JP2000323595A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JP2000323595A JP11131178A JP13117899A JP2000323595A JP 2000323595 A JP2000323595 A JP 2000323595A JP 11131178 A JP11131178 A JP 11131178A JP 13117899 A JP13117899 A JP 13117899A JP 2000323595 A JP2000323595 A JP 2000323595A
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一考 高木
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  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外囲器の遮断周波数の低下を防ぎ、均一な動
作が損なわれない大型の外囲器を用いた高周波半導体装
置を得る。 【解決手段】 半導体チップ22および回路基板18、
19を、容器基体11とキャップ12で形成する外囲器
の内空間に収納し、内部空間を電磁シールドとして仕切
るスペーサ導電体23の一方を回路基板18、19の各
中間部に形成されるスルーホール20、21の導電体2
5、26を介して内空間底壁に接続し、かつ、スペーサ
導電体23の他方を導電性はんだ24によりキャップ1
2の内空間上壁15に電気的に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子を空間
を有する外囲器に収納した高周波用半導体装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】マイクロ波通信などの大電力化の要求が
高まるとともに、外囲器に収納されるマイクロ波半導体
素子チップの大きさおよびチップの合成数が増大する傾
向にある。このため、外囲器サイズが大きくなり、外囲
器のマイクロ波伝搬方向に直交する横方向長さで決定さ
れる遮断周波数が利用周波数帯付近まで下がる。外囲器
の遮断周波数の低下によって、パッケージ内部で励振さ
れる導波管伝搬モードおよび導波管共振モードによる出
力側から入力側へのアイソレーションの劣化、および周
波数特性の劣化を生じる。
【0003】このような劣化を防止するために、外囲器
内空間を接地導体で仕切り、入出力間のアイソレーショ
ンを良好にしたマイクロ波半導体装置が提案されてい
る。ここで、外囲器内空間を接地導体で仕切った従来の
マイクロ波半導体装置について、電力増幅用GaAsF
ETの場合を用いて図7の分解斜視図で説明する。な
お、図7のA−A′断面図が図8に示されている。
【0004】金属製容器基体1は突起部2や突起部2を
囲む矩形状の壁3を有して壁3によってその内部空間を
電磁シールドしている。そして、壁3で囲まれた領域内
に、図の手前の方から順に、長い回路基板4、1組の短
い回路基板5、2個のGaAsチップ6、1組の短い回
路基板5、長い回路基板4が搭載されている。なお、突
起部2は、金すずはんだ7により金属キャップ8の下面
に接続されている。この構造によれば、外囲器内空間
は、突起部2によってマイクロ波の伝搬方向に直交する
方向に対して2分割される。したがって、遮断周波数は
約2倍に高められ利用周波数帯から大きく上の周波数帯
へずらすことができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記構造の電力増幅用
GaAsFETでは、外囲器内空間を分割するために予
め金属製容器基体に突起部2を設けている。このため、
インピーダンス整合用回路基板(図7においてGaAs
チップ6に近い2組の短い回路基板5)は複数の基板に
分割せざるを得ない。しかし複数の基板を精密に整然と
搭載することは極めて難しく、結果として基板間を接続
する金線による配線9の長さがばらついてしまう。この
ために電力の分配合成がうまく行かず、期待される電力
利得、出力を得ることが困難であった。
【0006】本発明は、このような外囲器に伴う欠点を
改良すべくなされたもので、外囲器の遮断周波数の低下
を防止しつつ均一な動作が損なわれない大型の外囲器を
用いた半導体装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、電磁シールド性の内空間を有しこの内空間が
