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JP2867903B2 - リードフレームの製造方法 - Google Patents
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JP2867903B2 - リードフレームの製造方法 - Google Patents

リードフレームの製造方法

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JP2867903B2
JP2867903B2 JP6316171A JP31617194A JP2867903B2 JP 2867903 B2 JP2867903 B2 JP 2867903B2 JP 6316171 A JP6316171 A JP 6316171A JP 31617194 A JP31617194 A JP 31617194A JP 2867903 B2 JP2867903 B2 JP 2867903B2
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/701Tape-automated bond [TAB] connectors

Landscapes

  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主に、アウターリード
の端部にアウターリードと別の金属材料からなるエッチ
ングストップ部を介してインナーリードを接続したリー
ドフレームの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】リードフレームとして、例えば図2に示
すように銅からなるアウターリード1と、その基部表面
に形成されたアルミニウムからなるエッチングストップ
部2と、該エッチングストップ部2に接続された銅から
なる薄肉のインナーリード3と、該インナーリード3の
先端部に形成されたアルミニウム等からなるバンプ4と
を有して構成されたものが知られている。このリードフ
レームは、通常、バンプ4を介して半導体チップ5の電
極パッド6にボンディングされ、封止樹脂7により半導
体チップ5が封止されることによって用いられる。
【0003】このようなリードフレームを製造するにあ
たっては、従来、図3に示すように厚肉のアウターリー
ド用銅層8と、エッチングストップ用アルミニウム層9
と、薄肉のインナーリード用銅層10とを積層した三層
構造のクラッド材11を用い、これをエッチング加工す
るといった手法が知られている。すなわち、上記クラッ
ド材11に対し、アウターリード用銅層8を選択的にエ
ッチングし、さらにインナーリード用銅層10を選択的
にエッチングすることによってリードフレームを製造し
ているのである。そして、この製造に際し、エッチング
ストップ用のアルミニウム層9を設けたことにより、イ
ンナーリード用のエッチングによるアウターリードの侵
食、およびアウターリード用のエッチングによるインナ
ーリードの侵食がそれぞれ防止されているのである。
【0004】ところが、このような従来のリードフレー
ムでは、その製造にあたって、アウターリード1のパタ
ーニングを片面エッチングにより形成せざるをえないこ
とから、サイドエッチング量が大きくなることを避ける
ことができず、したがって各リードについてのファイン
ピッチ化に限界があり、超高集積化の要求に十分応えら
れないといった問題があった。近年、このような問題を
解決するため、上記クラッド材11のインナーリード用
銅層10をエッチングしてこれから直接インナーリード
3…を形成するのでなく、レジスト膜をマスクとして上
記インナーリード用銅層10の上に銅をメッキすること
により、インナーリードを形成する方法が提供されてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにインナーリード用銅層10の上にさらに銅をメッキ
してインナーリードを形成する方法においては、メッキ
によってインナーリードを形成した後上記銅層10をエ
ッチンング除去するが、その際、インナーリードも同じ
銅であることからこれを残して上記銅層10のみをエッ
チングする必要がある。そして、このように微妙なエッ
チングを行うためには、専用の高価なソフトエッチング
剤(例えば、過酸化水素水と硫酸とフッ酸との混合液)
が必要となり、したがってコストアップを招く結果とな
っているのである。しかも、このようなソフトエッチン
グ剤を用いても、そのエッチング工程の条件、例えばエ
ッチング速度の管理が難しく、管理が不十分であるとイ
ンナーリードまでもエッチングされてしまう恐れがあ
り、したがって品質安定性についても十分な方法とはい
えないのが現状である。
【0006】また、このようなソフトエッチングの工程
が管理上難しいことから、この工程に大きな影響を与え
