JP2003258142A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP2003258142A
JP2003258142A JP2002053222A JP2002053222A JP2003258142A JP 2003258142 A JP2003258142 A JP 2003258142A JP 2002053222 A JP2002053222 A JP 2002053222A JP 2002053222 A JP2002053222 A JP 2002053222A JP 2003258142 A JP2003258142 A JP 2003258142A
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coaxial cable
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Hiroshi Kikuchi
広 菊地
Takashi Kubo
貴 久保
Taku Suga
卓 須賀
Hiroyasu Sasaki
博康 佐々木
Hideko Ando
英子 安藤
Masanori Fukuhara
政則 福原
Satoru Isomura
悟 磯村
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Hitachi Ltd
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Landscapes

  • Waveguide Connection Structure (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To miniaturize a semiconductor device. <P>SOLUTION: There are provided a package substrate 4 having a microstrip line 4g, composed of a signal surface layer wiring 4c and a GND layer 4f, a high-frequency semiconductor chip 2 mounted on a principal surface 4a of the package 4 via flip-chip connection, a coaxial cable 7 having a core wire 7a electrically connected to a signal surface layer wiring 4c, and underfilled resin 6 for protecting the flip-chip connection portion of the semiconductor chip 2, a plurality of ball electrodes 3 each being disposed in a back surface 4b of the package substrate 4, and a coaxial connector 11 provided on a frame member 8 mounted on the package substrate 4. A high-frequency signal from the coaxial cable 7 can be transmitted to the entire surface layer of the package substrate 4. The package is miniaturized, by arranging all of the plurality of the ball electrodes 3 in an array configuration, on the back surface 4b of the package substrate 4. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に関
し、特に、同軸ケーブルを用いた光通信の半導体装置の
小型化に適用して有効な技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a technique effective when applied to miniaturization of a semiconductor device for optical communication using a coaxial cable.

【0002】[0002]

【従来の技術】高速の信号伝達手段の1つとして同軸ケ
ーブルがあるが、この同軸ケーブルを用いた構造の一例
として、例えば、特開平5−167258号公報にその
記載がある。
2. Description of the Related Art There is a coaxial cable as one of high speed signal transmitting means, and an example of a structure using this coaxial cable is described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-167258.

【0003】特開平5−167258号公報には、PG
A(Pin Grid Array) タイプの半導体パッケージ(半導
体装置)において、多層配線基板の部品実装面と裏面間
の厚さ方向の信号伝達経路を同軸ケーブルで構成する技
術が記載されている。
Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-167258 discloses a PG
In a semiconductor package (semiconductor device) of A (Pin Grid Array) type, there is described a technique of forming a signal transmission path in the thickness direction between a component mounting surface and a back surface of a multilayer wiring board with a coaxial cable.

【0004】また、高周波の光通信用素子を有する半導
体パッケージの一例として、例えば、特開平5−167
258号公報にその記載があり、絶縁性セラミック基板
の表面にマイクロストリップ線路(Au薄膜配線層)が
形成され、低誘電率の絶縁性蓋体を低誘電率のガラスに
よって接合して高周波信号の伝送損失を低減する技術が
記載されている。
As an example of a semiconductor package having a high-frequency optical communication element, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-167 is known.
No. 258, which discloses that a microstrip line (Au thin film wiring layer) is formed on the surface of an insulating ceramic substrate, an insulating lid having a low dielectric constant is joined by a glass having a low dielectric constant, and Techniques for reducing transmission loss are described.

【0005】また、同軸ケーブルを用いた光通信機器の
一例として、「DFB−LDを用いた565Mb/s光
送信器の諸特性」、花谷昌一、唐沢克嘉、山下喜市、前
田稔共著、昭和61年9月3日発表、通信、光・電波部
門全国大会、2−170頁にその記載がある。
As an example of an optical communication device using a coaxial cable, "Characteristics of 565 Mb / s optical transmitter using DFB-LD", Shoichi Hanatani, Katsuyoshi Karasawa, Kiichi Yamashita, Minoru Maeda, It is described on September 2, 1986, National Convention on Communications, Optical and Radio Waves, page 2-170.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが、特開平5−
167258号公報に記載された半導体パッケージで
は、同軸ケーブルの芯線と多層配線基板の表面配線とを
直角に付き当てた状態で接合しており、芯線と表面配線
とにおける芯線延在方向に直角な方向の断面積の差が大
きいため、芯線と表面配線の接合部の面積が変化した箇
所で信号が反射する。
However, Japanese Unexamined Patent Publication No.
In the semiconductor package described in Japanese Patent No. 167258, the core wire of the coaxial cable and the surface wiring of the multilayer wiring board are joined in a state of being abutted on each other at a right angle, and a direction perpendicular to the core wire extending direction between the core wire and the surface wiring. Because of the large difference in the cross-sectional area of the signal, the signal is reflected at the portion where the area of the joint between the core wire and the surface wiring changes.

【0007】その結果、高周波特性を低下させることが
問題となる。
As a result, deterioration of high frequency characteristics becomes a problem.

【0008】また、本発明者は、同軸ケーブルが接続さ
れた高周波の半導体装置を実現する構造として、高周波
の半導体チップが搭載されたパッケージ基板に、その外
部接続用端子としてインナリードを接続し、このインナ
リードと繋がるアウタリードがパッケージ基板からその
平面方向に沿って外方に向かって突出した構造を検討し
た。
Further, the present inventor has, as a structure for realizing a high-frequency semiconductor device to which a coaxial cable is connected, connects an inner lead as an external connection terminal to a package substrate on which a high-frequency semiconductor chip is mounted, A structure was studied in which outer leads connected to the inner leads were projected outward from the package substrate along the plane direction.

【0009】しかしながら、パッケージ基板の平面方向
に沿って基板の外方に向かってアウタリードが突出する
構造では、小型化が図れないことが問題となる。
However, in the structure in which the outer leads project outward of the package substrate along the plane direction of the package substrate, there is a problem that miniaturization cannot be achieved.

【0010】本発明の目的は、小型化を図る半導体装置
を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a semiconductor device which is downsized.

【0011】また、本発明のその他の目的は、薄型化を
図る半導体装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a thin semiconductor device.

【0012】さらに、本発明のその他の目的は、低価格
化を図る半導体装置を提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide a semiconductor device whose cost is reduced.

【0013】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
Among the inventions disclosed in the present application, a brief description will be given to the outline of typical ones.
It is as follows.

【0015】すなわち、本発明は、表層配線と接地導体
層とを有する配線基板と、配線基板に搭載された半導体
チップと、配線基板の表層配線に芯線が電気的に接続さ
れた同軸ケーブルとを有し、配線基板の主面または裏面
の何れかの面内に複数の外部接続用端子が配置されてい
るものである。
That is, the present invention provides a wiring board having surface wiring and a ground conductor layer, a semiconductor chip mounted on the wiring board, and a coaxial cable in which a core wire is electrically connected to the surface wiring of the wiring board. In addition, a plurality of external connection terminals are arranged in either the main surface or the back surface of the wiring board.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0017】以下の実施の形態においては便宜上その必
要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に
分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それら
はお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部ま
たは全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。
In the following embodiments, when there is a need for convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments, but unless otherwise specified, they are not unrelated to each other, One has a relationship such as a modification of some or all of the other, details, and supplementary explanation.

【0018】また、以下の実施の形態において、要素の
数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場
合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に
限定される場合などを除き、その特定の数に限定される
ものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとす
る。
Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, amount, range, etc.) of the elements, it is clearly limited to a specific number when explicitly stated and in principle. The number is not limited to the specific number except the case, and may be a specific number or more or less.

【0019】さらに、以下の実施の形態において、その
構成要素(要素ステップなどを含む)は、特に明示した
場合及び原理的に明らかに必須であると考えられる場合
などを除き、必ずしも必須のものではないことは言うま
でもない。
Furthermore, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps, etc.) are not necessarily essential unless otherwise specified or in principle considered to be essential. Needless to say

【0020】同様に、以下の実施の形態において、構成
要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示
した場合及び原理的に明らかにそうでないと考えられる
場合などを除き、実質的にその形状などに近似または類
似するものなどを含むものとする。このことは前記数値
及び範囲についても同様である。
Similarly, in the following embodiments, when referring to shapes, positional relationships, etc. of constituent elements, etc., except when explicitly stated or when it is considered that the principle is not clear, it is substantially the same. In addition, the shape and the like are included. This also applies to the above numerical values and ranges.

【0021】また、実施の形態を説明するための全図に
おいて同一機能を有する部材には同一の符号を付し、そ
の繰り返しの説明は省略する。
In all the drawings for explaining the embodiments, members having the same function are designated by the same reference numerals, and their repeated description will be omitted.

【0022】(実施の形態1)図1は本発明の実施の形
態1の高周波パッケージの構造の一例を示す断面図、図
2は図1に示す高周波パッケージが組み込まれる光モジ
ュールの構造の一例を示す外観斜視図、図3は図2に示
す光モジュールの構造を示す断面図、図4は図2に示す
光モジュールに組み込まれる部品の配置の一例を示す平
面図、図5は図2に示す光モジュールに組み込まれる部
品の配置の一例を示す断面図、図6は変形例の高周波パ
ッケージの構造を示す断面図、図7は図1に示す高周波
パッケージの配線基板におけるマイクロストリップ線路
の構造の一例を示す部分平面図、図8は図7に示すマイ
クロストリップ線路の構造を示す部分断面図、図9は図
1に示す高周波パッケージの配線基板における変形例の
マイクロストリップ線路の構造を示す部分平面図、図1
0は図9に示す変形例のマイクロストリップ線路の構造
を示す部分断面図、図11は変形例の高周波パッケージ
の構造を示す斜視図と断面図、図12は図1に示す高周
波パッケージのキャップ装着構造の一例を示す断面図、
図13は図12に示すキャップ装着構造の平面図、図1
4は図13のA−A線に沿って切断した断面図、図15
は図13に示すキャップ装着構造の底面図、図16は図
12に示すキャップ装着構造における表層配線とキャッ
プの位置関係の一例を示す平面図、図17は図14のC
矢視から眺めたキャップの構造を示す底面図、図18は
図17に示すキャップの構造を示す側面図、図19は図
17に示すキャップの構造を示す断面図と角部の拡大部
分断面図、図20は図13のA−A線に沿って切断した
拡大部分断面図、図21は図13のB−B線に沿って切
断した拡大部分断面図、図22は図12に示すキャップ
装着構造における表層配線とキャップの開口部の位置関
係の一例を示す拡大部分平面図、図23は変形例の高周
波パッケージの構造を示す断面図、図24は図12に示
すキャップに放熱部材を取り付けた構造の一例を示す拡
大部分断面図、図25、図26および図27はそれぞれ
変形例の高周波パッケージの構造を示す断面図、図28
は実施の形態1の変形例の高周波パッケージの構造を示
す平面図、図29は図28に示す高周波パッケージの断
面図、図30、図31および図32はそれぞれ本発明の
実施の形態1の変形例の高周波パッケージの構造を示す
平面図、図33は実施の形態1の変形例の高周波パッケ
ージの構造を示す平面図、図34は図33に示す高周波
パッケージの断面図、図35は実施の形態1の変形例の
高周波パッケージの構造を示す平面図、図36は図35
に示す高周波パッケージの断面図、図37は実施の形態
1の変形例の高周波パッケージの構造を示す平面図、図
38は図37に示す高周波パッケージの断面図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view showing an example of the structure of a high-frequency package according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is an example of the structure of an optical module incorporating the high-frequency package shown in FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of the optical module shown in FIG. 2, FIG. 4 is a plan view showing an example of the arrangement of components incorporated in the optical module shown in FIG. 2, and FIG. 5 is shown in FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of the arrangement of components incorporated in the optical module, FIG. 6 is a cross-sectional view showing the structure of a modified high frequency package, and FIG. 7 is an example of the structure of a microstrip line in the wiring board of the high frequency package shown in FIG. 8 is a partial plan view showing the structure of the microstrip line shown in FIG. 7, and FIG. 9 is a microstrip of a modification of the wiring board of the high-frequency package shown in FIG. Partial plan view showing the structure of the line, Figure 1
0 is a partial sectional view showing the structure of the modified microstrip line shown in FIG. 9, FIG. 11 is a perspective view and a sectional view showing the structure of a modified high frequency package, and FIG. 12 is a cap mounting of the high frequency package shown in FIG. Sectional view showing an example of the structure,
13 is a plan view of the cap mounting structure shown in FIG. 12, FIG.
4 is a sectional view taken along line AA of FIG.
13 is a bottom view of the cap mounting structure shown in FIG. 13, FIG. 16 is a plan view showing an example of the positional relationship between the surface wiring and the cap in the cap mounting structure shown in FIG. 12, and FIG.
FIG. 18 is a bottom view showing the structure of the cap as seen from the direction of the arrow, FIG. 18 is a side view showing the structure of the cap shown in FIG. 17, and FIG. 19 is a sectional view showing the structure of the cap shown in FIG. 20, FIG. 20 is an enlarged partial sectional view taken along the line AA of FIG. 13, FIG. 21 is an enlarged partial sectional view taken along the line BB of FIG. 13, and FIG. 22 is the cap mounting shown in FIG. FIG. 23 is an enlarged partial plan view showing an example of the positional relationship between the surface wiring and the opening of the cap in the structure, FIG. 23 is a cross-sectional view showing the structure of the high frequency package of the modification, and FIG. 24 is a heat dissipation member attached to the cap shown in FIG. FIG. 25, FIG. 26, and FIG. 27 are enlarged partial cross-sectional views showing an example of the structure, and FIG.
29 is a plan view showing the structure of a high frequency package of a modification of the first embodiment, FIG. 29 is a sectional view of the high frequency package shown in FIG. 28, and FIGS. 30, 31 and 32 are modifications of the first embodiment of the present invention. 33 is a plan view showing the structure of an example high-frequency package, FIG. 33 is a plan view showing the structure of a high-frequency package of a modification of the first embodiment, FIG. 34 is a cross-sectional view of the high-frequency package shown in FIG. 33, and FIG. 35 is a plan view showing the structure of the high frequency package of the modified example of FIG.
37 is a cross-sectional view of the high-frequency package shown in FIG. 37, FIG. 37 is a plan view showing the structure of the high-frequency package of the modification of the first embodiment, and FIG. 38 is a cross-sectional view of the high-frequency package shown in FIG.

【0023】図1に示す本実施の形態1の半導体装置
は、光通信IC(Integrated Circuit)を搭載した半導
体パッケージであり、例えば、40Gbpsの高速伝送
を行うことが可能な高周波パッケージ1である。なお、
高周波パッケージ1は、図2、図3に示す光モジュール
(半導体モジュール装置)14に搭載されており、高周
波側の信号伝達用として同軸ケーブル7を有している。
The semiconductor device according to the first embodiment shown in FIG. 1 is a semiconductor package mounted with an optical communication IC (Integrated Circuit), and is, for example, a high frequency package 1 capable of high-speed transmission of 40 Gbps. In addition,
The high frequency package 1 is mounted on the optical module (semiconductor module device) 14 shown in FIGS. 2 and 3, and has a coaxial cable 7 for transmitting signals on the high frequency side.

