(57)【要約】【課題】基板から半導体素子への応力を十分に吸収することが可能な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。【解決手段】本発明の一態様にかかる半導体装置１０は、基板１１と、基板１１の表面に形成された第１弾性体１４と、第１弾性体１４の表面に形成された第２弾性体１３であって、第１弾性体１４よりも弾性率が小さい第２弾性体１３と、第２弾性体１３により第１弾性体１４に固着された半導体素子１２とを備える。【選択図】図１Ｂ
2012182683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の表面に形成された第１弾性体と、
前記第１弾性体の表面に形成され、前記第１弾性体よりも弾性率が高い第２弾性体と、
前記第２弾性体により前記第１弾性体に固着された第１半導体素子とを備える
半導体装置。
【請求項２】
前記第１半導体素子は、台座と、前記台座を厚さ方向に貫通する貫通孔を覆うように前記台座の表面に設けられたダイアフラムを備える
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第１弾性体の弾性率は１００ＭＰａである
請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第１弾性体の厚さは２０〜４０μｍである
請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
さらに、
前記基板の表面に形成され、前記第１半導体素子と電気的に接続され、前記第１半導体素子の出力信号を増幅する第２半導体素子を備える
請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
基板の表面に第１弾性体を形成する工程と、
前記第１弾性体よりも弾性率が高い第２弾性体により前記第１半導体素子を前記第１弾性体に固着する工程とを含む
半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記第１半導体素子は、台座と、前記台座を厚さ方向に貫通する貫通孔を覆うように前記台座の表面に設けられたダイアフラムを備える
請求項６記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
さらに、
前記基板の表面に、前記第１半導体素子と電気的に接続され、前記第１半導体素子の出力信号を増幅する第２半導体素子を形成する工程を含む
請求項６又は７に記載の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、半導体装置において、実装時に半導体素子への応力を低減できる構造を備えた半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置はリードフレームや基板上にダイボンディング材料を介して半導体素子を実装後、その半導体素子を樹脂封止しパッケージすることで形成される。ＢＧＡ(Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ)やＰＡ（Ｐｏｗｅｒ  Ａｍｐ）モジュールでは低コスト化のために、実装される基板として有機基板が用いられている。ここで用いられる有機基板はコア剤、金属及びレジストなどの積層構造のため、ダイボンディング工程、及び樹脂封止工程などでのキュア、及びマザーボード実装（二次実装）工程などのリフローでの熱履歴により有機基板に反りが生じる。この有機基板の反りは半導体素子へ応力として伝達され、電気特性異常、クラック、及び接着界面での剥離などを引き起こす原因となる。更に現在、半導体パッケージは更なる小型化、低背化及び高性能化を目的として、半導体素子が薄型化及び積層化されているため、半導体素子は有機基板の反りの影響を受けやすくなってきている。
【０００３】
また、半導体素子の製造技術を応用して製造されたＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）素子も、組立時の熱及び応力の影響を受けやすい。特にＭＥＭＳマイク素子を備えた半導体装置では、音波を受けるＭＥＭＳマイク素子の脆弱なダイアフラムは応力などの影響を受けやすい。例えば、ＭＥＭＳマイク素子の実装時の応力によってＭＥＭＳマイク素子がひずむためにダイアフラムが変形し感度が劣化する。この応力は、基板とＭＥＭＳマイク素子との熱膨張係数が違うことによって発生する。従来は、基板とＭＥＭＳマイク素子との間の接着剤が、応力を吸収する役目を果たしている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
