(57)【要約】【課題】ワイヤが接合された接合部を備え、該接合部がモールド樹脂で封止された半導体装置であって、該接合部をモールド樹脂以外の被膜で覆わずとも、ワイヤの断線が抑制された半導体装置およびその製造方法を実現する。【解決手段】リード部１０１を有するリードフレーム１０と、ワイヤ１３と、該リード部のうち該ワイヤと接合された接合部を含む一部の領域と該ワイヤとを封止するモールド樹脂２０と、を備え、該リード部に該接合部から離れつつ、該接合部を囲む領域にマイクロオーダーの凹凸を有する粗化領域１０１１が形成された半導体装置とする。該半導体装置の製造方法は、ワイヤ１３をリード部１０１に接合する前に、リード部１０１にレーザー照射により粗化領域１０１１を形成することを含む。これにより、ワイヤ１３の接合部がモールド樹脂２０との密着性が高い領域に囲まれ、応力に起因するワイヤ１３の断線が抑制された半導体装置となる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のリード部（１０１）を有するリードフレーム（１０）と、
前記複数のリード部のうちの一部と電気的に接続されたワイヤ（１３）と、
前記ワイヤと前記リード部のうち前記ワイヤと接合された接合部を含む一部の領域を封止するモールド樹脂（２０）と、を備え、
前記リード部のうち、前記モールド樹脂に封止される領域、かつ前記接合部と異なる領域であって、前記接合部から離れつつ、当該接合部を囲む領域にマイクロオーダーの凹凸を有する粗化領域（１０１１）が形成されている半導体装置。
【請求項２】
電子部品（１１）を備え、
前記リードフレームは、前記複数のリード部を複数の第１リード部として、前記複数の第１リード部と異なる部位であって、前記電子部品が搭載された第２リード部（１０２）を有し、
前記電子部品および前記第２リード部の一部は、前記モールド樹脂に封止されている請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記電子部品を第１電子部品として、前記第１電子部品と異なる第２電子部品（１２）と、
前記ワイヤを第１のワイヤとして、前記第１のワイヤと異なる第２のワイヤ（１４）および第３のワイヤ（１５）と、
シャント抵抗（１６）と、
電気接続部材（３０）と、を備え、
前記リードフレームは、前記第２電子部品が搭載されると共に、前記電気接続部材を介して前記第１電子部品と電気的に接続された第３リード部（１０３）と、前記シャント抵抗と接続された第４リード部（１０４）と、を有しており、
前記シャント抵抗は、前記第２電子部品と前記第４リード部とを架橋して、これらを電気的に接続しており、
前記第２のワイヤは、前記複数の第１リード部のうち前記第１のワイヤが接続されている前記第１リード部と異なるものと、前記第２電子部品と、を電気的に接続しており、
前記第３のワイヤは、前記複数の第１リード部のうち前記第１のワイヤもしくは前記第２のワイヤが接続されている前記第１リード部と異なるものと、前記シャント抵抗と、を電気的に接続しており、
前記第２電子部品、前記電気接続部材、前記シャント抵抗、前記第３リード部の一部および前記第４リード部の一部は、前記モールド樹脂に封止されており、
前記粗化領域を第１粗化領域として、前記第１粗化領域は、前記第１リード部のうち前記第２のワイヤが接続された部分を囲む領域と、前記第１リード部のうち前記第３のワイヤが接続された部分を囲む領域と、を含み、
前記シャント抵抗のうち前記第３のワイヤが接続された部分を囲む領域は、マイクロオーダーの凹凸を有する第２粗化領域（１６ｂ）とされている請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記シャント抵抗のうち前記第２電子部品と対向する側の面であって、抵抗体（１６１）が配置された抵抗体部位と前記第２電子部品に接合された部分との間、および前記抵抗体部位と前記第４リード部に接合された部分との間には、マイクロオーダーの凹凸を有する第３粗化領域（１６ｃ）が形成されている請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記リードフレームのうち前記モールド樹脂に封止された領域であって、前記第２リード部のうち前記電子部品が搭載された面に対する法線方向から見て、前記電子部品が搭載された領域を囲む領域は、マイクロオーダーの凹凸を有する第４粗化領域（１０２１、１０３１）とされている請求項２ないし４のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項６】
前記リードフレームのうち前記モールド樹脂に封止された領域であって、前記第２リード部のうち前記電子部品が搭載された面に対する法線方向から見て、前記モールド樹脂の外郭線に接する領域を含む領域を囲む領域は、マイクロオーダーの凹凸を有する第５粗化領域（１０１２、１０２２、１０３２、１０４１）とされている請求項２ないし５のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項７】
複数のリード部（１０１）を有するリードフレーム（１０）を用意することと、
前記複数のリード部のうちの一部にワイヤ（１３）を接合することと、
前記ワイヤと前記リード部のうち前記ワイヤと接合された接合部を含む一部の領域を封止するモールド樹脂（２０）を形成することと、を含み、
前記ワイヤを接合する前に、前記リード部のうち前記ワイヤを接合する部分から離れつつ、当該部分を囲む領域に、レーザー照射によりマイクロオーダーの凹凸を有する粗化領域（１０１１）を形成することと、を含む半導体装置の製造方法。