少なくとも金属の底壁と上壁で形成された外囲器と、前
記内空間に配置される半導体素子およびスルーホールを
中間部に形成した絶縁性回路基板と、前記内空間の上壁
と前記回路基板のスルーホール上の間に配置され前記ス
ルーホールに設けられたスルーホール導電体を介して前
記内空間の底壁に電気的に接続され、かつ前記内空間の
上壁に電気的に接続されて前記内空間を電磁シールドと
して仕切るスペーサ導電体とを具備してなる半導体装置
を得るものである。
【0008】また、内空間の上壁とスペーサ導電体が導
電性接合材料により接続されてなる半導体装置を得るも
のである。
【0009】また、導電性接合材が導電性はんだである
半導体装置を得るものである。
【0010】また、スペーサ導電体と内空間の上壁との
接続が導電性弾性材料により成されることを特徴とする
半導体装置を得るものである。
【0011】本発明によれば、絶縁性回路基板のスルー
ホールを介してスペーサ導電体により外囲器内空間を仕
切ることにより、例えばFET半導体素子の入出力部に
おける絶縁性回路基板をそれぞれ1枚で構成することが
できるため、導電性スペーサで仕切られた左右の回路の
整合状態にアンバランスを生じることがなく、均一な動
作を図ることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態につい
て、電力増幅用GaAsFET(電界効果トランジス
タ)を例にとり図1および図2を参照して説明する。図
1は分解斜視図であり、図2は、図1のA−A′断面図
である。
【0013】電磁シールドされた矩形状の内空間10a
をもつ外囲器10はは、銅・モリブデンのクラッド材な
どの金属から形成された容器基体11とこれにかぶせる
同じ材料の金属平板のキャップ12からなる。容器基体
11の金属底面は接地導体として作用する内空間の底壁
13を形成し、底壁の周辺を矩形状に側壁14が設けら
れている。金属キャップ12を容器基体11にかぶせる
ことにより内空間10aを形成し、キャップ下面が内空
間の金属上壁15を形成する。内空間の金属底壁13と
金属上壁15は平行である。
【0014】側壁14を貫通して入力端子16および出
力端子17が設けられている。側壁14で囲まれたその
内部に位置する容器基体11上面の入力端子16側に入
力用回路基板18が設けられている。また、出力端子1
7側には出力用回路基板19が設けられている。入力用
回路基板18および出力用回路基板19は、例えば厚さ
0.38mmのアルミナの絶縁基板で、それぞれの上面
には、インピーダンス変換や電力分配、電力合成を行う
回路が、マイクロストリップ線路やオープンスタブなど
で構成されている。入力用回路基板18および出力用回
路基板19のほぼ中央部にはそれぞれ、入力端子16か
ら出力端子17方向にそって並ぶ複数個例えば2個のス
ルーホール20、21が設けられている。スルーホール
20、21の直径は例えば0.2mmで、このスルーホ
ール内側面にスルーホール導電体としてのメタライズ層
25、26、およびさらに基板18、19上面のスルー
ホール周辺部、および基板裏面はメタライズされ互いに
電気的に導通している。
【0015】入力用回路基板18と出力用回路基板19
間には、FETを構成する2個のGaAs半導体チップ
22が並んで配置されている。これらのGaAsチップ
22は金すずはんだで容器基体11の底壁13に固定さ
れている。
【0016】入力用回路基板18および出力用回路基板
19に設けられたスルーホール20、21のそれぞれの
上部には、金属板のスペーサ導電体23が金すずはんだ
24aを用いて固着されている。各スペーサ導電体23
は、導電性接合材料である導電性はんだ、例えば金すず
はんだ24によって金属キャップ12で形成した内空間
上壁15に接続されている。なお、スペーサ導電体23
を2個に分割しているが、これは、主として複数のGa
Asチップ22間を接続する配線ワイヤのスペースを確
保するためである。
【0017】次に、スルーホールを含む部分で断面した
構造を図2で説明する。外囲器10は、容器基体11や
側壁14、金属キャップ12で構成され、また、外囲器
内部の内空間は、スルーホール20、21内側面のスル
ーホール導電体を形成するメタライズ層25、26、お
よびスペーサ導電体23による電子シールドによって、
二つの部分に分割されている。
【0018】上記した構成によれば、入力用回路基板1
8および出力用回路基板19はそれぞれ1枚で構成され
ている。したがって、複数個の回路基板を搭載した従来
例で見られたような位置のばらつきがなくなり、位置の
