JP2016163105A - High-frequency semiconductor module - Google Patents

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亨 田澤
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順二 苫米地
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晃一 末永
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-frequency semiconductor module capable of enhancing its performance.SOLUTION: A high-frequency semiconductor module according to an embodiment comprises: a cooling body; a high-frequency semiconductor device that has on its surface a high-frequency circuit including a signal processing circuit arranged on the cooling body and configured to perform signal processing to a high-frequency signal; a thermal insulation container that accommodates the cooling body and the high-frequency semiconductor device therein; and a plurality of shielding bodies provided between the high-frequency semiconductor device including the high-frequency circuit and an inner surface of the thermal insulation container. The plurality of shielding bodies electromagnetically-spatially separate a space on the high-frequency circuit and its peripheral space from each other, and are provided so as to electromagnetically-spatially separate the space on the high-frequency circuit into a plurality of spaces.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明の実施形態は、高周波半導体モジュールに関する。   Embodiments described herein relate generally to a high-frequency semiconductor module.

例えば無線通信に使用される受信装置等には、受信した高周波信号を増幅する低雑音増幅素子が使用される。低雑音増幅素子のNF(Noise Figure)特性は、動作させる温度を下げるほど向上することが一般に知られている。   For example, a low-noise amplification element that amplifies a received high-frequency signal is used in a receiving device or the like used for wireless communication. It is generally known that the NF (Noise Figure) characteristics of a low noise amplifying element are improved as the operating temperature is lowered.

低温下において低雑音増幅素子を動作させるための一手段として、低温の冷却体上に低雑音増幅素子を配置するとともに、冷却体上配置された低雑音増幅素子を断熱容器で覆うことが挙げられる。冷却体によって低雑音増幅素子が冷却される。さらに、冷却体上に配置された低雑音増幅素子は断熱容器で覆われるため、外部からの熱の流入が抑制され、低温状態を効率的に維持することができる。   One means for operating the low noise amplifying element at a low temperature is to arrange the low noise amplifying element on a low temperature cooling body and to cover the low noise amplifying element arranged on the cooling body with a heat insulating container. . The low noise amplification element is cooled by the cooling body. Furthermore, since the low noise amplification element arranged on the cooling body is covered with the heat insulating container, the inflow of heat from the outside is suppressed, and the low temperature state can be efficiently maintained.

このような構造を有する高周波半導体モジュールとして、低雑音増幅素子に対する高周波信号の入出力に、電磁結合部を用いることが知られている。電磁結合部は、断熱容器の外部と内部との間における電気的な接続を維持しつつ、断熱容器の外部と内部とを非接触にすることができる。したがって、断熱容器の外部から内部への熱の流入が抑制され、冷却体による低雑音増幅素子の冷却効果を高めることができる。   As a high-frequency semiconductor module having such a structure, it is known to use an electromagnetic coupling unit for input / output of a high-frequency signal to / from a low-noise amplification element. The electromagnetic coupling part can make the outside and the inside of the heat insulating container non-contact while maintaining an electrical connection between the outside and the inside of the heat insulating container. Therefore, inflow of heat from the outside to the inside of the heat insulating container is suppressed, and the cooling effect of the low noise amplifying element by the cooling body can be enhanced.

近年、この種の高周波半導体モジュールのさらなる高性能化が望まれている。   In recent years, higher performance of this type of high-frequency semiconductor module has been desired.

特開2014−17598号公報JP 2014-17598 A

実施形態は、高性能化が可能な高周波半導体モジュールを提供することを目的とする。   An object of the embodiment is to provide a high-frequency semiconductor module capable of high performance.

実施形態に係る高周波半導体モジュールは、冷却体と、前記冷却体上に配置され、高周波信号に対して信号処理を実行する信号処理回路を含む高周波回路を表面に有する高周波半導体装置と、前記冷却体および前記高周波半導体装置を内部に収容する断熱容器と、前記高周波回路を含む高周波半導体装置と前記断熱容器の内面との間に設けられた複数の遮蔽体と、を具備する。前記複数の遮蔽体は、前記高周波回路上の空間とこの周囲の空間とを電磁空間的に分離するとともに、前記高周波回路上の前記空間を電磁空間的に複数に分離するように設けられる。   The high-frequency semiconductor module according to the embodiment includes a cooling body, a high-frequency semiconductor device having a high-frequency circuit disposed on the cooling body and including a signal processing circuit that performs signal processing on a high-frequency signal, and the cooling body. And a heat insulating container that houses the high-frequency semiconductor device therein, and a plurality of shielding bodies provided between the high-frequency semiconductor device including the high-frequency circuit and the inner surface of the heat insulating container. The plurality of shields are provided so as to electromagnetically separate the space on the high-frequency circuit and the surrounding space from each other and to separate the space on the high-frequency circuit into a plurality of electromagnetic spaces.

第1の実施形態に係る高周波半導体モジュールの冷却体および高周波半導体装置を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the cooling body and high frequency semiconductor device of the high frequency semiconductor module which concern on 1st Embodiment. 高周波半導体装置の第1の電磁結合回路を拡大して示す斜視図である。It is a perspective view which expands and shows the 1st electromagnetic coupling circuit of a high frequency semiconductor device. 第1の実施形態に係る高周波半導体モジュールに適用される第1の高さ調整回路を、斜め上方から見た場合の斜視図である。It is a perspective view at the time of seeing the 1st height adjustment circuit applied to the high frequency semiconductor module concerning a 1st embodiment from the slanting upper part. 第1の実施形態に係る高周波半導体モジュールに適用される第1の高さ調整回路を、斜め下方から見た場合の斜視図である。It is a perspective view at the time of seeing the 1st height adjustment circuit applied to the high frequency semiconductor module concerning a 1st embodiment from the slanting lower part. 図3Aおよび図3Bに示す第1の高さ調整回路、および第1の電磁結合回路、を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the 1st height adjustment circuit and 1st electromagnetic coupling circuit which are shown to FIG. 3A and FIG. 3B. 図4の一点鎖線X−X´に沿った、第1の高さ調整回路および第1の電磁結合回路の部分断面図である。FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the first height adjustment circuit and the first electromagnetic coupling circuit taken along one-dot chain line XX ′ in FIG. 4. 第1の実施形態に係る高周波半導体モジュールの冷却体および高周波半導体装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the cooling body and high frequency semiconductor device of the high frequency semiconductor module which concern on 1st Embodiment. 高周波半導体装置に断熱容器を設けることによって構成される第1の実施形態に係る高周波半導体モジュールの要部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principal part of the high frequency semiconductor module which concerns on 1st Embodiment comprised by providing a heat insulation container in a high frequency semiconductor device. 図7の一点鎖線Y−Y´に沿った断面を含む、第1の実施形態に係る高周波半導体モジュール全体の一断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view of the entire high-frequency semiconductor module according to the first embodiment, including a cross-section along the alternate long and short dash line YY ′ of FIG. 7. 第1の実施形態に係る高周波半導体モジュールの断熱容器の一部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a part of heat insulation container of the high frequency semiconductor module which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る高周波半導体モジュールの高周波回路と複数の遮蔽板との位置関係を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the positional relationship of the high frequency circuit and the some shielding board of the high frequency semiconductor module which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施形態に係る高周波半導体モジュール全体の、図8に対応する一断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of the entire high-frequency semiconductor module according to the second embodiment corresponding to FIG. 8. 第2の実施形態に係る高周波半導体モジュールの遮蔽板と金属体との位置関係を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the positional relationship of the shielding board and metal body of the high frequency semiconductor module which concern on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る高周波半導体モジュールの遮蔽板および金属体を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the shielding board and metal body of the high frequency semiconductor module which concern on 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係る高周波半導体モジュールに適用される断熱容器の一部を示す、図9に対応する斜視図である。It is a perspective view corresponding to FIG. 9 which shows a part of heat insulation container applied to the high frequency semiconductor module which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施形態に係る高周波半導体モジュール全体の、図8に対応する一断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of the entire high-frequency semiconductor module according to the third embodiment, corresponding to FIG. 第2の実施形態に係る高周波半導体モジュールの高周波回路およびベース板と金属体との位置関係を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the positional relationship of the high frequency circuit of the high frequency semiconductor module which concerns on 2nd Embodiment, a base board, and a metal body. 第3の実施形態に係る高周波半導体モジュールの金属体を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the metal body of the high frequency semiconductor module which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施形態に係る高周波半導体モジュールの金属体の第1の変形例を示す、図17Aに対応する断面図である。It is sectional drawing corresponding to FIG. 17A which shows the 1st modification of the metal body of the high frequency semiconductor module which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施形態に係る高周波半導体モジュールの金属体の第2の変形例を示す、図17Aに対応する断面図である。It is sectional drawing corresponding to FIG. 17A which shows the 2nd modification of the metal body of the high frequency semiconductor module which concerns on 3rd Embodiment. 第4の実施形態に係る高周波半導体モジュール全体の、図8に対応する一断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 8 of the entire high-frequency semiconductor module according to a fourth embodiment. 第4の実施形態に係る高周波半導体モジュールの高周波回路およびベース板と金属体との位置関係を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the positional relationship of the high frequency circuit and base plate of a high frequency semiconductor module which concerns on 4th Embodiment, and a metal body.

本実施形態に係る高周波半導体モジュールは、冷却体と、この冷却体上に配置された高周波半導体装置と、冷却体および高周波半導体装置を内部に収容する断熱容器と、を具備する。高周波半導体装置は冷却体によって低温にされる。そして、冷却体および高周波半導体装置が断熱容器で覆われているため、外部からの熱の流入が抑制され、低温状態を効率的に維持することができる。したがって、高周波半導体装置は低温で動作することができ、NF(Noise Figure)特性を向上させることができる。以下に、このような実施形態に係る高周波半導体モジュールについて、図面を参照して説明する。   The high-frequency semiconductor module according to the present embodiment includes a cooling body, a high-frequency semiconductor device disposed on the cooling body, and a heat insulating container that houses the cooling body and the high-frequency semiconductor device. The high frequency semiconductor device is cooled to a low temperature by a cooling body. And since the cooling body and the high frequency semiconductor device are covered with the heat insulation container, inflow of the heat from the outside is suppressed and the low temperature state can be efficiently maintained. Therefore, the high-frequency semiconductor device can operate at a low temperature and can improve NF (Noise Figure) characteristics. Hereinafter, a high-frequency semiconductor module according to such an embodiment will be described with reference to the drawings.

<第1の実施形態>
図1は、第1の実施形態に係る高周波半導体モジュールの冷却体および高周波半導体装置を示す分解斜視図である。図1に示すように、高周波半導体装置10は、冷却体11上に配置されている。
<First Embodiment>
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a high-frequency semiconductor module cooling body and a high-frequency semiconductor device according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the high-frequency semiconductor device 10 is disposed on the cooling body 11.

冷却体11上に配置される高周波半導体装置10において、例えばCuによって構成されるキャリアプレートであるベース板12の表面上には、高周波信号に対して信号処理を行う信号処理回路13が配置されている。信号処理回路13は、絶縁基板14と、この基板14の上面上に設けられた複数の高周波半導体素子15(以下、半導体素子と称する場合もある。)と、絶縁基板14の上面上に設けられ、複数の半導体素子15に接続される分岐・整合回路16および合成・整合回路17と、によって構成される。   In the high-frequency semiconductor device 10 disposed on the cooling body 11, a signal processing circuit 13 that performs signal processing on a high-frequency signal is disposed on the surface of a base plate 12 that is a carrier plate made of Cu, for example. Yes. The signal processing circuit 13 is provided on the insulating substrate 14, a plurality of high-frequency semiconductor elements 15 (hereinafter sometimes referred to as semiconductor elements) provided on the upper surface of the substrate 14, and the upper surface of the insulating substrate 14. A branch / matching circuit 16 and a synthesis / matching circuit 17 connected to the plurality of semiconductor elements 15.

絶縁基板14は例えばアルミナ(Al)によって構成される基板である。複数の半導体素子15の各々は、例えば低雑音増幅素子である。また、分岐・整合回路16および合成・整合回路17にはそれぞれ、ランゲカプラおよび整合線路等が含まれている。 The insulating substrate 14 is a substrate made of alumina (Al 2 O 3 ), for example. Each of the plurality of semiconductor elements 15 is, for example, a low noise amplification element. The branch / matching circuit 16 and the synthesis / matching circuit 17 each include a Lange coupler, a matching line, and the like.

なお、図示は省略しているが、信号処理回路13には、キャパシタ素子等も設けられている。   Although not shown, the signal processing circuit 13 is also provided with a capacitor element and the like.

このような信号処理回路13に対して断熱容器18(図7等)の外部から高周波信号を入力する部分、および信号処理回路13から出力される高周波信号を断熱容器18の外部に出力する部分、はそれぞれ、電磁結合部19、20によって構成されている。電磁結合部19、20は、信号処理回路13に電気的に接続されている。そして、電磁結合部19、20は、断熱容器18の内部と外部とを電磁結合によって電気的に接続すると同時に、断熱容器18の内部と外部とを非接触にする。以下に、電磁結合部19、20について詳述する。   A portion for inputting a high frequency signal from the outside of the heat insulating container 18 (FIG. 7 and the like) to the signal processing circuit 13 and a portion for outputting a high frequency signal output from the signal processing circuit 13 to the outside of the heat insulating container 18; Are constituted by electromagnetic coupling portions 19 and 20, respectively. The electromagnetic coupling units 19 and 20 are electrically connected to the signal processing circuit 13. And the electromagnetic coupling parts 19 and 20 make the inside and the outside of the heat insulation container 18 non-contact at the same time to electrically connect the inside and the outside of the heat insulation container 18 by electromagnetic coupling. Below, the electromagnetic coupling parts 19 and 20 are explained in full detail.

