JP4850056B2 - Semiconductor device - Google Patents

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Description

本発明は、半導体装置に関し、特に、同軸ケーブルを用いた光通信の半導体装置の小型化に適用して有効な技術に関する。   The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a technique effective when applied to miniaturization of an optical communication semiconductor device using a coaxial cable.

高速の信号伝達手段の1つとして同軸ケーブルがあるが、この同軸ケーブルを用いた構造の一例として、PGA(Pin Grid Array) タイプの半導体パッケージ(半導体装置)において、多層配線基板の部品実装面と裏面間の厚さ方向の信号伝達経路を同軸ケーブルで構成する技術がある。さらに、高周波の光通信用素子を有する半導体パッケージの一例として、絶縁性セラミック基板の表面にマイクロストリップ線路(Au薄膜配線層)が形成され、低誘電率の絶縁性蓋体を低誘電率のガラスによって接合して高周波信号の伝送損失を低減する技術がある(例えば、特許文献1参照)。   There is a coaxial cable as one of high-speed signal transmission means. As an example of a structure using this coaxial cable, in a PGA (Pin Grid Array) type semiconductor package (semiconductor device), There is a technique in which a signal transmission path in the thickness direction between the back surfaces is constituted by a coaxial cable. Furthermore, as an example of a semiconductor package having a high-frequency optical communication element, a microstrip line (Au thin film wiring layer) is formed on the surface of an insulating ceramic substrate, and an insulating lid with a low dielectric constant is made of glass with a low dielectric constant. There is a technique for reducing transmission loss of a high-frequency signal by joining together (for example, see Patent Document 1).

また、同軸ケーブルを用いた光通信機器について記載されている(例えば、非特許文献1参照)。
特開平5−167258号公報 花谷昌一、唐沢克嘉、山下喜市、前田稔共著、昭和61年9月3日発表、通信、光・電波部門全国大会、「DFB−LDを用いた565Mb/s光送信器の諸特性」、2−170頁
Moreover, it describes about the optical communication apparatus using a coaxial cable (for example, refer nonpatent literature 1).
JP-A-5-167258 Shoichi Hanatani, Katsuyoshi Karasawa, Kiyoshi Yamashita, Keisuke Maeda, published on September 3, 1986, National Convention on Communications, Optical and Radio Waves, "Characteristics of 565 Mb / s optical transmitter using DFB-LD" , Pages 2-170

特開平5−167258号公報(前記特許文献1)に記載された半導体パッケージでは、同軸ケーブルの芯線と多層配線基板の表面配線とを直角に付き当てた状態で接合しており、芯線と表面配線とにおける芯線延在方向に直角な方向の断面積の差が大きいため、芯線と表面配線の接合部の面積が変化した箇所で信号が反射する。   In the semiconductor package described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-167258 (Patent Document 1), the core wire of the coaxial cable and the surface wiring of the multilayer wiring substrate are joined at a right angle, and the core wire and the surface wiring are joined. Since the difference in cross-sectional area in the direction perpendicular to the direction in which the core wire extends is large, the signal is reflected at a location where the area of the joint portion between the core wire and the surface wiring has changed.

その結果、高周波特性を低下させることが問題となる。   As a result, there is a problem of deteriorating high frequency characteristics.

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

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

本発明の目的は、半導体装置の小型化を図ることができる技術を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a technique capable of reducing the size of a semiconductor device.

また、本発明の他の目的は、半導体装置の薄型化を図ることができる技術を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a technique capable of reducing the thickness of a semiconductor device.

さらに、本発明の他の目的は、半導体装置の低価格化を図ることができる技術を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a technique capable of reducing the price of a semiconductor device.

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

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。   Of the inventions disclosed in this application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.

すなわち、本発明は、表層配線と、表層配線と絶縁層を介して内部に形成された接地導体層とを有する配線基板と、配線基板に電気的に接続されて搭載された半導体チップと、同軸ケーブルと、配線基板の表層配線と同軸ケーブルとを電気的に接続し、信号用表層配線とこれの両側に絶縁部を介して形成された接地配線とを備えた中継部材とを有し、配線基板の表層配線と同軸ケーブルとが中継部材の信号用表層配線を介して接続されているものである。   That is, the present invention relates to a wiring board having a surface layer wiring, a grounding conductor layer formed inside through the surface layer wiring and the insulating layer, a semiconductor chip electrically connected to the wiring board, and a coaxial Electrically connecting the cable, the surface layer wiring of the wiring board, and the coaxial cable, and having a signal surface layer wiring and a relay member provided with grounding wiring formed on both sides of the wiring via an insulating portion. The surface layer wiring of the substrate and the coaxial cable are connected via the signal surface wiring of the relay member.

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

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

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

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

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

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

同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合及び原理的に明らかにそうでないと考えられる場合などを除き、実質的にその形状などに近似または類似するものなどを含むものとする。このことは前記数値及び範囲についても同様である。   Similarly, in the following embodiments, when referring to the shape, positional relationship, etc., of components, etc., the shape of the component is substantially the case unless specifically stated or otherwise considered in principle. And the like are included. The same applies to the numerical values and ranges.

