(57)【要約】【課題】  半導体素子と電磁波が多く発生する電子部品を含む部品とを搭載した配線基板を備え、不要電磁波の発生を抑えた半導体パッケージを提供する。【解決手段】  配線基板１に半導体素子１０を搭載し、配線基板の配線４に電気的に接続された少なくとも１つの接続部及び配線とは電気的に接続されていないダミーの接続部１１、１２を配線基板上に形成する。配線基板上に半導体素子１０の動作時に半導体素子や他の電子部品のひずみ特性を劣化させる電磁波を発生する部品（２倍波フィルタ回路８、スパイラル回路５、６）を形成する。配線基板の接続部に電子部品７、９を接続すると共にダミー接続部には電磁波を発生する部品を覆う電磁シールド用金属キャップ１３を接続し、半導体素子、電子部品及び金属キャップを被覆する樹脂封止体を形成する。【選択図】  図２、３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁板を基板とする配線基板と、
前記配線基板に搭載された半導体素子と、
前記配線基板に搭載された複数の電子部品と、
前記複数の電子部品のうち、一部の電子部品を覆う電磁シールド用金属キャップと、
前記半導体素子、前記電子部品及び前記金属キャップを被覆する樹脂封止体とを具備したことを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項２】
前記金属キャップに覆われた電子部品は、前記半導体素子の動作時に前記半導体素子や他の電子部品のひずみ特性を劣化させる電磁波を発生させることを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージ。
【請求項３】
前記金属キャップに覆われた電子部品は、送信用電力増幅器に用いられるフィルタ回路もしくはスパイラル回路であることを特徴とする請求項２に記載の半導体パッケージ。
【請求項４】
絶縁板を基板とする配線基板に半導体素子を搭載する工程と、
前記配線基板の配線に電気的に接続された少なくとも１つの接続部及び前記配線とは電気的に接続されていないダミーの接続部を前記配線基板上に形成する工程と、
前記配線基板上に前記半導体素子の動作時に前記半導体素子や他の電子部品のひずみ特性を劣化させる電磁波を発生する部品を形成する工程と、
前記配線基板の前記接続部に電子部品を接続すると共に、前記ダミー接続部には前記電磁波を発生する部品を覆う電磁シールド用金属キャップを接続する工程と、
前記半導体素子、前記電子部品及び前記金属キャップを被覆する樹脂封止体を形成する工程とを具備したことを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
【請求項５】
絶縁板を基板とする配線母材に半導体素子を搭載する工程と、
前記配線基板上に電子部品を形成する工程と、
前記半導体素子及び前記電子部品が搭載された配線母材の上に複数の電磁シールド用金属キャップが組み込まれたマトリックスフレームを載置する工程と、
前記マトリックスフレームが載置された配線母材上に前記半導体素子、前記電子部品及び前記マトリックスフレームを被覆する樹脂封止体を形成する工程と、
前記配線母材、前記樹脂封止体及び前記マトリックスフレームをダイシングして、半導体素子及び電子部品が搭載された配線基板、前記配線基板上の前記樹脂封止体及び前記マトリックスフレームから切り出された電磁シールド用金属キャップからなる半導体パッケージを形成する工程とを具備し、
前記金属キャップは、前記配線基板上に搭載された前記電子部品のうち前記半導体素子の動作時に前記半導体素子や他の電子部品のひずみ特性を劣化させる電磁波を発生する電子部品を覆っていることを特徴とする半導体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、半導体素子と電磁波を多く発生する電子部品とを搭載した配線基板を有する半導体パッケージに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話端末などに用いられる送信用電力増幅器モジュール製品であるパワーアンプ（ＰＡ：Power Amplifier ）の従来のパッケージ構造は、ガラス・セラミック基板に金属キャップで封止したパッケージ（ＰＫＧ）構成であった。しかし、コストの低減やパッケージサイズの小型化要求に応えるために、現在の量産型パッケージは、セラミックス基板にパーツを搭載し、これを樹脂封止した構造である。さらに、これから期待される構造は、コスト低減やパッケージ小形化などの要求に応えるために樹脂基板にパーツを搭載し、これを樹脂封止した構造を採用している。
