特許 7178530 リードフレーム材およびその製造方法、ならびに半導体パッケージ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-16

(45)【発行日】2022-11-25

(54)【発明の名称】リードフレーム材およびその製造方法、ならびに半導体パッケージ

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/48 20060101AFI20221117BHJP

   C25D 7/00 20060101ALI20221117BHJP

   C25D 5/10 20060101ALI20221117BHJP

   C25D 5/12 20060101ALI20221117BHJP

   C25D 5/16 20060101ALI20221117BHJP

【ＦＩ】

H01L23/48 K

C25D7/00 G

C25D5/10

C25D5/12

C25D5/16

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2022559627

(86)(22)【出願日】2022-07-08

(86)【国際出願番号】 JP2022027047

【審査請求日】2022-09-29

(31)【優先権主張番号】P 2021117511

(32)【優先日】2021-07-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】592181602

【氏名又は名称】古河精密金属工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114292

【弁理士】

【氏名又は名称】来間 清志

(74)【代理人】

【識別番号】100145713

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 竜太

(72)【発明者】

【氏名】葛原 颯己

(72)【発明者】

【氏名】橋本 真

(72)【発明者】

【氏名】大内 一博

【審査官】豊島 洋介

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／１７９４４７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平１０－２６５９９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０７７９０３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／１２３７０８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２５Ｄ ５／００－７／１２

Ｈ０１Ｌ２３／４８

Ｈ０１Ｌ２３／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

導電性の基体と、前記基体の表面の少なくとも一部に形成される表面被膜とを有するリードフレーム材であって、
前記表面被膜は、少なくとも１層の粗化層を含み、かつ、レーザ粗さ計で表面性状を測定したときの空間体積（Ｖｖ）および突出部実体体積（Ｖｍｐ）が、それぞれ０．６ｃｍ^３／ｍ^２以上５．１ｃｍ^３／ｍ^２以下の範囲および０．０２ｃｍ^３／ｍ^２以上０．３０ｃｍ^３／ｍ^２以下の範囲である、リードフレーム材。

【請求項2】

前記表面被膜は、レーザ粗さ計で表面性状を測定したときのコア部空間体積（Ｖｖｃ）が、０．６ｃｍ^３／ｍ^２以上４．７ｃｍ^３／ｍ^２以下の範囲である、請求項１に記載のリードフレーム材。

【請求項3】

前記表面被膜は、前記突出部実体体積（Ｖｍｐ）に対する前記空間体積（Ｖｖ）の比（Ｖｖ／Ｖｍｐ）が１４以上３０以下の範囲である、請求項１に記載のリードフレーム材。

【請求項4】

前記基体は、銅、銅合金、鉄、鉄合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる、請求項１に記載のリードフレーム材。

【請求項5】

前記粗化層は、銅、銅合金、ニッケルまたはニッケル合金からなる、請求項１に記載のリードフレーム材。

【請求項6】

前記表面被膜は、前記基体と前記粗化層との間に、少なくとも１層の下地層をさらに有し、
前記下地層は、銅、銅合金、ニッケルまたはニッケル合金からなる、請求項１に記載のリードフレーム材。

【請求項7】

前記表面被膜は、前記粗化層と、前記粗化層の少なくとも表面に形成される表面被覆層とを有する、請求項１に記載のリードフレーム材。

【請求項8】

前記表面被膜は、前記粗化層と前記表面被覆層との間に、少なくとも１層の粗化被覆層をさらに有する、請求項７に記載のリードフレーム材。

【請求項9】

前記粗化被覆層および前記表面被覆層のうち少なくとも１層は、前記粗化層とは異なる組成を有する金属または合金であって、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、コバルト、コバルト合金、パラジウム、パラジウム合金、ロジウム、ロジウム合金、ルテニウム、ルテニウム合金、白金、白金合金、イリジウム、イリジウム合金、金、金合金、銀、銀合金、錫、錫合金、インジウムまたはインジウム合金からなる、請求項８に記載のリードフレーム材。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか１項に記載のリードフレーム材の製造方法であって、
前記粗化層を、電気めっきにより形成する工程を有する、リードフレーム材の製造方法。

【請求項11】

請求項１から９のいずれか１項に記載のリードフレーム材を用いて形成したリードフレームを有する、半導体パッケージ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、リードフレーム材およびその製造方法、ならびに半導体パッケージに関する。より具体的には、表面にめっきを有し、樹脂封止型半導体装置において半導体素子を互いに電気的に接続する、リードフレーム材およびその製造方法、ならびにそれを用いた半導体パッケージに関する。

【背景技術】

【0002】

電子機器や電気機器などには、多くの樹脂封止型半導体装置が組み込まれている。これらの樹脂封止型半導体装置は、ワイヤなどによって互いに電気的に接続された半導体素子とリードフレーム材とが、モールド樹脂で封止されてなるものである。このような樹脂封止型半導体装置において、リードフレーム材には、接合性、耐熱性、封止性などの機能付与のため、Ａｕ、Ａｇ、Ｓｎなどの外装めっきが施されていることが多い。

【0003】

近年では、組み付け工程の簡略化およびコストダウンのために、あらかじめリードフレーム材の表面に、プリント基板へのはんだなどによる実装において、はんだとの濡れ性を高めるような仕様のめっき（たとえばＮｉ／Ｐｄ／Ａｕ）を施しているリードフレーム材（Ｐｒｅ－Ｐｌａｔｅｄ Ｆｒａｍｅ）が使用されている（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

また、樹脂封止型半導体装置におけるリードフレーム材とモールド樹脂との密着性を高めるために、リードフレーム材のめっき表面を粗化する技術が提案されている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。

【0005】

これらのめっき表面を粗化する技術は、リードフレーム材のめっき表面を粗化することによって、（１）リードフレーム材とモールド樹脂との接着面積が大きくなる効果、（２）モールド樹脂が粗化されためっき膜表面の凹凸に食いつきやすくなる効果（つまり、アンカー効果）、などを期待するものである。

【0006】

これらにより、モールド樹脂のリードフレーム材への密着性が向上し、リードフレーム材とモールド樹脂との間の剥離を防止することが可能となり、樹脂封止型半導体装置の信頼性が向上している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特許第２５４３６１９号公報

【文献】特許第３２２８７８９号公報

【文献】特開平１０－２７８７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

上記のようなめっき表面の粗化により、リードフレーム材の樹脂密着性は、確かに従来よりも向上した。しかしながら、近年要求される高信頼性の水準、例えば温度８５℃、湿度８５％の高温高湿の環境下で１６８時間の曝露試験を行った後において、リードフレーム材と樹脂との間に隙間が生じてしまうケースが散見されることが分かった。これは、従来にはあまり多用されていなかったＱＦＮ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｎｏｎ－Ｌｅａｄｅｄ Ｐａｃｋａｇｅ）タイプおよびＳＯＰ（Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ）タイプなどのパッケージが多く用いられるようになり、より密着性に対する要求レベルが高くなってきたためと考えられる。このように、リードフレーム材の樹脂密着性には、未だに改善の余地があることが分かった。

【0009】

ここで、樹脂との密着性をさらに改善するため、めっきの表面への粗化を過剰に施すと、粗化されためっきによって形成される粗化層と基材との密着強度が低くなり、粗化層の一部が脱離する、いわゆる粉落ちが発生しやすくなる傾向がある。粗化層からの粉落ちが発生すると、めっきの表面のパッケージを加工する際に、脱離によって生じる粉が半導体パッケージの内部に混入することで、故障や不良の原因となりうる。

