(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状に形成されたモールドシートと、該モールドシートの上面上に搭載される半導体センサチップと、導電性を有し、前記半導体センサチップの上方を覆って前記モールドシートと共に前記半導体センサチップを含む中空の空洞部を形成する有底略筒状の蓋体と、を備え、
前記モールドシートが、略板状に形成されて前記上面をなすと共に周辺から内側に向けて複数の切り欠きを形成した導電性のステージ部と、少なくとも一部が各切り欠き内に配置されて前記半導体センサチップと電気接続される導電性の複数のリード端子と、前記ステージ部及び前記リード端子を相互に電気的に絶縁させるように樹脂モールドする絶縁部と、を備え、
前記リード端子が、前記切り欠き内に配置されると共に前記空洞部に露出して前記半導体センサチップに電気接続する内部接続面を有する接続部と、該接続部から前記ステージ部の外方に向けて伸び、前記モールドシートの側面にその先端が露出するサポートリードと、を備え、
少なくとも前記サポートリードのうち前記切り欠き内に配される部分に、その幅方向にわたって前記上面よりも下方に配される窪み部が形成され、
該窪み部上に前記絶縁部が形成され、
前記蓋体の開口端が、前記ステージ部の上面、及び、前記窪み部上に形成された前記絶縁部上の両方に配されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記ステージ部及び前記リード端子が、金属製薄板からなるリードフレームによって構成され、
前記窪み部が、前記ステージ部の上面をなす前記金属製薄板の一方の主面から前記金属製薄板をエッチングして形成され、
前記ステージ部が、前記金属製薄板の他方の主面から前記金属製薄板をエッチングして形成され、
前記ステージ部の下面に前記絶縁部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３】
前記接続部が、前記金属製薄板の他方の主面から前記金属製薄板をエッチングして形成され、
前記接続部の下側に前記絶縁部が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】
前記モールドシートが、前記ステージ部の下面から突出するように前記ステージ部に一体に形成されて、前記半導体センサチップに電気接続される導電性のグランド用端子を備え、
前記グランド用端子の外部接続面が、前記ステージ部の下面に形成された前記絶縁部から外方に露出していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記半導体センサチップが、圧力変動を振動により検出する音響検出部を有するマイクロフォンチップからなり、
前記蓋体に、前記空洞部を外方に連通させる音響孔が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
導電部と絶縁部とからなる板状のモールドシートと、導電性を有し前記モールドシートと共に中空の空洞部及び音響孔を有するハウジングを形成する蓋体と、該ハウジング内に配置されるマイクロフォンチップと、を備え、
前記導電部は、前記マイクロフォンチップを搭載する一面を有すると共にその周辺から内側に向けて複数の切り欠きが形成された板状のステージ部と、配線と電気的に接続される接続面を有する複数の端子と、からなり、
これら複数の端子は、前記ステージ部と一体に形成された一の端子と、少なくとも前記絶縁部によって前記ステージ部と電気的に絶縁されるように前記切り欠き内に配置された他の端子と、を備え、
前記モールドシートは、少なくとも前記ステージ部の一面と前記複数の端子の接続面とを露出させるように、前記ステージ部及び前記他の端子を前記絶縁部によって樹脂モールドしてなり、
前記蓋体は、前記マイクロフォンチップと前記配線によって電気接続される前記他の端子の接続面が前記ハウジング内に露出するように、前記他の端子と電気的に絶縁された状態で前記ステージ部と電気的に接続されることを特徴とするマイクロフォンパッケージ。
【請求項７】
前記導電部は、リードフレームにより構成され、
前記他の端子は、前記ステージ部の内方から外方に向けて伸び、前記モールドシートの側面にその先端が露出するサポートリードを有し、
該サポートリードには、前記モールドシートのうち前記蓋体を搭載する面から窪む窪み部が形成され、
該窪み部上に前記絶縁部が形成されていることを特徴とする請求項６に記載のマイクロフォンパッケージ。
【請求項８】
前記ステージ部は、その周辺から外方に向けて伸び、前記モールドシートの側面に先端が露出する吊リードを有し、
該吊リードは、前記蓋体に接触していることを特徴とする請求項７に記載のマイクロフォンパッケージ。
【請求項９】
前記導電部は、枠部を備えるリードフレームにより構成され、
前記他の端子は、前記枠部に接合するサポートリードを有し、
該サポートリードには、ハーフエッチングが施されることにより前記蓋体を搭載する面から窪む窪み部が形成されており、
前記ステージ部は、その周辺から外方に向けて伸び、前記モールドシートの側面に先端が露出する吊リードを有し、
前記モールドシートは、前記窪み部上に絶縁部が形成されるように前記リードフレームを樹脂モールドし、前記吊リードを含む面において切断することで形成されることを特徴とする請求項６に記載のマイクロフォンパッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体センサチップを備える半導体装置、及び、マイクロフォンパッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置には、音響等を検出する半導体センサチップを搭載する基板の表面に蓋体を設置し、これら基板及びカバーによって画成される中空の空洞部内に半導体センサチップが収容されるように構成したものがある。なお、基板の構成としては、例えば特許文献１のように、略板状のステージ部と、その周囲に配される複数のリードと、これらステージ部及びリードをモールドする樹脂層とを備えたものがある。
