(57)【要約】【課題】金属製の面材等からなる積層体とエポキシ系熱硬化性樹脂からなる封止樹脂体が接着用表面処理剤を介して固定された半導体装置に関し、製造コストの削減と製造時間の短縮を図ることができ、接着用表面処理剤を介して積層体と封止樹脂体を強固に接続することのできる半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】少なくとも金属製の面材１と半導体素子２が積層してなる積層体５のうち、少なくとも面材１の露出面の一部に、アミンと溶媒である水から形成されたアミン系の接着用表面処理剤を塗工して接着用表面処理層６を形成するステップ、接着用表面処理層６を介して積層体５の上にエポキシ系熱硬化性樹脂をポッティングして封止樹脂体９を成形し、積層体５と封止樹脂体９からなる半導体装置１０を製造するステップからなる半導体装置の製造方法である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも金属製の面材と半導体素子が積層してなる積層体のうち、少なくとも該面材の露出面の一部に、アミンと溶媒である水から形成されたアミン系の接着用表面処理剤を塗工して接着用表面処理層を形成する第１のステップ、
接着用表面処理層を介して積層体の上にエポキシ系熱硬化性樹脂をポッティングして封止樹脂体を成形し、積層体と封止樹脂体からなる半導体装置を製造する第２のステップからなる半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記第２のステップにおいて前記ポッティングがトランスファー成形の場合には、第１のステップにおいて積層体を構成する金属製の面材の全部もしくは一部を予熱し、この予熱によって接着用表面処理剤の面材への焼付けが同時に実行される請求項１に記載の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、金属製の面材と半導体素子が積層してなる積層体と封止樹脂体からなる半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）等の半導体素子を搭載した半導体装置（パワーモジュール）は、回路基板やリードフレーム、半導体素子等がはんだ層等を介して接続された積層体がケース内に収容され、さらにこのケース内に封止樹脂体が形成された構成のものや、ケースレス構造であって、比較的硬質の封止樹脂体で上記積層体が封止された構成のものなど、多様な形態が存在している。なお、ケースレス構造のもの、ケースを具備する構造のもののいずれであっても、ヒートシンクや冷媒を還流させる冷却器などがさらに配されて半導体素子からの熱をこれらに放熱させる構造が一般に適用されている。
【０００３】
ここで、従来の半導体装置の一つの実施の形態を、その製造方法とともに図８を参照して説明する。まず、金属製の面材であるリードフレームＬ１、半導体素子Ｃ，ヒートシンクＥがそれぞれはんだ層Ｓ１，Ｓ２を介して相互に接合された積層体を製作する。
【０００４】
この積層体の表面に接着用表面処理剤を塗工（ディッピングした後にスピンコートをおこなう等）し、接着用表面処理剤を乾燥させた後、熱処理して接着用表面処理剤を硬化させる。ここで、従来は接着用表面処理剤としてポリイミド系樹脂が一般に使用されており、このポリイミド系樹脂がN-メチル-2-ピロリドン(NMP)等の有機溶媒に含有されて接着用表面処理剤が形成されている。
【０００５】
このような接着用表面処理剤を塗工し、乾燥および熱処理して硬化させることでリードフレームＬ１等の露出面に硬化してなる接着用表面処理層Ｂを焼付けた後、リードフレームＬ１等を予熱する。
【０００６】
接着用表面処理層Ｂでコートされた積層体の側方に、リードフレームＬ２、Ｌ３をそれぞれ配設し、それらを半導体素子ＣにボンディングワイヤＷで繋ぐ。
【０００７】
最後に、積層体やリードフレームＬ２，Ｌ３の一部を一体に巻き込むようにしてエポキシ系熱硬化性樹脂をポッティングし、エポキシ系熱硬化性樹脂の硬化を促進させるアフターキュア（接着力強化のための追加加熱）することで封止樹脂体Ｐを成形し、半導体装置Ｄが製造される。
【０００８】
封止樹脂体Ｐを熱硬化性樹脂にて成形する理由は、仮に封止樹脂体をポリフェニレンサルファイド(PPS)等の熱可塑性樹脂にて成形した場合に、この樹脂材料が溶融する温度以上の雰囲気（PPSの場合は250℃程度以上）でないと反応が開始せず、このような温度雰囲気でははんだが溶けてしまって装置を製造できないためである。
【０００９】
