JP2010080720A - リードフレーム連続成形体、パッケージ本体連続成形体及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プリモールドタイプのパッケージにあって内部に収納される半導体チップを有効に電磁シールドするとともに、限られた面積の材料からパッケージサイズを極力大きくすることができ、材料の使用効率を良くする。
【解決手段】モールド樹脂体の一端部側に周壁部の上端面に露出される導通フレーム部２６が設けられ、隣接状態で列をなす各リードフレーム５の列毎に、該列に沿って導通フレーム部２６を連結状態としてなる支持フレーム部３１が形成され、該支持フレーム部３１に、導通フレーム部２６に対して一部を屈曲させて列の長さ方向と直交する方向に張り出させてなる屈曲部２８が一体に形成され、該屈曲部２８の内側に、複数の端子部２２〜２４のうちの一つの端子部２４に接続状態のアーム部３２が列の長さ方向と直交する方向に沿って下り勾配に傾斜して設けられている。
【選択図】 図１

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なる半導体装置を製造するためのリードフレーム連続成形体、パッケージ本体連続成形体及びこれらを用いた半導体装置の製造方法に関する。

シリコンマイクや圧力センサ等の半導体装置は、中空のパッケージの中にマイクロフォンチップ等の半導体チップが収納されている。
特許文献１に記載の半導体装置は、フラットの基板の上にマイクロフォンチップ等の半導体チップが搭載され、その上からキャップ状に絞り加工された蓋体が被せられ、その下端が基板の表面に固定されている。この場合、蓋体は金属等の導電性材料によって形成され、その下端が基板上の導体に導電性接着剤によって固定されており、蓋体と基板上の胴体とによって半導体チップの電磁シールドがなされるようになっている。

一方、この種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一体化したプリモールドタイプのパッケージを用いることにより、リードフレームを複数個マトリクス状に連続成形したリードフレーム連続成形体を形成して、パッケージ本体を複数個一括して製作することができ、材料コストの低減、生産性の向上を図ることができると考えられる。特許文献２から４に記載の半導体装置は、このようなプリモールドタイプのパッケージを用いたものであり、半導体チップに接続されるリードフレームの一部がモールド樹脂に埋設状態とされるとともに、この半導体チップの回りを囲むように周壁部がモールド樹脂に一体に形成され、その周壁部の上に蓋体が固定されている。
米国特許第６７８１２３１号明細書 特開２０００−３５３７５９号公報 特開２００５−５３５３号公報 特開２００５−２６４２５号公報

ところで、このようなプリモールドタイプのパッケージにおいて、特許文献１記載の半導体装置のように半導体チップの回りを電磁シールドした構造とする場合、リードフレームを半導体チップの下方に配置し、その一部に、半導体チップの上方の蓋体を接触させる必要がある。この場合、半導体チップの周囲を囲む周壁部の上端面にリードフレームの一部を露出させることが考えられるが、半導体チップの下方に配置されるリードフレームの一部を切り起こすように折り曲げ形成することになるため、その切り起こしに要する長さの分、パッケージとしての平面積が小さくなり、半導体チップの収納空間に制約が生じる。逆に言えば、必要なパッケージサイズを確保しようとすると、切り起こし部分の展開長さの分、リードフレームのための金属板としては大きい面積のものが必要になり、ロスが多く歩留まりが悪くなる結果、コスト低減を妨げる要因となる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、プリモールドタイプのパッケージにあって内部に収納される半導体チップを有効に電磁シールドするとともに、限られた面積の材料からパッケージサイズを極力大きくすることができ、材料の使用効率が良いリードフレームの連続成形体、このリードフレーム連続成形体を用いたパッケージ本体連続成形体及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

本発明のリードフレーム連続成形体は、半導体チップを搭載する底板部及び該底板部の周縁部から立設した周壁部を備える箱形のモールド樹脂体に少なくとも一部が埋設され、前記周壁部の上端面に固着される導電性材料からなる蓋体と電気的接続状態とされるリードフレームを複数連結状態に形成したリードフレーム連続成形体であって、各リードフレームは、前記モールド樹脂体の一側部における前記周壁部の上端面に露出される導通フレーム部と、該導通フレーム部から下り勾配に傾斜した連結フレーム部を介して接続され前記底板部に配置されるステージ部と、前記底板部に前記ステージ部と間隔をあけて配置される複数の端子部とが備えられるとともに、隣接状態で列をなす各リードフレームの列毎に、該列に沿って前記導通フレーム部を連結状態としてなる支持フレーム部が形成され、該支持フレーム部に、前記導通フレーム部に対して一部を屈曲させて前記列の長さ方向と直交する方向に張り出させてなる屈曲部が一体に形成され、該屈曲部の内側に、前記複数の端子部のうちの一つの端子部に接続状態のアーム部が前記列の長さ方向と直交する方向に沿って下り勾配に傾斜して設けられていることを特徴とする。

