WO2025258281A1 - 半導体装置、半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置、半導体装置の製造方法

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靖 池田
隆弘 志村
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/26—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 400°C
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C13/00—Alloys based on tin

Definitions

  • the present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing a semiconductor device.
  • the RoHS Directive and ELV Directive restrict the use of lead in electronic control devices installed in automobiles, leading to the promotion of the use of lead-free solder, primarily consisting of Sn-3Ag-0.5Cu (mass%). Furthermore, power modules used in inverters are required to have higher power density by increasing the current flowing per chip in order to reduce their size.
  • Patent Document 1 discloses a configuration in which a roughened coating is formed on the conductor plate to improve adhesion between the conductor plate and the sealing resin.
  • Patent Document 1 prevents fatigue failure of solder joints by sealing them with a hard resin to prevent deformation, but at high temperatures, the Sn contained in the solder joints reacts with the Ni-based electrodes of the semiconductor element, resulting in the unavoidable loss of the Ni coating.
  • a semiconductor device comprising a semiconductor element and a conductor plate joined to the semiconductor element by solder, the semiconductor element and the conductor plate being sealed in a resin member, the solder being primarily composed of Sn and having a Cu content of 4% by weight or more and 6% by weight or less, the conductor plate having a Ni coating formed on its surface, the Ni coating in the region that comes into close contact with the resin member being roughened, and the surface roughness of the Ni coating in the region that comes into close contact with the solder being smaller than the surface roughness of the roughened Ni coating.
  • FIG. 2(a) is a schematic diagram illustrating a semiconductor device 100
  • Fig. 2(b) is an enlarged view of Fig. 2(a).
  • the semiconductor device 100 has a semiconductor element 1 and a conductor plate 2.
  • the semiconductor element 1 and the conductor plate 2 are joined together by solder and are mold-sealed with a resin member 9 (hard resin).
  • the solder joint between the semiconductor element 1 and the conductor plate 2 is illustrated as a solder joint 3.
  • the semiconductor element 1 is provided with a Ni-based electrode 6.
  • the conductor plate 2 has a Ni coating 7 formed as a coating layer.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the Cu content (wt%) in the solder and the thickness of the Ni coating 8 lost after the flat Ni coating 7b (FIG. 2) was maintained at 200°C for 1,000 hours.
  • FIG. 3 reveals that the loss of the flat Ni coating 7b is significantly suppressed when the Cu content in the solder is 4 wt% or higher.
  • the reliability of the solder joint 3 can be ensured by using a solder whose main component is Sn and whose Cu content is 4 wt% or higher and 6 wt% or lower.
  • Figure 6 is a graph showing the thickness loss of the roughened Ni coating 7a when held at 200°C for 1000 hours. Holding at 200°C for 1000 hours is a measure of reliability, and as shown in the figure, the thickness loss of the roughened Ni coating 7a is less than 5 ⁇ m even after holding for 1000 hours. Furthermore, the flat Ni coating 7b, which is the contact surface with the solder joint 3, uses the solder of the above-mentioned configuration and is hardly lost as shown in Figure 3, so the thickness loss is small even after holding at 200°C for 1000 hours.
  • the reliability of the solder joint 3 can be ensured if the thickness of the flat Ni coating 7b, which is the area of the Ni coating 7 that comes into close contact with the solder, is 5 ⁇ m or more. Furthermore, as mentioned above, the surface roughness of the flat Ni coating 7b is smaller than that of the Ni coating 7a, ensuring the reliability of the joint even when maintained at a high temperature of 200°C.
  • the reaction at the interface between the resin member 9 and the Ni coating 7a can be suppressed, even when held at 200°C for 1000 hours, ensuring reliability.
  • a portion of the roughened Ni coating 7b of the Ni coating 7 is processed by laser flattening, thereby forming a flat Ni coating 7b. This determines the bonding area between the conductor plate 2 and the solder joint 3.
  • a roughened Ni coating 7a may be provided on the portion that does not contact the solder joint 3. This contributes to cost reduction.
