説明

リードフレーム及びその製造方法

【課題】事前メッキリードフレームにおいて高価なメッキ層の厚さを減少させることができるリードフレーム及びその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、リードフレーム及びその製造方法に関するものである。本発明のリードフレームは、下地金属層(10)と、該下地金属層上に、銅層または銅を含む銅合金層で形成され、表面粗度が与えられた銅メッキ層と、該銅メッキ層上に、ニッケル、パラジウム、金、銀、ニッケル合金、パラジウム合金、金合金及び銀合金から選択された少なくとも一つの物質からなる金属薄膜を少なくとも一つ含む上部メッキ層(100)と、を含む。

【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に関するものである。
【背景技術】
【0002】
リードフレームは、半導体チップと共に半導体パッケージを構成する要素の一つである。例えば、リードフレームは、半導体パッケージの内部と外部とを連結する導線の役割、及び半導体チップを支持する支持体の役割を同時に担う。
【0003】
一方、リードフレームとしては事前メッキ(Pre−Plated)リードフレームが多く使用されてきている。事前メッキリードフレームは、半導体パッケージ工程前に、半田濡れ性に優れた多段階の金属層をあらかじめメッキすることによって、半導体の後工程における鉛メッキ工程を省くようにしたものである。
【0004】
事前メッキリードフレームは、後工程を簡便にさせる他、半導体パッケージ工程において鉛メッキという環境汚染誘発工程を省くことができるという利点を有する。
【0005】
しかしながら、事前メッキリードフレームは、高価な金属層をメッキしなければならず、高コストになるという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】

本発明の実施例は、リードフレーム及びその製造方法を提供する。
【0007】
本発明の実施例は、事前メッキリードフレームにおいて高価なメッキ層の厚さを減少させることができるリードフレーム及びその製造方法を提供する。
【0008】
本発明の実施例は、低コストで特性を向上させることができるリードフレーム及びその製造方法を提供する。
【0009】
本発明の実施例は、ワイヤーボンディング接合性、半田付け性、モールディング樹脂接着性、ラミネーション(lamination)品質に優れたリードフレーム及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明は、下地金属層と、該下地金属層上に銅層または銅を含む銅合金層で形成され、表面粗度の与えられた銅メッキ層と、該銅メッキ層上に、ニッケル、パラジウム、金、銀、ニッケル合金、パラジウム合金、金合金及び銀合金から選択された少なくとも一つの物質からなる金属薄膜を少なくとも一つ含む上部メッキ層と、を含むリードフレームを提供する。
【0011】
また、本発明は、下地金属層を用意する段階と、該下地金属層上に銅層または銅を含む銅合金層により、表面粗度の与えられる銅メッキ層を形成する段階と、該銅メッキ層上にニッケル、パラジウム、金、銀、ニッケル合金、パラジウム合金、金合金及び銀合金から選択された少なくとも一つの物質からなる金属薄膜を少なくとも一つ含む上部メッキ層を形成する段階と、を含むリードフレームの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【0012】
本発明の実施例は、リードフレーム及びその製造方法を提供することができる。
本発明の実施例は、事前メッキリードフレームにおいて高価なメッキ層の厚さを減少させることができるリードフレーム及びその製造方法を提供することができる。
本発明の実施例は、低コストで特性を向上させることができるリードフレーム及びその製造方法を提供することができる。
本発明の実施例は、ワイヤーボンディング接合性、半田付け性、モールディング樹脂接着性、ラミネーション品質に優れたリードフレーム及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の実施例に係るリードフレームを示す断面図である。
【図2】本発明の実施例に係る銅メッキ層の表面を拡大した写真である。
