DE112018008188T5 - Halbleitervorrichtung und Antennenvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Eine Halbleitervorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Erfindung weist auf: ein Halbleiterelement 1; einen ersten Metallkörper 10 mit einem Die-Pad-Abschnitt 11, an welchem das Halbleiterelement 1 montiert ist, wobei das Halbleiterelement 1 an einer Die-Bondfläche 12 des Die-Pad-Abschnitts 11 montiert ist; einen zweiten Metallkörper 20, dessen Drahtbond-Pad-Abschnitt 32 über einen Draht 3 mit einer Signalelektrode des Halbleiterelements 1 verbunden ist, und welcher derart auf derselben Seite wie die Die-Bondfläche 12 bereitgestellt ist, dass der zweite Metallkörper 20 vom ersten Metallkörper 10 getrennt ist und durch den ersten Metallkörper 10 überdeckt ist, wobei der zweite Metallkörper 20 zusammen mit dem ersten Metallkörper 10 eine Übertragungsleitung ausbildet; und ein Gießharz 2, welches den ersten Metallkörper 10 und den zweiten Metallkörper 20 derart hält, dass eine Fläche des ersten Metallkörpers 10, welche der Die-Bondfläche 12 gegenüberliegt, freiliegt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleitervorrichtung, die bei einer hohen Frequenz eingesetzt wird und eine Antennenvorrichtung, welche dieselbe verwendet.
  • Stand der Technik
  • Heutzutage wird ein Mobilkommunikationssystem der 5ten Generation untersucht und entwickelt, um einen Drahtloskommunikationsdienst mit höherer Geschwindigkeit und höherer Kapazität zu realisieren. Um dies zu realisieren werden eine Verbreiterung der Signalbandbreite unter Verwendung eines Frequenzbandes (3,5 bis 6 GHz, 28 GHz, etc.), welches höher als das existierende Frequenzband ist, und eine Anwendung einer massiven „multiple-input multiple-output-“ (MIMO-) Technologie in Betracht gezogen, in welcher eine Antenne mit einer extrem hohen Anzahl von Bestandteilen und MIMO kombiniert sind.
  • Als eine Antenne mit einer extrem hohen Anzahl von Bestandteilen wird angenommen, dass eine Vielzahl von Planarantennen, deren Anzahl größer als 100 ist, in einer Array-Form mit Abständen von ungefähr der halben Wellenlänge auf einer Fläche eines Schaltungssubstrats angeordnet ist. Um einen Übertragungsverlust zu minimieren, wenn eine Leistung mittels der Antenne übertragen/empfangen wird, ist es hier wünschenswert, eine Halbleitervorrichtung auf solche Weise bereitzustellen, dass eine Sendepfadlänge zwischen der Halbleitervorrichtung und der Antenne minimiert wird. In dem Fall, in dem der Antennenabstand zum Beispiel 1/2 der Wellenlänge entspricht, beträgt der Antennenabstand 2,5 cm für 6 GHz und 0,53 cm für 28 GHz. Dementsprechend steht nur wenig Platz zum Bereitstellen der Halbleitervorrichtung auf der Antennenfläche zur Verfügung. Daher ist die Halbleitervorrichtung in der Nähe der direkt rückwärtigen Seite der Antenne, auf der oberen Fläche des Schaltungssubstrats auf der rückwärtigen Seite der Antennenfläche oberflächenm onti ert.
  • Während die Halbleitervorrichtung die Wärme ableiten muss, die durch ihren Betrieb erzeugt wird, weisen die Oberflächenseite der Antenne und die obere Oberflächenseite des Schaltungssubstrats beide wenig Platz auf, um einen Kühlkörper in der Nähe der Halbleitervorrichtung bereitzustellen. In dem Fall jedoch, in dem ein Kühlkörper beabstandet von der Antenne und der Halbleitervorrichtung bereitgestellt wird und Wärme durch das Substrat abgeleitet wird, wird der Wärmeableitungspfad verlängert und der thermische Widerstand aus Sicht der Halbleitervorrichtung erhöht, was folglich mit einem Nachteil hinsichtlich einer Erhöhung der Ausgangsleistung der Halbleitervorrichtung einhergeht.
  • In Anbetracht dieses Problems wird eine Konfiguration offenbart, in welcher zusätzlich zum Ableiten von Wärme durch ein Montagesubstrat, auf welchem die Halbleitervorrichtung oberflächenmontiert ist, ein Die-Pad-Abschnitt der Halbleitervorrichtung derart bereitgestellt ist, dass er auf einer Fläche freiliegt, welche dem Montagesubstrat gegenüberliegt, so dass Wärme von dem freiliegenden Teil abgeleitet wird, wodurch eine Wärmeableitung verbessert wird (zum Beispiel, Japanische Patentveröffentlichungs-Offenlegungs-Nr. 2017-208377).
  • Zitierliste
  • Patentdokument
  • Patentdokument 1: Japanische Patentveröffentlichungs-Offenlegungs-Nr. 2017-208377
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Durch die Erfindung zu lösende Probleme
  • Die im Patentdokument 1 offenbarte Halbleitervorrichtung verfügt jedoch nicht über eine elektromagnetische Abschirmungsfunktion. Falls die Halbleitervorrichtungen nahe beieinander angeordnet sind, wie in der Antenne mit der extrem großen Anzahl von Bestandteilen, sind daher elektromagnetische Wellen, die von Eingangs-/ Ausgangssignalanschlüssen der Halbleitervorrichtung abgestrahlt werden, mit Eingangs-/ Ausgangssignalen einer weiteren Vorrichtung gekoppelt, was zu einem Problem hinsichtlich einer Verursachung einer Oszillation und einer Verschlechterung einer Übertragungseigenschaft bei einer hohen Frequenz führt.
  • Die vorliegende Erfindung wurde umgesetzt, um das vorstehende Problem zu lösen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Halbleitervorrichtung und eine Antennenvorrichtung bereitzustellen, die nicht nur eine Wärmeableitung verbessern, sondern auch eine Oszillation aufgrund einer Kopplung zwischen Halbleitervorrichtungen und eine Verschlechterung einer Übertragungseigenschaft bei einer hohen Frequenz selbst in dem Fall hemmen, in dem eine Vielzahl von Halbleitervorrichtungen nahe beieinander angeordnet ist.
  • Lösung der Probleme
  • Eine Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist auf: ein Halbleiterelement; einen ersten Metallkörper mit einem Die-Pad-Abschnitt, auf welchem das Halbleiterelement montiert ist, wobei das Halbleiterelement auf einer Die-Bondfläche des Die-Pad-Abschnitts montiert ist; einen zweiten Metallkörper, welcher einen Drahtbond-Pad-Abschnitt aufweist, der über einen Draht mit einer Signalelektrode des Halbleiterelements verbunden ist, und auf derselben Seite bereitgestellt ist wie die Die-Bondfläche des ersten Metallkörpers, auf welchem das Halbleiterelement derart montiert ist, dass der zweite Metallkörper vom ersten Metallkörper getrennt ist und durch den ersten Metallkörper überdeckt ist, wobei der zweite Metallkörper zusammen mit dem ersten Metallkörper eine Übertragungsleitung ausbildet; und ein Gießharz, welches den ersten Metallkörper und den zweiten Metallkörper derart hält, dass eine Fläche des ersten Metallkörpers, welche der Die-Bondfläche gegenüberliegt, auf welcher das Halbleiterelement montiert ist, freiliegt.
  • Eine Antennenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist auf: eine Vielzahl von Halbleitervorrichtungen; ein Substrat, an welchem die Vielzahl von Halbleitervorrichtungen montiert ist; und eine Vielzahl von Antennen, die auf einer Fläche montiert ist, die einer Fläche gegenüberliegt, an welcher die Vielzahl von Halbleitervorrichtungen montiert ist, wobei die Vielzahl von Halbleitervorrichtungen jeweils aufweist: ein Halbleiterelement; einen ersten Metallkörper mit einem Die-Pad-Abschnitt, an welchem das Halbleiterelement montiert ist, wobei das Halbleiterelement auf einer Die-Bondfläche des Die-Pad-Abschnitts montiert ist; einen zweiten Metallkörper, welcher einen Drahtbond-Pad-Abschnitt aufweist, der über einen Draht mit einer Signalelektrode des Halbleiterelements verbunden ist, und derart auf derselben Seite wie die Die-Bondfläche des ersten Metallkörpers bereitgestellt ist, an welcher das Halbleiterelement montiert ist, dass der zweite Metallkörper vom ersten Metallkörper getrennt ist und durch den ersten Metallkörper überdeckt ist, wobei der zweite Metallkörper zusammen mit dem ersten Metallkörper eine Übertragungsleitung ausbildet; und ein Gießharz, welches den ersten Metallkörper und den zweiten Metallkörper derart hält, dass eine Fläche des ersten Metallkörpers, welche der Die-Bondfläche gegenüberliegt, an welcher das Halbleiterelement montiert ist, freiliegt.
  • Effekt der Erfindung
  • Die Halbleitervorrichtung und die Antennenvorrichtung, welche wie oben beschrieben konfiguriert sind, ermöglichen es, nicht nur eine Wärmeableitung zu verbessern, sondern auch eine Oszillation aufgrund der Kopplung zwischen Halbleitervorrichtungen und eine Verschlechterung einer Übertragungseigenschaft bei einer hohen Frequenz selbst dann zu hemmen, wenn eine Vielzahl von Halbleitervorrichtungen nahe beieinander angeordnet ist.
  • Figurenliste
    • [1] 1 veranschaulicht eine Draufsicht, eine Seitenansicht, eine Vorderansicht, und eine Unteransicht einer Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
    • [2] 2 veranschaulicht eine Unteransicht und Schnittansichten, welche die interne Struktur der Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigen.
    • [3] 3 veranschaulicht eine Draufsicht, eine Seitenansicht, und eine Vorderansicht eines Anschlussrahmens, welcher einen ersten Metallkörper aufweist, der in der Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
    • [4] 4 veranschaulicht eine Draufsicht, eine Seitenansicht, und eine Vorderansicht eines Anschlussrahmens, welcher einen zweiten Metallkörper aufweist, der in der Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
    • [5] 5 veranschaulicht die Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
    • [6] 6 veranschaulicht schematische Ansichten einer elektronischen Vorrichtung, an welcher die Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung montiert ist.
    • [7] 7 veranschaulicht schematische Ansichten einer elektronischen Vorrichtung, an welcher eine Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung montiert ist.
    • [8] 8 veranschaulicht eine Draufsicht, eine Seitenansicht, und eine Vorderansicht eines Anschlussrahmens, welcher einen ersten Metallkörper aufweist, der in einer Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
    • [9] 9 veranschaulicht eine Draufsicht, eine Seitenansicht, und eine Vorderansicht eines Anschlussrahmens, welcher einen zweiten Metallkörper und einen dritten Metallkörper aufweist, die in der Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
    • [10] 10 veranschaulicht die Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung.
    • [11] 11 veranschaulicht eine Draufsicht, eine Seitenansicht, und eine Vorderansicht eines Anschlussrahmens, welcher einen ersten Metallkörper aufweist, der in einer Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
    • [12] 12 veranschaulicht eine Draufsicht, eine Seitenansicht, und eine Vorderansicht eines Anschlussrahmens, welcher einen zweiten Metallkörper und einen dritten Metallkörper aufweist, die in der Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
    • [13] 13 veranschaulicht die Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung.
    • [14] 14 veranschaulicht eine Draufsicht, eine Seitenansicht, und eine Vorderansicht eines Anschlussrahmens, der in einer Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
    • [15] 15 veranschaulicht die Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung.
    • [16] 16 veranschaulicht eine Draufsicht, eine Seitenansicht, und eine Vorderansicht eines Anschlussrahmens, welcher einen ersten Metallkörper aufweist, der in einer Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
    • [17] 17 veranschaulicht eine Draufsicht, eine Seitenansicht, und eine Vorderansicht eines Anschlussrahmens, welcher einen zweiten Metallkörper und einen dritten Metallkörper aufweist, die in der Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
    • [18] 18 veranschaulicht die Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung.
    • [19] 19 veranschaulicht eine Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung.
    • [20] 20 veranschaulicht eine Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Ausführungsform 1
  • Eine Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug zu den 1 bis 6 beschrieben. In den Figuren kennzeichnen dieselben Bezugszeichen dieselben oder korrespondierende Teile, und dies gilt für die gesamte Beschreibung. Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug zu den Figuren beschrieben.
  • Die 1(a) bis 1(d) sind eine Draufsicht, eine Seitenansicht, eine Vorderansicht, und eine Unteransicht einer Halbleitervorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1. 1(a) ist eine Draufsicht der Halbleitervorrichtung 100, wie sie von oben gesehen wird, 1(b) ist eine Seitenansicht der Halbleitervorrichtung 100, wie sie aus der Richtung des Pfeils A gesehen wird, 1(c) ist eine Vorderansicht der Halbleitervorrichtung 100, wie sie aus der Richtung des Pfeils B gesehen wird, und 1(d) ist eine Unteransicht der Halbleitervorrichtung 100, wie sie von unten gesehen wird.
  • Wie in 1(a) gezeigt, liegt an der oberen Fläche der Halbleitervorrichtung 100 eine Wärmeableitungsfläche 13 eines ersten Metallkörpers 10 von einem Gießharz 2 frei. Wie in 1(b) gezeigt, liegen auf der Seitenfläche der Halbleitervorrichtung 100, wie sie aus der Richtung des Pfeils A in Fig. (a) gesehen wird, Signalanschlüsse 94, 95, 96 und der erste Metallkörper 10 vom Gießharz 2 frei. Wie in 1(c) gezeigt, liegt der erste Metallkörper 10 auf der vorderen Fläche der Halbleitervorrichtung 100, wie sie aus der Richtung des Pfeils B in Fig. (a) gesehen wird, frei. Wie in 1(d) gezeigt, ist die untere Fläche der Halbleitervorrichtung 100 mittels einer Kappe 5 versiegelt. Die Signalanschlüsse 91, 92, 93, 94, 95, 96 und Masseanschlüsse 97 sind derart an der unteren Fläche der Halbleitervorrichtung 100 bereitgestellt, dass sie vom Gießharz 2 freiliegen.
