JP5861260B2

JP5861260B2 - 半導体装置の製造方法及び半導体装置

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Publication number: JP5861260B2
Application number: JP2011052532A
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Inventors: 田子　雅基; 雅基田子
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Priority date: 2011-03-10
Filing date: 2011-03-10
Publication date: 2016-02-16
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Description

本発明は、半導体装置の製造方法及び半導体装置に関し、特に、電磁波を遮蔽するための電磁シールド構造を具備した半導体装置の製造方法及び半導体装置に関する。

近年、携帯電話機等に用いられる無線用の半導体装置においては、外部から飛来する電磁波による誤動作や、自ら発する電磁波による隣接部品へのノイズの影響などを避けるために、電磁シールド機能が設けられていることが多い。また、このような携帯電話機の分野においては、小型・薄型化、及び高密度実装化の要求が高いため、電磁シールド機能を設けた小型・薄型化の半導体装置が開発されている。

例えば、第１の関連技術として、半導体装置の側壁と上面に導電性樹脂を充填することによって電磁シールド機能を形成する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この技術によれば、要素部品を実装した集合基板の上面側に封止樹脂層を形成した後に、集合基板の分割予定ラインに沿って上方からハーフカットして溝を形成する。その後、溝を埋設するように導電性樹脂を流し込んで封止樹脂層の上に電磁シールド層を形成する。そして、ハーフカットのカット幅よりも狭いカット幅で分割予定ラインに沿って集合基板を切断して、複数の単体基板を生成する。これによって、導電性樹脂が封止樹脂層の側面及び集合基板のハーフカット面を被覆するので、個々の単体基板には高い電磁シールド機能が得られる。このとき、分割予定ラインに沿って集合基板を一括カットするので、分離作業が簡単な分だけ半導体装置の低コスト化を図ることができる。

また、第２の関連技術として、電子部品を搭載した基板上の封止樹脂の外表面全域を金属蒸着したり、金属箔で被覆したり、あるいは導電性樹脂を塗布したりして、これらの導電性膜を基板のグランドパターンに接続することにより、電磁シールド機能を実現させる半導体装置の技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

さらに、第３の関連技術として、電子部品を搭載した基板上の封止樹脂のモールド体の側壁に密着して金属板を設け、さらに、この金属板の上面を他の金属板で覆い、これらの金属板を基板上のグランドに接続させることによって、半導体装置に電磁シールド機能を実現させる技術が開示されている（例えば、特許文献３参照）。

また、第４の関連技術として、金属材料で構成された第１の箱体で第１の電子部品を覆い、同じく金属材料で構成された第２の箱体で前記第１の箱体と第２の電子部品と一括して覆うことにより、第１の電子部品と第２の電子部品の相互間の電磁シールドと、外部から飛来する電磁波に対する電磁シールドとを併せて行う半導体装置の技術が開示されている（例えば、特許文献４参照）。

さらに、第５の関連技術として、基板にモジュール部品を搭載した半導体装置の枠材の内周に導電膜を形成し、かつ、枠内を樹脂で埋めた後に該樹脂の上面を研削し、さらに、樹脂の上面に導電膜を形成することによって半導体装置に電磁シールド機能を実現させる技術が開示されている。このとき、枠材は、集合基板を個片（単体基板）に切断するときの加工性を高めるために、樹脂などに導電膜を形成している。また、この技術では、基板へ接続される電極も併せて分割している（例えば、特許文献５参照）。

特開２００８−２８８６１０号公報国際公開第０８／０９３４１４号パンフレット特開２００８−１３０９５５号公報特開２０１０−２５８３７０号公報特開２０１０−８０６９９号公報

しかしながら、前記特許文献１に開示された技術による電磁シールドの形成方法には幾つかの問題点がある。すなわち、半導体装置に電磁シールド層を形成する場合、半導体装置の側壁に導電性樹脂などで導電性層を形成するときのプロセスに高度な技術が必要となり、かつ、そのプロセスが複雑であるために半導体装置の製造コストが高くなってしまう。

