半導體裝置以及麥克風的制作方法
【專利摘要】在基板45的上表面設置凸點接合焊盤61，將電路元件43的凸點70連接在凸點接合焊盤61上。凸點接合焊盤61通過圖案布線64與基板側接合部69連接，并且該基板側接合部69設置在與罩體44相對置的相對置面。在罩體44的下表面安裝有麥克風芯片42。在罩體44的與基板45相對置的面設置第一接合用焊盤（焊接用焊盤48、罩體側接合部49），麥克風芯片42通過焊線50與第一接合用焊盤連接。罩體44的第一接合用焊盤和基板45的基板側接合部69通過導電性材料65接合，結果使麥克風芯片42和電路元件43電連接。
【專利說明】半導體裝置以及麥克風
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體裝置以及麥克風，具體地說，涉及在封裝內容置有半導體元件的半導體裝置。另外，涉及在封裝內容置有麥克風芯片(聲敏傳感器)的麥克風。
【背景技術】
[0002]在電子設備、尤其在移動設備中追求設備的小型化，為此需要在小的電路板上高密度安裝部件。并且，為了能夠實現(xiàn)部件的高密度安裝，要求使部件安裝時的占有面積(下面，稱為安裝面積)變小。但是，在MEMS (Micro electro mechanical Systems,微機電系統(tǒng))麥克風的情況下，在封裝內安裝麥克風芯片和電路元件，而且在以往的麥克風中，將麥克風芯片和電路元件并排設置在封裝的基板或者罩體的同一面。因此，在使麥克風的安裝面積變小的方面存在限制，難以使安裝面積變小。
[0003]例如，在專利文獻I所記載的麥克風中，在罩體的頂面并排安裝有電路元件和麥克風芯片，在罩體內表面的側壁上設置有布線圖案。并且，由焊線(bonding wire)連接麥克風芯片和電路元件，由焊線連接位于罩體的頂面的布線圖案的端部和電路元件，通過使罩體與基板重合來將布線圖案的另一端連接在基板上。
[0004]另外，在專利文獻2所記載的麥克風中，在罩體的內表面安裝電路元件和麥克風芯片，并由焊線連接電路元件和麥克風芯片，通過焊線將電路元件和麥克風芯片連接在罩體內表面的電極墊上，通過在罩體的側壁部(基板側面)的內部設置的通孔和螺旋彈簧(coil spring)將罩體的電極墊連接在基板上。
[0005]在如這些專利文獻I或專利文獻2這樣的結構中，由于并排配置電路元件和麥克風芯片，因此使麥克風的平面面積變大，進而導致將麥克風安裝到電路板等時的安裝面積變大。
[0006]另外，作為以往的麥克風，在構成封裝的基板和罩體之中，在基板的上表面安裝有電路元件，在罩體的頂面安裝有麥克風芯片。作為這樣的結構的麥克風，有專利文獻3所公開的麥克風和專利文獻4所公開的麥克風。
[0007]在專利文獻3所記載的麥克風中，在基板的上表面并排配置電路元件和屏蔽用金屬，在罩體的頂面配置有麥克風芯片，使其位于屏蔽用金屬的正上方。因此，在從垂直上方觀察麥克風時，麥克風芯片和電路元件不重合。這樣，在專利文獻3的麥克風中，雖然使電路元件和麥克風芯片上下配置，但是不以使安裝面積變小作為目的，另外不能成為使安裝面積變小那樣的結構。
[0008]另外，需要在封裝的內部連接電路元件和麥克風芯片，但是在將電路元件安裝在基板上且將麥克風芯片安裝在罩體上的情況下，其連接方法成為問題。例如，在由焊線連接安裝在基板上的電路元件和安裝在罩體上的麥克風芯片之后，使罩體與基板重合，則可能由于焊線松弛而使電路短路。但是，在專利文獻3中未公開用于連接電路元件和麥克風芯片的布線方法。
[0009]圖1示出專利文獻4所記載的麥克風11。在該麥克風11中，在基板12的上表面設置有墊13，將設置在電路元件14的下表面的凸點15與墊13接合來將電路元件14安裝到基板12上。在罩體16的下表面設置有焊盤17，將設置在麥克風芯片18的上表面的凸點19與焊盤17接合來將麥克風芯片18安裝到罩體16上。而且，基板12的墊13和罩體16的焊盤17通過設置在基板12、側壁20以及罩體16的內表面的各連接用布線21、22以及23電連接。
[0010]根據(jù)這樣的結構，能夠將麥克風芯片18和電路元件14上下配置來使麥克風11的平面面積變小。另一方面，由通過基板12、側壁20以及罩體16而進行布線的連接用布線21?23來連接電路元件14和麥克風芯片18，因此布線長度變長。因此，在連接用布線21?23和基板12、側壁20以及罩體16之間寄生容量變大，存在導致麥克風11的靈敏度降低的問題。
[0011]圖2示出專利文獻5所記載的麥克風31。在該麥克風31中，在基板32的上表面安裝有電路元件33，在頂板34的下表面安裝有麥克風芯片35。并且，通過在基板32和頂板34之間立起的接合構件36來連接基板32的布線和頂板34的布線，通過基板32以及頂板34的各布線和接合構件36來連接電路元件33和麥克風芯片35。而且，電路元件33、麥克風芯片35、接合構件36、頂板34等被蓋在基板32上的罩體37覆蓋。
