JP2006261298A - Lid frame, semiconductor device, and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a manufacturing cost of a semiconductor device structured to cover with resin a semiconductor chip provided on a surface of a circuit board via a hollow cavity. <P>SOLUTION: A lid frame 7 to be used in the semiconductor device 1 is structured to cover with resin the semiconductor chip 5 fixed to overlie on one end in the thickness direction of the circuit board 3 and electrically connected therewith via the hollow cavity 25. It includes a lid 17 provided at one end of the circuit board 3 to cover the semiconductor chip 5 to form the cavity 25, and a protrusion 19 protruding from the lid 17 out of the cavity 25. The protrusion 19 extends further from the upper end 21 of the lid 17 in the thickness direction. The lid frame 7 thus constituted is provided. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、加速度センサチップ等、可動部を有する半導体チップを備える半導体装置、その製造方法、並びにこれに使用する蓋体フレームに関する。   The present invention relates to a semiconductor device including a semiconductor chip having a movable part such as an acceleration sensor chip, a manufacturing method thereof, and a lid frame used for the semiconductor device.

従来、半導体装置には、加速度センサチップ等、可動部を有する半導体チップを備えたものがある。この種の半導体装置では、半導体チップを固定した回路基板と樹脂体（樹脂モールド部）との間に中空の空間部（空洞部）を設け、この空間部に半導体チップを配している（例えば、特許文献１参照。）。空間部は、回路基板の表面に半導体チップを覆う蓋体を配することにより形成される。
ところで、この種の半導体装置の樹脂体は、これを形成するためのキャビティを有する金型に、半導体チップ及び蓋体を取り付けた回路基板を収容し、このキャビティに溶融した樹脂を流し込むことにより形成される。この樹脂体の形成においては、樹脂体を形成する溶融樹脂の流れによって、回路基板に対する蓋体の位置がずれることを防ぐと共に、空間部に溶融樹脂が流入することを防ぐ必要がある。そこで、従来では、この樹脂体を形成する前に、蓋体を回路基板の表面に接着する工程や、回路基板に蓋体の端部を支持するための凹部や支持部を形成する工程を行っている。
特開平８−６４７０９号公報 Conventionally, some semiconductor devices include a semiconductor chip having a movable part, such as an acceleration sensor chip. In this type of semiconductor device, a hollow space (hollow portion) is provided between a circuit board on which a semiconductor chip is fixed and a resin body (resin mold portion), and the semiconductor chip is disposed in the space (for example, , See Patent Document 1). The space portion is formed by arranging a lid that covers the semiconductor chip on the surface of the circuit board.
By the way, the resin body of this type of semiconductor device is formed by housing a circuit board with a semiconductor chip and a lid attached to a mold having a cavity for forming the resin body, and pouring molten resin into the cavity. Is done. In the formation of the resin body, it is necessary to prevent the position of the lid body from being displaced with respect to the circuit board due to the flow of the molten resin forming the resin body and to prevent the molten resin from flowing into the space. Therefore, conventionally, before forming the resin body, a process of bonding the lid to the surface of the circuit board and a process of forming a recess or a support part for supporting the end of the lid on the circuit board are performed. ing.
JP-A-8-64709

しかしながら、上記従来の半導体装置を製造する際には、蓋体を回路基板に接着する工程や、回路基板に凹部や支持部を形成する工程が必要となるため、半導体装置の製造コストが増加する虞がある。
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、製造コストを削減できる半導体装置、その製造方法、並びにこれに使用する蓋体フレームを提供することを目的としている。 However, when manufacturing the above-described conventional semiconductor device, a process for bonding the lid to the circuit board and a process for forming a recess or a support on the circuit board are required, which increases the manufacturing cost of the semiconductor device. There is a fear.
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a semiconductor device capable of reducing the manufacturing cost, a manufacturing method thereof, and a lid frame used for the semiconductor device.

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、回路基板にその厚さ方向の一端側に重ねて固定されると共に電気的に接続された半導体チップを、中空の空洞部を介して樹脂により覆う構成の半導体装置に使用する蓋体フレームであって、前記半導体チップを覆うように前記回路基板の一端側に設けて前記空洞部を形成する蓋体部と、該蓋体部から前記空洞部の外方側に突出して形成される突起部とを備え、前記突起部が、前記蓋体部の上端部からさらに前記厚さ方向に延びることを特徴とする蓋体フレームを提案している。 In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device having a structure in which a semiconductor chip that is overlapped and fixed to one end side in the thickness direction of a circuit board and is electrically connected is covered with a resin through a hollow cavity. A lid frame to be used, which is provided on one end side of the circuit board so as to cover the semiconductor chip and forms the cavity, and projects from the lid to the outside of the cavity. And a protrusion frame that is formed to extend from the upper end of the cover body portion in the thickness direction.

この発明に係る蓋体フレームを用いて半導体装置を製造する際には、回路基板に固定された半導体チップを蓋体部により覆うように蓋体フレームを回路基板に重ねて配し、その後に、蓋体部を覆う樹脂モールド部を形成する。この際には、はじめに、樹脂モールド部形成用の一対の金型により回路基板及び蓋体フレームを回路基板の厚さ方向から挟み込む。ここで、蓋体フレームの突起部は、蓋体部の上端部から回路基板に対してさらに離間する方向に延びているため、一方の金型が突起部に当接し、一方の金型と蓋体部の上端部との間には隙間が形成される。
また、一対の金型により挟み込むため、突起部が回路基板に向けて押圧されることになる。そして、この突起部の押圧により、回路基板に接する蓋体部の下端部が回路基板に押し付けられるため、蓋体部の下端部と回路基板との隙間を塞ぐことができる。すなわち、空洞部が外方に対して密閉されることになる。 When manufacturing a semiconductor device using the lid frame according to the present invention, the lid frame is placed on the circuit board so as to cover the semiconductor chip fixed to the circuit board with the lid part, and then, A resin mold part covering the lid part is formed. In this case, first, the circuit board and the lid frame are sandwiched between the pair of molds for forming the resin mold part from the thickness direction of the circuit board. Here, since the protrusion of the lid frame extends in a direction further away from the circuit board from the upper end of the lid, one mold comes into contact with the protrusion, and the one mold and the lid A gap is formed between the upper end of the body part.
Moreover, since it pinches | interposes with a pair of metal mold | die, a projection part will be pressed toward a circuit board. And since the lower end part of the cover part which contacts a circuit board is pressed against a circuit board by the press of this projection part, the crevice between the lower end part of a cover part and a circuit board can be closed. That is, the cavity is sealed with respect to the outside.

この一対の金型による挟み込みの後に、一方の金型、蓋体部及び回路基板により画定される樹脂形成空間に溶融樹脂を注入し、蓋体フレーム及び回路基板を一体的に固定する樹脂モールド部を形成する。この際、蓋体部の下端部と回路基板との隙間は突起部の押圧力により塞がれているため、樹脂形成空間に注入された溶融樹脂が空洞部に流入することを防止できる。
また、一対の金型で蓋体フレームを回路基板に押さえつけることにより、蓋体フレームと回路基板との相対的な位置を固定できる。したがって、樹脂モールド部を形成する際に、樹脂形成空間に注入された溶融樹脂によって蓋体フレームが回路基板に対して動くことを防止できる。 Resin mold part for injecting molten resin into a resin forming space defined by one mold, the lid part, and the circuit board, and fixing the lid frame and the circuit board integrally after being sandwiched by the pair of molds Form. At this time, since the gap between the lower end portion of the lid portion and the circuit board is closed by the pressing force of the protruding portion, it is possible to prevent the molten resin injected into the resin forming space from flowing into the cavity portion.
Further, the relative position between the lid frame and the circuit board can be fixed by pressing the lid frame against the circuit board with a pair of molds. Therefore, when the resin mold part is formed, the lid frame can be prevented from moving with respect to the circuit board by the molten resin injected into the resin forming space.

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の蓋体フレームにおいて、前記蓋体部が導電性を有することを特徴とする蓋体フレームを提案している。
この発明に係る蓋体フレームによれば、導電性を有する蓋体部により半導体チップを覆うことにより、半導体装置の外方側において発生した電気的なノイズが樹脂モールド部側から侵入しても、蓋体部においてノイズが空洞部内に侵入すること防いで半導体チップに到達することを防止できる。 The invention according to claim 2 proposes a lid frame according to claim 1, wherein the lid body portion has conductivity.
According to the lid frame according to the present invention, by covering the semiconductor chip with the conductive lid portion, even if electrical noise generated on the outer side of the semiconductor device enters from the resin mold portion side, It is possible to prevent the noise from reaching the semiconductor chip by preventing noise from entering the cavity in the lid.

請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の蓋体フレームにおいて、前記突起部が、前記蓋体部に対して弾性変形可能に形成されていることを特徴とする蓋体フレームを提案している。   According to a third aspect of the present invention, in the lid frame according to the first or second aspect, the protrusion is formed so as to be elastically deformable with respect to the lid. Propose a frame.

この発明に係る蓋体フレームによれば、一対の金型により回路基板及び蓋体部を挟み込んで、一方の金型が突起部を回路基板に向けて押圧する際には、突起部が蓋体部に対して弾性変形する。すなわち、一方の金型により蓋体部を回路基板に押さえつける力を突起部の弾性変形によって吸収できる。このため、一方の金型により蓋体フレームを回路基板に押さえつける力が、突起部の弾性変形により蓋体部に余剰に伝達されることを防いで蓋体部が変形することを防止できる。
また、この突起部の弾性力によって蓋体部の下端部が回路基板に適度な力で押さえつけられることになるため、蓋体部の下端部と回路基板との隙間を確実に塞ぐことができる。 According to the lid frame according to the present invention, when the circuit board and the lid body portion are sandwiched by the pair of molds and one mold presses the projection portion toward the circuit board, the projection portion is the lid body. Elastically deforms with respect to the part. That is, the force for pressing the lid portion against the circuit board by one mold can be absorbed by the elastic deformation of the protrusion. For this reason, it can prevent that the force which presses a cover body frame against a circuit board by one metal mold | die is prevented from being excessively transmitted to a cover body part by the elastic deformation of a projection part, and it can prevent that a cover body part deform | transforms.
In addition, since the lower end portion of the lid portion is pressed against the circuit board by the elastic force of the protrusion, the gap between the lower end portion of the lid portion and the circuit board can be reliably closed.

請求項４に係る発明は、回路基板と、該回路基板にその厚さ方向の一端側に重ねて固定されると共に電気接続される半導体チップと、前記回路基板の一端側に重ねて配されると共に前記半導体チップを覆う蓋体フレームと、該蓋体フレームを介して前記半導体チップとの間に中空の空洞部を設けて配されると共に、前記回路基板及び前記蓋体フレームを一体的に固定する樹脂モールド部とを備え、前記蓋体フレームが、前記回路基板に設けて前記空洞部を形成する蓋体部と、該蓋体部から前記空洞部の外方側に突出して形成される突起部とを備え、前記突起部が、前記蓋体部の上端部からさらに前記厚さ方向に延びると共に、その先端部が、前記樹脂モールド部の外方に露出していることを特徴とする半導体装置を提案している。   According to a fourth aspect of the present invention, a circuit board, a semiconductor chip that is fixed to the circuit board on one end side in the thickness direction and is electrically connected to the circuit board, and a circuit board are arranged on one end side of the circuit board. And a lid frame that covers the semiconductor chip, and a hollow cavity provided between the semiconductor chip and the semiconductor chip via the lid frame, and the circuit board and the lid frame are integrally fixed. A resin mold part, and the lid frame is provided on the circuit board to form the cavity part, and a protrusion formed to project outward from the lid part to the cavity part And the protrusion extends further in the thickness direction from the upper end of the lid, and its tip is exposed to the outside of the resin mold. A device is proposed.

