(57)【要約】【課題】圧力変動を振動により検出する音響検出部を有する半導体センサチップを備えた半導体装置において、音響検出部を各種環境要素や過度の圧力変動から容易に保護することができるようにする。【解決手段】中空の空洞部Ｓ及び該空洞部Ｓを外方に連通させる音響孔２１を有するハウジング４と、該ハウジング４内に配されて圧力変動を振動により検出する音響検出部１３を有する半導体センサチップ５とを備え、前記ハウジング４に、前記音響孔２１から前記空洞部Ｓに入り込む前記圧力変動や環境要素が前記音響孔２１から直接前記音響検出部１３に向かうことを阻止する侵入方向規制構造２５が形成されていることを特徴とする半導体装置１を提供する。【選択図】図２
2008311940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空の空洞部及び該空洞部を外方に連通させる音響孔を有するハウジングと、該ハウジング内に配されて圧力変動を振動により検出する音響検出部を有する半導体センサチップとを備え、
前記ハウジングに、前記音響孔から前記空洞部に入り込む前記圧力変動や環境要素が前記音響孔から直接前記音響検出部に向かうことを阻止する侵入方向規制構造が形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記侵入方向規制構造が、前記ハウジングの内面から突出する突出壁部を備え、
該突出壁部が、前記音響孔と前記音響検出部との間に配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】
前記ハウジングに、前記圧力変動や前記環境要素の少なくとも一部を前記空洞部から外方に放出するための開口孔が形成され、
前記突出壁部が、前記音響孔から前記空洞部に入り込んだ前記圧力変動や前記環境要素の少なくとも一部を前記開口孔まで導くように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記ハウジングに、切り込み線と該切り込み線の両端を結ぶ折り曲げ線とが形成され、
前記突出壁部が、前記切り込み線及び前記折り曲げ線によって囲まれた領域部分を空洞部に突出させるように、前記折り曲げ線において折り曲げることで形成され、
前記音響孔の周縁が、前記突出壁部を形成した状態で前記切り込み線及び前記折り曲げ線によって画成されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記侵入方向規制構造が、前記ハウジングの外方側から前記空洞部に向けて前記音響孔を前記半導体センサチップから漸次離すように形成してな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６】
前記ハウジングに、その外面から空洞部に向けて窪むと共に内面から突出する窪み部が形成され、
前記侵入方向規制構造が、前記音響孔を前記音響検出部に対向しない前記窪み部の側壁部に形成してな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７】
前記ハウジングに、前記空洞部から外方に連通する貫通孔が形成され、
前記侵入方向規制構造が、前記空洞部内に設けられて前記音響孔と前記貫通孔とを連結する管状のパイプ部からなり、
該パイプ部の周壁部に、前記パイプ部内と前記空洞部とを連通する連通孔が形成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８】
中空の空洞部を有するハウジングと、前記空洞部に配されて圧力変動を振動により検出する音響検出部を有する半導体センサチップとを備え、
前記ハウジングに、その外方の圧力変動に応じて振動すると共に該振動に基づく圧力変動を前記空洞部に伝播させる振動部が設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
前記振動部が、前記ハウジングとの接続部分を残して前記ハウジングに形成された切り込み線によって囲まれて前記ハウジングに対して振動可能とされた振動片と、前記切り込み線を覆うように前記ハウジングの内面若しくは外面に貼り付けられて前記振動片の振動に応じて弾性変形可能な弾性膜とを備えることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記振動部が、前記ハウジングに形成されて前記空洞部を外方に連通させる開口孔と、該開口孔を閉塞するように前記ハウジングの内面若しくは外面に取り付けられて弾性変形可能な弾性膜とを備えることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１１】
中空の空洞部及び該空洞部を外方に連通させる音響孔を有するハウジング内に、圧力変動を振動により検出する音響検出部を有する半導体センサチップを設けた構成の半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、
基板の搭載面に前記半導体センサチップを固定するチップ搭載工程と、前記搭載面上に少なくとも前記半導体センサチップの上方を覆う蓋体部材を配置して、前記基板と共に前記空洞部を有する前記ハウジングを形成する蓋体設置工程とを備えると共に、
該蓋体設置工程の前に、前記蓋体部材に線状の切り込み線を形成する切り込み形成工程と、前記蓋体部材に前記切り込み線の両端を結ぶ折り曲げ線が形成されるように前記蓋体部材に塑性変形加工を施して、前記切り込み線及び前記折り曲げ線によって囲まれた領域部分を前記蓋体の一方の主面から突出する突出壁部とすると共に、該突出壁部が形成された状態における前記切り込み線及び前記折り曲げ線を前記音響孔の周縁とする変形加工工程とを備え、
