(57)【要約】【課題】簡単な構造で全体を小型化するとともに、その組み立て作業も容易にして、さらなるコスト低減を図る。【解決手段】金属板のプレス加工により、主フレーム部とこれから垂れ下がるように押し下げた連結アーム部の下端に一体のシールド板部とその切欠部に臨ませられた端子部とを備えるリードフレームを複数個連結状態に形成する工程と、これに樹脂をモールドして底壁部と周壁部とを一体に有するパッケージ本体７を形成する工程と、その底壁部の穴部を介してシールド板部及び端子部に接続状態に半導体チップを固定する工程と、金属板のプレス加工により、複数の蓋体８をリードフレームと同じピッチで連結状態に形成する工程と、蓋体８を主フレーム部に接触させた状態としてパッケージ本体７に固定し、パッケージ本体７及び蓋体８の接続フレーム部９，４２を切断する工程とを有する。【選択図】      図８
2010003947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板をプレス加工することにより、主フレーム部と該主フレーム部から垂れ下がるように押し下げた連結アーム部の下端に一体のシールド板部と該シールド板部の切欠部に臨ませられた端子部とを備えるリードフレームを前記主フレーム部に連続する接続フレーム部を介して複数個連結状態に形成する工程と、
前記リードフレームに樹脂をモールドすることにより、前記シールド板部の一部及び前記端子部の一部をそれぞれ裏面に露出させた状態としてこれらを埋設する底壁部と前記主フレーム部の表面を上端面に露出させた周壁部とを一体に有するパッケージ本体を形成する工程と、
前記パッケージ本体の底壁部に形成した穴部を介して前記シールド板部及び端子部に接続状態に半導体チップを前記底壁部上に固定する工程と、
金属板をプレス加工又はエッチング加工することにより、複数の蓋体を接続フレーム部を介して前記リードフレームと同じピッチで連結状態に形成する工程と、
前記半導体チップの上方から前記蓋体を前記主フレーム部に接触させた状態として前記パッケージ本体に固定するとともに、これらパッケージ本体の接続フレーム部と蓋体の接続フレーム部とを切断することにより、これら接続フレーム部から切り離した半導体装置を形成する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記パッケージ本体の接続フレーム部と蓋体の接続フレーム部とを切断する際に、これら接続フレーム部を同一平面上に並べた状態として切断することを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記蓋体の接続フレーム部を前記パッケージ本体に形成した溝部に嵌合状態とすることを特徴とする請求項１又は２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記リードフレームの接続フレーム部が前記パッケージ本体の周壁部の上端面に露出しているとともに、該接続フレーム部に前記溝部が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の半導体装置の製造方法
【請求項５】
前記リードフレームには、主フレーム部の一部を屈曲させるように外方に張り出させてなる屈曲部の内側に支持アーム部を介して前記端子部を接続しておき、樹脂をモールドする際に前記屈曲部の内側に形成される凹部内を樹脂で埋めた状態とし、前記接続フレーム部を切断する際には前記凹部内の樹脂の部分で切断することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法を用い、前記半導体チップとしてマイクロフォンチップを使用したマイクロフォンパッケージを製造する方法であって、前記蓋体又は前記パッケージ本体のいずれかに、内部空間に連通する音響孔が形成されていることを特徴とするマイクロフォンパッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リードフレームの少なくとも一部をモールド樹脂体に埋設してなる箱型のパッケージ本体に半導体チップを収納して金属製の蓋体により覆って構成される半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコンマイクや圧力センサ等の半導体装置として、リードフレームに樹脂をモールドしてなるプリモールドタイプの中空のパッケージの中にマイクロフォンチップ等を収納したものがある。
このプリモールドタイプのパッケージを使用した半導体装置として、従来、特許文献１に示すものがある。この半導体装置は、リードフレームの中央部分に配置したステージ部に半導体チップが搭載されるとともに、このステージ部の裏側からステージ部の周囲にかけてモールド樹脂体が一体に設けられ、このモールド樹脂体においてステージ部からはみ出している周壁部の上面に、ステージ部から張り出した吊りリードの途中部分が露出状態に配置されている。一方、このモールド樹脂体に被せられる蓋体が金属製のカップ状に形成され、その周縁部をモールド樹脂体の周壁部に接合して被せられることにより、半導体チップの周囲に空間を形成するとともに、金属製蓋体と吊りリードの露出部分とが電気的に接続状態とされている。
そして、吊りリードの先端部及びステージ部の外側方位置に配置されるリード部の各先端部は、モールド樹脂体の裏面にそれぞれ露出し、基板に実装したときに基板の回路に接続されるようになっている。
【特許文献１】特開２００７−６６９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この半導体装置は、リードフレームのステージ部と金属製蓋体とを吊りリードの露出部分で接続状態とすることにより、半導体チップの周囲を金属部分で囲ってシールド性を高めたものであり、リードフレームに樹脂をモールドして一体化するという簡単な方法であるため、安価に製造することができるものである。しかし、吊りリードを立ち上げて、その途中部分をモールド樹脂部の周壁部上面に露出させた上で、先端側の部分を折り返すように再び下方に向け、その先端部をモールド樹脂部の裏面に露出させるという構造であるため、吊りリードが長くなるとともに、屈曲状態の吊りリードを埋設するため周壁部の厚さが大きくなる傾向にある。
【０００４】
