(57)【要約】【課題】短いタクトで所望のディンプルを複数形成することが可能な技術を提供することを目的とする。【解決手段】半導体装置の製造方法は、（ａ）レーザ発振器２１からレーザ光２１ａを出射する工程と、（ｂ）レーザ光２１ａを、ビームスプリッター２２を用いて、レーザ光２１ａの光軸に関して軸対称である複数の光路に分岐する工程と、（ｃ）複数の光路に分岐されたレーザ光２１ａを、レンズ２３及び可動レンズ２４を用いて、軸対称を維持しつつ導光し、ヒートシンク１３の表面に集光させ、当該集光によって発生する干渉パターンを用いて当該表面に複数のディンプル１８を形成する工程とを備える。【選択図】図２
2014138042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子と、前記半導体素子に接続される被接続部材と、前記半導体素子及び前記被接続部材を封止するモールド樹脂とを備える半導体装置の製造方法であって、
（ａ）レーザ発振器からレーザ光を出射する工程と、
（ｂ）前記レーザ光を、ビームスプリッターを用いて、前記レーザ光の光軸に関して軸対称である複数の光路に分岐する工程と、
（ｃ）前記複数の光路に分岐されたレーザ光を、レンズを用いて、前記軸対称を維持しつつ導光し、前記半導体素子及び前記被接続部材の少なくともいずれか一方の表面に集光させ、当該集光によって発生する干渉パターンを用いて当該表面に複数のディンプルを形成する工程と
を備える、半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記工程（ｃ）において、前記複数のディンプルは、前記半導体素子及び前記被接続部材の少なくともいずれか一方の表面の所定領域に形成され、当該所定領域の境界は滑らかな曲線により画定される、半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記被接続部材は、前記半導体素子とワイヤーまたはロウ部材を介して接続されるリードフレームを含み、
前記工程（ｃ）において、前記複数のディンプルは、前記リードフレームの表面のうち、前記ワイヤーまたは前記ロウ部材と接合される接合領域を囲み、かつそれと隣接する外周部に形成される、半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記被接続部材は、前記半導体素子とロウ部材を介して接続されるヒートシンクを含み、
前記工程（ｃ）において、前記複数のディンプルは、前記ヒートシンクの表面のうち前記ロウ部材と接合される接合領域を囲み、かつそれと隣接する外周部に形成される、半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法であって、
前記工程（ｃ）において、前記複数のディンプルは、その各々の開口の直径が０．２５ｍｍ以下であり、かつ、その密度が０．１７以上となるように、銅からなる前記表面に形成される、半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の半導体装置の製造方法であって、
前記工程（ｃ）において、前記複数のディンプルは、その各々のアスペクト比が０．３以上となるように形成される、半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の半導体装置の製造方法であって、
前記工程（ａ）において、前記レーザ発振器は、パルス幅が２０ｎｓ以下のパルス光を発生することによって前記レーザ光を出射する、半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の半導体装置の製造方法により形成される半導体装置であって、
前記半導体素子は炭化ケイ素から構成される、半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子と、当該半導体素子に接続される被接続部材と、これらを封止するモールド樹脂とを備える半導体装置及びその製造方法に関するものであり、特に、レーザ加工により、半導体素子及び被接続部材の少なくともいずれか一方の表面に複数のディンプルを形成するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子、及び、当該半導体素子に接続される被接続部材（例えばリードフレーム等）と、モールド樹脂との密着性を高めるために、凹凸加工や粗化処理によって半導体素子及び被接続部材の表面に複数のディンプルを形成することが提案されている。なお、このようなディンプルは、予め設計した領域内に形成される必要がある。
