リードフレームおよびその製造方法
【課題】半導体チップを搭載して樹脂封止した際のリードの脱落にともなう配線のさや抜けが少なく、高密度な配線を有するリードフレームを提供する。
【解決手段】導体箔をエッチングして形成されており、半導体素子を搭載する搭載面を有するダイパッドおよび複数のリードを有するリードフレームにおいて、前記ダイパッドおよび前記リードは、インヒビタが添加されたエッチング液を用いたウェットエッチングによって前記導体箔を加工して形成されたものであり、前記搭載面とは反対側における前記ダイパッドおよび前記リードの幅が、前記搭載面側における前記ダイパッドおよび前記リードの幅より小さいリードフレームである。
【解決手段】導体箔をエッチングして形成されており、半導体素子を搭載する搭載面を有するダイパッドおよび複数のリードを有するリードフレームにおいて、前記ダイパッドおよび前記リードは、インヒビタが添加されたエッチング液を用いたウェットエッチングによって前記導体箔を加工して形成されたものであり、前記搭載面とは反対側における前記ダイパッドおよび前記リードの幅が、前記搭載面側における前記ダイパッドおよび前記リードの幅より小さいリードフレームである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリードフレームおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化・軽量化にともなって、電子機器に実装される半導体装置にも小型化・軽量化が要求されている。特に、リードフレームを用いた半導体装置においては、半導体素子の搭載側であるリードフレームの上面側を樹脂で封止して半導体装置を形成することによって半導体装置の裏面からリードの下面を露出させた、片面封止型の半導体装置が生産されている。
【０００３】
このような片面封止型の半導体装置に用いられるリードフレームは、銅などの導体箔をエッチングもしくはプレス加工することによってパターンが形成されたものである。リードフレームは、図９（ａ）に示すように、半導体素子（半導体チップ）を搭載する搭載面１０２ａを有するダイパッド１０２と、ダイパッド１０２の四隅を支持する複数の吊りリード１０４と、ダイパッド１０２の周辺からダイパッド１０２に向かって延びた複数のリード１０３と、により構成されており、これらが周囲の枠部１０５と一体的に形成されている（例えば、特許文献１参照）。このリードフレーム１０１の断面（図９（ａ）のＢ−Ｂ断面、およびＢ´−Ｂ´断面）は、図９（ｂ）および図９（ｃ）に示すようになっており、ダイパッド１０２およびリード１０３における搭載面１０２ａ側の幅が搭載面とは反対側の面１０２ｂ側の幅より狭くなっている。つまり、搭載面１０２ａ側に先細った形状となっている。
【０００４】
上記リードフレーム１０１を半導体パッケージに用いる場合、図１０に示すように、ダイパッド１０２には半導体チップ１１１が接着剤を介して搭載され、半導体チップ１１１の電極（図示なし）とリード１０３とがボンディングワイヤ１１２によって電気的に接続される。そして、半導体チップ１１１、リードフレーム１０１、ボンディングワイヤ１１２とは、例えば熱硬化性のエポキシ系樹脂を材料とした封止樹脂１１３によって一体的に封止され、樹脂封止表面実装型の半導体装置１１０となる。このとき、リード１０３の裏面（搭載面とは反対側の面１０２ｂ側）は、半導体装置１１０の外部との電気的接続部分として機能する外部電極となる。
【０００５】
しかし、特許文献１は、ダイパッド１０２の搭載面１０２ａ側のみを樹脂で封止した構造（片面封止型構造）であるため、リード１０３が脱落して配線のさや抜けが生じ、半導体装置１１０の信頼性が低下するという問題があった。これは、リード１０３の断面形状が図９（ｃ）に示すようなテーパ形状であり、リード１０３と封止樹脂１１３との接触面積が低く、リード１０３が脱落しないだけの十分な密着性を確保することが困難であったためである。
【０００６】
一方、接触面積を増加し、封止樹脂の密着性を向上する技術が提案されている（例えば、特許文献２）。特許文献２においては、図１１に示すように、レジスト１０７が形成された導体箔１０６の両面にエッチング液１０８を噴霧することで、ダイパッド１０２やリード１０３を形成して配線パターンを形成する。導体箔１０６を両面からエッチングすることにより、ダイパッド１０２やリード１０３の側面に段差１２０を設けている。また、両面エッチングの際に導体箔１０６のダイパッド１０２となる領域の下部をハーフエッチングすることにより、図１２に示すような段差部１２１を形成している。特許文献２によれば、リードやダイパッドと封止樹脂との接触面積を増加させ、密着性を十分に確保して、高い信頼性を有する半導体装置を得られるとの記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−１２９４７３号公報
【特許文献２】特開２０１１−２９６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献２においては、封止樹脂１１３の密着性を向上してリード１０３の脱落を防止できるが、高密度な配線の形成が困難となる。これは、導体箔１０６の両面をエッチングして配線パターンを形成する上で、所定のパターンのエッチングレジスト１０７を両面に位置精度良く形成する必要性があるためである。つまり、従来においては、リードの脱落防止と高密度な配線の形成との両立が困難であった。
【０００９】
本発明は、このような問題を鑑みて成されたもので、その目的は、半導体装置に用いた際のリードの脱落を抑制し、高密度な配線を有するリードフレームおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様は、導体箔をエッチングして形成されており、半導体素子を搭載する搭載面を有するダイパッドおよび複数のリードを有するリードフレームにおいて、前記ダイパッドおよび前記リードは、インヒビタが添加されたエッチング液を用いたウェットエッチングによって前記導体箔を加工して形成されたものであり、前記搭載面とは反対側における前記ダイパッドおよび前記リードの幅が、前記搭載面側における前記ダイパッドおよび前記リードの幅より小さいリードフレームである。
【００１１】
本発明の第２の態様は、第１の態様のリードフレームにおいて、前記ダイパッドおよび前記リードにおける前記搭載面側をトップ部、前記搭載面の反対の面側をボトム部、前記トップ部と前記ボトム部との間をミドル部としたときに、前記トップ部のトップ面における前記ダイパッドの幅Ｗ１および前記リードの幅ｗ１、前記ボトム部のボトム面における前記ダイパッドの幅Ｗ２および前記リードの幅ｗ２、前記ミドル部の水平断面における前記ダイパッドの最大幅Ｗ３および前記リードの最大幅ｗ３が、Ｗ１≒Ｗ３＞Ｗ２、およびｗ１≒ｗ３＞ｗ２の関係式を満足するリードフレームである。
【００１２】
本発明の第３の態様は、第１の態様のリードフレームにおいて、前記ダイパッドおよび前記リードにおける前記搭載面側をトップ部、前記搭載面の反対の面側をボトム部、前記トップ部と前記ボトム部との間をミドル部としたときに、前記トップ部における前記ダイパッドの幅Ｗ１および前記リードの幅ｗ１、前記ボトム部における前記ダイパッドの幅Ｗ２および前記リードの幅ｗ２、前記ミドル部における前記ダイパッドの最大幅Ｗ３および前記リードの最大幅ｗ３が、Ｗ１＞Ｗ３＞Ｗ２、およびｗ１＞ｗ３＞ｗ２の関係式を満足するリードフレームである。
【００１３】
