WO2014132483A1 - 半導体装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置および半導体装置の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2014132483A1
WO2014132483A1 PCT/JP2013/078416 JP2013078416W WO2014132483A1 WO 2014132483 A1 WO2014132483 A1 WO 2014132483A1 JP 2013078416 W JP2013078416 W JP 2013078416W WO 2014132483 A1 WO2014132483 A1 WO 2014132483A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
semiconductor device
roughening
heat spreader
metal member
manufacturing
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/078416
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
寺井　護
晴子 人見
啓行 原田
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to JP2015502713A priority Critical patent/JPWO2014132483A1/ja
Publication of WO2014132483A1 publication Critical patent/WO2014132483A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49568—Lead-frames or other flat leads specifically adapted to facilitate heat dissipation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3735—Laminates or multilayers, e.g. direct bond copper ceramic substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/42—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations selected or arranged to facilitate heating or cooling
    • H01L23/433—Auxiliary members in containers characterised by their shape, e.g. pistons
    • H01L23/4334—Auxiliary members in encapsulations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/291—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29101—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32245—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/33—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of a plurality of layer connectors
    • H01L2224/331—Disposition
    • H01L2224/3318—Disposition being disposed on at least two different sides of the body, e.g. dual array
    • H01L2224/33181—On opposite sides of the body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45117—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
    • H01L2224/45124—Aluminium (Al) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45147—Copper (Cu) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484—Connecting portions
    • H01L2224/4847—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond
    • H01L2224/48472—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond the other connecting portion not on the bonding area also being a wedge bond, i.e. wedge-to-wedge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L24/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L24/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L24/33—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of a plurality of layer connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L24/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation

Definitions

  • the present invention relates to a resin mold type semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device having improved adhesion between a metal member such as a lead frame and a heat spreader and a mold resin.
  • metal members such as a lead frame and a heat spreader are sealed with a mold resin.
  • a mold resin for example, in Patent Document 1, a dimple having a side wall as an inverted mesa shape and a return portion is formed on the surface of the metal member.
  • a technique capable of improving the adhesion of the mold resin is disclosed.
  • Patent Document 2 a semiconductor element is bonded to the surface side of a metal member, and a recess or a protrusion is provided around the semiconductor element in the metal member, so that the protruding portion of solder with low adhesion and the spread of flux are reduced. Techniques for preventing are disclosed.
  • the present invention improves the adhesion between the metal member and the mold resin without causing the bonding failure of the semiconductor element by suppressing the spread of the solder used for joining the metal member and the semiconductor element.
  • An object of the present invention is to provide a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device that can be implemented.
  • a semiconductor device includes a semiconductor element, a metal member bonded to the semiconductor element via a bonding member, a mold resin that seals at least a part of the metal member and the semiconductor element, and the metal And a roughened portion formed on the surface of the member and roughened in a pitting form on the metal member, the roughened portion being divided into two or more.
  • the method for manufacturing a semiconductor device includes a step of forming the roughened portion on the surface of the metal member by chemical treatment using copper dissolution or corrosive action, and the roughened portion is divided into two or more. And forming a divided portion.
  • the mold resin penetrates into the roughened portion, the adhesion between the metal member and the mold resin can be improved. Furthermore, when the solder used to join the metal member and the semiconductor element wets and spreads, the roughened portion enters two or more parts, so that it is possible to suppress the solder from spreading more than necessary. As a result, it is possible to minimize the portion where the solder having poor adhesion wets and spreads, and it is possible to prevent the occurrence of bonding failure or the like in the semiconductor element.
  • an insulating sheet formed of, for example, an epoxy resin may be disposed on the surface opposite to the side on which the semiconductor element is bonded.
  • the resin component in the insulating sheet penetrates into the roughened portion at the portion where the roughened portion and the insulating sheet are in contact.
  • the adhesiveness of an insulating sheet and a metal member can be improved, and the reliability of a semiconductor device can be improved.
  • the resin component of the insulating sheet penetrates preferentially into the roughened portion, the filler ratio in the insulating sheet increases. Thereby, the improvement of the heat transmission rate of an insulating sheet can also be aimed at.
  • the step of forming the roughened portion on the surface of the metal member by chemical treatment using copper dissolution or corrosive action, and the roughened portion divided into two or more divided portions Forming a step.
  • the mold resin penetrates into the roughened portion, so that the adhesion between the metal member, the mold resin, and the insulating sheet is increased. Can be improved. Further, since the solder enters the divided portion when the solder spreads, it is possible to suppress the solder from spreading more than necessary.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a resin mold type semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
  • the semiconductor device includes, for example, a power semiconductor chip 3 (semiconductor element) such as an IGBT, a heat spreader 7, lead frames 1 and 5, a mold resin 6, a pitting roughening portion 8, and a dividing portion 9. Yes.
  • the heat spreader 7 corresponds to a metal member.
  • the heat spreader 7 is made of copper, and the exposed portion (all surfaces) including the surface of the heat spreader 7 has a pitting corrosion roughening portion 8 which is a roughening portion obtained by roughening the heat spreader 7 in a pitting corrosion manner. Is formed.
  • the pitting-like roughened portion 8 is formed by, for example, chemical treatment using copper dissolution or corrosion (etching) action, and details thereof will be described later.
  • the power semiconductor chip 3 is bonded to the center of the surface of the heat spreader 7 via a bonding portion 12, and the bonding portion 12 is made of, for example, solder. Note that solder corresponds to the joining member.
  • a frame-shaped divided portion 9 (see FIG. 2) in a plan view is formed in a peripheral region of the center portion of the upper surface of the heat spreader 7, more specifically, in a portion outside the center portion of the upper surface of the heat spreader 7. .
  • the pitting roughening portion 8 is removed, and the copper portion of the heat spreader 7 is exposed.
  • the division part 9 is formed in order to divide the pitting corrosion roughening part 8 into two or more, and in this embodiment, the pitting corrosion roughening part 8 is divided into two.
  • the lead frame 1 is joined to one end of the surface of the heat spreader 7 via a joint 13, and the joint 13 is made of, for example, ultrasonic waves or solder.
  • the lead frame 5 is bonded to the surface of the power semiconductor chip 3 via a bonding portion 14, and the bonding portion 14 is made of, for example, solder.
  • the heat spreader 7 is mounted on the surface of an insulating sheet 11 formed of, for example, an epoxy resin.
  • a copper foil 10 which is a protective film made of, for example, copper is provided.
  • the power semiconductor chip 3, the heat spreader 7, and the lead frames 1 and 5 are sealed with a mold resin 6 made of, for example, an epoxy resin by using a transfer molding method.
  • the insulating sheet 11 and the copper foil 10 are also sealed simultaneously with the heat spreader 7 so that the copper foil 10 is exposed on the bottom surface of the mold resin 6. It is also possible to attach the insulating sheet 11 to the back surface of the heat spreader 7 after the heat spreader 7 is resin-sealed by the transfer mold method.
  • the power semiconductor chip 3 and the lead frame 5 can be bonded using an aluminum wire, a copper wire, a gold wire, or the like.
  • a resin that is resin-sealed by a transfer mold method in addition to a resin that is resin-sealed by a transfer mold method, a resin that is resin-sealed by a direct potting method can be used.
  • a resin in which an inorganic filler such as alumina is added to a silicone resin or a cyanate resin to adjust the linear expansion coefficient, elastic modulus, and flame retardancy is used as these resins. be able to.
  • the pitting corrosion roughening portion 8 includes (A) sulfuric acid 25 to 200 g / liter, (B) hydrogen peroxide 10 to 100 g / liter, and (C) phosphorous acid or phosphite. 0.05 to 20 g / liter of phosphoric acid component, 0.05 to 10 g / liter of at least one or two azole components selected from (D) 1,2,3-benzotriazole and 5-methyl-1H-tetrazole, (E) by chemical treatment (surface roughening treatment) using a surface roughening agent containing 0.005 to 0.5 g / liter of one or two kinds of chlorine compound components selected from sodium chloride or benzalkonium chloride It is formed.
  • the pitting roughened portion 8 can be stably formed.