ここで、半導体センサチップを搭載するステージ部の上面及び半導体センサチップとワイヤーで電気接続されるリードの一端は樹脂層から外方に露出しており、蓋体の開口端はステージ部の上面周囲の樹脂層に設置されている。
また、ステージ部や蓋体はそれぞれ導電性を有している。これにより、空洞部内に侵入しようとする電磁気的なノイズをこれらステージ部及び蓋体で遮断（シールド）し、ノイズに基づいて半導体センサチップに誤作動が生じないようにしている。
【特許文献１】特開２００７−０６６９６７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、上記従来の半導体装置においては、ステージ部の周縁と蓋体の開口端との隙間や相互に隣り合うリードの隙間があり、ステージ部及び蓋体によって覆われていないため、これらの隙間から空洞部内に前記ノイズが侵入する虞がある。
【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、樹脂モールドの技術を用いて空洞部内へのノイズ侵入を許す隙間領域を小さくして、セラミックパッケージと同等の機能を有するシールド性の向上を図ることができる半導体装置、及び、マイクロフォンパッケージ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】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
本発明の半導体装置は、板状に形成されたモールドシートと、該モールドシートの上面上に搭載される半導体センサチップと、導電性を有し、前記半導体センサチップの上方を覆って前記モールドシートと共に前記半導体センサチップを含む中空の空洞部を形成する有底略筒状の蓋体と、を備え、前記モールドシートが、略板状に形成されて前記上面をなすと共に周辺から内側に向けて複数の切り欠きを形成した導電性のステージ部と、少なくとも一部が各切り欠き内に配置されて前記半導体センサチップと電気接続される導電性の複数のリード端子と、前記ステージ部及び前記リード端子を相互に電気的に絶縁させるように樹脂モールドする絶縁部と、を備え、前記リード端子が、前記切り欠き内に配置されると共に前記空洞部に露出して前記半導体センサチップに電気接続する内部接続面を有する接続部と、該接続部から前記ステージ部の外方に向けて伸び、前記モールドシートの側面にその先端が露出するサポートリードと、を備え、少なくとも前記サポートリードのうち前記切り欠き内に配される部分に、その幅方向にわたって前記上面よりも下方に配される窪み部が形成され、該窪み部上に前記絶縁部が形成され、前記蓋体の開口端が、前記ステージ部の上面、及び、前記窪み部上に形成された前記絶縁部上の両方に配されていることを特徴とする。
【０００６】
この発明に係る半導体装置においては、半導体センサチップと空洞部に露出したリード端子の内部接続面とをワイヤー等により電気接続することができる。また、リード端子の窪み部は、絶縁部によって覆われてステージ部の上面側から露出しないため、リード端子と蓋体とは電気的に絶縁されることになる。
そして、蓋体の開口端はステージ部の上面に接触するため、ステージ部及び蓋体が相互に電気接続されることになる。したがって、半導体装置を実装する実装基板のグランドパターンにステージ部や蓋体を電気接続することで、これらステージ部及び蓋体によって空洞部内へのノイズの侵入を遮断するシールド部を形成することができる。ここで、シールド部は、ステージ部と蓋体とが接触しない切り欠きの形成部分を除いて空洞部全体を覆うため、ノイズが空洞部内に侵入する隙間領域を最小限に抑えることが可能となる。
【０００９】
また、前記半導体装置においては、前記ステージ部及び前記リード端子が、金属製薄板からなるリードフレームによって構成され、前記窪み部が、前記ステージ部の上面をなす前記金属製薄板の一方の主面から前記金属製薄板をエッチングして形成され、前記ステージ部が、前記金属製薄板の他方の主面から前記金属製薄板をエッチングして形成され、前記ステージ部の下面に前記絶縁部が形成される、としてもよい。
【００１０】
この場合には、ステージ部及びリード端子を絶縁部により樹脂モールドしてモールドシートを製造する工程において、前述の金型によりステージ部及びリード端子をその厚さ方向から挟み込む際に、ステージ部及びリード端子が変形することを防止できるため、半導体装置を容易に製造することができる。
すなわち、プレス加工によりリード端子を折り曲げたり、ステージ部をアップセットする等して、リード端子の窪み部をステージ部の上面よりも下方に配する場合には、絶縁部の形成時にリードフレームを挟み込む際に、前述の連結部やリード端子の折り曲げ部分が変形してステージ部やリード端子の一部が金型の内面から離れる場合があるため、ステージ部やリード端子と絶縁部との境界に樹脂のバリが形成される。
【００１１】
これに対して、本発明のようにリード端子の窪み部やステージ部をエッチングにより形成した場合には、前述したように絶縁部の形成時にステージ部及びリード端子の変形を防止できるため、上述したバリの発生を容易に防止できる。
また、この場合には、ステージ部及びリード端子を樹脂モールドする絶縁部の厚み寸法をエッチング前の金属製薄板と同等とすることができるため、半導体装置の薄型化を容易に図ることができる。
【００１２】
また、前記半導体装置においては、前記接続部が、前記金属製薄板の他方の主面から前記金属製薄板をエッチングして形成され、前記接続部の下側に前記絶縁部が形成される、としてもよい。
この場合には、リード端子が絶縁部によってその厚さ方向から挟み込まれることになるため、リード端子と絶縁部との密着力を向上させることができ、リード端子が絶縁部から剥離することを容易に防止できる。
【００１３】
また、前記半導体装置においては、前記モールドシートが、前記ステージ部の下面から突出するように前記ステージ部に一体に形成されて、前記半導体センサチップに電気接続される導電性のグランド用端子を備え、前記グランド用端子の外部接続面が、前記ステージ部の下面に形成された前記絶縁部から外方に露出する、としてもよい。
