(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面（１１ａ）に電極（１２）を有する半導体チップ（１１，１１Ｈ，１１Ｌ）と、
前記半導体チップの一面側に配置された第１導電部材（２３，２３Ｈ，２３Ｌ）と、
金属材料を用いて形成された基材（１９ａ）と、前記基材の表面に形成された皮膜（１９ｂ）と、を有し、前記半導体チップと前記第１導電部材の間に介在する金属部材（１８，１８Ｈ，１８Ｌ）と、
前記半導体チップの電極と前記金属部材との間に配置され、前記電極と前記金属部材とを接続する第１はんだ（１７）と、
前記金属部材と前記第１導電部材の間に配置され、前記金属部材と前記第１導電部材とを接続する第２はんだ（２２）と、を備え、
前記皮膜が、前記基材の表面に形成された金属薄膜（２０）と、前記金属薄膜の主成分の金属と同じ金属の酸化物であり、表面が連続して凹凸をなす凹凸酸化膜（２１，３１，３２）と、を有し、
前記凹凸酸化膜は、前記第１はんだ及び前記第２はんだの一方が他方に流れ込むのを抑制するように、前記金属部材の表面のうち、前記第１はんだが接続される第１接続領域（１８ｄ）と前記第２はんだが接続される第２接続領域（１８ｅ）とをつなぐつなぎ領域（１８ｆ）の少なくとも一部において、前記金属薄膜上に形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記半導体チップ、前記第１導電部材の少なくとも一部、前記金属部材、前記第１はんだ、及び前記第２はんだを一体的に封止する封止樹脂体（１５）をさらに備え、
前記封止樹脂体が、前記凹凸酸化膜に密着し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】
前記凹凸酸化膜は、レーザ光照射膜であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記金属薄膜は、Ｎｉを主成分とすることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記金属薄膜は、めっき膜であることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記金属薄膜は、無電解めっき膜であることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記金属部材の表面のうち、前記第１導電部材に対向する第１対向面（１８ａ）が、前記第２接続領域と、該第２接続領域を取り囲む外周領域（１８ｈ）と、を有し、
前記一面に直交する方向において、前記外周領域と前記第１導電部材との対向距離が、前記第２接続領域と前記第１導電部材との対向距離よりも長くされ、
前記凹凸酸化膜が前記外周領域に形成されていることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記金属部材は、前記外周領域に対して前記第２接続領域が突出する凸形状をなしていることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記金属部材は、前記第２接続領域を含み、前記第１導電部材と対向する第１対向面（１８ａ）と、前記第１接続領域を含み、前記半導体チップと対向する第２対向面（１８ｂ）と、前記第１対向面と前記第２対向面とをつなぐ側面（１８ｃ）と、を有し
前記凹凸酸化膜が前記側面に形成されていることを特徴とする請求項１〜８いずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記凹凸酸化膜は、前記側面のうち、前記第１対向面側の端部から所定範囲に形成されていることを特徴とする請求項９に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記側面が、前記第１対向面側の端部から所定範囲の部分である第１側面部（１８ｃ１）と、前記第１側面部と前記第２対向面との間の部分であり、外側に凸の曲線形状をなした第２側面部（１８ｃ２）と、を有し、
前記第２側面部は、前記第２対向面とともに前記第１接続領域を構成し、
前記凹凸酸化膜が、前記側面のうちの前記第１側面部のみに形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記凹凸酸化膜は、前記側面の全周にわたって形成されていることを特徴とする請求項９〜１１いずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記凹凸酸化膜が、前記第２はんだを取り囲むように、前記第１導電部材における前記金属部材との対向面（２３ａ）にも形成されていることを特徴とする請求項１〜１２いずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記第１導電部材は、前記金属部材との対向面に、余剰する前記第２はんだを吸収するための溝（２４）を有し、
前記凹凸酸化膜（３１）は、前記溝に隣接して形成されていることを特徴とする請求項１３に記載の半導体装置。
【請求項１５】
前記半導体チップが、前記一面と反対の裏面にも電極（１４）を有しており、
前記半導体チップの裏面側に配置された第２導電部材（２７，２７Ｈ，２７Ｌ）と、
前記半導体チップの裏面側の電極と前記第２導電部材との間に配置され、前記裏面側の電極と前記第２導電部材とを接続する第３はんだ（２６）と、をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１４いずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１６】
前記凹凸酸化膜が、前記第３はんだを取り囲むように、前記第２導電部材における前記半導体チップとの対向面（２７ａ）にも形成されていることを特徴とする請求項１５に記載の半導体装置。
【請求項１７】
一面（１１ａ）に電極（１２）を有する半導体チップ（１１，１１Ｈ，１１Ｌ）と、
前記半導体チップの一面側に配置された第１導電部材（２３，２３Ｈ，２３Ｌ）と、
金属材料を用いて形成された基材（１９ａ）と、前記基材の表面に形成された皮膜（１９ｂ）と、を有し、前記半導体チップと前記第１導電部材の間に介在する金属部材（１８，１８Ｈ，１８Ｌ）と、
前記半導体チップの電極と前記金属部材との間に配置され、前記電極と前記金属部材とを接続する第１はんだ（１７）と、
前記金属部材と前記第１導電部材の間に配置され、前記金属部材と前記第１導電部材とを接続する第２はんだ（２２）と、を備え、
前記皮膜が、前記基材の表面に形成された金属薄膜（２０）と、前記金属薄膜上に形成され、前記金属薄膜の主成分の金属と同じ金属の酸化物であり、表面が連続して凹凸をなす凹凸酸化膜（２１，３１，３２）と、を有する半導体装置の製造方法であって、
前記金属薄膜が形成された前記基材を準備し、前記金属薄膜の表面にパルス発振のレーザ光を照射して、前記凹凸酸化膜を形成し、
前記凹凸酸化膜の形成後、前記第１はんだにより前記半導体チップの電極と前記金属部材とを接続するとともに、前記第２はんだにより前記金属部材と前記第１導電部材とを接続し、
前記第１はんだ及び前記第２はんだにより接続する際に前記第１はんだ及び前記第２はんだの一方が他方に流れ込むのを抑制するように、前記金属部材の表面のうち、前記第１はんだが接続される第１接続領域（１８ｄ）と前記第２はんだが接続される第２接続領域（１８ｅ）とをつなぐつなぎ領域（１８ｆ）の少なくとも一部に、前記凹凸酸化膜を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
前記第１はんだ及び前記第２はんだによる接続後、前記半導体チップ、前記第１導電部材の少なくとも一部、前記金属部材、前記第１はんだ、及び前記第２はんだを一体的に封止する封止樹脂体（１５）を成形することを特徴とする請求項１７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、半導体チップの一面側に金属部材を介して第１導電部材が配置され、一面に形成された電極と金属部材が第１はんだにより接続されるとともに、金属部材と第１導電部材が第２はんだにより接続されてなる半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば特許文献１に示すように、半導体チップ（半導体素子）の一面側に金属部材（ブロック体）を介して第１導電部材（第２の金属板）が配置され、一面に形成された電極と金属部材が第１はんだにより接続されるとともに、金属部材と第１導電部材が第２はんだにより接続されてなる半導体装置が知られている。
【０００３】
この半導体装置では、半導体チップにおける一面と反対の裏面側に第２導電部材（第１の金属板）が配置され、裏面に形成された電極と第２導電部材が第３はんだにより接続されている。また、封止樹脂体（モールド樹脂）により半導体チップが封止され、各導電部材の表面のうちの半導体チップと反対の面が、封止樹脂体から露出する放熱面となっている。半導体装置は、半導体チップの熱を両面側に放熱可能な両面放熱構造をなしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１０３９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したように、金属部材が半導体チップと第１導電部材との間に介在する構成においては、半導体チップと金属部材の間に配置される第１はんだが、リフロー時において金属部材の表面を濡れ拡がり、第２はんだ側に流れ込む虞がある。また、金属部材と第１導電部材との間に配置される第２はんだが、リフロー時において金属部材の表面を濡れ拡がり、第１はんだ側に流れ込む虞がある。
【０００６】
このような場合、一方のはんだが所望の量に対して多くなり、他方のはんだが所望の量に対して少なくなる。したがって、はんだ量増加による短絡、はんだ量減少によるはんだ寿命低下、はんだ溢れによる生産設備の汚染などの不具合が生じる虞がある。
【０００７】