  • Die 2(a) bis 2(c) sind eine Unteransicht, eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A, und eine Schnittansicht entlang einer Linie B-B, welche die interne Struktur der Halbleitervorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigen. 2(a) ist eine Unteransicht der Halbleitervorrichtung 100, wie sie von unten gesehen wird, 2(b) ist eine Schnittansicht der Halbleitervorrichtung 100 entlang der Linie A-A in 2(a), und 2(c) ist eine Schnittansicht der Halbleitervorrichtung 100 entlang der Linie B-B in 2(a). Die Kappe 5 ist in 2(b) und 2(c) gezeigt, aber die Kappe 5 ist in 2(a) nicht gezeigt.
  • Wie in den 2(a) bis 2(c) gezeigt, ist ein Hohlraum innerhalb der Halbleitervorrichtung 100 vorgesehen. Ein flacher Abschnitt des ersten Metallkörpers 10, welcher in dem Hohlraum freiliegt, ist als Die-Pad-Abschnitt 11 definiert. Ein Halbleiterelement 1 ist am Die-Pad-Abschnitt 11 montiert. In dem Hohlraum liegen Drahtbond-Pad-Abschnitte 32, 35 frei, welche Teile von Signalleitern 22, 25 sind, und das Halbleiterelement 1 und die Drahtbond-Pad-Abschnitte 32, 35 können über Drähte 3, 4 verbunden sein.
  • Der Signalleiter 22 und der Signalleiter 25 sind zweite Metallkörper 20. Der erste Metallkörper 10 und die zweiten Metallkörper 20 können aus demselben Material oder aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet sein.
  • Auf der inneren Seite der Halbleitervorrichtung 100 ist eine Fläche des Die-Pad-Abschnitts 11 des ersten Metallkörpers 10, auf welcher das Halbleiterelement 1 montiert ist, als Die-Bondfläche 12 definiert, und auf der äußeren Seite der Halbleitervorrichtung 100 ist eine Fläche der rückwärtigen Seite der Die-Bondfläche 12 als Wärmeableitungsfläche 13 definiert. Das Gießharz 2 ist derart ausgebildet, dass es den ersten Metallkörper 10 an der Die-Bondfläche 12 und der Wärmeableitungsfläche 13 nicht überdeckt. Das heißt, die Die-Bondfläche 12 und die Wärmeableitungsfläche 13 des ersten Metallkörpers 10 liegen frei.
  • In Ausführungsform 1 ist das Halbleiterelement 1, welches in der Halbleitervorrichtung 100 montiert ist, ein Feldeffekttransistor, der Galliumnitrid (GaN) als Material dessen einsetzt. Auf der oberen Fläche des Halbleiterelements 1 ist eine Signalelektrode (nicht gezeigt) bereitgestellt, die mit dem Gate des Feldeffekttransistors verbunden ist und drahtgebondet werden kann. Auf der oberen Fläche des Halbleiterelements 1 ist darüber hinaus eine Signalelektrode (nicht gezeigt) bereitgestellt, welche mit dem Drain des Feldeffekttransistors verbunden ist und drahtgebondet werden kann.
  • Der Signalleiter 22 ist derart auf derselben Seite wie die Fläche des ersten Metallkörpers 10, auf welcher das Halbleiterelement 1 montiert ist, bereitgestellt, dass er vom ersten Metallkörper 10 getrennt ist. Der Signalleiter 22 weist den Drahtbond-Pad-Abschnitt 32 auf. Die mit dem Gate des Halbleiterelements 1 verbundene Signalelektrode ist über den Draht 3 mit dem Drahtbond-Pad-Abschnitt 32 verbunden. Ein freiliegender Teil des Signalleiters 22 auf der rückwärtigen Fläche der Halbleitervorrichtung 100 bildet den Signalanschluss 92 der Halbleitervorrichtung 100 aus.
  • Der Signalleiter 25 ist derart auf derselben Seite wie die Fläche des ersten Metallkörpers 10, auf welcher das Halbleiterelement 1 montiert ist, bereitgestellt, dass er vom ersten Metallkörper 10 getrennt ist. Der Signalleiter 25 weist den Drahtbond-Pad-Abschnitt 35 auf. Die Signalelektrode, welche mit dem Drain des Halbleiterelements 1 verbunden ist, ist über den Draht 4 mit dem Drahtbond-Pad-Abschnitt 35 verbunden. Ein freiliegender Teil des Signalleiters 25 auf der rückwärtigen Fläche der Halbleitervorrichtung 100 bildet den Signalanschluss 95 der Halbleitervorrichtung 100 aus.
  • Eine Masseelektrode des Halbleiterelements 1 ist eine Metallschicht (nicht gezeigt), welche über der gesamten rückwärtigen Fläche des Halbleiterelements 1 bereitgestellt ist. Die Masseelektrode des Halbleiterelements 1 ist über eine Durchkontaktierung mit der Source des Feldeffekttransistors verbunden. Die Masseelektrode des Halbleiterelements 1 ist die-gebondet mit und fixiert an der Die-Bondfläche 12. Ein Die-Bondmaterial (nicht gezeigt) ist ein Ag-Pastenharz, ein Lot, gesintertes Silber, oder dergleichen, welches eine Leitfähigkeit aufweist. Die Masseelektrode des Halbleiterelements 1 ist über das Die-Bondmaterial leitend zum ersten Metallkörper 10.
  • In Ausführungsform 1 ist das Halbleiterelement 1 ein Feldeffekttransistor. Das Halbleiterelement 1 kann jedoch ein Bipolar-Transistor, eine integrierte Schaltung (IC), eine „large scale integration“ (LSI), eine „microwave monolithic integrated circuit“ (MMIC), oder dergleichen sein. Das Halbleiterelement 1 kann eine oder mehrere Signalelektroden aufweisen, und kann eine oder mehrere Bias-Elektroden aufweisen. Die Masseelektrode des Halbleiterelements 1 ist die auf der rückwärtigen Fläche bereitgestellte Metallschicht. Jedoch kann die Masseelektrode auf der oberen Fläche des Halbleiterelements 1 angeordnet sein, und die Masseelektrode und der erste Metallkörper 10 können über einen Draht verbunden sein, so dass sie zueinander leitend sind. Das Material des Halbleiterelements 1 kann Galliumarsenid (GaAs), Silizium (Si), oder dergleichen sein. Eine Vielzahl von Halbleiterelementen 1 kann in der Halbleitervorrichtung 100 montiert sein.
  • Das Gießharz 2 überdeckt einen Teil des ersten Metallkörpers 10, und einen Teil des Signalleiters 22 und einen Teil des Signalleiters 25, welche die zweiten Metallkörper 20 sind, und hält den ersten Metallkörper 10 und die zweiten Metallkörper 20 in einem Zustand, in dem sie voneinander getrennt sind. Andererseits sind der Die-Pad-Abschnitt 11, das Halbleiterelement 1, der Draht 3, der Draht 4, und Drahtbond-Pad-Abschnitte 31, 32, 33, 34, 35, 36 nicht durch das Gießharz 2 überdeckt. Das heißt, in der Halbleitervorrichtung 100 bilden das Gießharz 2, der erste Metallkörper 10, und die zweiten Metallkörper 20 eine Packung mit einer hohlen Struktur aus.
  • Das Gießharz 2 ist derart ausgebildet, dass eine äußere Form dessen fluchtend mit der Wärmeableitungsfläche 13 ist und die Wärmeableitungsfläche 13 freiliegt, so dass es der Wärmeableitungsfläche 13 ermöglicht wird, in Kontakt mit dem Kühlkörper zu stehen.
  • Das Gießharz 2 kann zum Beispiel ein wärmehärtendes Harz sein, welches unter Verwendung eines Epoxidharzes als Matrix-Harz ausgebildet wird und welches hauptsächlich einen Siliziumdioxid-Füller als Füllmaterial einsetzt. In einem solchen Fall ist allgemein 70 bis 90 Gew.% des Siliziumdioxids als Füllmaterial enthalten, und die relative Permittivität liegt bei etwa 3,5 bis 4,0.
  • Die Kappe 5 versiegelt die Öffnung, die auf der rückwärtigen Fläche der Halbleitervorrichtung 100 bereitgestellt ist, um das Halbleiterelement 1, den Draht 3 und dergleichen vor einer äußeren Atmosphäre umfassend chemische Substanzen, Wasserdampf, Staub, oder vor einer externen physikalischen Kraft zu schützen. Die Kappe 5 wird durch ein Verfahren wie ein Spritzpressen unter Verwendung eines wärmehärtenden Harzes als Material dieser ausgebildet.
  • Die Kappe 5 wird durch ein Haftmittel (nicht gezeigt) mit dem Gießharz 2 der Halbleitervorrichtung 100 verklebt. Das Haftmittel ist ein epoxidbasiertes Haftmittel wie Bisphenol A oder F. Das Haftmittel wird auf die Kappe 5 oder das Gießharz 2 angewendet, und die Kappe 5 und das Gießharz 2 werden an einer vordefinierten Position in engen Kontakt miteinander gebracht. Anschließend wird das Haftmittel thermisch ausgehärtet, so dass die Kappe 5 und das Gießharz 2 aneinander befestigt werden.
  • In Ausführungsform 1 ist die Halbleitervorrichtung 100 durch die Kappe 5 versiegelt, so dass das Halbleiterelement 1, der Draht 3, und dergleichen vor einer äußeren Atmosphäre umfassend chemische Substanzen, Wasserdampf, Staub, oder vor einer externen physikalischen Kraft etc. geschützt sind. Ohne Verwendung der Kappe 5 kann jedoch zum Beispiel ein Harz mit dem Halbleiterelement 1, dem Draht 3, und dergleichen vergossen werden.
  • Die 3(a) und 3(c) sind eine Draufsicht, eine Seitenansicht, und eine Vorderansicht eines den ersten Metallkörper aufweisenden Anschlussrahmens 19, welcher in der Halbleitervorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 verwendet wird. 3(a) ist eine Draufsicht des Anschlussrahmens 19 wie er von oben gesehen wird, 3(b) ist eine Seitenansicht des Anschlussrahmens 19 wie er aus der Richtung des Pfeils A in 3(a) gesehen wird, und 3(c) ist eine Vorderansicht des Anschlussrahmens 19 wie er aus der Richtung des Pfeils B in 3(a) gesehen wird.
  • Die 3(a) bis 3(c) zeigen den Anschlussrahmen 19 vor dem Ausbilden der Halbleitervorrichtung 100. Der Anschlussrahmen 19 ist aus einem Metallblech aus Kupfer, einer Kupferlegierung, oder dergleichen als ein Material dessen ausgebildet. Die Dicke des Anschlussrahmens 19 kann zum Beispiel auf 0,2 bis 0,5 mm festgelegt sein.
  • Wie in den 3(a) bis 3(c) gezeigt, weist der Anschlussrahmen 19 den ersten Metallkörper 10, eine Vielzahl von Aufhängungsleitern 15, und einen Verbindungssteg 16 auf. Die Aufhängungsleiter 15 sind mit dem ersten Metallkörper 10 und dem Verbindungssteg 16 verbunden. Der Die-Pad-Abschnitt 11 und die Masseanschlüsse 97 der Halbleitervorrichtung 100 sind Teile des ersten Metallkörpers 10, und der Die-Pad-Abschnitt 11 und die Masseanschlüsse 97 sind leitend zueinander.
  • Die 4(a) bis 4(c) sind eine Draufsicht, eine Seitenansicht, und eine Vorderansicht eines die zweiten Metallkörper enthaltenden Anschlussrahmens 29, welcher in der Halbleitervorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 verwendet wird. 4(a) ist eine Draufsicht des Anschlussrahmens 29 wie er von oben gesehen wird, 4(b) ist eine Seitenansicht des Anschlussrahmens 29 wie er aus der Richtung des Pfeils A in 4(a) gesehen wird, und 4(c) ist eine Vorderansicht des Anschlussrahmens 29 wie er aus der Richtung des Pfeils B in 4(a) gesehen wird.
  • Die 4(a) bis 4(c) zeigen den Anschlussrahmen 29 vor dem Ausbilden der Halbleitervorrichtung 100. Wie beim Anschlussrahmen 19 ist der Anschlussrahmen 29 aus einem Metallblech aus Kupfer, einer Kupferlegierung, oder dergleichen als Material dessen ausgebildet. Die Dicke des Anschlussrahmens 29 kann zum Beispiel auf 0,2 bis 0,5 mm festgelegt sein. Der Anschlussrahmen 29 weist die Signalleiter 21, 22, 23 24, 25, 26, welche die Halbleitervorrichtung 100 bilden, eine Vielzahl von Aufhängungsleitern 15, und einen Verbindungssteg 16 auf.
  • Die 5(a) bis 5(e) veranschaulichen den ersten Metallkörper 10, die zweiten Metallkörper 20, und das Gießharz 2 der Halbleitervorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1, während weitere Teile, soweit angebracht, nicht gezeigt sind. 5(a) ist eine Draufsicht der Halbleitervorrichtung 100 wie sie von oben gesehen wird, 5(b) ist eine Seitenansicht der Halbleitervorrichtung 100 wie sie aus der Richtung des Pfeils A in 5(a) gesehen wird, 5(c) ist eine Schnittansicht der Halbleitervorrichtung 100 entlang der Linie B-B in 5(a), 5(d) ist eine Schnittansicht der Halbleitervorrichtung 100 entlang der Linie C-C in 5(a), und 5(e) ist eine Schnittansicht der Halbleitervorrichtung 100 entlang der Linie D-D in 5(a).
  • In 5(b), 5(c), und 5(d) sind der Signalleiter 22 und der erste Metallkörper 10 derart bereitgestellt, dass sie voneinander getrennt sind, wobei das dielektrische Gießharz 2 dazwischen eingefügt ist, wodurch sie eine Mikrostreifenleitung ausbilden, die eine Art einer Übertragungsleitung ist.
