专利名称：半导体装置及传声器的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体装置及传声器。具体而言是涉及将半导体元件收纳于封装内的半导体装置。另外，还涉及将传声器芯片(声传感器)收纳于封装内的传声器。
背景技术：
利用MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems)技术制造的传声器一般具有在由基板和盖构成的封装内收纳MEMS传声器芯片的结构。该传声器具有在盖上安装传声器的结构和在基板上搭载传声器芯片的结构。另外，还有将用于向封装导入声振动的声孔也在盖上形成开口的情况和在基板上形成开口的情况。传声器的特征在于，后空腔(相对于振动膜与声孔相反侧的空间)的容积越大则灵敏度越高。因此，在盖上有声孔的情况下，以覆盖该声孔的方式在盖的内面安装传声器芯片的方法可提高传声器的灵敏度，故而优选之。即使基板上有声孔的情况，若以覆盖声孔的方式在基板上安装传声器芯片，则可扩大后空腔的容积。但是，在以覆盖基板的声孔的方式将传声器芯片安装于基板的情况下， 因在将传声器的基板安装于仪器的电路基板时产生的焊锡烟(〃 > 7 t工一Λ )有时对传声器芯片造成污染，有时在传声器芯片的振动膜上产生粘附等不良现象。因此，即使基板有声孔的情况下有时也将传声器芯片安装于盖。作为这样在盖上安装传声器芯片的传声器，例如有专利文献1公示的技术。图1是专利文献1公示的传声器的剖面图。在专利文献1公示的传声器11中，在设置于盖12的凹部内安装有传声器芯片13 (MEMS microphone)和IC芯片14。传声器芯片13以覆盖开设于盖12的声孔20的方式配置。另一方面，在基板16上形成有信号输入输出装置即输入输出配线17，在基板16的上表面设置有与输入输出配线17导通的连接电极18。盖12固定于基板16的上表面，传声器芯片13及IC芯片14收纳于由盖12和基板16构成的封装内。在该传声器11中，通过接合线1 将传声器芯片13和IC芯片14连接。另外，在盖12的内面自其上表面(顶面)至侧面下端设置有多个内部导体配线19，传声器芯片13 通过接合线1 连接于内部导体配线19端的接合用焊盘19a，IC芯片14也通过接合线15c 连接于内部导体配线19端的接合用焊盘19a。而且，在将盖12安装于基板16的上表面时， 通过使各内部导体配线19与基板16的连接电极18接触，而将传声器芯片13及IC芯片14 与输入输出配线17导通。但是，在专利文献1的传声器11中，在凹部内必须从上表面至侧面下端设置内部导体配线19，内部导体配线19的加工变得麻烦。在这样将传声器芯片安装于盖的情况下， 存在的问题在于，用于将传声器芯片连接于基板的配线变得复杂，使传声器的制造成本变高，同时其可靠性下降。另外，在传声器11这样的结构中，由于必须在使盖12凹成箱状的凹部内对接合用焊盘19a进行引线接合，因而需要有引线接合用的卡具(毛细管)进入凹部的缘的空间。因此，凹部内需要多余的空间，造成封装的大型化。
另一方面，在专利文献2公示的传声器21 (condenser microphone)中，将封装分为盖22、侧面基板四及基板28这三个部件。在盖22上安装有传声器芯片23 (microphone element)和IC芯片24，传声器芯片23以覆盖盖22的声孔22a的方式配置。传声器芯片 23和IC芯片M通过接合线26a连接，设置于盖22的接合用焊盘25和传声器芯片23及IC 芯片M之间分别通过接合线26b 电连接。基板观的上表面设置有信号输入输出装置即外部连接端子27，基板观的下表面设置有连接电极33，外部连接端子27和连接电极33 通过通孔32连接。另外，盖22和基板观之间的空间的周围被侧面基板四包围。而且，在盖22和基板观之间夹持侧面基板四，通过将通孔30及螺旋弹簧31的上端和下端分别压接于连接电极33和接合用焊盘25，而将接合用焊盘25与外部连接端子27导通。在这样的结构的传声器21中，在盖22上安装传声器芯片23和IC芯片对，将传声器芯片23及IC芯片M与接合用焊盘25进行引线接合之后，在盖22上将侧面基板四和基板观重叠以导通接合用焊盘25和外部连接端子27。因此，不妨碍侧面基板四可很容易地进行引线接合作业，进而可减小封装内部的空间。但是，在专利文献2那样的结构中，构成封装的部件数量多，同时，必须在侧面基板四内制作通孔30及螺旋弹簧31这些结构，致使封装结构复杂化且使传声器21的成本升高。另外，由于即使不加大封装内的空间也不能减小侧面基板四的壁厚，因而难以减小封装的外形尺寸。专利文献1 美国专利申请公报第2008/(^83988号说明书(US 2008/0283988A1)专利文献2 美国专利申请公报第2007/00588 号说明书(US 2007/0058826A1)如上所述，在将安装有传声器芯片的部件(盖)和设有传声器的信号输入输出装置的部件(基板)做成分体部件的传声器中，以往，由于在与安装有半导体装置的面同一面上设有接合用焊盘，因而致使封装的结构或者配线结构复杂。
发明内容