このような電力用増幅器は動作時に電磁波を発生する。これは増幅器を構成する２倍波共振回路やスパイラル回路などに高周波電流が流れると、電界が発生し、これにより不要輻射が発生するものと解される。従来の技術では、電力用増幅器を収容するパッケージは、前述のように金属キャップであるので、増幅器からの電磁波放散は防がれていたが、金属キャップを用いずに樹脂封止体を使用する現在もしくは今後の半導体パッケージは、封止樹脂体を採用したことにより、電力増幅器を動作させると電磁波が発生し、受信側半導体集積回路などの他部品のひずみ特性を劣化させる不要輻射問題が発生する。
【０００３】
従来技術としては、特許文献１に基板上にブルートゥース集積回路（ＩＣ）とブルートゥース集積回路から出力される送信信号を電力増幅する電力増幅器とを搭載するブルートゥースモジュールにおいて、このモジュールの部品搭載面側をシールドする手段と、この電力増幅器とブルートゥース集積回路との間をシールドする手段とを設けることにより、電力増幅器から発生する輻射ノイズのブルートゥース集積回路への影響を軽減することが記載されている。また、特許文献２には、基板上に搭載された電子部品で構成される高周波回路部を樹脂モールドし、この樹脂体の表面に金属膜を形成して電磁遮蔽することにより部分的シールドを可能とすることが記載されている。
【特許文献１】特開２００２−１８５３３８号公報
【特許文献２】特開２００２−３３４１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、半導体素子と電磁波が多く発生する電子部品を含む部品とを搭載した配線基板を備え、不要電磁波の発生を抑えた半導体パッケージを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の半導体パッケージの一態様は、絶縁板を基板とする配線基板と、前記配線基板に搭載された半導体素子と、前記配線基板に搭載された複数の電子部品と、前記複数の電子部品のうち、一部の電子部品を覆う電磁シールド用金属キャップと、前記半導体素子、前記電子部品及び前記金属キャップを被覆する樹脂封止体とを具備したことを特徴としている。
本発明の半導体パッケージの製造方法の一態様は、絶縁板を基板とする配線基板に半導体素子を搭載する工程と、前記配線基板の配線に電気的に接続された少なくとも１つの接続部及び前記配線とは電気的に接続されていないダミーの接続部を前記配線基板上に形成する工程と、前記配線基板上に前記半導体素子の動作時に前記半導体素子や他の電子部品のひずみ特性を劣化させる電磁波を発生する部品を形成する工程と、前記配線基板の前記接続部に電子部品を接続すると共に、前記ダミー接続部には前記電磁波を発生する部品を覆う電磁シールド用金属キャップを接続する工程と、前記半導体素子、前記電子部品及び前記金属キャップを被覆する樹脂封止体を形成する工程とを具備したことを特徴としている。
【０００６】
また、本発明の半導体パッケージの製造方法の一態様は、絶縁板を基板とする配線母材に半導体素子を搭載する工程と、前記配線基板上に電子部品を形成する工程と、前記半導体素子及び前記電子部品が搭載された配線母材の上に複数の電磁シールド用金属キャップが組み込まれたマトリックスフレームを載置する工程と、前記マトリックスフレームが載置された配線母材上に前記半導体素子、前記電子部品及び前記マトリックスフレームを被覆する樹脂封止体を形成する工程と、前記配線母材、前記樹脂封止体及び前記マトリックスフレームをダイシングして、半導体素子及び電子部品が搭載された配線基板、前記配線基板上の前記樹脂封止体及び前記マトリックスフレームから切り出された電磁シールド用金属キャップからなる半導体パッケージを形成する工程とを具備し、前記金属キャップは、前記配線基板上に搭載された前記電子部品のうち前記半導体素子の動作時に前記半導体素子や他の電子部品のひずみ特性を劣化させる電磁波を発生する電子部品を覆っていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、半導体素子と電磁波を多く発生する電子部品を含む部品とを搭載した配線基板を備えた半導体パッケージにおいて、部分キャップを電磁波を多く発生する電子部品に、不要電磁波の発生を従来より抑えることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、実施例を参照して発明の実施の形態を説明する。
【実施例１】
【０００９】
