半導体装置用リードフレームとその製造方法
【課題】半導体装置用リードフレームとその製造方法において、複数のめっき層を積層する場合におけるめっき層同士の密着性を向上させ、半導体装置の製造工程におけるワイヤーボンド性の低下や実装の際の半田付け性の悪化を抑制するとともに、製造コストの効果的な削減を図る。
【解決手段】 導体基材２０上に下地めっき層２１を形成し、当該下地めっき層２１の上に金属結合性を有する有機被膜２２を介して最表めっき層２３を積層することで、リードフレーム２ａ、２ｂを構成する。有機被膜２２は、主鎖部Ｂ１の両末端に金属結合性の官能基Ａ１、Ａ１を持つ機能性有機分子１１を自己組織化させた単分子膜として構成する。
【解決手段】 導体基材２０上に下地めっき層２１を形成し、当該下地めっき層２１の上に金属結合性を有する有機被膜２２を介して最表めっき層２３を積層することで、リードフレーム２ａ、２ｂを構成する。有機被膜２２は、主鎖部Ｂ１の両末端に金属結合性の官能基Ａ１、Ａ１を持つ機能性有機分子１１を自己組織化させた単分子膜として構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のめっき層が積層された半導体装置用リードフレームに関し、特にめっき層同士の密着性を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ、ＬＳＩなどの半導体素子との電気的接続用部品として、金属板体からなるリードフレームが用いられている。この半導体素子をワイヤーボンディングにより電気的に接続されたリードフレームは、半導体素子とともに樹脂封止された状態で製品化され、半田等によって半導体装置の基板等に接合される。
半導体装置の製造工程において、良好なワイヤーボンディング性、半田付け性を確保するため、これらの電気的接続部品には各種貴金属のめっきが施されている。しかし、めっきの剥がれといった欠陥によって、基材や下地めっきの腐食や酸化が生じ、ワイヤーボンディング性、半田付け性が悪化してしまう。そのため、これらの電気的接続部品において優れためっきの密着性を有することが要求される。
【０００３】
そこで図６（ａ）の断面図に示すように、導体基材３００上にニッケルの下地めっき層３０１と銀の最表めっき層３０３のめっきを順次形成する場合、これらの層間に中間めっき層３０２として銅のめっきを介設することで、下地めっき層３０１と最表めっき層３０３との密着性を確保する技術が知られている。これはニッケルと銀の両方と互いに固溶する銅の存在により、銅を相互拡散させて密着性を向上させようとするものである。
【０００４】
また図６（ｂ）の断面図に示すように、半導体装置用リードフレームとして、導体基材４００上にニッケルの下地めっき層４０１、パラジウム又はパラジウム合金の中間めっき層４０２、金の最表めっき層４０３といっためっき被膜を順次形成する構成が知られている。この構成でも中間めっき層４０２を利用することで優れためっきの密着性を確保し、良好なワイヤーボンディング性や半田付け性が発揮されるように図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ２００７／１１９５２２号公報
【特許文献２】特許３９９８７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで最表めっき層に銀を利用する場合、導体基材５０１の上に下地めっき層５０１、最表めっき層５０３を順次形成した図７（ａ）に示すように、大気中の酸素が最表めっき層５０３の銀の中に侵入する。このため下地めっき層５０１のめっきが酸化され、最表めっき層５０３との界面付近に酸化物膜５０１ａが形成される。酸化物膜５０１ａの存在により、最表めっき層５０３と下地めっき層５０１の界面における互いの密着性が弱くなり、両めっき層５０１、５０３が剥がれる問題が生じうる。
【０００７】
また、図６（ａ）に示した構成では、次第に図７（ｂ）に示すように、中間めっき層６０２中の銅が層の厚み方向に拡散する。このような銅が最表めっき層６０３に拡散し、その最表面にまで達すると、銅は大気中の酸素成分と反応して酸化され、酸化膜６０３ａが形成される。形成された酸化膜６０３ａはワイヤーボンディング性や半田付け性を低下させるほか、接触抵抗を増大させる原因になる。
【０００８】
この課題を解決するために、中間めっき層６０２の膜厚を薄くして銅の拡散を抑制しようとすると、中間めっき層６０２の膜厚が不足してめっき被膜に孔が発生する。そして、孔を通じて導体基材６００や下地めっき層６０１の腐食や酸化を誘発するといった問題が生じうる。
一方、図６（ｂ）に示すように、最表めっき層４０３として利用される金は非常に安定な貴金属であり、耐腐食性に優れているので、良好なワイヤーボンディング性や半田付け性が得られる。しかしながら高価な貴金属であるために、めっきの膜厚を大きくすると非常にコストがかかる。また、コスト削減するためにめっきの膜厚を小さくすると、最表めっき層４０３をなす金めっき被膜に孔が発生して、孔を通じて導体基材４００や下地めっき層４０１の腐食、酸化を引き起こす原因になる。
【０００９】
さらに、製造に係る問題として、下地めっき層、中間めっき層、最表めっき層を形成するための各めっき層形成工程が必要である他、所定のめっき処理を行う設備や装置を用意するために多大な製造コストが必要である。
本発明は以上の課題に鑑みてなされたものであって、半導体装置用リードフレームとその製造方法において、複数のめっき層を積層する場合におけるめっき層同士の密着性を向上させ、半導体装置の製造工程におけるワイヤーボンド性の低下や実装の際の半田付け性の悪化を抑制するとともに、製造コストの効果的な削減を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の半導体装置用リードフレームは、導体基材上に下地めっき層が施され、当該下地めっき層が金属結合性を有する有機被膜を介して最表めっき層と積層されている構成とした。
ここで、下地めっき層、或いは下地めっき層と最表めっき層の両方を貴金属で構成することもできる。
【００１１】
また、前記有機被膜は、構造中に極性基を２つ以上有する有機分子で構成され、下地めっき層を構成する金属と結合した状態で下地めっき層を被覆している構成とすることもできる。
また、前記有機被膜は、自己組織化する有機分子で構成され、当該有機分子は、両末端に金属結合性の官能基を有する構成とすることもできる。
【００１２】
さらに、前記有機分子の主鎖部は窒素を２原子以上含有する含窒素複素環、またはアリール骨格、アセン骨格、ピレン骨格、フェナントレン骨格、フルオレン骨格の少なくとも一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体で構成されている構成とすることもできる。
ここで前記含窒素複素環には、イミダソール、トリアゾール、テトラゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、トリアジンの少なくとも一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体を用いることもできる。
【００１３】
また前記金属結合性の官能基は、チオール化合物、スルフィド化合物、含窒素複素環化合物の内の一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体で構成することもできる。
