(57)【要約】【課題】半導体装置を破壊することなく、かつ、精度よく半導体装置を検査することができる半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】メイン部分３ａと、第１および第２サブ部分３ｂ、３ｃと、を備えたリードフレーム３を準備する。メイン部分３ａに第１はんだ材２を介して半導体素子４を配置し、第２サブ部分に第２はんだ材２ａを配置した状態で、第１および第２はんだ材２、２ａを溶融して半導体素子４をメイン部分３ａに接合した後、メイン部分３ａと半導体素子４とを覆うように樹脂体５を成形し、半導体装置１を製造する。第１および第２サブ部分３ｂ、３ｃを、メイン部分３ａから切断し、これらから第１および第２拡散量を測定し、第１および第２拡散量に基づいて、リードフレーム３に作用した熱の履歴となる加熱時間および加熱温度を推定し、推定した加熱時間および加熱温度に基づいて、半導体装置１の良否を判定する。【選択図】図２
2020035982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置の製造方法であって、
フレーム本体の表面に、Ｎｉめっき層およびＡｕめっき層が順次形成されたリードフレームであって、前記Ａｕめっき層側に半導体素子が搭載されて前記半導体装置の一部となるメイン部分と、前記メイン部分に連続して形成され、前記半導体装置の良否を判定する際に切断される第１および第２サブ部分と、を備えたリードフレームを準備する準備工程と、
前記メイン部分に第１はんだ材を介して半導体素子を配置し、前記第２サブ部分に第１はんだ材と同じ材料からなる第２はんだ材を配置した状態で、前記１および第２はんだ材を溶融させて、前記第１はんだ材を介して前記半導体素子を前記メイン部分に接合した後、前記メイン部分と前記半導体素子とを覆うように樹脂体を成形することで、前記半導体装置を製造する製造工程と、を含み、
前記製造工程において、前記第１および第２サブ部分を、前記メイン部分から切断し、切断した前記第１サブ部分から、前記Ｎｉめっき層のＮｉが前記Ａｕめっき層に拡散した第１拡散量を測定し、切断した前記第２サブ部分から、前記Ｎｉめっき層のＮｉが前記第２はんだ材に拡散した第２拡散量を測定し、前記第１および第２拡散量に基づいて、前記リードフレームに作用した熱の履歴となる加熱時間および加熱温度を推定し、推定した前記加熱時間および前記加熱温度に基づいて、前記半導体装置の良否を判定することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体装置として、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などの半導体素子と、これを搭載したリードフレームと、半導体素子とリードフレームとを覆う樹脂体と、を備えた半導体装置が知られている。
【０００３】
このような半導体装置として、たとえば、特許文献１には、リードフレームにはんだ材を介して半導体素子を接合した半導体装置の製造方法が開示されている。この製造方法では、はんだ材に発生したボイドの状態により半導体装置の良否を判定しており、このボイドの状態は、熱抵抗法、Ｘ線法、または超音波探傷法などにより検査される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２７８９１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、半導体装置の構造が、たとえば、超音波が反射する構造または透過できない構造、または、Ｘ線が透過できない構造である場合には、非破壊検査ができないことがある。また、非破壊検査ができたとしても、半導体装置の構造が複雑な場合には、検査する位置を誤り、半導体装置の良否を誤判定する可能性がある。たとえば、超音波探傷法では、製造時にリードフレームの反りが大きい場合やリードフレームの表面の凹凸が大きい場合には、リードフレームとはんだ材との接合部分について、正確な検査をすることが困難である。
