(57)【要約】【課題】フリップチップ実装に適し、チップサイズの小型化、多ピン化、低コスト化が可能、且つ、めっき欠損不良を防止、半導体素子の電極との接続用の半田の濡れ広がりを抑えてデラミネーション不良を防止可能なリードフレームの提供。【解決手段】外側四方から半導体素子実装領域Ａに向かって延び、先端領域が領域Ａの内側に位置する複数のリード部１と、夫々のリード部の一方の面側の先端領域における、先端領域の外縁よりも内側の所定領域に形成された、半導体素子をフリップチップ接続可能な内部端子用めっき部２とを有し、少なくとも一つのリード部の一方の面側にめっき部２の径に比べて小さい幅でめっき部２と一体接続し、リード部の先端領域から外側に向かって延びた、リード部の外縁よりも内側に位置する大きさの所定形状に形成されためっき部２を形成するめっき液の濡れ広がりを補助するめっき部３を有する。【選択図】図１
2019075483.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子と電気的な接続をするためにリード部の一方の面側に内部接続用めっき部を有するリードフレームであって、
少なくとも１つの前記リード部の一方の面側には、前記内部接続用めっき部の径に比べて小さい幅で該内部接続用めっき部から延びた、該内部端子用めっき部を形成するめっき液の濡れ広がりを補助する、濡れ広がり補助めっき部を有することを特徴とするリードフレーム。
【請求項２】
外側から半導体素子の電極に向かって延び、先端領域が前記半導体素子の内側に位置する複数のリード部と、
夫々の前記リード部の一方の面側の先端領域における、該先端領域の外縁よりも内側の所定領域に形成された、半導体素子をフリップチップ接続可能な内部端子用めっき部を有する半導体素子実装用のリードフレームであって、
少なくとも一つの前記リード部の一方の面側に、前記内部端子用めっき部の径に比べて小さい幅で、該内部端子用めっき部と一体接続し、前記リード部の先端領域から外側に向かって延びた、前記リード部の外縁よりも内側に位置する大きさの所定形状に形成された、内部端子用めっき部を形成するめっき液の濡れ広がりを補助する、濡れ広がり補助めっき部を有することを特徴とするリードフレーム。
【請求項３】
前記リード部のうち、少なくとも一つのリード部に形成された前記内部端子用めっき部がφ１００μｍを下回る径で形成され、
前記濡れ広がり補助めっき部は、φ１００μｍを下回る径で形成された前記内部端子用めっき部と一体接続していることを特徴とする請求項１または２に記載のリードフレーム。
【請求項４】
前記濡れ広がり補助めっき部に一体接続される前記内部端子用めっき部が、φ７５μｍ以上φ１００μｍ未満の径で形成され、
前記濡れ広がり補助めっき部における前記内部端子用めっき部との接続部が、３０μｍ以上７０μｍ以下の幅で形成されていることを特徴とする請求項３に記載のリードフレーム。
【請求項５】
前記濡れ広がり補助めっき部は、細長の矩形形状に形成されていることを特徴とする請求項４に記載のリードフレーム。
【請求項６】
前記濡れ広がり補助めっき部は、前記リード部の先端領域から外側に向かって延びた、先細り形状に形成されていることを特徴とする請求項４に記載のリードフレーム。
【請求項７】
前記濡れ広がり補助めっき部は、前記リード部の先端領域から外側に向かって延びた、細長の矩形形状と、前記細長の矩形形状に比べて径の大きな円形状とを組み合わせた形状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のリードフレーム。
【請求項８】
前記濡れ広がり補助めっき部は、前記リード部の先端領域から外側に向かって延びた、先太り形状に形成されていることを特徴とする請求項４に記載のリードフレーム。
【請求項９】
前記濡れ広がり補助めっき部は、前記リード部の先端領域から外側に向かって延びた、くびれ形状と、前記くびれ形状に比べて幅の大きな矩形形状とを組み合わせた形状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のリードフレーム。
【請求項１０】
前記濡れ広がり補助めっき部は、前記リード部の先端領域から外側に向かって延びた、くびれ形状と、前記くびれ形状に比べて径の大きな円形状とを組み合わせた形状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のリードフレーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、フリップチップ実装に用いられるリードフレームに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話に代表されるように、電子機器の小型化・軽量化が急速に進み、それら電子機器に用いられる半導体装置も小型化・軽量化・高機能化、低コスト化が要求されている。一般的な半導体装置で、比較的小型で薄型した半導体装置としては、例えば、ＱＦＮ(Quad  Flat  No-Lead)等の金属板を加工したリードフレームを用いた半導体装置が挙げられる。
【０００３】
半導体素子とリード部とを連結する際には、一般的に、金線を使用したワイヤボンディング方式が採用されていた。しかし、近年のＡｕ価格の高騰で金線を使用せず、半導体素子とリード部とを直接接続するフリップチップ方式の採用が増えてきている。
例えば、特許文献１に記載された半導体装置の製造方法では、ボンディング接続性を良くするため、一方の側の面の半導体素子実装部を含む領域が、Ａｕ、Ａｇ等の貴金属によりめっき処理された金属製のリードフレームを用意し、半導体素子の電極と、金属バンプ等を介して熱圧着または超音波併用熱圧着等により接合している。その後、半導体素子及びリードフレーム全体を樹脂封止し、所定の寸法に切断することにより、半導体装置を完成させている。
【０００４】
