(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップボンディング用の配線フィルム形成領域を格子状に区分してなるメタルシートと、
前記メタルシートの各々の配線フィルム形成領域に電解メッキにより形成されたリードパターンと、
前記各々の配線フィルム形成領域のリードパターン上に絶縁フィルムを介して電解メッキにより形成された突起電極と
を備えたことを特徴とするリードフレーム。
【請求項２】
チップボンディング用の配線フィルム形成領域を格子状に区分してなるメタルシートに対し、該各々の配線フィルム形成領域に電解メッキによりリードパターンを一括して形成する工程と、
前記各々の配線フィルム形成領域のリードパターン上に絶縁フィルムを介して電解メッキにより突起電極を一括して形成する工程と
を有することを特徴とするリードフレームの製造方法。
【請求項３】
前記メタルシートを選択エッチングにより除去して前記リードパターンを分離させる工程を有する
ことを特徴とする請求項２記載のリードフレームの製造方法。
【請求項４】
前記メタルシートの一部でかつ前記絶縁フィルムを囲む外形リングの部分を残すようにして、前記メタルシートを選択エッチングにより除去する工程を有する
ことを特徴とする請求項２記載のリードフレームの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リード形成用のベースとしてメタルシートを用い、このメタルシートに電解メッキによりリードパターンを形成してなる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】
図７は従来のリードフレームの製造方法として、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）方式を利用したリードフレームの製造工程図であり、以下にその具体的な製造手順について簡単に説明する。
【０００３】
先ず、図７（ａ）に示すように、２層構造のベースフィルム５０を用意する。このベースフィルム５０は、ポリイミド等の樹脂フィルム（例えば厚さ２５μｍ）５１の表面に接着層５２を積層したものである。
次に、図７（ｂ）に示すように、ベースフィルム５０を穴開け加工してフィルム搬送用のスプロケットホール５３とリード接合用のボンドホール５４とを形成する。
次に、図７（ｃ）に示すように、ベースフィルム５０に接着層５２を介して例えば厚さ３５μｍの銅箔５５をラミネートする。
次に、図７（ｄ）に示すように、ベースフィルム５０の裏面をマスク５６により裏打ちしたうえで、図７（ｅ）に示すように、銅箔５５をエッチングしてリードパターン５７を形成する。このとき、リードパターン５７の先端部分がボンドホール５４に延出したかたちとなる。
次に、図７（ｆ）に示すように、リードパターン５７上にソルダレジスト５８をパターニングする。
次に、図７（ｇ）に示すように、ボンドホール５４に延出しているリードパターン５７の先端部分に、無電解メッキによりＡｕ（金）又はＳｎ（錫）からなるメッキ層５９をコーティングする。
この時点で、半導体チップを組付ける前のリードフレーム６０が完成する。
【０００４】
続いて、半導体チップの組み付けに際しては、図８（ａ）に示すように、リードフレーム６０と半導体チップ６１とを位置合わせしつつ、厚肉（例えば１５０μｍ）の接着層６２を介して両者を接合する。
次に、図８（ｂ）に示すように、ボンドホール５４に延出するリードパターン５７の先端５７ａをシングルポイントボンディングによって半導体チップ６１の電極パッド（不図示）に接続する。
次に、図８（ｃ）に示すように、半導体チップ６１の外側に、これを囲む状態で補強用の外形リング６３を位置決め配置し、この状態で図８（ｄ）に示すように、半導体チップ６１と外形リング６３との間をポッティング樹脂６４により封止する。
次に、図８（ｅ）に示すように、ソルダレジスト５６の小孔部分にフラックス６５を介して半田ボール６６をマウントする。この状態では半田ボール６６がフラックス６５にて仮固定される。
その後、図示はしないが、リフローフェージングにより半田ボール６６を溶融して本固定し、その後、外形リング６３の周縁部を境に不要部分を切除することにより、独立した半導体パッケージが得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のリードフレーム６０においては以下のような問題があった。