【０００６】
そこで、非破壊検査の代わりに、破壊検査を行うことも考えられるが、破壊検査は、半導体装置を破壊して検査するため、検査対象となった半導体装置を再使用することはできない。
【０００７】
本発明は、このような点を鑑みてなされたものであり、半導体装置を破壊することなく、かつ、精度よく半導体装置を検査することができる半導体装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を鑑みて、本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体装置の製造方法であって、フレーム本体の表面に、Ｎｉめっき層およびＡｕめっき層が順次形成されたリードフレームであって、前記Ａｕめっき層側に半導体素子が搭載されて前記半導体装置の一部となるメイン部分と、前記メイン部分に連続して形成され、前記半導体装置の良否を判定する際に切断される第１および第２サブ部分と、を備えたリードフレームを準備する準備工程と、前記メイン部分に第１はんだ材を介して半導体素子を配置し、前記第２サブ部分に第１はんだ材と同じ材料からなる第２はんだ材を配置した状態で、前記１および第２はんだ材を溶融させて、前記第１はんだ材を介して前記半導体素子を前記メイン部分に接合した後、前記メイン部分と前記半導体素子とを覆うように樹脂体を成形することで、前記半導体装置を製造する製造工程と、を含み、前記製造工程において、前記第１および第２サブ部分を、前記メイン部分から切断し、切断した前記第１サブ部分から、前記Ｎｉめっき層のＮｉが前記Ａｕめっき層に拡散した第１拡散量を測定し、切断した前記第２サブ部分から、前記Ｎｉめっき層のＮｉが前記第２はんだ材に拡散した第２拡散量を測定し、前記第１および第２拡散量に基づいて、前記リードフレームに作用した熱の履歴となる加熱時間および加熱温度を推定し、推定した前記加熱時間および前記加熱温度に基づいて、前記半導体装置の良否を判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、半導体装置を製造する製造工程において、第１および第２サブ部分を、メイン部分から切断する。第１サブ部分から、Ｎｉめっき層のＮｉがＡｕめっき層に拡散した第１拡散量を測定する。第２サブ部分から、Ｎｉめっき層のＮｉが第２はんだ材に拡散した第２拡散量を測定する。第１および第２拡散量に基づいて、リードフレームに作用した熱の履歴（熱履歴）となる加熱時間および加熱温度を推定する。推定した加熱時間および加熱温度に基づいて、適正な熱の履歴で処理されたかを判断し、この判断結果から、半導体装置の良否を判定することができる。これにより、半導体装置を破壊することなく、精度よく半導体装置を検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態の半導体装置の模式的断面図である。
【図２】本実施形態に係る半導体装置の製造方法の工程を説明するフロー図である。
