(57)【要約】【課題】ダイパッドに搭載された半導体素子とリードとをボンディングワイヤで接続したものを、モールド樹脂で封止してなる樹脂封止型の半導体装置において、インナーリードにおける下地金属の表面拡散を抑制し、モールド樹脂とインナーリードとの密着性を確保して樹脂剥離を抑制しやすくする。【解決手段】リード１２のうちモールド樹脂４０で被覆されている部位であるインナーリード１２ａの表面に形成されている金薄膜の方が、アウターリード１２ｂの表面に形成されている金薄膜よりも膜厚が大きい。【選択図】図１
2008218472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子（２０）と、
前記半導体素子（２０）を搭載する素子搭載部（１１、１４）と、
前記半導体素子（２０）とボンディングワイヤ（３０）を介して電気的に接続されたリード（１２）と、
前記半導体素子（２０）、前記素子搭載部（１１）、前記リード（１２）および前記ボンディングワイヤ（３０）を包み込むように封止するモールド樹脂（４０）とを備え、
前記リード（１２）の表面には、金よりなる膜である金薄膜（１０ｄ）が形成されており、
前記リード（１２）の一部は、前記モールド樹脂（４０）から露出して外部と接続される部位であるアウターリード（１２ｂ）として構成されている半導体装置において、
前記リード（１２）のうち前記モールド樹脂（４０）で被覆されている部位であるインナーリード（１２ａ）の表面に形成されている前記金薄膜（１０ｄ）の方が、前記アウターリード（１２ｂ）の表面に形成されている前記金薄膜（１０ｄ）よりも膜厚が大きいことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記インナーリード（１２ａ）の表面に形成されている前記金薄膜（１０ｄ）の膜厚は０．０５μｍ〜０．２μｍであり、前記アウターリード（１２ｂ）の表面に形成されている前記金薄膜（１０ｄ）の膜厚は０．００２μｍ〜０．０２μｍであ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】
前記インナーリード（１２ａ）の表面に形成されている前記金薄膜（１０ｄ）の膜厚は０．１μｍ〜０．２μｍであることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記リード（１２）は、母材（１０ａ）の上にニッケルよりなる膜（１０ｂ）、パラジウムよりなる膜（１０ｃ）が順次形成され、前記パラジウムよりなる膜（１０ｃ）の上に最表面層として前記金薄膜（１０ｄ）が形成されてなるものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項５】
前記インナーリード（１２ａ）の表面全体に形成されている前記金薄膜（１０ｄ）が、前記アウターリード（１２ｂ）の表面に形成されている前記金薄膜（１０ｄ）よりも膜厚が大きいことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項６】
前記インナーリード（１２ａ）の表面の一部に形成されている前記金薄膜（１０ｄ）が、前記アウターリード（１２ｂ）の表面に形成されている前記金薄膜（１０ｄ）よりも膜厚が大きいことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項７】
前記インナーリード（１２ａ）の表面の一部とは、前記インナーリード（１２ａ）のうち前記ボンディングワイヤ（３０）との接続部寄りの部位であり、前記モールド樹脂（４０）の端面寄りの部位は、当該表面の一部から除かれることを特徴とする請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記インナーリード（１２ａ）の表面の一部とは、前記インナーリード（１２ａ）のうち前記モールド樹脂（４０）の端面寄りの部位であり、前記ボンディングワイヤ（３０）との接続部寄りの部位は、当該表面の一部から除かれることを特徴とする請求項６に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記インナーリード（１２ａ）の表面の一部とは、前記インナーリード（１２ａ）のうち前記モールド樹脂（４０）の端面寄りの部位および前記ボンディングワイヤ（３０）との接続部寄りの部位であり、これら両部位の中間に位置する部位は、当該表面の一部から除かれることを特徴とする請求項６に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記素子搭載部（１１）の表面のうち前記半導体素子（２０）が搭載される部位を除く部位に形成されている前記金薄膜（１０ｄ）が、前記アウターリード（１２ｂ）の表面に形成されている前記金薄膜（１０ｄ）よりも膜厚が大きいことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記素子搭載部は、前記半導体素子（２０）の熱を放熱するためのヒートシンク（１４）であり、
前記ヒートシンク（１４）のうち前記モールド樹脂（４０）で被覆されている部位の表面には、前記アウターリード（１２ｂ）の表面に形成されている前記金薄膜（１０ｄ）よりも膜厚が大きい金薄膜（１０ｄ）が形成されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つ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、素子搭載部に搭載された半導体素子とリードとをボンディングワイヤで接続したものを、モールド樹脂で封止してなる樹脂封止型の半導体装置に関し、特にリードフレームに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の一般的な半導体装置としては、素子搭載部としてのダイパッドおよびリードを備えるリードフレームと、ダイパッドに搭載された半導体素子と、半導体素子とリードとを電気的に接続するボンディングワイヤと、半導体素子、ダイパッド、リードおよびボンディングワイヤを包み込むように封止するモールド樹脂とを備え、リードの一部は、モールド樹脂から露出して外部と接続される部位であるアウターリードとして構成されたものが、知られている。