信号処理回路13に対して断熱容器18(図7等)の外部から高周波信号を入力する入力側の電磁結合部19である第1の電磁結合部19は、信号処理回路13に電気的に接続される内部回路である内部入力回路21、および内部入力回路21の上方に配置された第1の電磁結合回路22、によって構成されている。   A first electromagnetic coupling unit 19, which is an electromagnetic coupling unit 19 on the input side for inputting a high frequency signal from the outside of the heat insulating container 18 (FIG. 7, etc.) to the signal processing circuit 13, is electrically connected to the signal processing circuit 13. The internal input circuit 21 is an internal circuit and the first electromagnetic coupling circuit 22 disposed above the internal input circuit 21.

内部入力回路21は、例えば超伝導回路であって、超伝導基板23(酸化マグネシウム(MgO)基板等の基板上に、YBCO薄膜(不図示)と保護層となる金(Au)薄膜が設けられた基板)上のYBCO薄膜及び金薄膜をドライエッチングすることにより、超伝導基板23にW字状の配線24を設けることによって構成されている。この内部入力回路21は、ベース板12の上面上に配置され、ベース板12に設けられた板バネ等の固定具25によって、ベース板12に対して押し付けられている。そして、信号処理回路13の分岐・整合回路16に、ワイヤー等の接続導体26によって電気的に接続されている。   The internal input circuit 21 is, for example, a superconducting circuit, and a YBCO thin film (not shown) and a gold (Au) thin film serving as a protective layer are provided on a superconducting substrate 23 (magnesium oxide (MgO) substrate or the like). The YBCO thin film and the gold thin film on the substrate) are dry-etched to provide the W-shaped wiring 24 on the superconductive substrate 23. The internal input circuit 21 is disposed on the upper surface of the base plate 12 and is pressed against the base plate 12 by a fixture 25 such as a leaf spring provided on the base plate 12. Then, the signal processing circuit 13 is electrically connected to the branching / matching circuit 16 through a connection conductor 26 such as a wire.

第1の電磁結合回路22は、電磁結合によって内部入力回路21に電気的に接続される回路であり、内部入力回路21の配線24に対して電磁結合によって高周波信号を供給する回路である。第1の電磁結合回路22は、内部入力回路21の上方に、内部入力回路21から離間するように配置されている。第1の電磁結合回路22は、例えば内部入力回路21から1mm程度上方に離間した位置に配置されている。なお、第1の電磁結合回路22は、後述する断熱容器18によって所定位置に支持される(図7および図10)。第1の電磁結合回路22の支持構造については後に詳述する。   The first electromagnetic coupling circuit 22 is a circuit that is electrically connected to the internal input circuit 21 by electromagnetic coupling, and is a circuit that supplies a high-frequency signal to the wiring 24 of the internal input circuit 21 by electromagnetic coupling. The first electromagnetic coupling circuit 22 is disposed above the internal input circuit 21 so as to be separated from the internal input circuit 21. The first electromagnetic coupling circuit 22 is disposed, for example, at a position spaced about 1 mm above the internal input circuit 21. The first electromagnetic coupling circuit 22 is supported at a predetermined position by a heat insulating container 18 described later (FIGS. 7 and 10). The support structure of the first electromagnetic coupling circuit 22 will be described in detail later.

図2は、第1の電磁結合回路22を拡大して示す斜視図である。図2に示すように、第1の電磁結合回路22において、例えば厚さ1mm程度のアルミナ等によって構成される絶縁基板27の上面上には、I字状の配線28aが設けられている。また、絶縁基板27の上面上には、I字状の配線28aに接続される引き出し配線28b、および引き出し配線28bに接続されるパッド電極28c、が設けられている。さらに、絶縁基板27の上面上には、I字状の配線28a、引き出し配線28b、およびパッド電極28c、の周囲を囲うように接地金属29が設けられている。   FIG. 2 is an enlarged perspective view showing the first electromagnetic coupling circuit 22. As shown in FIG. 2, in the first electromagnetic coupling circuit 22, an I-shaped wiring 28a is provided on the upper surface of an insulating substrate 27 made of alumina or the like having a thickness of about 1 mm. On the upper surface of the insulating substrate 27, a lead-out wiring 28b connected to the I-shaped wiring 28a and a pad electrode 28c connected to the lead-out wiring 28b are provided. Further, a ground metal 29 is provided on the upper surface of the insulating substrate 27 so as to surround the periphery of the I-shaped wiring 28a, the lead-out wiring 28b, and the pad electrode 28c.

他方、図2に点線で示すように、絶縁基板27の下面上の全面には接地金属30が設けられており、接地金属30の一部は、U字状に除去されている。絶縁基板27の周辺部には、この基板27を貫通するスルーホール31が設けられており、絶縁基板27の上面上の接地金属29と下面上の接地金属30とは、スルーホール31内に設けられる導体によって電気的に接続されている。   On the other hand, as shown by a dotted line in FIG. 2, a ground metal 30 is provided on the entire lower surface of the insulating substrate 27, and a part of the ground metal 30 is removed in a U shape. A through hole 31 penetrating the substrate 27 is provided in the periphery of the insulating substrate 27, and the ground metal 29 on the upper surface of the insulating substrate 27 and the ground metal 30 on the lower surface are provided in the through hole 31. Are electrically connected by a conductor.

このような第1の電磁結合回路22は、絶縁基板27の上面上に設けられたI字状の配線28aに高周波信号が入力されると、その高周波信号は、電磁結合によって、この回路22の下方に配置される内部入力回路21のW字状の配線24に伝達される。   In the first electromagnetic coupling circuit 22, when a high frequency signal is input to the I-shaped wiring 28 a provided on the upper surface of the insulating substrate 27, the high frequency signal is generated by the electromagnetic coupling. It is transmitted to the W-shaped wiring 24 of the internal input circuit 21 disposed below.

次に、信号処理回路13から出力される高周波信号を断熱容器18(図7等)の外部に出力する出力側の電磁結合部である第2の電磁結合部20は、信号処理回路13に電気的に接続される内部回路である内部出力回路32、および内部出力回路32の上方に配置された第2の電磁結合回路33、によって構成されている。   Next, the second electromagnetic coupling unit 20, which is an output side electromagnetic coupling unit that outputs a high-frequency signal output from the signal processing circuit 13 to the outside of the heat insulating container 18 (FIG. 7, etc.), electrically connects the signal processing circuit 13. The internal output circuit 32 is an internal circuit connected to the internal output circuit 32, and the second electromagnetic coupling circuit 33 is disposed above the internal output circuit 32.

内部出力回路32は、例えば信号処理回路13から延在するアルミナ等の絶縁基板14の表面上に、金(Au)によって、信号処理回路13の合成・整合回路17から延在するように、W字状に配線34を設けることによって構成されている。この内部出力回路32は信号処理回路13とともにベース板12の上面上に配置され、ベース板12に設けられた板バネ等の固定具25によって、信号処理回路13とともにベース板12に対して押し付けられている。   For example, the internal output circuit 32 is formed on the surface of an insulating substrate 14 such as alumina extending from the signal processing circuit 13 by gold (Au) so as to extend from the synthesis / matching circuit 17 of the signal processing circuit 13. The wiring 34 is provided in a letter shape. The internal output circuit 32 is disposed on the upper surface of the base plate 12 together with the signal processing circuit 13, and is pressed against the base plate 12 together with the signal processing circuit 13 by a fixture 25 such as a leaf spring provided on the base plate 12. ing.

第2の電磁結合回路33は、電磁結合によって内部出力回路32に電気的に接続される回路であり、内部出力回路32の配線34から電磁結合によって高周波信号が供給される回路である。第2の電磁結合回路33は、内部出力回路32の上方に、内部出力回路32から離間するように配置されている。第2の電磁結合回路33は、例えば内部出力回路32から1mm程度上方に離間した位置に配置されている。なお、第2の電磁結合回路33の具体的な構成は、図2に示す第1の電磁結合回路22と同様に構成されており、絶縁基板の上面上に、I字状の配線35a、引き出し配線35b、およびパッド電極35cが設けられており、また、これらの周囲を囲うように接地金属36が設けられている。このような第2の電磁結合回路33は、第1の電磁結合回路22と同様に、後述する断熱容器18によって所定位置に支持される(図7および図10)。第2の電磁結合回路33の支持構造については後に詳述する。   The second electromagnetic coupling circuit 33 is a circuit electrically connected to the internal output circuit 32 by electromagnetic coupling, and is a circuit to which a high frequency signal is supplied from the wiring 34 of the internal output circuit 32 by electromagnetic coupling. The second electromagnetic coupling circuit 33 is disposed above the internal output circuit 32 so as to be separated from the internal output circuit 32. The second electromagnetic coupling circuit 33 is disposed, for example, at a position spaced about 1 mm above the internal output circuit 32. The specific configuration of the second electromagnetic coupling circuit 33 is the same as that of the first electromagnetic coupling circuit 22 shown in FIG. 2, and an I-shaped wiring 35a and a lead are formed on the upper surface of the insulating substrate. A wiring 35b and a pad electrode 35c are provided, and a ground metal 36 is provided so as to surround these. Similar to the first electromagnetic coupling circuit 22, the second electromagnetic coupling circuit 33 is supported at a predetermined position by a heat insulating container 18 described later (FIGS. 7 and 10). The support structure of the second electromagnetic coupling circuit 33 will be described in detail later.

このような第2の電磁結合回路33の下方に配置される内部出力回路32のW字状の配線34に高周波信号が入力されると、その高周波信号は、電磁結合によって、第2の電磁結合回路33の表面のI字状の配線35aに伝達される。   When a high-frequency signal is input to the W-shaped wiring 34 of the internal output circuit 32 arranged below the second electromagnetic coupling circuit 33, the high-frequency signal is converted into the second electromagnetic coupling by electromagnetic coupling. This is transmitted to the I-shaped wiring 35 a on the surface of the circuit 33.

以上に説明したように、第1、第2の電磁結合部19、20は、断熱容器18の内部と外部とを電磁結合によって電気的に接続する。第1、第2の電磁結合部19、20は、上述したように断熱容器18の内部と外部とを非接触にするが、これについては後述する。   As described above, the first and second electromagnetic coupling portions 19 and 20 electrically connect the inside and the outside of the heat insulating container 18 by electromagnetic coupling. The first and second electromagnetic coupling portions 19 and 20 make the inside and outside of the heat insulating container 18 non-contact as described above, which will be described later.

第1の電磁結合部19の第1の電磁結合回路22は、モジュールの外部から高周波信号を受け取る第1の外部信号線37を有する外部回路である外部入力回路38に電気的に接続される。また、第2の電磁結合部20の第2の電磁結合回路33は、モジュールの外部に高周波信号を送出する第2の外部信号線39を有する外部回路である外部出力回路40に電気的に接続される。外部入力回路38および外部出力回路40はそれぞれプリント基板であって、絶縁基板41の上面上に第1の外部信号線37または第2の外部信号線39を設けることによって構成されている。外部入力回路38および外部出力回路40はそれぞれ、後述する断熱容器18の外周面上に配置される(図7)。なお、外部入力回路38および外部出力回路40にはそれぞれ、接地される接地用線路42も設けられている。   The first electromagnetic coupling circuit 22 of the first electromagnetic coupling unit 19 is electrically connected to an external input circuit 38 that is an external circuit having a first external signal line 37 that receives a high-frequency signal from the outside of the module. The second electromagnetic coupling circuit 33 of the second electromagnetic coupling unit 20 is electrically connected to an external output circuit 40 that is an external circuit having a second external signal line 39 for sending a high-frequency signal to the outside of the module. Is done. Each of the external input circuit 38 and the external output circuit 40 is a printed circuit board, and is configured by providing the first external signal line 37 or the second external signal line 39 on the upper surface of the insulating substrate 41. The external input circuit 38 and the external output circuit 40 are respectively disposed on the outer peripheral surface of the heat insulating container 18 described later (FIG. 7). Each of the external input circuit 38 and the external output circuit 40 is also provided with a grounding line 42 that is grounded.

なお、第1の電磁結合回路22と、外部入力回路38と、の高さ方向における位置は異なっている。この理由については後述するが、このように高さ方向における位置が互いに異なるため、これらの回路22、38間を、例えばワイヤー等の第1の接続導体で接続することを考えると、第1の接続導体の長さが長くなる。この結果、第1の接続導体でのインダクタンス(または抵抗、放射損)が大きくなる。   Note that the positions of the first electromagnetic coupling circuit 22 and the external input circuit 38 in the height direction are different. Although the reason for this will be described later, since the positions in the height direction are different from each other in this way, considering that the circuits 22 and 38 are connected by a first connection conductor such as a wire, the first The length of the connecting conductor is increased. As a result, the inductance (or resistance, radiation loss) in the first connection conductor is increased.