【請求項８】
電子部品（１１）を用意することと、
前記電子部品を前記リードフレームに搭載することと、を含み、
前記リードフレームを用意することにおいては、前記リードフレームは、前記複数のリード部を第１リード部として、前記第１リード部に加えて、前記電子部品を搭載するための第２リード部（１０２）を有するものであり、
前記モールド樹脂を形成することにおいては、前記電子部品および前記第２リード部の一部を封止する請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記電子部品を第１電子部品として、第２電子部品（１２）を用意して前記リードフレームに搭載することと、
シャント抵抗（１６）を前記リードフレーム上の２カ所を架橋して電気的に接続するように搭載することと、
前記ワイヤを第１のワイヤとして、前記第２電子部品と前記第１リード部とを第２のワイヤ（１４）を介して接合することと、
前記シャント抵抗と前記第１リード部とを第３のワイヤ（１５）を介して接合することと、
前記第１のワイヤないし前記第３のワイヤを接続する前に、前記第１リード部のうち当該これらのワイヤを接合する部分から離れつつ、当該部分を囲む領域にレーザー照射によりマイクロオーダーの凹凸を有する第１粗化領域（１０１ａ）を形成すると共に、前記シャント抵抗のうち前記第３のワイヤを接合する部分から離れつつ、当該部分を囲む領域に、レーザー照射によりマイクロオーダーの凹凸を有する第２粗化領域（１６ｂ）を形成することと、を含み、
前記リードフレームを用意することにおいては、前記リードフレームとして、前記第２電子部品を搭載するための第３リード部（１０３）と、前記シャント抵抗を搭載するための第４リード部（１０４）とを有するものを用意し、
前記シャント抵抗を搭載することにおいては、前記第２電子部品と前記第４リード部とを架橋してこれらを電気的に接続するように前記シャント抵抗を搭載し、
前記モールド樹脂を形成することにおいては、前記第２電子部品、前記第２のワイヤ、前記第３のワイヤ、前記第３リード部の一部および前記第４リード部の一部を封止する請求項８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記シャント抵抗を搭載することにおいては、あらかじめ、前記シャント抵抗のうち前記第２電子部品に搭載する側の面であって、抵抗体（１６１）が形成された抵抗体部位を挟んだ二カ所以上の領域にレーザー照射によりマイクロオーダーの凹凸を有する粗化領域（１６ｃ）を形成する請求項９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、ワイヤが接合されたワイヤ接合部を備えた半導体装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、リードフレームと、リードフレーム上に搭載された半導体チップと、電極間の電流を測定するためのシャント抵抗器と、これらを封止するモールド樹脂とを備える半導体装置が知られている。このような構成において、シャント抵抗器は、所定の抵抗値を有する抵抗体を備え、２つの電極間を架橋するように配置されると共に、抵抗体を跨いだ２カ所に合計２本のワイヤが接続されている。そして、シャント抵抗器を構成する抵抗体の抵抗値と、シャント抵抗器の両端の電位差とに基づいて、２つの電極間の電流値が検出される。
【０００３】
この種の半導体装置では、金属によりなるリードフレームとモールド樹脂との線膨張係数の違いによる応力の発生によりモールド樹脂の剥離やこの剥離によるワイヤの断線が生じ得る。
【０００４】
このような課題を解決する半導体装置としては、例えば特許文献１に記載の半導体装置が挙げられる。特許文献１に記載の半導体装置は、上記のような構成に加えて、ワイヤの接合部を覆うポリアミド樹脂によりなる被膜が形成されている。これにより、熱などのストレスによって、リードフレームとモールド樹脂との間、特にワイヤの接合部に応力がかかっても、当該接合部を覆うポリアミド樹脂がこの応力による変形を吸収し、ワイヤの断線が抑制された半導体装置となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３５１７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の半導体装置では、ポリアミド樹脂を有機溶剤に溶かした塗液をボンディングワイヤの接合部に塗布してポリアミド樹脂被膜を形成するため、製造工程の増加やポリアミド樹脂材料の使用によりその製造コストが高くなる。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、ワイヤが接続されたシャント抵抗等を備える構成とされていても、ポリアミド樹脂による被膜をすることなく、応力によるワイヤの断線が抑制された半導体装置およびそ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】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の半導体装置は、複数のリード部（１０１）を有するリードフレーム（１０）と、複数のリード部のうちの一部と電気的に接続されたワイヤ（１３）と、ワイヤとリード部のうちワイヤと接合された接合部を含む一部の領域を封止するモールド樹脂（２０）と、を備える。このような構成において、リード部のうち、モールド樹脂に封止される領域、かつ接合部と異なる領域であって、接合部から離れつつ、当該接合部を囲む領域にマイクロオーダーの凹凸を有する粗化領域（１０１１）が形成されている。