【0010】

本発明の目的は、高温高湿の環境下で長時間に亘って使用された場合であっても、樹脂との密着性に優れており、かつ粉落ちが起こり難い、リードフレーム材およびその製造方法、ならびにそれを用いた半導体パッケージを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明者らは、粗化層の空間体積（Ｖｖ）が小さいほど、樹脂との密着強度が低くなり、特に高温高湿の条件で試験を行った後に剥離が発生しやすくなっていることに着目し、特に、粗化層を形成した前記リードフレーム材の表面部分の空間体積（Ｖｖ）を０．６ｃｍ^３／ｍ^２以上５．１ｃｍ^３／ｍ^２以下の範囲にすることで、高温高湿の条件で試験を行った後も、樹脂との密着性を高く維持できることを見出した。それとともに、粗化層を形成した前記リードフレーム材の表面部分の突出部実体体積（Ｖｍｐ）が大きいほど、粉落ちが発生しやすくなることに着目し、特に粗化層を形成した前記リードフレーム材の表面部分の空間体積（Ｖｖ）が０．６ｃｍ^３／ｍ^２以上５．１ｃｍ^３／ｍ^２以下の範囲にあるときに、突出部実体体積（Ｖｍｐ）を０．０２ｃｍ^３／ｍ^２以上０．３０ｃｍ^３／ｍ^２以下の範囲にすることで、粗化層の表面にテープを付着させて剥離したときに、銅粉の付着量が低減することを確認した。その結果、樹脂との密着性に優れ、かつ粉落ちが起こりにくいリードフレーム材が得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。

【0012】

上記目的を達成するため、本発明の要旨構成は、以下のとおりである。
（１）導電性の基体と、前記基体の表面の少なくとも一部に形成される表面被膜とを有するリードフレーム材であって、前記表面被膜は、少なくとも１層の粗化層を含み、かつ、レーザ粗さ計で表面性状を測定したときの空間体積（Ｖｖ）および突出部実体体積（Ｖｍｐ）が、それぞれ０．６ｃｍ^３／ｍ^２以上５．１ｃｍ^３／ｍ^２以下の範囲および０．０２ｃｍ^３／ｍ^２以上０．３０ｃｍ^３／ｍ^２以下の範囲である、リードフレーム材。
（２）前記表面被膜は、レーザ粗さ計で表面性状を測定したときのコア部空間体積（Ｖｖｃ）が、０．６ｃｍ^３／ｍ^２以上４．７ｃｍ^３／ｍ^２以下の範囲である、上記（１）に記載のリードフレーム材。
（３）前記表面被膜は、前記突出部実体体積（Ｖｍｐ）に対する前記空間体積（Ｖｖ）の比（Ｖｖ／Ｖｍｐ）が１４以上３０以下の範囲である、上記（１）または（２）に記載のリードフレーム材。
（４）前記基体は、銅、銅合金、鉄、鉄合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる、上記（１）、（２）または（３）に記載のリードフレーム材。
（５）前記粗化層は、銅、銅合金、ニッケルまたはニッケル合金からなる、上記（１）から（４）のいずれか１項に記載のリードフレーム材。
（６）前記表面被膜は、前記基体と前記粗化層との間に、少なくとも１層の下地層をさらに有し、前記下地層は、銅、銅合金、ニッケルまたはニッケル合金からなる、上記（１）から（５）のいずれか１項に記載のリードフレーム材。
（７）前記表面被膜は、前記粗化層と、前記粗化層の少なくとも表面に形成される表面被覆層とを有する、上記（１）から（６）のいずれか１項に記載のリードフレーム材。
（８）前記表面被膜は、前記粗化層と前記表面被覆層との間に、少なくとも１層の粗化被覆層をさらに有する、上記（７）に記載のリードフレーム材。
（９）前記粗化被覆層および前記表面被覆層のうち少なくとも１層は、前記粗化層とは異なる組成を有する金属または合金であって、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、コバルト、コバルト合金、パラジウム、パラジウム合金、ロジウム、ロジウム合金、ルテニウム、ルテニウム合金、白金、白金合金、イリジウム、イリジウム合金、金、金合金、銀、銀合金、錫、錫合金、インジウムまたはインジウム合金からなる、上記（８）に記載のリードフレーム材。
（１０）上記（１）から（９）のいずれか１項に記載のリードフレーム材の製造方法であって、前記粗化層を、電気めっきにより形成する工程を有する、リードフレーム材の製造方法。
（１１）上記（１）から（９）のいずれか１項に記載のリードフレーム材を用いて形成したリードフレームを有する、半導体パッケージ。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、高温高湿の環境下で長時間に亘って使用された場合であっても、樹脂との密着性に優れており、かつ粉落ちが起こり難いリードフレーム材およびその製造方法、ならびにそれを用いた半導体パッケージを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施形態に係るリードフレーム材の概略を示す断面図である。

【図2】空間体積（Ｖｖ）、突出部実体体積（Ｖｍｐ）およびコア部空間体積（Ｖｖｃ）と、負荷曲線の関係を説明するための図である。

【図3】本発明の実施形態に係るリードフレーム材における、空間体積（Ｖｖ）および突出部実体体積（Ｖｍｐ）の関係を示す模式図である。

【図4】本発明の他の実施形態に係るリードフレーム材の概略を示す断面図である。

【図5】本発明例および比較例のリードフレーム材について行う樹脂との密着性の測定における、リードフレーム材と円錐台状試験片との位置関係を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の銅合金材の好ましい実施形態について、詳細に説明する。

【0016】

＜リードフレーム材について＞
図１は、本発明の実施形態に係るリードフレーム材の概略を示す断面図である。本発明のリードフレーム材１は、図１に示すように、導電性の基体１０と、基体１０の表面の少なくとも一部に形成される表面被膜３０とを有するものである。ここで、表面被膜３０は、少なくとも１層の粗化層３を含む。また、表面被膜３０は、レーザ粗さ計で表面性状を測定したときの空間体積（Ｖｖ）および突出部実体体積（Ｖｍｐ）が、それぞれ０．６ｃｍ^３／ｍ^２以上５．１ｃｍ^３／ｍ^２以下の範囲および０．０２ｃｍ^３／ｍ^２以上０．３０ｃｍ^３／ｍ^２以下の範囲である。

【0017】

このように、表面被膜３０の空間体積（Ｖｖ）を０．６ｃｍ^３／ｍ^２以上５．１ｃｍ^３／ｍ^２以下の範囲にすることで、高温高湿の条件で試験を行った後も、樹脂との密着性を高く維持することができる。また、特に粗化層３を形成したリードフレーム材１の表面部分の空間体積（Ｖｖ）が０．６ｃｍ^３／ｍ^２以上５．１ｃｍ^３／ｍ^２以下の範囲にあるときに、突出部実体体積（Ｖｍｐ）を０．０２ｃｍ^３／ｍ^２以上０．３０ｃｍ^３／ｍ^２以下の範囲にすることで、樹脂を付着させて剥離したときに、銅粉の付着量が低減する。したがって、樹脂との密着性に優れ、かつ粉落ちが起こりにくいリードフレーム材を得ることができる。

【0018】

（導電性の基体について）
本発明に係るリードフレーム材１は、導電性の基体（基材）１０を有しており、この基体１０の表面の少なくとも一部に表面被膜３０が形成される。

【0019】

ここで、基体１０は、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）またはアルミニウム（Ａｌ）を含む金属または合金からなることが好ましい。より具体的に、基体１０は、導電性や放熱性を高める観点から、銅、銅合金、鉄、鉄合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなることが好ましい。

