JPH1117091A

JPH1117091A - リードフレームの製造方法

Info

Publication number: JPH1117091A
Application number: JP9162823A
Authority: JP
Inventors: Seiji Makino; 誠司牧野
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1997-06-19
Filing date: 1997-06-19
Publication date: 1999-01-22

Abstract

(57)【要約】【課題】逆ディンプルの径を大きくし、また、素材とす
るリードフレーム材の板厚が逆ディンプルの径より小さ
くても、略ハーフエッチング状とした所望する形状の逆
ディンプルが得られるリードフレームの製造方法を提供
し、耐久性の良い半導体集積回路装置を得る。【解決手段】金属薄板を素材とし、フォトエッチング法
にて、半導体集積回路チップが載置されるアイランドが
形成され、かつ、前記アイランドの半導体集積回路チッ
プが載置される面と反対面側に、金属薄板の板厚より大
きな径を有する凹部を複数形成したリードフレームを製
造する方法であって、前記凹部となる金属薄板部位に形
成するフォトレジスト膜の開口パターンの中央部領域
に、フォトレジスト膜よりなる島状のダミーパターンを
形成したことを特徴とするリードフレームの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置等に用いるリードフレームを製造する方法に係わり、
特に、半導体集積回路チップが載置されるアイランドが
形成され、かつ、前記アイランドの半導体集積回路チッ
プが載置される面と反対面側に複数の凹部を形成したリ
ードフレームを製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路装置等に用いるリードフ
レームの製造手段の一つに、フォトエッチング法があげ
られる。すなわち、鉄合金または銅等の金属薄板（以
下、金属薄板をリードフレーム材１と記す）の両面にフ
ォトレジスト液を塗布後、レジスト液の乾燥、また必要
によりプレベーク等を行い、図８（ａ）に示すように、
フォトレジスト膜（以下、単にレジスト膜２と記す）を
形成する。次いで、図８（ｂ）に示すように、所定のパ
ターンを有する露光用パターンマスク３を介し、前記レ
ジスト膜２にパターン露光を行う。露光用パターンマス
クは、表面（おもて面）用および裏面用の二枚のパター
ンマスク3a、3bを用いるものであり、各々のパターンマ
スクをリードフレーム材１の表裏に密着したうえで、光
照射を行うものである。

【０００３】次いで、リードフレーム材１に現像、硬膜
処理等を行い、図８（ｃ）に示すように、所定のパター
ンに従ってリードフレーム材１を露出する開孔パターン
をレジスト膜２に形成する。なお、図８の例において
は、ネガ型（光硬化型）のレジスト膜としており、露光
用パターンマスク３の遮光パターンに相対したレジスト
膜２部位に開孔パターンが形成されるものである。次い
で、リードフレーム材１の両面よりエッチングを行う。
エッチングが開始されると、レジスト膜２より露出した
リードフレーム材部位より等方的にエッチングがなさ
れ、凹部が形成される。エッチングが進むにつれリード
フレーム材１の両面に形成された凹部が拡大貫通し、図
８（ｄ）を得る。なお、エッチングは、液温50〜55℃、
ボーメ濃度47± 2 °Ｂｅ’の塩化第二鉄液をエッチン
グ液として用い、スプレー圧 2.0 Kgf／cm²程度のスプ
レーエッチングとすることが一般的である。

【０００４】次いで、レジスト膜２を剥膜した後、不要
な金属素材部位の断裁除去等の所定の後加工工程を行い
図８（ｅ）に示すリードフレーム21を得る。フォトエッ
チング法を用いたリードフレームの製造方法では、以上
の工程を少なくとも有するものである。

