(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードフレーム又は基板の素子搭載部に半導体素子を接合し、半導体素子とリードフレーム又は基板の一部をモールド樹脂によって封止してなる半導体装置であって、
平均粒径が１２〜３０ｎｍの銀ナノ粒子と、平均粒径が５〜８μｍの銀マイクロ粒子を含み、前記銀ナノ粒子と前記銀マイクロ粒子を重量換算で７．５対２．５ないし６．５対３．５の割合で含む銀ペースト材料の焼結体を、前記リードフレーム又は基板の表面の、少なくとも前記モールド樹脂によって封止される前記素子搭載部の周囲の一部に形成してなる半導体装置。
【請求項２】
前記焼結体の表面粗さが０．５ｕｍ以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
リードフレーム又は基板の素子搭載部に半導体素子を接合し、半導体素子とリードフレーム又は基板の一部をモールド樹脂によって封止してなる半導体装置の製造方法であって、
前記リードフレーム又は基板の表面の、少なくとも前記素子搭載部の周囲の一部に平均粒径が１２〜３０ｎｍの銀ナノ粒子と、平均粒径が５〜８μｍの銀マイクロ粒子を含み、前記銀ナノ粒子と前記銀マイクロ粒子を重量換算で７．５対２．５ないし６．５対３．５の割合で含む銀ペースト材料を塗布する工程、
前記銀ペースト材料を焼結し焼結体を形成する工程、
前記半導体素子、前記焼結体及び前記リードフレーム又は基板の一部をモールド樹脂によって封止する工程を有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リードフレーム又は基板と封止樹脂との密着性を高めた、高品質高信頼性の半導体装置及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リードフレームや基板の上に半導体素子を搭載し、必要に応じてワイヤボンディングを施した後、半導体素子や導電性ワイヤの周囲をリードフレームや基板の一部を含んでモールド樹脂によって封止することが、従来広く行われている。
そして、熱膨張係数の差などに起因する応力の発生によるモールド樹脂の内部における剥離、すなわちリードフレームや基板とモールド樹脂との界面等における剥離の発生を抑えるために、リードフレームや基板とモールド樹脂との密着性を高める様々な技術が開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１（特許第４３２９６７８号公報）には、リードフレームの表面のうちモールド樹脂の内部に位置する部位の少なくとも一部に、樹脂との密着性を高めるための粗化処理が施されること（請求項１）、その粗化処理がリードフレームの表面粗度を高くするための表面処理であり、その表面処理としてメッキ等により表面粗度の高い金属膜を素材表面に付着させる方法、薬液処理やサンドブラストやレーザ照射などによって素材の表面を荒らして素材そのものの表面粗度を上げる方法などがあること（段落００６０）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４３２９６７８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、リードフレームや基板表面にメッキを施したり、薬液処理等を施したりして粗化処理を行っても、熱応力の発生し易い環境においては樹脂剥離を抑えることが困難であるという問題や、粗化処理に特殊な装置や設備が必要であるとともに手間や時間がかかるため半導体装置のコスト上昇を招くといった問題がある。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の問題点を解決し、リードフレームや基板表面とモールド樹脂との密着性をさらに向上させ、熱応力の発生し易い環境においても樹脂剥離を抑えることができるとともに、量産化と低コスト化が可能な半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、リードフレーム又は基板の素子搭載部に半導体素子を接合し、半導体素子とリードフレーム又は基板の一部をモールド樹脂によって封止してなる半導体装置であって、平均粒径が１２〜３０ｎｍの銀ナノ粒子と、平均粒径が５〜８μｍの銀マイクロ粒子を含み、前記銀ナノ粒子と前記銀マイクロ粒子を重量換算で７．