JP2003309202A - 半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 枠体に同軸コネクタを嵌着するための貫通孔
を形成するのが困難であり、また貫通孔と同軸コネクタ
との隙間にロウ材を充填する際に充填バラツキが発生し
たり貫通孔にクラックが発生して気密性を損ねるという
問題があった。 【解決手段】 基体１と、セラミックスから成り、基体
１上面の外周部に接合され、側部に断面が略正方形の貫
通孔２ａが形成されるとともに貫通孔２ａの外側の開口
の周囲にメタライズ層２ｂが形成された枠体２と、外周
面の一端に鍔部４ａが形成された円筒状とされ、貫通孔
２ａに挿入されて鍔部４ａがメタライズ層２ｂにＡｇロ
ウでロウ付けされた円筒状導体４と、円筒状の外周導体
３ａおよびその中心軸に設置された中心導体３ｃならび
にそれらの間に介在させた絶縁体３ｂから成り、円筒状
導体４に嵌着されて外周導体３ａの外周面が円筒状導体
４の内周面にＡｕ−Ｓｎロウでロウ付けされた同軸コネ
クタ３とを具備している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基地局、移動体通
信の中継局、航空機用通信機などのマイクロ波通信分
野、ミリ波通信分野等で用いられ、高い周波数で作動す
る各種半導体素子を収納する半導体素子収納用パッケー
ジおよび半導体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、高周波で作動する半導体素子を収
納するための半導体素子収納用パッケージ（以下、半導
体パッケージともいう）は、一般に金属製で箱型の基体
を有しており、その側部に挿着された同軸コネクタおよ
び同軸コネクタに接続される同軸ケーブルを介して外部
の電気回路装置に接続される。したがって、このような
半導体パッケージの入出力部には、高周波信号の伝送損
失を小さくするために中心導体の周りのインピーダンス
が常に一定となるように筒状の外周導体を有する同軸構
造の同軸コネクタが必要である。この同軸コネクタは、
例えば円筒状の外周導体の内側にガラス等から成る絶縁
体が充填され、外周導体および絶縁体の中心軸に設置さ
れた棒状の中心導体を有する構成である。

【０００３】そして、従来の半導体パッケージとして、
図４，図５に示すように、熱放散性の良好な金属製の基
体11の上面にセラミックスからなる枠体12が接合され、
対向する枠体12の側部に形成された断面形状が略円形
で、内周面に導体層が形成された貫通孔12ａに、円筒状
の同軸コネクタ13が嵌着されてロウ材を介して接合され
るとともに、高周波信号の中継部16および直流電流供給
部17を備えた構成のものが提案されている（特開平７−
135272号公報参照）。

【０００４】なお、図４，図５において、13ａは同軸コ
ネクタ13の外周導体、13ｂは絶縁体、13ｃは中心導体で
ある。

【０００５】枠体12は、セラミックグリーンシートを複
数層積層し、これを焼成して形成されており、基体11の
上面に載置部11aを囲むように接合される。また、枠体1
2の対向する一対の側部にそれぞれ設けられた同軸コネ
クタ13と半導体素子15との間には、配線16ａを有する中
継部16がそれぞれ設けられており、また枠体12の他の対
向する一対の側部には、半導体素子15を駆動させる直流
電流を供給するための電極17ａを形成した直流電流供給
部17がそれぞれ設けられている。

【０００６】中継部16を設けているのは、中心導体13ｃ
が丸棒状であるためワイヤボンディングすることが困難
であることと、ワイヤボンディングの際に中心導体13ｃ
が下方に曲がり、正常なワイヤボンディングができなく
なる場合があるためである。よって、中心導体13ｃを中
継部16上の線路状の配線16ａの一端に半田等により接続
し、配線16ａの他端に半導体素子15と電気的に接続する
ためのボンディングワイヤが接続される。

【０００７】また、直流電流供給部17は、半導体素子15
を駆動する直流電流を供給するための電極17ａを備え、
半導体素子14とボンディングワイヤを介して電気的に接
続される。