この場合には、グランド用端子を実装基板のグランドパターンに接触させるだけで、空洞部内へのノイズ侵入を遮断するシールド部を容易に形成することができる。また、この場合には、グランド用端子によってステージ部が絶縁部と噛み合うことになる。すなわち、グランド用端子のアンカー効果によってステージ部と絶縁部との密着力を向上させることができ、ステージ部が絶縁部から剥離することを防止できる。
【００１４】
さらに、前記半導体装置においては、前記半導体センサチップが、圧力変動を振動により検出する音響検出部を有するマイクロフォンチップからなり、前記蓋体に、前記空洞部を外方に連通させる音響孔が形成される、としてもよい。
この構成の半導体装置においては、音響等の圧力変動を音響孔から空洞部内に導入すると共に音響検出部に到達させることで、圧力変動を検出することができる。
【００１５】
また、本発明のマイクロフォンパッケージは、導電部と絶縁部とからなる板状のモールドシートと、導電性を有し前記モールドシートと共に中空の空洞部及び音響孔を有するハウジングを形成する蓋体と、該ハウジング内に配置されるマイクロフォンチップと、を備え、前記導電部は、前記マイクロフォンチップを搭載する一面を有すると共にその周辺から内側に向けて複数の切り欠きが形成された板状のステージ部と、配線と電気的に接続される接続面を有する複数の端子と、からなり、これら複数の端子は、前記ステージ部と一体に形成された一の端子と、少なくとも前記絶縁部によって前記ステージ部と電気的に絶縁されるように前記切り欠き内に配置された他の端子と、を備え、前記モールドシートは、少なくとも前記ステージ部の一面と前記複数の端子の接続面とを露出させるように、前記ステージ部及び前記他の端子を前記絶縁部によって樹脂モールドしてなり、前記蓋体は、前記マイクロフォンチップと前記配線によって電気接続される前記他の端子の接続面が前記ハウジング内に露出するように、前記他の端子と電気的に絶縁された状態で前記ステージ部と電気的に接続されることを特徴とする。
【００１６】
この発明に係るマイクロフォンパッケージにおいては、ワイヤー等の配線によりマイクロフォンチップをハウジング内に露出した他の端子の接続面に電気接続することができる。そして、マイクロフォンパッケージを実装する実装基板のグランドパターン（配線）に一の端子の接続面を電気接続することで、蓋体及びステージ部によって空洞部内へのノイズの侵入を遮断するシールド部を形成することができる。ここで、シールド部は、ステージ部と他の端子とが接触しない切り欠きの形成部分を除いて空洞部全体を覆うことができるため、ノイズが空洞部内に侵入する隙間領域を最小限に抑えることができる。
【００１７】
また、前記マイクロフォンパッケージにおいて、前記導電部は、リードフレームにより構成され、前記他の端子は、前記ステージ部の内方から外方に向けて伸び、前記モールドシートの側面にその先端が露出するサポートリードを有し、該サポートリードには、前記モールドシートのうち前記蓋体を搭載する面から窪む窪み部が形成され、該窪み部上に前記絶縁部が形成される、としてもよい。
さらに、前記マイクロフォンパッケージにおいて、前記導電部は、枠部を備えるリードフレームにより構成され、前記他の端子は、前記枠部に接合するサポートリードを有し、該サポートリードには、ハーフエッチングが施されることにより前記蓋体を搭載する面から窪む窪み部が形成されており、前記ステージ部は、その周辺から外方に向けて伸び、前記モールドシートの側面に先端が露出する吊リードを有し、前記モールドシートは、前記窪み部上に絶縁部が形成されるように前記リードフレームを樹脂モールドし、前記吊リードを含む面において切断することで形成される、としても構わない。
【００１８】
これらの場合には、ステージ部及び複数の端子を絶縁部により樹脂モールドしてモールドシートを製造する工程において、リードフレームをその厚さ方向から挟み込む際に、ステージ部や複数の端子の変形を防止できるため、マイクロフォンパッケージを容易に製造することができる。
【００１９】
さらに、前記マイクロフォンパッケージにおいて、前記ステージ部がその周辺から外方に向けて伸び、前記モールドシートの側面に先端が露出する吊リードを有する場合には、該吊リードが前記蓋体に接触する、としてもよい。
この場合には、蓋体とステージ部とを直接電気接続することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ノイズが空洞部内に侵入する隙間領域を最小限に抑えることができるため、半導体装置やマイクロフォンパッケージのシールド性向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図１から図８を参照し、本発明の一実施形態に係る半導体装置について説明する。本実施形態は、外部に発生した音響等の圧力変動を検出する半導体装置に関し、特にリードフレームを用いて製造される表面実装型の半導体装置に関するものである。
図１から図３に示すように、本実施形態の半導体装置１は、平面視略矩形の板状に形成されたモールドシート３と、モールドシート３の上面３ａに配されたマイクロフォンチップ（半導体センサチップ）５及びコンパニオンチップ７と、マイクロフォンチップ５及びコンパニオンチップ７のさらに上方を覆うようにモールドシート３に重ねて配された蓋体９とを備えている。
【００２２】
モールドシート３は、平面視略矩形の板状に形成されてモールドシート３の上面３ａをなすステージ部（導電部）１１と、マイクロフォンチップ５及びコンパニオンチップ７に電気接続される複数（図示例では３つ）のリード端子（導電部、他の端子）１３と、これらステージ部１１及びリード端子１３をモールドする樹脂モールド部（絶縁部）１５とを備えている。そして、ステージ部１１及びリード端子１３は、金属製薄板からなるリードフレームによって構成されており、導電性を有している。
【００２３】