前記蓋体設置工程において、前記一方の主面が前記搭載面に対向するように、かつ、前記突出壁部が前記音響検出部と前期音響孔との間に配されるように、前記蓋体部材を配置す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、マイクロフォンチップや圧力センサチップ等の半導体センサチップを備える半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置（マイクロフォンパッケージ）は、例えば特許文献１のように、中空の空洞部及びこの空洞部を外方に連通させる音響孔を形成したハウジング内に、音響等の圧力変動を振動により検出するトランスデューサ部（音響検出部）を備えた半導体センサチップ（マイクロフォンチップ）を配して構成されている。
【特許文献１】特表２００４−５３７１８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ハウジングに単純な音響孔を形成しただけでは、太陽光や液滴、粉塵等の環境要素が音響孔から空洞部に入り込みやすくなる。特に、トランスデューサ部に液滴や粉塵が付着したり、光が到達すると半導体センサチップの特性が変動するという問題がある。
また、単純な音響孔の場合には、過度の圧力変動が音響孔から空洞部に入り込んで直接トランスデューサ部に到達してしまうため、トランスデューサ部に応力がかかってしまうという問題もある。
なお、特許文献１の半導体装置には環境バリアが設けられているが、この環境バリアは音響孔から空洞部への前記環境要素の侵入を防止するものであって、トランスデューサ部を過度の圧力変動から保護する役割は果たしていない。また、環境バリアの構造は複雑であり、その製造に際しては手間が掛かるという問題もある。
【０００４】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、半導体センサチップを環境要素及び過度の圧力変動から容易に保護することができる半導体装置及びそ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】
【０００５】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の半導体装置は、中空の空洞部及び該空洞部を外方に連通させる音響孔を有するハウジングと、該ハウジング内に配されて圧力変動を振動により検出する音響検出部を有する半導体センサチップとを備え、前記ハウジングに、前記音響孔から前記空洞部に入り込む前記圧力変動や環境要素が前記音響孔から直接前記音響検出部に向かうことを阻止する侵入方向規制構造が形成されていることを特徴とする。
【０００６】
また、前記半導体装置においては、前記侵入方向規制構造が前記ハウジングの内面から突出する突出壁部を備え、該突出壁部が前記音響孔と前記音響検出部との間に配されるとしてもよい。
さらに、前記半導体装置においては、前記侵入方向規制構造が、前記ハウジングの外方側から前記空洞部に向けて前記音響孔を前記半導体センサチップから漸次離すように形成して構成されるとしてもよい。
また、前記半導体装置においては、前記ハウジングに、その外面から空洞部に向けて窪むと共に内面から突出する窪み部が形成され、前記侵入方向規制構造が前記音響孔を前記音響検出部に対向しない前記窪み部の側壁部に形成して構成されるとしてもよい。
【０００７】
これらの発明に係る半導体装置においては、突出壁部や、ハウジングの外方から空洞部に向けて半導体センサチップから漸次離れるように形成された音響孔、凹部に形成された音響孔からなる侵入方向規制構造が形成されているため、空洞部に入り込んだ音響等の圧力変動が直接向かうことがなく、ハウジングの内面や突出壁部等において反射や回折したものが音響検出部に到達することになる。したがって、過度の圧力変動が空洞部に入り込んだとしても、前述の反射や回折によってこの圧力変動を減衰させることができるため、圧力変動によって音響検出部に過度の応力がかかってしまうことを防止できる。
また、太陽光や粉塵、液滴等の環境要素が空洞部に入り込んだとしても、侵入方向規制構造によって直接音響検出部に到達することが防止されるため、音響検出部に液滴や粉塵等が付着したり、光が到達するなどして半導体センサチップの特性が変動することも防止できる。
【０００８】
また、前記半導体装置においては、前記ハウジングに、前記圧力変動や前記環境要素の少なくとも一部を前記空洞部から外方に放出するための開口孔が形成され、前記突出壁部が前記音響孔から前記空洞部に入り込んだ前記圧力変動や前記環境要素の少なくとも一部を前記開口孔まで導くように形成されるとしてもよい。
この場合には、音響孔から空洞部に入り込んだ過度の圧力変動や環境要素の一部を、突出壁部によって開口孔まで案内すると共に、開口孔からハウジングの外方に放出することができるため、音響検出部に過度の応力がかかってしまうこと、及び、半導体センサチップの特性が変動することをさらに確実に防止できる。
【０００９】
さらに、前記半導体装置においては、前記ハウジングに、切り込み線と該切り込み線の両端を結ぶ折り曲げ線とが形成され、前記突出壁部が、前記切り込み線及び前記折り曲げ線によって囲まれた領域部分を空洞部に突出させるように、前記折り曲げ線において折り曲げることで形成され、前記音響孔の周縁が、前記突出壁部を形成した状態で前記切り込み線及び前記折り曲げ線によって画成されるとしてもよい。
【００１０】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、中空の空洞部及び該空洞部を外方に連通させる音響孔を有するハウジング内に、圧力変動を振動により検出する音響検出部を有する半導体センサチップを設けた構成の半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、基板の搭載面に前記半導体センサチップを固定するチップ搭載工程と、前記搭載面上に少なくとも前記半導体センサチップの上方を覆う蓋体部材を配置して、前記基板と共に前記空洞部を有する前記ハウジングを形成する蓋体設置工程とを備えると共に、該蓋体設置工程の前に、前記蓋体部材に線状の切り込み線を形成する切り込み形成工程と、前記蓋体部材に前記切り込み線の両端を結ぶ折り曲げ線が形成されるように前記蓋体部材に塑性変形加工を施して、前記切り込み線及び前記折り曲げ線によって囲まれた領域部分を前記蓋体の一方の主面から突出する突出壁部とすると共に、該突出壁部が形成された状態における前記切り込み線及び前記折り曲げ線を前記音響孔の周縁とする変形加工工程とを備え、前記蓋体設置工程において、前記一方の主面が前記搭載面に対向するように、かつ、前記突出壁部が前記音響検出部と前期音響孔との間に配されるように、前記蓋体部材を配置することを特徴とする。