また、実施の形態を説明するための全図において同一機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。   Further, members having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description thereof will be omitted.

(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1の高周波パッケージの構造の一例を示す断面図、図2は図1に示す高周波パッケージが組み込まれる光モジュールの構造の一例を示す外観斜視図の参考例、図3は図2に示す光モジュールの構造を示す断面図の参考例、図4は図2に示す光モジュールに組み込まれる部品の配置の一例を示す平面図の参考例、図5は図2に示す光モジュールに組み込まれる部品の配置の一例を示す断面図、図6は本発明の実施の形態1の変形例の高周波パッケージの構造を示す断面図、図7は図1に示す高周波パッケージの配線基板におけるマイクロストリップ線路の構造の一例を示す部分平面図の参考例、図8は図7に示すマイクロストリップ線路の構造を示す部分断面図の参考例、図9は図1に示す高周波パッケージの配線基板における変形例のマイクロストリップ線路の構造を示す部分平面図の参考例、図10は図9に示す変形例のマイクロストリップ線路の構造を示す部分断面図の参考例、図11は本発明の実施の形態1の変形例の高周波パッケージの構造を示す斜視図と断面図、図12は図1に示す高周波パッケージのキャップ装着構造の一例を示す断面図、図13は図12に示すキャップ装着構造の平面図、図14は図13のA−A線に沿って切断した断面図、図15は図13に示すキャップ装着構造の底面図の参考例、図16は図12に示すキャップ装着構造における表層配線とキャップの位置関係の一例を示す平面図、図17は図14のC矢視から眺めたキャップの構造を示す底面図、図18は図17に示すキャップの構造を示す側面図、図19は図17に示すキャップの構造を示す断面図と角部の拡大部分断面図、図20は図13のA−A線に沿って切断した拡大部分断面図、図21は図13のB−B線に沿って切断した拡大部分断面図、図22は図12に示すキャップ装着構造における表層配線とキャップの開口部の位置関係の一例を示す拡大部分平面図、図23は変形例の高周波パッケージの構造を示す断面図、図24は図12に示すキャップに放熱部材を取り付けた構造の一例を示す拡大部分断面図、図25は本発明の実施の形態1の変形例である高周波パッケージの構造を示す断面図、図26、図27は本発明の実施方法を示す参考図、図28は実施の形態1の変形例の高周波パッケージの構造を示す平面図、図29は図28に示す高周波パッケージの断面図、図30本発明の実施の形態1の変形例の高周波パッケージの構造を示す平面図、図31、図32は図30の変形例、図33は実施の形態1の変形例の高周波パッケージの構造を示す平面図、図34は図33に示す高周波パッケージの断面図、図35は図34の変形例、図36は図35に示す高周波パッケージの断面図、図37は図33、図34、図35、図36の変形例、図38は図37に示す高周波パッケージの断面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the structure of a high-frequency package according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a reference example of an external perspective view showing an example of the structure of an optical module in which the high-frequency package shown in FIG. 3 is a reference example of a sectional view showing the structure of the optical module shown in FIG. 2, FIG. 4 is a reference example of a plan view showing an example of the arrangement of components incorporated in the optical module shown in FIG. 2, and FIG. 5 is shown in FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of the arrangement of components incorporated in an optical module, FIG. 6 is a cross-sectional view showing the structure of a high-frequency package according to a modification of Embodiment 1 , and FIG. 7 is a wiring board of the high-frequency package shown in FIG. reference example partial plan view showing an example of the structure of the microstrip line in FIG. 8 is a reference example of the partial cross-sectional view showing a structure of a microstrip line shown in FIG. 7, the wiring group of the high frequency package 9 shown in FIG. 1 Reference Example partial plan view showing a structure of a microstrip line modification of FIG. 10 is a reference example of the partial cross-sectional view showing a structure of a microstrip line of the modification shown in FIG. 9, FIG. 11 of the present invention 12 is a perspective view and a cross-sectional view showing a structure of a high-frequency package according to a modification of the embodiment 1 , FIG. 12 is a cross-sectional view showing an example of a cap mounting structure of the high-frequency package shown in FIG. 1, and FIG. 14 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 13, FIG. 15 is a reference example of a bottom view of the cap mounting structure shown in FIG. 13, and FIG. 16 is a surface layer wiring in the cap mounting structure shown in FIG. FIG. 17 is a bottom view showing the structure of the cap viewed from the arrow C in FIG. 14, FIG. 18 is a side view showing the structure of the cap shown in FIG. 17, and FIG. FIG. FIG. 20 is an enlarged partial sectional view taken along line AA in FIG. 13, and FIG. 21 is taken along line BB in FIG. 22 is an enlarged partial cross-sectional view, FIG. 22 is an enlarged partial plan view showing an example of the positional relationship between the surface layer wiring and the cap opening in the cap mounting structure shown in FIG. 12, and FIG. 23 shows the structure of the modified high-frequency package 24 is an enlarged partial sectional view showing an example of a structure in which a heat dissipation member is attached to the cap shown in FIG. 12, and FIG. 25 is a sectional view showing the structure of a high-frequency package which is a modification of the first embodiment of the present invention . 26 and 27 are reference diagrams showing the method of implementing the present invention, FIG. 28 is a plan view showing the structure of a high-frequency package according to a modification of the first embodiment, and FIG. 29 is a cross-sectional view of the high-frequency package shown in FIG. FIG. 30 shows the implementation of the present invention. FIG . 31 and FIG. 32 are modification examples of FIG . 30, FIG. 33 is a plan view showing the structure of the high frequency package of the modification example of the first embodiment, and FIG. cross-sectional view of the high frequency package shown in FIG. 33, a modified example of FIG. 35 is a modification of FIG. 34, FIG. 36 is a sectional view of the high frequency package shown in FIG. 35, FIG. 37 is 33, 34, 35, 36 38 is a cross-sectional view of the high-frequency package shown in FIG.

