(57)【要約】【課題】樹脂封止型の半導体パッケージにおいて、半導体チップ搭載用のダイボンディング材のクラックを防止する。【解決手段】半導体チップＣＰ１を、ダイボンディング材ＤＢ１を介してダイパッドＤＰ１の上面ｆ１に搭載し、絶縁性樹脂ＩＲ１によって封止する。前記絶縁性樹脂ＩＲ１と接触するダイパッドＤＰ１の上面ｆ１を粗面化し、ダイパッドＤＰ１の裏面ｆ２およびアウターリード部ＯＬ１は粗面化しない。【選択図】図１
2010245417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体からなるダイパッドと、
前記ダイパッドの周辺に配置され、インナーリード部とアウターリード部とを有する複数のリード部と、
前記ダイパッドの上面上に、ダイボンディング材を介して搭載された半導体チップと、
前記インナーリード部、前記ダイパッドの一部、および、前記半導体チップを封止する絶縁性樹脂とを有し、
前記ダイパッドの前記上面と反対側に位置する裏面は、前記絶縁性樹脂の外部に露出し、
前記ダイパッドの前記上面のうち、前記絶縁性樹脂と接触する部分は粗面化され、前記ダイパッドの前記裏面および前記アウターリード部は粗面化されていないことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置において、
前記インナーリード部は粗面化されていないことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１記載の半導体装置において、
前記ダイパッドは銅を主体とする導体からなり、
前記インナーリード部はニッケルを主体とする導体によってめっきされていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１記載の半導体装置において、
更に、吊りリード部を有し、
前記吊りリード部は、前記ダイパッドと一体的に、かつ、平面的に見て前記ダイパッドから突出するようにして配置され、
前記吊りリード部は、前記絶縁性樹脂に封止され、
前記吊りリード部の端面は、前記絶縁性樹脂から露出され、
前記吊りリード部は、粗面化されていないことを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１記載の半導体装置において、
前記ダイパッドのうち、前記絶縁性樹脂と接触し、かつ、前記粗面化された部分の面積は、前記半導体チップが前記絶縁性樹脂と接触している部分の面積よりも大きいことを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項１記載の半導体装置において、
前記ダイパッドの前記上面のうち前記絶縁性樹脂と接触する部分は、算術平均粗さが０．２〜０．５μｍの凹凸を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項１記載の半導体装置において、
前記ダイボンディング材は、導電性を有する半田材であり、
前記ダイパッドの裏面は、電極として機能することを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
請求項１記載の半導体装置において、
前記ダイボンディング材は、樹脂ペースト材であることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
（ａ）ダイパッドおよび複数のリード部を有するリードフレームを準備する工程と、
（ｂ）前記リードフレームの一部に粗面化を施す工程と、
（ｃ）前記ダイパッドの上面に、ダイボンディング材を介して半導体チップを接合する工程と、
（ｄ）絶縁性樹脂によって、前記複数のリード部のうちのインナーリード部、前記ダイパッドの一部、および、前記半導体チップを封止する工程とを有し、
前記（ｂ）工程では、前記リードフレームの一部を保護部材で覆った上でエッチングを施すことで、前記保護部材に覆われていない部分に粗面化を施し、
前記（ｂ）工程では、前記ダイパッドのうち、前記（ｄ）工程で封止する前記絶縁性樹脂と接触する部分に粗面化を施し、
前記（ｂ）工程では、前記ダイパッドのうち、前記第１主面とは厚さ方向に反対側に位置する第２主面には前記粗面化を施さず、
前記（ｂ）工程では、前記複数のリード部のうち、アウターリード部には粗面化を施さず、
前記（ｄ）工程では、前記ダイパッドの裏面は露出するように、前記絶縁性樹脂によって封止することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項９記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｂ）工程では、前記インナーリード部には粗面化を施さないことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項９記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ａ）工程では、前記リードフレームは銅を主体とする導体からなり、
前記（ａ）工程では、前記インナーリード部には、ニッケルを主体とした導体によるめっきが施されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項９記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ａ）工程で準備する前記リードフレームは、前記ダイパッドを保持する吊りリード部を有し、
前記（ｂ）工程では、前記吊りリード部は保護部材で覆い、前記粗面化を施さず、
前記（ｄ）工程では、前記吊りリード部の一部は露出するように、前記絶縁性樹脂によって封止し、
前記（ｄ）工程後、更に、
（ｅ）前記絶縁性樹脂に封止されていない部分の前記吊りリード部を切断する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項９記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｂ）工程では、
前記（ｄ）工程で封止する前記絶縁性樹脂と前記半導体チップとが接触する部分の面積よりも、前記絶縁性樹脂と前記粗面化された前記ダイパッドとが接触する部分の面積の方が大きくなるように、前記リードフレームの一部を粗面化することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
請求項９記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｂ）工程では、過酸化水素水と硫酸との混合液を主体とするエッチング溶液によってエッチングを施すことで、前記リードフレームの一部を粗面化することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
請求項９記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｂ）工程で用いる前記保護部材は、マスキングテープであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
請求項９記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｃ）工程で前記ダイパッドの第１主面に接合する前記半導体チップは、前記ダイボンディング材を介して前記ダイパッドに接合させる面に電極を有し、
前記（ｃ）工程で用いる前記ダイボンディング材は、導電性を有する半田材であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
請求項９記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｃ）工程で用いる前記ダイボンディング材は、樹脂ペースト材であり、
前記（ｂ）工程では、前記（ｃ）工程によって前記半導体チップを接合させる部分であり、前記ダイボンディング材を接触させる部分の前記ダイパッドをも粗面化することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
