KR20040075750A

KR20040075750A - 컨덴서 마이크로폰

Info

Publication number: KR20040075750A
Application number: KR1020040010978A
Authority: KR
Inventors: 기따가와마사또
Original assignee: 산요덴키가부시키가이샤
Priority date: 2003-02-20
Filing date: 2004-02-19
Publication date: 2004-08-30
Also published as: US20040208329A1; TW200421901A; CN1527640A; JP2004254138A; TWI241857B

Abstract

컨덴서 마이크로폰의 박형화 및 경량화를 행하는 것을 과제로 한다. 본 발명의 컨덴서 마이크로폰(10A)은, 도전 패턴(11)과, 도전 패턴(11) 상에 배치된 반도체 소자(12)와, 도전 패턴(11) 및 반도체 소자(12)를 일체적으로 밀봉하는 밀봉 수지(13)로 이루어지는 반도체 장치(20A)와, 반도체 소자(12)와 전기적으로 접속되고 또한 밀봉 수지(13)의 표면에 형성되어, 컨덴서의 1개의 전극을 형성하는 고정 전극층(14)과, 고정 전극층(14)에 대향하여 설치되고 컨덴서의 다른 전극을 형성하는 진동막(21)을 갖는 구성으로 되어 있다.

Description

컨덴서 마이크로폰{CONDENSER MICROPHONE}

본 발명은, 오디오 신호를 감지하는 컨덴서의 고정 전극층을 반도체 장치의 표면에 형성함으로써, 경량화 및 박형화를 실현하는 컨덴서 마이크로폰에 관한 것이다.

도 16을 참조하여, 종래형의 컨덴서 마이크로폰(100)의 구성을 설명한다(예를 들면, 특허 문헌1을 참조).

종래형의 컨덴서 마이크로폰(100)은, 진동판(106), 고정 전극(107) 및 반도체 장치(110)가 케이스재(101)에 수납되어 있는 것으로 구성되어 있었다. 진동판(106)과 고정 전극(107)은, 스페이서(103)가 양자의 사이에 개재됨으로써, 일정 거리로 이격되어 컨덴서를 형성하고 있다. 그리고, 외부로부터 진입하는 음향에 따라 진동판(106)이 진동함으로써, 이 컨덴서의 용량값이 변화한다. 반도체 장치(110)에는 FET가 내장되어 있고, 상기한 컨덴서의 용량 변화가 FET의 게이트 전극에 인가됨으로써, 오디오 신호를 전기 신호로 변환시킨다.

또한, 컨덴서 마이크로폰(100)은, 진동판(106)과 케이스재(101)를 이격시키는 링(102), 진동판(106)과 고정 전극(107)을 이격시키는 스페이서(103), 반도체 장치(110)를 수납하는 홀더(104) 및 실장 기판(105)이, 케이스재(101)에 내장되어 있다.

<특허 문헌1>

일본 특개 2000-50393호 공보(제8페이지, 제9도)

그러나, 종래형의 컨덴서 마이크로폰(100)에서는, 진동판(106), 고정 전극(107) 및 반도체 장치(110)가 별개의 부품으로서 케이스재(101)에 내장되어 있다. 따라서, 컨덴서 마이크로폰(100)의 박형화에 한계가 있어, 전체 두께가 2㎜ 정도 이상으로 이루어지게 된다는 문제가 있었다.

또한, 고정 전극(107)과 반도체 장치(110)를 접속부(108)를 개재하여 접속해야 하므로, 이것도 컨덴서 마이크로폰(100)의 박형화를 저해하고 있었다.

또한, 링(102), 스페이서(103), 홀더(104) 및 실장 기판(105)은, 컨덴서 마이크로폰(100)을 구성하기 위한 필수적인 구성 요소라고는 할 수 없다. 이 때문에, 이들 부품을 다용하는 것도, 컨덴서 마이크로폰(100)의 박형화를 저해하였다.

본 발명은 이러한 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 주된 목적은, 고정 전극을 반도체 장치의 표면에 형성함으로써, 박형화 및 경량화를 실현하는 컨덴서 마이크로폰을 제공하는 것에 있다.

도 1은 본 발명의 컨덴서 마이크로폰을 설명하는 단면도(a), 평면도(b), 평면도(c).

도 2는 본 발명의 컨덴서 마이크로폰을 설명하는 회로도.

도 3은 본 발명의 컨덴서 마이크로폰을 설명하는 단면도(a), 단면도(b).

도 4는 본 발명의 컨덴서 마이크로폰을 설명하는 단면도(a), 평면도(b).

도 5는 본 발명의 컨덴서 마이크로폰을 설명하는 단면도.

도 6은 본 발명의 컨덴서 마이크로폰의 제조 방법을 설명하는 단면도.

도 7은 본 발명의 컨덴서 마이크로폰의 제조 방법을 설명하는 단면도.

도 8은 본 발명의 컨덴서 마이크로폰의 제조 방법을 설명하는 단면도.

도 9는 본 발명의 컨덴서 마이크로폰의 제조 방법을 설명하는 단면도.

도 10은 본 발명의 컨덴서 마이크로폰의 제조 방법을 설명하는 단면도.

도 11은 본 발명의 컨덴서 마이크로폰의 제조 방법을 설명하는 단면도

도 12는 본 발명의 컨덴서 마이크로폰의 제조 방법을 설명하는 단면도.

도 13은 본 발명의 컨덴서 마이크로폰의 제조 방법을 설명하는 단면도.

