(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属素材表面に形成した感光性樹脂層に露光用パターンマスクを介しパターン露光後、現像、硬膜処理を行い、所定パターンに従って一部金属面を露出させたレジスト膜とする工程と、金属素材にエッチング処理を行うエッチング工程と、感光性樹脂層に高温、高濃度のアルカリ液を接触させ感光性樹脂層の膨潤、弱体化を行った後、スプレー洗浄し、前記レジスト膜を金属素材より剥膜する剥膜工程とを少なくとも有する、リード幅０．０８〜０．１ｍｍとしたリードフレームの製造方法において、
前記硬膜処理の際、感光性樹脂層に無水クロム酸濃度５〜６重量％のクロム酸液を接触させた後、１３５〜１６５℃の雰囲気温度にてベーキングを行うことを特徴とする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、金属素材を用い、フォトエッチング法により、半導体装置等に用いるリードフレームを製造する方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体装置等に用いられるリードフレームは、金属素材を選択的に腐食溶解する、すなわちフォトエッチング法を用いて製造されており、例えば図１の例に示すような工程で造られる。
すなわち、金属素材１として、例えば銅または鉄─ニッケル合金等の薄板を用い、その両面を脱脂、整面、洗浄処理した後、その両面にカゼインまたはポリビニルアルコールと重クロム酸アンモニウム等からなる水溶性感光液を塗布乾燥して、感光性樹脂層を形成する。次いで、所定のパターンを有する露光用パターンマスクを介し、金属素材１の両面に各々パターン露光を行う。
【０００３】
その後、未露光未硬化部位の感光性樹脂層を溶解除去する現像処理を行なった後、残された感光性樹脂層に硬膜処理を行えば、図１（ａ）に示すように、所定のパターンに従って金属素材１面を露出したレジスト膜２を表裏に有する金属素材１が得られる。
なお、硬膜処理としては、感光性樹脂層をクロム酸液に接触させた後、ベーキングを行う、クロム酸の架橋作用を用いた感光性樹脂層の硬膜方法が一般的に行われているものである。
【０００４】
次いで、金属素材１に対し、塩化第二鉄液等のエッチング液をスプレー法等を用い接触させるエッチング処理を表裏両面から行い、レジスト膜２から露出した金属素材１部位を溶解除去し、図１（ｂ）に示すように金属素材１を貫通させた後、水洗洗浄および乾燥を行なうエッチング工程を行う。
【０００５】
次いで、剥膜工程にてアルカリ液によりレジスト膜を剥膜し、図１（ｃ）を得る。次いで、水洗乾燥、必要によりインナーリードへの金属メッキ処理等を行った後、金属素材１の不要部の断裁等を行うことで、リードフレームを得るものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
リードフレームは、薄板化、かつ多ピン化の傾向にあり、各リードの幅においては、例えば０．０８〜０．１０ｍｍ程度と微細になってきている。
このため、僅かな外力が掛かってもリードフレームは変形してしまうものである。
【０００７】
例えば、前述したレジスト膜の剥膜工程においても、リードフレーム、特にリード部に変形が生じていたものである。
すなわち、レジスト膜を剥膜する際、図２の例に示すように、３５〜４５重量％、液温  １１０〜  １３０℃程度の水酸化ナトリウム溶液を有する第一アルカリ槽３中に、表面にレジスト膜２を有する金属素材１を浸漬する等の方法により、高温、高濃度のアルカリ液をレジスト膜２に接触させる。これにより、レジスト膜２の膨潤および、金属素材１との付着力の弱体化を行う。次いで、水圧  １．０〜  ２．０  Ｋｇｆ／ｃｍ２  程度のスプレー洗浄法等を用い、膨潤し、金属素材１との付着力が弱体化したレジスト膜２を洗浄、除去することで、レジスト膜２を金属素材１から剥膜するものである。
