研究開発された技術紹介

半導体は小型・薄型化するとともに高周波特性、放熱性能も向上し自動車を始め様々な産業分野のイノベーションに貢献している。一方で、急激な温度変化を伴う使用環境での封止樹脂とリードフレーム界面の剥がれに起因した動作不良が半導体メーカーにとって大きな課題となっている。本開発では、めっき工法による高速＆部分粗化処理技術を確立し、樹脂との高密着力を実現して次世代型半導体LF製造に係る量産化技術を開発する。

樹脂密着力が高くなるめっき工法を確立することができた。めっき粒子形状は瘤状になっており、他工法にて行われているめっき粒子と比較して特徴的である。樹脂密着力を高めるためにめっき粒子を瘤状にしてアンダーカット部分を作ることで物理的に強度を高めている。また、安定的に粗化めっきを行うための液分析をはじめとして、量産化を見据えたシステムの構築にも成功した。

・高速めっき荒化処理技術の開発
-高速荒化めっき液の開発を行った結果、目標とする樹脂密着強度と表面積率を得られるためのめっき技術は、20～25秒であった。目標の15秒には届かなかったものの、量産性を考えた現実的なめっき時間でめっきを行うことに成功した。
-めっき品質の安定とめっき液の長寿命化に取り組んだ結果、銅めっき粗化を実現するめっき液は、1日1回添加剤を補充すればよく、生産性に影響を与えないことが分かった。

・部分めっき粗化リードフレームの量産化技術の構築
-部分めっき粗化の試験装置の仕様検討・導入・およびめっき粗化試験を行った結果、一貫で銀めっきと銅めっき粗化を行えるラインを構築した。
-部分めっき粗化リードフレームの評価を行った結果、表面積率1.2以上、せん断強度3MPa以上の目標に対し、表面積率は2.5~3、せん断強度3MPaを達成できた。

本研究で実現した、樹脂密着力が高くなるめっき工法技術について、新規性が高いため特許出願を行っている。

自動車用など、劣悪な環境下でも高い信頼性が求められる電子部品において、樹脂密着強度を高めて樹脂剥がれによる不具合発生を防止するために用いることができる。

本研究体制でアドバイザーとして参加している三昌商事株式会社より、川下企業へのアプローチを行っており、FLOSFIA、住友電工、ロームの3つの企業に対して具体的な活動計画を立てる段階にきている。

車載半導体を中心に、半導体パッケージの樹脂密着信頼性を向上させたいというニーズに対応できる。

半導体業界の中でも今後大きく発展していくと言われているパワーデバイス業界に対し、積極的なアプローチを行っていく。今までの試験段階でも、パワーデバイスメーカーとの情報交換でも、本技術開発に非常に強い関心を持ってい頂いていることから、実際に半導体として組み立てられるリードフレームに対して粗化めっき加工を行い、半導体デバイスとしての評価で良好な結果を得て、新規受注を獲得していくような事業展開を考えている。
さらに、特許権利化を進めている技術であることと、本研究開発が樹脂密着信頼性に有効であることを説明する資料をホームページに記載したり、半導体関連の展示会への参加を行い、業界全体に広くPRしていき販路の拡大をはかる計画である。

リードフレームは、チップとの電気接続を目的としてワイヤーボンディング接続するための銀めっきを行っているが、その銀めっき部分の樹脂剥離も大きな課題となっている。本研究の応用として、粗化粒子形状を損なわない形で粗化めっきの上に銀めっき加工を行うことで、銀めっき部分の樹脂密着信頼性を向上させ、更なる高性能リードフレーム製造技術開発に取り組んで行く。