ＭＥＭＳマイク素子を実装する方法の一つとして、熱硬化型の樹脂を用いて基板に接着する方法がある。図７は従来のＭＥＭＳマイク素子を用いたＭＥＭＳマイクモジュールの断面図である。このモジュールでは、ダイアフラム付きのＭＥＭＳマイク素子１０１が実装基板１０２に接着剤１０３を介して固着されており、ＭＥＭＳマイク素子１０１の電極パッド１０４と実装基板１０２の電極ランド１０５とはワイヤー１０６で接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１９９３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術の半導体装置の一例としてのＭＥＭＳマイクモジュールでは、以下のような課題がある。
【０００７】
上述したように、半導体素子と基板との熱膨張係数の差に基づいて半導体素子に応力が加わり、半導体素子の特性が変化するという課題がある。半導体素子への応力を低減するためには、（１）接着剤の膜厚を厚くし接着剤の体積を増加させる対策、（２）接着材の弾性率を下げ、接着剤で応力を吸収する対策がとられている。
【０００８】
対策（１）においては、接着剤のチクソ比を高くして流れにくくする必要がある。チクソ比をあげるには、接着剤に含有されるフィラー径を大きくする、又は接着剤に含有されるフィラーの含有比を上げる必要がある。ここで、一例として変換体であるダイアフラムを備えた半導体素子のように、半導体素子におけるダイアフラムの接着面、つまり、ダイアフラムを支える台座が枠状になっている場合は、この枠の幅に合わせた内径のノズルを使用して接着剤を描画しなければならない。しかしながら、半導体素子の小型化に伴って枠の幅が狭くなっているため、より小さなノズルの内径が要求されるが、内径の小さなノズルでは接着剤のフィラー含有比及びフィラー径が大きいとノズルが目詰まりし易く、細く描画するのが困難になる。一般的に、フィラーの最大径に対してノズル内径を３倍の大きさにしなければならない。
【０００９】
対策（２）において、接着剤の弾性率を下げるにはフィラー含有比を下げる、フィラー径を小さくする必要がある。しかしこの場合、接着剤の厚さが薄くなり、十分に応力を吸収することができない。
【００１０】
以上より、対策（１）及び対策（２）のいずれでも基板から半導体素子に応力が加わり、半導体素子の特性が変化するという課題を解消することは困難である。
【００１１】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、基板から半導体素子への応力を十分に吸収することが可能な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】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る半導体装置は、基板と、前記基板の表面に形成された第１弾性体と、前記第１弾性体の表面に形成され、前記第１弾性体よりも弾性率が高い第２弾性体と、前記第２弾性体により前記第１弾性体に固着された第１半導体素子とを備えることを特徴とする。
【００１３】
これにより、第２弾性体よりも柔らかい第１弾性体が第２弾性体の直下に形成されることで、半導体装置の組立時のキュア（ダイボンディング工程及び封止工程のキュア）、及び２次実装時のリフローなどの熱処理から生じる基板応力を第１弾性体で効率よく吸収することができる。従って、半導体素子のクラック、剥離及び特性劣化などを低減することができる。
【００１４】
また、第１弾性体が基板応力を吸収する機能を持つため、第２弾性体としては半導体素子を基板に固着する機能を中心にその材料を選択することができる。従って、第２弾性体をダイボンディングなどで描画塗布する場合に、内径の小さいノズルを使った場合でも目詰まりしにくい粘度の低いものを第２弾性体の材料として用いることができ、第２弾性体の材料の選択肢を拡げることができる。その結果、半導体素子の小型化にも対応することができる。
【００１５】
また、前記第１半導体素子は、台座と、前記台座を厚さ方向に貫通する貫通孔を覆うように前記台座の表面に設けられたダイアフラムを備えてもよい。
【００１６】
これにより、半導体素子は変換体素子を備えることができる。特に、半導体素子がＭＥＭＳ技術を用いて形成された変換体素子としてのＭＥＭＳマイク素子である場合において、ダイアフラムは脆弱なため、基板応力の影響を顕著に受ける。しかしながら、第２弾性体よりも柔らかい第１弾性体が第２弾性体の直下に形成されることで、熱処理などから生じる基板応力を第１弾性体で効率よく吸収することできる。これにより、実装後のＭＥＭＳマイク素子への応力を低減することができ、脆弱なダイアフラムの変形を緩和し、半導体装置の特性低下を抑制して感度の良い半導体装置を実現することができる。
