2025-25968 リードフレーム、半導体装置及びリードフレームの製造方法

(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】P2025025968

(43)【公開日】2025-02-21

(54)【発明の名称】リードフレーム、半導体装置及びリードフレームの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/50 20060101AFI20250214BHJP

【ＦＩ】

H01L23/50 K

H01L23/50 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023131267

(22)【出願日】2023-08-10

(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】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】金子 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】呉 宗昭

(72)【発明者】

【氏名】丸山 徹

【テーマコード（参考）】

5F067

【Ｆターム（参考）】

5F067AA01

5F067AA11

5F067AB04

5F067BA02

5F067BB01

5F067BB10

5F067BC04

5F067BC05

5F067DA17

5F067DC11

5F067DC17

5F067DC19

(57)【要約】      （修正有）

【課題】ショート不良の発生を回避しつつリードの変形を抑制するリードフレーム、半導体装置及びリードフレームの製造方法を提供する。
【解決手段】リードフレーム１００は、リード１２０と、めっき層１２５と、めっき膜１２６とを有する。リード１２０は、上面１２０ａと下面１２０ｂとを有し、上面１２０ａの幅が下面１２０ｂの幅より大きい。めっき層１２５は、上面１２０ａに設けられた半導体素子との接続部である。めっき膜１２６は、リードの表面を被覆する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

上面と下面とを有し、前記上面の幅が前記下面の幅より大きいリードと、
前記上面に設けられた、半導体素子との接続部と、
前記リードの表面を被覆するめっき膜と
を有することを特徴とするリードフレーム。

【請求項2】

前記めっき膜は、
前記上面を被覆する部分の膜厚よりも前記下面を被覆する部分の膜厚が小さい
ことを特徴とする請求項１に記載のリードフレーム。

【請求項3】

前記めっき膜は、
前記下面を被覆する部分の膜厚よりも前記上面を被覆する部分の膜厚が小さい
ことを特徴とする請求項１に記載のリードフレーム。

【請求項4】

前記リードは、
前記上面と前記下面との間の側面を有し、
前記めっき膜は、
前記上面又は前記下面を被覆する部分の膜厚よりも前記側面を被覆する部分の膜厚が小さい
ことを特徴とする請求項１に記載のリードフレーム。

【請求項5】

前記めっき膜の表面は、粗化面であり、
前記めっき膜の表面の表面粗度は、前記リードの表面の表面粗度より大きい
ことを特徴とする請求項１に記載のリードフレーム。

【請求項6】

前記めっき膜は、
前記上面を被覆する部分の表面粗度が前記下面を被覆する部分の表面粗度よりも大きい
ことを特徴とする請求項１に記載のリードフレーム。

【請求項7】

前記接続部は、
前記上面を被覆する前記めっき膜上に設けられていると共に、前記めっき膜と異なる材質のめっき層からなる
ことを特徴とする請求項１に記載のリードフレーム。

【請求項8】

前記リードは、
前記リードの長手方向に垂直な断面において、前記上面の幅が前記下面の幅より大きいテーパ形状を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のリードフレーム。

【請求項9】

前記半導体素子の搭載面を有するダイパッド
をさらに有し、
前記めっき膜は、
前記ダイパッドの表面を被覆する
ことを特徴とする請求項１に記載のリードフレーム。

【請求項10】

リードフレームと、
前記リードフレームに搭載される半導体素子と、
前記半導体素子を封止する封止樹脂と
を有し、
前記リードフレームは、
上面と下面とを有し、前記上面の幅が前記下面の幅より大きいリードと、
前記上面に設けられた、前記半導体素子との接続部と、
前記リードの表面を被覆するめっき膜と
を有することを特徴とする半導体装置。

【請求項11】

金属板から、上面と下面とを有し、前記上面の幅が前記下面の幅より大きいリードを成形する工程と、
前記リードの表面を被覆するめっき膜を形成する工程と、
を有することを特徴とするリードフレームの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、リードフレーム、半導体装置及びリードフレームの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、例えばＩＣ（Integrated Circuit）チップなどの半導体素子を金属製のリードフレームに搭載する半導体装置が知られている。すなわち、例えばリードフレームの中央に設けられる面状のダイパッドに半導体素子が搭載され、この半導体素子がダイパッドの周囲に設けられる複数のリードに例えばワイヤボンディングによって接続される。そして、リードフレームに搭載された半導体素子が例えばエポキシ樹脂などの樹脂によって封止され、半導体装置が形成されることがある。

