半導體器件及其制造方法相關(guān)申請的交叉引用2012年3月1日提交的日本專利申請No.2012-045115的公開,包括說明書、附圖和摘要,通過引用整體合并于此。技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及半導體器件,更特別地,涉及一種當應用到例如使用金屬構(gòu)件的樹脂密封型半導體器件時有效的技術(shù)。
背景技術(shù):汽車領(lǐng)域等中使用的半導體器件用在嚴酷使用環(huán)境下,從而要求它們與消費使用或工業(yè)使用的半導體器件相比具有遠遠更高的可靠性。在使用金屬構(gòu)件的樹脂密封型半導體器件中,歸因于樹脂的濕氣吸收和密封體(封裝)中的熱應力,產(chǎn)生密封樹脂從金屬構(gòu)件(金屬引線(lead)等)剝離。這種剝離成為在半導體元件與金屬構(gòu)件之間的結(jié)合處生成裂縫的原因,導致形成有缺陷的半導體器件。作為用于穩(wěn)固地結(jié)合金屬構(gòu)件和密封樹脂的傳統(tǒng)方法,通過鍍敷(plating)或刻蝕進行金屬構(gòu)件的表面的粗糙化的方法是已知的。例如,日本專利公開No.148508/1997(專利文獻1)公開了涉及樹脂密封型半導體器件的如下內(nèi)容。通過在超過臨界電流密度的電流密度下用Cu、CuNi、Zn、Ni等電鍍基于Cu或基于Fe的引線框架來形成針狀或樹枝狀粗糙化層。然后通過以下方式在所得粗糙化層上形成覆蓋層:以不大于臨界電流密度的電流密度用兩個Cu和Zn層、CuZn、Cr、ZnCr、兩個Ni和InZn層、NiP、或兩個Ni和CuZn層對所得粗糙化層進行電鍍。粗糙化層和覆蓋層協(xié)作地貢獻于引線框架與樹脂之間的結(jié)合強度方面的改進以及可靠性(例如濕氣耐受性、熱沖擊耐受性等)方面的改進。日本專利公開No.2002-299538(專利文獻2)公開了涉及一種引線框架以及使用所述引線框架的半導體封裝的如下內(nèi)容。待與密封樹脂接觸的引線框架的表面經(jīng)歷粗糙化鍍敷,然后是用金屬對鍍敷了的引線框架上的導線鍵合所需的部分進行鍍敷。日本專利公開No.46116/1996(專利文獻3)公開了涉及一種引線框架的如下內(nèi)容。以下方法中的任一種用于形成待模制(mold)的引線框架的至少一部分表面上的粗糙化表面。方法之一是:在含水溶性還原劑(例如氯化鐵或肼)的水溶液中刻蝕Cu或Ag。另一方法是:在10V或更大但不大于50V的電壓和40A/dm2或更大但不大于200A/dm2的陽極電流密度的處理條件下用硝酸鹽類電解質(zhì)進行電解刻蝕。這種粗糙化表面的形成改進了引線框架與模制樹脂之間的粘合。專利文獻1:日本專利公開No.148508/1997專利文獻2:日本專利公開No.2002-299538專利文獻3:日本專利公開No.46116/1996
技術(shù)實現(xiàn)要素:專利文獻1或?qū)@墨I2中公開的表面粗糙化鍍敷技術(shù)不能總是改進引線框架與鍍敷膜之間的粘合,并且它依賴于表面粗糙化鍍敷的材料。另一方面,在專利文獻3公開的刻蝕誘導的表面粗糙化技術(shù)中,對于引線框架所使用的材料是有限制的,因此,并未改進金屬構(gòu)件(例如引線框架)與密封樹脂之間的粘合。從這里的描述和附圖,其它問題和新穎特征將是清楚的。根據(jù)一實施例的制造半導體器件的方法包括:通過使用已經(jīng)經(jīng)歷基材(basematerial)和其表面上所鍍敷的Zn的合金化處理的金屬構(gòu)件(例如引線框架)來進行樹脂密封。以上述實施例作為一示例,可以改進金屬構(gòu)件與密封樹脂之間的粘合。附圖說明圖1包括示出根據(jù)第一實施例的半導體器件制造方法的步驟流程圖以及與步驟對應的示意性橫截面視圖;圖2A和2B是示出從第一實施例至第七實施例的懸突(overhang)結(jié)構(gòu)的定義的示意性橫截面視圖;圖3示出Cu板的Zn鍍敷時間和抗切強度(shearstrength);圖4示出鍍Ni的Cu板的Zn鍍敷時間和抗切強度;圖5示出Cu板的Zn擴散處理條件與抗切強度之間的關(guān)系;圖6示出鍍Ni的Cu板的Zn擴散條件與抗切強度之間的關(guān)系;圖7示出每個都應用于Cu板的比較性示例中的表面處理方法與Zn擴散合金化處理方法之間的抗切強度比較;圖8A、8B、8C和8D包括模制之后的橫截面SEM圖像,示出在改變Zn鍍敷時間的同時經(jīng)歷擴散處理的Cu板的橫截面結(jié)構(gòu);圖9A和9B包括模制之前和之后的橫截面SEM圖像,示出接連經(jīng)歷Zn鍍敷和擴散處理的鍍Ni的Cu板的橫截面結(jié)構(gòu);圖10A、10B和10C包括在每個表面處理之后Cu板的表面形式和橫截面形狀的SEM圖像;圖11A、11B和11C示出在使用每種表面處理方法進行處理之后Cu板在模制之前和之后的橫截面形狀的SEM圖像;圖12是示出根據(jù)第二實施例的半導體器件制造方法的步驟流程圖;圖13A和13B示出在Zn擴散合金化處理之前引線框架的部分外觀;圖14A和14B示出將掩模夾具附連到引線框架的結(jié)構(gòu);圖15示出掩模夾具已經(jīng)附連到的引線框架的Zn電鍍方法;圖16A和16B包括示出在通過掩模夾具而選擇性地鍍敷Zn之前以及在鍍敷和合金化處理之后引線框架的外觀的視圖;圖17A和17B示出通過根據(jù)第二實施例的半導體器件制造方法所制造的半導體器件;圖18是示出基于根據(jù)第三實施例的半導體器件制造方法的制造步驟的步驟流程圖;圖19包括與根據(jù)第三實施例的半導體器件制造方法的步驟流程圖的各個步驟對應的引線框架外觀的平面視圖和橫截面視圖;圖20A和20B示出通過使用根據(jù)第三實施例的半導體器件制造方法所制造的半導體器件;圖21包括示出根據(jù)第四實施例的半導體器件制造方法的引線框架外觀的平面視圖和橫截面視圖;圖22是示出基于根據(jù)第五實施例的半導體器件制造方法的制造步驟的步驟流程圖;圖23A、23B和23C示出通過使用根據(jù)第五實施例的半導體器件制造方法所制造的半導體器件;圖24是示出基于根據(jù)第六實施例的半導體器件制造方法的制造步驟的步驟流程圖;圖25A、25B、25C和25D示出通過使用根據(jù)第六實施例的半導體器件制造方法所制造的半導體器件;圖26A和26B示出通過使用根據(jù)第七實施例7的半導體器件制造方法所制造的半導體器件;以及圖27示出實施例1至7應用到的半導體器件的引線框架表面的金屬化規(guī)格與連接材料等之間的關(guān)系。具體實施方式1.首先,接下來將描述發(fā)明人通過在本發(fā)明之前進行的研究和測試、測試結(jié)果分析等而新揭示的問題。(1)鍍敷誘導的粗糙化根據(jù)用于粗糙化鍍敷的材料,用Zn、Cu、Ni等對基于Cu或基于Fe的引線框架進行粗糙化鍍敷且然后在所得引線框架上形成覆蓋層的方法具有以下問題。