WO2024257796A1

WO2024257796A1 - リードフレーム材およびその製造方法、ならびに半導体パッケージ

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Publication number: WO2024257796A1
Application number: PCT/JP2024/021338
Authority: WO
Inventors: 颯己葛原; 健作篠崎; 真橋本; 一博大内
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd; Furukawa Precision Engineering Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd; Furukawa Precision Engineering Co Ltd
Priority date: 2023-06-16
Filing date: 2024-06-12
Publication date: 2024-12-19
Anticipated expiration: 2025-12-16
Also published as: TW202501763A; KR20260025290A; JPWO2024257796A1; CN120917185A

Abstract

過酷な使用環境を想定したヒートサイクルにおいた場合であっても、パッケージの気密性を改善することができ、かつ粉落ちが起こり難い、リードフレーム材およびその製造方法、ならびにそれを用いた半導体パッケージを提供する。　リードフレーム材１は、導電性の基体２と、基体２の少なくとも一部の表面２１及び裏面２２のうちの一方または双方の面に形成される表面被膜３と、表面被膜３に隣接し、基体２の少なくとも一部の側面２３に形成される側面被膜４とを有し、表面被膜３および側面被膜４は、いずれも粗化された上面３０、４０を有し、表面被膜３の平均粗さ高さをｈ_１、側面被膜４の平均粗さ高さをｈ_２とするとき、表面被膜３の平均粗さ高さｈ_１に対する側面被膜４の平均粗さ高さｈ_２の比ｈ_２／ｈ_１が、１．３５以上である。

Description

リードフレーム材およびその製造方法、ならびに半導体パッケージ

　本発明は、リードフレーム材およびその製造方法、ならびに半導体パッケージに関する。より具体的には、導電性の基体の表面および側面に、所定形状をもつ被膜（例えば電気めっき層）を有し、樹脂封止型半導体装置において半導体素子を互いに電気的に接続する、リードフレーム材およびその製造方法、ならびにそれを用いた半導体パッケージに関する。

　電子機器や電気機器などには、多くの樹脂封止型半導体装置が組み込まれている。これらの樹脂封止型半導体装置は、ワイヤなどによって互いに電気的に接続された半導体素子とリードフレーム材とが、モールド樹脂で封止されてなるものである。このような樹脂封止型半導体装置において、リードフレーム材には、接合性、耐熱性、封止性などの機能付与のため、Ａｕ、Ａｇ、Ｓｎなどの外装めっきが施されていることが多い。

　近年では、組み付け工程の簡略化およびコストダウンのために、あらかじめリードフレーム材の表面に、プリント基板へのはんだなどによる実装において、はんだとの濡れ性を高めるような仕様のめっき（たとえばＮｉ／Ｐｄ／Ａｕ）を施しているリードフレーム材（Ｐｒｅ－Ｐｌａｔｅｄ　Ｌｅａｄｆｒａｍｅ）が使用されている（例えば、特許文献１参照）。

　また、樹脂封止型半導体装置におけるリードフレーム材とモールド樹脂との密着性を高めるために、リードフレーム材の表面や側面に、粗化されためっき層からなる被膜を形成する技術が提案されている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。

　これらのめっき層を粗化する技術は、リードフレームのめっき層を粗化することによって、（１）リードフレーム材とモールド樹脂との接着面積が大きくなる効果、（２）モールド樹脂が粗化されためっき膜表面の凹凸に食いつきやすくなる効果（つまり、アンカー効果）、などを期待するものである。

　これらにより、モールド樹脂のリードフレーム材への密着性が向上し、リードフレーム材とモールド樹脂との間の剥離を防止することが可能となり、樹脂封止型半導体装置の信頼性が向上している。

特許第２５４３６１９号公報特許第６７３６７１９号公報特許第６４７９２６５号公報

　上記のようなめっき表面の粗化により、リードフレーム材の樹脂密着性は、確かに従来よりも向上した。
　しかしながら、近年要求される半導体パッケージの小型低背化に伴って、パッケージの気密性の合格レベルがより厳しくなることが想定される。
　例えば、過酷な使用環境を想定したヒートサイクル、例えば－５０℃で３０分間保持した後、１０５℃で３０分間保持するサイクルを５０回繰り返すヒートサイクル試験を行ったとき、樹脂とリードフレームとの間に隙間が生じるようになり、パッケージの気密性が低下して不良の原因となる場合があることが分かった。これは、従来にはあまり多用されていなかった、より小型なＱＦＮ（ＱｕａｄＦｌａｔＮｏｎ－ＬｅａｄｅｄＰａｃｋａｇｅ）タイプおよびＳＯＰ（ＳｍａｌｌＯｕｔｌｉｎｅＰａｃｋａｇｅ）タイプなどのパッケージが多く用いられるようになり、モールド樹脂とリードフレーム材の接着面積が減少してきたことに加え、車載用途などで使用環境による温度負荷が増大してきたためと考えられる。特に、リードフレーム材の側面においては、リードフレーム材とモールド樹脂との間での隙間の発生による、パッケージの気密性の低下が顕著になっていた。このように、パッケージの気密性には、未だに改善の余地があることが分かった。

　特に、特許文献１では、リードフレームのアウターリードに形成されたＰｄまたはＰｄ合金皮膜上に、厚さが０．００１μｍ～０．１μｍのＡｕめっき皮膜を形成することで、リードフレームの実装特性を改善しているが、リードフレーム材のモールド樹脂との密着性が低いため、モールド樹脂との界面で剥離が生じやすい。また、特許文献２では、リードフレーム材の少なくとも上面または側面における結晶方位を制御し、針状の突起群を形成することで、リードフレーム材とモールド樹脂の密着性を向上させているが、高温の環境や熱衝撃のかかる環境下では、モールド樹脂との接着面積が小さい側面からのモールド樹脂の剥離が生じやすい。また、特許文献３では、粗化粒子の突起物について、粗化皮膜の厚さ方向断面で測定したときの最大幅を、最大幅の測定位置よりも導電性基体側に位置する下側部分で測定したときの最小幅に対して１倍～５倍となる形状にすることで、モールド樹脂との密着性を改善しているが、より過酷な使用環境を想定したときのパッケージの気密性について、さらなる改善が求められる。

　加えて、モールド樹脂との密着性をさらに改善するため、リードフレーム材の全面の粗度を大きくすると、リードフレーム材の表面および裏面において、粗化層の一部が脱落する、いわゆる粉落ちが発生しやすくなる傾向がある。粗化層からの粉落ちが発生すると、モールド樹脂を金型に注入する際の抵抗が大きくなり、また、モールド樹脂のリードフレーム材に対する濡れ性が低下するなどによって、リードフレーム材をモールド樹脂で封止する際の生産性が低下しうる。そのため、リードフレーム材の表面および裏面における粉落ちは、起こり難いことが望ましい。

　本発明の目的は、過酷な使用環境を想定したヒートサイクルにおいた場合であっても、パッケージの気密性を改善することができ、かつ粉落ちが起こり難い、リードフレーム材およびその製造方法、ならびにそれを用いた半導体パッケージを提供することである。

　上記従来の問題点に対して鋭意研究開発を進めた結果、本発明者らは、基体の少なくとも一部の表面および裏面のうちの一方または双方の面に形成される表面被膜と、表面被膜に隣接し、基体の少なくとも一部の側面に形成される側面被膜を有するリードフレーム材における、表面被膜および側面被膜の平均粗さ高さを制御することで、ヒートサイクルにおいた後の樹脂との密着性が変化し、それによりパッケージの気密性が変化することに着目し、特に、表面被膜の平均粗さ高さをｈ_１、側面被膜の平均粗さ高さをｈ_２とするとき、表面被膜の平均粗さ高さｈ_１に対する側面被膜の平均粗さ高さｈ_２の比ｈ_２／ｈ_１を１．３５以上とすることによって、粉落ちが起こり難く、かつ、過酷な使用環境を想定したヒートサイクルにおいた場合であっても、樹脂への密着性が高いことで、パッケージの気密性を改善することが可能なリードフレーム材を得られることを確認した。本発明は、この知見に基づいて完成するに至ったものである。