また本発明は、導体基材上に下地めっき層を施すための下地めっき層形成工程と、前記下地めっき層の表面に有機被膜を形成するための有機被膜形成工程と、前記有機被膜層の表面に最表めっき層を施すための最表めっき層形成工程を備えた半導体装置用リードフレームの製造方法であって、有機被膜形成工程では、下地めっき層と最表めっき層に対して金属結合性を有する有機被膜を形成するものとした（図３）。
【００１４】
ここで前記有機被膜形成工程は、前記有機化合物を溶媒に分散させて分散液を作製する分散液作製工程と、前記下地めっき層を施したリードフレームを前記分散液に浸漬する浸漬サブ工程とを経ることもできる（図４）。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の半導体装置用リードフレームの製造方法では、有機被膜形成工程で、下地めっき層被膜表面に、有機被膜を有機分子の自己組織化によって形成させる。この有機分子には両末端に金属結合性を有する官能基を備えているので、下地めっき層の金属と有機分子の一方の金属結合性の官能基とが結合する。一方、有機被膜の表面には前記有機分子の他方の金属結合性の官能基が露出する。
【００１６】
従って、最表めっき層形成工程を実施する際には、有機分子における前記他方の金属結合性の官能基と最表めっき層の金属が結合する。このように有機被膜は、下地めっき層と最表めっき層の双方と金属結合するので、当該両めっき層の密着性を強固に確保することができる。このため、従来のように中間めっき層を用いなくても良好なめっき層同士の密着性が得られ、構成の簡素化を図ることができる。
【００１７】
また、有機被膜を形成する有機分子は、両末端に有する結合基において下地めっき層と最表めっき層に対する金属結合性を呈するともに、主鎖部において分子間相互作用に係る特性を発揮する。この分子間相互作用により、有機被膜では複数の有機分子が互いに緻密に配列され、自己組織化によって有機被膜を構成する。これにより有機被膜は安定した形態を維持できる。よって本発明のリードフレームでは、長期にわたり、下地めっき層由来の金属の拡散が有機被膜によって遮断されるとともに、大気中の酸素成分の侵入によって下地めっき層が酸化し、ワイヤーボンディング性や半田付け性が低下したり、接触抵抗が増大するという問題を解決することができる。
【００１８】
また、有機被膜は大気中の酸素だけでなく、腐食性のガス、湿気、水分等に対しても良好な遮断効果を発揮する。このため、基材や下地めっき層の腐食や酸化を抑制して、めっき界面に酸化膜が形成されるのを防止できる。これによりめっき層同士の密着性を向上させ、両者間の剥がれを防止できる。従って、たとえ最表めっき層にめっきされた金属に孔が発生したとしても、有機被膜の配設により、基材や下地めっきが腐食や酸化を発生する問題を解決できる。
【００１９】
また、このように下地めっき層の腐食や酸化、さらに基材の金属の拡散を防ぐことが図れるため、最表めっき層の膜厚を従来よりも薄くすることが可能であり、材料コストの削減を図ることができる。また、薄いめっき層を形成させることでめっき処理時間が短縮されるため、製造のリードタイム短縮によってもコスト削減を図ることができる。
また本発明の製造方法によれば、従来技術のように中間めっき層を形成するための設備や装置が不要になり、製造コストの大幅な削減を図れるので、低コスト且つ優れた製造効率で、良好な電気接続性を持つ半導体装置用リードフレームを実現する事ができる。
【００２０】
このように本願発明は、機能性、構成等の点において、一般的なめっき処理方法、表面処理方法等とは全く異なるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態１に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
【図２】実施の形態１に係る半導体装置用リードフレームの構成を示す部分的な断面図である。
【図３】実施の形態２に係る半導体装置用リードフレームの製造方法における工程フローを示す図である。
【図４】実施の形態２に係る機能性有機分子の合成反応過程例を示す図である。
【図５】実施の形態２に係る機能性有機被膜の成膜工程を示す図である。
【図６】従来の半導体装置用リードフレームの構成を示す部分的な断面図である。
【図７】従来の半導体装置用リードフレームの問題点を説明するための構成を示す部分的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の各実施の形態を添付の図面を参照しながら説明する。本発明はこれらの実施形式に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲で適宜変更して実施することができる。
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１における半導体装置１の構成を示す断面図である。
【００２３】
半導体装置１はリードフレーム（２ａ、２ｂ）を利用し、インナーリード部２ａに半導体素子３をマウントし、ボンディングワイヤー４で半導体素子３とアウターリード２ｂを接合し、これらを封止樹脂５でパッケージングした構成を有する。
図２（a）は、半導体装置１のリードフレーム（２ａ、２ｂ）の部分的な断面図を示す。リードフレーム（２ａ、２ｂ）は、導体基材２０の上に下地めっき層２１を形成し、当該下地めっき層２１が金属結合性を有する有機被膜２２を介して最表めっき層２３と積層された構成を有している。
【００２４】
導体基材２１はリードフレーム（２ａ、２ｂ）のベース部分であり、銅または銅合金、鉄または鉄合金のいずれかの金属板体を用いて構成される。
下地めっき層２１はニッケルまたはニッケル合金、銅または銅合金、或いはパラジウムまたはパラジウム合金等の貴金属のいずれかを用いて構成される。
最表めっき層２３は銀または銀合金、パラジウムまたはパラジウム合金、或いは金または金合金等の貴金属のいずれかを用いて構成されている。
【００２５】
なお、下地めっき層２１は必須の構成ではなく、導体基材２０上に有機被膜２２を直接形成し、有機被膜２２に最表めっき層２３を積層しても良い。
下地めっき層２１、最表めっき層２３は、電解めっき法、無電解めっき法、蒸着めっき法、スパッタリング法等、いずれの方法で形成することも可能である。
有機被膜２２は本発明の主たる特徴部分であり、所定の機能性有機分子１１（以下、単に「有機分子１１」と称する。）の分子間相互作用に基づく自己組織化による単分子膜として構成される。ここでは、有機被膜２２を下地めっき層２１及び最表めっき層２３の間に介設することで、金属材料からなる各層２１、２２を強固に結合させ、互いに密着維持させるように図られている。
【００２６】
図２（ｂ）は、図２（ａ）と同様の構成について、有機被膜２２中の有機分子１１の模式的な化学構造と配向を示したものである。
図２（ｂ）に示すように、具体的な有機分子１１の化学構造としては、２つ以上の極性基を構造中に有するものとする。具体的に有機分子１１は、主鎖部Ｂ１に対し、その両末端に極性基（官能基Ａ１、Ａ１）を結合させて構成される。
【００２７】
