(57)【要約】【課題】レーザー光照射における支持治具の摩耗を防ぐことができる形状であって、一面の外郭を含む領域が粗化部とされたヒートシンクを備え、封止樹脂との密着性が確保できる半導体装置およびその製造方法を実現する。【解決手段】表裏の関係にある一面１ａと他面１ｂと、側面１ｃとを有し、側面１ｃに対する法線方向において突き出る突出部１３を側面１ｃに備え、一面１ａの外郭を含む一部の領域が凹凸度合いの大きい粗化部１２とされたヒートシンク１を有する半導体装置とする。これにより、レーザー光照射により粗化部１２を形成する際に、突出部１３を介して支持されることが可能であって、支持治具の摩耗を防ぎつつ、封止樹脂との密着性が確保できるヒートシンク１を備える半導体装置となる。その製造方法には、粗化部１２の形成の際に、レーザー光の照射におけるフォーカス位置と異なる位置にて金属部材を支持することを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表裏の関係にある一面（１ａ）および他面（１ｂ）と、前記一面と前記他面との間の面である側面（１ｃ）と、を有すると共に、前記側面に対する法線方向に突き出る突出部（１３）を前記側面に有するヒートシンク（１）と、
接合材（２）を介して前記一面上に搭載される半導体素子（３）と、
これらを覆う封止樹脂（４）と、を備え、
前記一面のうち前記接合材に覆われる部分を被覆部（１１）として、前記一面に対する法線方向から見て、前記一面のうち前記被覆部よりも外側の領域であって、前記一面の外郭の一部を含む領域が、前記被覆部よりも凹凸度合いが大きい粗化部（１２）とされている半導体装置。
【請求項２】
前記突出部は、前記側面のうち前記他面側の部分の全周に形成されている請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記突出部は、前記側面のうち前記他面側の部分の一部に部分的に形成されている請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記側面のうち前記他面側の部分には、段差部（１４）が形成されており、前記他面の面積が前記一面の面積よりも小さい請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
表裏の関係にある一面（１ａ）および他面（１ｂ）と、前記一面と前記他面との間の面である側面（１ｃ）と、を有すると共に、前記他面に前記一面側に凹んだ凹部（１５）を有するヒートシンク（１）と、
接合材（２）を介して前記一面上に搭載される半導体素子（３）と、
これらを覆う封止樹脂（４）と、を備え、
前記一面のうち前記接合材に覆われる部分を被覆部（１１）として、前記一面に対する法線方向から見て、前記一面のうち前記被覆部よりも外側の領域であって、前記一面の外郭の一部を含む領域が、前記被覆部よりも凹凸度合いが大きい粗化部（１２）とされている半導体装置。
【請求項６】
表裏の関係にある一面（１ａ）および他面（１ｂ）と、前記一面と前記他面との間の面である側面（１ｃ）と、を有するヒートシンク（１）と、
接合材（２）を介して前記一面上に搭載される半導体素子（３）と、
これらを覆う封止樹脂（４）と、を備え、
前記一面のうち前記接合材に覆われる部分を被覆部（１１）として、前記一面に対する法線方向から見て、前記一面のうち前記被覆部よりも外側の領域であって、前記一面の外郭の一部を含む領域が、前記被覆部よりも凹凸度合いが大きい粗化部（１２）とされており、
前記粗化部は、前記一面のうち前記被覆部よりも外側の領域のうち一部である第１粗化部（１２１）と、その残部である第２粗化部（１２２）とにより構成されている半導体装置。
【請求項７】
前記第１粗化部のうち前記第２粗化部と隣接する隣接領域は、二重に粗化処理が施された二重粗化部（１６）とされている請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
請求項１ないし５のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法であって、
表面（１０ａ）および裏面（１０ｂ）を有する金属部材（１０）を用意することと、
支持治具（５）により前記金属部材を支持した状態で、前記一面の一部にレーザー光照射により前記粗化部を形成し、前記粗化部を備える前記ヒートシンクを形成することと、
前記ヒートシンクの前記一面のうち前記粗化部と異なる部分に前記接合材を介して前記半導体素子を搭載した後、前記粗化部および前記半導体素子を覆う前記封止樹脂を形成することと、を含み、
前記粗化部を形成することにおいては、前記金属部材のうち前記表面に対する法線方向に沿った方向における位置を高さ位置として、前記表面のなす平面における高さ位置と異なる高さ位置にて、前記支持治具により前記金属部材を支持した状態で前記レーザー光照射を行う半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項６または７に記載の半導体装置の製造方法であって、
