特開 2017-98291 リードフレーム及びリードフレームパッケージ、並びにこれらの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-98291(P2017-98291A)

(43)【公開日】2017年6月1日

(54)【発明の名称】リードフレーム及びリードフレームパッケージ、並びにこれらの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/50 20060101AFI20170428BHJP

   C25D 5/18 20060101ALI20170428BHJP

   C25D 7/00 20060101ALI20170428BHJP

   C25D 21/00 20060101ALI20170428BHJP

【ＦＩ】

   H01L23/50 H

   C25D5/18

   H01L23/50 D

   C25D7/00 G

   C25D21/00 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2015-225542(P2015-225542)

(22)【出願日】2015年11月18日

(71)【出願人】

【識別番号】000144038

【氏名又は名称】株式会社三井ハイテック

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100169063

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 洋平

(74)【代理人】

【識別番号】100145012

【弁理士】

【氏名又は名称】石坂 泰紀

(72)【発明者】

【氏名】久保 公彦

(72)【発明者】

【氏名】古野 綾太

【テーマコード（参考）】

4K024

5F067

【Ｆターム（参考）】

4K024AA03

4K024AA09

4K024AA11

4K024AA12

4K024BA09

4K024BB09

4K024CA07

4K024CA08

4K024CB01

4K024CB05

4K024CB08

4K024GA12

4K024GA16

5F067AA04

5F067DC11

5F067DC17

5F067DC18

5F067EA04

(57)【要約】      （修正有）

【課題】側面の粗度を調整したリードフレームの製造方法の提供。
【解決手段】リードフレーム本体１１の表面上にめっき膜１２を形成するリードフレーム１０の製造方法において、リードフレーム本体１１の第１主面１１ａに対向するように極性反転電源に接続した第１電極を配置するとともに、第１主面１１ａとは反対側の第２主面１１ｂに対向するようにパルス電源に接続した第２電極を配置し、めっき処理を行う。これにより第１主面１１ａと第２主面１１ｂ及びリードフレーム本体１１の側面１１ｃの上にめっき膜を形成するリードフレーム１０の製造方法。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

リードフレーム本体とその表面上にめっき膜とを備えるリードフレームの製造方法であって、
リードフレーム本体の第１主面に対向するように極性反転電源に接続された第１電極を配置するとともに、前記第１主面とは反対側の第２主面に対向するようにパルス電源に接続された第２電極を配置してめっき処理を行い、前記第１主面、前記第２主面、及び前記リードフレーム本体の側面の上に前記めっき膜を形成するめっき工程を有する、リードフレームの製造方法。

【請求項2】

前記第１主面の上の前記めっき膜は、前記第２主面の上のめっき膜よりも大きい粗度を有する、請求項１に記載のリードフレームの製造方法。

【請求項3】

前記めっき工程における前記パルス電源のＤｕｔｙ比が０．２〜０．８５である、請求項１又は２に記載のリードフレームの製造方法。

【請求項4】

前記めっき工程における前記パルス電源の平均電流密度が１〜１０Ａ／ｄｍ^２である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のリードフレームの製造方法。

【請求項5】

前記第１主面、前記第２主面及び前記側面の上の前記めっき膜の粗度を、それぞれＳ_１、Ｓ_２及びＳ_３としたときに、Ｓ_１が１．４以上、Ｓ_２が１．０〜１．２、及びＳ_３が１．３以上である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のリードフレームの製造方法。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれか一項に記載の製造方法で製造されたリードフレームを用いるリードフレームパッケージの製造方法であって、
前記リードフレームの第１主面の上に半導体チップを設ける工程と、
前記半導体チップ、並びに前記リードフレームの前記第１主面及び側面を覆うとともに、前記リードフレームの前記第１主面及び前記側面よりも小さい粗度を有する第２主面の少なくとも一部が露出するように樹脂で封止する工程と、を有する、リードフレームパッケージの製造方法。

【請求項7】

リードフレーム本体と、その表面上にめっき膜と、を備えるリードフレームであって、
第１主面、前記第１主面とは反対側の第２主面及び側面の粗度をそれぞれＳ_１、Ｓ_２及びＳ_３としたときに、Ｓ_１が１．４以上、Ｓ_２が１．０〜１．２、及びＳ_３が１．３以上であるリードフレーム。

【請求項8】

請求項７に記載のリードフレームと、
前記リードフレームの前記第１主面の上に半導体チップと、
前記半導体チップ、並びに前記リードフレームの前記第１主面及び前記側面を覆うとともに、前記リードフレームの前記第１主面及び前記側面よりも小さい粗度を有する前記第２主面の少なくとも一部が露出するように設けられている封止樹脂と、を備える、リードフレームパッケージ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、リードフレーム及びリードフレームパッケージ、並びにこれらの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

リードフレームパッケージは、リードフレームと、その上に搭載された半導体チップと、半導体チップを封止する封止樹脂とを備える。リードフレームパッケージの製造においては、リードフレームと、その上に搭載された半導体チップとを熱硬化性樹脂で覆い、これを加熱して硬化させる。リードフレームパッケージの信頼性を確保するために、リードフレームの表面を粗化して、リードフレームと封止樹脂の密着性を向上させる技術が知られている。