도 14는 본 발명의 컨덴서 마이크로폰의 제조 방법을 설명하는 단면도.

도 15는 본 발명의 컨덴서 마이크로폰의 제조 방법을 설명하는 단면도.

도 16은 종래의 컨덴서 마이크로폰을 설명하는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10A, 10B : 컨덴서 마이크로폰

11A, 11B : 도전 패턴

12 : 반도체 소자

13 : 밀봉 수지

15 : 접속부

14 : 고정 전극층

16 : 금속 세선

20A, 20B : 반도체 장치

25 : 케이스재

본 발명은, 도전 패턴과, 상기 도전 패턴 상에 배치된 반도체 소자와, 상기 도전 패턴 및 상기 반도체 소자를 일체적으로 밀봉하는 밀봉 수지로 이루어지는 반도체 장치와, 상기 반도체 소자와 전기적으로 접속되고 또한 상기 밀봉 수지의 표면에 형성되어 컨덴서의 1개의 전극을 형성하는 고정 전극층과, 상기 고정 전극층을 대향시켜서 설치되고 상기 컨덴서의 다른 전극을 형성하는 진동막을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 도전 패턴과, 상기 도전 패턴 상에 배치된 반도체 소자와, 상기 도전 패턴 및 상기 반도체 소자를 일체적으로 밀봉하는 밀봉 수지로 이루어지는 반도체 장치와, 상기 도전 패턴의 일부로 이루어지고 또한 컨덴서의 1개의 전극을 형성하는 고정 전극층과, 상기 고정 전극층에 대향하여 설치되어 상기 컨덴서의 다른 전극을 형성하는 진동막을 갖는 것을 특징으로 한다.

<발명의 실시 형태>

(컨덴서 마이크로폰의 구성을 설명하는 제1 실시 형태)

도 1을 참조하여, 본 발명의 컨덴서 마이크로폰(10A)의 구성 등을 설명한다.도 1의 (a)는 컨덴서 마이크로폰(10A)의 단면도이고, 도 1의 (b)는 도 1의 (a)에서 X-X'에서의 평면도이고, 도 1의 (c)는 도 1의 (a)에서 Y-Y'의 단면도이다.

도 1의 (a)를 참조하면, 본 발명의 컨덴서 마이크로폰(10A)은, 도전 패턴(11)과, 도전 패턴(11) 상에 배치된 반도체 소자(12)와, 도전 패턴(11) 및 반도체 소자(12)를 일체적으로 밀봉하는 밀봉 수지(13)로 이루어지는 반도체 장치(20A)와, 반도체 소자(12)와 전기적으로 접속되고 또한 밀봉 수지(13)의 표면에 형성되어 컨덴서의 1개의 전극을 형성하는 고정 전극층(14)과, 고정 전극층(14)에 대향하여 설치되고 컨덴서의 다른 전극을 형성하는 진동막(21)을 갖는 구성으로 되어 있다. 이와 같은 각 구성 요소를 이하에 설명한다.

도전 패턴(11)은, 구리 등의 금속으로 이루어지고, 이면을 노출시켜서 밀봉 수지(13)에 매립되어 있다. 여기서는, 도전 패턴(11)은, 반도체 소자(12)가 실장되는 다이패드를 형성하는 도전 패턴(11B)과, 본딩패드가 되는 도전 패턴(11A)을 형성한다.

도 1의 (b)를 참조하면, 도전 패턴(11B)은, 중앙부에 배치되어 있고, 그 상부에는 접착제를 개재하여 회로 소자(12)가 고착되어 있다. 밀봉 수지(13)로부터 노출되는 도전 패턴(11A)의 이면은, 솔더 레지스트(19)에 의해 보호되어 있다. 도전 패턴(11A)은, 도전 패턴(11B)을 둘러싸도록 복수개의 반도체 장치(20A)의 주변부에 배치되어 있고, 금속 세선(16)을 통하여 반도체 소자(12)의 전극과 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 도전 패턴(11A)의 이면에는, 땜납 등의 땜납재로 이루어지는 외부 전극(18)이 형성되어 있다. 또한, 1개의 도전 패턴(11A)은, 관통홀(26)에 형성한 접속부(15)를 통하여 고정 전극층(14)과 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 도전 패턴(11A)끼리 접속하는 배선부가 형성되어도 된다. 또, 여기서는 도전 패턴(11)은 단층의 배선 구조이지만, 2층 이상의 다층의 배선 구조가 도전 패턴(11)에 의해 구성되어도 된다. 이에 의해, 보다 복잡한 회로를 반도체 장치(20A) 내부에 구성할 수 있다.

밀봉 수지(13)는, 도전 패턴(11)의 이면을 노출시켜서, 전체를 밀봉하고 있다. 여기서는, 반도체 소자(12), 금속 세선(16) 및 도전 패턴(11)을 밀봉하고 있다. 밀봉 수지(13)의 재료로서는, 트랜스퍼 몰드에 의해 형성되는 열경화성 수지나, 인젝션 몰드에 의해 형성되는 열가소성 수지를 전반적으로 채용할 수 있다.