開示された発明のひとつは、一面（１１ａ）に電極（１２）を有する半導体チップ（１１）と、半導体チップの一面側に配置された第１導電部材（２３）と、金属材料を用いて形成された基材（１９ａ）と、基材の表面に形成された皮膜（１９ｂ）と、を有し、半導体チップと第１導電部材の間に介在する金属部材（１８）と、半導体チップの電極と金属部材との間に配置され、電極と金属部材とを接続する第１はんだ（１７）と、金属部材と第１導電部材の間に配置され、金属部材と第１導電部材とを接続する第２はんだ（２２）と、を備え、皮膜が、基材の表面に形成された金属薄膜（２０）と、金属薄膜の主成分の金属と同じ金属の酸化物であり、表面が連続して凹凸をなす凹凸酸化膜（２１，３１，３２）と、を有し、凹凸酸化膜は、第１はんだ及び第２はんだの一方が他方に流れ込むのを抑制するように、金属部材の表面のうち、第１はんだが接続される第１接続領域（１８ｄ）と第２はんだが接続される第２接続領域（１８ｅ）とをつなぐつなぎ領域（１８ｆ）の少なくとも一部において、金属薄膜上に形成されていることを特徴とする。
【０００８】
特に、上記した両面放熱構造の半導体装置では、両面側にそれぞれ冷却器を配置するために、放熱面間の距離の管理が必要となる。このため、半導体チップの厚み方向において、各部品の高さのばらつきを吸収するために、第２はんだを多めにしてリフローを行う。したがって、リフロー時に、第２はんだが金属部材の表面を濡れ拡がり、第１はんだ側に流れ込む虞がある。すなわち、第１はんだと一面の電極とのなす角度が鈍角となる虞がある。
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑み、第１はんだ及び第２はんだの一方が他方に向けて濡れ拡がるのを抑制できる半導体装置及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】
【００１０】
ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１１】
開示された発明のひとつは、一面（１１ａ）に電極（１２）を有する半導体チップ（１１）と、半導体チップの一面側に配置された第１導電部材（２３）と、金属材料を用いて形成された基材（１９ａ）と、基材の表面に形成された皮膜（１９ｂ）と、を有し、半導体チップと第１導電部材の間に介在する金属部材（１８）と、半導体チップの電極と金属部材との間に配置され、電極と金属部材とを接続する第１はんだ（１７）と、金属部材と第１導電部材の間に配置され、金属部材と第１導電部材とを接続する第２はんだ（２２）と、を備え、皮膜が、基材の表面に形成された金属薄膜（２０）と、金属薄膜の主成分の金属と同じ金属の酸化物であり、表面が連続して凹凸をなす凹凸酸化膜（２１，３１，３２）と、を有し、凹凸酸化膜は、金属部材の表面のうち、第１はんだが接続される第１接続領域（１８ｄ）と第２はんだが接続される第２接続領域（１８ｅ）とをつなぐつなぎ領域（１８ｆ）の少なくとも一部において、金属薄膜上に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
これによれば、つなぎ領域において金属薄膜上に凹凸酸化膜が設けられるため、凹凸酸化膜が設けられない構成、すなわち金属薄膜の表面が露出される構成に較べて、凹凸酸化膜を設けた部分のはんだに対する濡れ性を低くすることができる。また、凹凸酸化膜の表面が連続する凹凸形状、すなわち粗化面となっているため、平坦面に較べてはんだに対する濡れ性を低くすることができる。以上により、第１はんだ及び第２はんだの一方が金属部材の表面を濡れ拡がり、他方に流れ込むのを抑制することができる。たとえば第２はんだの濡れ拡がりを凹凸酸化膜でくい止め、第２はんだが第１はんだ側に流れ込むのを抑制することができる。
【００１３】
開示された他の発明のひとつは、凹凸酸化膜が、レーザ光照射膜であることを特徴とする。
【００１４】
レーザ光の照射により、金属薄膜の表面を溶融させるとともに、蒸発（気化）させる。そして、溶融して気化した金属薄膜をレーザ光が照射された部分やその周辺部分に蒸着させる。これにより、金属薄膜上に、表面が連続して凹凸をなす凹凸酸化膜を形成できることが本発明者によって確認されている。その詳細については後述する。
【００１５】
開示された他の発明のひとつは、一面（１１ａ）に電極（１２）を有する半導体チップ（１１）と、半導体チップの一面側に配置された第１導電部材（２３）と、金属材料を用いて形成された基材（１９ａ）と、基材の表面に形成された皮膜（１９ｂ）と、を有し、半導体チップと第１導電部材の間に介在する金属部材（１８）と、半導体チップの電極と金属部材との間に配置され、電極と金属部材とを接続する第１はんだ（１７）と、金属部材と第１導電部材の間に配置され、金属部材と第１導電部材とを接続する第２はんだ（２２）と、を備え、皮膜が、基材の表面に形成された金属薄膜（２０）と、金属薄膜上に形成され、金属薄膜の主成分の金属と同じ金属の酸化物であり、表面が連続して凹凸をなす凹凸酸化膜（２１，３１，３２）と、を有する半導体装置の製造方法であって、金属薄膜が形成された基材を準備し、金属薄膜の表面にパルス発振のレーザ光を照射して、凹凸酸化膜を形成し、凹凸酸化膜の形成後、第１はんだにより半導体チップの電極と金属部材とを接続するとともに、第２はんだにより金属部材と第１導電部材とを接続し、第１はんだ及び第２はんだにより接続する際に第１はんだ及び第２はんだの一方が他方に流れ込むのを抑制するように、金属部材の表面のうち、第１はんだが接続される第１接続領域（１８ｄ）と第２はんだが接続される第２接続領域（１８ｅ）とをつなぐつなぎ領域（１８ｆ）の少なくとも一部に、凹凸酸化膜を形成することを特徴とする。
【００１６】
レーザ光の照射により、表面が連続して凹凸をなす凹凸酸化膜を形成できる。したがって、上記した他の発明同様、第１はんだ及び第２はんだの一方が金属部材の表面を濡れ拡がり、他方に流れ込むのを抑制することができる。たとえば第２はんだの濡れ拡がりを凹凸酸化膜でくい止め、第２はんだが第１はんだ側に流れ込むのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】図１のII-II線に沿う断面図である。
【図３】図２に破線で示す領域IIIを拡大した断面図である。
【図４】凹凸酸化膜の形成方法を示す平面図である。
【図５】図４の領域Vを拡大した平面図である。
【図６】第２はんだのリフロー直前を示す断面図である。
【図７】第２はんだのリフロー時を示す断面図である。
【図８】第１変形例を示す断面図である。
【図９】実施例１の結果を示す図である。
【図１０】実施例２の結果を示す図である。
【図１１】実施例３の結果を示す図である。
【図１２】実施例４の結果を示す図である。
【図１３】実施例５の結果を示す図である。
【図１４】実施例６の結果を示す図である。
【図１５】第２実施形態に係る半導体装置において、ターミナル及び凹凸酸化膜の概略構成を示す断面図である。
【図１６】ターミナル及び凹凸酸化膜の第２変形例を示す断面図である。
【図１７】第３実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図である。
【図１８】第４実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図である。
【図１９】ターミナル及び凹凸酸化膜の第３変形例を示す断面図である。
【図２０】ターミナル及び凹凸酸化膜の第４変形例を示す断面図である。
【図２１】第５実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図である。
【図２２】第６実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図である。
【図２３】第７実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す平面図である。
【図２４】半導体装置において、封止樹脂体を省略した平面図である。
【図２５】第１ヒートシンクにおいて、凹凸酸化膜の形成範囲を示す平面図である。
【図２６】第２ヒートシンク及び主端子において、凹凸酸化膜の形成範囲を示す平面図である。
【図２７】図２３のXXVII−XXVII線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。以下に示す各実施形態において、共通乃至関連する要素には同一の符号を付与するものとする。後述する半導体チップの厚み方向をＺ方向、Ｚ方向に直交する一方向をＸ方向と示す。また、Ｚ方向及びＸ方向の両方向に直交する方向をＹ方向と示す。特に断わりのない限り、上記したＸ方向及びＹ方向により規定されるＸＹ面に沿う形状を、平面形状とする。
【００１９】
（第１実施形態）
先ず、図１〜図３に基づき、半導体装置の概略構成について説明する。
【００２０】
図１及び図２に示すように、半導体装置１０は、半導体チップ１１と、封止樹脂体１５と、ターミナル１８と、第１ヒートシンク２３と、第２ヒートシンク２７と、を備えている。さらに、半導体装置１０は、外部接続用の端子として、信号端子１６と、主端子２５，２８と、を備えている。このような半導体装置１０は、三相インバータを構成する６つのアームのうちの１つを構成する所謂１ｉｎ１パッケージとして知られており、たとえば車両のインバータ回路に組み入れられる。
【００２１】
半導体チップ１１は、シリコンなどの半導体基板に、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）などのパワートランジスタが形成されてなる。本実施形態では、ｎチャネル型のＩＧＢＴが形成されるとともに、ＩＧＢＴに逆並列に接続される転流ダイオード（ＦＷＤ）が形成されてなる。すなわち、半導体チップ１１に、ＲＣ（Reverse Conducting）−ＩＧＢＴが形成されている。半導体チップ１１は、平面略矩形状をなしている。
【００２２】
ＩＧＢＴ及びＦＷＤは、Ｚ方向に電流が流れるように所謂縦型構造をなしており、半導体チップ１１は、Ｚ方向における一面１１ａ及び一面１１ａと反対の裏面１１ｂに、電極をそれぞれ有している。一面１１ａには、エミッタ電極１２が形成されている。このエミッタ電極１２が、特許請求の範囲に記載の「一面の電極」に相当する。エミッタ電極１２は、ＦＷＤのアノード電極も兼ねている。エミッタ電極１２は、ＩＧＢＴやＦＷＤを保護するために一面１１ａに配置された保護膜１３から露出されている。保護膜１３は、たとえばポリイミドを含んで構成されている。また、エミッタ電極１２だけでなく、図示しないパッドも、保護膜１３から露出されている。このパッドは、ゲート電極用のパッドなどを含む。
【００２３】
一方、裏面１１ｂには、ほぼ全面にコレクタ電極１４が形成されている。このコレクタ電極１４が、特許請求の範囲に記載の「裏面の電極」に相当する。コレクタ電極１４は、ＦＷＤのカソード電極も兼ねている。
【００２４】
