JP2008014875A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】圧力変動を振動により検出するダイヤフラムを設けてなる半導体チップを備えた半導体装置において、小型化を図ることができるようにする。
【解決手段】半導体チップ７と、表面３ａにダイヤフラム２３を対向させて半導体チップ７を固定する略板状の配置板３と、半導体チップ７の周囲及び配置板３の表面３ａを封止する樹脂封止部１１と、ダイヤフラム２３の外側を囲むように半導体チップ７の上方に突出する環状のダム部材１３と、厚さ方向に貫通する開口部１５ａを有し、該ダム部材１３の先端に固定されて半導体チップ７の上方を覆う略板状の蓋体部材１５とを備え、樹脂封止部１１、ダム部材１３及び蓋体部材１５によりダイヤフラム２３が露出する中空の空洞部Ｓ２が形成されると共に、該空洞部Ｓ２が開口部１５ａを介して外方に連通していることを特徴とする半導体装置１を提供する。
【選択図】図１

Description

この発明は、音圧センサチップや圧力センサチップ等の半導体チップを備える半導体装置及びその製造方法に関する。

従来、シリコンマイクや圧力センサ等の半導体装置では、音圧センサチップや圧力センサチップ等のように、音響等の圧力変動を振動により検出するダイヤフラムを有する半導体チップを回路基板の表面に実装している（例えば、特許文献１参照。）。そして、この半導体装置では、回路基板の表面に半導体チップを覆うカバーを載置して半導体チップを含む中空の空洞部を形成すると共に、カバーに開口部を形成して上記空洞部を半導体装置の外方空間に連通させている。
特表２００４−５３７１８２号公報

しかしながら、上記従来の半導体装置は、カバーを回路基板の表面に配置する構成となっているため、半導体チップとカバーとの間に所定のクリアランスを設ける必要がある。すなわち、回路基板の表面面積を大きく形成する必要があるため、搭載基板における半導体装置の搭載面積が大きくなってしまうという問題がある。
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、小型化を容易に図って上記搭載面積の縮小化を図ることができる半導体装置及びその製造方法を提供することを目的としている。

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、圧力変動を振動により検出するダイヤフラムを設けてなる半導体チップと、表面に前記ダイヤフラムを対向させて前記半導体チップを固定する略板状の配置板と、前記半導体チップの周囲及び前記配置板の表面を封止する樹脂封止部と、前記ダイヤフラムの外側を囲むように前記半導体チップの上方に突出する環状のダム部材と、厚さ方向に貫通する開口部を有し、該ダム部材の先端に固定されて前記半導体チップの上方を覆う略板状の蓋体部材とを備え、前記樹脂封止部、前記ダム部材及び前記蓋体部材により前記ダイヤフラムが露出する中空の空洞部が形成されると共に、該空洞部が前記開口部を介して外方に連通していることを特徴とする半導体装置を提案している。

この発明に係る半導体装置によれば、樹脂封止部は半導体チップの周囲に密着しているため、半導体チップの周囲を覆うために従来のようなクリアランスを形成する必要が無くなる。そして、このクリアランスが不要になることで配置板の表面面積を小さくすることが可能となる。また、ダム部材の突出高さを小さくすることで、半導体装置の薄型化も図ることができる。
さらに、半導体チップの上方に突出する環状のダム部材の突出高さを調整するだけで、相互に対向する半導体チップと蓋体部材との隙間を容易かつ高精度に調整することが可能となるため、空洞部の容積を小さくすることができる。したがって、開口部を介して外方から空洞部内に伝播した圧力変動が、空洞部内で減衰することを抑制することができ、半導体装置の感度向上を容易に図ることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の半導体装置において、前記蓋体部材が導電性を有していることを特徴とする半導体装置を提案している。
この発明に係る半導体装置においては、半導体装置を搭載する搭載基板のグランドパターンに蓋体部材を電気接続することで、蓋体部材を介して外方から空洞部内に侵入しようとする電磁気的なノイズを遮断する電磁シールドが形成される。したがって、この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。

請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の半導体装置において、前記ダム部材及び前記蓋体部材を一体的に固定する樹脂モールド部を前記空洞部の外側に形成することを特徴とする半導体装置を提案している。

