(57)【要約】      （修正有）【課題】簡易な方法でウィスカの発生を抑制する技術を提供する。【解決手段】樹脂封止部４２の外部に露出しているリード１８を、上下左右方向に撓ませる。鎖線１１８、２１８は、リード１８をそれぞれ上方向（ｚ方向）及び下方向に撓ませたときのリード１８の位置を示す。リード１８を上方向に撓ませる際は、リード１８の先端部１９ａをリード１８の根元部１９ｂに対して上方向に曲げて、リード１８を弓なりにしならせる。これにより、リード１８の下面１８ｂの全体（厳密には、樹脂封止部４２の外部に露出しているリード１８の下面１８ｂの全体）が引っ張られて伸ばされる。リード１８を破線１１８に示す位置まで上方向に撓ませたら、リード１８を撓ませる前の位置に戻す。そして、同様の手順でリード１８を下方向に撓ませ、更に左右方向にも撓ませる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードフレームを有する電子部品の製造方法であって、
表面にメッキ層を有する前記リードフレームを第１の方向に撓ませ、その後、前記リードフレームを前記第１の方向とは異なる第２の方向に撓ませる工程と、
前記リードフレームを撓ませる前記工程の後で、前記リードフレームを所定の形状に変形させる工程と、を備える電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示する技術は、電子部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品のリードフレームがメッキされていると、メッキ層からウィスカと呼ばれるひげ状の結晶が発生することがある。ウィスカは時間と共に成長し、短絡の原因となる。このため、ウィスカの発生を抑制するために様々な対策がとられている。
【０００３】
その一例として、特許文献１には、表面に複数の凹凸が形成されたメッキ層を有する電子部品が開示されている。この構成によると、メッキ層に対して力が作用した場合に、各凸部分が隔壁となり、メッキ層の内部で応力が伝播することを抑制できる。このため、メッキ層に生じる応力に起因してウィスカが発生することを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−００７２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、電子部品に電解研磨又はショットブラストを実施して表面に凹凸を形成し、その後、当該凹凸面にメッキ層を形成することでメッキ層の表面に凹凸を形成する必要がある。このため、製造効率の低下や製造コストの上昇につながる。本明細書では、従来よりも簡易な方法でウィスカの発生を抑制できる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書では、リードフレームを有する電子部品の製造方法を開示する。この製造方法は、表面にメッキ層を有するリードフレームを第１の方向に撓ませ、その後、リードフレームを第１の方向とは異なる第２の方向に撓ませる工程と、リードフレームを撓ませる工程の後で、リードフレームを所定の形状に変形させる工程と、を備える。
【０００７】
上記の製造方法では、リードフレームを所定の形状に変形させる工程の前に、表面にメッキ層を有するリードフレームを第１の方向及び第２の方向に撓ませる工程を実施する。リードフレームを第１の方向に撓ませることにより、リードフレームの表面のメッキ層の一部に引張負荷が加えられてメッキ層が伸ばされる。これにより、メッキ層を構成する結晶粒の配列構造が破壊され、不規則な配列構造に変化する。同様に、リードフレームを第２の方向に撓ませることにより、メッキ層の別の部分を構成する結晶粒の配列構造が破壊され、不規則な配列構造に変化する。このように、リードフレームを異なる複数の方向に撓ませることで、広い範囲でメッキ層を構成する結晶粒の配列構造を不規則な配列構造に変化させることができる。このため、外的又は内的な要因でメッキ層に圧縮応力が生じても、その応力は不規則に配列された結晶粒により分散されることとなり、圧縮応力に起因してウィスカが発生することを抑制することができる。従って、例えばリードフレームを所定の形状に変形する工程でメッキ層に圧縮応力が生じても、メッキ層からウィスカが発生することを抑制できる。上記の製造方法によると、ウィスカの発生は、リードフレームを所定の形状に変形させる工程の前に、リードフレームを撓ませる工程を追加するだけで抑制することができる。このため、電子部品の表面を加工したり、メッキ層の表面形状を精査したりするような複雑で時間がかかる工程を実施する必要がなく、比較的に簡易な方法でウィスカの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】表面にメッキ層を有するリードフレームを示す。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図を示す。