表面（１０ａ）および裏面（１０ｂ）と、前記表面と前記裏面との間の面である端面（１０ｃ）とを有する金属部材（１０）を用意することと、
前記法線方向から見て、前記金属部材の前記端面のうち前記第１粗化部を形成する領域の外側に位置する部分と異なる部分を支持治具（５）により支持した状態で、レーザー光照射により前記第１粗化部を形成することと、
前記第１粗化部を形成した後、前記法線方向から見て、前記金属部材の前記端面のうち前記第２粗化部を形成する領域の外側に位置する部分と異なる部分を前記支持治具で支持した状態で、レーザー光照射により前記第２粗化部を形成し、前記第１粗化部および前記第２粗化部を備える前記ヒートシンクを形成することと、
前記一面のうち前記粗化部と異なる部分に前記接合材を介して前記半導体素子を搭載し、前記第１粗化部、前記第２粗化部および前記半導体素子を覆う、前記封止樹脂を形成することと、を含む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、樹脂封止型の半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、樹脂封止型の半導体装置において、ヒートシンクを粗化処理することで樹脂との密着性を向上させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に開示されている半導体装置は、半導体素子が搭載されるヒートシンクの一面のうち樹脂と接する部分に粗化処理により凹凸度が大きくされた粗化部が形成されている。これにより、この粗化部に樹脂が入り込んでアンカー効果が生じるため、ヒートシンクと樹脂との密着度を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３６８１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、従来の半導体装置は、ヒートシンクの一面のうち樹脂と接する部分を粗化して粗化部を形成することにより、ヒートシンクと樹脂との密着性が高められた構造である。
【０００５】
ヒートシンクと樹脂との密着性をより向上させるためには、ヒートシンクの一面のうち当該一面に対する法線方向から見たときの外郭を含む部分、すなわち外周付近が粗化部とされることが好ましい。一方、粗化された領域では、半導体素子を搭載するために用いるはんだの濡れ性が悪くなるため、はんだづけをする部分は、平滑である必要がある。したがって、ヒートシンクの一面は、粗化部に隣接して平滑とされた非粗化部が存在することになり、粗化の加工を行う際に、位置決めや固定するための治具が必要となる。
【０００６】
ここで、ヒートシンクの一面のうち外周付近をレーザー光照射などにより粗化するにあたっては、ヒートシンクの一面の外郭よりも外側までレーザー光が照射され得る。この場合、ヒートシンクの一面の外郭よりも外側に配置され、ヒートシンクの位置決めや固定のために用いられる治具も粗化され摩耗してしまう。そのため、この種の半導体装置を製造する上では、ヒートシンクを固定する治具の粗化を防止しつつ、ヒートシンクの一面のうち外周付近を粗化する、との半導体装置の工程を精度よく行うことが難しい。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、一面のうち外周付近を精度よく粗化できる形状とされたヒートシンクを有し、ヒートシンクと封止樹脂との密着性を確保できる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、表裏の関係にある一面（１ａ）および他面（１ｂ）と、一面と他面との間の面である側面（１ｃ）と、を有すると共に、側面に対する法線方向に突き出る突出部（１３）を側面に有するヒートシンク（１）と、接合材（２）を介して一面上に搭載される半導体素子（３）と、これらを覆う封止樹脂（４）と、を備える。このような構成において、一面のうち接合材に覆われる部分を被覆部（１１）として、一面に対する法線方向から見て、一面のうち被覆部よりも外側の領域であって、一面の外郭の一部を含む領域が、被覆部よりも凹凸度合いが大きい粗化部（１２）とされている。
【０００９】
これにより、ヒートシンクの一面にレーザー光照射により粗化部を形成する際、支持治具により、突出部を支持されることができるヒートシンクを備える半導体装置となる。そのため、一面に対する法線方向から見て、一面の外郭よりも外側にレーザー光を照射しても、突出部を支持する支持治具にはレーザー光が照射されない。したがって、一面のうち外周付近を精度よく粗化できる形状とされたヒートシンクを有し、ヒートシンクと封止樹脂との密着性を確保できる半導体装置となる。
【００１０】
請求項５に記載の半導体装置は、表裏の関係にある一面（１ａ）および他面（１ｂ）と、一面と他面との間の面である側面（１ｃ）と、を有すると共に、他面に一面側に凹んだ凹部（１５）を有するヒートシンク（１）と、接合材（２）を介して一面上に搭載される半導体素子（３）と、これらを覆う封止樹脂（４）と、を備える。このような構成において、一面のうち接合材に覆われる部分を被覆部（１１）として、一面に対する法線方向から見て、一面のうち被覆部よりも外側の領域であって、一面の外郭の一部を含む領域が、被覆部よりも凹凸度合いが大きい粗化部（１２）とされている。
