(57)【要約】    【課題】外部接続端子を形成する際に発生する金属メッキのはみ出しを低減し得るＢＣＣ用リードフレームとそれを用いた半導体装置を提供する。    【解決手段】外部接続端子部とダイ部とを有するＢＢＣ用リードフレームにおいて、外部接続端子部のメッキ層のリードフレーム素材１側から数えた第一層４' が、該素材１と同等の溶解特性を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部接続端子部とダイ部とを有するＢＣＣ用リードフレームにおいて、外部接続端子部のメッキ層のリードフレーム素材側から数えた第一層が、該素材と同等の溶解特性を有していることを特徴とするＢＣＣ用リードフレーム。
【請求項２】
リードフレーム素材が銅であり、前記第一層が銅メッキ層である、請求項１に記載のＢＣＣ用リードフレーム。
【請求項３】
リードフレーム用素材の表面にレジスト層を形成する工程と、前記レジスト層を所望のエッチングパターンを有するマスクを用いて露光し現像して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素材の表面露出部をエッチングして凹状の窪みを形成する工程と、前記凹状の窪みの内面に、メッキ用マスクと前記リードフレーム素材の表面との境界面に生じる隙間以上の厚みで、前記リードフレーム素材と同等の溶解特性を有する金属のメッキを施す工程と、前記凹状の窪みの内面に施された前記メッキ層の上に、所望の金属メッキを施して外部接続端子を形成する工程と、残存する前記レジストを除去する工程とを含む、ＢＣＣ用リードフレームの製造方法。
【請求項４】
リードフレーム用素材の表面にレジスト層を形成する工程と、前記レジストを外部接続端子部とダイ部のパターンを有するマスクを用いて露光し現像してエッチング用マスクを形成する工程と、前記素材表面の露出部をエッチングして外部接続端子部用とダイ部用との窪みを形成する工程と、残存する前記レジスト層を除去する工程と、再度リードフレーム用素材の表面にレジスト層を設ける工程と、外部接続端子部とダイ部のメッキ必要部とのパターンを有するマスクを用いて露光し現像してメッキ用マスクを得る工程と、外部接続端子部用窪みの内面とダイ部のメッキ必要部とに前記メッキ用マスクと前記リードフレーム素材との境界面に生じる隙間以上の厚みで前記リードフレーム素材と同等の溶解特性を有する金属のメッキを施す工程と、外部接続端子部用窪みの内面とダイ部のメッキ必要部とに所望の金属のメッキを施す工程とを含む、ＢＣＣ用リードフレームの製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載のＢＣＣ用リードフレームを用いて構成した半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置や電子部品の組立に用いられるバンプチップキャリア（ＢＣＣ）用リードフレームとその製造方法及びそれを用いた半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子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電気的に結合するインナーリード部と、実装後に半導体装置と回路基板との接合に供せられるアウターリード部とから構成される。
【０００３】
昨今の電子機器小型化の影響は，こうしたリードフレームにも及び、リードやリード間隔が極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来ている。こうした高密度のリードフレームを得る方法としては、加工精度の点からエッチング法が多用されている。
【０００４】
例えば、図３に示すように、リードフレーム用素材１の表面に感光性レジスト層２を設け、このレジスト層２に所望のパターンを有するマスク３を蜜接させて、露光し、現像してエッチング用マスクを得、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レジスト層を除去し、必要とされる部分にメッキを施して、リードフレームを得ていた。この際に施されるメッキ層４は、良好なワイヤボンディング性を得るべく配慮されていて、例えば、素材１が銅の場合は、ニッケルメッキ、パラジウムメッキ、金メッキがこの順に施されて、構成されている。
