JPH09199654A - リードフレームの加工方法およびリードフレーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インナーリード部に感光性のレジストをめっ
きマスクとして貴金属めっきが施され、且つ、ダウンセ
ット加工の精度を改善したリードフレームおよびその加
工方法を提供する。 【解決手段】 少なくともインナーリード部に貴金属め
っきが施され、且つ、ダイパッド部がダウンセット加工
されたリードフレームの加工方法であって、少なくと
も、順に、（Ａ）外形加工されたリードフレームの表面
に感光性のレジストを被膜し、露光、現像処理を行い、
所定の領域のみを露出させる工程と、（Ｂ）露出された
所定の領域に貴金属めっき処理を施す工程と、（Ｃ）ダ
イパッド部をダウンセット加工する工程とを有し、且
つ、前記貴金属めっき処理を施す露出された所定の領域
には、ダイパッド部を支持するタブ吊りバー部の少なく
ともダウンセット加工部は入らないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，インナーリード部に感
光性のレジストをめっきマスクとして貴金属めっきが施
され、且つ、ダウンセット加工が施されたリードフレー
ムの加工方法と、その加工方法により作製されたリード
フレームに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、樹脂封止型の半導体装置の組
立部材として用いられる（単層）リードフレームは、プ
レス法もしくはエッチング法により形成され、一般には
図６（ａ）に示すように、半導体素子を搭載するための
ダイパッド６１２と、ダイパッド６１２の周囲に設けら
れた半導体素子と結線するためのインナーリード６１３
と、該インナーリード６１３に連続して外部回路との結
線を行うためのアウターリード６１４、樹脂封止する際
のダムとなるダムバー６１５、リードフレーム６１０全
体を支持するフレーム（枠）部６１６等を備えている。
そして、リードフレーム（単層リードフレーム）６１０
は、通常、コバール、４２合金（４２％ニッケル−鉄合
金）、銅系合金のような導電性に優れた金属から成り、
図６（ｂ）に示すように、ダイパッド６１２に半導体素
子６２０を搭載し、半導体素子６２０の端子（パッド）
６２１とインナーリード６１３の先端部とを金などのワ
イヤ６３０で結線を行った後に、樹脂６４０にて封止し
て、半導体装置６００を作製していた。このように、半
導体素子６２０の端子（パッド）６２１とインナーリー
ド６１３の先端部とを金などのワイヤ６３０で結線を行
うために、導電性に優れ、ワイヤとの強い結合力をもつ
銀めっきをインナーリードの半導体素子搭載側先端部に
施す、部分銀めっき処理が一般には採られていた。

【０００３】この部分銀めっき処理は、従来は、図７に
示すようなめっき装置７００を用い、リードフレーム７
１０の被めっき領域以外をマスキング治具７２０で覆い
ながら押さえ、被めっき領域へノズル７４０から噴出さ
れためっき液７８０をあてながらめっきを行うスパージ
ャー式の治具めっき方法が主に行われていた。この治具
めっき方法では、リードフレームの品種毎に治具を必要
とし、且つ、治具の製作には長期間を要し、使用するに
つれ摩耗や疲労を生じるため交換が必要であり、生産性
の面やコスト面でも問題となっていた。また、めっきの
品質を考慮した場合、位置決めピンによって位置合わせ
を行い上下の治具により１連リードフレームを挾み押さ
えた後めっきを行うため、めっき位置精度、めっき厚均
一性などのめっき品質が作製された治具の精度や取り付
けの精度に影響を受け易い。そして、本来めっきが不要
であるリードフレームの側面や裏面にめっきが析出し易
く、調整には高度な経験的技術を要する等問題があっ
た。更に、半導体プロセスの進歩による半導体素子の入
出力端子数の増大化、パッケージサイズの小型化による
インナーリード部の狭小化により、めっき部の寸法精度
が一層厳しくなってきており、寸法精度的にも対応が難
しくなってきた。