すなわち、リード形成用のベースとして樹脂フィルム５１を採用しているため非常に変形しやすいうえ、熱や湿度等による寸法変化が大きいために、大版化がきわめて困難であった。また、各製造プロセスでこれを取り扱う場合は、図９（ａ）に示すように長尺のベースフィルム５０をリール状に巻き、これを図９（ｂ）に示すようにリールツーリール方式で一定のテンションをかけながら順送りで加工する必要があるため、多品種少量生産に不向きなうえ、各製造プロセスでの生産効率が低くなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、各製造プロセスでの生産効率を高めることができるとともに、多品種少量生産に容易に対応することができるリードフレームを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るリードフレームにおいては、チップボンディング用の配線フィルム形成領域を格子状に区分してなるメタルシートと、このメタルシートの各々の配線フィルム形成領域に電解メッキにより形成されたリードパターンと、各々の配線フィルム形成領域のリードパターン上に絶縁フィルムを介して電解メッキにより形成された突起電極とを備えた構成となっている。
【０００８】
上記構成からなるリードフレームにおいては、リード形成用のベースとしてメタルシートを採用していることから、熱による寸法変化が小さく取り扱いも容易であるため、大版化が可能となる。そこで、このメタルシートを格子状に区分けし、その区分けした各々の配線フィルム形成領域に電解メッキによるリードパターンと突起電極とを形成した構造とすることにより、リードフレーム製造における一連のプロセスで、通常のプリント配線基板と同様にカセットツーカセット方式の生産システムを採用することができる。これにより、リードフレーム製造に関わる各種の処理（例えば、露光，現像等）を、メタルシートの各々の配線フィルム形成領域で一括して行うことが可能となる。
【０００９】
本発明に係るリードフレームの製造方法は、チップボンディング用の配線フィルム形成領域を格子状に区分してなるメタルシートに対し、各々の配線フィルム形成領域に電解メッキによりリードパターンを一括して形成する工程と、各々の配線フィルム形成領域のリードパターン上に絶縁フィルムを介して電解メッキにより突起電極を一括して形成する工程とを有するものである。
【００１０】
上記リードフレームの製造方法では、メタルシートの各々の配線フィルム形成領域に電解メッキにてリードパターンを一括して形成することで、各配線フィルム形成領域でのリードパターンの厚さが均一になる。また、各々の配線フィルム形成領域のリードパターン上に絶縁フィルムを介して電解メッキにより突起電極を一括して形成することで、各配線フィルム形成領域での突起電極の高さも均一になる。
【００１１】
【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参照しつつ詳細に説明する。
図１は本発明に係るリードフレームの一実施形態を説明する図であり、図中（ａ）はその平面図、（ｂ）はその一部（配線フィルム形成領域の一つ）を拡大した図である。また、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。
図示したリードフレーム１は、銅板を主体とした長方形（例えば縦横２５０×３５０ｍｍ）のメタルシート２をベースに構成されている。このメタルシート２は、縦横に配列されたスリット３により所定の大きさで格子状に区分されており、その区分された各々の領域（図中二点鎖線で囲まれた領域）をチップボンディング用の配線フィルム形成領域（以下、配線領域と略称する）４としている。
【００１２】
各々の配線領域４には、電解メッキによる銅のリードパターン５が形成されている。リードパターン５の一端には、チップ電極（電極パッド）への接続のために、アルミニウムからなるバンプ６（図２）が形成されている。また、各配線領域４のリードパターン５上には、ポリイミド等からなる絶縁フィルム７が積層されており、この絶縁フィルム７の周縁部からリードパターン５の一端側が外方に延出している。さらに、各配線領域４のリードパターン５上には、絶縁フィルム７を介して電気メッキによる突起電極８が形成されている。この突起電極８は、外部接続用端子に相当するもので、各々のリードパターン５の他端（バンプ６と反対側の端）に位置して、絶縁フィルム７上に格子状に設けられている。
【００１３】
加えて、各配線領域４の絶縁フィルム７の外側には、これを囲むようにして外形リング９が設けられている。この外形リング９は、メタルシート２の一部をリング状に残したもので、絶縁フィルム７の四隅から延出した吊り部１０によって支持されている。またメタルシート２の外枠部分には、シート搬送及びシート位置決め用のスプロケットホール１１が所定のピッチで穿設されている。
【００１４】
なお、図１（ａ）では、左上の配線領域４についてのみその内部構造を詳細に表現しているが、それ以外の配線領域４についても同様の構造となっている。
【００１５】