封止樹脂体Ｐを成形することにより、積層体の構成部材同士の固定度を高めることができ、積層体に外気中の湿気が浸入するのを抑制でき、さらには端子間の絶縁を保証することができる。
【００１０】
このエポキシ系熱硬化性樹脂からなる封止樹脂体ＰとリードフレームＬ１等の金属製の面材は接着しないことから、図示するように接着用表面処理剤が硬化した表面処理層Ｂを介して双方を接続するようにしている。そして、この表面処理層Ｂによる接着力を高めることを主目的としてポリイミド系樹脂からなる接着用表面処理剤が使用されている。
【００１１】
しかしながら、このように、積層体を構成するリードフレームＬ１等の金属製の面材と封止樹脂体Ｐをポリイミド系樹脂と有機溶媒からなる接着用表面処理剤が硬化した表面処理層Ｂで接着することから、接着用表面処理剤が高価なものとなり、製造コストを増加させる一因となっている。
【００１２】
また、接着用表面処理剤がNMP等の有機溶媒を有することから、その乾燥や焼付けに時間を要するといった問題や、乾燥時の揮発溶媒の回収設備を必要とし、回収物の保存管理も必要となり、さらには、この保存管理に際してNMPの場合には吸湿性がよいことから湿度管理も必要となり、これらのことも製造コスト増の要因となっている。なお、このように有機溶媒を乾燥させ、揮発させる理由は、接着用表面処理剤が硬化してなる接着用表面処理層中に有機溶媒が残存していると接着力を低下させるためである。
【００１３】
さらに、上記接着用表面処理剤は接着強度に膜厚依存性があり、膜厚が薄い場合には接着強度が発現し難いことに加えて、塗工時に積層体構成部材の縁に溜まり易く、このことによって厚み斑が発生し易いといった問題もある。
【００１４】
ここで、特許文献１には、金属部と樹脂部が接着された複合体に関し、金属部は表面にカルボキシル基とアミノ基の少なくとも一方が付与されたものであり、樹脂部はエポキシ基を含む接着性改質剤が配合されたものであり、カルボキシル基及びアミノ基の少なくとも一方とエポキシ基との相互作用によって金属部と樹脂部が接着されている複合体が開示されている。
【００１５】
ここで開示される樹脂部は、ポリフェニレンサルファイド(PPS)やポリアミド(PA)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等のエンジニアリングプラスチック、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ポリ塩化ビニル(PVC)等の熱可塑性樹脂を主剤としたものであり、接着性改質剤（添加剤）としてエポキシ基を含むものが添加されているに過ぎないことから、金属部と熱可塑性樹脂からなる樹脂部を繋ぐ技術である。したがって、金属製の面材等からなる積層体とエポキシ系熱硬化性樹脂からなる封止樹脂体を接着用表面処理剤を介して固定する技術とは全く異なる技術であり、引用文献１で開示の技術に基づいて、図８で示す従来製法による半導体装置の有する上記種々の課題を解消することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２０１０−１７３２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、金属製の面材等からなる積層体とエポキシ系熱硬化性樹脂からなる封止樹脂体が接着用表面処理剤を介して固定された半導体装置に関し、製造コストの削減と製造時間の短縮を図ることができ、接着用表面処理剤を介して積層体と封止樹脂体を強固に接続することのできる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記目的を達成すべく、本発明による半導体装置の製造方法は、少なくとも金属製の面材と半導体素子が積層してなる積層体のうち、少なくとも該面材の露出面の一部に、アミンと溶媒である水から形成されたアミン系の接着用表面処理剤を塗工して接着用表面処理層を形成する第１のステップ、接着用表面処理層を介して積層体の上にエポキシ系熱硬化性樹脂をポッティングして封止樹脂体を成形し、積層体と封止樹脂体からなる半導体装置を製造する第２のステップからなるものである。
【００１９】
本発明の製造方法は、アミンと溶媒である水から形成されたアミン系の接着用表面処理剤を金属製の面材の露出面の一部に塗工してエポキシ系熱硬化性樹脂からなる封止樹脂体と積層体を接着することにより、アミンがプロトン化して金属表面と水素結合して強固に接続されるとともに、アミンがエポキシ基の開環反応によって強固に接続されることから、アミン系の接着用表面処理剤を介して、積層体と封止樹脂体を強固に接続することができる。
【００２０】