また、リードフレームは、金属板に複数連続的に形成されるものであり、蓋体もリードフレームと同じピッチで複数個連続的に形成することにより、これらを一括して組み合わせることができ、生産性の向上によりさらなるコスト低減を図ることが可能である。しかし、リードフレームにおいて屈曲状態とされた吊リードに、カップ状に成形した蓋体の開口端部を位置決めして固着する構成であるから、両者の成形時の寸法誤差により位置ずれが生じ易く、高精度の組み立て作業が必要になる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、簡単な構造で全体を小型化するとともに、その組み立て作業も容易にして、さらなるコスト低減を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、金属板をプレス加工することにより、主フレーム部と該主フレーム部から垂れ下がるように押し下げた連結アーム部の下端に一体のシールド板部と該シールド板部の切欠部に臨ませられた端子部とを備えるリードフレームを前記主フレーム部に連続する接続フレーム部を介して複数個連結状態に形成する工程と、前記リードフレームに樹脂をモールドすることにより、前記シールド板部の一部及び前記端子部の一部をそれぞれ裏面に露出させた状態としてこれらを埋設する底壁部と前記主フレーム部の表面を上端面に露出させた周壁部とを一体に有するパッケージ本体を形成する工程と、前記パッケージ本体の底壁部に形成した穴部を介して前記シールド板部及び端子部に接続状態に半導体チップを前記底壁部上に固定する工程と、金属板をプレス加工することにより、複数の蓋体を接続フレーム部を介して前記リードフレームと同じピッチで連結状態に形成する工程と、前記半導体チップの上方から前記蓋体を前記主フレーム部に接触させた状態として前記パッケージ本体に固定するとともに、これらパッケージ本体の接続フレーム部と蓋体の接続フレーム部とを一括して切断することにより、これら接続フレーム部から切り離した半導体装置を形成する工程とを有することを特徴とする。
【０００６】
この製造方法では、リードフレームの外形を成形して、プレス加工で主フレーム部に対してシールド板部を押し下げ変形させるだけの加工であり、簡単に製造することができる。その場合、連結アーム部もシールド板部に向かって一方向に垂れ下がるだけであり、従来技術例のように再度折り返されるようなこともない。したがって、全体の外形を小さく抑えることが可能である。また、主フレーム部を基準としてシールド板部を押し下げることにより、主フレーム部は平面を維持することができ、その上に重ねられる蓋体も平面状に製作しておくことが可能になる。したがって、主フレーム部及び蓋体ともに高い寸法精度で製作することができ、これらを一括して固定して精度よく個片化することができる。
【０００７】
本発明に係る半導体装置の製造方法において、前記パッケージ本体の接続フレーム部と蓋体の接続フレーム部とを切断する際に、これら接続フレーム部を同一平面上に並べた状態として切断することを特徴とする。
リードフレームの主フレーム部と蓋体とは上下に重ね合わせられるが、これらと一体の接続フレーム部は平面上に並べた状態とするのである。この場合、リードフレームには樹脂がモールドされた状態であるから、樹脂部分と金属部分とが混在した部分で切断することになり、その金属部分の切断時に蓋体も同時に切断するようにして、プレス時の偏荷重の発生等を防止し、円滑に切断することができるものである。
この場合、前記蓋体の接続フレーム部を前記パッケージ本体に形成した溝部に嵌合状態とするとよい。この溝部に嵌合することにより、蓋体をパッケージ本体に正確に位置決めすることができる。
また、本発明に係る半導体装置の製造方法において、前記リードフレームの接続フレーム部が前記パッケージ本体の周壁部の上端面に露出しているとともに、該接続フレーム部に前記溝部が形成されているようにしてもよい。蓋体とパッケージ本体との位置決めをより正確に行うとともに、リードフレームと蓋体とを確実に接続状態とすることができる。
【０００８】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法において、前記リードフレームには、主フレーム部の一部を屈曲させるように外方に張り出させてなる屈曲部の内側に支持アーム部を介して前記端子部を接続しておき、樹脂をモールドする際に前記屈曲部の内側に形成される凹部内を樹脂で埋めた状態とし、前記接続フレーム部を切断する際には前記凹部内の樹脂の部分で切断することを特徴とする。
すなわち、リードフレームには端子部を主フレーム部に接続状態として他の部分と一体的にプレス加工及び樹脂モールドした後、凹部内の樹脂の部分で切断することにより、支持アーム部に接続状態の端子部を主フレーム部から絶縁した状態としたパッケージ本体とすることができる。
【０００９】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法を用い、前記半導体チップとしてマイクロフォンチップを使用したマイクロフォンパッケージを製造する方法であって、前記蓋体又は前記パッケージ本体のいずれかに、内部空間に連通する音響孔が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、リードフレームの製造に際しては、外形を成形して、主フレーム部に対してシールド板部を押し下げ変形させるだけの加工であり、簡単に製造することができるとともに、連結アーム部が従来技術例のように再度折り返されるようなこともないので、全体の外形を小さく抑えることが可能である。また、主フレーム部を基準としてシールド板部を押し下げることにより、主フレーム部は平面を維持することができ、その上に重ねられる蓋体も平面状に製作しておくことが可能になる。したがって、主フレーム部及び蓋体ともに高い寸法精度で製作することができ、その組み立て作業が容易になり、さらなるコスト低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１〜図１０は第１実施形態を示している。この実施形態の半導体装置１は、マイクロフォンパッケージであり、図９及び図１０に示すように、半導体チップとしてマイクロフォンチップ２と回路チップ３との二つのチップが収納されている。また、そのパッケージ４は、リードフレーム５及びこのリードフレーム５に一体成形された箱型のモールド樹脂体６からなるパッケージ本体７と、このパッケージ本体７の上方を閉塞する蓋体８とを備える構成とされている。
