JP2003100926A - 半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高周波信号の伝送効率に優れた半導体パッケ
ージを提供すること。 【解決手段】 枠体２内面の貫通孔２ｂの下方の部位に
半導体素子５と同軸コネクタ３の中心導体３ｂとを電気
的に接続する線路導体６ａが上面に形成された回路基板
６を上面に設置した棚部２ａが設けられており、中心導
体３ｂは、線路導体６ａとの接続部で線路導体６ａ側の
先端からその先端と線路導体６ａの端との間までの部位
に厚みがその残部の１０〜５０％とされた薄肉部３ｄが
形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、信号入出力部に同
軸コネクタを用いた半導体素子収納用パッケージおよび
半導体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光通信分野で用いられる半導体素
子や、マイクロ波帯，ミリ波帯等の高周波信号で駆動さ
れる各種半導体素子を収納する半導体素子収納用パッケ
ージ（以下、半導体パッケージという）には、半導体素
子と外部電気回路基板とを電気的に接続するための入出
力端子として同軸コネクタが用いられている。この同軸
コネクタを具備した半導体パッケージを図６に断面図で
示す。同図において、２１は基体、２２は枠体、２３は
同軸コネクタ、２４は蓋体、２６は回路基板である。

【０００３】基体２１は鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）
−コバルト（Ｃｏ）合金や銅（Ｃｕ）−タングステン
（Ｗ）等の金属から成る略四角形の板状体であり、その
上側主面の略中央部には、ＩＣ，ＬＳＩ，半導体レーザ
（ＬＤ），フォトダイオード（ＰＤ）等の半導体素子２
５を搭載して成る回路基板２６を載置する載置部２１ａ
が形成されている。載置部２１ａには、半導体素子２５
が、例えばアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）質セラミックス等から
成る回路基板２６に搭載された状態で載置固定される。

【０００４】なお、回路基板２６に搭載された半導体素
子２５は、その電極が、回路基板２６に被着形成されて
いる線路導体２６ａにボンディングワイヤ２７等を介し
て電気的に接続されている。

【０００５】基体２１の上側主面の外周部には載置部２
１ａを囲繞するようにして枠体２２が立設されており、
枠体２２は基体２１とともにその内側に半導体素子２５
を収容する空所を形成する。この枠体２２は基体２１と
同様にＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＣｕ−Ｗの焼結材等から
成り、基体２１と一体成形される、または基体２１に銀
ろう等のろう材を介してろう付けされる、またはシーム
溶接法等の溶接法により接合されることによって基体２
１の上側主面の外周部に立設される。

【０００６】枠体２２の側部には同軸コネクタ２３が嵌
着される貫通孔２２ａが形成されており、貫通孔２２ａ
内に同軸コネクタ２３を嵌め込むとともに半田等の封着
材２８を貫通孔２２ａ内の隙間に挿入し、しかる後、加
熱して封着材２８を溶融させ、溶融した封着材２８を毛
細管現象により同軸コネクタ２３と貫通孔２２ａの内面
との隙間に充填させることによって、同軸コネクタ２３
が貫通孔２２ａ内に封着材２８を介して嵌着接合され
る。

【０００７】同軸コネクタ２３は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合
金等の金属から成る円筒状の外周導体２３ａの中心軸部
分に、信号線路としてＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属か
ら成る棒状の中心導体２３ｂが絶縁体２３ｃを介して固
定されて成る。そして、接地導体としての外周導体２３
ａが封着材２８を介して枠体２２に電気的に接続されて
おり、特性インピーダンスに整合された同軸線路モード
の信号線路を形成している。また、中心導体２３ｂが半
田等から成る導電性接着材２６ｂを介して回路基板２６
の線路導体２６ａに電気的に接続される。線路導体２６
ａは、所定の特性インピーダンスに整合されたマイクロ
ストリップ線路となっている。

【０００８】そして、枠体２２の上面に蓋体２４をろう
付け法やシームウエルド法等の溶接法によって接合し、
基体２１、枠体２２および蓋体２４から成る容器内部に
半導体素子２５を収容し気密に封止することによって製
品としての半導体装置となる。