請求項９記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｂ）工程の後、前記ダイパッドの前記上面には、算術平均粗さが０．２〜０．５μｍの凹凸が形成され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、半導体装置およびその製造方法に関し、特に、樹脂封止型半導体パッケージ形態の半導体装置およびその製造方法に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置は、半導体チップを絶縁性樹脂材料などによって封止（パッケージング）し、半導体チップの保護および性能の維持を図っている。例えば、メモリ回路や論理回路、電源回路などに代表される集積回路を形成した半導体チップを、ペースト材料によって、リードフレームのチップ搭載部（ダイパッド）に接着（マウント）する。そして、リードフレームの一部と半導体チップとを絶縁性樹脂により封止することで半導体装置が構成される。リードフレームの材料としては、近年、電気伝導度や熱伝導度が高く、かつ、低コストである銅や銅合金が用いられている。
【０００３】
例えば、特開２００５−１９１１７８号公報（特許文献１）には、側壁が内方に突き出したディンプルをヒートスプレッダに形成し、絶縁性樹脂との密着性を向上させる技術が開示されている。
【０００４】
また、例えば、特開平５−２１８２７５号公報（特許文献２）には、封止材との密着性を向上させるためにリードフレームに形成するディンプルを、プレス加工により形成することで、アイランドの反りを無くす技術が開示されている。
【０００５】
また、例えば、特開２００２−８３９１７号公報（特許文献３）には、リードフレームの表面の一部分にエッチングを施すことで、選択的に複数の突起を形成することで、樹脂との密着性の高いリードフレームを実現する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１９１１７８号公報
【特許文献２】特開平５−２１８２７５号公報
【特許文献３】特開２００２−８３９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者らが、放熱性の高いパッケージ構造（半導体パッケージ）を検討したところ、図２１に示すような、ダイパッドＤＰａの裏面ｆ２ａを、絶縁性樹脂ＩＲａから露出させた形態のパッケージが有効であることが分かった。これは、ダイパッドＤＰａの裏面ｆ２ａを絶縁性樹脂ＩＲａの外部に露出させることで、半導体チップＣＰａの発熱を外部に放散させ易くなるためである。また、このような形態であれば、外部に露出したダイパッドＤＰａの裏面ｆ２ａを電極として用いることもできる。
【０００８】
しかしながら、本発明者らの更なる検討により、上記図２１のようなパッケージ形態の半導体装置において以下に示すような課題が生じることが明らかとなった。即ち、ダイパッドＤＰａの裏面ｆ２ａを露出させたパッケージの半導体装置では、温度サイクル試験などにおいて電気特性が劣化することが分かった。更に、その原因として、図２２に示すように、温度サイクル試験を経るにあたって、ダイパッドＤＰａと絶縁性樹脂ＩＲａとの界面付近のダイボンディング材ＤＢａにクラックｃｋの発生が関与していることが分かった。図２２は、上記図２１の半導体装置における要部ｐ１０ａの拡大図である。以下で、ダイボンディング材ＤＢａにクラックｃｋが発生する原因について、本発明者らが考察した内容を詳しく説明する。
【０００９】
ダイパッドＤＰａの裏面ｆ２ａが外部に露出している構造の場合、半導体装置保管時に、絶縁性樹脂ＩＲａ内に水分が浸入し易い。ここで、ダイパッドＤＰａと絶縁性樹脂ＩＲａとは熱膨張率が異なるため、リフロー実装時の加熱などにより、両者の界面に剥離が生じ得る。このような剥離部に上記の水分が浸入すると、剥離部の内圧が上昇し、膨張する。温度サイクルを経て、上記の剥離部付近の部材の線膨張差による応力を受けて、ダイボンディング材ＤＢａにクラックｃｋが生じる。
【００１０】
例えば、半導体チップＣＰａがその裏面にも導通電極を取る構造であり、ダイパッドＤＰａの裏面ｆ２ａを電極として用いるような半導体装置がある。この場合、ダイボンディング材ＤＢａは、半導体チップＣＰａとダイパッドＤＰａとの間の電気的導通を取り持つ必要がある。このようなダイボンディング材ＤＢａにクラックが生じると、電気的な導通不良の原因となる可能性がある。結果として、半導体装置の電気特性を劣化させ、信頼性を低下させる原因となり得ることが、本発明者らの検討により明らかになった。
【００１１】
そこで、本発明の目的の一つは、半導体チップを絶縁性樹脂で封止した構造を有する半導体装置の信頼性を向上させること、特にダイボンディング材のクラックを防止する技術を提供することにある。
【００１２】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一実施の形態によれば、半導体チップをダイボンディング材を介してダイパッド部の上面に搭載し、絶縁性樹脂によって封止した半導体装置において、前記絶縁性樹脂と接触するダイパッド部の上面を粗面化し、ダイパッド部の裏面およびアウターリード部を粗面化しない技術が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本願において開示される複数の発明のうち、上記一実施例により得られる効果を代表して簡単に説明すれば以下の通りである。
【００１５】
即ち、半導体チップを絶縁性樹脂で封止した構造を有する半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１である半導体装置の構造を示す説明図であって、（Ａ）は全体平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿って矢印方向に見た断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１である半導体装置の説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１である半導体装置の他の構造を示す説明図であって、（Ａ）は全体平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿って矢印方向に見た断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１である半導体装置の更に他の構造を示す説明図であって、（Ａ）は全体平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿って矢印方向に見た断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１である半導体装置の更に他の構造を示す説明図であって、（Ａ）は全体平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿って矢印方向に見た断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１である半導体装置の更に他の構造を示す説明図であって、（Ａ）は全体平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿って矢印方向に見た断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１である半導体装置の製造工程を説明するためのフロー図である。
【図８】本発明の実施の形態１である半導体装置の製造工程中であって、図７の粗面化工程ｓ１０２に該当する工程中おける要部断面図である。
【図９】図８に続く半導体装置の製造工程中であって、図７のダイボンディング工程ｓ１０３に該当する工程中における要部断面図である。