【0024】前記高周波パッケージ1の構成は、信号用
表層配線(表層配線)4cと、この信号用表層配線4c
と絶縁層4eを介して内部に形成されたGND層(接地
導体層)4fとからなるマイクロストリップ線路4gを
有するチップキャリアであるパッケージ基板(配線基
板)4と、パッケージ基板4の主面4aに複数の半田バ
ンプ電極5を介してフリップチップ接続によって電気的
に接続されて搭載された高周波の半導体チップ2と、信
号用表層配線4cに芯線7aが電気的に接続された同軸
ケーブル7と、半導体チップ2の主面2aとパッケージ
基板4の主面4aとの間に流し込まれてフリップチップ
接続部を保護するアンダーフィル樹脂6と、パッケージ
基板4の主面4aと反対側の裏面4b内に配置された複
数の外部接続用端子であるボール電極3とからなる。
The structure of the high frequency package 1 includes a signal surface wiring (surface wiring) 4c and a signal surface wiring 4c.
A package substrate (wiring substrate) 4 which is a chip carrier having a microstrip line 4g including a GND layer (ground conductor layer) 4f formed inside via an insulating layer 4e, and a main surface 4a of the package substrate 4. A high-frequency semiconductor chip 2 that is electrically connected and mounted by flip-chip connection via a plurality of solder bump electrodes 5, a coaxial cable 7 in which a core wire 7a is electrically connected to a signal surface wiring 4c, and a semiconductor An underfill resin 6 that is poured between the main surface 2a of the chip 2 and the main surface 4a of the package substrate 4 to protect the flip chip connection portion, and is placed in the back surface 4b opposite to the main surface 4a of the package substrate 4. Ball electrode 3 which is a plurality of external connection terminals.

【0025】すなわち、高周波パッケージ1は、同軸ケ
ーブル7からの高周波(例えば、40Gbps)の信号
をパッケージ基板4の信号用表層配線4cを介して半田
バンプ電極5を伝わって直接に半導体チップ2に入れる
ものであり、高周波の信号をパッケージ基板4の表層の
全てマイクロストリップラインのみで伝達可能な構造を
備えている。
That is, in the high frequency package 1, a high frequency (for example, 40 Gbps) signal from the coaxial cable 7 is directly transmitted to the semiconductor chip 2 through the solder bump electrode 5 via the signal surface wiring 4c of the package substrate 4. The package substrate 4 has a structure capable of transmitting high-frequency signals only through the microstrip lines on the entire surface layer of the package substrate 4.

【0026】したがって、高周波信号を、ビアによる配
線などを介さずにパッケージ基板4の表層のマイクロス
トリップラインのみで伝達することにより、周波数特性
を損失させずに高周波信号を伝達することが可能にな
る。
Therefore, by transmitting the high frequency signal only through the microstrip line on the surface layer of the package substrate 4 without passing through the wiring such as the via, it becomes possible to transmit the high frequency signal without loss of frequency characteristics. .

【0027】なお、信号用表層配線4cやGND用表層
配線4hなどの表層配線は、例えば、銅などによって形
成され、パッケージ基板4の主面4a側で最も上層に配
置された配線のことであり、主面4aの表面に露出して
いてもよく、あるいは非導電性の薄膜などでコーティン
グされていてもよい。
The surface wirings such as the signal surface wirings 4c and the GND surface wirings 4h are wirings formed of, for example, copper and arranged in the uppermost layer on the main surface 4a side of the package substrate 4. It may be exposed on the surface of the main surface 4a, or may be coated with a non-conductive thin film or the like.

【0028】また、40Gbpsなどの高速伝送を行う
場合には、マイクロストリップ線路4gの信号用表層配
線4cは最短にすることが好ましい。したがって、パッ
ケージ基板4の半導体チップ2と接続する複数の半田バ
ンプ電極5のうち、半導体チップ2の中央から同軸ケー
ブル7(同軸コネクタ11)寄りに配置された半田バン
プ電極5が信号用表層配線4cと接続されている。
Further, when high-speed transmission of 40 Gbps or the like is performed, it is preferable that the signal surface wiring 4c of the microstrip line 4g be as short as possible. Therefore, among the plurality of solder bump electrodes 5 connected to the semiconductor chip 2 of the package substrate 4, the solder bump electrode 5 arranged closer to the coaxial cable 7 (coaxial connector 11) from the center of the semiconductor chip 2 is the signal surface wiring 4c. Connected with.

【0029】好ましくは、複数の半田バンプ電極5のう
ち、最外周に配置された半田バンプ電極5の何れかが信
号用表層配線4cと接続されている。
Preferably, of the plurality of solder bump electrodes 5, any one of the solder bump electrodes 5 arranged on the outermost periphery is connected to the signal surface wiring 4c.

【0030】これにより、高周波の周波数特性の損失を
最小限に抑えた高速信号伝達を実現できるとともに、マ
イクロストリップ線路4gにノイズがのることを低減で
きるため、高周波特性の低下も抑えることができる。
As a result, it is possible to realize high-speed signal transmission in which the loss of the frequency characteristic of the high frequency is minimized, and it is possible to reduce the noise on the microstrip line 4g, so that the deterioration of the high frequency characteristic can be suppressed. .

【0031】また、高周波パッケージ1では、外部接続
用端子として設けられた複数のボール電極(バンプ電
極)3がパッケージ基板4の裏面4bにアレイ状に配置
されており、したがって、高周波パッケージ1は、ボー
ルグリッドアレイ型の半導体パッケージである。
Further, in the high frequency package 1, a plurality of ball electrodes (bump electrodes) 3 provided as external connection terminals are arranged in an array on the back surface 4b of the package substrate 4. Therefore, the high frequency package 1 is It is a ball grid array type semiconductor package.

【0032】これにより、アウタリードがパッケージ基
板4から外方に向かって突出したアウタリード突出型高
周波パッケージに比較してパッケージの小型化を図るこ
とができる。
As a result, the size of the package can be reduced as compared with the outer lead projecting type high frequency package in which the outer leads project outward from the package substrate 4.

【0033】なお、マイクロストリップ線路4gは、信
号用表層配線4cと内部のGND層4fとの間の絶縁層
4eにおいて電磁波として高周波の信号を伝えるもので
あるが、パッケージ基板4の表層においては、図7に示
すように、絶縁部を介して信号用表層配線4cの両側に
配置されたGND用表層配線(接地用表層配線)4hと
もマイクロストリップ線路4gを形成している。
The microstrip line 4g transmits a high frequency signal as an electromagnetic wave in the insulating layer 4e between the signal surface wiring 4c and the internal GND layer 4f, but in the surface layer of the package substrate 4, As shown in FIG. 7, the GND surface layer wiring (grounding surface wiring) 4h arranged on both sides of the signal surface layer wiring 4c via the insulating portion also forms a microstrip line 4g.

【0034】また、高周波パッケージ1では、パッケー
ジ基板4に、その外周部に沿ったフレーム部材8が取り
付けられ、さらにフレーム部材8には同軸ケーブル7と
嵌合する同軸コネクタ(中継部材)11がガラスビーズ
12とともに設けられている。そこで、同軸コネクタ1
1には同軸ケーブル7が嵌合され、この同軸ケーブル7
の芯線7aがパッケージ基板4の信号用表層配線4cに
半田接続31されている(導電性樹脂などによって接続
されていてもよい)。
In the high frequency package 1, a frame member 8 is attached to the package substrate 4 along the outer periphery thereof, and the frame member 8 is provided with a coaxial connector (relay member) 11 which is fitted with the coaxial cable 7. It is provided with the beads 12. Therefore, the coaxial connector 1
1 is fitted with a coaxial cable 7, and the coaxial cable 7
The core wire 7a is soldered 31 to the signal surface wiring 4c of the package substrate 4 (may be connected by a conductive resin or the like).

【0035】なお、同軸コネクタ11の直径は、例え
ば、10mm程度である。
The diameter of the coaxial connector 11 is, for example, about 10 mm.

【0036】また、パッケージ基板4は、例えば、ガラ
ス入りセラミックなどによって形成された基板であり、
その厚さは、例えば、1mm程度のものであり、その内
部にはGND層4f以外に、フリップチップ接続の半田
バンプ電極5とこれに対応した外部接続用端子であるボ
ール電極3とを接続する信号線である内部信号配線4d
が形成されている。
The package substrate 4 is a substrate formed of, for example, glass-filled ceramic,
The thickness thereof is, for example, about 1 mm, and in addition to the GND layer 4f, the solder bump electrodes 5 for flip chip connection and the ball electrodes 3 corresponding to the terminals for external connection are connected to the inside thereof. Internal signal wiring 4d which is a signal line
Are formed.

【0037】また、このような構造の高周波パッケージ
1は、図2に示すような光モジュール(半導体モジュー
ル装置)14などに組み込まれ、そのモジュール基板
(中継部材)13に搭載される。
Further, the high frequency package 1 having such a structure is incorporated in an optical module (semiconductor module device) 14 as shown in FIG. 2 and mounted on the module substrate (relay member) 13.

【0038】ここで、光モジュール14の構造について
説明する。
Here, the structure of the optical module 14 will be described.

【0039】図2〜図5に示す光モジュール14は、高
速光通信用のモジュールであり、例えば、携帯用電話機
などに搭載されるモジュール製品である。
The optical module 14 shown in FIGS. 2 to 5 is a module for high-speed optical communication, and is a module product mounted in, for example, a mobile phone.

【0040】本実施の形態1の光モジュール14は、図
2に示すように、その大きさが、例えば、L(100〜
200mm)×M(60〜150mm)であり、図3に
示すように、高さ(T)が10〜25mmであるが、光
モジュール14の大きさや高さはこれらの数値に限定さ
れるものではない。
As shown in FIG. 2, the optical module 14 according to the first embodiment has a size of, for example, L (100 to 100).
200 mm) × M (60 to 150 mm), and the height (T) is 10 to 25 mm as shown in FIG. 3, but the size and height of the optical module 14 are not limited to these numerical values. Absent.

【0041】本実施の形態1の高周波パッケージ1は、
光モジュール14のモジュール基板13上に搭載され、
このモジュール基板13ごとモジュールケース15によ
って覆われている。モジュールケース15の表面には複
数のフィン16が並んで形成されており、フィン16が
風18を受けることにより、光モジュール14の放熱性
を向上できる。
The high frequency package 1 according to the first embodiment is
Mounted on the module substrate 13 of the optical module 14,
The entire module board 13 is covered with a module case 15. A plurality of fins 16 are formed side by side on the surface of the module case 15, and the fins 16 receive wind 18 to improve the heat dissipation of the optical module 14.

【0042】なお、光モジュール14の外部端子は、モ
ジュール基板13に取り付けられたモジュールコネクタ
17であり、その一部がモジュールケース15の裏面側
に露出している。
The external terminal of the optical module 14 is the module connector 17 attached to the module substrate 13, and a part of it is exposed on the back side of the module case 15.

【0043】図4、図5に示すように光モジュール14
では、入力から入った高周波の光信号は、光電変換器2
0によって電気信号に変換され、さらに、この電気信号
は、アンプ素子19を介して入力側の高周波の半導体チ
ップ2にパッケージ基板4のマイクロストリップ線路4
gを通って入った後、低周波信号に変わって図1に示す
パッケージ基板4の内部信号配線4d、半田バンプ電極
5、モジュール基板13およびモジュールコネクタ17
を経て光モジュール14の外部に送られる。
As shown in FIGS. 4 and 5, the optical module 14
Then, the high frequency optical signal input from the input is converted into the photoelectric converter 2
0 is converted into an electric signal, and this electric signal is further transmitted to the high frequency semiconductor chip 2 on the input side via the amplifier element 19 and the microstrip line 4 of the package substrate 4.
After passing through g, the signal changes to a low frequency signal and the internal signal wiring 4d, the solder bump electrodes 5, the module substrate 13 and the module connector 17 of the package substrate 4 shown in FIG.
And is sent to the outside of the optical module 14.

【0044】一方、モジュールコネクタ17側から入力
された信号は、その逆の経路を通って出力として送られ
る。
On the other hand, the signal input from the module connector 17 side is sent as an output through the opposite path.

【0045】なお、図4では、高周波の半導体チップ2
が入力側と出力側とで、2つ設けられている場合を示し
ているが、入力側と出力側とを1つの半導体チップ2内
に組み込むことも可能である。
In FIG. 4, the high frequency semiconductor chip 2 is shown.
2 shows the case where two are provided on the input side and the output side, but it is also possible to incorporate the input side and the output side in one semiconductor chip 2.

【0046】また、図4では、入力および出力の信号の
流れを示す矢印において実線で示された矢印は、光ファ
イバによる光信号の伝達を示し、点線で示された矢印
は、同軸ケーブル7またはマイクロストリップ線路4g
による電気信号の伝達を示している。
Further, in FIG. 4, in the arrows showing the flow of the input and output signals, the arrow shown by the solid line shows the transmission of the optical signal by the optical fiber, and the arrow shown by the dotted line shows the coaxial cable 7 or Microstrip line 4g
2 shows the transmission of an electric signal by.

【0047】次に、図6は、高周波パッケージ1の変形
例を示したものであり、同軸ケーブル7の芯線7aがパ
ッケージ基板4の信号用表層配線4cに直接半田などで
接続されている。
Next, FIG. 6 shows a modification of the high frequency package 1, in which the core wire 7a of the coaxial cable 7 is directly connected to the signal surface wiring 4c of the package substrate 4 by soldering or the like.

【0048】すなわち、同軸コネクタ11を使わずに同
軸ケーブル7がパッケージ基板4に半田などによって直
付けされているものである。
That is, the coaxial cable 7 is directly attached to the package substrate 4 by soldering or the like without using the coaxial connector 11.

【0049】この場合、パッケージ基板4の端部に、同
軸ケーブル7を配置する段差4kを設けるとともに、こ
の段差4kの表面にGND用表層配線4hを設け、段差
4kに同軸ケーブル7を配置した際に、同軸ケーブル7
の芯線7aを覆うシールド(GND)7bと段差4kの
GND用表層配線4hとを半田などによって電気的に接
続する。
In this case, a step 4k for arranging the coaxial cable 7 is provided at the end of the package substrate 4, a surface wiring 4h for GND is provided on the surface of the step 4k, and the coaxial cable 7 is placed at the step 4k. And the coaxial cable 7
The shield (GND) 7b that covers the core wire 7a and the GND surface wiring 4h having the step 4k are electrically connected by soldering or the like.

【0050】このようにパッケージ基板4に対して同軸
ケーブル7を直付けすることにより、高価で、かつ直径
が比較的大きな同軸コネクタ11を使用しないため、高
周波パッケージ1の薄型化を図ることができるととも
に、低コスト化を図ることができる。
By directly attaching the coaxial cable 7 to the package substrate 4 in this way, the coaxial connector 11 which is expensive and has a relatively large diameter is not used, so that the high-frequency package 1 can be thinned. At the same time, cost reduction can be achieved.

