(57)【要約】【課題】小型化を図った上で感度性能を向上しつつ、より高出力の半導体装置を低コストで得られるようにする。【解決手段】半導体装置５は、基板１と、基板１の上に保持され、外部からの波動を電気信号に変換する変換体３と、基板１の上に保持され、変換体３からの電気信号を増幅する増幅素子４とを有している。基板１には、増幅素子４と対向する領域に基板１を表裏方向に貫通する第１の貫通孔１ｃが形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上に保持され、外部からの波動を電気信号に変換する変換体と、
前記基板の上に保持され、前記変換体からの電気信号を増幅する増幅素子とを備え、
前記基板は、前記増幅素子と対向する領域に前記基板を表裏方向に貫通する第１の孔部を有していることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第１の孔部には、放熱板が設けら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】
前記放熱板は、前記増幅素子と固着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】
前記基板の上に、前記変換体及び増幅素子を覆うように保持されたキャップ材をさらに備え、
前記キャップ材は、前記増幅素子と固着されていることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記キャップ材は、前記基板の上の周縁部に固着されたリブ材と、該リブ材の上に固着された板状部材とからなることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記板状部材は、前記増幅素子と固着されていることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記板状部材は、前記基板と反対側の面上に形成された凹凸形状を有していることを特徴とする請求項５又は６に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記基板は、前記変換体と対向する領域に前記基板を貫通する第２の孔部を有していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記変換体は、該変換体の一の面に形成された第１電極と、前記一の面と対向する他の面に形成された第２電極とを有し、
前記第１電極と前記第２電極とは、前記変換体の内部を貫通する貫通電極によって電気的に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記変換体は、前記増幅素子の上に固着されていることを特徴とする請求項９に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記増幅素子は、前記変換体の上に固着されていることを特徴とする請求項９に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記変換体と前記増幅素子との平面形状は同一であり、且つ、前記変換体と前記増幅素子との互いの側面は、前記基板の上面に対して垂直な方向に一致していることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記基板と前記変換体との平面形状は同一であり、且つ、前記基板と前記変換体との互いの側面は、前記基板の上面に対して垂直な方向に一致していることを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記増幅素子は、前記基板側に素子形成面を対向させて保持されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１５】
基板に該基板の表裏方向に貫通する第１の孔部を形成する工程（ａ）と、
前記基板の上に、外部からの波動を電気信号に変換する変換体を固着する工程（ｂ）と、
前記基板の上に、前記第１の孔部と対向するように増幅素子を固着する工程（ｃ）とを備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
前記工程（ａ）は、前記基板における前記変換体と対向する領域に、前記基板の表裏方向に貫通する第２の孔部を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
前記工程（ｂ）及び工程（ｃ）よりも後に、
前記基板の上に、前記変換体及び増幅素子を覆うようにキャップ材を固着する工程（ｄ）をさらに備えていることを特徴とする請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
前記工程（ｄ）は、
前記基板の周縁部に前記変換体及び増幅素子を囲むようにリブ材を固着する工程と、
前記リブ材の上に、板状部材を固着する工程とを含むことを特徴とする請求項１７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
前記工程（ａ）において、前記基板には、前記第１の孔部が複数形成されており、
前記工程（ｂ）及び工程（ｃ）において、前記変換体及び増幅素子は、それぞれ複数で且つ前記変換体及び増幅素子を一対として前記基板の上に固着され、
前記工程（ｂ）及び工程（ｃ）よりも後に、
切断手段により、前記基板と前記キャップ材とを前記一対の変換体及び増幅素子を含むように切断することにより、前記基板を個片化する工程（ｅ）をさらに備えていることを特徴とする請求項１７又は１８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、波動、例えば音波を電気信号に変換する半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、携帯電話等の携帯機器においては、さらなる小型化及び軽量化が求められている。この要望に応え、携帯機器は、その内部に実装されるマイクロフォンも小型化及び軽量化が図られている。
【０００３】
具体的には、音孔を有する基板の上に、音波を電気信号に変換する変換体（変換素子）を実装し、基板の基板電極と変換体の振動体電極とをボンディングワイヤにより接続する。また、変換体の電気信号を増幅する増幅素子を備え、基板の基板電極と増幅素子の素子電極とをボンディングワイヤにより接続し、基板のマイクロフォンを基板モジュール化することにより、小型化及び軽量化を図ろうとしている。さらには、小型化及び軽量化を図りつつ、より高出力化に向けての性能向上が求められている。なお、類似する先行文献としては、パッケージの小型化に関する第１の従来例として特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３４８６９６号公報（第１図）
【特許文献２】特開２００７−２６３６７７号公報（第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、第１の従来例においては、半導体装置の小型化が不十分であるという問題がある。すなわち、第１の従来例においては、上述したように、変換体及び増幅素子をいずれも基板上に実装するため、パッケージの小型化が十分に図れていない。
【０００６】
第１の従来例のさらなる小型化を図るべく第２の従来例として特許文献２がある。第２の従来例は、小型化を図ってはいるものの、変換体の振動膜を振動させるために、増幅素子（ＬＳＩチップ）自体に凹部を設けており、該増幅素子が薄い場合には凹部を設けることができない。ここで、マイクロフォンの性能で最も重要である、外部音に対するマイクロフォン感度はこの凹部の大きさに依存する。その結果、マイクロフォンの小型化を図るがゆえに、凹部の容量を十分に確保できず、マイクロフォン感度の性能を劣化させてしまうという問題が生じる。
【０００７】