封止樹脂体１５は、たとえばエポキシ系樹脂からなる。封止樹脂体１５は、平面略矩形状をなしており、Ｚ方向に直交する一面１５ａと、一面１５ａと反対の裏面１５ｂと、一面１５ａと裏面１５ｂとをつなぐ側面１５ｃと、を有している。一面１５ａ及び裏面１５ｂは、たとえば平坦面となっている。
【００２５】
半導体チップ１１のパッドには、図示しないボンディングワイヤを介して、信号端子１６が電気的に接続されている。信号端子１６は、図１に示すように、Ｙ方向に延設されており、封止樹脂体１５の側面１５ｃのひとつから外部に突出している。
【００２６】
半導体チップ１１のエミッタ電極１２には、第１はんだ１７を介してターミナル１８が接続されている。本実施形態では、第１はんだ１７としてフラックスレスのはんだを用いている。ターミナル１８は、特許請求の範囲に記載の「金属部材」に相当する。
【００２７】
ターミナル１８は、半導体チップ１１と第１ヒートシンク２３との間に介在する。ターミナル１８は、半導体チップ１１と第１ヒートシンク２３との熱伝導、電気伝導経路の途中に位置するため、熱伝導性及び電気伝導性を確保すべく、主に金属材料を用いて形成されている。ターミナル１８は、図３に示すように、金属材料からなる基材１９ａと、基材１９ａの表面に形成された皮膜１９ｂと、を有している。本実施形態では、基材１９ａの材料としてＣｕを採用している。
【００２８】
ターミナル１８は、略角柱状、より詳しくは略四角柱状（換言すれば略直方体状）をなしている。ターミナル１８は、その表面として、第１ヒートシンク２３と対向する第１対向面１８ａと、半導体チップ１１と対向する第２対向面１８ｂと、両対向面１８ａ，１８ｂをつなぐ側面１８ｃと、を有している。第１対向面１８ａ及び第２対向面１８ｂは、略四角柱状の底面とも称される。ターミナル１８の第１対向面１８ａ及び第２対向面１８ｂに直交する方向、すなわち、ターミナル１８の厚み方向は、Ｚ方向に略平行となっている。
【００２９】
本実施形態では、ターミナル１８の表面のうち、第２対向面１８ｂのほぼ全面が、第１はんだ１７が接続される第１接続領域１８ｄとなっている。同じく、第１対向面１８ａのほぼ全面が、後述する第２はんだ２２が接続される第２接続領域１８ｅとなっている。そして、側面１８ｃが、第１接続領域１８ｄと第２接続領域１８ｅとをつなぐつなぎ領域１８ｆとなっている。
【００３０】
皮膜１９ｂは、基材１９ａの表面に形成された金属薄膜２０と、金属薄膜２０を構成する主成分の金属と同じ金属の酸化物であり、表面が連続して凹凸をなす凹凸酸化膜２１と、を有している。
【００３１】
金属薄膜２０は、金属を構成材料とする膜である。本実施形態の金属薄膜２０は、Ｎｉを主成分としている。金属薄膜２０は、たとえばめっき、蒸着により形成されたものである。金属薄膜２０は、たとえば無電解Ｎｉめっきによって基材１９ａの表面に形成されている。金属薄膜２０は、主成分であるＮｉに加えて、Ｐ（リン）を含んでいる。
【００３２】
金属薄膜２０は、基材１９ａの表面全面に形成されている。金属薄膜２０の表面のうち、ターミナル１８の側面１８ｃをなす部分には、図３に示すように凹部２０ａが形成されている。この凹部２０ａは、後述するように、パルス発振のレーザ光の照射により形成されている。たとえば１パルスごとに１つの凹部２０ａが形成されている。凹部２０ａは、レーザ光のスポットに対応している。また、レーザ光の走査方向において、隣り合う凹部２０ａが連なっている。各凹部２０ａの幅は、５μｍ〜３００μｍとなっている。また、凹部２０ａの深さは、０．５μｍ〜５μｍとなっている。
【００３３】
なお、凹部２０ａの深さが０．５μｍより浅いと、レーザ光の照射による金属薄膜２０の表面の溶融及び蒸着が不十分となり、後述する凹凸酸化膜２１が形成され難くなる。凹部２０ａの深さが５μｍよりも深いと、金属薄膜２０の表面が溶融飛散しやすくなり、蒸着よりも溶融飛散による表面形成が支配的となり、凹凸酸化膜２１が形成され難くなる。
【００３４】
凹凸酸化膜２１は、金属薄膜２０上に形成されている。本実施形態では、金属薄膜２０の表面のうち、ターミナル１８の側面１８ｃをなす部分上に形成されている。凹凸酸化膜２１は、ターミナル１８の４つの側面１８ｃの全周にわたって形成されている。さらに凹凸酸化膜２１は、側面１８ｃの全面、すなわち各側面１８ｃの全面に形成されている。したがって、凹凸酸化膜２１は、つなぎ領域１８ｆに形成されている。
【００３５】
凹凸酸化膜２１は、金属薄膜２０にレーザ光を照射することで、金属薄膜２０を構成する金属を酸化して形成されている。すなわち、凹凸酸化膜２１は、金属薄膜２０の表層を酸化することで、金属薄膜２０の表面に形成された酸化物の膜である。このため、金属薄膜２０の一部分が、凹凸酸化膜２１を提供しているとも言える。
【００３６】
本実施形態では、凹凸酸化膜２１を構成する成分のうち、８０％がＮＩ２Ｏ３、１０％がＮｉＯ、１０％がＮｉとなっている。このように、凹凸酸化膜２１の主成分は、金属薄膜２０の主成分であるＮｉの酸化物である。凹凸酸化膜２１の平均膜厚は、１０ｎｍ〜数百ｎｍとなっている。凹凸酸化膜２１は、凹部２０ａを有する金属薄膜２０の表面の凹凸に倣って形成されている。また、凹部２０ａの幅よりも細かいピッチで凹凸が形成されている。すなわち、非常に微細な凹凸が形成されている。換言すれば、複数の凸部２１ａ（柱状体）が、細かいピッチで形成されている。たとえば凸部２１ａの平均幅が１ｎｍ〜３００ｎｍ、凸部２１ａ間の平均間隔が１ｎｍ〜３００ｎｍとなっている。
【００３７】
ターミナル１８の第１対向面１８ａには、第２はんだ２２を介して第１ヒートシンク２３が接続されている。本実施形態では、第２はんだ２２として、フラックスレスのはんだを用いている。第１ヒートシンク２３は、特許請求の範囲に記載の「第１導電部材」に相当する。以下においては、第１はんだ１７及び第２はんだ２２を、はんだ１７，２２とも称する。
【００３８】
第１ヒートシンク２３は、半導体チップ１１の生じた熱を半導体装置１０の外部に放熱する放熱機能と、半導体チップ１１と後述する主端子２５とを電気的に中継する機能とを果たす。このような第１ヒートシンク２３は、第２はんだ２２よりも熱伝導性に優れる材料を用いて形成されている。たとえば、Ｃｕ、Ｃｕ合金、Ａｌ合金などの熱伝導性及び電気伝導性に優れる金属材料を採用することができる。本実施形態では、Ｃｕを用いて形成されている。
【００３９】
第１ヒートシンク２３のうち、ターミナル１８と対向する対向面２３ａは、封止樹脂体１５により被覆されている。一方、対向面２３ａと反対の面は、封止樹脂体１５の一面１５ａから露出された放熱面２３ｂとなっている。この放熱面２３ｂは、一面１５ａとほぼ面一となっている。なお、対向面２３ａ及び放熱面２３ｂをつなぐ側面２３ｃも、封止樹脂体１５によって被覆されている。
【００４０】
第１ヒートシンク２３の対向面２３ａには、Ｚ方向からの投影視において、ターミナル１８を取り囲むように、溝２４が形成されている。環状の溝２４は、リフロー時において第１ヒートシンク２３とターミナル１８との対向領域から溢れ出る余剰の第２はんだ２２を吸収する（貯留する）ために設けられている。第２はんだ２２は、Ｚ方向からの投影視において、溝２４内及び該溝２４に囲まれる領域に配置されている。
【００４１】
第１ヒートシンク２３には、主端子２５が連結されている。この主端子２５は、ターミナル１８及び第１ヒートシンク２３を介して、半導体チップ１１のエミッタ電極１２と電気的に接続されている。主端子２５は、第１ヒートシンク２３からＹ方向であって、信号端子１６とは反対方向に延設されている。そして、主端子２５は、封止樹脂体１５の側面１５ｃのうち、信号端子１６が突出する面と反対の面から外部に突出している。主端子２５は、リードフレームの一部として、第１ヒートシンク２３と一体的に形成されてもよいし、別部材の主端子２５が第１ヒートシンク２３に接続されてもよい。
【００４２】
半導体チップ１１のコレクタ電極１４には、第３はんだ２６を介して、第２ヒートシンク２７が接続されている。第２ヒートシンク２７は、特許請求の範囲に記載の「第２導電部材」に相当する。第２ヒートシンク２７も、第１ヒートシンク２３同様、半導体チップ１１の生じた熱を半導体装置１０の外部に放熱する放熱機能と、半導体チップ１１と後述する主端子２８とを電気的に中継する機能とを果たす。本実施形態では、第２ヒートシンク２７がＣｕを用いて形成されている。
【００４３】
第２ヒートシンク２７のうち、半導体チップ１１と対向する対向面２７ａは、封止樹脂体１５により被覆されている。一方、対向面２７ａと反対の面は、封止樹脂体１５の裏面１５ｂから露出された放熱面２７ｂとなっている。この放熱面２７ｂは、裏面１５ｂとほぼ面一となっている。なお、対向面２７ａ及び放熱面２７ｂをつなぐ側面２７ｃも、封止樹脂体１５によって被覆されている。
【００４４】
第２ヒートシンク２７には、主端子２８が連結されている。この主端子２８は、第２ヒートシンク２７を介して、半導体チップ１１のコレクタ電極１４と電気的に接続されている。主端子２８は、第２ヒートシンク２７からＹ方向であって、主端子２５と同一方向に延設されている。そして、主端子２８は、封止樹脂体１５の側面１５ｃのうち、主端子２５が突出する面と同じ面から、外部に突出している。主端子２８は、リードフレームの一部として、第２ヒートシンク２７と一体的に形成されてもよいし、別部材の主端子２８が第２ヒートシンク２７に接続されてもよい。
【００４５】
次に、図４〜図７に基づき、上記した半導体装置１０の製造方法の一例について説明する。
【００４６】
先ず、半導体装置１０を構成する各要素を準備する。すなわち、半導体チップ１１、信号端子１６、ターミナル１８、第１ヒートシンク２３、主端子２５、第２ヒートシンク２７、及び主端子２８をそれぞれ準備する。これらの準備工程のうち、ターミナル１８の準備工程について説明する。以下に示すように、ターミナル１８の準備工程は、レーザ光を照射するため、照射工程とも称される。また、皮膜１９ｂを形成するため、皮膜形成工程とも称される。
【００４７】
ターミナル１８の準備工程では、先ず、基材１９ａと、皮膜１９ｂのうちの金属薄膜２０と、を有するターミナル１８を準備する。本実施形態では、基材１９ａの表面全面に、無電解Ｎｉめっきにより金属薄膜２０を形成する。金属薄膜２０の膜厚の狙い値は、たとえば１０μｍ程度とする。
【００４８】