【図１０】図９に続く半導体装置の製造工程中であって、図７のワイヤボンディング工程ｓ１０４に該当する工程中における要部断面図である。
【図１１】図１０に続く半導体装置の製造工程中であって、図７のモールド工程ｓ１０５に該当する工程中における要部断面図である。
【図１２】図１１に続く半導体装置の製造工程中であって、図７のタイバーカット工程ｓ１０６に該当する工程中における要部断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態１である半導体装置の製造工程中における説明図であって、（Ａ）は要部平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿って矢印方向に見た要部断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態１である半導体装置の製造工程の特性を説明するためのグラフ図である。
【図１５】本発明の実施の形態１である半導体装置の製造工程の他の特性を説明するためのグラフ図である。
【図１６】本発明の実施の形態１である半導体装置の他の製造工程中における説明図であって、（Ａ）は要部平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿って矢印方向に見た要部断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態１である半導体装置の更に他の製造工程中における説明図であって、（Ａ）は要部平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿って矢印方向に見た要部断面図である。
【図１８】本発明の実施の形態１である半導体装置の更に他の製造工程中における説明図であって、（Ａ）は要部平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿って矢印方向に見た要部断面図である。
【図１９】本発明の実施の形態１である半導体装置の更に他の製造工程中における説明図であって、（Ａ）は要部平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿って矢印方向に見た要部断面図である。
【図２０】本発明の実施の形態２である半導体装置の構造を示す断面図である。
【図２１】本発明者らが検討した半導体装置の構造を示す断面図である。
【図２２】図２１の半導体装置の要部拡大図である。
【図２３】図２１の半導体装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。また、本実施の形態を説明するための全図において同一機能を有するものは同一の符号を付すようにし、その繰り返しの説明は可能な限り省略するようにしている。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
本実施の形態１では、まず、本発明者らが検討した構造の半導体装置およびその製造方法に見られる課題について、詳しく説明する。
【００１９】
上記図２１および図２２を用いて説明したように、ダイパッドＤＰａの裏面ｆ２ａが絶縁性樹脂（モールド樹脂）ＩＲａから露出したパッケージ（半導体パッケージ）構造では、ダイパッドＤＰａと絶縁性樹脂ＩＲａとの境界付近で絶縁性樹脂ＩＲａが剥離し易いことが分かった。これにより、信頼性低下という課題を有していた。これに対し、本発明者らの更なる検討によって、ダイパッドＤＰａや複数のリード部ＬＤａの表面をエッチングにより粗面化することで、絶縁性樹脂ＩＲａとの密着性が向上させ得ることが分かった。粗面化により凹凸を形成することで、その凹凸に絶縁性樹脂ＩＲａが入り込み、アンカー効果により剥離しにくくなるというものである。このような効果は、絶縁性樹脂ＩＲａがエポキシ系樹脂である場合に顕著である。
【００２０】
この様な剥離防止効果を有する、リードフレームＬＦａの粗面化工程を含む半導体装置の製造方法を簡単に説明する。
【００２１】
まず、半導体素子を形成し終えた半導体ウェハをダイシングにより個片化することで、半導体チップＣＰａを形成する。また、銅または銅合金からなるダイパッドＤＰａと複数のリード部ＬＤａとからなるリードフレームＬＦａを用意する。そして、このリードフレームＬＦａをエッチング溶液に浸漬してエッチングを施すことで、表面を粗面化する。続いて、リードフレームＬＦａのダイパッドＤＰａ上にダイボンディング材ＤＢａを用いて半導体チップＣＰａを接合し、半導体チップＣＰａ上の所望の電極と所望のリード部ＬＤａとをボンディングワイヤＢＷａにより結線する。その後、上述の構成を絶縁性樹脂ＩＲａによって封止し、ダイパッドＤＰａをリードフレームＬＦａに固定していた吊りリード部を切断する。その後、余分な絶縁性樹脂ＩＲａからなる樹脂バリを除去し、所望のめっき工程、マーク工程を経て、最後に不要なリード部を切断し、成形することで半導体装置が形成される。
【００２２】
上述のように、リードフレームＬＦａをエッチングして粗面化を施すことで、絶縁性樹脂ＩＲａとの密着性を向上させることができる。この観点からは、温度サイクルによるダイボンディング材ＤＢａへのクラックｃｋの発生が抑制され、信頼性を向上させ得ることが分かった。しかしながら、本発明者らの更なる検討により、上記のような粗面化技術において、他の課題が生じ得ることが明らかとなった。
【００２３】
例えば、リードフレームＬＦａの上下両面全面にエッチングを施して粗面化する場合を考える。これにより、ダイパッドＤＰａの裏面ｆ２ａにも粗面化が及ぶ。即ち、粗面化された当該裏面ｆ２ａにおいても、絶縁性樹脂ＩＲａが強固に密着される。ここで、本実施の形態１の半導体装置では、ダイパッドＤＰａの裏面ｆ２ａは絶縁性樹脂ＩＲａから露出させる必要がある。しかしながら、図２３に示すように、ダイパッドＤＰａの裏面ｆ２ａにおいて強固に密着した絶縁性樹脂ＩＲａは、バリ除去工程を行っても樹脂バリＢＲとして残ってしまう可能性がある。なお、図２３はここで検討している半導体装置の外観を示す説明図である。このように、露出したダイパッドＤＰａの裏面ｆ２ａに残る樹脂バリＢＲは、実装不良や電気特性不良の原因となり得る。また、このような樹脂バリＢＲは後の切断工程などで落下する可能性があり、異物発生の原因となり得る。
【００２４】
このような課題を回避するために、本発明者らは、リードフレームＬＦａの片面（上面）にエッチングを施すことで、ダイパッドＤＰａの裏面ｆ２ａには粗面化を施さない手法を検討した。これにより、ダイパッドＤＰａの裏面ｆ２ａに、上記図２３のような樹脂バリＢＲを残すことなく、上述のようなダイボンディング材ＤＢａへのクラックｃｋの発生を抑制する効果を得ることができた。
【００２５】
しかしながら、リードフレームＬＦａの片面（上面）に粗面化を施す手法においても、本発明者らの更なる検討によって、以下で説明するような課題を生じ得ることが分かった。
【００２６】
例えば、ボンディングワイヤＢＷａを接続するインナーリード部ＩＬａにめっきが施されている場合、めっきの種類と粗面化用のエッチング溶液の種類との組合せによっては、めっきにダメージが加わる可能性があることが分かった。このような主要導通部へのダメージは電気特性の劣化の一原因となり、信頼性を低下させる原因となり得る。
【００２７】
また、例えば、絶縁性樹脂ＩＲａ外部のアウターリード部ＯＬａや、リードフレームにダイパッドを固定する吊りリード部などに粗面化が施されると、当該領域にも、強固に密着した絶縁性樹脂ＩＲａが残り得る。特に、当該領域のうち、後の工程で切断すべき部分（例えば、タイバーなど）に樹脂が残った場合、切断工程で落下して異物発生の原因となることや、カット金型を破損させる可能性があることが分かった。
【００２８】
以上のように、本発明者らの検討によって、リードフレームＬＦａの片面に粗面化を施す手法であっても、その全面を粗面化する場合は、半導体装置の信頼性を低下させる課題が生じ得ることが分かった。そこで、本実施の形態１では、上記の課題を解決するために、片面の一部を部分的に粗面化を施したリードフレームを用いて製造した半導体装置およびその製造方法について説明する。
