JP2009246116A - リードフレーム及びパッケージ本体、パッケージ、半導体装置、並びにマイクロフォンパッケージ - Google Patents

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Abstract

【課題】簡単な構造で全体を小型化し、さらなるコスト低減を図る。
【解決手段】半導体チップ２，３を搭載する底板部４１と、該底板部４１の周縁部から立設した周壁部４２と、該周壁部４２の下部の周囲に一体に形成した張り出し部４３とを備える箱型のモールド樹脂体６にリードフレームの一部が埋設され、モールド樹脂体６の周壁部４２に、リードフレームのステージ部１１及び各端子部１２〜１４における内部接続面２１〜２３，２５の少なくとも一部ずつを露出させる穴部４５が形成され、端子部１２〜１４の表面を埋設状態とする張り出し部４３に、ステージ部１１の延長部１６，１７の表面が露出している。
【選択図】 図４

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箱型の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装置に係り、そのリードフレーム及び該リードフレームを埋設したパッケージ本体、パッケージ、半導体装置、並びに該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、リードフレームに樹脂をモールドしてなるプリモールドタイプの中空のパッケージの中にマイクロフォンチップ等を収納したものがある。
このプリモールドタイプのパッケージを使用した半導体装置として、従来、特許文献１に示すものがある。この半導体装置は、リードフレームの中央部分に配置したステージ部に半導体チップが搭載されるとともに、このステージ部の裏側からステージ部の周囲にかけてモールド樹脂体が一体に設けられ、このモールド樹脂体においてステージ部からはみ出している周壁部の上面に、ステージ部から張り出した吊りリードの途中部分が露出状態に配置されている。一方、このモールド樹脂体に被せられる蓋体が金属製のカップ状に形成され、その周縁部をモールド樹脂体の周壁部に接合して被せられることにより、半導体チップの周囲に空間を形成するとともに、金属製蓋体と吊りリードの露出部分とが電気的に接続状態とされている。
そして、吊りリードの先端部及びステージ部の外側方位置に配置されるリード部の各外側端部は、モールド樹脂体の裏面にそれぞれ露出し、基板に実装したときに基板の回路に接続されるようになっている。
一方、特許文献２記載の半導体装置は、フラットな回路基板の表面に半導体チップ（マイクロフォンチップ）を搭載して、その上から金属製のケース（蓋体）を被せて固着した構成とされている。
特開２００７−６６９６７号公報 米国特許第６７８１２３１号明細書
特許文献１記載の半導体装置は、リードフレームのステージ部と金属製蓋体とを吊りリードの露出部分で接続状態とすることにより、半導体チップの周囲を金属部分で囲ってシールド性を高めたものであり、リードフレームに樹脂をモールドして一体化するという簡単な方法であるため、安価に製造することができるものである。しかし、吊りリードを立ち上げて、その途中部分をモールド樹脂部の周壁部上面に露出させた上で、先端側の部分を折り返すように再び下方に向け、その先端部をモールド樹脂部の裏面に露出させるという構造であるため、リードの曲げ加工が必要になる。
一方、特許文献２記載の半導体装置のようにパッケージ本体をフラットにすると、半導体チップをダイボンドにより固着する際に、接着剤がリード部の内側端部まで流れ出して覆ってしまうことが考えられる。このため、接着剤が到達しないようにチップ搭載部とリード部の内側端部との距離を十分に大きく確保する必要があり、小型化が損なわれていた。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、簡単な構造で全体を小型化し、さらなるコスト低減を図ることを目的とする。
このような目的を達成するため、本発明は、リードフレーム及び該リードフレームを利用したパッケージ本体、パッケージ、半導体装置、並びにマイクロフォンパッケージを提供する。
まず、本発明の半導体装置用リードフレームは、半導体チップを搭載する底板部と、該底板部の周縁部から立設した周壁部と、該周壁部の下部の周囲に一体に形成した張り出し部とを備える箱型のモールド樹脂体に少なくとも一部が埋設されるリードフレームであって、前記底板部内に埋設され少なくとも一部が前記張り出し部の形成領域に配置されるステージ部と、前記周壁部及び前記張り出し部の両形成領域にわたって配置される複数の端子部とが相互に間隔をあけて形成されるとともに、前記周壁部の形成領域に、前記ステージ部及び各端子部の内部接続面がそれぞれ配設され、前記張り出し部の形成領域では、前記端子部の表面が前記ステージ部の表面よりも板厚方向に低い位置に配置されていることを特徴とする。
