(57)【要約】【課題】リードと封止体樹脂（モールド樹脂）の密着性を向上させ、剥離を起こさず、信頼性の高い半導体装置を提供することにある。【解決手段】半導体チップと、前記半導体チップと電気的に接続された、金属を主構成材料とする複数のリードと、前記半導体チップを封止する樹脂とを備えた半導体装置であって、前記複数のリードが、前記樹脂から露出するアウターリード部分と前記樹脂に埋め込まれたインナーリード部分とを有し、前記樹脂がベンゼン環を有する芳香族化合物及び／又はシクロヘキサン環を有する化合物を含み、前記インナーリード部分の表面材料と前記樹脂とが接する界面における前記樹脂に含まれるベンゼン環及び／又はシクロヘキサン環と、前記インナーリード部分の表面材料の主構成材料である金属原子とが重なるように配列されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップと、前記半導体チップと電気的に接続された、金属を主構成材料とする複数のリードと、前記半導体チップを封止する樹脂とを備えた半導体装置であって、前記複数のリードが、前記樹脂から露出するアウターリード部分と前記樹脂に埋め込まれたインナーリード部分とを有し、前記樹脂がベンゼン環を有する芳香族化合物及び／又はシクロヘキサン環を有する化合物を含み、前記インナーリード部分の表面材料と前記樹脂とが接する界面における前記樹脂に含まれるベンゼン環及び／又はシクロヘキサン環と、前記インナーリード部分の表面材料の主構成材料である金属原子とが重なるように配列されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記インナーリード部分の表面材料が、ボロン、マンガン及びシリコンの群から選ばれる一つを添加元素として含有することを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記インナーリード部分の表面材料の主構成材料である金属が、銅又はニッケルであることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記インナーリード部分の表面材料の主構成材料である金属が、白金、パラジウム又はルテニウムであることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記インナーリード部分の表面材料の主構成材料である金属が、金又は銀であることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記添加元素の含有率は、前記添加元素がボロンの場合０．５〜１２ａｔ％、前記添加元素がマンガンの場合０．２〜１３ａｔ％、前記添加元素がシリコンの場合０．２〜１３ａｔ％であり、前記樹脂がベンゼン環を含有する芳香族化合物であることを特徴とする請求項３記載の半導体装置。
【請求項７】
前記インナーリード部分の表面結晶組織が銅又はニッケルの（１１１）結晶配向を持つことを特徴とする請求項３又は６に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記インナーリード部分の表面材料が酸素を含有し、前記樹脂がベンゼン環を４０ａｔ％以上含有する芳香族化合物にシクロヘキサン分子を１〜２０ａｔ％だけ添加された樹脂であることを特徴とする請求項３、６又は７に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記添加元素の含有率は、前記添加元素がボロンの場合０．１〜１２ａｔ％、前記添加元素がマンガンの場合０．２〜１３ａｔ％、前記添加元素がシリコンの場合０．４〜１３ａｔ％であり、前記樹脂がベンゼン環を含有する芳香族化合物であることを特徴とする請求項４記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記インナーリード部分の表面結晶組織が、白金又はパラジウムの（１１１）結晶配向或いはルテニウムの（００１）結晶配向を持つことを特徴とする請求項４又は９に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記樹脂がベンゼン環を４０ａｔ％以上含有する芳香族化合物にシクロヘキサン分子を１〜２０ａｔ％だけ添加された樹脂であることを特徴とする請求項４、９又は１０に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記添加元素の含有率は、前記添加元素がボロンの場合０．２〜１３ａｔ％、前記添加元素がマンガンの場合０．４〜１３ａｔ％、前記添加元素がシリコンの場合０．１〜１２ａｔ％であることを特徴とする請求項５記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記インナーリード部分の表面結晶組織が、金又は銀の（１１１）結晶配向を持つことを特徴とする請求項５又は１２記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記樹脂がベンゼン環を４０ａｔ％以上含有する芳香族化合物にシクロヘキサン分子を２〜４０ａｔ％だけ添加された樹脂であることを特徴とする請求項５、１２又は１３記載の半導体装置。
【請求項１５】
界面における金属原子との格子整合性を高めるためのベンゼン環及びシクロヘキサン環を含有する樹脂であって、前記ベンゼン環を４０ａｔ％以上含有する芳香族化合物に前記シクロヘキサン環を１〜４０ａｔ％添加したことを特徴とする樹脂。