さらに、第１の従来例及び第２の従来例においては、小型化及び軽量化を図りつつ、より高出力化を目指すには、増幅素子の高出力化に伴って、とりわけ増幅素子の発熱が増大してしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は、前記の問題を解決し、小型化を図った上で感度性能を向上しつつ、より高出力の半導体装置を低コストで得られるようにすることを目的とする。
【０００９】
なお、本発明においては、小型化、感度性能の向上、放熱性の向上による高出力化及び低コスト化のうち、少なくとも高出力化を達成できればよい。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するため、本発明は、半導体装置を、増幅素子が実装される基板における該増幅素子の対向部分に孔部を設ける構成とする。
【００１１】
具体的に、本発明に係る半導体装置は、基板と、基板の上に保持され、外部からの波動を電気信号に変換する変換体と、基板の上に保持され、変換体からの電気信号を増幅する増幅素子とを備え、基板は増幅素子と対向する領域に基板を表裏方向に貫通する第１の孔部を有している。
【００１２】
本発明の半導体装置によると、基板は増幅素子と対向する領域に基板を表裏方向に貫通する第１の孔部を有しているため、半導体装置の小型化及び軽量化を図りつつ増幅素子からの発熱を半導体装置の外部へ放熱しやすくすることができる。その結果、より高出力の半導体装置を低コストで得ることができる。
【００１３】
本発明の半導体装置において、第１の孔部には放熱板が設けられていてもよい。
【００１４】
このようにすると、増幅素子からの発熱をより効率的に放熱することができる。
【００１５】
この場合に、放熱板は増幅素子と固着されていてもよい。
【００１６】
さらにこの場合に、本発明の半導体装置は、基板の上に変換体及び増幅素子を覆うように保持されたキャップ材をさらに備え、キャップ材は増幅素子と固着されていてもよい。
【００１７】
このようにすると、キャップ材の全体が放熱板として機能するため、放熱効率をより一層高めることができる。
【００１８】
この場合に、キャップ材は、基板の上の周縁部に固着されたリブ材と、該リブ材の上に固着された板状部材とからなっていてもよい。
【００１９】
このようにすると、板状部材は作製が容易であるため、製造コストの低減に有効である。また、リブ構造を採用すると、背面空間を任意に設定できるため、半導体装置がマイクロフォンである場合には、音質が安定し且つ向上する。
【００２０】
この場合に、板状部材は増幅素子と固着されていてもよい。
【００２１】
このようにすると、放熱効率をより一層高めることができる。
【００２２】
さらにこの場合に、板状部材は、基板と反対側の面上に形成された凹凸形状を有していてもよい。
【００２３】
このようにすると、増幅素子からの発熱を半導体装置の外部へより確実に放熱しやすくすることができる。
【００２４】
本発明の半導体装置において、基板は、変換体と対向する領域に基板を貫通する第２の孔部を有していてもよい。
【００２５】
このようにすると、変換体が保持された位置において基板を貫通する第２の孔部を、例えば音孔として利用することにより、キャップ材に音孔を設ける必要がなくなる。
【００２６】
第１の孔部に放熱板が設けられている場合に、本発明の半導体装置において、変換体は、該変換体の一の面に形成された第１電極と、一の面と対向する他の面に形成された第２電極とを有し、第１電極と第２電極とは、変換体の内部を貫通する貫通電極によって電気的に接続されていてもよい。
【００２７】
このようにすると、変換体と基板とを電気的に接続する平面積を縮小できるため、半導体装置のさらなる小型化及び軽量化を図ることができる。
【００２８】
この場合に、変換体は増幅素子の上に固着されていてもよい。
【００２９】
また、この場合に、増幅素子は変換体の上に固着されていてもよい。
【００３０】
このようにすると、変換体と増幅素子とがスタック構造となるため、半導体装置のさらなる小型化及び軽量化を図ることができる。また、増幅素子からの発熱を半導体装置の上面はもとより、半導体装置の側面からも外部へ放熱しやすくすることができる。
【００３１】
この場合に、変換体と増幅素子との平面形状は同一であり、且つ、変換体と増幅素子との互いの側面は、基板の上面に対して垂直な方向に一致していてもよい。
【００３２】
さらにこの場合に、基板と変換体との平面形状は同一であり、且つ、基板と変換体との互いの側面は、基板の上面に対して垂直な方向に一致していてもよい。
【００３３】
このようにすると、スタック構造を採る変換体と増幅素子とを平面的に同等のサイズとすることができる。このため、特にスタック構造の基板側に変換体を配置した場合には、該変換体の平面サイズを縮小することができ、半導体装置のさらなる小型化及び軽量化を図ることができる。
【００３４】
本発明の半導体装置において、増幅素子は、基板側に素子形成面を対向させて保持されていてもよい。
【００３５】
このようにすると、増幅素子は、いわゆるフリップチップ接続されるため、ボンディングワイヤが不要となるので、増幅素子の実質的な実装面積を縮小することができるので、半導体装置のさらなる小型化及び軽量化を図ることができる。
【００３６】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、基板に該基板の表裏方向に貫通する第１の孔部を形成する工程（ａ）と、基板の上に、外部からの波動を電気信号に変換する変換体を固着する工程（ｂ）と、基板の上に第１の孔部と対向するように増幅素子を固着する工程（ｃ）とを備えている。
【００３７】
本発明の半導体装置の製造方法によると、基板の上に第１の孔部と対向するように増幅素子を固着するため、半導体装置の小型化及び軽量化を図りつつ増幅素子からの発熱を半導体装置の外部に放熱しやすくすることができる。その結果、より高出力の半導体装置を低コストで実現することができる。
【００３８】
本発明の半導体装置の製造方法において、工程（ａ）は、基板における変換体と対向する領域に、基板の表裏方向に貫通する第２の孔部を形成する工程を含んでいてもよい。
【００３９】
このようにすると、変換体と対向する領域に形成した第２の孔部を、例えば音孔として利用することにより、キャップ材に音孔を設ける必要がなくなる。
【００４０】
本発明の半導体装置の製造方法は、工程（ｂ）及び工程（ｃ）よりも後に、基板の上に、変換体及び増幅素子を覆うようにキャップ材を固着する工程（ｄ）をさらに備えていてもよい。
【００４１】
この場合に、工程（ｄ）は、基板の周縁部に変換体及び増幅素子を囲むようにリブ材を固着する工程と、リブ材の上に、板状部材を固着する工程とを含んでいてもよい。
【００４２】
このようにすると、板状部材は製造が容易であるため、半導体装置の低コスト化につながる。また、リブ構造を採るため、半導体装置がマイクロフォンである場合には、背面空間を任意に設定できるので、音質が安定し且つ向上する。
【００４３】
本発明の半導体装置の製造方法は、工程（ａ）において、基板には、第１の孔部が複数形成されており、工程（ｂ）及び工程（ｃ）において、変換体及び増幅素子は、それぞれ複数で且つ変換体及び増幅素子を一対として基板の上に固着され、工程（ｂ）及び工程（ｃ）よりも後に、切断手段により基板とキャップ材とを一対の変換体及び増幅素子を含むように切断することにより、基板を個片化する工程（ｅ）をさらに備えていてもよい。
【００４４】
このようにすると、小型化及び軽量化並びに放熱構造を有する半導体装置を得ることができる。その上、基板とキャップ材とを同時に切断することにより、半導体装置の製造コストを低減することができる。
【発明の効果】
【００４５】