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

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

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

したがって、高周波信号を、ビアによる配線などを介さずにパッケージ基板4の表層のマイクロストリップラインのみで伝達することにより、周波数特性を損失させずに高周波信号を伝達することが可能になる。   Therefore, a high frequency signal can be transmitted without losing frequency characteristics by transmitting the high frequency signal only through the microstrip line on the surface layer of the package substrate 4 without using vias or the like.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

参考例である図2〜図5に示す光モジュール14は、高速光通信用のモジュールであり、例えば、携帯用電話機などに搭載されるモジュール製品である。 The optical module 14 shown in FIGS. 2 to 5 as a reference example is a module for high-speed optical communication, for example, a module product mounted on a portable telephone or the like.

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

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

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

図4、図5に示すように光モジュール14では、入力から入った高周波の光信号は、光電変換器20によって電気信号に変換され、さらに、この電気信号は、アンプ素子19を介して入力側の高周波の半導体チップ2にパッケージ基板4のマイクロストリップ線路4gを通って入った後、低周波信号に変わって図1に示すパッケージ基板4の内部信号配線4d、半田バンプ電極5、モジュール基板13およびモジュールコネクタ17を経て光モジュール14の外部に送られる。   As shown in FIGS. 4 and 5, in the optical module 14, a high-frequency optical signal input from the input is converted into an electric signal by the photoelectric converter 20, and this electric signal is further input to the input side via the amplifier element 19. 1 enters the high frequency semiconductor chip 2 through the microstrip line 4g of the package substrate 4 and then changes to a low frequency signal so that the internal signal wiring 4d, the solder bump electrode 5, the module substrate 13 and the module substrate 13 shown in FIG. It is sent to the outside of the optical module 14 through the module connector 17.

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

なお、図4では、高周波の半導体チップ2が入力側と出力側とで、2つ設けられている場合を示しているが、入力側と出力側とを1つの半導体チップ2内に組み込むことも可能である。   FIG. 4 shows a case where two high-frequency semiconductor chips 2 are provided on the input side and the output side, but the input side and the output side may be incorporated in one semiconductor chip 2. Is possible.

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

次に、図6は、図1に示す本発明の実施の形態1である高周波パッケージ1の変形例を示したものであり、同軸ケーブル7の芯線7aがパッケージ基板4の信号用表層配線4cに直接半田などで接続されている。 Next, FIG. 6 shows a modification of the high-frequency package 1 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1. The core wire 7 a of the coaxial cable 7 is connected to the signal surface wiring 4 c of the package substrate 4. Connected directly with solder.

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

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

このようにパッケージ基板4に対して同軸ケーブル7を直付けすることにより、高価で、かつ直径が比較的大きな同軸コネクタ11を使用しないため、高周波パッケージ1の薄型化を図ることができるとともに、低コスト化を図ることができる。   By directly attaching the coaxial cable 7 to the package substrate 4 in this manner, the high-frequency package 1 can be reduced in thickness because the expensive and relatively large coaxial connector 11 is not used. Cost can be reduced.

次に、参考例として図7〜図10を用いて、パッケージ基板4における内層のGND層4fの好ましい形状について説明する。 Next, with reference to FIGS. 7 to 10 as a reference example will be described preferred shape of the inner layer GND layer 4f in the package base board 4.

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

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

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

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

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

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

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

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

さらに、コプレーナ構造23の領域での特性インピーダンス整合のため、図9に示すように信号用表層配線4cとGND用表層配線4hとの間の距離を近づけている。なお、ビア配線4iと内層のGND層4fとの位置ずれ精度は、従来と同等であり(例えば、50
μm程度)、また、新規な技術を必要としないため、コストアップは防ぐことができる。
Further, for characteristic impedance matching in the area of the coplanar structure 23, the distance between the signal surface wiring 4c and the GND surface wiring 4h is made closer as shown in FIG. The positional deviation accuracy between the via wiring 4i and the inner GND layer 4f is equivalent to the conventional one (for example, 50
In addition, since no new technology is required, an increase in cost can be prevented.

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

さらに、表層の信号用表層配線4cとGND用表層配線4hとの間の距離を近づけることにより、特性インピーダンスをより一層目標値に近づけることができる。   Furthermore, the characteristic impedance can be made closer to the target value by reducing the distance between the signal surface wiring 4c and the GND surface wiring 4h.