【請求項１６】
半導体チップと、前記半導体チップと電気的に接続された、金属を主構成材料とする複数のリードと、前記半導体チップを封止する樹脂とを備えた半導体装置の製造方法であって、前記複数のリードの表面に、結晶配向性の高い表面層を有するめっき膜を３５℃以上の温度条件で形成する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
半導体チップと、前記半導体チップと電気的に接続された、金属を主構成材料とする複数のリードと、前記半導体チップを封止する樹脂とを備えた半導体装置の製造方法であって、金属を主構成材料とするリードフレームを用意する工程と、前記リードフレームに形成されている複数のリードの表面に、結晶配向性の高い表面層を有するめっき膜を３５℃以上の温度条件で形成する工程と、前記リードフレームのタブ上に前記半導体チップを設置する工程と、前記半導体チップと、前記リードフレームに形成されている前記複数のリードとをワイヤで接続する工程と、前記半導体チップを封止するための樹脂を用いて封止体を形成する工程と、前記リードフレームを切断して前記封止体を個片化する工程とを含む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、半導体装置及びその半導体装置の製造方法並びに半導体封止用樹脂に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、Ｃｕ合金からなるリード母材に下地めっきとしてＣｕストライクめっきをした後にワイヤボンディング用ないしダイボンディング用の銀、金、パラジウムなどを部分めっきし、リードが接続された半導体チップを樹脂等で封止する方法が公開されている。
【０００３】
非特許文献１は、固体物理学に関する古典的な文献であり、格子定数（最近接原子間距離等）が掲載されている。
【０００４】
非特許文献２には、高分子材料の濡れ性、摩擦・摩耗特性、接着性、生体適合性などにおける高分子固体表面の構造と物性の制御に関して、放射光を用いた表面Ｘ線回折、走査フォース顕微鏡による解析技術が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１９５０６８号公報
【非特許文献１】第５版  キッテル  固体物理学入門（上）：ｐ．２８、丸善株式会社（１９７８年）
【非特許文献２】デンソーテクニカルレビュー：ｖｏｌ．１２、Ｎｏ．２、ｐｐ．３〜１２（２００７年）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されているように、リード母材に銅、銀、金、パラジウムなどをめっきした後に樹脂等で半導体チップを封止する方法を施しても、これらのめっき表面と樹脂等からなる封止体の密着性が十分ではなく、剥離を起こす場合があった。そして、この剥離の問題は、従来よりも高いリフロー温度が必要な無鉛半田が用いられるようになったため、より深刻化してきている。
【０００７】
本発明の目的は、リードと封止体樹脂（モールド樹脂）の密着性を向上させ、剥離を起こさない半導体装置を提供することにある。また、本発明の目的は、信頼性の高い半導体装置を提供することにある。
【０００８】
さらに、本発明の目的は、歩留りの高い半導体製造方法を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の目的は、剥離を起こさない半導体封止用樹脂を提供することにある。
【００１０】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及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】
【００１１】
本発明の半導体装置は、半導体チップと、前記半導体チップと電気的に接続された、金属を主構成材料とする複数のリードと、前記半導体チップを封止する樹脂とを備えた半導体装置であって、前記複数のリードが、前記樹脂から露出するアウターリード部分と前記樹脂に埋め込まれたインナーリード部分とを有し、前記樹脂がベンゼン環を有する芳香族化合物及び／又はシクロヘキサン環を有する化合物を含み、前記インナーリード部分の表面材料と前記樹脂とが接する界面における前記樹脂に含まれるベンゼン環及び／又はシクロヘキサン環と、前記インナーリード部分の表面材料の主構成材料である金属原子とが重なるように配列されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、リードと封止体樹脂（モールド樹脂）との密着性を向上させ、剥離を起こさない半導体装置を提供できる。また、本発明によれば、信頼性の高い半導体装置を提供できる。さらに、本発明によれば、歩留りの高い半導体製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、半導体装置及びその製造技術に関し、特に、芳香族化合物樹脂を、半導体チップを封止する封止体として使用し、封止体からリードの一部が露出する構造を有する半導体装置及びその製造に適用して有効な技術に関するものである。また、封止体として用いる樹脂に関するものである。
【００１４】