【０００９】
これにより、リードフレームのうちワイヤが接合された接合部が粗化領域により囲まれ、かつ当該接合部が粗化領域と共にモールド樹脂により封止され、接合部周囲の粗化領域がアンカー効果によって密着性が向上した領域とされた半導体装置となる。そのため、当該粗化領域において、熱等のストレスに起因する応力によるモールド樹脂とリードフレームとの剥離が生じることが抑制され、接合部をポリアミド樹脂等で被膜せずとも、当該応力に起因するワイヤの断線が抑制された安価な半導体装置となる。
【００１０】
請求項７に記載の半導体装置の製造方法は、複数のリード部（１０１）を有するリードフレーム（１０）を用意することと、複数のリード部のうちの一部にワイヤ（１３）を接合することと、ワイヤとリード部のうちワイヤと接合された接合部を含む一部の領域を封止するモールド樹脂（２０）を形成することと、を含む。そして、ワイヤを接合する前に、リード部のうちワイヤを接合する部分から離れつつ、当該部分を囲む領域に、レーザー照射によりマイクロオーダーの凹凸を有する粗化領域（１０１１）を形成する。
【００１１】
これにより、リードフレームのうちワイヤが接合された接合部が粗化領域により囲まれ、かつ当該接合部が粗化領域と共にモールド樹脂により封止され、接合部の周囲がアンカー効果によって密着性が向上した領域とされた半導体装置を製造できる。つまり、レーザー照射により接合部を囲む粗化領域を形成し、接合部および粗化領域を封止するモールド樹脂を形成することで、接合部周囲での応力によるモールド樹脂とリードフレームとの剥離が抑制された半導体装置を製造できる。そのため、ポリアミド樹脂で接合部を被膜しなくても、応力に起因するワイヤの断線が抑制された半導体装置を安価に製造することができる。
【００１２】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態の半導体装置を示す上面レイアウト図である。
【図２】図１中のII−II間における第１実施形態の半導体装置の断面図である。
【図３】図１中のIII−III間における第１実施形態の半導体装置の断面図である。
【図４】第１実施形態の半導体装置においてリードフレームのうち粗化領域とされた部分を示す上面レイアウト図である。
【図５】図４中のVで示す第１リード部付近の領域における粗化領域について示す拡大図である。
【図６】図４中のVIを示すシャント抵抗の一部領域における粗化領域について示す拡大図である。
【図７】シャント抵抗のうちはんだ接合側の面に粗化領域が形成されていない場合と粗化領域が形成されている場合におけるはんだの濡れ広がりについて示す図である。
【図８】他の実施形態の半導体装置を示す上面レイアウト図である。
【図９】他の実施形態において、ワイヤの接合とワイヤが接合された第１リード部の接合部を囲む粗化領域の例について示す図である。
【図１０】他の実施形態において、レーザー照射によりボンディング認識用マークが形成された第１リード部の例について示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００１５】
（第１実施形態）
第１実施形態の半導体装置について、図１〜図６を参照して述べる。図１では、後述するモールド樹脂２０を透明化した上面レイアウトを示しており、モールド樹脂２０の外郭線を一点鎖線で示している。また、図１では、分かり易くするために簡略化しており、後述する粗化領域１０１１、１０１２、１０２１、１０２２、１０３１、１０３２、１０４１、１６ｂについては省略している。図２では、図１中に示すII−II間の断面と異なる断面における構成要素については、破線で示している。また、図１、図４〜図６については、断面図ではないが、構成を分かり易くするため、ハッチングを施している。
【００１６】
本実施形態の半導体装置は、図１に示すように、リードフレーム１０と、リードフレーム１０上に搭載された電子部品１１、１２およびシャント抵抗１６と、ワイヤ１３〜１５と、モールド樹脂２０と、電気接続部材３０と、を備える。
【００１７】
このような構成において、リードフレーム１０は、図１に示すように、複数の第１リード部１０１と、第１電子部品１１が搭載された第２リード部１０２と、第２電子部品１２が搭載された第３リード部１０３と、第４リード部１０４とを有してなる。複数の第１リード部１０１は、第１電子部品１１、第２電子部品１２もしくはシャント抵抗１６のいずれか１つとワイヤ１３〜１５のいずれか１つを介して電気的に接続されている。第３リード部１０３は、第２リード部１０２上に搭載された第１電子部品１１と電気接続部材３０を介して電気的に接続されている。第４リード部１０４は、シャント抵抗１６が接続され、シャント抵抗１６が第４リード部１０４と第３リード部１０３上に搭載された第２電子部品１２とを架橋した配置とされることにより、第２電子部品１２と電気的に接続されている。モールド樹脂２０は、リードフレーム１０の一部、電子部品１１、１２、ワイヤ１３〜１５、シャント抵抗１６および電気接続部材３０を覆っており、これらの部材を封止している。
【００１８】
本実施形態の半導体装置は、図２に示すように、例えばリードフレーム１０のうちモールド樹脂２０の外郭領域の外側の部分を除く部分および他の構成部材がすべてモールド樹脂２０により封止された構造、いわゆるフルモールド構造とされている。
【００１９】
なお、本実施形態では、フルモールド構造の半導体装置とされているが、リードフレーム１０のうち電子部品１１、１２、シャント抵抗１６等が搭載された面の反対側の面がモールド樹脂２０から露出したいわゆるハーフモールド構造の半導体装置とされてもよい。
