(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子が搭載される第１領域と、前記第１領域に隣接する第２領域とを一方の主表面に有するダイパッドを備えるリードフレームの製造方法であって、
前記第２領域の表面が前記第１領域の表面に比べて、溶融させた半田より低い粘性を有するインクの拡散性が相対的に高くなるように所定の処理を行う工程を有し、
前記所定の処理は、前記第２領域の表面を研磨する研磨処理を少なくとも含む
リードフレームの製造方法。
【請求項２】
前記所定の処理は、少なくとも前記第１領域の表面を酸洗する酸洗処理を含む
請求項１に記載のリードフレームの製造方法。
【請求項３】
前記所定の処理では、前記酸洗処理を行った後に、少なくとも前記第１領域の表面をマスキングした状態で、前記第２領域の表面を研磨処理する
請求項２に記載のリードフレームの製造方法。
【請求項４】
半導体素子が搭載される第１領域と、前記第１領域に隣接する第２領域とを一方の主表面に有するダイパッドを備えるリードフレームであって、
前記第２領域の表面は、前記第１領域の表面よりも溶融させた半田より低い粘性を有するインクの拡散性が高い
リードフレーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リードフレームの製造方法、およびリードフレームに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体装置の製造に用いられるリードフレームには、半導体素子（半導体チップ）を搭載するためのダイパッドが形成されている。また、リードフレームを用いた半導体装置の製造工程では、ダイパッドに半導体素子を搭載する際に、ダイパッドの主表面に所定量の半田を供給し、その上に半導体素子を載置して半田を溶融することにより、半導体素子をダイパッドに固定している。
【０００３】
このような半導体装置の製造工程では、ダイパッドの主表面における半田の濡れ性が、半導体装置の組立性や信頼性などに影響を与えることが知られている。すなわち、半田の濡れ性が高すぎる場合は、溶融した半田がダイパッドの素子搭載領域に留まらずにダイパッドの周囲や側面まで流れやすくなる。その結果、ダイパッド周辺への半田の飛び散り等によって組立性が悪化するおそれがある。また、半導体素子とダイパッドの間に介在する半田の厚みが薄くなり、半導体装置の信頼性が低下するおそれもある。
【０００４】
これに対して、半田の濡れ性が低すぎる場合は、溶融した半田がダイパッドの主表面でスムーズに濡れ広がらず、半田の濡れ不良が発生するおそれがある。また、ダイパッドの主表面にめっき処理を施すことで半田の濡れ性を改善することも可能であるが、半田の濡れ性が過剰に高くならないようにめっき処理することは非常に難しかった。
【０００５】
特許文献１には、半導体素子が搭載される搭載領域と、搭載領域を帯状に囲む半田流出防止用の半田流出防止領域とを含む金属製のダイパッドを備えるリードフレームにおいて、半田流出防止領域を搭載領域に対して粗面化する（算術平均粗さでＲａ＝０．３μｍ〜０．６μｍとする）ことが記載されている。
【０００６】
また、特許文献２には、半田により半導体チップを接合する板状のダイパッドを備えるリードフレームにおいて、ダイパッドの平坦な上面のうち半導体チップの配置領域に該上面から窪んで半田を収容する凹部を形成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−５８５４２号公報
【特許文献２】特開２０１２−１０４７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、ダイパッドの表面を部分的にエッチングで粗面化しなくても、ダイパッド表面の半田の濡れ性を部分的に低下させることができるリードフレームの製造方法、および該製造方法によって得られるリードフレームを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（第１の態様）
本発明の第１の態様は、
半導体素子が搭載される第１領域と、前記第１領域に隣接する第２領域とを一方の主表面に有するダイパッドを備えるリードフレームの製造方法であって、
前記第２領域の表面が前記第１領域の表面に比べてインクの拡散性が相対的に高くなるように所定の処理を行う工程を有し、
前記所定の処理は、前記第２領域の表面を研磨する研磨処理を少なくとも含む
リードフレームの製造方法である。
（第２の態様）
本発明の第２の態様は、
半導体素子が搭載される第１領域と、前記第１領域に隣接する第２領域とを一方の主表面に有するダイパッドを備えるリードフレームであって、
前記第２領域の表面は、前記第１領域の表面よりもインクの拡散性が高い