次いで、ターミナル１８の側面１８ｃにおける金属薄膜２０の表面に、パルス発振のレーザ光を照射することにより、金属薄膜２０の表面を溶融及び蒸発させる。具体的には、レーザ光を照射することにより、金属薄膜２０の表面の部分を溶融させるとともに、蒸発（気化）させて、外気中に浮遊させる。パルス発振のレーザ光は、エネルギー密度が０Ｊ／ｃｍ２より大きく１００Ｊ／ｃｍ２以下で、パルス幅が１μ秒以下となるように調整される。この条件を満たすために、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ４レーザ、ファイバレーザなどを採用することができる。たとえばＹＡＧレーザの場合、エネルギー密度が１Ｊ／ｃｍ２以上であればよい。無電解Ｎｉめっきにより金属薄膜２０の場合、後述するようにたとえば５Ｊ／ｃｍ２程度でも金属薄膜２０を加工することができる。なお、エネルギー密度は、パルスフルーエンスとも称される。
【００４９】
このとき、レーザ光の光源とターミナル１８とを相対的に移動させることにより、図４に示すように、レーザ光を側面１８ｃの複数の位置に順に照射する。なお、レーザ光の光源を移動させてもよいし、ターミナル１８を移動させてもよい。さらには、ミラーの回転動作によって、レーザ光を走査してもよい。すなわち、レーザ光を走査することで、側面１８ｃの複数の位置にレーザ光を順に照射してもよい。
【００５０】
照射面に対するレーザ光の照射角度は特に限定されない。たとえばターミナル１８の側面１８ｃには、該側面１８ｃに直交する方向からレーザ光を照射する。また、Ｘ方向に直交する側面１８ｃには、レーザ光をＹ方向に走査して、直線上の複数の位置にレーザ光を順に照射する。Ｙ方向に直交する側面１８ｃについては、レーザ光をＸ方向に走査して、直線上の複数の位置にレーザ光を順に照射する。
【００５１】
Ｘ方向に直交する側面１８ｃの場合、たとえばレーザ光をＹ方向に走査して側面１８ｃの一端から他端までの照射が完了すると、Ｚ方向においてレーザ光の照射領域をずらす。すなわち、Ｚ方向にレーザ光を走査する。そして、同様にＹ方向に走査して、一端から他端までレーザ光を照射する。これを繰り返すことで、側面１８ｃのほぼ全域にレーザ光を照射する。すなわち、ＹＺ座標における所定ピッチの格子点に、レーザ光を照射する。
【００５２】
本実施形態では、隣り合うレーザ光のスポット（１パルスによる照射範囲）がＹ方向において一部重なるようにして、Ｙ方向においてレーザ光を走査する。また、隣り合うレーザ光のスポットがＺ方向において一部重なるようにして、Ｚ方向においてレーザ光を走査する。Ｙ方向に直交する側面１８ｃについても同様に実施する。これにより、凹凸酸化膜２１を側面１８ｃのほぼ全面に形成することができる。なお、図４では、側面１８ｃの途中までレーザ光を照射した状態を示している。
【００５３】
このように、レーザ光を照射し、金属薄膜２０の表面を溶融、気化させることで、金属薄膜２０の表面には、複数の凹部２０ａが形成される。また、側面１８ｃの金属薄膜２０の平均厚みは、レーザ光を照射しない第１対向面１８ａ及び第２対向面１８ｂの金属薄膜２０の平均厚みよりも薄くなる。
【００５４】
次いで、溶融した金属薄膜２０の部分を凝固させる。具体的には、溶融して気化した金属薄膜２０を、レーザ光が照射された部分やその周辺部分に蒸着させる。このように、溶融して気化した金属薄膜２０を蒸着させることにより、金属薄膜２０の表面上に、凹凸が連続する凹凸酸化膜２１が形成される。以上により、基材１９ａ上に、金属薄膜２０に加えて凹凸酸化膜２１を含む皮膜１９ｂが形成され、ターミナル１８の準備が完了する。
【００５５】
上記したように、レーザ光のスポットがたとえばＹ方向において一部重なるように、Ｙ方向にレーザ光を走査するとともに、スポットがＺ方向において一部重なるように、Ｚ方向にレーザ光を走査する。したがって、レーザ光のスポットに対応して形成される複数の凹部２０ａは、Ｙ方向において連なるとともに、Ｚ方向においても連なる。これにより、図５に示すように、側面１８ｃのレーザ照射痕（凹部２０ａ）は、鱗状となる。
【００５６】
なお、本発明者が鋭意検討したところ、レーザ光の照射において、エネルギー密度を１００Ｊ／ｃｍ２よりも大きい１５０Ｊ／ｃｍ２や、３００Ｊ／ｃｍ２とした場合、凹凸酸化膜２１が形成されなかった。また、パルス発振ではなく、連続発振のレーザ光を照射した場合にも、凹凸酸化膜２１が形成されなかった。
【００５７】
次に、第１はんだ１７及び第２はんだ２２による接続工程を実施する。本実施形態では、先ず第２ヒートシンク２７の対向面２７ａ上に、第３はんだ２６（たとえばはんだ箔）を介して、半導体チップ１１を配置する。次いで、半導体チップ１１上に、たとえば予め両面にはんだ１７，２２が迎えはんだとして配置されたターミナル１８を、第１はんだ１７が半導体チップ１１側となるように配置する。第２はんだ２２は、半導体装置１０における高さの公差ばらつきを吸収するために、余裕をもって多めに配置される。
【００５８】
そして、この積層状態で、はんだ１７，２２，２６をリフロー（１ｓｔリフロー）させることにより、半導体チップ１１と第２ヒートシンク２７とを第３はんだ２６を介して接続し、半導体チップ１１とターミナル１８とを第１はんだ１７を介して接続する。第２はんだ２２については、接続対象である第１ヒートシンク２３がまだないので、表面張力により、ターミナル１８の第１対向面１８ａの中心を頂点として盛り上がった形状となる。
【００５９】
次いで、信号端子１６と半導体チップ１１のパッドとを、ボンディングワイヤにより接続する。そして、図６に示すように、対向面２３ａが上になるようにして第１ヒートシンク２３を台座２９上に配置し、１ｓｔリフローにより一体化した接続体を、ターミナル１８が下方となるように第１ヒートシンク２３の対向面２３ａ上に配置する。
【００６０】
次いで、図７に示すように、第１ヒートシンク２３を下にしてリフロー（２ｎｄリフロー）を行う。このとき、構造体に荷重を加えて、半導体装置１０の高さを所定の高さとなるようにする。本実施形態では、スペーサ３０を、台座２９と第２ヒートシンク２７の対向面２７ａの間に介在させ、両者に接触させることで、半導体装置１０の高さが所定の高さとなるようにする。すなわち、台座２９とスペーサ３０が、高さ調整部材として機能する。
【００６１】
上記したように、多めの第２はんだ２２をターミナル１８と第１ヒートシンク２３の間に供給しているため、２ｎｄリフローにおいて、ターミナル１８と第１ヒートシンク２３との間の第２はんだ２２は不足せず、確実な接続を行うことができる。また、上記荷重の印加などにより、ターミナル１８と第１ヒートシンク２３との間から、余剰の第２はんだ２２が押し出される。しかしながら、本実施形態では、ターミナル１８の側面１８ｃのほぼ全面に凹凸酸化膜２１が形成されている。したがって、余剰の第２はんだ２２が、ターミナル１８の側面１８ｃを濡れ拡がらず、第１ヒートシンク２３の対向面２３ａを濡れ拡がって、溝２４に収容される。
【００６２】
なお、１ｓｔリフロー及び２ｎｄリフローは、水素雰囲気下の減圧リフローとされる。これにより、はんだ付けに不要な金属表面の自然酸化膜、たとえばターミナル１８、第１ヒートシンク２３、及び第２ヒートシンク２７の表面に形成される自然酸化膜を、還元により除去することができる。したがって、各はんだ１７，２２，２６としてフラックスレスのはんだを用いることができる。また、減圧により、はんだ１７，２２，２６にボイドが生じるのを抑制することができる。なお、凹凸酸化膜２１も還元により厚みが薄くなるため、還元されても凹凸酸化膜２１が残るように、レーザ光の照射により所望厚みの凹凸酸化膜２１を形成しておく。
【００６３】
接続工程が終了すると、次いで、トランスファモールド法により封止樹脂体１５の成形を行う。本実施形態では、各ヒートシンク２３，２７が完全に被覆されるように、封止樹脂体１５を形成する。この場合、成形した封止樹脂体１５をヒートシンク２３，２７の一部ごと切削することにより、各ヒートシンク２３，２７の放熱面２３ｂ，２７ｂを露出させる。
【００６４】
なお、各ヒートシンク２３，２７の放熱面２３ｂ，２７ｂを成形金型のキャビティ壁面に押し当て、密着させた状態で、封止樹脂体１５を成形してもよい。この場合、封止樹脂体１５を成形した時点で、放熱面２３ｂ，２７ｂが封止樹脂体１５から露出される。このため、成形後の切削が不要となる。
【００６５】
そして、リードフレームの不要部分を除去することで、半導体装置１０を得ることができる。
【００６６】
次に、上記した半導体装置１０の効果について説明する。
【００６７】
本実施形態では、ターミナル１８の表面のうち、側面１８ｃに凹凸酸化膜２１が形成されている。すなわち、第１接続領域１８ｄと第２接続領域１８ｅとをつなぐつなぎ領域１８ｆに、凹凸酸化膜２１が形成されている。このように凹凸酸化膜２１を設けると、凹凸酸化膜２１が設けられない構成、すなわち金属薄膜２０の表面が露出する構成に較べて、はんだ１７，２２に対する濡れ性を低下させることができる。
【００６８】
また、凹凸酸化膜２１を有することで、ターミナル１８の表面に微細な凹凸が形成されている。このように粗化面では、凹にはんだ１７，２２が入り込み難い。このため、はんだ１７，２２の一部とターミナル１８との接触面積が小さくなり、はんだ１７，２２の一部は表面張力によって球状になる。すなわち、接触角が大きくなる。したがって、凹凸酸化膜２１が形成された部分において、はんだ１７，２２に対する濡れ性を低くすることができる。
【００６９】
以上により、第１はんだ１７及び第２はんだ２２の一方がターミナル１８の表面を濡れ拡がり、他方に流れ込むのを抑制することができる。本実施形態では、高さ吸収のために多めの第２はんだ２２を用いるが、第２はんだ２２の濡れ拡がりを、凹凸酸化膜２１でくい止めることができる。これにより、第２はんだ２２が第１はんだ１７側に流れ込むのを抑制することができる。すなわち、第１はんだ１７の量が増え、第１はんだ１７とエミッタ電極１２のＺ方向に直交する一面とのなす角が鈍角となるのを抑制することができる。したがって、熱応力により、エミッタ電極１２にクラックが生じるのを抑制することができる。
【００７０】
また、本実施形態では、ターミナル１８の側面１８ｃに、凹凸酸化膜２１を設けている。側面１８ｃは、第１接続領域１８ｄよりも、Ｚ方向においてエミッタ電極１２に対して離れた位置に設けられている。また、側面１８ｃは、第２接続領域１８ｅよりも、Ｚ方向において第１ヒートシンク２３に対して離れた位置に設けられている。このため、側面１８ｃについては、はんだ１７，２２の濡れ拡がりに関して、毛細管現象を考慮しなくともよい。したがって、凹凸酸化膜２１による効果が、毛細管現象により相殺されて弱まるのを抑制することができる。
【００７１】
また、凹凸酸化膜２１を設けると、封止樹脂体１５との接触面積が増える。さらには、封止樹脂体１５が凹凸酸化膜２１の凸部２１ａに絡みついてアンカー効果が生じる。したがって、ターミナル１８と封止樹脂体１５との密着性を向上し、封止樹脂体１５の剥離を抑制することができる。