[0012]根據(jù)該麥克風31，也可能實現(xiàn)麥克風31的小型化。但是，在這樣的結構中，需要頂板34或接合構件36等多余的構件，導致麥克風31的成本上升。另外，除了基板32和罩體37之間的寄生容量之外，還增加天板34和接合構件36之間的寄生容量，因此導致麥克風31的靈敏度降低。
[0013]現(xiàn)有技術文獻
[0014]專利文獻
[0015]專利文獻1:美國專利申請公開第2008 / 0283988號說明書
[0016]專利文獻2:美國專利申請公開第2007 / 0058826號說明書
[0017]專利文獻3:美國專利第7166910號說明書(圖9、圖10)
[0018]專利文獻4:美國專利申請公開第2011 / 0075875號說明書(圖4)
[0019]專利文獻5:美國專利申請公開第2010 / 0290644號說明書(圖1)
【發(fā)明內容】
[0020]發(fā)明所要解決的問題
[0021]本發(fā)明是鑒于所述的技術問題而提出的，其目的在于提供一種半導體裝置以及麥克風，在將麥克風芯片、其它半導體元件和電路元件縱向層疊而成的半導體裝置中，能夠使對半導體元件和電路元件進行連接的連接用布線的寄生阻力變小，而且連接用布線彼此之間難以產生短路。
[0022]用于解決問題的手段
[0023]本發(fā)明的半導體裝置，具有由第一構件以及第二構件構成且在內部形成有空間的封裝、容置于所述封裝內的傳感器和電路元件，其特征在于，在所述第一構件的與所述第二構件接合的接合部分，設置有第一接合用焊盤，在所述第二構件上，設置有用于連接凸點的凸點接合焊盤，并且在所述第二構件的與所述第一構件接合的接合部分設置有第二接合用焊盤，該第二接合用焊盤與所述凸點接合焊盤導通，將所述傳感器和所述電路元件中的任何一個元件安裝在所述第一構件上，通過導線布線連接該一個元件和所述第一接合用焊盤，在所述傳感器和所述電路元件中的另一個元件上設置凸點，使該凸點連接到所述凸點接合焊盤上，從而將該另一個元件安裝到所述第二構件上，以從與所述封裝的底面垂直的方向觀察時至少一部分重合的方式，配置所述傳感器和所述電路元件，接合所述第一構件和所述第二構件來形成封裝，并且用導電性材料使所述第一接合用焊盤和所述第二接合用焊盤相接合。
[0024]在使用麥克風芯片作為所述傳感器且在所述第一構件和第二構件中的任何一個構件上形成聲孔的情況下，該半導體裝置成為用于感知聲音振動的麥克風。另外，作為所述凸點，能夠使用焊錫凸點、Au凸點、由其它導電性材料形成的凸點或者由各向異性導電性材料形成的凸點等。
[0025]本發(fā)明的半導體裝置，將傳感器和電路元件容置于封裝內，以從與封裝的底面垂直的方向觀察時至少一部分重合的方式，上下配置傳感器和電路元件，因此能夠使半導體裝置的封裝的平面面積變小，能夠使半導體裝置的安裝面積變小。而且，在本發(fā)明的半導體裝置中，在第二構件上沒有使用導線布線，因此能夠實現(xiàn)半導體裝置的薄型化。
[0026]另外，在本發(fā)明的半導體裝置中，在傳感器和電路元件中，用導電性材料，將安裝在第一構件上用導線布線進行連接的一個元件，與用凸點連接在第二構件上從而安裝在第二構件上的另一個元件相接合，由此能夠連接傳感器和電路元件，因此能夠通過簡單的布線結構和簡單的組裝方法來連接傳感器和電路元件。
[0027]另外，用導線布線連接一個元件且用凸點連接另一個元件，因此，導線布線彼此之間難以發(fā)生接觸，從而能夠提高半導體裝置的成品率。而且，一個元件通過導線布線與第一構件連接，因此能夠使傳感器和電路元件之間的布線長度變短，使其布線部分和封裝之間的寄生容量變小。這樣，根據(jù)本發(fā)明的半導體裝置，通過并用導線布線和凸點連接，能夠以平衡較好的方式抑制封裝的寄生容量且防止布線部分短路。
[0028]在本發(fā)明的半導體裝置的一個實施方式中，所述一個元件為所述傳感器，所述另一個元件為所述電路元件。在該實施方式中，電路元件通過凸點與第二構件相連接，電路元件以倒裝的方式安裝在第二構件上。因此，電路元件以電路形成面(設置有凸點的面)與第二構件相對置的方式面朝下方安裝，從而，入射至封裝內的光難以照射至電路元件的電路面。結果，使電路元件乃至半導體裝置的抗光干擾性提高。而且，不需要為了針對光干擾的對策而用遮光樹脂覆蓋電路元件，因此能夠實現(xiàn)半導體裝置的薄型化，并且能夠使成本降低。
[0029]本發(fā)明的半導體裝置的另外的實施方式，其特征在于，在所述第二構件中，在從所述另一個元件觀察時，所述第二接合用焊盤沿著一個方向配置，將所述另一個元件配置在比所述第二構件的中心更靠近所述第二接合用焊盤的位置上。根據(jù)該實施方式，能夠使凸點接合焊盤和第二接合用焊盤之間的距離變短，因此能夠使與封裝之間的寄生容量變小，從而使傳感器靈敏度提聞。
[0030]本發(fā)明的半導體裝置的另外的實施方式，其特征在于，所述第一構件具有多個所述第一接合用焊盤，通過多條導線布線來連接所述一個元件和所述第一接合用焊盤，所述另一個元件的寬度比所述導線布線之間的間隔短，所述另一個元件位于所述導線布線之間的間隙中。根據(jù)該實施方式，能夠使凸點接合焊盤和第二接合用焊盤之間的距離最大限度地變短，因此能夠使與封裝之間的寄生容量變小，從而使傳感器靈敏度提高。