ステージ部１１の上面３ａは樹脂モールド部１５の表面１５ａから外方に露出しており、また、ステージ部１１の下面１１ｂ及び側部は樹脂モールド部１５によって覆われている。なお、本実施形態においては、ステージ部１１の上面３ａが樹脂モールド部１５と同一平面を構成してマイクロフォンチップ５及びコンパニオンチップ７を搭載する一面となるモールドシート３の上面３ａをなしている。
また、ステージ部１１は、その周辺から内側に向けて切り欠き１７を複数（図示例では３つ）形成してなり、各切り欠き１７内にはリード端子１３の一部が配されるようになっている。そして、各切り欠き１７のうちその開口端１７ａにおける幅寸法は、開口端１７ａよりもステージ部１１の内側に位置する各切り欠き１７の底部よりも狭く形成されている。なお、この実施形態においては、２つの切り欠き１７，１７が矩形状のステージ部１１の一辺（第１の辺）１１ｃに並べて配されており、１つの切り欠き１７が第１の辺１１ｃと反対側に位置する一辺（第２の辺）１１ｄに配されると共に、第１の辺１１ｃに配された１つの切り欠き１７に対向している。
【００２４】
さらに、ステージ部１１には、その周辺から樹脂モールド部１５の側面４まで一体に延びる吊リード１９が複数（実施例では３つ）形成されており、これら吊リード１９はステージ部１１の上面３ａと共に樹脂モールド部１５の表面１５ａから外方に露出している。
なお、この実施形態においては、１つの吊リード１９が第２の辺１１ｄに形成されると共に第２の辺１１ｄに形成された１つの切り欠き１７に隣り合うように、かつ、第１の辺１１ｃに形成された１つの切り欠き１７に対向する位置に配されている。また、残り２つの吊リード１９，１９は、第１の辺１１ｃ及び第２の辺１１ｄに直交するステージ部１１の他の辺に１つずつ形成されており、互いに対向する位置に配されている。
【００２５】
また、ステージ部１１には、その下面１１ｂから突出するグランド用端子（一の端子）２１が一体に形成されており、グランド用端子２１の先端が樹脂モールド部１５の外方に露出している。具体的には、グランド用端子２１の外部接続面２１ｂがモールドシート３の下面をなす樹脂モールド部１５の裏面１５ｂと共に同一平面を形成している。なお、このグランド用端子２１は、半導体装置１を実装する実装基板のグランドパターン（不図示、外部配線）に半田付け等によって電気接続されるものである。
【００２６】
各リード端子１３は、ステージ部１１の各切り欠き１７内に配置されると共にコンパニオンチップ７に電気接続される内部配線用接続面（内部接続面）１４ａを有する接続部１３ａと、接続部１３ａからステージ部１１の外方に向けて伸びる板状のサポートリード１８とを有し、ステージ部１１に接触しないように配されている。サポートリード１８は、切り欠き１７の開口端１７ａに配されると共にステージ部１１の周縁から突出しており、樹脂モールド部１５の側面４にその先端が露出するようになっている。また、サポートリード１８は接続部１３ａよりも幅狭に形成されている。
【００２７】
また、各リード端子１３は、樹脂モールド部１５から外方に露出して外部配線と電気的に接続される外部配線用接続面１４ｂも有しており、外部配線用接続面１４ｂは樹脂モールド部１５の裏面１５ｂと共に同一平面を形成している。なお、本実施形態においては、外部配線用接続面１４ｂが接続部１３ａ及びサポートリード１８の全体にわたって形成されている。
以上のように構成された複数のリード端子１３は、内部配線用接続面１４ａ及び外部配線用接続面１４ｂを一体に形成してなり、半導体装置１を実装基板（不図示）に実装する際に、半田付け等によりマイクロフォンチップ５及びコンパニオンチップ７を実装基板の接続端子（外部配線）に電気接続する外部接続端子としての役割を果たしている。
【００２８】
また、上述したステージ部１１、サポートリード１８及び吊リード１９は、前述した金属製薄板にハーフエッチング加工を施して形成されるものであり、モールドシート３よりも薄く形成された部分を有している。
すなわち、リード端子１３を構成するサポートリード１８は、ステージ部１１の上面３ａや接続部１３ａの内部配線用接続面１４ａをなす金属製薄板の一方の主面から金属製薄板をエッチングして形成されており、元の金属製薄板の厚さ寸法の略半分に形成されている。これによって、サポートリード１８がステージ部１１の上面３ａよりも下方に配される。すなわち、サポートリード１８には、その全体にわたってモールドシート３のうち後述する蓋体９を搭載する面から窪む窪み部２４が形成されている。
【００２９】
また、ステージ部１１及び吊リード１９は、金属製薄板の他方の主面から金属製薄板をエッチングして形成されており、元の金属製薄板の厚さ寸法の略半分に形成されている。なお、ステージ部１１のうちグランド用端子２１の形成部分には、前述のハーフエッチング加工が施されておらず、グランド用端子２１とあわせて元の金属製薄板と同じ厚さ寸法となっている。すなわち、グランド用端子２１の形成部分は、切り欠き１７内に形成された樹脂モールド部１５と同じ厚さとなっている。また、リード端子１３の接続部１３ａにもハーフエッチング加工が施されておらず、これも元の金属製薄板と同じ厚さ寸法となっている。
【００３０】
樹脂モールド部１５は、電気的な絶縁材料からなり、ステージ部１１の下面１１ｂ、吊リード１９の下側、及び、サポートリード１８の窪み部２４上に形成されると共に、ステージ部１１と切り欠き１７内に配されたリード端子１３との隙間を埋めるように形成されている。また、樹脂モールド部１５は、ステージ部１１の上面３ａ及びリード端子１３の内部配線用接続面１４ａを表面１５ａから外方に露出させるように、さらに、リード端子１３の外部配線用接続面１４ｂ及びグランド用端子２１の外部接続面２１ｂを裏面１５ｂから外方に露出させるように形成されている。
したがって、ステージ部１１と切り欠き１７内のリード端子１３との隙間に配された樹脂モールド部１５の厚み寸法は、前述したハーフエッチング加工を施す前の金属製薄板と同等になり、モールドシート３の厚み寸法が金属製薄板と等しくなる。
【００３１】