そして、このリードフレームを使用した半導体装置用パッケージ本体は、前記リードフレームに前記モールド樹脂体が形成されるとともに、該モールド樹脂体の前記周壁部に、前記ステージ部及び各端子部における内部接続面の少なくとも一部ずつを露出させる穴部が形成され、前記端子部の表面を埋設状態とする前記張り出し部に、前記ステージ部の一部の表面が露出していることを特徴とする。
すなわち、この半導体装置用パッケージ本体は、張り出し部にステージ部の一部が露出しているので、この張り出し部に導電性材料からなる蓋体を固着することにより、半導体チップをステージ部及び蓋体により囲った状態でシールドすることが可能である。そして、この張り出し部の内側に周壁部を立設し、その周壁部に穴部を形成して、端子部及びステージ部の内部接続面を露出させている。言い換えれば、張り出し部が周壁部の外側に配置されるとともに、穴部の周りが周壁部により囲まれた状態となるのであり、底板部上に半導体チップをダイボンドする際に接着剤がリードフレームの内部接続面や張り出し部にまで流れ出ることはない。したがって、内部接続面を半導体チップの搭載領域に接近させて配置することが可能になる。
また、この周壁部を設けて、その外側の張り出し部で蓋体を固着可能にするとともに、内部接続面については周壁部に穴部を設けて露出させる構成としたことにより、リードフレーム自体は、ほぼ平坦に形成することができる。
この場合、前記ステージ部に、前記張り出し部の形成領域まで延びる延長部が形成されている構成としてもよい。
また、本発明のリードフレームにおいて、前記ステージ部及び端子部の裏面に、外部接続面が他の部分よりも板厚方向に突出して形成されている構成としてもよく、さらに、少なくとも前記ステージ部に、前記外部接続面と同じ高さに突出する支持面が形成されている構成としてもよい。
そして、このリードフレームを使用した半導体装置用パッケージ本体は、前記リードフレームに前記モールド樹脂体が形成されるとともに、該モールド樹脂体の前記周壁部に、前記ステージ部及び各端子部における内部接続面の少なくとも一部ずつを露出させる穴部が形成され、前記端子部の表面を埋設状態とする前記張り出し部に、前記ステージ部の一部の表面が露出し、前記モールド樹脂体の裏面に、前記外部接続面及び前記支持面が露出していることを特徴とする。また、支持面を有するリードフレームを使用したものにおいては、さらに、該支持面もモールド樹脂体の裏面に露出する構成とされる。
このパッケージ本体においては、リードフレームにモールド樹脂体を成形する際に、外部接続面や支持面を射出成形金型の内面に当接させた状態で射出成形することができ、金型内にリードフレームが安定して保持される。
また、本発明の半導体装置用パッケージは、前記半導体装置用パッケージ本体と、該半導体装置用パッケージ本体の前記周壁部に囲まれた内部空間を覆う蓋体とを備え、該蓋体が導電性材料からなり、その周縁部が前記張り出し部の上面に電気的に接続されることを特徴とする。
前述したように張り出し部の内側に周壁部が立設され、その周壁部の穴部に内部接続面が露出しているので、半導体チップ側だけでなく、蓋体の固着部側からも接着剤がはみ出して内部接続面を覆うことはない。
また、本発明の半導体装置は、前記半導体装置用パッケージにおける前記底板部の上に、前記ステージ部の上方に配置されるように半導体チップが搭載され、該半導体チップが前記穴部から前記ステージ部及び各端子部における内部接続面に接続されていることを特徴とする。
さらに、本発明のマイクロフォンパッケージは、前記半導体装置を用いて構成され、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。
周壁部を内側に近づけて配置できることから、該周壁部に囲まれた内部空間を小さくすることができ、マイクロフォンパッケージとしては、共振周波数を高くすることができる。
また、本発明のマイクロフォンパッケージにおいて、前記パッケージ本体の底板部に、前記ステージ部の一部が前記モールド樹脂体に形成した窓穴部から露出されるとともに、その露出部分にステージ部を貫通する複数の小孔が形成され、これら小孔により前記音響孔が構成されているようにしてもよい。
本発明によれば、半導体チップが固着される底板部と、蓋体が固着される張り出し部との間に周壁部を立設させ、その周壁部にリードフレームの内部接続面を露出させる穴部を形成したから、固着のための接着剤が内部接続面にまで流れ出ることがなく、内部接続面を半導体チップの固着部分に接近させて配置することが可能になり、その分、全体を小型化してコスト低減を図ることができる。したがって、基板に搭載したときの設置面積が小さくなり、高密度実装を可能とすることができる。