ところで、上述のような、金属板を加工したリードフレームを使用し、半導体素子の電極とリード部の接続にフリップチップ方式を採用した半導体装置に対して、更なる小型化、多ピン化の要求がある。フリップチップ実装の場合、半導体素子の電極は半導体素子の外形周辺部に配置される。これに従い、リード部の先端領域の内部端子部は、半導体素子の電極に合わせた位置に配置する必要がある。ところで、従来のこの種のリードフレームは、特許文献１に示すように、リード部の先端領域の内部端子部は、半導体素子の電極との接続に用いる半田バンプに比べて十分大きな形状に形成されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２９４４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、近年、半導体素子が小型化し、かつ、多ピン化するに従い、電極間のピッチが狭くなってきている。これに伴い、各リード部の先端領域を、隣接するリード部に接触しないような形状にし、また、リード部における内部端子部が半導体素子に直接的に接触しないように、半田バンプの大きさと、内部端子部を含むリード部の先端領域の大きさとを略同じにすることが求められてきている。
【０００７】
また、内部端子部を形成するめっき層は、従来はリード部の全体を覆う形態であったが、半田バンプの濡れ広がりを最小限に抑えるため、例えば、特許文献１に記載されているように、リード部において内部端子部に対応する一部の領域のみをめっき領域とした部分めっきになってきている。内部端子部を形成するめっき層を部分めっきにして、貴金属めっきの範囲を減少させることは、コストダウンにも繋がる。
【０００８】
しかしながら、リードフレームの加工上、めっき工程とリード加工工程は別工程であり、内部端子部を形成するめっき層と、リード部において内部端子部に対応する一部の領域とを同じ大きさで設計しても、加工ズレが生じ得る。このような加工ズレに起因し、例えば、リード加工工程において設計値を超えてエッチングされて、めっき層の下側にリードフレームの金属材が存在しない現象が発生した場合、金属材がない部分のめっき層が脱落する不具合が発生する。
【０００９】
このため、従来のリードフレームは、上述の加工ズレ量を見込んで、リード部の先端領域を、少なくとも半田バンプに比べて０．０２ｍｍ〜０．０５ｍｍ程度大きくなるように設計し、めっき層の脱落を防止していたが、加工ズレ量を見込んでリード部の先端形状を大きくすることは、コストアップに繋がるとともに、小型化、多ピン化に十分対応できないという問題があった。
【００１０】
この問題について詳しく説明する。従来のリードフレームでは、例えば、図４に示すように、一部の密集したリード部１（図４の例では、上側のダムバー４に接続する６つのリード部１のうち、左右両側の夫々における２つのリード部１）の先端領域（図４において二点鎖線Ａで囲まれた領域の内側に位置する領域）における最も先端の部分の幅が内部端子用めっき部２の外形に近づき過ぎるか又は同じになる細い形状に設計される場合があった。このような場合、例えば、図５(a)に示すように、当該リード部１の先端領域のエッチング加工寸法と内部端子用めっき部２の成形寸法とのずれが生じ、当該リード部１の先端領域における最も先端の部分から内部端子用めっき部２を形成するめっき層がはみ出してめっきバリとなり、バリ欠落不具合や欠落バリによる電気的ショート不良を生じる虞があった。
【００１１】
めっきバリによる、バリ欠落不具合と欠落バリの電気的ショート不良を防ぐためには、リード部１の先端領域に形成する内部端子用めっき部２の大きさをリード部１の先端領域の外縁よりも内側に位置するように小さくすることが求められる。
しかし、内部端子用めっき部２の大きさを小さくし過ぎると、めっき加工時におけるめっき空間が小さくなり過ぎて、めっきが形成され難くなり、めっき欠損不良を生じる虞がある。
【００１２】
めっき欠損不良を生じることなく、めっきバリによる、バリ欠落不具合と欠落バリの電気的ショート不良を防ぐためには、例えば、図５(b)に示すように、内部端子用めっき部２の幅をリード部１の先端領域よりも内側に位置する幅に狭めるとともに、狭めた幅を保ちながらリード部１の外側（図５(b)では斜め右上方向）に向かって内部端子用めっき部２を延長させることが考えられる。このように内部端子用めっき部２を延長すれば、めっき加工時におけるめっき空間が広くなり、めっき欠損不良を防止することが可能となる。
【００１３】
しかしながら、図５(b)に示すような形状に内部端子用めっき部２を形成すると、内部端子用めっき部２と半導体素子の電極とを半田バンプ等を介して半田接続をする際に、延長されることによって面積の拡大した内部端子用めっき部２の面全域に半田濡れ広がりを生じ、半田が濡れ広がった領域に樹脂が密着し難いため、半導体素子を搭載し樹脂封止した半導体パッケージにおいて、濡れ広がった半田による樹脂密着低下を招いてデラミネーション不良（封止樹脂とリードフレームとの剥離）を生じる虞があった。
【００１４】
本発明は、上記課題を鑑みなされたもので、フリップチップ実装に適し、チップサイズの小型化、多ピン化、及び低コスト化が可能であり、且つ、めっき欠損不良を防止するとともに、半導体素子の電極との接続に用いる半田の濡れ広がりを抑えてデラミネーション不良を防止可能なリードフレームを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明によるリードフレームは、半導体素子と電気的な接続をするためにリード部の一方の面側に内部接続用めっき部を有するリードフレームであって、少なくとも１つの前記リード部の一方の面側には、前記内部接続用めっき部の径に比べて小さい幅で該内部接続用めっき部から延びた、該内部端子用めっき部を形成するめっき液の濡れ広がりを補助する、濡れ広がり補助めっき部を有することを特徴としている。