半導体チップと、前記半導体チップと電気的に接続された、金属を主構成材料とする複数のリードと、前記半導体チップを封止する樹脂とを備えた半導体装置において、発明者らは、リードと封止樹脂（モールド樹脂）との密着性を向上させるための手段を得るために鋭意研究を行った結果、リードの表面材料と封止樹脂の組合せとして、格子整合性の高い材料の組合せを用いることが有効であることを見出した。
【００１５】
具体的には、半導体チップと、前記半導体チップと電気的に接続された、金属からなる複数のリードと、前記半導体チップを封止する樹脂とを備えた半導体装置において、前記インナーリード部分の表面材料として銅（Ｃｕ）又はニッケル（Ｎｉ）の（１１１）配向膜を用い、この表面材料にボロン（Ｂ）０．５〜１２ａｔ％、マンガン（Ｍｎ）０．２〜１３ａｔ％、シリコン（Ｓｉ）０．２〜１３ａｔ％の群から選ばれる一つを添加元素として含有させ、前記樹脂としてベンゼン環を含有する芳香族化合物を用いることが有効である。
【００１６】
半導体チップと、前記半導体チップと電気的に接続された、金属からなる複数のリードと、前記半導体チップを封止する樹脂とを備えた半導体装置において、前記インナーリード部分の表面材料として銅又はニッケルの（１１１）配向膜を用い、この表面材料に酸素を含有させ、前記樹脂としてベンゼン環を含有する芳香族化合物を用い、この樹脂にシクロヘキサン分子（シクロヘキサン環とも呼ぶ）を含有させることが有効である。
【００１７】
半導体チップと、前記半導体チップと電気的に接続された、金属からなる複数のリードと、前記半導体チップを封止する樹脂とを備えた半導体装置において、前記インナーリード部分の表面材料として白金（Ｐｔ）又はパラジウム（Ｐｄ）の（１１１）配向膜又はルテニウム（Ｒｕ）の（００１）配向膜を用い、この表面材料にボロン０．１〜１２ａｔ％、マンガン０．２〜１３ａｔ％、シリコン０．４〜１３ａｔ％の群から選ばれる一つを添加元素として含有させ、前記樹脂としてベンゼン環を含有する芳香族化合物を用いることが有効である。
【００１８】
半導体チップと、前記半導体チップと電気的に接続された、金属からなる複数のリードと、前記半導体チップを封止する樹脂とを備えた半導体装置において、前記インナーリード部分の表面材料として白金又はパラジウムの（１１１）配向膜又はルテニウムの（００１）配向膜を用い、前記樹脂としてベンゼン環を含有する芳香族化合物を用い、この樹脂にシクロヘキサン分子を含有させることが有効である。
【００１９】
半導体チップと、前記半導体チップと電気的に接続された、金属からなる複数のリードと、前記半導体チップを封止する樹脂とを備えた半導体装置において、前記インナーリード部分の表面材料として金（Ａｕ）又は銀（Ａｇ）の（１１１）配向膜を用い、前記樹脂としてベンゼン環を含有する芳香族化合物を用い、この樹脂にシクロヘキサン分子を含有させることが有効である。この場合、好ましくは、金又は銀には、ボロン０．２〜１３ａｔ％、マンガン０．４〜１３ａｔ％、シリコン０．１〜１２ａｔ％の群から選ばれる一つを添加元素として含有させることがさらに有効である。
【００２０】
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、複数のセクション又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、一方は他方の一部又は全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
【００２１】
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、特に明示した場合及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よい。
【００２２】
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、特に明示した場合及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。
【００２３】
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、特に明示した場合及び原理的に明らかにそうでは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又は類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値及び範囲についても同様である。
【００２４】
また、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図に示した実施例により詳細に説明する。
【００２６】
まず、図１は、本発明における実施例である半導体装置の斜視図を示したものである。また、図２は図１のＡ−Ｂ断面図である。本実施例における半導体装置のパッケージ形態は、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｐａｃｋａｇｅ）である。
【００２７】
図１に示すように、本実施例における半導体装置１は、直方体の形状をした樹脂（封止体）２で覆われており、この樹脂２の四側面からリード３が突出している。リード３は、Ｌ字型に曲げられた構造をしている。
【００２８】