【０００９】なお、図６において、２１ｂは基体２１を
外部電気回路基板等にネジ止めするための貫通孔、２２
ｂは同軸コネクタプラグ２９を嵌め込むための貫通孔、
２９は同軸コネクタプラグ、３０は外部電気回路に接続
された同軸ケーブルである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、上記
従来の半導体パッケージでは、同軸コネクタ２３の中心
導体２３ｂと回路基板２６の線路導体２６ａとの接続部
において、中心導体２３ｂと線路導体２６ａとを導電性
接着材２６ｂで接続することによって、線路導体２６ａ
の表面に中心導体２３ｂが載置されることから、接続部
の電気的な容量成分が付加されて容量成分が増加し、接
続部において信号線路のインピーダンスが低下してい
た。即ち、容量成分は線路導体２６ａと回路基板２６下
面の接地導体との間で発生しているが、中心導体２３ｂ
と線路導体２６ａとの接続部ではほぼ中心導体２３ｂの
表面積の分だけ容量成分を発生させる対向電極の面積が
増大することになり、そのため容量成分が増加すること
となる。

【００１１】その結果、接続部でインピーダンスの整合
がとれなくなり、半導体パッケージ内の中心導体および
線路導体等から成る信号線路の接続部で高周波信号の反
射損失が大きくなり、高周波信号を効率よく伝送するの
が困難になるという問題があった。

【００１２】従って、本発明は上記問題点に鑑み完成さ
れたものであり、その目的は、高周波信号の伝送効率に
優れた半導体パッケージを提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】 本発明の半導体パッケ
ージは、上側主面に半導体素子を載置するための載置部
を有する基体と、該基体の前記上側主面に前記載置部を
囲繞するように接合され、側部に貫通孔が形成された枠
体と、筒状の外周導体およびその中心軸に設置された中
心導体ならびにそれらの間に介在させた絶縁体から成る
とともに前記貫通孔に嵌着された同軸コネクタとを具備
した半導体素子収納用パッケージにおいて、前記枠体内
面の前記貫通孔の下方の部位に前記半導体素子と前記中
心導体とを電気的に接続する線路導体が上面に形成され
た回路基板を上面に設置した棚部が設けられており、前
記中心導体は、前記線路導体との接続部で前記線路導体
側の先端から該先端と前記線路導体の端との間までの部
位に厚みがその残部の１０〜５０％とされた薄肉部が形
成されていることを特徴とする。

【００１４】また、本発明の半導体素子収納用パッケー
ジは、上側主面に半導体素子を載置するための載置部を
有する基体と、該基体の前記上側主面に前記載置部を囲
繞するように接合され、側部に貫通孔または切欠き部か
ら成る同軸コネクタの保持部材の取付部が設けられた枠
体と、筒状の外周導体およびその中心軸に設置された中
心導体ならびにそれらの間に介在させた絶縁体から成る
とともに前記取付部に取り付けられた前記保持部材に保
持された同軸コネクタとを具備した半導体素子収納用パ
ッケージにおいて、前記保持部材は、前記枠体外側より
前記同軸コネクタが挿着されるように前記枠体内側にか
けて貫通孔が形成され、前記枠体内側の前記貫通孔の下
方の部位に棚部が設けられ、かつ該棚部の上面に前記半
導体素子と前記中心導体とを電気的に接続する線路導体
が上面に形成された回路基板が設置されており、前記中
心導体は、前記線路導体との接続部で前記線路導体側の
先端から該先端と前記線路導体の端との間までの部位に
厚みがその残部の１０〜５０％とされた薄肉部が形成さ
れていることを特徴とする。

【００１５】本発明の半導体パッケージによれば、中心
導体は、線路導体との接続部に厚みがその残部の１０〜
５０％とされた薄肉部が形成されていることから、線路
導体の表面に中心導体が載置固定されても、接続部の容
量成分の増加が最小限に抑えられ、接続部における信号
線路のインピーダンスの低下を最小限に抑えることがで
きる。その結果、接続部でのインピーダンスが特性イン
ピーダンスに近い値となり、半導体パッケージ内の信号
線路の接続部で高周波信号の反射損失を低減させ、高周
波信号を効率よく伝送することができる。

【００１６】また、本発明において、同軸コネクタの挿
着部と回路基板設置用の棚部を同軸コネクタの保持部材
に設けて保持部材を枠体に嵌着した場合、保持部材の厚
みを枠体に比べ厚くするなどして保持部材の体積を大き
くすることによって、半導体パッケージをネジ止め等に
より外部回路基板等に装着する際に枠体に加わる歪み
が、保持部材で分散および吸収される。その結果、同軸
コネクタと回路基板に不要な応力および歪みが伝わるこ
とを防止できる。

