JP2007201376A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体センサチップを基板上面に固定すると共に導電性の蓋体により基板の上方を覆って半導体センサチップを含む中空空間を形成してなる半導体装置において、製造コストの増加を抑えながらも、電磁シールドを形成する蓋体を基板に簡便に固定することができるようにする。
【解決手段】外部接続用端子１７を外側に突出させつつ樹脂層１９で封止した基板３と、基板３の上面に固定される半導体センサチップと、基板３の上方を覆う蓋体９と、蓋体９に形成される電磁シールド用端子２５を外部接続用端子１７に接触させた状態で固着させる固着手段２７とを備える半導体装置１を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、音圧センサチップや圧力センサチップ等の半導体センサチップを備える半導体装置に関する。

従来、シリコン半導体を用いて製造される、例えば圧力センサやシリコンマイクなどの半導体装置には、略矩形板状に形成されその表面から裏面に向けて窪む凹状部を備えた半導体センサチップをプリント基板上に実装して構成したものがある。この半導体装置において、半導体センサチップは、凹状部により薄肉化された部分が例えばブリッジ抵抗回路を備えたダイヤフラム（可動電極）とされ、音圧などの圧力が加わるとダイヤフラムに変位やひずみ（以下、変位という）が生じ、ブリッジ抵抗回路がこの変位を電気抵抗の変化として捉え、変位の大きさに応じた電気抵抗の変化に基づいて圧力を検出することが可能とされている。

また、この種の半導体装置は、プリント基板の表面（上面）にカバー（蓋体）が設置され、このカバーで画成された空間内に半導体センサチップを収容するように構成されている。このカバーには、空間内と外部とを連通させる開口部が設けられ、開口部を通じて外部で生じた音圧等の変動する圧力を空間内に導き半導体センサチップに到達させることが可能とされている。さらに、カバーには、内面に導電性層が設けられ、開口部以外の部分を通じて空間内に侵入しようとする電磁気的なノイズをこの導電性層の電磁シールドで遮断することが可能とされている。これにより、ノイズが半導体センサチップに到達してダイヤフラムに誤振動が生じることを防止でき、正確に圧力を検出することが可能とされている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
特表２００４−５３７１８２号公報 米国特許第６７８１２３１号明細書

しかしながら、上記の半導体装置においては、半導体装置を例えば携帯電話機などの回路基板に実装する際に、カバーの導電性層と回路基板とを電気的に接続するための工夫が必要であった。ここで、上記電磁シールドを形成するためには、例えばプリント基板の上面に露出した接続端子にカバーの下端に延出された導電性層を一致させてカバーを設置する必要があるが、この設置の際には、導電性層とプリント基板の接続端子との電気的な不連続が生じないようにプリント基板に対するカバーの設置精度が要求されるため、上記設置に手間を要するという問題がある。
また、上記電磁シールドを保持するためには、カバーがプリント基板から外れないようにする固定手段を設ける工夫が必要となるが、別途固定手段を設けることで半導体装置の製造コストが増加する虞がある。

本発明は、上記事情を鑑み、製造コストの増加を抑えながらも、電磁シールドを形成する蓋体を基板に簡便に固定することが可能な半導体装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、外部接続用端子を外側に突出させつつ樹脂層で封止した基板と、該基板の上面に固定される半導体センサチップと、前記基板の上方を覆って前記半導体センサチップを含む中空空間を形成する導電性の蓋体と、前記蓋体に形成される電磁シールド用端子を前記外部接続用端子に接触させた状態で固着させる固着手段とを備えることを特徴とする半導体装置を提案している。

この発明に係る半導体装置を回路基板に実装する際には、樹脂層の外側に突出した外部接続用端子を回路基板の接続端子に半田付けするだけで、導電性を有する蓋体を回路基板と電気的に接続することができるため、確実に電磁シールドを形成することができる。そして、蓋体の電磁シールド用端子は固着手段によって基板の外部接続用端子に固着されているため、例えば、上記のように半導体装置を回路基板に実装する際や、半導体装置を運搬する際などにおいて、蓋体が基板から外れることを容易に防止することができる。
ここで、蓋体の電磁シールド用端子は、固着手段によって外部接続用端子に固着されると同時に電気的に接続されているため、蓋体を基板に固定するだけの手段を別途設ける必要が無くなる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の半導体装置において、前記基板が、前記樹脂層に封止されると共に前記半導体センサチップの下方に配される略板状のステージ部を備え、前記外部接続用端子が、前記ステージ部と電気的に接続されることを特徴とする半導体装置を提案している。

請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の半導体装置において、前記固着手段が、前記外部接続用端子及び前記電磁シールド用端子の一方を他方により締め付けるカシメにより構成されることを特徴とする半導体装置を提案している。

請求項４に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の半導体装置において、前記固着手段が、前記外部接続用端子と前記電磁シールド用端子とのリベット止めにより構成されることを特徴とする半導体装置を提案している。

請求項５に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の半導体装置において、前記固着手段が、前記外部接続用端子と前記電磁シールド用端子との溶接により構成されることを特徴とする半導体装置を提案している。