また、一般に、第1の電磁結合回路22の各配線28a、28bおよびパッド電極28cは50Ωのインピーダンスを有するように設計されており、外部入力回路38の第1の外部信号線37も同様に50Ωのインピーダンスを有するように設計されている。一方、パッド電極28cと第1の外部信号線37とを接続する第1の接続導体をワイヤーとすると、そのインピーダンスが50Ωから乖離し、その結果、パッド電極28cと第1の外部信号線37との間にインピーダンスの不整合が発生する。第1の接続導体の長さが短いときには、インピーダンスの不整合は小さいが、上記のように第1の接続導体の長さが長くなると、第1の接続導体によるインピーダンスの不整合が大きくなり、反射損が大きくなる。   In general, the wirings 28a and 28b and the pad electrode 28c of the first electromagnetic coupling circuit 22 are designed to have an impedance of 50Ω, and the first external signal line 37 of the external input circuit 38 is similarly 50Ω. It is designed to have an impedance of On the other hand, when the first connecting conductor that connects the pad electrode 28c and the first external signal line 37 is a wire, the impedance deviates from 50Ω. As a result, the pad electrode 28c and the first external signal line 37 Impedance mismatch occurs between the two. When the length of the first connection conductor is short, the impedance mismatch is small. However, when the length of the first connection conductor is increased as described above, the impedance mismatch due to the first connection conductor is increased. Reflection loss increases.

このように、第1の電磁結合回路22と、外部入力回路38と、の高さ方向における位置が異なっていると、上記問題が生じ、入力損失が増大する。   As described above, if the positions of the first electromagnetic coupling circuit 22 and the external input circuit 38 in the height direction are different from each other, the above problem occurs and input loss increases.

そこで、第1の電磁結合回路22の上面上には、第1の電磁結合回路22と外部入力回路38とを電気的に接続する第1の接続配線43を有する第1の高さ調整回路44が、例えば銀ナノ粒子によって固定されている。第1の電磁結合回路22上に、この回路22に電気的に接続されるように第1の高さ調整回路44を設けることによって、第1の接続配線43が、第1の電磁結合回路22のパッド電極28cを、外部入力回路38が配置される高さ位置まで電気的に引き出す。第1の接続配線43のインピーダンスを、第1の電磁結合回路22のパッド電極28cおよび外部入力回路38の第1の外部信号線37に整合するように、例えば50Ωに設計することにより、第1の接続配線43を、パッド電極28cおよび第1の外部信号線37、と整合させることができる。そして、第1の接続配線43と外部入力回路38の第1の外部信号線37とは同じ高さ位置に存在するため、これらを電気的に接続する後述の第1の接続導体45の長さを短くでき、第1の接続導体45のインダクタンス(または抵抗、放射損)を小さくできるとともに、第1の接続配線43と第1の外部信号線37とのインピーダンスの不整合を小さくすることができる。その結果、第1の電磁結合回路22と外部入力回路38との間の配線(第1の接続配線43および第1の接続導体45によって構成される高周波信号の線路)においてインピーダンスが不連続になることを抑制することができる。   Therefore, on the upper surface of the first electromagnetic coupling circuit 22, a first height adjustment circuit 44 having a first connection wiring 43 that electrically connects the first electromagnetic coupling circuit 22 and the external input circuit 38. Is fixed by, for example, silver nanoparticles. By providing the first height adjustment circuit 44 on the first electromagnetic coupling circuit 22 so as to be electrically connected to the circuit 22, the first connection wiring 43 is connected to the first electromagnetic coupling circuit 22. The pad electrode 28c is electrically extracted to a height position where the external input circuit 38 is disposed. By designing the impedance of the first connection wiring 43 to, for example, 50Ω so as to match the pad electrode 28 c of the first electromagnetic coupling circuit 22 and the first external signal line 37 of the external input circuit 38, This connection wiring 43 can be aligned with the pad electrode 28 c and the first external signal line 37. Since the first connection wiring 43 and the first external signal line 37 of the external input circuit 38 exist at the same height position, the length of a first connection conductor 45 (to be described later) that electrically connects them. The inductance (or resistance, radiation loss) of the first connection conductor 45 can be reduced, and impedance mismatch between the first connection wiring 43 and the first external signal line 37 can be reduced. . As a result, the impedance is discontinuous in the wiring between the first electromagnetic coupling circuit 22 and the external input circuit 38 (the high-frequency signal line constituted by the first connection wiring 43 and the first connection conductor 45). This can be suppressed.

図3Aは、第1の実施形態に係る高周波半導体モジュールに適用される第1の高さ調整回路を、斜め上方から見た場合の斜視図である。また、図3Bは、第1の実施形態に係る高周波半導体モジュールに適用される第1の高さ調整回路を、斜め下方から見た場合の斜視図である。図3Aおよび図3Bに示すように、第1の高さ調整回路44は、筒状の側壁および天板によって構成される箱状の第1の誘電体60に、第1の接続配線43および接地金属51を設けることによって構成されている。第1の誘電体60は例えばセラミック、アルミナ等によって構成され、第1の接続配線43および接地金属51はそれぞれ、例えば金等の金属薄膜によって構成される。   FIG. 3A is a perspective view of the first height adjustment circuit applied to the high-frequency semiconductor module according to the first embodiment when viewed obliquely from above. FIG. 3B is a perspective view of the first height adjustment circuit applied to the high-frequency semiconductor module according to the first embodiment when viewed obliquely from below. As shown in FIG. 3A and FIG. 3B, the first height adjustment circuit 44 is connected to the first connection wiring 43 and the ground on the box-shaped first dielectric 60 composed of a cylindrical side wall and a top plate. The metal 51 is provided. The first dielectric 60 is made of, for example, ceramic, alumina, or the like, and the first connection wiring 43 and the ground metal 51 are each made of, for example, a metal thin film such as gold.

第1の誘電体60の側壁には、側壁および天板を貫通する貫通孔92が設けられている。そして、この貫通孔92の内壁はメタライズされており、これが配線43aとして機能する。そして、貫通孔92の上端を含む第1の誘電体60の天板の上面の一部には、貫通孔92の内部の配線43aに接続される帯状の配線43bが設けられており、貫通孔92の下端を含む第1の誘電体60の側壁の下面の一部には、貫通孔92の内部の配線43aに接続される島状の配線43cが設けられている。第1の接続配線43は、貫通孔92の内部の配線43a、第1の誘電体60の天板の上面の帯状の配線43b、および第1の誘電体60の側壁の下面の島状の配線43c、によって構成されている。   A through hole 92 that penetrates the side wall and the top plate is provided on the side wall of the first dielectric 60. And the inner wall of this through-hole 92 is metallized, and this functions as the wiring 43a. A part of the top surface of the top plate of the first dielectric 60 including the upper end of the through hole 92 is provided with a strip-like wiring 43b connected to the wiring 43a inside the through hole 92. An island-like wiring 43 c connected to the wiring 43 a inside the through hole 92 is provided on a part of the lower surface of the side wall of the first dielectric 60 including the lower end of 92. The first connection wiring 43 includes a wiring 43 a inside the through hole 92, a strip-shaped wiring 43 b on the top surface of the top plate of the first dielectric 60, and an island-shaped wiring on the bottom surface of the side wall of the first dielectric 60. 43c.

他方、接地金属51は、第1の誘電体60の表面全面に、第1の接続配線43に接しないように設けられている。   On the other hand, the ground metal 51 is provided on the entire surface of the first dielectric 60 so as not to contact the first connection wiring 43.

図4は、第1の高さ調整回路および第1の電磁結合回路を示す分解斜視図である。また、図5は、図4の一点鎖線X−X´に沿った、第1の高さ調整回路および第1の電磁結合回路の部分断面図である。図4および図5に示すように、第1の高さ調整回路44は、第1の誘電体60の側壁の下面の島状の配線43cが、第1の電磁結合回路22の上面のパッド電極28cに、例えば銀ナノ粒子(不図示)を介して接続され、第1の誘電体60の下面の接地金属51が、第1の電磁結合回路22の上面の接地金属29に、例えば銀ナノ粒子(不図示)を介して接続されるように、第1の電磁結合回路22上に設けられる。このようにして、第1の高さ調整回路44の第1の接続配線43は、第1の電磁結合回路22の上面のパッド電極28cに電気的に接続される。   FIG. 4 is an exploded perspective view showing the first height adjustment circuit and the first electromagnetic coupling circuit. FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the first height adjustment circuit and the first electromagnetic coupling circuit along the one-dot chain line XX ′ in FIG. 4. As shown in FIGS. 4 and 5, the first height adjusting circuit 44 includes an island-like wiring 43 c on the lower surface of the side wall of the first dielectric 60 and a pad electrode on the upper surface of the first electromagnetic coupling circuit 22. The ground metal 51 on the lower surface of the first dielectric 60 is connected to the ground metal 29 on the upper surface of the first electromagnetic coupling circuit 22, for example, silver nanoparticles. It is provided on the first electromagnetic coupling circuit 22 so as to be connected via (not shown). In this way, the first connection wiring 43 of the first height adjustment circuit 44 is electrically connected to the pad electrode 28 c on the upper surface of the first electromagnetic coupling circuit 22.

なお、第1の誘電体60の天板の上面の帯状の配線43bには、後述する第1の接続用基板49上に設けられた第1の信号用リード線45(図1)が接続され、第1の誘電体60の天板の上面の接地金属51には、後述する接地用リード線50(図1)が接続される。このように、第1の高さ調整回路44の第1の接続配線43は、第1の接続用基板上49の第1の信号用リード線45を介して、外部入力回路38の第1の外部信号線37に電気的に接続される。   The first signal lead wire 45 (FIG. 1) provided on the first connection substrate 49 described later is connected to the strip-like wiring 43b on the top surface of the top plate of the first dielectric 60. A ground lead wire 50 (FIG. 1) to be described later is connected to the ground metal 51 on the top surface of the top plate of the first dielectric 60. As described above, the first connection wiring 43 of the first height adjustment circuit 44 is connected to the first connection lead 43 of the external input circuit 38 via the first signal lead wire 45 on the first connection board 49. It is electrically connected to the external signal line 37.

以上に説明した第1の高さ調整回路44を、第1の電磁結合回路22に整合するように第1の電磁結合回路22上に設けることによって、第1の電磁結合回路22のI字状の配線28aは、外部入力回路38が配置される高さ位置まで引き出されている。そして、第1の高さ調整回路44と外部入力回路38とを第1の接続導体45で接続することにより、第1の接続導体45でのインダクタンス(または抵抗、放射損)を小さくできるとともに、第1の高さ調整回路44と外部入力回路38との間のインピーダンスの不整合を小さくすることができる。この結果、第1の電磁結合回路22と外部入力回路38との間のインピーダンスの不整合を小さくすることができる。   By providing the first height adjusting circuit 44 described above on the first electromagnetic coupling circuit 22 so as to match the first electromagnetic coupling circuit 22, an I-shape of the first electromagnetic coupling circuit 22 is provided. The wiring 28a is drawn out to a height position where the external input circuit 38 is disposed. Then, by connecting the first height adjustment circuit 44 and the external input circuit 38 with the first connection conductor 45, the inductance (or resistance, radiation loss) in the first connection conductor 45 can be reduced, Impedance mismatch between the first height adjustment circuit 44 and the external input circuit 38 can be reduced. As a result, impedance mismatch between the first electromagnetic coupling circuit 22 and the external input circuit 38 can be reduced.

このように設けられる第1の高さ調整回路44は、第1の電磁結合回路22の上面の引き出し配線28bおよびI字状の配線28aのバックショートとなるように構成されている。すなわち、図5に示すように、第1の誘電体60の側壁の高さH(側壁下端から天板下面までの長さH)は、第1の電磁結合回路22の引き出し配線28bおよびI字状の配線28aを伝送される高周波信号の、第1の誘電体60の内面の接地金属51で囲われる空間Sへの放射を抑制するようになっている。従って、高周波信号の引き出し配線28bおよびI字状の配線28aでの損失を抑制することができる。   The first height adjusting circuit 44 provided in this way is configured to be a back short circuit between the lead-out wiring 28b and the I-shaped wiring 28a on the upper surface of the first electromagnetic coupling circuit 22. That is, as shown in FIG. 5, the height H of the side wall of the first dielectric 60 (the length H from the lower end of the side wall to the bottom surface of the top plate) is the lead wire 28b of the first electromagnetic coupling circuit 22 and the I-shape. The high-frequency signal transmitted through the wire 28a is suppressed from being radiated to the space S surrounded by the ground metal 51 on the inner surface of the first dielectric 60. Therefore, it is possible to suppress loss in the high-frequency signal lead-out wiring 28b and the I-shaped wiring 28a.

