(57)【要約】  【課題】リードフレームと封止樹脂とを強固に密着させ、リードフレームと封止樹脂との間に隙間が生じないようにしたリードフレームとその製造方法を提供する。  【解決手段】ダイパッド部(2)とリード(3,3)とを備えたリードフレーム(1)において、ダイパッド(2)の平坦面(7)とその端面(8)、リードの平坦面(7)とその端面(8)とが連続した面で構成され、リードフレーム表面(7,8)が算術平均粗さＲａで３０ｎｍ以上８０ｎｍ以下の範囲の平滑面に形成され、かつリードフレーム表面の平滑面に表面改質層(6)が形成されている。これにより、リードフレームと封止樹脂との界面の耐湿性、密着性及び気密性を向上する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイパッド部およびリードの何れかの一方または両方を備えたリードフレームにおいて、
前記ダイパッドの平坦面とその端面、前記リードの平坦面とその端面とが連続した面で構成され、
前記リードフレーム表面が算術平均粗さＲａで３０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲の平滑面に形成され、
かつ前記リードフレーム表面の平滑面に表面改質層が形成されていることを特徴とするリードフレーム。
【請求項２】
前記リードフレーム表面の平滑面の上に形成された表面改質層が、有機被膜層である請求項１に記載のリードフレーム。
【請求項３】
前記リードフレーム表面の平滑面の上に形成された有機被膜層が、シランカップリング剤層である請求項２に記載のリードフレーム。
【請求項４】
ダイパッド部とリードとを備えたリードフレームの製造方法において、
前記リードフレームの平坦面から端面にかけて連続した面を形成する連続面形成工程と、
前記リードフレーム表面を算術平均粗さＲａで３０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲に平滑処理する平滑処理工程と、
前記リードフレーム表面に表面改質層を形成する表面改質層形成工程を含むことを特徴とするリードフレームの製造方法。
【請求項５】
ダイパッド部とリードとを備えたリードフレームの製造方法において、
前記リードフレームの平坦面から端面にかけて連続した面を形成すると同時に前記リードフレーム表面を算術平均粗さＲａで３０ｎｍ以上８０ｎｍ以下の範囲に平滑処理する連続面形成平滑処理工程と、
前記リードフレーム表面に表面改質層を形成する表面改質層形成工程とを含むことを特徴とする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】
本発明はリードフレームとその製造方法に関するものであり、特にリードフレームと封止樹脂との気密性の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のリードフレームとその製造方法としては、慣用技術であるエッチング技術により、リードフレームの断面形状を丸みを帯びた形状とし、封止樹脂との密着性の改善、応力の均等化を図っているものがあった（例えば、特許文献１参照）。さらに、粗面化めっき技術により、リードフレーム表面を粗面化して封止樹脂とのアンカー効果（機械的結合）により密着性を改善しているものがあった（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
図３は、特許文献１に記載された従来のリードフレームを示す断面図である。図３において、１０１はリードフレームであり、１０２は半導体素子などを搭載するダイパッド部であり、１０３は外部回路などとの接続に用いられるリードである。ダイパッド部１０２とリード１０３とは枠材（図示せず）で連結しリードフレーム１０１を構成する。ダイパッド部１０２とリード１０３の断面形状を丸みを帯びた形状とすることでダイパッド部１０２とリード１０３に加わる応力を低減することで封止樹脂（図示せず）とリードフレーム１０１との密着性を改善し耐湿性、密着性などの信頼性の向上を図っていた。
【０００４】
図４Ａは、特許文献２に記載された従来のリードフレームを示す断面図である。図４Ｂは図４ＡのＺ部分の拡大断面図である。図３と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。１０４はリードフレーム１０１表面を粗面化することを目的とした部分電解めっき技術を用い選択的に形成された粗面化めっき層である。これは少なくとも封止樹脂（図示せず）と接する表面に凹凸の激しい粗面化めっき層１０４を形成し、ワイヤーボンディングなどに必要な部分に接続用めっき１０５を形成することで封止樹脂（図示せず）とリードフレーム１０１との密着性を改善し耐湿性、密着性などの信頼性の向上を図っていた。
【特許文献１】特開平１０−２７０６２２号公報