【０００４】この為、治具を必要とせず、半導体素子の
多端子化やインナーリード部の狭小化にも対応できるも
のとして、近年、上記治具によるマスキングによる部分
銀めっきに換え、図４に示すような、めっき液への耐性
を備えた感光性の電着レジストを用い、リードフレーム
の所定の領域のみをめっき液に露出した状態にマスキン
グしてめっきを施すリードフレームの銀めっき方法が採
られるようになってきた。この部分銀めっき方法を、図
４を用いて簡単に説明する。尚、図４は上記の電着レジ
ストを用いた部分銀めっき方法を分かり易く説明するた
めに、リードフレームの一部（特徴部）の断面、即ち、
図２（ａ）に示すＡ１−Ａ２における断面に相当する部
分を示したものである。先ず、リードフレーム４１０全
体を電解脱脂し、酸洗して、化学研磨した後（図４
（ａ））、リードフレーム４１０表面全体に下地めっき
としての銅ストライクめっき４２０を施し（図４
（ｂ））、その後に全面に電着レジスト４３０を形成す
る。（図４（ｃ）） 次いで、所定のフオトマスク４４０を用いて所定の部分
（ダイパッド４１２とインナーリード４１３の先端部）
を紫外線（露光光）４５０で露光して、露光部のみを硬
化させ（図４（ｄ））、次いで、現像処理を行い、未露
光部の電着レジスト４３０を除去し、めっき部４６０を
露出させる（図４（ｅ））。尚、現像され電着レジスト
４３０が除去される領域はタブ吊りバー４１２Ａの一
部、ダイパッド４１２の全体とインナーリード４１３の
先端部である。また、めっき部４６０はレジスト残渣が
ある状態にはこれを除去する処理を行う。次に、露出さ
れためっき部４６０へ酸洗浄を行った後、銀めっき液中
にリードフレーム全体を漬して、攪拌しながら所定の電
流密度と時間でめっきを行い、めっき部４６０へ所望の
膜厚の銀めっき（皮膜）４７０を得る。（図４（ｆ））
この後、電着レジスト４３０を剥離液で剥離し（図４
（ｇ））、ダウンセット加工を行い、所定の領域のみに
銀めっき（皮膜）４７０を有するリードフレーム４１０
Ａを得る。（図４（ｆ）） 図５（ａ）に、図４に示す加工方法により加工されたリ
ードフレーム４１０Ａの平面図を示す。尚、図５（ｂ）
は、図５（ａ）のＢ１−Ｂ２における断面を示したもの
である。但し、５（ａ）においては、分かり易くする
為、銅ストライクめっき部は図に示していない。尚、め
っき処理の前処理としては、酸洗浄の他には、アルカリ
洗浄等が、必要に応じて、電着レジストが損傷されない
程度に施される。また、銅ストライクめっきは、リード
フレーム素材が銅系合金である場合には、Ｓｎ、Ｎｉ等
の不純物が含まれるため、銀めっきの下地金属として薄
く銅めっきするものであるが、必ずしも必要とはしな
い。リードフレーム素材の上に、直接、銀めっきを施す
場合もある。この場合は銀めっきの下地金属はリードフ
レーム素材となる。

