金属构件及其表面加工方法、半导体装置及其制造方法、复合成型体的制作方法_2

文档序号:9932030阅读:来源:国知局
C芯片;以及按照将所述IC芯片覆盖的方式且接触于所述金属薄膜的表面的方式设置的注塑树脂。所述金属薄膜由以选自N1、Au、Pd、Ag中的至少I种为主成分的材料所构成。在所述金属薄膜的表面中与所述注塑树脂相接触的部分和所述金属薄膜的表面中配置有所述软钎料的区域的周围的至少一部分中设有宽度为5?300μπι的激光照射槽。在所述槽的周围形成有多个凸部。形成有所述多个凸部的平均高度为I?500nm、所述多个凸部的平均宽度为I?300nm、所述多个凸部间的平均间隔为I?300nm的尺寸的微细凹凸。
[0026]根据该半导体装置,在金属构件的表面上形成微细凹凸,可以提高金属薄膜与其他构件(注塑树脂等)的密合性。另外,由于是激光照射槽,因此无需使金属的熔融飞沫飞散,因而不会发生因金属的熔融飞沫飞散所导致的不良情况。进而,可以减小因加工造成的能量消耗,同时可以使金属薄膜被能量束贯穿的情况难以发生。
【附图说明】
[0027]关于本公开的上述目的及其他目的、特征或优点,通过一边参照附图一边进行下述的详细叙述而变得更加明确。附图是:
[0028]图1是示意地表示本公开第I实施方式的半导体装置的概略俯视图;
[0029]图2是表示图1的I1-1I截面的图;
[0030]图3是放大显示本公开第I实施方式的半导体装置的金属薄膜的表面与注塑树脂的边界附近的部分的截面的图;
[0031]图4是进一步放大图3中金属薄膜的表面与注塑树脂的边界附近来表示微细凹凸的形状的图;
[0032]图5是表示对本公开第I实施方式的实施例、比较例I和比较例2测定金属薄膜与注塑树脂的接触面的剪切强度的结果的图;
[0033]图6是关于本公开另一实施方式的半导体装置的与第I实施方式的图2相对应的图;
[0034]图7是关于本公开又一实施方式的半导体装置的与第I实施方式的图1相对应的图;
[0035]图8是关于本公开又一实施方式的半导体装置的与第I实施方式的图1相对应的图;
[0036]图9是关于本公开又一实施方式的半导体装置的与第I实施方式的图1相对应的图;
[0037]图10是表示图9的X-X截面的图;
[0038]图11是示意地表示移动至微细凹凸的位置的IC芯片连接用构件的状态的图;
[0039]图12是关于本公开第2实施方式的半导体装置的与图1相对应的图;
[0040]图13是关于本公开第2实施方式的半导体装置的与图3相对应的图。
【具体实施方式】
[0041]以下根据【附图说明】本公开的实施方式。其中,对以下的各实施方式相互间相同或均等的部分赋以相同符号来进行说明。
[0042](第丨实施方式)
[0043]参照图1?图5说明本公开的第I实施方式。本实施方式中,作为金属构件与树脂构件的复合成型体之一例,对具有作为金属构件的引线框2和作为树脂构件的注塑树脂4的半导体装置I进行说明。
[0044]如图1、图2所示,半导体装置I成为如下构成:在引线框2的表面上搭载有IC芯片3,并利用按照将该IC芯片3覆盖的方式构成的注塑树脂4进行了密封。
[0045]如图2所示,引线框2成为具有由导电性金属材料构成的基材21和通过镀覆形成在基材21的表面2Ia上的金属薄膜22的构成。作为基材21的材料,例如可以采用选自Cu、Fe、附、?(1^41、42合金、铁系合金中的任一种。另外,作为金属薄膜22的材料,可以采用以附、Au、Pd、Ag中的至少I种为主成分的材料。引线框2利用未图示的配线与IC芯片3电连接,同时利用未图示的其他配线与半导体装置I的外部电连接。
[0046]如图1、图2所示,在金属薄膜22的表面(与面对基材表面21a那侧表面成相反侧的面)22a上,设有按照以从相对于基材21的表面21a的法线方向观察为直线状延伸的方式形成的多个槽22b。各槽22b的宽度(图2中的左右方向上的长度)为5?300μπι,如图1所示,各槽22b按照相互间平行的方式来形成。
[0047]如图2所示,在包含各槽22b的周围(图1的影线部分)和槽22b的金属薄膜22的表面22a上形成有微细的凹凸(以下称作微细凹凸)22c。微细凹凸22c由金属薄膜22的材料发生氧化所形成的氧化物或者金属薄膜22的材料与基材21的材料的合金等构成。