ここで、高周波信号の波長をλとしたとき、上記高さHをλ/4にすると、引き出し配線28bおよびI字状の配線28aを伝送される高周波信号の空間S内への放射が最も抑制される。したがって、第1の誘電体60は、上記高さHが実質的にλ/4となるように構成されている。ここで、高さHが実質的にλ/4であるとは、製造誤差等によってλ/4からαだけずれた場合も含まれる。すなわち、高さHが実質的にλ/4であるとは、H=(λ/4)±αであることを意味する。   Here, when the wavelength of the high-frequency signal is λ and the height H is λ / 4, the radiation of the high-frequency signal transmitted through the lead-out wiring 28b and the I-shaped wiring 28a into the space S is most suppressed. Is done. Therefore, the first dielectric 60 is configured such that the height H is substantially λ / 4. Here, the fact that the height H is substantially λ / 4 includes a case where the height H is shifted by α from λ / 4 due to a manufacturing error or the like. That is, the fact that the height H is substantially λ / 4 means that H = (λ / 4) ± α.

このような構造は、出力側においても同様になっている。すなわち、第2の電磁結合回路33の上面上には、第2の電磁結合回路33と外部出力回路40とを電気的に接続する第2の接続配線46を有する第2の高さ調整回路47が、例えば銀ナノ粒子によって固定されている。第2の電磁結合回路33上に、この回路33に整合した状態で電気的に接続されるように第2の高さ調整回路47を設けることによって、第2の電磁結合回路33のI字状の配線35aは、外部出力回路40が配置される高さ位置まで引き出されている。そして、第2の高さ調整回路47と外部出力回路40とを第2の接続導体48で接続することにより、第2の接続導体48の長さを短くでき、インダクタンス(または抵抗、放射損)を小さくできるとともに、第2の高さ調整回路47と外部出力回路40との間のインピーダンスの不整合を小さくすることができる。この結果、第2の電磁結合回路33と外部出力回路40との間のインピーダンスの不整合を小さくすることができる。さらに、第2の高さ調整回路47は、第2の電磁結合回路33の上面の引き出し配線35bおよびI字状の配線35aのバックショートとなるように構成されている。従って、高周波信号の引き出し配線35bおよびI字状の配線35aでの損失も抑制される。   Such a structure is the same on the output side. That is, on the upper surface of the second electromagnetic coupling circuit 33, the second height adjustment circuit 47 having the second connection wiring 46 that electrically connects the second electromagnetic coupling circuit 33 and the external output circuit 40. Is fixed by, for example, silver nanoparticles. By providing the second height adjusting circuit 47 on the second electromagnetic coupling circuit 33 so as to be electrically connected in a matched state with the circuit 33, the I-shape of the second electromagnetic coupling circuit 33 is obtained. The wiring 35a is drawn out to a height position where the external output circuit 40 is disposed. Then, by connecting the second height adjustment circuit 47 and the external output circuit 40 with the second connection conductor 48, the length of the second connection conductor 48 can be shortened, and inductance (or resistance, radiation loss) can be reduced. As well as impedance mismatch between the second height adjustment circuit 47 and the external output circuit 40 can be reduced. As a result, impedance mismatch between the second electromagnetic coupling circuit 33 and the external output circuit 40 can be reduced. Further, the second height adjustment circuit 47 is configured to be a back short of the lead-out wiring 35b and the I-shaped wiring 35a on the upper surface of the second electromagnetic coupling circuit 33. Accordingly, loss in the high-frequency signal lead-out wiring 35b and the I-shaped wiring 35a is also suppressed.

図1を参照する。第1の高さ調整回路44と外部入力回路38とは同じ高さに設けられているため、これらを接続する第1の接続導体45として、ワイヤーが適用されてもよい。しかしながら、本実施形態において、第1の接続導体45として、後述する断熱容器18の外周面上に配置される第1の接続用基板49上に設けられた第1の信号用リード線45が適用されている。第1の信号用リード線45は、第1の高さ調整回路44の第1の接続配線43と外部入力回路38の第1の外部信号線37とを接続する。なお、第1の接続用基板49上において、第1の信号用リード線45の両側には、接地用リード線50も設けられており、これらの接地用リード線50は、第1の高さ調整回路44の接地金属51と、外部入力回路38の接地用線路42と、を接続する。   Please refer to FIG. Since the first height adjustment circuit 44 and the external input circuit 38 are provided at the same height, a wire may be applied as the first connection conductor 45 that connects them. However, in the present embodiment, the first signal lead wire 45 provided on the first connection substrate 49 disposed on the outer peripheral surface of the heat insulating container 18 described later is applied as the first connection conductor 45. Has been. The first signal lead wire 45 connects the first connection wiring 43 of the first height adjustment circuit 44 and the first external signal line 37 of the external input circuit 38. Note that ground lead wires 50 are also provided on both sides of the first signal lead wire 45 on the first connection substrate 49, and these ground lead wires 50 have a first height. The ground metal 51 of the adjustment circuit 44 is connected to the ground line 42 of the external input circuit 38.

同様に、第2の高さ調整回路47と外部出力回路40とは同じ高さに設けられているため、これらを接続する第2の接続導体48として、ワイヤーが適用されてもよい。しかしながら、本実施形態において、第2の接続導体48として、後述する断熱容器18の外周面上に配置される第2の接続用基板52上に設けられた第2の信号用リード線48が適用されている。第2の信号用リード線48は、第2の高さ調整回路47の第2の接続配線46と外部出力回路40の第2の外部信号線39とを接続する。なお、第2の接続用基板52上において、第2の信号用リード線48の両側には、接地用リード線53も設けられており、これらの接地用リード線53は、第2の高さ調整回路47の接地金属54と、外部出力回路40の接地用線路42と、を接続する。   Similarly, since the second height adjustment circuit 47 and the external output circuit 40 are provided at the same height, a wire may be applied as the second connection conductor 48 that connects them. However, in this embodiment, the second signal lead wire 48 provided on the second connection substrate 52 disposed on the outer peripheral surface of the heat insulating container 18 described later is applied as the second connection conductor 48. Has been. The second signal lead wire 48 connects the second connection wiring 46 of the second height adjustment circuit 47 and the second external signal line 39 of the external output circuit 40. Note that ground lead wires 53 are also provided on both sides of the second signal lead wire 48 on the second connection substrate 52, and these ground lead wires 53 have a second height. The ground metal 54 of the adjustment circuit 47 and the grounding line 42 of the external output circuit 40 are connected.

図6は、第1の実施形態に係る高周波半導体モジュールの冷却体11および高周波半導体装置10を示す斜視図である。以上説明した高周波半導体装置10(以下、半導体装置10と称する場合もある。)は、実際には、図6に示すように組み立てられて構成される。このような半導体装置10は、冷却体11上に配置されている。したがって、半導体装置10は、低温下において動作することができ、NF特性を向上させることができる。   FIG. 6 is a perspective view showing the cooling body 11 and the high-frequency semiconductor device 10 of the high-frequency semiconductor module according to the first embodiment. The high-frequency semiconductor device 10 described above (hereinafter sometimes referred to as the semiconductor device 10) is actually assembled and configured as shown in FIG. Such a semiconductor device 10 is disposed on the cooling body 11. Therefore, the semiconductor device 10 can operate at a low temperature and can improve the NF characteristics.

図7は、半導体装置に断熱容器を設けることによって構成される第1の実施形態に係る高周波半導体モジュールの要部を示す斜視図である。また、図8は、図7の一点鎖線Y−Y´に沿った断面を含む、第1の実施形態に係る高周波半導体モジュール全体の一断面図である。図8に示すように、第1の実施形態に係る高周波半導体モジュール100において、冷却体11上に配置された半導体装置10は、その一部を除いて、内部が実質的に真空状態となっている断熱容器18に実質的に接触しないように、覆われている。断熱容器18は、例えばステンレス鋼(SUS)によって構成される金属容器である。   FIG. 7 is a perspective view showing a main part of the high-frequency semiconductor module according to the first embodiment configured by providing a heat insulating container in the semiconductor device. FIG. 8 is a cross-sectional view of the entire high-frequency semiconductor module according to the first embodiment, including a cross section taken along the alternate long and short dash line YY ′ of FIG. 7. As shown in FIG. 8, in the high-frequency semiconductor module 100 according to the first embodiment, the semiconductor device 10 disposed on the cooling body 11 is substantially in a vacuum state except for a part thereof. It is covered so that it does not substantially contact the insulated container 18 that is present. The heat insulation container 18 is a metal container comprised, for example by stainless steel (SUS).

冷却体11内には、冷却用の媒体(例えば液体窒素)の流路となるパイプ55が設けられており、このパイプ55は、冷却体11の側面から外部方向に延在している。断熱容器18は、冷却体11から延在するパイプ55に、断熱材56を介して固定されている。すなわち、冷却体11を含む半導体装置10は、パイプ55によって、断熱容器18内の所定位置に固定されている。なお、冷却体11は、熱を能動的に外部に放熱する、いわゆる冷凍機であってもよい。   A pipe 55 serving as a flow path for a cooling medium (for example, liquid nitrogen) is provided in the cooling body 11, and the pipe 55 extends from the side surface of the cooling body 11 to the outside. The heat insulating container 18 is fixed to a pipe 55 extending from the cooling body 11 via a heat insulating material 56. That is, the semiconductor device 10 including the cooling body 11 is fixed at a predetermined position in the heat insulating container 18 by the pipe 55. The cooling body 11 may be a so-called refrigerator that actively dissipates heat to the outside.

図7および図8にそれぞれ示すように、断熱容器18の2箇所には開口部57が設けられている。そして、断熱容器18は、第1、第2の高さ調整回路44、47の各々が開口部57内に、開口部57の側壁から離間するように配置されるようにして、半導体装置10上に配置されている。なお、図8に示すように、上述の第1、第2の電磁結合回路22、33は、断熱容器18の開口部57を封止するように配置され、例えば銀ナノ粒子によって固定される。第1、第2の電磁結合回路22、33がこのように固定されることによって、第1、第2の電磁結合回路22、33は、内部入力回路21、内部出力回路32の上方に、これらの回路21、32から離間するように配置される。さらに、第1、第2の電磁結合回路22、33をこのように固定することによって、断熱容器18の内部は密閉される。   As shown in FIGS. 7 and 8, openings 57 are provided at two locations of the heat insulating container 18. The heat insulating container 18 is arranged on the semiconductor device 10 so that each of the first and second height adjusting circuits 44 and 47 is disposed in the opening 57 so as to be separated from the side wall of the opening 57. Is arranged. As shown in FIG. 8, the first and second electromagnetic coupling circuits 22 and 33 are arranged so as to seal the opening 57 of the heat insulating container 18 and are fixed by, for example, silver nanoparticles. By fixing the first and second electromagnetic coupling circuits 22 and 33 in this way, the first and second electromagnetic coupling circuits 22 and 33 are disposed above the internal input circuit 21 and the internal output circuit 32, respectively. The circuits 21 and 32 are arranged apart from each other. Further, by fixing the first and second electromagnetic coupling circuits 22 and 33 in this way, the inside of the heat insulating container 18 is sealed.

また、図7および図8にそれぞれ示すように、第1、第2の接続用基板49、52および外部入出力回路38、40は、開口部57近傍の断熱容器18の外周面上に配置されている。   Further, as shown in FIGS. 7 and 8, the first and second connection boards 49 and 52 and the external input / output circuits 38 and 40 are arranged on the outer peripheral surface of the heat insulating container 18 in the vicinity of the opening 57. ing.

ここで、第1、第2の電磁結合回路22、33の上面と、断熱容器18の外周面上に配置される外部入出力回路38、40の上面と、が同程度の高さとなる程度に断熱容器18の厚さが薄ければ、前述した第1、第2の高さ調整回路44、47は不要となる。しかし、このように断熱容器18を薄くすると、十分な断熱効果が補償されないばかりか、断熱容器18の機械的強度も極めて弱くなり、高周波半導体モジュール100の信頼性を損なう恐れがある。したがって、断熱容器18は、十分に厚い金属によって構成される必要がある。この結果、第1、第2の電磁結合回路22、33の上面と、断熱容器18の外周面上に配置される外部入出力回路38、40の上面と、の高さ位置は異なってしまう。したがって、上述したように、第1、第2の高さ調整回路44、47が必要となる。   Here, the upper surfaces of the first and second electromagnetic coupling circuits 22 and 33 and the upper surfaces of the external input / output circuits 38 and 40 disposed on the outer peripheral surface of the heat insulating container 18 are of the same height. If the thickness of the heat insulation container 18 is thin, the first and second height adjustment circuits 44 and 47 described above are not necessary. However, if the heat insulating container 18 is made thin in this way, not only a sufficient heat insulating effect is not compensated, but also the mechanical strength of the heat insulating container 18 becomes extremely weak, which may impair the reliability of the high-frequency semiconductor module 100. Therefore, the heat insulation container 18 needs to be comprised with a sufficiently thick metal. As a result, the height positions of the upper surfaces of the first and second electromagnetic coupling circuits 22 and 33 and the upper surfaces of the external input / output circuits 38 and 40 disposed on the outer peripheral surface of the heat insulating container 18 are different. Therefore, as described above, the first and second height adjustment circuits 44 and 47 are required.