【０００５】
こうして製作されるリードフレームの一つに、バンプチップキャリア（以下、単に「ＢＣＣ」という）用リードフレームがある。このＢＣＣ用リードフレームは、例えば、図４に示されるように、リードフレーム用素材１に、上記の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１ａと１ｂが形成され、次いでこれらの凹部を含む必要部位にリードフレーム素材１と溶解特性の異なるメッキ層４を設けて構成されていた。そして、このＢＣＣ用リドフレームの使用に際しては、例えば、ダイ部用凹部１ｂ内に半導体素子５を搭載し、半導体素子表面の電極と凹状電極の凹状内面とをワイヤボンディングし、その後モールド樹脂６で封止し、次いでリードフレーム素材１を溶解除去するようにしていた。従って、ＢＣＣ用リードフレームを用いたパッケージは、他の構造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であった（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−０３７２３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、このようなＢＣＣ用リードフレームは、リードフレーム用素材１の表面に設けられたエッチングマスク３を利用してエッチング処理により形成した凹状のパターン部表面に、例えば、エッチングマスク３をそのままメッキマスクとして用い、Ａｕ，Ｐｄ，Ｎｉ等の必要な金属メッキを直に施して、外部接続端子やダイ部を形成するか、或いは、エッチング後にエッチングマスク３を除去し、再度レジスト層２’を形成し、メッキ用パターンが形成されたマスク３’を用いて露光し、現像してメッキ用マスクを形成し、Ａｕ，Ｐｄ，Ｎｉ等の必要な金属メッキを直に施して、外部接続端子やダイ部を形成していた。
【０００７】
この場合、メッキを施す際にリードフレーム用素材１の表面とメッキ用マスクとが蜜着していないと、これらの隙間にも金属メッキが施され、樹脂モールド及びその後のエッチング処理により完成する外部接続端子は、図５及び図６に示すように、周囲に金属メッキ層４の縁４ａがはみ出した状態となり、外部接続端子の形成精度を低下させ、得られるＢＣＣの実装安定性を低下させる結果となる。従って、外部接続端子の成形精度を向上させるためには、外部接続端子を形成する際に発生する金属メッキのこのはみ出しを如何に低減させるかが課題となる。
【０００８】
本発明は、従来方法の有する上記の如き課題に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、外部接続端子を形成する際に発生する金属メッキのはみ出しを低減し得るＢＣＣ用リードフレームとその製造方法及びそれを用いた半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明によるＢＣＣ用リードフレームは、外部接続端子部とダイ部とを有するＢＣＣ用リードフレームにおいて、外部接続端子部のメッキ層のリードフレーム素材側から数えた第一層が、リードフレーム素材と同等の溶解特性を有していることを特徴としている。
【００１０】
本発明によれば、リードフレーム素材が銅であり、前記第一層が銅メッキ層である。
【００１１】
また、本発明によるＢＣＣ用リードフレームの製造方法は、リードフレーム用素材の表面にレジスト層を形成する工程と、前記レジスト層を所望のエッチングパターンを有するマスクを用いて露光し現像して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素材の表面露出部をエッチングして凹状の窪みを形成する工程と、前記凹状の窪みの内面に、メッキ用マスクと前記リードフレーム素材の表面との境界面に生じる隙間以上の厚みで、前記リードフレーム素材と同等の溶解特性を有する金属のメッキを施す工程と、前記凹状の窪みの内面に施された前記メッキ層の上に、所望の金属メッキを施して外部接続端子を形成する工程と、残存する前記レジストを除去する工程とを含んでいる。
【００１２】
