JP2010040656A - Semiconductor package, semiconductor device and method of manufacturing the same, and microphone package - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リードフレームの少なくとも一部をモールド樹脂体に埋設してなるパッケージ本体に半導体チップを収納して蓋体により覆って構成される半導体パッケージ、該半導体パッケージを用いた半導体装置、その製造方法、並びに該半導体装置を用いたマイクロフォンパッケージに関する。 The present invention relates to a semiconductor package in which a semiconductor chip is housed in a package body in which at least a part of a lead frame is embedded in a mold resin body and covered with a lid, a semiconductor device using the semiconductor package, and its manufacture The present invention also relates to a method and a microphone package using the semiconductor device.
シリコンマイクや圧力センサ等の半導体装置は、中空のパッケージの中にマイクロフォンチップ等の半導体チップが収納されている。
特許文献1に記載の半導体装置は、フラットの基板の上にマイクロフォンチップ等の半導体チップが搭載され、その上からキャップ状に絞り加工された蓋体が被せられ、その下端が基板の表面に固定されている。この場合、蓋体は金属等の導電性材料によって形成され、その下端が基板上の導体に導電性接着剤によって固定されており、蓋体と基板上の導体とによって半導体チップの電磁シールドがなされるようになっている。
In semiconductor devices such as silicon microphones and pressure sensors, a semiconductor chip such as a microphone chip is housed in a hollow package.
In the semiconductor device described in
一方、この種の半導体装置として、リードフレームに樹脂をモールドして一体化したプリモールドタイプのパッケージを用いることにより、材料コストの低減、生産性の向上を図ることができると考えられる。特許文献2から4に記載の半導体装置は、このようなプリモールドタイプのパッケージを用いたものであり、半導体チップに接続されるリードフレームの一部がモールド樹脂に埋設状態とされるとともに、この半導体チップの回りを囲むように周壁部がモールド樹脂に一体に形成され、その周壁部の上にフラットの蓋体が固定されている。
ところで、このようなプリモールドタイプのパッケージにおいて、特許文献1記載の半導体装置のように半導体チップの回りを電磁シールドした構造とする場合、リードフレームを半導体チップの下方に配置し、その一部に、半導体チップの上方の蓋体を接触させる必要がある。この場合、リードフレームがフラットの状態であると特許文献1記載のように蓋体を絞り加工する必要がある。しかし、蓋体の絞りが深い場合には、歪み等が発生し易く、プリモールドタイプのパッケージとしての生産性を損ない易い。
By the way, in such a pre-mold type package, when the semiconductor device has a structure in which the periphery of the semiconductor chip is electromagnetically shielded as in the semiconductor device described in
そこで、特許文献2〜4に記載されるような半導体装置において、半導体チップの周囲を囲む周壁部の上端面にリードフレームの一部を露出させることが考えられるが、半導体チップの下方に配置されるリードフレームの一部を切り起こすように屈曲形成することになるため、その切り起こしに要する長さの分、パッケージとしての平面積が小さくなり、半導体チップの収納空間に制約が生じる。逆に言えば、必要な収納空間を確保しようとすると、切り起こし部分の展開長さの分、リードフレームのための金属板としては大きい面積のものが必要になり、ロスが多く歩留まりが悪くなる結果、コスト低減を妨げる要因となる。
Therefore, in a semiconductor device as described in
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、プリモールドタイプのパッケージにあって内部に収納される半導体チップを有効に電磁シールドするとともに、パッケージ本体及び蓋体ともに生産性に優れ、コスト低減に有効な半導体パッケージを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and in a pre-mold type package, effectively shields the semiconductor chip housed therein, and is excellent in productivity for both the package body and the lid, An object is to provide a semiconductor package effective for cost reduction.
本発明の半導体パッケージは、半導体チップを搭載する底板部及び該底板部の周縁部から立設した周壁部を備える箱型のモールド樹脂体にリードフレームの少なくとも一部が埋設されてなるパッケージ本体と、該パッケージ本体の前記底板部に搭載される半導体チップの上方を覆った状態として前記周壁部に固定される導電性材料からなる蓋体とを備え、前記リードフレームには、半導体チップの下方に配置されるステージ部と、半導体チップに接続される端子部とが相互に間隔をあけて形成されるとともに、これらステージ部及び端子部の少なくとも一部が前記底板部の裏面に露出する外部接続面とされ、前記周壁部の上端面には、前記ステージ部に接続状態の突出片の先端部が露出され、前記蓋体は、パッケージ本体の底板部に対向する天板部と、該天板部の周縁から天板部を囲むように配置された側板部とを備え、該側板部の下端が前記パッケージ本体の周壁部の上端面への固定部とされ、前記パッケージ本体の周壁部の高さは、前記半導体チップの収納に必要な高さの一部とされ、その残りの高さが前記蓋体の側板部により形成されていることを特徴とする。 A semiconductor package according to the present invention includes a package main body in which at least a part of a lead frame is embedded in a box-shaped mold resin body including a bottom plate portion on which a semiconductor chip is mounted and a peripheral wall portion erected from a peripheral portion of the bottom plate portion. And a lid made of a conductive material fixed to the peripheral wall portion so as to cover an upper portion of the semiconductor chip mounted on the bottom plate portion of the package body, and the lead frame is provided below the semiconductor chip. An external connection surface in which a stage portion to be arranged and a terminal portion connected to the semiconductor chip are formed with a space therebetween, and at least a part of the stage portion and the terminal portion is exposed on the back surface of the bottom plate portion The tip of the protruding piece connected to the stage portion is exposed at the upper end surface of the peripheral wall portion, and the lid body faces the bottom plate portion of the package body. A plate portion and a side plate portion disposed so as to surround the top plate portion from the periphery of the top plate portion, the lower end of the side plate portion is a fixing portion to the upper end surface of the peripheral wall portion of the package body, The height of the peripheral wall portion of the package body is a part of the height necessary for housing the semiconductor chip, and the remaining height is formed by the side plate portion of the lid.