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１〜図８は第１実施形態を示している。この第１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４、図６及び図７に示すように、半導体チップとしてマイクロフォンチップ２と回路チップ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、ほぼ平坦な板状のリードフレーム５及び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から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。
リードフレーム５は、帯状の金属板に、図１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１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１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１中、符号９は、リードフレーム５の打ち抜きにより形成される外枠部１０に接続状態の接続フレーム部を示している。
このリードフレーム５は、比較的広い面積を有するステージ部１１と、該ステージ部１１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１２〜１４とが相互に間隔をあけて配置された構成とされ、それぞれが複数の接続フレーム部９によって独立して外枠部１０に接続されている。
この場合、リードフレーム５は全体としては矩形状に形成され、ステージ部１１は、その矩形状の中の一つの隅部を中心に配置され、該隅部を形成する二辺に接続された本体部１５から二つの延長部１６，１７が一体に形成され、これら延長部１６，１７の先端が他の二辺のほぼ中央位置にそれぞれ接続されている。
そして、このステージ部１１と外枠部１０とにより囲まれた残りの三か所の隅部に、それぞれ端子部１２〜１４が配置されている。これら端子部１２〜１４は、その表面側の一部が後述する半導体チップに対する内部接続面２１〜２３とされ、この内部接続面２１〜２３を除く部分の表面側は板厚を薄くするようにハーフエッチングされていることにより、このハーフエッチングされた表面が内部接続面２１〜２３よりも板厚方向に低い低床面２４とされている。図１でハッチングされた領域が、ハーフエッチングされた低床面２４を示している。
この場合、リードフレーム５として全体の外周部には、図１に示すように、ステージ部１１における本体部１５の角部及び延長部１６，１７の先端部がそれぞれ配置されるが、各端子部１２〜１４においてはハーフエッチングされた低床面２４が配置されており、各端子部１２〜１４の内部接続面２１〜２３は、リードフレーム５の外周部よりも内側に入り込んだ位置に配置されている。すなわち、図１において二本の二点鎖線で囲まれる領域が、後述するモールド樹脂体の周壁部の形成領域Ａを示しており、この周壁部の形成領域Ａ内に端子部１２〜１４の内部接続面２１〜２３が配置されている。また、この周壁部の形成領域Ａ内に配置されるステージ部１１における一つの延長部１６の一部分が、ステージ部１１に対する接地用の内部接続面２５とされている。なお、この周壁部の形成領域Ａよりも外側はモールド樹脂体における張り出し部の形成領域とされ、この張り出し部の形成領域には、前述したように、ステージ部１１における本体部１５の角部、延長部１６，１７の先端部、及び各端子部１２〜１４の低床面２４が配置されている。
一方、このリードフレーム５の裏面は、図２にハッチングでハーフエッチング領域を示したように、四隅の矩形状の部分を残して他の大部分はハーフエッチングされており、これら４か所の矩形状部分が、後述するように基板に搭載されたときの外部接続面２６〜２９とされている。
この場合、ステージ部１１においては、その本体部１５の隅部（図２の右上隅部）に矩形状に外部接続面２９が形成され、各端子部１２〜１４は、そのうちの一つの端子部（図２の左下隅部に配置される端子部）１３は外部接続面２７が全体形状と同じ矩形状に形成され、他の二つの端子部１２，１４は、外部接続面２６，２８に対して面方向に突出する突出部３０，３１が形成され、その突出部３０，３１の裏面が板厚を薄くするようにハーフエッチングされている。これらステージ部１１の外部接続面２９及び各端子部１２〜１４の外部接続面２６〜２８は、それぞれほぼ同じ大きさの矩形状に形成されており、リードフレーム５の全体としての四隅に配置されている。なお、図１と照合するとわかるように、二つの端子部１２，１４における両張り出し部３０，３１の表面側は内部接続面２１，２３とされている。