さらに、アミン系の接着用表面処理剤が溶媒として水（さらにエタノール等を含んでもよい）を有することから、有機溶媒を有する場合の上記様々な課題を全て解消することができる。
【００２１】
積層体を構成する金属製の面材としては、リードフレームやダイパッド、回路基板や応力緩和基板等の基板、純Alからなる基板とAlN(窒化アルミニウム)からなる基板を積層してなるDBA（絶縁基板）、ヒートシンクなどを挙げることができ、これらの一種もしくは二種以上が多様な積層態様で積層され、これと半導体素子とによって積層体が構成される。
【００２２】
ここで、「少なくとも面材の露出面の一部」なる構成の意味を説明するために、相対的に平面積の大きなリードフレームの中央に半導体素子がはんだ層を介して接続されて積層体を形成し、この積層体の上（リードフレームの上面の中ではんだ層が存在しない領域や半導体素子の上面）に封止樹脂体が成形される形態を取り上げる。
【００２３】
この形態の半導体装置において、「少なくとも面材の露出面の一部」とは、たとえばリードフレームの上面の中ではんだ層が存在しない領域や、これにさらに半導体素子の上面を加えた領域など、封止樹脂体と接着される全ての領域やそのうちの一部の領域のことを意味しており、リードフレームの下面などの封止樹脂体と接着されない領域は含まれない。
【００２４】
また、エポキシ系熱硬化性樹脂の「ポッティング」とは、圧縮成形やトランスファー成形、射出成形など、成形全般の中から選択される好適な成形方法を意味している。
【００２５】
特にトランスファー成形を適用する場合には、第１のステップで形成された接着用表面処理層を有する積層体の上に第２のステップで封止樹脂体を成形するに当たり、エポキシ系熱硬化性樹脂の流動性を良好にするために、積層体を構成する金属製の面材の全部もしくは一部を予熱しておくことが好ましい。そして、アミン系の接着用表面処理剤を使用していることから、リードフレームの予熱とアミン系の接着用表面処理剤の焼付けを同じ熱処理にて一度に実施することができる。
【００２６】
本発明の製造方法によれば、上記するようにアミンが金属製の面材およびエポキシ系熱硬化性樹脂からなる封止樹脂体の双方と強固に接続されるとともに、エポキシ系熱硬化性樹脂の硬化剤としても寄与することから、熱硬化性樹脂が加熱硬化する際に、金属製の面材と熱硬化性樹脂の接着が同時におこなわれることとなり、従来の製造方法のように熱硬化性樹脂の追加加熱（アフターキュア）を不要とできる。
【発明の効果】
【００２７】
以上の説明から理解できるように、本発明の半導体装置の製造方法によれば、アミンと溶媒である水から形成されたアミン系の接着用表面処理剤を金属製の面材の露出面の一部に塗工してエポキシ系熱硬化性樹脂からなる封止樹脂体と積層体を接着することにより、アミンが金属製の面材およびエポキシ系熱硬化性樹脂からなる封止樹脂体の双方と強固に接続されるとともに、エポキシ系熱硬化性樹脂の硬化剤として寄与することで熱硬化性樹脂の加熱硬化と金属製の面材と熱硬化性樹脂の接着を同時におこなうことができ、製造時間を従来製法に比して格段に短縮することができる。
【００２８】
さらに、接着用表面処理剤の材料コストの低減や、この接着用表面処理剤の揮発物の回収や管理などを不要とできることに起因するコスト削減などに基づいて、製造コストを大幅に削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の半導体装置の製造方法の第１のステップを説明した模式図である。
【図２】図１に続いて製造方法の第２のステップを説明した模式図である。
【図３】接着用表面処理剤にポリイミド系接着剤とアミン系接着剤を使用した場合の乾燥・焼付け時間を比較した結果を示した図である。
【図４】（ａ）はせん断接着強度を測定したテストピースを示した斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ矢視図である。
【図５】耐久試験の一例として（ａ）は85℃で湿度85%の雰囲気下における時間とせん断接着強度の関係を示した図であり、（ｂ）は150℃における高温雰囲気下における時間とせん断接着強度の関係を示した図であり、（ｃ）は−40℃と150℃の冷熱サイクルにおける時間とせん断接着強度の関係を示した図であり、（ｄ）は−40℃における低温雰囲気下における時間とせん断接着強度の関係を示した図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、テストピースを構成する金属製の面材が銅の場合とアルミニウムの場合における、ポリイミド系接着剤とアミン系接着剤を使用した場合のせん断接着強度の測定結果を示した図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、接着用表面処理剤にポリイミド系接着剤とアミン系接着剤を使用した場合における、アフターキュア有り、無しの場合のせん断接着強度の測定結果を示した図である。