このリードフレーム連続成形体を用いてプリモールドタイプの半導体装置を形成することにより、リードフレームの導通フレーム部と蓋体とを電気的接続状態として、これらリードフレームと蓋体とにより半導体チップを囲った状態とすることができ、内部の半導体チップを有効に電磁シールドすることができる。
そして、このリードフレーム連続成形体においては、導通フレーム部とステージ部とは、その間の連結フレーム部が折り曲げられるために、その展開状態では両者間に折り曲げに要する距離が必要になるが、その導通フレーム部がリードフレームの一端部に設けられていることにより、他方の端部においては、折り曲げに要する展開分を見込んでおく必要がなくなり、その分、ステージ部を広く確保し得て、シールド効果を高めることができるとともに、リードフレーム連続成形体全体の面積に比べて大きいパッケージサイズのものを形成することが可能になる。

また、このリードフレーム連続成形体は、樹脂がモールドされ、半導体チップを収納した後、ダイシング加工等により切断されて個々の半導体装置となる。そのとき、導通フレーム部の外側を切断することにより、該導通フレーム部から張り出させた屈曲部が切り落とされ、該屈曲部に接続されていたアーム部を導通フレーム部から分離独立させることができ、しかも、そのアーム部は下り勾配に傾斜しているから、その下り勾配の部分で切断されるとモールド樹脂に埋設された状態となり、このアーム部に接続状態の端子部と蓋体との絶縁を確保することができる。

本発明のリードフレーム連続成形体において、前記連結フレーム部は、その先端部が前記ステージ部の側部に接続されているとともに、一つの列の中で隣接する両リードフレームの間で両リードフレーム相互に連結状態に設けられているとよい。
隣接するリードフレーム間で連結フレーム部を連結状態とすることにより、両リードフレーム間のピッチを小さくすることができ、前述した導通フレーム部を片側に配置したことにより大きいパッケージサイズとすることができることと相俟って、より材料の使用効率を高めることができ、リードフレーム連続成形体全体のサイズに比べて、個々のパッケージサイズとしてさらに大きいものとすることができる。

また、本発明のリードフレーム連続成形体において、前記アーム部における前記屈曲部への接続部付近の表面は、前記導通フレーム部の表面に対して低くなるように窪ませられているとよい。
前述したように、このリードフレーム連続成形体に樹脂がモールドされ、半導体チップを収納した後、導通フレーム部の外側が切断されて個々の半導体装置に分離されるが、この場合に、アーム部の途中部分でなくても、屈曲部におけるアーム部の接続部を切断すれば、その接続部は導通フレーム部の表面より低く形成されているから、アーム部を導通フレーム部から分離し、しかもその切断エッジをモールド樹脂に埋設した状態とすることができる。したがって、屈曲部を導通フレーム部からわずかに張り出させる程度でもアーム部を絶縁状態とすることが可能であり、材料の無駄を少なくすることができる。

本発明のリードフレーム連続成形体において、前記支持フレーム部における前記アーム部とは反対側に、隣接する他の列のリードフレームにおける前記一つの端子部とは異なる端子部が補助アーム部を介して接続されているものとしてもよい。
各リードフレームを列毎に支持する支持フレーム部に、隣接する列のリードフレームにおける一部の端子部をも支持させるようにしたものであり、材料の使用効率をさらに高めることができる。

そして、本発明のパッケージ本体連続成形体は、前記リードフレーム連続成形体に樹脂をモールドして前記底板部及び周壁部を備えるパッケージ本体を連続状態で形成してなるパッケージ本体連続成形体であって、前記底板部の上面に、前記端子部の上面の少なくとも一部ずつが露出するとともに、前記底板部の下面に、前記端子部及び前記ステージ部の下面の少なくとも一部ずつが露出していることを特徴とする。

また、このパッケージ本体連続成形体を用いた半導体装置の製造方法は、前記パッケージ本体連続成形体の各底板部上に半導体チップを搭載するとともに、前記周壁部の上面に導電性接着剤を介して前記蓋体を固着した後、前記周壁部の外周縁を切断することにより半導体装置を製造する方法であって、前記周壁部の外周縁を切断する際に前記アーム部における前記屈曲部への接続部を経由して前記列の長さ方向に切断する工程を有することを特徴とする。

また、本発明の半導体装置の製造方法において、前記連結フレーム部が一つの列の中で隣接する両リードフレームの間で両リードフレーム相互に連結状態に設けられている場合には、前記周壁部の外周縁を切断する際に、前記隣接する両リードフレームの間で前記連結フレーム部の連結部を切断する工程を有する。

さらに、本発明の半導体装置の製造方法において、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ものとすることができる。

本発明のリードフレーム連続成形体を用いてプリモールドタイプの半導体装置を形成することにより、導通フレーム部を蓋体に電気的接続状態として、内部に収納される半導体チップの電磁シールドをすることが可能になる。そして、その場合に、リードフレームの一端部に設けた導通フレーム部から連結アーム部を介してステージ部が支持されていることにより、他方の端部においてはステージ部を広く確保することができ、リードフレーム連続成形体全体の面積に比べて大きいパッケージサイズのものを形成することが可能になり、限られた面積の材料を効率よく使用することができる。また、リードフレーム連続成形体においては、導通フレーム部に一体の屈曲部に、端子部を支持するアーム部を接続したので、半導体装置の製造時に導通フレーム部の外側を切断することにより、アーム部を導通フレーム部から分離し、しかもモールド樹脂に埋設された状態として蓋体から絶縁した状態とすることができ、リードフレームの片側の導通フレーム部にステージ部と端子部とをともに支持した構造としながら、半導体装置としての製造工程中の通常の加工によって、半導体チップの電磁シールドと、端子部の絶縁とを確保することができ、生産性にも優れるものである。