また、本発明によるリードフレームは、外側から半導体素子の電極に向かって延び、先端領域が前記半導体素子の内側に位置する複数のリード部と、夫々の前記リード部の一方の面側の先端領域における、該先端領域の外縁よりも内側の所定領域に形成された、半導体素子をフリップチップ接続可能な内部端子用めっき部を有する半導体素子実装用のリードフレームであって、少なくとも一つの前記リード部の一方の面側に、前記内部端子用めっき部の径に比べて小さい幅で、該内部端子用めっき部と一体接続し、前記リード部の先端領域から外側に向かって延びた、前記リード部の外縁よりも内側に位置する大きさの所定形状に形成された、内部端子用めっき部を形成するめっき液の濡れ広がりを補助する、濡れ広がり補助めっき部を有することを特徴としている。
【００１６】
また、本発明のリードフレームにおいては、前記リード部のうち、少なくとも一つのリード部に形成された前記内部端子用めっき部がφ１００μｍを下回る径で形成され、前記濡れ広がり補助めっき部は、φ１００μｍを下回る径で形成された前記内部端子用めっき部と一体接続しているのが好ましい。
【００１７】
また、本発明のリードフレームにおいては、前記濡れ広がり補助めっき部に一体接続される前記内部端子用めっき部がφ７５μｍ以上φ１００μｍ未満の径で形成され、前記濡れ広がり補助めっき部における前記内部端子用めっき部との接続部が３０μｍ以上７０μｍ以下の幅で形成されているのが好ましい。
【００１８】
また、本発明の一態様に係るリードフレームにおいては、前記濡れ広がり補助めっき部は、細長の矩形形状に形成されているのが好ましい。
【００１９】
また、本発明の他の態様に係るリードフレームにおいては、前記濡れ広がり補助めっき部は、前記リード部の先端領域から外側に向かって延びた、先細り形状に形成されているのが好ましい。
【００２０】
また、本発明のさらに他の態様に係るリードフレームにおいては、前記濡れ広がり補助めっき部は、前記リード部の先端領域から外側に向かって延びた、細長の矩形形状と、前記細長の矩形形状に比べて径の大きな円形状とを組み合わせた形状に形成されているのが好ましい。
【００２１】
また、本発明のさらに他の態様に係るリードフレームにおいては、前記濡れ広がり補助めっき部は、前記リード部の先端領域から外側に向かって延びた、先太り形状に形成されているのが好ましい。
【００２２】
また、本発明のさらに他の態様に係るリードフレームにおいては、前記濡れ広がり補助めっき部は、前記リード部の先端領域から外側に向かって延びた、くびれ形状と、前記くびれ形状に比べて幅の大きな矩形形状とを組み合わせた形状に形成されているのが好ましい。
【００２３】
また、本発明のさらに他の態様に係るリードフレームにおいては、前記濡れ広がり補助めっき部は、前記リード部の先端領域から外側に向かって延びた、くびれ形状と、前記くびれ形状に比べて径の大きな円形状とを組み合わせた形状に形成されているのが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、フリップチップ実装に適し、チップサイズの小型化、多ピン化、及び低コスト化が可能であり、且つ、めっき欠損不良を防止するとともに、半導体素子の電極との接続に用いる半田の濡れ広がりを抑えてデラミネーション不良を防止可能なリードフレームが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係るリードフレームにおける要部構成として、リードの先端領域の内部端子用めっき部及び濡れ広がり補助めっき部の形状の例を概略的に示す説明図で、(a)はその一例を示す平面図、(b)は他の例を示す平面図、(c)はさらに他の例を示す平面図、(d)はさらに他の例を示す平面図、(e)はさらに他の例を示す平面図、(f)はさらに他の例を示す平面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るリードフレームの構成を概略的に示す説明図で、製品単位のリードフレーム領域におけるリードの形状とリード部における内部端子用めっき部及び濡れ広がり補助めっき部の一例を示す平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る多列配列されたリードフレームの一例を示す平面図である。
【図４】従来のリードフレームの構成を概略的に示す説明図で、製品単位のリードフレーム領域におけるリードの形状とリード部における内部端子用めっき部の一例を示す平面図である。
【図５】従来のリードフレームにおける要部構成として、リードフレームの先端領域のめっき部の形状の一例を概略的に示す説明図で、(a)はその一例を示す平面図、(b)は他の一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。
図１は本発明の一実施形態に係るリードフレームにおける要部構成として、リードフレームの先端領域の内部端子用めっき部及び濡れ広がり補助めっき部の形状の例を概略的に示す説明図で、(a)はその一例を示す平面図、(b)は他の例を示す平面図、(c)はさらに他の例を示す平面図、(d)はさらに他の例を示す平面図、(e)はさらに他の例を示す平面図、(f)はさらに他の例を示す平面図である。図２は本発明の一実施形態に係るリードフレームの構成を概略的に示す説明図で、製品単位のリードフレーム領域におけるリードの形状とリード部における内部端子用めっき部及び濡れ広がり補助めっき部の一例を示す平面図である。なお、図２中、破線で囲んだ領域Ａは半導体素子実装領域、領域Ｂは個々の半導体パッケージ領域を示している。本発明の一実施形態に係る多列配列されたリードフレームの一例を示す平面図である。
【００２７】
本実施形態のリードフレームは、図２に示すように、複数のリード部１と、複数の内部端子用めっき部２を有する。図２中、４はリード部１を接続し、半導体パッケージ製造工程において、製品単位に分離するための切断加工を行う際に、ソーイング加工により除去される、ダムバーである。また、二点鎖線Ｂで囲まれた領域は製品単位の半導体パッケージ領域である。