請求項４に係る発明は、圧力変動を振動により検出するダイヤフラムを設けてなる半導体チップを備える半導体装置の製造方法であって、略板状の配置板の表面に前記ダイヤフラムを対向させて前記半導体チップを固定する配置工程と、前記配置板の表面上に樹脂を流し込んで前記半導体チップの周囲及び前記配置板の表面を封止する封止工程と、前記ダイヤフラムの外側を囲むように形成された環状のダム部材を介して、厚さ方向に貫通する開口部を形成した略板状の蓋体部材を前記半導体チップに対向配置して前記ダム部材に固定する蓋体設置工程とを備え、前記封止工程において形成される樹脂封止部と、前記蓋体設置工程において設けられる前記ダム部材及び前記蓋体部材とにより前記ダイヤフラムが露出する中空の空洞部が形成されると共に、該空洞部が前記開口部を介して外方に連通す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。

この発明に係る半導体装置の製造方法においては、配置板の表面に固定した半導体チップを樹脂封止部、ダム部材及び蓋体部材により覆った構成の半導体装置が製造されることになる。ここで、樹脂封止部は半導体チップの周囲に密着しているため、従来のようなクリアランスが不要となり、配置板の表面面積を小さくすることが可能となる。

請求項５に係る発明は、請求項４に記載の半導体装置の製造方法において、前記配置工程の前に、前記配置板と該配置板の周囲に配置されるリードとを連結したリードフレームを複数連ねて形成するフレーム形成工程を行い、前記配置工程と前記封止工程との間に、前記半導体チップを前記リードに電気的に接続する接続工程を行い、前記蓋体設置工程の後に、複数のリードフレームを個々に切り分けると共に各リードフレームの前記配置板及び前記リードを個々に切り分ける切断工程を行う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。

この発明に係る半導体装置の製造方法によれば、フレーム形成工程において配置板を含むリードフレームを複数連ねて形成することで、配置工程から蓋体設置工程までの各工程を一括して行うことができるため、複数の半導体装置を一括して製造することが可能となる。

請求項１及び請求項４に係る発明によれば、配置板の表面面積を小さくすることができるため、半導体装置の小型化を図って搭載基板における半導体装置の搭載面積を小さくすることが可能となる。
また、請求項１に係る発明によれば、ダム部材の突出高さを小さくすることで半導体装置の薄型化も図ることができる。さらに、空洞部の容積縮小も図ることができるため、半導体装置の感度向上を容易に図ることができる。

請求項２に係る発明によれば、半導体装置を搭載する搭載基板のグランドパターンに蓋体部材を電気接続することで、蓋体部材を介して外方から空洞部内に侵入しようとする電磁気的なノイズを遮断する電磁シールドが形成される。したがって、この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。

請求項３に係る発明によれば、樹脂モールド部によりダム部材と蓋体部材との固定を確実に保持することができる。

請求項５に係る発明によれば、複数の半導体装置を一括して製造できるため、半導体装置の製造効率の向上を図ることができる。

以下、図１〜８を参照して本発明の第１実施形態に係る半導体装置について説明する。図１，２に示すように、この実施形態に係る半導体装置１は、略板状に形成された金属製のステージ部（配置板）３と、ステージ部３の周囲に配された複数の金属製のリード５，６と、ステージ部３の表面３ａに固定された半導体チップ７及び制御回路チップ９と、ステージ部３の表面３ａ側に形成された樹脂封止部１１と、環状のダム部材１３を介して半導体チップ７及び制御回路チップ９の上方に固定された略板状の蓋体部材１５と、樹脂封止部１１の周囲に形成された樹脂モールド部１７とを備えている。
複数のリード５，６は、ステージ部３の表面３ａに沿う方向に並べて配置されている。また、一部のリード６はステージ部３に連結されており、他のリード５は、ステージ部３との間に隙間を介して配置されている。なお、これら複数のリード５，６及びステージ部３を構成する金属材料としては、例えば、銅や４２アロイ（鉄−ニッケル合金）が挙げられる。