【図３】（ａ）は、図２に示す準備工程におけるリードフレームの平面図であり、（ｂ）は、図２に示すアフタキュア工程後の半導体装置と第１〜第４分析用部品の平面図であり、（ｃ）は、図２に示す判定工程において、半導体装置と第１〜第４分析用部品とが切断された状態の平面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、半導体装置と第１および第２分析用部品の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、半導体装置と第３および第４分析用部品の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ第１〜第４分析用部品を説明するための模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、図１〜図６を参照しながら本発明に係る実施形態について説明する。
【００１２】
１．半導体装置１について
図１を参照して、本実施形態に係る半導体装置１の概略的な構成を説明する。図１は、本実施形態の半導体装置１の模式的断面図である。
【００１３】
本実施形態に係る半導体装置１は、片面または両面冷却型半導体装置として利用されるものである。図１に示すように、本実施形態の半導体装置１は、リードフレーム３Ａと、半導体素子４と、樹脂体５と、を少なくとも備えている。本実施形態では、半導体装置１のリードフレーム３Ａは、後述するように、リードフレーム３Ａから第１〜第４サブ部分３ｂ〜３ｅが切断されたメイン部分３ａに対応する。
【００１４】
なお、本明細書において「リードフレーム」とは、文字通りのリードフレームのほか、ダイパッド、回路基板や応力緩和基板などの基板、純Ａｌからなる基板とＡｌＮ（窒化アルミニウム）からなる基板とを配置してなるＤＢＡ（絶縁基板）、ヒートシンクなども包含されるものである。
【００１５】
本実施形態の半導体装置１では、半導体素子４はリードフレーム３Ａにはんだ材２を介して接合されている。リードフレーム３Ａに配置される半導体素子４の数は１つに限定されず、複数の半導体素子４を配置してもよい。なお、本明細書では、はんだ材２は、接合前に塗布されるはんだ材も、接合された状態のはんだ材も、はんだ材２と称し、同じ符号を付している。
【００１６】
樹脂体５は、リードフレーム３Ａと半導体素子４とを覆っている。具体的には、リードフレーム３Ａの表面のうち、少なくとも半導体素子４が搭載されている側の表面とともに、半導体素子４およびはんだ材２の周りを覆っている。
【００１７】
さらに、本実施形態の半導体装置１は、プライマ層６と、Ａｌ、Ｃｕ、またはＡｕ製のワイヤ（不図示）と、Ｃｕ製の金属端子（不図示）と、を備えている。プライマ層６は、リードフレーム３Ａ、はんだ材２、および半導体素子４がこの順で配置された接合体と、樹脂体５との間に形成されている。半導体素子４は、ワイヤを介して金属端子に接続されている。
【００１８】
なお、図１では、片面冷却型半導体装置の態様を示しているが、両面冷却型半導体装置になるように、リードフレーム３をコレクタ側のリードフレームとし、半導体素子４を挟むように、エミッタ側のリードフレーム（図示せず）をさらに設けてもよい。この場合には、半導体装置１の高さを調整するスペーサーとして、たとえばＣｕ製の金属ブロック（図示せず）を、エミッタ側のリードフレームと半導体素子４との間に、はんだ材２を介して配置してもよい。
【００１９】
半導体素子４としては、Ｓｉ素子またはＳｉＣ素子を挙げることができる。はんだ材２は、Ｐｂ系はんだ、Ｐｂフリーはんだのいずれであってもよいが、Ｐｂフリーはんだであることが好ましい。Ｐｂフリーはんだとしては、Ｓｎ−Ａｇ系はんだ、Ｓｎ−Ｃｕ系はんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はんだ、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ系はんだ、Ｓｎ−Ｚｎ系はんだ、または、Ｓｎ−Ｓｂ系はんだなどを挙げることができる。
【００２０】