【０００３】
ここで、近年では、一般に、リードの表面に金よりなる膜である金薄膜が形成されたものが使用されている。具体的には、たとえばＮｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキがされているリードフレーム（ＰＰＦ：Ｐｒｅ  Ｐｌａｔｅｄ  Ｆｌａｍｅの略）が使用されるようになっている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
ここにおいて、従来では、上記特許文献１にも記載されているように、メッキで形成された金薄膜の膜厚は０．００１〜０．１μｍ程度である。このように、リードの表面に金薄膜を設けることにより、インナーリードにおけるワイヤボンディング性の確保やアウターリードにおけるはんだ付け性の確保が行いやすい。
【０００５】
また、一方で、従来より、この種の半導体装置においては、樹脂封止工程後やプリント基板へのはんだリフローによる実装工程後などに、モールド樹脂とインナーリードとの間で樹脂剥離が発生するという問題がある。従来では、この樹脂剥離を回避するために、たとえばモールド樹脂とインナーリードとの密着力向上を狙ってリード表面に粗化メッキを施す技術が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平４−１１５５５８号公報
【特許文献２】特開平６−２９４３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、本発明者の検討によれば、リードの表面に金薄膜を設けた構成では、リード表面に粗化メッキを施したとしても、モールド樹脂とインナーリードとの間の樹脂剥離を十分に回避することはできないことがわかった。
【０００７】
そこで、本発明者は、この樹脂剥離が発生する原因を調査した。その結果、半導体チップをダイパッドにダイマウント材を介して搭載する場合の加熱硬化、および半導体チップとリードとの間をワイヤボンドする場合のリードフレームへの加熱により、リード表面に形成されている金薄膜の表面に、例えばＰｄなどの下地金属の拡散がみられた。このことは、ＥＰＭＡなどの表面元素分析により確認した。
【０００８】
また、図１３は、本発明者が試作検討した結果を示す図である。これは、本発明者が、表面がＡｕメッキよりなるリードと表面がＰｄメッキよりなるリードとを作製し、これらについて、モールド樹脂との密着力のせん断強度を調査した結果を示すものである。この図１３に示されるように、Ａｕに対してＰｄでは、樹脂の密着力が大幅に低下することが確認された。
【０００９】
以上のことから、インナーリードにおいて樹脂剥離が発生している原因は、下地金属の表面拡散と推定される。そこで、加熱による下地金属の表面拡散を抑制すれば、インナーリードとモールド樹脂との間の剥離を回避することができると考えられる。
【００１０】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、素子搭載部に搭載された半導体素子とリードとをボンディングワイヤで接続したものを、モールド樹脂で封止してなる樹脂封止型の半導体装置において、インナーリードにおける下地金属の表面拡散を抑制し、モールド樹脂とインナーリードとの密着性を確保して樹脂剥離を抑制しやすくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、リードの表面の金薄膜を厚くして下地金属の表面拡散を抑制することが考えられる。ここで、アウターリードにおいて従来よりも金薄膜を厚くすると、アウターリードのはんだ付け性（特に、はんだ接続信頼性）の低下を招くため、アウターリードでは、金薄膜を厚くすることは好ましくない。
【００１２】
このような点に着目して、本発明は、リード（１２）のうちモールド樹脂（４０）で被覆されている部位であるインナーリード（１２ａ）の表面に形成されている金薄膜（１０ｄ）の方が、アウターリード（１２ｂ）の表面に形成されている金薄膜（１０ｄ）よりも膜厚が大きいことを特徴とする。
【００１３】
それによれば、アウターリード（１２ｂ）における金薄膜（１０ｄ）は薄くして、アウターリード（１２ｂ）のはんだ付け性（特に、はんだ接続信頼性）を確保しながら、モールド樹脂（４０）と密着するインナーリード（１２ａ）については、アウターリード（１２ｂ）よりも金薄膜（１０ｄ）が厚くなるため、下地金属の表面拡散が抑制され、モールド樹脂（４０）とインナーリード（１２ａ）との密着性を確保して樹脂剥離を抑制しやすくなる。
【００１４】
ここで、インナーリード（１２ａ）の表面に形成されている金薄膜（１０ｄ）の膜厚は０．０５μｍ〜０．２μｍであり、アウターリード（１２ｂ）の表面に形成されている金薄膜（１０ｄ）の膜厚は０．００２μｍ〜０．０２μｍであることが好ましい。より好ましくは、インナーリード（１２ａ）の表面に形成されている金薄膜（１０ｄ）の膜厚は０．１μｍ〜０．２μｍである。
【００１５】
また、リード（１２）は、母材（１０ａ）の上にニッケルよりなる膜（１０ｂ）、パラジウムよりなる膜（１０ｃ）が順次形成され、パラジウムよりなる膜（１０ｃ）の上に最表面層として金薄膜（１０ｄ）が形成されてなるものにできる（後述の図２参照）。