半導体チップ７は、環状の支持部２１の内孔２１ａを覆うようにダイヤフラム２３を設けて構成されている。ダイヤフラム２３は音響等の圧力変動を振動により検出するものであり、半導体チップ７はこの振動を電気信号に変換する所謂音圧センサチップを構成している。
この半導体チップ７は、ダイヤフラム２３が内孔２１ａを介してステージ部３の表面３ａに対向するように、電気的な絶縁性を有する絶縁性接着剤やダイアタッチフィルム等によってステージ部３の表面３ａに固定されている。なお、この固定状態においては、半導体チップ７のダイヤフラム２３、内孔２１ａ及びステージ部３の表面３ａによって外方に対して密封された背部空気室Ｓ１が形成されている。

制御回路チップ９は、半導体チップ７を駆動制御する役割を果たすものであり、例えば半導体チップ７からの電気信号を増幅するための増幅回路や、前記電気信号をデジタル信号として処理するためのＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）、Ａ／Ｄ変換器等を含んで構成されている。この制御回路チップ９は、半導体チップ７と同様に絶縁性接着剤やフィルム等によってステージ部３の表面３ａに固定されている。
この制御回路チップ９は、第１のワイヤー２５により半導体チップ７と電気的に接続されており、第２のワイヤー２７により上述した他のリード５の一部と電気的に接続されている。これにより、半導体チップ７が他のリード５の一部と電気的に接続されることになる。

樹脂封止部１１は、ステージ部３の表面３ａ、半導体チップ７の周囲、制御回路チップ９及びワイヤー２５，２７の一部を封止している。すなわち、樹脂封止部１１は、支持部２１の側部全体に密着して形成されており、支持部２１の上面２１ｂには形成されていない。したがって、ダイヤフラム２３は樹脂封止部１１の外側に露出することになる。
また、この樹脂封止部１１は、ステージ部３の表面３ａと共に複数のリード５，６も覆っており、これら複数のリード５，６及びステージ部３を一体的に固定する役割も果たしている。

ダム部材１３は、ダイヤフラム２３の外側を囲むように、支持部２１の上面２１ｂ及び樹脂封止部１１の表面１１ａにわたって樹脂を環状に形成して構成されており、半導体チップ７の上方に突出している。具体的には、このダム部材１３は平面視で半導体チップ７及び制御回路チップ９の略全体を囲むように配置されている。なお、この環状のダム部材１３と半導体チップ７の上面２１ｂや樹脂封止部１１の表面１１ａとは、隙間無く接着されている。

蓋体部材１５は、上記ダム部材１３の先端に接着固定されており、半導体チップ７の上面２１ｂや樹脂封止部１１の表面１１ａとの間に隙間を介して配置されている。この配置状態においては、蓋体部材１５が半導体チップ７及び制御回路チップ９の上方を覆っている。なお、上述した隙間の寸法は、ダム部材１３の突出高さに依存している。そして、この蓋体部材１５とダム部材１３とは隙間無く接着されているため、上述した半導体チップ７、樹脂封止部１１、ダム部材１３及び蓋体部材１５によって中空の空洞部Ｓ２が形成されることになる。

また、蓋体部材１５には、その厚さ方向に貫通する開口部１５ａが形成されており、空洞部Ｓ２がこの開口部１５ａを介して外方に連通している。なお、この開口部１５ａは、ダイヤフラム２３に対向しない位置に形成されており、ダイヤフラム２３が外方に直接露出しないようになっている。
なお、この蓋体部材１５は導電性材料により形成されており、半導体装置１を搭載する搭載基板のグランドパターンに蓋体部材１５を電気接続することで、蓋体部材１５を介して外方から空洞部Ｓ２内に侵入しようとする電磁気的なノイズを遮断する電磁シールドを形成することができるようになっている。

樹脂モールド部１７は、空洞部Ｓ２の外側に形成されており、リード５，６、樹脂封止部１１、ダム部材１３及び蓋体部材１５に接触してこれらを一体的に固定している。また、樹脂モールド部１７は、蓋体部材１５や半導体チップ７、樹脂封止部１１とダム部材１３との接着部分を埋設して、ステージ部３や蓋体部材１５と共に半導体装置１の外形をなすように構成されている。したがって、樹脂モールド部１７は、ダム部材１３と樹脂封止部１１や蓋体部材１５との接着力を補強する役割を果たしている。

