JP2002009194A - 半導体素子搭載用基板 - Google Patents

半導体素子搭載用基板

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JP2002009194A JP2000191237A JP2000191237A JP2002009194A JP 2002009194 A JP2002009194 A JP 2002009194A JP 2000191237 A JP2000191237 A JP 2000191237A JP 2000191237 A JP2000191237 A JP 2000191237A JP 2002009194 A JP2002009194 A JP 2002009194A
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Koji Kinomura
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速で作動する半導体素子を正常かつ効率良
く作動させるとともに小型の半導体装置を提供するこ
と。 【解決手段】 絶縁基体1の上面に設けた信号用導体2
と絶縁基体1の下面に設けた信号用外部接続導体4とを
絶縁基体1を貫通する貫通導体8のみで接続するととも
に絶縁基体1の上面に設けた接地用導体3と絶縁基体1
の下面に設けた接地用外部接続導体5とを絶縁基体1の
側面に設けた側面導体9で接続した半導体素子搭載用基
板である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子を搭載
するための半導体素子搭載用基板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体素子を搭載するための半導
体素子搭載用基板として、例えば図8に断面図で示すよ
うに、酸化アルミニウム質焼結体等のセラミックス材料
から成り、半導体素子26が搭載される絶縁基体21の上面
に、半導体素子26に信号の入出力をするための信号用導
体22および半導体素子26に接地電位を提供するための接
地用導体23を被着させるとともに、絶縁基体21の下面外
周部に外部電気回路に接続される信号用外部接続導体24
および接地用外部接続導体25を被着させ、これらの信号
用導体22と信号用外部接続導体24とを、接地用導体23と
接地用外部接続導体25とを絶縁基体21の側面に被着させ
た側面導体28,29を介して接続して成る半導体素子搭載
用基板が知られている。
【0003】この従来の半導体素子搭載用基板において
は、絶縁基体21の上面に半導体素子26を搭載するととも
に、信号用導体22と半導体素子26の信号用電極とを、接
地用導体23と半導体素子26の接地用電極とをそれぞれボ
ンディングワイヤ27等の電気的接続手段を介して電気的
に接続し、しかる後、絶縁基体21の上面に半導体素子26
を覆うようにして図示しない椀状の蓋体を取着して半導
体素子26を気密に封止することにより半導体装置とな
る。そして、この半導体装置は、絶縁基体21の下面に被
着させた信号用外部接続導体24・接地用外部接続導体25
およびこれらに接続された側面導体28,29を図示しない
外部電気回路基板の配線導体に半田等の導電性接合部材
を介して電気的に接続することにより外部電気回路基板
に実装され、同時に絶縁基体21に搭載する半導体素子26
の信号用電極および接地用電極が外部電気回路に電気的
に接続されることとなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の半導体素子搭載用基板によれば、半導体素子26に信
号の出し入れをするための信号用導体22およびこれに接
続された側面導体28および信号用外部接続導体24から成
る信号伝達経路が絶縁基体21の上面から側面を介して下
面にかけて大きく屈曲しながら回り込むようにして導出
しており、そのため、この半導体素子搭載用基板に例え
ば1GHz以上の高速の信号で作動する半導体素子26を
搭載して、信号用導体22およびこれに接続された側面導
体28および信号用外部接続導体24から成る信号伝達経路
に高速信号を伝達させると、この経路のうち、絶縁基体
21の上面と側面との角部および絶縁基体21の側面と下面
との角部で信号が大きく反射したり減衰したりして、そ
