(57)【要約】【課題】リードフレームへ導電性リボンや太線ワイヤなどの接続体をボンディングする際に、高い超音波出力を用いる。その際、インナーリードの超音波振動方向への振動を規制し、高品質で且つ信頼性が高いボンディングを実現できる半導体装置及び半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】インナーリード７ａを有するリードフレーム４と、リードフレーム４に搭載された、電極パッド３ａを有する半導体素子２と、電極パッド３ａとインナーリード７ａとを接続する導電性の接続体８とを有し、インナーリード７ａにおける、接続体８が接合される接合領域１１の近傍に、凹部１２を配置された半導体装置を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インナーリードを有するリードフレームと、
前記リードフレームに搭載された、電極パッドを有する半導体素子と、
前記電極パッドと前記インナーリードとを接続する導電性の接続体とを有し、
前記インナーリードにおける、前記接続体が接合される接合領域の近傍に、前記インナーリードの厚さ方向に形成された凹部が配置されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記接続体における前記接続体が延びる方向に直交する方向の幅は、前記凹部における前記接続体が延びる方向に直交する方向の幅よりも広い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】
前記凹部における前記接続体が延びる方向の幅は、前記接続領域における前記接続体が延びる方向の幅と同等以下である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】
前記凹部は、前記接続体が延びる方向に直交する方向に前記接合領域を挟むように配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記凹部は、前記接続体が延びる方向で、かつ、前記接合領域よりも外側に配置されていること特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記凹部の開口形状は、矩形状であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記凹部の開口形状は、円形状或いは円弧形状であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記凹部の断面形状は矩形状であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記凹部の断面形状は、前記インナーリードの厚さ方向に向かって、凹部の開口面積が徐々に小さくなるような、逆台形状であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記凹部の断面形状は、前記インナーリードの表面から裏面に貫通する形状であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記凹部の断面形状は、前記接合領域側から前記インナーリードの外側に向かって傾斜を成す形状であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記凹部の内部表面は、粗面加工されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記凹部は前記インナーリードが粗面加工された領域であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記接続体は、導電性リボン或いは導電性ワイヤであることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１５】
前記接続体は、超音波接合により、前記インナーリードに接続されていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１６】
前記電極パッドと前記接続体とは、少なくとも２つの領域において接続していることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１７】
前記電極パッドを第１の電極パッドとし、
前記接続体を第１の接続体とすると、
前記半導体素子はさらに第２の電極パッドを有し、
前記第２の電極パッドには第２の接続体が接続しており、
前記第１の接続体は、前記第２の接続体よりも太いことを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１８】
前記第１の電極パッドの面積は、前記第２の電極パッドの面積よりも大きいことを特徴とする請求項１７に記載の半導体装置。
【請求項１９】