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、以下に述べる。
図３に示すように、はじめに、銅や４２アロイ等の金属材料からなる金属製薄板３１にプレス加工やエッチング加工を施して、ステージ部３及び複数のリード５，６をダムバー３５により一体的に連結したリードフレーム３３を複数連ねて形成する（フレーム形成工程）。なお、相互に隣り合うリードフレーム３３は上記ダムバー３５によって連結されている（図６参照）。
次いで、絶縁性接着剤やフィルム等の電気的な絶縁性を有するダイボンド材を介して半導体チップ７及び制御回路チップ９をそれぞれステージ部３の表面３ａに接着固定する（配置工程）。ここで、ダイボンド材としては弾性率の低いものを使用することが好ましい。また、例えば熱硬化性の樹脂をダイボンド材として使用する場合、ダイボンド材の硬化条件としては、１２０〜２００℃程度で３０分〜１時間程度とすることが好ましい。このようなダイボンド材の具体例としては、日立化成工業株式会社製の「ＥＮ４３９０Ｍ」が挙げられ、これを使用する場合には、Ｎ２オーブンにおいて１５０℃、１時間程度でダイボンド材の加熱硬化が実施される。
そして、配置工程の終了後には、ワイヤーボンディングにより半導体チップ７と制御回路チップ９との間、及び、制御回路チップ９と他のリード５との間にそれぞれワイヤー２５，２７を配し、制御回路チップ９を介して半導体チップ７と他のリード５とを電気的に接続する（接続工程）。

その後、図４に示すように、ステージ部３の表面３ａ上に樹脂を流し込んで半導体チップ７の周囲、ステージ部３の表面３ａ及び制御回路チップ９を封止する（封止工程）。この工程においては、はじめに、ディスペンサ等の塗布装置によりステージ部３全体及び各リード５，６の一部を囲む環状のリブ３７をステージ部３の表面３ａ側に形成しておく。次いで、上記リブ３７によって囲まれる領域に樹脂（ポッティング材）を流し込んで樹脂封止部１１を形成する。この樹脂封止部１１を構成するポッティング材としては、例えばシリコン系樹脂若しくはエポキシ系樹脂を選択的に使用すればよい。また、ポッティング材として、例えば熱硬化性の樹脂を使用した場合、ポッティング材の硬化条件としては、１２０〜１５０℃程度で３０分〜３時間程度とすることが好ましい。

このようなポッティング材の具体例としては、信越化学工業株式会社製の「ＬＭＣ−２２」が挙げられ、これを使用する場合には、オーブンにおいて１５０℃、２時間程度でポッティング材の加熱硬化が実施される。なお、上記リブ３７は、この樹脂封止部１１の形成後に除去する。
上述した工程を実施した際には、前述のように半導体チップ７の周囲及び制御回路チップ９が封止されるだけでなく、樹脂封止部１１により制御回路チップ９とリード５とを接続する第２のワイヤー２７の全体も封止されると共に、半導体チップ７に接続される第１のワイヤーの２５うち制御回路チップ９との接続部分も封止される。すなわち、樹脂封止部１１は、半導体チップ７、制御回路チップ９及びワイヤー２５，２７を保護する役割を果たしている。

上記封止工程の終了後には、図５〜７に示すように、ダイヤフラム２３の外側を囲むダム部材１３を介して、蓋体部材１５を半導体チップ７及び樹脂封止部１１に対向配置してダム部材１３に固定する（蓋体設置工程）。この工程においては、図５，６に示すように、はじめに環状のダム部材１３を形成する。このダム部材１３は、上記リブ３７と同様に、ディスペンサ等の塗布装置により半導体チップ７の上面２１ｂ及び樹脂封止部１１の表面１１ａにわたって樹脂を環状に形成する。なお、このダム部材１３の形成は、半導体チップ７の上面２１ｂ及び樹脂封止部１１の表面１１ａから突出するダム部材１３の先端が略同一平面上に位置するように行うことが好ましい。
なお、この工程において形成されるダム部材１３は硬化していないが、このダム部材１３を構成する樹脂材料はダム部材１３の形状が崩れない程度の高い粘性を有している。このようなダム部材１３や前述のリブ３７を構成する樹脂材料としては、例えば熱硬化性樹脂が好ましく、具体例としては信越化学工業株式会社製の「Ｘ−４３−５２５５」が挙げられる。