반도체 소자(12)는 FET가 채용되고, 금속 세선(16) 및 접속부(15)를 통하여 게이트 전극이 고정 전극층(14)과 전기적으로 접속되어 있다. 반도체 소자(12)의 소스 전극 및 드레인 전극은, 금속 세선(16)을 개재하여, 본딩패드를 형성하는 도전 패턴(11A)과 접속되어 있다. 이에 의해, 고정 전극층(14) 및 진동막(21)으로 이루어지는 컨덴서의 용량 변화를, 반도체 소자(12)에 의해 전기 신호로 변환할 수 있다. 구체적인 회로 구성에 관해서는, 도 2를 참조하여 후술한다. 또한, 반도체 소자(12)로서는, 단체(單體)인 FET 이외의 반도체 소자를 채용하는 것도 가능하다. 예를 들면, 바이폴라형 및 MOS형 능동 소자, 저항 등의 수동 소자가 집적화되어 증폭 회로나 노이즈 캔슬러 회로가 구성된 IC를 반도체 소자(12)로서 채용하는 것도 가능하다.

관통홀(26)은, 밀봉 수지(13)의 일부를 삭제함으로써 형성되고, 저부에는 도전 패턴(11A)의 이면이 노출되어 있다. 이 관통홀의 측면부에는, 금속막으로 이루어지는 접속부(15)가 형성되고, 밀봉 수지(13)의 이면에 형성된 고정 전극층(14)과, 도전 패턴(11A)이 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 관통홀(26)의 형상은, 평면 방향의 단면이 거의 원 형상으로 형성되고, 밀봉 수지(13)의 표면 부근의 단면이, 하부의 단면보다도 크게 형성되어 있다.

도 1의 (c)를 참조하면, 고정 전극층(14)은, 구리 등의 금속으로 구성되어 있고, 전해 도금법 또는 무전계 도금법 등에 의해 밀봉 수지(13)의 표면에 형성되어 있다. 그리고, 고정 전극층(14)은, 관통홀(26)에 형성된 접속부(15)를 개재하여, 반도체 소자(12)의 게이트 전극과 접속되어 있다. 또한, 고정 전극층(14)과 접속부(15)는, 도금막에 의해 일체적으로 형성되어 있어도 된다. 여기서는, 고정 전극층(14)은 원 형상으로 형성되어 있다.

진동막(21)은, 고정 전극층(14)에 대향하여, 일정 거리로 이격되어 설치되고 컨덴서의 또 1개의 전극을 형성하고 있다. 진동막(21)으로서는, 반영구적으로 전하를 갖게 한 수지막을 채용하는 것이 가능하다. 이와 같은 진동막(21)이 채용된 것을, 일렉트렛 컨덴서 마이크로폰(Electret Condenser Microphone)이라 한다.

접속부(15)는, 관통홀(26)의 측면 및 저면에 형성된 금속층으로서, 고정 전극층(14)과 도전 패턴(11A)을 전기적으로 접속하는 기능을 갖는다. 또한, 관통홀(26)에 충전되도록 접속부(15)를 형성하는 것도 가능하다.

상기한 고정 전극층(14)과 접속부(15)는, 도금법에 의해 일체적으로 형성되어 있다. 도금법에 의해, 밀봉 수지(13)의 표면, 관통홀(26)의 측면 및 도전패턴(11A)의 표면에 균등한 두께의 금속층을 형성하는 것이 가능하다. 따라서, 고정 전극층(14)과 일체화하여 형성된 접속부(15)에 의해, 고정 전극층(14)과 도전 패턴(11B)은 전기적으로 확실하게 접속된다.

도 2를 참조하여, 컨덴서 마이크로폰(10A)의 회로 구성을 설명한다. 점선(24)으로 둘러싸인 영역이, 반도체 장치(20A)에 내장되는 회로이다. FET인 반도체 소자(12)의 게이트 전극은, 금속 세선(16) 등을 통하여, 밀봉 수지(13)의 표면에 형성된 고정 전극층(14)과 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 반도체 소자의 드레인 전극은, 저항(22)을 통하여 전원 Vcc에 접속되고, 또한, 커플링 컨덴서(23)를 통하여, 교류측으로 출력된다. 또한 반도체 소자(12)의 소스 전극 및 진동막(21)은, GND에 접속되어 있다. 종래형의 컨덴서 마이크로폰에서는, 고정 전극층과 반도체 소자가 별개의 구성 요소였지만, 본 발명에서는, 반도체 소자(12)를 밀봉하는 밀봉 수지(13)의 표면에, 고정 전극층(14)이 형성되어 있기 때문에, 간편화된 구조를 얻을 수 있다.

도 3을 참조하여, 케이스재(25)에 반도체 장치(20A)가 내장된 컨덴서 마이크로폰(10A)의 구성을 설명한다. 도 3의 (a)는 반도체 장치(20A)가 실장 기판(24)을 개재하여 케이스재(25)에 고정된 컨덴서 마이크로폰(10A)의 단면도이고, 도 3의 (b)는 반도체 장치(20A)가 직접 케이스재(25)에 고정된 컨덴서 마이크로폰(10A)의 단면도이다.

도 3의 (a)를 참조하면, 컨덴서 마이크로폰을 구성하는 진동막(21)과 고정 전극층(14)이 표면에 형성된 반도체 장치(20A)는, 케이스재(25) 내부에 수납되어있다. 케이스재(25)는, 알루미늄 등의 금속 또는 수지로 이루어지고, 상부에 형성된 중심홀로부터 내부로 음향이 진입한다. 또한, 케이스재(25)는 원통형의 외형을 갖는다. 따라서, 케이스재(25)의 내벽에 수납되는 링(27A, 27B), 진동막(21), 실장 기판(24)은, 원반 형상을 갖는다.