【0051】次に、図7〜図10を用いて、パッケージ
基板4における内層のGND層4fの好ましい形状につ
いて説明する。
Next, a preferable shape of the GND layer 4f which is the inner layer of the package substrate 4 will be described with reference to FIGS.

【0052】まず、図7および図8は、マイクロストリ
ップ線路4gによるマイクロストリップライン構造21
において、基板内部のGND層4fがパッケージ基板4
の端部まで延在している場合であり、同軸ケーブル7に
よる同軸構造22とマイクロストリップライン構造21
とが接続した構造となっている場合である。
First, FIG. 7 and FIG. 8 show the microstrip line structure 21 by the microstrip line 4g.
In, the GND layer 4f inside the substrate is the package substrate 4
Of the coaxial cable 22 and the microstrip line structure 21 by the coaxial cable 7.
This is the case where the structure is such that and are connected.

【0053】この場合、パッケージ外部との入出力高速
信号は、同軸ケーブル7とパッケージ基板4の信号用表
層配線4cと半導体チップ2の経路を通る。この時、同
軸ケーブル7の芯線7aは、パッケージ基板4の信号用
表層配線4cに接続されており、同軸ケーブル7のGN
Dであるシールド7bは、パッケージ基板4のGND用
表層配線4hに接続されている。
In this case, high-speed input / output signals to / from the outside of the package pass through the coaxial cable 7, the signal surface wiring 4c of the package substrate 4 and the semiconductor chip 2. At this time, the core wire 7a of the coaxial cable 7 is connected to the signal surface wiring 4c of the package substrate 4, and the GN of the coaxial cable 7 is connected.
The D shield 7 b is connected to the GND surface wiring 4 h of the package substrate 4.

【0054】また、同軸ケーブル7の支持のためのフレ
ーム部材8がパッケージ基板4上に固着される場合があ
り、さらに、このフレーム部材8と同軸ケーブル7のシ
ールド7bあるいはパッケージ基板4のGND用表層配
線4hが接続される場合がある。なお、図8に示すよう
に、GND用表層配線4hと内層のGND層4fとはビ
ア配線4iによって接続されている。
A frame member 8 for supporting the coaxial cable 7 may be fixed on the package substrate 4, and further, the frame member 8 and the shield 7b of the coaxial cable 7 or the GND surface layer of the package substrate 4 may be attached. The wiring 4h may be connected. Note that, as shown in FIG. 8, the GND surface layer wiring 4h and the inner GND layer 4f are connected by a via wiring 4i.

【0055】そこで、GNDのL(インダクタンス)を
小さくするようにパッケージ基板4上の信号用表層配線
4cを全ての領域でマイクロストリップライン構造21
にするためには、GND層4fを基板端部で露出させて
同軸ケーブル7のシールド7bまたはフレーム部材8の
GNDに接続するか、またはGND用表層配線4hと内
層のGND層4fとを接続するビア配線4iを基板端部
に形成し、基板切断時にこのビア配線4iを切断して露
出させて同軸ケーブル7やフレーム部材8のGNDに接
続するなどしなければならない。
Therefore, in order to reduce the L (inductance) of GND, the signal surface layer wiring 4c on the package substrate 4 is provided with the microstrip line structure 21 in all regions.
In order to achieve this, the GND layer 4f is exposed at the end of the substrate and connected to the shield 7b of the coaxial cable 7 or the GND of the frame member 8, or the GND surface layer wiring 4h and the inner GND layer 4f are connected. It is necessary to form the via wiring 4i at the end portion of the substrate, and cut and expose the via wiring 4i at the time of cutting the substrate so as to be connected to the GND of the coaxial cable 7 or the frame member 8.

【0056】しかし、これらの技術は、パッケージ基板
4の表層・内層配線の位置決めに高い精度が要求される
とともに、配線にCuなどのねばりのある材料を使用し
た場合、配線のダレの原因に繋がることや、製造上困難
になることが懸念される。
However, these techniques require high accuracy in the positioning of the surface layer / inner layer wiring of the package substrate 4, and lead to the sagging of the wiring when a sticky material such as Cu is used for the wiring. And there is concern that it will be difficult to manufacture.

【0057】これに対して、図9および図10に示す構
造は、複数のビア配線4iのうち、最外周のビア配線4
iと同軸ケーブル7との間の領域に信号用表層配線4c
とGND用表層配線4hとを同一の平面(主面4a)に
配置したコプレーナ線路23aが形成されたものであ
り、同軸ケーブル7とパッケージ基板4のマイクロスト
リップ線路4gとがコプレーナ線路23aを介して接続
されている。
On the other hand, the structure shown in FIGS. 9 and 10 has the outermost via wiring 4 among the plurality of via wirings 4i.
i in the area between the coaxial cable 7 and the signal surface wiring 4c
And a surface layer wiring 4h for GND are formed on the same plane (main surface 4a) to form a coplanar line 23a, and the coaxial cable 7 and the microstrip line 4g of the package substrate 4 are connected via the coplanar line 23a. It is connected.

【0058】すなわち、パッケージ基板4の端部近傍で
ある最外周のビア配線4iより外側の領域をコプレーナ
構造23とするものであり、同軸構造22とコプレーナ
構造23とマイクロストリップライン構造21とが接続
されている。
That is, the area outside the outermost via wiring 4i near the end of the package substrate 4 is the coplanar structure 23, and the coaxial structure 22, the coplanar structure 23 and the microstrip line structure 21 are connected. Has been done.

【0059】これにより、GNDのインダクタンスを小
さくすることができる。
As a result, the inductance of GND can be reduced.

【0060】さらに、コプレーナ構造23の領域での特
性インピーダンス整合のため、図9に示すように信号用
表層配線4cとGND用表層配線4hとの間の距離を近
づけている。なお、ビア配線4iと内層のGND層4f
との位置ずれ精度は、従来と同等であり(例えば、50
μm程度)、また、新規な技術を必要としないため、コ
ストアップは防ぐことができる。
Furthermore, in order to match the characteristic impedance in the region of the coplanar structure 23, the distance between the signal surface layer wiring 4c and the GND surface layer wiring 4h is reduced as shown in FIG. The via wiring 4i and the inner GND layer 4f
The positional deviation accuracy between and is the same as the conventional one (for example, 50
Since it does not require a new technology, it is possible to prevent cost increase.

【0061】したがって、同軸構造22とコプレーナ構
造23とマイクロストリップライン構造21とを接続す
ることにより、高周波信号の損失を少なくして高速信号
経路の特性インピーダンスを目標値に近づけることがで
きる。
Therefore, by connecting the coaxial structure 22, the coplanar structure 23 and the microstrip line structure 21, it is possible to reduce the loss of high frequency signals and bring the characteristic impedance of the high speed signal path close to the target value.

【0062】さらに、表層の信号用表層配線4cとGN
D用表層配線4hとの間の距離を近づけることにより、
特性インピーダンスをより一層目標値に近づけることが
できる。
Further, the signal surface wiring for the surface 4c and the GN are provided.
By reducing the distance to the D surface wiring 4h,
The characteristic impedance can be brought closer to the target value.

【0063】その結果、高速信号特性の劣化を抑えるこ
とができ、高周波パッケージ1の電気的特性向上をコス
トを上げることなく実現できる。
As a result, deterioration of high-speed signal characteristics can be suppressed, and the electrical characteristics of the high frequency package 1 can be improved without increasing the cost.

【0064】次に、図11に示す変形例の高周波パッケ
ージ1について説明する。
Next, the high frequency package 1 of the modification shown in FIG. 11 will be described.

【0065】図11に示す高周波パッケージ1は、同軸
ケーブル7とパッケージ基板4のマイクロストリップ線
路4gの中継部材として板状部材である薄型同軸コネク
タ24を用いたものである。
The high frequency package 1 shown in FIG. 11 uses the coaxial cable 7 and a thin coaxial connector 24 which is a plate-shaped member as a relay member for the microstrip line 4g of the package substrate 4.

【0066】薄型同軸コネクタ24は、信号用表層配線
(表層配線)24aとこれの両側に絶縁部を介して形成
されたGND線(接地配線)24bとからなるマイクロ
ストリップ線路24cを有しており、したがって、高周
波パッケージ1では、パッケージ基板4のマイクロスト
リップ線路4gの信号用表層配線24aと同軸ケーブル
7の芯線7aとが薄型同軸コネクタ24のマイクロスト
リップ線路24cの信号用表層配線24aを介して電気
的に接続されている。
The thin coaxial connector 24 has a microstrip line 24c including a signal surface wiring (surface wiring) 24a and a GND line (ground wiring) 24b formed on both sides of the signal wiring via an insulating portion. Therefore, in the high frequency package 1, the signal surface wiring 24a of the microstrip line 4g of the package substrate 4 and the core wire 7a of the coaxial cable 7 are electrically connected via the signal surface wiring 24a of the microstrip line 24c of the thin coaxial connector 24. Connected to each other.

【0067】すなわち、段差24dを付けた薄いセラミ
ック板などの上段表面に信号用表層配線24aと、その
両側にGND線24bとを設け、また、下段にはGND
線24bのみを設け、上段と下段のGND線24bが表
面または内層ビアなどによって接続されている。
That is, the signal surface wiring 24a and the GND lines 24b are provided on both surfaces of the upper surface of a thin ceramic plate having a step 24d, and the GND wiring is provided on the lower surface.
Only the line 24b is provided, and the upper and lower GND lines 24b are connected by a surface or inner layer via.

【0068】そして、下段に同軸ケーブル7を搭載し、
先端の芯線7aを上段の信号用表層配線24aにのせ、
同軸ケーブル7のシールド7bとセラミック板の上下段
のGND線24bとを半田などで接続し、さらに、同軸
ケーブル7の芯線7aと上段の信号用表層配線24aと
を同様に半田などで接続する。
Then, the coaxial cable 7 is mounted on the lower stage,
Place the core wire 7a at the tip on the signal surface wiring 24a in the upper stage,
The shield 7b of the coaxial cable 7 is connected to the upper and lower GND wires 24b of the ceramic plate by soldering, and the core wire 7a of the coaxial cable 7 and the upper signal surface wiring 24a are similarly connected by soldering or the like.

【0069】その後、セラミック板の表層配線とパッケ
ージ基板4の表層配線とを対向させ、相互の配線を半田
もしくは導電性樹脂などで接続する。あるいは、金(A
u)−金(Au)圧着接続を行ってもよいし、セラミッ
ク板とパッケージ基板4とを密着固定してもよい。
After that, the surface wiring of the ceramic plate and the surface wiring of the package substrate 4 are opposed to each other, and the wirings are connected to each other with solder or conductive resin. Alternatively, gold (A
u) -Gold (Au) pressure bonding connection may be performed, or the ceramic plate and the package substrate 4 may be closely fixed.

【0070】このように、中継部材として板状部材であ
る薄型同軸コネクタ24を用いることにより、高周波パ
ッケージ1の薄型化を図ることができる。
As described above, by using the thin coaxial connector 24 which is a plate-shaped member as the relay member, the high frequency package 1 can be thinned.

【0071】さらに、同軸ケーブル7の取り扱いが容易
になり、コネクタリペアが可能になる。また、薄型同軸
コネクタ24は、同軸ケーブル7の両端に取り付けても
よいし、一端を薄型同軸コネクタ24とし、他端を図1
に示すような同軸コネクタ11にすることなども可能と
なり、同軸ケーブル7に対して異なった形状のコネクタ
を取り付けることが可能になる。あるいは、一端を薄型
同軸コネクタ24とし、他端をケーブル端を露出させて
もよい。
Furthermore, handling of the coaxial cable 7 is facilitated, and connector repair is possible. The thin coaxial connector 24 may be attached to both ends of the coaxial cable 7, or one end of the thin coaxial connector 24 may be the thin coaxial connector 24 and the other end may be the same as in FIG.
It is also possible to use the coaxial connector 11 as shown in, and it is possible to attach connectors of different shapes to the coaxial cable 7. Alternatively, one end may be the thin coaxial connector 24 and the other end may expose the cable end.

【0072】なお、薄型同軸コネクタ24が取り付けら
れた同軸ケーブル7は、同軸ケーブル7のみで供給する
ことも可能であり、図11に示すような薄型同軸コネク
タ24が取り付けられた高周波パッケージ1として供給
してもよい。
The coaxial cable 7 to which the thin coaxial connector 24 is attached can be supplied only by the coaxial cable 7, and is supplied as the high frequency package 1 to which the thin coaxial connector 24 is attached as shown in FIG. You may.

【0073】次に、図12に示す変形例の高周波パッケ
ージ1について説明する。
Next, the high frequency package 1 of the modification shown in FIG. 12 will be described.

【0074】まず、図12に示す高周波パッケージ1で
は、複数の外部接続用端子のボール電極3のうち、図1
5に示すように最外周の4つの角部にサポートボール3
aが設けられている。
First, in the high-frequency package 1 shown in FIG. 12, among the ball electrodes 3 of the plurality of external connection terminals, the one shown in FIG.
As shown in 5, support balls 3 are provided at the four outermost corners.
a is provided.

【0075】これは、同軸コネクタ11の重量が重いこ
とにより、高周波パッケージ1をモジュール基板13な
どの実装基板に搭載する際に、ボール電極3が潰れて隣
接するボール電極3間で電気的ショートが起こるという
問題に対するものであり、最外周の4つの角部にサポー
トボール3aが設けられていることにより、ボール電極
3の溶融時に、角部のサポートボール3aがパッケージ
基板4を支持してボール電極3の潰れによる電気的ショ
ートの発生を防ぐことができる。
Since the coaxial connector 11 is heavy, when the high frequency package 1 is mounted on a mounting substrate such as the module substrate 13, the ball electrodes 3 are crushed and an electrical short circuit occurs between the adjacent ball electrodes 3. Since the support balls 3a are provided at the four corners of the outermost circumference, the support balls 3a at the corners support the package substrate 4 to support the package substrate 4 when the ball electrode 3 is melted. It is possible to prevent an electrical short circuit due to the crushing of No. 3.

【0076】なお、サポートボール3aは、例えば、高
融点半田、樹脂またはセラミックなどによって形成され
るものである。
The support balls 3a are made of, for example, high melting point solder, resin or ceramic.

【0077】また、図12に示す高周波パッケージ1
は、半導体チップ2の主面2aと反対側の背面2bに放
熱部材であるキャップ9が熱伝導性接着剤10を介して
取り付けられているものである。
Further, the high frequency package 1 shown in FIG.
In the above, a cap 9 as a heat dissipation member is attached to a back surface 2b of the semiconductor chip 2 opposite to the main surface 2a via a heat conductive adhesive 10.

【0078】すなわち、高周波の半導体チップ2は、そ
の駆動時に高発熱となることがあるため、その背面2b
に放熱用のキャップ9または熱拡散板あるいは放熱フィ
ンなどを取り付けることにより、半導体チップ2の放熱
性を高めるとともに、高周波パッケージ1の放熱性も向
上させて電気的特性の劣化を防ぐことができる。
That is, since the high-frequency semiconductor chip 2 may generate a high amount of heat when it is driven, its back surface 2b.
By attaching the heat dissipation cap 9 or the heat diffusion plate or the heat dissipation fin to the semiconductor chip 2, the heat dissipation of the semiconductor chip 2 can be improved and the heat dissipation of the high frequency package 1 can be improved to prevent the deterioration of the electrical characteristics.