請求項６に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の半導体装置において、前記固着手段が、前記外部接続用端子と前記電磁シールド用端子との半田付けにより構成されることを特徴とする半導体装置を提案している。

請求項１に係る発明によれば、蓋体の電磁シールド用端子を基板の外部接続用端子に固着させるだけで、半導体センサチップを保護する電磁シールドを形成できると共に蓋体を簡便に基板に固定することができるため、半導体装置の構成を簡素化して製造コストの増加を抑えることができる。
また、半導体装置を回路基板に実装する際や、半導体装置を運搬する際などにおいて、蓋体が基板から外れることを防止できるため、半導体装置を簡便に取り扱うことが可能となる。

また、請求項２に係る発明によれば、半導体センサチップを蓋体及びステージ部により包むような電磁シールドを形成することが可能となり、より確実に半導体センサチップを電磁波等のノイズから保護することができる。

また、請求項３〜６に係る発明によれば、カシメやリベット止め、溶接、半田付けによって、より確実に外部接続用端子を電磁シールド用端子に固着させることができるため、蓋体が基板から外れることを確実に防止することができる。

以下、図１から図９を参照し、本発明の第１実施形態に係る半導体装置について説明する。本実施形態は、外部に発生した音響などの音圧を検出する半導体装置に関し、特にリードフレームを用いて製造されるＳＯＮ（Small Outline Non-leaded package）タイプの半導体装置に関するものである。
本実施形態の半導体装置１は、図１から図３に示すように、平面視略矩形の板状に形成された基板３と、基板３の上面３ａに配された半導体センサチップ５及び増幅器７と、半導体センサチップ５及び増幅器７のさらに上方から基板３に重ねて配された蓋体９とを備えている。

基板３は、図１から図６に示すように、平面視略矩形の板状に形成されたステージ部１１と、ステージ部１１の周囲に配される複数のリード１３，１５，１７と、これらステージ部１１及びリード１３，１５，１７を一体的に固定して封止する樹脂モールド部（樹脂層）１９とを備えている。
ステージ部１１は、樹脂モールド部１９と共に平坦な基板３の下面３ｂを形成するように、樹脂モールド部１９から外方に露出して配されている。また、ステージ部１１は、基板３の上面３ａ側からの平面視で、基板３の上面３ａに配された半導体センサチップ５及び増幅器７が、ステージ部１１上に位置するような大きさをもって形成されている。

複数のリード１３，１５，１７は、図２から図６に示すように、上述したステージ部１１と同様に、少なくともその一部が樹脂モールド部１９と共に平坦な基板３の下面３ｂを形成するように、樹脂モールド部１９から外方に露出して配されている。すなわち、これらリード１３，１５，１７は、半導体装置１を回路基板（不図示）に実装する際に、回路基板の接続端子に半田付けする外部接続端子としての役割を果たすものである。
これら複数のリード１３，１５，１７は、それぞれ略平板状の帯状に形成され、ステージ部１１から切り離されたチップ接続用リード１３と、ステージ部１１と一体的に形成されるグランド接続用リード１５及び蓋体接続用リード（外部接続用端子）１７とに分けられており、それぞれ複数形成されている。

チップ接続用リード１３は、図２，５，６に示すように、半導体センサチップ５と電気的に接続するためのものであり、本実施形態においては、半導体センサチップ５及び増幅器７の配列方向に沿う樹脂モールド部１９の一対の側面１９ｃに３条ずつ等間隔に配列して設けられている。各チップ接続用リード１３は、樹脂モールド部１９の一対の側面１９ｃからステージ部１１に向けて延びるように形成されており、その一端部１３ａが樹脂モールド部１９の外側に若干突出し、基板３の下面３ｂから外方に露出している。また、各チップ接続用リード１３には、その一端部１３ａから他端部１３ｂに向かう途中に折曲部１３ｃが形成されており、この折曲部１３ｃによって他端部１３ｂが一端部１３ａよりも上方に配されることになる。なお、各チップ接続用リード１３の他端部１３ｂは、後述する樹脂モールド部１９により形成される基板３の上面３ａと略同一平面上に配置されて露出している。

グランド接続用リード１５は、上述した複数のチップ接続用リード１３に隣り合う位置に１条ずつ形成されており、それぞれ隣り合う複数のチップ接続用リード１３と同様の等間隔をおいて配列されている。各グランド接続用リード１５は、チップ接続用リード１３と同様に、その一端部１５ａが樹脂モールド部１９の外側に若干突出しており、その他端部１５ｂがステージ部１１の側端に繋げられている。これら一端部１５ａ及び他端部１５ｂは、基板３の下面３ｂから外方に露出している。

蓋体接続用リード１７は、図３，５，６に示すように、基板３を平面視で前述した樹脂モールド部１９の側面１９ｃに直交する一対の側面１９ｄに１条ずつ設けられており、その一端部１７ａが樹脂モールド部１９の外側に突出している。また、蓋体接続用リード１７の他端部１７ｂは、ステージ部１１の長手方向の両端部に繋げられている。これら一端部１７ａ及び他端部１７ｂは、基板３の下面３ｂから外方に露出している。

