JPH11195739A - リードフレームの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】リードフレームの製造方法を提供すること。 【解決手段】この方法は、一対の上下の両主面を有する
電気的導電性層(11)を与えるステップを含む。パターン
は、前記層を通して部分的に広がる層においてエッチさ
れ、前記層の側壁を有するキャビティ(15)を形成する。
パターン化されたマスク(17)が前記側壁のマスキングを
含むエッチされた層上に設けられる。この層は、キャビ
ティ内で再度エッチ(21)される。パターン化されたマス
クは、好ましくは液体のホトレジストであり、電気的導
電性層は、好ましくは銅又は銅ベースの材料、或いはAL
LOY 42の１つを含むのが好ましい。このエッチは、両主
面から生じる。これによりアンダーカットは最小にされ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスに
おいて使用するためのリードフレームの製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】リードフレームは、半導体デバイスの製
造に利用される標準的な要素である。一般に、半導体デ
バイスの製造中に、半導体チップは、チップ上のボンド
パッドに接合され、チップ上のボンドパッドからリード
フレーム上のリードフィンガーに延びる細い金のワイヤ
リードを有するリードフレームの中央部分に固定され
る。このリードフレームとチップは、続いて、例えばプ
リントされたワイヤリングボード（ＰＷＢ）のような外
周部へ接続するため、カプセルの外方へ延びるリードフ
レームのリードフリンガの一部と共に囲われる。比較的
大きな寸法及び／叉は比較的少ないピン数を有するリー
ドフレームは、金型打ち抜きによって金属シートから作
られる。しかし、リード間で利用可能なピッチが減少す
る場合、リードフレームは、米国特許5,221,428号に記
載されているように、電気的に導電性の薄いシート或い
はホイルのマスキングとエッチングの使用によって製造
される。現在の金属打ち抜き技術は、エッチングのそれ
とほぼ等しい能力に達しているけれども、エッチング
は、特に非常にピン数の多いリードフレームの金属の打
ち抜き具はコストが高いために、新しい設計や小さなも
のの製造にまだ向いている。

【０００３】エッチングによってリードフレームを作る
ために、製造されるべきリードフレーム形状のホトレジ
ストパターンが例えば、ホイル、一般に銅或いは銅ベー
スの材料、またはALLOY42のような低膨張の鉄−ニッケ
ル合金のような電気的導電性金属の両側に設けられる。
その後、ホイル上にパターン化したホトレジストを有す
るこのホイルは、エッチャーを通過される。そこでホト
レジストによってマスクされない金属は、例えば、塩化
第二鉄叉は塩化第二銅で、エッチングによって除去され
る。エッチングの後、ホトレジストは、取り除かれ、リ
ードフレームは一部或いは全部をメッキするために任意
に用意される。メッキとして、もし、一般にパラジウ
ム、選択的な銀或いは金が利用されるならば、例えば金
属のボンディング及びはんだ特性を改善する。このエッ
チング工程の間、ホイルは、アンダーエッチング或いは
アンダーカッティングされる。ここで金属ホイルがエッ
チングされるにしたがって、エッチング除去されるパタ
ーンは、レジストの下でエッチングされる部分のために
元のレジストパターンの開けられた面積より幾らか大き
い。

【０００４】アンダーカットは、ホイルの厚さに関係
し、ホイルの厚さが増加するにつれて増加する。上述の
ように、この効果は、エチャントは、ホイル表面下方或
いは面に垂直にエッチングするばかりでなく、幾らかゆ
っくりした速度で、ホイル面の横側もエッチングすると
言う事実によって起こされる。標準の製造技術において
は、この効果はホトレジストパターンをバイアスするこ
とによって補償される。しかし、もし、半導体の製造に
必要とされる小さな形状と共に用いられるリードフレー
ムに対して必要とされる、非常に細かな孔が比較的厚い
ホイルに作られる場合、それらが理論的に存在しない程
度にレジストの孔の幅を減少する必要がある。これは可
能なシナリオでないので、与えられたホイルの厚さに対
して、エッチングされる最小のスロット幅には制限があ
る。