【０００５】上述した製造方法で得られたリードフレー
ムの形態として、図９に示すものが知られている。すな
わち、中央部位に半導体集積回路チップ（以下、ＩＣチ
ップ10と記す）を載置、固定するための領域（例えば、
アイランド９と呼称される領域）を形成したリードフレ
ームである。アイランド９を有するリードフレーム21を
用い半導体集積回路装置14を得るにあたり、まず、絶縁
性接着剤等を用いアイランド９上にＩＣチップ10を載
置、固定する。次いで、金属性（例えば、金）細線であ
るボンディング用ワイヤーを用いる、いわゆるワイヤー
ボンディング法等によりＩＣチップ10に形成された各接
続用パッドと相対する各インナーリード12との電気的接
続を行う。しかる後、封止樹脂11にてＩＣチップ10とイ
ンナーリード12部位を覆う樹脂封止（モールディング）
を行うものである。

【０００６】ここで、ＩＣチップ10を載置するアイラン
ド９において、ＩＣチップ10を載置する面を表（おも
て）面とし、ＩＣチップ10を載置する面と反対面を裏面
とすると、図７に示すように、アイランド９の裏面側に
複数の凹部を形成する場合がある。なお、この凹部を以
下、逆ディンプル５と記すものである。

【０００７】逆ディンプル５の機能として、アイランド
９の表面積を増し、樹脂封止（モールディング）の際、
封止樹脂11とアイランド９との密着性を向上させること
があげられる。また、アイランド９の表面積を増すこと
で、ＩＣチップ10より発生する熱の放熱性を向上させ
る、さらには、絶縁性接着剤にてアイランド９上にＩＣ
チップ10を載置、固定する際、溢れた絶縁性接着剤の逃
げ場とする等の機能をも持つものである。

【０００８】逆ディンプル５は、リードフレーム材１を
貫通するものではなく、リードフレーム材１の厚み方向
に途中まで形成された、いわゆるハーフエッチング状と
しているものである。すなわち、逆ディンプル５が貫通
孔となった場合、絶縁性接着剤にてアイランド９の表
（おもて）面にＩＣチップ10を固定する際、絶縁性接着
剤がアイランド９の裏面側に滲み出し拡がることで、封
止樹脂11とアイランド９との密着性を低下させる等の問
題が生じるためである。

【０００９】ここで、ハーフエッチング状の逆ディンプ
ル５を形成する方法につき、以下に簡単に説明する。前
述した図８（ｃ）に示した、所定のパターンに従ってリ
ードフレーム材１を露出する開孔パターンをレジスト膜
２に形成した際、逆ディンプル５を形成する部位におい
ては、図６（ａ）に示すように、リードフレーム材１の
表（おもて）面に形成するレジスト膜2aはベタとし、逆
ディンプル５を形成するリードフレーム材１の裏面で
は、所定の開口パターン８を有するレジスト膜2bとして
いる。次いで、エッチング液によりリードフレーム材１
の両面からエッチングを行うが、図６（ｂ）に示すよう
に、逆ディンプル５を形成する部位では、リードフレー
ム材１の表（おもて）面ではエッチングが行われず、裏
面のみにエッチングが行われる。これにより、リードフ
レーム材１を貫通することなく、ハーフエッチング状の
逆ディンプル５を得ることができるものである。

【００１０】近年、上述した逆ディンプル５の機能を向
上させるため、逆ディンプル５の径（縁部の径）を、従
来の径の 1.5〜 2.5倍程度、例えば0.35〜0.40μｍ程度
に大きくする要求がある。また、リードフレームにおい
ては、半導体集積回路装置を薄型とするため、用いるリ
ードフレーム材１の板厚を、例えば 0.125〜 0.175mm程
度と薄くする要求もなされているものである。すなわ
ち、使用するリードフレーム材１の板厚よりも逆ディン
プル５の径が大きいリードフレームが要求されているも
のである。