　上記目的を達成するため、本発明の要旨構成は、以下のとおりである。
（１）導電性の基体と、前記基体の少なくとも一部の表面および裏面のうちの一方または双方の面に形成される表面被膜と、前記表面被膜に隣接し、前記基体の少なくとも一部の側面に形成される側面被膜と、を有するリードフレーム材であって、前記表面被膜および前記側面被膜は、いずれも粗化された上面を有し、前記表面被膜の平均粗さ高さをｈ_１、前記側面被膜の平均粗さ高さをｈ_２とするとき、前記表面被膜の平均粗さ高さｈ_１に対する前記側面被膜の平均粗さ高さｈ_２の比ｈ_２／ｈ_１が、１．３５以上である、リードフレーム材。
（２）前記表面被膜の平均粗さ高さｈ_１は、０．５μｍ以上３．５μｍ以下の範囲であり、かつ、前記側面被膜の平均粗さ高さｈ_２は、１．０μｍ以上６．５μｍ以下の範囲である、上記（１）に記載のリードフレーム材。
（３）前記表面被膜の断面で見て、前記表面被膜の上面の最上点の位置を通り、前記基体の表面に対して平行に引いた仮想線ｌ_１と、前記表面被膜の上面の最下点の位置を通り、前記基体の表面に対して平行に引いた仮想線ｎ_１とで区画される第１測定面積に占める第１空隙率をＶ_１とし、前記側面被膜の断面で見て、前記側面被膜の上面の最上点の位置を通り、前記基体の側面に対して平行に引いた仮想線ｌ_２と、前記側面被膜の上面の最下点の位置を通り、前記基体の側面に対して平行に引いた仮想線ｎ_２とで区画される第２測定面積に占める第２空隙率をＶ_２とするとき、前記第１空隙率Ｖ_１に対する前記第２空隙率Ｖ_２の比Ｖ_２／Ｖ_１は、０．５０以上０．９１以下の範囲である、上記（１）または（２）に記載のリードフレーム材。
（４）前記第１空隙率Ｖ_１および前記第２空隙率Ｖ_２は、いずれも３２％以上６４％以下の範囲である、上記（３）に記載のリードフレーム材。
（５）前記基体は、銅、銅合金、鉄、鉄合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる、上記（１）から（４）のいずれか１項に記載のリードフレーム材。
（６）前記基体の厚さをＴとするとき、前記側面被膜の平均粗さ高さｈ_２に対する前記基体の厚さＴの比（Ｔ／ｈ_２比）は、１５．０以上２００．０以下の範囲である、上記（１）から（５）のいずれか１項に記載のリードフレーム材。
（７）前記表面被膜および前記側面被膜は、いずれも粗化層を有する、上記（１）から（６）のいずれか１項に記載のリードフレーム材。
（８）前記粗化層は、銅、銅合金、ニッケルまたはニッケル合金からなる、上記（７）に記載のリードフレーム材。
（９）前記粗化層は、電気めっき層である、上記（７）または（８）に記載のリードフレーム材。
（１０）前記表面被膜および前記側面被膜は、前記粗化層の上面に形成される少なくとも１層の表面被覆層をさらに有する、上記（７）から（９）のいずれか１項に記載のリードフレーム材。
（１１）前記表面被覆層は、前記粗化層とは異なる組成を有する金属または合金であって、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、コバルト、コバルト合金、パラジウム、パラジウム合金、ロジウム、ロジウム合金、ルテニウム、ルテニウム合金、白金、白金合金、イリジウム、イリジウム合金、金、金合金、銀、銀合金、スズ、スズ合金、インジウムまたはインジウム合金からなる、上記（１０）に記載のリードフレーム材。
（１２）上記（１）から（１１）のいずれか１項に記載のリードフレーム材の製造方法であって、電気めっきにより、前記基体に、粗化された上面を有する前記表面被膜および前記側面被膜を形成する被膜形成工程を含む、リードフレーム材の製造方法。
（１３）上記（１）から（１１）のいずれか１項に記載のリードフレーム材を用いて形成したリードフレームを備える、半導体パッケージ。

　本発明によれば、過酷な使用環境を想定したヒートサイクルにおいた場合であっても、パッケージの気密性を改善することができ、かつ粉落ちが起こり難い、リードフレーム材およびその製造方法、ならびにそれを用いた半導体パッケージを提供することができる。

本発明の実施形態に係るリードフレーム材の一部を示す概略断面図である。図１と同じ構成のリードフレーム材のうち基体の表面に形成された表面被膜を示す断面図であり、表面被膜の上面と仮想線ｌ_１、ｎ_１の関係、および、仮想線ｍ_１と表面被膜の平均粗さ高さｈ_１の関係を説明するための図である。基体の表面に形成された、図２と同じ構成の表面被膜における評価エリアＭ１を示す断面図であり、仮想線ｌ_１、ｎ_１と評価エリアＭ１との関係、ならびに、評価エリアＭ１と、表面被膜の存在領域Ｐ１および表面被膜の非存在領域Ｓ１との関係を説明するための図である。図１と同じ構成のリードフレーム材のうち基体の側面に形成された側面被膜を示す断面図であり、表面被膜の上面と仮想線ｌ_２、ｎ_２の関係、および、仮想線ｍ_２と表面被膜の平均粗さ高さｈ_２の関係を説明するための図である。基体の側面に形成された、図４と同じ構成の側面被膜における評価エリアＭ２を示す断面図であり、仮想線ｌ_２、ｎ_２と評価エリアＭ２との関係、ならびに、評価エリアＭ２と、表面被膜の存在領域Ｐ２および表面被膜の非存在領域Ｓ２との関係を説明するための図である。本発明の他の実施形態に係るリードフレーム材の概略を示す断面図である。本発明例のリードフレーム材について行う樹脂との密着性の測定における、リードフレーム材と樹脂との位置関係を示す模式図である。本発明例１のリードフレーム材の断面の、ＳＥＭによって観察された２次電子像である。

　以下、本発明のリードフレーム材およびその製造方法、ならびに半導体パッケージの好ましい実施形態について、詳細に説明する。

＜リードフレーム材について＞
　図１は、本発明の実施形態に係るリードフレーム材の概略を示す断面図である。本発明のリードフレーム材１は、図１に示すように、リードフレーム材１は、導電性の基体２と、基体２の少なくとも一部の表面２１及び裏面２２のうちの一方または双方の面に形成される表面被膜３と、表面被膜３に隣接し、基体２の少なくとも一部の側面２３に形成される側面被膜４とを有し、表面被膜３および側面被膜４は、いずれも粗化された上面３０、４０を有する。このリードフレーム材１は、表面被膜３の平均粗さ高さをｈ_１、側面被膜４の平均粗さ高さをｈ_２とするとき、表面被膜３の平均粗さ高さｈ_１に対する側面被膜４の平均粗さ高さｈ_２の比ｈ_２／ｈ_１が、１．３５以上である。

　このように、表面被膜３および側面被膜４の平均粗さ高さｈ_１、ｈ_２を制御することで、ヒートサイクルにおいた後のリードフレーム材１の樹脂との密着性や、パッケージの気密性を変化させることができる。特に、側面被膜４の平均粗さ高さｈ_２を、平均粗さ高さｈ_１に相対して大きくすることで、従来はモールド樹脂との接触面積が小さいために密着性が低くなっていた側面被膜４のモールド樹脂との密着性を、表面被膜３のモールド樹脂との密着性に相対して高められるため、パッケージの気密性を高めることができる。また、表面被膜３の平均粗さ高さｈ_１が大きくなると、表面被膜３からの粉落ちが起こり易くなるため、側面被膜４の平均粗さ高さｈ_２を平均粗さ高さｈ_１に相対して大きくすることで、粉落ちを起こり難くすることができる。

　したがって、表面被膜３の平均粗さ高さｈ_１に対する側面被膜４の平均粗さ高さｈ_２の比ｈ_２／ｈ_１を、１．３５以上にすることで、過酷な使用環境を想定したヒートサイクルにおいた場合であっても、パッケージの気密性を改善することが可能なリードフレーム材を得ることができる。また、本発明に係る、表面被膜３の平均粗さ高さｈ_１に対する側面被膜４の平均粗さ高さｈ_２の比ｈ_２／ｈ_１が１．３５以上であるリードフレーム材１は、粉落ちが起こり難い点においても優れている。

　ここで、表面被膜３および側面被膜４の平均粗さ高さｈ_１、ｈ_２の制御は、例えば、表面被膜３および側面被膜４の粗化層５を電気めっき（粗化めっき）により形成するとともに、電気めっき（粗化めっき）を行なう際に、基体２の表面２１と対極との間に遮蔽板を設置し、その遮蔽板の開口比を調整するとともに、電流密度を５Ａ／ｄｍ^２以上８０Ａ／ｄｍ^２以下の範囲で調整することで、行なうことができる。

（導電性の基体（基材）について）
　本発明に係るリードフレーム材１は、導電性の基体２と、基体２の少なくとも一部の表面２１および裏面２２のうちの一方または双方の面に形成される表面被膜３と、表面被膜３に隣接し、基体２の少なくとも一部の側面２３に形成される側面被膜４とを有する。

　このうち、基体２は、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）またはアルミニウム（Ａｌ）を含む金属または合金からなることが好ましい。より具体的に、基体２は、導電性や放熱性を高める観点から、銅、銅合金、鉄、鉄合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなることが好ましい。