【００１１】
これらの場合には、ハウジングの構成部品とは個別の部材によって突出壁部を形成する必要がなくなるため、ハウジングの構成部品点数を減らして、半導体装置の製造コスト削減を図ることができる。
また、蓋体部材の一部を折り曲げることで、音響孔及び突出壁部を同時に形成することが可能となるため、半導体装置の製造効率向上を図ることもできる。
【００１２】
また、前記半導体装置においては、前記ハウジングに、前記空洞部から外方に連通する貫通孔が形成され、前記侵入方向規制構造が、前記空洞部内に設けられて前記音響孔と前記貫通孔とを連結する管状のパイプ部からなり、該パイプ部の周壁部に、前記パイプ部内と前記空洞部とを連通する連通孔が形成されるとしてもよい。
この発明に係る半導体装置においては、圧力変動が音響孔からパイプ部に入り込むと、その一部がパイプ部の連通孔を介して空洞部に入り込み、その残部が貫通孔からハウジングの外方に抜けることになる。すなわち、空洞部に入り込んで音響検出部に到達する圧力変動は、少なくともパイプ部の連通孔において回折して減衰されたものとなる。したがって、過度の圧力変動が直接空洞部に入り込むことを抑制し、この圧力変動によって音響検出部に過度の応力がかかってしまうことを防止できる。
また、外方から音響孔に到達する太陽光や粉塵、液滴等の環境要素もパイプ部及びこれに形成された連通孔を介さなければ、音響検出部に到達することがないため、音響検出部に液滴や粉塵等が付着したり、光が到達するなどして半導体センサチップの特性が変動することも防止できる。
【００１３】
さらに、本発明の半導体装置は、中空の空洞部を有するハウジングと、前記空洞部に配されて圧力変動を振動により検出する音響検出部を有する半導体センサチップとを備え、前記ハウジングに、その外方の圧力変動に応じて振動すると共に該振動に基づく圧力変動を前記空洞部に伝播させる振動部が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
この発明に係る半導体装置においては、ハウジングの外方で生じた圧力変動が、振動部の振動によって空洞部に伝播するため、ハウジングに空洞部を外方に連通させる音響孔を形成することなく、すなわち、中空の空洞部を外方に対して密閉した状態でも、圧力変動を音響検出部まで到達させることができる。したがって、太陽光や粉塵、液滴等の環境要素が音響検出部に到達することがなく、音響検出部に液滴や粉塵等が付着したり、光が到達するなどして半導体センサチップの特性が変動することを確実に防止できる。
そして、過度の圧力変動がハウジングの外側に到達しても、振動部においてこの圧力変動を減衰させることができるため、圧力変動によって音響検出部に過度の応力がかかってしまうことを防止できる。
【００１５】
なお、前記半導体装置においては、前記振動部が、前記ハウジングとの接続部分を残して前記ハウジングに形成された切り込み線によって囲まれて前記ハウジングに対して振動可能とされた振動片と、前記切り込み線を覆うように前記ハウジングの内面若しくは外面に貼り付けられて前記振動片の振動に応じて弾性変形可能な弾性膜とを備える、としてもよい。
【００１６】
また、前記半導体装置においては、前記振動部が、前記ハウジングに形成されて前記空洞部を外方に連通させる開口孔と、該開口孔を閉塞するように前記ハウジングの内面若しくは外面に取り付けられて弾性変形可能な弾性膜とを備えるとしてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、音響等の圧力変動や環境要素が音響孔から空洞部に入り込んだとしても、侵入方向規制構造によってその入り込む向きが規制されるため、半導体センサチップの音響検出部を環境要素及び過度の圧力変動から容易に保護することができる。
また、本発明によれば、ハウジングに振動部を設けることで、過度の圧力変動が入り込むことを抑制できると共に環境要素が入り込むことを防止できるため、半導体センサチップの音響検出部を環境要素及び過度の圧力変動から容易に保護することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図１，２を参照して本発明の第１実施形態に係る半導体装置について説明する。図１，２に示すように、この実施形態に係る半導体装置１は、箱型に形成された基板３と、基板３の表面３ａ側に重ねて配されたマイクロフォンチップ（半導体センサチップ）５、ＬＳＩチップ７及び蓋体部材９とを備えており、所謂マイクロフォンパッケージを構成している。
【００１９】
マイクロフォンチップ５は、厚さ方向に貫通する内孔１１ａを形成してなる支持部１１と、支持部１１の内孔１１ａを覆うように設けられて音響等の圧力変動を振動により検出する音響検出部１３とを備えている。また、音響検出部１３は、支持部１１の内孔１１ａを覆うように設けられた略板状の固定電極１３ａと、固定電極１３ａと支持部１１の厚さ方向に所定の間隔をもって対向配置されて圧力変動に応じて振動するダイヤフラム１３ｂとを備えている。
ＬＳＩチップ７は、マイクロフォンチップ５を駆動制御する役割を果たすものであり、例えばマイクロフォンチップ５からの電気信号を増幅するための増幅回路や、前記電気信号をデジタル信号として処理するためのＡ／Ｄ変換器、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）等を含んで構成されている。