本发明是鉴于上述的技术课题而设立的，其目的在于，使具有将安装有半导体元件(传声器芯片)的部件和设有信号输入输出装置的部件做成分体部件的封装结构的半导体装置(传声器)的结构变得简单。本发明的半导体装置具备构成封装的第一部件及第二部件；半导体元件，其收纳于形成在所述第一部件的凹部的内部且安装于所述第一部件；连接装置，其将所述第一部件的脱离所述半导体元件的安装面的部位和所述半导体元件电连接；导通部，其将所述第一部件和所述第二部件电连接。在本发明的半导体装置中，由于通过电连接装置将第一部件的脱离半导体元件的安装面的部位和半导体元件电连接，通过导通部将第一部件和第二部件电连接，因而，可通过电连接装置连接安装于第一部件的半导体元件和该第一部件，只是通过接合第一部件和第二部件就可简单地将半导体元件连接于第二部件。因此，可使半导体装置的封装中的配线结构变得简单，进而可使半导体装置低成本化。本发明的半导体装置的某实施方式中，还具备信号输入输出装置，其设于所述第二部件；接合用焊盘，其设置于所述第一部件的所述凹部的外缘部；第二接合部，其设于所述第二部件且与所述信号输入输出装置导通，所述连接装置为连接所述半导体元件和所述接合用焊盘的引线配线，所述导通部将所述接合用焊盘和所述第二接合部电导通。另外，所述第一部件的所述凹部的外缘部是指，所述第一部件的所述凹部的外部或者所述凹部内的开口部附近。在这样的实施方式中，由于在所述第一部件的凹部的外缘部设有接合用焊盘，因而用引线配线连接安装于第一部件的半导体装置和接合线，只是通过导通部导通第一部件的接合用焊盘和第二部件的第二接合部就可简单地将半导体元件连接于第二部件。因此， 可使半导体装置的封装中的配线结构简单，进而使半导体装置低成本化。而且，由于将接合用焊盘设置于第一部件的凹部的外缘部，因而由于不需要在凹部内插入引线接合用的卡具，从而可减小凹部的面积，且使封装变小。本发明的半导体装置的其它实施方式中，所述第二部件在与所述凹部对置的面具有凹陷部。根据这样的实施方式，由于封装内的空间增加，因而连接于接合用焊盘的引线配线难以与第二部件接触，可防止引线配线引起的短路。本发明的半导体装置的另外其它的实施方式中，还具备第一接合部，其设于所述第一部件的与所述第二部件对置的面，且与所述接合用焊盘导通，所述导通部将所述第一接合部和所述第二接合部连接。根据这样的实施方式，由于在与连接有引线配线的接合用焊盘不同的位置应用导通部，所以可通过导通部避免引线配线的连接部分受到影响。在本发明的半导体装置的另外其它的实施方式中，也可以将所述接合用焊盘和所述第一接合部设置于朝向与所述第一部件同一方向的面。例如，可以将接合用焊盘和第一接合部设置于同一水平面上，也可以将其设置于同一倾斜面上。在本发明的半导体装置的另外其它的实施方式中，也可以将所述接合用焊盘和所述第一接合部设置于朝向不同于所述第一部件的方向的面。例如，也可以将接合用焊盘和第一接合部设置于弯曲的曲面上。另外，也可以将其中一方设置于水平面上，将另一方设置于倾斜面上。本发明的半导体装置的另外其它的实施方式中，所述接合用焊盘和所述第一接合部位于与所述凹部的底面平行的同一平面内。根据这样的实施方式，由于接合用焊盘中的引线接合的方向和相对于安装于凹部的底面的半导体元件的引线接合的方向成为同一方向，因而使引线接合的工序变得容易。另外，例如因接合用焊盘和第一接合部的影像识别变得容易等而提高了半导体装置的组装精度。本发明的半导体装置的另外其它的实施方式中，所述接合用焊盘和所述第一接合部位于与所述凹部的底面平行的不同平面内。根据这样的实施方式，由于接合用焊盘中的引线接合的方向和相对于安装于凹部的底面的半导体元件的引线接合的方向变为同一方向，因而使引线接合的工序变得容易。另外，由于可使接合用焊盘稍微偏离第二部件，因而引线配线难以与第二部件接触。本发明的半导体装置的另外其它的实施方式中，所述第一接合部的外周缘比其内侧的区域高。根据这样的实施方式，即使导通部为焊锡及导电性粘接剂等，导通部也难以从第一接合部向外泄露。另外，作为本发明的半导体装置中的第一部件的材料，可使用贴铜层叠板、玻璃环氧树脂、陶瓷、塑料、金属、石墨纳米管中的至少一种材料或者它们的复合材料。同样，作为第二部件的材料，可使用贴铜层叠板、玻璃环氧树脂、陶瓷、塑料、金属、石墨纳米管中的至
6少一种材料或者它们的复合材料。另外，该半导体装置的所述第一部件及所述第二部件也可以具备用于隔断外部的电磁干扰的电磁屏蔽功能。优选的是，为了接合第一部件的第一接合部和第二部件的第二接合部，而使用由焊锡、导电性树脂、导电性带或者钎料中的至少一种构成的导通部。通过使用这些导通部， 可同时进行第一部件和第二部件的机械接合和电接合。另外，在要提高第一部件和第二部件的接合强度及密封性的情况下，也可以并用非导电性树脂或者非导电性带。本发明的半导体装置也可以收纳两个以上的半导体元件。例如，作为所述半导体元件也可以具备传感器和电路元件；也可以使一端连接在所述电路元件或者所述传感器的所述引线配线的另一端连接于所述接合用焊盘中的一处，使一端连接在所述电路元件或者所述传感器的另一所述引线配线的另一端连接于所述接合用焊盘中的另一处。另外，本发明的半导体装置可适用于传声器。例如，所述传感器为传声器芯片，所述第一部件为封装的盖，所述第二部件为封装的基板，在这样的传声器中，也可以在所述盖开设声孔，所述传声器芯片以覆盖所述声孔的方式安装于所述盖上。由于这样的传声器为顶端口式传声器，因而可增大后空腔的容积，进而可使传声器高灵敏度化。另外，所述传感器为传声器芯片，所述第一部件为封装的盖，所述第二部件为封装的基板，在这样的传声器中，也可以在所述基板上开设有声孔。该情况下，由于采用底端口式传声器，而将传声器芯片设置于盖，因而可防止因从声孔进入的焊锡烟有时对传声器芯片造成污染，有时传声器芯片的振动膜弓I起粘附等品质缺陷。另外，用于解决本发明中的上述课题的方法具有适当组合以上说明的构成要素的特征，本发明可根据这样的构成要素的组合形成许多的变更。