【００１１】
これにより、ヒートシンクの一面にレーザー光照射により粗化部を形成する際、支持治具により、凹部を利用して支持されることができるヒートシンクを備える半導体装置となる。そのため、請求項１に記載の半導体装置と同様に、一面のうち外周付近を精度よく粗化できる形状とされたヒートシンクを有し、ヒートシンクと封止樹脂との密着性を確保できる半導体装置となる。
【００１２】
請求項６に記載の半導体装置は、表裏の関係にある一面（１ａ）および他面（１ｂ）を有するヒートシンク（１）と、接合材（２）を介して一面上に搭載される半導体素子（３）と、これらを覆う封止樹脂（４）と、を備える。このような構成において、一面のうち接合材に覆われる部分を被覆部（１１）として、一面に対する法線方向から見て、一面のうち被覆部よりも外側の領域であって、一面の外郭の一部を含む領域が、被覆部よりも凹凸度合いが大きい粗化部（１２）とされており、粗化部は、一面のうち被覆部よりも外側の領域の一部である第１粗化部（１２１）と、その残部である第２粗化部（１２２）とにより構成されている。
【００１３】
これにより、第１粗化部と第２粗化部とが形成されたヒートシンクとすること、すなわち、第１粗化部および第２粗化部それぞれの形成におけるレーザー光照射において、支持治具にレーザー光が照射されない構成のヒートシンクを有する半導体装置となる。そのため、請求項１に記載の半導体装置と同様の効果が得られる。
【００１４】
請求項８に記載の半導体装置の製造方法は、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法であって、ヒートシンクを用意し、支持治具（５）によりヒートシンクを支持した状態で、一面の一部にレーザー光照射により粗化部を形成することと、一面のうち粗化部と異なる部分に接合材を介して半導体素子を搭載した後、粗化部および半導体素子を覆う封止樹脂を形成することと、を含む。このような製造方法において、粗化部を形成することにおいては、ヒートシンクのうち一面に対する法線方向に沿った方向における位置を高さ位置として、一面のなす平面における高さ位置と異なる高さ位置にて、支持治具によりヒートシンクを支持した状態でレーザー光照射を行う。
【００１５】
これにより、一面の外郭よりも外側にもレーザー光を照射しつつ、一面の外郭を含む領域に粗化部を形成したとしても、ヒートシンクを支持する支持治具にレーザー光が照射されることがない。そのため、一面のうち外郭を含む領域に粗化部を精度よく形成することができる形状とされたヒートシンクを有し、ヒートシンクと封止樹脂との密着性を確保できる半導体装置を製造することができる。
【００１６】
請求項９に記載の半導体装置の製造方法は、請求項６または７に記載の半導体装置の製造方法であって、ヒートシンクを用意し、法線方向から見て、ヒートシンクの側面のうち第１粗化部を形成する領域の外側に位置する部分と異なる部分を支持治具（５）により支持した状態で、レーザー光照射により第１粗化部を形成することと、第１粗化部を形成した後、法線方向から見て、ヒートシンクの側面のうち第２粗化部を形成する領域の外側に位置する部分と異なる部分を支持治具で支持した状態で、レーザー光照射により第２粗化部を形成することと、一面のうち粗化部と異なる部分に接合材を介して半導体素子を搭載し、第１粗化部、第２粗化部および半導体素子を覆う、封止樹脂を形成することと、を含む。
【００１７】
これにより、ヒートシンクの一面に第１粗化部を形成する際には、ヒートシンクの側面のうち第１粗化部を形成する領域の外側に位置する部分と異なる部分を支持することで、レーザー光を一面の外側にも照射しても、支持治具にレーザー光が照射されない。一方、レーザー光照射により第２粗化部を形成する際には、ヒートシンクの側面のうち第２粗化部を形成する領域の外側に位置する部分と異なる部分を支持することで、レーザー光を一面の外側にも照射しても、支持治具にレーザー光が照射されない。そのため、支持治具へのレーザー光照射による支持治具の摩耗を防ぎつつ、精度良く第１粗化部および第２粗化部をヒートシンクに形成でき、ヒートシンクと封止樹脂との密着を確保できる半導体装置を製造することができる。
【００１８】
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等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】
【００１９】
【図１】第１実施形態の半導体装置の断面構成を示す概略断面図である。
【図２】図１中のヒートシンクを示す概略斜視図である。
【図３】図１中の粗化部を有するヒートシンクを形成する際のレーザー光照射の様子を示す工程図である。
【図４】粗化部を有する従来のヒートシンクを形成する際のレーザー光照射の様子を示す工程図である。
【図５】第１実施形態の半導体装置の変形例におけるヒートシンクを示す概略斜視図である。
