特開 2024-179165 リードフレーム及びその製造方法、半導体装置

(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】P2024179165

(43)【公開日】2024-12-26

(54)【発明の名称】リードフレーム及びその製造方法、半導体装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/50 20060101AFI20241219BHJP

【ＦＩ】

H01L23/50 U

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023097782

(22)【出願日】2023-06-14

(71)【出願人】

【識別番号】000190688

【氏名又は名称】新光電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】植松 悦夫

(72)【発明者】

【氏名】上原 浩美

(72)【発明者】

【氏名】曽根原 袈裟幸

(72)【発明者】

【氏名】北條 昭信

【テーマコード（参考）】

5F067

【Ｆターム（参考）】

5F067AA04

5F067AB04

5F067BA02

5F067BE02

5F067DC15

5F067EA02

5F067EA04

(57)【要約】

【課題】溶剤成分の濡れ広がり抑制効果を向上可能なリードフレームを提供する。
【解決手段】本リードフレームは、上面に半導体チップが搭載される搭載領域を備えたダイパッドと、平面視で、前記搭載領域の外側において、前記搭載領域の外縁に沿って設けられた平坦膜と、前記ダイパッドの上面において、平面視で、前記平坦膜の内側及び外側に設けられた粗化膜と、を有し、前記粗化膜は、粗化めっき膜と、前記粗化めっき膜に積層され、前記粗化めっき膜の形状に追従して表面が粗化面となるめっき膜と、を含み、前記平坦膜は、前記粗化膜よりも表面が平坦であり、前記粗化めっき膜と同一の金属から形成された第１金属膜と、前記第１金属膜の上に積層された第２金属膜と、を含み、前記第２金属膜は、前記粗化めっき膜を構成する金属と、前記めっき膜を構成する金属と、の合金膜である。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

上面に半導体チップが搭載される搭載領域を備えたダイパッドと、
平面視で、前記搭載領域の外側において、前記搭載領域の外縁に沿って設けられた平坦膜と、
前記ダイパッドの上面において、平面視で、前記平坦膜の内側及び外側に設けられた粗化膜と、を有し、
前記粗化膜は、粗化めっき膜と、前記粗化めっき膜に積層され、前記粗化めっき膜の形状に追従して表面が粗化面となるめっき膜と、を含み、
前記平坦膜は、前記粗化膜よりも表面が平坦であり、前記粗化めっき膜と同一の金属から形成された第１金属膜と、前記第１金属膜の上に積層された第２金属膜と、を含み、
前記第２金属膜は、前記粗化めっき膜を構成する金属と、前記めっき膜を構成する金属と、の合金膜である、リードフレーム。

【請求項2】

前記平坦膜は、前記搭載領域の外縁に沿って環状に設けられる、請求項１に記載のリードフレーム。

【請求項3】

前記平坦膜は、前記粗化膜よりも光沢度が高い、請求項１又は２に記載のリードフレーム。

【請求項4】

前記平坦膜の光沢度は、前記粗化膜の光沢度の２倍以上３倍以下である、請求項３に記載のリードフレーム。

【請求項5】

前記平坦膜のＳレシオは１．０１以上１．１０以下であり、
前記粗化膜のＳレシオは１．１０より大きく２．２０以下である、請求項１又は２に記載のリードフレーム。

【請求項6】

前記平坦膜の算術平均高さＳａは、２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であり、
前記粗化膜の算術平均高さＳａは、８０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下である、請求項１又は２に記載のリードフレーム。

【請求項7】

前記ダイパッドの上面を基準として、前記平坦膜の最大高さは、前記粗化膜の最大高さよりも低く、
前記ダイパッドの上面を基準として、前記平坦膜の最大高さと、前記粗化膜の最大高さの差は、１μｍ未満である、請求項１又は２に記載のリードフレーム。

【請求項8】

上面に半導体チップが搭載される搭載領域を備えたダイパッドを有するリードフレームの製造方法であって、
前記ダイパッドの上面において、平面視で、前記搭載領域の内側及び外側に粗化膜を形成する工程と、
前記搭載領域の外側に位置する前記粗化膜の一部にレーザ光を照射し、前記搭載領域の外縁に沿って、前記粗化膜よりも表面が平坦な平坦膜を形成する工程と、を有し、
前記粗化膜は、粗化めっき膜と、前記粗化めっき膜に積層され、前記粗化めっき膜の形状に追従して表面が粗化面となるめっき膜と、を含み、
前記平坦膜は、前記粗化めっき膜と同一の金属から形成された第１金属膜と、前記第１金属膜の上に積層された第２金属膜と、を含み、
前記第２金属膜は、前記粗化めっき膜を構成する金属と、前記めっき膜を構成する金属と、の合金膜である、リードフレームの製造方法。

【請求項9】

前記レーザ光の照射にはグリーンレーザを用いる、請求項８に記載のリードフレームの製造方法。

【請求項10】

請求項１又は２記載のリードフレームと、
前記搭載領域に接着剤を用いて搭載された半導体チップと、
前記平坦膜の外側に位置する前記粗化膜に接触し、前記半導体チップを封止する樹脂部と、を有する、半導体装置。

