CN102275861A - 半导体装置及传声器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种安装面积小的半导体装置(特别是传声器)。通过使罩(44)和基板(45)在上下重叠，形成封装。罩(44)的凹部(46)顶面安装有传声器芯片(42)，在基板(45)的凹部(66)上表面安装有电路元件(43)，传声器芯片(42)位于电路元件(43)的垂直上方。传声器芯片(42)利用接合线与在罩(44)的下表面设置的接合用焊盘连接，电路元件(43)利用接合线(80)与在基板(45)的上表面设置的接合用焊盘(68)连接，与罩(44)下表面的接合用焊盘导通的罩侧接合部(49)和与基板(45)上表面的接合用焊盘(68)导通的基板侧接合部(69)由导电性材料(86)接合。

Description

半导体装置及传声器
技术领域
本发明涉及半导体装置及传声器，具体地说，涉及在封装内收纳半导体元件的半导体装置。另外，涉及在封装内收纳传声器芯片(声音传感器)的传声器。
背景技术
在电子设备特别是便携用设备中要求设备的小型化，因此，需要在小的电路基板上高密度安装零件。而且，为了能够使零件高密度安装，要求减小零件安装时的占有面积(以下，称为安装面积)。但是，在MEMS传声器的情况下，将传声器芯片和电路元件安装于封装内，但在现有的传声器中将传声器芯片和电路元件并列设置于封装的基板或罩的同一面上。因此，减小传声器的安装面积受到限制，难以使安装面积减小。
因此，本发明的发明者认为，通过在封装内将传声器芯片和电路元件在上下配置，从而减小封装的底面积，减小传声器的安装面积。
通过调查现有的文献，作为将传声器芯片和电路元件在上下配置的传声器，有专利文献1公开的传声器。在专利文献1的传声器中，在构成封装的基板和罩中，将电路元件安装在基板的上表面，将传声器芯片安装在罩的顶面。
但是，在专利文献1所公示的传声器中，在基板的上表面并列配置电路元件和屏蔽用金属，将传声器芯片配置在罩顶面以使其位于屏蔽用金属的正上方，因此，从垂直上方观察传声器时，传声器芯片和电路元件不重合。这样，在专利文献1的传声器中虽然将电路元件和传声器芯片在上下配置，但并不是以减小安装面积为目的，另外，未形成减小安装面积的构造。
另外，需要在封装内部连接电路元件和传声器芯片，但在将电路元件安装在基板上，将传声器芯片安装在罩内的情况下，该连接方法有问题。例如，在用接合线连接安装于基板的电路元件和安装于罩内的传声器芯片后使罩与基板重叠中，有可能因接合线会使电路短路。但是，在专利文献1中未公开用于连接电路元件和传声器芯片的配线方法。
同样的配线方法的问题在将电路元件和传声器芯片均设置于罩内的情况下也产生。在将电路元件设置于基板，将传声器芯片设置于罩内的情况下，具有电路元件和传声器芯片的连接的问题，在将电路元件和传声器芯片设置于罩内的情况下，具有电路元件和基板的连接方法问题。
关于设置于罩内的电路元件和基板的连接方法，在专利文献2～4公开。在专利文献2中将电路元件和传声器芯片并列安装于罩的顶面，经由封装内的焊锡球连接电路元件和基板。但是，在这种方法中，用焊锡球的配线变得复杂，另外，因焊接球的位置偏差，会产生连接故障，具有传声器的成品率降低的问题。
另外，在专利文献3的传声器中，将电路元件和传声器芯片并列安装于罩的顶面，在罩内表面的侧壁设置配线图形。而且，用接合线连接位于罩的顶面的配线图形的端部和电路元件，使罩与基板重叠，由此，将配线图形的另一端与基板连接。但是，在专利文献3的构造中，由于必须从罩的顶面一直到侧壁的整个高度形成配线图形，所以制造成本高。另外，在罩的角部，由于必须进行与配线图形的端部的线接合，所以需要装入引线接合用夹具(毛细管)的空间，从而会使传声器的安装面积进一步增加。
另外，在专利文献4的传声器中，在罩的内表面安装电路元件和传声器芯片，利用接合线将电路元件和传声器芯片与罩内表面的电极焊盘连接，经由设置于电路元件罩的侧壁部(侧基板)的内部的通孔和螺旋弹簧将罩的电极焊盘与基板连接。但是，在专利文献4的构造中，必须在罩的侧壁部制作通孔及螺旋弹簧这样的构造，封装构造复杂化而使传声器的制作成本提高。另外，由于不能减小侧壁部的壁厚，所以具有封装的安装面积增大这样的问题。
专利文献1：美国专利第7166910号说明书(图9、图10)
专利文献2：美国专利申请公开第2008/0175425号说明书
专利文献3：美国专利申请公开第2008/0283988号说明书
专利文献4：美国专利申请公开第2007/0058826号说明书
发明内容
本发明是鉴于上述的技术课题而开发的，本发明的第一目的在于提供安装面积小的半导体装置(特别是传声器)。另外，本发明的第二目的在于，在构成封装的不同的部件上分别安装传感器芯片和电路元件的半导体元件中，可以用简单的构造连接传感器芯片和电路元件。
本发明的半导体装置具备封装，其由在至少一方形成凹部的第一部件及第二部件构成；传感器，其安装于所述第一部件的内表面；电路元件，其安装于所述第二部件的内表面，其特征在于，从与所述封装的底面垂直的方向观察时，所述传感器和所述电路元件以至少一部分重叠的方式配置。