【0003】

かかる半導体装置においては、リードの数を増加することが促進されており、リードの数の増加に伴って、リードの幅を狭くする設計が行われている。リードの幅が狭くなるほどリードの強度が低下してリードに変形が生じる可能性がある。これに対し、リードの側面に突起を形成し、リードの強度を向上することなどが考えられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５－１５９２７３号公報

【特許文献2】特開２０１７－２２８７９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、リードの側面に突起を形成してリードの強度を向上する場合には、隣り合うリード間の距離が十分に確保されないため、隣り合うリードどうしが接触するショート不良が発生する恐れがある。一方、リードの強度を向上する構造が設けられないと、リードが変形し易くなり、リードフレームの生産性が低下する。

【0006】

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、ショート不良の発生を回避しつつリードの変形を抑制することができるリードフレーム、半導体装置及び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。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本願の開示するリードフレームは、一つの態様において、リードと、接続部と、めっき膜とを有する。リードは、上面と下面とを有し、上面の幅が下面の幅より大きい。接続部は、上面に設けられた、半導体素子との接続部である。めっき膜は、リードの表面を被覆する。

【発明の効果】

【0008】

本願の開示するリードフレームの一つの態様によれば、ショート不良の発生を回避しつつリードの変形を抑制することができる、という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施形態に係るリードフレームの集合体の具体例を示す図である。

【図2】図２は、実施形態に係るリードフレームの構造を示す上面図である。

【図3】図３は、実施形態に係るリードフレームの構造を示す下面図である。

【図4】図４は、図１のＩＶ－ＩＶ線における断面図である。

【図5】図５は、リードの長手方向に垂直な断面を示す図である。

【図6】図６は、めっき膜の表面の具体例を示す図である。

【図7】図７は、めっき膜の膜厚の具体例を示す図である。

【図8】図８は、めっき膜の膜厚の具体例を示す図である。

【図9】図９は、めっき膜による被覆範囲の具体例を示す図である。

【図10】図１０は、めっき膜による被覆範囲の具体例を示す図である。

【図11】図１１は、実施形態に係るリードフレームの製造方法を示すフローチャートである。

【図12】図１２は、金属板の構造の具体例を示す図である。

【図13】図１３は、ＤＦＲラミネート工程の具体例を示す図である。

【図14】図１４は、露光及び現像工程の具体例を示す図である。

【図15】図１５は、エッチング工程の具体例を示す図である。

【図16】図１６は、ＤＦＲ剥離工程の具体例を示す図である。

【図17】図１７は、めっき膜形成工程の具体例を示す図である。

【図18】図１８は、銅の粗化めっきを行うめっき装置の構成例を示す図である。

【図19】図１９は、レジスト塗布工程の具体例を示す図である。

【図20】図２０は、露光及び現像工程の具体例を示す図である。

【図21】図２１は、めっき工程の具体例を示す図である。

【図22】図２２は、レジスト剥離工程の具体例を示す図である。

【図23】図２３は、実施形態に係る半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。

【図24】図２４は、半導体素子搭載工程の具体例を示す図である。

【図25】図２５は、ワイヤボンディング接続工程の具体例を示す図である。

【図26】図２６は、モールド工程の具体例を示す図である。

【図27】図２７は、めっき工程の具体例を示す図である。

【図28】図２８は、半導体装置の構造を示す図である。

【図29】図２９は、実施形態の変形例に係るリードフレームの断面図である。

【図30】図３０は、図２９に示すリードフレームを用いて製造された半導体装置の構造を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に、本願の開示するリードフレーム、半導体装置及びリードフレームの製造方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態により開示技術が限定されるものではない。

【0011】

図１は、実施形態に係るリードフレーム１００の集合体の具体例を示す図である。図１に示すように、リードフレーム１００は、枠体１１０によって囲まれる領域に複数のリードフレーム１００が連結された集合体として製造される。図１に示す例では、例えば銅又は銅合金の金属板を材料としてエッチング及びめっきなどが施されることにより、３行２列に連結した６個のリードフレーム１００が製造されている。

【0012】

このように複数のリードフレーム１００の集合体を製造することにより、リードフレーム１００を効率的に製造することができ、コストの低減を図ることができる。集合体として製造された複数のリードフレーム１００は、それぞれ個片化されて半導体素子などの電子部品を搭載するためのリードフレーム１００が得られる。

【0013】

図２は、実施形態に係るリードフレーム１００の構造を示す上面図であり、図３は、実施形態に係るリードフレーム１００の構造を示す下面図である。図４は、図１のＩＶ－ＩＶ線における断面図である。図２～図４においては、集合体における１つのリードフレーム１００を拡大して図示している。以下の説明では、リードフレーム１００に半導体素子を搭載する際に半導体素子側に位置する面を「上面」と呼び、半導体素子とは反対側に位置する面を「下面」と呼ぶとともに、これに準じて上下方向を規定する。ただし、リードフレーム１００は、例えば上下反転して製造及び使用されてもよく、任意の姿勢で製造及び使用されてよい。

