JP2009060055A - 半導体装置及びその製造方法、モールド樹脂体、プリモールドパッケージ、マイクロフォンチップパッケージ - Google Patents

Abstract

【課題】複数の半導体チップを収納した小型で簡素な構造の半導体装置を提供する。
【解決手段】モールド樹脂体６が、半導体チップ２，３を並べて搭載する底壁部３１と周壁部３２とを備える箱型に形成され、リードフレームに、底壁部３１内に埋設されて半導体チップ２，３の下方に配置されるシールド板部と、半導体チップ２，３に接続される内部端子部１９，２１と、モールド樹脂体６から露出する実装用外部端子部とを備え、モールド樹脂体６の周壁部３２の内側で半導体チップのそれぞれの一側方位置に、対向状態の両側壁部３３Ａ，３３Ｂの長手方向に相互にずれた位置でいずれか一方の側壁部と交互に一体となるように複数の棚部３５Ａ，３５Ｂが突設され、棚部３５Ａ，３５Ｂの上面に、棚部内を経由して立ち上げられた内部端子部の先端部１９ａ，２１ａが露出され、モールド樹脂体６を覆う蓋体は導電性材料からなり、シールド板部に電気的接続状態とされている。
【選択図】図３

Description

本発明は、リードフレームを埋設した箱型のモールド樹脂体に半導体チップを収納して蓋体により覆ってなる半導体装置に関する。

シリコンマイクや圧力センサ等の半導体装置として、例えば特許文献１に記載されたものがある。この半導体装置は、基板と蓋体とにより構成される中空のハウジングを有しており、その基板上に半導体チップが搭載されることにより、ハウジング内に半導体チップが収納された状態とされている。この半導体チップは、基板上の内部端子部とワイヤボンディングによって接続され、その内部端子部に接続状態の実装用外部端子部がハウジングから露出状態に設けられる。
また、この種の半導体装置は、携帯電話等への携行可能な電子機器に搭載される場合があるため、その小型化が望まれており、例えば特許文献２に記載されているように、矩形のハウジングの一方の長辺にのみ半導体チップと電気的に接続する端子部を設けることが考えられる。
特表２００４−５３７１８２号公報 特開２０００−３４９３０５号公報

ところで、シリコンマイク等の半導体装置においては、特許文献１に示すように、ハウジングの中にマイクロフォンチップと制御回路チップとの二つの半導体チップを収納することがある。このような複数の半導体チップを一つのハウジング内に収納する場合、特許文献２のようにハウジングの一方の長辺にのみ端子部を設けると、その部分に端子部が密集することになり、その設置間隔を確保する必要があるために小型化に限界が生じる。
また、実装用外部端子部はハウジングの周縁部に均等に配置した方が安定するが、内部端子部が片側にのみ配置される場合には、内部端子部と外部端子部とを連結するために、リードフレームを分断させる必要が生じるなど、その引き回し構造が複雑になる。

本発明は、複数の半導体チップを収納した小型で簡素な構造の半導体装置を提供することを目的とする。

本発明の半導体装置は、リードフレームの少なくとも一部を埋設した状態のモールド樹脂体が、複数の半導体チップを並べて搭載する矩形の底壁部と、該底壁部の周縁部から立設した角筒形の周壁部とを備える箱型に形成され、前記周壁部の上端面に半導体チップの上方を覆う蓋体が固着されてなる半導体装置において、前記リードフレームに、前記底壁部内に埋設されて前記半導体チップの下方に配置されるシールド板部と、前記半導体チップに接続される内部端子部と、これらシールド板部又は内部端子部のいずれかに接続状態で前記モールド樹脂体から露出する複数の実装用外部端子部とを備え、前記モールド樹脂体の周壁部の内側で前記半導体チップのそれぞれの一側方位置に、対向状態の両側壁部の長手方向に相互にずれた位置でいずれか一方の側壁部と交互に一体となるように複数の棚部が突設され、これら棚部の上面に、該棚部内を経由して立ち上げられた前記内部端子部の先端部が露出され、前記蓋体は導電性材料からなり、前記シールド板部に電気的接続状態とされていることを特徴とする。

この半導体装置は、各半導体チップのそれぞれに対しては棚部が片側にのみ配置されることになるから、その上に配置される内部端子部の片側配置による小型化を損なうことがないとともに、この棚部を両側壁部の一方と交互に一体となるように配置したことから、その上に露出される内部端子部が棚部毎に振り分けられることになり、内部端子部のすべてを片側一列に配置する場合に比べて、これら内部端子部が密集して配置されることが防止される。また、この棚部と該棚部に対向している側壁部との間の空間にそれぞれ半導体チップを収納しており、モールド樹脂体上のスペースを無駄なく利用することができる。
さらに、内部端子部から実装用外部端子部への連結部分も、当該内部端子部が設けられている同じ棚部側に配置し得て、リードフレームの引き回し構造をも簡素化することができ、半導体チップの下方に配置されるシールド板部を分断させることなく広い面積で配置することが可能になる。また、内部端子部をいわゆるアップセットして配置していることから、内部端子部とシールド板部との隙間を小さくすることが可能であり、その分でもシールド板部を広く確保することができる。

