(57)【要約】【課題】  封止樹脂との密着強度を高め、ＱＦＮやＳＯＮなどのパッケージタイプに用いることのできるリードフレームを提供可能とする。【解決手段】  表面に半導体チップ１１を搭載するダイパッド部３と、リード部８とを備えたフレーム素材２を、圧延銅板もしくは圧延銅合金板をパターン加工して形成し、ダイパッド部３及びリード部８の表面及び側壁面に粗面３Ａ，３Ｂ、８Ａ，８Ｂが形成されると共に、ダイパッド部３及びリード部８の裏面が平滑であり、封止樹脂１５にリード部８の裏面が露出するように埋設されるように設定した。【選択図】      図９
2006310397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に半導体チップを搭載するダイパッド部と、前記半導体チップに電気的に接続されるリード部とを備えたフレーム素材を、圧延銅板もしくは圧延銅合金板をパターン加工して形成した回路部材であって、
前記ダイパッド部及び前記リード部の上面及び側壁面に粗面が形成されると共に、前記ダイパッド部及び前記リード部の下面が平滑面とされ、前記リード部の下面が露出するように封止樹脂に埋設されることを特徴とする回路部材。
【請求項２】
請求項１記載の回路部材であって、
樹脂封止用金型と接する部分が平滑面とされたことを特徴とする回路部材。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の回路部材であって、
前記ダイパッド部及び前記リード部の表面にボンディングワイヤ及び半田ペーストとの接続性の良好なめっき層が形成されていることを特徴とする回路部材。
【請求項４】
上面に半導体チップを搭載するダイパッド部と、前記半導体チップに電気的に接続されるリード部とを備えたフレーム素材を、圧延銅板もしくは圧延銅合金板をパターン加工して形成した回路部材であって、
前記ダイパッド部の上面と、前記リード部の上面におけるボンディングワイヤが接続される部分と、が平滑面とされると共に、これら平滑面にめっき層が積層され、
前記めっき層が形成された領域及び前記ダイパッド部及び前記リード部の下面を除く領域に粗面が形成されていることを特徴とする回路部材。
【請求項５】
請求項４記載の回路部材であって、
樹脂封止用金型と接する部分が平滑面とされたことを特徴とする回路部材。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の回路部材であって、
前記めっき層は、Ａｇめっき層であることを特徴とする回路部材。
【請求項７】
請求項３乃至請求項５のいずれか一項に記載の回路部材であって、
前記めっき層は、前記圧延銅板に順次、Ｎｉめっき層、Ｐｄめっき層が積層されなることを特徴とする回路部材。
【請求項８】
請求項３乃至請求項５のいずれか一項に記載の回路部材であって、
前記めっき層は、前記圧延銅板に順次、Ｎｉめっき層、Ｐｄめっき層、Ａｕめっき層が積層されてなることを特徴とする回路部材。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の回路部材であって、
前記粗面の表面粗度（Ｒａ）が、０．３μｍ以上であることを特徴とする回路部材。
【請求項１０】
請求項６記載の回路部材であって、
前記Ａｇめっき層の厚さが２〜１５μｍであることを特徴とする回路部材。
【請求項１１】
請求項７記載の回路部材であって、
前記Ｎｉめっき層の厚さが０．５〜２μｍ、前記Ｐｄめっき層の厚さが０．００５〜０．２μｍであることを特徴とする回路部材。
【請求項１２】
請求項８記載の回路部材であって、
前記Ｎｉめっき層の厚さが０．５〜２μｍ、前記Ｐｄめっき層の厚さが０．００５〜０．２μｍ、前記Ａｕめっき層の厚さが０．００３〜０．０１μｍであることを特徴とする回路部材。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載の回路部材であって、
前記粗面は、過酸化水素と硫酸を主成分とするマイクロエッチング液で処理されてなることを特徴とする回路部材。
【請求項１４】
圧延銅板もしくは圧延銅合金板をパターン加工して、ダイパッド部とリード部とを有するフレーム素材を作製する工程と、
前記フレーム素材の下面をマスク材で覆った状態で、前記フレーム素材の上面及び側壁面を、過酸化水素と硫酸を主成分とするマイクロエッチング液を用いて粗面化処理する工程と、
前記マスク材を剥離した後、フレーム素材の表面にめっき層を積層する工程と、
を備えることを特徴とする回路部材の製造方法。
【請求項１５】
圧延銅板もしくは圧延銅合金板をパターン加工して、ダイパッド部とリード部とを有するフレーム素材を作製する工程と、
前記ダイパッド部の上面と、前記リード部におけるボンディングワイヤが接続される部分にめっき層を積層する工程と、
前記めっき層を積層した前記フレーム素材の下面をマスク材で覆った状態で、前記フレーム素材を、過酸化水素と硫酸を主成分とするマイクロエッチング液を用いて粗面化処理する工程と、
前記マスク材を剥離する工程と、