蓋体９は、例えば銅材などの導電性材料を箱型の有底略筒状に形成してなり、ステージ部１１の上面３ａ及びサポートリード１８の窪み部２４上に形成された樹脂モールド部１５上にわたって配されている。すなわち、蓋体９の開口端９ａがステージ部１１の上面３ａの周縁及び切り欠き１７の開口端１７ａ内に形成された樹脂モールド部１５上にわたって配されている。これにより、ここで、蓋体９の開口端９ａは、導電性接着剤３２によってステージ部１１の上面３ａに接着固定されており、これにより、ステージ部１１と蓋体９とが電気接続されることになる。
なお、切り欠き１７の開口端１７ａに配されたサポートリード１８は、ステージ部１１の上面３ａと同一平面をなす樹脂モールド部１５によって覆われてステージ部１１の上面３ａ側から露出しないため、各リード端子１３と蓋体９とは電気的に絶縁されることになる。
【００３２】
そして、このように蓋体９を配置することで、蓋体９が前述のモールドシート３と共にマイクロフォンチップ５及びコンパニオンチップ７を含む中空の空洞部Ｓ１が形成される。すなわち、蓋体９はモールドシート３と共に中空の空洞部Ｓ１を有するハウジングを形成することになる。
また、ステージ部１１の上面３ａ及びリード端子１３を構成する接続部１３ａの内部配線用接続面１４ａは、樹脂モールド部１５から前述の空洞部Ｓ１に露出している。すなわち、ステージ部１１と電気的に絶縁された内部配線用接続面１４ａが、ハウジング内に露出している。そして、蓋体９には、前述の空洞部Ｓ１を外方に連通させる音響孔９ｂが形成されている。
【００３３】
マイクロフォンチップ５は、シリコン等からなり、音響等の圧力変動を電気信号に変換するものであり、圧力変動に応じて振動する音響検出部５ａを有している。また、このマイクロフォンチップ５は、音響検出部５ａの振動を電気抵抗の変化として捉え、これら容量や抵抗の変化を電気信号として取り出すように構成されている。
そして、マイクロフォンチップ５は、音響検出部５ａがステージ部１１の上面３ａに対向するように、絶縁性接着ペースト（不図示）を介してステージ部１１に接着固定されている。これにより、マイクロフォンチップ５の音響検出部５ａとステージ部１１の上面３ａとの間に空洞部Ｓ２が形成される。
【００３４】
コンパニオンチップ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。このコンパニオンチップ７は、マイクロフォンチップ５の場合と同様の絶縁性接着ペースト（不図示）を介してステージ部１１の上面３ａに固定されている。
【００３５】
そして、コンパニオンチップ７は、内部配線をなす第１のワイヤー２３によってマイクロフォンチップ５と電気的に接続されており、内部配線をなす第２のワイヤー２５によりリード端子１３の内部配線用接続面１４ａに電気接続されている。また、コンパニオンチップ７は、第３のワイヤー２７によりステージ部１１の上面３ａに電気接続されている。これにより、マイクロフォンチップ５がリード端子１３及びステージ部１１と電気的に接続されることになる。
以上のように構成された半導体装置１は、音響等の圧力変動を音響孔９ｂから空洞部Ｓ１内に導入すると共に音響検出部５ａに到達させることで、上記圧力変動を検出するマイクロフォンパッケージを構成している。
【００３６】
次に、この半導体装置１の製造方法について、以下に説明する。
本実施形態の半導体装置１を製造する場合には、はじめに、モールドシート３を製造する（モールドシート製造工程）。このモールドシート製造工程においては、はじめに、図４，５に示すように、銅材等からなる金属製薄板３１にプレス加工やエッチング加工を施して、枠部３５の内側に複数のリード端子１３及び吊リード１９を突出させると共に、吊リード１９を枠部３５の内側に配される平面視略矩形状のステージ部１１に一体に連結させた構成のリードフレーム３３を形成する（リードフレーム形成工程）。すなわち、このリードフレーム３３においては、枠部３５及び吊リード１９がステージ部１１及びリード端子１３を一体に連結する連結部をなしている。
【００３７】
また、このリードフレーム形成工程においては、ステージ部１１に金属製薄板３１の一方の主面３１ａからなるステージ部１１の上面３ａの周縁から内側に向けて切り欠いた切り欠き１７が形成され、リード端子１３の接続部１３ａ及びサポートリード１８の一部がステージ部１１に接触しないように切り欠き１７内に配置される。すなわち、略板状のステージ部１１には、その周辺から内側に向けて複数の切り欠き１７が形成され、リード端子１３の接続面１４ａ，１４ｂ側がステージ部１１と電気的に絶縁して樹脂モールドできるように間隔を保ちながら、切り欠き１７内に配置されている。
【００３８】
そして、リード端子１３のサポートリード１８、ステージ部１１及び吊リード１９には、ハーフエッチング加工が施される（ハーフエッチング工程）。このハーフエッチング工程においては、金属製薄板３１の一方の主面３１ａ側からハーフエッチング加工を施して、サポートリード１８全体（図４におけるハッチング部分）を元の金属製薄板３１よりも薄く形成する。すなわち、サポートリード１８には、その全体にわたって前記蓋体９が搭載される面よりも窪む窪み部が形成されている。
【００３９】
また、この工程においては、金属製薄板３１の他方の主面３１ｂ側からハーフエッチング加工を施して、グランド用端子２１の形成部分を除くステージ部１１及び吊リード１９（図５におけるハッチング部分）を元の金属製薄板３１よりも薄く形成する。
なお、このハーフエッチング工程は、前述のリードフレーム形成工程と同時に行われるとしてもよいし、リードフレーム形成工程の前後に実施されるとしても構わない。そして、このリードフレーム３３は、１つの金属製薄板３１に１つだけ形成されるとしてもよいし、複数連ねて形成されるとしても構わない。
【００４０】
そして、これらリードフレーム形成工程及びハーフエッチング工程の終了後には、図６〜８に示すように、リードフレーム３３を樹脂モールド部１５により樹脂モールドする（モールド工程）。このモールド工程においては、樹脂モールド部形成用の金型によってリードフレーム３３をその厚さ方向から挟み込むことで、ハーフエッチング工程においてリードフレーム３３のうち元の金属製薄板３１よりも薄く形成された部分と、金型の内面とによってキャビティが形成されることになる。そして、このキャビティ内に樹脂（絶縁材料）を充填することで樹脂モールド部１５が形成されることになる。