【００１２】
リードフレーム５は、銅材等の導電性材料からなる帯状の金属板をプレス加工することにより、複数個が並べられた状態で形成され、後述のように加工され、組み立てられた後に個々に分離されるものである。図１にリードフレーム５を一定のピッチで並べて形成した連続成形体を示しており、その一部を図３の平面図に示している。この明細書中では、１個単位のものをリードフレームと称しており、以下では図３の上下方向を縦方向、左右方向を横方向というものとする。また、図１中、符号９は、リードフレーム５と外枠部１０との間、又は隣接するリードフレーム５相互の間を接続状態とする接続フレーム部を示しており、この接続フレーム部９により複数のリードフレーム５が縦横に整列状態に形成されている。また、符号Ｐは、後述するように蓋体を取り付ける際に金型のガイドピンを挿入するためのガイド孔を示しており、外枠部１０の両側部に一定のピッチで並んで配置されている（図には一方の側部におけるガイド孔のみ示している）。
【００１３】
このリードフレーム５は、全体として矩形の枠状をなす主フレーム部１１と、この主フレーム部１１の内側に複数の連結アーム部１２によって連結されたシールド板部１３及び支持アーム部１４によって片持ち状態に連結された複数の端子部１５とから構成されている。
主フレーム部１１は、一対の横フレーム部１６とこれら横フレーム部１６の両端間を連結する縦フレーム部１７とにより矩形の枠状に形成され、両横フレーム部１６の外側部に２本ずつ接続フレーム部９が設けられ、両縦フレーム部１７の外側部に３本ずつ接続フレーム部９が設けられている。
【００１４】
また、両横フレーム部１６の内側部に２本ずつ連結アーム部１２が接続され、両縦フレーム部１７の中央位置の内側部に１本ずつ連結アーム部１２が接続され、これら連結アーム部１２を介してシールド板部１３が連結されている。この場合、各連結アーム部１２は、主フレーム部１１及びシールド板部１３の対向縁部に、これらの対向方向に沿って平面視では直線状に設けられているとともに、横フレーム部１６における２本ずつの連結アーム部１２どうし、また縦フレーム部１７における１本ずつの連結アーム部１２どうしは、それぞれシールド板部１３を介して線対称となるように配置されている。
【００１５】
また、右側の縦フレーム部１７には、その中央の連結アーム部１２を挟んで上下両側にそれぞれ支持アーム部１４を介して端子部１５が接続され、左側の縦フレーム部１７には、右側の端子部１５の一つと対応する位置に１本の支持アーム部１４を介して端子部１５が接続されている。各支持アーム部１４の基端部では、各縦フレーム部１７の一部が外方に屈曲することにより内側に向けた凹部１８を形成するように張り出しており、その屈曲部１９の内側に、凹部１８を二分するようにして支持アーム部１４がそれぞれ接続されている。
【００１６】
また、これら支持アーム部１４によって主フレーム部１１から内側に延びた位置に設けられる各端子部１５は、シールド板部１３の外周部に形成した切欠部２０内に配置されている。この場合、端子部１５は図３に示すように右側に２個、左側に１個配設され、電源用端子部、出力用端子部、ゲイン用端子部とされている。また、シールド板部１３には、左側の縦フレーム部１７において端子部１５が設けられていない位置で右側の一つの端子部１５に対応した位置の裏面に、自身の外部グラント接続用の端子部２１が形成されている。これら端子部１５，２１は、後述するように、その表面側がパッケージ本体の内側に露出する内部端子であり、裏面側がパッケージ本体の外側に露出する外部端子となるものである。
【００１７】
シールド板部１３に形成される端子部２１は、シールド板部１３の裏面側の端子部２１以外の部分がハーフエッチングされることにより、シールド板部１３の裏面から突出するように形成されている。また、支持フレーム部１４の先端の各端子部１５は、これら端子部１５への支持アーム部１４の接続部付近の裏面側が局部的にハーフエッチングされている。図４は、リードフレーム５の裏面を示しており、この図４において、ハッチングした領域がハーフエッチングされた部分を示している。
【００１８】
そして、このような外形とされたリードフレーム５は、各連結アーム部１２及び支持アーム部１４を変形させることにより、シールド板部１３が主フレーム部１１に対して押し下げられた状態に配置されている。この場合、連結アーム部１２は、矩形の主フレーム部１１とシールド板部１３との間で、これらの四辺のいずれにも設けられているため、曲げと伸びを伴う変形となっている。図３に細線で折り曲げ線を示したように、連結アーム部１２は、主フレーム部１１への接続部付近とシールド板部１３への接続部付近とが折り曲げられ、その間の直線的な中間部分が長さ方向に伸ばされた状態に変形させられている。
【００１９】
一方、支持アーム部１４は主フレーム部１１の縦フレーム部１７に片持ち状態に接続されているため、折り曲げ変形となり、その先端部における各端子部１５がシールド板部１３と同じ平面上に配置されている。図３及び図４は曲げ変形後の状態を示しており、支持アーム部１４に接続状態の端子部１５は、切欠部２０の出口付近に配置されているが、変形前の展開状態では、図３及び図４に鎖線で示すように切欠部２０の奥の方に配置されていたものである。
【００２０】
なお、本明細書では、連結アーム部１２及び支持アーム部１４を変形させた後の立体的な状態をリードフレームと称し、これら連結アーム部１２及び支持アーム部１４を変形させる前の主フレーム部１１と同一平面状に延びている状態を平フレーム部材と称することとする。
【００２１】
また、主フレーム部１１と支持アーム部１４との接続部分においては、主フレーム部１１から連続する屈曲部１９は主フレーム部１１と同じ平面上に配置されているが、支持アーム部１４は、凹部１８に配置されている基端部の部分で折り曲げられ、凹部１８内における縦フレーム部１７の延長位置では主フレーム部１１の上面に対して若干下方に押し下げられた位置に配置されている（図６、図７、図９、図１０参照）。
【００２２】