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

次に、図11に示す本発明の実施の形態1の変形例である高周波パッケージ1について説明する。 Next, the high frequency package 1 which is a modification of Embodiment 1 of this invention shown in FIG. 11 is demonstrated.

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

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

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

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

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

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

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

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

次に、図12に示す本発明の実施の形態1の変形例である高周波パッケージ1について説明する。 Next, the high frequency package 1 which is a modification of Embodiment 1 of this invention shown in FIG. 12 is demonstrated.

まず、図12に示す高周波パッケージ1では、複数の外部接続用端子のボール電極3のうち、参考図である図15に示すように最外周の4つの角部にサポートボール3aが設けられている。 First, the high-frequency package 1 shown in FIG. 12, of the ball electrodes 3 of a plurality of external connection terminals, support balls 3a to the four corners of the outermost, as shown in FIG. 15 is provided is a reference diagram .

これは、同軸コネクタ11の重量が重いことにより、高周波パッケージ1をモジュール基板13などの実装基板に搭載する際に、ボール電極3が潰れて隣接するボール電極3間で電気的ショートが起こるという問題に対するものであり、最外周の4つの角部にサポートボール3aが設けられていることにより、ボール電極3の溶融時に、角部のサポートボール3aがパッケージ基板4を支持してボール電極3の潰れによる電気的ショートの発生を防ぐことができる。   This is because the weight of the coaxial connector 11 is heavy, so that when the high-frequency package 1 is mounted on a mounting substrate such as the module substrate 13, the ball electrode 3 is crushed and an electrical short occurs between adjacent ball electrodes 3. Since the support balls 3a are provided at the four corners on the outermost periphery, when the ball electrodes 3 are melted, the corner support balls 3a support the package substrate 4 and the ball electrodes 3 are crushed. It is possible to prevent the occurrence of an electrical short due to.

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

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

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

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

すなわち、表層のマイクロストリップ線路4gに外部電磁波などによるノイズがのらないようにするため、マイクロストリップ線路4g上をキャップ9が覆っている方が好ましい。   That is, it is preferable that the cap 9 covers the microstrip line 4g so that the surface microstrip line 4g does not receive noise due to external electromagnetic waves or the like.

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

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

なお、本発明の実施例である図20および図22は、キャップ9の脚部9bの開口部9aと、パッケージ基板4の信号用表層配線4cおよびGND用表層配線4hとの位置関係の詳細を示したものである。すなわち、キャップ9の脚部9bは、信号用表層配線4cおよびGND用表層配線4hと接触しないようにGND用表層配線4hの両脇の外側の箇所まで開口部9aとして開口している。 20 and 22 which are embodiments of the present invention , details of the positional relationship between the opening 9a of the leg portion 9b of the cap 9 and the signal surface wiring 4c and the GND surface wiring 4h of the package substrate 4 are shown. It is shown. That is, the leg portion 9b of the cap 9 opens as an opening portion 9a up to the outer side of the both sides of the GND surface layer wiring 4h so as not to contact the signal surface layer wiring 4c and the GND surface layer wiring 4h.

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

したがって、表層配線に対して、キャップ9の肉逃げ部である開口部9aと絶縁性の薄膜であるソルダレジスト4jとが形成されているため、表層配線とキャップ9とが接触することは防げる。   Therefore, since the opening 9a that is the flare escape portion of the cap 9 and the solder resist 4j that is an insulating thin film are formed on the surface layer wiring, it is possible to prevent the surface layer wiring and the cap 9 from contacting each other.

なお、キャップ9には、図17および図18に示すように、角部および側部などにも表層配線と接触しないような肉逃げ部である切り欠き部9cが形成されている。   Note that, as shown in FIGS. 17 and 18, the cap 9 is formed with a cutout portion 9 c that is a flesh escape portion that does not come into contact with the surface layer wiring at corners and side portions.

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

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

また、キャップ9の脚部9bの開口部9aが形成されていない箇所は、図21に示すように前記シールド効果を高めるために、脚部9bが導電材25を介してパッケージ基板4の内部のGND層4fとビア配線4iを介して接続されており、キャップ9自体がパッケージ基板4の内部のGND層4fおよびGND用表層配線4hと電気的に接続されている。   Further, in the portion where the opening portion 9a of the leg portion 9b of the cap 9 is not formed, the leg portion 9b is placed inside the package substrate 4 through the conductive material 25 in order to enhance the shielding effect as shown in FIG. It is connected to the GND layer 4f via the via wiring 4i, and the cap 9 itself is electrically connected to the GND layer 4f inside the package substrate 4 and the GND surface layer wiring 4h.

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

また、高周波信号の半田バンプ電極5すなわち信号用表層配線4cと接続される半田バンプ電極5は、図22に示すように、最外周の半田バンプ電極5列の辺のほぼ中央部に配置された半田バンプ電極5とすることが好ましく、この半田バンプ電極5と信号用表層配線4cを介して接続される同軸コネクタ11も辺のほぼ中央部に配置することが好ましい。   Further, as shown in FIG. 22, the solder bump electrode 5 connected to the solder bump electrode 5 of the high frequency signal, that is, the signal surface layer wiring 4c, is disposed at substantially the center of the side of the outermost solder bump electrode 5 row. The solder bump electrode 5 is preferably used, and the coaxial connector 11 connected to the solder bump electrode 5 via the signal surface wiring 4c is also preferably arranged at a substantially central portion of the side.