【００２９】
図１（Ａ）は本実施の形態１の半導体装置の全体平面図であり、図１（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って矢印方向に見た断面図である。本実施の形態１の半導体装置は、以下の構成を有している。なお、図１（Ａ）の全体平面図では、絶縁性樹脂ＩＲ１を透視した図を示している。
【００３０】
本実施の形態１の半導体装置は、ダイパッドＤＰ１と複数のリード部ＬＤ１を有している。ダイパッドＤＰ１は銅を主体とする導体からなる。また、後に製造方法の記載箇所で詳しく説明するように、ダイパッドＤＰ１と複数のリード部ＬＤ１とは、元は、同一のリードフレームＬＦ１を構成する部材である。従って、複数のリード部ＬＤ１もダイパッドＤＰ１と同材料の、銅を主体とする導体からなる。ダイパッドＤＰ１は半導体装置全体を平面的に見た場合の中心部分に配置された、長方形の平板形状の部材である。この平板形状のダイパッドＤＰ１は、厚さ方向に見て互いに反対側に位置する上面（表面、第１主面）ｆ１と裏面（第２主面）ｆ２とを有している。また、複数のリード部ＬＤ１は、長方形のダイパッドＤＰ１の長手方向の２辺に沿うようにして、かつ、互いに間隔を空けて並ぶようにして、ダイパッドＤＰ１の周辺に配置されている。
【００３１】
長方形のダイパッドＤＰ１の短手方向の端部には、吊りリード部ＳＬ１が形成されている。言い換えれば、吊りリード部ＳＬ１は、平面的に見て、長方形のダイパッドＤＰ１の短手方向の端部に突出するようにして配置されている。吊りリード部ＳＬ１においても、ダイパッドＤＰ１および複数のリード部ＬＤ１と同様に、元は、同一のリードフレームＬＦ１を構成する部材である。この点は、後の製造方法の記載箇所で詳しく説明する。
【００３２】
ダイパッドＤＰ１の上面ｆ１には、所望の集積回路などを構成する半導体素子を備えた半導体チップＣＰ１が搭載されている。半導体チップＣＰ１は、ダイパッドＤＰ１の上面ｆ１に対して、ダイボンディング材ＤＢ１によって接合されるようにして載置されている。言い換えれば、半導体チップＣＰ１は、ダイボンディング材ＤＢ１を介して、ダイパッドＤＰ１の上面ｆ１上に搭載されている。ダイボンディング材ＤＢ１は、樹脂ペースト材であっても、導電性を有する半田材であっても良い。
【００３３】
複数のリード部ＬＤ１と半導体チップＣＰ１とは、複数のボンディングワイヤＢＷ１によって結線されている。複数のボンディングワイヤＢＷ１は、半導体チップＣＰ１上のパッド電極（図示しない）に接続されている。パッド電極は、半導体チップＣＰ１に形成された配線を通じて半導体素子に導通している。また、複数のリード部ＬＤ１の一部は銀（Ａｇ）またはＮｉを主体とする導体によってめっきされており、この部分に、複数のボンディングワイヤＢＷ１が接続されている。
【００３４】
複数のリード部ＬＤ１の一部、ダイパッドＤＰ１、吊りリード部ＳＬ１、および、半導体チップＣＰ１は、絶縁性樹脂ＩＲ１によって一体的に封止されている。絶縁性樹脂ＩＲ１はエポキシ系樹脂からなる樹脂材料である。
【００３５】
後の製造方法の記載箇所で詳しく説明するが、上述の吊りリード部ＳＬ１はダイパッドＤＰ１をリードフレームＬＦ１全体に支持しておくための部材であり、絶縁性樹脂ＩＲ１での封止工程を終えた後に、切断される。従って、吊りリード部ＳＬ１は、その端面の一部が絶縁性樹脂ＩＲ１から露出した構造となっている。
【００３６】
また、複数のリード部ＬＤ１のうち、上述のめっき処理がなされ、複数のボンディングワイヤＢＷ１が接続されている箇所は、絶縁性樹脂ＩＲ１によって封止されている。このように、複数のリード部ＬＤ１のうち、絶縁性樹脂ＩＲ１に覆われた部分をインナーリード部ＩＬ１という。それ以外の複数のリード部ＬＤ１は絶縁性樹脂ＩＲ１に封止されておらず、絶縁性樹脂ＩＲ１の外部に引き出されるようにして形成されている。このように、複数のリード部ＬＤ１のうち、絶縁性樹脂ＩＲ１の外部に露出している部分をアウターリード部ＯＬ１という。
【００３７】
以上のような構造により、半導体チップＣＰ１に対して、複数のボンディングワイヤＢＷ１を介して、複数のリード部ＬＤ１を通じて外部から電気的に接続することができる。
【００３８】
ここで、本実施の形態１の半導体装置では、ダイパッドＤＰ１の裏面ｆ２は、絶縁性樹脂ＩＲ１の外部に露出されている。このようにダイパッドＤＰ１の裏面ｆ２を外部に露出させることで、半導体チップＣＰ１からの発熱を外部に放散し易い構造を実現できる。即ち、本実施の形態１の半導体装置は、放熱性の高いパッケージ構造を有している。
【００３９】
本実施の形態１の半導体装置では、ダイパッドＤＰ１、複数のリード部ＬＤ１および吊りリード部ＳＬ１の表面のうち、一部が粗面である。以下、粗面であるとは、粗面化されている面であることを表す。
【００４０】
図２には、本実施の形態１の半導体装置のダイパッドＤＰ１、複数のリード部ＬＤ１または吊りリード部ＳＬ１のうち、粗面である部分の説明図を示している。ここで粗面とは、図２に示すように、不規則な細かい凹凸を有する面である。本実施の形態１で「粗面」と言った場合に表現される凹凸は、算術平均粗さＲａが０．２〜０．５μｍの範囲内である方が、より望ましい。その理由は粗面化処理を行うプロセスに関係するため、後に詳しく説明する。ここで、粗面でない領域の算術平均粗さＲａは０．１μｍ以下である。
【００４１】
なお、算術平均粗さＲａとは、図２のような凹凸曲線から、その平均線ａｖの方向に基準長さだけを抜き取り、この抜き取り部分の平均線ａｖから測定曲線までの偏差の絶対値を合計し、平均した値である。定性的には、凹凸の高低差が大きく、また、ばらつきが大きい方が、算術平均粗さＲａも大きくなる。
【００４２】
ダイパッドＤＰ１、複数のリード部ＬＤ１および吊りリード部ＳＬ１の表面のうち、粗面である領域に関してより具体的に説明する。上記図１に示したダイパッドＤＰ１、複数のリード部ＬＤ１および吊りリード部ＳＬ１において粗面である領域は、全体平面図（図１（Ａ））ではハッチングを付して示し、要部断面図（図１（Ｂ））では他よりも太い実線で示している。本実施の形態１の半導体装置では、ダイパッドＤＰ１、複数のリード部ＬＤ１のうちのインナーリード部ＩＬ１および吊りリード部ＳＬ１の片面（上面）であって、絶縁性樹脂ＩＲ１と接触する部分は粗面である。これにより、上述のように、ダイパッドＤＰ１、複数のリード部ＬＤ１および吊りリード部ＳＬ１と、絶縁性樹脂ＩＲ１との密着性を向上することができる。ここで、本実施の形態１の半導体装置では、ダイパッドＤＰ１の裏面ｆ２は絶縁性樹脂ＩＲ１の外部に露出しており、ダイパッドＤＰ１の裏面ｆ２は粗面ではない。
【００４３】
より詳しくは、本実施の形態１の半導体装置では、ダイパッドＤＰ１のうち、絶縁性樹脂ＩＲ１と接触する部分を含むダイパッドＤＰ１の上面ｆ１は粗面である。これにより、ダイパッドＤＰ１と絶縁性樹脂ＩＲ１との界面において両者の密着性が向上する。これにより、半導体チップＣＰ１周辺におけるダイパッドＤＰ１と絶縁性樹脂ＩＲ１との剥離が起こり難くなる。従って、ダイパッドＤＰ１の裏面ｆ２が露出したような、水分が浸入し易い当該パッケージング構造であっても、少なくとも、ダイボンディング材ＤＢ１の周辺には水分が浸入し難い構造であると言える。これにより、ダイボンディング材ＤＢ１へのクラックの発生を起こし難くすることができる。結果として、半導体チップを絶縁性樹脂で封止した構造を有する半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【００４４】