  • a portion of the flat Ni plating 8 may be roughened by blasting to form the Ni coating 7a (roughened plating).
  • the semiconductor device 100 of the present invention is manufactured using the following procedure. First, a Ni coating 7 is formed on the surface of the conductor plate 2. Next, the Ni coating 7 in the area that will come into contact with the resin member 9 is roughened to form a Ni coating 7a. Furthermore, a flat Ni coating 7b is formed so that the surface roughness of the Ni coating 7 in the area that will come into contact with the solder is smaller than the surface roughness of the roughened Ni coating 7a.
  • the semiconductor element 1 and conductor plate 2 are then joined using solder primarily composed of Sn and containing 4% to 6% Cu by weight. The joined semiconductor element 1 and conductor plate 2 are then sealed with the resin member 9 by transfer molding. This completes the semiconductor device 100 of the present invention.
  • the cooling function of the semiconductor device 100 is ensured by adhering a cooling fin to the conductor plate 2 exposed from the resin member 9 via an insulating resin (not shown).
  • the high-temperature reliability of configuration examples of the present invention and comparative examples was evaluated.
  • a temperature cycle test was conducted in which the temperature was changed from -40°C to 200°C for 1000 cycles to evaluate thermal fatigue failure. If the bonding ratio after the test was 80% or more, it was rated as ⁇ (pass), and if it was less than 80%, it was rated as ⁇ (fail).
  • the sample was held at 200°C for 1000 hours, and the interface stability of the solder joint 3 was evaluated by verifying whether the Ni coating 7 on the conductor plate 2 that is in close contact with the solder joint 3 was lost. If it was not lost, it was rated as ⁇ (pass), and if it was lost, it was rated as ⁇ (fail).
  • Example 1-9 of the present invention shown in Figure 10(a) the above two types of evaluation tests were conducted and both passed, confirming that high-temperature reliability was achieved.
  • Comparative Example 1-12 in Figure 10(b) at least one of the first and second evaluation tests failed, confirming that high-temperature reliability was not achieved.
  • Comparative Examples 1, 4, 7, and 10 all failed the first evaluation test because peeling occurred between the Ni coating 7 on the 5 ⁇ m-thick conductor plate 2 and the resin member 9, causing large strains in the solder joints 3 and causing cracks to develop. Subsequently, in the second test, of Comparative Examples 1, 4, 7, and 10, Comparative Examples 1 and 4 passed because the Ni coating 7 on the conductor plate 2 remained, but Comparative Examples 7 and 10 also failed the second test because the Ni coating 7 on the conductor plate 2 had disappeared.
  • a semiconductor device 100 includes a semiconductor element 1 and a conductor plate 2 joined to the semiconductor element 1 by solder, the semiconductor element 1 and the conductor plate 2 being sealed in a resin member 9, the solder being primarily composed of Sn and having a Cu content of 4% by weight or more and 6% by weight or less, the conductor plate 2 having a Ni coating 7 formed on its surface, the Ni coating 7 in the region that comes into close contact with the resin member 9 being roughened, and the surface roughness of the Ni coating 7 in the region that comes into close contact with the solder being smaller than the surface roughness of the roughened Ni coating 7. This ensures thermal reliability at the solder joint 3.
  • a method for manufacturing a semiconductor device 100 is adopted in which a Ni coating 7 is formed on the surface of the conductor plate 2, the Ni coating 7 in the area that comes into close contact with the resin member 9 is roughened, and the surface roughness of the Ni coating 7 in the area that comes into close contact with the solder is formed to be smaller than the surface roughness of the roughened Ni coating 7, the semiconductor element 1 and the conductor plate 2 are joined using solder that is primarily composed of Sn and has a Cu content of 4% by weight or more and 6% by weight or less, and the joined semiconductor element 1 and conductor plate 2 are sealed with the resin member 9. In this way, a semiconductor device 100 can be provided that ensures thermal reliability at the solder joints 3.