링(27A) 및 링(27B)은, 컨덴서 마이크로폰을 구성하는 각 요소의 위치 결정을 행하기 위해 이용되고, 그 중심은 속이 빈 링(바퀴) 형상으로 이루어져 있다. 링(27A)은, 진동막(21)을 케이스재(25)로부터 이격시키는 기능을 갖는다. 링(27B)은, 진동막(21)과 반도체 장치(20A)를 이격시키는 기능을 갖는다. 고정 전극층(14)은, 반도체 소자(12)의 상면에 형성되어 있기 때문에, 본 발명에서는, 진동막(21)과 고정 전극층(14)을 이격시키는 스페이서를 배제한 구성을 얻을 수 있다.

실장 기판(24)은 상부에 반도체 장치(20A)가 실장되고, 또한 케이스재(25)를 밀폐시키는 기능을 갖는다. 실장 기판(24)의 양면에는 도통된 도전로가 형성되어 있고, 표면의 도전로에 외부 전극을 개재하여 반도체 장치(20A)가 실장되어 있다. 또, 진동막(21)과 실장 기판(24)은, 케이스재(25) 본체 또는 도통 핀 등을 개재하여 도전로에 접속되어 있다. 실장 기판(24)의 이면에 형성된 도전로는, 표면의 도전로와 도통되어 있고, 리드 또는 땜납 전극 등을 형성함으로써 외부와의 접속부가 형성된다.

도 3의 (b)를 참조하면, 여기서는, 반도체 장치(20A)가 직접 케이스재(25)의 내벽에 고정되어 있다. 즉, 도 3의 (a)에 있어서 실장 기판(24)을 생략한 구성으로 이루어져 있다. 여기서 이용하는 반도체 장치(20A)는, 케이스재(25)의 내벽에 감합하도록 원 형상의 외형을 갖는다. 이와 같은 형상의 반도체 장치(20A)는, 레이저 등을 이용하여 반도체 장치(20A)의 외형을 형성하는 밀봉 수지(13)를, 원 형상으로 절단함으로써, 제조할 수 있다. 실장 기판(24)을 생략한 구성에 의해, 컨덴서 마이크로폰(10A)의 구성을 보다 박형으로 또한 간소화할 수 있다.

여기서는, 반도체 장치(20A)는, 케이스재(25) 내부를 밀폐하는 기능을 갖고, 또한, 이면에 형성된 외부 전극(18)이, 마이크로폰(10A)의 외부 단자의 기능을 갖는다.

도 4를 참조하여 다른 형태의 컨덴서 마이크로폰(10B)의 구성을 설명한다. 컨덴서 마이크로폰(10B)은, 도전 패턴(11)과, 도전 패턴(11) 상에 배치된 반도체 소자(12)와, 도전 패턴(11) 및 반도체 소자(12)를 일체적으로 밀봉하는 밀봉 수지(13)로 이루어지는 반도체 장치(20B)와, 도전 패턴(11)의 일부로 이루어지고 또한 컨덴서의 1개의 전극을 형성하는 고정 전극층(14)과, 고정 전극층(14)에 대향하여 설치되고 컨덴서의 다른 전극을 형성하는 진동막(21)을 갖는 구성으로 되어 있다. 도 1에 도시하는 컨덴서 마이크로폰(10A)과 공통되는 개소는 동일 부호를 붙이고, 공통되는 개소의 구체적인 설명은 생략한다.

도 4의 (a)를 참조하면, 반도체 장치(20B)는, 도전 패턴(11A)이 노출되는 면을 상측으로 하여 배치된다. 그리고, 반도체 소자(12)가 고착되는 도전 패턴(11)이, 고정 전극층(14)으로서 기능하고 있다. 그리고, 고정 전극층(14)과, 진동막(21)으로 컨덴서가 형성되어 있다. 또한, 고정 전극층(14)과 반도체소자(12)는, 금속 세선(16)과 도전 패턴(11A)을 통하여 전기적으로 접속되어 있다.

도 4의 (b)를 참조하여, 도전 패턴(11)의 구체적인 형상을 설명한다. 여기서는, 반도체 소자(12)가 배치되는 랜드형의 도전 패턴(11)이 중앙부에 형성되고, 이 도전 패턴(11)이 고정 전극층(14)으로서 기능하고 있다. 또한, 내장되는 반도체 소자(12)와 금속 세선(16)을 개재하여 접속되는 도전 패턴(11A)이, 그 주위에 형성되어 있다. 또한, 1개의 도전 패턴(11A)은, 고정 전극층(14)과 연결되어 있다.

도 5를 참조하여, 도 4에 도시한 반도체 장치(20B)가 케이스재(25)에 내장된 컨덴서 마이크로폰(10B)의 구성을 설명한다. 케이스재(25)는 원통형의 형상을 갖고, 진동막(21) 및 반도체 장치(20B)가 내장되어 있다. 또한, 도 3에 도시된 컨덴서 마이크로폰(10A)과 같이 링(27A, 27B)에 의해 각 요소가 위치 결정되어 있다.

반도체 장치(20B)는, 도전 패턴(11)이 노출되는 면을 상면으로 하여, 절연성 접착제를 개재하여 실장 기판(24)에 고착되어 있다. 또, 도전 패턴(11A)은, 금속 세선(28)을 통하여, 실장 기판의 표면에 형성된 도전로와 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, 도전 패턴(11)은, 반도체 소자(12)의 배치 영역, 배선부, 반도체 장치(20B) 내부에서, 본딩패드 이외의 기능을 갖고 있다. 즉, 고정 전극층(14) 및 금속 세선(28)의 본딩패드가 되는 기능을 겸하고 있다. 반도체 장치(20B) 이외의 구성 요소는, 도 3에서 설명한 것과 동일하다.