【００１６】
また、インナーリード（１２ａ）の表面全体に形成されている金薄膜（１０ｄ）が、アウターリード（１２ｂ）の表面に形成されている金薄膜（１０ｄ）よりも膜厚が大きいものであってもよいし（後述の図１参照）、インナーリード（１２ａ）の表面の一部に形成されている金薄膜（１０ｄ）が、アウターリード（１２ｂ）の表面に形成されている金薄膜（１０ｄ）よりも膜厚が大きいものであってもよい（後述の図４〜図７等参照）。
【００１７】
また、インナーリード（１２ａ）の表面の一部を、インナーリード（１２ａ）のうちボンディングワイヤ（３０）との接続部寄りの部位とし、モールド樹脂（４０）の端面寄りの部位は、当該表面の一部から除かれるものとすれば、特に、ボンディングワイヤ（３０）近傍における樹脂剥離を抑制し、ワイヤ（３０）の断線やワイヤ（３０）への水分の侵入などを回避できる（後述の図５参照）。
【００１８】
また、インナーリード（１２ａ）の表面の一部を、インナーリード（１２ａ）のうちモールド樹脂（４０）の端面寄りの部位とし、ボンディングワイヤ（３０）との接続部寄りの部位は、当該表面の一部から除かれるものとすれば、特に、モールド樹脂（４０）の端面での樹脂剥離を抑制し、外部からの水分の侵入を回避できる（後述の図６参照）。
【００１９】
さらには、インナーリード（１２ａ）の表面の一部とは、インナーリード（１２ａ）のうちモールド樹脂（４０）の端面寄りの部位およびボンディングワイヤ（３０）との接続部寄りの部位であり、これら両部位の中間に位置する部位は、当該表面の一部から除かれるものであってもよい（後述の図７参照）。
【００２０】
また、素子搭載部（１１）の表面のうち半導体素子（２０）が搭載される部位を除く部位に形成されている金薄膜（１０ｄ）が、アウターリード（１２ｂ）の表面に形成されている金薄膜（１０ｄ）よりも膜厚が大きいものとすれば、素子搭載部（１１）における樹脂剥離も抑制しやすくなる（後述の図８参照）。
【００２１】
また、素子搭載部が、半導体素子（２０）の熱を放熱するためのヒートシンク（１４）であるとき、ヒートシンク（１４）のうちモールド樹脂（４０）で被覆されている部位の表面に、アウターリード（１２ｂ）の表面に形成されている金薄膜（１０ｄ）よりも膜厚が大きい金薄膜（１０ｄ）を形成してもよい（後述の図１０参照）。
【００２２】
それによれば、ヒートシンク（１４）とモールド樹脂（４０）との密着性を向上させ、ヒートシンク（１４）における樹脂剥離を抑制しやすい。
【００２３】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した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を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【００２５】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る樹脂封止型半導体装置１００の概略断面構成を示す図であり、この半導体装置１００をプリント基板２００にはんだ２１０を介して実装した状態を示す。
【００２６】
なお、リード１２全体の最表面には金薄膜が形成されており、リード１２においては当該金薄膜の厚い部位１２１と薄い部位１２２とに分かれている。ここで、図１のスケールでは、実際の金薄膜は薄すぎて図示できないが、図１では、リード１２における金薄膜の厚い部位１２１のみ、金薄膜の厚さをデフォルメして形状の相違を図示し、金薄膜の膜厚の相違を識別しやすくしている。
【００２７】
図１に示されるように、半導体装置１００においては、素子搭載部としてのダイパッド１１およびリード１２を備えるリードフレーム１０と、ダイパッド１１に搭載された半導体素子２０と、半導体素子２０とリード１２とを電気的に接続するボンディングワイヤ３０と、これら半導体素子２０、ダイパッド１１、リード１２およびボンディングワイヤ３０を包み込むように封止するモールド樹脂４０とが備えられている。
【００２８】
ダイパッド１１には、導電性接着剤やはんだなどのダイマウント材１３を介して、半導体素子としての半導体チップ２０が搭載されている。そして、この半導体チップ２０とリード１２とがボンディングワイヤ３０を介して結線され電気的に接続されている。
【００２９】
ここで、半導体チップ２０は、シリコン半導体基板に周知の半導体製造技術を用いてトランジスタ素子などを形成してなるものである。また、ボンディングワイヤ３０は、ワイヤボンディングにより形成された金（Ａｕ）やアルミニウム（Ａｌ）などからなるワイヤである。
【００３０】
これら半導体チップ２０、ボンディングワイヤ３０、およびリード１２の一部すなわちインナーリード１２ａは、モールド樹脂４０により包み込まれるようにモールドされ封止されている。つまり、インナーリード１２ａは、リード１２のうちモールド樹脂４０で被覆されている部位である。
【００３１】
このモールド樹脂４０は、通常の樹脂封止型半導体装置に用いられるエポキシ系樹脂などのモールド材料を採用して、金型を用いたトランスファーモールド法などにより形成されるものである。そして、このモールド樹脂４０が、半導体装置１００の本体すなわちパッケージボディを構成している。
【００３２】
ここで、リード１２のうちアウターリード１２ｂは、モールド樹脂４０から突出している。このアウターリード１２ｂは、図１に示されるように、モールド樹脂４０側の根元部と先端部との中間部にて曲げられた形状となっている。本実施形態では、アウターリード１２ｂは当該中間部にて２箇所曲げられた曲がり形状を有している。