【０００８】枠体12はセラミックグリーンシートを積層
し焼成して形成されており、これにより、中継部16と直
流電流供給部17とを枠体12の形成と同時に形成すること
ができる。従って、金属製の枠体に比して、中継部16と
なる基板を基体11の上面に取着する必要がなく、また直
流電流供給部17となる入出力端子を別途作成する必要が
ないため、製造工程を大幅に低減することができる。そ
のため、安定した品質の製品が得られるとともに、セラ
ミックスの比重が鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバ
ルト（Ｃｏ）合金などの金属に比して数分の一程度と小
さいため枠体が軽量化され、半導体パッケージが大幅に
軽量化される。

【０００９】そして、同軸コネクタ13の外周導体13ａを
ロウ材を介して貫通孔12ａに接合し、中心導体13ｃの一
端と中継部16上の配線16ａとを半田等を介して接合し、
基体11の載置部11ａに半導体素子15を載置し、半導体素
子15と配線16ａの他端、半導体素子15と直流電流供給部
17の電極17ａとを、それぞれボンディングワイヤ等によ
って電気的に接続し、さらに基体11の上面にＦｅ−Ｎｉ
−Ｃｏ合金やＦｅ−Ｎｉ合金などの金属からなる蓋体18
を接合することにより、気密封止された半導体装置とな
る。

【００１０】このようにして、枠体12の側部に同軸コネ
クタ13を有し、10ＧＨｚ程度以上の高周波信号に対応可
能な無線基地局用等の半導体パッケージおよび半導体装
置が構成される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のセラミックスからなる枠体12を用いた半導体パッケ
ージでは、貫通孔12ａに円筒形の同軸コネクタ13をロウ
付けするに際して、半導体パッケージの気密性が損なわ
れないように貫通孔12ａの内周面と外周導体13ａとの隙
間にロウ材を切れ目なくかつ均一に充填させるために、
断面が円形の貫通孔12ａを形成する必要があった。この
場合、枠体12となるセラミックグリーンシートを積層し
た後に、断面が円形の貫通孔12ａをドリルなどの機械的
手段により形成し、得られた貫通孔12ａの内周面にメタ
ライズ層等の導体層を被着させて焼成した際に、貫通孔
12ａが歪んで断面形状が円形とならない場合があり、貫
通孔12ａに同軸コネクタ13を嵌着することができなくな
るという不具合が発生していた。

【００１２】また、貫通孔12ａに同軸コネクタ13を嵌着
できたとしても、貫通孔12ａの内周面と外周導体13ａの
外周面との隙間の大きさが不均一になっているため、貫
通孔12ａの内周面と外周導体13ａの外周面とをロウ付け
する際にロウ材の厚さがばらつくことになり、このため
ロウ材のボリュームが不十分な箇所が発生して、半導体
パッケージの気密性が損なわれるという問題点が発生し
ていた。

【００１３】また、セラミックグリーンシート積層体を
焼成して枠体12と成した後にドリル等を用いて貫通孔12
ａを形成する場合、例えばアルミナセラミックスなどか
らなる枠体12の硬度が極めて大きい（アルミナセラミッ
クスのビッカース硬度は1900Ｈｖ）ため、貫通孔12ａの
形成に多大の時間が必要となってコストが増大し、ま
た、ドリル作業中に貫通孔12ａの周囲にクラックが発生
して半導体パッケージの気密性が損なわれるといった不
具合を招来していた。