以上に説明した第1の実施形態に係る高周波半導体モジュール100において、半導体装置10の内部入出力回路21、32および信号処理回路13によって構成される、ベース板12上の高周波回路61と、断熱容器18の内面と、の間には、高周波回路61上の空間と、この空間の周囲の空間と、を電磁空間的に分離するとともに、高周波回路61上の空間を電磁空間的に細かく分離するように、遮蔽体が設けられている。   In the high-frequency semiconductor module 100 according to the first embodiment described above, the high-frequency circuit 61 on the base plate 12 constituted by the internal input / output circuits 21 and 32 and the signal processing circuit 13 of the semiconductor device 10, and a heat insulating container 18, the space on the high-frequency circuit 61 and the space around the space are separated electromagnetically in space, and the space on the high-frequency circuit 61 is finely separated in electromagnetic space. In addition, a shield is provided.

図9は、第1の実施形態に係る高周波半導体モジュールに適用される断熱容器の一部を示す斜視図である。なお、図9に示す断熱容器の一部は、半導体装置上に配置される断熱容器である。上述の図8、および図9に示すように、本実施形態に係る高周波半導体モジュール100における遮蔽体は、断熱容器18の内面に、断熱容器18の内部方向に延在するように設けられた複数の遮蔽板58、62である。   FIG. 9 is a perspective view showing a part of a heat insulating container applied to the high-frequency semiconductor module according to the first embodiment. Note that a part of the heat insulating container illustrated in FIG. 9 is a heat insulating container disposed on the semiconductor device. As shown in FIG. 8 and FIG. 9 described above, a plurality of shields in the high-frequency semiconductor module 100 according to the present embodiment are provided on the inner surface of the heat insulating container 18 so as to extend in the inner direction of the heat insulating container 18. The shielding plates 58 and 62.

図10は、高周波回路と複数の遮蔽板との位置関係を模式的に示す図である。図10に示すように、本実施形態において、高周波回路61上の空間を電磁空間的に細かく分離する遮蔽板58は、内部入力回路21上の空間と、信号処理回路13および内部出力回路32上の空間と、を電磁空間的に分離するように設けられている。また、高周波回路61上の空間と、この空間の周囲の空間と、を電磁空間的に分離する遮蔽板62は、高周波回路61上の空間を囲うように設けられている。なお、本実施形態において、遮蔽板58は、信号処理回路13上の空間と、内部出力回路32上の空間と、を電磁空間的に分離するようには設けられていない。しかし、遮蔽板58は、内部入力回路21上の空間、信号処理回路13上の空間、内部出力回路32上の空間、を互いに電磁空間的に分離するように設けられてもよい。   FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a positional relationship between the high-frequency circuit and the plurality of shielding plates. As shown in FIG. 10, in the present embodiment, the shielding plate 58 that finely separates the space on the high-frequency circuit 61 in terms of electromagnetic space is provided on the internal input circuit 21, the signal processing circuit 13, and the internal output circuit 32. Are separated from each other in terms of electromagnetic space. In addition, a shielding plate 62 that electromagnetically separates the space on the high-frequency circuit 61 and the space around the space is provided so as to surround the space on the high-frequency circuit 61. In the present embodiment, the shielding plate 58 is not provided to electromagnetically separate the space on the signal processing circuit 13 and the space on the internal output circuit 32. However, the shielding plate 58 may be provided to electromagnetically separate the space on the internal input circuit 21, the space on the signal processing circuit 13, and the space on the internal output circuit 32 from each other.

他方、図10等に示すように、ベース板12の所定箇所には、複数の溝59が設けられている。各溝59は遮蔽板58、62が挿入される箇所である。したがって、複数の溝59は、遮蔽板58、62が設けられる箇所に応じて、ベース板12の所定箇所に設けられている。   On the other hand, as shown in FIG. 10 and the like, a plurality of grooves 59 are provided at predetermined positions of the base plate 12. Each groove 59 is a place where the shielding plates 58 and 62 are inserted. Therefore, the plurality of grooves 59 are provided at predetermined locations on the base plate 12 according to the locations where the shielding plates 58 and 62 are provided.

本実施形態において、溝59は、遮蔽板58、62の位置に応じて、ベース板12のうち、内部入力回路21と信号処理回路13との間、および高周波回路61を略囲う複数個所、に設けられている。   In the present embodiment, the grooves 59 are formed in the base plate 12 between the internal input circuit 21 and the signal processing circuit 13 and at a plurality of locations substantially surrounding the high-frequency circuit 61 according to the positions of the shielding plates 58 and 62. Is provided.

そして、断熱容器18は、図8に示すように、各遮蔽板58、62がベース板12の各溝59内に、溝59に接触しないように挿入されるようにして配置される。このように遮蔽板58、62を有する断熱容器18を配置することによって、断熱容器18と半導体装置10とを接触させずに、高周波回路61上の空間と、この空間の周囲の空間と、が電磁空間的に分離され、かつ高周波回路61上の空間が電磁空間的に細かく分離される。   As shown in FIG. 8, the heat insulating container 18 is arranged so that the shielding plates 58 and 62 are inserted into the grooves 59 of the base plate 12 so as not to contact the grooves 59. By disposing the heat insulating container 18 having the shielding plates 58 and 62 in this way, the space on the high-frequency circuit 61 and the space around this space can be obtained without contacting the heat insulating container 18 and the semiconductor device 10. The space on the high-frequency circuit 61 is separated in terms of electromagnetic space and finely separated in terms of electromagnetic space.

以上に説明した第1の実施形態に係る高周波半導体モジュール100によれば、ベース板12上の高周波回路61と、断熱容器18の内面と、の間に、高周波回路61上の空間と、この空間の周囲の空間と、を電磁空間的に分離する遮蔽板62が設けられている。したがって、高周波回路61上の空間からこの周囲の空間に高周波信号が放出されることを抑制することができる。   According to the high-frequency semiconductor module 100 according to the first embodiment described above, the space on the high-frequency circuit 61 and the space between the high-frequency circuit 61 on the base plate 12 and the inner surface of the heat insulating container 18. Is provided with a shielding plate 62 that separates the surrounding space in an electromagnetic space. Therefore, it is possible to suppress a high frequency signal from being released from the space on the high frequency circuit 61 to the surrounding space.

また、ベース板12上の高周波回路61と、断熱容器18の内面と、の間に、高周波回路61上の空間を電磁空間的に細かく分離するように、遮蔽板58が設けられている。したがって、高周波回路61に含まれる複数の回路間(内部入力回路21と信号処理回路13および内部出力回路32との間)において、高周波信号が空間伝搬して相互に影響を及ぼすことを抑制することができる。   A shielding plate 58 is provided between the high-frequency circuit 61 on the base plate 12 and the inner surface of the heat insulating container 18 so as to finely separate the space on the high-frequency circuit 61 in terms of electromagnetic space. Accordingly, it is possible to suppress the high-frequency signals from being spatially propagated and affecting each other among a plurality of circuits included in the high-frequency circuit 61 (between the internal input circuit 21, the signal processing circuit 13, and the internal output circuit 32). Can do.

そして、ベース板12上の高周波回路61と、断熱容器18の内面と、の間の空間が上述のように電磁空間的に細かく分離されるため、この空間の共振周波数を、使用周波数帯において無視できる程度に高くすることができる。したがって、上記空間内に高周波信号が放出されて共振が発生しても、共振による高周波半導体モジュール100の特性劣化を抑制することができる。   Since the space between the high-frequency circuit 61 on the base plate 12 and the inner surface of the heat insulating container 18 is finely separated electromagnetically as described above, the resonance frequency of this space is ignored in the used frequency band. It can be as high as possible. Therefore, even if a high frequency signal is emitted into the space and resonance occurs, deterioration of characteristics of the high frequency semiconductor module 100 due to resonance can be suppressed.

したがって、高周波半導体モジュール100を高性能化することができる。   Therefore, the high-frequency semiconductor module 100 can be improved in performance.

また、第1の実施形態に係る高周波半導体モジュール100によれば、上述した遮蔽板58、62を含む断熱容器18が、半導体装置10に接触しないように配置されている。したがって、断熱容器18から遮蔽板58、62を介して半導体装置10に熱が流入することを抑制することができる。   Further, according to the high frequency semiconductor module 100 according to the first embodiment, the heat insulating container 18 including the shielding plates 58 and 62 described above is arranged so as not to contact the semiconductor device 10. Therefore, it is possible to suppress heat from flowing into the semiconductor device 10 from the heat insulating container 18 through the shielding plates 58 and 62.

<第2の実施形態>
図11は、第2の実施形態に係る高周波半導体モジュール全体の、図8に対応する一断面図である。図11に示すように、第2の実施形態に係る高周波半導体モジュール200は、第1の実施形態に係る高周波半導体モジュール100と比較して、遮蔽体の構成が異なっている。以下に、図11を参照して、第2の実施形態に係る高周波半導体モジュール200に適用される遮蔽体について説明する。なお、以下の説明において、第1の実施形態に係る高周波半導体モジュール100と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
<Second Embodiment>
FIG. 11 is a cross-sectional view of the entire high-frequency semiconductor module according to the second embodiment corresponding to FIG. As shown in FIG. 11, the high-frequency semiconductor module 200 according to the second embodiment differs from the high-frequency semiconductor module 100 according to the first embodiment in the configuration of the shield. Below, with reference to FIG. 11, the shielding body applied to the high frequency semiconductor module 200 which concerns on 2nd Embodiment is demonstrated. In the following description, the same parts as those of the high-frequency semiconductor module 100 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図11に示すように、第2の実施形態に係る高周波半導体モジュール200に適用される遮蔽体は、第1の実施形態に係る高周波半導体モジュール100の遮蔽板58、62と同様に設けられた遮蔽板71、72と、この下端に、溝59の下端に接触するように設けられた金属体73と、によって構成される。   As shown in FIG. 11, the shield applied to the high-frequency semiconductor module 200 according to the second embodiment is a shield provided in the same manner as the shielding plates 58 and 62 of the high-frequency semiconductor module 100 according to the first embodiment. It is comprised by the board 71,72 and the metal body 73 provided in this lower end so that the lower end of the groove | channel 59 may be contacted.

図12は、遮蔽板と金属体との位置関係を模式的に示す図である。図12に示すように、金属体73は、遮蔽板71、72の下端において、互いの間隔が実質的にλ/4となるように設けられている。このように複数の金属体73を設けることにより、溝59と遮蔽板71、72との隙間を電磁空間的に分離するため、遮蔽体の性能を向上させることができる。以下に、より詳細に説明する。   FIG. 12 is a diagram schematically illustrating the positional relationship between the shielding plate and the metal body. As shown in FIG. 12, the metal body 73 is provided at the lower ends of the shielding plates 71 and 72 so that the distance between them is substantially λ / 4. By providing the plurality of metal bodies 73 in this manner, the gap between the groove 59 and the shielding plates 71 and 72 is separated in an electromagnetic space, so that the performance of the shielding body can be improved. This will be described in more detail below.

図13は、遮蔽板および金属体を拡大して示す断面図である。図13に示すように、金属体73は、その一端が遮蔽板71の下端に接触するとともに、他端が溝59の下端に接触するように設けられている。このようにして、金属体73は、遮蔽板71と溝59との隙間を電磁空間的に分離する。なお、図示は省略するが、金属体73は、その一端が遮蔽板72の下端に接触するとともに、他端が溝59の下端に接触するように設けられており、このようにして、金属体73は、遮蔽板72と溝59との隙間を電磁空間的に分離する。   FIG. 13 is an enlarged cross-sectional view of the shielding plate and the metal body. As shown in FIG. 13, the metal body 73 is provided such that one end thereof is in contact with the lower end of the shielding plate 71 and the other end is in contact with the lower end of the groove 59. Thus, the metal body 73 electromagnetically separates the gap between the shielding plate 71 and the groove 59. Although not shown in the drawings, the metal body 73 is provided such that one end thereof is in contact with the lower end of the shielding plate 72 and the other end is in contact with the lower end of the groove 59. 73 electromagnetically separates the gap between the shielding plate 72 and the groove 59.

ここで、仮に金属体73が存在しない場合、溝59と遮蔽板71、72との隙間は電磁空間的に連続する。したがって、遮蔽板71の下端に金属体73が存在しない場合には、溝59と遮蔽板71との隙間を介して、例えば内部入力回路21上の空間と信号処理回路13上の空間とが連通する。また、遮蔽板72の下端に金属体73が存在しない場合には、溝59と遮蔽板72との隙間を介して、高周波回路61上の空間と、その周囲の空間と、が連通する。このように、遮蔽板71、72の下端に金属体73が存在しない場合には、遮蔽板71、72による電磁空間的な分離の信頼性が低下する(遮蔽体としての性能が低下する)。   Here, if the metal body 73 does not exist, the gap between the groove 59 and the shielding plates 71 and 72 is continuous in electromagnetic space. Therefore, when the metal body 73 does not exist at the lower end of the shielding plate 71, for example, the space on the internal input circuit 21 and the space on the signal processing circuit 13 communicate with each other through the gap between the groove 59 and the shielding plate 71. To do. Further, when the metal body 73 is not present at the lower end of the shielding plate 72, the space on the high frequency circuit 61 and the surrounding space communicate with each other through the gap between the groove 59 and the shielding plate 72. Thus, when the metal body 73 is not present at the lower ends of the shielding plates 71 and 72, the reliability of electromagnetic spatial separation by the shielding plates 71 and 72 is lowered (performance as a shielding body is lowered).