【００１７】本発明において、好ましくは、前記線路導
体は前記中心導体との接続部が前記中心導体の幅の０．
７〜０．９倍の幅狭部とされ、残部が前記中心導体と略
同じ幅とされていることを特徴とする。

【００１８】本発明は、上記の構成により、接続部のイ
ンピーダンスを特性インピーダンスに略整合させ、半導
体パッケージ内の信号線路の接続部で高周波信号の反射
損失をより低減させ、高周波信号を効率よく伝送するこ
とができる。

【００１９】また、本発明の半導体装置は、上記本発明
の半導体素子収納用パッケージと、前記載置部に載置固
定されるとともに前記同軸コネクタに前記線路導体を介
して電気的に接続された半導体素子と、前記枠体の上面
に接合された蓋体とを具備したことを特徴とする。

【００２０】本発明は、上記の構成により、上記本発明
の半導体パッケージを用いた信頼性の高い半導体装置を
提供できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】 本発明の半導体パッケージを以
下に詳細に説明する。図１は本発明の半導体パッケージ
について実施の形態の一例を示す断面図であり、１は基
体、２は枠体、３は同軸コネクタ、４は蓋体、６は回路
基板である。

【００２２】本発明の基体１はＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等
の金属やＣｕ−Ｗの焼結材等から成り、そのインゴット
に圧延加工や打ち抜き加工等の従来周知の金属加工法、
または射出成形と切削加工等を施すことによって、所定
の形状に製作される。基体１の上側主面の略中央部に
は、ＩＣ，ＬＳＩ，半導体レーザ（ＬＤ），フォトダイ
オード（ＰＤ）等の半導体素子５を載置するための載置
部１ａが設けられており、載置部１ａには半導体素子５
が載置固定される。半導体素子５は、その電極が、回路
基板６の上面に被着形成されている線路導体６ａにボン
ディングワイヤ７等を介して電気的に接続されている。
つまり、線路導体６ａは、その一端側が中心導体３ｂに
他端側が半導体素子５にそれぞれ電気的に接続されてい
る。

【００２３】また、基体１の上側主面の外周部には載置
部１ａを囲繞するようにして枠体２が立設されており、
枠体２は基体１とともにその内側に半導体素子５を収容
する空所を形成する。この枠体２は、基体１と同様にＦ
ｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＣｕ−Ｗの焼結材等から成り、基
体１と一体成形される、または基体１に銀ろう等のろう
材を介してろう付けされる、またはシーム溶接法等の溶
接法により接合されることによって基体１の上側主面の
外周部に立設される。

【００２４】枠体２の側部には同軸コネクタ３が嵌着さ
れる貫通孔２ｂが形成されている。貫通孔２ｂ内に同軸
コネクタ３を嵌め込むとともに半田等の封着材８を貫通
孔２ｂとの隙間に挿入する。しかる後、加熱して封着材
８を溶融させ、溶融した封着材８は毛細管現象により同
軸コネクタ３と貫通孔２ｂの内面との隙間に充填される
ことによって、同軸コネクタ３が貫通孔２ｂ内に封着材
８を介して嵌着接合される。

【００２５】枠体２の内面の貫通孔２ｂの下方の部位に
棚部２ａが設けられ、棚部２ａ上面に回路基板６が設置
される。回路基板６は半導体素子５と中心導体３ｂとを
電気的に接続する線路導体６ａがその上面に形成されて
おり、下面には接地導体層６ｃが形成されている。棚部
２ａには半田等の接合材６ｅを載置し、接合材６ｅの上
に回路基板６を接地導体層６ｃ側の面（下面）が接合材
６ｅ側になるようにして載置する。しかる後、加熱して
接合材６ｅを溶融させ、棚部２ａ上面に回路基板６が固
定される。

【００２６】同軸コネクタ３は、内部に収容する半導体
素子５を外部の同軸ケーブル１０に電気的に接続するも
のであり、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属から成る円筒
状の外周導体３ａの中心軸に同じくＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合
金等の金属から成る中心導体３ｂが絶縁体３ｃを介して
固定された構造をしている。

【００２７】中心導体３ｂにより伝送される高周波信号
は、貫通孔２ｂ，２ｃ部において貫通孔２ｂ，２ｃの中
心軸を同軸線路のモードで伝送し、特性インピーダンス
値に整合されている。中心導体３ｂが枠体２の内面から
突出して線路導体６ａと半田等の導電性接着材６ｂによ
り接続された部分以降では、高周波信号は回路基板６の
上面に被着形成された線路導体６ａ上で伝送される。

