JP6485397B2 - 電子装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

この明細書における開示は、樹脂封止型の電子装置及びその製造方法に関する。

電子部品と、電子部品を封止する封止樹脂体と、封止樹脂体の内外にわたって延設されたリードフレームと、封止樹脂体の内部において、電子部品とリードフレームとを電気的に接続するボンディングワイヤと、を備える樹脂封止型の電子装置が知られている。リードフレームは、封止樹脂体の内部に配置されたインナーリードと、インナーリードに連なり、封止樹脂体の外部に突出するアウターリードを有している。

特許文献１には、封止樹脂体がリードフレームから剥離し、これによりボンディングワイヤが断線するのを抑制するために、多層にめっきが施されたリードフレームを備える樹脂封止型の電子装置（半導体パッケージ）が開示されている。特許文献１では、リードフレーム全面にＣｕストライクめっきを施し、次いで、アウターリードを治具にてマスクし、インナーリードに粗面化Ｃｕめっきを施す。次いで、インナーリードの先端部を開口し、他の部分をマスクした治具を用いて、先端部にＡｇめっきを施している。

特開２００２−２９９５３８号公報

特許文献１に開示された従来技術によれば、表面が凹凸をなす粗面化Ｃｕめっきのアンカー効果により、リードフレームから封止樹脂体が剥離するのを抑制することができる。すなわち、封止樹脂体の剥離がボンディングワイヤの接続領域まで進展し、ボンディングワイヤが断線するのを抑制することができる。

また、粗面化めっき上におけるボンディングワイヤの接続領域にＡｇめっきが施されており、これにより接続領域が略平坦となっているため、ボンディングワイヤを接続することができる。

しかしながら、従来技術では、少なくとも３段階でめっきを施す必要がある。このため、リードフレーム、ひいては電子装置の構成が複雑である。また、局所的にめっきを施すためにマスクを形成し、めっき後にマスクを除去する必要がある。このため、製造工程が複雑である。

本開示はこのような課題に鑑みてなされたものであり、封止樹脂体の剥離によるボンディングワイヤの断線を抑制しつつ、構成及び製造工程を簡素化できる電子装置及びその製造方法を提供することを目的とする。

本開示は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、技術的範囲を限定するものではない。

本開示のひとつは、電子部品（１２）と、電子部品を封止する封止樹脂体（１１）と、封止樹脂体の内部に配置されたインナーリード（２５０）と、インナーリードに連なり、封止樹脂体の外部に突出するアウターリード（２５１）と、を有し、封止樹脂体の内外にわたって延設されたリードフレーム（２５）と、封止樹脂体の内部において、電子部品とインナーリードとを電気的に接続するボンディングワイヤ（２６）と、を備え、インナーリードが、金属材料を用いて形成された基材（２５２）と、基材の表面のうち、インナーリードにおけるボンディングワイヤが接続されるボンディング面（２５０ａ）側の表面に少なくとも形成された皮膜（２５３）と、を有し、皮膜が、基材の表面に形成され、一部分にボンディングワイヤが接続された金属薄膜（２５４）と、金属薄膜の主成分の金属と同じ金属の酸化物よりなり、金属薄膜上であってボンディングワイヤの接続領域（２５０ｂ）を除く部分の少なくとも一部に形成された酸化膜（２５５）と、を有し、酸化膜が、表面が連続して凹凸をなす凹凸酸化膜（２５６）を含んでおり、ボンディング面において、アウターリード側の端部とは反対の端部を先端部（２５０ｃ）とすると、凹凸酸化膜が、接続領域よりも先端部側の領域である先端領域（２５０ｅ）の少なくとも一部に形成されている。

本発明者が鋭意検討した結果、封止樹脂体とリードフレームとの線膨張係数差に基づいて生じる熱応力は、インナーリードにおけるボンディング面の先端部に集中することが明らかとなった。これに対し、本開示では、接続領域よりも先端側の先端領域の少なくとも一部において、金属薄膜上に凹凸酸化膜が形成されている。凹凸酸化膜の表面は連続して凹凸をなしており、アンカー効果及び接触面積増加の効果によって、封止樹脂体の剥離を抑制することができる。したがって、封止樹脂体の剥離が接続領域まで進展するのを抑制することができる。すなわち、ボンディングワイヤが断線するのを抑制することができる。

また、金属薄膜上に酸化膜が形成された構成とすることで、上記効果を奏することができる。したがって、封止樹脂体の剥離を抑制しつつ、リードフレーム、ひいては電子装置の構成を簡素化することができる。

また、表面が連続して凹凸をなす凹凸酸化膜は、金属薄膜にパルス発振のレーザ光を照射することで形成されている。このため、従来に較べて製造工程を簡素化することができる。

本開示の他のひとつは、電子部品（１２）と、電子部品を封止する封止樹脂体（１１）と、封止樹脂体の内部に配置されたインナーリード（２５０）と、インナーリードに連なり、封止樹脂体の外部に突出するアウターリード（２５１）と、を有し、封止樹脂体の内外にわたって延設されたリードフレーム（２５）と、封止樹脂体の内部において、電子部品とインナーリードとを電気的に接続するボンディングワイヤ（２６）と、を備え、インナーリードが、金属材料を用いて形成された基材（２５２）と、基材の表面のうち、インナーリードにおけるボンディングワイヤが接続されるボンディング面（２５０ａ）側の表面に少なくとも形成された皮膜（２５３）と、を有し、皮膜が、基材の表面に形成され、一部分にボンディングワイヤが接続された金属薄膜（２５４）と、金属薄膜の主成分の金属と同じ金属の酸化物よりなり、金属薄膜上であってボンディングワイヤの接続領域（２５０ｂ）を除く部分の少なくとも一部に形成された酸化膜（２５５）と、を有し、酸化膜が、表面が連続して凹凸をなす凹凸酸化膜（２５６）を含む電子装置の製造方法であって、金属薄膜が形成された基材を準備し、ボンディング面において、アウターリード側の端部とは反対の端部を先端部（２５０ｃ）とすると、金属薄膜の表面のうち、接続領域よりも先端部側の領域である先端領域（２５０ｅ）の少なくとも一部にパルス発振のレーザ光を照射して、凹凸酸化膜を形成し、凹凸酸化膜の形成後、ボンディングワイヤを介して、電子部品とインナーリードとを接続し、ボンディングワイヤ、電子部品、及びインナーリードを覆うように、封止樹脂体を成形する。

これによれば、金属薄膜にパルス発振のレーザ光を照射することで、表面が連続して凹凸をなす凹凸酸化膜を形成できる。したがって、上記した他の開示同様、封止樹脂体の剥離が接続領域まで進展するのを抑制することができる。すなわち、ボンディングワイヤが断線するのを抑制することができる。また、リードフレーム、ひいては電子装置の構成を簡素化することができる。さらには、製造工程を簡素化することができる。

第１実施形態の半導体装置が適用される電力変換装置の概略構成を示す図である。 第１実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す平面図である。 図２に示す半導体装置において、封止樹脂体を省略した図である。 図２のIV-IV線に沿う断面図である。 信号端子を示す平面図である。 図５のVI-VI線に沿う断面図であり、封止樹脂体により覆われた状態を示している。 半導体装置の製造方法を示す断面図であり、図６に対応している。 レーザ光の照射工程を示す平面図である。 レーザ光の照射後の状態を示す断面図であり、図６に対応している。 ボンディングワイヤの接続工程を示す断面図であり、図６に対応している。 応力解析結果を示す図である。 第２実施形態に係る半導体装置の信号端子を示す平面図であり、図６に対応している。 第３実施形態に係る半導体装置の信号端子を示す平面図であり、図６に対応している。 第４実施形態に係る半導体装置の信号端子を示す平面図であり、図６に対応している。 第１変形例を示す平面図であり、図６に対応している。 第２変形例を示す平面図であり、図６に対応している。

図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的に及び／又は構造的に対応する部分には同一の参照符号を付与する。以下において、半導体チップの厚み方向をＺ方向、Ｚ方向に直交し、主端子及び信号端子の延設方向をＹ方向と示す。また、Ｚ方向及びＹ方向の両方向に直交する方向をＸ方向と示す。特に断わりのない限り、上記したＸ方向及びＹ方向により規定されるＸＹ面に沿う形状を平面形状とする。