リードフレームである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ダイパッドの表面を部分的にエッチングで粗面化しなくても、ダイパッド表面の半田の濡れ性を部分的に低下させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るリードフレームが備えるダイパッドの形状例を示すものであって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るリードフレームの製造方法の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明者は、ダイパッドの表面を部分的にエッチングで粗面化しなくても、ダイパッド表面の半田の濡れ性を部分的に低下させる方法はないかという観点で鋭意検討した。そして、ダイパッドの表面に微細な研磨処理を施すと、表面粗さはほとんど変わらないにもかかわらず、半田の濡れ性が低下するという知見を得た。また、本発明者は、ダイパッドの表面に微細な研磨処理を施すと、研磨処理の前後でダイパッド表面のインクの拡散性が大きく変化するという知見を得た。本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。
【００１３】
＜リードフレームの製造方法＞
まず、リードフレーム素材としては、好ましくは、銅または銅合金からなる板状の金属条を用いることができる。また、リードフレーム素材としては、その厚み寸法が、たとえば０．０８ｍｍ以上３．０ｍｍ以下のものを用いることができる。リードフレーム素材には、打ち抜き加工を含むプレス加工によって所定のリードフレームパターンが形成される。リードフレームパターンには、少なくともダイパッドが含まれ、さらには複数のリードが含まれる。
【００１４】
リードフレームに形成されるダイパッドの形状は、そのダイパッドに搭載される半導体素子の形状に応じて適宜設定または変更が可能である。多くの場合、半導体素子は平面視四角形（長方形、正方形を含む）であることから、これにあわせてダイパッドの形状も平面視四角形となっている。
【００１５】
図１は本発明の実施形態に係るリードフレームが備えるダイパッドの形状例を示すものであって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。なお、図１においては、ダイパッド以外のリードフレームの構成要素（リード等）の表記を省略している。
【００１６】
図示のように、ダイパッド１は、平面視四角形に形成されている。ダイパッド１は、表裏の位置関係で２つの主表面２，３を有している。一方の主表面２は、半導体素子を搭載する予定の素子搭載面となっている。また、ダイパッド１の主表面２には、第１領域５と第２領域６が設けられている。第１領域５と第２領域６は、互いに連続した同一平面を形成している。そして、この同一平面内で第１領域５と第２領域６が隣接して区分されている。
【００１７】
第１領域５は、図示しない半導体素子が搭載される領域である。第１領域５は、半導体素子の裏面の形状にあわせて平面視四角形に形成されている。第１領域５の面積は、そこに搭載される半導体素子の裏面の面積と同等か、それよりも若干大きくなっている。
【００１８】
第２領域６は、半導体素子が搭載されない領域である。第２領域６は、平面視四角形をなす環状の領域となっている。第２領域６は、第１領域５を全周にわたって囲むように形成されている。そして、第２領域６の内縁と第１領域５の外縁が、これら２つの領域の境界線上で接している。
【００１９】
上記構成のダイパッド１を備えるリードフレームは、図２に示すように、めっき前処理工程Ｓ１と、めっき処理工程Ｓ２と、めっき後処理工程Ｓ３を経た後に、最終製品となる。
【００２０】
（めっき前処理工程）
めっき前処理工程Ｓ１では、被めっき物となるリードフレームに対して、主に３つの処理Ｓ１１〜Ｓ１３を順に施す。第１の処理Ｓ１１は、リードフレームの表面における半田の濡れ性を高める処理である。第２の処理Ｓ１２は、第１の処理Ｓ１１を終えたリードフレームの表面を部分的にマスキングする処理である。第３の処理Ｓ１３は、第２の処理Ｓ１２を終えたリードフレームの表面を部分的に研磨する処理である。
【００２１】
第１の処理Ｓ１１では、ダイパッド１を含むリードフレームの全面を酸洗する酸洗処理を行う。酸洗処理には、たとえば希硫酸を用いる。これにより、リードフレーム表面の酸化物等を除去することができる。また、第１の処理Ｓ１１では、酸洗処理に加えて脱脂処理を行う。リードフレームに第１の処理Ｓ１１を施すと、ダイパッド１の主表面２を含めて第１の処理Ｓ１１が施された領域は、処理前に比べて半田の濡れ性が高くなる。
【００２２】