しかし、遮蔽板71、72の下端に金属体73を設けることにより、溝59と遮蔽板71、72との隙間が電磁空間的に分離されるため、遮蔽体としての性能を向上させることができる。   However, by providing the metal body 73 at the lower ends of the shielding plates 71 and 72, the gap between the groove 59 and the shielding plates 71 and 72 is separated electromagnetically, so that the performance as a shielding body can be improved. .

ここで、金属体73の間隔がλより狭ければ、溝59と遮蔽板71、72との隙間を電磁空間的に分離することができるが、金属体73の間隔が狭いほど、その効果は高くなる。しかし、金属体73の間隔を狭くするほど、設けられる金属体73の数が増すため、これらの金属体73を介した熱の流入量が多くなる。そこで、金属体73を介した熱の流入量を抑制し、かつ溝59と遮蔽板71、72との隙間を十分に電磁空間的に分離するために、本実施形態において、金属体73は、互いの間隔が実質的にλ/4となるように設けられている。なお、実質的にλ/4とは、金属体73の配置精度等の製造誤差によって、金属体73の間隔が設計値であるλ/4からβだけずれる場合を含んでいる。したがって、実質的にλ/4とは、(λ/4)±βを意味する。   Here, if the distance between the metal bodies 73 is narrower than λ, the gap between the groove 59 and the shielding plates 71 and 72 can be separated electromagnetically. However, the smaller the distance between the metal bodies 73, the more effective the effect is. Get higher. However, as the interval between the metal bodies 73 is narrowed, the number of metal bodies 73 to be provided increases, so that the amount of heat flowing through these metal bodies 73 increases. Therefore, in order to suppress the inflow amount of heat through the metal body 73 and sufficiently separate the gap between the groove 59 and the shielding plates 71 and 72 electromagnetically, in the present embodiment, the metal body 73 is: The distance between each other is substantially λ / 4. Note that λ / 4 substantially includes a case where the interval between the metal bodies 73 is shifted by β from the design value λ / 4 due to manufacturing errors such as the placement accuracy of the metal bodies 73. Therefore, substantially λ / 4 means (λ / 4) ± β.

このような金属体73は、遮蔽板72、72と同電位(接地電位)となるように構成されれば何であってもよいが、本実施形態においては、金属体73として、例えば糸状の金属を巻回することによって構成される金属ばね73が適用される。また、金属ばね73は、熱伝導率が悪い金属材料、例えばステンレス鋼(SUS)によって構成される。これにより、金属体73の熱抵抗を高くすることができ、断熱容器18、遮蔽板71、72を介して金属体73から熱が流入することを抑制することができる。   Such a metal body 73 may be anything as long as it is configured to have the same potential (ground potential) as the shielding plates 72, 72. In the present embodiment, the metal body 73 is, for example, a thread-like metal A metal spring 73 configured by winding is applied. The metal spring 73 is made of a metal material having poor thermal conductivity, such as stainless steel (SUS). Thereby, the thermal resistance of the metal body 73 can be made high, and it can suppress that heat flows in from the metal body 73 through the heat insulation container 18 and the shielding plates 71 and 72.

また、本実施形態において、遮蔽板71の下端には溝74が設けられており、この溝74の内部に、金属体73(例えば金属ばね73)が設けられている。図示は省略するが、遮蔽板72の下端にも同様に溝が設けられており、この溝内に金属体73(例えば金属ばね73)が設けられている。このように、遮蔽板71、72の下端に溝74を設け、これらの溝74内に金属体73(例えば金属ばね73)を設けることにより、遮蔽板71、72の下端と半導体装置10の溝59の下端との距離を長くすることができ、遮蔽板71、72から熱が流入することをより抑制することができる。   In the present embodiment, a groove 74 is provided at the lower end of the shielding plate 71, and a metal body 73 (for example, a metal spring 73) is provided inside the groove 74. Although illustration is omitted, a groove is similarly provided at the lower end of the shielding plate 72, and a metal body 73 (for example, a metal spring 73) is provided in the groove. As described above, the grooves 74 are provided at the lower ends of the shielding plates 71 and 72, and the metal bodies 73 (for example, the metal springs 73) are provided in the grooves 74, whereby the lower ends of the shielding plates 71 and 72 and the grooves of the semiconductor device 10 are provided. The distance from the lower end of 59 can be lengthened, and the inflow of heat from the shielding plates 71 and 72 can be further suppressed.

以上に説明した第2の実施形態に係る高周波半導体モジュール200においても、第1の実施形態に係る高周波半導体モジュール100の遮蔽板58、62と同様に、断熱容器18に遮蔽板71、72が設けられている。したがって、第1の実施形態に係る高周波半導体モジュール100と同様に、高周波半導体モジュール200を高性能化することができる。   Also in the high-frequency semiconductor module 200 according to the second embodiment described above, similarly to the shielding plates 58 and 62 of the high-frequency semiconductor module 100 according to the first embodiment, the insulating plates 18 are provided with the shielding plates 71 and 72. It has been. Therefore, similarly to the high-frequency semiconductor module 100 according to the first embodiment, the high-frequency semiconductor module 200 can be improved in performance.

さらに、第2の実施形態に係る高周波半導体モジュール200によれば、遮蔽板71、72の下端に、これらの遮蔽板71、72と溝59との隙間を電磁空間的に分離する金属体73が設けられている。したがって、高周波回路61上の空間とこの周囲の空間との電磁空間的な分離の信頼性を向上させるとともに、高周波回路61上の空間の電磁空間的な細分化の信頼性を向上させることができる。   Furthermore, according to the high-frequency semiconductor module 200 according to the second embodiment, the metal body 73 that electromagnetically separates the gap between the shielding plates 71 and 72 and the groove 59 at the lower end of the shielding plates 71 and 72. Is provided. Therefore, the reliability of the electromagnetic spatial separation between the space on the high-frequency circuit 61 and the surrounding space can be improved, and the reliability of the electromagnetic spatial subdivision of the space on the high-frequency circuit 61 can be improved. .

なお、第2の実施形態に係る高周波半導体モジュール200においては、断熱容器18の遮蔽板71、72と半導体装置10とが、金属体73を介して接触するが、このような接触領域は局所的な極めて狭い領域であるため、金属体73を介した熱の流入はほぼ無視することができる。無視できない場合には、遮蔽板71、72の下端に溝74を設け、この溝74内に、金属体73として、SUS等の熱伝導性の悪い金属によって構成される金属ばね73を設けることより、断熱容器18から半導体装置10への熱の流入を抑制すればよい。   In the high-frequency semiconductor module 200 according to the second embodiment, the shielding plates 71 and 72 of the heat insulating container 18 and the semiconductor device 10 are in contact with each other through the metal body 73. Such a contact region is locally present. Since this is a very narrow area, the inflow of heat through the metal body 73 can be almost ignored. If it cannot be ignored, a groove 74 is provided at the lower end of the shielding plates 71 and 72, and a metal spring 73 made of a metal having poor thermal conductivity such as SUS is provided as a metal body 73 in the groove 74. The inflow of heat from the heat insulating container 18 to the semiconductor device 10 may be suppressed.

<第3の実施形態>
図14は、第3の実施形態に係る高周波半導体モジュールに適用される断熱容器の一部を示す、図9に対応する斜視図である。また、図15は、第3の実施形態に係る高周波半導体モジュール全体の、図8に対応する一断面図である。図14および図15に示すように、第3の実施形態に係る高周波半導体モジュール300は、第1の実施形態に係る高周波半導体モジュール100と比較して、遮蔽体の構成が異なっている。以下に、図14および図15を参照して、第3の実施形態に係る高周波半導体モジュール300に適用される遮蔽体について説明する。なお、以下の説明において、第1の実施形態に係る高周波半導体モジュール100と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
<Third Embodiment>
FIG. 14 is a perspective view corresponding to FIG. 9 and showing a part of a heat insulating container applied to the high-frequency semiconductor module according to the third embodiment. FIG. 15 is a cross-sectional view of the entire high-frequency semiconductor module according to the third embodiment corresponding to FIG. As shown in FIGS. 14 and 15, the high-frequency semiconductor module 300 according to the third embodiment is different in the configuration of the shield from the high-frequency semiconductor module 100 according to the first embodiment. Below, with reference to FIG. 14 and FIG. 15, the shielding body applied to the high frequency semiconductor module 300 which concerns on 3rd Embodiment is demonstrated. In the following description, the same parts as those of the high-frequency semiconductor module 100 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図14に示すように、第3の実施形態に係る高周波半導体モジュール300において、断熱容器81の内面には遮蔽板が設けられていない。したがって、図15に示すように、ベース板83には溝が設けられていない。そして、図14および図15に示すように、第3の実施形態に係る高周波半導体モジュール300に適用される遮蔽体は、断熱容器81の内面と高周波回路61およびベース板83との間に設けられた複数の金属体82によって構成される。各金属体82の一端は、断熱容器81の内面に接触しており、他端は、高周波回路61またはベース板83に接触している。   As shown in FIG. 14, in the high-frequency semiconductor module 300 according to the third embodiment, no shielding plate is provided on the inner surface of the heat insulating container 81. Therefore, as shown in FIG. 15, the base plate 83 is not provided with a groove. As shown in FIGS. 14 and 15, the shield applied to the high-frequency semiconductor module 300 according to the third embodiment is provided between the inner surface of the heat insulating container 81 and the high-frequency circuit 61 and the base plate 83. The plurality of metal bodies 82 are included. One end of each metal body 82 is in contact with the inner surface of the heat insulating container 81, and the other end is in contact with the high frequency circuit 61 or the base plate 83.

図16は、高周波回路およびベース板と金属体との位置関係を模式的に示す図である。図16に示すように、金属体82は、ベース板83上に高周波回路61の全体を囲うように設けられるとともに、ベース板83上および高周波回路61上に、内部入力回路21、信号処理回路13、および内部出力回路32のそれぞれを囲うように設けられている。第2の実施形態の金属体73の配置間隔と同様の理由により、複数の金属体82は、互いの間隔が実質的にλ/4となるように設けられている。このように複数の金属体82を設けることによっても、高周波回路61上の空間と、この空間の周囲の空間と、を電磁空間的に分離することができ、かつ高周波回路61上の空間を電磁空間的に細分化することができる。   FIG. 16 is a diagram schematically illustrating the positional relationship between the high-frequency circuit, the base plate, and the metal body. As shown in FIG. 16, the metal body 82 is provided on the base plate 83 so as to surround the entire high-frequency circuit 61, and the internal input circuit 21 and the signal processing circuit 13 are provided on the base plate 83 and the high-frequency circuit 61. And the internal output circuit 32 are provided so as to surround each of them. For the same reason as the arrangement interval of the metal bodies 73 of the second embodiment, the plurality of metal bodies 82 are provided so that the interval between them is substantially λ / 4. By providing a plurality of metal bodies 82 in this way, the space on the high-frequency circuit 61 and the space around the space can be separated electromagnetically, and the space on the high-frequency circuit 61 is electromagnetically separated. Can be subdivided spatially.

このような金属体82も、断熱容器81と同電位(接地電位)となるように構成されれば何であってもよいが、図17Aに示すように、本実施形態においても、金属体82は、熱伝導率が悪い金属材料、例えばステンレス鋼(SUS)によって構成される金属ばね82が適用される。これにより、金属体82の熱抵抗を高くすることができ、断熱容器81から金属体82を介して半導体装置10に熱が流入することを抑制することができる。   Such a metal body 82 may be anything as long as it is configured to have the same potential (ground potential) as the heat insulating container 81, but as shown in FIG. A metal spring 82 made of a metal material having poor thermal conductivity, such as stainless steel (SUS), is applied. Thereby, the thermal resistance of the metal body 82 can be increased, and heat can be prevented from flowing into the semiconductor device 10 from the heat insulating container 81 through the metal body 82.

金属体82として金属ばね82が適用される場合、その最上端の一巻きが、断熱容器81の内面の所定位置に設けられた浅い溝84に固定され、最下端の一巻きが高周波回路61またはベース板83に接触するようにして設けられる。   When the metal spring 82 is applied as the metal body 82, the uppermost turn is fixed to the shallow groove 84 provided at a predetermined position on the inner surface of the heat insulating container 81, and the lowermost turn is the high-frequency circuit 61 or It is provided so as to contact the base plate 83.

なお、金属体82として適用される金属ばねは、図17Aに示すような、外径が一定の金属ばね82であってもよいが、図17Bに示すように、断熱容器81の溝84に固定された一端から他端に向かって外径が小さく変化する金属ばね82´を使用してもよい。この場合、金属ばね82´の径小の他端が信号処理回路13に接触するが、両者の接触面積が小さいため、ここでの熱伝達を抑制することができる。   The metal spring applied as the metal body 82 may be a metal spring 82 having a constant outer diameter as shown in FIG. 17A, but is fixed to the groove 84 of the heat insulating container 81 as shown in FIG. 17B. Alternatively, a metal spring 82 ′ whose outer diameter changes from one end to the other end may be used. In this case, the other end with a small diameter of the metal spring 82 ′ contacts the signal processing circuit 13, but since the contact area between both is small, heat transfer here can be suppressed.

