(57)【要約】【課題】リードフレームとプライマ層との密着性を確保しつつ、はんだの濡れ性および接合性を確保することができる半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】半導体装置１の製造方法は、表面にＮｉめっき層およびＡｕめっき層がこの順に形成されたリードフレーム３を準備する準備工程Ｓ１と、リードフレーム３のＡｕめっき層の上にはんだ層２１を介して半導体素子４を接合する第１はんだ接合工程Ｓ２と、半導体素子４がリードフレーム３にはんだ接合された状態で、半導体素子４およびリードフレーム３の表面にプライマ層２６を形成するプライマ層形成工程Ｓ６と、を少なくとも含み、第１はんだ接合工程Ｓ２とプライマ層形成工程Ｓ６との間に、はんだ層２１が接合されたはんだ接合部分３１を除く部分であり、かつ、プライマ層が形成されるプライマ形成部分３２’において、Ａｕめっき層を除去する除去工程Ｓ５をさらに含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にＮｉめっき層が形成され、前記Ｎｉめっき層の表面にＡｕめっき層が形成されたリードフレームを準備する準備工程と、
前記リードフレームの前記Ａｕめっき層の上にはんだ層を介して半導体素子を接合するはんだ接合工程と、
前記半導体素子が前記リードフレームにはんだ接合された状態で、前記半導体素子および前記リードフレームの表面にプライマを塗布し、前記プライマを乾燥させたプライマ層を形成するプライマ層形成工程と、を少なくとも含み、
前記はんだ接合工程と前記プライマ層形成工程との間に、前記はんだ層が接合された部分を除く部分であり、かつ、前記プライマ層が形成される部分において、前記Ａｕめっき層を除去する除去工程をさらに含む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、半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の半導体素子と、半導体素子がはんだ層を介して接合したリードフレームと、を備えた半導体装置が知られている。この半導体装置では、半導体素子およびリードフレームを覆うようにプライマ層が形成されており、プライマ層を覆うように封止樹脂が形成されている。
【０００３】
このような半導体装置を製造する方法として、特許文献１には、リードフレームの表面にＮｉめっき層を形成し、そのＮｉめっき層の表面にＡｕめっき層を形成した後、半導体素子のはんだ接合前後に熱処理をする方法が開示されている。この製造方法では、熱処理を行うことでＡｕめっき層内にＮｉめっき層のＮｉを拡散させることにより、プライマ層とリードフレームとの密着強度を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１２２７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示すように、プライマ層との密着強度を高めるために、はんだ接合前に上述した熱処理を行うと、Ａｕめっき層にＮｉめっき層のＮｉが拡散し、拡散したＮｉが、Ａｕめっき層の表面においてＮｉ酸化物として生成されることがある。Ａｕめっき層の表面に、このＮｉ酸化物がより多く存在すると、はんだの濡れ性が低下するおそれがある。
【０００６】
一方、はんだ接合後に上述した熱処理を行っても、Ａｕめっき層に拡散したＮｉがはんだ層に拡散するため、はんだ層に拡散したＮｉとはんだ層を構成する金属とからなる合金が形成されてしまう。これにより、Ｎｉめっき層のＮｉは、さらにＡｕめっき層に拡散し消費される可能性がある。結果として、Ｎｉめっき層が薄くなり過ぎるため、リードフレームとはんだ層との接合性が低下してしまうおそれがある。