さらに、内部端子部が相互に対向するモールド樹脂体の両側壁部側に振り分けられるため、各内部端子部にそれぞれ連結される外部端子部も、内部端子部と外部端子部との引き回し構造を簡素化して、容易に両側壁部側に振り分けて配置することが可能となる。
また、モールド樹脂体の両側壁部側に振り分けられた内部端子部の先端部をアップセットしていることから、両側壁部側に振り分けられて対向する外部端子部間の隙間を小さくすることが可能となり、結果として、半導体装置の小型化を図ることができる。

この場合、前記シールド板部は、前記モールド樹脂体の底壁部に、前記半導体チップの配列方向に延びて配置されている構成とするとよい。
前述したように、内部端子部から実装用端子部へは、該内部端子部が設けられている棚部側で連結状態とすることが可能であるから、各半導体チップの配列方向に延びるシールド板部を分断するようなことがなく、シールド効果を高めることができる。

また、本発明の半導体装置において、前記複数の半導体チップは、振動板を有するマイクロフォンチップとその制御回路チップとからなるとともに、前記蓋体又はモールド樹脂体に、これらにより囲まれた状態の内部空間を外部に連通させる音響孔が形成され、前記マイクロフォンチップと制御回路チップとの側方にそれぞれ配置される前記棚部は、前記モールド樹脂体の両側壁部における異なる側壁部に一体となるようにそれぞれ設けられていることを特徴とする。
この半導体装置はシリコンマイクであり、小型化、リードフレームの簡素化、シールド性の向上等を図ることができ、携帯電話等に用いて好適である。

この半導体装置の製造方法としては、前記リードフレームを射出成形金型のキャビティ内に配置して前記モールド樹脂体を成形する際に、前記外部端子部を一方の金型の内面に接触させた状態とし、その接触状態で前記内部端子部の先端部を他方の金型の内面で押さえて前記内部端子部を弾性変形させながら型締めした後、前記キャビティ内に樹脂を射出して前記モールド樹脂体を成形することを特徴とする。
つまり、射出成形金型の一方の金型にリードフレームの外部端子部を接触させ、他方の金型に内部端子部の先端部を接触させた状態として型締めすることにより、弾性変形させられる内部端子部の先端部は金型の内面に押圧した状態となる。この状態で樹脂を射出すると、内部端子部の先端部は金型の内面に押圧されているので、その隙間に樹脂が侵入することが少なく、バリ等を生じることなく確実に内部端子部の先端部をモールド樹脂体から露出させることができる。

また、本発明のモールド樹脂体は、リードフレームを少なくとも一部埋設するとともに、複数の半導体チップを並べて搭載する矩形の底壁部と、該底壁部の周縁部から立設した周壁部とを備え、前記リードフレームは、前記底壁部内に埋設されるシールド板部と、前記半導体チップに電気接続される内部端子部と、これらシールド板部又は内部端子部のいずれかに接続状態で前記底壁部の裏面に露出する複数の実装用外部端子部とを備え、前記周壁部の内側で前記半導体チップのそれぞれの一側方位置に、対向状態の両側壁部の長手方向に相互にずれた位置でいずれか一方の側壁部と交互に一体となるように複数の棚部が突設され、これら棚部の上面に、該棚部内を経由して立ち上げられた前記内部端子部の先端部が露出されていることを特徴とする。

また、本発明のプリモールドパッケージは、前記モールド樹脂体と、前記周壁部の上端面に固着され半導体チップの上方を覆う蓋体とを備え、該蓋体は導電性材料からなり、前記シールド板部に電気的接続状態とされていることを特徴とする。

そして、本発明のマイクロフォンパッケージは、前記プリモールドパッケージを用いたマイクロフォンパッケージであって、前記モールド樹脂体又は前記蓋体に、これらにより囲まれた状態の内部空間を外部に連通させる音響孔が形成され、前記内部空間に前記半導体チップをなすマイクロフォンチップが配されていることを特徴とする。
特に、音響孔がモールド樹脂体に設けられている場合には、このマイクロフォンパッケージを実装する場合の高さを抑えることができる。

本発明の半導体装置によれば、棚部を片側ずつに交互に配置したことにより、小型化を図りつつ内部端子部が密集配置となるのを防止し、また、リードフレームの引き回し構造も簡素化することができる。したがって、シールド板部を分断させることなく広い面積で設置することができ、内部端子部のアップセット構造によるシールド板部の面積増加と合わせて、優れたシールド性を発揮することが可能である。