【0003】

リードフレームパッケージの中には、パッケージ表面から半導体チップを搭載するパッド又はリード端子が露出するタイプのものがある。このタイプの場合、露出する部分が粗化されていると、樹脂で封止する際に樹脂が露出面に漏れて樹脂バリが発生し易くなる。製造工程においてこのような樹脂バリを除去するのは通常困難であり、露出面が樹脂で覆われてしまうという問題がある。また、リードフレームパッケージを基板に搭載する際、リードフレームパッケージと基板はハンダによって導通される。この場合、リードフレームは、一方の主面において封止樹脂と接触し、他方の主面においてハンダと接触する。このため、それぞれの主面が、封止樹脂及びハンダとの密着性に優れることが求められる。

【0004】

そこで、特許文献１では、ワークの一方の主面に粗化めっき膜を析出させ、他方の主面に平滑めっき膜を析出させることによって、樹脂バリを防止するとともに、樹脂及びハンダとの密着性を向上することが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１４−２２１９４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

リードフレームは、通常、打ち抜き加工又はエッチング処理等によって形成される凹凸構造及び貫通孔を有する。リードフレームは、一対の主面とこれに直交する側面とを有することによって、凹凸構造及び貫通孔が形成されている。封止樹脂は、リードフレームの主面の上のみならず、側面の上にも設けられる場合がある。このため、特許文献１では、側面上にもめっき膜を設けることが提案されている。しかしながら、特許文献１の技術では、リードフレームの側面の粗度を調整することが困難である。

【0007】

そこで、本発明は、側面の粗度を容易に調整することが可能なリードフレームの製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、信頼性に優れるリードフレーム、リードフレームパッケージ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】

本発明は、リードフレーム本体とその表面上にめっき膜とを備えるリードフレームの製造方法であって、リードフレーム本体の第１主面に対向するように極性反転電源に接続された第１電極を配置するとともに、第１主面とは反対側の第２主面に対向するようにパルス電源に接続された第２電極を配置してめっき処理を行い、第１主面、第２主面、及びリードフレーム本体の側面の上にめっき膜を形成するめっき工程を有する、リードフレームの製造方法を提供する。

【0009】

上記製造方法は、極性反転電源に接続された第１電極とパルス電源に接続された第２電極とを用いて、リードフレーム本体の第１主面と第２主面の上にめっき膜を形成するめっき工程を有している。このため、第１主面と第２主面とに粗度が互いに異なるめっき膜をそれぞれ形成することができる。したがって、樹脂封止をしたときに、一対の主面のうち、粗度が大きい方の主面を樹脂と接触させ、粗度が小さい方の主面を露出させることによって、高い信頼性を有するリードフレームを得ることができる。これは、粗度が大きい方の主面は樹脂との密着性に優れる一方で、粗度が小さい方の主面は樹脂バリの除去が容易であってハンダとの接合面積を十分に大きくして放熱性を向上できるためである。

【0010】

また、パルス電源を用いてめっき処理を行っていることから、リードフレーム本体の側面の上には、主として、パルス電源のＯＦＦ時間に、極性反転電源に接続された第１電極によってめっき膜が形成される。例えばＯＦＦ時間を長くすることによって、極性反転電源に接続された第１電極によるめっき形成がより促進される。これによって、リードフレームの第１主面と側面の粗度を十分に近づけることができる。このようにして、側面の粗度を容易に調整することができる。

【0011】

第１主面の上のめっき膜は、第２主面の上のめっき膜よりも大きい粗度を有していてもよい。パルス電源では、めっき膜となる成分（金属イオン）の拡散時間が確保され、やけの発生を十分に抑制することができる。このため、直流電源を用いる場合よりも印加する電流密度を高くして、めっき工程において析出するめっき膜の結晶粒径を十分に小さくすることができる。これによって、第２主面の上に、組織が微細で十分に平滑性に優れためっき膜を形成することができる。このようなめっき膜を備えることによって、めっき膜の表面に形成される酸化皮膜の剥離が抑制される。したがって、リードフレームの信頼性を一層向上することができる。

【0012】

また、パルス電源を用いることによって、リードフレーム本体の側面において、極性反転電源によるめっき膜の形成が促進される。このため、リードフレーム本体の側面上に、第２主面の上よりも十分に大きい粗度を有するめっき膜を形成することができる。これによって、リードフレームの側面における樹脂の密着性が向上し、一層信頼性に優れるリードフレームを製造することができる。

【0013】

めっき工程におけるパルス電源のＤｕｔｙ比は０．２〜０．８５であってもよい。これによって、第１主面の上のめっき膜の粗度と第２主面の上のめっき膜の粗度の差違を十分に確保しつつ、第１主面の上と側面の上のめっき膜の粗度を十分に近づけることができる。

【0014】

めっき工程におけるパルス電源の平均電流密度は１〜１０Ａ／ｄｍ^２であってもよい。これによって、めっきやけの発生を十分に抑制しつつ、短時間でめっき膜を形成することができる。