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、本発明では、リードフレームとプライマ層との密着性を確保しつつ、はんだの濡れ性および接合性を確保することができる半導体装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、表面にＮｉめっき層が形成され、前記Ｎｉめっき層の表面にＡｕめっき層が形成されたリードフレームを準備する準備工程と、前記リードフレームの前記Ａｕめっき層の上にはんだ層を介して半導体素子を接合するはんだ接合工程と、前記半導体素子が前記リードフレームにはんだ接合された状態で、前記半導体素子および前記リードフレームの表面にプライマを塗布し、前記プライマを乾燥させたプライマ層を形成するプライマ層形成工程と、を少なくとも含み、前記はんだ接合工程と前記プライマ層形成工程との間に、前記はんだ層が接合された部分を除く部分であり、かつ、前記プライマ層が形成される部分において、前記Ａｕめっき層を除去する除去工程をさらに含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、除去工程を行うことにより、はんだ層が接合された部分を除く部分であり、かつ、プライマ層が形成される部分において、Ａｕめっき層を除去工程するので、Ｎｉ濃度を高めることができる。この結果、リードフレームとプライマ層との密着性を確保することができる。
【００１０】
したがって、はんだ接合前に、Ａｕめっき層内にＮｉめっき層のＮｉを拡散させる熱処理を行わなくてもよいので、Ａｕめっき層の表面におけるＮｉ酸化物の生成を抑制することができる。これにより、はんだ接合時のはんだの濡れ性を確保することができる。
【００１１】
また、同様に、除去工程を行うことにより、はんだ接合後、プライマ層形成前にも、上述した熱処理を行わなくてもよいので、はんだ層内に拡散されたＮｉと、はんだ層を構成する金属とからなる合金の生成を防止することができる。これにより、Ｎｉめっき層のＮｉの消費が抑制されるため、はんだ層とリードフレームとの接合性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る半導体装置の模式的断面図である。
【図２】図１の半導体装置に係るリードフレームの半導体素子を搭載した面の表面状態を説明する模式的上面図である。
【図３】本実施形態の半導体装置の製造方法の工程を説明するフロー図である。
【図４】本実施形態の半導体装置の製造方法に係る第１はんだ接合工程を説明する模式的概念図である。
【図５】本実施形態の半導体装置の製造方法に係るワイヤーボンディング工程を説明する模式的概念図である。
【図６】本実施形態の半導体装置の製造方法に係る第２はんだ接合工程を説明する模式的概念図である。
【図７】（ａ）は、本実施形態の半導体装置の製造方法に係る除去工程を説明する模式的概念図であり、（ｂ）は、（ａ）の除去工程前の、半導体素子を搭載したリードフレームの表面状態を説明する模式的上面図である。
【図８】本実施形態の半導体装置の製造方法に係るプライマ層形成工程を説明する模式的概念図である。
【図９】本実施形態の製造方法における第１はんだ接合工程前の実施例１および比較例１、２のＮｉ酸化物量を示すグラフである。
【図１０】実施例１および比較例１、２のＮｉめっき層の消費量を示すグラフである。
【図１１】実施例１および比較例１、２のプライマ層とリードフレームとの密着強度を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、図１〜８を参照しながら本発明に係る実施形態について説明する。
まず、図１および図２を参照して、本実施形態に係る半導体装置１の概略的な構成を説明し、次いで、図１〜８を参照して、本実施形態の半導体装置１の製造方法を説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態に係る半導体装置１の模式的断面図である。図２は図１の半導体装置１に係るリードフレーム３の半導体素子４を搭載した面の表面（界面）状態を説明する模式的上面図である。
【００１５】
本実施形態に係る半導体装置１は、両面冷却型半導体装置として利用されるものである。図１に示す形態は、リードフレーム３、７の間に半導体素子４を備えた接合体１１が並列に２個配置されているものである。