【００２８】本発明では、中心導体３ｂと線路導体６ａ
との接続部（以下、単に「接続部」といえば線路導体６
ａと中心導体３ｂとの接続部をいうこととする）におい
て、図２の線路方向に対し垂直な面での部分断面図に示
すように、中心導体３ｂの厚みがその残部の１０〜５０
％とされた薄肉部３ｄとなっている。これにより、線路
導体６ａの表面に中心導体３ｂが載置固定されても、接
続部の容量成分の増加が最小限に抑えられ、接続部にお
ける信号線路のインピーダンスの低下を最小限に抑える
ことができる。その結果、接続部でのインピーダンスが
特性インピーダンスに近い値となり、半導体パッケージ
内の信号線路の接続部で高周波信号の反射損失を低減さ
せ、高周波信号を効率よく伝送させることができる。

【００２９】即ち、線路導体６ａの容量成分は線路導体
６ａと回路基板６下面の接地導体との間で発生してお
り、接続部ではほぼ中心導体３ｂの表面積の分だけ容量
成分を発生させる対向電極の面積が増大することになる
が、本発明のように接続部で中心導体３ｂを薄肉化する
ことにより中心導体３ｂの表面積が小さくなり、容量成
分を発生させる対向電極の面積が減少して容量成分が小
さくなる。

【００３０】また、中心導体３ｂの薄肉部３ｄの厚みが
その残部の厚みの１０％未満では、薄肉部３ｄが薄すぎ
て折れ等の破損が生じ、中心導体３ｂで高周波信号を伝
送できなくなる可能性があり、５０％を超える場合は、
薄肉部３ｄが接続部での容量成分の増加が大きくなり、
接続部における信号線路のインピーダンスが大きく低下
して、接続部における信号線路のインピーダンスが特性
インピーダンスに比べ大幅に小さい値となり反射損失が
大きくなる。

【００３１】図３（ａ）は、中心導体３ｂと線路導体６
ａとの接続部における線路方向に平行な面での部分断面
図であり、薄肉部３ｄの長さをＬ１、線路導体６ａの端
から薄肉部３ｄの端面までの長さをＬ２とする。

【００３２】本発明では、好ましくは、Ｌ１は０．１ｍ
ｍ≦Ｌ１≦１ｍｍとするのがよい。Ｌ１＜０．１ｍｍの
場合、薄肉部３ｄの長さが短かすぎて接続部での信号線
路のインピーダンスを特性インピーダンスに近い値とす
ることができず、接続部での高周波信号の反射損失が増
大する。Ｌ１＞１ｍｍの場合、薄肉部３ｄの長さが長す
ぎて薄肉部で折れ等の破損が生じやすくなり、また薄肉
部３ｄと線路導体６ａとを金（Ａｕ）−錫（Ｓｎ）半田
等の導電性接着材６ｂで接合した後に導電性接着材６ｂ
との熱膨張差により薄肉部３ｄが破損し、高周波信号を
伝送できなくなる場合がある。

【００３３】また、Ｌ２は０ｍｍ≦Ｌ２≦１ｍｍとする
のが好ましい。Ｌ２＜０ｍｍの場合、即ち薄肉部３ｄが
線路導体６ａの端からはみ出す場合、接続部以外の中心
導体３ｂの厚さが変化することとなり、接続部以外の中
心導体３ｂの厚さが変化している部位で高周波信号の大
きな反射損失が発生し、信号線路全体における反射損失
が大きくなってしまい、高周波信号を効率よく伝送でき
なくなりやすい。Ｌ２＞１ｍｍの場合、中心導体３ｂの
薄肉部３ｄ以外の部分で線路導体６ａと接合される部分
の長さが長くなり、信号線路の容量成分が増大し、接続
部において高周波信号の反射損失が大きくなり、高周波
信号を効率よく伝送できなくなりやすい。

【００３４】薄肉部３ｄはその残部との間に段差を形成
しており、その段差は、図３（ａ）のように薄肉部３ｄ
に略垂直な平面である構成、図３（ｂ）のように円弧状
のなだらかなくぼんだ曲面である構成、図３（ｃ）のよ
うに傾斜面である構成等の種々の構成とすることができ
る。図３（ｂ），図３（ｃ）のように、段差をなだらか
な形状とすることが好ましく、表皮効果によって信号線
路の表面近くを伝送する高周波信号の反射損失を抑える
ことができる。