【００３３】
さらに、アウターリード１２ｂにおける図１中の下面のうち先端部に位置する接続面１２ｃは、本半導体装置１００をプリント基板２００に実装したときにプリント基板２００に対向する面であり、プリント基板２００に対して、はんだ２１０を介して接続される面１２ｃである。
【００３４】
ここで、図２は、本実施形態のリードフレーム１０の表面付近の構成を示す概略断面図である。図２に示されるように、本実施形態のリードフレーム１０は、たとえば銅系金属や鉄系金属などの通常のリードフレーム材料を母材１０ａとしている。
【００３５】
そして、この母材１０ａの表面に、Ｎｉ（ニッケル）よりなるニッケル膜１０ｂ、Ｐｄ（パラジウム）よりなるパラジウム膜１０ｃ、金よりなる金薄膜１０ｄが、それぞれ順次形成されたものである。
【００３６】
たとえば、本例のリードフレーム１０では、母材１０ａは銅または鉄およびこれらの合金よりなる板材であり、その板厚は０．１２５ｍｍ〜０．２５ｍｍ程度、幅は０．２ｍｍ〜０．５ｍｍ程度とすることができる。また、母材１０ａ上の上記各膜１０ｂ〜１０ｄは、リードフレームの素材板をエッチングやスタンピングなどで、リードフレーム形状にパターニングした後、メッキ処理などを行うことで形成されるものである。
【００３７】
ここで、本実施形態では、リードフレーム１０、すなわちダイパッド１１およびリード１２は共に、上記図２に示される積層膜構成となっている。しかし、本実施形態では、リード１２においては、当該リード１２の最表面層として形成されている金薄膜１０ｄの膜厚を、インナーリード１２ａの方がアウターリード１２ｂよりも厚くなるように構成している。
【００３８】
つまり、図１に示されるように、金薄膜１０ｄの厚い部位１２１は、モールド樹脂４０と密着するインナーリード１２ａの表面であり、金薄膜１０ｄの薄い部位１２２は、モールド樹脂４０から露出するアウターリード１２ｂの表面である。
【００３９】
そして、図１では、インナーリード１２ａの表面全体すなわちインナーリード１２ａにおけるモールド樹脂４０と接触する面の全体を、アウターリード１２ｂよりも金薄膜１０ｄの厚い部位１２１としている。ここで、この金薄膜１０ｄの厚い部位１２１と薄い部位１２２との膜厚の相違としては、厚い部位１２１の金薄膜１０ｄの方が薄い部位１２１の金薄膜１０ｄよりも膜厚が２倍以上、大きいことが望ましい。
【００４０】
このインナーリード１２ａの金薄膜１０ｄの厚い部位１２１においては、母材１０ａ上の各膜１０ｂ〜１０ｄの具体的な膜厚は、それぞれ、ニッケル膜１０ｂが０．３μｍ〜１．５μｍ、パラジウム膜１０ｃが０．００２μｍ〜０．０２μｍ、金薄膜１０ｄが０．０５μｍ〜０．２μｍ程度である。
【００４１】
一方、アウターリード１２ｂの金薄膜１０ｄの薄い部位１２２においては、母材１０ａ上の各膜１０ｂ〜１０ｄの具体的な膜厚は、それぞれ、ニッケル膜１０ｂが０．３μｍ〜１．５μｍ、パラジウム膜１０ｃが０．００２μｍ〜０．０２μｍ、金薄膜１０ｄが０．００２μｍ〜０．０２μｍ程度である。
【００４２】
また、本実施形態では、ダイパッド１１の母材１０ａ表面全体に形成されている金薄膜１０ｄの膜厚については、金薄膜１０ｄの厚い部位１２１と同程度とすることができる。しかしながら、本実施形態においては、当該ダイパッド１１における金薄膜１０ｄの膜厚は、金薄膜１０ｄの薄い部位１２２、すなわちアウターリード１２ｂと同程度であってもかまわない。
【００４３】
このようなリードフレーム１０において、金薄膜１０ｄの膜厚を部分的に異ならせた構成は、後述するように、一般的なメッキ方法を用いて形成することができる。
【００４４】
ところで、本実施形態の半導体装置１００によれば、インナーリード１２ａの表面に形成されている金薄膜１０ｄの方が、アウターリード１２ｂの表面に形成されている金薄膜１０ｄよりも膜厚が大きい。
【００４５】
それによれば、アウターリード１２ｂについては金薄膜１０ｄは薄くして、従来と同等のはんだ付け性を確保することができる。また、インナーリード１２ａについては、アウターリード１２ｂよりも金薄膜１０ｄが厚くなるため、インナーリード１２ａにおける下地金属であるＰｄの表面への拡散が抑制され、結果的に、モールド樹脂４０とインナーリード１２ａとの密着性を確保して樹脂剥離を抑制しやすくなる。
【００４６】
そして、このような効果を発揮するためには、上述したように、金薄膜１０ｄの厚い部位１２１における金薄膜１０ｄの方が、薄い部位１２１における金薄膜１０ｄよりも膜厚が２倍以上、大きいことが望ましい。
【００４７】
特に、本実施形態では、図１に示されるように、インナーリード１２ａの表面全体に形成されている金薄膜１０ｄが、アウターリード１２ｂの金薄膜１０ｄよりも膜厚が大きいものとしている。つまり、インナーリード１２ａの表面全体を金薄膜１０ｄの厚い部位１２１としているため、インナーリード１２ａの全体に渡って、樹脂剥離を回避することができ、これにより、水分の侵入やワイヤ３０の断線なども回避できる。
【００４８】
また、本発明者の検討によれば、実際の半導体装置にて、インナーリード１２ａの金薄膜１０ｄの膜厚が０．００２〜０．０２μｍ程度では樹脂剥離が発生している。一方、０．０５μｍであれば、インナーリード１２ａと樹脂との剥離は回避できる。
【００４９】
なお、半導体装置の組付け工程での加熱温度、時間などから考えて、安定した樹脂密着性を得るには、インナーリード１２ａの金薄膜１０ｄの膜厚は、０．１μｍ以上が望ましい。また、金薄膜１０ｄがあまり厚いとコストアップとなるため、実用上、０．２μｍ以下が望ましい。
【００５０】
次に、本実施形態の樹脂封止型半導体装置１００の製造方法について、説明する。まず、リードフレーム１０の母材１０ａをエッチングやスタンピングなどで、上記したリードフレーム形状にパターニングする。