【0014】

リードフレーム１００は、枠体１１０、複数のリード１２０、ダイパッド１３０及び連結部１４０を有する。

【0015】

枠体１１０は、１つのリードフレーム１００の外周を規定し、リード１２０を支持する。枠体１１０の上面と、リード１２０の上面１２０ａと、ダイパッド１３０の上面１３０ａとは同一の平面内に位置する。複数のリード１２０は、それぞれ枠体１１０からダイパッド１３０の方向へ延び、ダイパッド１３０は、連結部１４０によって枠体１１０に連結されている。なお、リードフレーム１００を用いて半導体装置が形成される場合には、リードフレーム１００が図２及び図３の破線において切断されることにより、リード１２０及び連結部１４０が枠体１１０から分離される。

【0016】

リード１２０は、枠体１１０からダイパッド１３０の方向へ延び、リードフレーム１００に半導体素子などの電子部品が搭載された場合に、この電子部品と外部の部品とを電気的に接続する端子を形成する。リードフレーム１００の半導体素子が搭載される上面側においては、リード１２０にめっき層１２５が形成されている。具体的には、リード１２０は、枠体１１０に接続される第１部分１２１、第１部分１２１よりも厚さが厚い第２部分１２２、及び第２部分１２２よりも厚さが薄い第３部分１２３を有し、第３部分１２３の先端上面にめっき層１２５が形成されている。めっき層１２５としては、銀、又はニッケル/パラジウム/金（ニッケル層、パラジウム層、金層をこの順に積層しためっき層）を用いることができる。リードフレーム１００に半導体素子が搭載される場合には、リードフレーム１００に搭載された半導体素子は、リード１２０の上面１２０ａにおいて、ワイヤボンディングによってめっき層１２５に接続される。すなわち、リード１２０の上面１２０ａは、半導体素子との接続面となり、めっき層１２５は、半導体素子との接続部となる。そして、リードフレーム１００に搭載された半導体素子が封止樹脂によってモールドされて半導体装置が形成されると、リード１２０の第２部分１２２の下面が封止樹脂から露出し、半導体装置の端子を形成する。

【0017】

ダイパッド１３０は、リードフレーム１００の中央に形成される板状の領域であり、例えば４つの連結部１４０によって枠体１１０に連結されている。ダイパッド１３０の上面１３０ａには、半導体素子が搭載される。すなわち、ダイパッド１３０の上面１３０ａは、半導体素子の搭載面となる。ダイパッド１３０の下面の外周には、段差面が形成されている。

【0018】

本実施形態では、リードフレーム１００の表面に、図４に示すように、めっき膜１２６が形成されている。めっき膜１２６は、枠体１１０、リード１２０、ダイパッド１３０及び連結部１４０（図２及び図３参照）を被覆している。めっき膜１２６の材料としては、例えば、銅又はニッケル等を用いることができる。

【0019】

ここで、図５を参照して、リード１２０及びめっき膜１２６の形状をさらに具体的に説明する。図５は、リード１２０の長手方向に垂直な断面を示す図である。図５においては、図４のＶ－Ｖ線における断面を示している。

【0020】

めっき膜１２６は、リード１２０の上面１２０ａ、下面１２０ｂ及び側面１２０ｃを含む全ての表面を被覆している。めっき膜１２６において、リード１２０の上面１２０ａを被覆する部分の膜厚と、リード１２０の下面１２０ｂを被覆する部分の膜厚とは、同一であり、例えば１～５μｍ程度である。また、めっき膜１２６において、リード１２０の側面１２０ｃを被覆する部分の膜厚は、例えば０．５～２．５μｍである。ここで、めっき膜１２６において、上面１２０ａ及び下面１２０ｂを被覆する部分の膜厚より、側面１２０ｃを被覆する部分の膜厚を小さくしても良い。

【0021】

このように、本実施形態では、リード１２０の周囲がめっき膜１２６によって全体的に被覆されている。これにより、リード１２０の側面１２０ｃに補強用の突起を形成することなくリード１２０の強度を向上することができるとともに、隣り合うリード１２０間の距離を十分に確保することができる。結果として、隣り合うリード１２０間のショート不良の発生を回避しつつリード１２０の変形を抑制することができる。