そして、このように加工されたリードフレーム５に対してモールド樹脂体６が一体に成形されることにより、パッケージ本体７が構成されている。モールド樹脂体６は、図９及び図１０に示すように、マイクロフォンチップ２と制御回路チップ３とを並べることができる長さの矩形板状に形成された底壁部３１と、この底壁部３１の周縁部から立設した角筒形の周壁部３２とを備える箱型に形成されている。
【００２３】
底壁部３１は、その裏面に、リードフレーム５における各端子部１５，２１の裏面を露出させた状態で、シールド板部１３及び端子部１５の残りの部分を埋設している。この場合、各端子部１５，２１は、底壁部３１の裏面からわずかに突出するように露出している。また、この底壁部３１は、シールド板部１３及び端子部１５の上面にも覆い被さるように形成されているが、各端子部１５，２１の上面の一部を露出させる開口部３３が各端子部１５，２１の位置に合わせて四つ形成されている。
【００２４】
そして、この底壁部３１の上に、マイクロフォンチップ２と制御回路チップ３とがダイボンドによってそれぞれ固定され、モールド樹脂体６の底壁部３１の開口部３３に臨ませられている端子部１５，２１にボンディングワイヤ３４によって接続されている。マイクロフォンチップ２は、音響等の圧力変動に応じて振動するダイヤフラム電極と固定電極とが対向配置され、ダイヤフラム電極の振動に伴う静電容量変化を検出するものである。また、制御回路チップ３は、マイクロフォンチップ２への電源の供給回路、マイクロフォンチップ２からの出力信号の増幅器等を備える構成とされている。
【００２５】
一方、周壁部３２は、全体としては角筒状に形成されるが、図１０に示すように、リードフレーム５のシールド板部１３を埋設している底壁部３１の周縁部から上方に向けて若干広がるように立設され、その上端部には、外向きのフランジ部３５が一体に形成されている。そして、周壁部３２の中にリードフレーム５の連結アーム部１２及び支持アーム部１４が埋設されており、主フレーム部１１は、その上面が周壁部３２のフランジ部３５の上面に露出している。また、この主フレーム部１１のうち、屈曲部１９の付近は、後述するように切除されており、該屈曲部１９に接続されていた支持アーム部１４は、主フレーム部１１の若干下方位置でフランジ部３５内に埋設され、切断された端面がフランジ部３５の外側面に露出している。
【００２６】
このように構成したパッケージ本体７に被せられる蓋体８も、リードフレーム５と同様に、銅材等の導電性金属材料からなる帯状金属板のプレス加工により、複数個並べられた状態で形成され、後述するようにパッケージ本体７に組み合わせた後に、個々に分離されるものである。図２に蓋体８を一定のピッチで並べて形成した状態を示しており、外枠部４１との間又は隣接する蓋体８相互の間が接続フレーム部４２により接続され、リードフレーム５と同じピッチで縦横に並べられる。この場合、図２に示すように、各蓋体８は外枠部４１と同じ平面上に配置されるが、接続フレーム部４２は、蓋体８や外枠部４１から下方に向けて屈曲形成され、これらよりも低い位置に配置されている。また、図１等のリードフレーム５の場合と同様に、ガイドピンが挿入されるガイド孔Ｐが外枠部４１の両側部にリードフレーム５と同じピッチで配列されている。
この個々の蓋体８は、パッケージ本体７の周壁部３２のフランジ部３５における上端面の外形と同じ長方形状に形成され、パッケージ本体７に被せたときに形成される内部空間を外部に連通する音響孔４３が貫通状態に形成されている。そして、この蓋体８は、フランジ部３５の上端面に導電性接着材を介して接着されることにより、周壁部３２に囲まれた内部空間４４を覆うとともに、音響孔４３によって内部空間４４を外部に連通させた状態とし、かつ、フランジ部３５の上面に露出しているリードフレーム５の主フレーム部１１との間で電気的接続状態とされるものである。したがって、このパッケージ４は、蓋体８からリードフレーム５の主フレーム部１１、連結アーム部１２、シールド板部１３が電気的接続状態に連続するとともに、これら蓋体８及びリードフレーム５が内部空間４４を囲むように配置され、また、シールド板部１３の切欠部２０に配置されている三つの端子部１５がそれぞれシールド板部１３とは独立して設けられた構成とされる。
【００２７】
次に、このように構成される半導体装置１の製造方法について説明する。
まず、リードフレーム５となる帯状金属板の必要な個所にマスキングをしてエッチング処理することにより、図３及び図４のハッチング領域を板厚の半分程度までハーフエッチングする。そして、エッチング加工によって外形を成形し、接続フレーム部８により外枠部１０に接続状態とされた平フレーム部材を形成する。このエッチング加工時に外枠部１０のガイド孔Ｐも成形しておく。この後、主フレーム部１１とシールド板部１３との間に平面状に連続する各連結アーム部１２を変形させながらプレスによって絞り加工することにより、シールド板部１３を主フレーム部１１に対して押し下げた状態に配置する。この絞り加工は、図５に鎖線でプレス金型を示したように、傾斜面４５ａ，４６ａを有する上型４５と下型４６とによって挟みながらシールド板部１３を上方から押し下げることにより、連結アーム部１２を伸ばしながら曲げ変形させることになる。つまり、連結アーム部１２は曲げ変形とともに長さ方向に伸び変形が生じることになる。この場合、連結アーム部１２が金型表面で円滑に変形できるように、上型４５の曲げ部に対応する部分に若干の突出部４７が形成され、これら突出部４７の間の傾斜面４５ａの中間部分では連結アーム部１２と上型５１との間に隙間ができるように形成されている。
【００２８】
また、このときに同時に、支持アーム部１４を曲げ変形させて端子部１５をシールド板部１３の切欠部２０内でシールド板部１３と同一平面上に配置する。あるいは、この支持アーム部１４の曲げ変形は連結アーム部１２の加工よりも前に成形しておくこともできる。この支持アーム部１４への加工は曲げ加工であり、その端子部１５は、前述したように、平面状に展開されているときの切欠部２０の奥の位置（図３の鎖線で示す位置）から変形後には切欠部２０の出口付近（図３の実線で示す位置）にずれるので、支持アーム部１４の変形に伴って端子部１５がスライドできるように支持される。
このようにしてエッチング加工及びプレス加工により外形の成形、絞り加工、曲げ加工等が施された状態が図１に示す状態であり、リードフレーム５が一定のピッチで縦横に並べられた状態に形成される。