を備えることを特徴とする回路部材の製造方法。
【請求項１６】
請求項１４又は請求項１５に記載の回路部材の製造方法であって、
前記マイクロエッチング液を用いて粗面化する処理工程は、
前記フレーム素材表面のうち樹脂封止用金型と接する部分をさらにマスク材で覆った状態で、前記フレーム素材の表面を、過酸化水素と硫酸を主成分とするマイクロエッチング液を用いて粗面化処理する工程であること特徴とする回路部材の製造方法。
【請求項１７】
請求項１４乃至請求項１６のいずれか一項に記載の回路部材の製造方法であって、
前記めっき層を積層する工程は、前記フレーム素材の表面にＡｇめっき層を積層することを特徴とする回路部材の製造方法。
【請求項１８】
請求項１４乃至請求項１６のいずれか一項に記載の回路部材の製造方法であって、
前記めっき層を積層する工程は、前記フレーム素材の表面に、順次、Ｎｉめっき層、Ｐｄめっき層を積層することを特徴とする回路部材の製造方法。
【請求項１９】
請求項１８記載の回路部材の製造方法であって、
前記Ｐｄめっき層の上に、Ａｕめっき層を積層する工程を有することを特徴とする回路部材の製造方法。
【請求項２０】
圧延銅板もしくは圧延銅合金板でなる、ダイパッド部とリード部とを備え、前記ダイパッド部及び前記リード部の上面及び側壁面に粗面が形成され、且つ前記ダイパッド部及び前記リード部の下面が平滑面とされると共に、表面にめっき層が積層された回路部材と、
前記ダイパッド部の上面に搭載された半導体チップと、
前記半導体チップと前記リード部とを接続するボンディングワイヤと、
前記リード部の下面を露出させるように、前記回路部材及び前記半導体チップ及び前記ボンディングワイヤを封止する電気絶縁性の封止樹脂と、
を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項２１】
圧延銅板もしくは圧延銅合金板でなる、ダイパッド部とリード部とを備え、前記ダイパッド部の上面と、前記リード部の表面におけるボンディングワイヤが接続される部分と、が平滑面とされると共に、これら平滑面にめっき層が積層され、前記めっき層が形成された領域及び前記ダイパッド部及び前記リード部の裏面を除く領域に粗面が形成された回路部材と、
前記ダイパッド部の上面に搭載された半導体チップと、
前記半導体チップと前記リード部とを接続するボンディングワイヤと、
前記リード部の下面を露出させるように、前記回路部材及び前記半導体チップ及び前記ボンディングワイヤを封止する電気絶縁性の封止樹脂と、
を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項２２】
絶縁性樹脂と接合される回路部材の表面積層構造であって、
圧延銅板もしくは圧延銅合金板でなる導電性素材の表面に、表面粗度（Ｒａ）が０．３μｍ以上の粗面が形成され、
この粗面に、順次、Ｎｉめっき層、Ｐｄめっき層が積層されてなり、
前記Ｎｉめっき層の厚さが０．５〜２μｍ、前記Ｐｄめっき層の厚さが０．００５〜０．２μｍであることを特徴とする回路部材の表面積層構造。
【請求項２３】
請求項２２記載の回路部材の表面積層構造であって、
前記Ｐｄめっき層の上に、厚さが０．００３〜０．０１μｍのＡｕめっき層が積層されていることを特徴とする回路部材の表面積層構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路部材表面の積層構造や、回路部材の一つとしてのリードフレームの表面処理技術やその回路部材を用いた半導体装置に関し、さらに詳しくは、半導体パッケージのタイプに対応して、リードフレームと封止樹脂との密着強度を高める技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置としては、リードフレームにＩＣチップ、ＬＳＩチップなどの半導体チップが搭載され、絶縁性樹脂で封止された構造をもつ半導体パッケージがある。このような半導体装置では、高集積化及び小型化が進むに従ってパッケージの構造が、ＳＯＪ（Small Outline J-Leaded Package）やＱＦＰ（Quad Flat Package）のような樹脂パッケージの側壁から外部リードが外側に突出したタイプを経て、外部リードが外側に突出せずに樹脂パッケージの裏面に外部リードが露出するように埋設された、ＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded package）やＳＯＮ（Small Outline Noneleaded Package）などの薄型で実装面積の小さいタイプに進展している。
【０００３】
リードフレームとしては、絶縁性樹脂で封止されるフレーム素材の表面に粗面化処理が施され、この表面に順次、ニッケル（Ｎｉ）層、パラジウム（Ｐｄ）層がめっき法にて積層された構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。上述した粗面化処理の方法としては、リードフレームの素材表面を、有機酸系のエッチング液で化学研磨している。
【０００４】
