(57)【要約】【課題】  本発明は、複数の電子部品を電磁波から保護するシールド部材を備えた半導体装置に関し、小型化ができると共に、生産性を向上することのできる半導体装置を提供することを課題とする。【解決手段】  電子部品配設領域Ｅの内側にグラウンド端子５６を設け、トランスファーモールド樹脂８３により複数の個別部品７０及び半導体チップ７５を覆うと共に、トランスファーモールド樹脂８３にグラウンド端子５６を露出する開口部９３を形成し、導電性接着剤８４によりシールド部材８６とグラウンド端子５６との間を電気的に接続する。【選択図】  図３
2006156798.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
該基板に配設された複数の電子部品と、
前記基板に設けられたグラウンド端子と、
前記電子部品を覆うと共に、前記グラウンド端子と接続されたシールド部材とを備えた半導体装置において、
前記グラウンド端子を前記複数の電子部品が配設される基板上の電子部品配設領域よりも内側に設け、
前記グラウンド端子が露出された状態で前記複数の電子部品を覆うトランスファーモールド樹脂と、
前記グラウンド端子と前記シールド部材との間を導電性接着剤により電気的に接続したことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記トランスファーモールド樹脂の上面は、平坦な面とされてい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】
前記シールド部材は、板状であることを特徴とする請求項１または２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、半導体装置に係り、特に複数の電子部品を電磁波から保護するシールド部材を備えた半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置には、基板上に実装された複数の電子部品を電磁波から保護するシールドケースを備えたものがある。図１及び図２は、シールドケースを備えた従来の半導体装置の断面図である。なお、図２において、図１と同一構成部分には同一の符号を付す。また、図１及び図２において、Ｈ１はポッティング樹脂３５の高さ（以下、「高さＨ１」とする）、Ｈ２は半導体装置１０の高さ（以下、「高さＨ２」とする）、Ｈ３は半導体装置４０の高さ（以下、「高さＨ３」とする）、Ｃはポッティング樹脂３５とシールドケース３６との間の隙間（以下、「隙間Ｃ」とする）をそれぞれ示している。
【０００３】
図１に示すように、半導体装置１０は、大略すると、基板１１と、電子部品である個別部品２６及び半導体チップ３１と、シールドケース３６とを有した構成とされている。基板１１は、大略すると基材１２と、貫通ビア１３と、接続部１４，１５と、グラウンド端子１６と、絶縁層１７と、配線２１と、ソルダーレジスト２３と、はんだボール２５とを有した構成とされている。貫通ビア１３は、基材１２を貫通するよう配設されている。貫通ビア１３は、接続部１４，１５と配線２１との間を電気的に接続するためのものである。
【０００４】
接続部１４，１５は、基材１２の上面に設けられており、貫通ビア１３と電気的に接続されている。接続部１４は、金ワイヤ３４を介して半導体チップ３１と電気的に接続されるものである。接続部１５は、個別部品２６と電気的に接続されるものである。グラウンド端子１６は、個別部品２６及び半導体チップ３１が設けられた領域よりも外側に位置する基材１２に設けられている。グラウンド端子１６は、グラウンド電位とされた導体である。絶縁層１７は、接続部１４，１５間を隔てるように基材１２に形成されている。
【０００５】
配線２１は、はんだボール２５が接続される接続パッド２２を有した構成とされている。配線２１は、基材１２の下面に貫通ビア１３と接続されるよう設けられている。ソルダーレジスト２３は、接続パッド２２を露出すると共に、接続パッド２２以外の配線２１を覆うよう基材１２の下面側に設けられている。はんだボール２５は、接続パッド２２と接続されている。はんだボール２５は、半導体装置１０をマザーボード等の他の基板に接続するための外部接続端子である。
【０００６】