る上記銅層10の厚さについても十分な精度が要求され
てしまい、結果としてリードフレームの製造方法全体が
かなり困難なものとなっているのである。本発明は前記
事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところ
は、工程管理が容易であり、したがって品質安定性、低
コスト化などに優れたリードフレームの製造方法を提供
することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のリードフレーム
の製造方法では、板状の金属ベースと、この金属ベース
の一方の面に該金属ベースと異なる金属材料から形成さ
れたエッチングストップ層と、該エッチングストップ層
の上に形成されたクロム層とからなる三層金属材を用い
るリードフレームの製造方法であって、上記三層金属材
のクロム層上に、形成すべきリードに対してネガのパタ
ーンを有するメッキレジスト層を形成する工程と、上記
三層金属材のクロム層上に上記メッキレジスト層をマス
クとして銅をメッキすることによりリードを形成する工
程と、上記金属ベースの上記リードが配設された領域の
裏側をエッチングにより除去する工程と、上記エッチン
グストップ層をエッチングする工程と、上記クロム層を
除去する工程とを有することを前記課題の解決手段とし
た。なお、上記のメッキすることによりリードを形成す
る工程を、該リードの基端部が上記金属ベース表面に接
続するように行うことが好ましい。
【0008】
【作用】本発明のリードフレームの製造方法によれば、
金属ベースとエッチングストップ層とクロム層とからな
る三層金属材を用い、金属ベース上にメッキレジスト層
をマスクとして銅をメッキすることにより、リードをエ
ッチングストップ層上に形成するので、リード形成後ク
ロム層を除去する際、該クロム層がリードを形成する銅
と材質が異なることから、これらが同一の材質である場
合に比べその管理が容易になり、リードも同時に除去さ
れる恐れがなくなる。
【0009】また、リードを形成する際、該リードの基
端部を金属ベースの表面に接続するようにし、この接続
部分を別のリードの一部となるようにしてこの別のリー
ドを形成すれば、この別のリードと上記リードとが直接
接続したものとなることから、これらの間の接合強度が
高くなるとともに、これらの間に電位差が生ずることが
なくなる。したがって、このリードフレームに半導体チ
ップが搭載され、樹脂封止されてICとして使用に供さ
れた際、経年劣化により水分が封止樹脂中に浸入して
も、上記リードや別のリードとエッチングストップ部と
の間に局部電池が形成され、これによりエッチングスト
ップ部の腐食が促進されるといった不都合が防止され
る。
【0010】
【実施例】以下、本発明のリードフレームの製造方法を
図面を参照して詳しく説明する。まず、製造に先立ち、
図1(a)の部分断面図に示すように本発明において三
層金属材となる三層クラッド材20を用意する。この三
層クラッド材20は、銅合金あるいは42合金からなる
板状の金属ベース21と、この金属ベース21の一方の
面に形成されたエッチングストップ層22と、該エッチ
ングストップ層22の上に形成されたクロム層23とか
らなるものであり、ドライメッキ法により金属ベース2
1上にアルミニウム(Al)が蒸着されてエッチングス
トップ層22が形成され、さらにその上にクロム(C
r)が蒸着されてクロム層23が形成されて得られたも
のである。
【0011】ここで、金属ベース21としては150μ
m程度の厚さの所定寸法の合金材が用いられる。また、
エッチングストップ層22はその厚さが1.0〜3.0
μm程度に形成され、クロム層23はその厚さが0.0
5〜0.2μm程度に形成されている。なお、これらエ
ッチングストップ層22、クロム層23は、上記金属ベ
ース21上の所定領域、すなわちインナーリードが形成
される領域に対応した箇所のみに形成されており、アウ
ターリードのみが形成される箇所については金属ベース
21のみからなる構成となっている。
【0012】このような三層クラッド材20を用意した
ら、クロム層23上のインナーリード形成箇所に、形成
すべきインナーリードに対してネガのパターンを有する
メッキレジスト層(図示略)を形成する。このレジスト
パターンの形成については、レジスト材として例えば電
着レジスト(日本化学石油製オリゴEC−UV)を用
い、コーティング厚を10〜30μm程度とする。ま
た、パターニングにおける露光の際の露光量については
150〜400mj/cm2 程度とし、現像については
例えばNa2 CO3 1%溶液(45℃)を用いたスプレ
ー法を採用する。
【0013】そして、現像終了後酸性脱脂をし、さらに
必要に応じて硫酸等によりクロム層23表面を活性化
し、その後硫酸銅メッキをすることによって図1(b)
に示すようにエッチングストップ層22表面のクロム層