本発明の第４の態様は、第１の態様のリードフレームにおいて、前記ダイパッドおよび前記リードにおける前記搭載面側をトップ部、前記搭載面の反対の面側をボトム部、前記トップ部と前記ボトム部との間をミドル部としたときに、前記トップ部における前記ダイパッドの幅Ｗ１および前記リードの幅ｗ１、前記ボトム部における前記ダイパッドの幅Ｗ２および前記リードの幅ｗ２、前記ミドル部における前記ダイパッドの最大幅Ｗ３および前記リードの最大幅ｗ３が、Ｗ３＞Ｗ１＞Ｗ２、およびｗ３＞ｗ１＞ｗ２の関係式を満足するリードフレームである。
【００１４】
本発明の第５の態様は、第２〜第４の態様のいずれかのリードフレームにおいて、前記ダイパッドおよび前記リードは、その主面と垂直な面で切断した断面形状において、前記トップ部と前記ミドル部とを結ぶ線が直線状であり、前記ミドル部と前記ボトム部とを結ぶ線は曲線状であるリードフレームである。
【００１５】
本発明の第６の態様は、第１〜第４の態様のいずれかのリードフレームにおいて、前記ダイパッドおよび前記リードの厚さが５０μｍ以下であるリードフレームである。
【００１６】
本発明の第７の態様は、導体箔をエッチングして、半導体素子を搭載する搭載面を有するダイパッドおよび複数のリードを形成するエッチング工程を有するリードフレームの製造方法において、前記エッチング工程は、インヒビタが添加されたエッチング液を所定の圧力および時間で噴霧して前記導体箔の前記搭載面側からエッチングすることで、前記搭載面とは反対側における前記ダイパッドおよび前記リードの幅を、前記搭載面側における前記ダイパッドおよび前記リードの幅より小さくするリードフレームの製造方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、半導体装置に用いた際のリードの脱落を抑制し、高密度な配線を有する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】
【００１８】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態にかかるリードフレームの平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）は（ａ）におけるＡ´−Ａ´断面の一部拡大図である。
【図２】（ａ）は図１のリードフレームにおいて樹脂封止した場合のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は図１のリードフレームにおいて樹脂封止した場合のＡ´−Ａ´断面図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかるリードフレームにおけるトップ部、ミドル部、およびボトム部を説明する図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は本発明のその他の実施形態にかかるリードフレームの断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｈ）は本発明の一実施形態にかかるリードフレームおよびリードフレームを用いて形成される半導体装置の製造工程を示す図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は本発明のエッチング工程を説明する図である。
【図７】エッチング条件によって形成されるリードの断面図を説明する図である。
【図８】（ａ）は本発明の一実施形態にかかるリードフレームを用いて形成される半導体装置の外観斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の底面図である。
【図９】（ａ）は従来のリードフレームの平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図であり、（ｃ）は（ａ）におけるＢ´−Ｂ´断面図ある。
【図１０】図９のリードフレームにおいて樹脂封止した場合のＢ−Ｂ断面図である。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は、従来のエッチング工程を説明する図である。
【図１２】（ａ）は従来のリードフレームの断面図であり、（ｂ）は（ａ）のリードフレームを樹脂封止した場合を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明にかかるリードフレームの実施形態について図面を用いて説明する。
図１（ａ）は本発明の一実施形態にかかるリードフレームの平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ断面図であり、図１（ｃ）は図１（ａ）におけるＡ´−Ａ´断面の一部拡大図である。なお、図１（ｂ）および図１（ｃ）においては、リードフレームの半導体チップの搭載面を上側にして示している。
【００２０】
本実施形態のリードフレームは、図１（ａ）に示すように、半導体素子を搭載する搭載面２ａを有するダイパッド２と、ダイパッド２の四隅を支持する複数の吊りリード４と、ダイパッド２の周辺からダイパッド２に向かって延びた複数のリード３と、これらを一体化する枠部５と、を有する。ダイパッド２、リード３、および吊りリード４は、インヒビタ（腐食抑制剤）が添加されたエッチング液を用いたウェットエッチングによって導体箔が加工され、同一平面で一体的に形成されている。
【００２１】
ダイパッド２は、インヒビタ（腐食抑制剤）を含むエッチング液により形成されており、吊りリード４により支持されて、枠部５と一体化している。リードフレーム１をその主面と垂直な面で切断したＡ−Ａ断面を示す図１（ｂ）によれば、ダイパッド２の断面形状は搭載面とは反対側（ボトム部）の幅Ｗ２が搭載面側（トップ部）の幅Ｗ１より小さく、逆テーパ形状となっている。すなわち、ダイパッド２はボトム部のボトム面の面積がトップ部のトップ面の面積より小さく、トップ部側に広がったテーパ形状となっている。このため、図２（ａ）に示すように、半導体チップ１１を実装して封止樹脂１３で封止する場合、封止樹脂１３がボトム部に入り込むことでダイパッド２が封止樹脂１３に引っ掛かった状態となる、この結果、ダイパッド２は矢印のようにボトム部側から支持されることになり、ダイパッドのボトム部側への脱離が抑制される。
なお、トップ部とは、図３に示すように、リードフレーム１（ダイパッド２やリード３などを含む）の半導体素子を搭載する搭載面２ａ側の近傍領域（図３中の領域Ｔａ）を示し、ボトム部は、搭載面とは反対側の面２ｂの近傍領域（図３中の領域Ｔｂ）を示す。また、トップ部とボトム部との間の領域（図３中の領域Ｔｃ）をミドル部とする。
【００２２】
リード３は、ダイパッド２と同様にエッチング液により形成されており、枠部５からダイパッド２の方向に延在している。リード３の形状はダイパッド２と同様に考えることができる。図１（ａ）におけるＡ´−Ａ´断面図を示す図１（ｃ）によれば、リード３はボトム部側がよりエッチングされて、リード３におけるボトム部側の幅ｗ２がトップ部側の幅ｗ１より小さい。また、図１（ｂ）に示すように、枠部５から延在するリード３の端部はボトム部側がよりエッチングされて、ボトム部側の幅ないし長さがトップ部より小さい。つまり、ダイパッド２と同様に、リード３もボトム部のボトム面の面積がトップ部のトップ面の面積より小さく、トップ部側に広がったテーパ形状となっている。このため、図２（ｂ）に示すように封止樹脂１３で封止する場合、封止樹脂１３がリード３のボトム部に入り込むことで、リード３が封止樹脂１３に引っ掛かった状態となる。この結果、リード３は矢印のようにボトム部側から支持されることになり、リード３のボトム部側への脱離が抑制されることになる。