【0015】

めっき工程では、第１主面、第２主面及び側面の上のめっき膜の粗度を、それぞれＳ_１、Ｓ_２及びＳ_３としたときに、Ｓ_１が１．４以上、Ｓ_２が１．０〜１．２、及びＳ_３が１．３以上であることが好ましい。これによって、第２主面上の樹脂バリの除去を容易にしつつ、側面を封止樹脂で覆う場合に第１主面及び側面上のめっき膜と封止樹脂との密着性を一層高くすることができる。また、水蒸気等の成分が、側面と封止樹脂との界面から侵入することを十分に抑制することができる。したがって、一層信頼性の高いリードフレームを得ることができる。

【0016】

本発明は、また、上述の製造方法で製造されたリードフレームを用いるリードフレームパッケージの製造方法であって、リードフレームの第１主面の上に半導体チップを設ける工程と、半導体チップ、並びにリードフレームの第１主面及び側面を覆うとともに、リードフレームの第１主面及び側面よりも小さい粗度を有する第２主面の少なくとも一部が露出するように樹脂で封止する工程と、を有する、リードフレームパッケージの製造方法を提供する。

【0017】

このリードフレームパッケージの製造方法では、上述のリードフレームの製造方法で製造されたリードフレームを用いている。そして、半導体チップ並びにリードフレームの第１主面及び側面を覆うとともに、リードフレームの第１主面よりも小さい粗度を有する第２主面の少なくとも一部が露出するように樹脂で封止する工程を有する。この工程では、樹脂で覆われる第１主面及び側面よりも小さい粗度を有する第２主面の少なくとも一部が露出するように樹脂で封止している。第２主面は、第１主面及び側面よりも小さい粗度を有していることから、樹脂バリを十分に除去してハンダとの接合面積を十分に大きくすることができる。第１主面及び側面は、第２主面よりも大きい粗度を有することから、樹脂との密着性に優れる。したがって、本製造方法で得られるリードフレームパッケージは高い信頼性を有する。

【0018】

本発明は、リードフレーム本体と、その表面上にめっき膜と、を備えるリードフレームであって、第１主面、当該第１主面とは反対側の第２主面及び側面の粗度をそれぞれＳ_１、Ｓ_２及びＳ_３としたときに、Ｓ_１が１．４以上、Ｓ_２が１．０〜１．２、及びＳ_３が１．３以上であるリードフレームを提供する。

【0019】

このリードフレームは、第２主面の粗度Ｓ_２が第１主面の粗度Ｓ_１よりも十分に小さいため、樹脂バリを容易に除去することができる。また、第１主面のみならず、側面も大きい粗度Ｓ_３を有することから、第１主面及び側面において封止樹脂との密着性に優れる。このため、第１主面及び側面を封止樹脂で覆いつつ第２主面を十分に露出させることができる。これによって、信頼性に優れるリードフレームパッケージを形成することができる。

【0020】

本発明は、上述のリードフレームと、その第１主面の上に半導体チップと、半導体チップ、並びにリードフレームの第１主面及び側面を覆うとともに、リードフレームの第１主面及び側面よりも小さい粗度を有する第２主面の少なくとも一部を露出するように設けられている封止樹脂と、を備える、リードフレームパッケージを提供する。このようなリードフレームパッケージは、第２主面が放熱性に優れるとともに、第１主面及び側面が封止樹脂との密着性に優れることから、高い信頼性を有する。

【発明の効果】

【0021】

本発明は、側面の粗度を容易に調整することが可能なリードフレームの製造方法を提供することができる。また、本発明は、信頼性に優れるリードフレーム、リードフレームパッケージ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】

【0022】

【図1】図１は、リードフレームパッケージの断面図である。

【図2】図２は、リードフレームパッケージの下面図である。

【図3】図３は、リードフレームの断面の一部を拡大して示す断面図である。

【図4】図４は、めっき工程を説明するための図である。

【図5】図５は、めっき工程を説明するための図である。

【図6】図６は、めっき工程時における極性反転電源による電流のプロファイルを示す図である。

【図7】図７は、めっき工程時におけるパルス電源による電流のプロファイルを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、場合により図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。ただし、以下の実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用い、場合により重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。

【0024】

図１は、本実施形態のリードフレームパッケージの断面図である。リードフレームパッケージ１００は、所謂ＱＦＮタイプのリードフレーム１０を備える。すなわち、リードフレームパッケージ１００は、電極パッド１０Ａ及び電極パッド１０Ａの周囲に配置されるリード１０Ｂを有するリードフレーム１０と、電極パッド１０Ａの一方の主面１０ａ（第１主面１０ａ）上に設置された半導体チップ２０と、半導体チップ２０とリード１０Ｂとを接続するボンディングワイヤ２２と、半導体チップ２０及びボンディングワイヤ２２を封止する封止樹脂６０と、を備える。封止樹脂６０は、半導体チップ２０、並びにリードフレーム１０の一方の主面１０ａ及び側面１０ｃを覆うように設けられている。

【0025】

図２は、図１のリードフレームパッケージ１００の下面図である。リードフレーム１０の一方の主面１０ａ及び側面１０ｃは、封止樹脂６０で覆われているのに対し、リードフレーム１０の他方の主面１０ｂ（第２主面１０ｂ）は、封止樹脂６０で覆われておらず、外部に露出している。リードフレーム１０の表面は、めっき膜で構成されている。主面１０ｂは、主面１０ａ及び側面１０ｃよりも粗度が小さく、平滑性を有する。