  • the resin member 9 does not contain Sb in the area that is in close contact with the Ni coating 7. This prevents reaction at the interface between the resin member 9 and the Ni coating 7a, ensuring reliability.
  • the thickness of the Ni coating 7 in the area that comes into contact with the solder is 5 ⁇ m or more. This prevents the disappearance of the flat Ni coating 7b.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and other configurations can be combined without departing from the spirit of the invention. Furthermore, the present invention is not limited to those that include all of the configurations described in the above embodiments, and also includes those in which some of the configurations are omitted.

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Abstract

半導体素子と、前記半導体素子とはんだによって接合される導体板と、を備え、前記半導体素子と前記導体板とは、樹脂部材によって封止されている半導体装置であって、前記はんだは、Ｓｎが主成分であり、かつＣｕの含有率が４重量％以上６重量％以下であり、前記導体板は、その表面にＮｉ被膜が形成され、前記Ｎｉ被膜において前記樹脂部材と密着する領域の前記Ｎｉ被膜は、粗化処理され、前記Ｎｉ被膜において前記はんだと密着する領域の前記Ｎｉ被膜の表面粗さは、粗化処理された前記Ｎｉ被膜の表面粗さよりも小さい。

Description

半導体装置、半導体装置の製造方法
　本発明は、半導体装置、半導体装置の製造方法に関する。
　ＲｏＨＳ指令やＥＬＶ指令により、自動車に搭載される電子制御装置に含まれる鉛の使用が規制されているため、Ｓｎ－３Ａｇ－０．５Ｃｕ（ｍａｓｓ％）を主とした鉛フリーはんだ等の使用が進められてきた。また、インバータに用いられるパワーモジュールは、小型化のためにチップあたりの通電する電流を大きくすることで、高パワー密度化することが要求されている。
　一方で、パワー半導体素子がＳｉより高温で動作可能なＳｉＣやＧａＮ等が普及しつつあるため、半導体素子の発熱が大きくなり、はんだ接合部が高温状態になるリスクがある。そのため、放熱対策の他に、パワー半導体接合部の保証温度を高温化する対策を取ることで、信頼性を確保する必要がある。半導体装置に係る信頼性を確保する対策の例として、下記の特許文献１には、導体板に粗化被膜を形成することで、導体板と封止樹脂との密着性を向上させている構成が開示されている。
特開２００６－３０３２１５号公報
　特許文献１に記載の技術では、硬質樹脂で封止して変形を抑えることで、はんだ接合部の疲労破壊を抑制しているが、高温下では、はんだ接合部に含まれるＳｎと半導体素子のＮｉ系電極が反応してしまい、Ｎｉ被膜の消失を避けることができない課題が生じる。