夫々のリード部１は、中央の半導体素子実装領域を囲むように設けられており、外側四方から半導体素子実装領域Ａ（図２において二点鎖線Ａで囲まれた領域）に向かって延び、先端領域が半導体素子実装領域Ａの内側に位置している。
夫々の内部端子用めっき部２は、夫々のリード部１の一方の面側の先端領域における、先端領域の外縁よりも内側の所定領域に形成されている。
また、図示しないが、リード部１は、他方の面側（図２における紙面の裏側）に、外部機器と接続するための外部端子用めっき部を有している。
【００２８】
また、本実施形態のリードフレームは、少なくとも一つのリード部１の先端領域に形成された内部端子用めっき部２がφ１００μｍを下回る径で形成されている（なお、図２の例では、上側のダムバー４に接続する６つのリード部１のうち、左右両側の夫々における２つのリード部１の先端領域における最も先端の部分が細く形成されており、これらのリード部１の先端領域における最も先端の部分に形成された内部端子用めっき部２が、φ１００μｍを下回る径（例えば、φ７５μｍ以上φ１００μｍ未満の径）で形成されている。）。
そして、内部端子用めっき部２がφ１００μｍを下回る径で形成されたリード部１の一方の面側には、濡れ広がり補助めっき部３が形成されている。
濡れ広がり補助めっき部３は、内部端子用めっき部２の径に比べて小さい幅で、内部端子用めっき部２と一体接続し、リード部１の先端領域から外側に向かって延びた、リード部１の外縁よりも内側に位置する大きさの所定形状に形成されている。
また、濡れ広がり補助めっき部３における内部端子用めっき部２との接続部は、３０μｍ以上７０μｍ以下の幅で形成されている。
【００２９】
ここで、濡れ広がり補助めっき部３の構成及び作用効果について、図１(a)〜図１(f)に示す例を用いて詳細に説明する。
図１(a)〜図１(f)の例のリード部1の先端領域に形成された内部端子用めっき部２は、フリップチップボンディングを行うのに必要な最小限の広さとして、φ７５μｍ以上φ１００μｍ未満の径を有している。
図１(a)の例では、濡れ広がり補助めっき部３は、内部端子用めっき部２内へのめっき液の濡れ広がりを補助する役目を持つ程度の広さを有する、幅３０μｍ以上７０μｍ以下、長さ５０μｍ以上２００μｍ以下の細長の矩形形状に形成されている。
【００３０】
なお、濡れ広がり補助めっき部３の加工方法は特に限定はないが、めっき用レジストマスクを用いて内部端子用めっき部２と同時に形成することが好ましい。
【００３１】
上述のように、従来、めっき層は、φ１００μｍの直径を下回る極小の広さでは、めっき液の濡れ広がりが悪く、めっき欠損を生じる場合があった。
しかるに、図１(a)の例によれば、濡れ広がり補助めっき部３を、φ１００μｍを下回る径の内部端子用めっき部２に、内部端子用めっき部２の径に比べて小さい幅の細長の矩形形状に形成した濡れ広がり補助めっき部３が一体接続する構成にしたので、めっき液の濡れ広がりを補助してめっき欠損を防止できる。
【００３２】
この点に関し、更に詳しく説明する。
内部端子用めっき部２の大きさは、特に限定はないが、半田ボール等のバンプを搭載することができるように、一般的にはφ１００μｍ以上φ３００μｍ以下の径に形成される。
しかし、図４に示したように、一部のリード部１が密集し、当該リード部１の先端領域における最も先端の部分の幅が、内部端子用めっき部２の外形に近づき過ぎるか又は同じになる細い形状に設計された場合には、図５(a)に示したように、当該リード部１の先端領域の幅に比べて内部端子用めっき部２の方が大きくなり、当該リード部１の先端領域における最も先端の部分から内部端子用めっき部２を形成するめっき層がはみ出してめっきバリとなり、バリ欠落不具合や欠落バリによる電気的ショート不良を生じる虞がある。
【００３３】
めっきバリによる、バリ欠落不具合と欠落バリの電気的ショート不良を防ぐためには、リード部１の先端領域に形成する内部端子用めっき部２の大きさをリード部１の先端領域の外縁よりも内側に位置する大きさにすることが求められる。そして、内部端子用めっき部２を、φ１００μｍを下回る径に形成する必要が生じる場合がある。
【００３４】
ところが、内部端子用めっき部２を、φ１００μｍを下回る径に形成しようとすると、めっき加工時における、めっき用レジストマスクに囲まれためっき空間が小さくなり過ぎて、めっき空間内の空気圧が強くなる。このため、めっき液の濡れ広がりが悪くなって、めっきが形成され難くなり、めっき欠損不良を生じる虞がある。
【００３５】
めっき欠損不良を生じることなく、めっきバリによる、バリ欠落不具合と欠落バリの電気的ショート不良を防ぐためには、図５(b)に示したように、内部端子用めっき部２の幅をリード部１の先端領域よりも内側に位置する幅に狭めるとともに、狭めた幅を保ちながらリード部１外側に向かって内部端子用めっき部２を延長させることが考えられる。このように内部端子用めっき部２を延長すれば、めっき加工時におけるめっき空間が広くなり、めっき欠損不良を防止することが可能となる。
【００３６】
しかしながら、図５(b)に示すような形状に内部端子用めっき部２を形成すると、内部端子用めっき部２と半導体素子の電極とを半田バンプ等を介して半田接続をする際に、延長されることによって面積の拡大した内部端子用めっき部２の面全域に半田濡れ広がりを生じ、半田が濡れ広がった領域に樹脂が密着し難いため、半導体素子を搭載し樹脂封止した半導体パッケージにおいて、濡れ広がった半田による樹脂密着低下を招いてデラミネーション不良を生じる虞がある。
【００３７】
しかるに、本発明者らは、上記の問題について、試行錯誤した結果、内部端子用めっき部２の大きさが小さくても、めっきの欠損を防止し、且つ、めっき領域の拡大を抑えてデラミネーション不良を防止しうる、濡れ広がり防止めっき部３の形状を着想することにより、本発明のリードフレームを導出した。
【００３８】