すなわち、前記特許文献１に開示された半導体装置の製造プロセスの工程では、導電性樹脂により半導体装置の側壁を覆うため、基板に電子部品を搭載した後に絶縁樹脂により封止をし、その後、ハーフダイシングにより隣接する回路部品との間に溝を設けている。このとき、溝には側壁の電磁シールド層となる導電性樹脂を充填し、続いて半導体装置の上面を導電性樹脂で充填する工程に入る。ここで、導電性樹脂の溝への充填時において、狭い溝にボイドが生じることなく導電性樹脂を充填するためには、半導体装置の溝と上面とに一回の工程で導電性樹脂を充填することは困難である。このとき、溝の幅にもよるが、通常は真空印刷などの手段による差圧によってボイドを縮小させるなどの工夫が必要となるため、半導体製造装置の設備コストが高くなってしまう。

さらには、導電性ペースト（導電性樹脂）は硬化収縮によって導電性が得られる特性を有しているため、導電性樹脂を溝部分に充填した後に硬化させると、溝部分のＺ方向（深さ方向）の収縮が大きくなるため、溝の上部において窪みが生じてしまう。このような窪みのある状態で、溝の中心部分を個片切断するためにダイシングを行うので、溝の上面における個片の接続部分にテーパ形状がついてしまうので、溝部分における側面の導電性層が薄くなってしまう。その結果、溝部分における側面の導電性層の抵抗値が高くなるので、側面における電磁シールド機能が低下してしまう。

また、溝部分における側面の導電性層が薄くなるため、半導体装置のトレー内での衝撃や、基板への部品搭載時に半導体装置を把持するコレットなどの外力によって半導体装置が破壊されて、側面の電磁シールド層にホールができて電磁シールド機能が喪失されるおそれもある。言い換えると、半導体装置をカッティングする工程において、ハーフダイシングとフルダイシングの２回のダイシング工程を設けることは、工程数が多くなって製造コストが高くなると共に歩留まりが高くなる要因となる。

このような工程上の問題のほか、導電性ペースト（導電性樹脂）自体の価格が高いために製造コストが高くなるので、極力、導電性樹脂の使用量は削減する必要がある。

また、前記特許文献２の技術では、半導体装置に電磁シールドを行うために、金属蒸着、金属箔の被覆、あるいは導電性樹脂の塗布のいずれかのシールド膜被覆工程が追加されるので、半導体装置の製造コストが高くなってしまう。さらに、導電性樹脂を塗布する場合は、導電性樹脂の材料価格が高いためにさらに製造コストが高騰してしまう。

さらに、特許文献３の技術では、半導体装置を小型・薄型化するためには、必然的に、封止樹脂のモールド体の側壁に密着して設けた金属板を薄くしなければならない。したがって、そのような薄い金属板を厚み方向においてハーフカットして集合基板を切断するためには、ダイスカットの位置決め精度をかなり高くしなければならないので、高価な半導体製造装置を用意しなければならない。あるいは、汎用の半導体製造装置を使用した場合は製品歩留まりが悪くなるおそれがある。

また、特許文献４の技術は、１個の半導体装置に２個の金属箱体を設けることにより、半導体装置内の電子部品を個別に電磁シールドすることができると共に、半導体装置全体を外部からの電磁波に対して電磁シールドすることができるが、２個の金属箱体を設けるために半導体装置が小型・薄型化する方向に逆行してしまうので好ましくない。

また、特許文献５の技術は、枠材の内周に形成された導電膜と上面に形成された導電膜とを電気的に接続する面が小さいために両者の接続が不安定となる。さらに、枠を構成する材料との接続も同時に取らなくではならないため、導電膜に剥離などが発生しやすくなるので、電磁シールド機能の面から見た半導体装置の信頼性が低下する。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、電磁シールド機能を備えていて、小型・薄型化であって、かつ低コスト化を実現することができる半導体装置の製造方法、及び半導体装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、一つ以上の半導体装置用回路が面付けされた回路基板に、一つ以上の電子部品を実装する第１の工程と、前記回路基板に形成されたグランド接続用のランド上において、前記電子部品を囲むように金属部品を実装する第２の工程と、前記金属部品の電気接点と接続されるように導電層を形成する第３の工程と、前記金属部品を両端に残して前記回路基板を切断することにより、該回路基板を個片化する第４の工程と、を含み、前記金属部品は中空の部材であることを特徴する半導体装置の製造方法を提供する。
加えて、本発明は、一つ以上の半導体装置用回路が面付けされた回路パターンに一つ以上の電子部品が実装された回路基板と、前記回路基板に形成されたグランド接続用のランド上において、前記電子部品を囲むように実装された金属部品と、前記金属部品の電気接点と接続されるように形成された導電層とを備え、前記金属部品を両端に残して個片切断され、前記金属部品は中空の部材を前記個片切断によって切断した形状をなすことを特徴とする半導体装置を提供する。

