(57)【要約】【課題】本発明は、リードフレーム及びその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明によるリードフレームは、銅基板、及び上記銅基板の表面に表面粗度が１１０−３００ｎｍであるラフ銅層を含む。また、本発明によるリードフレーム製造方法は、銅基板を用意ステップ、及び上記銅基板を硫酸銅溶液で電気メッキしてラフ銅層を形成するステップを含む。【選択図】図１
2012502462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅基板と、
前記銅基板の表面に表面粗度が１１０−３００ｎｍであるラフ銅層を含むことを特徴とする、リードフレーム。
【請求項２】
前記ラフ銅層の上に局部的に形成された銀メッキ層を含むことを特徴とする、請求項１に記載のリードフレーム。
【請求項３】
前記ラフ銅層は０．３−０．６μｍの厚さを有することを特徴とする、請求項１に記載のリードフレーム。
【請求項４】
前記ラフ銅層の上に形成されたニッケル層、パラジウム層、及び金層を含むことを特徴とする、請求項１に記載のリードフレーム。
【請求項５】
前記銅基板は、ニッケル（Ｎｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、及びシリコン（Ｓｉ）のうち、少なくとも１つの不純物を含むことを特徴とする、請求項１に記載のリードフレーム。
【請求項６】
銅基板と、
前記銅基板の上にラフ銅層と、
前記ラフ銅層の上にニッケル層と、
前記ニッケル層の上にパラジウム層と、
前記パラジウム層の上に金層と、
を含むことを特徴とする、リードフレーム。
【請求項７】
前記金層は、表面粗度が９０−２７０ｎｍであることを特徴とする、請求項６に記載のリードフレーム。
【請求項８】
前記ニッケル層は前記パラジウム層より厚く形成され、前記パラジウム層は前記金層より厚く形成されることを特徴とする、請求項６に記載のリードフレーム。
【請求項９】
銅基板を用意するステップと、
前記銅基板を硫酸銅溶液で電気メッキしてラフ銅層を形成するステップと、
を含むことを特徴とする、リードフレーム製造方法。
【請求項１０】
前記ラフ銅層を形成するステップは、
硫酸銅溶液の銅イオンの濃度を５−７０ｇ／Ｌにし、電流密度を３−７ＡＳＤにして、１０〜４０秒間進行することを特徴とする、請求項９に記載のリードフレーム製造方法。
【請求項１１】
前記ラフ銅層は、表面粗度が１１０−３００ｎｍであることを特徴とする、請求項９に記載のリードフレーム製造方法。
【請求項１２】
前記ラフ銅層は、厚さが０．３−０．６μｍであることを特徴とする、請求項９に記載のリードフレーム製造方法。
【請求項１３】
前記ラフ銅層の上に局部的に銀メッキ層を形成するステップを含むことを特徴とする、請求項９に記載のリードフレーム製造方法。
【請求項１４】
前記ラフ銅層の上にニッケル層、パラジウム層、及び金層を形成するステップを含むことを特徴とする、請求項９に記載のリードフレーム製造方法。
【請求項１５】
前記金層は、表面粗度が９０−２７０ｎｍであることを特徴とする、請求項１４に記載のリードフレーム製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リードフレーム及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リードフレームは、半導体チップと共に半導体パッケージをなす構成要素の１つである。
【０００３】
リードフレームは、半導体パッケージの内部と外部とを連結する導線の役割と半導体チップを支持する支持体の役割を同時に遂行することもできる。
【０００４】
一方、従来のリードフレームは、リードフレームの基材として使われる基板の上に異型金属層または合金層をメッキして使用した。異型金属層または合金層は、基板の不純物の拡散または基板の酸化を防止し、パッケージング工程時、ＥＭＣ（Epoxy Mold Compound）用レジンとの接着力を向上させることができる。
【０００５】