【００３５】図３（ｃ）において、段差である傾斜面の
傾斜角が３０〜６０°であるのが好ましく、信号線路の
表面近くを伝送する高周波信号の反射損失を最小限に抑
え、高周波信号を効率よく伝送させることが可能とな
る。

【００３６】薄肉部３ｄと線路導体６ａとの接続部の構
成は、図３（ａ）〜（ｃ）に示すような中心導体３ｂの
先端部の上側を切り欠いて形成した薄肉部３ｄが線路導
体６ａに接続される構成、図３（ｄ）に示すような中心
導体３ｂの先端部の下側を切り欠いて形成した薄肉部３
ｄが線路導体６ａに接続される構成、図３（ｅ）に示す
ような中心導体３ｂの先端部の上側と下側とを切り欠い
て形成した薄肉部３ｄが線路導体６ａに接続される構成
とし得る。

【００３７】また、薄肉部３ｄの線路方向に垂直な面に
おける断面形状は、図２のような半円形状のみならず、
四角形等様々な形状とし得る。

【００３８】さらに、薄肉部３ｄの上面は回路基板６の
下面に略平行な平坦面であることが好ましい。この場
合、薄肉部３ｄの上面から出た電気力線は上方に延びる
のみで回路基板６下面の接地導体に結合することがない
ため、薄肉部３ｄ上面が容量成分を生じる対向電極とは
ならない。即ち、薄肉部３ｄ上面は容量成分の増加に全
く寄与することがなくなるため、容量成分の低減に有効
な構成となる。

【００３９】枠体２の貫通孔２ｃ内に挿入固定される同
軸コネクタプラグ９は、外部電気回路に接続された同軸
ケーブル１０と枠体２に嵌着された同軸コネクタ３とを
接続するためのプラグである。

【００４０】そして、本発明の半導体パッケージは、半
導体素子５の電極と回路基板６の上面に形成された線路
導体６ａとを電気的に接続し、線路導体６ａと中心導体
３ｂとを半田等の導電性接着材６ｂを介して電気的に接
続し、しかる後、枠体２の上面にＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金
等の金属から成る蓋体４を半田付け法やシームウエルド
法により接合することにより製品としての半導体装置と
なる。

【００４１】この半導体装置は、基体１の対向する端部
に設けられた貫通孔１ｂを通してネジ止めすることで外
部電気回路基板に実装され、同軸コネクタプラグ９と外
部電気回路に接続された同軸ケーブル１０とを接続する
ことにより、内部に収容する半導体素子５が外部電気回
路に電気的に接続され、半導体素子５が高周波信号で作
動することとなる。

【００４２】そして、図４は本発明の半導体パッケージ
について実施の形態の他の例を示す断面図であり、１は
基体、２は枠体、３は同軸コネクタ、４は蓋体、６は回
路基板、１１は保持部材である。図４のように、保持部
材１１に設けられた、枠体２内外を貫通する貫通孔１１
ｂに、同軸コネクタ３を外側より挿着し、保持部材１１
を枠体２に嵌着させる。

【００４３】枠体２の側面には保持部材１１が嵌着され
る取付部２ｄが形成されている。取付部２ｄは、枠体２
内外を貫通する貫通孔であったり、枠体２の基体１との
接合面側から逆Ｕ字型に切り欠いて枠体２内外を貫通す
る切欠き部であったり、枠体２の蓋体４との接合面側か
らＵ字型に切り欠いて枠体２内外を貫通する切欠き部で
あれば良い。

【００４４】保持部材１１には、回路基板６を上面に設
置するための棚部１１ａと、同軸コネクタ３を挿着する
ための貫通孔１１ｂが設けられている。棚部１１ａには
半田等の接合材６ｅを載置し、接合材６ｅの上に線路導
体６ａと接地導体層６ｃと内層接地導体層とを具備した
回路基板６を、接地導体層６ｃ側の面（下面）が接合材
６ｅ側になるようにして設置する。貫通孔１１ｂは枠体
２外側より同軸コネクタ３が挿着されるように枠体２内
側にかけて形成され、貫通孔１１ｂ内には同軸コネクタ
３を嵌め込むとともに半田等の封着材８を貫通孔１１ｂ
との隙間に挿入する。中心導体３ｂの先端部は、回路基
板６の上面に突出させ、中心導体３ｂの先端部と線路導
体６ａの上面の端部との間に半田等の導電性接着材６ｂ
を載置する。