さらに、各蓋体接続用リード１７の一端部１７ａには、後述する蓋体９の電磁シールド用端子２５を締め付けるための締め付け部１７ｄが一対形成されている。これら一対の締め付け部１７ｄは、各蓋体接続用リード１７の一端部１７ａから蓋体接続用リード１７の長手方向に直交する方向に延出している。
以上のように構成されたステージ部１１、チップ接続用リード１３、グランド接続用リード１５及び蓋体接続用リード１７は、同一のリードフレームによって形成されるものである。

樹脂モールド部１９は、図２から図６に示すように、基板３の上面３ａ及び下面３ｂをなすように、平面視略矩形の板状に形成されている。また、樹脂モールド部１９には、チップ接続用リード１３の折曲部１３ｃを封止する側面１９ｃ，１９ｄ側に、上面４ａから上方に突出する略環状の突部１９ｅが形成されている。この突部１９ｅは、その突出方向先端側に向かうに従いその幅が漸次小となるように形成されている。以上のように形成された突部１９ｅによって樹脂モールド部１９の上面３ａ側に、凹部１９ｆが画成されることになる。

また、樹脂モールド部１９の上面３ａには、上面３ａから窪む有底の開口穴１９ｇが形成されており、この開口穴１９ｇは、上面３ａ側に開口しつつ下方に位置するステージ部１１に向けて延設されている。
なお、蓋体接続用リード１７を突出させて配した樹脂モールド部１９の各側面１９ｄの両側には、側面１９ｄから突出する一対の突起部１９ｈが形成されており、この一対の突起部１９ｈにより各蓋体接続用リード１７を収容する凹部１９ｉが形成されている。この凹部１９ｉは各蓋体接続用リード１７を保護する役割を果たしている。

半導体センサチップ５は、音響を電気信号に変換する所謂音圧センサチップである。すなわち、この半導体センサチップ５は、半導体装置１の外側に位置する外方空間からの音響等の圧力変動に応じて振動するダイヤフラム５ａを備えている。ダイヤフラム５ａは、半導体センサチップ５の厚さ方向に振動するように構成されている。また、ダイヤフラム５ａの上面側には、ブリッジ抵抗回路（不図示）が形成されており、ダイヤフラム５ａの変形を電気抵抗の変化として捉え、これを圧力に変換することで音圧を検出し、この音圧の大きさに応じた電気信号を出力することができる。

この半導体センサチップ５は、接着ペーストＢ１を介して開口穴１９ｇを覆うように樹脂モールド部１９の上面３ａに接着固定されている。これにより、半導体センサチップ５のダイヤフラム５ａと樹脂モールド部１９の開口穴１９ｇとの間に、ダイヤフラム５ａを十分に振動させる程度の大きさの空洞部Ｓ１が形成される。なお、上記のように半導体センサチップ５を固定した状態において、空洞部Ｓ１は外方に対して密閉されている。
この半導体センサチップ５は、後述する増幅器７と複数（図示例では４つ）のワイヤー２１により電気的に接続されている。

増幅器７は、半導体センサチップ５から出力された電気信号を増幅する等の役割を果たすものであり、半導体センサチップ５と同様に接着ペーストＢ２を介して樹脂モールド部１９の上面３ａに固定されている。また、この増幅器７は、チップ接続用リード１３の一端部１３ａと複数（図示例では４つ）のワイヤー２３により電気的に接続されている。すなわち、半導体センサチップ５が増幅器７を介してチップ接続用リード１３と電気的に接続されることになる。

蓋体９は、図１から図４に示すように、例えば銅材などの導電性材料により形成されており、基板３の上面３ａに対向して配置される略矩形平板状の天板部９ａと、天板部９ａの側端と繋がりつつ垂下した側壁部９ｂとを備えており、開口側を下方に向けた略皿状に形成されている。
天板部９ａは、樹脂モールド部１９に形成された略環状の突部１９ｅの上端面に当接するように形成されており、樹脂モールド部１９の凹部１９ｆの開口を覆って半導体センサチップ５及び増幅器７を含む中空空間Ｓ２を形成するようになっている。この天板部９ａには、その厚さ方向に貫通する開口部９ｃが形成されており、この開口部９ｃを介して上記中空空間Ｓ２が半導体装置１の外側に位置する外方空間に連通することになる。

側壁部９ｂは、天板部９ａの周縁全体にわたって形成されており、樹脂モールド部１９の側面１９ｃ，１９ｄ側から突部１９ｅを覆うように構成されている。半導体センサチップ５及び増幅器７の配列方向の両端部に位置する側壁部９ｂには、その先端からさらに延設された電磁シールド用端子２５が一体的に形成されている。この電磁シールド用端子２５の先端部２５ａは、外側に向けて屈曲されており、蓋体９を基板３の上方に配した状態において、蓋体接続用リード１７に重ねて配されるようになっている。