本発明の半導体装置及びその製造方法によると、小型化を図る共に感度性能を向上しつつ、より高出力の半導体装置を低コストで得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の第１変形例に係る半導体装置を示す模式的な断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の第２変形例に係る半導体装置を示す模式的な断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置を示し、図５（ｅ）のIV−IV線における模式的な断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｅ）は本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程順の模式的な平面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の一変形例に係る半導体装置を示す模式的な断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る半導体装置を示す模式的な断面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態の第１変形例に係る半導体装置を示す模式的な断面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態の第２変形例に係る半導体装置を示す模式的な断面図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態に係る半導体装置を示す模式的な断面図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態に係る半導体装置を示す模式的な断面図である。
【図１２】本発明の第６の実施形態に係る半導体装置を示す模式的な断面図である。
【図１３】本発明の第７の実施形態に係る半導体装置を示す模式的な断面図である。
【図１４】本発明の第７の実施形態の一変形例に係る半導体装置を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、第１の実施形態及びそれ以降の各実施形態における各図面は、理解を容易にするために各構成要素を主体に模式的に示しており、それらの形状及び縦横の寸法比等については正確には表されていない。
【００４８】
図１に示すように、半導体装置５は、基板１と、該基板１の主面上に保持され、例えば外部から入力される音波を電気信号に変換するコンデンサ等を構成する振動膜２を含む変換体３と、該基板１の主面上に変換体３と間隔をおいて保持され、振動膜２からの電気信号を増幅するアンプ出力機能、整流出力機能及びデジタル化信号処理出力機能等の出力機能を有する増幅素子４と、基板１の上に変換体３及び増幅素子４を覆うように保持されたシールドキャップ材１３とから構成されている。
【００４９】
基板１は、例えば上層基板１ａ及び下層基板１ｂの２層構造を有し、上面に形成された複数の基板電極１８と、下面に形成された複数の実装端子９とを有している。基板電極１８と実装端子９とは、内部に形成された内部配線１２によって電気的に接続されている。なお、ここでは、基板１に２層構造を採用したが、実装端子９の個数及び配置位置（配列）に制約がなければ、単層でも構わない。また、実装端子９の個数及び配列数を増やす必要があれば、２層以上の多層基板を用いればよい。基板１の組成には、一般的な樹脂系有機基板を想定しているが、リードフレームに用いられる銅（Ｃｕ）系合金若しくは鉄（Ｆｅ）系合金等の金属材料又はセラミック材料等からなる無機基板を用いてもよい。
【００５０】
基板１の上面には、増幅素子４が素子接着材１９によって固着されている。増幅素子４の上面に形成された増幅素子電極１６と基板１上の基板電極１８とは、増幅素子ワイヤ１７によって電気的に接続されている。
【００５１】
本実施形態の特徴として、基板１における増幅素子４の下側部分には、第１の貫通孔１ｃが形成されている。従って、増幅素子４の下面は、基板１から第１の貫通孔１ｃを通して露出するため、半導体装置の小型化及び軽量化を図りながら、増幅素子４からの発熱を半導体装置５の外部に容易に放熱することができる。従って、半導体装置５の高出力化を図ることができる。
【００５２】
なお、増幅素子４を基板１の上に素子接着材１９により固着する際には、素子接着材１９をあらかじめ基板２に設けられた第１の貫通孔１ｃを避けて塗布するのが望ましい。しかしながら、素子接着材１９に熱伝導性に優れた材料を用いる場合には、第１の貫通孔１ｃを塞いでも構わない。さらに、基板１に設ける第１の貫通孔１ｃは、増幅素子４を固着する前にあらかじめ形成されていてもよく、また、増幅素子４を固着した後に形成してもよい。
【００５３】
基板２の上面における増幅素子４の側方には、振動膜２と該振動膜２の下側に設けられた背面空間３ａとを有する変換体３が、その背面空間３ａ側を変換体接着材３６によって固着されている。変換体３の上面に形成された変換体電極８と基板１上の基板電極１８とは、変換体ワイヤ３５によって電気的に接続されている。なお、増幅素子接着材１９と変換体接着材３６とは、互いの組成が同一でもよく、また異なっていてもよい。また、増幅素子ワイヤ１７と変換体ワイヤ３５との組成も、同一でもよく、異なっていてもよい。
【００５４】
変換体３を構成する振動膜２は、変換体配線１５、変換体電極８、変換体ワイヤ３５、基板電極１８、基板１の内部配線１２及び増幅素子ワイヤ１７を介して増幅素子電極１６と電気的に接続されている。また、図示はしていないが、増幅素子電極１６は、内部回路と接続されている。上述したように、増幅素子電極１６と基板電極１８とは増幅素子ワイヤ１７で接続され、基板電極１８と実装端子９とは互いに接続されているため、変換体３の振動膜２は、増幅素子４を介して基板１の実装端子９との間で電気信号処理等を経て電気的に接続される。
【００５５】
基板１の上にキャップ接着材２０によって固着された、例えば金属材料からなるシールドキャップ材１３には、外部から入力される音波が振動膜２に直接に伝わるように、変換体３を構成する振動膜２の上方に第２の貫通孔１３ａが設けられている。なお、シールドキャップ材１３は、シールドが可能であれば樹脂材料等でも構わない。
【００５６】
変換体３の振動膜２は、受動膜と能動膜との２層構造であり、該受動膜と能動膜とは互いに間隔をおいて保持されている。従って、受動膜と能動膜との間隔が物理的に変動すれば、コンデンサの容量変化の理論によって電気容量に変化が生じる。すなわち、半導体装置５の外部から入力される音波は、シールドキャップ材１３に設けられた第２の貫通孔１３ａから、変換体３の振動膜２を振動させることにより、その振動が電気容量の変化に変換される。さらに、変換された電気信号は、上述した電気的接続経路を通して増幅素子４に入力される。増幅素子４は、振動膜２からの電気信号を処理し、途中の電気経路を介して基板１の実装端子９から出力される。
【００５７】
以上のように、第１の実施形態に係る半導体装置５は、増幅素子４を保持する基板１における増幅素子４の下側に第１の貫通孔１ｃを設けているため、半導体装置５の小型化及び軽量化を図りながら、増幅素子４からの発熱を外部に容易に放熱することができる。従って、より高出力の半導体装置５を得ることができる。
【００５８】
なお、半導体装置５をプリント基板等に実装する際には、該プリント基板自体にも第１の貫通孔１ｃと対向する位置に孔部を設けておけば、半導体装置５の放熱がさらに促進される。
【００５９】
（第１の実施形態の第１変形例）
図２に第１の本実施形態の第１変形例を示す。
【００６０】
図２に示すように、第１変形例に係る半導体装置５は、増幅素子４における基板１の第１の貫通孔１ｃからの露出面に、放熱板接着材５２を介して放熱板５０が固着されていることを特徴とする。
【００６１】
放熱板５０は、熱伝導性に優れた材料であることが望ましく、本変形例においては、金属材料、例えばニッケルめっきを施した銅合金を用いたが樹脂材でも構わない。また、放熱板接着材５２も熱伝導性が高い材料であることが望ましく、ここでは、金属材料、例えば銀を混ぜ合わせた熱硬化性樹脂を用いている。