この半導体パッケージは、プリモールドタイプのパッケージ本体と、導電性材料の蓋体とから構成され、そのパッケージ本体のリードフレームと蓋体とが接続状態となることにより、内部に収納される半導体チップの電磁シールドがなされ、その場合に、パッケージ本体の周壁部及び蓋体の側板部のそれぞれの高さは、半導体チップの収納に必要な高さの分が両者に一部ずつ振り分けられるように設定されている。したがって、パッケージ本体においては、周壁部の上端面に露出する突出片の長さを短くすることが可能になり、その分、半導体チップの収納空間を広く確保することができ、リードフレーム全体としての平面積も小さいもので済む。 This semiconductor package is composed of a pre-mold type package body and a lid made of a conductive material. When the lead frame and the lid of the package body are in a connected state, In this case, the height of each of the peripheral wall portion of the package body and the side plate portion of the lid body is set so that a part of the height necessary for housing the semiconductor chip is allocated to each part. ing. Therefore, in the package body, it is possible to shorten the length of the protruding piece exposed at the upper end surface of the peripheral wall portion, and accordingly, it is possible to secure a large storage space for the semiconductor chip, and as a whole lead frame Small plane area is enough.
本発明の半導体パッケージにおいて、前記ステージ部及び端子部は同一平面上に形成され、該平面に対して前記突出片が折り曲げ形成されている構成としてもよい。
リードフレームのプレス加工としては、ステージ部及び端子部に対して突出片のみを折り曲げ形成するだけの加工とすることが可能であり、プレス金型の設計が容易で安価に製作することができる。
In the semiconductor package of the present invention, the stage portion and the terminal portion may be formed on the same plane, and the protruding piece may be bent with respect to the plane.
The lead frame can be pressed by simply bending the protruding piece with respect to the stage portion and the terminal portion, and the press mold can be designed easily and inexpensively.
本発明の半導体パッケージにおいて、前記蓋体は前記天板部及び側板部が金属板の絞り加工によって形成されている構成としてもよい。
側板部の高さが小さいので、これを絞り加工によって形成する場合でも、絞りが浅くなる結果、歪みの発生が抑えられ、寸法精度を高めることができる。
The semiconductor package of this invention WHEREIN: The said cover body is good also as a structure by which the said top-plate part and a side-plate part are formed by the drawing process of a metal plate.
Since the height of the side plate portion is small, even when the side plate portion is formed by drawing, as a result of the drawing becoming shallow, the occurrence of distortion can be suppressed and the dimensional accuracy can be increased.
また、本発明の半導体装置は、前記半導体パッケージの前記底板部上に半導体チップが搭載され、該半導体チップの上方を覆う前記蓋体の側板部が前記半導体パッケージ本体の周壁部に導電性接着剤を介して固着されていることを特徴とする。 Further, in the semiconductor device of the present invention, a semiconductor chip is mounted on the bottom plate portion of the semiconductor package, and the side plate portion of the lid that covers the upper side of the semiconductor chip is a conductive adhesive on the peripheral wall portion of the semiconductor package body. It is characterized by being fixed via.
そして、この半導体装置の製造方法は、リードフレーム用金属板から前記リードフレームを接続フレーム部を介して複数個連結状態に形成する工程と、各リードフレームに樹脂をモールドすることにより該リードフレームに前記モールド樹脂体をそれぞれ一体に形成してなるパッケージ本体を形成する工程と、蓋体用金属板から前記蓋体を接続フレーム部を介して前記リードフレームと同じピッチで複数個連結状態に形成する工程と、各パッケージ本体に半導体チップをそれぞれ搭載する工程と、該半導体チップの上方から前記蓋体を前記パッケージ本体に導電性接着剤を介して固定する工程と、これらパッケージ本体の接続フレーム部及び蓋体の接続フレーム部を切断して相互に分離した半導体装置を形成する工程とを有することを特徴とする。 The semiconductor device manufacturing method includes a step of forming a plurality of lead frames from a lead frame metal plate via a connection frame portion in a connected state, and molding resin on each lead frame to form the lead frame. A step of forming a package body formed by integrally forming the mold resin bodies, and a plurality of the lid bodies are formed in a connected state at the same pitch as the lead frame through a connection frame portion from a lid metal plate. A step of mounting a semiconductor chip on each package body, a step of fixing the lid to the package body from above the semiconductor chip via a conductive adhesive, a connection frame portion of these package bodies, and And forming a semiconductor device separated from each other by cutting the connection frame portion of the lid. That.