個別部品２６は、トランジスタ、ダイオード、抵抗、コンデンサ等の基本となる電気的素子であり、１つの機能が１つの部品となっているものである。個別部品２６は、はんだペースト２７により接続部１５と電気的に接続されている。
【０００７】
半導体チップ３１は、半導体チップ本体３２と、電極パッド３３とを有した構成とされている。半導体チップ本体３２は、接着剤２４により基材１２に接着されている。半導体チップ３１は、電極パッド３３と接続部１４との間を接続する金ワイヤ３４により基板１１と電気的に接続されている。つまり、半導体チップ３１は、基板１１に対してベアチップ実装されている。ベアチップ実装された領域には、金ワイヤ３４を保護するためのポッティング樹脂３５（ポッティング法により形成された樹脂）が半導体チップ３１を覆うように形成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
シールドケース３６は、はんだペースト３７を介してグラウンド端子１６と接続されると共に、個別部品２６及び半導体チップ３１を覆うよう配設されている。このようなシールドケース３６を半導体装置１０に設けることで、電磁波から個別部品２６及び半導体チップ３１を保護することができる。
【０００９】
また、図２に示すように、グラウンド端子４２を基材４１の側面に設けて、はんだペースト３７によりグラウンド端子４２とシールドケース４４とを接続する構成とされた半導体装置４０がある。
【特許文献１】特開２００１−２６７６２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、ポッティング樹脂３５は、ポッティング法により形成されるため、ポッティング樹脂３５の高さＨ１の制御が難しいという問題や、半導体装置１０，４０の生産性が低下するという問題があった。また、ポッティング樹脂３５の凸形状がシールドケースに転写されることを防止するため、ポッティング樹脂３５とシールドケース３６，４４との間に隙間Ｃを設ける必要があり、これにより、半導体装置１０，４０の高さＨ２，Ｈ３が大きくなってしまうという問題があった。
【００１１】
さらに、半導体装置１０では、個別部品２６及び半導体チップ３１が配設された領域よりも外側の基材１２にグラウンド端子１６が設けられているため、基板１１の面積が大きくなり、半導体装置１０を小型化できないという問題があった。一方、半導体装置４０の場合には、基材４１の側面に設けられたグラウンド端子４２にシールドケース４４が接続されるため、半導体装置の大きさ（基材４１の面方向の大きさ）が基材４１よりも大きくなってしまうという問題があった。また、手動でグラウンド端子４２とシールドケース４４とをはんだにより接続しなければならず、半導体装置４０の生産性が低下するという問題があった。
【００１２】
そこで本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、小型化ができると共に、生産性を向上させることのできる半導体装置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】
【００１３】
上記課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項１記載の発明では、基板と、該基板に配設された複数の電子部品と、前記基板に設けられたグラウンド端子と、前記電子部品を覆うと共に、前記グラウンド端子と接続されたシールド部材とを備えた半導体装置において、前記グラウンド端子を前記複数の電子部品が配設される基板上の電子部品配設領域よりも内側に設け、前記グラウンド端子が露出された状態で前記複数の電子部品を覆うトランスファーモールド樹脂と、前記グラウンド端子と前記シールド部材との間を導電性接着剤により電気的に接続したことを特徴とする半導体装置により、解決できる。
【００１５】
上記発明によれば、複数の電子部品が配設される基板上の電子部品配設領域よりも内側にグラウンド端子を設け、トランスファーモールド樹脂に露出されたグラウンド端子とシールド部材との間を導電性接着剤により電気的に接続することで、半導体装置を小型化することができる。また、トランスファーモールド法で形成されたトランスファーモールド樹脂により複数の電子部品を覆うことで、従来のポッティング法を用いた場合と比較して、半導体装置の生産性を向上させることができる。