【００１７】
また、前記第１弾性体の弾性率は１００ＭＰａであってもよい。
【００１８】
また、前記第１弾性体の厚さは２０〜４０μｍであってもよい。
【００１９】
これにより、熱処理などから生じる基板応力を第１弾性体で更に効率よく吸収することができ、半導体素子のクラック、剥離及び特性劣化などを効率よく低減することができる。
【００２０】
また、前記半導体装置は、さらに、前記基板の表面に形成され、前記第１半導体素子と電気的に接続され、前記第１半導体素子の出力信号を増幅する第２半導体素子を備えてもよい。
【００２１】
これにより、半導体素子がＭＥＭＳマイク素子である場合、ＭＥＭＳマイク素子で電気信号に変換された音波を増幅することができる。
【００２２】
本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法は、基板の表面に第１弾性体を形成する工程と、前記第１弾性体よりも弾性率が高い第２弾性体により前記第１半導体素子を前記第１弾性体に固着する工程とを含むことを特徴とする。
【００２３】
これにより、第２弾性体よりも柔らかい第１弾性体が第２弾性体の直下に形成されることで、半導体装置の組立時のキュア（ダイボンディング工程及び封止工程のキュア）、及び２次実装時のリフローなどの熱処理から生じる基板応力を第１弾性体で効率よく吸収することができる。従って半導体素子のクラック、剥離及び特性劣化などを低減することができる半導体装置を製造することができる。
【００２４】
また、第１弾性体が基板応力を吸収する機能を持つため、第２弾性体としては半導体素子を基板に固着する機能を中心にその材料を選択することができる。従って、第２弾性体をダイボンディングなどで描画塗布する場合に、内径の小さいノズルを使った場合でも目詰まりしにくい粘度の低いものを第２弾性体の材料として用いることができ、第２弾性体の材料の選択肢を拡げることができる。その結果、半導体素子の小型化にも対応することができる。  また、前記第１半導体素子は、台座と、前記台座を厚さ方向に貫通する貫通孔を覆うように前記台座の表面に設けられたダイアフラムを備えてもよい。
【００２５】
これにより、半導体素子はＭＥＭＳマイク素子を備えることができる。特に、半導体素子がＭＥＭＳマイク素子である場合において、ダイアフラムは脆弱なため、基板応力の影響を顕著に受ける。しかしながら、第２弾性体よりも柔らかい第１弾性体が第２弾性体の直下に形成されることで、熱処理などから生じる基板応力を第１弾性体で効率よく吸収することできる。これにより、実装後のＭＥＭＳマイク素子への応力を低減することができ、脆弱なダイアフラムの変形を緩和し、半導体装置の特性低下を抑制して感度の良い半導体装置を実現することができる。
【００２６】
また、前記半導体装置の製造方法は、さらに、前記基板の表面に、前記第１半導体素子と電気的に接続され、前記第１半導体素子の出力信号を増幅する第２半導体素子を形成する工程を含んでもよい。
【００２７】
これにより、半導体素子がＭＥＭＳマイク素子である場合、ＭＥＭＳマイク素子で電気信号に変換された音波を増幅することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、内径の小さいノズルを使った場合でも目詰まりしにくいように粘度の低い接着剤を基板と半導体素子との間の接着剤に用いた場合でも、基板から半導体素子への応力を十分に吸収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ができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１Ａ】本発明の実施の形態に係る半導体装置の一例を示す平面図である。
【図１Ｂ】本発明の実施の形態に係る半導体装置の一例を示す断面図（図１Ａの一点鎖線ＥＥ’に沿った断面図）である。
【図２】本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す工程断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る半導体装置のダイアフラムの特性変動の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る半導体装置の第２弾性体に含有されるフィラーを示す断面図である。
【図５】フィラー含有比と第２弾性体の厚さとの関係を示す図である。
【図６】フィラー含有比と第２弾性体の弾性率との関係を示す図である。