因此,使用粗糙化鍍敷方法難以提供在濕氣耐受性和熱沖擊耐受性方面優(yōu)異的樹脂密封型半導體器件。(a)具體地,在Zn鍍敷中,當在粗糙化鍍敷之前的脫脂或氧化膜移除不完全時,與位于其下的引線框架的粘合并未得到改善,并且歸因于鍍敷膜的弱粘合,界面分離出現(xiàn)在鍍敷膜與引線框架之間。(b)具體地,當在鍍Ni的Cu框架中,Ni和Cu從引線框架的表面暴露時,難以保持不同材料的各個表面的最佳條件,因為適合于它們的預處理液體是不同的。難以通過相同的鍍敷處理獲得在Cu表面和Ni表面二者上都良好粘合并且可以提供大的錨固(anchor)效應的具有不規(guī)則物的粗糙化表面。(c)在用Cu進行的粗糙化鍍敷中,與下面的Ni具有差的粘合,這使得難以選擇適當?shù)南聦硬牧?。當Cu是下層金屬時,其上所形成的樹枝狀粗糙化層可以改善結(jié)合強度,但因為控制樹枝狀(dendrite)結(jié)構(gòu)的樹干(trunk)的厚度和粗糙化層的厚度方面的困難,所以難以獲得穩(wěn)定且高強度的結(jié)合部分。增大樹枝狀粗糙化層的厚度增加了自由Cu淀積,這使粗糙化層自身的強度惡化。因此,通過用Cu進行粗糙化鍍敷在獲得高錨固效應方面存在限制。(d)用Ni進行粗糙化鍍敷在與Cu或Ni粘合方面是優(yōu)異的,但其不規(guī)則形式是V形且具有向上直徑增大的開口,從而不能實現(xiàn)足夠的錨固效應。因此,難以在不依賴于下層金屬材料的情況下通過使用相同的粗糙化鍍敷方法來獲得高強度地結(jié)合到下層Cu或Ni的部分。(2)刻蝕誘導的粗糙化另一方面,刻蝕誘導的粗糙化具有以下問題。(a)由于在該方法中表面被刻蝕,所以存在鍍敷構(gòu)件損失其鍍敷膜的可能性。此外,刻蝕劑根據(jù)金屬材料而不同,從而在復合材料的情況下,不能均勻地對不同金屬制成的表面進行粗糙化。結(jié)果,在某些位置中,結(jié)合強度變?nèi)?。(b)當用于刻蝕時產(chǎn)生大的錨固效應的材料僅是容易刻蝕的材料(例如Cu),具有良好抗蝕性的材料(例如Ni)不適合于在刻蝕誘導的粗糙化中使用。因此,僅可以對以Cu為基礎的引線框架使用該方法。在此情況下,由于粗糙化表面的剝離方向上的結(jié)合強度不夠高,因此結(jié)合部分的Cu/樹脂界面發(fā)生剝離,在早期在芯片的焊料接合處生成裂縫,導致抗沖擊可靠性方面的惡化。特別地,該問題傾向于出現(xiàn)在例如與密封樹脂的結(jié)合區(qū)域小的單側(cè)模制封裝中。2.實施例的細節(jié)接下來將參照附圖具體地描述實施例。在以下實施例中,為了方便,如果需要的話描述將在劃分為多個章節(jié)或?qū)嵤├筮M行。除非另外具體地聲明,否則它們并非彼此獨立,而是關(guān)聯(lián)的,從而一個是另一個的一部分或全部的修改示例、應用示例、詳細描述、補充描述等。在以下實施例中,除非另外具體地聲明或在原理上顯然的是數(shù)量被限制到特定數(shù)目,否則當提及元件的數(shù)量時(包括數(shù)量、值、量、范圍等),數(shù)量不限于特定數(shù)量,而是可以大于或小于特定數(shù)量。此外,在以下實施例中,構(gòu)成元素(包括元件、步驟等)并非總是必要的,除非另外具體聲明或原理上顯然它們是必要的。類似地,在以下實施例中,當提及組成元素的形狀、位置關(guān)系等時,與其基本相近或類似的形狀、位置關(guān)系等也被涵蓋,除非另外地具體表明或者原理上顯然并非如此。這也適用于上述數(shù)量(包括數(shù)量、值、量、范圍等)。在用于描述下述實施例的所有附圖中,相似附圖標記將指示相似功能的構(gòu)件,并且將省略重復描述。在以下實施例中,除非特別必要,否則原則上將省略相同或相似部分的重復描述。<第一實施例>(1)構(gòu)成和方法:圖1包括示出根據(jù)第一實施例的半導體器件制造方法的步驟流程圖以及與步驟對應的示意性橫截面圖。在圖1A、圖1B、圖1C和圖1D中分別是與左側(cè)示出的步驟對應的示意性橫截面視圖。這些示意性橫截面視圖示出處理為預定形狀并且具有外部耦合端子的基材的一部分。這是沒有半導體元件結(jié)合到的區(qū)域,并且同時,是將要鍍有下述Zn膜4的區(qū)域。這些附圖中未示出其中外部耦合端子和半導體元件將要耦合到彼此的區(qū)域。(a)準備金屬構(gòu)件的步驟首先,將描述準備將要在制造步驟中使用的金屬構(gòu)件的步驟。如圖1A所示,準備處理為預定形狀并且具有外部耦合端子的基材1(步驟S11)。這里,基材1是例如引線框架?;?包含例如諸如Cu或Cu合金的金屬,并且同時在材料表面上具有Ni、Cu、Ag、Pd/Au等中的任何一種的一個或多個金屬化層(未示出)?;?在其表面上具有如圖1A的示意性橫截面圖所示的氧化膜(自然氧化膜)2。然后,如圖1B所示,基材1的表面經(jīng)歷脫脂和酸液浸洗(pickling)處理(例如,堿性電解質(zhì)脫脂、漂洗、酸液浸洗等)(步驟S12)。如圖1C所示,通過鍍敷在基材1的表面上形成Zn膜4(步驟S13)。在某些區(qū)域(例如半導體元件將要耦合到的區(qū)域)中并不形成Zn膜4。換句話說,在基材1的表面上有選擇地形成Zn膜4。Zn膜4具有從0.1μm至幾十μm的厚度,優(yōu)選地從1μm至5μm。例如,通過鍍敷來形成Zn膜4。然后,在非氧化氣氛或還原氣氛中對其上形成有Zn膜4的基材1進行加熱,以通過Zn膜4和金屬構(gòu)件1的相互擴散來進行合金化處理(步驟S14)。加熱溫度從200°C至600°C,優(yōu)選地從300°C至400°C。結(jié)果,在基材1的表面上形成具有帶懸突結(jié)構(gòu)的不規(guī)則表面的合金層5。簡而言之,制備了已經(jīng)經(jīng)歷Zn擴散合金化處理的金屬構(gòu)件1a(步驟S15)。當用密封樹脂覆蓋基材1的側(cè)表面或下表面以及上表面時,在側(cè)表面或下表面上也形成合金層5。(b)制造步驟接下來,將描述半導體器件的制造方法。制備金屬構(gòu)件1a和半導體元件(步驟S15和S16)。半導體元件(未示出)然后結(jié)合到未形成Zn膜4的金屬構(gòu)件1a的預定區(qū)域(未示出)。所述預定區(qū)域是半導體元件結(jié)合部分,并且其與管芯焊盤、接片(tab)等對應。這里可使用的管芯結(jié)合材料是例如高熔點焊料、Ag燒結(jié)物膏劑(sinterpaste)、樹脂結(jié)合Ag膏劑等。在此使用的術(shù)語“管芯結(jié)合材料”表示用于將半導體元件結(jié)合到半導體元件結(jié)合部分的材料。半導體元件的電極(未示出)經(jīng)由導體電耦合到金屬構(gòu)件1a的外部耦合端子(步驟S18)。作為導體,例如,使用鍵合導線(bondingwire)(未示出)或鍵合帶(未示出)。