次いで、図７に示すように、このダム部材１３の先端に蓋体部材１５を接着固定する。この際には、蓋体部材１５をダム部材１３の先端に配置してからダム部材１３を硬化させることで、ダム部材１３の接着力により蓋体部材１５が固定される。なお、上述したダム部材１３の形成時にダム部材１３の先端に凸凹があっても、蓋体部材１５をダム部材１３上に配する際に蓋体部材１５をダム部材１３に押しつけてダム部材１３を変形させることで、蓋体部材１５とダム部材１３とを隙間無く接着することができる。
なお、ダム部材１３として熱硬化性樹脂を使用する場合には、上記のようにダム部材１３を変形させた後に加熱硬化させればよい。このダム部材１３の硬化条件としては、１２０〜１５０℃程度で３０分〜２時間程度とすることが好ましい。ダム部材１３として具体例を使用した場合には、オーブンにおいて１５０℃、２時間程度でポッティング材の加熱硬化が実施される。以上により、蓋体設置工程が終了する。

そして、図８に示すように、蓋体部材１５や半導体チップ７、樹脂封止部１１とダム部材１３との接着部分を埋設すると共に、リード５，６、樹脂封止部１１、ダム部材１３及び蓋体部材１５を一体的に固定する樹脂モールド部１７を形成する（モールド工程）。この際には、封止工程と同様に、樹脂封止部１１の周囲に環状のリブ（不図示）を形成し、このリブによって囲まれる領域に樹脂を流し込んで樹脂モールド部１７を形成すればよい。なお、このリブは樹脂モールド部１７の形成後に除去すればよい。
最後に、リードフレーム３３を連結するダムバー３５を切り落として、個々のリードフレーム３３に切り分けると共に各リードフレーム３３のステージ部３とリード５，６とを個々に切り分ける（切断工程）ことで、半導体装置１の製造が完了する。

上記半導体装置１及びその製造方法によれば、樹脂封止部１１が半導体チップ７の周囲に密着しているため、半導体チップ７の周囲を覆うために従来のようなクリアランスを形成する必要が無くなる。そして、このクリアランスが不要になることでステージ部３の表面３ａの面積を小さくすることが可能となるため、半導体装置１の小型化を図って搭載基板における半導体装置１の搭載面積を小さくすることが可能となる。また、ダム部材１３の突出高さを小さくすることで、半導体装置１の薄型化も図ることができる。
さらに、半導体チップ７の上方に突出する環状のダム部材１３の突出高さを調整するだけで、相互に対向する半導体チップ７と蓋体部材１５との隙間を容易かつ高精度に調整することが可能となるため、空洞部Ｓ２の容積縮小を図ることができる。したがって、開口部１５ａを介して外方から空洞部Ｓ２内に伝播した圧力変動が、空洞部Ｓ２内で減衰することを抑制することができ、半導体装置１の感度向上を容易に図ることができる。

また、蓋体部材１５を介して外方から空洞部Ｓ２内に侵入しようとする電磁気的なノイズを遮断する電磁シールドを形成して、このノイズに基づく半導体チップ７の誤作動を防止することができる。そして、前述したように、ダム部材１３の高さ寸法を調整することで半導体チップ７や制御回路チップ９と蓋体部材１５との隙間を容易に小さくすることが可能となるため、上記電磁シールドの効果を高めることができる。
なお、ダム部材１３の高さ寸法の制御は、例えば、ディスペンサ等の塗布装置によってダム部材１３を構成する樹脂材料の吐出する量を制御したり、また、マウンター等のように蓋体部材１５の配置位置を制御できるメカ機構を備えたものにより、蓋体部材１５を硬化前のダム部材１３に押しつけてダム部材１３の変形量を制御することで行うことができる。

さらに、樹脂モールド部１７により、リード５，６、樹脂封止部１１、ダム部材１３及び蓋体部材１５を一体的に固定することで、ダム部材１３と樹脂封止部１１や蓋体部材１５との接着力を補強できるため、ダム部材１３と蓋体部材１５との固定を確実に保持することができる。
また、制御回路チップ９は樹脂封止部１１によって完全に封止されるため、ノイズ等の外乱の影響を受けにくくなるという効果も奏する。