また、リード３は、インヒビタを含むエッチング液により形成されるため、リード３の線幅が狭く、リード間の幅（ピッチ幅）も小さく、高密度な配線となっている。
【００２３】
ここで、インヒビタが添加されたエッチング液を用いたウェットエッチングについて説明する。
一般的に、導体箔のエッチングにおいては、導体箔の厚さ方向へのエッチングとともに、導体箔の面方向へのエッチング（サイドエッチ）が生じる。このため、形成されるリードの幅が縮小するなどの問題が生じる。この点、本実施形態においては、インヒビタを添加したエッチング液を用いることにより、サイドエッチによる影響を低減している。インヒビタは、有機化合物または無機化合物からなる腐食抑制剤であって、例えば、アゾール系の化合物が挙げられる。インヒビタを含むエッチング液によれば、サイドエッチを抑制して厚さ方向へのエッチングを優先することで（異方性エッチング）、ダイパッドおよびリードの側面形状を平面状（断面形状においては直線状）とすることができる。ただし、本実施形態においては、エッチング条件を適宜変更し、ダイパッドおよびリードのボトム部を過剰にエッチングすることで、ボトム部側に先細った形状としている。また、さらにエッチングを行うことで、ボトム部に凹部を形成しても良い。
【００２４】
本実施形態のリードフレームにおいては、ダイパッドおよびリードは、インヒビタを含むエッチング液を用いたウェットエッチングによって導体箔を加工して形成されており、ダイパッドおよびリードにおけるボトム部の幅がトップ部よりも小さくなっている。そして、その断面形状が逆テーパ状となり、ボトム部側に先細った形状となっている。このため、樹脂で封止した場合にダイパッドやリードが搭載面とは反対側から支持され、リードの脱離などが抑制される。しかも、形成されるリードは線幅が狭く、かつピッチ間隔が小さい高密度な配線となっている。
【００２５】
上記ダイパッドおよびリードは、リードフレームの主面と垂直な面で切断した断面形状において、トップ部とミドル部とを結ぶ線が直線状であり、ミドル部とボトム部とを結ぶ線が曲線状であることが好ましい。具体的には、ダイパッドおよびリードの断面形状が図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すような形状となることが好ましい。この断面形状において、トップ部とミドル部との間が直線状となることで、リード３における過度のエッチングによる線幅の減少が少ない。さらに、ミドル部とボトム部とを結ぶ線が曲線状となることで、ダイパッド２やリード３のボトム部の角部が除去され、凹部９が形成されることになる。このため、リード３の線幅の減少が少なくて半導体チップとの接合が良好であるとともに、リードフレーム１の搭載面２ａ側だけでなく、搭載面の反対側の凹部９まで封止樹脂が入り込むことが可能となる。そして、リードなどの脱落（配線のさや抜け）を抑制することができる。
【００２６】
また、上記実施形態のリードフレームにおいて、トップ部におけるダイパッドの幅Ｗ１およびリードの幅ｗ１、ボトム部におけるダイパッドの幅Ｗ２およびリードの幅ｗ２、ミドル部におけるダイパッドの最大幅Ｗ３およびリードの最大幅ｗ３が、Ｗ１≒Ｗ３＞Ｗ２、およびｗ１≒ｗ３＞ｗ２の関係式を満足することが好ましい。リードやダイパッドがこの関係式を満足する場合、その側面が例えば図４（ｂ）に示すような断面形状となる。
または、Ｗ１＞Ｗ３＞Ｗ２、およびｗ１＞ｗ３＞ｗ２の関係式を満足することが好ましい。リードやダイパッドがこの関係式を満足する場合、その側面が例えば図４（ｃ）に示すような断面形状となる。
または、Ｗ３＞Ｗ１＞Ｗ２、およびｗ３＞ｗ１＞ｗ２の関係式を満足することが好ましい。リードやダイパッドがこの関係式を満足する場合、その側面が例えば図４（ａ）に示すような断面形状となる。
これらの構成によれば、封止樹脂がリードフレームの搭載面の反対側まで入り込むことが可能となり、ダイパッドやリードを搭載面の反対側から支持することができる。そして、樹脂とリードフレームとの密着性を向上させ、リードなどのさや抜けをさらに抑制することができる。なお、ミドル部における最大幅とは、水平断面における最大の幅を示す。
【００２７】
リードフレームの厚さは、用いる導体箔の厚さに対応しており、形成されるダイパッドおよびリードの厚さも導体箔の厚さと同等となる。ダイパッドおよびリードの厚さとしては、５０μｍ以下であることが好ましい。このリードフレームを用いることにより、半導体素子が搭載された半導体装置を薄くすることができる。
【００２８】
次に、上記リードフレームの製造方法について説明する。
まず、所定の厚さの導体箔６を用意する（図５（ａ））。導体箔６としては、導電性を有するものであれば特に限定されないが、銅箔であることが好ましい。用いる導体箔６の厚さとしては５０μｍ以下であることが好ましい。
【００２９】
続いて、導体箔６の表裏両面にレジスト７（ドライフィルムレジストまたは液状のフォトレジスト）を貼り合わせる（図５（ｂ））。このレジスト７のダイパッド２の搭載面２ａ側（図５中の上面）に対して、フォトリソグラフィ法によりレジストパターン７ａを形
成する。一方、搭載面とは反対側の面２ｂ（図５中の下面）に対しては、レジストパターン７ａを形成せず、全面レジスト７ｂとする（図５（ｃ））。
【００３０】
続いて、上記レジストパターン７ａの形成された面にエッチングを行い、導体箔６にパターン加工を施すことで、ダイパッド２や複数のリード３を含む配線パターンを形成する（図５（ｄ））。エッチング工程では、インヒビタを添加したエッチング液を用いたウェットエッチングプロセスを行う。ウェットエッチングプロセスでは、図６に示すように、レジストパターン７ａから露出した導体箔６に対して、エッチング液８をスプレー噴霧することで、ボトム部の幅がトップ部より小さいダイパッド２およびリード３を形成する。スプレー噴霧の際に、エッチング液８のスプレー圧およびエッチング液が当たる時間（エッチング時間）を適宜調整し、所定の形状のリードおよびダイパッドを形成する。
ここで、本実施形態のエッチング工程について説明する。エッチング工程においては、噴霧するエッチング液のスプレー圧およびエッチング時間を調整することで、リードやダイパッドの断面形状を図７（ａ）〜図７（ｉ）に示す形状とすることができる。
従来においては、最もリード間のスペースが狭いリードの断面形状が、図７（ｅ）に示す矩形状（トップ面の面積＝ミドル部における最大面積＝ボトム面の面積）となるように、スプレー圧を０．１５ＭＰａ以上０．５ＭＰａ以下、エッチング時間を６０秒以上１２０秒以下としていた。一方、本実施形態においては、スプレー圧またはエッチング時間を増加させてボトム部を過剰にエッチングすることにより、リード３やダイパッド２におけるボトム部の幅がトップ部の幅より小さく、ボトム部側に先細った形状としている。ボトム部側を過剰にエッチングする条件としては、以下の（１）〜（４）のいずれかの条件が好ましい。下記条件において、エッチング時間またはスプレー圧の比較対象は図７（ｅ）の条件となっている。
（１）エッチング時間を＋１０秒以上長く、かつ、エッチングスプレ圧を＋０．０５ＭＰａ以上弱く設定することで、図７（ｃ）に示す断面形状の配線を形成することができる。
（２）スプレー圧を変化させず、エッチング時間を＋１０秒以上長く設定することで、図７（ｆ）に示す断面形状の配線を形成することができる。
（３）エッチング時間を変化させず、スプレー圧を＋０．０５ＭＰａ以上強く設定することで、図７（ｈ）に示す断面形状の配線を形成することができる。
（４）エッチング時間を＋１０秒以上長く、かつ、スプレー圧を＋０．０５ＭＰａ以上強く設定することで、図７（ｉ）に示す断面形状の配線を形成することができる。