  • Damit der Wellenwiderstand der Mikrostreifenleitung konstant wird, ist es wünschenswert, dass die Breite und die Dicke des Signalschlusses 22 und der Abstand zwischen dem Signalschluss 22 und dem ersten Metallkörper 10 über den gesamten Bereich des Signalschlusses 22 annähernd konstant sind.
  • Der Signalleiter 22 und der erste Metallkörper 10 sind derart bereitgestellt, dass Abstände h1, h2, h3 an Teilen, an denen der Signalleiter 22 und der erste Metallkörper 10 parallel zueinander liegen, konstant sind.
  • Zum Beispiel weist der Signalleiter 22 eine Breite von 0,34 mm und eine Dicke von 0,2 mm auf, die Abstände h1, h2, h3 zwischen dem Signalschluss 22 und dem ersten Metallkörper 10 betragen 0,2 mm, und die relative Permittivität des Gießharzes 2 beträgt 3,6, so dass der Wellenwiderstand bei einer Frequenz von 28 Ghz 50 Ω beträgt.
  • Der Abstand zwischen dem Signalschluss 22 und dem ersten Metallkörper 10 ist jedoch nicht notwendigerweise über den gesamten Bereich des Signalschlusses 22 konstant. Wie zum Beispiel in 5(e) gezeigt, sind der Signalleiter 22 und der erste Metallkörper 10 gebogen, so dass der Abstand zwischen dem Signalschluss 22 und dem ersten Metallkörper 10 an den gebogenen Teilen vom Abstand zwischen dem Signalleiter 22 und dem ersten Metallkörper 10 an parallelen Teilen abweicht. Aufgrund einer Einschränkung, einer Toleranz und dergleichen während der Herstellung ist es darüber hinaus möglich, dass der Abstand zwischen dem Signalschluss 22 und dem ersten Metallkörper 10 nicht konstant ist. [Tabelle 1]
    Abstand zwischen Signalleiter 22 und erstem Metallkörper 10 (mm) 0.16 0.18 0.19 0.20 0.21 0.22 0.24
    Relativer Wert bezüglich Auslegungswert 0.80 0.90 0.95 1.00 1.05 1.10 1.20
    Rückflussdämpfung (dB) 23.5 30.2 36.5 +∞ 37.0 31.2 25.7
  • Tabelle 1 zeigt eine Rückflussdämpfung in dem Fall, in dem der Abstand zwischen dem Signalschluss 22, welcher der zweite Metallkörper 20 ist und dem ersten Metallkörper 10 verändert wird. Der Abstand zwischen dem Signalleiter 22 und dem ersten Metallkörper 10 in Ausführungsform 1 ist auf einen Auslegungswert von 0,2 mm festgelegt. Selbst in dem Fall, in dem die Breite und die Dicke des Signalleiters 22 und der Abstand zwischen dem Signalleiter 22 und dem ersten Metallkörper 10 aufgrund von Arbeitseinschränkungen, einer Toleranz und dergleichen bei der Herstellung nicht perfekt konstant ausgebildet werden können, zum Beispiel, wenn der Abstand zwischen dem Signalleiter 22 und dem ersten Metallkörper 10 in einem Bereich von 0,18 mm bis 0,22 mm festgelegt ist, wird die Rückflussdämpfung aufgrund einer Schwankung des Wellenwiderstandes 30 dB oder höher, wodurch eine günstige Charakteristik erhalten werden kann.
  • Dies korrespondiert mit einem Bereich, in welchem ein Wert, der durch Dividieren des Abstandes zwischen dem Signalleiter 22 und dem ersten Metallkörper 10 durch den Auslegungswert von 0,2 mm erhalten wird, d. h., ein relativer Wert bezüglich des Auslegungswerts, 0,90 bis 1,10 beträgt. Das heißt, für den Abstand zwischen dem Signalleiter 22 und dem ersten Metallkörper 10 ist eine Toleranz im Bereich von ±10% bezüglich des Auslegungswertes zulässig.
  • Auf ähnliche Weise bilden der erste Signalleiter 25, welcher der zweite Metallkörper 20 ist und der erste Metallkörper 10 eine Mikrostreifenleitung aus. Zum Beispiel weist der Signalleiter 25 eine Breite von 0,34 mm und eine Dicke von 0,2 mm auf, die Abstände h1, h2, h3 zwischen dem Signalleiter 25 und dem Metallkörper 10 betragen 0,2 mm, und die relative Permittivität des Gießharzes 2 beträgt 3,6, so dass der Wellenwiderstand bei einer Frequenz von 28 GHz 50 Ω beträgt. Es ist wünschenswert, dass eine solche Konfiguration über den gesamten Bereich des Signalschlusses 25 annähernd konstant ist.
  • In Abhängigkeit der Auslegung der Halbleitervorrichtung 100 können die Wellenwiderstände der Mikrostreifenleitungen, welche durch die Signalleiter 22, 25 und den ersten Metallkörper 10 ausgebildet werden, auf einen Wert abweichend von 50 Ω festgelegt sein, und folglich können die Mikrostreifenleitungen, welche durch die Signalleiter 22, 25 und den ersten Metallkörper 10 ausgebildet sind, als Anpassungselemente verwendet werden.
  • Die 6(a) bis 6(c) sind schematische Ansichten einer elektronischen Vorrichtung, an welcher die Halbleitervorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 montiert ist. 6(a) ist eine schematische Draufsicht der elektronischen Vorrichtung, an welcher die Halbleitervorrichtung 100 montiert ist, von welcher der Kühlkörper 70 entfernt ist, 6(b) ist eine schematische Schnittansicht entlang der Linie A-A in 6(a), und 6(c) ist eine schematische Schnittansicht entlang der Linie B-B in 6(a). Es sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Halbleitervorrichtungen 100 und eine Vielzahl von Antennen 74 auf einem Substrat 73 montiert sind, aber in den 6(a) bis 6(c) ist eine der Halbleitervorrichtungen 100 und eine der Antenne 74 gezeigt, die am Substrat 73 montiert sind, während die Anderen nicht gezeigt sind.
  • Wie in 6(a) gezeigt, ist die Halbleitervorrichtung 100 auf dem Substrat 73 der elektronischen Vorrichtung mittels Lot 71 oberflächenmontiert. Das Substrat 73 weist auf einer Fläche dessen Masseanschlüsse 76, ein Signalmuster 77, und ein Signalmuster 78 auf. Eine Gate-Vorspannungsschaltung ist mit dem Signalmuster 77 verbunden, und eine Drain-Vorspannungsschaltung ist mit dem Signalmuster 78 verbunden, aber die Gate-Vorspannungsschaltung und die Drain-Vorspannungsschaltung sind in den 6(a) bis 6(c) nicht gezeigt.
  • Wie in 6(b) und 6(c) gezeigt, weist das Substrat 73 die Antenne 74 auf der gegenüberliegenden Fläche auf. Das Substrat 73 weist eine Masseverdrahtungsschicht 75 über annähernd die gesamte interne Fläche auf. Die Masseverdrahtungsschicht 75 dient als die Masse der elektronischen Vorrichtung. Das Signalmuster 78 ist über ein Durchgangsloch 79 leitend zur Antenne 74. Die Masseverdrahtungsschicht 75 ist um das Durchgangsloch 79 herum nicht bereitgestellt, so dass sie nicht in Kontakt mit dem Durchgangsloch 79 steht.
  • Die Masse-Pads 76 sind über eine Vielzahl von Durchgangslöchern 80 leitend zur Masseverdrahtungsschicht 75. Es ist wünschenswert, dass die Durchgangslöcher 80 nahe beieinander angeordnet sind, so dass der Abstand zwischen den Durchgangslöchern 80 ungefähr gleich oder kleiner als 1/4 einer Wellenlänge λ ist, welche mit der maximalen Frequenz korrespondiert mit der die Halbleitervorrichtung 100 betrieben wird.
  • In einem Zustand, in dem die Halbleitervorrichtung 100 auf dem Substrat 73 oberflächenmontiert ist, sind der Signalleiter 22 und der Signalleiter 25 durch den ersten Metallkörper 10 überdeckt. Darüber hinaus sind der Signalleiter 22 und der Signalleiter 25 von den Durchgangslöchern 80, die nahe beieinander angeordnet sind und dem ersten Metallkörper 10 und der Masseverdrahtungsschicht 75, welche über die Durchgangslöcher 80 zueinander leitend sind, umgeben.
  • Der Kühlkörper 70 ist in engem Kontakt stehend mit der Wärmeableitungsfläche 13 der Halbleitervorrichtung 100 bereitgestellt. Ein Wärmeableitungsfett 72 wird dünn auf die Wärmeableitungsfläche 13 aufgetragen, so dass der Kühlkörper 70 und die Wärmeableitungsfläche 13 näher in Kontakt stehen und eine von der Halbleitervorrichtung 100 erzeugte Wärme effizient zum Kühlkörper 70 übertragen wird.
  • Als Nächstes wird ein Betrieb der Halbleitervorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie in den 5(a) bis 5(e) und in den 6(a) bis 6(c) veranschaulicht, sind die Masseelektroden 97 der Halbleitervorrichtung 100 über das Lot 71, die Masse-Pads 76, und die Durchgangslöcher 80 leitend zur Masseverdrahtungsschicht 75, und daher ist das Potential des ersten Metallkörpers 10 dasselbe Potential wie die Masse der elektronischen Vorrichtung, an welcher die Halbleitervorrichtung 100 montiert ist. Das heißt, der erste Metallkörper 10 liegt auf Masse.
  • Eine Gate-Vorspannung wird von der Gate-Vorspannungsschaltung (nicht gezeigt) bereitgestellt, und passiert das Signalmuster 77, das Lot 71, den Signalanschluss 92 des Halbleiterelements 100, den Signalleiter 22, den Drahtbond-Pad-Abschnitt 32, den Draht 3, und anschließend die mit dem Gate des Halbleiterelements 1 verbundene Signalelektrode, so dass sie am Gate des Halbleiterelements 1 anliegt.
  • Eine Drain-Vorspannung wird durch die Drain-Vorspannungsschaltung (nicht gezeigt) bereitgestellt, und passiert das Signalmuster 78, den Signalanschluss 95 der Halbleitervorrichtung 100, das Lot 71, den Signalleiter 25, den Drahtbond-Pad-Abschnitt 35, den Draht 4, und anschließend die mit dem Drain des Halbleiterelements 1 verbundene Signalelektrode, so dass sie am Drain des Halbleiterelements 1 anliegt.
  • In dem vorstehenden Zustand wird ein durch das Signalmuster 77 übertragenes RF-Signal durch das Lot 71, den Signalanschluss 92 der Halbleitervorrichtung 100, den Signalleiter 22, den Drahtbond-Pad-Abschnitt 32, den Draht 3, und anschließend die Signalelektrode übertragen, welche mit dem Gate des Halbleiterelements 1 verbunden ist, so dass es am Gate des Halbleiterelements 1 anliegt, und das RF-Signal wird durch das Halbleiterelement 1 verstärkt. Auf ähnliche Weise wird das durch das Halbleiterelement 1 verstärkte RF-Signal vom Drain des Halbleiterelements 1 durch die mit dem Drain des Halbleiterelements 1 verbundene Signalelektrode, den Draht 4, den Drahtbond-Pad-Abschnitt 35, den Signalleiter 25, den Signalanschluss 95 der Halbleitervorrichtung 100, und anschließend das Lot 71 zum Signalmuster 78 übertragen. Das verstärkte RF-Signal, welches an das Signalmuster 78 übertragen wird, wird ferner durch das Durchgangsloch 79 übertragen, so dass es der Antenne 74 bereitgestellt wird, wodurch es nach außen abgestrahlt wird.
  • Im Halbleiterelement 1 erzeugte Wärme HF wird von der rückwärtigen Fläche des Halbleiterelements 1 über das Die-Bondmaterial, welches das Halbleiterelement 1 an den ersten Metallkörper 10 die-bondet, an den ersten Metallkörper 10 übertragen, und anschließend von der Wärmeableitungsfläche 13 des ersten Metallkörpers 10 über das Wärmeableitungsfett 72 zum Kühlkörper 70 abgeführt.
  • Wie oben beschrieben, weist die Halbleitervorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung auf: das Halbleiterelement 1; den ersten Metallkörper 10 mit dem Die-Pad-Abschnitt 11, an welchem das Halbleiterelement 1 montiert ist, wobei das Halbleiterelement 1 an der Die-Bondfläche 12 des Die-Pad-Abschnitts 11 montiert ist; die zweiten Metallkörper 20, welche die Drahtbond-Pad-Abschnitte 32 und 35 aufweisen, die über die Drähte 3 und 4 mit den Signalelektroden des Halbleiterelements 1 verbunden sind, und derart auf derselben Seite wie die Die-Bondfläche 12 des ersten Metallkörpers 10 bereitgestellt sind, an welcher das Halbleiterelement 1 montiert ist, dass die zweiten Metallkörper 20 vom ersten Metallkörper 10 getrennt sind und durch den ersten Metallkörper 10 überdeckt sind, wobei die zweiten Metallkörper 20 zusammen mit dem ersten Metallkörper 10 Übertragungsleitungen ausbilden; und das Gießharz 2, welches den ersten Metallkörper 10 und die zweiten Metallkörper 20 derart hält, dass die Fläche des ersten Metallkörpers 10, welche der Die-Bondfläche 12 gegenüberliegt, auf welcher das Halbleiterelement 1 montiert ist, freiliegt.
  • Darüber hinaus weist die Antennenvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung auf: eine Vielzahl von Halbleitervorrichtungen 100; das Substrat 73, an welchem die Vielzahl von Halbleitervorrichtungen 100 montiert ist; und eine Vielzahl von Antennen 74, die auf der Fläche des Substrats 73 montiert ist, welche der Fläche gegenüberliegt, an welcher die Vielzahl von Halbleitervorrichtungen 100 montiert ist.
  • In der Halbleitervorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung sind die Übertragungsleitungen, welche durch den ersten Metallkörper 10 und die zweiten Metallkörper 20 ausgebildet werden, zum Beispiel Mikrostreifenleitungen.
