が先端部のバンプに対応する部分を除
き、所定長さ分だけ欠如した耐食性皮膜を、金属薄板の
他方の表面にリードフレームの形状パターンの耐食性皮
膜を、それぞれ互いに表裏で対応させて形成する工程と
、金属薄板の一方の表面に形成された耐食性皮膜上を耐
エツチング性保護膜で完全に被覆する工程と、金属薄板
の他方の表面をエツチング処理する工程と。

金属薄板の前記一方の表面に形成された耐食性皮膜上か
ら前記耐エツチング性保護膜を除去する工程と、金属薄
板の両面を同時にエツチング処理して１表裏共に耐食性
皮膜で被覆されていない部分を貫通させる工程と、金属
薄板の両面から前記フォトレジスト膜を剥離する工程と
から構成されている。

〔作　　用〕

この発明に係るリードフレームの製造方法によれば、金
属薄板の一方の片面側が耐エツチング性保護膜で完全に
被覆された状態において金属薄板の他方の片面側からエ
ツチングされることにより、まず金属薄板の他方の表面
の、リードフレームに対応する部分以外の額部が板厚の
１／４〜１／２程度の深さの凹陥部となる。そして、次
に行なわれる、金属薄板の両面側からのエツチングによ
り、リードフレームに対応する部分以外の部分において
金属薄板が貫通するとともに、金属薄板の一方の表面の
、リードの先端部のバンプに対応する部分がエツチング
されないまま残り、その部分からリードの所定長さ分に
わたって凹部が形成され、その凹部以外の、リードフレ
ームに対応する部分はエツチングされないで残る。この
ようにしてリードフレームが形成され、金属薄板の一方
の片面側がチップとの対面側、すなわちコンタクト側と
なり、リードの先端部には凹部に対して突出したバンプ
が形成される。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながらこの発明の好適な実施例につ
いて説明する。

第１図は、この発明の１実施例に係るリードフレームの
製造方法における各処理工程を示したフローチャートで
あり、第２−１図ないし第２−７図はそれぞれ、各処理
工程における金属薄板の断面の状態を完成時にリード先
端領域となるべき部分についてのみ部分的に表わした図
。

第３−１図ないし第３−７図はそれぞれ、第２−１図な
いし第２−７図のＡｌ−ＡｌないしＡｌ−Ａｌ矢視断面
を、また第４−１図ないし第４−７図はそれぞれ、同じ
＜Ｂ１−Ｂ１〜Ｂ７−８７矢視断面を部分的に示した図
である。

まず最初に、四ニアロイや銅等の金属薄板の表面に対し
整面、脱脂、洗浄等の各処理を施してから（第１図ステ
ップＳ工）、金属薄板の両面にフォトレジスト液を塗布
しく同ステップＳ２）、乾燥させて（同ステップＳ、）
、第２−１図、第３−１図及び第４−１図に示すように
、金属薄板１０の両面にフォトレジスト膜１２を均一な
厚さに形成する。

次に、金属薄板１０の上面側のフォトレジスト膜に、形
成されたリードフレームにおいてチップとの対面側とな
るコンタクト側の所望パターンを焼き付け、同時に金属
薄板１０の下面側のフォトレジスト膜には非コンタクト
側の所望パターンを焼き付け（同ステップＳ４）、現像
しく同ステップＳ、）、水洗して（同ステップＳ６）、
乾燥させる（同ステップＳｔ　）。これらの工程により
第２−２図、第３−２図及び第４−２図に示すように、
金属薄板１０の両面にそれぞれ耐食性皮膜（レジスト）
　１２’　、　１２”がそれぞれ被着形成される。第５
図及び第６図にそれぞれの部分平面図を示す。金属薄板
ＩＯの上面側には、第５図に示すように、リードフレー
ムのリードの先端部に対応する部分に耐食性皮膜１２′
　が島状に形成され、その部分からリードの所定長さ分
にわたって金属薄板１０の表面が露呈したリードフレー
ムの形状パターンが描かれる。

一方、金属薄板１０の下面側には、第６図に示すように
、リードフレームの形状パターン通りの耐食性皮膜１２
″が形成され、これら上下面における各パターンは互い
に対応した位置に描かれている。また、第２−２図のＡ
２−Ａ２矢視断面から分かるように、リードフレームの
リードの非コンタクト部となる凹部を形成しようとする
位置においては、その上面側は耐食性皮膜が被着されて
おらず、他方、第２−２図のＢ２−８２矢視断面から分
かるように、リード先端部のバンプを形成しようとする
位置は、上下面とも耐食性皮膜１２’　、１２’″で被
覆されている。上下面とも耐食性皮膜で被覆されないで
金属薄板１０の表面が露呈している位置は、後述する両
面エツチングにより互いに貫通する部分である。