半導體元件的電極以例如Al制成。鍵合導線材料以例如Al或Au制成。帶材料以例如Al制成。用密封樹脂(未示出)密封半導體元件和金屬構(gòu)件1a以形成半導體器件(步驟S19)。例如,通過在使用熱固化環(huán)氧樹脂的同時使用傳遞模制來進行密封。環(huán)氧樹脂含有填料。當在金屬構(gòu)件1a的下表面或側(cè)表面以及金屬構(gòu)件1a的其上安裝半導體元件的上表面上形成合金層5時,可以用密封樹脂來覆蓋所述下表面或側(cè)表面。可以在步驟S12之前進行步驟S17和S18。這意味著半導體元件結(jié)合到金屬構(gòu)件1a的未形成Zn膜4的預定區(qū)域(步驟S17)。半導體元件的電極和金屬構(gòu)件1a的外部耦合端子經(jīng)由導體彼此電耦合(步驟S18)。在這些步驟之后,可以進行步驟S12、S13、S14和S19中的每個。(2)機制接下來,將基于圖1描述具有帶懸突結(jié)構(gòu)的不規(guī)則表面的合金層5的形成機制。圖1A所示的基材經(jīng)歷脫脂和酸液浸洗預處理。結(jié)果,如圖1B所示,氧化膜2有選擇地殘留作為基材1的表面上的殘余氧化膜3。如圖1C所示,以高電流密度在基材1的表面上高速電鍍的Zn膜4歸因于殘余氧化膜3而在微小級別上不均勻地淀積在基材1的表面上。淀積開始點局部地分散。在基材1與Zn膜4之間的粘合程度方面存在限制差異,這取決于淀積時間的差異。當在不允許熔化Zn膜4的條件下執(zhí)行擴散處理時,通過Zn膜4與基材1之間的相互擴散來形成合金層5并非在基材1的整個表面上均勻地進行,而是局部地進行。結(jié)果,在合金化之后在表面上形成范圍從納米(10-9m)到微米(10-6m)的不規(guī)則物?;?的金屬元素形成合金層5,從而從Zn膜4中的擴散入口擴展。Zn膜4的金屬元素從擴散入口擴展到基材1一側(cè),使合金層5生長以提升該擴散入口區(qū)。遠離入口的位置凹入。歸因于相互擴散速率的差異,在擴散速率高的金屬元素側(cè)生成Kirkendall孔洞。當一些Kirkendall孔洞從表面暴露時,形成開口部分,并且形成在其內(nèi)具有凹陷的懸突結(jié)構(gòu)。具有這種結(jié)構(gòu)的不規(guī)則物對于膜形成/擴散處理工藝是特定的,并且其特征在于:合金層5與基材1之間不存在界面,合金層的晶體顆粒和成分都從基材1是連續(xù)的。這樣的合金層5與基材1是一體的,從而不產(chǎn)生合金層5的剝離。更特別地,由于具有帶懸突結(jié)構(gòu)的精細不規(guī)則表面的合金層5的表面和密封樹脂經(jīng)由強錨固效應彼此結(jié)合,因此在合金層5與密封樹脂之間的界面處不產(chǎn)生剝離。即使基材1的材料不同,相互擴散現(xiàn)象也是相同的。當與以上例舉的Ni、Cu、Ag或Pd/Au不同的金屬制成基材1時,可以通過相同處理工藝來獲得允許與密封樹脂的穩(wěn)固結(jié)合的半導體器件。此外,僅有幾百nm至幾十μm厚度的Zn膜4可以形成必要的不規(guī)則物,從而可以減少用于膜形成的鍍敷時間以及鍍敷溶液的消耗,使得可以實現(xiàn)低成本處理工藝。無論基材的材料如何,當采用根據(jù)實施例1的所述制造方法時,與密封樹脂的結(jié)合強度對應于樹脂中的破裂強度。因此,可以獲得即使暴露到高溫高濕度環(huán)境或劇烈溫度波動時在密封樹脂與金屬構(gòu)件之間的界面處也不產(chǎn)生剝離并且表現(xiàn)出長期高穩(wěn)定性的樹脂密封型半導體器件。形成具有帶懸突結(jié)構(gòu)的不規(guī)則表面的合金層5的上述機制也與稍后將描述的第二實施例至第七實施例中的相似。簡而言之,通過與第一實施例相似的機制來形成合金層。(3)懸突結(jié)構(gòu)的輪廓接下來將參照圖2A和2B描述第一實施例中描述的不規(guī)則物的懸突結(jié)構(gòu)的定義。圖2A和2B是示出第一實施例至第七實施例的懸突結(jié)構(gòu)的定義的橫截面視圖。該橫截面視圖示出金屬構(gòu)件1a的包括合金層5的部分。如該圖所示,相對于金屬構(gòu)件1a的底表面的垂直線6作為標準,凹陷8相對于上部的凸出7存在于下部處。這種結(jié)構(gòu)在此定義為“懸突結(jié)構(gòu)”。這將類似地應用到稍后將描述的第二實施例至第七實施例。(4)測試結(jié)果接下來將參照圖3至圖11描述根據(jù)第一實施例的半導體器件制造方法的測試結(jié)果。圖3示出Cu板的Zn鍍敷時間和抗切強度。圖4示出鍍Ni的Cu板的Zn鍍敷時間和抗切強度。在兩種情況下評估基材對密封樹脂的結(jié)合強度,即在基材是Cu板時(圖3)和在基材是鍍Ni的Cu板(圖4)時。用抗切強度(MPa)來指示結(jié)合強度。圖3和圖4示出密封樹脂與沒有Zn鍍敷的樣本、鍍Zn到各個膜厚度的樣本以及已經(jīng)鍍Zn到各個膜厚度且然后在400°C加熱2分鐘的樣本之間的結(jié)合強度。此外,在以下條件下進行Zn鍍敷:25°C的鍍敷溶液溫度以及3A/dm2的電流密度。以鍍敷時間來指示Zn鍍敷的各個膜厚度。沒有Zn鍍敷的樣本的鍍敷時間與示為“未處理”的0s鍍敷時間對應。示為結(jié)合強度的測量結(jié)果是在密封樹脂的模制之后的結(jié)合強度以及在85%和85°C的濕氣吸收處理達168小時且然后進行三次在260°C的回流(reflow)處理之后的樹脂模制樣本的結(jié)合強度。前者指示為“樹脂模制之后”,后者指示為“濕氣吸收和回流之后”。圖3的Cu板和圖4的鍍Ni的Cu板每個都具有1mm的厚度。圖5示出Cu板的Zn擴散處理條件與抗切強度之間的關(guān)系。圖6示出鍍Ni的Cu板的Zn擴散處理條件與抗切強度之間的關(guān)系。圖5和圖6示出在變化的熱處理溫度和時間(Zn擴散處理條件)下處理Cu板和鍍Ni的Cu板中的每個時密封樹脂的結(jié)合強度。Cu板的厚度是0.5mm,鍍Ni的Cu板的厚度是1mm。如圖3和圖4中,以抗切強度(MPa)來指示結(jié)合強度。Zn鍍敷時間在圖5和圖6中是20s,鍍敷厚度是0.2μm。在以下條件下進行Zn鍍敷:25°C的鍍敷溶液溫度以及3A/dm2的電流密度。作為密封樹脂,使用環(huán)氧樹脂。圖7示出都應用于Cu板的比較性示例中的表面處理方法與根據(jù)第一實施例的Zn擴散合金化處理方法之間的抗切強度比較。在圖7中,比較性示例中所采用的表面處理方法是通過刻蝕(刻蝕誘導的粗糙化)和Cu鍍敷誘導的粗糙化進行的表面粗糙化。為了比較,還示出未經(jīng)歷表面粗糙化的Cu板。未經(jīng)歷表面粗糙化的Cu板指示為“ref”。沿橫坐標繪制Cu鍍敷時間和Zn鍍敷時間。在以下條件下進行Zn鍍敷:25°C的鍍敷溶液溫度以及3A/dm2的電流密度?;氖蔷哂?mm厚度的Cu板。圖7包括兩個樣本的測量結(jié)果。