また、図２に示すように、リード３は、樹脂２の側面から突出しているアウターリード３ａと樹脂２の内部に形成されているインナーリード３ｂとから構成されている。左右のインナーリード３ｂで挟まれた（複数のインナーリード３ｂで囲まれた）中央部には、タブ４が形成されており、このタブ４上に半導体チップ５が配置されている。半導体チップ５には、ＭＩＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの回路素子や配線が形成されており、最上層にボンディングパッド５ａが形成されている。ボンディングパッド５ａは、ワイヤ６と接続されており、このワイヤ６はインナーリード３ｂに接続されている。
【００２９】
図３は、図２の領域Ｃを拡大した図である。すなわち、図３は、樹脂２に埋め込まれているインナーリード３ｂを拡大した断面図である。
【００３０】
図３に示すように、インナーリード３ｂの表面（裏面も含む）には、表面層１０が形成されている。リード３は銅、銅合金、ニッケル合金、鉄合金を主材料として構成されている。表面層１０は、銅、ニッケル、白金、ルテニウム、パラジウム、金、銀等を主材料とするが、本発明では、以下に説明するように、樹脂２との密着性を向上させるために、ボロン、マンガン、シリコン等を添加元素として含有させる場合がある。また、密着性を向上させるために、樹脂２にはベンゼン環やシクロヘキサン分子を含有させる。表面層１０は、例えば、めっきや化学気相蒸着法、スパッタなどにより形成されるが、製造速度を速くしたり、コストを安くしたりするためにはめっきが好ましい。また、以下に述べる結晶配向性の高い表面層を形成するためには、温度条件として３５℃以上の高温でめっきを行うことが好ましい。これは、３５℃以上の高温では、原子が活発に動き易く、より安定な配置に収まる傾向が高くなるためである。ただし、温度が高すぎると湿式めっきにおいて腐食が生じるため、７０℃以下の温度でめっきを行うことが望ましい。
【００３１】
以下、表面層１０の材料と樹脂２との好ましい組合せの選定及びそれによる密着性向上効果について述べる。
【００３２】
はじめに、ベンゼン環を８０ａｔ％含有する液晶性全芳香族ポリエステル（例えば、住友化学製のスミカスーパー）を樹脂２として用い、銅、ニッケル、白金、パラジウム、銀及び金のそれぞれの（１１１）配向結晶並びにルテニウムの（００１）配向結晶を表面層１０として用いた場合において、樹脂２と表面層１０との密着性を実験により評価した結果を図４〜図１０に示す。図４、図５、図６、図７、図８、図９、図１０は、それぞれ、銅、ニッケル、白金、パラジウム、ルテニウム、金、銀を表面層１０として用いた場合の結果である。
【００３３】
これらの図において、縦軸の剥離強度Ｆ／Ｆｏは、剥離エネルギーＦを、横軸がゼロの場合の剥離エネルギーＦｏで割り算することで無次元化して表している。Ｆｏの値は、銅、ニッケル、白金、パラジウム、ルテニウム、金、銀に対してそれぞれ、０．２２６、０．２５８、０．１５３、０．１５６、０．１５８、０．０９５、０．０９４である。なお、これらの単位は、ジュール毎平方メートルである。
【００３４】
ここで、Ｆｏの値は、銅、ニッケルよりも白金、パラジウム、ルテニウムが小さく、さらにこれらよりも銀、金が小さくなる。この大小関係を決める支配因子として、樹脂２を構成するベンゼン環との格子ミスマッチが重要であることを発明者は見出した。すなわち、ベンゼン環の第二近接炭素原子間の距離０．２４３ナノメートルに対して、表面層１０の最近接原子間距離が近いほど剥離エネルギーＦｏが大きいことを見出した。ここで、銅、ニッケル、白金、パラジウム、ルテニウム、金、銀の最近接原子間距離は、ナノメートルを単位として、それぞれ０．２５６、０．２４９、０．２７７、０．２７５、０．２６５、０．２８８、０．２８９であり、例えば、非特許文献１の２８ページに掲載されている格子定数（最近接原子間距離等）から容易に得られる。これらの値とベンゼン環の第二近接炭素原子間距離０．２４３ナノメートルの差が小さいほどＦｏは大きくなることを発明者は見出した。
【００３５】
そこで、図４〜図１０に示した添加元素を含む場合のＦ／Ｆｏの結果についても、添加元素を添加することにより、表面層１０の最近接原子間距離を０．２４３ナノメートルに近づける作用が得られために、Ｆ／Ｆｏを大きくできることを見出した。ただし、添加元素をあまりに高い濃度で添加し過ぎると、表面層１０の結晶構造が不安定になるため、かえってＦ／Ｆｏは小さくなってしまう。したがって、図４〜図１０に示したように、添加元素の濃度には、Ｆ／Ｆｏを大きくする上で、適切な濃度範囲があることを見出した。効果のある濃度範囲は以下の通りである。
【００３６】
図４、図５より、インナーリード部分の表面材料として銅又はニッケルの（１１１）配向膜を用いた場合、この表面材料にボロン０．５〜１２ａｔ％、マンガン０．２〜１３ａｔ％、シリコン０．２〜１３ａｔ％の群から選ばれる一つを添加元素として含有させることが有効である。
【００３７】
図６、図７、図８より、インナーリード部分の表面材料として白金又はパラジウムの（１１１）配向膜又はルテニウムの（００１）配向膜を用い、この表面材料にボロン０．１〜１２ａｔ％、マンガン０．２〜１３ａｔ％、シリコン０．４〜１３ａｔ％の群から選ばれる一つを添加元素として含有させることが有効である。
【００３８】
図９、図１０より、インナーリード部分の表面材料として金又は銀の（１１１）配向膜を用いた場合、この表面材料にボロン０．２〜１３ａｔ％、マンガン０．４〜１３ａｔ％、シリコン０．１〜１２ａｔ％の群から選ばれる一つを添加元素として含有させることが有効である。
【００３９】