樹脂体５は、リードフレーム３Ａと、半導体素子４とを封止するとともに、はんだ材２を封止するものである。樹脂体５の材料としては、エポキシ系熱硬化性樹脂を挙げることができる。エポキシ系熱硬化性樹脂の中には、シリカ、アルミナ、窒化ホウ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、または酸化マグネシウムなどの無機フィラーが含有されていてもよい。
【００２１】
プライマ層６は、リードフレーム３Ａと樹脂体５との密着性を高めるものである。プライマ層６の材料としては、たとえば、ポリアミドイミド樹脂またはポリイミド樹脂を挙げることができる。
【００２２】
リードフレーム３Ａは、アルミニウム、銅、またはこれらの合金からなるフレーム本体３１と、フレーム本体３１に被覆されたＮｉめっき層３２と、Ｎｉめっき層の表面にさらに被覆されたＡｕめっき層３３を備えている。これらのめっき層３２、３３は、フレーム本体３１の表面のうち、少なくとも半導体素子４が搭載されている側の表面を被覆している。
【００２３】
２．半導体装置１の製造方法について
以下に、本実施形態の半導体装置１の製造方法を、図２〜図６を用いて説明する。
【００２４】
２−１．準備工程Ｓ１について
図２に示すように、本実施形態の半導体装置１の製造方法では、まず、準備工程Ｓ１を行う。この工程では、図４（ａ）、および図５（ａ）に示すように、上述した材料からなるフレーム本体３１の表面に、Ｎｉめっき層３２およびＡｕめっき層３３が順次形成されたリードフレーム３を準備する。
【００２５】
本実施形態では、図３（ａ）に示すように、リードフレーム３は、メイン部分３ａと、メイン部分３ａに連結された第１〜第４サブ部分３ｂ〜３ｅと、を備えている。メイン部分３ａと、第１〜第４サブ部分３ｂ〜３ｅとには、メイン部分３ａと同じ層厚のＮｉめっき層３２およびＡｕめっき層３３が連続して形成されている。
【００２６】
メイン部分３ａは、Ａｕめっき層３３の側に半導体素子４が搭載されて半導体装置１の一部となる。第１〜第４サブ部分３ｂ〜３ｅは、それぞれ、後述する判定工程Ｓ２５において、メイン部分３ａから切断されて、図１に示す半導体装置１の製造方法の良否を判断する第１〜４分析用部品の一部となる。第１〜第４サブ部分３ｂ〜３ｅが切断されたメイン部分３ａは、図１に示す半導体装置１のリードフレーム３Ａとなる。
【００２７】
なお、本発明でいう「第１および第２サブ部分」が、本実施形態でいう第１および第２サブ部分３ｂ、３ｃに相当し、第３および第４サブ部分３ｄ、３ｅは、必要に応じて省略してもよい。
【００２８】
２−２．製造工程Ｓ２について
次に、製造工程Ｓ２を行う。この工程では、図２に示す、接合工程Ｓ２１〜判定工程Ｓ２５の一連の工程を行うことにより、半導体装置１を製造するとともに、この際に得られた第１および第２分析用部品３Ｂ、３Ｃを分析して、半導体装置１の良否を判断する。なお、本実施形態では、第３および第４分析用部品３Ｄ、３Ｅを用いてさらに分析を行うが、この分析は必ずしも必要ではない。以下に、各工程を説明する。
【００２９】
＜接合工程Ｓ２１＞
接合工程Ｓ２１では、リフローはんだ付けを行う。具体的には、図４（ｂ）に示すように、メイン部分３ａのＡｕめっき層３３上に、はんだ材（第１はんだ材）２を介して半導体素子４を配置する。第２サブ部分３ｃのＡｕめっき層３３上に、はんだ材２と同じ材料からなるはんだ材（第２はんだ材）２ａを配置する。配置されるはんだ材２、２ａは、同じ厚さである。第１サブ部分３ｂには、はんだ材を配置せず、Ａｕめっき層３３が露出した状態である。図５（ｂ）に示すように、第３および第４サブ部分３ｄ、３ｅにも、はんだ材を配置せず、Ａｕめっき層３３が露出した状態である。
【００３０】