更に、本実施の形態１の半導体装置では、ダイパッドＤＰ１の裏面ｆ１を外部に露出させているから、複数のリード部ＬＤ１とは別に、ダイパッドＤＰ１自体を外部から半導体チップＣＰ１に電気的に接続する電極として適用できる。このように、ダイパッドＤＰ１自体を電極として用いる場合、ダイパッドＤＰ１の裏面ｆ２には樹脂バリが残らないことが望ましい。なぜなら、例えばエポキシ系樹脂からなる絶縁性樹脂ＩＲ１は絶縁体であり、電極として用いるダイパッドＤＰ１にこのバリが残ると、電気的な不具合を生じ得るからである。そこで、本実施の形態１の半導体装置では、ダイパッドＤＰ１のうち、絶縁性樹脂ＩＲ１から露出した裏面ｆ２は粗面ではなく、絶縁性樹脂ＩＲ１との密着性が高くないため、バリ除去工程を経ることで樹脂バリの残り難い構造となっている。これにより、電気的な不具合が生じ難い半導体装置を実現することができる。
【００４５】
また、半導体チップＣＰ１に形成される素子としては、半導体チップの上下両面に電極を有するような構造の素子もある。言い換えれば、複数のボンディングワイヤＢＷ１が接続さえる面とは反対側の面であり、ダイボンディング材ＤＢ１を介してダイパッドＤＰ１に接合する面に電極を有するような構造の素子もある。この場合、ダイボンディング材ＤＢ１は導電性を有する材料を用いる。このように導電性を有する材料には、例えば、半田材がある。ダイボンディング材ＤＢ１として導電性を有する材料を用いることで、ダイパッドＤＰ１を電極として用いる場合、ダイボンディング材ＤＢ１を介して、半導体チップＣＰ１に電気的に導通することができる。この観点から、ダイボンディング材ＤＢ１自体を電気的な導通部材として用いる構造には、ダイボンディング材ＤＢ１にクラックが生じ難い本実施の形態１の半導体装置の構造を適用して、より効果的である。なぜなら、ダイボンディング材ＤＢ１を電気的な導通部材として用いる場合、そこに生じるクラックは、電気的な導通不良を起こす原因になり得るからである。結果として、半導体チップを絶縁性樹脂で封止した構造を有する半導体装置の信頼性を、より向上させることができる。
【００４６】
更に、本実施の形態１の半導体装置では、複数のリード部ＬＤ１のうち、アウターリード部ＯＬ１は粗面ではない。上述のように、アウターリード部ＯＬ１は絶縁性樹脂ＩＲ１から露出した部分であり、本来、絶縁性樹脂ＩＲ１は付着しない部分である。このようなアウターリード部ＯＬ１が粗面であると、絶縁性樹脂ＩＲ１との密着性が増し、製造工程中に付着した樹脂バリを除去し難くなる。本来樹脂が付着していない部分に樹脂が付着していると、不具合を起こす原因となり得る。例えば、タイバーカット工程（後に詳しく説明）などにおいて、樹脂が落下して異物発生の原因となることや、カット金型を破損させる可能性がある。これに対し、本実施の形態１の半導体装置では、アウターリード部ＯＬ１は粗面では無く、絶縁性樹脂ＩＲ１が付着し難い構造となっているので、上記のような不具合を生じ難い。結果として、半導体チップを絶縁性樹脂で封止した構造を有する半導体装置の信頼性を、より向上させることができる。
【００４７】
また、図３には、本実施の形態１の他の半導体装置における上記図１と同様の領域の説明図を示す。本実施の形態１の半導体装置では、図３に示すように、複数のリード部ＬＤ１のうち、絶縁性樹脂ＩＲ１に封止された部分ｐ１１、即ちインナーリード部ＩＬ１は粗面ではない方が、より好ましい。なぜなら、インナーリード部ＩＬ１には、上述のように複数のボンディングワイヤＢＷ１との接続のためのめっき処理が施されていることがあり、後に説明する粗面化工程によって当該めっきにダメージが生じ得るからである。従って、インナーリード部ＩＬ１を粗面としないことで、めっきへのダメージを低減することができる。結果として、半導体チップを絶縁性樹脂で封止した構造を有する半導体装置の信頼性を、より向上させることができる。
【００４８】
ここで、本発明者らの検証により、リードフレームＬＦ１を粗面化する工程（後に詳しく説明）との組合せで、Ｎｉによるめっきが特にダメージを受け易いことが分かった。従って、インナーリード部ＩＬ１が、Ｎｉを主体とする導体によってめっきされた構造である場合において、上記の構造を適用して、より効果的である。
【００４９】
また、図４には、本実施の形態１の他の半導体装置における上記図１と同様の領域の説明図を示す。本実施の形態１の半導体装置では、図４に示すように、吊りリード部ＳＬ１のうち、絶縁性樹脂ＩＲ１に封止された部分ｐ１２は粗面ではない方が、より好ましい。その理由を以下で説明する。上述のように、吊りリード部ＳＬ１は、元々、ダイパッドＤＰ１および複数のリード部ＬＤ１と共にリードフレームＬＦ１を一体的に構成する部材であり、絶縁性樹脂ＩＲ１で封止された後に切断される（工程は後に説明）。その際、強く密着した絶縁性樹脂ＩＲ１が切断箇所に残っていると、上述のように、切断工程で落下して異物発生の原因となることや、カット金型を破損させる可能性がある。従って、吊りリード部ＳＬ１を粗面ではない状態とし、絶縁性樹脂ＩＲ１との密着性を増加させないことで、このような課題を回避し易い構造とすることができる。
【００５０】
ここで、上記図３および上記図４を用いて説明した構造の半導体装置において、別の観点から、粗面である領域を減らすことで絶縁性樹脂ＩＲ１の密着性が低減すれば、上記課題を解決する効果が低減することが懸念される。しかしながら、本発明者らの更なる検証によれば、以下の理由から、このような効果の低減は生じ得ないことが分かっている。
【００５１】
本実施の形態１のうち上記図３や図４で表す半導体装置においては、インナーリード部ＩＬ１や吊りリード部ＳＬ１を粗面としないことで、めっきへのダメージや切断工程の不具合を回避できるが、当該部分での絶縁性樹脂ＩＲ１との密着性は低下する。ただし、本発明者らは、ダイパッドＤＰ１と絶縁性樹脂ＩＲ１とが剥離し、そこに水分が浸入することで熱サイクルを経て圧力が生じ、ダイボンディング材ＤＢ１にクラックが生じることを課題の一原因として見出している。従って、ダイボンディング材ＤＢ１にクラックが生じるのは、半導体チップＣＰ１周辺のダイパッドＤＰ１と絶縁性樹脂ＩＲ１との剥離が原因となるのであって、インナーリード部ＩＬ１や吊りリード部ＳＬ１と絶縁性樹脂ＩＲ１との剥離は、この観点においては問題にならない。言い換えれば、本実施の形態１の半導体装置によれば、ダイパッドＤＰ１の上面ｆ１のうち、半導体チップＣＰ１の周囲を平面的に囲む部分が粗面である構造が、ダイボンディング材ＤＢ１へのクラックの抑制に最も効果的な構造である。このように、本実施の形態１の上記図３や図４のように、インナーリード部ＩＬ１や吊りリード部ＳＬ１の下多面（上面）を粗面としない構造は、上記課題の解決を妨げない構造であり、かつ、めっきへのダメージや切断工程の不具合も回避し得る構造である。
【００５２】
図５および図６は、本実施の形態１の他の半導体装置における上記図１と同様の領域の説明図を示し、特に、各図（Ａ）の全体平面図では、便宜上、半導体チップＣＰ１および複数のボンディングワイヤＢＷ１の記載を省略している。上記では、ダイパッドＤＰ１のうち上面ｆ１は全面が粗面であるとして説明した。ここで、本実施の形態１の半導体装置では、ダイパッドＤＰ１において、絶縁性樹脂ＩＲ１と接触する面が粗面であることが効果的なのであって、半導体チップＣＰ１の下部であって絶縁性樹脂ＩＲ１と接しない部分ｐ１３は、図５に示すように粗面であっても、図６に示すように粗面でなくても良い。ただし、本実施の形態１の半導体装置において、ダイボンディング材ＤＢ１が樹脂ペースト材である場合、ダイパッドＤＰ１のうち、半導体チップＣＰ１の下でダイボンディング材ＤＢ１と接触している部分ｐ１３は粗面である方が、より好ましい。なぜなら、樹脂ペースト材も絶縁性樹脂ＩＲ１と同様のアンカー効果により、粗面であるダイパッドＤＰ１との密着性の向上が望めるからである。このようにして、樹脂ペースト材からなるダイボンディング材ＤＢ１とダイパッドＤＰ１との密着性を向上させ、より剥離し難い構造とすることができる。結果として、半導体チップを絶縁性樹脂で封止した構造を有する半導体装置の信頼性を、より向上させることができる。
【００５３】
また、別の観点から、ダイパッドＤＰ１、インナーリード部ＩＬ１および吊りリード部ＳＬ１と絶縁性樹脂ＩＲ１とが接触する箇所においては、粗面である領域の面積が大きいほど、絶縁性樹脂ＩＲ１との高い密着性が実現できると言える。一方で、上述のように、複数のリード部ＬＤ１および吊りリード部ＳＬ１のように粗面でない方が望ましい箇所もある。そこで、本実施の形態１の半導体装置では、ダイパッドＤＰ１のうち、絶縁性樹脂ＩＲ１と接触し、かつ、粗面である部分の面積は、半導体チップＣＰ１が絶縁性樹脂ＩＲ１と接触している部分の面積よりも大きい方が、より好ましい。その理由を以下で説明する。