【００１４】従って、本発明は上記問題点に鑑み完成さ
れたものであり、その目的は、同軸コネクタを枠体の貫
通孔に嵌め込んで半導体パッケージを気密に封止しなが
ら接合するに際して、貫通孔の内周面と同軸コネクタの
外周導体との隙間にロウ材を充填した状態で介在させな
くとも、半導体パッケージの気密性を損なわずに強固に
同軸コネクタを接合でき、その結果、内部に収納する半
導体素子を長期に亘り正常かつ安定に作動させることが
できる半導体パッケージを提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体素子収納
用パッケージは、上面に半導体素子を載置する載置部を
有する基体と、セラミックスから成り、前記基体の上面
の外周部に前記載置部を囲繞するように接合され、側部
に断面形状が略正方形の貫通孔が形成されるとともに該
貫通孔の外側の開口の周囲にメタライズ層が形成された
枠体と、外周面の一端に鍔部が形成された円筒状とさ
れ、前記貫通孔に挿入されるとともに前記鍔部が前記メ
タライズ層に銀を主成分とするロウ材でロウ付けされた
円筒状導体と、円筒状の外周導体およびその中心軸に設
置された中心導体ならびにそれらの間に介在させた絶縁
体から成り、前記円筒状導体に嵌着されるとともに前記
外周導体の外周面が前記円筒状導体の内周面に金を主成
分とするロウ材でロウ付けされた同軸コネクタとを具備
したことを特徴とする。

【００１６】本発明の半導体素子収納用パッケージは、
上記の構成により、同軸コネクタの外周導体の鍔部を貫
通孔の外側の開口の周囲のメタライズ層にロウ付けし、
円筒状導体の内部に同軸コネクタをロウ材を介して嵌着
することにより、半導体素子収納用パッケージの気密性
を損なうことなく、同軸コネクタを精度良く接合するこ
とができる。また、従来、枠体の側部に形成された貫通
孔に同軸コネクタを接合するに際してロウ材の廻り込み
不足などにより気密性が損なわれていたが、本発明では
そのような不具合が解消される。さらに、ロウ付け部の
接合状態、すなわち半導体素子収納用パッケージの気密
性の確認を、鍔部と枠体とのロウ付け部を目視で容易に
行えるようになり、生産性を向上させることができる。

【００１７】また、外周導体の外周面が円筒状導体の内
周面に金を主成分とするロウ材でロウ付けされているこ
とから、外周導体と円筒状導体とをＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合
金等の同じ材質とすれば、それらの熱膨張係数差がなく
なるため、金を主成分とする硬いロウ材を薄く介在させ
ることができる。その結果、同軸コネクタの位置ずれや
円筒状導体に対する同心位置のずれを防ぐことができ、
高周波信号の伝送特性を良好に保持することができる。

【００１８】また、円筒状導体の鍔部が貫通孔の外側の
開口の周囲に形成されたメタライズ層に銀（Ａｇ）を主
成分とするロウ材でロウ付けされていることから、円筒
状導体とセラミックスから成る枠体との間の熱膨張係数
差を吸収緩和するとともに気密性を保持できるように、
銀を主成分とする硬度の低いロウ材を厚く形成すること
ができる。

【００１９】本発明の半導体装置は、本発明の半導体素
子収納用パッケージと、前記載置部に載置固定されると
ともに前記中心導体に電気的に接続された半導体素子
と、前記基体の上面に接合された蓋体とを具備したこと
を特徴とする。

【００２０】本発明の半導体装置は、上記の構成によ
り、気密性および高周波信号の伝送特性に優れたものと
なる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の半導体素子収納用パッケ
ージについて以下に詳細に説明する。図１〜図３はそれ
ぞれ本発明の半導体パッケージについて実施の形態の一
例を示す断面図、要部拡大断面図、および図２の左側面
図である。これらの図において、１は基体、１ａは載置
部、２は枠体、２ａは同軸コネクタ３を嵌着するための
貫通孔、２ｂは貫通孔２ａの枠体２外面側開口の周囲に
形成されたメタライズ層、３は同軸コネクタ、３ａは外
周導体、３ｂは絶縁体、３ｃは中心導体、４は円筒状導
体、４ａは円筒状導体４の鍔部、５は半導体素子、６は
中継部、６ａは配線、７は直流電流供給部、７ａは電
極、８は蓋体である。これら、基体１、枠体２、同軸コ
ネクタ３および蓋体８とで内部に半導体素子５を気密に
収納する半導体装置が基本的に構成される。