【図７】従来のＭＥＭＳマイクモジュールの一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明に係る半導体装置の好適な実施の形態について、図面を参照しながら詳述する。
【００３１】
図１Ａは、本発明の実施の形態に係る半導体装置１０の一例を示す平面図である。また、図１Ｂは、本発明の実施の形態に係る半導体装置１０の一例を示す断面図（図１Ａの一点鎖線ＥＥ’に沿った断面図）である。
【００３２】
本発明の実施の形態に係る半導体装置１０は、ダイアフラム１７を有し、音波によるダイアフラム１７の振動を電気信号に変換する変換体モジュールの一例である。
【００３３】
半導体装置１０は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、基板１１と、第２弾性体１３により第１弾性体１４に固着（接着）された半導体素子（第１半導体素子）１２と、基板１１の第１主面（表面）上に形成された第１弾性体１４と、第１弾性体１４の表面上に形成され、第１弾性体１４よりも弾性率が高い第２弾性体１３と、ワイヤー１８と、電極ランド１９とを備える。
【００３４】
半導体素子１２は、第１主面（表面）と、当該第１主面の反対の面である第２主面（裏面）とを有し、第１主面から第２主面に貫通する（台座１６を厚さ方向に貫通する）貫通孔１５が形成されている台座１６と、台座１６の第１主面上に形成され、貫通孔１５の一部を覆うように台座１６の表面に設けられた薄膜の振動板であるダイアフラム１７と、電極パッド２１とを備える。半導体素子１２は、ダイアフラム１７の振動を電気信号に変換する変換体の一例であり、例えばＭＥＭＳマイク素子などである。
【００３５】
台座１６は、ダイアフラム１７を支えるための台座である。なお、第１主面は、例えば、台座１６の上面であり、第２主面は、第１主面の反対の面であり、例えば、台座１６の下面である。台座１６は、例えばシリコンなどから構成される。
【００３６】
台座１６は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、底面が菱形の角柱である。台座１６の底面の４つの頂点をＡＢＣＤとすると、例えば辺ＡＢと辺ＤＡとのなす角は７０°、辺ＢＣと辺ＣＤとのなす角は１１０°である。また、台座１６の幅は、例えば約１００μｍである。ここで、台座１６の幅は、台座１６の貫通孔１５に面した内壁と、台座１６の外壁との間の距離であって、最も薄い部分の距離を示している。図１Ａにおいて、貫通孔１５は底面が六角形の角柱形状であるため、台座１６の幅は、菱形の台座１６の一辺と、当該一辺に平行で、かつ、六角形の貫通孔１５を形成する辺のうちの当該一辺に最も近い一辺との距離である。
【００３７】
ダイアフラム１７は、音波によって振動し、当該振動を電気信号に変換する振動板である。ダイアフラム１７は、例えばＳｉＯ２及びＳｉＮなどの無機金属薄膜から構成される。ダイアフラム１７は、例えば、容量素子を構成する２枚の無機金属薄膜から構成され、振動によって容量が変化することで、振動を電気信号に変換する。貫通孔１５は、ダイアフラム１７を振動しやすくし、音波の検知精度を高めるために形成されている。なお、基板１１を厚さ方向に貫通する音孔がダイアフラム１７に対応する半導体素子１２の直下に形成されてもよい（図示しない）。
【００３８】
電極パッド２１は、ダイアフラム１７によって変換された電気信号を、半導体素子１２の外部に出力するための電極パッド２１である。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、電極パッド２１には、ワイヤー１８が接続されている。電極パッド２１は、例えば、金、アルミニウム及び銅などから構成される。
【００３９】
第１弾性体１４は、基板１１の第１主面上を選択的に覆うように形成され、第２弾性体１３より硬さが柔らかい。第２弾性体１３は、台座１６の底部と第１弾性体１４との間に介在するとともに、台座１６の側面の一部を覆うように形成されている。第１弾性体１４及び第２弾性体１３は、基板１１と台座１６との間に介在する。
【００４０】
基板１１は、半導体素子１２を実装するための実装基板である。基板１１は、例えばＡｕ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｎｉなどの金属から構成された配線２０と、例えばガラスエポキシなどの樹脂あるいはセラミックなどから構成される基体との積層構造を有する。また、基板１１の第１主面及び第２主面には金属などの表面を選択的に保護するように、レジストからなる第１弾性体１４を備える。第１弾性体１４の物性については後で詳しく説明する。