【図６】第２実施形態の半導体装置の断面構成を示す概略断面図である。
【図７】図６中のヒートシンクを他面側から見た様子を示す概略斜視図である。
【図８】図６中の粗化部を有するヒートシンクを形成する際のレーザー光照射の様子を示す工程図である。
【図９】第３実施形態の半導体装置の断面構成を示す概略断面図である。
【図１０】第４実施形態の半導体装置の断面構成を示す概略断面図である。
【図１１】図１０中のヒートシンクを示す概略平面図である。
【図１２Ａ】図１０中のヒートシンクを形成する工程のうち第１粗化部の形成工程を示す工程図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａに続く第２粗化部の形成工程を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。
【００２１】
（第１実施形態）
第１実施形態の半導体装置Ｓ１について、図１、図２を参照して述べる。本実施形態の半導体装置Ｓ１は、例えば自動車などの車両に搭載され、車両用電子装置を駆動するための装置として適用されるものである。
【００２２】
図１では、本実施形態の半導体装置Ｓ１の構成を理解し易くするため、各構成要素の厚みや幅などを誇張したものを示している。図２では、断面を示すものではないが、後述する被覆部１１と粗化部１２とを区別するため、ハッチングを施している。
【００２３】
半導体装置Ｓ１は、図１に示すように、ヒートシンク１と、接合材２と、半導体素子３と、封止樹脂４と、を備える。
【００２４】
ヒートシンク１は、半導体素子３で生じる熱を外部に放熱する部材であり、例えば、熱伝導性の高い銅系金属や鉄系金属などの金属材料により構成される。ヒートシンク１は、本実施形態では、例えば図１に示すように、表裏の関係にある一面１ａおよび他面１ｂと、一面１ａと他面１ｂとの間の面である側面１ｃを有する板状部材とされ、一面１ａ上に接合材２を介して半導体素子３が搭載されている。ヒートシンク１は、本実施形態では、図１に示すように、他面１ｂが封止樹脂４から露出しており、他面１ｂから外部へ半導体素子３で生じた熱を放出する構成とされている。
【００２５】
ヒートシンク１は、図２に示すように、一面１ａに対する法線方向（以下「一面法線方向」という）から見て、一面１ａのうちその中心付近の一部が接合材２に覆われる被覆部１１とされ、残部が粗化部１２とされている。
【００２６】
具体的には、ヒートシンク１は、一面法線方向から見て、一面１ａのうち被覆部１１の外側の領域であって、一面１ａの外郭を含む領域が粗化部１２とされている。粗化部１２は、レーザー光照射により形成され、その表面の凹凸度合いが被覆部１１よりも大きくされている。粗化部１２は、図１に示すように、封止樹脂４により覆われる領域であり、封止樹脂４が凹部に入り込んでアンカー効果を生じることで、封止樹脂４との密着性を向上させる。
【００２７】
なお、ここでいう「凹凸度合いが大きい」とは、封止樹脂４が凹部に入り込んでアンカー効果を生じ、封止樹脂４との密着性が向上する程度の凹凸が形成された状態とされていることを指す。例えば、限定するものではないが、粗化部１２は、マイクロメートルオーダーもしくはナノメートルオーダーの凹部が形成され、比表面積Ｓａが１以上となり得る。粗化部１２は、封止樹脂４とのアンカー効果が生じる形状であればよく、その形状や深さなどについては適宜変更されてもよい。
【００２８】
一方、被覆部１１は、半導体素子３が搭載される領域であり、粗化部１２と異なり、凹凸度合いが大きな領域とされていない。これは、はんだなどにより構成される接合材２を用いて半導体素子３を搭載する際に、凹凸度合いが大きくされていると、はんだの濡れが悪化してしまい、半導体素子３の搭載に支障をきたし得るためである。つまり、被覆部１１は、粗化部１２を形成するための粗化処理がなされていない領域、すなわち、凹凸度合いが小さく、封止樹脂４とのアンカー効果による密着性向上が低い領域とされている。
【００２９】
ヒートシンク１は、図２に示すように、側面１ｃに対する法線方向（以下「側面法線方向」という）に突き出る突出部１３を側面１ｃに備える。突出部１３は、後述する半導体装置Ｓ１の製造方法において、ヒートシンク１を構成する金属部材１０にレーザー光照射を行う際に、この金属部材１０を支持するために形成される部位である。この詳細については、後述する。
【００３０】
突出部１３は、本実施形態では、図２に示すように、側面１ｃのうち他面１ｂ側の部分の全周に形成されている。突出部１３は、一面法線方向から見て、一面を取り囲むような形状とされている。言い換えると、ヒートシンク１は、側面１ｃのうち他面１ｂ側に突出部１３、すなわちフランジ形状を備える部材とされている。
【００３１】
接合材２は、半導体素子３をヒートシンク１の一面１ａ上に搭載するために用いられ、例えばはんだなどによりなる。
【００３２】