图1是表示专利文献1公示的传声器的剖面图；图2是表示专利文献2公示的传声器的剖面图；图3是沿本发明第一实施方式的传声器的长度方向的剖面图；图4是沿第一实施方式的传声器的宽度方向的剖面图(图3的X-X线剖面图)；图5(a)及(b)是使用了第一实施方式的传声器的盖的平面图和基板的平面图，图 5(c)是表示第一实施方式的变形例的局部的平面图，图5(d)是表示第一实施方式的另一变形例的局部的平面图；图6是沿本发明第二实施方式的传声器的宽度方向的剖面图；图7(a)及(b)是使用了第二实施方式的传声器的盖的平面图和基板的平面图；图8是沿本发明第三实施方式的传声器的长度方向的剖面图；图9是沿本发明第三实施方式的传声器的宽度方向的剖面图；图10(a)及(b)是使用了第三实施方式的传声器的盖的平面图和基板的平面图；图11是沿本发明第四实施方式的传声器的长度方向的剖面图；图12是沿第四实施方式的传声器的宽度方向的剖面图；图13(a)及(b)是使用了第四实施方式的传声器的盖的平面图和基板的平面图；图14是沿本发明第五实施方式的传声器的长度方向的剖面图；图15是沿第五实施方式的传声器的宽度方向的剖面图16是沿本发明第六实施方式的传声器的长度方向的剖面图；图17是沿第六实施方式的传声器的宽度方向的剖面图；图18是沿本发明第七实施方式的传声器的长度方向的剖面图；图19是沿第七实施方式的传声器的宽度方向的剖面图；图20是沿第七实施方式的传声器的不同部位的宽度方向的剖面图；图21 (a)及(b)是使用了第七实施方式的传声器的盖的平面图和基板的平面图；图22是沿本发明第八实施方式的半导体装置的宽度方向的剖面图；图23(a)及(b)是使用了第八实施方式的半导体装置的盖的平面图和基板的平面图；图M(a) (e)是表示第八实施方式的半导体装置的制造工序的概略剖面图；图25(a) (c)是表示第八实施方式的半导体装置的制造工序的概略剖面图，表示与图M(e)接续的工序；图^(a) (d)是表示第八实施方式的半导体装置的制造工序的概略剖面图，表示与图25(a) (c)接续的工序；图27是沿本发明第九实施方式的半导体装置的宽度方向的剖面图；图观⑷及(b)是使用了第九实施方式的半导体装置的盖的平面图和基板的平面图；图四是沿本发明第十实施方式的半导体装置的宽度方向的剖面图；图30(a) (c)是表示第十实施方式的半导体装置的制造工序的概略平面图；图31(a) (C)是表示第十实施方式的半导体装置的制造工序的概略剖面图，表示与图30(c)接续的工序；图32(a) (e)是本发明表示第十一实施方式的半导体装置的制造工序的概略剖面图。附图标记说明41、71、81、91、101、121 传声器42 传声器芯片43 电路元件44 盖45 基板44a、45a 声孑L46:凹部47:导电层48 接合用焊盘50、51、51a、51b 接合线53:导电层54:连接电极56 接地连接端子58 信号输入输出端子60、61:导电性部件
72 电极板73:接合焊盘82 周壁部83:凹陷部92:台阶部131、151、161、171 半导体装置134 传感器152:切口部
具体实施例方式下面，参照
本发明的最佳实施方式。但是本发明不限定于以下的实施方式，在不超出本发明的宗旨的范围内可进行各种设计变更。(第一实施方式)以下，参照图3、图4及图5说明本发明第一实施方式的顶端口式传声器41。图3 是表示沿传声器41的长度方向的截面的剖面图。图4是表示沿图3的X-X线的宽度方向的截面的剖面图。该传声器41为使用MEMS技术制造的MEMS传声器。传声器41在由盖44和基板45构成的封装内收纳有传声器芯片42和电路元件 43。图5 (a)是安装有传声器芯片42和电路元件43的盖44(第一部件)的下面图，图5(b) 是基板45(第二部件)的上面图。另外，图5(a) —并表示除去椭圆部分的抗钎料剂后的状态。如图3及图4所示，盖44可通过层叠贴铜层叠板及玻璃环氧树脂、陶瓷、塑料、石墨纳米管中的至少一种材料或者由这些复合材料构成的两个绝缘性基板而形成。由绝缘性材料形成的盖44具备用于收纳传声器芯片42及电路元件43的形成箱状的凹部46。在凹部46的顶面、侧壁面及凹部46的外部的盖44的下表面，其大体整体形成有电磁屏蔽用的导电层47。另外，如图5(a)所示，在凹部46的外部即盖44的下表面，在凹部46附近形成有多个接合用焊盘48 (兼做第一接合部)。导电层47及接合用焊盘48为金属膜，接合用焊盘48的周围从导电层47分离，将各接合用焊盘48和导电层47彼此之间绝缘。传声器芯片42为MEMS元件(声传感器)，例如在Si基板的开口部设置有声振动传感用的薄膜即振动膜。电路元件43为ASIC及IC芯片等元件。