【００１６】
リードフレーム３、７は、それぞれ半導体素子４のコレクタ側およびエミッタ側に配置されている。一方の接合体１１の半導体素子４が、Ａｌ、Ｃｕ、またはＡｕ製のワイヤ８により、Ｃｕ製の端子９と接続されている以外は、両者は同じ構造を有している。したがって、以下に、他方の接合体１１を参照して、共通の部材の説明をする。
【００１７】
本実施形態の半導体装置１は、リードフレーム３と、リードフレーム３にはんだ層２１を介して接合された半導体素子４と、リードフレーム３および半導体素子４を覆うプライマ層２６と、を少なくとも備えている。
【００１８】
さらに、本実施形態の半導体装置１（具体的には、接合体１１）は、ターミナル６およびリードフレーム７を備えている。半導体素子４には、ターミナル６と、リードフレーム７とが順に配置されており、半導体素子４とターミナル６とは、はんだ層２２を介して接合され、ターミナル６とリードフレーム７とは、はんだ層２３を介して接合されている。本実施形態では、上述したプライマ層２６は、リードフレーム３、７、半導体素子４、ターミナル６、および、はんだ層２１〜２３の表面を覆い、プライマ層２６の表面を封止樹脂体５が覆っている。
【００１９】
リードフレーム３には、アルミニウム、銅、またはこれらの合金などからなるフレーム本体の、少なくとも側面および半導体素子４を搭載した搭載面を含む表面に、めっき層３３が形成されている。本実施形態では、めっき層３３は、リードフレーム３の表面に形成されたＮｉめっき層と、Ｎｉめっき層の表面に形成されたＡｕめっき層とにより構成されている。また、リードフレーム７は、アルミニウム、銅、またはこれらの合金などからなってもよいが、リードフレーム３と同様に、フレーム本体と、Ｎｉめっき層と、Ａｕめっき層と、で構成されていてもよい。
【００２０】
はんだ層２１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、Ｐｂフリーはんだであることが好ましい。このようなＰｂフリーはんだとしては、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、または、Ｓｎ−Ｓｂ系はんだなどを挙げることができる。同様に、はんだ層２２、２３は、はんだ層２１と同様の材料を使用してよい。なお、ターミナル６は、半導体装置１の高さを調整するものであり、材料としては、例えば、Ｃｕなどを挙げることができる。
【００２１】
プライマ層２６は、リードフレーム３、７と封止樹脂体５との密着性を高めるものである。プライマ層２６の材料としては、たとえば、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、またはウレタン樹脂などを挙げることができる。
【００２２】
封止樹脂体５は、プライマ層２６を介して、接合体１１を封止するものである。封止樹脂体５の材料としてはエポキシ系熱硬化性樹脂が挙げられる。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、アルミナ、窒化ホウ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、または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。
【００２３】
図１および図２に示すように、本実施形態では、めっき層３３は、はんだ層２１が接合されたはんだ接合部分３１と、プライマ層２６が接合されたプライマ接合部分３２とを有する。
【００２４】
はんだ接合部分３１は、リードフレーム３の半導体素子４を搭載した表面（界面）の一部に形成されている。はんだ接合部分３１は、はんだ層２１が半導体素子４に接合して、半導体素子４が搭載された搭載部分３１ａと、はんだ層２１のはんだが濡れ拡がったことにより形成された濡れ拡がり部分３１ｂとを有する（図２を参照）。このような、はんだ接合部分３１は、その表面がＡｕめっき層で構成されているため、リードフレーム３とはんだ層２１との接合性を確保することができる。