台座に固定されたリードフレーム上のダイパッドに半導体素子を搭載し、前記半導体素子が有する電極パッドと前記リードフレームが有するインナーリードの接合面を導電性の接続体を用いて超音波接合により電気的に接続し、樹脂により封止した構造を有し、前記インナーリードの接合面の前記接続体が接合される接合領域の近傍に、前記インナーリードの厚さ方向に形成された凹部を配置した半導体装置の製造方法であって、
接合ツールの加重により前記電極パッドに前記接続体を加圧し、超音波振動を印加して接合する１回目の接合ステップ（ａ）と、
前記接合ツールを所定の距離だけ移動して、前記接続体をループ形状とした後、接合ツールの加重により前記電極パッドに前記接続体を加圧し、超音波振動を印加して接合する２回目の接合ステップ（ｂ）と、
前記接合ツールを前記インナーリード上へ移動するとともに、前記接続体をループ形状とするステップ（ｃ）と、
前記接合ツールの加重により前記インナーリードの接合面に前記接続体を加圧し、超音波振動を印加して接合するステップ（ｄ）と、を有し、
前記ステップ（ａ）、（ｂ）、（ｄ）は、前記インナーリードに形成された前記凹部にリード押さえ治具の先端を嵌め込み、押圧することで前記台座に前記インナーリードを固定した状態で実施される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、導電性リボンや太線ワイヤを用いて、超音波接合により半導体素子とリードフレームとの接続を行う半導体装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気機器に用いられる電力用半導体装置では比較的大きな電流が必要となる。そのため、半導体素子とリードフレームとを電気的に接続するワイヤに要求される許容電流値は高くなる。そこで、許容電流値を高くするために、電力用半導体装置では線径が太いアルミニウムのワイヤが主に用いられる。
【０００３】
また、環境への配慮から、電力用半導体装置の電力損失を抑えることが求められている。電力損失を抑制するためには、電力用半導体装置内の半導体素子自体の電力損失を抑制するだけでなく、電力用半導体装置全体で電力損失を抑制することが必要である。電力用半導体装置全体で電力損失を抑制するためには、例えば、半導体素子の電極パッドと、半導体素子を搭載するリードフレーム或いは配線基板上の端子パッドとの間を接続するワイヤ等の配線抵抗を低減することが有効である。そのために、ワイヤとして、断面が丸形状のワイヤよりも幅が広く、接合部の面積を大きくすることが可能な導電性リボンを使うことが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
太線ワイヤ、或いは金属の導電性リボンの断面積は、従来の１００μｍ以下の線径のワイヤの断面積と比較して遥かに大きい。そのため、許容電流値を高めると共に、配線抵抗と接合抵抗を格段に下げることができる。
【０００５】
しかしながら、太線ワイヤ、或いは導電性リボンなどの接続体は、細い線径のワイヤと比べてリードフレームなどとの接合面積が大きくなる。そのため、太線ワイヤ、或いは導電性リボンなどの接続体とリードフレームなどとを良好に接合するためには、従来の細ワイヤを使う場合よりも大きな荷重及び超音波振動エネルギーが必要となる。
【０００６】
ここで、接合時に与える超音波振動エネルギーが大きくなると、その振動エネルギーによってリードフレームや配線基板側が動いてしまう。その結果、接合不良や接合品質の低下が発生する。そのため、接合時には、リードフレーム或いは配線基板側を十分に固定することが重要となる。
【０００７】
そこで、リードフレームが有するインナーリードへの接続体の接合性を改善する方法が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
【０００８】
また、他にも特許文献３、特許文献４のような文献も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−３３６０４３号公報
【特許文献２】特開２０００−２００８６７号公報
【特許文献３】特開平１１−２６０９８５号公報
【特許文献４】特開２００３−３７２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ここで、導電性リボンや太線ワイヤでボンディングを行う場合には、荷重と超音波出力が増加する。そのため、リードフレームの十分な規正が必要になる。しかし、特許文献２に開示された構造では、押し付ける方向の規正は押さえ治具によりなされているが、超音波振動方向、すなわちリードフレームの面方向への規正が不十分である。