  • the dividing portion 9 is not particularly limited as long as it is a structure that can suppress solder wetting, but can be formed by, for example, pressing, cutting, laser processing, chemical processing, or the like.
  • the portion where the solder contacts in the pitting corrosion roughening portion 8 such as the semiconductor element mounting portion is highly wettable, the surface of the pitting corrosion roughening portion 8 is covered with solder.
  • the solder covering the surface of the pitting-like roughened portion 8 is blocked by the dividing portion 9. That is, the portion covered with the solder in the pitting corrosion roughening portion 8 is defined by the division portion 9. Since the heat spreader 7 covered with the solder significantly decreases the adhesion with the mold resin 6, it is desirable that the portion covered with the solder in the pitting roughening portion 8 is as small as possible.
  • the outer periphery of the power semiconductor chip 3 is 1 mm
  • the outer periphery of the portion covered with solder in the pitting roughening portion 8 is preferably smaller than the outer periphery 1 mm of the power semiconductor chip 3, and 200 ⁇ m. The following is more preferable.
  • the depth L of the dividing portion 9 is defined as L ⁇ T ⁇ 0.3, where the depth of the pitting roughening portion 8 is the pitting roughening degree T. If the depth of the divided portion 9 is smaller than 0.3 times the depth of the pitting roughened portion 8, the solder may flow out of the divided portion 9 without suppressing the wettability of the solder.
  • the pitting corrosion roughening portion 8 is provided on all surfaces including the surface of the heat spreader 7, and more specifically, the peripheral region of the joint portion by solder in the pitting corrosion roughening portion 8.
  • the split portion 9 is formed in the outer portion of the joint portion 12 in the pitting corrosion roughened portion 8.
  • the surface area of the heat spreader 7 is increased, so that the wettability of the solder is remarkably increased. For this reason, when the portion where the solder having poor adhesion to the mold resin 6 is wet spreads, the bonding failure of the power semiconductor chip 3 to the heat spreader 7 is likely to occur, and the reliability of the semiconductor device is reduced.
  • the division part 9 is formed in order to prevent the solder from spreading.
  • the division part 9 is formed in the circumference
  • a pitting corrosion roughening process may be performed in advance using a mask or the like, and a portion of the heat spreader 7 that contacts the solder may be made flat.
  • the adhesion between the heat spreader 7 and the mold resin 6 is remarkably improved by the penetration of the mold resin 6 into the pitting-like roughened portion 8. Moreover, the adhesiveness with the insulating sheet 11 is also improved by the pitting corrosion roughened portion 8. Furthermore, by suppressing the solder from spreading more than necessary by the dividing portion 9, it is possible to minimize the portion where the solder having poor adhesion is spread, and the reliability of the semiconductor device is improved.
  • FIG. 2 is a diagram showing a processing flow of the heat spreader 7.
  • FIG. 2 a plan view of the object is described above the paper surface, and a cross-sectional view of the object is described below the paper surface. The same applies to FIGS. 3 to 5 described below.
  • a surface roughening process is performed on the copper frame 7a which is a material of the heat spreader 7, and then a frame-shaped divided portion 9 is formed by cutting outside the portion where the power semiconductor chip 3 is joined in the heat spreader 7. did.
  • the pitting roughening portion 8 is formed on the entire exposed surface of the heat spreader 7, and the pitting corrosion roughening portion 8 is removed by cutting in the dividing portion 9.
  • FIG. 3 is a diagram showing another processing flow of the heat spreader 7.
  • a surface roughening process is performed at the stage of the copper wound plate 7b which is a material of the heat spreader 7, and then the copper spread plate 7b is punched to produce the heat spreader 7.
  • segmentation part 9 was formed in the outer side of the part to which the power semiconductor chip 3 is joined in the heat spreader 7 by press work.
  • the pitting corrosion roughened portion 8 cannot be formed on the side surface of the heat spreader 7 (that is, the copper winding plate 7b). This is because the copper wound plate 7b is punched after the surface roughening treatment.
  • the surface roughening process is not performed on the back surface of the heat spreader 7, but can be arbitrarily selected when the surface roughening process is required on the back surface.
  • the dividing part 9 is preferably formed by pressing, but is particularly limited. Other processing methods may be used instead of those.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a mold formation flow performed after the heat spreader 7 is processed.
  • the heat spreader 7 the surface roughening process described with reference to FIG. 2 and the press working described with reference to FIG.
  • the heat spreader 7 and the power semiconductor chip 3 are joined by soldering the power semiconductor chip 3 to the center of the surface of the heat spreader 7. At this time, the portion where the solder spreads out remains in the divided portion 9 and does not spread outside the divided portion 9. Thereafter, the lead frame 5 is bonded to the surface of the power semiconductor chip 3 and the lead frame 1 is bonded to the surface of one end of the heat spreader 7. Next, an inner lead part which is a part of the lead frames 1, 5, the power semiconductor chip 3, the heat spreader 7 and the like are molded to obtain a semiconductor device.
  • heat spreader used in the flow shown in FIG. 4 is not limited to the one formed in the flow described in FIG. 2 or FIG. 3, and a pitting corrosion roughened portion and a divided portion are formed. Any heat spreader may be used.
  • Table 1 is a table showing the heat spreader (hereinafter also referred to as “HS”) state and various test results of the comparative example and the example.
  • the heat spreader is made of sulfuric acid 25 to 200 g / liter, hydrogen peroxide 10 to 100 g / liter, at least one phosphorous acid component selected from phosphorous acid or phosphite 0.05 to 20 g / liter, 1, 2, At least one or two azole components selected from 3-benzotriazole and 5-methyl-1H-tetrazole 0.05 to 10 g / liter, one or two chlorine compounds selected from sodium chloride or benzalkonium chloride Pitting corrosion roughening shown in Table 1 was performed by chemical treatment using an aqueous solution containing 0.005 to 0.5 g / liter of the component.
  • chemical treatment using an aqueous solution containing copper ions can also be performed.
  • the pitting corrosion roughness was defined by the thickness at which pitting corrosion roughening progressed by cutting the pitting corrosion roughened copper plate. Moreover, the division
  • surface is formed by crushing a pitting-like roughening part by pushing and molding with a desired metal mold
  • the heat cycle resistance in the table indicates that the semiconductor device manufactured in the comparative example and each example was subjected to a heat cycle test at ⁇ 50 to 200 ° C., and the separation of the heat spreader and the mold resin was separated by SAT observation. Shows the number of times to progress beyond. Insulation resistance was measured by applying a high voltage of 10 kV to the module manufactured in each Comparative Example and Example at ⁇ 50 to 200 ° C.
  • SAT is an abbreviation for Scanning Acoustic Tomograph and refers to an ultrasonic flaw detector
  • SAT observation means an analysis method that can detect the detection of peeling in a package in a non-destructive state using ultrasonic waves.
  • Example 1A heat cycle resistance and insulation resistance were 1000 cycles or less. This is considered to be because the pitting corrosion roughness of the HS surface is low. In Example 1A, it can be seen that the pitting corrosion roughness is low because there is no wetting and spreading of the solder even if the divided portion is not formed.
  • Examples 3B, 4B, 5B, and 6B having pitting corrosion roughness exceeding 3 ⁇ m it was confirmed that the heat cycle resistance and the insulation resistance were dramatically improved by providing the divided portions.
  • Examples 3A, 4A, 5A, 6A, and 7A heat cycle resistance and insulation resistance were low. This is presumably because the solder was spread over the entire surface of the HS due to the absence of the divided portions, and the adhesion between the mold resin and the HS was lowered.
  • Example 7B although the heat cycle resistance was improved, the insulation resistance was lowered. This is considered to be because heat cycle resistance was improved because the adhesiveness between the mold resin and the HS was improved by suppressing the spread of the solder wetting by providing the divided portions. On the other hand, if the pitting corrosion degree becomes excessive, the copper piece is easily detached from the pitting corrosion roughening portion, and the separated copper piece is mixed into the mold resin. In Example 7B, it is considered that the insulation resistance was lowered due to the above reason.
  • the thickness of the pitting roughened portion is 3 ⁇ m or more and 400 ⁇ m or less, and the semiconductor device in which the divided portions are formed has good heat cycle resistance and insulation resistance.