【００１１】しかるに、リードフレーム材１の板厚より
も逆ディンプル５の径が大きいリードフレームを得よう
とする場合、上述した従来のリードフレームの製造方法
では、ハーフエッチング状の逆ディンプル５を得ること
は困難といえた。すなわち、エッチングで形成される逆
ディンプル５の径を大きくすべく、レジスト膜2bに設け
る開口パターン８の径を大きくした場合、開口パターン
部のリードフレーム材１に接触するエッチング液の量が
増え、逆ディンプル５を形成する部位へのエッチング量
が多くなるものである。このため、リードフレーム材１
の板厚が薄いことと合わせ、容易に逆ディンプルが貫通
孔となってしまうものである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題に鑑みなされたものであり、所望される逆ディンプル
の径がリードフレーム材の板厚より大きくても、容易に
ハーフエッチング状の逆ディンプルを形成しうるリード
フレームの製造方法を提供しようとするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に於いて上記課題
を達成するために、まず請求項１においては、金属薄板
を素材とし、フォトエッチング法にて、半導体集積回路
チップが載置されるアイランドが形成され、かつ、前記
アイランドの半導体集積回路チップが載置される面と反
対面側に、金属薄板の板厚より大きな径を有する凹部を
複数個形成したリードフレームを製造する方法であっ
て、前記凹部となる金属薄板部位に形成するフォトレジ
スト膜の開口パターンの中央部領域に、エッチング時に
金属薄板に生じるサイドエッチングにより下部が抉られ
ることでエッチング終了時までに剥落し、かつ、エッチ
ング深度の進行を妨げることで金属薄板にハーフエッチ
ング部を形成する、フォトレジスト膜よりなる島状のダ
ミーパターンを形成したことを特徴とするリードフレー
ムの製造方法としたものである。

【００１４】また、請求項２においては、前記島状のダ
ミーパターンを円形と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の製造方法としたものである。

【００１５】さらにまた、請求項３においては、前記島
状のダミーパターンをドーナッツ状とし、凹部となる金
属薄板部位に形成するフォトレジスト膜の開口部の平面
形状を二重火山状としたことを特徴とする請求項１に記
載のリードフレームの製造方法としたものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明のリードフレームの製造方
法の実施形態の一例を、以下に図面に基づき説明する。

【００１７】図１の例は、本発明のリードフレームの製
造方法の要部、すなわち、逆ディンプルを形成するアイ
ランド部位を示している。本発明のリードフレームの製
造方法においては、前述した（従来の技術）の項で記し
たように、まず、図１（ａ）に示すように、リードフレ
ーム材１の両面にレジスト膜２を形成する。次いで、所
定のパターンを有する露光用パターンマスク３を介し、
前記レジスト膜２にパターン露光後、現像、硬膜処理等
を行い、図１（ｂ）に示すように、所定の開孔パターン
を有するレジスト膜2aおよび2bを得る。なお、逆ディン
プルをハーフエッチング状とするため、前述したよう
に、表（おもて）面に形成したレジスト膜2aはベタと
し、裏面に形成したレジスト膜2bに、リードフレーム材
１を露出する開口部を設けている。

【００１８】次いで、リードフレーム材１の両面より、
例えば液温50〜55℃、ボーメ濃度47± 2 °Ｂｅ’の塩
化第二鉄液をエッチング液として用い、スプレー圧 2.0
Kgf／cm²程度のスプレーエッチングにてエッチングを
行い、図１（ｃ）を得る。次いで、レジスト膜２を剥膜
し、図１（ｄ）に示すように、リードフレーム材１の板
厚より大きい径を有する、ハーフエッチング状の逆ディ
ンプル５を得るものである。

【００１９】なお、上述した図１では、逆ディンプルを
形成するアイランド９部位のみを示しているが、図示し
た部位の他の部位、例えばインナーリード部、アウター
リード部、ダムバー部およびリードフレームの外周部位
等は、従来通りの開孔パターンを有するレジスト膜２を
形成しているものであり、従来通りのエッチングパター
ンを得ているものである。

【００２０】ここで、本発明のリードフレームの製造方
法の特徴として、図１（ｂ）および、図１（ｂ）の部分
拡大平面図であり、リードフレーム材１の裏面から見た
図である図２に示すように、逆ディンプルを形成する部
位に形成するレジスト膜2bのパターンを、開口パターン
８と、開口パターン８の中央部領域に形成した、レジス
ト膜よりなるダミーパターン７で構成しているものであ
る。なお、当然のことながら、レジスト膜2bの形成に用
いる露光用パターンマスク3bのパターン形状も、上記レ
ジスト膜形状となるよう変更を行っているものである。