なお、図５および図６においては、上記エッチング条件（３）の場合のリードフレームの断面図を示している。また、図７ではリードの断面形状を示すが、ダイパッドの側面も同様の形状となる。
【００３１】
上述したエッチング条件により配線パターンを形成した後に、水酸化ナトリウムを主成分とした薬液を用いてレジストパターン７ａなどを剥離し、本実施形態のリードフレーム１を得る（図５（ｅ））。得られたリードフレーム１には、実装時の半導体チップや基板との接合を向上するために、両面に表面処理（例えばＮｉ／Ｐｄ／Ａｕめっき）を施しても良い。
【００３２】
（半導体装置）
次に、上記リードフレームを用いた樹脂封止表面実装型の半導体装置およびその製造方法について説明する。以下においては、リードフレームを用いた実装方法について説明する。
【００３３】
まず、上記で得られたリードフレーム１のダイパッド２に、例えば非導電性ペーストの接着剤（図示せず）を介し半導体チップ１１を搭載し固着する（図５（ｆ））。続いて、半導体チップ１１上の各電極パッド（図示せず）とそれに対応するリード１２とをＡｕ等
からなる導電性のボンディングワイヤ１２で電気的に接続する（図５（ｇ））。続いて、半導体チップ１１、リード３、ダイパッド２、吊りリード４、およびボンディングワイヤ１２を一体的に被覆するように封止樹脂１３を塗布して、半導体チップ１１などの上面および側面領域を封止する（図５（ｈ））。この時、リード３やダイパッド２などのボトム部の凹部９にまで封止樹脂１３が入り込み、ボトム部に比べ太めの配線のミドル部やトップ部が封止用樹脂に引っかかる事で、リードなどの下方向への脱落を防止することができる。その後、ダイアモンドブレードを用いたダイシングや金型を用いた打ち抜きにより、余分な枠部５を取り除き、半導体装置１０を得る。
【００３４】
得られた半導体装置１０は、図８に示すように、半導体チップ１１が封止樹脂１３で封止されてリード３などと一体的になっている。図８（ｂ）に示すように、本実施形態のリードフレーム１を用いて形成された半導体装置１０においては、リード３などが封止樹脂１３に取り込まれた状態となっており、リード３の脱落（配線のさや抜け）が抑制され、高い信頼性を有する。
【実施例】
【００３５】
次に、本発明の実施例について説明する。
【００３６】
まず、幅９０ｍｍの銅箔（ＨＣＬ２ＺＲ（２ＺＲ０ＦＣ）−５０μｍ（５０μｍ厚，日立電線株式会社製））を用意して、ドライフィルムレジストを両面に張り合わせた。このドライフィルムレジストに対して、フォトリソグラフィ法により、銅箔の一方の面（搭載面側）にレジストパターンを形成し、他方の面には全面レジストを形成した。このレジストパターンをエッチングレジストとして用いて、インヒビタが添加されたエッチング液（ＥＸＥ６２００、ＭＥＣ株式会社製）によるウェットエッチングプロセス行って、銅箔にパターン加工を施すことで、配線パターン（ダイパッドやリードを含む）を形成した。その後、水酸化ナトリウムを主成分とした薬液を用いてエッチングレジストを剥離して、本実施例のリードフレーム（マトリクスリードフレーム）を得た。このリードフレームに、実装時の半導体チップや基板との接合のために必要な表面処理（例えばＮｉ／Ｐｄ／Ａｕめっき）を両面に施した。得られたリードフレームは、縦４８ｍｍ、横１７１ｍｍの大きさであって、形成されたリードの線幅は５０μｍで、最小の配線間隔は５０μｍとなっていた。
【００３７】
次に、上記で得られたマトリクスリードフレームを用いて、半導体チップの実装を行った。
各ダイパッドに、非導電性ペーストの接着剤を介して、半導体チップを搭載し固着した。次に、搭載された半導体チップの各パッドとそれに対応するリードとをＡｕ等からなる導電性のボンディングワイヤで電気的に接続した。最後に、半導体チップ、ボンディングワイヤ、ダイパッド、およびリードの上面および側面領域を封止用樹脂で封止して、半導体装置を製造した。
【００３８】
実施例で製造された半導体装置においては、リードなどの脱落による配線抜けがなく、高い信頼性を有する半導体装置であることがわかった。
【符号の説明】
【００３９】
１ リードフレーム
２ ダイパッド
２ａ 搭載面
２ｂ 搭載面とは反対側の面
３ リード
４ 吊りリード
５ 枠部
１０ 半導体装置
１１ 半導体チップ
１２ ボンディングワイヤ
１３ 封止樹脂
【技術分野】
【０００１】
本発明はリードフレームおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化・軽量化にともなって、電子機器に実装される半導体装置にも小型化・軽量化が要求されている。特に、リードフレームを用いた半導体装置においては、半導体素子の搭載側であるリードフレームの上面側を樹脂で封止して半導体装置を形成することによって半導体装置の裏面からリードの下面を露出させた、片面封止型の半導体装置が生産されている。
【０００３】
このような片面封止型の半導体装置に用いられるリードフレームは、銅などの導体箔をエッチングもしくはプレス加工することによってパターンが形成されたものである。リードフレームは、図９（ａ）に示すように、半導体素子（半導体チップ）を搭載する搭載面１０２ａを有するダイパッド１０２と、ダイパッド１０２の四隅を支持する複数の吊りリード１０４と、ダイパッド１０２の周辺からダイパッド１０２に向かって延びた複数のリード１０３と、により構成されており、これらが周囲の枠部１０５と一体的に形成されている（例えば、特許文献１参照）。このリードフレーム１０１の断面（図９（ａ）のＢ−Ｂ断面、およびＢ´−Ｂ´断面）は、図９（ｂ）および図９（ｃ）に示すようになっており、ダイパッド１０２およびリード１０３における搭載面１０２ａ側の幅が搭載面とは反対側の面１０２ｂ側の幅より狭くなっている。つまり、搭載面１０２ａ側に先細った形状となっている。
【０００４】
上記リードフレーム１０１を半導体パッケージに用いる場合、図１０に示すように、ダイパッド１０２には半導体チップ１１１が接着剤を介して搭載され、半導体チップ１１１の電極（図示なし）とリード１０３とがボンディングワイヤ１１２によって電気的に接続される。そして、半導体チップ１１１、リードフレーム１０１、ボンディングワイヤ１１２とは、例えば熱硬化性のエポキシ系樹脂を材料とした封止樹脂１１３によって一体的に封止され、樹脂封止表面実装型の半導体装置１１０となる。このとき、リード１０３の裏面（搭載面とは反対側の面１０２ｂ側）は、半導体装置１１０の外部との電気的接続部分として機能する外部電極となる。
【０００５】
しかし、特許文献１は、ダイパッド１０２の搭載面１０２ａ側のみを樹脂で封止した構造（片面封止型構造）であるため、リード１０３が脱落して配線のさや抜けが生じ、半導体装置１１０の信頼性が低下するという問題があった。これは、リード１０３の断面形状が図９（ｃ）に示すようなテーパ形状であり、リード１０３と封止樹脂１１３との接触面積が低く、リード１０３が脱落しないだけの十分な密着性を確保することが困難であったためである。
【０００６】
一方、接触面積を増加し、封止樹脂の密着性を向上する技術が提案されている（例えば、特許文献２）。特許文献２においては、図１１に示すように、レジスト１０７が形成された導体箔１０６の両面にエッチング液１０８を噴霧することで、ダイパッド１０２やリード１０３を形成して配線パターンを形成する。導体箔１０６を両面からエッチングすることにより、ダイパッド１０２やリード１０３の側面に段差１２０を設けている。また、両面エッチングの際に導体箔１０６のダイパッド１０２となる領域の下部をハーフエッチングすることにより、図１２に示すような段差部１２１を形成している。特許文献２によれば、リードやダイパッドと封止樹脂との接触面積を増加させ、密着性を十分に確保して、高い信頼性を有する半導体装置を得られるとの記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−１２９４７３号公報