  • the power semiconductor chip 3 the metal member joined to the power semiconductor chip 3 via the solder that is the joining member, at least a part of the metal member, and the power semiconductor chip. 3 and a pitting corrosion roughened portion 8 formed on the surface of the metal member and formed by chemical treatment using copper dissolution or corrosion (etching) action.
  • the pitting corrosion-roughening part 8 is divided into two or more.
  • the metal member is a copper heat spreader 7.
  • the mold resin 6 penetrates into the pitting roughened portion 8, the adhesion between the metal member and the mold resin 6 can be improved. Furthermore, when the solder used for joining the metal member and the power semiconductor chip 3 gets wet and spreads, the pitting corrosion roughened portion 8 enters two or more parts, so that the solder gets wet more than necessary. Can suppress spreading. As a result, it is possible to minimize the portion where the solder having poor adhesion is spread, so that it is possible to prevent the occurrence of poor bonding in the power semiconductor chip 3, and thus the semiconductor device can be used for a long time.
  • the resin component in the insulating sheet 11 penetrates into the pitting corrosion-roughening portion 8. For this reason, the adhesiveness of the insulating sheet 11 and a metal member can be improved, and the reliability of a semiconductor device can be improved. Moreover, since the resin component of the insulating sheet 11 preferentially permeates into the pitting-like roughened portion 8, the filler ratio in the insulating sheet 11 increases. Thereby, the heat transfer rate of the insulating sheet 11 can also be improved.
  • the dividing portion 9 that divides the pitting-like roughened portion 8 is formed in the peripheral region of the joint portion by the solder that is the bonding member in the pitting-like roughening portion 8, so that the solder can effectively enter the dividing portion 9. It is possible to suppress the spread of the solder more than necessary.
  • Table 1 in Examples 4A to 4E, the depth L of the divided portion is changed with respect to the pitting roughness degree T. In Example 4E, wetting of the solder to HS was confirmed, and heat cycle resistance and insulation resistance were reduced. From this result, if the depth L of the divided portion is 0.4 times or more of the pitting roughness degree T, solder wettability can be prevented and a highly reliable semiconductor device can be obtained.
  • Examples 6A to 6D show the reliability evaluation results for the depths of the divided portions when the pitting roughness degree T is different. According to this result, as in the case of Example 4, it is clear that a highly reliable semiconductor device can be obtained if the depth L of the divided portion is 0.4 times or more the pitting roughness degree T. It became.
  • the heat cycle resistance and insulation resistance of the semiconductor device are improved by forming the thickness of the pitting roughened portion 8 to 3 ⁇ m or more and 400 ⁇ m or less.
  • the divided portion 9 can be formed by press working.
  • the punching process of the copper winding plate 7b and the formation of the dividing portion 9 can be performed at once by one apparatus, and the number of steps for performing the surface roughening process at the stage of the copper winding plate 7b is reduced. be able to.
  • the dividing portion 9 can be formed by chemical treatment, so that an existing manufacturing apparatus can be used regardless of a special manufacturing apparatus.
  • the divided portion 9 can be formed by a cutting process.
  • the pitting corrosion roughened portion 8 is formed on the entire exposed surface of the heat spreader 7, and the pitting corrosion roughened portion 8 is removed from the dividing portion 9 by cutting.
  • the adhesiveness between the heat spreader 7 and the mold resin 6 but also the adhesiveness with the insulating sheet 11 can be expected, and this is particularly effective when the adhesiveness between the heat spreader 7 and the insulating sheet 11 is low.
  • the pitting corrosion roughened portion 8 In the step of forming the pitting corrosion roughening portion 8, an aqueous solution containing sulfuric acid, hydrogen peroxide, phosphorous acid component, azole component and chlorine compound component, or an aqueous solution further containing copper ions in addition to the above components Since the used chemical treatment is performed, the pitting corrosion roughened portion 8 can be easily formed by utilizing copper dissolution or corrosion (etching) action.
  • FIG. 5 is a diagram showing a mold forming flow performed after the heat spreader 7 and the lead frames 1 and 5 are processed.
  • the heat spreader 7 and the lead frames 1 and 5 correspond to metal members.
  • the heat spreader 7 As the heat spreader 7, the surface roughening process described with reference to FIG. 2 was used, and the press process described with reference to FIG.
  • the power spreader 7 and the power semiconductor chip 3 are joined by soldering the power semiconductor chip 3 to the center of the surface of the heat spreader 7.
  • the portion where the solder spreads out remains in the divided portion 9 and does not spread outside the divided portion 9.
  • pitting corrosion roughened portions 18 and 19 are formed in the exposed portions of the lead frames 1 and 5. Then, for example, by performing press processing, cutting processing, laser processing, chemical processing, or the like, the peripheral region of the bonding portion by the bonding member in the pitting roughening portion 19, that is, the power semiconductor chip 3 in the lead frame 5 and The division part 20 is formed in a part outside the joined part 14 to be joined.
  • the pitting corrosion roughening degree of the pitting corrosion roughening portions 18 and 19 is the same.
  • the lead frame 5 is soldered to the surface of the power semiconductor chip 3, for example, so that the power semiconductor chip 3 and the lead frame 5 are joined, and the lead frame 1 is attached to the surface of one end of the heat spreader 7 by, for example, ultrasonic waves. Join.
  • a part of the lead frames 1, 5, the power semiconductor chip 3, the heat spreader 7 and the like are molded to obtain a semiconductor device.
  • the adhesiveness between the lead frame 5 and the heat spreader 7 and the molding resin 6 can be improved by forming the pitting roughened portion 19 and the divided portion 20 also in the lead frame 5.
  • the lead frame 1 When the lead frame 1 is joined to the surface of the one end portion of the heat spreader 7 by soldering, the lead frame 1 may be formed with a divided portion.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of another semiconductor device according to the embodiment
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of still another semiconductor device according to the embodiment.
  • the semiconductor device shown in FIGS. 6 and 7 is obtained by changing the configuration of the metal member.
  • the semiconductor device includes an insulating substrate 25 that is a metal member.
  • the insulating substrate 25 includes a ceramic substrate 26 and electrode members 27 and 28.
  • the planar view shape of the ceramic substrate 26 is formed larger than the planar view shape of the electrode members 27 and 28.
  • the electrode members 27 and 28 are made of at least one kind of metal (for example, copper or aluminum).
  • the electrode members 27 and 28 may be made of a plurality of types of metals.
  • the electrode member 27 is joined to the central portion of the surface of the ceramic substrate 26.
  • the electrode member 28 is bonded to the central portion of the bottom surface of the ceramic substrate 26.
  • the pitting corrosion roughening portion 8 is formed on the surface and side surfaces of the insulating substrate 25 (more specifically, the surface and side surfaces of the electrode member 27 and the side surfaces of the electrode member 28).
  • the dividing portion 9 is formed in the peripheral region of the joint portions 12 and 13 in the insulating substrate 25.
  • the bottom surface of the insulating substrate 25 is exposed from the bottom surface of the mold resin 6.
  • the metal member is the insulating substrate 25 formed by bonding the electrode members 27 and 28 made of at least one kind of metal to the ceramic substrate 26, the same effect as described above can be obtained. Can do.
  • the semiconductor device shown in FIG. 7 will be described. As shown in FIG. 7, the semiconductor device is surrounded by a case material 35 that surrounds the power semiconductor chip 3 and the insulating substrate 30 that is a metal member and forms a side portion of the outer frame of the semiconductor device, and the case material 35. And a mold resin 6 provided in the region.
  • the insulating substrate 30 includes an insulating sheet 31 and electrode members 32, 33, and 34.
  • the planar view shape of the insulating sheet 31 is formed larger than the planar view shape of the electrode members 32 and 33 and is smaller than the planar view shape of the electrode member 34.
  • the electrode members 32, 33, and 34 are made of at least one type of metal (for example, copper or a laminated member of copper and molybdenum).
  • the electrode members 32, 33, and 34 may be made of a plurality of types of metals.
  • the electrode members 32 and 33 are joined to the surface of the insulating sheet 31 with a predetermined interval.
  • the electrode member 34 is joined to the bottom surface of the insulating sheet 31.