【００２９】
次いで、このようにプレス成形したリードフレーム５を射出成形金型内に配置し、各リードフレーム５を埋設するように樹脂を射出成形してモールド樹脂体６を成形する。図６はプレス成形した後のリードフレーム５を射出成形金型内に配置した状態を示しており、上型５１と下型５２との間にモールド樹脂が注入されるキャビティ５３が形成されている。この場合、射出成形金型にはリードフレーム５の配列ピッチと同じピッチでキャビティ５３が複数形成されており、各接続フレーム部９の部分が上型５１と下型５２とにより挟持されることにより、各リードフレーム５ごとにキャビティ５３が形成される。
【００３０】
この射出成形においては、端子部１５，２１が動かないように、下型５２のキャビティ面に、端子部１５を嵌合する凹部５４が形成されている。前述したように端子部１５，２１はハーフエッチングによって他の部分から突出して形成されており、凹部５４は、この端子部１５，２１の突出高さよりも若干小さい深さに形成され、凹部５４の底面に端子部１５，２１の裏面が当接した状態でシールド板部１３や支持アーム部１４の他の部分は下型５２のキャビティ面からわずかに浮かされた状態とされる。なお、凹部５４の平面寸法は、端子部１５，２１の寸法公差を許容するように端子部１５，２１よりわずかに大きく設定される。また、端子部１５，２１の表面側には、モールド樹脂体６の開口部３３となる上型５１の突起部５５が当接している。
【００３１】
一方、主フレーム部１１の上面及び該主フレーム部１１に連続する屈曲部１９の上面は上型５１のキャビティ面に当接させられる。そして、この主フレーム部１１の上面及び屈曲部１９の上面が上型５１に当接し、各端子部１５，２１の裏面が下型５２に当接した状態で上型５１と下型５２とが型締めされることにより、連結アーム部１２及び支持アーム部１４がわずかに撓ませられるようにしてキャビティ５３内に配置され、上型５１及び下型５２への当接面に押圧力が発生し、主フレーム部１１の上面等が上型５１に密接した状態とされる。この場合、図６の鎖線で示すように、主フレーム部１１を下方からピン６０によって上型５１に押圧するようにしてもよい。
なお、後述するように、蓋体８を被せて固着する際に、該蓋体８の接続フレーム部４２を嵌めるための溝部５６が周壁部３２におけるフランジ部３５の上端面に形成されている。
そして、このようにしてリードフレーム５にモールド樹脂体６を一体に成形したパッケージ本体７の底壁部３１の上に半導体チップ２，３をダイボンドにより固着し、底壁部３１の開口部３３に露出している端子部１５，２１とワイヤボンディングして接続状態とする。
【００３２】
一方、帯状金属板にエッチング加工及びプレス加工によって外形の成形、絞り加工等を施すことにより、図２に示すように、接続フレーム部４２により外枠部４３に接続状態とされた蓋体８を形成しておく。この図２に示すように、各接続フレーム部４２は、長さ方向の中央部分を押し下げるように絞り加工されており、平面状の蓋体８に対してほぼ板厚１枚分、押し下げられている。また、このときのエッチング加工によって外枠部４１のガイド孔Ｐも成形される。
【００３３】
そして、パッケージ本体７の周壁部３２におけるフランジ部３５の上端面に導電性接着剤を塗布し、蓋体８を被せて接着する。この状態では、パッケージ本体７は、そのリードフレーム５が隣接するリードフレームに接続フレーム部９を介して連結状態とされていることにより、複数個が縦横に連なっており、蓋体８もリードフレーム５と同様の接続フレーム部４２によりパッケージ本体７と同じピッチで複数個が連結状態とされている。そこで、これらを一括して図８に示すように金型５７，５８内に配置し、パッケージ本体７のフランジ部３５から接続フレーム部９を下パンチ部材５８ａによって下方から支持し、蓋体８の接続フレーム部４２付近を上パンチ部材５７ａによって押えながら各パッケージ本体７及び蓋体８を一括して接着する。このとき、リードフレーム５の外枠部１０及び蓋体８の外枠部４１にそれぞれ同じピッチで形成しておいたガイド孔Ｐにガイドピン５９を串刺しするように挿入することにより、各パッケージ本体７と蓋体８とが位置決めされる。また、蓋体８の接続フレーム部４２はパッケージ本体７の周壁部３２に形成されている溝部５６に嵌合される（図１０参照）。そして、金型５７，５８によってパッケージ本体７と蓋体８とを圧接することにより、パッケージ本体７のフランジ部３５に蓋体８が接着される。この蓋体８の接着作業は、ガイド孔Ｐにより全体的に位置決めされるとともに、各パッケージにおいても、パッケージ本体７の溝部５６に蓋体８の接続フレーム部４２が嵌合され、各パッケージ毎にも位置決めされるため、より高精度に組み立てられる。
【００３４】
そして、この接着後に、モールド樹脂体６から突出しているリードフレーム５の接続フレーム部９、蓋体８の接続フレーム部４２、及びリードフレーム５の主フレーム部１１における屈曲部１９の部分を切断する。前述したように、パッケージ本体７の周壁部３２の溝部５６内に蓋体８の接続フレーム部４２が嵌合しているので、図９に示すように、蓋体８の接続フレーム部４２とパッケージ本体７におけるリードフレーム５の接続フレーム部９とは同一平面上に配置され、その部分を上下の金型６１，６２によって押えて、カッター６３により同時に切断する。また、屈曲部１９の部分は、主フレーム部１１から外方に突出しているとともに、屈曲部１９の内側の凹部１８内で支持アーム部１４が折り曲げ変形されており、この凹部１８内にモールド樹脂が侵入している。したがって、この凹部１８内のモールド樹脂の部分でモールド樹脂ごと切断することになり、切断後は、図１０に示すように個々の半導体装置１として分割される。
【００３５】
このようにして製造した半導体装置１は、図１２に示すように、その底面に各端子部１５，２１がわずかに突出した状態に露出しており、この端子部１５，２１を鎖線で示すように基板Ｓにはんだ付けすることにより実装される。この実装状態においては、底壁部３１内に埋設されているシールド板部１３が半導体チップ２，３の下方に配置され、このシールド板部１３に連結アーム部１２、主フレーム部１１を介して蓋体８が接続され、その蓋体８が半導体チップ２，３の上方を覆っているので、半導体チップ２，３は、その周囲をシールド板部１３や蓋体８等によって囲まれた状態となり、このシールド板部１３に一体の端子部２１を基板を介して接地状態とすることにより、半導体チップ２，３を外部磁界からシールドすることができる。この場合、フランジ部３５の上面に露出している主フレーム部１１は、切除した屈曲部１９を除いて、横フレーム部１６及び縦フレーム部１７が、これらの角部も含めてほぼ全面で露出し、ほぼフランジ部３５の全周にわたって配置されているから、蓋体８との接触面積が大きく確保され、確実に電気的接続状態とすることができる。