この配置状態のはんだ材２、２ａを所定の熱履歴（所定の加熱温度および加熱時間）で加熱し、はんだ材２、２ａを溶融させる。これにより、メイン部分３ａに、はんだ材２を介して半導体素子４が接合され、第２サブ部分３ｃには、はんだ材２ａそのものが接合される。
【００３１】
このように、接合工程後のはんだ材２とはんだ材２ａは、同じ熱履歴で形成される。この工程で、はんだ材２、２ａを溶融させる際に、リードフレーム３にも熱が作用する。なお、図４（ｂ）〜（ｄ）では、Ａｕめっき層３３が残存しているが、接合工程Ｓ２１において、Ａｕめっき層３３がはんだ材２、２ａに拡散して消滅していてもよい。
【００３２】
＜プライマ層形成工程Ｓ２２＞
次いで、図２に示すように、プライマ層形成工程Ｓ２２を行う。この工程では、図４（ｃ）に示すように、半導体素子４がメイン部分３ａに接合された状態で、半導体素子４の側のメイン部分３ａの表面とともに、はんだ材２および半導体素子４の露出した表面に、プライマ層６となるプライマを塗布する。この塗布は、溶液状のプライマを用いて、たとえば、スピンコートにより行うことができる。
【００３３】
ここで、本実施形態では、第１サブ部分３ｂと、はんだ材２ａが接合された第２サブ部分３ｃとには、マスキング等により、これらの表面にはプライマが塗布されないようにする。一方、図５（ｃ）に示すように、Ａｕめっき層３３が露出した状態の第３および第４サブ部分３ｄ、３ｅには、メイン部分３ａのプライマと同じ条件で、溶液状のプライマを塗布する。
【００３４】
このように塗布されたプライマに対して、所定の熱履歴（所定の加熱温度および加熱時間）で加熱し、塗布したプライマを硬化させる。これにより、半導体素子４の側のメイン部分３ａの表面と、はんだ材２および半導体素子４の露出表面とに、プライマ層６が形成される（図４（ｃ）参照）。さらに、第３および第４サブ部分３ｄ、３ｅにも、プライマ層６ａが形成される（図５（ｃ）参照）。このように、プライマ層６とプライマ層６ａとは、同じ条件で形成される。この工程で、プライマを硬化させた際に、リードフレーム３にも熱が作用する。
【００３５】
＜樹脂体成形工程Ｓ２３＞
次いで、樹脂体成形工程Ｓ２３を行う。この工程では、図４（ｄ）および図５（ｄ）に示すように、プライマ層６を介して、メイン部分３ａの表面と、はんだ材２および半導体素子４の露出した表面とを覆うように、樹脂体５をトランスファ成形する。具体的には、プライマ層６の表面を覆うように、エポキシ樹脂などの未硬化の熱硬化性樹脂を配置する。
【００３６】
なお、本実施形態では、第１〜第３サブ部分３ｂ〜３ｄ、およびはんだ材２ａは、未硬化の熱硬化性樹脂で覆わずに露出させ、第４サブ部分３ｅには、上述した樹脂と同じ未硬化の熱硬化性樹脂を配置する。
【００３７】
このような状態で、未硬化の熱硬化性樹脂を所定の熱履歴（所定の加熱温度および加熱時間）で加熱し、これを熱硬化させる。これにより、半導体素子４の側のメイン部分３ａの表面とともに、はんだ材２および半導体素子４の露出した表面を、プライマ層６を介して、覆うように樹脂体５が形成される。また、第４サブ部分３ｅには、プライマ層６ａを介して、樹脂体５と同じ材料からなる樹脂体５ａが形成される。このように、樹脂体５と樹脂体５ａとは、同じ条件で形成される。この工程で、未硬化の熱硬化性樹脂を熱硬化させた際には、リードフレーム３にも熱が作用する。
【００３８】
＜アフタキュア工程Ｓ２４＞
次いで、アフタキュア工程Ｓ２４を行う。この工程では、図４（ｄ）、図５（ｄ）に示す、成形した樹脂体５および樹脂体５ａを形成する封止樹脂を十分に硬化させるために、さらに樹脂体５全体および樹脂体５ａ全体を所定の熱履歴（所定の加熱温度および加熱時間）で加熱する。この際にも、リードフレーム３にも熱が作用する。
【００３９】
＜判定工程Ｓ２５＞