本実施形態のリードフレームによれば、φ１００μｍを下回る径で形成された内部端子用めっき部２に、内部端子用めっき部２の径に比べて小さい幅で一体接続し、リード部１の先端領域から外側に向かって延びた、リード部１の外縁よりも内側に位置する大きさの所定形状に形成された濡れ広がり補助めっき部３を有する構成としたので、めっき液の濡れ広がりを補助してめっき欠損を防止出来る。
【００３９】
詳しくは、内部端子用めっき部２と一体接続する濡れ広がり補助めっき部３を有する構成とすると、内部端子用めっき部２を形成するためのめっき用レジストマスクに囲まれためっき空間と、濡れ広がり補助めっき部３を形成するためのめっき用レジストマスクに囲まれためっき空間とが連通する。このため、内部端子用めっき部２を形成するためのめっき用レジストマスクに囲まれためっき空間の空気が、濡れ広がり補助めっき部３を形成するためのめっき用レジストマスクに囲まれためっき空間へ移動することで、内部端子用めっき部２を形成するためのめっきマスクに囲まれためっき空間の空気圧が低下する。その結果、内部端子用めっき部２を形成するためのめっき空間内でのめっき液の濡れ広がりが改善されて、内部端子用めっき部２が形成され易くなる。
【００４０】
また、濡れ広がり補助めっき部３は、内部端子用めっき部２の径に比べて小さい幅で形成されるため、図５(b)に示したような所定幅を保ちながら内部端子用めっき部２を延長した構成に比べて、内部端子用めっき部２と濡れ広がり補助めっき部３とを合わせためっき部全体の面積を小さくすることができる。その結果、半導体素子の電極を半田接続をする際の半田濡れ広がり面積が抑えられ、樹脂が密着させ難い面積が減り、濡れ広がった半田による樹脂密着低下を抑えて、デラミネーション不良を防止することができる。
【００４１】
本実施形態のリードフレームにおいて、濡れ広がり補助めっき部３が一体接続される対象となる内部端子用めっき部２の径は、φ７５μｍ以上φ１００μｍ未満で好ましくはφ８０μｍである。内部端子用めっき部２に一体接続する濡れ広がり補助めっき部３の幅は、３０μｍ以上７０μｍ以下であって、好ましくは５０μｍである。濡れ広がり補助めっき部３の長さは、５０μｍ以上２００μｍ以下であって、好ましくは１００μｍである。
【００４２】
内部端子用めっき部２は、半導体素子の電極とリード部１とを半田バンプ等で接続するために形成される。このため、内部端子用めっき部２と濡れ広がり補助めっき部３の形成には、半田との接合性の良い貴金属をめっき材料として用いるのが良い。例えば、リードフレーム基材の一方の側の面から順に、Ｎｉめっき層、Ｐｄめっき層、最上層に半田合金と接合性の良いＡｕめっき層を積層することにより形成した３層の積層めっき層にすると良い。また、例えば、Ｎｉめっき層、Ｐｄめっき層、Ａｕめっき層、Ａｇめっき層の４層の積層めっき層でも良い。また、Ｎｉめっき層、Ａｕめっき層、Ａｇめっき層、Ｐｄめっき層等の単層めっきでも良い。
【００４３】
Ｎｉめっき層の厚さは、０.５μｍ以上２０μｍ以下、好ましくは１．０μｍである。また、この上層に接続用の貴金属めっきを行うことが好ましい。例えば、Ｐｄめっき層のめっき厚さを０．００５μｍ以上０．１μｍ以下、好ましくは０．０２μｍとし、Ａｕめっき層のめっき厚さを０．００１μｍ以上０．１μｍ以下、好ましくは０．００３μｍとしても良い。Ａｇめっき層を積層する場合は２．０μｍ〜５．０μｍ以下、好ましくは３．０μｍとしても良い。
【００４４】
図１(b)の例では、濡れ広がり補助めっき部３は、リード部１の先端領域から外側に向かって延びた、先細りの略三角形形状に形成されている。図１(b)の例の濡れ広がり補助めっき部３は、封止樹脂との相性等で密着性の観点からめっき層を小さくすることが求められる場合に好適である。
濡れ広がり補助めっき部３の略三角形形状部分の内部端子用めっき部との接続側である底辺の幅は、３０μｍ以上７０μｍ以下、好ましくは５０μｍ、略三角形形状部分の頂点までの長さは、５０μｍ以上２００μｍ以下、好ましくは１００μｍである。
【００４５】
図１(c)の例では、濡れ広がり補助めっき部３は、リード部１の先端領域から外側に向かって延びた、細長の矩形形状と、細長の矩形形状に比べて径の大きな円形状とを組み合わせた形状に形成されている。図１(c)の例の濡れ広がり補助めっき部３によれば、内部端子用めっき部２を形成するめっき層の電着均一性や安定性をさらに向上させることができる。
【００４６】
一般に、細い形状部分の先端は、電流密度が極端に高くなるというめっき電着特性がある。このため、内部端子用めっき部２の径に比べて小さい幅で形成される濡れ広がり補助めっき部３の先端（内部端子用めっき部２から離れる側の端部）のめっき厚は、内部端子用めっき部２のめっき厚に比べて厚くなり易い。
【００４７】
しかるに、図１(c)の例によれば、濡れ広がり補助めっき部３を、リード部１の先端領域から外側に向かって延びた、細長の矩形形状と、細長の矩形形状に比べて径の大きな円形状とを組み合わせた形状に形成したので、先端（内部端子用めっき部２から離れる側の端部）が細い形状部分とはならず、めっき電着時に電流密度が高くならない。その結果、濡れ広がり補助めっき部３におけるめっき厚を均一にし易くなる。
【００４８】
また、めっきする金属液の性質によっては細長形状部分のみでは、内部端子用めっき部２におけるめっき液の濡れ広がりを十分に確保できない場合も考えられる。しかるに、図１(c)の例によれば、濡れ広がり補助めっき部３を、細長の矩形の外側に細長の矩形形状に比べて径の大きな円形状を接続させた構成としたので、内部端子用めっき部２を形成するためのめっき用レジストマスクに囲まれためっき空間の空気を、濡れ広がり補助めっき部３を形成するためのめっき用レジストマスクに囲まれためっき空間へ移動させて、内部端子用めっき部２を形成するためのめっきマスクに囲まれためっき空間の空気圧を低下させ易くなる。その結果、内部端子用めっき部２におけるめっき液の濡れ広がりを十分に確保できるようになる。