【００３６】
また、パッケージ本体７の底面には各端子部１５，２１が突出しているので、実装時には図１２に鎖線で示すように端子部１５，２１のみが基板Ｓに接触することになり、底壁部３１と基板Ｓとの間の異物噛み込みに起因する実装不良の発生を防止することができる。
また、この底壁部３１は、周壁部３２上端のフランジ部３５の外形よりも小さく形成されているので、基板上の実装面積が小さくて済み、基板上の他の回路等への干渉を少なくすることができ、高密度の実装を可能にすることができる。
【００３７】
ところで、リードフレームにおける支持アーム部は、第１実施形態では、フランジ部の厚さの範囲で主フレーム部の表面よりも若干下方に配置されるように屈曲させたが、図１３に示すように、周壁部３２の高さ方向の中間位置から張り出すように厚肉にフランジ部６１を形成し、支持アーム部１４も厚肉のフランジ部６１内に配置されるように周壁部３２の途中位置で屈曲させるようにしてもよい。この図１３に示す例では、矢印で示す位置から厚肉のフランジ部６１を支持アーム部１４と一体に切断することにより、パッケージ本体となる。また、図１４に示すように、支持アーム部１４の傾斜角度を連結アーム部１２とは異ならせて小さくし、屈曲部１９から端子部１５までの間で斜めに配置するようにしてもよい。この場合は、周壁部６２が上方に向けて漸次厚肉に形成され、切断位置を矢印で示したように周壁部６２の上部において樹脂ごと支持アーム部１４が切断される。
【００３８】
また、図１５はリードフレームの端子部の支持構造を変えた例を示している。前述の実施形態ではシールド板部から独立した端子部を主フレーム部から支持フレーム部を介して片持ち状態に支持したが、このリードフレーム６５では、支持フレーム部は廃止され、シールド板部１３の切欠部２０内において、端子部１５が複数本のブリッジ部６６を介してシールド板部１３に連結状態とされている。そして、樹脂をモールドした後に、レーザカット等の手段によってブリッジ部６６を切断することにより、シールド板部１３から端子部１５を切り離して独立させる構成である。前述の実施形態では、プレス成形時に支持フレーム部が曲げ変形されるためにシールド板部の凹部内を端子部が移動し、そのため、シールド板部と該シールド板部の凹部内に配置される３個の端子部との相対位置関係をプレス成形時の移動分を見込んで設計しておく必要があったが、この図１５に示す例の場合は、各端子部の相対位置関係はプレス成形の前後で変わらないため、設計が容易である。
【００３９】
また、図１６から図１９は本発明の第２実施形態を示している。第１実施形態等においては、蓋体に音響孔を形成したが、この第４実施形態ではパッケージ本体に音響孔を形成している。すなわち、図１６及び図１７に示すように、リードフレーム７１には、シールド板部１３を貫通するように音響孔用の下孔７２が設けられている。主フレーム部１１、連結アーム部１２、端子部１５，２１等を有する構成は第１実施形態と同様である。また、第１実施形態と同様、シールド板部１３は裏面がハーフエッチングされており、端子部２１以外の部分は薄肉に形成されているが、図１７に示すように、下孔７２の周囲では、該下孔７２の回りを囲むように複数個の突起部７３を残してハーフエッチングされている。したがって、これら突起部７３は端子部２１と同じ肉厚とされている。
【００４０】
そして、このリードフレーム７１をプレス成形した後、図１８に示す射出成形金型に設置する。この射出成形金型には、下型７４に、リードフレーム７１の下孔７２よりも若干小径のピン７５が突出状態に設けられ、上型７６には、ピン７５の先端部を挿入する穴７７と、この穴７７より若干大径の座ぐり部７８とが同心状に形成され、型７４，７６を締めてピン７５を穴７７に挿入状態としたときに、ピン７５の回りで座ぐり部７８が筒状の空所を形成するようになっている。この射出成形金型にリードフレーム７１を設置して樹脂を射出することにより、そのモールド樹脂体７９の底壁部３１には、図１９に示すように、ピン７５によって形成される音響孔８０が形成され、底壁部３１の上面には音響孔８０の周囲を囲む筒状壁８１が形成される。この筒状壁８１は、半導体チップ２，３をダイボンドによって固着する際の接着剤をせき止め、音響孔８０内に流れ込むことを防止する。また、このパッケージ本体８２と組み合わせてパッケージ８３を構成する蓋体８４には孔のないものが用いられる。また、この蓋体８４は導電性金属材料により形成され、半導体装置８５としては、この蓋体８４がリードフレーム７１の主フレーム部１１に電気的接続状態となることにより、第１実施形態と同様、内部空間４４がシールドされる。
【００４１】
図２０〜図２４は、本発明の第３実施形態を示している。この実施形態のリードフレーム９１は、主フレーム部１１とシールド板部１３とを接続状態としている連結アーム部９２が絞り加工ではなく曲げ加工のみによって垂れ下げられる構成とされている。
すなわち、連結アーム部９２は、各横フレーム部１６とシールド板部１３との間に１本ずつ設けられており、横フレーム部１６及びシールド板部１３へのそれぞれの接続部９２ａ，９２ｂと、これら接続部９２ａ，９２ｂの間を連結する中間部９２ｃとにより構成されている。この場合、両接続部９２ａ，９２ｂは、横フレーム部１６とシールド板部１３との対向縁部に、これらの対向方向に沿って突出するように設けられているが、相互には対向しないように対向縁部の長さ方向にずれた位置に設けられている。そして、これら接続部９２ａ，９２ｂの間を連結する中間部９２ｃは、平面視では、横フレーム部１６とシールド板部１３との対向方向と直交する方向、言い換えれば対向縁部と平行な方向に設けられており、これら両接続部９２ａ，９２ｂ及びその間の中間部９２ｃにより、連結アーム部９２はクランク状に形成されている。
【００４２】