【0022】

リード１２０は、リード１２０の長手方向に垂直な断面において、下面１２０ｂの幅よりも上面１２０ａの幅が大きいテーパ形状を有しており、めっき膜１２６の上面１２０ａを被覆する部分の幅が下面１２０ｂを被覆する部分の幅よりも大きくなっている。このように、リード１２０の上面１２０ａが比較的に幅広のめっき膜１２６によって被覆されることにより、半導体素子との接続面であるリード１２０の上面１２０ａの幅をめっき膜１２６の幅の分だけ実質的に拡大することができる。結果として、リード１２０の上面１２０ａに形成されるめっき層１２５の表面積を増大させることができ、ワイヤボンディングによる半導体素子とめっき層１２５との接続信頼性を向上することができる。

【0023】

図６は、めっき膜１２６の表面の具体例を示す図である。めっき膜１２６は、例えば、銅の粗化めっきにより形成される。よって、図６に示すように、めっき膜１２６の表面は、表面粗度が大きくなっている粗化面である。すなわち、めっき膜１２６の表面の表面粗度は、リード１２０の上面１２０ａ、下面１２０ｂ及び側面１２０ｃを含む全ての表面の表面粗度よりも大きい。このため、リードフレーム１００に搭載された半導体素子が封止樹脂によってモールドされる場合に、めっき膜１２６の粗化部分に封止樹脂が充填され、アンカー効果によってめっき膜１２６を介したリード１２０と封止樹脂との密着性を向上することができる。

【0024】

また、めっき膜１２６において、リード１２０の上面１２０ａを被覆する部分の表面粗度は、リード１２０の下面１２０ｂを被覆する部分の表面粗度よりも大きい。このため、リードフレーム１００に搭載された半導体素子が封止樹脂によってモールドされる場合に、リード１２０の下面１２０ｂと比較して封止樹脂との接触面積が大きいリード１２０の上面１２０ａと封止樹脂との密着性を向上することができる。なお、めっき膜１２６において、リード１２０の上面１２０ａを被覆する部分の表面粗度を、リード１２０の側面１２０ｃを被覆する部分の表面粗度よりも大きくしても良い。

【0025】

なお、めっき膜１２６において、リード１２０の上面１２０ａを被覆する部分の膜厚と、リード１２０の下面１２０ｂを被覆する部分の膜厚とは必ずしも同一でなくてもよい。図７及び図８は、めっき膜１２６の膜厚の具体例を示す図である。例えば、図７に示すように、めっき膜１２６において、リード１２０の上面１２０ａを被覆する部分の膜厚よりもリード１２０の下面１２０ｂや側面１２０ｃを被覆する部分の膜厚が小さくてもよい。この場合、リード１２０の上面１２０ａを被覆する部分の膜厚は、例えば１～５μｍ程度とすることができ、リード１２０の下面１２０ｂや側面１２０ｃを被覆する部分の膜厚は、例えば０．５～２．５μｍとすることができる。また、例えば、図８に示すように、めっき膜１２６において、リード１２０の下面１２０ｂや側面１２０ｃを被覆する部分の膜厚よりもリード１２０の上面１２０ａを被覆する部分の膜厚が小さくてもよい。この場合、リード１２０の上面１２０ａを被覆する部分の膜厚は、例えば０．５～２．５μｍとすることができ、リード１２０の下面１２０ｂや側面１２０ｃを被覆する部分の膜厚は、例えば１～５μｍ程度とすることができる。リード１２０の表面を被覆するめっき膜１２６の膜厚を局所的に小さくすることにより、めっき膜１２６の膜厚を含むリード１２０の厚みの増大を抑制しつつ、リード１２０の強度を向上することができる。

【0026】

また、めっき膜１２６は、リード１２０の表面を部分的に被覆してもよい。図９及び図１０は、めっき膜１２６による被覆範囲の具体例を示す図である。例えば、図９に示すように、めっき膜１２６は、リード１２０の上面１２０ａに形成されてリード１２０の上面１２０ａのみを被覆してもよい。この場合、リード１２０の下面１２０ｂと側面１２０ｃはめっき膜１２６から露出する。また、例えば、図１０に示すように、めっき膜１２６は、リード１２０の下面１２０ｂ及び側面１２０ｃに形成されてリード１２０の下面１２０ｂ及び側面１２０ｃのみを被覆してもよい。この場合、リード１２０の上面１２０ａはめっき膜１２６から露出する。リード１２０の表面がめっき膜１２６によって部分的に被覆されることにより、めっき膜１２６の膜厚を含むリード１２０の厚みの増大を抑制しつつ、リード１２０の強度を向上することができる。