両末端の官能基Ａ１、Ａ１には、金属材料に対する親和性、金属結合性（配意結合を含む）を有することが要求される。この特性を有するものであれば官能基Ａ１、Ａ１は一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体のいずれで構成しても良い。
例えば、チオール、及びチオール化合物、スルフィド化合物（ジスルフィド化合物）、含窒素複素環化合物（アゾール化合物、アジン化合物等）、またはこれらの一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体のいずれであれば、金属原子に対して水素結合性又は配位結合性を有するので好適である。
【００２８】
このうち官能基Ａ１、Ａ１がチオール基やジスルフィド基を有する場合、金、銀、ニッケル、銅、アルミニウム、パラジウム、白金などの金属に配位して共有結合がなされ、強固な結合構造が形成される。
一方、主鎖部Ｂ１には、窒素を２原子以上含有する含窒素複素環、またはアリール骨格、アセン骨格、ピレン骨格、フェナントレン骨格、フルオレン骨格の少なくとも一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体の何れかを利用できる。芳香族等で主鎖部Ｂ１を構成する場合は、分子間で互いに会合し、特に超分子的に緻密な配列を形成できるので好適である。
【００２９】
このうち前記含窒素複素環は、イミダソール、トリアゾール、テトラゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、トリアジンの少なくとも一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体であることが好ましい。
また、主鎖部Ｂ１としては、炭化水素鎖の緻密な炭素鎖形成が期待できる一般的なメチレン系有機分子及びその類型種（メチレン鎖、フルオロメチレン鎖、シロキサン鎖、グリコール鎖の少なくとも一種以上を含む化合物、化学構造体、若しくは誘導体のいずれか）等を用いることも好適である。
【００３０】
このうち主鎖部Ｂ１にフルオロメチレン鎖を用いた場合、疎水性がメチレン鎖よりも強いため、下地めっき層２１と有機被膜２２との間や有機被膜２２と最表めっき層２３との間への水分の侵入が強く抑制される。その結果、下地めっき層２１と有機被膜２２、有機被膜２２と最表めっき層２３の各間の良好な結合が保たれ、熱履歴による被膜の剥離が生じにくくなるので、めっきの密着性を確保することができる。
【００３１】
また主鎖部Ｂ１にシロキサン鎖を用いた場合、耐熱性および耐候性に優れる特性が発揮される。このため、例えば半導体素子等の実装工程において、有機被膜２２が比較的高温環境下にあっても変質・損傷されにくいため、下地めっき層２１及び表面層２３の間における安定した密着性を確保することができる。
主鎖部Ｂ１にグリコール鎖を用いた場合には、親水性の相互作用による有機被膜２２を形成でき、水等の極性溶媒に簡単に溶解させることができる。従って、主鎖部Ｂ１にはグリコール鎖またはメチレン鎖、フルオロメチレン鎖、シロキサン鎖、グリコール鎖の少なくとも一種以上とグリコール鎖とで構成されたものを用いても良い。
【００３２】
以上の特徴を有する有機分子１１を利用してなる有機被膜２２は、下地めっき層２１と最表めっき層２３の各々に対し、有機被膜２２中の有機分子１１の両末端の官能基Ａ１、Ａ１が強固に結合する。これによりリードフレーム２ａ、２ｂでは、下地めっき層２１と最表めっき層２３が優れた密着性で積層された構造を維持できるため、当該めっき層２１、２３のいずれかが若干の変質劣化を生じても、めっき層２１、２３間の剥離を防ぐことができる。
【００３３】
このような効果を奏することから、本発明では従来のように中間めっき層を形成しなくても、良好なめっき層同士の密着性を得ることも期待できる。
また、有機分子１１の主鎖部Ｂ１には分子間相互作用という性質があり、これを利用することで有機分子１１が緻密に配列され、安定した形態の有機被膜２２が形成される。緻密な有機被膜２２によって、下地めっき層２１を構成する金属成分が最表めっき層２３側に外部拡散し、当該金属成分が外気に触れて酸化被膜を形成する問題を効果的に抑制できる。
【００３４】
また、緻密な構成を有する有機被膜２２が外部から酸素、各種腐食性ガス、湿気、水分等の侵入を効果的に遮断するため、たとえ最表めっき層２３に孔が発生しても、孔を通じて上記成分が侵入し、下地めっき層２１や導体部材２０が酸化・腐食したり、めっき界面に酸化物膜が形成される等の問題を抑制できる。これにより、導体部材２０及び下地めっき層２１において安定しためっき層及び導電性を維持できる。また、下地めっき層２１の酸化によるワイヤーボンディング性や半田付け性の低下、また接触抵抗の増大に関する問題の解決を期待することもできる。
＜実施の形態２＞
次に、本発明のリードフレームの製造方法について例示する。
【００３５】
図３は、本発明の半導体装置用リードフレームの製造方法における工程フローを示している。当図に示すように、製造方法は導体基材に対し、下地めっき層を形成し、その後有機被膜の形成を経た後、最表めっき層を形成する。以下、各工程を順次説明する。
［下地めっき層形成工程］
まず、プレスまたはエッチングなどの成型技術を用いて形成された銅または銅合金からなる導体基材を用意する。この導体基材上に、下地めっき層形成工程によってニッケルまたはニッケル合金を施す。下地めっきの厚みは０．２〜５．０μｍが望ましい。例えば電解めっき法により形成することが好適である。
【００３６】
なお、下地めっきの材料は銅または銅合金、パラジウムまたはパラジウム合金であっても良く、そのめっき法は無電解めっき法、蒸着めっき法、スパッタリング法などで形成することも可能である。
［有機被膜形成工程］
有機被膜形成工程では、まず機能性有機分子を所定の合成過程を経て得る（図４）。その後、分散液調整サブ工程と、成膜サブ工程と、洗浄サブ工程とを、この順で行なう（図５（ａ））。
（機能性有機分子の合成）
図４は、両末端の官能基Ａ１、Ａ１をチオール化合物とし、主鎖部Ｂ１を含窒素複素環化合物の一種のトリアジン環骨格とした分子構造を持つように、有機分子１１を構成する場合の合成過程例を示す図である。
【００３７】
合成方法としては、まずシアヌル酸クロライドを水硫化チオールで処理し、クロライドの２つの官能基のみチオール化し、その後、当該チオールを保護する（特開２００７−１７６８４８号公報を参照）。なお、図中「Ｒ」で示される保護基としては、２−（２−エチルヘキシルオキシカルボニル）エチルを用いることができる。
次に、既に公知である（ＯＲＧＡＮＩＣ ＬＥＴＴＥＲＳ，２００８，ＶＯＬ．１０，ＮＯ．５，７０９−７１２）の記載に基づいて、チオールを保護したシアヌル酸クロライド誘導体を有機ニッケル触媒を用いて、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）溶媒中で反応させ、ホモカップリングさせる。そして、これを水酸化ナトリウムと反応させることによって、有機被膜２２を構成するための有機分子１１を得る。
【００３８】
なお、この合成過程は一例にすぎず、実施の形態１に示した各種バリエーションで有機分子１１を構成することも勿論可能である。
（分散液調整サブ工程）