【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、半導体装置に関する。

【背景技術】

【0002】

リードフレームに半導体チップを搭載し、樹脂で封止した半導体装置が知られている。このような半導体装置は、動作時の発熱により膨張や収縮が繰り返される。そこで、リードフレームと樹脂との密着性の向上のために、リードフレームの表面に粗化処理が行われている。

【0003】

リードフレームの表面に粗化処理が行われた場合、半導体チップのリードフレームへの固定に用いられる接着剤に含まれる溶剤成分がリードフレームの表面に濡れ広がりやすい。溶剤成分はリードフレームと樹脂との間の密着性を低下させるおそれがあるため、溶剤成分の濡れ広がりを抑制する様々な手法が検討されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第５４０８４５７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、従来の手法では、溶剤成分の濡れ広がりを十分に抑制できない場合もあり、溶剤成分の濡れ広がり抑制効果の更なる向上が求められている。

【0006】

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、溶剤成分の濡れ広がり抑制効果を向上可能なリードフレーム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】

【0007】

本リードフレームは、上面に半導体チップが搭載される搭載領域を備えたダイパッドと、平面視で、前記搭載領域の外側において、前記搭載領域の外縁に沿って設けられた平坦膜と、前記ダイパッドの上面において、平面視で、前記平坦膜の内側及び外側に設けられた粗化膜と、を有し、前記粗化膜は、粗化めっき膜と、前記粗化めっき膜に積層され、前記粗化めっき膜の形状に追従して表面が粗化面となるめっき膜と、を含み、前記平坦膜は、前記粗化膜よりも表面が平坦であり、前記粗化めっき膜と同一の金属から形成された第１金属膜と、前記第１金属膜の上に積層された第２金属膜と、を含み、前記第２金属膜は、前記粗化めっき膜を構成する金属と、前記めっき膜を構成する金属と、の合金膜である。

【発明の効果】

【0008】

開示の技術によれば、溶剤成分の濡れ広がり抑制効果を向上可能なリードフレームを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態に係るリードフレームの全体を例示する上面図である。

【図2】第１実施形態に係るリードフレームの１つの個片化領域近傍を例示する図である。

【図3】平坦膜の形状の変形例を示す上面図（その１）である。

【図4】平坦膜の形状の変形例を示す上面図（その２）である。

【図5】平坦膜の形状の変形例を示す上面図（その３）である。

【図6】Ｓレシオの算出方法を示す図である。

【図7】平坦膜及び粗化膜の構成例を示す断面図である。

【図8】溶剤成分の濡れ広がりが抑制される様子を示す模式図である。

【図9】第１実施形態に係るリードフレームの製造工程を例示する図である。

【図10】溶剤成分の濡れ広がりの実験結果を示す図である。

【図11】原子間力顕微鏡で撮影した写真である。

【図12】走査電子顕微鏡で撮影した表面外観写真である。

【図13】ＥＤＳ分析の結果を示す図である。

【図14】比較例に係るレーザ照射部を模式的に示す断面図である。

【図15】第２実施形態に係る半導体装置を例示する断面図である。

【図16】第２実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

【0011】

〈第１実施形態〉
［リードフレームの構造］
図１は、第１実施形態に係るリードフレームの全体を例示する上面図である。図１を参照すると、リードフレーム１は、複数の個片化領域Ｃを有している。個片化領域Ｃは、互いに離隔して１次元又は２次元に配置される。個片化領域Ｃは、最終的に切断されて個片化され、半導体装置の一部となる。個片化領域Ｃの個数は、要求仕様に応じて任意に決定することができる。なお、図１では、個片化領域Ｃを簡略化して矩形状に図示しているが、個片化領域Ｃは矩形状である必要はなく、半導体装置の形状に合わせたより複雑な形状であってもよい。リードフレーム１の材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）や銅合金、４２アロイ等を用いることができる。リードフレーム１の厚さは、例えば、１００μｍ以上２００μｍ以下とすることができる。

【0012】

図２は、第１実施形態に係るリードフレームの１つの個片化領域近傍を例示する図であり、図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ－Ａ線に沿う断面図である。

【0013】

図２に示すように、個片化領域Ｃの中央部にはダイパッド１０が配置されている。ダイパッド１０は、例えば、平面視で矩形状である。ダイパッド１０は、例えば、１辺の長さが５ｍｍ～１５ｍｍ程度である。ダイパッド１０の外側には、ダイパッド１０から分離した状態で、複数のリード１１が外側に延在して設けられている。複数のリード１１は、上面視で、例えば、ダイパッド１０の外側の辺と直交する方向に延びる。

【0014】

ダイパッド１０の四隅には、外側に向かってサポートバー１２が延在している。ダイパッド１０の外側には、ダイパッド１０から分離した状態で、額縁状の枠部１３が設けられている。複数のリード１１及びサポートバー１２は、枠部１３に繋がって支持されている。すなわち、ダイパッド１０は、サポートバー１２によって枠部１３に繋がって支持されている。

【0015】

ダイパッド１０の上面１０ａは、半導体チップが搭載される搭載領域Ｒを有する。搭載領域Ｒは、例えば、平面視で、１辺の長さが４ｍｍ～１３ｍｍ程度の矩形状である。ダイパッド１０の上面１０ａにおいて、平面視で、搭載領域Ｒの外側において、搭載領域Ｒの外縁に沿って平坦膜２１が設けられている。図示の例では、平坦膜２１は、搭載領域Ｒの外縁に沿って環状に設けられている。言い換えれば、平坦膜２１に囲まれた領域が搭載領域Ｒである。平坦膜２１の幅Ｗは、例えば、０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下とすることができる。