【０００８】
なお、図２の例においては、金属素材１は枚葉のシート状となっており、金属素材１はチェーン等の搬送手段５に吊るされた状態で各処理を行われているものである。また、上述した一回の処理では、金属素材１表面に、レジスト膜片が残留する場合が有るといえる。このため、図２の例では、上述した一回の処理に加えて、３５〜４５重量％、液温  １１０〜  １３０℃程度の水酸化ナトリウム溶液を有する第二アルカリ槽４中に金属素材１を再度浸漬した後、スプレー洗浄を行う処理を行っている。
【０００９】
上述した、レジスト膜２の膨潤および、金属素材１との付着力の弱体化を行った際、膨潤したレジスト膜２は粘性をもって金属素材１に付着しているものである。
次いで、粘性をもって金属素材１に付着したレジスト膜２が、スプレー法等の水洗洗浄手段により除去されるものである。その際、図３に示すように、レジスト膜片６はリード部７を引き寄せながら除去されるものである。
【００１０】
すなわち、図３の例では、レジスト膜片６の中央部領域が金属素材１より剥離しているが、レジスト膜片６の端部領域が粘性をもって金属素材１に付着しているため、レジスト膜片６が剥離される際、リード部７が弓なりに反ってしまうものである。このように、粘性により一部が金属素材１に付着したレジスト膜片６が除去される際にリード部７が引っ張られる等の、リード部７に掛かる外力により、微細なリード部７が変形を生じるといえる。
【００１１】
本発明は、以上の事情に鑑みなされたものであり、フォトエッチング法を用いたリードフレームの製造において、レジスト膜の剥膜の際に生じるリード部等の変形を防止し、もって品質の良いリードフレームを得ることを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、金属素材表面に形成した感光性樹脂層に露光用パターンマスクを介しパターン露光後、現像、硬膜処理を行い、所定パターンに従って一部金属面を露出させたレジスト膜とする工程と、金属素材にエッチング処理を行うエッチング工程と、感光性樹脂層に高温、高濃度のアルカリ液を接触させ感光性樹脂層の膨潤、弱体化を行った後、スプレー洗浄し、前記レジスト膜を金属素材より剥膜する剥膜工程とを少なくとも有する、リード幅０．０８〜０．１ｍｍとしたリードフレームの製造方法において、
前記硬膜処理の際、感光性樹脂層に無水クロム酸濃度５〜６重量％のクロム酸液を接触させた後、１３５〜１６５℃の雰囲気温度にてベーキングを行うことを特徴とするリードフレームの製造方法を提供することで、上記の課題を解決したものである。
【００１３】
すなわち、本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討を行ったものであり、その結果、硬膜の際のレジスト膜の硬度に着目したものである。
従来、（従来の技術）の項で記したように、感光性樹脂層に、例えば無水クロム酸濃度４重量％程度のクロム液を接触した後、バーニングを行い感光性樹脂層を硬膜しレジスト膜としていたものである。
このため、レジスト膜２は、エッチング時の耐エッチング性は充分であっても、剥膜時に行われる膨潤、弱体化の際、レジスト膜２が柔らかく粘着力を持ちすぎるため、上述した変形をもたらしていたと推定したものである。
【００１４】
そこで、レジスト膜２を従来より硬くモロくすれば、レジスト膜２の膨潤、弱体化を行った際、レジスト膜２は従来より細かいレジスト膜片６に割れ、かつ、レジスト膜片６の金属素材１への付着力も低下すると考えたものである。
その結果、従来より細かい小片に割れ、かつ、金属素材への付着力が低くなったレジスト膜片６は、スプレー法等の水洗洗浄手段により除去される際、図４に示すように、レジスト膜片６がリード部７を引き寄せることなく容易に剥離されるといえる。また、粘性により金属素材１に付着していたレジスト膜片６が剥離される際も、レジスト膜片６は従来より細かい小片に割れており、リード部７を引き寄せる範囲が狭くなるといえ、リード部７は変形を生じなくなるものである。