【0020】

このうち、銅合金の例として、ＣＤＡ（Ｃｏｐｐｅｒ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）掲載合金であるＣ１８０４５（Ｃｕ－０．３Ｃｒ－０．２５Ｓｎ－０．５Ｚｎ）、Ｃ１９４００（Ｃｕ－２．３Ｆｅ－０．０３Ｐ－０．１５Ｚｎ）が挙げられる。また、鉄合金の例として、４２アロイ（Ｆｅ－４２Ｎｉ）が挙げられる。なお、各元素の前の数字は合金中の質量％を示す。これらの合金や金属は、それぞれ導電率などの特性が異なるため、リードフレーム材に要求される特性に応じて、適宜選択される。

【0021】

基体１０の厚さは、特に限定されないが、例えば０．０３ｍｍ以上１．００ｍｍ以下、好ましくは０．０３ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下の範囲内である。

【0022】

（粗化層について）
粗化層３は、基体１０の表面の少なくとも一部に形成される表面被膜３０に含まれ、表面が粗化されている層である。そのため、本発明のリードフレーム材１は、上述の導電性の基体１０と、基体１０の表面の少なくとも一部に形成される、少なくとも１層の粗化層３を含む表面被膜３０と、を有するものである。

【0023】

図２は、負荷曲線と、空間体積（Ｖｖ）および突出部実体体積（Ｖｍｐ）の関係を説明するための図である。また、図３は、本発明の実施形態に係るリードフレーム材１における、空間体積（Ｖｖ）および突出部実体体積（Ｖｍｐ）の関係を示す模式図である。なお、図３は、図１と同じリードフレーム材１の断面図であるが、空間体積（Ｖｖ）および突出部実体体積（Ｖｍｐ）の測定領域を説明するために、便宜上、負荷面積率１０％の高さと、負荷面積率８０％の高さで、異なるハッチングを施している。

【0024】

本発明のリードフレーム材１は、表面被膜３０について、レーザ粗さ計で表面性状を測定したときの空間体積（Ｖｖ）が、０．６ｃｍ^３／ｍ^２以上５．１ｃｍ^３／ｍ^２以下の範囲にある。ここで、図１に示すように、リードフレーム材１が、後述する粗化被覆層４および表面被覆層５を有しない場合、粗化層３が表面被膜３０となる。リードフレーム材１の表面被膜３０の空間体積（Ｖｖ）を０．６ｃｍ^３／ｍ^２以上にすることで、リードフレーム材１に樹脂を被覆したときに、樹脂に対してアンカー効果が発揮されるため、特に高温高湿の環境におく前の段階における、樹脂との密着性を向上することができる。そのため、表面被膜３０の空間体積（Ｖｖ）の下限は、０．７ｃｍ^３／ｍ^２がより好ましい。他方で、表面被膜３０の空間体積（Ｖｖ）が過剰に大きくなると、高温高湿の環境下において、リードフレーム材１と樹脂との境界面に水分が浸入しやすくなり、かつ、リードフレーム材１と樹脂との熱膨張係数の差による応力の影響が大きくなるため、高温高湿の環境下で長時間に亘って使用された場合に、樹脂との密着性が低下しやすくなる。そのため、表面被膜３０の空間体積（Ｖｖ）の上限は、４．３ｃｍ^３／ｍ^２がより好ましい。

【0025】

また、リードフレーム材１は、表面被膜３０について、レーザ粗さ計で表面性状を測定したときの突出部実体体積（Ｖｍｐ）が、０．０２ｃｍ^３／ｍ^２以上０．３０ｃｍ^３／ｍ^２以下の範囲である。特に、表面被膜３０の突出部実体体積（Ｖｍｐ）を０．０２ｃｍ^３／ｍ^２以上にすることで、リードフレーム材１に樹脂を被覆したときに、樹脂に対してアンカー効果が発揮されやすくなるため、高温高湿の環境下で長時間に亘って使用した場合であっても、樹脂との密着性を向上することができる。そのため、表面被膜３０の突出部実体体積（Ｖｍｐ）の下限は、０．０３ｃｍ^３／ｍ^２がより好ましい。他方で、表面被膜３０の突出部実体体積（Ｖｍｐ）を０．３０ｃｍ^３／ｍ^２以下にすることで、粗化層３の上部（先端に近い部分）における体積が相対的に減少するため、粗化層３の上部にある不安定な銅粒子の脱離による、粉落ちを起こり難くすることができる。そのため、表面被膜３０の突出部実体体積（Ｖｍｐ）の上限は、０．２１ｃｍ^３／ｍ^２がより好ましい。

【0026】

すなわち、本発明では、特に表面被膜３０の空間体積（Ｖｖ）が０．６ｃｍ^３／ｍ^２以上５．１ｃｍ^３／ｍ^２以下の範囲にあるときに、表面被膜３０の突出部実体体積（Ｖｍｐ）を０．０２ｃｍ^３／ｍ^２以上０．３０ｃｍ^３／ｍ^２以下の範囲にすることで、高温高湿の環境下における樹脂との密着性を高め、かつリードフレーム材１からの粉落ちを起こり難くすることができる。

【0027】

また、リードフレーム材１の表面被膜３０は、突出部実体体積（Ｖｍｐ）に対する前記空間体積（Ｖｖ）の比（Ｖｖ／Ｖｍｐ比）が、１４以上３０以下の範囲であることが好ましい。特に、Ｖｖ／Ｖｍｐ比が１４未満であると、空間体積（Ｖｖ）に相対して突出部実体体積（Ｖｍｐ）の割合が大きくなるため、粗化層３の上部において肥大している部分が脱離しやすくなり、それにより粉落ちが起こり易くなる。そのため、Ｖｖ／Ｖｍｐ比の下限は、１５がより好ましい。他方で、Ｖｖ／Ｖｍｐ比が３０より大きいと、空間体積（Ｖｖ）に相対して突出部実体体積（Ｖｍｐ）が小さくなることで、粗化層３によって形成される表面の凹凸が小さくなるため、リードフレーム材１に樹脂を被覆したときに、樹脂との密着性が低下しやすくなる。また、突出部実体体積（Ｖｍｐ）に相対して空間体積（Ｖｖ）が大きくなることで、表面被膜３０が形成されている粗化層３の表面にある凸部が過剰に細い形状となり、強度が低くなり、それにより粉落ちが起こり易くなる。そのため、Ｖｖ／Ｖｍｐ比の上限は、２６がより好ましい。

【0028】

さらに、リードフレーム材１は、表面被膜３０について、レーザ粗さ計で表面性状を測定したときのコア部空間体積（Ｖｖｃ）が、０．６ｃｍ^３／ｍ^２以上４．７ｃｍ^３／ｍ^２以下の範囲であることが好ましい。リードフレーム材１に樹脂を被覆する際のモールド形成条件によっては、リードフレーム材１のうち粗化層３が形成されていない空隙部分の奥深く（突出谷部空間）まで、樹脂が入り込み難い場合があり、樹脂が入り込まなかった部分に水分が浸入することで、特に高温高湿の環境下で長時間に亘って使用された場合に、樹脂との密着性が低下しやすくなる。その場合であっても、コア部空間体積（Ｖｖｃ）を上記範囲内に調整することで、樹脂との密着性におけるコア部（後述する負荷面積率が１０％以上８０％以下の範囲）の寄与が大きくなるため、特に高温高湿の環境下においても、樹脂との密着性をより一層高めることができる。ここで、コア部空間体積（Ｖｖｃ）が小さすぎると、樹脂との密着性が不十分になる。また、コア部空間体積（Ｖｖｃ）が大きすぎると、リードフレーム材１と樹脂との熱膨張係数の差による応力の影響が大きくなるため、高温高湿の環境下で長時間に亘って使用された場合に、樹脂との密着性が低下しやすくなる。