この発明に係る半導体装置において、突起部の先端部が樹脂モールド部から外方に露出するのは、金型を用いて樹脂モールド部を形成する際に、突起部の先端部を金型に当接させるためである。すなわち、この半導体装置を製造する際には、樹脂モールド部形成用の一対の金型により回路基板及び蓋体フレームを回路基板の厚さ方向から挟み込む。ここで、蓋体フレームの突起部は、蓋体部の上端部から回路基板に対してさらに離間する方向に延びているため、一方の金型が突起部の先端部に当接し、一方の金型と蓋体部の上端部との間には隙間が形成される。
また、一対の金型により挟み込むため、突起部が回路基板に向けて押圧されることになる。そして、この突起部の押圧により、回路基板に接する蓋体部の下端部が回路基板に押し付けられるため、蓋体部の下端部と回路基板との隙間を塞ぐことができる。すなわち、空洞部が外方に対して密閉されることになる。 In the semiconductor device according to the present invention, the tip of the protrusion is exposed outward from the resin mold part when the resin mold part is formed using a mold. This is to make contact. That is, when manufacturing this semiconductor device, the circuit board and the lid frame are sandwiched from the thickness direction of the circuit board by a pair of molds for forming the resin mold part. Here, since the projection of the lid frame extends in a direction further away from the circuit board from the upper end of the lid, one mold abuts on the tip of the projection, and one mold A gap is formed between the mold and the upper end of the lid.
Moreover, since it pinches | interposes with a pair of metal mold | die, a projection part will be pressed toward a circuit board. And since the lower end part of the cover part which contacts a circuit board is pressed against a circuit board by the press of this projection part, the crevice between the lower end part of a cover part and a circuit board can be closed. That is, the cavity is sealed with respect to the outside.

この一対の金型による挟み込みの後に、一方の金型、蓋体部及び回路基板により画定される樹脂形成空間に溶融樹脂を注入することで、突起部の先端部を外方に露出させた樹脂モールド部が形成される。この際、蓋体部の下端部と回路基板との隙間は突起部の押圧力により塞がれているため、樹脂形成空間に注入された溶融樹脂が空洞部に流入することを防止できる。
また、一対の金型で蓋体フレームを回路基板に押さえつけることにより、蓋体フレームと回路基板との相対的な位置を固定できる。したがって、樹脂モールド部を形成する際に、樹脂形成空間に注入された溶融樹脂によって蓋体フレームが回路基板に対して動くことを防止できる。 After the sandwiching by the pair of molds, a resin in which the tip of the protrusion is exposed outwardly by injecting a molten resin into a resin forming space defined by the one mold, the lid part, and the circuit board A mold part is formed. At this time, since the gap between the lower end portion of the lid portion and the circuit board is closed by the pressing force of the protruding portion, it is possible to prevent the molten resin injected into the resin forming space from flowing into the cavity portion.
Further, the relative position between the lid frame and the circuit board can be fixed by pressing the lid frame against the circuit board with a pair of molds. Therefore, when the resin mold part is formed, the lid frame can be prevented from moving with respect to the circuit board by the molten resin injected into the resin forming space.

請求項５に係る発明は、請求項４に記載の半導体装置において、前記半導体チップが、前記回路基板の一端側から前記厚さ方向に窪んで形成された凹部の底面に配されると共に、前記蓋体フレームが、前記凹部を跨いで配されることを特徴とする半導体装置を提案している。   According to a fifth aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the fourth aspect, the semiconductor chip is disposed on a bottom surface of a concave portion that is recessed in the thickness direction from one end side of the circuit board. A semiconductor device is proposed in which a lid frame is arranged across the recess.

この発明に係る半導体装置によれば、半導体チップと回路基板との電気接続をワイヤーの配線により行う場合に、半導体チップと凹部の底面とをワイヤーにより電気接続することにより、ワイヤーが凹部の外方に突出することを抑制できる。したがって、このワイヤーを配した後に、蓋体フレームを回路基板に重ねて配する際、また、一対の金型により蓋体フレームを回路基板に押しつける際に、ワイヤーが蓋体フレームに触れることを防いで、ワイヤーの変形を防止することができる。   According to the semiconductor device of the present invention, when the electrical connection between the semiconductor chip and the circuit board is performed by the wiring of the wire, the wire is electrically connected to the bottom surface of the recess by the wire, so that the wire can Can be prevented from protruding. Therefore, when this lid is placed, the lid frame is placed over the circuit board, and when the lid frame is pressed against the circuit board by a pair of molds, the wire is prevented from touching the lid frame. Thus, deformation of the wire can be prevented.

請求項６に係る発明は、請求項４又は請求項５に記載の半導体装置において、前記蓋体部が導電性を有し、前記回路基板に、導電性を有し、前記蓋体部と共に前記半導体チップを含んで前記空洞部を囲むシールド部材が設けられ、該シールド部材が前記蓋体部と電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置を提案している。   According to a sixth aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the fourth or fifth aspect, the lid portion has conductivity, the circuit board has conductivity, and the lid portion together with the lid portion. A semiconductor device is proposed, in which a shield member including a semiconductor chip and surrounding the cavity is provided, and the shield member is electrically connected to the lid.

この発明に係る半導体装置によれば、導電性を有する蓋体部と回路基板のシールド部材が半導体チップを取り囲むため、半導体装置の外方側において発生した電気的なノイズが、回路基板及び樹脂モールド部に侵入しても、蓋体部及びシールド部材においてノイズが空洞部内に侵入すること防いで、半導体チップに到達することを確実に防止できる。   According to the semiconductor device of the present invention, since the conductive lid and the shield member of the circuit board surround the semiconductor chip, electrical noise generated on the outer side of the semiconductor device is caused by the circuit board and the resin mold. Even if it penetrates into the part, noise can be prevented from entering the cavity part in the lid part and the shield member, so that it can be reliably prevented from reaching the semiconductor chip.

請求項７に係る発明は、請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の半導体装置において、前記回路基板に、前記厚さ方向に貫通すると共に前記回路基板の一端側に向けて先細りとなるテーパ状の貫通孔が形成され、前記貫通孔の内部に、前記貫通孔のうち先細りとなる側の開口部を介して前記樹脂モールド部と一体的に形成されるアンカー部が設けられることを特徴とする半導体装置を提案している。   The invention according to claim 7 is the semiconductor device according to any one of claims 4 to 6, wherein the circuit board penetrates in the thickness direction and tapers toward one end side of the circuit board. A tapered through hole is formed, and an anchor portion formed integrally with the resin mold portion is provided inside the through hole via an opening portion on the tapered side of the through hole. Has been proposed.

この発明に係る半導体装置によれば、半導体装置が加熱された際には空洞部が膨張するため、樹脂モールド部には、この膨張に基づいて回路基板から離間する方向、すなわち、回路基板から半導体チップに向かう方向に力が作用するが、貫通孔がテーパ状に形成されているため、この力によって貫通孔のうち先細りとなる側の開口部からアンカー部が引き抜かれることはない。したがって、樹脂モールド部が回路基板から剥がれることを防止できる。   According to the semiconductor device of the present invention, since the cavity expands when the semiconductor device is heated, the resin mold portion has a direction away from the circuit board based on the expansion, that is, from the circuit board to the semiconductor. A force acts in the direction toward the tip. However, since the through hole is formed in a taper shape, the anchor portion is not pulled out from the opening of the through hole that is tapered. Therefore, it can prevent that a resin mold part peels from a circuit board.

請求項８に係る発明は、請求項４から請求項７のいずれか１項に記載の半導体装置において、前記回路基板が、前記回路基板の一端側のうち、前記空洞部に露出して配されると共に前記半導体チップと電気接続するためのパッド電極と、前記回路基板の厚さ方向の他端側に露出して配される電極部と、前記回路基板の内部に配され、前記パッド電極と前記電極部とを相互に電気的に接続する配線部と備えることを特徴とする半導体装置を提案している。   According to an eighth aspect of the present invention, in the semiconductor device according to any one of the fourth to seventh aspects, the circuit board is disposed so as to be exposed to the cavity portion at one end side of the circuit board. And a pad electrode for electrical connection with the semiconductor chip, an electrode portion exposed on the other end side in the thickness direction of the circuit board, a pad electrode disposed in the circuit board, Proposed is a semiconductor device comprising a wiring portion that electrically connects the electrode portion to each other.

この半導体装置を実装基板に搭載する際には、回路基板の他端側を実装基板に対向配置し、電極部を実装基板の表面に形成されるランド部と電気接続させる。これにより、半導体チップが実装基板と電気的に接続されることになる。ここで、電極部は、実装基板に対向する回路基板の他端側に配されているため、実装基板に対する半導体装置の搭載領域を小さくすることができる。   When this semiconductor device is mounted on a mounting board, the other end of the circuit board is disposed opposite to the mounting board, and the electrode part is electrically connected to a land part formed on the surface of the mounting board. As a result, the semiconductor chip is electrically connected to the mounting substrate. Here, since the electrode portion is arranged on the other end side of the circuit board facing the mounting board, the mounting area of the semiconductor device on the mounting board can be reduced.

請求項９に係る発明は、請求項８に記載の半導体装置において、前記電極部が、前記空洞部と前記厚さ方向に重ならない位置に配されることを特徴とする半導体装置を提案している。   The invention according to claim 9 proposes a semiconductor device according to claim 8, wherein the electrode portion is arranged at a position not overlapping the cavity portion in the thickness direction. Yes.

この発明に係る半導体装置によれば、半導体装置を実装基板に搭載する際には、実装基板のランド部と電極部とを半田付け等により接着して電気的に接続する。この状態において、半導体装置が加熱・冷却された場合には、空洞部が膨張・収縮するため、回路基板のうち、空洞部と前記厚さ方向に重なる部分が撓むことになる。
ここで、電極部は空洞部と前記厚さ方向に重ならない位置に配されているため、この回路基板の撓みに基づいて、実装基板に対する電極部の位置が変化することを抑制できる。したがって、電極部が実装基板から剥離することを防止できる。 According to the semiconductor device of the present invention, when the semiconductor device is mounted on the mounting substrate, the land portion and the electrode portion of the mounting substrate are bonded and electrically connected by soldering or the like. In this state, when the semiconductor device is heated and cooled, the cavity portion expands and contracts, so that the portion of the circuit board that overlaps the cavity portion in the thickness direction is bent.
Here, since the electrode portion is arranged at a position that does not overlap the cavity portion in the thickness direction, it is possible to suppress the change of the position of the electrode portion with respect to the mounting substrate based on the bending of the circuit board. Therefore, it can prevent that an electrode part peels from a mounting substrate.

請求項１０に係る発明は、回路基板にその厚さ方向の一端側に重ねて固定されると共に電気的に接続された半導体チップを、中空の空洞部を介して樹脂により覆う構成の半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、前記回路基板と共に前記空洞部を形成する蓋体部と、前記蓋体部の上端部からさらに前記厚さ方向に延びるように突出する突起部とを有する蓋体フレームを用意するフレーム準備工程と、前記蓋体部が前記半導体チップを覆うように前記蓋体フレームを前記回路基板の一端側に重ねて設けるフレーム配置工程と、上下一対の金型により前記回路基板及び蓋体フレームを前記厚さ方向に挟み込むと共に、一方の金型により前記突起部を前記回路基板に向けて押圧する押圧工程と、前記一方の金型、前記蓋体部及び回路基板により形成される間隙に樹脂を充填して、樹脂モールド部を形成するモールド工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法を提案している。   According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device having a structure in which a semiconductor chip that is fixed to one end side in a thickness direction of a circuit board and is electrically connected is covered with a resin through a hollow cavity. A manufacturing method of a semiconductor device to be manufactured, comprising: a lid portion that forms the cavity portion together with the circuit board; and a projection portion that protrudes further from the upper end portion of the lid portion in the thickness direction. A frame preparation step of preparing a lid frame, a frame arrangement step of providing the lid frame on one end side of the circuit board so that the lid portion covers the semiconductor chip, and a pair of upper and lower molds A pressing step of sandwiching the circuit board and the lid frame in the thickness direction and pressing the projection portion toward the circuit board by one mold, the one mold, the lid body, and the circuit base Filling the resin into the gap formed by, proposes a method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that it comprises a molding step of forming a resin mold portion.