金及び銀については、添加元素を含まない場合の剥離エネルギーＦｏが小さく、もともと密着性が弱い上に、図９、図１０が示すように、添加元素を含めても剥離強度がせいぜい２倍程度にしか増大しないため、樹脂２にシクロヘキサン分子を添加することがより好ましい。この理由は、シクロヘキサン分子の第二近接炭素原子間距離が約０．２７ナノメートルであり、ベンゼン環よりも大きく、金、銀の最近接原子間距離０．２８８、０．２８９ナノメートルとのミスマッチが小さいためである。白金、パラジウム、ルテニウムについても、最近接原子間距離がそれぞれ０．２７７、０．２７５、０．２７１ナノメートルであるため、第二近接炭素原子間距離が約０．２７ナノメートルであるシクロヘキサン分子を添加することがより好ましい。銅、ニッケルの場合には、最近接原子間距離が０．２５５、０．２４９ナノメートルであるため、シクロヘキサン分子を添加する必要が無い。
【００４０】
しかし、電気を流す程度に表面が薄く酸化している銅、ニッケルの場合には、酸素が入り込むことによって最近接原子間距離が約０．３ナノメートルに近づくため、金や銀の場合と同様に、樹脂２にシクロヘキサン分子を添加することがより好ましい。
【００４１】
これらの効果を示した図が、図１１〜図１３である。これらの図においても、縦軸の剥離強度Ｆ／Ｆｏは、剥離エネルギーＦを、横軸がゼロの場合の剥離エネルギーＦｏで割り算することで無次元化して表している。
【００４２】
図１１は、インナーリード部分の表面材料として金又は銀の（１１１）配向膜を用い、樹脂２としてベンゼン環を８０ａｔ％含有する液晶性全芳香族ポリエステル（例えば、住友化学製のスミカスーパー）を用いた場合に、樹脂２にシクロヘキサンを含有する効果を示した図である。
【００４３】
図１２は、インナーリード部分の表面材料として白金又はパラジウムの（１１１）配向膜又はルテニウムの（００１）配向膜を用い、樹脂２としてベンゼン環を８０ａｔ％含有する液晶性全芳香族ポリエステル（例えば、住友化学製のスミカスーパー）を用いた場合に、樹脂２にシクロヘキサンを含有する効果を示した図である。
【００４４】
図１３は、インナーリード部分の表面材料として銅又はニッケルの（１１１）配向膜が酸化された材料を用い、樹脂２としてベンゼン環を８０ａｔ％含有する液晶性全芳香族ポリエステル（例えば、住友化学製のスミカスーパー）を用いた場合に、樹脂２にシクロヘキサンを含有する効果を示した図である。
【００４５】
これらの図において、シクロヘキサン分子の添加は、例えば、東レ・ダウコーニング株式会社製の２−（３、４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシランというカップリング剤を添加することで実施する。また、β−（３、４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン等を用いることもできる。
【００４６】
図１１〜図１３に示されるように、シクロヘキサン分子の添加濃度には効果を得る上で適正な濃度があり、濃度が高すぎても好ましくない。これは、濃度が高すぎると樹脂２に存在するベンゼン環のつながりを不安定にするために、かえって剥離強度が低下してしまうためである。図１１〜図１３より、適切なシクロヘキサン分子の添加濃度は、インナーリードの表面が（１１１）配向を有する金、銀の場合には２〜４０ａｔ％であり、インナーリードの表面が（１１１）配向を有する白金、パラジウム、（００１）配向を有するルテニウムの場合には１〜２０ａｔ％であり、インナーリードの表面が（１１１）配向を有する銅、ニッケルが酸化された材料の場合には１〜２０ａｔ％である。
【００４７】
図１１には一部の例しか示していないが、シクロヘキサン分子を添加した場合にも、金、銀にボロン０．２〜１３ａｔ％、マンガン０．４〜１３ａｔ％、シリコン０．１〜１２ａｔ％の群から選ばれる一つを添加元素として含有させることがより好ましい。また、図１２にも一部の例しか示していないが、シクロヘキサン分子を添加した場合にも、白金、パラジウム、ルテニウムにボロン０．１〜１２ａｔ％、マンガン０．２〜１３ａｔ％、シリコン０．４〜１３ａｔ％の群から選ばれる一つを添加元素として含有させることがより好ましい。さらに、図１３にも一部の例しか示していないが、シクロヘキサン分子を添加した場合にも、酸化されている銅、酸化されているニッケルにボロン０．５〜１２ａｔ％、マンガン０．２〜１３ａｔ％、シリコン０．２〜１３ａｔ％の群から選ばれる一つを添加元素として含有させることがより好ましい。
【００４８】
以上の説明においては、シクロヘキサン分子（シクロヘキサン環）を添加した場合を示したが、本発明の特徴は、シクロヘキサン環の第二近接炭素原子間距離と、樹脂と接触するインナーリード部分の表面材料を構成する金属の最近接原子間距離とが近似していることである。したがって、シクロヘキサン環を有する化合物であれば、適用可能である。
【００４９】
ここまでの例は、銅、ニッケル、白金、パラジウム、金、銀、酸化された銅、酸化されたニッケルは（１１１）配向率が１００％の例であり、ルテニウムについては（００１）配向率が１００％の例である。
【００５０】
しかし、図１４〜１８に示されるように、配向率が１００％ではなく、５１％以上である場合にも、１００％の場合とほぼ同様の剥離強度向上効果が得られることがわかる。ここで、銅、ニッケル、白金、パラジウム、金、銀、酸化された銅、酸化されたニッケルの（１１１）配向率は、図１９のような広角Ｘ線回折スペクトルにおいて、（１１１）のピーク強度を（１１１）、（２００）、（２２０）、（３１１）のピーク強度の総和で割り算し、その商に１００を掛け算した値で定義する。単位は％である。また、ルテニウムの（００１）配向率は、（００２）のピーク強度を（１００）、（００２）、（１０１）のピーク強度の総和で割り算し、その商に１００を掛け算した値で定義する。これも単位は％である。