　半導体素子と、前記半導体素子とはんだによって接合される導体板と、を備え、前記半導体素子と前記導体板とは、樹脂部材によって封止されている半導体装置であって、前記はんだは、Ｓｎが主成分であり、かつＣｕの含有率が４重量％以上６重量％以下であり、前記導体板は、その表面にＮｉ被膜が形成され、前記Ｎｉ被膜において前記樹脂部材と密着する領域の前記Ｎｉ被膜は、粗化処理され、前記Ｎｉ被膜において前記はんだと密着する領域の前記Ｎｉ被膜の表面粗さは、粗化処理された前記Ｎｉ被膜の表面粗さよりも小さい。
　はんだ接合部における熱的信頼性の確保を実現する半導体装置および半導体装置の製造方法を提供できる。
はんだ接合部におけるクラック発生の模式図。 本発明の一実施形態に係る、はんだ接合部の模式図。 ２００℃で１０００ｈ保持した場合における、Ｓｎ系はんだのＣｕ含有率とＮｉ被膜の消失厚さとの関係を示すグラフ。 Ｃｕ含有率が６％より大きいＳｎ系はんだを用いたはんだ接合部の模式図。 ２８５℃での半導体素子と導体板との接合時間とＮｉ被膜消失厚さの関係を示すグラフ。 ２００℃での保持時間と粗化Ｎｉ被膜の消費厚さとの関係を示すグラフ。 本発明の一実施形態に係る、平坦なＮｉ被膜と粗化処理されたＮｉ被膜を説明する模式図。 図７の第１変形例。 図７の第２変形例。 本発明の構成を用いた実施例と比較例の評価試験結果。
　以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の記載および図面は、本発明を説明するための例示であって、説明の明確化のため、適宜、省略および簡略化がなされている。本発明は、他の種々の形態でも実施する事が可能である。特に限定しない限り、各構成要素は単数でも複数でも構わない。
　図面において示す各構成要素の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。
（一実施形態および全体構成）
（図１、図２）
　図２（ａ）は半導体装置１００を説明する概要図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ拡大図である。半導体装置１００は、半導体素子１、導体板２を有する。半導体素子１と導体板２は、互いにはんだによって接合され、樹脂部材９（硬質樹脂）によって、モールド封止されている。なお、半導体素子１と導体板２とのはんだによる接合部は、はんだ接合部３として図示している。半導体素子１には、Ｎｉ系電極６が設けられている。導体板２には、被膜層としてＮｉ被膜７が形成されている。
　Ｎｉ被膜７のうち樹脂部材９と密着している領域では、粗化処理することで微細な針状の凹凸を形成したＮｉ被膜７ａが形成されている。なお、粗化処理したＮｉ被膜７ａについては、図７～図９で詳細を図示している。
　このようにすることで、従来（図１）では半導体素子１と導体板２とをはんだ接合した場合に、高温下ではんだ接合部３にクラック１０１が発生していたが、本発明の構成により、導体板２のＮｉ被膜７ａと樹脂部材９の密着性が向上し、かつ高温下であってもはんだ接合部３における接合部の界面での反応が抑制され、クラック１０１が発生しないため、はんだ接合部３の熱疲労破壊を抑制できる。
　また、半導体素子１と導体板２とを接合するためのはんだとして、Ｓｎが主成分であり、かつＣｕの含有率が４重量％以上６重量％以下であるはんだを採用する。これにより、はんだ接合部３の温度が１７５℃までであれば、１０００ｈ保持されていても良好な接合状態を維持することができる。
　しかしながら、はんだ接合部３の温度が２００℃の場合、５００ｈ保持された時点で、Ｎｉ被膜７ははんだ接合部３の界面における反応により完全に消失してしまい、導体板２と反応した層が厚く形成されてしまう。はんだ接合部３において厚く層が形成されてしまう部分では、体積変化に伴う空隙等の欠陥が発生し、はんだ接合部３が劣化してしまう。つまり、はんだ接合部の高温信頼性を確保するためには、はんだ接合部３の熱疲労耐性を抑制するだけでなく、２００℃での高温下ではんだ接合部３の反応の抑制も実現する必要がある。