前述したように蓋体の高さが小さくなるので、これを絞り加工する場合でも歪みが小さく、したがって、この蓋体を複数個連結状態で形成しても、そのピッチにばらつきが生じにくい。このため、パッケージ本体のピッチとのずれが少なく、両者を精密に位置決めすることができる。 As described above, since the height of the lid body is small, distortion is small even when the lid body is drawn. Therefore, even if a plurality of lid bodies are formed in a connected state, the pitch hardly varies. For this reason, there is little shift | offset | difference with the pitch of a package main body, and both can be positioned precisely.
また、前記半導体装置を用いて構成したマイクロフォンパッケージとしては、前記半導体チップがマイクロフォンチップであり、前記蓋体又は前記パッケージ本体のいずれかに、内部空間に連通する音響孔が形成されていることを特徴とする。 Further, as a microphone package configured using the semiconductor device, the semiconductor chip is a microphone chip, and an acoustic hole communicating with an internal space is formed in either the lid or the package body. Features.
本発明によれば、パッケージ本体のリードフレームに形成した突出片と蓋体とが電気的接続状態となって、これらリードフレームと蓋体とにより半導体チップの回りを囲った状態とすることができ、内部の半導体チップを有効に電磁シールドすることができる。また、この半導体チップの収納に必要な高さをパッケージ本体と蓋体とにより一部ずつ振り分けるようにしたから、リードフレームの突出片の長さを短くすることができ、その分、半導体チップの収納空間を広く確保することができ、リードフレームとして必要な金属板のロスを少なくすることができる。また、蓋体についても、その加工が容易になって寸法精度を高めることができ、もって、これらパッケージ本体及び蓋体の生産性を向上させて、コスト低減を図ることができる。 According to the present invention, the protruding piece formed on the lead frame of the package body and the lid are in an electrically connected state, and the lead frame and the lid can surround the semiconductor chip. The internal semiconductor chip can be effectively electromagnetically shielded. In addition, since the height necessary for housing the semiconductor chip is distributed part by part between the package body and the lid, the length of the protruding piece of the lead frame can be shortened. A large storage space can be secured, and loss of a metal plate necessary as a lead frame can be reduced. Further, the lid body can be easily processed to increase the dimensional accuracy, and thus the productivity of the package body and the lid body can be improved and the cost can be reduced.
以下、本発明に係る半導体装置の一実施形態を図面を参照しながら説明する。
本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、図1に全体の断面を示したように、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収納されている。また、そのパッケージ4は、リードフレーム5に箱型のモールド樹脂体6を一体成形してなるパッケージ本体7と、このパッケージ本体7の上方を閉塞する蓋体8とを備える構成とされている。図2は、蓋体8を省略して、両半導体チップ2,3を収納した状態のパッケージ本体7の平面を示しており、図3は、その裏面を示している。
Hereinafter, an embodiment of a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
The
リードフレーム5は、銅材等の導電性材料からなる帯状の金属板を加工することにより、複数個が並べられた状態で形成され、後述のように加工され、半導体装置として組み立てられた後に図1に示すように個々に分離されるものである。
図4はリードフレーム5を一定のピッチで並べて形成した連続成形体11を示している。この明細書中では、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4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。また、図4中、符号12,13は、リードフレーム5と外枠部14との間、又は隣接するリードフレーム5相互の間を接続状態とする接続フレーム部を示しており、この接続フレーム部12,13により複数のリードフレーム5が縦横に整列状態に形成されている。また、符号15は、後述するように蓋体8を取り付ける際に金型のガイドピンを挿入するためのガイド孔を示しており、外枠部14の両側部に一定のピッチで並んで配置されている(図には一方の側部におけるガイド孔のみ示している)。