なお、細長の矩形形状に比べて径の大きな円形状部分の直径は、７５μｍ以上３００μｍ以下、好ましくは１００μｍである。
【００４９】
図１(d)の例では、濡れ広がり補助めっき部３は、リード部１の先端領域から外側に向かって延びた、先太りの略三角形形状に形成されている。
【００５０】
図１(d)の例の濡れ広がり補助めっき部３によれば、内部端子用めっき部２との接続箇所が狭くなるため、内部端子用めっき部２に半導体素子を半田接続させる際に、濡れ広がり補助めっき部３に半田が必要以上に濡れ広がることを防止することができる。
図１(d)の例の濡れ広がり補助めっき部３における、内部端子用めっき部２と一体接続する略三角形形状の頂点近傍部位の幅は、３０μｍ以上５０μｍ以下、好ましくは４０μｍ、略三角形形状の頂点近傍部位から底辺までの長さは、５０μｍ以上２００μｍ以下、好ましくは１００μｍ、略三角形形状の底辺の幅は、５５μｍ以上３００μｍ以下、好ましくは１００μｍである。
【００５１】
図１(e)の例では、濡れ広がり補助めっき部３は、リード部１の先端領域から外側に向かって延びた、くびれ形状と、くびれ形状に比べて幅の大きな矩形形状とを組み合わせた形状に形成されており、内部端子用めっき部２と接続した部位のみ幅が狭くなっている。
【００５２】
図１(e)の例の濡れ広がり補助めっき部３によれば、図１(d)の例と同様、内部端子用めっき部２との接続箇所が狭くなるため、内部端子用めっき部２に半導体素子を半田接続させる際に、濡れ広がり補助めっき部３に半田が必要以上に濡れ広がることを防止することができる。
図１(e)の例の濡れ広がり補助めっき部３における、内部端子用めっき部２と接続するくびれ形状部分の幅は、３０μｍ以上５０μｍ以下、好ましくは４０μｍ、くびれ形状部分の長さは、３０μｍ以上５０μｍ以下、好ましくは４０μｍ、矩形形状部分の長辺の長さは、５０μｍ以上２００μｍ以下、好ましくは１００μｍ、矩形形状部分の短辺の幅は、５５μｍ以上３００μｍ以下、好ましくは１００μｍである。
【００５３】
図１(f)の例では、濡れ広がり補助めっき部３は、リード部１の先端領域から外側に向かって延びた、くびれ形状と、くびれ形状に比べて径の大きな円形状とを組み合わせた形状に形成されている。
【００５４】
図１(f)の例の濡れ広がり補助めっき部３によれば、図１(d)、図１(e)の例と同様、内部端子用めっき部２との接続箇所が狭くなるため、内部端子用めっき部２に半導体素子を半田接続させる際に、濡れ広がり補助めっき部３に半田が必要以上に濡れ広がることを防止することができる。
【００５５】
図１(f)の例の濡れ広がり補助めっき部３における、内部端子用めっき部２と接続するくびれ形状部分の幅は、３０μｍ以上５０μｍ以下、好ましくは４０μｍ、くびれ形状部分の長さは、３０μｍ以上５０μｍ以下、好ましくは４０μｍ、円形状部分の径は、φ７５μｍ以上φ３００μｍで好ましくはφ１００μｍである。
【００５６】
このように、本実施形態のリードフレームによれば、リード部１の一方の面側に、内部端子用めっき部２の径に比べて小さい幅で、内部端子用めっき部２と一体接続し、リード部１の先端領域から外側に向かって延びた、リード部１の外縁よりも内側に位置する大きさの所定形状に形成された、内部端子用めっき部２を形成するめっき液の濡れ広がりを補助する、濡れ広がり補助めっき部３を有した構成としたので、φ１００μｍを下回る微小な内部端子用めっき部２であっても、内部端子用めっき部２を形成するためのめっき空間におけるめっき液の濡れ広がりを良くしてめっき層の欠損不良を防止でき、かつ、半導体素子の電極との接続に用いる半田の濡れ広がり（及び濡れ広がり面積）を抑えてデラミネーション不良を防止できる。
【００５７】
なお、本実施形態のリードフレームは、端子用のめっき部を形成した後にエッチングによりリードの外形を形成する一般のリードフレームの製造手順と同様の手順で製造することができる。
例えば、材質としてＣｕ合金又はＣｕを用いた金属板を用意し、金属板の両面全体にドライフィルムレジスト又は液状レジスト等を用いてレジスト層を形成し、露光、現像を行うことでめっき用レジストマスクを形成する。露光工程では、金属板の両面に被覆したレジスト層上に、一方の面側には内部端子用めっき部及び濡れ広がり補助めっき部となる位置に所望のパターンが形成され、他方の面側には、外部端子用めっき部となる位置に所望のパターンが形成されたガラスマスクを夫々被せ、露光を行う。現像工程では、レジスト層を現像することにより、両面のそれぞれのめっき層を形成する部分（未硬化部分）を除去して開口を形成し、金属を露出させる。これにより、硬化して残留したレジスト層と開口部からなるめっき用レジストマスクが形成される。
次に、金属板の両面における金属が露出した部分にめっき加工を行い、めっき層を形成する。めっきの種類は、特に限定はないが、Ｎｉめっき、Ｐｄめっきを用いることが好ましい。めっき層の上層には、接合性の良いＡｕ等を用いることが好ましい。更に最上面にＡｇめっきを積層しても良い。
次に、めっき用レジストマスクを除去する。これにより、金属板の一方の側の面に内部端子用めっき部及び濡れ広がり補助めっき部と金属板の他方の側の面に外部端子部のめっき層が形成された状態となる。
【００５８】
次に、両面全体に、ドライフィルムレジスト又は液状レジストを用いて第２のレジスト層を形成し、露光、現像を行うことでエッチング用レジストマスクを形成する。露光工程では、金属板の両面に被覆した第２のレジスト層上に、リード部形状をされたガラスマスクを夫々被せ、露光を行う。現像工程では、第２のレジスト層を現像することにより、未硬化部分を除去して開口を形成し、金属板の表面を露出させる。これにより、硬化して残留したレジストと開口部とからなるエッチング用マスクが形成される。
次に、金属板をエッチング加工してリードフレームを形成し、エッチング用レジストを除去する。
これにより、リードフレームが完成する。なお、耐熱性の接着剤を塗布したポリイミドフィルムをバックテープとして貼り付け、外部端子用めっき部が形成されたリードフレーム裏面側の全面を覆うと良い。