  • Mit der vorstehenden Struktur kann der Kühlkörper 70 mit der Wärmeableitungsfläche 13 der Halbleitervorrichtung 100 verbunden werden. Die im Halbleiterelement 1 erzeugte Wärme HF kann abgeleitet werden, indem sie durch die Die-Bondfläche 12, den ersten Metallkörper 10, und die Wärmeableitungsfläche 13 zum Kühlkörper 70 übertragen wird. Folglich wird ein Effekt eines Ermöglichens einer effizienten Wärmeableitung durch einen kürzeren Pfad bereitgestellt, im Vergleich zu dem Fall des Ableitens von Wärme durch das Substrat 73, an welchem die Halbleitervorrichtung 100 oberflächenmontiert ist.
  • Wie in 6(b) gezeigt, sind der Signalleiter 22 und der Signalleiter 25, welche die zweiten Metallkörper sind, durch den auf Masse liegenden ersten Metallkörper 10 überdeckt, und durch die Masseverdrahtungsschicht 75 und die dicht beieinander angeordneten Durchgangslöcher 80 umgeben. Folglich wird eine elektromagnetische Abschirmungsfunktion erhalten, wodurch ein Effekt einer Hemmung einer Oszillation aufgrund einer Kopplung zwischen den Halbleitervorrichtung 100 und einer Verschlechterung einer Übertragungseigenschaft bei einer hohen Frequenz selbst in dem Fall bereitgestellt wird, in dem die Vielzahl von Halbleitervorrichtungen 100 nahe beieinander angeordnet ist.
  • In der Halbleitervorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung hält das Gießharz 2 den ersten Metallkörper 10 und die zweiten Metallkörper 20 derart, dass die Die-Bondfläche 12 und die Drahtbond-Pad-Abschnitte 32, 35 freiliegen. Das heißt, in der Halbleitervorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 sind die Die-Bondfläche 12 und die Drahtbond-Pad-Abschnitte 32, 35 nicht durch das Gießharz 2 bedeckt.
  • Folglich sind das Halbleiterelement 1 und die Drähte 3, 4 nicht durch das Gießharz 2 überdeckt. Solch eine Struktur stellt einen Effekt einer Vermeidung einer Leistungsreduzierung des Transistors aufgrund einer Zunahme einer parasitären Kapazität bereit, welche durch das Gießharz 2 verursacht wird, das einen oberen Teil des Halbleiterelements 1 überdeckt, und einer Verschlechterung einer Übertragungseigenschaft bei einer hohen Frequenz, welche im Fall der Verwendung eines Gießharzes 2 mit einem dielektrischen Verlust verursacht wird.
  • Der Abstand zwischen dem ersten Metallkörper 10 und den zweiten Metallkörpern 20, welche die Übertragungsleitungen ausbilden, kann konstant ausgebildet werden. Im Fall einer Durchführung einer Leistungsübertragung bei einer hohen Frequenz ist es erforderlich, den Wellenwiderstand einer Signalquelle, einer Last, und eines Übertragungspfades anzupassen, um die Leistung effizient zu übertragen. In der Struktur, die in Patentdokument 1 offenbart ist, variiert innerhalb einer Hochfrequenz-Halbleitervorrichtung 5 jedoch der Abstand zwischen inneren Leiterabschnitten 12, 20 und einer masseleitenden Schicht 110 einer unteren Fläche, die ein Massepotential aufweist, entlang der Signalausbreitungsrichtung. Daher variiert der Wellenwiderstand innerhalb der Hochfrequenz-Halbleitervorrichtung 5, so dass eine Rückflussdämpfung auftritt, wodurch folglich ein Problem verursacht wird, dass eine Leistung nicht effizient übertragen werden kann.
  • In der Halbleitervorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung, sind über den gesamten Bereich des Signalleiters 22, welcher der zweite Metallkörper ist, der in derselben Richtung wie die X-Achse bereitgestellt ist, der Signalleiter 22 und der erste Metallkörper 10 mit einem annähernd konstanten Abstand dazwischen angeordnet, so dass der Wellenwiderstand der Mikrostreifenleitung, welche durch den ersten Metallkörper 10 und den Signalleiter 22, welcher der zweite Metallkörper ist, ausgebildet ist, annähernd konstant 50 Ω beträgt.
  • Daher tritt eine Rückflussdämpfung aufgrund einer Diskontinuität der Impedanz innerhalb der Halbleitervorrichtung 100 nicht auf, und darüber hinaus tritt eine Rückflussdämpfung aufgrund einer Diskontinuität der Impedanz auch am Verbindungsteil zwischen der Halbleitervorrichtung 100 und dem Signalmuster 77 nicht auf. Das heißt, es wird ein Effekt bereitgestellt, dass eine von außerhalb der Halbleitervorrichtung 100 bereitgestellte Leistung effizient zum Halbleiterelement 1 übertragen werden kann.
  • Auf ähnliche Weise sind der Signalleiter 22 und der erste Metallkörper 10 über den gesamten Bereich des Signalleiters 25, welcher der zweite Metallkörper ist, der in derselben Richtung wie X-Achse bereitgestellt ist, mit einem annähernd konstanten Abstand dazwischen angeordnet, so dass der Wellenwiderstand der Mikrostreifenleitung, welche durch den ersten Metallkörper 10 und den Signalleiter 25, welcher der zweite Metallkörper ist, ausgebildet ist, annähernd konstant 50 Ω aufweist. Daher tritt eine Rückflussdämpfung aufgrund einer Diskontinuität der Impedanz innerhalb der Halbleitervorrichtung 100 nicht auf, und darüber hinaus tritt eine Rückflussdämpfung aufgrund einer Diskontinuität der Impedanz am Verbindungsteil zwischen der Halbleitervorrichtung 100 und dem Signalmuster 78 nicht auf. Folglich wird ein Effekt bereitgestellt, dass eine durch das Halbleiterelement 1 verstärkte Leistung effizient nach außen übertragen wird.
  • In Ausführungsform 1 beträgt die Anzahl von Signalelektroden des Halbleiterelements 1 zwei, und der Signalleiter 22 und der Signalleiter 22, welche damit verbunden sind, sind die zweiten Metallkörper 20. Die Anzahl der zweiten Metallkörper 20 ist jedoch nicht auf zwei beschränkt, und kann in Übereinstimmung mit den Konfigurationen des Halbleiterelements 1 und der Halbleitervorrichtung 100 weiter erhöht werden. In Ausführungsform 1 sind die zweiten Metallkörper 20 in zwei gegenüberliegenden Richtungen der Halbleitervorrichtung 100 bereitgestellt. Die zweiten Metallkörper 20 können jedoch zum Beispiel in vier Richtungen bereitgestellt sein.
  • Ausführungsform 2
  • Die Struktur einer Halbleitervorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung ist dieselbe, wie jene in Ausführungsform 1. Jedoch unterscheiden sich der Betrieb der Halbleitervorrichtung 100 und die Struktur des Substrats, an welchem die Halbleitervorrichtung 100 montiert ist, von jenen in Ausführungsform 1.
  • Die 7(a) und 7(b) sind schematische Ansichten einer elektronischen Vorrichtung, an welcher die Halbleitervorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 2 montiert ist. 7(a) ist eine schematische Draufsicht der elektronischen Vorrichtung an welcher die Halbleitervorrichtung 100 montiert ist, und 7(b) ist eine schematische Schnittansicht entlang der Linie A-A in 7(a). Zum Zweck der Vereinfachung ist der Kühlkörper 70 in den 7(a) und 7(b) nicht gezeigt.
  • Wie in 7(a) gezeigt, sind ein Signalmuster 42 und ein Signalmuster 43 derart auf einer Oberflächenschicht eines Substrats 40 bereitgestellt, dass sie von den Massemustern 41 getrennt sind. Wie in Ausführungsform 1 ist eine Gate-Vorspannungsschaltung mit dem Signalmuster 42 verbunden, und eine Drain-Vorspannungsschaltung ist mit dem Signalmuster 43 verbunden. In den 7(a) und 7(b) sind die Gate-Vorspannungsschaltung und die Drain-Vorspannungsschaltung nicht gezeigt. Obwohl in den 7(a) und 7(b) nicht gezeigt, ist das Signalmuster 43 auf dem Substrat 40, wie in dem in den 6(a) bis 6(c) gezeigten Substrat 73, über eine Durchkontaktierung 79 leitend zur Antenne 74.
  • Wie in 7(b) gezeigt, weist das Substrat 40, wie in dem in den 6(a) bis 6(c) gezeigten Substrat 73, eine Masseverdrahtungsschicht 75 als die Masse der elektronischen Vorrichtung über annähernd eine gesamte innere Fläche des Substrats auf. Die Massemuster 41 auf der Oberflächenschicht sind durch eine Vielzahl von Durchgangslöchern 80 leitend zur Masseverdrahtungsschicht 75, so dass diese auf Masse liegen.
  • Das Signalmuster 42 und die Massemuster 41 sind derart bereitgestellt, dass in zwei Lücken, die durch das Signalmuster 42 und die Massemuster 41 ausgebildet sind, die Abstände zwischen dem Signalmuster 42 und den Massemustern 41 identisch zueinander sind. Darüber hinaus sind das Signalmuster 43 und die Massemuster 41 derart bereitgestellt, dass in zwei Lücken, die durch das Signalmuster 43 und die Massemuster 41 ausgebildet sind, die Abstände zwischen dem Signalmuster 43 und den Massemustern 41 identisch zueinander sind.
  • Das Signalmuster 42 befindet sich zwischen den Massemustern 41, die auf derselben Ebene vorliegen, wie das Signalmuster 42. Das Signalmuster 42 und das Massemuster 41 liegen der Masseverdrahtungsschicht 75 gegenüber, wobei das dielektrische Material des Substrats 40 dazwischen eingefügt ist. Das Signalmuster 42, das Massemuster 41, und die Masseverdrahtungsschicht 75 bilden einen auf Masse liegenden koplanaren Wellenleiter aus, welcher eine Art einer Übertragungsleitung ist.
  • Das Signalmuster 43 befindet sich zwischen den Massemustern 41, die auf derselben Ebene vorliegen wie das Signalmuster 43. Das Signalmuster 43 und das Massemuster 41 liegen der Masseverdrahtungsschicht 75 gegenüber, wobei das dielektrische Material des Substrats 40 dazwischen eingefügt ist. Das Signalmuster 43, das Massemuster 41, und die Masseverdrahtungsschicht 75 bilden einen auf Masse liegenden koplanaren Wellenleiter aus, welcher eine Art einer Übertragungsleitung ist.
  • Der Signalanschluss 92 der Halbleitervorrichtung 100 ist über ein Lot 71 leitend zum Signalmuster 42. Der Signalanschluss 95 der Halbleitervorrichtung 100 ist über ein Lot 71 leitend zum Signalmuster 43.
  • Die Signalanschlüsse 91, 93, 94, 96 und die Masseanschlüsse 97 der Halbleitervorrichtung 100 sind über das Lot 71 leitend zu den Massemustern 41, und die Massemuster 41 sind leitend zu der Masseverdrahtungsschicht 75, so dass die Signalleiter 21, 23, 24, 26 und der erste Metallkörper 10 auf Masse liegen.
  • Der Signalleiter 22 befindet sich zwischen dem auf Masse liegenden Signalleiter 21 und dem auf Masse liegenden Signalleiter 23, und die Signalleiter 21, 22, 23 liegen dem auf Masse liegenden ersten Metallkörper 10 gegenüber, wobei das dielektrische Gießharz 2 dazwischen eingefügt ist. Das heißt, die Signalleiter 21, 22, 23 und der erste Metallkörper 10 bilden einen auf Masse liegenden koplanaren Wellenleiter aus, welcher eine Art einer Übertragungsleitung ist.
  • Zum Beispiel beträgt die Dicke der Signalleiter 21, 22, 23 in 7(b) 0,2 mm, und die Breite der Signalleiter 22 beträgt 0,4 mm. Der Abstand zwischen dem Signalleiter 21 und dem Signalleiter 22 und der Abstand zwischen dem Signalleiter 22 und dem Signalleiter 23 beträgt 0,22 mm, und der Abstand zwischen dem ersten Metallkörper 10 und den Signalleitern 21, 22, 23 beträgt 0,4 mm. Ferner beträgt die relative Permittivität des Gießharzes 2 3,6, so dass der Wellenwiderstand bei einer Frequenz von 28 GHz 50 Ω beträgt.
  • Um zu erreichen, dass der Wellenwiderstand des auf Masse liegenden koplanaren Wellenleiters, welcher durch die Signalleiter 21, 22, 23 und den ersten Metallkörper 10 ausgebildet wird, konstant wird, ist es wünschenswert, dass die Breite des Signalleiters 22, der Abstand zwischen dem Signalleiter 21 und dem Signalleiter 22, der Abstand zwischen dem Signalleiter 22 und dem Signalleiter 23, und der Abstand zwischen dem ersten Metallkörper 10 und den Signalleitern 21, 22, 23 über den gesamten Bereich des Signalschlusses 22 annähernd konstant ist. [Tabelle 2]
    Signalleiterabstände zwischen 21 und 22 und zwischen 22 und 23 (mm) 0.16 0.185 0.20 0.22 0.24 0.27 0.28
    Relativer Wert bezüglich Auslegungswert 0.72 0.83 0.90 1.00 1.08 1.21 1.26
    Rückflussdämpfung (dB) 24.6 30.0 33.7 +∞ 37.2 30.3 27.9
    [Tabelle 3]
    Abstand zwischen dem ersten Metallkörper 10 und den Signalleitern 21, 22, 23 (mm) 0.25 0.31 0.35 0.40 0.50 0.58 0.70
    Relativer Wert bezüglich Auslegungswert 0.63 0.78 0.88 1.00 1.25 1.45 1.75
    Rückflussdämpfung (dB) 23.9 30.1 36.4 +∞ 33.8 30.1 27.7
  • Tabelle 2 zeigt eine Rückflussdämpfung in dem Fall, in dem der Abstand zwischen den Signalleitern 21 und 22 und der Abstand zwischen den Signalleitern 22 und 23 verändert wird. Tabelle 3 zeigt eine Rückflussdämpfung in dem Fall, in dem der Abstand zwischen dem ersten Metallkörper 10 und den Signalleitern 21, 22, 23 verändert wird.
