(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードフレーム用素材の表面に形成された、露光されたレジスト層からなり、第１回目の現像により溶解除去される第１除去部と、第２回目の現像により溶解除去される第２除去部と、第１回目および第２回目の現像により溶解除去されない残存部とを備え、
第１除去部は、前記リードフレーム用素材のエッチング部に対応する部分に形成されており、
第２除去部は、前記リードフレーム用素材のめっき処理がされる部分に対応する部分、および、前記エッチング部をエッチングすることにより形成されるリードフレームの輪郭に沿って形成されており、
前記残存部のうち、前記輪郭から突出するオーバーハング部は、第２回目の現像によって第２除去部が溶解除去された場合に、分離除去されるように構成されている、
リードフレーム製造用マスク。
【請求項２】
請求項１に記載のリードフレーム製造用マスクを前記リードフレーム用素材の表面に形成する工程と、
第１回目の現像を行い、第１除去部を溶解除去することにより、エッチング用マスクを形成する工程と、
前記リードフレーム用素材にエッチングを施して、前記リードフレームを形成する工程と、
第２回目の現像を行い、第２除去部を溶解除去するとともに、前記オーバーハング部を分離除去することにより、めっき用マスクを形成する工程と、
を備える、リードフレームの製造方法。
【請求項３】
第２回目の現像後に、前記レジスト層の開口部に対応するリードフレーム用素材の表面にめっき処理をする工程をさらに備える、請求項２に記載の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、半導体パッケージにおいて、半導体素子を支持固定し、外部配線との電気的な接続を可能とするリードフレームを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子搭載用部品の一つとしてリードフレームがある。リードフレームは、主として、半導体素子を搭載するダイ部と、半導体素子表面に設けられた電極部と外部配線との電気的に接続を可能とするためのインナリード部と、リードフレームを回路基板と接合するためのアウタリード部とから構成されている。
【０００３】
電子機器の小型化が進み、リードフレームに対するインナリードの幅や隣接するインナリードの間隔がきわめて狭い、高密度のリードフレームが要求されるようになってきている。こうした高密度のリードフレームを得る加工方法としては、エッチング法が多用されている。
【０００４】
たとえば、リードフレーム用素材の表面に感光性レジスト層を設け、このレジスト層に所望のパターンを有するマスクを密接し、露光し、現像してエッチング用マスクを得て、次いで、露出した素材部分をエッチングし、その後、残存するエッチング用マスクを除去し、必要とされる部分にめっきを施してリードフレームを得ている。この際に施されるめっきは、良好なワイヤボンディング性などを得るべく考慮して、素材が銅の場合には、ニッケルめっき、パラジウムめっき、金めっきがこの順に施される。
【０００５】
ところで、こうしたリードフレームの１つにＢＣＣ用リードフレームがある。このＢＣＣ用リードフレームは、リードフレーム用素材に上記したようなエッチング法で電極部とダイ部を形成するための凹部を設け、次いで、これらの凹状電極部と凹状ダイ部を含む必要部位にリードフレーム用素材と溶解特性の異なるめっき層を設けたものである。
【０００６】
このリードフレームの使用に際しては、凹状ダイ部内に半導体素子を搭載し、半導体素子表面の電極部とリードフレームの凹状電極部の凹状内面とをワイヤボンディングし、その後樹脂封止し、次いでリードフレーム用素材を溶解除去する。よって、ＢＣＣ用リードフレームを用いたパッケージでは、他のパッケージと比較して、パッケージサイズを小さくすることが可能となる。
【０００７】
このようなＢＣＣ用リードフレームで、ダイ部に凹状部と平坦部の両方を設ける場合には、凹状部以外の平坦部にもめっきを施す場合がある。こうした場合、エッチング用マスクとして用いたレジスト層をそのままめっき用マスクとして用いることができず、このレジスト層を一度剥離した後に、再度レジスト層を設けて、所望のマスクを用いて露光および現像して、めっき用マスクを得て、このめっき用マスクを用いてめっきを施し、その後めっき用マスクを除去する必要がある。このため、ＢＣＣ用リードフレームは、他のパッケージと比較して、より割高なものとならざるを得ず、パッケージサイズにメリットがありながら広範囲に使用されがたいものとなっている。