상기한 컨덴서 마이크로폰(10B)에서는, 반도체 장치(20B)의 형상이, 도 1에서 도시한 반도체 장치(20A)보다도 간소화된 구성을 갖기 때문에, 보다 저가격의컨덴서 마이크로폰을 구성할 수 있다.

본 발명의 특징은, 밀봉 수지(13)의 상면에 고정 전극층(14)을 형성하고, 고정 전극층(14)과 반도체 소자(12)를 전기적으로 접속한 것에 있다. 구체적으로 설명하면, 밀봉 수지(13)의 상면에는 금속막으로 이루어지는 고정 전극층(14)이 형성되고, 관통홀(26)에 형성된 접속부(15)를 통하여, 고정 전극층(14)과 반도체 소자(12)는 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, FET인 반도체 소자(12)의 게이트 전극과 고정 전극층(14)이 접속됨으로써, 오디오 신호를 전기 신호로 변환할 수 있다. 이 때문에, 컨덴서 마이크로폰(10A)의 박형화 및 경량화를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명의 특징은, 밀봉 수지(13)의 일부를 삭제하는 것에 의해 형성된 관통홀(26)을 통하여, 고정 전극층(14)과 도전 패턴(11B)을 전기적으로 접속하는 것에 있다. 구체적으로 설명하면, 관통홀(26)의 측면 및 그 저면으로부터 노출되는 도전 패턴에는, 금속막으로 이루어지는 접속부(15)가 형성된다. 그리고 접속부(15)와 고정 전극층(14)은 도금법 등에 의해 일체적으로 형성되기 때문에, 고정 전극층(14)과 도전 패턴(11B)은 전기적으로 접속되어 있다. 이것에 의해, 고정 전극층(14)과 도전 패턴(11B)을 전기적으로 접속하기 위한 다른 구성 요소를 추가할 필요가 없다.

또한, 상기의 설명에서는, 도전 패턴(11)은 단층의 배선 구조를 갖지만, 도전 패턴을 다층의 배선 구조로 형성하는 것도 가능하다. 구체적으로 설명하면, 절연층을 개재하여 복수개의 층을 형성하는 도전 패턴을 형성하고, 각 층의 도전 패턴을 접속부에서 전기적으로 접속함으로써, 다층의 배선 구조를 실현할 수 있다.

(회로 장치(10)의 제조 방법을 설명하는 제2 실시 형태)

본 실시예에서는, 컨덴서 마이크로폰(10A)의 제조 방법을, 반도체 장치(20A)의 제조 방법을 중심으로 설명한다. 본 실시 형태에서는, 컨덴서 마이크로폰(10A)은 다음과 같은 공정으로 제조된다. 즉, 도전박(30)을 준비하는 공정과, 도전박(30)에 그 두께보다도 얕은 분리홈(32)을 형성하여 복수개의 도전 패턴(11)을 형성하는 공정과, 도전 패턴(11)에 반도체 소자(12)를 고착하는 공정과, 반도체 소자(12)를 피복하고, 분리홈(32)에 충전되도록 밀봉 수지(13)로 몰드하는 공정과, 도전 패턴(11)이 노출되도록 밀봉 수지(13)에 관통홀(26)을 형성하는 공정과, 밀봉 수지(13)의 표면에 고정 전극층(14)을 형성하고, 동시에 관통홀(26)의 측면 및 저면에 접속부(15)를 형성하는 공정과, 밀봉 수지(13)가 노출되기까지 도전박(30)의 이면을 제거하는 공정과, 밀봉 수지(13)를 다이싱함으로써 각 회로 장치로 분리하는 공정과, 케이스재(25)에 컨덴서 마이크로폰를 구성하는 요소를 조립하는 공정으로 구성되어 있다. 이하에, 본 발명의 각 공정을 도 6∼도 15를 참조하여 설명한다.

제1 공정: 도 6 내지 도 8 참조

본 공정은, 도전박(30)을 준비하고, 도전박(30)에 그 두께보다도 얕은 분리홈(32)을 형성하여 복수개의 도전 패턴(11)을 형성하는 것에 있다.

본 공정에서는, 우선, 도 6과 같이, 시트형의 도전박(30)을 준비한다. 이 도전박(30)은, 납재의 부착성, 본딩성, 도금성이 고려되어 그 재료가 선택되고, 재료로서는, Cu를 주재료로 한 도전박, Al을 주재료로 한 도전박 또는 Fe-Ni 등의 합금으로 이루어지는 도전박 등이 채용된다. 도전박의 두께는, 이후의 에칭을 고려하면 10㎛∼300㎛ 정도가 바람직하지만, 300㎛ 이상일지라도 10㎛ 이하일지라도 기본적으로는 괜찮다. 후술하는 바와 같이, 도전박(30)의 두께보다도 얕은 분리홈(32)을 형성할 수 있다면 된다.

다음으로, 도 7에 도시한 바와 같이, 도전박(30)의 위에, 포토레지스트(내에칭 마스크)(31)를 형성하고, 도전 패턴(11)이 되는 영역을 제외한 도전박(30)이 노출되도록 포토레지스트(31)를 패터닝한다.