次に、第２−３図、第３−３図及び第４−３図に示すよ
うに、金属薄板１０の上面側に耐食性皮膜１２′の上か
ら全面を被覆するように耐エツチング性保護被膜１４を
付着する（同ステップＳ、）。その後、耐エツチング性
保護膜で保護されていない金属薄板１０の下面側にエツ
チング液を噴射し、耐食性皮膜１２″で被覆されていな
い金属薄板１０の部分を下面側からのみエツチングする
（同ステップＳ、）。そして、第２−４図、第３−４図
、第４−４図に示したように、金属薄板ｌＯが、その板
厚の１例えば１／４〜１７２程度にまでエツチングされ
た時点でこの片面エツチングの処理を終了し、必要に応
じて金属薄板１０の表面を水洗する。この片面エツチン
グ工程により、金属薄板１０の下面に凹陥部１６．１６
′が形成される。この後、第２−５図、第３−５図及び
第４−５図に示すように、金属薄板１０の上面側の耐エ
ツチング性保護膜を剥離してから（同ステップＳ１゜）
、金属薄板１０の上下両面にエツチング液を吹き付けて
両面エツチング処理を行なう（同ステップＳ１□）。こ
の両面エツチング工程により、第２−６図、第３−６図
及び第４−６図に示したように、金属薄板１０の上面側
には、凹部１８及びその凹部１８から突出した凸部すな
わちバンプ２０が形成され、上下面面ともに耐食性皮膜
１２’　、　１２”で被覆されていない位置は上下方向
に貫通する。

最後に、第２−７図、第３−７図及び第４−７図に示す
ように、金属薄板１０の両面からそれぞれ耐食性皮膜を
剥離しく同ステップＳ１．）、水洗（同ステップＳ１．
）　、乾燥させた後（同ステップ５Ｌ４）、リードフレ
ーム部を切断する（同ステップＳ１、）。

尚、前記第２−２図の状態で金属薄板１０の両面から同
時にエツチング処理してバンプ付きのリードフレームを
作成することも考えられるが、この場合、第３−６図の
１０で示される部分、すなわち凹部１８が形成された部
分のリードの板厚が所定の値になるよう表裏両面のエツ
チング速度を調整することが困難であるため実用化はさ
れていない。

第７図は、完成されたリードフレームのリードの先端部
分を第２−７図における矢印り方向に見た斜視図である
。同図からも分かるように。

各リード２２の先端に向かって凹部１８が形成され、そ
の凹部１８のさらに先端にバンプ２０が形成されている
。第９図に、帯状金属薄板２４にリードフレームを形成
した１例を示すが、同図のＧ部を拡大して表わしたもの
に相当するのが第７図である。また第８図に、上記した
各工程を経ることによって形成されたリードフレームの
り−ド２２の先端部のバンプ２０とチップＣのパッドＰ
とを接合した状態を示す、これらの図において、金属薄
板２４の厚さ、従ってリード２２の厚さｄは通常約１５
０μｍであり、リード２２の幅ｅは約１００μｍである
。またバンプ２０の縦及び横幅ａ及びｂは、共に約６０
μｍである。但し、バンプ２０の下面形状は、図示例の
ように正方形に限定されるものではなく、円形等の他の
形状であってもよい。また、凹部１８が形成されている
部分のリードの厚さＣは５０〜７５μｍ程度となる。尚
１以上の寸法は１例を示したものであって各寸法は、リ
ードの本数、金属薄板の材質等により最適なものに設定
されることになる。

また、被加工素材である金属薄板は、リードフレーム１
個の大きさに相当する大きさの１枚ずつの板材であって
もよいし、また第９図にその一部を示したように、リー
ドフレームの幅に相当する幅をもつ帯状の金属薄板２４
に所定ピッチで多数のリードフレームを形成するように
してもよく、この発明に係る方法は板材の大きさによっ
て限定されない、尚、第９図中、孔２６はアラインメン
ト並送りの用をなすためのものである。

第１０図に、上記した第１図のステップＳＳ〜Ｓ工、の
一連の工程を連続的に実施する装置の模式側面図を示す
。この装置における動作を次に簡単に説明する。

フォトレジスト膜が形成され、そのフォトレジスト膜に
所要パターンが焼き付けられた帯状金属板３０が図面の
右方向から左方向へ水平に走行させられる。まず、現像
処理装置３２内において、金属薄板の両面を被覆してい
る各フォトレジスト膜の表面に上下両方向から現像液を
噴射して現像した後、水洗・乾燥処理装置３４内におい
て水洗及び乾燥処理が行なわれる。次に、ロール３６に
巻かれた耐エツチング性保護シート３８をそのロール３
６から一対のローラ４０間へ送り出す。この一対のロー
ラ４０間に帯状金属薄板３０と保護シート３８とを同時
に通しながら加圧することにより、金属薄板３０の上面
側に保護シート３８を完全に密着させて積層する。この
状態で金属薄板３０を第１エツチングチヤンバ４２内を
走行させ、金属薄板３０の下面側にエツチング液を吹き
付けて片面エツチングを行なう、第１エツチングチヤン
バ４２を通過し終わった金属薄板３０と保護シート３８
とは、剥離ローラ４４の位置で金属薄板３０の上面側か
ら保護シート３８が剥離され、保護シート３８はロール
４６に巻き取られる。尚、図示例の装置におけるように
、リードフレームのリードのコンタクト側となる面を上
面側とした方が、そのコンタクト側は図示しない搬送ロ
ーラと接触しないことから、品質向上のためには好まし
いが、反対向きにすることも可能である。