【０００３】
凹凸加工または粗化処理に関する従来の技術としては、凹凸パターンが形成された金型を、リードフレーム等の被加工面に対してプレスするディンプル加工やＶ溝加工など（以下「金型加工」と呼ぶ）がある。また、別の従来の技術としては、薬液を用いて被加工面を化学的に溶解する粗化加工など（以下「化学粗化」）がある。また、別の従来の技術としては、ブラスト手法、すなわちアルミナ、炭化ケイ素等の投射材を圧搾空気等で加速して被加工面に衝突させる手法を用いる粗化加工など（以下「機械粗化」）がある。
【０００４】
しかしながら、「金型加工」によれば、ランニングコストやタクト（工程作業時間）に優れるものの、加工する品種（製品）ごとに高価な金型を用意する必要があった。また、品種に応じて金型を交換する必要があり、その結果、重量物の入れ替え作業や金型の位置調整等に多くの時間を必要となるだけでなく、加工ロット間におけるバラツキの原因にもなっていた。また、ディンプル等のパターンにおいて僅かな変更を行う場合でも、金型メーカによる金型への追加工が必要となり、当該追加工に時間及びコストが掛かるという問題があった。さらに、モールド樹脂との密着性を高めようとして微細かつ高密度のディンプルやＶ字溝を金型に形成したとしても、金型の微細形状に対する被加工材の展性が足りないことから高密度なプレス加工が困難であり、必要なディンプルやＶ溝を精度よく形成することができなかった。また、反りが発生しやすい等の問題点もあった。
【０００５】
次に、「化学粗化」によれば、微細で複雑なディンプルを均一に形成することができるものの、一般的にスプレー方式や浸漬方式といった方式が用いられるため、選択的にディンプルを形成するための耐薬性のマスク材を、加工する品種ごとに用意する必要があった。また、沈殿やろ過、吸着、イオン交換といった純水を得るための水処理設備、劣化したイオン交換樹脂を再生させるための塩酸及び苛性ソーダ等を用いた再生処理設備、キレート剤による含有成分（金属）の回収といった廃水処理設備、及び、使用した廃液の保管設備等、といった大掛かりなインフラ設備が必要となり、コスト及び用地確保に問題があった。
【０００６】
また、選択的に化学粗化を施すためには、ドライフィルムをラミネーターで貼り付け⇒パターンをレーザ露光⇒現像液スプレー⇒水洗⇒化学粗化⇒水洗⇒剥離液スプレー⇒水洗⇒（防錆処理＋水洗）⇒エアーナイフ⇒乾燥といった多くのプロセスが一般的に必要であった。しかも、それに伴う薬液管理を行うための分析機器が必要となる結果、多くの装置や作業員、分析員等が必要となり時間及びコストが掛かるという問題があった。また、品質面においても、ウェットプロセスであることから、いわゆるウォーターマーク等の不具合が発生しやすいという問題があった。
【０００７】
次に、「機械粗化」によれば、比較的微細で複雑なディンプルを形成することができるものの、選択的にディンプルを形成するための耐摩耗性の厚いマスク材を、加工する品種ごとに用意する必要があった。また、「化学粗化」と同様に、大掛かりなインフラ設備及び分析機器などが必要であるとともに、ウォーターマーク等の不具合が発生しやすいという問題があった。さらに、機械粗化に固有の問題として、酸化アルミニウムや炭化ケイ素といった投射材が被加工面に突き刺さったまま残留してしまう問題や、強い反りが発生しやすいといった問題があった。
【０００８】
そこで、以上の技術とは別の技術として、レーザ光を照射することにより生じる熱的作用を利用してディンプル（溝）等を形成する技術が、例えば特許文献１〜４において提案されている。例えば、レーザスポット径をレンズで絞り、ガルバノミラー等を用いてレーザスポットを被加工面に走査させることによって、ディンプル（溝）等を形成する。
【０００９】
このようなレーザ加工によれば、品種ごとに、レーザを操作する制御プログラムを変更すればよいので、品種ごとの金型やマスク材が不要となる。また、材料の展性等の影響がなくディンプルを高密度及び高精度に形成することができることから、半導体素子等とモールド樹脂との間の密着力を高めることできる。さらに、化学粗化や機械粗化で要するインフラ設備及び分析機器が不要であることから、装置に必要なスペースが小さくて済むなどという特徴もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第３６８２３６９号公報