【００５４】
半導体チップＣＰ１が大きい程、ダイボンディング材ＤＢ１を介してのダイパッドＤＰ１との接着面積が大きくなるから、剥離率は増加する。言い換えれば、半導体チップＣＰ１が大きい程、ダイボンディング材ＤＢ１にクラックが生じやすい。そこで、本実施の形態１の半導体装置では、半導体チップＣＰ１の周辺のダイパッドＤＰ１を粗面とし、絶縁性樹脂ＩＲ１との密着性を向上させることが効果的である。ここで、半導体チップＣＰ１が絶縁性樹脂ＩＲ１と接触している部分の面積とは、ダイパッドＤＰ１の上面ｆ１のうちで絶縁性樹脂ＩＲ１と接触しない部分の面積を意味する。従って、ダイパッドＤＰ１の上面ｆ１上に、半導体チップＣＰ１の面積以上に、粗面である部分の面積を確保することで、絶縁性樹脂ＩＲ１との密着性を維持し、クラックの発生を抑えることができる。結果として、半導体チップを絶縁性樹脂で封止した構造を有する半導体装置の信頼性を、より向上させることができる。
【００５５】
以上のように、本実施の形態１の半導体装置では、絶縁性樹脂ＩＲ１と接触する部分のダイパッドＤＰ１、複数のリード部ＬＤ１および吊りリード部ＳＬ１が粗面であるような構造とすることで、半導体装置の信頼性を向上させることができる。ここでは、めっきを要する複数のリード部ＬＤ１や切断を要する吊りリード部ＳＬ１などは粗面にしないといった、部分的に粗面であるような構造がより効果的であった。
【００５６】
以下では、上記のように効果的な、ダイパッドＤＰ１、複数のリード部ＬＤ１および吊りリード部ＳＬ１を部分的に粗面化するような工程を含む、本実施の形態１の半導体装置の製造方法について説明する。まず、図７に示すフロー図と、その要素工程中における要部断面図（図８〜図１２）を用いて、製造方法の全体を説明する。各部材の名称は、上記図１などを用いて説明した部材に対応しており、それら対応する部材は形状や材料などの仕様も、特筆しない限り同様である。
【００５７】
初めに、種々のプロセスにより半導体素子および配線を形成し終えた半導体ウェハをダイシングにより個片化することで、半導体チップＣＰ１を形成する（図１のダイシング工程ｓ１０１）。これとは別に、ダイパッドＤＰ１、吊りリード部ＳＬ１、および、複数のリード部ＬＤ１を有し、銅を主体とする導体からなるリードフレームＬＦ１を準備する。ここで、複数のリード部ＬＤ１のうち、後の工程（図１のモールド工程ｓ１０５）によって絶縁性樹脂ＩＲ１に封止される部分をインナーリード部ＩＬ１、封止されず絶縁性樹脂ＩＲ１から露出する部分をアウターリード部ＯＬ１と記す。また、リードフレームＬＦ１には、複数のリード部ＬＤ１が先端部で接触したまま封止されるのを防ぐために、個々のリードを橋渡しするようなタイバーｔｂ１（ダンパーとも言う）が設けられている。
【００５８】
その後、図８に示すように、本実施の形態１の半導体装置の製造方法では、リードフレームＬＦ１の一部を粗面化する（図１の粗面化工程ｓ１０２）。ここでは薬液によるエッチングを施すことで、リードフレームＬＦ１を粗面化する。その際、粗面化を施さない領域では、リードフレームＬＦ１を保護部材で覆っておき、エッチングを作用させないようにする。保護部材には、治工具やマスキングテープＭＴなどがある。また、フォトリソグラフィ法などによってパターニングしたフォトレジスト膜などであっても良い。ただし、本実施の形態１の半導体装置の製造方法では、保護部材として、マスキングテープＭＴを適用する方が、より好ましい。なぜなら、マスキングテープＭＴを適用することで、リードフレームＬＦ１上に、保護部材で覆う部分と覆わない部分とを、より精度良く形成できるからである。粗面化を実現するためのエッチングの具体的な手法とその効果、および、粗面化を施す具体的な領域とその効果に関しては、後に詳しく説明する。
【００５９】
続いて、図９に示すように、ダイパッドＤＰ１の上面ｆ１に、ダイボンディング材ＤＢ１を介して半導体チップＣＰ１を接合する（図１のダイボンディング工程ｓ１０３）。ダイボンディング材ＤＢ１は、導電性を有する半田材であっても、エポキシ系樹脂からなる樹脂ペースト材であっても良い。その後、図１０に示すように、複数のリード部ＬＤ１と半導体チップＣＰ１とをボンディングワイヤＢＷ１によって結線する（図１のワイヤボンディング工程ｓ１０４）。ここでは、複数のリード部ＬＤ１のうちのインナーリード部ＩＬ１に、ボンディングワイヤＢＷ１を接続する。インナーリード部ＩＬ１には、あらかじめめっき処理が施してある。
【００６０】
次に、図１１に示すように、絶縁性樹脂ＩＲ１によって、複数のリード部ＬＤ１のうちのインナーリード部ＩＬ１、ダイパッドＤＰ１の一部、吊りリード部ＳＬ１、および、半導体チップＣＰ１を一体的に封止する（図１のモールド工程ｓ１０５）。ここで、ダイパッドＤＰ１の一部として、その上面ｆ１は絶縁性樹脂ＩＲ１で封止し、裏面ｆ２は絶縁性樹脂ＩＲ１で封止しない。これにより、ダイパッドＤＰ１の裏面ｆ２が絶縁性樹脂ＩＲ１の外部に露出した構造を実現できる。
【００６１】
続く工程では、リードフレームＬＦ１において個々のリードが触れないように設置されたタイバーｔｂ１を切断する（図１のタイバーカット工程ｓ１０６）。この工程では、絶縁性樹脂ＩＲ１外部の吊りリード部ＳＬ１も切断する。次に、樹脂バリを取り（図１のバリ取り工程ｓ１０７）、めっきを施すめっき工程ｓ１０８、マーク工程１０９を施す。最後に、リード切断・形成工程ｓ１１０を経て、図１２に示すように、絶縁性樹脂ＩＲ１外の複数のリード部ＬＤ１を切断し、アウターリード部ＯＬ１を曲げることで、本実施の形態１の半導体装置を形成する。
【００６２】
上述の粗面化工程ｓ１０２について、より詳しく説明する。図１３は、粗面化工程ｓ１０２中におけるリードフレームＬＦ１の要部平面図および要部断面図であり、（Ａ）、（Ｂ）それぞれの領域は、上記図１に対応する領域を示している。図１３に示すように、本実施の形態１の半導体装置の製造方法では、リードフレームＬＦ１のうち、後のモールド工程ｓ１０５によって絶縁性樹脂ＩＲ１と接触する部分に粗面化を施す。より具体的には、リードフレームＬＦ１の上面であって、複数のリード部ＬＤ１のうちのインナーリード部ＩＬ１に粗面化を施す。言い換えれば、本実施の形態１の半導体装置の製造方法では、粗面化工程ｓ１０２において、ダイパッドＤＰ１の裏面ｆ２を含むリードフレームＬＦ１の裏面は粗面化を施さず、かつ、複数のリード部ＬＤ１のうちのアウターリード部ＯＬ１には粗面化を施す。これにより、上述のように、リードフレームＬＦ１と絶縁性樹脂ＩＲ１との密着性を向上することができる。
【００６３】
特に、ダイパッドＤＰ１のうち、絶縁性樹脂ＩＲ１と接触する部分を含むダイパッドＤＰ１の上面ｆ１に粗面化を施している。これにより、上記図１を用いて説明した構造を実現でき、ダイパッドＤＰ１と絶縁性樹脂ＩＲ１との界面において両者の密着性を向上させ、剥離が起こり難くなる。そして、ダイパッドＤＰ１の裏面ｆ２が露出した、水分が浸入し易いパッケージング形態であっても、当該箇所の剥離によるダイボンディング材ＤＢ１へのクラックの発生を起こし難くすることができる。結果として、半導体チップを絶縁性樹脂で封止した構造を有する半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【００６４】
ここで、リードフレームＬＦ１と絶縁性樹脂ＩＲ１との密着性を向上させることだけが目的であれば、絶縁性樹脂ＩＲ１と接する箇所かどうかに関わらず、リードフレームＬＦ１の表裏全面を粗面化した方が、工程が容易である。なぜなら、こうすることで、粗面化工程ｓ１０２において上記図８を用いて説明した、部分粗面化のためのマスキングテープＭＴなどを形成する工程を省略できるからである。しかしながら、本実施の形態１の半導体装置の製造方法では、上記図１などを用いて説明した効果を得るために、部分粗面化工程を適用する。その理由を以下で詳しく説明する。