そして、この電磁シールド用端子２５は、蓋体接続用リード１７の一端部１７ａに接触させた状態で、蓋体接続用リード１７の締め付け部１７ｄを折り曲げることで蓋体接続用リード１７により締め付けられるようになっている。すなわち、上記締め付け部１７ｄが、電磁シールド用端子２５を締め付けて蓋体接続用リード１７に固着させるカシメ（固着手段）２７を構成している。蓋体９は、このカシメ２７によって基板３に固定されると共に、電磁シールド用端子２５を介してステージ部１１と電気的に接続されることになる。すなわち、蓋体９とステージ部１１とが同電位の状態となる。
なお、側壁部９ｂのうち、上記電磁シールド用端子２５を形成した部分は、側壁部９ｂの他の部分から切り分けて形成されており、樹脂モールド部１９の凹部１９ｉ内に収容されるようになっている。

以上のように構成された半導体装置１の製造方法について、以下に説明する。
本実施形態の半導体装置１を製造する際には、はじめに、４２アロイ若しくは銅材等からなる金属製薄板にプレス加工やエッチング加工を施して、ステージ部１１と、その周囲に配されるチップ接続用リード１３、グランド接続用リード１５及び蓋体接続用リード１７とを一体的に連結したリードフレーム（不図示）を形成する。
そして、このリードフレームの形成と同時若しくは終了後に、チップ接続用リード１３に折り曲げ加工を施すことで、チップ接続用リード１３の他端部１３ｂがステージ部１１に対してリードフレームの厚さ方向にずらして配置されることになる。
その後、樹脂モールド部形成用の金型（不図示）を用いてリードフレームを樹脂モールド部１９により封止し、チップ接続用リード１３、グランド接続用リード１５及び蓋体接続用リード１７を個々に切り分けることで基板３が形成されることになる。

この基板３の形成完了後には、基板３の上面３ａに接着ペーストＢ１，Ｂ２を介して半導体センサチップ５及び増幅器７を固定し、ワイヤーボンディングにより半導体センサチップ５と増幅器７をワイヤー２１で電気接続すると共に増幅器７とチップ接続用リード１３の他端部１３ｂとをワイヤー２３で電気接続する。
最後に、図１，２に示すように、蓋体９により樹脂モールド部１９の凹部１９ｆの開口を覆うと共に蓋体９の電磁シールド用端子２５を蓋体接続用リード１７に固着させることで、半導体装置１の製造が完了する。
なお、蓋体９を基板３に被せる際には、側壁部９ｂのうち、上記電磁シールド用端子２５を形成した部分が、樹脂モールド部１９の突起部１９ｈにより案内されて、樹脂モールド部１９の凹部１９ｉ内に収容されることになる。すなわち、基板３に対する蓋体９の位置決めを容易に行うことができる。

また、電磁シールド用端子２５と蓋体接続用リード１７との固着は、以下の手順にしたがって行われる。
はじめに、上述のように蓋体９を基板３に被せる前に、図７，８に示すように、予め蓋体接続用リード１７の一対の締め付け部１７ｄに折り曲げ加工を施す。すなわち、この折り曲げ加工を施す前の蓋体接続用リード１７は略Ｔ字状の平坦な板状に形成されており、この状態から一対の締め付け部１７ｄが樹脂モールド部１９の厚さ方向に延びるように、これら締め付け部１７ｄを折り曲げる。

この際には、図８に示すように、蓋体接続用リード１７の一端部１７ａの下方側に凹部Ｃ１を有する下側の金型Ｃを配置すると共に、締め付け部１７ｄの間に位置する一端部１７ａの上方側に断面視略矩形の突出部Ｄ１を有する上側の金型Ｄを配置する。そして、これら２つの金型Ｃ，Ｄにより蓋体接続用リード１７を挟み込んだ際には、締め付け部１７ｄが凹部Ｃ１の両端に位置する一対の突起部Ｃ２により押し上げられて、一端部１７ａに対して折り曲げられることになる。また、折り曲げられた締め付け部１７ｄは、上側の金型Ｄに形成された突出部Ｄ１の側面Ｄ２に当接するため、締め付け部１７ｄの先端の間隔が余分に狭まることを防止できる。これにより、図７に示すように、締め付け部１７ｄが一端部１７ａに対して略垂直に折り曲げられることになる。

次いで、上述したように蓋体９を樹脂モールド部１９に被せて電磁シールド用端子２５の先端部２５ａを蓋体接続用リード１７の一端部１７ａに重ねて配する。この際には、電磁シールド用端子２５の先端部２５ａが、相互に対向する一対の締め付け部１７ｄの間に案内されるため、蓋体接続用リード１７に対する電磁シールド用端子２５の先端部２５ａの位置決めを容易に行うことができる。この状態においては、締め付け部１７ｄの先端が電磁シールド用端子２５の先端部２５ａの上面よりも上方に位置する。
その後、締め付け部１７ｄにさらに折り曲げ加工を施して、電磁シールド用端子２５の先端部２５ａを蓋体接続用リード１７の一端部１７ａと締め付け部１７ｄの先端とにより挟み込んで締め付ける。