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

次に、図23に示す本発明の実施の形態の変形例であり、高周波パッケージ1は、図11に示す薄型同軸コネクタ24を使用した高周波パッケージ1にキャップ9を取り付けた構造のものであり、図23に示す高周波パッケージ1によれば、高周波パッケージ1の薄型化と放熱性の両者を向上させることができる。 Next, a modification of the embodiment of the present invention shown in FIG. 23, the high-frequency package 1 is of the structure fitted with a cap 9 to the high-frequency package 1 using a thin coaxial connector 24 shown in FIG. 11, According to the high-frequency package 1 shown in FIG. 23, both the thinning and heat dissipation of the high-frequency package 1 can be improved.

また、図24に示す本発明の実施の形態の変形例であり、高周波パッケージ1は、半導体チップ2の背面2bに取り付けられたキャップ9の表面に、さらに、熱伝導性接着剤10を介して放熱ブロック(放熱部材)26を取り付けたものであり、高周波パッケージ1の放熱性をさらに向上できる。 24 is a modification of the embodiment of the present invention, in which the high-frequency package 1 is further provided on the surface of a cap 9 attached to the back surface 2b of the semiconductor chip 2 with a heat conductive adhesive 10 interposed therebetween. A heat dissipation block (heat dissipation member) 26 is attached, and the heat dissipation of the high-frequency package 1 can be further improved.

また、図25に示す本発明の実施の形態の変形例であり、高周波パッケージ1は、半導体チップ2に加えてさらに第2の半導体チップ27をパッケージ基板4上に搭載した構造を示したものであり、両チップを覆うキャップ9が取り付けられている。 FIG. 25 shows a modification of the embodiment of the present invention, in which the high-frequency package 1 shows a structure in which a second semiconductor chip 27 is further mounted on the package substrate 4 in addition to the semiconductor chip 2. There is a cap 9 that covers both chips.

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

また、参考図である図26および図27に示す本発明の実施の形態の変形例であり、高周波パッケージ1は、両者ともフレーム部材8にバランサ28が取り付けられたものである。バランサ28は、高周波パッケージ1の基板実装時に、高周波パッケージ1が傾かないようにパッケージ重心を調整する働きをする。 FIG. 26 and FIG. 27, which are reference drawings, are modifications of the embodiment of the present invention . In the high-frequency package 1, a balancer 28 is attached to the frame member 8 in both cases. The balancer 28 functions to adjust the center of gravity of the package so that the high frequency package 1 does not tilt when the high frequency package 1 is mounted on the board.

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

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

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

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

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

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

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

図28と図29は、高周波の半導体チップ2と低周波の第2の半導体チップ27がパッケージ基板4に搭載されている本発明の実施例であり、高周波の半導体チップ2は、パッケージ基板4の中央部より同軸コネクタ11寄りに配置されているとともに、低周波の第2の半導体チップ27より同軸コネクタ11寄りに配置されており、さらに、片方の半導
体チップ2に対して2つの同軸コネクタ11が対応して取り付けられているものである。
FIGS. 28 and 29 show an embodiment of the present invention in which the high-frequency semiconductor chip 2 and the low-frequency second semiconductor chip 27 are mounted on the package substrate 4. The coaxial connector 11 is disposed closer to the coaxial connector 11 than the central portion, the coaxial connector 11 is disposed closer to the coaxial connector 11 than the low-frequency second semiconductor chip 27, and two coaxial connectors 11 are connected to one semiconductor chip 2. It is attached correspondingly.

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

図31と図32は、図30の変形例であり、それぞれパッケージ基板4に1つの半導体チップ2が搭載されている場合であり、図31は同一の辺に2つの同軸コネクタ11が設けられている場合であり、半導体チップ2は中央部より同軸コネクタ11寄りに配置されている。 FIG. 31 and FIG. 32 are modifications of FIG. 30, and each shows a case in which one semiconductor chip 2 is mounted on the package substrate 4. FIG. 31 shows two coaxial connectors 11 provided on the same side. The semiconductor chip 2 is disposed closer to the coaxial connector 11 than the center portion.

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

図33、図34は、本発明の実施例であり、高周波パッケージ1は、1つの半導体チップ2が中央部より同軸コネクタ11寄りに配置されており、これに対応して最も近い辺に同軸コネクタ11が設けられている。さらに、パッケージ基板4の主面4a上の半導体チップ2の周囲には複数のチップコンデンサ30が搭載されている。 33 and 34 show an embodiment of the present invention . In the high-frequency package 1, one semiconductor chip 2 is arranged closer to the coaxial connector 11 than the central portion, and the coaxial connector is closest to the corresponding side. 11 is provided. Further, a plurality of chip capacitors 30 are mounted around the semiconductor chip 2 on the main surface 4 a of the package substrate 4.

