(57)【要約】  【課題】樹脂との密着性を確保しながら、反りを低減し且つめっき処理時間の短縮を可能にしたＢＣＣ用リードフレームとその製造方法を提供すること。  【解決手段】銅材１の両面にドライフィルムレジストを貼り付けておき、一方の面に、グランド部と電極パッド部のパターンを露光、現像した後、グランド部と電極パッド部をハーフエッチングし、それらの凹部に導体材料層をめっきで形成した、ＢＣＣ構造をした半導体装置用のリードフレームであって、その導体材料層は、銅材１側から順に、金めっき層３１、パラジウムめっき層３２、非柱状構造の第一のニッケルめっき層３３１、柱状構造の第二のニッケルめっき層３３２、図示していないパラジウムめっき層の５層に形成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅材上に、その銅材とは溶解特性の異なる材質の導体材料をめっきして凹状電極パッド部と凹状グランド部とを形成したＢＣＣ用リードフレームであって、それらの凹状電極パッド部と凹状グランド部とが、銅材側から順に金めっき層、パラジウムめっき層、低応力で非柱状構造の厚さが少なくとも５μｍの第一のニッケルめっき層、柱状構造でその厚さが多くても５μｍの第二のニッケルめっき層、パラジウムめっき層の５層で構成されていることを特徴とするＢＣＣ用リードフレーム。
【請求項２】
前記第一のニッケルめっき層の厚さが５〜１４μｍであり、前記第二のニッケルめっき層の厚さが１〜５μｍであることを特徴とする請求項１に記載のＢＣＣ用リードフレーム。
【請求項３】
銅材上に、その銅材とは溶解特性の異なる材質の導体材料をめっきして凹状電極パッド部と凹状グランド部とを形成したＢＣＣ用リードフレームを製造するに際し、それらの凹状電極パッド部と凹状グランド部とを、銅材側から、金めっき層、パラジウムめっき層、低応力で非柱状構造の厚さが少なくとも５μｍの第一のニッケルめっき層、柱状構造でその厚さが多くても５μｍの第二のニッケルめっき層、パラジウムめっき層の順に積層して形成するようにしたことを特徴とするＢＣＣ用リードフレームの製造方法。
【請求項４】
前記第一のニッケルめっき層をスルファミン酸ニッケルめっき浴を用いて形成し、前記第二のニッケルめっき層を塩化物浴を用いて形成するようにしたことを特徴とする請求項３に記載のＢＣＣ用リードフレームの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップを樹脂で封止していて、その底面の突起に、半導体チップに導通した導体材料を接続端子として形成しているＢＣＣ（Ｂｕｍｐ  Ｃｈｉｐ  Ｃａｒｒｉｅｒ）構造の半導体装置を製造する過程において必要とするリードフレームと、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１には、ＢＣＣ構造をした半導体装置の製造に必要なリードフレームの一般的な製造方法と、その方法によって製造されたリードフレームの構成の一例が開示されている。そこで、特許文献１に記載されているリードフレームの製造工程に加え、その後、半導体チップを搭載し、ＢＣＣ構造の半導体装置を完成するまでの一連の工程を、図４を用いて、分かり易く説明する。また、特許文献１に記載されている従来のリードフレームの具体的な構成例を、図５を用いて説明する。なお、図５において、円内は一部を拡大して示したものである。
【０００３】
リードフレームを製造するに際しては、先ず、素材が銅合金である板材（以下、銅材という）１の両面にレジスト層２をラミネートしておき、その一方の面を所定の形状のパターンを有するマスクで覆って、露光、現像することにより、半導体チップを搭載するためのグランド部と、半導体チップの電極と接続するための電極パッド部のパターンを形成する。次に、銅材１の露出されている表面をハーフエッチングすることによって、グランド部と電極パッド部とを凹状に形成し、それらの内面に、銅材１とは溶解特性の異なる導体材料をめっきして導体材料層３を形成し、凹状グランド部と凹状電極パッド部とし、最後に、両面のレジスト層２を剥離することによってリードフレームの製造が終了する。そして、特許文献１に記載されたリードフレームの場合には、この導体材料層３が、図２に示されているように、銅材１側から順に、金めっき層３１、パラジウムめっき層３２、ニッケルめっき層３３、パラジウムめっき層（不図示）の４層に形成されている。
【０００４】
このようにして製造されるリードフレームは、半導体装置ごとに一つずつ製造されるのではなく、実際には、複数の半導体装置を一度に製造できるようにするために、１枚の大きな銅材１の上に、半導体装置複数個分の凹状グランド部と凹状電極パッド部とを形成するようにしている。そのため、その次の工程では、複数の半導体チップ４を、接着剤を用いて、導体材料層３の形成された各々の凹状グランド部に搭載すると共に、それらの電極を、ワイヤボンディングによって、各々の凹状電極パッド部の導体材料層３に接続し、その後、樹脂５で封止しておいてから、銅材１だけを溶解除去する。そして、その段階においては、全ての半導体装置が樹脂でつながっているため、最後に、切断加工を行うことによって、個々のＢＣＣ構造の半導体装置６が完成する。
【０００５】