它們之一是在密封樹脂模制之后的樣本,另一個是接連經(jīng)歷密封樹脂模制、在85%和85°C濕氣吸收處理達168小時、以及在260°C三次回流處理的樣本。以“在樹脂模制之后”指示前者,以“在濕氣吸收回流之后”指示后者。從圖7已經(jīng)發(fā)現(xiàn),當進行Zn鍍敷達到100s或更大時,在樹脂模制之后和在濕氣吸收回流之后的抗切強度都優(yōu)于比較性示例的表面處理方法的抗切強度。從圖3至圖7顯見,已經(jīng)確認,與沒有熱處理的情況相比,Cu板通過400°C的熱處理獲得改進的結(jié)合強度,鍍Ni的Cu板通過250°C或更高的熱處理獲得改進的結(jié)合強度。特別地,已經(jīng)確認,鍍Ni的Cu板通過250°C或更高的熱處理獲得顯著改進的結(jié)合強度。在Cu板和鍍Ni的Cu板二者中,在400°C的加熱條件下實現(xiàn)最大強度。這些結(jié)果已經(jīng)揭示,僅通過Cu板或鍍Ni的Cu板的Zn鍍敷并不能實現(xiàn)穩(wěn)定的樹脂結(jié)合特性,而當增加熱處理時可以實現(xiàn)穩(wěn)定且高的結(jié)合強度。此外,與比較性示例中的刻蝕誘導的粗糙化或Cu鍍敷誘導的粗糙化相比,改進了抗切強度。還已經(jīng)發(fā)現(xiàn),作為減少歸因于濕氣吸收和回流而導致的劣化并且增加強度的Zn鍍敷條件,以下鍍敷條件是優(yōu)選的:25°C的鍍敷溶液溫度、3A/dm2的電流密度,并且100s或更長的鍍敷時間(Zn膜厚度≥大約1μm)。圖8A、8B、8C和8D包括示出在密封樹脂模制之后在改變Zn鍍敷時間的同時通過在400°C加熱而經(jīng)歷擴散處理的Cu板的截面結(jié)構(gòu)的橫截面SEM(掃描電子顯微鏡)圖像。圖8A的Zn鍍敷時間是20s,圖8B的是50s,圖8C的是100s,圖8D的是200s。圖9A和9B包括示出經(jīng)歷了Zn鍍敷且然后通過在400°C加熱進行了擴散處理的鍍Ni的Cu板在密封樹脂模制之前和之后的截面結(jié)構(gòu)的橫截面SEM圖像。圖9A示出在密封樹脂模制之前的截面結(jié)構(gòu),圖9B示出在密封樹脂模制之后的截面結(jié)構(gòu)。Zn鍍敷時間在圖9A和圖9B中都是100s。以相同倍率(即×50000)來拍攝圖8A、8B、8C和8D以及圖9A和9B的SEM圖像。在以下條件下進行Zn鍍敷:25°C的鍍敷溶液溫度以及3A/dm2的電流密度。圖8A、8B、8C和8D以及圖9B示出在彼此結(jié)合的金屬構(gòu)件與密封樹脂之間的界面處的結(jié)構(gòu)。圖8A、8B、8C和8D的金屬構(gòu)件以Zn和Cu的合金制成,圖9A和9B的金屬構(gòu)件以Zn和鍍Ni的Cu的合金制成。金屬構(gòu)件在其表面層上具有帶精細節(jié)距(pitch)的無定形凹入和凸出,密封樹脂中所含的填料保留在凸出的上部分中。另一方面,已經(jīng)確認,通過已經(jīng)穿透并且填充凹入空間的密封樹脂的樹脂成分形成了穩(wěn)固結(jié)合的界面。簡而言之,當Zn鍍敷時間是20s或50s時,金屬表面未被充分粗糙化,帶有懸突結(jié)構(gòu)的不規(guī)則表面既沒有所需高度,也沒有所需形狀。另一方面,當Zn鍍敷時間是100s或200s時,帶有懸突結(jié)構(gòu)的不規(guī)則表面具有足夠的高度,樹脂成分已經(jīng)穿透并且填充凹入空間,樹脂和金屬已經(jīng)通過機械錨固效應而得以結(jié)合。已經(jīng)發(fā)現(xiàn),甚至當向上的力施加到樹脂時,已經(jīng)穿透到凹入內(nèi)的樹脂在很多地方與金屬部分纏結(jié)以防止樹脂向上拉起,從而可以通過該不規(guī)則形式得到強機械錨固效應。圖10A、10B和10C包括示出在各個表面處理之后Cu板的表面形狀(上級)和橫截面形狀(下級)的SEM圖像。圖10A示出通過刻蝕所得的粗糙化表面,圖10B示出通過Cu鍍敷所得的粗糙化表面,圖10C示出通過Zn鍍敷和擴散所得的粗糙化表面。它們是在密封樹脂模制之前的粗糙化表面。以45°的傾斜來取得圖10A和圖10B的表面形狀(上級)。在無傾斜的情況下取得圖10C的表面形狀(上級)。圖10B中的Cu鍍敷時間是120s,圖10C中的Cu鍍敷時間是100s。從這些圖可見,通過Zn鍍敷和擴散所得的粗糙化表面上的懸突結(jié)構(gòu)高于通過刻蝕所得的粗糙化表面或通過Cu鍍敷所得的粗糙化表面上的懸突結(jié)構(gòu)。圖11A、11B和11C包括示出經(jīng)歷各種表面處理方法的Cu板在密封樹脂模制之前和之后的橫截面形狀的SEM圖像。在圖11A、11B和11C中,在上級示出在密封樹脂模制之前的SEM圖像,在下級示出在密封樹脂模制之后的SEM圖像。圖11A示出通過刻蝕所粗糙化的表面與樹脂之間的界面的橫截面形狀;圖11B示出通過Cu鍍敷所粗糙化的表面與樹脂之間的界面的橫截面形狀;圖11C示出通過Zn鍍敷和擴散所粗糙化的表面與樹脂之間的界面的橫截面形狀?;诘谝粚嵤├M行圖11C中的通過Zn鍍敷和擴散進行的表面粗糙化。圖11A的樣本具有23.2MPa的抗切強度;圖11B的樣本具有25.6MPa的抗切強度;圖11C的樣本具有30.0MPa的抗切強度。具有Zn鍍敷和擴散所粗糙化的表面的樣本具有最大的抗切強度并且在樹脂結(jié)合強度方面是優(yōu)異的。根據(jù)第一實施例的通過Zn鍍敷和熱處理擴散所粗糙化的表面具有合金層,其具有帶懸突結(jié)構(gòu)的多個不規(guī)則物并且與在比較性示例中通過刻蝕所粗糙化的表面或通過Cu鍍敷所粗糙化的表面相比具有更大的高度和更多的凹入。具有該懸突結(jié)構(gòu)的多個不平坦部分被用密封樹脂完全填充。(5)結(jié)論如上所述,歸因于在金屬構(gòu)件的表面上形成具有帶懸突結(jié)構(gòu)的多個不規(guī)則物的含Zn層,在密封步驟中結(jié)合的密封樹脂刺入金屬構(gòu)件的凹入以形成具有良好粘合的界面。歸因于密封樹脂與金屬構(gòu)件之間的機械錨固效應,可以獲得穩(wěn)固結(jié)合的部分。在通過錨固效應獲得的結(jié)合部分中,與通過化學相互作用所獲得的結(jié)合部分不同,結(jié)合強度不受水的侵入影響,從而即使在暴露于高溫高濕度環(huán)境之后,也可以保持高穩(wěn)定性。結(jié)果,密封樹脂導致的壓應力可以施加到半導體元件與金屬構(gòu)件所結(jié)合到的半導體元件部分之間的結(jié)合部分。因此,可以提供能夠防止在接合處生成裂縫且因此即使在溫度波動重復出現(xiàn)的環(huán)境下也具有高可靠性的樹脂密封型半導體器件。可以提供可靠性高到足以在嚴酷環(huán)境(例如汽車領(lǐng)域)中使用的半導體器件。