次に、図５（ｂ）のように上記得られた有機分子１１を所定の溶媒に分散させ、分散液を作製する。前記所定の溶媒としては、有機溶媒，水またはその混合物が用いられる。溶媒に水を用いる際には、有機分子１１の分散性を得るため、必要に応じてアニオン系、カチオン系またはノニオン系の界面活性剤を添加することが好適である。さらに有機分子１１を安定化させるため、ホウ酸系やリン酸系のｐＨ緩衝剤、酸化防止剤等を添加しても良い。
【００３９】
（成膜サブ工程）
次に、図５（ｃ）のように、上記で作製した分散液中に、下地めっき層が施された金属材料からなるフレーム２０１を浸漬する。
分散液中では、各有機分子１１は図５（ｂ）中のＳ１拡大部分に示すように、比較的高いギブス自由エネルギーを有し、単分子同士で互いに反発するように相互作用し、ランダムな運動（所謂ブラウン運動）をしている。
【００４０】
この分散液中にフレーム２０１を浸漬すると、各有機分子１１はより安定な状態に移行しようとして、一方の金属結合性の末端官能基Ａ１をフレーム２０１表面の金属と結合する。これにより各有機分子１１は、図中のＳ２拡大部分に示すように、他方の金属結合性の末端官能基Ａ１を最表面に整列させた状態で膜状に安定化する。
以上の過程を経ることで、有機分子１１が自己組織化し、単分子膜が形成される。フレーム２０１を分散液から引き上げれば、金属表面上に有機被膜２２が形成された部材２０Ｘが得られる。
【００４１】
なお、ここでは有機被膜２２を形成するのにフレーム２０１を分散液に浸漬する浸漬法を例示したが、これに限定されず、例えばフレーム２０１に対して分散液を噴き付ける方法等、他の方法を用いても同様の有機被膜２２を形成できる。
（洗浄サブ工程）
有機溶媒，水または両者の混合物を洗浄媒体として部材２０Ｘを洗浄し、余分な有機分子１１を含む分散液を除去する。この洗浄処理で、両末端のいずれの官能基Ａ１、Ａ１も金属結合していない機能性有機分子１１を容易に除去できる。以上で有機被膜形成工程を終了する。
［最表めっき層形成工程］
形成された有機被膜２２の上に、銀または銀合金、パラジウムまたはパラジウム合金、金または金合金の少なくともいずれか用い、膜厚０．００２〜５．０μｍの範囲で最表めっき層を形成する。この形成法としては電解めっき法が好適であるが、その他、無電解めっき法、蒸着めっき法、スパッタリング法のいずれかを利用することも可能である。
【００４２】
最表めっき層形成工程を経ることにより、本発明のリードフレームを得ることができる。
上記した実施の形態２の製造方法によれば、下地めっき層の上に有機被膜２２を形成することで、下地めっき層の腐食や酸化、さらに基材の金属の拡散を防ぐことができる。このため、最表めっき層２３の膜厚を比較的薄くすることができ、材料コストの削減が図れる。また、より薄いめっき層を形成することで、めっき処理時間の短縮が図れるため、製造のリードタイム短縮によってもコスト削減を図ることができる。
【００４３】
また本発明の製造方法によれば、従来技術のように中間めっき層を形成するための設備や装置等に掛かる多大な製造コストを削減でき、低コスト且つ優れた製造効率で、良好な電気接続性を持つ半導体装置用リードフレームを実現する事ができる。
＜その他の事項＞
各実施の形態では、機能性有機分子を自己組織化させた単分子膜として有機被膜を構成したが、有機被膜は単分子膜に限定されない。たとえば最表めっき層との結合強度が不足しない程度であれば、複数層で有機被膜を形成しても構わない。
【００４４】
なお、このように複数層で有機被膜を形成する場合、機能性有機分子からなる第一層と第二層との間で、厚み方向で隣接する分子の結合性が要求される。従って、両末端の官能基として、金属結合性を有し、且つ第一官能基同士の結合性を有する化合物・構造体を用いればよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、ＩＣ、ＬＳＩ、ＶＬＳＩ等、封止樹脂によりパッケージングされた半導体装置、ＬＥＤ素子を実装したＬＥＤ照明装置等とその製造方法に利用できる。
【符号の説明】
【００４６】
Ａ１ 末端官能基
Ｂ１ 主鎖部
１ 半導体装置
２ａ、２ｂ リードフレーム
３ 半導体素子
４ ボンディングワイヤー
５ 封止樹脂
１１ 機能性有機分子（有機分子）
２０、３００、４００、５００、６００ 導体基材
２１、３０１、４０１、５０１ 下地めっき層
２２ 有機被膜
２３、３０３、４０３、５０３、６０３ 最表めっき層
２０１ フレーム
３０２、４０２、６０２ 中間めっき層
５０１a、６０３a 酸化膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のめっき層が積層された半導体装置用リードフレームに関し、特にめっき層同士の密着性を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ、ＬＳＩなどの半導体素子との電気的接続用部品として、金属板体からなるリードフレームが用いられている。この半導体素子をワイヤーボンディングにより電気的に接続されたリードフレームは、半導体素子とともに樹脂封止された状態で製品化され、半田等によって半導体装置の基板等に接合される。
半導体装置の製造工程において、良好なワイヤーボンディング性、半田付け性を確保するため、これらの電気的接続部品には各種貴金属のめっきが施されている。しかし、めっきの剥がれといった欠陥によって、基材や下地めっきの腐食や酸化が生じ、ワイヤーボンディング性、半田付け性が悪化してしまう。そのため、これらの電気的接続部品において優れためっきの密着性を有することが要求される。
【０００３】
そこで図６（ａ）の断面図に示すように、導体基材３００上にニッケルの下地めっき層３０１と銀の最表めっき層３０３のめっきを順次形成する場合、これらの層間に中間めっき層３０２として銅のめっきを介設することで、下地めっき層３０１と最表めっき層３０３との密着性を確保する技術が知られている。これはニッケルと銀の両方と互いに固溶する銅の存在により、銅を相互拡散させて密着性を向上させようとするものである。
【０００４】
また図６（ｂ）の断面図に示すように、半導体装置用リードフレームとして、導体基材４００上にニッケルの下地めっき層４０１、パラジウム又はパラジウム合金の中間めっき層４０２、金の最表めっき層４０３といっためっき被膜を順次形成する構成が知られている。この構成でも中間めっき層４０２を利用することで優れためっきの密着性を確保し、良好なワイヤーボンディング性や半田付け性が発揮されるように図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ２００７／１１９５２２号公報
【特許文献２】特許３９９８７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで最表めっき層に銀を利用する場合、導体基材５０１の上に下地めっき層５０１、最表めっき層５０３を順次形成した図７（ａ）に示すように、大気中の酸素が最表めっき層５０３の銀の中に侵入する。このため下地めっき層５０１のめっきが酸化され、最表めっき層５０３との界面付近に酸化物膜５０１ａが形成される。酸化物膜５０１ａの存在により、最表めっき層５０３と下地めっき層５０１の界面における互いの密着性が弱くなり、両めっき層５０１、５０３が剥がれる問題が生じうる。
【０００７】