以下、本発明に係る半導体装置の一実施形態を図面を参照しながら説明する。
まず、半導体装置について説明しておくと、この半導体装置１は、マイクロフォンパッケージであり、図１２に全体の断面を示したように、半導体チップとしてマイクロフォンチップ２と制御回路チップ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、リードフレーム５に箱型のモールド樹脂体６を一体成形して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。図１３は、蓋体８を省略して、両半導体チップ２，３を収納した状態のパッケージ本体７の平面を示しており、図１３は、その裏面を示している。

リードフレーム５は、銅材等の導電性材料からなる帯状の金属板を加工することにより、複数個が並べられた状態で形成され、後述のように加工され、半導体装置として組み立てられた後に図１２に示すように個々に分離されるものである。
図１は外枠部１１の中にリードフレーム５を一定のピッチで並べて形成したリードフレーム連続成形体１２の展開状態を示しており、図２は、その裏面を示している。この展開状態のリードフレーム連続成形体についても、後述の折り曲げ加工後のリードフレーム連続成形体についても、各部の構成要素等には同一符号を付している。また、この明細書中では、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１３は、後述するように蓋体８を取り付ける際に金型のガイドピンを挿入するためのガイド孔を示しており、図示例では、外枠部１１の上下方向の両端部に一定のピッチで並んで配置されている（図には一方の端部におけるガイド孔のみ示している）。

各リードフレーム５は、図３及び図４に１個のリードフレームを示したように、マイクロフォンチップ２及び制御回路チップ３の下方に配置される平板状のステージ部２１と、該ステージ部２１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２２〜２４とが相互に間隔をあけて配置され、そのステージ部２１に連結フレーム部２５を介して一体の導通フレーム部２６がステージ部２１の一方の端部と平行に形成されており、これら導通フレーム部２６、ステージ部２１、各端子部２２〜２４が全体として縦長の矩形状をなすように配置されている。
ステージ部２１は、矩形状の両端部のうち、一方の端部が１箇所、他方の端部が２箇所それぞれ矩形状に切り欠かれた形状とされ、これら切欠部２７内に各端子部２２〜２４が配置されている。
各端子部２２〜２４は、ステージ部２１の各切欠部２７よりも小さい矩形状に形成されることにより、該切欠部２７内に、ステージ部２１との間に一定の間隔をあけて配置されている。

導通フレーム部２６は、ステージ部２１の一方の端部と間隔をあけてこの端部の辺に沿って配置されている。この場合、導通フレーム部２６は、ステージ部２１のこの一方の端部における切欠部２７を除く部分の長さの範囲で設けられており、切欠部２７に対向する部分には、導通フレーム部２６から外方に屈曲状態に張り出してなる屈曲部２８が導通フレーム部２６の一端部に連続して形成されている。そして、この屈曲部２８の端部及び導通フレーム部２６の他方の端部に、ステージ部２１の両側部と平行にそれぞれ連結フレーム部２５が形成され、各連結フレーム部２５の先端部がステージ部２１の両側部のほぼ中央位置に接続されている。また、隣接するリードフレーム５においては、導通フレーム部２６から延びる連結フレーム部（図３の左側部に配置されている連結フレーム部）２５と、屈曲部２８から延びる連結フレーム部（図３の右側部に配置されている連結フレーム部）２５との長さ方向の途中位置どうしが図示例では２本の短尺のブリッジ部２９によって連結状態とされている。

このように導通フレーム部２６に屈曲部２８が連続し、これら導通フレーム部２６及び屈曲部２８から延びる両連結フレーム部２５が隣接状態の両リードフレーム５間で相互に連結状態とされていることにより、図１に示すように、各リードフレーム５の一端部側に配置される導通フレーム２６、屈曲部２８、連結フレーム部２５が一列に連なった状態とされ、その両端が外枠部１１に接続されている。そして、これら連結状態の導通フレーム２６、屈曲部２８、連結フレーム部２５により、各リードフレーム５の一端部側を列に沿って連結状態として外枠部１１に支持する支持フレーム部３１が構成される。具体的には、この支持フレーム部３１には、その片側に、各リードフレーム５のステージ部２１が連結フレーム部２５を介して接続されるとともに、このリードフレーム５に属する１個の端子部２４がアーム部３２を介して接続され、反対側に、隣接する他の列のリードフレーム５に属する２個の端子部２２，２３がそれぞれ補助アーム部３３を介して接続されている。

この場合、この２個の端子部２２，２３は、そのうちの１個（端子部２２）は導通フレーム部２６に、他の１個（端子部２３）は屈曲部２８にそれぞれ接続されている。したがって、支持フレーム部３１の導通フレーム部２６には、他の列のリードフレーム５に属する１個の端子部２２が接続され、屈曲部２８においては、その両側に、自身のリードフレーム５に属する端子部２４と他の列のリードフレーム５に属する端子部２３とが１個ずつ接続されることになる。
なお、図１及び図３にハッチングした領域は、リードフレーム５の表面側で局部的にハーフエッチングした領域を示しており、屈曲部２８に接続されているアーム部３２及び補助アーム部３３における屈曲部２８への接続部付近、及び支持フレーム部３１とは反対側の端部におけるステージ部２１の両切欠部２７に配置される両端子部２２，２３の内側側部がそれぞれ板厚の半分程度にハーフエッチングされることにより、他の表面よりも低い凹状部３４，３５とされている。