この工程では、図３（ｃ）に示すように、樹脂体５に覆われた状態のメイン部分３ａから、第１〜第４サブ部分３ｂ〜３ｅを、ニッパーなどで切断する。これにより、メイン部分３ａを含む部分が、半導体装置１となり、第１〜第４サブ部分３ｂ〜３ｅを含む部分が、第１〜第４分析用部品３Ｂ〜３Ｅとなる。上述した如く、第１〜第４分析用部品３Ｂ〜３Ｅは、半導体装置１を製造する各工程と同じ条件で作製されている。したがって、第１〜第４分析用部品３Ｂ〜３Ｅを分析することにより、半導体装置１の良否を判定することができる。
【００４０】
本実施形態では、まず、第１および第２分析用部品３Ｂ、３Ｃを用いて、半導体装置１の製造工程における熱履歴が適切であるかを判断する。本実施形態では、この熱履歴を、第１および第２分析用部品３Ｂ、３ＣのＮｉめっき層３２のＮｉの拡散量から推定する。
【００４１】
具体的には、一連の工程Ｓ２１〜Ｓ２４で、リードフレーム３に熱が作用した結果、図６（ａ）に示すように、第１分析用部品３ＢのＡｕめっき層３３には、Ｎｉめっき層３２のＮｉが拡散している。この拡散したＮｉを、Ｘ線光電子分光装置（ＸＰＳ）で測定することにより、第１拡散量（例えば原子％）を測定する。
【００４２】
同様に、一連の工程Ｓ２１〜Ｓ２４で、リードフレーム３に熱が作用した結果、図６（ｂ）に示すように、第２分析用部品３Ｃでは、Ｎｉめっき層３２のＮｉがはんだ材２ａに拡散して、金属間化合物層Ｙが形成される。したがって、Ｎｉめっき層３２の層厚さが減少することから、Ｎｉめっき層３２の減少量（Ｎｉの食われ量）を顕微鏡等で測定し、Ｎｉめっき層３２のＮｉがはんだ材２ａに拡散した第２拡散量（例えばμｍ）を測定する。
【００４３】
なお、一連の工程Ｓ２１〜Ｓ２４でのリードフレーム３に作用する熱は、接合工程Ｓ２１ではんだ材２、２ａを溶融する際の熱、プライマ層形成工程Ｓ２２でプライマを硬化させる際の熱、樹脂体成形工程Ｓ２３で樹脂を硬化させる際の熱、および、アフタキュア工程Ｓ２４で樹脂体５、５ａを加熱した際の熱である。
【００４４】
次に、測定した第１および第２拡散量をそれぞれ以下に示す式１および式２に代入する。式１および式２は、加熱時間ｔおよび加熱温度Ｔを変数とした第１および第２拡散量を算出する予測式である。これらの式は、異なる複数の実験条件で半導体装置を製造することにより、そのときの第１および第２拡散量、加熱時間、および加熱温度から、予め算出された式である。なお、本実施形態では、式１および式２から、加熱時間ｔおよび加熱温度Ｔを算出したが、たとえば、第１および第２拡散量、加熱時間、および加熱温度の関係を示す、テーブルまたはグラフ等から、加熱時間および加熱温度を算出してもよい。
【００４５】
第１拡散量＝{Ａ１×ｅｘｐ（−Ｅ１／ＲＴ）×ｔ}１／２…（式１）
ここで、Ａ１は頻度因子、Ｅ１はＮｉがＡｕめっき層３３中を拡散する際の活性エネルギー、Ｒは気体定数、Ｔは加熱温度、およびｔは加熱時間である。Ａ１およびＥ１は、加熱温度および加熱時間の異なる複数の実験条件と、これらの実験条件から算出された第１拡散量とから決定することができる定数である。
【００４６】
第２拡散量＝{Ａ２×ｅｘｐ（−Ｅ２／ＲＴ）×ｔ}１／２…（式２）
ここで、Ａ２は頻度因子、Ｅ２はＮｉがはんだ材２、２ａ内に拡散する際の活性エネルギー、Ｒは気体定数、Ｔは加熱温度、およびｔは加熱時間である。Ａ２およびＥ２も、加熱温度および加熱時間の異なる複数の実験条件と、これらの実験条件から算出された第２拡散量とから決定することができる定数である。
【００４７】
第１および第２拡散量を代入した式１および式２の２つの式から、加熱時間ｔおよび加熱温度Ｔを算出する。たとえば、式１および式２に、第１および第２拡散量を代入する前に、上述したアフタキュア工程Ｓ２４後に測定された第１および第２拡散量から、アフタキュア工程Ｓ２４より前の第１および第２拡散量の理論値または測定値を差し引いて、加熱時間ｔおよび加熱温度Ｔの値を算出してもよい。この場合には、２式から算出された加熱時間ｔと加熱温度Ｔは、アフタキュア工程Ｓ２４のみの加熱時間および加熱温度であると推定することができる。