　そこで、Ｎｉ被膜７には、はんだ接合部３と密着する領域は平坦なＮｉ被膜７ｂが形成されている。また、平坦なＮｉ被膜７ｂの表面粗さは、粗化処理されたＮｉ被膜７ａの表面粗さよりも小さく形成されている。このように、表面積が小さくなった平坦なＮｉ被膜７ｂをはんだ接合部３と密着する領域に形成することで、はんだ接合部３の疲労破壊を抑制するとともに、高温下でもはんだ接合部３の信頼性を確保できる。
　上記の構成により、はんだ接合部３は、Ｎｉ系電極６およびＮｉ被膜７と密着して加熱されることで、Ｃｕ-Ｓｎ系化合物５の層を形成する。なお、はんだ接合部３はその全てがＣｕ-Ｓｎ系化合物５の層になるわけではなく、はんだ接合部３の一部は、はんだ母相４としてはんだの層に残存した状態である。このようなはんだ接合部３の状態が成立することにより、熱的信頼性の確保を実現できる。
（図３、図４）
　図３は、はんだにおけるＣｕ含有率（重量％）と、平坦なＮｉ被膜７ｂ（図２）を２００℃で１０００時間保持した後のＮｉ被膜８の消失厚さと、の関係について示したグラフである。図３によれば、はんだにおけるＣｕ含有率が４重量％以上のときに、平坦なＮｉ被膜７ｂの消失を顕著に抑制できていることがわかった。一方で、はんだにおけるＣｕ含有率が６重量％より多くなると、図４に示すように、はんだ接合部３において接合部界面に隣接しない過剰なＣｕ-Ｓｎ系化合物５が発生するため、はんだ接合部３の接合信頼性に悪影響を及ぼす可能性がある。よって、本発明では、Ｓｎが主成分であり、かつＣｕの含有率が４重量％以上６重量％以下であるはんだを採用することで、はんだ接合部３の信頼性を確保できる。
（図５）
　本発明では、前述したＳｎが主成分であり、かつＣｕの含有率が４重量％以上６重量％以下のはんだをはんだ接合部３に使用するが、ここで、一般的なＳｎ系はんだをはんだ接合部３に使用する場合と比較する。なお、本発明で使用するはんだをＳｎ－５Ｃｕとしてグラフに示した。図示するように、本発明で使用するはんだの方が、一般的なＳｎ系はんだを使用する場合に比べて、はんだとＮｉ被膜７との反応を抑制することができる。
（図６）
　図６は、２００℃で１０００ｈ保持した場合に、粗化処理したＮｉ被膜７ａの消失厚さを表したグラフである。２００℃での１０００ｈの保持は信頼性の目安であるところ、図示するように、粗化処理されたＮｉ被膜７ａは１０００ｈ保持されても消失厚さは５μｍ未満で収まっている。また、はんだ接合部３との密着面である平坦なＮｉ被膜７ｂは、前述の構成のはんだを用いており図３のようにほとんど消失しないため、２００℃で１０００ｈ保持後であっても、消失厚さが少なくなる。
　このように、Ｎｉ被膜７のうちはんだと密着する領域である平坦なＮｉ被膜７ｂの膜厚は、５μｍ以上であれば、はんだ接合部３の信頼性を確保できる。また、前述したように、平坦なＮｉ被膜７ｂは表面粗さがＮｉ被膜７ａよりも小さいことで、２００℃での高温保持であっても、接合状態の信頼性を確保できる。
　また、半導体装置１００に用いられる樹脂部材９は、Ｎｉ被膜７ａと密着する部分においてＳｂが含有されないものが用いられる。仮に、Ｓｂを含む樹脂部材９を用いた場合、１７５℃までは、１０００ｈ保持した後も樹脂部材９とＮｉ被膜７ａの界面は、健全な状態を維持できる。しかしながら、２００℃で高温保持をした場合は、樹脂部材９に含まれるＳｂが粗化処理されたＮｉ被膜７ａと反応する。これにより、２００℃で５００ｈ保持した後の樹脂部材９と粗化処理されたＮｉ被膜７ａとの界面において、Ｎｉ被膜７ａの先端にＳｂとの反応生成物が形成されてしまう。また、Ｎｉ被膜７ａ自体もＳｂとの反応により消費されてしまう。また、ＳｂとＮｉ被膜７ａが反応する場合、Ｎｉ被膜７ａはＮｉ被膜７の一部であり、平坦なＮｉ被膜７ｂとも繋がっているため、平坦なＮｉ被膜７ｂの消費も加速する要因になり得る。
　そこで、樹脂部材９にＳｂが含まれないものを用いることで、２００℃で１０００ｈ保持しても、樹脂部材９とＮｉ被膜７ａとの界面の反応を抑制でき、信頼性を確保できる。