【００２０】
基板３は、例えばセラミック基板等の所謂多層配線基板をなしており、この基板３には、その表面３ａから窪む断面視略矩形状の凹部１５が形成されている。なお、基板３がセラミック多層配線基板からなる場合、これは基板３の配線部をなす所定パターンの導電路を形成したセラミックシートを複数積層して製造することができる。そして、前述の凹部１５は、環状に形成されたセラミックシートを積層することで形成することができる。
前述のマイクロフォンチップ５及びＬＳＩチップ７は、不図示のダイボンド材を介して凹部１５の底面（搭載面）１５ａに搭載されている。なお、マイクロフォンチップ５は、その音響検出部１３が内孔１１ａを介してこの凹部１５の底面１５ａに対向するように配されている。
【００２１】
そして、凹部１５の底面１５ａに配されたマイクロフォンチップ５及びＬＳＩチップ７は、第１のワイヤー１７によって相互に電気接続されており、また、ＬＳＩチップ７は、第２のワイヤー（不図示）を介して凹部１５の底面１５ａに露出する基板３の配線部（不図示）に電気接続されている。なお、基板３の配線部は、基板３の外面まで延びて形成されており、不図示の実装基板に半導体装置１を搭載した状態において、マイクロフォンチップ５及びＬＳＩチップ７が実装基板に電気接続されるようになっている。
さらに、凹部１５の底面１５ａには、ＬＳＩチップ７、並びに、これと第１のワイヤー１７及び第２のワイヤーとの接合部分を封止する樹脂封止部１９が形成されており、この樹脂封止部１９によってＬＳＩチップ７及び前記接合部分が保護されている。
【００２２】
蓋体部材９は、例えば銅材等の導電性を有する材料を略板状に形成したものであり、基板３の表面３ａに固定されている。そして、この蓋体部材９は、凹部１５を覆うことで、すなわち、基板３の底面１５ａ、マイクロフォンチップ５及びＬＳＩチップ７の上方を覆うことで、基板３と共にマイクロフォンチップ５及びＬＳＩチップ７を含む空洞部Ｓを形成するようになっている。また、蓋体部材９には、その厚さ方向に貫通して空洞部Ｓを外方に連通させる音響孔２１が形成されている。
したがって、蓋体部材９は、基板３と共に空洞部Ｓ及びこれを外方に連通させる音響孔２１を有するハウジング４を構成しており、このハウジング４内にマイクロフォンチップ５及びＬＳＩチップ７が配されることになる。
【００２３】
ところで、蓋体部材９には、その厚さ方向に貫く平面視で曲線状（図示例では円弧状）の切り込み線２３ａ、及び、その両端を結ぶ平面視直線状の折り曲げ線２３ｂが形成されており、これら切り込み線２３ａ及び折り曲げ線２３ｂによって囲まれた平面視の領域部分（図示例における略半円状の領域部分）が、マイクロフォンチップ５やＬＳＩチップ７に対向してハウジング４の内面をなす蓋体部材９の裏面９ａから空洞部Ｓ側に向けて突出するように折り曲げ線２３ｂにおいて折り曲げられている。これにより、蓋体部材９のうち切り込み線２３ａ及び折り曲げ線２３ｂによって囲まれた平面視の領域部分が、ハウジング４の内面から空洞部Ｓ側に突出する略板状の突出壁部２５をなし、前述した音響孔２１の周縁は、この突出壁部２５を形成した状態で切り込み線２３ａ及び折り曲げ線２３ｂによって画成されている。
ここで、切り込み線２３ａ及び折り曲げ線２３ｂは樹脂封止部１９によって封止されたＬＳＩチップ７の上方に形成されており、また、折り曲げ線２３ｂが切り込み線２３ａよりもマイクロフォンチップ５に近い側に形成されている。これによって、突出壁部２５が音響孔２１と音響検出部１３との間に配されることになる。
【００２４】
また、突出壁部２５は、音響孔２１の周縁をなす折り曲げ線２３ｂを起点として、音響検出部１３から離れる方向に傾斜しており、平面視で音響孔２１から外方に露出するように配されている。したがって、圧力変動や太陽光や粉塵、液滴等の環境要素は、音響孔２１から空洞部Ｓに入り込む段階において、突出壁部２５によって音響検出部１３から離れる方向（図２の矢印ａ）に規制されることになる。すなわち、この実施形態においては、突出壁部２５が、音響孔２１から空洞部Ｓに入り込む圧力変動や環境要素が音響孔２１から直接音響検出部１３に向かうことを阻止する侵入方向規制構造をなしている。
なお、空洞部Ｓに入り込んだ圧力変動は、ハウジング４内において反射・回折することで音響検出部１３に到達し、これによって圧力変動を検出することができる。
【００２５】
次に、上記構成の半導体装置１の製造方法について述べる。
半導体装置１を製造する際には、凹部１５を有する基板３を予め製造しておき、基板３の底面１５ａにマイクロフォンチップ５及びＬＳＩチップ７を固定する（チップ搭載工程）。次いで、ワイヤーボンディングにより、マイクロフォンチップ５とＬＳＩチップ７との間に第１のワイヤー１７を配すると共に、ＬＳＩチップ７と基板３の配線部との間に第２のワイヤーを配する（配線工程）。そして、配線工程の終了後には、前述のワイヤーとの接合部分を含むＬＳＩチップ７全体を封止する樹脂封止部１９を形成する（封止工程）。
【００２６】
また、これらチップ搭載工程、配線工程及び封止工程の前後あるいは同時に、蓋体部材９を形成する（蓋体形成工程）。
この蓋体形成工程においては、はじめに、蓋体部材９にその厚さ方向に貫く平面視曲線状の切り込み線２３ａを形成する（切り込み形成工程）。次いで、蓋体部材９に切り込み線２３ａの両端を結ぶ折り曲げ線２３ｂが形成されるように蓋体部材９に塑性変形加工を施す（変形加工工程）。この塑性変形加工を施すことにより、切り込み線２３ａ及び折り曲げ線２３ｂによって囲まれた領域が蓋体部材９の裏面（一方の主面）９ａから突出する突出壁部２５とされ、また、突出壁部２５が形成された状態における切り込み線２３ａ及び折り曲げ線２３ｂが音響孔２１の周縁となる。なお、具体的な塑性変形加工としては、例えばプレス加工が挙げられる。
【００２７】