【００４１】
第２弾性体１３は、基板１１と半導体素子１２とを第１弾性体１４を介して接着する。図１Ｂに示すように、第２弾性体１３は、台座１６の下面と基板１１とを接着するとともに、台座１６の側面の一部を覆うように形成されている。
【００４２】
ここで、第１弾性体１４と第２弾性体１３との物性について説明する。
【００４３】
第１弾性体１４は、第２弾性体１３よりも柔らかく、つまり弾性率が第２弾性体１３よりも低く、第１弾性体１４の弾性率は１００ＭＰａ以下、具体的には９０ＭＰａ以下である。第１弾性体１４は、具体的には、エポキシアクリレート系、シリコーン系、及びウレタン系などの粘弾性体からなる。第１弾性体１４の厚さは、例えば、第２弾性体１３と配線２０の上面との間において、２０〜４０μｍである。
【００４４】
第２弾性体１３は、具体的には、エポキシアクリレート系、シリコーン系、ポリイミド系、及びウレタン系などの粘弾性体からなる。使用する主剤は前述したもの以外にも考えられるが、第１弾性体１４との相性により第２弾性体１３の硬化時に硬化阻害する場合（エポキシ系―シリコーン系など）があるため、第１弾性体１４の主剤に合わせて適宜選択される。また、第２弾性体１３の弾性率は第１弾性体１４の弾性率より高ければよく、その値に関しては特に限定されない。加えて、第２弾性体１３は台座１６の側面のうち、台座１６の下面から１０〜２５０μｍの範囲の側面を覆っている。
【００４５】
ワイヤー１８は、電極パッド２１と電極ランド１９とを電気的に接続するワイヤーである。ワイヤー１８は、例えば銅及び金などから構成される。ここで、電極パッド２１と電極ランド１９との距離（基板１１表面と平行な面における最短距離）は、例えば、０．４ｍｍである。従って、ワイヤー１８は、当該距離（０．４ｍｍ）以上の長さを有する。
【００４６】
電極ランド１９は、ワイヤー１８が接続される電極である。電極ランド１９は、配線２０に接続され、半導体素子１２からワイヤー１８を介して出力される電気信号を配線２０に伝達する。電極ランド１９は、例えば金及び銅などから構成される。なお、電極ランド１９は、第１弾性体１４に覆われた配線２０のうち、第１弾性体１４に形成された開口によって外部に露出した部分に相当する。
【００４７】
配線２０は、半導体素子１２から出力される電気信号を所定の回路（図示せず）に伝達するための配線２０である。配線２０は、例えば、銅などから構成される。なお、所定の回路は、電気信号の増幅、及び、電気信号から音声データへの変換などを行う回路である。
【００４８】
なお、半導体装置１０は、さらに、基板１１の表面に形成され、半導体素子１２と電気的に接続され、半導体素子１２の出力信号を増幅する半導体素子（第２半導体素子）を備えてもよい。
【００４９】
続いて、本発明の実施の形態に係るＭＥＭＳマイクモジュール１００の製造方法について、図２を用いて説明する。図２は、本発明の実施の形態に係る半導体装置１０の製造方法の一例を示す工程断面図である。
【００５０】
まず、＜１１０＞ウエハを準備する。＜１１０＞ウエハは、電極パッド２１と、ダイアフラム１７と、貫通孔１５と、台座１６とを有する半導体素子１２が複数個形成された集合体である。半導体素子１２は、公知の方法により形成される。
【００５１】
次に、＜１１０＞ウエハをステルスダイシングにより個片化し、図２（ａ）に示すように、半導体素子１２を形成する。なお、図２（ａ）には、＜１１０＞ウエハを個片化して形成される複数の半導体素子１２のうちの１個の半導体素子１２について示している。
【００５２】
次に、複数の半導体素子１２に対応して複数の基板１１を準備する（図示せず）。複数の基板１１のそれぞれには、ガラスエポキシ樹脂などから構成される基体の表面上に、銅などからなる配線２０と、第２弾性体１３と、第２弾性体１３に形成された開口により露出している電極ランド１９とが形成されている。
【００５３】
ここで、例えば、エポキシアクリレート系、シリコーン系、及びウレタン系などの材料を、スクリーン印刷で電極ランド１９を開口するように基板１１表面上に塗布することで、基板１１の表面上には既に第２弾性体１３が形成されている。もしくは、ＵＶ（ultraviolet）反応性を付加した上記材料をシート状に基板１１表面上に形成し、基板１１表面に対してシート接着したのち、接着された上記材料に対してフォトリソグラフィーを用いてパターンニングを行うことでも形成できる。もしくは、ＵＶ反応性を付加した液状の上記材料を基板１１表面上に印刷塗付したのち、印刷塗付された上記材料に対してフォトリソグラフィーを用いてパターンニングを行うことでも形成できる。
【００５４】