また、ステージ部１１においては、外部接続面２９の他にも、ほぼ中央部、及び外枠部１０の４辺の中央位置に配置される接続フレーム部９への接続部も、外部接続面２９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を形成するときに金型に接触する支持面３２，３３とされている。また、図２では、３個の端子部１２〜１４のうち、突出部３１がリードフレーム５の幅方向（左右方向）の中央部まで延びている端子部（図２の右下隅部に配置されている端子部）１４においては、その突出部３１の裏面にも、ステージ部１１の支持面３２，３３と同様に、外部接続面２８と同じ高さの支持面３４が形成されている。なお、いずれの接続フレーム部９も、ハーフエッチングされることなく元板厚に設定される。
そして、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６が一体に成形されることにより、図３に示すようにパッケージ本体７が構成されている。モールド樹脂体６は、図３及び図４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板部４１と、この底板部４１の周縁部から立設した角筒形の周壁部４２と、周壁部４２の下部の周囲に一体に形成した張り出し部４３とを備える箱型に形成されている。
底板部４１は、リードフレーム５の中央部分、図１では周壁部の形成領域Ａよりも内側の領域を占めるステージ部１１の比較的広い範囲の部分の表裏両面がほぼ全面にわたって埋設状態とされている。また、周壁部４２は、上方に向かうにしたがって幅が小さくなる台形の横断面に形成されており、図１の形成領域Ａで示したように、ステージ部１１における本体部１５の一部、両延長部１６，１７の途中部分（そのうちの一つがステージ部１１の内部接続面２５とされる）、各端子部１２〜１４の内部接続面２１〜２３、低床面２４の一部を埋設状態としている。そして、図３に示すように、この周壁部４２の一部が若干低くかつ幅広に形成され、その幅広部４４に、ステージ部１１の内部接続面２５及び各端子部１２〜１４の内部接続面２１〜２３を一部ずつそれぞれ上方に露出状態とする４個の穴部４５が形成されている。
また、この周壁部４２の外側に形成される張り出し部４３は、底板部４１と同じ平板上に形成され、リードフレーム５において図１のＡで示す領域よりも外側の領域の部分が配置される。そして、リードフレーム５のステージ部１１における本体部１５の角部及び二か所の延長部１６，１７における先端部のそれぞれの表面は張り出し部４３の上面に露出させられ、他の端子部１２〜１４の表面は、ハーフエッチングされた低床面２４が配置されることにより、モールド樹脂によって張り出し部４３内に埋設状態とされている。この場合、この張り出し部４３の表面はステージ部１１及びその延長部１６，１７の露出面を含めて面一に形成されている。
一方、モールド樹脂体６の裏面側においては、前述したようにリードフレーム５のハーフエッチングされている大部分が埋設状態とされ、図５に示すように、ステージ部１１の外部接続面２９及び各端子部１２〜１４の外部接続面２６〜２８が四隅に露出する他は、ステージ部１１に部分的に配設した支持面３２，３３，３４が露出した状態とされている。
このように形成されたパッケージ本体７の底板部４１の上に、図４、図６及び図７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とがダイボンド４６によってそれぞれ固定され、モールド樹脂体６の周壁部４２の穴部４５に臨ませられている各端子部１２〜１４の内部接続面２１〜２３及びステージ部１１の内部接続面２５にボンディングワイヤ４７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、このパッケージ本体７に被せられる蓋体８は、銅材等の導電性金属材料により、パッケージ本体７の周壁部４２の高さの分、絞り加工されて形成されており、天板部５１の周囲に側板部５２が形成され、該側板部５２の下端に、天板部５１と平行につば部５３が形成されている。また、天板部５１には音響孔５４が貫通状態に形成されている。そして、この蓋体８をパッケージ本体７に被せると、図７に示すように、天板部５１がパッケージ本体７の周壁部４２に囲まれた内部空間５５を閉塞するとともに、その内部空間５５を音響孔５４によって外部に連通させた状態とし、かつ、側板部５２が周壁部４２の外側に配置され、つば部５３が張り出し部４３に重ねられる構成である。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の張り出し部４３に蓋体８のつば部５３が導電性接着剤５６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の張り出し部４３に露出しているステージ部１１が導電性接着剤５６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１１の間が電気的接続状態となって内部空間５５内の半導体チップ２，３を囲った状態とするものである。