一方、このリードフレーム連続成形体１２の裏面は、図２及び図４にハッチングでハーフエッチング領域を示したように、ステージ部２１の大部分がハーフエッチングされている。すなわち、３個の端子部２２〜２４に対応するステージ部２１の隅部が矩形状に残された状態で、他の部分が板厚の半分程度までハーフエッチングされた凹状部３６とされ、その残された隅部が３個の端子部２２〜２４とほぼ同じ形状の矩形状とされ、これら端子部２２〜２４及びステージ部２１の隅部の表面が外部接続面３７〜４０とされ、これら４個の外部接続面３７〜４０がリードフレーム５全体の四隅付近に配置されるようになっている。なお、各端子部２２〜２４の表面（支持フレーム部３１とは反対側端部におけるステージ部２１の両切欠部２７に配置される両端子部２２，２３においてはその内側側部の凹状部３５を除く表面）及びこれら端子部２２〜２４の配置に対応するステージ部２１の隅部表面が、マイクロフォンチップ２又は制御回路チップ３に接続される内部接続面４１〜４４とされている。

そして、このリードフレーム連続成形体１２は、図５に示すように、連結フレーム部２５及びアーム部３２、補助アーム部３３が、その両端部で折り曲げ変形され、支持フレーム部３１は外枠部１１と同一平面上に配置されるが、連結フレーム部２５及びアーム部３２、補助アーム部３３は、それぞれ先端に向けて下り勾配に傾斜して配置され、これらの先端に接続状態のステージ部２１と各端子部２２〜２４とは、支持フレーム部３１よりも低い位置で同一平面上に配置される。

このように加工されたリードフレーム連続成形体１２に対して、図１及び図２の鎖線で示すようにモールド樹脂体６を相互に連結状態とした一体構造のモールド樹脂成形体５０が形成される。
このモールド樹脂成形体５０にマイクロフォンチップ２及び制御回路チップ３が搭載され、その上に蓋体８が固定されて、個々に分割されることにより、各リードフレーム５にモールド樹脂体６を一体化したパッケージ本体７と蓋体８とによりマイクロフォンチップ２及び制御回路チップ３を収納した半導体装置１が構成される。本発明では、このリードフレーム連続成形体１２にモールド樹脂成形体５０が一体に形成された状態のものをパッケージ本体連続成形体５１と称しており、複数のパッケージ本体７が相互に連結状態に形成される。

その１個ずつに分割したパッケージ本体７について構造を図６〜図８により説明すると、このパッケージ本体７のモールド樹脂体６は、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５２と、この底板部５２の周縁部から立設した周壁部５３とを備える構成とされている。
この底板部５２は、その裏面では、リードフレーム５における各端子部２２〜２４及びステージ部２１の各外部接続面３７〜４０を露出させた状態で、これら端子部２２〜２４及びステージ部２１の残りの部分を埋設している（図１４参照）。また、この底板部５２の表面側には、その一側部を他の部分と区画するように若干の高さの立ち上げ壁５４が縦方向に沿うリブ状に形成され、その立ち上げ壁５４よりも右側側部においては、上下両端部の端子部２３，２４の内部接続面４２，４３とステージ部２１の一部が露出状態とされ、また、立ち上げ壁５４より左側表面では、縦方向の中央部から上半分では、ステージ部２１の内部接続面４４を除き、他の部分は埋設状態とされているが、中央部から下半分では、端子部２２の内部接続面４１とステージ部２１の下半分とが露出された状態とされ、これら露出状態の内部接続面４１とステージ部２１の表面との間を区画するように若干の高さの立ち上げ壁５５が形成されている。これら立ち上げ壁５４，５５の高さは、マイクロフォンチップ２及び制御回路チップ３の高さよりは低いが、後述するダイボンド材の塗布厚さよりも大きく、マイクロフォンチップ２及び制御回路チップ３の下方からダイボンド材がはみ出しても乗り越えられない程度の高さに設定される。また、ステージ部２１の下半分の露出部分の側方位置には、立ち上げ壁５５よりも高い棚部５６が立ち上げ壁５５に連続しかつ周壁部５３の内側面と一体に形成されている。

そして、この底板部５２の上半分のステージ部２１の大部分が樹脂に埋設されている領域がマイクロフォンチップ２を搭載する領域とされ、下半分のステージ部２１の一部が露出している領域が制御回路チップ３を搭載する領域とされている。したがって、マイクロフォンチップ２を搭載する領域は全面的に樹脂がモールドされているが、制御回路チップ３を搭載する領域は、ステージ部２１の一部が露出しており、この露出したステージ部２１の上に制御回路チップ３が固定されるようになっている。また、この制御回路チップ３が搭載される領域に接近して形成される棚部５６は、底板部５２の一部を隆起させ、周壁部５３に囲まれた内部空間の容積を小さくするように機能している。