【００６２】
このように、第１変形例に係る半導体装置５は、増幅素子４の高出力化に伴う該増幅素子４からの発熱が放熱板５０を介して外部に放熱されることにより、半導体装置５の小型化及び軽量化を図りつつ、放熱特性等の品質を向上することができる。なお、半導体装置５の基板１をプリント基板等に実装する際に、基板１と共に放熱板５０をもプリント基板に実装すれば、プリント基板の外部への放熱性が向上する。さらに、プリント基板に設けられた放熱機構に放熱板５０を実装すれば、半導体装置５だけでなく、プリント基板全体の放熱性も促進される。
【００６３】
（第１の実施形態の第２変形例）
図３に第１の本実施形態の第２変形例を示す。
【００６４】
図３に示すように、第２変形例に係る半導体装置５は、増幅素子４における基板１の第１の貫通孔１ｃからの露出面に放熱板接着材５２を介して放熱板５０を固着して設けると共に、増幅素子４の上面とシールドキャップ材１３との間に放熱板接着材５２を充填していることを特徴とする。
【００６５】
この際、シールドキャップ材１３は、熱伝導性に優れた材料であることが望ましく、本変形例においては金属材料、例えばニッケルメッキを施した銅合金を用いたが樹脂材でも構わない。また、放熱板接着材５２も熱伝導性に優れた材料であることが望ましく、本変形例においては金属材料、例えば銀を混ぜ合わせた熱硬化性樹脂を用いている。
【００６６】
従って、増幅素子４の高出力化に伴う発熱は、増複素子４の下方だけでなく、シールドキャップ材１３の全面から半導体装置５の外部へ放熱される。このため、半導体装置５の小型化及び軽量化を図りつつ、放熱特性等の品質がさらに向上した半導体装置５を実現できる。
【００６７】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について図４を参照しながら説明する。ここでは、図１及び図２に示した構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００６８】
図４に示すように、第２の実施形態に係る半導体装置５は、シールドキャップ材が、板状キャップ材２５とリブ材２８とから構成されていることを特徴とする。板状キャップ材２５における変換体３の振動膜２と対向する部位には、第２の貫通孔２５ａが形成されている。なお、シールドキャップ材以外の他の部材は、図２に示した第１の実施形態の第１変形例と同等である。
【００６９】
具体的には、例えば樹脂材料からなるリブ材２８は、基板１の周縁部の上に変換体３及び増幅素子４の周囲を囲むように下部接着材２７により固着されている。
【００７０】
また、変換体３と対向する部位に第２の貫通孔２６ａが設けられた、例えば樹脂材料からなる板状キャップ材２５は、各リブ材２８の上面と上部接着材２６によって固着されている。尚、リブ材２８及び板状キャップ材２５はシールドが可能であれば金属材料等でも構わない。
【００７１】
このように、第２の実施形態に係る半導体装置５によると、第１の実施形態と同様の効果を得られる上に、変換体３及び増幅素子４を覆うキャップに、板状キャップ材２５を用いているため、シールドキャップの作製が容易となって、製造コストの低減を図ることができる。
【００７２】
以下、前記のように構成された第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法について図５（ａ）〜図５（ｅ）を参照しながら説明する。
【００７３】
まず、図５（ａ）に示すように、複数の第１の貫通孔１ｃが形成される共に、上面に複数の基板電極１８が形成され、下面に複数の実装端子９が形成された、例えば２層構造の基板１を用意する。
【００７４】
次に、図５（ｂ）及び図４に示すように、素子接着材１９によって、基板１の上の各第１の貫通孔１ｃを跨ぐように増幅素子４をそれぞれ固着する。その後、増幅素子４の増幅素子電極１６と基板１の基板電極１８とを増幅素子ワイヤ１７によって電気的に接続する。続いて、基板１上における増幅素子４の側方の領域に、振動膜２と該振動膜２の下側に背面空間３ａとを有する変換体３の背面空間３ａ側を変換体接着材３６により固着する。その後、変換体３の変換体電極８と基板１の基板電極１８とを変換体ワイヤ３５によって電気的に接続する。ここでは、変換体電極８に、多結晶シリコン（Poly-Si）系材料を用い、増幅素子電極１６に、一般的なアルミニウム（Ａｌ）系材料を用いている。従って、変換体ワイヤ３５にはＡｌウェッジボンド方式を採用し、増幅素子ワイヤ１７にはＡｕボールボンド方式を採用している。
【００７５】
また、本実施形態においては、増幅素子４の増幅素子電極１６と基板１の基板電極１８とを増幅素子ワイヤ１７で接続した後に、基板１の上に変換体３を固着している。しかし、これに限らず、基板１の上に変換体３を固着した後に、増幅素子電極１６と基板電極１８とを増幅素子ワイヤ１７で接続してもよい。
【００７６】
その後、固着された１つの変換体３及び１つの増幅素子４を１対として、各対ごとにそれぞれを囲むように、基板１の上にリブ材２８を下部接着材２７によって固着する。
【００７７】
次に、図５（ｃ）及び図４に示すように、板状キャップ材２５を、リブ材２８を覆うように上部接着材２６によって固着する。ここでは、下部接着材２７と上部接着材２６とは、組成が同一の熱硬化性樹脂材を用いているため、板状キャップ材２５を載置した後、下部接着材２７と上部接着材２６とを、酸化防止のため窒素雰囲気で約１５０℃〜２５０℃にまで加熱して硬化し、互いに固着させる。このとき、基板１の裏面の第１の貫通孔１ｃからそれぞれ露出する増幅素子４の下面にも、放熱板接着材５２を用いて放熱板５０をそれぞれ固着する。その後、板状キャップ材２５における各変換体３の振動膜２と対向する部位に第２の貫通孔２５ａをそれぞれ形成する。なお、放熱板５０は、増幅素子４の下面にあらかじめ固着しておいてもよい。また、第２の貫通孔２５ａにおいても、固着前にあらかじめ形成しておいてもよい。
【００７８】
次に、図５（ｄ）に示すように、基板１、リブ材２８及び板状キャップ材２５を切断手段である、例えばダイシングブレード等を用いて同時に切断する。ここで、ダイシングブレードの砥粒にはダイヤモンドを用いたが、ＣＢＮ（cubic boron nitride）でも構わない。また、砥粒を固着するためのボンド材には、銅（Ｃｕ）−錫（Ｓｎ）系のメタルボンドを用いたが、ニッケル（Ｎｉ）系のメタルボンド又は熱硬化性樹脂材を用いてもよい。また、ダイシングブレードにより切断する際の、基板１、リブ材２８及び板状キャップ材２５の固定に粘着性を持つテープ材（図示せず）を用いたが、他の固定方式、例えば真空吸着法でも構わない。但し、第２の貫通孔２５ａと振動膜２とは空間的につながっているため、真空による吸着力によって振動膜２を破壊しないようにする必要がある。さらに、ダイシングブレードにより切断する際には、摩擦熱と切削屑とが発生する。このときの冷却及び切断屑の除去等を目的として、一般に切削水を使用する。さらに、切削水の水流力及び切削屑等によっても振動膜２を破壊しないようにする必要がある。従って、本実施形態においては、振動膜２を保護できるように、基板１だけでなく板状キャップ材２５の上面にもテープ材を貼付して、第２の貫通孔２５ａに切削水及び切削屑等が浸入しないようにしている。
【００７９】
以上の切断工程の後、テープ材に保持された半導体装置５を個別にピックアップして、図５（ｅ）及び図４に示す半導体装置５を得る。
【００８０】
なお、増幅素子４を基板１の上に素子接着材１９により固着する際には、素子接着材１９をあらかじめ基板２に設けられた第１の貫通孔１ｃを避けて塗布するのが望ましい。また、基板１にあらかじめ第１の貫通孔１ｃを設けたが、例えば、増幅素子４を固着した後に、基板１における増幅素子４の下側部分にドリル等によって第１の貫通孔１ｃを形成してもよい。
【００８１】