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、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１及び図２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、プレス加工によって外形を打ち抜き、接続フレーム部９により外枠部１０に接続状態とされたリードフレーム５を形成する。このようにして形成されるリードフレーム５は、ハーフエッチングされた部分に若干の凹凸を有するものの、ほぼ平坦な板状に形成される。
次に、このリードフレーム５を射出成形金型内に配置し、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。
図８はプレス成形した後のリードフレーム５を射出成形金型内に配置した状態を示しており、上型６１と下型６２との間にモールド樹脂が注入されるキャビティ６３が形成されている。リードフレーム５は、その表面においては、モールド樹脂体６の周壁部４２の穴部４５から各端子部１２〜１４の内部接続面２１〜２３及びステージ部１１の内部接続面２５がそれぞれ露出し、裏面においては、外部接続面２６〜２９、ステージ部１１の各支持面３２，３３、及び端子部１４の支持面３４がそれぞれ露出するようになっているが、これらの露出面は、射出成形金型の金型６１，６２内面が当接することにより形成される。この場合、リードフレーム５の表裏両面に露出面が形成されていることから、リードフレーム５は、表裏両面に金型６１，６２が接触して、キャビティ６３内で両面から支持されることになる。特に底板部４１においては、ステージ部１１の表面側にも樹脂部分が形成され、このため、ステージ部１１の表面と上型６１の内面との間に広い範囲にわたって隙間が形成されることになるが、ステージ部１１の裏面に配置した複数個所の支持面３２，３３が下型６２の内面に当接するとともに、張り出し部４３において両面に金型６１，６２が接触していることにより、ステージ部１１全体としては表裏両面から支持されることになる。したがって、リードフレーム５は、射出時の圧力によって撓んだり動いたりすることがないように金型６１，６２内に確実に固定される。
そして、このようにしてリードフレーム５にモールド樹脂体６を一体に成形した後、そのパッケージ本体７の底板部４１の上に半導体チップ２，３をダイボンド４６により固着し、周壁部４２の穴部４５に露出している各端子部１２〜１４の内部接続面２１〜２３及びステージ部１１の内部接続面２５とワイヤボンディングして接続状態とした後、張り出し部４３の上面に導電性接着剤５６を塗布して、別に製作しておいた蓋体８を被せて接着する。この状態では、パッケージ本体７は、そのリードフレーム５が隣接するリードフレームに接続フレーム部９を介して連結状態とされていることにより、複数個が縦横に連なっており、蓋体８もリードフレーム５と同様の接続フレーム部（図示略）によりパッケージ本体７と同じピッチで複数個が連結状態とされ、これらが一括して接着される。
そして、この接着後に、モールド樹脂体６から突出しているリードフレーム５の接続フレーム部９や蓋体８の接続フレーム部を一括して切断して、個々のパッケージ４に分割する。
このようにして製造した半導体装置１は、その底面に露出している各端子部１２〜１４及びステージ部１１の外部接続面２６〜２９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４１内に埋設されているステージ部１１が半導体チップ２，３の下方に配置され、このステージ部１１の内部接続面２５に半導体チップ２，３が接続され、ステージ部１１の延長部１６，１７に導電性接着剤５６を介して蓋体８が接続され、その蓋体８が半導体チップ２，３の上方を覆っている。したがって、半導体チップ２，３は、その周囲をステージ部１１や蓋体８によって囲まれた状態となり、このステージ部１１の外部接続面２９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。