そして、この底板部５２の上に、マイクロフォンチップ２と制御回路チップ３とがダイボンド材５７，５８によってそれぞれ固定され、底板部５２の四隅に露出状態とされている端子部２２〜２４及びステージ部２１の各内部接続面４１〜４４にボンディングワイヤ５９によって接続されている（図１２及び図１３参照）。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。この場合、マイクロフォンチップ２を固定するダイボンド材５７は絶縁性樹脂によって構成されるが、制御回路チップ３を固定するダイボンド材５８は導電性樹脂によって構成される。

一方、周壁部５３は、全体としては角筒状に形成され、リードフレーム５のステージ部２１を埋設している底板部５２の周縁部から上方に向けて立設されている。そして、周壁部５３の中に、両端部で折り曲げられて傾斜した状態の連結フレーム部２５及び各端子部２２〜２４のアーム部３２及び補助アーム部３３がそれぞれ埋設されており、導通フレーム部２６の表面が周壁部５３の上端面に露出している。
なお、モールド樹脂成形体５０としては、導通フレーム２６に連続する屈曲部２８の表面も周壁部５３の外側で露出しているが、後述するようにダイシング加工によって切断される。

このように構成したパッケージ本体７に被せられる蓋体８も、リードフレーム５と同様に、銅材等の導電性金属材料からなる帯状金属板を加工することにより、複数個並べられた状態で形成され、後述するようにパッケージ本体７に組み合わせた後に、個々に分離されるものである。図９に蓋体８を一定のピッチで並べて形成した連続成形体６１を示している。この連続成形体６１では、各蓋体８は、外枠部６２との間又は隣接する蓋体８相互の間が接続フレーム部６３により接続され、リードフレーム５と同じピッチで縦横に並べられる。また、図１等のリードフレーム連続成形体１２の場合と同様に、ガイドピンが挿入されるガイド孔１３が外枠部６２の両側部にリードフレーム連続成形体１２と同じピッチで配列されている。

個々の蓋体８は、パッケージ本体７の周壁部５３の上端面を覆う矩形の平板状に形成されており、そのほぼ中央位置に音響孔６４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に重ねると、その周縁部がパッケージ本体７の周壁部５３の上端面に当接して、パッケージ本体７の底板部５２と蓋体８とが対向し、これらパッケージ本体７の底板部５２、周壁部５３及び蓋体８により囲まれた内部空間６５が半導体チップ収納空間とされ、その内部空間６５が蓋体８の音響孔６４によって外部に連通させた状態とされる構成である。
この場合、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の周壁部５３の上端面に蓋体８の下面が導電性接着剤６６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の周壁部５３の上端面に露出しているリードフレーム５の導通フレーム部２６が導電性接着剤６６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２１の間が電気的接続状態となって内部空間６５内のマイクロフォンチップ２及び制御回路チップ３を囲った状態とするのである。

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、リードフレーム連続成形体１２となる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に示す表面側のハッチング領域及び図２に示す裏面側のハッチング領域をそれぞれ板厚の半分程度までハーフエッチングする。そして、エッチング加工によって外形を成形し、外枠部１１の内側に展開状態のリードフレーム５を形成する。この状態では、図１及び図２に示すように、外枠部１１の内側に、導通フレーム部２６、屈曲部２８、連結フレーム部２５が連続した支持フレーム部３１が横一列状態に形成され、この支持フレーム部３１により一端部が支持された状態に展開状態のリードフレーム５が形成される。また、このエッチング加工時に外枠部１１のガイド孔１３も成形しておく。

この後、連結フレーム部２５及び各端子部２２〜２４のアーム部３２及び補助アーム部３３をプレスによって曲げ変形させることにより、支持フレーム部３１に対してステージ部２１及び端子部２２〜２４を押し下げた状態とする。このプレス加工は図１０に示すようなプレス金型を使用して行われる。この図１０には、右半分に連結フレーム部２５の折り曲げ部、左半分に補助アーム部３３の折り曲げ部を示している。すなわち、上型７１と下型７２に、それぞれ傾斜面７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂを形成しておき、これら傾斜面によって連結フレーム部２５又は補助アーム部３３を挟みながら両端部を折り曲げる。この場合、連結フレーム部２５や補助アーム部３３が金型表面で円滑に変形できるように、上型７１の曲げ部に対応する部分に若干の突出部７３が形成され、これら突出部７３の間の傾斜面７１ａ，７２ａの中間部分では連結フレーム部２５や補助アーム部３３と上型７１との間に隙間ができるように形成されている。アーム部３２の場合も同様に上型７１と下型７２とにより挟みながら折り曲げる。

これら連結フレーム部２５及びアーム部３２、補助アーム部３３のプレス加工は曲げ加工であり、これらの先端位置が、平面状に展開されている状態から曲げ変形後には基端部方向にそれぞれスライドするので、連結フレーム部２５の先端のステージ部２１及びアーム部３２又は補助アーム部３３の先端の端子部２２〜２４は、金型面上でスライドできるように支持される。
このようにしてエッチング加工及びプレス加工により外形の成形、曲げ加工等が施された状態が図３及び図４に示す状態であり、この状態で各リードフレーム５が一定のピッチで縦横に並べられた状態に形成される。