【0029】

図２は、空間体積７（Ｖｖ）、突出部実体体積８（Ｖｍｐ）およびコア部空間体積７２（Ｖｖｃ）と、負荷曲線６の関係を説明するための図である。本明細書における負荷曲線６は、図２に示すように、高さ位置Ｚを縦軸にとり、その高さ位置Ｚにおいて表面被膜３０が存在する面積割合（負荷面積率）を百分率で示したものを横軸に取った座標系における、高さ位置Ｚと負荷面積率との関係を示す曲線である。ここで、負荷面積率は、空隙を含んだ表面被膜３０の面積に対する、表面被膜３０を構成する粗化層３、粗化被覆層４および表面被覆層５の存在割合を、百分率で示したものである。また、空間体積７（Ｖｖ）は、負荷面積率が１０％以上１００％以下である高さ位置Ｚの範囲における、空隙の体積の合計である。また、突出部実体体積８（Ｖｍｐ）は、負荷面積率が０％以上１０％以下である高さ位置Ｚの範囲における、粗化層３の体積の合計である。また、コア部空間体積７２（Ｖｖｃ）は、負荷面積率が１０％以上８０％以下である高さ位置Ｚの範囲における、空隙の体積の合計である。さらに、空間体積７（Ｖｖ）は、負荷面積率が８０％以上１００％以下である高さ位置Ｚの範囲における、空隙の体積の合計である突出谷部空間体積７１（Ｖｖｖ）と、上述のコア部空間体積７２（Ｖｖｃ）との合計によって表される。

【0030】

本明細書における空間体積（Ｖｖ）、突出部実体体積（Ｖｍｐ）およびコア部空間体積（Ｖｖｃ）は、ＩＳＯ ２５１７８に規定されるものであり、例えばレーザ粗さ計でリードフレーム材１の粗化層３の表面性状を測定することで求めることができる。

【0031】

粗化層３は、基体１０の主表面１０ａ、１０ｂのうち、一方または両方に形成されることが好ましい。特に、図１のリードフレーム材１では、粗化層３が基体１０の主表面１０ａに形成されている場合を示す。

【0032】

また、粗化層３は、銅（Ｃｕ）およびニッケル（Ｎｉ）のうち少なくとも一方の元素を含む金属または合金からなることが好ましい。より具体的に、粗化層３としては、樹脂との密着性に優れた粗化形状を形成する観点から、銅、銅合金、ニッケルまたはニッケル合金からなることが好ましい。

【0033】

リードフレーム材１の断面で見たときの、粗化層３の最大厚さ（最大高さ）は、好ましくは０．１μｍ以上５．０μｍ以下、より好ましくは０．１μｍ以上３．０μｍ以下の範囲内である。ここで、粗化層３の最大厚さを０．１μｍ以上にすることで、樹脂に対するアンカー効果が増加すると共に粗化層３の比表面積が増加するため、樹脂との密着性をより一層高めることができる。他方で、粗化層３の最大厚さを５．０μｍ以下にすることで、粗化層３からの粉落ちを、より一層起こり難くすることができる。

【0034】

なお、粗化層３の最大厚さは、例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、リードフレーム材１の断面を観察することによって測定することができる。

【0035】

（下地層について）
図４は、本発明の他の実施形態に係るリードフレーム材１Ａの概略を示す断面図である。リードフレーム材１Ａの表面被膜３０Ａは、図４に示すように、基体１０と粗化層３との間に、少なくとも１層の下地層２をさらに有するように構成されることが好ましい。このような下地層２を有することで、基体１０と粗化層３との間における密着性を、より向上させることが可能である。

【0036】

下地層２は、銅（Ｃｕ）およびニッケル（Ｎｉ）のうち少なくとも一方の元素を含む金属または合金からなることが好ましい。より具体的に、下地層２としては、基体１０や粗化層３との密着性を高める観点から、銅、銅合金、ニッケルまたはニッケル合金からなることが好ましい。ここで、下地層２を構成する材料は、上述の粗化層３と同じであってもよく、異なっていてもよい。

【0037】

下地層２の厚さは、特に限定されないが、粗化層との密着性を高めるとともに、下地層２の材料の加工性を高める観点から、０．１０μｍ以上１０．００μｍ以下の範囲が好ましく、０．５０μｍ以上７．００μｍ以下の範囲がより好ましい。

【0038】

（粗化被覆層および表面被覆層について）
また、リードフレーム材１Ａの表面被膜３０Ａは、図４に示すように、粗化層３の少なくとも表面に、直接または少なくとも１層の粗化被覆層４を介して形成される、表面被覆層５を有するように構成されることが好ましい。このとき、空間体積（Ｖｖ）、突出部実体体積（Ｖｍｐ）およびコア部空間体積（Ｖｖｃ）の測定対象となる表面被膜３０Ａは、粗化層３と、粗化層３の少なくとも表面に形成される表面被覆層５とを有する。また、表面被膜３０Ａは、粗化層３と表面被覆層５との間に、少なくとも１層の粗化被覆層４をさらに有してもよい。このような粗化被覆層４および表面被覆層５を有することで、粗化層３の表面性状によって樹脂との密着性を高めるとともに、リードフレーム材１Ａの表面の組成が変わるため、基体１０との密着性を向上させながら、はんだとの濡れ性および樹脂との密着性の両方を高めることができる。

【0039】

粗化被覆層４および表面被覆層５のうち少なくとも１層は、粗化層３と異なる組成を有する金属または合金の層によって構成されることが好ましい。より具体的には、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、錫（Ｓｎ）およびインジウム（Ｉｎ）からなる群から選択される、１種以上の元素を含む金属または合金からなることが好ましい。より具体的に、粗化被覆層４および表面被覆層５のうち少なくとも１層は、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、コバルト、コバルト合金、パラジウム、パラジウム合金、ロジウム、ロジウム合金、ルテニウム、ルテニウム合金、白金、白金合金、イリジウム、イリジウム合金、金、金合金、銀、銀合金、錫、錫合金、インジウムまたはインジウム合金からなることが好ましい。

【0040】

このうち、表面被覆層５は、リードフレーム材１Ａの外部と接触する面であり、はんだ等の濡れ性に優れていることが好ましい。そのため、表面被覆層５は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）および錫（Ｓｎ）からなる群から選択される、１種以上の元素を含む金属または合金からなることが好ましい。特に、はんだとの濡れ性を高める観点から、表面被覆層５は、金コバルト合金、金、銀、銅または錫からなることが好ましい。

【0041】

表面被覆層５の厚さは、特に限定されないが、厚さが大きすぎると、粗化層３に形成されている凹凸を埋めてしまうことで、樹脂密着性の向上効果が低下する可能性がある。そのため、表面被覆層５の厚さは、３．００μｍ以下であることが好ましい。また、表面被覆層５が、金や銀などの貴金属を含む金属や合金からなる場合には、材料コストを必要以上に高めない観点から、表面被覆層５の厚さは、１．００μｍ以下であることがより好ましい。

