(57)【要約】【課題】半田濡れ性の劣化を防止することができる半導体装置の製造方法を提供することである。【解決手段】半導体チップ１１をリードフレーム１８に搭載する工程と、半導体チップ１１を封止樹脂２により封止する工程と、リードフレーム１８を水酸化ナトリウム溶液に浸漬してアルカリ電解脱脂する工程と、硫酸および過酸化水素水が混合した溶液に、リードフレーム１８を浸漬する工程とを含むものである。この半導体装置の製造方法によれば、付着した銅を除去するための工程をアルカリ電解脱脂の後に行うことにより、半田濡れ性が劣化しない半導体装置を得ることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップをリードフレームに搭載する工程と、前記半導体チップを封止樹脂により封止する工程と、前記リードフレームを電解脱脂する工程と、前記電解脱脂により前記リードフレームに付着した銅を除去する工程とを含む半導体装置の製造方法。
【請求項２】
リードフレームを電解脱脂する工程は前記リードフレームを水酸化ナトリウム溶液に浸漬する工程であり、前記電解脱脂により前記リードフレームに付着する銅を除去する工程は硫酸および過酸化水素水が混合した溶液に、前記リードフレームを浸漬する工程である請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
半導体チップが搭載されるリードフレームは、パラジウムまたは金がめっきされている請求項１または請求項２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
半導体チップをリードフレームに搭載する工程の前に、前記リードフレームの前記半導体チップが搭載される面と反対側にテープが貼り付けられ、前記半導体チップを封止樹脂により封止する工程の後に、前記テープを前記リードフレームから剥がす請求項１、請求項２または請求項３記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルカリ電解脱脂した後に銅除去を行うという工程フローを特徴とする、パラジウムめっきまたは金めっきした端子を持つ半導体装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来、封止テープ剥がし後にパッケージ端子部のパラジウムめっき表面に残る粘着剤の除去や、封止時に発生する樹脂バリのデフラッシュの前処理を目的にアルカリ電解脱脂を行ってきた。すなわち、図８において、（ａ）は初期状態であり、１は樹脂封止まで完了した半完成の半導体装置の端子部、２は樹脂封止まで完了した半完成の半導体装置の封止樹脂部、３は端子部への樹脂バリである。（ｂ）はアルカリ電解脱脂状態であり、４は水素ガスを示す。（ｃ）はアルカリ脱脂後の状態であり、５は電着した銅である。（ｄ）はデフラッシュ状態であり、６はウォータージェットの高圧水を示す。（ｅ）はデフラッシュ状態を示す。
【０００３】
このアルカリ電解脱脂は、通常は図９に示すように、リードフレームが陰極１５になるように電荷を与え電解槽の溶液１７を電気分解して水素ガス４の泡を発生させる事で効果的に端子表面の油脂や封止テープ接着剤残渣と言った汚れを除去する。また、高圧水を当てること（以下ウォータージェットと呼ぶ）で端子部に付いた封止時の樹脂バリを除去する（以下デフラッシュと呼ぶ）を行うが、その効果を上げる為の前処理としてもアルカリ電解脱脂は行われている。１６は酸素ガスである。
【０００４】
【特許文献】
特開２０００−３４９２０６
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、アルカリ電解脱脂では水溶液１７中に含まれる不純物の銅５が被処理物（リード部）に電気化学的に付着する。この銅５は製品となった半導体装置を基板に半田付けする際の半田濡れ性を劣化させる欠点があった。
【０００６】
すなわち、従来方法ではアルカリ電解脱脂中に溶液１７内の金属不純物である銅５が電気反応的に付着し、めっきされたような状態になる。この銅５の端子部への付着により半導体装置が基板に半田付けされる能力（半田濡れ性と呼ぶ）が劣化する欠点がある。この銅５の付着は電気化学的に発生するため、溶液１７内の銅濃度が僅かでも発生し、溶液１７の管理では防止できない。実験では１．２ｐｐｍでも銅の付着による半田濡れ性の劣化が確認された。