【0016】

なお、平坦膜２１は、リードフレームの形状によっては環状に設けなくてもよい。平坦膜２１は、環状の他に、Ｕ字状、平行な２本の直線、一本の直線等でも良い。以下、平坦膜２１の形状の具体的な例について説明する。

【0017】

図３は、平坦膜の形状の変形例を示す上面図（その１）である。図３では、略Ｕ字状の平坦膜２１が、矩形状のダイパッド１０の外形に沿って形成されると共に、平坦膜２１の始端と終端が、矩形状のダイパッド１０のある１辺（図３では右辺）に接して形成されている。

【0018】

図４は、平坦膜の形状の変形例を示す上面図（その２）である。図４では、２本の平行な直線状の平坦膜２１が、矩形状のダイパッド１０の対向する２辺（図４では右辺及び左辺）に沿って形成されると共に、２本の平行な直線状の平坦膜２１の始端と終端が、矩形状のダイパッド１０の他の対向する２辺（図４では上辺及び下辺）に接して形成されている。

【0019】

図５は、平坦膜の形状の変形例を示す上面図（その３）である。図５では、１本の直線状の平坦膜２１が、矩形状のダイパッド１０のある１辺（図５では左辺）に沿って形成されると共に、１本の直線状の平坦膜２１の始端と終端が、矩形状のダイパッド１０のある１辺（図５では左辺）に接する対向する２辺（図５では上辺及び下辺）に接して形成されている。

【0020】

ダイパッド１０の上面１０ａにおいて、平面視で、平坦膜２１の内側及び外側には、粗化膜２２が設けられている。なお、図４の場合には、平坦膜２１の内側とは、平面視で、２本の直線状の平坦膜２１に挟まれた領域である。また、平坦膜２１の外側とは、平面視で、２本の直線状の平坦膜２１とダイパッド１０の辺に挟まれた領域である。図５の場合には、平坦膜２１の内側とは、平面視で、平坦膜２１により２つの領域に分離されたダイパッド１０の上面１０ａのいずれか一方の領域である。また、平坦膜２１の外側とは、平面視で、平坦膜２１により２つの領域に分離されたダイパッド１０の上面１０ａの他方の領域である。ダイパッド１０の上面１０ａに加え、ダイパッド１０の下面及び側面に粗化膜２２が設けられてもよい。また、リード１１、サポートバー１２、及び枠部１３の上面、側面、及び／又は下面に、粗化膜２２が設けられてもよい。

【0021】

平坦膜２１は、粗化膜２２よりも表面が平坦な膜である。詳細には、平坦膜２１の算術平均高さＳａは、粗化膜２２の算術平均高さＳａよりも小さい。平坦膜２１の算術平均高さＳａは、例えば、２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。一方、粗化膜２２の算術平均高さＳａは、例えば、８０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下である。

【0022】

また、平坦膜２１のＳレシオは、粗化膜２２のＳレシオよりも小さい。平坦膜２１のＳレシオは、例えば、１．０１以上１．１０以下である。一方、粗化膜２２のＳレシオは、例えば、１．１０より大きく２．２０以下である。なお、Ｓレシオとは、図６に示すように、平面視での面積がＳ_０である領域Ｔの実表面積がＳである場合の面積Ｓ_０に対する実表面積Ｓの比である。つまり、Ｓレシオは、「Ｓ／Ｓ_０」で表される。

【0023】

平坦膜２１は、粗化膜２２よりも光沢度が高い。平坦膜２１の光沢度は、例えば、１．５以上１．９以下である。一方、粗化膜２２の光沢度は、例えば、０．４以上０．８以下である。なお、平坦膜２１の光沢度は、例えば、粗化膜２２の光沢度の２倍以上３倍以下である。光沢度は、例えば、日本電色工業株式会社製のＶＳＲ４００により測定することができる。

【0024】

ダイパッド１０の上面１０ａを基準として、平坦膜２１の最大高さは、粗化膜２２の最大高さよりも低く、ダイパッド１０の上面１０ａを基準として、平坦膜２１の最大高さと、粗化膜２２の最大高さの差は、１μｍ未満である。このように、平坦膜２１の上面と粗化膜２２の上面との間には、実質的な段差はない。

【0025】

図７は、平坦膜及び粗化膜の構成例を示す断面図である。図７（ａ）示すように、平坦膜２１は、第１金属膜２１ａと、第１金属膜２１ａの上に積層された第２金属膜２１ｂとを含む。粗化膜２２は、表面が粗化とされた粗化めっき膜２２ａと、粗化めっき膜２２ａに積層されためっき膜２２ｂ及び２２ｃとを含む。めっき膜２２ｂ及び２２ｃは、粗化めっき膜２２ａと比べて十分に薄いため、粗化めっき膜２２ａの形状に追従して表面が粗化面となっている。第１金属膜２１ａの上面は、粗化めっき膜２２ａの上面よりも平坦である。