次いで、このように成形したリードフレーム５の連続成形体１２を射出成形金型内に配置し、各リードフレーム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１１はプレス成形した後の１個のリードフレーム５を射出成形金型内に配置した状態を示しており、上型８１と下型８２との間にモールド樹脂が注入されるキャビティ８３が形成されている。この場合、前述したように、連続成形体１２における隣接する各リードフレーム５の全体を連結した状態にモールド樹脂成形体５０（図１及び図２参照）が成形されるようになっており、射出成形金型は、その上型８１と下型８２とによりリードフレーム連続成形体１２の外枠部１１を隙間なく挟持し、その内側の各リードフレーム５全体を一括して覆うように広いキャビティ８３が形成される。
また、この射出成形金型内にリードフレーム５を配置して型締めした状態においては、ステージ部２１及び各端子部２２〜２４の４個の外部接続面３７〜４０が下型８２のキャビティ面に接触し、ステージ部２１の表面側の各内部接続面４１〜４４、ステージ部２１の露出部分、及び支持フレーム部３１における導通フレーム部２６及び屈曲部２８の上面がそれぞれ上型８１のキャビティ面に接触した状態とされる。この場合、ステージ部２１及び各端子部２２〜２４の外部接続面３７〜４０及び内部接続面４１〜４４の両面に金型８１，８２が接触することにより、これらステージ部２１及び端子部２２〜２４が両金型８１，８２の間で挟持された状態に保持され、また、これらステージ部２１及び端子部２２〜２４の外部接続面３７〜４０と、導通フレーム部２６及び屈曲部２８の上面とが金型に押圧接触するように、連結フレーム部２５及びアーム部３２、補助アーム部３３がわずかに撓ませられた状態に配置される。

このようにして各リードフレーム５を射出成形金型内に配置して樹脂をモールドすると、周壁部５３の部分を連続状態としたモールド樹脂成形体５０が各リードフレーム５に一体に成形された状態となる。その後、モールド樹脂成形体５０の各底板部５２の上にマイクロフォンチップ２及び制御回路チップ３をダイボンド材５７，５８により固着し、底板部５２四隅に露出している端子部２２〜２４及びステージ部２１の各内部接続面４１〜４４にボンディングワイヤ５９によって接続状態とする。
一方、蓋体８についても、帯状金属板をエッチング加工して外形を成形することにより、図９に示すように、外枠部６２の中で接続フレーム部６３により相互に接続状態とされた蓋体８の連続成形体６１を形成しておく。また、このときのエッチング加工によって外枠部６２のガイド孔１３も成形される。このガイド孔１３はリードフレーム５のガイド孔１３と同じ位置に、同じピッチで形成される。

このようにしてリードフレーム５にモールド樹脂成形体５０を一体化させたパッケージ本体連続成形体５１及び蓋体連続成形体６１をそれぞれ製作した後、各蓋体８の周縁部をモールド樹脂成形体５０の周壁部５３の上端面に導電性接着剤６６を介して固着する。このとき、蓋体連続成形体６１及びリードフレーム連続成形体１２の各外枠部１１，６２のガイド孔１３にピンを挿入した状態とすることにより、両者が位置合わせされる。この状態では、各リードフレーム５は、隣接するリードフレーム５に支持フレーム部３１によって列毎に連結状態とされているとともに、これらを一括してモールド樹脂成形体５０が覆っていることにより、パッケージ本体７としては複数個が縦横に連なった状態となっており、蓋体８もリードフレーム５と同様に接続フレーム部６３によりリードフレーム５と同じピッチで複数個が連結状態とされている。
そこで、これらリードフレーム連続成形体１２、モールド樹脂成形体５０、及び蓋体連続成形体６１をダイシング加工によって同時に切断しながら個々の半導体装置１に切り離す。

このダイシング加工は、リードフレーム５の列に沿う方法においては、横一列に配置される支持フレーム部３１における導通フレーム部２６の外側、具体的には導通フレーム部２６と屈曲部２８との連結部分を列に沿って切断することになる。この切断により、導通フレーム部２６に接続されていた隣接する列のリードフレーム５に属する補助アーム部３３の基端部が切り離され、また、屈曲部２８と導通フレーム部２６とが分離されて、該屈曲部２８に一体のアーム部３２も切断され、このアーム部３２に接続状態の端子部２４が導通フレーム部２６から分離して独立状態とされる。

この場合、アーム部３２における屈曲部２８への接続部付近の表面がハーフエッチングされて凹状部３４とされているから、その凹状部３４に樹脂が充填されており、この接続部に接近した位置でダイシング加工したとしても、アーム部３２の切断エッジは確実にモールド樹脂体６内に埋設した状態とすることができる。
この凹状部３４がない場合には、屈曲部２８の内側のアーム部３２の折り曲げ部を切断することになり、その切断位置が屈曲部２８に接近するほど、アーム部３２の切断エッジがモールド樹脂体６の表面に露出し易く、わずかな寸法誤差でバリ状に露出するおそれがある。これを避けるには、屈曲部２８を導通フレーム部２６からさらに離間させることによりアーム部３２を長くして、そのアーム部３２の途中位置を切断すればよいが、その分、スペースに無駄が生じ、材料ロスが増えることになる。この実施形態のリードフレーム５においては、凹状部３４を形成したことにより、例えば図８（ｃ）に矢印でダイシング位置を示したように、屈曲部２８に接近した位置でアーム部３２を切断することが可能になり、材料の無駄を少なくすることができる。