[0031]本發(fā)明的半導體裝置的另外的實施方式，通過設置在所述第二構件上的導體布線，來連接所述凸點接合焊盤和所述第二接合用焊盤。根據(jù)該實施方式，第二構件的布線不會像導線布線那樣向封裝內的空間突出，不可能與第一構件的導線布線發(fā)生接觸。
[0032]本發(fā)明的半導體裝置的另外的實施方式，其特征在于，由在所述第一構件的與所述第二構件相對置的部分設置的焊接用焊盤、與該焊接用焊盤導通的接合部，構成第一接合用焊盤，使所述導線布線連接在所述焊接用焊盤上，并且通過所述導電性材料使所述接合部與所述第二接合用焊盤相接合。根據(jù)該實施方式，能夠將第一接合用焊盤區(qū)分為用于進行導線布線連接的區(qū)域(焊接用焊盤)和用于與第二接合用焊盤接合的區(qū)域(接合部)，使半導體裝置的組裝變得容易。尤其，所述焊接用焊盤和所述接合部由連續(xù)的金屬膜形成，并且通過絕緣膜覆蓋所述金屬膜的表面的一部分，來區(qū)分為所述焊接用焊盤和所述第一接合部，這樣一來，用于使接合部接合的導電性材料難以擴散至焊接用焊盤。
[0033]本發(fā)明的半導體裝置的另外的實施方式，其特征在于，所述傳感器位于所述電路元件的垂直上方或者垂直下方。根據(jù)該實施方式，能夠使半導體裝置的安裝面積非常小。
[0034]本發(fā)明的半導體裝置的另外的實施方式，其特征在于，所述第一構件為封裝的罩體，所述第二構件為封裝的基板。根據(jù)該實施方式，在基板側進行凸點連接且在罩體側通過導線布線進行連接，因此能夠使半導體裝置的結構變得簡單。
[0035]此外，本發(fā)明的用于解決所述問題的手段，包括適當組合上面說明的結構要素的特征，本發(fā)明能夠通過組合這些結構要素來進行多種變更。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0036]圖1是專利文獻4所記載的麥克風的剖視圖。
[0037]圖2是專利文獻5所記載的麥克風的剖視圖。
[0038]圖3中的(A)部分是本發(fā)明的第一實施方式的安裝有電路元件的基板的俯視圖。圖3中的(B)部分是本發(fā)明的第一實施方式的安裝有麥克風芯片的罩體的仰視圖。
[0039]圖4中的(A)部分是本發(fā)明的第一實施方式的基板的俯視圖。圖4中的(B)部分是本發(fā)明的第一實施方式的罩體的仰視圖。
[0040]圖5中的(A)部分是除去了阻焊膜之后的本發(fā)明的第一實施方式的基板的俯視圖。圖5中的(B)部分是除去了阻焊膜之后的本發(fā)明的第一實施方式的罩體的仰視圖。
[0041]圖6是本發(fā)明的第一實施方式的麥克風的剖視圖，示出相當于圖3的Xl — Xl線的部位的截面。
[0042]圖7中的(A)部分是本發(fā)明的第二實施方式的安裝有電路元件的基板的俯視圖。圖7中的(B)部分是本發(fā)明的第二實施方式的安裝有麥克風芯片的罩體的仰視圖。
[0043]圖8是本發(fā)明的第二實施方式的麥克風的剖視圖，示出相當于圖7的X2 — X2線的部位的截面。
[0044]圖9中的(A)部分是本發(fā)明的第二實施方式的變形例的安裝有電路元件的基板的俯視圖。圖9中的(B)部分是本發(fā)明的第二實施方式的變形例的安裝有麥克風芯片的罩體的仰視圖。
[0045]圖10是本發(fā)明的第二實施方式的變形例的麥克風的剖視圖，示出相當于圖9的X3 - X3線的部位的截面。
[0046]圖11中的(A)部分是本發(fā)明的第三實施方式的安裝有電路元件的基板的俯視圖。圖11中的(B)部分是第三實施方式的安裝有麥克風芯片的罩體的仰視圖。
[0047]圖12是第三實施方式的麥克風的剖視圖，示出相當于圖11的X4 — X4線的部位的截面。
[0048]圖13中的(A)部分是本發(fā)明的第四實施方式的安裝有電路元件的基板的俯視圖。圖13中的(B)部分是第四實施方式的安裝有麥克風芯片的罩體的仰視圖。
[0049]圖14是第四實施方式的麥克風的剖視圖，示出相當于圖13的X5 — X5線的部位的截面。
[0050]圖15是本發(fā)明的第五實施方式的麥克風的剖視圖。
[0051]其中，附圖標記說明如下:
[0052]41、81 ?83、87、88 麥克風
[0053]42:麥克風芯片
[0054]43:電路元件
[0055]44:罩體
[0056]45:基板
[0057]46:凹部
[0058]48:焊接用焊盤
[0059]49:罩體側接合部
[0060]50:焊線
[0061]61:凸點接合焊盤
[0062]64:圖案布線
[0063]65:導電性材料
[0064]66:導電性材料
[0065]69:基板側接合部
[0066]70:凸點
[0067]84:凹部
【具體實施方式】