このように、本実施形態に係る半導体装置５は、増幅素子４の近傍に第１の貫通孔１ｃを設け、さらに該第１の貫通孔１ｃを通して増幅素子４の下面に放熱板５０を固着している。このため、半導体装置５の小型化及び軽量化を図りつつ、増幅素子４からの発熱が外部により一層放熱しやすくなる。その結果、半導体装置５の高出力化を図ることができる。
【００８２】
また、半導体装置５をプリント基板等にへ実装する際に、プリント基板自体に少なくとも１つの孔部を形成しておけば、半導体装置５の放熱がさらに促進される。さらに、このとき、放熱板５０自体をプリント基板に実装すれば、プリント基板の外部への放熱が容易となる。さらに、プリント基板に放熱機構が設けてある場合には、その放熱機構に放熱板５０を実装すれば、半導体装置５はもとよりプリント基板全体の放熱性も一層促進される。
【００８３】
ここで、放熱板５０は、熱伝導性に優れた材料であることが望ましく、本実施形態においては、金属材料を用いたが、樹脂材料でも構わない。
【００８４】
また、放熱板接着材５２も熱伝導性に優れた材料であることが望ましく、本実施形態においては、金属材料を混ぜ合わせた熱硬化性樹脂を用いている。また、リブ材２８も熱伝導性に優れた材料であることが望ましく、本実施形態においては、金属材料を用いたが樹脂材料でも構わない。
【００８５】
このように、増幅素子４の高出力化に伴う発熱は、放熱板５０を介して半導体装置５の外部に放熱されることにより、半導体装置５の小型化及び軽量化を図りつつ、放熱特性等の品質を向上することができる。その結果、より高出力の半導体装置５を得ることができる。
【００８６】
その上、第２の実施形態においては、変換体３及び増幅素子４を覆うキャップに、板状キャップ材２５を用いているため、キャップの作製が容易となって、製造コストの低減を図ることができる。
【００８７】
（第２の実施形態の一変形例）
図６に第２の本実施形態の一変形例を示す。
【００８８】
図６に示すように、本変形例に係る半導体装置５は、増幅素子４の上面と板状キャップ材２５との間に放熱板接着材５２を充填していることを特徴とする。
【００８９】
この際、板状キャップ材２５は、熱伝導性に優れた材料であることが望ましく、本変形例においては金属材料、例えばニッケルめっきを施した銅合金を用いたが樹脂材料を用いてもよい。また、放熱板接着材５２も熱伝導性に優れた材料であることが望ましく、本変形例においては金属、例えば銀を混ぜ合わせた熱硬化性樹脂を用いている。
【００９０】
従って、増幅素子４の高出力化に伴う発熱は、増複素子４の下面に設けた放熱板５０だけでなく、板状キャップ材２５の全面から半導体装置５の外部へ放熱される、このため、小型化及び軽量化を図りつつ、放熱特性等の品質がさらに向上した半導体装置５を実現できる。
【００９１】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態について図７を参照しながら説明する。ここでは、図１、図２及び図４に示した構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００９２】
図７に示すように、第３の実施形態に係る半導体装置５は、変換体３及び増幅素子４が共にフリップチップ実装されていることを特徴とする。すなわち、変換体３は基板１の上面に、振動膜２及び変換体電極８が形成された面を基板１と対向させて固着されている。具体的には、変換体電極８はバンプ１１を介在させて基板電極１８と電気的に接続されている。さらに、基板電極１８、バンプ１１及び変換体電極８の周囲には、変換体アンダーフィル材２３が充填されている。また、基板１における変換体３の振動膜２と対向する領域には、音孔となる第２の貫通孔１ｄが形成されている。
【００９３】
増幅素子４は、基板１の上面に、増幅素子表面電極１０が形成された面を基板１と対向させて固着されている。具体的には、増幅素子表面電極１０はバンプ１１を介在させて基板電極１８と電気的に接続されている。さらに、基板電極１８、バンプ１１及び増幅素子表面電極１０を含め、増幅素子と放熱板５０との間には、増幅素子アンダーフィル材２４が充填されている。
【００９４】
増幅素子４の素子形成面と反対側の面（上面）と板状キャップ材２５との間には、放熱板接着材５２が充填されている。
【００９５】
以上により、小型化及び軽量化を図りつつ、放熱特性等の品質が向上した半導体装置５を実現できる。
【００９６】
以下、前記のように構成された半導体装置５の製造方法について、第２の実施形態と異なる工程のみを説明する。
【００９７】
まず、それぞれ複数の第１の貫通孔１ｃ及び第２の貫通孔１ｄが形成される共に、上面に複数の基板電極１８が形成され、下面に複数の実装端子９が形成された２層構造の基板１を用意する。但し、各貫通孔１ｃ、１ｄの少なくとも一方は、後工程で形成してもよい。
【００９８】
次に、基板１の上に、増幅素子４をその下面（素子形成面）が第１の貫通孔１ｃと対向するように配置して、増幅素子表面電極１０と基板電極１８とをバンプ１１によって接続することにより固着する。続いて、増幅素子表面電極１０、バンプ１１及び基板電極１８との接合を確保し且つ持続させるために、増幅素子４と基板１との間に増幅素子アンダーフィル材２４を流し込む。続いて、増幅素子アンダーフィル材２４を加熱して固化する。ここでは、増幅素子アンダーフィル材２４として、熱硬化性樹脂を用いている。なお、増幅素子４の下面には放熱板５０を固着するため、増幅素子アンダーフィル材２４は、放熱性が高い材料を選ぶ必要がある。
【００９９】
なお、増幅素子アンダーフィル材２４は、増幅素子表面電極１０と基板電極１８とをバンプ１１により接続する際に、塗布してもよい。また、増幅素子アンダーフィル材２４に代えて、テープ材等を用いてもよい。
【０１００】
次に、基板１の上に、変換体３をその振動膜２を下向きで且つ基板１の第２の貫通孔１ｄと対向するように配置して、変換体電極８と基板電極１８とをバンプ１１によって接続することにより固着する。続いて、変換体電極８、バンプ１１及び基板電極１８との接合を確保し且つ持続させるために、変換体３と基板１との間に変換体アンダーフィル材２３を流し込む。続いて、変換体アンダーフィル材２３を加熱等により固化する。ここでは、変換体アンダーフィル材２３として、熱硬化性樹脂を用いている。なお、変換体アンダーフィル材２３は、変換体電極８と基板電極１８とをバンプ１１により接続する際に塗布してもよい。また、変換体アンダーフィル材２３に代えて、テープ材等を用いてもよい。
【０１０１】
なお、バンプ１１による接続部を保護するために各アンダーフィル材２３、２４を用いたが、これらのアンダーフィル材２３、２４を用いなくても接続部を保護することができれば、必ずしもアンダーフィル材２３、２４を用いる必要はない。但し、本実施形態においては、隣接するバンプ１１同士の間にはバンプピッチによる隙間があるため、基板１に設けられた第２の貫通孔１ｄから入る外部からの音が漏れやすくなる。従って、本実施形態においては、集音効率の観点からも、各アンダーフィル材２３、２４を用いている。
【０１０２】
また、増幅素子４を基板１の上に実装した後に変換体３を実装したが、これとは逆に、基板１の上に変換体３を実装した後に、増幅素子４を実装してもよい。
【０１０３】
次に、基板１上に実装された変換体３及び増幅素子４の周囲をそれぞれ囲むように、基板１の上に下部接着材２７によって各リブ材２８を載置する。続いて、リブ材２８の上に上部接着材２６を塗布すると共に、増幅素子４の上面（素子形成面と反対側の面）に放熱板接着材５２を塗布する。その後、放熱板として機能する板状キャップ材２５を載置する。その後、下部接着材２７、上部接着材２６及び放熱板接着材５２は、いずれも同等の組成を持つ熱硬化性樹脂であるため、板状キャップ材２５を載置した後、下部接着材２７、上部接着材２６及び放熱板接着材５２を、酸化防止のため窒素雰囲気で約１５０℃〜２５０℃にまで加熱して硬化し、互いに固着させる。なお、本実施形態においては、放熱板接着材５２には、熱伝導性を向上させるために熱硬化性樹脂に金属材料、例えば銀を混入している。