半導体素子３は、主としてシリコンなどの半導体材料により構成され、通常の半導体プロセスにより製造されるものであり、例えば図１に示すように、四角形板状とされる。半導体素子３としては、例えば、パワーＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）などのパワー素子などが挙げられる。半導体素子３は、例えば、ヒートシンク１と向き合う面の反対面に図示しないアルミニウムなどによる電極パッドが形成されており、該電極パッドに図示しない金などによるワイヤを介して図示しないリードに接続される。半導体素子３は、例えば、上記のような電気的な接続がなされることで、図示しない外部電源との電気的なやり取りが可能な構成とされている。
【００３３】
封止樹脂４は、ヒートシンク１の一部、接合材２および半導体素子３を覆う部材であり、例えばエポキシ樹脂などの樹脂材料により構成される。封止樹脂４は、例えば、トランスファー成形などの任意の方法により形成され、「モールド樹脂」とも称され得る。
【００３４】
以上が、半導体装置Ｓ１の基本的な構成である。
【００３５】
次に、半導体装置Ｓ１の製造方法の一例について、突出部１３による効果と合わせて説明する。なお、半導体装置Ｓ１の製造方法では、後述するヒートシンク１を構成する金属部材１０の用意および粗化部１２の形成以外の点については、任意の方法を採用し得る。そのため、本明細書では、ヒートシンク１を構成する金属部材の用意および粗化部１２の形成以外の点については、簡単に説明する。
【００３６】
まず、ヒートシンク１を構成する金属部材１０を用意する。金属部材１０は、図３に示すように、表面１０ａおよび裏面１０ｂと、表面１０ａと裏面１０ｂとの間の面である端面１０ｃと、を有する板状部材であって、端面１０ｃのうち裏面１０ｂ側の部分に、端面１０ｃに対する法線方向に突き出た突起部１０１を備える。なお、表面１０ａ、裏面１０ｂ、端面１０ｃおよび突起部１０１が、それぞれヒートシンク１の一面１ａ、他面１ｂ、側面１ｃ、突出部１３に相当する部位である。
【００３７】
続いて、図３に示すように、例えば、金属製の支持治具５を用いて、金属部材１０のうち突起部１０１を挟んで支持する。具体的には、支持治具５は、図３に示すように、金属部材１０のうち表面１０ａに対する法線方向に沿った方向における位置を高さ位置として、表面１０ａのなす平面における高さ位置と異なる高さ位置に配置された突起部１０１を挟んで金属部材１０を支持する。このとき、支持治具５は、後述するレーザー光の焦点となる高さ位置、すなわち表面１０ａのなす平面における高さ位置と異なる高さ位置に配置される。
【００３８】
そして、金属部材１０を支持治具５で支持した状態で、表面１０ａに対する法線方向から見て、表面１０ａのうち表面１０ａの外郭を含む領域にレーザー光を照射し、金属部材１０の表面１０ａ側の一部を溶融させ、蒸発させることで粗化部１２を形成する。
【００３９】
また、表面１０ａの外郭にも精度良く粗化部１２を形成するためには、図３に示すように、表面１０ａの外郭の外側の領域にもレーザー光を照射することが好ましい。これにより、表面１０ａの外郭にも確実にレーザー光が照射され、表面１０ａの外郭を含む領域を精度良く粗化部１２とすることができる。
【００４０】
ここで、従来の金属部材６にレーザー光照射により粗化部を形成する工程について、図４を参照して検討する。
【００４１】
従来の金属部材６は、図４に示すように、表裏の関係にある上面６ａおよび下面６ｂと、上面６ａと下面６ｂとを繋ぐ壁面６ｃとを有する板状部材とされ、突起部１０１に相当する部位を壁面６ｃに有さない構成とされている。この従来の金属部材６を支持治具５で支持する場合、支持治具５は、図４に示すように、壁面６ｃを挟んで支持することにより、上面６ａのなす平面と同じ高さ位置、すなわちレーザー光のフォーカス位置に配置されることとなる。
【００４２】
そして、図４に示すように、上面６ａの外郭を含む領域にレーザー光を照射して粗化処理を施す場合、レーザー光が従来の金属部材６を支持する支持治具５にも照射される。その結果、支持治具５も粗化されることとなり、支持治具５が摩耗してしまう。
【００４３】
従来の金属部材６へのレーザー光照射による粗化処理において、支持治具５の摩耗を防止するためには、上面６ａの外郭付近にレーザー光を照射しないことが考えられる。しかしながら、それでは上面６ａの外郭付近を粗化することができず、粗化された領域が少なくなる分だけ封止樹脂４との密着性向上の効果も小さくなってしまう。
【００４４】
これに対して、本実施形態では、金属部材１０においても、表面法線方向から見て、表面１０ａの外郭の外側に配置された突起部１０１およびこれを支持する支持治具５にもレーザー光が照射され得る。しかしながら、突起部１０１および支持治具５は、表面１０ａのなす平面位置、すなわちレーザー光の焦点となるフォーカス位置とは異なる高さ位置に配置されるため、レーザー光のエネルギーが低減され、粗化されることがない。そのため、金属部材１０の表面１０ａの外郭を含む領域を精度良く粗化処理を施しつつも、支持治具５の粗化を防止することができる。
【００４５】
つまり、この金属部材１０により構成されるヒートシンク１は、側面１ｃのうち他面１ｂ側に突出部１３を備える形状とされることで、一面１ａの外郭を含む領域を粗化部１２とされながらも、支持治具５の粗化が抑制される構成と言える。
【００４６】