５対２．５ないし６．５対３．５の割合で含む銀ペースト材料の焼結体を、前記リードフレーム又は基板の表面の、少なくとも前記モールド樹脂によって封止される前記素子搭載部の周囲の一部に形成してなることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の半導体装置において、前記焼結体の表面粗さが０．５ｕｍ以上であることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明は、リードフレーム又は基板の素子搭載部に半導体素子を接合し、半導体素子とリードフレーム又は基板の一部をモールド樹脂によって封止してなる半導体装置の製造方法であって、前記リードフレーム又は基板の表面の、少なくとも前記素子搭載部の周囲の一部に平均粒径が１２〜３０ｎｍの銀ナノ粒子と、平均粒径が５〜８μｍの銀マイクロ粒子を含み、前記銀ナノ粒子と前記銀マイクロ粒子を重量換算で７．５対２．５ないし６．５対３．５の割合で含む銀ペースト材料を塗布する工程、前記銀ペースト材料を焼結し焼結体を形成する工程、前記半導体素子、前記焼結体及び前記リードフレーム又は基板の一部をモールド樹脂によって封止する工程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明の半導体装置又は請求項３に係る発明の半導体装置の製造方法によれば、リードフレーム又は基板の表面の、少なくともモールド樹脂によって封止される素子搭載部の周囲の一部に銀ペースト材料の焼結体を形成するだけで、リードフレーム又は基板とモールド樹脂の界面の剥離を抑えることができる。
特に、素子搭載部に金属ナノ接合材を塗布し半導体素子を載置した後、焼結して半導体素子を接合するタイプの半導体装置である場合、素子搭載部への金属ナノ接合材の塗布とともに素子搭載部の周囲の一部に平均粒径が１２〜３０ｎｍの銀ナノ粒子と、平均粒径が５〜８μｍの銀マイクロ粒子を含み、銀ナノ粒子と銀マイクロ粒子を重量換算で７．５対２．５ないし６．５対３．５の割合で含む銀ペースト材料を塗布して焼結するだけで済むため、追加的な手間やコストがほとんどかからず、量産化と低コスト化を実現することができる。
また、銀ペースト材料の焼結体とモールド樹脂との密着強度を飛躍的に高めることができるので、リードフレーム又は基板表面とモールド樹脂の界面の剥離を強力に抑えることができる。
【００１４】
請求項２に係る発明の半導体装置によれば、請求項１に係る発明の半導体装置による効果に加え、焼結体の表面粗さが０．５ｕｍ以上であるため、焼結体とモールド樹脂との密着強度が高く、リードフレーム又は基板表面とモールド樹脂の界面の剥離が生じにくい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１の半導体装置をリードフレームに垂直な面で切った断面図。
【図２】実施例１の半導体装置を製造する工程を示す図。
【図３】銀めっきと各種焼結体の表面粗さ及び封止樹脂との密着強度を示すグラフ。
【図４】銀ペースト材Ａ、Ｂの焼結条件Ｉ、IIによる焼結体の表面拡大写真。
【図５】銀ペースト材料の焼結体を用いた半導体装置の平面図。
【図６】各種の半導体装置単品及び実装品について超音波探傷した結果を示す図。
【図７】実施例２の半導体装置を基板に垂直な面で切った断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、実施例によって本発明の実施形態を説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は、実施例１の半導体装置１をリードフレーム２に垂直な面で切った断面図である。
図１に示すとおり、実施例１の半導体装置１は、リードフレーム２の上面に金属ナノ接合材３を焼結した接合体３’及び金属ペースト材料４を焼結した焼結体４’が形成され、接合体３’によって半導体素子５が接合され、半導体素子５とリードフレーム２とが導電性ワイヤ６でワイヤボンディングされ、焼結体４’、半導体素子５及び導電性ワイヤ６の周囲をモールド樹脂７で封止したものとなっている。