また、上記半導体装置１の製造方法によれば、フレーム形成工程においてステージ部３を含むリードフレーム３３を同一の金属製薄板３１に複数連ねて形成することで、配置工程から蓋体設置工程までの各工程を同一の金属製薄板３１上において一括して行うことができるため、複数の半導体装置１を一括して製造することが可能となる。したがって、半導体装置１の製造効率の向上を図ることができる。

なお、この第１実施形態において、ダム部材１３は、半導体チップ７の上面２１ｂ及び樹脂封止部１１の表面１１ａにわたって形成されるとしたが、これに限ることはなく、少なくともダイヤフラム２３の外側を囲む環状に形成されていればよい。したがって、ダム部材１３は、例えば、半導体チップ７の上面２１ｂのみに形成されるとしても構わないし、半導体チップ７の上面２１ｂを囲む樹脂封止部１１の表面１１ａのみに形成されるとしても構わない。
さらに、蓋体部材１５は、樹脂からなるダム部材１３の先端に直接接着されるとしたが、例えば、別途接着剤を介してダム部材１３の先端に接着されるとしても構わない。この構成の場合には、ダム部材１３を硬化させてから蓋体部材１５を固定することができるため、半導体チップ７と蓋体部材１５との隙間寸法をさらに高精度に設定することが可能となる。

また、環状のダム部材１３は樹脂を塗布して形成されるとしたが、これに限ることはなく、例えば別途形成される環状シートからなるとしても構わない。この環状シートは、それ自体が接着性を有していても良いし、別途接着剤により半導体チップ７や樹脂封止部１１、蓋体部材１５に接着されるとしても構わない。
さらに、蓋体設置工程においては、ダム部材１３を半導体チップ７の上面２１ｂや樹脂封止部１１の表面１１ａに形成した後に蓋体部材１５に接着固定するとしたが、これに限ることはなく、例えば、ダム部材１３を蓋体部材１５に形成した後に半導体チップ７の上面２１ｂや樹脂封止部１１の表面１１ａに接着固定してもよい。この場合、半導体チップ７の上面２１ｂや樹脂封止部１１の表面１１ａにダム部材１３を直接接着固定する際には、ダム部材１３を硬化させる前に蓋体部材１５を半導体チップ７の上面２１ｂ上や樹脂封止部１１の表面１１ａ上に配置し、ダム部材１３を変形させながら蓋体部材１５の配置位置を制御した後にダム部材１３を硬化させればよい。

また、封止工程においては、１つのステージ部３を囲む環状のリブ３７の内側に樹脂を流し込んで樹脂封止部１１を形成するとしたが、これに限ることはなく、例えば、金属製薄板３１に形成される全てのステージ部３を一括して囲むリブを形成し、このリブの内側に樹脂を流し込んで複数の半導体装置１の樹脂封止部１１を一括して形成してもよい。
また、モールド工程においても、上述と同様に、全てのステージ部３を一括して囲むリブを形成して、このリブの内側に樹脂を流し込んで複数の半導体装置１の樹脂モールド部１７を一括して形成しても構わない。

なお、上述のように複数の樹脂封止部１１や樹脂モールド部１７を一括して形成する場合には、切断工程においてこれら樹脂封止部１１や樹脂モールド部１７を切り分ければよい。
これらの場合には、樹脂封止部１１や樹脂モールド部１７の形成領域を画定するリブを簡便に形成することができ、また、樹脂の流し込みをまとめて行うことができるため、半導体装置１の製造効率をさらに向上させることができる。