【特許文献２】特開２０１１−２９６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献２においては、封止樹脂１１３の密着性を向上してリード１０３の脱落を防止できるが、高密度な配線の形成が困難となる。これは、導体箔１０６の両面をエッチングして配線パターンを形成する上で、所定のパターンのエッチングレジスト１０７を両面に位置精度良く形成する必要性があるためである。つまり、従来においては、リードの脱落防止と高密度な配線の形成との両立が困難であった。
【０００９】
本発明は、このような問題を鑑みて成されたもので、その目的は、半導体装置に用いた際のリードの脱落を抑制し、高密度な配線を有するリードフレームおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様は、導体箔をエッチングして形成されており、半導体素子を搭載する搭載面を有するダイパッドおよび複数のリードを有するリードフレームにおいて、前記ダイパッドおよび前記リードは、インヒビタが添加されたエッチング液を用いたウェットエッチングによって前記導体箔を加工して形成されたものであり、前記搭載面とは反対側における前記ダイパッドおよび前記リードの幅が、前記搭載面側における前記ダイパッドおよび前記リードの幅より小さいリードフレームである。
【００１１】
本発明の第２の態様は、第１の態様のリードフレームにおいて、前記ダイパッドおよび前記リードにおける前記搭載面側をトップ部、前記搭載面の反対の面側をボトム部、前記トップ部と前記ボトム部との間をミドル部としたときに、前記トップ部のトップ面における前記ダイパッドの幅Ｗ１および前記リードの幅ｗ１、前記ボトム部のボトム面における前記ダイパッドの幅Ｗ２および前記リードの幅ｗ２、前記ミドル部の水平断面における前記ダイパッドの最大幅Ｗ３および前記リードの最大幅ｗ３が、Ｗ１≒Ｗ３＞Ｗ２、およびｗ１≒ｗ３＞ｗ２の関係式を満足するリードフレームである。
【００１２】
本発明の第３の態様は、第１の態様のリードフレームにおいて、前記ダイパッドおよび前記リードにおける前記搭載面側をトップ部、前記搭載面の反対の面側をボトム部、前記トップ部と前記ボトム部との間をミドル部としたときに、前記トップ部における前記ダイパッドの幅Ｗ１および前記リードの幅ｗ１、前記ボトム部における前記ダイパッドの幅Ｗ２および前記リードの幅ｗ２、前記ミドル部における前記ダイパッドの最大幅Ｗ３および前記リードの最大幅ｗ３が、Ｗ１＞Ｗ３＞Ｗ２、およびｗ１＞ｗ３＞ｗ２の関係式を満足するリードフレームである。
【００１３】
本発明の第４の態様は、第１の態様のリードフレームにおいて、前記ダイパッドおよび前記リードにおける前記搭載面側をトップ部、前記搭載面の反対の面側をボトム部、前記トップ部と前記ボトム部との間をミドル部としたときに、前記トップ部における前記ダイパッドの幅Ｗ１および前記リードの幅ｗ１、前記ボトム部における前記ダイパッドの幅Ｗ２および前記リードの幅ｗ２、前記ミドル部における前記ダイパッドの最大幅Ｗ３および前記リードの最大幅ｗ３が、Ｗ３＞Ｗ１＞Ｗ２、およびｗ３＞ｗ１＞ｗ２の関係式を満足するリードフレームである。
【００１４】
本発明の第５の態様は、第２〜第４の態様のいずれかのリードフレームにおいて、前記ダイパッドおよび前記リードは、その主面と垂直な面で切断した断面形状において、前記トップ部と前記ミドル部とを結ぶ線が直線状であり、前記ミドル部と前記ボトム部とを結ぶ線は曲線状であるリードフレームである。
【００１５】
本発明の第６の態様は、第１〜第４の態様のいずれかのリードフレームにおいて、前記ダイパッドおよび前記リードの厚さが５０μｍ以下であるリードフレームである。
【００１６】
本発明の第７の態様は、導体箔をエッチングして、半導体素子を搭載する搭載面を有するダイパッドおよび複数のリードを形成するエッチング工程を有するリードフレームの製造方法において、前記エッチング工程は、インヒビタが添加されたエッチング液を所定の圧力および時間で噴霧して前記導体箔の前記搭載面側からエッチングすることで、前記搭載面とは反対側における前記ダイパッドおよび前記リードの幅を、前記搭載面側における前記ダイパッドおよび前記リードの幅より小さくするリードフレームの製造方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、半導体装置に用いた際のリードの脱落を抑制し、高密度な配線を有する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】
【００１８】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態にかかるリードフレームの平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）は（ａ）におけるＡ´−Ａ´断面の一部拡大図である。
【図２】（ａ）は図１のリードフレームにおいて樹脂封止した場合のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は図１のリードフレームにおいて樹脂封止した場合のＡ´−Ａ´断面図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかるリードフレームにおけるトップ部、ミドル部、およびボトム部を説明する図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は本発明のその他の実施形態にかかるリードフレームの断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｈ）は本発明の一実施形態にかかるリードフレームおよびリードフレームを用いて形成される半導体装置の製造工程を示す図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は本発明のエッチング工程を説明する図である。
【図７】エッチング条件によって形成されるリードの断面図を説明する図である。
【図８】（ａ）は本発明の一実施形態にかかるリードフレームを用いて形成される半導体装置の外観斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の底面図である。
【図９】（ａ）は従来のリードフレームの平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図であり、（ｃ）は（ａ）におけるＢ´−Ｂ´断面図ある。
【図１０】図９のリードフレームにおいて樹脂封止した場合のＢ−Ｂ断面図である。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は、従来のエッチング工程を説明する図である。
【図１２】（ａ）は従来のリードフレームの断面図であり、（ｂ）は（ａ）のリードフレームを樹脂封止した場合を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明にかかるリードフレームの実施形態について図面を用いて説明する。
図１（ａ）は本発明の一実施形態にかかるリードフレームの平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ断面図であり、図１（ｃ）は図１（ａ）におけるＡ´−Ａ´断面の一部拡大図である。なお、図１（ｂ）および図１（ｃ）においては、リードフレームの半導体チップの搭載面を上側にして示している。