そして、各横フレーム部１６に１本ずつ設けられている両連結アーム部９２は、その間に配置されるシールド板部１３における図２０のＸで示す中心線から線対称となるように形成されている。つまり、両連結アーム部９２においてクランクが逆になる形状であり、いずれの連結アーム部９２も、横フレーム部１６に対する接続部９２ａは、これら横フレーム部１６の図２０に示す左寄りの位置に配置され、シールド板部１３に対する接続部９２ｂは、図２０の右寄りの位置に配置されている。したがって、両連結アーム部９２における横フレーム部１６への接続部９２ａどうし、及びシールド板部１３への接続部９２ｂどうしを結ぶ線Ｙはシールド板部１３の中心線Ｘに直交し相互に平行となる。
【００４３】
そして、このような外形とされたリードフレーム９１は、各連結アーム部９２及び支持アーム部１４を変形させることにより、シールド板部１３が主フレーム部１１に対して押し下げられた状態に配置されている。図２０に細線で折り曲げ線を示したように、連結アーム部９２は、その中間部９２ｃの両端部で折り曲げ変形され、その中間部９２ｃを図２２に示すように斜めに配置した状態に変形させられている。
【００４４】
図２０及び図２１は曲げ変形後の状態を示しており、図２３は曲げ変形前の展開状態の平フレーム部材を示している。これらの図を比較してわかるように、シールド板部１３は連結アーム部９２の曲げ変形前は図２３に示すように主フレーム部１１に囲まれた領域の右寄りに配置されていたものが、曲げ変形後は図２０に示すようにほぼ中央部に配置され、一方、支持アーム部１４に接続状態の端子部１５は、図２０及び図２１に示す曲げ変形後は切欠部２０の出口付近に配置されているが、変形前の展開状態では、変形時のシールド板部１３の移動を見込んで、図２３に示すように、右側の端子部１５は切欠部２０の奥の方に配置される。左側の端子部１５は、曲げ変形によりシールド板部１３の切欠部２０と同じ方向に移動するため、展開前の状態でも切欠部２０との相対位置関係は変わらず、図２３に示すように切欠部２０の出口付近に配置されている。
【００４５】
このリードフレーム９１をプレス加工によって製作する場合は、図２２に鎖線でプレス金型を示したように、連結アーム部９２の部分では、傾斜面９５ａ，９６ａを有する上型９５及び下型９６によって挟みながらシールド板部１３を下方に押し下げることにより、連結アーム部９２を曲げ変形させることになる。この加工においては、シールド板部１３と主フレーム部１１との間で中心線Ｘに対して線対称に配置された２本の連結アーム部９２は、主フレーム部１１及びシールド板部１３への接続部９２ａが前述したように主フレーム部１１に対しては図２０の左寄りに、シールド板部１３に対しては右寄りに配置されていることから、連結アーム部９２を振り子のように揺動させながら変形することになる。したがって、シールド板部１３は平面的には図２３に示す右寄りの位置から図２０に示すように主フレーム部１１に囲まれた中央位置に移動することになる。
【００４６】
また、このときに同時に、支持アーム部１４を曲げ変形させて端子部１５をシールド板部１３の切欠部２０内でシールド板部１３と同一平面上に配置する。この支持アーム部１４への加工においては、これら支持アーム部１４に接続されている各端子部１５のうち、図２０の右側に配置されている端子部１５は、前述したように、平面状に展開されているときの切欠部２０の奥の位置（図２３参照）から変形後には切欠部２０の出口付近（図２０参照）に移動し、また左側の端子部１５はシールド板部１３と同じように移動することになる。
したがって、これらシールド板部１３や端子部１５は、プレス成形時のこのような移動が妨げられないように、プレス金型の表面でスライドできるように支持される。
【００４７】
このようにしてリードフレーム９１を成形し、モールド樹脂体６を一体に成形した後、そのパッケージ本体９９の底壁部３１の上に半導体チップ２，３を固着し、ワイヤボンディングして接続状態とした後、周壁部３２の上端面に導電性接着剤を塗布して、別に製作しておいた蓋体を被せて接着する。この蓋体は第１実施形態と同じ構成であり、第１実施形態の場合と同様、複数個縦横に連なっているパッケージ本体９９に同じピッチで複数個連結状態とされている蓋体を被せて接着し、これらの接続フレーム部を同時に切断して個片化することにより、半導体装置が製造される。
【００４８】
第１実施形態の場合、リードフレーム５は連結アーム部１２を絞り加工することによりシールド板部１３を押し下げた状態としたが、この実施形態の場合は、連結アーム部９２の中間部９２ｃが主フレーム部１１とシールド板部１３との対向方向と直交する方向に設けられていることにより、伸び変形を伴わずに両端部における曲げ変形のみでシールド板部１３を押し下げることができる。
【００４９】
また、図２５及び図２６は、パッケージ本体と蓋体との固定部分の変形例を示している。上記実施形態においては、図１０に示すように、パッケージ本体７におけるリードフレームの接続フレーム部９と、蓋体８の接続フレーム部４２とを同一平面上に並べて配置し、パッケージ本体７のフランジ部３５に形成した溝部５６に、蓋体８の接続フレーム部４２を嵌合するようにしたが、図２５及び図２６の変形例では、パッケージ本体１０１の接続フレーム部９を蓋体８の接続フレーム部４２より幅広に形成しておき、その上面にハーフエッチング等によって溝部１０２を形成し、その溝部１０２に蓋体８の接続フレーム部４２を重ね合わせるように嵌合する構造とされている。
このような構造とすることにより、パッケージ本体１０１と蓋体８との位置決めが容易になるとともに、両接続フレーム部９，４２が電気的に接続状態となるので、その接続フレーム部９が連結アーム部１２を介してシールド板部１３に接続されていることにより、確実に電磁シールド効果を得ることができる。
【００５０】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能であり、本発明は上記実施形態で述べた構造に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では半導体装置としてマイクロフォンパッケージに適用した例を示したが、マイクロフォン以外にも、圧力センサ、加速度センサ、磁気センサ、流量センサ、風圧センサ等にも適用することが可能である。この場合、上記実施形態のマイクロフォンにおいては、音響孔のような内部空間と外部とを連通させる連通孔が必要であったが、センサの種類によっては連通孔が不要になる場合や、流量センサのように二つの連通孔が必要になる場合がある。