本発明の半導体装置によれば、側壁の電磁シールド構造を金属部品の実装によって形成することで、ハーフダイシングと導電性ペーストの充填を行っていた工程を削減して、生産性を向上させ、かつ低コスト化することができる。また、使用する導電性ペーストの使用量を削減することができ、その結果、半導体装置の製造コストを低減させることができる。

また、従来の半導体装置の製造方法では、ハーフダイシングを用いた工程では導電性ペーストを充填し、さらに、フルカットによって個片に切断する工程を経るため、ダイシングのブレード幅に必要な実装面積を確保しなければならず、多数個面付けする場合には不利であった。ところが、本発明による半導体装置の製造方法では、実装面積を縮小する目的として金属部品の半田フィレットは半導体装置の内周にのみ形成されるため、余分な面積を必要とせず、結果的に、半導体装置の小型化を図ることができる。さらに、側壁シールド金属部品に樹脂コアの材料を使用することで半導体装置のグランド露出部分が低減するので、ショート不良の発生率を低下させることができる。

本発明の第１実施形態に係る半導体装置の断面図である。図１に示す半導体装置の製造工程を示す断面図である。本発明の第１実施形態に係る半導体装置に使用される第１実施例の側壁シールド金属部品の斜視図である。本発明の第１実施形態に係る半導体装置に使用される第２実施例の側壁シールド金属部品の斜視図である。本発明の第１実施形態に係る半導体装置に使用される第３実施例の側壁シールド金属部品の斜視図である。本発明の第２実施形態に係る半導体装置の断面図である。本発明の第２実施形態に係る半導体装置に使用される側壁シールド金属部品の一辺を示す中空角パイプの斜視図である。本発明の第３実施形態に係る半導体装置の断面図である。本発明の第３実施形態に係る半導体装置に使用される側壁シールド金属薄膜付き樹脂部品の一辺の構成図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。本発明の第４実施形態に係る半導体装置の断面図である。

本発明に係る電磁シールド機能を備えた半導体装置は、次のような工程によって製造される。すなわち、回路パターンが面付けされた回路基板に電子部品を実装し、さらに、回路基板に形成されたグランド接続用のランド上において、電子部品を囲むようにして金属部品を実装する。そして、金属部品の上端を露出させながら、電子部品を絶縁性樹脂で封止する。その後、金属部品の上端と電気的に接続されるように、シールド層を形成する。さらに、金属部品を両端に残して切断することにより、半導体装置を個片化している。これによって、半導体装置の側壁の電磁シールドを電子部品の実装と同時に形成することができるので、製造工程の削減を図ることができると共に、高価な導電性ペーストの使用量を削減して、半導体装置の低コスト化を図ることができる。

以下、本発明に係る電磁シールド機能を備えた半導体装置について、図面を参照しながら、好適な実施形態の幾つかを詳細に説明する。なお、各実施形態に用いる図面において、同一の構成要素は原則として同一符号を付し、かつ、重複する説明は可能な限り省略する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る半導体装置７ａの断面図である。すなわち、この図は、電磁シールド構造を有する本発明の第１実施形態に係るモジュール部品からなる半導体装置７ａの構成を断面図で示している。図１に示すように、多層基板からなる回路基板１の第１面（最上面）には、１個または複数個の電子部品２、及び側壁シールド金属部品４が、半田ペーストを用いて表面実装されている。また、回路基板１の裏面側には、外部接続端子６が形成されている。なお、側壁シールド金属部品４は、銅材を所定の寸法に加工した角棒が使用されている。この側壁シールド金属部品４は、回路基板１の第１面において電子部品２を囲むように搭載されている。

また、電子部品２の最上面が露出しないように、かつ、側壁シールド金属部品４の上端の一部が露出するように、封止樹脂３によって回路基板１の表面部分が樹脂封止されている。なお、側壁シールド金属部品４の上端の一部は、後工程で形成される導電性のシールド層５と電気的に接続するための端子として機能させるために、封止樹脂３より上に露出されている。