以下、本発明の半導体装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。
図１から図１１は本発明の第１の実施形態を示している。この実施形態の半導体装置１は、マイクロフォンパッケージであり、半導体チップとしてマイクロフォンチップ２と制御回路チップ３との二つのチップが設けられている。
この半導体装置１のプリモールドパッケージ４は、図４及び図５に示すように、リードフレーム５と、このリードフレーム５に一体成形された箱型のモールド樹脂体６と、このモールド樹脂体６の上方を閉塞する蓋体７とを備える構成とされている。

リードフレーム５は、金属帯板に、図７に示す単位を１個のものとして１列で又は複数列並んでプレス加工により連続して形成されるものである。この明細書中では、図７に示す１個単位のものをリードフレームと称しており、以下では図７の上下方向を縦方向、左右方向を横方向というものとする。このリードフレーム５は、縦方向の両端部に設けられている外枠部１０と、縦方向の中間部の二箇所に設けられている内枠部１１とによって隣接するリードフレームとの間が接続状態とされている。

また、リードフレーム５の横方向の中央部には、全体として縦方向に延びるシールド板部１２が形成されており、このシールド板部１２は、縦方向に延びる幹部１６に対して横方向に突出する張り出し部１７Ａ〜１７Ｆが複数個所に設けられるとともに、その張り出し部１７Ａ〜１７Ｆの一つ１７Ａに実装用の外部端子部１８、具体的には接地用の外部端子部１８が形成され、この外部端子部１８に接続状態に内部端子部１９が一体に形成された構成とされている。なお、幹部１６の両端部は、外枠部１０に連結され、後述するように切断されることによって外方に向けた突出片２０が形成される。

また、このシールド板部１２の各張り出し部１７Ａ〜１７Ｆの間に、相互に接続状態とされた内部端子部２１と実装用の外部端子部２２との組み合わせになるものが、前記接地用の外部端子部１８が設けられている側に１組、シールド板部１２を介して反対側に２組配設され、それぞれ内枠部１１に連結されている。つまり、接地用も含めて外部端子部１８，２２と内部端子部１９，２１との組み合わせが、シールド板部１２の左右に２組ずつ、合計４組配置されており、それぞれ内枠部１１に連結されている。
この場合、各外部端子部１８，２２は、他の部分よりも肉厚とされて裏側に突出して形成されており、この実施形態では、リードフレーム５の他の部分を裏側からハーフエッチングすることにより、各外部端子部１８，２２を突出形成している。図８は、図７に示すリードフレーム５の裏面を示しており、この図８においてハッチングした領域がハーフエッチングされる。
また、シールド板部１２の左右に配置された複数の外部端子部１８，２２は、互いに隙間を有して対向状態に配置されている。図示例では、シールド板部１２の一方側の外部端子部１８が他方側の外部端子部２２に対向して配置され、シールド板部１２の一方側の外部端子部２２が他方側の外部端子部２２に対向して配置されている（図６及び図８参照）。

図７の一点鎖線は内部端子部１９，２１に対する折り曲げ線を示している。各内部端子部１９，２１は、その折り曲げ線に沿って途中の二箇所で折り曲げられることにより、図１に示すようにクランク状に形成されており、その先端部１９ａ，２１ａがシールド板部１２と平行に配置されている。この場合、内部端子部１９，２１の高さはプリモールドパッケージ４の高さの半分程度とされている。また、各内部端子部１９，２１の先端部１９ａ，２１ａの表面とリードフレーム５の反対側の外部端子部１８，２２の表面との間の高さ寸法ｈが、このリードフレーム５の単体の状態においては、棚部３５Ａ，３５Ｂの高さ寸法Ｈよりも若干大きく設定されている（図５及び図１０参照）。

このように構成されるリードフレーム５にモールド樹脂体６が一体に成形されている。このモールド樹脂体６は、図４及び図５に示すように、マイクロフォンチップ２と制御回路チップ３とを並べることができる長さの矩形板状に形成された底壁部３１と、この底壁部３１の周縁部から立設した角筒形の周壁部３２とを備える箱型に形成されている。
底壁部３１は、その裏面に、リードフレーム５における外部端子部１８，２２の表面を露出させた状態で、シールド板部１２及び内部端子部１９，２１の基端部等を埋設している。周壁部３２は、底壁部３１の外形よりもわずかに小さい外形の角筒形に形成され、底壁部３１の周縁部よりも内側にほぼ垂直に立ち上げられていることにより、この周壁部３２の外側に底壁部３１の周縁部３１ａがわずかに突出させられている。そして、この底壁部３１の周縁部３１ａの上面から外周面にかけて前記シールド板部１２の両突出片２０が露出している。