【0026】

リードフレームパッケージ１００をプリント配線板等の基板に搭載する場合、リードフレーム１０の主面１０ｂが、プリント配線板の導体とハンダによって接続される。リードフレーム１０の主面１０ｂは粗度が十分に小さいことから、封止樹脂６０を形成するための樹脂組成物がリードフレーム１０の主面１０ｂに付着しても、容易に取り除くことができる。したがって、基板に搭載した場合に、主面１０ｂとハンダとの接合面積を十分に大きくして優れた放熱性を発揮することができる。

【0027】

リードフレーム１０の主面１０ｂの粗度Ｓ_２（凹凸を含む面積を観察面積で除した面積比。以下、「Ｓ−ｒａｔｉｏ」ともいう。）は、好ましくは１．０〜１．２であり、より好ましくは１．０〜１．１５である。すなわち、主面１０ｂは、このような粗度を有するめっき膜で構成されている。なお、本明細書における「粗度」は、形状測定レーザーマイクロスコープ（株式会社キーエンス製、商品名：ＶＫ−Ｘ２００、観察面積：１００μｍ^２程度）で測定されるＳ−ｒａｔｉｏである。

【0028】

リードフレーム１０を用いてリードフレームパッケージ１００を製造する過程において、半導体チップ２０を電極パッド１０Ａの上に搭載する際、半導体チップ２０とリード１０Ｂとをボンディングワイヤ２２で接続する際、及び、熱硬化性樹脂を熱硬化させて封止樹脂６０を形成する際に、リードフレーム１０は熱に曝されることとなる。このような熱によって、めっき膜の表面には酸化膜が形成される。リードフレーム１０の主面１０ｂは、粗度が十分に小さいめっき膜で構成されていることから、酸化膜の剥離を抑制することができる。

【0029】

さらに、主面１０ｂのめっき膜が、パルス電源に接続された電極によって形成されたものである場合、めっき膜を構成する結晶粒径を十分に小さくすることできる。これによって、酸化膜の形成時に生成するボイドが低減され、その結果、酸化膜の剥離を一層抑制することができる。

【0030】

リードフレーム１０の一方の主面１０ａ及び側面１０ｃは、少なくともその一部が封止樹脂６０と接する。リードフレーム１０の一方の主面１０ａ及び側面１０ｃは、主面１０ｂよりも大きい粗度を有する。したがって、リードフレーム１０の一方の主面１０ａ及び側面１０ｃは、封止樹脂６０との密着性に優れる。

【0031】

リードフレーム１０の主面１０ａの粗度Ｓ_１は、好ましくは１．４以上であり、より好ましくは１．５以上である。これによって、主面１０ａと封止樹脂６０との密着性を十分に高くすることができる。一方、主面１０ａの粗度Ｓ_１の上限も特に限定されず、例えば４以下であってもよく、３．５以下であってもよい。これによって、主面１０ａと半導体チップ２０との密着性、及び、主面１０ａとボンディングワイヤ２２との密着性を十分に高くすることができる。主面１０ａは、このような粗度Ｓ_１を有するめっき膜で構成されている。粗度Ｓ_１は、粗度Ｓ_２と同様にして測定される。

【0032】

リードフレーム１０の側面１０ｃの粗度Ｓ_３は、好ましくは１．３以上であり、より好ましくは１．５以上である。これによって、側面１０ｃと封止樹脂６０との密着性を十分に高くして、水蒸気等の成分が、側面１０ｃと封止樹脂６０との界面から侵入することを十分に抑制することができる。リードフレーム１０の側面１０ｃの粗度Ｓ_３の上限も特に限定されず、例えば、主面１０ａの粗度Ｓ_１以下、又は、４以下であってもよく、３．５以下であってもよい。側面１０ｃは、上述の粗度Ｓ_３を有するめっき膜で構成されている。粗度Ｓ_３は、粗度Ｓ_１及びＳ_２と同様にして測定される。

【0033】

リードフレーム１０を用いれば、主面１０ａ及び側面１０ｃを封止樹脂６０に密着させるとともに、主面１０ａよりも十分に小さい粗度を有する主面１０ｂを露出させて、リードフレームパッケージ１００を製造することができる。主面１０ａ及び側面１０ｃは封止樹脂６０との密着性に優れ、主面１０ｂはハンダとの接合性及び放熱性に優れる。したがって、信頼性に優れるリードフレームパッケージ１００を製造することができる。

【0034】

リードフレームパッケージ１００は、リードフレーム１０の主面１０ｂがハンダとの接合性及び放熱性に優れるとともに、主面１０ａ及び側面１０ｃが封止樹脂６０との密着性に優れることから高い信頼性を有する。

【0035】

幾つかの実施形態では、信頼性を一層高くする観点から、下記式（１）を満たすことが好ましい。また、Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３は、下記式（２）の関係を満たすことが好ましい。さらに、主面１０ａにおける粗度Ｓ_１を、主面１０ｂの粗度Ｓ_２よりも十分に大きくする観点から、式（３）を満たしてもよい。
０．５８＜Ｓ_３／Ｓ_１≦１ （１）
Ｓ_２＜Ｓ_３≦Ｓ_１ （２）
Ｓ_２／Ｓ_１＜０．６ （３）