【００５１】
その後、本実施形態では、この母材１０ａの表面に上記した各膜１０ｂ〜１０ｃをメッキ処理により形成する。これら各膜１０ｂ〜１０ｄは、上述したように、一般的なメッキ方法により形成できるものであり、電気メッキまたは無電解メッキのいずれの方法で形成してもよい。
【００５２】
ここで、リードフレーム１０のうちインナーリード１２ａおよびダイパッド１１では金薄膜１０ｄを厚く形成し、アウターリード１２ｂではそれよりも薄く形成する。具体的には、まず、リードフレーム１０の母材１０ａの全域に、ニッケル膜１０ｂを０．３μｍ〜１．５μｍ程度、パラジウム膜１０ｃを０．００２μｍ〜０．０２μｍ程度、金薄膜１０ｄを０．００２μｍ〜０．０２μｍ程度、順次メッキにより形成する。
【００５３】
その後、上記した金薄膜１０ｄの厚い部位１２１を形成するため、さらに金薄膜１０ｄを部分的に形成する。つまり、すでに形成されている薄い金薄膜１０ｄの上に更に金薄膜１０ｄを重ねて形成することにより、全体として膜厚の大きな金薄膜１０ｄを形成する。この部分的なメッキはマスクを用いた方法により行うことができるが、その具体的なメッキ処理の一例を図３に示す。
【００５４】
図３（ａ）に示されるように、合致することにより内部にキャビティを形成する第１の金型５１０および第２の金型５２０を用いる。これら両金型５１０および５２０の内面それぞれゴム膜５０１が固定されるとともに、金薄膜１０ｄの厚い部位１２１に対応して開口する開口部５１１、５２１が設けられている。この開口部５１１、５２１により上記キャビティが構成される。
【００５５】
そして、第１の金型５１０には、金メッキを行うためのメッキ液を貯留するタンク５００が供給路５１２を介して連結され、第２の金型５２０には、排出路５２２が連結されている。これら供給路５１２および排出路５２２には、当該メッキ液の供給量、排出量を調節するバルブ５１３、５２３が介在設定されている。
【００５６】
そして、図３（ｂ）に示されるように、第１の金型５１０と第２の金型５２０とをリードフレーム１０を挟んで合致させた状態で、上記開口部５１１、５２１よりなるキャビティ内へ、タンク５００から当該メッキ液を供給する。なお、当該メッキ液は、図３（ｂ）中の点ハッチングに示す。
【００５７】
それにより、リードフレーム１０のうち開口部５１１、５２１に位置する部位は、上記したように更に金薄膜１０ｄが重ねて形成されることで金薄膜１０ｄの厚い部位１２１となり、それ以外の部位は、ゴム膜５０１によってマスキングされているため、更に金薄膜１０ｄが形成されず、金薄膜１０ｄの薄い部位１２２となる。使用後のメッキ液は排出路５２２から排出される。
【００５８】
こうして、本例の方法によれば、リード１２のうちインナーリード１２ａおよびダイパッド１１の表面に形成されている金薄膜１０ｄの方が、アウターリード１２ｂの表面に形成されている金薄膜１０ｄよりも膜厚が大きくなっているリードフレーム１０ができあがる。
【００５９】
次に、このリードフレーム１０において、ダイパッド１１にダイマウント材１３を介して半導体チップ２０を搭載する。このとき、ダイマウント材１３はたとえばエポキシ樹脂であり、１５０℃〜１８０℃程度で加熱硬化させることにより、半導体チップ２０を接着する。
【００６０】
その後、リードフレーム１０を、１５０℃〜２３０℃程度に加熱しながら、この半導体チップ２０とリード１２との間でワイヤボンディングを行い、ボンディングワイヤ３０によって互いを電気的に接続する。
【００６１】
その後、１６５〜１８５℃程度に加熱されたモールド成形金型の中に、ワイヤボンディングまで完了したリードフレーム１０を入れ、その後、加熱により溶融したエポキシ樹脂などのモールド樹脂４０を当該金型に注入する。こうすることで、樹脂封止が行われ、モールド樹脂４０による成形が完成する。
【００６２】
その後、アウターリード１２ｂを、プレス加工などにより切り離し、さらに曲げ加工を施す。このようにリードフレーム１０の成形などを行い、本実施形態の半導体装置１００ができあがる。
【００６３】
そして、この半導体装置１００は、アウターリード１２ｂの先端部の接続面１２ｃにおいて、はんだ２１０を介してプリント基板２００上に接続されることで実装され、上記図１に示される実装構造が完成する。
【００６４】
（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態に係る樹脂封止型半導体装置１０１の概略断面構成を示す図であり、プリント基板２００への実装した状態を示す。なお、この図４においても、上記図１と同様に、リード１２における金薄膜の膜厚の相違を考慮したデフォルメを行っている。上記第１実施形態との相違を中心に述べる。
【００６５】
上記第１実施形態では、インナーリード１２ａの表面全体が金薄膜１０ｄの厚い部位１２１であったが、本実施形態では、図４に示されるように、インナーリード１２ａの表面の全体ではなく一部が、金薄膜１０ｄの厚い部位となっている。
【００６６】
具体的には、図４に示されるように、インナーリード１２ａの表面のうち図中の上面、すなわちワイヤボンディング３０が接続される面のみを、金薄膜１０ｄの厚い部位１２１としている。そして、残りのインナーリード１２ａの表面部分、すなわち図４中のインナーリード１２ａの下面は、金薄膜１０ｄの薄い部位１２２としている。
【００６７】
この場合も、アウターリード１２ｂについては金薄膜１０ｄは薄くして、従来と同等のはんだ付け性を確保することができる。また、インナーリード１２ａのうちアウターリード１２ｂよりも金薄膜１０ｄが厚い部分では、下地金属の表面への拡散が抑制される。よって、本実施形態によっても、モールド樹脂４０とインナーリード１２ａとの密着性を確保して樹脂剥離を抑制しやすくなる。