本发明的半导体装置中，从与封装的底面垂直的方向观察，传感器和电路元件以至少一部分重叠的方式配置，所以与在相同的面并列安装传感器和电路元件的情况比较，可以缩小封装的底面积。因此，可以缩小半导体装置的安装面积。
本发明的半导体装置的某实施方式其特征在于，所述传感器位于所述电路元件的垂直上方或垂直下方。根据该实施方式，可以减小封装的底面积，能够使半导体装置的安装面积最小。
本发明的半导体装置的其它实施方式的特征在于，在所述第一部件的表面设有第一接合用焊盘，利用第一电缆配线连接所述传感器和所述第一接合用焊盘，在所述第二部件的表面设有第二接合用焊盘，利用第二电缆配线连接所述电路元件和所述第二接合用焊盘，使所述第一部件和所述第二部件接合而形成封装时，利用导电性材料使所述第一接合用焊盘和所述第二接合用焊盘接合。根据该实施方式，经由第一及第二电缆配线、第一及第二接合用焊盘及导电性材料，能够以简单的构造连接传感器和电路元件。另外，分别在第一部件和第二部件的表面设置第一及第二接合用焊盘，所以在重叠第一部件和第二部件形成封装时，能够用导电性材料使第一接合用焊盘和第二接合用焊盘接合，可以不使传感器和电路元件短路而容易地使其连接。另外，分别在第一部件和第二部件的表面设置第一及第二接合用焊盘，所以也可以容易地进行第一电缆配线及第二电缆配线的配线作业。
本发明的半导体装置再其它的实施方式的特征在于，在所述第一部件的表面设有第一接合用焊盘和与所述第一接合用焊盘导通的第一接合部，利用第一电缆配线连接所述传感器和所述第一接合用焊盘，在所述第二部件的表面设有第二接合用焊盘和与所述第二接合用焊盘导通的第二接合部，利用第二电缆配线连接所述电路元件和所述第二接合用焊盘，使所述第一部件和所述第二部件接合而形成封装时，利用导电性材料使所述第一接合部和所述第二接合部接合。根据该实施方式，经由第一及第二电缆配线、第一及第二接合用焊盘、第一及第二接合部及导电性材料，能够以简单的构造连接传感器和电路元件。另外，分别在第一部件和第二部件的表面设置第一及第二接合用焊盘和第一及第二接合部，所以重叠第一部件和第二部件形成封装时，可以用导电性材料接合第一接合部和第二接合部，不使传感器及电路元件短路而可以容易地使其连接。另外，单独形成用于连接电缆配线的接合用焊盘和利用导电性材料用于使其接合的接合部，所以容易地进行半导体装置的装配作业。
另外，作为导电性部件可以使用焊锡、导电性树脂、导电性带或钎料中的至少一种。
另外，在该实施方式中，也可以为：所述第一接合用焊盘和所述第一接合部由连续的金属膜形成，通过用绝缘膜局部覆盖所述金属膜的表面，由此，将所述第一接合用焊盘和所述第一接合部区分，所述第二接合用焊盘和所述第二接合部由连续的金属膜形成，通过用绝缘膜局部覆盖所述金属膜的表面，由此，将所述第二接合用焊盘和所述第二接合部区分。该方式中，利用阻焊膜等绝缘膜分离各接合用焊盘和各接合部，所以用于使接合部彼此接合的导电性材料难以流向接合用焊盘侧。
本发明的半导体装置再其它的实施方式的特征在于，在与所述第一接合用焊盘相对的区域局部去除所述第二部件的表面，形成用于避开所述第一电缆配线的空间。根据该实施方式，可以防止第一电缆配线与第二部件接触碰到而产生弯曲、短路。
本发明的半导体装置再其它的实施方式的特征在于，在与所述第二接合用焊盘相对的区域局部去除所述第一部件的表面，形成用于避开所述第二电缆配置的空间。根据该实施方式，防止第二电缆配线与第一部件碰到而产生弯曲、短路。
本发明的半导体装置再其它的实施方式的特征在于，所述传感器安装在设置于所述第一部件的所述凹部内，在所述第一电缆配线的通过区域，使包围所述第一部件的所述凹部的周壁部的角部凹陷。根据该实施方式，能够防止第一电缆配线与第一部件的导电层接触而在传感器产生短路。
本发明的半导体装置再其它的实施方式的特征在于，所述电路元件安装在设置于所述第二部件的所述凹部内，在所述第二电缆配线的通过区域，使包围所述第二部件的所述凹部的周壁部的角部凹陷。根据该实施方式，能够防止第二电缆配线与第二部件的导电层接触而在电路元件产生短路。
本发明的半导体装置再其它的实施方式中，所述第一部件为封装的罩，所述第二部件为封装的基板。
本发明的半导体装置再其它的实施方式中，所述第一部件为封装的基板，所述第二部件为封装的罩。
本发明的半导体装置再其它的实施方式的特征在于，所述罩及所述基板分别具有所述凹部。根据该实施方式，由于将传感器收纳于凹部内，所以减小第一接合用焊盘和传感器的表面的高低差，容易进行第一电缆配线的连接作业。另外，由于也将电路元件收纳于凹部内，所以减小第二接合用焊盘和电路元件的表面的高低差，容易进行第二电缆配线的连接作业。
本发明的半导体装置的再其它的实施方式的特征在于，所述罩具有所述凹部，所述基板形成为平板状。根据该实施方式，由于传感器收纳于凹部内，所以减小第一接合用焊盘和传感器的表面的高低差，容易地进行第一电缆配线的连接作业。另一方面，由于基板为平板状，所以基板的构造简单，可以降低成本。