最後に、樹脂モールド部１５によってモールドされたリード端子１３及び吊リード１９を樹脂モールド部１５の外側に位置する枠部３５から切り離す（切断工程）ことで、モールドシート３の製造が完了する。なお、この切り離しは、ステージ部１１と枠部３５の間に形成された樹脂モールド部１５を切断し、その切断面には、サポートリード１８及び吊リード１９の先端が露出する。
【００４１】
なお、図６におけるハッチング部分はステージ部１１の上面３ａ側から見た場合の樹脂モールド部１５の形成部分を示しており、図６，８に示すように、ステージ部１１の上面３ａ、リード端子１３を構成する接続部１３ａの内部配線用接続面１４ａ及び吊リード１９が樹脂モールド部１５から露出し、樹脂モールド部１５の表面１５ａと共に同一平面を形成している。また、ステージ部１１と枠部３５との隙間、及び、ステージ部１１と切り欠き１７内に配された接続部１３ａ及びサポートリード１８との隙間にも樹脂が充填され、さらに、サポートリード１８の上側が樹脂モールド部１５によって覆われている。
【００４２】
また、図７におけるハッチング部分はステージ部１１の下面側から見た場合の樹脂モールド部１５の形成部分を示しており、図７，８に示すように、リード端子１３の外部配線用接続面１４ｂ及びグランド用端子２１の外部接続面２１ｂが樹脂モールド部１５から露出し、樹脂モールド部１５の裏面１５ｂと共に同一平面を形成している。また、ステージ部１１の下面１１ｂ及び吊リード１９の下側が樹脂モールド部１５によって覆われている。
すなわち、このモールドシート製造工程においては、元の金属製薄板３１と同じ厚さ寸法のモールドシート３が製造されることになる。
【００４３】
そして、モールドシート製造工程後には、図１〜３に示すように、モールドシート３の上面３ａをなすステージ部１１に絶縁性の接着ペースト（不図示）を介してマイクロフォンチップ５及びコンパニオンチップ７を固定する（チップ配置工程）。また、ワイヤーボンディングによりマイクロフォンチップ５とコンパニオンチップ７を第１のワイヤー２３で電気接続すると共に、コンパニオンチップ７とリード端子１３の内部配線用接続面１４ａ及びステージ部１１の上面３ａとを第２のワイヤー２５及び第３のワイヤー２７で電気接続する（電気接続工程）。
【００４４】
最後に、蓋体９がマイクロフォンチップ５及びコンパニオンチップ７の上方を覆うように、蓋体９の開口端９ａをステージ部１１の上面３ａの周縁に固定する（蓋体配置工程）ことで、半導体装置１の製造が完了する。
なお、この蓋体配置工程においては、蓋体９の固定が導電性接着剤３２によって行われる。また、この蓋体配置工程においては、蓋体９の開口端９ａが切り欠き１７の開口端１７ａにおいてその幅方向にわたって配されるが、切り欠き１７の開口端１７ａに配されるサポートリード１８はその全体が窪み部２４に形成されてステージ部１１の上面３ａよりも下方に配されている。また、窪み部２４に形成されたサポートリード１８の上方は樹脂モールド部１５によって覆われるため、リード端子１３が蓋体９に接触することを容易に防止できる。
なお、この半導体装置１の製造方法においては、前述したモールドシート製造工程の切断工程が、例えばチップ配置工程後から蓋体配置工程後までの間に行われるとしても構わない。
【００４５】
そして、以上のように製造された半導体装置１を実装基板（不図示）に実装する際には、樹脂モールド部１５の裏面１５ｂを実装基板の表面に対向させた状態で、半田付け等によりリード端子１３及びグランド用端子２１を実装基板のランドに電気接続すればよい。
これにより、蓋体９及びステージ部１１が実装基板のグランドパターンに電気接続することができ、蓋体９及びステージ部１１によって空洞部Ｓ１内へのノイズの侵入を遮断するシールド部が形成されることになる。ここで、シールド部は、蓋体９とステージ部１１とが接触しない切り欠き１７及び蓋体９に形成された音響孔９ｂを除いて空洞部Ｓ１全体を覆うため、ノイズが空洞部Ｓ１内に侵入する隙間領域を最小限に抑えることができる。したがって、この実施形態にかかる半導体装置１及びリードフレーム３３によれば、そのシールド性向上を図ることができる。
【００４６】
また、この半導体装置１及びリードフレーム３３によれば、ステージ部１１や吊リード１９、リード端子１３のサポートリード１８にハーフエッチング加工を施してリードフレーム３３を形成し、リード端子１３等に折り曲げ部分が存在しないため、モールド工程において金型によりリードフレーム３３をその厚さ方向から挟み込む際に、ステージ部１１及びリード端子１３が変形することを防止できるため、半導体装置１を容易に製造することができる。
すなわち、プレス加工によりリード端子１３を折り曲げたり、吊リード１９を折り曲げてステージ部１１をアップセットする等して、先端部１３ａを除くリード端子１３をステージ部１１の上面３ａよりも下方に配する場合には、モールド工程において金型によりステージ部１１及びリード端子１３を挟み込む際に、リード端子１３や吊リード１９の折り曲げ部分が変形してステージ部１１やリード端子１３の一部が金型の内面から離れる場合があるため、ステージ部１１や吊リード１９、リード端子１３と樹脂モールド部１５との境界に樹脂のバリが形成される。
【００４７】
これに対して、上記実施形態のように先端部１３ａを除くリード端子１３やステージ部１１を金属製薄板よりも薄く形成した場合には、前述したようにモールド工程においてステージ部１１及びリード端子１３の変形を防止できるため、上述したバリの発生を容易に防止できる。
また、ステージ部１１及びリード端子１３をモールドする樹脂モールド部１５の厚み寸法を金属製薄板３１と同等に形成することもできるため、半導体装置１の薄型化を容易に図ることができる。
【００４８】