また、このモールド樹脂体６には、その周壁部３２において対向状態の各側壁部３３Ａ，３３Ｂに、その内面から底壁部３１の上面にかけて棚部３５Ａ，３５Ｂが一体に形成されている。これら棚部３５Ａ，３５Ｂは、側壁部３３Ａ，３３Ｂの長手方向寸法の半分程度の長さに形成され、側壁部３３Ａ，３３Ｂの長手方向に相互にずれた位置でいずれかの側壁部３３Ａ，３３Ｂと交互に一体となるように配置されている。つまり、二つの棚部３５Ａ，３５Ｂが、底壁部３１の中心位置を中心としてほぼ点対称位置の二箇所に、両側壁部３３Ａ，３３Ｂで互い違いとなるように配置されている。図２及び図３に示す例では、一方の棚部３５Ａの方が他方の棚部３５Ｂよりも若干長く形成されている。
また、これら棚部３５Ａ，３５Ｂは、周壁部３２の高さのほぼ半分程度の高さに設定されており、その上面に内部端子部１９，２１の先端部１９ａ，２１ａが露出している。これら内部端子部１９，２１は、前述したようにシールド板部１２の左右に２本ずつ配置されており、図示例では、シールド板部１２の一方側に内部端子部１９と内部端子部２１が１本ずつ、他方側に内部端子部２１が２本配置されており、一方の棚部３５Ａ（図２及び図３の例では右側の棚部）に、内部端子部１９の先端部１９ａと内部端子部２１の先端部２１ａとが一つずつ露出され、他方の棚部３５Ｂ（図２及び図３の例では左側の棚部）には、内部端子部２１の先端部２１ａが二つ露出している。

そして、これら棚部３５Ａ，３５Ｂの側方空間における底壁部３１の上面にマイクロフォンチップ２と制御回路チップ３との半導体チップがダイボンドによってそれぞれ固着されており、これら半導体チップ２，３間、及び制御回路チップ３と両棚部３５Ａ，３５Ｂ上の内部端子部１９，２１との間がボンディングワイヤ３６によって接続されている。マイクロフォンチップ２は、音響等の圧力変動に応じて振動するダイヤフラム電極と固定電極とが対向配置され、ダイヤフラム電極の振動に伴う静電容量変化を検出するものである。また、制御回路チップ３は、マイクロフォンチップ２への電源の供給回路、マイクロフォンチップ２からの出力信号の増幅器等を備える構成とされている。

前記蓋体７は、銅材等の導電性金属材料により、周壁部３２の上端面３２ａの外形と同じ長方形状の天板部３７に、周壁部３２の外側に配置される側板部３８Ａ，３８Ｂが折り曲げ形成された構成とされ、その天板部３７に、モールド樹脂体６に被せたときに内部空間３９に連通する音響孔４０が貫通状態に形成されている。
そして、周壁部３２の上端面３２ａに接着材４１を介して接着されることにより、この周壁部３２に囲まれた空間３９を天板部３７によって覆うとともに、側板部３８Ａ，３８Ｂが周壁部３２の外側に配置された状態に固定され、天板部３７の音響孔４０によって内部空間３９を外部に連通させた状態としている。この場合、各側板部３８Ａ，３８Ｂは、周壁部３２から突出している底壁部３１の周縁部３１ａ上に当接するが、これら側板部３８Ａ，３８Ｂが天板部３７の各辺の中央部に配置されていることにより、底壁部３１の周縁部３１ａに露出しているリードフレーム５のうち、シールド板部１２の両端部の突出片２０に接触した状態とされる。
なお、図９に示すように、リードフレーム５における前記外枠部１０及び内枠部１１は、モールド樹脂体６の周縁において切断されている。

次に、このように構成される半導体装置１の製造方法について説明する。
まず、リードフレームとなる金属帯板にプレス加工によって打ち抜き、各外部端子部１８，２２となる部分をマスキングしてハーフエッチングすることにより、これら外部端子部１８，２２を形成し、その後、曲げ加工等を施すことにより、外枠部１０及び内枠部１１により連結されたリードフレーム５を形成する。
このとき、前述したように、各内部端子部１９，２１の先端部１９ａ，２１ａの高さ寸法ｈが、棚部３５Ａ，３５Ｂの高さ寸法Ｈよりも若干大きくなるように設定しておく。
次いで、図１０，１１に示すように、このリードフレーム５を射出成形金型５１のキャビティ５２内に配置する。この射出成形金型５１は、相対的に接近離間させられる一組の金型５３，５４を有しており、リードフレーム５の外枠部１０及び内枠部１１を両金型５３，５４の間に挟んだ状態とすると共に内枠部１１の間の内部端子部１９，２１やシールド板部１２等の成形部分をキャビティ５２内に配置して、このリードフレーム５を埋設するように樹脂を射出成形してモールド樹脂体６を成形するものである。なお、金型５４の内面には、棚部３５Ａ，３５Ｂを形成するための凹部５５が形成されており、この凹部５５の天面（棚部３５Ａ，３５Ｂの上面となる金型内面）に内部端子部１９，２１の先端部１９ａ，２１ａの表面に接触させるようになっている。