また、パッケージ本体７は、半導体チップ２，３が固着される底板部４１と、蓋体８が固着される張り出し部４３との間に周壁部４２が立設し、この周壁部４２の穴部４５内に各端子部１２〜１４の内部接続面２１〜２３及びステージ部１１の内部接続面２５が露出しているので、ダイボンド４６や導電性接着剤５６が周壁部４２により堰き止められ、その壁を乗り越えて穴部４５内に侵入することはない。したがって、底板部４１におけるチップ搭載領域と内部接続面２１〜２３，２５とを接近させて配置することが可能になり、その分、面積を小さくすることができる。
しかも、周壁部４２に穴部４５を設けて各端子部１２〜１４やステージ部１１の内部接続面２１〜２３，２５を露出させ、蓋体８も周壁部４２の外側で底板部４１と同じ平面上に形成された張り出し部４３に固着する構成とされ、リードフレーム５自体は平坦に形成されているので、これを屈曲させて端子部や蓋体との接続部分を形成する従来技術構成のものと比べても、全体の小型化を図ることができる。
したがって、この半導体装置１は、基板上の実装面積を小さくすることができ、基板上の他の回路等への干渉を少なくし得て、高密度の実装を可能にすることができる。
一方、図９〜図１５は本発明の第２実施形態を示している。これらの図において、第１実施形態と共通部分には同一符号を付して説明を省略する。
前述の第１実施形態では蓋体に音響孔を形成したが、この第２実施形態の半導体装置においては、パッケージ本体に音響孔を形成している。すなわち、図９及び図１０に示すように、リードフレーム７１は、ステージ部７２の本体部７３が第１実施形態のものよりも長く延びており、この本体部７３に、これを貫通するように音響孔用の下孔７４が設けられている。
また、３個の端子部のうち、隅部に配置される２個の端子部１３，１４は第１実施形態の対応する端子部とほぼ同様の構成であるが、他の端子部７５は、リードフレーム７１の上下方向の中央位置に配置され、突出部のない端子部１３と同様に矩形状に形成され、その一部に内部接続面７６が形成されている。また、この端子部７５の形状に対応して、ステージ部７２も、一つの延長部１７は第１実施形態のものと同様の形状とされているが、端子部７５に隣接している他の延長部７７はストレート状に形成されている。
また、ステージ部７２の裏面は、大部分がハーフエッチングされているが、端子部７５と対応する上下方向の中央位置に外部接続面７７が形成され、かつ、下孔７４の周囲にも、該下孔７４の回りを囲むように支持面７８が形成されている。また、ステージ部７２の本体部７３が上下方向に延びたことにより、幅方向の中央位置に配置される支持面３２が２個設けられるとともに、両側部の接続フレーム部９と一体に形成される支持面３３も２個ずつ設けられている。
そして、このリードフレーム７１をプレス成形した後、図１５に示す射出成形金型に設置する。この射出成形金型には、下型８１に、リードフレーム７１の下孔７４よりも若干小径のピン８２が突出状態に設けられ、上型８３には、ピン８２の先端部を挿入する穴８４と、この穴８４より若干大径の座ぐり部８５とが同心状に形成され、型８１，８３を締めてピン８２を穴８４に挿入状態としたときに、キャビティ８６には、ピン８２の回りで座ぐり部８５により筒状の空所が形成されるようになっている。
この射出成形金型にリードフレーム７１を設置して樹脂を射出することにより、そのモールド樹脂体９１の底板部４１には、図１１〜図１４に示すように、ピン８２によって形成された音響孔９２が形成され、底板部４１の上面には音響孔９２の周囲を囲む筒状壁９３が形成される。この筒状壁９３は、半導体チップ２，３を接着する際のダイボンド４６をせき止め、音響孔９２内に流れ込むことを防止する。また、このパッケージ本体９４と組み合わせてパッケージ９５を構成する蓋体９６には、図１４に示すように孔のないものが用いられる。また、この蓋体９６は、第１実施形態と同様、導電性金属材料により形成され、半導体装置９７としては、この蓋体９６がリードフレーム７１に電気的接続状態となることにより、内部空間５５がシールドされる。
また、この第２実施形態のようにパッケージ本体に音響孔を設ける場合、図１６から図１８に示す第３実施形態のような構造としてもよい。この半導体装置１００のパッケージ１０１においては、パッケージ本体１０２の一部に、図１６及び図１７に示すように、リードフレーム１０３のステージ部１０４を覆うモールド樹脂体１０５の一部を円形に繰り抜かれていることにより、その窓穴部１０６からステージ部１０４の一部が円形に露出しており、その露出部分に複数の小孔１０７が貫通状態に形成され、これら小孔１０７によって音響孔１０８が形成される構成とされている。また、この音響孔１０８と半導体チップ２の搭載領域との間に立設されるように壁１０９が円弧状に形成されている。