그리고, 도 8을 참조하면, 도전박(30)을 선택적으로 에칭한다. 여기서는, 도전 패턴(11)은, 다이패드를 형성하는 도전 패턴(11B)과, 본딩패드를 구성하는 도전 패턴(11A) 등을 구성한다. 또한 분리홈(32)의 측면은 만곡되어 이루어지고, 이 부분에 충전되는 밀봉 수지(13)와의 밀착은 강고하게 된다.

제2 공정: 도 9 참조

본 공정은, 도전 패턴(11B)에 반도체 소자(12)를 고착하여, 반도체 소자(12)와 도전 패턴(11B)을 전기적으로 접속하는 것에 있다.

도 9를 참조하면, 도전 패턴(11B)에 접착제를 개재하여 반도체 소자(12)를 실장한다. 여기서, 접착제로서는 절연성의 것을 이용할 수 있다. 또한, 반도체 소자(12)의 전극과 원하는 도전 패턴(11A)과의 와이어 본딩을 행한다. 구체적으로 설명하면, 도전 패턴(11B)에 실장된 반도체 소자(12)의 전극과 원하는 도전 패턴(11A)을, 열압착에 의한 볼본딩 및 초음파에 의한 웨지 본딩에 의해 일괄적으로 와이어 본딩을 행한다.

여기서는, 반도체 소자(12)로서, FET가 도전 패턴(11B)에 고착되어 있지만, 반도체 소자(12)로서는, 바이폴라형 및 MOS 형의 능동 소자, 저항 등의 수동 소자가 집적화되어 증폭 회로나 노이즈 캔슬 회로가 구성된 IC를 반도체 소자(12)로서 채용하는 것도 가능하다.

제3 공정: 도 10 참조

본 공정은, 반도체 소자(12)를 피복하고, 분리홈(32)으로 충전되도록 밀봉 수지(13)로 몰드하는 것에 있다.

본 공정에서는, 도 10에 도시한 바와 같이, 밀봉 수지(13)는 반도체 소자(12) 및 복수개의 도전 패턴(11)을 피복하고, 분리홈(32)에는 밀봉 수지(13)가 충전되고, 분리홈(32)과 감합하여 강고하게 결합한다. 그리고, 밀봉 수지(13)에 의해 도전 패턴(11)이 지지되어 있다. 또한 본 공정에서는, 트랜스퍼 몰드, 인젝션 몰드, 또는 본딩에 의해 실현할 수 있다. 수지 재료로서는, 에폭시 수지 등의 열경화성 수지가 트랜스퍼 몰드로 실현할 수 있고, 폴리이미드 수지, 폴리페닐렌설파이드 등의 열가소성 수지는 인젝션 몰드로 실현할 수 있다.

본 공정의 특징은, 밀봉 수지(13)를 피복하기까지는, 도전 패턴(11)이 되는 도전박(30)이 지지 기판이 되는 것이다. 종래에는, 본래 필요로 하지 않는 지지 기판을 채용하여 도전 패턴을 형성하고 있지만, 본 발명에서는, 지지 기판이 되는 도전박(30)은, 전극 재료로서 필요한 재료이다. 그 때문에, 구성 재료를 최대한 생략하여 작업할 수 있는 장점이 있어, 가격의 저하도 실현할 수 있다. 또한, 분리홈(32)은, 도전박의 두께보다도 얕게 형성되어 있기 때문에, 도전박(30)이 도전패턴(11)으로서 개개로 분리되어 있지 않다. 따라서, 시트형의 도전박(30)으로서 일체로 취급할 수 있어, 밀봉 수지(13)를 몰드할 때, 금형으로의 반송, 금형으로의 실장의 작업이 매우 용이하게 되는 특징을 갖는다.

제4 공정: 도 11 참조

본 공정은, 도전 패턴이 노출되도록 밀봉 수지(13)에 관통홀(26)을 형성하는 것에 있다.

본 공정에서는, 밀봉 수지(13)의 일부를 삭제하여 관통홀(26)을 형성함으로써, 도전 패턴(11A)의 표면을 노출시킨다. 구체적으로 설명하면, 레이저로 밀봉 수지(13)의 일부를 제거함으로써 관통홀(26)을 형성하여, 도전 패턴(11)의 표면을 노출시킨다. 여기서, 레이저로서는, 탄산가스 레이저가 바람직하다. 또한 레이저로 밀봉 수지(13)를 증발시킨 후, 잔사가 있는 경우, 과망간산 소다 또는 과황산암모늄 등으로 웨트 에칭하고, 그 잔사를 제거한다.

레이저에 의해 형성된 관통홀(26)의 평면적인 형상은 원 형상으로 형성된다. 또한, 관통홀(26)의 평면적인 단면의 크기는, 관통홀(26)의 저부에 가까운 쪽이 작게 형성된다.

제5 공정: 도 12 및 도 13 참조

본 공정은, 밀봉 수지(13)의 표면에 고정 전극층(14)을 형성하고, 동시에 관통홀(26)의 측면 및 저면에 접속부(15)를 형성하는 것에 있다.