また、金属体82として適用される金属ばねは、図17Cに示すように、ベース板83の一部に形成された溝84´に固定された一端から他端に向かって外径が小さく変化する金属ばね82´´を使用してもよい。この場合、金属ばね82´´の径小の他端が断熱容器81に接触するが、両者の接触面積が小さいため、ここでの熱伝達を抑制することができる。   Further, as shown in FIG. 17C, the metal spring applied as the metal body 82 has a small outer diameter that changes from one end fixed to a groove 84 ′ formed in a part of the base plate 83 toward the other end. A metal spring 82 '' may be used. In this case, the other end with a small diameter of the metal spring 82 ″ is in contact with the heat insulating container 81. However, since the contact area between the two is small, heat transfer here can be suppressed.

以上に説明した第3の実施形態に係る高周波半導体モジュール300においては、ベース板83と、断熱容器81の内面と、の間に、高周波回路61上の空間と、この空間の周囲の空間と、を電磁空間的に分離するように、複数の金属体82が設けられている。したがって、高周波回路61上の空間からこの周囲の空間に高周波信号が放出されることを抑制することができる。   In the high-frequency semiconductor module 300 according to the third embodiment described above, the space on the high-frequency circuit 61 and the space around this space between the base plate 83 and the inner surface of the heat insulating container 81, A plurality of metal bodies 82 are provided so as to separate them in electromagnetic space. Therefore, it is possible to suppress a high frequency signal from being released from the space on the high frequency circuit 61 to the surrounding space.

また、ベース板83および高周波回路61と、断熱容器18の内面と、の間に、高周波回路61上の空間を電磁空間的に細かく分離するように、複数の金属体82が設けられている。したがって、高周波回路61に含まれる複数の回路間(内部入力回路21と、信号処理回路13と、内部出力回路32と、の間)において、高周波信号が空間伝搬して相互に影響を及ぼすことを抑制することができる。   A plurality of metal bodies 82 are provided between the base plate 83 and the high-frequency circuit 61 and the inner surface of the heat insulating container 18 so as to finely separate the space on the high-frequency circuit 61 in terms of electromagnetic space. Therefore, the high-frequency signals are spatially propagated between a plurality of circuits included in the high-frequency circuit 61 (between the internal input circuit 21, the signal processing circuit 13, and the internal output circuit 32) and affect each other. Can be suppressed.

そして、ベース板83および高周波回路61と、断熱容器18の内面と、の間の空間が上述のように電磁空間的に細かく分離されるため、この空間の共振周波数を、使用周波数帯において無視できる程度に高くすることができる。したがって、上記空間内に高周波信号が放出されて共振が発生しても、共振による高周波半導体モジュール300の特性劣化を抑制することができる。   Since the space between the base plate 83 and the high frequency circuit 61 and the inner surface of the heat insulating container 18 is finely separated electromagnetically as described above, the resonance frequency of this space can be ignored in the use frequency band. Can be as high as possible. Therefore, even if a high frequency signal is emitted into the space and resonance occurs, deterioration of characteristics of the high frequency semiconductor module 300 due to resonance can be suppressed.

したがって、高周波半導体モジュール300を高性能化することができる。   Therefore, the high-frequency semiconductor module 300 can be improved in performance.

さらに、第3の実施形態に係る高周波半導体モジュール300によれば、断熱容器81に遮蔽板が設けられておらず、また、ベース板83に溝が設けられていない。したがって、第1の実施形態に係る高周波半導体モジュール100と比較して、断熱容器81から半導体装置10への熱の流入をさらに抑制することができる。   Furthermore, according to the high-frequency semiconductor module 300 according to the third embodiment, the heat insulating container 81 is not provided with a shielding plate, and the base plate 83 is not provided with a groove. Therefore, inflow of heat from the heat insulating container 81 to the semiconductor device 10 can be further suppressed as compared with the high-frequency semiconductor module 100 according to the first embodiment.

すなわち、第1の実施形態に係る高周波半導体モジュール100においては、断熱容器18の遮蔽板58、62とベース板12の溝59との隙間において、断熱容器18と半導体装置10とが近接していた。そして、このような近接領域は、遮蔽板58、62の表面積に略一致しており、広くなっている。このように、第1の実施形態に係る高周波半導体モジュール100においては、断熱容器18の遮蔽板58、62と半導体装置10が非接触であるが、近接領域が存在し、その領域が広いため、このような近接領域が熱の流入経路になることが懸念される。   That is, in the high-frequency semiconductor module 100 according to the first embodiment, the heat insulating container 18 and the semiconductor device 10 are close to each other in the gap between the shielding plates 58 and 62 of the heat insulating container 18 and the groove 59 of the base plate 12. . And such a proximity | contact area | region substantially corresponds to the surface area of the shielding plates 58 and 62, and is wide. As described above, in the high-frequency semiconductor module 100 according to the first embodiment, the shielding plates 58 and 62 of the heat insulating container 18 and the semiconductor device 10 are not in contact with each other, but the proximity region exists and the region is wide. There is a concern that such a proximity region becomes a heat inflow path.

しかし、第3の実施形態に係る高周波半導体モジュール300においては、上述のように、断熱容器81に遮蔽板が設けられておらず、また、ベース板83に溝が設けられていない。したがって、断熱容器81と半導体装置10とが近接する領域が存在しない。断熱容器81とベース板83および高周波回路61とは、複数の金属体82を介して接触するが、その接触領域は、局所的な狭い領域にすぎないため、断熱容器81から半導体装置10への金属体82を介した熱の流入は抑制される。したがって、第1の実施形態に係る高周波半導体モジュール100と比較して、断熱容器81から半導体装置10への熱の流入をさらに抑制することができる。金属体82として、SUS等の熱伝導性の悪い金属によって構成される金属ばね82を適用することより、断熱容器81から半導体装置10への熱の流入をさらに抑制することもできる。   However, in the high-frequency semiconductor module 300 according to the third embodiment, as described above, the heat insulating container 81 is not provided with a shielding plate, and the base plate 83 is not provided with a groove. Therefore, there is no region where the heat insulating container 81 and the semiconductor device 10 are close to each other. The heat insulating container 81, the base plate 83, and the high-frequency circuit 61 are in contact with each other via a plurality of metal bodies 82. However, since the contact area is only a local narrow area, the heat insulating container 81 is connected to the semiconductor device 10. The inflow of heat through the metal body 82 is suppressed. Therefore, inflow of heat from the heat insulating container 81 to the semiconductor device 10 can be further suppressed as compared with the high-frequency semiconductor module 100 according to the first embodiment. By applying a metal spring 82 made of a metal having poor thermal conductivity such as SUS as the metal body 82, the inflow of heat from the heat insulating container 81 to the semiconductor device 10 can be further suppressed.

<第4の実施形態>
図18は、第4の実施形態に係る高周波半導体モジュール全体の、図8に対応する一断面図である。図18に示すように、第4の実施形態に係る高周波半導体モジュール400は、第3の実施形態に係る高周波半導体モジュール300と比較して、遮蔽体となる金属体の構成が異なっている。以下に、図18を参照して、第4の実施形態に係る高周波半導体モジュール400に適用される遮蔽体について説明する。なお、以下の説明において、第3の実施形態に係る高周波半導体モジュール300と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
<Fourth Embodiment>
FIG. 18 is a cross-sectional view of the entire high-frequency semiconductor module according to the fourth embodiment, corresponding to FIG. As illustrated in FIG. 18, the high-frequency semiconductor module 400 according to the fourth embodiment is different from the high-frequency semiconductor module 300 according to the third embodiment in the configuration of the metal body serving as a shield. Below, with reference to FIG. 18, the shielding body applied to the high frequency semiconductor module 400 which concerns on 4th Embodiment is demonstrated. In the following description, the same parts as those of the high-frequency semiconductor module 300 according to the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図18に示すように、第4の実施形態に係る高周波半導体モジュール400に適用される遮蔽体は、断熱容器81の内面と高周波回路61との間に設けられた複数の金属体82、および断熱容器81の内面とベース板83との間に、両者に接触するように設けられた金属体91によって構成される。断熱容器81の内面と高周波回路61との間に設けられた複数の金属体82については、第3の実施形態に係る高周波半導体モジュール300と同様であるため、ここでは説明を省略し、以下に、断熱容器81の内面とベース板83との間に設けられた金属体91について説明する。   As shown in FIG. 18, the shield applied to the high-frequency semiconductor module 400 according to the fourth embodiment includes a plurality of metal bodies 82 provided between the inner surface of the heat insulating container 81 and the high-frequency circuit 61, and heat insulation. It is comprised by the metal body 91 provided between the inner surface of the container 81 and the base board 83 so that both may be contacted. About the some metal body 82 provided between the inner surface of the heat insulation container 81 and the high frequency circuit 61, since it is the same as that of the high frequency semiconductor module 300 which concerns on 3rd Embodiment, description is abbreviate | omitted here and it demonstrates below. The metal body 91 provided between the inner surface of the heat insulating container 81 and the base plate 83 will be described.

図19は、高周波回路およびベース板と金属体との位置関係を模式的に示す図である。図19に示すように、高周波回路61の周囲のベース板83上には、一本の金属体91が、この回路61を囲うように設けられている。なお、断熱容器81の内面と高周波回路61との間に設けられた複数の金属体82は、一本の金属体91から実質的にλ/4だけ離された位置に設けられる。このように複数の金属体82、91を設けることによっても、高周波回路61上の空間と、この空間の周囲の空間と、を電磁空間的に分離することができ、かつ高周波回路61上の空間を電磁空間的に細分化することができる。   FIG. 19 is a diagram schematically illustrating the positional relationship between the high-frequency circuit, the base plate, and the metal body. As shown in FIG. 19, a single metal body 91 is provided on the base plate 83 around the high-frequency circuit 61 so as to surround the circuit 61. The plurality of metal bodies 82 provided between the inner surface of the heat insulating container 81 and the high frequency circuit 61 are provided at positions substantially separated from the single metal body 91 by λ / 4. By providing the plurality of metal bodies 82 and 91 as described above, the space on the high-frequency circuit 61 and the space around the space can be separated electromagnetically, and the space on the high-frequency circuit 61 is also provided. Can be subdivided electromagnetically.

特に金属体91も、断熱容器81と同電位(接地電位)となるように構成されれば何であってもよいが、図19に示すように、本実施形態において、金属体91として、一本の長い金属ばね91が適用される。   In particular, the metal body 91 may be anything as long as it is configured to have the same potential (ground potential) as the heat insulating container 81. However, as shown in FIG. A long metal spring 91 is applied.

以上に説明した第4の実施形態に係る高周波半導体モジュール400においても、ベース板83と、断熱容器81の内面と、の間に、高周波回路61上の空間と、この空間の周囲の空間と、を電磁空間的に分離するように、金属体91が設けられている。したがって、高周波回路61上の空間からこの周囲の空間に高周波信号が放出されることを抑制することができる。   Also in the high-frequency semiconductor module 400 according to the fourth embodiment described above, the space on the high-frequency circuit 61 and the space around this space between the base plate 83 and the inner surface of the heat insulating container 81, Are separated from each other in electromagnetic space. Therefore, it is possible to suppress a high frequency signal from being released from the space on the high frequency circuit 61 to the surrounding space.

また、ベース板83および高周波回路61と、断熱容器18の内面と、の間に、高周波回路61上の空間を電磁空間的に細かく分離するように、複数の金属体82が設けられている。したがって、高周波回路61に含まれる複数の回路間(内部入力回路21と、信号処理回路13と、内部出力回路32と、の間)において、高周波信号が空間伝搬して相互に影響を及ぼすことを抑制することができる。   A plurality of metal bodies 82 are provided between the base plate 83 and the high-frequency circuit 61 and the inner surface of the heat insulating container 18 so as to finely separate the space on the high-frequency circuit 61 in terms of electromagnetic space. Therefore, the high-frequency signals are spatially propagated between a plurality of circuits included in the high-frequency circuit 61 (between the internal input circuit 21, the signal processing circuit 13, and the internal output circuit 32) and affect each other. Can be suppressed.

そして、ベース板83および高周波回路61と、断熱容器18の内面と、の間の空間が上述のように電磁空間的に細かく分離されるため、この空間の共振周波数を、使用周波数帯において無視できる程度に高くすることができる。したがって、上記空間内に高周波信号が放出されて共振が発生しても、共振による高周波半導体モジュール400の特性劣化を抑制することができる。   Since the space between the base plate 83 and the high frequency circuit 61 and the inner surface of the heat insulating container 18 is finely separated electromagnetically as described above, the resonance frequency of this space can be ignored in the use frequency band. Can be as high as possible. Therefore, even if a high frequency signal is emitted into the space and resonance occurs, deterioration of characteristics of the high frequency semiconductor module 400 due to resonance can be suppressed.

したがって、高周波半導体モジュール400を高性能化することができる。   Therefore, the high-frequency semiconductor module 400 can be improved in performance.