【0036】

このようなリードフレーム１０は、側面１０ｃにおける粗度Ｓ_３が、主面１０ａの粗度Ｓ_１に近似していることから、主面１０ａ及び側面１０ｃにおいて封止樹脂６０との密着性に優れる。また、主面１０ｂの粗度Ｓ_２を、主面１０ａの粗度Ｓ_１よりも十分に小さくすることによって、樹脂バリを除去して露出面積を十分に大きくし、放熱性を向上することができる。

【0037】

上記式（１）におけるＳ_３／Ｓ_１は、信頼性をさらに高くする観点から、０．６以上であってもよく、０．７以上であってもよい。上記式（３）におけるＳ_２／Ｓ_１は０．５未満であってもよい。また、Ｓ_２／Ｓ_１の下限は特に限定されず、０．３であってもよいし、０．４であってもよい。

【0038】

図３は、リードフレーム１０（電極パッド１０Ａ又はリード１０Ｂ）の断面の一部を拡大して示す断面図である。リードフレーム１０は、リードフレーム本体１１と、リードフレーム本体１１の表面を被覆するめっき膜１２とを備える。リードフレーム本体１１は、例えば銅又は銅合金で構成される。めっき膜１２の厚みは、例えば０．２〜３μｍである。めっき膜１２は、例えば、ニッケル、銅、パラジウム、銀、及び金からなる群より選ばれる少なくとも一つの金属、又は当該金属の合金で構成される一つ又は複数の金属層で構成される。具体的には、銅めっき層のみの電解めっき膜、及び、ニッケル層／パラジウム層／金層が積層されてなる電解めっき膜が挙げられる。銅めっき層の場合には、ボンディングワイヤ２２との接続部等、部分的に銅めっき層の上に銀めっき層を形成してもよい。

【0039】

リードフレーム本体１１の主面１１ａ，１１ｂ及び側面１１ｃの上には、めっき膜１２が形成されている。主面１１ａ、主面１１ｂ及び側面１１ｃの上には、粗度が異なるめっき膜１２がそれぞれ形成されている。後述するめっき工程によって、粗度が異なるめっき膜１２を、主面１１ａ、主面１１ｂ及び側面１１ｃの上にそれぞれ形成することができる。

【0040】

次に、リードフレーム１０及びリードフレームパッケージ１００の製造方法を説明する。この製造方法は、リードフレーム本体１１にめっき膜１２を形成するめっき工程を有する。具体的には、まず、銅等の金属シートを打ち抜いて、所定の形状を有するリードフレーム本体１１を形成する。続いて、めっき液を用いて、リードフレーム本体１１の表面をめっき膜で被覆する。

【0041】

図４及び図５は、めっき工程を説明する図である。図４に示すように、リードフレーム本体１１は、めっき槽５０内を連続的に流通する。図５は、めっき槽５０及びその内部を流通するリードフレーム本体１１（リードフレーム１０）を、リードフレーム本体１１（リードフレーム１０）の流通方向に直交する面で切断したときの断面を示している。

【0042】

図５に示すように、めっき槽５０内には、めっき液５２が貯留されている。リードフレーム本体１１をめっき液５２中に浸した状態で電解めっき処理を施して、リードフレーム本体１１の表面上に電解めっき膜を形成する。これによって、リードフレーム１０が得られる。めっき液５２としては、銅めっき液、ニッケルめっき液、パラジウムめっき液、及び金めっき液等を用いることができる。複数層からなるめっき膜を形成する場合は、複数のめっき槽５０をリードフレーム本体１１の流通方向に沿って直列に並べてめっき処理を連続して行ってもよい。

【0043】

図５に示すように、めっき槽５０には、リードフレーム本体１１を挟むようにして平板状である一対の電極３２，４２が配置されている。一方の電極３２（第１電極３２）は、リードフレーム本体１１の主面１１ａと対向するように配置され、他方の電極４２（第２電極４２）は、リードフレーム本体１１の主面１１ｂと対向するように配置されている。電極３２は、極性反転電源３０に接続されており、電極４２は、パルス電源４０に接続されている。

【0044】

図６は、めっき工程時における極性反転電源３０による電流のプロファイルを示す図である。めっき工程では、極性反転電源３０から電極３２に正電流Ａ１と負電流Ａ２とが交互に供給される。極性反転電源３０から正電流を供給すると、リードフレーム本体１１の主面１１ａにめっき膜１２が形成される。一方、極性反転電源３０から負電流を供給すると、主面１１ａ上のめっき膜１２の一部が陽極電解によってめっき液５２に溶出する。正電流Ａ１及び負電流Ａ２の大きさ、並びに、正電流時間ｔ１及び負電流時間ｔ２を調節することによって、めっき膜１２の粗度を制御することができる。

【0045】

例えば、平滑なめっき膜を形成できる正電流よりも、大きい正電流でめっき膜を形成し、負電流の供給時にめっき膜の粒界部分を溶解することによって、大きい粗度を有するめっき膜１２を形成することができる。

【0046】

正電流密度は、例えば５〜２０Ａ／ｄｍ^２の範囲内に設定することができる。負電流密度は、正電流密度よりも大きく、例えば２０〜５０Ａ／ｄｍ^２の範囲内に設定することができる。正電流時間ｔ１及び負電流時間ｔ２は、例えば１〜１００ミリ秒の範囲内に設定することができる。