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

これに対して、図35、図36に示す高周波パッケージ1は、1つの半導体チップ2が中央部より同軸コネクタ11寄りに配置されているとともに、パッケージ基板4の裏面4bのチップ対応領域に複数のチップコンデンサ30を搭載している場合であり、また、図37、図38に示す高周波パッケージ1は、1つの半導体チップ2が中央部より同軸コネクタ11寄りに配置されているとともに、パッケージ基板4の裏面4bのチップ対応領域に形成されたキャビティである凹部4lに複数のチップコンデンサ30が搭載されている。   On the other hand, in the high frequency package 1 shown in FIGS. 35 and 36, one semiconductor chip 2 is disposed closer to the coaxial connector 11 than the central portion, and a plurality of chip-corresponding regions on the back surface 4 b of the package substrate 4 are provided. In the high-frequency package 1 shown in FIGS. 37 and 38, one semiconductor chip 2 is disposed closer to the coaxial connector 11 than the center portion and the package substrate 4 is mounted. A plurality of chip capacitors 30 are mounted in a recess 41 that is a cavity formed in the chip corresponding area of the back surface 4b.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

これにより、実施の形態1の高周波パッケージ1と同様に、高周波信号を、ビアによる配線などを介さずに補助基板32およびパッケージ基板4の表層のマイクロストリップラインのみで伝達することにより、周波数特性を損失させずに高周波信号を伝達することができる。   Thus, similar to the high frequency package 1 of the first embodiment, the high frequency signal is transmitted only by the microstrip line on the surface layer of the auxiliary substrate 32 and the package substrate 4 without via vias and the like, so that the frequency characteristics are improved. High frequency signals can be transmitted without loss.

なお、低周波側の信号は、パッケージ基板4の内部信号配線4dを通って、薄型ボール電極34を介して補助基板32の内部信号配線32dを通り、かつピン部材(接続用端子)33を介してモジュール基板13などに伝送される。   The signal on the low frequency side passes through the internal signal wiring 4d of the package substrate 4, the thin ball electrode 34, the internal signal wiring 32d of the auxiliary substrate 32, and the pin member (connection terminal) 33. Is transmitted to the module substrate 13 or the like.

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

本実施の形態2の高周波パッケージ1では、同軸ケーブル7側の部品と、半導体チップ2側の部品とに分けてそれぞれ選別を行い、良品同士を接続することにより、高周波パッケージ1としての歩留りの向上を図ることができる。   In the high-frequency package 1 according to the second embodiment, the components on the coaxial cable 7 side and the components on the semiconductor chip 2 side are separately selected, and non-defective products are connected to each other, thereby improving the yield as the high-frequency package 1. Can be achieved.

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

これにより、両構造体ともマイクロストリップラインを含んでいるため、それぞれの部品として高周波テストが行え、かつ良品同士を接続することにより、それぞれの歩留りの切り分けを行うことができる。その結果、チップ側構造体36と、ケーブル側構造体37とでそれぞれ歩留りリスクを分けることができ、両構造体を接続した図41に示す高周波パッケージ1の歩留りを向上できる。   As a result, since both structures include microstrip lines, high frequency tests can be performed as respective components, and the yields can be separated by connecting non-defective products. As a result, the yield risk can be divided between the chip-side structure 36 and the cable-side structure 37, and the yield of the high-frequency package 1 shown in FIG. 41 in which both structures are connected can be improved.

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

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

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

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

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

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

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

図42に示すチップ側構造体36と、図43に示すケーブル側構造体37とをそれぞれ別々に選別テストし、それぞれに良品を取得した後、チップ側構造体36とケーブル側構造体37とを接続して組み立てたものが、図45に示す本実施の形態2の変形例の高周波パッケージ1である。   The chip-side structure 36 shown in FIG. 42 and the cable-side structure 37 shown in FIG. 43 are separately selected and tested, and after obtaining good products, the chip-side structure 36 and the cable-side structure 37 are separated. What is connected and assembled is a high-frequency package 1 of a modification of the second embodiment shown in FIG.

さらに、キャップ9の表面に熱伝導性接着剤10を塗布し、熱伝導性接着剤10を介して放熱ブロック26を取り付けるとともに、この高周波パッケージ1をピン部材33を介して光モジュール14のモジュール基板13に搭載したものが図41に示す実装構造である。   Further, the heat conductive adhesive 10 is applied to the surface of the cap 9, the heat dissipation block 26 is attached via the heat conductive adhesive 10, and the high frequency package 1 is connected to the module substrate of the optical module 14 via the pin member 33. What is mounted on 13 is the mounting structure shown in FIG.

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

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

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

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

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

本発明は、同軸ケーブルを用いた電子装置に好適である。   The present invention is suitable for an electronic device using a coaxial cable.