【図３】メッキ層の断面の部分拡大図を示す。
【図４】パッケージの平面図を示す。
【図５】リードを上下方向に撓ませる様子を示す。
【図６】リードを左右方向に撓ませる様子を示す。
【図７】リードフレーム撓ませ工程後のメッキ層の断面の部分拡大図を示す。
【図８】半導体装置の正面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。
【実施例１】
【００１０】
図１〜図８を参照して実施例１の半導体装置１０の製造方法について説明する。以下では、本実施例の特徴部分について主に説明する。なお、本明細書が開示する技術は電子部品全般の製造方法に適用可能であり、半導体装置の製造方法に限られないことに注意されたい。
【００１１】
（リードフレーム準備工程）
まず、図１に示すように、リードフレーム１２を準備する。図１に示すように、リードフレーム１２はｘｙ平面方向に延びる平板状の部材である。リードフレーム１２は、母材２８とメッキ層３０（図２参照）を有する。母材２８は、Ｃｕ合金を材料とする板材をエッチング又はスタンピングにより所定の形状に加工したものである。メッキ層３０は、母材２８の表面全体を電気メッキ法によりＳｎでメッキした層である。リードフレーム１２は、半導体チップ（図示省略）がマウントされるダイパッド１４と、ダイパッド１４を支持する吊りリード１６と、リード１８と、ダイパッド１４及びリード１８を支持する外枠２０と、を備えている。図１ではリードフレーム１２の一部分しか示していないが、実際のリードフレーム１２は、図１に示す構成がｘ方向に繰り返し形成された短冊状の形状を有している。なお、母材２８をメッキする金属はＳｎに限られず、例えばＳｎ合金であってもよい。
【００１２】
図２に示すように、リード１８の断面は四角形である。母材２８の上面（ｚ方向の面）、下面、左面（−ｘ方向の面）、及び右面は、均一な厚みのメッキ層３０により被覆されている。以下では、表面にメッキ層３０を有するリード１８の上面、下面、左面、右面をそれぞれ上面１８ａ、下面１８ｂ、左面１８ｃ、右面１８ｄと称する。図３は、図２の二点鎖線３２で囲まれたメッキ層３０の部分拡大図を示す。図３に示すように、メッキ層３０は、Ｓｎの結晶粒が規則的に配列された構造を有している。結晶粒は、メッキ層３０の全面に亘って規則的に配列されている。
【００１３】
（ダイボンディング工程、ワイヤボンディング工程、パッケージング工程、リードフレーム切断工程）
次に、ダイパッド１４（図１参照）にＡｇペースト等の接着剤（図示省略）を塗布して、その上に半導体チップを固着する（ダイボンディング工程）。
続いて、半導体チップのボンディングパッド（図示省略）とリード１８の内側の先端とをＡｕ等の細線（図示省略）を用いて接続する（ワイヤボンディング工程）。
続いて、半導体チップが固着されたリードフレーム１２のうち、図１の二点鎖線２２で囲まれた部分（即ち、ダイパッド１４、吊りリード１６の一部、及びリード１８の一部）を樹脂封止する（パッケージング工程）。具体的には、リードフレーム１２を、直方体形状のキャビティを有する金型（図示省略）にセットし、当該キャビティに高温の液状樹脂を流し込み、樹脂を硬化させることで樹脂封止する。
続いて、リードフレーム１２を二点鎖線２４で示す位置で切断する（リードフレーム切断工程）。これにより、パッケージング工程で樹脂封止された部分と、当該樹脂封止された部分から延びる複数のリード１８との一体物が、外枠２０から分離される（以下では、当該一体物をパッケージ４０とも称する）。なお、パッケージング工程では、樹脂の代わりにセラミックを用いてもよい。
【００１４】
（リードフレーム撓ませ工程）
図４は、切断工程で分離されたパッケージ４０を示す。樹脂封止部４２は、パッケージング工程で樹脂封止された部分を示す。樹脂封止部４２は、直方体形状を有する。図４に示すように、樹脂封止部４２の外部には、リード１８のうち樹脂封止されなかった部分が露出している。具体的には、樹脂封止部４２の４つの側面から、それぞれ５本のリード１８が延びている。図５、図６は、図４の二点鎖線４４で囲まれた樹脂封止部４２及びリード１８の部分拡大図を示す。図５は−ｘ方向から見た図を示しており、図６は−ｚ方向から見た図（平面図）を示している。図５に示すように、リード１８は四角柱形状を有する。