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するものであり、リードフレームに導電性リボンや太線ワイヤなどの接続体をボンディングする場合においても、インナーリードの超音波振動方向の振動を規制し、高品質で且つ信頼性が高いボンディングを実現できる半導体装置及び半導体装置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】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明の半導体装置は、インナーリードを有するリードフレームと、リードフレームに搭載された、電極パッドを有する半導体素子と、電極パッドとインナーリードとを接続する導電性の接続体とを有し、インナーリードにおける、接続体が接合される接合領域の近傍に、インナーリードの厚さ方向に形成された凹部が配置されていることを特徴とする。
【００１３】
このような構成により、インナーリードの接合領域の近傍の凹部にリード押さえ治具の先端を嵌め込み、台座に押さえつけることができる。そのため、高い超音波出力が必要な接合においても、インナーリードの超音波振動方向への振動を規制し、高品質で且つ信頼性が高いボンディングを実現できる。
【００１４】
本発明の半導体装置の製造方法は、台座に固定されたリードフレーム上のダイパッドに半導体素子を搭載し、半導体素子が有する電極パッドとリードフレームが有するインナーリードの接合面を導電性の接続体を用いて超音波接合により電気的に接続し、樹脂により封止した構造を有し、インナーリードの接合面の接続体が接合される接合領域の近傍に、インナーリードの厚さ方向に形成された凹部を配置した半導体装置の製造方法であって、接合ツールの加重により電極パッドに接続体を加圧し、超音波振動を印加して接合する１回目の接合ステップ（ａ）と、接合ツールを所定の距離だけ移動して、接続体をループ形状とした後、接合ツールの加重により電極パッドに接続体を加圧し、超音波振動を印加して接合する２回目の接合ステップ（ｂ）と、接合ツールをインナーリード上へ移動するとともに、接続体をループ形状とするステップ（ｃ）と、接合ツールの加重によりインナーリードの接合面に接続体を加圧し、超音波振動を印加して接合するステップ（ｄ）と、を有し、ステップ（ａ）、（ｂ）、（ｄ）は、インナーリードに形成された凹部にリード押さえ治具の先端を嵌め込み、押圧することで台座にインナーリードを固定した状態で実施されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、リードフレームに導電性リボンや太線ワイヤなどの接続体をボンディングする場合においても、インナーリードの超音波振動方向の振動を規制し、高品質で且つ信頼性が高いボンディングを実現できる半導体装置及び半導体装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の構成を示す図であって、（ａ）はその内部構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線の断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線の断面図
【図２】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に説明する図
【図３】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置のインナーリードの厚さ方向に形成された凹部の開口形状の例を示す平面図
【図４】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置のインナーリードの厚さ方向に形成された凹部の断面形状の例を示す断面図
【図５】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置のインナーリードの厚さ方向に形成された凹部の断面形状の例を示す断面図
【図６】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置のインナーリードの厚さ方向に形成された凹部の断面形状の例を示す断面図
【図７】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の構成を示す図であって、（ａ）はその内部構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線の断面図、（ｃ）は（ｂ）の要部拡大断面図
【図８】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置のインナーリードの厚さ方向に形成された凹部の開口形状の例を示す平面図
【図９】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置のインナーリードの厚さ方向に形成された凹部の断面形状の例を示す断面図