The
FIG. 4 shows a continuous molded
このリードフレーム5は、図4に示す例では全体として横長の矩形に形成され、マイクロフォンチップ2及び制御回路チップ3を並べて搭載できる面積を有する平板状のステージ部21と、該ステージ部21の周囲に配置された例えば電源用、出力用、ゲイン用の3個の端子部22〜24とが相互に間隔をあけて配置され、そのステージ部21の3箇所から突出片25が外方に突出して形成された構成とされている。
ステージ部21は、矩形の両側部のうち、一方の側部が2箇所、他方の側部が1箇所それぞれ矩形状に切り欠かれた形状とされ、これら切欠部26内に各端子部22〜24が配置されている。
各端子部22〜24は、ステージ部21の各切欠部26よりも若干小さい矩形状に形成されることにより、該切欠部26内に、ステージ部21との間に一定の間隔をあけて配置されている。
In the example shown in FIG. 4, the
The
Each of the
一方、突出片25は、ステージ部21の両端部、図4に示す例では横方向の両端部における中央位置と、1箇所の切欠部26を有する前記他方の側部(図4で上側の側部)における切欠部26を除いた部分の中央位置とにそれぞれ設けられている。各突出片25は、ステージ部21の外方に向かって延びる短尺のアーム部27の先端に、その長さ方向と直交する方向に延びる短冊状の帯板部28が一体に形成され、平面視では全体としてT字状をなしている。そして、そのアーム部27の両端部が屈曲されることにより、ステージ部21に対してアーム部27が立ち上げられ、図1に示すように先端の帯板部28がステージ部21よりも若干高い位置にステージ部21と平行に配置されている。
On the other hand, the protruding
また、連続成形体11において、隣接する各リードフレーム5は、その横方向には、突出片25の外側位置に配置された2本の接続フレーム部12により、ステージ部21の両端部の隅部が相互に接続状態とされ、縦方向には、ステージ部21の両端部の相互間を縦方向に接続状態とする2本の連結バー31と、これら連結バー31どうしを横方向に接続状態とする1本の共通バー32と、該共通バー32の途中位置から突出して各端子部22〜24及びステージ部21の側部の中央位置を接続状態とする4本の支持バー33とから構成された接続フレーム部13によって接続されている。この場合、各支持バー33は、共通バー32の片側(図4では上側)に3本、反対側に1本設けられており、隣接するリードフレーム5において、その一方の対向側部に対しては、該対向側部に配置されている2個の端子部23,24との間、及びこれら端子部23,24の間に配置されているステージ部21の中間部分との間をそれぞれ接続状態とし、他方の対向側部に対しては、該対向側部に配置されている1個の端子部22との間を接続状態としている。なお、外周位置のリードフレーム5と外枠部14との間では、各接続フレーム部12,13が半分までの大きさとされ、縦方向に連結する接続フレーム部13においては、外枠14により共通バーは省略される。
Further, in the continuous molded
また、このリードフレーム5の裏面においては、図5にハッチングした領域が板厚の半分程度までハーフエッチングされた凹状部34とされ、この凹状部34を除く部分が突出した状態とされている。具体的には、外枠部14、各端子部22〜24の中央部分、ステージ部21上においてこれら3個の端子部22〜24に対応する部分、各突出片25及びそのアーム部27のステージ部21における接続部分、ステージ部21に接続状態とされた支持バー33のステージ部21側の接続部分が、それぞれ元板厚の状態とされ、これらを除く接続フレーム部12,13、端子部22〜24の周縁部分及びステージ部21の大部分がハーフエッチングされている。
そして、このハーフエッチングされた凹状部34により突出状態となった端子部22〜24の裏面側の中央部分及び該端子部22〜24に対応する位置のステージ部21の裏面側の4箇所が外部接続面35〜38とされ、その反対側の表面がそれぞれ内部接続面39〜42とされている。また、ステージ部21おける各突出片25の接続部分及び支持バー33の接続部分も、外部接続面35〜38と同じ高さの平面に形成され、後述するようにモールド樹脂体6を形成するときに金型に接触する支持面43とされている。
On the back surface of the
And the center part by the side of the back surface of the terminal parts 22-24 which became the projection state by this half-etched recessed
このように加工されたリードフレーム5に対してモールド樹脂体を一体に形成した状態を示すのが図6であり、この状態では、隣接するリードフレーム5に対して接続フレーム部12,13も含めて相互に連結された一体構造のモールド樹脂成形体45が形成される。また、図7及び図8は、そのモールド樹脂成形体45に半導体チップ2,3を搭載した状態を示しており、このモールド樹脂成形体45が個々に分割されることにより、各リードフレーム5にモールド樹脂体6を一体化したパッケージ本体7が構成される。
FIG. 6 shows a state in which the molded resin body is integrally formed with the
その1個ずつに分割したパッケージ本体7について構造を説明すると、図1〜図3に示すように、このパッケージ本体7のモールド樹脂体6は、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板部51と、この底板部51の周縁部から立設した周壁部52とを備える構成とされている。