【特許文献２】特許第４４７２７７３号公報
【特許文献３】特開平８−２３６６７４号公報
【特許文献４】特開平７−３２６６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、レーザ加工を用いる方式において、高いアンカー効果が得られるようなディンプル（溝）を、短いタクトで多数形成するためには、レーザ加工装置にコストがかかるという問題があった。
【００１２】
具体的には、ディンプルによって高いアンカー効果を得るためには、条件として（ａ）ディンプルのアスペクト比（＝ディンプルの深さ／ディンプルの径）を大きくすることと、（ｂ）ディンプルの密度（＝ディンプルの開口面積／（ディンプルの開口面積＋ディンプルが形成されていない領域の面積））を高くすることとが必要となる。
【００１３】
しかしながら、レーザ光をレンズ等で十分に絞ったとしても、そのスポット径は数十ミクロン〜数ミリ程度であり比較的大きいことから、それとほぼ同じ形状に形成されるディンプルの径も比較的大きいものとなっている。そのため、短いタクトを維持しつつ、条件（ａ）を満たすためには、短いタクトでディンプルを深く形成する必要があるので、複数のレーザ加工装置による並列処理、または、加工能力が高いが高価な高出力レーザ装置が必要であった。また、条件（ｂ）においても、ディンプルの高密度化と、タクトの増大とは比例関係にあるため、短いタクトを維持しつつ、条件（ｂ）を満たすためには、複数のレーザ加工装置による並列処理、または、加工能力が高いが高価な高出力レーザ装置が必要であった。
【００１４】
そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、短いタクトで所望のディンプルを複数形成することが可能な技術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】
【００１５】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体素子と、前記半導体素子に接続される被接続部材と、前記半導体素子及び前記被接続部材を封止するモールド樹脂とを備える半導体装置の製造方法であって、（ａ）レーザ発振器からレーザ光を出射する工程と、（ｂ）前記レーザ光を、ビームスプリッターを用いて、前記レーザ光の光軸に関して軸対称である複数の光路に分岐する工程と、（ｃ）前記複数の光路に分岐されたレーザ光を、レンズを用いて、前記軸対称を維持しつつ導光し、前記半導体素子及び前記被接続部材の少なくともいずれか一方の表面に集光させ、当該集光によって発生する干渉パターンを用いて当該表面に複数のディンプルを形成する工程とを備える。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、分岐されたレーザ光を、半導体素子及び被接続部材の少なくともいずれか一方の表面に集光させ、それにより発生する干渉パターンを用いて当該表面に複数のディンプルを形成する。したがって、径が小さい複数のディンプルを並列処理で形成することができるので、これらを短いタクトで形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態１に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
【図２】実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を示す斜視図である。
【図３】実施の形態１に係る半導体装置の製造方法により製造されたヒートシンクを示す図である。
【図４】ディンプルによるアンカー効果の評価結果を示す図である。
【図５】ディンプルによるロウ部材の停留効果の評価結果を示す図である。
【図６】バリの発生を抑制するための評価結果を示す図である。