この発明に係る半導体装置の製造方法によれば、押圧工程においては、突起部を介して、回路基板に接する蓋体部の下端部が回路基板に押し付けられるため、蓋体部の下端部と回路基板との隙間を塞ぐことができる。すなわち、空洞部が外方に対して密閉されることになる。また、この押圧工程においては、一対の金型で蓋体フレームを回路基板に押さえつけているため、蓋体フレームと回路基板との相対的な位置が固定されることになる。
そして、モールド工程においては、蓋体部の下端部と回路基板との隙間が突起部の押圧力により塞がれているため、樹脂形成空間に注入された溶融樹脂が空洞部に流入することを防止できる。また、このモールド工程においては、蓋体フレームと回路基板との相対的な位置が既に固定されているため、樹脂形成空間に注入された溶融樹脂によって蓋体フレームが回路基板に対して動くことを防止できる。 According to the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, in the pressing step, the lower end portion of the lid portion that is in contact with the circuit board is pressed against the circuit board via the protrusion, so that the lower end portion of the lid portion and the circuit The gap with the substrate can be closed. That is, the cavity is sealed with respect to the outside. Further, in this pressing step, the lid frame is pressed against the circuit board by the pair of molds, so that the relative position between the lid frame and the circuit board is fixed.
In the molding process, the gap between the lower end portion of the lid portion and the circuit board is blocked by the pressing force of the protrusion, so that the molten resin injected into the resin forming space flows into the cavity portion. Can be prevented. In this molding process, since the relative position between the lid frame and the circuit board is already fixed, the lid frame moves relative to the circuit board by the molten resin injected into the resin forming space. Can be prevented.

請求項１、請求項４及び請求項１０に係る発明によれば、樹脂モールド部形成用の一対の金型により回路基板及び蓋体フレームを挟み込むだけで、樹脂モールド部を形成する際に、溶融樹脂が空洞部に流入することを防止できると共に、蓋体フレームが回路基板に対して動くことを防止できる。したがって、半導体チップを覆う蓋体部を回路基板に接着する工程や、回路基板に蓋体部の下端部を支持するための凹部や支持部を形成する工程が不要となり、半導体装置の製造コスト削減、及び、製造効率の向上を図ることができる。  According to the first, fourth, and tenth aspects of the present invention, when the resin mold part is formed by simply sandwiching the circuit board and the lid frame between the pair of molds for forming the resin mold part, the resin mold part is melted. The resin can be prevented from flowing into the cavity, and the lid frame can be prevented from moving relative to the circuit board. Therefore, the process of adhering the lid part covering the semiconductor chip to the circuit board and the process of forming the concave part and the support part for supporting the lower end part of the lid part on the circuit board become unnecessary, thereby reducing the manufacturing cost of the semiconductor device. And the improvement of manufacturing efficiency can be aimed at.

また、請求項２に係る発明によれば、導電性を有する蓋体部により、半導体装置の外方側において発生した電気的なノイズが半導体チップに到達することを防ぐため、ノイズに基づく半導体チップの誤作動を防止することができる。   According to the second aspect of the present invention, the electrically conductive lid portion prevents the electrical noise generated on the outer side of the semiconductor device from reaching the semiconductor chip. Can be prevented from malfunctioning.

また、請求項３に係る発明によれば、一方の金型により蓋体フレームを回路基板に押さえつける力が、突起部の弾性変形により蓋体部に余剰に伝達されることを防いで蓋体部が変形することを防止するため、蓋体部の変形に基づく空洞部のばらつきを抑えることができる。
また、この突起部の弾性力によって蓋体部の下端部が回路基板に適度な力で押さえつけられることになるため、蓋体部の下端部と回路基板との隙間を確実に塞ぐことができる。 According to the invention of claim 3, it is possible to prevent the force that presses the lid frame against the circuit board by one mold from being excessively transmitted to the lid portion due to the elastic deformation of the protrusion. In order to prevent the deformation of the cavity portion, it is possible to suppress variations in the cavity portion due to the deformation of the lid body portion.
In addition, since the lower end portion of the lid portion is pressed against the circuit board by the elastic force of the protrusion, the gap between the lower end portion of the lid portion and the circuit board can be reliably closed.

また、請求項５に係る発明によれば、回路基板に半導体チップを収容する凹部を形成しておくことにより、半導体装置を製造する際にワイヤーが蓋体フレームに触れることを防いで、ワイヤーの変形を防止することができるため、回路基板と半導体チップとをワイヤーにより接続しても、回路基板と半導体チップとの電気的な接続を容易に確保することができる。   Further, according to the invention of claim 5, by forming the recess for housing the semiconductor chip in the circuit board, it is possible to prevent the wire from touching the lid frame when manufacturing the semiconductor device. Since deformation can be prevented, electrical connection between the circuit board and the semiconductor chip can be easily ensured even if the circuit board and the semiconductor chip are connected by a wire.

また、請求項６に係る発明によれば、導電性を有する蓋体部及びシールド部材により、半導体装置の外方側において発生した電気的なノイズが半導体チップに到達することを確実に防ぐため、ノイズに基づく半導体チップの誤作動を確実に防止することができる。   In addition, according to the invention according to claim 6, in order to reliably prevent electrical noise generated on the outer side of the semiconductor device from reaching the semiconductor chip by the conductive lid portion and the shield member, It is possible to reliably prevent malfunction of the semiconductor chip due to noise.

また、請求項７に係る発明によれば、テーパ状の貫通孔を形成すると共に樹脂モールド部を先細りとなる貫通孔の開口部を介してアンカー部と一体的に形成することにより、空洞部の膨張に基づいて樹脂モールド部が回路基板の表面から剥がれることを防止できる。   Further, according to the invention of claim 7, by forming the tapered through hole and forming the resin mold portion integrally with the anchor portion through the opening portion of the tapered through hole, It can prevent that the resin mold part peels off from the surface of a circuit board based on expansion.

また、請求項８に係る発明によれば、実装基板に対する半導体装置の搭載領域を小さくすることができるため、実装基板の小型化を図ることができる。   According to the eighth aspect of the present invention, the mounting area of the semiconductor device with respect to the mounting substrate can be reduced, so that the mounting substrate can be reduced in size.

また、請求項９に係る発明によれば、空洞部の膨張収縮による回路基板の撓みに基づいて、実装基板に対する電極部の位置変化を抑制できるため、電極部が実装基板から剥離することを防止して、半導体チップと実装基板との電気的な接続を確保することができる。   According to the ninth aspect of the present invention, since the positional change of the electrode part relative to the mounting board can be suppressed based on the bending of the circuit board due to the expansion and contraction of the cavity part, the electrode part is prevented from peeling from the mounting board. Thus, electrical connection between the semiconductor chip and the mounting substrate can be ensured.

図１から図６は、本発明の第１の実施形態を示している。図１に示すように、この半導体装置１は、回路基板３と、回路基板３の厚さ方向の一端側に重ねて配された半導体チップ５、蓋体フレーム７及び樹脂モールド部９とを備えている。
半導体チップ５は、略板状に形成されており、その厚さ方向の一端面５ａが回路基板３の一端側に位置する表面３ａ上に接着固定されている。この半導体チップ５は、例えば、加速度を検知する機能を有した加速度センサチップからなる。 1 to 6 show a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the semiconductor device 1 includes a circuit board 3, a semiconductor chip 5, a lid frame 7, and a resin mold portion 9 that are arranged on one end side in the thickness direction of the circuit board 3. ing.
The semiconductor chip 5 is formed in a substantially plate shape, and one end surface 5 a in the thickness direction is bonded and fixed on the surface 3 a located on one end side of the circuit board 3. The semiconductor chip 5 is composed of, for example, an acceleration sensor chip having a function of detecting acceleration.

すなわち、図２に示すように、半導体チップ５には、その厚さ方向に貫通する貫通孔５ｂが形成されている。この貫通孔５ｂ内には重り１１が配されており、重り１１の一端は、撓み部１３によって貫通孔５ｂの内面に一体的に固定されている。撓み部１３は、半導体チップ５の厚さ寸法よりも薄く形成されており、重り１１に加速度が印加された際に、撓むことができるようになっている。この撓み部１３には、撓み部１３の撓みに基づいて加速度を電気信号に変換するピエゾ素子１４が貼付されている。
また、半導体チップ５の厚さ方向の他端面５ｃには、複数のパッド電極１５が露出して形成されている。これらパッド電極１５は、半導体チップ５に電力を供給する役割や、ピエゾ素子１４から取り出された電気信号を外部に伝達する端子としての機能を有するものである。 That is, as shown in FIG. 2, the semiconductor chip 5 is formed with a through hole 5b penetrating in the thickness direction. A weight 11 is disposed in the through hole 5b, and one end of the weight 11 is integrally fixed to the inner surface of the through hole 5b by a bending portion 13. The bending portion 13 is formed to be thinner than the thickness dimension of the semiconductor chip 5, and can be bent when acceleration is applied to the weight 11. A piezo element 14 that converts acceleration into an electrical signal based on the bending of the bending portion 13 is affixed to the bending portion 13.
A plurality of pad electrodes 15 are exposed and formed on the other end surface 5 c in the thickness direction of the semiconductor chip 5. These pad electrodes 15 have a function of supplying electric power to the semiconductor chip 5 and a function as a terminal for transmitting an electric signal extracted from the piezo element 14 to the outside.

図１に示すように、蓋体フレーム７は、耐熱性を有する熱硬化性樹脂から形成されており、半導体チップ５を覆うように回路基板３の表面３ａに配される蓋体部１７と、蓋体部１７から一体的に突出する突起部１９とを備えている。
蓋体部１７は、回路基板３の表面３ａから厚さ方向に離間した位置に配される略板状の上端壁部（上端部）２１と、上端壁部２１の周縁から回路基板３の表面３ａに向けて突出する側壁部２３とを備えている。すなわち、蓋体部１７は、これら上端壁部２１及び側壁部２３により側壁部２３の先端部２３ａ側に開口する略凹状に形成されている。そして、側壁部２３の先端部２３ａを半導体チップ５の周縁に位置する回路基板３の表面３ａに配した状態においては、回路基板３の表面３ａと、上端壁部２１及び側壁部２３の内面２１ａ，２３ｃとにより中空の空洞部２５が画定される。なお、この状態においては、上端壁部２１が、蓋体部１７のうち回路基板３の表面３ａから最も離間して位置しており、また、上端壁部２１及び側壁部２３の内面２１ａ，２３ｃが、半導体チップ５に触れないように位置している。 As shown in FIG. 1, the lid frame 7 is made of a thermosetting resin having heat resistance, and a lid portion 17 disposed on the surface 3 a of the circuit board 3 so as to cover the semiconductor chip 5; And a protrusion 19 integrally protruding from the lid body portion 17.
The lid portion 17 includes a substantially plate-like upper end wall portion (upper end portion) 21 disposed at a position spaced apart from the surface 3 a of the circuit board 3 in the thickness direction, and the surface of the circuit board 3 from the periphery of the upper end wall portion 21. And a side wall portion 23 projecting toward 3a. That is, the lid portion 17 is formed in a substantially concave shape that opens to the distal end portion 23 a side of the side wall portion 23 by the upper end wall portion 21 and the side wall portion 23. In the state in which the tip 23 a of the side wall 23 is arranged on the surface 3 a of the circuit board 3 positioned at the periphery of the semiconductor chip 5, the surface 3 a of the circuit board 3, the upper end wall 21, and the inner surface 21 a of the side wall 23. , 23c define a hollow cavity 25. In this state, the upper end wall portion 21 is located farthest from the surface 3 a of the circuit board 3 in the lid portion 17, and the inner surfaces 21 a and 23 c of the upper end wall portion 21 and the side wall portion 23. However, it is located so as not to touch the semiconductor chip 5.