【0047】

図７は、めっき工程時におけるパルス電源４０による電流のプロファイルを示す図である。めっき工程では、パルス電源４０から電極４２に正パルス電流が供給される。極性反転電源３０から正パルス電流を供給すると、リードフレーム本体１１の主面１１ｂにめっき膜１２が形成される。正パルス電流の供給が停止している間は、めっき膜が形成されないため、リードフレーム本体１１の主面１１ｂ近傍にめっき膜となる金属イオンが拡散する時間を確保することができる。このため、めっき膜１２のやけが発生し難くなる。したがって、パルス電源４０の正パルス電流のピーク電流値Ｂ１を十分に大きくしてめっき膜１２を形成することができる。

【0048】

パルス電源４０による正パルス電流の電流密度を十分に高くしてめっき膜１２を形成することによって、めっき膜１２を構成する金属粒子の結晶粒径を十分に小さくすることができる。これによって、リードフレーム本体１１の主面１１ｂの上に、平滑性に優れためっき膜１２を形成することができる。このようなめっき膜１２は、十分に小さい結晶粒で構成されることから、めっき膜１２の表面に形成される酸化膜の剥離を十分に抑制することができる。

【0049】

リードフレーム１０及びリードフレームパッケージ１００の製造プロセスでは、加熱に伴って、リードフレーム本体１１及びめっき膜１２の金属成分が表面に拡散して、酸化膜が形成される。本実施形態では、めっき膜１２の結晶粒径が小さいことから、上記拡散に伴って生じるリードフレーム本体１１とめっき膜１２との間のボイドの量及びサイズを低減することができる。これによって、主面１１ｂ上のめっき膜１２の表面に形成される酸化膜の剥離を十分に抑制することができる。

【0050】

めっき工程では、極性反転電源３０とパルス電源４０からの電流の供給を並行して行うことによって、リードフレーム本体１１の主面１１ａ及び主面１１ｂの上に、めっき膜１２を同時に形成することができる。また、リードフレーム本体１１の側面１１ｃの上にも同時にめっき膜１２を形成することできる。

【0051】

側面１１ｃの上のめっき膜１２の粗度Ｓ_３は、パルス電源４０のＤｕｔｙ比及び電流密度を調節することによって調整することができる。図７のＤｕｔｙ比とは、ｔ４／（ｔ３＋ｔ４）で計算される値である。ｔ４は、パルス電流が供給されている時間（ＯＮ時間）であり、ｔ３はパルス電流の供給が停止されている時間（ＯＦＦ時間）である。

【0052】

パルス電源４０から電極４２への電流の供給がない間に、極性反転電源３０から電極３２に供給される正電流Ａ１によって、側面１１ｃの上にめっき膜１２が形成される。パルス電源４０の代わりに直流電源を用いる場合に比べて、極性反転電源３０からの正電流によるめっき膜１２の形成割合が高くなる。このため、側面１１ｃの上のめっき膜１２の粗度Ｓ_３を大きくすることができる。

【0053】

側面１１ｃの上のめっき膜１２の粗度を十分に大きくする観点から、パルス電源４０のＤｕｔｙ比は、好ましくは０．８５以下であり、より好ましくは０．７以下である。一方、パルス電源４０のＤｕｔｙ比を小さくし過ぎると、側面１１ｃのみならず、主面１１ｂにまで極性反転電源３０からの正電流Ａ１によって形成されるめっき膜１２の割合が高くなる。したがって、主面１１ｂにおける粗度Ｓ_２を十分に小さく維持する観点から、パルス電源４０のＤｕｔｙ比は、好ましくは０．２以上であり、より好ましくは０．３以上である。

【0054】

パルス電源４０の平均電流密度は、１〜１０Ａ／ｄｍ^２であってもよく、１〜５Ａ／ｄｍ^２であってもよい。これによって、主面１０ｂの上におけるめっきやけの発生を十分に抑制するとともに、主面１０ｂの上のめっき膜１２を構成する結晶粒径を十分に小さくすることができる。また、めっき膜１２を短時間で形成することができる。パルス電源４０の平均電流密度は、パルス電源４０から供給される電流の平均値Ｂ２（図７）を電流密度に換算することによって求められる。電流の平均値Ｂ２は、正パルス電流のピーク電流値Ｂ１とＤｕｔｙ比の積として求められる。

【0055】

以上のようなめっき工程によって、リードフレーム本体１１の主面１１ａ及び側面１１ｃ上に、主面１１ｂよりも大きい粗度を有するめっき膜１２を形成することができる。このめっき工程では、Ｄｕｔｙ比、又は平均電流密度を変えることによって、リードフレーム１０の側面１０ｃの粗度を容易に調整することができる。主面１１ａ、主面１１ｂ及び側面１１ｃの上のめっき膜１２の粗度Ｓ_１、Ｓ_２及びＳ_３は、例えば、上記式（１）、式（２）及び式（３）を満たしていてもよい。