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置のインナーリードの厚さ方向に形成された凹部の断面形状の例を示す断面図
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置のインナーリードの厚さ方向に形成された凹部の断面形状の例を示す断面図
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る半導体装置の内部構成を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の構成を示す図であって、（ａ）はその内部構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線の断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線の断面図である。
【００１９】
図１は、半導体素子として電力用半導体装置に主に用いられる縦型のＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）を用いた一例を示している。図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態に係る半導体装置１の内部に半導体素子２が配置されており、半導体素子２の上面に電極パッド３ａ、３ｂが設けられている。面積の大きい電極パッド３ａがエミッタ用電極パッドであり、面積の小さい電極パッド３ｂがゲート用電極パッドである。また、半導体素子２の下面が図示しないコレクタ用電極である。以下、電極パッド３ａと電極パッド３ｂを区別しない場合には、電極パッド３と呼ぶ。
【００２０】
半導体素子２は、リードフレーム４上のダイパッド５上に半田等の導電性接合材料６を介して搭載されている。半導体素子２の下面におけるコレクタ用電極とダイパッド５とは、導電性接合材料６を介して電気的に接続されている。半導体素子２の下面とダイパッド５とを導電性接合材料６を介して接続することにより、半導体素子２とリードフレーム４とが電気的及び熱的に接合される。
【００２１】
半導体素子２の上面の電極パッド３ａ及び３ｂとリードフレーム４が有するインナーリード７ａ及び７ｂとは、それぞれ、導電性リボン８と導電性ワイヤ９により電気的に接続されており、半導体装置１の外部の電極端子１０へ引き出される。ここで、導電性リボン８からなる接続体は、導電性ワイヤ９からなる接続体よりも太い方が好ましい。
【００２２】
大電流が流れるエミッタ用電極パッド３ａには、後述する接合ツールを用いた超音波接合により、導電性の接続体である導電性リボン８の一端が電気的に接続されている。導電性リボン８の他端は、接合ツールを用いた超音波接合により、リードフレーム４のインナーリード７ａの接合面に電気的に接続されている。ゲート用電極パッド３ｂからリードフレーム４のインナーリード７ｂへの接続においても、同様に導電性ワイヤ９を超音波接合により接続する方法が用いられる。ゲート用電極に接続される導電性ワイヤ９は比較的低い電流容量でよいため、主に直径が２００μｍ以下の細いワイヤが用いられる。一方、導電性リボン８は、幅が１．０ｍｍから２．０ｍｍ以上有することが好ましい。また、導電性リボンの代わりに、太線ワイヤを用いても良いが、太線ワイヤの径は、３００μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。
【００２３】
インナーリード７ａ上のインナーリード７ａと導電性リボン８との接合領域１１の近傍には、あらかじめプレス加工等により作製された凹部１２が配置されている。凹部１２は、インナーリード７ａの厚さ方向に形成されており、その開口形状が矩形状で、断面形状が矩形状となっている。また、凹部１２は、導電性リボン８により半導体素子２からインナーリード７ａへループ形状を成して接続される接続方向に対して直交する方向（導電性リボン８が延びる方向に直交する方向）に接合領域１１を挟むように配置されている。導電性リボン８の接続方向（導電性リボン８が延びる方向）の凹部１２の幅Ｗ１は、導電性リボン８の接続方向の接合領域１１の幅Ｗ２と同等以下にすることが好ましい。
【００２４】
また、導電性リボン８における導電性リボン８が延びる方向に直交する方向の幅Ｗ４は、凹部１２における導電性リボン８が延びる方向に直交する方向の幅Ｗ３より広いことが好ましい。
【００２５】
半導体素子２及び内部接続は周囲の封止樹脂１４により外部環境から保護される構造となっている。なお、図面を見やすくするために、図１（ａ）及び（ｃ）では、封止樹脂１４は省略している。半導体素子２の電極パッド３の最表面の材料としては、一般的にアルミニウム薄膜が用いられており、導電性リボン８の材料としては、一般的にアルミニウムが用いられる。また、リードフレーム４の材料としては、一般的に、母材として銅合金が用いられ、ワイヤーボンド又はリボンボンドを行う面に金属メッキを施して接続性を高めている。アルミニウム製のワイヤ或いはリボンに対してはニッケルメッキが好適であり、アルミニウムもニッケルも表面の薄い酸化膜により内部の清浄な材料が保護されているために超音波よる接合に適している。