次に、第２の処理Ｓ１２では、ダイパッド１の第１領域５をマスキングする。このマスキングは、たとえば所望の領域にマスキングテープを貼り付けることで行う。マスキングの対象となる領域は、ダイパッド１の第１領域５を含めて半田の濡れ性を良好に維持したい領域である。このため、第１領域５はマスキングテープの貼り付けによって被覆しておく。これに対して、第２領域６は、半田の濡れ性を低下させたい領域である。このため、第２領域６はマスキングテープを貼り付けずに露出させたままにする。
【００２３】
次に、第３の処理Ｓ１３では、ダイパッド１の主表面２を研磨する。この研磨処理は、第１領域５をマスキングした状態で行う。このため、ダイパッド１の主表面２において実質的に研磨されるのは第２領域６のみである。研磨処理は、化学研磨によって行う。化学研磨は、凹凸形成による粗面化を目的としたエッチングとは異なり、研磨処理前のダイパッド１の主表面２に存在する凹凸のうち凸部のみを選択的に溶解して表面を滑らかにする処理である。化学研磨では、研磨浴にダイパッド１を浸漬させて行う。具体的には、たとえば、メルテックス株式会社製の研磨液（ＡＤ−４８５）を用いた研磨浴（ＡＤ−４８５ ３０〜１２０ｇ／Ｌ、硫酸１〜１０％）に、５〜６０秒の処理時間でダイパッド１を浸漬させる。研磨浴は常温でもよいし、必要に応じて加温してもよい。このような条件で、第２領域６の表面を微細に研磨する。研磨処理を終えたら、リードフレームからマスキングテープを除去（剥離）する。
【００２４】
これにより、ダイパッド１の第２領域６の表面状態が変わる。研磨処理による表面状態の変化は、インクの拡散性の違いで確認することができる。インクの拡散性は、ダイパッド１の表面にインク滴を垂らしたときのインク拡散速度（インク移動速度）によって評価可能な指標である。この評価指標では、インク拡散速度が速いほどインクの拡散性が高く、インク拡散速度が遅いほどインクの拡散性が低いと評価される。
【００２５】
そこで、マスキングして研磨処理を行わなかった第１領域５の表面と、マスキングせずに研磨処理を行った第２領域６の表面を、それぞれ比較の対象としてインクの拡散性を評価すると、第２領域６のほうがインクの拡散性が格段に高くなる。すなわち、第２領域６にインク滴を垂らすと、その領域が微細に研磨処理されていることでインクが毛細管現象のように第２領域６全体に急速に拡散していく。この現象は、研磨処理を行わなかった第１領域５では見られない現象である。よって、第２領域６は、第１領域５よりもインクの濡れ性が高い領域となる。
【００２６】
これに対して、半田の濡れ性は、第２領域６のほうが第１領域５に比べて低くなる。すなわち、第２領域６は、第１領域５に比べて、インクの拡散性は高くなるが、半田の濡れ性は低くなる。これはインクと半田の粘性の違いによるものと思われる。すなわち、ダイパッド１に半導体素子を搭載するときに使用する半田は、これを加熱して溶融させたとしても、インクに比べるとかなり高い粘性をもつ。
【００２７】
（めっき処理工程）
めっき処理工程Ｓ２では、上記めっき前処理工程Ｓ１を終えたリードフレームに対して、めっき処理を施す。具体的には、リードフレームの所定部に、たとえばニッケルめっき、銀めっき等のめっき処理を施す。ただし、第１領域５および第２領域６を含むダイパッド１の主表面２は、めっき処理による被膜の形成によって半田の濡れ性の選択性が低下したり喪失したりしないよう、あらかじめマスキングするなどしてめっき処理の対象から除外する。
【００２８】
（めっき後処理工程）
めっき後処理工程Ｓ３では、上記めっき処理工程Ｓ２を終えたリードフレームに対して、酸化防止処理を施す。酸化防止処理は、銅系の材料からなるリードフレームの表面が酸化しないように、たとえばベンゾトリアゾールをリードフレームの表面（全面）に塗布することで行う。これにより、リードフレームの表面が防錆被膜で被覆される。このため、ダイパッド１の主表面２において、第１領域５の半田の濡れ性を良好に維持することができる。
【００２９】
＜リードフレーム＞
本発明の実施形態に係るリードフレームは、上記製造方法によって得られるものであって、第１領域５と第２領域６とを一方の主表面２に有するダイパッド１を備える。第１領域５は、半導体素子が搭載される領域である。第２領域６は、第１領域５に隣接する領域である。第１領域５の表面と第２領域６の表面は、上記製造方法において第１領域５をマスキングし、その状態で第２領域６を研磨処理したことで、インクの拡散性が大きく異なるものとなっている。具体的には、第１領域５に比べて第２領域６のほうがインクの拡散性が高い領域になっている。
【００３０】
ただし、第１領域５の表面と第２領域６の表面は、表面粗さが実質的に等しい領域となっている。表面粗さが実質的に等しいとは、算術平均粗さ（Ｒａ）、最大高さ（Ｒｙ）、１０点平均粗さ（Ｒｚ）のうち、少なくとも１つの表面粗さの数値の格差が、第１領域５と第２領域６で３０％以下である場合をいう。