このパッケージ本体１０２を製造する場合、音響孔１０８の小孔１０７はリードフレーム１０３をハーフエッチングする際に形成することができる。つまり、リードフレーム１０３は、第１、第２実施形態と同様にハーフエッチングされるので、そのときに、音響孔形成領域の部分では小孔用の孔明きのマスキングをしてエッチングすることにより、貫通状態の小孔１０７を形成することができる。そして、このリードフレーム１０３にモールド樹脂体１０５を射出成形する際に、図１８に示すように、上型１１１と下型１１２とに形成した円形突出部１１３によって音響孔１０８の形成部分を挟むことにより小孔１０７を塞いだ状態として射出成形する。また、上型１１１には、円形突出部１１３に隣接して円弧状の溝１１４を形成しておく。これにより、図１６及び図１７に示すようにステージ部１０４の一部が円形に露出し、その露出部分に複数の小孔１０７が貫通してなる音響孔１０８が形成され、また、その音響孔１０８の半分程度を囲む円弧状の壁１０９が形成される。なお、この円弧状の壁１０９は第２実施形態と同様に筒状に形成してもよい。
音響孔１０８をこのような構造とすることにより、製造工程の一部であるエッチング工程の中で音響孔１０８を形成することができて効率的であるとともに、複数の小孔１０７によって音響孔１０８としたことにより、個々の小孔１０７は小さくなり、ゴミ等の異物が内部空間５５に侵入することを防止することができ、また、ノイズの発生も抑制することができる。
なお、本発明は上記実施形態の構成のもの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。
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。
また、各実施形態では、リードフレームをほぼ平坦な板状のままとし、低床面等の凹凸形状をハーフエッチングにより形成したが、エンボス加工、コイニング加工等により凹凸形状を形成してもよい。
さらに、モールド樹脂体を成形するための射出成形金型に外部接続面を嵌合するように凹部を形成し、モールド樹脂体の裏面よりも外部接続面及び支持面を突出させるように形成してもよく、モールド樹脂体の裏面を基板の表面から浮かせた状態に搭載することができる。また、パッケージ本体に導電性接着剤を塗布して蓋体を接着したが、パッケージ本体に接着シートを貼り付けて蓋体を接着する構成としてもよい。
本発明に係るリードフレームの第１実施形態を示す平面図である。 図１に示すリードフレームの裏面図である。 図１に示すリードフレームにモールド樹脂体を一体成形してなるパッケージ本体を示す斜視図である。 図３に示すパッケージ本体の平面図である。 図４に示すパッケージ本体の裏面図である。 図４に示すパッケージ本体に半導体チップを収納した状態を蓋体とともに示した縦断面図であり、図４のＢ−Ｂ線に沿う断面に相当する。 図４のパッケージ本体に半導体チップを収納して蓋体を固着してなる半導体装置の縦断面図であり、図４のＣ−Ｃ線に沿う断面に相当する。 図１に示すリードフレームを射出成形金型内に配置した状態を示す縦断面図であり、図４のＢ−Ｂ線に沿う断面に相当する。 本発明に係るリードフレームの第２実施形態を示す平面図である。 図９に示すリードフレームの裏面図である。 図９に示すリードフレームにモールド樹脂体を一体成形してなるパッケージ本体を示す斜視図である。 図１１に示すパッケージ本体の平面図である。 図１２に示すパッケージ本体の裏面図である。 図１２に示すパッケージ本体に半導体チップを収納した状態を蓋体とともに示した縦断面図であり、図１２のＤ−Ｄ線に沿う断面に相当する。 図９に示すリードフレームを射出成形金型内に配置した状態を示す縦断面図であり、図１２のＤ−Ｄ線に沿う断面に相当する。 本発明に係る第３実施形態のリードフレームを有する半導体装置の縦断面図である。 図１６の音響孔の部分の平面図である。 図１６に示すパッケージ本体を形成するためにリードフレームを射出成形金型内に配置した状態を示す縦断面図である。
符号の説明
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、９…接続フレーム部、１０…外枠部、１１…ステージ部、１２〜１４…端子部、１５…本体部、１６，１７…延長部、２１〜２３…内部接続面、２４…低床面、２５…内部接続面、２６〜２９…外部接続面、３０，３１…突出部、３２，３３，３４…支持面、４１…底板部、４２…周壁部、４３…張り出し部、４４…幅広部、４５…穴部、４６…ダイボンド、４７…ボンディングワイヤ、５１…天板部、５２…側板部、５３…つば部、５４…音響孔、５５…内部空間、５６…導電性接着剤、６１…上型、６２…下型、６３…キャビティ、７１…リードフレーム、７２…ステージ部、７３…本体部、７４…下孔、７５…端子部、７６…内部接続面、７７…延長部、７８…支持面、８１…下型、８２…ピン、８３…上型、８４…穴、８５…座ぐり部、８６…キャビティ、９１…モールド樹脂体、９２…音響孔、９３…筒状壁、９４…パッケージ本体、９５…パッケージ、９６…蓋体、９７…半導体装置、１００…半導体装置、１０１…パッケージ、１０２…パッケージ本体、１０３…リードフレーム、１０４…ステージ部、１０５…モールド樹脂体、１０６…窓穴部、１０７…小孔、１０８…音響孔、１０９…壁、１１１…上型、１１２…下型、１１３…円形突起部、１１４…溝