【0079】ここで、パッケージ基板4に対するキャッ
プ9の配置位置について説明する。図12〜図14に示
すようにキャップ9は、半導体チップ2を覆うように半
導体チップ2の背面2bに熱伝導性接着剤10などを介
して取り付けられており、その際、図16や図20に示
すように信号用表層配線4cおよびGND用表層配線4
hなどの表層配線(マイクロストリップ線路4g)上に
も配置されている方が好ましい。
Here, the arrangement position of the cap 9 with respect to the package substrate 4 will be described. As shown in FIGS. 12 to 14, the cap 9 is attached to the back surface 2b of the semiconductor chip 2 via the heat conductive adhesive 10 or the like so as to cover the semiconductor chip 2, and at that time, FIG. Signal surface wiring 4c and GND surface wiring 4
It is preferable to be arranged also on the surface wiring such as h (microstrip line 4g).

【0080】すなわち、表層のマイクロストリップ線路
4gに外部電磁波などによるノイズがのらないようにす
るため、マイクロストリップ線路4g上をキャップ9が
覆っている方が好ましい。
That is, it is preferable that the cap 9 covers the microstrip line 4g in order to prevent noise due to external electromagnetic waves from being applied to the surface microstrip line 4g.

【0081】したがって、外部からの電磁波の進入を阻
止するように、半導体チップ2と表層配線とをある程度
覆っている方が好ましい。ただし、キャップ9と、信号
用表層配線4cおよびGND用表層配線4hなどの表層
配線とは、必ず絶縁されていなければならない。
Therefore, it is preferable that the semiconductor chip 2 and the surface wiring are covered to some extent so as to prevent the entry of electromagnetic waves from the outside. However, the cap 9 and the surface layer wirings such as the signal surface layer wiring 4c and the GND surface layer wiring 4h must be insulated from each other.

【0082】そこで、本実施の形態1のパッケージ基板
4では、図17に示すように、キャップ9の表層配線上
の脚部9bに開口部(肉逃げ部)9aが形成されてお
り、キャップ9の脚部9bと表層配線とが接触しないよ
うなキャップ形状になっている。
Therefore, in the package substrate 4 of the first embodiment, as shown in FIG. 17, an opening portion (meat relief portion) 9a is formed in the leg portion 9b on the surface wiring of the cap 9, and the cap 9 is formed. Has a cap shape so that the leg portions 9b and the surface wiring are not in contact with each other.

【0083】なお、図20および図22は、キャップ9
の脚部9bの開口部9aと、パッケージ基板4の信号用
表層配線4cおよびGND用表層配線4hとの位置関係
の詳細を示したものである。すなわち、キャップ9の脚
部9bは、信号用表層配線4cおよびGND用表層配線
4hと接触しないようにGND用表層配線4hの両脇の
外側の箇所まで開口部9aとして開口している。
20 and 22 show the cap 9
3 shows the detailed positional relationship between the opening 9a of the leg portion 9b and the signal surface layer wiring 4c and the GND surface layer wiring 4h of the package substrate 4. That is, the leg portion 9b of the cap 9 is opened as an opening 9a up to the outside of both sides of the GND surface layer wiring 4h so as not to contact the signal surface layer wiring 4c and the GND surface layer wiring 4h.

【0084】さらに、パッケージ基板4の表層配線であ
る信号用表層配線4cの同軸ケーブル7との接続領域以
外の箇所は、図20に示すように樹脂などからなる絶縁
性の薄膜(非導電性の薄膜)であるソルダレジスト4j
によって被覆されている(GND用表層配線4hも同
じ)。このソルダレジスト4jは、絶縁の機能とともに
同軸ケーブル7の半田接続31のための半田の流れ止め
の機能も有している。
Further, as shown in FIG. 20, an insulating thin film (non-conductive layer) made of resin or the like is formed at a portion other than the connection region of the signal surface layer wiring 4c, which is the surface layer wiring of the package substrate 4, with the coaxial cable 7. Thin film) Solder resist 4j
(The same applies to the GND surface layer wiring 4h). The solder resist 4j has an insulating function as well as a solder flow stopping function for the solder connection 31 of the coaxial cable 7.

【0085】したがって、表層配線に対して、キャップ
9の肉逃げ部である開口部9aと絶縁性の薄膜であるソ
ルダレジスト4jとが形成されているため、表層配線と
キャップ9とが接触することは防げる。
Therefore, since the opening 9a which is the meat relief portion of the cap 9 and the solder resist 4j which is an insulating thin film are formed on the surface layer wiring, the surface layer wiring and the cap 9 may come into contact with each other. Can be prevented.

【0086】なお、キャップ9には、図17および図1
8に示すように、角部および側部などにも表層配線と接
触しないような肉逃げ部である切り欠き部9cが形成さ
れている。
It should be noted that the cap 9 has a structure shown in FIGS.
As shown in FIG. 8, cutouts 9c are formed in the corners and sides so as not to contact the surface wirings.

【0087】また、キャップ9は、シールド効果も必要
とするため、図19に示すように、銅合金などからなる
基材9dの表面全体がクロム系の導電膜9eによって被
覆され、さらに、その外側の面のみが、他の部品などと
の電気的ショートを防止するように非導電膜9fによっ
て覆われている。
Since the cap 9 also needs a shielding effect, as shown in FIG. 19, the entire surface of the base material 9d made of a copper alloy or the like is covered with a chrome-based conductive film 9e, and further outside thereof. Is covered with the non-conductive film 9f so as to prevent an electrical short circuit with other parts.

【0088】このようなキャップ9が、図21および図
22に示すように、パッケージ基板4の主面4aに形成
された信号用表層配線4cおよびGND用表層配線4h
と同一の層に取り付けられている。なお、半田バンプ電
極5の下地電極の層とも同一の層である。
As shown in FIGS. 21 and 22, such a cap 9 has a signal surface wiring 4c and a GND surface wiring 4h formed on the main surface 4a of the package substrate 4.
It is attached to the same layer as. The layer of the base electrode of the solder bump electrode 5 is the same layer.

【0089】また、キャップ9の脚部9bの開口部9a
が形成されていない箇所は、図21に示すように前記シ
ールド効果を高めるために、脚部9bが導電材25を介
してパッケージ基板4の内部のGND層4fとビア配線
4iを介して接続されており、キャップ9自体がパッケ
ージ基板4の内部のGND層4fおよびGND用表層配
線4hと電気的に接続されている。
Also, the opening 9a of the leg 9b of the cap 9 is formed.
21, the legs 9b are connected to the GND layer 4f inside the package substrate 4 via the conductive material 25 and the via wiring 4i in order to enhance the shielding effect, as shown in FIG. Therefore, the cap 9 itself is electrically connected to the GND layer 4f and the GND surface wiring 4h inside the package substrate 4.

【0090】これにより、高周波信号の半田バンプ電極
5の周囲がGND電位で囲まれた状態となり、キャップ
9によるシールド効果を高めることができる。
As a result, the periphery of the solder bump electrode 5 for the high frequency signal is surrounded by the GND potential, and the shielding effect of the cap 9 can be enhanced.

【0091】また、高周波信号の半田バンプ電極5すな
わち信号用表層配線4cと接続される半田バンプ電極5
は、図22に示すように、最外周の半田バンプ電極5列
の辺のほぼ中央部に配置された半田バンプ電極5とする
ことが好ましく、この半田バンプ電極5と信号用表層配
線4cを介して接続される同軸コネクタ11も辺のほぼ
中央部に配置することが好ましい。
Further, the solder bump electrodes 5 for high frequency signals, that is, the solder bump electrodes 5 connected to the signal surface wiring 4c.
As shown in FIG. 22, it is preferable that the solder bump electrodes 5 are arranged substantially at the center of the sides of the outermost solder bump electrode 5 row, and the solder bump electrodes 5 and the signal surface wiring 4c are interposed therebetween. It is preferable that the coaxial connector 11 to be connected by means of is also arranged substantially at the center of the side.

【0092】これによって、マイクロストリップ線路4
gを最短にすることができ、高周波の周波数特性の損失
を最小限に抑えた高速信号伝達を実現できるとともに、
マイクロストリップ線路4gにノイズがのることも低減
できる。
As a result, the microstrip line 4
g can be minimized, high-speed signal transmission can be realized with the loss of high-frequency characteristics minimized, and
It is also possible to reduce noise on the microstrip line 4g.

【0093】次に、図23に示す変形例の高周波パッケ
ージ1は、図11に示す薄型同軸コネクタ24を使用し
た高周波パッケージ1にキャップ9を取り付けた構造の
ものであり、図23に示す高周波パッケージ1によれ
ば、高周波パッケージ1の薄型化と放熱性の両者を向上
させることができる。
Next, the high frequency package 1 of the modification shown in FIG. 23 has a structure in which the cap 9 is attached to the high frequency package 1 using the thin coaxial connector 24 shown in FIG. 11, and the high frequency package shown in FIG. According to 1, it is possible to improve both thinning of the high frequency package 1 and heat dissipation.

【0094】また、図24に示す変形例の高周波パッケ
ージ1は、半導体チップ2の背面2bに取り付けられた
キャップ9の表面に、さらに熱伝導性接着剤10を介し
て放熱ブロック(放熱部材)26を取り付けたものであ
り、高周波パッケージ1の放熱性をさらに向上できる。
Further, in the high frequency package 1 of the modified example shown in FIG. 24, the heat dissipation block (heat dissipation member) 26 is provided on the surface of the cap 9 attached to the back surface 2b of the semiconductor chip 2 with the heat conductive adhesive 10 interposed therebetween. The heat radiation of the high frequency package 1 can be further improved.

【0095】また、図25に示す変形例の高周波パッケ
ージ1は、半導体チップ2に加えてさらに第2の半導体
チップ27をパッケージ基板4上に搭載した構造を示し
たものであり、両チップを覆うキャップ9が取り付けら
れている。
The high frequency package 1 of the modification shown in FIG. 25 has a structure in which a second semiconductor chip 27 is mounted on the package substrate 4 in addition to the semiconductor chip 2, and covers both chips. A cap 9 is attached.

【0096】ここでは、同軸ケーブル7と表層のマイク
ロストリップ線路4gを介して接続された半導体チップ
2から第2の半導体チップ27に対して、パッケージ基
板4の内部信号配線4dを介して信号が入力され、さら
に、第2の半導体チップ27の半田バンプ電極5から内
部信号配線4dを介して外部接続用端子であるボール電
極3に信号が伝達される。
Here, a signal is input from the semiconductor chip 2 connected to the coaxial cable 7 via the surface microstrip line 4g to the second semiconductor chip 27 via the internal signal wiring 4d of the package substrate 4. Further, a signal is transmitted from the solder bump electrode 5 of the second semiconductor chip 27 to the ball electrode 3 which is an external connection terminal via the internal signal wiring 4d.

【0097】また、図26および図27に示す変形例の
高周波パッケージ1は、両者ともフレーム部材8にバラ
ンサ28が取り付けられたものである。バランサ28
は、高周波パッケージ1の基板実装時に、高周波パッケ
ージ1が傾かないようにパッケージ重心を調整する働き
をする。
The high frequency packages 1 of the modified examples shown in FIGS. 26 and 27 both have the frame member 8 and the balancer 28 attached thereto. Balancer 28
Has a function of adjusting the center of gravity of the package so that the high-frequency package 1 does not tilt when the high-frequency package 1 is mounted on a substrate.

【0098】図26は、ネジ部材29を介してバランサ
28をフレーム部材8に固定したものであり、また、図
27は、バランサ28に溝を形成し、この溝をフレーム
部材8に嵌合させてバランサ28をフレーム部材8取り
付けた構造のものである。
In FIG. 26, the balancer 28 is fixed to the frame member 8 via the screw member 29. In FIG. 27, a groove is formed in the balancer 28 and the groove is fitted into the frame member 8. The balancer 28 is attached to the frame member 8.

【0099】したがって、図26および図27の高周波
パッケージ1では、その基板実装時に、高周波パッケー
ジ1が傾かないようにバランサ28によってパッケージ
重心を調整している。
Therefore, in the high frequency package 1 of FIGS. 26 and 27, the package center of gravity is adjusted by the balancer 28 so that the high frequency package 1 does not tilt when mounted on the substrate.

【0100】次に、パッケージ基板4と半導体チップ2
の配置位置について説明する。
Next, the package substrate 4 and the semiconductor chip 2
The arrangement position of will be described.

【0101】高周波パッケージ1では、半導体チップ2
は、パッケージ基板4上でなるべく同軸ケーブル7に近
い領域に配置することが好ましい。
In the high frequency package 1, the semiconductor chip 2
Is preferably arranged on the package substrate 4 as close to the coaxial cable 7 as possible.

【0102】すなわち、パッケージ基板4の表層のマイ
クロストリップ線路4gを介して高周波の信号を同軸ケ
ーブル7から半導体チップ2に伝達する際に、マイクロ
ストリップ線路4gの経路が長いとノイズがのって高周
波特性が低下するため、これを防ぐために半導体チップ
2をパッケージ基板4の中央部より同軸ケーブル7寄り
に片寄らせて配置することが好ましく、できる限り同軸
ケーブル7の近くに配置する。
That is, when transmitting a high-frequency signal from the coaxial cable 7 to the semiconductor chip 2 via the microstrip line 4g on the surface of the package substrate 4, if the microstrip line 4g has a long path, noise will be generated and the high frequency will be increased. Since the characteristic deteriorates, it is preferable to dispose the semiconductor chip 2 closer to the coaxial cable 7 than the central portion of the package substrate 4 in order to prevent this, and the semiconductor chip 2 is disposed as close to the coaxial cable 7 as possible.

【0103】これにより、マイクロストリップ線路4g
の長さを短くすることができ、ノイズがのって高周波特
性が低下することを抑えられる。
Thus, the microstrip line 4g
Can be shortened, and it is possible to suppress deterioration of high frequency characteristics due to noise.

【0104】図13に示す高周波パッケージ1は、1つ
の半導体チップ2がパッケージ基板4に搭載されている
場合であり、半導体チップ2はパッケージ基板4の中央
部より同軸コネクタ11寄りに配置されており、この同
軸コネクタ11に同軸ケーブル7を嵌合することによ
り、半導体チップ2は中央部より同軸ケーブル7寄りに
配置されていることになる。
The high frequency package 1 shown in FIG. 13 is a case where one semiconductor chip 2 is mounted on the package substrate 4, and the semiconductor chip 2 is arranged closer to the coaxial connector 11 than the central portion of the package substrate 4. By fitting the coaxial cable 7 into the coaxial connector 11, the semiconductor chip 2 is arranged closer to the coaxial cable 7 than the central portion.