【００４８】
一方、上述したアフタキュア工程Ｓ２４後に算出された第１および第２拡散量をそのまま、式１および式２に代入し、加熱時間ｔと加熱温度Ｔを算出してもよい。この場合には、算出した値は、接合工程Ｓ２１〜アフタキュア工程Ｓ２４までの一連の工程の見かけ上の加熱時間および加熱温度であると推定することができる。
【００４９】
次に、算出した加熱時間ｔと加熱温度Ｔが、アフタキュア工程Ｓ２４のみの加熱時間および加熱温度であると推定される場合、加熱時間ｔと加熱温度Ｔと、実際のアフタキュア工程Ｓ２４での加熱時間ｔａおよび加熱温度Ｔａの実測値または設定値とを比較する。
【００５０】
算出した加熱時間ｔと加熱温度Ｔが、見かけ上の加熱時間および加熱温度である場合、予め設定された加熱時間ｔｂおよび加熱温度Ｔｂの設定値と比較する。この加熱時間ｔｂおよび加熱温度Ｔｂの設定値は、適切な製造条件で製造された半導体装置、第１および第２分析用部品３Ｂ、３Ｃに対して、式１および式２から算出した見かけ上の最適な加熱時間および加熱温度である。
【００５１】
これらを比較した結果、算出した加熱時間および加熱温度が、比較した値に対して、所定の範囲内である場合、アフタキュア工程Ｓ２４が適切な熱履歴で実施されたものと判断し、半導体装置１が良品であると判定する。一方、算出した加熱時間および加熱温度が、比較した値に対して、所定の範囲から外れた場合、アフタキュア工程Ｓ２４が適切な熱履歴で実施されていないと判断し、半導体装置１が不良品であると判定する。なお、加熱時間および加熱温度の関係式を事前に作成し、この関係式から、上述した所定の範囲を設定してもよく、この判定方法は特に限定されるものではない。
【００５２】
このように、式１および式２で算出した、加熱時間ｔおよび加熱温度Ｔに基づいて、適正な加熱時間および加熱温度で処理されたかを判断し、この判断結果から、半導体装置１の良否を判定することができる。これにより、半導体装置１を破壊することなく、精度よく半導体装置を検査することができる。
【００５３】
本実施形態では、図２に示す如く、アフタキュア工程Ｓ２４の後に判定工程Ｓ２５を実施する場合を説明した。しかし、接合工程Ｓ２１〜アフタキュア工程Ｓ２４のいずれかの一つの工程を選択し、その工程の後に、判定工程Ｓ２５と同等の判定工程を実施してもよい。これにより、その選択した工程の熱履歴（加熱温度および加熱時間）が適切であるかを判断することができる。この際、上述した如く、各工程のみの加熱温度および加熱時間を算出してもよく、見かけ上の加熱温度および加熱時間を算出してもよい。
【００５４】
この場合には、接合工程Ｓ２１〜アフタキュア工程Ｓ２４までの工程ごとに、その工程に対応した上述した第１拡散量および第２拡散量を算出する２つの式を予め作成し、この２つの式から加熱時間および加熱温度を算出し、同様の判定を行う。なお、この際、予め作成する２つの式は、上述した式１および式２のＡ１、Ａ２、Ｅ１、Ｅ２を、その工程に合わせて設定した式である。
【００５５】
さらに、接合工程Ｓ２１〜アフタキュア工程Ｓ２４までの複数の工程を選択して、選択した複数の工程に対して、第１拡散量および第２拡散量を算出し、上述した２つの式から加熱時間および加熱温度を算出し、同様の判定を行ってもよい。これにより、その選択した複数の工程の熱履歴（加熱温度および加熱時間）が適切であるかを判断することができる。この場合には、その判断する回数に応じて、第１および第２サブ部分３ｂ、３ｃを設ければよい。たとえば、接合工程Ｓ２１〜アフタキュア工程Ｓ２４までのすべての工程において、第１拡散量および第２拡散量を算出し、各工程ごとの加熱時間および加熱温度を推定する場合には、４組の第１および第２サブ部分３ｂ、３ｃを設ければよい。
