特許 6353399 リードフレームの部分粗化方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6353399

(24)【登録日】2018年6月15日

(45)【発行日】2018年7月4日

(54)【発明の名称】リードフレームの部分粗化方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/50 20060101AFI20180625BHJP

【ＦＩ】

   H01L23/50 H

   H01L23/50 A

【請求項の数】3

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2015-92768(P2015-92768)

(22)【出願日】2015年4月30日

(65)【公開番号】特開2016-213228(P2016-213228A)

(43)【公開日】2016年12月15日

【審査請求日】2017年4月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】504178812

【氏名又は名称】ＳＨプレシジョン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100145872

【弁理士】

【氏名又は名称】福岡 昌浩

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 隆一

【審査官】 豊島 洋介

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００７／０６１１１２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ２３／４８

２３／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マスキングテープの部分粗化処理エリアに対応する位置に３ｍｍ角以下の開口部をレーザーを用いて形成する加工工程と、該テープを金属条材の表面に貼り付ける貼り付け工程と、前記テープを貼り付けた金属条材の表面に前記開口部を介して粗化処理を施す粗化処理工程とを有し、
前記加工工程において、マスキングテープのみにカットを行い、セパレーターはカットせず、前記貼り付け工程前でマスキングテープからセパレーターを剥がす際にマスキングテープ屑をセパレーターと一緒に除去するようにした
ことを特徴とするリードフレームの部分粗化処理方法。

【請求項2】

前記粗化処理が化学エッチングであ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部分粗化処理方法。

【請求項3】

前記レーザーはＣＯ_２レーザーであることを特徴とする請求項１または２に記載のリードフレームの部分粗化処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トランジスタやＩＣに使用されるリードフレーム材に対する部分粗化方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体用リードフレームのモールド樹脂との密着性確保のための方策として、素材表面を荒らす粗化処理が行われている。この粗化処理は、素材を薬液中に通すことで荒い表面を得るようにしている。

【0003】

トランジスタやＩＣに使用される一般的なリードフレームでは、該リードフレーム上に例えば粗化処理をする場合、必要箇所だけが開口した弾性材製シール材をリードフレーム上へ機械的に押圧させて（例えば特許文献１参照）、粗化処理することが行われている。

【0004】

しかしながら、このような機械的マスキング法は、連続部分粗化、間欠送り部分粗化等に実用されているが、粗化領域の境界の仕上りが悪いのと、装置が高価なことが最大の欠点であり、複雑な打抜形状をもつ条材については適用できないという欠点があった。また、半導体用リードフレームに使用する化学エッチングでの粗化処理では、長時間の化学エッチング液への浸漬により、シール部への化学エッチング液の漏れが生じ、非粗化部分が粗化されてしまうという問題があった。

【0005】

また、リードフレームの部分粗化不要箇所にフォトレジストインクを塗布して（例えば、特許文献２参照）、粗化処理する方式のものがある。

【0006】

このフォトレジスト法は、レジスト液をリードフレーム材の全面に塗布し、ネガフィルムを通して感光させ、不必要なレジスト液を洗浄した後、部分粗化する方法であるが、工程が長く、薬品の使用量も多いことから、ラインコストが非常に高いという欠点がある。

【0007】

また、連続部分粗化方法として、非粗化処理部に連続してマスキングテープを貼り付け（例えば特許文献３参照）、非粗化処理部をマスキングした後、連続部分粗化を行ない、続いて、マスキングテープを剥離し、連続部分粗化条を得ていた。

【0008】

しかしながら、上記マスキングテープを使用した部分粗化法では、粗化範囲は、条材の長手方向に連続した粗化しかできず、複雑な部分粗化を行なうことは困難であった。

【0009】

また、図１に示すように、エッチングもしくはプレス加工により所定の形状を作製し、部分めっき後、粗化処理を行うため、リードフレームの非粗化範囲に対してマスクを行うのが困難なため、図中ハッチングで示すように全面粗化処理を行うのが一般的であった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開２００２―８３９１７号公報