この射出成形金型５１を図１０に示すように開いた状態として、その一方の金型５３上にリードフレーム５を配置すると、リードフレーム５の裏側の外部端子部１８，２２はシールド板部１２の他の部分の表面よりも突出して形成されていることから、これら外部端子部１８，２２の表面が一方の金型５３の内面に接触した状態となる。この状態から他方の金型５４を接近させていくと、各内部端子部１９，２１の先端部１９ａ，２１ａの表面とリードフレーム５の反対側の外部端子部１８，２２の表面との間の高さ寸法ｈが、棚部３５Ａ，３５Ｂの高さ寸法Ｈよりも若干大きく設定されていることから、まず、各内部端子部１９，２１の先端部１９ａ，２１ａが他方の金型５４の内面に接触し、これを押さえながら型締めすることになる。

これら内部端子部１９，２１は、金型５４によってその先端部１９ａ，２１ａが押されると、図１０の鎖線で示すように弾性変形させられる。そして、図１１に示す型締め状態となると、弾性変形した内部端子部１９，２１の復元力によって先端部１９ａ，２１ａの表面が金型５４の内面に押圧した状態となる。併せて、外部端子部１８，２２の表面も内部端子部１９，２１の復元力が作用して、金型５３の内面に押圧した状態となる。

この型締め状態でキャビティ５２内に樹脂を射出してモールド樹脂体６を形成するのであるが、金型５３，５４内面に接触している内部端子部１９，２１の先端部１９ａ，２１ａ及び外部端子部１８，２２が、内部端子部１９，２１の復元力によってそれぞれ金型５３，５４に押圧状態とされていることから、溶融樹脂の射出圧力によってリードフレーム５が金型５３，５４内で動くことがないとともに、内部端子部１９，２１の先端部１９ａ，２１ａ表面と金型５３内面との間、及び、外部端子部１８，２２表面と金型５４内面との間にそれぞれ溶融樹脂が流れ込むことがない。
したがって、モールド樹脂体６の中にリードフレーム５の大部分が埋設状態とされるとともに、モールド樹脂体６の棚部３５Ａ，３５Ｂ上面に内部端子部１９，２１の先端部１９ａ，２１ａが、またモールド樹脂体６の底壁部３１の裏面に各外部端子部１８，２２がそれぞれ確実に露出した状態とされる。

そして、このようにして成形したモールド樹脂体６の底壁部３１の上に半導体チップ２，３をダイボンドにより固着し、棚部３５Ａ，３５Ｂ上面の内部端子部１９，２１とワイヤボンディングして接続状態とした後、周壁部３２の上端面３２ａに接着剤４１を塗布しておき、別に製作しておいた蓋体７を被せて接着すると、この蓋体７の側板部３８Ａ，３８Ｂがモールド樹脂体６の周壁部３２の外側に配置され、そのうちの二つの側板部３８Ａの先端が図９に示すようにモールド樹脂体６の底壁部３１の周縁部３１ａに露出しているシールド板部１２に連結状態の外枠部１０に接触させられた状態となる。
この蓋体７を取り付けた状態では、プリモールドパッケージ４はリードフレーム５の外枠部１０及び内枠部１１に接続された状態とされており、最後に、この外枠部１０及び内枠部１１をモールド樹脂体６の周縁から切断することにより、半導体装置１として完成する。この外枠部１０及び内枠部１１を切断すると、図９に示すように、内枠部１１の切断端部がモールド樹脂体６に露出するとともに、外枠部１０の切断後に残る突出片２０が蓋体７に接触した状態となる。

このように構成した半導体装置１は、そのプリモールドパッケージ４の裏面に図６に示すように４個の外部端子部１８，２２が露出され、これら外部端子部１８，２２を基板（図示略）にはんだ付けすることにより実装される。この実装状態において、モールド樹脂体６の底壁部３１を半導体チップ２，３の配列方向に沿って縦断するように埋設されているシールド板部１２が、半導体チップ２，３の下方に配置され、このシールド板部１２の両端部をなす突出片２０に蓋体７の側板部３８Ａが接触状態とされ、その蓋体７が半導体チップ２，３の上方を覆っているので、半導体チップ２，３はその周囲をシールド板部１２や蓋体７等によって囲まれた状態となり、このシールド板部１２に接続状態の外部端子部１８を接地状態とすることにより、半導体チップ２，３を外部磁界からシールドすることができる。

また、この半導体装置１は、内部端子部１９，２１が左右の両棚部３５Ａ，３５Ｂに振り分けられているので、これらすべてを片側一箇所に集める場合に比べて、内部端子部１９，２１の密集配置が防止され、適度に分散されることにより、内部端子部１９，２１の配置スペースに余裕が生じる。また、マイクロフォンチップ２と制御回路チップ３とがそれぞれの側方の棚部３５Ａ，３５Ｂと反対側の側壁部３３Ａ，３３Ｂとの間の空間に収納されており、スペースに無駄のない配置となっている。