【００１８】
実施例１における金属ナノ接合材３としては、平均粒径が１０〜３００ｎｍの金属ナノ粒子と、これらが常温で凝集してしまうことを防止するために各金属ナノ粒子の周囲を被覆する有機分散剤と、有機溶剤とを含むものが好適である。
その理由は、このような金属ナノ接合材３は、量子サイズ効果により融点よりはるかに低い温度（銀の場合２００〜３００℃）で焼結が可能であるとともに、焼結後は有機分散剤と有機溶剤が揮発して完全に金属化してしまうことから、その金属固有の融点（銀の場合９６０℃程度）に相当する耐熱性、電気抵抗値、放熱性を有するものとなるからである。
また、金属ペースト材料４としては、上記の金属ナノ接合材と同じものを利用しても良いが、量子サイズ効果が高くより低い温度での焼結が可能である平均粒径１０〜１５０ｎｍの金属ナノ粒子を含むものや、同様の量子サイズ効果がある平均粒径１０〜１５０ｎｍの金属ナノ粒子と平均粒径２〜１０μｍの金属マイクロ粒子の両方を含むものがより好適である。
【００１９】
実施例１における焼結体４’は、接合体３’の周囲を適宜の間隔をおいて環状に取り囲むように形成する。焼結体４’の幅や高さはリードフレーム２や半導体素子５の大きさ及びモールド樹脂７による封止領域に応じて適宜設定する。
リードフレーム２は、プレス法、エッチング法、めっき法等によって製造された導電性のある板状体である（一例としては適宜の厚さを有する銅板）。
また、リードフレーム２は、接合体３’が形成される素子搭載部を有する部分（図１の左側）と、半導体素子５と導電性ワイヤ６で電気的に接続される複数の部分（図１の右側）からなっており、接合体３’、焼結体４’及び導電性ワイヤ６との密着性を高めるため、素子搭載部及び導電性ワイヤ６が接続される領域部分に銀めっきを施してある。
モールド樹脂７の材料は、エポキシ樹脂など絶縁性のある熱硬化性樹脂であるが、熱伝導性を高めるためのフィラーが添加されていても良い。
【００２０】
図２（１）〜（７）は、実施例１の半導体装置を製造する工程を示す図である。
以下、順を追って各工程について説明する。
【００２１】
＜第１工程（リードフレームの前処理）＞
図２（１）に示すように、リードフレーム２を準備し、素子搭載部及び導電性ワイヤ６が接続される領域の周囲に銀めっき８を施す。
【００２２】
＜第２工程（金属ペースト材料塗布）＞
図２（２）に示すように、準備したリードフレーム２の素子搭載部の周囲と、導電性ワイヤ６が接続される領域の周囲に、金属ペースト材料４として、銀粒子、有機分散剤及び有機溶剤を含む銀ペースト材料４をスクリーン印刷等適宜の方法により塗布する。
実施例１においては、銀粒子として銀ナノ粒子のみを含む場合と銀ナノ粒子及び銀マイクロ粒子の両方を含む場合について、リードフレーム２や焼結体４’と封止樹脂との密着性の違いを検証した（検証の結果については後記する）。
ここで、銀ナノ粒子のみを含む場合における銀ナノ粒子の平均粒径は７０ｎｍ程度、銀ナノ粒子及び銀マイクロ粒子の両方を含む場合における銀ナノ粒子の平均粒径は１５ｎｍ程度、銀マイクロ粒子の平均粒径は８μｍ程度、銀ナノ粒子と銀マイクロ粒子の含有比率は重量換算で７対３程度とした。いずれも、銀ペースト材料４の銀含有量は８５重量％程度、粘度は６０Ｐａ・s程度とした。
【００２３】
＜第３工程（金属ペースト材料焼結）＞
図２（３）に示すように、銀ペースト材料４を塗布したリードフレーム２をホットプレート上に載置し、ホットプレートを加熱して焼結する。
実施例１においては、焼結雰囲気と焼結温度を異ならせて焼結し、できあがったものについてリードフレーム２や焼結体４’と封止樹脂との密着性の違いを検証した（検証の結果については後記する）。
焼結雰囲気と焼結温度については、１８０℃以下では大気雰囲気中１８０℃以上では還元雰囲気中とした上で最終的な焼結温度を２５０℃とする場合と、ずっと大気雰囲気中で最終的な焼結温度を３００℃とする場合に分けた。
なお、焼結はホットプレートの表面温度を５０℃として加熱を開始し、毎分１５℃の温度勾配で最終的な焼結温度に到達させた後、１０分間程度保持することで完了する。
【００２４】
＜第４工程（金属ナノ接合材塗布）＞