の結果、このような高速で作動する半導体素子26を正常
かつ効率良く作動させることができなくなってしまうと
いう問題点を有していた。また、例えばグランドを強化
するために多数の接地用の側面導体29およびこれに接続
された接地用外部接続導体25を設けようとすると、絶縁
基体21の各辺の長さをその分、長くする必要があり、そ
の結果、絶縁基体21が大きなものとなってしまい、半導
体装置の小型化が困難であるという問題点を有してい
た。
【0005】本発明は、かかる従来の問題点に鑑み案出
されたものであり、その目的は、例えば1GHz以上の
高速で作動する半導体素子を正常かつ効率良く作動させ
ることが可能な小型の半導体素子搭載用基板を提供する
ことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体素子搭載
用基板は、半導体素子が搭載される略平板状の絶縁基体
の上面に、半導体素子に信号の出し入れをするための信
号用導体および半導体素子に接地電位を提供するための
接地用導体を、絶縁基体の下面に、外部電気回路に接続
される信号用外部接続導体および接地用外部接続導体を
配設するとともに、信号用導体と信号用外部接続導体と
を絶縁基体を上下に貫通する貫通導体のみを介して接続
し、接地用導体と接地用外部接続導体とを絶縁基体の側
面に被着させた側面導体を介して接続して成ることを特
徴とするものである。
【0007】本発明の半導体素子搭載用基板によれば、
絶縁基体の上面に設けた信号用導体と絶縁基体の下面に
設けた信号用外部接続導体とを絶縁基体を上下に貫通す
る貫通導体のみを介して接続したことから、絶縁基体の
上面に設けた信号用導体から絶縁基体の下面に設けた信
号用外部接続導体までの信号伝達経路が絶縁基体の上面
から下面にかけて大きく迂回することなく略まっすぐな
経路で導出され、そのため、この経路を伝達する高速信
号に大きな反射や減衰が起こることを有効に防止するこ
とができる。また、同時に絶縁基体の側面には信号用の
側面導体を設けないので、その分、絶縁基体の大きさを
小さなものとすることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】次に、本発明を添付の図面を基に
詳細に説明する。
【0009】図1・図2・図3は、それぞれ本発明の半
導体素子搭載用基板の実施の形態の一例を示す断面図・
上面図・下面図であり、これらの図中、1は絶縁基体、
2は信号用導体、3は接地用導体、4は信号用外部接続
導体,5は接地用外部接続導体である。
【0010】絶縁基体1は、酸化アルミニウム質焼結体
・窒化アルミニウム質焼結体・ムライト質焼結体・炭化
珪素質焼結体・窒化珪素質焼結体・ガラス−セラミック
ス等のセラミックス材料から成る略四角形の平板であ
り、半導体素子6を支持するための支持部材として機能
し、その上面中央部には半導体素子6が搭載される。
【0011】このような絶縁基体1は、例えば酸化アル
ミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニ
ウム・酸化珪素・酸化マグネシウム・酸化カルシウム等
の原料粉末に適当な有機バインダ・溶剤を添加混合して
泥漿状となすとともにこれを従来周知のドクタブレード
法を採用することによってシート状となすことによりセ
ラミックグリーンシートを得、このセラミックグリーン
シートに適当な打ち抜き加工を施すとともに必要に応じ
て複数枚を積層して生セラミック成形体となし、最後に
この生セラミック成形体を還元雰囲気中、約1600℃の温
度で焼成することによって製作される。
【0012】絶縁基体1の上面には半導体素子6が搭載
される部位の周りに複数の信号用導体2が被着されてい
るとともに半導体素子6が搭載される部位から外周部に
かけて接地用導体3が被着されている。信号用導体2
は、半導体素子6に信号の出し入れをするための接続端
子として機能する。また接地用導体3は、半導体素子6
に接地電位を供給する端子として機能するとともに半導
体素子6を固定するための下地金属として機能する。そ
して、接地用導体3上に半導体素子6を金−シリコン合
金や銀−エポキシ樹脂等の導電性接合材を介して接合し
て固定するとともに信号用導体2および接地用導体3
と、これに対応する半導体素子6の信号用電極・接地用
電極とをボンディングワイヤ7を介して接続することに
よりこれらの間が電気的に接続される。