【００４５】しかる後、加熱して接合材６ｅと封着材８
および導電性接着材６ｂを溶融させ、接合材６ｅにより
回路基板６が棚部１１ａに強固に固定され、溶融した封
着材８は毛細管現象により外周導体３ａと貫通孔１１ｂ
の内面との隙間に充填されることによって、外周導体３
ａが貫通孔１１ｂ内に半田等の封着材８を介して挿着さ
れ、導電性接着材６ｂにより中心導体３ｂと線路導体６
ａとが接続される。

【００４６】中心導体３ｂを伝送する高周波信号は、貫
通孔１１ｂ，１１ｃ部において貫通孔１１ｂ，１１ｃの
中心軸によって伝送されることにより同軸線路を伝送さ
れ、保持部材１１の枠体２内側の面から出て線路導体６
ａおよび導電性接着材６ｂに達した後は、マイクロスト
リップ線路となっている線路導体６ａ上を伝送される。
この同軸線路とマイクロストリップ線路は、所定の特性
インピーダンス値に整合されている。導電性接着材６ｂ
による接続部において、中心導体３ｂの先端部の位置、
線路導体６ａの位置、および導電性接着材６ｂの量によ
り、信号線路のインピーダンスが所定の値に設定されて
いる。このようにして、半導体パッケージ内において、
反射損失や透過損失等の伝送損失のない良好な信号線路
が形成される。

【００４７】保持部材１１の貫通孔１１ｃ内に挿入固定
される同軸コネクタプラグ９は、外部電気回路に接続さ
れた同軸ケーブル１０と保持部材１１に挿着された同軸
コネクタ３とを接続するためのプラグであり、その外周
面はネジ状となっており、内周面にネジ切りを有する貫
通孔１１ｃにネジ止めされる。

【００４８】そして、本発明の半導体パッケージは、半
導体素子５の電極と回路基板６の上面に被着された線路
導体６ａとをボンディングワイヤ７により電気的に接続
し、しかる後、枠体２の上面に鉄−ニッケル−コバルト
合金等の金属から成る蓋体４を半田付け法やシームウエ
ルド法により接合することにより製品としての半導体装
置となる。

【００４９】この半導体装置は、基体１の対向する端部
に設けられた貫通孔１ｂをネジ止めすることで外部電気
回路基板に実装され、同軸コネクタプラグ９と外部電気
回路に接続された同軸ケーブル１０とを接続することに
より、内部に収容する半導体素子５が外部電気回路に電
気的に接続され、半導体素子５が高周波信号で作動する
こととなる。

【００５０】この構成において、同軸コネクタ３および
回路基板６が保持部材１１に保持されて、その保持部材
１１が枠体２に嵌着されて取り付けられる。基体１の端
部を貫通孔１ｂを通してネジ止め等することによって半
導体パッケージを外部回路基板等に装着する際、枠体２
に歪みが発生した場合においても、枠体２から同軸コネ
クタ３および回路基板６に伝わろうとする歪みは、保持
部材１１において分散および吸収される。従って、同軸
コネクタ３および回路基板６に加わる応力や歪みを小さ
くすることができ、絶縁体３ｃと回路基板６にクラック
が発生するのを防止できる。保持部材１１で歪みを有効
に分散させるためには、つまり単位体積当たりの変形を
小さくさせかつ歪みを吸収させるためには、保持部材１
１の体積が大きいのがよく、保持部材１１の厚みを枠体
２より肉厚にするなどして体積を大きくする。

【００５１】図５は回路基板６の平面図であるが、好ま
しくは同図に示すように、線路導体６ａは中心導体３ｂ
との接続部が中心導体３ｂの幅の０．７〜０．９倍の幅
狭部６ｆとされ、残部が中心導体３ｂと略同じ幅とされ
ているのがよい。