また、図６（ａ）に示した構成では、次第に図７（ｂ）に示すように、中間めっき層６０２中の銅が層の厚み方向に拡散する。このような銅が最表めっき層６０３に拡散し、その最表面にまで達すると、銅は大気中の酸素成分と反応して酸化され、酸化膜６０３ａが形成される。形成された酸化膜６０３ａはワイヤーボンディング性や半田付け性を低下させるほか、接触抵抗を増大させる原因になる。
【０００８】
この課題を解決するために、中間めっき層６０２の膜厚を薄くして銅の拡散を抑制しようとすると、中間めっき層６０２の膜厚が不足してめっき被膜に孔が発生する。そして、孔を通じて導体基材６００や下地めっき層６０１の腐食や酸化を誘発するといった問題が生じうる。
一方、図６（ｂ）に示すように、最表めっき層４０３として利用される金は非常に安定な貴金属であり、耐腐食性に優れているので、良好なワイヤーボンディング性や半田付け性が得られる。しかしながら高価な貴金属であるために、めっきの膜厚を大きくすると非常にコストがかかる。また、コスト削減するためにめっきの膜厚を小さくすると、最表めっき層４０３をなす金めっき被膜に孔が発生して、孔を通じて導体基材４００や下地めっき層４０１の腐食、酸化を引き起こす原因になる。
【０００９】
さらに、製造に係る問題として、下地めっき層、中間めっき層、最表めっき層を形成するための各めっき層形成工程が必要である他、所定のめっき処理を行う設備や装置を用意するために多大な製造コストが必要である。
本発明は以上の課題に鑑みてなされたものであって、半導体装置用リードフレームとその製造方法において、複数のめっき層を積層する場合におけるめっき層同士の密着性を向上させ、半導体装置の製造工程におけるワイヤーボンド性の低下や実装の際の半田付け性の悪化を抑制するとともに、製造コストの効果的な削減を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の半導体装置用リードフレームは、導体基材上に下地めっき層が施され、当該下地めっき層が金属結合性を有する有機被膜を介して最表めっき層と積層されている構成とした。
ここで、下地めっき層、或いは下地めっき層と最表めっき層の両方を貴金属で構成することもできる。
【００１１】
また、前記有機被膜は、構造中に極性基を２つ以上有する有機分子で構成され、下地めっき層を構成する金属と結合した状態で下地めっき層を被覆している構成とすることもできる。
また、前記有機被膜は、自己組織化する有機分子で構成され、当該有機分子は、両末端に金属結合性の官能基を有する構成とすることもできる。
【００１２】
さらに、前記有機分子の主鎖部は窒素を２原子以上含有する含窒素複素環、またはアリール骨格、アセン骨格、ピレン骨格、フェナントレン骨格、フルオレン骨格の少なくとも一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体で構成されている構成とすることもできる。
ここで前記含窒素複素環には、イミダソール、トリアゾール、テトラゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、トリアジンの少なくとも一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体を用いることもできる。
【００１３】
また前記金属結合性の官能基は、チオール化合物、スルフィド化合物、含窒素複素環化合物の内の一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体で構成することもできる。
また本発明は、導体基材上に下地めっき層を施すための下地めっき層形成工程と、前記下地めっき層の表面に有機被膜を形成するための有機被膜形成工程と、前記有機被膜層の表面に最表めっき層を施すための最表めっき層形成工程を備えた半導体装置用リードフレームの製造方法であって、有機被膜形成工程では、下地めっき層と最表めっき層に対して金属結合性を有する有機被膜を形成するものとした（図３）。
【００１４】
ここで前記有機被膜形成工程は、前記有機化合物を溶媒に分散させて分散液を作製する分散液作製工程と、前記下地めっき層を施したリードフレームを前記分散液に浸漬する浸漬サブ工程とを経ることもできる（図４）。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の半導体装置用リードフレームの製造方法では、有機被膜形成工程で、下地めっき層被膜表面に、有機被膜を有機分子の自己組織化によって形成させる。この有機分子には両末端に金属結合性を有する官能基を備えているので、下地めっき層の金属と有機分子の一方の金属結合性の官能基とが結合する。一方、有機被膜の表面には前記有機分子の他方の金属結合性の官能基が露出する。
【００１６】
従って、最表めっき層形成工程を実施する際には、有機分子における前記他方の金属結合性の官能基と最表めっき層の金属が結合する。このように有機被膜は、下地めっき層と最表めっき層の双方と金属結合するので、当該両めっき層の密着性を強固に確保することができる。このため、従来のように中間めっき層を用いなくても良好なめっき層同士の密着性が得られ、構成の簡素化を図ることができる。
【００１７】
また、有機被膜を形成する有機分子は、両末端に有する結合基において下地めっき層と最表めっき層に対する金属結合性を呈するともに、主鎖部において分子間相互作用に係る特性を発揮する。この分子間相互作用により、有機被膜では複数の有機分子が互いに緻密に配列され、自己組織化によって有機被膜を構成する。これにより有機被膜は安定した形態を維持できる。よって本発明のリードフレームでは、長期にわたり、下地めっき層由来の金属の拡散が有機被膜によって遮断されるとともに、大気中の酸素成分の侵入によって下地めっき層が酸化し、ワイヤーボンディング性や半田付け性が低下したり、接触抵抗が増大するという問題を解決することができる。
【００１８】
また、有機被膜は大気中の酸素だけでなく、腐食性のガス、湿気、水分等に対しても良好な遮断効果を発揮する。このため、基材や下地めっき層の腐食や酸化を抑制して、めっき界面に酸化膜が形成されるのを防止できる。これによりめっき層同士の密着性を向上させ、両者間の剥がれを防止できる。従って、たとえ最表めっき層にめっきされた金属に孔が発生したとしても、有機被膜の配設により、基材や下地めっきが腐食や酸化を発生する問題を解決できる。
【００１９】
また、このように下地めっき層の腐食や酸化、さらに基材の金属の拡散を防ぐことが図れるため、最表めっき層の膜厚を従来よりも薄くすることが可能であり、材料コストの削減を図ることができる。また、薄いめっき層を形成させることでめっき処理時間が短縮されるため、製造のリードタイム短縮によってもコスト削減を図ることができる。
また本発明の製造方法によれば、従来技術のように中間めっき層を形成するための設備や装置が不要になり、製造コストの大幅な削減を図れるので、低コスト且つ優れた製造効率で、良好な電気接続性を持つ半導体装置用リードフレームを実現する事ができる。
【００２０】
このように本願発明は、機能性、構成等の点において、一般的なめっき処理方法、表面処理方法等とは全く異なるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態１に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
【図２】実施の形態１に係る半導体装置用リードフレームの構成を示す部分的な断面図である。