（第１実施形態）
先ず、図１に基づき、半導体装置が適用される電力変換装置の一例について説明する。

図１に示す電力変換装置１は、直流電源２（バッテリ）から供給される直流電圧を、三相交流に変換して、三相交流方式のモータ３に出力するように構成されている。このような電力変換装置１は、たとえば電気自動車やハイブリッド車に搭載される。なお、電力変換装置１は、モータ３により発電された電力を、直流に変換して直流電源２に充電することもできる。図２に示す符号４は、平滑コンデンサである。

電力変換装置１は、三相インバータを有している。三相インバータは、直流電源２の正極（高電位側）に接続された高電位電源ライン５と、負極（低電位側）に接続された低電位電源ライン６との間に設けられた三相分の上下アームを有している。そして、各相の上下アームが、それぞれ半導体装置１０によって構成されている。すなわち、ひとつの半導体装置１０により、一相分の上下アームが構成されている。

半導体装置１０は、ＩＧＢＴ素子と、該ＩＧＢＴ素子に逆並列に接続された還流用のＦＷＤ素子と、を備えている。本実施形態では、後述する半導体チップ１２に、ＩＧＢＴ素子及びＦＷＤ素子がそれぞれ構成されている。しかしながら、ＩＧＢＴ素子とＦＷＤ素子が別チップに構成されても良い。本実施形態では、ｎチャネル型のＩＧＢＴ素子を採用している。ＦＷＤ素子のカソード電極はコレクタ電極と共通化され、アノード電極はエミッタ電極と共通化されている。

半導体装置１０において、上アーム側のＩＧＢＴ素子のコレクタ電極は高電位電源ライン５と電気的に接続され、エミッタ電極はモータ３への出力ライン７に接続されている。一方、下アーム側のＩＧＢＴ素子のコレクタ電極はモータ３への出力ライン７に接続され、エミッタ電極は低電位電源ライン６と電気的に接続されている。

なお、電力変換装置１は、上記した三相インバータに加えて、直流電源２から供給される直流電圧を昇圧する昇圧コンバータ、三相インバータや昇圧コンバータを構成するスイッチング素子の動作を制御する制御部を有してもよい。

次に、図２〜図４に基づき、半導体装置１０の概略構成について説明する。

図２〜図４に示すように、半導体装置１０は、封止樹脂体１１と、半導体チップ１２と、第１ヒートシンク１４と、継手部１６と、ターミナル１７と、第２ヒートシンク１９と、主端子２２，２３，２４と、信号端子２５と、を備えている。半導体装置１０が、樹脂封止型の電子装置に相当する。以下において、符号末尾のＨは上アーム側の要素であることを示し、末尾のＬは下アーム側の要素であることを示す。要素の一部には、上アーム、下アームを明確にするために末尾にＨ，Ｌを付与し、別の一部については、上アームと下アームとで共通符号としている。

封止樹脂体１１は、たとえばエポキシ系樹脂からなる。封止樹脂体１１は、たとえばトランスファモールド法により成形されている。封止樹脂体１１は、平面略矩形状をなしており、Ｚ方向に直交する一面１１ａと、一面１１ａと反対の裏面１１ｂと、一面１１ａと裏面１１ｂとをつなぐ側面と、を有している。一面１１ａ及び裏面１１ｂは、たとえば平坦面となっている。封止樹脂体１１は、側面として、主端子２２，２３，２４が突出する側面１１ｃと、信号端子２５が突出する側面１１ｄと、を有している。

半導体チップ１２は、シリコンなどの半導体基板に、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）などのパワートランジスタが形成されてなる。本実施形態では、ｎチャネル型のＩＧＢＴと、当該ＩＧＢＴに逆並列に接続される転流ダイオード（ＦＷＤ）が形成されている。すなわち、半導体チップ１２に、ＲＣ（Reverse Conducting）−ＩＧＢＴが形成されている。半導体チップ１２は、平面略矩形状をなしている。

ＩＧＢＴ及びＦＷＤは、Ｚ方向に電流が流れるように縦型構造をなしている。半導体チップ１２の板厚方向、すなわちＺ方向において、一面１２ａにはコレクタ電極１３ａが形成され、一面１２ａと反対の裏面１２ｂにはエミッタ電極１３ｂが形成されている。コレクタ電極１３ａはＦＷＤのカソード電極も兼ねており、エミッタ電極１３ｂはＦＷＤのアノード電極も兼ねている。半導体チップ１２の裏面１２ｂ、すなわちエミッタ電極形成面には、ゲート電極用のパッドを含むパッド（図示略）が形成されている。半導体チップ１２が、電子部品に相当する。

半導体チップ１２は、上アーム側の半導体チップ１２Ｈと、下アーム側の半導体チップ１２Ｌと、を有している。半導体チップ１２Ｈ，１２Ｌは、互いにほぼ同じ平面形状、具体的には平面略矩形状をなすとともに、互いにほぼ同じ大きさとほぼ同じ厚みを有している。半導体チップ１２Ｈ，１２Ｌは、お互いのコレクタ電極１３ａがＺ方向における同じ側となり、お互いのエミッタ電極１３ｂがＺ方向における同じ側となるように配置されている。半導体チップ１２Ｈ，１２Ｌは、Ｚ方向においてほぼ同じ高さに位置するとともに、Ｘ方向において横並びで配置されている。

第１ヒートシンク１４は、対応する半導体チップ１２の熱を半導体装置１０の外部に放熱する機能を果たすとともに、配線としての機能も果たす。このため、熱伝導性及び電気伝導性を確保すべく、少なくとも金属材料を用いて形成される。第１ヒートシンク１４は、放熱部材とも称される。本実施形態では、第１ヒートシンク１４が、Ｚ方向からの投影視において、対応する半導体チップ１２を内包するように設けられている。

第１ヒートシンク１４は、半導体チップ１２の一面１２ａに対向する対向面１４ａと、対向面１４ａと反対の放熱面１４ｂと、を有している。第１ヒートシンク１４の対向面１４ａと、該第１ヒートシンク１４に対応する半導体チップ１２のコレクタ電極１３ａとが、はんだ１５を介して電気的に接続されている。第１ヒートシンク１４の大部分は封止樹脂体１１によって覆われている。対向面１４ａは封止樹脂体１１内に配置され、放熱面１４ｂは封止樹脂体１１から露出されている。具体的には、放熱面１４ｂが一面１１ａと略面一となっている。

本実施形態では、第１ヒートシンク１４が、上アーム側の第１ヒートシンク１４Ｈと、下アーム側の第１ヒートシンク１４Ｌと、を有している。また、はんだ１５も、上アーム側のはんだ１５Ｈと、下アーム側のはんだ１５Ｌと、を有している。そして、第１ヒートシンク１４Ｈが、はんだ１５Ｈを介して、半導体チップ１２Ｈのコレクタ電極１３ａと接続されている。また、第１ヒートシンク１４Ｌが、はんだ１５Ｌを介して、半導体チップ１２Ｌのコレクタ電極１３ａと接続されている。第１ヒートシンク１４Ｈ，１４Ｌは、Ｘ方向に並んで配置されるとともに、Ｚ方向においてほぼ同じ位置に配置されている。そして、第１ヒートシンク１４Ｈ，１４Ｌの放熱面１４ｂが、封止樹脂体１１の一面１１ａから露出されるとともに、互いにＸ方向に並んでいる。

図３及び図４に示すように、下アーム側の第１ヒートシンク１４Ｌには、継手部１６が連なっている。継手部１６は、第１ヒートシンク１４Ｌと後述する第２ヒートシンク１９Ｈとを、電気的に中継する部分である。本実施形態では、継手部１６が、同一の金属板を加工することで、第１ヒートシンク１４Ｌと一体的に設けられている。継手部１６は、封止樹脂体１１に被覆されるように、第１ヒートシンク１４Ｌよりも薄く設けられている。継手部１６は、第１ヒートシンク１４Ｌの対向面１４ａに略面一で連なっている。継手部１６は、第１ヒートシンク１４ＬにおけるＹ方向の一端付近から、第２ヒートシンク１９Ｈに向けて延設されている。本実施形態では、図４に示すように、継手部１６が屈曲部を２箇所有している。