본 공정에서는, 전계 도금법 또는 무전계 도금법에 의해, 밀봉 수지(13)의 상면, 관통홀(26)의 측면부에 구리 등의 금속으로 이루어지는 도금막을 형성하여,고정 전극층(14) 및 접속부(15)를 구성한다. 전계 도금법에 의해 도금막을 구성하는 경우에는, 도전박(30)의 이면을 전극으로서 이용한다. 도 12에서는, 관통홀(26)의 측면부에도, 고정 전극층(14)과 동등한 두께를 갖는 도금막이 형성되어 있지만, 관통홀(26)을 도금재로 매립하는 것도 가능하다. 관통홀(26)을 금속으로 매립한 경우에는, 첨가제가 가해진 도금액을 사용하는데, 그와 같은 도금은 일반적으로 필링 도금법이라고 한다.

다음으로 도 13을 참조하면, 밀봉 수지(13)의 상면에 형성된 고정 전극층(14)을 각 회로 장치(10)마다 분리한다. 구체적으로 설명하면, 우선, 각 회로 장치(10)의 경계선에 대응하는 개소를 제외하고, 고정 전극층(14)이 형성되도록 레지스트(35)로 피복한다. 그리고, 에칭을 행함으로써, 각 회로 장치(10)의 경계선에 대응하는 개소의 고정 전극층(14)을 부분적으로 제거한다. 또한 에칭이 종료한 후에, 레지스트(35)는 분리된다.

제6 공정: 도 14 내지 도 15 참조

본 공정은, 밀봉 수지(13)가 노출되기까지 도전박(30)의 이면을 제거하는 것에 있다. 또, 본 공정은, 상술한 제5 공정과 동시에 행하여도 된다.

도 14를 참조하면, 본 공정은, 도전박(30)의 이면을 화학적 및/또는 물리적으로 제거하고, 도전 패턴(11)으로서 분리하는 것이다. 이 공정은, 연마, 연삭, 에칭, 레이저의 금속 증발 등에 의해 실시된다. 실험에서는 도전박(30)을 전면 웨트 에칭하여, 분리홈(32)으로부터 밀봉 수지(13)를 노출시킨다. 그 결과, 도전 패턴(11A) 및 도전 패턴(11B)이 되어 분리되고, 밀봉 수지(13)에 도전 패턴(11)의 이면이 노출되는 구조가 된다. 즉, 분리홈에 충전된 밀봉 수지(13)의 표면과 도전 패턴(11)의 표면은, 실질적으로 일치하는 구조로 되어 있다.

다음으로 도 15를 참조하면, 도전 패턴(11)의 노출면이 피복되도록 솔더 레지스트(19)를 형성한다. 밀봉 수지(13)의 상면에는, 구리 등의 금속으로 이루어지는 고정 전극층(14)이 형성되어 있고, 밀봉 수지(13) 이면에는 도전 패턴(11)이 노출되어 있다. 따라서, 외부 전극(18)이 형성되는 개소에 개구부(33)가 형성되고, 밀봉 수지(13)의 이면은 솔더 레지스트(19)가 도포된다. 이 개구부(33)는, 노광 및 형상을 행함으로써 형성된다.

다음에, 개구부(33)로부터 노출되는 도전 패턴(11)의 이면에 외부 전극(18)을 형성한다. 구체적으로 설명하면, 스크린 인쇄 등에 의해 개구부(33)에 땜납 등의 땜납재를 도포하고, 융해시킴으로써, 외부 전극(18)을 형성한다.

다음으로, 각 반도체 장치의 경계선에 대응하는 개소의 밀봉 수지(13)를 다이싱하는 것에 의해, 개별의 회로 장치로 분리한다. 다이싱 라인(34)에 대응하는 개소의 도전박(30)은, 이면으로부터의 도전박을 에칭하는 공정으로 제거되어 있다. 또한 다이싱 라인(34)에 대응하는 개소의 고정 전극층(14)도, 에칭에 의해 제거되어 있다. 따라서, 본 공정에서는, 다이싱을 행하는 블레이드는, 밀봉 수지(13)만을 절제하기 때문에, 블레이드의 마모를 최소한으로 억제할 수 있다.

이상의 공정에서 제조된 반도체 장치(20A)는, 컨덴서 마이크로폰을 형성하는 다른 구성 요소와 함께, 케이스재(25)에 수납된다. 그리고, 예를 들면, 도 3에 도시한 바와 같은 최종 형상을 얻는다.

본 발명의 특징은, 밀봉 수지(13)의 상면에 형성한 고정 전극층(14)과, 고정 전극층(14)과 도전 패턴(11B)을 전기적으로 접속하는 접속부(15)를 일괄적으로 형성하는 것에 있다. 구체적으로 설명하면, 고정 전극층(14) 및 접속부(15)는, 일체화한 도금막으로서, 전계 도금법 또는 무전계 도금법에 의해 형성된다. 따라서, 고정 전극층(14)을 형성함에 따른 공정수의 증가를 최대한으로 억제할 수 있다.

또한, 본 발명의 특징은, 레이저를 이용하여 밀봉 수지(13)에 관통홀(26)을 형성하는 것에 있다. 구체적으로 설명하면, 레이저의 출력을 조절함으로써, 밀봉 수지(13)만을 제거하는 것이 가능하므로, 레이저에 의한 제거를 밀봉 수지(13)와 도전 패턴(11)과의 계면에서 정지시키는 것이 가능하다.

또, 상기의 설명에서는, 레이저를 이용함으로써 관통홀(26)을 형성했지만, 레이저 이외의 방법이라도 관통홀(26)을 형성하는 것이 가능하다. 구체적으로 설명하면, 밀봉 수지(13)를 몰드하는 공정에 있어서, 밀봉 수지(13)의 상면에 당접하는 금형에 관통홀(26)의 형상에 대응한 볼록부를 형성한다. 그리고, 볼록부의 선단부를 도전 패턴의 표면에 당접시키면서 밀봉 수지(13)에 의한 밀봉을 행함으로써, 이 볼록부의 형상에 대응한 형상의 관통홀(26)을 형성할 수 있다.