【００２０】
リードフレーム１０は、例えばＣｕ、Ｆｅやその合金等の金属材料等の導電性材料によりなる基材である。リードフレーム１０は、例えば導電材料になる板をプレス加工等により打ち抜いて形成されることにより、第１リード部１０１、第２リード部１０２、第３リード部１０３および第４リード部１０４を有する構成となる。リードフレーム１０は、ワイヤボンディングの接合性を向上させたり、耐久性を向上させたりするために、必要に応じて貴金属等によりなるメッキが表面に形成されていてもよい。
【００２１】
なお、リードフレーム１０は、複数のリード部により構成されているが、リード部の数等については適宜変更されてもよい。
【００２２】
第１リード部１０１、第２リード部１０２、第３リード部１０３および第４リード部１０４のうち、それぞれの一部の領域には、後述するモールド樹脂２０との密着性を向上させるための粗化領域が形成されている。当該粗化領域の詳細については、後ほど詳しく説明する。
【００２３】
電子部品１１、１２は、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistorの略）やＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistorの略）等を構成する半導体チップやコンデンサ等の電気により駆動する部品である。なお、本実施形態では、第１電子部品１１については、パワー半導体モジュールとしてＩＧＢＴを備える半導体チップとされ、第２電子部品１２については、スイッチング素子としてのＭＯＳＦＥＴを備える半導体チップとされている。電子部品１１、１２は、任意の半導体チップ等が用いられ、任意の製造工程により製造される。
【００２４】
第１電子部品１１は、図１もしくは図２に示すように、図示しないはんだ等の導電性接合材を介して第２リード部１０２上に搭載され、第２リード部１０２と電気的に接続されると共に、第１のワイヤ１３を介して第１リード部１０１と電気的に接続されている。また、第１電子部品１１は、Ｃｕ等によりなる金属クリップもしくは金属箔、Ａｌ等の導電性材料によりなるワイヤ等によりなる電気接続部材３０を介して第２リード部１０２と電気的に接続されている。なお、電気接続部材３０は、本実施形態では、Ｃｕによりなるクリップとされ、図示しないはんだにより第１電子部品１１および第２リード部１０２と接続されている。
【００２５】
第２電子部品１２は、図１もしくは図３に示すように、はんだ等の導電性接合材４０を介して第３リード部１０３上に搭載され、第３リード部１０３と電気的に接続されると共に、第２のワイヤ１４を介して第１リード部１０１と電気的に接続されている。また、第２電子部品１２は、図３に示すように、はんだ等の導電性接合材４０により接続されたシャント抵抗１６を介して第４リード部１０４と電気的に接続されている。
【００２６】
シャント抵抗１６は、図１もしくは図３に示すように、所定の抵抗値を有する抵抗体１６２を備え、２つの部材を架橋するように配置され、当該２つの部材間の電流値を検出するために用いられる部材である。
【００２７】
シャント抵抗１６は、本実施形態では、図３に示すように、第４リード部１０４もしくは第２電子部品１２に導電性接合材４０を介して接続される２つの脚部１６１と、抵抗体１６２とを備える。シャント抵抗１６は、図３に示すように、第２電子部品１２のうちシャント抵抗１６と向き合う面に対する法線方向Ｚ（以下、単に「法線方向Ｚ」という）において第２電子部品１２よりも高い位置にて、抵抗体１６２が２つの脚部１６１を繋いだ構成とされている。
【００２８】
シャント抵抗１６のうち抵抗体１６２の表面を含む一面１６ａ上であって、抵抗体１６２を跨いだ二カ所は、図１に示すように、第３のワイヤ１５が接合されており、当該第３のワイヤ１５を介して第１リード部１０１と電気的に接続されている。シャント抵抗１６のうち第３のワイヤ１５が接合された接合部の周囲には、当該接合部から離れつつ、当該接合部を囲む粗化領域１６ｂが形成されている。当該粗化領域の詳細については、リードフレーム１０に形成された粗化領域と共に、後ほど詳しく説明する。
【００２９】
ワイヤ１３〜１５は、Ａｌ、Ａｕなどの導電性材料によりなり、上記のように各種部材を電気的に接続する部材である。なお、便宜上、用いられる場所によってワイヤを区別するために、第１のワイヤ１３、第２のワイヤ１４、第３のワイヤ１５としているが、これらのワイヤは、すべて同じ材料により構成されていてもよい。
【００３０】
モールド樹脂２０は、第１リード部１０１、第２リード部１０２、第３リード部１０３および第４リード部１０４のそれぞれの一部と、電子部品１１、１２と、シャント抵抗１６と、ワイヤ１３〜１５と、電気接続部材３０とを封止する部材である。モールド樹脂２０は、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂などにより構成される。
【００３１】
以上が、本実施形態の半導体装置の基本的な構成である。このような構成とされた本実施形態の半導体装置では、第１電子部品１１を駆動させた際に、第２電子部品１２を介して接続されたシャント抵抗１６に生じる電位差を測定することより、当該第１電子部品１１に流れる電流値を検出することができる。
【００３２】
なお、本実施形態の半導体装置は、電子部品１１、１２のほかに他の電子部品が搭載されていてもよく、当該他の電子部品等を搭載する場合には、他のリード部を有するリードフレームが用いられた構成とされてもよい。