（本発明の実施例、第２変形例、第３変形例）
（図７～図９）
　図７に示すように、Ｎｉ被膜７において、粗化処理されたＮｉ被膜７ｂの一部に対して、レーザによって平坦化されるように加工されることで、平坦なＮｉ被膜７ｂが形成される。これにより、導体板２とはんだ接合部３との接合範囲が決定される。このような構成の第１変形例として、図８に示すように、導体板２の表面に平坦なＮｉめっき８を形成した後で、はんだ接合部３と接触しない部分に粗化処理したＮｉ被膜７ａ（粗化めっき）を設ける構成でもよい。これにより、コスト削減に貢献する。また、第２変形例として図９に示すように、平坦なＮｉめっき８の一部をブラスト処理により粗化させることで、Ｎｉ被膜７ａ（粗化めっき）を形成するようにしてもよい。
（本発明の構成例と比較例の検証）
（図１０）
　図１０（ａ）は厚さ５μｍのＮｉ被膜７を有する導体板２のはんだ搭載位置に、本発明で用いられるＳｎ系鉛フリーはんだを供給した構成例の表であり、図１０（ｂ）は本発明で用いられる構成ではない比較例の表である。
　本発明の半導体装置１００は、以下の手順で製造される。まず、導体板２の表面にＮｉ被膜７を形成する。次に、Ｎｉ被膜７のうち、樹脂部材９と密着する領域のＮｉ被膜７を粗化処理しＮｉ被膜７ａを形成し、また、はんだと密着する領域のＮｉ被膜７の表面粗さを、粗化処理したＮｉ被膜７ａの表面粗さより小さくなるように平坦なＮｉ被膜７ｂを形成する。そして、Ｓｎが主成分であり、かつＣｕの含有率が４重量％以上６重量％以下であるはんだを用いて、半導体素子１と導体板２とを接合し、接合した半導体素子１および導体板２を樹脂部材９でトランスファーモールドにより封止する。これにより、本発明の半導体装置１００が完成する。なお、樹脂部材９から露出した導体板２に、図示しない絶縁樹脂を介して冷却フィンを接着することで、半導体装置１００の冷却機能を確保している。
　本発明の構成例と比較例に高温信頼性の評価を検証した。まず、第１評価試験として、－４０℃～２００℃までの温度変化を１０００サイクル行う温度サイクル試験を実施し、熱疲労破壊について評価し、試験後に接合割合が８０％以上の場合を〇（合格）、８０％未満の場合を×（不合格）とした。つづいて第２評価試験として、２００℃で１０００ｈの保持を実施し、はんだ接合部３と密着する導体板２のＮｉ被膜７が消失しないかどうかを検証することではんだ接合部３の界面安定性を評価し、消失しなかった場合を〇（合格）、消失した場合を×（不合格）とした。
　図１０（ａ）に示す本発明の実施例１－９について、上記の２種類の評価試験を実施したところいずれも合格であったため、高温信頼性が得られることが確認された。一方で、図１０（ｂ）の比較例１－１２については、第１評価試験および第２評価試験のうち少なくとも一方が不合格となり、高温信頼性が得られないことが確認された。
　比較例１，４，７，１０は、第１評価試験において、厚さ５μｍの導体板２のＮｉ被膜７と樹脂部材９との間に剥離が生じ、はんだ接合部３のひずみが大きくなったことでクラックが進展したため、いずれも不合格となった。つづいて、第２試験において、比較例１，４，７，１０のうち、比較例１，４は、導体板２のＮｉ被膜７が残存し合格となったが、比較例７，１０については、第２試験においても、導体板２のＮｉ被膜７が消失したため、いずれも不合格となった。
　比較例２，３，５，６，８，９，１１，１２は、第１評価試験において、樹脂部材９と導体板２のＮｉ被膜７との間の剥離が生じずいずれも合格となったが、第２評価試験においては、導体板２のＮｉ被膜７がはんだと反応して消失したため、いずれも不合格となった。このように、本発明のはんだ接合部３の構成が、熱疲労破壊およびはんだ接合部３の界面安定性において、顕著な効果を有していることが検証できた。
　以上説明した本発明の実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