【特許文献２】特開２００２−２９９５３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記従来の構成では、いずれもリードフレーム１０１と封止樹脂（図示せず）との密着性を改善し耐湿性、密着性などの信頼性の向上に一定の効果を有していたが、鉄や銅などの金属からなるリードフレーム１０１と封止樹脂（図示せず）と熱膨張率が異なり、リードフレーム１０１と封止樹脂（図示せず）との間に微少な隙間が発生し、耐湿性に劣るという問題を有していた。
【０００６】
本発明は、前記従来の問題を解決するもので、リードフレームと封止樹脂とを強固に密着させ、リードフレームと封止樹脂との間に隙間が生じないようにしたリードフレームとその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のリードフレームは、ダイパッド部とリードとを備えたリードフレームにおいて、前記ダイパッドの平坦面とその端面、前記リードの平坦面とその端面とが連続した面で構成され、前記リードフレーム表面が算術平均粗さＲａで３０ｎｍ以上８０ｎｍ以下の範囲の平滑面に形成され、かつ前記リードフレーム表面の平滑面に表面改質層が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明のリードフレームの製造方法は、ダイパッド部とリードとを備えたリードフレームの製造方法において、前記リードフレームの平坦面から端面にかけて連続した面を形成する連続面形成工程と、前記リードフレーム表面を算術平均粗さＲａで３０ｎｍ以上８０ｎｍ以下の範囲に平滑処理する平滑処理工程と、前記リードフレーム表面に表面改質層を形成する表面改質層形成工程を含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明の別のリードフレームの製造方法は、ダイパッド部とリードとを備えたリードフレームの製造方法において、前記リードフレームの平坦面から端面にかけて連続した面を形成すると同時に前記リードフレーム表面を算術平均粗さＲａで３０ｎｍ以上８０ｎｍ以下の範囲に平滑処理する連続面形成平滑処理工程と、前記リードフレーム表面に表面改質層を形成する表面改質層形成工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のリードフレームによれば、リードフレームと封止樹脂との界面が強固な化学結合により、耐湿性、密着性及び気密性を向上できる。さらに、その製造方法によれば、レジスト塗布やレジスト剥離などレジストを用いて選択的にエッチングを行う際の煩雑な工程を採用することなくリードフレームに発生した、ダレ、剪断面、破断面、バリの除去と同時に平坦部から端面にかけて連続した面を構成するとともにリードフレームの表面粗さをＲａ３０ｎｍ以上８０ｎｍ以下に備えたリードフレームを形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明のリードフレーム表面は算術平均粗さＲａで３０ｎｍ以上８０ｎｍ以下の範囲の平滑面に形成され、かつ前記リードフレーム表面の平滑面に表面改質層が形成されている。前記の平滑面と表面改質層との相乗作用により、前記リードフレーム表面と封止樹脂との界面を強固な化学結合により、耐湿性、密着性及び気密性を向上できる。算術平均粗さＲａで３０ｎｍ未満では、耐湿性、密着性及び気密性は低下する傾向となる。またＲａが８０ｎｍを超えると、耐湿性、密着性及び気密性は低下する傾向となる。
【００１２】
前記リードフレーム表面の平滑面の上に形成された表面改質層が、有機被膜層でシランカップリング剤層であることが好ましい。
【００１３】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１Ａは、本発明の実施の形態１におけるリードフレームの断面図である。図１Ｂは図１ＡのＸ部分の拡大断面図である。図１において、リードフレーム１は銅や銅合金からなる薄板材をプレス加工又はエッチング加工したリードフレームであり、半導体素子（図示せず）を搭載するダイパッド部２と、半導体素子（図示せず）と外部回路（図示せず）とを導通接続するリード３とを備えている。リードフレーム１表面の少なくとも封止樹脂（図示せず）と接する部分に有機被膜層としてシリコンを含有した有機化合物のシランカップリング剤を含有する表面改質剤の表面改質層６を構成している。シランカップリング剤はアミノ官能性シランであり（構造式Ｘ−Ｓｉ（ＯＲ）3）、用いる溶剤はエタノール、イソプロピルアルコールなどで、その被膜厚さ平均で５０ｎｍ以下である。
【００１５】