如图3所示，传声器芯片 42和电路元件43收纳于凹部46内，通过粘接剂将各自的背面固定于凹部46的顶面。另外，传声器芯片42与开设于盖44的声孔4 对应而设置，以覆盖声孔44a。因此，由于传声器芯片42的声孔4 成为前空腔，凹部46内的空间成为后空腔，因而可保持大的后空腔容积，从而可使传声器芯片42高灵敏度化。如图5 (a)所示，设置于传声器芯片42的表面的端子4 和设置于电路元件43的表面的端子43a通过接合线50连接。在设置于电路元件43的表面的端子4 上连接接合线51a(引线配线)的一端，接合线51a的另一端连接于接合用焊盘48。另外，在设置于电路元件43的表面的接地端子43c上连接接合线51b的一端，接合线51b的另一端在盖44 的下面连接于导电层47的接合部47a。另外，在图5(a)中，也可以是传声器芯片42不与盖44的接合用焊盘连接的结构，而是根据电路构成等也将传声器芯片42通过接合线与盖44的接合用焊盘48及导电层47接线的结构。盖44的下表面(与基板45对置的面)，除连接接合用焊盘48和导电层47的外周部及接合线51b的部位，都被抗钎料剂52覆盖。如图3及图4所示，基板45由多层配线基板、贴铜层叠板、玻璃环氧树脂、陶瓷基板、塑料基板、石墨纳米管的基板构成。在基板45的上表面以彼此分开绝缘的状态设置有电磁屏蔽用的导电层53和连接电极54 (第二接合部)。另外，基板45的上表面由抗钎料剂55覆盖，只有连接电极M的局部(与接合用焊盘48对置的部分)和导电层53的外周部及与接合部47a对置的区域从抗钎料剂55露出。在基板45的下表面设置有接地连接端子56，接地连接端子56通过通路孔59与导电层53连接。另外，在基板45的下表面设有信号输入输出用的信号输入输出端子58，信号输入输出端子58通过通路孔59与连接电极M连接。如图3及图4所示，盖44以使凹部46朝向下方的状态叠置于基板45的上表面， 通过导电部件60将对置的接合用焊盘48和接合用焊盘M彼此之间相互接合。作为导电性部件60，可以使用导电性粘接剂及焊锡、导电性双面粘接带、焊接用钎料中的任一种，或者也可以并用其中的多种材料。另外，从抗钎料剂52露出的导电层47的外周和从抗钎料剂55露出的导电层53的外周部也通过导电性材料61在全周接合，或者在大致全周接合。 作为导电性部件61，可以使用导电性粘接剂及焊锡、导电性双面粘接带、焊接用钎料中的任一种，或者也可以并用其中的多种材料。为了将盖44和基板45粘合，也可以并用非导电性树脂及非导电带。因此，电路元件43的端子4 通过接合线51a、导电性部件60、通路孔59 等连接于信号输入输出端子58。另外，电路元件43的接地端子43c通过接合线51b、导电性部件61、通路孔57等连接于接地连接端子56。另外，盖44的导电层47通过导电性部件 61连接于基板45的导电层53，通过将接地连接端子56连接于地线，由此，利用导电层47、 53使传声器41屏蔽来自外部的电磁干扰。根据这样的传声器41，以使接合用焊盘48为上的方式将盖44反转，可在位于盖 44的表面的接合用焊盘48及接合部47a对接合线51a、51c进行引线接合。因此，不需要像专利文献1的那样在凹部46内进行引线接合，而可以简单地进行传声器41的配线作业，从而可使传声器41的成本达到廉价。另外，由于不需要在凹部46内插入引线接合用的卡具， 因而可减小凹部46的面积，进而可使传声器小型化。(第二实施方式)图6是沿本发明第二实施方式的传声器71的宽度方向的剖面图。沿传声器71的长度方向的剖面的表示与图3同样。另外，图7(a)是安装有传声器芯片42及电路元件43 的盖44的上面图，图7 (b)是基板45的下面图。 在该实施方式中，在盖44的下表面设置有与导电层47绝缘的电极板72，通过用抗钎料剂52覆盖电极板72的中央部而将电极板72分割为两个区域。由抗钎料剂52分割的电极板的一区域成为用于对接合线51a端部进行接合的接合用焊盘48，电极板72的另一区域成为通过导电性部件60与连接电极M (第二接合部)接合的接合焊盘73 (第一接合部)。而且，接合线51a的端部接合于接合用焊盘48，接合焊盘73通过导电性部件60接合于连接电极M，经由电极板72使接合线51a与连接电极M导通。
如第一实施方式，通过导电性部件60将接合有接合线51a的接合用焊盘48接合的情况中，在接合线51a为极细的细线的情况下，有可能因导电性部件60即焊锡的热量及导电性树脂的固化收缩而受到接合线51a的接合端脱落的恶劣影响。与此相对，根据第二实施方式，由于导电性部件60难以触及接合线51a的接合端，因而不用担心接合线51a从接合用焊盘48脱离，提高了传声器71的可靠性。(第三实施方式)图8是沿本发明第三实施方式的传声器81的长度方向的剖面图，图9是沿传声器 81的宽度方向的剖面图。另外，图10(a)是安装有传声器芯片42及电路元件43的盖44的下面图，图10(b)是基板45的上面图。该传声器81中，在基板45的上表面的周围竖立周壁部82，在基板45的上表面形成有由周壁部82包围的凹陷部83。盖44以将其下表面载置于周壁部82的上表面的方式叠置于基板45上，导电层47的外周部通过导电性部件61与位于周壁部82的上表面外周部的导电层53接合。