【0013】また、絶縁基体1の下面には、絶縁基体1
を上下に貫通する貫通導体8を介して信号用導体2に接
続された信号用外部接続導体4と、絶縁基体1側面に被
着させた側面導体9を介して接地用導体3に接続された
接地用外部接続導体5とが被着されている。これらの外
部接続導体4,5は、信号用導体2・接地用導体3をそ
れぞれ外部の電気回路に接続するための端子として機能
し、これらの外部接続導体4,5を外部電気回路基板の
配線導体に半田等の導電性接合材を介して接合すること
により、信号用導体2および接地用導体3が外部電気回
路に接続される。
【0014】このような信号用導体2・接地用導体3・
信号用外部接続導体4・接地用外部接続導体5・貫通導
体8および側面導体9は、いずれもタングステンやモリ
ブデン・銅・銀・銀−パラジウム・モリブデン−マンガ
ン等の金属粉末メタライズから成り、例えばタングステ
ンメタライズから成る場合であれば、タングステン粉末
に適当な有機バインダ・溶剤を添加混合して得た金属ペ
ーストを絶縁基体1となるセラミックグリーンシートに
従来周知のスクリーン印刷法を採用して所定のパターン
に印刷塗布し、これをセラミックグリーンシートととも
に焼成することによって、絶縁基体1の所定位置に所定
のパターンに被着形成される。
【0015】なお、信号用導体2・接地用導体3・信号
用外部接続導体4・接地用外部接続導体5および側面導
体9の露出表面には、これらの導体が酸化腐食するのを
防止するとともに信号用導体2および接地用導体3とボ
ンディングワイヤ7との接合ならびに接地用導体3・信
号用外部接続導体4・接地用外部接続導体5および側面
導体9と半田等の導電性接合材との接合を良好なものと
するために、通常であれば、1〜10μm程度の厚みのニ
ッケルめっき層および0.1〜3μm程度の金めっき層が
順次被着されている。
【0016】そして、本発明においては、信号用導体2
と信号用外部接続導体4とが絶縁基体1を上下に貫通す
る貫通導体8のみを介して接続されているとともに、接
地用導体3と接地用外部接続導体5とが側面導体9を介
して接続されていることが重要である。このように、信
号用導体2と信号用外部接続導体4とが絶縁基体1を上
下に貫通する貫通導体8のみを介して接続されているこ
とから、半導体素子6に信号の出し入れをする信号伝達
経路が絶縁基体1の上面から下面にかけて大きく迂回す
ることなく略まっすぐな経路で導出され、そのため、こ
の経路に例えば1GHzを超える高速の信号を伝達させ
たとしても、信号に大きな反射や減衰を起こすことなく
良好に伝達させることができる。したがって本発明の半
導体素子搭載用基板によれば、絶縁基体1に搭載された
高速で作動する半導体素子6を正常かつ効率よく作動さ
せることができる。また、同時に絶縁基体1の側面に信
号用導体2に接続された側面導体を設けないので、その
分、絶縁基体の側面に接地用導体3に接続された側面導
体9を絶縁基体1を大きくすることなく数多く設けるこ
とができ、それによりグランドが強化された小型の半導
体装置を提供することができる。
【0017】かくして、本発明の半導体素子搭載用基板
によれば、絶縁基体1の上面中央部に被着させた接地用
導体3に半導体素子6を接着固定するとともに半導体素
子3の各信号用電極および接地用電極をそれぞれ対応す
る信号用導体2や接地用導体3にボンディングワイヤ7
等の電気的接続手段を介して電気的に接続し、最後に絶
縁基体1の上面に図示しない椀状の蓋体を半導体素子6
を覆うようにして取着することにより製品としての半導
体装置となる。
【0018】なお、本発明は、上述の実施の形態の一例
に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない
範囲であれば、種々の変更は可能であり、例えば上述の
実施の形態の一例では、絶縁基体1の下面中央部には接
地用の導体は設けられていなかったが、図4に断面図
で、図5に下面図で示すように、絶縁基体1の下面中央
部に接地用導体3や接地用外部接続導体5に接続された
広面積の接地用導体10を設けてもよい。この場合、下面
の接地用導体10によりグランドがさらに強化される。な
お、接地用導体10と接地用導体3とは絶縁基体1を上下
に貫通する複数の貫通導体11により接続させておけばよ
く、接地用導体10と外部接続用導体5とは絶縁基体1の
下面において一体のパターンとすることにより接続させ