【００７２】
なお、本実施形態では、ターミナル１８の側面１８ｃ全面に凹凸酸化膜２１を設ける例を示した。しかしながら、側面１８ｃに形成される凹凸酸化膜２１の範囲は、上記例に限定されるものではない。側面１８ｃはつなぎ領域１８ｆである。したがって、側面１８ｃの少なくとも一部に凹凸酸化膜２１を設けると、第１はんだ１７及び第２はんだ２２の一方が他方に向けて濡れ拡がるのを抑制することができる。好ましくは、側面１８ｃの全周にわたって凹凸酸化膜２１を設けるとよい。４つの側面１８ｃのいずれにおいても、第１はんだ１７及び第２はんだ２２の一方が他方に向けて濡れ拡がるのを抑制することができる。
【００７３】
たとえば図８に示す第１変形例のように、ターミナル１８の側面１８ｃのうち、第１対向面１８ａ側の端部から一部の範囲のみに、凹凸酸化膜２１を設けてもよい。しかしながら、凹凸酸化膜２１のＺ方向の長さが長い、すなわち幅が広いほうが、リフロー時において、第１はんだ１７及び第２はんだ２２の一方が他方に流れ込むのを抑制する効果が高いものと考えられる。したがって、好ましくは、上記したように、側面１８ｃの全面に凹凸酸化膜２１を設けるとよい。
【００７４】
次に、本発明者が試験等によって確認した具体的な実施例について説明する。
【００７５】
（実施例１)
本発明者は、凹凸酸化膜２１の有無及び凹凸酸化膜２１の形成範囲と、はんだ濡れとの関係について確認した。その結果を、図９に示す。その際、上記した製造方法で半導体装置１０を形成し、評価を行った。凹凸酸化膜２１なしにおいて、ターミナル１８への濡れ拡がりが生じない第２はんだ２２の量を基準量とし、基準量と、基準量の３倍量とで比較を行った。また、側面１８ｃにおける凹凸酸化膜２１の形成範囲を、全面、第１対向面１８ａ側の端部から側面１８ｃの１／２まで、第１対向面１８ａ側の端部から側面１８ｃの１／３までとしたものをそれぞれ準備して、比較を行った。このとき、無電解Ｎｉめっきで形成された金属薄膜２０に対し、エネルギー密度１２Ｊ／ｃｍ２でレーザ光を照射することで形成された凹凸酸化膜２１を用いた。
【００７６】
図９に示すように、凹凸酸化膜２１がない場合、３倍量において、第２はんだ２２がターミナル１８の側面１８ｃへ濡れ拡がり、第１はんだ１７側への流れ込みが生じた。一方、本実施形態に示したように、凹凸酸化膜２１を側面１８ｃの全面に設けた場合、３倍量としても、第２はんだ２２がターミナル１８へ濡れ拡がらなかった。
【００７７】
また、側面１８ｃのうち、第１対向面１８ａ側の端部から側面１８ｃの１／２のみに凹凸酸化膜２１を設けた場合、第２はんだ２２を３倍量としても、第２はんだ２２がターミナル１８へ濡れ拡がらなかった。また、側面１８ｃのうち、第１対向面１８ａ側の端部から側面１８ｃの１／３のみに凹凸酸化膜２１を設けた場合、第２はんだ２２を３倍量としても、第２はんだ２２がターミナル１８へ濡れ拡がらなかった。
【００７８】
以上により、凹凸酸化膜２１を設けることで、金属薄膜２０の表面が露出する構成よりも、はんだ１７，２２に対する濡れ性を低下させることができることが明らかとなった。また、第１対向面１８ａ側の端部から少なくとも一部の範囲に凹凸酸化膜２１を設けることで、第２はんだ２２がターミナル１８へ濡れ拡がるのを抑制できることが明らかとなった。
【００７９】
（実施例２）
本発明者は、金属薄膜２０の有無、金属薄膜２０の種類、及び凹凸酸化膜２１の有無と、はんだブリッジの発生しやすさとの関係について確認した。その結果を、図１０に示す。その際、上記した製造方法で半導体装置１０を形成し、評価を行った。すなわち、凹凸酸化膜２１を形成する場合には、金属薄膜２０にエネルギー密度６Ｊ／ｃｍ２でレーザ光を照射し、その後、水素雰囲気下の減圧リフローによりはんだ付けを行った。金属薄膜２０については、電気Ｎｉめっきにより形成されたものと、無電解Ｎｉめっきにより形成されたものをそれぞれ評価した。
【００８０】
また、それぞれについて材料公差狙い値（以下、材料公差Ｔｙｐと示す）と、材料公差ｍａｘについて評価を行った。材料公差Ｔｙｐとは、半導体装置１０を構成する各要素、すなわち半導体チップ１１、ターミナル１８、第１ヒートシンク２３、及び第２ヒートシンク２７それぞれの厚みを材料公差の狙い値とした状態を示し、このとき、第２はんだ２２を形成するために所定厚さのはんだ箔を１枚用いた。一方、材料公差ｍａｘでは、半導体チップ１１、ターミナル１８、第１ヒートシンク２３、及び第２ヒートシンク２７それぞれの厚みを材料公差の最大値（上限値）としたときの第２はんだ２２の溢れを模擬するために、第２はんだ２２を形成するための上記はんだ箔を１．５枚とした。そして、ターミナル１８の側面１８ｃを第２はんだ２２が濡れ拡がり、第１はんだ１７とブリッジを形成するか否かを確認した。
【００８１】
図１０に示すように、金属薄膜２０を設けない場合、すなわちターミナル１８が基材１９のみによって構成される場合、材料公差Ｔｙｐでも１７２回中、５回でブリッジが生じた。また、材料公差ｍａｘの場合、２回中２回ともブリッジが生じた。電気Ｎｉめっきにより金属薄膜２０を形成し、且つ、凹凸酸化膜２１なしの場合、材料公差Ｔｙｐでは２２６回中１回もブリッジが生じなかった。しかしながら、材料公差ｍａｘの場合、２回中２回ともブリッジが生じた。電気Ｎｉめっきにより金属薄膜２０を形成し、且つ、凹凸酸化膜２１ありの場合、材料公差Ｔｙｐでは２４回中１回もブリッジが生じなかった。しかしながら、材料公差ｍａｘの場合、４回中４回ともブリッジが生じた。
【００８２】
無電解Ｎｉめっきにより金属薄膜２０を形成し、且つ、凹凸酸化膜２１なしの場合、材料公差Ｔｙｐでは４回中１回もブリッジが生じなかった。しかしながら、材料公差ｍａｘの場合、６回中６回ともブリッジが生じた。無電解Ｎｉめっきにより金属薄膜２０を形成し、且つ、凹凸酸化膜２１ありの場合、材料公差Ｔｙｐでは４回中１回もブリッジが生じず、材料公差ｍａｘの場合にも、１２回中１回もブリッジが生じなかった。
【００８３】
以上により、無電解Ｎｉめっきにより形成された金属薄膜２０に対してレーザ光を照射し、凹凸酸化膜２１を形成すると、ブリッジの発生抑制、すなわちはんだ１７，２２に対する濡れ性低下に効果的であることが明らかとなった。
【００８４】
（実施例３）
本発明者は、エネルギー密度とはんだ濡れとの関係について確認した。その結果を、図１１に示す。その際、上記した製造方法で半導体装置１０を形成し、評価を行った。また、ターミナル１８の側面１８ｃ全面にレーザ光を照射した。また、第２はんだ２２として、Ｎｉボール入りの厚さ０．１ｍｍのＳｎＣｕＮｉＰを用いた。
【００８５】
図１１に示すように、電気Ｎｉめっきにより金属薄膜２０を形成した場合、エネルギー密度２Ｊ／ｃｍ２では、加工面である側面１８ｃ全面にはんだ１７，２２の濡れ拡がりが確認された。４〜１０Ｊ／ｃｍ２では、側面１８ｃの一部にはんだ１７，２２の濡れ拡がりが確認された。１２Ｊ／ｃｍ２以上では、側面１８ｃにはんだ１７，２２が濡れ拡がらなかった。
【００８６】
一方、無電解Ｎｉめっきにより金属薄膜２０を形成した場合、エネルギー密度２Ｊ／ｃｍ２では、側面１８ｃ全面にはんだ１７，２２の濡れ拡がりが確認された。しかしながら、４Ｊ／ｃｍ２以上では、側面１８ｃにはんだ１７，２２が濡れ拡がらなかった。なお、２Ｊ／ｃｍ２では、図５に示した鱗状のレーザ照射痕（凹部２０ａ）がほとんど見えず、４Ｊ／ｃｍ２以上では、鱗状のレーザ照射痕（凹部２０ａ）が確認できた。
【００８７】
以上により、無電解Ｎｉめっきにより形成された金属薄膜２０の場合、より低いエネルギーのレーザ光の照射で、はんだ１７，２２に対する濡れ性を低下できることが明らかとなった。また、電気Ｎｉめっきにより形成された金属薄膜２０の場合、無電解Ｎｉめっきよりはエネルギーが高いものの、１００Ｊ／ｃｍ２よりも低いエネルギーのレーザ光の照射で、はんだ１７，２２に対する濡れ性を低下できることが明らかとなった。
【００８８】
（実施例４）
本発明者は、エネルギー密度と凹凸酸化膜２１の膜厚との関係について確認した。その結果を、図１２に示す。図１２では、無電解Ｎｉめっきにより形成された金属薄膜２０を実線、電気Ｎｉめっきにより形成された金属薄膜２０を破線で示している。なお、凹凸酸化膜２１の膜厚は、オージェ電子分光法により計測した。図１２に示す酸化膜厚とは、凹凸酸化膜２１の膜厚のｎ＝５の平均値である。
【００８９】
図１２に示すように、無電解Ｎｉめっきにより形成された金属薄膜２０の場合、照射するレーザ光のエネルギー密度が低いと酸化膜厚が薄くなり、エネルギー密度が高いと酸化膜厚が厚くなることが明らかとなった。具体的には、４Ｊ／ｃｍ２で酸化膜厚が約１１ｎｍ、１０Ｊ／ｃｍ２で酸化膜厚が約１０８ｎｍであった。
【００９０】
一方、電気Ｎｉめっきにより形成された金属薄膜２０の場合も、照射するレーザ光のエネルギー密度が低いと酸化膜厚が薄くなり、エネルギー密度が高いと酸化膜厚が厚くなることが明らかとなった。具体的には、２Ｊ／ｃｍ２で酸化膜厚が約５ｎｍ、１０Ｊ／ｃｍ２で酸化膜厚が約６０ｎｍであった。
【００９１】
以上により、レーザ光の照射条件が同じであれば、無電解Ｎｉめっきにより形成された金属薄膜２０のほうが、電気Ｎｉめっきにより形成された金属薄膜２０よりも、凹凸酸化膜２１の膜厚が厚くなることが明らかとなった。これは、無電解Ｎｉめっきにより形成される金属薄膜２０（Ｎｉ−Ｐ）の融点が、Ｐの含有量にもよるが約８００度程度であり、電気Ｎｉめっきにより形成される金属薄膜２０（Ｎｉ）の融点が約１４５０度であることに起因すると考えられる。無電解Ｎｉめっきにより形成された金属薄膜２０ほうが融点が低いため、低いエネルギーのレーザ光で溶融及び蒸発し、凹凸酸化膜２１の膜厚が厚くなると考えられる。
【００９２】
（実施例５）
本発明者は、レーザ光照射後の凹凸酸化膜２１の膜厚と、２ｎｄリフロー後の凹凸酸化膜２１の膜厚との関係について確認した。その結果を、図１３に示す。その際、上記した製造方法で半導体装置１０を形成し、評価を行った。また、凹凸酸化膜２１の膜厚を、オージェ電子分光法により計測した。また、無電解Ｎｉめっきにより形成された金属薄膜２０に７Ｊ／ｃｍ２でレーザ光を照射し、凹凸酸化膜２１を形成した。図１３に示す酸化膜厚は、凹凸酸化膜２１の膜厚のｎ＝６の平均値である。
【００９３】
図１３に示すように、レーザ光照射後の酸化膜厚は、約６２ｎｍであった。これに対し、２ｎｄリフロー後の酸化膜厚は、約３３ｎｍであった。すなわち、還元雰囲気でリフローを実施することにより、約３０ｎｍ分の酸化膜が還元された。言い換えれば、凹凸酸化膜２１の約半分が還元された。しかしながら、はんだ１７，２２に対する濡れ性を確認したところ、レーザ光照射後、２ｎｄリフロー後のいずれも、はんだ１７，２２が濡れ拡がらなかった。