この底板部51は、その裏面に、リードフレーム5における各端子部22〜24及びステージ部21の外部接続面35〜38を露出させた状態で、これら端子部22〜24及びステージ部21の残りの部分を埋設している。また、この底板部51は、ステージ部21及び端子部22〜24の表面側にも、これらを覆うように形成されているが、各端子部22〜24及びステージ部21の内部接続面39〜42をそれぞれ露出させる4個の開口部53が形成されている。
The structure of the
The
そして、この底板部51の上に、マイクロフォンチップ2と制御回路チップ3とがダイボンド材54によってそれぞれ固定され、モールド樹脂体6の底板部51の開口部53に臨ませられている端子部22〜24及びステージ部21の各内部接続面39〜42にボンディングワイヤ55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。
一方、周壁部52は、全体としては角筒状に形成され、リードフレーム5のステージ部21を埋設している底板部51の周縁部から上方に向けて立設されている。そして、周壁部52の中にリードフレーム5のアーム部27が埋設されており、このアーム部27の先端の帯板部28が周壁部52の上端面に露出している。
Then, the
On the other hand, the
このように構成したパッケージ本体7に被せられる蓋体8も、リードフレーム5と同様に、銅材等の導電性金属材料からなる帯状金属板を加工することにより、複数個並べられた状態で形成され、後述するようにパッケージ本体7に組み合わせた後に、個々に分離されるものである。図9に蓋体8を一定のピッチで並べて形成した連続成形体61を示している。この連続成形体61では、各蓋体8は、外枠部62との間又は隣接する蓋体8相互の間が接続フレーム部63により接続され、リードフレーム5と同じピッチで縦横に並べられる。また、図4等のリードフレーム5の場合と同様に、ガイドピンが挿入されるガイド孔15が外枠部62の両側部にリードフレーム5と同じピッチで配列されている。
Similarly to the
個々の蓋体8は、絞り加工されて形成されており、図1に示すように、天板部65の周囲に側板部66が形成され、該側板部66の下端に、天板部65と平行につば部67がフランジ状に形成されている。また、天板部65には音響孔68が貫通状態に形成されている。この場合、つば部67がパッケージ本体7の周壁部52の上端面とほぼ同じ大きさに形成されており、この蓋体8をパッケージ本体7に重ねると、つば部67がパッケージ本体7の周壁部52の上端面に当接し、パッケージ本体7の底板部51と蓋体8の天板部65とが対向し、これら底板部51及び天板部65と、パッケージ本体7の周壁部52及び蓋体8の側板部66とにより囲まれた内部空間69が半導体チップ収納空間とされ、その内部空間69が蓋体8の音響孔68によって外部に連通させた状態とされる構成である。
Each
これらパッケージ本体7と蓋体8とは、パッケージ本体7の周壁部52の上端面に蓋体8のつば部67下面が導電性接着剤70によって固着されるようになっており、パッケージ本体7の周壁部52の上端面に露出しているリードフレーム5の帯板部28が導電性接着剤70を介して蓋体8と電気的接続状態とされる。したがって、これらパッケージ本体7に蓋体8を固着してなるパッケージ4は、蓋体8からリードフレーム5のステージ部21の間が電気的接続状態となって内部空間69内の半導体チップ2,3を囲った状態とするのである。この場合、半導体チップ2,3が収納される内部空間69の高さは、パッケージ本体7の周壁部52の高さと蓋体8の側板部66の高さとの合計寸法となる。
The
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5となる帯状金属板の必要な個所にマスキングをしてエッチング処理することにより、図5に示す裏面側のハッチング領域を板厚の半分程度までハーフエッチングする。そして、エッチング加工によって外形を成形し、接続フレーム部12,13により外枠部14に接続状態とされた平フレーム部材を形成する。図4の一部に、突出片25のアーム部27を屈曲させる前の状態を二点鎖線で示している。このエッチング加工時に外枠部14のガイド孔15も成形しておく。
Next, a method for manufacturing the
First, a necessary portion of the strip-shaped metal plate to be the
この後、突出片25のアーム部27をプレスによって曲げ変形させることにより、ステージ部21に対して突出片25の帯板部28を持ち上げた状態とする。このプレス加工は、図10にプレス金型を示したように、連続成形体11においてリードフレーム5の裏面を上方に向けた状態とし、傾斜面75a,76aを有する上型75と下型76とによって挟みながら突出片25の帯板部28を上方から下方に押し下げることにより、アーム部27を曲げ変形させることになる。この場合、アーム部27が金型表面で円滑に変形できるように、上型75の曲げ部に対応する部分に若干の突出部77が形成され、これら突出部77の間の傾斜面75aの中間部分ではアーム部27と上型75との間に隙間ができるように形成されている。
なお、端子部22〜24及びその支持バー33は、ステージ部21と同一平面上に配置した状態に維持される。
このようにしてエッチング加工及びプレス加工により外形の成形、曲げ加工等が施された状態が図4及び図5に示す状態であり、リードフレーム5が一定のピッチで縦横に並べられた状態に形成される。
Thereafter, the
In addition, the terminal parts 22-24 and its
The state in which the outer shape is formed and bent by etching and pressing in this way is the state shown in FIGS. 4 and 5, and the lead frames 5 are formed in a state where they are arranged vertically and horizontally at a constant pitch. Is done.