【図７】変形例に係る半導体装置の製造方法により製造された半導体素子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る半導体装置１の構成を示す断面図である。この半導体装置１は、半導体素子１１と、当該半導体素子１１に接続される被接続部材（ここでは半導体素子１１と電気的に接続されるリードフレーム１２ａ，１２ｂ、及び、半導体素子１１と熱的に接続されて半導体素子１１の熱を放熱するヒートシンク１３）と、半導体素子１１及び当該被接続部材を封止するモールド樹脂１４とを備えて構成されている。
【００１９】
本実施の形態１では、半導体素子１１の上面は、ロウ部材であるハンダ層１５を介してリードフレーム１２ａに接続（接合）されているとともに、ワイヤー１６を介してリードフレーム１２ｂと接続されている。また、半導体素子１１の下面は、ロウ部材であるハンダ層１７を介してヒートシンク１３に接続されている。また、ヒートシンク１３は、平面視において四角形状を有しており、その周縁部（エッジ部）には後述するディンプルが形成されている。
【００２０】
次に、各構成要素の材料について説明する。半導体素子１１としては、一般的に用いられるケイ素のほか、炭化ケイ素、窒化ガリウム、酸化ガリウム等が適用される。ここでは、半導体素子１１は、炭化ケイ素から構成されているものとして説明する。
【００２１】
リードフレーム１２ａ，１２ｂとしては、Ｃｕ（無酸素銅）のほか、Ｃｕ−Ｆｅ−Ｐ、Ｃｕ−Ｆｅ−Ｚｎ−Ｐ、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ−Ｍｇ、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ−Ｓｎ−Ｚｎ、Ｃｕ−Ｃｒ−Ｓｎ−Ｚｎ、Ｆｅ−Ｎｉ等が適用される。ここでは、リードフレーム１２ａ，１２ｂは、Ｃｕ（無酸素銅）から構成されている場合を例に説明する。
【００２２】
ヒートシンク１３としては、Ｃｕ（無酸素銅）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｕ−Ｍｏ、Ｃｕ−Ｗ等の金属のほか、メタライズしたＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３などのセラミックス等が適用される。ここでは、ヒートシンク１３は、Ｃｕ（無酸素銅）から構成されている場合を例に説明する。
【００２３】
モールド樹脂１４としては、エポキシ樹脂のほか、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等が適用される。なお、モールド樹脂１４の充填剤として、アルミナ、シリカ、窒化ケイ素、窒化ホウ素、酸化チタン、炭化ケイ素等が適用されてもよい。
【００２４】
ハンダ層１５，１７としては、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｓｂ、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ｓｂ、Ｂｉ−Ｓｎ、Ｓｎ−Ｉｎ、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｐｂ、Ｐｂ−Ｓｎ−Ｓｂ、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ｐｂ−Ａｇ、Ｐｂ−Ａｇ等が適用される。ワイヤー１６としては、Ａｕ（金）、Ｃｕ（銅）、Ａｌ（アルミニウム）等が適用される。
【００２５】
＜製造方法＞
次に、本実施の形態１に係る半導体装置の製造方法に関して、被加工物の表面にディンプルを形成する方法について説明する。ここでは、被加工物は、ヒートシンク１３であるものとして説明する。
【００２６】
図２は、ヒートシンク１３の表面にディンプル１８を形成するレーザ加工装置２の構成を示す斜視図である。このレーザ加工装置２は、レーザ発振器２１と、ビームスプリッター２２と、レンズ（ここではレンズ２３及び可動レンズ２４）と、ヒートシンク１３が載置されるステージ２５とを備えて構成されている。
【００２７】
レーザ発振器２１は、パルス光を発生することによってレーザ光２１ａを出射する。レーザ発振器２１が出射するレーザ光２１ａの波長については被加工物の反射率に応じて選定すべきである。例えば、本実施の形態１のように、被加工物が無酸素銅から構成されている場合には、赤〜線赤光に対する無酸素銅の反射率が高いため、レーザ光２１ａには、波長が５３３ｎｍ以下のものを用いることが好ましい。また、詳細については後述するが、バリ（金属異物）の発生を抑えることができるように、レーザ発振器２１が発生するパルス光のパルス幅としては、ピコ秒〜フェムト秒であることが好ましい。