【００２６】
次に、本実施形態に係る半導体装置の製造方法、特に、導電性リボン８を電極パッド３ａ上からインナーリード７ａの接合面に接続する工程について、図面を参照しながら説明する。図２（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に説明する図である。
【００２７】
まず、図２（ａ）に示すように、ダイパッド５上に半導体素子２が搭載されたリードフレーム４をリード押さえ付け治具１５により、リボンボンディング設備上の台座１６へ垂直方向に押さえ付けて固定する。リード押さえ付け治具１５は先端が先細りした爪形状をなしている。インナーリード７ａを台座１６に押し付け固定するリード押さえ治具１５の先端部はインナーリード７ａ上に配置された凹部１２に嵌まり込むようにしてインナーリード７ａを台座１６へ垂直方向に押し付ける。またダイパッド５を台座１６へ押し付けるリード押さえ治具１５の先端部はダイパッド５の上面に接触する形で、ダイパッド５を台座１６へ垂直方向に押し付け固定する。
【００２８】
その後、台座１６へ押し付け固定されたリードフレーム４上の半導体素子２の上面のエミッタ用電極パッド３ａに対して、接合ツール１７により導電性リボン８を接合する。ここで、接合ツール１７に対しては、導電性リボン８を供給する供給ガイド（不図示）により導電性リボン８が供給される。また、接合ツール１７には、超音波振動子（不図示）が接続されており、この超音波振動子により接合ツール１７に超音波振動が印加される。
【００２９】
以上のようにして、接合ツール１７の荷重によってエミッタ用電極パッド３ａ上に導電性リボン８が押し付けられると同時に、印加された超音波振動により、電極パッド３ａと導電性リボン８の金属同士の固相拡散により接合層が形成される。このようにして、電極パッド３ａと導電性リボン８との間で第１回目の接合を行う。
【００３０】
次に、図２（ｂ）に示すように、所定の距離を接合ツール１７が移動する。また、供給ガイドにより導電性リボン８が接合ツール１７に供給され、ループ形状が形成される。その後、第１回目の接合と同様に接合ツール１７により導電性リボン８を再度加圧し超音波振動の印加により、第２回目の接合を行う。このようにして、電極パッド３ａと導電性リボン８とは少なくとも２つの領域において接続されることとなる。
【００３１】
なお、同じ電極パッド３ａ上において複数回の接合を行うことにより、電極パッド３ａと導電性リボン８との合計の接合面積を大きくすることができる。このため、ＩＧＢＴの電極パッド３ａへの導電性リボン８の接合部の接合抵抗を更に低下させることができる。
【００３２】
次に、図２（ｃ）に示すように、接合ツール１７がインナーリード７ａ上へと移動する。また、供給ガイドにより導電性リボン８が接合ツール１７に供給され、ループ形状が形成される。
【００３３】
その後、電極パッド３ａ上への接合と同様に、接合ツール１７により、インナーリード７ａ上へ導電性リボン８を加圧する。その後、超音波振動を印加し、導電性リボン８をインナーリード７ａへ接合する。
【００３４】
その後、接合ツール１７がインナーリード７ａから離れるように移動する。その後、カッター（不図示）により、導電性リボン８を切断し、接合領域１１が形成される。
【００３５】
導電性リボン８とインナーリード７ａとの接合時、超音波振動は導電性リボン８のループ形成方向（導電性リボン８が延びる方向）に印加される。しかし、インナーリード７ａは接合領域１１を挟むように配置された凹部１２に嵌まり込んだリード押さえ治具１５により台座１６へ強固に固定されている。そのため、超音波振動の印加時に、インナーリード７ａがリードフレーム４の面方向へ動くことを効果的に抑制できる。その結果、超音波振動のエネルギーは導電性リボン８とインナーリード７ａの接合に効率的に使われ、導電性リボン８とインナーリード７ａとは良好に接合される。
【００３６】
本実施形態において、インナーリード７ａの厚み方向へ形成された凹部１２の開口形状は矩形状としたが、その開口形状は図３（ａ）に示すように円形状のものであってもよいし、図３（ｂ）に示すように円弧状のものであってもよい。
【００３７】
また、本実施形態において、インナーリード７ａの厚み方向へ形成された凹部１２の断面形状は矩形状としたが、図４（ａ）に示すように、インナーリードの厚さ方向に向かって、凹部の開口面積が徐々に小さくなるような、逆台形状であってもよく、図４（ｂ）に示すように、インナーリード７ａの表面側から裏面へ貫通する形状であってもよい。また、凹部１２の断面形状は、図４（ｃ）に示すように、接合領域１１側からインナーリード７ａの外側に向かって貫通する形状であってもよく、さらには、図４（ｄ）に示すように、接合領域１１側からインナーリード７ａの外側に向かって傾斜を成す形状であってもよい。