【００５６】
また、第１および第２サブ部分３ｂ、３ｃを複数設け、一組の第１および第２サブ部分３ｂ、３ｃを半導体装置１に残した状態で、半導体装置１を車両に搭載し、車両の走行後に、上述した判定工程を行ってもよい。 
【００５７】
さらに、判定工程Ｓ２５では、メイン部分３ａから切断した第３および第４分析用部品３Ｄ、３Ｅを用いて分析する。本実施形態では、図６（ｃ）に示す第３分析用部品３Ｄのプライマ層６ａの厚みを測定する。プライマ層６ａの厚みの測定は、膜厚計や断面観察により行う。プライマ層６およびプライマ層６ａは、同じ条件で形成されているので、このプライマ層６ａの厚みから、製造された半導体装置１のプライマ層６の厚みが適切な範囲にあるかを判断することができる。これにより、半導体装置１の良否を判断することができる。
【００５８】
一方、図６（ｄ）に示す第４分析用部品３Ｅの樹脂体５ａに対して、押し当て部材９を押し当てて、樹脂体５ａのせん断強度を測定する。樹脂体５および樹脂体５ａは、同じ条件で形成されているので、測定したせん断力から、製造された半導体装置１の樹脂体５のせん断強度が適切な範囲にあるかを判断することができる。これにより、半導体装置１の良否を判断することができる。
【００５９】
ここで、発明者は、半導体装置１と第１および第２分析用部品を作製した。具体的には、プライマ層形成工程までを行い、第１および第２サブ部分を切断し、第１および第２分析用部品を得た。第１分析用部品から第１拡散量を測定し、第１拡散量は、４１．７ａｔ％であった。一方、第２分析用部品から第２拡散量を測定した結果、４．１μｍであった。
【００６０】
測定したこれらの値から、プライマ層形成工程前の第１および第２拡散量を除き、この値を、式１および式２に代入し、これらの２式から加熱時間ｔおよび加熱温度Ｔを算出した。加熱時間ｔおよび加熱温度Ｔは、それぞれ６０分および１９０℃であった。これらの値は、プライマ層形成工程の加熱時間および加熱温度とほぼ同じであった。よって、プライマ層形成工程で、適切にプライマ層が形成されたといえ、製造された半導体装置が良品であると判定することができる。
【００６１】
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。
【００６２】
本実施形態では、プライマ層形成工程Ｓ２２およびアフタキュア工程Ｓ２４を行った。しかしながら、プライマ層６を設ける必要がなければ、プライマ層形成工程Ｓ２２を省略してもよく、樹脂体５の成形時に、熱硬化性樹脂が十分に硬化していれば、アフタキュア工程Ｓ２４を省略してもよい。また、第２分析用部品３Ｃのはんだ材を外観観察し、半導体装置１のはんだ濡れ性を評価してもよい。さらに、第３、第４分析用部品３Ｄ、３Ｅを半導体装置１から切り離さずに、半導体装置１を車両に搭載してもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１：半導体装置、２：はんだ材（第１はんだ材）、２ａ：はんだ材（第２はんだ材）、３：リードフレーム、３ａ：メイン部分、３ｂ：第１サブ部分、３ｃ：第２サブ部分、４：半導体素子、５，５ａ：樹脂体、６，６ａ：プライマ層、３１：フレーム本体、３２：Ｎｉめっき層、３３：Ａｕめっき層、Ｓ１：準備工程、Ｓ２：製造工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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