【0042】

粗化被覆層４は、粗化層３の上に複数の層に形成される場合に、表面被覆層と粗化層３との間に形成される層である。粗化被覆層４は１層であってもよく、２層以上あってもよい。例えば、２層の粗化被覆層４を有する場合、粗化層３の側にある層を第１粗化被覆層とし、表面被覆層５の側にある層を第２粗化被覆層としてもよい（図示せず）。このような粗化被覆層４を設けることで、粗化層３と表面被覆層５との密着性を向上することができ、また、基体１０や粗化層３の熱による、表面被覆層５を構成する物質の粗化層３への拡散や、基体１０および粗化層３の酸化を抑制することができる。

【0043】

粗化被覆層４を構成する元素は、必要となる特性に応じて選択することができる。その中でも、粗化被覆層４は、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、白金（Ｐｔ）およびイリジウム（Ｉｒ）からなる群から選択される１種以上の元素を含む、金属または合金からなることが好ましい。より具体的に、耐熱性を高める観点では、粗化被覆層４は、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）およびコバルト（Ｃｏ）からなる群から選択される１種以上の元素を含む、金属または合金からなることが好ましい。また、粗化層３と表面被覆層５との密着性を向上する観点では、粗化被覆層４は、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、白金（Ｐｔ）およびイリジウム（Ｉｒ）からなる群から選択される１種以上の元素を含む、金属または合金からなることが好ましい。

【0044】

粗化被覆層４の厚さも、必要となる特性に応じて選択することができる。ここで、粗化被覆層４が１層である場合、リードフレーム材１Ａの耐熱性を高める観点では、粗化被覆層４を、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）およびコバルト（Ｃｏ）からなる群から選択される１種以上の元素を含む、金属または合金によって構成し、かつ粗化被覆層４の厚さを、０．０２μｍ以上２．５０μｍ以下、より好ましくは０．０８μｍ以上２．００μｍ以下の範囲内にすることが好ましい。他方で、表面被覆層５や粗化層３との密着性を高める観点では、粗化被覆層４は、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、白金（Ｐｔ）およびイリジウム（Ｉｒ）からなる群から選択される１種以上の元素を含む、金属または合金し、かつ粗化被覆層４の厚さを、０．０１μｍ以上０．１０μｍ以下の範囲内にすることが好ましい。また、粗化被覆層４が２層で構成されている場合、粗化被覆層４は、これらの粗化被覆層４の一方または両方を複数組み合わせることで構成することができる。また、粗化被覆層４が２層以上で構成されている場合、加工性や粗化された形状を維持する観点では、粗化被覆層４の厚さの合計が２．５μｍ以下であることが好ましい。

【0045】

表面被覆層５および粗化被覆層４の厚さは、蛍光Ｘ線膜厚計などの膜厚計によって測定することができる。

【0046】

なお、リードフレーム材の用途に応じて、表面被覆層５および粗化被覆層４の有無、ならびに粗化被覆層４の数は、適宜選択される。

【0047】

＜リードフレーム材の製造方法について＞
上述のリードフレーム材の製造方法は、特に限定されるものではないが、生産性を高めるとともに、空間体積（Ｖｖ）および突出部実体体積（Ｖｍｐ）の制御を行いやすくする観点から、粗化層３を電気めっきにより形成する工程を有する方法であることが好ましい。その一例として、導電性の基体１０を準備する工程と、基体１０の表面に、電気めっきにより粗化層３を形成する工程と、を有する方法が挙げられる。

【0048】

電気めっき液の組成およびめっき条件は、適宜定めることができる。また、リードフレーム材の製造に必要な原料の使用量を抑えるために、片面めっきや、差厚めっきも有効な手段である。

【0049】

電気めっき法で形成した粗化層３の表面における空間体積（Ｖｖ）や突出部実体体積（Ｖｍｐ）、コア部空間体積（Ｖｖｃ）を制御する方法としては、例えば電気めっきによる粗化層３の形成において、基体１０の付近における金属濃度を制御することが挙げられる。ここで、基体１０の付近における金属濃度を制御する手段としては、電流密度、電気めっき液中の導電性塩の濃度、めっき浴の撹拌、浴温などを適宜変更することが特に有効である。ここで、めっき浴の撹拌を調整する手段としては、撹拌子を用いて電気めっき浴を撹拌するとともに、撹拌子の回転数を調整することが挙げられる。

【0050】

電気めっき液のめっき条件の一例として、基体１０の付近における金属濃度を１０～５０ｇ／Ｌとし、かつ粗化層３を形成する基体１０の主表面１０ａに向けて１～２０ｃｍ／ｓの流速でめっき液が流れるようにすることが好ましい。これにより、電極の近傍における金属イオンの量が制御されるため、粗化層３の形状を所望の形状にすることができる。ここで、基体１０の付近における金属イオンの濃度が低いと、粗化層３の析出が疎な析出形態になるため、粗化層３の空間体積（Ｖｖ）が大きくなる。また、基体１０の付近における金属イオンの濃度が高いと、粗化層３の析出形態が平滑に近づくため、粗化層３の突出部実体体積（Ｖｍｐ）が小さくなる。

【0051】

＜リードフレーム材の用途について＞
リードフレーム材は、半導体素子を支持固定して、ワイヤやプリント基板などによって外部と電気や信号のやり取りを行うための接続端子として用いられ、例えば、リードフレーム材を用いて形成されたリードフレームを有する半導体パッケージに、好ましく用いることができる。ここで、半導体パッケージに実装されうる半導体素子としては、トランジスタやキャパシタ、ＬＥＤなどを挙げることができるが、これらに限定されない。

【0052】

本発明のリードフレーム材は、高温高湿の環境下で長時間に亘って使用された場合であっても、リードフレームに対する良好な樹脂密着性をほとんど劣化させることなく維持することができ、かつ粗化層からの粉落ちによる故障や不良が起こり難いため、半導体パッケージに高い信頼性を実現することができる。

【0053】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の概念および特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含み、本発明の範囲内で種々に改変することができる。

【実施例】

【0054】

次に、本発明の効果をさらに明確にするために、本発明例および比較例について説明するが、本発明はこれら本発明例に限定されるものではない。

【0055】

（本発明例１～１５、比較例１～６）
表１に示す種類の金属または合金からなり、板厚０．１ｍｍであり縦４０ｍｍ×横４０ｍｍの大きさを有する導電性の基体（基材）１０を準備し、前処理としてカソード電解脱脂および酸洗を施した。

【0056】

ここで、カソード電解脱脂は、６０ｇ／Ｌの濃度の水酸化ナトリウム水溶液を脱脂液として電解槽に入れて加熱し、基体１０を６０℃に加熱した脱脂液に浸漬して電解槽の陽極に接続し、２．５Ａ／ｄｍ^２の電流密度で６０秒にわたり通電することで処理を行った。

【0057】

また、酸洗は、室温の１０質量％の硫酸に、カソード電解脱脂を行った後の基体１０を、３０秒にわたり浸漬することで行った。

【0058】

ここで、本発明例４および９、比較例２、５および６については、以下に示す条件の電気めっき法で、表１に示す厚さになるように、下地層を基体１０上に形成した。

【0059】

［Ｃｕめっき（表１に記載される下地層の「種類」が、Ｃｕの場合）］
電気めっき液として、銅（Ｃｕ）金属の濃度として２５０ｇ／Ｌの金属濃度である硫酸銅と、５０ｇ／Ｌの硫酸と、０．１ｇ／Ｌの塩化ナトリウムとを含む水溶液を調製した。次いで、内径８０ｍｍの筒状のめっき電解槽に、φ５ｍｍ、長さ３０ｍｍの撹拌子を投入し、１Ｌの電気めっき液を入れて、マグネチックスターラーを用いて撹拌状態を調整し、４０℃の温度で、６Ａ／ｄｍ^２の電流密度で通電することで、電気めっきにより基体１０の主表面１０ａに下地層を形成させた。