【００３８】
また、インナーリード７ａの厚み方向へ形成された凹部１２は、図５に示すように、内部表面が粗面１８を有するように粗面加工されていてもよい。また、インナーリード７ａの厚み方向へ形成された凹部１２は、図６に示すように、粗面加工された領域（粗面１８）であってもよい。
【００３９】
このように、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置１によれば、インナーリード７ａに形成された凹部１２を用いることにより、超音波振動の印加時に、インナーリード７ａが動くことを効果的に抑制することができる。そのため、導電性リボン８とインナーリード７ａとは良好に接合されることとなる。
【００４０】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００４１】
図７（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係る半導体装置の構成を示す図であって、（ａ）はその内部構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線の断面図、（ｃ）は（ｂ）の要部拡大断面図である。なお、図１（ａ）、（ｃ）と同様に、図７（ａ）、（ｃ）では封止樹脂１４を省略している。
【００４２】
本実施形態に係る半導体装置２０の構成について、第１の実施形態と同様である部分については同じ符号を付してその説明を省略する。
【００４３】
本実施形態の半導体装置２０では、インナーリード２７ａと導電性リボン８の接合領域１１の近傍にはあらかじめプレス加工等により作製された凹部１３が配置されている。凹部１３は、インナーリード２７ａの厚さ方向に形成され、開口形状が矩形状で、断面形状が矩形状となっている。凹部１３は、半導体素子２からインナーリード２７ａへループ形状を成して接続される接続方向の外側（導電性リボン８が延びる方向で、かつ、接合領域１１よりも外側）に配置されている。導電性リボン８の接続方向（導電性リボン８が延びる方向）の凹部１３の幅Ｗ１は、導電性リボン８の接続方向の接合領域１１の幅Ｗ２と同等以下にすることが好ましい。
【００４４】
また、導電性リボン８における導電性リボン８が延びる方向に直交する方向の幅Ｗ４は、凹部１３における導電性リボン８が延びる方向に直交する方向の幅Ｗ３より広いことが好ましい。
【００４５】
本実施形態の半導体装置２０の製造方法については、第１の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【００４６】
本実施形態の半導体装置２０では、導電性リボン８とインナーリード２７ａとの接合時、超音波振動は導電性リボン８のループ形成方向（導電性リボン８が延びる方向）に印加される。しかし、インナーリード２７ａは接合領域１１に対して導電性リボン８の接続方向（導電性リボン８が延びる方向）の外側に配置されている凹部１３に嵌まり込んだリード押さえ治具１５により台座１６へ固定されている。そのため、接合領域１１に対して超音波振動方向の延長線上を押さえることができる。その結果、超音波振動の印加時にインナーリード２７ａの接合領域１１の近傍がリードフレーム４面内で動くことをより効果的に抑制できる。これにより、超音波振動のエネルギーは導電性リボン８とインナーリード２７ａの接合に効率的に使われ、良好に接合される。
【００４７】
本実施形態において、インナーリード２７ａの厚み方向へ形成された凹部１３の開口形状は、矩形状としたが、その開口形状は図８（ａ）に示すように円形状のものであってもよく、図８（ｂ）に示すように円弧状のものであってもよい。
【００４８】
また、凹部１３の断面形状は図９（ａ）に示すように、インナーリードの厚さ方向に向かって、凹部の開口面積が徐々に小さくなるような、逆台形状であってもよく、図９（ｂ）に示すように、インナーリード２７ａの表面から裏面へ貫通する形状であってもよい。また、凹部１３の断面形状は図９（ｃ）に示すように、接合領域１１側からインナーリード２７ａの外側に向かって貫通する形状であってもよく、さらに、図９（ｄ）に示すように、接合領域１１側からインナーリード２７ａの外側に向かって傾斜を成す形状であってもよい。
【００４９】
また、インナーリード２７ａの厚み方向へ形成された凹部１３は、図１０に示すように、内部表面が粗面１８を有するように粗面加工されていてもよい。また、インナーリード２７ａの厚み方向へ形成された凹部１３は、図１１に示すように、粗面加工された領域（粗面１８）であってもよい。
【００５０】