また、両棚部３５Ａ，３５Ｂに内部端子部１９，２１を振り分けたことにより、図７に示すように、右側の内部端子部１９，２１は右側の外部端子部１８，２２に、一方、左側の内部端子部２１は左側の外部端子部２２にそれぞれ連結状態となり、リードフレーム５を横断して連結状態とする必要がない。したがって、縦方向に延びるシールド板部１２が底壁部３１の全長にわたって分断されることなく配置され、広い面積を確保することができる。また、内部端子部１９，２１がいわゆるアップセットして配置されていることから、同一平面上に配置する場合に比べて、内部端子部１９，２１とシールド板部１２との隙間を小さく設定することができ、その分でもシールド板部１２の面積を広く確保することが可能であり、シールド性を高めることができる。

また、内部端子部１９，２１が相互に対向するモールド樹脂体６の両側壁部３３Ａ，３３Ｂ側に振り分けられるため、各内部端子部１９，２１にそれぞれ連結される外部端子部１８，２２も、内部端子部１９，２１と外部端子部１８，２２との引き回し構造を簡素化して、容易に両側壁部３３Ａ，３３Ｂ側に振り分けて配置することが可能となる。
また、モールド樹脂体６の両側壁部３３Ａ，３３Ｂ側に振り分けられた内部端子部１９，２１の先端部１９ａ，２１ａをアップセットしていることから、両側壁部３３Ａ，３３Ｂ側に振り分けられて対向する外部端子部１８，２２間の隙間を小さくすることが可能となり、結果として、半導体装置１やこれを構成するプリモールドパッケージ４、モールド樹脂体６の小型化を図ることができる。
なお、棚部３５Ａ，３５Ｂ上の内部端子部１９，２１と半導体チップ２，３との間がボンディングワイヤ３６によって接続されるが、そのワイヤ３６の各端部が接続される棚部３５Ａ，３５Ｂの上面と半導体チップ２，３の上面とをほぼ同じ高さに設定することができ、内部端子部１９，２１が分散される効果と相まって、ボンディング作業性が良い。

また、図１２から図１９は本発明の第２の実施形態を示している。この実施形態において、第１の実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して説明を簡略化する。
この実施形態における半導体装置６１もマイクロフォンチップパッケージであるが、前記第１の実施形態のプリモールドパッケージにおいては音響孔３８が蓋体７に形成されていたのに対して、この実施形態のプリモールドパッケージ６２では、図１７に示すように蓋体６３は孔のない天板部３７に側板部３８Ａ（３８Ｂ）（図１７には側板部３８Ｂは不図示）が折り曲げ加工された構成とされ、モールド樹脂体６４に、内部に埋設されているリードフレーム６５を貫通するように音響孔６６が設けられている構成である。

すなわち、リードフレーム６５は、図１２及び図１３に示すように、シールド板部１２の縦方向の端部に配されて幹部１６から互いに逆向きに突出する２つの張り出し部１７Ａ，１７Ｂが、比較的大きな面積に形成されて相互に連結状態とされた平板部６７とされており、この平板部６７の幅方向の中央部に貫通孔６８が形成されている。この場合、このリードフレーム６５の裏面の外部端子部１８，２２は、前記第１の実施形態の場合と同様、他の部分をハーフエッチングすることによって形成されるが、このときに、貫通孔６８の周辺部にも、該貫通孔６８の周縁からわずかな間隔をおいて複数の突起部６９が貫通孔６８を囲むように形成される。図１４においてハッチングした領域がハーフエッチングされる領域を示している。

そして、図１５から図１７に示すように、このリードフレーム６５にはモールド樹脂体６４が一体に成形されており、このモールド樹脂体６４の底壁部３１に前記音響孔６６が貫通状態に形成されている。この音響孔６６は、モールド樹脂体６４の底壁部３１に埋設されているリードフレーム６５の貫通孔６８よりも小径に形成されるとともに、この貫通孔６８と同心上に配置されており、この貫通孔６８の内側に樹脂が筒状に形成され、その筒状の樹脂部分は、底壁部３１の上面に突出していることにより、音響孔６６を内部空間３９に向けて延長する筒状突起部７１とされている。