【０００５】従って、与えられたホイルの厚さに対して
従来技術で応じることができる孔より狭い孔がエッチン
グされる新しい技術が必要であることは明らかである。
このような新しい技術は、米国特許第5,221,428号に記
載されている。ここで従来技術のアンダーカットは、ホ
イルの選択された部分の厚さを減少し、かつ両主面から
エッチングすることによって減少されることが記載され
ている。アンダーカットが減少される一方で、ホイルの
面に垂直なエッチングを行うにしたがって、横方向のエ
ッチングが半分の速度で起きる。

【０００６】

【発明の概要】本発明によると、アンダーカットの上記
問題が最小にされる。要約すれば、リードフレームの外
部のリードフィンガー領域において、集積回路のアッセ
ンブリばかりでなくプリント回路板上の集積回路の最近
のアッセンブリは、既知の最小の材料厚を有することに
よってのみ得られることができる一定の機械的強度を必
要とする。代表的には、プラスチックのカプセル内にあ
る内部のリードのみが非常に狭い孔を有する非常に細か
なパターンを有する。外側の領域において、ギャップは
非常に広い。従来技術の解決手段は、エッチングプロセ
スを通る分離した通路においてエッチングすることによ
って内部リード領域の材料の厚さを減少することであっ
た。

【０００７】エッチングは、ホイルの一方或いは両側、
好ましくはホイルの両側から行われた。最初のエッチン
グステップが完了した後、リードフレームをエッチング
するための標準のエッチングプロセスがエッチキャビテ
ィの垂直側をしっかり覆うために用いられているホトレ
ジストと共に一体にされる。この従来技術の解決手段
は、本発明によって、第１のホトレジストの堆積後、残
される材料の厚さが求められる細かな形状の製造を可能
にするのに十分薄くなったらすぐに、ホイルのエッチン
グを停止することによって変更される。その後、第１の
レジストがはがされ、部分的にエッチされたホイルは、
標準の方法でクリーニングされ、そしてホイルと前のエ
ッチングプロセス中にホイルにエッチングされたキャビ
ティを覆う第２の、好ましくは液体のホトレジストが与
えられる。第２の液体のホトレジストは、ホイルの一方
或いは両方の側から与えられることができる。その後第
２のホトレジストはパターン化され、露光され、第２の
露光されたホトレジストによってマスクされて、形成さ
れたキャビティに沿って側壁を残す。第２のホトレジス
トを感光した後、基板は再び側壁上に第２のホトレジス
トがあるために最小化されたアンダーカットを伴ってエ
ッチングされる。従って、アンダーカットは最小にされ
る。第２のホトレジストは除去され、処理は標準の方法
で続く。

【０００８】

【発明の実施の形態】まず、第１図を参照すると、リー
ドフレームの製造において標準のエッチング技術を用い
たときに生じるアンダーカットを示す概略図である。図
示されているように、パターン化されたマスク１がホイ
ル３の両側に配置されて、そのマスクの開口５を通し
て、かつマスクの表面に垂直に所望のエッチングが生じ
る。しかし、横側がエッチングされるために、マスク１
の下にアンダーカットが生じ、それによりマスクの下の
ホイル材料７が開口５の直接下にあるホイル材料といっ
しょに除去される。多くの場合、例えばマスクの下に残
っているホイルの形状が小さい場合、アンダーカット
は、ホイルを完全に除去するか、或いは電気的導通が妨
げられる程度までホイルを薄くすることによって、ホイ
ルの電気的特性を著しく損なう。本発明は、このアンダ
ーカットの問題を最小にする。

【０００９】図２（Ａ）を参照すると、電気的に導電性
のベース金属が示されているが、銅或いは銅ベース化さ
れたホイルの開始材料１１に限定されない。金属１１は
ホトレジスト１３、好ましくはネガティブレジスト及び
好ましくは両主面上のホトレジスト１３で覆われ、この
ホトレジストは標準的な方法でマスクされそして露光さ
れ、かつ図２（Ｂ）に示される標準的な方法で除去され
る露光されたホトマスクと共に現像される。レジストの
感光後、像は、内部リードの少なくとも狭い部分が露出
した銅を有するように作られる。金属は塩化第二鉄叉は
塩化第二銅でスプレイされ、ベース金属のエッチングを
行い、残っている材料の厚さが十分に薄くなったらすぐ
にそのエッチングを停止し、キャビティ１５を形成し、
図２（Ｃ）に示される所望の細かな形状の製造を可能に
する。その時エッチャント及びホトレジストは標準的な
方法で、取り去られる。全体のベース金属１１及びキャ
ビティ１５は、ホトレジスト１７、好ましくはポジティ
ブレジスト及び好ましくは液体で覆われ、キャビティ１
５の側壁を覆う。その後、ホトレジスト１７は、図２
（Ｄ）に示されるように標準的な方法で、パターン化さ
れ、露光され、そして現像される。パターンは、図２
（Ｅ）に示されるように再度エッチングされ、その後ホ
トレジスト１７は、図２（Ｆ）に示されるリードフレー
ムからはがされ、リードフレーム製造のこのフェーズを
完了する。図２（Ｅ）から判るように、アンダーカット
１９の量は、実質的に減少され、第２のエッチングステ
ップ中にエッチされた領域２１の小さな部分に限定され
る。