【００２２】本発明の半導体パッケージは、上面に半導
体素子５を載置する載置部１ａを有する基体１と、基体
１の上面の外周部に載置部１ａを囲繞するように接合さ
れ、側部に断面形状が略正方形の貫通孔２ａが形成され
るとともに貫通孔２ａの外側の開口の周囲にメタライズ
層２ｂが形成された枠体２と、外周面の一端に鍔部４ａ
が形成された円筒状とされ、貫通孔２ａに挿入されると
ともに鍔部４ａがメタライズ層２ｂに銀を主成分とする
ロウ材でロウ付けされた円筒状導体４と、円筒状の外周
導体３ａおよびその中心軸に設置された中心導体３ｃな
らびにそれらの間に介在させた絶縁体３ｂから成り、円
筒状導体４に嵌着されるとともに外周導体３ａの外周面
が円筒状導体４の内周面に金を主成分とするロウ材でロ
ウ付けされた同軸コネクタ３とを具備している。

【００２３】本発明の基体１は、Ｃｕ−Ｗ合金等からな
り、厚さが0.1〜２ｍｍで上面に半導体素子５が載置さ
れる載置部１ａを有する。基体１がＣｕ−Ｗ合金からな
る場合、200Ｗ／ｍ・Ｋ程度の高い熱伝導率を有し、半
導体素子５が作動時に発する熱を効率良く基体１の外部
に放散し得る。基体１の厚さが0.1ｍｍ未満の場合、枠
体２を銀（Ａｇ）ロウなどの接合材で基体１の上面に接
合すると、Ａｇの拡散により基体１の柔軟性が失われ易
くなる。このとき、基体１に反りが発生すると基体１に
亀裂が生じ、その結果、基体１を流れる接地電流の流れ
が一様でなくなり、半導体素子５の接地電位が不安定と
なって高周波信号の伝送損失が発生し易くなる。基体１
の厚さが２ｍｍを超えると、基体１が重くなり半導体パ
ッケージの軽量化に不利になる。

【００２４】この基体１は、例えばＣｕ，Ｗの混合粉末
を金型を用いてプレス成型することにより所定形状に作
製される。このとき、酸化防止やロウ付けの接合性向上
のために、基体１の表面に0.5〜９μｍの厚さのＮｉ層
や0.5〜５μｍの厚さの金（Ａｕ）層などの金属層をメ
ッキ法等により被着させておくのが良い。

【００２５】基体１の上面に接合される枠体２は、セラ
ミックグリーンシートの積層体を焼結してなり、例えば
Ａｌ₂Ｏ₃セラミックスからなる場合、以下のようにして
作製される。まずＡｌ₂Ｏ₃の粉末と、焼結助材としての
二酸化珪素（ＳｉＯ₂）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、
酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などの粉末と適当なバイン
ダーおよび溶剤とを混合してスラリーとなし、このスラ
リーを用いて従来周知のドクターブレード法などのテー
プ成形法によって所定厚さのセラミックグリーンシート
を形成する。

【００２６】次に、平面視形状が略四角形の枠体２の外
形に対応する略四角形のセラミックグリーンシートを複
数枚準備し、これらのセラミックグリーンシートから選
ばれた１枚または複数枚のセラミックグリーンシート
に、略四角形の貫通穴を対向する一対の辺部に形成す
る。このとき、中継部６となる部位および直流電流供給
部７となる部位にタングステン（Ｗ）を主成分とする金
属ペーストを所定パターンに印刷し、しかる後、これら
の略四角形のセラミックグリーンシートの中央部を打ち
抜いて所定の枠状に成形するとともにこれらを積層圧着
する。このとき、予め形成された貫通穴は積層後に断面
が略正方形の貫通孔２ａとなる。このようにして得られ
た枠状のグリーンシートの積層体を1500〜1600℃程度の
高温で焼成することにより、貫通孔２ａ、中継部６、配
線６ａ、直流電流供給部７、電極７ａを有する枠体２が
作製される。