一方、リードフレーム５の列に直交する方向のダイシング加工においては、隣接するリードフレーム５で連結状態となっている両連結フレーム部２５の間で切断され、これら連結フレーム部２５が分離されて、個々のパッケージ４に形成される。
そして、この列方向及びその直交方向に沿う両ダイシング加工により、パッケージ４の周壁部５３の外縁が形成され、平面視矩形状のパッケージ４を得ることができる。

このようにして製造した半導体装置１は、その裏面に露出している各端子部２２〜２４及びステージ部２１の外部接続面３７〜４０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１２及び図１３に示すように、底板部５２内に埋設されているステージ部２１がマイクロフォンチップ２及び制御回路チップ３の下方に配置され、このステージ部２１の内部接続面４４にマイクロフォンチップ２
+が接続され、ステージ部２１に連結フレーム部２５を介して一体の導通フレーム部２６が周壁部５３の上端面で導電性接着剤６６を介して蓋体８に接続され、その蓋体８がマイクロフォンチップ２及び制御回路チップ３の上方を覆った状態としている。したがって、マイクロフォンチップ２及び制御回路チップ３は、その周囲をステージ部２１及び蓋体８によって囲まれた状態となり、このステージ部２１の外部接続面４０が基板を介して接地状態とされることにより、マイクロフォンチップ２及び制御回路チップ３を外部磁界からシールドすることができる。

この半導体装置１において、周壁部５３の上端面に露出される導通フレーム部２６とステージ部２１とを連結状態としている連結フレーム部２５は、折り曲げ形成されるため、連結フレーム部２５を折り曲げる前の展開した状態では、導通フレーム部２６とステージ部２１との距離は連結フレーム部２５の展開長さに相当する寸法に広げられた状態となっており、連結フレーム部２５を折り曲げ形成することにより、ステージ部２１は平面的には導通フレーム部２６に接近することになる。この半導体装置１では、その導通フレーム部２６がパッケージ本体７の一端部にのみ設けられ、他方の端部には形成されていないため、この他方の端部においては、そのような展開長さを見込んでおく必要がなく、その分、ステージ部２１を隣接する列の支持フレーム３１の近くまで広く形成しておくことが可能であり、この広いステージ部２１によりシールド効果を高めるとともに、リードフレーム連続成形体１２全体の面積に比べて大きいパッケージサイズのものを形成することができる。
また、前述したようにアーム部３２における屈曲部２８への接続部付近に凹状部３４を形成して、ダイシング加工位置を屈曲部２８に接近して配置し、さらに、連結フレーム部２５を隣接するリードフレーム５で連結状態としてピッチを小さくしたことからも、材料の使用効率を高くすることができる。
すなわち、この半導体装置１は、リードフレーム連続成形体１２全体の面積に無駄が少なく、材料の使用効率が高いため、コストの低減を図ることができるものである。

なお、本発明は上記実施形態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、蓋体を平板状に形成したが、若干の絞り加工を施すようにしてもよい。
また、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、超音波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、マイクロフォンパッケージに適用する場合でも、各パッケージとも同じ仕様にして一つずつ分割したが、例えば隣接する４個のパッケージ本体について、内部に収納するマイクロフォンチップの感度を異なるものとし、これら４個を連結状態として一つのユニットとして分割形成することにより、指向性を有するマイクロフォンとすることもできる。
さらに、音響孔等の貫通孔を形成する場合、実施形態では蓋体に形成したが、パッケージ本体の底板部に形成するようにしてもよく、その場合、モールド樹脂によって貫通孔の周囲を囲むように筒状に壁を設けることにより、ダイボンド材が貫通孔に流れ込まないようにするとよい。

また、リードフレームの外形の成形をエッチング加工によって行うようにしているが、プレスによって打ち抜き成形してもよい。また、ステージ部の内部接続面を内部に露出させる位置を図に示すように他の端子部と均等に配置しているが、ステージ部上であれば、図に示す位置でなくてもよい。
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。
さらに、パッケージ本体連続成形体に蓋体連続成形体を導電性接着剤を介して固着する場合、パッケージ本体連続成形体の周壁部を上方に向け、その上端面に導電性接着剤を塗布して蓋体連続成形体を重ねる方法としてもよいし、逆に、蓋体連続成形体を裏返し状態で配置し、各蓋体の周縁部に導電性接着剤を塗布して、その上に裏返し状態のパッケージ本体連続成形体を重ねる方法としてもよい。後者の場合、導電性接着剤が周壁部から底板部に垂れることを確実に防止できる。