ターミナル１７は、対応する半導体チップ１２と第２ヒートシンク１９との間に介在している。ターミナル１７は、半導体チップ１２と第２ヒートシンク１９との熱伝導、電気伝導経路の途中に位置するため、熱伝導性及び電気伝導性を確保すべく、少なくとも金属材料（たとえば、銅）を用いて形成されている。ターミナル１７は、エミッタ電極１３ｂに対向配置され、はんだ１８を介してエミッタ電極１３ｂと電気的に接続されている。

本実施形態では、ターミナル１７が、上アーム側のターミナル１７Ｈと、下アーム側のターミナル１７Ｌと、を有している。また、はんだ１８が、上アーム側のはんだ１８Ｈと、下アーム側のはんだ１８Ｌと、を有している。そして、ターミナル１７Ｈが、はんだ１８Ｈを介して、半導体チップ１２Ｈのエミッタ電極１３ｂと接続されている。また、ターミナル１７Ｌが、はんだ１８Ｌを介して、半導体チップ１２Ｌのエミッタ電極１３ｂと接続されている。

第２ヒートシンク１９は、対応する半導体チップ１２の熱を半導体装置１０の外部に放熱する機能を果たすとともに、配線としての機能も果たす。このため、第１ヒートシンク１４同様、熱伝導性及び電気伝導性を確保すべく、少なくとも金属材料を用いて形成される。第２ヒートシンク１９は、放熱部材とも称される。本実施形態では、第２ヒートシンク１９が、Ｚ方向からの投影視において、対応する半導体チップ１２を内包するように設けられている。

第２ヒートシンク１９は、対応するターミナル１７と対向する対向面１９ａと、対向面１９ａと反対の放熱面１９ｂと、を有している。第２ヒートシンク１９の対向面１９ａと対応するターミナル１７とが、はんだ２０を介して電気的に接続されている。第２ヒートシンク１９の大部分は封止樹脂体１１によって覆われている。対向面１９ａは封止樹脂体１１内に配置され、放熱面１９ｂは封止樹脂体１１から露出されている。具体的には、放熱面１９ｂが、裏面１１ｂと略面一となっている。

本実施形態では、第２ヒートシンク１９が、上アーム側の第２ヒートシンク１９Ｈと、下アーム側の第２ヒートシンク１９Ｌと、を有している。また、はんだ２０も、上アーム側のはんだ２０Ｈと、下アーム側のはんだ２０Ｌと、を有している。そして、第２ヒートシンク１９Ｈとターミナル１７Ｈとが、はんだ２０Ｈを介して接続されている。また、第２ヒートシンク１９Ｌとターミナル１７Ｌとが、はんだ２０Ｌを介して接続されている。第２ヒートシンク１９Ｈ，１９Ｌは、Ｘ方向に並んで配置されるとともに、Ｚ方向においてほぼ同じ位置に配置されている。そして、第２ヒートシンク１９Ｈ，１９Ｌの放熱面１９ｂが、封止樹脂体１１の裏面１１ｂから露出されるとともに、互いにＸ方向に並んでいる。

また、図３に示すように、第２ヒートシンク１９Ｈ，１９Ｌを共通形状としている。第２ヒートシンク１９Ｈと第２ヒートシンク１９Ｌは、２回対称となるように配置されている。第２ヒートシンク１９は、平面略Ｌ字状をなしており、はんだ２０を介して対応するターミナル１７に接続される本体部１９０と、本体部１９０から延設された延設部１９１と、を有している。

延設部１９１は、同一の金属板を加工することで、本体部１９０と一体的に設けられている。延設部１９１は、封止樹脂体１１に被覆されるように、本体部１９０よりも薄く設けられている。延設部１９１は、対向面１９ａが略平坦となるように、本体部１９０に連なっている。また、延設部１９１の延設方向がＸ方向に沿うように、第２ヒートシンク１９が配置されている。

本実施形態では、第２ヒートシンク１９が、本体部１９０として、上アーム側の本体部１９０Ｈと、下アーム側の本体部１９０Ｌと、を有している。また、延設部１９１として、上アーム側の延設部１９１Ｈと、下アーム側の延設部１９１Ｌと、を有している。そして、Ｘ方向において、延設部１９１Ｈが本体部１９０Ｌと対向し、延設部１９１Ｌが本体部１９０Ｈと対向するように、２つの第２ヒートシンク１９Ｈ，１９Ｌが配置されている。換言すれば、Ｙ方向において、延設部１９１Ｈ，１９１Ｌが横並びとなるように、２つの第２ヒートシンク１９Ｈ，１９Ｌが配置されている。

延設部１９１Ｈは、Ｚ方向からの投影視において、継手部１６の先端部分と重なっている。延設部１９１Ｈと継手部１６とが、はんだ２１を介して接続されている。

主端子２２は、高電位電源ライン５に接続される。このため、主端子２２は、高電位電源端子、Ｐ端子とも称される。主端子２２は、第１ヒートシンク１４Ｈと電気的に接続されており、Ｙ方向に延設されて、封止樹脂体１１の側面１１ｃから外部に突出している。本実施形態では、同一の金属板を加工することで、主端子２２が第１ヒートシンク１４Ｈと一体的に設けられている。

主端子２３は、モータ３の出力ライン７に接続される。このため、主端子２３は、出力端子、Ｏ端子とも称される。主端子２３は、第１ヒートシンク１４Ｌと電気的に接続されており、Ｙ方向に延設されて、主端子２２と同じ側面１１ｃから外部に突出している。本実施形態では、同一の金属板を加工することで、主端子２３が第１ヒートシンク１４Ｌと一体的に設けられている。

主端子２４は、低電位電源ライン６に接続される。このため、主端子２４は、低電位電源端子、Ｎ端子とも称される。主端子２４は、Ｚ方向からの投影視において、第２ヒートシンク１９Ｌの延設部１９１Ｌと重なるように配置されている。主端子２４は、Ｚ方向において、延設部１９１Ｌに対して半導体チップ１２側に配置されている。図示を省略するが、主端子２４と延設部１９１Ｌも、はんだ２１を介して接続されている。

主端子２４は、Ｙ方向に延設されて、主端子２２，２３と同じ側面１１ｃから外部に突出している。主端子２２，２３，２４における封止樹脂体１１からの突出部分は、Ｚ方向において互いにほぼ同じ位置に配置されている。また、Ｘ方向において、主端子２２、主端子２４、主端子２３の順に並んで配置されている。

信号端子２５は、対応する半導体チップ１２のパッドに、ボンディングワイヤ２６を介して電気的に接続されている。本実施形態では、アルミニウム系のボンディングワイヤ２６を採用している。信号端子２５は、Ｙ方向に延設されており、封止樹脂体１１の側面１１ｄから外部に突出している。具体的には、主端子２２，２３，２４が突出する側面１１ｃとは反対の側面１１ｄから、外部に突出している。

本実施形態では、信号端子２５が、上アーム側の信号端子２５Ｈと、下アーム側の信号端子２５Ｌと、を有している。信号端子２５Ｈは半導体チップ１２Ｈのパッドと接続され、信号端子２５Ｌは半導体チップ１２Ｌのパッドと接続されている。なお、信号端子２５が、リードフレームに相当する。信号端子２５の構造の詳細については後述する。

本実施形態では、第１ヒートシンク１４Ｈ，１４Ｌ、継手部１６、主端子２２，２３，２４と、及び信号端子２５が、同一の金属板から構成されている。すなわち、リードフレームが、第１ヒートシンク１４Ｈ，１４Ｌ、継手部１６、主端子２２，２３，２４と、及び信号端子２５を有している。このように、信号端子２５は、実質的にリードフレームの一部分である。