上記構成からなるリードフレーム１においては、リード形成用のベースとして、熱や湿度等による寸法変化が小さく且つ取り扱いが容易なメタルシート２を採用していることから、何ら支障なく大版化が実現可能となる。そこで、メタルシート２を格子状に区分して縦横に複数の配線領域４を設定し、各々の配線領域４に電気メッキによるリードパターン５と突起電極８とを形成した構造とすることにより、これを製造するにあたっては、リードパターン５や突起電極８を形成するための処理を含む種々の処理（例えば、露光，現像，メッキ，エッチング等）を、全ての配線領域４にわたって一括して行うことができる。
【００１６】
また、生産システムとしても、図３に示すように、所定枚数のリードフレーム１をカセット１２に収納しておき、そこから取り出したリードフレーム１を所定の処理装置１３に供給したのち、処理済のリードフレーム１を別の（場合によっては元の）カセット（不図示）に収納する、いわゆるカセットツーカセット方式を採用することができる。したがって、多品種少量生産（ＡＳＩＣ等）に容易に対応することが可能となる。さらに、メタルシート２の外形寸法をプリント配線基板の外形寸法に合わせて設定することで、プリント配線基板用の既存設備（搬送設備，カセット等）を流用することも可能となる。
【００１７】
続いて、上記構成からなるリードフレーム１の製造方法について説明する。
なお、リードフレーム１の製造にあたっては、上述したようにメタルシート２の全ての配線領域４に各種の処理が一括して行われることから、ここでは一つの配線領域４に対する処理手順について説明する。
【００１８】
先ず、図４（ａ）に示すように、３層構造の積層板からなるメタルシート２を用意する。このメタルシート２は、厚さ２００μｍ程度の銅又は銅合金からなる基板（以下、銅基板という）２１の表面に、例えば蒸着によって厚さ４．５μｍ程度のアルミニウム膜２２を形成し、さらに厚さ１〜２μｍ程度のニッケル膜２３を形成したもので、先の図１に示したようにシート全面にわたってチップボンディング用の配線領域４が格子状に区分されている（図４では一つの配線領域４に対応するメタルシート２の一部を表示している）。
【００１９】
このうち、銅基板２１は、それ自身がリードとならず、最終的には外形リング部分（後述）を除いて切除されるものであるが、非常に微細なリードパターンを形成するにあたって必要不可欠なものである。アルミニウム膜２２は、その後の工程で銅基板２１をエッチングするときにメタルシート２の表面側がエッチングされないようにするためのエッチングストップ膜に相当するものである。ニッケル膜２３は、メタルシート２の面上にリードパターンを形成するための電解メッキの下地、つまりメッキ下地膜に相当するものである。
なお、メタルシート２としては、アルミニウム膜２２とニッケル膜２３との間に、双方の密着性を高めるべく、例えば厚さ０．５μｍ程度のクロム膜を密着膜として形成するようにしてもよい。また、メッキ下地膜としては、ニッケル膜２３の代わりに銅の薄膜を形成するようにしてもよい。
【００２０】
次に、図４（ｂ）に示すように、メタルシート２の表面、即ちニッケル膜２３の表面に電解メッキにより銅からなる複数のリードパターン５を形成する。ここでの電解メッキは、メタルシート２の表面を図示せぬレジストパターンにより選択的に覆い、このレジストパターンをマスクとして電解銅メッキすることにより、膜質が良好で且つファインパターン化したリードパターン５を得ることができる。また、大版のメタルシート２の周縁部に複数箇所にわたって電解メッキのための電極接続を行うことで、シート全体に均一な電流分布が得られることから、全ての配線領域４に対して電解メッキによるリードパターン５の形成を一括して行うことにより、シート全体にわたって一様な厚さのリードパターン５を得ることができる。
【００２１】
次に、図４（ｃ）に示すように、メタルシート２に対して両面から選択エッチングすることにより、配線領域４の境界となるスリット３や、シート搬送及びシート位置決め用のスプロケットホール１１（図１参照）を形成する。
次に、図４（ｄ）に示すように、選択メッキにより形成したリードパターン５上に、例えばポリイミドフィルムからなる絶縁フィルム７を積層し、これによってリードパターン５及び絶縁フィルム７からなる配線フィルムを形成する。このとき絶縁フィルム７からは、先に形成したリードパターン５の一端側が延出したかたちとなる。
【００２２】
続いて、図５（ａ）に示すように、絶縁フィルム７によって被覆されたリードパターン５の他端に、その絶縁フィルム７をマスクとして突起電極８を形成する。この突起電極８は、絶縁フィルム７上に露出するリードパターン５の他端に、電解メッキによって例えば８０μｍのニッケルコアを形成し、そのコア表面に電解メッキ法によって錫−鉛合金の半田材料を被着することで得られる。この電解メッキに際しても、リードパターン５のメッキ形成と同様にシート全体にわたって均一な電流分布が得られることから、全ての配線領域４に対して電解メッキによる突起電極８の形成を一括して行うことにより、シート全体にわたって均一な高さの突起電極８を得ることができる。