この際には、図９に示すように、蓋体接続用リード１７の一端部１７ａの下方側に一対の突起Ｅ１を有する下側の金型Ｅを配置すると共に、締め付け部１７ｄの上方側に凹部Ｆ１を有する上側の金型Ｆを配置する。
そして、これら２つの金型Ｅ，Ｆにより蓋体接続用リード１７及びを挟み込んだ際には、蓋体接続用リード１７の一端部１７ａが一対の突起Ｅ１の間に配される、すなわち、一対の突起Ｅ１によって下側の金型Ｅに対する蓋体接続用リード１７の位置決めがなされる。さらに、一対の締め付け部１７ｄは、その先端が上側の金型Ｆの凹部Ｆ１に当接すると共に凹部Ｆ１を構成する凹状の曲面に沿って相互に近づく方向に移動するように、折り曲げられることになり、一対の締め付け部１７ｄの先端が電磁シールド用端子２５の先端部２５ａの上面に当接する。これにより、図７に示すように、電磁シールド用端子２５の先端部２５ａが、蓋体接続用リード１７の一端部１７ａ及び締め付け部１７ｄの先端によって締め付けられることになり、蓋体９が基板３に固定されると同時にステージ部１１と電気的に接続されることになる。

以上のように製造された半導体装置１を回路基板（不図示）に実装する際には、チップ接続用リード１３及びグランド接続用リード１５及び蓋体接続用リード１７の一端部１３ａ，１５ａ，１７ａを回路基板の接続端子に半田付けすればよい。この状態においては、導電性を有する蓋体９を回路基板と電気的に接続されるため、蓋体９及びステージ部１１によって半導体センサチップ５及び増幅器７を包み込むような電磁シールドを確実に形成することができる。すなわち、これら蓋体９及びステージ部１１により外方から中空空間Ｓ２内に侵入しようとする電磁気的なノイズを確実に遮断することができる。

上記半導体装置１によれば、蓋体９の電磁シールド用端子２５を基板３の蓋体接続用リード１７に固着させるだけで、半導体センサチップ５を保護する電磁シールドを形成できると共に蓋体９を簡便に基板３に固定することができるため、すなわち、蓋体９を基板３に固定するだけの手段を別途設ける必要が無くなるため、半導体装置１の構成を簡素化して製造コストの増加を抑えることができる。
また、半導体装置１を回路基板に実装する際や、半導体装置１を運搬する際などにおいて、蓋体９が基板３から外れることを容易に防止できるため、半導体装置１を簡便に取り扱うことができる。特に、電磁シールド用端子２５を蓋体接続用リード１７に固着させる手段がカシメ２７により構成されているため、蓋体９が基板３から外れることを確実に防止できる。

なお、上述した第１実施形態において、チップ接続用リード１３、グランド接続用リード１５及び蓋体接続用リード１７を個々に切り分ける工程は、樹脂モールド部１９を形成した後に行われるとしたが、これに限ることはなく、例えば、上記ワイヤーボンディングの終了後に行われるとしてもよい。また、例えば、上記ワイヤーボンディング後に蓋体接続用リード１７のみを切り分け、蓋体９の電磁シールド用端子２５を蓋体接続用リード１７に固着させた後にチップ接続用リード１３、グランド接続用リード１５を個々に切り分けるとしても構わない。
これらの場合には、金属製薄板に上記リードフレームを一体的に多数形成しておくことで、多数の基板３が相互に連結された状態で、半導体センサチップ５や増幅器７の固定やワイヤーボンディング等の半導体装置１の各製造工程を行うことができる。このため、半導体装置１の各製造工程におけるハンドリングがよくなり、半導体装置１の製造コスト削減を図ることが可能となる。

また、上記のように、金属製薄板に多数のリードフレームを一体的に形成する場合には、半導体装置１の角部に相当する位置にステージ部に連結される吊りリードを別途形成しておいてもよい。この場合には、上記実施形態と同様に、樹脂モールド部１９の形成後にチップ接続用リード１３、グランド接続用リード１５及び蓋体接続用リード１７を個々に切り分けておいても、吊りリードを介して多数の基板３を相互に連結した状態に保持できるため、上述したように、半導体装置１の各製造工程におけるハンドリングを向上させることができる。

さらに、蓋体接続用リード１７は、電磁シールド用端子２５を蓋体接続用リード１７に固着させる前に切り分けられるとしたが、これに限ることはなく、電磁シールド用端子２５を蓋体接続用リード１７に固着させた後に切り分けられるとしても構わない。
ただし、この場合には、例えば、下記のようにリードフレームを形成しておくことが好ましい。すなわち、リードフレームを形成する際に、例えば、図１０に示すように、一対の締め付け部１７ｄにそれぞれ連結される２つの第１の支持リード１６と、一対の締め付け部１７ｄの間に位置する蓋体接続用リード１７の先端部１７ａに連結される第２の支持リード１８とを形成しておく。なお、これら第１の支持リード１６及び第２の支持リード１８は、上記リードフレームを構成するものであり、チップ接続用リード１３やグランド接続用リード１５にも連結される枠体２０に、蓋体接続用リード１７を連結する役割を果たすものである。