  • Der Abstand zwischen den Signalleitern 21 und 22 und der Abstand zwischen den Signalleitern 22 und 23 in Ausführungsform 2 ist auf einen Auslegungswert von 0,22 mm festgelegt. Der Abstand zwischen dem ersten Metallkörper 10 und den Signalleitern 21, 22, 23 ist auf einen Auslegungswert von 0,4 mm festgelegt. Selbst in dem Fall, in dem diese Werte aufgrund von Arbeitseinschränkungen, einer Toleranz und dergleichen nicht perfekt konstant gemacht werden können, zum Beispiel, wenn der Abstand zwischen den Signalleitern 21 und 22 und der Abstand zwischen den Signalleitern 22 und 23 in einem Bereich von 0,185 mm bis 0,27 mm festgelegt wird, wird die Rückflussdämpfung aufgrund der Schwankung des Wellenwiderstandes 30 dB oder höher, wodurch eine günstige Charakteristik erhalten werden kann.
  • Dies korrespondiert mit einem Bereich, in welchem ein Wert, der durch Dividieren des jeweiligen Abstandes zwischen den Signalleitern 21 und 22 und dem Abstand zwischen den Signalleitern 22 und 23 durch den Auslegungswert von 0,22 mm erhalten wird, d. h., ein relativer Wert bezüglich des Auslegungswerts, 0,83 bis 1,21 beträgt. Das heißt, für den Abstand zwischen dem Signalleiter 21 und dem Signalleiter 22 und den Abstand zwischen dem Signalleiter 22 und dem Signalleiter 23 ist eine Toleranz in einem Bereich von ±17% bezüglich des Sollwertes zulässig.
  • Falls darüber hinaus der Abstand zwischen dem ersten Metallkörper 10 und den Signalleitern 21, 22, 23 in einem Bereich von nicht weniger als 0,31 mm und nicht mehr als 0,58 mm festgelegt wird, wird eine Rückflussdämpfung aufgrund der Schwankung des Wellenwiderstandes 30 dB oder mehr, wodurch eine günstige Charakteristik erhalten werden kann. Dies korrespondiert mit einem Bereich, in welchem ein Wert, der durch Dividieren des Abstandes zwischen dem ersten Metallkörper 10 und den Signalleitern 21, 22, 23 durch einen Auslegungswert von 0,4 mm erhalten wird, d. h., ein relativer Wert bezüglich des Auslegungswertes, 0,78 bis 1,45 beträgt. Das heißt, für den Abstand zwischen dem ersten Metallkörper 10 und den Signalleitern 21, 22, 23 ist eine Toleranz in einem Bereich von ±22% bezüglich des Sollwertes zulässig.
  • Auf ähnliche Weise bilden die Signalleiter 24, 25, 26 und der erste Metallkörper 10 einen auf Masse liegenden koplanaren Wellenleiter aus. Zum Beispiel beträgt die Dicke der Signalleiter 24, 25, 26 0,2 mm, die Breite des Signalleiters 25 beträgt 0,4 mm, der Abstand zwischen dem Signalleiter 24 und dem Signalleiter 25 und der Abstand zwischen dem Signalleiter 25 und dem Signalleiter 26 beträgt 0,22 mm, der Abstand zwischen dem ersten Metallkörper 10 und den Signalleitern 24, 25, 26 beträgt 0,4 mm, und die relative Permittivität des Gießharzes 2 beträgt 3,6, so dass der Wellenwiderstand bei einer Frequenz von 28 GHz 50 Ω beträgt. Es ist wünschenswert, dass eine solche Konfiguration über den gesamten Bereich des Signalschlusses 25 annähernd konstant ist.
  • Wie oben beschrieben, weist die Halbleitervorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung auf: das Halbleiterelement 1; den ersten Metallkörper 10 mit dem Die-Pad-Abschnitt 11, an welchem das Halbleiterelement 1 montiert ist, wobei das Halbleiterelement 1 an der Die-Bondfläche 12 des Die-Pad-Abschnitts 11 montiert ist; die zweiten Metallkörper 20, welche die Drahtbond-Pad-Abschnitte 32 und 35 aufweisen, die über die Drähte 3 und 4 mit den Signalelektroden des Halbleiterelements 1 verbunden sind, und derart auf derselben Seite wie die Die-Bondfläche 12 des ersten Metallkörpers 10 bereitgestellt sind, an welcher das Halbleiterelement 1 montiert ist, dass die zweiten Metallkörper 20 vom ersten Metallkörper 10 getrennt sind und durch den ersten Metallkörper 10 überdeckt sind, wobei die zweiten Metallkörper 20 zusammen mit dem ersten Metallkörper 10 Übertragungsleitungen ausbilden; und das Gießharz 2, welches den ersten Metallkörper 10 und die zweiten Metallkörper 20 derart hält, dass die Fläche des ersten Metallkörpers 10, welche der Die-Bondfläche 12 gegenüberliegt, auf welcher das Halbleiterelement 1 montiert ist, freiliegt. Die durch den ersten Metallkörper 10 und die zweiten Metallkörper 20 ausgebildeten Übertragungsleitungen sind koplanare Wellenleiter.
  • Mittels der vorstehenden Struktur wird, wie in der in Ausführungsform 1 gezeigten Halbleitervorrichtung 100, ein Effekt bereitgestellt, dass im Halbleiterelement 1 erzeugte Wärme HF effizient abgeleitet werden kann. Darüber hinaus wird selbst in dem Fall, in dem eine Vielzahl von Halbleitervorrichtungen 100 nahe beieinander angeordnet ist, ein Effekt einer Hemmung einer Oszillation aufgrund der Kopplung zwischen den Halbleitervorrichtungen 100 und einer Verschlechterung von Übertragungseigenschaften bei einer hohen Frequenz bereitgestellt. Ferner wird ein Effekt bereitgestellt, dass eine von außerhalb der Halbleitervorrichtung 100 bereitgestellte Leistung effizient an das Halbleiterelement 1 übertragen und durch das Halbleiterelement 1 leistungsverstärkt wird, effizient nach außerhalb übertragen werden kann.
  • In den 7(a) und 7(b) sind die Breiten der Signalleiter 21 bis 26 dieselben, aber es ist wünschenswert, dass die Breiten der Signalleiter 21, 23, 24, 26, welche als Masseleiter für die auf Masse liegenden koplanaren Wellenleiter dienen, in einem möglichen Bereich erweitert werden. Die Drahtbond-Pad-Abschnitte 31, 33, 34, 36 und die Die-Bondfläche 12 können durch Drähte, Metallbändchen oder dergleichen verbunden sein, wodurch die Signalleiter 21, 23, 24, 26 zuverlässiger auf Masse gelegt werden können.
  • Ausführungsform 3
  • Die Struktur einer Halbleitervorrichtung 300 gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug zu den 8(a) bis 8(c), den 9(a) bis 9(c), und den 10(a) bis 10(d) beschrieben.
  • Die 8(a) bis 8(c) sind eine Draufsicht, eine Seitenansicht, und eine Vorderansicht eines Anschlussrahmens 301, welcher einen ersten Metallkörper enthält, der in der Halbleitervorrichtung 300 gemäß Ausführungsform 3 verwendet wird. 8(a) ist eine Draufsicht des Anschlussrahmens 301 wie er von oben gesehen wird, 8(b) ist eine Seitenansicht des Anschlussrahmens 301 wie er aus der Richtung des Pfeils A in 8(a) gesehen wird, und 8(c) ist eine Vorderansicht des Anschlussrahmens 301 wie er aus der Richtung des Pfeils B in 8(a) gesehen wird.
  • Die 8(a) bis 8(c) zeigen den Anschlussrahmen 301 vor dem Ausbilden der Halbleitervorrichtung 300. Der Anschlussrahmen 301 weist einen ersten Metallkörper 302 auf, welcher die Halbleitervorrichtung 300 ausbildet. Entgegen dem ersten Metallkörper 10, der in der Halbleitervorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 verwendet wird, die in den 3(a) bis 3(c) veranschaulicht ist, bildet der erste Metallkörper 302 keinen Masseanschluss für die Halbleitervorrichtung 300 aus.
  • Die 9(a) bis 9(c) sind eine Draufsicht, eine Seitenansicht, und eine Vorderansicht eines Anschlussrahmens 310, welcher zweite Metallkörper und dritte Metallkörper enthält, die in der Halbleitervorrichtung 300 gemäß Ausführungsform 3 verwendet werden. 9(a) ist eine Draufsicht des Anschlussrahmens 310 wie er von oben gesehen wird, 9(b) ist eine Seitenansicht des Anschlussrahmens 310 wie er aus der Richtung des Pfeils A in 9(a) gesehen wird, und 9(c) ist eine Vorderansicht des Anschlussrahmens 310 wie er aus der Richtung des Pfeils B in 9(a) gesehen wird.
  • Die 9(a) bis 9(c) zeigen den Anschlussrahmen 310 vor dem Ausbilden der Halbleitervorrichtung 300. Der Anschlussrahmen 310 weist Signalleiter 21, 22, 23, 24, 25, 26 auf, wie in dem Anschlussrahmen 29, der in der Halbleitervorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 verwendet wird, wie in den 4(a) bis 4(c) gezeigt. Ferner weist der Anschlussrahmen 310 Signalleiter 311, 312, 313, 314, 315, 316, 317, 318 auf.
  • Die 10(a) bis 10(d) veranschaulichen die Halbleitervorrichtung 300 gemäß Ausführungsform 3. 10(a) ist eine Draufsicht der Halbleitervorrichtung 300, wie sie von unten gesehen wird, 10(b) ist eine Schnittansicht der Halbleitervorrichtung 300, wie sie aus Richtung des Pfeils A in 10(a) gesehen wird, 10(c) ist eine Schnittansicht der Halbleitervorrichtung 300, wie sie aus der Richtung des Pfeils B in 10(a) gesehen wird, und 10(d) ist eine Schnittansicht der Halbleitervorrichtung 300, wie sie aus der Richtung des Pfeils C in 10(a) gesehen wird. Es sei darauf hingewiesen, dass für die Beschreibung nicht erforderliche Teile, soweit angebracht, nicht gezeigt sind.
  • Die Signalleiter 311, 312, 313, 314, 315, 316, 317, 318 sind dritte Metallkörper. Wie in 10(a) gezeigt, liegen die Signalleiter 311, 312, 313, 314, 315, 316, 317, 318, welche die dritten Metallkörper sind, auf der rückwärtigen Fläche der Halbleitervorrichtung 300 frei, und die freiliegenden Teile bilden Masseanschlüsse der Halbleitervorrichtung 300 aus.
  • Wie in den 10(b) und 10(c) gezeigt, wird der erste Metallkörper 302 durch das Gießharz 2 in einem Zustand gehalten, in dem er in Kontakt steht mit und leitend ist zu den Signalleitern 311, 312, 313, 314, 315, 316, 317, 318, welche die dritten Metallkörper sind, innerhalb der Halbleitervorrichtung 300. Das heißt, der erste Metallkörper 302 ist leitend zu den Masseelektroden, welche durch die dritten Metallkörper ausgebildet sind. Die Beschreibung weiterer Teile ist ausgelassen.
  • Wie oben beschrieben, weist die Halbleitervorrichtung 300 gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung auf: das Halbleiterelement 1; den ersten Metallkörper 302 mit dem Die-Pad-Abschnitt 11, an welchem das Halbleiterelement 1 montiert ist, wobei das Halbleiterelement 1 an der Die-Bondfläche 12 des Die-Pad-Abschnitts 11 montiert ist; die zweiten Metallkörper 20, welche die Drahtbond-Pad-Abschnitte 32 und 35 aufweisen, die über die Drähte 3 und 4 mit den Signalelektroden des Halbleiterelements 1 verbunden sind, und derart auf derselben Seite wie die Die-Bondfläche 12 des ersten Metallkörpers 302, an welcher das Halbleiterelement 1 montiert ist, bereitgestellt sind, dass die zweiten Metallkörper 20 vom ersten Metallkörper 302 getrennt sind und durch den ersten Metallkörper 302 überdeckt sind, wobei die zweiten Metallkörper 20 zusammen mit dem ersten Metallkörper 302 Übertragungsleitungen ausbilden; und das Gießharz 2, welches den ersten Metallkörper 302 und die zweiten Metallkörper 20 derart hält, dass die Fläche des ersten Metallkörpers 302, welche der Die-Bondfläche 12 gegenüberliegt, auf welcher das Halbleiterelement 1 montiert ist, freiliegt. Ferner umfasst die Halbleitervorrichtung 300 die Signalleiter 311, 312, 313, 314, 315, 316, 317, 318, welche die dritten Metallkörper sind. Die dritten Metallkörper bilden Masseanschlüsse der Halbleitervorrichtung 300 aus, und werden durch das Gießharz 2 in einem Zustand gehalten, in dem die dritten Metallkörper in Kontakt stehen mit und leitend sind zum ersten Metallkörper 302.
  • Mittels der vorstehenden Struktur stellt die Halbleitervorrichtung 300, wie in der in Ausführungsform 1 gezeigten Halbleitervorrichtung 100, einen Effekt bereit, dass eine im Halbleiterelement 1 erzeugte Wärme HF effizient abgeleitet werden kann. Darüber hinaus wird selbst in dem Fall, in dem eine Vielzahl von Halbleitervorrichtungen 300 nahe beieinander angeordnet ist, ein Effekt einer Hemmung einer Oszillation aufgrund der Kopplung zwischen den Halbleitervorrichtungen 300 und einer Verschlechterung von Übertragungseigenschaften bei einer hohen Frequenz bereitgestellt. Ferner wird ein Effekt bereitgestellt, dass eine von außerhalb der Halbleitervorrichtung 300 bereitgestellte Leistung effizient an das Halbleiterelement 1 übertragen und durch das Halbleiterelement 1 leistungsverstärkt wird, effizient nach außerhalb übertragen werden kann.