【０００５】最近は、銀めっきに代えて、貴金属として
パラジウム、もしくはパラジウム系合金をリードフレー
ムにめっき法で形成するようになってきたが、この場合
にも、リードフレーム全面にめっきを施すことが割高と
なることから、部分的に必要な領域のみにめっきを施す
ようになり、銀めっきの場合と同じように、治具を用い
たマスキング方法の他に、めっき液への耐性を備えた感
光性の電着レジストを用いたマスキング方法が採られよ
うになってきた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記、図４に示す感光
性の電着レジストを用いたマスキング方法においては、
インナーリード先端部とダイパッド部を貴金属めっき処
理する場合には、フオトマスク４４０を用いたリードフ
レームへの露光の際の位置精度を、比較的粗くとれる
為、フオトマスク４４０のパターンとしては、図３
（ｂ）に示すようなダイパッド部、インナーリード部を
含む四角状の遮光パターン４４０Ａを設け、一括して感
光性の電着レジストを露光し、この部分を露出させるよ
うにしていた。尚、図３（ｂ）中、４４０Ｂは露光光
（紫外線）透過領域である。しかしながら、このような
パターンを用いた感光性の電着レジストによるマスキン
グめっき方法においては、ダイパッド部を支持するタブ
吊りバー部にも貴金属めっきが施されてしまうが、ダイ
パッド部を支持する全てのタブ吊りバー部のめっき付着
量を均一に制御することは難しく、タブ吊りバー部間で
めっき付着量が異なってしまう。このため、貴金属めっ
き後のダウンセット加工の際、ダウンセット精度を向上
させるための機械精度を高くしても、タブ吊りバー間で
のめっき付着量が異なることが、ダウンセット精度の低
下の原因となりその対応が求められていた。本発明は、
このような状況のもと、インナーリード部に感光性のレ
ジストをめっきマスクとして貴金属めっきが施され、且
つ、ダウンセット加工が施されたリードフレームの加工
方法において、ダウンセット加工の精度を改善できる方
法を提供しようとするものである。同時に、ダウンセッ
ト加工の精度が向上されたリードフレームを提供しよう
とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のリードフレーム
の加工方法は、少なくともインナーリード部に貴金属め
っきが施され、且つ、ダイパッド部がダウンセット加工
されたリードフレームの加工方法であって、少なくと
も、順に、（Ａ）インナーリード部ないしダイパッド部
に貴金属めっきを施すため、外形加工されたリードフレ
ームの表面にめっき液への耐性を備えた感光性のレジス
トを被膜し、露光、現像処理を行い、所定の領域のみを
露出させる工程と、（Ｂ）露出された所定の領域に貴金
属めっき処理を施す工程と、（Ｃ）ダイパッド部をダウ
ンセット加工する工程とを有し、且つ、前記貴金属めっ
き処理を施す露出された所定の領域には、ダイパッド部
を支持するタブ吊りバー部の少なくともダウンセット加
工部は入らないことを特徴とするものである。そして、
上記感光性のレジストが電着レジストであることを特徴
とするものである。そしてまた、上記の貴金属めっき処
理が、銀めっき処理、パラジウムめっき処理、パラジウ
ム系合金の少なくとも１つの処理を含むことを特徴とす
るものである。

【０００８】尚、本発明のリードフレームの加工方法に
おいては、リードフレーム材としては、４２合金（４２
％ニッケル−鉄合金）、コバール、各種銅合金が使用可
能であり、リードフレームの外形加工としては、エッチ
ング法あるいはスタンピング法が採られる。感光性レジ
ストとしては、めっき耐性があるもので、ポジ型、ネガ
型、どちらでも良く、電着レジストが好ましい。電着レ
ジストとしては、アニオン析出型、カチオン析出型のど
ちらでも良く、所定の電圧、電流を印加して、電着レジ
ストを析出させ、熱処理することによって、ピンホール
等の無い絶縁膜にすることができる。感光性レジストの
パターンニングは、所定の形状を有する露光用のパター
ンを用いて、露光、現像を行い、被めっき領域の金属部
分（下地金属部分）を露出させる。尚、露光は、使用す
るレジストのタイプに合わせて使用し、レジスト膜の露
光感度域に発光スペクトルを持つ紫外線ランプを用いて
行う。また、現像は、レジストに適した現像液、現像条
件で行い、被めっき領域のレジスト膜を溶解除去させ
る。貴金属めっきとしては、銀めっき、パラジウムめっ
き、パラジウム系合金めっきもしくはパラジウム系複合
めっきが使用可能である。各めっき液は一般的に市販さ
れているものを用いることが可能で、めっき方法、めっ
き条件は各々めっき液に適した方法、条件を用いる。め
っき皮膜形成後にレジストを剥離するが、用いたレジス
トに適した剥離液、剥離条件で除去し、必要があれば更
に脱脂洗浄する。