そして、樹脂モールド部１９を形成した後から電磁シールド用端子２５を蓋体接続用リード１７に固着させる前までに、第１の支持リード１６を切断して締め付け部１７ｄを枠体２０から切り分けておき、電磁シールド用端子２５を蓋体接続用リード１７に固着させた後に第２の支持リード１８の切断部分１８ａを切断して蓋体接続用リード１７を枠体２０から切り分ければよい。なお、第２の支持リード１８を容易に切断できるように、第２の支持リード１８の切断部分１８ａには予めハーフエッチングやプレス加工を施しておくことが好ましい。

この構成の場合には、電磁シールド用端子２５を蓋体接続用リード１７に固着させる工程も含む半導体装置１の各製造工程におけるハンドリングを向上させることができる。また、電磁シールド用端子２５を蓋体接続用リード１７に固着させる際に、蓋体接続用リード１７が第２の支持リード１８により支持されるため、蓋体接続用リード１７が変形することを確実に防止することもできる。
さらに、蓋体９を基板３に被せる前に、予めチップ接続用リード１３やグランド接続用リード１５を個々に切り分けておくことで、この切り分け工程において蓋体９の側壁部９ｂが邪魔になることがない。すなわち、蓋体９の側壁部９ｂの形状が上記切り分け工程によって制限されることを防止できる。

また、蓋体接続用リード１７には、その側部から突出する締め付け部１７ｄが一対形成されるとしたが、これに限ることはなく、例えば、図１１に示すように、１つだけ形成されるとしてもよい。この構成の場合でも、蓋体接続用リード１７の一端部１７ａ及び締め付け部１７ｄの先端によって電磁シールド用端子２５の先端を締め付けることができる。また、この構成の場合には、蓋体接続用リード１７を収容する樹脂モールド部１９の凹部１９ｉの大きさを小さくすることができるため、半導体装置の小型化を図ることができる。

また、上述したように、蓋体接続用リード１７の締め付け部１７ｄを折り曲げることで電磁シールド用端子２５を締め付ける場合には、例えば、図１２に示すように、締め付け部１７ｄの折り曲げ部分に溝１７ｅを形成しておいてもよい。なお、この溝１７ｅは、図示のように、電磁シールド用端子２５に対向する上記折り曲げ部分の内面側に形成されるとしてもよいし、上記内面側の反対側に位置する外面側に形成されるとしても構わない。
この構成の場合には、溝１７ｅを形成した部分が、締め付け部１７ｄの他の部分よりも薄く形成されることになるため、図１３に示すように、溝１７ｅの形成部分において容易かつ確実に折り曲げることができる。なお、上記溝１７ｅは、例えば、プレス加工やエッチング加工により形成することができる。

なお、上述したようにカシメ２７により電磁シールド用端子２５を蓋体接続用リード１７に固着させる場合には、例えば、電磁シールド用端子２５の上面に、該上面から窪む凹部を形成してもよい。この場合には、締め付け部１７ｄの先端を上記凹部に嵌め込むことができるため、電磁シールド用端子２５をより確実に蓋体接続用リード１７に固着させることができる。この凹部は、プレス加工により形成されてもよいし、エッチング加工により形成されるとしてもよい。また、上記凹部をプレス加工により形成する場合には、電磁シールド用端子２５の下面に、該下面から突出する凸部が形成されるとしても構わない。

また、電磁シールド用端子２５を蓋体接続用リード１７に固着させるカシメ２７は、蓋体接続用リード１７により電磁シールド用端子２５を締め付けるように構成されるとしたが、これに限ることはなく、例えば、電磁シールド用端子２５により蓋体接続用リード１７を締め付けるように構成されるとしても構わない。
さらに、カシメ２７は、例えば、図１４に示すように、相互に重ね合わせた略板状の蓋体接続用リード１７及び電磁シールド用端子２５を、それぞれ波状の鋸歯部Ｇ１，Ｈ１を形成した一対の金型Ｇ，Ｈにより挟み込むことで、図１５に示すように、波形状で相互に噛み合わせるように構成されるとしても構わない。

次に、本発明による第２実施形態について図１６を参照して説明する。なお、この第２の実施形態に係る半導体装置は、第１実施形態の半導体装置１と電磁シールド用端子２５を蓋体接続用リード１７に固着させる手段についてのみ異なっている。ここでは、上記固着手段のみについて説明し、第１実施形態の半導体装置１の構成要素と同一の部分については同一符号を付し、その説明を省略する。

図１６に示すように、この実施形態に係る半導体装置を構成する蓋体接続用リード（外部接続用端子）３１は、樹脂モールド部１９の外側に突出する一端部３１ａにその上面３１ｅから上方に突出するリベット部３１ｆを形成して構成されている。このリベット部３１ｆは、その周囲にハーフエッチング加工やプレス加工を施すことで形成することができる。ハーフエッチング加工やプレス加工によるリベット部３１ｆの形成は、第１の実施形態と同様のリードフレームを形成する前後において行えばよい。
また、蓋体接続用リード３１の上面３１ｅに重ねて配される蓋体９の電磁シールド用端子３３の先端部３３ａには、その厚さ方向に貫通する貫通孔３３ｂが形成されている。なお、この貫通孔３３ｂには上記リベット部３１ｆを挿通させる必要があるため、電磁シールド用端子３３の先端部３３ａは、ハーフエッチング加工やプレス加工を施す等して蓋体９の側壁部９ｂよりも薄く形成されている。