  • the pitting corrosion roughened portion 8 is formed on the surface and side surfaces of the electrode members 32 and 33, and the upper portion of the insulating substrate 30 is divided into two.
  • the lead frame 1 is joined to one divided portion (electrode member 32) of the insulating substrate 30, and the lead frame 5 is joined to the other divided portion (electrode member 33) of the insulating substrate 30.
  • a case member 35 is disposed at the end of the electrode member 34, whereby the electrode member 34 forms the bottom of the outer frame of the semiconductor device.
  • the power semiconductor chip 3 is bonded to the upper surface of the pitting roughening portion 8 formed on the surface of the electrode member 32 via the bonding portion 12.
  • the upper surface electrode of the power semiconductor chip 3 is connected to the upper surface of the pitting corrosion roughening portion 8 formed on the surface of the electrode member 33 via a wire 36.
  • the dividing portion 9 is formed in the peripheral region of the joint portion 12 in the electrode member 32.
  • the metal member is the insulating substrate 30 formed by joining the electrode members 32, 33, and 34 made of at least one kind of metal to the insulating sheet 31, the same effect as described above can be obtained. Obtainable.
  • the metal member includes a plurality of metal members (for example, any one of the heat spreader 7, the insulating substrates 25 and 30, and the lead frames 1 and 5), and the pitting corrosion roughened portion is formed in each of the plurality of metal members.
  • the surface roughening treatment may be performed by performing two or more surface roughening treatments having different roughening degrees (pitting corrosion roughening degrees).
  • the adhesiveness of each metal member and the mold resin 6 can be further improved by selecting an optimal pitting corrosion roughness according to each metal member.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Abstract

　本発明は、金属部材と半導体素子とを接合するために使用される半田の広がりを抑制することで半導体素子の接合不良等を発生させることなく、金属部材とモールド樹脂の密着性を向上させることができる半導体装置および半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。半導体装置は、半導体素子であるパワー半導体チップ３と、接合部材である半田を介してパワー半導体チップ３と接合される金属部材であるヒートスプレッダ７と、ヒートスプレッダ７とパワー半導体チップ３とを封止するモールド樹脂６と、ヒートスプレッダ７の表面に形成され、かつ、ヒートスプレッダ７を孔蝕状に粗化した孔蝕状粗化部８とを備えている。また、孔蝕状粗化部８は２つ以上に分かれている。

Description

半導体装置および半導体装置の製造方法
　本発明は、樹脂モールド型の半導体装置に関し、特に、リードフレームおよびヒートスプレッダ等の金属部材とモールド樹脂との密着性を向上させた半導体装置に関するものである。
　樹脂モールド型の半導体装置では、リードフレームおよびヒートスプレッダ等の金属部材がモールド樹脂で封止される。かかる金属部材とモールド樹脂との密着性を向上させるために、例えば、特許文献１には、側壁を逆メサ形状として返り部を設けたディンプルを金属部材の表面に形成することで、金属部材とモールド樹脂の密着性の向上を図ることが可能な技術が開示されている。
　また、特許文献２には、金属部材の表面側に半導体素子が接合され、金属部材において半導体素子の周りに凹部または凸部を設けることで、密着性の低い半田のはみ出し部分およびフラックスの広がりを防止する技術が開示されている。
特開平７－２７３２７０号公報 特開２００８－３１１３６６号公報
　しかし、特許文献１に記載の技術では、金型加工が複雑であるため製造コストが増加するうえ、隣接するディンプル間は平坦面であるため密着性が低く、剥離が生じた場合は、隣接するディンプル間の平坦面で急激に進展してしまうという問題があった。また、特許文献２に記載の技術では、半田広がり防止の構造部分以外は平坦面であるため密着性が低く、剥離の進展が急激にすすんでしまうという問題があった。
　そこで、本発明は、金属部材と半導体素子とを接合するために使用される半田の広がりを抑制することで半導体素子の接合不良等を発生させることなく、金属部材とモールド樹脂の密着性を向上させることができる半導体装置および半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
　本発明に係る半導体装置は、半導体素子と、接合部材を介して前記半導体素子と接合される金属部材と、前記金属部材の少なくとも一部と前記半導体素子とを封止するモールド樹脂と、前記金属部材の表面に形成され、かつ、前記金属部材を孔蝕状に粗化した粗化部とを備え、前記粗化部は２つ以上に分かれているものである。
　また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、銅溶解または腐食作用を利用した化学処理により前記金属部材の表面に前記粗化部を形成する工程と、前記粗化部を２つ以上に分けて分割部を形成する工程とを備えたものである。
　本発明に係る半導体装置によれば、半導体素子と、接合部材を介して半導体素子と接合される金属部材と、金属部材の少なくとも一部と半導体素子とを封止するモールド樹脂と、金属部材の表面に形成され、かつ、金属部材を孔蝕状に粗化した粗化部とを備え、粗化部は２つ以上に分かれている。
　したがって、粗化部にモールド樹脂が浸透するため、金属部材とモールド樹脂の密着性を向上させることができる。さらに、金属部材と半導体素子とを接合するために使用される半田がぬれ広がった場合、粗化部において２つ以上に分かれた部分に入り込むため、半田が必要以上にぬれ広がることを抑制できる。これにより、密着性に劣る半田がぬれ広がった部分を最小限にすることができ、半導体素子において接合不良等の発生を防止できる。
　また、金属部材において、半導体素子が接合された側とは反対側の面に、例えばエポキシ樹脂により形成された絶縁シートが配置される場合がある。この場合、粗化部と絶縁シートが接する部位では、絶縁シート中の樹脂成分が粗化部に浸透する。このため、絶縁シートと金属部材との密着性を向上させることができ、半導体装置の信頼性を向上させることができる。また、粗化部には絶縁シートの樹脂成分が優先的に浸透することから、絶縁シート中のフィラー比率が高まる。これにより、絶縁シートの熱伝送率の向上を図ることもできる。