在本发明的半导体装置中，所述第一部件的材料可以使用贴铜层叠板、环氧玻璃、陶瓷、塑料、金属、碳纳米管中至少一种材料或它们的复合材料。另外，作为所述第二部件也可以使用贴铜层叠板、环氧玻璃、陶瓷、塑料、金属、碳纳米管中至少一种材料或它们的复合材料。另外，优选所述第一部件及所述第二部件具备用于隔断外部电磁干扰的电磁屏蔽功能。
本发明的第一传声器为本发明的半导体装置中作为所述传感器使用传声器芯片的传声器，其特征在于，在所述第一部件开设声孔，所述传声器芯片以覆盖所述声孔的方式安装于所述第一部件。根据该第一传声器，可以制作安装面积小的传声器，另外，封装内的空间为传声器芯片背室，所以传声器芯片的灵敏度提高。
本发明的第二传声器为在本发明的半导体装置中作为所述传感器使用了传声器芯片的传声器，其特征在于，以与所述传声器芯片不重叠的方式在所述第一部件上开设声孔。另外，本发明的第三传声器是在本发明的半导体装置中作为所述传感器使用了传声器芯片的传声器，其特征在于，以与所述电路元件不重叠的方式在所述第二部件开设声孔。根据该第二及第三传声器，可以制作安装面积小传声器。另外，根据这些传声器，封装内的空间为传声器芯片的前室。
另外，用于解决本发明的所述课题的方法具有适当组合以上说明的构成要素的特征，本发明可以形成构成要素组合产生的多种变化。
附图说明
图1(A)是安装了本发明的实施方式1的传声器芯片的罩的仰视图，图1(B)是安装了实施方式1的电路元件的基板的俯视图；
图2(A)是去除阻焊膜的实施方式1的罩的仰视图，图2(B)是去除阻焊膜的实施方式1的基板的俯视图；
图3是实施方式1的传声器的剖面图，表示相当于图1(A)、(B)的X1-X1线的部位的剖面；
图4是实施方式1的传声器的剖面图，表示相当于图1(A)、(B)(A)、(B)的Y1-Y1线的部位的剖面；
图5是实施方式1的传声器的剖面图，表示相当于图1(A)、(B)的Z1-Z1线的部位的剖面；
图6(A)是说明接合用焊盘不同方式的图，图6(B)是去除阻焊膜所示的图6(A)的接合用焊盘；
图7(A)是说明接合用焊盘的其它的不同方式的图，图7(B)是去除阻焊膜所示的图7(A)的接合用焊盘；
图8(A)表示不同方式的罩的仰视图，图8(B)是表示不同方式的基板的俯视图；
图9(A)是安装了本发明的实施方式2的传声器芯片的罩的仰视图，图9(B)是安装了实施方式2的电路元件的基板的俯视图；
图10是实施方式2的传声器的剖面图，表示相当于图9(A)、(B)的X2-X2线的部位的剖面；
图11是实施方式2的传声器的剖面图，表示相当于图9(A)、(B)的Y2-Y2线的部位的剖面；
图12(A)是安装了本发明的实施方式3的传声器芯片的罩的仰视图，图12(B)是安装了实施方式3的电路元件的基板的俯视图；
图13(A)是安装了本发明的实施方式4的传声器芯片的罩的仰视图，图13(B)是安装了实施方式4的电路元件的基板的俯视图；
图14(A)去除阻焊膜的实施方式4的罩的仰视图，图14(B)是去除阻焊膜的实施方式4的基板的俯视图；
图15是实施方式4的传声器的剖面图，表示相当于图13(A)、(B)的X4-X4线的部位的剖面；
图16是实施方式4的传声器的剖面图，表示相当于图13(A)、(B)的Y4-Y4线的部位的剖面；
图17(A)是安装了本发明的实施方式5传声器芯片的罩的仰视图，图17(B)是安装了实施方式5的电路元件的基板的俯视图；
图18是实施方式5的传声器的剖面图，表示相当于图17(A)、(B)的X5-X5线的部位的剖面；
图19是实施方式5的传声器的剖面图，表示相当于图17(A)、(B)的Y5-Y5线的部位的剖面；
图20(A)是安装了本发明的实施方式6的传声器芯片的罩的仰视图，图20(B)是安装了实施方式6的电路元件的基板的俯视图；
图21(A)是安装本发明的实施方式7的电路元件的罩的仰视图，图21(B)是安装了实施方式7的传声器芯片的基板的俯视图；
图22是实施方式7的传声器的剖面图，表示相当于图21(A)、(B)的X7-X7线的部位的剖面；
图23是实施方式7的传声器的剖面图，表示相当于图21(A)、(B)的Y7-Y7线的部位的剖面；
图24(A)是安装了本发明的实施方式8的传声器芯片的基板的俯视图，图24(B)是实施方式8的传声器的剖面图，表示相当于图24(A)的X8-X8线的部位的剖面；
图25(A)是安装了本发明的实施方式9的电路元件的罩的仰视图，图25(B)是实施方式9的传声器的剖面图，表示相当于图25(A)的X9-X9线的部位的剖面；
图26(A)是安装了本发明的实施方式10的电路元件的罩的仰视图，图26(B)是安装了实施方式10的传声器芯片的基板的俯视图；
图27(A)是实施方式10的传声器的剖面图，表示相当于图26(A)、(B)的X10-X10线的部位的剖面，图27(B)是实施方式10的传声器的剖面图，表示相当于图26(A)、(B)的Y10-Y10线的位置的剖面；
图28(A)是安装了本发明的实施方式11的传声器芯片的基板的俯视图，图28(B)是实施方式11的传声器的剖面图，表示相当于图28(A)的X11-X11的部位的剖面；
图29(A)是安装了本发明的实施方式12的电路元件的罩的仰视图，图29(B)是实施方式12的传声器的剖面图，表示相当于图29(A)的X12-X12的部位的剖面；