また、必要に応じ、所定の寸法に切断しシート状にしても良い。また、必要に応じてリード部の裏面の外部端子部にはめっき層を形成しない構造であっても良い。
【００５９】
また、本実施形態のリードフレームを用いた半導体パッケージは、例えば、次のような手順で製造することができる。
例えば、本実施形態のリードフレームにおけるリード部の内部端子用めっき部に半田バンプを介して半導体素子を実装する。詳しくは、リードフレームのリード部の先端領域の内部端子用めっき部の表面上に、半導体素子の電極部と接続するための半田バンプを搭載し、リード部の先端領域の内部端子用めっき部の上側に半田バンプを介して半導体素子の電極と接続させて、半導体素子を実装する。次に、リードフレームの半導体素子実装空間を樹脂により封止し、封止後、所定の半導体パッケージの寸法になるように切断する。これにより、半導体パッケージが完成する。
【実施例】
【００６０】
以下、本発明のリードフレームの実施例について説明する。
【００６１】
［実施例１］
実施例１では、図１(a)の例に示す形態の濡れ広がり補助めっき部３を有するリードフレームを形成した。
金属板として板厚０．２ｍｍのＣｕ板を幅１４０ｍｍの長尺板状に加工し、次に厚さ０．０２５ｍｍの感光性ドライフィルムレジストをラミネートロールで、金属板の両面に貼り付けた。
次に、半導体素子を実装する内部端子用めっき部に対応する領域にめっき層を形成する所望のパターンを形成したガラスマスクを一方の面側のドライフィルムレジストの上に被せ、外部機器との接続に用いる外部端子用めっきに対応する領域にめっき層を形成する所望のパターンを形成したガラスマスクを他方の面側のドライフィルムレジストの下に被せ、両面同時に紫外光で露光した。
その後、炭酸ナトリウム溶液を用いて、紫外光の照射が遮られ、感光しなかった未硬化のドライフィルムレジストを溶かす現像処理を行った。
次に、レジスト層が除去された開口部の金属板の露出部表面に、順に、Ｎｉめっきを１．０μｍ、Ｐｄめっきを０．０２μｍ、Ａｕめっきを約０．００３μｍ施した。その後、水酸化ナトリウム溶液でドライフィルムレジストを剥離した。これにより、金属板上にリード部の一方の面側の内部端子用めっき部と、他方の面側の外部端子用めっき部を形成した。また、これらのめっき部の形成に際しては、先端領域が細く形成されたリード部における一方の面側の内部端子用めっき部の所定カ所に図１(a)に示す形態の濡れ広がり補助めっき部３を同時に形成した。所定カ所の内部端子用めっき部２の外形はφ８０μｍ、内部端子用めっき部２に接続された濡れ広がり補助めっき部３の幅５０μｍ、濡れ広がり補助めっき部３の長さ１００μｍとした。
次に、再度、厚み０．０２５ｍｍの感光性ドライフィルムレジストをラミネートロールで、金属板の両面に貼り付けた。
次に、リード部に該当する所望のパターンを形成したガラスマスクをドライフィルムレジストの上に被せ、紫外光で露光した。
その後、炭酸ナトリウム溶液を用いて、紫外光の照射が遮られ、感光しなかった未硬化のドライフィルムレジストを溶かす現像処理を行った。
次にレジスト層が除去された開口部の金属板の露出部表面をエッチングした。エッチング液としては、塩化第二鉄溶液を使用した。
次にバックテープを外部端子用めっき部側の面全面に貼付けた。バックテープはシリコン系の耐熱性接着剤が塗布されたポリイミドフィルムを使用した。
その後、所定寸法に切断することにより、実施例１のリードフレームを得た。
次いで、作製したリードフレームの内部端子用めっき部上にフリップチップ用の半田バンプを搭載した。次に、半導体素子の電極と半田バンプをフリップチップ方式にて実装し、半導体素子とリード部とを接続した。次に、半導体素子が実装されている面を樹脂で封止した。次に、バックテープを除去して外部端子用めっき部を露出させた。
最後に、所定の半導体パッケージの寸法になるように切断し、半導体パッケージを完成させた。
【００６２】
［実施例２］
実施例２では、図１(b)の例に示す形態の濡れ広がり補助めっき部３を有するリードフレームを形成した。実施例２のリードフレームは、所定カ所の内部端子用めっき部２の外形はφ８０μｍ、内部端子用めっき部２に一体接続し、リード部１の先端領域から外側に向かって延びた、先細りの略三角形形状の濡れ広がり補助めっき部３における、略三角形形状部分の内部端子用めっき部２との接続側である底辺の幅は５０μｍ、略三角形形状部分の頂点までの長さは１００μｍに設計した。その他は実施例１のリードフレームと略同様の製造条件及び手順で製造した。
【００６３】
［実施例３］
実施例３は、図１(c)の例に示す形態の濡れ広がり補助めっき部３を有するリードフレームを形成した。実施例３のリードフレームは、所定カ所の内部端子用めっき部２の外形はφ８０μｍ、内部端子用めっき部２に一体接続し、リード部１の先端領域から外側に向かって延びた、細長の矩形形状と、細長の矩形形状に比べて径の大きな円形状とを組み合わせた形状の濡れ広がり補助めっき部３における、細長の矩形形状部分の幅５０μｍ、細長の矩形形状部分の長さ１００μｍ、細長の矩形形状に比べて径の大きな円形状部分の直径をφ１００μｍに設計した。その他は実施例１のリードフレームと略同様の製造条件及び手順で製造した。
【００６４】
［実施例４］
実施例４は、図１(d)の例に示す形態の濡れ広がり補助めっき部３を有するリードフレームを形成した。実施例４のリードフレームは、所定カ所の内部端子用めっき部２の外形はφ８０μｍ、内部端子用めっき部２に一体接続し、リード部１の先端領域から外側に向かって延びた、先太りの略三角形形状の濡れ広がり補助めっき部３における、略三角形形状の頂点近傍部位の幅は４０μｍ、略三角形形状の頂点近傍部位から底辺までの長さは１００μｍ、略三角形形状の底辺の幅は１００μｍに設計した。その他は実施例１のリードフレームと略同様の製造条件及び手順で製造した。