본 발명에서는, 이하에 설명한 바와 같은 효과를 발휘할 수 있다.

제1로서, 반도체 장치(20A)의 표면에 고정 전극층(14)을 형성함으로써, 컨덴서 마이크로폰(10)의 소형화를 실현할 수 있다. 또한, 고정 전극층(14)은, 밀봉 수지(13)에 형성한 관통홀(26)을 통하여 반도체 소자(12)와 전기적으로 접속되어있다. 따라서, 고정 전극층(14)과 반도체 소자(12)를 접속하는 접속부를 별도로 설치할 필요가 없다. 이 때문에, 경량이면서 박형으로 간소화된 구성을 갖는 컨덴서 마이크로폰을 제공할 수 있다. 구체적으로 설명하면, 컨덴서 마이크로폰의 총 두께를 1㎜ 이하로 할 수 있다.

제2로서, 반도체 소자(12)를 밀봉하는 밀봉 수지(13)의 표면에 고정 전극층(14)이 형성됨으로써, 밀봉 수지(13)에 의해 반도체 소자(12)와 고정 전극층(14)이 이격되어 있다. 따라서, 양자가 간섭하지 않기 때문에, 출력되는 신호의 S/N비를 향상시킬 수 있다.

제3으로서, 반도체 장치(20A)를 직접적으로 케이스재(25)의 내벽에 고정할 수 있기 때문에, 반도체 장치(20A)를 실장하기 위한 실장 기판을 생략하여 컨덴서 마이크로폰을 구성할 수 있다. 따라서, 더욱 경량화 및 박형화를 실현하는 것이 가능하다.

제4로서, 반도체 소자(12)의 배치 영역 및 본딩패드 등을 형성하는 도전 패턴(11)의 일부를, 고정 전극층(14)으로서 이용함으로써, 보다 간소화된 구성을 갖는 컨덴서 마이크로폰을 제공할 수 있다.

Claims

도전 패턴과, 상기 도전 패턴 상에 배치된 반도체 소자와, 상기 도전 패턴 및 상기 반도체 소자를 일체적으로 밀봉하는 밀봉 수지로 이루어지는 반도체 장치와,

상기 반도체 소자와 전기적으로 접속되고 또한 상기 밀봉 수지의 표면에 형성되어 컨덴서의 1개의 전극을 형성하는 고정 전극층과,

상기 고정 전극층에 대향하여 설치되고 상기 컨덴서의 다른 전극을 형성하는 진동막

을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨덴서 마이크로폰.
제1항에 있어서,

상기 고정 전극층은, 상기 도전 패턴이 노출되는 면에 대향하는 상기 밀봉 수지의 표면에 형성되는 것을 특징으로 하는 컨덴서 마이크로폰.
제2항에 있어서,

상기 밀봉 수지에 형성된 관통홀을 통하여 상기 고정 전극층과 상기 도전 패턴을 전기적으로 접속하는 것을 특징으로 하는 컨덴서 마이크로폰.
제1항에 있어서,

상기 고정 전극층은 도금막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 컨덴서 마이크로폰.
제1항에 있어서,

상기 밀봉 수지는, 상기 도전 패턴의 이면을 노출시켜서 상기 반도체 소자 및 상기 도전 패턴을 피복하는 것을 특징으로 하는 컨덴서 마이크로폰.
제1항에 있어서,

상기 반도체 장치, 상기 고정 전극층 및 상기 진동막은 케이스재에 수납되고, 상기 반도체 장치는 실장 기판을 개재하여 상기 케이스재의 내벽에 고정되는 것을 특징으로 하는 컨덴서 마이크로폰.
제1항에 있어서,

상기 반도체 장치, 상기 고정 전극층 및 상기 진동막은 케이스재에 수납되고, 상기 반도체 장치는 직접 상기 케이스재의 내벽에 고정되는 것을 특징으로 하는 컨덴서 마이크로폰.
도전 패턴과, 상기 도전 패턴 상에 배치된 반도체 소자와, 상기 도전 패턴 및 상기 반도체 소자를 일체적으로 밀봉하는 밀봉 수지로 이루어지는 반도체 장치와,

상기 도전 패턴의 일부로 이루어지고 또한 컨덴서의 1개의 전극을 형성하는 고정 전극층과,

상기 고정 전극층에 대향하여 설치되고 상기 컨덴서의 다른 전극을 형성하는 진동막

을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨덴서 마이크로폰.
제8항에 있어서,

상기 반도체 소자가 고착되는 상기 도전 패턴을, 상기 고정 전극층으로서 이용하는 것을 특징으로 하는 컨덴서 마이크로폰.
제8항에 있어서

상기 밀봉 수지는, 상기 도전 패턴의 이면을 노출시켜서 상기 반도체 소자 및 상기 도전 패턴을 피복하는 것을 특징으로 하는 컨덴서 마이크로폰.
제8항에 있어서

상기 반도체 장치, 상기 고정 전극층 및 상기 진동막은 케이스재에 수납되고, 상기 반도체 장치는 실장 기판을 개재하여 상기 케이스재의 내벽에 고정되는 것을 특징으로 하는 컨덴서 마이크로폰.