そして、上述したチップ搭載工程、配線工程、封止工程及び蓋体形成工程の終了後には、蓋体部材９を基板３の表面３ａに固定することで（蓋体設置工程）、基板３及び蓋体部材９により空洞部Ｓが形成され、半導体装置１の製造が完了する。なお、この蓋体設置工程においては、蓋体部材９の裏面９ａが凹部１５の底面１５ａに対向するように、かつ、突出壁部２５が音響孔２１と音響検出部１３との間に配されるように、蓋体部材９を固定すればよい。
【００２８】
上記半導体装置１によれば、突出壁部２５が形成されているため、空洞部Ｓに入り込んだ音響等の圧力変動が直接音響検出部１３に向かうことがなく、ハウジング４の内面や突出壁部２５等において反射や回折したものが音響検出部１３に到達することになる。したがって、過度の圧力変動が空洞部Ｓに入り込んだとしても、前述の反射や回折によってこの圧力変動を減衰させることができるため、圧力変動によって音響検出部１３に過度の応力がかかってしまうことを防止できる。
また、太陽光や粉塵、液滴等の環境要素が音響孔２１から空洞部Ｓに入り込んだとしても、突出壁部２５によって直接音響検出部１３に到達することが防止されるため、音響検出部１３に液滴や粉塵等が付着したり、光が到達するなどしてマイクロフォンチップ５の特性が変動することも防止できる。
【００２９】
また、半導体装置１及びその製造方法によれば、突出壁部２５が蓋体部材９に一体に形成されるため、ハウジング４の構成部品点数を減らして、半導体装置１の製造コスト削減を図ることができる。
さらに、蓋体部材９の一部を折り曲げることで音響孔２１及び突出壁部２５を同時に形成することができるため、半導体装置１の製造効率向上を図ることもできる。
【００３０】
なお、上記実施形態において、音響孔２１及び突出壁部２５は、蓋体部材９に形成された平面視曲線状の切り込み線２３ａ及び直線状の折り曲げ線２３ｂによって画成されるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも折り曲げ線２３ｂが切り込み線２３ａよりもマイクロフォンチップ５に近い側に形成されていればよく、任意形状の切り込み線２３ａ及び折り曲げ線２３ｂによって画成することが可能である。
すなわち、例えば図３〜５に示すように、音響孔３１及び突出壁部３３は、平面視直線状の切り込み線３２ａ及びこの両端を結ぶように形成された複数の平面視直線状の折り曲げ線３２ｂ〜３２ｄによって画成されるとしても構わない。なお、図示例では複数の直線状の折り曲げ線３２ｂ〜３２ｄが形成されているが、例えば１つの曲線状の折り曲げ線であってもよい。
【００３１】
この場合には、上記実施形態と同様の変形加工工程において塑性変形加工を施すことにより、切り込み線３２ａ及び折り曲げ線３２ｂ〜３２ｄによって囲まれる領域部分が、蓋体部材９の裏面９ａから突出することになり、突出壁部３３をなす。また、突出壁部３３が形成された状態における切り込み線３２ａ及び折り曲げ線３２ｂ〜３２ｄが音響孔３１の周縁をなす。
なお、図３に示す蓋体部材９の平面図においては、音響孔３１及び突出壁部３３が平面視で台形状に形成され、図４に示す蓋体部材９の断面図においては、突出壁部３３が上記実施形態と同様に音響検出部１３から離れる方向に傾斜している。また、図５に示す突出壁部３３の断面視形状は円弧状となっている。すなわち、図示例の突出壁部３３は、切り込み線３２ａ及び折り曲げ線３２ｂによって囲まれる領域部分を蓋体部材９の表面９ｂから窪ませることで形成されている。
【００３２】
また、上記実施形態においては、突出壁部２５が、音響検出部１３から離れる方向に傾斜して平面視で音響孔２１から外方に露出するとしたが、これに限ることはなく、少なくとも音響孔２１と音響検出部１３との間に配されていればよい。すなわち、例えば図６に示すように、突出壁部２５は、その傾斜方向の中途部２５ａに折り目を付けて形成されるとしてもよいし、例えば、蓋体部材９の裏面９ａから垂直に突出させるとしてもよい。
また、例えば図７に示すように、突出壁部３７は、蓋体部材９とは別個の部材によって形成されるとしても構わない。なお、この場合には、突出壁部３７とは個別に音響孔３９を蓋体部材９に形成する必要がある。
【００３３】
また、ハウジング４には、音響孔２１及び突出壁部２５が形成されることに加え、例えば図８〜１０に示すように、環境要素の少なくとも一部を空洞部Ｓから外方に放出するための開口孔４１，４２，４３が形成されるとしてもよく、突出壁部２５が音響孔２１から空洞部Ｓに入り込んだ圧力変動や環境要素の少なくとも一部を開口孔４１，４２，４３まで導くように形成されるとしても構わない。
すなわち、例えば図８，９に示すように、前記開口孔４１，４２が、突出壁部２５によって規制された圧力変動や環境要素の入り込む向きの前方に位置するように、ハウジング４を構成する基板３のうち、ハウジング４の内面をなす凹部１５の側面に開口するとしてもよい。また、例えば図１０に示すように、前記開口孔４３は蓋体部材９に形成されるとしてもよい。この構成の場合は、突出壁部２５によって規制された圧力変動や環境要素の入り込む向きの前方側に樹脂封止部１９の上面部分を配置させると共に樹脂封止部１９にその上面部分から窪む凹部１９ａを形成し、この凹部１９ａにおいて音響孔２１から入り込んだ圧力変動や環境要素の流れの向きを開口孔４３に向かわせるように変更させればよい。
【００３４】
これらの場合には、音響孔２１から空洞部Ｓに入り込んだ過度の圧力変動や環境要素の一部を、突出壁部２５や樹脂封止部１９の上面側に形成された凹部１９ａによって開口孔４１，４２，４３まで案内すると共に、開口孔４１，４２，４３からハウジング４の外方に放出することができるため、音響検出部１３に過度の応力がかかってしまうこと、及び、マイクロフォンチップ５の特性が変動することをさらに確実に防止できる。
なお、図９に示すように、空洞部Ｓ側から外方に向けて基板３を貫通する開口孔４２の貫通方向が突出壁部２５の傾斜方向に一致している場合には、突出壁部２５の傾斜方向に沿って入り込んだ環境要素や過度の圧力変動をさらに効率よく開口孔４２から外方に放出することが可能となる。
【００３５】