【図８】従来の半導体装置を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面を参照して本発明の半導体装置の製造方法とこの方法によって製造された半導体装置の一実施の形態を説明する。なお、製造される半導体装置は図示例のものに何等限定されるものではなく、絶縁基板や応力緩和板などの他の金属製の面材が積層体の構成要素である半導体装置であってもよく、これらの積層体がケース内に収容された形態、ケース内に封止樹脂体がポッティングされた形態などであってもよい。
【００３１】
（半導体装置とその製造方法の実施の形態）
図１，２はその順で、本発明の半導体装置の製造方法の第１のステップおよび第２のステップを説明したフロー図である。
【００３２】
図１で示すように、リードフレーム１、半導体素子２、およびヒートシンク３がはんだ層４Ａ，４Ｂで相互に接続されてなる積層体５を製作する。
【００３３】
リードフレーム１は、アルミニウムやその合金、銅やその合金などの金属コアの周囲にニッケルめっき等が施されて形成されている。
【００３４】
また、はんだ層４Ａ，４Ｂ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、環境影響負荷低減を図るべく、Sn−Ag系はんだ、Sn−Cu系はんだ、Sn−Ag−Cu系はんだ、Sn−Zn系はんだ、Sn−Sb系はんだなどのPbフリーはんだからなるものが好ましい。
【００３５】
積層体５の側方に、直流電流を装置に提供するリードフレーム７Ａと、装置にて直流電流が変換された交流電流を外部へ提供するリードフレーム７Ｂをそれぞれ配設し、それらを半導体素子２にボンディングワイヤ８で繋ぐ。
【００３６】
この積層体１の上方の全面にアミン系の接着用表面処理剤を塗工（積層体１の上面を容器内に収容された接着用表面処理剤にディッピングする）し、乾燥させて接着用表面処理層６を形成する。
【００３７】
ここで、接着用表面処理剤の有する官能基のアミンとしては、脂肪族アミン、芳香族アミン、ポリアミドアミン、第３アミンなどを挙げることができる。
【００３８】
接着用表面処理剤の塗工においては、アミンを水からなる溶媒に含有させて接着用表面処理剤を生成し、これを塗工する（以上、第１のステップ）。
【００３９】
溶媒に水を用いることで、溶媒に有機溶媒を用いる場合の様々な課題、すなわち、その乾燥や焼付けに時間を要すること、乾燥時の揮発溶媒の回収設備を必要とし、回収物の保存管理を要すること、これらのことによって製造コストが増加するといった課題を解消することができる。また、有機溶媒を有する場合の乾燥や加熱硬化に長時間を要するといった課題も解消され、接着用表面処理層形成までの時間を大幅に短縮することができる。
【００４０】
次に、リードフレーム１を予熱した上で、接着用表面処理層６にて表面が包囲された積層体５とリードフレーム７Ａ、７Ｂの一部を巻き込むようにしてエポキシ系熱硬化性樹脂をポッティングし、リードフレーム１からの熱等によってエポキシ系熱硬化性樹脂が加熱硬化されて図２で示す封止樹脂体９が成形され、半導体装置１０が製造される（第２のステップ）。
【００４１】
ここで、エポキシ系熱硬化性樹脂は末端に反応性のエポキシ基を持つ熱硬化型の合成樹脂であり、ビスフェノールAとエピクロルヒドリンとの縮合反応により製造されるビスフェノールA型エポキシ樹脂や、ノボラック系エポキシ樹脂、トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、多官能エポキシ樹脂、可撓性エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、高分子型エポキシ樹脂およびグリシジルエステル型エポキシ樹脂などを挙げることができ、これらを単独で、もしくは、ビスフェノールA型エポキシ樹脂とその他の一種もしくは二種以上の樹脂を混合して使用することもできる。
【００４２】
また、エポキシ系熱硬化性樹脂の中には、熱伝導性と熱膨張の改善を目的としてシリカやアルミナ、窒化ホウ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化マグネシウム等の無機フィラーが含有されていてもよい。
【００４３】