【００３１】
また、第１領域５の表面と第２領域６の表面は、上記研磨処理の有無により、半田の濡れ性が異なるものとなっている。具体的には、第１領域５に比べて第２領域６のほうが半田の濡れ性が低い領域となっている。また、半田槽浸漬法による半田の濡れ性の評価指標である半田被覆面積率で規定すると、第１領域５の表面の半田被覆面積率は９５％以上であるのが好ましいのに対し、第２領域６の表面の半田被覆面積率は７０％未満であることが好ましい。第１領域５の表面の半田被覆面積率が９５％以上であれば、第１領域５に半田を用いて半導体素子を搭載する際に、半田の濡れ不良の発生を抑制することができる。また、第２領域６の表面の半田被覆面積率が７０％未満であれば、第１領域５に半田を用いて半導体素子を搭載する際に、第１領域５から第２領域６への半田の濡れ広がりを効果的に抑制することができる。
【００３２】
また、ダイパッド１の主表面２において、第１領域５が非研磨面、第２領域６が研磨面となっていると、各々の領域における表面の光沢度に違いが生じる。具体的には、第２領域６の表面は研磨処理によって若干くすんだ状態になるため、光沢度が低下する。上記インクの拡散性や半田の濡れ性に所望の違いを生じさせるには、第２領域６の表面の光沢度は、第１領域５の表面の光沢度の８５％以下であることが好ましい。
【００３３】
上記構成のリードフレームを用いて半導体装置を製造する場合は、ダイパッド１の主表面２の第１領域５に所定量の半田を供給し、その上に半導体素子を載置してリフロー等により半田を溶融する。その際、溶融した半田は、ダイパッド１の主表面２に沿って第１領域５全体に濡れ広がる。ただし、第２領域６は、第１領域５に比べて、インクの拡散性が高い反面、半田の濡れ性が低くなっている。このため、ダイパッド１の主表面２では、第１領域５から第２領域６への半田の濡れ広がりが抑制される。
【００３４】
＜実施形態の効果＞
本発明の実施形態によれば、以下に記述する１つまたは複数の効果が得られる。
【００３５】
本発明の実施形態においては、第２領域６の表面が第１領域５の表面よりもインクの拡散性が相対的に高くなるように、めっき前処理工程Ｓ１でダイパッド１の第１領域５をマスキングしつつ第２領域６のみを研磨する。これにより、ダイパッド１の表面を部分的にエッチングで粗面化しなくても、ダイパッド１表面の半田の濡れ性を部分的に低下させることができる。したがって、リードフレームを用いた半導体装置の製造工程では、ダイパッド１の第１領域５に半田を留めることができる。よって、半導体装置の組立性の悪化や信頼性の低下を避けることができる。
【００３６】
本発明の実施形態においては、めっき前処理工程Ｓ１でダイパッド１の第１領域５の表面を酸洗する酸洗処理を行うため、その後のめっき処理工程Ｓ２でリードフレームにめっき処理を施すことにより、第１領域５の半田の濡れ性を効果的に高めることができる。
【００３７】
本発明の実施形態においては、めっき前処理工程Ｓ１のなかで、ダイパッド１の第１領域５を酸洗処理した後に、第１領域５の表面をマスキングし、その状態で第２領域６を研磨処理する。これにより、酸洗処理によって半田の濡れ性を高めた第１領域５の表面状態を損なうことなく、第２領域６を研磨処理することができる。したがって、第１領域５の半田の濡れ性を高く維持しつつ、第２領域６のインクの拡散性を高めることができる。
【００３８】
＜変形例等＞
本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。
【００３９】
たとえば、上記実施形態においては、めっき前処理工程Ｓ１のなかで酸洗処理、マスキング処理および研磨処理を順に行うものとしたが、これに限らず、マスキング処理と研磨処理を行った後に、マスキングなしで酸洗処理を行ってもよい。また、めっき前処理工程においては、酸洗処理を行わずに、マスキング処理と研磨処理だけを行ってもよい。
【００４０】
また、上記実施形態においては、ダイパッド１の主表面２を第１領域５と第２領域６の２つに区分したが、これに限らず、第１領域５と第２領域６を含む３つ以上の領域に区分してもよい。
【００４１】
また、上記実施形態においては、めっき後処理工程Ｓ３でリードフレームの全面に酸化防止処理を施すようにしたが、これに限らず、第２領域６の表面をマスキングした状態で酸化防止処理を施してもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１…ダイパッド
２，３…主表面
５…第１領域
６…第２領域
【図１】
0006663792.tif 000002
【図２】
0006663792.tif 000003