（１）半導体素子１と、半導体素子１とはんだによって接合される導体板２と、を備え、半導体素子１と導体板２とは、樹脂部材９によって封止されている半導体装置１００であって、はんだは、Ｓｎが主成分であり、かつＣｕの含有率が４重量％以上６重量％以下であり、導体板２は、その表面にＮｉ被膜７が形成され、Ｎｉ被膜７において樹脂部材９と密着する領域のＮｉ被膜７は、粗化処理され、Ｎｉ被膜７においてはんだと密着する領域のＮｉ被膜７の表面粗さは、粗化処理されたＮｉ被膜７の表面粗さよりも小さい。このようにしたことで、はんだ接合部３における熱的信頼性の確保を実現できる。
（２）導体板２の表面にＮｉ被膜７を形成し、Ｎｉ被膜７のうち、樹脂部材９と密着する領域のＮｉ被膜７を粗化処理し、かつはんだと密着する領域のＮｉ被膜７の表面粗さを、粗化処理したＮｉ被膜７の表面粗さより小さくなるように形成し、Ｓｎが主成分であり、かつＣｕの含有率が４重量％以上６重量％以下であるはんだを用いて半導体素子１と導体板２とを接合し、接合した半導体素子１および導体板２を樹脂部材９で封止する半導体装置１００の製造方法を採用する。このようにしたことで、はんだ接合部３における熱的信頼性の確保を実現する半導体装置１００を提供できる。
（３）樹脂部材９は、Ｎｉ被膜７と密着する部分ではＳｂを含有しない。このようにしたことで、樹脂部材９とＮｉ被膜７ａとの界面の反応を抑制でき、信頼性を確保できる。
（４）Ｎｉ被膜７のうちはんだと密着する領域の膜厚は、５μｍ以上である。このようにしたことで、平坦なＮｉ被膜７ｂの消失を回避できる。
　なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や他の構成を組み合わせることができる。また本発明は、上記の実施形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず、その構成の一部を削除したものも含まれる。
１　半導体素子
２　導体板
３　はんだ接合部
４　はんだ母相
５　Ｃｕ－Ｓｎ系化合物
６　Ｎｉ系電極
７　Ｎｉ被膜
　７ａ　粗化Ｎｉ被膜
　７ｂ　平坦なＮｉ被膜
９　樹脂部材
１００　半導体装置
１０１　クラック

Claims (4)

  1. 　半導体素子と、
    　前記半導体素子とはんだによって接合される導体板と、を備え、
    　前記半導体素子と前記導体板とは、樹脂部材によって封止されている半導体装置であって、
    　前記はんだは、Ｓｎが主成分であり、かつＣｕの含有率が４重量％以上６重量％以下であり、
    　前記導体板は、その表面にＮｉ被膜が形成され、
    　前記Ｎｉ被膜において前記樹脂部材と密着する領域の前記Ｎｉ被膜は、粗化処理され、
    　前記Ｎｉ被膜において前記はんだと密着する領域の前記Ｎｉ被膜の表面粗さは、粗化処理された前記Ｎｉ被膜の表面粗さよりも小さい
    　半導体装置。
  2. 　半導体素子と導体板とを備える半導体装置の製造方法であって、
    　前記導体板の表面にＮｉ被膜を形成し、
    　前記Ｎｉ被膜のうち、樹脂部材と密着する領域の前記Ｎｉ被膜を粗化処理し、かつはんだと密着する領域の前記Ｎｉ被膜の表面粗さを、粗化処理した前記Ｎｉ被膜の表面粗さより小さくなるように形成し、
    　Ｓｎが主成分であり、かつＣｕの含有率が４重量％以上６重量％以下である前記はんだを用いて前記半導体素子と前記導体板とを接合し、
    　接合した前記半導体素子および前記導体板を前記樹脂部材で封止する
    　半導体装置の製造方法。
  3. 　前記樹脂部材は、前記Ｎｉ被膜と密着する部分ではＳｂを含有しない
    　請求項１に記載の半導体装置。
  4. 　前記Ｎｉ被膜のうち前記はんだと密着する領域の膜厚は、５μｍ以上である
    　請求項１に記載の半導体装置。
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