【0026】

粗化めっき膜２２ａは、例えば、Ｃｕ又はＮｉから形成することができる。めっき膜２２ｂは、例えば、Ｐｄから形成することができる。めっき膜２２ｃは、例えば、Ａｕから形成することができる。第１金属膜２１ａは、粗化めっき膜２２ａと同一の金属から形成されている。例えば、粗化めっき膜２２ａがＣｕであれば第１金属膜２１ａはＣｕから形成され、粗化めっき膜２２ａがＮｉであれば第１金属膜２１ａはＮｉから形成される。

【0027】

第２金属膜２１ｂは、粗化めっき膜２２ａを構成する金属と、めっき膜２２ｂ及び２２ｃを構成する金属との合金膜である。例えば、粗化めっき膜２２ａがＣｕ、めっき膜２２ｂがＰｄ、めっき膜２２ｃがＡｕであれば、第２金属膜２１ｂはＣｕとＰｄとＡｕの合金膜となる。また、粗化めっき膜２２ａがＮｉ、めっき膜２２ｂがＰｄ、めっき膜２２ｃがＡｕであれば、第２金属膜２１ｂはＮｉとＰｄとＡｕの合金膜となる。

【0028】

図７（ｂ）示すように、粗化膜２２は、粗化めっき膜２２ａと、粗化めっき膜２２ａに積層されためっき膜２２ｂ、２２ｃ、及び２２ｄとを含む構成としてもよい。めっき膜２２ｂ、２２ｃ、及び２２ｄは、粗化めっき膜２２ａと比べて十分に薄いため、粗化めっき膜２２ａの形状に追従して表面が粗化面となっている。

【0029】

粗化めっき膜２２ａは、例えば、Ｃｕから形成することができる。めっき膜２２ｂは、例えば、Ｎｉから形成することができる。めっき膜２２ｃは、例えば、Ｐｄから形成することができる。めっき膜２２ｄは、例えば、Ａｕから形成することができる。第１金属膜２１ａは、粗化めっき膜２２ａと同一の金属から形成されている。例えば、粗化めっき膜２２ａがＣｕであれば第１金属膜２１ａはＣｕから形成される。

【0030】

第２金属膜２１ｂは、粗化めっき膜２２ａを構成する金属と、めっき膜２２ｂ、２２ｃ、及び２２ｄを構成する金属との合金膜である。例えば、粗化めっき膜２２ａがＣｕ、めっき膜２２ｂがＮｉ、めっき膜２２ｃがＰｄ、めっき膜２２ｄがＡｕであれば、第２金属膜２１ｂはＣｕとＮｉとＰｄとＡｕの合金膜となる。

【0031】

詳細は後述するが、リードフレーム１を用いて半導体装置を製造する際には、搭載領域ＲにＡｇペースト等の接着剤（ダイアタッチペースト）を塗布し、接着剤の上に半導体チップを搭載する。そして、平坦膜２１の外側に位置する粗化膜２２に接触する樹脂部により、半導体チップ及びリードが封止される。

【0032】

平坦膜２１が形成されていなく、粗化膜２２が搭載領域Ｒの内側から外側に連続的に形成されている場合、接着剤に含まれる溶剤成分が、毛細管現象により粗化膜２２の表面に濡れ広がりやすい。溶剤成分が粗化膜２２に濡れ広がると、樹脂部と粗化膜２２との間の密着性が低下する。

【0033】

そこで、リードフレーム１では、ダイパッド１０の上面１０ａにおいて、平面視で、搭載領域Ｒの外縁に沿って平坦膜２１が設けられている。従って、平坦膜２１よりも外側に位置する粗化膜２２への、溶剤成分の毛細管現象による濡れ広がりが抑制される。このため、接着剤に含まれる溶剤成分による密着性の低下を抑制し、樹脂部と平坦膜２１よりも外側に位置する粗化膜２２との間に優れた密着性が得られる。

【0034】

図８は、溶剤成分の濡れ広がりが抑制される様子を示す模式図である。図８では、搭載領域Ｒ内の一部の円状の領域に接着剤としてＡｇペースト１５１が塗布されている。Ａｇペースト１５１は、平坦膜２１から離れて塗布されている。搭載領域Ｒの粗化膜２２の平坦度は平坦膜２１の平坦度よりも低い。このため、Ａｇペースト１５１に含まれる溶剤成分１５２が搭載領域Ｒ内でＡｇペースト１５１の周囲に円状に濡れ広がっている。その一方で、溶剤成分１５２は、搭載領域Ｒと平坦膜２１との境界を越えず、搭載領域Ｒ内に留まっている。このように、平坦膜２１を設けることにより、溶剤成分１５２の濡れ広がりが抑制される。

【0035】

なお、接着剤に含まれる溶剤成分の濡れ広がりを抑制する他の方法として、平坦膜を形成する代わりに、金型により粗化膜を押圧し、粗度が緩和された凹部を形成する方法も考えられる。この方法では、金型により押圧された部分の粗化膜が潰され、潰された部分の平坦度が、潰されていない部分の平坦度よりも高くなる。凹部の深さは、例えば１μｍ～２μｍ程度である。このような加工は、コイニング加工とよばれることがある。コイニング加工では、ダイパッドを構成する材料の肉が周囲に延びようとするため、ダイパッドの平坦性が低下する弊害がある。後述のように、本願では、レーザ加工法により平坦膜を形成する。レーザ加工法で平坦膜を形成する場合、ダイパッドを構成する材料は伸縮しないので、ダイパッドの平坦性を損なうことはない。