[0068]下面，一邊參照附圖，一邊對本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式進行說明。但是，本發(fā)明并不限定于下面的實施方式，能夠在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內進行各種設計變更。
[0069](第一實施方式)
[0070]參照圖3至圖6，對于本發(fā)明的第一實施方式的頂部收音式的麥克風41進行說明。麥克風41是利用MEMS (微機電系統(tǒng))技術制造的MEMS (微機電系統(tǒng))麥克風，在由罩體44(第一構件)和基板45 (第二構件)形成的封裝內，容置麥克風芯片42 (傳感器)和電路兀件43而成。另外，在第一實施方式的麥克風41的罩體44上形成有聲孔53,從而形成為頂部收音式(top port type)。圖3中的(A)部分是安裝有電路元件43的基板45的俯視圖，圖3中的(B)部分是安裝有麥克風芯片42的罩體44的仰視圖。圖4中的(A)部分是安裝電路元件43之前的基板45的俯視圖，圖4中的(B)部分是安裝麥克風芯片42之前的罩體44的仰視圖。圖5中的(A)部分是除去阻焊膜(Solder resist)72之后的基板45的俯視圖，圖5中的(B)部分是除去阻焊膜52之后的罩體44的仰視圖。另外，圖6是麥克風41的相當于圖3的Xl — Xl線的部位的剖視圖。
[0071]如圖6所示，罩體44由多層布線基板、鍍銅膜層疊板、環(huán)氧玻璃基板、陶瓷基板、塑料基板、金屬基板、碳納米管的基板或者它們的復合基板構成，所述多層布線基板在其內部具有一層金屬箔(導電層47)且在下表面具有一層金屬箔(成為焊接用焊盤48、罩體側接合部49 (接合部)、接地接合部51的層)的?；蛘撸部梢允乖诒砻嬲成辖饘俨膬蓮埈h(huán)氧玻璃基板和/或鍍銅膜層疊板等重合起來而形成為一體。罩體44的除了金屬箔之外的部分由絕緣性材料57形成。另外，也可以通過陶瓷或塑料來形成罩體44，并且在該罩體44的內部嵌入一層金屬板(導電層47)，并在表面粘上一層金屬板(成為焊接用焊盤48、罩體側接合部49、接地接合部51的層)。
[0072]在罩體44的下表面中央部具有用于容置麥克風芯片42的呈箱狀的凹部46。從凹部46的頂面漏出位于最上方的金屬箔即導電層47，導電層47的外周部被水平地夾持在罩體44內。如圖5中的(B)部分所示，位于罩體44的下表面的金屬箔分離為第一接合用焊盤和除了第一接合用焊盤之外的部分。第一接合用焊盤由焊接用焊盤48和罩體側接合部49形成，除了第一接合用焊盤之外的部分成為接地接合部51。如圖6所示，在凹部46的內周壁面，以與導電層47以及接地接合部51導通的方式形成有導電層56，由導電層47、56以及接地接合部51來構成電磁屏蔽部(接地部)。
[0073]如圖4中的(B)部分所示，凹部46的外周部即罩體44的下表面被阻焊膜(Solderresist) 52覆蓋，在罩體44的下表面以從阻焊膜52露出的方式分開配置有焊接用焊盤48和罩體側接合部49。另外，接地接合部51的外周部也從阻焊膜52露出。
[0074]接地接合部51、焊接用焊盤48以及罩體側接合部49為一層金屬箔，但是如圖5中的(B)部分所示，焊接用焊盤48以及罩體側接合部49的周圍與接地接合部51分離，各焊接用焊盤48以及罩體側接合部49與接地接合部51絕緣。另一方面，作為第一接合用焊盤的焊接用焊盤48和罩體側接合部49在阻焊膜52的下方相互連接來實現(xiàn)電導通。此外，在圖5中的(B)部分中，標注影線的部位是由于除去金屬膜而使罩體44的絕緣性材料57露出的部分。
[0075]麥克風芯片42為MEMS (微機電系統(tǒng))元件(聲敏傳感器)，例如在Si基板的開口部設置用于感知聲音振動的薄膜的膜片，且以與膜片相對置的方式，將呈防護罩狀的背極板固定在Si基板上。并且，由設置在背極板上的固定電極膜和膜片(均由多晶硅形成)構成用于輸出檢測信號的電容器，在背極板上形成有用于向固定電極膜和膜片之間的空隙導入聲音振動的多個聲孔(Acoustic hole)。
[0076]如圖6所示，麥克風芯片42容置于凹部46內，并且通過粘接劑將麥克風芯片42的背面固定在凹部46的頂面(導電層47)上。另外,麥克風芯片42對準在罩體44上打開的聲孔53來設置，由此覆蓋聲孔53。因此，就麥克風芯片42而言，Si基板的開口部和聲孔53成為前腔(Front chamber),封裝內的空間成為后腔(Back chamber),因此麥克風芯片42能夠具有大的后腔容積，能夠使麥克風芯片42具有高的靈敏度。如圖3中的(B)部分以及圖6所示，設置在麥克風芯片42的表面的端子54通過焊線50 (導線布線)與焊接用焊盤48相連接。[0077]如圖6所示，基板45由多層布線基板、鍍銅膜層疊板、環(huán)氧玻璃基板、陶瓷基板、塑料基板、金屬基板、碳納米管的基板或者它們的復合基板構成。如圖5中的(A)部分所示，在大致整個基板45上形成有電磁屏蔽用的導電層67。