【００１６】
請求項２記載の発明では、前記トランスファーモールド樹脂の上面は、平坦な面とされていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置により、解決できる。
【００１７】
上記発明によれば、トランスファーモールド樹脂の上面を平坦な面とすることで、シールド部材をトランスファーモールド樹脂に押し当てて接着させることが可能となり、半導体装置の高さ方向のサイズを小型化することができる。また、半導体装置を、他の基板（例えば、マザーボード）に実装する際、容易に半導体装置を他の基板に実装することができる。
【００１８】
請求項３記載の発明では、前記シールド部材は、板状であることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置により、解決できる。
【００１９】
上記発明によれば、板状のシールド部材をトランスファーモールド樹脂の上面に設けることで、シールド効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、小型化ができると共に、生産性を向上させることのできる半導体装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
（実施例）
始めに、図３を参照して、本発明の実施例による半導体装置５０の構成について説明する。図３は、本発明の実施例による半導体装置の断面図である。なお、図３において、Ｅは複数の電子部品（本実施例では、個別部品７０及び半導体チップ７５）が配設される基板５１上の電子部品配設領域（以下、「電子部品配設領域Ｅ」とする）、Ｈ４は基材５２の上面５２Ａを基準にした際のトランスファーモールド樹脂８３の高さ（以下、「高さＨ４」とする）、Ｈ５は半導体装置５０の高さ（以下、「高さＨ５」とする）をそれぞれ示している。
【００２２】
半導体装置５０は、大略すると基板５１と、複数の電子部品である複数の個別部品７０及び半導体チップ７５と、トランスファーモールド樹脂８３と、シールド部材８６とを有した構成とされている。基板５１は、大略すると基材５２と、貫通ビア５３と、接続部５４，５５と、グラウンド端子５６と、絶縁層５７と、配線６１と、ソルダーレジスト６３と、はんだボール６５とを有した構成とされている。貫通ビア５３は、基材５２を貫通するように設けられている。貫通ビア５３は、接続部５４，５５と配線６１との間を電気的に接続するためのものである。
【００２３】
接続部５４，５５は、基材５２の上面５２Ａに設けられており、貫通ビア５３と電気的に接続されている。接続部５４は、ワイヤ８１を介して半導体チップ７５と電気的に接続されるものである。接続部５５は、個別部品７０と電気的に接続されるものである。
【００２４】
グラウンド端子５６は、グラウンド電位とされた導体である。グラウンド端子５６は、複数の個別部品７０及び半導体チップ７５が配設される基板５１上の電子部品配設領域Ｅよりも内側に位置する基材５２上に設けられている。このように、グラウンド端子５６を電子部品配設領域Ｅよりも内側に設けることで、基材５２の面積を小さくすることが可能となり、従来の半導体装置１０，４０よりも半導体装置５０を小型化することができる。
【００２５】
また、例えば、半導体チップ７５や個別部品７０を基板５１に実装する際のインデックスマーク（図示せず）やワイヤボンディング用の認識マーク（図示せず）をグラウンド電位とすることで、上記インデックスマークや認識マークをグラウンド端子５６として利用することができる。このように、インデックスマークや認識マークをグラウンド端子５６として流用することで、基材５２上にグラウンド端子５６を配設するための領域を別途設けることなく、電子部品配設領域Ｅよりも内側に位置するようグラウンド端子５６を設けることができる。なお、グラウンド端子５６は、複数設けても良い。また、グラウンド端子５６の大きさは、例えば、０．５ｍｍ□とすることができる。
【００２６】