保護シート３８が剥離された金属薄板３０は、第２エツ
チングチヤンバ４８へ搬送され、この第２エツチングチ
ヤンバ４８内を走行する間に両面エツチングが行なわれ
る。そして次に、剥離・水洗・脱水処理装置５０におい
て、レジスト剥離、水洗及び乾燥処理が行なわれた後、
帯状金属薄板３０を水平駆動させる一対のニップルロー
ラ５２間を通って。シャーリング装置５４により帯状金
属薄板３０からリードフレームが切断される。

尚１図示例装置のように保護シート３８を金属薄板３０
の上面側に積層する代わりに、現像処理後に金属薄板の
上面側にラッカー等の耐エツチング性液体をスプレーで
塗布し、それを乾燥させて保護膜を形成するようにして
もよい。その場合には、金属薄板の上面側から保護膜を
剥離する方法として、図示例と同様に剥離ローラを使用
して行なう方法、あるいは保護膜で片面が被覆された状
態の金属薄板を剥離液にディップ処理する方法などがあ
る。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したように構成されかつ作用するの
で、この発明に係る方法によりリードフレームを製造す
るときは、比較的簡単な一連の工程により、リードに直
接バンプが形成されたリードフレームを精度良く作るこ
とができ、その生産性も高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の１実施例に係るリードフレームの
製造方法における各処理工程を示したフローチャート、
第２−１図ないし第２−７図はそれぞれ、各処理工程に
おける金属薄板の断面の状態を部分的に表わした断面図
、第３−１図ないし第３−７図及び第４−１図ないし第
４−７図はそれぞれ、第２−１図ない第２−７図のＡｌ
−Ａｌ〜Ａ７−Ａ７及びＢ１−Ｂ１〜Ｂ７−Ｂ７各矢視
断面図、第５図及び第６図はそれぞれ、金属薄板に耐食
性皮膜が形成された状態における上面図及び下面図、第
７図は、第２−７図における矢印り方向からリードフレ
ームのリードの先端部分を見た斜視図、第８図は。 この発明に係る方法によって製造されたリードフレーム
のリードの先端部に形成されたバンプとチップのパッド
との接合状態を示す一部断面拡大側面図、第９図は、リ
ードフレームが形成された帯状金属薄板の一部を示す斜
視図、第１０図は、この発明に係る方法を実施するため
の装置の１例を示す模式側面図であり、第１１図及び第
１２図はそれぞれ、チップのパッドとリードフレームの
リードとを接続する従来方法の例を示す拡大側断面図で
ある。 １０・・・金属薄板、１２・・・フォトレジスト膜、１
２″・・・耐食性皮膜、 １４・・・耐エツチング性保護膜、 １８・・・凹部、　　　　　２０・・・突起電極（バン
プ）、２２・・・リード。 Ｃ・・・半導体素子（チップ）、 Ｐ・・・電極部（パッド）。 第１　図 第２−１図　　　　第３−１図第４−１図第２−２図　
　　　　　第３−２図　第４−２図第２−５図　　　　
　　第３−５図第４−５図第５図 第６図 １２“ゝ 第８図 ２？ し 第９図 第１１図 し 第１２図 手続狩■正書（方式） 昭和６２年４月２０日 昭和６１年特許願第２８９５３０号 ２　発明の名称 リードフレームの製造方法 ３　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　　所　　京都市上京区堀用通寺之内上る４丁目天神
北町１番地の１ 名　　称　　大日本スクリーン製造株式会社代表者　代
表取締投石田徳次部 ４代理人 ６　　？＋Ｉｉ正の対象　　　図面の第２−６図、第３
−６図７　補正の内容

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属薄板の両面にフォトレジスト膜を形成し、金属薄板
   の表面に形成された前記各フォトレジスト膜面にそれぞ
   れ所要パターンを焼き付け、それを現像して、金属薄板
   の一方の表面にリードフレームの形状パターンの内、リ
   ードの先端領域が先端部の突起電極に対応する部分を除
   き、所定長さ分だけ欠如した耐食性皮膜を、金属薄板の
   他方の表面にリードフレームの形状パターンの耐食性皮
   膜を、それぞれ互いに表裏で対応させて形成する工程と
   、金属薄板の一方の表面に形成された耐食性皮膜上を耐
   エッチング性保護膜で完全に被覆する工程と、金属薄板
   の他方の表面をエッチング処理する工程と、金属薄板の
   前記一方の表面に形成された耐食性皮膜上から前記耐エ
   ッチング性保護膜を除去する工程と、金属薄板の両面を
   同時にエッチング処理して、表裏共に耐食性皮膜で被覆
   されていない部分を貫通させる工程と、金属薄板の両面
   から前記フォトレジスト膜を剥離する工程とからなる、
   リードフレームの製造方法。