また、第4の実施形態に係る高周波半導体モジュール400においては、断熱容器81とベース板83および高周波回路61とは、複数の金属体82および金属体91を介して接触するが、その接触領域は、局所的な狭い領域にすぎないため、断熱容器81から半導体装置10への金属体82、91を介した熱の流入は抑制される。したがって、第3の実施形態に係る高周波半導体モジュール300と同様に、断熱容器81から半導体装置10への熱の流入を抑制することができる。金属体82、91として、SUS等の熱伝導性の悪い金属によって構成される金属ばね82、91を適用することより、断熱容器81から半導体装置10への熱の流入をさらに抑制することもできる。   In the high-frequency semiconductor module 400 according to the fourth embodiment, the heat insulating container 81, the base plate 83, and the high-frequency circuit 61 are in contact with each other via the plurality of metal bodies 82 and the metal bodies 91. Since it is only a local narrow region, the inflow of heat from the heat insulating container 81 to the semiconductor device 10 through the metal bodies 82 and 91 is suppressed. Therefore, similarly to the high-frequency semiconductor module 300 according to the third embodiment, the inflow of heat from the heat insulating container 81 to the semiconductor device 10 can be suppressed. By applying the metal springs 82 and 91 made of a metal having poor thermal conductivity such as SUS as the metal bodies 82 and 91, the inflow of heat from the heat insulating container 81 to the semiconductor device 10 can be further suppressed. .

さらに、第4の実施形態に係る高周波半導体モジュール400によれば、高周波回路61は、一本の長い金属体91によって囲まれている。したがって、第3の実施形態に係る高周波半導体モジュール300と比較して、高周波回路61上の空間と、この周囲の空間と、の電磁空間的な分離の信頼性を向上させることができる。   Furthermore, according to the high-frequency semiconductor module 400 according to the fourth embodiment, the high-frequency circuit 61 is surrounded by one long metal body 91. Therefore, as compared with the high-frequency semiconductor module 300 according to the third embodiment, the reliability of electromagnetic spatial separation between the space on the high-frequency circuit 61 and the surrounding space can be improved.

以上に、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although the embodiment of the present invention has been described above, this embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

例えば、第1の高さ調整回路の接地金属51は、第1の誘電体60の内面には設けられなくてもよい。また、第1の誘電体60の内部には、さらに誘電体が設けられていてもよい。また、第1の誘電体の形状についても箱状に限定されず、筒状であってもよいし、板状であってもよい。さらに、第1の接続配線43は、第1の誘電体60を貫通するように設けられなくてもよく、例えば第1の誘電体の表面に設けられてもよい。このように、第1の高さ調整回路の構造は、上述の構造に限定されない。第2の高さ調整回路の構造についても同様である。   For example, the ground metal 51 of the first height adjustment circuit may not be provided on the inner surface of the first dielectric 60. Further, a dielectric may be further provided inside the first dielectric 60. Further, the shape of the first dielectric is not limited to a box shape, and may be a cylindrical shape or a plate shape. Furthermore, the first connection wiring 43 may not be provided so as to penetrate the first dielectric 60, and may be provided on the surface of the first dielectric, for example. Thus, the structure of the first height adjustment circuit is not limited to the structure described above. The same applies to the structure of the second height adjustment circuit.

また、第1、第2の高さ調整回路の構造によっては、第1、第2の電磁結合回路22、33に対して電磁シールドの効果を有さない場合があり、この場合には、第1、第2の電磁結合回路22、33に電磁シールドを設けてもよい。   Depending on the structure of the first and second height adjustment circuits, the first and second electromagnetic coupling circuits 22 and 33 may not have an electromagnetic shielding effect. The first and second electromagnetic coupling circuits 22 and 33 may be provided with electromagnetic shields.

また、内部入力回路21に超伝導回路を用い、内部出力回路32は信号処理回路13と一体的に設けられているが、内部入力回路21とともに内部出力回路32にも超伝導回路を用いてもよいし、内部入力回路21を信号処理回路13と一体的に設け、内部出力回路32にのみ超伝導回路を用いてもよい。   Further, although a superconducting circuit is used for the internal input circuit 21 and the internal output circuit 32 is provided integrally with the signal processing circuit 13, a superconducting circuit may be used for the internal output circuit 32 together with the internal input circuit 21. Alternatively, the internal input circuit 21 may be provided integrally with the signal processing circuit 13 and a superconducting circuit may be used only for the internal output circuit 32.

また、内部入力回路21、信号処理回路13、および内部出力回路32はそれぞれベース板12上に配置されており、固定具25によって上方から押さえつけられることによってベース板12に固定されているが、上記各回路21、13、32は、ベース板12に対して接着剤等によって固定されてもよい。   The internal input circuit 21, the signal processing circuit 13, and the internal output circuit 32 are each disposed on the base plate 12, and are fixed to the base plate 12 by being pressed from above by a fixture 25. Each circuit 21, 13, 32 may be fixed to the base plate 12 with an adhesive or the like.

10・・・高周波半導体装置(半導体装置)
11・・・冷却体
12、83・・・ベース板
13・・・信号処理回路
14・・・絶縁基板
15・・・高周波半導体素子(半導体素子)
16・・・分岐・整合線路
17・・・合成・整合回路
18、81・・・断熱容器
19・・・(第1の)電磁結合部
20・・・(第2の)電磁結合部
21・・・内部入力回路
22・・・第1の電磁結合回路
23・・・超伝導基板
24・・・配線
25・・・固定具
26・・・接続導体
27・・・絶縁基板
28a・・・I字状の配線
28b・・・引き出し配線
28c・・・パッド電極
29・・・接地金属
30・・・接地金属
31・・・スルーホール
32・・・内部出力回路
33・・・第2の電磁結合回路
34・・・配線
35a・・・I字状の配線
35b・・・引き出し配線
35c・・・パッド電極
36・・・接地金属
37・・・第1の外部信号線
38・・・外部入力回路
39・・・第2の外部信号線
40・・・外部出力回路
41・・・絶縁基板
42・・・接地用線路
43・・・第1の接続配線
43a、43b、43c・・・配線
44・・・第1の高さ調整回路
45・・・第1の接続導体(第1のリード線)
46・・・第2の接続配線
47・・・第2の高さ調整回路
48・・・第2の接続導体(第2のリード線)
49・・・第1の接続用基板
50・・・接地用リード線
51・・・接地金属
52・・・第2の接続用基板
53・・・接地用リード線
54・・・接地金属
55・・・パイプ
56・・・絶縁体
57・・・開口部
58、62、71、72・・・遮蔽板
59・・・溝
60・・・第1の誘電体
61・・・高周波回路
73、82、82´、82´´、91・・・金属体(金属ばね)
74・・・溝
84、84´・・・溝
92・・・貫通孔
100、200、300、400・・・高周波半導体モジュール
10 ... High-frequency semiconductor device (semiconductor device)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Cooling body 12, 83 ... Base board 13 ... Signal processing circuit 14 ... Insulating substrate 15 ... High frequency semiconductor element (semiconductor element)
16 ... branch / matching line 17 ... synthesis / matching circuit 18, 81 ... heat insulation container 19 ... (first) electromagnetic coupling part 20 ... (second) electromagnetic coupling part 21- ..Internal input circuit 22 ... first electromagnetic coupling circuit 23 ... superconducting substrate 24 ... wiring 25 ... fixing tool 26 ... connecting conductor 27 ... insulating substrate 28a ... I Character-like wiring 28b ... leading wiring 28c ... pad electrode 29 ... ground metal 30 ... ground metal 31 ... through hole 32 ... internal output circuit 33 ... second electromagnetic coupling Circuit 34 ... Wiring 35a ... I-shaped wiring 35b ... Lead-out wiring 35c ... Pad electrode 36 ... Ground metal 37 ... First external signal line 38 ... External input circuit 39 ... second external signal line 40 ... external output circuit 41 ... insulating substrate 42 · Grounding line 43 ... first connecting wires 43a, 43b, 43c ··· wiring 44 ... first height adjustment circuit 45 ... first connecting conductor (first lead)
46 ... second connection wiring 47 ... second height adjustment circuit 48 ... second connection conductor (second lead wire)
49... First connection substrate 50... Ground lead wire 51... Ground metal 52... Second connection substrate 53... Ground lead wire 54. .... Pipe 56 ... Insulator 57 ... Openings 58, 62, 71, 72 ... Shielding plate 59 ... Groove 60 ... First dielectric 61 ... High frequency circuit 73, 82 , 82 ′, 82 ″, 91... Metal body (metal spring)
74 ... grooves 84, 84 '... grooves 92 ... through holes 100, 200, 300, 400 ... high frequency semiconductor modules

Claims (10)

冷却体と、
前記冷却体上に配置され、高周波信号に対して信号処理を実行する信号処理回路を含む高周波回路を表面に有する高周波半導体装置と、
前記冷却体および前記高周波半導体装置を内部に収容する断熱容器と、
前記高周波回路を含む高周波半導体装置と前記断熱容器の内面との間に設けられた複数の遮蔽体と、
を具備し、
前記複数の遮蔽体は、前記高周波回路上の空間とこの周囲の空間とを電磁空間的に分離するとともに、前記高周波回路上の前記空間を電磁空間的に複数に分離するように設けられることを特徴とする高周波半導体モジュール。
A cooling body;
A high-frequency semiconductor device having a high-frequency circuit disposed on the cooling body and including a signal processing circuit that performs signal processing on a high-frequency signal on a surface;
A heat insulating container that houses the cooling body and the high-frequency semiconductor device;
A plurality of shields provided between a high-frequency semiconductor device including the high-frequency circuit and an inner surface of the heat insulating container;
Comprising
The plurality of shields are provided so as to electromagnetically separate the space on the high-frequency circuit and the surrounding space, and to separate the space on the high-frequency circuit into a plurality of electromagnetic spaces. A featured high-frequency semiconductor module.
前記高周波回路は、前記信号処理回路と、前記信号処理回路に電気的に接続される入力回路および出力回路と、を有し、
前記複数の遮蔽体は、前記高周波回路上の空間とこの周囲の空間とを電磁空間的に分離するとともに、少なくとも前記入力回路上の空間と前記信号処理回路上の空間とを電磁空間的に分離するように設けられることを特徴とする請求項1に記載の高周波半導体モジュール。
The high-frequency circuit has the signal processing circuit, and an input circuit and an output circuit electrically connected to the signal processing circuit,
The plurality of shields electromagnetically separate the space on the high-frequency circuit and the surrounding space, and at least electromagnetically separate the space on the input circuit and the space on the signal processing circuit. The high frequency semiconductor module according to claim 1, wherein the high frequency semiconductor module is provided.
前記遮蔽体は、前記断熱容器の内面に設けられた遮蔽板であり、
前記断熱容器は、前記高周波半導体装置に設けられた溝に、前記遮蔽板が接触せずに挿入されるように設けられることを特徴とする請求項1または2に記載の高周波半導体モジュール。
The shield is a shielding plate provided on the inner surface of the heat insulating container,
The high-frequency semiconductor module according to claim 1, wherein the heat insulating container is provided so that the shielding plate is inserted into a groove provided in the high-frequency semiconductor device without being in contact therewith.
前記遮蔽板の下端には、前記溝に接するように金属体が設けられていることを特徴とする請求項3に記載の高周波半導体モジュール。   The high-frequency semiconductor module according to claim 3, wherein a metal body is provided at a lower end of the shielding plate so as to be in contact with the groove. 前記金属体は、金属製のばねであることを特徴とする請求項4に記載の高周波半導体モジュール。   The high-frequency semiconductor module according to claim 4, wherein the metal body is a metal spring. 前記遮蔽体は、前記断熱容器の内面と前記高周波半導体装置とに接触するように設けられた金属体であることを特徴とする請求項1または2に記載の高周波半導体モジュール。   3. The high-frequency semiconductor module according to claim 1, wherein the shielding body is a metal body provided so as to be in contact with an inner surface of the heat insulating container and the high-frequency semiconductor device. 複数の前記金属体は、前記高周波信号の波長をλとして、実質的にλ/4の間隔で配置されていることを特徴とする請求項6に記載の高周波半導体モジュール。   7. The high-frequency semiconductor module according to claim 6, wherein the plurality of metal bodies are arranged at an interval of substantially [lambda] / 4, where [lambda] is the wavelength of the high-frequency signal. 前記複数の金属体の各々は、金属製のばねであることを特徴とする請求項7に記載の高周波半導体モジュール。   The high-frequency semiconductor module according to claim 7, wherein each of the plurality of metal bodies is a metal spring. 前記高周波回路上の空間とこの周囲の空間とを電磁空間的に分離する前記金属体は、それぞれの一端が前記断熱容器の内面に接し、それぞれの他端が前記高周波半導体装置に接するように設けられた複数の前記金属製のばねであることを特徴とする請求項8に記載の高周波半導体モジュール。   The metal body that electromagnetically separates the space on the high-frequency circuit and the surrounding space from each other is provided such that one end thereof is in contact with the inner surface of the heat insulating container and the other end is in contact with the high-frequency semiconductor device. The high-frequency semiconductor module according to claim 8, wherein the plurality of metal springs are provided. 前記高周波回路上の空間とこの周囲の空間とを電磁空間的に分離する前記金属体は、前記高周波回路を囲うように設けられた一本の前記金属製のばねであることを特徴とする請求項8に記載の高周波半導体モジュール。   The metal body that electromagnetically separates the space on the high-frequency circuit and the surrounding space from each other is a single metal spring provided so as to surround the high-frequency circuit. Item 9. The high-frequency semiconductor module according to Item 8.
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