另外，连接电极M设置于凹陷部83内，通过厚厚地涂敷或者堆满的导电性部件60与接合焊盘73连接。根据这样的实施方式，由于不用提高传声器81的外形的高度就可提高内部的空间(凹部46及凹陷部83)，因而用于对接合线50、51a、51b进行配线的空间扩大，即使这些接合线50、51a、51b下垂也难以与基板45接触，提高了传声器81的可靠性。(第四实施方式)图11是沿本发明第四实施方式的传声器91的长度方向的剖面图，图12是沿传声器91的宽度方向的剖面图。另外，图13(a)是安装有传声器芯片42及电路元件43的盖44 的下面图，图13(b)是基板45的上面图。该传声器91也分为接合用焊盘48和接合焊盘73，另外，在传声器91中，在盖44 的凹部46内的开口附近形成有台阶部92。即，在凹部46的下端部(盖44的下表面附近)， 将凹部46的侧壁面下端部切削，在比盖44的下表面高若干的位置设置有与盖44的下表面平行的面即台阶部92。而且，如图12所示，还设置有从台阶部92向盖44的下表面弯曲的电极板72，同时，用抗钎料剂52覆盖电极板72的中央部分为两个露出区域，在台阶部92， 将从抗钎料剂52露出的区域设为接合用焊盘48，在盖44的下表面，将从抗钎料剂52露出的区域设为接合焊盘73。而且，在位于台阶部92的接合用焊盘48连接接合线51a的端部， 通过导电性部件60将接合焊盘73接合于基板45的连接电极M。另外，用于连接接合线51b的接合部47a也设置于台阶部92。根据这样的实施方式，由于将用于连接接合线51a、51b的接合用焊盘48及接合部 47a设置于台阶部92，因而可在离开基板若干的位置，将接合线51a、51b连接于接合用焊盘 48及接合部47a。因此，即使接合线51a、51b下垂也难以接触到基板45，可提高传声器91 的可靠性。(第五实施方式)图14是沿本发明第五实施方式的传声器101的长度方向的剖面图，图15是沿传声器101的宽度方向的剖面图。在该传声器101中，作为盖44使用通过预模制树脂及塑料等预先成型的树脂成型品或者陶瓷烧成品等。根据这样的实施方式，由于盖材料的选择范围宽，因而可选择例如与传声器芯片42的Si基板相比线膨胀系数差小的材料而不易使传声器42产生变形，从而可提高传声器101的精度及可靠性。
(第六实施方式)图16是沿本发明第六实施方式的传声器111的长度方向的剖面图，图17是沿传声器111的宽度方向的剖面图。在该传声器111中，使用将金属板冲压成型而形成凹部46的盖44。如图16所示， 该金属制盖44通过导电性部件61将外周部下表面接合于基板45的导电层53。因此，盖 44自身与导电层53导通，盖44整体具有电磁屏蔽功能。另外，如图17所示，在基板45的与连接电极M露出区域对置的部位，在盖44的下表面形成有绝缘层112，绝缘层113之下设置有接合用焊盘48。因此，接合用焊盘48通过绝缘层112与盖44绝缘。根据这样的实施方式，由于不需要在盖44上另外设置电磁屏蔽用的导电层47，因而可使结构更加简单，从而可实现成本的消减。另外，在图14及图15的第五实施方式和图16及图17的第六实施方式中，表示的是具有与第一实施方式同样的结构，但是，还可以如第二实施方式所述，为分离为接合用焊盘48和接合焊盘73的结构，如第三实施方式所述在基板45上设置凹陷部83的结构，如第四实施方式所述，在盖44上设置台阶部92的结构。(第七实施方式)图18是沿本发明第七实施方式的传声器121的长度方向的剖面图，图19是沿传声器121的宽度方向的剖面图。图20是沿传声器121的声孔的位置的宽度方向的剖面图。 另外，图21 (a)是安装有传声器芯片42及电路元件43的盖44的下面图，图21(b)是基板 45的上面图。该传声器121为基板45上开设有声孔45a的底端口式传声器。由于声孔45a的开口位置以外与第一实施方式相同，因而在所对应的部位标注同一符号，由此说明从略。在该底端口式传声器121中，由于基板45上开设有声孔45a，因而在将传声器121 安装于适用仪器的电路基板等时，有可能使焊锡烟等从声孔4 进入封装内。因此，为了不发生因焊锡烟对传声器121的污染或者对振动膜引起粘附，而使传声器121离开声孔4 安装于盖44的下表面。即使在该传声器121中，由于与电路元件43连接的接合线51a、51b的另一端可以连接于设置于盖44的下表面且通过导电性材料60、61与基板45接合的接合用焊盘48及接合部47a，因而很容易进行另一端的引线接合，使传声器121的成本变得廉价，同时实现传声器121的小型化。另外，作为第七实施方式，表示的是在第一实施方式的传声器中将声孔设置于基板的结构，但是也可以在分离为接合用焊盘48和接合焊盘73的第二实施方式的传声器、在基板45上设置有凹陷部83的第三实施方式的传声器、在盖44上设置有台阶部92的第四实施方式的传声器、作为盖44使用树脂成型品或者陶瓷烧成品等的第五实施方式的传声器、 使用金属制的盖44的第六实施方式的传声器中，在基板开口形成声孔。(第八实施方式)本发明的封装结构的用途不限于传声器，还可以用于收纳有各种传感器及IC电路等的半导体装置。下表面，参照图22 沈说明本发明第八实施方式。半导体装置131在由盖44和基板45构成的封装内收纳有传感器134和电路元件43，在第八实施方式的半导体装置131