また、この蓋体フレーム７には、空洞部２５に対向する上端壁部２１及び側壁部２３の内面２１ａ，２３ｃに形成された薄膜状のシールド部２７が設けられている。このシールド部２７は、銅や銀等の導電性を有する導電性ペーストを上端壁部２１及び側壁部２３の内面２１ａ，２３ｃに塗布若しくは吹付をしてなる。すなわち、蓋体部１７は、このシールド部２７によって導電性を有することになる。また、シールド部２７は、側壁部２３の先端部２３ａまで延びて形成されており、蓋体フレーム７を配した状態において、回路基板３の表面３ａ上に接することになり、空洞部２５はこのシールド部２７によって覆われることになる。   Further, the lid frame 7 is provided with a thin-film shield portion 27 formed on the upper end wall portion 21 facing the cavity portion 25 and the inner surfaces 21 a and 23 c of the side wall portion 23. The shield part 27 is formed by applying or spraying a conductive paste having conductivity such as copper or silver onto the upper wall 21 and the inner surfaces 21a and 23c of the side wall 23. That is, the lid portion 17 has conductivity by the shield portion 27. The shield part 27 is formed to extend to the tip part 23a of the side wall part 23, and comes into contact with the surface 3a of the circuit board 3 in a state in which the lid frame 7 is arranged. It will be covered by the shield part 27.

突起部１９は、上端壁部２１の周縁から一対突出しており、上端壁部２１よりも回路基板３の表面３ａからさらに離間する方向に延びている。また、各突起部１９は、上端壁部２１の長手方向に対して傾斜するように延びており、蓋体部１７に対して弾性変形可能となっている。すなわち、各突起部１９は、その基端部１９ａを軸として蓋体部１７に対して揺動したり、撓むことにより弾性変形するようになっている。
また、この蓋体フレーム７には、上端壁部２１の周縁から上端壁部２１の長手方向に一体的に延びる一対の連結部２９が形成されている。 A pair of protrusions 19 protrude from the peripheral edge of the upper end wall 21 and extend in a direction further away from the surface 3 a of the circuit board 3 than the upper end wall 21. Each protrusion 19 extends so as to be inclined with respect to the longitudinal direction of the upper end wall 21, and can be elastically deformed with respect to the lid body 17. That is, each protrusion 19 is elastically deformed by swinging or bending with respect to the lid portion 17 about the base end 19a.
Further, the lid frame 7 is formed with a pair of connecting portions 29 extending integrally from the peripheral edge of the upper end wall portion 21 in the longitudinal direction of the upper end wall portion 21.

回路基板３は、略板状に形成されており、表面３ａに配された複数のパッド電極３１と、回路基板３の厚さ方向の他端側に位置する裏面３ｂに配された複数の半田ボール（電極部）３３と、回路基板３の内部に配され、複数のパッド電極３１及び半田ボール３３を個々に電気的に接続する配線部３５とを備えている。この配線部３５は、例えば銅箔から形成されている。   The circuit board 3 is formed in a substantially plate shape, and a plurality of pad electrodes 31 disposed on the front surface 3a and a plurality of solder disposed on the back surface 3b located on the other end side in the thickness direction of the circuit board 3. A ball (electrode part) 33 and a wiring part 35 disposed inside the circuit board 3 and electrically connecting the pad electrodes 31 and the solder balls 33 individually are provided. The wiring part 35 is made of, for example, copper foil.

パッド電極３１は、半導体チップ５のパッド電極１５とワイヤー３７により電気的に接続するものであり、半導体チップ５の配置領域の周囲に配されると共に空洞部２５に露出している。このパッド電極３１は、例えば、銅箔に厚さ３〜５μｍのニッケル（Ｎｉ）及び厚さ０．５μｍの金（Ａｕ）のめっきを施したものからなる。
半田ボール３３は、略球体状に形成されており、回路基板３の裏面３ｂから突出すると共に空洞部２５とは回路基板３の厚さ方向に重ならない位置に配されている。 The pad electrode 31 is electrically connected to the pad electrode 15 of the semiconductor chip 5 by a wire 37, and is disposed around the arrangement area of the semiconductor chip 5 and exposed to the cavity 25. The pad electrode 31 is made of, for example, a copper foil plated with nickel (Ni) having a thickness of 3 to 5 μm and gold (Au) having a thickness of 0.5 μm.
The solder ball 33 is formed in a substantially spherical shape, protrudes from the back surface 3 b of the circuit board 3, and is disposed at a position where it does not overlap with the cavity 25 in the thickness direction of the circuit board 3.

また、回路基板３の表面３ａには、導電性を有する薄膜状のシールド部材３９が設けられている。このシールド部材３９は、回路基板３の表面のうち、空洞部２５と対向する領域、半導体チップ５の配置領域、及び蓋体部１７の側壁部２３の先端部２３ａを配する領域にわたって形成されている。すなわち、蓋体フレーム７を回路基板３の表面３ａに配した状態においては、シールド部材３９が蓋体フレーム７のシールド部２７に接触するようになっている。したがって、シールド部材３９は、蓋体フレーム７のシールド部２７と共に半導体チップ５を含んで空洞部２５を囲むように構成することになる。   Further, a conductive thin film shield member 39 is provided on the surface 3 a of the circuit board 3. The shield member 39 is formed over the surface of the circuit board 3 over a region facing the cavity 25, a region where the semiconductor chip 5 is disposed, and a region where the tip 23 a of the side wall 23 of the lid body 17 is disposed. Yes. That is, in a state where the lid frame 7 is arranged on the surface 3 a of the circuit board 3, the shield member 39 comes into contact with the shield portion 27 of the lid frame 7. Therefore, the shield member 39 includes the semiconductor chip 5 together with the shield part 27 of the lid frame 7 so as to surround the cavity part 25.

なお、以上のことから前述した半導体チップ５は、このシールド部材３９を介して回路基板３の表面３ａに固定され、また、蓋体フレーム７の側壁部２３の先端部２３ａも、このシールド部材３９を介して回路基板３の表面３ａに配されることになる。ただし、このシールド部材３９には、回路基板３のパッド電極３１が空洞部２５に露出するように、この各パッド電極３１を避ける孔３９ａが形成されており、シールド部材３９とパッド電極３１とは電気的に絶縁されている。   From the above, the semiconductor chip 5 described above is fixed to the surface 3a of the circuit board 3 via the shield member 39, and the tip end portion 23a of the side wall portion 23 of the lid frame 7 is also fixed to the shield member 39. It is arranged on the surface 3a of the circuit board 3 via However, the shield member 39 is formed with holes 39a that avoid the pad electrodes 31 so that the pad electrodes 31 of the circuit board 3 are exposed to the cavity 25. It is electrically insulated.

樹脂モールド部９は、回路基板３の表面３ａ、及び、内面２１ａ，２３ｃと反対側に位置する蓋体部１７の外面２１ｂ，２３ｂに接すると共に蓋体フレーム７の突起部１９及び連結部２９を包み込んでおり、回路基板３及び蓋体フレーム７を一体的に固定している。なお、蓋体部１７から突出する突起部１９及び連結部２９の先端部１９ｂ，２９ａは、回路基板３ａと同方向を向く樹脂モールド部９の表面９ａ、及び、この表面９ａに隣接する側面９ｂからそれぞれ外方に露出している。   The resin mold portion 9 is in contact with the surface 3a of the circuit board 3 and the outer surfaces 21b and 23b of the lid body portion 17 located on the opposite side to the inner surfaces 21a and 23c, and the projection 19 and the connecting portion 29 of the lid frame 7 The circuit board 3 and the lid frame 7 are integrally fixed. The protruding portion 19 protruding from the lid portion 17 and the tip portions 19b and 29a of the connecting portion 29 are the surface 9a of the resin mold portion 9 facing the same direction as the circuit board 3a, and the side surface 9b adjacent to the surface 9a. Are exposed to the outside.

すなわち、この樹脂モールド部９は、蓋体部１７によって形成される中空の空洞部２５を介して半導体チップ５を覆うように構成されている。なお、図１において、樹脂モールド部９は、突起部１９や連結部２９によって分割して形成されているように図示されているが、実際には、これら突起部１９や連結部２９を１つの樹脂モールド部９により包み込んでおり、樹脂モールド部９は一体的に形成されている。   That is, the resin mold part 9 is configured to cover the semiconductor chip 5 through the hollow cavity part 25 formed by the lid part 17. In FIG. 1, the resin mold portion 9 is illustrated as being divided by the protrusion 19 and the connecting portion 29, but actually, the protrusion 19 and the connecting portion 29 are combined into one piece. The resin mold portion 9 is wrapped around, and the resin mold portion 9 is integrally formed.

次に、以上のように構成された半導体装置１の製造方法について説明する。
なお、この製造方法においては、予め、半導体装置１を構成するための複数のパッド電極３１、配線部３５及びシールド部材３９からなるユニットを複数形成した１枚の回路基板３を用意しておく。
そして、各シールド部材３９を介して回路基板３の表面３ａに半導体チップ５をそれぞれ接着する。この半導体チップ５の接着は、銀ペーストを介して半導体チップ５を回路基板３の表面３ａに配し、この銀ペーストを硬化させることにより行われる。この接着終了後には、回路基板３や半導体チップ５の表面３ａ，５ｃ、特に、パッド電極１５，３１に付着している汚れを落とすプラズマクリーニングを施す。その後、ワイヤボンディングによりワイヤー３７を配して半導体チップ５及び回路基板３のパッド電極１５，３１を相互に電気接続する。 Next, a method for manufacturing the semiconductor device 1 configured as described above will be described.
In this manufacturing method, a single circuit board 3 on which a plurality of units each including a plurality of pad electrodes 31, a wiring portion 35, and a shield member 39 for forming the semiconductor device 1 are formed is prepared in advance.
Then, the semiconductor chip 5 is bonded to the surface 3 a of the circuit board 3 through the shield members 39. The bonding of the semiconductor chip 5 is performed by placing the semiconductor chip 5 on the surface 3a of the circuit board 3 via a silver paste and curing the silver paste. After completion of the adhesion, plasma cleaning is performed to remove dirt adhering to the surfaces 3a and 5c of the circuit board 3 and the semiconductor chip 5, especially the pad electrodes 15 and 31. Thereafter, the wire 37 is arranged by wire bonding to electrically connect the semiconductor chip 5 and the pad electrodes 15 and 31 of the circuit board 3 to each other.

その後、図３に示すように、連結部２９によって一体的に連結された複数の蓋体フレーム７を用意する（フレーム準備工程）。このフレーム準備工程では、耐熱性を有する熱硬化樹脂を用いてインジェクション成形法により相互に連結された複数の蓋体フレーム７を形成する。
次いで、各蓋体部１７により各半導体チップ５を覆うように複数の蓋体フレーム７を回路基板３の表面３ａに重ねて配する（フレーム配置工程）。ここで、各連結部２９は、各蓋体フレーム７が各半導体チップ５を覆う所定位置に配されるように設定されているため、複数の半導体チップ５に対する各蓋体フレーム７の位置決めを容易に行うことができる。 Thereafter, as shown in FIG. 3, a plurality of lid frames 7 that are integrally connected by the connecting portion 29 are prepared (frame preparation step). In this frame preparation process, a plurality of lid frames 7 connected to each other by an injection molding method using a thermosetting resin having heat resistance is formed.
Next, a plurality of lid frames 7 are arranged on the surface 3a of the circuit board 3 so as to cover each semiconductor chip 5 with each lid portion 17 (frame placement step). Here, since each connecting portion 29 is set so that each lid frame 7 is arranged at a predetermined position covering each semiconductor chip 5, positioning of each lid frame 7 with respect to a plurality of semiconductor chips 5 is easy. Can be done.