【００５１】
図１４〜１８に示されるように、これらの配向率は５１％以上であることがより好ましい。また、図１４〜１８には一部の例しか示していないが、配向率が１００％でない場合にも、銅、ニッケルにボロン０．５〜１２ａｔ％、マンガン０．２〜１３ａｔ％、シリコン０．２〜１３ａｔ％の群から選ばれる一つを添加元素として含有させることがより好ましい。また、図１４〜図１８には示していないが、配向率が１００％でない場合にも、白金、パラジウム、ルテニウムにボロン０．１〜１２ａｔ％、マンガン０．２〜１３ａｔ％、シリコン０．４〜１３ａｔ％の群から選ばれる一つを添加元素として含有させることがより好ましく、樹脂２にシクロヘキサン分子を１〜２０ａｔ％の濃度で添加することがより好ましい。また、図１４〜図１８には示していないが、配向率が１００％でない場合にも、金、銀にボロン０．２〜１３ａｔ％、マンガン０．４〜１３ａｔ％、シリコン０．１〜１２ａｔ％の群から選ばれる一つを添加元素として含有させることがより好ましく、樹脂２にシクロヘキサン分子を２〜４０ａｔ％の濃度で添加することがより好ましい。また、図１４〜図１８には示していないが、配向率が１００％でない場合にも、酸化された銅、酸化されたニッケルにボロン０．５〜１２ａｔ％、マンガン０．２〜１３ａｔ％、シリコン０．２〜１３ａｔ％の群から選ばれる一つを添加元素として含有させることがより好ましく、樹脂２にシクロヘキサン分子を１〜２０ａｔ％の濃度で添加することがより好ましい。
【００５２】
ここまでは、樹脂２としてベンゼン環を８０ａｔ％含有する液晶性全芳香族ポリエステル（例えば、住友化学製のスミカスーパー）を用いた例と、それにシクロヘキサン分子を添加した例について述べてきたが、樹脂２としてベンゼン環を４０ａｔ％以上含有する場合には同様の効果が得られる。ベンゼン環の濃度が４０ａｔ％より小さくなると、ベンゼン環の第二近接炭素原子間距離で特徴づけられる格子マッチングの影響が弱くなるので、本実施例で示した効果は小さくなる。
【００５３】
次に、格子ミスマッチの影響について詳細に説明する。図２０は、ベンゼン環を８０ａｔ％含有する液晶性全芳香族ポリエステル（例えば、住友化学製のスミカスーパー）の分子構造であり、ベンゼン環の第二近接炭素原子間距離０．２４３ナノメートルとそのルート３倍（３１/２倍、約１．７３倍）である０．４２１ナノメートルが示されている。図２１には、銅の（１１１）面が示されており、その最近接銅原子間距離０．２５５ナノメートルとそのルート３倍である０．４４２ナノメートルが示されている。最近接銅原子間距離０．２５５ナノメートルは、ベンゼン環の第二近接炭素原子間距離０．２４３ナノメートルと近い値であり、格子ミスマッチが小さい。図２１の銅の（１１１）面の上に図２０の液晶性全芳香族ポリエステルの分子構造を重ねて上から見た図が図２２である。図２２には、ベンゼン環の中心の真下に銅原子が配列していることが示されており、格子マッチングが良好であることが示されている。すなわち、本実施例の樹脂と銅原子とが接する界面において、樹脂に含まれるベンゼン環と銅原子とが重なるように配列されている。これにより、樹脂と銅原子との密着性を向上させることができる。
【００５４】
一方、図２３には、銀の（１１１）面が示されており、その最近接銅原子間距離０．２８９ナノメートルとそのルート３倍である０．５０１ナノメートルが示されている。最近接銀原子間距離０．２８９ナノメートルは、ベンゼン環の第二近接炭素原子間距離０．２４３ナノメートルと著しく異なった値であり、格子ミスマッチが大きい。図２３の銀の（１１１）面の上に図２０の液晶性全芳香族ポリエステルの分子構造を重ねて上から見た図が図２４である。図２４には、ベンゼン環の中心の真下に銀原子は配列しておらず、格子マッチングが良好でないことが示されている。
【００５５】
一方、シクロヘキサン分子（シクロヘキサン環）の第二近接炭素原子間距離は約０．２７ナノメートルであり、ベンゼン環のそれよりも大きく、銀の最近接原子間距離０．２８９ナノメートルとのミスマッチは小さくなる。ミスマッチが小さいほど剥離強度が大きくなることを発明者は見出し、添加元素や添加分子（シクロヘキサン分子）の効果も、この原理に基づいて見出した。すなわち、本実施例の樹脂と銀原子とが接する界面において、樹脂に含まれるシクロヘキサン環と銀原子とを重なるように配列することにより、樹脂と銀原子との密着性を向上させることができる。
【００５６】
一般に、樹脂と金属原子とが接する界面において、樹脂に含まれるベンゼン環及び／又はシクロヘキサン環と金属原子とを重なるように配列することにより、樹脂と金属原子との密着性を向上させることができる。
【００５７】