【００９４】
以上により、還元雰囲気下でのリフローにより、凹凸酸化膜２１の膜厚が薄くなることが明らかとなった。なお、電気Ｎｉめっきにより形成された金属薄膜２０についての酸化膜厚の変化については、未評価である。しかしながら、電気Ｎｉめっきにより形成された金属薄膜２０上の凹凸酸化膜２１についても、還元雰囲気下で同様に酸化膜厚が減少するものと考えられる。
【００９５】
実施例２−５（図１０−１３）に示した結果から、電気Ｎｉめっきにより形成された金属薄膜２０の場合、エネルギー密度が１２Ｊ／ｃｍ２未満だと、凹凸酸化膜２１が形成されても薄いため、リフロー時の還元により、はんだ１７，２２の濡れ拡がりを抑制するだけの膜厚を有する凹凸酸化膜２１が残らないと考えられる。したがって、無電解Ｎｉめっきにより形成される金属薄膜２０のように、融点の低い金属を主成分とする金属薄膜２０を採用すると、低いエネルギーのレーザ光で凹凸酸化膜２１の膜厚を厚くすることができる。
【００９６】
（実施例６）
本発明者は、基材１９のみによって構成される場合、凹凸酸化膜なし、凹凸酸化膜ありのそれぞれの場合について、シェア強度を評価した。その結果を、図１４に示す。図１４では、凹凸酸化膜ありを実線、基材１９のみを破線、凹凸酸化膜なし（金属薄膜２０あり）を一点鎖線で示している。凹凸酸化膜あり及び凹凸酸化膜なしでは、いずれも無電解Ｎｉめっきにより形成された金属薄膜２０を用いた。また、１２Ｊ／ｃｍ２でレーザ光を照射し、凹凸酸化膜２１を形成した。また、ターミナル１８上に形成される樹脂の材料を、封止樹脂体１５と同じエポキシ樹脂とし、樹脂の形状を下面の直径３．５７ｍｍ、上面の直径２．８５ｍｍ、高さ３．１３ｍｍの円錐台形状とした。そして、せん断スピード５０μｍ／秒で、ターミナル１８に対する樹脂の溶着強度、すなわちシェア強度を評価した。その際、ワークを１７５度の恒温槽内で保存し、所定時間経過後にワークを恒温槽から取り出して、２５度の室温でシェア強度の確認をした。図１４に示すシェア強度は、それぞれｎ＝５の平均値を示している。
【００９７】
図１４に示すように、ターミナル１８が基材１９のみの場合、すなわち金属薄膜２０を有していない場合、時間の経過とともにシェア強度が低下した。これは、基材１９を構成するＣｕが高温で酸化されやすいこと、Ｃｕの酸化膜の強度が低いことに起因すると考えられる。
【００９８】
凹凸酸化膜２１がない場合、金属薄膜２０の表面が酸化されて酸化膜が形成される。すなわち、Ｎｉの酸化膜が形成される。しかしながら、Ｎｉの酸化膜は高温でも安定であり、酸化膜の成長がＣｕに較べて遅い。このため、図１４に示すように、シェア強度の経時低下が、Ｃｕに較べて小さいと考えられる。
【００９９】
凹凸酸化膜２１がある場合、凹凸酸化膜２１がない場合の効果に加えて、凹凸酸化膜２１の微細凹凸により接触面積が増える。したがって、図１４に示すように、凹凸酸化膜２１がない場合に較べて、シェア強度が高いと考えられる。
【０１００】
以上により、凹凸酸化膜２１を設けると、微細凹凸により接触面積を増やし、封止樹脂体１５との間に強固な接続構造を形成することができる。特にＮｉを主成分とする金属薄膜２０を形成すると、長期にわたって安定した接続構造を保持することができる。
【０１０１】
（第２実施形態）
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行実施形態と共通する部分についての説明は省略する。
【０１０２】
第１実施形態では、略四角柱状をなすターミナル１８の側面１８ｃに凹凸酸化膜２１を設ける例を示した。しかしながら、ターミナル１８の形状は、上記例に限定されない。図１５に示すように、本実施形態ではターミナル１８が凸部１８ｇを有しており、第１対向面１８ａ側に凸の形状をなしている。
【０１０３】
このため、第１対向面１８ａが、第２接続領域１８ｅと、第２接続領域１８ｅを取り囲む外周領域１８ｈと、を有している。外周領域１８ｈは、第２接続領域１８ｅよりも、第１ヒートシンク２３に対して離れた位置とされる。また、凸部１８ｇを有することで、側面１８ｃが２つに分けられている。詳しくは、側面１８ｃが、第２接続領域１８ｅと外周領域１８ｈとをつなぐ第１分割面１８ｃａと、外周領域１８ｈと第２対向面１８ｂとをつなぐ第２分割面１８ｃｂと、を有している。そして、２つの分割面１８ｃａ，１８ｃｂに、凹凸酸化膜２１が形成されている。
【０１０４】
このような構成を採用しても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。なお、図１５に白抜き矢印で示すように、Ｚ方向に直交する方向からレーザ光を照射することで、分割面１８ｃａ，１８ｃｂに凹凸酸化膜２１を形成することができる。
【０１０５】
また、図１６に示す第２変形例では、ターミナル１８が錐台形状となっている。すなわち、側面１８ｃが傾斜面（テーパ面）となっている。そして、傾斜をなす側面１８ｃの全面に凹凸酸化膜２１が形成されている。この場合も、白抜き矢印で示すように、Ｚ方向に直交する方向からレーザ光を照射することで、凹凸酸化膜２１を形成することができる。
【０１０６】
それ以外にも、側面１８ｃにおいて、第２対向面１８ｂ側の端部から一部の範囲に、凹凸酸化膜２１を設けてもよい。また、側面１８ｃにおいて、第１対向面１８ａ及び第２対向面１８ｂの両方から離れた位置に、凹凸酸化膜２１を設けてもよい。また、側面１８ｃにおいて、凹凸酸化膜２１を多段に設けてもよい、例えば複数の凹凸酸化膜２１をＺ方向において互いに平行に設けてもよい。
【０１０７】
（第３実施形態）
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行実施形態と共通する部分についての説明は省略する。
【０１０８】
図１７に示すように、ターミナル１８が、側面１８ｃとして、第１対向面１８ａ側の端部から所定範囲の部分である第１側面部１８ｃ１と、第１側面部１８ｃ１と第２対向面１８ｂとの間の部分である第２側面部１８ｃ２と、を有している。図１７では、第２側面部１８ｃ２が、外側に凸の曲線形状（所謂Ｒ形状）をなしており、Ｚ方向から見たときに、第２側面部１８ｃ２も半導体チップ１１に対向している。
【０１０９】
凹凸酸化膜２１は、側面１８ｃのうちの第１側面部１８ｃ１のみに形成され、第２側面部１８ｃ２には形成されていない。第１はんだ１７は、図１７に示すように、ターミナル１８の表面のうち、第２対向面１８ｂ及び第２側面部１８ｃ２に接続されている。すなわち、第２対向面１８ｂと第２側面部１８ｃ２により、第１接続領域１８ｄが構成されている。また、第１側面部１８ｃ１により、つなぎ領域１８ｆが構成されている。
【０１１０】
このような第２側面部１８ｃ２を有するターミナル１８の基材１９は、金属ブロックをプレス加工することに形成される。プレス加工時に基材１９を金属ブロックから打ち抜くと、Ｒ形状の第２側面部１８ｃ２が形成される。本実施形態では、第２側面部１８ｃ２をＺ方向において半導体チップ１１側に配置している。その上で、上記したように、第２側面部１８ｃ２には凹凸酸化膜２１を形成せず、第１側面部１８ｃ１のみに凹凸酸化膜２１を形成している。
【０１１１】
したがって、リフロー時に第２側面部１８ｃ２にも第１はんだ１７が濡れ拡がり、良好なフィレットを形成することができる。これにより、第２側面部１８ｃ２に凹凸酸化膜２１を設ける構成に較べて、半導体チップ１１の生じた熱をターミナル１８に伝達するための放熱経路を広くとることができる。
【０１１２】
なお、上記では、第２側面部１８ｃ２を側面１８ｃの一部と示したが、第２対向面１８ｂの一部としてとらえることもできる。この場合、第２対向面１８ｂは、中央部と、中央部を取り囲み、中央部と側面１８ｃとをつなぐ外側に凸のＲ部と、を有することとなる。
【０１１３】
（第４実施形態）
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行実施形態と共通する部分についての説明は省略する。
【０１１４】
第１実施形態では、ターミナル１８の側面１８ｃに凹凸酸化膜２１が形成される例を示した。換言すれば、Ｚ方向に直交する方向からのレーザ光の照射により形成される凹凸酸化膜２１の例を示した。これに対し、本実施形態では、ターミナル１８の表面のうち、第１対向面１８ａ及び第２対向面１８ｂの少なくとも一方に、凹凸酸化膜２１が形成される点を特徴とする。
【０１１５】
図１８に示す例では、上記した第２実施形態（図１５参照）同様、ターミナル１８が凸部１８ｇを有している。第１対向面１８ａは、第２接続領域１８ｅと外周領域１８ｈと、を有しており、外周領域１８ｈは、第２接続領域１８ｅよりも、Ｚ方向における第１ヒートシンク２３との対向距離が長くなっている。そして、外周領域１８ｈに、凹凸酸化膜２１が形成されている。
【０１１６】
ターミナル１８と第１ヒートシンク２３との対向領域が狭いと、第２はんだ２２は、毛細管現象によっても濡れ拡がる。したがって、平坦な第１対向面１８ａにおいて外周領域１８ｈに凹凸酸化膜２１を設けた場合、凹凸酸化膜２１による効果が、毛細管現象により相殺されて弱まってしまう。これに対し、本実施形態では、ターミナル１８に凸部１８ｇを設けて、第２接続領域１８ｅを凸部１８ｇの先端面とし、外周領域１８ｈを第２接続領域１８ｅに対して段差面としている。このため、ターミナル１８と第１ヒートシンク２３との対向距離が、第２接続領域１８ｅよりも外周領域１８ｈで長くなっている。そして、対向距離の長い外周領域１８ｈに凹凸酸化膜２１を設けたため、毛細管現象による濡れ拡がりの効果を低減又は無くすことができる。すなわち、対向面１８ａに凹凸酸化膜２１を設けながらも、第１はんだ１７及び第２はんだ２２の一方がターミナル１８の表面を濡れ拡がり、他方に流れ込むのを効果的に抑制することができる。
【０１１７】
特に凸形状のターミナル１８を採用すると、プレスによって容易に形成することができるため、製造工程を簡素化し、ひいては製造コストを低減することができる。
【０１１８】
本実施形態では、凸形状のターミナル１８における外周領域１８ｈに凹凸酸化膜２１を設ける例を示した。しかしながら、ターミナル１８の形状は、上記例に限定されない。図１９に示す第３変形例では、ターミナル１８が第１対向面１８ａとして、テーパ状の外周領域１８ｈ（傾斜面）を有しており、この外周領域１８ｈに凹凸酸化膜２１が形成されている。このような構成としても、凸形状のターミナル１８において、外周領域１８ｈに凹凸酸化膜２１を設ける場合と同等の効果を奏することができる。
【０１１９】