  • Ferner bildet der Anschlussrahmen 310 in der Halbleitervorrichtung 300 gemäß Ausführungsform 3 Masseanschlüsse aus, so dass der Anschlussrahmen 301 eine einfache und leicht bearbeitbare Form aufweist, wodurch im Vergleich zu Ausführungsform 1 ein Effekt einer Erhöhung des Freiheitsgrades bei der Auslegung bereitgestellt wird.
  • Ausführungsform 4
  • Die Struktur einer Halbleitervorrichtung 400 gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug zu den 11 (a) bis 11 (c), den 12(a) bis 12(c), und den 13(a) bis 13(c) beschrieben.
  • Die 11 (a) bis 11(c) sind eine Draufsicht, eine Seitenansicht, und eine Vorderansicht eines Anschlussrahmens 401, welcher einen ersten Metallkörper enthält, der in der Halbleitervorrichtung 400 gemäß Ausführungsform 4 verwendet wird. 11(a) ist eine Draufsicht des Anschlussrahmens 401 wie er von oben gesehen wird, 11(b) ist eine Seitenansicht des Anschlussrahmens 401 wie er aus der Richtung des Pfeils A in 11(a) gesehen wird, und 11(c) ist eine Vorderansicht des Anschlussrahmens 401 wie er aus der Richtung des Pfeils B in 11(a) gesehen wird.
  • Die 11 (a) bis 11 (c) zeigen den Anschlussrahmen 401 vor dem Ausbilden der Halbleitervorrichtung 400. Der Anschlussrahmen 401 weist einen ersten Metallkörper 402 der Halbleitervorrichtung 400 auf. Der Anschlussrahmen 401 weist eine Vielzahl von Löchern 403 auf, welche den Anschlussrahmen 401 durchdringen.
  • Die 12(a) bis 12(c) sind eine Draufsicht, eine Seitenansicht, und eine Vorderansicht eines Anschlussrahmens 410, welcher zweite Metallkörper und dritte Metallkörper enthält, die in der Halbleitervorrichtung 400 gemäß Ausführungsform 4 verwendet werden. 12(a) ist eine Draufsicht des Anschlussrahmens 410 wie er von oben gesehen wird, 12(b) ist eine Seitenansicht des Anschlussrahmens 410 wie er aus der Richtung des Pfeils A in 12(a) gesehen wird, und 12(c) ist eine Vorderansicht des Anschlussrahmens 410 wie er aus der Richtung des Pfeils B in 12(a) gesehen wird.
  • Die 12(a) bis 12(c) zeigen den Anschlussrahmen 410 vor dem Ausbilden der Halbleitervorrichtung 400. Die Signalleiter 21, 23, 24, 26 des Anschlussrahmens 410 sind mit säulenförmigen Überständen 411 bereitgestellt. Das Material der Überstände 411 ist Metall, und die Überstände 411 und die Signalleiter 21, 23, 24, 26 sind leitend zueinander. Der Durchmesser des Überstandes 411 ist so festgelegt, dass er klein ist, so dass der Überstand 411 in das Loch 403 des Anschlussrahmens 401 eingefügt werden kann. Die weiteren Konfigurationen sind dieselben wie im Anschlussrahmen 29, der in den 4(a) bis 4(c) gezeigt ist.
  • Die 13(a) bis 13(c) veranschaulichen die Halbleitervorrichtung 400 gemäß Ausführungsform 4. Teile, die für die Beschreibung nicht erforderlich sind, sind soweit angebracht nicht gezeigt. 13(a) ist eine Unteransicht der Halbleitervorrichtung 400, wie sie von unten gesehen wird, 13(b) ist eine Schnittansicht der Halbleitervorrichtung 400 entlang der Linie A-A in 13(a), und 13(c) ist eine Schnittansicht der Halbleitervorrichtung 400 entlang der Linie B-B in 13(a).
  • In Ausführungsform 4 sind die Signalleiter 21, 23, 24, 26 dritte Metallkörper. Wie in 13(a) gezeigt, liegen die Signalleiter 21, 23, 24, 26, welche die dritten Metallkörper sind, auf der rückwärtigen Fläche der Halbleitervorrichtung 400 frei, und die freiliegenden Teile bilden Masseanschlüsse der Halbleitervorrichtung 400 aus.
  • Wie in den 13(a) und 13(c) gezeigt, sind innerhalb der Halbleitervorrichtung 400 die Signalleiter 21, 23, 24, 26 mit dem ersten Metallkörper 402 über aus Metall ausgebildete Drähte 404 verbunden. Das heißt, die Signalleiter 21, 23, 24, 26 sind über die Drähte 404 leitend zum ersten Metallkörper 402.
  • Wie in den 13(b) und 13(c) gezeigt, sind die an den Signalleitern 21, 23, 24, 26 bereitgestellten Überstände 411 in die Vielzahl von Löchern 403 eingefügt, welche derart im ersten Metallkörper 402 bereitgestellt ist, dass sie den ersten Metallkörper 402 durchdringt. Die Enden der Überstände 411 sind in eine Schirmform gestoßen und gedrückt, so dass sie größere Durchmesser als die Löcher 403 aufweisen. Die in einer Schirmform ausgebildeten Teile werden durch das Gießharz 2 in einem Zustand gehalten, in dem sie in Kontakt mit dem ersten Metallkörper 402 stehen.
  • Das heißt, der erste Metallkörper 402 ist leitend zu den Masseelektroden, welche durch die dritten Metallkörper ausgebildet sind. Die Beschreibung weiterer Teile ist ausgelassen.
  • Wie oben beschrieben, weist die Halbleitervorrichtung 400 gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung auf: das Halbleiterelement 1; den ersten Metallkörper 402 mit dem Die-Pad-Abschnitt 11, an welchem das Halbleiterelement 1 montiert ist, wobei das Halbleiterelement 1 an der Die-Bondfläche 12 des Die-Pad-Abschnitts 11 montiert ist; die zweiten Metallkörper 20, deren Drahtbond-Pad-Abschnitte 32 und 35 über die Drähte 404 mit den Signalelektroden des Halbleiterelements 1 verbunden sind, und derart auf derselben Seite wie die Die-Bondfläche 12 des ersten Metallkörpers 402, an welcher das Halbleiterelement 1 montiert ist, bereitgestellt sind, dass die zweiten Metallkörper 20 getrennt vom ersten Metallkörper 402 sind und durch den ersten Metallkörper 402 überdeckt sind, wobei die zweiten Metallkörper 20 zusammen mit dem ersten Metallkörper 402 Übertragungsleitungen ausbilden; und das Gießharz 2, welches den ersten Metallkörper 402 und die zweiten Metallkörper 20 derart hält, dass die Fläche des ersten Metallkörpers 402, welche der Die-Bondfläche 12 gegenüberliegt, an welcher das Halbleiterelement 1 montiert ist, freiliegt.
  • Ferner umfasst die Halbleitervorrichtung 400 die Signalleiter 21, 23, 24 26, welche die dritten Metallkörper sind, welche die Masseanschlüsse der Halbleitervorrichtung 400 ausbilden. Die Signalleiter 21, 23, 24, 26, welche die dritten Metallkörper sind, sind mit den Überständen 411 bereitgestellt. Die dritten Metallkörper werden durch das Gießharz 2 in einem Zustand gehalten, in dem die Überstände 411 in Kontakt stehen mit und leitend sind zum ersten Metallkörper 402. Darüber hinaus sind die dritten Metallkörper mit dem ersten Metallkörper 402 auch über die Drähte 404 verbunden, so dass sie zu diesem leitend sind.
  • Mittels der vorstehenden Struktur stellt die Halbleitervorrichtung 400, wie in der in Ausführungsform 1 gezeigten Halbleitervorrichtung 100, einen Effekt bereit, dass eine im Halbleiterelement 1 erzeugte Wärme HF effizient abgeleitet werden kann. Darüber hinaus wird selbst in dem Fall, in dem eine Vielzahl von Halbleitervorrichtungen 400 nahe beieinander angeordnet ist, ein Effekt einer Hemmung einer Oszillation aufgrund der Kopplung zwischen den Halbleitervorrichtungen 400 und einer Verschlechterung von Übertragungseigenschaften bei einer hohen Frequenz bereitgestellt. Ferner wird ein Effekt bereitgestellt, dass eine von außerhalb der Halbleitervorrichtung 400 bereitgestellte Leistung effizient an das Halbleiterelement 1 übertragen und durch das Halbleiterelement 1 leistungsverstärkt wird, effizient nach außerhalb übertragen werden kann.
  • Ferner sind in der Halbleitervorrichtung 400 gemäß Ausführungsform 4 die Enden der Überstände 411, welche an den Signalleitern 21, 23, 24, 26 bereitgestellt sind, in die Löcher 403 eingefügt, welche im ersten Metallkörper 402 bereitgestellt sind, und die Endteile der eingefügten Überstände sind in einer Schirmform ausgebildet, so dass sie einen größeren Durchmesser als die Löcher 403 aufweisen, wodurch ein Effekt bereitgestellt wird, dass verhindert wird, dass die Signalleiter 21, 23, 24, 26 sich lösen.
  • Ausführungsform 5
  • Die Struktur einer Halbleitervorrichtung 500 gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug zu den 14(a) bis 14(c) und den 15(a) bis 15(c) beschrieben.
  • Die 14(a) bis 14(c) sind eine Draufsicht, eine Seitenansicht, und eine Vorderansicht eines Anschlussrahmens 501, welcher in der Halbleitervorrichtung 500 gemäß Ausführungsform 5 verwendet wird. 14(a) ist eine Draufsicht des Anschlussrahmens 501 wie er von oben gesehen wird, 14(b) ist eine Seitenansicht des Anschlussrahmens 501 wie er aus der Richtung des Pfeils A in 14(a) gesehen wird, und 14(c) ist eine Vorderansicht des Anschlussrahmens 501 wie er aus der Richtung des Pfeils B in 14(a) gesehen wird.
  • Die 14(a) bis 14(c) zeigen den Anschlussrahmen 501 vor dem Ausbilden der Halbleitervorrichtung 500. Der Anschlussrahmen 501 weist einen ersten Metallkörper 502 der Halbleitervorrichtung 500 auf. Der erste Metallkörper 502 ist mit einer Vielzahl von Überständen 503 bereitgestellt.
  • Die 15(a) bis 15(c) veranschaulichen die Halbleitervorrichtung 500 gemäß Ausführungsform 5. Teile, die für die Beschreibung nicht erforderlich sind, sind soweit angebracht nicht gezeigt. 15(a) ist eine Unteransicht der Halbleitervorrichtung 500, wie sie von unten gesehen wird, 15(b) ist eine Schnittansicht der Halbleitervorrichtung 500 entlang der Linie A-A in 15(a), und 15(c) ist eine Schnittansicht der Halbleitervorrichtung 500 entlang der Linie B-B in 15(a).
  • Die Signalleiter 21, 23, 24, 26 sind dritte Metallkörper. Wie in 15(a) gezeigt, liegen die Signalleiter 21, 23, 24, 26, welche die dritten Metallkörper sind, auf der rückwärtigen Fläche der Halbleitervorrichtung 500 frei, und die freiliegenden Teile bilden Masseanschlüsse der Halbleitervorrichtung 500 aus.
  • Wie in den 15(b) und 15(c) gezeigt, werden die Signalleiter 21, 23, 24, 26 durch das Gießharz 2 in einem Zustand gehalten, in dem sie in Kontakt stehen mit und leitend sind zu den Überständen 503, welche am ersten Metallkörper 502 bereitgestellt sind.
  • Wie in den 15(a) und 15(c) gezeigt, sind innerhalb der Halbleitervorrichtung 500 die Signalleiter 21, 23, 24, 26 mit dem ersten Metallkörper 502 über aus Metall ausgebildete Drähte 504 verbunden. Das heißt, die Signalleiter 21, 23, 24, 26 sind über die Drähte 504 leitend zum ersten Metallkörper 502.
  • Das heißt, der erste Metallkörper 502 ist leitend zu den Masseelektroden, welche durch die dritten Metallkörper ausgebildet sind. Die Beschreibung weiterer Teile ist ausgelassen.
  • Wie oben beschrieben, weist die Halbleitervorrichtung 500 gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung auf: das Halbleiterelement 1; den ersten Metallkörper 502 mit dem Die-Pad-Abschnitt 11, an welchem das Halbleiterelement 1 montiert ist, wobei das Halbleiterelement 1 an der Die-Bondfläche 12 des Die-Pad-Abschnitts 11 montiert ist; die zweiten Metallkörper 20, deren Drahtbond-Pad-Abschnitte 32 und 35 über die Drähte 504 mit den Signalelektroden des Halbleiterelements 1 verbunden sind, und derart auf derselben Seite wie die Die-Bondfläche 12 des ersten Metallkörpers 502, an welcher das Halbleiterelement 1 montiert ist, bereitgestellt sind, dass die zweiten Metallkörper 20 getrennt vom ersten Metallkörper 502 sind und durch den ersten Metallkörper 502 überdeckt sind, wobei die zweiten Metallkörper 20 zusammen mit dem ersten Metallkörper 502 Übertragungsleitungen ausbilden; und das Gießharz 2, welches den ersten Metallkörper 502 und die zweiten Metallkörper 20 derart hält, dass die Fläche des ersten Metallkörpers 502, welche der Die-Bondfläche 12 gegenüberliegt, an welcher das Halbleiterelement 1 montiert ist, freiliegt.
  • Ferner weist die Halbleitervorrichtung 500 die Signalleiter 21, 23, 24, 26 auf, welche die dritten Metallkörper sind, welche die Masseanschlüsse der Halbleitervorrichtung 500 ausbilden. Die dritten Metallkörper werden durch das Gießharz 2 in einem Zustand gehalten, in welchem sie in Kontakt stehen mit und leitend sind zu den Überständen 503, welche am ersten Metallkörper 502 bereitgestellt sind. Die dritten Metallkörper sind mit dem ersten Metallkörper 502 ebenfalls über die Drähte 504 verbunden, so dass sie zu diesem leitend sind.