【図３】実施の形態２に係る半導体装置用リードフレームの製造方法における工程フローを示す図である。
【図４】実施の形態２に係る機能性有機分子の合成反応過程例を示す図である。
【図５】実施の形態２に係る機能性有機被膜の成膜工程を示す図である。
【図６】従来の半導体装置用リードフレームの構成を示す部分的な断面図である。
【図７】従来の半導体装置用リードフレームの問題点を説明するための構成を示す部分的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の各実施の形態を添付の図面を参照しながら説明する。本発明はこれらの実施形式に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲で適宜変更して実施することができる。
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１における半導体装置１の構成を示す断面図である。
【００２３】
半導体装置１はリードフレーム（２ａ、２ｂ）を利用し、インナーリード部２ａに半導体素子３をマウントし、ボンディングワイヤー４で半導体素子３とアウターリード２ｂを接合し、これらを封止樹脂５でパッケージングした構成を有する。
図２（a）は、半導体装置１のリードフレーム（２ａ、２ｂ）の部分的な断面図を示す。リードフレーム（２ａ、２ｂ）は、導体基材２０の上に下地めっき層２１を形成し、当該下地めっき層２１が金属結合性を有する有機被膜２２を介して最表めっき層２３と積層された構成を有している。
【００２４】
導体基材２１はリードフレーム（２ａ、２ｂ）のベース部分であり、銅または銅合金、鉄または鉄合金のいずれかの金属板体を用いて構成される。
下地めっき層２１はニッケルまたはニッケル合金、銅または銅合金、或いはパラジウムまたはパラジウム合金等の貴金属のいずれかを用いて構成される。
最表めっき層２３は銀または銀合金、パラジウムまたはパラジウム合金、或いは金または金合金等の貴金属のいずれかを用いて構成されている。
【００２５】
なお、下地めっき層２１は必須の構成ではなく、導体基材２０上に有機被膜２２を直接形成し、有機被膜２２に最表めっき層２３を積層しても良い。
下地めっき層２１、最表めっき層２３は、電解めっき法、無電解めっき法、蒸着めっき法、スパッタリング法等、いずれの方法で形成することも可能である。
有機被膜２２は本発明の主たる特徴部分であり、所定の機能性有機分子１１（以下、単に「有機分子１１」と称する。）の分子間相互作用に基づく自己組織化による単分子膜として構成される。ここでは、有機被膜２２を下地めっき層２１及び最表めっき層２３の間に介設することで、金属材料からなる各層２１、２２を強固に結合させ、互いに密着維持させるように図られている。
【００２６】
図２（ｂ）は、図２（ａ）と同様の構成について、有機被膜２２中の有機分子１１の模式的な化学構造と配向を示したものである。
図２（ｂ）に示すように、具体的な有機分子１１の化学構造としては、２つ以上の極性基を構造中に有するものとする。具体的に有機分子１１は、主鎖部Ｂ１に対し、その両末端に極性基（官能基Ａ１、Ａ１）を結合させて構成される。
【００２７】
両末端の官能基Ａ１、Ａ１には、金属材料に対する親和性、金属結合性（配意結合を含む）を有することが要求される。この特性を有するものであれば官能基Ａ１、Ａ１は一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体のいずれで構成しても良い。
例えば、チオール、及びチオール化合物、スルフィド化合物（ジスルフィド化合物）、含窒素複素環化合物（アゾール化合物、アジン化合物等）、またはこれらの一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体のいずれであれば、金属原子に対して水素結合性又は配位結合性を有するので好適である。
【００２８】
このうち官能基Ａ１、Ａ１がチオール基やジスルフィド基を有する場合、金、銀、ニッケル、銅、アルミニウム、パラジウム、白金などの金属に配位して共有結合がなされ、強固な結合構造が形成される。
一方、主鎖部Ｂ１には、窒素を２原子以上含有する含窒素複素環、またはアリール骨格、アセン骨格、ピレン骨格、フェナントレン骨格、フルオレン骨格の少なくとも一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体の何れかを利用できる。芳香族等で主鎖部Ｂ１を構成する場合は、分子間で互いに会合し、特に超分子的に緻密な配列を形成できるので好適である。
【００２９】
このうち前記含窒素複素環は、イミダソール、トリアゾール、テトラゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、トリアジンの少なくとも一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体であることが好ましい。
また、主鎖部Ｂ１としては、炭化水素鎖の緻密な炭素鎖形成が期待できる一般的なメチレン系有機分子及びその類型種（メチレン鎖、フルオロメチレン鎖、シロキサン鎖、グリコール鎖の少なくとも一種以上を含む化合物、化学構造体、若しくは誘導体のいずれか）等を用いることも好適である。
【００３０】
このうち主鎖部Ｂ１にフルオロメチレン鎖を用いた場合、疎水性がメチレン鎖よりも強いため、下地めっき層２１と有機被膜２２との間や有機被膜２２と最表めっき層２３との間への水分の侵入が強く抑制される。その結果、下地めっき層２１と有機被膜２２、有機被膜２２と最表めっき層２３の各間の良好な結合が保たれ、熱履歴による被膜の剥離が生じにくくなるので、めっきの密着性を確保することができる。
【００３１】
また主鎖部Ｂ１にシロキサン鎖を用いた場合、耐熱性および耐候性に優れる特性が発揮される。このため、例えば半導体素子等の実装工程において、有機被膜２２が比較的高温環境下にあっても変質・損傷されにくいため、下地めっき層２１及び表面層２３の間における安定した密着性を確保することができる。
主鎖部Ｂ１にグリコール鎖を用いた場合には、親水性の相互作用による有機被膜２２を形成でき、水等の極性溶媒に簡単に溶解させることができる。従って、主鎖部Ｂ１にはグリコール鎖またはメチレン鎖、フルオロメチレン鎖、シロキサン鎖、グリコール鎖の少なくとも一種以上とグリコール鎖とで構成されたものを用いても良い。
【００３２】
以上の特徴を有する有機分子１１を利用してなる有機被膜２２は、下地めっき層２１と最表めっき層２３の各々に対し、有機被膜２２中の有機分子１１の両末端の官能基Ａ１、Ａ１が強固に結合する。これによりリードフレーム２ａ、２ｂでは、下地めっき層２１と最表めっき層２３が優れた密着性で積層された構造を維持できるため、当該めっき層２１、２３のいずれかが若干の変質劣化を生じても、めっき層２１、２３間の剥離を防ぐことができる。
【００３３】
このような効果を奏することから、本発明では従来のように中間めっき層を形成しなくても、良好なめっき層同士の密着性を得ることも期待できる。
また、有機分子１１の主鎖部Ｂ１には分子間相互作用という性質があり、これを利用することで有機分子１１が緻密に配列され、安定した形態の有機被膜２２が形成される。緻密な有機被膜２２によって、下地めっき層２１を構成する金属成分が最表めっき層２３側に外部拡散し、当該金属成分が外気に触れて酸化被膜を形成する問題を効果的に抑制できる。