【0056】

めっき工程で得られたリードフレーム１０の電極パッド１０Ａの主面１０ａ側に、半導体チップ２０を、例えば銀ペースト等の金属ペーストを用いて固定する。次に、半導体チップ２０の電極パッド（不図示）とリード１０Ｂの主面１０ａとの間をボンディングワイヤ２２で接続する。続いて、リードフレーム１０をモールド金型内に配置する。そして、樹脂組成物（例えば、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂組成物）をモールド金型内に注入して加熱し、樹脂組成物を硬化させる。その後に個片化して、リードフレーム１０上に搭載された半導体チップ２０、及び、半導体チップ２０とリード１０Ｂとを接続するボンディングワイヤ２２を封止する封止樹脂６０を備えるリードフレームパッケージ１００が得られる。

【0057】

上述のリードフレームパッケージ１００は、大きい粗度を有する主面１０ａ及び側面１０ｃを有するリードフレーム１０を備える。リードフレーム１０は、封止樹脂６０との密着性に優れるとともに、放熱性にも優れる。また、リードフレーム１０は、主面１０ｂに形成される酸化膜の剥離を十分に抑制することができる。したがって、リードフレームパッケージ１００は高い信頼性を有する。

【0058】

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、リードフレームがＱＦＮタイプであったが、これに限定されず、ＤＦＮであってもよく、パッド露出タイプのＱＦＰパッケージ等であってもよい。また、上記実施形態では、極性反転電源３０に接続された電極３２に対向するリードフレーム本体の主面１１ａ及び側面１１ｃ上に、リードフレーム本体の主面１１ｂ上よりも粗度が大きいめっき膜１２を形成したが、これに限定されるものではない。パルス電源４０に接続された電極４２に対向するリードフレーム本体１１の主面１１ｂ上に、リードフレーム本体の主面１１ａ及び側面１１ｃ上のめっき膜よりも粗度が大きいめっき膜１２を形成してもよい。この場合、リードフレーム本体１１の主面１１ｂ上のめっき膜は樹脂との密着性に優れ、リードフレーム本体１１の主面１１ａ及び側面１１ｃ上のめっき膜はハンダとの密着性に優れる。

【0059】

このようなリードフレームは、例えば、次のようにして作製することができる。極性反転電源３０を用いて、平滑なめっき膜を形成できる程度の大きさの正電流でリードフレーム本体１１の主面１１ａ上にめっき膜を形成し、負電流で、当該めっき膜の凸部を集中的に電解する。これによって、主面１１ｂ上のめっき膜よりも小さい粗度を有するめっき膜１２を主面１１ａ及び側面１１ｃ上に形成することができる。

【実施例】

【0060】

実施例及び比較例を参照して本発明の内容をより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

【0061】

（実施例１）
［めっき膜の形成］
銅合金からなるリードフレーム本体を準備した。図４及び図５に示すようなめっき装置を用いて電解めっき処理を行い、リードフレーム本体の表面上に銅めっき膜（厚み：０．６〜０．８μｍ）を形成し、リードフレームを製造した。銅めっき膜の厚みは、蛍光Ｘ線膜厚計（株式会社フィッシャー・インストルメンツ製、製品名：ＦＩＳＣＨＥＲＳＣＯＰＥ Ｘ−ＲＡＹ ＸＤＶ−μ）を用いて測定した。めっき液としては、主成分として硫酸銅（１６０ｇ／Ｌ）、及び、硫酸（７５ｇ／Ｌ）を含有するめっき液を用いた。極性反転電源及びパルス電源としては市販のものを用いた。それぞれの電源の運転条件は、以下のとおりとした。

【0062】

＜極性反転電源＞
正電流密度：１０．９Ａ／ｄｍ^２
負電流密度：３１．６Ａ／ｄｍ^２
正電流時間（ｔ１）：負電流時間（ｔ２）＝２５ミリ秒：４ミリ秒
＜パルス電源＞
ピーク電流密度：１０Ａ／ｄｍ^２
平均電流密度：２．５Ａ／ｄｍ^２
ＯＮ時間（ｔ３）：ＯＦＦ時間（ｔ４）＝２５ミリ秒：７５ミリ秒
（Ｄｕｔｙ比＝０．２５）

【0063】

［銅めっき膜の評価］
市販の形状測定レーザーマイクロスコープ（株式会社キーエンス製、製品名：ＶＫ−Ｘ２００）を用いて、リードフレームの第１主面（極性反転電源に接続された電極と対向する主面）の粗度Ｓ_１、第２主面（パルス電源に接続された電極と対向する主面）の粗度Ｓ_２、及び側面の粗度Ｓ_３を測定した。測定結果は、表１に示すとおりであった。

【0064】

（比較例１）
パルス電源に変えて直流電源を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてリードフレームを製造した。なお、直流電源の電流密度は、第２主面の粗度Ｓ_２が実施例１と同等となるように調整し、５．０Ａ／ｄｍ^２とした。得られたリードフレームの第１主面（極性反転電源に接続された電極と対向する主面）の粗度Ｓ_１、第２主面（直流電源に接続された電極と対向する主面）の粗度Ｓ_２、及び側面の粗度Ｓ_３を、実施例１と同様にして測定した。測定結果は、表１に示すとおりであった。

【0065】

【表1】

【0066】

表１の結果から、パルス電源を用いることによって、側面の粗度Ｓ_３を十分に大きくして、第１主面の粗度Ｓ_１に近づけられることが確認された。実施例１のリードフレームは、第１主面及び側面において樹脂との密着性に優れ、第２主面において樹脂バリを容易に除去することができた。