このようにして製造される半導体装置は、凹状電極パッド部の導体材料と封止樹脂との密着性が信頼性に大きく影響し、密着性の悪い場合には、凹状電極パッド部の導体材料層が剥離し、導通不良が発生してしまうことになる。そのため、凹状電極パッド部の導体材料層と封止樹脂との密着性を高めるために、凹状電極パッド部に柱状構造のめっき層を形成し、アンカー効果を高めるようにすることが知られており、特許文献１に記載されているリードフレームの場合には、上記の図５で説明した上層の２層であるニッケルめっき層３３とパラジウムめっき層（不図示）を柱状構造に析出させている。また、ＢＣＣ用リードフレームではないが、一般のリードフレームの場合には、最上層のパラジウムめっき層の下地として、２層からなるニッケルめっき層を形成することも知られており、下記の特許文献２においては、そのような２層のうち、下層側に、直流電流による緻密で平坦な表面のニッケルめっき層を形成し、上層側に、パルス電流によって縦方向への結晶成長を優先したニッケルめっき層を形成することによって、アンカー効果を高めることが記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−９３９８１
【特許文献２】特開平９−２９８２６５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来、ＢＣＣ用リードフレームにおいて、アンカー効果を高めるために、特許文献１に記載されているような柱状構造のニッケルめっき層を形成する場合は、銅材表面の片面側に８〜１５μmの厚さでニッケルめっき層を形成する必要があった。そのため、形成されたニッケルめっき層の応力により、ＢＣＣ用リードフレームに反りが生じてしまうことがあったため、上記のようにしてＢＣＣ用リードフレームを製造した後に、反り状態を確認して、発生した反りを矯正する工程が必要であった。また、特許文献２に記載されているように、直流電流によってニッケルめっき層を形成した後に、パルス電流によってニッケルめっき層を形成する場合は、同じニッケルめっき液を使用するために、一般のリードフレームの場合であれば問題はないが、ＢＣＣ用リードフレームを製造する場合には、パルス電流によって形成されたニッケルめっき層に、要求される顕著な表面粗さを得ることができないという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、ニッケルめっき層を２層とすることによって、樹脂との密着性を確保することができると共に反りを低減させることができ、しかも、めっき処理時間を短縮することも可能にしたＢＣＣ用リードフレームとその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明のＢＣＣ用リードフレームは、銅材上に、その銅材とは溶解特性の異なる材質の導体材料をめっきして凹状電極パッド部と凹状グランド部とを形成したものであって、それらの凹状電極パッド部と凹状グランド部とが、銅材側から順に金めっき層、パラジウムめっき層、低応力で非柱状構造の厚さが少なくとも５μｍの第一のニッケルめっき層、柱状構造でその厚さが多くても５μｍの第二のニッケルめっき層、パラジウムめっき層の５層で構成されているようにする。その場合。前記第一のニッケルめっき層の厚さが５〜１４μｍであり、前記第二のニッケルめっき層の厚さが１〜５μｍであるようにすると、より好適なものとなる。
【００１０】
また、上記の目的を達成するために、銅材上に、その銅材とは溶解特性の異なる材質の導体材料をめっきして凹状電極パッド部と凹状グランド部とを形成した本発明のＢＣＣ用リードフレームを製造するに際しては、それらの凹状電極パッド部と凹状グランド部とを、銅材側から、金めっき層、パラジウムめっき層、低応力で非柱状構造の厚さが少なくとも５μｍの第一のニッケルめっき層、柱状構造でその厚さが多くても５μｍの第二のニッケルめっき層、パラジウムめっき層の順に積層して形成するようにする。その場合、前記第一のニッケルめっき層をスルファミン酸ニッケルめっき浴を用いて形成し、前記第二のニッケルめっき層を塩化物浴を用いて形成するようにすると、より好適な製造方法になる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、ニッケルめっき層を、低応力で非柱状構造の第一のニッケルめっき層と柱状構造の第二のニッケルめっき層との２層にしたので、従来のように柱状構造の１層だけのニッケルめっき層の場合よりも、リードフレームの反りの発生を低減することが可能になる。しかも、柱状構造の第二のニッケルめっき層の方を半導体チップ側としているので、半導体チップを封止する樹脂との密着性は確保することができる。さらに、第一のニッケルめっき層は、必要な厚さを高速で得られるめっき浴を使用して形成することが可能となり、しかも第二のニッケルめっき層は薄く形成するだけでよいことから、２層からなる所定の厚さのニッケルめっき層を形成するために要する時間を、従来の１層（単層）のニッケルめっき層を形成するために要する時場合よりも短くすることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、ＢＣＣ用リードフレームにおいて、凹状電極パッド部内面に金めっきを施した後、パラジウムめっきを施し、次に、高速・低応力めっきの可能なスルファミン酸ニッケルめっき浴を用い、低応力で非柱状構造のニッケルめっき層を形成する。そして、その上に、塩化物浴を用いて、封止樹脂との密着性を高めるアンカー効果を持った柱状構造のニッケルめっき層を、前工程で施した低応力で非柱状構造のニッケルめっき層より薄く形成し、さらにその上に、パラジウムめっきを施すようにする。