【0036】

また、コイニング加工はＳＯＰ（Small Outline Package）やＱＦＰ（Quad Flat Package）等のパッケージに使用されるリードフレームのようにプレス加工が容易なデザインには適用できる。しかし、ＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded package）のパッケージに使用されるリードフレームのようにエッチング加工で形成するリードフレームには適用が困難である。本願のようにレーザ加工法で平坦膜を形成する方法は、いずれのタイプのリードフレームにも適用可能である。

【0037】

また、接着剤に含まれる溶剤成分の濡れ広がりを抑制するために、疎水性を有する有機剤を粗化面の上に部分的に塗布することも考えられる。しかしながら、このような有機剤はリードフレームと樹脂部との密着性を逆に低下させるおそれがある。また、有機剤の使用はコストの上昇に直結しやすい。また、有機剤を所望の位置に所望の量で塗布するために大きな手間がかかるおそれもある。また、有機剤は熱処理を受けた場合に変質するおそれがある。特に、１つのダイパッド１０の上に複数の半導体チップが搭載される場合には、複数回の熱処理を受けることがあり、この場合には変質しやすくなるおそれがある。

【0038】

また、粗化膜２２と平坦膜２１とは光沢度が相違するため、目視又は光学顕微鏡により容易に平坦膜２１を確認できる。これに対し、密着性が低下しない程度の量の有機剤を粗化膜（粗化面）に塗布した場合には、粗化膜と有機剤との光沢度の相違が小さい。よって、目視又は光学顕微鏡により有機剤が塗布されているか否かを確認しにくい。

【0039】

［リードフレームの製造方法］
次に、第１実施形態に係るリードフレームの製造方法について説明する。図９は、第１実施形態に係るリードフレームの製造工程を例示する図であり、リードフレームの１つの個片化領域近傍を例示する断面図である。なお、図９の断面は、図２のＡ－Ａ線の位置に対応している。

【0040】

まず、図９（ａ）に示すように、所定形状の金属製の板材１Ｓを準備する。板材１Ｓは、最終的に切断されて個片化領域Ｃ（図１参照）毎に個片化される部材である。各々の個片化領域Ｃには、半導体チップが搭載される搭載領域Ｒが画定されている。板材１Ｓの材料としては、例えば、Ｃｕ、Ｃｕ合金、４２アロイ等を用いることができる。板材１Ｓの厚さは、例えば、１００μｍ以上２００μｍ以下とすることができる。板材１Ｓの表面のＳレシオは、例えば、全体にわたって１．００～１．０３程度とすることができる。

【0041】

次に、図９（ｂ）に示すように、板材１Ｓをウェットエッチングして図２（ａ）に示した形状のダイパッド１０、複数のリード１１、サポートバー１２、及び枠部１３を形成する。具体的には、例えば、板材１Ｓの上面及び下面に、開口部を有するレジスト膜を形成する。板材１Ｓの上面側の開口部と下面側の開口部は、互いに平面視で重複する位置に設ける。そして、レジスト膜をエッチングマスクとして開口部内に露出する板材１Ｓを除去し、図２（ａ）に示した形状のダイパッド１０、複数のリード１１、サポートバー１２、及び枠部１３を形成する。

【0042】

次に、図９（ｃ）に示すように、ダイパッド１０の上面１０ａにおいて、平面視で、搭載領域Ｒの内側及び外側に粗化膜２２を形成する。粗化膜２２は、ダイパッド１０、複数のリード１１、サポートバー１２、及び枠部１３の全体に形成してもよい。粗化膜２２を形成するには、まず、粗化Ｎｉめっき処理より粗化めっき膜２２ａを形成する。具体的には、陰極電解によるＮｉめっきの際にＮｉ等のハロゲンを含む酸性めっき浴を使用する。ハロゲンを含む酸性めっき浴を使用することで、ハロゲンを含まない酸性めっき浴に比較し、結晶粒の大きなＮｉが得られる。この方法では、粗化めっき膜２２ａの表面のＳレシオは、例えば、１．２０以上１．８０以下となる。また、粗化めっき膜２２ａの算術平均高さＳａは、例えば、８０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下となる。

【0043】

めっき浴の組成及びめっき条件の一例を以下に示す。このめっき浴において、電流密度、めっき時間を調整することで、所定の厚さや表面粗さの粗化めっき膜２２ａを得ることができる。
塩化ニッケルめっき浴：
塩化ニッケル７５ｇ／Ｌ
チオシアン酸ナトリウム１５ｇ／Ｌ
塩化アンモニウム３０ｇ／Ｌ
ｐＨ：約４．５～５．５
浴温：常温（約２５℃）
陰極電流密度：約１～３Ａ／ｃｍ^２
その後、電解めっき法等により、例えば、めっき膜２２ｂとしてＰｄ、めっき膜２２ｃとしてＡｕを順次積層する。これにより、粗化膜２２が形成される。めっき膜２２ｂの厚さは、例えば、０．００５μｍ程度とすることができる。めっき膜２２ｃの厚さは、例えば、０．０００５μｍ程度とすることができる。めっき膜２２ｂ及び２２ｃの厚さは極めて薄いため、めっき膜２２ｂ及び２２ｃは、粗化めっき膜２２ａの粗化面に沿って形成される。その結果、粗化膜２２の表面の粗度は、粗化めっき膜２２ａの表面の粗度と同等の値となる。