【特許文献2】ＷＯ２０１４／１４８４８４号公報

【特許文献3】特開２０１２―０２８８２２号公報

【特許文献4】特開昭５６−３５７９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

本発明は、上記の実情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、断続的選択的エリアへも寸法精度が高く且つ微細で複雑な形状部分への粗化処理をも可能にした、部分粗化処理方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記目的を達成するために、本発明によるリードフレームの部分粗化処理方法は、マスキングテープの部分粗化処理エリアに対応する位置に３ｍｍ角以下の開口部をレーザーを用いて形成する工程と、該テープを金属条材の表面に貼り付ける工程と、前記テープを貼り付けた金属条材の表面に前記開口を介して粗化処理を施す工程とを有することを特徴とする。

【0013】

また、本発明によれば、上記粗化処理は化学エッチングであることを特徴とする。

【0014】

また、本発明によるリードフレームの部分粗化処理方法は、前記開口部を形成するためマスキングテープをレーザーを用いてカットする工程において、マスキングテープのみにカットを行い、セパレーターはカットせず、テープを金属条材の表面に貼り付ける工程前でマスキングテープからセパレーターを剥がす際にマスキングテープ屑をセパレーターと一緒に除去するようにしたことを特徴とする。

【0015】

また、本発明によれば、上記レーザーは、ＣＯ_２レーザーであることを特徴とする。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、従来技術では困難であった、断続的選択的エリアへの粗化処理加工を可能とするテープマスキング方式部分粗化処理方法およびマスキングテープの加工方法を提供することができる。

【0017】

また、本発明によれば、レーザー特にＣＯ_２レーザーを用いたマスキングテープのカット加工により、寸法精度が高く、微細で複雑な形状の部分粗化処理を施したリードフレームを提供することが可能である。

【0018】

さらに、本発明によれば、マスキングテープ加工時にセパレーターを残してテープカット加工を行い、貼り付け時にセパレーターと一緒にカット部のテープを除去するようにしたことにより、微小エリアのマスキングテープ屑を確実に除去することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、従来の粗化処理方法の一例を示す図である。

【図2】図２は、本願発明の一実施例である、製品形状および粗化処理上り形状を説明する図である。

【図3】図３は、本願発明の一実施例である、粗化処理方法を説明する図である。

【図4】図４は、本願発明の一実施例である、テープマスキングによる部分粗化処理方法を説明する工程図である。

【図5】図５は、ＣＯ_２レーザーによるマスキングテープの加工方法を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明を適用した部分粗化処理方法について説明する。なお、本発明は、特に限定がない限り、以下の詳細な説明に限定されるものではない。

【0021】

本発明を適用した部分粗化処理方法の実施の形態について、以下の順序で詳細に説明する。

【0022】

１．マスキングテープの材質、構造及び条材の材質
２．マスキングテープの加工工程
３．めっき工程
４．マスキングテープの貼り付け工程
５．粗化処理工程
６．マスキングテープの剥離工程
７．巻き取り工程
８．打ち抜き工程
本発明に係るリードフレームの製造方法は、具体的には、図４に示すように、マスキングテープの加工工程と、めっき工程と、マスキングテープの貼り付け工程と、粗化処理工程と、マスキングテープの剥離工程と、巻き取り工程と、打ち抜き工程を有する。

【0023】

１．マスキングテープ８の材質、構造及び条材の材質
本発明において使用するマスキングテープ原反の材質は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリエステル、ポリプロピレン等のプラスチックフィルムであり、これら支持体に接着剤を塗布してマスキングテープ原反とする。マスキングテープ原反の支持体の厚さは、通常４〜１００μｍであるものが好ましく、特に１０〜３０μｍの範囲のものが、貼り付け、剥離等のハンドリング性に優れ、特にめっきエリアの形状へのカット加工に優れているので好ましい。