そして、回路基板３の裏面３ｂ側に平坦面Ｅ１を有する金型Ｅを配すると共に。回路基板３の表面３ａ側には、表面Ｆ１から窪んだ凹部Ｆ２を有する金型（一方の金型）Ｆを対向して配する。すなわち、これら一対の金型Ｅ，Ｆは、回路基板３をその厚さ方向から挟み込むように構成されている。また、金型Ｆの凹部Ｆ２の底面Ｆ３には、断面視略Ｖ字状の凸条部Ｆ４が突出して形成されており、各凸条部Ｆ４は相互に隣接する半導体チップ５及び蓋体フレーム７の中間地点と厚さ方向に重なるように配される。
また、これら一対の金型Ｅ，Ｆを配置すると同時に、回路基板３及び蓋体フレーム７と金型Ｆとの間には、樹脂モールド部を形成する樹脂と金型Ｆとの離型性を良好とする薄膜状のシートＳを配しておく。このシートＳは、例えばフッ素樹脂から形成されている。 And while arranging the metal mold | die E which has the flat surface E1 in the back surface 3b side of the circuit board 3, it arrange | positions. On the surface 3a side of the circuit board 3, a mold (one mold) F having a concave portion F2 recessed from the surface F1 is disposed to face the circuit board 3. That is, the pair of molds E and F is configured to sandwich the circuit board 3 from the thickness direction. Further, on the bottom surface F3 of the concave portion F2 of the mold F, a protruding strip portion F4 having a substantially V-shaped cross-section is formed so as to protrude, and each protruding strip portion F4 includes the semiconductor chip 5 and the lid frame adjacent to each other. 7 so as to overlap with the middle point of 7 in the thickness direction.
Further, at the same time when the pair of molds E and F are arranged, the resin F and the mold F that form the resin mold portion are provided between the circuit board 3 and the lid frame 7 and the mold F. A thin film sheet S to be good is disposed. The sheet S is made of, for example, a fluororesin.

その後、金型Ｆを金型Ｅに近づける方向に移動させ、図４に示すように、これら一対の金型Ｅ，Ｆの平坦面Ｅ１及び表面Ｆ１により回路基板３を挟み込むと共に、金型Ｆの凹部Ｆ２の底面Ｆ３により突起部１９を回路基板３に向けて押圧する（押圧工程）。この押圧工程の際には、予めシートＳを金型Ｆの底面Ｆ３に真空吸着（矢印ａ）させておく。
したがって、この押圧工程を行った状態においては、回路基板３の裏面３ｂが金型Ｅの平坦面Ｅ１に接触すると共に、回路基板３の表面３ａがシートＳを介して金型Ｆの表面Ｆ１に接触することになる。また、蓋体フレーム７の突起部１９の先端部１９ｂがシートＳを介して金型Ｆの底面Ｆ３に当接することになる。さらに、突起部１９は、蓋体部１７から回路基板３に対してさらに離間する方向に延びているため、金型Ｆと蓋体部１７との間には隙間が形成されることになる。 Thereafter, the mold F is moved in a direction approaching the mold E, and the circuit board 3 is sandwiched between the flat surface E1 and the surface F1 of the pair of molds E and F as shown in FIG. The protrusion 19 is pressed against the circuit board 3 by the bottom surface F3 of the recess F2 (pressing step). In the pressing step, the sheet S is vacuum-adsorbed (arrow a) to the bottom surface F3 of the mold F in advance.
Therefore, in the state where this pressing step is performed, the back surface 3b of the circuit board 3 contacts the flat surface E1 of the mold E, and the surface 3a of the circuit board 3 contacts the surface F1 of the mold F via the sheet S. Will be in contact. Further, the tip 19b of the projection 19 of the lid frame 7 comes into contact with the bottom surface F3 of the mold F via the sheet S. Furthermore, since the protrusion 19 extends in a direction further away from the circuit board 3 from the lid body 17, a gap is formed between the mold F and the lid body 17.

この押圧工程においては、突起部１９を介して回路基板３に接する蓋体部１７の先端部２３ａが回路基板３に押し付けられるため、蓋体部１７の先端部２３ａと回路基板３との隙間を塞ぐことができる。すなわち、空洞部２５が外方に対して密閉されることになる。また、この押圧工程においては、一対の金型Ｅ，Ｆで蓋体フレーム７を回路基板３に押さえつけているため、蓋体フレーム７と回路基板３との相対的な位置が固定されることになる。   In this pressing step, the tip end portion 23a of the lid body portion 17 that contacts the circuit board 3 is pressed against the circuit board 3 through the protrusions 19, so that the gap between the tip end portion 23a of the lid body portion 17 and the circuit board 3 is reduced. Can be closed. That is, the cavity 25 is sealed from the outside. In this pressing step, since the lid frame 7 is pressed against the circuit board 3 by the pair of molds E and F, the relative position between the lid frame 7 and the circuit board 3 is fixed. Become.

さらに、この押圧工程においては、突起部１９が蓋体部１７に対して弾性変形する。すなわち、金型Ｆにより蓋体部１７を回路基板３に押さえつける力を突起部１９の弾性変形によって吸収できる。このため、金型Ｆにより蓋体フレーム７を回路基板３に押さえつける力が、突起部１９の弾性変形により蓋体部１７に余剰に伝達されることを防いで蓋体部１７が変形することを防止できる。
また、この突起部１９の弾性力によって蓋体部１７の先端部２３ａが回路基板３に適度な力で押さえつけられることになるため、蓋体部１７の先端部２３ａと回路基板３との隙間を確実に塞ぐことができる。 Further, in this pressing step, the protrusion 19 is elastically deformed with respect to the lid body 17. That is, the force that presses the lid 17 against the circuit board 3 by the mold F can be absorbed by the elastic deformation of the protrusion 19. For this reason, the force that presses the lid frame 7 against the circuit board 3 by the mold F is prevented from being excessively transmitted to the lid body portion 17 due to the elastic deformation of the projections 19, and the lid body portion 17 is prevented from being deformed. Can be prevented.
In addition, since the distal end portion 23a of the lid body portion 17 is pressed against the circuit board 3 by an appropriate force by the elastic force of the projection portion 19, a gap between the distal end portion 23a of the lid body portion 17 and the circuit board 3 is formed. It can be reliably plugged.

その後、金型Ｆの平坦面Ｆ１により突起部１９を押圧した状態で、金型Ｆの凹部Ｆ２、回路基板３及び複数の蓋体部１７により形成される１つの間隙に、エポキシ樹脂等の熱硬化樹脂を溶融した状態で注入し、回路基板３及び複数の蓋体フレーム７を一体的に固定する樹脂モールド部９を形成する（モールド工程）。なお、前述の間隙とは、樹脂モールド部９を形成するための樹脂形成空間を示している。また、この樹脂モールド部９は、１つの大きな樹脂形成空間の端部から順次溶融樹脂を注入するトランスファー成形法により形成される。   Thereafter, in a state where the projection 19 is pressed by the flat surface F1 of the mold F, heat such as epoxy resin is formed in one gap formed by the recess F2 of the mold F, the circuit board 3 and the plurality of lid parts 17. A cured resin is injected in a molten state to form a resin mold portion 9 that integrally fixes the circuit board 3 and the plurality of lid frames 7 (molding process). The above-described gap indicates a resin forming space for forming the resin mold portion 9. The resin mold portion 9 is formed by a transfer molding method in which molten resin is sequentially injected from an end portion of one large resin formation space.

このモールド工程においては、蓋体部１７の先端部２３ａと回路基板３との隙間が突起部１９の押圧力により塞がれているため、樹脂形成空間に注入された溶融樹脂が空洞部２５に流入することを防止できる。また、このモールド工程においては、蓋体フレーム７と回路基板３との相対的な位置が既に固定されているため、樹脂形成空間に注入される溶融樹脂によって蓋体フレーム７が回路基板３に対して動くことを防止できる。
なお、このモールド工程では、溶融樹脂を樹脂形成空間に充填した後に、樹脂を加熱して硬化させることで、図５に示すように、樹脂モールド部９が形成されることになる。この樹脂モールド部９の表面９ａには、前述した金型Ｆの凸条部Ｆ４によってＶ字状の溝４１が形成されている。 In this molding process, the gap between the tip portion 23a of the lid portion 17 and the circuit board 3 is blocked by the pressing force of the projection portion 19, so that the molten resin injected into the resin forming space is in the cavity portion 25. Inflow can be prevented. In this molding process, since the relative position of the lid frame 7 and the circuit board 3 is already fixed, the lid frame 7 is fixed to the circuit board 3 by the molten resin injected into the resin forming space. Can be prevented from moving.
In this molding step, the resin molding portion 9 is formed as shown in FIG. 5 by filling the resin forming space with the molten resin and then curing the resin by heating. A V-shaped groove 41 is formed on the surface 9a of the resin mold portion 9 by the convex portion F4 of the mold F described above.

このモールド工程の後には、回路基板３の裏面３ｂの全体にダイシングテープＤを貼付し、この状態でブレードＢによりＶ字状の溝４１に沿って個々の半導体装置１に切り分けるダイシング工程を行う。この際、樹脂モールド部９、回路基板３及び連結部２９は切断するが、ダイシングテープＤは切断しない。
最後に、個々の半導体装置１をダイシングテープＤから取り外し、図１に示すように、回路基板３の裏面３ｂに露出する配線部３５に半田ボール３３を取り付けることで、半導体装置１の製造が終了する。 After this molding step, a dicing tape D is applied to the entire back surface 3b of the circuit board 3, and in this state, a dicing step is performed in which the blade B cuts the individual semiconductor devices 1 along the V-shaped grooves 41. At this time, the resin mold part 9, the circuit board 3, and the connecting part 29 are cut, but the dicing tape D is not cut.
Finally, the individual semiconductor devices 1 are removed from the dicing tape D, and the solder balls 33 are attached to the wiring portions 35 exposed on the back surface 3b of the circuit board 3 as shown in FIG. To do.

この半導体装置１を実装基板に搭載する場合には、図６に示すように、回路基板３の裏面３ｂを実装基板４５の表面４５ａに対向させ、半田ボール３３を実装基板４５の表面４５ａに形成されたランド部４７に配する。そして、半田ボール３３を加熱しながら半導体装置１を実装基板４５の表面４５ａに押しつけることにより、半田ボール３３がランド部４７に固定されると共に電気的に接続される。   When the semiconductor device 1 is mounted on a mounting board, the back surface 3b of the circuit board 3 is opposed to the front surface 45a of the mounting board 45 and the solder balls 33 are formed on the front surface 45a of the mounting board 45 as shown in FIG. The land portion 47 is arranged. Then, by pressing the semiconductor device 1 against the surface 45 a of the mounting substrate 45 while heating the solder ball 33, the solder ball 33 is fixed to the land portion 47 and electrically connected.

この状態において、半導体装置１が加熱・冷却された場合には、空洞部２５が膨張・収縮するため、回路基板３のうち、空洞部２５と厚さ方向に重なる部分が撓むことになる。ここで、半田ボール３３は空洞部２５と厚さ方向に重ならない位置に配されているため、この回路基板３の撓みに基づいて、実装基板４５に対する半田ボール３３の位置が変化することを抑制できる。また、半田ボール３３は、回路基板３の裏面３ｂから突出して設けられているため、空洞部２５が膨張しても回路基板３が実装基板４５の表面４５ａに当接することも防止できる。したがって、半田ボール３３が実装基板４５のランド部４７から剥離することを防止できる。   In this state, when the semiconductor device 1 is heated and cooled, the cavity 25 expands and contracts, so that a portion of the circuit board 3 that overlaps the cavity 25 in the thickness direction is bent. Here, since the solder ball 33 is disposed at a position that does not overlap the cavity 25 in the thickness direction, the position of the solder ball 33 with respect to the mounting substrate 45 is prevented from changing based on the bending of the circuit board 3. it can. Further, since the solder balls 33 are provided so as to protrude from the back surface 3 b of the circuit board 3, it is possible to prevent the circuit board 3 from coming into contact with the surface 45 a of the mounting board 45 even if the cavity 25 is expanded. Therefore, it is possible to prevent the solder ball 33 from being peeled off from the land portion 47 of the mounting substrate 45.