【００２１】以下に図面を用い、さらに説明を行う。図
２のＸ−Ｘ’線における断面図が図３（ａ）であり、フ
ォトエッチング法を用いたリードフレームの製造方法に
従って、両面よりエッチングを開始した状態が図３
（ｂ）となる。リードフレーム材１の両面よりエッチン
グを受けても、リードフレーム材１の表（おもて）面の
レジスト膜2aはベタとなっているため、リードフレーム
材１の表（おもて）面はエッチングを受けない。しかる
に、図３（ｂ）に示すようにレジスト膜2b側では、開口
パターン８の縁とダミーパターン７の隙間より侵入した
エッチング液により、隙間部では等方的にエッチングが
なされている。すなわち、ダミーパターン７の縁部下の
リードフレーム材１はサイドエッチングを受けているも
のである。なお、ダミーパターン７の中央寄りの部位で
は、ダミーパターン７がエッチング液を遮るため、エッ
チングはなされていない。

【００２２】さらにエッチングを行うにつれ、ダミーパ
ターン７下のサイドエッチングが進み、ダミーパターン
７下のリードフレーム材１が抉られた形状となっていく
ものである。

【００２３】次いで、サイドエッチングが進み、ダミー
パターン７下のリードフレーム材１が抉られ支持体を失
った段階で、ダミーパターン７は図３（ｃ）に示すよう
にリードフレーム材１より剥離する。なお、この時点
で、リードフレーム材１に形成された凹部の中央部位に
微小な突起が存在しているが、エッチング終了までに微
小な突起は溶解除去され、エッチング終了時点において
は、図１（ｃ）および図３（ｄ）に示すように底部が平
坦となった逆ディンプル５が得られるものである。

【００２４】上述したように、本発明のリードフレーム
の製造方法では、逆ディンプル形成部位であるレジスト
膜2bの開口パターン８内にダミーパターン７を形成して
いる。すなわち、ダミーパターン７によりリードフレー
ム材１へのエッチング液の直接の接触を妨げ、リードフ
レーム材１へのエッチングは、レジスト膜2bの開口パタ
ーン８の縁とダミーパターン７で構成される隙間より侵
入したエッチング液によるサイドエッチングにより行わ
れている。これにより、リードフレーム材１の板厚より
大きい径を有する逆ディンプルであっても、ハーフエッ
チング状に得ることができるものである。。

【００２５】次いで、所望される逆ディンプルの形状は
円形であることが多く、レジスト膜2bに設ける開口パタ
ーン８の形状も円形としている。このため、開口パター
ン８内に形成するダミーパターン７の形状も円形とする
ことが望ましい。すなわち、請求項２に係わる発明であ
る。

【００２６】開口パターン８の形状とダミーパターン７
の形状とを相似形とすることで、開口パターン８の縁と
ダミーパターン７で構成される隙間の幅は各部位で均一
となる。このため、ダミーパターン７の縁部から中心方
向に向かってなされるサイドエッチングの速度も各部で
均一となる。すなわち、サイドエッチングの速度が部位
により異なった場合に生じる逆ディンプル底部でのエッ
チング残りが防げ、底部が平坦となった逆ディンプル５
を得ることができる。

【００２７】次いで、請求項３に係わる発明の説明を行
う。上述した方法は、リードフレーム材１の板厚が 0.2
mm程度であれば有効といえる。しかし、用いられるリー
ドフレーム材１の板厚がさらに薄くなり、例えば 0.125
mm程度以下にまで薄くなった場合、上述した円形のダミ
ーパターン７では、逆ディンプル部位にエッチング残り
が生じ、所望する形状の逆ディンプルとすることができ
なくなる恐れがあるといえる。