【００５１】
また、マイクロフォンパッケージに適用する場合でも、各パッケージとも同じ仕様にして一つずつ分割したが、例えば隣接する４個のパッケージ本体について、内部に収納するマイクロフォンチップの感度を異なるものとし、これら４個を連結状態として一つのユニットとして分割形成することにより、指向性を有するマイクロフォンとすることもできる。
また、リードフレームの外形の成形をエッチング加工によって行うようにしているが、プレスによって打ち抜き成形してもよい。また、シールド板部１３の端子部２１を内部に露出させる開口部３３を図１１に示すように他の端子部１５と均等に配置しているが、シールド板部１３上であれば、図１１に示す位置でなくてもよい。
また、いずれの実施形態も蓋体をパッケージ本体に導電性樹脂によってのみ固着したが、両者の間にクッション材を周壁部の周方向に沿うリング状に設けてもよい。また、前記端子部は、各実施形態では４端子の構成とし、例えば電源用、出力用、ゲイン用、接地用にそれぞれ供されるようにしたが、少なくとも電源用、出力用、接地用の端子部があればよい。その場合、接地用の端子部を２個設けるようにしてもよい。また、内部に収納される半導体チップによっては端子数が実施形態のものより増えることもある。半導体チップの数も必ずしも２個に限らない。
また、端子部をハーフエッチングにより形成したが、エンボス加工、コイニング加工等により形成してもよい。
さらに、図６に示す例では、モールド樹脂体を成形するための射出成形金型に端子部１５を嵌合する凹部５４を形成したが、凹部がない金型で成形することはかまわない。また、パッケージ本体に導電性接着剤を塗布して蓋体を接着したが、パッケージ本体に接着シートを貼り付けて蓋体を接着する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１実施形態の製造方法によって形成されるリードフレームの連続成形体を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態の製造方法によって形成される蓋体の連続成形体を示す斜視図である。
【図３】図１に示すリードフレームの平面図である。
【図４】図３に示すリードフレームの裏面図である。
【図５】図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図６】リードフレームを射出成形金型内に設置した状態を示す拡大断面図であり、図３のＢ−Ｂ線に沿う断面に相当する。
【図７】図６に示す射出成形金型によってモールド樹脂体を一体成形した状態を示す平面図である。
【図８】図７に示すパッケージ本体に蓋体を金型によって一括して固着している状態を示す縦断面図である。
【図９】図８に示すようにパッケージ本体に蓋体を固着した後、これらを金型により同時に切断する状態を示す要部の縦断面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態の製造方法によって製造した半導体装置を示す斜視図である。
【図１１】図１０に示す半導体装置から蓋体を除去した状態を示すパッケージ本体の平面図である。
【図１２】図１０に示す半導体装置の縦断面図であり、図１１のＣ−Ｃ線に沿う断面に相当する。
【図１３】支持アーム部のモールド樹脂体への埋設構造の変形例を示す部分断面図である。
【図１４】支持アーム部のモールド樹脂体への埋設構造の他の変形例を示す図１３と同様の部分断面図である。
【図１５】本発明の第２実施形態の製造方法によって形成されるリードフレームを示す平面図である。
【図１６】本発明の第３実施形態の製造方法によって形成されるリードフレームを示す平面図である。
【図１７】図１６に示すリードフレームの裏面図である。
【図１８】図１６に示すリードフレームを射出成形金型内に設置した状態を示す拡大断面図であり、図１６のＤ−Ｄ線に沿う断面に相当する。
【図１９】図１８に示す状態から製造したパッケージ本体に半導体チップを収納して蓋体を固定してなる半導体装置の縦断面図である。
【図２０】本発明の第４実施形態の製造方法によって形成されるリードフレームを示す図３同様の平面図である。
【図２１】図２０に示すリードフレームの裏面図である。
【図２２】図２０のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。
【図２３】図２０に示すリードフレームの曲げ加工前の展開状態の平フレーム部材を示す平面図である。
【図２４】図２０のリードフレームを用いて製造した半導体装置から蓋体を除去した状態を示すパッケージ本体の平面図である。
【図２５】パッケージ本体と蓋体との固定構造の変形例を示す要部の斜視図である。
【図２６】図２５における接続フレーム部の嵌合部分の縦断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１…半導体装置、２…マイクロフォンチップ、３…制御回路チップ、４…パッケージ、５…リードフレーム、６…モールド樹脂体、７…パッケージ本体、８…蓋体、９…接続フレーム部、１１…主フレーム部、１２…連結アーム部、１３…シールド板部、１４…支持アーム部、１５…端子部、１６…横フレーム部、１７…縦フレーム部、１８…凹部、１９…屈曲部、２０…凹部、２１…端子部、３１…底壁部、３２…周壁部、３３…開口部、３４…ボンディングワイヤ、３５…フランジ部、４１…外枠部、４２…接続フレーム部、４３…音響孔、４４…内部空間、５６…溝部、５７，５８…金型、５９…ガイドピン、６１…フランジ部、６２…周壁部、６５…リードフレーム、６６…ブリッジ部、７１…リードフレーム、７２…下孔、７３…突起部、７９…モールド樹脂体、８０…音響孔、８１…筒状壁、８２…パッケージ本体、８３…パッケージ、８４…蓋体、８５…半導体装置、９１…リードフレーム、９２…連結アーム部、９９…パッケージ本体、１０１…パッケージ本体、１０２…溝部
【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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