【図3】本発明の実施例に係るリードフレーム製造方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本発明による実施例の説明において、各層(膜)、領域、パターンまたは構造物が、基板、各層(膜)、領域、パッドまたはパターンの「上(on)」にまたは「下(under)」に形成されるという記載において、「上(on)」と「下(under)」は、「直接に(directly)」形成される場合も、「別の層を介在して(indirectly)」形成される場合も含む。また、各層の上または下は、図面を基準にして説明する。
【0015】
図面において、各層の厚さや大きさは、説明の便宜及び明確性のために誇張、省略または概略して図示した。なお、各構成要素の大きさは実際の大きさを全的に反映するものではない。
【0016】
図1は、本発明の実施例に係るリードフレームを示す断面図である。
図1を参照すると、実施例に係るリードフレームは、下地金属層10と、下地金属層10の表面に形成された銅メッキ層20と、銅メッキ層20の表面に形成された上部メッキ層100を含む。上部メッキ層100は、銅メッキ層上に、ニッケル、パラジウム、金、銀、ニッケル合金、パラジウム合金、金合金及び銀合金から選択された少なくとも一つの物質からなる金属薄膜(thin film)を少なくとも一つ含む。ここでは、三つの層が上部メッキ層100を構成する場合としている。
【0017】
上部メッキ層100は、ニッケルメッキ層30、ニッケルメッキ層30の表面に形成されたパラジウムメッキ層40、及びパラジウムメッキ層40の表面に形成された金メッキ層50を含む。
【0018】
また、金メッキ層50上に、銀メッキ層(図示せず)をさらに形成することができる。また、上部メッキ層100は、ニッケル、パラジウム、金、銀、ニッケル合金、パラジウム合金、金合金及び銀合金のいずれかの物質を選択して一つの薄膜にすることもでき、複数の物質を用いて複数の薄膜にすることもできる。また、ここでは、ニッケルメッキ層30、パラジウムメッキ層40及び金メッキ層50の順に積層したが、この順序は、場合によって変えてもよい。
【0019】
なお、下地金属層10は、リードフレームのボディーをなし、例えば、銅層、または銅を含む合金層から形成されるとよい。
【0020】
銅メッキ層20は、銅層または銅を含む合金層であり、硫酸銅メッキ工程によって粗い表面を持つようにし、0.3〜1.5μmの厚さにすることができる。銅メッキ層20は、150〜400nmの表面粗さを有する。すなわち、銅メッキ層20は、表面粗度(surface roughness)を有するものである。
【0021】
図2は、銅メッキ層の表面を拡大した図(写真)である。同図に示すように、銅メッキ層20は、結晶が大きく形成され、粗い表面を有するようになる。
【0022】
ニッケルメッキ層30は、ニッケル薄膜、またはニッケルを含む合金薄膜であり、0.2〜1μmの厚さにすることができる。
【0023】
パラジウムメッキ層40は、パラジウム薄膜、またはパラジウムを含む合金薄膜であり、0.02〜0.08μmの厚さにすることができる。
【0024】
金メッキ層50は、金薄膜、または金を含む合金薄膜であり、0.003〜0.01μmの厚さにすることができる。
【0025】
図1に示すように、銅メッキ層20が150〜400nmの表面粗さを有するから、銅メッキ層20上に形成されたニッケルメッキ層30、パラジウムメッキ層40、金メッキ層50も、粗い表面を有する。
【0026】
このように、実施例に係るリードフレームは、下地金属層10上に、結晶が大きく、粗い表面を有する銅メッキ層20を形成することによって、ワイヤーボンディング接合性、半田付け性、モールディング樹脂接着性、ラミネーション品質に優れたものとすることができる。
【0027】
また、実施例に係るリードフレームは、銅メッキ層20を形成することから、高価のニッケルメッキ層30、パラジウムメッキ層40及び金メッキ層50の厚さを減らし、生産コストを低減できる。
【0028】
一方、図1では、下地金属層10の両面に、銅メッキ層20、ニッケルメッキ層30、パラジウムメッキ層40及び金メッキ層50が形成されているが、下地金属層10のいずれか一面にのみ、銅メッキ層20、ニッケルメッキ層30、パラジウムメッキ層40及び金メッキ層50が形成されてもよい。
【0029】
図3は、本発明の実施例に係るリードフレームの製造方法を説明する図である。