なお、本実施形態の半導体装置１０は、貫通孔２７，２８，２９を有している。貫通孔２７は、上記したリードフレームを位置決めするために、主端子２２に形成されている。貫通孔２７は、主端子２２において、封止樹脂体１１によって被覆されない部分に形成されている。貫通孔２８は、封止樹脂体１１の剥離を抑制するために、第１ヒートシンク１４Ｈ，１４Ｌと主端子２２，２３との連結部付近に形成されている。貫通孔２８には、封止樹脂体１１が充填されている。貫通孔２９は、封止樹脂体１１の剥離を抑制するために、信号端子２５に形成されている。貫通孔２９は、信号端子２５の後述するインナーリード２５０に形成されている。貫通孔２９には、封止樹脂体１１が充填されている。

以上のように構成される半導体装置１０では、封止樹脂体１１により、半導体チップ１２、第１ヒートシンク１４の一部、継手部１６、ターミナル１７、第２ヒートシンク１９の一部、主端子２２，２３，２４の一部、及び信号端子２５の一部が、一体的に封止されている。半導体装置１０では、封止樹脂体１１によって、一相分の上下アームを構成する２つの半導体チップ１２Ｈ，１２Ｌが封止されている。このため、半導体装置１０は、２ｉｎ１パッケージとも称される。

また、第１ヒートシンク１４及び第２ヒートシンク１９は、後述するように、封止樹脂体１１とともに切削加工されている。そして、第１ヒートシンク１４Ｈ，１４Ｌの放熱面１４ｂが、同一面内に位置するとともに、封止樹脂体１１の一面１１ａと略面一となっている。同じく、第２ヒートシンク１９Ｈ，１９Ｌの放熱面１９ｂが、同一面内に位置するとともに、封止樹脂体１１の裏面１１ｂと略面一となっている。このように、半導体装置１０は、放熱面１４ｂ，１９ｂがともに封止樹脂体１１から露出された両面放熱構造をなしている。

次に、図５及び図６に基づき、信号端子２５の詳細構造及び信号端子２５とボンディングワイヤ２６の接続構造について説明する。図５では、便宜上、信号端子２５の平面形状を簡素化して図示している。図５では、便宜上、封止樹脂体１１を省略して図示している。図５は平面図ではあるが、明確化のため、凹凸酸化膜２５６及び中間酸化膜２５７にハッチングを施している。図６は、図５のVI-VI線に沿う断面図であり、封止樹脂体１１も示している。

信号端子２５は、図５に示すように、封止樹脂体１１の内部に配置されるインナーリード２５０と、インナーリード２５０に連なり、封止樹脂体１１の外部に突出するアウターリード２５１と、を有している。このように、信号端子２５は、封止樹脂体１１の内外にわたって延設されている。

インナーリード２５０は、金属材料を用いて形成された基材２５２と、基材２５２の表面のうち、インナーリード２５０におけるボンディングワイヤ２６が接続されるボンディング面２５０ａ側の表面に少なくとも形成された皮膜２５３と、を有している。本実施形態では、基材２５２の材料としてＣｕを採用している。信号端子２５を含むリードフレーム全体が基材２５２を有している。

皮膜２５３は、金属薄膜２５４と、酸化膜２５５と、を有している。金属薄膜２５４は、金属を構成材料とする膜である。金属薄膜２５４は、基材２５２の表面に形成されている。すなわち、金属薄膜２５４は、基材２５２の表面のうち、少なくともボンディング面２５０ａ側の表面に形成されている。図６に示す例では、基材２５２において、ボンディング面２５０ａ側の表面に、金属薄膜２５４が形成されている。しかしながら、基材２５２の表面全面に、金属薄膜２５４が形成された構成を採用することもできる。また、リードフレーム全体に金属薄膜２５４が形成された構成を採用することもできる。

本実施形態の金属薄膜２５４は、Ｎｉを主成分としている。金属薄膜２５４は、たとえばめっき、蒸着により形成されている。金属薄膜２５４として、Ｎｉを主成分とする膜を含む構成が好ましい。より好ましくは、無電解Ｎｉめっき膜を含む構成がよい。本実施形態では、無電解Ｎｉめっき膜により、金属薄膜２５４が構成されている。無電解Ｎｉめっき膜は、主成分であるＮｉに加えて、Ｐ（リン）を含んでいる。

後述するレーザ光の照射条件が同じであれば、無電解Ｎｉめっき膜のほうが、電気Ｎｉめっき膜よりも、凹凸酸化膜２５６の膜厚が厚くなる。無電解Ｎｉめっき膜（Ｎｉ−Ｐ）の融点は、Ｐの含有量にもよるが約８００度程度であり、電気Ｎｉめっき膜（Ｎｉ）の融点は、約１４５０度である。このように、無電解Ｎｉめっき膜ほうが融点が低いため、低いエネルギーのレーザ光で溶融及び蒸発し、凹凸酸化膜２５６の膜厚が厚くなると考えられる。

金属薄膜２５４は、基材２５２の表面のうち、ボンディング面２５０ａ側の表面に形成されている。金属薄膜２５４の表面には、図６に示すように複数の凹部２５４ａが形成されている。凹部２５４ａは、後述するように、パルス発振のレーザ光の照射により形成されている。たとえば１パルスごとに１つの凹部２５４ａが形成されている。凹部２５４ａは、レーザ光のスポットに対応している。また、レーザ光の走査方向において、隣り合う凹部２５４ａが連なっている。各凹部２５４ａの幅は、５μｍ〜３００μｍとなっている。また、凹部２５４ａの深さは、０．５μｍ〜５μｍとなっている。

凹部２５４ａの深さが０．５μｍより浅いと、レーザ光の照射による金属薄膜２５４の表面の溶融及び蒸着が不十分となり、後述する凹凸酸化膜２５６が形成され難くなる。凹部２５４ａの深さが５μｍよりも深いと、金属薄膜２５４の表面が溶融飛散しやすくなり、蒸着よりも溶融飛散による表面形成が支配的となり、凹凸酸化膜２５６が形成され難くなる。

金属薄膜２５４の表面のうち、凹部２５４ａ上には、凹凸酸化膜２５６が形成されている。上記したように、凹部２５４ａはレーザ光が照射された痕跡である。金属薄膜２５４において、凹凸酸化膜２５６が形成された部分の平均膜厚は、凹凸酸化膜２５６が形成されていない部分（たとえば後述する後端領域２５０ｆ）の平均膜厚よりも薄くなっている。このように、金属薄膜２５４において、凹凸酸化膜２５６が形成された部分の平均膜厚が薄いことも、レーザ光照射の痕跡である。

酸化膜２５５は、金属薄膜２５４を構成する主成分の金属と同じ金属の酸化物よりなる。酸化膜２５５は、金属薄膜２５４上に形成されている。酸化膜２５５は、ボンディング面２５０ａのうち、ボンディングワイヤ２６の接続領域２５０ｂを除く部分の少なくとも一部に形成されている。図５では、接続領域２５０ｂを破線で示している。たとえば信号端子２５の幅が約２．５ｍｍ、ボンディングワイヤ２６の径が約１５０μｍの場合、接続領域２５０ｂが約６００μｍ角となっている。

酸化膜２５５は、金属薄膜２５４にパルス発振のレーザ光を照射し、金属薄膜２５４を構成する金属を酸化することで形成されている。すなわち、酸化膜２５５は、金属薄膜２５４の表層を酸化することで、金属薄膜２５４の表面に形成された酸化物の膜である。このため、金属薄膜２５４の一部分が、酸化膜２５５を提供しているとも言える。本実施形態では、酸化膜２５５を構成する成分のうち、８０％がＮＩ_２Ｏ_３、１０％がＮｉＯ、１０％がＮｉとなっている。このように、酸化膜２５５の主成分は、金属薄膜２５４の主成分であるＮｉの酸化物である。

酸化膜２５５は、凹凸酸化膜２５６と、中間酸化膜２５７と、を有している。凹凸酸化膜２５６は、表面が連続して凹凸をなしている。凹凸酸化膜２５６は、金属薄膜２５４上に形成されている。凹凸酸化膜２５６は、金属薄膜２５４の表面のうち、凹部２５４ａの表面に形成されている。凹凸酸化膜２５６の平均膜厚は、１０ｎｍ〜数百ｎｍとなっている。凹凸酸化膜２５６は、凹部２５４ａを有する金属薄膜２５４の表面の凹凸に倣って形成されている。また、凹部２５４ａの幅よりも細かいピッチで凹凸が形成されている。すなわち、非常に微細な凹凸が形成されている。換言すれば、複数の凸部２５６ａ（柱状体）が、細かいピッチで形成されている。たとえば凸部２５６ａの平均幅が１ｎｍ〜３００ｎｍ、凸部２５６ａ間の平均間隔が１ｎｍ〜３００ｎｍとなっている。