まず、図１乃至図８を参照して実施例１を説明する。この実施例では半導体パッケージとして電力増幅器を説明する。
図１は、この実施例で説明する２倍波フィルタ回路及びスパイラル回路を備えた送信用電力増幅器モジュール（パワーアンプ）が搭載された樹脂基板からなる配線基板及びこの電力増幅器を封止した樹脂封止体の斜視図、図２は、この実施例で説明する電力増幅器の平面図、図３は、図２の電力増幅器に用いられる金属キャップ搭載前の半導体基板斜視図、図３及び図５は、金属キャップ（部分キャップ）が搭載され、樹脂封止前の半導体基板斜視図、図４及び図６は、図３及び図５に示された金属キャップ（部分キャップ）の平面図及び側面図、図７は、図２で示される電力増幅器の回路図、図８は、図１で示される電力増幅器を実装した携帯電話などに用いる送信装置が搭載された実装ボードである。
【００１０】
図１に示すように、半導体パッケージは、エポキシ樹脂などの樹脂からなる絶縁基板に配線を施した配線基板１及びこの配線基板上に電力増幅器を封止した樹脂封止体２から構成されている。配線基板１に形成された配線は、主面、裏面及び基板中に有り、主面には半導体素子や電子部品を搭載する際にこれらを電気的に接続する接続電極が設けられている。配線基板１主面上には半導体素子や電子部品を被覆するエポキシ樹脂などの樹脂封止体２が設けられている。配線基板１及び樹脂封止体２は、例えば、４ｍｍ角であり、両者の厚さの合計は、例えば、１．０ｍｍである。
図２は、配線基板１主面の回路構成の状態を示している。半導体素子（半導体チップ）３は、ＧａＡｓ半導体素子からなり、例えば、２０本のＡｕワイヤ１０によって、半導体素子３の接続電極（図示しない）と配線基板１主面に形成された接続電極（パッド）とが電気的に接続されている。また、主面には２倍波フィルタ回路８及びスパイラル回路５、６が形成され、配線４を介して半導体素子３に電気的に接続されている。さらに主面には電子部品としてキャパシタチップ７及びインダクタチップ９が搭載され、配線４を介して半導体素子３に電気的に接続されている。２倍波フィルタ回路８及びスパイラル回路５、６の近傍には接続部１１、１２が形成されており、電磁波シールド用金属キャップが取り付けられるように構成されている。
【００１１】
配線基板１主面に形成された配線４は、例えば、銅もしくは銅合金などを材料とし、スパッタリングや金属箔などから形成する方法により形成される。配線４を形成する工程時に、２倍波フィルタ回路８やスパイラル回路６などのインダクタや配線４とは電気的に接続されないダミー接続部１１、１２を同時に形成することができる。
図３は、配線基板１に電磁波シールド用金属キャップを適用した図である。この実施例ではスパイラル回路６を覆うように図４に示された金属キャップ１３を用いる。金属キャップ１３は、ようはくなどの銅を含む合金からなる磁性金属を用いる。金属キャップ１３は接続脚１３ａを有し、これがダミー接続部１２にはんだ接合される。金属キャップは、電力増幅器を搭載する送信装置などの装置に装着され、装置の動作時に送信用集積回路のひずみ特性を劣化させるような電磁波を多く発生させる電子部品を部分的に被覆する。即ち、装置に用いられる電子部品のうち電磁波の発生の高い部品を被覆するものであるから、これを部分キャップという。部分キャップは電磁波の発生する部品全てに適用する必要はなく、例えば、送信用集積回路のひずみ特性に強い影響を与える部品にのみに施すことによって装置全体の特性を安定させることが可能である。
【００１２】
配線基板１は、その表面をエポキシ樹脂などを材料とする樹脂封止体２により被覆されている（図１参照）。樹脂封止体２は、配線基板１主面に形成配置された半導体素子３、配線４、２倍波フィルタ回路８、スパイラル回路５、６、キャパシタチップ７、インダクタチップ９、Ａｕワイヤ１０、ダミー接続部１１、１２及び部分キャップ１３を封止している。
次に、この実施例の半導体パッケージの製造方法を説明する。まず、配線基板１の主面や裏面もしくは基板内部に配線４を形成する。この工程時に部分キャップ１３をはんだ付け固定する配線とは電気的に接続されていないダミー接続部１１、１２を形成する。配線基板１には配線に直接繋がる少なくとも１つの接続部（図示せず）が設けられている。また、配線４のパターン形成時にはインダクタなどの動作時に電磁波を多く発生する電子部品、例えば、２倍波フィルタ回路８やスパイラル回路６、その他のインダクタ８が形成される。