すなわち、半導体装置７ａの表面には、側壁シールド金属部品４と電気的に接続し、かつ電子部品２の上面を覆った封止樹脂３の表面全体を覆うように、導電性のシールド層５が形成されている。なお、側壁シールド金属部品４は、電子部品２を実装する周知の工法と同じ工法を用いて回路基板１に表面実装されている。

そのため、グランド層への電気的な接続が必要な側壁シールド金属部品４は、回路基板１のグランドパターンに接続された実装用のランドに対して半田付け接続されている。ただし、通常の半田付け実装に必要なフィレット（半田の流れをはみ出させる領域）は、半導体装置７ａの両側に形成されるものであるが、本実施形態の半導体装置７ａでは、該半導体装置７ａの内部方向にのみフィレットが形成されているので、半導体装置７ａの面積を最小にすることが可能となる。

図２は、図１に示す半導体装置７ａの製造工程を示す断面図である。先ず、図２（ａ）に示すように、多数個の半導体装置を同時に製造するために回路基板１を多面付けしたシートの表面にそれぞれ電子部品２を実装する。また、側壁シールド金属部品４は、個々の半導体装置７ａ（図１参照）に個片切断するライン上に配置されたグランド接続ランド（図示せず）の上に電子部品２と同様に半田ペーストにより回路基板１の表面に実装する。このとき、側壁シールド金属部品４は、銅材を所定の寸法に加工した角棒を使用して、回路基板１に表面実装された電子部品２を囲むように配置する。

図３は、本発明の第１実施形態に係る半導体装置７ａに使用される第１実施例の側壁シールド金属部品４の斜視図である。すなわち、側壁シールド金属部品４は、図３に示すように、多数個の半導体装置を同時に製造するために回路基板１を多面付けしたシートにそれぞれ実装された電子部品２の周囲４辺を囲むように、格子状に形成されている。したがって、図３に示すような格子状の側壁シールド金属部品４が回路基板１の表面に実装される。なお、この側壁シールド部品４は、電子部品２を実装する工法と同じ工法を用いて実装される。

再び、図２に戻って、同図（ｂ）に示すように、必要に応じて、回路基板１にフラックスの洗浄を実施した後に、電子部品２の最上面が露出することなく、かつ、側壁シールド金属部品４の上端の一部が露出するように、封止樹脂３によって回路基板１を封止する。すなわち、側壁シールド金属部品４の一部は、後工程で形成するシールド層５と電気的に接続させる端子として機能させるために露出させる。

シールド層５は、図２（ｃ）に示すように、側壁シールド金属部品４と電気的に接続し、かつ電子部品２の上面を覆った封止樹脂３の表面全体を覆うように形成される。なお、側壁シールド金属部品４は、電子部品２を実装する工法と同じ工法で回路基板１に実装されているので、電気的にグランド層への接続が必要な側壁シールド金属部品４もグランドに接続された実装用のランドに対して半田付け接続される。

次に、図２（ｄ）に示すように、最終的に、個々の半導体装置７ａに個片切断する際に、側壁シールド金属部品４の中央部を切断ラインに沿って切断することにより、側壁シールド金属部品４はその内側に形成されたフィレットで固定されるので、側壁シールド金属部品４によって側壁を電磁シールドすることが可能な半導体装置７ａが形成される。

このような製造方法によれば、半導体装置７ａの側壁における電磁シールド機能の形成が、電子部品２の実装と同時工程によって行われるので、半導体装置７ａの側壁に導電性材料を塗布するなどの複雑な工程を実施する必要がなくなるので、半導体装置の生産性が一段と向上する。また、電磁シールド機能を形成するための導電性材料は、貴金属を中心とする材料が主流であるために一般的には材料コストが高くなるが、前述したような側壁シールド金属部品４を使用することによって材料コストを低減させることができる。

図４は、本発明の第１実施形態に係る半導体装置７ａに使用される第２実施例の側壁シールド金属部品４の斜視図である。すなわち、図４に示すように、側壁シールド金属部品４の形状は、金属製の角棒を四角に組み合わせた形状にして回路基板１を多面付けしたシート全体に展開するようにしてもよい。また、図示していないがＬ字形状などを組み合わせても良い。側壁シールド金属部品４をこのように構成する場合は、角棒を四角に組み合わせるために実装工数が増えるが、側壁シールド金属部品４の加工費を低減させることができる。

