(57)【要約】【課題】不良率を下げ、信頼性を向上し、はんだ材の濡れ性を確保することができる半導体装置を得る。【解決手段】ダイパッド１の主面に凹部２が設けられている。めっき膜３が凹部２内に設けられている。はんだ材４がめっき膜３上に塗布されている。凹部２内において半導体素子５がはんだ材４によりダイパッド１に接合されている。ダイパッド１に接合された半導体素子５を樹脂７が封止する。めっき膜３はダイパッド１よりもはんだ材４に対する濡れ性が高い。【選択図】図１
2015032802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面に凹部が設けられたダイパッドと、
前記凹部内に設けられためっき膜と、
前記めっき膜上に塗布されたはんだ材と、
前記凹部内において前記はんだ材により前記ダイパッドに接合された半導体素子と、
前記ダイパッドに接合された前記半導体素子を封止する樹脂とを備え、
前記めっき膜は前記ダイパッドよりも前記はんだ材に対する濡れ性が高いことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記めっき膜は前記凹部の側面にも設けられていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記凹部の外側では前記ダイパッドの主面に前記めっき膜が設けられていないことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記凹部の深さは前記はんだ材の厚さ以上であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記凹部の横幅Ｗ１は、前記半導体素子の横幅Ｗ２に対して、Ｗ２＋１００μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記凹部の横幅Ｗ１は、前記半導体素子の横幅Ｗ２に対して、Ｗ２＋４０００μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記凹部の横幅Ｗ１は、前記半導体素子の横幅Ｗ２に対して、Ｗ２＋（２×Ｗ２×ｓｉｎ５°）以下であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイパッドに半導体素子を接合した半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂封止パワーモジュールでは、リードフレームのダイパッドに半導体素子を接合する。接合剤としてはんだ又は樹脂ペーストが用いられる。この接合剤の拡がりを防ぐために、ダイパッドにＶ溝が設けられていた。しかし、半導体素子の実装時の速度又は荷重によってはＶ溝を越えて接合剤が拡がる。この接合剤の拡がる部分までは半導体素子の位置精度や回転は許容されるため、Ｖ溝では半導体素子の位置精度の向上や回転防止は期待できない。
【０００３】
半導体素子の回転等が起こるとワイヤボンド時のボンディング性と半導体素子の認識性に悪影響を及ぼす。これにより、ワイヤボンディング時のボンディング性と半導体素子の認識性を低下するため、不良率が上がる。また、はんだ材が拡がることで樹脂との剥離面を拡大するため、信頼性が低下する。そこで、従来は設備側での製造条件において位置精度や回転防止を行っていた。また、ダイパッドに凹部を設け、その中で半導体素子を接合することも提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１２４１１６号公報
【特許文献２】特開平０５−０４７８１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ダイパッドに設けた凹部内に半導体素子を接合することで、半導体素子の回転を防止し、実装位置精度を確保することができる。しかし、凹部内にはんだ材を塗布した際の濡れ性が悪いという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は不良率を下げ、信頼性を向上し、はんだ材の濡れ性を確保することができる半導体装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る半導体装置は、主面に凹部が設けられたダイパッドと、前記凹部内に設けられためっき膜と、前記めっき膜上に塗布されたはんだ材と、前記凹部内において前記はんだ材により前記ダイパッドに接合された半導体素子と、前記ダイパッドに接合された前記半導体素子を封止する樹脂とを備え、前記めっき膜は前記ダイパッドよりも前記はんだ材に対する濡れ性が高いことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、不良率を下げ、信頼性を向上し、はんだ材の濡れ性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係る半導体装置を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る半導体装置を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る半導体装置を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本発明の実施の形態に係る半導体装置を示す断面図である。図２は、凹部の端部を拡大した断面図である。Ｃｕ、Ｃｕ合金、又はＡｌ合金等からなるリードフレームのダイパッド１の主面に凹部２が設けられている。Ａｇ、Ｎｉ、Ｐｄ等からなるめっき膜３が凹部２内に設けられている。めっき膜３は凹部２の側面にも設けられている。はんだ材４がめっき膜３上に塗布されている。めっき膜３はダイパッド１よりもはんだ材４に対する濡れ性が高い。凹部２の外側ではダイパッド１の主面にめっき膜３が設けられていない。
【００１１】
凹部２内において半導体素子５がはんだ材４によりダイパッド１に接合されている。半導体素子５の上面にワイヤ６がボンディングされている。ダイパッド１に接合された半導体素子５とワイヤ６を樹脂７が封止する。
【００１２】
本実施の形態ではダイパッド１に凹部２を設け、その中で半導体素子５を接合する。これにより、半導体素子５の回転を防止し、実装位置精度を確保することができる。従って、ワイヤボンディング時のボンディング性と半導体素子５の認識性を改善できるため、不良率を下げることができる。また、凹部２によりはんだ材４の拡がりを抑制することで樹脂７との剥離面を低減できるため、信頼性を向上することができる。
【００１３】
また、凹部２内にめっき膜３を設けることで、凹部２内にはんだ材４を塗布した際の濡れ性を確保することができる。そして、めっき膜３を凹部２の側面にも設けることで、はんだ材４のフィレット形状が図２のようになる。これにより、はんだ材４と樹脂７との界面剥離によるはんだ材４のクラックの進展方向が半導体素子５に対して水平方向ではなく、垂直方向となるため、信頼性が向上する。さらに、凹部２の外側ではダイパッド１の主面にめっき膜３が設けられていないため、はんだ材４の拡がりを凹部２内に留めることができる。
【００１４】
また、凹部２の深さがはんだ材４の厚さ以上であることが好ましい。これにより半導体素子５の回転を確実に防止することができる。また、半導体素子５を実装するユニットの精度に限界があるため、凹部２の横幅Ｗ１は、半導体素子５の横幅Ｗ２に対して、Ｗ２＋１００μｍ以上であることが好ましい。これにより、半導体素子５が実装時に凹部２の段差と干渉して破損するのを防止できる。
【００１５】
また、温度サイクル試験等でははんだ材４と樹脂７の界面に剥離が見られ、長時間試験を行うと半導体素子５の直下へのクラックの進行が確認される。そこで、凹部２の横幅Ｗ１をＷ２＋４０００μｍ以下とすることが好ましい。これにより、はんだ材４と樹脂７との接触面積を低減できるため、両者の界面剥離によるはんだ材４への応力集中（はんだ材４のクラック）を防止することができる。
【００１６】
図３は、本発明の実施の形態に係る半導体装置を示す上面図である。図面の左側は半導体素子５が回転していない場合、右側は回転した場合を示している。半導体素子５の回転角度をθ（°）とした場合、凹部２の横幅Ｗ１はＷ２＋（２×Ｗ２×ｓｉｎθ）となる。ワイヤボンディング性時の半導体素子５の認識性エラーを防ぐためには、凹部２の横幅Ｗ１がＷ２＋（２×Ｗ２×ｓｉｎ５°）以下であることが好ましい。
【符号の説明】
【００１７】
１  ダイパッド、２  凹部、３  めっき膜、４  はんだ材、５  半導体素子、７  樹脂
【図１】
2015032802.tif 000003
【図２】
2015032802.tif 000004
【図３】
2015032802.tif 000005