【0060】

［Ｎｉめっき（表１に記載される下地層の「種類」が、Ｎｉの場合）］
電気めっき液として、ニッケル（Ｎｉ）金属の濃度として５００ｇ／Ｌの金属濃度であるスルファミン酸ニッケルと、３０ｇ／Ｌの塩化ニッケルと、３０ｇ／Ｌのホウ酸とを含む水溶液を調製した。次いで、内径８０ｍｍの筒状のめっき電解槽に、φ５ｍｍ、長さ３０ｍｍの撹拌子を投入し、１Ｌの電気めっき液を入れて、マグネチックスターラーを用いて撹拌状態を調整し、５０℃の温度で、１０Ａ／ｄｍ^２の電流密度で通電することで、電気めっきにより基体１０の主表面１０ａに下地層を形成させた。

【0061】

その後、本発明例１～１５、比較例３～６については、以下に示す条件の電気めっき法で、粗化層３を基体１０上に形成した。他方で、比較例１、２については、粗化層３を基体１０上に形成しなかった。

【0062】

［粗化Ｃｕめっき（表１に記載される粗化層の「種類」が、Ｃｕの場合）］
電気めっき液として、銅（Ｃｕ）金属の濃度として表１に記載される１０ｇ／Ｌ～５０ｇ／Ｌの範囲の金属濃度である硫酸銅と、６０ｇ／Ｌ～１８０ｇ／Ｌの硫酸と、モリブデン（Ｍｏ）金属の濃度として０．１ｇ／Ｌ～５．０ｇ／Ｌの金属濃度であるモリブデン酸アンモニウムとを含む水溶液を調製した。次いで、内径８０ｍｍの筒状のめっき電解槽に、φ５ｍｍ、長さ３０ｍｍの撹拌子を投入し、１Ｌの電気めっき液を入れて、マグネチックスターラーを用いて撹拌状態を調整し、基体１０の主表面１０ａに向けて、表１に記載される流速でめっき液が流れるようにした。ここに、２０℃～６０℃の温度で、１０Ａ／ｄｍ^２～６０Ａ／ｄｍ^２の電流密度で通電することで、電気めっきにより基体１０の主表面１０ａに粗化層３を形成させた。

【0063】

［粗化Ｎｉめっき（表１に記載される粗化層の「種類」が、Ｎｉの場合）］
電気めっき液として、ニッケル（Ｎｉ）金属の濃度として表１に記載される１０ｇ／Ｌ～５０ｇ／Ｌの範囲の金属濃度である硫酸ニッケルと、１０ｇ／Ｌ～３０ｇ／Ｌのホウ酸と、３０ｇ／Ｌ～１００ｇ／Ｌの塩化ナトリウムと、１０ｍＬ／Ｌ～３０ｍＬ／Ｌの２５質量％アンモニア水とを含む水溶液を調製した。次いで、内径８０ｍｍの筒状のめっき電解槽に、φ５ｍｍ、長さ３０ｍｍの撹拌子を投入し、１Ｌの電気めっき液を入れて、マグネチックスターラーを用いて撹拌状態を調整し、基体１０の主表面１０ａに向けて、表１に記載される流速でめっき液が流れるようにした。ここに、５０℃～７０℃の温度で、４Ａ／ｄｍ^２～１０Ａ／ｄｍ^２の電流密度で通電することで、電気めっきにより基体１０の主表面１０ａに粗化層３を形成させた。

【0064】

続いて、粗化被覆層４（粗化層３の側にある第１粗化被覆層（第１中間層）および表面被覆層５の側にある第２粗化被覆層（第２中間層））や、最表層である表面被覆層５を形成する場合には、以下に示す条件の電気めっき法で、表１に示す厚さになるように、粗化被覆層４や表面被覆層５を粗化層３の表面の全体に形成した。このようにして、本発明例および比較例のリードフレーム材を得た。

【0065】

［Ｎｉめっき（表１に記載される粗化被覆層４または表面被覆層５の「種類」が、Ｎｉの場合）］
電気めっき液として、ニッケル（Ｎｉ）金属の濃度として５００ｇ／Ｌの金属濃度であるスルファミン酸ニッケルと、３０ｇ／Ｌの塩化ニッケルと、３０ｇ／Ｌのホウ酸とを含む水溶液を調製した。内径８０ｍｍの筒状のめっき電解槽に１Ｌの電気めっき液を入れて、５０℃の温度で、１０Ａ／ｄｍ^２の電流密度で通電することで、電気めっきにより粗化被覆層４または表面被覆層５を形成させた。

【0066】

［Ｃｏめっき（表１に記載される粗化被覆層４または表面被覆層５の「種類」が、Ｃｏの場合）］
電気めっき液として、コバルト（Ｃｏ）金属の濃度として５００ｇ／Ｌの金属濃度であるスルファミン酸コバルトと、３０ｇ／Ｌの塩化コバルトと、３０ｇ／Ｌのホウ酸とを含む水溶液を調製した。内径８０ｍｍの筒状のめっき電解槽に１Ｌの電気めっき液を入れて、５０℃の温度で、１０Ａ／ｄｍ^２の電流密度で通電することで、電気めっきにより粗化被覆層４または表面被覆層５を形成させた。

【0067】

［Ｐｄめっき（表１に記載される粗化被覆層４または表面被覆層５の「種類」が、Ｐｄの場合）］
電気めっき液として、パラジウム（Ｐｄ）金属の濃度として４５ｇ／Ｌの金属濃度であるジクロロテトラアンミンパラジウム（Ｐｄ（ＮＨ_３）_４Ｃｌ_２）と、９０ｍＬ／Ｌの２５質量％アンモニア水と、５０ｇ／Ｌの硫酸アンモニウムと、１０ｇ／ＬのパラシグマＬＮ光沢剤（商品名、松田産業株式会社製）とを含む水溶液を調製した。内径８０ｍｍの筒状のめっき電解槽に１Ｌの電気めっき液を入れて、６０℃の温度で、５Ａ／ｄｍ^２の電流密度で通電することで、電気めっきにより粗化被覆層４または表面被覆層５を形成させた。

【0068】

［Ｒｈめっき（表１に記載される粗化被覆層４または表面被覆層５の「種類」が、Ｒｈの場合）］
電気めっき液として、ＲＨＯＤＥＸ（商品名、日本エレクトロプレイティングエンジニヤース（株）製）を用いた。内径８０ｍｍの筒状のめっき電解槽に１Ｌの電気めっき液を入れて、５０℃の温度で、１．３Ａ／ｄｍ^２の電流密度で通電することで、電気めっきにより粗化被覆層４または表面被覆層５を形成させた。

【0069】

［Ｒｕめっき（表１に記載される粗化被覆層４または表面被覆層５の「種類」が、Ｒｕの場合）］
電気めっき液として、ルテニウム（Ｒｕ）金属の濃度として２／Ｌ～２０ｇ／Ｌの金属濃度であるニトロソ塩化ルテニウムと、１０ｇ／Ｌ～３０ｇ／Ｌのスルファミン酸とを含む水溶液を調製した。内径８０ｍｍの筒状のめっき電解槽に１Ｌの電気めっき液を入れて、６０℃の温度で、０．１Ａ／ｄｍ^２～５０Ａ／ｄｍ^２の電流密度で通電することで、電気めっきにより粗化被覆層４または表面被覆層５を形成させた。