以上のように構成された蓋体接続用リード３１と電磁シールド用端子３３とを相互に固着させる際には、はじめに、蓋体９を樹脂モールド部１９に被せると共に貫通孔３３ｂにリベット部３１ｆを挿通させて、電磁シールド用端子３３の先端部３３ａを蓋体接続用リード３１の一端部３１ａに重ねて配する。その後、貫通孔３３ｂから突出したリベット部３１ｆの突出部分を潰すことで、電磁シールド用端子３３が蓋体接続用リード３１に固着されることになる。
この半導体装置は、第１実施形態の半導体装置１と同様の効果を奏する。そして、電磁シールド用端子３３を蓋体接続用リード３１に固着させる固着手段が、上述したリベット締めにより構成されるため、蓋体９が基板３から外れることを確実に防止することができる。

なお、上述した第２の実施形態においては、基板３の蓋体接続用リード３１にリベット部３１ｆが形成されると共に蓋体９の電磁シールド用端子３３に貫通孔３３ｂが形成されるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも電磁シールド用端子３３を蓋体接続用リード３１に固着させる固着手段がリベット締めにより構成されていればよい。
すなわち、例えば、電磁シールド用端子３３に蓋体接続用リード３１に向けて突出するリベット部を形成すると共に蓋体接続用リード３１にこのリベット部を挿通させる貫通孔を形成するとしてもよい。また、例えば、蓋体接続用リード３１及び電磁シールド用端子３３の両方に貫通孔を形成しておき、これら２つの貫通孔に別途リベットを挿通させてリベット締めを行うとしても構わない。

また、上述した２つの実施形態においては、電磁シールド用端子２５，３３を蓋体接続用リード１７，３１に固着させる固着手段が、蓋体接続用リード１７，３１と電磁シールド用端子２５，３３との締結により構成されるとしたが、これに限ることはない。すなわち、上記固着手段は、例えば、蓋体接続用リードと電磁シールド用端子との溶接や半田付けにより構成されるとしても構わない。
この構成の場合でも、上述した２つの実施形態と同様の効果を奏すると共に、蓋体接続用リードと電磁シールド用端子とが接合してより確実に固着させることができるため、蓋体９が基板３から外れることを確実に防止できる。

なお、電磁シールド用端子を蓋体接続用リードに接合させる溶接としては、例えば、レーザー溶接やスポット溶接や超音波金属溶接がある。ここで、レーザー溶接の場合には、例えば、ＹＡＧレーザーを使用すればよい。また、超音波金属溶接の場合には、例えば、６０ｋＨｚ以下の周波数の振動を蓋体接続用リードや電磁シールド用端子に与えればよい。
また、電磁シールド用端子を蓋体接続用リードに半田付けする場合には、例えば、相互に対向する蓋体接続用リード及び電磁シールド用端子に予め半田メッキ（例えば、Ｓｎ−２Ｂｉ）を施しておき、蓋体接続用リードと電磁シールド用端子との間に半田ペースト（例えば、Ｓｕ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ）を挟み込んで２６０℃以下でリフローすればよい。

上述した溶接や半田付けにより電磁シールド用端子を蓋体接続用リードに接合する場合には、例えば、図１７（ａ）に示すように、電磁シールド用端子４３に貫通孔４３ｂを形成しておけばよい。
この場合には、電磁シールド用端子４３を蓋体接続用リード（外部接続用端子）４１に重ねて配した状態において、溶接や半田付けの接合面となる蓋体接続用リード４１の上面４１ｅが上記貫通孔４３ｂを介して外方に露出するため、特に、レーザー溶接などにより接合面を簡便に溶融することができる。また、半田付けにより上記接合を行う場合でも、リフローの際に余分な半田ペーストを貫通孔４３ｂ内に流入させることができるため、半田ペーストが蓋体接続用リード４１や電磁シールド用端子４３の外側にあふれ出すことを容易に防止できる。

また、上記溶接や半田付けを行う場合には、例えば、図１７（ｂ）（ｃ）に示すように、電磁シールド用端子４７，５３にその側端や先端から内側に窪む切欠部４７ｃ，５３ｃを形成しておき、これら切欠部４７ｃ，５３ｃを介して蓋体接続用リード（外部接続用端子）４５，５１の上面４５ｅ，５１ｅを外方に露出させるとしてもよい。
この構成の場合には、蓋体接続用リード４５，５１の上面４５ｅ，５１ｅが電磁シールド用端子４７，５３の上方だけでなく、電磁シールド用端子４７，５３の側方や先端から外方に露出するため、特にレーザーを斜めに入射することができる。したがって、レーザー溶接などにより上記接合面をさらに簡便に溶融することが可能となる。