絶縁層５７は、接続部５４，５５間を隔てるように基材５２の上面５２Ａに設けられている。配線６１は、接続パッド６２を有した構成とされている。接続パッド６２は、はんだボール６５が接続されるものである。配線６１は、基材５２の下面５２Ｂに貫通ビア５３と接続されるよう設けられている。ソルダーレジスト６３は、接続パッド６２を露出すると共に、接続パッド６２以外の配線６１を覆うよう基材５２の下面５２Ｂ側に設けられている。はんだボール６５は、接続パッド６２と接続されている。はんだボール６５は、半導体装置５０をマザーボード等の他の基板に接続するための外部接続端子である。
【００２７】
電子部品である個別部品７０は、電極７１を有した構成とされている。電極７１は、個別部品７０と接続部５５との間を電気的に接続するためのものである。電極７１は、はんだペースト７３により接続部５５と接続されている。個別部品２６は、例えば、トランジスタ、ダイオード、抵抗、コンデンサ等の基本となる電気的素子であり、１つの機能が１つの部品となっているものである（「ディスクリート部品」ともいう。）。
【００２８】
電子部品である半導体チップ７５は、半導体チップ本体７６と、電極パッド７７とを有した構成とされている。電極パッド７７が設けられていない側の半導体チップ本体７６は、接着剤７９により基材５２と接着されている。半導体チップ７５は、電極パッド７７と接続部５４との間を接続する金ワイヤにより基板５１と電気的に接続されている。つまり、半導体チップ７５は、基板５１に対してベアチップ実装されている。
【００２９】
トランスファーモールド樹脂８３は、電子部品配設領域Ｅに配設された半導体チップ７５及び個別部品７０を覆うと共に、グラウンド端子５６を露出させるよう基板５１上に設けられている。トランスファーモールド樹脂８３には、グラウンド端子５６を露出する開口部９３が形成されている。開口部９３の下端の開口径Ｒ１の大きさは、例えば、２５０μｍ〜４００μｍとすることができる。
【００３０】
また、トランスファーモールド樹脂８３の上面８３Ａは平坦な面とされている。このように、トランスファーモールド樹脂８３の上面８３Ａを平坦な面とすることで、シールド部材８６をトランスファーモールド樹脂８３に接着させる際、シールド部材８６をトランスファーモールド樹脂８３に押し当てて接着させることができる。これにより、ポッティング樹脂３５を用いて半導体チップ３１を封止した従来の半導体装置１０，４０の高さＨ２，Ｈ３よりも半導体装置５０の高さＨ５を小さくすることができ、高さ方向において半導体装置５０を小型化することができる。また、他の基板（例えば、マザーボード）に半導体装置５０を実装する際、容易に実装することができる。
【００３１】
なお、トランスファーモールド樹脂８３は、トランスファーモールド法により形成された樹脂である。トランスファーモールド法は、封止したい部材（本実施例の場合は、複数の個別部品７０及び半導体チップ７５が配設された基板５１）を金型成型機にセットして、温度を上げて流動性を持たせたモールド樹脂に圧力をかけて、金型内に流し込んで（圧送）、金型の形に樹脂を成型する方法である。このようなトランスファーモールド法を用いて形成されたトランスファーモールド樹脂８３により、複数の個別部品７０及び半導体チップ７５の封止を行うことで、ポッティング樹脂を用いて封止した場合と比較して、封止工程に要する時間を短縮して、半導体装置５０の生産性を向上させることができる。なお、トランスファーモールド樹脂８３には、例えば、エポキシ系樹脂を用いることができる。
【００３２】
シールド部材８６は、トランスファーモールド樹脂８３の上面８３Ａと側面８３Ｂとを覆う形状とされている。シールド部材８６は、導電性接着剤８４によりトランスファーモールド樹脂８３に接着されている。シールド部材８６の開放側の端部は、基材５２の上面５２Ａに当接されている。導電性接着剤８４は、トランスファーモールド樹脂８３に形成された開口部９３を充填すると共に、トランスファーモールド樹脂８３とシールド部材との間を充填するように設けられている。これにより、グラウンド端子５６とシールド部材８６との間を、導電性接着剤８４により電気的に接続することができる。導電性接着剤８４には、例えば、Ａｇペーストを用いることができる。また、シールド部材８６の材料には、例えば、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｚｎ合金を用いることができる。Ｃｕ−Ｎｉ−Ｚｎ合金の混合比は、例えば、Ｃｕを６２ｗｔ％、Ｎｉを１４ｗｔ％、Ｚｎを２４ｗｔ％とすることができる。
【００３３】