　本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、銅溶解または腐食作用を利用した化学処理により金属部材の表面に粗化部を形成する工程と、粗化部を２つ以上に分けて分割部を形成する工程とを備えた。金属部材において、半導体素子が接合された側とは反対側の面に、絶縁シートが配置される場合、粗化部にモールド樹脂が浸透することで、金属部材、モールド樹脂および絶縁シートの密着性を向上させることができる。また、半田がぬれ広がった場合に分割部に入り込むため、半田が必要以上にぬれ広がることを抑制できる。これにより、密着性に劣る半田がぬれ広がった部分を最小限にすることができ、半導体素子において接合不良等の発生を防止できる。さらに、絶縁シート中の樹脂成分が粗化部に浸透することにより、絶縁シートのフィラー比率が高まるため、絶縁シートの熱伝導率が向上する。
　この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
実施の形態に係る半導体装置の断面図である。 ヒートスプレッダの加工フローを示す図である。 ヒートスプレッダの別の加工フローを示す図である。 ヒートスプレッダの加工後に実施されるモールド形成フローを示す図である。 ヒートスプレッダとリードフレームの加工後に実施される別のモールド形成フローを示す図である。 実施の形態に係る別の半導体装置の断面図である。 実施の形態に係るさらに別の半導体装置の断面図である。
　＜実施の形態＞
　本発明の実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る樹脂モールド型半導体装置の断面図である。半導体装置は、例えばＩＧＢＴ等のパワー半導体チップ３（半導体素子）と、ヒートスプレッダ７と、リードフレーム１，５と、モールド樹脂６と、孔蝕状粗化部８と、分割部９とを備えている。なお、ヒートスプレッダ７が金属部材に相当する。
　ヒートスプレッダ７は銅により形成され、ヒートスプレッダ７の表面を含む露出している部分（全ての面）には、ヒートスプレッダ７を孔蝕状に粗化した粗化部である孔蝕状粗化部８が形成されている。孔蝕状粗化部８は、例えば、銅溶解または腐食（エッチング）作用を利用した化学処理により形成されるが、その詳細については後述することとする。ヒートスプレッダ７の表面の中央部には、パワー半導体チップ３が接合部１２を介して接合されており、接合部１２は、例えば半田によるものである。なお、半田が接合部材に相当する。
　ヒートスプレッダ７の上面の中央部の周辺領域、より具体的には、ヒートスプレッダ７の上面の中央部よりも外側部分に、平面視にて枠状の分割部９（図２参照）が形成されている。分割部９においては、孔蝕状粗化部８が除去されており、ヒートスプレッダ７の銅部分が露出している。分割部９は、孔蝕状粗化部８を２つ以上に分けるために形成されるものであり、本実施の形態では孔蝕状粗化部８を２つに分けている。
　また、ヒートスプレッダ７の表面の一端部には、リードフレーム１が接合部１３を介して接合されており、接合部１３は、例えば超音波または半田によるものである。パワー半導体チップ３の表面には、リードフレーム５が接合部１４を介して接合されており、接合部１４は、例えば半田によるものである。
　ヒートスプレッダ７は、例えばエポキシ樹脂により形成された絶縁シート１１の表面に搭載されている。絶縁シート１１の裏面には、例えば銅により形成された保護膜である銅箔１０が設けられている。
　パワー半導体チップ３と、ヒートスプレッダ７と、リードフレーム１，５は、トランスファモールド法を用いて、例えばエポキシ樹脂からなるモールド樹脂６により封止されている。絶縁シート１１および銅箔１０もヒートスプレッダ７と同時に封止され、モールド樹脂６の底面に銅箔１０が露出した構造となっている。なお、トランスファモールド法でヒートスプレッダ７を樹脂封止した後に、ヒートスプレッダ７の裏面に絶縁シート１１を取り付けることも可能である。また、パワー半導体チップ３とリードフレーム５はアルミニウムワイヤ、銅ワイヤまたは金ワイヤ等を用いて接合することも可能である。
　また、本実施の形態で述べるモールド樹脂６として、トランスファモールド法で樹脂封止するタイプの樹脂のほかに、ダイレクトポッティング法で樹脂封止するタイプの樹脂を用いることもできる。具体的には、これらの樹脂として、エポキシ樹脂のほかに、シリコーン系樹脂またはシアネート系樹脂等にアルミナ等の無機フィラーを添加して線膨張率、弾性率および難燃性を調整した樹脂を用いることができる。
　孔蝕状粗化部８は、（Ａ）硫酸２５～２００ｇ／リットル、（Ｂ）過酸化水素１０～１００ｇ／リットル、（Ｃ）亜リン酸または亜リン酸塩から選ばれる少なくとも１種の亜リン酸成分０．０５～２０ｇ／リットル、（Ｄ）１，２，３－ベンゾトリアゾール、５－メチル－１Ｈ－テトラゾールから選ばれる少なくとも１種又は２種のアゾール成分０．０５～１０ｇ／リットル、（Ｅ）塩化ナトリウムまたは塩化ベンザルコニウムから選ばれる１種類又は２種類の塩素化合物成分０．００５～０．５ｇ／リットルを含む表面粗化処理剤を用いた化学処理（表面粗化処理）により形成される。特に（Ｃ）成分と（Ｄ）成分を併用することで、孔蝕状粗化部８を安定的に形成することができる。
　分割部９は、半田のぬれを抑制できる構造であれば特に限定はされないが、例えばプレス加工、切削加工、レーザ加工または化学処理加工等により形成することができる。
　半導体素子実装部など、孔蝕状粗化部８において半田が接触する部分はぬれ性が高いため、孔蝕状粗化部８の表面は半田で覆われる。孔蝕状粗化部８の表面を覆った半田は、分割部９により堰き止められる。すなわち、孔蝕状粗化部８において半田で覆われた部分は、分割部９により規定される。半田で覆われたヒートスプレッダ７は、モールド樹脂６との密着性が著しく低下するため、孔蝕状粗化部８において半田で覆われた部分は極力少ないことが望ましい。具体的には、パワー半導体チップ３の外周が１ｍｍである場合、孔蝕状粗化部８において半田で覆われた部分の外周は、パワー半導体チップ３の外周１ｍｍよりも小さいことが好ましく、２００μｍ以下であることがより好ましい。
　また、分割部９の深さＬは孔蝕状粗化部８の深さを孔蝕状粗化度Ｔとすると、Ｌ　≧　Ｔ　×　０．３　で規定される。分割部９の深さが孔蝕状粗化部８の深さの０．３倍よりも小さいと、半田のぬれ性を抑制しきれずに分割部９の外部に半田が流れ出る恐れがある。
　実施の形態に係る半導体装置では、ヒートスプレッダ７の表面を含む全ての面に孔蝕状粗化部８が設けられ、孔蝕状粗化部８における半田による接合部分の周辺領域、より具体的には、孔蝕状粗化部８における接合部１２の外側部分に分割部９が形成されている。孔蝕状粗化部８が形成されると、ヒートスプレッダ７の表面積が増すため半田のぬれ性が飛躍的に増大する。このため、モールド樹脂６との密着性に劣る半田がぬれ広がった部分が拡大することにより、ヒートスプレッダ７に対するパワー半導体チップ３の接合不良が発生しやすくなり、半導体装置の信頼性低下を招く。半田がぬれ広がることを抑制するために分割部９が形成されている。
　なお、分割部９は、ヒートスプレッダ７においてパワー半導体チップ３の周囲に形成されているが、ヒートスプレッダ７においてパワー半導体チップ３が搭載される部分を含めた領域に形成されてもよい。また、事前にマスク等を用いて孔蝕状粗化処理を実施し、ヒートスプレッダ７において半田と接触する部分を平坦形状としてもよい。
　半導体装置は、孔蝕状粗化部８にモールド樹脂６が浸透することで、ヒートスプレッダ７とモールド樹脂６の密着性が飛躍的に向上する。また、孔蝕状粗化部８により絶縁シート１１との密着性も向上する。さらに、分割部９により半田が必要以上にヌレ広がることを抑制することで、密着性の劣る半田がぬれ広がった部分を最小限に抑制することができ、半導体装置の信頼性が向上する。
　次に、半導体装置の製造方法について説明する。最初に、図２を用いて、切削加工を用いたヒートスプレッダ７の加工フローについて説明する。図２は、ヒートスプレッダ７の加工フローを示す図である。ここで、図２において紙面の上側には対象物の平面図、紙面の下側には対象物の断面図がそれぞれ記載されている。なお、以降で説明する図３～図５においてもこれと同様である。
　先ず、ヒートスプレッダ７の材料である銅フレーム７ａに表面粗化処理を実施し、その後、ヒートスプレッダ７においてパワー半導体チップ３が接合される部分の外側に、枠状の分割部９を切削加工にて形成した。この加工フローの場合、ヒートスプレッダ７の露出面全てに孔蝕状粗化部８が形成され、分割部９においては切削加工により孔蝕状粗化部８が除去されている。このため、本加工フローでは、ヒートスプレッダ７とモールド樹脂６との密着性だけでなく、絶縁シート１１との密着性向上が期待でき、特にヒートスプレッダ７と絶縁シート１１との密着性が低い場合に有効である。
　ここで、分割部９を形成するに際して、プレス加工を用いることも可能である。図３を用いて、プレス加工を用いたヒートスプレッダ７の加工フローについて説明する。図３は、ヒートスプレッダ７の別の加工フローを示す図である。先ず、ヒートスプレッダ７の材料である銅巻板７ｂの段階で表面粗化処理を実施し、その後、銅巻板７ｂを抜き打ち加工することでヒートスプレッダ７を作製する。そして、ヒートスプレッダ７においてパワー半導体チップ３が接合される部分の外側に、枠状の分割部９をプレス加工にて形成した。
　この加工フローの場合、ヒートスプレッダ７（すなわち、銅巻板７ｂ）の側面には孔蝕状粗化部８を形成することができない。これは、銅巻板７ｂに対して表面粗化処理の後で抜き打ち加工を実施するためである。図３では、ヒートスプレッダ７の裏面には表面粗化処理を実施していないが、裏面への表面粗化処理が必要な場合は任意に選択することができる。本加工フローでは、銅巻板７ｂの抜き打ち加工と分割部９のプレス加工とを、１つの装置により一括で加工できるため、分割部９はプレス加工により形成することが望ましいが、特に限定されるものではなく他の加工方法であってもよい。