上記の半導体装置１、半導体装置の製造方法及びこれに使用する蓋体フレーム７によれば、一対の金型Ｅ，Ｆにより回路基板３及び蓋体フレーム７を挟み込むだけで、樹脂モールド部９を形成する際に溶融樹脂が空洞部２５に流入することを防止できると共に、蓋体フレーム７が回路基板３に対して動くことを防止できる。したがって、半導体チップ５を覆う蓋体部１７を回路基板３に接着する工程や、回路基板３に蓋体部１７の先端部２３ａを支持するための凹部や支持部を形成する工程が不要となり、半導体装置１の製造コスト削減、及び、製造効率の向上を図ることができる。   According to the semiconductor device 1, the method for manufacturing the semiconductor device, and the lid frame 7 used for the semiconductor device 1, the resin mold portion 9 can be formed by simply sandwiching the circuit board 3 and the lid frame 7 between the pair of molds E and F. It is possible to prevent the molten resin from flowing into the cavity 25 during the formation, and to prevent the lid frame 7 from moving with respect to the circuit board 3. Therefore, the process of adhering the lid part 17 covering the semiconductor chip 5 to the circuit board 3 and the process of forming the concave part and the support part for supporting the distal end part 23a of the lid part 17 on the circuit board 3 become unnecessary. The manufacturing cost of the semiconductor device 1 can be reduced and the manufacturing efficiency can be improved.

また、導電性を有する蓋体部１７のシールド部２７と回路基板３のシールド部材３９が半導体チップ５を取り囲むため、半導体装置１の外方側において発生した電気的なノイズが、回路基板３及び樹脂モールド部９に侵入しても、蓋体部１７及びシールド部材３９においてノイズが空洞部２５内に侵入すること防ぐ。したがって、このノイズが半導体チップ５に到達することを確実に防止して、ノイズに基づく半導体チップ５の誤作動を確実に防止することができる。   Further, since the shield part 27 of the conductive lid part 17 and the shield member 39 of the circuit board 3 surround the semiconductor chip 5, electrical noise generated on the outer side of the semiconductor device 1 is caused by the circuit board 3 and Even if the resin mold portion 9 is invaded, noise is prevented from entering the cavity portion 25 in the lid portion 17 and the shield member 39. Therefore, it is possible to reliably prevent this noise from reaching the semiconductor chip 5 and to reliably prevent malfunction of the semiconductor chip 5 based on the noise.

さらに、押圧工程において凹部Ｆ２を有する金型Ｆにより蓋体フレーム７を回路基板３に押さえつける力が、突起部１９の弾性変形により蓋体部１７に余剰に伝達されることを防いで蓋体部１７が変形することを防止するため、蓋体部１７の変形に基づく空洞部２５のばらつきを抑えることができる。
また、この突起部１９の弾性力によって蓋体部１７の先端部２３ａが回路基板３に適度な力で押さえつけられるため、蓋体部１７の先端部２３ａと回路基板３との隙間を確実に塞ぐことができる。 Further, in the pressing step, the force that presses the lid frame 7 against the circuit board 3 by the mold F having the recess F2 is prevented from being excessively transmitted to the lid portion 17 due to the elastic deformation of the projection portion 19, and the lid portion. In order to prevent 17 from being deformed, variations in the cavity 25 due to the deformation of the lid portion 17 can be suppressed.
Further, since the distal end portion 23a of the lid body portion 17 is pressed against the circuit board 3 by an appropriate force due to the elastic force of the projection portion 19, the gap between the distal end portion 23a of the lid body portion 17 and the circuit board 3 is surely closed. be able to.

さらに、半導体装置１は、実装基板４５に対向する回路基板の裏面側のみに半田ボール３３を配した所謂表面実装型の構成となっているため、実装基板４５における半導体装置１の実装領域は回路基板３の裏面３ｂの面積のみとなる。したがって、実装基板４５に対する半導体装置１の搭載領域を小さくすることができ、実装基板４５の小型化を図ることができる。
また、空洞部２５の膨張収縮による回路基板３の撓みに基づいて、実装基板４５に対する電極部の位置変化を抑制できるため、半田ボール３３が実装基板４５から剥離することを防止して、半導体チップ５と実装基板４５との電気的な接続を確保することができる。 Further, since the semiconductor device 1 has a so-called surface mount type configuration in which the solder balls 33 are disposed only on the back surface side of the circuit board facing the mounting substrate 45, the mounting area of the semiconductor device 1 on the mounting substrate 45 is a circuit. Only the area of the back surface 3b of the substrate 3 is provided. Therefore, the mounting area of the semiconductor device 1 with respect to the mounting substrate 45 can be reduced, and the mounting substrate 45 can be reduced in size.
Further, since the position change of the electrode portion with respect to the mounting substrate 45 can be suppressed based on the bending of the circuit board 3 due to the expansion and contraction of the cavity portion 25, the solder ball 33 is prevented from being peeled off from the mounting substrate 45, and the semiconductor chip 5 and the mounting substrate 45 can be secured.

さらに、複数の半導体装置１を製造する際には、複数の蓋体フレーム７を連結部２９により連結しておくことにより、回路基板３に配された各半導体チップ５に対する各蓋体フレーム７の位置決めを容易に行うことができる。また、複数の半導体装置１を同時かつ容易に製造することができ、半導体装置１の製造効率の向上を図ることができる。
また、押圧工程において、蓋体フレーム７の突起部１９は、シートＳを介して金型Ｆの底面Ｆ３に当接するため、突起部１９の当接によって金型Ｆに傷がつくことを防止できる。また、金型Ｆの底面Ｆ３にシートＳを配した状態でモールド工程を行うため、溶融樹脂によって金型Ｆが汚れることも防止できる。 Furthermore, when manufacturing a plurality of semiconductor devices 1, the plurality of lid frames 7 are connected by the connecting portions 29, so that each lid frame 7 is connected to each semiconductor chip 5 arranged on the circuit board 3. Positioning can be performed easily. In addition, a plurality of semiconductor devices 1 can be manufactured simultaneously and easily, and the manufacturing efficiency of the semiconductor device 1 can be improved.
Further, in the pressing step, the protrusion 19 of the lid frame 7 abuts against the bottom surface F3 of the mold F via the sheet S, so that the mold F can be prevented from being damaged by the abutment of the protrusion 19. . Moreover, since the molding process is performed in a state where the sheet S is arranged on the bottom surface F3 of the mold F, it is possible to prevent the mold F from being contaminated by the molten resin.

なお、上記の実施の形態において、シールド部材３９は、回路基板３の表面３ａに配されるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも蓋体部１７と共に半導体チップ５を含んで空洞部２５を囲むように形成されていればよい。すなわち、シールド部材３９は、その一部が回路基板３の内部に配されるとしても構わない。   In the above embodiment, the shield member 39 is disposed on the surface 3a of the circuit board 3. However, the present invention is not limited to this, and the cavity 25 including the semiconductor chip 5 together with at least the lid 17 is included. It suffices if it is formed so as to surround. That is, a part of the shield member 39 may be disposed inside the circuit board 3.

次に、本発明による第２の実施形態について図７を参照して説明する。なお、ここでは、第１の実施形態との相違点のみについて説明し、半導体装置１の構成要素と同一の部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
図７に示すように、この実施形態に係る半導体装置５１を構成する回路基板４には、その表面４ａから厚さ方向に窪んで形成された断面視略矩形状の凹部５３が形成されており、この凹部５３の底面５３ａに半導体チップ５が配されている。
また、蓋体フレーム７は、この凹部５３を跨いで配されている、すなわち、蓋体部１７の先端部２３ａが凹部５３の周縁に位置する回路基板４の表面４ａに配されている。この状態においては、回路基板４の凹部５３と、蓋体フレーム７の上端壁部２１及び側壁部２３とにより中空の空洞部５５が画定される。 Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. Here, only differences from the first embodiment will be described, the same components as those of the semiconductor device 1 will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
As shown in FIG. 7, the circuit board 4 constituting the semiconductor device 51 according to this embodiment is formed with a concave portion 53 having a substantially rectangular shape in sectional view, which is formed to be recessed from the surface 4 a in the thickness direction. The semiconductor chip 5 is disposed on the bottom surface 53 a of the recess 53.
Further, the lid frame 7 is disposed across the recess 53, that is, the front end portion 23 a of the lid body portion 17 is disposed on the surface 4 a of the circuit board 4 positioned at the periphery of the recess 53. In this state, a hollow cavity 55 is defined by the concave portion 53 of the circuit board 4 and the upper end wall portion 21 and the side wall portion 23 of the lid frame 7.

凹部５３の底面５３ａには、半導体チップ５のパッド電極１５とワイヤー３７により電気的に接続する複数のパッド電極５７が配されている。これらパッド電極５７は、配線層３５を介して回路基板４の裏面４ｂに配された複数の半田ボール３３と、電気的に接続されている。なお、半田ボール３３は、第１の実施形態と同様に、空洞部５５とは厚さ方向に重ならない位置に配されている。   A plurality of pad electrodes 57 that are electrically connected to the pad electrodes 15 of the semiconductor chip 5 by wires 37 are arranged on the bottom surface 53 a of the recess 53. These pad electrodes 57 are electrically connected to the plurality of solder balls 33 disposed on the back surface 4 b of the circuit board 4 through the wiring layer 35. Note that the solder balls 33 are arranged at positions that do not overlap the cavity 55 in the thickness direction, as in the first embodiment.

また、この回路基板４には、蓋体フレーム７のシールド部１７と共に半導体チップ５を含んで空洞部５５を囲むシールド部材５９が設けられている。すなわち、シールド部材５９は、凹部５３の底面５３ａに配されると共に、この底面５３ａの周縁から回路基板４の内部を通って、凹部５３の周縁に位置する回路基板４の表面４ａまで延びて露出するように設けられている。したがって、蓋体フレーム７を回路基板４の表面４ａに配した状態においては、シールド部材５９が蓋体フレーム７のシールド部２７に接触するようになっている。   The circuit board 4 is provided with a shield member 59 that includes the semiconductor chip 5 and surrounds the cavity 55 together with the shield 17 of the lid frame 7. That is, the shield member 59 is disposed on the bottom surface 53 a of the recess 53 and extends from the periphery of the bottom surface 53 a through the inside of the circuit board 4 to the surface 4 a of the circuit board 4 positioned at the periphery of the recess 53. It is provided to do. Therefore, in a state where the lid frame 7 is disposed on the surface 4 a of the circuit board 4, the shield member 59 comes into contact with the shield portion 27 of the lid frame 7.

なお、以上のことから半導体チップ５は、このシールド部材５９を介して回路基板４の表面４ａに固定され、また、蓋体フレーム７の側壁部２３の先端部２３ａも、このシールド部材５９を介して回路基板４の表面４ａに配されることになる。また、このシールド部材５９には、回路基板４のパッド電極５７が空洞部５５に露出するように、この各パッド電極５７を避ける孔５９ａが形成されており、シールド部材５９とパッド電極５７とは電気的に絶縁されている。   From the above, the semiconductor chip 5 is fixed to the surface 4 a of the circuit board 4 through the shield member 59, and the front end portion 23 a of the side wall portion 23 of the lid frame 7 is also interposed through the shield member 59. Thus, it is arranged on the surface 4 a of the circuit board 4. The shield member 59 is formed with a hole 59a that avoids each pad electrode 57 so that the pad electrode 57 of the circuit board 4 is exposed to the cavity 55. The shield member 59 and the pad electrode 57 are It is electrically insulated.