【0027】

また、めっき膜１２６は、リード１２０の全ての表面に加えて、ダイパッド１３０の全ての表面を被覆している。すなわち、めっき膜１２６は、半導体素子の搭載面であるダイパッド１３０の上面１３０ａ、下面及び側面を含む全ての表面を被覆している。ダイパッド１３０の表面を被覆するめっき膜１２６の膜厚又は表面粗度は、リード１２０の表面を被覆するめっき膜１２６の膜厚又は表面粗度と同様である。ダイパッド１３０の周囲がめっき膜１２６によって全体的に被覆されることにより、ダイパッド１３０の強度を向上することができる。結果として、ダイパッド１３０の変形を抑制することができる。

【0028】

次に、上記のように構成されるリードフレーム１００の製造方法について、図１１を参照しながら、具体的に例を挙げて説明する。図１１は、実施形態に係るリードフレーム１００の製造方法を示すフローチャートである。以下に説明する工程は、例えば図１に示したようなリードフレーム１００の集合体に対して施されるが、以下では、１つのリードフレーム１００に注目して各工程の具体例を説明する。

【0029】

まず、例えば図１２に示すように、リードフレーム１００の基材となる金属板２００が準備される（ステップＳ１０１）。図１２は、金属板２００の構造の具体例を示す図である。金属板２００の材料としては、例えば銅又は銅合金等の金属を使用することができる。金属板２００の厚さは、例えば０．１～０．２５ｍｍ程度とすることができる。

【0030】

そして、金属板２００の表面にエッチングレジストであるドライフィルムレジスト（ＤＦＲ：Dry Film Resist）がラミネートされる（ステップＳ１０２）。具体的には、例えば図１３に示すように、金属板２００の上面及び下面に、ＤＦＲ２１０がラミネートされる。図１３は、ＤＦＲラミネート工程の具体例を示す図である。

【0031】

ＤＦＲ２１０がラミネートされると、露光及び現像が行われることにより（ステップＳ１０３）、所定の開口部を有するＤＦＲ２１０が形成される。具体的には、例えば図１４に示すように、金属板２００の上面側及び下面側において、ＤＦＲ２１０に対する露光及び現像が行われることにより、開口部２１１～２１３を有するＤＦＲ２１０が形成される。図１４は、露光及び現像工程の具体例を示す図である。金属板２００の上面側において、貫通エッチング加工が施される部分に開口部２１１が形成される。また、金属板２００の下面側において、貫通エッチング加工及びハーフエッチング加工が施される部分に開口部２１２が形成される。また、金属板２００の下面側において、ハーフエッチング加工が施される部分に開口部２１３が形成される。

【0032】

開口部２１１～２１３を有するＤＦＲ２１０が金属板２００の上面側及び下面側に形成されると、この金属板２００が、エッチング液に浸漬されエッチングが行われる（ステップＳ１０４）。具体的には、例えば硫酸－過酸化水素や過硫酸塩などのエッチング液に金属板２００が浸漬されることにより、ＤＦＲ２１０の開口部２１１～２１３から露出している金属板２００の表面が溶解し、リードフレーム１００の形状に成形される。

【0033】

すなわち、例えば図１５に示すように、上面及び下面が開口部２１１及び開口部２１２から露出する領域においては、金属板２００が上面及び下面から溶解し、リード１２０とダイパッド１３０とが分離する。また、下面のみが開口部２１２及び開口部２１３から露出する領域においては、金属板２００が下面から溶解しハーフエッチングされることで、リード１２０における第１部分１２１及び第３部分１２３が形成される。図１５は、エッチング工程の具体例を示す図である。

【0034】

このように、エッチングにより、リード１２０及びダイパッド１３０が分離されると同時に、リード１２０における第１部分１２１及び第３部分１２３が形成される。また、リード１２０においては、第１部分１２１と第３部分１２３との間のエッチングが行われずに、第１部分１２１及び第３部分１２３よりも厚さが厚い第２部分１２２が残存する。

【0035】

エッチングが完了すると、例えばアミン系又は非アミン系の剥離液を用いてＤＦＲ２１０が剥離され（ステップＳ１０５）、リード１２０及びダイパッド１３０を有するリードフレーム１００が得られる。すなわち、例えば図１６に示すように、リード１２０及びダイパッド１３０が分離しているリードフレーム１００が得られる。図１６は、ＤＦＲ剥離工程の具体例を示す図である。

【0036】

リードフレーム１００が成形されると、銅の粗化めっきによってリードフレーム１００の表面全体にめっき膜１２６が形成される（ステップＳ１０６）。すなわち、例えば図１７に示すように、銅の粗化めっきによって枠体１１０、リード１２０、ダイパッド１３０及び連結部１４０（図２及び図３参照）を被覆するめっき膜１２６が形成される。図１７は、めっき膜形成工程の具体例を示す図である。めっき膜１２６は、リード１２０の上面１２０ａ、下面１２０ｂ及び側面１２０ｃを含む全ての表面を被覆するように形成される。このとき、銅の粗化めっきに用いられる硫酸銅めっき液の組成及び電解銅めっき条件を適宜調整することにより、リード１２０の上面１２０ａと下面１２０ｂとで、異なる表面粗度又は膜厚のめっき膜１２６が形成されてもよい。