【００１５】
一般に、クロム酸の架橋作用により感光性樹脂の硬膜を行う際、感光性樹脂に接触させるクロムの濃度が高いほど感光性樹脂の硬膜は進むといえる。しかし、硬膜し過ぎると、レジスト膜２の金属素材１への付着力の低下や、レジスト膜２にヒビ割れ等が生じるものである。すなわち、エッチングの際に、スプレーされるエッチング液のスプレー圧によりレジスト膜が剥離したり、ヒビ割れ部からエッチング液が浸透し金属素材に不要なエッチングをもたらす等、耐エッチング性が低下するといえる。また、硬膜時のクロムの濃度を高くした場合、公害防止等のための廃液処理に手間が掛かり、またクロムの使用量が増え材料費がかさむ等で、余分な費用が掛かるといえる。
さらに、硬膜処理時のバーニング温度においても、温度が低すぎると硬膜が不十分となり耐エッチング性が低下し、また、温度が高すぎてもヒビ割れが生じるといえる。
【００１６】
そのため、本発明者らは、レジスト膜２が充分な耐エッチング性を維持しつつ、剥膜時に従来より細かいレジスト膜片に割れ、かつ、金属素材１へのレジスト膜片の付着力が低くなる好適な硬膜条件を見いだすべく、実際に、クロムの濃度およびベーキング温度を変えて硬膜処理を行ったものである。その結果、以下に示す実施例および経験により、本発明にいたったものでる。
すなわち、本発明のリードフレームの製造方法においては、前述した（従来の技術）の項に記したように、従来通りの製造工程を行うものであるが、硬膜処理の際、現像後の感光性樹脂層に、無水クロム酸濃度  ５〜  ６重量％のクロム酸液を接触させた後、  １３５〜  １６５℃の雰囲気温度にてベーキングを行うことを特徴とするものである。
【００１７】
上述した条件にて硬膜処理を行うことにより、レジスト膜２が充分な耐エッチング性を維持でき、かつ、レジスト膜２が硬くモロくなる。このため、レジスト膜の剥膜を行うべく、アルカリ液による膨潤を行った際には、レジスト膜２が従来より細かいレジスト膜片に割れ、かつ、レジスト膜片の金属素材への付着力も低下し、リードフレーム、特にリード部に変形を生じることなく、レジスト膜の剥膜を行うことができるものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例により、本発明の実施の形態を説明する。
【００１９】
【実施例】
本発明のリードフレームの製造方法の実施例を、以下に記す。
＜実施例１＞
まず、リードフレームとなる板状の金属素材１として板厚０．１５ｍｍの４２合金（ニッケル４２重量％、残部鉄）を用いた。次いで、液温２３℃、３重量％の水酸化ナトリウム溶液に９０秒間浸漬後、水洗洗浄を行うことで、金属素材１表面の脱脂処理を行った後、液温２３℃、２重量％の硫酸液に３０秒間浸漬後、水洗洗浄を行い金属素材１表面の整面処理を行なった。
【００２０】
次いで、金属素材１を乾燥した後、金属素材１の両面に、ポリビニルアルコールと重クロム酸アンモニウムよりなる感光性樹脂層を、膜厚約１０μｍで塗布形成した。
【００２１】
次いで、感光性樹脂層を形成した金属素材１の両面に、所定のパターンを有する露光用パターンマスクを密着させた後、紫外線照射を行いパターン露光を行った。
次いで、金属素材１に現像を行い、未露光未硬化の感光性樹脂層部位を溶解除去した後、無水クロム酸濃度５．６１重量％のクロム酸液に金属素材１を３４秒間浸漬後、  １３５℃の雰囲気にて３分間バーニングを行い、図１（ａ）に示す、所定のパターンに従って金属素材１を露出したレジスト膜２を得た。
【００２２】
続いて、図１（ｂ）に示すように、ＪＩＳ  Ｋ１４４７  第二種の塩化第二鉄液をエッチング液とし、液温５０℃、スプレー圧  ２．０  Ｋｇｆ／ｃｍ２  のスプレーエッチングにて１５分間、金属素材１の両面よりエッチングした後、水洗洗浄を行った。
【００２３】
次いで、エッチングを終了した金属素材１よりレジスト膜を剥膜し、図１（ｃ）を得た。