【0024】

マスキングテープ８としては、セパレーター１２ （剥離紙）が貼られた構造のものが使用できる。

【0025】

尚、セパレーター１２の基材の材質はＰＥＴ、ポリエステル、ポリプロピレン等のプラスチックフィルムであり、これら基材の片面（剥離面）にシリコン系等の剥離剤で処理したものを使用できる。上記、基材の厚みは、特に限定されないが、取扱い性の点等から２５〜１００μｍのものが好ましい。

【0026】

マスキングテープ８の接着剤は、例えば、特許文献４に記載の合成ゴム系又は合成樹脂系の接着剤が使用でき、また、６０〜１８０℃に加熱して貼り付けることで、接着力が向上する接着剤が使用できる。

【0027】

マスキングテープ８は、帯状条材の幅或いはそれより若干幅の広いマスキングテープ原反を用意する。ここで、若干幅の広いマスキングテープを用いる理由は、帯状条材の側面が粗化処理されるのを防止するため、帯状条材の側面をマスキングテープで覆うためである。

【0028】

また、これらマスキングテープ８を貼付ける金属製の帯状基材の材質を例示すれば、銅条、銅合金条、鉄系条等を挙げることができる。

【0029】

２．マスキングテープ８の加工工程
本マスキングテープ８は、部分粗化処理エリアに対応する位置に開口部を有するものである。この開口部の加工方法としては、マスキングテープを打ち抜き加工、トムソン加工、カッターなどでの切り抜き加工やレーザー加工など、適宜選択することが出来る。しかし、打ち抜き加工では、マスキングテープのみをカットしてセパレーターはカットしないハーフカット加工ができない。また、トムソン加工では、ベースの木板に溝加工を施し、その溝と同じ形状に曲げた鋼の刃物（トムソン刃）を埋め込んだ型を使用するため、寸法精度が悪く、微細な形状にカットすることが出来ない。

【0030】

レーザー加工では、半導体レーザー、ＹＡＧレーザー、ＣＯ_２レーザーが使用できる。特にＣＯ_２レーザー光（波長１０．６μｍ）に対して大多数の樹脂は強い吸収帯を有しており、ＣＯ_２レーザーを直接照射された樹脂表面には大きな熱損傷が発生する(無着色樹脂でも強い吸収のために熱損傷が発生する)。このため、ＣＯ_２レーザーは、樹脂製フィルムの切断には有効である。

【0031】

従って、ＣＯ_２レーザーを用いてマスキングテープ８をカットするのが好ましい。ＣＯ_２レーザーを用いることにより、寸法精度に優れ、微細な形状にカットすることが出来る。また、ＣＯ_２レーザーの出力を調整することにより、マスキングテープ８のみのカットを行い、セパレーターはカットさせないハーフカット加工を行うことができる。

【0032】

図５に示すように、ＣＯ_２レーザー加工装置１０（図４参照）を用いてハーフカット加工を行ったセパレーター付きマスキングテープ８において、該テープ８を金属条材４の表面に貼り付ける工程前で、マスキングテープ８からセパレーター１２を剥がす際にマスキングテープ屑１３をセパレーター１２と一緒に除去することが出来る。ＣＯ_２レーザー加工装置１０を用いることにより、トムソン加工等で発生する打ち抜き端面のバリの発生がないため、マスキングテープ屑１３をセパレーター１２と一緒に除去することが出来る。また、マスキングテープ８の接着剤として、６０〜１８０℃に加熱して貼り付けることにより接着力が向上する接着剤を使用することにより、マスキングテープ８からセパレーター１２を剥がす際、接着力が弱いため接着剤とセパレーター１２との接着力をセパレーター１２側で高めることによりマスキングテープ屑１３をセパレーター１２と一緒に除去することができる。

【0033】

特に、１辺が３ｍｍより小さい形状を加工すると、カットしたマスキングテープ屑１３が飛散して、不必要な部分に付着してしまうが、本発明では、このテープカット加工にＣＯ_２レーザー加工装置１０を用いて、マスキングテープ８をハーフカット加工することにより、セパレーター１２を剥がす際に一緒にマスキングテープ屑１３を確実に除去することができる。