ばらつきに起因する不均一動作による電力合成率の低下
などといった問題を抑えることができる。このため、本
発明によれば、外囲器の遮断周波数の低下を防止しつ
つ、動作が均一化する大型の外囲器を用いた電力用Ga
AsFETが実現できる。
【0019】なお、上記した実施の形態では、外囲器の
内部空間を2分割する場合で説明している。しかし、入
力用回路基板18および出力用回路基板19に対して、
入力端子から出力端子方向に形成する複数のスルーホー
ルを複数列とし、また、各列のスルーホール上にスペー
サ導電体などを設ければ、外囲器の内部空間を3つ以上
に分割でき、いろいろなパッケージサイズや利用周波数
に対応することができる。
【0020】次に第二の実施の形態について説明する。
図3は本発明の第二の実施の形態を示す気密封止構造の
高周波増幅用半導体装置の分解斜視図であり、図4は図
3のA−A′断面図である。なお図1、図2と同符号の
部分は同様部分を示す。外囲器を構成する容器基体11
は、銅/モリブデンのクラッド材などの金属から形成さ
れ、内空間10aを形成する底壁13は接地導体となっ
ている。容器基体11上には内空間の側壁となる側壁1
4が矩形状に設けられている。
【0021】また、側壁14を貫通して入力端子16お
よび出力端子17が設けられている。容器基体11の内
空間底壁13の入力端子16側に入力用回路基板18が
設けられている。また、出力端子17側には出力用回路
基板19が設けられている。入力用回路基板18および
出力用回路基板19は、例えば厚さ0.38mmのアル
ミナ基板で、それぞれの上面には、インピーダンス変換
や電力分配、電力合成を行う回路が、マイクロストリッ
プ線路やオープンスタブなどで構成されている。入力用
回路基板18および出力用回路基板19のほぼ中央部に
はそれぞれ、入力端子から出力端子方向にかけて複数例
えば2個のスルーホール20、21が設けられている。
各スルーホールの直径は例えば0.2mmで、このスル
ーホール内側面にスルーホール導電体であるメタライズ
層25、26また基板18、19上面のスルーホール周
辺部、および基板裏面もメタライズされ互いに電気的に
導通している。
【0022】さらに入力用回路基板18と出力用回路基
板19間には、2個のGaAsチップ22が並んで配置
されている。2個のGaAsチップ22は金すずはんだ
で容器基体11の内空間底壁13に固定されている。以
上の点は図1、図2で示した上記実施の形態と同様であ
る。
【0023】この実施の形態の特徴は、内空間を電子シ
ールドとして仕切るスペーサ導電体23の上面とキャッ
プ12の下面(内空間の上壁)15間を接続する導電性
接合材料を導電性接着剤30としていることである。す
なわち、第一の実施の形態ではスペーサ導電体23の上
面とキャップ12の内空間上壁間を導電性はんだ24で
埋めていたが、金すずはんだの場合粘性が低く十分な厚
みを得にくい。このためスペーサ導電体23の高さ、側
壁14の高さなど部品精度は厳しく管理する必要があ
る。これはスペーサ導電体23の上面とキャップ12間
の隙間が大きくなり過ぎて両者をはんだで接合できずに
電磁的な区切りとしての効果がなくなったり、逆に隙間
が小さすぎると過大な力が基板に加わり基板にクラック
を生じるおそれがあるからである。
【0024】これに対し、第一の実施形態の導電性はん
だ24の代わりに導電性接着剤30を用いればスペーサ
導電体23とキャップ12のクリアランスにマージンが
得られる。このために部品の精度管理を緩和することが
可能となる。
【0025】次に第三の実施の形態について説明する。
図5は本発明の第三の実施の形態を示す気密封止構造の
高周波増幅用半導体装置の分解斜視図であり、図6は図
5のA一A′断面図である。なお図1、図2と同符号の
部分は同様部分を示す。外囲器10を構成する容器基体
11は、銅/モリブデンのクラッド材などの金属から形
成され、内空間10aの底壁13を含め接地導体となっ
ている。容器基体11は底壁13とその周辺には矩形状
に側壁14を有している。また、側壁を貫通して入力端
子16および出力端子17が設けられている。側壁で囲
まれたその内部に位置する容器基体11底壁上面の入力
端子16側に入力用回路基板18が設けられている。ま
た、出力端子17側には出力用回路基板19が設けられ
ている。入力用回路基板18および出力用回路基板19
は、例えば厚さ0.38mmのアルミナ基板で、それぞ
れの上面には、インピーダンス変換や電力分配、電力合
成を行う回路が、マイクロストリップ線路やオープンス