【００６５】
上記図１を用いて説明したように、本実施の形態１の半導体装置は、ダイパッドＤＰ１の裏面ｆ２が絶縁性樹脂ＩＲ１から露出した構造であるため、ダイパッドＤＰ１の裏面ｆ２を電極として用いることができる。そして、電極として用いるダイパッドＤＰ１の裏面ｆ２には、不導体である樹脂バリが残らない方が良い。この観点から、本実施の形態１の半導体装置の製造方法を適用して、より効果的である。なぜなら、ダイパッドＤＰ１の裏面ｆ２には粗面化を施さないから、モールド工程ｓ１０５で当該裏面ｆ２に絶縁性樹脂ＩＲ１が回り込んで樹脂バリが生じた場合でも、強固に密着せず、除去し易いからである。
【００６６】
更に、本実施の形態１の半導体装置の製造方法では、複数のリード部ＬＤ１のうちの、アウターリード部ＯＬ１にも粗面化を施さない。これにより、上記と同じ理由で、アウターリード部ＯＬ１やタイバーｔｂ１などに絶縁性樹脂ＩＲ１が付着したとしても、その密着性は強固にならず、除去し易くなる。例えば、アウターリード部ＯＬ１やタイバーｔｂ１を粗面化することで絶縁性樹脂ＩＲ１が強固に付着し、除去できなかった場合、その後のタイバーカット工程ｓ１０６やリード切断・成形工程ｓ１１０などで、絶縁性樹脂ＩＲ１の落下による異物発生や、カット金型の破損などの不具合を生じ得る。本実施の形態１の製造方法では、アウターリード部ＯＬ１に粗面化を施さないため、このような課題を回避できる。このように、製造工程上は、複数のリード部ＬＤ１の一部に粗面化を施さないためにマスキングテープＭＴなどを形成する工程が増えるが、これにより、半導体装置の信頼性を向上させ得る効果が得られる。
【００６７】
以上のような理由から、本実施の形態１の半導体装置の製造方法では、リードフレームＬＦ１のうちの一部に粗面化を施し、他の部分に粗面化を施さない部分粗面化工程を適用する。
【００６８】
また、銅からなるリードフレームＬＦ１に粗面化を施すための薬液によるエッチングには様々な手法があり、それぞれに上記のような効果が期待できる。ただし、本実施の形態１の半導体装置の製造方法では、過酸化水素水と硫酸との混合液を主体とするエッチング溶液によって、粗面化工程ｓ１０２を施す手法がより好ましい。これは、本発明者らの下記のような検証に基づく。
【００６９】
図１４には、温度サイクル数の変化に対する絶縁性樹脂剥離率の変化における、粗面化処理程度の依存性を説明するためのグラフを示している。ここで、温度サイクル数とは、試験対象の半導体装置を加熱し、また冷却するという１サイクルを何回施したかを示す。また、粗面化処理の程度は、上記の過酸化水素水および硫酸の混合液にフレームを浸漬する時間（エッチング時間）で変えている。図示したのは、エッチング時間０秒（即ち、粗面化なし）、１５秒、３０秒、および、６０秒である。ここで、本発明者らの検証によれば、銅製のフレームは、エッチング時間が１５秒のとき算術平均粗さＲａが約０．２μｍ、エッチング時間が３０秒のとき算術平均粗さＲａが約０．３μｍ、エッチング時間が６０秒のとき算術平均粗さＲａが約０．４５μｍであった。なお、更なる検証ではエッチング時間の増加に対して、６０秒程度で算術平均粗さＲａの増加は飽和し始めることが分かった。従って、本実施の形態１のエッチングによるは、リードフレームＬＦ１に算術平均粗さＲａが０．２〜０．５μｍの凹凸を有する粗面を形成できる。また、当該エッチングによる粗面化を施さない領域における、リードフレームＬＦ１の算術平均粗さＲａは０．１μｍ以下であることが、本発明者らによって確かめられている。
【００７０】
図１４に示すように、粗面化を施さない場合は、５００回程度の温度サイクル数で絶縁性樹脂剥離率が８０％を超える。これに対し、粗面化を施した場合は、同条件で絶縁性樹脂剥離率が４０％を下回り、効果的であることが分かる。特に、６０秒のエッチングで算術平均粗さＲａが約０．４５μｍの試料では、ほとんど剥離が見られないことが分かった。
【００７１】
また、図１５には、粗面化処理の有無における、温度サイクル数の変化に対する熱伝導性変化率の違いを説明するためのグラフを示している。ここで、熱伝導性変化率とは、例えば上記図１に示すような半導体装置において、半導体チップＣＰ１とダイパッドＤＰ１との間の熱伝導性の変化率を示している。ダイボンディング材ＤＢ１に多くのクラックが生じるほど、その上下の半導体チップＣＰ１およびダイパッドＤＰ１間の熱伝導率は低下する。即ち、熱伝導性変化率は、ダイボンディング材ＤＢ１へのクラックの発生率と見ることができる。
【００７２】
図１５に示すように、粗面化を施さない場合は、温度サイクル数５００回を超えるあたりから熱伝導性変化率の上昇が見られ、ダイボンディング材ＤＢ１にクラックが発生しているものと考えられる。一方、粗面化を施した場合は、温度サイクル数７５０回を超えても熱伝導性変化率はほとんど０％を維持し、ダイボンディング材ＤＢ１へのクラックの発生が抑制されていることが分かる。
【００７３】
以上の検証により、本実施の形態１の半導体装置の製造方法においては、エッチングによるリードフレームＬＦ１の粗面化が、ダイボンディング材ＤＢ１へのクラック発生の抑制に効果的であることが確かめられた。特に、過酸化水素水と硫酸との混合液を主体とするエッチング溶液によってエッチングを施すことで、リードフレームＬＦ１の一部を粗面化することが、より効果的であることが分かった。このような混合液を用いてエッチングを施したリードフレームＬＦ１の表面は、算術平均粗さＲａが０．２〜０．５μｍ程度の粗面を有することが分かった。言い換えれば、算術平均粗さＲａが０．２〜０．５μｍ程度の凹凸を有する粗面を一部に備えたリードフレームＬＦ１において、上述の効果が得られることが確かめられた。
【００７４】
次に、粗面化を施す領域について詳しく説明する。図１６〜図１８は、それぞれ、上記図７の粗面化工程ｓ１０２中における半導体装置の要部平面図および要部断面図であり、（Ａ）、（Ｂ）それぞれの領域は、上記図１３と同様の領域を示している。
【００７５】
本実施の形態１の半導体装置の製造方法では、粗面化工程ｓ１０２において、図１６に示すように、複数のリード部ＬＤ１のうち、後のモールド工程ｓ１０５によって絶縁性樹脂ＩＲ１に封止される部分ｐ１１（即ち、インナーリード部ＩＬ１）はマスキングテープＭＴで覆い、粗面化を施さない方がより好ましい。その理由は、このようにすることで、上記図３を用いて説明した構造の半導体装置を形成できるからである。即ち、インナーリード部ＩＬ１を粗面化しないことで、めっきへのダメージを低減することができる。結果として、半導体チップを絶縁性樹脂で封止した構造を有する半導体装置の信頼性を、より向上させることができる。
【００７６】
ここで、本発明者らの検証により、リードフレームＬＦ１を粗面化するためのエッチングとして、本実施の形態１のように過酸化水素水と硫酸との混合液を用いた場合、めっき材料によってダメージの程度に差が出ることが分かった。例えば、Ａｇによるめっきは、上記エッチング液によって、電気特性に影響を及ぼすほどのダメージは生じなかった。これに対し、Ｎｉによるめっきは、上記エッチング液によって、電気特性に影響を及ぼすほどのダメージが生じることが分かった。従って、上記のように、インナーリード部ＩＬ１に粗面化を施さない手法は、インナーリード部ＩＬ１がＮｉを主体とする導体によってめっきされたリードフレームＬＦ１である場合に適用して、より効果的である。
【００７７】
また、本実施の形態１の半導体装置の製造方法では、粗面化工程ｓ１０２において、図１７に示すように、吊りリード部ＳＬ１はマスキングテープＭＴで覆い、粗面化を施さない方がより好ましい。その理由は、このようにすることで、吊りリード部ＳＬ１に付着した絶縁性樹脂ＩＲ１は強固に残ることがなく、容易に除去でき、吊りリード部ＳＬ１を切断する際の絶縁性樹脂ＩＲ１の落下による異物発生や、カット金型の破損などの課題を回避し得るからである。これにより、上記図４に示したような半導体装置を形成できる。
【００７８】