図５は、本発明の第１実施形態に係る半導体装置７ａに使用される第３実施例の側壁シールド金属部品４の斜視図である。すなわち、図４に示すように、個片の枠形状からなる側壁シールド金属部品４を、回路基板１を多面付けしたシート全体に順次組み合わせることもできる。この場合は、側壁シールド金属部品４が隣接する部分で角棒が重複する形状となるが、重複する部分の形状を適宜加工してシートへの実装時に不具合がないように工夫すればよい

また、側壁シールド金属部品４は、無垢の金属角棒に限定されることはなく、例えば、中空の金属角棒であってもよい。あるいは、樹脂材料の角棒の外周に金属皮膜を施した構造にしてもよい。さらには、樹脂の中空棒体に金属皮膜を施した構造にしてもよい。これらの構成については、以下の第２実施形態以降で詳細に説明する。

（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係る半導体装置７ｂの断面図である。図６に示すように、多層基板からなる回路基板１の第１面には、１個または複数の電子部品２、及び電子部品２を囲む側壁シールド金属部品１０が、半田ペーストを用いて表面実装されている。

図７は、本発明の第２実施形態に係る半導体装置７ｂに使用される側壁シールド金属部品４の一辺を示す中空角パイプの斜視図である。すなわち、第２実施形態に係る半導体装置の側壁シールド金属部品１０は、図７に示すような、銅材を所定の寸法に加工した中空の角パイプが使用されている。この場合、回路基板１を多面付けしたシート上に実装される側壁シールド金属部品１０は、図７に示すような中空角パイプによって、前述の図３、図４、または図５に示すような構成にすることにより実現される。

また、電子部品２の最上面が露出しないように、かつ、側壁シールド金属部品１０の上端の一部が露出するように、封止樹脂３によって回路基板１の表面部分が封止されている。なお、側壁シールド金属部品１０の上端の一部は、後工程で形成されるシールド層５と電気的に接続させるための端子として機能させるために露出されている。

シールド層５は、電子部品２の上面を封止した封止樹脂３の表面全体を覆うように形成され、かつ、側壁シールド金属部品１０の上端部と電気的に接続されている。この側壁シールド金属部品１０は、電子部品２を実装する周知の工法と同じ工法を用いて実装されている。そのため、電気的にグランド層への接続が必要な側壁シールド金属部品４も、回路基板１のグランドパターンに接続された実装用のランドに対して半田付け接続されている。ただし、通常の半田実装に必要なフィレットは、半導体装置７ｂの両側に形成されるものであるが、本実施形態の半導体装置７ｂでは、該半導体装置７ｂの内部方向にのみフィレットが形成されているので、半導体装置７ｂの面積を最小にすることが可能となる。

第２実施形態の半導体装置７ｂでは、側壁シールド金属部品１０は、図７に示すような中空の角パイプを用いることによって軽量化を図ることができると共に、集合基板を単体基板に切断するときの重さを低減することができるので、半導体装置７ｂの生産性をさらに向上させることができる。

（第３実施形態）
図８は、本発明の第３実施形態に係る半導体装置７ｃの断面図である。図８に示すように、第３実施形態の半導体装置７ｃは、側壁シールド金属部品として、樹脂の中空パイプに金属薄膜を被覆した側壁シールド金属薄膜付き樹脂部品１１を使用している。図９は、本発明の第３実施形態に係る半導体装置７ｃに使用される側壁シールド金属薄膜付き樹脂部品１１の一辺の構成図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。図９に示すように、側壁シールド金属薄膜付き樹脂部品１１の一辺は、所定の寸法に加工した樹脂製中空パイプ１１ａの表面に金属薄膜１１ｂが被覆された構成となっている。

なお、回路基板１を多面付けしたシート上に実装される側壁シールド金属薄膜付き樹脂部品１１は、図９に示すような樹脂製中空パイプ１１ａの表面に金属薄膜１１ｂが被覆された中空角パイプによって、前述の図３、図４、または図５に示すような構成にすることにより実現される。