　次に、図４を用いて、分割部９を形成したヒートスプレッダ７を用いたモールド形成について説明する。図４は、ヒートスプレッダ７の加工後に実施されるモールド形成フローを示す図である。ヒートスプレッダ７としては、図２で説明した表面粗化処理を用い、図３で説明したプレス加工を実施し分割部９を形成したものを用いた。
　ヒートスプレッダ７の表面の中央部にパワー半導体チップ３を半田付けすることで、ヒートスプレッダ７とパワー半導体チップ３とを接合する。このとき、半田がぬれ広がった部分は、分割部９の内部に留まり、分割部９よりも外側には広がらない。その後、パワー半導体チップ３の表面にリードフレーム５を接合するともに、ヒートスプレッダ７の一端部の表面にリードフレーム１を接合する。次に、リードフレーム１，５の一部であるインナーリード部と、パワー半導体チップ３と、ヒートスプレッダ７などをモールド形成することで半導体装置が得られる。
　なお、図４に示したフローに用いられるヒートスプレッダとしては、図２または図３で説明したフローで形成されたものに限定されるものではなく、孔蝕状粗化部および分割部が形成されたヒートスプレッダであればよい。
　次に、孔蝕状粗化部における最適な孔蝕状粗化度を見つけるために、種々の孔蝕状粗化度と、分割部の有無とを組み合わせた比較例および各実施例のサンプルを用いて行われた各種耐性試験の結果について、表１を用いて説明する。表１は、比較例と実施例のヒートスプレッダ（以下、「ＨＳ」とも称す）状態と各種耐性についての試験結果を示す表である。
　ヒートスプレッダを、硫酸２５～２００ｇ／リットル、過酸化水素１０～１００ｇ／リットル、亜リン酸または亜リン酸塩から選ばれる少なくとも１種の亜リン酸成分０．０５～２０ｇ／リットル、１，２，３－ベンゾトリアゾール、５－メチル－１Ｈ－テトラゾールから選ばれる少なくとも１種または２種のアゾール成分０．０５～１０ｇ／リットル、塩化ナトリウムまたは塩化ベンザルコニウムから選ばれる１種類または２種類の塩素化合物成分０．００５～０．５ｇ／リットルを含む水溶液を用いた化学処理にて、表１に示す孔蝕状粗化を実施した。ここで、上記の成分に加えて、さらに銅イオンを含む水溶液を用いた化学処理を実施することも可能である。
　なお、孔蝕状粗化度は、孔蝕状粗化を施した銅板を切断し、孔蝕状粗化が進行した厚みで規定した。また、表中の分割部は所望の金型にて押し込み成型することで孔蝕状粗化部を押し潰すことで形成されている。表中のヒートサイクル耐性は、比較例および各実施例にて作製した半導体装置を、－５０～２００℃にてヒートサイクル試験を実施し、ＳＡＴ観察にてヒートスプレッダとモールド樹脂の剥離が分割部を超えて進展するまでの回数を示している。絶縁耐性は各比較例及び実施例にて作製したモジュールを、－５０～２００℃にてヒートサイクル試験を実施した後、このモジュールに１０ｋＶの高電圧を印加し、もれ電流が１０ｐＡを超えるまでの回数を示している。ここで、ＳＡＴとはScanning Acoustic Tomographの略称で超音波探傷装置を指し、ＳＡＴ観察とはパッケージ内の剥離の検出を超音波による非破壊状態で観察することができる解析手法を意味している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示すように、比較例１では、ＨＳの剥離が２００ｃｙｃｌｅにて生じたことがわかる。これは、ＨＳ表面に何の処理も施していないためであると考えられる。また、絶縁耐性も剥離が進展していくため、低ヒートサイクル回数にて不具合が生じたものと思われる。
　実施例１Ａ，１Ｂでは、ヒートサイクル耐性および絶縁耐性は１０００ｃｙｃｌｅ以下であった。これは、ＨＳ表面の孔蝕状粗化度が低いためであると考えられる。実施例１Ａでは、分割部が形成されていなくとも、半田のぬれ広がりがないことからも孔蝕状粗化度が低いことがわかる。
　孔蝕状粗化度が３μｍを超える実施例３Ｂ，４Ｂ，５Ｂ，６Ｂでは、分割部を設けることでヒートサイクル耐性及び絶縁耐性が飛躍的に向上していることを確認した。実施例３Ａ，４Ａ，５Ａ，６Ａ，７Ａでは、ヒートサイクル耐性および絶縁耐性が低くなった。これは、分割部がないことで半田がＨＳ全面にぬれ広がり、モールド樹脂とＨＳとの密着性が低下したためであると考えられる。
　実施例７Ｂでは、ヒートサイクル耐性は向上しているものの、絶縁耐性が低下した。これは、分割部を設けたことで半田ぬれ広がりを抑制してモールド樹脂とＨＳの密着性が向上したため、ヒートサイクル耐性が向上したと考えられる。一方、孔蝕状粗化度が過度になると銅片が孔蝕状粗化部から脱離し易くなり、モールド樹脂中に脱離した銅片が混入することになる。実施例７Ｂでは、上記事由により絶縁耐性が低下したものと考えられる。
　以上の結果より、孔蝕状粗化部の厚みは３μｍ以上、４００μｍ以下であり、かつ分割部が形成された半導体装置は、ヒートサイクル耐性および絶縁耐性が良好であることが明らかとなった。
　以上のように、実施の形態に係る半導体装置では、パワー半導体チップ３と、接合部材である半田を介してパワー半導体チップ３と接合される金属部材と、金属部材の少なくとも一部とパワー半導体チップ３とを封止するモールド樹脂６と、金属部材の表面に形成され、かつ、金属部材を銅溶解または腐食（エッチング）作用を利用した化学処理により形成された孔蝕状粗化部８とを備え、孔蝕状粗化部８は２つ以上に分かれている。ここで、金属部材は銅製のヒートスプレッダ７である。
　したがって、孔蝕状粗化部８にモールド樹脂６が浸透するため、金属部材とモールド樹脂６の密着性を向上させることができる。さらに、金属部材とパワー半導体チップ３とを接合するために使用される半田がぬれ広がった場合、孔蝕状粗化部８において２つ以上に分かれた部分に入り込むため、半田が必要以上にぬれ広がることを抑制できる。これにより、密着性に劣る半田がぬれ広がった部分を最小限にすることができるため、パワー半導体チップ３において接合不良等の発生を防止でき、ひいては、半導体装置の長期使用が可能となる。
　また、孔蝕状粗化部８と絶縁シート１１が接する部位では、絶縁シート１１中の樹脂成分が孔蝕状粗化部８に浸透する。このため、絶縁シート１１と金属部材との密着性を向上させることができ、半導体装置の信頼性を向上させることができる。また、孔蝕状粗化部８には絶縁シート１１の樹脂成分が優先的に浸透することから、絶縁シート１１中のフィラー比率が高まる。これにより、絶縁シート１１の熱伝送率の向上を図ることもできる。
　孔蝕状粗化部８を分ける分割部９は、孔蝕状粗化部８における接合部材である半田による接合部分の周辺領域に形成されたため、半田を分割部９に効果的に入り込ませることができ、半田が必要以上にぬれ広がることをより抑制できる。表１に示すように、実施例４Ａ～４Ｅでは分割部の深さＬを孔蝕状粗化度Ｔに対して変化させている。実施例４ＥではＨＳへの半田のぬれ広がりが確認され、ヒートサイクル耐性および絶縁耐性が低下した。この結果より、分割部の深さＬは孔蝕状粗化度Ｔの０．４倍以上であれば半田のぬれ性を防止でき、信頼性の高い半導体装置を得ることができる。実施例６Ａ～６Ｄは、孔蝕状粗化度Ｔが異なる場合の分割部の深さについての信頼性評価結果を示している。この結果によれば、実施例４の場合と同様、分割部の深さＬは孔蝕状粗化度Ｔの０．４倍以上であれば信頼性の高い半導体装置を得ることができることが明らかとなった。
　表１に示すように、孔蝕状粗化部８の厚さを３μｍ以上、４００μｍ以下に形成することで、半導体装置のヒートサイクル耐性および絶縁耐性が良好となる。
　図３で説明したように、分割部９を形成する工程ではプレス加工により分割部９を形成することができる。この場合、銅巻板７ｂの抜き打ち加工と分割部９の形成とを、１つの装置により一括で行うことができ、銅巻板７ｂの段階で表面粗化処理を実施する際の工数を削減することができる。
　また、分割部９を形成する工程では化学処理により分割部９を形成することもできるため、特別な製造装置によらず既存の製造装置を利用することができる。
　また、分割部９を形成する工程では切削処理により分割部９を形成することもできる。この場合、ヒートスプレッダ７の露出面全てに孔蝕状粗化部８が形成され、分割部９においては切削加工により孔蝕状粗化部８が除去されている。このため、ヒートスプレッダ７とモールド樹脂６との密着性だけでなく、絶縁シート１１との密着性向上が期待でき、特にヒートスプレッダ７と絶縁シート１１との密着性が低い場合に有効である。
　孔蝕状粗化部８を形成する工程では、硫酸、過酸化水素、亜リン酸成分、アゾール成分および塩素化合物成分を含有する水溶液、または、上記の成分に加えてさらに銅イオンを含む水溶液を用いた化学処理が実施されるため、銅溶解または腐食（エッチング）作用を利用することで簡単に孔蝕状粗化部８を形成することができる。
　また、ヒートスプレッダだけでなくリードフレームにも表面粗化処理および分割部を形成することも可能である。次に、図５を用いて、ヒートスプレッダだけでなくリードフレームにも表面粗化処理および分割部を形成した半導体装置の加工フローについて説明する。図５は、ヒートスプレッダ７とリードフレーム１，５の加工後に実施されるモールド形成フローを示す図である。ここで、ヒートスプレッダ７およびリードフレーム１，５が金属部材に相当する。