【００６８】
（第３実施形態）
図５は、本発明の第３実施形態に係る樹脂封止型半導体装置をプリント基板２００への実装した状態にて示す概略断面図であり、（ａ）は第１の例を示し、（ｂ）は第２の例を示す。なお、この図５においても、上記図１と同様に、リード１２における金薄膜の膜厚の相違を考慮したデフォルメを行っている。
【００６９】
本実施形態も、上記第２実施形態と同様、インナーリード１２ａの表面の一部が、金薄膜１０ｄの厚い部位１２１となっている。しかし、本実施形態では、図５に示されるように、インナーリード１２ａの表面の一部とは、インナーリード１２ａのうちボンディングワイヤ３０との接続部寄りの部位である。
【００７０】
そして、インナーリード１２ａのうち、当該ボンディングワイヤ３０との接続部とは反対側に位置するモールド樹脂４０の端面寄りの部位は、金薄膜１０ｄの厚い部位１２１としての当該表面の一部から除かれ、金薄膜１０ｄの薄い部位１２２である。
【００７１】
そして、本実施形態によっても、アウターリード１２ｂのはんだ付け性を確保することができ、また、インナーリード１２ａのうち金薄膜１０ｄの厚い部位１２１となっている部分では、上記実施形態と同様に、樹脂剥離を抑制しやすくなる。特に、本実施形態では、ボンディングワイヤ３０近傍における樹脂剥離を抑制し、ワイヤ３０の断線やワイヤ３０への水分の侵入などを回避できる。
【００７２】
なお、図５（ａ）に示される第１の例と図５（ｂ）に示される第２の例とでは、金薄膜１０ｄの厚い部位１２１が、インナーリード１２ａにおける図中の上面と下面の両方にあるか、それとも上面のみにあるかの違いであり、本実施形態による効果は、どちらの場合でも発揮される。
【００７３】
（第４実施形態）
図６は、本発明の第４実施形態に係る樹脂封止型半導体装置をプリント基板２００への実装した状態にて示す概略断面図であり、（ａ）は第１の例を示し、（ｂ）は第２の例を示す。なお、この図６においても、上記図１と同様に、リード１２における金薄膜の膜厚の相違を考慮したデフォルメを行っている。
【００７４】
本実施形態も、上記第２実施形態と同様、インナーリード１２ａの表面の一部が、金薄膜１０ｄの厚い部位１２１となっているが、本実施形態では、図６に示されるように、インナーリード１２ａの表面の一部とは、インナーリード１２ａのうちモールド樹脂４０の端面寄りの部位である。
【００７５】
そして、インナーリード１２ａのうち当該モールド樹脂４０の端面とは反対側のボンディングワイヤ３０との接続部寄りの部位は、当該表面の一部から除かれ、金薄膜１０ｄの薄い部位１２２である。
【００７６】
そして、本実施形態によっても、アウターリード１２ｂのはんだ付け性を確保しながら、インナーリード１２ａのうち金薄膜１０ｄの厚い部位１２１となっている部分では、上記実施形態と同様に、樹脂剥離を抑制しやすくなる。特に、本実施形態では、モールド樹脂４０の端面での樹脂剥離を抑制し、外部からの水分の侵入を回避できる。
【００７７】
なお、図６（ａ）に示される第１の例と図６（ｂ）に示される第２の例とでは、金薄膜１０ｄの厚い部位１２１が、インナーリード１２ａにおける図中の上面と下面の両方にあるか、それとも上面のみにあるかの違いであり、本実施形態による効果は、どちらの場合でも発揮される。
【００７８】
（第５実施形態）
図７は、本発明の第５実施形態に係る樹脂封止型半導体装置をプリント基板２００への実装した状態にて示す概略断面図であり、（ａ）は第１の例を示し、（ｂ）は第２の例を示す。なお、この図７においても、上記図１と同様に、リード１２における金薄膜の膜厚の相違を考慮したデフォルメを行っている。
【００７９】
本実施形態も、インナーリード１２ａの表面の一部を、金薄膜１０ｄの厚い部位１２１としたものであるが、ここでは、図７に示されるように、インナーリード１２ａの表面の一部とは、インナーリード１２ａのうちモールド樹脂４０の端面寄りの部位およびボンディングワイヤ３０との接続部寄りの部位である。そして、これら両部位の中間に位置する部位は、金薄膜１０ｄの薄い部位１２２である。
【００８０】
そして、本実施形態によっても、アウターリード１２ｂのはんだ付け性を確保しながら、インナーリード１２ａのうち金薄膜１０ｄの厚い部位１２１となっている部分では、上記実施形態と同様に、樹脂剥離を抑制しやすくなる。特に、本実施形態では、上記第３および第４実施形態とを組み合わせた箇所を、金薄膜１０ｄの厚い部位としており、これら組合せによる効果が期待できる。
【００８１】
なお、本実施形態においても、図７中の第１の例と第２の例とでは、金薄膜１０ｄの厚い部位１２１が、インナーリード１２ａにおける図中の上面と下面の両方にあるか、それとも上面のみにあるかの違いであり、本実施形態による効果は、どちらの場合でも発揮される。
【００８２】
また、上記第２〜第５実施形態のように、インナーリード１２ａの表面の全体ではなく一部を、金薄膜１０ｄの厚い部位１２１とする構成によれば、特に樹脂剥離が起こりやすい部位、あるいは樹脂剥離を特に発生させたくない部位において、選択的に樹脂剥離を抑制することが可能となる。
【００８３】
（第６実施形態）
図８は、本発明の第６実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の概略断面構成を示す図であり、プリント基板２００への実装した状態を示す。なお、この図８においても、上記図１と同様に、リード１２における金薄膜の膜厚の相違を考慮したデフォルメを行っている。上記第１実施形態との相違を中心に述べる。
【００８４】