なお、レーザー光照射におけるレーザー光の波長、出力、照射時間、スポット径やピッチなどの条件については、適宜調整される。また、支持治具５は、金属部材１０を支持できればよく、その形状や材質については適宜変更されてもよい。
【００４７】
続けて、通常の半導体プロセスにより製造された半導体素子３を用意し、粗化部１２が形成されたヒートシンク１の一面１ａのうち粗化部１２と異なる部分にはんだ付けにより半導体素子３を搭載する。
【００４８】
その後、半導体素子３と図示しないリードとを図示しないワイヤをワイヤボンディングにより電気的に接続する。これにより、ヒートシンク１の一面１ａ上にはんだによりなる接合材２を介して半導体素子３が搭載され、半導体素子３と図示しないリードとが図示しないワイヤにより接続されたワークを用意できる。
【００４９】
次いで、封止樹脂４を成形するためのキャビティを有する図示しない金型を用意し、上記のワークを当該金型内にセットし、エポキシ樹脂などの樹脂材料を図示しないゲートからキャビティ内に流し込んで硬化させ、封止樹脂４を形成する。最後に、封止樹脂４により覆われたワークを金型から離型する。
【００５０】
例えば、上記のような工程により、本実施形態の半導体装置Ｓ１を製造することができる。
【００５１】
本実施形態によれば、粗化部１２の形成の際に、レーザー光のフォーカス位置がずれた領域において支持治具５により支持されることが可能な構成のヒートシンク１を備え、ヒートシンク１と封止樹脂４との密着性を確保できる半導体装置Ｓ１となる。また、ヒートシンク１が突出部１３により、他面１ｂの平面サイズが一面１ａの平面サイズよりも大きい形状とされるため、放熱面積の増加による放熱性向上の効果も期待される。
【００５２】
また、金属部材１０のうちレーザー光照射がなされる表面１０ａの高さ位置と異なる高さ位置において、支持治具５により金属部材１０を支持することにより、表面１０ａの外郭を含む領域を粗化しつつ、支持治具５の摩耗を防ぐことができる。そのため、一面１ａのうち外郭を含む領域が粗化部１２とされつつ、支持治具５の摩耗を防止できる形状とされたヒートシンク１を備え、封止樹脂４との密着性が確保された半導体装置Ｓ１を製造できる。
【００５３】
（第１実施形態の変形例）
上記第１実施形態では、ヒートシンク１が、図２に示すように、一面法線方向から見て側面１ｃの全周に突出部１３を備えた形状とされた例について説明したが、ヒートシンク１は、この例に限られず、側面１ｃの一部にのみ突出部１３を備えた形状とされてもよい。
【００５４】
具体的には、ヒートシンク１は、例えば、図５に示すように、４つの側面１ｃそれぞれの一部に突出部１３が形成され、側面１ｃの全周に突出部１３が形成されていなくてもよい。言い換えると、ヒートシンク１は、側面１ｃの外周縁の一部のみがせり出した形状とされてもよい。
【００５５】
なお、図５では、図２と同様に、断面を示すものではないが、被覆部１１と粗化部１２とを区別し易くするため、ハッチングを施している。
【００５６】
このようなヒートシンク１であっても、この突出部１３を支持治具５により支持することで、一面１ａの外郭を含む領域にレーザー光を照射して粗化部１２を形成しつつも、支持治具５へのレーザー光照射による支持治具５の削れを防止することができる形状となる。そのため、本変形例であっても、レーザー光のフォーカス位置と異なる位置で支持されることができる形状のヒートシンク１を備えることとなるため、上記第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００５７】
（第２実施形態）
第２実施形態の半導体装置Ｓ２について、図６、図７を参照して述べる。図６では、本実施形態の半導体装置Ｓ２の構成を理解し易くするため、各構成要素の厚みや幅などを誇張したものを示している。
【００５８】
本実施形態の半導体装置Ｓ２は、図６に示すように、ヒートシンク１が側面１ｃのうち他面１ｂ側の部分に段差部１４を備える形状とされた点において、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。
【００５９】
ヒートシンク１は、本実施形態では、図７に示すように、側面１ｃのうち他面１ｂ側の外周縁を囲むように段差部１４が形成された構成とされている。見方を変えると、ヒートシンク１は、側面１ｃのうち一面１ａ側に突出部１３を備える構成であるとも言える。段差部１４は、粗化部１２を形成する際に、支持治具５により支持される部分であり、支持治具５の摩耗を防ぐために形成される。
【００６０】
本実施形態では、ヒートシンク１は、表面１０ａおよび裏面１０ｂと、表面１０ａと裏面１０ｂとの間の面である端面１０ｃとを有し、端面１０ｃのうち裏面１０ｂ側の部分に段差部１０２を備える金属部材１０にレーザー光照射がなされることで形成される。具体的には、図８に示すように、金属部材１０は、断面視にて、支持治具５が段差部１０２に入り込んだ状態で支持され、この状態でレーザー光照射による粗化処理がなされる。
【００６１】