本発明の実施の形態1の半導体装置(高周波パッケージ)の構造の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the structure of the semiconductor device (high frequency package) of Embodiment 1 of this invention. 図1に示す高周波パッケージが組み込まれる光モジュールの構造の一例を示す外観斜視図の参考例である。It is a reference example of the external appearance perspective view which shows an example of the structure of the optical module in which the high frequency package shown in FIG. 1 is integrated. 図2に示す光モジュールの構造を示す断面図の参考例である。It is a reference example of sectional drawing which shows the structure of the optical module shown in FIG. 図2に示す光モジュールに組み込まれる部品の配置の一例を示す平面図の参 考例である。A participation Reference Example plan view showing an example of an arrangement of components incorporated in the optical module shown in FIG. 図2に示す光モジュールに組み込まれる部品の配置の一例を示す断面図の参 考例である。A participation Reference Example sectional view illustrating an example of an arrangement of components incorporated in the optical module shown in FIG. 本発明の実施の形態1の変形例の半導体装置(高周波パッケージ)の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the semiconductor device (high frequency package) of the modification of Embodiment 1 of this invention. 図1に示す高周波パッケージの配線基板におけるマイクロストリップ線路の構造の一例を示す部分平面図の参考例である。It is a reference example of the partial top view which shows an example of the structure of the microstrip line in the wiring board of the high frequency package shown in FIG. 図7に示すマイクロストリップ線路の構造を示す部分断面図の参考例である。FIG. 8 is a reference example of a partial cross-sectional view showing the structure of the microstrip line shown in FIG. 7. 図1に示す高周波パッケージの配線基板における変形例のマイクロストリップ線路の構造を示す部分平面図の参考例である。7 is a reference example of a partial plan view showing the structure of a microstrip line of a modification of the wiring board of the high-frequency package shown in FIG. 図9に示す変形例のマイクロストリップ線路の構造を示す部分断面図の参 考例である。A participation Reference Example partial sectional view showing a structure of a microstrip line modification shown in FIG. 本発明の実施の形態1の変形例の半導体装置(高周波パッケージ)の構造を示す斜視図と断面図である。It is the perspective view and sectional drawing which show the structure of the semiconductor device (high frequency package) of the modification of Embodiment 1 of this invention. 図1に示す高周波パッケージのキャップ装着構造の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the cap mounting structure of the high frequency package shown in FIG. 図12に示すキャップ装着構造の平面図である。It is a top view of the cap mounting structure shown in FIG. 図13のA−A線に沿って切断した断面の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the cross section cut | disconnected along the AA line of FIG. 図13に示すキャップ装着構造の底面図の参考例である。It is a reference example of the bottom view of the cap mounting structure shown in FIG. 図12に示すキャップ装着構造における表層配線とキャップの位置関係の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the positional relationship of surface layer wiring and a cap in the cap mounting structure shown in FIG. 図14のC矢視から眺めたキャップの構造を示す底面図である。It is a bottom view which shows the structure of the cap seen from C arrow of FIG. 図17に示すキャップの構造を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the cap shown in FIG. 図17に示すキャップの構造を示す断面図と角部の拡大部分断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the cap shown in FIG. 17, and the expanded partial sectional view of a corner | angular part. 図13のA−A線に沿って切断した断面の詳細構造を示す拡大部分断面図である。It is an expanded partial sectional view which shows the detailed structure of the cross section cut | disconnected along the AA line of FIG. 図13のB−B線に沿って切断した断面の詳細構造を示す拡大部分断面図である。It is an expanded partial sectional view which shows the detailed structure of the cross section cut | disconnected along the BB line of FIG. 図12に示すキャップ装着構造における表層配線とキャップの開口部の位置関係の一例を示す拡大部分平面図である。FIG. 13 is an enlarged partial plan view showing an example of the positional relationship between the surface wiring and the cap opening in the cap mounting structure shown in FIG. 12. 本発明の実施の形態1の変形例の半導体装置(高周波パッケージ)の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the semiconductor device (high frequency package) of the modification of Embodiment 1 of this invention. 図12に示すキャップに放熱部材を取り付けた構造の一例を示す拡大部分断面図である。It is an expanded partial sectional view which shows an example of the structure which attached the heat radiating member to the cap shown in FIG. 本発明の実施の形態1の変形例の半導体装置(高周波パッケージ)の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the semiconductor device (high frequency package) of the modification of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施方法を示す参考図である。It is a reference figure which shows the implementation method of this invention. 本発明の実施方法を示す参考図である。It is a reference figure which shows the implementation method of this invention. 本発明の実施の形態1の変形例の半導体装置(高周波パッケージ)の構造を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the semiconductor device (high frequency package) of the modification of Embodiment 1 of this invention. 図28に示す高周波パッケージの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the high frequency package shown in FIG. 本発明の実施の形態1の変形例の半導体装置(高周波パッケージ)の構造を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the semiconductor device (high frequency package) of the modification of Embodiment 1 of this invention. 図30の変形例である。It is a modification of FIG. 図30の変形例である。It is a modification of FIG. 本発明の実施の形態1の変形例の半導体装置(高周波パッケージ)の構造を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the semiconductor device (high frequency package) of the modification of Embodiment 1 of this invention. 図33に示す高周波パッケージの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the high frequency package shown in FIG. 図33、図34の変形例である。It is a modification of FIG. 33, FIG . 図35に示す高周波パッケージの構造を示す断面図である。FIG. 36 is a cross-sectional view showing the structure of the high-frequency package shown in FIG. 図33、図34、図35、図36の変形例である。 This is a modification of FIGS. 33, 34, 35, and 36 . 図37に示す高周波パッケージの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the high frequency package shown in FIG. 本発明の実施の形態2の半導体装置(高周波パッケージ)の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the semiconductor device (high frequency package) of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2の変形例の半導体装置(高周波パッケージ)の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the semiconductor device (high frequency package) of the modification of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2の変形例の半導体装置(高周波パッケージ)の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the semiconductor device (high frequency package) of the modification of Embodiment 2 of this invention. 図41に示す高周波パッケージの組み立てにおけるキャップ装着状態の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the cap mounting state in the assembly of the high frequency package shown in FIG. 図41に示す高周波パッケージの組み立てにおける補助基板と同軸ケーブルの接続状態の一例を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows an example of the connection state of the auxiliary | assistant board | substrate and a coaxial cable in the assembly of the high frequency package shown in FIG. 図41に示す高周波パッケージの組み立てにおけるテスティング状態の一例を示す部分断面図である。FIG. 42 is a partial cross-sectional view showing an example of a testing state in assembling the high-frequency package shown in FIG. 41. 図41に示す高周波パッケージの組み立て完了後の構造の一例を示す部分断面図である。FIG. 42 is a partial cross-sectional view showing an example of the structure after the assembly of the high-frequency package shown in FIG. 41 is completed.