ここで、インナーリード２５０のボンディング面２５０ａにおいて、半導体チップ１２側の端部を先端部２５０ｃとし、アウターリード２５１側の端部を後端部２５０ｄとする。後端部２５０ｄの位置は、封止樹脂体１１の側面１１ｄの位置と一致している。図５では、後端部２５０ｄを破線で示している。凹凸酸化膜２５６は、ボンディング面２５０ａにおいて、接続領域２５０ｂよりも先端部２５０ｃ側の領域である先端領域２５０ｅの少なくとも一部に形成されている。

本実施形態では、凹凸酸化膜２５６が、先端部２５０ｃから先端領域２５０ｅの一部分に形成されている。一方、ボンディング面２５０ａにおいて、接続領域２５０ｂよりも後端部２５０ｄ側の領域である後端領域２５０ｆには、凹凸酸化膜２５６が形成されていない。また、Ｘ方向において接続領域２５０ｂの両サイドの領域、すなわちボンディング面２５０ａのうち、接続領域２５０ｂ、先端領域２５０ｅ、及び後端領域２５０ｆを除く領域にも、凹凸酸化膜２５６は形成されていない。

先端領域２５０ｅのうち、凹凸酸化膜２５６が形成されている部分では、凹凸酸化膜２５６がボンディング面２５０ａの一部をなしている。また、接続領域２５０ｂや後端領域２５０ｆでは、金属薄膜２５４が、ボンディング面２５０ａをなしている。ボンディング面２５０ａのうち、酸化膜２５５の形成部分及び接続領域２５０ｂにおけるボンディングワイヤ２６の接合部分を除く部分には、図示しない自然酸化膜が形成されている。

中間酸化膜２５７は、凹凸酸化膜２５６と接続領域２５０ｂとの間に形成されている。中間酸化膜２５７は、凹凸酸化膜２５６に隣接して形成されている。中間酸化膜２５７は、凹凸酸化膜２５６の周辺に形成されている。中間酸化膜２５７の表面は、凹凸酸化膜２５６のように微細凹凸をなしていない。中間酸化膜２５７は、凹凸酸化膜２５６に較べて滑らかな表面を有している。中間酸化膜２５７の膜厚は、上記した自然酸化膜よりも厚く、凹凸酸化膜２５６の平均膜厚よりも薄くなっている。本実施形態では、中間酸化膜２５７が、先端領域２５０ｅのみに形成されている。

次に、図６〜図１０に基づき、上記した半導体装置１０（電子装置）の製造方法について説明する。

先ず、半導体装置１０を構成する各要素を準備する。すなわち、半導体チップ１２、第１ヒートシンク１４、継手部１６、ターミナル１７、第２ヒートシンク１９、主端子２２，２３，２４、及び信号端子２５をそれぞれ準備する。この準備工程では、図７に示すように、インナーリード２５０において、基材２５２の表面のうち、少なくともボンディング面２５０ａ側の表面に金属薄膜２５４が形成された信号端子２５を準備する。

本実施形態では、金属薄膜２５４として無電解Ｎｉめっき膜が形成された信号端子２５を準備する。このとき、無電解Ｎｉ膜の膜厚を１０μｍ程度とする。また、第１ヒートシンク１４、継手部１６、及び主端子２２，２３，２４とともに、リードフレームの一部として、信号端子２５を準備する。

次に、レーザ光を照射して酸化膜２５５を形成する。インナーリード２５０における金属薄膜２５４の表面に、パルス発振のレーザ光を照射することにより、金属薄膜２５４の表面を溶融及び蒸発させる。具体的には、レーザ光を照射することにより、金属薄膜２５４の表面の部分を溶融させるとともに、蒸発（気化）させて、外気中に浮遊させる。パルス発振のレーザ光は、エネルギー密度が０Ｊ／ｃｍ^２より大きく１００Ｊ／ｃｍ^２以下で、パルス幅が１μ秒以下となるように調整される。この条件を満たすには、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ_４レーザ、ファイバレーザなどを採用することができる。たとえばＹＡＧレーザの場合、エネルギー密度が１Ｊ／ｃｍ^２以上であればよい。無電解Ｎｉめっきの場合、たとえば５Ｊ／ｃｍ^２程度でも金属薄膜２５４を加工することができる。なお、エネルギー密度は、パルスフルーエンスとも称される。

このとき、レーザ光の光源と信号端子２５とを相対的に移動させることにより、図８に示すように、レーザ光をボンディング面２５０ａの先端領域２５０ｅの複数の位置に順に照射する。なお、レーザ光の光源を移動させてもよいし、信号端子２５を移動させてもよい。さらには、ミラーの回転動作によって、レーザ光を走査してもよい。すなわち、レーザ光を走査することで、先端領域２５０ｅの複数の位置にレーザ光を順に照射してもよい。

たとえば図８に示すように、レーザ光をＸ方向に走査してボンディング面２５０ａの一端から他端までの照射が完了すると、Ｙ方向においてレーザ光の照射領域をずらす。すなわち、Ｙ方向にレーザ光を走査する。そして、同様にＸ方向に走査して、一端から他端までレーザ光を照射する。これを繰り返すことで、先端部２５０ｃから先端領域２５０ｅの一部にレーザ光を照射する。すなわち、ＸＹ座標における所定ピッチの格子点に、レーザ光を照射する。図８では、実線矢印で示すように、Ｙ方向において先端部２５０ｃ側からレーザ光を照射している。

本実施形態では、隣り合うレーザ光のスポット（１パルスによる照射範囲）がＸ方向において一部重なるようにして、Ｘ方向においてレーザ光を走査する。また、隣り合うレーザ光のスポットがＹ方向において一部重なるようにして、Ｙ方向においてレーザ光を走査する。このように、レーザ光を照射し、金属薄膜２５４の表面を溶融、気化させることで、金属薄膜２５４の表面には、凹部２５４ａが形成される。金属薄膜２５４のうち、レーザ光を照射した部分の平均厚みは、レーザ光を照射しない部分の平均厚みよりも薄くなる。また、レーザ光のスポットに対応して形成される複数の凹部２５４ａは、Ｘ方向において連なるとともに、Ｙ方向においても連なる。これにより、レーザ照射痕である凹部２５４ａは、たとえば鱗状となる。

次いで、溶融した金属薄膜２５４の部分を凝固させる。具体的には、溶融して気化した金属薄膜２５４を、レーザ光が照射された部分やその周辺部分に蒸着させる。このように、溶融して気化した金属薄膜２５４を蒸着させることにより、金属薄膜２５４の表面上に、凹凸酸化膜２５６及び中間酸化膜２５７を含む酸化膜２５５が形成される。凹凸酸化膜２５６は、主として、金属薄膜２５４におけるレーザ光が照射された部分に形成される。中間酸化膜２５７は、主としてレーザ光が照射された部分の周辺部分に形成される。

以上により、図９に示すように、信号端子２５におけるインナーリード２５０のボンディング面２５０ａのうち、先端領域２５０ｅに、凹凸酸化膜２５６及び中間酸化膜２５７が形成される。レーザ光の照射によって形成された中間酸化膜２５７の膜厚は、自然酸化膜に較べて十分に厚い。さらに、凹凸酸化膜２５６の平均膜厚は、中間酸化膜２５７よりも厚い。以上により、レーザ光の照射工程、換言すれば酸化膜２５５の形成工程が完了する。

なお、レーザ光の照射において、エネルギー密度を１００Ｊ／ｃｍ^２よりも大きい１５０Ｊ／ｃｍ^２や、３００Ｊ／ｃｍ^２とした場合、凹凸酸化膜２５６が形成されなかった。また、パルス発振ではなく、連続発振のレーザ光を照射した場合にも、凹凸酸化膜２５６が形成されなかった。