すなわち、側壁シールド金属薄膜付き樹脂部品１１を、図９に示すような樹脂製中空パイプ１１ａの表面に金属薄膜１１ｂが被覆された中空角パイプの構成にすることにより、図８に示す半導体装置７ｃがより軽量化されて集合基板を切断するときの重さが軽減されるので、半導体装置７ｃの生産性が一段と向上する。さらに、図８に示すように、半導体装置７ｃの外周は電磁シールド機能を有しつつ、かつ、絶縁性の材料（封止樹脂３）が半導体装置７ｃの大部分を占めるため、該半導体装置７ｃを実装した後に起こりやすい回路ショートの危険性は低くなる。なお、この実施形態では、側壁シールド金属部品の構成を、図９の側壁シールド金属薄膜付き樹脂部品１１に示すように、樹脂の中空パイプの外周に金属薄膜を形成する構成としたが、樹脂の中空パイプではなく、樹脂の無垢な角柱の外周に金属薄膜を形成する構成としてもよい。

（第４実施形態）
図１０は、本発明の第４実施形態に係る半導体装置７ｄの断面図である。図１０に示すように、第４実施形態の半導体装置７ｄは、電子部品２に樹脂封止を行わない構成である。すなわち、多層基板からなる回路基板１の第１面には、１個または複数の電子部品２、及び側壁シールド金属部品４が、半田ペーストを用いて表面実装されている。

側壁シールド金属部品４は、銅材を所定の寸法に加工した角棒が使用されている。この側壁シールド金属部品４は、回路基板１の第１面に搭載されていて、その高さは電子部品２の最高の高さより高くなっている。さらに、導電性プレート１２が、側壁シールド金属部品４の上端部に電気的に接続されるように接合されている。

図１０に示すように、第４実施形態の半導体装置７ｄは、樹脂による封止を行わない構造であるため、例えば、電子部品２の端子間に跨る樹脂ボイドの部分に生じやすい半田のショートが発生しないため、信頼性の高い構造の半導体装置７ｄを実現することができる。

なお、導電性プレート１２は、側壁シールド金属部品４の電気接点部分と接合する面に導電性部分が露出していればよいため、導電性材料と絶縁性材料との２層構造や３層構造であってもよい。半導体装置７ｄを図１０に示すような構造にすることにより、電磁シールド機能を有しつつ、半導体装置７ｄの外周や内部などを短絡防止の絶縁構造とすることが可能となる。
なお、第一から第三の実施の形態に示した樹脂封止を行う構造においても図１０で示している導電性プレートを接合する構造を採用することも出来る。この場合、樹脂は部品の保護を目的としているため、導電性プレートと封止樹脂の間に隙間があっても、無くても良い。

（まとめ）
以上、本発明に係るシールド機能を有する半導体装置について幾つかの実施形態を述べた、本発明の半導体装置は下記のように構成されたことを特徴としている。

本発明の実施形態に係る半導体装置は、例えば図１を用いて説明すると、回路基板１の第１の面に一つ以上の電子部品２と該電子部品２を囲む側壁シールド金属部品４とが配置され、かつ、電子部品２の上面を覆うと共に、側壁シールド金属部品４の一部が電気接点として露出されるように、絶縁性の封止樹脂３が充填されている。さらに、絶縁性の封止樹脂層３の上部を覆い、かつ、側壁シールド金属部品４の電気接点と接続するようにシールド層（導電層）５が形成された構成となっている。

また、側壁シールド金属部品４は一つ以上の電子部品２の外周４辺を囲うように配置され、かつ、回路基板１のグランドに電気的に接続されている。なお、側壁シールド金属部品４の代わりに、図８に示すように、絶縁部材に金属被覆を施した側壁シールド金属薄膜付き樹脂部品１１を用いてもよい。なお、側壁シールド金属部品４は、断面形状が無垢であってもよいし、図６に示すように、コの字型またはＬ字型の断面形状であってもよい。

側壁シールド金属部品４、あるいは側壁シールド金属薄膜付き樹脂部品１１の実装部分に形成される半田のフィレットは、半導体装置の内周にのみ形成されている。また、側壁シールド金属部品４、あるいは側壁シールド金属薄膜付き樹脂部品１１は、電子部品２の最も高い位置より高くなっている。