23上にインナーリード24…を形成する。硫酸銅メッ
キについて具体的には、メッキ液としてCuSO4 が8
0g/l、H2 SO4 が200g/l、Cl- イオンが
50ppmのものを用い、電流密度を1.0〜4.0A
/dm2 程度として電気メッキを行う。このようにして
形成するインナーリード24…については、その線幅が
30μm程度、リード間の間隔も30μm程度とされ
る。ここで、各インナーリード24については、図1
(b)に示すようにその基端部がクロム層23(すなわ
ちエッチングストップ層22)上から外側にはみ出、金
属ベース21に直接接合するようにして形成する。
【0014】このようにしてインナーリード24…を形
成したら、上記メッキレジスト層を除去し、必要に応じ
インナーリード24…表面に補強テープ(図示略)を該
インナーリード24…と交差する方向に接着し、インナ
ーリード24、24を補強する。
【0015】次に、金属ベース21の裏面、すなわちイ
ンナーリード24…を形成した側と反対の側の面にレジ
ストパターン(図示略)を形成し、さらにこれをマスク
として金属ベース21をエッチングすることにより、図
1(c)に示すようにアウターリード25…を形成す
る。また、これと同時に、先にインナーリード24…を
形成した箇所の裏側Aについても金属ベース21部分を
エッチング除去する。このとき、インナーリード24…
の裏側にはクロム層23、アルミニウムからなるエッチ
ングストップ層22が形成されていることから、インナ
ーリード24…はエッチング処理により損傷されること
なく保護されたものとなっている。
【0016】なお、インナーリード24…形成箇所の裏
側A部分におけるエッチングについては、特にその上に
形成されたエッチングストップ層22に対応する箇所全
てを除去するのではなく、エッチングストップ層22の
外周部の所定幅分に対応する箇所をそのまま残すように
して行う。したがって、上記アウターリード25…のパ
ターンについては、該アウターリード25…がそれぞれ
エッチングストップ層22における残された部分に対応
する箇所をその一部とするようにして形成される。
【0017】次いで、このようにして金属ベース21を
エッチング除去したら、インナーリード形成箇所の裏側
Aにおいて露出したエッチングストップ層22をエッチ
ング除去する。このエッチングについては、当然アルミ
ニウムを侵食し、アウターリード25、インナーリード
24を侵食しないように行う必要があり、例えばウェッ
トエッチングで行う場合には、リン酸系のエッチング液
を用いる。また、ドライエッチングで行う場合には、エ
ッチングガスとしてBCl3 (40SCCM)+Cl2
(100SCCM)+HeまたはN2 (1500SCC
M)を用い、RFパワーが220W、圧力1340P
a、テーブル温度5℃、エッチング速度7μm/240
secといった条件の反応性イオンエッチングによって
行う。このようにしてエッチングストップ層22をエッ
チングすると、上述したように金属ベース21が除去さ
れずに残った箇所に対応する、外周部の所定部分におい
ては除去されずに残る。そして、この残った部分が、図
2に示したエッチングストップ部2となるのである。
【0018】その後、エッチングストップ層22が除去
されたことによりインナーリード24…と反対の側にも
露出したクロム層23を、適宜濃度の塩酸処理すること
によって除去し、これにより各隣接するインナーリード
24、24間を完全に分離した状態にする。(もちろ
ん、樹脂封止後アウターリードの不要部分をカットする
まではアウターリード25のダイバー部分25aによっ
ては短絡された状態になっている。) そして、アルミニウムのスパッタリング、フォトエッチ
ング等によって各インナーリード24の先端部表面にバ
ンプ(図示略)を形成し、図2に示したような構成のリ
ードフレームを得る。
【0019】このようなリードフレームの製造方法にあ
っては、金属ベース21とエッチングストップ層22と
クロム層23とからなる三層クラッド材20を用い、金
属ベース21上にメッキレジスト層をマスクとして銅を
メッキすることにより、インナーリード24…をエッチ
ングストップ層22上に形成するので、インナーリード
形成後クロム層23を除去する際、該クロム層23がイ
ンナーリード24…を形成する銅と材質が異なることか
らその管理が容易となる。すなわち、例えば従来のごと
くこれらが同一の材質である場合に、専用のソウトエッ
チング剤を用いなくてはならず、しかもそのエッチング
速度についても十分な制御が必要であり、これに伴って
図3に示した銅層10についてもその十分な膜厚制御が
要求されていたのに比べ、単に塩酸による処理のみでク
ロム層23を除去することができ、しかもこの塩酸処理
では銅からなるインナーリード24…が除去されないた
め、工程管理が極めて容易になるのである。
【0020】また、インナーリード24…を、その基端