リードフレーム撓ませ工程では、樹脂封止部４２の外部に露出しているリード１８を、上下左右方向に撓ませる。図５の二点鎖線１１８、２１８は、リード１８をそれぞれ上方向（ｚ方向）及び下方向に撓ませたときのリード１８の位置を示す。リード１８を上方向に撓ませる際は、リード１８の先端部１９ａをリード１８の根元部１９ｂに対して上方向に曲げて、リード１８を弓なりにしならせる。これにより、リード１８の下面１８ｂの全体（厳密には、樹脂封止部４２の外部に露出しているリード１８の下面１８ｂの全体）が引っ張られて伸ばされる。リード１８を破線１１８に示す位置まで上方向に撓ませたら、リード１８を撓ませる前の位置に戻す。そして、同様の手順でリード１８を下方向に撓ませる。即ち、リード１８の先端部１９ａを根元部１９ｂに対して下方向に曲げて、リード１８を弓なりにしならせる。これにより、リード１８の上面１８ａの全体（厳密には、樹脂封止部４２の外部に露出しているリード１８の上面１８ａの全体）が引っ張られて伸ばされる。リード１８を破線２１８に示す位置まで下方向に撓ませたら、リード１８を撓ませる前の位置に戻す。
図６の二点鎖線３１８、４１８は、リード１８をそれぞれ左方向（−ｘ方向）及び右方向に撓ませたときのリード１８の位置を示す。リード１８を左右方向に撓ませる手順は、リード１８を上下方向に撓ませる手順と同様である。即ち、リード１８の先端部１９ａを根元部１９ｂに対して左方向に曲げて、リード１８を弓なりにしならせる。これにより、リード１８の右面１８ｄの全体（厳密には、樹脂封止部４２の外部に露出しているリード１８の右面１８ｄの全体）が引っ張られて伸ばされる。リード１８を破線３１８に示す位置まで左方向に撓ませたら、リード１８を撓ませる前の位置に戻す。次に、リード１８の先端部１９ａを根元部１９ｂに対して右方向に曲げて、リード１８を弓なりにしならせる。これにより、リード１８の左面１８ｃの全体（厳密には、樹脂封止部４２の外部に露出しているリード１８の左面１８ｃの全体）が引っ張られて伸ばされる。リード１８を破線４１８に示す位置まで右方向に撓ませたら、リード１８を撓ませる前の位置に戻す。なお、上方向は、「第１の方向」の一例に相当し、下方向は、「第２の方向」の一例に相当する。
【００１５】
リード１８を上下左右方向に撓ませる際は、根元部１９ｂは固定治具（図示省略）により固定されることが好ましい。これにより、リード１８を撓ませる際に、根元部１９ｂに負荷がかかることを抑制できる。リードフレーム撓ませ工程は、全てのリード１８に対して実施される。このとき、上下左右方向に撓ませる工程のうち、少なくとも左右方向に撓ませる工程は、樹脂封止部４２の１つの側面から延びている５本のリード１８に対して同じタイミングで実施されることが好ましい。これにより、リード１８を左右方向に撓ませる際に、リード１８が隣接するリード１８に当たることを抑制できる。リード１８は、手で撓ませてもよいし、機械で撓ませてもよい。
【００１６】
図７は、リードフレーム撓ませ工程を実施した後のリード１８の断面のうち、図２の二点鎖線３２で囲まれた部分と同じ部分におけるメッキ層３０の部分拡大図を示す。図３では、メッキ層３０はＳｎの結晶粒が規則的に配列された構造を有していたのに対し、図７では、メッキ層３０は結晶粒が不規則に配列された構造に変化している。これは、リードフレーム撓ませ工程においてリード１８の各面１８ａ〜１８ｄに位置するメッキ層３０が伸ばされ、その結果、Ｓｎの結晶粒の規則的な配列構造が破壊されたためであると考えられる。リードフレーム撓ませ工程では、リード１８の各面１８ａ〜１８ｄの全体が伸ばされる。このため、リードフレーム撓ませ工程の実施後は、各面１８ａ〜１８ｄに位置するメッキ層３０の全体（厳密には、樹脂封止部４２の外部に露出しているメッキ層３０の全体）に亘って結晶粒の配列構造が不規則な構造に変化する。
【００１７】
（リードフレーム変形工程）
リードフレーム変形工程では、リード１８を所定の形状に変形させる。具体的には、従来公知のリード成形機（図示省略）を用いて、リード１８を位置１９ｃ、１９ｄ（図８参照）でそれぞれ直角に折り曲げて、リード１８のうち位置１９ｄから先端部１９ａまでの部分がｘｙ平面上に位置するようにリード１８を変形させる。リードフレーム変形工程は、全てのリード１８に対して実施される。上記の工程を経ることで、図８に示すような半導体装置１０が製造される。