そして、前記開口孔４１，４２，４３を形成した半導体装置２０，３０，４０を携帯電話機等の電子機器を構成する筐体５０内部に配置する場合には、図８〜１０に示すように、音響孔２１が筐体５０に形成されて音響を外方から該筐体５０内部に導くための導入孔５１に臨むように配置すると共に、半導体装置２０，３０，４０の音響孔２１と筐体５０の導入孔５１との間を筐体の内部空間に対して隔離すればよい。なお、隔離する方法は、例えば図８，１０に示すように、導入孔５１の周縁に位置する筐体５０の内面５０ａから突出する環状突起部５２を音響孔２１周囲に位置する蓋体部材９の表面９ｂに突き当ててもよいし、例えば図９に示すように、音響孔２１と導入孔５１との間にガスケット等の別個の音漏れ防止用の部材５５を挟み込むとしても構わない。
このように半導体装置２０，３０，４０を配置することで、前述した開口孔４１，４２，４３が空洞部Ｓを筐体５０の内部空間に連通させることが可能となるため、筐体５０の外方の圧力変動や環境要素が開口孔４１，４２，４３から空洞部Ｓ内に侵入することを容易に防止できる。
【００３６】
なお、音響孔２１から空洞部Ｓ内に入り込んだ環境要素や音響変動を外方に放出する手法は、上述した開口孔４１，４２，４３の形成に限ることはない。すなわち、例えば図１１に示すように、基板３に空洞部Ｓから外方に連通する貫通孔６１を形成すると共に、蓋体部材９に形成された音響孔６２と前記貫通孔６１とを連結する管状のパイプ部６３を空洞部Ｓ内に設けてもよい。ここで、パイプ部６３の周壁部には、パイプ部６３内と空洞部Ｓとを連通する複数の連通孔６４が形成されている。
【００３７】
この構成の半導体装置６０では、圧力変動が音響孔６２からパイプ部６３に入り込むと、その一部がパイプ部６３の連通孔６４を介して空洞部Ｓに入り込み、その残部が貫通孔６１からハウジング４の外方に抜け出ることになる。すなわち、空洞部Ｓに入り込んで音響検出部１３に到達する圧力変動は、少なくともパイプ部６３の連通孔６４において回折して減衰されたものとなる。これにより、過度の圧力変動が直接空洞部Ｓに入り込むことが抑制され、この圧力変動によって音響検出部１３に過度の応力がかかってしまうことを防止できる。したがって、この構成の半導体装置６０においては、パイプ部６３が侵入方向規制構造の役割を果たすことになる。
【００３８】
また、外方から音響孔６２に到達する太陽光や粉塵、液滴等の環境要素もパイプ部６３及びこれに形成された連通孔６４を介さなければ、音響検出部１３に到達することがないため、音響検出部１３に液滴や粉塵等が付着したり、光が到達するなどしてマイクロフォンチップ５の特性が変動することも防止できる。
なお、この半導体装置６０においても、図８〜１０に示した半導体装置２０，３０，４０と同様に筐体５０内部に配置することで、筐体５０の外方の圧力変動や環境要素が貫通孔６１からパイプ部６３内及び連通孔６４を介して空洞部Ｓ内に侵入することを容易に防止できる。
【００３９】
次に、本発明による第２実施形態について図１２，１３を参照して説明する。なお、この第２実施形態の半導体装置のうち、第１実施形態の半導体装置１の構成要素と同一の部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
【００４０】
図１２，１３に示すように、この実施形態に係る半導体装置７０の蓋体部材９には、空洞部Ｓを外方に連通させる音響孔７１が形成されている。この音響孔７１は、蓋体部材９の表面９ｂから裏面９ａ側に向けて彫り込まれた第１の凹欠部７１ａと、蓋体部材９の裏面９ａから表面９ｂ側に向けて彫り込まれた第２の凹欠部７１ｂとを連ねて構成されている。これら２つの凹欠部７１ａ，７１ｂは、樹脂封止部１９によって封止されたＬＳＩチップ７の上方に形成されている。また、２つの凹欠部７１ａ，７１ｂは、これらの一部のみが蓋体部材９の厚さ方向に重なるように、平面視で相互にずれた位置に配されている。具体的には、第１の凹欠部７１ａが第２の凹欠部７１ｂよりもマイクロフォンチップ５に近い側に形成されている。
すなわち、この音響孔７１は、ハウジング４の外方側から空洞部Ｓに向けてマイクロフォンチップ５から漸次離れるように形成されている。
【００４１】
したがって、圧力変動や環境要素は、音響孔７１から空洞部Ｓに入り込む段階において、この音響孔７１によって音響検出部１３から離れる方向（図１３の矢印ａ）に規制されることになる。すなわち、この実施形態においては、２つの凹欠部７１ａ，７１ｂによって構成される音響孔７１が、空洞部Ｓに入り込む圧力変動や環境要素が音響孔７１から直接音響検出部１３に向かうことを阻止する侵入方向規制構造をなしている。
なお、図示例においては、各凹欠部７１ａ，７１ｂの深さ寸法が蓋体部材９の厚さ寸法の略半分に設定されているが、これに限ることはなく、少なくとも各凹欠部７１ａ，７１ｂの深さ寸法が蓋体部材９の厚さ寸法未満、かつ、２つの凹欠部７１ａ，７１ｂの深さ寸法の合計が蓋体部材９の厚さ寸法以上となっていればよい。また、２つの凹欠部７１ａ，７１ｂが蓋体部材９の厚さ方向に重なる領域も任意に設定することが可能である。
【００４２】
以上のように構成された半導体装置７０は、蓋体形成工程を除いて第１実施形態と同様に製造することができる。すなわち、この半導体装置７０の蓋体部材９を形成する場合には、蓋体部材９の表面９ｂ及び裏面９ａにそれぞれハーフエッチング加工を施して第１の凹欠部７１ａ及び第２の凹欠部７１ｂを形成すればよい（彫り込み加工工程）。
なお、蓋体設置工程においては、蓋体部材９の裏面９ａが凹部１５の底面１５ａに対向するように、かつ、第１の凹欠部７１ａが第２の凹欠部７１ｂよりもマイクロフォンチップ５に近い側に配されるように、蓋体部材９を基板３の表面３ａに固定すればよい。
上記半導体装置１によれば、第１実施形態と同様に、音響孔７１から空洞部Ｓに入り込んだ圧力変動や環境要素が直接音響検出部１３に向かうことがないため、音響検出部１３を環境要素及び過度の圧力変動から容易に保護することができる。
【００４３】