【００２０】
本実施形態のリードフレームは、図１（ａ）に示すように、半導体素子を搭載する搭載面２ａを有するダイパッド２と、ダイパッド２の四隅を支持する複数の吊りリード４と、ダイパッド２の周辺からダイパッド２に向かって延びた複数のリード３と、これらを一体化する枠部５と、を有する。ダイパッド２、リード３、および吊りリード４は、インヒビタ（腐食抑制剤）が添加されたエッチング液を用いたウェットエッチングによって導体箔が加工され、同一平面で一体的に形成されている。
【００２１】
ダイパッド２は、インヒビタ（腐食抑制剤）を含むエッチング液により形成されており、吊りリード４により支持されて、枠部５と一体化している。リードフレーム１をその主面と垂直な面で切断したＡ−Ａ断面を示す図１（ｂ）によれば、ダイパッド２の断面形状は搭載面とは反対側（ボトム部）の幅Ｗ２が搭載面側（トップ部）の幅Ｗ１より小さく、逆テーパ形状となっている。すなわち、ダイパッド２はボトム部のボトム面の面積がトップ部のトップ面の面積より小さく、トップ部側に広がったテーパ形状となっている。このため、図２（ａ）に示すように、半導体チップ１１を実装して封止樹脂１３で封止する場合、封止樹脂１３がボトム部に入り込むことでダイパッド２が封止樹脂１３に引っ掛かった状態となる、この結果、ダイパッド２は矢印のようにボトム部側から支持されることになり、ダイパッドのボトム部側への脱離が抑制される。
なお、トップ部とは、図３に示すように、リードフレーム１（ダイパッド２やリード３などを含む）の半導体素子を搭載する搭載面２ａ側の近傍領域（図３中の領域Ｔａ）を示し、ボトム部は、搭載面とは反対側の面２ｂの近傍領域（図３中の領域Ｔｂ）を示す。また、トップ部とボトム部との間の領域（図３中の領域Ｔｃ）をミドル部とする。
【００２２】
リード３は、ダイパッド２と同様にエッチング液により形成されており、枠部５からダイパッド２の方向に延在している。リード３の形状はダイパッド２と同様に考えることができる。図１（ａ）におけるＡ´−Ａ´断面図を示す図１（ｃ）によれば、リード３はボトム部側がよりエッチングされて、リード３におけるボトム部側の幅ｗ２がトップ部側の幅ｗ１より小さい。また、図１（ｂ）に示すように、枠部５から延在するリード３の端部はボトム部側がよりエッチングされて、ボトム部側の幅ないし長さがトップ部より小さい。つまり、ダイパッド２と同様に、リード３もボトム部のボトム面の面積がトップ部のトップ面の面積より小さく、トップ部側に広がったテーパ形状となっている。このため、図２（ｂ）に示すように封止樹脂１３で封止する場合、封止樹脂１３がリード３のボトム部に入り込むことで、リード３が封止樹脂１３に引っ掛かった状態となる。この結果、リード３は矢印のようにボトム部側から支持されることになり、リード３のボトム部側への脱離が抑制されることになる。
また、リード３は、インヒビタを含むエッチング液により形成されるため、リード３の線幅が狭く、リード間の幅（ピッチ幅）も小さく、高密度な配線となっている。
【００２３】
ここで、インヒビタが添加されたエッチング液を用いたウェットエッチングについて説明する。
一般的に、導体箔のエッチングにおいては、導体箔の厚さ方向へのエッチングとともに、導体箔の面方向へのエッチング（サイドエッチ）が生じる。このため、形成されるリードの幅が縮小するなどの問題が生じる。この点、本実施形態においては、インヒビタを添加したエッチング液を用いることにより、サイドエッチによる影響を低減している。インヒビタは、有機化合物または無機化合物からなる腐食抑制剤であって、例えば、アゾール系の化合物が挙げられる。インヒビタを含むエッチング液によれば、サイドエッチを抑制して厚さ方向へのエッチングを優先することで（異方性エッチング）、ダイパッドおよびリードの側面形状を平面状（断面形状においては直線状）とすることができる。ただし、本実施形態においては、エッチング条件を適宜変更し、ダイパッドおよびリードのボトム部を過剰にエッチングすることで、ボトム部側に先細った形状としている。また、さらにエッチングを行うことで、ボトム部に凹部を形成しても良い。
【００２４】
本実施形態のリードフレームにおいては、ダイパッドおよびリードは、インヒビタを含むエッチング液を用いたウェットエッチングによって導体箔を加工して形成されており、ダイパッドおよびリードにおけるボトム部の幅がトップ部よりも小さくなっている。そして、その断面形状が逆テーパ状となり、ボトム部側に先細った形状となっている。このため、樹脂で封止した場合にダイパッドやリードが搭載面とは反対側から支持され、リードの脱離などが抑制される。しかも、形成されるリードは線幅が狭く、かつピッチ間隔が小さい高密度な配線となっている。
【００２５】
上記ダイパッドおよびリードは、リードフレームの主面と垂直な面で切断した断面形状において、トップ部とミドル部とを結ぶ線が直線状であり、ミドル部とボトム部とを結ぶ線が曲線状であることが好ましい。具体的には、ダイパッドおよびリードの断面形状が図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すような形状となることが好ましい。この断面形状において、トップ部とミドル部との間が直線状となることで、リード３における過度のエッチングによる線幅の減少が少ない。さらに、ミドル部とボトム部とを結ぶ線が曲線状となることで、ダイパッド２やリード３のボトム部の角部が除去され、凹部９が形成されることになる。このため、リード３の線幅の減少が少なくて半導体チップとの接合が良好であるとともに、リードフレーム１の搭載面２ａ側だけでなく、搭載面の反対側の凹部９まで封止樹脂が入り込むことが可能となる。そして、リードなどの脱落（配線のさや抜け）を抑制することができる。
【００２６】
また、上記実施形態のリードフレームにおいて、トップ部におけるダイパッドの幅Ｗ１およびリードの幅ｗ１、ボトム部におけるダイパッドの幅Ｗ２およびリードの幅ｗ２、ミドル部におけるダイパッドの最大幅Ｗ３およびリードの最大幅ｗ３が、Ｗ１≒Ｗ３＞Ｗ２、およびｗ１≒ｗ３＞ｗ２の関係式を満足することが好ましい。リードやダイパッドがこの関係式を満足する場合、その側面が例えば図４（ｂ）に示すような断面形状となる。
または、Ｗ１＞Ｗ３＞Ｗ２、およびｗ１＞ｗ３＞ｗ２の関係式を満足することが好ましい。リードやダイパッドがこの関係式を満足する場合、その側面が例えば図４（ｃ）に示すような断面形状となる。
または、Ｗ３＞Ｗ１＞Ｗ２、およびｗ３＞ｗ１＞ｗ２の関係式を満足することが好ましい。リードやダイパッドがこの関係式を満足する場合、その側面が例えば図４（ａ）に示すような断面形状となる。
これらの構成によれば、封止樹脂がリードフレームの搭載面の反対側まで入り込むことが可能となり、ダイパッドやリードを搭載面の反対側から支持することができる。そして、樹脂とリードフレームとの密着性を向上させ、リードなどのさや抜けをさらに抑制することができる。なお、ミドル部における最大幅とは、水平断面における最大の幅を示す。
【００２７】
リードフレームの厚さは、用いる導体箔の厚さに対応しており、形成されるダイパッドおよびリードの厚さも導体箔の厚さと同等となる。ダイパッドおよびリードの厚さとしては、５０μｍ以下であることが好ましい。このリードフレームを用いることにより、半導体素子が搭載された半導体装置を薄くすることができる。
【００２８】
次に、上記リードフレームの製造方法について説明する。