【００２７】このようにして得られた枠体２は、側部に
断面形状が略正方形の貫通孔２ａを有しており、この貫
通孔２ａの枠体２外面側開口の周囲に、モリブデン（Ｍ
ｏ），マンガン（Ｍｎ）の粉末を主成分とする金属ペー
ストが、円筒状導体４の鍔部４ａの外形と同じ大きさの
抜きパターンまたはそれ以上に大きい抜きパターンが形
成された版を用いて印刷され、1400℃程度の温度で焼成
されることによりメタライズ層２ｂが形成される。

【００２８】次に、これらのメタライズ層２ｂ、配線６
ａ、電極７ａ、半導体素子５接合部に、Ｎｉメッキ、Ａ
ｕメッキなどの金属メッキ層が0.5〜９μｍの厚さで被
着され、メタライズ層２ｂに円筒状導体４の鍔部４ａが
Ａｇ−Ｃｕ合金等のロウ材で接合される。

【００２９】鍔部４ａを接合するＡｇを主成分とするロ
ウ材は、具体的には、Ａｇが71〜73ｗｔ（重量）％でＣ
ｕが27〜29ｗｔ％のＡｇロウ（ＢＡｇ−８：ＪＩＳ Ｚ
3261による）等が用いられ、770〜870℃の温度でロウ
付けが行われる。Ａｇを主成分とするロウ材の厚さは２
〜100μｍが好ましい。２μｍ未満では、部分的に気密
性が損なわれる場合がある。100μｍを超えると、Ａｇ
ロウ中のボイドが外部に排出されないで残る場合があ
り、また、このときＡｇロウ内部に熱応力が発生すると
ボイドを起点としてクラックが発生し易くなる。

【００３０】このＡｇロウは、ロウ材としては硬度が低
いとはいえヤング率が91ＧＰａと比較的大きいため、Ａ
ｇロウの厚さが適正な範囲にあればもちろん接合された
円筒状導体４は外力に対してその中心軸がぶれるような
ことはない。

【００３１】鍔部４ａを有する円筒状導体４は、それに
挿通させた同軸コネクタ３を金を主成分とするロウ材に
より強固に接合し安定させるとともに、半導体パッケー
ジ内部を気密に封止するための封止部としても機能す
る。鍔部４ａは円筒状導体４の外周面の一端に形成さ
れ、鍔部４ａの外周面と外周導体３ａの外周面との最短
距離は１ｍｍ以上あればよく、半導体パッケージの気密
性および同軸コネクタ３の接合性が損なわれることはな
く、極めて良好な接合状態とすることができる。１ｍｍ
未満では、気密性が損なわれる恐れがある。

【００３２】同軸コネクタ３を円筒状導体４の内側に接
合するＡｕを主成分とするロウ材は、具体的には、Ａｕ
が80ｗｔ％で錫（Ｓｎ）が20ｗｔ％のＡｕ−Ｓｎロウ、
Ａｕが88ｗｔ（重量）％でゲルマニウム（Ｇｅ）が12ｗ
ｔ％のＡｕ−Ｇｅロウなどが用いられ、それぞれ約280
℃、約350℃の温度でロウ付けが行われる。これらのＡ
ｕロウはビッカース硬度が150Ｈｖ以上と大きく、たと
え厚さが数μｍ程度であっても、同軸コネクタ３の中心
軸がずれることの無い強固な接合状態が得られるという
点で好適な接合材である。

【００３３】Ａｕを主成分とするロウ材の厚さは２〜50
μｍが好ましい。２μｍ未満では、ロウ材が存在しない
部分が発生する場合があり、同軸コネクタ３が円筒状導
体４から剥離して脱落する恐れがある。50μｍを超える
と、中心導体３ｃと中継部６上の配線６ａとの接続部に
ズレが発生し、このズレにより高周波信号に透過損失が
発生し易くなる。