【０００７】
したがって、この発明の目的は、半田濡れ性の劣化を防止することができる半導体装置の製造方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の半導体装置の製造方法は、半導体チップをリードフレームに搭載する工程と、半導体チップを封止樹脂により封止する工程と、リードフレームを電解脱脂する工程と、電解脱脂によりリードフレームに付着した銅を除去する工程とを含むものである。
【０００９】
請求項１記載の半導体装置の製造方法によれば、付着した銅を除去するための工程をアルカリ電解脱脂の後に行うことにより、半田濡れ性が劣化しない半導体装置を得ることができる。
【００１０】
請求項２記載の半導体装置の製造方法は、請求項１において、リードフレームを電解脱脂する工程がリードフレームを水酸化ナトリウム溶液に浸漬する工程であり、電解脱脂によりリードフレームに付着する銅を除去する工程は硫酸および過酸化水素水が混合した溶液に、リードフレームを浸漬する工程である。
【００１１】
請求項２記載の半導体装置の製造方法によれば、請求項１と同様な効果がある。
【００１２】
請求項３記載の半導体装置の製造方法は、請求項１または請求項２において、
半導体チップが搭載されるリードフレームは、パラジウムまたは金がめっきされているものである。
【００１３】
請求項３記載の半導体装置の製造方法によれば、請求項１または請求項２と同様な効果がある。
【００１４】
請求項４記載の半導体装置の製造方法は、請求項１、請求項２または請求項３において、半導体チップをリードフレームに搭載する工程の前に、リードフレームの半導体チップが搭載される面と反対側にテープが貼り付けられ、半導体チップを封止樹脂により封止する工程の後に、テープをリードフレームから剥がすものである。
【００１５】
請求項４記載の半導体装置の製造方法によれば、請求項１、請求項２または請求項３と同様な効果がある。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
この発明の第１の実施の形態を図１から図３により説明する。すなわち、この半導体装置の製造方法は、パラジウムめっきされたリードフレーム１８に半導体素子１１をボンディングする。その後、フレーム１８の内部端子部と半導体素子１１上の電極を金属細線１４で電気的に接合させる。その後、樹脂２で成形封止する。このフレーム状態の半完成状態にある半導体装置が図１（ａ）であり、（ｂ）は部分Ａを拡大したものでアルカリ脱脂の初期状態である。
【００１７】
図（ｃ）はこの半導体装置を図９における陰極１５にしてアルカリ電解脱脂槽でアルカリ電解脱脂した状態を示す。このアルカリ電解脱脂は、リードフレーム１８を水酸化ナトリウム溶液に浸漬することにより行う。封止時に発生した樹脂端子部１の樹脂バリ３はアルカリ電解脱脂により電気化学反応で端子表面から発生する水素ガス４により浮き上がり、後工程のウォータージェット６によるデフラッシュによる効果が出やすくなる。図（ｄ）はアルカリ電解脱脂後の状態、図（ｅ）はデフラッシュ状態であり、アルカリ電解脱脂後にウォータージェット６の高圧水によりデフラッシュを行う。図（ｆ）はデフラッシュ後の状態である。なお、デフラッシュの方法はウォータージェットに限らない。
【００１８】
アルカリ電解脱脂により、端子部１の表面に電着された銅５を除去するための処理液、例えば硫酸と過酸化水素水の混合液に浸漬し、端子表面の銅を除去する。図（ｇ）が銅除去の状態である。この処理には例えば硫酸と過酸化水素水を主成分とした薬剤で一般には銅板へのめっき前処理液に使用される薬剤例えば三菱瓦斯化学製のＣＰＢ−５０が使用できる。なお、アルカリ電解後のデフラッシュと銅除去の工程はどちらを先に行っても構わない。
【００１９】
以上、本実施形態の半導体装置の製造方法により、以下の効果がある。すなわち、ゼロクロス時間を測定することによりリードフレーム１８の濡れ性を評価し、不純物としての銅が除去されているか判定した。まず、本実施形態の半導体装置により得ることのできる半導体装置のリード部の評価方法として採用した「ゼロクロス時間測定法」について説明する。
【００２０】