【００２８】すなわち、両面側よりエッチングが行われ
る、逆ディンプル形成部位の他の部位では、リードフレ
ーム材１の板厚を薄くした場合に容易に貫通孔を形成で
きるものである。このため、リードフレーム材１の板厚
が薄い場合、リードフレーム形成のために行うエッチン
グ量を減らすものである。

【００２９】しかるに、本発明に係わる逆ディンプル形
成部位では、レジスト膜2bの隙間から侵入した僅かなエ
ッチング液によるサイドエッチングを用いるものであ
り、エッチング量が減った場合サイドエッチング量も減
り、ダミーパターン７下のリードフレーム材１が完全に
抉られず、所望する凹部となった逆ディンプルを形成で
きないといえる。

【００３０】請求項３に係わる発明は、この問題を解決
し、リードフレーム材１の板厚が例えば 0.125mm程度以
下と極めて薄くなった場合でも、所望する凹部形状とな
った、径の大きな逆ディンプルを得ようとするものであ
る。

【００３１】請求項３に係わる発明の特徴は、図５およ
び、図５のＹ−Ｙ’線における断面図である図４に示す
ように、逆ディンプル部位に形成するレジスト膜2bのパ
ターン形状を、レジスト膜よりなるドーナッツ状のダミ
ーパターン６を開口パターン８内に設けた、二重火山形
状としている。

【００３２】かかる構成としたレジスト膜を有するリー
ドフレーム材１にエッチングを行うと、エッチング液
は、開口パターン８の縁とダミーパターン６で構成され
る隙間および、ドーナッツ状のダミーパターン６の中央
部の開口より侵入し、リードフレーム材１に等方的にエ
ッチングを行うことになる。すなわち、ドーナッツ状の
ダミーパターン６下のリードフレーム材１は、外周から
中心に向かうサイドエッチングおよび、中心から外周に
向かうサイドエッチングと、二方向からサイドエッチン
グを受けることになる。

【００３３】このため、板厚の極めて薄いリードフレー
ム材１を用い、リードフレームを形成するためのエッチ
ング量が少なくなったとしても、ドーナッツ状のダミー
パターン６下のリードフレーム材１は、二方向からのサ
イドエッチングにより、エッチング残りを生じることな
く抉られ、底部が平坦となったハーフエッチング状の凹
部である逆ディンプル５を得ることができるものであ
る。

【００３４】

【実施例】以下に、本発明の実施例を記す。＜実施例１＞板厚0.25mmの銅薄板をリードフレーム材１
とし、図１（ａ）に示すように、リードフレーム材１の
両面にレジスト膜２を形成する。次いで、露光用パター
ンマスク３を介し、レジスト膜２にパターン露光後、現
像、硬膜処理等を行い、図１（ｂ）に示すようにレジス
ト膜2aおよび2bを形成した。なお、レジスト膜2bの開口
パターン８内のダミーパターン７は、図２に示すように
円形としており、当（実施例１）で形成したパターンの
主要寸法を図２中に記している。

【００３５】次いで、リードフレーム材１の両面よりエ
ッチングを行い、図１（ｃ）を得た。なお、エッチング
は、液温50〜55℃、ボーメ濃度47± 2 °Ｂｅ’の塩化
第二鉄液をエッチング液として用い、スプレー圧 2.0 K
gf／cm²程度のスプレーエッチングとした。

【００３６】次いで、レジスト膜２を剥膜し、図１
（ｄ）に示す、逆ディンプル５を有するリードフレーム
４を得た。このときの逆ディンプル５の径は約0.35mmで
あった。

【００３７】＜実施例２＞板厚 0.125mmの銅薄板をリー
ドフレーム材１とし、図１（ａ）に示すように、リード
フレーム材１の両面にレジスト膜２を形成する。次い
で、露光用パターンマスク３を介し、レジスト膜２にパ
ターン露光後、現像、硬膜処理等を行い、レジスト膜2a
および2bを形成した。なお、レジスト膜2bの開口パター
ン８内のダミーパターン６は、図５に示すようにドーナ
ッツ状としており、当（実施例２）で形成したパターン
の主要寸法を図５中に記している。