　基体２が合金からなる場合、その合金組成は、特に限定されず、リードフレーム材に要求される特性に応じて、適宜選択することができる。ここで、基体２を構成する銅合金の例として、純銅（無酸素銅（ＯＦＣ）：Ｃ１０２０またはタフピッチ銅（ＴＰＣ）：Ｃ１１００など）の他、Ｃｏｐｐｅｒ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ（ＣＤＡ）掲載合金である、Ｃ１８０４５（Ｃｕ－０．３Ｃｒ－０．２５Ｓｎ－０．５２Ｚｎ）、Ｃ１９４００（Ｃｕ－２．３Ｆｅ－０．０３Ｐ－０．１５Ｚｎ）が挙げられる。また、基体２を構成する鉄合金の例として、４２アロイ（Ｆｅ－４２Ｎｉ）が挙げられる。なお、各元素の前の数字は、合金中の質量％単位の含有量を示す。

　基体２の形態は、金属箔または合金箔であることが好ましく、このような金属箔または合金箔としては、例えば圧延箔、電解箔などが挙げられる。特に、機械的性質が異方性を有するように構成する観点から、プレス加工などによって形成される圧延箔を基体２に用いてもよい。

　基体２の厚さは、特に限定されないが、例えば１μｍ以上５００μｍ以下、好ましくは５μｍ以上２００μｍ以下の範囲内である。

（表面被膜および側面被膜について）
　表面被膜３は、基体２の少なくとも一部の表面２１及び裏面２２のうちの一方または双方の面に形成される被膜である。また、側面被膜４は、表面被膜３に隣接し、基体２の少なくとも一部の側面２３に形成される被膜である。そのため、本発明のリードフレーム材１は、上述の導電性の基体２と、表面被膜３と、側面被膜４を有するものである。

　表面被膜３および側面被膜４は、いずれも粗化された上面３０、４０を有し、表面被膜３の上面３０の平均粗さ高さをｈ_１、側面被膜４の上面４０の平均粗さ高さをｈ_２とするとき、表面被膜３の平均粗さ高さｈ_１に対する側面被膜４の平均粗さ高さｈ_２の比ｈ_２／ｈ_１が、１．３５以上である。これにより、基体２の表面２１および裏面２２に形成される表面被膜３と比べて、基体２の側面２３に形成される側面被膜４の粗度が大きくなるため、基体２の側面２３において、側面被膜４と樹脂（モールド樹脂）との間に隙間が生じ難くなる。また、表面被膜３の平均粗さ高さｈ_１に対する側面被膜４の平均粗さ高さｈ_２の比ｈ_２／ｈ_１を１．３５以上にすることで、表面被膜３の上面３０の一部が脱落する粉落ちを起こり難くすることができる。他方で、表面被膜３の平均粗さ高さｈ_１に対する側面被膜４の平均粗さ高さｈ_２の比ｈ_２／ｈ_１が１．３５未満になると、側面被膜４の樹脂との密着力が、表面被膜３の樹脂との密着力と比較して大きく低下するため、ヒートサイクルにおいた際に、基体２の側面２３と樹脂との間に隙間が発生し易くなり、パッケージの気密性が低下する。したがって、表面被膜３の平均粗さ高さｈ_１に対する側面被膜４の平均粗さ高さｈ_２の比は、パッケージの気密性をより高める観点から、ｈ_２／ｈ_１が１．３５以上５．００以下の範囲であることが好ましく、１．６６以上５．００以下の範囲であることがより好ましい。

　ここで、表面被膜３の平均粗さ高さｈ_１は、０．５μｍ以上３．５μｍ以下の範囲であることが好ましく、０．８μｍ以上２．５μｍ以下の範囲であることがより好ましい。特に、表面被膜３の樹脂との密着力を高めてパッケージの気密性をより高める観点では、表面被膜３の平均粗さ高さｈ_１は、０．５μｍ以上であることが好ましく、０．８μｍ以上であることがより好ましい。また、表面被膜３の基体２との密着力を高めてリードフレーム材１の粉落ちをより起こり難くする観点では、表面被膜３の平均粗さ高さｈ_１は、３．５μｍ以下であることが好ましく、２．５μｍ以下であることがより好ましい。

　また、側面被膜４の平均粗さ高さｈ_２は、１．０μｍ以上６．５μｍ以下の範囲であることが好ましく、１．２μｍ以上４．８μｍ以下の範囲であることがより好ましい。特に、側面被膜４の樹脂との密着力を高めてパッケージの気密性をより高める観点では、側面被膜４の平均粗さ高さｈ_２は、１．０μｍ以上であることが好ましく、１．２μｍ以上であることがより好ましく、１．５μｍ以上であることがさらに好ましい。また、側面被膜４の基体２との密着力を高めてリードフレーム材１の粉落ちをより起こり難くする観点では、側面被膜４の平均粗さ高さｈ_２は、６．５μｍ以下であることが好ましく、４．８μｍ以下であることがより好ましい。

　表面被膜３の平均粗さ高さｈ_１と、側面被膜４の平均粗さ高さｈ_２は、表面被膜３および側面被膜４の厚さ方向を含む断面をミクロトーム加工したものについて、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察して求めることができる。ここで、ＳＥＭによる観察では、表面２１に形成された表面被膜３、裏面２２に形成された表面被膜３、側面２３に形成された側面被膜４について、被膜の連続した凹凸１０個分を１視野として、それぞれ３視野分を無作為に選択し、３視野分のＳＥＭ像のそれぞれについて、凹凸の最上点（被膜の上面の最上点）を通る基体２の表面（または裏面、側面）に平行に引いた仮想線と、凹凸の最下点（被膜の上面の最下点）を通る基体２の表面（または裏面、側面）に平行に引いた仮想線とで評価エリア（表面被膜３の評価エリアＭ１または側面被膜４の評価エリアＭ２）を区画し、この評価エリアにおいて、表面被膜３または側面被膜４が占めている部分（表面被膜３の存在領域Ｐ１、側面被膜４の存在領域Ｐ２）の面積を算出することができる。表面被膜３または側面被膜４が占めている部分の面積の算出は、画像処理ソフトＩｍａｇｅＪを用いて、下限閾値を１２８、上限閾値を２５５にそれぞれ設定し、二値化の設定で、分離点は除く一方で、表面被膜３および側面被膜４の存在領域の内部を塗りつぶす二値化処理により行なうことができる。このとき得られた表面被膜３または側面被膜４が占めている部分の面積を、線分の長さ（１０個の凹凸の幅）で割った値を、視野ごとの被膜（表面被膜３または側面被膜４）の平均粗さ高さとすることができる。

　例えば、図２に示すように、基体２の表面２１に形成された表面被膜３の面積を算出する場合、視野ごとに、表面被膜３の上面３０の最上点Ａ１を通る表面２１に平行に引いた仮想線ｌ_１と、表面被膜３の上面の最下点Ｂ１を通る表面２１に平行に引いた仮想線ｎ_１を引く。このとき、図３に示すように、仮想線ｌ_１と仮想線ｎ_１によって区画されるエリアを評価エリアＭ１とし、これらの評価エリアＭ１のうち表面被膜３が占めている部分の面積を算出することで、表面２１上の評価エリアＭ１に占める表面被膜３の存在領域Ｐ１の面積を算出することができる。基体２の裏面２２に形成された表面被膜３の面積を算出する場合も、同様にして、裏面２２上の評価エリアＭ１に占める表面被膜３の存在領域Ｐ１の面積を算出することができる。このとき得られた表面被膜３の存在領域Ｐ１の面積を、線分の長さ（１０個の凹凸の幅）Ｌ１で割った値を、視野ごとの表面被膜３の平均粗さ高さとすることができる。ここで、基材２の表面２１および裏面２２の両方に表面被膜３が形成されている場合は、表面２１側の３視野分および裏面２２側の３視野分の合計６視野分の表面被膜３の平均粗さ高さの平均をとって、表面被膜３の平均粗さ高さｈ_１とすることができる。また、基材２の表面２１または裏面２２の一方に表面被膜３が形成されている場合は、表面被膜３が形成されている側の３視野分の表面被膜３の平均粗さ高さの平均をとって、表面被膜３の平均粗さ高さｈ_１とすることができる。

　また、図４に示すように、基体２の側面２３に形成された側面被膜４の面積を算出する場合、視野ごとに、側面被膜４の上面４０の最上点Ａ２を通る側面２３に平行に引いた仮想線ｌ_２と、側面被膜４の上面の最下点Ｂ２を通る側面２３に平行に引いた仮想線ｎ_２を引く。このとき、図５に示すように、仮想線ｌ_２と仮想線ｎ_２によって区画されるエリアを評価エリアＭ２とし、これらの評価エリアＭ２に占める側面被膜４の存在領域Ｐ２の面積を算出することで、側面２３上の評価エリアＭ２に占める側面被膜４の存在領域Ｐ２の面積を算出することができる。このとき得られた側面被膜４の存在領域Ｐ２の面積を、線分の長さ（１０個の凹凸の幅）Ｌ２で割った値を、視野ごとの側面被膜４の平均粗さ高さとすることができる。さらに、側面被膜４が形成されている３視野分の側面被膜４の平均粗さ高さの平均をとることで、側面被膜４の平均粗さ高さｈ_２とすることができる。