このように構成されたプリモールドパッケージ６２を製造する場合、金属帯板にプレス加工、ハーフエッチング加工等を施すことにより、図１２に示すようなリードフレーム６５を形成する。この場合も前記第１の実施形態の場合と同様、各内部端子部１９，２１の先端部１９ａ，２１ａの表面と外部端子部１８，２２の表面との間の高さ寸法ｈが、このリードフレーム５の単体の状態においては、棚部３５Ａ，３５Ｂの高さ寸法Ｈよりも若干大きくなるように設定しておく（図５及び図１０参照）。
次いで、図１８及び図１９に示すように、このリードフレーム６５を射出成形金型７２のキャビティ７３内に配置する。この射出成形金型７２は、一組の金型７４，７５の一方にピン７６が突出状態に設けられるとともに、他方に、型締め時にピン７６の先端部を挿入する穴７７と、この穴７７より若干大径の座ぐり部７８とが同心上に形成され、ピン７６を穴７７に挿入状態としたときにピン７６の回りで座ぐり部７８が筒状の空所を形成するようになっている。なお、図示はしていないが、他方の金型７５の内面には、前記第１の実施形態と同様に、棚部３５Ａ，３５Ｂを形成するための凹部５５（図１０及び図１１参照）が形成されている。

そして、このピン７６をリードフレーム６５の貫通孔６８内に配置した状態として両金型７４，７５を閉じると、ピン７６がキャビティ７３内を貫通するように配置されることになり、そのピン７６の部分が音響孔６６になるものである。また、この型締め状態においては、リードフレーム６５の貫通孔６８の周囲の突起部６９が金型７４の内面に接触することから、前記第１の実施形態において説明した外部端子部１８，２２と同様に、他方の金型７５により内部端子部１９，２１の先端部１９ａ，２１ａ（図１８，１９では不図示）が押さえられて弾性変形することで、弾性変形した内部端子部１９，２１の復元力によって突起部６９の表面が金型７４の内面に押圧した状態となる。

そして、この型締め状態でキャビティ７３内に樹脂を射出することによりモールド樹脂体６４が形成され、その底壁部３１上に半導体チップ２，３をダイボンドにより固着し、ワイヤボンディング後、周壁部３２の上端面３２ａに蓋体６３を固着する。この場合、音響孔６６の周囲に形成されている筒状突起部７１は、ダイボンド時の接着剤をせき止め、音響孔６６内に流れ込むことを防止することができる。
この実施形態のように音響孔６６をモールド樹脂体６４に設けたことにより、この半導体装置６１を基板に実装して携帯電話機等に内蔵する場合に、その実装状態の高さを抑えることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の具体的構成については、この実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、前記実施形態では、外部端子部１８，２２をモールド樹脂体６の裏面に露出させた表面実装型としたが、モールド樹脂体の側方に外部端子部を突出させる構成としてもよい。
また、前記外部端子部は、前記実施形態では４端子の構成とし、例えば電源用、出力用、ゲイン用、接地用にそれぞれ供されるようにしたが、少なくとも電源用、出力用、接地用の端子部があればよい。その場合、接地用外部端子部を２個設けるようにしてもよい。また、内部に格納される半導体チップによっては端子数が実施形態のものより増えることもある。

さらに、前記実施形態では半導体装置としてマイクロフォンパッケージに適用した例を示したが、中空のプリモールドパッケージに半導体チップを収納するタイプの他の半導体装置にも適用することができ、例えば、圧力センサ、加速度センサ、磁気センサ、流量センサ、風圧センサ等に適用することが可能である。この場合、前記実施形態のマイクロフォンパッケージにおいては、音響孔のような内部空間と外部とを連通させる連通孔が必要であったが、センサの種類によっては連通孔が不要になる場合や、流量センサのように二つの連通孔が必要になる場合がある。また、モールド樹脂体に搭載する半導体チップは必ずしも２個に限らない。

本発明の第１の実施形態の半導体装置においてモールド樹脂体に埋設されているリードフレームの一部を省略した斜視図である。 リードフレームに一体化されているモールド樹脂体の平面図である。 図２に示す状態から半導体チップを搭載した状態を示す平面図である。 蓋体を固着した組み立て状態における縦断面図であり、図３のＡ−Ａ線に沿う部分に相当する。 図４の組み立て状態における横断面図であり、図３のＢ−Ｂ線に沿う部分に相当する。 図４の組み立て状態における裏面図である。 リードフレームを展開した平面図である。 図７に示す展開したリードフレームの裏面図である。 蓋体を固着した組み立て状態の全体斜視図である。 プレス加工されたリードフレームを射出成形金型の一方の金型に設置した状態を示す断面図である。 図１０に示す状態から型締めした状態を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態の半導体装置においてモールド樹脂体に埋設されているリードフレームの一部を省略した斜視図である。 図１２のリードフレームを展開した平面図である。 図１３に示す展開したリードフレームの裏面図である。 リードフレームに一体化されているモールド樹脂体に半導体チップを搭載した状態を示す平面図である。 図１５に示すプリモールドパッケージの裏面図である。 蓋体を固着した組み立て状態のプリモールドパッケージの縦断面図であり、図１６のＣ−Ｃ線に沿う部分に相当する。 プレス加工されたリードフレームを射出成形金型を構成する一対の金型の間に設置した状態を示す断面図である。 図１８に示す状態から型締めした状態を示す断面図である。