【００３４】また、鍔部４ａの外形の形状は、貫通孔２
ａの断面形状に相似した正方形としても良く、この場合
メタライズ層２ｂの形状を鍔部４ａの外形形状に対応す
る形状にすれば、鍔部４ａの接合強度が向上する。また
この場合、鍔部４ａの四角部が円弧状等の曲線状に面取
り加工されていても良く、このとき、鍔部４ａに発生す
る応力の集中が回避できるといった利点がある。

【００３５】本発明の円筒状導体４は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃ
ｏ合金，Ｆｅ−Ｎｉ合金などの鉄系合金から成り、これ
らはアルミナセラミックス等のセラミックスから成る枠
体２に熱膨張係数が近いため、円筒状導体４を枠体２に
ロウ付けした際に枠体２にクラック等が発生しにくいと
いう利点がある。

【００３６】また、同軸コネクタ３の外周導体３ａは、
Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金，Ｆｅ−Ｎｉ合金などのＦｅ系合
金等の金属から成るが、円筒状導体４と同程度の熱膨張
係数の金属、または円筒状導体４の熱膨張係数よりも小
さい金属から成ることが好ましい。円筒状導体４と同程
度の熱膨張係数の金属の場合、外周導体３ａと円筒状導
体４とのロウ付け時にそれらの間に歪みが発生しない。
また、外周導体３ａが円筒状導体４の熱膨張係数よりも
小さい金属から成る場合、同軸コネクタ３を円筒状導体
４に嵌着しロウ付けした際に、それらの熱膨張係数差に
よって同軸コネクタ３に圧縮応力が作用することになり
ガラス等の絶縁体３ｂが破損するのを防ぐことができ
る。

【００３７】外周導体３ａが円筒状導体４の熱膨張係数
よりも小さい場合、１×10^-6／℃〜３×10^-6／℃程度小
さいと上記の効果が得られる。

【００３８】そして、本発明の半導体パッケージは、円
筒状導体４の鍔部４ａを貫通孔２ａの枠体２外面側開口
の周囲のメタライズ層２ｂにＡｇを主成分とするロウ材
で接合するとともに、同軸コネクタ３を円筒状導体４の
内側に接合した構成であり、載置部１ａに半導体素子５
を載置し、半導体素子５上面の電極と中継部６上の配線
６ａとをボンディングワイヤなどの接続手段を介して接
続することにより半導体素子５と中心導体３ｃとを電気
的に接続し、最後に枠体２の上面に蓋体８を接合するこ
とにより半導体装置となる。このように、本発明の同軸
コネクタ３を有する半導体パッケージを用いることによ
り、高周波信号で作動する半導体素子５を気密性良くか
つ高周波信号の伝送特性を良好として収納した半導体装
置を提供し得る。

【００３９】

【実施例】本発明の半導体素子収納用パッケージおよび
半導体装置の実施例を以下に説明する。

【００４０】まず、図１〜図３に示した本発明の半導体
パッケージを以下のようにして作製した。縦約12ｍｍ×
横約25ｍｍ×厚さ約0.75ｍｍのＣｕ−Ｗ合金からなる略
四角形の基体１の上面の外周部に、載置部１ａを囲むよ
うに、外形が縦約12ｍｍ×横約18ｍｍ×高さ約６ｍｍで
枠の厚さが約1.5ｍｍの６層のアルミナセラミックスか
ら成る平面視形状が略四角形の枠体２を銀ロウで接合し
た。また、枠体２の対向する一対の側部に、断面形状が
縦３ｍｍ×横３ｍｍの略正方形の貫通孔２ａが形成され
ている。なお、貫通孔２ａの枠体２外面側開口の周囲に
はＭｏ−Ｍｎ合金からなるメタライズ層２ｂが厚さが約
20μｍで形成され、基体１の表面およびメタライズ層２
ｂの表面に厚さ約２μｍのＮｉメッキ層および厚さ約2.
5μｍのＡｕメッキ層を順次被着した。