【００２３】
続いて、図５（ｂ）に示すように、外形リング９部分を残すようにしてメタルシート２の銅基板２１を選択エッチングにより除去する。このエッチングに際しては、アルミニウム膜２２がエッチングストッパーとして作用し、銅基板２１のみが除去される。
次に、図５（ｃ）に示すように、メタルシート２のアルミニウム膜２２を選択エッチングにて除去し、さらにニッケル膜２３を選択エッチングにより除去して各リードパターン５を分離、独立させる。
なお、図５（ｃ）の状態では配線フィルム５と外形リング９とが分離したように表現されているが、実際には図１に示した吊り部１０を介して互いに連結されている。
次いで、図５（ｄ）に示すように、絶縁フィルム７から延出した各々のリードパターン５の一端に、例えばスパッタ法又は蒸着法によってアルミニウムからなるバンプ６を形成する。
この時点で図１に示したリードフレーム１が完成する。
【００２４】
その後、上記リードフレーム１に半導体チップを組付けるにあたっては、図６（ａ）に示すように、絶縁フィルム７の裏面側に接着層２４を介して半導体チップ２５を位置決め固定する。このとき、絶縁フィルム７から延出した各リードパターン５の一端（バンプ６）が半導体チップ２５上の電極パッド２６に対向した状態となる。
次に、図６（ｂ）に示すように、各々のリードパターン５の一端をバンプ６を介して半導体チップ２５の電極パッド２６にシングルポイントボンディングによって接続する。
次いで、図６（ｃ）に示すように、半導体チップ２５と外形リング９との間をエポキシ樹脂又はシリコーン樹脂等のポッティング樹脂２７で封止する。
最後は、図６（ｄ）に示すように、外形リング９の外周縁を境に不要部分を切除することにより、独立した半導体パッケージ２８が得られる。
【００２５】
なお、上記実施形態においては、外部接続用の突起電極８が半導体チップ２５の内側に位置するように形成されたファンインタイプ用のリードフレーム１について説明したが、本発明はこれに限らず、半導体チップの外側に位置するように突起電極が形成されたファンアウトタイプ用のリードフレームに対しても同様に適用することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のリードフレームによれば、リード形成用のベースとして、熱や湿度等による寸法変化が小さく且つ取り扱いが容易なメタルシートを採用するとともに、そのメタルシートを格子状に区分して各々の配線フィルム形成領域に電解メッキによるリードパターンと突起電極とを形成した構造としたので、これを製造するにあたっては、通常のプリント配線基板と同様にカセットツーカセット方式の生産システムを採用することができる。これにより、リードフレーム製造に関わる各種の処理（例えば、露光，現像等）を、メタルシートの全ての配線フィルム形成領域で一括して行うことが可能となるため、各製造プロセスでの生産効率が高まるとともに、多品種少量生産（ＡＳＩＣ等）に容易に対応することが可能となる。
【００２７】
また、本発明のリードフレームの製造方法によれば、メタルシートの各々の配線フィルム形成領域に電解メッキにてリードパターンを一括して形成し、さらにそのリードパターン上に絶縁フィルムを介して電解メッキにより突起電極を一括して形成するようにしたので、メタルシート全域（全ての配線フィルム形成領域）にわたって均一な厚さのリードパターンと均一な高さの突起電極を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るリードフレームの一実施形態を説明する図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】実施形態における生産システムの適用例を説明する図である。
【図４】実施形態におけるリードフレームの製造工程図（その１）である。
【図５】実施形態におけるリードフレームの製造工程図（その２）である。
【図６】実施形態における半導体パッケージの製造工程図である。
【図７】従来におけるリードフレームの製造工程図である。
【図８】従来における半導体パッケージの製造工程図である。
【図９】従来における生産システムの適用例を説明する図である。
【符号の説明】
１  リードフレーム    ２  メタルシート    ４  配線フィルム形成領域
５  リードパターン    ７  絶縁フィルム    ８  突起電極
【図１】
0003632719.tif 000002
【図２】
0003632719.tif 000003
【図３】
0003632719.tif 000004
【図４】
0003632719.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0003632719.tif 000008
【図８】
0003632719.tif 000009
【図９】
0003632719.tif 000010