ゼロクロス時間は、米国の規格であるＭＩＬスペックで規定されている半田濡れ性評価方法で規定されているメニスコグラフ法での測定値である。以下にその測定方法と原理の概略を図２を用いて説明する。図２は、横軸を測定時間とし、縦軸をサンプル２０に加わる斥力または引力のグラフを示す。
（１）短冊状の測定サンプル２０にフラックスを塗布し、測定装置にセットする（図（ａ））。測定装置はサンプル２０を一定速度で一定温度に保たれた溶融半田１９の槽へ出し入れする事ができ、電子天秤でサンプル２０へ掛かる応力を測定することができる。
（２）サンプル２０は規定の温度で融かされた半田の中へ一定速度で規定の深さまで浸漬される。図（ｂ）はサンプル２０を溶融半田１９に触れた状態である。
（３）浸漬直後は図（ｃ）の状態となり、溶融半田１９は浸漬されたサンプル２０となじまないためにサンプル２０を排斥しようとし、斥力がサンプル２０に掛かる。
（４）やがてサンプル２０と溶融半田１９が馴染みサンプルを排斥する斥力が弱くなる（図（ｄ））。
（５）斥力が０となった後、サンプル２０と溶融半田１９との馴染によりサンプル２０を取り込もうとする引力がサンプル２０に掛かる（図（ｅ））。
（６）規定の測定時間になるとサンプル２０は溶融半田１９から引き出されて測定は終了する（図（ｆ）、（ｇ））。
【００２１】
ここで、ゼロクロス時間は、サンプル２０を浸漬してから斥力、引力の無い状態に達するまでの時間の事を言う。このゼロクロス時間は短い方が半田濡れ性は良いと判断される。
【００２２】
本実施形態の半導体装置の製造方法により得た半導体装置のリード部について評価した結果、以下のゼロクロス時間となった。すなわち、
（１）テープ剥がし後のゼロクロス時間：０．５８０秒
（２）アルカリ電解脱脂後のゼロクロス時間：０．９００秒
（３）アルカリ電解脱脂後に銅除去した場合のゼロクロス時間：０．４１５秒
上記（１）のように、テープの接着剤の残渣がある場合は、ゼロクロス時間が０．５８秒であった。また、（２）のようにアルカリ電解脱脂後、すなわちテープの接着剤を除去し、銅が付着した場合は０．９００秒であった。そして、（３）の本実施形態のように、銅を除去した場合は、ゼロクロス時間は０．４１５秒であった。このように、テープの接着剤の残渣を除去した後、さらに銅を除去した場合はゼロクロス時間が短くなり、半田濡れ性が向上することがわかる。
【００２３】
図３はその様子を示す半田濡れ性グラフである。水準Ａが無処理すなわち上記（１）に相当し、水準Ｂがアルカリ電解脱脂のみすなわち上記（２）に相当し、水準Ｃがアルカリ電解脱脂後に銅除去処理したものすなわち上記（３）に相当する。
【００２４】
そして、以下の実施形態においても、上記（１）〜（３）と同様な結果となった。
（実施の形態２）
この発明の第２の実施の形態を図３により説明する。第１の実施の形態と異なる点はリードフレームに封止テープを貼付した点である。すなわち、封止時の樹脂バリを軽減または防止する封止テープを貼付した、パラジウムめっきされたリードフレーム１８に半導体素子１１をボンディングし、その後、フレーム１８の内部端子部と半導体素子１１上の電極を金属細線１４で電気的に接合させ、その後、樹脂２で成形封止する。図４（ａ）がこの状態であり、アルカリ電解脱脂前の初期状態である。ただし、封止テープ７のフレーム１８への貼付は樹脂封止前ならばどの工程において行っても構わない。
【００２５】
図（ｂ）のように封止テープ７を除去して、このフレーム状態の半完成状態にある半導体装置を図９に示すように陰極１５にしてアルカリ電解脱脂槽でアルカリ電解脱脂する（図（ｃ）、（ｄ））。このアルカリ電解脱脂により封止時に発生した樹脂端子部の樹脂バリ３は電気化学反応で端子表面から発生する水素ガス４により浮き上がり、ウォータージェットによるデフラッシュによる効果が出やすくなると同時に表面に付着していた封止テープの接着剤８が除去される。アルカリ電解脱脂後にウォータージェット６によりデフラッシュを行う（図（ｅ））。なお、デフラッシュの方法はウォータージェットに限らない。
【００２６】
デフラッシュ後（図（ｆ））、端子部１の表面に電着された銅５を除去するための処理液、例えば硫酸と過酸化水素水に混合液に浸漬し端子表面の銅５を除去する（図（ｇ））。なお、アルカリ電解後のデフラッシュと銅除去の工程はどちらが先に行われても構わない。