まず、所定の厚さの導体箔６を用意する（図５（ａ））。導体箔６としては、導電性を有するものであれば特に限定されないが、銅箔であることが好ましい。用いる導体箔６の厚さとしては５０μｍ以下であることが好ましい。
【００２９】
続いて、導体箔６の表裏両面にレジスト７（ドライフィルムレジストまたは液状のフォトレジスト）を貼り合わせる（図５（ｂ））。このレジスト７のダイパッド２の搭載面２ａ側（図５中の上面）に対して、フォトリソグラフィ法によりレジストパターン７ａを形
成する。一方、搭載面とは反対側の面２ｂ（図５中の下面）に対しては、レジストパターン７ａを形成せず、全面レジスト７ｂとする（図５（ｃ））。
【００３０】
続いて、上記レジストパターン７ａの形成された面にエッチングを行い、導体箔６にパターン加工を施すことで、ダイパッド２や複数のリード３を含む配線パターンを形成する（図５（ｄ））。エッチング工程では、インヒビタを添加したエッチング液を用いたウェットエッチングプロセスを行う。ウェットエッチングプロセスでは、図６に示すように、レジストパターン７ａから露出した導体箔６に対して、エッチング液８をスプレー噴霧することで、ボトム部の幅がトップ部より小さいダイパッド２およびリード３を形成する。スプレー噴霧の際に、エッチング液８のスプレー圧およびエッチング液が当たる時間（エッチング時間）を適宜調整し、所定の形状のリードおよびダイパッドを形成する。
ここで、本実施形態のエッチング工程について説明する。エッチング工程においては、噴霧するエッチング液のスプレー圧およびエッチング時間を調整することで、リードやダイパッドの断面形状を図７（ａ）〜図７（ｉ）に示す形状とすることができる。
従来においては、最もリード間のスペースが狭いリードの断面形状が、図７（ｅ）に示す矩形状（トップ面の面積＝ミドル部における最大面積＝ボトム面の面積）となるように、スプレー圧を０．１５ＭＰａ以上０．５ＭＰａ以下、エッチング時間を６０秒以上１２０秒以下としていた。一方、本実施形態においては、スプレー圧またはエッチング時間を増加させてボトム部を過剰にエッチングすることにより、リード３やダイパッド２におけるボトム部の幅がトップ部の幅より小さく、ボトム部側に先細った形状としている。ボトム部側を過剰にエッチングする条件としては、以下の（１）〜（４）のいずれかの条件が好ましい。下記条件において、エッチング時間またはスプレー圧の比較対象は図７（ｅ）の条件となっている。
（１）エッチング時間を＋１０秒以上長く、かつ、エッチングスプレ圧を＋０．０５ＭＰａ以上弱く設定することで、図７（ｃ）に示す断面形状の配線を形成することができる。
（２）スプレー圧を変化させず、エッチング時間を＋１０秒以上長く設定することで、図７（ｆ）に示す断面形状の配線を形成することができる。
（３）エッチング時間を変化させず、スプレー圧を＋０．０５ＭＰａ以上強く設定することで、図７（ｈ）に示す断面形状の配線を形成することができる。
（４）エッチング時間を＋１０秒以上長く、かつ、スプレー圧を＋０．０５ＭＰａ以上強く設定することで、図７（ｉ）に示す断面形状の配線を形成することができる。
なお、図５および図６においては、上記エッチング条件（３）の場合のリードフレームの断面図を示している。また、図７ではリードの断面形状を示すが、ダイパッドの側面も同様の形状となる。
【００３１】
上述したエッチング条件により配線パターンを形成した後に、水酸化ナトリウムを主成分とした薬液を用いてレジストパターン７ａなどを剥離し、本実施形態のリードフレーム１を得る（図５（ｅ））。得られたリードフレーム１には、実装時の半導体チップや基板との接合を向上するために、両面に表面処理（例えばＮｉ／Ｐｄ／Ａｕめっき）を施しても良い。
【００３２】
（半導体装置）
次に、上記リードフレームを用いた樹脂封止表面実装型の半導体装置およびその製造方法について説明する。以下においては、リードフレームを用いた実装方法について説明する。
【００３３】
まず、上記で得られたリードフレーム１のダイパッド２に、例えば非導電性ペーストの接着剤（図示せず）を介し半導体チップ１１を搭載し固着する（図５（ｆ））。続いて、半導体チップ１１上の各電極パッド（図示せず）とそれに対応するリード１２とをＡｕ等
からなる導電性のボンディングワイヤ１２で電気的に接続する（図５（ｇ））。続いて、半導体チップ１１、リード３、ダイパッド２、吊りリード４、およびボンディングワイヤ１２を一体的に被覆するように封止樹脂１３を塗布して、半導体チップ１１などの上面および側面領域を封止する（図５（ｈ））。この時、リード３やダイパッド２などのボトム部の凹部９にまで封止樹脂１３が入り込み、ボトム部に比べ太めの配線のミドル部やトップ部が封止用樹脂に引っかかる事で、リードなどの下方向への脱落を防止することができる。その後、ダイアモンドブレードを用いたダイシングや金型を用いた打ち抜きにより、余分な枠部５を取り除き、半導体装置１０を得る。
【００３４】
得られた半導体装置１０は、図８に示すように、半導体チップ１１が封止樹脂１３で封止されてリード３などと一体的になっている。図８（ｂ）に示すように、本実施形態のリードフレーム１を用いて形成された半導体装置１０においては、リード３などが封止樹脂１３に取り込まれた状態となっており、リード３の脱落（配線のさや抜け）が抑制され、高い信頼性を有する。
【実施例】
【００３５】
次に、本発明の実施例について説明する。
【００３６】
まず、幅９０ｍｍの銅箔（ＨＣＬ２ＺＲ（２ＺＲ０ＦＣ）−５０μｍ（５０μｍ厚，日立電線株式会社製））を用意して、ドライフィルムレジストを両面に張り合わせた。このドライフィルムレジストに対して、フォトリソグラフィ法により、銅箔の一方の面（搭載面側）にレジストパターンを形成し、他方の面には全面レジストを形成した。このレジストパターンをエッチングレジストとして用いて、インヒビタが添加されたエッチング液（ＥＸＥ６２００、ＭＥＣ株式会社製）によるウェットエッチングプロセス行って、銅箔にパターン加工を施すことで、配線パターン（ダイパッドやリードを含む）を形成した。その後、水酸化ナトリウムを主成分とした薬液を用いてエッチングレジストを剥離して、本実施例のリードフレーム（マトリクスリードフレーム）を得た。このリードフレームに、実装時の半導体チップや基板との接合のために必要な表面処理（例えばＮｉ／Ｐｄ／Ａｕめっき）を両面に施した。得られたリードフレームは、縦４８ｍｍ、横１７１ｍｍの大きさであって、形成されたリードの線幅は５０μｍで、最小の配線間隔は５０μｍとなっていた。
【００３７】
次に、上記で得られたマトリクスリードフレームを用いて、半導体チップの実装を行った。
各ダイパッドに、非導電性ペーストの接着剤を介して、半導体チップを搭載し固着した。次に、搭載された半導体チップの各パッドとそれに対応するリードとをＡｕ等からなる導電性のボンディングワイヤで電気的に接続した。最後に、半導体チップ、ボンディングワイヤ、ダイパッド、およびリードの上面および側面領域を封止用樹脂で封止して、半導体装置を製造した。
【００３８】
実施例で製造された半導体装置においては、リードなどの脱落による配線抜けがなく、高い信頼性を有する半導体装置であることがわかった。
【符号の説明】
【００３９】
１ リードフレーム
２ ダイパッド
２ａ 搭載面
２ｂ 搭載面とは反対側の面
３ リード
４ 吊りリード
５ 枠部
１０ 半導体装置
１１ 半導体チップ
１２ ボンディングワイヤ
１３ 封止樹脂
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体箔をエッチングして形成されており、半導体素子を搭載する搭載面を有するダイパッドおよび複数のリードを有するリードフレームにおいて、