Claims (11)

  1. 半導体チップを搭載する底板部と、該底板部の周縁部から立設した周壁部と、該周壁部の下部の周囲に一体に形成した張り出し部とを備える箱型のモールド樹脂体に少なくとも一部が埋設されるリードフレームであって、
    前記底板部内に埋設され少なくとも一部が前記張り出し部の形成領域に配置されるステージ部と、前記周壁部及び前記張り出し部の両形成領域にわたって配置される複数の端子部とが相互に間隔をあけて形成されるとともに、
    前記周壁部の形成領域に、前記ステージ部及び各端子部の内部接続面がそれぞれ配設され、
    前記張り出し部の形成領域では、前記端子部の表面が前記ステージ部の表面よりも板厚方向に低い位置に配置されていることを特徴とする半導体装置用リードフレーム。
  2. 前記ステージ部に、前記張り出し部の形成領域まで延びる延長部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置用リードフレーム。
  3. 前記ステージ部及び端子部の裏面に、外部接続面が他の部分よりも板厚方向に突出して形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の半導体装置用リードフレーム。
  4. 少なくとも前記ステージ部に、前記外部接続面と同じ高さに突出する支持面が形成されていることを特徴とする請求項３記載の半導体装置用リードフレーム。
  5. 請求項１又は２記載のリードフレームに前記モールド樹脂体が形成されるとともに、該モールド樹脂体の前記周壁部に、前記ステージ部及び各端子部における内部接続面の少なくとも一部ずつを露出させる穴部が形成され、前記端子部の表面を埋設状態とする前記張り出し部に、前記ステージ部の一部の表面が露出していることを特徴とする半導体装置用パッケージ本体。
  6. 請求項３記載のリードフレームに前記モールド樹脂体が形成されるとともに、該モールド樹脂体の前記周壁部に、前記ステージ部及び各端子部における内部接続面の少なくとも一部ずつを露出させる穴部が形成され、前記端子部の表面を埋設状態とする前記張り出し部に、前記ステージ部の一部の表面が露出し、前記モールド樹脂体の裏面に、前記外部接続面が露出していることを特徴とする半導体装置用パッケージ本体。
  7. 請求項４記載のリードフレームに前記モールド樹脂体が形成されるとともに、該モールド樹脂体の前記周壁部に、前記ステージ部及び各端子部における内部接続面の少なくとも一部ずつを露出させる穴部が形成され、前記端子部の表面を埋設状態とする前記張り出し部に、前記ステージ部の一部の表面が露出し、前記モールド樹脂体の裏面に、前記外部接続面及び前記支持面が露出していることを特徴とする半導体装置用パッケージ本体。
  8. 請求項５から７のいずれか一項に記載の半導体装置用パッケージ本体と、該半導体装置用パッケージ本体の前記周壁部に囲まれた内部空間を覆う蓋体とを備え、
    該蓋体が導電性材料からなり、その周縁部が前記張り出し部の上面に電気的に接続されることを特徴とする半導体装置用パッケージ。
  9. 請求項８記載の半導体装置用パッケージにおける前記底板部の上に、前記ステージ部の上方に配置されるように半導体チップが搭載され、該半導体チップが前記穴部から前記ステージ部及び各端子部における内部接続面に接続されていることを特徴とする半導体装置。
  10. 請求項９に記載の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であって、
    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マイクロフォンパッケージ。
  11. 前記パッケージ本体の底板部に、前記ステージ部の一部が前記モールド樹脂体に形成した窓穴部から露出されるとともに、その露出部分にステージ部を貫通する複数の小孔が形成され、これら小孔により前記音響孔が構成されていることを特徴とする請求項１０記載のマイクロフォンパッケージ。
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