【０１０４】
また、本実施形態においては、増幅素子４と板状キャップ材２５との間に放熱板接着材５２を充填したが、増幅素子４の発熱を板状キャップ材２５に伝えることができるのであれば、必ずしも放熱板接着材５２を用いる必要はない。
【０１０５】
また、板状キャップ材２５は、熱伝導性に優れた材料であることが望ましく、本実施形態においては、金属材料、例えばニッケルめっきを施した銅合金を用いたが、樹脂材料でも構わない。さらに、リブ材２８に対しても、熱伝導性が高い材料を選択すれば、リブ材２８自体が放熱効果を発揮するため、半導体装置５の側面からの放熱性も向上する。
【０１０６】
次に、基板１、リブ材２８及び板状キャップ材２５をダイシングブレード等によって同時に切断する。その後、テープ材に保持された半導体装置５を個別にピックアップして、図７に示す半導体装置５を得る。
【０１０７】
以上説明したように、第３の実施形態に係る半導体装置５は、第２の実施形態に係る半導体装置の効果を得られる上に、増幅素子４における基板１と反対側の上方に放熱板として機能する板状キャップ材２５を配置し、且つ増幅素子４と板状キャップ材２５との間に放熱板接着材５２を充填しているため、増幅素子４からの発熱を半導体装置５の外部に、より確実に放熱しやすくすることができる。その結果、より高出力の半導体装置５を得ることができる。
【０１０８】
さらに、板状キャップ材２５自体が比較的に大面積の放熱板となるため、より一層放熱特性が向上する。また、放熱板となる板状キャップ材２５は製造が容易であり、半導体装置５のコストの低下にもつながる。
【０１０９】
また、シールドキャップがリブ構造を採ると共に、変換体３の背面空間３ａが上方となるように変換体３をフリップチップ実装している。このため、背面空間３ａの容積を任意に設定でき、集音能力を確保しつつ広い周波数帯域で振動膜２が振動しやすくなるので、音質が安定し且つ向上する。
【０１１０】
（第３の実施形態の第１変形例）
図８に第３の実施形態の第１変形例に係る半導体装置を示す。
【０１１１】
図８に示すように、第１変形例に係る半導体装置５は、放熱板として機能する板状キャップ材２５の上面に、凹凸形状２５ｂを有している。
【０１１２】
（第３の実施形態の第２変形例）
図９に第３の実施形態の第２変形例に係る半導体装置を示す。
【０１１３】
図９に示す第１変形例は、放熱板として機能する板状キャップ材２５の上面に、断面三角突起形状２５ｃを有している。
【０１１４】
このように、第１変形例及び第２変形例によると、放熱板である板状キャップ材２５の表面積が凹凸形状２５ｂ又は三角突起形状２５ｃによって増大するため、図７に示す板状キャップ材２５を有する半導体装置と比べて、放熱性がより一層促進される。
【０１１５】
（第４の実施形態）
以下、本発明の第４の実施形態について図１０を参照しながら説明する。ここでは、図１、図２及び図７に示した構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【０１１６】
図１０に示すように、第４の実施形態に係る半導体装置５は、変換体３をその振動膜２が上側となるように実装している。さらに、変換体３と基板１との電気的な接続に変換体ワイヤを用いる代わりに、上面の変換体電極８と下面の変換体電極８との間に貫通孔を設け、該貫通孔に形成された貫通孔導体部１４により電気的に接続されている。ここで、貫通孔導体部１４の外周面、すなわち変換体３に形成された貫通孔の内壁には、一般に自然酸化膜が形成されるため、貫通孔導体部１４から変換体３への漏れ電流が抑制される。
【０１１７】
また、第４の実施形態においては、変換体３の振動膜２を板状キャップ材２５と対向させる構成を採るため、板状キャップ材２５における振動膜２との対向部分には、第２の実施形態と同様に、第２の貫通孔２５ａを設けている。
【０１１８】
第４の実施形態に係る半導体装置５の製造方法は、変換体３を上向きに実装する以外は第３の実施形態と同等である。
【０１１９】
なお、変換体３の下面のバンプ１１による接続部を保護するために、変換体アンダーフィル材２３を用いたが、該アンダーフィル材２３を用いなくても接続部を保護することができれば、必ずしも変換体アンダーフィル材２３を用いる必要はない。変換体アンダーフィル材２３を用いない場合には、隣接するバンプ１１同士の間にはバンプピッチによる隙間があるため、変換体３の背面空間３ａから板状キャップ材２５の内側に空気の流通が可能となる。このため、変換体３の背面空間３ａを増大できるので、半導体装置５の感度が向上して音質が良好となる。
【０１２０】
このように、第４の実施形態に係る半導体装置５は、第３の実施形態と同様に、増幅素子４と板状キャップ材２５との間に放熱板接着材５２を充填して、板状キャップ材２５を実質的に放熱板として機能させるため、半導体装置５の小型化及び軽量化を図りつつ、増幅素子４からの発熱を外部へより確実に放熱しやすくすることができる。その結果、より高出力の半導体装置５を得ることができる。
【０１２１】
さらに、増幅素子４の下面に固着した放熱板５０に加え、板状キャップ材２５の全面が放熱板として機能し、該板状キャップ材２５は比較的に面積が大きいため、より放熱特性が向上する。また、シールドキャップがほぼ板状構造であるため、製造が容易となって、半導体装置５の製造コストを低減することができる。
【０１２２】
（第５の実施形態）
以下、本発明の第５の実施形態について図１１を参照しながら説明する。ここでは、図１、図２、図７及び図１０に示した構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【０１２３】
図１１に示すように、第５の実施形態に係る半導体装置５は、増幅素子４と変換体３とが基板１の上に順次積層されて実装されている。
【０１２４】
具体的には、素子形成面を上にした増幅素子４は、基板１に形成された第１の貫通孔１ｃを跨ぐように、素子接着材１９により固着されている。増幅素子４における第１の貫通孔１ｃから露出する下面には放熱板５０が放熱板接着材５２により固着されている。
【０１２５】
変換体３は、第４の実施形態と同様に貫通孔導体部１４が形成されており、増幅素子４の上面の増幅素子表面電極１０との間でバンプ１１を介在させて固着されている。ここで、図示はしないが、増幅素子表面電極１０と増幅素子電極１６とは、内部回路を通じて電気的に接続されている。
【０１２６】
基板１の周縁部には、変換体３の振動膜２と対向する位置に第２の貫通孔１３ａが設けられたシールドキャップ材１３が、積層された増幅素子４及び変換体３を覆うようにしてキャップ接着材２０により固着されている。  
【０１２７】
このように、第５の実施形態によると、増幅素子４と変換体３とを上下に積層して実装するため、放熱特性が向上した半導体装置５の小型化及び軽量化をより一層促進することができる。
【０１２８】
以下、前記のように構成された半導体装置５の製造方法について説明する。
【０１２９】
まず、第１の貫通孔１ｃが形成される共に、上面に複数の基板電極１８が形成され、下面に複数の実装端子９が形成された２層構造の基板１を用意する。
【０１３０】
次に、基板１の上に、増幅素子４をその素子形成面と反対側の面である下面を第１の貫通孔１ｃに対向させて配置し、素子接着材１９により固着する。続いて、増幅素子４の増幅素子電極１６と基板１の基板電極１８とを増幅素子ワイヤ１７によって接続する。
【０１３１】
続いて、増幅素子４の上に振動膜２と該振動膜２の下側に背面空間３ａを有する変換体３を、その背面空間３ａを下側にして固着する。ここでは、変換体３の下面の変換体電極８と増幅素子４の増幅素子表面電極１０とをバンプ１１によって接続する。増幅素子表面電極１０、バンプ１１及び変換体電極８の互いの接合を確保し且つ持続させるために、変換体３の下側に変換体アンダーフィル材２３を流し込み、その後、流し込まれた変換体アンダーフィル材２３を加熱するなどして固化する。なお、ここでも、バンプ１１による接続部を保護するために、変換体アンダーフィル材２３を用いたが、該変換体アンダーフィル材２３を用いなくても、接続部を保護できるのであれば、必ずしも変換体アンダーフィル材２３を用いる必要はない。但し、隣接するバンプ１１同士の間には、バンプピッチによる隙間があるため、変換体３の背面空間３ａからシールドキャップ１３の内側に空気の流通が可能となる。このため、背面空間３ａを実質的に増大できるので、半導体装置５の感度が向上して音質が良好となる。