【０００８】
これに対して、特許４４５７５３２号公報には、露光の程度を段階分けすることにより、上記問題の解決を図る技術が開示されている。具体的には、レジスト層としてポジ型レジストを用いる場合には、エッチング部に対応する部分では光が透過し、エッチング部以外のめっき部に対応する部分では光が半透過し、それ以外の部分では光が遮蔽されるように形成された露光用マスクを用いて、あるいは、レジスト層としてネガ型のフォトレジストを用いる場合には、エッチング部に対応する部分では光が遮蔽され、エッチング部以外のめっき部に対応する部分では光が半透過し、それ以外の部分では光が透過されるように形成された露光用マスクを用いて、部分的にめっきを施す製造方法が記載されている。
【０００９】
具体的には、このような露光用マスクを用いて、レジスト層を露光し、第１回目の現像をすることにより、レジスト層のうちエッチング部に対応する部分を開口して、エッチング用マスクを形成し、材料をエッチングして必要な形状（リードフレームの輪郭）を形成する。次に、このエッチング用マスクに対して第２回目の現像を行い、エッチング用マスクのうち、めっき部に対応する部分を開口して、めっき用マスクを形成することにより、材料の所望部位にめっきを施すことを可能としている。
【００１０】
しかしながら、この技術では、金属板をエッチングしてリードフレームを製造する場合において、必要部分にめっきを施そうとすると、図４に示すように、リードフレーム用素材（１）の表面に形成されているエッチング用のレジスト層（２）に、オーバーハング部（８）が生じる。このため、オーバーハング部（８）が起点となってレジスト層（２）が剥離したり、この剥離したレジスト層がめっき液中に落ちたりすることによって、めっき層形成時に、めっき未着やめっき面への異物付着などの不具合が生じ（図４（ｄ）、（ｅ）参照）、収率または稼働率が低下するといった問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許４４５７５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、エッチング用のレジスト層のオーバーハング部の状態を解消することで、上記の問題点を解決し、金属板を貫通エッチングして形成するリードフレームの所望の位置に部分めっきを品質よく、かつ、低コストで形成することを可能とするリードフレーム製造用マスク、および、これを用いたリードフレームの製造方法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】
【００１３】
本発明のリードフレーム製造用マスクは、リードフレーム用素材の表面に形成された、露光されたレジスト層からなり、第１回目の現像により溶解除去される第１除去部と、第２回目の現像により溶解除去される第２除去部と、第１回目および第２回目の現像により溶解除去されない残存部と、を備える。
【００１４】
第１除去部は、リードフレーム用素材のエッチング部に対応する部分に形成されており、この第１除去部が溶解除去されることにより、エッチング用マスクが形成される。
【００１５】
第２除去部は、前記リードフレーム用素材のめっき処理がされる部分に対応する部分に形成されており、第２除去部が溶解除去されることにより、めっき用マスクが形成される。
【００１６】
また、第２除去部は、前記エッチング部をエッチングすることにより形成されるリードフレームの輪郭に沿って形成されている。このため、前記残存部のうち、前記輪郭から突出するオーバーハング部は、第２回目の現像によって第２除去部が溶解除去されると、その支持を失い、分離除去されることとなる。
【００１７】
本発明のリードフレームの製造方法は、前記リードフレーム製造用マスクを、リードフレーム用素材の表面に形成する工程と、第１回目の現像を行い、第１除去部を溶解除去することにより、エッチング用マスクを形成する工程と、前記リードフレーム用素材にエッチングを施して、前記リードフレームを形成する工程と、第２回目の現像を行い、第２除去部を溶解除去するとともに、前記オーバーハング部を分離除去することにより、めっき用マスクを形成する工程とを備えることを特徴とする。
【００１８】