【００２５】
一方、プライマ接合部分３２は、はんだ層２１が接合されたはんだ接合部分３１を除く部分であり、プライマ層２６が接合された部分である。プライマ接合部分３２は、後述するように、除去工程Ｓ５で、リードフレーム３のＡｕめっき層を切削することによりＡｕ層が除去された部分である。
【００２６】
これにより、プライマ接合部分３２は、はんだ接合部分３１の表面よりもＮｉ濃度が高くなり、リードフレーム３とプライマ層２６との密着性を確保することができる。プライマ接合部分３２は、Ｎｉの濃度が９ａｔ％以上であり、かつＡｕのめっき比率（Ａｕの濃度ａｔ％）がはんだ接合部分３１よりも少ないことが好ましい。
【００２７】
次に、図３〜８をさらに参照して、上述した半導体装置１の製造方法を説明する。図３は、本実施形態の半導体装置１の製造方法の工程を説明するフロー図である。図４〜６は、本実施形態の半導体装置１の製造方法に係る、第１はんだ接合工程Ｓ２、ワイヤーボンディング工程Ｓ３、および第２はんだ接合工程Ｓ４をそれぞれ説明する模式的概念図である。図７（ａ）は、本実施形態の半導体装置１の製造方法に係る除去工程Ｓ５を説明する模式的概念図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）の除去工程Ｓ５前の半導体素子４を搭載したリードフレーム３の表面状態を説明する模式的上面図である。図８は、本実施形態の半導体装置１の製造方法に係るプライマ層形成工程Ｓ６を説明する模式的概念図である。
【００２８】
以下に、半導体装置１の製造方法を、図３に示す各工程に沿って説明する。なお、上述したように、図１に示す並列に配置された２つの接合体１１は、一方の接合体１１の半導体素子４が、ワイヤ８により端子９と接続されている以外は、両者は同じ構造を有している。したがって、ここでは、端子９と接続している接合体１１を参照して、半導体装置１の製造方法を説明する。
【００２９】
＜準備工程Ｓ１＞
半導体装置１の製造方法では、まず、準備工程Ｓ１を行う。この工程では、リードフレーム本体の表面にＮｉめっき層が形成され、Ｎｉめっき層の表面にＡｕめっき層が形成されたリードフレーム３を準備する（例えば、図４のリードフレーム３参照）。めっき層３３’は、図１に示す最終的に半導体装置１のリードフレーム３の表面に形成されためっき層３３となる。
【００３０】
＜第１はんだ接合工程Ｓ２＞
次に、第１はんだ接合工程Ｓ２を行う。この工程では、図４に示すように、リードフレーム３のＡｕめっき層の上にはんだ層２１を介して半導体素子４を接合する。具体的には、めっき層３３’が形成されたリードフレーム３のうち、半導体素子４を搭載する面の所定の位置にはんだ層２１となるはんだ材を配置し、このはんだ材の上に半導体素子４を搭載する。
【００３１】
なお、本実施形態では、後述する除去工程Ｓ５により、リードフレーム３とプライマ層２６との密着性を高めるために、はんだ接合の前にＮｉめっき層のＮｉをＡｕめっき層に拡散させる熱処理を行なわなくてもよい。そのため、Ａｕめっき層の表面には拡散したＮｉに起因したＮｉ酸化物がほとんど形成されていない。これにより、本実施形態では、はんだの濡れ性を確保することができる。
【００３２】
さらに、本実施形態では、半導体素子４の、リードフレーム３とは反対の面にはんだ層２２となるはんだ材を配置し、その上にターミナル６を載置する。この載置状態で、これらをはんだの融点以上の温度に加熱した後冷却する。このようにして、リフローはんだ付けにより、リードフレーム３と半導体素子４とがはんだ層２１を介して、はんだ接合され、半導体素子４とターミナル６とが、はんだ層２２を介してはんだ接合される。
【００３３】
＜ワイヤーボンディング工程Ｓ３＞
第１はんだ接合工程Ｓ２の次にワイヤーボンディング工程Ｓ３を行う。この工程では、図５に示すように、半導体素子４と端子９とをワイヤ８を介して超音波を利用して接合する。
【００３４】