【0037】

具体的には、めっき膜１２６において、リード１２０の上面１２０ａを被覆する部分の表面粗度は、リード１２０の下面１２０ｂを被覆する部分の表面粗度よりも大きくてもよい。この場合、例えば、リード１２０の上面１２０ａを被覆する部分の表面粗度を表す表面積率Ｓｒａｔｉｏは、例えば１．５～２．０程度とし、リード１２０の下面１２０ｂを被覆する部分の表面積率Ｓｒａｔｉｏは、例えば１．１～１．５程度とすることができる。表面積率Ｓｒａｔｉｏは、平面視での面積がＳ０である領域の実表面積がＳである場合の面積Ｓ０に対する実表面積Ｓの比であり、「Ｓ／Ｓ０」で表される。表面積率Ｓｒａｔｉｏが大きくなるほど、表面粗度が大きくなる。なお、リード１２０の下面１２０ｂを被覆する部分の表面積率Ｓｒａｔｉｏを１．１未満に設定することにより、めっき膜１２６においてリード１２０の下面１２０ｂを被覆する部分の表面を平滑な面としてもよい。

【0038】

また、めっき膜１２６において、リード１２０の上面１２０ａを被覆する部分の膜厚よりもリード１２０の下面１２０ｂを被覆する部分の膜厚が小さくてもよい。この場合、リード１２０の上面１２０ａを被覆する部分の膜厚は、例えば１～５μｍ程度とすることができ、リード１２０の下面１２０ｂを被覆する部分の膜厚は、例えば０．５～２．５μｍとすることができる。また、めっき膜１２６において、リード１２０の下面１２０ｂを被覆する部分の膜厚よりもリード１２０の上面１２０ａを被覆する部分の膜厚が小さくてもよい。この場合、リード１２０の上面１２０ａを被覆する部分の膜厚は、例えば０．５～２．５μｍとすることができ、リード１２０の下面１２０ｂを被覆する部分の膜厚は、例えば１～５μｍ程度とすることができる。

【0039】

銅の粗化めっきに用いられる硫酸銅めっき液の組成は、例えば以下のようなものである。
硫酸銅： ２００ｇ／Ｌ
硫酸： １００ｇ／Ｌ
塩素： ５０ｐｐｍ
ポリマー（抑制剤）： ２０ｍＬ／Ｌ
ブライトナー（促進剤）： ２ｍＬ／Ｌ
レベラー： １０ｍＬ／Ｌ

【0040】

上記のような硫酸銅めっき液を用いた銅の粗化めっきが、例えば図１８に示すめっき装置を用いて、所定の電解銅めっき条件の下で行われる。図１８は、銅の粗化めっきを行うめっき装置の構成例を示す図である。図１８に示すめっき装置３００は、めっき槽３０１、一対の電極３０３，３０４、極性反転電源３０５及び直流電源３０６を有する。

【0041】

めっき槽３０１は、硫酸銅めっき液３０７を貯留する。めっき槽３０１に貯留される硫酸銅めっき液３０７の組成は、例えば上述の通りである。成形されたリードフレーム１００は、銅の粗化めっきを行う際に、めっき槽３０１内に設置される。

【0042】

電極３０３は、めっき槽３０１内において、リードフレーム１００の一方の主面１００ａと対向して配置される。リードフレーム１００の一方の主面１００ａは、リード１２０の上面１２０ａ及び下面１２０ｂのうちの一方の面側に位置する。電極３０４は、めっき槽３０１内において、リードフレーム１００の他方の主面１００ｂと対向して配置される。リードフレーム１００の他方の主面１００ｂは、リード１２０の上面１２０ａ及び下面１２０ｂのうちの他方の面側に位置する。