【0044】

粗化めっき膜２２ａは、粗化Ｃｕめっき処理により形成してもよい。例えば、硫酸銅系のめっき液を用いてダイパッド１０、複数のリード１１、サポートバー１２、及び枠部１３の表面に陰極電解によるめっき処理を行う際に、高電流密度領域の粗大な結晶を局所的に析出させる。これにより、Ｃｕからなる粗化めっき膜２２ａが形成される。この方法では、粗化めっき膜２２ａの表面のＳレシオは、例えば１．２０以上２．２０以下となる。粗化めっき膜２２ａの算術平均高さＳａは、例えば、８０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下となる。

【0045】

その後、前述のように、例えば、めっき膜２２ｂとしてＰｄ、めっき膜２２ｃとしてＡｕを順次積層する。これにより、粗化膜２２が形成される。Ｃｕからなる粗化めっき膜２２ａを形成した後、めっき膜２２ｂとしてＮｉ、めっき膜２２ｃとしてＰｄ、めっき膜２２ｄとしてＡｕを順次積層してもよい。いずれの場合も、粗化膜２２の表面の粗度は、粗化めっき膜２２ａの表面の粗度と同等の値となる。

【0046】

次に、図９（ｄ）に示すように、平坦膜２１を形成する。平坦膜２１の組成については、前述のとおりである。平坦膜２１のＳレシオは、例えば、１．０１以上１．１０以下となる。平坦膜２１の算術平均高さＳａは、例えば、２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下となる。平坦膜２１は、搭載領域Ｒの外側に位置する粗化膜２２の一部にレーザ光を照射し、搭載領域Ｒの外縁に沿って形成することができる。レーザ光の照射には、例えば、波長が約５３２ｎｍでスポット径が約２μｍのグリーンレーザを用いることができる。短波長であるグリーンレーザを用いることにより、算術平均高さＳａやＳレシオの小さな平坦膜２１を形成することが可能である。ただし、照射するレーザ光の強度により平坦膜２１の算術平均高さＳａやＳレシオが変わるため、予め所望の算術平均高さＳａやＳレシオが得られる強度を実験やシミュレーションにより求めておき、その強度によりレーザ光を照射することが好ましい。

【0047】

このようにして、第１実施形態に係るリードフレーム１を製造することができる。

【0048】

ここで、本願の効果を確認する実験及びその結果について説明する。

【0049】

［実験１］
まず、銅板の表面にＮｉ層、Ｐｄ層、及びＡｕ層をこの順に有する粗化膜を形成し、粗化膜に条件Ａでレーザ光を照射し、幅が約０．１ｍｍの直線状のレーザ照射部Ａを形成した。レーザ照射部Ａを形成した銅板は、複数枚準備した。次に、上記の同様の仕様の銅板を準備し、この銅板の上面に条件Ｂでレーザ光を照射し、幅が約０．１ｍｍの直線状のレーザ照射部Ｂを形成した。レーザ照射部Ｂを形成した銅板は、複数枚準備した。レーザ光の照射には、波長が約５３２ｎｍでスポット径が約２μｍのグリーンレーザを用いた。条件Ａ及びＢは、照射するレーザ光の強度のみが異なり、他の条件は同一である。条件Ｂでは照射するレーザ光の強度を条件Ａの約２倍とした。

【0050】

次に、仕様の異なる３種類のＡｇペースト１、２、３を準備した。そして、レーザ照射部Ａまたはレーザ照射部Ｂが形成された銅板の各々にＡｇペースト１～３のうちの１つを塗布し、Ａｇペースト中の溶剤成分の濡れ広がりがレーザ照射部Ａ、レーザ照射部Ｂで止まるか否かを評価した。評価は、Ａｇペースト塗布直後、塗布から２４時間放置後、塗布から２４時間放置し、さらに１８０℃１時間加熱後、の３つのタイミングで行った。

【0051】

［結果］
図１０は、溶剤成分の濡れ広がりの実験結果を示す図である。図１０において、『塗布直後』は、Ａｇペースト塗布直後の結果である。また、『２４時間放置後（加熱前）』は、塗布から２４時間放置後の結果である。また、『２４時間放置し加熱後』は、塗布から２４時間放置し、さらに１８０℃１時間加熱後の結果である。なお、（１）、（２）は、異なるサンプルであることを示している。また、図１０において、『Ａ』はレーザ照射部Ａ、『Ｂ』はレーザ照射部Ｂ、Ａｇ１～Ａｇ３はＡｇペースト１～Ａｇペースト３、『Ｓ』は溶剤成分を示している。

【0052】

図１０（ａ）～図１０（ｃ）に示すように、レーザ照射部Ａを形成した銅板では、『塗布直後』、『２４時間放置後（加熱前）』、及び『２４時間放置し加熱後』のいずれのタイミングにおいても、Ａｇペースト１～３中の溶剤成分Ｓの濡れ広がりが抑制できることが確認された。なお、レーザ照射部Ａの上端及び下端付近でＡｇペースト中の溶剤成分Ｓの回り込みが見られるが、これは直線状のレーザ照射部Ａを形成したことに起因するものであり、レーザ照射部Ａを額縁状に形成することにより回避できると考えられる。