12中，盖44使用贴铜层叠板及玻璃环氧树脂基板、纸环氧树脂基板等。图22是本发明第八实施方式的半导体装置131的剖面图。图23(a)是安装有传感器134和电路元件43的盖 44(第一部件)的平面图，图23(b)是涂敷有导电性部件60、61的基板45 (第二部件)的下面图。另外，在附图中，基板45的下面安装有盖44，但是，这里表示制造工序，在使用状态半导体装置131可以是任意方向。如图22及图23所示，盖44具备用于收纳传感器134及电路元件43的制成箱状的凹部46。该盖44如在制造方法中所述，由开设有贯通孔的贴铜层叠板和底面基板构成。 将凹部46的底面堵塞，上表面开口。凹部46的底面、侧壁面及凹部46的外部的盖44的上表面，其几乎整体形成有电磁屏蔽用的导电层47。另外，在凹部46的外部即盖44的上表面，在凹部46附近形成有多个接合用焊盘48。导电层47及接合用焊盘48由金属膜形成， 而接合用焊盘48的周围与导电层47分开，在接合用焊盘48的周围将光致抗蚀剂等绝缘材料构成的绝缘部132埋设成额缘状使接合用焊盘48和导电层47彼此绝缘。传感器134为声传感器及加速度传感器、流量传感器等MEMS元件，电路元件43为 IC芯片及ASIC等元件。传感器134和电路元件43收纳于凹部46内，各自的下表面通过粘接剂固定于凹部46的底面。设置于传感器134的上表面的端子和设置于电路元件43的上表面的端子通过接合线50连接。另外，在设置于电路元件43的上表面的端子上接合有接合线51的一端，接合线51的另一端与接合用焊盘48接合。另外，在图23 (a)上，电路元件 43的附近配置有接合用焊盘48，而在传感器134与接合用焊盘48之间也用接合线连接的情况下，也可以适当在传感器134附近设置接合用焊盘48。如图22及图23(b)所示，基板45由多层配线基板构成，在基板45内设置有信号输入输出用的输入输出配线133。在基板45的下表面，与接合用焊盘48对置地设置有连接电极M，在除去连接电极M及其周围的几乎整个面上设置有电磁屏蔽用的导电层53。连接电极M及导电层53由金属膜形成，连接电极M的周围与导电层53分离。在除去连接电极讨及导电层53的外周部的区域，导电层53的下表面由抗钎料剂55所覆盖，连接电极 M与导电层53之间也埋设有抗钎料剂55。另外，连接电极M分别与基板45内的输入输出配线133导通。如图22所示，基板45叠置于盖44的上表面，通过导电性粘接剂及焊锡、导电性双面粘贴带、焊接用钎料等导电性部件60将对置的接合用焊盘48和连接电极M彼此之间接合。另外，在导电层53的基板的外周部，从抗钎料剂55露出的区域通过导电性粘接剂及焊锡、导电性双面粘贴带、焊接用钎料等导电性部件61与导电层47的外周部接合。因此，电路元件43通过接合线51和导电性部件60等连接于输入输出配线133。另外，由于导电层 47通过导电性部件61与导电层53导通，因而通过将导电层53与接地电位连接而对半导体装置131的内部进行电磁屏蔽。(制造方法)下面，参照图M (a) (e)、图25(a) (c)及图26(a) (d)说明上述半导体装置131的制造工序。图M (a)所示的是盖44的原材料，为上下两面粘贴有铜箔142a、142b 的例如双层贴铜层叠板141。如图24(b)所示，其上表面的铜箔14 通过蚀刻除去要形成接合用焊盘48的区域的周围而形成分离槽144，在要形成接合用焊盘48的区域形成有接合面143。接着，在贴铜层叠板141的上表面涂敷光致抗蚀剂，利用光刻技术以只在分离槽141的部分残留有光致抗蚀剂的方式对光致抗蚀剂进行构图。其结果是，如图M(C)所示， 通过固化后的光致抗蚀剂在接合面143的周围形成突框状绝缘部132。其后，如图24(d)所示，使用取根机及钻头与作为凹部46的区域对应在贴铜层叠板141上开设贯通孔145。而且，通过双面粘贴带147在贴铜层叠板141的整个下表面粘贴底面基板146，通过底面基板146将贯通孔145的下表面堵塞，在贴铜层叠板141形成凹部 46。另外，底面基板146不限于硬质基板，也可以是具有耐热性的带及片。这样在贴铜层叠板141上粘贴底面基板146而形成凹部46之后，如图M (e)所示， 通过蒸镀、溅射等方法在凹部46的内面及贴铜层叠板141的整个上表面成膜金属板148。由于绝缘部132的高度大于铜箔14 的厚度，因而如图25(b)所示，覆盖绝缘部 132的金属层148高于周围。接着，如图25(a)所示，将在绝缘部132之上堆积的金属膜148 通过切片机149切削成水平，或者用研磨机进行研磨使绝缘部132的上表面露出。此时，如图25 (c)所示，由于不是将绝缘部132部分水平切削而是使其比周围突出而保留，在绝缘部 132的两侧面形成金属膜148的竖立部148a。当这样除去覆盖在绝缘部132的上表面的金属膜148而使绝缘部132的上表面露出时，如图沈(a)所示，由绝缘部132包围的区域的金属膜148成为接合用焊盘148，此外的区域成为电磁屏蔽用的导电层47。而且，由于绝缘部132及其两侧面的金属膜148向上突出，因而在用导电性部件60、61将盖44和基板45接合时，将接合用焊盘48和连接电极M 接合的导电性部件60及将导电层47和导电层53接合的导电性部件61越过绝缘部132流出，可防止电路短路。