【００６５】
［実施例５］
実施例５は、図１(e)の例に示す形態の濡れ広がり補助めっき部３を有するリードフレームを形成した。実施例５のリードフレームは、所定カ所の内部端子用めっき部２の外形はφ８０μｍ、内部端子用めっき部２に一体接続し、リード部１の先端領域から外側に向かって延びた、くびれ形状と、くびれ形状に比べて幅の大きな矩形形状とを組み合わせた形状の濡れ広がり補助めっき部３における、内部端子用めっき部２と接続するくびれ形状部分の幅は４０μｍ、くびれ形状部分の長さは４０μｍ、矩形形状部分の長辺の長さは１００μｍ、矩形形状部分の短辺の幅は１００μｍに設計した。その他は実施例１のリードフレームと略同様の製造条件及び手順で製造した。
【００６６】
［実施例６］
実施例６は、図１(f)の例に示す形態の濡れ広がり補助めっき部３を有するリードフレームを形成した。実施例６のリードフレームは、所定カ所の内部端子用めっき部２の外形はφ８０μｍ、内部端子用めっき部２に一体接続し、リード部１の先端領域から外側に向かって延びた、くびれ形状と、くびれ形状に比べて径の大きな円形状とを組み合わせた形状の濡れ広がり補助めっき部３における、内部端子用めっき部２と接続するくびれ形状部分の幅は４０μｍ、くびれ形状部分の長さは４０μｍ、円形状部分の直径はφ１００μｍに設計した。その他は実施例１のリードフレームと略同様の製造条件及び手順で製造した。
【００６７】
［比較例１］
比較例１は、図５(a)の例に示す内部端子用めっき部２のみで濡れ広がり補助めっき部３が接続されていない態様のリードフレームを形成した。比較例１のリードフレームは、所定カ所の内部端子用めっき部２の外形はφ１１０μｍに設計した。その他は、実施例１のリードフレームと略同様の製造条件及び手順で製造した。
【００６８】
［比較例２］
比較例２は、図５(b)の例に示す内部端子用めっき部２のみで濡れ広がり補助めっき部３が接続されていない態様のリードフレームを形成した。比較例２のリードフレームは、所定カ所の内部端子用めっき部をリード部１の先端領域から外側に向かって延びた、円弧形状と矩形形状とを組合せた形状とし、円弧形状部分の外形はφ８０μｍ、矩形形状部分の幅は１５０μｍに設計して製造した。その他は、実施例１のリードフレームと略同様の製造条件及び手順で製造した。
【００６９】
内部端子用めっき部におけるめっき欠損及びめっきバリ発生の有無についての検査
各実施例と各比較例のリードフレームにおける、内部端子用めっき部における欠損やバリ発生の有無を実体顕微鏡観察により検査した。
その結果、実施例１〜６のリードフレームでは、いずれのリード部においても、内部端子用めっき部におけるめっき層に欠損やめっきバリの発生は無く、半田バンプを搭載するためのめっき領域の形状が保たれていた。
これに対し、比較例１のリードフレームでは、一部のリード部において、めっき層の欠損は無いが、めっき層の下側に金属板がない部分が発生し、めっきバリの状態となっている箇所が発見された。比較例２では、めっき層の欠損もめっきバリも発生は無かった。
【００７０】
半導体素子搭載状態における樹脂とリードフレームとの接合状態についての検査
また、各実施例と各比較例のリードフレームにおいて、半導体パッケージ製造工程において、フリップチップ方式にて半導体素子を実装し、樹脂で封止したときの、樹脂とリードフレームとの接合状態を実体顕微鏡観察により検査した。
その結果、実施例１〜６のリードフレームを用いて製造した半導体パッケージでは、半田濡れ広がりは内部端子用めっき部で留まっており、濡れ広がり補助めっき部への半田浸入は無く、半導体素子を封止する樹脂とリードフレームにおいて良好な結合状態を得るための領域が広く確保されていた。
これに対し、比較例１のリードフレームを用いて製造した半導体パッケージでは、半田接続状態に問題は無いが、一部のリード部において生じていためっきバリが、脱落してリード間に挟まる態様でショート不良の状態となっている箇所が発見された。比較例２のリードフレームを用いて製造した半導体パッケージでは、半田接続状態でめっき層の全域に濡れ広がりを生じ、半導体素子を封止する樹脂とリードフレームにおいて良好な結合状態を得るための領域が狭くなっていた。
【００７１】
以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施形態及び実施例に制限されることはなく、半導体素子と電気的な接続をするためにリード部の一方の面側に内部接続用めっき部を有するリードフレームであって、少なくとも１つのリード部の一方の面側に、内部接続用めっき部の径に比べて小さい幅で内部接続用めっき部から延びた、内部端子用めっき部を形成するめっき液の濡れ広がりを補助する、濡れ広がり補助めっき部を有する構成であれば、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施形態及び実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明のリードフレームは、チップサイズの小型化、多ピン化、及び低コスト化が要求され、フリップチップ実装方式で半導体素子を搭載することが求められる分野に特に有用である他、チップサイズの小型化、多ピン化、及び低コスト化が要求され、フリップチップ実装方式以外の搭載方式で半導体素子を搭載することが求められる分野にも有用である。
【符号の説明】
【００７３】
１    リード部
２    内部端子用めっき部
３    濡れ広がり補助めっき部
４    ダムバー
Ａ    半導体素子実装領域
【図１】
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【図２】
2019075483.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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