その際、図２に示すように、４０重量％、液温  １００℃の水酸化ナトリウム溶液に、表面にレジスト膜２を有する金属素材１を５０秒間浸漬後、金属素材１を液温２３℃の水にてスプレー洗浄する処理を二回行った。しかる後、乾燥を行い、  ２９６ピンの半導体装置用リードフレームを得た。
【００２４】
＜実施例２＞
以下の硬膜条件にてレジスト膜の硬膜を行った以外は、上述した（実施例１）と同様の製造条件にて、  ２９６ピンの半導体装置用リードフレームを得た。
すなわち、無水クロム酸濃度５．６１重量％のクロム酸液に金属素材１を３４秒間浸漬後、  １５０℃の雰囲気にて３分間バーニングを行い、所定のパターンに従って金属素材１を露出したレジスト膜を得たものである。
【００２５】
＜実施例３＞
以下の硬膜条件にてレジスト膜の硬膜を行った以外は、上述した（実施例１）と同様の製造条件にて、  ２９６ピンの半導体装置用リードフレームを得た。
すなわち、無水クロム酸濃度５．６１重量％のクロム酸液に金属素材１を３４秒間浸漬後、  １６５℃の雰囲気にて３分間バーニングを行い、所定のパターンに従って金属素材１を露出したレジスト膜を得たものである。
【００２６】
上述した各実施例との比較のため、以下に記す硬膜条件にてリードフレームを得た。
＜比較例１＞
以下の硬膜条件にてレジスト膜の硬膜を行った以外は、上述した（実施例１）と同様の製造条件にて、  ２９６ピンの半導体装置用リードフレームを得た。
すなわち、無水クロム酸濃度３．９６重量％のクロム酸液に金属素材１を３４秒間浸漬後、  １３５℃の雰囲気にて３分間バーニングを行い、所定のパターンに従って金属素材１を露出したレジスト膜を得たものである。
【００２７】
＜比較例２＞
以下の硬膜条件にてレジスト膜の硬膜を行った以外は、上述した（実施例１）と同様の製造条件にて、  ２９６ピンの半導体装置用リードフレームを得た。
すなわち、無水クロム酸濃度３．９６重量％のクロム酸液に金属素材１を３４秒間浸漬後、  １５０℃の雰囲気にて３分間バーニングを行い、所定のパターンに従って金属素材１を露出したレジスト膜を得たものである。
【００２８】
＜比較例３＞
以下の硬膜条件にてレジスト膜の硬膜を行った以外は、上述した（実施例１）と同様の製造条件にて、  ２９６ピンの半導体装置用リードフレームを得た。
すなわち、無水クロム酸濃度３．９６重量％のクロム酸液に金属素材１を３４秒間浸漬後、  １６５℃の雰囲気にて３分間バーニングを行い、所定のパターンに従って金属素材１を露出したレジスト膜を得たものである。
【００２９】
＜比較例４＞
以下の硬膜条件にてレジスト膜の硬膜を行った以外は、上述した（実施例１）と同様の製造条件にて、  ２９６ピンの半導体装置用リードフレームを得た。
すなわち、無水クロム酸濃度４．８１重量％のクロム酸液に金属素材１を３４秒間浸漬後、  １３５℃の雰囲気にて３分間バーニングを行い、所定のパターンに従って金属素材１を露出したレジスト膜を得たものである。
【００３０】
＜比較例５＞
以下の硬膜条件にてレジスト膜の硬膜を行った以外は、上述した（実施例１）と同様の製造条件にて、  ２９６ピンの半導体装置用リードフレームを得た。
すなわち、無水クロム酸濃度４．８１重量％のクロム酸液に金属素材１を３４秒間浸漬後、  １５０℃の雰囲気にて３分間バーニングを行い、所定のパターンに従って金属素材１を露出したレジスト膜を得たものである。
【００３１】
＜比較例６＞
以下の硬膜条件にてレジスト膜の硬膜を行った以外は、上述した（実施例１）と同様の製造条件にて、  ２９６ピンの半導体装置用リードフレームを得た。
すなわち、無水クロム酸濃度４．８１重量％のクロム酸液に金属素材１を３４秒間浸漬後、  １６５℃の雰囲気にて３分間バーニングを行い、所定のパターンに従って金属素材１を露出したレジスト膜を得たものである。
【００３２】