　ヒートスプレッダ７としては、図２で説明した表面粗化処理を用い、図３で説明したプレス加工を実施し分割部を形成したものを用いた。ヒートスプレッダ７の表面の中央部にパワー半導体チップ３を半田付けすることで、ヒートスプレッダ７とパワー半導体チップ３とを接合する。半田がぬれ広がった部分は、分割部９の内部に留まり、分割部９よりも外側には広がらない。
　また、図２で説明した表面粗化処理と同様の処理を実施することで、リードフレーム１，５の露出している部分に孔蝕状粗化部１８，１９が形成される。そして、例えばプレス加工、切削加工、レーザ加工または化学処理加工等を実施することで、孔蝕状粗化部１９における接合部材による接合部分の周辺領域、すなわち、リードフレーム５におけるパワー半導体チップ３と接合される接合部１４よりも外側部分に分割部２０が形成される。ここで、孔蝕状粗化部１８，１９の孔蝕状粗化度は同一である。
　その後、パワー半導体チップ３の表面にリードフレーム５を例えば半田付けすることで、パワー半導体チップ３とリードフレーム５とを接合するともに、ヒートスプレッダ７の一端部の表面にリードフレーム１を例えば超音波により接合する。次に、リードフレーム１，５の一部と、パワー半導体チップ３と、ヒートスプレッダ７などをモールド形成することで半導体装置が得られる。
　以上のように、リードフレーム５にも孔蝕状粗化部１９および分割部２０を形成することで、リードフレーム５およびヒートスプレッダ７と、モールド樹脂６との密着性を向上させることができる。なお、ヒートスプレッダ７の一端部の表面にリードフレーム１を半田により接合した場合は、リードフレーム１にも分割部を形成してもよい。
　次に、孔蝕状粗化部が形成された別の半導体装置について説明する。図６は、実施の形態に係る別の半導体装置の断面図であり、図７は、実施の形態に係るさらに別の半導体装置の断面図である。図６と図７に示す半導体装置は、金属部材の構成を変更したものである。
　図６に示すように、半導体装置は、金属部材である絶縁基板２５を備えている。絶縁基板２５は、セラミック基板２６と、電極部材２７，２８とを備えている。セラミック基板２６の平面視形状は、電極部材２７，２８の平面視形状よりも大きく形成されている。電極部材２７，２８は、少なくとも１種類の金属（例えば、銅またはアルミ等）からなる。なお、電極部材２７，２８は、複数種類の金属からなるものであってもよい。電極部材２７は、セラミック基板２６の表面の中央部分に接合されている。また、電極部材２８は、セラミック基板２６の底面の中央部分に接合されている。
　孔蝕状粗化部８は、絶縁基板２５の表面と側面（より具体的には、電極部材２７の表面と側面および電極部材２８の側面）に形成されている。分割部９は、絶縁基板２５において接合部１２，１３の周辺領域に形成されている。絶縁基板２５の底面は、モールド樹脂６の底面から露出している。
　以上のように、金属部材が、セラミック基板２６に少なくとも１種類以上の金属からなる電極部材２７，２８を接合して構成された絶縁基板２５である場合にも、上記と同様の効果を得ることができる。
　次に、図７に示す半導体装置について説明する。図７に示すように、半導体装置は、パワー半導体チップ３と金属部材である絶縁基板３０とを囲んで半導体装置の外枠の側部を形成するケース材３５と、ケース材３５で囲まれた領域に設けられたモールド樹脂６とを備えている。
　絶縁基板３０は、絶縁シート３１と、電極部材３２，３３，３４とを備えている。絶縁シート３１の平面視形状は、電極部材３２，３３の平面視形状よりも大きく形成されているとともに、電極部材３４の平面視形状よりも小さく形成されている。電極部材３２，３３，３４は、少なくとも１種類の金属（例えば、銅、または銅とモリブデンの積層部材）からなる。なお、電極部材３２，３３，３４は、複数種類の金属からなるものであってもよい。電極部材３２，３３は、絶縁シート３１の表面に予め定められた間隔をあけてそれぞれ接合されている。また、電極部材３４は、絶縁シート３１の底面に接合されている。
　孔蝕状粗化部８は電極部材３２，３３の表面と側面に形成され、絶縁基板３０の上側部分は２分割されている。絶縁基板３０における一方の分割部分（電極部材３２）に、リードフレーム１が接合され、絶縁基板３０における他方の分割部分（電極部材３３）にリードフレーム５が接合されている。電極部材３４の端部にケース材３５が配置され、これにより、電極部材３４は半導体装置の外枠の底部を形成している。
　パワー半導体チップ３は、電極部材３２の表面に形成された孔蝕状粗化部８の上面に、接合部１２を介して接合されている。パワー半導体チップ３の上面電極は、電極部材３３の表面に形成された孔蝕状粗化部８の上面に、ワイヤ３６を介して接続されている。分割部９は、電極部材３２において接合部１２の周辺領域に形成されている。
　以上のように、金属部材が、絶縁シート３１に少なくとも１種類以上の金属からなる電極部材３２，３３，３４を接合して構成された絶縁基板３０である場合にも、上記と同様の効果を得ることができる。
　また、金属部材は複数の金属部材（例えば、ヒートスプレッダ７、絶縁基板２５，３０のうちのいずれか、およびリードフレーム１，５）を含み、複数の金属部材のそれぞれで孔蝕状粗化部は、粗化度合い（孔蝕状粗化度）の異なる２つ以上の表面粗化処理を実施することで形成されてもよい。この場合、各金属部材に合わせて最適な孔蝕状粗化度を選択することで、各金属部材とモールド樹脂６の密着性をさらに向上させることができる。
　この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
　なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
　１，５　リードフレーム、３　パワー半導体チップ、６　モールド樹脂、７　ヒートスプレッダ、８，１８，１９　孔蝕状粗化部、９，２０　分割部、２５，３０　絶縁基板、２６　セラミック基板、２７，２８，３２，３３，３４　電極部材、３１　絶縁シート。

Claims (13)

  1. 　半導体素子（３）と、
    　接合部材を介して前記半導体素子（３）と接合される金属部材（１，５，７，２５，３０）と、
    　前記金属部材（１，５，７，２５，３０）の少なくとも一部と前記半導体素子（３）とを封止するモールド樹脂（６）と、
    　前記金属部材（１，５，７，２５，３０）の表面に形成され、かつ、前記金属部材（１，５，７，２５，３０）を孔蝕状に粗化した粗化部（８，１８，１９）と、
    　を備え、
    　前記粗化部（８，１９）は２つ以上に分かれている、半導体装置。
  2. 　前記粗化部（８，１９）を分ける分割部（９）は、前記粗化部（８，１９）における前記接合部材による接合部分の周辺領域に形成された、請求項１記載の半導体装置。
  3. 　前記粗化部（８，１９）の厚さは３μｍ以上、４００μｍ以下である、請求項１記載の半導体装置。
  4. 　前記分割部（９）の深さは、前記粗化部（８，１９）の厚さの０．４倍以上である、請求項２記載の半導体装置。
  5. 　前記金属部材（７）は銅製のヒートスプレッダである、請求項１記載の半導体装置。
  6. 　前記金属部材（２５，３０）は、セラミック基板（２６）または絶縁シート（３１）に少なくとも１種類以上の金属からなる電極部材（２７，２８，３２，３３，３４）を接合して構成された絶縁基板である、請求項１記載の半導体装置。
  7. 　請求項１記載の半導体装置の製造方法であって、
    　銅溶解または腐食作用を利用した化学処理により前記金属部材（１，５，７，２５，３０）の表面に前記粗化部（８，１８，１９）を形成する工程と、
    　前記粗化部（８，１９）を２つ以上に分けて分割部（９）を形成する工程と、
    　を備えた、半導体装置の製造方法。
  8. 　前記分割部（９）を形成する工程ではプレス加工が実施された、請求項７記載の半導体装置の製造方法。
  9. 　前記分割部（９）を形成する工程では化学処理が実施された、請求項７記載の半導体装置の製造方法。
  10. 　前記分割部（９）を形成する工程では切削処理が実施された、請求項７記載の半導体装置の製造方法。
  11. 　前記金属部材（１，５，７，２５，３０）の表面に前記粗化部（８，１８，１９）を形成する工程では、硫酸、過酸化水素、亜リン酸成分、アゾール成分および塩素化合物成分を含有する水溶液を用いた化学処理が実施された、請求項７記載の半導体装置の製造方法。
  12. 　前記金属部材（１，５，７，２５，３０）の表面に前記粗化部（８，１８，１９）を形成する工程では、さらに銅イオンを含む水溶液を用いた化学処理が実施された、請求項１１記載の半導体装置の製造方法。
  13. 　前記金属部材（１，５，７，２５，３０）は複数の金属部材（１，５，７，２５，３０）を含み、当該複数の金属部材（１，５，７，２５，３０）のそれぞれで前記粗化部（８，１８，１９）は粗化度合いの異なる２つ以上の粗化処理を実施することで形成された、請求項７記載の半導体装置の製造方法。
PCT/JP2013/078416 2013-03-01 2013-10-21 半導体装置および半導体装置の製造方法 WO2014132483A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015502713A JPWO2014132483A1 (ja) 2013-03-01 2013-10-21 半導体装置および半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013040223 2013-03-01