【0070】

［Ａｕめっき（表１に記載される粗化被覆層４または表面被覆層５の「種類」が、Ａｕの場合）］
電気めっき液として、金（Ａｕ）金属の濃度として１４．６ｇ／Ｌの金属濃度であるシアン化金カリウムと、１５０ｇ／Ｌのクエン酸と、１８０ｇ／Ｌのクエン酸カリウムとを含む水溶液を調製した。内径８０ｍｍの筒状のめっき電解槽に１Ｌの電気めっき液を入れて、４０℃の温度で、１Ａ／ｄｍ^２の電流密度で通電することで、電気めっきにより粗化被覆層４または表面被覆層５を形成させた。

【0071】

［ＡｕＣｏめっき（表１に記載される粗化被覆層４または表面被覆層５の「種類」が、ＡｕＣｏの場合）］
電気めっき液として、金（Ａｕ）金属の濃度として１０ｇ／Ｌの金属濃度であるシアン化金カリウムと、コバルト（Ｃｏ）金属の濃度として０．１ｇ／Ｌの金属濃度である炭酸コバルトと、１００ｇ／Ｌのクエン酸と２０ｇ／Ｌのリン酸水素二カリウムとを含む水溶液を調製した。内径８０ｍｍの筒状のめっき電解槽に１Ｌの電気めっき液を入れて、４０℃の温度で、１Ａ／ｄｍ^２の電流密度で通電することで、電気めっきにより粗化被覆層４または表面被覆層５を形成させた。

【0072】

［Ａｇめっき（表１に記載される粗化被覆層４または表面被覆層５の「種類」が、Ａｇの場合）］
電気めっき液として、銀（Ａｇ）金属の濃度として９３ｇ／Ｌの金属濃度であるシアン化銀と、１３２ｇ／Ｌのシアン化カリウムとを含む水溶液を調製した。内径８０ｍｍの筒状のめっき電解槽に１Ｌの電気めっき液を入れて、２０℃の温度で、１Ａ／ｄｍ^２の電流密度で通電することで、電気めっきにより粗化被覆層４または表面被覆層５を形成させた。

【0073】

［Ｓｎめっき（表１に記載される粗化被覆層４または表面被覆層５の「種類」が、Ｓｎの場合）］
電気めっき液として、錫（Ｓｎ）金属の濃度として８０ｇ／Ｌの金属濃度である硫酸錫と、５０ｍＬ／Ｌの硫酸と、５ｍＬ／ＬのＵＴＢ５１３Ｙと、を含む水溶液を調製した。内径８０ｍｍの筒状のめっき電解槽に１Ｌの電気めっき液を入れて、２０℃の温度で、５Ａ／ｄｍ^２の電流密度で通電することで、電気めっきにより粗化被覆層４または表面被覆層５を形成させた。

【0074】

［Ｃｕめっき（表１に記載される粗化被覆層４または表面被覆層５の「種類」が、Ｃｕの場合）］
電気めっき液として、銅（Ｃｕ）金属の濃度として２５０ｇ／Ｌの金属濃度である硫酸銅と、５０ｇ／Ｌの硫酸と、０．１ｇ／Ｌの塩化ナトリウムとを含む水溶液を調製した。内径８０ｍｍの筒状のめっき電解槽に１Ｌの電気めっき液を入れて、４０℃の温度で、６Ａ／ｄｍ^２の電流密度で通電することで、電気めっきにより粗化被覆層４または表面被覆層５を形成させた。

【0075】

＜各種測定および評価方法＞
次に、得られた各層およびリードフレーム材１の特性を、以下のように測定および評価した。なお、得られた各層の特性については、リードフレーム材１の作製中に随時測定した。

【0076】

［１］表面被膜の空間体積（Ｖｖ）、突出部実体体積（Ｖｍｐ）およびコア部空間体積（Ｖｖｃ）の測定
形状解析レーザ顕微鏡（ＫＥＹＥＮＣＥ社製、型番：ＶＫ－Ｘ１０００）を用い、得られるリードフレーム材１の表面被膜３０について、測定倍率５０倍、測定回数ｎ＝５（回）の測定条件により、ＩＳＯ ２５１７８に規定される、突出谷部空間体積７１（Ｖｖｖ）、コア部空間体積７２（Ｖｖｃ）および突出部実体体積８（Ｖｍｐ）を測定した。また、測定される突出谷部空間体積７１（Ｖｖｖ）とコア部空間体積７２（Ｖｖｃ）の合計から、表面被膜３０の空間体積７（Ｖｖ）を求めた。さらに、求められる空間体積７（Ｖｖ）の値と、突出部実体体積８（Ｖｍｐ）の値から、表面被膜３０における突出部実体体積８（Ｖｍｐ）に対する空間体積（Ｖｖ）の比（Ｖｖ／Ｖｍｐ）を求めた。

【0077】

ここで、突出谷部空間体積７１（Ｖｖｖ）、コア部空間体積７２（Ｖｖｃ）および突出部実体体積８（Ｖｍｐ）の測定は、ＶＫ－Ｘシリーズマルチファイル解析アプリケーション（ＫＥＹＥＮＣＥ社製）により、図２に示される負荷曲線（負荷面積率が０％から１００％となる高さ位置Ｚを表した曲線）を用いて行なった。ここで、突出谷部空間体積７１（Ｖｖｖ）は、負荷面積率がｍｒ_２以上の範囲の空隙体積の合計を算出したものである。また、コア部空間体積７２（Ｖｖｃ）は、負荷面積率がｍｒ_１以上ｍｒ_２以下の範囲の空隙体積の合計を算出したものであり、突出部実体体積８（Ｖｍｐ）は、負荷面積率がｍｒ_１以下の範囲の表面被膜３０の体積の合計を算出したものである。負荷面積率ｍｒ_１とｍｒ_２は、それぞれ、ｍｒ_１を１０％、ｍｒ_２を８０％として算出した。結果を表１に示す。

【0078】

［２］粗化層の最大厚さの測定
本発明例および比較例で得られたリードフレーム材１の断面をミクロトーム加工し、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて２００００倍の倍率で観察して測定した。結果を表１に示す。

【0079】

［３］粗化被覆層および表面被覆層の厚さの測定
粗化被覆層４および表面被覆層５の厚さは、本発明例１～１５、比較例２～６については、ＪＩＳ Ｈ８５０１：１９９９に準拠した蛍光Ｘ線式試験方法によって測定した。具体的には、蛍光Ｘ線膜厚計（ＳＦＴ９４００、エスアイアイ・ナノテクノロジー社製）を用い、コリメータ径０．５ｍｍとして、各層の任意の１０箇所を測定し、これらの測定値の平均値を算出することで、粗化被覆層４および表面被覆層５の厚さを得た。他方で、表面被覆層５が銅である比較例１では、ＪＩＳ Ｈ８５０１：１９９９に準拠した電解式試験方法によって厚さを測定した。具体的には、電解式膜厚計（ＣＴ－４、株式会社電測製）を用い、１ｃｍ^２の領域（任意の５箇所）についてそれぞれ測定し、平均値（ｎ＝５）を算出して、表面被覆層５の厚さを得た。ここで、電解式試験方法で用いた電解液としては、株式会社電測製のＫ５２（商品名）を用いた。結果を表１に示す。