【0043】

極性反転電源３０５は、リードフレーム１００と電極３０３とに接続されており、極性が周期的に反転するパルス電流をリードフレーム１００及び電極３０３に供給する。

【0044】

直流電源３０６は、リードフレーム１００と電極３０４とに接続されており、一定の電流をリードフレーム１００及び電極３０４に供給する。

【0045】

上記のめっき装置３００において用いられる電解銅めっき条件は、形成されるめっき膜１２６の表面粗度又は膜厚に応じて任意に調整され得る。例えば、極性反転電源３０５から供給されるパルス電流の大きさや、パルス電流の正側及び負側夫々の供給時間等が、形成されるめっき膜１２６の表面粗度又は膜厚に応じて任意に調整される。また、例えば、直流電源３０６から供給される電流の大きさが、形成されるめっき膜１２６の表面粗度又は膜厚に応じて任意に調整される。銅の粗化めっきに用いられる硫酸銅めっき液の組成及び電解銅めっき条件が調整されることにより、リード１２０の上面１２０ａと下面１２０ｂとで、異なる表面粗度又は膜厚のめっき膜１２６が形成され得る。

【0046】

リードフレーム１００の表面にめっき膜１２６が形成された後、リード１２０の上面１２０ａにめっきを行うためのレジストが塗布される（ステップＳ１０７）。具体的には、例えば図１９に示すように、枠体１１０、リード１２０及びダイパッド１３０の表面全体にレジスト２２０が塗布される。レジスト２２０は、電着レジストの電着により形成しても良い。図１９は、レジスト塗布工程の具体例を示す図である。なお、レジスト２２０は、実際にはめっき膜１２６を介して枠体１１０、リード１２０及びダイパッド１３０の表面全体に塗布されるが、以下においては、便宜上、めっき膜１２６の説明が適宜省略される。

【0047】

レジスト２２０が塗布されると、露光及び現像が行われることにより（ステップＳ１０８）、所定の開口部を有するレジスト２２０が形成される。具体的には、例えば図２０に示すように、リードフレーム１００の上面側において、レジスト２２０に対する露光及び現像が行われることにより、開口部２２１を有するレジスト２２０が形成される。図２０は、露光及び現像工程の具体例を示す図である。開口部２２１においては、半導体素子との接続面となるリード１２０の上面１２０ａの一部（ワイヤボンディング部分）が露出する。

【0048】

リード１２０の上面１２０ａの一部がレジスト２２０の開口部２２１から露出するリードフレーム１００は、例えば銀めっき用のめっき液に浸漬されめっきが行われる（ステップＳ１０９）。具体的には、例えばシアン化銀とシアン化カリウムを主成分とするめっき液にリードフレーム１００が浸漬され、電解めっきが行われることにより、リード１２０の上面１２０ａにめっき層１２５が形成される。

【0049】

すなわち、例えば図２１に示すように、レジスト２２０の開口部２２１から露出するリード１２０の上面１２０ａの一部にめっき液に含まれる銀が析出し、例えば厚さ０．１～１０μｍのめっき層１２５が形成される。図２１は、めっき工程の具体例を示す図である。

【0050】

めっき層１２５が形成されると、例えば剥離液を用いてレジスト２２０が剥離され（ステップＳ１１０）、リードフレーム１００が完成する。すなわち、例えば図２２に示すように、リード１２０の上面１２０ａにめっき層１２５が形成され、枠体１１０、リード１２０、ダイパッド１３０がめっき膜１２６によって被覆されたリードフレーム１００が完成する。図２２は、レジスト剥離工程の具体例を示す図である。

【0051】

このように、リード１２０及びダイパッド１３０を分離するエッチングの後に、銅の粗化めっきにより、リード１２０の全ての表面を被覆するめっき膜１２６が形成される。このため、リード１２０の側面１２０ｃに補強用の突起を形成することなくリード１２０の強度を向上することができるとともに、隣り合うリード１２０間の距離を十分に確保することができる。結果として、隣り合うリード１２０間のショート不良の発生を回避しつつリード１２０の変形を抑制することができる。また、めっき膜１２６がリード１２０の全ての表面に加えてダイパッド１３０の全ての表面を被覆するため、ダイパッド１３０の強度が向上し、ダイパッド１３０の変形を抑制することもできる。

【0052】

次に、リードフレーム１００に半導体素子を搭載して半導体装置を製造する工程について、図２３を参照しながら、具体的に例を挙げて説明する。図２３は、実施形態に係る半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。

【0053】

まず、リードフレーム１００のダイパッド１３０に半導体素子が搭載される（ステップＳ１２１）。具体的には、例えば図２４に示すように、はんだ又はダイアタッチペーストなどの接合材２３０によってダイパッド１３０の上面１３０ａに半導体素子２４０が接合される。図２４は、半導体素子搭載工程の具体例を示す図である。

【0054】

半導体素子２４０がダイパッド１３０に接合されると、半導体素子２４０とリード１２０がワイヤボンディング接続される（ステップＳ１２２）。すなわち、例えば図２５に示すように、半導体素子２４０の電極がワイヤ２５０によってリード１２０の上面１２０ａにおけるめっき層１２５と電気的に接続される。図２５は、ワイヤボンディング接続工程の具体例を示す図である。