【０００９】本発明のリードフレームは、上記本発明の
リードフレームの加工方法により加工されたことを特徴
とするものである。

【００１０】

【作用】本発明のリードフレームの加工方法は、このよ
うな構成にすることにより、貴金属めっき処理後に行わ
れるダウンセット加工の精度が改善を可能とするもので
ある。そして、感光性のレジストをめっきマスクとして
用いているため、リードフレームの側面、裏面への貴金
属の不要な析出がなく、低コスト、高い信頼性のリード
フレームの加工を可能としている。詳しくは、少なくと
も、順に、（Ａ）インナーリード部ないしダイパッド部
に貴金属めっきを施すため、外形加工されたリードフレ
ームの表面にめっき液への耐性を備えた感光性のレジス
トを被膜し、露光、現像処理を行い、所定の領域のみを
露出させる工程と、（Ｂ）露出された所定の領域に貴金
属めっき処理を施す工程と、（Ｃ）ダイパッド部をダウ
ンセット加工する工程とを有し、且つ、前記貴金属めっ
き処理を施す露出された所定の領域には、ダイパッド部
を支持するタブ吊りバー部の少なくともダウンセット加
工部は入らないことにより、タブ吊りバー部が貴金属め
っき処理されずにダウンセット加工される。この為、従
来貴金属めっき処理がタブ吊りバーまで施されていた場
合に生じた、タブ吊りバー間のめっき付着量の違いに起
因するダウンセット加工の精度低下を防止できるものと
している。また、レジストが電着レジストであることに
より、リードフレームの表面に比較的均一にレジストを
皮膜することが簡単にでき、且つ、リードフレーム微細
化にも対応できるものとしている。本発明のリードフレ
ームは、上記リードフレームの加工方法により作製され
たもので、不要な側面や裏面へのめっき付着がなく、且
つ、ダウンセット加工の精度が改善されたリードフレー
ムの提供を可能としている。

【００１１】

【実施例】本発明のリードフレームの加工方法を実施例
に基づいて説明する。図１は実施例のリードフレームの
加工方法を説明するための工程図で、図２に示す本実施
例の加工方法により作製される本発明のリードフレーム
のＡ１−Ａ２における断面を示してたものである。尚、
図１（ａ）においては、分かり易くする為、銅ストライ
クめっき部は図に示していない。図１中、１１０は外形
加工後のリードフレームで、１１２はダイパッド、１１
３はインナーリード、１２０は銅ストライクメッキ、１
３０は電着レジスト、１４０はフオトマスク、１５０は
紫外線（露光光）、１６０はめっき部、１７０は銀めっ
き（皮膜）、１１０Ａはダウンセット加工後のリードフ
レームである。本実施例は、エッチング加工方法により
外形加工された０．１５ｍｍ厚の銅系合金からなるＱＦ
Ｐ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）タイプのリ
ードフレーム１１０のインナーリード部、ダイパッド部
に銀めっき処理を行い、次いでダウンセット加工を施し
たものである。先ず、エッチング加工にて得られたリー
ドフレーム１１０を電解脱脂して、酸洗後に化学研磨を
行い（図１（ａ））、このリードフレームの表面全体に
下地めっきとしての銅ストライクめっき１２０を施して
（図１（ｂ））から、リードフレーム１１０を電着レジ
スト槽に浸漬し通電することによって、レジストを析出
させ、熱風乾燥することによって、電着レジスト１３０
の被膜を形成した。（図１（ｃ）） 次いで、めっき部のみを遮光するフオトマスク１４０を
用いて紫外線（露光光）１５０を密着露光して、露光部
のみを硬化させた。（図１（ｄ）） フォトマスク１４０としては、図３（ａ）に示す形状の
遮光パターン１４０Ａを持つもので、このフォトマスク
を用い露光する際、タブ吊りバーは露光され、ダイパッ
ド１１２とインナーリード１１３の先端部のみが遮光さ
れ、現像後、ダイパッド１１２全体とインナーリード４
１３の先端のみ、電着レジスト１３０が除去される。
尚、図３（ａ）中１４０Ｂは露光光（紫外線）透過領域
である。電着レジストとしては、陰極析出型のネガ型の
電着レジスト（シプレイ社製品番２１００）を用いた。
レジスト膜厚は約２０μｍである。次いで、現像処理を
行い、未露光部の電着レジスト１３０を除去し、めっき
部を露出させた。（図１（ｅ）） 現像液としては、品番２００５（シプレイ社製）を用い
た。尚、この段階で、めっき部１６０にはレジスト残渣
（有機薄膜）が残存している場合には、低圧水銀灯を用
いて空気中で紫外線をめっき部へ照射し、レジスト残渣
（有機薄膜）を分解除去する等の処理を行う。この後、
銀めっき液中にリードフレーム全体を漬して、攪拌しな
がら所定の電流密度と時間でめっきを行い、所望の膜厚
の銀めっき（皮膜）１７０を得た。（図１（ｆ）） めっき液は、シアン化カリウムにリン酸系あるいはホウ
酸系のＰＨ緩衝剤とセレン、硫黄等を含有した化合物ま
たは有機系化合物の光沢剤を添加したもので、基本的に
は、マスク治具を用いめっき液を吹き付けるスパージヤ
ー方式（高速ジェット方式とも言う）の場合に用いるメ
ッキ液と基本組成は変わらないが、銀濃度５０ｇ／ｌ、
ＣＮ^- 濃度１．０ｇ／ｌ、液温４０°Ｃ、ｐＨ８．０〜
８．３のものをここでは使用した。尚、スパージヤー方
式では電着レジストが部分的に破壊され、その部分に銀
の不要析出が生じるため、上記のように攪拌を行ってい
るめっき槽中にリードフレーム全体を浸漬し、通電して
めっきを行った。次いで、電着レジスト１３０を剥離液
品番２００７（シプレイ社製）で剥離し、（図１
（ｇ））、ダウンセット加工を施し、所定の領域のみに
銀めっき（皮膜）１６０を有するリードフレーム１１０
Ａを得た。（図１（ｈ）