【0080】

［４］樹脂との密着性の測定および評価
図５に、本発明例および比較例のリードフレーム材について行う樹脂との密着性の測定における、リードフレーム材１と円錐台状試験片９との位置関係についての模式図を示す。本発明例および比較例で得られたリードフレーム材１について、図５に示されるように、トランスファーモールド試験装置（コータキ精機社製、型番：Ｍｏｄｅｌ ＦＴＳ）を用いて、半導体封止用のエポキシ樹脂（スミコンＧ６３０Ｌ（商品名）、住友ベークライト社製）を表面被覆層５に射出成形して、直径２．６ｍｍの接触面を有する円錐台状試験片９を表面被覆層５に密着させた。リードフレーム材１の表面被覆層５に密着させた円錐台状試験片９について、せん断力を測定する試験を行い、リードフレーム材と円錐台状試験片９との密着性を評価した。

【0081】

ここで、せん断力の測定条件は、以下のとおりである。
測定装置：４０００Ｐｌｕｓ（商品名、ノードソン・アドバンスト・テクノロジー社製）
ロードセル：５０ＫＧ
測定レンジ：１０ｋｇ
テストスピード：１００μｍ/ｓ
テスト高さ：１０μｍ
評価試験回数：４回

【0082】

まず、リードフレーム材に密着している試験片について、上記測定条件によりせん断力を測定し、その平均値（ｎ＝４）を初期のせん断強度［ＭＰａ］とした。次に、円錐台状試験片９を密着させたリードフレーム材１に対して、８５℃、８５％ＲＨで１６８時間保持する高温高湿試験を行った後、同じ測定条件でせん断力を測定し、その平均値（ｎ＝４）を高温高湿試験後の樹脂密着強度とした。

【0083】

初期のせん断強度と、高温高湿試験後の樹脂密着強度のそれぞれについて、２５ＭＰａ以上であった場合を、樹脂との密着性に特に優れているとして「◎」と評価した。他方で、初期のせん断強度と、高温高湿試験後の樹脂密着強度のそれぞれについて、２０ＭＰａ以上２５ＭＰａ未満であった場合を、樹脂との密着強度に優れているとして「〇」と評価した。また、初期のせん断強度と、高温高湿試験後の樹脂密着強度のそれぞれについて、２０ＭＰａ未満であった場合を、樹脂との密着強度が低い点で望ましくないとして「×」と評価した。結果を表２に示す。

【0084】

また、初期のせん断強度に対する、高温高湿試験後の樹脂密着強度の比について、９０％以上であった場合を、耐環境性に特に優れているとして「◎」と評価した。他方で、初期のせん断強度と高温高湿試験後の樹脂密着強度の比について、８０％以上９０％未満であった場合を、耐環境性に優れているとして「○」と評価した。また、初期のせん断強度と高温高湿試験後の樹脂密着強度の比について、８０％未満であった場合を、耐環境性が低い点で望ましくないとして「×」と評価した。

【0085】

［５］粉落ちに関する測定および評価
本発明例および比較例で得られたリードフレーム材１について、ＪＩＳ Ｈ ８５０４に規定されるテープ剥離試験によって、リードフレーム材１からの粉落ち面積率を測定および評価した。ここで、粉落ち面積率（％）の測定は、試験後のテープを白紙に貼付し、スキャナを用いてテープ表面をスキャンした画像について、画像処理ソフトＩｍａｇｅＪを用いて、画像処理の対象となる面積に対する、試験後のテープ表面に付着した金属粉の面積の割合を測定することで行った。

【0086】

測定された粉落ち面積率について、１２％未満であった場合を、粉落ちが起こり難い点で特に優れているとして「◎」と評価した。また、粉落ち面積率が１２％以上１７％未満であった場合を、粉落ちが起こり難い点で優れているとして「〇」と評価した。他方で、粉落ち面積率が１７％以上であった場合を、粉落ちが起こり易い点で望ましくないとして「×」と評価した。結果を表２に示す。

【0087】

［６］総合評価
これらの評価結果のうち、初期のせん断強度と、高温高湿試験後の樹脂密着強度と、粉落ち面積率に関する３つの評価結果について、３つとも「◎」と評価した場合を、高温高湿試験の前後のいずれにおいても樹脂との密着性が高く、かつ粉落ちが起こり難い点で特に優れているとして「◎」と評価した。また、これら３つの評価結果について、３つとも「◎」または「〇」と評価した場合（ただし、３つとも「◎」と評価した場合を除く）を、高温高湿試験の前後のいずれにおいても樹脂との密着性が高く、かつ粉落ちが起こり難い点で優れているとして「〇」と評価した。他方で、これら３つの評価結果について、少なくともいずれかで評価結果が「×」になった場合を、高温高湿試験の前後のうち少なくともいずれかにおける樹脂との密着性が不合格であり、または粉落ちが起こりやすい点で不合格であるとして「×」と評価した。結果を表２に示す。

【0088】

【表1】

【0089】

【表2】

【0090】

表１および表２の結果から、本発明例１～１５のリードフレーム材１は、表面被膜の空間体積（Ｖｖ）と表面被膜の突出部実体体積（Ｖｍｐ）の両方が、本発明の適正範囲内であるとともに、初期のせん断強度と、高温高湿試験後の樹脂密着強度と、粉落ち面積率に関する３つの評価結果が、いずれも「◎」または「〇」と評価されており、総合評価においても「◎」または「〇」と評価されるものであった。

【0091】

したがって、本発明例１～１５のリードフレーム材１は、いずれも総合評価において「〇」と評価されるものであったため、少なくとも、高温高湿の環境下で長時間に亘って使用された場合であっても、樹脂との密着性に優れており、かつ粉落ちが起こり難いものであった。

【0092】

一方、比較例１～６のリードフレーム材はいずれも、表面被膜の空間体積（Ｖｖ）と、表面被膜の突出部実体体積（Ｖｍｐ）のうち少なくともいずれかが本発明の適正範囲外であった。そのため、比較例１～６の銅合金材は、初期のせん断強度と、高温高湿試験後の樹脂密着強度と、粉落ち面積率に関する３つの評価結果のうち、少なくともいずれかで評価結果が「×」と評価されており、総合評価においても「×」と評価されていた。

【0093】

なお、本発明例１～１５および比較例１～６について、特開２０１９－２０７９０５号公報に記載される界面展開面積比（Ｓｄｒ）の測定を行ったが、表１に記載されるように、本発明例と比較例との間で、明確な差は見られなかった。

【符号の説明】

【0094】

１、１Ａ リードフレーム材
１０ 基体
１０ａ、１０ｂ 基体の主表面
２ 下地層
３ 粗化層
３０、３０Ａ 表面被膜
４ 粗化被覆層
５ 表面被覆層
６ 負荷曲線
７ 空間体積（Ｖｖ）
７１ 突出谷部空間体積（Ｖｖｖ）
７２ コア部空間体積（Ｖｖｃ）
８ 突出部実体体積（Ｖｍｐ）
９ 円錐台状試験片

【要約】

高温高湿の環境下で長時間に亘って使用された場合であっても、樹脂との密着性に優れており、かつ粉落ちが起こり難いリードフレーム材およびその製造方法、ならびにそれを用いた半導体パッケージを提供する。
リードフレーム材１は、導電性の基体１０と、基体１０の表面の少なくとも一部に形成される表面被膜３０とを有するものであり、表面被膜３０は、少なくとも１層の粗化層３を含み、かつ、レーザ粗さ計で表面性状を測定したときの空間体積（Ｖｖ）および突出部実体体積（Ｖｍｐ）が、それぞれ０．６ｃｍ^３／ｍ^２以上５．１ｃｍ^３／ｍ^２以下の範囲および０．０２ｃｍ^３／ｍ^２以上０．３０ｃｍ^３／ｍ^２以下の範囲である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】