【0053】

一方、図１０（ｄ）～図１０（ｆ）に示すように、レーザ照射部Ｂを形成した銅板では、『塗布直後』はＡｇペースト１～３中の溶剤成分Ｓの濡れ広がりが抑制できている。しかし、『２４時間放置後（加熱前）』及び『２４時間放置し加熱後』のいずれのタイミングにおいても、Ａｇペースト１～３中の溶剤成分Ｓの濡れ広がりは抑制できていない。Ａｇペースト１～３中の溶剤成分Ｓは時間経過とともにレーザ照射部Ｂを通過して濡れ広がり、加熱によりさらに濡れ広がる傾向が見られる。

【0054】

［実験２］
実験２では、レーザ照射部Ａとレーザ照射部Ｂの形状の違いについて検討した。図１１は、原子間力顕微鏡で撮影した写真であり、レーザ非照射部、レーザ照射部Ａ、及びレーザ照射部Ｂについて撮影したものである。図１１は、走査電子顕微鏡で撮影した表面外観写真であり、レーザ非照射部とレーザ照射部Ａの境界、及びレーザ非照射部とレーザ照射部Ｂについて３つの倍率で撮影したものである。いずれも左半分がレーザ非照射部である。なお、レーザ非照射部とは、レーザが照射されていない粗化めっきの表面である。

【0055】

また、表１は、図１１の写真から求めたレーザ非照射部、レーザ照射部Ａ、及びレーザ照射部Ｂの算術平均高さＳａ及びＳレシオである。また、表２は、レーザ非照射部、レーザ照射部Ａ、及びレーザ照射部Ｂの光沢度を５つのサンプルについて測定した結果である。光沢度の測定は、日本電色工業株式会社製のＶＳＲ４００を用いて行った。

【0056】

【表1】

【0057】

【表2】

図１１及び図１２並びに表１及び２から、レーザ照射部Ａは、平坦であって光沢度が高いことがわかる。すなわち、レーザ照射部Ａには平坦膜が形成されている。これに対して、レーザ照射部Ｂは、平坦ではなく、レーザ非照射部とは状態の異なる粗化面である。そのため、光沢度は低く、茶色系の色として視認できる。レーザ照射部Ａは、レーザ照射部Ｂの２倍程度の光沢度である。

【0058】

次に、レーザ非照射部、レーザ照射部Ａ、及びレーザ照射部ＢのＥＤＳ分析を行った。ＥＤＳ分析とは、エネルギー分散型Ｘ線分光法を用いた元素分析である。図１３は、ＥＤＳ分析の結果を示す図である。図１３において、レーザ非照射部とレーザ照射部Ａとを比較すると、Ｎｉ（％）とＡｕ（％）とＰｄ（％）の数値がほぼ変化していないことがわかる。このことから、レーザ照射部Ａでは、Ａｕ及びＰｄの消失や減少は起きておらず、これらが溶融してＮｉ、Ａｕ、及びＰｄの合金膜が生成されて再結晶していると考えられる。

【0059】

これに対して、図１３において、レーザ非照射部とレーザ照射部Ｂとを比較すると、レーザ照射部Ｂでは、Ａｕは消失し、Ｐｄ（％）の数値も減少していることがわかる。また、Ｃｕの成分が確認できる。このことから、図１４に模式的に示すように、レーザ照射部Ｂでは、レーザ光の照射によりＡｕ及びＰｄが飛散して消失し、粗化膜を構成していたＮｉが粒状に飛び散った粒状部２２ｘと、ダイパッド１０を構成するＣｕが粒状に飛び散った粒状部１０ｘが、ダイパッド１０上に付着している状態と考えられる。また、レーザ照射部Ｂでは、Ｎｉ、Ａｕ、及びＰｄの合金膜は生成されていないと考えられる。

【0060】

このように、粗化膜にレーザ光を照射する際に、レーザ光の強度を適切に選択することにより、粗化膜を構成する金属の合金膜を形成することができ、この合金膜は平坦で光沢度の高いものになることがわかった。そして、この合金膜により、Ａｇペースト中の溶剤成分の濡れ広がりを抑制できることがわかった。

【0061】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態は、第１実施形態に係るリードフレーム１を用いて製造された半導体装置に関する。

【0062】

［半導体装置の構造］
まず、半導体装置の構造について説明する。図１５は、第２実施形態に係る半導体装置を例示する断面図である。

【0063】

第２実施形態に係る半導体装置２は、図１５に示すように、大略すると、リードフレーム１Ａと、半導体チップ３０と、接着剤４０と、金属線５０（ボンディングワイヤ）と、樹脂部６０とを有する。半導体装置２は、ＱＦＮタイプのパッケージである。

【0064】

リードフレーム１Ａは、リードフレーム１が個片化されたものであり、リードフレーム１の個片化領域Ｃの内側の部分である。リードフレーム１Ａは、半導体チップ３０が搭載されるダイパッド１０と、複数のリード１１と、サポートバー１２とを備えている。また、ダイパッド１０の上面１０ａ等には、第１実施形態で説明した、平坦膜２１及び粗化膜２２が設けられている。

