JP2944403B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はモールド型半導体装置に
関し、特にマイクロ波帯域で使用されるモールド型半導
体装置及びモールド容器のリードフレームに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のマイクロ波帯半導体装置としてセ
ラミック容器で構成したものとモールド樹脂容器で構成
したものがある。前者のものは、例えば図６に示すよう
に、セラミック容器２１にリードフレーム２２がろう付
されており、このセラミック容器２１に実装された半導
体チップ２３をリードフレーム２２にワイヤ２４で電気
接続している。また、この回路における半導体チップの
接地は、ワイヤ２４、接地用リード２５を通じて誘電体
基板２６に設けられた接地部２７に半田等で接続され、
更にスルーホール２８を介して接地金属膜２９に接続さ
れることで行われている。このような構成では、接地ま
での距離は最短で最も低インピーダンスで接地されるた
め回路に及ぼす影響はほとんどないが、容器構造は複雑
になり、高価になる。
【０００３】また、後者のものは、例えば図７に示すよ
うに、リードフレーム３１の接地用リード３１ａに半導
体チップ３２を搭載しかつワイヤ３３で電気接続し、ま
た他の電極を他のリード３１ｂにワイヤ３４で接続した
上で樹脂３５によりモールドする。そして、半導体チッ
プ３２の回路の接地はワイヤ３３、接地用リード３１ａ
を通じて実装回路基板３６の接地部３７に半田で接続さ
れ、更にスルーホール３８を介して接地金属膜３９に接
続される。この構造では、前者のセラミック容器のもの
に比較して容器構造が簡単になり、安価に構成できる利
点があるが、接地用リード３１ａの長さを短くするのが
困難なため、接地インピーダンスが大きくなる。したが
って、この種のモールド型半導体装置はマイクロ波帯域
で回路特性が劣化する。
【０００４】また、回路における接地として、スタブや
コンデンサを利用したものが提案されている。例えば、
図８（ａ）および（ｂ）は特開平３−１９８４０２号公
報に記載されている例であり、ここでは回路基板４１を
多数の絶縁層４２と導電層４３とで多層化し、その回路
の一部で先端開放スタブ４４を形成し、導電層４３の一
部に接続したものである。したがって、この回路基板４
１に半導体チップを搭載し、その接地電極を先端開放ス
タブ４４に接続すれば接地を行うことができる。しかし
ながら、この構成は半導体チップを直接回路基板に搭載
する構成の混成集積回路装置等には有効であるが、前記
したようなディスクリート型の半導体装置に適用するこ
とは困難である。
【０００５】また、図９（ａ）に示されるように、半導
体チップ５１の電源電極をワイヤ５２でチップコンデン
サ５３に接続し、さらにワイヤ５４で基板５５に接続す
ることで、図９（ｂ）の回路図に示すように、コンデン
サ５３の接続点Ａにおいて高周波での接地がとれるよう
になっている。なお、Ｌ１，Ｌ２はワイヤ５２，５３の
寄生インダクタンスである。この例では、チップコンデ
ンサ５３を使用するため、部品点数が増加し、コストが
高くなる。また、これを容器に入れて封止を行う場合に
は、コンデンサ５３の接地を取るためにセラミック容器
を採用せざるを得ず、構造が複雑になり、かつ高価にな
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように従来のセラ
ミック容器や外部回路を用いて半導体装置を構成する
と、構造が複雑となったり、部品点数が増えたりするの
で高価なものとなるという問題点があった。また、従来
のモールド容器を用いて半導体装置を構成すると、マイ
クロ波帯域ではリードのインピーダンスが大きくなり、
接地がうまくとれないため、回路の特性が劣化するとい
う問題点があった。本発明の目的は、構造の簡略化、低
価格化を図る一方で、好適な接地を確保して回路特性を
改善することが可能な半導体装置を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
使用帯域が１４ＧＨｚ付近のマイクロ波帯域である半導
体装置において、前記使用帯域の１／４波長の長さの先
端開放型スタブが半導体チップの接地電極または電源電
極に接続されているものである。また、前記半導体チッ
プ及び前記スタブはモールド樹脂により封止されている
ものである。また、前記スタブがワイヤを介して前記半
導体チップの前記接地電極または前記電源電極に接続さ
れているものである。また、前記スタブはリードフレー
ムの一部で形成されているものである。また、前記スタ
ブはつづら折り型又はスパイラル型に形成されているも
のである。
【０００８】
【作用】リードフレームの一部で先端開放スタブを形成
し、かつこの先端開放スタブをつづら折り型あるいはス
パイラル型に形成することで半導体チップと共にモール
ド樹脂に封止して半導体装置を構成でき、モールド樹脂
半導体装置の利点である構造の簡易化及び低価格化が得
られると共に、先端開放スタブの作用により好適な接地
が可能となり、回路特性が改善される。
【０００９】
【実施例】次に、本発明を図面を参照して説明する。図
１は本発明の半導体装置の内部構造の平面図である。リ
ードフレーム１は、半導体チップを搭載するタブ２と、
各種信号用のリード３とを備えるとともに、前記タブ２
に隣接する位置につづら折り型に形成した先端開放スタ
ブ４をタブ２と一体に設けている。そして、前記タブ２
には半導体チップ５が搭載され、その接地電極５ａと前
記先端開放スタブ４の一端部とをワイヤ６により接続し
ている。また、半導体チップ５の各種信号電極５ｂと信
号用のリード３とをそれぞれワイヤ７により接続してい
る。そして、これらをモールド樹脂８により一体的に封
止してモールド樹脂容器を構成している。ここで、前記