图30(A)是安装了本发明的实施方式13的传声器芯片的罩的仰视图，图30(B)是安装了实施方式13的电路元件的基板的俯视图；
图31(A)是实施方式13的传声器的剖面图，表示相当于图30(A)、(B)的X13-X13线的部位的剖面，图31(B)是实施方式13的传声器的剖面图，表示相当于图30(A)、(B)的Y13-Y13线的部位的剖面；
图32是本发明的实施方式14的传声器的剖面图；
图33是本发明的实施方式15的传声器的剖面图。
符号说明
41、91-102传声器
42传声器芯片
43电路元件
44罩
45基板
46、66凹部
48、68、73、74接合用焊盘
49罩侧接合部
50、80、82、84接合线
51、71接地接合部
52、72阻焊膜
53声孔
69基板侧接合部
86、87导电性材料
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明最佳的实施方式。但是，本发明不限于以下的实施方式，在不脱离本发明宗旨的范围内可以进行各种设计变更。
(第一实施方式)
参照图1～图4说明本发明实施方式1的顶口型的传声器41。传声器41是使用MEMS技术制造的MEMS传声器，是在由罩44(第一部件)和基板45(第二部件)构成的封装内收纳传声器芯片42(传感器)和电路元件43的传声器。另外，实施方式1的传声器41在罩44上开设声孔53成为顶口型。图1(A)为安装了传声器芯片42的罩44的仰视图，图1(B)是安装了电路元件43的基板45的俯视图。图2(A)是去除阻焊膜的罩44的仰视图，图2(B)是去除阻焊膜的基板45的俯视图。另外，图3是相当于图1的X1-X1线的部位的传声器41的剖面图。图4是相当于图1的Y1-Y1线的部位的传声器41的剖面图。图5是相当于图1的Z1-Z1线的部位的传声器41的剖面图。
如图3～图5所示，罩44由层叠贴铜层叠层板、环氧玻璃、陶瓷、塑料、金属、碳纳米管中至少一种材料或它们的复合材料形成的两片绝缘性基板而构成。由绝缘性材料形成的罩44具备作为用于收纳传声器芯片42的箱状的凹部46。在包围凹部46顶面、侧壁面及凹部46的侧壁部下表面几乎整体形成有电磁屏蔽用的导电层47。另外，形成于罩44的顶面的导电层47向绝缘性材料的内部延伸。
如图1(A)所示，凹部46的外部即罩44的下表面由阻焊膜52覆盖，在罩44的下表面设置有从阻焊膜52露出的多个接合用焊盘48(第一接合用焊盘)和罩侧接合部49(第一接合部)。另外，导电层47的外周部从阻焊膜52露出成为接地接合部51。
导电层47、接合用焊盘48及罩侧接合部49为金属膜，如图2(A)所示，接合用焊盘48及罩侧接合部49的周围由导电层47分离，各接合用焊盘48及罩侧接合部49与导电层47电绝缘。另一方面，如图2(A)所示，接合用焊盘48和罩侧接合部49在阻焊膜52的下相互连接而电导通。另外，在图2(A)中标有剖面线的部位是去除金属膜露出罩44的绝缘性材料的部分。
传声器芯片42是MEMS元件(声音传感器)，例如，在Si基板的开口部设有声音振动感知用的薄膜的隔膜，并将顶盖状的背板固定于Si基板上使其与隔膜对置。于是，由设置于背板的固定电极膜和隔膜(都由多晶硅构成)构成检测信号输出用电容器，在背板上开设有用于向固定电极膜和隔膜之间的空隙导入声音振动的声孔口。如图3～图5所示，传声器芯片42被收纳于凹部46内，利用粘接剂将其背面固定于凹部46的顶面(导电层47)。另外，传声器芯片42与罩44上开设的声孔53相对应而设置于，以覆盖声孔53。因此，传声器芯片42由于Si基板的开口部和声孔53为前室，封装内的空间为背室，所以可以保持大的背室容积，可以使传声器芯片42高灵敏度化。如图1(A)及图4所示，设置于传声器芯片42的表面的端子54利用接合线50(第一电缆配线)与接合用焊盘48连接。
如图3～图5所示，基板45由多层配线基板、贴铜层叠板、环氧玻璃基板、陶瓷基板、塑料基板、金属基板、碳纳米管基板或它们的复合基板构成。基板45具备作为用于收纳电路元件43的箱状的凹部66。包围凹部66的底面、侧壁面及凹部66的侧壁部上表面几乎整体地形成有电磁屏蔽用的导电层67。
如图1(B)所示，凹部66的外部即基板45的上表面由阻焊膜72覆盖，在基板45的下表面，以从阻焊膜52露出的方式设置有多个接合用焊盘68(第二接合用焊盘)、接合用焊盘73、74和基板侧接合部69(第二接合部)。另外，导电层67的外周部从阻焊膜72露出，成为接地接合部71。在此，接合用焊盘68是用于将电路元件43与传声器芯片42连接的焊盘，接合用焊盘73是用于将电路元件43与下面的信号输入输出端子77连接的焊盘，接合用焊盘74是接地连接用的焊盘。
导电层67、接合用焊盘68、73、74及基板侧接合部69为金属膜，如图2(B)所示，接合用焊盘68及基板侧接合部69、接合用焊盘73的周围分别被导电层67分离，各接合用焊盘68及基板侧接合部69、接合用焊盘73分别与导电层67电绝缘。另一方面，如图2(B)所示，接合用焊盘68和基板侧接合部69在阻焊膜72的下相互连接而电导通。另外，接合用焊盘74为导电层67的一部分，与接地接合部71导通。另外，在图2(B)中标有剖面线的部位为去除金属膜露出基板45的绝缘性材料的部分。