[0078]如圖4中的(A)部分所示，基板45的上表面中的除了電路元件安裝區(qū)域和外周部之外的區(qū)域被阻焊膜72覆蓋，在基板45的上表面以從阻焊膜72露出的方式分別設置有多個凸點接合焊盤61、凸點焊盤62、63、基板側接合部69 (第二接合用焊盤)。另外，從阻焊膜72露出的導電層67的外周部成為接地接合部71。在此，凸點接合焊盤61和凸點焊盤62、63是用于將電路元件43凸塊接合的墊。而且，凸點接合焊盤61是用于將電路元件43連接到麥克風芯片42上的墊，凸點焊盤62是用于將電路元件43連接到下表面的信號輸入輸出端子77的墊，凸塊用墊63是接地連接用的墊。
[0079]導電層67、凸點接合焊盤61、凸點焊盤62、63以及基板側接合部69是金屬膜。如圖5中的(A)部分所示，凸點接合焊盤61和基板側接合部69在阻焊膜72的下方通過圖案布線64 (導體布線)相連接來實現(xiàn)電導通。凸點接合焊盤61、圖案布線64以及基板側接合部69的周圍和凸點焊盤62的周圍分別與導電層67分離，凸點接合焊盤61、圖案布線64、基板側接合部69以及凸點焊盤62分別與導電層67絕緣。另外，凸點用墊63是導電層67的一部分，與導電層67 (接地接合部71)導通。此外，在圖5中的(A)部分中加影線的部位是除去金屬膜而使基板45的絕緣性材料58露出的部分。
[0080]電路元件43是ASIC或IC芯片等元件。在電路元件43的上表面形成有電路(未圖示)和凸點70。凸點70包括焊錫凸塊、Au凸塊、由其它導電性材料形成的凸塊、由各向異性導電材料(例如AGF、導電性帶等)形成的凸塊。如圖3中的(A)部分以及圖6所示，電路元件43以使其上表面朝向下方的狀態(tài)(面朝下)放置于基板45上，將各凸點70凸塊連接至基板45的凸點接合焊盤61以及凸點焊盤62、63，從而以倒裝芯片(Flip chip)的方式安裝電路元件43。
[0081]在基板45的下表面設置有接地端子75，接地端子75通過通路孔(Via hole) 76與導電層67相連接。因此，與凸塊用墊63相連接的電路元件43的凸點70通過通路孔76與接地端子75相導通。另外，在基板45的下表面設置有用于輸入輸出信號的信號輸入輸出端子77，信號輸入輸出端子77通過通路孔78與凸點焊盤62相連接。因此，與凸點焊盤62相連接的電路元件43的凸點70，通過通路孔78而與信號輸入輸出端子77相導通。另夕卜，與凸點接合焊盤61相連接的電路元件43的凸點70，通過圖案布線64而與基板側接合部69相導通。
[0082]如圖6所示，罩體44以使其凹部46朝向下方的狀態(tài)與基板45的上表面重疊，并且通過導電性材料65使相對置的罩體側接合部49和基板側接合部69接合。作為導電性材料65，可以利用導電性粘接劑、焊錫、導電性兩面粘接帶、焊接用的焊料中的某一個，或者也可以并用它們中的多個材料。另外，通過導電性材料66使接地接合部51的外周區(qū)域和設置在基板45的上表面外周部的接地接合部71在整周(整個外周)上進行接合。作為導電性材料66，可以利用導電性粘接劑、焊錫、導電性兩面粘接帶、焊接用的焊料中的某一種，或者也可以并用它們中的多個材料。為了粘接罩體44和基板45，進而也可以并用非導電性樹脂及非導電帶。
[0083]結果，麥克風芯片42以及電路元件43以氣密的狀態(tài)密封在由罩體44以及基板45形成的封裝內。另外，通過由導電性材料66使接地接合部51和接地接合部71接合，使罩體44的導電層47、56以及接地接合部51與基板45的導電層67電導通，因此，通過將接地端子75連接在電路板等接地線上，使導電層47、56，67以及接地接合部51保持接地電位，從而從外部的電磁干擾中屏蔽麥克風41。
[0084]罩體側接合部49和基板側接合部69經由導電性材料65接合，因此麥克風芯片42經過焊線50 —焊接用焊盤48 —罩體側接合部49 —導電性材料65 —基板側接合部69 —圖案布線64 —凸點接合焊盤61這樣的路徑，來與電路元件43相連接。
[0085]在這樣的結構的麥克風41中，在罩體44上安裝麥克風芯片42，在基板45上安裝電路元件43，配置麥克風芯片42而使其在電路元件43的正上方與電路元件43重合，因此，還能夠使封裝的底面積變小。結果，能夠制作安裝面積極其小的麥克風41。
[0086]在該麥克風41中，在設置于罩體44的下表面的焊接用焊盤48上連接來自麥克風芯片42的焊線50，在基板45的上表面，用凸塊連接電路元件43，在使罩體44與基板45接合時，通過導電性材料65使罩體側接合部49和基板側接合部69接合，由此使麥克風芯片42和電路元件43電連接。另外，根據(jù)該麥克風41，若以使焊接用焊盤48朝上的方式將罩體44翻過來，則焊接用焊盤48位于罩體44的表面，因此能夠利用焊線機容易地使焊線50連接在焊接用焊盤48或麥克風芯片42的端子54上。同樣地，也能夠容易地用凸塊將電路元件43連接在凸點接合焊盤61或凸點焊盤62、63上。因此，在麥克風41中，能夠通過簡單的布線結構和簡單的組裝方法使罩體44上的麥克風芯片42和基板45上的電路元件43電連接。