【００３４】
また、緻密な構成を有する有機被膜２２が外部から酸素、各種腐食性ガス、湿気、水分等の侵入を効果的に遮断するため、たとえ最表めっき層２３に孔が発生しても、孔を通じて上記成分が侵入し、下地めっき層２１や導体部材２０が酸化・腐食したり、めっき界面に酸化物膜が形成される等の問題を抑制できる。これにより、導体部材２０及び下地めっき層２１において安定しためっき層及び導電性を維持できる。また、下地めっき層２１の酸化によるワイヤーボンディング性や半田付け性の低下、また接触抵抗の増大に関する問題の解決を期待することもできる。
＜実施の形態２＞
次に、本発明のリードフレームの製造方法について例示する。
【００３５】
図３は、本発明の半導体装置用リードフレームの製造方法における工程フローを示している。当図に示すように、製造方法は導体基材に対し、下地めっき層を形成し、その後有機被膜の形成を経た後、最表めっき層を形成する。以下、各工程を順次説明する。
［下地めっき層形成工程］
まず、プレスまたはエッチングなどの成型技術を用いて形成された銅または銅合金からなる導体基材を用意する。この導体基材上に、下地めっき層形成工程によってニッケルまたはニッケル合金を施す。下地めっきの厚みは０．２〜５．０μｍが望ましい。例えば電解めっき法により形成することが好適である。
【００３６】
なお、下地めっきの材料は銅または銅合金、パラジウムまたはパラジウム合金であっても良く、そのめっき法は無電解めっき法、蒸着めっき法、スパッタリング法などで形成することも可能である。
［有機被膜形成工程］
有機被膜形成工程では、まず機能性有機分子を所定の合成過程を経て得る（図４）。その後、分散液調整サブ工程と、成膜サブ工程と、洗浄サブ工程とを、この順で行なう（図５（ａ））。
（機能性有機分子の合成）
図４は、両末端の官能基Ａ１、Ａ１をチオール化合物とし、主鎖部Ｂ１を含窒素複素環化合物の一種のトリアジン環骨格とした分子構造を持つように、有機分子１１を構成する場合の合成過程例を示す図である。
【００３７】
合成方法としては、まずシアヌル酸クロライドを水硫化チオールで処理し、クロライドの２つの官能基のみチオール化し、その後、当該チオールを保護する（特開２００７−１７６８４８号公報を参照）。なお、図中「Ｒ」で示される保護基としては、２−（２−エチルヘキシルオキシカルボニル）エチルを用いることができる。
次に、既に公知である（ＯＲＧＡＮＩＣ ＬＥＴＴＥＲＳ，２００８，ＶＯＬ．１０，ＮＯ．５，７０９−７１２）の記載に基づいて、チオールを保護したシアヌル酸クロライド誘導体を有機ニッケル触媒を用いて、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）溶媒中で反応させ、ホモカップリングさせる。そして、これを水酸化ナトリウムと反応させることによって、有機被膜２２を構成するための有機分子１１を得る。
【００３８】
なお、この合成過程は一例にすぎず、実施の形態１に示した各種バリエーションで有機分子１１を構成することも勿論可能である。
（分散液調整サブ工程）
次に、図５（ｂ）のように上記得られた有機分子１１を所定の溶媒に分散させ、分散液を作製する。前記所定の溶媒としては、有機溶媒，水またはその混合物が用いられる。溶媒に水を用いる際には、有機分子１１の分散性を得るため、必要に応じてアニオン系、カチオン系またはノニオン系の界面活性剤を添加することが好適である。さらに有機分子１１を安定化させるため、ホウ酸系やリン酸系のｐＨ緩衝剤、酸化防止剤等を添加しても良い。
【００３９】
（成膜サブ工程）
次に、図５（ｃ）のように、上記で作製した分散液中に、下地めっき層が施された金属材料からなるフレーム２０１を浸漬する。
分散液中では、各有機分子１１は図５（ｂ）中のＳ１拡大部分に示すように、比較的高いギブス自由エネルギーを有し、単分子同士で互いに反発するように相互作用し、ランダムな運動（所謂ブラウン運動）をしている。
【００４０】
この分散液中にフレーム２０１を浸漬すると、各有機分子１１はより安定な状態に移行しようとして、一方の金属結合性の末端官能基Ａ１をフレーム２０１表面の金属と結合する。これにより各有機分子１１は、図中のＳ２拡大部分に示すように、他方の金属結合性の末端官能基Ａ１を最表面に整列させた状態で膜状に安定化する。
以上の過程を経ることで、有機分子１１が自己組織化し、単分子膜が形成される。フレーム２０１を分散液から引き上げれば、金属表面上に有機被膜２２が形成された部材２０Ｘが得られる。
【００４１】
なお、ここでは有機被膜２２を形成するのにフレーム２０１を分散液に浸漬する浸漬法を例示したが、これに限定されず、例えばフレーム２０１に対して分散液を噴き付ける方法等、他の方法を用いても同様の有機被膜２２を形成できる。
（洗浄サブ工程）
有機溶媒，水または両者の混合物を洗浄媒体として部材２０Ｘを洗浄し、余分な有機分子１１を含む分散液を除去する。この洗浄処理で、両末端のいずれの官能基Ａ１、Ａ１も金属結合していない機能性有機分子１１を容易に除去できる。以上で有機被膜形成工程を終了する。
［最表めっき層形成工程］
形成された有機被膜２２の上に、銀または銀合金、パラジウムまたはパラジウム合金、金または金合金の少なくともいずれか用い、膜厚０．００２〜５．０μｍの範囲で最表めっき層を形成する。この形成法としては電解めっき法が好適であるが、その他、無電解めっき法、蒸着めっき法、スパッタリング法のいずれかを利用することも可能である。
【００４２】
最表めっき層形成工程を経ることにより、本発明のリードフレームを得ることができる。
上記した実施の形態２の製造方法によれば、下地めっき層の上に有機被膜２２を形成することで、下地めっき層の腐食や酸化、さらに基材の金属の拡散を防ぐことができる。このため、最表めっき層２３の膜厚を比較的薄くすることができ、材料コストの削減が図れる。また、より薄いめっき層を形成することで、めっき処理時間の短縮が図れるため、製造のリードタイム短縮によってもコスト削減を図ることができる。
【００４３】
また本発明の製造方法によれば、従来技術のように中間めっき層を形成するための設備や装置等に掛かる多大な製造コストを削減でき、低コスト且つ優れた製造効率で、良好な電気接続性を持つ半導体装置用リードフレームを実現する事ができる。
＜その他の事項＞
各実施の形態では、機能性有機分子を自己組織化させた単分子膜として有機被膜を構成したが、有機被膜は単分子膜に限定されない。たとえば最表めっき層との結合強度が不足しない程度であれば、複数層で有機被膜を形成しても構わない。
【００４４】
なお、このように複数層で有機被膜を形成する場合、機能性有機分子からなる第一層と第二層との間で、厚み方向で隣接する分子の結合性が要求される。従って、両末端の官能基として、金属結合性を有し、且つ第一官能基同士の結合性を有する化合物・構造体を用いればよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、ＩＣ、ＬＳＩ、ＶＬＳＩ等、封止樹脂によりパッケージングされた半導体装置、ＬＥＤ素子を実装したＬＥＤ照明装置等とその製造方法に利用できる。
【符号の説明】
【００４６】
Ａ１ 末端官能基
Ｂ１ 主鎖部
１ 半導体装置
２ａ、２ｂ リードフレーム
３ 半導体素子
４ ボンディングワイヤー