　なお、図２は、図１と同じ構成のリードフレーム材１のうち、基体２の表面２１に形成された表面被膜３を示す断面図であるが、表面被膜の存在領域Ｐ１について説明するために、便宜上、表面被膜３のうち評価エリアＭ１に含まれる部分（表面被膜の存在領域Ｐ１に含まれる部分）と、評価エリアＭ１に含まれない部分（評価エリアＭ１に占める表面被膜の存在領域Ｐ１に含まれない部分）とで、異なるハッチングを施している。同様に、図４は、図１と同じ構成のリードフレーム材１のうち、基体２の側面２３に形成された側面被膜４を示す断面図であるが、表面被膜の存在領域Ｐ２について説明するために、便宜上、側面被膜４のうち評価エリアＭ２に含まれる部分と、評価エリアＭ２に含まれない部分とで、異なるハッチングを施している。

　他方で、表面被膜３の断面で見たときに、表面被膜３の上面３０の最上点Ａ１の位置を通り、基体２の表面２１（または裏面２２）に対して平行に引いた仮想線ｌ_１と、表面被膜３の上面３０の最下点Ｂ１の位置を通り、基体２の表面２１に対して平行に引いた仮想線ｎ_１とで区画される第１測定面積（例えば上述の評価エリアＭ１の面積）に占める第１空隙率をＶ_１とし、側面被膜４の断面で見て、側面被膜４の上面４０の最上点Ａ２の位置を通り、基体２の側面２３に対して平行に引いた仮想線ｌ_２と、側面被膜４の上面４０の最下点Ｂ２の位置を通り、基体２の側面２３に対して平行に引いた仮想線ｎ_２とで区画される第２測定面積（例えば上述の評価エリアＭ２の面積）に占める第２空隙率をＶ_２とするとき、第１空隙率Ｖ_１に対する第２空隙率Ｖ_２の比Ｖ_２／Ｖ_１は、０．５０以上０．９１以下の範囲であることが好ましい。ここで、Ｖ_２／Ｖ_１が０．５０より小さいと、側面２３の樹脂に対する密着性が表面２１および裏面２２よりも弱くなることで、過酷な使用環境を想定したヒートサイクルにおいた際に、Ｖ_２／Ｖ_１が０．５０以上の場合と比べて、樹脂で封止したときのパッケージの気密性が低下するため、耐ヒートサイクル性が低下する。他方で、Ｖ_２／Ｖ_１が０．９１より大きいと、側面被膜４の上面４０の凹凸への樹脂の入り込みが少なくなってアンカー効果が得られ難くなることで、過酷な使用環境を想定したヒートサイクルにおいた際に、Ｖ_２／Ｖ_１が０．９１以下の場合と比べて、リードフレーム材１の樹脂に対する密着性が低下してパッケージの気密性が低下するため、耐ヒートサイクル性が低下する。したがって、第１空隙率Ｖ_１に対する第２空隙率Ｖ_２の比Ｖ_２／Ｖ_１は、０．５０以上０．９１以下の範囲であることが好ましく、０．６２以上０．８３以下の範囲であることがより好ましい。

　ここで、樹脂とリードフレーム材１とでは熱膨張係数が異なり、かつ、樹脂はリードフレーム材１と比べて熱による体積変化が大きい。そのため、樹脂とリードフレーム材１とが接触しうる部分における樹脂が入り込む余地の割合、すなわちリードフレーム材１の表面被膜３および側面被膜４の空隙率を、それぞれ適正範囲内に制御することが好ましい。より具体的に、第１空隙率Ｖ_１および第２空隙率Ｖ_２は、いずれも３２％以上６４％以下の範囲であることが好ましい。第１空隙率Ｖ_１および第２空隙率Ｖ_２のうち少なくともいずれかの空隙率が３２％より小さいと、樹脂が表面被膜３または側面被膜４の上面３０、４０の凹凸に入り込み難くなるため、これらの空隙率が３２％以上である場合と比べて、リードフレーム材１と樹脂との間に隙間が生じて密着性が低下するおそれがある。また、第１空隙率Ｖ_１および第２空隙率Ｖ_２のうち少なくともいずれかの空隙率が３２％より小さいと、リードフレーム材１が樹脂の膨張収縮に追従できないおそれがあるため、過酷な使用環境を想定したヒートサイクルにおいた際に、これらの空隙率が３２％以上である場合と比べて、リードフレーム材１から樹脂が剥離し易いことによって、これらの密着性が低下してパッケージの気密性が低下し、それにより耐ヒートサイクル性が低下する。他方で、第１空隙率Ｖ_１および第２空隙率Ｖ_２のうち少なくともいずれかの空隙率が６４％より大きいと、樹脂との間にアンカー効果が得られ難くなるため、これらの空隙率が６４％以下である場合と比べて、リードフレーム材１の樹脂に対する密着性が低下するおそれがある。また、第１空隙率Ｖ_１および第２空隙率Ｖ_２のうち少なくともいずれかの空隙率が６４％より大きいと、樹脂が加熱により膨張した際に表面被膜３や側面被膜４に掛かる圧力が増大することで、ヒートサイクルによってこれが繰り返された際に、表面被膜３や側面被膜４が破損して隙間が生じやすくなる。そのため、これらの空隙率が６４％以下である場合と比べて、樹脂に対する密着性が低下してパッケージの気密性が低下するため、耐ヒートサイクル性が低下する。したがって、第１空隙率Ｖ_１は、３２％以上６４％以下の範囲が好ましく、４５％以上６０％以下の範囲がより好ましい。また、第２空隙率Ｖ_２は、３２％以上６４％以下の範囲が好ましく、３２％以上５２％以下の範囲がより好ましく、３５％以上５０％以下の範囲がさらに好ましい。

　第１空隙率Ｖ_１および第２空隙率Ｖ_２は、表面被膜３の平均粗さ高さｈ_１および側面被膜４の平均粗さ高さｈ_２の測定に用いたＳＥＭ像を用い、表面２１に形成された表面被膜３と、裏面２２に形成された表面被膜３と、側面２３に形成された側面被膜４のそれぞれについて、評価エリアＭ１、Ｍ２全体の面積に対する、評価エリアＭ１、Ｍ２の面積から被膜部分Ｐの面積を引いた空隙面積の割合を算出することで、視野ごとの空隙率を求めることができる。

　これらの視野ごとの空隙率から、基材２の表面２１および裏面２２の両方に表面被膜３が形成されている例では、表面２１側の３視野分および裏面２２側の３視野分の合計６視野分の表面被膜３の空隙率の平均をとって、第１空隙率Ｖ_１（％）とすることができる。また、基材２の表面２１または裏面２２の一方に表面被膜３が形成されている例では、表面被膜３が形成されている側の３視野分の表面被膜３の空隙率の平均をとって、第１空隙率Ｖ_１とすることができる。また、側面被膜４についても、３視野分の空隙率の平均をとって、第２空隙率Ｖ_２（％）とすることができる。

　本発明のリードフレーム材１は、基体２の厚さをＴとするとき、側面被膜４の平均粗さ高さｈ_２に対する基体２の厚さＴの比（Ｔ／ｈ_２比）は、１５．０以上２００．０以下の範囲であることが好ましい。特に、Ｔ／ｈ_２比が１５．０より小さいと、基体２の側面２３の面積に対して、側面被膜４の粗さ高さが過剰に大きくなるため、Ｔ／ｈ_２比が１５．０以上である場合と比べて、粉落ちが起こり易くなる。Ｔ／ｈ_２比が２００．０より大きいと、側面２３の面積に対して側面被膜４の粗さ高さが低くなるため、Ｔ／ｈ_２比が２００．０以下である場合と比べて、樹脂との密着性が得られ難くなる。したがって、側面被膜４の平均粗さ高さｈ_２に対する基体２の厚さＴの比（Ｔ／ｈ_２比）は、１５．０以上２００．０以下の範囲であることが好ましく、２０．０以上１２５．０以下の範囲であることがより好ましい。

　本発明のリードフレーム材１は、図１に示すように、後述する表面被覆層６を有しない場合、表面被膜３および側面被膜４は、それぞれ粗化層５によって形成される。他方で、図６のリードフレーム材１Ａに示すように、リードフレーム材１Ａが後述する表面被覆層６を有する場合、表面被膜３Ａおよび側面被膜４Ａのうち表面被覆層６を有する被膜は、粗化層５と表面被覆層６によって形成される。ここで、表面被膜３（３Ａ）および側面被膜４（４Ａ）は、いずれも粗化層５を有することが好ましい。