第２回目の現像の後に、前記レジスト層の開口部に対応するリードフレーム用素材の表面にめっき処理をする工程を、さらに備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、めっきを施す際に発生するめっき用マスクのオーバーハング部の欠け（レジスト欠け）によるめっき漏れ（不要部へのめっき形成）や欠けたレジスト片がめっきを形成する部分に付着することによるめっき欠けの不具合を解消し、収率良くリードフレームを製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】は、リードフレーム用素材に本発明に係るリードフレーム製造用マスクを形成した状態を示す（ａ）平面図と、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ断面を、模式的に表した図である。
【図２】図２は、本発明の製造方法におけるエッチング後の、リードフレームおよびエッチング用マスクの状態を示す、（ａ）平面図と、（ｂ）（ａ）のＢ−Ｂ断面を、模式的に表した図と、（ｃ）（ｂ）のＣ部分の拡大図である。
【図３】図３は、本発明のリードフレームの製造方法の各工程における、リードフレーム用素材（リードフレーム）およびリードフレーム製造用マスク（エッチング用マスク、めっき用マスク）の断面を、模式的に表した図である。
【図４】図４は、従来技術のリードフレームの製造方法の各工程における、リードフレーム用素材（リードフレーム）およびリードフレーム製造用マスク（エッチング用マスク、めっき用マスク）の断面を、模式的に表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明のリードフレーム製造用マスク、ならびに、このマスクを使用したリードフレームの製造方法について詳細に説明する。
【００２２】
（１）リードフレーム製造用マスク
本発明のリードフレーム製造用マスクは、図１に示されるように、リードフレーム用素材（１）の表面に形成されたレジスト層（２）からなり、第１回目の現像により溶解除去される第１除去部（３）と、第２回目の現像により溶解除去される第２除去部（４、４ａ）と、第１回目および第２回目の現像により溶解除去されない残存部（５）とを備える。
【００２３】
第１除去部（３）は、リードフレーム用素材のエッチング部に対応する部分に形成されているため、第１回目の現像で、第１除去部（３）が溶解除去されることにより、エッチング用マスクが形成される。
【００２４】
第２除去部（４、４ａ）は、リードフレーム用素材のめっき処理がされる部分に対応する部分（４）に形成されているため、第２回目の現像で、第２除去部（４、４ａ）が溶解除去されることにより、残存部（５）により構成されためっき用マスクが形成される。
【００２５】
特に、図２に示されるように、本発明では、第２除去部（４、４ａ）が、リードフレーム用素材のめっき処理がされる部分に対応する部分（４）のみならず、エッチング部をエッチングすることにより形成されるリードフレーム（１ａ）の輪郭（１ｂ）に沿った部分（４ａ）にも形成されている。このため、第２回目の現像で、第２除去部（４、４ａ）を溶解除去することにより、このオーバーハング部（８）を一緒に分離除去することが可能となり、後の工程において、このオーバーハング部（８）が剥離したり、この剥離したオーバーハング部（８）が、レジスト片となって、めっきが施される面に付着したりすることにより、不具合が発生することを効果的に防止することができる。なお、オーバーハング部（８）とは、エッチング後のレジスト層（２）において、リードフレームの輪郭（１ｂ）より突出している（オーバーハングしている）部分のうち、補正部（７）と第２除去部（４ａ）とを除いた部分を意味する（図２（ｃ）参照）。
【００２６】
前記リードフレーム（１ａ）の輪郭（１ｂ）に沿った部分に相当する第２除去部（４ａ）の幅は、特に限定されるものではないが、５μｍ以上であることが好ましい。これよりも第２除去部（４ａ）の幅が小さいと、現像時に溶解除去しきれない可能性がある。また、工業的量産過程において、このようなパターンをレジスト層（２）に形成することが困難となる可能性もある。
【００２７】