また、図２０に示す第４変形例では、ターミナル１８が、第１実施形態同様、略四角柱状をなしており、平坦な第１対向面１８ａにおける外周領域１８ｈに、凹凸酸化膜２１が形成されている。なお、図１９及び図２０のいずれにおいても、白抜き矢印で示すように、Ｚ方向からレーザ光を照射することで、凹凸酸化膜２１を形成することができる。
【０１２０】
第１対向面１８ａに凹凸酸化膜２１を設ける例を示したが、第２対向面１８ｂにおいて、第１接続領域１８ｄを取り囲む外周領域に、凹凸酸化膜２１を設けてもよい。この場合も、同様の効果を奏することができる。また、第１対向面１８ａ及び第２対向面１８ｂの両方に凹凸酸化膜２１を設けてもよい。
【０１２１】
さらには、第１対向面１８ａ及び第２対向面１８ｂの少なくとも一方に凹凸酸化膜２１を設けつつ、側面１８ｃに凹凸酸化膜２１を設けた構成としてもよい。
【０１２２】
（第５実施形態）
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行実施形態と共通する部分についての説明は省略する。
【０１２３】
本実施形態では、図２１に示すように、ターミナル１８に形成された凹凸酸化膜２１に加え、第１ヒートシンク２３に形成された凹凸酸化膜３１を備える点を特徴とする。
【０１２４】
凹凸酸化膜３１も、凹凸酸化膜２１と同一条件で形成されている。図示を省略するが、第１ヒートシンク２３は、ターミナル１８同様、たとえばＣｕを用いて形成された基材と、たとえばＮｉを主成分とし、基材の表面に形成された金属薄膜と、を有している。そして、金属薄膜の表面にレーザ光を照射することで、凹凸酸化膜３１が形成されている。
【０１２５】
凹凸酸化膜３１は、第１ヒートシンク２３の対向面２３ａのうち、第２はんだ２２が接続される領域の周辺に形成されている。本実施形態では、対向面２３ａに溝２４が形成されており、環状をなす溝２４及び溝２４より内側の部分が、第２はんだ２２との接続領域となっている。このため、溝２４よりも外側の部分の全面に、凹凸酸化膜３１が形成されている。すなわち、溝２４に隣接して、凹凸酸化膜３１が形成されている。したがって、凹凸酸化膜３１により、第２はんだ２２を第２はんだ２２の接続領域に留めることができる。たとえば、第２はんだ２２の量が多くても、溝２４より外側に第２はんだ２２が溢れるのを抑制することができる。
【０１２６】
なお、溝２４よりも外側の部分の全面に凹凸酸化膜３１を設けなくとも、第２はんだ２２を取り囲むように、溝２４に隣接して凹凸酸化膜３１を設けることで、第２はんだ２２が溝２４から外側に溢れるのを抑制することができる。また、溝２４を有さない第１ヒートシンク２３にも適用することができる。この場合も、第２はんだ２２を取り囲むように凹凸酸化膜３１を設けることで、凹凸酸化膜３１によって囲まれる領域内に、第２はんだ２２を留めることができる。
【０１２７】
また、凹凸酸化膜３１を設けることで、封止樹脂体１５との接触面積が増える。また、封止樹脂体１５が凹凸酸化膜３１の凸部に絡みついてアンカー効果が生じる。したがって、第１ヒートシンク２３と封止樹脂体１５との密着性を向上し、これにより封止樹脂体１５の剥離を抑制することができる。
【０１２８】
凹凸酸化膜２１としては、第１実施形態（図２参照）の例を示したが、これに限定されない。その他の実施形態や上記した各変形例との組み合わせが可能である。
【０１２９】
（第６実施形態）
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行実施形態と共通する部分についての説明は省略する。
【０１３０】
本実施形態では、図２２に示すように、ターミナル１８に形成された凹凸酸化膜２１に加え、第２ヒートシンク２７に形成された凹凸酸化膜３２を備える点を特徴とする。なお、図２２では、第５実施形態（図２１参照）に示した構成に凹凸酸化膜３２を加えた構成となっており、半導体装置１０が、凹凸酸化膜２１，３１，３２を備えている。
【０１３１】
凹凸酸化膜３２も、凹凸酸化膜２１と同一条件で形成されている。図示を省略するが、第２ヒートシンク２７は、ターミナル１８同様、たとえばＣｕを用いて形成された基材と、たとえばＮｉを主成分とし、基材の表面に形成された金属薄膜と、を有している。そして、金属薄膜の表面にレーザ光を照射することで、凹凸酸化膜３２が形成されている。
【０１３２】
凹凸酸化膜３２は、第２ヒートシンク２７の対向面２７ａのうち、第３はんだ２６が接続される領域の周辺に配置される。具体的には、対向面２７ａのうち、第３はんだ２６が接続される領域を取り囲むように、第３はんだ２６の接続領域よりも外側の領域全面に凹凸酸化膜３２が形成されている。したがって、凹凸酸化膜３２により、第３はんだ２６を第３はんだ２６の接続領域に留めることができる。
【０１３３】
なお、第２ヒートシンク２７にも、余剰はんだを吸収するための溝を設けることができる。この場合、溝に隣接して凹凸酸化膜３２を設けることで、第３はんだ２６が溝から外側に溢れるのを抑制することができる。
【０１３４】
また、凹凸酸化膜３２を設けることで、封止樹脂体１５との接触面積が増える。また、封止樹脂体１５が凹凸酸化膜３２の凸部に絡みついてアンカー効果が生じる。したがって、第２ヒートシンク２７と封止樹脂体１５との密着性を向上し、これにより封止樹脂体１５の剥離を抑制することができる。
【０１３５】
凹凸酸化膜２１としては、第１実施形態（図２参照）の例を示したが、これに限定されない。第２実施形態や上記した各変形例との組み合わせが可能である。
【０１３６】
（第７実施形態）
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行実施形態と共通する部分についての説明は省略する。図２３〜図２７に基づき、本実施形態の半導体装置１０について説明する。なお、図２３及び図２４では、便宜上、凹凸酸化膜３２を省略している。また、図２７では、便宜上、保護膜１３を省略している。図２５及び図２６では、明確化のために、凹凸酸化膜３１，３２の形成範囲にハッチングを施している。
【０１３７】
図２４及び図２７に示すように、半導体装置１０は、半導体チップ１１として、三相インバータの一相分の上下アームを構成する２つの半導体チップ１１を備えている。同様に半導体装置１０は、２組の信号端子１６と、２つのターミナル１８を備えている。また、半導体装置１０は、２つの第１ヒートシンク２３と、２つの第２ヒートシンク２７を備えている。半導体チップ１１、信号端子１６、ターミナル１８、第１ヒートシンク２３、及び第２ヒートシンク２７のうち、上アームの構成要素には符号の末尾にＨを付与し、下アームの構成要素には符号の末尾にＬを付与している。それ以外のエミッタ電極１２、コレクタ電極１４、各はんだ１７，２２，２６については、便宜上、上アームと下アームで同じ符号を付与している。
【０１３８】
半導体チップ１１Ｈ，１１Ｌは、互いにほぼ同じ平面形状、具体的には平面略矩形状をなすとともに、互いにほぼ同じ大きさとほぼ同じ厚みを有している。半導体チップ１１Ｈ，１１Ｌは、コレクタ電極１４をＺ方向における互いに同じ側にして配置されている。そして、半導体チップ１１Ｈ，１１Ｌは、Ｚ方向においてほぼ同じ高さに位置するとともに、Ｘ方向において横並びで配置されている。
【０１３９】
半導体チップ１１Ｈのパッドには、図２４に示すように、ワイヤ３３を介して上アーム側の信号端子１６Ｈが電気的に接続されている。また、半導体チップ１１Ｌのパッドにも、ワイヤ３３を介して下アーム側の信号端子１６Ｌが電気的に接続されている。信号端子１６Ｈ，１６Ｌは、ともにＹ方向に延設されており、封止樹脂体１５の同一側面から外部に突出している。信号端子１６Ｈ，１６Ｌは、Ｘ方向において並んで配置されている。
【０１４０】
半導体チップ１１Ｈのエミッタ電極１２側には、上アーム側の第１ヒートシンク２３Ｈが配置されている。第１ヒートシンク２３Ｈは、Ｚ方向からの投影視において、半導体チップ１１Ｈを内包するように設けられている。第１ヒートシンク２３Ｈの対向面２３ａと半導体チップ１１Ｈのエミッタ電極１２との間には、上アーム側のターミナル１８Ｈが介在している。そして、第１はんだ１７により、半導体チップ１１Ｈのエミッタ電極１２とターミナル１８Ｈが接続されている。
【０１４１】
同様に、半導体チップ１１Ｌのエミッタ電極１２側には、下アーム側の第１ヒートシンク２３Ｌが配置されている。第１ヒートシンク２３Ｌは、Ｚ方向からの投影視において、半導体チップ１１Ｌを内包するように設けられている。第１ヒートシンク２３Ｌの対向面２３ａと半導体チップ１１Ｌのエミッタ電極１２との間には、下アーム側のターミナル１８Ｌが介在している。そして、第１はんだ１７により、半導体チップ１１Ｌのエミッタ電極１２とターミナル１８Ｌが接続されている。
【０１４２】
本実施形態では、ターミナル１８Ｈ，１８Ｌを共通形状としている。ターミナル１８Ｈ，１８Ｌの側面１８ｃには、図２７に示すように、凹凸酸化膜２１がそれぞれ形成されている。また、第１ヒートシンク２３Ｈ，２３Ｌも共通形状としており、第１ヒートシンク２３Ｈと第１ヒートシンク２３Ｌは、２回対称となるように配置されている。
【０１４３】
第１ヒートシンク２３（２３Ｈ，２３Ｌ）は、図２４及び図２５に示すように、平面略Ｌ字状をなしており、第２はんだ２２を介して対応するターミナル１８に接続される本体部２３ｄと、本体部２３ｄから延設された継ぎ手部２３ｅと、を有している。第１ヒートシンク２３における本体部２３ｄの対向面２３ａに、溝２４が形成されている。本体部２３ｄにおけるターミナル１８と反対の面は、第１ヒートシンク２３の放熱面２３ｂとなっている。図２３に示すように、上アーム側の第１ヒートシンク２３Ｈの放熱面２３ｂと、下アーム側の第１ヒートシンク２３Ｌの放熱面２３ｂが、封止樹脂体１５の一面１５ａから露出されている。第１ヒートシンク２３Ｈ，２３Ｌの放熱面２３ｂは、互いにＸ方向に並んでいる。
【０１４４】
継ぎ手部２３ｅは、封止樹脂体１５によって被覆されるように、本体部２３ｄよりも薄く設けられている。本実施形態では、本体部２３ｄと継ぎ手部２３ｅとが、対向面２３ａ側において面一となっている。第１ヒートシンク２３における継ぎ手部２３ｅの対向面２３ａにも、溝３４が形成されている。溝３４は、図２５及び図２７に示すように、継ぎ手部２３ｅと、継ぎ手部２３ｅの接続対象との接続部分を取り囲むように形成されている。図２７に示すように、継ぎ手部２３ｅと、継ぎ手部２３ｅの接続対象、たとえば後述する継ぎ手部２７ｅとは、はんだ３５により接続されている。はんだ３５は、第２はんだ２２と同じタイミングでリフローされる。溝３４は、継ぎ手部２３ｅと継ぎ手部２３ｅの接続対象との対向領域から溢れ出る余剰のはんだ３５を吸収する（貯留する）ために設けられている。はんだ３５は、Ｚ方向からの投影視において、溝３４内及び該溝３４に囲まれる領域に配置されている。