　粗化層５は、基体２の表面の少なくとも一部に形成される。粗化層５は、基体２の表面２１、裏面２２または側面２３に、粗化粒子が付着することによって形成される。

　粗化層５は、銅（Ｃｕ）およびニッケル（Ｎｉ）のうち少なくとも一方の元素を含む金属または合金からなることが好ましい。より具体的に、粗化層５は、樹脂との密着性に優れた粗化形状を形成する観点から、銅、銅合金、ニッケルまたはニッケル合金からなることが好ましい。

　また、粗化層５は、例えば、電気めっき、Ｆｏｃｕｓｅｄ　Ｉｏｎ　Ｂｅａｍ（ＦＩＢ）、または機械研磨により形成することができる。この中でも特に、粗化層５は、電気めっきにより、電気めっき層として形成されることが好ましい。

（表面被覆層について）
　図６のリードフレーム材１Ａに示すように、表面被膜３Ａおよび側面被膜４Ａは、粗化層５の上面５０に形成される少なくとも１層の表面被覆層６をさらに有することが好ましい。このとき、表面被膜３の平均粗さ高さｈ_１、側面被膜４の平均粗さ高さｈ_２などの測定対象となる表面被膜３Ａおよび側面被膜４Ａは、粗化層５と、粗化層５の少なくとも表面に形成される表面被覆層６とを有する。このような表面被覆層６を有することで、粗化層５の表面性状によって樹脂との密着性を高めるとともに、リードフレーム材１Ａの表面の組成が変わるため、基体２との密着性を向上させながら、はんだとの濡れ性および樹脂との密着性の両方を高めることができる。

　表面被覆層６の有無および表面被覆層６の数は、リードフレーム材の用途に応じて、適宜選択される。

　ここで、表面被覆層６のうち少なくとも１層は、粗化層５と異なる組成を有する金属または合金の層によって構成されることが好ましい。より具体的に、表面被覆層６のうち少なくとも１層は、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、錫（Ｓｎ）およびインジウム（Ｉｎ）からなる群から選択される、１種以上の元素を含む金属または合金からなることが好ましい。より具体的に、表面被覆層６のうち少なくとも１層は、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、コバルト、コバルト合金、パラジウム、パラジウム合金、ロジウム、ロジウム合金、ルテニウム、ルテニウム合金、白金、白金合金、イリジウム、イリジウム合金、金、金合金、銀、銀合金、スズ、スズ合金、インジウムまたはインジウム合金からなることが好ましい。

　特に、表面被覆層６は、リードフレーム材１Ａの外部と接触する面であり、はんだ等の濡れ性に優れていることが好ましい。そのため、表面被覆層６は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）および錫（Ｓｎ）からなる群から選択される、１種以上の元素を含む金属または合金からなることが好ましい。特に、はんだとの濡れ性を高める観点から、表面被覆層６は、金コバルト合金、金、銀、銅または錫からなることが好ましい。

　表面被覆層６の厚さは、特に限定されないが、厚さが大きすぎると、粗化層５に形成されている凹凸を埋めてしまうことで、樹脂密着性の向上効果のうち少なくとも一部が損なわれる可能性がある。そのため、表面被覆層６の厚さは、３．００μｍ以下であることが好ましい。また、表面被覆層６が、金や銀などの貴金属を含む金属や合金からなる場合には、材料コストを必要以上に高めない観点から、表面被覆層６の厚さは、２．００μｍ以下であることがより好ましい。なお、表面被覆層６の厚さは、蛍光Ｘ線膜厚計などの膜厚計によって測定することができる。

＜リードフレーム材の製造方法について＞
　上述のリードフレーム材の製造方法は、特に限定されるものではないが、生産性を高めるとともに、表面被膜３の平均粗さ高さｈ_１に対する側面被膜４の平均粗さ高さｈ_２の比ｈ_２／ｈ_１の制御を行いやすくする観点から、電気めっきにより、基体２に、粗化された上面３０、４０を有する表面被膜３および側面被膜４を形成する被膜形成工程を含む方法であることが好ましい。その一例として、基体２に電気めっきにより粗化層５を形成する方法であることが好ましい。

　リードフレーム材の製造方法の一例として、予めプレス加工によって大きさ及び厚さを調整した導電性の基体２を準備し、前処理としてカソード電解脱脂および酸洗を施した後で、粗化層５を形成する方法を行なうことができる。ここで、粗化層を形成する方法としては、電気めっき、Ｆｏｃｕｓｅｄ　Ｉｏｎ　Ｂｅａｍ（ＦＩＢ）、または機械研磨が挙げられる。この中でも特に、粗化層５は、電気めっきにより、電気めっき層を形成することが好ましい。粗化層５として銅めっき層を形成する場合の、電気めっき層の形成条件の例を、下記に示す。

［電気めっき層の形成条件］
　めっき浴：　１０ｇ／Ｌ～３５ｇ／Ｌ（銅（原子）換算）の硫酸銅
　　　　　　６０ｇ／Ｌ～１８０ｇ／Ｌの硫酸
　　　　　　０．１ｇ／Ｌ～５．０ｇ／Ｌのモリブデン濃度のモリブデン酸アンモニウム
　めっき条件：浴温２０℃～６０℃、電流密度３０Ａ/ｄｍ^２～８０Ａ/ｄｍ^２

　ここで、リードフレーム材１の表面被膜３の平均粗さ高さｈ_１に対する側面被膜４の平均粗さ高さｈ_２の比ｈ_２／ｈ_１を制御する方法としては、例えば、電気めっき（粗化めっき）によって粗化層５を形成する際に、基体２の表面２１と対極との間に遮蔽板を設置するとともに、基体２の表面２１および裏面２２の合計のめっき面積に対して１０％以上３０％以下の範囲で遮蔽する面積を調整し、かつ電流密度を５Ａ／ｄｍ^２以上８０Ａ／ｄｍ^２以下の範囲で調整することが挙げられる。このように、基体２の表面２１および裏面２２の合計のめっき面積に対する、遮蔽板で遮蔽する面積の割合（遮蔽板の開口比）を調整するとともに、電流密度を５Ａ／ｄｍ^２以上８０Ａ／ｄｍ^２以下の範囲で調整することで、表面被膜３の平均粗さ高さｈ_１に対する側面被膜４の平均粗さ高さｈ_２の比ｈ_２／ｈ_１が１．３５以上であるリードフレーム材１を得ることができる。

＜リードフレーム材の用途について＞
　リードフレーム材は、半導体素子を支持固定して、ワイヤやプリント基板などによって外部と電気や信号のやり取りを行うための接続端子として用いられ、例えば、リードフレーム材を用いて形成されたリードフレームを備える半導体パッケージに、好ましく用いることができる。ここで、半導体パッケージに実装されうる半導体素子としては、トランジスタやキャパシタ、ＬＥＤなどを挙げることができるが、これらに限定されない。

　本発明のリードフレーム材は、過酷な使用環境を想定したヒートサイクルにおいた場合であっても、リードフレームに対する良好な樹脂密着性をほとんど劣化させることなく維持することができ、かつ粗化層からの粉落ちによる故障や不良が起こり難いため、特に車載用途などの半導体パッケージにも、高い信頼性を実現することができる。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の概念および特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含み、本発明の範囲内で種々に改変することができる。

　次に、本発明の効果をさらに明確にするために、本発明例および比較例について説明するが、本発明はこれら本発明例に限定されるものではない。

（本発明例１～１９、比較例１～７）
　表１に示す種類の金属または合金からなり、予めプレス加工によって縦３０ｍｍ×横１０ｍｍの大きさにした表１に記載される厚さの導電性の基体である基材２を準備し、前処理としてカソード電解脱脂および酸洗を施した。

　ここで、カソード電解脱脂は、６０ｇ／Ｌの濃度の水酸化ナトリウム水溶液を脱脂液として電解槽に入れて加熱し、基材２を６０℃に加熱した脱脂液に浸漬して電解槽の陽極に接続し、２．５Ａ／ｄｍ^２の電流密度で６０秒にわたり通電することで処理を行なった。

　また、酸洗は、室温の１０質量％の硫酸に、カソード電解脱脂を行なった後の基材２を、３０秒にわたり浸漬することで行なった。

　その後、本発明例１～１９、比較例３～７については、以下に示す条件の電気めっきで、粗化層５（またはＣｕ層）を基材２の全ての面（表面、裏面及び側面）上に形成した。このとき、本発明例１４については、基材２の表面２１にテープを用いてマスキングを行なうことで、Ｃｕの粗化層５を、基材２の表面２１以外の面（裏面２２および側面２３）上に形成した。また、比較例３については、基材２の表面２１および側面２３にテープを用いてマスキングを行なうことで、Ｃｕ層を基材２の裏面２２のみに形成した後、Ｃｕ層をエッチング溶液の液面に接触させることで、基材２の裏面２２に形成されたＣｕ層を粗化した。他方で、比較例１、２については、表面被膜３および側面被膜４を基材２上に形成しなかった。