【０１３２】
なお、本実施形態においては、増幅素子電極１６と基板電極１８とを増幅素子ワイヤ１７で接続した後に、増幅素子４の上に変換体３を実装したが、これとは逆に、増幅素子４の上に変換体３を実装した後に、増幅素子電極１６と基板電極１８とを増幅素子ワイヤ１７で接続しても構わない。
【０１３３】
その後、基板１の上に積層された増幅素子４及び変換体３を覆うように、基板１の上の周縁部に、第２の貫通孔１３ａが形成されたシールドキャップ材１３をキャップ接着材２０により固着する。以上により、図１１に示す半導体装置５を得る。
【０１３４】
第５の実施形態に係る半導体装置５は、増幅素子４の高出力化に伴う発熱が該増幅素子４の下面に固着された放熱板５０を介して外部に放熱される、さらに、増幅素子４は変換体３と積層されて基板１の上に実装されていることにより、半導体装置の小型化及び軽量化を図りつつ、放熱特性等の品質が向上した半導体装置５を実現できる。その結果、より高出力の半導体装置５を得ることができる。
【０１３５】
なお、半導体装置５をプリント基板等に実装する際に、放熱板５０もプリント基板に実装すれば、プリント基板の外部に放熱しやすくなる。さらに、プリント基板に設けられた放熱機構に放熱板５０を実装すれば、半導体装置５だけでなく、プリント基板全体の放熱性も促進される。
【０１３６】
（第６の実施形態）
以下、本発明の第６の実施形態について図１２を参照しながら説明する。ここでは、図１、図２及び図１０に示した構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【０１３７】
図１２に示すように、第６の実施形態に係る半導体装置５は、基板１の上に増幅素子４と変換体３とが順次積層され、且つ、基板１と増幅素子４と変換体３との互いの幅Ｗが同一寸法となるように形成されている。
【０１３８】
具体的には、第６の実施形態に係る増幅素子４はフリップチップ実装されており、且つ素子形成面とは反対側の面（裏面）上に、複数の増幅素子裏面電極３１、３３が設けられている。増幅素子４には増幅素子貫通孔導体部３２が形成されており、増幅素子裏面電極３１は増幅素子貫通孔導体部３２を介して増幅素子表面電極１０と電気的に接続されている。変換体３における貫通孔導体部１４と接続された下面の変換体電極８は、増幅素子４の増幅素子裏面電極３３とバンプ１１を介して電気的に接続されている。
【０１３９】
以上の構成により、変換体３及び増幅素子４には、基板１との電気的な接続にワイヤを用いることがなく、且つシールドキャップ材をも用いる必要がないため、半導体装置５のさらなる小型化及び軽量化が可能となる。
【０１４０】
以下、前記のように構成された半導体装置５の製造方法について説明する。
【０１４１】
まず、第１の貫通孔１ｃが形成される共に、上面に複数の基板電極１８が形成され、下面に複数の実装端子９が形成された２層構造の基板１を用意する。
【０１４２】
次に、基板１の上に、増幅素子４をその素子形成面が基板１の第１の貫通孔１ｃに対向するように配置して、増幅素子表面電極１０と基板電極１８とをバンプ１１によって接続することにより固着する。続いて、増幅素子表面電極１０とバンプ１１と基板電極１８との接合を確保し且つ持続させるために、増幅素子４と基板との間に増幅素子アンダーフィル材２４を流し込み、その後、増幅素子アンダーフィル材２４を加熱等により固化する。
【０１４３】
次に、増幅素子４の上に、変換体３をその背面空間３ａ側を下向きに配置して、変換体電極８と増幅素子裏面電極３１とをバンプ１１によって接続することにより固着する。変換体電極８とバンプ１１と増幅素子裏面電極３１との接合を確保し且つ持続させるために、変換体３と増幅素子４との間に変換体アンダーフィル材２３を流し込む。その後、変換体アンダーフィル材２３を加熱等により固化する。ここで、増幅素子アンダーフィル材２４と変換体アンダーフィル材２３とに、組成が同一の又は性質が同等の材料を用いれば、両アンダーフィル材２３、２４を固化する工程を同時に行えるため量産性が向上する。
【０１４４】
また、ここでは、各アンダーフィル材２３、２４には、組成が同一で粘性が同等である材料を用いたため、各アンダーフィル材２３、２４を別工程で流し込んだが、粘性が異なる材料を用いてもよい。例えば、切断前には平面寸法が大きい増幅素子４に、変換体アンダーフィル材２３よりも粘性が低い増幅素子アンダーフィル材２４を用いれば、増幅素子アンダーフィル材２４と変換体アンダーフィル材２３とを同一工程で流し込むことが可能となるので量産性が向上する。
【０１４５】
また、増幅素子アンダーフィル材２４及び変換体アンダーフィル材２３は、いずれもバンプ１１を接合する工程で塗布等の処理を行ってもよい。また、アンダーフィル材２３、２４に代えて、テープ材等を用いても構わない。さらに、増幅素子４を基板１の上に固着した後に、増幅素子４の上に変換体３を固着したが、これとは逆に、増幅素子４の上に変換体３を固着した後に、積層された変換体３及び増幅素子４を基板１の上に固着してもよい。
【０１４６】
なお、増幅素子４と変換体３とを共にウェーハ状態から作製する場合には、ウェーハ状態の複数の増幅素子４と、ウェーハ状態の複数の変換体３とをそれぞれバンプ１１に接合する。その後、ダイシングブレード等によって、ウェーハ状態の増幅素子４とウェーハ状態の変換体３とを同時に切断することにより、増幅素子４と変換体３とが互いに接続されたスタック状の個片を形成する。続いて、個片とされたスタック状の増幅素子４と変換体３と基板１の上にバンプ１１によって接合する。その後、必要なアンダーフィル材２３、２４を流し込み、さらに固化する。
【０１４７】
次に、増幅素子４における基板１の第１の貫通孔１ｃから露出する下面に、放熱板接着材５２によって放熱板５０を固着する。以上により、図１２に示す半導体装置５を得る。
【０１４８】
このように、第６の実施形態によると、変換体３と増幅素子４とを積層構造（スタック構造）としているため、半導体装置５の小型化とさらなる軽量化とを図ることができる。また、増幅素子４は基板１との間で増幅素子ワイヤではなく、バンプ１１により接合しているため、基板１にワイヤループ分のマージンを取る必要がなくなる。これにより、半導体装置５の幅Ｗを小さくすることができ、半導体装置５のさらなる小型化が可能となる。
【０１４９】
さらに第５の実施形態においては、幅素子４と変換体３との平面積を同等としている。これにより、増幅素子４の平面寸法を小さくすることができ、シールドキャップを不要にできる。これによっても、半導体装置５の小型化及び軽量化をより一層図ることができる。従って、本実施形態においては、小型化及び軽量化を図りながら、放熱特性に優れた半導体装置５を得ることができ、高出力化を実現できる。  
【０１５０】
また、増幅素子４と変換体３との２枚のウェーハ接合状態から、ダイシング加工等によって増幅素子４と変換体３とが接合された個片状態に同時に加工できるため、加工時間を短縮できるので、製造コストを低減できる。
【０１５１】
なお、半導体装置５をプリント基板等に実装する際に、放熱板５０もプリント基板に実装すれば、プリント基板の外部に放熱しやすくなる。さらに、プリント基板に設けられた放熱機構に放熱板５０を実装すれば、半導体装置５だけでなく、プリント基板全体の放熱性も促進される。
【０１５２】
（第７の実施形態）
以下、本発明の第７の実施形態について図１３を参照しながら説明する。ここでは、図１、図２及び図１０に示した構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【０１５３】