相應地,可以提供一種制造半導體器件的方法,該半導體器件即使在高溫高濕度環(huán)境下或即使重復地施加熱應力也能夠防止半導體元件從金屬構(gòu)件剝離。此外,通過使用進行Zn鍍敷然后加熱/合金化處理以穩(wěn)固地結(jié)合金屬構(gòu)件的方法,可以在不依賴于金屬構(gòu)件的材料的情況下在相同處理條件下改進與密封樹脂的結(jié)合強度。結(jié)果,即使金屬構(gòu)件是以不同金屬制成的復合構(gòu)件,也可以提供具有高可靠性的半導體器件。此外,無論金屬是什么種類,都可以通過相同處理改進與樹脂的粘合,這對于減少金屬構(gòu)件的處理線數(shù)量并且由此減小設備成本是有效的。此外,當Zn金屬板用作電極時,可以減少Zn鍍敷溶液的消耗量,而且相對粗略地進行預處理并且執(zhí)行高速鍍敷以減少鍍敷時間,這對于提供僅需要低運作成本并且因此減少生產(chǎn)成本的處理方法是有效的。<第二實施例>圖12是示出根據(jù)第二實施例的半導體器件制造方法的步驟流程圖。圖13A至圖16B示出圖12所示的步驟流程的各個步驟。圖13A和13B示出在Zn合金化處理之前的部分引線框架。圖13A是平面視圖,圖13B是沿著圖13A的線a-a'取得的橫截面視圖。圖14A和14B示出用于引線框架的掩模夾具附連結(jié)構(gòu)。圖14A是橫截面視圖,圖14B是從方向W觀察的圖14A的側(cè)視圖。圖15示出與掩模夾具附連的引線框架的Zn電鍍方法。圖16A和16B示出在使用掩模夾具的選擇性Zn鍍敷之前和在鍍敷和合金化處理之后的引線框架的外觀。圖16A是在鍍敷之前的引線框架的外觀的平面視圖,圖16B是在鍍敷和合金化處理之后的引線框架的外觀的平面視圖。圖17A和17B包括使用根據(jù)第二實施例的半導體器件制造方法所制造的半導體器件的平面視圖和橫截面視圖,其中,圖17A是已經(jīng)移除上部分密封樹脂的半導體器件的平面視圖,圖17B是沿圖17A的直線a-a'取得的橫截面視圖。第二實施例是使用經(jīng)歷Zn鍍敷和合金化處理的引線框架的半導體器件制造方法。根據(jù)圖12所描述的步驟流程,接下來將參照圖12和圖13A至圖17B描述第二實施例。(1)準備引線框架的步驟首先,描述準備將在制造步驟中使用的引線框架的步驟。制備如圖13A和圖13B描述的處理為預定形狀并且具有外部耦合端子的引線框架21(步驟S21)。引線框架21包括管芯焊盤9、基臺(header)10和管芯焊盤引線端子11。此外,引線框架21包括主電極鍵合焊盤12、主電極引線端子13、控制電極鍵合焊盤14和控制電極引線端子15。此外,引線框架21包括框體(framework)19和懸置引線20?;_10具有穿透孔。管芯焊盤9和基臺10其間具有密封樹脂固定槽16。管芯焊盤9具有第一掩模化區(qū)域17,用于對管芯焊盤區(qū)域33進行掩?;R€框架21具有第二掩?;瘏^(qū)域18,用于對管芯焊盤引線端子11的一部分、主電極鍵合焊盤12和主電極引線端子13進行掩?;?。引線框架21具有第二掩?;瘏^(qū)域18,用于對控制電極鍵合焊盤14、控制電極引線端子15和框體19進行掩?;R€框架21與基材1對應;管芯焊盤區(qū)域33與半導體元件結(jié)合部分對應;管芯焊盤引線端子11、主電極引線端子13和控制電極引線端子15與外部耦合端子對應。主電極引線端子13也稱為第一引線端子;控制電極引線端子15也稱為第二引線端子;管芯焊盤引線端子11也稱為第三引線端子。主電極鍵合焊盤12也稱為第一焊盤;控制電極鍵合焊盤14也稱為第二焊盤;管芯焊盤9也稱為第三焊盤。對引線框架21進行脫脂和酸液浸洗(步驟S22)。例如,進行堿性電解質(zhì)脫脂、漂洗、酸液浸洗等。然后,如圖14A和14B所示,用作為掩模夾具的橡膠掩模24和25來覆蓋所得脫脂和酸液浸洗了的引線框架21的將不被鍍敷的區(qū)域(掩?;瘏^(qū)域17和18)。引線框架21以及橡膠掩模24和25夾在下保持夾具22與上保持夾具23之間,并且用夾持螺栓26和螺母27固定。如圖15所示,與掩模夾具附連的引線框架21、電極29和鍍敷溶液30放置在容器31中,引線框架21和電極29耦合到電源28以進行選擇性Zn電鍍(步驟S23)。此時以3A/dm2的電流密度和200s的鍍敷時間來進行電鍍。在400°C在H2氣體氣氛中對用Zn有選擇地電鍍了的引線框架21進行加熱達到2分鐘,以進行Zn擴散合金化處理(步驟S24)。結(jié)果,可以制備經(jīng)歷Zn擴散合金化處理的引線框架21a。圖16A和16B示出在鍍敷之前的狀態(tài)和在Zn擴散合金化處理之后的狀態(tài)。圖16A是示出在選擇性鍍敷之前引線框架21的部分外觀的平面視圖,圖16B是示出經(jīng)歷選擇性鍍敷且然后被合金化處理的引線框架21a的部分外觀的平面視圖。通過Zn鍍敷和合金化處理所獲得的粗糙化Zn合金層32a、32b和32c對應于通過Zn膜4與金屬構(gòu)件1之間的相互擴散進行的合金化所獲得的并且在金屬構(gòu)件1的表面上具有帶懸突結(jié)構(gòu)的不規(guī)則表面的根據(jù)第一實施例的半導體器件的合金層5。(2)制造步驟接下來,將描述半導體器件的制造步驟。準備已經(jīng)經(jīng)歷了Zn擴散合金化處理的引線框架21a和半導體元件34(步驟S25、步驟S26)。這里所使用的半導體元件34是例如半導體芯片,諸如MOS晶體管或雙極晶體管。半導體元件34包括主電極35、控制電極36和背電極37。主電極35也稱為第一電極;控制電極36也稱為第二電極,背電極37也稱為第三電極。如圖17A和17B所示,半導體元件34的背電極37通過管芯結(jié)合材料38結(jié)合到管芯焊盤9的管芯結(jié)合區(qū)域33上(步驟S27)。作為管芯結(jié)合材料,例如,高熔點焊料、Ag燒結(jié)物膏劑或樹脂結(jié)合Ag膏劑是可使用的。半導體元件34的主電極35和引線端子15的主電極鍵合焊盤12經(jīng)由導線39彼此耦合(步驟S28)。此外,控制電極36和引線端子13的控制電極鍵合焊盤14經(jīng)由導線40彼此耦合(步驟S28)。可以用帶或引線代替導線39和40。導線、帶或引線的材料也可以是Al、Cu或Au。然后,以密封樹脂41密封引線框架21a、半導體元件34以及導線39和40(步驟S29)。用例如熱固化環(huán)氧樹脂使用傳遞模制來進行該密封。環(huán)氧樹脂含有填料。金屬引線暴露部分(例如待耦合到安裝板的部分)經(jīng)歷焊料鍍敷42a和42b(步驟S30)。最后,引線框架21a被切割為所期望的形狀(步驟S31),以完成圖17A和17B所示的半導體器件45(步驟S32)。如圖17A和17B所示,以密封樹脂41來覆蓋粗糙化的Zn合金層32b、32c和32d,從而它們具有改進的與密封樹脂41的結(jié)合強度。