さらに、ステージ部１１の下面１１ｂに突出して形成されたグランド用端子２１の周囲に樹脂モールド部１５を形成することで、このグランド用端子２１によってステージ部１１が樹脂モールド部１５と噛み合うことになる。すなわち、ステージ部１１と樹脂モールド部１５との密着力を向上させて、ステージ部１１が樹脂モールド部１５から剥離することを容易に防止できる。
なお、ステージ部１１と樹脂モールド部１５との密着力を向上させる他の手法としては、例えばマイクロフォンチップ５及びコンパニオンチップ７の配置領域を除くステージ部１１にその厚さ方向に貫通する貫通孔を形成しておき、この貫通孔内にも樹脂モールド部１５を形成することが挙げられる。この場合には、貫通孔内に充填された樹脂によるアンカー効果によってステージ部１１と樹脂モールド部１５との密着力をさらに向上させることができる。なお、貫通孔の形成位置は、半導体装置１のシールド性が低下しない位置に形成されることが望ましい。
【００４９】
そして、上記実施形態において、リード端子１３の接続部１３ａは、エッチング前の金属製薄板と同じ厚さ寸法を有するとしたが、これに限ることはなく、例えば図９に示すように、外部配線用接続面１４ｂから窪むように元の金属製薄板の厚さ寸法の略半分に形成されるとしても構わない。すなわち、リード端子１３の外部配線用接続面１４ｂの周辺にモールドシート３の裏面１５ｂから窪む段差が形成されるとしてもよい。この場合には、上記実施形態のように、接続部１３ａと一体に形成されたサポートリード１８の窪み部２４上に樹脂モールド部１５が形成されることに加え、接続部１３ａの下側にも樹脂モールド部１５が形成されるため、リード端子１３が樹脂モールド部１５によってその厚さ方向から挟み込まれることになる。したがって、リード端子１３と樹脂モールド部１５との密着力を向上させて、リード端子１３が樹脂モールド部１５から剥離することを容易に防止できる。
【００５０】
また、ステージ部１１に一体に形成される吊リード１９は、樹脂モールド部１５の表面１５ａから外方に露出するとしたが、これに限ることは無く、例えば図１０に示すように、樹脂モールド部１５の表面１５ａから外方に露出させずに、樹脂モールド部１５の裏面１５ｂから外方に露出させるとしても構わない。すなわち、吊リード１９には、上記実施形態のサポートリード１８と同様に、金属製薄板の一方の主面側からハーフエッチング加工が施されるとしてもよい。すなわち、吊リード１９はその一面が蓋体９を搭載する面よりも窪むように形成されていればよい。
この場合には、吊リード１９の上側及びステージ部１１の下側に樹脂モールド部１５が形成されるため、すなわち、一体に形成されたステージ部１１及び吊リード１９が樹脂モールド部１５によってその厚さ方向から挟み込まれることになるため、ステージ部１１と樹脂モールド部１５との密着力の向上をさらに図ることができる。
【００５１】
さらに、この場合には、リードフレームの状態において、枠部３５に連結される吊リード１９が、ステージ部１１の周縁から外側に突出するサポートリード１８と同様に、樹脂モールド部１５の裏面１５ｂから露出するため、モールドシート３の製造において、プレス加工によりモールドシート３の個片化を容易かつ迅速に行うことができる。すなわち、半導体装置の製造効率の向上を図ることができる。
また、このように吊リード１９を形成する場合には、例えば図示例のようにグランド用端子２１に連ねて形成されるとしても構わない。
【００５２】
さらに、複数のリード端子１３は、平面視略矩形状に形成されたステージ部１１の第１の辺１１ｃ及び第２の辺１１ｄに配されるとしたが、これに限ることは無く、例えばステージ部１１の第１の辺１１ｃのみに並べて配されるとしてもよい。この場合には、ステージ部１１の残りの三辺にリード端子１３が配されないため、すなわち、リード端子１３を配するための切り欠き１７を形成する必要が無くなり、ステージ部１１の残りの三辺には切り欠き１７に基づくステージ部１１と蓋体９との隙間が形成されない。これにより、ステージ部１１の三辺から空洞部Ｓ１内へのノイズの侵入を遮断することができる。
なお、この場合には、ステージ部１１の第２の辺１１ｄの近傍に、ステージ部１１の下面１１ｂから突出する上記実施形態と同様のグランド用端子を第２の辺１１ｄに沿って複数配列することが好ましい。このように複数のグランド用端子を配列することで、半導体装置を実装基板に安定した状態で実装することが可能となる。
【００５３】
また、マイクロフォンチップ５やコンパニオンチップ７は、絶縁性接着ペーストによってステージ部１１の上面３ａに固定されるとしたが、これに限ることは無く、少なくともステージ部１１の上面３ａ上に搭載されていればよい。すなわち、例えばステージ部１１の上面３ａに樹脂からなる台座用モールド部を形成し、台座用モールド部の上面にマイクロフォンチップ５やコンパニオンチップ７が固定されるとしても構わない。
この台座用モールド部は、例えばモールドシート３の製造工程において樹脂モールド部１５と同時に形成されるとしてもよい。ただし、台座用モールド部は、ステージ部１１の上面３ａのうち少なくとも蓋体９の開口端９ａの配置領域を避けるように形成する必要がある。
【００５４】
さらに、蓋体９の開口端９ａは、ステージ部１１の上面３ａの周縁に配されるとしたが、これに限ることは無く、少なくともマイクロフォンチップ５、コンパニオンチップ７及びリード端子１３の内部配線用接続面１４ａが空洞部Ｓ１内に含まれるようにステージ部１１の上面３ａに配されていればよい。すなわち、蓋体９の開口端９ａは、少なくともリード端子１３と電気的に絶縁されるようにステージ部１１の一部と電気的に接続していればよい。さらに、蓋体９の開口端９ａは、リード端子１３の内部配線用接続面１４ａやマイクロフォンチップ５、コンパニオンチップ７の配置領域を除けば、例えばステージ部１１の周縁よりも内側に配されるとしても構わない。
【００５５】
また、蓋体９の開口端９ａは、吊リード１９と接触すると共に、ステージ部１１の上面３ａに接続されていてもよいし、蓋体９の開口端９ａとステージ部１１の上面３ａとの間に導電部材を配置しておき、蓋体９の開口端９ａが、吊リード１９と接触すると共に、ステージ部１１の上面３ａと接続する導電部材を介してステージ部１１の上面３ａに電気的に接続されるとしてもよい。これらの場合には、蓋体９とステージ部１１との接触部分が増えることから、蓋体９とステージ部１１との固定の信頼性が増す。