【0034】

３．めっき工程（図４参照）
金属条材４の広巾面を垂直に維持して長手方向に摺動走行させ、前処理部において脱脂エッチング及び表面処理を行った後、めっき液槽１１内に貯溜されているめっき液をポンプによりノズルから前記被めっき面に吐出させながら銀めっき、パラジウムめっきやニッケルめっきを行なうことが出来る。

【0035】

４．マスキングテープの貼り付け工程（図４参照）
金属条材４とマスキングテープ８は、貼り付け工程前に予熱器により６０〜１８０℃に加熱された後、金属条材４とマスキングテープ８を位置決め穴６により位置合わせを行い、金属条材４とマスキングテープ８を条材バックアップロールとマスキングテープ貼付けロールとの間で、４０〜２００℃に加熱し、狭持押圧せしめることにより条材にマスキングテープを貼り付ける。

【0036】

５．粗化処理工程
リードフレーム母材（金属条材４）の表面に粗化処理装置１４を用いて粗化処理を施すことにより粗化処理面を形成し、粗化処理済みのリードフレーム母材を製造する。粗化処理は、リードフレーム母材の表面をエッチングして粗化することのできるエッチング液（以下、「エッチャント」という） を用いて実施する。例えば、金属条材４としての銅条に対しては硫酸系エッチャントを用いることができる。これにより、リードフレーム母材からなる銅条の表面に粗化処理面が形成される。

【0037】

粗化処理後の粗化処理面の表面粗さは、Ｒａ（算術平均粗さ）で、０．２５μｍ以上の粗さが好ましく、また、Ｒｚ（最大高さ）で、２．０μｍ以上の粗さが好ましい。Ｒａで、０．２０μｍ未満では、封止樹脂に対して十分なアンカー効果が得られず、密着性及び信頼性が得られない。

【0038】

同様に、Ｒｚ（最大高さ）で、２．０μｍ未満では、封止樹脂に対して十分なアンカー効果が得られず、密着性及び信頼性が得られない。

【0039】

６．マスキングテープの剥離工程
剥離されるべきマスキングテープ８は、所定の位置においてリードフレーム条材１より剥離され、ガイドロール、剥離テープ巻き込み検出装置等を経て、巻取機により巻き取られる。かくして、図３に示すように、めっき部分２と粗化処理部分３を有するリードフレーム条材１が得られる。

【0040】

７．巻き取り工程
マスキングテープを剥離した後、水洗、乾燥して、完成した部分粗化処理された条材を巻き取る。

【0041】

８．打ち抜き工程（図４参照）
かくして、一旦巻き取られた条材をリードフレームの所定の形状に打ち抜き加工し、曲げ加工し、切断して、洗浄することにより、製品が製造される。

【実施例】

【0042】

以下、本発明を適用した具体的な実施例について説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。

【0043】

条材４として、幅７０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの銅合金（２ＺｒＯＦＣ）製のものを使用し、ガイド穴用金型９を用いて、条材４にガイド穴５、位置決め穴６（図３参照）の打ち抜きを行った。

【0044】

上記条材４を、広巾面を垂直に維持して長手方向に摺動走行させ、既存の連続部分めっき装置１１において、前処理部で脱脂エッチングおよび表面処理を行った後、めっき装置内に貯溜されているめっき液をポンプによりノズルから前記被めっき面に吐出させながら、Ａｇめっきを行なった。

【0045】

上記Ａｇめっき後、水洗、乾燥して、完成したＡｇめっきされた条材４を巻き取った。

【0046】

マスキングテープ８として、アクリル系の接着剤がコーティングされた幅８０ｍｍ、厚さ２０μｍのＰＥＴ基材を使用した。次いで、セパレーター１２として、片面にシリコン系樹脂からなる離形層を有する、幅８０ｍｍ、厚さ５０μｍのＰＥＴ基材を使用した。マスキングテープ原反の接着剤コーティング面にセパレーター１２の離形層面側を張り合わせて、セパレーター付きマスキングテープとした。