[0087]本發(fā)明的 申請人:之前申請過作為JP特愿2010 - 125527的專利，其中，將麥克風芯片和電路元件分別安裝在罩體和基板上，并將麥克風芯片和電路元件上下配置，由此使麥克風的安裝面積變小。在該之前的申請專利的麥克風中，由焊線連接麥克風芯片和罩體，另外由焊線連接電路元件和基板，在罩體和基板的連接部分中，串聯(lián)連接兩條焊線來連接麥克風芯片的端子和電路元件的端子。根據(jù)這樣的結構，能夠使連接麥克風芯片和電路元件的布線長度變短，因此能夠將因罩體和基板而引起的寄生容量抑制在最小程度上。但是，另一方面，由于使用的焊線的數(shù)量變多，因此焊線容易彼此發(fā)生干涉。結果，相鄰的端子的焊線可能彼此接觸而導致產生短路事故。另外，當麥克風芯片側的焊線和電路元件側的焊線接觸時，可能使麥克風芯片和電路元件之間的布線部分的阻抗降低。
[0088]對此，在本發(fā)明的第一實施方式的麥克風41中，麥克風芯片42和罩體44由焊線50連接，但是電路元件43和基板45用凸塊連接，因此難以使麥克風芯片42側的焊線50彼此接觸而引起短路事故。另外，麥克風芯片42側的布線(焊線50)和電路元件43側的布線(凸點接合焊盤61、圖案布線64、基板側接合部69等)也不可能接觸。結果，能夠提高麥克風41的成品率。
[0089]另外，麥克風芯片42和罩體44之間由焊線50連接，能夠使麥克風芯片42和電路元件43之間的布線長度變短，因此能夠使該布線部分和封裝之間的寄生容量變小，從而能夠抑制麥克風41的靈敏度降低。
[0090]而且，在本發(fā)明的第一實施方式的麥克風41中，使電路元件43的形成有電路的面與基板45相對置，來以倒裝芯片的方式安裝電路元件43，因此，即使從聲孔53入射至封裝內的光透過了麥克風芯片42，也不可能照射至電路元件43的電路。因此，提高了麥克風41的抗光干擾性。
[0091]在本發(fā)明的第一實施方式的麥克風41中，將麥克風芯片42和罩體44由焊線50連接，將電路元件43和基板45用凸塊連接，從而難以弓I起短路，因此能夠測定麥克風41的薄型化。另外，由于形成為使光難以照射至電路元件43的電路面的結構，因此不需要為了針對光干擾的對策而用黑色樹脂等遮光樹脂覆蓋電路元件43。因此，能夠進一步實現(xiàn)麥克風41的薄型化，并且也有利于降低成本。
[0092](第二實施方式)
[0093]圖7以及圖8是用于說明本發(fā)明的第二實施方式的頂部收音式的麥克風81的圖。圖8是本發(fā)明的第二實施方式的麥克風81的剖視圖，示出相當于圖7的X2 — X2線的部位的截面。圖7中的(A)部分是麥克風81的安裝有電路元件43的基板45的俯視圖。圖7中的(B)部分是麥克風81的安裝有麥克風芯片42的罩體44的仰視圖。
[0094]在第一實施方式的麥克風41中，電路元件43配置于凹部46內的中央。相對于此，在第二實施方式的麥克風81中，基板側接合部69沿著基板45的一側邊緣排列，電路兀件43在不與焊線50發(fā)生干涉的限度內，配置在比凹部46的中央更靠近基板側接合部69的位置。
[0095]根據(jù)這樣的配置，使基板45的凸點接合焊盤61接近基板側接合部69，從而能夠使圖案布線64的長度變短。結果，能夠使連接麥克風芯片42和電路元件43的布線的長度進一步變短，因此，在第一實施方式的麥克風41的作用效果的基礎上，還具有如下的優(yōu)點，即，使因罩體44或基板45而引起的寄生容量進一步變小,從而使麥克風81的靈敏度提高。
[0096](第二實施方式的變形例)
[0097]圖9以及圖10是用于說明本發(fā)明的第二實施方式的變形例的頂部收音式的麥克風82的圖。圖10是本發(fā)明的第二實施方式的變形例的麥克風82的剖視圖，示出相當于圖9的X3 — X3線的部位的截面。圖9中的(A)部分是麥克風82的安裝有電路元件43的基板45的俯視圖。圖9中的(B)部分是麥克風82的安裝有麥克風芯片42的罩體44的仰視圖。
[0098]在該麥克風82中，如圖9中的(B)部分所示，使電路元件43的長度L比端子54之間的距離以及焊接用焊盤48之間的距離更短。在該情況下，如圖10以及圖9中的(B)部分所示，能夠將電路元件43以不與焊線50發(fā)生干涉的方式配置在焊線50之間，因此能夠使電路元件43進一步接近基板側接合部69來配置。結果，能夠使連接麥克風芯片42和電路元件43的布線的長度進一步變短，使因罩體44或基板45而引起的寄生容量進一步變小，從而能夠使麥克風82的靈敏度進一步提聞。
[0099](第三實施方式)
[0100]接著，對于本發(fā)明的第三實施方式的頂部收音式的麥克風83進行說明。圖11中的(A)部分是安裝有電路元件43的基板45的俯視圖，圖11中的(B)部分是安裝有麥克風芯片42的罩體44的仰視圖。圖12是麥克風83的相當于圖11的X4 — X4線的部位的剖視圖。
[0101]第三實施方式的麥克風83使用了具有凹部84的基板45。如圖11中的(B)部分所不，安裝有麥克風芯片42的罩體44具有與第一實施方式的情況相同的結構。