つまり、支持治具５がレーザー光のフォーカス位置と異なる位置に配置されると共に、金属部材１０により支持治具５が覆い隠されるため、表面１０ａの外郭の外側の領域にもレーザー光照射をした場合における支持治具５の摩耗を防ぐことができる。なお、本実施形態では、金属部材１０のうち表面１０ａ、裏面１０ｂ、端面１０ｃおよび段差部１０２は、それぞれ、ヒートシンク１の一面１ａ、他面１ｂ、側面１ｃおよび段差部１４に相当する。
【００６２】
本実施形態によれば、ヒートシンク１がレーザー光照射の際にレーザー光のフォーカス位置と異なる位置にて支持されることができる構成とされるため、上記第１実施形態と同様の効果が得られる半導体装置Ｓ２となる。
【００６３】
（第３実施形態）
第３実施形態の半導体装置Ｓ３について、図９を参照して述べる。図９では、本実施形態の半導体装置Ｓ３の構成を理解し易くするため、各構成要素の厚みや幅などを誇張したものを示している。
【００６４】
本実施形態の半導体装置Ｓ３は、図９に示すように、ヒートシンク１が、側面１ｃに突出部１３や段差部１４が備えておらず、他面１ｂに凹部１５を備えた構成とされている点で上記第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。
【００６５】
ヒートシンク１は、本実施形態では、図９に示すように、側面１ｃが一面１ａと他面１ｂとをつなぐ平坦な面とされ、突出部１３や段差部１４に相当する部位を有さない一方で、他面１ｂに凹部１５を備える構成とされている。凹部１５は、粗化部１２を形成する際に、ヒートシンク１が支持治具５により支持されることを可能にするために形成される。
【００６６】
本実施形態では、ヒートシンク１は、図１０に示すように、表面１０ａおよび裏面１０ｂと、表面１０ａと裏面１０ｂとを繋ぐ平坦面である端面１０ｃとを有し、裏面１０ｂに窪み部１０３を備える金属部材１０にレーザー光照射がなされることで形成される。具体的には、支持治具５が窪み部１０３に入り込んで金属部材１０が支持され、この状態で金属部材１０のうち表面１０ａの外郭を含む領域およびこの外郭よりも外側の領域にレーザー光を照射する。これにより、上記第２実施形態と同様に、金属部材１０へのレーザー光照射の際に、支持治具５が金属部材１０により覆い隠されるため、支持治具５の摩耗を防ぐことができる。
【００６７】
本実施形態によれば、上記第２実施形態と同様の効果が得られる半導体装置Ｓ３となる。
【００６８】
（第４実施形態）
第４実施形態の半導体装置について、図１１〜図１２Ｂを参照して述べる。図１１では、後述する第１粗化部１２１、第２粗化部１２２および二重粗化部１６についての理解を助けるため、断面を示すものではないが、ハッチングを施している。図１２Ａでは、後述するレーザー光の第１照射領域Ｒ１を分かり易くするため、断面を示すものではないが、ハッチングを施している。図１２Ｂでは、第２照射領域Ｒ２および第１粗化部１２１を分かり易くするため、断面を示すものではないが、ハッチングを施すと共に、第１照射領域Ｒ１と後述する非照射領域Ｒ０との境界を破線で示している。
【００６９】
本実施形態の半導体装置は、ヒートシンク１が、突出部１３に相当する部位を有していない板状部材とされ、図１１に示すように、一面１ａに形成された粗化部１２が第１粗化部１２１と第２粗化部１２２とにより構成されている点で上記第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。
【００７０】
ヒートシンク１は、従来の金属部材６の上面６ａに２回のレーザー光照射により粗化部１２を形成することで得られる。ヒートシンク１は、図１１に示すように、一面１ａのうち被覆部１１の外側の領域が粗化部１２とされている。粗化部１２は、後述する二重粗化部１６を含む第１粗化部１２１と、第１粗化部１２１に周囲を囲まれた複数の第２粗化部１２２と、によりなる。
【００７１】
具体的には、粗化部１２は、図１１に示すように、互いに離れて配置され、一面１ａの外郭のうち一辺の一部を含む４つの第２粗化部１２２と、これらの第２粗化部１２２を囲む第１粗化部１２１とを有してなる。第１粗化部１２１のうち第２粗化部１２２と隣接する隣接領域は、２回のレーザー光照射がなされた結果により形成された二重粗化部１６とされている。二重粗化部１６が形成される理由については、後述する。
【００７２】
次に、本実施形態におけるヒートシンク１の粗化部１２の形成について、図１２Ａ、図１２Ｂを参照して説明する。
【００７３】
まず、図１２Ａに示すように、上面視にて、従来の金属部材６の上面６ａのうち半導体素子３を搭載する予定の領域（以下「素子搭載領域」という）の外側の領域であって、上面６ａの外郭を含む領域に１回目のレーザー光の照射を行う。
【００７４】
具体的には、１回目のレーザー光の照射工程においては、上面６ａのうち素子搭載領域の外側の領域（以下「外側領域」という）の一部は、図１２Ａに示すように、１回目のレーザー光の照射領域、すなわち第１照射領域Ｒ１とされる。そして、素子搭載領域と、外側領域のうち第１照射領域Ｒ１の残部とがレーザー光を照射しない非照射領域Ｒ０とされる。このとき、図１２Ａに示すように、上面視にて、従来の金属部材６の壁面６ｃのうち非照射領域Ｒ０の外側に位置する部分を支持治具５により支持する。これにより、１回目のレーザー光照射において、支持治具５にレーザー光が照射されることがなくなり、支持治具５の摩耗を防止しつつ、第１粗化部１２１を形成することができる。また、この１回目のレーザー光照射においてレーザー光が照射されなかった素子搭載領域が被覆部１１に相当する領域となる。