【0047】

上記セパレーター１２付きのマスキングテープ８において、図５に示すように、マスキングテープ８を上側、セパレーター１２を下側にセットして、上側からＣＯ_２レーザー加工装置１０(キーエンス株式会社製ＣＯ_２レーザーマーカ)を用いてレーザー光を照射し、部分めっきエリアに対応する位置に１．０４ｍｍ×２．２８ｍｍ角の開口部を、線幅０．３ｍｍでカットした。この場合、ＣＯ_２レーザーの出力を調整することにより、マスキングテープ８のみにカットを行い、セパレーター１２はカットしないハーフカット加工を行った。

【0048】

マスキングテープ８を条材４に貼り付ける前に、上記ハーフカット加工を行ったマスキングテープ８から、セパレーター１２を後段の巻き取りロールに巻き取りながら剥離を行い、部分粗化処理エリアに対応するマスキングテープ屑１３を、セパレーター１２と共に除去するようにした。

【0049】

条材４とセパレーター１２を除去したマスキングテープ８を各々予熱器にて、１２０℃で加熱をした後、条材４とマスキングテープ８を位置決め穴６で位置を合わせ、圧着ロール１５により、貼り付け圧力３ｋｇ／ｃｍ^２で、条材４にマスキングテープ８を貼り付けた。

【0050】

次に、硫酸系エッチャントを用いて、粗化処理面側に粗化処理を施すことにより粗化面を形成した。

【0051】

粗化面の表面粗さは、ＪＩＳＢ０６０１ ‘２００１に準じて、接触式表面粗さ測定器を用いて、Ｒａ（算術平均粗さ）と、Ｒｚ（最大高さ）を測定した。Ｒａ（算術平均粗さ）は、０．２５μｍ〜０．３３μｍで、Ｒｚ（最大高さ）は、２．１μｍ〜３．４μｍであった。

【0052】

上記部分粗化処理された条材４から、マスキングテープ８を剥離した後、水洗、乾燥して、完成した部分粗化処理された条材を巻き取った。

【0053】

一旦、巻き取られた条材を所定の形状に打ち抜き加工で切断してリードフレームを得た。

【0054】

以上の結果から、マスキングテープ８の部分めっきエリアに対応する位置に３ｍｍ角以下の開口部の形状をＣＯ_２レーザー加工装置１０を用いてカットする工程において、マスキングテープ８のみにカットを行い、セパレーター１２はカットせず、テープを金属条材４の表面に貼り付ける工程前で、マスキングテープ８からセパレーター１２を剥がす際マスキングテープ屑１３をセパレーター１２と一緒に除去することで、マスキングテープ屑１３の除去不良も無く、粗化処理浴中で、条材４とマスキングテープ８の界面への染み込みが無く、寸法精度が高く、微細で複雑な形状部分に粗化処理を施したリードフレーム用条材１を提供することができた。

【0055】

また、従来の連続部分粗化処理装置を利用して部分粗化処理を施したリードフレーム用条材１を提供することができた。

【0056】

さらに、マスキングテープ８の加工時にセパレーター１２を残すハーフカット加工を行うことで、剥離時にセパレーター１２と一緒にマスキングテープ屑１３が巻き取られ、微小エリアのマスキングテープ屑１３を確実に除去することが可能となることがわかる。

【符号の説明】

【0057】

１：リードフレーム用条材
２：Agめっき
３：粗化エリア(ハッチング部)
４：リードフレーム母材（金属条材）
５：ガイド穴
６：位置決め穴
７：粗化エリア形状
８：マスキングテープ
９：ガイド穴用金型
１０：ＣＯ_２レーザー加工装置
１１：めっき液槽
１２：セパレーター
１３：マスキングテープ屑
１４：粗化処理装置
１５：圧着ロール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】