上述した、各実施例、および各比較例で得られたリードフレームにおける、リード部の変形（曲がり）の発生率を以下の（表１）に示す。
なお、変形（曲がり）発生率とは、製造したリードフレーム中、剥膜工程においてリード部に曲がりが生じたリードフレームの割合を示すものである。
また、（表１）中の、（膜落ち）とは、得られたリードフレーム上にレジスト膜の残留が有るか、否かを検査した結果である。
【００３３】
【表１】
0003596179.tif 000002
【００３４】
上記の（表１）に示すように、実施例に記す硬膜条件で得られたリードフレームにおいては、変形（曲がり）発生率は一桁となっており、しかも、リード部に生じた曲がりは軽微なものであり、実用上問題になるものではなかった。
それに対し、比較例に記す硬膜条件で得られたリードフレームにおいては、変形（曲がり）発生率が高く、しかも、実用上使用に耐えない程の変形を生じていたものが多かった。
【００３５】
さらに、（表１）中の（膜落ち）に示すように、比較例に記す硬膜条件で得られたリードフレームにおいてはレジスト膜の残留が多く、再度の剥膜処理を必要とするものが多かった。しかし、実施例に記す硬膜条件で得られたリードフレームには、レジスト膜の残留が無く、品質の良いリードフレームが得られたといえる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明のリードフレームの製造方法によれば、上述した条件にて硬膜処理を行うことにより、レジスト膜が充分な耐エッチング性を維持でき、かつ、レジスト膜が硬くモロくなる。このため、レジスト膜の剥膜を行うべく、アルカリ液による膨潤を行った際には、レジスト膜が従来より細かい小片に割れ、かつ、小片の金属素材への付着力も低下し、リードフレーム、特にリード部に変形を生じることなくレジスト膜の剥膜を行うことができ、変形不良の無いリードフレームを得ることができる。
【００３７】
さらに、前述した（実施例）に記したように、剥膜工程後のリードフレームにはレジスト膜が残留することが無くなる。
【００３８】
従来の製造方法においては、剥膜処理を行ってもリードフレーム表面にレジスト膜が残留していたものであり、残留したレジスト膜が後々、リードフレームにサビを発生させる原因となったり、また、リードフレームに金属メッキを行う際に、金属メッキの付着を阻害する等の問題が生じていた。さらに、残留したレジスト膜が剥離し異物となったり、金属メッキ時に剥離したレジスト膜がメッキ液を汚染する等、種々の問題も生じていたものである。
【００３９】
さらにまた、上述した問題を防止するために、従来は、剥膜工程が終了した後に、レジスト膜の残留が有るか否かを検査し、レジスト膜の残留が有った場合、再度剥膜工程を行う等の、余分な作業が必要になるという問題も生じていた。
【００４０】
しかし、本発明のリードフレームの製造方法によれば、剥膜工程後のリードフレームにはレジスト膜が残留することが無くなるため、上述したレジスト膜の残留による問題を解決できる等、本発明は品質の良いリードフレームを得る上で実用上優れているといえる。
【００４１】
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｃ）はリードフレームの製造方法の一例を工程順に示す説明図。
【図２】レジスト膜の剥膜工程の一例を示す説明図。
【図３】従来のリードフレームの製造方法におけるレジスト膜片の剥離の様子の一例を示す説明図。
【図４】本発明のリードフレームの製造方法におけるレジスト膜片の剥離の様子の一例を示す説明図。
【符号の説明】
１  金属素材
２  レジスト膜
３  第一アルカリ槽
４  第二アルカリ槽
５  搬送手段
６  レジスト膜片
７  リード部
【図１】
0003596179.tif 000003
【図２】
0003596179.tif 000004
【図３】
0003596179.tif 000005
【図４】
0003596179.tif 000006