図１３に示すように、第７の実施形態に係る半導体装置５は、基板１の上に変換体３と増幅素子４とが順次積層され、且つ、変換体３と増幅素子４との互いの幅Ｗが同一寸法となるように形成されている。また、積層された変換体３及び増幅素子４は、シールドキャップ材１３に覆われており、増幅素子４とシールドキャップ材１３との間には放熱板接着材５２が充填されて、増幅素子４とシールドキャップ材１３とが互いに固着されている。
【０１５４】
変換体３は、その振動膜２が基板１に設けられた第１の貫通孔１ｃと対向するように下向きに固着され、フリップチップ実装されている。変換体３には、貫通孔導体部１４が設けられており、変換体３の上にフリップチップ実装された増幅素子４は、変換体３の貫通孔導体部１４を介して変換体３及び基板１と電気的に接続されている。
【０１５５】
このように、第７の実施形態に係る半導体装置５は、変換体３と増幅素子４とを積層構造（スタック構造）としているため、さらなる小型化及び軽量化を図ることができる。
【０１５６】
その上、増幅素子４に放熱板となるシールドキャップ材１３を固着しているため、半導体装置５の小型化及び軽量化を図りつつ、増幅素子４からの発熱を半導体装置５の上面だけでなく、半導体装置５の側面からも外部に放熱しやすくすることができる。
【０１５７】
以下、前記のように構成された半導体装置５の製造方法について説明する。
【０１５８】
まず、第１の貫通孔１ｃが形成される共に、上面に複数の基板電極１８が形成され、下面に複数の実装端子９が形成された２層構造の基板１を用意する。
【０１５９】
次に、基板１の上に、変換体３をその振動板２の表面が第１の貫通孔１ｃに対向するように配置して、基板１の基板電極１８と変換体３の変換体電極８とをバンプ１１によって接続することにより固着する。続いて、基板電極１８とバンプ１１と変換体電極８との接合を確保し且つ持続させるために、変換体アンダーフィル材２３を流し込む。続いて、流し込まれた変換体アンダーフィル材２３を加熱等により固化する。なお、変換体アンダーフィル２３は、基板電極１８と変換体電極８とをバンプ１１により接続する際に、塗布等の処理を行ってもよい。
【０１６０】
次に、変換体３の上に増幅素子４を、変換体３の変換体電極８と増幅素子表面電極１０とを増幅素子バンプ３４によって接続することにより固着する。変換体電極８と増幅素子表面電極１０とバンプ１１との接合を確保し且つ持続させるために、変換体３と増幅素子４との間に増幅素子アンダーフィル材２４を流し込む。その後、流し込まれた増幅素子アンダーフィル材２４を加熱等により固化する。ここでも、増幅素子アンダーフィル材２４は、変換体電極８と増幅素子表面電極１０とをバンプ１１により接続する際に、塗布等の処理を行ってもよい。また、ここでは各アンダーフィル材２３、２４を用いたが、テープ材等により代替しても構わない。
【０１６１】
なお、基板１の上に変換体３を実装した後に、該変換体３の上に増幅素子４を実装したが、これとは逆に、変換体３の上に増幅素子４を実装した後に、積層された変換体３と増幅素子４とを基板１の上に実装してもよい。このとき、積層された変換体３と増幅素子４とは、第６の実施形態と同様に、共にウェーハ状態にある複数の変換体３及び増幅素子４に対して、ダイシング加工等を行って形成してもよい。
【０１６２】
次に、積層された変換体３及び増幅素子４を覆うように、基板１の上の周縁部に放熱板を兼ねるシールドキャップ材１３をキャップ接着材２０により固着する。このとき、増幅素子４の上に放熱板接着材５２を塗布しておき、増幅素子４とシールドキャップ材１３とを互いに固着する。以上により、図１３に示す半導体装置５を得る。
【０１６３】
なお、本実施形態においては、放熱板を兼ねるシールドキャップ材１３を基板１の上にも設けたが、半導体装置５の外部から進入する音が第１の貫通孔１ｃを介して振動膜２に十分に伝わるのであれば、シールドキャップ材１３を基板１の上には設ける必要がない。
【０１６４】
また、増幅素子４の上面とシールドキャップ材１３とを放熱板接着材５２によって固着したが、増幅素子４からの放熱がシールドキャップ材１３に伝播するのであれば、必ずしも放熱板接着材５２は必要ではない。
【０１６５】
以上のように、第７の実施形態によると、変換体３と増幅素子４とを積層構造（スタック構造）としているため、さらなる半導体装置の小型化及び軽量化を図ることができる。その上、増幅素子４とシールドキャップ材１３とを接続して、該シールドキャップ材１３を放熱板として機能させるため、半導体装置５の小型化及び軽量化を図りつつ、増幅素子４からの発熱を半導体装置５の上面だけでなく、半導体装置５の側面からも外部に放熱しやすくすることができる。その結果、高出力の半導体装置５を得ることができる。
【０１６６】
（第７の実施形態の一変形例）
図１４に第７の実施形態の一変形例を示す。
【０１６７】
図１４に示すように、本変形例に係る半導体装置５は、基板１の平面寸法を変換体３及び増幅素子４と同一のＷとしている。
【０１６８】
さらに、基板１に設けた第１の貫通孔１ｃの開口径を第７の実施形態に係る第１の貫通孔１ｃの開口径よりも大きくしている。これにより、シールドキャップ材１３が不要となり、増幅素子４の上面にのみ放熱板５０を形成している。
【０１６９】
また、第２の実施形態等と同様に、放熱板５０は熱伝導性に優れた材料であることが望ましく、本変形例においては金属材料を用いたが、樹脂材料でも構わない。
【０１７０】
放熱板接着材５２も、熱伝導性に優れた材料であることが望ましく、本変形例においても金属材料を混ぜ合わせた熱硬化性樹脂を用いている。
【０１７１】
本変形例に係る半導体装置５は、第７の実施形態と比べて、シールドキャップ材を有さないため、半導体装置５のさらなる小型化及び軽量化を図ることができる。
【０１７２】
その上、増幅素子４の上面に放熱板５０が固着されているため、半導体装置５の小型化及び軽量化を図りつつ、増幅素子４からの発熱を外部に放熱しやすくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１７３】
本発明に係る半導体装置及びその製造方法は、小型化を図る共に感度性能を向上しつつ、より高出力の半導体装置を低コストで得ることができ、波動を電気信号に変換する半導体装置及びその製造方法等に有用である。
【符号の説明】
【０１７４】
１      基板
１ａ    上層基板
１ｂ    下層基板
１ｃ    第１の貫通孔（第１の孔部）
１ｄ    第２の貫通孔（第２の孔部）
２      振動膜
３      変換体
３ａ    背面空間
４      増幅素子
５      半導体装置
８      変換体電極
９      実装端子
１０    増幅素子表面電極
１１    バンプ
１２    内部配線
１３    シールドキャップ材
１３ａ  第２の貫通孔
１４    貫通孔導体部
１５    変換体配線
１６    増幅素子表面電極
１７    増幅素子ワイヤ
１８    基板電極
１９    素子接着材
２０    キャップ接着材
２１    増幅素子貫通孔
２３    変換体アンダーフィル材
２４    増幅素子アンダーフィル材
２５    板状キャップ材
２５ａ  第２の貫通孔
２５ｂ  凹凸形状
２５ｃ  三角突起形状
２６    上部接着材
２７    下部接着材
２８    リブ材
３１    増幅素子裏面電極
３２    増幅素子貫通孔導体部
３３    増幅素子裏面電極
３５    変換体ワイヤ
３６    変換体接着材
５０    放熱板
５２    放熱板接着材
【図１】
2013093637.tif 000003
【図２】
2013093637.tif 000004
【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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