【００３３】
次に、本実施形態の半導体装置のうちリードフレーム１０およびシャント抵抗１６に形成される粗化領域１０１１、１０１２、１０２１、１０２２、１０３１、１０３２、１０４１、１６ｂについて、図３〜図５を参照して説明する。なお、以下の説明においては、粗化領域１０１１、１０１２、１０２１、１０２２、１０３１、１０３２、１０４１、１６ｂを総称して、単に「粗化領域」という。
【００３４】
まず、粗化領域の形状およびその形成について説明する。
【００３５】
図４に示すように、本実施形態の半導体装置では、リードフレーム１０およびシャント抵抗１６にマイクロオーダーの凹凸を有する粗化領域が形成されている。
【００３６】
具体的には、粗化領域とは、例えば、日本工業規格（ＪＩＳ規格）において規定する算術平均粗さである表面粗さＲａがミクロンオーダー（例えば１〜１０μｍ）とされた凹凸（以下「マイクロ凹凸」という）が形成された領域である。粗化領域は、例えば、マイクロ凹凸の表面に、さらに表面粗さＲａがナノオーダー（例えば１０〜５００ｎｍ）とされた微細凹凸（以下「ナノ凹凸」という）が形成されていてもよい。
【００３７】
粗化領域は、モールド樹脂２０により被覆する際に当該樹脂の材料が入り込みやすい形状とされ、アンカー効果を発揮することにより、リードフレーム１０のうち粗化領域が形成されていない領域に比べてモールド樹脂２０との密着性が高くされた領域である。粗化領域のマイクロ凹凸やナノ凹凸については、レーザー照射により形成される。
【００３８】
具体的には、例えば、所定のエネルギー密度を有するレーザー光をリードフレーム１０の表面もしくはシャント抵抗１６の表面に照射し、当該表面付近の金属材料を部分的に溶融もしくは蒸発させることにより、マイクロ凹凸を形成することができる。また、例えば、レーザー照射により蒸発した金属材料をマイクロ凹凸上や他の領域に堆積させ、これを固化させることによりナノ凹凸を形成することができる。
【００３９】
次に、粗化領域が形成される領域について説明する。
【００４０】
第１リード部１０１のうち、ワイヤ１３〜１５が接合された接合部と異なる領域であって、当該接合部から離れつつ、当該接合部を囲む領域には、図４もしくは図５に示すように、粗化領域１０１１が形成されている。つまり、ワイヤ１３〜１５と第１リード部１０１とのそれぞれの接合部は、モールド樹脂２０との密着性が高い領域に囲まれた構造となる。
【００４１】
これにより、ワイヤ１３〜１５と第１リード部１０１とのそれぞれの接合部においては、熱等のストレスによる応力が生じてもモールド樹脂２０と第１リード部１０１との剥離が抑制され、当該応力によるワイヤ１３〜１５の断線が抑制される。
【００４２】
図３もしくは図４に示すように、シャント抵抗１６のうち抵抗体１６２の表面を含む一面１６ａ上であって、第３のワイヤ１５が接合された接合部から離れつつ、当該接合部を囲む領域には、粗化領域１６ｂが形成されている。
【００４３】
これにより、粗化領域１０１１と同様に、シャント抵抗１６のうち第３のワイヤ１５が接合された接合部を囲む粗化領域１６ｂは、アンカー効果によりモールド樹脂２０との密着性が向上し、当該部分に剥離が生じることが抑制される。その結果、熱等のストレスによる応力に起因する第３のワイヤ１５の断線が抑制される。
【００４４】
第２リード部１０２のうち第１電子部品１１が搭載された部分を囲む領域には、粗化領域１０２１が形成され、第３リード部１０３のうち第２電子部品１２が搭載された部分を囲む領域には、粗化領域１０３１が形成されることが好ましい。第１電子部品１１および第２電子部品１２がモールド樹脂２０との密着性の高い粗化領域１０２１もしくは粗化領域１０３１に囲まれ、応力に起因するモールド樹脂２０の剥離がこれらの電子部品１１、１２に進行することが抑制されるためである。また、はんだにより電子部品１１、１２を接合する際に、はんだが粗化領域１０２１、１０３１により過剰に濡れ広がることが抑制される結果、安定してはんだ接合をすることができる。
【００４５】
図３に示すように、第１リード部１０１ないし第４リード部１０４のうち法線方向Ｚから見てモールド樹脂２０の外郭線と接する一部領域には、粗化領域１０１２、１０２２、１０３２、１０４１が形成されることが好ましい。リードフレーム１０のうちモールド樹脂２０に封止された領域の最も外側に位置する領域を粗化領域とすることにより、当該粗化領域における応力によるモールド樹脂２０とリードフレーム１０との剥離が抑制される。これにより、最も応力が大きくなりやすいモールド樹脂２０の外郭領域に近い領域におけるモールド樹脂２０とリードフレーム１０との剥離が抑制され、剥離の起点が生じにくく、信頼性の高い半導体装置となるためである。
【００４６】
本実施形態では、リードフレーム１０のうち電子部品１１、１２、ワイヤ１３〜１５、シャント抵抗１６もしくは電気接続部材３０が搭載された領域と異なる領域であって、上記の粗化領域が形成されていない領域は、粗化されていない平坦な非粗化領域である。  リードフレーム１０およびシャント抵抗１６のうちモールド樹脂２０と接することとなる領域のすべてが粗化された領域とされた構成、すなわち全面粗化構成とされてもよいが、粗化領域が最小限とされた構成とされることが好ましい。粗化領域が少ないほどレーザー照射により蒸発する金属が少なくなり、蒸発した金属が意図しない箇所に再付着することによる異物が生じる可能性が低くなる。つまり、粗化領域を最小限に留めた構成とされることで、異物による不具合を少なくしつつ、ワイヤ断線が抑制された半導体装置となるためである。