次いで、はんだ１５を介して半導体チップ１２と第１ヒートシンク１４を接続し、接続体を形成する。上アーム側の接続体を例に説明する。

先ず、第１ヒートシンク１４Ｈの対向面１４ａ上に、はんだ１５Ｈを介して、半導体チップ１２Ｈを配置する。次に、半導体チップ１２Ｈ上に、例えば、予め両面にはんだ１８Ｈ，２０Ｈが迎えはんだとして配置されたターミナル１７Ｈを、はんだ１８Ｈが半導体チップ１２Ｈ側となるように配置する。はんだ２０Ｈについては、半導体装置１０における高さばらつきを吸収可能な量を配置しておく。

そして、この積層状態で、はんだ１５Ｈ，１８Ｈ，２０Ｈをリフロー（１ｓｔリフロー）させることにより、はんだ１５Ｈを介して、半導体チップ１２Ｈと第１ヒートシンク１４Ｈとを接続する。また、はんだ１８Ｈを介して、半導体チップ１２Ｈとターミナル１７Ｈとを接続する。はんだ２０Ｈについては、接続対象である第２ヒートシンク１９Ｈがまだないので、表面張力により、第２ヒートシンク１９Ｈとの対向面の中心を頂点として盛り上がった形状となる。

なお、下アーム側の接続体も同様に形成することができる。異なる点は、リフロー前に、継手部１６における延設部１９１Ｈとの対向面上に、はんだ２１を配置する。はんだ２１については、はんだ２０と同様に、半導体装置１０における高さばらつきを吸収可能な量を配置しておく。

次いで、図１０に示すように、信号端子２５と対応する半導体チップ１２のパッドとを、ボンディングワイヤ２６により接続する。たとえば超音波接合法により、ボンディングワイヤ２６の一端を、インナーリード２５０におけるボンディング面２５０ａの接続領域２５０ｂに接合する。すなわち、ボンディングワイヤ２６と金属薄膜２５４とを接合する。これにより、ボンディングワイヤ２６を介して、半導体チップ１２と信号端子２５とが電気的に接続される。

次いで、はんだ２０を介して、上記した各接続体と対応する第２ヒートシンク１９とを接続する。また、はんだ２１を介して、上アームの接続体と下アームの接続体を接続する。さらに、はんだ２１を介して、主端子２４と延設部１９１Ｌを接続する。すなわち、はんだ２０，２１を同時にリフロー（２ｎｄリフロー）させる。

先ず、対向面１９ａが上になるようにして、第２ヒートシンク１９Ｈ，１９Ｌを図示しない台座上に配置する。このとき、第２ヒートシンク１９Ｌの延設部１９１Ｌにおける対向面１９１ａ上に、はんだ２１としてたとえばはんだ箔を配置する。このはんだ２１についても、半導体装置１０における高さばらつきを吸収可能な量を配置しておく。なお、主端子２４上に予め迎えはんだをしてもよい。

次に、ターミナル１７Ｈ，１７Ｌが対応する第２ヒートシンク１９Ｈ，１９Ｌに対向するように、各接続体を第２ヒートシンク１９Ｈ，１９Ｌの対向面１９ａ上に配置する。はんだ２１の一方は、継手部１６と延設部１９１Ｈとにより挟まれる。はんだ２１の他方は、延設部１９１Ｌと主端子２４とにより挟まれる。

そして、第２ヒートシンク１９Ｈ，１９Ｌを下にした状態で２ｎｄリフローを行う。２ｎｄリフローでは、第１ヒートシンク１４Ｈ，１４Ｌ側から荷重を加えることで、半導体装置１０の高さが所定の高さとなるようにする。具体的には、図示しないスペーサを、第２ヒートシンク１９Ｈ，１９Ｌの本体部１９０Ｈ，１９０Ｌと台座との間に配置し、スペーサに、本体部１９０Ｈ，１９０Ｌと台座を接触させる。このようにして、半導体装置１０の高さが所定の高さとなるようにする。

上記したように、高さばらつきを吸収可能な量のはんだ２０Ｈ，２０Ｌをターミナル１７Ｈ，１７Ｌと第２ヒートシンク１９Ｈ，１９Ｌとの間に配置している。したがって、２ｎｄリフローにおいて、ターミナル１７Ｈ，１７Ｌと第２ヒートシンク１９Ｈ，１９Ｌとの間のはんだ２０Ｈ，２０Ｌは不足せず、確実な接続を行うことができる。また、高さばらつきを吸収可能な量のはんだ２１を延設部１９１Ｈと継手部１６との間に配置している。したがって、２ｎｄリフローにおいて、延設部１９１Ｈと継手部１６との間のはんだ２１は不足せず、確実な接続を行うことができる。さらに、高さばらつきを吸収可能な量のはんだ２１を延設部１９１Ｌと主端子２４との間に配置している。したがって、２ｎｄリフローにおいて、延設部１９１Ｌと主端子２４との間のはんだ２１は不足せず、確実な接続を行うことができる。

なお、１ｓｔリフロー及び２ｎｄリフローは、水素雰囲気下のリフローとされる。これにより、はんだ付けに不要な金属表面の自然酸化膜を、還元により除去することができる。したがって、はんだ１５，１８，２０，２１としてフラックスレスのはんだを用いることができる。また、減圧により、はんだ１５，１８，２０，２１にボイドが生じるのを抑制することができる。なお、酸化膜２５５も還元により厚みが薄くなるため、還元されても少なくとも凹凸酸化膜２５６が残るように、レーザ光の照射により所望厚みの凹凸酸化膜２５６を形成しておく。上記したように、金属薄膜２５４が無電解Ｎｉめっき膜を含むと、電気Ｎｉめっき膜に較べて凹凸酸化膜２５６を厚くできるため、好ましい。

次に、トランスファモールド法により、図６に示す封止樹脂体１１の成形を行う。このとき、半導体チップ１２、信号端子２５のインナーリード２５０、及びボンディングワイヤ２６を覆うように、封止樹脂体１１を成形する。本実施形態では、半導体チップ１２、信号端子２５のインナーリード２５０、ボンディングワイヤ２６のみならず、第１ヒートシンク１４、継手部１６、ターミナル１７、及び第２ヒートシンク１９が完全に覆われるように、封止樹脂体１１を形成する。そして、成形した封止樹脂体１１を第１ヒートシンク１４及び第２ヒートシンク１９の一部ごと切削することにより、第１ヒートシンク１４及び第２ヒートシンク１９の放熱面１４ｂ，１９ｂを露出させる。

なお、放熱面１４ｂ，１９ｂを成形金型のキャビティ壁面に押し当て、密着させた状態で、封止樹脂体１１を成形してもよい。この場合、封止樹脂体１１を成形した時点で、放熱面１４ｂ，１９ｂが封止樹脂体１１から露出される。このため、成形後の切削が不要となる。

そして、リードフレームの不要部分を除去することで、半導体装置１０を得ることができる。

次に、上記した半導体装置１０及びその製造方法の効果について説明する。

本発明者は、信号端子２５（リードフレーム）における封止樹脂体１１の剥離について鋭意検討を行った。その際、１７５℃から−４０℃まで変化させたときに生じる応力について解析した。図１１は、信号端子２５のうち、図３に一点鎖線で示す領域XIの部分の応力解析結果を示している。

半導体チップ１２には、パッドとして、ゲート電極用、エミッタ電極１３ｂの電位を検出するケルビンエミッタ用、電流センス用、半導体チップ１２の温度を検出する感温ダイオードのアノード電位用、同じくカソード電位用がそれぞれ形成されている。本実施形態では、Ｘ方向において、一端側から、カソード電位用、アノード電位用、ゲート電極用、電流センス用、ケルビンエミッタ用の順に形成されている。このため、図１１に示す２つの信号端子２５の一方は、半導体チップ１２Ｈのゲート電極用のパッドに対応するゲート端子２５Ｈｇ、他方は、半導体チップ１２Ｌのカソード電位用のパッドに対応するカソード端子２５Ｌｋである。