  • Mittels der vorstehenden Struktur stellt die Halbleitervorrichtung 500, wie in der in Ausführungsform 1 gezeigten Halbleitervorrichtung 100, einen Effekt bereit, dass eine im Halbleiterelement 1 erzeugte Wärme HF effizient abgeleitet werden kann. Darüber hinaus wird selbst in dem Fall, in dem eine Vielzahl von Halbleitervorrichtungen 500 nahe beieinander angeordnet ist, ein Effekt einer Hemmung einer Oszillation aufgrund der Kopplung zwischen den Halbleitervorrichtungen 500 und einer Verschlechterung von Übertragungseigenschaften bei einer hohen Frequenz bereitgestellt. Ferner wird ein Effekt bereitgestellt, dass eine von außerhalb der Halbleitervorrichtung 500 bereitgestellte Leistung effizient an das Halbleiterelement 1 übertragen und durch das Halbleiterelement 1 leistungsverstärkt wird, effizient nach außerhalb übertragen werden kann.
  • Ausführungsform 6
  • Die Struktur einer Halbleitervorrichtung 600 gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug zu den 16(a) bis 16(c), den 17(a) bis 17(c), und den 18(a) bis 18(c) beschrieben.
  • Die 16(a) bis 16(c) sind eine Draufsicht, eine Seitenansicht, und eine Vorderansicht eines Anschlussrahmens 601, welcher einen ersten Metallkörper enthält, der in der Halbleitervorrichtung 600 gemäß Ausführungsform 6 verwendet wird. 16(a) ist eine Draufsicht des Anschlussrahmens 601 wie er von oben gesehen wird, 16(b) ist eine Seitenansicht des Anschlussrahmens 601 wie er aus der Richtung des Pfeils A in 16(a) gesehen wird, und 16(c) ist eine Vorderansicht des Anschlussrahmens 601 wie er aus der Richtung des Pfeils B in 16(a) gesehen wird.
  • Die 16(a) bis 16(c) zeigen den Anschlussrahmen 601 vor dem Ausbilden der Halbleitervorrichtung 600.
  • Der Anschlussrahmen 601 weist einen ersten Metallkörper 602 der Halbleitervorrichtung 600 auf. Der erste Metallkörper 602 ist mit einer Vielzahl von Überständen 603 bereitgestellt. Die Überstände 603 sind durch Gold-Kontaktierhügel (engl. „bumps“) ausgebildet. Alternativ können die Überstände 603 durch Lotkontaktierhügel, Beschichten, Plattieren, Ziehen, oder dergleichen ausgebildet sein.
  • Die 17(a) bis 17(c) sind eine Draufsicht, eine Seitenansicht, und eine Vorderansicht eines Anschlussrahmens 610, welcher zweite Metallkörper und dritte Metallkörper enthält, die in der Halbleitervorrichtung 600 gemäß Ausführungsform 6 verwendet werden. 17(a) ist eine Draufsicht des Anschlussrahmens 610 wie er von oben gesehen wird, 17(b) ist eine Seitenansicht des Anschlussrahmens 610 wie er aus der Richtung des Pfeils A in 17(a) gesehen wird, und 17(c) ist eine Vorderansicht des Anschlussrahmens 610 wie er aus der Richtung des Pfeils B in 17(a) gesehen wird.
  • Die 17(a) bis 17(c) zeigen den Anschlussrahmen 610 vor dem Ausbilden der Halbleitervorrichtung 600. Die Signalleiter 21, 23, 24, 26 des Anschlussrahmens 610 sind mit Überständen 611 bereitgestellt. Die Überstände 611 sind durch Gold-Kontaktierhügel ausgebildet. Alternativ können die Überstände 611 durch Lotkontaktierhügel, Beschichten, Plattieren, Ziehen, oder dergleichen ausgebildet sein.
  • Die 18(a) bis 18(c) veranschaulichen die Halbleitervorrichtung 600 gemäß Ausführungsform 6. Teile, die für die Beschreibung nicht erforderlich sind, sind soweit angebracht nicht gezeigt. 18(a) ist eine Unteransicht der Halbleitervorrichtung 600, wie sie von unten gesehen wird, 18(b) ist eine Schnittansicht der Halbleitervorrichtung 600 entlang der Linie A-A in 18(a), und 18(c) ist eine Schnittansicht der Halbleitervorrichtung 600 entlang der Linie B-B in 18(a).
  • Die Signalleiter 21, 23, 24, 26 sind dritte Metallkörper. Wie in 18(a) gezeigt, liegen die Signalleiter 21, 23, 24, 26, welche die dritten Metallkörper sind, auf der rückwärtigen Fläche der Halbleitervorrichtung 600 frei, und die freiliegenden Teile bilden Masseanschlüsse der Halbleitervorrichtung 600 aus.
  • Wie in den 18(b) und 18(c) gezeigt, werden die Überstände 611, welche an den Signalleitern 21, 23, 24, 26 bereitgestellt sind, durch das Gießharz 2 in einem Zustand gehalten, in dem sie in Kontakt stehen mit und leitend sind zu den Überständen 603, welche am ersten Metallkörper 602 bereitgestellt sind.
  • Wie in den 18(a) und 18(c) gezeigt, sind innerhalb der Halbleitervorrichtung 600 die Signalleiter 21, 23, 24, 26 mit dem ersten Metallkörper 602 über aus Metall ausgebildete Drähte 604 verbunden. Das heißt, die Signalleiter 21, 23, 24, 26 sind über die Drähte 604 leitend zum ersten Metallkörper 602.
  • Das heißt, der erste Metallkörper 602 ist leitend zu den Masseelektroden, welche durch die dritten Metallkörper ausgebildet sind. Die Beschreibung weiterer Teile ist ausgelassen.
  • Wie oben beschrieben, weist die Halbleitervorrichtung 600 gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung auf: das Halbleiterelement 1; den ersten Metallkörper 602 mit dem Die-Pad-Abschnitt 11, an welchem das Halbleiterelement 1 montiert ist, wobei das Halbleiterelement 1 an der Die-Bondfläche 12 des Die-Pad-Abschnitts 11 montiert ist; die zweiten Metallkörper 20, deren Drahtbond-Pad-Abschnitte 32 und 35 über die Drähte 604 mit den Signalelektroden des Halbleiterelements 1 verbunden sind, und derart auf derselben Seite wie die Die-Bondfläche 12 des ersten Metallkörpers 602, an welcher das Halbleiterelement 1 montiert ist, bereitgestellt sind, dass die zweiten Metallkörper 20 getrennt sind vom ersten Metallkörper 602 und durch den ersten Metallkörper 602 überdeckt sind, wobei die zweiten Metallkörper 20 zusammen mit dem ersten Metallkörper 602 Übertragungsleitungen ausbilden; und das Gießharz 2, welches den ersten Metallkörper 602 und die zweiten Metallkörper 20 derart hält, dass die Fläche des ersten Metallkörpers 602, welche der Die-Bondfläche 12 gegenüberliegt, an welcher das Halbleiterelement 1 montiert ist, freiliegt.
  • Ferner weist die Halbleitervorrichtung 600 die Signalleiter 21, 23, 24, 26 auf, welche die dritten Metallkörper sind, welche die Masseanschlüsse der Halbleitervorrichtung 600 ausbilden. Die dritten Metallkörper sind mit den Überständen 611 bereitgestellt, und der erste Metallkörper 602 ist mit dem Überständen 603 bereitgestellt. Die dritten Metallkörper werden durch das Gießharz 2 in einem Zustand gehalten, in dem die Überstände 603 und die Überstände 611 miteinander in Kontakt stehen und zueinander leitend sind.
  • Die Überstände 611, welche an den dritten Metallkörpern bereitgestellt sind und die Überstände 603, welche am ersten Metallkörper bereitgestellt sind, sind Kontaktierhügel.
  • Mittels der vorstehenden Struktur stellt die Halbleitervorrichtung 600, wie in der in Ausführungsform 1 gezeigten Halbleitervorrichtung 100, einen Effekt bereit, dass eine im Halbleiterelement 1 erzeugte Wärme HF effizient abgeleitet werden kann. Darüber hinaus wird selbst in dem Fall, in dem eine Vielzahl von Halbleitervorrichtungen 600 nahe beieinander angeordnet ist, ein Effekt einer Hemmung einer Oszillation aufgrund der Kopplung zwischen den Halbleitervorrichtungen 600 und einer Verschlechterung von Übertragungseigenschaften bei einer hohen Frequenz bereitgestellt. Ferner wird ein Effekt bereitgestellt, dass eine von außerhalb der Halbleitervorrichtung 600 bereitgestellte Leistung effizient an das Halbleiterelement 1 übertragen und durch das Halbleiterelement 1 leistungsverstärkt wird, effizient nach außerhalb übertragen werden kann.
  • In dem Fall, in dem eine Anordnung der Masseanschlüsse der Halbleitervorrichtung 600 durch eine Veränderung einer Substratanordnung oder dergleichen verändert wird, ist es in Ausführungsform 1, etc. notwendig, erneut Formen zu erzeugen, welche jedes Mal zur Herstellung der Anschlussrahmen verwendet werden und die Anschlussrahmen unter Verwendung der veränderten Formen erneut herzustellen. In Ausführungsform 6 ist es jedoch möglich, die Anordnung der Masseanschlüsse durch Veränderung der Positionen der Überstände 603 und der Überstände 611 zu verändern, ohne die Anschlussrahmen erneut herzustellen, wodurch ein Effekt bereitgestellt wird, dass die Anordnung der Masseanschlüsse unmittelbar und flexibel verändert werden kann.
  • Die Anzahl der Signalleiter, die im Anschlussrahmen 610 enthalten sind beträgt in Ausführungsform 6 beispielhaft sechs. Selbstverständlich kann der Anschlussrahmen 610 im Voraus jedoch derart ausgebildet sein, dass er mehrere Signalleiter umfasst, deren Anzahl mehr als sechs beträgt, und die Signalleiter, welche für die Masseanschlüsse verwendet werden, können in geeigneter Weise ausgewählt werden.
  • Ausführungsform 7
  • In dem Fall, in dem eine Vielzahl von Halbleitervorrichtungen, die in den Ausführungsformen 1 bis 6 beschrieben sind, auf einer Fläche des Substrats 73 oberflächenmontiert sind, ist es möglich, dass sich die Wärmeableitungsflächen 13 der Vielzahl von Halbleitervorrichtungen nicht in derselben Ebene befindet, aufgrund eines Verzugs oder einer Verformung des Substrats 73, einer Herstellungstoleranz der äußeren Formen der Halbleitervorrichtungen, oder dergleichen. Darüber hinaus hängt die Ebenheit der Grundfläche des Kühlkörpers von der Arbeitsgenauigkeit ab. Wenn ein einzelner Kühlkörper in Kontakt mit der Vielzahl von Halbleitervorrichtungen gebracht wird, besteht daher eine Möglichkeit, dass einige der Halbleitervorrichtungen nicht in Kontakt mit dem Kühlkörper stehen oder eine kleine Kontaktfläche mit diesem aufweisen.
  • Schwankungen der Ebenheit unter den Wärmeableitungsflächen können bis zu einem gewissen Ausmaß abgefangen werden, indem ein Wärmeableitungsfett zwischen dem Kühlkörper und den Wärmeableitungsflächen der Vielzahl montierter Halbleitervorrichtungen angewendet wird. Falls Schwankungen der Ebenheit erhöht sind, ist es jedoch erforderlich, das Wärmeableitungsfett zu erhöhen, wodurch ein Problem hinsichtlich einer Zunahme des thermischen Widerstandes und einer reduzierten Wärmableitungsleistung verursacht wird.
  • Die 19(a) und 19(b) veranschaulichen eine Halbleitervorrichtung 700 gemäß Ausführungsform 7. Teile, die für die Beschreibung nicht erforderlich sind, sind soweit angebracht nicht gezeigt. 19(a) ist eine Schnittansicht der Halbleitervorrichtung 700. 19(b) ist eine Schnittansicht, welche einen Zustand zeigt, in dem die Halbleitervorrichtung 700 und ein Kühlkörper 70 in Kontakt miteinander stehen, wenn die Wärmeableitungsfläche 13 der Halbleitervorrichtung 700 und eine Grundfläche 702 des Kühlkörpers 70 nicht parallel zueinander liegen.
  • Die Halbleitervorrichtung 700 gemäß Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung weicht in der Form des ersten Metallkörpers von der Halbleitervorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 ab, und ein erster Metallkörper 701 ragt um ein vordefiniertes Ausmaß aus dem Gießharz 2 hervor.
  • Konkret ist das Halbleiterelement 1 in 19(a) an der Die-Bondfläche 12 des Die-Pad-Abschnitts 11 des ersten Metallkörpers 701 montiert, welcher die Halbleitervorrichtung 700 ausbildet. Die Wärmeableitungsfläche 13, welche eine Fläche gegenüber der Die-Bondfläche 12 ist, liegt frei, indem sie aus dem Gießharz 2 um eine Höhe H hervorragt.
  • Wie in 19(b) gezeigt, ist die Wärmeableitungsfläche 13 der Hochfrequenz-Halbleitervorrichtung 700, welche aus dem Gießharz 2 hervorragt, in das Wärmeableitungsfett 72 eingebettet und kommt in Kontakt mit der Grundfläche 702 des Kühlkörpers 70. Daher können in Ausführungsform 7 im Vergleich zu Ausführungsform 1, in welcher die Wärmeableitungsfläche 13 nicht aus dem Gießharz 2 hervorragt, die Wärmeableitungsfläche 13 und die Grundfläche 702 des Kühlkörpers 70 mit dem Wärmeableitungsfett 72 dazwischen selbst dann in Kontakt miteinander gebracht werden, wenn die Dicke des Wärmeableitungsfetts 72 dünner ausgebildet ist. Die Beschreibung weiterer Teile ist ausgelassen.