【００４７】
なお、本実施形態でいう「粗化領域が最小限とされた構成」とは、図３に示す粗化領域１０１１、１０１２、１０２１、１０２２、１０３１、１０３２、１０４１、１６ｂが形成された構成をいう。最小限の粗化領域は、半導体装置の構成要素により適宜変更されるが、少なくともリードフレーム１０のうちリードフレーム１０とワイヤとの接合部から離れつつ、当該接合部を囲む領域を含む。また、各粗化領域の面積については、任意であり、適宜変更される。
【００４８】
次に、ワイヤ１３〜１５が接合された部分を囲む粗化領域１０１１、１６ｂの好ましい形成領域について図５、６を参照して説明する。なお、粗化領域１０１１および粗化領域１６ｂの好ましい形成領域について同様であるため、ここでは、シャント抵抗１６に形成された粗化領域１６ｂを主に説明する。図５、図６では、分かり易くするため、図４中の領域Ｖ、ＶＩ以外の要素およびモールド樹脂２０については、省略している。
【００４９】
図１もしくは図５に示すように、粗化領域１０１１は、法線方向Ｚから見て、第１リード部１０１のうちワイヤ１３〜１５が接合された接合部から離れつつ、当該接合部を囲む枠体状の領域に形成されている。図１もしくは図６に示すように、粗化領域１６ｂは、シャント抵抗１６のうち第３のワイヤ１５が接合された接合部から離れつつ、当該接合部を囲む枠体状の領域に形成されている。なお、図５もしくは図６に示すように、粗化領域１０１１に囲まれた領域および粗化領域１６ｂに囲まれた領域は、リードフレーム１０のうち他の粗化領域が形成されていない領域と同様に、いずれも平坦な領域とされている。
【００５０】
図６に示すように、粗化領域１６ｂを外郭形状が四角形としつつ、内郭形状が円形状の枠体となるように形成する場合には、剥離抑制の観点から、外郭形状の角部がモールド樹脂２０の剥離の進行方向に沿って配置されるようにすることが好ましい。ここでいう「剥離の進行方向」とは、リードフレーム１０とモールド樹脂２０とを剥離する応力が作用する方向を意味する。本実施形態では、図６に示す左右方向をＸ方向とし、図６の紙面上にてＸ方向と直交する方向をＹ方向として、シャント抵抗１６の一面１６ａの外郭線と粗化領域１６ｂの外郭線とがＸ方向およびＹ方向において平行となるように粗化領域１６ｂが形成されている。
【００５１】
なお、粗化領域１６ｂは、ワイヤ接合部への剥離の進行抑制の観点から、連続的な枠体状とされることが好ましい。粗化領域１６ｂのうち剥離の進行方向と異なる位置においては、途切れずに連続的に形成されていればよく、例えばレーザー照射による加工限界以上の寸法（０．１ｍｍ以上など）とされていれば足りる。これは、粗化領域１０１１についても同様である。
【００５２】
また、図６に示すように、枠体状とされた粗化領域１６ｂに囲まれた領域、すなわち粗化領域とされていない円領域の半径をＡ１とした場合、Ａ１は０．６ｍｍ以上とすることが好ましい。これにより、第３のワイヤ１５をワイヤボンディング位置の寸法公差により、第３のワイヤ１５とシャント抵抗１６との接合部が当該円領域の中心位置から多少ずれたとしても、当該接合部が粗化領域１６ｂと重なることを防ぐことができる。すなわち、シャント抵抗１６と第３のワイヤ１５との接合が粗化領域１６ｂに囲まれた非粗化領域で行われることになり、これらの接合が安定するためである。
【００５３】
なお、粗化領域１６ｂの内郭形状が円形と異なる形状、例えば四角形状、楕円形状やその他の形状とされた場合であっても、ボンディング位置の寸法公差を考慮した上で、内部の寸法を適宜調整すれば、第３のワイヤ１５の接合を安定して行うことができる。これは、粗化領域１０１１についても同様である。
【００５４】
次に、本実施形態の半導体装置の製造方法について説明する。本実施形態の半導体装置は、特定の領域にあらかじめ粗化領域を形成する点を除いて、一般的な半導体装置の製造工程と同様であるため、ここでは簡単に説明する。
【００５５】
Ｃｕによりなる金属板をプレス加工等で打ち抜くことにより、第１リード部１０１、第２リード部１０２、第３リード部１０３および第４リード部１０４を備えるリードフレーム１０を用意する。
【００５６】
リードフレーム１０のうち電子部品１１、１２を搭載する領域を囲む領域、ワイヤ１３〜１５を接合する領域を囲む領域およびモールド樹脂２０で封止する領域の外郭領域に、レーザー照射により粗化領域を形成する。また、シャント抵抗１６のうち第３のワイヤ１５を接合する領域を囲む領域に、レーザー照射により粗化領域を形成する。
【００５７】
そして、第１電子部品１１を第２リード部１０２のうち粗化領域１０２１に囲まれた領域上に、第２電子部品１２を第３リード部１０３のうち粗化領域１０３１に囲まれた領域上に導電性接合材４０を介して搭載する。続けて、第２電子部品１２と第３リード部１０３とを架橋するように、導電性接合材４０を介してシャント抵抗１６を搭載する。また、第１電子部品１１と第２リード部１０２とを導電性接合材４０を介して電気接続部材３０で接続する。
【００５８】
その後、第１電子部品１１、第２電子部品１２およびシャント抵抗１６と第１リード部１０１とをワイヤボンディングにより接続し、これらの部材をワイヤ１３〜１５を介して電気的に接続する。
【００５９】
ワイヤ接続後に、図示しない金型を用いて、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂材料等により、リードフレーム１０の一部、電子部品１１、１２、ワイヤ１３〜１５、シャント抵抗１６および電気接続部材３０を封止するモールド樹脂２０を形成する。このようにして、本実施形態の半導体装置を製造することができる。