【００７５】
続けて、図１２Ｂに示すように、第２照射領域Ｒ２に２回目のレーザー光照射を行う。第２照射領域Ｒ２は、従来の金属部材６の上面６ａのうち素子搭載領域とは異なる非照射領域Ｒ０とこれに隣接する領域とを含む領域である。見方を変えると、第１照射領域Ｒ１において形成された第１粗化部１２１のうち被覆部１１と異なる非照射領域Ｒ０に隣接する一部は、２回重複してレーザー光照射がなされることとなる。この２回重複してレーザー光照射がなされる領域が、二重粗化部１６となる。
【００７６】
なお、被覆部１１と異なる非照射領域Ｒ０を含む広い領域に２回目のレーザー光照射を行う理由は、外側領域のすべてを確実に粗化された領域とし、封止樹脂４との密着性をより高めるためである。
【００７７】
２回目のレーザー光照射では、図１２Ｂに示すように、支持治具５は、従来の金属部材６の壁面６ｃのうち第２照射領域Ｒ２の外側に位置する部分とは異なる部分に接する配置とされ、従来の金属部材６を支持している。言い換えると、支持治具５は、１回目のレーザー光照射と２回目のレーザー光照射とでは、それぞれ異なる部分、すなわち、いずれのレーザー光照射においてもレーザー光が照射されない位置にずらして配置される。
【００７８】
２回目のレーザー光照射により、第２照射領域Ｒ２のうち図１２Ｂに示す破線の内側の領域には第２粗化部１２２が形成され、破線の外側の領域には二重粗化部１６が形成される。このような工程により、図１１に示すヒートシンク１が得られる。
【００７９】
本実施形態によれば、レーザー光照射の工程を２回に分け、支持治具５をそれぞれのレーザー光照射でのレーザー光の照射範囲外に配置することで、支持治具５の摩耗を防ぎつつ、一面１ａの外郭を含む領域が粗化部１２とされたヒートシンク１を形成できる。そのため、支持治具５の摩耗を防ぎつつも、ヒートシンク１と封止樹脂４との密着性を確保できる半導体装置を製造できる。
【００８０】
（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およびその製造方法は、本発明の半導体装置およびその製造方法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。
【００８１】
（１）例えば、各上記実施形態では、ヒートシンク１が平面視にて略八角形板状とされた例について説明したが、ヒートシンク１は、この平面形状に限られず、略四角形状や略楕円形状などにされてもよく、他の平面形状とされてもよい。
【００８２】
（２）上記第２実施形態では、側面１ｃのうち他面１ｂ側の全周に段差部１４が形成された例について説明したが、段差部１４は、支持治具５で支持できる程度に形成されていればよく、外周縁の全周に形成されていなくてもよく、部分的に形成されていてもよい。
【００８３】
（３）上記第３実施形態では、凹部１５が四角形溝状とされた例について説明したが、凹部１５は、支持治具５で支持できる形状とされていればよく、多角形溝状や円形溝状とされてもよいし、他の溝状とされてもよい。
【００８４】
（４）上記第４実施形態では、レーザー光照射において支持治具５により４箇所で金属部材６を支持する例について説明したが、支持治具５がレーザー光の照射領域外に配置されつつ、金属部材６を支持していればよく、支持の仕方については任意である。
【００８５】
また、第１照射領域Ｒ１が第２照射領域Ｒ２よりも平面サイズが広い例について説明したが、これに限られず、第１照射領域Ｒ１と第２照射領域Ｒ２との平面サイズについては、適宜調整されてもよい。また、第２照射領域Ｒ２の数については、支持治具５による支持の仕方に応じて適宜変更されてもよい。
【符号の説明】
【００８６】
１      ヒートシンク
１１    被覆部
１２    粗化部
１２１  二重粗化部
１３    突出部
１４    段差部
１５    凹部
１６    第２粗化部
４      封止樹脂
５      支持治具
【図１】
2019220521.tif 000003
【図２】
2019220521.tif 000004
【図３】
2019220521.tif 000005
【図４】
2019220521.tif 000006
【図５】
2019220521.tif 000007
【図６】
2019220521.tif 000008
【図７】
2019220521.tif 000009
【図８】
2019220521.tif 000010
【図９】
2019220521.tif 000011
【図１０】
2019220521.tif 000012
【図１１】
2019220521.tif 000013
【図１２Ａ】
2019220521.tif 000014
【図１２Ｂ】
2019220521.tif 000015