次に、図２（ｂ）に示すように、第２弾性体１３を複数の基板１１（具体的には、第２弾性体１３）のそれぞれの表面上に形成、具体的には、台座１６の下面の形状に沿ってノズルで描画する。例えば、粘度９５００ｃＰ、チクソ比４．５のエポキシアクリレート系の第２弾性体１３を、半導体素子１２と基板１１（具体的には、第２弾性体１３）との接着剤として内径１００μｍのノズルで描画する。なお、図２（ｂ）には、複数の基板１１及び半導体素子１２のうちの１個の基板１１及び半導体素子１２について示している。
【００５５】
次に、基板１１表面上に塗布された、第１弾性体１４よりも弾性率が高い第２弾性体１３により、複数の半導体素子１２をそれに対応する基板１１に接着する。そして、第２弾性体１３を硬化させることで、半導体素子１２を基板１１に固着させる。なお、半導体素子１２の隣に半導体素子１２の出力信号を増幅させる増幅機能を持つ半導体素子（第２半導体素子）を固着してもよい。言い換えると、基板１１の表面に、半導体素子１２と電気的に接続され、半導体素子１２の出力信号を増幅する半導体素子（第２半導体素子）を形成してもよい。
【００５６】
次に、図２（ｃ）に示すように、複数の半導体素子１２のそれぞれについて、ワイヤー１８を用いたワイヤーボンディングにより、電極パッド２１と電極ランド１９とを電気的に接続させる。また、半導体素子１２の隣に増幅機能を持つ半導体素子も固着させた場合は、電極パッド２１と増幅機能を持つ半導体素子とをワイヤー１８で電気的に接続し、さらに増幅機能を持つ半導体素子と電極ランド１９とをワイヤー１８で電気的に接続することで、増幅した信号を出力させることができる。なお、図２（ｃ）には、複数の基板１１及び半導体素子１２のうちの１個の基板１１及び半導体素子１２について示している。
【００５７】
最後に、半導体素子１２を覆うように複数の基板１１のそれぞれの表面上にシールドキャップを封着する。なお、複数の基板１１の代わりに、配線２０、第１弾性体１４及び電極ランド１９を複数個ずつ分離された状態で備える１つの基板１１を用いてもよい。この場合、最後に、１つの基板１１が複数の基板１１に個片化される（図示せず）。
【００５８】
以上のようにして、図１Ａ及び図１Ｂに示すような半導体装置１０を製造することができる。
【００５９】
以上のように、本発明の実施の形態に係る半導体装置１０は、基板１１と、半導体素子１２とを備え、基板１１の第１主面上に形成された第１弾性体１４と、基板１１及び第１弾性体１４に半導体素子１２を接着する第２弾性体１３とを備える。第１弾性体１４は基板１１の第１主面上を選択的に覆うように形成され、第２弾性体１３より硬さが柔らかい。第２弾性体１３は、第１弾性体１４を介在させて基板１１と半導体素子１２とを接着するとともに、台座１６の側面の一部を覆うように形成されている。
【００６０】
このように、第１弾性体１４を第２弾性体１３より柔らかくすることで、実装後の半導体素子１２への応力を低減することができ、脆弱なダイアフラム１７の変形を緩和し、半導体素子１２の特性の劣化を抑制することができる。
【００６１】
なお、第１弾性体１４の弾性率は９０ＭＰａ以下であれば、半導体素子１２への応力を効率よく低減することができる。また、第１弾性体１４の厚さを２０〜４０μｍにすることで更に効率よく応力を低減することができる。その関係を図３に示す。
【００６２】
図３は、半導体素子１２の実装による共振周波数の上昇する割合（％）を示している。図３から分かるように、第１弾性体１４の膜厚が厚く、第１弾性体１４の弾性率が低いほど、共振周波数の変動が少なくなる。具体的には、第１弾性体１４の膜厚が２０〜４０μｍであり、第１弾性体１４の弾性率は９０ＭＰａ以下であれば、共振周波数の変動が少なくなる。本発明の実施の形態に係る半導体装置１０では、第１弾性体１４が半導体素子１２と基板１１との間に形成されており、共振周波数の変動を抑制するのに十分な体積と弾性率で設けられている。したがって、本発明の実施の形態に係る半導体装置１０によれば、感度の良い半導体素子１２を提供することができる。
【００６３】
ここで、第２弾性体１３は接着剤として基板１１（具体的には、第１弾性体１４）上に、台座１６の下面の形状に沿ってノズルで描画される。通常、第２弾性体１３の厚さを厚くしたり、弾性率を下げたりしても、半導体素子１２への応力吸収の効果を得ることができる。
【００６４】