図１１に示すように、封止樹脂体１１と信号端子２５との線膨張係数差に基づいて生じる熱応力は、インナーリード２５０におけるボンディング面２５０ａの先端部２５０ｃに集中することが明らかとなった。また、信号端子２５の位置によらず、先端部２５０ｃに集中することが明らかとなった。なお、熱応力は、先端部２５０ｃで最大値を示した。

これに対し、本実施形態では、ボンディング面２５０ａの先端領域２５０ｅの少なくとも一部において、金属薄膜２５４上に凹凸酸化膜２５６が形成されている。凹凸酸化膜２５６の表面は微細な凹凸をなしている。このため、封止樹脂体１１と先端領域２５０ｅとの接触面積が増える。また、封止樹脂体１１が凹凸酸化膜２５６の凹凸に絡みついてアンカー効果が生じる。したがって、先端領域２５０ｅと封止樹脂体１１との密着性を向上し、封止樹脂体１１の剥離を抑制することができる。これにより、封止樹脂体１１の剥離が接続領域２５０ｂまで進展するのを抑制することができる。すなわち、ボンディングワイヤ２６が断線するのを抑制することができる。

また、金属薄膜２５４上に凹凸酸化膜２５６が形成された構成とすることで、上記効果を奏することができる。したがって、封止樹脂体１１の剥離を抑制しつつ、従来に較べて、信号端子２５、ひいては半導体装置の構成を簡素化することができる。

また、金属薄膜２５４が形成された基材２５２を準備し、金属薄膜２５４にパルス発振のレーザ光を照射することで、凹凸酸化膜２５６を形成する。凹凸酸化膜２５６の形成後、ボンディングワイヤ２６を介して半導体チップ１２のパッドと信号端子２５を接続し、次いで封止樹脂体１１を成形することで、半導体装置１０を得ることができる。特に、金属薄膜に対してレーザ光を照射し、凹凸酸化膜を形成するだけで、封止樹脂体１１の剥離を抑制することができる。したがって、従来に較べて製造工程を簡素化することができる。

このように、封止樹脂体１１の剥離によるボンディングワイヤ２６の断線を抑制しつつ、半導体装置１０の構成及び製造工程を簡素化することができる。また、金属薄膜２５４上に凹凸酸化膜２５６を形成することで、金属薄膜２５４の腐食を抑制することもできる。これにより、金属薄膜２５４の腐食による封止樹脂体１１の剥離を抑制することもできる。

特に本実施形態では、凹凸酸化膜２５６が、先端部２５０ｃから形成されている。このため、最も剥離が生じやすい先端部２５０ｃにおいて、上記した接触面積増加及びアンカー効果により、封止樹脂体１１の剥離を抑制することができる。このため、ボンディングワイヤ２６の断線抑制に効果的である。

また、本実施形態では、酸化膜２５５として中間酸化膜２５７が形成されている。このため、中間酸化膜２５７が形成された部分において、金属薄膜２５４の腐食を抑制することができる。これにより、金属薄膜２５４の腐食による封止樹脂体１１の剥離を抑制することもできる。

（第２実施形態）
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行実施形態に示した半導体装置１０及びその製造方法と共通する部分についての説明は省略する。

本実施形態では、図１２に示すように、凹凸酸化膜２５６が、ボンディング面２５０ａにおいて、先端領域２５０ｅだけでなく、後端領域２５０ｆの少なくとも一部にも形成されている。図１２では、Ｙ方向において、後端部２５０ｄから後端領域２５０ｆのほぼ全域に凹凸酸化膜２５６が形成されている。図１２でも、図５同様、明確化のため、凹凸酸化膜２５６にハッチングを施している。

なお、図１２では、便宜上、中間酸化膜２５７の図示を省略している。中間酸化膜２５７は、接続領域２５０ｂと先端領域２５０ｅに形成された凹凸酸化膜２５６との間、接続領域２５０ｂと後端領域２５０ｆに形成された凹凸酸化膜２５６との間に、それぞれ形成されている。

これによれば、後端領域２５０ｆにおいても、封止樹脂体１１の剥離が抑制される。したがって、封止樹脂体１１の側面１１ｄから、封止樹脂体１１と信号端子２５の界面に水分や腐食性ガスなどが侵入するのを抑制することができる。

（第３実施形態）
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行実施形態に示した半導体装置１０及びその製造方法と共通する部分についての説明は省略する。

本実施形態では、図１３に示すように、信号端子２５の幅方向であるＸ方向において、凹凸酸化膜２５６が接続領域２５０ｂに並んで形成されている。そして、Ｘ方向における片側で、接続領域２５０ｂに並んで形成された凹凸酸化膜２５６を介して、先端領域２５０ｅに形成された凹凸酸化膜２５６と、後端領域２５０ｆに形成された凹凸酸化膜２５６とが、一体的に連なっている。なお、図１３でも、図５同様、明確化のため、凹凸酸化膜２５６にハッチングを施している。また、図１２同様、中間酸化膜２５７の図示を省略している。

これによれば、Ｘ方向における端部から封止樹脂体１１が剥離し、接続領域２５０ｂに剥離が進展するのを抑制することができる。

（第４実施形態）
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行実施形態に示した半導体装置１０及びその製造方法と共通する部分についての説明は省略する。

本実施形態では、図１４に示すように、凹凸酸化膜２５６が、接続領域２５０ｂに対してＸ方向両側に並んで形成されている。そして、Ｘ方向における両側で、接続領域２５０ｂに並んで形成された凹凸酸化膜２５６を介して、先端領域２５０ｅに形成された凹凸酸化膜２５６と、後端領域２５０ｆに形成された凹凸酸化膜２５６とが、一体的に連なっている。すなわち、凹凸酸化膜２５６が、接続領域２５０ｂを取り囲んでいる。なお、図１４でも、図５同様、明確化のため、凹凸酸化膜２５６にハッチングを施している。また、図１２同様、中間酸化膜２５７の図示を省略している。

これによれば、接続領域２５０ｂのＸ方向の両側で、封止樹脂体１１の剥離を抑制することができる。また、凹凸酸化膜２５６が接続領域２５０ｂを取り囲んでいるので、いずれの方向についても剥離の進展を抑制することができる。

この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。たとえば、開示は、実施形態において示された要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。

上記実施形態では、半導体装置１０として、半導体チップ１２を２つ有する２ｉｎ１パッケージの例を示した。しかしながら、半導体チップ１２の個数は限定されない。たとえば三相分の上下アームを構成する６つの半導体チップ１２のうちの１つのみを有する１ｉｎ１パッケージや、６つの半導体チップ１２を有する６ｉｎ１パッケージにも適用できる。

ＩＧＢＴとＦＷＤが同一チップに形成される例を示したが、互いに別チップに形成される構成にも適用できる。

半導体装置１０がターミナル１７を有する例を示したが、ターミナル１７を有さない構成としてもよい。この場合、第２ヒートシンク１９に、エミッタ電極１３ｂに向けて突出する凸部を設けるとよい。

放熱面１４ｂ，１９ｂが、封止樹脂体１１から露出される例を示した。しかしながら、放熱面１４ｂ，１９ｂが、封止樹脂体１１から露出されない構成にも適用できる。

樹脂封止型の電子装置として半導体装置１０の例を示したが、これに限定されない。電子部品と、電子部品を封止する封止樹脂体と、封止樹脂体の内外にわたって延設されたリードフレームと、封止樹脂体の内部において、電子部品とインナーリードとを電気的に接続するボンディングワイヤと、を備える構成であればよい。電子部品としては、たとえばマイコンを採用することもできる。

金属薄膜２５４を構成する金属はＮｉに限定されない。また、酸化膜２５５もＮｉの酸化物に限定されない。酸化膜２５５としては、金属薄膜２５４を構成する金属と同じ金属の酸化物であればよい。

凹凸酸化膜２５６の形成パターンは、上記例に限定されない。たとえば図１５に示す第１変形例では、Ｘ方向において、凹凸酸化膜２５６が接続領域２５０ｂに並んで形成されている。接続領域２５０ｂに並んで形成された凹凸酸化膜２５６は、先端領域２５０ｅに形成された凹凸酸化膜２５６のみに連なっている。なお、図示しないが、後端領域２５０ｆに形成された凹凸酸化膜２５６のみに連なるようにしてもよい。