タブなどで構成されている。
【0026】本実施の形態はスペーサ導電体23の上面
に導電性弾性材料として導電性リボンであるループ状の
金リボン40を設けることによりスペーサ導電体23と
キャップ12のギャップを電気的に接続する。金リボン
40のループの高さとして0.5mm程度は容易に確保
できるため、スペーサ導電体23とキャップ12のクリ
アランスにマージンを大きくとれる。ループ状の金リボ
ンの代わりにループ状の金ワイヤなどの導電性ワイヤを
用いてもよい。 また、外囲器の内空間の底壁と上壁を
平行としたが、例えば上壁が湾曲面をした構造にも適用
することができ、また内空間を高さ方向に複層した構造
にも同様に適用することができる。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、回路基板を区切りのた
めに分割することがなく、外囲器の遮断周波数低下を回
避し、整合状態のパランスを損なわず均一な動作を確保
できる大型のパッケージを用いた高周波増幅用半導体装
置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示す分解斜視図であ
る。
【図2】図1のA−A′断面図である。
【図3】本発明の他の実施の形態を示す分解斜視図であ
る。
【図4】図3のA一A′断面図である。
【図5】本発明の他の実施の形態を示す分解斜視図であ
る。
【図6】図5のA一A′断面図である。
【図7】従来例を示す分解斜視図である。
【図8】図7のA−A′断面図である。
【符号の説明】
10:外囲器 11:容器基体 12:キャップ 13:内空間の底壁 14:側壁 15:内空間の上壁 18:入力回路基板 19:出力回路基板 20、21:スルーホール 22:GaAs半導体チップ 23:スペーサ導電体 24:導電性はんだ 25、26:スルーホール導電体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 25/07 25/18

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内空間が少なくとも金属の底壁と上壁で
    形成された外囲器と、前記内空間に配置される半導体素
    子およびスルーホールを中間部に形成した絶縁性回路基
    板と、前記内空間の上壁と前記回路基板のスルーホール
    上の間に配置され前記スルーホールに設けられたスルー
    ホール導電体を介して前記内空間の底壁に電気的に接続
    され、かつ前記内空間の上壁に電気的に接続されて前記
    内空間を電磁シールドとして仕切るスペーサ導電体とを
    具備してなる半導体装置。
  2. 【請求項2】 内空間の上壁とスペーサ導電体が導電性
    接合材料により接続されてなる請求項1記載の半導体装
    置。
  3. 【請求項3】 導電性接合材が導電性はんだである請求
    項2記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 スペーサ導電体と内空間の上壁との接続
    が導電性弾性材料により成されることを特徴とする請求
    項2記載の半導体装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009170843A (ja) * 2008-01-21 2009-07-30 Mitsubishi Electric Corp 高周波モジュール
JP2015176973A (ja) * 2014-03-14 2015-10-05 三菱電機株式会社 マイクロ波回路モジュール
JP2020027846A (ja) * 2018-08-10 2020-02-20 富士通株式会社 光送信器

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009170843A (ja) * 2008-01-21 2009-07-30 Mitsubishi Electric Corp 高周波モジュール
JP2015176973A (ja) * 2014-03-14 2015-10-05 三菱電機株式会社 マイクロ波回路モジュール
JP2020027846A (ja) * 2018-08-10 2020-02-20 富士通株式会社 光送信器
JP7059865B2 (ja) 2018-08-10 2022-04-26 富士通株式会社 光送信器

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