また、本発明によるＢＣＣ用リードフレームの製造方法は、リードフレーム用素材の表面にレジスト層を形成する工程と、前記レジストを外部接続端子部とダイ部のパターンを有するマスクを用いて露光し現像してエッチング用マスクを形成する工程と、前記素材表面の露出部をエッチングして外部接続端子部用とダイ部用との窪みを形成する工程と、残存する前記レジスト層を除去する工程と、再度リードフレーム用素材の表面にレジスト層を設ける工程と、外部接続端子部とダイ部のメッキ必要部とのパターンを有するマスクを用いて露光し現像してメッキ用マスクを得る工程と、外部接続端子部用窪みの内面とダイ部のメッキ必要部とに前記メッキ用マスクと前記リードフレーム素材との境界面に生じる隙間以上の厚みで前記リードフレーム素材と同等の溶解特性を有する金属のメッキを施す工程と、外部接続端子部用窪みの内面とダイ部のメッキ必要部とに所望の金属のメッキを施す工程とを含んでいる。
【００１３】
また、本発明による半導体装置は、上記ＢＣＣ用リードフレームを用いて構成されている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によるＢＣＣ用リードフレームを用いれば、ダイ部に半導体素子を搭載し、必要個所をワイヤボンディングし、樹脂封止した後に行うリードフレーム用素材の溶解除去時に、メッキはみ出し部分も溶解除去されるので、従来のＢＣＣ及びそれと類似のパッケージと比較して、外部接続端子の形成精度及び実装偏頗性が大幅に向上する。また、本発明によれば、各種のＢＣＣ用リードフレームが簡便に製造することができる。また、本発明によるＢＣＣ用リードフレームを用いたＢＣＣパッケージは、外部接続端子の形成精度及び実装偏頗性が大幅に向上したものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明によるＢＣＣ用リードフレームも、基本的には、図３または図４に示した従来方法と同様な工程を経て製作される。従って、図３または図４をも参照して説明する。本発明では、特にマスキング処理を施しパターンを形成したリードフレーム用素材１に、その素材と同等の溶解特性を示す金属を使用してメッキ処理を施した後、外部接続端子に必要な金属メッキを施すようにした。この際、その素材１と同等の溶解特性を示すメッキ層が、メッキ用マスクと金属素材表面との境界面の蜜着不足部分に入り込んで、隙間を埋める厚さになるまでメッキを施して第一層４’（図１参照）を形成した。こうすることにより、その後に施される金属メッキ層４は、図１に示すようになる。そして、メッキ処理時に発生するパターン部分からのはみ出しを低減させることができる。
【００１６】
従って、本発明によれば、外部接続端子用凹部１ａやダイ部用凹部１ｂの深さと第一層４’のメッキの厚みの制御のみで、高精度の外部接続端子の形成が可能となる。また、この第一層４’は、リードフレーム用素材１中に存在する添加元素や不純物のメッキ層４中への拡散を防止する機能を果たす。その結果、その後の外部接続端子を形成する金属メッキ層を高純度で形成することを可能にする。更に、周辺部にメッキ領域を有するダイ部の場合、メッキ処理終了時には、図２に示されるようになり、樹脂モールド後に行われるエッチング処理により、リードフレーム用素材１と第一層４’とが同時に溶解除去され、図１に示すように空間方向の絶縁性を安定させる形状が可能となる。
【実施例１】
【００１７】
リードフレーム素材１として銅材を用いた。銅材表面にレジストフィルムをラミネートし、エッチング処理するパターン部が、従来品よりも縦横各々０．０１０ｍｍ大きく設計された外部接続端子部を有するマスクを用いて、露光し、現像してエッチングマスク３を形成した。その後、露出した銅表面を、定法に従い、従来品よりも０．０１０ｍｍ深くなるようにハーフエッチングした。次に、エッチングマスク３をそのままメッキマスクとして用い、定法に従い、銅メッキを厚さ０．０１０ｍｍ施して第一層４’を形成した。引き続きこの第一層４’の表面上に、定法に従い、ニッケルメッキを施し、その上にパラジウムメッキを施し、その上に金メッキを施して外部接続端子部を形成し、残存するレジスト層を除去して、ＢＣＣ用リードフレームを得た。
【００１８】
このＢＣＣ用リードフレームの所定部にペーストを用いて半導体素子５を搭載し、半導体素子表面の電極と外部接続用端子部とをワイヤボンディングし、その後樹脂封止した。その後、リードフレーム用素材１と第一層４’とを溶解除去してＢＣＣパッケージを完成させた。その後、実装面側から外部接続端子寸法を測定した。その結果、ハーフエッチング部分からのメッキのはみ出しは、従来仕様のものと比較して１０分の１以下であった。