【0105】図28と図29は、高周波の半導体チップ
2と低周波の第2の半導体チップ27がパッケージ基板
4に搭載されている場合であり、高周波の半導体チップ
2は、パッケージ基板4の中央部より同軸コネクタ11
寄りに配置されているとともに、低周波の第2の半導体
チップ27より同軸コネクタ11寄りに配置されてお
り、さらに、片方の半導体チップ2に対して2つの同軸
コネクタ11が対応して取り付けられているものであ
る。
28 and 29 show the case where the high-frequency semiconductor chip 2 and the low-frequency second semiconductor chip 27 are mounted on the package substrate 4, and the high-frequency semiconductor chip 2 is located at the center of the package substrate 4. From the coaxial connector 11
It is arranged closer to the coaxial connector 11 than the second low frequency semiconductor chip 27, and two coaxial connectors 11 are attached to one semiconductor chip 2 in a corresponding manner. There is something.

【0106】図30は、図28の構造に対する変形例で
あり、2つの同軸コネクタ11の配置組み合わせを変え
たものである。
FIG. 30 shows a modification of the structure of FIG. 28, in which the arrangement combination of the two coaxial connectors 11 is changed.

【0107】図31と図32は、それぞれパッケージ基
板4に1つの半導体チップ2が搭載されている場合であ
り、図31は同一の辺に2つの同軸コネクタ11が設け
られている場合であり、半導体チップ2は中央部より同
軸コネクタ11寄りに配置されている。
31 and 32 show the case where one semiconductor chip 2 is mounted on the package substrate 4, and FIG. 31 shows the case where two coaxial connectors 11 are provided on the same side. The semiconductor chip 2 is arranged closer to the coaxial connector 11 than the central portion.

【0108】また、図32も、半導体チップ2は中央部
より同軸コネクタ11寄りに配置されているが、2つの
同軸コネクタ11が対向する2つの辺にそれぞれ向かい
合って対称に配置されている。
Also, in FIG. 32, the semiconductor chip 2 is arranged closer to the coaxial connector 11 than the central portion, but the two coaxial connectors 11 are symmetrically arranged facing each other on two opposite sides.

【0109】図33、図34の高周波パッケージ1は、
1つの半導体チップ2が中央部より同軸コネクタ11寄
りに配置されており、これに対応して最も近い辺に同軸
コネクタ11が設けられている。さらに、パッケージ基
板4の主面4a上の半導体チップ2の周囲には複数のチ
ップコンデンサ30が搭載されている。
The high frequency package 1 shown in FIGS. 33 and 34 is
One semiconductor chip 2 is arranged closer to the coaxial connector 11 than the central portion, and the coaxial connector 11 is provided on the closest side corresponding to this. Further, a plurality of chip capacitors 30 are mounted around the semiconductor chip 2 on the main surface 4a of the package substrate 4.

【0110】すなわち、半導体チップ2を中央部より同
軸コネクタ11寄りに配置しているため、半導体チップ
2のわきの反対側の空きスペースに複数のチップコンデ
ンサ30などを搭載することができる。
That is, since the semiconductor chip 2 is arranged closer to the coaxial connector 11 than the central portion, a plurality of chip capacitors 30 and the like can be mounted in an empty space on the opposite side of the semiconductor chip 2.

【0111】これに対して、図35、図36に示す高周
波パッケージ1は、1つの半導体チップ2が中央部より
同軸コネクタ11寄りに配置されているとともに、パッ
ケージ基板4の裏面4bのチップ対応領域に複数のチッ
プコンデンサ30を搭載している場合であり、また、図
37、図38に示す高周波パッケージ1は、1つの半導
体チップ2が中央部より同軸コネクタ11寄りに配置さ
れているとともに、パッケージ基板4の裏面4bのチッ
プ対応領域に形成されたキャビティである凹部4lに複
数のチップコンデンサ30が搭載されている。
On the other hand, in the high frequency package 1 shown in FIGS. 35 and 36, one semiconductor chip 2 is arranged closer to the coaxial connector 11 than the central portion, and the chip corresponding region on the back surface 4b of the package substrate 4 is arranged. In the high frequency package 1 shown in FIGS. 37 and 38, one semiconductor chip 2 is arranged closer to the coaxial connector 11 than the central portion, and the package capacitors are mounted on the package. A plurality of chip capacitors 30 are mounted in a recess 4l which is a cavity formed in the chip corresponding region of the back surface 4b of the substrate 4.

【0112】図28〜図38に示す何れの高周波パッケ
ージ1であっても、その小型化、薄型化および低コスト
化を図ることができる。
Any of the high frequency packages 1 shown in FIGS. 28 to 38 can be downsized, thinned and reduced in cost.

【0113】(実施の形態2)図39は本発明の実施の
形態2の半導体装置(高周波パッケージ)の構造を示す
断面図、図40および図41はそれぞれ本発明の実施の
形態2の変形例の高周波パッケージの構造を示す断面
図、図42は図41に示す高周波パッケージの組み立て
におけるキャップ装着状態の一例を示す断面図、図43
は図41に示す高周波パッケージの組み立てにおける補
助基板と同軸ケーブルの接続状態の一例を示す部分断面
図、図44は図41に示す高周波パッケージの組み立て
におけるテスティング状態の一例を示す部分断面図、図
45は図41に示す高周波パッケージの組み立て完了後
の構造の一例を示す部分断面図である。
(Second Embodiment) FIG. 39 is a sectional view showing the structure of a semiconductor device (high-frequency package) according to the second embodiment of the present invention, and FIGS. 40 and 41 are modification examples of the second embodiment of the present invention. 43 is a cross-sectional view showing the structure of the high-frequency package of FIG. 42, FIG.
41 is a partial cross-sectional view showing an example of the connection state of the auxiliary board and the coaxial cable in the assembly of the high-frequency package shown in FIG. 41, and FIG. 44 is a partial cross-sectional view showing an example of the testing state in the assembly of the high-frequency package shown in FIG. 41. 45 is a partial cross-sectional view showing an example of the structure of the high-frequency package shown in FIG. 41 after completion of assembly.

【0114】本実施の形態2の図39に示す半導体装置
は、実施の形態1の高周波パッケージ1と同様に、同軸
ケーブル7を有した光通信用の高周波の半導体パッケー
ジであるが、実施の形態1で説明したような同軸ケーブ
ル7が同軸コネクタ11を介して取り付けられたり、あ
るいは同軸ケーブル7が直付けでチップキャリアである
パッケージ基板4に取り付けられるのではなく、同軸ケ
ーブル7が図2に示す光モジュール14(半導体モジュ
ール装置)のモジュール基板13に接続され、このモジ
ュール基板13がパッケージ基板4と突起電極を介して
接続される構造のものである。
The semiconductor device shown in FIG. 39 of the second embodiment is a high frequency semiconductor package for optical communication having a coaxial cable 7 as in the high frequency package 1 of the first embodiment. The coaxial cable 7 as shown in FIG. 1 is not attached via the coaxial connector 11 or the coaxial cable 7 is directly attached to the package substrate 4 which is a chip carrier, but the coaxial cable 7 is shown in FIG. The optical module 14 (semiconductor module device) is connected to the module substrate 13, and the module substrate 13 is connected to the package substrate 4 via the projecting electrodes.

【0115】したがって、同軸ケーブル7からパッケー
ジ基板4に対して高周波の信号を伝達する際の中継部材
としてモジュール基板13を用いるものであり、モジュ
ール基板13にも、その主面13aの表層に、信号用表
層配線(表層配線)13cと、この信号用表層配線13
cと絶縁層13eを介して内部に形成されたGND層
(接地導体層)13fとからなるマイクロストリップ線
路13gが形成されている。
Therefore, the module substrate 13 is used as a relay member when transmitting a high-frequency signal from the coaxial cable 7 to the package substrate 4. The module substrate 13 also has a signal on the surface of the main surface 13a thereof. Surface wiring (surface wiring) 13c and the signal surface wiring 13
A microstrip line 13g composed of c and a GND layer (ground conductor layer) 13f formed inside via an insulating layer 13e is formed.

【0116】そこで、パッケージ基板4のマイクロスト
リップ線路4gの信号用表層配線4cと同軸ケーブル7
の芯線7aとがモジュール基板13のマイクロストリッ
プ線路13gの信号用表層配線13cを介して接続され
ている。
Therefore, the signal surface wiring 4c of the microstrip line 4g of the package substrate 4 and the coaxial cable 7 are used.
Is connected to the core wire 7a via the signal surface wiring 13c of the microstrip line 13g of the module substrate 13.

【0117】すなわち、パッケージ基板4のフリップチ
ップ接続側の主面4aに外部接続用端子である薄型ボー
ル電極34が形成されているため、パッケージ基板4の
主面4aとモジュール基板13の主面13aとを対向さ
せて配置することにより、半田などからなる薄型ボール
電極34を介してパッケージ基板4の信号用表層配線4
cとモジュール基板13の信号用表層配線13cとを接
続することができ、これによって、半田の薄型ボール電
極34を介してパッケージ基板4のマイクロストリップ
線路4gとモジュール基板13のマイクロストリップ線
路13gとが接続されている。
That is, since the thin ball electrodes 34 as external connection terminals are formed on the main surface 4a of the package substrate 4 on the flip chip connection side, the main surface 4a of the package substrate 4 and the main surface 13a of the module substrate 13 are formed. Are arranged so as to face each other, so that the signal surface wiring 4 of the package substrate 4 is interposed via the thin ball electrode 34 made of solder or the like.
c and the signal surface wiring 13c of the module substrate 13 can be connected, whereby the microstrip line 4g of the package substrate 4 and the microstrip line 13g of the module substrate 13 are connected via the thin ball electrode 34 of solder. It is connected.

【0118】したがって、実施の形態2の高周波パッケ
ージ1も、同軸ケーブル7からの高周波(例えば、40
Gbps)の信号をモジュール基板13の信号用表層配
線13cを介し、かつ薄型ボール電極34を介して直接
半導体チップ2に入れることができ、高周波の信号をモ
ジュール基板13を介してパッケージ基板4の表層の全
てマイクロストリップラインのみで伝達可能である。
Therefore, the high frequency package 1 of the second embodiment also has a high frequency (for example, 40 Hz) from the coaxial cable 7.
Gbps) signal can be directly input to the semiconductor chip 2 via the signal surface wiring 13c of the module substrate 13 and the thin ball electrode 34, and a high frequency signal can be input to the surface layer of the package substrate 4 via the module substrate 13. Can be transmitted only by the microstrip line.

【0119】これにより、実施の形態1の高周波パッケ
ージ1と同様に、高周波信号を、ビアによる配線などを
介さずにモジュール基板13およびパッケージ基板4の
表層のマイクロストリップラインのみで伝達することに
より、周波数特性を損失させずに高周波信号を伝達する
ことができる。
As a result, as in the high frequency package 1 of the first embodiment, by transmitting the high frequency signal only through the microstrip line on the surface layer of the module substrate 13 and the package substrate 4 without passing through the wiring by the via, A high frequency signal can be transmitted without loss of frequency characteristics.

【0120】なお、低周波側の信号は、パッケージ基板
4の内部信号配線4dを通って、薄型ボール電極34を
介してモジュール基板13の内部信号配線13dを通っ
て外部に送られる。
The signal on the low frequency side is sent to the outside through the internal signal wiring 4d of the package substrate 4, the thin ball electrode 34, and the internal signal wiring 13d of the module substrate 13.

【0121】また、半導体チップ2はパッケージ基板4
にフリップチップ接続された状態で、モジュール基板1
3の開口部13hに配置され、さらに、半導体チップ2
の背面2bには熱伝導性接着剤10を介して放熱ブロッ
ク(放熱部材)26が取り付けられており、したがっ
て、モジュール基板13の裏面13b側には放熱ブロッ
ク26が配置されている。
The semiconductor chip 2 is the package substrate 4
Module board 1 with flip-chip connection to
3 is arranged in the opening 13h, and the semiconductor chip 2
A heat radiation block (heat radiation member) 26 is attached to the back surface 2b of the module via the heat conductive adhesive 10. Therefore, the heat radiation block 26 is arranged on the back surface 13b side of the module substrate 13.

【0122】本実施の形態2の高周波パッケージ1で
は、同軸ケーブル7をパッケージ基板4に直付けせずに
同軸ケーブル7とパッケージ基板4との間にモジュール
基板13を介在させる構造であるため、ICメーカで
は、パッケージ基板4に半導体チップ2をフリップチッ
プ接続した構造体を製品として扱うことができる。
Since the high frequency package 1 of the second embodiment has a structure in which the module substrate 13 is interposed between the coaxial cable 7 and the package substrate 4 without directly mounting the coaxial cable 7 on the package substrate 4, the IC A maker can handle a structure in which the semiconductor chip 2 is flip-chip connected to the package substrate 4 as a product.

【0123】この場合、同軸ケーブル7はユーザ側でモ
ジュール基板13に接続することになり、さらに、ユー
ザ側でパッケージ基板4とモジュール基板13との接続
を薄型ボール電極34を介して行って高周波パッケージ
1を組み立てる。
In this case, the coaxial cable 7 is connected to the module substrate 13 on the user side, and further, the user side connects the package substrate 4 and the module substrate 13 via the thin ball electrode 34 to the high frequency package. Assemble 1.

【0124】このように中継部材としてモジュール基板
13を用いた高周波パッケージ1では、半導体チップ2
が搭載されたパッケージ基板4と、同軸ケーブル7を接
続したモジュール基板13とを別々に組み立てた後に両
者を接続するため、それぞれの歩留りの切り分けを行う
ことができる。
As described above, in the high frequency package 1 using the module substrate 13 as a relay member, the semiconductor chip 2
Since the package board 4 on which is mounted and the module board 13 to which the coaxial cable 7 is connected are separately assembled and then connected, the respective yields can be separated.

【0125】すなわち、半導体チップ2の組み立て体
と、同軸ケーブル7の組み立て体とでそれぞれ歩留りリ
スクを分けることができ、両組み立て体を接続した後の
構造体の歩留りを向上できる。
That is, the yield risk can be divided between the assembly of the semiconductor chip 2 and the assembly of the coaxial cable 7, and the yield of the structure after connecting both the assemblies can be improved.

【0126】また、モジュール基板13を用いた高周波
パッケージ1では、高価な同軸コネクタ11を使用しな
いため、高周波パッケージ1の低コスト化を図ることが
でき、かつ薄型化を図ることができる。
Further, in the high frequency package 1 using the module substrate 13, since the expensive coaxial connector 11 is not used, it is possible to reduce the cost of the high frequency package 1 and to reduce the thickness thereof.

【0127】さらに、パッケージ基板4のフリップチッ
プ接続側の主面4aに全ての外部接続用端子が設けられ
ているため、40Gbpsの高周波の半導体チップ2の
選別の際に、選別テストを容易に行うことができる。
Further, since all the external connection terminals are provided on the main surface 4a of the package substrate 4 on the flip chip connection side, a selection test can be easily performed when selecting the high frequency semiconductor chip 2 of 40 Gbps. be able to.

【0128】すなわち、パッケージ基板4の片側の面
(主面4a)に高周波と低周波の全ての外部接続用端子
が設けられているため、選別テストの際にプローブ針を
接触させることが容易になり、複雑な形状の治具を用い
ることなくテストを行うことができる。
That is, since all the high frequency and low frequency external connection terminals are provided on one surface (main surface 4a) of the package substrate 4, it is easy to bring the probe needle into contact during the selection test. Therefore, the test can be performed without using a jig having a complicated shape.