在基板45的下表面设置有接地端子75，接地端子75通过通孔76与导电层67连接，因此，电路元件43的接地端子83通过通孔76等与接地端子75导通。另外，在基板45的下表面设置有信号输入输出用的信号输入输出端子77，信号输入输出端子77通过通孔78与接合用焊盘73连接。因此，电路元件43的端子81通过通孔78等与信号输入输出端子77导通。
电路元件43是ASIC或IC芯片等元件。如图3～图5所示，电路元件43收纳于凹部66内，利用粘接剂将其背面固定在凹部66的底面。
如图1(B)所示，设置于电路元件43的表面的传声器芯片连接用端子79通过接合线80(第二电缆配线)与接合用焊盘68连接。设置于电路元件43的表面的信号输入输出用端子81通过接合线82与接合用焊盘73连接。另外，设置于电路元件43的表面的接地端子83通过接合线84与接合用焊盘74连接。
如图3～图5所示，罩44以将凹部46以朝向下方的状态与基板45的上表面重叠，利用导电性材料86接合对置的罩侧接合部49和基板侧接合部69。导电性材料86也可以使用导电性粘接剂及焊锡、导电性两面粘接带、焊接用钎料的任一种，或者，也可以并用它们中的多个材料。另外，设置于罩44的下表面外周部的接地接合部51、设置于基板45的上表面外周部的接地接合部71由导电性材料87遍及全周而接合。导电性材料87可以使用导电性粘接剂及焊锡、导电性两面粘接带、焊接用钎料的任一种，或者，也可以并用它们中的多个材料。为了使罩44和基板45贴合，还可以并用非导电性树脂及非导电带。
其结果是，传声器芯片42及电路元件43被收纳于由罩44及基板45构成的封装内。另外，罩44的导电层47使接地接合部51和接地接合部71用导电性材料87接合，与基板45的导电层67电导通，因此，通过将接地端子75与回路基板等的接地线连接，导电层47及67保持在接地电位，传声器41隔断外部的电磁干扰。另外，经由导电性材料86接合罩侧接合部49和基板侧接合部69，因此，传声器芯片42经过接合线50→接合用焊盘48→罩侧接合部49→导电性材料86→基板侧接合部69→接合用焊盘68→接合线80这样的路径，与电路元件43的端子79连接。
在这样构造的传声器41中，在罩44内安装传声器芯片42，在基板45安装电路元件43，在电路元件43的正上方重叠配置传声器芯片42，所以封装也可以使用底面积小的结构。其结果是，可以制作安装面积极小的传声器41。
在该传声器41中，在设置于罩44的下表面的接合用焊盘48上连接来自传声器芯片42的接合线50，使在基板45的上表面设置的接合用焊盘68连接来自电路元件43的接合线80，使罩44与基板45接合时，用导电性材料86使罩侧接合部49和基板侧接合部69接合，使传声器芯片42和电路元件43电导通。另外，根据该传声器41，如果以接合用焊盘48为上的方式翻转罩44，接合用焊盘48位于罩44的表面，所以使用引线接合器能够容易地将接合线50与接合用焊盘48及传声器芯片42的端子54连接。同样，接合用焊盘68位于基板45的上面，所以使用引线接合器能够容易地将接合线80与接合用焊盘68及电路元件43的端子79连接。
因此，传声器41中，可以通过简单的配线构造和简单的装配方法使罩44上的传声器芯片42和基板45上的电路元件43电连接。另外，在凹部46、66的内部，不需要进行接合线的连接作业，所以容易进行接合线50、80的结线作业，并且，不会如专利文献3公开的传声器那样需要在凹部46、66内放入电缆接合用的夹具的空间，所以不会使封装的底面积增大，可以减小传声器41的安装面积。另外，利用电磁屏蔽用的金属膜形成接合用焊盘48、68、罩侧接合部49及基板侧接合部69，所以能够实现传声器41的成本降低。另外，也不会如专利文献4公开的传声器那样增厚罩44及基板45的侧壁部的厚度，不会因侧壁部增大传声器41的安装面积。
(变形例)
在实施方式1的传声器41中，接合用焊盘68、73、74以与凹部66的边缘相接的方式设置，如图6(A)或图7(A)所示，也可以使接合用焊盘68、73、74远离凹部66的边缘而设置，这时，构成接合用焊盘68、73、74的电极膜如图6(B)所示，也可以远离凹部66，或如图7(B)所示，也可以在阻焊膜72的下延伸至凹部66的边缘。同样，罩44的接合用焊盘48也可以设置为远离凹部46的边缘。
另外，接地接合部51及接地接合部71没必要设置于罩44及基板45的全周，如图8(A)及图8(B)所示，也可以部分分断。这时，导电层47、67存在于分断接地接合部51及接地接合部71的阻焊膜52、72之下，也可以不存在阻焊膜52、72之下。
另外，该变形例即可以适用于实施方式1，也可以适用于实施方式2之后的实施方式。
(第二实施方式)
接着，通过图9～图11说明实施方式2的顶孔型的传声器91。图9(A)是安装了传声器芯片42的罩44的仰视图，图9(B)是安装了电路元件43的基板45的俯视图。另外，图10是相当于图9的X2-X2线部位的传声器91的剖面图。图11是相当于图9的Y2-Y2线部位的传声器91的剖面图。另外，本实施方式具有与实施方式1大体相同的构造，所以在附图中，对相同构造的部分附加与实施方式1相同的符号，省略其说明(实施方式3之后也同样)。