次に、ＧａＡｓなどの半導体素子３を取付け、配線４との電気的接続を配線４と半導体素子３の接続電極（図示せず）とを接続するＡｕワイヤ１０などのボンディングワイヤにより行う。さらに、キャパシタチップ７やインダクタチップ９を配線に設けた接続電極を介して配線基板に接続すると共にダミー接続部に部分キャップを接合し固定する。
【００１３】
最後に、半導体素子３、動作時に電磁波を多く発生する電子部品５、６、８、キャパシタ及びインダクタチップ７、９、金属キャップ１３（図３参照）を被覆するエポキシ樹脂などの樹脂封止体２（図１参照）をトランスファモールド法などにより配線基板１上に形成して半導体パッケージを完成させる。
図４は、部分キャップ１３の平面図及び側面図である。部分キャップ１３は、磁性金属板からなり、金属板の端部の一部を垂直に折り曲げて複数の脚を作り、脚の１つの先端を折り曲げて接続脚（接合部）１３ａとする。そして、接続脚１３ａを配線基板１上のダミー接続部１２にはんだ付けして部分キャップ１３を固定する。
この実施例では、電磁波を多く発生する電子部品であるスパイラル回路６に部分キャップ１３を覆うようにしたので、従来の半導体パッケージより不要電磁波の発生を抑えることが可能になり、他の集積回路の特性への影響を小さくすることができる。
【００１４】
次に、図５及び図６を参照してこの実施例の変形例を説明する。
この例では、図６に示す部分キャップ１３′を配線基板１上に取付ける。図５は、配線基板１に電磁波シールド用金属キャップ（部分キャップ）１３′を適用した図である。この実施例では図２に示す２倍波フィルタ回路８、スパイラル回路５、６を覆うように部分キャップ１３′を配線基板１主面に取付ける。部分キャップ１３′は、図３のキャップと同じように、ようはくなどの銅を含む合金からなる磁性金属を用いる。図６の部分キャップ１３′は接続脚１３ａを有し、これがダミー接続部１１、１２にはんだ接合される。部分キャップは、電力増幅器を搭載する送信装置などの装置に装着され、装置の動作時に送信用集積回路のひずみ特性を劣化させるような電磁波を多く発生させる電子部品を部分的に被覆する。部分キャップは電磁波の発生する部品全てに適用する必要はなく、例えば、送信用集積回路のひずみ特性に強い影響を与える部品にのみに施すことによって装置全体の特性を安定させることが可能である。配線基板１は、図３の場合と同様に、その表面をエポキシ樹脂などを材料とする樹脂封止体２により被覆される。樹脂封止体２は、配線基板１主面に形成配置された半導体素子３、配線４、２倍波フィルタ回路８、スパイラル回路５、６、キャパシタチップ７、インダクタチップ９、Ａｕワイヤ１０、ダミー接続部１１、１２及び部分キャップ１３′（図２及び図５参照）を封止している。
【００１５】
この例では、電磁波を多く発生する電子部品である２倍波フィルタ回路８、スパイラル回路５、６に対して部分キャップ１３′を覆うようにしたので、従来の半導体パッケージさらに図３に示す前記実施例のものより不要電磁波の発生を抑えることが可能になり、他の集積回路の特性への影響を一層小さくすることができる。図７は、この実施例の電力増幅器の回路図である。この増幅回路は、一例であって、本発明は、この回路に限定されるものではない。回路を構成する電磁波を多く発生する電子部品、２倍波フィルタ回路８、スパイラル回路５、６等に対して部分キャップ１３′を覆うようにして不要電磁波のパッケージからの放散を防いでいる。
次に、図８を参照してこの実施例の半導体パッケージの実装基板への適用例を説明する。図８は、この実施例の半導体パッケージである電力増幅器を搭載した送信用電力増幅器モジュールの平面図である。電力増幅器１０１は、実装基板１００に搭載され、同じく実装されている集積回路（ＩＣ）１０２とは配線により電気的に接続されている。電力用増幅器１０１からの不要電磁波の発生は著しく減少しているので、集積回路１０２の特性を劣化させるような電磁波の影響は認められない。
【実施例２】
【００１６】
次に、図９乃至図１４を参照して実施例２を説明する。
図９乃至図１４は、半導体パッケージを形成する製造工程断面図である。この実施例では、半導体パッケージを製造する際に、その量産性を高めるために、配線基板を含んだ基板母材を用意し、部分キャップを取付け、樹脂封止をしてからダイシングして各配線基板毎に切り離す方法を採用している。この実施例では、例えば、配線基板の集合体である基板母材２０１として図１０に示すように、サイズが７５×７０ｍｍの樹脂絶縁基板を用いる。基板母材２０１には１５×１６個の配線基板２１が形成されている。各配線基板２１主面には、半導体素子、接続部を有する配線、２倍波フィルタ回路、スパイラル回路、インダクタ、キャパシタチップ、インダクタチップ等が形成されている（図２参照）。この基板母材２０１上にマトリックス・フレーム２０２を対向させる（図９）。図１１は、基板母材２０１にマトリックス・フレーム２０２を固定した状態の部分斜視図であり、配線基板４つ分を表している。マトリックス・フレーム２０２は、同じ形の部分キャップ２３をマトリックス状に配置し、これら部分キャップ２３をフレームで接合した構造を有するものである。ここで用いられた部分キャップ２３は、Ｌ字板状であり、半導体素子以外の配線基板主面を覆っている。