【００５６】
さらに、蓋体９は、導電性接着剤３２によってモールドシート３に固定されるとしたが、これに限ることはない。蓋体９は、例えば、半田によってモールドシート３に固定することもできる。この場合、蓋体９は、マイクロフォンチップ５及びコンパニオンチップ７を搭載し、これらと電気接続されたモールドシート３を実装基板にリフロー工程にて半田付けすると同時にモールドシート３に固定することも可能となる。
また、リード端子１３の窪み部２４は、サポートリード１８の全体にわたって形成されるとしたが、蓋体９がサポートリード１８に接触しなければ、サポートリード１８の一部のみに形成されていてもよい。すなわち、蓋体９が上記実施形態のように配される場合、窪み部２４は、切り欠き１７の開口端１７ａに配されるサポートリード１８の幅方向にわたって形成されていればよい。
【００５７】
さらに、サポートリード１８は、その一部が切り欠き１７の外側に突出するとしたが、例えば全体が切り欠き１７に配されるとしても構わない。ステージ部１１の各切り欠き１７内には各リード端子１３の一部が配されるとしたが、これに限ることは無く、例えば各リード端子１３の全体が配されるとしても構わない。
また、上記実施形態のリードフレーム３３は、これにハーフエッチング加工を施して形成されるとしたが、モールドシート３の薄型化や樹脂のバリを考慮しない場合には、例えばプレス加工を施す、すなわちリード端子１３に折り曲げ加工を施す等して形成されるとしても構わない。この場合でも、上記実施形態の窪み部２４と同様に、サポートリード１８にステージ部１１の上面３ａの下方に配される窪み部を形成することができる。
さらに、空洞部Ｓ１を外方に連通させる音響孔９ｂは、蓋体９に形成されるとしたが、これに限ることはなく、例えばモールドシート３に形成されるとしても構わない。
【００５８】
また、複数のリード端子１３及びグランド用端子２１は、樹脂モールド部１５の裏面１５ｂから外側に露出するとしたが、少なくとも実装基板に電気接続させるようにモールドシート３の外側に露出していればよく、例えばモールドシート３の側面４から外側に突出するとしてもよい。この場合、グランド用端子２１は吊リード１９により構成すればよい。
また、半導体装置１は、ステージ部１１の上面３ａにコンパニオンチップ７を設けて構成されるとしたが、少なくともマイクロフォンチップ５を設けて構成されていればよい。なお、この場合には、半導体装置１を実装する実装基板にコンパニオンチップ７を別途搭載すると共に、実装基板を介して半導体装置１とコンパニオンチップ７とを電気接続すればよい。
【００５９】
さらに、上記実施形態においては、圧力変動を検出するマイクロフォンチップ５を備える半導体装置１について説明したが、少なくともモールドシート３及び蓋体９により半導体センサチップを含む中空の空洞部Ｓ１を形成した構成の半導体装置に適用することができる。すなわち、モールドシート３や蓋体９に音響孔９ｂが形成されていない構成の半導体装置にも適用することができ、外方に対して密閉された空洞部Ｓ１内に配する半導体センサチップとしては、例えば加速度センサチップが挙げられる。
【００６０】
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】
【００６１】
【図１】本発明の一実施形態に係る半導体装置を樹脂モールド部の表面側から見た状態を示す概略平面図である。
【図２】図１の半導体装置を樹脂モールド部の裏面側から見た状態を示す概略平面図である。
【図３】図１，２のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図４】図１の半導体装置の製造に用いるリードフレームを金属製薄板の一方の主面側から見た状態を示す概略平面図である。
【図５】図４のリードフレームを金属製薄板の他方の主面側から見た状態を示す概略平面図である。
【図６】図４，５のリードフレームに樹脂モールド部を形成したものを金属製薄板の一方の主面側から見た状態を示す概略平面図である。
【図７】図４，５のリードフレームに樹脂モールド部を形成したものを金属製薄板の他方の主面側から見た状態を示す概略平面図である。
【図８】図６，７のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る半導体装置において、モールドシートのリード端子を示す拡大断面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係る半導体装置を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１…半導体装置（マイクロフォンパッケージ）、３…モールドシート、３ａ…上面、４…側面、５…マイクロフォンチップ（半導体センサチップ）、５ａ…音響検出部、９…蓋体、９ａ…開口端、９ｂ…音響孔、１１…ステージ部（導電部）、１１ｂ…下面、１３…リード端子１３（導電部、他の端子）、１３ａ…接続部、１４ａ…内部配線用接続面（内部接続面）、１４ｂ…外部配線用接続面、１５…樹脂モールド部（絶縁部）、１７…切り欠き、１８…サポートリード、１９…吊リード（連結部）、２１…グランド用端子（突起部、一の端子）、２１ｂ…外部接続面、２３…第１のワイヤー（内部配線）、２４…窪み部、２５…第２のワイヤー（内部配線）、３１…金属製薄板、３１ａ…一方の主面、３１ｂ…他方の主面、３３…リードフレーム、３５…枠部（連結部）、Ｓ１…空洞部
【図１】
0004380748.tif 000002
【図２】
0004380748.tif 000003
【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】
0004380748.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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