【００４１】次に、枠体２の貫通孔２ａに、予めＮｉメ
ッキを被着させたＦｅ−Ｎｉ合金からなる円筒状導体４
を挿通し、鍔部４ａをＡｇロウ（Ａｇが72ｗｔ％でＣｕ
が28ｗｔ％）を介して貫通孔２ａの開口の周囲のメタラ
イズ層２ｂに接合した。このとき、Ａｇロウの厚さを１
μｍ，２μｍ，５μｍ，10μｍ，25μｍ，50μｍ，75μ
ｍ，100μｍ，125μｍ，150μｍとしたサンプルを各５
個づつ作製して、気密性およびボイドの発生状態を評価
した。このときの鍔部４ａの厚さは250μｍであり、同
軸コネクタ３の外周導体３ａの厚さを25μｍとした。鍔
部４ａにおける気密性およびボイドの発生の有無を評価
した結果を表１に示す。表１において、気密性およびボ
イド発生の評価については、５個のサンプルのうち気密
性が損なわれたサンプルの割合およびボイドが発生した
サンプルの割合を示した。

【００４２】

【表１】

【００４３】表１より、鍔部４ａとメタライズ層２ｂと
を接合するＡｇロウの厚さが２〜100μｍであれば、鍔
部４ａを強固かつ信頼性良く接合できることが判った。

【００４４】次に、円筒状導体４にＡｕ−Ｓｎ合金（Ａ
ｕが80ｗｔ％でＳｎが20ｗｔ％）を介して同軸コネクタ
３を嵌着し接合した。このとき、鍔部４ａにおけるＡｇ
ロウの厚さを25μｍとして、同軸コネクタ３の外周面と
円筒状導体４の内周面との隙間を１μｍ，２μｍ，５μ
ｍ，10μｍ，20μｍ，30μｍ，40μｍ，50μｍとしたサ
ンプルを５個づつ作成し、また、40μｍ，50μｍ，60μ
ｍ，70μｍとしたサンプルについては20個づつ作成して
気密性および高周波の透過損失の大きさを評価した。

【００４５】透過損失は30ＧＨｚの高周波を伝送させた
場合の損失をネットワークアナライザーで評価した。そ
の評価結果を表２に示す。評価に際しては、0.5ｄＢを
損失の良否の分岐点として、それ以上となる場合に伝送
不良が発生していると判定した。60，70μｍの厚さにお
いて、表２に示した透過損失の数値は接合ずれが発生し
たサンプルの平均値であり、括弧内は接合ずれが発生し
た割合を示している。

【００４６】

【表２】

【００４７】表２より、円筒状導体４に同軸コネクタ３
を嵌着させるに際して、円筒状導体４の内周面と同軸コ
ネクタ３の外周導体３ａの外周面との隙間が２〜50μｍ
であれば、クラックの発生がなく、かつ良好な高周波伝
送特性が得られることが判明した。また、このような同
軸コネクタ３の取着構造は、Ａｕ−Ｓｎ合金からなるロ
ウ材のビッカース硬度が160Ｈｖ程度と大きいため、ロ
ウ材の厚さを薄くして同軸コネクタ３を円筒状導体４の
内周面に確実、強固かつ位置ずれを防いで固定できるこ
とが判った。

【００４８】なお、本発明は上記実施の形態および実施
例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲内で種々の変更は可能である。

【００４９】

【発明の効果】本発明の半導体素子収納用パッケージ
は、上面に半導体素子を載置する載置部を有する基体
と、セラミックスから成り、基体の上面の外周部に載置
部を囲繞するように接合され、側部に断面形状が略正方
形の貫通孔が形成されるとともに貫通孔の外側の開口の
周囲にメタライズ層が形成された枠体と、外周面の一端
に鍔部が形成された円筒状とされ、貫通孔に挿入される
とともに鍔部がメタライズ層に銀を主成分とするロウ材
でロウ付けされた円筒状導体と、円筒状の外周導体およ
びその中心軸に設置された中心導体ならびにそれらの間
に介在させた絶縁体から成り、円筒状導体に嵌着される
とともに外周導体の外周面が円筒状導体の内周面に金を
主成分とするロウ材でロウ付けされた同軸コネクタとを
具備したことにより、半導体素子収納用パッケージにお
いてロウ材に発生するクラックにより気密性が損なわれ
ることなく、同軸コネクタを強固に接合することができ
る。また、従来枠体の側部に形成された貫通孔に同軸コ
ネクタを接合するに際してロウ材の廻り込み不足などに
より気密性が損なわれ場合があったが、本発明ではその
ような不具合が解消される。さらに、ロウ付け部の接合
状態、すなわち半導体素子収納用パッケージの気密性の
確認を、鍔部と枠体とのロウ付け部を目視で容易に行え
るようになり、生産性を向上させることができる。