このように、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置２０によればインナーリード２７ａに形成された凹部１３を用いることにより、超音波振動の印加時に、インナーリード２７ａが動くことを効果的に抑制することができる。そのため、導電性リボン８とインナーリードとは良好に接合されることとなる。
【００５１】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１２は、本実施形態に係る半導体装置内部の平面図である。本実施形態は、第１の実施形態及び第２の実施形態を組み合わせたものである。本実施形態の半導体装置３０において、インナーリード３７ａ上には、凹部１２と凹部１３がともに配置されている。凹部１２は導電性リボン８により半導体素子２からインナーリード３７ａへループ形状を成して接続される接続方向に対して直交する方向（導電性リボン８が延びる方向に直交する方向）に接合領域１１を挟むように配置されている。凹部１３は、導電性リボン８により半導体素子２からインナーリード３７ａへループ形状を成して接続される接続方向（導電性リボン８が延びる方向）で、かつ接合領域１１よりも外側に配置されている。
【００５２】
このように、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置３０によればインナーリード３７ａに形成された凹部１２及び凹部１３の両方をリード押さえ治具１５の先端で台座１６に押さえつけることができる。従って、第１の実施形態及び第２の実施形態と比較してリード押さえ治具１５によりインナーリード３７ａを台座１６にさらに強固に押さえつけることができる。そのため、接合ツール１７による超音波振動の印加時にインナーリード３７ａが動くことを効果的に抑制できる。その結果、導電性リボン８とインナーリード３７ａとは良好に接合されることとなる。
【００５３】
以上説明したように、本発明の半導体装置によれば、リードフレームのインナーリードに形成された凹部をリード押さえ付け治具の先端で台座に押さえつけることにより、超音波振動の印加時にインナーリードが動くことを効果的に抑制できる。その結果、導電性リボンとインナーリードとを良好に接合できる。
【００５４】
なお、各々の実施形態の構成はあくまで本発明の一例として記載したものであり、本発明はこれらの実施形態の構成のみに限定するものではない。
【００５５】
例えば、上記実施形態の構成として、半導体素子は縦型のＩＧＢＴを搭載する半導体装置により説明したが、半導体素子はＳｉＣ、或いはＧａＮのような電力制御用に用いられる半導体素子や、大電流を流す必要のある半導体素子にも同様に適応可能である。
【００５６】
また、上記実施形態では、半導体素子とインナーリードを接続する導電性の接続体として導電性リボンを例に挙げて説明したが、電流容量の大きい導電性の太線ワイヤでもよい。
【００５７】
また、上記実施形態では、インナーリードの凹部はプレス加工により作製すると説明したが、エッチングや切削加工等の他の方法により作製しても良く、本発明の効果は形状の作製方法に依存するものではない。
【００５８】
また、上記実施形態では、インナーリードの接合領域の近傍に凹部を配置し、インナーリードの厚さを部分的に薄くしている。これにより、半導体装置を構成する材料の熱膨張係数差に起因して、熱サイクルにより導電性ワイヤやリボンへの接合領域にかかる応力を緩和する効果も得られる。
【００５９】
また、リードフレームにニッケルのように封止樹脂との密着性が低い金属めっきを施した場合、その立体構造やインナーリード表面の粗面により封止樹脂との密着性を向上させ、剥離を抑制できる効果も得られる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明に係る半導体装置によれば、インナーリードに対して十分な固定を行い、高品質で且つ信頼性が高い導電性の太線ワイヤやリボンのボンディングを実現できるため、比較的高い許容電流値が必要で、且つ低い配線抵抗が要求される半導体装置、例えば電力用半導体装置として有用である。
【符号の説明】
【００６１】
１，２０，３０    半導体装置
２    半導体素子
３    電極パッド
３ａ    電極パッド（エミッタ用電極パッド）
３ｂ    電極パッド（ゲート用電極パッド）
４    リードフレーム
５    ダイパッド
６    導電性接合材料
７，７ａ，７ｂ，２７ａ，３７ａ    インナーリード
８    導電性リボン
９    導電性ワイヤ
１０    電極端子
１１    接合領域
１２，１３    凹部
１４    封止樹脂
１５    リード押さえ付け治具
１６    台座
１７    接合ツール
１８    粗面
【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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