以上、説明したように、グラウンド端子５６を複数の個別部品７０及び半導体チップ７５が配設される基板５１上の電子部品配設領域Ｅよりも内側の基材５２上に設け、トランスファーモールド樹脂８３で複数の個別部品７０及び半導体チップ７５を覆うと共に、グラウンド端子５６を露出させ、シールド部材８６とグラウンド端子５６との間を導電性接着剤８４で電気的に接続することにより、従来の半導体装置１０，４０よりも半導体装置５０を小型化することができる。また、複数の個別部品７０及び半導体チップ７５をトランスファーモールド樹脂８３で覆うため、従来のポッティング樹脂を用いた場合と比較して、半導体装置５０の生産性を向上させることができる。なお、開口部９３の形状は、本実施例の形状に限定されない。
【００３４】
図４は、板状のシールド部材を備えた半導体装置の断面図である。なお、図４の半導体装置１００において、図３に示した半導体装置５０と同一構成部分には同一の符号を付す。図４に示した半導体装置１００のように、板状のシールド部材１０１をトランスファーモールド樹脂８３の上面８３Ａに設け、シールド部材１０１とグラウンド端子５６との間を導電性接着剤８４により電気的に接続した場合においても、半導体装置５０と同様な効果を得ることができる。
【００３５】
図５は、本実施例の基板が製造される基材の平面図である。なお、図５において、Ｆは基板５１が形成される領域（以下、「基板形成領域Ｆ」とする）を示している。図５に示すように、基板５１は、複数の基板形成領域Ｆを有した板状の基材５２に形成される。また、同図に示すように、電子部品配設領域Ｅは、基板形成領域Ｆよりも内側に位置している。
【００３６】
次に、図６乃至図１４を参照して、半導体装置５０の製造方法について説明する。図６乃至図１３は、本実施例の半導体装置の製造工程を示した図であり、図１４は、図９に示した構造体を平面視した図である。なお、図６乃至図１４において、図３に示した半導体装置５０と同一構成部分には同一の符号を付す。
【００３７】
始めに、図６に示すように、基材５２に貫通ビア５３を形成し、続いて、基材５２の上面５２Ａの電子部品配設領域Ｅ内に接続部５４，５５とグラウンド端子５６とを一度に形成する。次に、基材５２の下面５２Ｂに、接続パッド６２を備えた配線６１を形成し、その後、基材５２の上面５２Ａに絶縁層５７と、基材５２の下面５２Ｂ側にソルダーレジスト６３とを形成する。
【００３８】
次に、図７に示すように、複数の個別部品７０及び半導体チップ７５を基板５１に接続する。個別部品７０の電極７１は、はんだペースト７３により接続部５５と接続される。半導体チップ７５は、接着剤７９により基材５２の上面５２Ａに接着され、電極パッド７７と接続部５４とがワイヤ８１を介して接続される。
【００３９】
次に、図８に示すように、凸部９１を有した金型９０を、凸部９１がグラウンド端子５６と接触するように基材５２上に配置させ、トランスファーモールド法により、金型９０と基材５２との間にトランスファーモールド樹脂８３を充填する。凸部９１は、トランスファーモールド樹脂８３に開口部９３を形成するためのものである。凸部９１は、グラウンド端子５６と対応するよう金型９０に形成されている。凸部９１の下端部の直径Ｒ２は、例えば、２５０μｍ〜４００μｍとすることができる。
【００４０】
また、基材５２と対向する金型９０の面９０Ａは、平坦な面とされている。その後、図９及び図１４に示すように、金型９０を取り外すことで、電子部品配設領域Ｅに、グラウンド端子５６を露出する開口部９３を有すると共に、上面８３Ａが平坦な面とされたトランスファーモールド樹脂８３が形成される。開口部９３の下端の開口径Ｒ１の大きさは、例えば、２５０μｍ〜４００μｍとすることができる（Ｒ１＝Ｒ２）。
【００４１】
次に、図１０に示すように、導電性接着剤８４を開口部９３に充填すると共に、トランスファーモールド樹脂８３の上面８３Ａに設け、シールド部材８６をトランスファーモールド樹脂８３に押し当てる。これにより、図１１に示すように、シールド部材８６の開放側の端部が基材５２の上面５２Ａに当接されると共に、導電性接着剤８４によりシールド部材８６がトランスファーモールド樹脂８３に接着される。
【００４２】
続いて、図１２に示すように、接続パッド６２にはんだボール６５が配設される。その後、ダイサーにより、個々の半導体装置５０となるように個片化されて、図１３に示すような半導体装置５０が製造される。