＜第２はんだ接合工程Ｓ４＞
ワイヤーボンディング工程Ｓ３の次に第２はんだ接合工程Ｓ４を行う。この工程では、図６に示すように、ターミナル６をリードフレーム７にリフローはんだ付により接合する。具体的には、ターミナル６の、半導体素子４とは反対の面に、はんだ層２３となるはんだ材を配置し、この上にリードフレーム７を載置する。これらをはんだの融点以上の温度に加熱した後冷却する。これにより、ターミナル６とリードフレーム７とがはんだ層２３を介してはんだ接合される。
このようにして、リードフレーム３とリードフレーム７との間に半導体素子４を備えた、接合体１１を得ることができる。
【００３５】
ここで、図６および図７（ｂ）に示すように、得られた接合体１１では、プライマ接合部分３２に対応する、プライマ層２６を形成する部分（プライマ形成部分３２’）には、Ａｕめっき層が露出している。したがって、この部分に、直接、プライマ層２６を形成すると、Ａｕめっき層の表面には、Ｎｉがほとんど存在しないので、プライマ層２６とリードフレーム３との密着性が低下してしまう。
【００３６】
そこで、本実施形態では、プライマ層２６とリードフレーム３との密着性を確保するために、上述した第２はんだ接合工程Ｓ４と後述するプライマ層形成工程Ｓ６との間に、次に説明する除去工程Ｓ５を行う。
【００３７】
＜除去工程Ｓ５＞
この工程では、Ａｕめっき層を除去する。除去するＡｕめっき層は、図７（ａ）および（ｂ）に示すように、はんだ層２１が接合されたはんだ接合部分３１を除く部分であり、かつ、プライマ層２６が形成されるプライマ形成部分３２’のＡｕめっき層である。
【００３８】
具体的には、図７（ａ）に示す切削ツール５１を用いて、プライマ形成部分３２’のＡｕめっき層を切削する。この切削した部分は、後述する工程で、図１および図２に示す、プライマ層２６が接合されたプライマ接合部分３２となる。
【００３９】
Ａｕめっき層の除去は、切削後のプライマ接合部分３２の表面のＮｉ濃度が、切削前の表面のＮｉ濃度よりも高ければよく、プライマ形成部分３２’のＡｕめっき層をすべて除去することで、プライマ接合部分３２の表面全体に、Ｎｉめっき層を露出させる必要はない。また、Ａｕめっき層の除去を切削加工により行ったが、この他にも、研削加工、エッチンングなどによりＡｕめっき層の除去を行ってもよい。プライマ接合部分３２に露出させるＮｉの量は、Ａｕめっき層の除去後の表面のＮｉの濃度が９ａｔ％以上であり、かつＡｕのめっき比率（Ａｕの濃度ａｔ％）がはんだ接合部分３１よりも少ないことが好ましい。これにより、リードフレーム３とプライマ層２６との密着性を確保することができる。
【００４０】
また、プライマ接合部分３２の表面粗さ（中心線平均粗さがＲａ）が０．０８μｍ以上になるように、プライマ形成部分３２’の表面を切削することが好ましい。プライマ形成部分３２’の表面を、このような表面粗さに確保することにより、リードフレーム３とプライマ層２６とのアンカー効果が発現され、後述するプライマ層２６との密着性を確保することができる。
【００４１】
なお、リードフレーム７が、リードフレーム３と同様に、めっき層３３’を有する場合には、リードフレーム７も同様にＡｕ層の除去を行なうことが好ましい。これによりリードフレーム７もプライマ層２６との密着性を確保することができる。
【００４２】
本実施形態では、第２はんだ接合工程Ｓ４後に除去工程Ｓ５を行なっているが、第１はんだ接合工程Ｓ２の前に、はんだの濡れ拡がりを想定して、想定される濡れ拡がり部分のＡｕめっき層を残して、それ以外の部分のＡｕめっき層を除去することも考えられる。しかし、この場合、はんだの濡れ性を制御しない限り、想定される濡れ拡がり部分のＡｕめっき層のすべてを覆うように、はんだ層２１となるはんだが、濡れ拡がるわけではなく、切削加工などの除去により残したＡｕめっき層が露出してしまう。これにより、この露出した部分と、プライマ層２６との密着性が低下することがあるため、第１はんだ接合工程Ｓ２の前に、除去工程を行うことは望ましくない。
【００４３】