在传声器91中，在罩44的凹部46内，在不与传声器芯片42重叠的位置开设声孔53。因此，在传声器91中，封装的内部空间为前室，Si基板的开口部为背室，传声器芯片42通过从与实施方式1的状态的相反侧到达的声音振动而使隔膜振动。
(第三实施方式)
图12(A)及图12(B)是说明本发明的实施方式3的底孔型的传声器的图，图12(A)是安装了传声器芯片42的罩44的仰视图，图12(B)是安装了电路元件43的基板45的俯视图。另外，相当于图12的X3-X3线的部位的实施方式3的传声器的剖面与图10相同，相当于图12的Y3-Y3线的部位的实施方式3的传声器的剖面与图11相同。
在实施方式3的传声器中，在基板45的凹部66内，在与电路元件43不重叠的位置开设声孔53，为底孔型。因此，在该传声器中，封装的内部空间也为前室，Si基板的开口部为背室，传声器芯片42通过从与实施方式1的状态相反侧到达的声音振动而使隔膜振动。
(第四实施方式>
接着，说明本发明的实施方式4的顶孔型的传声器92。图13(A)是安装了传声器芯片42的罩44的仰视图，图13(B)是安装了电路元件43的基板45的俯视图。图14(A)是去除了阻焊膜的罩44的仰视图，图14(B)是去除了阻焊膜的基板45的俯视图。另外，图15是相当于图13的X4-X4线的部位的传声器92的剖面图。图16是相当于图13的Y4-Y4线的部位的传声器92的剖面图。
实施方式4的传声器92使用没有凹部66的平板状的基板45。安装了传声器芯片42的罩44具有与实施方式1的情况相同的构造。如图14(B)所示，在基板45的上表面设置有平板状的金属膜，通过局部去除该金属膜，形成用于形成导电层67、接合用焊盘68及基板侧接合部69的区域及接合用焊盘73、74。而且，通过用阻焊膜72以框架状覆盖基板45的上表面，如图13(B)所示，在外周部形成接地接合部71，并且在内侧形成用于安装电路元件43的区域。另外，通过使其从阻焊膜72露出，形成接合用焊盘68、基板侧接合部69及接合用焊盘73、74。
在使罩44和基板45重叠的传声器92中，如图15及图16所示，在基板45的上表面由导电性材料87接合接地接合部51和接地接合部71。另外，在基板45的上表面由导电性材料86接合罩侧接合部49和基板侧接合部69，连接传声器芯片42和电路元件43。该传声器92中，封装内的空间为传声器芯片42的背室。
(第五实施方式)
图17～图19是说明本发明的实施方式5的顶孔型的传声器93。图17(A)是安装了传声器芯片42的罩44的仰视图，图17(B)是安装了电路元件43的基板45的俯视图，图18是相当于图17的X5-X5线的部位的传声器93的剖面图。图19是相当于图17的Y5-Y5线的部位的传声器93的剖面图。
该传声器93在由具有平板状的基板45和凹部46的罩44构成的封装内收纳电路元件43和传声器芯片42，在电路元件43的正上方配置传声器芯片42。声孔53在与传声器芯片42不重叠的位置，设置于罩44的凹部46内。因此，封装内的空间为传声器芯片42的前室。
(第六实施方式)
图20是说明本发明的实施方式6的底孔型的传声器的图，图20(A)是安装了传声器芯片42的罩44的仰视图，图20(B)是安装了电路元件43的基板45的俯视图。另外，相当于图20的X6-X6线的部位的实施方式6的传声器的剖面与图18相同，相当于图20的Y6-Y6线的部位的实施方式6的传声器的剖面是与图19相同。
该传声器在由平板状的基板45和具有凹部46的罩44构成的封装内收纳电路元件43和传声器芯片42，在电路元件43的正上方配置传声器芯片42。声孔53在与电路元件43不重叠的位置，设置于基板45上。因此，封装内的空间为传声器芯片42的前室。
(第七实施方式)
参照图21～图23说明本发明的实施方式7的底孔型的传声器94。图21(A)是安装了电路元件43的罩44(在电路元件43安装于罩44内的情况下，罩44相当于第二部件)的仰视图，图21(B)是安装了传声器芯片42的基板45(在传声器芯片42安装于基板45上的情况下，基板45相当于第一部件)的俯视图。图22是相当于图21的X7-X7线的部位的传声器94的剖面图。图23是相当于图21的Y7-Y7线的部位的传声器94的剖面图。
在该传声器94中，在罩44内安装电路元件43，在基板45上安装传声器芯片42，在传声器芯片42的正上方配置有电路元件43。
如图21(A)所示，在罩44的侧壁部下表面设置有用于和电路元件43连接的接合用焊盘68、73、74及基板侧接合部69。电路元件43的端子79利用接合线80与接合用焊盘68连接，端子81利用接合线82与接合用焊盘73连接，接地端子83利用接合线84与接合用焊盘74。另外，如图21(B)所示，在基板45的侧壁部上表面设置有用于与传声器芯片42连接的接合用焊盘48及罩侧接合部49。传声器芯片42的端子54利用接合线50与接合用焊盘48连接。