図示する製造方法では、アミンと溶媒である水から形成されたアミン系の接着用表面処理剤を金属製の面材の露出面の一部に塗工してエポキシ系熱硬化性樹脂からなる封止樹脂体９と積層体５を接着することから、アミンがプロトン化して金属製の面材の表面と水素結合して強固に接続される。さらに、アミンがエポキシ基の開環反応によって強固に接続される。したがって、アミン系の接着用表面処理剤を介して、積層体５と封止樹脂体９を強固に接続することができる。
【００４４】
また、アミンがエポキシ系樹脂に取り込まれることで接着用表面処理層６の膜厚が薄くなり、接着強度のばらつきも無くなる。
【００４５】
さらに、アミンはエポキシ系熱硬化性樹脂の硬化剤としても寄与することから、熱硬化性樹脂が加熱硬化する際に、リードフレーム１等の金属製の面材と熱硬化性樹脂の接着が同時におこなわれることとなり、従来の製造方法のように熱硬化性樹脂の追加加熱（アフターキュア）を不要とすることができ、溶媒に水が適用されることと相俟って、製造時間を大幅に短縮することができる。
【００４６】
[ポリイミド系とアミン系の接着用表面処理剤を使用した場合の乾燥・焼付け時間の比較とその結果]
本発明者等は、接着用表面処理剤にポリイミド系のもの（従来例）とアミン系のもの（本願発明の構成）を使用した場合の、乾燥・焼付け時間の比較をおこなった。その結果を、以下の表１と図３に示す。なお、図３では、ポリイミド系の接着用表面処理剤の乾燥・焼付け時間を100%として、アミン系の接着用表面処理剤の値をこの100%に対する値に算出し直してグラフ化している。
【００４７】
【表１】
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【００４８】
表１、図３より、ポリイミド系の接着用表面処理剤に比してアミン系の接着用表面処理剤は、乾燥・焼付け時間が2時間程度から15分程度と格段に短くなる。さらに、膜厚も0.5μm〜20μmから数百nmと薄くなり、しかも不均一な膜厚であったものが均一な膜厚になることで接着強度のばらつきが小さくなる。
【００４９】
[各種耐久試験後におけるせん断接着強度を測定した実験とその結果]
本発明者等はさらに、アミン系の接着用表面処理剤を使用して金属製の面材に封止樹脂体を接着してなるテストピースを作成し、各種の耐久試験後におけるせん断接着強度を測定する実験をおこなった。
【００５０】
図４にテストピースを示している。同図で示すように、テストピースＴＰは、金属製の面材として、Cu素材の板材Ｈ１とその表面のNiめっき層Ｈ２からなる面材の表面に接着用表面処理層Ｈ３を形成して被着体Ｈを形成し、この被着体Ｈの表面に切頭円錐型の封止樹脂体Ｆを接着させて構成したものである。
【００５１】
テストピースＴＰの製作方法を説明すると、ニッケルめっきした銅板に対して20倍に希釈したポリアリルアミン水溶液をディッピングによって塗布し、乾燥させた。なお、ポリアリルアミン水溶液は希釈率10〜2000倍で接着力が発現するが、今回は20倍に希釈した水溶液を使用した。
【００５２】
ニッケルめっきは中低リンニッケルめっき、銅板はC1020を使用した。また、乾燥は5分、焼付けは10分でおこなった。
【００５３】
封止樹脂体を形成するエポキシ樹脂は信越化学工業社製のKMC-180を一例として使用した。
【００５４】
被着体Ｈ上にフィラーが充填されたエポキシ樹脂をトランスファー成形によって接着した。この成形条件は175℃/2分で実施し、製作されたテストピースＴＰを180℃で4時間、アフターキュアしたものを実験に用いた。
【００５５】
せん断接着強度の測定はシェア試験機を使用し、せん断速度を50μm/s、封止樹脂体Ｆのせん断高さを0.1mmに設定した。
【００５６】
製作したテストピースＴＰに対して、各種の耐久雰囲気下に置き、一定時間の耐久試験後にせん断試験をおこなった。ここで、耐久試験の一例として、高温高湿放置（85℃で85%）、高温放置（150℃）、冷熱試験（−40℃と150℃の繰返し）、低温放置（−40℃）である。その結果をそれぞれ、図５のａ、ｂ、ｃ、ｄに示す。なお、各試験結果ともに、要求値の値を100%とし、測定値をこの100%に対する数値に算出し直してプロットしている。
【００５７】
各試験結果ともに、500時間後、1000時間後、および2000時間後の測定結果はいずれも要求値を満たしている。
【００５８】
従来使用されているポリイミド系の接着用表面処理剤では、リードフレームとエポキシ系熱硬化性樹脂がアンカー効果で接着しているのに対して、本発明で適用しているアミン系の接着用表面処理剤は、アミンがプロトン化してリードフレームと水素結合し、さらにアミンがエポキシ基の開環反応によって接続されており、いずれも化学反応に基づいた接続であることからアンカー効果による接続に比して接着強度が格段に高くなっている。