＜プライマ層形成工程Ｓ６＞
除去工程Ｓ５に次いでプライマ層形成工程Ｓ６を行う。この工程では、図８に示すように、半導体素子４がリードフレーム３にはんだ接合された状態で、半導体素子４およびリードフレーム３の表面にプライマを塗布し、そのプライマを乾燥させたプライマ層２６を形成する。具体的には、リードフレーム３の、側面および半導体素子４を搭載した面から、はんだ層２１、半導体素子４、はんだ層２２、ターミナル６、はんだ層２３、並びに、リードフレーム７の、ターミナル６を搭載した面および側面に亘って、これらの表面に、プライマを塗布する。この塗布は、プライマ層２６となる溶液状のプライマを用いて、例えば、スピンコートにより行うことができる。塗布したプライマを、熱処理などにより乾燥させてプライマ層２６を形成する。
【００４４】
形成されたプライマ層２６は、除去工程Ｓ５にて、プライマ形成部分３２’に形成されたＡｕめっき層を除去することで、その表面に露出したＮｉによって、リードフレーム３との密着性を確保することができる。
【００４５】
このように、本実施形態では、はんだ接合前後に、リードフレーム３とプライマ層２６との密着性を高めるためにＮｉをＡｕめっき層に拡散させる熱処理を行う必要がない。よって、はんだ層２１内にＮｉが拡散し、この拡散したＮｉとはんだ層２１を構成する金属とからなる合金の成長を防止することができる。これにより、Ｎｉめっき層のＮｉの消費が抑制されるため、はんだ層２１とリードフレーム３との接合性を確保することができる。
【００４６】
＜樹脂成形工程Ｓ７＞
プライマ層形成工程Ｓ６に次いで樹脂成形工程Ｓ７を行う。この工程では、図１に示すように、プライマ層２６を介して、リードフレーム３や半導体素子４などを覆うように封止樹脂体５を成形する。具体的には、プライマ層２６の表面を覆うように、エポキシ樹脂など未硬化の熱硬化性樹脂をポッティングし、これを硬化させる。これにより、プライマ層２６を介して、接合体１１が封止樹脂体５に覆われる。なお、本工程で成形された封止樹脂体５を形成する封止樹脂の物性を調整するため、全体を加熱してもよい。
【００４７】
＜加工工程Ｓ８＞
最後に、上記工程で得られた半導体装置１に対して、封止樹脂体５の切削、不要部分のカットを行うことにより、半導体装置１を所定の形状にする。
【００４８】
このようにして、本実施形態の製造方法によれば、リードフレーム３とプライマ層２６との密着性を確保しながら、はんだ層２１となるはんだの濡れ性およびはんだ層２１とリードフレーム３との接合性を確保することができる。
【００４９】
ここで、発明者らは、実施例１として、本実施形態の製造方法により半導体装置１を製造した。また、比較例１として、除去工程Ｓ５（具体的には切削加工）を行わず、第２はんだ接合工程Ｓ４とプライマ層形成工程Ｓ６との間に、上述したＮｉを拡散させる熱処理（条件：２１０℃、３０分）を行なった以外は、実施例１と同様にして半導体装置１を製造した。さらに、比較例２として、除去工程Ｓ５を行わず、第１はんだ接合工程Ｓ２の前に比較例１と同様の熱処理を行なった以外は、実施例１と同様にして半導体装置１を製造した。
【００５０】
実施例１および比較例１、２において、以下に示す、はんだ濡れ性、Ｎｉめっき層の消費量、および、プライマ層２６とリードフレーム３との密着強度について評価を行なった。
【００５１】
＜はんだ濡れ性＞
実施例１および比較例１、２において、各半導体素子４のはんだ付け前（第１はんだ接合工程Ｓ２前）におけるリードフレーム３のＮｉ酸化物量を測定した。この結果を図９に示す。図９は、本実施形態の製造方法における第１はんだ接合工程Ｓ２前の実施例１および比較例１、２のＮｉ酸化物量を示すグラフである。
【００５２】
図９からわかるように、比較例２では、半導体素子４のはんだ付け前にＮｉを拡散させる熱処理を行ったため、拡散したＮｉが起因したＮｉ酸化物が生成されていた。一方、比較例１および実施例１では、半導体素子４のはんだ付け前に熱処理を行なわなかったため、Ｎｉ酸化物がほとんど生成していなかった。
【００５３】