本発明に係るリードフレーム連続成形体の一実施形態を展開して示す平面図である。 図１における展開したリードフレーム連続成形体の裏面図である。 １個のリードフレームを示す平面図である。 図３のリードフレームの裏面図である。 図３のＡ−Ａ線に沿う側面図である。 図３のリードフレームにモールド樹脂を一体成形した状態を示す平面図である。 図６の縦断面を示しており、（ａ）が７Ａ−７Ａ線、（ｂ）が７Ｂ−７Ｂ線、（ｃ）が７Ｃ−７Ｃ線に沿う縦断面図である。 図６の縦断面を示しており、（ａ）が８Ａ−８Ａ線、（ｂ）が８Ｂ−８Ｂ線、（ｃ）が８Ｃ−８Ｃ線に沿う横断面図である。 蓋体連続成形体を示す平面図である。 図１のリードフレーム連続成形体を曲げ加工するためのプレス金型を示す縦断面図であり、右半分が連結フレーム部の折り曲げ部、左半分が補助アーム部の折り曲げ部を示している。 図１のリードフレーム連続成形体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６の８Ａ−８Ａ線に沿う断面に相当する。 半導体装置の縦断面図であり、図１３のＢ−Ｂ線に沿う断面に相当する。 図１２における半導体装置の蓋体を取り外した状態のパッケージ本体を示す平面図である。 図１３のパッケージ本体の裏面図である。

符号の説明

１…半導体装置、２…マイクロフォンチップ（半導体チップ）、３…制御回路チップ（半導体チップ）、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、１１…外枠部、１２…リードフレーム連続成形体、１３…ガイド孔、２１…ステージ部、２２〜２４…端子部、２５…連結フレーム部、２６…導通フレーム部、２８…屈曲部、２９…ブリッジ部、３１…支持フレーム部、３２…アーム部、３３…補助アーム部、３４〜３６…凹状部、３７〜４０…外部接続面、４１〜４４…内部接続面、５０…モールド樹脂成形体、５１…パッケージ本体連続成形体、５２…底板部、５３…周壁部、５４，５５…立ち上げ壁、５６…棚部、５７，５８…ダイボンド材、５９…ボンディングワイヤ、６１…蓋体連続成形体、６２…外枠部、６３…接続フレーム部、６４…音響孔、６５…内部空間、６６…導電性接着剤

Claims (8)

1. 半導体チップを搭載する底板部及び該底板部の周縁部から立設した周壁部を備える箱形のモールド樹脂体に少なくとも一部が埋設され、前記周壁部の上端面に固着される導電性材料からなる蓋体と電気的接続状態とされるリードフレームを複数連結状態に形成したリードフレーム連続成形体であって、
   各リードフレームは、前記モールド樹脂体の一端部における前記周壁部の上端面に露出される導通フレーム部と、該導通フレーム部から下り勾配に傾斜した連結フレーム部を介して接続され前記底板部に配置されるステージ部と、前記底板部に前記ステージ部と間隔をあけて配置される複数の端子部とが備えられるとともに、
   隣接状態で列をなす各リードフレームの列毎に、該列に沿って前記導通フレーム部を連結状態としてなる支持フレーム部が形成され、
   該支持フレーム部に、前記導通フレーム部に対して一部を屈曲させて前記列の長さ方向と直交する方向に張り出させてなる屈曲部が一体に形成され、該屈曲部の内側に、前記複数の端子部のうちの一つの端子部に接続状態のアーム部が前記列の長さ方向と直交する方向に沿って下り勾配に傾斜して設けられていることを特徴とするリードフレーム連続成形体。
2. 前記連結フレーム部は、その先端部が前記ステージ部の側部に接続されているとともに、一つの列の中で隣接する両リードフレームの間で両リードフレーム相互に連結状態に設けられていることを特徴とする請求項１記載のリードフレーム連続成形体。
3. 前記アーム部における前記屈曲部への接続部付近の表面は、前記導通フレーム部の表面に対して低くなるように窪ませられていることを特徴とする請求項１又は２記載のリードフレーム連続成形体。
4. 前記支持フレーム部における前記アーム部とは反対側に、隣接する他の列のリードフレームにおける前記一つの端子部とは異なる端子部が補助アーム部を介して接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のリードフレーム連続成形体。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のリードフレーム連続成形体に樹脂をモールドして前記底板部及び周壁部を備えるパッケージ本体を連続状態で形成してなるパッケージ本体連続成形体であって、前記底板部の上面に、前記端子部の上面の少なくとも一部ずつが露出するとともに、前記底板部の下面に、前記端子部及び前記ステージ部の下面の少なくとも一部ずつが露出していることを特徴とするパッケージ本体連続成形体。
6. 請求項５記載のパッケージ本体連続成形体の各底板部上に半導体チップを搭載するとともに、前記周壁部の上面に導電性接着剤を介して前記蓋体を固着した後、前記周壁部の外周縁を切断することにより半導体装置を製造する方法であって、前記周壁部の外周縁を切断する際に前記アーム部における前記屈曲部への接続部を経由して前記列の長さ方向に切断する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
7. 請求項２記載のリードフレーム連続成形体に樹脂をモールドし、前記底板部の上面に、前記端子部の上面の少なくとも一部ずつを露出させるとともに、前記底板部の下面に、前記端子部及び前記ステージ部の下面の少なくとも一部ずつを露出させてなるパッケージ本体を連続状態としたパッケージ本体連続成形体を形成する工程と、該パッケージ本体連続成形体の各底板部上に半導体チップを搭載するとともに、前記周壁部の上面に導電性接着剤を介して前記蓋体を固着した後、前記周壁部の外周縁を切断する工程とを有し、前記周壁部の外周縁を切断する際に、前記隣接する両リードフレームの間で前記連結フレーム部の連結部を切断する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
8. 請求項６又は７記載の半導体装置の製造方法において、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半導体装置の製造方法。

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