他のリードフレームとしては、フレーム素材の表面を、表面側が粗面化されたＮｉめっき層で被覆したものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。このような粗面化されたＮｉめっき層は、めっき法の条件を調整することにより形成することができる。
【０００５】
このように、リードフレームの全面にＮｉめっき層を形成し、その上にＰｄめっきやＡｕめっきを施すことは、製造工程の簡素化、及び環境対応のはんだ工程のＰｂフリー化の目的のために広く行われている。
【０００６】
また、絶縁性樹脂と密着させる回路部材としては、リードフレームの他に、車両の供給電源を車載用補器へ分配する電気接続箱に用いられるコネクタの導電板やバスバーなどがある。
【特許文献１】特開平１１−４０７２０号公報（第４頁、図１）
【特許文献２】特開２００４−３４９４９７号公報（第７頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１に記載された有機酸系のエッチング液は、めっき法で形成した銅の表面に対しては有効であるものの、リードフレームの素材である圧延銅板の表面の粗面化に対してはあまり有効でないという問題点がある。因みに、このような有機酸系のエッチング液で圧延銅素材の表面を処理した場合、表面粗度は上がるものの、表面プロファイルが針状にならない。このため、有機酸系のエッチング液で粗面化処理を行ったリードフレームでは、パッケージを構成する絶縁性樹脂との密着性に対しては大きな効果が得られないものであった。加えて、有機酸系のエッチング液を用いた粗面化では、表面粗度（Ｒａ）を０．１５μｍとするのに、銅表面から深さ３μｍに至るまでエッチングしなければならず、それ以上の表面粗度を得るにはさらに深くエッチングする必要がある。したがって、この処理方法では、エッチングに時間を要するため実際のリードフレームの生産には適さないものであった。
【０００８】
上述した特許文献２に記載されためっき法で粗面化されたＮｉめっき層を形成する方法では、表面粗度を大きくするにはＮｉめっき層を厚くする必要があり、１μｍ以上でないと安定した効果が得られない。最近はめっき層を薄くする傾向があり、Ｎｉめっき層の厚みとして０．５μｍ程度が要望されている。
【０００９】
ところで、上述したＱＦＮやＳＯＮなどのような薄型で実装面積の小さいタイプの半導体装置に用いられるリードフレームでは、外部リードの下面が樹脂パッケージの下面に露出しているため、外部リードと絶縁性樹脂とが接触する面積が小さい。このため、リードフレームと絶縁性樹脂との密着強度を更に高める必要がある。近年では、車載用途向けの半導体装置の需要が高まり、このような用途に用いた場合、振動や温度変化に晒されるため、リードフレームと封止樹脂との密着強度を従来以上に強化させることが必要になっている。
【００１０】
また、内部リードにおけるワイヤーボンディングを施す領域や、外部リードにおける実装基板（プリント配線基板）へ半田付けする領域などを考慮すると共に、パッケージのタイプに対応した機能を有するリードフレームが要望されている。
【００１１】
そこで、本発明の主たる目的は、封止樹脂との密着強度を高めることができるリードフレーム、及びその製造方法、並びに半導体装置を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の他の目的は、ＱＦＮやＳＯＮなどのパッケージタイプに用いることのできるリードフレーム、及びその製造方法、並びに半導体装置を提供することにある。
【００１３】
さらに、本発明の他の目的は、絶縁性樹脂に対する密着強度を高めることができる回路部材の表面積層構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の特徴は、表面に半導体チップを搭載するダイパッド部と、この半導体チップに電気的に接続されるリード部とを備えたフレーム素材を圧延銅板もしくは圧延銅合金板をパターン加工して形成した回路部材であって、ダイパッド部及びリード部の上面及び側壁面に粗面が形成されると共に、ダイパッド部及びリード部の下面が平滑面とされ、リード部の下面が露出するように封止樹脂に埋設されることを要旨とする。
【００１５】
本発明の第２の特徴は、表面に半導体チップを搭載するダイパッド部と、この半導体チップに電気的に接続されるリード部とを備えたフレーム素材を、圧延銅板もしくは圧延銅合金板をパターン加工して形成した回路部材であって、ダイパッド部の上面と、リード部の上面におけるボンディングワイヤが接続される部分と、が平滑面とされると共に、これら平滑面にめっき層が積層され、めっき層が形成された領域及びダイパッド部及び前記リード部の下面を除く領域に粗面が形成されていることを要旨とする。
【００１６】
さらに、回路部材のうち樹脂封止用金型と接する部分が平滑面とされていることを要旨とする。
【００１７】