さらに、上記溶接や半田付けを行う場合には、例えば、図１８に示すように、相互に重なり合う蓋体接続用リード５５（外部接続用端子）の一端部５５ａ及び電磁シールド用端子５７の先端部５７ａの厚さ寸法を、それぞれ蓋体接続用リード５５や電磁シールド用端子５７の他の部分の厚さ寸法の略半分としてもよい。なお、上記厚さ寸法の変更は、蓋体接続用リード５５の一端部５５ａ及び電磁シールド用端子５７の先端部５７ａにハーフエッチング加工やプレス加工を施すことで行うことができる。
この構成の場合には、特に、蓋体接続用リード５５と電磁シールド用端子５７との接合面に振動が伝達しやすくなるため、超音波金属溶接を簡便に行うことができる。また、この構成の場合には、特に、蓋体接続用リード５５と電磁シールド用端子５７との間で通電しやすくなるため、容易にスポット溶接を行うことができる。

また、上述した全ての実施形態において、蓋体接続用リード１７，３１，４１，４５，５５は、ステージ部１１に繋げられるように形成されるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも半導体装置１を実装する回路基板に接合されるように、また、蓋体９の電磁シールド用端子２５，３３，４３，４７，５３，５５を固着させることができるように形成されていればよい。
さらに、ステージ部１１は、樹脂モールド部１９と共に平坦な基板３の下面３ｂを形成するように樹脂モールド部１９から外方に露出して配されるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも半導体センサチップ５及び増幅器７の下方側に配されていればよい。すなわち、ステージ部１１は、樹脂モールド部１９の内部に埋められるとしても構わない。
また、上記実施形態においては、基板３の上面３ａに半導体センサチップ５及び増幅器７を配置した構成について述べたが、これに限ることはなく、例えば、半導体センサチップ５のみを配置した構成に適用することもできる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

本発明の第１実施形態に係る半導体装置を示す斜視図である。 図１のＡ−Ａ矢視断面図である。 図１のＢ−Ｂ矢視断面図である。 図１の半導体装置において、蓋体を基板に取り付ける前の状態を示す分解斜視図である。 図４の基板を示す上面図である。 図４の基板を示す下面図である。 図１の半導体装置において、電磁シールド用端子を蓋体接続用リードにより締め付ける手順を示す拡大斜視図である。 図７に示す手順において、蓋体接続用リードの締め付け部を折り曲げる方法を示す概略断面図である。 図７に示す手順において、蓋体接続用リードの締め付け部を折り曲げる方法を示す概略断面図である。 他の実施形態に係る半導体装置の製造に際して、蓋体接続用リードが第１の支持リード及び第２の支持リードを介してリードフレームの枠体に連結されている状態を示す概略平面図である。 本発明の他の実施形態に係る半導体装置において、蓋体接続用リードを示す概略斜視図である。 本発明の他の実施形態に係る半導体装置において、蓋体接続用リードを示す概略斜視図である。 図１２に示す蓋体接続用リードにより電磁シールド用端子を締め付けた状態の概略を示す拡大断面図である。 本発明の他の実施形態に係る半導体装置において、蓋体接続用リード及び電磁シールド用端子を相互にかしめる方法を示す概略断面図である。 図１４に示す方法により蓋体接続用リード及び電磁シールド用端子を相互にかしめた状態を示す概略断面図である。 本発明の第２実施形態に係る半導体装置において、蓋体接続用リードと電磁シールド用端子とをリベット締めする手順を示す概略斜視図である。 本発明の他の実施形態に係る半導体装置において、蓋体接続用リードに重ねて配される電磁シールド用端子の形状を示す拡大斜視図である。 本発明の他の実施形態に係る半導体装置において、蓋体接続用リード及び電磁シールド用端子の形状を示す拡大斜視図である。

符号の説明

１・・・半導体装置、３・・・基板、３ａ・・・上面、５・・・半導体センサチップ、９・・・蓋体、１１・・・ステージ部、１７，３１，４１，４５，５５・・・蓋体接続用リード（外部接続用端子）、１９・・・樹脂モールド部（樹脂層）、２５，３３，４３，４７，５３，５５・・・電磁シールド用端子、２７・・・カシメ（固着手段）、Ｓ２・・・中空空間

Claims (6)

1. 外部接続用端子を外側に突出させつつ樹脂層で封止した基板と、
   該基板の上面に固定される半導体センサチップと、
   前記基板の上方を覆って前記半導体センサチップを含む中空空間を形成する導電性の蓋体と、
   前記蓋体に形成される電磁シールド用端子を前記外部接続用端子に接触させた状態で固着させる固着手段とを備えることを特徴とする半導体装置。
2. 前記基板が、前記樹脂層に封止されると共に前記半導体センサチップの下方に配される略板状のステージ部を備え、
   前記外部接続用端子が、前記ステージ部と電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記固着手段が、前記外部接続用端子及び前記電磁シールド用端子の一方を他方により締め付けるカシメにより構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体装置。
4. 前記固着手段が、前記外部接続用端子と前記電磁シールド用端子とのリベット止めにより構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体装置。
5. 前記固着手段が、前記外部接続用端子と前記電磁シールド用端子との溶接により構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体装置。
6. 前記固着手段が、前記外部接続用端子と前記電磁シールド用端子との半田付けにより構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体装置。
   
   

Images