【実施例２】
【００１９】
実施例１と同様の設計で作製したＢＣＣパッケージの実装面側に前処理を施し、溶融半田に浸漬させ、半田と安定した接合を得るまでに要する時間をメニスコグラフ法で測定したところ、従来仕様と比較して２分の１の時間で安定した半田接合が得られた。
【実施例３】
【００２０】
リードフレーム用素材１として、古河電工社製のＥＦＴＥＣ−６４Ｔを用いた以外は、実施例１と同様にしてＢＣＣ用リードフレームを作製し、ＢＣＣパッケージを得た。得られたＢＣＣパッケージの実装面側から外部接続端子寸法を測定した結果、ハーフエッチング部分からのメッキのはみ出しは、従来仕様と比較して１０分の１以下であった。
【実施例４】
【００２１】
リードフレーム用素材１として、ヤマハオーリン社製のＣ−７０２５を用いた以外は、実施例１と同様にしてＢＣＣ用リードフレームを作製し、ＢＣＣパッケージを得た。得られたＢＣＣパッケージの実装面側から外部接続端子寸法を測定した結果、ハーフエッチング部分からのメッキのはみ出しは、従来仕様のものと比較して１０分の１以下であった。
【実施例５】
【００２２】
リードフレーム素材１として銅材を用いた。銅材表面にレジストフィルムをラミネートし、エッチング処理するパターン部が、従来品よりも縦横各々０．０１０ｍｍ大きく設計された外部接続端子部パターンと、同様に大きくしたダイ部とを有する第１のマスク３を用いて露光し、現像してエッチングマスクを形成した。その後、露出した銅表面を、定法に従い、従来品よりも０．０１０ｍｍ深くなるようにハーフエッチングした。次に、残存したレジスト層を除去し、再度銅材表面にレジストフィルムをラミネートし、外部接続端子部のパターンが第１のマスク３と同じであり、ダイ部が第１のマスク３のダイ部よりも周囲に０．２００ｍｍだけ大きくしたパターンを有する第２のマスク３’を用いて露光し、現像してメッキ用マスクを得た。次に、定法に従い、銅メッキを厚さ０．０１０ｍｍ施して第一層４’を形成した。引き続きこの第一層４’の表面上に、定法に従い、ニッケルメッキを施し、その上にパラジウムメッキを施し、その上に金メッキを施して外部接続端子部を形成し、残存するレジスト層を除去して、ＢＣＣ用リードフレームを得た。
【００２３】
このＢＣＣ用リードフレームの所定部にペーストを用いて半導体素子５を搭載し、半導体素子表面の電極と外部接続用端子部とをワイヤボンディングし、その後樹脂封止した。その後、リードフレーム用素材１と第一層４’とを溶解除去してＢＣＣパッケージを完成させた。その後、実装面側から外部接続端子寸法を測定した。その結果、ハーフエッチング部分からのメッキのはみ出しは、従来仕様のものと比較して１０分の１以下であった。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明によるリードフレームの要部拡大断面図である。
【図２】本発明による多重露光型リードフレームの要部拡大断面図である。
【図３】ＢＣＣパッケージの従来の製造工程を示すフロー図である。
【図４】２度露光によるＢＣＣパッケージの従来の製造工程を示すフロー図である。
【図５】従来のリードフレームの要部拡大断面図である。
【図６】従来の多重露光型リードフレームの要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１                      リードフレーム素材
１ａ                    外部接続端子部凹部
１ｂ                    ダイ部凹部
２，２’                レジスト層
３，３’                マスク
４                      メッキ層
４ａ                    縁
４’                    メッキの第一層
５                      半導体素子
６                      モールド樹脂
【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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