(3)結(jié)論根據(jù)第二實施例,除了將經(jīng)由導線或帶鍵合到管芯結(jié)合區(qū)域33的區(qū)域12和14之外,至少已經(jīng)用Zn鍍敷了將通過密封樹脂41密封的引線框架21的區(qū)域。通過加熱處理,Zn和引線框架21的金屬構(gòu)成粗糙化的Zn合金層32a、32b、32c和32d。這使得可以顯著改進在密封樹脂41的模制之后的引線框架21a和密封樹脂41的界面結(jié)合強度。在如此獲得的半導體器件中,密封樹脂41歸因于機械錨固效應而穩(wěn)固地結(jié)合到管芯焊盤9或管芯焊盤引線端子11。在管芯焊盤9或管芯焊盤引線端子11與密封樹脂41之間不產(chǎn)生界面剝離。結(jié)果,可以提供能夠防止在密封樹脂41中的界面處的熱應力誘導的裂縫并且因此具有高可靠性的半導體器件。此外,在如此獲得的半導體器件中,不產(chǎn)生管芯結(jié)合或?qū)Ь€鍵合的質(zhì)量方面的惡化,也不產(chǎn)生管芯焊盤9或鍵合焊盤12或14與密封樹脂41之間的界面剝離。結(jié)果,可以避免將歸因于在每個接合處(密封樹脂41與管芯焊盤9或管芯焊盤引線端子11之間的接合處)的溫度波動而產(chǎn)生的熱應力聚集,壓應力恒定地施加到接合處。相應地,可以防止在接合處生成穿透裂縫,使得可以提供高度可靠的半導體器件。因此,能夠提供高度可靠的半導體器件,即使其特別地用在暴露于高溫和高濕度的嚴酷環(huán)境中或暴露于溫度重復波動的環(huán)境中時。在第二實施例中,作為粘合改進處理,Zn鍍敷后跟著是加熱和合金化處理??梢栽诓灰蕾囉谝€框架質(zhì)量的情況下在相同處理條件下改進與密封樹脂的結(jié)合強度。即使引線框架是以不同種類的金屬制成的復合構(gòu)件,也可以提供具有高可靠性的半導體器件。由于與樹脂的粘合可以通過相同處理得到改善而不管金屬為何種類,所以可以減少引線框架的處理線的數(shù)量,導致設備成本方面的減少。此外,可以通過使用Zn金屬板作為電極來減少溶液的消耗。以相對粗略的方式來進行預處理,并且使用高速鍍敷,可以減少鍍敷時間,從而可以提供具有小運作成本的處理方法,并且可以減少制造成本。<第三實施例>圖18是示出根據(jù)第三實施例的半導體器件制造方法的步驟流程圖。圖19的(A)至(F)包括與圖18所示的步驟流程對應的平面視圖(左側(cè))和橫截面視圖(右側(cè))。它們每個對應于一個半導體器件。圖20A和20B包括使用根據(jù)第三實施例的半導體器件制造方法所制造的半導體器件的平面視圖(圖20A)和橫截面視圖(圖20B)。圖20A是已經(jīng)移除上部分密封樹脂的平面視圖,圖20B是沿圖20A的線a-a'取得的橫截面視圖。在第三實施例中,除了抗鍍劑(platingresist)用作鍍敷掩模之外,與第二實施例相似地進行Zn擴散合金化處理。接下來,基于圖18的步驟流程,將參照圖19和圖20A-20B描述第三實施例。(1)準備引線框架的步驟首先,將描述準備將在制造步驟中使用的引線框架的步驟。如圖19(A)所示,準備引線框架21b(步驟S31)。在此所使用的引線框架21b與引線框架21相似,除了引線框架21b沒有密封樹脂固定槽16之外。如圖19(B)所示,抗鍍劑43a、43b和43c分別形成在引線框架21b的管芯結(jié)合區(qū)域33、主電極鍵合焊盤12和控制電極鍵合焊盤14上,以對其進行覆蓋(步驟S32)。圖19(C)示出在引線框架21b的脫脂和酸液浸洗以及Zn電鍍以在未用抗焊劑43a、43b和43c覆蓋的區(qū)域中有選擇地形成Zn鍍敷膜44之后(步驟S33)。在以下條件下進行鍍敷:3A/dm2的電流密度,200s的鍍敷時間。然后,移除抗焊劑43a、43b和43c(步驟S34)。如圖19(D)所示,進行Zn擴散合金化處理以形成粗糙化的Zn合金層32a、32b、32c、32d(步驟S35)。在400°C的加熱溫度在H2氣體氣氛中進行合金化處理,加熱時間為2分鐘。這準備了已經(jīng)完成Zn擴散合金化處理的引線框架21c(步驟S36)。(2)制造步驟接下來將描述半導體器件的制造步驟。準備已經(jīng)完成了Zn擴散合金化處理的引線框架21c和半導體元件34(步驟S36、步驟S37)。作為半導體元件34,使用與第二實施例相似的半導體芯片。如圖19(E)所示,半導體元件34的背電極37用管芯結(jié)合材料38管芯結(jié)合到引線框架21b的管芯焊盤9(步驟S38)。這里可使用的管芯結(jié)合材料是例如高熔點焊料、Ag燒結(jié)物膏劑或樹脂結(jié)合Ag膏劑。高熔點焊料的示例包括Pb焊料和SnSb焊料。半導體元件34的電極35和36分別經(jīng)由導線39和40耦合到引線端子的主電極鍵合焊盤12和控制電極鍵合焊盤14(步驟S39)。電極35和36的材料是例如Al。代替導線39和40,帶或引線可以用于耦合。導線、帶或引線的材料還可以是Al、Cu或Au。如圖19(F)所示,以樹脂來密封引線框架21c、半導體元件34、導線39和40、主電極鍵合焊盤12、控制電極鍵合焊盤14等(步驟S40)。對于該密封,可以采用以例如熱固化環(huán)氧樹脂進行的傳遞模制。環(huán)氧樹脂含有填料。以密封樹脂41覆蓋半導體元件34、導線39和40、主電極鍵合焊盤12、控制電極鍵合焊盤14等。圖19(F)的平面視圖示出移除上部分樹脂之后。然后,通過堿性清潔來移除金屬引線暴露部分的Zn(步驟S41),接著是金屬引線暴露部分的焊料鍍敷(步驟S42)。切割引線框架21c的不必要部分以獲得期望的形狀(步驟S43)。結(jié)果,完成圖20A和20B所示的半導體器件45a(步驟S44)。在圖19中,可以用源電極鍵合焊盤和柵電極鍵合焊盤分別代替主電極鍵合焊盤12和控制電極鍵合焊盤14。相似地,可以用源電極和柵電極分別代替半導體元件的電極35和36??梢杂迷措姌O導線和柵電極導線分別代替導線39和40。(3)結(jié)論根據(jù)第三實施例,除了將經(jīng)由導線或帶鍵合到管芯結(jié)合區(qū)域33的區(qū)域12和14之外,Zn鍍敷至少應用到將要用密封樹脂41密封的引線框架21的區(qū)域。通過加熱處理,從Zn和引線框架21的金屬形成粗糙化的Zn合金層32b、32c和32d。結(jié)果,可以改進在密封樹脂41的模制之后的引線框架21b與密封樹脂41之間的界面結(jié)合強度。簡而言之,第三實施例可以產(chǎn)生與第一實施例和第二實施例相似的優(yōu)點。除了第二實施例的步驟之外,第三實施例還包括步驟S32、步驟S34和步驟SB。然而,在第三實施例中,用密封樹脂41覆蓋的管芯焊盤引線端子11、主電極引線端子13和控制電極引線端子15已經(jīng)經(jīng)歷用Zn進行的粗糙化處理,從而與第二實施例的半導體器件相比,第三實施例的半導體器件具有改進的引線框架21b與密封樹脂41之間的界面結(jié)合強度。