［粗化Ｃｕめっき（表１に記載される粗化層の「種類」が、Ｃｕの場合）］
　本発明例１、２、４～１７、１９および比較例４～７については、電気めっき液として、銅（Ｃｕ）金属の濃度として表１に記載される１０ｇ／Ｌ～５０ｇ／Ｌの範囲の金属濃度である硫酸銅と、６０ｇ／Ｌ～１８０ｇ／Ｌの硫酸と、モリブデン（Ｍｏ）金属の濃度として０．１ｇ／Ｌ～５．０ｇ／Ｌの金属濃度であるモリブデン酸アンモニウムとを含む水溶液を調製し、内径８０ｍｍの筒状のめっき電解槽に、１Ｌの電気めっき液を入れた。次いで、本発明例１、２、４～１７、１９については、基材２の表面２１および裏面２２の合計のめっき面積に対して表１に記載される割合の面積を遮蔽板によって遮蔽するように、対極との間に遮蔽板を設置した。他方で、比較例４については、基材２の表面２１および裏面２２の合計のめっき面積に対して４０％の面積を遮蔽するように、対極との間に遮蔽板を設置した。また、比較例５～７については、基材２の表面２１および裏面２２の合計のめっき面積に対して５％の面積を遮蔽するように、対極との間に遮蔽板を設置した。ここに、２０℃～６０℃の温度で、２０Ａ／ｄｍ^２～８０Ａ／ｄｍ^２の電流密度で通電することで被膜形成工程を行ない、電気めっきにより表面被膜３および側面被膜４を形成させた。

　他方で、比較例３については、電気めっき液として、銅（Ｃｕ）金属の濃度として２５０ｇ／Ｌの金属濃度である硫酸銅と、５０ｇ／Ｌの硫酸と、０．１ｇ／Ｌの塩化ナトリウムとを含む水溶液を調製し、内径８０ｍｍの筒状のめっき電解槽に１Ｌの電気めっき液を入れた。このとき、対極との間に遮蔽板を設置しなかった。次いで、４０℃の温度で、６Ａ／ｄｍ^２の電流密度で通電することで、電気めっきによりＣｕ層を１０μｍ形成した後、６０ｇ／Ｌの硫酸と４０ｍＬ／Ｌの過酸化水素を含むエッチング溶液の液面に、基材２の裏面２２に形成されたＣｕ層を４０℃の温度で３０秒間接触させることで、Ｃｕ層の表面を粗化させた。

［粗化Ｎｉめっき（表１に記載される粗化層の「種類」が、Ｎｉの場合）］
　電気めっき液として、ニッケル（Ｎｉ）金属の濃度として表１に記載される１０ｇ／Ｌ～５０ｇ／Ｌの範囲の金属濃度である硫酸ニッケルと、１０ｇ／Ｌ～３０ｇ／Ｌのホウ酸と、３０ｇ／Ｌ～１００ｇ／Ｌの塩化ナトリウムと、１０ｍＬ／Ｌ～３０ｍＬ／Ｌの２５質量％アンモニア水とを含む水溶液を調製した。次いで、内径８０ｍｍの筒状のめっき電解槽に、１Ｌの電気めっき液を入れ、基材２の表面２１および裏面２２の合計のめっき面積に対して表１に記載される割合の面積を遮蔽板によって遮蔽するように、対極との間に遮蔽板を設置した。ここに、５０℃～７０℃の温度で、５Ａ／ｄｍ^２～３０Ａ／ｄｍ^２の電流密度で通電することで被膜形成工程を行ない、電気めっきにより表面被膜３および側面被膜４を形成させた。

　続いて、本発明例１５～１９および比較例２、６、７については、最表層である表面被覆層６を形成した。この場合、以下に示す条件の電気めっきで、表１に示す厚さになるように、粗化層５の上面５０（比較例２については基材２の表面２１、裏面２２および側面２３）の全体に表面被覆層６を形成した。このようにして、本発明例および比較例のリードフレーム材を得た。

［Ｎｉめっき（表１に記載される表面被覆層６の「種類」が、Ｎｉの場合）］
　電気めっき液として、ニッケル（Ｎｉ）金属の濃度として５００ｇ／Ｌの金属濃度であるスルファミン酸ニッケルと、３０ｇ／Ｌの塩化ニッケルと、３０ｇ／Ｌのホウ酸とを含む水溶液を調製した。内径８０ｍｍの筒状のめっき電解槽に１Ｌの電気めっき液を入れて、５０℃の温度で、１０Ａ／ｄｍ^２の電流密度で通電することで、電気めっきにより表面被覆層６を形成させた。

［Ｐｄめっき（表１に記載される表面被覆層６の「種類」が、Ｐｄの場合）］
　電気めっき液として、パラジウム（Ｐｄ）金属の濃度として４５ｇ／Ｌの金属濃度であるジクロロテトラアンミンパラジウム（Ｐｄ（ＮＨ_３）_４Ｃｌ_２）と、９０ｍＬ／Ｌの２５質量％アンモニア水と、５０ｇ／Ｌの硫酸アンモニウムと、１０ｇ／ＬのパラシグマＬＮ光沢剤（商品名、松田産業株式会社製）とを含む水溶液を調製した。内径８０ｍｍの筒状のめっき電解槽に１Ｌの電気めっき液を入れて、６０℃の温度で、５Ａ／ｄｍ^２の電流密度で通電することで、電気めっきにより表面被覆層６を形成させた。

［Ａｕめっき（表１に記載される表面被覆層６の「種類」が、Ａｕの場合）］
　電気めっき液として、金（Ａｕ）金属の濃度として１４．６ｇ／Ｌの金属濃度であるシアン化金カリウムと、１５０ｇ／Ｌのクエン酸と、１８０ｇ／Ｌのクエン酸カリウムとを含む水溶液を調製した。内径８０ｍｍの筒状のめっき電解槽に１Ｌの電気めっき液を入れて、４０℃の温度で、１Ａ／ｄｍ^２の電流密度で通電することで、電気めっきにより表面被覆層６を形成させた。

［ＡｕＣｏめっき（表１に記載される表面被覆層６の「種類」が、ＡｕＣｏの場合）］
　電気めっき液として、金（Ａｕ）金属の濃度として１０ｇ／Ｌの金属濃度であるシアン化金カリウムと、コバルト（Ｃｏ）金属の濃度として０．１ｇ／Ｌの金属濃度である炭酸コバルトと、１００ｇ／Ｌのクエン酸と２０ｇ／Ｌのリン酸水素二カリウムとを含む水溶液を調製した。内径８０ｍｍの筒状のめっき電解槽に１Ｌの電気めっき液を入れて、４０℃の温度で、１Ａ／ｄｍ^２の電流密度で通電することで、電気めっきにより表面被覆層６を形成させた。

［Ａｇめっき（表１に記載される表面被覆層６の「種類」が、Ａｇの場合）］
　電気めっき液として、銀（Ａｇ）金属の濃度として９３ｇ／Ｌの金属濃度であるシアン化銀と、１３２ｇ／Ｌのシアン化カリウムとを含む水溶液を調製した。内径８０ｍｍの筒状のめっき電解槽に１Ｌの電気めっき液を入れて、２０℃の温度で、１Ａ／ｄｍ^２の電流密度で通電することで、電気めっきにより表面被覆層６を形成させた。

［Ｓｎめっき（表１に記載される表面被覆層６の「種類」が、Ｓｎの場合）］
　電気めっき液として、錫（Ｓｎ）金属の濃度として８０ｇ／Ｌの金属濃度である硫酸錫と、５０ｍＬ／Ｌの硫酸と、５ｍＬ／ＬのＵＴＢ５１３Ｙと、を含む水溶液を調製した。内径８０ｍｍの筒状のめっき電解槽に１Ｌの電気めっき液を入れて、２０℃の温度で、５Ａ／ｄｍ^２の電流密度で通電することで、電気めっきにより表面被覆層６を形成させた。

＜各種測定および評価方法＞
　次に、得られた各層およびリードフレーム材１の特性を、以下のように測定および評価した。なお、得られた各層の特性については、リードフレーム材１の作製中に随時測定した。