本実施形態の半導体装置は、上記第１実施形態の半導体装置において、さらに、ダイパッド１１における金薄膜１０ｄの膜厚構成を変えたものである。図８に示されるように、ダイパッド１１における半導体チップ２０の搭載面は、金薄膜１０ｄの薄い部位１２２とし、当該搭載面とは反対側の面は金薄膜１０ｄの厚い部位１２１としている。
【００８５】
この場合、上記第１実施形態と同様の効果を奏することに加えて、ダイパッド１１の表面のうち広い面積でモールド樹脂４０と密着する面において、金薄膜１０ｄを厚くしているため、ダイパッド１１における樹脂剥離の抑制を行いやすくなる。
【００８６】
なお、上記の各実施形態では、リードフレーム１０のリード１２において、金薄膜１０ｄの厚い部位１２１および薄い部位１２２の配置を種々変更しているが、このような金薄膜１０ｄの形成は、たとえば上記図３に示した金型のマスク形状を変更してやれば、容易に実現できる。
【００８７】
（第７実施形態）
図９は、本発明の第７実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の概略断面構成を示す図であり、プリント基板２００への実装した状態を示す。なお、この図９においても、上記図１と同様に、リード１２における金薄膜の膜厚の相違を考慮したデフォルメを行っている。上記第１実施形態との相違を中心に述べる。
【００８８】
本実施形態の半導体装置は、上記第１実施形態の半導体装置において、ダイパッド１１に代えて、素子搭載部としてヒートシンク１４を用いたものである。このヒートシンク１４は、Ｃｕや４２アロイなどよりなる。
【００８９】
このヒートシンク１４の一面には、ダイマウント材１３を介して半導体チップ２０が搭載・固定されており、この半導体チップ２０の搭載面とは反対側のヒートシンク１４の面は、モールド樹脂４０から露出している。それにより、半導体素子２０の熱はヒートシンク１４を介して放熱されるようになっている。
【００９０】
このダイパッド１１に代えてヒートシンク１４を用いた本実施形態の構成は、上記した第１実施形態以外にも、第２〜第５実施形態に適用が可能である。そして、これら適用が可能な各実施形態と同様の効果を発揮する。
【００９１】
（第８実施形態）
図１０は、本発明の第８実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の概略断面構成を示す図であり、プリント基板２００への実装した状態を示す。なお、この図１０においても、上記図１と同様に、リード１２における金薄膜の膜厚の相違を考慮したデフォルメを行っている。
【００９２】
本実施形態の半導体装置は、上記第７実施形態と同様に、ヒートシンク１４を用いたものであるが、図１０に示されるように、本実施形態では、ヒートシンク１４のうちモールド樹脂４０で被覆されている部位の表面を、金薄膜１０ｄの厚い部位１２１として構成している。ここでは、ヒートシンク１４に対して金メッキを行うことにより、ヒートシンク１４における金薄膜を形成することができる。また、半導体チップ２０の搭載面は、金薄膜１０ｄの薄い部位１２２であってもよい。
【００９３】
つまり、図１０では上記金薄膜１０ｄは示さないが、本実施形態では、ヒートシンク１４のうちモールド樹脂４０で被覆されている部位の表面に、アウターリード１２ｂに形成されている金薄膜１０ｄよりも膜厚が大きい金薄膜１０ｄが形成されている。さらに言うならば、このヒートシンク１４における厚い金薄膜１０ｄの膜厚は、インナーリード１２ａにおける厚い部位１２１の金薄膜１０ｄと同程度の厚いものとしている。
【００９４】
ここでは、ヒートシンク１４における金薄膜１０ｄの厚い部位１２１は、半導体チップ２０の搭載面およびその両側の側面であり、ヒートシンク１４のうちモールド樹脂４０から露出している面は除かれる。また、ヒートシンク１４のうち、モールド樹脂４０から露出している面が、金薄膜１０ｄの厚い部位１２１であってもよい。
【００９５】
そして、この本実施形態のヒートシンク１４の構成も、上記した第１実施形態以外にも、第２〜第５実施形態に適用が可能である。そして、本実施形態によれば、これら第１〜第５実施形態と同様の効果を発揮するとともに、ヒートシンク１４における樹脂剥離の抑制も行いやすくなる。
【００９６】
（第９実施形態）
図１１は、本発明の第９実施形態に係るリードフレーム１０における金薄膜の製造方法を示す工程図である。
【００９７】
上記第１実施形態にて上記図３に示したように、リード１２の金薄膜１０ｄの膜厚が部分的に異なるリードフレーム１０を製造することは、マスクを用いたメッキにより実現していたが、本実施形態の製造方法は、これ以外の方法を提供する。
【００９８】
本実施形態では、まず、上記第１実施形態と同様に、リードフレーム１０の母材１０ａの全域に、ニッケル膜１０ｂを０．３μｍ〜１．５μｍ程度、パラジウム膜１０ｃを０．００２μｍ〜０．０２μｍ程度、金薄膜１０ｄを０．００２μｍ〜０．０２μｍ程度、順次メッキにより形成する。
【００９９】
この後、図１１に示すマスク６００を用いてＡｕのスパッタもしくは蒸着を行う。このマスク６００は、リードフレーム１０のうち金薄膜の厚い部位１２１となるべき領域を開口させるものである。そして、このマスク６００をリードフレーム１０にセットしたものを、真空容器に入れて、スパッタもしくは蒸着を行う。
【０１００】
それにより、リードフレーム１０のうち金薄膜の厚い部位１２１となるべき領域のみに、スパッタもしくは蒸着によって金薄膜がさらに積層される。そして、この積層された部分では、下地のメッキによる金薄膜とスパッタもしくは蒸着による金薄膜との合計が金薄膜の厚さとなり、それ以外のリードフレーム１０の部分では、メッキによる金薄膜のみとなる。
【０１０１】