【００２８】
レーザ発振器２１から出射されたレーザ光２１ａは、ビームスプリッター２２に入射される。なお、レーザ光２１ａの光軸とビームスプリッター２２の光軸とが一致し、かつ、レーザ光２１ａの入射方向とビームスプリッター２２の入射面とが垂直となるように、レーザ発振器２１及びビームスプリッター２２の位置が調整されている。
【００２９】
ビームスプリッター２２は、レーザ発振器２１から出射されたレーザ光２１ａを、レーザ光２１ａの光軸に関して軸対称である複数の光路（ここでは４つの光路）に分岐する。このビームスプリッター２２には、例えば、表面に回折格子のパターンが形成された光透過部材を有し、その回折によって光を分岐する回折型ビームスプリッターが適用される。ビームスプリッター２２の分岐数（光路の数）としては３〜４程度が好ましく、各分岐光２２ａの強度は均等であることが好ましい。
【００３０】
以下の説明においては、ビームスプリッター２２によって分岐された複数の光路のそれぞれのレーザ光２１ａを「分岐光２２ａ」と呼ぶ。
【００３１】
レンズ（レンズ２３及び可動レンズ２４）は、複数の分岐光２２ａを、ヒートシンク１３の表面において一点状に重ねて集光する。
【００３２】
具体的には、レンズ２３は、複数の分岐光２２ａの光路を、レーザ光２１ａの光軸と平行にする。そして、可動レンズ２４は、レンズ２３からの複数の分岐光２２ａを、ヒートシンク１３の表面のうちディンプルを形成したい箇所において一点状に重ねて集光する。なお、可動レンズ２４は、ヒートシンク１３などの被加工物の厚さに柔軟に対応することができるように、図２に示される矢印Ａの方向に移動自在となっている。
【００３３】
レンズ２３及び可動レンズ２４により、複数の分岐光２２ａが一点状に重ねられたヒートシンク１３の箇所（以下「レーザスポット２７」と呼ぶこともある）では、当該複数の分岐光２２ａは相互に干渉し、レーザスポット２７よりもサイズが小さい複数の明暗部分を含む干渉パターンが発生する。この干渉パターンを用いることにより、複数の明部分とほぼ同じ形状の複数のディンプル１８が、ヒートシンク１３の表面（レーザスポット２７）にほぼ同時に形成される。すなわち、複数のディンプル１８が並列処理で形成される。
【００３４】
なお、ここでは、干渉パターンとして、複数の明部分が格子状に配列され、その各々が丸形状を有するパターンを用いるものとする。このような製造方法によれば、各分岐光２２ａ（レーザ光２１ａ）口径よりも径が小さい複数のディンプル１８を、並列処理でヒートシンク１３の表面に形成することができる。
【００３５】
なお、ビームスプリッター２２による分岐から集光までの各分岐光２２ａの光強度、偏光角及び光路長は、それぞれ精度よく揃えられることが必要である。特に、光路長がずれた場合には、ビームスプリッター２２により分岐した光を集光させても、ディンプル形成に必要な干渉が生じないことがあるので、各分岐光２２ａの光路長を精度よく揃えることが必要である。このことは、パルス幅が狭い（例えばパルス幅がピコ秒〜フェムト秒程度である）レーザ光２１ａを用いる場合には、特に重要である。
【００３６】
そこで、本実施の形態１では、複数の分岐光２２ａを、上述した軸対称を維持しつつ導光し、ヒートシンク１３の表面において一点状に重ねて集光するように、レンズ２３及び可動レンズ２４が配置されている。具体的には、レンズ２３及び可動レンズ２４のそれぞれに、軸対称の形状を有するレンズを用い、複数の分岐光２２ａが、各レンズの軸を中心とする同一円周上を透過するように、レンズ２３及び可動レンズ２４を配置している。このように配置することにより、各分岐光２２ａがレンズを通る部分の厚みを同一にすることができる、すなわち、各分岐光２２ａがレンズ媒体中を伝播する距離を同一にすることができるので、各分岐光２２ａの光路長を精度よく揃えることが可能となる。
【００３７】
なお、ディンプル１８同士のピッチ（干渉パターンの明部同士のピッチ）をｄ、分岐光２２ａの波長をλ、分岐光２２ａの被加工物の表面に対する入射角をθとした場合には、ピッチｄは、次式（１）のように表される。
【００３８】
【数１】
2014138042.tif 000003