符号の説明

１ 半導体装置（マイクロフォンパッケージ）
２ マイクロフォンチップ（半導体チップ）
３ 回路チップ（半導体チップ）
４ プリモールドパッケージ
５ リードフレーム
６ モールド樹脂体
７ 蓋体
１０ 外枠部
１１ 内枠部
１２ シールド板部
１８ 外部端子部
１９ 内部端子部
２０ 突出片
２１ 内部端子部
２２ 外部端子部
３１ 底壁部
３１ａ 周縁部
３２ 周壁部
３３Ａ，３３Ｂ 側壁部
３５Ａ，３５Ｂ 棚部
３６ ボンディングワイヤ
３９ 内部空間
４０ 音響孔
４１ 接着材
５１ 射出成形金型
５２ キャビティ
５３，５４ 金型
６１ 半導体装置（マイクロフォンパッケージ）
６２ プリモールドパッケージ
６３ 蓋体
６４ モールド樹脂体
６５ リードフレーム
６６ 音響孔
６８ 貫通孔
６９ 突起部
７１ 筒状突起部
７２ 射出成形金型
７３ キャビティ
７４，７５ 金型

Claims (7)

1. リードフレームの少なくとも一部を埋設した状態のモールド樹脂体が、複数の半導体チップを並べて搭載する矩形の底壁部と、該底壁部の周縁部から立設した角筒形の周壁部とを備える箱型に形成され、前記周壁部の上端面に半導体チップの上方を覆う蓋体が固着されてなる半導体装置において、
   前記リードフレームに、前記底壁部内に埋設されて前記半導体チップの下方に配置されるシールド板部と、前記半導体チップに接続される内部端子部と、これらシールド板部又は内部端子部のいずれかに接続状態で前記モールド樹脂体から露出する複数の実装用外部端子部とを備え、
   前記モールド樹脂体の周壁部の内側で前記半導体チップのそれぞれの一側方位置に、対向状態の両側壁部の長手方向に相互にずれた位置でいずれか一方の側壁部と交互に一体となるように複数の棚部が突設され、これら棚部の上面に、該棚部内を経由して立ち上げられた前記内部端子部の先端部が露出され、
   前記蓋体は導電性材料からなり、前記シールド板部に電気的接続状態とされていることを特徴とする半導体装置。
2. 前記シールド板部は、前記モールド樹脂体の底壁部に、前記半導体チップの配列方向に延びて配置されていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
3. 前記複数の半導体チップは、振動板を有するマイクロフォンチップとその制御回路チップとからなるとともに、前記蓋体又はモールド樹脂体に、これらにより囲まれた状態の内部空間を外部に連通させる音響孔が形成され、前記マイクロフォンチップと制御回路チップとの側方にそれぞれ配置される前記棚部は、前記モールド樹脂体の両側壁部における異なる側壁部に一体となるようにそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の半導体装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法であって、
   前記リードフレームを射出成形金型のキャビティ内に配置して前記モールド樹脂体を成形する際に、前記外部端子部を一方の金型の内面に接触させた状態とし、その接触状態で前記内部端子部の先端部を他方の金型の内面で押さえて前記内部端子部を弾性変形させながら型締めした後、前記キャビティ内に樹脂を射出して前記モールド樹脂体を成形することを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. リードフレームを少なくとも一部埋設するとともに、複数の半導体チップを並べて搭載する矩形の底壁部と、該底壁部の周縁部から立設した周壁部とを備え、
   前記リードフレームは、前記底壁部内に埋設されるシールド板部と、前記半導体チップに電気接続される内部端子部と、これらシールド板部又は内部端子部のいずれかに接続状態で前記底壁部の裏面に露出する複数の実装用外部端子部とを備え、
   前記周壁部の内側で前記半導体チップのそれぞれの一側方位置に、対向状態の両側壁部の長手方向に相互にずれた位置でいずれか一方の側壁部と交互に一体となるように複数の棚部が突設され、これら棚部の上面に、該棚部内を経由して立ち上げられた前記内部端子部の先端部が露出されていることを特徴とするモールド樹脂体。
6. 請求項５に記載のモールド樹脂体と、前記周壁部の上端面に固着され半導体チップの上方を覆う蓋体とを備え、
   該蓋体は導電性材料からなり、前記シールド板部に電気的接続状態とされていることを特徴とするプリモールドパッケージ。
7. 請求項６に記載のプリモールドパッケージを用いたマイクロフォンパッケージであって、
   前記モールド樹脂体又は前記蓋体に、これらにより囲まれた状態の内部空間を外部に連通させる音響孔が形成され、
   前記内部空間に前記半導体チップをなすマイクロフォンチップが配されていることを特徴とするマイクロフォンパッケージ。

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