樹脂２中の硬化剤としては、通常、エポキシ樹脂の硬化剤として使用されている、アミン系化合物、酸無水物系化合物、アミド系化合物、フェノール系化合物等を特に制限無く使用できる。具体的には、ジアミノジフェニルメタン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ジアミノジフェニルスルホン、イソホロンジアミン、ベンジルジメチルアミン等の３級アミン、ジシアンジアミド、テトラエチレンペンタミン、ベンジルジメチルアミン、ケチミン化合物、リノレン酸の２量体とエチレンジアミンより合成されるポリアミド樹脂、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、無水マレイン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、ビスフェノール類、フェノール類（フェノール、アルキル置換フェノール、ナフトール、アルキル置換ナフトール、ジヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシナフタレン等）と各種アルデヒドとの重縮合物、フェノール類と各種ジエン化合物との重合物、フェノール類と芳香族ジメチロールとの重縮合物、又はビスメトキシメチルビフェニルとナフトール類若しくはフェノール類との縮合物等、ビフェノール類及びこれらの変性物、イミダゾール、３フッ化硼素−アミン錯体、グアニジン誘導体などが挙げられる。硬化剤の使用量は、組成物中のエポキシ基１当量に対して０．２〜１．５当量が好ましく、０．３〜１．２当量が特に好ましい。また、硬化剤として３級アミンを使用する場合、その使用量は、組成物中のエポキシ基含有化合物（本発明のエポキシ化合物と必要により他のエポキシ樹脂）に対し、０．３〜２０重量％が好ましく、０．５〜１０重量％が特に好ましい。
本実施例の樹脂２中には必要により硬化促進剤を含有させることができる。硬化促進剤としては、例えば２−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−エチルー４−メチルイミダゾール、等のイミダゾール類、２−（ジメチルアミノメチル）フェノール、１，８−ジアザ−ビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７等の第３級アミン類、トリフェニルフォスフィン等のホスフィン類、オクチル酸スズなどの金属化合物、第４級ホスホニウム塩などが挙げられる。硬化促進剤は、組成物中のエポキシ基含有化合物１００重量部に対して０．０１〜１５重量部が必要に応じて用いられる。
【００５８】
アウターリード３ａにスズ（錫、Ｓｎ）を主構成材料とするめっき膜を形成する場合が従来からあるが、これは次のような理由によるものであり、本実施例においてもめっき膜がある方が好ましい。
【００５９】
図１に示す半導体装置１は、実装基板上に実装されるが、このとき、実装基板上に形成されている端子と半導体装置１に形成されているリード３とが電気的に接続される。この端子とリード３との電気的な接続には、半田が用いられる。したがって、銅を主構成材料とするリード３を直接端子と半田で接続することも可能であるが、リード３の半田に対する濡れ性を向上させるために、リード３の表面に表面層１０（めっき膜）が形成されるのである。
【００６０】
このようにリード３の表面に表面層１０を形成することにより、リード３と半田との間の濡れ性が向上し、半田を介したリード３と実装基板上の端子との接続信頼性を向上することができる。表面層１０には、半田との濡れ性が良好な錫を主材料とする膜が使用される。さらに、リード３の表面に表面層１０を形成することにより、リード３の腐食防止及び酸化防止を図ることができる。
【００６１】
次に、本実施例における半導体装置の製造方法について説明する。本実施例のパッケージ形態としてＱＦＰについて説明したが、以下に示す製造方法ではＱＦＰと同じ表面実装型のパッケージ形態であるＳＯＰ（Ｓｍａｌｌ  Ｏｕｔｌｉｎｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）について説明する。パッケージ形態がＱＦＰやＳＯＰであっても基本的な製造工程は同様である。
【００６２】
まず、図２５において、半導体ウェハ２０を用意する。半導体ウェハ２０は複数のチップ領域に区分けされており、複数のチップ領域のそれぞれにＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）が形成されている。ＬＳＩはいわゆるウェハプロセス（前工程）で形成される。
【００６３】
続いて、ブレード２１によって半導体ウェハ２０を切断する。すなわち、半導体ウェハ２０をチップ領域単位で切断することにより、半導体チップを取得する。一方、半導体チップを搭載するためのリードフレームを用意する。このリードフレーム２２は、例えば、銅を主材料としている。
【００６４】
続いて、リードフレームに形成されているリードの表面にめっき膜を形成する。このめっき工程で本実施例における技術的思想が具現化される。例えば、上述したように、リードの表面にまず、電界めっき法により金膜を形成する。その後、金膜上に電解めっき法で錫を主材料とするめっき膜を形成する。
【００６５】
そして、図２６に示すように、めっき処理したリードパターンが形成されているリードフレーム２２のタブ上に半導体チップ２０ａを搭載する。半導体チップ２０ａは、ダイボンダによりリードフレーム２２に形成されているタブ上に搭載される。
【００６６】
次に、図２７に示すように、タブ上に搭載した半導体チップ２０ａに形成されているパッド（図示せず）と、リードフレーム２２に形成されている複数のリード（インナーリード）とをワイヤ２３により接続する。ワイヤ２３はキャピラリを使用することによりパッドとリードとを接続する。
【００６７】