部が金属ベース21に当接するようにして形成したの
で、得られたリードフレームは、そのアウターリード2
5…とインナーリード24…とが直接接続したものとな
る。したがって、このリードフレームは、アウターリー
ド25…とインナーリード24…との間の接合強度が高
くなるとともに、これらの間に電位差が生ずることがな
くなることから、このリードフレームに半導体チップが
搭載され、樹脂封止されてICとして使用に供された
際、経年劣化により水分が封止樹脂中に浸入しても、イ
ンナーリード24…やアウターリード25…とエッチン
グストップ部(エッチングストップ層22)との間に局
部電池が形成され、これによりエッチングストップ部の
腐食が促進されるといった不都合が防止されたものとな
る。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明のリードフレ
ームの製造方法は、金属ベースとエッチングストップ層
とクロム層とからなる三層金属材を用い、金属ベース上
にメッキレジスト層をマスクとして銅をメッキすること
によりリードをエッチングストップ層上に形成する方法
であるから、リード形成後クロム層を除去する際、該ク
ロム層がリードを形成する銅と材質が異なることによ
り、これらが同一の材質である場合に比べその管理が容
易になり、リードも同時に除去する恐れもないものとな
る。
【0022】すなわち、専用の高価なソフトエッチング
剤を用いる必要がなくなることから、製造コストを低減
することができ、しかもエッチング速度の管理やクロム
層の膜厚の制御がほとんど必要なくなることから、製造
工程管理が極めて容易になり、これによって得られる製
品の歩留りを高め、かつその信頼性を高めることができ
る。さらに、従来のごとく銅層を用いてものに比べ、リ
ードと材質の異なるクロム層を形成した三層金属材を用
いていることにより、従来の銅層に比べてクロム層の厚
さを薄くすることができ、三層金属材を製造する際の成
膜時間を短縮することができる。
【0023】また、リードを形成する際、該リードの基
端部を金属ベースの表面に接続するようにし、この接続
部分を別のリードの一部となるようにしてこの別のリー
ドを形成すれば、この別のリードと上記リードとが直接
接続したものとなることから、これらの間の接合強度が
高くなるとともに、これらの間に電位差が生ずることが
なくなる。したがって、このリードフレームに半導体チ
ップを搭載し、樹脂封止してICとして使用した場合
に、経年劣化により水分が封止樹脂中に浸入しても、上
記リードや別のリードとエッチングストップ部との間に
局部電池が形成され、これによりエッチングストップ部
の腐食が促進されるといった不都合を防止することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(c)は本発明の製造方法の一実施例
を説明するための製造工程図である。
【図2】リードフレームの一例を示す側断面図である。
【図3】従来の三層クラッドの一例を示す側断面図であ
る。
【符号の説明】
20 三層クラッド材 21 金属ベース 22 エッチングストップ層 23 クロム層 24 インナーリード 25 アウターリード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 23/50

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 板状の金属ベースと、この金属ベースの
    一方の面に該金属ベースと異なる金属材料から形成され
    たエッチングストップ層と、該エッチングストップ層の
    上に形成されたクロム層とからなる三層金属材を用いて
    なるリードフレームの製造方法であって、 上記三層金属材のクロム層上に、形成すべきリードに対
    してネガのパターンを有するメッキレジスト層を形成す
    る工程と、 上記三層金属材のクロム層上に上記メッキレジスト層を
    マスクとして銅をメッキすることによりリードを形成す
    る工程と、 上記金属ベースの上記リードが配設された領域の裏側を
    エッチングにより除去する工程と、 上記エッチングストップ層をエッチングする工程と、 上記クロム層を除去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。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のリードフレームの製造方
    法において、上記のメッキすることによりリードを形成
    する工程を、該リードの基端部が上記金属ベース表面に
    接続するように行うことを特徴とするリードフレームの
    製造方法。
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