次に、本発明による第２実施形態について図９を参照して説明する。なお、この第２実施形態の半導体装置は、第１実施形態とダム部材の構成及び半導体装置の製造方法についてのみ異なっている。ここでは、主に上記相違点についてのみ説明し、第１実施形態の半導体装置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９に示すように、第２実施形態に係る半導体装置５１のダム部材５３は、ステージ部３の外側を囲むようにリード５，６の表面から半導体チップ７の上方に突出しており、上記実施形態と同様に樹脂を環状に形成して構成されている。すなわち、このダム部材５３は、半導体チップ７及び制御回路チップ９の外側を囲むようになっており、これの内側に半導体チップ７の周囲及び制御回路チップ９を封止すると共にステージ部３とリード５，６とを一体的に固定する樹脂封止部５５が充填されている。
また、蓋体部材１５が上記ダム部材５３の先端に接着固定されており、半導体チップ７、樹脂封止部５５、ダム部材５３及び蓋体部材１５によって中空の空洞部Ｓ３が形成されている。

さらに、樹脂モールド部５７は、ダム部材５３の周囲に形成されている、すなわち、上記空洞部Ｓ３の外側に形成されている。また、樹脂モールド部５７は、リード５，６、ダム部材５３及び蓋体部材１５に接触してこれらを一体的に固定している。そして、樹脂モールド部５７は、リード５，６や蓋体部材１５とダム部材５３との接着部分を埋設しているため、ダム部材５３とリード５，６や蓋体部材１５との接着力を補強する役割を果たしている。

この半導体装置５１を製造する際には、はじめに、第１実施形態と同様のフレーム形成工程、配置工程及び接続工程を行う。次いで、ステージ部３の表面３ａ上に樹脂を流し込んで半導体チップ７の周囲、ステージ部３の表面３ａ及び制御回路チップ９を封止する（封止工程）。この工程においては、ディスペンサ等の塗布装置により上述したダム部材５３を形成し、このダム部材５３によって囲まれる領域に樹脂を流し込んで樹脂封止部５５を形成する。
なお、この工程においては、第１実施形態と同様に、樹脂封止部５５により制御回路チップ９とリード５とを接続する第２のワイヤー２７の全体を封止すると共に、半導体チップ７に接続される第１のワイヤー２５のうち制御回路チップ９との接続部分を封止する。

上記封止工程の終了後には、上記ダム部材５３を介して、蓋体部材１５を半導体チップ７及び樹脂封止部５５に対向配置してダム部材５３の先端に固定する（蓋体設置工程）。この工程においては、別途接着剤を介して蓋体部材１５をダム部材５３の先端に固定してもよいが、ダム部材５３が硬化する前であれば、ダム部材５３の接着力により蓋体部材１５を固定するとしてもよい。
最後に、リード５，６、ダム部材５３及び蓋体部材１５を一体的に固定する樹脂モールド部５７を形成するモールド工程、及び、第１実施形態と同様の切断工程を行うことで、半導体装置５１の製造が完了する。なお、モールド工程においては、第１実施形態と同様に、樹脂モールド部５７の形成領域を画定するリブ（不図示）を形成し、樹脂モールド部５７の形成後にこのリブを除去すればよい。

上記半導体装置５１及びその製造方法でも、前述の第１実施形態と同様の効果を奏する。
また、この半導体装置５１の製造方法によれば、封止工程においては、第１実施形態のように、樹脂封止部５５の形成領域を画定するリブ３７を別途形成し、樹脂封止部５５の形成後にこのリブ３７を除去する工程が不要となるため、半導体装置５１の製造効率向上をさらに図ることができる。

なお、上記２つの実施形態の半導体装置１を構成するステージ部３には、その表面３ａから窪んでダイヤフラム２３に対向する凹部を形成しても構わない。上記凹部を形成することにより、ダイヤフラム２３を振動させるための背部空気室Ｓ１の容積拡大を図ることができる。
この背部空気室Ｓ１の容積が小さい場合には、ダイヤフラム２３の振動に対して背部空気室Ｓ１内の圧力が上昇しやすくなるため、ダイヤフラム２３は撓みにくくなるが、上述のように背部空気室Ｓ１の容積拡大を図ることで背部空気室Ｓ１内の圧力上昇を抑制することができる。したがって、ダイヤフラム２３が撓みにくくなることを防止して、半導体チップ７の感度低下を防止することができる。