【００１０】本発明は、その特定の好適な実施形態に関
して説明されたが、多くの変更及び変形が当業者に直ち
に明らかになるであろう。したがって、特許請求の範囲
は、従来技術に照らして可能な限り広く、これらの全て
の変更や変形を含むように解釈されるべきである。以上
の記載に関連して、以下の各項を開示する。 （１）リードフレームを製造する方法であって、（ａ）
一対の上下の主面を有する電気的導電層を備えるステッ
プと、（ｂ）前記層を通して部分的に広がる前記層にお
けるパターンをエッチングして、前記層に側壁を有する
キャビティを形成するステップと、（ｃ）前記側壁のマ
スキングを含む、前記層上にパターン化したマスクを与
えるステップと、（ｄ）前記キャビティ内の前記層を再
度エッチングするステップを有することを特徴とする方
法。 （２）前記パターン化されたマスクは、液体のホトレジ
ストであることを特徴とする前記（１）に記載の方法。 （３）前記電気的導電層は、銅或いは銅ベース材料の一
つであることを特徴とする前記（１）に記載の方法。 （４）前記エッチングは、前記主面の双方から生じるこ
とを特徴とする前記（１）に記載の方法。 （５）前記エッチングは、前記主面の双方から生じるこ
とを特徴とする前記（２）に記載の方法。 （６）前記エッチングは、前記主面の双方から生じるこ
とを特徴とする前記（３）に記載の方法。 （７）前記ステップ（ｄ）におけるエッチングは、前記
キャビティの少なくとも１部を通して全体的にエッチン
グするステップを含むことを特徴とする前記（１）に記
載の方法。 （８）前記パターン化されたマスクは、ポジティブ叉は
ネガティブホトレジストの一方から形成され、パターン
をエッチングする前記ステップは、ポジティブ叉はネガ
ティブホトレジストの他方を用いて行われることを特徴
とする前記（１）に記載の方法。 （９）リードフレームの製造方法。この方法は、一対の
上下の両主面を有する電気的導電性層(11)を与えるステ
ップを含む。パターンは、前記層を通して部分的に延び
る層においてエッチングされ、前記層の側壁を有するキ
ャビティ(15)を形成する。パターン化されたマスク(17)
が前記側壁のマスキングを含むエッチされた層上に設け
られる。この層は、キャビティ内で再度エッチング(21)
される。パターン化されたマスクは、好ましくは液体の
ホトレジストであり、電気的導電性層は、好ましくは銅
又は銅ベースの材料、或いはALLOY 42の１つを含むのが
好ましい。このエッチングは、両主面から生じる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術によるリードフレームのエッチング中
のアンダーカットを示す概略図である。

【図２】（Ａ）−（Ｆ）は、本発明によるリードフレー
ムの製造のためのプロセスを示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロナルド ビー ウィーロック アメリカ合衆国 マサチューセッツ州 02703アッテルボロ イングリアム スト リート 35

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】リードフレームを製造する方法であって、
   （ａ）一対の上下の主面を有する電気的導電層を備える
   ステップと、（ｂ）前記層を通して部分的に広がる前記
   層におけるパターンをエッチングして、前記層に側壁を
   有するキャビティを形成するステップと、（ｃ）前記側
   壁のマスキングを含む、前記層上にパターン化したマス
   クを与えるステップと、（ｄ）前記キャビティ内の前記
   層を再度エッチングするステップを有することを特徴と
   する方法。