【００１８】
本実施例の半導体装置１０の製造方法の作用効果を説明する。上記の製造方法では、表面にメッキ層３０を有するリード１８を、リードフレーム変形工程の前に撓ませる。これにより、メッキ層３０のうち撓ませた方向とは反対の方向に位置しているメッキ層３０が伸ばされて、その部分のメッキ層３０の結晶粒の配列構造が不規則な構造に変化する。四角柱形状のリード１８を上下左右に撓ませることで、リード１８の表面全体のメッキ層３０の結晶粒の配列構造を不規則な構造に変化させることができる。このため、内的又は外的な要因でメッキ層３０内に圧縮応力が生じても、その圧縮応力は不規則に配列された結晶粒により分散されることとなり、圧縮応力に起因してウィスカが発生することを抑制できる。従って、例えばリードフレーム変形工程でリード１８に圧縮応力が生じても、メッキ層３０からウィスカが発生することを抑制できる。
また、上記の製造方法によると、従来の半導体装置１０の製造方法にリード１８を撓ませる工程を追加するだけで、メッキ層３０からのウィスカの発生を抑制できる。リード１８を撓ませる作業は、手動又は機械で比較的に簡単に手早く行うことができるため、比較的に簡易な方法でウィスカの発生を抑制することができる。
【００１９】
さらに、リード１８の表面に凹凸を形成しなくてもメッキ層３０に生じる圧縮応力を分散させることができるため、リード１８の表面を平坦に保つことができる。また、本実施例では、メッキ層３０はＳｎにより形成されている。一般に、メッキ材料にＳｎが含まれる場合は、ウィスカが発生し易いことが知られている。しかしながら、本実施例の半導体装置１０の製造方法によると、メッキ層３０がＳｎにより形成されていても、メッキ層３０からウィスカが発生することを適切に抑制できる。
【００２０】
以上、本明細書が開示する技術の実施例について詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、本明細書が開示する半導体装置及びその製造方法は、上記の実施例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【００２１】
例えば、実施例１ではリード１８を上下左右方向に撓ませて、メッキ層３０の全体に亘って結晶粒の配列構造を破壊したが、リード１８を撓ませる方向はこれに限られない。例えば、リード１８の左右方向だけを撓ませて、リード１８の右面１８ｄ及び左面１８ｃに位置するメッキ層３０の結晶粒の配列構造だけを破壊してもよい。また、実施例１ではリード１８は四角柱形状としたが、リード１８の形状はこれに限られず、例えば円柱形状であってもよい。
【００２２】
また、リードフレーム撓ませ工程は、リードフレーム準備工程とリードフレーム変形工程の間であれば、どのタイミングで行われてもよい。例えば、リードフレーム撓ませ工程は、ダイボンディング工程の前に実施されてもよい。即ち、母材２８の表面がメッキ層３０で被覆されていれば、リードフレーム変形工程の前のどのタイミングでリード１８を撓ませても、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。
【００２３】
また、実施例１では母材２８の表面全体がメッキされたリードフレーム１２（いわゆる全面メッキ）が用いられたが、メッキされる範囲はこれに限られない。例えば、部分メッキが施されたリードフレームが用いられてもよい。即ち、リードフレーム１２のダイパッド１４及びリード１８の先端に内装メッキを施し、ダイボンディング工程〜パッケージング工程を実施した後で、樹脂封止部４２から露出しているリード１８に外装メッキを施してもよい。この場合、外装メッキ工程の後でリードフレーム切断工程が実施され、その後リードフレーム撓ませ工程が実施される。或いは、リードフレーム切断工程を実施してからリード１８に外装メッキを施し、その後リードフレーム撓ませ工程を実施してもよい。
【００２４】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００２５】
１０：半導体装置
１２：リードフレーム
１８：リード
３０：メッキ層
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図３】
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【図７】
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