【0129】その結果、テスト時間を短縮することがで
きる。
As a result, the test time can be shortened.

【0130】なお、図40に示す変形例の高周波パッケ
ージ1は、半導体チップ2の背面2bに、まず熱伝導性
接着剤10を介してキャップ9が取り付けられ、さら
に、このキャップ9の表面に熱伝導性接着剤10を介し
て放熱ブロック26が取り付けられたものである。
In the high frequency package 1 of the modified example shown in FIG. 40, a cap 9 is first attached to the back surface 2b of the semiconductor chip 2 via a heat conductive adhesive 10, and the surface of the cap 9 is heated. The heat dissipation block 26 is attached via the conductive adhesive 10.

【0131】この場合、キャップ9には、キャップ9と
信号用表層配線4cなどの表層配線とを絶縁する開口部
(肉逃げ部)9aが形成されている。
In this case, the cap 9 is provided with an opening (meat relief) 9a for insulating the cap 9 from the surface wiring such as the signal surface wiring 4c.

【0132】さらに、図40に示す高周波パッケージ1
は、キャップ9のみでなくこのキャップ9に放熱ブロッ
ク26が設けられていることにより、高周波パッケージ
1の放熱性をさらに高めることができ、高周波特性の劣
化を防ぐことができる。
Furthermore, the high frequency package 1 shown in FIG.
Since not only the cap 9 but also the heat dissipation block 26 is provided on the cap 9, the heat dissipation of the high frequency package 1 can be further enhanced and deterioration of the high frequency characteristics can be prevented.

【0133】次に、図41に示す変形例の高周波パッケ
ージ1は、同軸ケーブル7とパッケージ基板4の信号用
表層配線4cとを接続する中継部材が、第2パッケージ
基板である補助基板32の場合であり、この補助基板3
2には、その主面32aの表層に、信号用表層配線(表
層配線)32cと、この信号用表層配線32cと絶縁層
32eを介して内部に形成されたGND層(接地導体
層)32fとからなるマイクロストリップ線路32gが
形成されている。
Next, in the high frequency package 1 of the modified example shown in FIG. 41, when the relay member connecting the coaxial cable 7 and the signal surface wiring 4c of the package substrate 4 is the auxiliary substrate 32 which is the second package substrate. And this auxiliary board 3
2 includes a signal surface layer wiring (surface layer wiring) 32c on the surface layer of the main surface 32a, and a GND layer (ground conductor layer) 32f formed inside via the signal surface layer wiring 32c and the insulating layer 32e. A microstrip line 32g consisting of is formed.

【0134】そこで、パッケージ基板4のマイクロスト
リップ線路4gの信号用表層配線4cと同軸ケーブル7
の芯線7aとが補助基板32のマイクロストリップ線路
32gの信号用表層配線32cを介して接続されてい
る。
Therefore, the signal surface wiring 4c of the microstrip line 4g of the package substrate 4 and the coaxial cable 7 are used.
To the core wire 7a of the auxiliary substrate 32 via the signal surface wiring 32c of the microstrip line 32g of the auxiliary substrate 32.

【0135】すなわち、パッケージ基板4のフリップチ
ップ接続側の主面4aに外部接続用端子である薄型ボー
ル電極34が形成されており、パッケージ基板4の主面
4aと補助基板32の主面32aとを対向させて配置す
ることにより、半田などからなる薄型ボール電極34を
介してパッケージ基板4の信号用表層配線4cと補助基
板32の信号用表層配線32cとを接続することがで
き、これによって、半田の薄型ボール電極34を介して
パッケージ基板4のマイクロストリップ線路4gと補助
基板32のマイクロストリップ線路32gとが接続され
ている。
That is, the thin ball electrodes 34 as external connection terminals are formed on the main surface 4a of the package substrate 4 on the flip chip connection side, and the main surface 4a of the package substrate 4 and the main surface 32a of the auxiliary substrate 32 are connected to each other. Are arranged to face each other, the signal surface wiring 4c of the package substrate 4 and the signal surface wiring 32c of the auxiliary substrate 32 can be connected via the thin ball electrode 34 made of solder or the like. The microstrip line 4g of the package substrate 4 and the microstrip line 32g of the auxiliary substrate 32 are connected via the thin ball electrode 34 of solder.

【0136】したがって、図41に示す変形例の高周波
パッケージ1も、同軸ケーブル7からの高周波(例え
ば、40Gbps)の信号を補助基板32の信号用表層
配線32cを介し、かつ薄型ボール電極34を介して直
接半導体チップ2に入れることができ、高周波の信号を
補助基板32を介してパッケージ基板4の表層の全てマ
イクロストリップラインのみで伝達可能となる。
Therefore, also in the high frequency package 1 of the modification shown in FIG. 41, the high frequency (for example, 40 Gbps) signal from the coaxial cable 7 is passed through the signal surface wiring 32c of the auxiliary substrate 32 and through the thin ball electrode 34. Can be directly input to the semiconductor chip 2, and high-frequency signals can be transmitted through the auxiliary substrate 32 only on the microstrip line on the entire surface layer of the package substrate 4.

【0137】これにより、実施の形態1の高周波パッケ
ージ1と同様に、高周波信号を、ビアによる配線などを
介さずに補助基板32およびパッケージ基板4の表層の
マイクロストリップラインのみで伝達することにより、
周波数特性を損失させずに高周波信号を伝達することが
できる。
As a result, like the high frequency package 1 of the first embodiment, by transmitting the high frequency signal only through the microstrip lines on the surface layers of the auxiliary substrate 32 and the package substrate 4 without passing through the wiring by the vias or the like,
A high frequency signal can be transmitted without loss of frequency characteristics.

【0138】なお、低周波側の信号は、パッケージ基板
4の内部信号配線4dを通って、薄型ボール電極34を
介して補助基板32の内部信号配線32dを通り、かつ
ピン部材(接続用端子)33を介してモジュール基板1
3などに伝送される。
The signal on the low frequency side passes through the internal signal wiring 4d of the package substrate 4, the thin ball electrode 34, the internal signal wiring 32d of the auxiliary substrate 32, and the pin member (connection terminal). Module board 1 through 33
3 is transmitted.

【0139】また、半導体チップ2はパッケージ基板4
にフリップチップ接続された状態で、補助基板32の開
口部32hに配置され、さらに、半導体チップ2の背面
2bには熱伝導性接着剤10を介してキャップ9が取り
付けられ、さらにキャップ9の表面には放熱ブロック
(放熱部材)26が取り付けられており、したがって、
補助基板32の裏面32b側には放熱ブロック26が配
置されている。
Also, the semiconductor chip 2 is the package substrate 4
Is placed in the opening 32h of the auxiliary substrate 32 in the state of being flip-chip connected to the semiconductor chip 2, and the cap 9 is attached to the back surface 2b of the semiconductor chip 2 via the heat conductive adhesive 10. A heat dissipation block (heat dissipation member) 26 is attached to the
The heat dissipation block 26 is arranged on the back surface 32b side of the auxiliary substrate 32.

【0140】本実施の形態2の高周波パッケージ1で
は、同軸ケーブル7側の部品と、半導体チップ2側の部
品とに分けてそれぞれ選別を行い、良品同士を接続する
ことにより、高周波パッケージ1としての歩留りの向上
を図ることができる。
In the high frequency package 1 of the second embodiment, the parts on the coaxial cable 7 side and the parts on the semiconductor chip 2 side are separately sorted, and good parts are connected to each other to form the high frequency package 1. The yield can be improved.

【0141】すなわち、キャップ9が取り付けられた半
導体チップ2をフリップチップ接続した図42に示すチ
ップ側構造体36と、補助基板32に同軸ケーブル7を
半田接続31で接続した図43に示すケーブル側構造体
37とをそれぞれ組み立て、それぞれの構造体を別々に
選別テストする。
That is, the chip side structure 36 shown in FIG. 42 in which the semiconductor chip 2 with the cap 9 attached is flip-chip connected, and the cable side shown in FIG. 43 in which the coaxial cable 7 is connected to the auxiliary substrate 32 by solder connection 31. The structure 37 and the structure 37 are respectively assembled, and each structure is separately tested.

【0142】これにより、両構造体ともマイクロストリ
ップラインを含んでいるため、それぞれの部品として高
周波テストが行え、かつ良品同士を接続することによ
り、それぞれの歩留りの切り分けを行うことができる。
その結果、チップ側構造体36と、ケーブル側構造体3
7とでそれぞれ歩留りリスクを分けることができ、両構
造体を接続した図41に示す高周波パッケージ1の歩留
りを向上できる。
Thus, since both structures include the microstrip line, a high-frequency test can be performed for each component, and the yields can be separated by connecting non-defective products.
As a result, the chip side structure 36 and the cable side structure 3
Yield risk can be divided into 7 and 7, and the yield of the high frequency package 1 shown in FIG. 41 in which both structures are connected can be improved.

【0143】さらに、チップ側構造体36とケーブル側
構造体37をそれぞれ単独の部品として流通させること
ができ、それぞれを部品として入手することもできる。
Furthermore, the chip-side structure 36 and the cable-side structure 37 can be distributed as individual parts, or can be obtained as parts.

【0144】また、パッケージ基板4のフリップチップ
接続側の主面4aに全ての外部接続用端子が設けられて
いるため、40Gbpsの高周波の半導体チップ2の選
別の際に、選別テストを容易に行うことができる。
Since all the external connection terminals are provided on the main surface 4a of the package substrate 4 on the flip chip connection side, a selection test can be easily performed when selecting the high frequency semiconductor chip 2 of 40 Gbps. be able to.

【0145】すなわち、パッケージ基板4の片側の面
(主面4a)に高周波と低周波の全ての外部接続用端子
が設けられているため、選別テストの際にプローブ針を
接触させることが容易になり、複雑な形状の治具を用い
ることなくテストを行うことができる。
That is, since all the high frequency and low frequency external connection terminals are provided on one surface (main surface 4a) of the package substrate 4, it is easy to bring the probe needle into contact during the selection test. Therefore, the test can be performed without using a jig having a complicated shape.

【0146】その結果、テスト時間を短縮することがで
きる。
As a result, the test time can be shortened.

【0147】なお、補助基板32は、図44に示すよう
にテスティング基板35として用いることも可能であ
り、パッケージ基板4の選別テストの際にソケットとし
て用いることも可能である。
The auxiliary board 32 can also be used as a testing board 35 as shown in FIG. 44, and can also be used as a socket in the selection test of the package board 4.

【0148】その際、ACF(Anisotropic Conductive
Film)などのインタポーザ35aを介してパッケージ基
板4とテスティング基板35とを電気的に接触させ、ピ
ン部材35bを介して信号を外部に伝達してテストを行
う。
At that time, ACF (Anisotropic Conductive
The testing is performed by electrically contacting the package substrate 4 and the testing substrate 35 via an interposer 35a such as a film) and transmitting a signal to the outside via a pin member 35b.

【0149】なお、テスティング基板35には、補助基
板32などと同様に、信号用表層配線35c、内部信号
配線35d、信号用表層配線35cと絶縁層35eを介
して配置されたGND層35fおよびマイクロストリッ
プ線路35gが形成されている。
As with the auxiliary substrate 32 and the like, the testing substrate 35 includes the signal surface layer wiring 35c, the internal signal wiring 35d, the signal surface layer wiring 35c, and the GND layer 35f and the insulating layer 35e. A microstrip line 35g is formed.

【0150】図42に示すチップ側構造体36と、図4
3に示すケーブル側構造体37とをそれぞれ別々に選別
テストし、それぞれに良品を取得した後、チップ側構造
体36とケーブル側構造体37とを接続して組み立てた
ものが、図45に示す本実施の形態2の変形例の高周波
パッケージ1である。
The chip side structure 36 shown in FIG. 42 and FIG.
FIG. 45 shows a structure obtained by separately selecting the cable-side structure 37 shown in FIG. 3 and obtaining a good product for each, and then assembling the chip-side structure 36 and the cable-side structure 37 by connecting them. It is a high frequency package 1 of a modification of the second embodiment.

【0151】さらに、キャップ9の表面に熱伝導性接着
剤10を塗布し、熱伝導性接着剤10を介して放熱ブロ
ック26を取り付けるとともに、この高周波パッケージ
1をピン部材35bを介して光モジュール14のモジュ
ール基板13に搭載したものが図41に示す実装構造で
ある。
Further, the heat conductive adhesive 10 is applied to the surface of the cap 9, the heat radiation block 26 is attached via the heat conductive adhesive 10, and the high frequency package 1 is attached to the optical module 14 via the pin member 35b. 41 is mounted on the module board 13 of FIG.

【0152】なお、図41に示す高周波パッケージ1
は、半導体チップ2の背面2bに、まず熱伝導性接着剤
10を介してキャップ9が取り付けられ、さらに、この
キャップ9の表面に熱伝導性接着剤10を介して放熱ブ
ロック26が取り付けられているが、光モジュール14
ではモジュールケース15が放熱ブロック26の役割を
共有しており、かつキャップ9には、キャップ9と信号
用表層配線4cなどの表層配線とを絶縁する開口部(肉
逃げ部)9aが形成されている。
The high frequency package 1 shown in FIG.
First, the cap 9 is attached to the back surface 2b of the semiconductor chip 2 via the heat conductive adhesive 10, and the heat dissipation block 26 is attached to the surface of the cap 9 via the heat conductive adhesive 10. Optical module 14
In this case, the module case 15 shares the role of the heat dissipation block 26, and the cap 9 is formed with an opening (meat relief) 9a for insulating the cap 9 from the surface wiring such as the signal surface wiring 4c. There is.

【0153】したがって、図41に示す高周波パッケー
ジ1においても、キャップ9のみでなくこのキャップ9
に放熱ブロック26(モジュールケース15)が設けら
れていることにより、高周波パッケージ1の放熱性をさ
らに高めることができ、高周波特性の劣化を防ぐことが
できる。
Therefore, not only in the cap 9 but also in the high-frequency package 1 shown in FIG.
Since the heat dissipation block 26 (module case 15) is provided in the, the heat dissipation of the high frequency package 1 can be further enhanced, and deterioration of the high frequency characteristics can be prevented.

【0154】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言う
までもない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the embodiments of the present invention, and does not depart from the scope of the invention. It goes without saying that various changes can be made with.

【0155】例えば、前記実施の形態1では、半導体装
置がボールグリッドアレイ型の半導体パッケージの場合
について説明したが、前記半導体装置は、パッケージ基
板の面内に複数の外部接続用端子が配置された構造のも
のであれば、例えば、LGA(Land Grid Array)などで
あってもよい。
For example, in the first embodiment, the case where the semiconductor device is a ball grid array type semiconductor package has been described. However, in the semiconductor device, a plurality of external connection terminals are arranged in the plane of the package substrate. For example, an LGA (Land Grid Array) or the like may be used as long as it has a structure.