リードフレーム１は平坦面７から端面８にかけて連続した面で構成されており、その表面の表面粗さがＲａ（算術平均粗さ）３０ｎｍ以上８０ｎｍ以下に形成されている。例えば、シラン化合物を含有する表面改質剤を吹き付け法や浸漬法などにより表面改質層６を形成した場合、リードフレーム１表面の銅金属と表面改質剤成分との化学結合により気密性が著しく向上する。例えば、（表１）に従来技術を用いたリードフレームとしてＲａ（算術平均粗さ）１００ｎｍと２００ｎｍと本実施形態によるリードフレームとしてＲａ（算術平均粗さ）３０ｎｍと８０ｎｍとの試験結果（各１００個）を示す。試験方法はＰＣＴ（飽和加圧蒸気試験）試験試験条件：１２１℃、２ａｔｍ、１〜２４時間飽和水蒸気での高温条件下に曝した後、ＭＩＬ−ＳＴＤ−２０２Ｅ  ＭＥＴＨＯＤ１１２Ｂ  ＳＥＡＬ  試験条件Ｄに準じた気密性確認試験である。（表１）の通り、従来技術によるリードフレームに比べ、本実施形態によるリードフレームは、平滑面であるにもかかわらず、耐湿性、密着性及び気密性が顕著に向上することが確認できた。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
本実施形態によれば、リードフレーム１の平坦面７から端面８にかけて連続した面で構成することにより、リードフレーム１に加わる応力を低減することで封止樹脂（図示せず）との密着性を改善し耐湿性、密着性などの信頼性の向上することができる。さらに、表面改質層６を形成する前処理でリードフレーム１の表面粗さＲａを３０ｎｍ以上８０ｎｍ以下に形成することにより、表面改質剤が均一に被膜され、リードフレーム１と封止樹脂（図示せず。）との密着性を強くすることができる。
【００１８】
（実施の形態２）
図２Ａ−Ｃは、本発明の実施の形態２のリードフレームの製造方法の工程フローに沿った断面図である。図２Ｄは図２ＣのＹ部分の拡大断面図である。図２において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い説明を省略する。
【００１９】
図２において、薄板材をプレス加工によりリードフレーム１を形成する（図２Ａ）。プレス加工されたリードフレーム１には、ダレ、剪断面、破断面、バリが発生しており平滑な表面状態とは言い難い。
【００２０】
リードフレーム１を水酸化ナトリウムを１０質量％〜２０質量％含んだ脱脂液に常温で３０秒〜６０秒間浸漬し、リードフレーム１に付着した余分な油成分を除去した後、硝酸１０質量％〜３０質量％からなる研磨液に浸漬する。（図２Ｂ）。このとき、リードフレーム１に発生した、ダレ、剪断面、破断面、バリの除去と同時に平坦部７から端面８にかけて連続した面を構成するとともにリードフレーム１の表面粗さをＲａ３０ｎｍ以上８０ｎｍ以下に形成する。これによれば、レジスト塗布やレジスト剥離などレジストを用いて選択的にエッチングを行う際の煩雑な工程を省略することができる。
【００２１】
リードフレーム１の表面に表面改質層６として実施の形態１と同一のシランカップリング剤の表面改質剤からなる表面改質層６を形成する（図２Ｃ）。これによれば、後工程（説明省略）で行われる樹脂封止工程での封止樹脂（図示せず）とリードフレーム１との密着性を改善することができる。これは、従来行われていた機械的結合とは異なり、リードフレーム１と表面改質層６及び表面改質層６と封止樹脂（図示せず）との間に化学結合を形成することで、リードフレーム１と封止樹脂（図示せず）との密着性と気密性を大きく向上することができる。
【００２２】
図３Ｄは、リードフレーム１の平坦部７から端面８にかけての連続した面と、表面改質層６を途切れることなく均一に形成した状態を示す。これは、リードフレーム１表面の表面粗さをＲａ３０ｎｍ以上８０ｎｍ以下に平滑に形成したことで表面改質層６を均一且つ平滑に形成することを可能とするものであり、表面改質層６表面を平滑にすることで封止樹脂（図示せず）とのリードフレーム１表面における化学結合を強固なものとすることができる。
【００２３】
なお、本実施の形態では、銅又は銅合金のリードフレームを用いて説明したが、これに限ることは無い。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、リードフレームと封止樹脂との密着性及び気密性を必要とするリードフレームに適用したが、その他にも、銅やアルミニウムなどの金属と樹脂との密着性改善の用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】Ａは本発明の実施の形態１におけるリードフレームの断面図、ＢはＡのＸ部分の拡大断面図。
【図２】Ａ−Ｃは本発明の実施の形態２におけるリードフレームの製造方法の工程フローに沿った断面図、ＤはＣのＹ部分の拡大断面図。
【図３】従来の特許文献１のリードフレームの断面図。
【図４】Ａは従来の特許文献２のリードフレームの断面図、ＢはＡのＺ部分の拡大断面図。
【符号の説明】
【００２６】
１，１０１  リードフレーム
２，１０２  ダイパッド部
３，１０３  リード
６  表面改質層
７  平坦面
８  端面
１０４  粗面化めっき層
１０５  接続用めっき
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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