前記ダイパッドおよび前記リードは、インヒビタが添加されたエッチング液を用いたウェットエッチングによって前記導体箔を加工して形成されたものであり、
前記搭載面とは反対側における前記ダイパッドおよび前記リードの幅が、前記搭載面側における前記ダイパッドおよび前記リードの幅より小さいことを特徴とするリードフレーム。
【請求項２】
請求項１に記載のリードフレームにおいて、
前記ダイパッドおよび前記リードにおける前記搭載面側をトップ部、前記搭載面の反対の面側をボトム部、前記トップ部と前記ボトム部との間をミドル部としたときに、前記トップ部のトップ面における前記ダイパッドの幅Ｗ１および前記リードの幅ｗ１、前記ボトム部のボトム面における前記ダイパッドの幅Ｗ２および前記リードの幅ｗ２、前記ミドル部の水平断面における前記ダイパッドの最大幅Ｗ３および前記リードの最大幅ｗ３が、Ｗ１≒Ｗ３＞Ｗ２、およびｗ１≒ｗ３＞ｗ２の関係式を満足することを特徴とするリードフレーム。
【請求項３】
請求項１に記載のリードフレームにおいて、
前記ダイパッドおよび前記リードにおける前記搭載面側をトップ部、前記搭載面の反対の面側をボトム部、前記トップ部と前記ボトム部との間をミドル部としたときに、前記トップ部における前記ダイパッドの幅Ｗ１および前記リードの幅ｗ１、前記ボトム部における前記ダイパッドの幅Ｗ２および前記リードの幅ｗ２、前記ミドル部における前記ダイパッドの最大幅Ｗ３および前記リードの最大幅ｗ３が、Ｗ１＞Ｗ３＞Ｗ２、およびｗ１＞ｗ３＞ｗ２の関係式を満足することを特徴とするリードフレーム。
【請求項４】
請求項１に記載のリードフレームにおいて、
前記ダイパッドおよび前記リードにおける前記搭載面側をトップ部、前記搭載面の反対の面側をボトム部、前記トップ部と前記ボトム部との間をミドル部としたときに、前記トップ部における前記ダイパッドの幅Ｗ１および前記リードの幅ｗ１、前記ボトム部における前記ダイパッドの幅Ｗ２および前記リードの幅ｗ２、前記ミドル部における前記ダイパッドの最大幅Ｗ３および前記リードの最大幅ｗ３が、Ｗ３＞Ｗ１＞Ｗ２、およびｗ３＞ｗ１＞ｗ２の関係式を満足することを特徴とするリードフレーム。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれかに記載のリードフレームにおいて、前記ダイパッドおよび前記リードは、その主面と垂直な面で切断した断面形状において、前記トップ部と前記ミドル部とを結ぶ線が直線状であり、前記ミドル部と前記ボトム部とを結ぶ線は曲線状であることを特徴とするリードフレーム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のリードフレームにおいて、
前記ダイパッドおよび前記リードの厚さが５０μｍ以下であることを特徴とするリードフレーム。
【請求項７】
導体箔をエッチングして、半導体素子を搭載する搭載面を有するダイパッドおよび複数のリードを形成するエッチング工程を有するリードフレームの製造方法において、
前記エッチング工程は、インヒビタが添加されたエッチング液を所定の圧力および時間で噴霧して前記導体箔の前記搭載面側からエッチングすることで、前記搭載面とは反対側における前記ダイパッドおよび前記リードの幅を、前記搭載面側における前記ダイパッドおよび前記リードの幅より小さくすることを特徴とするリードフレームの製造方法。
【請求項１】
導体箔をエッチングして形成されており、半導体素子を搭載する搭載面を有するダイパッドおよび複数のリードを有するリードフレームにおいて、
前記ダイパッドおよび前記リードは、インヒビタが添加されたエッチング液を用いたウェットエッチングによって前記導体箔を加工して形成されたものであり、
前記搭載面とは反対側における前記ダイパッドおよび前記リードの幅が、前記搭載面側における前記ダイパッドおよび前記リードの幅より小さいことを特徴とするリードフレーム。
【請求項２】
請求項１に記載のリードフレームにおいて、
前記ダイパッドおよび前記リードにおける前記搭載面側をトップ部、前記搭載面の反対の面側をボトム部、前記トップ部と前記ボトム部との間をミドル部としたときに、前記トップ部のトップ面における前記ダイパッドの幅Ｗ１および前記リードの幅ｗ１、前記ボトム部のボトム面における前記ダイパッドの幅Ｗ２および前記リードの幅ｗ２、前記ミドル部の水平断面における前記ダイパッドの最大幅Ｗ３および前記リードの最大幅ｗ３が、Ｗ１≒Ｗ３＞Ｗ２、およびｗ１≒ｗ３＞ｗ２の関係式を満足することを特徴とするリードフレーム。
【請求項３】
請求項１に記載のリードフレームにおいて、
前記ダイパッドおよび前記リードにおける前記搭載面側をトップ部、前記搭載面の反対の面側をボトム部、前記トップ部と前記ボトム部との間をミドル部としたときに、前記トップ部における前記ダイパッドの幅Ｗ１および前記リードの幅ｗ１、前記ボトム部における前記ダイパッドの幅Ｗ２および前記リードの幅ｗ２、前記ミドル部における前記ダイパッドの最大幅Ｗ３および前記リードの最大幅ｗ３が、Ｗ１＞Ｗ３＞Ｗ２、およびｗ１＞ｗ３＞ｗ２の関係式を満足することを特徴とするリードフレーム。
【請求項４】
請求項１に記載のリードフレームにおいて、
前記ダイパッドおよび前記リードにおける前記搭載面側をトップ部、前記搭載面の反対の面側をボトム部、前記トップ部と前記ボトム部との間をミドル部としたときに、前記トップ部における前記ダイパッドの幅Ｗ１および前記リードの幅ｗ１、前記ボトム部における前記ダイパッドの幅Ｗ２および前記リードの幅ｗ２、前記ミドル部における前記ダイパッドの最大幅Ｗ３および前記リードの最大幅ｗ３が、Ｗ３＞Ｗ１＞Ｗ２、およびｗ３＞ｗ１＞ｗ２の関係式を満足することを特徴とするリードフレーム。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれかに記載のリードフレームにおいて、前記ダイパッドおよび前記リードは、その主面と垂直な面で切断した断面形状において、前記トップ部と前記ミドル部とを結ぶ線が直線状であり、前記ミドル部と前記ボトム部とを結ぶ線は曲線状であることを特徴とするリードフレーム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のリードフレームにおいて、
前記ダイパッドおよび前記リードの厚さが５０μｍ以下であることを特徴とするリードフレーム。
【請求項７】
導体箔をエッチングして、半導体素子を搭載する搭載面を有するダイパッドおよび複数のリードを形成するエッチング工程を有するリードフレームの製造方法において、
前記エッチング工程は、インヒビタが添加されたエッチング液を所定の圧力および時間で噴霧して前記導体箔の前記搭載面側からエッチングすることで、前記搭載面とは反対側における前記ダイパッドおよび前記リードの幅を、前記搭載面側における前記ダイパッドおよび前記リードの幅より小さくすることを特徴とするリードフレームの製造方法。
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１】
【図８】
【図９】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−８４８５８（Ｐ２０１３−８４８５８Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２５１８２（Ｐ２０１１−２２５１８２）
【出願日】平成２３年１０月１２日（２０１１．１０．１２）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１２日（２０１１．１０．１２）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]