また、上述したステージ部３の凹部は、金属製薄板３１にリードフレーム３３を形成するフレーム形成工程においてエッチング加工を施すことで形成することができる。したがって、エッチング加工による凹部の大きさを容易に変えることができ、背部空気室Ｓ１の容積を容易に変更することができる。
さらに、上記２つの実施形態において、支持部２１の上面２１ｂには樹脂封止部１１，５５が形成されないとしたが、これに限ることはなく、少なくともダイヤフラム２３が樹脂封止部１１，５５の外側に露出していればよい。すなわち、例えば支持部２１の上面２１ｂが樹脂封止部１１，５５によって覆われるとしても構わない。

また、半導体装置１，５１は樹脂モールド部１７．５７を備えるとしたが、これに限ることはなく、第１実施形態におけるダム部材１３と半導体チップ７や樹脂封止部１１、蓋体部材１５との接着力、若しくは、第２実施形態におけるダム部材５３とリード５，６や蓋体部材１５との接着力が十分に得られている場合には、樹脂モールド部１７，５７を特に形成しなくてもよい。
さらに、上記２つの実施形態においては、リードフレーム３３を構成するステージ部３に半導体チップ７を固定して構成される半導体装置１，５１について述べたが、これに限ることはなく、例えば、多層配線基板等の回路基板（配置板）の表面に半導体チップ７を固定して構成される半導体装置に適用することもできる。

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。

この発明の第１実施形態に係る半導体装置を示す概略側断面図である。 図１の半導体装置を示す概略平面図である。 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。 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。 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。 図１の半導体装置の製造方法を示す概略平面図である。 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。 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。 この発明の第２実施形態に係る半導体装置を示す概略側断面図である。

符号の説明

１，５１・・・半導体装置、３・・・ステージ部（配置板）、３ａ・・・表面、５・・・リード、７・・・半導体チップ、１１，５５・・・樹脂封止部、１３，５３・・・ダム部材、１５・・・蓋体部材、１５ａ・・・開口部、１７，５７・・・樹脂モールド部、２３・・・ダイヤフラム、３１・・・金属製薄板、３３・・・リードフレーム、Ｓ２，Ｓ３・・・空洞部

Claims (5)

1. 圧力変動を振動により検出するダイヤフラムを設けてなる半導体チップと、表面に前記ダイヤフラムを対向させて前記半導体チップを固定する略板状の配置板と、前記半導体チップの周囲及び前記配置板の表面を封止する樹脂封止部と、前記ダイヤフラムの外側を囲むように前記半導体チップの上方に突出する環状のダム部材と、厚さ方向に貫通する開口部を有し、該ダム部材の先端に固定されて前記半導体チップの上方を覆う略板状の蓋体部材とを備え、
   前記樹脂封止部、前記ダム部材及び前記蓋体部材により前記ダイヤフラムが露出する中空の空洞部が形成されると共に、該空洞部が前記開口部を介して外方に連通していることを特徴とする半導体装置。
2. 前記蓋体部材が、導電性を有していることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記ダム部材及び前記蓋体部材を一体的に固定する樹脂モールド部を前記空洞部の外側に形成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体装置。
4. 圧力変動を振動により検出するダイヤフラムを設けてなる半導体チップを備える半導体装置の製造方法であって、
   略板状の配置板の表面に前記ダイヤフラムを対向させて前記半導体チップを固定する配置工程と、
   前記配置板の表面上に樹脂を流し込んで前記半導体チップの周囲及び前記配置板の表面を封止する封止工程と、
   前記ダイヤフラムの外側を囲むように形成された環状のダム部材を介して、厚さ方向に貫通する開口部を形成した略板状の蓋体部材を前記半導体チップに対向配置して前記ダム部材に固定する蓋体設置工程とを備え、
   前記封止工程において形成される樹脂封止部と、前記蓋体設置工程において設けられる前記ダム部材及び前記蓋体部材とにより前記ダイヤフラムが露出する中空の空洞部が形成されると共に、該空洞部が前記開口部を介して外方に連通することを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. 前記配置工程の前に、前記配置板と該配置板の周囲に配置されるリードとを連結したリードフレームを複数連ねて形成するフレーム形成工程を行い、
   前記配置工程と前記封止工程との間に、前記半導体チップを前記リードに電気的に接続する接続工程を行い、
   前記蓋体設置工程の後に、複数のリードフレームを個々に切り分けると共に各リードフレームの前記配置板及び前記リードを個々に切り分ける切断工程を行うことを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
   
   

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