さらに、図１０に示すように、回路基板１の第１の面に一つ以上の電子部品２が配置され、これらの電子部品２の最も高い位置以上の高さの側壁シールド金属部品４が一つ以上の電子部品４の外周４辺を囲うように配置され、回路基板１のグランドに電気的に接続され、側壁シールド金属部品４の上面を電気接点として導電プレート１２によって全周囲が接続された構成となっている。なお、導電プレート１２は金属層と絶縁層との２層で構成されている。

上記のような構成の半導体装置は、次のような製造方法で実現される。すなわち、一つ以上の半導体装置用回路が面付けされた回路基板１に一つ以上の電子部品２を実装する工程と、前記面付けた回路基板１の中間位置にあわせてグランド接続用に配置されたランド上において、電子部品２を囲むようにして金属部品（側壁シールド金属部品４（または１０）、あるいは側壁シールド金属薄膜付き樹脂部品１１）を実装する工程と、前記電子部品２の上面を覆いかつ前記金属部品の一部が電気接点となるよう露出するように絶縁性樹脂（封止樹脂３）で封止する工程と、前記絶縁性樹脂層（封止樹脂３）の上部を覆い、前記金属部品の前記電気接点と接続された導電層（シールド層５または導電プレート１２）を形成する工程と、前記金属部品の中心を切断することにより半導体装置を個片化する工程と、を具備した製造方法により実現される。

また、上記のような構成の半導体装置は、金属部品（側壁シールド金属部品４（または１０）、あるいは側壁シールド金属薄膜付き樹脂部品１１）が電子部品２の４辺を囲う枠形状に加工されている半導体装置の製造方法により実現される。さらに、金属部品が、面付けされた回路基板１のレイアウトにあわせて格子形状の枠体で構成された半導体装置の製造方法により実現される。また、金属部品は棒状体であって、それらの棒状体を組み合わせて電子部品２の４辺を囲うように実装された半導体装置の製造方法によって実現される。

さらに、これらの半導体装置は、一つ以上の半導体装置用回路が面付けされた回路基板１に一つ以上の電子部品２を実装する工程と、前記面付けた回路基板１の中間位置にあわせてグランド接続用に配置されたランド上において、電子部品２を囲むようにして金属部品（側壁シールド金属部品４（または１０）、あるいは側壁シールド金属薄膜付き樹脂部品１１）を実装する工程と、前記金属部品の電気接点と接続されるように導電層（シールド層５または導電プレート１２）を該金属部品の上部に貼り付けるように形成する工程と、前記金属部品の中心を切断することにより半導体装置を個片化する工程と、を具備する製造方法によって実現される。

このような半導体装置の半導体装置の製造方法は、その半導体装置の側壁を電磁シールドするために個片に切断する箇所に金属部品を実装し、樹脂封止して上面に導電層を形成した後に切断する。このときの切断位置は金属部品の中心であり、半導体装置に金属部品が残存するようにして切断を行う。このようにすることにより、側壁の電磁シールドは電子部品の表面実装時に同時に形成することができ、金属部品の実装面積を最小化にすることができる。したがって、従来の半導体装置の製造方法に比べて、工程数の削減、高価な導電性材料の使用量削減、及び実装面積の最小化などが実現される。また、このようにして製造された半導体装置は、上面と側壁の接続部の形状が安定し、確実な電気的接続を得ることが可能となり、電磁シールド性能の信頼性が向上する。

以上、各実施形態で述べた側壁シールド金属部品は、銅、銅合金、またはその他の金属材料が適宜使用される。この場合、側壁シールド金属部品は半田接合ができることが望ましいが、半田接合ができない場合は、メッキ処理やスパッタリング処理などによりニッケル、金、またはパラジウムなどの半田濡れ性の高い材料を被覆することで対応することができる。

また、半導体装置の上面に設けるシールド層となる導電層は、銀を含む熱硬化性樹脂の硬化収縮で導電性が得られる材料を用いることが望ましいが、その他の金属を含む同様の導電機能を有する材料であってもよい。なお、あらかじめ回路基板を多面付けしたシートに加工された導電性膜を、側壁シールド金属部品の電気的接点部分に接合するようにしてもよい。