実施例において、リードフレームの製造方法は、リール・ツウ・リール(Reel−to−reel)工程またはストリップ(Strip)単位の個別製品単位の工程が可能であり、インライン(in−line)工程でリードフレームの製作が可能である。
【0030】
図3を参照すると、下地金属層10を用意する。例えば、下地金属層10は、銅層または銅を含む合金層とすることができ、実施例では、銅基板を用意する(S100)。
【0031】
銅基板は、メッキ層を形成する前に洗浄工程を経る。洗浄工程は、例えば、化学/電解脱脂工程、酸洗工程を含むことができる(S110)。
【0032】
この銅基板に、硫酸銅メッキ工程によって銅メッキ層20を形成する(S120)。硫酸銅メッキ工程は、硫酸銅(CuSO4・5H2O)溶液中において電気メッキ方式で形成される。例えば、電気メッキは、銅イオンの濃度を5〜70g/Lにし、電流密度を3〜7ASDにして10〜40秒間行えばよく、銅メッキ層20は、150〜400nmの表面粗さ、及び0.3〜1.5μmの厚さにすることができる。
【0033】
硫酸銅(CuSO4・5H2O)溶液は、他の銅メッキ溶液、例えば、シアン化銅(CuCN)に比べて、表面粗度の大きいメッキ層を形成することができる。特に、本発明の実施例では、硫酸銅溶液に高い電流密度を用いてメッキを行うことによって、0.3μm〜1.5μm厚の銅メッキ層を形成することができる(S120)。
【0034】
次に、銅メッキ層20上に、上部メッキ層100を形成する(S130)。
上部メッキ層の形成過程について説明すると、次の通りである。まず、ニッケルをメッキしてニッケルメッキ層30を形成する(S131)。
【0035】
また、ニッケルメッキ層30上にパラジウムをメッキしてパラジウムメッキ層40を形成する(S132)。
【0036】
次に、パラジウムメッキ層40上に金をメッキして金メッキ層50を形成する(S133)。
【0037】
金メッキ層50を形成した後、銀メッキ層を形成する(S134)。続いて、洗浄工程を行うことができる(S140)。
【0038】
ここでは、ニッケルメッキ層、パラジウムメッキ層、金メッキ層及び銀メッキ層が順次に形成されて上部メッキ層を構成するとしているが、場合によっては、これらの金属層の一部のみを形成してもよく、これらの層を交互に形成してもよい。また、これらの層の形成順序を変えて上部メッキ層を形成することもできる。また、各物質を単独でメッキするとしたが、各物質の合金をメッキすることもできる。
【0039】
一方、実施例に係るリードフレームは、銅メッキ層20の表面粗さによって接着力が変化する。
【0040】
銅メッキ層20の表面粗さが150〜200nmの場合、リードフレームは4.5〜6kg・fの接着力を有することができ、銅メッキ層20の表面粗さが200〜300nmの場合、リードフレームは6〜7kg・fの接着力を有することができ、銅メッキ層20の表面粗さが300〜400nmの場合、リードフレームは7〜9kg・fの接着力を有することができる。
【0041】
以上では実施例を中心に説明してきたが、それらの実施例は単なる例示に過ぎず、本発明を限定するためのものではない。したがって、本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、上記実施例の本質的な特性を逸脱しない範囲で、言及していない様々な変形及び応用が可能であるということが明らかである。例えば、実施例に具体的に示した各構成要素を変形して実施することができる。そして、それらの変形及び応用も、添付の特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈すべきである。
【産業上の利用可能性】
【0042】
本発明は、リードフレームを開発及び製造するのに適用可能である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
下地金属層と、
前記下地金属層上に、銅層または銅を含む銅合金層で形成され、表面粗度の与えられた銅メッキ層と、
前記銅メッキ層上に、ニッケル、パラジウム、金、銀、ニッケル合金、パラジウム合金、金合金及び銀合金から選択された少なくとも一つの物質からなる金属薄膜を少なくとも一つ含む上部メッキ層と、
を含むリードフレーム。
【請求項2】
前記上部メッキ層は、ニッケル薄膜、またはニッケル合金薄膜を含むニッケルメッキ膜で構成された、請求項1に記載のリードフレーム。
【請求項3】
前記上部メッキ層は、パラジウム薄膜、またはパラジウム合金薄膜を含むパラジウムメッキ膜で構成された、請求項1に記載のリードフレーム。