【００４３】
以上説明したように、トランスファーモールド法により、複数の基板形成領域Ｆに存在する複数の個別部品７０及び半導体チップ７５を覆うようトランスファーモールド樹脂８３を一括して形成するため、ポッティング法を用いた従来の半導体装置１０，４０と比較して、半導体装置５０の生産性を向上させることができる。
【００４４】
以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。なお、本発明は、基材５２に半導体チップをフリップチップ接続した場合にも適用でき、同様な効果を得ることができる。また、導電性接着剤８４は、少なくともグラウンド端子５６とシールド部材８６，１０１との間を電気的に接続するように設けられていれば良い。さらに、はんだボール６５を備えていない半導体装置にも、本発明は適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明によれば、小型化ができると共に、生産性を向上することのできる半導体装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】シールドケースを備えた従来の半導体装置の断面図（その１）である。
【図２】シールドケースを備えた従来の半導体装置の断面図（その２）である。
【図３】本発明の実施例による半導体装置の断面図である。
【図４】板状のシールド部材を備えた半導体装置の断面図である。
【図５】本実施例の基板が製造される基材の平面図である。
【図６】本実施例の半導体装置の製造工程を示した図（その１）である。
【図７】本実施例の半導体装置の製造工程を示した図（その２）である。
【図８】本実施例の半導体装置の製造工程を示した図（その３）である。
【図９】本実施例の半導体装置の製造工程を示した図（その４）である。
【図１０】本実施例の半導体装置の製造工程を示した図（その５）である。
【図１１】本実施例の半導体装置の製造工程を示した図（その６）である。
【図１２】本実施例の半導体装置の製造工程を示した図（その７）である。
【図１３】本実施例の半導体装置の製造工程を示した図（その８）である。
【図１４】図９に示した構造体を平面視した図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０，４０，５０，１００  半導体装置
１１，５１  基板
１２，４１，５２  基材
１３，５３  貫通ビア
１４，１５，５４，５５  接続部
１６，４２，５６  グラウンド端子
１７，５７  絶縁層
２１，６１  配線
２２，６２  接続パッド
２３，６３  ソルダーレジスト
２４，７９  接着剤
２５，６５  はんだボール
２６，７０  個別部品
２７，３７，７３  はんだペースト
３１，７５  半導体チップ
３２，７６  半導体チップ本体
３３，７７  電極パッド
３４  金ワイヤ
３５  ポッティング樹脂
３６，４４  シールドケース
５２Ａ，８３Ａ  上面
５２Ｂ  下面
８１  ワイヤ
８３  トランスファーモールド樹脂
８３Ｂ  側面
８４  導電性接着剤
８６，１０１  シールド部材
９０  金型
９０Ａ  面
９１  凸部
９３  開口部
Ｃ  隙間
Ｅ  電子部品配設領域
Ｆ  基板形成領域
Ｈ１〜Ｈ５  高さ
Ｒ１  開口径
Ｒ２  直径
【図１】
2006156798.tif 000003
【図２】
2006156798.tif 000004
【図３】
2006156798.tif 000005
【図４】
2006156798.tif 000006
【図５】
2006156798.tif 000007
【図６】
2006156798.tif 000008
【図７】
2006156798.tif 000009
【図８】
2006156798.tif 000010
【図９】
2006156798.tif 000011
【図１０】
2006156798.tif 000012
【図１１】
2006156798.tif 000013
【図１２】
2006156798.tif 000014
【図１３】
2006156798.tif 000015
【図１４】
2006156798.tif 000016