５ 封止樹脂
１１ 機能性有機分子（有機分子）
２０、３００、４００、５００、６００ 導体基材
２１、３０１、４０１、５０１ 下地めっき層
２２ 有機被膜
２３、３０３、４０３、５０３、６０３ 最表めっき層
２０１ フレーム
３０２、４０２、６０２ 中間めっき層
５０１a、６０３a 酸化膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体基材上に下地めっき層が施され、当該下地めっき層が金属結合性を有する有機被膜を介して最表めっき層と積層されている
ことを特徴とする半導体装置用リードフレーム。
【請求項２】
前記下地めっき層は貴金属からなる
ことを特徴とする請求項１記載の半導体装置用リードフレーム。
【請求項３】
前記下地めっき層および最表めっき層が貴金属からなる
ことを特徴とする請求項１記載の半導体装置用リードフレーム。
【請求項４】
前記有機被膜は、構造中に極性基を２つ以上有する有機分子で構成され、下地めっき層を構成する金属と結合した状態で下地めっき層を被覆している
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半導体装置用リードフレーム。
【請求項５】
前記有機被膜は、自己組織化する有機分子で構成され、
当該有機分子は、両末端に金属結合性の官能基を有する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の半導体リードフレーム。
【請求項６】
前記有機分子の主鎖部は窒素を２原子以上含有する含窒素複素環、またはアリール骨格、アセン骨格、ピレン骨格、フェナントレン骨格、フルオレン骨格の少なくとも一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体で構成されている
ことを特徴とする請求項５に記載の半導体装置用リードフレーム。
【請求項７】
前記含窒素複素環は、イミダソール、トリアゾール、テトラゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、トリアジンの少なくとも一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体である
ことを特徴とする請求項６に記載の半導体装置用リードフレーム。
【請求項８】
前記金属結合性の官能基は、チオール化合物、スルフィド化合物、含窒素複素環化合物の内の一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体で構成されている
ことを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の半導体装置用リードフレーム。
【請求項９】
導体基材上に下地めっき層を施すための下地めっき層形成工程と、前記下地めっき層の表面に有機被膜を形成するための有機被膜形成工程と、前記有機被膜層の表面に最表めっき層を施すための最表めっき層形成工程を備えた半導体装置用リードフレームの製造方法であって、
有機被膜形成工程では、下地めっき層と最表めっき層に対して金属結合性を有する有機被膜を形成する
半導体用リードフレームの製造方法。
【請求項１０】
前記有機被膜形成工程は、前記有機化合物を溶媒に分散させて分散液を作製する分散液作製工程と、前記下地めっき層を施したリードフレームを前記分散液に浸漬する浸漬サブ工程とを経る
ことを特徴とする請求項９に記載の半導体装置用リードフレームの製造方法。
【請求項１】
導体基材上に下地めっき層が施され、当該下地めっき層が金属結合性を有する有機被膜を介して最表めっき層と積層されている
ことを特徴とする半導体装置用リードフレーム。
【請求項２】
前記下地めっき層は貴金属からなる
ことを特徴とする請求項１記載の半導体装置用リードフレーム。
【請求項３】
前記下地めっき層および最表めっき層が貴金属からなる
ことを特徴とする請求項１記載の半導体装置用リードフレーム。
【請求項４】
前記有機被膜は、構造中に極性基を２つ以上有する有機分子で構成され、下地めっき層を構成する金属と結合した状態で下地めっき層を被覆している
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半導体装置用リードフレーム。
【請求項５】
前記有機被膜は、自己組織化する有機分子で構成され、
当該有機分子は、両末端に金属結合性の官能基を有する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の半導体リードフレーム。
【請求項６】
前記有機分子の主鎖部は窒素を２原子以上含有する含窒素複素環、またはアリール骨格、アセン骨格、ピレン骨格、フェナントレン骨格、フルオレン骨格の少なくとも一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体で構成されている
ことを特徴とする請求項５に記載の半導体装置用リードフレーム。
【請求項７】
前記含窒素複素環は、イミダソール、トリアゾール、テトラゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、トリアジンの少なくとも一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体である
ことを特徴とする請求項６に記載の半導体装置用リードフレーム。
【請求項８】
前記金属結合性の官能基は、チオール化合物、スルフィド化合物、含窒素複素環化合物の内の一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体で構成されている
ことを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の半導体装置用リードフレーム。
【請求項９】
導体基材上に下地めっき層を施すための下地めっき層形成工程と、前記下地めっき層の表面に有機被膜を形成するための有機被膜形成工程と、前記有機被膜層の表面に最表めっき層を施すための最表めっき層形成工程を備えた半導体装置用リードフレームの製造方法であって、
有機被膜形成工程では、下地めっき層と最表めっき層に対して金属結合性を有する有機被膜を形成する
半導体用リードフレームの製造方法。
【請求項１０】
前記有機被膜形成工程は、前記有機化合物を溶媒に分散させて分散液を作製する分散液作製工程と、前記下地めっき層を施したリードフレームを前記分散液に浸漬する浸漬サブ工程とを経る
ことを特徴とする請求項９に記載の半導体装置用リードフレームの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１８７６８７（Ｐ２０１１−１８７６８７Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５１４６５（Ｐ２０１０−５１４６５）
【出願日】平成２２年３月９日（２０１０．３．９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月９日（２０１０．３．９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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