【００５９】
[ポリイミド系とアミン系の接着用表面処理剤を使用した場合の銅製およびアルミニウム製の面材に対するせん断接着強度を測定した実験とその結果]
本発明者等はさらに、銅製の面材とアルミニウム製の面材に対して、ニッケルめっきなしでポリイミド系とアミン系の接着用表面処理剤をそれぞれ塗布・乾燥させ、封止樹脂体を成形してテストピースを製作し、それぞれのテストピースに上記と同様のせん断試験をおこなった。試験結果を図６ａ、ｂに示す。なお、図６ａ，ｂでは、ポリイミド系の接着用表面処理剤の測定値を100%として、アミン系の接着用表面処理剤の測定値をこの100%に対する値に算出し直してグラフ化している。
【００６０】
ここで、図６ａは、テストピースを構成する金属製の面材が銅の場合の結果であり、図６ｂは、テストピースを構成する金属製の面材がアルミニウムの場合の結果である。
【００６１】
図６ａより、銅素材の面材の場合には、ポリイミド系接着用表面処理剤を使用したテストピースに比してアミン系接着用表面処理剤を使用したテストピースのせん断接着強度は2倍となり、図６ｂより、アルミニウム素材の面材の場合には、ポリイミド系接着用表面処理剤を使用したテストピースに比してアミン系接着用表面処理剤を使用したテストピースのせん断接着強度は3.4倍となり、いずれもせん断接着強度は大きく向上することが実証されている。
【００６２】
[アフターキュア有り、無しの場合のせん断接着強度を測定した実験とその結果]
本発明者等はさらに、アフターキュア（追加加熱）の有り、無しがせん断接着強度に影響を与えるか否かを検証する実験をおこなった。
【００６３】
ここで、従来の製造方法は既述するように、積層体をポリイミド系接着剤内にディッピングし、スピンコートして塗布した後、乾燥し、反応硬化させて接着用表面処理層を形成し、次いで、樹脂流れの良好性を保証するべく積層体のリードフレーム等を予熱し、エポキシ系熱硬化性樹脂をトランスファー成形し、最後にアフターキュアしてエポキシ系熱硬化性樹脂の反応を促進するとともに接着用表面処理層の接着力の発現を促進している。
【００６４】
これに対し、アミン系接着剤を使用する本発明の製造方法では、その焼付けが150℃/5分程度であることから、リードフレームの予熱とアミンの焼付けを同時に実施することができる。そして、本発明の製造方法では、積層体をアミン系接着剤内にディッピングにて塗布した後、乾燥し、リードフレームの予熱の際にアミンの焼付けが同時におこなわれて接着用表面処理層が形成される。
【００６５】
本実験では、ポリイミド系接着剤を使用してアフターキュアをおこなった場合のテストピースとアフターキュアをおこなわなかった場合のテストピースを製作してせん断試験をおこない、その結果を図７ａに示す。一方、アミン系接着剤を使用してアフターキュアをおこなった場合のテストピースとアフターキュアをおこなわなかった場合のテストピースを製作してせん断試験をおこない、その結果を図７ｂに示す。
【００６６】
図７ａより、ポリイミド系接着剤を使用する従来製法の場合には、アフターキュアを実施した結果を100%とした場合に、アフターキュアを実施しない結果が75%と、25%もせん断強度が低下することが実証されている。
【００６７】
これに対し、図７ｂより、アミン系接着剤を使用する本発明の製造方法の場合には、アフターキュアを実施した結果を100%とした場合に、アフターキュアを実施しない結果が106%程度とアフターキュアを実施しない方のせん断強度が若干増加する結果となることが実証されており、アフターキュアの有無によってせん断強度に大きな差異はない。
【００６８】
この試験結果より、本発明の製造方法では、従来製法では必須のアフターキュア工程を省略しても、接着用表面処理層による積層体と封止樹脂体の十分な接着強度を保証できることが分かる。
【００６９】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７０】
１…リードフレーム（金属製の面材）、２…半導体素子、３…ヒートシンク（金属製の面材）、４Ａ，４Ｂ…はんだ層、５…積層体、６…接着用表面処理層、７Ａ，７Ｂ…リードフレーム、８…ボンディングワイヤ、９…封止樹脂体、１０…半導体装置
【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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