这样完成盖44后，如图^(b)所示，将传感器134和电路元件43收纳于凹部46 内并将底面粘接固定，用接合线50将传感器34和电路元件43连接，另外，用接合线51将电路元件43和接合用焊盘48连接。其后，对另外制作的如图23(b)那样的基板45的下表面外周部涂敷导电性部件 61，同时对连接电极M涂敷导电性部件60，如图26(c)所示，将该基板45叠置于盖44之上，如图沈(d)所示，通过导电性部件60将接合用焊盘48和连接电极M接合，通过导电性部件61将导电层47和导电层53接合。根据这样的半导体装置131，由于将接合线51引线接合于盖44的接合用焊盘48 不需要在凹部46内进行，而是可以在盖44的上面进行，因而可减小凹部46的面积，进而可使半导体装置131小型化。另外，由于一端连接于电路元件43的接合线51的另一端直接与设置于盖44的上表面的接合用焊盘48连接，因而不需要在凹部46内设置导通配线等， 可使半导体装置131的结构简单，且可使封装的成本变得廉价。(第九实施方式)图27是表示本发明第九实施方式的半导体装置151的剖面图。另外，图观(a)及 (b)是用于第九实施方式的半导体装置151的盖44的平面图和基板45的平面图。在第八实施方式的情况下，由于在设置于盖44的上表面的接合用焊盘观上连接有接合线51的前端，因而接合线51下垂时，有可能因凹部46的上端部角而与导电层47接触导致短路。这样的情况下，如图27及图观所示，在接合线51的通过位置，也可以在凹部 46的侧壁和盖44的上表面相交叉的脚部切开盖44和导电层47而形成切口部152。切口部152例如只要是通过取根机及钻头对贴铜层叠板141及导电层47进行切削加工形成即可。根据这样的半导体装置151，如图27所示，即使接合线51下垂在与导电层47之间也难以短路。(第十实施方式)本发明第十实施方式的半导体装置161为使用的成型品的盖44的实施方式。图四是表示该半导体装置161的剖面图。盖44为由非导电性树脂构成的树脂成型品，其上面形成有凹部46。该盖44的凹部内面及上表面形成有电磁屏蔽用的导电层47和接合用焊盘48。在凹部46内的底面安装有传感器134及电路元件43，电路元件43与接合用焊盘 48之间用接合线51连接。封装用的基板45由多层配线基板构成，基板45内设置有电磁屏蔽用的导电层53， 在基板45的上表面设置有成为信号输入输出装置的外部连接端子163。另外，在基板45的下表面以与接合用焊盘48对置的方式设置有通过通路孔165与外部连接端子163导通的连接电极M，将通过通路孔166与导电层53导通的接地电极162设置于外周部。基板45叠置于盖44的上表面，连接接合线51的接合用焊盘48通过导电性部件 60与连接电极M连接，导电层47通过导电性部件61与接地电极162连接。(制造方法)图30(a) (c)及图31(a) (c)是表示第十实施方式的半导体装置161的制造工序的概略剖面图。以下，参照这些图说明半导体装置161的制造工序。图30(a)所示的是由非导电性树脂成型的盖44，其上面凹设有箱状的凹部46，在凹部46的外部以包围要形成接合用焊盘48的区域的方式设置有额缘状突起168。如图 30(b)所示，在该盖44的凹部46整个内面及凹部46外的整个上表面，通过实施金属镀敷而形成有金属膜148。接着，如图30(c)所示，通过切片机149及研磨机切削出额缘状突起 168，在额缘状突起168突出的区域局部除去金属膜148使盖44露出。其结果是，如图31 (a) 所示，在被额缘状突起168包围的区域形成接合用焊盘48，此外的区域形成导电层47。另外，使接合用焊盘48的周围与导电层47分离，通过在具有额缘状突起168的部位露出的盖 44，使接合用焊盘48和导电层47彼此绝缘。其后，如图31(b)所示，将传感器134及电路元件43收纳于凹部46内并用粘接剂进行固定，通过接合线50将传感器134和电路元件43连接。另外，通过接合线51将电路元件43和接合用焊盘48连接。接着，将基板46叠置于盖44上，通过导电性粘接剂及焊锡等导电性部件60将接合用焊盘48和连接电极M连接，通过导电性部件及焊锡等导电性部件61将导电层47和接地电极162的外周部彼此之间连接。如上所述，根据预先在盖44的上表面设置额缘状突起168的方法，在形成金属膜 148之后，只是对额缘状突起168的局部进行切削或者研磨而除去额缘状突起168，就可简单地对导电层47和金属膜148进行构图。(第十一实施方式)图32表示本发明第十一实施方式的半导体装置171及其制造工序。该半导体装置171中，作为盖44使用金属板。在该半导体装置171的制造工序中，首先，如图32(a)所示，对铜板、铜箔、铝板、铝箔、铁板等金属板进行冲压成型而在盖44上形成凹部46。接着，如图32(b)所示，在盖44的凸缘172的上表面形成绝缘膜173。另外，也可以将图32 (a)和图32(b)的顺序颠倒，在金属板的边缘设置绝缘膜173之后对金属板进行冲压成型。其后，如图32 (c)所示，通过在绝缘膜173上设置接合用焊盘48，而设置与盖44绝缘的接合用焊盘48。而且，如图32(d)所示，在凹部46内的底面安装传感器134和电路元件43且通过接合线50将电路元件43和传感器134连接，通过接合线51将电路元件43和接合用焊盘48连接。最后，将基板45叠置于盖44上，并通过导电性部件60将盖44的接合用焊盘48 和基板45的连接电极M接合，另外，通过导电性部件61将盖44的凸缘172和基板45的导电层53接合。另外，在上述实施方式中，将传声器或者传感器和电路元件收纳于封装内，但是即使将传声器或者传感器、或者电路元件作为单体收纳于封装内也无妨。