【０１４５】
第１ヒートシンク２３の対向面２３ａには、凹凸酸化膜３１が形成されている。凹凸酸化膜３１は、図２５にハッチングで示すように、対向面２３ａのうち、溝２４内及び溝２４に囲まれる領域と、溝３４内及び溝３４に囲まれる領域と、を除く領域に形成されている。このため、凹凸酸化膜３１により、溝２４から第２はんだ２２が溢れ出るのを抑制することができる。また、凹凸酸化膜３１により、溝３４からはんだ３５が溢れ出るのを抑制することができる。また、対向面２３ａと封止樹脂体１５の密着性を向上することもできる。
【０１４６】
第１ヒートシンク２３Ｈの継ぎ手部２３ｅは、図２４及び図２７に示すように、下アーム側の第２ヒートシンク２７Ｌの継ぎ手部２７ｅと、はんだ３５介して接続されている。一方、第１ヒートシンク２３Ｌの継ぎ手部２３ｅは、図２４に示すように、主端子２５の延設部２５ａと、はんだ３５を介して接続されている。
【０１４７】
主端子２５は、第１ヒートシンク２３と別部材とされている。主端子２５は、直流電源の低電位側に接続されるため、低電位電源端子、又は、Ｎ端子とも称される。主端子２５は、図２５に示すようにＹ方向に延設されており、図２３に示すように、封止樹脂体１５において信号端子１６とは反対の側面から外部に突出している。延設部２５ａのＸ方向の長さ、すなわち幅は、主端子２５の他の部分の幅よりも狭くされている。延設部２５ａは、Ｚ方向からの投影視において、第１ヒートシンク２３Ｈ，２３Ｌの本体部２３ｄの間に配置されている。
【０１４８】
半導体チップ１１Ｈのコレクタ電極１４側には、上アーム側の第２ヒートシンク２７Ｈが配置されている。第２ヒートシンク２７Ｈは、Ｚ方向からの投影視において、半導体チップ１１Ｈを内包するように設けられている。第２ヒートシンク２７Ｈの対向面２７ａと半導体チップ１１Ｈのコレクタ電極１４との間に第３はんだ２６が介在しており、第３はんだ２６により、第２ヒートシンク２７Ｈと半導体チップ１１Ｈのコレクタ電極１４とが接続されている。なお、封止樹脂体１５の裏面１５ｂから、第２ヒートシンク２７Ｈの放熱面２７ｂが露出されている。
【０１４９】
第２ヒートシンク２７Ｈには、図２４及び図２６に示すように、主端子２８Ｈが連結されている。この主端子２８Ｈは、直流電源の高電位側に接続されるため、高電位電源端子、又は、Ｐ端子とも称される。主端子２８Ｈは、第２ヒートシンク２７Ｈと一体的に形成されてもよいし、第２ヒートシンク２７Ｈとは別部材を接続したものでもよい。本実施形態では、主端子２８Ｈが、第２ヒートシンク２７Ｈと一体的に形成されている。主端子２８Ｈの厚みは第２ヒートシンク２７Ｈよりも薄く、主端子２８Ｈは第２ヒートシンク２７Ｈの側面のひとつからＹ方向に延設されて、図２３に示すように主端子２５（Ｎ端子）と同じ側面から封止樹脂体１５の外部に突出している。
【０１５０】
下アーム側の第２ヒートシンク２７Ｌは、Ｘ方向において第２ヒートシンク２７Ｈに並設されている。第２ヒートシンク２７Ｌは、半導体チップ１１Ｌのコレクタ電極１４側に配置されており、Ｚ方向からの投影視において、半導体チップ１１Ｌを内包するように設けられている。第２ヒートシンク２７Ｌの対向面２７ａと半導体チップ１１Ｌのコレクタ電極１４との間にも第３はんだ２６が介在しており、第３はんだ２６により、第２ヒートシンク２７Ｌと半導体チップ１１Ｌのコレクタ電極１４とが接続されている。第２ヒートシンク２７Ｌの放熱面２７ｂも、封止樹脂体１５の裏面１５ｂから露出されている。第２ヒートシンク２７Ｈ，２７Ｌの放熱面２７ｂも、互いにＸ方向に並んでいる。
【０１５１】
第２ヒートシンク２７Ｌには、図２４及び図２６に示すように、主端子２８Ｌが連結されている。この主端子２８Ｌは、三相モータの出力線に接続されるため、出力端子、又は、Ｏ端子とも称される。主端子２８Ｌは、第２ヒートシンク２７Ｌと一体的に形成されてもよいし、第２ヒートシンク２７Ｌとは別部材を接続したものでもよい。本実施形態では、主端子２８Ｌが、第２ヒートシンク２７Ｌと一体的に形成されている。主端子２８Ｌの厚みは第２ヒートシンク２７Ｌよりも薄く、主端子２８Ｌは第２ヒートシンク２７Ｌの側面のひとつからＹ方向に延設されて、図２３に示すように主端子２５（Ｎ端子）と同じ側面から封止樹脂体１５の外部に突出している。
【０１５２】
主端子２５，２８Ｈ，２８Ｌにおける封止樹脂体１５からの突出部分は、Ｚ方向において互いにほぼ同じ位置となっている。また、Ｘ方向において、主端子２８Ｈ（Ｐ端子）、主端子２５（Ｎ端子）、主端子２８Ｌ（Ｏ端子）の順に並んで配置されている。
【０１５３】
第２ヒートシンク２７のうち、下アーム側の第２ヒートシンク２７Ｌは、図２４，図２６，及び図２７に示すように、第３はんだ２６を介して半導体チップ１１Ｌのコレクタ電極１４に接続される本体部２７ｄと、本体部２７ｄから延設された継ぎ手部２７ｅと、を有している。継ぎ手部２７ｅは、本体部２７ｄよりも薄く設けられている。また、継ぎ手部２７ｅは、Ｚ方向からの投影視において第１ヒートシンク２３Ｈの継ぎ手部２３ｅと重なるように、本体部２７ｄの側面のうち、Ｘ方向における第２ヒートシンク２７Ｈと対向する面から延設されている。また、継ぎ手部２７ｅは、はんだ３５を介して継ぎ手部２３ｅと接続するため、屈曲部を２箇所有して第１ヒートシンク２３Ｈ側に延設されている。
【０１５４】
第２ヒートシンク２７の対向面２７ａには、凹凸酸化膜３２が形成されている。凹凸酸化膜３２は、図２６にハッチングで示すように、対向面２７ａにおいて、第３はんだ２６の接続領域を取り囲むように形成されている。凹凸酸化膜３２は、対向面２７ａのうち、第３はんだ２６の接続領域を除く領域に形成されている。凹凸酸化膜３２は、継ぎ手部２７ｅのうち、屈曲部まで、すなわち、本体部２７ｄの対向面２７ａと略面一の部分に形成されている。また、凹凸酸化膜３２は、本体部２７ｄに連なる主端子２８Ｈ，２８Ｌの一部分にも形成されている。図２６に示す一点鎖線は、封止樹脂体１５の端部１５ｄの位置を示している。凹凸酸化膜３２は、第２ヒートシンク２７から、主端子２８（２８Ｈ，２８Ｌ）における端部１５ｄよりも所定距離外側まで、一体的に形成されている。主端子２８のうち、凹凸酸化膜３２が形成されていない部分は、図示しないバスバーとの接続部分である。
【０１５５】
さらに本実施形態では、凹凸酸化膜３２が、主端子２５にも形成されている。主端子２５においても、凹凸酸化膜３２は、封止樹脂体１５の端部１５ｄの所定距離外側まで形成されている。凹凸酸化膜３２は、延設部２５ａにおけるはんだ３５との接続部分と、図示しないバスバーとの接続部分とを除いて形成されている。
【０１５６】
このように構成される半導体装置１０は、２つの半導体チップ１１Ｈ，１１Ｌを備える所謂２ｉｎ１パッケージとなっている。そして、半導体チップ１１Ｈ，１１Ｌの熱を封止樹脂体１５の一面１５ａ及び裏面１５ｂの両方に放熱できるようになっている。また、各凹凸酸化膜２１，３１，３２は、上記同様、レーザ光の照射によって形成されている。
【０１５７】
なお、符号３６は、主端子２８Ｈを含むリードフレームを位置決めするために、主端子２８Ｈに形成された貫通孔である。貫通孔３６は、凹凸酸化膜３２の領域外に形成されている。符号３７は、封止樹脂体１５の剥離を抑制するために、第２ヒートシンク２７と主端子２８との連結部周辺に形成された貫通孔である。符号３８は、封止樹脂体１５の剥離を抑制するために、信号端子１６に形成された貫通孔である。これら貫通孔３７，３８には、封止樹脂体１５が充填されている。
【０１５８】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【０１５９】
上記実施形態では、半導体装置１０が、半導体チップ１１を１つ有する１ｉｎ１パッケージ、半導体チップ１１を２つ有する２ｉｎ１パッケージの例を示した。しかしながら、半導体チップ１１の個数は上記例に限定されるものではない。たとえば三相分の上下アームを構成する６つの半導体チップ１１を有する構成にも適用できる。
【０１６０】
ＩＧＢＴとＦＷＤが同一チップに形成される例を示したが、互いに別チップに形成される構成にも適用できる。
【０１６１】
半導体装置１０が封止樹脂体１５を備える例を示したが、封止樹脂体１５を備えない構成にも適用できる。
【０１６２】
半導体装置１０が、第３はんだ２６、第２ヒートシンク２７、及び主端子２８を備える例を示したが、これらを備えない構成にも適用できる。
【０１６３】
各ヒートシンク２３，２７における半導体チップ１１と反対の面(放熱面２３ｂ，２７ｂ)が、封止樹脂体１５から露出される例を示した。しかしながら、半導体チップ１１と反対の面が封止樹脂体１５から露出されない構成にも適用できる。
【０１６４】
金属薄膜２０を構成する金属はＮｉに限定されない。また、凹凸酸化膜２１，３１，３２もＮｉの酸化物に限定されない。凹凸酸化膜２１，３１，３２としては、金属薄膜２０を構成する金属と同じ金属の酸化物であればよい。
【符号の説明】
【０１６５】
１０…半導体装置、１１，１１Ｈ，１１Ｌ…半導体チップ、１１ａ…一面、１１ｂ…裏面、１２…エミッタ電極、１３…保護膜、１４…コレクタ電極、１５…封止樹脂体、１５ａ…一面、１５ｂ…裏面、１５ｃ…側面、１５ｄ…端部、１６，１６Ｈ，１６Ｌ…信号端子、１７…第１はんだ、１８，１８Ｈ，１８Ｌ…ターミナル、１８ａ…第１対向面、１８ｂ…第２対向面、１８ｃ…側面、１８ｃａ…第１分割面、１８ｃｂ…第２分割面、１８ｃ１…第１側面部、１８ｃ２…第２側面部、１８ｄ…第１接続領域、１８ｅ…第２接続領域、１８ｆ…つなぎ領域、１８ｇ…凸部、１８ｈ…外周領域、１８ｉ…貫通孔、１９ａ…基材、１９ｂ…皮膜、２０…金属薄膜、２０ａ…凹部、２１…凹凸酸化膜、２１ａ…凸部、２２…第２はんだ、２３，２３Ｈ，２３Ｌ…第１ヒートシンク、２３ａ…対向面、２３ｂ…放熱面、２３ｃ…側面、２３ｄ…本体部、２３ｅ…継ぎ手部、２４，３５…溝、２５…主端子、２６…第３はんだ、２７，２７Ｈ，２７Ｌ…第２ヒートシンク、２７ａ…対向面、２７ｂ…放熱面、２７ｃ…側面、２７ｄ…本体部、２７ｅ…継ぎ手部、２８，２８Ｈ，２８Ｌ…主端子、２９…台座、３０…スペーサ、３１，３２…凹凸酸化膜、３３…ワイヤ、３４…はんだ、３６，３７，３８…貫通孔
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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