なお、本発明においては、上述した粗面の表面粗度（Ｒａ）が、０．３μｍ以上であることが好ましく、さらに積層されるめっき層としては、厚さが０．５〜２μｍのＮｉめっき層、厚さが０．００５〜０．２μｍのＰｄめっき層、厚さが０．００３〜０．０１μｍのＡｕめっき層が順次積層されていることが好ましい。また、上述した粗面は、過酸化水素と硫酸を主成分とするマイクロエッチング液で処理によって形成されていることが好ましい。ここで、マイクロエッチング液とは、金属の表面を僅かに溶かし、微細な凹凸からなる粗面を形成する表面処理剤を言う。
【００１８】
本発明の第３の特徴は、回路部材の製造方法であって、圧延銅板もしくは圧延銅合金板をパターン加工して、ダイパッド部とリード部とを有するフレーム素材を作製する工程と、フレーム素材の下面をマスク材で覆った状態で、フレーム素材の上面及び側壁面を、過酸化水素と硫酸を主成分とするマイクロエッチング液を用いて粗面化処理する工程と、マスク材を剥離した後、フレーム素材の表面にめっき層を積層する工程と、を備えることを要旨とする。
【００１９】
本発明の第４の特徴は回路部材の製造方法であって、圧延銅板もしくは圧延銅合金板をパターン加工して、ダイパッド部とリード部とを有するフレーム素材を作製する工程と、ダイパッド部の上面と、リード部におけるボンディングワイヤが接続される部分にめっき層を積層する工程と、フレーム素材の下面をマスク材で覆った状態で、フレーム素材を、過酸化水素と硫酸を主成分とするマイクロエッチング液を用いて粗面化処理する工程と、マスク材を剥離する工程と、を備えることを要旨とする。
【００２０】
ここで、ダイパット部とリード部のボンディングワイヤが接続される部分に積層されるめっき層としては、２〜１５μｍのＡｇめっき層、もしくはフレーム素材上にＮｉめっき層、Ｐｄめっき層を順次積層しためっき層である。
【００２１】
本発明の第５の特徴は、半導体装置であって、圧延銅板もしくは圧延銅合金板でなる、ダイパッド部とリード部とを備え、ダイパッド部及びリード部の上面及び側壁面に粗面が形成され、且つダイパッド部及びリード部の下面が平滑面とされると共に、表面にめっき層が積層された回路部材と、ダイパッド部の上面に搭載された半導体チップと、この半導体チップとリード部とを接続するボンディングワイヤと、リード部の下面を露出させるように、回路部材及び半導体チップ及びボンディングワイヤを封止する電気絶縁性の封止樹脂と、を備えることを要旨とする。
【００２２】
本発明の第６の特徴は、半導体装置であって、圧延銅板もしくは圧延銅合金板でなる、ダイパッド部とリード部とを備え、ダイパッド部の上面と、リード部の上面におけるボンディングワイヤが接続される部分と、が平滑面とされると共に、これら平滑面にめっき層が積層され、このめっき層が形成された領域及びダイパッド部及びリード部の下面を除く領域に粗面が形成された回路部材と、ダイパッド部の上面に搭載された半導体チップと、半導体チップとリード部とを接続するボンディングワイヤと、リード部の下面を露出させるように、回路部材及び半導体チップ及びボンディングワイヤを封止する電気絶縁性の封止樹脂と、を備えることを要旨とする。
【００２３】
本発明の第７の特徴は、絶縁性樹脂と接合される回路部材の表面積層構造であって、圧延銅板もしくは圧延銅合金板でなる導電性素材の表面に、表面粗度（Ｒａ）が０．３μｍ以上の粗面が形成され、この粗面に、順次、Ｎｉめっき層、Ｐｄめっき層が積層されてなり、Ｎｉめっき層の厚さが０．５〜２μｍ、Ｐｄめっき層の厚さが０．００５〜０．２μｍであることを要旨とする。
【００２４】
また、必要に応じ前記Ｐｄめっき層の上に厚さ０．００３〜０．０１μｍのＡｕめっき層もしくはシラン防錆層を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、封止樹脂との密着強度が高く、リード部の裏面が封止樹脂から露出するタイプのパッケージに用いることのできるリードフレーム、及びその製造方法、並びに半導体装置を実現可能とする。
【００２６】
また、本発明によれば、絶縁性樹脂に対する密着強度を高めることができる回路部材の表面積層構造を見いだしたことにより、絶縁性樹脂と接合する各種の回路部材を用いた電子機器などの耐久性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態に係る回路部材、回路部材の製造方法、半導体装置、及び回路部材の表面積層構造の詳細を図面に基づいて説明する。本実施の形態では、回路部材としてリードフレームに本発明を適用して説明する。但し、図面は模式的なものであり、各材料層の厚みやその比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００２８】
〔第１の実施の形態〕
図１〜図９は、本発明の第１の実施の形態を示している。図１はリードフレームの平面図、図２〜図９は、図１のＡ−Ａ断面に着目したリードフレーム及び半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【００２９】
（リードフレームの構成）