如图22及图23所示，罩44和基板45上下重叠，并利用导电性材料87接合接地接合部51和接地接合部71。另外，通过用导电性材料86接合罩44的基板侧接合部69和基板45的罩侧接合部49，由此，传声器芯片42和电路元件43连接。声孔53与传声器芯片42的开口部一致在基板45开设开口的底孔型，封装内的空间为传声器芯片42的背室。
(第八实施方式)
本发明的实施方式8的传声器95是底孔型的传声器，并将声孔53设置于传声器芯片42的附近。图24(A)是安装了传声器95的传声器芯片42的基板45的俯视图，图24(B)是相当于图24(A)的X8-X8线的部位的传声器95的剖面图。
在传声器95中，在基板45的凹部66内安装有传声器芯片42，在与凹部66内的传声器芯片42不重叠的位置开设声孔53。因此，该传声器95为底孔型，并且，封装内的空间为传声器芯片42的前室。
(第九实施方式)
本发明的实施方式9的传声器96是顶孔型的传声器，并将声孔53设置在电路元件43的附近。图25(A)是安装了传声器96的电路元件43的罩44的仰视图，图25(B)是相当于图25(A)的X9-X9线的部位的传声器96的剖面图。
在传声器96中，在罩44的凹部46内安装有电路元件43，在与凹部46内的电路元件43不重叠的位置开设声孔53。另外，传声器芯片42安装于基板45的上表面。因此，该传声器96为顶孔型，而且，封装内的空间为传声器芯片42的前室。
(第十实施方式)
接着，说明本发明的实施方式10的传声器97。图26(A)是安装了电路元件43的罩44的仰视图，图26(B)是安装了传声器芯片42的基板45的俯视图，图27(A)是相当于图26的X10-X10线的部位的传声器97的剖面图。图27(B)是相当于图26的Y10-Y10线的部位的传声器97的剖面图。
在传声器97中，在罩44的凹部46内安装电路元件43，在平板状的基板45的上表面安装传声器芯片42，在与传声器芯片42重叠的位置，在基板45上开设声孔53。另外，经由接合线80连接电路元件43和接合用焊盘68，经由接合线50连接传声器芯片42和接合用焊盘48，利用导电性材料86接合基板侧接合部69和罩侧接合部49，由此，连接电路元件43和传声器芯片42。另外，该传声器97在传声器芯片42的下面开设声孔53，为底孔型，封装内的空间为背室。
(第十一实施方式)
图28是说明本发明的实施方式11的传声器98的图。图28(A)是安装了传声器芯片42的基板45的俯视图，图28(B)是相当于图28(A)的X11-X11线的部位的传声器98的剖面图。
在该传声器98中，在平板状的基板45的上表面安装传声器芯片42，在与传声器芯片42邻接的位置，在基板45上开设声孔53。因此，传声器98为底孔型，封装内的空间为前室。
(第十二实施方式)
图29是说明本发明的实施方式12的传声器99的图。图29(A)是安装了电路元件43的罩44的仰视图，图29(B)是相当于图29(A)的X12-X12线的部位的传声器99的剖面图。
在该传声器99中，在平板状的基板45的上表面安装传声器芯片42。另外，在罩44的凹部46内安装电路元件43，在与电路元件43的位置，在凹部46内开设声孔53。因此，传声器99为顶孔型，封装内的空间为前室。
(第十三实施方式)
接着，说明本发明的实施方式13的传声器100。图30(A)是安装了传声器芯片42的罩44的仰视图，图30(B)是安装了电路元件43的基板45的俯视图。图31(A)是相当于图30的X13-X13的线的部位的传声器100的剖面图。图31(B)是相当于图30的Y13-Y13线的部位的传声器100的剖面图。
在传声器100中，在安装于罩44的传声器芯片42的端子54上连接接合线50的一端，将接合线50的另一端与罩44的接合用焊盘48连接。另外，在安装于基板45的电路元件43的端子79上连接接合线80的一端，将接合线80的另一端与基板45的接合用焊盘68连接。而且，如图31(A)及图31(B)所示，用导电性材料86直接接合罩44的接合用焊盘48和基板45的接合用焊盘68，由此，连接传声器芯片42和电路元件43。因此，在实施方式13中，不用设置罩侧接合部49及基板侧接合部69。
(第十四实施方式)
图32是表示本发明的实施方式14的传声器101的剖面图。在该实施方式中，在与连接接合线50的接合用焊盘48对置的区域及其附近，去除基板45的表面设置凹处88。因此，接合线50难以与基板45接触。同样，在与连接接合线80的接合用焊盘68对置的区域及附近，去除罩44的表面设置凹处(未图示)。因此，接合线80难以与罩44接触。
例如，即使接合线50与基板45接触，只要基板45的表面被阻焊膜72覆盖，则就不会短路。但是，当接合线50因碰到基板45而弯曲并变形时，接合线50有可能与导电层47等接触。因此，在该实施方式中，通过在基板45设置凹处88，防止接合线50与基板45接触。接合线80也同样。
另外，图32表示在罩44内安装了传声器芯片42的传声器，实施方式14也可以适用于在罩44内安装了电路元件43的传声器。
(第十五实施方式)
图33是表示本发明的实施方式15的传声器102的剖面图。在该实施方式中，在接合线50通过的区域，削去罩44的侧壁部的角部而设置切口部89。因此，难以使接合线50与罩44的导电层47等接触而引起短路。