しかしながら、基板の表面に異型金属層または合金層をメッキする場合、費用が増加する問題点があり、特に異型材料をメッキする場合、基板との接着力が劣って不良が発生する問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、リードフレーム及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明は、簡単な工程及び安い費用で特性を向上させることができるリードフレーム及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によるリードフレームは、銅基板、及び上記銅基板の表面に表面粗度が１１０−３００ｎｍであるラフ銅層を含む。
【０００９】
本発明によるリードフレームは、銅基板、上記銅基板の上にラフ銅層、上記ラフ銅層の上にニッケル層、上記ニッケル層の上にパラジウム層、及び上記パラジウム層の上に金層を含む。
【００１０】
本発明によるリードフレーム製造方法は、銅基板を用意ステップ、及び上記銅基板を硫酸銅溶液で電気メッキしてラフ銅層を形成するステップを含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、リードフレーム及びその製造方法を提供することができる。
【００１２】
本発明は、簡単な工程及び安い費用で特性を向上させることができるリードフレーム及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態によるリードフレームを示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるラフ銅層の表面を拡大した図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるラフ銅層の表面を拡大した図である。
【図４】本発明の第１実施形態によるリードフレーム製造方法を説明する図である。
【図５】本発明の第２実施形態によるリードフレームを説明する図である。
【図６】本発明の第２実施形態による金層の表面を拡大した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明を説明するに当たって、各層（膜）、領域、パターン、または構造物が、基板、各層（膜）、領域、パッド、またはパターンの「上（on）」に、または「下（under）」に形成されることと記載される場合において、「上（on）」と「下（under）」は、「直接（directly）」または「他の層を介して（indirectly）」形成されることを全て含む。また、各層の上または下に対する基準は、図面を基準として説明する。
【００１５】
図面において、各層の厚さやサイズは説明の便宜及び明確性のために誇張、省略、または概略的に図示された。また、各構成要素のサイズは実際のサイズを全的に反映するのではない。
【００１６】
図１は、本発明の第１実施形態によるリードフレームを示す断面図である。
【００１７】
図１を参照すると、第１実施形態によるリードフレームは、銅基板１０、及び上記銅基板１０の表面に形成されたラフ（Rough）銅層２０が含まれる。
【００１８】
ラフ銅層２０の表面には局部的に銀メッキ層３０が形成される。
【００１９】
銅基板１０は、銅（Ｃｕ）または銅を主成分とする合金で形成される。銅基板１０は銅材料の機械的、電気的な特性を改善するために多様な不純物が含まれる。例えば、銅基板１０は、銅（Ｃｕ）にニッケル（Ｎｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、及びシリコン（Ｓｉ）のうち、少なくとも１つの不純物を含んで製作することができる。
【００２０】
ラフ銅層２０は、０．３−０．６μｍの平均厚さと、１１０−３００ｎｍの表面粗度を有する。
【００２１】
実施形態では従来の異型材質のメッキ層を使用するリードフレームとは異なり、銅基板１０の表面にラフ銅層２０を形成する。したがって、銅基板１０とラフ銅層２０との接合力は異型材質のメッキ層より強い。