【0065】

半導体チップ３０は、ダイパッド１０の上面１０ａの搭載領域Ｒ（図２参照）にフェイスアップ状態で搭載されている。半導体チップ３０は、例えば、Ａｇペースト等の接着剤４０を用いて、ダイパッド１０の上面１０ａの搭載領域Ｒに搭載（ダイボンディング）することができる。半導体チップ３０の上面側に形成された各電極端子は、金線や銅線等である金属線５０を介して、ダイパッド１０の上面１０ａやリード１１の上面と電気的に接続（ワイヤボンディング）されている。

【0066】

樹脂部６０は、リードフレーム１Ａ上に設けられている。樹脂部６０は、リードフレーム１Ａの上面と側面とを被覆して設けられる。樹脂部６０の下面から、リードフレーム１Ａの下面が露出している。樹脂部６０は、平坦膜２１の外側に位置する粗化膜２２に接触し、半導体チップ３０及び金属線５０を封止する。各リード１１の側面の一部（枠部１３から切断されたリード１１の端面）は、樹脂部６０の側面から露出している。すなわち、樹脂部６０は、リード１１の側面を露出するように半導体チップ３０等を封止している。リード１１の側面には、平坦膜２１及び粗化膜２２は設けられていない。リード１１の側面は、外部接続端子となる。樹脂部６０としては、例えば、エポキシ系樹脂にフィラーを含有させた所謂モールド樹脂等を用いることができる。

【0067】

なお、半導体装置の樹脂部内（樹脂部とリードフレームとの界面）に水分が侵入すると、半導体装置を実装基板へ実装する際のリフロー工程等で、樹脂部内の水分が急激に膨張及び気化し、樹脂部にクラック等が発生するおそれがある。このようなクラック等が発生すると、半導体装置は破壊される。

【0068】

第２実施形態に係る半導体装置２では、リードフレーム１Ａがリードフレーム１から形成されており、リードフレーム１Ａは、樹脂部６０との密着性に優れた粗化膜２２を備える。従って、上記の水分の侵入を抑制し、半導体装置２の破壊を抑制することができる。

【0069】

なお、レーザ光の照射により形成された平坦膜２１は微細な幅であり、粗化膜２２の面積を大きく削ることがないため、平坦膜２１を形成したことにより粗化膜２２と樹脂部６０との密着性が低下することはない。

【0070】

［半導体装置の製造方法］
次に、第２実施形態に係る半導体装置２の製造方法について説明する。図１６は、第２実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する図である。

【0071】

まず、図１６（ａ）に示すように、リードフレーム１の各個片化領域Ｃのダイパッド１０の搭載領域Ｒに接着剤４０を塗布する。そして、図１６（ｂ）に示すように、接着剤４０の上に半導体チップ３０をフェイスアップ状態で搭載し、加熱により接着剤４０を硬化させる。これにより、半導体チップ３０がダイパッド１０に固定される。例えば、接着剤４０としては、エポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂等の樹脂を含むものが使用される。または、これら樹脂中に銀や銅等の導電性フィラーを含有させた接着剤４０が用いられる。接着剤４０は、例えば、Ａｇペーストである。

【0072】

図１６（ｃ）に示すように、搭載領域Ｒには粗化膜２２が設けられているので、接着剤４０に含まれる溶剤成分４５は毛細管現象により搭載領域Ｒ内で濡れ広がる。しかし、搭載領域Ｒの外側には搭載領域Ｒを包囲する平坦膜２１が形成されている。そのため、図１６（ｂ）に示す工程では、溶剤成分４５は、平坦膜２１内まで濡れ広がらず、搭載領域Ｒ内に留まる。従って、溶剤成分４５の搭載領域Ｒの外側への濡れ広がりが抑制される。

【0073】

次に、図１６（ｄ）に示すように、半導体チップ３０の上面側に形成された電極端子を、金属線５０を介して、ダイパッド１０及びリード１１の上面と電気的に接続する。なお、ダイパッド１０は、半導体チップ３０のグランド端子と接続される。これにより、ダイパッド１０をグランド導体として用いることができる。金属線５０は、例えば、ワイヤボンディングにより接続できる。続いて、半導体チップ３０及び金属線５０を封止する樹脂部６０を形成する。樹脂部６０としては、例えば、エポキシ系樹脂にフィラーを含有させた所謂モールド樹脂等を用いることができる。樹脂部６０は、例えば、トランスファーモールド法やコンプレッションモールド法等により形成できる。その後、図１６（ｄ）に示す構造体を破線の位置（リードフレーム１の枠部１３の内側の位置）で切断することで、個片化された複数の半導体装置２が完成する。

【0074】

以上、好ましい実施形態について詳説したが、上述した実施形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施形態に種々の変形及び置換を加えることができる。

【符号の説明】

【0075】

１，１Ａ リードフレーム
１Ｓ 板材
２ 半導体装置
１０ ダイパッド
１０ａ 上面
１０ｂ 下面
１１ リード
１２ サポートバー
１３ 枠部
２１ 平坦膜
２１ａ 第１金属膜
２１ｂ 第２金属膜
２２ 粗化膜
２２ａ 粗化めっき膜
２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ めっき膜
３０ 半導体チップ
４０ 接着剤
４５ 溶剤成分
５０ 金属線
６０ 樹脂部
１５１ Ａｇペースト
１５２ 溶剤成分

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】