本実施の形態に係るリードフレーム１は、細長いリボン状の圧延銅板もしくは圧延銅合金板でなるフレーム素材２を、エッチングや金型打ち抜きなどにより、パターン形成して、複数の単位パターンが連続した状態で製造される。なお、図１はリードフレーム１における１単位パターンを示している。
【００３０】
図１に示すように、リードフレーム１の１単位パターンは、中央に形成された、半導体チップを搭載するための矩形状のダイパッド部３と、このダイパッド部３を取り囲むように形成されたリード部８と、ダイパッド部３をフレーム素材２に連結しているタイバー６と、リード部８を横方向に連結するタイバー７と、を備えている。このリード部８は、後述するように、封止樹脂１５の側壁から外側へ向けて突出しない程度の寸法に設定されている。なお、本実施の形態では、リード部８を横方向に連結するタイバー７を形成しているが、タイバー７を省略してリード部８がフレーム２の外枠部からダイパッド部３の周縁に向けて延在されるパターンに形成してもよい。
【００３１】
本実施の形態に係るリードフレーム１の上面（半導体チップを搭載する側の面）及び各パターンの側壁面は、図４及び図５に示すように、過酸化水素と硫酸を主成分とするマイクロエッチング液を用いて粗面化処理が施された粗面３Ａ，３Ｂ、８Ａ，８Ｂとなっている。これら粗面３Ａ，３Ｂ、８Ａ，８Ｂにおける表面粗度（Ｒａ）は、０．３μｍ以上に設定されており、表面プロファイルは針状に突出した凹凸面となっている。フレーム素材２の下面（半導体チップ搭載面の反対側の面）は平滑面に形成されている。
【００３２】
また、ダイパッド部３及びリード部８などを含むフレーム素材２の表面には、図６に示すように、めっき層１０が形成されている。なお、本実施の形態におけるめっき層１０は、図１０に示すように、フレーム素材２の表面に、順次、Ｎｉめっき層１７、Ｐｄめっき層１８が積層されてなる。そして、Ｎｉめっき層１７の厚さは０．５〜２μｍに設定され、Ｐｄめっき層１８の厚さは０．００５〜０．２μｍに設定されている。なお、Ｐｄめっき層１８は、ボンディングワイヤ及び半田ペーストとの接続性の良好な金属層であり、図７に示すようなボンディングワイヤ１３を接続するワイヤボンディングや、図示しない実装基板（プリント配線基板）への半田付けを確実に行うことができる。
【００３３】
このような構成のリードフレーム１では、粗面３Ａ，３Ｂ、８Ａ，８Ｂの表面粗度（Ｒａ）を０．３μｍ以上に設定し、めっき層１０を構成するＮｉめっき層１７及びＰｄめっき層１８の厚さ範囲を設定したことにより、粗面３Ａ，３Ｂ、８Ａ，８Ｂの表面プロファイルを崩すことなく針状の突起の表面をめっき層１０でコーティングした形状を保つことができる。このため、このリードフレーム１を樹脂封止したときに、めっき層１０を含めた微細突起が封止樹脂に食い込むアンカー効果を奏しているものと考えられる。
【００３４】
（リードフレームの製造方法）
次に、図２〜図６を用いて本実施の形態に係るリードフレームの製造方法について説明する。
【００３５】
まず、本実施の形態では、図２に示すように、ダイパッド部３やリード部８などの所定のパターン形成がされているフレーム素材２を用意する。このフレーム素材２（圧延銅合金板）の構成材料は、例えば、三菱電機メテックス製，低すず，Ｎｉ銅合金ＭＦ２０２を用いる。
【００３６】
次に、図３に示すように、フレーム素材２の下面（一方の主面）に、マスク材としての保護フィルム９をラミネートする。そして、フレーム素材２の保護フィルム９で覆われていない部分を、過酸化水素と硫酸とを主成分とするマイクロエッチング液に浸漬させて、約９０秒のマイクロエッチングを行って、図４に示すような粗面３Ａ，３Ｂ、８Ａ，８Ｂを形成する。これら粗面３Ａ，３Ｂ、８Ａ，８Ｂの表面プロファイルは、急峻な針状の凹凸となる。このような粗面化処理を行った結果、粗面３Ａ，３Ｂ、８Ａ，８Ｂのエッチング量が２μｍで、表面粗さ（Ｒａ）が０．３３μｍ、Ｓｒａｔｉｏが２．０８であった。なお、エッチング量とは、エッチングで掘り下げた平均の深さを表す。Ｓｒａｔｉｏは、凹凸面の表面積を、測定範囲の平面の面積で割った値である。
【００３７】
その後、図５に示すように、保護フィルム（マスク材）９を剥離し、図６に示すようなめっき層１０を形成する。なお、このめっき層１０は、上述したように、フレーム素材２の表面に、順次、Ｎｉめっき層１７、Ｐｄめっき層１８が積層されてなる。なお、めっき層１０の形成方法は、電解めっき法や無電解めっき法など周知の方法を用いることができる。ここで、Ｎｉめっき層１７の厚さが０．５〜２μｍ、Ｐｄめっき層１８の厚さが０．００５〜０．２μｍの範囲となるようにめっき層の成長を制御する。このようにして、リードフレームの製造が完了する。
【００３８】
本実施の形態に係るリードフレームの製造方法では、エッチング時間が短く生産性を高めることができる。また、めっき層１０の厚さが薄いため、高価なめっき液の消費を抑えることができる。
【００３９】
次に、図７〜図９を用いて半導体装置の製造方法及び半導体装置の構成について説明する。
【００４０】