【００３９】
したがって、ディンプル１８同士のピッチを小さくするためには、入射角θを小さくする（各分岐光２２ａの進行方向同士がなす角度を小さくする）か、分岐光２２ａの波長を小さくすればよい。
【００４０】
なお、レンズ２３としては、単色収差を低減可能に、複数のレンズを組み合わせて構成してもよく、あるいは、軸方向の位置ズレの影響を低減可能に、テレセントリックレンズを適用してもよい。なお、可動レンズ２４についても同様に複数のレンズを組み合わせて構成してもよく、あるいは、テレセントリックレンズを適用してもよい。また、上述のようにパルス幅が比較的小さい光を用いてミラー等を使用する場合には、群遅延分散制御を目的としてコーティング等を施したミラー等を使用することが好ましい。
【００４１】
ステージ２５は、ヒートシンク１３を図２に示される矢印Ｂ，Ｃの方向に移動自在となっている。ここでは、一点状のレーザスポット２７がヒートシンク１３の周縁部を通過するように、ヒートシンク１３が載置されたステージ２５を移動させる。この移動により、ヒートシンク１３の周縁部に複数のディンプル１８が形成される。
【００４２】
なお、ここでは、レーザ光２１ａ（分岐光２２ａ）の光路を固定し、被加工物を移動させる走査方式について説明した。しかしこれに限ったものではなく、被加工物を固定し、レーザ光２１ａ（分岐光２２ａ）の光路をガルバノミラー等で移動させる走査方式を用いてもよい。
【００４３】
以上のような本実施の形態１に係る半導体装置の製造方法によれば、分岐されたレーザ光２１ａを、被接続部材（ここではヒートシンク１３）の表面に集光させ、それにより発生する干渉パターンを用いて当該表面に複数のディンプル１８を形成する。したがって、複数のディンプル１８を並列処理で形成することができるので、これらを短い時間で形成することができる。また、従来のディンプルよりも小さい径のディンプル１８を形成することができることから、ディンプルを深く形成しなくても、ディンプルのアスペクト比（＝ディンプルの深さ／ディンプルの径）を大きくすることができる。したがって、この観点からも、適切な形状を有する複数のディンプル１８を、短い時間で形成することができる。以上の結果、本実施の形態１に係る半導体装置の製造方法によれば、並列処理を行うための複数のレーザ加工装置、または、高価な高出力レーザ装置を用いなくても、タクトを短くすることができる。
【００４４】
図３は、上述の製造方法によって製造されたヒートシンク１３を示す図であり、図３（ａ）、図３（ｂ）及び図３（ｃ）は、当該ヒートシンク１３の平面図、拡大平面図及び拡大断面図にそれぞれ対応している。
【００４５】
図３に示すような、複数のディンプル１８が形成されたヒートシンク１３を備える半導体装置１（図１）では、ディンプル１８内に入り込んだモールド樹脂１４のアンカー効果により、ヒートシンク１３とモールド樹脂１４との密着性が向上する。したがって、応力耐性が高められた半導体装置１を実現することができる。また、本実施の形態１に係る半導体装置１は、炭化ケイ素から構成される半導体素子１１（図１）を備えることから、シリコンから構成される半導体素子を備える半導体装置よりも動作温度を高くすることができる。
【００４６】
なお、ディンプル１８が形成されたヒートシンク１３の周縁部からモールド樹脂１４が剥離する大半は、周縁部の角部分に生じた微小な剥離が、周縁部の他の部分に徐々に進展していくことが原因で発生していることが調査により分かった。そこで、図３に示されるように、周縁部（所定領域）の内縁（境界）は、滑らかな曲線１３ａにより画定されることが好ましい。このようにディンプル１８を形成すれば、例えば周縁部の角部分がＲ形状１３ｂに置き換わるので、耐剥離性を高めることができる。
【００４７】
また、上述したように、複数のディンプル１８によれば、モールド樹脂１４がヒートシンク１３に密着する密着性を向上させることができる。その一方で、製造の際には溶解されて液状となっているハンダ層１７のロウ部材が、複数のディンプル１８が形成された領域では濡れ難い、すなわち、ロウ部材の濡れ性が低いことが調査により分かった。そこで、図３に示されるように、複数のディンプル１８は、ヒートシンク１３の表面のうち、ハンダ層１７と接合される接合領域１３ｃを囲み、かつそれと隣接する外周部に形成されることが好ましい。
【００４８】