また、望ましい側壁シールド金属部品の形状は、実装高さが最も高い電子部品より高くなるように、側壁シールド金属部品の高さを調整することである。さらに、側壁シールド金属部品によってシールド層を形成する際には、側壁シールド金属部品の電気接点が該側壁シールド金属部品の上面のみではなく、側面の一部が電気接点として活用でき、かつ電子部品との間に所定の間隙を設けることができ、さらに、半導体装置の上面をフラットに形成するための樹脂層などを設けることができるようにすることが望ましい。

また、側壁シールド金属部品を中空にすると半導体装置の側壁はコの字型または逆Ｌ字型の形状となるため、半導体装置の搬送時において吸着以外の搬送方法を行うことができる。例えば、爪でコの字型または逆Ｌ字型の側面をクランプするなどの方法がとりやすくなる。特に、半導体装置を一旦実装した後のリワークには有効となる。さらには、前述したいずれの形状の側壁シールド金属部品を使用しても、実装部分に形成される半田フィレットが半導体装置の内周にのみ形成されるので、半導体装置の実装面積を最小化することに寄与することができる。

また、上記の各実施形態では、現在の実装技術で主流となっている表面実装方法によって半導体装置に電磁シールド機能を実現させる構成について説明したが、上記の各実施形態に限定されることはなく、例えば、スルーホールを使用した挿入用の電子部品を用いても上述と同様の電磁シールド機能を実現させることが可能である。さらには、側壁シールド金属部品の下端部の挿入ピンを、半田付け接続ではなく、スルーホールへの圧入による接触接合によって実施してもよい。

また、本発明によって実現される半導体装置は、次のような種々の効果を呈することができる。すなわち、上面に電気的接続を得るための十分な面積を有している。さらに、樹脂を充填した後に研削などを行う必要がない。また、樹脂の充填量を金属部品の最上部より下位にして、金属部品の最上部と充填した樹脂の段差を埋めるように導電性膜を形成することで、電気的接続性の信頼性を高め、かつ電磁シールド機能を有効に発揮することができる。場合によっては、金属部品の最上部と同じ高さまで樹脂を充填しても金属部品の上面で電気的接続がとれる。さらに、上面には金属製の平板などを導電性接着剤や半田付けなどで接合することもできる。

なお、上記の各実施形態では述べなかったが、金属部品（側壁シールド金属部品４（または１０）、あるいは側壁シールド金属薄膜付き樹脂部品１１）の長さは、適宜調整でき短く小さいサイズのものを多数個並べて実装することでも実現できる。その効果は、電子部品２を搭載するマウンタによって同時に金属部品を実装することができるため、特殊な搭載設備を必要としないことである。

以上、本発明に係る半導体装置の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、本発明の具体的に構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもそれらは本発明に含まれる。

本発明によれば、電磁シールド機能を備えた半導体装置を製造するための半導体製造装置などに有効に利用することができる。

１回路基板
２電子部品
３封止樹脂（絶縁性樹脂）
４側壁シールド金属部品（金属部品）
５シールド層（導電層）
６外部接続端子
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ半導体装置
１０側壁シールド金属部品（金属部品）
１１側壁シールド金属薄膜付き樹脂部品（金属部品）
１１ａ樹脂製中空パイプ
１１ｂ金属薄膜
１２導電プレート（導電層）

Claims

一つ以上の半導体装置用回路が面付けされた回路基板に、一つ以上の電子部品を実装する第１の工程と、
前記回路基板に形成されたグランド接続用のランド上において、前記電子部品を囲むように金属部品を実装する第２の工程と、
前記金属部品の電気接点と接続されるように導電層を形成する第３の工程と、
前記金属部品を両端に残して前記回路基板を切断することにより、該回路基板を個片化する第４の工程と、
を含み、
前記金属部品は中空の部材であることを特徴する半導体装置の製造方法。
一つ以上の半導体装置用回路が面付けされた回路パターンに一つ以上の電子部品が実装された回路基板と、
前記回路基板に形成されたグランド接続用のランド上において、前記電子部品を囲むように実装された金属部品と、
前記金属部品の電気接点と接続されるように形成された導電層とを備え、
前記金属部品を両端に残して個片切断され、
前記金属部品は中空の部材を前記個片切断によって切断した形状をなすことを特徴とする半導体装置。