【００１７】
基板母材２０１は、マトリックス・フレーム２０２を対向させた状態で樹脂封止し、部分キャップ２３を含む回路構成を樹脂封止体２２に被覆する。その後基板母材２０１をダイシングし、フレームを取り去って４ｍｍ角で厚さが１ｍｍの半導体パッケージ（電力用増幅器）を製品として切り出す。
このような方法により、半導体パッケージの量産性が向上する。
図１２乃至図１４は、この実施例の変形例である。図１２のマトリックス・フレーム２０３は、部分キャップ２４から構成されている。部分キャップ２４は、２辺が折り曲げられ、この折り曲げ部が脚となって配線基板２１と部分キャップ２４との間に配置され、樹脂封止体２２に封止される。部分キャップ２４は、図２に示す２倍波フィルタ回路８とスパイラル回路６を被覆している。図１３のマトリックス・フレーム２０４は、部分キャップ２５から構成されている。部分キャップ２５は、２辺が折り曲げられ、この折り曲げ部が脚となって配線基板２１と部分キャップ２５との間に配置され、樹脂封止体２２に封止される。部分キャップ２５は、図２に示す２倍波フィルタ回路８とスパイラル回路５、６を被覆している。図１４のマトリックス・フレーム２０５は、部分キャップ２６から構成されている。部分キャップ２６は、２辺が折り曲げられ、この折り曲げ部が脚となって配線基板２１と部分キャップ２６との間に配置され、樹脂封止体２２に封止される。部分キャップ２６は、配線基板２１全面を被覆している。
【００１８】
この例では、電磁波を多く発生する電子部品である２倍波フィルタ回路８、スパイラル回路５、６に対して部分キャップを適宜覆うようにしたので、従来の半導体パッケージより不要電磁波の発生を抑えることが可能になり、他の集積回路の特性への影響を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施例である実施例１で説明する２倍波フィルタ回路及びスパイラル回路を備えた送信用電力増幅器モジュール（パワーアンプ）が搭載された樹脂基板からなる配線基板及びこの電力増幅器を封止した樹脂封止体の斜視図。
【図２】実施例１で説明する電力増幅器の平面図。
【図３】図２の電力増幅器に用いられる金属キャップ搭載前の半導体基板斜視図。
【図４】図３に示された金属キャップ（部分キャップ）の平面図及び側面図。
【図５】図２の電力増幅器に用いられる金属キャップ搭載前の半導体基板斜視図。
【図６】図５に示された金属キャップ（部分キャップ）の平面図及び側面図。
【図７】図２で示される電力増幅器の回路図。
【図８】図１で示される電力増幅器を実装した携帯電話などに用いる送信装置が搭載された実装ボード平面図。
【図９】本発明の一実施例である実施例２の半導体パッケージを形成する製造工程断面図。
【図１０】本発明の一実施例である実施例２の半導体パッケージを形成する製造工程断面図。
【図１１】本発明の一実施例である実施例２の半導体パッケージを形成する製造工程断面図。
【図１２】本発明の一実施例である実施例２の半導体パッケージを形成する製造工程断面図。
【図１３】本発明の一実施例である実施例２の半導体パッケージを形成する製造工程断面図。
【図１４】本発明の一実施例である実施例２の半導体パッケージを形成する製造工程断面図。
【符号の説明】
【００２０】
１、２１・・・配線基板
２、２２〜２６・・・樹脂封止体
３・・・半導体素子（半導体チップ）
４・・・配線
５、６・・・スパイラル回路
７・・・キャパシタチップ
８・・・２倍波フィルタ回路
９・・・インダクタチップ
１０・・・Ａｕワイヤ
１１、１２・・・ダミー接続部  
１３、１３′・・・金属キャップ（部分キャップ）
１３ａ・・・接続脚（接合部）
１００・・・実装基板
１０１・・・電力用増幅器
１０２・・・集積回路（ＩＣ）
２０１・・・基板母材
２０２〜２０５・・・マトリックス・フレーム
【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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