この回路基板４の周縁には、その厚さ方向に貫通すると共に、その裏面４ｂから表面４ａに向けて先細りに形成されたテーパ状の貫通孔６１が複数形成されている。各貫通孔６１の内部には、回路基板４の表面４ａ側に位置する貫通孔６１の開口部６１ａを介して樹脂モールド部９と一体的に形成されたアンカー部６３が設けられている。すなわち、アンカー部６３は、樹脂モールド部９と同一の樹脂材料を貫通孔６１に充填して形成されている。なお、アンカー部６３は、回路基板４の裏面４ｂと同一平面を形成するようになっている。   A plurality of tapered through-holes 61 are formed on the periphery of the circuit board 4 so as to penetrate in the thickness direction and taper from the back surface 4b toward the front surface 4a. Inside each through-hole 61, an anchor portion 63 formed integrally with the resin mold portion 9 is provided through an opening 61a of the through-hole 61 located on the surface 4a side of the circuit board 4. That is, the anchor part 63 is formed by filling the through hole 61 with the same resin material as the resin mold part 9. The anchor portion 63 is configured to be flush with the back surface 4b of the circuit board 4.

以上のように構成された半導体装置５１は、第１の実施形態と同様の一対の金型Ｅ，Ｆを利用して製造することができる。
なお、アンカー部６３は、モールド工程において貫通孔６１の開口部６１ａから樹脂モールド部９を形成するための溶融樹脂を流入させることで、形成することができる。また、モールド工程において、貫通孔６１は平坦面Ｅ１を有する金型Ｅに向けて開口するため、回路基板４の裏面４ｂと金型Ｅとの間にも第１の実施形態と同様のシートＳを配しておくことが好ましい。 The semiconductor device 51 configured as described above can be manufactured using a pair of molds E and F similar to those of the first embodiment.
In addition, the anchor part 63 can be formed by flowing molten resin for forming the resin mold part 9 from the opening 61a of the through hole 61 in the molding process. Further, in the molding step, the through hole 61 opens toward the mold E having the flat surface E1, and therefore the sheet S similar to that in the first embodiment is also formed between the back surface 4b of the circuit board 4 and the mold E. Is preferably arranged.

この半導体装置５１が、半田付け等による半導体装置５１の実装基板４５への実装時や、半導体チップ５の動作等によって加熱された際には空洞部５５が膨張する。このため、樹脂モールド部９には、この膨張に基づいて回路基板４から離間する方向に力が作用する。ここで、アンカー部６３を充填した貫通孔６１はテーパ状に形成されているため、この力によって先細りとなる貫通孔６１の開口部６１ａからアンカー部６３が引き抜かれることはない。したがって、樹脂モールド部９が回路基板４から剥がれることを防止できる。   When the semiconductor device 51 is mounted on the mounting substrate 45 of the semiconductor device 51 by soldering or when the semiconductor device 51 is heated by the operation of the semiconductor chip 5 or the like, the cavity 55 expands. For this reason, force acts on the resin mold part 9 in the direction away from the circuit board 4 based on this expansion. Here, since the through hole 61 filled with the anchor portion 63 is formed in a tapered shape, the anchor portion 63 is not pulled out from the opening portion 61a of the through hole 61 that is tapered by this force. Therefore, it is possible to prevent the resin mold portion 9 from being peeled off from the circuit board 4.

上記の半導体装置５１によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏する。
また、半導体チップ５と凹部５３の底面５３ａに配されたパッド電極５７とがワイヤー３７により電気接続されるため、ワイヤー３７が凹部５３の外方に突出することを抑制できる。したがって、このワイヤー３７を配した状態でフレーム配置工程や押圧工程を行う際に、ワイヤー３７が蓋体フレーム７に触れることを防いでワイヤー３７の変形を確実に防止することができる。したがって、半導体装置５１を製造する際に、回路基板４と半導体チップ５との電気的な接続を容易に確保することができる。
さらに、テーパ状の貫通孔６１を形成すると共に樹脂モールド部９を先細りとなる貫通孔６１の開口部６１ａを介してアンカー部６３と一体的に形成することにより、空洞部５５の膨張に基づいて樹脂モールド部９が回路基板４の表面４ａから剥がれることを防止できる。なお、貫通孔６１及びアンカー部６３は、第１の実施形態の半導体装置１の構成に含めたとしても、同様の効果を奏することができる。 According to the semiconductor device 51 described above, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
Further, since the semiconductor chip 5 and the pad electrode 57 disposed on the bottom surface 53 a of the recess 53 are electrically connected by the wire 37, it is possible to suppress the wire 37 from protruding outward of the recess 53. Therefore, when performing a frame arrangement | positioning process and a press process in the state which has arrange | positioned this wire 37, it can prevent that the wire 37 touches the cover body frame 7, and can prevent the deformation | transformation of the wire 37 reliably. Therefore, when the semiconductor device 51 is manufactured, electrical connection between the circuit board 4 and the semiconductor chip 5 can be easily ensured.
Further, by forming the tapered through hole 61 and forming the resin mold portion 9 integrally with the anchor portion 63 through the opening portion 61a of the tapered through hole 61, based on the expansion of the cavity portion 55. It is possible to prevent the resin mold portion 9 from being peeled off from the surface 4 a of the circuit board 4. Even if the through hole 61 and the anchor portion 63 are included in the configuration of the semiconductor device 1 of the first embodiment, the same effect can be obtained.

なお、上述した第１，第２の実施形態において、蓋体フレーム７の突起部１９は、蓋体部１７に対して揺動したり撓むことにより弾性変形するとしたが、これに限ることはなく、少なくとも蓋体部１７に対して弾性変形可能となっていればよい。
また、突起部１９は、蓋体部１７に対して弾性変形可能に設けられるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも上端壁部２１の周縁から突出していればよい。 In the first and second embodiments described above, the protrusion 19 of the lid frame 7 is elastically deformed by swinging or bending with respect to the lid 17, but this is not restrictive. However, it is sufficient that at least the lid portion 17 can be elastically deformed.
Moreover, although the projection part 19 was provided so that elastic deformation was possible with respect to the cover body part 17, it is not restricted to this, What is necessary is just to protrude from the periphery of the upper end wall part 21 at least.

さらに、突起部１９は、上端壁部２１の周縁から突出するとしたが、これに限ることはなく、少なくとも上端壁部２１よりも回路基板３，４の表面３ａ，４ａからさらに離間する方向に延びていればよい。すなわち、突起部１９は、例えば、上端壁部２１の中央部分から突出するとしてもよいし、側壁部２３から突出するとしても構わない。この構成であっても、突起部１９を金型Ｆで押圧することができるため、半導体装置１，５１を製造する際に、溶融した樹脂が空洞部２５，５５に流入したり、蓋体フレーム７が回路基板３，４に対して動くことを防止できる。   Further, the protrusion 19 protrudes from the peripheral edge of the upper end wall portion 21, but is not limited thereto, and extends at least further away from the surfaces 3 a and 4 a of the circuit boards 3 and 4 than the upper end wall portion 21. It only has to be. That is, the protruding portion 19 may protrude from the central portion of the upper end wall portion 21 or may protrude from the side wall portion 23, for example. Even in this configuration, since the protrusion 19 can be pressed by the mold F, when the semiconductor devices 1 and 51 are manufactured, molten resin flows into the cavities 25 and 55, or the lid frame. 7 can be prevented from moving with respect to the circuit boards 3 and 4.

また、蓋体フレーム７のシールド部２７は、蓋体部１７を構成する上端壁部２１及び側壁部２３の内面２１ａ，２３ｃに導電性ペーストを塗布して形成されるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも蓋体部１７を介して空洞部２５，５５内に電気的なノイズが侵入することを防止すればよい。すなわち、シールド部２７は、例えば、上端壁部２１及び側壁部２３の外面に導電性ペーストを塗布して形成されるとしてもよいし、導電性ペーストに漬け込んで形成されるとしても構わない。
さらに、例えば、導電性を有する樹脂により蓋体フレーム７を形成し、空洞部２５，５５に面する蓋体部１７の内面２１ａ，２３ｃに絶縁性の樹脂を塗布するとしても構わないし、また、同内面２１ａ，２３ｃに前述の絶縁性樹脂及びシールド部２７を重ねて塗布するとしてもよい。 In addition, the shield part 27 of the lid frame 7 is formed by applying a conductive paste to the upper end wall part 21 and the inner surfaces 21a and 23c of the side wall part 23 constituting the lid part 17, but is not limited thereto. It is only necessary to prevent electrical noise from entering the cavities 25 and 55 via at least the lid 17. That is, the shield part 27 may be formed by applying a conductive paste to the outer surfaces of the upper end wall part 21 and the side wall part 23, or may be formed by being immersed in the conductive paste.
Furthermore, for example, the lid frame 7 may be formed of a conductive resin, and an insulating resin may be applied to the inner surfaces 21a and 23c of the lid portion 17 facing the cavities 25 and 55. The above-mentioned insulating resin and shield part 27 may be applied to the inner surfaces 21a and 23c in an overlapping manner.

さらに、蓋体フレーム７は、耐熱性を有する熱硬化樹脂からなるとしたが、少なくとも樹脂材料から形成されていればよい。ただし、モールド工程や半導体装置１の実装基板への実装時において、蓋体フレーム７が加熱されても熱変形しない程度の耐熱性を有している樹脂材料であることが好ましい。具体的には、１７０〜１８０℃程度の熱に耐えられるエンジニアプラスチック等の樹脂材料から蓋体フレーム７を形成することが好ましい。   Furthermore, although the lid frame 7 is made of a thermosetting resin having heat resistance, the lid frame 7 may be made of at least a resin material. However, it is preferable that the resin material has heat resistance enough to prevent thermal deformation even when the lid frame 7 is heated during the molding process or when the semiconductor device 1 is mounted on the mounting substrate. Specifically, the lid frame 7 is preferably formed from a resin material such as engineer plastic that can withstand heat of about 170 to 180 ° C.

また、空洞部２５，５５内への電気的なノイズの侵入防止を考慮する場合には、蓋体フレーム７を金属等の導電性材料から形成するとしても構わない。この構成の場合には、モールド工程や半導体装置１の実装基板への実装時において、蓋体フレーム７はより高温に耐えることができる。また、導電性材料は樹脂材料と比較して剛性が高いため、モールド工程において蓋体フレーム７の上端壁部２１や側壁部２３が撓んで変形することを防止し、空洞部２５，５５の確保を容易に行うことができる。
さらに、上述した樹脂材料や導電性材料から蓋体フレーム７を形成することに限らず、例えば、半導体チップ５の帯電を特に防止する場合には、カーボンを練り込んだ樹脂材料から蓋体フレーム７を形成することが好ましい。 Further, when considering prevention of electrical noise from entering the cavities 25 and 55, the lid frame 7 may be formed of a conductive material such as metal. In the case of this configuration, the lid frame 7 can withstand higher temperatures during the molding process and when the semiconductor device 1 is mounted on the mounting substrate. Further, since the conductive material has higher rigidity than the resin material, the upper end wall portion 21 and the side wall portion 23 of the lid frame 7 are prevented from being bent and deformed in the molding process, and the hollow portions 25 and 55 are secured. Can be easily performed.
Further, the lid frame 7 is not limited to the above-described resin material or conductive material. For example, when the semiconductor chip 5 is particularly prevented from being charged, the lid frame 7 is made of a resin material kneaded with carbon. Is preferably formed.

また、半導体装置１，５１を製造する際には、連結部２９によって連結された複数の蓋体フレーム７を回路基板３，４の表面３ａ，４ａに配するとしたが、連結部２９を有さない個別の蓋体フレーム７を用いるとしても構わない。
さらに、樹脂モールド部９は、エポキシ樹脂等の熱硬化樹脂から形成されるとしたが、モールド工程においては、加熱等によって樹脂から発生するガスが空洞部２５，５５内に充満することがある。このガスが、臭素（Ｂｒ）等の臭気系のガスである場合には、半導体チップ５に悪影響を及ぼすことがある。したがって、この種のガスを考慮する場合には、樹脂モールド部９を形成する樹脂として、ハロゲン化合物等の難燃性の化合物を含まないものを選定することが好ましく、特に、臭素等、半導体チップ５に悪影響を及ぼすガスを発生しないものを選択することが好ましい。 Further, when the semiconductor devices 1 and 51 are manufactured, the plurality of lid frames 7 connected by the connecting portion 29 are arranged on the surfaces 3a and 4a of the circuit boards 3 and 4, but the connecting portion 29 is provided. A separate lid frame 7 may be used.
Further, although the resin mold portion 9 is formed from a thermosetting resin such as an epoxy resin, in the molding process, the gas generated from the resin by heating or the like may fill the cavities 25 and 55. If this gas is an odorous gas such as bromine (Br), the semiconductor chip 5 may be adversely affected. Therefore, when considering this kind of gas, it is preferable to select a resin that does not contain a flame retardant compound such as a halogen compound as the resin for forming the resin mold portion 9. It is preferable to select one that does not generate gas that adversely affects 5.