次いで、このように成形したリードフレーム5の連続成形体11を射出成形金型内に配置し、各リードフレーム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。
図11はプレス成形した後の1個のリードフレーム5を射出成形金型内に配置した状態を示しており、上型81と下型82との間にモールド樹脂が注入されるキャビティ83が形成されている。この場合、前述したように、連続成形体11における隣接する各リードフレーム5の全体を連結した状態にモールド樹脂成形体45(図6〜図8参照)が成形されるようになっており、射出成形金型は、その上型81と下型82とにより連続成形体11の外枠部14を隙間なく挟持し、その内側の各リードフレーム5全体を一括して覆うように広いキャビティ83が形成される。
Next, the continuous molded
FIG. 11 shows a state in which one
また、この射出成形金型内にリードフレーム5を配置して型締めした状態においては、ステージ部21及び各端子部22〜24の4個の外部接続面35〜38、ステージ部21の各支持面43が下型82のキャビティ面に接触し、ステージ部21の表面側の各内部接続面39〜42、及び突出片25の帯板部28の上面がそれぞれ上型81のキャビティ面に接触した状態とされる。この場合、ステージ部21及び各端子部22〜24の外部接続面35〜38及び内部接続面39〜42の両面に金型81,82が接触することにより、これらステージ部21及び端子部22〜24が両金型81,82の間で挟持された状態に保持され、また、突出片25においては、その基端部の支持面43と先端の帯板部28の上面との間で金型81,82に挟持され、アーム部27がわずかに撓ませられることにより、その弾性力によって支持面43及び帯板部28の上面が両金型81,82に押圧接触した状態とされる。
Further, in a state where the
このようにして各リードフレーム5を射出成形金型内に配置して樹脂をモールドすると、図6に示すように、周壁部52の部分を連続状態としたモールド樹脂成形体45が各リードフレーム5に一体に成形された状態となる。その後、図7及び図8に示すように、モールド樹脂成形体45の底板部51の上に半導体チップ2,3をダイボンド材54により固着し、底板部51の開口部53に露出している端子部22〜24及びステージ部21の各内部接続面39〜42にボンディングワイヤ55によって接続状態とする。
When each
一方、蓋体8についても、帯状金属板にエッチング加工及びプレス加工によって外形の成形、絞り加工等を施すことにより、図9に示すように、外枠部62の中で接続フレーム部63により相互に接続状態とされた蓋体8の連続成形体61を形成しておく。また、このときのエッチング加工によって外枠部62のガイド孔15も成形される。このガイド孔15はリードフレーム5のガイド孔15と同じ位置に、同じピッチで形成される。
この蓋体8の絞り加工の深さ(側板部66の高さ)は、パッケージ本体7と組み立てたときの内部空間69として必要な高さの一部であり、金属板の絞り加工による歪みの影響が実質的に生じない程度とされる。例えば、内部空間69として必要な高さが0.6〜0.8mmである場合に、蓋体8の絞り加工の深さとしては、蓋体8の板厚が0.08mmの場合に0.2〜0.3mmとされる。
なお、パッケージ本体7の周壁部52の高さは、内部空間69として必要な高さのうち、蓋体8の側板部66の高さを引いた残りの分とされ、例えば0.4〜0.5mmの高さを負担することになる。
On the other hand, as shown in FIG. 9, the
The depth of drawing of the lid 8 (the height of the side plate portion 66) is a part of the height required for the
Note that the height of the
このようにしてリードフレーム5にモールド樹脂成形体45を一体化させた連続成形体11、及び蓋体8の連続成形体61をそれぞれ製作した後、蓋体8のつば部67を上方に向けた状態として、このつば部67に導電性接着剤70を塗布し、その上からモールド樹脂成形体45を裏返した状態で載せ、つば部67の導電性接着剤70の上にモールド樹脂成形体45の周壁部52の上端面を重ねて接着する。このとき、蓋体8及びリードフレーム5の各外枠部14,62のガイド孔15にピンを挿入した状態とすることにより、両者が位置合わせされる。この状態では、各リードフレーム5は、隣接するリードフレームに接続フレーム部12,13を介して連結状態とされているとともに、これらを一括してモールド樹脂成形体45が覆っていることにより、パッケージ本体7としては複数個が縦横に連なった状態となっており、蓋体8もリードフレーム5と同様に接続フレーム部63によりリードフレーム5と同じピッチで複数個が連結状態とされている。
After producing the continuous molded
そこで、これらリードフレーム5、モールド樹脂成形体45、及び蓋体8を両者の接続フレーム部12,13,63の中央部分から図12に示すようにダイシング刃85によって同時に切断しながら、個々に切り離していくと、図1に示す半導体装置1として完成される。このダイシング加工は、リードフレーム5においては、このリードフレーム5で横方向に延びる接続フレーム部12の中間位置が切断され、縦方向に並ぶリードフレーム5間では、その接続フレーム部13の共通バー32の部分でその長さ方向に切断されることになる。また、同時に蓋体8も接続フレーム部63を分断するように切断される。このダイシング加工により、これらリードフレーム5及び蓋体8の接続フレーム部12,13,63が切断されるとともに、モールド樹脂体6の周壁部52の外縁が形成される。
Therefore, the
このようにして製造した半導体装置1は、その裏面に露出している各端子部22〜24及びステージ部21の外部接続面35〜38を基板にはんだ付けすることにより実装される。この場合、半導体装置1は、図7に示すように、底板部51内に埋設されているステージ部21が半導体チップ2,3の下方に配置され、このステージ部21の内部接続面42に半導体チップ2,3が接続され、ステージ部21と一体の突出片25の帯板部28が周壁部52の上端面で導電性接着剤70を介して蓋体8に接続され、その蓋体8が半導体チップ2,3の上方を覆った状態としている。したがって、半導体チップ2,3は、その周囲をステージ部21及び蓋体8によって囲まれた状態となり、このステージ部21の外部接続面38が基板を介して接地状態とされることにより、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。
The