【００６０】
なお、上記の製造方法は、一例に過ぎず、上記の製造工程が前後してもよい。具体的には、必要に応じて、リードフレーム１０にシャント抵抗１６を搭載した後に、レーザー照射による粗化領域１６ｂの形成を行ってもよい。
【００６１】
具体的には、上記の製造方法の例では、シャント抵抗１６をリードフレーム１０に搭載する前に、シャント抵抗１６にレーザー照射で粗化領域１６ｂを形成する例について説明した。しかし、シャント抵抗１６は、リードフレーム１０に比べて小型かつ立体的な形状であって、平らな部分が少なく、抵抗体１６２のように粗化してはならない部位も存在するため、リードフレーム１０に比べて高いレーザー加工精度が要求される部材である。そこで、リードフレーム１０に搭載した後に、シャント抵抗１６に粗化領域１６ｂを形成してもよい。上記の理由により、シャント抵抗１６に対する粗化領域形成がなされることは一般的でないが、本実施形態では、敢えてシャント抵抗１６への粗化領域１６ｂの形成を行うことより、シャント抵抗１６に接続される第３のワイヤ１５の断線を抑制している。
【００６２】
本実施形態によれば、ワイヤ１３〜１５とリードフレーム１０もしくはシャント抵抗１６との接合部がモールド樹脂２０との密着性の高い粗化領域に囲まれており、モールド樹脂２０とリードフレーム１０との剥離が生じても、当該剥離が当該接合部へ進行しない。その結果、応力によるモールド樹脂２０とリードフレーム１０との剥離に起因するワイヤ１３〜１５の断線が抑制された半導体装置となる。
【００６３】
また、電子部品１１、１２についても同様に、モールド樹脂２０との密着性が高い粗化領域に囲まれているため、応力によるモールド樹脂２０とリードフレーム１０との剥離が電子部品１１、１２の搭載部分に進行することが抑制される。さらに、リードフレーム１０のうちモールド樹脂２０の外郭領域と接する一部の領域が、モールド樹脂２０との密着性が高い粗化領域とされているため、応力によるリードフレーム１０とモールド樹脂２０との剥離が抑制される。そのため、最も応力が高くなりやすいモールド樹脂２０の外郭領域付近における剥離が抑制され、ワイヤ１３〜１５の断線が抑制されると共に、剥離の起点が生じにくい半導体装置となる。
【００６４】
リードフレーム１０の一部およびシャント抵抗１６の一部にレーザー照射により粗化領域を形成した上で、ワイヤ接続をし、モールド樹脂２０を形成することで、ワイヤ１３〜１５の断線およびモールド樹脂２０の剥離が抑制された半導体装置を製造できる。また、レーザー照射によりモールド樹脂２０との密着性の高い粗化領域をリードフレーム１０上に形成し、リードフレーム１０とワイヤ１３〜１５との接合部を粗化領域で囲むことで、ポリアミド樹脂を塗布する必要がなくなる。これにより、リードフレーム１０とモールド樹脂２０との剥離が、リードフレーム１０もしくはシャント抵抗１６とワイヤ１３〜１５との接合部に進行することが抑制され、ワイヤの断線が抑制された半導体装置を安価に製造できる。
【００６５】
（第２実施形態）
第２実施形態の半導体装置について、図７を参照して述べる。図７では、分かり易くするため、シャント抵抗１６の周囲以外の構成要素について省略している。
【００６６】
本実施形態の半導体装置は、図７（ｂ）に示すように、シャント抵抗１６のうち一面１６ａの反対側の面であって、抵抗体１６２を隔てた２カ所に粗化領域１６ｃが形成されている点が上記第１実施形態と相違する。本実施形態では、この相違点について主に説明する。
【００６７】
シャント抵抗１６は、図７（ａ）もしくは図７（ｂ）に示すように、例えばはんだによりなる導電性接合材４０を介して第３リード部１０３および第２電子部品１２に接合される。このとき、融解したはんだの一部４０ａがシャント抵抗１６の脚部１６１に沿って這い上がることがあり、図７（ａ）に示すように、這い上がったはんだの一部４０ａが抵抗体１６２に接触すると、抵抗体１６２を介した２つの脚部の電位差が変動してしまう。このようなはんだと抵抗体１６２との接触が生じると、シャント抵抗１６を用いた電流値の正確な検出が妨げられる。
【００６８】
このような不具合を防ぐため、本実施形態の半導体装置は、図７（ｂ）に示すように、シャント抵抗１６に２つの粗化領域１６ｃが形成された構成とされている。粗化領域１６ｃが形成されることにより、融解したはんだの濡れ広がりが粗化領域１６ｃによって阻害され、はんだの過剰な濡れ広がりが抑制される。これにより、融解したはんだと抵抗体１６２との接触が防止された半導体装置となる。
【００６９】
本実施形態によれば、はんだの過剰な濡れ広がりによるシャント抵抗１６における不具合が防止されると共に、モールド樹脂２０の剥離の進行やワイヤ１３〜１５の断線が抑制された半導体装置となる。
【００７０】
また、本実施形態の半導体装置は、シャント抵抗１６を第３リード部１０３および第２電子部品１２に搭載する前に、粗化領域１６ｂと同様にレーザー照射により、粗化領域１６ｃをあらかじめ形成することで製造することができる。
【００７１】
（他の実施形態）
なお、上記した各実施形態に示した半導体装置は、本発明の半導体装置の一例を示したものであり、上記の各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。例えば、図８〜図１０を参照して、他の実施形態の例を以下に説明するが、図９、１０では、第１リード部１０１のうち図４中の領域Ｖに相当する部分を示しており、他の領域の構成要素については省略している。また、図８〜図１０については、断面図ではないが、構成を分かり易くするため、ハッチングを施している。