【0067】

（実施例２）
パルス電源の運転条件を以下のとおりに変更したこと以外は、実施例１と同様にしてめっき膜を形成した。リードフレーム本体の表面上に形成された銅めっき膜の厚みは０．７μｍであった。実施例１と同様にして銅めっき膜の評価を行った。結果を表２に示す。
＜パルス電源＞
平均電流密度：２．５Ａ／ｄｍ^３
ＯＮ時間（ｔ３）：ＯＦＦ時間（ｔ４）＝５０ミリ秒：５０ミリ秒
（Ｄｕｔｙ比＝０．５）

【0068】

上記評価後、大気中で加熱試験を行い、酸化膜の剥離試験を行った。具体的には、表２に示す加熱条件で加熱した後、冷却し、リードフレームの第２主面に市販のテープ（住友スリーエム株式会社製、商品名：スコッチ（登録商標）メンディングテープ８１０）を貼付した。その後、貼付したテープを引き剥がし、酸化膜の剥離の有無を目視で評価した。剥離が生じなかったものを「Ａ」、剥離が生じたものを「Ｂ」と評価した。評価結果を表３に示す。

【0069】

（比較例２）
第２主面における銅めっき膜の厚みが実施例２と同等（０．７μｍ）となるように、直流電源の電流密度を調整して２．５Ａ／ｄｍ^２にしたこと以外は、比較例１と同様にして銅めっき膜を形成した。そして、実施例２と同様にして評価を行った。評価結果を表２に示す。

【0070】

【表2】

【0071】

酸化膜の剥離抑制性能は、めっき膜の厚みが大きい方が向上する。表２の結果から、同等のめっき膜の厚みを有する実施例２と比較例２を対比すると、実施例２の方が、比較例２よりも酸化膜の剥離を抑制できることが確認された。これは、実施例２の方が、第２主面におけるめっき膜の組織が微細化されていることによるものである。

【0072】

（実施例３，４）
パルス電源の運転条件を次のとおりに変更したこと以外は、実施例１と同様にしてめっき膜を形成し、評価を行った。具体的には、ピーク電流密度を１０Ａ／ｄｍ^２、ＯＮ時間（ｔ３）を２５ミリ秒とし、ＯＦＦ時間（ｔ４）を変えてＤｕｔｙ比による影響を調べた。パルス電源のＤｕｔｙ比が０．２０（平均電流密度：２Ａ／ｄｍ^２）の条件で作製したリードフレームを実施例３、パルス電源のＤｕｔｙ比が０．８３（平均電流密度：８．３Ａ／ｄｍ^２）の条件で作製したリードフレームを実施例４とした。このようにして得られた各実施例のリードフレームを、実施例１と同様にして評価した。結果を表３に示す。

【0073】

【表3】

【0074】

表３の結果から、Ｄｕｔｙ比を変更しても、第１主面及び側面の粗度Ｓ_１及びＳ_３が十分に大きく、且つ第２主面の粗度Ｓ_２が十分に小さいリードフレームが得られることが確認された。実施例３，４のリードフレームの第１主面及び側面は樹脂との密着性に優れ、第２主面は樹脂バリを容易に除去することができた。

【0075】

（実施例５）
パルス電源の運転条件を次のとおりに変更したこと以外は、実施例１と同様にしてめっき膜を形成し、評価を行った。具体的には、ＯＮ時間（ｔ３）を２５ミリ秒、ＯＦＦ時間（ｔ４）を５ミリ秒とし、正パルス電流のピーク電流値Ｂ１を変えて、平均電流密度１．０Ａ／ｃｍ^２の条件でリードフレームを作製した。このようにして得られた実施例５のリードフレームを、実施例１と同様にして評価した。結果を表４に示す。

【0076】

【表4】

【0077】

表４の結果から、平均電流密度を変更しても、第１主面及び側面の粗度Ｓ_１及びＳ_３が十分に大きく、且つ第２主面の粗度Ｓ_２が十分に小さいリードフレームが得られることが確認された。平均電流密度を小さくすると、側面の粗度Ｓ_３が大きくなる傾向にあることが確認された。実施例５のリードフレームの第１主面及び側面は樹脂との密着性に優れ、第２主面は樹脂バリを容易に除去することができた。

【産業上の利用可能性】

【0078】

側面の粗度を容易に調整することが可能なリードフレームの製造方法が提供される。信頼性に優れるリードフレーム、リードフレームパッケージ及びその製造方法が提供される。

【符号の説明】

【0079】

１０…リードフレーム、１０Ａ…電極パッド、１０Ｂ…リード、１０ａ…主面（第１主面）、１０ｂ…主面（第２主面）、１０ｃ…側面、１１…リードフレーム本体、１１ａ…主面（第１主面）、１１ｂ…主面（第２主面）、１１ｃ…側面、１２…めっき膜、２０…半導体チップ、２２…ボンディングワイヤ、３０…極性反転電源、３２…電極（第１電極）、４０…パルス電源、４２…電極（第２電極）、５０…めっき槽、５２…めっき液、６０…封止樹脂、１００…リードフレームパッケージ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】