［１］表面被膜の平均粗さ高さｈ_１と、側面被膜の平均粗さ高さｈ_２の測定
　表面被膜３の平均粗さ高さｈ_１は、表面被膜３の厚さ方向を含む断面をミクロトーム加工したものについて、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察して求めた。ここで、ＳＥＭによる観察では、基材２の表面２１に形成された表面被膜３と、裏面２２に形成された表面被膜３のそれぞれについて、被膜の連続した凹凸１０個分を１視野として、それぞれ３視野分のＳＥＭ像を無作為に選択し、３視野分のＳＥＭ像のそれぞれについて、凹凸の最上点（被膜の上面の最上点）を通る基材２の表面（または裏面）に平行に引いた仮想線と、凹凸の最下点（被膜の上面の最下点）を通る基材２の表面（または裏面）に平行に引いた仮想線とで評価エリアＭ１を区画し、この評価エリアＭ１において、表面被膜３が占めている部分（表面被膜３の存在領域Ｐ１）の面積を算出した。被膜部分Ｐの面積の算出は、画像処理ソフトＩｍａｇｅＪを用いて、下限閾値を１２８、上限閾値を２５５にそれぞれ設定し、二値化の設定で、分離点は除く一方で、被膜部分Ｐの内部を塗りつぶす二値化処理により行なった。このとき得られた被膜部分Ｐ１の面積を、線分の長さ（１０個の凹凸の幅）Ｌ１で割った値を、視野ごとの表面被膜３の平均粗さ高さとして求めた。ここで、基材２の表面２１および裏面２２の両方に表面被膜３が形成されている例では、表面２１側の３視野分および裏面２２側の３視野分の合計６視野分の表面被膜３の平均粗さ高さの平均をとって、表面被膜３の平均粗さ高さｈ_１とした。また、基材２の表面２１または裏面２２の一方に表面被膜３が形成されている例では、表面被膜３が形成されている側の３視野分の表面被膜３の平均粗さ高さの平均をとって、表面被膜３の平均粗さ高さｈ_１とした。結果を表１に示す。

　また、側面被膜４の平均粗さ高さｈ_２は、側面２３に形成された側面被膜４について、被膜の連続した凹凸１０個分を１視野として、それぞれ３視野分を無作為に選択し、３視野のそれぞれについて、表面被膜３の平均粗さ高さｈ_１の測定と同様にして、評価エリアＭ２において側面被膜４が占めている部分の面積を算出した。このとき得られた被膜部分Ｐ２の面積を、線分の長さ（１０個の凹凸の幅）Ｌ２で割った値を、視野ごとの側面被膜４の平均粗さ高さとして求め、３視野分の側面被膜４の平均粗さ高さの平均をとって、側面被膜４の平均粗さ高さｈ_２とした。

　さらに、得られた表面被膜３の平均粗さ高さｈ_１と、側面被膜４の平均粗さ高さｈ_２の結果から、表面被膜３の平均粗さ高さｈ_１に対する側面被膜４の平均粗さ高さｈ_２の比ｈ_２／ｈ_１と、側面被膜４の平均粗さ高さｈ_２に対する基材２の厚さＴの比（Ｔ／ｈ_２比）を求めた。結果を表１に示す。

［２］第１空隙率Ｖ_１および第２空隙率Ｖ_２の測定
　第１空隙率Ｖ_１は、上述の「［１］表面被膜の平均粗さ高さｈ_１と、側面被膜の平均粗さ高さｈ_２の測定」に用いたＳＥＭ像を用い、表面２１に形成された表面被膜３と、裏面２２に形成された表面被膜３のそれぞれについて、評価エリアＭ１全体の面積に対する、評価エリアＭ１の面積から表面被膜３の存在領域Ｐ１の面積を引いた空隙部分（表面被膜３の非存在領域Ｓ１）の面積の割合を算出することで、視野ごとの空隙率を求めた。すなわち、視野ごとの表面被膜３の空隙率は、以下の（１）式により算出した。
　表面被膜３の空隙率（％）＝１００×｛（評価エリアＭ１の面積）―（表面被膜３の存在領域Ｐ１の面積）｝／（評価エリアＭ１の面積）　　　　　　・・・（１）
　これらの視野ごとの空隙率から、基材２の表面２１および裏面２２の両方に表面被膜３が形成されている例では、表面２１側の３視野分および裏面２２側の３視野分の合計６視野分の表面被膜３の平均粗さ高さの平均をとって、第１空隙率Ｖ_１（％）とした。また、基材２の表面２１または裏面２２の一方に表面被膜３が形成されている例では、表面被膜３が形成されている側の３視野分の表面被膜３の空隙率の平均をとって、第１空隙率Ｖ_１とした。

　また、第２空隙率Ｖ_２は、上述の「［１］表面被膜の平均粗さ高さｈ_１と、側面被膜の平均粗さ高さｈ_２の測定」に用いたＳＥＭ像を用い、側面２３に形成された側面被膜４のそれぞれについて、評価エリアＭ２全体の面積に対する、評価エリアＭ２の面積から側面被膜４の存在領域Ｐ２の面積を引いた空隙部分（側面被膜４の非存在領域Ｓ２）の面積の割合を算出することで、視野ごとの空隙率を求めた。すなわち、視野ごとの空隙率は、以下の（２）式により算出した。
　側面被膜４の空隙率（％）＝１００×｛（評価エリアＭ２の面積）―（側面被膜４の存在領域Ｐ２の面積）｝／（評価エリアＭ２の面積）　　　　　　・・・（２）
　これらの視野ごとの空隙率から、３視野分の側面被膜４の空隙率の平均をとって、第２空隙率Ｖ_２（％）とした。

　さらに、得られた第１空隙率Ｖ_１と、第２空隙率Ｖ_２の結果から、第１空隙率Ｖ_１に対する第２空隙率Ｖ_２の比Ｖ_２／Ｖ_１を求めた。結果を表１に示す。

［３］表面被覆層の厚さの測定
　表面被覆層６の厚さは、ＪＩＳＨ８５０１：１９９９に準拠した蛍光Ｘ線式試験方法によって測定した。具体的には、蛍光Ｘ線膜厚計（ＳＦＴ９４００、エスアイアイ・ナノテクノロジー社製）を用い、コリメータ径０．５ｍｍとして、各層の任意の１０箇所を測定し、これらの測定値の平均値を算出することで、表面被覆層６の厚さを得た。結果を表１に示す。

［４］気密性の評価
　図７に、本発明例のリードフレーム材について行う樹脂との密着性の測定における、リードフレーム材１と樹脂との位置関係を示す模式図を示す。本発明例および比較例で得られたリードフレーム材１について、図７に示されるように、リードフレーム材１を覆うように樹脂７でモールド成形した構造体について、グロスリーク試験を行なった。ここで、グロスリーク試験は、１２０℃±１０℃に加熱した高沸点溶剤であるフロリナートＦＣ－４０（登録商標）に上記構造体を３０秒間または１２０秒間浸漬し、浸漬中に気泡が発生するか否かによって、リードフレーム材１からの空気の漏れの有無を判定し、その判定結果からリードフレーム材１の気密性を評価した。

　ここで、リードフレーム材１を樹脂でモールド成形した直後の構造体について、グロスリーク試験を行なって得られる気密性の評価結果を、初期の構造体の気密性とした。次に、リードフレーム材１を樹脂７でモールド成形した構造体について、－５０℃の温度で３０分間保持した後、すぐに１０５℃の温度で３０分間保持するサイクルを５０回繰り返すヒートサイクル試験を行ない、ヒートサイクル試験を行なった後の構造体について、グロスリーク試験を行なって得られる気密性の評価結果を、ヒートサイクル試験後の構造体の気密性とした。

　初期の構造体の気密性と、ヒートサイクル試験後の構造体の気密性のそれぞれについて、高沸点溶剤への浸漬を開始してから気泡が１２０秒間発生しなかった場合を、気密性に特に優れているとして「Ａ」と評価し、高沸点溶剤への浸漬を開始してから３０秒間は気泡が発生しなかったが、浸漬を開始してから１２０秒以内に気泡が発生した場合を、気密性に優れているとして「Ｂ」と評価し、浸漬を開始してから３０秒以内に気泡が発生した場合を、気密性が低い点で望ましくないとして「Ｃ」と評価した。結果を表２に示す。

［５］粉落ち量に関する測定および評価
　本発明例および比較例で得られたリードフレーム材１について、リードフレーム材を６０ｍｍ幅に切り出して、ＪＩＳ　Ｈ　８５０４に規定されるテープ剥離試験を行ない、試験の前後における質量の減少量を脱離量（粉落ち量）として測定および評価した。測定された脱離量について、３ｍｇ／ｄｍ^２未満で合った場合を粉落ちが起こり難い点で特に優れているとして「Ａ」と評価した。また、脱離量が３ｍｇ／ｄｍ^２以上１２ｍｇ／ｄｍ^２未満の範囲であった場合を、粉落ちが起こり難い点で優れているとして「Ｂ」と評価した。他方で、脱離量が１２ｍｇ／ｄｍ^２以上であった場合を、粉落ちが起こり易い点で望ましくないとして「Ｃ」と評価した。結果を表２に示す。

［６］総合評価
　これらの評価結果のうち、初期の構造体の気密性と、ヒートサイクル試験後の構造体の気密性と、粉落ち量に関する３つの評価結果について、３つとも「Ａ」と評価した場合を、ヒートサイクル試験の前後のいずれにおいても気密性が高く、かつ粉落ちが起こり難い点で特に優れているとして「Ａ」と評価した。また、これら３つの評価結果について、３つとも「Ａ」または「Ｂ」と評価した場合（ただし、３つとも「Ａ」と評価した場合を除く）を、ヒートサイクル試験の前後のいずれにおいても気密性が高く、かつ粉落ちが起こり難い点で優れているとして「Ｂ」と評価した。他方で、これら３つの評価結果について、少なくともいずれかで評価結果が「Ｃ」になった場合を、ヒートサイクル試験の前後のうち少なくともいずれかにおける気密性が不合格であり、または粉落ちが起こりやすい点で不合格であるとして「Ｃ」と評価した。結果を表２に示す。