図７に示すように、上述した製造方法で作製したリードフレーム１のダイパッド部３の上面に、半導体チップ１１をペースト剤１２を介して搭載する。その後、ワイヤボンディングを行って、リード部８の先端部と半導体チップ１１の対応する電極との間をボンディングワイヤ１３で接続する。次に、図８に示すように、リードフレーム１の下面に樹脂もれ防止用保護フィルム１４をラミネートした後、全体を例えばエポキシ樹脂でなる封止樹脂１５でモールドする。その後、所望の形状となるように、封止樹脂１５及びリードフレーム１を一括して切断（個片化）することにより、図９に示す半導体装置（半導体パッケージ）１６が完成する。
【００４１】
本実施の形態の半導体装置１６では、リード部８及びダイパッド部３の下面が封止樹脂１５の下面側で露出するようになっている。この露出したリード部８は、図示しない実装基板（プリント配線基板）側に半田付けにより接続される。
【００４２】
このような構成の半導体装置１６では、リードフレーム１のダイパッド部３及びリード部８の下面を除く表面が粗面化されているため、封止樹脂１５との密着強度が高く、振動や温度変化に対する耐久性を発揮することができる。
【００４３】
ここで、圧延銅合金板に本実施の形態の粗面化処理を行った場合と、有機酸系の処理を行った場合の比較を行った。
【００４４】
下表１は、本実施の形態のように過酸化水素と硫酸とを主成分とするマイクロエッチング液を用いて粗面化処理を施した例と、従来のように有機酸系（この例では商品名がＣＺ８１００を用いた）を用いた比較例におけるエッチング量、表面粗度（Ｒａ）、Ｓｒａｔｉｏ、エッチング時間を比較したものである。比較例においては、エッチング量が１μｍ，２μｍ，３μｍの場合を挙げている。
【表１】
2006310397.tif 000003
【００４５】
上記表１より、有機酸系を用いた比較例では、０．１５μｍの粗さを得るのに、深さ３μｍにエッチングしなければならないことがわかる。このため、それ以上の粗さを得たい場合は、さらに深くエッチングする必要があり、このエッチングに時間を要するため、実際のリードフレームの生産には適さないことがわかる。これに対して、本実施の形態の粗面化処理を行うと、エッチング深さが２μｍで、比較例の２倍以上の粗さを得ることができる。本実施の形態では、過酸化水素と硫酸とを主成分とするマイクロエッチング液を用いて粗面化処理を施したことにより、細かい針状の凹凸を持った表面形状が得られる。この形状が、数値で表されるパラメータ以上にアンカー効果を奏するのに有効であると考えられる。
【００４６】
本実施の形態における封止樹脂と密着強度を測定するため、図１１に示すようなカップせん断強度を測定した。銅合金（ＭＦ２０２）の圧延銅合金板の上に、上記と同様のめっき層の形成、及び変色防止処理を施して密着強度試験片２０を作製した。この密着強度試験片２０をホットプレート上で２２０℃、６０秒間加熱した後、更にホットプレート上で２２０℃、６０秒間の加熱を行い、更にホットプレート上で２４０℃、８０秒間の加熱を行った。成型は、１２５ｋｇ／ｃｍの圧力下で１７５℃、１２０秒間の加熱を行った。その後、更に１７５℃、５時間の加熱を行ってエポキシ樹脂２１を硬化させた。
【００４７】
このように成型したエポキシ樹脂２１と密着強度試験片２０に、図１１に示す矢印方向に荷重をかけ、剥離したときの荷重を接着面の面積で割って単位面積当たりの荷重（ｋＮ／ｃｍ２）を求めた。
【００４８】
この結果、せん断強度の値として次の値が得られ、本実施の形態の粗面処理を行うことにより、封止樹脂との密着強度を高める効果が得られた。
【００４９】
（１）粗面化なしの場合、０．０４ｋＮ／ｃｍ２
（２）粗面化あり、防錆処理なしの場合、０．４２ｋＮ／ｃｍ２
（３）粗面化あり、シラン系防錆処理ありの場合、０．５４ｋＮ／ｃｍ２
〔第２の実施の形態〕
図１２及び図１３を用いて、本発明の第２の実施の形態を説明する。なお、本実施の形態において上述の第１の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５０】
第２の実施の形態に係る回路部材は、リードフレーム表面のうち樹脂封止用金型と接する部分を平滑な面とし、その他の部分を粗面化したリードフレームで、封止樹脂成形時の樹脂バリの発生や、樹脂もれを防ぐ効果を有する。図１２（
ａ）は、図２と同様にパターン形成されたフレーム素材２の断面を示す。部分粗化の方法としては、図１２（ｂ）に示すように、図３で説明したフレーム素材２の下面に保護フィルムをラミネートする方法の代わりにフレーム素材２をゴムパッキン２７、２８を介して上下一対のエッチング用の冶具２９、３０で挟み、エッチング用冶具２９に付設されたノズル３１からマイクロエッチング液３２をフレーム素材２に所定時間噴射してマイクロエッチングして粗面を形成する。
【００５１】
このとき、ゴムパッキン２８はフレーム素材２の下面、ゴムパッキン２７はフレーム素材２の上面のうち樹脂封止用金型の接する部分を覆ってマスク材の役割を果たし、マイクロエッチングから保護してフレーム素材２の平滑な面が残る。
【００５２】