另外，同样地，在接合线80通过的区域，也可以削去基板45的侧壁部的角部而设置切口部。
另外，图33表示在罩44内安装了传声器芯片42的传声器，实施方式15也能够适用于在罩44内安装电路元件43的传声器。

Claims (20)

1.一种半导体装置，其具备：
封装，其由在至少一方形成凹部的第一部件及第二部件构成；
传感器，其安装于所述第一部件的内表面；
电路元件，其安装于所述第二部件的内表面，其特征在于，
从与所述封装的底面垂直的方向观察时，所述传感器和所述电路元件以至少一部分重叠的方式配置。
2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述传感器位于所述电路元件的垂直上方或垂直下方。
3.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，在所述第一部件的表面设有第一接合用焊盘，利用第一电缆配线连接所述传感器和所述第一接合用焊盘，
在所述第二部件的表面设有第二接合用焊盘，利用第二电缆配线连接所述电路元件和所述第二接合用焊盘，
使所述第一部件和所述第二部件接合而形成封装时，利用导电性材料使所述第一接合用焊盘和所述第二接合用焊盘接合。
4.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，在所述第一部件的表面设有第一接合用焊盘和与所述第一接合用焊盘导通的第一接合部，利用第一电缆配线连接所述传感器和所述第一接合用焊盘，
在所述第二部件的表面设有第二接合用焊盘和与所述第二接合用焊盘导通的第二接合部，利用第二电缆配线连接所述电路元件和所述第二接合用焊盘，
使所述第一部件和所述第二部件接合而形成封装时，利用导电性材料使所述第一接合部和所述第二接合部接合。
5.如权利要求4所述的半导体装置，其特征在于，所述第一接合用焊盘和所述第一接合部由连续的金属膜形成，通过用绝缘膜局部覆盖所述金属膜的表面，由此，将所述第一接合用焊盘和所述第一接合部区分，
所述第二接合用焊盘和所述第二接合部由连续的金属膜形成，通过用绝缘膜局部覆盖所述金属膜的表面，由此，将所述第二接合用焊盘和所述第二接合部区分。
6.如权利要求3或4所述的半导体装置，其特征在于，所述导电性部件为焊锡、导电树脂、导电性带或钎料中的至少一种。
7.如权利要求3或4所述的半导体装置，其特征在于，在与所述第一接合用焊盘相对的区域局部去除所述第二部件的表面，形成用于避开所述第一电缆配线的空间。
8.如权利要求3或4所述的半导体装置，其特征在于，在与所述第二接合用焊盘相对的区域局部去除所述第一部件的表面，形成用于避开所述第二电缆配置的空间。
9.如权利要求3或4所述的半导体装置，其特征在于，所述传感器安装在设置于所述第一部件的所述凹部内，在所述第一电缆配线的通过区域，使包围所述第一部件的所述凹部的周壁部的角部凹陷。
10.如权利要求3或4所述的半导体装置，其特征在于，所述电路元件安装在设置于所述第二部件的所述凹部内，在所述第二电缆配线的通过区域，使包围所述第二部件的所述凹部的周壁部的角部凹陷。
11.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述第一部件为封装的罩，所述第二部件为封装的基板。
12.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述第一部件为封装的基板，所述第二部件为封装的罩。
13.如权利要求11或12所述的半导体装置，其特征在于，所述罩及所述基板分别具有所述凹部。
14.如权利要求11或12所述的半导体装置，其特征在于，所述罩具有所述凹部，所述基板平板状地形成。
15.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述第一部件由贴铜层叠板、环氧玻璃、陶瓷、塑料、金属、碳纳米管中至少一种材料或它们的复合材料形成。
16.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述第二部件由贴铜层叠板、环氧玻璃、陶瓷、塑料、金属、碳纳米管中至少一种材料或它们的复合材料形成。
17.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述第一部件及第二部件具备用于隔断外部的电磁干扰的电磁屏蔽功能。
18.一种传声器，在权利要求1的半导体装置中，作为所述传感器使用传声器芯片，其特征在于，
在所述第一部件开设声孔，所述传声器芯片以覆盖所述声孔的方式安装于所述第一部件。
19.一种传声器，在权利要求1的半导体装置中，作为所述传感器使用传声器芯片，其特征在于，
以与所述传声器芯片不重叠的方式在所述第一部件上开设声孔。
20.一种传声器，在权利要求1的半导体装置中，作为所述传感器使用传声器芯片，其特征在于，
以与所述电路元件不重叠的方式在所述第二部件开设声孔。
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