【0055】

そして、リードフレーム１００に搭載された半導体素子２４０を封止樹脂により封止するモールドが行われる（ステップＳ１２３）。具体的には、半導体素子２４０を搭載したリードフレーム１００が金型に収容され、流動化した封止樹脂が金型内に注入される。そして、封止樹脂が所定の温度に加熱されて硬化することにより、例えば図２６に示すように、半導体素子２４０の周囲の空間に封止樹脂２６０が充填され、リードフレーム１００に搭載された半導体素子２４０が封止される。このとき、リード１２０の全ての表面を被覆するめっき膜１２６の表面が粗化面であるため、めっき膜１２６の粗化部分に封止樹脂２６０が充填され、アンカー効果によってめっき膜１２６を介したリード１２０と封止樹脂２６０との密着性を向上することができる。これにより、封止樹脂２６０からリード１２０が剥離する可能性を低減することができる。図２６は、モールド工程の具体例を示す図である。

【0056】

リードフレーム１００に搭載された半導体素子２４０が封止樹脂２６０によって封止された段階においては、枠体１１０の下面と、リード１２０の第２部分１２２の下面と、ダイパッド１３０の下面とが封止樹脂２６０の下面から露出している。そこで、これらの露出面を被覆するためのめっきが行われる（ステップＳ１２４）。具体的には、例えば図２７に示すように、錫やはんだ等の電解めっきが行われることにより、封止樹脂２６０から露出している枠体１１０の下面、リード１２０の第２部分１２２の下面、及びダイパッド１３０の下面に外装めっき層２７０が形成される。図２７は、めっき工程の具体例を示す図である。

【0057】

封止樹脂２６０から露出しているリードフレーム１００の露出面に外装めっき層２７０が形成されると、図２７に示す破線部分において、封止樹脂２６０が切断されるとともにリード１２０及び連結部１４０が枠体１１０から切断される（ステップＳ１２５）。これにより、リードフレーム１００から枠体１１０が分離・除去され、例えば図２８に示すように、リード１２０、ダイパッド１３０、半導体素子２４０及び封止樹脂２６０を有する半導体装置が完成する。図２８は、半導体装置の構造を示す図である。図２８に示す半導体装置においては、リード１２０の第２部分１２２の下面が封止樹脂２６０の下面から露出し、外部に接続する端子となる。また、ダイパッド１３０の下面が封止樹脂２６０の下面から露出する。

【0058】

以上のように、実施形態に係るリードフレーム（一例として、リードフレーム１００）は、リード（一例として、リード１２０）と、接続部（一例として、めっき層１２５）と、めっき膜（一例として、めっき膜１２６）とを有する。リードは、上面（一例として、上面１２０ａ）と下面（一例として、下面１２０ｂ）とを有し、上面の幅が下面の幅より大きい。接続部は、上面に設けられた、半導体素子との接続部である。めっき膜は、リードの表面を被覆する。これにより、ショート不良の発生を回避しつつリードの変形を抑制することができる。

【0059】

（変形例）
上記実施形態に係るリードフレーム１００では、ダイパッド１３０の上面１３０ａに半導体素子が搭載される例を示したが、リード１２０の上面１２０ａに半導体素子を搭載することが可能な場合には、ダイパッド１３０が省略されてもよい。すなわち、例えば図２９に示すように、変形例に係るリードフレーム１００は、ダイパッド１３０を有さず、リード１２０の上面１２０ａが半導体素子の搭載面となり且つ半導体素子との接続面となっている。図２９は、実施形態の変形例に係るリードフレーム１００の断面図である。変形例に係るリードフレーム１００においても、めっき膜１２６は、リード１２０の上面１２０ａ、下面１２０ｂ及び側面１２０ｃを含む全ての表面を被覆している。

【0060】

図３０は、図２９に示すリードフレーム１００を用いて製造された半導体装置の構造を示す図である。図３０に示す半導体装置においては、半導体素子２４０が、リード１２０の上面１２０ａにおいてフリップチップ接続される。すなわち、半導体素子２４０の電極が、はんだ２４５によってリード１２０の上面１２０ａにおけるめっき層１２５と電気的に接続される。

【符号の説明】

【0061】

１００ リードフレーム
１１０ 枠体
１２０ リード
１２０ａ 上面
１２０ｂ 下面
１２０ｃ 側面
１２１ 第１部分
１２２ 第２部分
１２３ 第３部分
１３０ ダイパッド
１３０ａ 上面
１４０ 連結部
２４０ 半導体素子
２６０ 封止樹脂

【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】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】