また、図１および図２では、めっきを施す部分全体に対して第２除去部（４）を形成しているが、必ずしも当該部分全体に対して第２除去部（４）を形成する必要はなく、たとえば、この第２除去部（４）の外周部を除いた部分に、幅５μｍ程度のスリット状に残存部（５）を形成してもよい。この場合、当該部分に形成された残存部（５）は、第２回目の現像により、第２除去部（４）による支持を失い、この第２除去部（４）の溶解除去にとともに、分離除去されることとなる。
【００２８】
また、このようなリードフレーム製造用マスクを形成するフォトレジストとしては、ポジ型またはネガ型のいずれも使用することができる。ポジ型のフォトレジストを用いる場合には、第１除去部（３）では光が透過し、第２除去部（４、４ａ）では光が半透過し、それ以外の部分（５、８）では光が遮蔽されるように構成された露光用マスクを用いて、レジスト層（２）を露光することにより、リードフレーム製造用マスクを形成することができる。
【００２９】
一方、レジスト層（２）として、ネガ型のフォトレジストを用いる場合には、第１除去部（３）では光が遮蔽され、第２除去部（４、４ａ）では光が半透過し、それ以外の部分（５、８）では光が透過されるように構成された露光用マスクを用いて、レジスト層（２）を露光することにより、リードフレーム製造用マスクを形成することができる。
【００３０】
なお、露光用マスクとしては、たとえばレジスト層（２）の表面に、このレジスト層（２）への光の透過性を制御できる構造であれば任意の材料を採用することができる。たとえば、光が紫外線である場合に、色彩を異ならせて、第１除去部（３）に対応する部分に紫外線を吸収または反射してレジスト層（２）に到達させない性質、第２除去部（４、４ａ）に対応する部分に、レジスト層（２）に対して半分ないし所定割合だけ紫外線を透過させる性質、それ以外の部分（５、８）に対応する部分に、レジスト層（２）に対して紫外線を透過させる性質を付与させればよい。一般的には、専用インクで必要なパターンを描いたガラスマスクを用いている。
【００３１】
なお、レジスト層（フォトレジスト）の形態としては、主として、アクリルポリマーを主原料としたアルカリ現像型ドライフィルムを好適に用いることができるが、このようなアルカリ現像型の材料であれば、フィルム状または液状のいずれも使用することができる。
【００３２】
（２）リードフレームの製造方法
次に、図３を参照しながら、リードフレーム製造用マスク（２）を用いた、リードフレームの製造方法について詳述する。
【００３３】
最初に、リードフレーム用素材（１）の表面に、前記ポジ型またはネガ型のフォトレジストを用いてレジスト層（２）を形成し、第１除去部（３）、第２除去部（４、４ａ）、残存部（５）を描いた露光用マスクを用いて、レジスト層（２）に対して露光を行う（図３（ａ）参照）。その後、この露光用マスクを取り外して、現像液を用いて、レジスト層（２）に対して第１回目の現像を行い、レジスト層（２）の第１除去部（３）を溶解除去することにより、この部分を開口して、エッチング用マスクを形成する（図３（ｂ）参照）。そして、この第１回目の現像により露出したリードフレーム用素材（１）のエッチング部（６）をエッチングして、リードフレーム（１ａ）の形状を形成する（図３（ｃ）参照）。
【００３４】
次に、エッチング用マスクの状態にあるレジスト層（２）に対して、第２回目の現像を行い、該エッチング用マスクのうち、第２除去部（４）を溶解除去して、この部分を開口して、めっき用マスクを形成する（図３（ｄ）参照）。このとき、表面にめっきを施さないリードフレーム（１ａ）の輪郭（１ｂ）に沿って形成してある第２除去部（４ａ）も溶解除去されるため、このリードフレーム（１ａ）の輪郭（１ｂ）に沿ったオーバーハング部（８）も同時に分離除去されることとなる。その後、このめっき用マスクを用いて、露出したリードフレーム用素材（１）の表面にめっき（９）を施す（図３（ｅ）参照）。
【００３５】
このように、本発明では、第２回目の現像の際に、オーバーハング部（８）が分離除去されるため、その後の工程において、このオーバーハング部（８）に起因するめっき漏れや、マスクの欠け（レジスト欠け）がレジスト片となって付着することによるめっき欠けの不具合を解決することができる。特に、本発明の方法によれば、特許第４４５７５３２号公報に記載された方法と比較して、工程数を増加させることなく、これらの不具合を効果的に解決することができるので、その工業的意義はきわめて大きい。なお、リードフレーム（１ａ）の側面に形成されるめっき（９）のうち不要部分については、剥離処理を行うことにより、除去することができる。