<第四實施例>圖21示出根據(jù)第四實施例的半導體器件制造方法,其包括制造步驟的平面視圖和橫截面視圖。在圖21的(A)至(F)中,左側(cè)示出平面視圖,右側(cè)示出橫截面視圖。每個視圖對應于一個半導體器件。在第四實施例中,與第三實施例相似,使用抗鍍劑來進行Zn擴散合金化處理。然而,第四實施例中的抗鍍劑的形成位置與第三實施例不同。與第三實施例的另一不同在于:密封樹脂固定槽16位于管芯焊盤9與基臺10之間。除了以上點之外,它們是相似的。如圖21(B)所示,分別用抗鍍劑43d和43e覆蓋管芯焊盤引線端子11、主電極引線端子13、控制電極引線端子15和框體19中的每個的表面和背表面。此外,用抗鍍劑43f覆蓋管芯焊盤9的背表面。如圖21(C)所示,對引線框架21d進行脫脂和酸液浸洗。然后,進行Zn電鍍以在未用抗鍍劑43a、43b、43c、43d、43e和43f覆蓋的區(qū)域中有選擇地形成Zn鍍敷膜44。在以下條件下進行鍍敷:3A/dm2的電流密度,200s的鍍敷時間。如圖21(D)所示,在移除抗鍍劑43a、43b、43c、43d、43e和43f之后,進行Zn擴散合金化處理。形成粗糙化的Zn合金層32a、32b、32c和32d以制備引線框架21e。在以下條件下進行Zn擴散合金化處理:在H2氣體氣氛中,在400°C的加熱溫度,并且2分鐘的加熱時間。半導體器件的制造步驟與第三實施例相似。如圖21(D)、(E)和(F)所示,在第四實施例中,沒有粗糙化Zn合金層32形成在從密封樹脂41暴露的管芯焊盤引線端子11、主電極引線端子13和控制電極引線端子15中的每一個上,這與第三實施例不同。第四實施例可以產(chǎn)生與第一實施例至第三實施例產(chǎn)生的優(yōu)點相似的優(yōu)點。在第四實施例中,可以獲得與第一實施例至第三實施例中所獲得的優(yōu)點相似的優(yōu)點。在第四實施例中,形成抗鍍劑的區(qū)域的數(shù)量大于第三實施例。然而,在第四實施例中,在金屬引線暴露部分上不形成粗糙化Zn合金層,因此,步驟S3B不是必需的,使得與第三實施例相比可以減少步驟數(shù)量。<第五實施例>圖22是示出根據(jù)第五實施例的半導體器件制造方法的步驟流程圖。圖23A、23B和23C包括用于根據(jù)第五實施例的半導體器件制造方法的引線框架的平面視圖(圖23A)以及通過該制造方法所制造的半導體器件的平面視圖(圖23B)和橫截面視圖(圖23C)。圖23B是已經(jīng)移除上部分密封樹脂的平面視圖,圖23C是沿著圖23B的線A-A'取得的橫截面視圖。第五實施例與第二實施例至第四實施例的不同之處在于:在半導體元件結(jié)合到引線框架的預定位置之后,進行Zn鍍敷和Zn擴散合金化處理。如圖22所示,準備引線框架21f和半導體元件34(步驟S51和S52)。作為半導體元件34,使用與第二實施例中采用的半導體芯片相似的半導體芯片。半導體元件34的背電極37用管芯結(jié)合材料38a管芯結(jié)合到引線框架21f的管芯焊盤9上(步驟S53)。作為管芯結(jié)合材料38a,例如,使用Ag燒結(jié)物膏劑。半導體元件34的主電極35和主電極鍵合焊盤12以及控制電極36和控制電極鍵合焊盤14分別經(jīng)由Al導線(或Al帶)39和40被耦合(步驟S54)。在對引線框架21f進行脫脂之后,Al表面經(jīng)歷Zn置換鍍敷處理(鋅酸鹽處理)(步驟S55),然后引線框架21f的金屬表面經(jīng)歷Zn電鍍處理(步驟S56)。在以下條件下進行該鍍敷:3A/dm2的電流密度,200s的鍍敷時間。然后,進行Zn擴散合金化處理(步驟S57)。在以下條件下進行該處理:在H2氣體氣氛中,在400°C的加熱溫度,以及2分鐘的加熱時間。然后,用樹脂來密封半導體元件34、導線39和40、主電極鍵合焊盤12、控制電極鍵合焊盤14等(步驟S58)。在使用例如熱固化環(huán)氧樹脂的同時使用傳遞模制來進行密封。環(huán)氧樹脂含有填料。然后,通過堿性清潔來移除金屬引線暴露部分的Zn(步驟S59),接著是金屬引線暴露部分上的焊料鍍敷(步驟S5A)。引線框架的框體19等被切割為期望的形狀(步驟S5B)以完成半導體器件45b(步驟S5C)。如圖23B和23C所示,管芯焊盤9、管芯焊盤引線端子11、主電極引線端子13和控制電極引線端子15在其表面上具有粗糙化Zn合金層32b、32c和32d,從而它們具有改進的與密封樹脂41的粘合。此外,主電極35、控制電極36、主電極鍵合導線39和控制電極鍵合導線40在其表面上具有粗糙化Zn合金層32e和32f,從而它們具有改進的與密封樹脂41的粘合。第五實施例也可以產(chǎn)生與第一實施例至第四實施例中描述的優(yōu)異相似的優(yōu)點。第五實施例需要鋅酸鹽處理,但在第五實施例中,管芯結(jié)合和導線鍵合后跟隨著Zn擴散合金化處理,從而不需要在第二實施例中使用的引線框架的掩?;?。因此,與第四實施例相比,在第五實施例中可以減少步驟的數(shù)量。<第六實施例>圖24是示出根據(jù)第六實施例的半導體器件制造方法的步驟流程圖。圖25A、25B、25C和25D示出將要在第六實施例中使用的引線框架以及使用半導體器件制造方法所制造的半導體器件。圖25A是引線框架的平面視圖,圖25B是處理了的引線框架的平面視圖,圖25C是已經(jīng)移除密封樹脂的上部分的平面視圖,圖25D是沿圖25C的線a-a'取得的橫截面視圖。在第六實施例中,與第五實施例相似,半導體元件結(jié)合到引線框架的預定位置,接著是Zn鍍敷和Zn擴散合金化處理。如圖25A所示,準備處理為預定形狀并且具有外部端子的引線框架21f(步驟S61)。如圖25B所示,在引線框架21f的管芯結(jié)合區(qū)域33、主電極管芯鍵合區(qū)域12和控制電極管芯鍵合區(qū)域14上形成Ag鍍敷(步驟S62)。這意味著在引線框架21f上形成管芯鍵合Ag鍍敷焊盤46、主電極Ag鍍敷焊盤47和控制電極Ag鍍敷焊盤48。主電極Ag鍍敷焊盤47也稱為第一鍍敷焊盤;控制電極Ag鍍敷焊盤48也稱為第二鍍敷焊盤,管芯鍵合Ag鍍敷焊盤46也稱為第三鍍敷焊盤。結(jié)果,準備了將要在制造步驟中使用的引線框架21g(步驟S63)。如圖24所示,準備引線框架21g和半導體元件34a(步驟S63和S64)。半導體元件34a與半導體元件34的不同之處僅在于電極35和36的位置。半導體元件34a的背電極37通過結(jié)合材料52管芯結(jié)合到引線框架21g的管芯焊盤9上(步驟S65)。例如Ag燒結(jié)物膏劑可以用作結(jié)合材料52。半導體元件34a的主電極35和主電極Ag鍍敷焊盤47以及控制電極36和控制電極Ag鍍敷焊盤48分別經(jīng)由主電極耦合引線49和控制電極耦合引線51彼此耦合(步驟S66)。作為主電極耦合引線49和控制電極耦合引線51,例如使用鍍Ag的Cu引線。