【００１３】
その場合、塩化物浴を用いて形成した、封止樹脂との密着性を高めるアンカー効果を持った柱状構造の第二のニッケルめっき層は、１〜５μmの厚さとすることによって、樹脂との密着性を好適に確保することが可能であるため、高速・低応力めっきが可能なスルファミン酸ニッケルめっき浴を用いて形成する、低応力で非柱状構造の第一のニッケルめっき層は、その厚さを５μｍ以上にする。そして、２層からなるニッケルめっき層の厚さは、最終的には、仕様の許容範囲内で所定の厚さに設定することになる。そこで、以下において三つの実施例を説明する。
【実施例１】
【００１４】
本実施例は、まず、板厚０．１５ｍｍ、幅１００ｍｍの銅材の両面にドライフィルムレジストを貼り付けておき、一方の面に、１０ｍｍ角のグランド部とその周辺に０．２ｍｍ角の電極パッド部を６０個配置したパターンを、露光、現像して等間隔に複数組形成した。その後、銅材の板厚が半分となるよう、塩化第二鉄液を用いて、グランド部と電極パッド部をハーフエッチングした。そして、このハーフエッチングした材料をアルカリ性や酸性の液で前処理をし、ハーフエッチングに用いたレジストをそのままめっき用のマスクパターンとして、以下のように導体材料層をめっきで形成した。
【００１５】
図１に示されているように、先ず、金めっき層３１を厚さ０．０１μｍに形成し、次いで、パラジウムめっき層３２を厚さ０．１μｍに形成した。次に、スルファミン酸ニッケルめっき浴を用いて、電流密度を２０Ａ／ｄｍ2として、２分間めっきを行い、厚さ１０μｍの非柱状構造の第一のニッケルめっき層３３１を得た。さらにその上層に、硫酸ニッケルと塩化ニッケルと硼酸から成るニッケルめっき浴を用いて、塩素濃度を４０〜７０ｇ／ｌ、電流密度を１〜３Ａ／ｄｍ2、浴温を５０〜７０℃の範囲でそれぞれ調整し、８分間めっきを行って、厚さ４μｍの柱状構造の第二のニッケルめっき層３３２を得た。その後に、図示していないパラジウムめっき層を厚さ０．２μｍに形成し、最後にレジストをアルカリ溶液で剥離し、ＢＣＣ用リードフレームを得た。
【００１６】
このようにして得られたＢＣＣ用リードフレームの反りは、０．５ｍｍ程度となり、反りの矯正は不要になった。従来のように、ニッケルめっき層３３が、柱状構造をした単層の場合は、リードフレームの反りが３〜４ｍｍ発生していたため、反りは、約７分の１に低減されたことになる。また、従来は、柱状構造をした単層のニッケルめっき層３３を約２０分間で形成していたが、本実施例では、１０分間で同等のめっき厚を得ることができ、めっき時間を約半分に短縮することができた。
【実施例２】
【００１７】
本実施例は、第二のニッケルめっき層３３２を形成するときの塩素濃度を、１０〜３０ｇ／ｌの範囲で調整したほかは、実施例１の場合と全く同様にして、それぞれのめっき層を形成した。その結果は、図２（最上層のパラジウム層は不図示）に示すとおりであり、反りの発生状態やめっき時間は、実施例１の場合とほぼ同じであった。
【実施例３】
【００１８】
本実施例は、第一のニッケルめっき層３３１を形成するときの電流密度を５０Ａ／ｄｍ2以上に調整して表面をコブ状に形成し、第二のニッケルめっき層３３２を厚さ１μｍに形成するようにしたほかは、実施例１の場合と全く同様にして、それぞれのめっき層を形成した。その結果は、図３（最上層のパラジウム層は不図示）に示すとおりであり、反りの発生状態やめっき時間は、実施例１の場合とほぼ同じであった。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１のリードフレームのめっき層を示した断面図であって、円内は一部を拡大して示したものである。
【図２】実施例２のリードフレームのめっき層を示した断面図であって、円内は一部を拡大して示したものである。
【図３】実施例３のリードフレームのめっき層を示した断面図であって、円内は一部を拡大して示したものである。
【図４】従来から行われているリードフレームの製造からＢＣＣ構造の半導体装置が完成するまでの工程を示した図である。
【図５】従来のリードフレームのめっき層を示した断面図であって、円内は一部を拡大して示したものである。
【符号の説明】
【００２０】
１          銅材
２          レジスト層
３          導体材料層
３１        金めっき層
３２        パラジウムめっき層
３３        ニッケルめっき層
３３１      第一のニッケルめっき層
３３２      第二のニッケルめっき層
４          半導体チップ
５          樹脂
６          半導体装置
【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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