  • Wie oben beschrieben, weist die Halbleitervorrichtung 700 gemäß Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung auf: das Halbleiterelement 1; den ersten Metallkörper 701 mit dem Die-Pad-Abschnitt 11, an welchem das Halbleiterelement 1 montiert ist, wobei das Halbleiterelement 1 an der Die-Bondfläche 12 des Die-Pad-Abschnitts 11 montiert ist; die zweiten Metallkörper 20, welche die Drahtbond-Pad-Abschnitte 32 und 35 aufweisen, die über die Drähte 3 und 4 mit den Signalelektroden des Halbleiterelements 1 verbunden sind, und derart auf derselben Seite wie die Die-Bondfläche 12 des ersten Metallkörpers 701, an welcher das Halbleiterelement 1 montiert ist, bereitgestellt sind, dass die zweiten Metallkörper 20 vom ersten Metallkörper 701 getrennt sind und durch den ersten Metallkörper 701 überdeckt sind, wobei die zweiten Metallkörper 20 zusammen mit dem ersten Metallkörper 701 Übertragungsleitungen ausbilden; und das Gießharz 2, welches den ersten Metallkörper 701 und die zweiten Metallkörper 20 derart hält, dass die Fläche des ersten Metallkörpers 701, welche der Die-Bondfläche 12 gegenüberliegt, auf welcher das Halbleiterelement 1 montiert ist, freiliegt. Die freiliegende Fläche des ersten Metallkörpers 701 ragt um ein vordefiniertes Ausmaß aus der äußeren Form des Gießharzes 2 der Halbleitervorrichtung 700 hervor.
  • Mittels der vorstehenden Struktur stellt die Halbleitervorrichtung 700, wie in der in Ausführungsform 1 gezeigten Halbleitervorrichtung 100, einen Effekt bereit, dass eine im Halbleiterelement 1 erzeugte Wärme HF effizient abgeleitet werden kann. Darüber hinaus wird selbst in dem Fall, in dem eine Vielzahl von Halbleitervorrichtungen 700 nahe beieinander angeordnet ist, ein Effekt einer Hemmung einer Oszillation aufgrund der Kopplung zwischen den Halbleitervorrichtungen 700 und einer Verschlechterung von Übertragungseigenschaften bei einer hohen Frequenz bereitgestellt. Ferner wird ein Effekt bereitgestellt, dass eine von außerhalb der Halbleitervorrichtung 700 bereitgestellte Leistung effizient an das Halbleiterelement 1 übertragen und durch das Halbleiterelement 1 leistungsverstärkt wird, effizient nach außerhalb übertragen werden kann.
  • Ferner stellt die Halbleitervorrichtung 700 gemäß Ausführungsform 7 einen Effekt zum Erhalten einer günstigen Wärmeableitung selbst dann bereit, wenn die Wärmeableitungsfläche der Halbleitervorrichtung und die Grundfläche des Kühlkörpers nicht parallel zueinander liegen.
  • Wenn ein Überstandsmaß H der Wärmeableitungsfläche 13 zunimmt, nimmt die Länge der Drähte 3 und 4 zu, die mit dem Halbleiterelement 1 verbunden sind, so dass sich eine Übertragungseigenschaft bei einer hohen Frequenz der Halbleitervorrichtung 700 verschlechtert. Wenn darüber hinaus die Dicke des Wärmeableitungsfetts 72 dünner gemacht wird, wird der Wärmewiderstand reduziert und die Wärmeableitung nimmt zu, aber Schwankungen der Ebenheit können nicht absorbiert werden. Allgemein beträgt die Anwendungsdicke des Wärmeableitungsfetts wenigstens ungefähr 50 Mikrometer. Daher ist es wünschenswert, dass das Überstandsmaß H der Wärmeableitungsfläche 13 50 Mikrometer bis 200 Mikrometer beträgt.
  • Ausführungsform 8
  • Ausführungsform 8 ist eine Ausführungsform zur Lösung des in Ausführungsform 7 beschriebenen Problems.
  • Die 20(a) und 20(b) veranschaulichen eine Halbleitervorrichtung 800 gemäß Ausführungsform 8. Teile, die für die Beschreibung nicht erforderlich sind, sind soweit angebracht nicht gezeigt. 20(a) ist eine Schnittansicht der Halbleitervorrichtung 800. 20(b) ist eine Schnittansicht, welche einen Zustand zeigt, in dem die Halbleitervorrichtung 800 und ein Kühlkörper 802 in Kontakt miteinander stehen, wenn die Wärmeableitungsfläche 13 der Halbleitervorrichtung 800 und eine Grundfläche 804 des Kühlkörpers 802 nicht parallel zueinander liegen.
  • Die Halbleitervorrichtung 800 gemäß Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich hinsichtlich der Form eines Gießharzes 801 von der Halbleitervorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1. Konkret, wie in 20(a) gezeigt, ragt das Gießharz 801 im Randbereich der Wärmeableitungsfläche 13 des ersten Metallkörpers 10, welcher die Halbleitervorrichtung 800 ausbildet, um eine Höhe H aus der Wärmeableitungsfläche 13 hervor.
  • Wie in 20(b) gezeigt, ist die Grundfläche 804 des Kühlkörpers 802 mit einem Überstand 803 bereitgestellt. Der Überstand 803 ist in das Wärmeableitungsfett 72 eingebettet und kommt in Kontakt mit der Wärmeableitungsfläche 13 der Halbleitervorrichtung 800.
  • Daher können in Ausführungsform 8, im Vergleich zu Ausführungsform 1, in welcher das Gießharz 801 nicht im Randbereich der Wärmeableitungsfläche 13 hervorragt, die Wärmeableitungsfläche 13 und die Grundfläche 804 des Kühlkörpers 70 mit dem Wärmeableitungsfett 72 dazwischen selbst dann in Kontakt miteinander gebracht werden, wenn die Dicke des Wärmeableitungsfetts 72 dünner ausgebildet ist. Die Beschreibung weiterer Teile ist ausgelassen.
  • Wie oben beschrieben, weist die Halbleitervorrichtung 800 gemäß Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung auf: das Halbleiterelement 1; den ersten Metallkörper 10 mit dem Die-Pad-Abschnitt 11, an welchem das Halbleiterelement 1 montiert ist, wobei das Halbleiterelement 1 an der Die-Bondfläche 12 des Die-Pad-Abschnitts 11 montiert ist; die zweiten Metallkörper 20, welche die Drahtbond-Pad-Abschnitte 32 und 35 aufweisen, die über die Drähte 3 und 4 mit den Signalelektroden des Halbleiterelements 1 verbunden sind, und derart auf derselben Seite wie die Die-Bondfläche 12 des ersten Metallkörpers 10 bereitgestellt sind, an welcher das Halbleiterelement 1 montiert ist, dass die zweiten Metallkörper 20 vom ersten Metallkörper 10 getrennt sind und durch den ersten Metallkörper 10 überdeckt sind, wobei die zweiten Metallkörper 20 zusammen mit dem ersten Metallkörper 10 Übertragungsleitungen ausbilden; und das Gießharz 801, welches den ersten Metallkörper 10 und die zweiten Metallkörper 20 derart hält, dass die Fläche des ersten Metallkörpers 10, welche der Die-Bondfläche 12 gegenüberliegt, auf welcher das Halbleiterelement 1 montiert ist, freiliegt. Die äußere Form des Gießharzes 801 im Randbereich der freiliegenden Fläche des ersten Metallkörpers 10 ragt um ein vordefiniertes Ausmaß von der freiliegenden Fläche des ersten Metallkörpers 10 hervor.
  • Mittels der vorstehenden Struktur stellt die Halbleitervorrichtung 800, wie in der in Ausführungsform 1 gezeigten Halbleitervorrichtung 100, einen Effekt bereit, dass eine im Halbleiterelement 1 erzeugte Wärme HF effizient abgeleitet werden kann. Darüber hinaus wird selbst in dem Fall, in dem eine Vielzahl von Halbleitervorrichtungen 800 nahe beieinander angeordnet ist, ein Effekt einer Hemmung einer Oszillation aufgrund der Kopplung zwischen den Halbleitervorrichtungen 800 und einer Verschlechterung von Übertragungseigenschaften bei einer hohen Frequenz bereitgestellt. Ferner wird ein Effekt bereitgestellt, dass eine von außerhalb der Halbleitervorrichtung 800 bereitgestellte Leistung effizient an das Halbleiterelement 1 übertragen und durch das Halbleiterelement 1 leistungsverstärkt wird, effizient nach außerhalb übertragen werden kann.
  • Ferner wird ein Effekt eines Erhaltens einer günstigen Wärmeableitung selbst dann bereitgestellt, wenn die Wärmeableitungsfläche der Halbleitervorrichtung und die Grundfläche des Kühlkörpers nicht parallel zueinander liegen. Da die Vertiefung bereitgestellt wird, wird darüber hinaus ebenfalls ein Effekt eines Erhöhens der Kontaktfläche zwischen der Halbleitervorrichtung 800 und dem Wärmeableitungsfett 72 bereitgestellt.
  • Wie in den Ausführungsformen 1 bis 8 beschrieben, weist die Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine exzellente Leistungsübertragung bei einer hohen Frequenz auf, und ist insbesondere als Hochfrequenzhalbleitervorrichtung geeignet.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern umfasst unterschiedliche Modifikationen. Zum Beispiel sind die vorstehenden Ausführungsformen ausschließlich zum Zweck der Vereinfachung des Verständnisses der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben, und die vorliegende Erfindung ist nicht notwendigerweise auf die Konfiguration einschließlich der oben beschriebenen Merkmale beschränkt.
  • Merkmale einer Ausführungsform können teilweise durch Merkmale einer anderen Ausführungsform ersetzt werden, und Merkmale einer Ausführungsform können zu Merkmalen einer anderen Ausführungsform hinzugefügt werden. Merkmale der jeweiligen Ausführungsform können teilweise entfernt oder durch andere Merkmale ersetzt werden, oder andere Merkmale können zu diesen hinzugefügt werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1, 100, 300, 400, 500, 600, 700, 800
    Halbleiterelement
    2, 801
    Gießharz
    3, 4, 404, 504, 604
    Draht
    10, 302, 402, 502, 602, 701
    erster Metallkörper
    11
    Die-Pad-Abschnitt
    12
    Die-Bondfläche
    13
    Wärmeableitungsfläche
    14
    Masseanschlussabschnitt
    19, 29, 301, 310, 401, 410, 501, 601, 610
    Rahmen
    20
    zweiter Metallkörper
    21, 22, 23, 24, 25, 26
    Signalleiter
    32, 35
    Drahtbond-Pad-Abschnitt
    40, 73
    Substrat
    70, 802
    Kühlkörper
    74
    Antenne
    91, 92, 93, 94, 95, 96
    Signalanschluss
    97
    Masseanschluss
    311, 312, 313, 314, 315, 316, 317, 318
    dritter Metallkörper
    411,503
    Pin
    603, 611
    Kontaktierhügel

Claims (13)

  1. Halbleitervorrichtung aufweisend: • ein Halbleiterelement; • einen ersten Metallkörper mit einem Die-Pad-Abschnitt, an welchem das Halbleiterelement montiert ist, wobei das Halbleiterelement auf einer Die-Bondfläche des Die-Pad-Abschnitts montiert ist; • einen zweiten Metallkörper, welcher einen Drahtbond-Pad-Abschnitt aufweist, der über einen Draht mit einer Signalelektrode des Halbleiterelements verbunden ist, und derart auf derselben Seite wie die Die-Bondfläche bereitgestellt ist, dass der zweite Metallkörper vom ersten Metallkörper getrennt ist und durch den ersten Metallkörper überdeckt ist, wobei der zweite Metallkörper zusammen mit dem ersten Metallkörper eine Übertragungsleitung ausbildet; und • ein Gießharz, welches den ersten Metallkörper und den zweiten Metallkörper derart hält, dass eine Fläche des ersten Metallkörpers, welche der Die-Bondfläche gegenüberliegt, freiliegt.
  2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Gießharz den ersten Metallkörper und den zweiten Metallkörper derart hält, dass die Die-Bondfläche und der Drahtbond-Pad-Abschnitt freiliegen.
  3. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Übertragungsleitung eine Mikrostreifenleitung ist.
  4. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Übertragungsleitung ein auf Masse liegender koplanarer Wellenleiter ist.
  5. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 weiter aufweisend einen dritten Metallkörper, welcher einen Masseanschluss ausbildet, wobei • der dritte Metallkörper durch das Gießharz in einem Zustand gehalten wird, in dem er leitend zum ersten Metallkörper ist.
  6. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 5, wobei ein am dritten Metallkörper bereitgestellter Überstand in Kontakt mit dem ersten Metallkörper steht.
  7. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 5, wobei der dritte Metallkörper und ein am ersten Metallkörper bereitgestellter Überstand in Kontakt miteinander stehen.
  8. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 5, wobei ein am dritten Metallkörper bereitgestellter Überstand und ein am ersten Metallkörper bereitgestellter Überstand in Kontakt miteinander stehen.
  9. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Überstand, welcher am dritten Metallkörper bereitgestellt ist und der Überstand, welcher am ersten Metallkörper bereitgestellt ist, Kontaktierhügel sind.
  10. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 5, wobei der dritte Metallkörper und der erste Metallkörper über einen Draht verbunden sind, so dass sie leitend zueinander sind.
  11. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die freiliegende Fläche des ersten Metallkörpers um ein vordefiniertes Ausmaß aus einer äußeren Form des Gießharzes der Halbleitervorrichtung hervorragt.
  12. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei eine äußere Form des Gießharzes der Halbleitervorrichtung in einem Randbereich der freiliegenden Fläche des ersten Metallkörpers um ein vordefiniertes Ausmaß aus der freiliegenden Fläche des ersten Metallkörpers hervorragt.
  13. Antennenvorrichtung aufweisend: • eine Vielzahl der Halbleitervorrichtungen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12; • ein Substrat, auf welchem die Vielzahl von Halbleitervorrichtungen montiert ist; und • eine Vielzahl von Antennen, die auf einer Fläche des Substrats montiert sind, welche einer Fläche davon gegenüberliegt, auf welcher die Vielzahl von Halbleitervorrichtungen montiert ist
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