図１２（ｃ）は、エッチング後に、エッチング用の冶具からフレーム素材２を取り出した状態を示しており、下面２３及び上面のうちゴムパッキン２７で覆われた部分（樹脂封止用金型に接する部分）２４が平滑な面として残り、それ以外の表面は粗面３Ａ、３Ｂ、８Ａ、８Ｂとなっている。
【００５３】
次に、図１２（ｄ）に示すように、ダイパッド部３及びリード部８を含むフレーム素材２の表面に、上記第１の実施の形態と同様にめっき層１０を形成し、リードフレーム１Ａとして完成する。
【００５４】
図１３に上記リードフレーム１Ａを用いて半導体装置を製造する工程を示す。リードフレーム１Ａに、図１３（ａ）に示すように、ダイパッド部上面にペースト剤１２を介して半導体チップ１１を搭載した後、ワイヤボンディングを行ってリード部８と半導体チップ１１の対応する電極同士をボンディングワイヤ１３で接続する。
【００５５】
次に、図１３（ｂ）に示すように、樹脂封止用金型２５を用いて封止樹脂１５でモールドする。樹脂モールド後、リードフレームを樹脂封止用金型２５から取り出した状態を図１３（ｃ）に示す。この状態でリード部の不要な個所を所望の形状に切断し、半導体装置（半導体パッケージ）図１３（ｄ）が完成する。なお、本実施の形態では、個別モールドを例示しているため、一括モールド時のような個片化のためのダイサーカットの工程は無い。
【００５６】
図１３（ｂ）の封止樹脂による樹脂モールド時に、樹脂封止用金型２５と接する部分のリードフレーム１Ａの表面が粗面化されていると樹脂封止用金型２５とリードフレーム１Ａとの間に隙間が生じ、封止樹脂が入り込み樹脂バリとなったり、極端な場合は金型の外に封止樹脂が漏れることになる。本実施の形態では、粗面化された部分は上記第１の実施の形態と同じ効果を奏するとともに、前記のように樹脂封止用金型２５と接する部分のリードフレーム１Ａの表面を平滑な面としているので、樹脂封止用金型２５とリードフレーム１Ａとが密着し樹脂バリや樹脂漏れを防止する効果がある。
【００５７】
〔第３の実施の形態〕
図１５及び図１６を用いて本発明の第３の実施の形態に係る回路部材について説明する。なお、本実施の形態において上述した第１の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５８】
本実施の形態では、図１５（ａ）に示すように、エッチングや金型打ち抜きによりダイパッド部３やリード部８などのリードフレームの所定のパターンが形成された圧延銅合金からなるフレーム素材２を用意する。
【００５９】
次に、図１５（ｂ）に示すように、フレーム素材２のダイパッド上面の半導体チップを搭載する部分及びリード上面のボンディングワイヤを接続する部分に貴金属めっき層１０Ｂを形成するとともに、図１５（ｃ）に示すように、フレーム素材２の下面に保護フィルム（マスク材）９をラミネートする。
【００６０】
次に、フレーム素材２の表面にマイクロエッチング液を噴射もしくはフレーム素材２をマイクロエッチング液に浸漬して所定時間（約９０秒）のマイクロエッチングを行って、図１５（ｄ）に示すような３Ａ、３Ｂ、８Ａ、８Ｂの粗面を形成する。ここで、フレーム素材２の表面のうち貴金属めっき層１０Ｂが施された部分と保護フィルム９がラミネートされた部分はマイクロエッチングから保護されておりフレーム素材２表面の平滑面が残る。図１５（ｅ）は、保護フィルム９を剥離し完成したリードフレーム１の断面を示す図であり、下面２３と貴金属めっき層１０Ｂは平滑な面が保存されており、それ以外の表面は粗面３Ａ、３Ｂ、８Ａ、８Ｂが形成されている。
【００６１】
ここで、前記の貴金属めっき層１０Ｂとしては、Ａｇめっき層、もしくはフレーム素材２表面に順次Ｎｉめっき層、Ｐｄめっき層が積層されてなるめっき層である。
【００６２】
図１６は、図１５の工程で製造された本発明のリードフレームを用いてＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded package）を製造する工程を示している。図１６（ａ）は、図１５（ｅ）に対応した単位パターンが多面付けされたリードフレームの断面図を示している。
【００６３】
次に、図１６（ｂ）に示すように、リードフレーム下面には必要に応じて樹脂バリ防止用フィルムを貼り、ダイパッド上面にペースト剤１２を介して半導体チップ１１を搭載した後、ワイヤボンディングを行ってリード部８のめっき層１０Ｂと半導体チップ１１の対応する電極同士をボンディングワイヤ１３で接続する。
【００６４】
その後、図１６（ｃ）のように樹脂封止用金型（一括モールド用金型）２５を用いて封止樹脂１５で一括モールド（樹脂封止）する。
【００６５】
次に、実装時のはんだ接続性を向上させるため、図１６（ｄ）に示すように封止樹脂から露出したリード部及びダイパッド部にはんだめっき層２２を施した後、個片化の切断位置２６で一括モールドされたリードフレームをダイサーカットして図１６（ｅ）に示すように各半導体装置が完成する。
【００６６】