【実施例】
【００３６】
（実施例）
以下、ネガ型のフォトレジストを使用して行った、リードフレームの製造の実施例について説明する。なお、ポジ型のフォトレジストを使用する場合は、露光用マスクの白黒が反転すること以外は同様にして、リードフレームを製造することができる。
【００３７】
リードフレーム用素材（１）として、厚さ０．１５ｍｍ、幅１８０ｍｍの帯状銅材（株式会社神戸製鋼所製：ＫＬＦ−１９４）を用いて、この銅材の両面に、厚さ２５μｍのレジスト層（旭化成イーマテリアルズ株式会社製：ＡＱ−２５５８）を形成した。
【００３８】
次に、製品パターンの露光用マスクに、残存部（５）に対応する部分として、紫外線が透過する白色部と、第２除去部（４）に対応する部分として、めっきを施す部分には紫外線が１０％透過する灰色部を設け、第１除去部（３）に対応する部分として黒色部を設けた。また、リードフレームの輪郭（１ｂ）に沿って形成される、レジスト層のオーバーハング部（８）を切り落とすために、輪郭（１ｂ）に対応する部分とオーバーハング部（８）の連続部分に、第２除去部（４ａ）として、幅８μｍの黒色のカッティングラインを設けた。この露光用マスクを、リードフレーム用素材（１）の表面に形成したレジスト層（２）に密接させ、８０ｍＪ／ｃｍ2の紫外線を照射することでパターニングした。
【００３９】
次に、レジスト層（２）を、１％の炭酸ナトリウム溶液に４０秒間浸漬して、第１回目の現像を行って、第１除去部（３）を溶解除去し、この部分を開口させることで、エッチング用マスクを形成した。その後、露出している銅材をエッチングし、リードフレーム（１ａ）の形状を作製した。なお、この第１回目の現像により、８μｍの幅で設定した第２除去部（４ａ）の一部が溶解除去されることになるが、開口されることはない（図３（ｃ）参照）。
【００４０】
さらに、０．５％の水酸化ナトリウム溶液に８０秒間浸漬して、第２回目の現像を行い、めっきを施す部分（４）を開口した。同時に、エッチングされた後のリードフレーム（１ａ）の輪郭（１ｂ）に沿って形成された、カッティングラインとして機能する第２除去部（４ａ）を溶解除去するとともに、エッチング用マスクがオーバーハングしている部分（８）を分離除去して、めっき用マスクを形成した。なお、第２除去部（４ａ）は、エッチングのばらつき、エッチング条件および保有設備によるエッチング工程能力を加味して、残存部（５）がリードフレーム表面を露出させない位置に形成されており、図２（ｃ）に示す補正部（７）の長さだけオーバーハングするが、その長さは極めて短いため、第２回目の現像後からめっきを施すまでの間でレジスト欠けや剥がれを生じることはない。
【００４１】
その後、このめっき用マスクを用いて厚さ約１μｍのニッケルめっきを施し、次に、その上に厚さ約０．１μｍのパラジウムめっき層を形成し、次いで、厚さ約０．００３μｍの金めっき層を形成した。
【００４２】
最後に、めっき用マスクを除去し、不要部分に形成されためっきを剥離処理し、所定の長さに切断して、シート状のリードフレーム（１ａ）を得た。このようにして得られたリードフレームは、めっき欠けなどの不具合の発生がきわめて少なく、収率は９０％以上であった。
【００４３】
（比較例）
第２除去部のうち、カッティングラインとして機能するリードフレーム（１ａ）の輪郭（１ｂ）に沿った第２除去部（４ａ）を形成しなかったこと以外は、実施例と同様にして、リードフレーム用素材にレジスト層を形成し、これをパターニングした。その後、実施例と同様にして、第１回目の現像、エッチング、第２回目の現像、および、めっき処理を施した後、めっき用マスクを除去し、所定の長さに切断して、シート状のリードフレームを得た。このようにして得られたリードフレームには、オーバーハング部のレジスト欠けによるめっき漏れや、めっき面に異物の付着が散見され、その収率は７０％程度であった。
【符号の説明】
【００４４】
１  リードフレーム用素材
１ａ  リードフレーム
１ｂ  リードフレームの輪郭
２  レジスト層
３  第１除去部
４、４ａ  第２除去部
５  残存部
６  エッチング部
７  補正部
８  オーバーハング部
９  めっき
【図１】
0005787319.tif 000002
【図２】
0005787319.tif 000003
【図３】
0005787319.tif 000004
【図４】
0005787319.tif 000005