（実施の形態３）
この発明の第３の実施の形態を図５により説明する。第２の実施の形態と異なる点はデフラッシュ工程がない点である。すなわち、封止時の樹脂バリを防止する封止テープを貼付したパラジウムめっきされたリードフレーム１８に半導体素子１１をボンディングした後、フレーム１８の内部端子部と半導体素子１１上の電極を金属細線１４で電気的に接合させた後、樹脂２で成形封止する。ただし、封止テープ７のフレーム１８への貼付は樹脂封止前ならばどの工程において行っても構わない。封止テープ７を除去して、このフレーム状態の半完成状態にある半導体装置を陰極１５にしてアルカリ電解脱脂槽でアルカリ電解脱脂する。このアルカリ電解脱脂により表面に付着していた封止テープの接着剤８が除去される。    端子部１の表面に電着された銅５を除去するための処理液、例えば硫酸と過酸化水素水に混合液に浸漬し端子表面の銅を除去する。
（実施の形態４）
この発明の第４の実施の形態を図６により説明する。第２および第３の実施の形態と異なる点は金めっきした端子部を用い保護テープで保護するとともに半導体素子を基板に実装した点である。すなわち、金めっき端子９の表面に保護テープ１３を貼付けた複数の製品となる部分を配置した基板１０に半導体素子１１をボンディングし、その後、基板１０の内部端子部と半導体素子１１上の電極を金属細線１４で電気的に接合させ、その後、樹脂１２で成形封止する（図６（ａ））。図（ｂ）は図（ａ）の部分Ｂの拡大図であり、テープ剥がし前の初期状態である。その後、分割前の半完成状態の半導体装置である基板１０からテープ１３を剥がす（図（ｃ））。なおテープ１３の貼付は樹脂で成型封止前のどの工程で行っても構わない。テープ１３を剥がした後にアルカリ電解脱脂し（図（ｄ）、（ｅ））、端子９の接着剤残渣８を取り除いた後に銅除去を行う（図（ｆ））。
【００２７】
図７は第１の実施の形態の端子部１に金めっき端子９を使用し、半導体素子１１を封止樹脂１２で封止した第５の実施の形態である。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１記載の半導体装置の製造方法によれば、付着した銅を除去するための工程をアルカリ電解脱脂の後に行うことにより、半田濡れ性が劣化しない半導体装置を得ることができる。
【００２９】
請求項２記載の半導体装置の製造方法によれば、請求項１と同様な効果がある。
【００３０】
請求項３記載の半導体装置の製造方法によれば、請求項１または請求項２と同様な効果がある。
【００３１】
請求項４記載の半導体装置の製造方法によれば、請求項１、請求項２または請求項３と同様な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるプロセスを説明する、端子部の断面方向から見た断面図である。
【図２】ゼロクロス時間を説明するもので、横軸が測定時間、縦軸が引力および斥力を示すグラフである。
【図３】本発明による場合、無処理の場合、アルカリ電解脱脂のみの場合の各半田濡れ性時間を示すグラフである。
【図４】本発明の第２の実施形態におけるプロセスを説明する断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態におけるプロセスを説明する断面図である。
【図６】本発明の第４の実施形態におけるプロセスを説明する断面図である。
【図７】本発明の第５の実施形態における断面図である。
【図８】従来例におけるプロセスを説明する断面図である。
【図９】アルカリ電解脱脂槽での反応を説明する説明図である。
【符号の説明】
１  端子部
２  封止樹脂部
３  樹脂バリ
４  水素ガス
５  電着した銅
６  ウォータージェット
７  封止テープ
８  封止テープ接着剤残渣
９  金めっき端子
１０  基板
１１  半導体素子
１２  封止樹脂
１３  保護テープ
１４  金属細線
１５  陰極
１６  酸素ガス
１７  アルカリ電解脱脂の溶液
１８  リードフレーム
【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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