主電極35和主電極耦合引線49以及主電極Ag鍍敷焊盤47和主電極耦合引線49用結(jié)合材料52耦合。對于控制電極36與控制電極耦合引線之間的耦合以及控制電極Ag鍍敷焊盤48與控制電極耦合引線之間的耦合,使用結(jié)合材料52。主電極耦合引線49也可以稱為第一耦合引線,控制電極耦合引線也可以稱為第二耦合引線。在對引線框架21g進行脫脂之后,Al表面經(jīng)歷Zn置換鍍敷處理(鋅酸鹽處理)(步驟S67),引線框架21g的金屬表面經(jīng)歷Zn電鍍處理(步驟S68)。在以下條件下進行該鍍敷:3A/dm2的電流密度,200s的鍍敷時間。然后,進行Zn擴散合金化處理(步驟S69)。在以下條件下進行該處理:在H2氣體氣氛中,在400°C的加熱溫度,以及2分鐘的加熱時間。然后,以樹脂來密封半導體元件34a、主電極耦合引線49、控制電極耦合引線51等(步驟S6A)。使用例如熱固化環(huán)氧樹脂通過傳遞模制來進行密封。環(huán)氧樹脂含有填料。通過堿性清潔從金屬引線暴露部分移除Zn(步驟S6B)。然后,焊料鍍敷應用于金屬引線暴露部分(步驟S6C)。然后,引線框架的框體19等背切割為期望的形狀(步驟S6D),完成半導體器件45b(步驟S6E)。如圖25C和圖25D所示,管芯焊盤9和管芯焊盤引線端子11在其表面上分別具有粗糙化Zn合金層32b和32c。主電極35和控制電極36在其表面上分別具有粗糙化Zn合金層32e。主電極引線端子13和控制電極引線端子15以及主電極耦合引線49和控制電極耦合引線51在其表面上分別具有粗糙化Zn合金層32h和32i。這些構(gòu)件因此具有改進的與密封樹脂4的粘合。此外,由于用粗糙化Zn合金層32h來覆蓋控制電極耦合引線51,因此其并未被直接示出。在第六實施例中,可以獲得與第五實施例相似的優(yōu)點。<第七實施例>圖26A和26B包括根據(jù)第七實施例的半導體器件的平面視圖和橫截面視圖。圖26A是已經(jīng)移除上部分密封樹脂的半導體器件的平面視圖,圖26B是沿圖26A的線a-a'取得的橫截面視圖。第七實施例的半導體器件與使用根據(jù)第二實施例至第六實施例的半導體器件制造方法所制造的半導體器件的不同之處在于:甚至以密封樹脂來密封未安裝半導體元件的引線框架的表面。除此之外,例如通過與根據(jù)第一實施例至第四實施例的半導體器件制造方法相似的方法來制造第七實施例的半導體器件。通過將半導體元件54通過管芯結(jié)合而固定到引線框架的接片55上且然后以密封樹脂41進行密封來獲得根據(jù)第七實施例的半導體器件53。例如使用熱固化環(huán)氧樹脂通過傳遞模制來進行該密封。環(huán)氧樹脂含有填料。半導體元件54是例如微型計算機的信號處理LSI(大規(guī)模集成電路)、ASIC等。作為管芯結(jié)合材料56,例如使用Ag膏劑(例如樹脂Ag膏劑或Ag燒結(jié)物膏劑)。接片與第二實施例至第六實施例的管芯焊盤9對應。除了半導體元件54將要固定到的接片55的部分之外,粗糙化Zn合金層32還形成在接片55的表面、背表面和側(cè)表面上。此外,還在除了鍵合導線57耦合到的區(qū)域之外的用密封樹脂41覆蓋的引線58的區(qū)域中形成粗糙化Zn合金層32。在圖26中,未示出引線上表面上的粗糙化Zn合金層32,但是當鍵合導線57耦合到的區(qū)域遠離密封樹脂41的邊緣時,還在引線58的上表面上形成粗糙化Zn合金層32。圖26示出其引線58在四個方向上從密封樹脂41延伸的QFP(方形扁平式封裝)??梢允褂靡€在兩個方向上或在一個方向上延伸的QFP。引線在兩個方向上延伸的QFP的示例包括SOP(小外形封裝)。例如,當半導體元件54是小信號晶體管時,優(yōu)選使用引線僅在兩個方向上或在一個方向上延伸的QFP。當以一個密封樹脂41來密封多個小信號晶體管時,引線僅在兩個方向上延伸的QFP是優(yōu)選的。根據(jù)第七實施例的半導體器件可以產(chǎn)生與第一實施例至第六實施例的半導體器件相似的優(yōu)點。由于接片55的背表面與密封樹脂41接觸,因此與密封樹脂的接觸面積增加,這改進了密封樹脂41與引線框架之間的粘合。此外還在接片55的背表面上形成粗糙化Zn合金層32,這進一步改進了密封樹脂41與引線框架之間的粘合。<結(jié)論>第一實施例至第七實施例中所使用的引線框架表面的金屬化規(guī)范、管芯結(jié)合材料以及耦合材料根據(jù)半導體器件的類型而列于圖27中。圖27所示的器件、管芯結(jié)合材料、LF表面、管芯焊盤、耦合材料和鍵合焊盤的組合是優(yōu)選示例。表中所使用的術(shù)語“器件”表示半導體器件,其也稱為“半導體元件”。術(shù)語“TRS”表示晶體管。表中所使用的術(shù)語“耦合材料”表示將半導體元件的電極電耦合到引線框架的外部耦合端子的導體。表中所使用的術(shù)語“管芯焊盤”表示半導體元件將要耦合到的地方。管芯焊盤也稱為“接片”。術(shù)語“鍵合焊盤”表示耦合材料將要耦合到的地方。表中所使用的術(shù)語“管芯結(jié)合材料”表示用于將半導體元件耦合到管芯焊盤的管芯結(jié)合材料。表中所使用的術(shù)語“LF表面”表示引線框架的表面。LF表面的列中所列出的Ni、Pd/Au和Ag分別是LF表面上的金屬化層。術(shù)語“Cu”表示引線框架材料自身。引線框架的材料是Cu或Cu合金。管芯焊盤和鍵合焊盤的列中所列出的Ni、Pd/Au和Ag也是LF表面上的金屬化層,Cu是引線框架材料自身。當管芯焊盤和鍵合焊盤的材料與LF表面上的材料不同時,通過引線框架的管芯焊盤和鍵合焊盤區(qū)域的鍍敷等來形成管芯焊盤和鍵合焊盤的材料。當耦合材料是導線或帶時,半導體元件的電極優(yōu)選地是Al電極。當是鍍Ag的Cu引線時,電極優(yōu)選地是Ni/Au金屬化電極。如圖27所示,作為半導體元件,例如使用功率晶體管、小信號晶體管或信號處理LSI。功率晶體管使用以Cu或Cu合金制成的引線框架以及通過以Ni對Cu或Cu合金的表面進行金屬化所獲得的引線框架。小信號晶體管和信號處理LSI使用以Cu或Cu合金制成的引線框架以及通過以Pd/Au、Ag或Ni對Cu或Cu合金的表面進行金屬化所獲得的引線框架。從該表顯見,本發(fā)明可以應用于根據(jù)以上實施例的各種金屬化規(guī)范的引線框架,此外,可以應用于各種半導體器件。迄今已經(jīng)基于實施例具體地描述了發(fā)明人進行的本發(fā)明。然而,應理解,本發(fā)明不限于這些實施例,而是可以在不脫離本發(fā)明的主旨的情況下進行修改。例如,在上述實施例中對功率晶體管、小信號晶體管和信號處理LSI進行了描述,但本發(fā)明不僅可以用于它們,而且還可以用于樹脂密封型二極管、樹脂密封型IC以及其它LSI。此外,本發(fā)明可以用于所謂的單側(cè)模制型半導體器件,即具有背表面暴露的管芯焊盤或接片的器件。