[0102]就基板45而言,如圖11中的(A)部分所不,在凹部84的底面設置有導電層85,在凹部84的內壁面的整周上設置有導電層86。凹部84的底面的導電層85通過內壁面的導電層86而與上表面的導電層67 (接地接合部71)導通，通過這些導電層85、86、67來構成電磁屏蔽部。并且，如圖11中的(A)部分所示，由阻焊膜72以框緣狀覆蓋基板45的上表面，使導電層67的外周部從阻焊膜72露出來從而形成接地接合部71，并且在凹部84內形成用于安裝電路元件43的區(qū)域。
[0103]在凹部84的底面設置有凸點接合焊盤61以及凸點焊盤62，該凸點接合焊盤61以及凸點焊盤62與導電層85絕緣且相互絕緣。另外，在凹部84的底面設置有凸塊用墊63，該凸塊用墊63與導電層85導通(參照第一實施方式的圖5中的(A)部分)。在基板45的上表面(凹部84的外側的區(qū)域的上表面)設置有金屬膜，通過除去該金屬膜的一部分，以相互絕緣的狀態(tài)形成基板側接合部69和導電層67。基板側接合部69從阻焊膜72露出。在從凹部84的底面通過內壁面到基板45的上表面為止的部分形成有圖案布線64，并且該圖案布線64與導電層85、86、67絕緣。凸點接合焊盤61和基板側接合部69通過圖案布線64連接。另外，凸點焊盤62與基板的下表面的信號輸入輸出端子77導通。
[0104]如圖12所不,在使罩體44和基板45重合而成的麥克風83中，在基板45的上表面，通過導電性材料66使接地接合部51和接地接合部71接合。另外，在基板45的上表面，通過導電性材料66使罩體側接合部49和基板側接合部69接合，通過焊線50和圖案布線64使麥克風芯片42和電路元件43連接。
[0105]這樣的麥克風83也與第一實施方式的情況同樣地具有如下的優(yōu)點:(I)能夠使安裝面積變小，(2)能夠簡單地進行組裝，(3)通過并用導線布線和凸塊連接，能夠以平衡性較好地方式抑制封裝的寄生容量和防止布線部分短路，(4)通過以倒裝芯片的方式安裝電路元件，來提高抗光干擾性，(5)不需要用于覆蓋電路元件的遮光樹脂，能夠實現(xiàn)麥克風的薄型化和降低成本。
[0106](第四實施方式)
[0107]接著，對于本發(fā)明的第四實施方式的麥克風87進行說明。圖13中的(A)部分是安裝有電路元件43的基板45的俯視圖，圖13中的(B)部分是安裝有麥克風芯片42的罩體44的仰視圖。圖14是麥克風87的相當于圖13的X5 — X5線的部位的剖視圖。
[0108]如圖13中的(B)部分所示，在該麥克風87中，在安裝在罩體44上的麥克風芯片42的端子54上連接焊線50的一端，將焊線50的另一端連接在罩體44的焊接用焊盤48上。另外，將電路元件43的凸點70連接在凸點接合焊盤61或凸點焊盤62、63上，通過圖案布線64使凸點接合焊盤61與基板側接合部69導通。并且，如圖14所示，通過導電性材料65使罩體44的焊接用焊盤48和基板45的基板側接合部69接合，由此使麥克風芯片42和電路元件43相連接。在第四實施方式中，未在罩體44上設置罩體側接合部49，僅通過焊接用焊盤48來構成第一接合用焊盤。
[0109](第五實施方式)
[0110]圖15所不的是第五實施方式的麥克風88。在該麥克風88中，在罩體44 (第二構件)的下表面安裝有電路元件43，在基板45 (第一構件)的上表面安裝有麥克風芯片42。在圖22中，在基板45上設置聲孔53來成為底部收音式(bottom port type)，但是也可以在罩體44上設置聲孔53來才成為頂部收音式。
[0111]在麥克風88中，在基板45上設置有與基板側接合部69導通的焊接用焊盤48，通過基板側接合部69和焊接用焊盤48來構成第一接合用焊盤。連接在麥克風芯片42上的焊線50的另一端與焊接用焊盤48相連接。
[0112]另外，在罩體44的凹部46內設置凸點接合焊盤61、凸塊用墊62以及凸塊用墊63，使一對凸點接合焊盤61、凸點焊盤62以及63分別與電路元件43的凸點70連接。凸點接合焊盤61通過圖案布線64與罩體側接合部49 (第二接合用焊盤)導通。因此，通過導電性材料65使罩體側接合部49和基板側接合部69接合，由此使麥克風芯片42和電路元件43相連接。凸塊用墊63是導電層47的一部分，與地面相連接。凸點焊盤62未在圖15中表示，但是凸點焊盤62通過罩體44和設置在電路元件43上的圖案布線和通路孔等與基板45的下表面的信號輸入輸出端子77相連接。
[0113](其它)
[0114]本發(fā)明除了所述實施方式之外，還能夠適用于JP特愿2010 - 125527所記載的各種實施方式中。即，在JP特愿2010 — 125527所記載的麥克風的各實施方式中，電路元件和麥克風芯片均由焊線來連接，但是無論在哪種實施方式中，都可以使電路元件凸塊進行連接。例如，在所述頂部收音式的麥克風中，在麥克風芯片42的位置，在罩體44上形成有聲孔53，但是也可以在麥克風芯片42以外的位置，在罩體44上設置聲孔53(例如，JP特愿2010 - 125527的圖9至圖11所記載的麥克風)。另外，也可以是在基板45上安裝麥克風芯片42且在罩體44上形成聲孔53而成的頂部收音式的麥克風。