しかしながら、半導体素子１２の接着後の断面を示す図４にあるように、接着剤としての第２弾性体１３にはフィラー２２が含有されるため、第２弾性体１３の厚さを厚くするには第２弾性体１３のチクソ比を高くして流れにくくする必要があり、チクソ比をあげるには接着剤に含有されるフィラー２２の径を大きくする、又はフィラー２２の含有比を上げる必要がある。ここで、半導体素子１２におけるダイアフラム１７の接着面、つまり、ダイアフラム１７を支える台座１６が枠状になっている場合は、この枠の幅に合わせた内径のノズルを使用して第２弾性体１３を描画しなければならない。しかしながら、半導体素子１２の小型化に伴って枠の幅が狭くなっているため、より小さなノズルの内径が要求されるが、内径の小さなノズルでは接着剤のフィラー２２の含有比及びフィラー２２の径が大きいとノズルが目詰まりし易く、細く描画するのが困難になる。一般的に、フィラー２２の最大径に対してノズル内径を３倍の大きさにしなければならない。なお、図５に第２弾性体１３（接着剤）の厚さ（高さ）と、フィラー２２の含有比と、第２弾性体１３（接着剤）のチクソ比との関係を示す。
【００６５】
また、第２弾性体１３の弾性率を下げるにはフィラー２２の含有比を下げる必要がある。しかしこの場合、第２弾性体１３の厚さが薄くなり、基板からの応力を十分に吸収することができない。なお、図６にフィラー２２の含有比と第２弾性体１３の弾性率との関係を示す。
【００６６】
しかしながら、本発明の実施の形態に係る半導体装置１０によれば、第１弾性体１４が基板応力を吸収する機能を持つため、第２弾性体１３としては半導体素子１２を基板１１に固着する機能を中心にその材料を選択することができる。また、第１弾性体１４が効率よく基板応力を吸収する。従って、第２弾性体１３をダイボンディングなどで描画塗布する場合に、内径の小さいノズルを使った場合でも目詰まりしにくい粘度の低いものを第２弾性体１３の材料として用いることができ、第２弾性体１３の材料の選択肢を拡げることができる。その結果、半導体素子の小型化にも対応することができる。
【００６７】
以上、本発明の半導体装置及びその製造方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲内で当業者が思いつく各種変形を施したものも本発明の範囲内に含まれる。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、複数の実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
【００６８】
例えば、上記実施の形態で用いた平面図及び断面図のそれぞれにおいて、各構成要素の角部及び辺を直線的に記載しているが、製造上の理由により、角部及び辺が丸みをおびたものも本発明に含まれる。
【００６９】
また、上記実施の形態で用いた数字は、全て本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。また、上記で示した各構成要素の材料は、全て本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された材料に制限されない。
【００７０】
また、上記実施の形態で示した半導体装置１０の構成は、本発明を具体的に説明するために例示するためのものであり、本発明に係る半導体装置１０は、上記構成の全てを必ずしも備える必要はない。言い換えると、本発明に係る半導体装置１０は、本発明の効果を実現できる最小限の構成のみを備えればよい。
【００７１】
また、上記実施の形態において、半導体素子１２は、台座１６と、貫通孔１５と、ダイアフラム１７とを備えたＭＥＭＳマイク素子であるとした。しかし、ＭＥＭＳマイク素子に限らず、半導体素子１２は、例えば回路構造を有する５０μｍ以下の薄さの半導体素子や、高熱を発するＬＥＤなどの光学素子を有する半導体素子であってもよい。このような半導体素子に対しても、基板からの応力を効率よく第１弾性体で吸収することができるので、上記実施の形態で述べた効果と同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、半導体装置に有用であり、特にＭＥＭＳマイク素子を備えた半導体装置などに有用である。
【符号の説明】
【００７３】
１０    半導体装置
１１    基板
１２    半導体素子
１３    第２弾性体
１４    第１弾性体
１５    貫通孔
１６    台座
１７    ダイアフラム
１８、１０６    ワイヤー
１９、１０５    電極ランド
２０    配線
２１、１０４    電極パッド
２２    フィラー
１０１    ＭＥＭＳマイク素子
１０２    実装基板
１０３    接着剤
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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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