【００２２】
また、ラフ銅層２０は工程時に発生する熱により銅基板１０の不純物の外部への拡散を遮断することができ、空気中の水分などによる銅基板１０の酸化を防ぐことができる。
【００２３】
一方、実施形態によるラフ銅層２０は、粒子サイズ（grain size）が大きく形成されて表面粗さが大きいため、パッケージング工程時、ＥＭＣ（Epoxy Mold Compound）用レジンとの接着力が強化される。
【００２４】
即ち、ラフ銅層２０は表面粗度が１１０−３００ｎｍに非常に大きく形成されるので、アンカー効果（Anchoring Effect）によりレジンとの密着力が増加する。
【００２５】
図２及び図３は、本発明の第１実施形態によるラフ銅層の表面を拡大した図である。
【００２６】
図２及び図３に示すように、ラフ銅層２０の表面は非常に粗く形成されたことが分かる。
【００２７】
一方、銀メッキ層３０は半導体チップのような電子装置との熔接性及び電気伝導性の向上のために形成される。例えば、銀メッキ層３０は３−５μｍの厚さを有する。
【００２８】
図４は、本発明の第１実施形態によるリードフレーム製造方法を説明する図である。
【００２９】
実施形態において、リードフレームの製造方法は、リール−トゥ−リール（Reel-to-reel）工程、またはストリップ（Strip）単位の個別製品単位に工程が可能であり、イン−ライン（in-line）工程により製作される。
【００３０】
まず、図４を参照すると、銅基板１０を用意する（Ｓ１００）。銅基板１０は銅を主材料にし、機械的、電気的な特性を改善するために多様な不純物が含まれる。例えば、銅基板１０は、銅（Ｃｕ）にニッケル（Ｎｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、及びシリコン（Ｓｉ）のうち、少なくとも１つの不純物を含んで製作することができる。
【００３１】
そして、銅基板１０を洗浄する。ここで、洗浄工程は、脱脂工程、水洗工程、酸洗工程、及び水洗工程の順に進行されることもできる。
【００３２】
次に、銅基板１０の表面にラフ銅層２０を形成する（Ｓ１２０）。
【００３３】
ラフ銅層２０は、硫酸銅（ＣｕＳＯ4・５Ｈ2Ｏ）溶液で電気メッキ方式により形成されるが、電気メッキは銅イオンの濃度を５−７０ｇ／Ｌにし、電流密度を３−７ＡＳＤにして、１０〜４０秒間進行され、それによって表面粗度が１１０−３００ｎｍである０．３−０．６μｍ厚さのラフ銅層２０を形成することができる。硫酸銅溶液には必要によって多様な添加剤が含まれることもできる。
【００３４】
銅イオンの濃度が５ｇ／Ｌより小さい場合、メッキで形成される粒子の量が少なくて接着力向上の効果が少なく、銅イオンの濃度が７０ｇ／Ｌより大きい場合、粒子が全体的に大きく形成されて表面粗度が増加する効果が少ない。
【００３５】
電流密度が３ＡＳＤより小さい場合、ラフ銅層２０の表面粗度が小さく形成され、電流密度が７ＡＳＤより大きい場合、ラフ銅層２０が過度メッキされてラフ銅層２０の一部分の粒子サイズが相対的に大きく形成され、一部分の粒子サイズは相対的に小さく形成されて、均一な表面粗度が得られない。
【００３６】
メッキ時間が１０秒より小さい場合、ラフ銅層２０の表面粗度が小さく形成され、メッキ時間が４０秒より大きい場合、ラフ銅層２０が過度メッキされてラフ銅層２０の一部分の粒子サイズが相対的に大きく形成され、一部分の粒子サイズは相対的に小さく形成されて、均一な表面粗度が得られない。
【００３７】
ラフ銅層２０の表面粗度が１１０ｎｍより小さい場合、接着力向上の効果が少なく、ラフ銅層２０の表面粗度が３００ｎｍより大きい場合、均一な表面粗度が得られない。
【００３８】
硫酸銅（ＣｕＳＯ4・５Ｈ2Ｏ）溶液は他の銅メッキ溶液、例えば、シアン化銅（ＣｕＣＮ）に比べて表面粗度の大きいメッキ層を形成することができる。特に、実施形態では硫酸銅溶液に高い電流密度を使用してメッキを遂行することで、０．３μｍ−０．６μｍ厚さのラフ銅層２０を形成することができる。
【００３９】