权利要求
1.一种半导体装置，其特征在于，具备 构成封装的第一部件及第二部件；半导体元件，其收纳于形成在所述第一部件的凹部的内部且安装于所述第一部件； 连接装置，其将所述第一部件的脱离所述半导体元件的安装面的部位和所述半导体元件电连接；导通部，其将所述第一部件和所述第二部件电连接。
2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于， 还具备信号输入输出装置，其设于所述第二部件； 接合用焊盘，其设置于所述第一部件的所述凹部的外缘部； 第二接合部，其设于所述第二部件且与所述信号输入输出装置导通， 所述连接装置为连接所述半导体元件和所述接合用焊盘的引线配线， 所述导通部将所述接合用焊盘和所述第二接合部电导通。
3.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述第二部件在与所述凹部对置的面具有凹陷部。
4.如权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，还具备第一接合部，其设于所述第一部件的与所述第二部件对置的面，且与所述接合用焊盘导通，所述导通部将所述第一接合部与所述第二接合部连接。
5.如权利要求4所述的半导体装置，其特征在于，所述接合用焊盘和所述第一接合部设置于朝向与所述第一部件同一方向的面。
6.如权利要求4所述的半导体装置，其特征在于，所述接合用焊盘和所述第一接合部设置于朝向与所述第一部件不同的方向的面。
7.如权利要求4所述的半导体装置，其特征在于，所述接合用焊盘和所述第一接合部位于与所述凹部的底面平行的同一平面内。
8.如权利要求4所述的半导体装置，其特征在于，所述接合用焊盘和所述第一接合部位于与所述凹部的底面平行的不同平面内。
9.如权利要求4所述的半导体装置，其特征在于，所述第一接合部的外周缘比其内侧的区域高。
10.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述第一部件由贴铜层叠板、玻璃环氧树脂、陶瓷、塑料、金属、石墨纳米管中的至少一种材料或者它们的复合材料形成。
11.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述第二部件由贴铜层叠板、玻璃环氧树脂、陶瓷、塑料、金属、石墨纳米管中的至少一种材料或者它们的复合材料形成。
12.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述第一部件及所述第二部件具备用于隔断外部的电磁干扰的电磁屏蔽功能。
13.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述导通部为焊锡、导电性树脂、导电性带或者钎料中的至少一种。
14.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述第一部件和第二部件并用非导电性树脂或者非导电性带接合。
15.如权利要求2所述的半导体装置，其特征在于， 作为所述半导体元件具备传感器和电路元件，将一端连接在所述电路元件或者所述传感器的所述引线配线的另一端连接于所述接合用焊盘中的一处，将一端连接在所述电路元件或者所述传感器的其它的所述引线配线的另一端连接于所述接合用焊盘中的另一处。
16.一种传声器，其为权利要求15的半导体装置，所述传感器为传声器芯片，所述第一部件为封装的盖，所述第二部件为封装的基板，其特征在于，在所述盖上开设有声孔，所述传声器芯片以覆盖所述声孔的方式安装于所述盖上。
17.一种传声器，其为权利要求15的半导体装置，所述传感器为传声器芯片，所述第一部件为封装的盖，所述第二部件为封装的基板，其特征在于，在所述基板上开设有声孔。
全文摘要
一种半导体装置，将具有封装结构的半导体装置的结构简单化，该封装结构为将安装有半导体元件的部件和设有信号输入输出装置的部件做成分体部件的封装结构。由盖和基板构成传声器的封装。在设置于盖的凹部内收纳有传声器芯片和电路元件并将其粘接固定于凹部的顶面。在凹部的外侧，在盖的下表面设置有多个接合用焊盘。将接合线的一端连接于电路元件，将另一端连接于接合用焊盘。基板作为信号输入输出装置具有信号输入输出端子，在基板的上表面与接合用焊盘对置而设置有与信号输入输出端子导通的连接电极。基板和盖通过导电性粘接剂及焊锡等导电性部件将连接电极和接合用焊盘接合。
文档编号H04R19/00GK102190278SQ20111003754
公开日2011年9月21日 申请日期2011年2月14日 优先权日2010年3月10日
发明者前川智史, 大野和幸, 鞍谷直人 申请人:欧姆龙株式会社