【００５２】ここで、幅狭部６ｆを除く線路導体６ａの
幅をＷ１、幅狭部６ｆの幅をＷ２、中心導体３ｂの幅を
ｄとしたとき、０．７ｄ≦Ｗ２≦０．９ｄ，Ｗ１＞Ｗ２
となっている。なお、Ｗ１とｄについては、０．９ｄ≦
Ｗ１≦１．１ｄといった程度の範囲内で同じ幅であれば
よい。この構成により、幅狭部６ｆを除く部分の線路導
体６ａを特性インピーダンス値に整合させ、幅狭部６ｆ
部においては特性インピーダンス値よりも高いインピー
ダンス値とすることができる。幅狭部６ｆと線路導体６
ａの残部との間で線路幅に段差が生じるが、この段差部
については、幅狭部６ｆから幅の広い線路導体６ａへ変
化している傾斜部の線路導体６ａに対する傾斜角度θは
３０〜６０°として連続的に線路幅を変化させるのがよ
く、この場合反射損失による高周波信号の減衰を抑制さ
せることができる。

【００５３】図２に示すように、線路導体６ａと中心導
体３ｂとを接続することにより、接続部では信号線路が
中心導体３ｂ，線路導体６ａおよび導電性接着材６ｂと
なっている。線路導体６ａのみが信号線路である場合と
比して、信号線路の容量成分が増加し、接続部のインピ
ーダンスが低下することとなる。従って、接続部におけ
る線路導体６ａを幅狭部６ｆとして、幅狭部６ｆ単体の
インピーダンス値は特性インピーダンスより高い値と
し、接続部における中心導体３ｂの厚みを接続部以外の
残部における厚みの１０〜５０％とした薄肉部３ｄと
し、接続部における信号線路の容量成分の増加を最小限
に抑える。これにより、中心導体３ｂを接続して接続部
のインピーダンスが低下しても、接続部を特性インピー
ダンスに略整合させることができる。また接続部は、導
電性接着材６ｂの量を適宜調整して、信号線路のインピ
ーダンスを整合している。このようにして、半導体パッ
ケージ内において、反射損失や透過損失等の伝送損失の
小さい良好な伝送特性の信号線路が形成される。

【００５４】本発明における高周波信号の好ましい周波
数は５〜１００ＧＨｚ程度であり、この場合に高周波信
号の伝送特性を良好なものとすることができる。

【００５５】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であ
れば種々の変更は可能である。

【００５６】

【発明の効果】本発明は、枠体内面の貫通孔の下方の部
位に半導体素子と中心導体とを電気的に接続する線路導
体が上面に形成された回路基板を上面に設置した棚部が
設けられており、中心導体は、線路導体との接続部で線
路導体側の先端からその先端と線路導体の端との間まで
の部位に厚みがその残部の１０〜５０％とされた薄肉部
が形成されていることから、線路導体の表面に中心導体
が載置固定されても、接続部の容量成分の増加が最小限
に抑えられ、接続部における信号線路のインピーダンス
の低下を最小限に抑えることができる。その結果、接続
部でのインピーダンスが特性インピーダンスに近い値と
なり、半導体パッケージ内の信号線路の接続部で高周波
信号の反射損失を低減させ、高周波信号を効率よく伝送
することができる。

【００５７】また、回路基板は枠体の内面の棚部に設置
されるため、半導体パッケージが大幅に小型化されると
いう効果も有する。

【００５８】また本発明は、同軸コネクタの保持部材
は、枠体外側より同軸コネクタが挿着されるように枠体
内側にかけて貫通孔が形成され、枠体内側の貫通孔の下
方の部位に棚部が設けられ、かつ棚部の上面に半導体素
子と中心導体とを電気的に接続する線路導体が上面に形
成された回路基板が設置されており、基体をネジ止め等
によって外部回路基板等に固定する際、枠体に歪みが発
生した場合においても、枠体から同軸コネクタおよび回
路基板に伝わろうとする歪みは、保持部材において分散
および吸収され、同軸コネクタの絶縁体と回路基板にク
ラックが発生するのを防止できる。その結果、同軸コネ
クタの絶縁体にクラックが発生するのを防止して半導体
パッケージの気密の信頼性を向上するとともに、同軸コ
ネクタの中心導体を伝送する高周波信号の伝送特性を向
上することができ、回路基板にクラックが発生するのを
防止して線路導体の断線を防止し高周波信号の伝送特性
を向上させ得る。

【００５９】さらに、回路基板は保持部材の枠体内側の
棚部に設置されるため、半導体パッケージが大幅に小型
化されるという効果も有する。

【００６０】本発明は、好ましくは、線路導体は中心導
体との接続部が中心導体の幅の０．７〜０．９倍の幅狭
部とされ、残部が中心導体と略同じ幅とされることによ
り、接続部のインピーダンスを特性インピーダンスに略
整合させ、半導体パッケージ内の信号線路の接続部で高
周波信号の反射損失をより低減させ、高周波信号を効率
よく伝送することができる。