また、図１６に示す第２変形例では、凹凸酸化膜２５６が、接続領域２５０ｂに対してＸ方向両側に並んで形成されている。そして、接続領域２５０ｂに並んで形成された凹凸酸化膜２５６は、先端領域２５０ｅに形成された凹凸酸化膜２５６のみに連なっている。なお、図示しないが、後端領域２５０ｆに形成された凹凸酸化膜２５６のみに連なるようにしてもよい。

凹凸酸化膜２５６は、ボンディング面２５０ａにおいて、少なくとも先端領域２５０ｅに形成されていればよい。たとえば、先端領域２５０ｅのうち、先端部２５０ｃとは離れた部分に凹凸酸化膜２５６が形成されてもよい。

１…電力変換装置、２…直流電源、３…モータ、４…平滑コンデンサ、５…高電位電源ライン、６…低電位電源ライン、７…出力ライン、１０…半導体装置、１１…封止樹脂体、１１ａ…一面、１１ｂ…裏面、１１ｃ，１１ｄ…側面、１２，１２Ｈ，１２Ｌ…半導体チップ、１２ａ…一面、１２ｂ…裏面、１３ａ…コレクタ電極、１３ｂ…エミッタ電極、１４，１４Ｈ，１４Ｌ…第１ヒートシンク、１４ａ…対向面、１４ｂ…放熱面、１５，１５Ｈ，１５Ｌ…はんだ、１６…継手部、１７，１７Ｈ，１７Ｌ…ターミナル、１８，１８Ｈ，１８Ｌ…はんだ、１９，１９Ｈ，１９Ｌ…第２ヒートシンク、１９ａ…対向面、１９ｂ…放熱面、１９０，１９０Ｈ，１９０Ｌ…本体部、１９１，１９１Ｈ，１９１Ｌ…延設部、２０，２０Ｈ，２０Ｌ…はんだ、２１…はんだ、２２，２３，２４…主端子、２５，２５Ｈ，２５Ｌ…信号端子、２５Ｈｇ…ゲート端子、２５Ｌｋ…カソード端子、２５０…インナーリード、２５０ａ…ボンディング面、２５０ｂ…接続領域、２５０ｃ…先端部、２５０ｄ…後端部、２５０ｅ…先端領域、２５０ｆ…後端領域、２５１…アウターリード、２５２…基材、２５３…皮膜、２５４…金属薄膜、２５４ａ…凹部、２５５…酸化膜、２５６…凹凸酸化膜、２５６ａ…凸部、２５７…中間酸化膜、２６…ボンディングワイヤ、２７，２８，２９…貫通孔

Claims (12)

1. 電子部品（１２）と、
   前記電子部品を封止する封止樹脂体（１１）と、
   前記封止樹脂体の内部に配置されたインナーリード（２５０）と、前記インナーリードに連なり、前記封止樹脂体の外部に突出するアウターリード（２５１）と、を有し、前記封止樹脂体の内外にわたって延設されたリードフレーム（２５）と、
   前記封止樹脂体の内部において、前記電子部品と前記インナーリードとを電気的に接続するボンディングワイヤ（２６）と、
   を備え、
   前記インナーリードが、金属材料を用いて形成された基材（２５２）と、前記基材の表面のうち、前記インナーリードにおける前記ボンディングワイヤが接続されるボンディング面（２５０ａ）側の表面に少なくとも形成された皮膜（２５３）と、を有し、
   前記皮膜が、前記基材の表面に形成され、一部分に前記ボンディングワイヤが接続された金属薄膜（２５４）と、前記金属薄膜の主成分の金属と同じ金属の酸化物よりなり、前記金属薄膜上であって前記ボンディングワイヤの接続領域（２５０ｂ）を除く部分の少なくとも一部に形成された酸化膜（２５５）と、を有し、
   前記酸化膜が、表面が連続して凹凸をなす凹凸酸化膜（２５６）を含んでおり、
   前記ボンディング面において、前記アウターリード側の端部とは反対の端部を先端部（２５０ｃ）とすると、前記凹凸酸化膜が、前記接続領域よりも前記先端部側の領域である先端領域（２５０ｅ）の少なくとも一部に形成されている電子装置。
2. 前記凹凸酸化膜は、前記ボンディング面において前記先端部から形成されている請求項１に記載の電子装置。
3. 前記アウターリード側の端部を後端部（２５０ｄ）とすると、前記凹凸酸化膜は、前記ボンディング面において、前記接続領域よりも前記後端部側の領域である後端領域（２５０ｆ）の少なくとも一部に形成されている請求項１又は請求項２に記載の電子装置。
4. 前記リードフレームの延設方向に直交する幅方向において、前記凹凸酸化膜は、前記接続領域に並んで形成されており、
   前記先端領域に形成された凹凸酸化膜と、前記接続領域に並んで形成された凹凸酸化膜と、前記後端領域に形成された凹凸酸化膜とが、一体的に連なっている請求項３に記載の電子装置。
5. 前記凹凸酸化膜は、前記接続領域を取り囲んでいる請求項４に記載の電子装置。
6. 前記金属薄膜は、前記凹凸酸化膜が形成された部分の表面に複数の凹部（２５４ａ）を有する請求項１〜５いずれか１項に記載の電子装置。
7. 前記金属薄膜において、前記凹凸酸化膜が形成された部分の平均膜厚が、前記凹凸酸化膜が形成されていない部分の平均膜厚よりも薄くなっている請求項１〜６いずれか１項に記載の電子装置。
8. 前記酸化膜は、前記凹凸酸化膜と前記接続領域との間で前記凹凸酸化膜に隣接して形成され、自然酸化膜よりも膜厚が厚く、前記凹凸酸化膜の平均膜厚よりも薄い中間酸化膜（２５７）を含む請求項１〜７いずれか１項に記載の電子装置。
9. 前記金属薄膜は、Ｎｉを主成分とする請求項１〜８いずれか１項に記載の電子装置。
10. 前記金属薄膜は、めっき膜である請求項９に記載の電子装置。
11. 前記金属薄膜は、無電解めっき膜である請求項１０に記載の電子装置。
12. 電子部品（１２）と、
    前記電子部品を封止する封止樹脂体（１１）と、
    前記封止樹脂体の内部に配置されたインナーリード（２５０）と、前記インナーリードに連なり、前記封止樹脂体の外部に突出するアウターリード（２５１）と、を有し、前記封止樹脂体の内外にわたって延設されたリードフレーム（２５）と、
    前記封止樹脂体の内部において、前記電子部品と前記インナーリードとを電気的に接続するボンディングワイヤ（２６）と、
    を備え、
    前記インナーリードが、金属材料を用いて形成された基材（２５２）と、前記基材の表面のうち、前記インナーリードにおける前記ボンディングワイヤが接続されるボンディング面（２５０ａ）側の表面に少なくとも形成された皮膜（２５３）と、を有し、
    前記皮膜が、前記基材の表面に形成され、一部分に前記ボンディングワイヤが接続された金属薄膜（２５４）と、前記金属薄膜の主成分の金属と同じ金属の酸化物よりなり、前記金属薄膜上であって前記ボンディングワイヤの接続領域（２５０ｂ）を除く部分の少なくとも一部に形成された酸化膜（２５５）と、を有し、
    前記酸化膜が、表面が連続して凹凸をなす凹凸酸化膜（２５６）を含む電子装置の製造方法であって、
    前記金属薄膜が形成された前記基材を準備し、
    前記ボンディング面において、前記アウターリード側の端部とは反対の端部を先端部（２５０ｃ）とすると、前記金属薄膜の表面のうち、前記接続領域よりも前記先端部側の領域である先端領域（２５０ｅ）の少なくとも一部にパルス発振のレーザ光を照射して、前記凹凸酸化膜を形成し、
    前記凹凸酸化膜の形成後、前記ボンディングワイヤを介して、前記電子部品と前記インナーリードとを接続し、
    前記ボンディングワイヤ、前記電子部品、及び前記インナーリードを覆うように、前記封止樹脂体を成形する電子装置の製造方法。

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