[0115]另外，在所述底部收音式的麥克風中，在麥克風芯片42的位置，在基板45上形成有聲孔53，但是也可以在麥克風芯片42以外的位置，在基板45上設置聲孔53(例如，JP特愿2010 - 125527的圖3或圖6所記載的麥克風)。另外，也可以是在罩體44上安裝麥克風芯片42且在基板45上形成聲孔53而成的底部收音式的麥克風。
[0116]另外，在麥克風芯片42或電路元件43以外的位置設置聲孔53的情況下，也可以使電路元件43接近基板側接合部69側(參照第二實施方式)，并且使麥克風芯片42接近焊接用焊盤48側來使焊線50變短，將聲孔53配置在遠離基板側接合部69或焊接用焊盤48的一側。
[0117]在所述各實施方式中，用焊線50連接麥克風芯片42，用凸點70連接電路元件43，但是也可以相反地，用焊線連接電路元件43，用凸塊連接麥克風芯片42。但是，當用凸點70連接麥克風芯片42時，會從凸點70之間的間隙漏出聲音振動，因此在用凸點70連接的同時，需要用粘接劑將麥克風芯片42的朝向凸點70的面粘接在罩體44或基板45上。另外，在用焊線連接電路元件43的情況下，會降低電路元件43的抗光干擾性。因此，在麥克風的情況下，優(yōu)選如所述那樣用焊線連接麥克風芯片42且用凸塊連接電路元件43。
[0118]而且，本發(fā)明還能夠適用于使用除了麥克風芯片之外的構件來作為傳感器的半導體裝置中。在使用除了麥克風芯片之外的構件來作為傳感器的半導體裝置的情況下，也可以使傳感器和電路元件中的某一個用焊線連接且使某一個用凸塊連接。
【權利要求】
1.一種半導體裝置，具有由第一構件以及第二構件構成且在內部形成有空間的封裝，該述封裝內部設置有傳感器和電路元件，其特征在于， 在所述第一構件的與所述第二構件接合的接合部分，設置有第一接合用焊盤， 在所述第二構件上，設置有用于連接凸點的凸點接合焊盤，并且在所述第二構件的與所述第一構件接合的接合部分設置有第二接合用焊盤，該第二接合用焊盤與所述凸點接合焊盤導通， 將所述傳感器和所述電路元件中的任何一個元件安裝在所述第一構件上，通過導線布線連接該一個元件和所述第一接合用焊盤， 在所述傳感器和所述電路元件中的另一個元件上設置凸點，使該凸點連接到所述凸點接合焊盤上，從而將該另一個元件安裝到所述第二構件上， 從與所述封裝的底面垂直的方向觀察時，所述傳感器和所述電路元件以至少一部分重疊的方式配置。 接合所述第一構件和所述第二構件來形成封裝，并且用導電性材料使所述第一接合用焊盤和所述第二接合用焊盤相接合。
2.根據(jù)權利要求1所述的半導體裝置，其特征在于， 所述一個元件為所述傳感器，所述另一個元件為所述電路元件。
3.根據(jù)權利要求1所述的半導體裝置，其特征在于， 在所述第二構件中，在 從所述另一個元件觀察時，所述第二接合用焊盤沿著一個方向配置，將所述另一個元件配置在比所述第二構件的中心更靠近所述第二接合用焊盤的位置上。
4.根據(jù)權利要求1所述的半導體裝置，其特征在于， 所述第一構件具有多個所述第一接合用焊盤，通過多條導線布線來連接所述一個元件和所述第一接合用焊盤， 所述另一個元件的寬度比所述導線布線之間的間隔短，所述另一個元件位于所述導線布線之間的間隙中。
5.根據(jù)權利要求1所述的半導體裝置，其特征在于， 通過設置在所述第二構件上的導體布線，來連接所述凸點接合焊盤和所述第二接合用焊盤。
6.根據(jù)權利要求1所述的半導體裝置，其特征在于， 第一接合用焊盤由在所述第一構件的與所述第二構件相對置的部分設置的焊接用焊盤、和與該焊接用焊盤導通的接合部而構成，使所述導線布線連接在所述焊接用焊盤上，并且通過所述導電性材料使所述接合部與所述第二接合用焊盤相接合。
7.根據(jù)權利要求6所述的半導體裝置，其特征在于， 所述焊接用焊盤和所述接合部由連續(xù)的金屬膜形成，并且通過絕緣膜覆蓋所述金屬膜的表面的一部分，來區(qū)分為所述焊接用焊盤和所述第一接合部。
8.根據(jù)權利要求1所述的半導體裝置，其特征在于， 所述傳感器位于所述電路元件的垂直上方或者垂直下方。
9.根據(jù)權利要求1所述的半導體裝置，其特征在于， 所述凸點為焊錫凸點、Au凸點、由其它導電性材料構成的凸點或者由各向異性導電性材料構成的凸點。
10.根據(jù)權利要求1所述的半導體裝置，其特征在于， 所述第一構件為封裝的罩體，所述第二構件為封裝的基板。
11.一種麥克風，其特征在于， 在權利要求1的半導體裝置中使用麥克風芯片作為所述傳感器，在所述第一構件和第二構件中的任何一個 構件上形成有聲孔。
【文檔編號】B81B7/02GK103583057SQ201280025569
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年9月14日 優(yōu)先權日:2011年9月16日
【發(fā)明者】鞍谷直人, 前川智史 申請人:歐姆龍株式會社