［７］耐ヒートサイクル性に関する評価
　さらに、初期の構造体の気密性の評価結果と、ヒートサイクル試験後の構造体の気密性の評価結果について、初期の気密性を「Ａ」または「Ｂ」と評価し、かつヒートサイクル試験後の気密性を「Ａ」と評価した場合と、初期の気密性を「Ｂ」と評価し、かつヒートサイクル試験後の気密性を「Ｂ」と評価した場合を、構造体が耐ヒートサイクル性に特に優れているとして「Ａ」と評価した。また、初期の気密性を「Ａ」と評価し、かつヒートサイクル試験後の気密性を「Ｂ」と評価した場合を、構造体が耐ヒートサイクル性に優れているとして「Ｂ」と評価した。他方で、初期とヒートサイクル試験後の気密性のうち、少なくともいずれかの評価結果を「Ｃ」と評価した場合を、耐ヒートサイクル性が低い点で望ましくないとして「Ｃ」と評価した。結果を表２に示す。

　表１および表２の結果から、本発明例１～１９のリードフレーム材１は、表面被膜３および側面被膜４がいずれも粗化された上面を有するとともに、表面被膜３の平均粗さ高さｈ_１に対する側面被膜４の平均粗さ高さｈ_２の比ｈ_２／ｈ_１が本発明の適正範囲内であった。このとき、本発明例１～１９のリードフレーム材１は、初期の構造体の気密性と、ヒートサイクル試験後の構造体の気密性と、粉落ち量に関する３つの評価結果が、いずれも「Ａ」または「Ｂ」と評価されており、総合評価においても「Ａ」または「Ｂ」と評価されるものであった。

　図８に、本発明例１のリードフレーム材の断面の、ＳＥＭによって観察された２次電子像を示す。図８の２次電子像からも、本発明例１のリードフレーム材は、表面被膜３および側面被膜４がいずれも粗化された上面を有しており、また、基材２の表面２１に形成された表面被膜３の平均粗さ高さと比べて、基材２の側面２３に形成された側面被膜４の平均粗さ高さが明らかに大きいことがわかる。

　したがって、本発明例１～１９のリードフレーム材１は、いずれも総合評価において「Ａ」または「Ｂ」と評価されるものであったため、少なくとも、過酷な使用環境を想定したヒートサイクルにおいた場合であっても、パッケージの気密性を改善することができ、かつ粉落ちが起こり難いものであった。

　特に、本発明例１～５、７、１２～１９のリードフレーム材１は、いずれも第１空隙率Ｖ_１および第２空隙率Ｖ_２の両方が３２％以上６４％以下の範囲にあり、かつ第１空隙率Ｖ_１に対する第２空隙率Ｖ_２の比Ｖ_２／Ｖ_１が０．５０以上０．９１以下の範囲にあるときに、構造体の耐ヒートサイクル性の評価において「Ａ」と評価されるものであったため、ヒートサイクル試験による気密性の低下がより一層起こり難い点で、特に優れているものであった。

　一方、比較例１および比較例２のリードフレーム材はいずれも、表面被膜３および側面被膜４をいずれも有しておらず、また、比較例３～７は、いずれも表面被膜３の平均粗さ高さｈ_１に対する側面被膜４の平均粗さ高さｈ_２の比ｈ_２／ｈ_１が本発明の適正範囲外であった。そのため、比較例１～７のリードフレーム材は、初期の構造体の気密性と、ヒートサイクル試験後の構造体の気密性と、粉落ち量に関する３つの評価結果のうち、少なくともいずれかで評価結果が「Ｃ」と評価されており、総合評価においても「Ｃ」と評価されていた。

　１　　　リードフレーム材
　２　　　基体（または基材）
　２１　　基体の表面
　２２　　基体の裏面
　２３　　基体の側面
　３、３Ａ　　　表面被膜
　３０　　表面被膜の上面
　４　　　側面被膜
　４０　　側面被膜の上面
　５　　　粗化層
　５０　　粗化層の上面
　６　　　表面被覆層
　７　　　樹脂
　ｈ_１　　表面被膜の平均粗さ高さ
　ｈ_２　　側面被膜の平均粗さ高さ
　Ａ１　　表面被膜の上面の最上点
　Ｂ１　　表面被膜の上面の最下点
　Ｐ１　　評価エリアに占める表面被膜の存在領域
　Ｓ１　　評価エリアに占める表面被膜の非存在領域
　Ａ２　　側面被膜の上面の最上点
　Ｂ２　　側面被膜の上面の最下点
　Ｐ２　　評価エリアに占める側面被膜の存在領域
　Ｓ２　　評価エリアに占める側面被膜の非存在領域
　Ｌ１、Ｌ２　　線分の長さ（１０個の凹凸の幅）
　Ｍ１、Ｍ２　　評価エリア

Claims

　導電性の基体と、
　前記基体の少なくとも一部の表面および裏面のうちの一方または双方の面に形成される表面被膜と、
　前記表面被膜に隣接し、前記基体の少なくとも一部の側面に形成される側面被膜と、
を有するリードフレーム材であって、
　前記表面被膜および前記側面被膜は、いずれも粗化された上面を有し、
　前記表面被膜の平均粗さ高さをｈ_１、前記側面被膜の平均粗さ高さをｈ_２とするとき、
　前記表面被膜の平均粗さ高さｈ_１に対する前記側面被膜の平均粗さ高さｈ_２の比ｈ_２／ｈ_１が、１．３５以上である、リードフレーム材。
　前記表面被膜の平均粗さ高さｈ_１は、０．５μｍ以上３．５μｍ以下の範囲であり、かつ、
　前記側面被膜の平均粗さ高さｈ_２は、１．０μｍ以上６．５μｍ以下の範囲である、請求項１に記載のリードフレーム材。
　前記表面被膜の断面で見て、前記表面被膜の上面の最上点の位置を通り、前記基体の表面に対して平行に引いた仮想線ｌ_１と、前記表面被膜の上面の最下点の位置を通り、前記基体の表面に対して平行に引いた仮想線ｎ_１とで区画される第１測定面積に占める第１空隙率をＶ_１とし、
　前記側面被膜の断面で見て、前記側面被膜の上面の最上点の位置を通り、前記基体の側面に対して平行に引いた仮想線ｌ_２と、前記側面被膜の上面の最下点の位置を通り、前記基体の側面に対して平行に引いた仮想線ｎ_２とで区画される第２測定面積に占める第２空隙率をＶ_２とするとき、
　前記第１空隙率Ｖ_１に対する前記第２空隙率Ｖ_２の比Ｖ_２／Ｖ_１は、０．５０以上０．９１以下の範囲である、請求項１に記載のリードフレーム材。
　前記第１空隙率Ｖ_１および前記第２空隙率Ｖ_２は、いずれも３２％以上６４％以下の範囲である、請求項３に記載のリードフレーム材。
　前記基体は、銅、銅合金、鉄、鉄合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる、請求項１に記載のリードフレーム材。
　前記基体の厚さをＴとするとき、前記側面被膜の平均粗さ高さｈ_２に対する前記基体の厚さＴの比（Ｔ／ｈ_２比）は、１５．０以上２００．０以下の範囲である、請求項１に記載のリードフレーム材。
　前記表面被膜および前記側面被膜は、いずれも粗化層を有する、請求項１に記載のリードフレーム材。
　前記粗化層は、銅、銅合金、ニッケルまたはニッケル合金からなる、請求項７に記載のリードフレーム材。
　前記粗化層は、電気めっき層である、請求項７に記載のリードフレーム材。
　前記表面被膜および前記側面被膜は、前記粗化層の上面に形成される少なくとも１層の表面被覆層をさらに有する、請求項７に記載のリードフレーム材。
　前記表面被覆層は、前記粗化層とは異なる組成を有する金属または合金であって、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、コバルト、コバルト合金、パラジウム、パラジウム合金、ロジウム、ロジウム合金、ルテニウム、ルテニウム合金、白金、白金合金、イリジウム、イリジウム合金、金、金合金、銀、銀合金、スズ、スズ合金、インジウムまたはインジウム合金からなる、請求項１０に記載のリードフレーム材。
　請求項１から１１のいずれか１項に記載のリードフレーム材の製造方法であって、
　電気めっきにより、前記基体に、粗化された上面を有する前記表面被膜および前記側面被膜を形成する被膜形成工程を含む、リードフレーム材の製造方法。
　請求項１から１１のいずれか１項に記載のリードフレーム材を用いて形成したリードフレームを備える、半導体パッケージ。