JP2013-040223 2013-03-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014132483A1 true WO2014132483A1 (ja) 2014-09-04

Family

ID=51427777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2013/078416 WO2014132483A1 (ja) 2013-03-01 2013-10-21 半導体装置および半導体装置の製造方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPWO2014132483A1 (ja)
WO (1) WO2014132483A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019244372A1 (ja) * 2018-06-20 2019-12-26 ローム株式会社 半導体装置
US10971431B2 (en) 2018-05-30 2021-04-06 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device, cooling module, power converting device, and electric vehicle
US11201121B2 (en) 2017-04-14 2021-12-14 Fuji Electric Co., Ltd Semiconductor device
WO2022249809A1 (ja) * 2021-05-27 2022-12-01 株式会社デンソー 半導体装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006303216A (ja) * 2005-04-21 2006-11-02 Denso Corp 樹脂封止型半導体装置
JP2006310397A (ja) * 2005-04-26 2006-11-09 Dainippon Printing Co Ltd 回路部材、回路部材の製造方法、半導体装置、及び回路部材表面の積層構造
JP2009152226A (ja) * 2007-12-18 2009-07-09 Panasonic Corp 半導体装置およびその製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006313216A (ja) * 2005-05-09 2006-11-16 Canon Inc 揺動体装置、およびそれを用いた光偏向器
JP4941532B2 (ja) * 2009-09-30 2012-05-30 富士通株式会社 電子部品のリードの製造方法及び電子部品のリードの製造装置
JP2012012654A (ja) * 2010-06-30 2012-01-19 Adeka Corp 銅含有材料粗面化剤及び銅含有材料の粗面化方法
JP5793902B2 (ja) * 2011-03-19 2015-10-14 富士通株式会社 電子部品用リード端子、電子部品、電子部品用リード端子の製造方法、および、電子部品用リード端子の製造装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006303216A (ja) * 2005-04-21 2006-11-02 Denso Corp 樹脂封止型半導体装置
JP2006310397A (ja) * 2005-04-26 2006-11-09 Dainippon Printing Co Ltd 回路部材、回路部材の製造方法、半導体装置、及び回路部材表面の積層構造
JP2009152226A (ja) * 2007-12-18 2009-07-09 Panasonic Corp 半導体装置およびその製造方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11201121B2 (en) 2017-04-14 2021-12-14 Fuji Electric Co., Ltd Semiconductor device
US10971431B2 (en) 2018-05-30 2021-04-06 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device, cooling module, power converting device, and electric vehicle
WO2019244372A1 (ja) * 2018-06-20 2019-12-26 ローム株式会社 半導体装置
JPWO2019244372A1 (ja) * 2018-06-20 2021-03-25 ローム株式会社 半導体装置
JP7071499B2 (ja) 2018-06-20 2022-05-19 ローム株式会社 半導体装置
US11437354B2 (en) 2018-06-20 2022-09-06 Rohm Co, Ltd. Semiconductor device
US11804478B2 (en) 2018-06-20 2023-10-31 Rohm Co., Ltd. Semiconductor device
WO2022249809A1 (ja) * 2021-05-27 2022-12-01 株式会社デンソー 半導体装置
JP7509084B2 (ja) 2021-05-27 2024-07-02 株式会社デンソー 半導体装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2014132483A1 (ja) 2017-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI515837B (zh) 半導體裝置及其製造方法
US10943859B2 (en) Semiconductor device
WO2014132483A1 (ja) 半導体装置および半導体装置の製造方法
KR102118271B1 (ko) 세라믹스/알루미늄 접합체, 절연 회로 기판, 파워 모듈, led 모듈, 열전 모듈
US9578754B2 (en) Metal base substrate, power module, and method for manufacturing metal base substrate
JP2007305671A (ja) リードフレーム及びそれを用いた半導体装置
JP2014216459A (ja) 半導体装置
JP2015153874A (ja) 半導体装置およびその製造方法
CN110313064B (zh) 陶瓷金属电路基板及使用了该陶瓷金属电路基板的半导体装置
KR20170046649A (ko) 접합체, 히트 싱크가 부착된 파워 모듈용 기판, 히트 싱크, 접합체의 제조 방법, 히트 싱크가 부착된 파워 모듈용 기판의 제조 방법, 및 히트 싱크의 제조 방법
JP5930980B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP5691831B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP7311226B2 (ja) リードフレーム
JP2010010537A (ja) 回路基板及びその製造方法、電子部品モジュール
TWI833739B (zh) 半導體封裝及製造其之方法
JP2010267730A (ja) リードフレーム、半導体装置、及びリードフレームの製造方法
JP2010097963A (ja) 回路基板及びその製造方法、電子部品モジュール
US7445965B2 (en) Method of manufacturing radiating plate and semiconductor apparatus using the same
KR20170012927A (ko) 반도체 패키지용 클립 및 그 제조방법, 클립을 포함하는 반도체 패키지
TW201916288A (zh) 半導體元件搭載用基板及其製造方法
JP2016096172A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP5130173B2 (ja) 半導体モジュール及び半導体モジュール製造方法
JP7008236B2 (ja) パワーモジュール用基板及びその製造方法
JP6565735B2 (ja) パワーモジュール用基板及びパワーモジュール並びにパワーモジュール用基板の製造方法
JP2015056655A (ja) 半導体装置、当該半導体装置を使用した半導体モジュール、及び前記半導体装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13876526

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2015502713

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13876526

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1