図２（４）に示すように、金属ナノ接合材３として、銀ナノ粒子、有機分散剤及び有機溶剤を含む銀ナノ接合材３をリードフレーム２の素子搭載部に塗布する。
ここで、銀ナノ接合材３の平均粒径は６０ｎｍ程度、金属含有量は８５重量％程度、粘度は６０Ｐａ・s程度である。
【００２５】
＜第５工程（半導体素子のダイボンド、金属ナノ接合材焼結）＞
図２（５）に示すように、半導体素子５を適宜の手段によって銀ナノ接合材３の上に載せ、ホットプレートの表面温度を５０℃として加熱を開始し、毎分５℃の温度勾配で２５０℃に到達させた後、１０分間程度保持することで銀ナノ接合材３を焼結して接合体３’とし、半導体素子５をリードフレーム２の素子搭載部に接合する。
【００２６】
＜第６工程（内部配線）＞
図２（６）に示すように、半導体素子５の上面にある接続部とリードフレーム２の接続領域部分とを導電性ワイヤ６でワイヤボンディングする。
【００２７】
＜第７工程（樹脂封止）＞
図２（７）に示すように、焼結体４’、半導体素子５、導電性ワイヤ６及びリードフレーム２の一部をモールド樹脂７によって封止する。
【００２８】
上記第２工程及び第３工程の説明において後記するとした検証の結果を以下に示す。
金属ペースト材料４の種類としては、上記第２工程の説明に記載したとおり、銀粒子を銀ナノ粒子のみを含む材料（以下「銀ペースト材Ａ」という。）と、銀ナノ粒子及び銀マイクロ粒子の両方を含む材料（以下「銀ペースト材Ｂ」という。）の２種を選択し、焼結雰囲気と焼結温度の条件としては、上記第３工程の説明に記載したとおり、１８０℃以下では大気雰囲気中１８０℃以上では還元雰囲気中とした上で最終的な焼結温度を２５０℃とする場合（以下「焼結条件Ｉ」という。）と、ずっと大気雰囲気中で最終的な焼結温度を３００℃とする場合（以下「焼結条件II」という。）の２条件を選択する。
【００２９】
図３は、銀ペースト材Ａ及びＢと焼結条件Ｉ及びIIを組み合わせた４通りの焼結体４’並びに銀めっき８の表面に、直径１３ｍｍ、高さ２０ｍｍのタブレット状のモールド樹脂７を熱圧着（１８０℃×３０秒、６ＭＰａ）した試験片を作成し、これらの試験片にせん断応力をかけて、各焼結体４’及び銀めっき８とモールド樹脂７の界面が破断した時の最大応力を密着強度として測定した結果を示すグラフである。
縦軸は密着強度（ＭＰａ）であり、横軸は別途測定した各焼結体４’及び銀めっき８の表面粗さ（ｕｍ）である。
このグラフから分かるように、銀めっき８とモールド樹脂７の界面との密着強度は約１ＭＰａ、表面粗さは約０．４ｕｍであったのに対し、銀ペースト材Ａの焼結体４’ とモールド樹脂７の界面との密着強度は約２．５ＭＰａ、表面粗さは約０．５ｕｍ、銀ペースト材Ｂの焼結体４’ とモールド樹脂７の界面との密着強度は約６．５ＭＰａ、表面粗さは約１．１ｕｍであり、銀ペースト材Ｂの焼結体４’ とモールド樹脂７の界面との密着強度及び表面粗さが格別に高い値を示している。
なお、焼結条件ＩとIIでは銀ペースト材Ａ及びＢのいずれにおいても、密着強度及び表面粗さにそれほど大きな差は生じていない。
【００３０】
銀ペースト材Ａ、Ｂの焼結条件Ｉ、IIによる焼結体４’の表面拡大写真が図４である。
図４から、銀ペースト材Ｂの焼結体４’は銀ペースト材Ａの焼結体４’に比べて大きな凹凸が生じていること、焼結条件IIによる焼結体４’は焼結条件Ｉによる焼結体４’に比べて凹凸は大きいが表面が滑らかになっていることが分かる。
【００３１】
図５は、銀ペースト材料４の焼結体４’を有する半導体装置１の平面図である。
そして、図６は、焼結体４’を有していない銀めっきのみの半導体装置と、銀ペースト材Ａ、Ｂの焼結条件Ｉ、IIによる４種類の焼結体４’を有する半導体装置１を用意し、それぞれ単品のものと基板に実装したものについて超音波探傷観察を行い、剥離箇所を確認した結果を示す図である。
この図から分かるように、半導体装置単品のものにおいては、剥離箇所は全く確認できなかったが、基板に実装した半導体装置においては、銀めっき８のみを有するものでは右下の銀めっき８面の数箇所に小さな剥離が確認され、銀ペースト材Ａの焼結条件IIによる焼結体４’を有するものでは焼結体４’の回り（銀めっき８面）に大きな剥離が確認され、銀ペースト材Ｂの焼結条件Ｉによる焼結体４’を有するものでは左上の銀めっき８面の１箇所に小さな剥離が確認され、銀ペースト材Ｂの焼結条件IIによる焼結体４’を有するものでは右下、左上及び右上の銀めっき８面の３箇所に小さな剥離が確認された。