【請求項4】
前記上部メッキ層は、金薄膜または金合金薄膜で形成された金メッキ膜で構成された、請求項1に記載のリードフレーム。
【請求項5】
前記上部メッキ層は、二つの金属薄膜を含み、
該二つの金属薄膜は、
ニッケル薄膜またはニッケル合金薄膜を含むニッケルメッキ膜と、
前記ニッケルメッキ膜上に形成される、パラジウム薄膜またはパラジウム合金薄膜を含むパラジウムメッキ膜と、を含む、請求項1に記載のリードフレーム。
【請求項6】
前記上部メッキ層は、三つの金属薄膜を含み、
該三つの金属薄膜は、
ニッケル薄膜またはニッケル合金薄膜を含むニッケルメッキ膜と、
前記ニッケルメッキ膜上に形成される、パラジウム薄膜またはパラジウム合金薄膜を含むパラジウムメッキ膜と、
前記パラジウムメッキ膜上に形成される、金薄膜または金合金薄膜を含む金メッキ膜と、を含む、請求項1に記載のリードフレーム。
【請求項7】
前記下地金属層は、銅層または銅を含む銅合金層で形成された、請求項1に記載のリードフレーム。
【請求項8】
前記銅メッキ層は、150〜400nmの表面粗さを有し、0.3〜1.5μmの厚さに形成された、請求項1に記載のリードフレーム。
【請求項9】
前記ニッケルメッキ薄膜は、0.2〜1μmの厚さに形成された、請求項2に記載のリードフレーム。
【請求項10】
前記パラジウムメッキ薄膜は、0.02〜0.08μmの厚さに形成された、請求項3に記載のリードフレーム。
【請求項11】
前記金メッキ薄膜は、0.003〜0.01μmの厚さに形成された、請求項4に記載のリードフレーム。
【請求項12】
下地金属層を用意する段階と、
前記下地金属層上に、銅層または銅を含む銅合金層により、表面粗度の与えられる銅メッキ層を形成する段階と、
前記銅メッキ層上に、ニッケル、パラジウム、金、銀、ニッケル合金、パラジウム合金、金合金及び銀合金から選択された少なくとも一つの物質からなる金属薄膜を少なくとも一つ含む上部メッキ層を形成する段階と、
を含むリードフレーム製造方法。
【請求項13】
前記上部メッキ層は、
ニッケル薄膜またはニッケル合金薄膜を含むニッケルメッキ膜で構成された、請求項12に記載のリードフレーム製造方法。
【請求項14】
前記上部メッキ層は、パラジウム薄膜またはパラジウム合金薄膜を含むパラジウムメッキ膜で構成された、請求項12に記載のリードフレーム製造方法。
【請求項15】
前記上部メッキ層は、金薄膜または金合金薄膜で形成された金メッキ膜で構成された、請求項12に記載のリードフレーム製造方法。
【請求項16】
前記銅メッキ層を形成する段階は、
前記下地金属層上に、硫酸銅メッキ工程によって銅メッキ層を形成する段階である、請求項12に記載のリードフレーム製造方法。
【請求項17】
前記銅メッキ層は、150〜400nmの表面粗度を有し、0.3〜1.5μmの厚さに形成された、請求項12に記載のリードフレーム製造方法。
【請求項18】
前記上部メッキ層を形成する段階は、
ニッケル薄膜またはニッケル合金薄膜を含むニッケルメッキ膜を形成する段階と、
前記ニッケルメッキ膜上にパラジウム薄膜またはパラジウム合金薄膜を含むパラジウムメッキ膜を形成する段階と、
を含む、請求項12に記載のリードフレーム製造方法。
【請求項19】
前記上部メッキ層を形成する段階は、
ニッケル薄膜またはニッケル合金薄膜を含むニッケルメッキ膜を形成する段階と、
前記ニッケルメッキ膜上に、パラジウム薄膜またはパラジウム合金薄膜を含むパラジウムメッキ膜を形成する段階と、
前記パラジウムメッキ膜上に、金薄膜または金合金薄膜で形成された金メッキ膜を形成する段階と、
を含む、請求項12に記載のリードフレーム製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公表番号】特表2012−520564(P2012−520564A)
【公表日】平成24年9月6日(2012.9.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−553935(P2011−553935)
【出願日】平成22年2月23日(2010.2.23)
【国際出願番号】PCT/KR2010/001098
【国際公開番号】WO2010/104274
【国際公開日】平成22年9月16日(2010.9.16)
【出願人】(510039426)エルジー イノテック カンパニー リミテッド (279)
【Fターム(参考)】