また、回路基板３，４の裏面３ｂ，４ｂには、配線部３５と電気的に接続された半田ボール３３が設けられるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも回路基板３，４の裏面３ｂ，４ｂに実装基板４５と電気的に接続するための電極部が露出していればよい。すなわち、この電極部は、配線部３５と一体的に形成されるとしても構わないし、配線部３５が回路基板３，４の裏面３ｂ，４ｂから突出するとしてもよい。   In addition, the solder balls 33 electrically connected to the wiring portion 35 are provided on the back surfaces 3b and 4b of the circuit boards 3 and 4, but this is not a limitation, and at least the back surfaces of the circuit boards 3 and 4 are provided. The electrode part for electrically connecting with the mounting board | substrate 45 should just be exposed to 3b, 4b. That is, this electrode part may be formed integrally with the wiring part 35, or the wiring part 35 may protrude from the back surfaces 3 b and 4 b of the circuit boards 3 and 4.

さらに、半導体チップ５と回路基板３，４とは、ワイヤー３７により電気接続されるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも半導体チップ５と回路基板３，４とが電気接続されていればよい。すなわち、例えば、半導体チップ５及び回路基板３，４のパッド電極１５，３１，５７が相互に対向するように、半導体チップ５を回路基板３，４の表面３ａや凹部５３の底面５３ａに配するとしても構わない。
また、半導体チップ５として加速度センサチップを一例に挙げたが、これに限ることはなく、半導体チップ５は、加速度センサチップを構成する撓み部１３のように、少なくとも動く部分を備えるものであればよい。 Further, the semiconductor chip 5 and the circuit boards 3 and 4 are electrically connected by the wire 37. However, the present invention is not limited to this, and at least if the semiconductor chip 5 and the circuit boards 3 and 4 are electrically connected. Good. That is, for example, the semiconductor chip 5 is arranged on the surface 3 a of the circuit boards 3, 4 and the bottom surface 53 a of the recess 53 so that the pad electrodes 15, 31, 57 of the circuit board 3, 4 face each other. It does not matter.
Moreover, although the acceleration sensor chip was mentioned as an example as the semiconductor chip 5, it is not restricted to this, If the semiconductor chip 5 is provided with the part which moves at least like the bending part 13 which comprises an acceleration sensor chip, it is. Good.

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。   As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the concrete structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.

この発明の第１の実施形態に係る半導体装置を示す概略側断面図である。1 is a schematic sectional side view showing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. 図１の半導体装置において、半導体チップの一例を示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a semiconductor chip in the semiconductor device of FIG. 1. 図１の半導体装置の製造方法を示す概略側断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional side view showing a method for manufacturing the semiconductor device of FIG. 1. 図１の半導体装置の製造方法を示す概略側断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional side view showing a method for manufacturing the semiconductor device of FIG. 1. 図１の半導体装置の製造方法を示す概略側断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional side view showing a method for manufacturing the semiconductor device of FIG. 1. 図１の半導体装置を実装基板に搭載した状態を示す概略側断面図である。It is a schematic sectional side view which shows the state which mounted the semiconductor device of FIG. 1 on the mounting board | substrate. この発明の他の実施形態に係る半導体装置を示す概略側断面図である。It is a schematic sectional side view which shows the semiconductor device which concerns on other embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１，５１・・・半導体装置、３・・・回路基板、５・・・半導体チップ、７・・・蓋体フレーム、９・・・樹脂モールド部、１７・・・蓋体部、１９・・・突起部、１９ｂ・・・先端部、２１・・・上端壁部（上端部）、２５，５５・・・空洞部、３１，５７・・・パッド電極、３３・・・半田ボール（電極部）、３５・・・配線部、３９，５９・・・シールド部材、５３・・・凹部、５３ａ・・・底面、６１・・・貫通孔、６１ａ・・・開口部、６３・・・アンカー部、Ｅ・・・金型、Ｆ・・・金型（一方の金型）

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,51 ... Semiconductor device, 3 ... Circuit board, 5 ... Semiconductor chip, 7 ... Lid frame, 9 ... Resin mold part, 17 ... Lid part, ... Projection, 19b ... tip, 21 ... upper end wall (upper end), 25, 55 ... cavity, 31, 57 ... pad electrode, 33 ... solder ball (electrode part) , 35... Wiring part, 39, 59... Shield member, 53... Recess, 53 a .. bottom surface, 61 .. through hole, 61 a. , E ... mold, F ... mold (one mold)

Claims (10)

回路基板にその厚さ方向の一端側に重ねて固定されると共に電気的に接続された半導体チップを、中空の空洞部を介して樹脂により覆う構成の半導体装置に使用する蓋体フレームであって、
前記半導体チップを覆うように前記回路基板の一端側に設けて前記空洞部を形成する蓋体部と、該蓋体部から前記空洞部の外方側に突出して形成される突起部とを備え、
前記突起部が、前記蓋体部の上端部からさらに前記厚さ方向に延びることを特徴とする蓋体フレーム。 A lid frame used for a semiconductor device having a structure in which a semiconductor chip that is overlapped and fixed to one end side in the thickness direction of a circuit board and electrically connected to the circuit board is covered with a resin through a hollow cavity. ,
A lid portion that is provided on one end side of the circuit board so as to cover the semiconductor chip and forms the cavity portion; and a projection portion that projects from the lid portion to the outside of the cavity portion. ,
The lid frame, wherein the protrusion extends further in the thickness direction from an upper end portion of the lid body. 前記蓋体部が導電性を有することを特徴とする請求項１に記載の蓋体フレーム。   The lid body frame according to claim 1, wherein the lid body portion has conductivity. 前記突起部が、前記蓋体部に対して弾性変形可能に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の蓋体フレーム。   The lid frame according to claim 1, wherein the protrusion is formed to be elastically deformable with respect to the lid body. 回路基板と、該回路基板にその厚さ方向の一端側に重ねて固定されると共に電気接続される半導体チップと、前記回路基板の一端側に重ねて配されると共に前記半導体チップを覆う蓋体フレームと、該蓋体フレームを介して前記半導体チップとの間に中空の空洞部を設けて配されると共に、前記回路基板及び前記蓋体フレームを一体的に固定する樹脂モールド部とを備え、
前記蓋体フレームが、前記回路基板に設けて前記空洞部を形成する蓋体部と、該蓋体部から前記空洞部の外方側に突出して形成される突起部とを備え、
前記突起部が、前記蓋体部の上端部からさらに前記厚さ方向に延びると共に、その先端部が、前記樹脂モールド部の外方に露出していることを特徴とする半導体装置。 A circuit board; a semiconductor chip that is fixed to and electrically connected to one end side in the thickness direction of the circuit board; and a lid that is arranged to overlap the one end side of the circuit board and covers the semiconductor chip A hollow mold is provided between the frame and the semiconductor chip via the lid frame, and a resin mold portion that integrally fixes the circuit board and the lid frame is provided.
The lid frame includes a lid body portion that is provided on the circuit board to form the cavity portion, and a protrusion portion that projects from the lid body portion to the outer side of the cavity portion,
The semiconductor device, wherein the protrusion extends further in the thickness direction from an upper end portion of the lid portion, and a tip end portion thereof is exposed to the outside of the resin mold portion. 前記半導体チップが、前記回路基板の一端側から前記厚さ方向に窪んで形成された凹部の底面に配されると共に、
前記蓋体フレームが、前記凹部を跨いで配されることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。 The semiconductor chip is disposed on a bottom surface of a recess formed by being recessed in the thickness direction from one end side of the circuit board,
The semiconductor device according to claim 4, wherein the lid frame is disposed across the recess. 前記蓋体部が導電性を有し、
前記回路基板に、導電性を有し、前記蓋体部と共に前記半導体チップを含んで前記空洞部を囲むシールド部材が設けられ、
該シールド部材が前記蓋体部と電気的に接続されていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の半導体装置。 The lid has conductivity,
The circuit board has conductivity, and is provided with a shield member surrounding the cavity including the semiconductor chip together with the lid body,
The semiconductor device according to claim 4, wherein the shield member is electrically connected to the lid portion. 前記回路基板に、前記厚さ方向に貫通すると共に前記回路基板の一端側に向けて先細りとなるテーパ状の貫通孔が形成され、
前記貫通孔の内部に、前記貫通孔のうち先細りとなる側の開口部を介して前記樹脂モールド部と一体的に形成されるアンカー部が設けられることを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の半導体装置。 In the circuit board, a taper-shaped through hole that penetrates in the thickness direction and tapers toward one end side of the circuit board is formed,
The anchor part integrally formed with the said resin mold part is provided in the inside of the said through-hole through the opening part of the side to taper out of the said through-hole. The semiconductor device according to any one of the above. 前記回路基板が、前記回路基板の一端側のうち、前記空洞部に露出して配されると共に前記半導体チップと電気接続するためのパッド電極と、
前記回路基板の厚さ方向の他端側に露出して配される電極部と、
前記回路基板の内部に配され、前記パッド電極と前記電極部とを相互に電気的に接続する配線部と備えることを特徴とする請求項４から請求項７のいずれか１項に記載の半導体装置。 The circuit board is disposed so as to be exposed in the hollow portion of one end side of the circuit board, and a pad electrode for electrically connecting to the semiconductor chip;
An electrode part exposed and arranged on the other end side in the thickness direction of the circuit board;
8. The semiconductor according to claim 4, further comprising: a wiring portion that is disposed inside the circuit board and electrically connects the pad electrode and the electrode portion to each other. apparatus. 前記電極部が、前記空洞部と前記厚さ方向に重ならない位置に配されることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 8, wherein the electrode portion is disposed at a position that does not overlap the cavity portion in the thickness direction. 回路基板にその厚さ方向の一端側に重ねて固定されると共に電気的に接続された半導体チップを、中空の空洞部を介して樹脂により覆う構成の半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、
前記回路基板と共に前記空洞部を形成する蓋体部と、前記蓋体部の上端部からさらに前記厚さ方向に延びるように突出する突起部とを有する蓋体フレームを用意するフレーム準備工程と、
前記蓋体部が前記半導体チップを覆うように前記蓋体フレームを前記回路基板の一端側に重ねて設けるフレーム配置工程と、
上下一対の金型により前記回路基板及び蓋体フレームを前記厚さ方向に挟み込むと共に、一方の金型により前記突起部を前記回路基板に向けて押圧する押圧工程と、
前記一方の金型、前記蓋体部及び回路基板により形成される間隙に樹脂を充填して、樹脂モールド部を形成するモールド工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。

A semiconductor device manufacturing method for manufacturing a semiconductor device having a structure in which a semiconductor chip which is fixed and overlapped on one end side in the thickness direction of a circuit board is covered with a resin through a hollow cavity. There,
A frame preparation step of preparing a lid frame that includes a lid portion that forms the hollow portion together with the circuit board, and a protrusion that protrudes further from the upper end portion of the lid portion in the thickness direction;
A frame disposing step in which the lid frame is provided on one end side of the circuit board so that the lid portion covers the semiconductor chip;
A pressing step of sandwiching the circuit board and the lid frame in the thickness direction with a pair of upper and lower molds, and pressing the protrusions toward the circuit board with one mold;
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a molding step of filling a gap formed by the one mold, the lid portion, and the circuit board with a resin to form a resin mold portion.

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