【0156】さらに、前記実施の形態1,2では、半導
体チップ2がパッケージ基板4に対してフリップチップ
接続されている場合を説明したが、半導体チップ2とパ
ッケージ基板4の電気的な接続方法は、フリップチップ
接続に限らず、平板状の金属ワイヤを用いたリボンボン
ディングなどであってもよい。
Further, in the first and second embodiments, the case where the semiconductor chip 2 is flip-chip connected to the package substrate 4 has been described. However, the electrical connection method between the semiconductor chip 2 and the package substrate 4 is The connection is not limited to flip chip connection, and ribbon bonding using a flat metal wire may be used.

【0157】[0157]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
It is as follows.

【0158】マイクロストリップ線路を有する配線基板
とマイクロストリップ線路の表層配線に芯線が電気的に
接続された同軸ケーブルとを有する半導体装置におい
て、複数の外部接続用端子が配線基板の面内に配置され
ていることにより、半導体装置の小型化を図ることがで
きる。
In a semiconductor device having a wiring board having a microstrip line and a coaxial cable in which a core wire is electrically connected to the surface wiring of the microstrip line, a plurality of external connection terminals are arranged in the plane of the wiring board. Therefore, the size of the semiconductor device can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の形態1の半導体装置(高周波パ
ッケージ)の構造の一例を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a structure of a semiconductor device (high frequency package) according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す高周波パッケージが組み込まれる光
モジュールの構造の一例を示す外観斜視図である。
2 is an external perspective view showing an example of the structure of an optical module in which the high-frequency package shown in FIG. 1 is incorporated.

【図3】図2に示す光モジュールの構造を示す断面図で
ある。
3 is a cross-sectional view showing the structure of the optical module shown in FIG.

【図4】図2に示す光モジュールに組み込まれる部品の
配置の一例を示す平面図である。
FIG. 4 is a plan view showing an example of arrangement of parts incorporated in the optical module shown in FIG.

【図5】図2に示す光モジュールに組み込まれる部品の
配置の一例を示す断面図である。
5 is a cross-sectional view showing an example of arrangement of components incorporated in the optical module shown in FIG.

【図6】本発明の実施の形態1の変形例の半導体装置
(高周波パッケージ)の構造を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a structure of a semiconductor device (high frequency package) according to a modification of the first embodiment of the present invention.

【図7】図1に示す高周波パッケージの配線基板におけ
るマイクロストリップ線路の構造の一例を示す部分平面
図である。
7 is a partial plan view showing an example of the structure of a microstrip line in the wiring board of the high-frequency package shown in FIG.

【図8】図7に示すマイクロストリップ線路の構造を示
す部分断面図である。
8 is a partial cross-sectional view showing the structure of the microstrip line shown in FIG.

【図9】図1に示す高周波パッケージの配線基板におけ
る変形例のマイクロストリップ線路の構造を示す部分平
面図である。
9 is a partial plan view showing a structure of a modified microstrip line in the wiring board of the high frequency package shown in FIG. 1. FIG.

【図10】図9に示す変形例のマイクロストリップ線路
の構造を示す部分断面図である。
10 is a partial cross-sectional view showing the structure of the microstrip line of the modified example shown in FIG.

【図11】本発明の実施の形態1の変形例の半導体装置
(高周波パッケージ)の構造を示す斜視図と断面図であ
る。
FIG. 11 is a perspective view and a cross-sectional view showing a structure of a semiconductor device (high-frequency package) according to a modification of the first embodiment of the present invention.

【図12】図1に示す高周波パッケージのキャップ装着
構造の一例を示す断面図である。
12 is a cross-sectional view showing an example of a cap mounting structure of the high frequency package shown in FIG.

【図13】図12に示すキャップ装着構造の平面図であ
る。
13 is a plan view of the cap mounting structure shown in FIG.

【図14】図13のA−A線に沿って切断した断面の構
造を示す断面図である。
14 is a sectional view showing a structure of a section taken along line AA of FIG.

【図15】図13に示すキャップ装着構造の底面図であ
る。
FIG. 15 is a bottom view of the cap mounting structure shown in FIG.

【図16】図12に示すキャップ装着構造における表層
配線とキャップの位置関係の一例を示す平面図である。
16 is a plan view showing an example of the positional relationship between the surface wiring and the cap in the cap mounting structure shown in FIG.

【図17】図14のC矢視から眺めたキャップの構造を
示す底面図である。
17 is a bottom view showing the structure of the cap as viewed from the direction of arrow C in FIG.

【図18】図17に示すキャップの構造を示す側面図で
ある。
FIG. 18 is a side view showing the structure of the cap shown in FIG.

【図19】図17に示すキャップの構造を示す断面図と
角部の拡大部分断面図である。
19 is a sectional view showing the structure of the cap shown in FIG. 17 and an enlarged partial sectional view of a corner portion.

【図20】図13のA−A線に沿って切断した断面の詳
細構造を示す拡大部分断面図である。
20 is an enlarged partial cross-sectional view showing the detailed structure of a cross section taken along line AA of FIG.

【図21】図13のB−B線に沿って切断した断面の詳
細構造を示す拡大部分断面図である。
21 is an enlarged partial cross-sectional view showing the detailed structure of a cross section taken along line BB of FIG.

【図22】図12に示すキャップ装着構造における表層
配線とキャップの開口部の位置関係の一例を示す拡大部
分平面図である。
22 is an enlarged partial plan view showing an example of the positional relationship between the surface wiring and the opening of the cap in the cap mounting structure shown in FIG.

【図23】本発明の実施の形態1の変形例の半導体装置
(高周波パッケージ)の構造を示す断面図である。
FIG. 23 is a cross-sectional view showing the structure of a semiconductor device (high frequency package) according to a modification of the first embodiment of the present invention.

【図24】図12に示すキャップに放熱部材を取り付け
た構造の一例を示す拡大部分断面図である。
24 is an enlarged partial cross-sectional view showing an example of a structure in which a heat dissipation member is attached to the cap shown in FIG.

【図25】本発明の実施の形態1の変形例の半導体装置
(高周波パッケージ)の構造を示す断面図である。
FIG. 25 is a cross-sectional view showing the structure of a semiconductor device (high frequency package) according to a modification of the first embodiment of the present invention.

【図26】本発明の実施の形態1の変形例の半導体装置
(高周波パッケージ)の構造を示す断面図である。
FIG. 26 is a cross-sectional view showing the structure of a semiconductor device (high frequency package) according to a modification of the first embodiment of the present invention.

【図27】本発明の実施の形態1の変形例の半導体装置
(高周波パッケージ)の構造を示す断面図である。
FIG. 27 is a cross-sectional view showing a structure of a semiconductor device (high frequency package) according to a modification of the first embodiment of the present invention.

【図28】本発明の実施の形態1の変形例の半導体装置
(高周波パッケージ)の構造を示す平面図である。
FIG. 28 is a plan view showing the structure of the semiconductor device (high frequency package) of the modification of the first embodiment of the invention.

【図29】図28に示す高周波パッケージの構造を示す
断面図である。
FIG. 29 is a cross-sectional view showing the structure of the high frequency package shown in FIG. 28.

【図30】本発明の実施の形態1の変形例の半導体装置
(高周波パッケージ)の構造を示す平面図である。
FIG. 30 is a plan view showing a structure of a semiconductor device (high-frequency package) according to a modification of the first embodiment of the present invention.

【図31】本発明の実施の形態1の変形例の半導体装置
(高周波パッケージ)の構造を示す平面図である。
FIG. 31 is a plan view showing a structure of a semiconductor device (high frequency package) according to a modification of the first embodiment of the present invention.

【図32】本発明の実施の形態1の変形例の半導体装置
(高周波パッケージ)の構造を示す平面図である。
FIG. 32 is a plan view showing a structure of a semiconductor device (high frequency package) according to a modification of the first embodiment of the present invention.

【図33】本発明の実施の形態1の変形例の半導体装置
(高周波パッケージ)の構造を示す平面図である。
FIG. 33 is a plan view showing a structure of a semiconductor device (high frequency package) according to a modification of the first embodiment of the present invention.

【図34】図33に示す高周波パッケージの構造を示す
断面図である。
34 is a cross-sectional view showing the structure of the high frequency package shown in FIG. 33.

【図35】本発明の実施の形態1の変形例の半導体装置
(高周波パッケージ)の構造を示す平面図である。
FIG. 35 is a plan view showing a structure of a semiconductor device (high frequency package) according to a modification of the first embodiment of the present invention.

【図36】図35に示す高周波パッケージの構造を示す
断面図である。
36 is a cross-sectional view showing the structure of the high-frequency package shown in FIG. 35.

【図37】本発明の実施の形態1の変形例の半導体装置
(高周波パッケージ)の構造を示す平面図である。
FIG. 37 is a plan view showing a structure of a semiconductor device (high frequency package) according to a modification of the first embodiment of the present invention.

【図38】図37に示す高周波パッケージの構造を示す
断面図である。
38 is a sectional view showing the structure of the high-frequency package shown in FIG. 37.

【図39】本発明の実施の形態2の半導体装置(高周波
パッケージ)の構造を示す断面図である。
FIG. 39 is a sectional view showing a structure of a semiconductor device (high frequency package) according to a second embodiment of the present invention.

【図40】本発明の実施の形態2の変形例の半導体装置
(高周波パッケージ)の構造を示す断面図である。
FIG. 40 is a cross-sectional view showing the structure of a semiconductor device (high frequency package) according to a modification of the second embodiment of the present invention.

【図41】本発明の実施の形態2の変形例の半導体装置
(高周波パッケージ)の構造を示す断面図である。
FIG. 41 is a sectional view showing a structure of a semiconductor device (high-frequency package) according to a modification of the second embodiment of the present invention.

【図42】図41に示す高周波パッケージの組み立てに
おけるキャップ装着状態の一例を示す断面図である。
42 is a cross-sectional view showing an example of a cap mounted state in the assembly of the high frequency package shown in FIG. 41.

【図43】図41に示す高周波パッケージの組み立てに
おける補助基板と同軸ケーブルの接続状態の一例を示す
部分断面図である。
43 is a partial cross-sectional view showing an example of the connection state of the auxiliary board and the coaxial cable in the assembly of the high-frequency package shown in FIG. 41.

【図44】図41に示す高周波パッケージの組み立てに
おけるテスティング状態の一例を示す部分断面図であ
る。
44 is a partial cross-sectional view showing an example of a testing state in assembling the high-frequency package shown in FIG. 41.

【図45】図41に示す高周波パッケージの組み立て完
了後の構造の一例を示す部分断面図である。
45 is a partial cross-sectional view showing an example of the structure of the high-frequency package shown in FIG. 41 after the assembly is completed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 高周波パッケージ(半導体装置) 2 半導体チップ 2a 主面 2b 背面 3 ボール電極(外部接続用端子) 3a サポートボール 4 パッケージ基板(配線基板) 4a 主面 4b 裏面 4c 信号用表層配線(表層配線) 4d 内部信号配線 4e 絶縁層 4f GND層(接地導体層) 4g マイクロストリップ線路 4h GND用表層配線(接地用表層配線) 4i ビア配線 4j ソルダレジスト 4k 段差 4l 凹部 5 半田バンプ電極 6 アンダーフィル樹脂 7 同軸ケーブル 7a 芯線 7b シールド 8 フレーム部材 9 キャップ(放熱部材) 9a 開口部(肉逃げ部) 9b 脚部 9c 切り欠き部(肉逃げ部) 9d 基材 9e 導電膜 9f 非導電膜 10 熱伝導性接着剤 11 同軸コネクタ(中継部材) 12 ガラスビーズ 13 モジュール基板(中継部材) 13a 主面 13b 裏面 13c 信号用表層配線(表層配線) 13d 内部信号配線 13e 絶縁層 13f GND層(接地導体層) 13g マイクロストリップ線路 13h 開口部 14 光モジュール(半導体モジュール装置) 15 モジュールケース 16 フィン 17 モジュールコネクタ 18 風 19 アンプ素子 20 光電変換器 21 マイクロストリップライン構造 22 同軸構造 23 コプレーナ構造 23a コプレーナ線路 24 薄型同軸コネクタ(板状部材) 24a 信号用表層配線(表層配線) 24b GND線(接地配線) 24c マイクロストリップ線路 24d 段差 25 導電材 26 放熱ブロック(放熱部材) 27 第2の半導体チップ 28 バランサ 29 ネジ部材 30 チップコンデンサ 31 半田接続 32 補助基板(中継部材) 32a 主面 32b 裏面 32c 信号用表層配線(表層配線) 32d 内部信号配線 32e 絶縁層 32f GND層(接地導体層) 32g マイクロストリップ線路 32h 開口部 33 ピン部材(接続用端子) 34 薄型ボール電極 35 テスティング基板 35a インタポーザ 35b ピン部材 35c 信号用表層配線 35d 内部信号配線 35e 絶縁層 35f GND層 35g マイクロストリップ線路 36 チップ側構造体 37 ケーブル側構造体 1 High frequency package (semiconductor device) 2 semiconductor chips 2a Main surface 2b back 3 ball electrodes (external connection terminals) 3a support ball 4 Package board (wiring board) 4a main surface 4b back side 4c Signal surface wiring (surface wiring) 4d internal signal wiring 4e insulating layer 4f GND layer (ground conductor layer) 4g microstrip line 4h GND surface wiring (ground wiring for ground) 4i via wiring 4j Solder resist 4k step 4l recess 5 Solder bump electrode 6 Underfill resin 7 coaxial cable 7a core wire 7b shield 8 frame members 9 Cap (heat dissipation member) 9a Opening (flesh escape) 9b leg 9c Cutout part (meat relief part) 9d base material 9e conductive film 9f non-conductive film 10 Thermally conductive adhesive 11 Coaxial connector (relay member) 12 glass beads 13 Module board (relay member) 13a main surface 13b back side 13c Signal surface wiring (surface wiring) 13d Internal signal wiring 13e insulating layer 13f GND layer (ground conductor layer) 13g microstrip line 13h opening 14 Optical module (semiconductor module device) 15 module case 16 fins 17 module connector 18 wind 19 Amplifier element 20 photoelectric converter 21 Microstrip line structure 22 Coaxial structure 23 Coplanar structure 23a Coplanar track 24 Thin coaxial connector (plate member) 24a Signal surface wiring (surface wiring) 24b GND line (ground wiring) 24c microstrip line 24d step 25 Conductive material 26 Heat dissipation block (heat dissipation member) 27 Second semiconductor chip 28 Balancer 29 screw members 30 chip capacitors 31 Solder connection 32 Auxiliary board (relay member) 32a main surface 32b back side 32c signal surface wiring (surface wiring) 32d internal signal wiring 32e insulating layer 32f GND layer (ground conductor layer) 32g microstrip line 32h opening 33-pin member (connection terminal) 34 Thin ball electrode 35 testing board 35a interposer 35b pin member 35c Signal surface wiring 35d Internal signal wiring 35e insulating layer 35f GND layer 35g microstrip line 36 Chip side structure 37 Cable side structure