【００７２】
（１）例えば、上記各実施形態では、２つの電子部品１１、１２と１つのシャント抵抗１６とを備える構成とされていたが、このような構成に限定されるものではなく、適宜搭載される電子部品１１、１２やシャント抵抗１６の数が変更された構成とされてもよい。
【００７３】
具体的には、図８に示すように、第１リード部１０１と第２リード部１０２とを有するリードフレーム１０と、第１電子部品１１と、第１のワイヤ１３と、モールド樹脂２０とを備え、シャント抵抗１６を備えない構成とされていてもよい。このような構成の場合、第１電子部品１１と第１リード部１０１とが第１のワイヤ１３を介して電気的に接続されると共に、リードフレーム１０に少なくとも粗化領域１０１１が形成されていれば、樹脂剥離に伴うワイヤの断線が抑制された半導体装置となる。
【００７４】
逆に、電子部品１１、１２やシャント抵抗１６の数を増やした構成とされる場合、リードフレーム１０のうち少なくともワイヤ１３〜１５の接合された部分から離れつつ、当該部分を囲む粗化領域が形成されていれば、ワイヤの断線が抑制された半導体装置となる。このように、リードフレーム１０もしくはシャント抵抗１６のうちワイヤとの接合部から離れて、当該接合部を囲む領域に粗化領域が形成された構成とされていれば、他の電子部品１１、１２やシャント抵抗１６の数やその配置等については適宜変更されてもよい。
【００７５】
（２）図９（ａ）ないし図９（ｃ）に示すように、第１のワイヤ１３がツイストボンディングされている場合には、これに併せて粗化領域１０１１の形成領域を適宜変更してもよい。例えば、図９（ａ）に示すように、粗化領域１０１１は、外郭形状が長方形状とされ、内郭形状が楕円形状とされてもよいし、図９（ｂ）に示すように、外郭形状と内郭形状とが共に楕円形状とされてもよい。また、図９（ｃ）に示すように、第１のワイヤ１３との接合部を複数の粗化領域で囲んだ構成とされてもよい。また、粗化領域１０１１の形成領域については、図９（ａ）ないし図９（ｃ）に示した例に限られず、適宜、他のパターンに変更されてもよい。上記の点については、シャント抵抗１６に形成する粗化領域１６ｂについても同様である。
【００７６】
（３）図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、粗化領域１０１１と別に、ワイヤボンディングの際の位置決めをする際に用いるボンディング用認識マーク５０を、レーザー照射によりこれらの粗化領域の近くに形成してもよい。これにより、別途、プレス加工などにより形成されていたボンディング用認識マーク５０を粗化領域の形成と共に行うことができ、製造工程を簡素化できる。
【００７７】
なお、ボンディング用認識マーク５０は、図１０（ａ）に示すように、粗化領域１０１１に非粗化領域を隔てて囲まれるように設けられてもよいし、図１０（ｂ）に示すように、粗化領域１０１１の外側に設けられてもよい。ボンディング用認識マーク５０の平面形状については、任意であり、適宜決定される。また、ボンディング用認識マーク５０は、粗化領域１６ｂの近くに形成されてもよく、この場合についても上記と同様である。
【００７８】
（４）上記各実施形態では、シャント抵抗１６が抵抗体１６２の表面を含む一面１６ａにおいて第３のワイヤ１５が接合された例について説明したが、これに限られず、脚部１６１のうち他の部位に第３のワイヤ１５が接合されていてもよい。例えば、法線方向Ｚから見て、一の脚部１６１のうち第３リード部１０３上の位置および他の脚部１６１のうち第２電子部品１２上の位置の２カ所に第３のワイヤ１５が接合されていてもよいし、他の位置に第３のワイヤ１５が接合されていてもよい。この際、シャント抵抗１６における電流値の検出精度を上げるために、法線方向Ｚから見て、２カ所の第３のワイヤ１５の接合部と抵抗体１６２との距離が等しくなるセンスボンディングとされることが好ましい。
【００７９】
（５）ここで、上記各実施形態の粗化領域を区別するため、便宜的に、粗化領域１０１１を第１粗化領域とし、粗化領域１６ｂを第２粗化領域とし、粗化領域１６ｃを第３粗化領域とし、粗化領域１０２１、１０３１を第４粗化領域とする。また、便宜的に、粗化領域１０１２、１０２２、１０３２、１０４１を第５粗化領域として、上記第２実施形態では、第１粗化領域ないし第５粗化領域が形成された例について説明した。
【００８０】
しかし、半導体装置の構成要素によっては、第１粗化領域ないし第５粗化領域のうちの一部だけが形成されたものであればよい。例えば、シャント抵抗１６を搭載しない半導体装置においては、少なくとも第１粗化領域が形成された構成とされていれば、ワイヤの断線が抑制された半導体装置となる。
【符号の説明】
【００８１】
１０        リードフレーム
１０１１    粗化領域
１１、１２  電子部品
１３〜１５  ワイヤ
１６        シャント抵抗
１６２      抵抗体
１６ｂ      粗化領域
２０        モールド樹脂
【図１】
2018157023.tif 000003
【図２】
2018157023.tif 000004
【図３】
2018157023.tif 000005
【図４】
2018157023.tif 000006
【図５】
2018157023.tif 000007
【図６】
2018157023.tif 000008
【図７】
2018157023.tif 000009
【図８】
2018157023.tif 000010
【図９】
2018157023.tif 000011
【図１０】
2018157023.tif 000012