ただし、大きな剥離が確認された銀ペースト材Ａの焼結条件IIのものにおいても、焼結体４’によって剥離が堰き止められ、焼結体４’のある領域には剥離が発生していない。
【００３２】
このように半導体装置単品の場合と基板に実装した半導体装置の場合において、剥離状態に差が生じた理由としては、半導体装置を基板に実装するに際して、ハンダ付けのために２６０℃×１０秒程度の熱が半導体装置に加わり、リードフレーム２とモールド樹脂７の界面に熱応力が発生したことが原因と考えられる。
また、銀ペースト材Ａにおいて焼結条件IIのものの方が銀めっき８面に顕著に大きな剥離が確認された原因としては、以下のことが考えられる。
（１）焼結時の温度が３００℃と高く、銀めっき面に何らかのストレス等状態の変化があり、剥離を生じやすい状態であった。
（２）銀ペースト材Ｂのものは、銀ペースト材Ａのものよりも密着強度が著しく大きく、焼結条件IIのものでも銀めっき８面が大きな剥離状態に進展しなかった。
（３）銀めっき８のみを有するものは、銀ペースト材を焼結させる工程を踏んでいない為、銀めっき面へのストレスが少なく、小さい剥離に留まった。
ただし、図３に示した銀めっきと封止樹脂との密着強度の低さからみて、新たに熱応力が加われば、半導体素子下面に及ぶ剥離が真っ先に進展するものと考えられる。
【００３３】
これらの検証の結果から、樹脂封止される半導体装置のリードフレーム２とモールド樹脂７の界面における剥離の生じやすさについて次のことが確認できた。
（１）リードフレーム２の上面に金属ペースト材料４の焼結体４’を有する半導体装置１は、焼結体４’を有していない半導体装置に比べて、剥離が生じにくい。
（２）リードフレーム２の上面に金属ペースト材料４の焼結体４’を有する半導体装置１の中でも、金属ペースト材料４中に金属ナノ粒子及び金属マイクロ粒子の両方を含むものの方が、金属ペースト材料４中に金属ナノ粒子のみを含むものに比べて、剥離が生じにくい。
（３）リードフレーム２の上面に金属ペースト材料４の焼結体４’を有する半導体装置１の中でも、金属ペースト材料４を焼結する時、最終的な焼結温度の低いものの方が、最終的な焼結温度の高いものに比べて、半導体装置１が熱応力の発生する環境に置かれることによって起きる銀めっき８面の剥離が生じにくい。
ただし、焼結体４’と少なくとも一部が接する内部の領域においては、最終的な焼結温度に関わらず、剥離が生じにくい。
（４）金属ペースト材料４を焼結する時の焼結雰囲気は、剥離の発生に大きな差をもたらさない。
そのため、焼結雰囲気については、リードフレーム２等の酸化が半導体素子１の特性に悪影響をもたらすか否かによって、適宜選択すれば良い。
【実施例２】
【００３４】
実施例２は、基板１２の上に半導体素子１５を実装するＣＯＢ（チップオンボード）タイプの半導体装置１１である。
そして、図７は半導体装置１１を基板１２に垂直な面で切った断面図である。
図７に示すとおり、実施例２の半導体装置１１は、基板１２の上面に金属ナノ接合材を焼結した接合体１３’及び金属ペースト材料を焼結した焼結体１４’が形成され、接合体１３’の上面に半導体素子１５が搭載され、半導体素子１５の上面にある接続部と基板１２の接続領域部分とを導電性ワイヤ１６でワイヤボンディングした後、基板１２の上面において半導体素子１５と導電性ワイヤ１６の周囲をモールド樹脂１７で封止し、モールド樹脂１７の周縁部が、焼結体１４’の内周部と接するようにしたものである。
また、金属ナノ接合材及び金属ペースト材料には、それぞれ実施例１の銀ナノ接合材３及び銀ペースト材料４が好適に用いられ、導電性ワイヤ１６やモールド樹脂１７については、実施例１と同様に半導体装置１１の用途や使用環境等に応じて適宜選択される。
【００３５】
実施例２の半導体装置１１を製造する工程については、実施例１の第１工程において、リードフレーム２に代えて素子搭載部や導電性ワイヤ１６が接続されるパターンを有する基板１２を準備する点、第２工程において、導電性ワイヤ１６が接続される領域の周囲に金属ペースト材料を塗布しない点、及び第７工程において、モールド樹脂１７の周縁部が焼結体１４’の内周部と接するようにした点を除いて、実施例１の半導体装置１を製造する工程と同様である。