なお、上記実施形態においては、音響孔７１が２つの有低穴７１ａ，７１ｂによって構成されるとしたが、これに限ることはなく、少なくともハウジング４の外方側から空洞部Ｓに向けてマイクロフォンチップ５から漸次離れるように形成されていればよい。すなわち、例えば図１４，１５に示すように、音響孔７３は蓋体部材９の厚さ方向に対して斜行するように形成されるとしてもよい。
この構成の場合には、音響孔７３の孔径を小さく設定したり、蓋体部材９の厚さ方向に対する音響孔７３の傾斜角度を大きく設定することにより、音響孔７３のうち蓋体部材９の裏面９ａ側の開口部７３ａが表面９ｂ側の開口部７３ｂに重なり合うことを防止することもできる（図１４参照）。すなわち、平面視で外方から空洞部Ｓ内が視認されないようにすることが可能となる。
【００４４】
また、例えば図１６，１７に示すように、蓋体部材９にその表面（外面）９ｂから窪むと共に裏面（内面）９ａから突出する窪み部７５を形成しておき、音響孔７７が窪み部７５の側壁部のうち音響検出部１３に対向しない部分に形成されるとしても構わない。
この構成では、窪み部７５及びその側壁部に形成された音響孔７７が、空洞部Ｓに入り込む圧力変動や環境要素が音響孔７７から直接音響検出部１３に向かうことを阻止する侵入方向規制構造をなしており、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００４５】
次に、本発明による第３実施形態について図１８〜２０を参照して説明する。なお、この第３実施形態の半導体装置のうち、第１実施形態の半導体装置１の構成要素と同一の部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
【００４６】
図１８，１９に示すように、この実施形態に係る半導体装置８０の蓋体部材９には、その厚さ方向に貫く平面視略コ字状の切り込み線８１が形成されている。そして、蓋体部材９のうち切り込み線８１に囲まれた領域が振動片８３をなしており、振動片８３は蓋体部材９との接続部分を残して蓋体部材９に対して前記厚さ方向に振動可能となっている。また、蓋体部材９の裏面（内面）９ａには、例えばゴムからなる弾性変形可能な弾性膜８５が切り込み線８１を覆うように貼り付けられている。すなわち、この半導体装置８０においては、空洞部Ｓが弾性膜８５によってハウジング４の外方に対して密閉されることになる。
なお、図示例においては、切り込み線８１が樹脂封止部１９によって封止されたＬＳＩチップ７に対向する位置に形成されているが、少なくとも振動片８３が空洞部Ｓに面するように形成されていればよく、例えばマイクロフォンチップ５に対向する位置に形成されるとしても構わない。
【００４７】
上記構成の半導体装置８０は、蓋体形成工程を除いて第１実施形態と同様に製造することができる。すなわち、この半導体装置８０の蓋体部材９を形成する場合には、はじめに、蓋体部材９にその厚さ方向に貫く平面視略コ字状の切り込み線８１を形成する（切り込み形成工程）。その後、この切り込み線８１を覆うように弾性膜８５が切り込み線８１を覆うように貼り付ければよい（弾性膜貼付工程）。
そして、この半導体装置８０においては、ハウジング４の外方において生じた圧力変動が振動片８３に到達すると、図２０に示すように、振動片８３が前記圧力変動に応じて振動すると共にこの振動に応じて弾性膜８５が弾性変形する。そして、振動片８３の振動に基づいて前記圧力変動が空洞部Ｓ内を伝播し、マイクロフォンチップ５の音響検出部１３に到達することになる。したがって、これら振動片８３及び弾性膜８５は、ハウジング４外方の圧力変動に応じて振動すると共に、この振動に基づいて圧力変動を空洞部Ｓ内に伝播させる振動部を構成している。
【００４８】
上記半導体装置１によれば、ハウジング４に空洞部Ｓを外方に連通させる音響孔を形成することなく、圧力変動を音響検出部１３まで到達させることが可能となる。したがって、環境要素が音響検出部１３に到達することはなく、音響検出部１３に液滴や粉塵等が付着したり、光が到達する等してマイクロフォンチップ５の特性が変動することを確実に防止できる。
また、過度の圧力変動がハウジング４の外側に到達しても、振動部においてこの圧力変動を減衰させることができるため、圧力変動によって音響検出部１３に過度の応力がかかってしまうことを防止できる。なお、圧力変動の減衰率は振動片８３や弾性膜８５の弾性率を適宜調整すればよい。
以上のことから、この半導体装置８０では、音響検出部１３を環境要素及び過度の圧力変動から容易に保護することが可能となる。
【００４９】
なお、上記実施形態の半導体装置８０においては、切り込み線８１を覆って空洞部Ｓをハウジング４の外方に対して密閉する弾性膜８５が、蓋体部材９の裏面９ａに貼り付けられるとしたが、これに限ることはなく、例えば蓋体部材９の表面（外面）９ｂに貼り付けられるとしても構わない。
また、切り込み線８１は略コ字状に形成されるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも蓋体部材９に対して振動可能な振動片８３を形成可能な形状となっていればよい。
【００５０】
さらに、蓋体部材９に形成される振動片８３の厚さ寸法は、蓋体部材９の他の部分と同等にする必要はなく、例えば図２１に示すように、蓋体部材９の他の部分よりも薄くしても構わない。この場合には、蓋体部材９の剛性を保持しながらも振動片８３の剛性を小さくすることができるため、小さな圧力変動に対する振動片８３の感度を向上させることが可能となる。
なお、振動片８３の厚さ寸法を薄くする加工方法としては、例えば蓋体部材９の裏面９ａや表面９ｂにハーフエッチング加工を施すことが挙げられるが、このハーフエッチング加工は弾性膜８５を貼り付ける面とは反対側の面に施すことがより好ましい。すなわち、図示例のように、弾性膜８５が蓋体部材９の裏面９ａに貼り付けられる場合には、蓋体部材９の表面９ｂにハーフエッチング加工を施せばよい。
【００５１】