その後、図２８に示すように、リードフレーム２２に搭載された半導体チップ２０ａとインナーリードとを含む領域を樹脂２４によって封止する。樹脂２４による封止は、半導体チップ２０ａを外力による衝撃や水分の浸入から保護するために行われる。樹脂本体は、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂、又は液晶ポリマー、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂、ポリスルホン、ポリアミド・イミド・ポリアリルスルフォン樹脂などの耐熱型熱可塑性樹脂によって成形されることが望ましい。
【００６８】
次に、リードフレーム２２から樹脂２４で封止した封止体を個片化する。これにより、図２９に示す半導体装置２５を得ることができる。半導体装置２５は、樹脂２４による封止体と、この封止体から突出しているリード（アウターリード）２６から構成される。そして、封止体から突出しているリード２６の表面にめっき膜（図示せず）が形成されている。本図において、リード２６は、ピッチｐを有して等間隔に配列されている。
【００６９】
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。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、半導体装置を製造する製造業に幅広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明による実施例を示す半導体装置の外観斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ｂ断面図である。
【図３】図２の半導体装置に形成されているリードの一部を示す拡大断面図である。
【図４】（１１１）配向の銅に含まれる添加元素が剥離強度へ及ぼす影響を示すグラフである。
【図５】（１１１）配向のニッケルに含まれる添加元素が剥離強度へ及ぼす影響を示すグラフである。
【図６】（１１１）配向の白金に含まれる添加元素が剥離強度へ及ぼす影響を示すグラフである。
【図７】（１１１）配向のパラジウムに含まれる添加元素が剥離強度へ及ぼす影響を示すグラフである。
【図８】（００１）配向のルテニウムに含まれる添加元素が剥離強度へ及ぼす影響を示すグラフである。
【図９】（１１１）配向の金に含まれる添加元素が剥離強度へ及ぼす影響を示すグラフである。
【図１０】（１１１）配向の銀に含まれる添加元素が剥離強度へ及ぼす影響を示すグラフである。
【図１１】樹脂中に添加したシクロヘキサン分子が、樹脂と金又は銀との剥離強度へ及ぼす影響を示すグラフである。
【図１２】樹脂中に添加したシクロヘキサン分子が、樹脂と白金、パラジウム又はルテニウムとの剥離強度へ及ぼす影響を示すグラフである。
【図１３】樹脂中に添加したシクロヘキサン分子が、樹脂と酸化された銅又は酸化されたニッケルとの剥離強度へ及ぼす影響を示すグラフである。
【図１４】銅の（１１１）配向率が剥離強度へ及ぼす影響を示すグラフである。
【図１５】ニッケルの（１１１）配向率が剥離強度へ及ぼす影響を示すグラフである。
【図１６】金の（１１１）配向率が剥離強度へ及ぼす影響を示すグラフである。
【図１７】銀の（１１１）配向率が剥離強度へ及ぼす影響を示すグラフである。
【図１８】酸化された銅、酸化されたニッケルの（１１１）配向率が剥離強度へ及ぼす影響を示すグラフである。
【図１９】銅を広角Ｘ線回折で測定した例を示すグラフである。
【図２０】ベンゼン環を８０ａｔ％含有する液晶性全芳香族ポリエステル（例えば、住友化学製のスミカスーパー）の分子構造を示す図である。
【図２１】銅の（１１１）面の結晶構造を示す図である。
【図２２】銅の（１１１）面の上に液晶性全芳香族ポリエステルの分子構造を重ねて上から見た図である。
【図２３】銀の（１１１）面の結晶構造を示す図である。
【図２４】銀の（１１１）面の上に液晶性全芳香族ポリエステルの分子構造を重ねて上から見た図である。
【図２５】本発明による実施例における半導体装置の製造工程を示す図であって、ダイシングを説明する斜視図である。
【図２６】図２５に続く半導体装置の製造工程を示す図であって、リードフレーム上に半導体チップを搭載する工程を示す斜視図である。
【図２７】図２６に続く半導体装置の製造工程を示す図であって、半導体チップとリードとをワイヤで電気的に接続する工程を示す斜視図である。
【図２８】図２７に続く半導体装置の製造工程を示す図であって、半導体チップを樹脂で封止する工程を示す斜視図である。
【図２９】本発明による実施例を示す半導体装置の外観斜視図である。
【符号の説明】
【００７２】
１：半導体装置、２：樹脂、３：リード、３ａ：アウターリード、３ｂ：インナーリード、４：タブ、５：半導体チップ、５ａ：ボンディングパッド、６：ワイヤ、１０：表面層、２０：半導体ウェハ、２０ａ：半導体チップ、２１：ブレード、２２：リードフレーム、２３：ワイヤ、２４：樹脂、２５：半導体装置、２６：リード。
【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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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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