【００３６】
実施例１、２の変形例を列記する。
（１）実施例１、２の半導体装置１、１１は、半導体素子５、１５とリードフレーム２又は基板１２とをワイヤボンディングした後、モールド樹脂７、１７で封止するものであるが、半導体素子１、１１の下面とリードフレーム２又は基板１２とをバンプ接合した後にモールド樹脂７、１７で封止するものであっても良い。
（２）実施例１の焼結体４’は、接合体３’、１３’から離して周囲を取り囲むように形成しているが、接合体３’、１３’に接していても良い。
また、焼結体４’は連続した環状に形成しているが、とぎれとぎれに形成しても良く、環状ではなく渦巻き状に形成しても良い。
さらに、環状又は渦巻き状に加えて封止部の端部に達する放射状の焼結体４’を形成すれば、特に封止部の端部における剥離を抑止することができる。
（３）実施例１の第１工程においては、リードフレーム２の素子搭載部及び導電性ワイヤ６が接続される領域部分に銀めっきを施したが、銀めっきは必ずしも必要ではなく、接合体３’、焼結体４’及び導電性ワイヤ６とリードフレーム２との密着性を高めるために、銀めっき以外のめっき処理、コーティング処理及び粗化処理のうちいずれかの処理を施しても良い。
（４）実施例１の第２工程においては、銀ペースト材料４が銀ナノ粒子のみを含む場合における銀ナノ粒子の平均粒径は７０ｎｍ程度、銀ナノ粒子及び銀マイクロ粒子の両方を含む場合における銀ナノ粒子の平均粒径は１５ｎｍ程度、銀マイクロ粒子の平均粒径は８μｍ程度、銀ナノ粒子と銀マイクロ粒子の含有比率は重量換算で７対３程度とし、いずれも、銀ペースト材料４の銀含有量は８５重量％程度、粘度は６０Ｐａ・s程度とした。
しかし、銀粒子の平均粒径については別途検証した結果、銀粒子の平均粒径を選択することによって、量子サイズ効果と焼結体の表面粗度の大きさ（封止樹脂との密着性の高さ）を変えることができることが分かった。
また、銀ナノ粒子及び銀マイクロ粒子の両方を含む場合には、平均粒径１０〜１５０ｎｍの銀ナノ粒子と平均粒径２〜１０μｍの銀マイクロ粒子を重量換算で８対２ないし６対４の割合で含むものであれば良く、平均粒径１２〜３０ｎｍの銀ナノ粒子と平均粒径５〜８μｍの銀マイクロ粒子を重量換算で７．５対２．５ないし６．５対３．５の割合で含むものであるとより良い。
さらに、銀ペースト材料４の銀含有量は７０〜９５重量％、粘度は１〜１２０Ｐａ・sであれば使用に耐えることも分かった。
（５）実施例１の第２工程及び第３工程においては、リードフレーム２の上面に銀ペースト材料４を塗布した後、リードフレーム２をホットプレート上に載置して加熱したが、リードフレーム２をホットプレートを含む適宜の加熱手段で予熱しておいて銀ペースト材料４を塗布しても良いし、リードフレーム２を適宜の加熱手段で加熱しながら銀ペースト材料４を塗布し、引き続き加熱焼結しても良い。
そうすることにより、リードフレーム２を最終的な焼結温度とするまでの時間を短縮することができる。
（６）実施例１の第３工程においては、最終的な焼結温度とするまでの温度勾配については毎分１５℃とした。
しかし、別途温度勾配を変化させて検証した結果、毎分５〜３０℃であれば焼結体４’を得ることができることが分かっており、１５℃には限定されない。
なお、実施例１において温度勾配を毎分１５℃とした理由は、上記の検証の結果、温度勾配が大きいほど焼結体４’の表面粗度は大きくなる（焼結体４’と封止樹脂との密着性は高まる）ことも分かったが、温度勾配を大きくすると設備コストが上がり、温度勾配を小さくすると焼結時間が長くなるため、毎分１５±２．５℃程度が両者のバランスがとれる範囲であると判断するに至ったからである。
（７）実施例１の第５工程においては、最終的な焼結温度とするまでの温度勾配について
は毎分５℃とした。
しかし、別途温度勾配を変化させて検証した結果、毎分１〜２０℃であれば焼結体４’を得ることができることが分かっており、５℃には限定されない。
なお、実施例１において温度勾配を毎分５℃とした理由は、上記の検証の結果、温度勾配が大きいほど銀ナノ接合材３に含まれる有機成分の揮発が急激に起こり、半導体素子下部にボイドが発生しやすく、温度勾配を小さくすると焼結時間が長くなるため、毎分５±１℃程度が両者のバランスがとれる範囲であると判断するに至ったからである。