また、振動部は、振動片８３及び弾性膜８５によって構成されるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも圧力変動に応じて振動すると共にこの振動に基づく圧力変動を空洞部Ｓ内に伝播させる振動部がハウジング４に設けられていればよい。
したがって、例えば図２２に示すように、蓋体部材９にその厚さ方向に貫通して空洞部Ｓを外方に連通させる開口孔８７を形成し、この開口孔８７を閉塞するように蓋体部材９の裏面９ａ若しくは表面９ｂに上記実施形態と同様の弾性膜８９を貼り付けても構わない。この場合には、ハウジング４の外方において生じた圧力変動が弾性膜８９に到達すると、弾性膜８９が前記圧力変動に応じて振動し、この振動に基づいて前記圧力変動が空洞部Ｓ内を伝播することになる。すなわち、この構成においては、弾性膜８９が前記圧力変動を空洞部Ｓ内に伝播させる振動部を構成している。
【００５２】
さらに、上述した全ての実施形態において、ハウジング４は、１つの音響孔から音響等の圧力変動を導入しているが、これに限ることはない。ハウジング４には、２つ以上の侵入方向を規制する構造が形成され、複数の音響孔から音響等の圧力変動を導入してもよい。また、この場合には、例えば、突出壁部２５とパイプ部６３の複数の侵入方向規制構造を併せ持つハウジングを構成してもよい。
以上のようにハウジングを構成することで、音響検出部１３が過度の圧力変動や環境要素に影響されずに適正な圧力変動を音響検出部１３に到達させることが可能となる。
【００５３】
なお、上述した全ての実施形態において、ハウジング４は、凹部１５を形成した基板３及び略板状の蓋体部材９によって構成されるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも空洞部Ｓ及び侵入方向規制構造をなす突出壁部２５や音響孔７１，７３，７５、あるいは、振動部をなす振動片８３や弾性膜８５，８９を有していればよい。したがって、ハウジング４は、例えば前記凹部１５を形成していない板状の基板３と、凹部を形成した箱型の蓋体部材９とによって構成されるとしてもよい。また、侵入方向規制構造をなす突出壁部２５や音響孔７１，７３，７５、あるいは、振動部をなす振動片８３や弾性膜８５，８９は、例えば基板３に形成されるとしても構わない。
【００５４】
また、蓋体設置工程において、蓋体部材９は、マイクロフォンチップ５及びＬＳＩチップ７の上方を覆うように配されるとしたが、これに限ることはなく、少なくともマイクロフォンチップ５の上方を覆ってこれを含む空洞部Ｓが形成されるように基板３の搭載面上に配されていればよい。
さらに、マイクロフォンチップ５を搭載する基板３は、セラミック基板等の所謂多層配線基板によって構成されるとしたが、これに限ることはなく、例えばリードフレームを樹脂モールド部により封止して構成されるとしてもよい。
【００５５】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】この発明の第１実施形態に係る半導体装置を示す概略平面図である。
【図２】図１の半導体装置のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】この発明の他の実施形態に係る半導体装置を示す概略平面図である。
【図４】図２の半導体装置のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図５】図２の半導体装置のＣ−Ｃ矢視断面図である。
【図６】この発明の他の実施形態に係る半導体装置を示す概略側断面図である。
【図７】この発明の他の実施形態に係る半導体装置を示す概略側断面図である。
【図８】この発明の他の実施形態に係る半導体装置を筐体内部に配置した状態を示す概略側断面図である。
【図９】この発明の他の実施形態に係る半導体装置を筐体内部に配置した状態を示す概略側断面図である。
【図１０】この発明の他の実施形態に係る半導体装置を筐体内部に配置した状態を示す概略側断面図である。
【図１１】この発明の他の実施形態に係る半導体装置を示す概略側断面図である。
【図１２】この発明の第２実施形態に係る半導体装置を示す概略平面図である。
【図１３】図１２のＤ−Ｄ矢視断面図である。
【図１４】この発明の他の実施形態に係る半導体装置を示す概略平面図である。
【図１５】図１４の半導体装置のＥ−Ｅ矢視断面図である。
【図１６】この発明の他の実施形態に係る半導体装置を示す概略平面図である。
【図１７】図１６の半導体装置のＦ−Ｆ矢視断面図である。
【図１８】この発明の第３実施形態に係る半導体装置を示す概略平面図である。
【図１９】図１８の半導体装置を筐体内部に配置した状態を示す概略側断面図である。
【図２０】筐体内部に配置された図１８の半導体装置において、振動片が振動する様子を示す概略側断面図である。
【図２１】この発明の他の実施形態に係る半導体装置を示す概略側断面図である。
【図２２】この発明の他の実施形態に係る半導体装置を示す概略側断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１，２０，３０，４０，６０，７０，８０…半導体装置、３…基板、４…ハウジング、５…マイクロフォンチップ（半導体センサチップ）、９…蓋体部材、９ａ…裏面（内面、一方の主面）、９ｂ…表面（外面）、１３…音響検出部、１５ａ…底面（搭載面）、２１，３１，３９，６２，７７…音響孔、２３ａ，３２ａ…切り込み線、２３ｂ，３２ｂ…折り曲げ線、２５，３３，３７…突出壁部（侵入方向規制構造）、４１，４２，４３…開口孔、６１…貫通孔、６３…パイプ部（侵入方向規制構造）、６４…連通孔、７１，７３…音響孔（侵入方向規制構造）、７５…窪み部、８１…切り込み線、８３…振動片、８５…弾性膜、８７…開口孔、８９…弾性膜、Ｓ…空洞部
【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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