このようにディンプル１８を形成すれば、外周部においては、モールド樹脂１４とヒートシンク１３との密着性を高めることができ、一方、接合領域１３ｃにおいては、ハンダ層１７（ロウ部材）のヒートシンク１３への濡れ性を維持することができるので、ハンダ層１７とヒートシンク１３との密着力（接合性）を確保することができる。その結果、ヒートシンク１３による放熱が確実に行われる半導体装置１を実現することができる。また、複数のディンプル１８を、接合領域１３ｃを囲み、かつそれと隣接する外周部に形成することにより、製造の際に溶解された液状のロウ部材が、接合領域１３ｃから外に漏れて接合領域１３ｃにて不足するのを抑制することができる。すなわち、接合領域１３ｃ内にロウ部材を停留させることができることから、ハンダ層１７にボイドが発生してしまうのを抑制することができる。この観点からも、ヒートシンク１３による放熱が確実に行われる半導体装置１を実現することができる。
【００４９】
＜ディンプルの形状及び製造条件について＞
＜ディンプルによるアンカー効果＞
ディンプル１８によるアンカー効果を高めるためには、当該ディンプル１８の形状を、入り込んだモールド樹脂１４が抜け難い形状とする必要がある。そこで、製造条件を変更して様々な形状のディンプル１８を形成し、その各々について評価を行った。以下、その評価結果について述べる。
【００５０】
図４は、径が同一で深さが異なる、すなわちアスペクト比（＝ディンプル中央部の深さ／ディンプル開口の直径）が異なる３種類のディンプルについて、アンカー効果を評価した結果を示す図である。なお、この評価に際しては、波長５３３ｎｍ、パルス幅４ｎｍ、出力６Ｗのレーザ発振器２１を使用して、無酸素銅部材の表面に、径２５μｍのディンプルを縦横の間隔を５０μｍで複数形成した。そして、ディンプルを形成した当該表面にモールド樹脂を形成して、底面積１０平方ミリメートルの試料片を成形した後、その密着面に対してせん断方向への圧力で試験破壊を行い、界面の状態を観察した。
【００５１】
観察は、光学顕微鏡と光学式粗さ測定器を利用し、ディンプル内にモールド樹脂が残っているものは凝集破壊、そうでないものは界面破壊として、凝集破壊率（＝凝集破壊が生じた個数／（凝集破壊及び界面破壊が生じた個数））を算出した。なお、凝集破壊率の数値が高いほど、アンカー効果が強いことを意味する。
【００５２】
図４に示される結果から分かるように、複数のディンプル１８は、その各々のアスペクト比が０．３以上となるように形成されることが好ましい。特に、複数のディンプル１８は、その各々のアスペクト比が０．５以上となるように形成されることがより好ましい。このようにディンプル１８を形成すれば、界面破壊よりも、モールド樹脂１４の凝集破壊が発生する割合を高めることができるので、アンカー効果を高める（界面における密着力を強める）ことができる。
【００５３】
＜ディンプルによるロウ部材の停留効果＞
図５は、ディンプルによるロウ部材の停留効果を、ディンプルの径及び密度（＝ディンプルの開口面積／（ディンプルの開口面積＋ディンプルが形成されていない領域の面積））が異なる９種類のディンプルについて評価した結果を示す図である。なお、この評価に際しては、アンカー効果を評価したときと同じ設定条件でレーザ発振器２１を使用して、無酸素銅部材の表面にディンプルを複数形成した。次いで、還元雰囲気内で、ディンプルを形成した当該表面にＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系ハンダを滴下し、その濡れ角（接触角）を観察した。
【００５４】
図５において、○印は停留効果が強く（濡れ性が低く）濡れ角が鈍角であるもの、×印は停留効果が弱く（濡れ性が高く）濡れ角が鋭角であるもの、△印はその中間で濡れ角が直角付近であるものを示している。
【００５５】
図５に示される結果から分かるように、複数のディンプル１８は、その各々の開口の直径が０．２５ｍｍ以下であり、かつ、その密度が０．１７以上となるように形成されることが好ましい。特に、複数のディンプル１８は、その各々の開口の直径が０．１２ｍｍ以下であり、かつ、その密度が０．３５以上となるように形成されることがより好ましい。このようにディンプル１８を形成すれば、ディンプル１８によるロウ部材の停留効果、すなわち、製造時におけるハンダ層のロウ部材の広がりを抑制する効果を高めることができる。