（８）実施例１の第３工程においては、リードフレーム２を表面温度５０℃のホットプレート上に載置した後、ホットプレートの表面温度を毎分１５℃の温度勾配で最終的な焼結温度である２５０℃又は３００℃に到達させた後、１０分間程度保持することで銀ペースト材料４の焼結体４’を得、第５工程においては、ホットプレートの表面温度を５０℃として加熱を開始し、毎分５℃の温度勾配で２５０℃に到達させた後、１０分間程度保持することで金属ナノ接合材３の接合体３’を得たが、焼結に要する時間は、半導体素子のサイズ、ホットプレートの表面温度及びリードフレーム２の材質やサイズによって大きく変化するので、製造に際しては加熱する際の温度勾配、最終的な焼結温度及び加熱時間を適宜最適化する必要がある。
（９）実施例１の第３工程及び第５工程においては、焼結に用いる加熱手段としてホットプレートを用いたが、内部の温度を任意の温度に保持できる焼成室を用いる等、リードフレーム２と半導体素子５の接合に用いる金属ナノ接合材３を加熱し焼結できるものであれば適宜選択することができる。
（１０）実施例１の第４工程においては、リードフレーム２の素子搭載部に銀ナノ接合材３を塗布したが、リードフレーム２の素子搭載部に代え又は加えて、半導体素子５の裏面に金属ナノ接合材３を塗布しても良い。
また、実施例１においては、焼結体４’を得た後（第３工程後）に、銀ナノ接合材３を塗布（第４工程）し、半導体素子５をリードフレーム２の素子搭載部に接合（第５工程）したが、第２工程の前又は後に金属ナノ接合材３を塗布し半導体素子５を載せて、第３工程で金属ペースト材料４と一緒に金属ナノ接合材３の焼結を行い、半導体素子５をリードフレーム２の素子搭載部に接合しても良い。
そうした場合、半導体装置１の製造に要する時間を短縮することができる。
（１１）実施例１の第４工程においては、リードフレーム２の素子搭載部に塗布する銀ナノ接合材３の平均粒径を６０ｎｍ程度、金属含有量を８５重量％程度、粘度を６０Ｐａ・s程度としたが、平均粒径は５０〜７０ｎｍ、金属含有量は７０〜９５重量％、粘度は１〜１２０Ｐａ・sであれば良い。
（１２）実施例１においては、半導体素子５の上面にある接続部とリードフレーム２の接続領域部分とを導電性ワイヤ６でワイヤボンディングしたが、半導体素子５の下面にある接続部とリードフレーム２の上面にある接続領域とをバンプ接続しても良い。
その場合、リードフレーム２と半導体素子５との接合は、絶縁性の樹脂等により行うこととなり、モールド樹脂７によってリードフレーム２と半導体素子５とを接合するようにしても良い。また、モールド樹脂７で、半導体素子５の側面及び上面全部を覆う必要もなくなり、半導体素子５の側面の下側又は上面の周辺側から少なくとも焼結体４’の内周面にかけての部分が覆われるようにすれば良い。
（１３）実施例２においては、モールド樹脂１７の周縁部が、焼結体１４’の内周部と接するようにしたが、モールド樹脂１７は焼結体１４’の内周部だけでなく上面部や外周部と接するようにしても良い。
【符号の説明】
【００３７】
１、１１  半導体装置      ２  リードフレーム
３  金属ナノ接合材（銀ナノ接合材）      ３’、１３’  接合体
４  金属ペースト材料（銀ペースト材料）      ４’、１４’  焼結体
５、１５  半導体素子      ６、１６  導電性ワイヤ
７、１７  モールド樹脂      ８  銀めっき
【要約】      （修正有）【課題】リードフレームや基板表面とモールド樹脂との密着性向上と、量産化と低コスト化を一挙に解決できる半導体装置を提供する。【解決手段】リードフレーム２の素子搭載部に半導体素子５を接合し、半導体素子５とリードフレーム２の一部をモールド樹脂７によって封止してなる半導体装置１であって、平均粒径が１０〜３００ｎｍの金属ナノ粒子を含む金属ペースト材料の焼結体４’を、素子搭載部の周囲に形成してなる。【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図４】
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