このように、本実施形態によっても、インナーリード１２ａの金薄膜１０ｄの方が、アウターリード１２ｂの金薄膜１０ｄよりも膜厚が大きくなっているリードフレーム１０ができあがる。この場合、金薄膜１０ｄを厚く形成するのはリードフレーム１０の片側、すなわち半導体チップ２０を搭載し、ワイヤボンドする側のみでよい。
【０１０２】
（第１０実施形態）
図１２は、本発明の第１０実施形態に係るリードフレーム１０における金薄膜の製造方法を示す工程図である。本実施形態は、リード１２の金薄膜１０ｄの膜厚が部分的に異なるリードフレーム１０を製造する別の方法を提供するものである。
【０１０３】
本実施形態では、まず、上記第１実施形態と同様に、メッキによって、リードフレーム１０の母材１０ａの全域に、ニッケル膜１０ｂを０．３μｍ〜１．５μｍ程度、パラジウム膜１０ｃを０．００２μｍ〜０．０２μｍ程度形成するが、表層の金薄膜１０ｄは０．１μｍ〜０．２μｍ程度とし、上記方法よりも厚く形成する。
【０１０４】
この後、図１２に示すようなマスク６１０を用いてエッチングを行う。このマスク６１０は、リードフレーム１０のうち金薄膜の薄い部位１２２となるべき領域を開口したものである。そして、このマスク６１０をリードフレーム１０にセットしたものを、真空容器に入れて、プラスマなどによるスパッタを行うことにより、金薄膜を所望の膜厚までエッチングする。
【０１０５】
それにより、リードフレーム１０のうち金薄膜の薄い部位１２２となるべき領域のみが、エッチングされて金薄膜が薄くなる。このようにして、本実施形態によっても、インナーリード１２ａの金薄膜１０ｄの方が、アウターリード１２ｂの金薄膜１０ｄよりも膜厚が大きくなっているリードフレーム１０ができあがる。この場合、金薄膜１０ｄを薄くするのはリードフレーム１０の片側、すなわち半導体チップ２０を搭載し、ワイヤボンドする側の反対側のみでよい。
【０１０６】
（他の実施形態）
なお、モールド樹脂４０内における半導体チップ２０とリード１２とのボンディングワイヤ３０を介した電気的な接続形態は、上記した各図に限定されるものではなく、種々の形態が可能である。
【０１０７】
また、リードフレーム１０は、その表面が金薄膜１０ｄならばよく、金薄膜１０ｄの下地側の構成、材質などは上記した例に限定されるものではない。また、素子搭載部、インナーリード、アウターリードの形状、数などは上記の各図に示したものに限定されるものではない。
【０１０８】
また、上記各実施形態では、半導体装置はアウターリード１２ｂにおける接続面１２ｃ（上記図１等参照）にて、はんだ２１０を介してプリント基板２００に接続されていたが、半導体装置は、このようにアウターリードにてはんだ付けされるものならば、プリント基板以外にも、セラミック基板、バスバーなどに実装されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の概略断面図である。
【図２】第１実施形態のリードフレームの表面付近の構成を示す概略断面図である。
【図３】第１実施形態に係るメッキ方法を示す工程図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の概略断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の概略断面図であり、（ａ）は第１の例、（ｂ）は第２の例を示す。
【図６】本発明の第４実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の概略断面図であり、（ａ）は第１の例、（ｂ）は第２の例を示す。
【図７】本発明の第５実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の概略断面図であり、（ａ）は第１の例、（ｂ）は第２の例を示す。
【図８】本発明の第６実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の概略断面図である。
【図９】本発明の第７実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の概略断面図である。
【図１０】本発明の第８実施形態に係る樹脂封止型半導体装置の概略断面図である。
【図１１】本発明の第９実施形態に係るリードフレームにおける金薄膜の製造方法を示す工程図である。
【図１２】本発明の第１０実施形態に係るリードフレームにおける金薄膜の製造方法を示す工程図である。
【図１３】ＡｕメッキとＰｄメッキとについて本発明者が樹脂密着性を調査した結果を示す図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１０…リードフレーム、１０ａ…リードフレームの母材、
１０ｂ…ニッケル膜、１０ｃ…パラジウム膜、１０ｄ…金薄膜、
１１…素子搭載部としてのダイパッド、１２…リード、
１２ａ…インナーリード、１２ｂ…アウターリード、
１４…素子搭載部としてのヒートシンク、２０…半導体素子としての半導体チップ、
３０…ボンディングワイヤ、４０…モールド樹脂。
【図１】
2008218472.tif 000003
【図２】
2008218472.tif 000004
【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】
2008218472.tif 000009
【図８】
2008218472.tif 000010
【図９】
2008218472.tif 000011
【図１０】
2008218472.tif 000012
【図１１】
2008218472.tif 000013
【図１２】
2008218472.tif 000014
【図１３】
2008218472.tif 000015