【００５６】
＜バリ（金属異物）の発生抑制と製造条件＞
次に、ディンプル形成に伴うバリの発生の抑制と製造条件との関係を評価した結果について説明する。図６は、バリの発生を、パルス幅が異なる複数のレーザ光について評価した結果を示す図である。なお、この評価に際しては、無酸素銅部材の表面にディンプルを複数形成した。次いで、三次元粗さ測定器を用いて、ディンプル開口付近のバリの高さを計測した。
【００５７】
図６に示される結果から分かるように、レーザ発振器２１は、パルス幅が２０ｎｓ以下のパルス光を発生することによってレーザ光２１ａを出射することが好ましい。このようなレーザ光２１ａによれば、被加工物に対する熱的な作用が低減されるので、バリの発生を抑制することができる。この結果、当該バリによる工程不具合の発生を低減することができる。また、熱的作用が低減されることから、被加工物の熱的な反りや歪みの発生を抑制することができる。
【００５８】
＜変形例＞
以上の説明では、ヒートシンク１３に複数のディンプル１８を形成することについて説明した。しかしこれに限ったものではなく、半導体素子１１とモールド樹脂１４との密着性を向上させるために、半導体素子１１の表面においても複数のディンプル１８を形成してもよい。
【００５９】
図７は、複数の半導体素子１１が表面に形成されたシリコンウェハー３１を示す図であり、図７（ａ）及び図７（ｂ）は、当該シリコンウェハー３１の平面図及び平面拡大図にそれぞれ対応している。
【００６０】
シリコンウェハー３１が、図示しないダイシングによってダイシングライン３２に沿ってカットされることにより、複数の半導体素子１１が分離される。ここでは、レーザスポット２７の径を、隣り合う半導体素子１１の間隔よりやや幅広に調整した状態で、当該レーザスポット２７をダイシングライン３２上に走査させる。これにより、半導体素子１１の周縁部にディンプル１８を形成するのに必要な、レーザスポット２７の走査回数を低減することができる。なお、ヒートシンク１３と同様に、複数のディンプル１８が形成される周縁部（所定領域）の内縁（境界）は、滑らかな曲線１３ａにより画定されることが好ましい。このように構成すれば、上述と同様に耐剥離性を高めることができる。
【００６１】
また、図示はしないが、リードフレーム１２ａ，１２ｂとモールド樹脂１４との密着性を向上させるために、リードフレーム１２ａ，１２ｂの表面においても複数のディンプル１８を形成してもよい。なお、ヒートシンク１３と同様に、複数のディンプル１８は、リードフレーム１２ａの表面のうち、ハンダ層１５（ロウ部材）と接合される接合領域を囲み、かつそれと隣接する外周部に形成されることが好ましく、また、複数のディンプル１８は、リードフレーム１２ｂの表面のうち、ワイヤー１６と接合される接合領域を囲み、かつそれと隣接する外周部に形成されることが好ましい。
【００６２】
このように形成すれば、上述と同様に、外周部においては、モールド樹脂１４とリードフレーム１２ａ，１２ｂとの密着性を高めることができ、一方、接合領域においては、ハンダ層１５及びワイヤー１６と、リードフレーム１２ａ，１２ｂとの密着力（接合性、ワイヤーボンディング性）を確保することができる。その結果、リードフレーム１２ａ，１２ｂ等が確実に電気的接続された半導体装置１を実現することができる。また、製造の際に溶解された液状のロウ部材が、接合領域から外に漏れるのを抑制することができることから、ハンダ層１５等にボイドが発生してしまうのを抑制することができる。この観点からも、リードフレーム１２ａ，１２ｂ等が確実に電気的接続された半導体装置１を実現することができる。
【００６３】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１  半導体装置、１１  半導体素子、１２ａ，１２ｂ  リードフレーム、１３  ヒートシンク、１３ａ  曲線、１３ｃ  接合領域、１４  モールド樹脂、１５，１７  ハンダ層、１６  ワイヤー、１８  ディンプル、２１  レーザ発振器、２１ａ  レーザ光、２２  ビームスプリッター、２３  レンズ、２４  可動レンズ。
【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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