【００１２】上記実施例において、電着レジスト１３０
の膜厚を３０μｍ以上とした場合には、めっき液の吹き
付けによる物理的破壊にも耐えることができ、スパージ
ヤー方式によるめっきを採用することも可能である。

【００１３】次いで、本発明のリードフレームの実施例
を図２に挙げて説明する。図２（ａ）は本実施例のリー
ドフレームの平面図で、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ
１−Ａ２におけるタブ吊りバー部を含む断面図である。
図２中、１１０Ａはリードフレームで、１１２はダイパ
ッド、１１２Ａはタブ吊りバー、１１３はインナーリー
ド、１１４はアウターリード、１１５はダムバー、１１
６は枠（フレーム）、１７０は銀めっき（皮膜）であ
る。本実施例のリードフレームは、上記実施例のリード
フレームの加工方法により作製されたもので、０．１５
ｍｍ厚の銅合金を素材としたもので、ワイヤボンディン
グのための銀めっきをインナーリード１１３の先端部
に、ダイボンディングのための銀めっきをダイパッド部
に施したものである。そして、図２（ａ）に示すよう
に、本実施例リードフレーム１１０Ａは、タブ吊りバー
１１２Ａには銀めっきが施されていないものであり、且
つ、図２（ｂ）に示すように、タブ吊りバー１１２Ａに
おいてダウンセット加工が施されている。

【００１４】本実施例リードフレームと、図４に示す、
従来のリードフレームとについて、ダウンセット加工の
精度を比較した結果は以下のようになった。尚、ダウン
セット加工を行うプレス機は油圧式の門型５トンプレス
を用い、金型は加工精度±５０μｍの仕様で作製してあ
る４本柱ダイセットを使用した。従来品のタブロケーシ
ョン寸法のバラツキ±１００μｍであったのが、本実施
例においては、タブロケーション寸法のバラツキ±５０
μｍとなり大幅に改善された。このように、本実施例の
リードフレームは、図４に示す従来のリードフレームに
対し、ダウンセット加工精度が大きく改善されたもので
ある。