この結果から、実施例１および比較例１では、はんだ接合前にＮｉを拡散させる熱処理を行なわないため、リードフレーム３表面のＮｉ酸化物の発生が抑制されると考えられる。はんだ濡れ性は、リードフレーム表面のＮｉ酸化物が多いと低下するため、実施例１および比較例１では、比較例２に比べて、はんだ濡れ性を確保することができたと考えられる。
【００５４】
＜Ｎｉめっき消費量＞
実施例１および比較例１、２のはんだ層２１に接合されるめっき層のＮｉ層の厚さをＮｉ消費量として測定した。図１０は、実施例１および比較例１、２のＮｉめっき層の消費量を示すグラフである。この結果を、図１０に示す。図１０に示すように、実施例１は、比較例１および比較例２よりＮｉ消費量が低減した。
【００５５】
比較例１では、はんだ接合後にＮｉを拡散させる熱処理をしたため、Ｎｉがはんだ層２１内に拡散し、拡散したＮｉと、はんだ層２１を構成する金属とが反応して金属化合物が生成される。これにより、比較例１では、Ｎｉめっき層のＮｉがさらにＡｕめっき層に拡散されるため、実施例１よりもＮｉめっき層のＮｉは消費されることが考えられる。
【００５６】
次に、比較例２では、第１はんだ接合工程Ｓ２の前で行ったＮｉを拡散させる熱処理により、ＮｉがＡｕめっき層に拡散するため、Ａｕめっき層内でのＮｉの濃度が高くなる。Ｎｉの濃度が高くなったＡｕめっき層では、Ａｕめっき層に拡散したＮｉが、第２はんだ接合工程Ｓ４でのはんだ付けの加熱により、はんだ層２１内にさらに拡散する。はんだ層２１内に拡散したＮｉは、はんだ層２１を構成する金属と反応し、金属化合物が生成される。これにより、比較例１と同様に、Ｎｉめっき層のＮｉは消費されると考えられる。
【００５７】
一方、実施例１では、比較例１および２とは異なり、Ｎｉを拡散させる熱処理を行わない。そのため、製造工程を通して発生する実施例１のＮｉ消費量の全体量は、比較例１および２よりも減少すると考えられる。
【００５８】
したがって、実施例１は、Ｎｉを拡散させる熱処理を行なわないため、Ｎｉめっき消費量を低減することができる。これにより、Ｎｉめっき層の厚さを確保することができるため、リードフレーム３とはんだ層２１とのはんだ信頼性が向上すると考えられる。
【００５９】
＜プライマ層２６とリードフレーム３との密着強度＞
実施例１および比較例１、２のプライマ層２６とリードフレーム３との密着強度を測定した。この結果を、図１１に示す。なお、図１１に示す密着強度は、実施例１を基準に正規化している。図１１に示すように、実施例１は、リードフレーム３にＡｕめっき層の除去を行ったことにより、比較例１および２と同程度のプライマ層２６とリードフレーム３との密着強度が得られた。
【００６０】
この結果より、Ｎｉを拡散させる熱処理に代えて、切削加工などによりＡｕめっき層の除去工程を行なうことにより、プライマ層２６とリードフレーム３との密着性を確保することができると考えられた。
【００６１】
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明は、前記の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された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。
【符号の説明】
【００６２】
１：半導体装置、３：リードフレーム、４：半導体素子、２１：はんだ層、２６：プライマ層、３１：はんだ接合部分、３２’：プライマ形成部分、Ｓ１：準備工程、Ｓ２：第１はんだ接合工程、Ｓ５：除去工程、Ｓ６：プライマ層形成工程
【図１】
2019087575.tif 000003
【図２】
2019087575.tif 000004
【図３】
2019087575.tif 000005
【図４】
2019087575.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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