先端開放スタブ４は使用する信号波長の１／４の長さの
ミアンダ型先端開放スタブとして構成されている。
【００１０】また、前記半導体チップは、例えば図２
（ａ）〜（ｃ）の破線内に示すスイッチ回路として構成
されている。即ち、２個のＦＥＴ１１，１２を内蔵して
おり、これにつながる入力端子ＩＮ、出力端子ＯＵＴ、
接地端子ＧＮＤを有している。この回路では、ＦＥＴ１
１がオン、ＦＥＴ１２がオフのときスイッチオンの状態
であり、ＦＥＴ１１がオフ、ＦＥＴ１２がオンのときス
イッチオフとなる。
【００１１】この回路において、理想的には、図２
（ａ）のように、ＦＥＴ１２の接地Ｅが完全にとれてい
ることであり、このときのアイソレーション特性は図３
の（ａ）のように１４ＧＨZ 付近でも１８ｄＢ程度取れ
ている。これに対して、仮に前記半導体チップを図７に
示したモールド樹脂半導体装置として構成した場合に
は、図２（ｂ）の等価回路に示すように、接地端子Ｅの
リードは、先端短絡型スタブ１３と等価なインピーダン
スを持ち、このときのアイソレーション特性は、図３の
（ｂ）のように１４ＧＨZ 付近で、約８ｄＢとなり、
（ａ）に比べて１０ｄＢも劣化されている。なお、等価
回路のスタブは、幅０．３mm、長さ１．０mm、対接地間
隔０．８mmで計算した。
【００１２】図１に示した本発明のモールド樹脂半導体
装置では、半導体チップ５の接地はワイヤ６により先端
開放スタブ４と接続されており、等価回路は図２（ｃ）
のようになる。ＦＥＴ１２の接地は１／４波長の先端開
放スタブ４により、信号周波数帯域では十分接地が取れ
るので、アイソレーション特性は図３の（ｃ）のように
１４ＧＨZ 付近で約１８ｄＢとなり、理想とした図３の
（ａ）の特性とほぼ同等になり、特性劣化を改善するこ
とが可能となる。また、この構成によりモールド樹脂半
導体装置が備える容器構造が簡単になり、安価に構成で
きる利点が得られることは言うまでもない。
【００１３】図４は本発明の第２実施例の内部構造の平
面図であり、図１と等価な部分には同一符号を付してあ
る。この例では、前記実施例のつづら折り型の先端開放
スタブに代えて、リードフレームの一部でスパイラル型
先端開放スタブ４Ａが形成され、このスタブ４Ａの一端
は外部リード３Ａに接続されている。この実施例に用い
られている半導体チップ５Ａの回路は図５の破線内の増
幅器１３であり、チップ内の電源端子Ｅはワイヤ９によ
り外部リード３Ａに接続され、そこに並列に信号波長の
１／４の長さの先端開放スタブ４Ａが接続されていて、
等価回路上、電源端子Ｅは信号周波数で接地された状態
となる。基本的に高周波回路の電源端子は、外部の影響
を受けにくくするため、設計上、等価回路で接地する場
合が多く、本発明では容易に高周波帯域での接地を実現
できる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、使用帯域
が１４ＧＨｚ付近のマイクロ波帯域である半導体装置に
おいて、前記使用帯域の１／４波長の長さの先端開放型
スタブが半導体チップの接地電極または電源電極に接続
されていることにより、好適な接地が可能となり、回路
特性が改善される。特に、１４ＧＨｚ付近のマイクロ波
の使用帯域での接地が容易に実現でき、回路上の特性劣
化を最小限にできるという効果がある。また、半導体チ
ップ及び先端開放スタブはモールド樹脂により封止され
ているので、モールド樹脂半導体装置の利点である構造
の簡略化及び低価格化が図れる。また、先端開放スタブ
をつづら折り型或いはスパイラル型とすることで、スタ
ブを小型化でき、半導体装置の小型化が損なわれること
はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の内部構成を示す平面図で
ある。
【図２】理想回路、従来回路、本発明回路を比較して示
す等価回路図である。
【図３】図２の各回路におけるアイソレーションを示す
図である。
【図４】本発明の第２実施例の内部構成を示す平面図で
ある。
【図５】図４の半導体装置の等価回路図である。
【図６】従来のセラミック容器半導体装置の一例の断面
図である。
【図７】従来のモールド樹脂半導体装置の一例の断面図
である。
【図８】回路基板においてスタブで接地を行う構成例の
平面図と断面図である。
【図９】コンデンサを用いて接地を行う構成例の平面図
と等価回路図である。
【符号の説明】
１ リードフレーム ３ リード ４，４Ａ 先端開放スタブ ５ 半導体チップ ８ モールド樹脂

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 使用帯域が１４ＧＨｚ付近のマイクロ波
    帯域である半導体装置において、前記使用帯域の１／４
    波長の長さの先端開放型スタブが半導体チップの接地電
    極または電源電極に接続されていることを特徴とする半
    導体装置。
  2. 【請求項２】 前記半導体チップ及び前記スタブはモー
    ルド樹脂により封止されていることを特徴とする請求項
    １記載の半導体装置。
  3. 【請求項３】 前記スタブがワイヤを介して前記半導体
    チップの前記接地電極または前記電源電極に接続されて
    いることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
  4. 【請求項４】 前記スタブはリードフレームの一部で形
    成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体装
    置。
  5. 【請求項５】 前記スタブはつづら折り型又はスパイラ
    ル型に形成されていることを特徴とする請求項１記載の
    半導体装置。
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