また、上記では、ダイパッドＤＰ１の上面ｆ１は全面が粗面であるとして説明した。ここで、本実施の形態１の半導体装置の製造方法では、ダイパッドＤＰ１において、絶縁性樹脂ＩＲ１と接触する面が粗面であることが効果的なのであって、半導体チップＣＰ１の下部であって絶縁性樹脂ＩＲ１と接しない部分ｐ１３は、図１８に示すように粗面であっても、図１９に示すように粗面でなくても良い。ただし、本実施の形態１の半導体装置の製造方法において、ダイボンディング材ＤＢ１として樹脂ペースト材を適用した場合、ダイパッドＤＰ１のうち、半導体チップＣＰ１の下でダイボンディング材ＤＢ１と接触している部分ｐ１３は粗面化した方が、より好ましい。なぜなら、樹脂ペースト材も絶縁性樹脂ＩＲ１と同様のアンカー効果により、粗面であるダイパッドＤＰ１との密着性の向上が望めるからである。このようにして、樹脂ペースト材からなるダイボンディング材ＤＢ１とダイパッドＤＰ１との密着性を向上させ、より剥離し難い構造とすることができる。結果として、半導体チップを絶縁性樹脂で封止した構造を有する半導体装置の信頼性を、より向上させることができる。
【００７９】
また、別の観点から、リードフレームＬＦ１と絶縁性樹脂ＩＲ１とが接触する箇所においては、粗面化を施す面積が大きいほど、絶縁性樹脂ＩＲ１との高い密着性が実現できると言える。一方で、上述のように、複数のリード部ＬＤ１および吊りリード部ＳＬ１のように粗面化を施さない方が望ましい箇所もある。そこで、本実施の形態１の半導体装置の製造方法では、ダイパッドＤＰ１のうち、絶縁性樹脂ＩＲ１と接触し、かつ、粗面化を施す部分の面積は、半導体チップＣＰ１が絶縁性樹脂ＩＲ１と接触している部分の面積よりも大きい方が、より好ましい。その理由を以下で説明する。
【００８０】
半導体チップＣＰ１が大きい程、ダイボンディング材ＤＢ１を介してのダイパッドＤＰ１との接着面積が大きくなるから、剥離率は増加する。言い換えれば、半導体チップＣＰ１が大きい程、ダイボンディング材ＤＢ１にクラックが生じやすい。そこで、本実施の形態１の半導体装置の製造方法では、図１９に示すように、半導体チップＣＰ１の周辺のダイパッドＤＰ１を粗面とし、絶縁性樹脂ＩＲ１との密着性を向上させることが効果的である。ここで、半導体チップＣＰ１が絶縁性樹脂ＩＲ１と接触している部分の面積とは、ダイパッドＤＰ１の上面ｆ１のうちで絶縁性樹脂ＩＲ１と接触しない部分の面積を意味する。従って、ダイパッドＤＰ１の上面ｆ１上に、半導体チップＣＰ１の面積以上に、粗面である部分の面積を確保することで、絶縁性樹脂ＩＲ１との密着性を維持し、クラックの発生を抑えることができる。結果として、半導体チップを絶縁性樹脂で封止した構造を有する半導体装置の信頼性を、より向上させることができる。
【００８１】
以上のように、本実施の形態１の半導体装置の製造方法では、モールド工程ｓ１０５において絶縁性樹脂ＩＲ１と接触する部分のリードフレームＬＦ１に粗面化を施し、ダイパッドＤＰ１の裏面ｆ２やアウターリード部ＯＬ１などには粗面化を施さないことで、半導体装置の信頼性を向上させることができる。ここでは、めっきを要するインナーリード部ＩＬ１や切断を要する吊りリード部ＳＬ１などにも粗面化を施さない手法がより効果的であった。
【００８２】
（実施の形態２）
本実施の形態２の半導体装置の断面図を図２０に示す。本実施の形態２の半導体装置は、複数のリード部ＬＤ２およびダイパッドＤＰ２を有し、ダイパッドＤＰ２の上面ｆ１上には、ダイボンディング材ＤＢ２によって半導体チップＣＰ２が接合されている。そして、これらの部材は絶縁性樹脂ＩＲ２に封止されている。ただし、複数のリード部ＬＤ２のうち、絶縁性樹脂ＩＲ２に封止されているのはインナーリード部ＩＬ２であり、アウターリード部ＯＬ２は露出している。インナーリード部ＩＬ２と半導体チップＣＰ２とは、複数のボンディングワイヤＢＷ２によって結線されている。これらの構成により、インナーリード部ＩＬ２および複数のボンディングワイヤＢＷ２を介して、アウターリード部ＯＬ２と半導体チップＣＰ２とは導通している。また、複数のリード部ＬＤ２とダイパッドＤＰ２とは、元々は、同一のリードフレームＬＦ２を構成する部材であり、互いに同一の銅材料からなる。その他にも、本実施の形態２の半導体装置は、図面上に現れていない部材として、上記実施の形態１において説明したものと同様の部材を有している。ただし、本実施の形態２の半導体装置は、以下の点において上記実施の形態１の半導体装置と異なる。即ち、本実施の形態２の半導体装置は、ダイパッドＤＰ２の全てが絶縁性樹脂ＩＲ２によって封止されている。
【００８３】
本実施の形態２の半導体装置のようなフルモールドタイプのパッケージング形態では、上記実施の形態１の裏面露出型のパッケージング形態と比較して、放熱性は低いものの、耐湿性は高い。言い換えれば、ダイパッドＤＰ２が絶縁性樹脂ＩＲ２の外部に露出していない構造であるから、水分が浸入し難い構造である。従って、フルモールドタイプのパッケージング構造は、ダイパッドＤＰ２と絶縁性樹脂ＩＲ２との界面に剥離が生じたとしても、応力によるダイボンディング材ＤＢ２へのクラックは生じ難い構造である。ただし、ダイパッドＤＰ２と絶縁性樹脂ＩＲ２との界面の密着性を向上させることは、パッケージクラックによる機械的な強度の劣化を防止することなどの観点から、効果的である。
【００８４】
そこで、本実施の形態２の半導体装置においても、上記実施の形態１と同様にしてダイパッドＤＰ２、複数のリード部ＬＤ２および吊りリード部の所望の部分を粗面化する。図２０に示すように、ダイパッドＤＰ２の上面ｆ１および裏面ｆ２において、絶縁性樹脂ＩＲ２と接触する部分（図中、太い実線で表記）を粗面化することで、互いの密着性を向上することができる。これにより、絶縁性樹脂ＩＲ２にクラックが生じにくくなる。結果として、半導体チップを絶縁性樹脂で封止した構造を有する半導体装置の信頼性を、より向上させることができる。
【００８５】
また、本実施の形態２の半導体装置においても、上記実施の形態１で説明した理由と同様の理由から、複数のリード部ＬＤ２のうちのアウターリード部ＯＬ２や、複数のリード部ＬＤ２のうちのインナーリード部ＩＬ２のめっき部（Ｎｉめっきである場合）や、吊りリード部などは粗面化されていない構造の方が、より好ましい。また、同様に、ダイボンディング材ＤＢ２として樹脂ペースト材を用いている場合には、半導体チップＣＰ２の下のダイパッドＤＰ２の部分が粗面化されている構造の方が、より好ましい。これらによって、半導体チップを絶縁性樹脂で封止した構造を有する半導体装置の信頼性を、より向上させることができる。
【００８６】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の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で種々変更可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００８７】
ａｖ  平均線
ＢＲ  樹脂バリ
ＢＷ１，ＢＷ２  複数のボンディングワイヤ
ｃｋ  クラック
ＣＰ１，ＣＰ２  半導体チップ
ＤＢ１，ＤＢ２  ダイボンディング材
ＤＰ１，ＤＰ２  ダイパッド
ｆ１  表面（第１主面）
ｆ２  裏面（第２主面）
ＩＬ１，ＩＬ２  インナーリード部
ＩＲ１，ＩＲ２  絶縁性樹脂
ＬＤ１，ＬＤ２  複数のリード部
ＬＦ１，ＬＦ２  リードフレーム
ＭＴ  マスキングテープ
ＯＬ１，ＯＬ２  アウターリード部
Ｒａ  算術平均粗さ
ｓ１０１  ダイシング工程
ｓ１０２  粗面化工程
ｓ１０３  ダイボンディング工程
ｓ１０４  ワイヤボンディング工程
ｓ１０５  モールド工程
ｓ１０６  タイバーカット工程
ｓ１０７  バリ取り工程
ｓ１０８  めっき工程
ｓ１０９  マーク工程
ｓ１１０  リード切断・成形工程
ＳＬ１  吊りリード部
ｔｂ１  タイバー
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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