この半導体装置1において、前述したように、パッケージ本体7の周壁部52及び蓋体8の側板部66の高さは、蓋体8に関しては、その絞り加工時の歪みが蓋体8の寸法に影響を与えない程度の浅い絞りとされ、その絞り深さ(側板部66の高さ)に対して半導体チップ2,3の収納に必要な高さを確保するための残りの分をパッケージ本体7の周壁部52が負担するように設定されている。したがって、パッケージ本体7においては、半導体チップ2,3の収納に必要な高さの全部を周壁部52のみが負担する場合に比べて、ステージ部21から立ち上げられるアーム部27の立ち上げ高さを小さくすることができる。言い換えれば、このアーム部27の長さが小さくなるのである。
In the
すなわち、このアーム部27は、これを立ち上げる前の展開した状態(図3に二点鎖線で示した状態)では、一つのリードフレーム5として必要な平面の端部に配置され、折り曲げ形成されることにより、先端が内側に寄せられた状態となる。したがって、アーム部27が長いということは、その先端の内側への移動寸法が大きいことになり、その分、ステージ部21の寸法が小さくなり、このステージ部21の上に搭載される半導体チップ2,3の収納空間が小さくなってしまう。逆に言うと、この半導体チップ2,3の収納空間を広く確保しようとすると、アーム部27が長い分、リードフレーム5全体としての平面積も大きいものが必要になり、アーム部27先端の移動寸法の分、材料に無駄が生じる。
本実施形態の場合、半導体チップ2,3の収納に必要な空間の高さをパッケージ本体7と蓋体8とにより一部ずつ負担するようにしたことにより、リードフレーム5のアーム部27の長さを短くして、半導体チップ2,3の収納空間を広く確保することができ、リードフレーム5全体としての平面積も小さくて済み、ロスが少なくなるものである。
That is, the
In the case of the present embodiment, the height of the space required for housing the
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、蓋体を絞り加工によって形成したが、その側板部の高さが小さいので、絞り加工に代えて、その側板部の高さを含む厚肉の金属板を用い、側板部の内側部分をハーフエッチング加工によって除去するようにしてもよい。
また、上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、マイクロフォン以外にも、圧力センサ、加速度センサ、磁気センサ、流量センサ、風圧センサ等にも適用することが可能である。この場合、上記実施形態のマイクロフォンにおいては、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。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
For example, in the above embodiment, the lid is formed by drawing, but since the height of the side plate portion is small, instead of drawing, a thick metal plate including the height of the side plate portion is used. The inner part of the part may be removed by half etching.
Moreover, although the example applied to the microphone package as a semiconductor device was shown in the said embodiment, it can be applied also to a pressure sensor, an acceleration sensor, a magnetic sensor, a flow sensor, a wind pressure sensor, etc. besides a microphone. In this case, in the microphone of the above-described embodiment, a communication hole that communicates the internal space such as the acoustic hole and the outside is necessary. However, depending on the type of sensor, the communication hole may be unnecessary, In some cases, two communication holes are required.
また、マイクロフォンパッケージに適用する場合でも、各パッケージとも同じ仕様にして一つずつ分割したが、例えば隣接する4個のパッケージ本体について、内部に収納するマイクロフォンチップの感度を異なるものとし、これら4個を連結状態として一つのユニットとして分割形成することにより、指向性を有するマイクロフォンとすることもできる。
さらに、音響孔等の連通孔を形成する場合、実施形態では蓋体に形成したが、パッケージ本体の底板部に貫通状態に形成するようにしてもよく、その場合、モールド樹脂によって連通孔の周囲を囲むように筒状に壁を設けることにより、ダイボンド材が連通孔に流れ込まないようにするとよい。
また、リードフレームの外形の成形をエッチング加工によって行うようにしているが、プレスによって打ち抜き成形してもよい。また、ステージ部21の内部接続面を内部に露出させる開口部を図に示すように他の端子部と均等に配置しているが、ステージ部上であれば、図に示す位置でなくてもよい。
また、前記ステージ部及び各端子部の外部接続面は、各実施形態では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、接地用の接続面があればよい。その場合、接地用の接続面を2個設けるようにしてもよい。また、内部に収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。半導体チップの数も必ずしも2個に限らない。
Even when applied to a microphone package, each package is divided into one with the same specifications. For example, the sensitivity of the microphone chip housed in the four adjacent package bodies is different. Can be divided and formed as one unit in a connected state, whereby a microphone having directivity can be obtained.