この第３の実施の形態においても、前述の第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。なお、本実施の形態では、半導体チップ搭載面やワイヤボンディング面のみにめっき層を施し、又、はんだ付けを行うリード部８の下面ははんだめっきを施しているため、高価な貴金属めっき液を節約でき、製品コストを低く抑えることができるとともに、ワイヤボンディング性や半導体チップ１１のマウント性を高めることができる。
【００６７】
〔回路部材の表面積層構造〕
次に、本発明に係る回路部材の表面積層構造を、図１０を用いて説明する。圧延銅板もしくは圧延銅合金板でなる導電性素材としてのフレーム素材２の表面に、表面粗度（Ｒａ）が０．３μｍ以上の粗面８Ａが形成され、この粗面８Ａに、順次、Ｎｉめっき層１７、Ｐｄめっき層１８が積層されたものであり、Ｎｉめっき層の厚さが０．５〜２μｍ、Ｐｄめっき層の厚さが０．００５〜０．２μｍであることが好ましい。このような表面積層構造とすることにより、導電性素材と絶縁性樹脂との密着強度を向上することができる。また、図１４に示すように、Ｐｄめっき層１８の上には、厚さが０．００３〜０．０１μｍのＡｕめっき層１９が積層されている構成としてもよい。このようなＡｕめっき層は、Ｐｄめっき層の表面に酸化膜が形成されることを防ぐ効果がある。
【００６８】
〔その他の実施の形態〕
上述した実施の形態の開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
【００６９】
例えば、第１、第２及び第３の実施の形態では、めっき層１０をＡｇめっき層１層もしくは、Ｎｉめっき層１７とＰｄめっき層１８の２層を積層した構成としたが、図１４に示した回路部材の表面積層構造のように、Ｐｄめっき層１８の上にさらにＡｕめっき層１９を積層しためっき層１０Ａとしてもよい。なお、このＡｕめっき層１９の厚さは、０．００３〜０．０１μｍの範囲であることが好ましい。
【００７０】
上述した第１、第２及び第３の実施の形態では、パッケージタイプとしてＱＦＮやＳＯＮなどの薄型で実装面積の小さいタイプに適用したが、ＱＦＰ、ＳＯＰ、ＦＬＧＡなどのタイプのリードフレームにも勿論適用可能であり、封止樹脂との密着強度の向上を図ることができる。
【００７１】
さらに、上述した第１、第２及び第３の実施の形態では、回路部材としてリードフレームを適用して説明したが、車両の供給電源を車載用補器へ分配する電気接続箱に用いられるコネクタの導電板やバスバーなど回路部材にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るリードフレームを示す平面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るリードフレームの製造方法を示す工程断面図である。
【図３】本発明の第１実施の形態に係るリードフレームの製造方法を示す工程断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るリードフレームの製造方法を示す工程断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るリードフレームの製造方法を示す工程断面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係るリードフレームの製造方法を示す工程断面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図８】本発明の第１実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係るリードフレームの粗面化部分の拡大断面図である。
【図１１】密着強度試験の概要を示す斜視図である。
【図１２】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第２の実施の形態に係るリードフレームの製造工程を示す断面図である。
【図１３】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す工程断面図である。
【図１４】本発明のその他の実施の形態に係るリードフレームの粗面化部分の拡大断面図である。
【図１５】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第３の実施の形態に係るリードフレームの製造工程を示す工程断面図である。
【図１６】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１  リードフレーム（回路部材）
２  フレーム素材
３  ダイパッド部
３Ａ，３Ｂ  粗面
８  リード部
８Ａ  粗面
９，１４  保護フィルム
１０，１０Ａ，１０Ｂ  めっき層
１１  半導体チップ
１２  ペースト剤
１３  ボンディングワイヤ
１５  封止樹脂
１６  半導体装置
１７  Ｎｉめっき層
１８  Ｐｄめっき層
１９  Ａｕめっき層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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