ラフ銅層２０の厚さが０．３μｍより小さい場合、表面粗度が小さく形成され、０．６μｍより大きい場合、ラフ銅層２０が過度メッキされてラフ銅層２０の一部分の粒子サイズが相対的に大きく形成され、一部分の粒子サイズは相対的に小さく形成されて、均一な表面粗度が得られない。
【００４０】
例えば、実施形態では、銅基板１０に対し銅イオンの濃度を４０ｇ／Ｌにし、電流密度を５ＡＳＤ（単位面積当たり電流量）にして３０秒間進行して、表面粗度が２００ｎｍである０．５μｍの厚さのラフ銅層２０を形成した。
【００４１】
そして、ラフ銅層２０が形成された銅基板１０を洗浄する（Ｓ１３０）。ここで、洗浄工程は水洗工程として進行されることもできる。
【００４２】
次に、ラフ銅層２０の上に局部的に銀メッキ層３０を形成する（Ｓ１４０）。
【００４３】
そして、銀メッキ層３０を形成した後、後処理工程を進行する（Ｓ１５０）。
【００４４】
後処理工程は、不要な銀メッキ層に対する電解剥離工程、酸洗工程、エッジ処理工程、水洗工程、及び乾燥工程を含む。
【００４５】
したがって、図１に示すようなリードフレームを製作することができる。
【００４６】
前述したように、第１実施形態によるリードフレーム製造方法は、銅基板１０の上に電気メッキ工程によりラフ銅層２０を形成する。電気メッキ工程は、銅イオンの濃度、電流密度、時間、及び添加剤の投入を適切に制御することで、ラフ銅層２０の表面粗度が増加するようにすることができる。
【００４７】
これによって、実施形態は異型材質のメッキ層を形成せず、リードフレームの特性を改善することができる。
【００４８】
図５は、本発明の第２実施形態によるリードフレームを説明する図である。
【００４９】
図５を参照すると、前述した第１実施形態ではラフ銅層２０の上に局部的に銀メッキ層３０を形成することが開示されているが、第２実施形態ではラフ銅層２０の上にニッケル（Ｎｉ）層４０、パラジウム（Ｐｄ）層５０、金（Ａｕ）層６０を順次にメッキすることもできる。
【００５０】
即ち、ラフ銅層２０の上にニッケル層４０をメッキし、ニッケル層４０の上にパラジウム層５０をメッキし、パラジウム層５０の上に金層６０をメッキすることができる。
【００５１】
例えば、ニッケル層４０は０．５−２．５μｍの厚さで形成され、パラジウム層５０は０．０２−０．１５μｍの厚さで形成され、金層６０は０．００３−０．０１５μｍの厚さで形成される。
【００５２】
ニッケル層４０、パラジウム層５０、及び金層６０は、ラフ銅層２０の上に形成されるため、金層６０は９０−２７０ｎｍの表面粗度を有する。
【００５３】
第２実施形態によるリードフレームは、銅基板１０の上にラフ銅層２０、ニッケル層４０、パラジウム層５０、及び金層６０を形成することで、ソルダリング特性が向上する長所を有する。
【００５４】
図６は、本発明の第２実施形態による金層の表面を拡大した図である。
【００５５】
図６に示すように、ラフ銅層２０の表面粗度によって金層６０の表面も非常に粗く形成されたことが分かる。
【００５６】
以上、本発明を好ましい実施形態をもとに説明したが、これは単なる例示であり、本発明を限定するのでない。本発明の本質的な特性を逸脱しない範囲内で、多様な変形及び応用が可能であることが同業者にとって明らかである。例えば、実施形態に具体的に表れた各構成要素は変形して実施することができ、このような変形及び応用にかかわる差異点も、特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、リードフレーム及びその製造方法に適用できる。
【図１】
2012502462.tif 000003
【図２】
2012502462.tif 000004
【図３】
2012502462.tif 000005
【図４】
2012502462.tif 000006
【図５】
2012502462.tif 000007
【図６】
2012502462.tif 000008
【国際調査報告】
2012502462.tif 000009
2012502462.tif 000010
2012502462.tif 000011
2012502462.tif 000012