【００５０】また、外周導体の外周面と円筒状導体の内
周面とが金を主成分とするロウ材でロウ付けされている
ことから、外周導体と円筒状導体とをＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ
合金等の同じ材質とすれば、それらの熱膨張係数差がな
くなるため、金を主成分とする硬いロウ材を薄く介在さ
せることができる。その結果、同軸コネクタの位置ずれ
や円筒状導体に対する同心位置のずれを防ぐことがで
き、高周波信号の伝送特性を良好に保持することができ
る。また、円筒状導体の熱膨張係数を外周導体の熱膨張
係数よりも若干大きく設定すれば、ロウ付け時に同軸コ
ネクタは圧縮応力を受けることになり、この場合におい
ても信頼性の高い同軸コネクタ構造を構成することがで
きる。

【００５１】また、円筒状導体の鍔部が貫通孔の枠体外
面側開口の周囲に形成されたメタライズ層に銀を主成分
とするロウ材でロウ付けされていることから、円筒状導
体とセラミックスから成る枠体との間の熱膨張係数差を
吸収緩和するとともに気密性を保持できるように、銀を
主成分とする硬度の低いロウ材を厚く形成することがで
きる。

【００５２】本発明の半導体装置は、本発明の半導体素
子収納用パッケージと、載置部に載置固定されるととも
に中心導体に電気的に接続された半導体素子と、基体の
上面に接合された蓋体とを具備したことにより、気密性
および高周波信号の伝送特性に優れたものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体素子収納用パッケージについて
実施の形態の例を示す断面図である。

【図２】図１の半導体素子収納用パッケージの要部拡大
断面図である。

【図３】図２に示した部位の左側面図である。

【図４】従来の半導体素子収納用パッケージの断面図で
ある。

【図５】図４の半導体素子収納用パッケージの同軸コネ
クタ部の拡大断面図である。

【符号の説明】

１：基体 １ａ：載置部 ２：枠体 ２ａ：貫通孔 ２ｂ：メタライズ層 ３：同軸コネクタ ３ａ：外周導体 ３ｂ：絶縁体 ３ｃ：中心導体 ４：円筒状導体 ４ａ：鍔部 ５：半導体素子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上面に半導体素子を載置する載置部を有
   する基体と、セラミックスから成り、前記基体の上面の
   外周部に前記載置部を囲繞するように接合され、側部に
   断面形状が略正方形の貫通孔が形成されるとともに該貫
   通孔の外側の開口の周囲にメタライズ層が形成された枠
   体と、外周面の一端に鍔部が形成された円筒状とされ、
   前記貫通孔に挿入されるとともに前記鍔部が前記メタラ
   イズ層に銀を主成分とするロウ材でロウ付けされた円筒
   状導体と、円筒状の外周導体およびその中心軸に設置さ
   れた中心導体ならびにそれらの間に介在させた絶縁体か
   ら成り、前記円筒状導体に嵌着されるとともに前記外周
   導体の外周面が前記円筒状導体の内周面に金を主成分と
   するロウ材でロウ付けされた同軸コネクタとを具備した
   ことを特徴とする半導体素子収納用パッケージ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の半導体素子収納用パッケ
   ージと、前記載置部に載置固定されるとともに前記同軸
   コネクタに電気的に接続された半導体素子と、前記枠体
   の上面に接合された蓋体とを具備したことを特徴とする
   半導体装置。