[0048]如图2所示,微细凹凸22c形成于金属薄膜22的表面22a中与注塑树脂4相接触的部分上。本实施方式中,特别地微细凹凸22c遍及金属薄膜22的表面22a中与注塑树脂4相接触的整个部分形成。另外,本实施方式中成为如下的构成:在金属薄膜22的表面22a中与后述的IC芯片连接用构件5相接触的部分上未设置微细凹凸22c,而仅在与IC芯片连接构件5相接触的部分以外的部分上设有微细凹凸22c。
[0049]如图2所示,本实施方式中,在金属薄膜22的表面22a中介由IC芯片连接用构件5搭载有IC芯片3。IC芯片连接用构件5是用于使IC芯片3粘结在金属薄膜22的表面22a上的构件,由粘合剂、软钎料等构成。
[0050]注塑树脂4按照接触于金属薄膜22的表面22a的方式而设置。注塑树脂4并不特别地限定材质,例如可以采用环氧树脂、聚酰胺系树脂、聚苯硫醚树脂或聚对苯二甲酸丁二醇酯等热塑性树脂、橡胶材料等。
[0051]以上对本实施方式的半导体装置I的构成进行了说明。接着,对在金属薄膜22的表面22a上形成上述微细凹凸22c的表面加工方法进行说明。
[0052]首先,作为准备工序,准备成为具有由导电性金属材料构成的基材21和通过镀覆形成在基材21的表面2 Ia上的金属薄膜22的构成的引线框2。
[0053]接着,作为熔融工序,通过对金属薄膜22的表面22a的不同位置依次照射脉冲振荡的激光束,使金属薄膜22的表面22a熔融或蒸发。具体地说,通过依次照射激光束,使金属薄膜22的表面22a的部分熔融并蒸发(汽化),在外部气体中使其浮游。将该脉冲振荡的激光束调节成能量密度为lOOJ/cm2以下、且脉冲宽度为1μ秒以下。这里,特别地使激光束的能量密度为101/0112、501/0112、10(^/0112中的任一种,使脉冲宽度为1011秒、20011秒、仏秒中的任一种。
[0054]此时,本实施方式中,在图1中的上下方向的直线(图1中的符号Α)上的不同位置上配置上述激光束的光源,对金属薄膜22的表面22a中的直线A上的多个位置照射激光束。这里,通过使激光束的光源沿着金属薄膜22的表面22a中的直线A上移动,对直线A上的多个位置依次照射激光束。例如,通过对配置有金属薄膜22的基材21在XY台上进行扫描或者对光源侧在XY台上进行扫描,使激光束的光源相对于基材21相对地移动,从而对直线A上的多个位置依次照射激光束。另外,在光源侧也可以采用使用通过镜子的旋转动作对激光进行扫描的“电流扫描仪”来进行扫描动作等方法。通过以上方法的任一种,将激光束照射至直线A上的多个位置,由此使金属薄膜22的表面22a中的之后要形成I根槽22b的部分熔融。进而,通过同样的方法,按照形成相互间平行的多个槽22b的方式使激光束的光源对多个直线A上照射激光束。
[0055]最后,作为凝固工序,使通过熔融工序熔融了的金属薄膜22的部分凝固。具体地说,使在熔融工序中熔融、蒸发(汽化)了的金属薄膜22的表面22a的部分在外部气体中浮游之后,蒸镀在金属薄膜22的表面22a中被照射了激光束的部分(成为槽22b的部分)或该部分的周围(槽22b的周围)上。如此,通过在金属薄膜22的表面22a上形成相互间平行的多个槽22b、同时使金属薄膜22的表面22a的部分汽化后的物质进行蒸镀,由此在槽22b的周围(图2的影线部分)形成上述尺寸的微细凹凸22c。经过以上的工序,将金属构件2的表面进行粗糙化,完成本实施方式的表面加工方法。
[0056]这里,根据本发明人的试做研究,当使金属薄膜22的材料为上述材料(以N1、Au、Pd、Ag中的至少I种为主成分的材料)以外的Cu、Al等时(其他条件相同),未形成微细凹凸22c。另外,在能量密度并非lOOJ/cm2以下、而是150J/cm2或300J/cm2等时(其他条件相同),未形成微细凹凸22c。另外,当并非照射脉冲振荡的激光束、而是照射连续振荡的激光束进行熔融工序时(其他条件相同),未形成微细凹凸22c。这些情况下未形成微细凹凸22c,本公开的方法中形成微细凹凸22c的相关详细机制目前还不清楚。但是,考虑到熔点高的材料即便被照射激光束时也不会消失而是易于以熔融状态的原样留在原地,认为作为金属薄膜22采用熔点高的材料是获得本公开的微细凹凸22c的条件。进而推测,通过对熔点高的材料(N1、Au等)特别是照射低能量密度(例如lOOJ/cm2以下)且特别是短脉冲宽度(例如1μ秒以下)的脉冲振荡的激光束,由此形成微细凹凸22c。
[0057]接着,对利用上述表面加工方法将表面进行了粗糙化的金属构件2与其他构件的密合性进行说明。<
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