【００１５】

【発明の効果】本発明のリードフレームの加工方法は、
上記のように、貴金属めっき処理後に行われるダウンセ
ット加工の精度が改善できる加工方法の提供を可能とし
ている。そして、同時に、ダウンセット加工の精度が改
善されたリードフレームの提供を可能としている。ま
た、本発明のリードフレームの加工方法は、感光性のレ
ジストをめっきマスクとして用いているため、リードフ
レームの側面、裏面への貴金属の不要な析出がないもの
としている。この結果、貴金属、特に、高価な銀、パラ
ジウム、パラジウム系合金等の不要な析出を防止でき低
コスト化を可能にしている。本発明のリードフレーム
は、本発明のリードフレームの加工方法により作製され
るもので、ダウンセット加工精度が改善されたリードフ
レームの提供を可能にしている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のリードフレームの加工方法の実施例の
工程概略図

【図２】本発明のリードフレームの実施例の概略図

【図３】フォトマスクのパターン形状を説明するための
図

【図４】従来の感光性レジストをマスクとしためっき方
法を説明するための図

【図５】従来のリードフレームの図

【図６】リードフレーム（単層リードフレーム）の平面
図および半導体装置の断面図

【図７】めっき方法を説明するための概略図

【符号の説明】

１１０、４１０ （外形加工後の）リードフレ
ーム １１０Ａ、４１０Ａ （ダウンセット加工後の）リ
ードフレーム １１２、４１２ ダイパッド １１２Ａ、４１２Ａ タブ吊りバー １１３、４１３ インナーリード １１４、４１４ アウターリード １１５ ダムバー １１６ 枠（フレーム） １２０、４２０ 銅ストライクメッキ １３０、４３０ 電着レジスト １４０、４４０ フオトマスク １４０Ａ、４４０Ａ 遮光パターン １４０Ｂ、４４０Ｂ 露光光透過領域 １５０、４５０ 紫外線（露光光） １６０、４６０ めっき部 １７０、４７０ 銀めっき（皮膜） ６００ 半導体装置 ６１０ リードフレーム ６１２ ダイパッド ６１３ インナーリード ６１４ アウターリード ６１５ ダムバー ６１６ フレーム（枠）部 ６２０ 半導体素子 ６２１ 端子（パッド） ６３０ ワイヤ ６４０ 樹脂 ７００ めっき装置 ７１０ リードフレーム ７２０ マスキング治具 ７３０ プレス用治具 ７３０Ａ プレス材 ７３０Ｂ 弾性材 ７４０ ノズル ７５０ 定電流源 ７６０ 陽極電極 ７７０ 陰極電極

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくともインナーリード部に貴金属め
   っきが施され、且つ、ダイパッド部がダウンセット加工
   されたリードフレームの加工方法であって、少なくと
   も、順に、（Ａ）インナーリード部ないしダイパッド部
   に貴金属めっきを施すため、外形加工されたリードフレ
   ームの表面にめっき液への耐性を備えた感光性のレジス
   トを被膜し、露光、現像処理を行い、所定の領域のみを
   露出させる工程と、（Ｂ）露出された所定の領域に貴金
   属めっき処理を施す工程と、（Ｃ）ダイパッド部をダウ
   ンセット加工する工程とを有し、且つ、前記貴金属めっ
   き処理を施す露出された所定の領域には、ダイパッド部
   を支持するタブ吊りバー部の少なくともダウンセット加
   工部は入らないことを特徴とするリードフレームの加工
   方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の感光性のレジストが電着
   レジストであることを特徴とするリードフレームの加工
   方法。
3. 【請求項３】 請求項１ないし２記載の貴金属めっき処
   理が、銀めっき処理、パラジウムめっき処理、パラジウ
   ム系合金の少なくとも１つの処理を含むことを特徴とす
   るリードフレームの加工方法。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のリードフレームの加
   工方法により加工されたことを特徴とするリードフレー
   ム。