【００６１】本発明の半導体装置は、本発明の半導体素
子収納用パッケージと、載置部に載置固定されるととも
に同軸コネクタに線路導体を介して電気的に接続された
半導体素子と、枠体の上面に接合された蓋体とを具備し
たことにより、上記本発明の作用効果を有する半導体パ
ッケージを用いた信頼性の高い半導体装置となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体パッケージについて実施の形態
の例を示す断面図である。

【図２】本発明の半導体パッケージ内に収容された回路
基板の線路方向の垂直な面における部分断面図である。

【図３】（ａ）〜（ｅ）は本発明の半導体パッケージに
ついて実施の形態の各種例を示し、半導体パッケージ内
に収容された回路基板の線路方向に平行な面における部
分断面図である。

【図４】本発明の半導体パッケージについて実施の形態
の他の例を示す断面図である。

【図５】本発明の半導体パッケージについて実施の形態
の他の例を示し、半導体パッケージ内に収容された回路
基板の平面図である。

【図６】従来の半導体パッケージの断面図である。

【符号の説明】

１：基体 １ａ：載置部 ２：枠体 ２ａ：棚部 ２ｂ：貫通孔 ２ｄ：取付部 ３：同軸コネクタ ３ａ：外周導体 ３ｂ：中心導体 ３ｃ：絶縁体 ３ｄ：薄肉部 ５：半導体素子 ６：回路基板 ６ａ：線路導体 ６ｆ：幅狭部 １１：保持部材 １１ａ：棚部 １１ｂ：貫通孔

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上側主面に半導体素子を載置するための
   載置部を有する基体と、該基体の前記上側主面に前記載
   置部を囲繞するように接合され、側部に貫通孔が形成さ
   れた枠体と、筒状の外周導体およびその中心軸に設置さ
   れた中心導体ならびにそれらの間に介在させた絶縁体か
   ら成るとともに前記貫通孔に嵌着された同軸コネクタと
   を具備した半導体素子収納用パッケージにおいて、前記
   枠体内面の前記貫通孔の下方の部位に前記半導体素子と
   前記中心導体とを電気的に接続する線路導体が上面に形
   成された回路基板を上面に設置した棚部が設けられてお
   り、前記中心導体は、前記線路導体との接続部で前記線
   路導体側の先端から該先端と前記線路導体の端との間ま
   での部位に厚みがその残部の１０〜５０％とされた薄肉
   部が形成されていることを特徴とする半導体素子収納用
   パッケージ。
2. 【請求項２】 上側主面に半導体素子を載置するための
   載置部を有する基体と、該基体の前記上側主面に前記載
   置部を囲繞するように接合され、側部に貫通孔または切
   欠き部から成る同軸コネクタの保持部材の取付部が設け
   られた枠体と、筒状の外周導体およびその中心軸に設置
   された中心導体ならびにそれらの間に介在させた絶縁体
   から成るとともに前記取付部に取り付けられた前記保持
   部材に保持された同軸コネクタとを具備した半導体素子
   収納用パッケージにおいて、前記保持部材は、前記枠体
   外側より前記同軸コネクタが挿着されるように前記枠体
   内側にかけて貫通孔が形成され、前記枠体内側の前記貫
   通孔の下方の部位に棚部が設けられ、かつ該棚部の上面
   に前記半導体素子と前記中心導体とを電気的に接続する
   線路導体が上面に形成された回路基板が設置されてお
   り、前記中心導体は、前記線路導体との接続部で前記線
   路導体側の先端から該先端と前記線路導体の端との間ま
   での部位に厚みがその残部の１０〜５０％とされた薄肉
   部が形成されていることを特徴とする半導体素子収納用
   パッケージ。
3. 【請求項３】 前記線路導体は、前記中心導体との接続
   部が前記中心導体の幅の０．７〜０．９倍の幅狭部とさ
   れ、残部が前記中心導体と略同じ幅とされていることを
   特徴とする請求項１または請求項２記載の半導体素子収
   納用パッケージ。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の半導体
   素子収納用パッケージと、前記載置部に載置固定される
   とともに前記同軸コネクタに前記線路導体を介して電気
   的に接続された半導体素子と、前記枠体の上面に接合さ
   れた蓋体とを具備したことを特徴とする半導体装置。