【００３８】次いで、リードフレーム材１の両面よりエ
ッチングを行い、図１（ｃ）を得た。なお、エッチング
は、液温50〜55℃、ボーメ濃度47± 2 °Ｂｅ’の塩化
第二鉄液をエッチング液として用い、スプレー圧 2.0 K
gf／cm²程度のスプレーエッチングとした。

【００３９】次いで、レジスト膜２を剥膜し、図１
（ｄ）に示す、逆ディンプル５を有するリードフレーム
４を得た。このときの逆ディンプル５の径は約0.35mmで
あった。

【００４０】以上、本発明の実施例につき記述したが、
本発明の実施の形態は、上述した記述および図面に限定
されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形
を行っても構わないことは言うまでもない。例えば、エ
ッチング条件、レジスト膜2bの逆ディンプル部位に形成
するパターンの寸法等の製造条件は、リードフレーム材
１の板厚、所望される逆ディンプルの寸法等により適宜
選択するものである。

【００４１】

【発明の効果】本発明のリードフレームの製造方法によ
れば、リードフレーム材が薄板化しても、板厚より大き
い径の逆ディンプルを、貫通孔とすることなく略ハーフ
エッチング状にて形成することが可能となる。また、本
発明のリードフレームの製造方法によれば、逆ディンプ
ル底部を平坦とすることができる。これにより、樹脂封
止の際、封止樹脂が逆ディンプル部に充填されやすくな
り、封止樹脂とアイランドとの密着力が高まり、半導体
集積回路装置の耐久性が向上する。

【００４２】

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｄ）は本発明のリードフレームの製
造方法の一実施例の要部を工程順に示す説明図。

【図２】本発明のリードフレームの製造方法で形成する
レジスト膜の一例の要部を示す平面図。

【図３】（ａ）〜（ｄ）は本発明のリードフレームの製
造方法で形成する逆ディンプル形成の一例を工程順に示
す説明図。

【図４】本発明のリードフレームの製造方法で形成する
レジスト膜の他の例の要部を示す断面図。

【図５】本発明のリードフレームの製造方法で形成する
レジスト膜の他の例の要部を示す平面図。

【図６】（ａ）〜（ｂ）は従来のリードフレームの製造
方法における逆ディンプル形成の一例を工程順に示す説
明図。

【図７】リードフレームに形成した逆ディンプルの一例
を示す断面図。

【図８】（ａ）〜（ｅ）は従来のリードフレームの製造
方法の一例を工程順に示す説明図。

【図９】半導体集積回路装置の一例を示す断面図。

【符号の説明】

１リードフレーム材２レジスト膜３パターンマスク４、２１リードフレーム５逆ディンプル６ダミーパターン７ダミーパターン８開口パターン９アイランド 10 ＩＣチップ 11 封止樹脂 12 インナーリード 13 アウターリード 14 半導体集積回路装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属薄板を素材とし、フォトエッチング法
にて、半導体集積回路チップが載置されるアイランドが
形成され、かつ、前記アイランドの半導体集積回路チッ
プが載置される面と反対面側に、金属薄板の板厚より大
きな径を有する凹部を複数個形成したリードフレームを
製造する方法であって、前記凹部となる金属薄板部位に
形成するフォトレジスト膜の開口パターンの中央部領域
に、エッチング時に金属薄板に生じるサイドエッチング
により下部が抉られることでエッチング終了時までに剥
落し、かつ、エッチング深度の進行を妨げることで金属
薄板にハーフエッチング部を形成する、フォトレジスト
膜よりなる島状のダミーパターンを形成したことを特徴
とするリードフレームの製造方法。
【請求項２】前記島状のダミーパターンを円形とするこ
とを特徴とする請求項１に記載のリードフレームの製造
方法。
【請求項３】前記島状のダミーパターンをドーナッツ状
とし、凹部となる金属薄板部位に形成するフォトレジス
ト膜の開口部の平面形状を二重火山状としたことを特徴
とする請求項１に記載のリードフレームの製造方法。