ておけばよい。さらに、図6に要部拡大横断面図で示す
ように、信号用の貫通導体8の周囲にこれを取り囲むよ
うに接地用の貫通導体11を配置することによって信号用
の貫通導体8の特性インピーダンスを例えば50Ωに整合
させるようにしてもよい。またさらに、図7に断面図で
示すように、接地用導体3でボンディングワイヤ7が接
続される部位や接地用導体10に半田等の導電性接合材が
不要に濡れ広がるのを防止するために絶縁基体1の上下
面に絶縁基体1と実質的に同一材料から成る絶縁コーテ
ィング層12や13を設けてもよい。
【0019】またさらに、上述の実施の形態の一例で
は、本発明を半導体素子の各電極と信号用導体2および
接地用導体3とをボンディングワイヤ7を介して接続す
るタイプの半導体素子搭載用基板に適用したが、本発明
は、半導体素子の各電極と信号用電極および接地用電極
とをフリップチップで接続するタイプの半導体素子搭載
用基板に適用してもよい。
【0020】
【発明の効果】本発明の半導体素子搭載用基板によれ
ば、絶縁基体の上面に設けた信号用導体と絶縁基体の下
面に設けた信号用外部接続導体とを絶縁基体を上下に貫
通する貫通導体のみを介して接続したことから、絶縁基
体の上面に設けた信号用導体から絶縁基体の下面に設け
た信号用外部接続導体までの信号伝達経路が絶縁基体の
上面から下面にかけて大きく迂回することなく略まっす
ぐな経路で導出され、そのため、この経路を伝達する高
速信号に大きな反射や減衰が起こることを有効に防止す
ることができ、搭載される高速作動の半導体素子を正常
かつ効率良く作動させることができる。また、同時に絶
縁基体の側面には信号用の側面導体を設けないので、そ
の分、絶縁基体の大きさを小さなものとすることがで
き、小型の半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体素子搭載用基板の実施の形態の
一例を示す断面図である。
【図2】図1に示す半導体素子搭載用基板の上面図であ
る。
【図3】図1および図2に示す半導体素子搭載用基板の
下面図である。
【図4】本発明の半導体素子搭載用基板の実施の形態の
他の例を示す断面図である。
【図5】図4に示す半導体素子搭載用基板の下面図であ
る。
【図6】本発明の半導体素子搭載用基板の実施の形態の
他の例を示す要部拡大横断面図である。
【図7】本発明の半導体素子搭載用基板の実施の形態の
他の例を示す断面図である。
【図8】従来の半導体素子搭載用基板の断面図である。
【符号の説明】
1・・・・・・絶縁基体 2・・・・・・信号用導体 3・・・・・・接地用導体 4・・・・・・信号用外部接続導体 5・・・・・・接地用外部接続導体 6・・・・・・半導体素子 8・・・・・・貫通導体 9・・・・・・側面導体

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体素子が搭載される略平板状の絶縁
    基体の上面に、前記半導体素子に信号の出し入れをする
    ための信号用導体および前記半導体素子に接地電位を提
    供するための接地用導体を、前記絶縁基体の下面に、外
    部電気回路に接続される信号用外部接続導体および接地
    用外部接続導体を配設するとともに、前記信号用導体と
    前記信号用外部接続導体とを前記絶縁基体を上下に貫通
    する貫通導体のみを介して接続し、前記接地用導体と前
    記接地用外部接続導体とを前記絶縁基体の側面に被着さ
    せた側面導体を介して接続して成ることを特徴とする半
    導体素子搭載用基板。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006196885A (ja) * 2005-01-14 2006-07-27 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 半導体モジュールにおける熱放散のための方法および装置
JP2007201175A (ja) * 2006-01-26 2007-08-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置およびそれを備えた電子機器、およびそれに用いる半導体装置用基板の製造方法

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