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須賀 卓 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 佐々木 博康 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 安藤 英子 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 福原 政則 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 磯村 悟 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 Fターム(参考) 5J011 CA12 CA21    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Taku Suga             292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa             Inside the Hitachi, Ltd. production technology laboratory (72) Inventor Hiroyasu Sasaki             292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa             Inside the Hitachi, Ltd. production technology laboratory (72) Inventor Eiko Ando             3 shares at 6-16 Shinmachi, Ome City, Tokyo             Hitachi Device Development Center (72) Inventor Masanori Fukuhara             3 shares at 6-16 Shinmachi, Ome City, Tokyo             Hitachi Device Development Center (72) Inventor Satoru Isomura             3 shares at 6-16 Shinmachi, Ome City, Tokyo             Hitachi Device Development Center F-term (reference) 5J011 CA12 CA21

Claims (22)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 表層配線と、前記表層配線と絶縁層を介
して内部に形成された接地導体層とを有する配線基板
と、 前記配線基板に電気的に接続されて搭載された半導体チ
ップと、 前記表層配線に芯線が電気的に接続された同軸構造を備
えた構造体とを有し、前記配線基板の主面またはその反
対側の裏面の何れかの面内に複数の外部接続用端子が配
置されていることを特徴とする半導体装置。
1. A wiring board having surface wiring, a ground conductor layer formed inside via the surface wiring and an insulating layer, and a semiconductor chip mounted electrically connected to the wiring board, And a structure having a coaxial structure in which a core wire is electrically connected to the surface wiring, and a plurality of external connection terminals are provided in any one of the main surface of the wiring board and the back surface on the opposite side thereof. A semiconductor device characterized by being arranged.
【請求項2】 表層配線と、前記表層配線と絶縁層を介
して内部に形成された接地導体層とを有する配線基板
と、 前記配線基板に電気的に接続されて搭載された半導体チ
ップと、 前記表層配線に芯線が電気的に接続された同軸ケーブル
とを有し、 前記配線基板の主面またはその反対側の裏面の何れかの
面内に複数の外部接続用端子が配置されていることを特
徴とする半導体装置。
2. A wiring board having surface wiring, a ground conductor layer formed inside via the surface wiring and an insulating layer, and a semiconductor chip mounted electrically connected to the wiring board. A coaxial cable in which a core wire is electrically connected to the surface layer wiring, and a plurality of external connection terminals are arranged in any one of the main surface of the wiring board and the back surface opposite to the main surface. A semiconductor device characterized by:
【請求項3】 請求項2記載の半導体装置であって、前
記外部接続用端子として複数のバンプ電極を有したボー
ルグリッドアレイであることを特徴とする半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 2, wherein the semiconductor device is a ball grid array having a plurality of bump electrodes as the external connection terminals.
【請求項4】 請求項2記載の半導体装置であって、前
記外部接続用端子として複数のランド電極を有したラン
ドグリッドアレイであることを特徴とする半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 2, wherein the semiconductor device is a land grid array having a plurality of land electrodes as the external connection terminals.
【請求項5】 請求項2記載の半導体装置であって、前
記半導体チップが複数の半田バンプ電極を介して前記配
線基板上に搭載されており、前記複数の半田バンプ電極
のうち、前記同軸ケーブル寄りに配置された半田バンプ
電極が前記表層配線と接続されていることを特徴とする
半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 2, wherein the semiconductor chip is mounted on the wiring board via a plurality of solder bump electrodes, and the coaxial cable is one of the plurality of solder bump electrodes. A semiconductor device characterized in that a solder bump electrode arranged nearer is connected to the surface wiring.
【請求項6】 請求項2記載の半導体装置であって、前
記半導体チップが複数の半田バンプ電極を介して前記配
線基板上に搭載されており、前記複数の半田バンプ電極
のうち、最外周に配置された半田バンプ電極が前記表層
配線と接続されていることを特徴とする半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 2, wherein the semiconductor chip is mounted on the wiring board via a plurality of solder bump electrodes, and the semiconductor chip is mounted on the outermost periphery of the plurality of solder bump electrodes. A semiconductor device, wherein the arranged solder bump electrode is connected to the surface wiring.
【請求項7】 請求項2記載の半導体装置であって、前
記同軸ケーブルの芯線が前記配線基板の表層配線の信号
用表層配線に直接半田接続されていることを特徴とする
半導体装置。
7. The semiconductor device according to claim 2, wherein the core wire of the coaxial cable is directly soldered to the signal surface wiring of the surface wiring of the wiring board.
【請求項8】 請求項2記載の半導体装置であって、前
記半導体チップが半田バンプ電極を介して前記配線基板
上にフリップチップ接続されるとともに、前記半導体チ
ップの背面に放熱部材が取り付けられていることを特徴
とする半導体装置。
8. The semiconductor device according to claim 2, wherein the semiconductor chip is flip-chip connected onto the wiring board via a solder bump electrode, and a heat dissipation member is attached to a back surface of the semiconductor chip. A semiconductor device characterized in that
【請求項9】 請求項2記載の半導体装置であって、前
記半導体チップが半田バンプ電極を介して前記配線基板
上にフリップチップ接続されるとともに、一部が前記表
層配線上に配置された放熱部材が前記半導体チップの背
面に取り付けられ、前記放熱部材にはこれと前記表層配
線とを絶縁する肉逃げ部が形成されていることを特徴と
する半導体装置。
9. The semiconductor device according to claim 2, wherein the semiconductor chip is flip-chip connected to the wiring board via solder bump electrodes, and a part of the heat dissipation is arranged on the surface wiring. A member is attached to a back surface of the semiconductor chip, and the heat dissipation member is provided with a meat relief portion for insulating the heat dissipation member and the surface wiring from each other.
【請求項10】 請求項2記載の半導体装置であって、
前記配線基板にその外周部に沿ったフレーム部材が取り
付けられ、前記フレーム部材に前記同軸ケーブルと嵌合
する同軸コネクタが設けられていることを特徴とする半
導体装置。
10. The semiconductor device according to claim 2, wherein:
A semiconductor device, wherein a frame member is attached to the wiring board along an outer peripheral portion thereof, and the frame member is provided with a coaxial connector to be fitted with the coaxial cable.
【請求項11】 請求項2記載の半導体装置であって、
前記配線基板は、前記半導体チップが搭載されたパッケ
ージ基板であることを特徴とする半導体装置。
11. The semiconductor device according to claim 2, wherein:
The semiconductor device, wherein the wiring board is a package board on which the semiconductor chip is mounted.
【請求項12】 表層配線と、前記表層配線と絶縁層を
介して内部に形成された接地導体層とを有する配線基板
と、 前記配線基板に電気的に接続されて搭載された半導体チ
ップと、 前記表層配線と芯線が電気的に接続された同軸ケーブル
とを有し、 前記配線基板の主面上で前記半導体チップが同軸ケーブ
ル寄りに片寄って配置されていることを特徴とする半導
体装置。
12. A wiring board having surface wiring, a ground conductor layer formed inside via the surface wiring and an insulating layer, and a semiconductor chip mounted electrically connected to the wiring board. A semiconductor device comprising: the surface layer wiring and a coaxial cable in which a core wire is electrically connected, and the semiconductor chip is arranged on the main surface of the wiring board so as to be closer to the coaxial cable.
【請求項13】 表層配線と、前記表層配線と絶縁層を
介して内部に形成された接地導体層とを有する配線基板
と、 前記配線基板に電気的に接続されて搭載された半導体チ
ップと、 前記表層配線と芯線が電気的に接続された同軸ケーブル
とを有し、 前記配線基板の主面またはその反対側の裏面の何れかの
面内に複数の外部接続用端子が配置されているととも
に、前記配線基板の主面上で前記半導体チップが同軸ケ
ーブル寄りに片寄って配置されていることを特徴とする
半導体装置。
13. A wiring board having surface wiring, a ground conductor layer formed inside via the surface wiring and an insulating layer, and a semiconductor chip electrically connected to and mounted on the wiring board, A coaxial cable in which the surface layer wiring and the core wire are electrically connected, and a plurality of external connection terminals are arranged in any one of the main surface of the wiring board and the back surface on the opposite side thereof. A semiconductor device in which the semiconductor chip is arranged on the main surface of the wiring board so as to be closer to the coaxial cable.
【請求項14】 半導体モジュール装置に組み込まれる
半導体装置であって、 表層配線と、前記表層配線と絶縁層を介して内部に形成
された接地導体層とを有する配線基板と、 前記配線基板に電気的に接続されて搭載された半導体チ
ップと、 同軸ケーブルと、 前記配線基板の表層配線と前記同軸ケーブルとを電気的
に接続し、信号用表層配線とこれの両側に絶縁部を介し
て形成された接地配線とを備えた中継部材とを有し、 前記配線基板の表層配線と前記同軸ケーブルとが前記中
継部材の信号用表層配線を介して接続されていることを
特徴とする半導体装置。
14. A semiconductor device incorporated in a semiconductor module device, comprising: a wiring board having surface wiring and a ground conductor layer formed inside via the surface wiring and an insulating layer; Are electrically connected to each other, the coaxial cable, the surface wiring of the wiring board and the coaxial cable are electrically connected to each other, and the signal surface wiring and insulating layers are formed on both sides of the wiring. And a coaxial cable, the surface layer wiring of the wiring board and the coaxial cable are connected via the signal surface layer wiring of the relay member.
【請求項15】 請求項14記載の半導体装置であっ
て、前記中継部材は、信号用表層配線とこれの両側に絶
縁部を介して形成された接地配線とを有する板状部材で
あり、前記配線基板の表層配線と前記同軸ケーブルの芯
線とが前記板状部材の信号用表層配線を介して接続され
ていることを特徴とする半導体装置。
15. The semiconductor device according to claim 14, wherein the relay member is a plate-shaped member having signal surface wirings and ground wirings formed on both sides of the signal wirings via insulating portions, A semiconductor device in which a surface wiring of a wiring board and a core wire of the coaxial cable are connected via a signal surface wiring of the plate member.
【請求項16】 請求項14記載の半導体装置であっ
て、前記中継部材は、表層配線とこれと絶縁層を介して
内部に形成された接地導体層とを有するとともに、前記
半導体装置が搭載された前記半導体モジュール装置のモ
ジュール基板であり、前記半導体装置の配線基板の表層
配線と前記同軸ケーブルの芯線とが前記モジュール基板
の表層配線を介して接続されていることを特徴とする半
導体装置。
16. The semiconductor device according to claim 14, wherein the relay member has a surface wiring and a ground conductor layer formed inside via the insulating layer and the surface wiring, and the semiconductor device is mounted on the relay member. Also, the semiconductor device is a module substrate of the semiconductor module device, wherein the surface wiring of the wiring board of the semiconductor device and the core wire of the coaxial cable are connected via the surface wiring of the module substrate.
【請求項17】 請求項16記載の半導体装置であっ
て、前記配線基板のフリップチップ接続側の主面に外部
接続用端子が形成され、前記外部接続用端子を介して前
記配線基板の表層配線と前記モジュール基板の表層配線
とが接続されていることを特徴とする半導体装置。
17. The semiconductor device according to claim 16, wherein external connection terminals are formed on a main surface of the wiring board on a flip-chip connection side, and surface wiring of the wiring board is provided via the external connection terminals. A semiconductor device in which the surface layer wiring of the module substrate is connected to the module substrate.
【請求項18】 請求項14記載の半導体装置であっ
て、前記中継部材は、表層配線とこれと絶縁層を介して
内部に形成された接地導体層とを有するとともに、前記
半導体モジュール装置のモジュール基板に接続される接
続用端子が形成された補助基板であり、前記半導体装置
の配線基板の表層配線と前記同軸ケーブルの芯線とが前
記補助基板の表層配線を介して電気的に接続されている
ことを特徴とする半導体装置。
18. The semiconductor device according to claim 14, wherein the relay member has a surface wiring and a ground conductor layer formed inside via a surface wiring and an insulating layer, and the module of the semiconductor module device. It is an auxiliary substrate in which a connection terminal connected to the substrate is formed, and the surface wiring of the wiring substrate of the semiconductor device and the core wire of the coaxial cable are electrically connected via the surface wiring of the auxiliary substrate. A semiconductor device characterized by the above.
【請求項19】 請求項18記載の半導体装置であっ
て、前記配線基板のフリップチップ接続側の主面に外部
接続用端子が形成され、前記外部接続用端子を介して前
記配線基板の表層配線と前記補助基板の表層配線とが接
続されていることを特徴とする半導体装置。
19. The semiconductor device according to claim 18, wherein external connection terminals are formed on a main surface of the wiring board on a flip chip connection side, and surface wiring of the wiring board is provided via the external connection terminals. And a surface wiring of the auxiliary substrate are connected to each other, the semiconductor device.
【請求項20】 請求項14記載の半導体装置であっ
て、前記半導体チップが半田バンプ電極を介して前記配
線基板上にフリップチップ接続されるとともに、前記半
導体チップの背面に放熱部材が取り付けられていること
を特徴とする半導体装置。
20. The semiconductor device according to claim 14, wherein the semiconductor chip is flip-chip connected onto the wiring board via a solder bump electrode, and a heat dissipation member is attached to a back surface of the semiconductor chip. A semiconductor device characterized in that
【請求項21】 請求項14記載の半導体装置であっ
て、前記半導体チップが半田バンプ電極を介して前記配
線基板上にフリップチップ接続されるとともに、一部が
前記表層配線上に配置された放熱部材が前記半導体チッ
プの背面に取り付けられ、前記放熱部材にはこれと前記
表層配線とを絶縁する肉逃げ部が形成されていることを
特徴とする半導体装置。
21. The semiconductor device according to claim 14, wherein the semiconductor chip is flip-chip connected to the wiring board via solder bump electrodes, and a part of the heat dissipation is arranged on the surface wiring. A member is attached to a back surface of the semiconductor chip, and the heat dissipation member is provided with a meat relief portion for insulating the heat dissipation member and the surface wiring from each other.
【請求項22】 表層配線とこれと絶縁層を介して内部
に形成された接地導体層とを有し、前記表層配線の接地
用表層配線と前記接地導体層とを接続する複数のビア配
線が形成された配線基板と、 前記配線基板に電気的に接続されて搭載された半導体チ
ップと、 前記表層配線の信号用表層配線に芯線が直接接続された
同軸ケーブルと、 前記配線基板の主面またはその反対側の裏面の何れかの
面内に配置された複数の外部接続用端子とを有し、 前記複数のビア配線のうち、最外周のビア配線と前記同
軸ケーブルとの間の領域で前記表層配線の信号用表層配
線と前記接地導体層とが同一平面に配置され、前記最外
周のビア配線より内側に前記接地導体層が配置されてい
ることを特徴とする半導体装置。
22. A plurality of via wirings, each of which has a surface layer wiring and a grounding conductor layer formed inside with an insulating layer interposed therebetween, and which connects the grounding surface layer wiring of the surface layer wiring and the grounding conductor layer to each other. A formed wiring board, a semiconductor chip mounted electrically connected to the wiring board, a coaxial cable in which a core wire is directly connected to the signal surface wiring of the surface wiring, a main surface of the wiring board or A plurality of external connection terminals arranged in any one of the opposite back surface, the plurality of via wiring, in the region between the outermost via wiring and the coaxial cable A semiconductor device, wherein the signal surface wiring of the surface wiring and the ground conductor layer are arranged on the same plane, and the ground conductor layer is arranged inside the outermost via wiring.
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