Furthermore, in the case where communication holes such as acoustic holes are formed, they are formed in the lid in the embodiment, but may be formed in a penetrating state in the bottom plate portion of the package body. It is preferable to prevent the die bond material from flowing into the communication hole by providing a cylindrical wall so as to surround the.
In addition, the outer shape of the lead frame is formed by etching, but may be punched by a press. In addition, the opening for exposing the internal connection surface of the
In addition, the external connection surfaces of the stage unit and each terminal unit have a four-terminal configuration in each embodiment, and are provided for, for example, power supply, output, gain, and ground, but at least for power supply There should be a connection surface for output and ground. In that case, two ground connection surfaces may be provided. Further, depending on the semiconductor chip housed inside, the number of terminals may be larger than that of the embodiment. The number of semiconductor chips is not necessarily limited to two.
1…半導体装置、2…マイクロフォンチップ、3…制御回路チップ、4…パッケージ、5…リードフレーム、6…モールド樹脂体、7…パッケージ本体、8…蓋体、11…連続成形体、12,13…接続フレーム部、14…外枠部、15…ガイド孔、21…ステージ部、22〜24…端子部、25…突出片、26…切欠部、27…アーム部、28…帯板部、34…凹状部、35〜38…外部接続面、39〜42…内部接続面、43…支持面、45…モールド樹脂成形体、51…底板部、52…周壁部、53…開口部、54…ダイボンド材、55…ボンディングワイヤ、61…連続成形体、62…外枠部、63…接続フレーム部、65…天板部、66…側板部、67…つば部、68…音響孔、69…内部空間、70…導電性接着剤
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記リードフレームには、半導体チップの下方に配置されるステージ部と、半導体チップに接続される端子部とが相互に間隔をあけて形成されるとともに、これらステージ部及び端子部の少なくとも一部が前記底板部の裏面に露出する外部接続面とされ、前記周壁部の上端面には、前記ステージ部に接続状態の突出片の先端部が露出され、
前記蓋体は、パッケージ本体の底板部に対向する天板部と、該天板部の周縁から天板部を囲むように配置された側板部とを備え、該側板部の下端が前記パッケージ本体の周壁部の上端面への固定部とされ、
前記パッケージ本体の周壁部の高さは、前記半導体チップの収納に必要な高さの一部とされ、その残りの高さが前記蓋体の側板部により形成されていることを特徴とする半導体パッケージ。 A package main body in which at least a part of a lead frame is embedded in a box-shaped mold resin body having a bottom plate portion on which a semiconductor chip is mounted and a peripheral wall portion erected from a peripheral portion of the bottom plate portion, and the bottom plate of the package main body A cover made of a conductive material fixed to the peripheral wall as a state of covering the top of the semiconductor chip mounted on the part,
In the lead frame, a stage portion disposed below the semiconductor chip and a terminal portion connected to the semiconductor chip are formed with a space therebetween, and at least a part of the stage portion and the terminal portion is formed. It is an external connection surface exposed on the back surface of the bottom plate portion, the top end surface of the peripheral wall portion is exposed at the tip of the protruding piece connected to the stage portion,
The lid body includes a top plate portion facing the bottom plate portion of the package main body, and a side plate portion arranged so as to surround the top plate portion from a peripheral edge of the top plate portion, and a lower end of the side plate portion is the package main body. It is a fixed part to the upper end surface of the peripheral wall part,
The height of the peripheral wall portion of the package body is a part of the height necessary for housing the semiconductor chip, and the remaining height is formed by the side plate portion of the lid body. package.
リードフレーム用金属板から前記リードフレームを接続フレーム部を介して複数個連結状態に形成する工程と、各リードフレームに樹脂をモールドすることにより該リードフレームに前記モールド樹脂体をそれぞれ一体に形成してなるパッケージ本体を形成する工程と、蓋体用金属板から前記蓋体を接続フレーム部を介して前記リードフレームと同じピッチで複数個連結状態に形成する工程と、各パッケージ本体に半導体チップをそれぞれ搭載する工程と、該半導体チップの上方から前記蓋体を前記パッケージ本体に導電性接着剤を介して固定する工程と、これらパッケージ本体の接続フレーム部及び蓋体の接続フレーム部を切断して相互に分離した半導体装置を形成する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4,
A step of forming a plurality of lead frames from a metal plate for a lead frame through a connection frame portion, and molding resin on each lead frame to form the molded resin body integrally with the lead frame. Forming a package main body, a step of forming a plurality of the lids in a connected state at the same pitch as the lead frame through a connection frame portion from a metal plate for the lid, and a semiconductor chip on each package body A step of mounting each, a step of fixing the lid body to the package body from above the semiconductor chip via a conductive adhesive, and cutting the connection frame portion of the package body and the connection frame portion of the lid body. Forming a semiconductor device separated from each other.
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