符号の説明Explanation of symbols

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

Claims (2)

半導体モジュール装置に組み込まれる半導体装置であって、
表層配線と、前記表層配線と絶縁層を介して内部に形成された接地導体層とを有する配線基板と、
前記配線基板に電気的に接続されて搭載された半導体チップと、
同軸ケーブルと、を有し、
前記配線基板の表層配線と前記同軸ケーブルの芯線は、断面方向に屈曲させること無く、電気的に接続されており、
信号用表層配線と当該信号用表層配線の両側に絶縁部を介して形成された接地配線とを備えた中継部材を有し、
前記配線基板の表層配線と前記同軸ケーブルの芯線が、前記中継部材の信号用表層配線を介して接続されており、
前記中継部材は、前記信号用表層配線と当該信号用表層配線の両側に絶縁部を介して形成された前記接地配線とを有する板状部材であり、
前記配線基板の表層配線と前記同軸ケーブルの芯線とが前記板状部材の信号用表層配線を介して接続されており、
前記中継部材には段差が設けられており、
前記段差が設けられた前記板状部材の上段に前記信号用表層配線及び前記接地配線を設け、前記段差が設けられた板状部材の下段に前記接地配線を設け、
前記同軸ケーブルは前記板状部材の下段に搭載されることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor device incorporated in a semiconductor module device,
A wiring board having a surface layer wiring, and a ground conductor layer formed inside through the surface layer wiring and the insulating layer;
A semiconductor chip mounted in electrical connection with the wiring board;
A coaxial cable,
The surface layer wiring of the wiring board and the core wire of the coaxial cable are electrically connected without bending in the cross-sectional direction ,
A relay member having a signal surface wiring and ground wiring formed on both sides of the signal surface wiring via an insulating portion;
The surface layer wiring of the wiring board and the core wire of the coaxial cable are connected via the signal surface layer wiring of the relay member,
The relay member is a plate-like member having the signal surface wiring and the ground wiring formed on both sides of the signal surface wiring through insulating portions,
The surface layer wiring of the wiring board and the core wire of the coaxial cable are connected via the signal surface layer wiring of the plate member,
The relay member is provided with a step,
The signal surface layer wiring and the ground wiring are provided above the plate-like member provided with the step, and the ground wiring is provided below the plate-like member provided with the step,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the coaxial cable is mounted on a lower stage of the plate member .
半導体モジュール装置に組み込まれる半導体装置であって、
表層配線と、前記表層配線と絶縁層を介して内部に形成された接地導体層からなる第1のマイクロストリップ線路を有する配線基板と、
前記配線基板に電気的に接続されて搭載された半導体チップと、
同軸ケーブルと、
前記配線基板の表層配線と前記同軸ケーブルとを電気的に接続し、信号用表層配線と当該信号用表層配線の両側に絶縁部を介して形成された接地配線とからなる第2のマイクロストリップ線路を有する中継部材とを有し、
前記同軸ケーブルからの高周波の信号を前記半導体チップへ、前記第1のマイクロストリップ線路及び前記第2のマイクロストリップ線路のみで伝達可能な構造であり、
前記中継部材は、前記信号用表層配線と当該信号用表層配線の両側に絶縁部を介して形成された前記接地配線とを有する板状部材であり、
前記配線基板の表層配線と前記同軸ケーブルの芯線とが前記板状部材の信号用表層配線を介して接続されており、
前記中継部材には段差が設けられており、
前記段差が設けられた前記板状部材の上段に前記信号用表層配線及び前記接地配線を設け、前記段差が設けられた板状部材の下段に前記接地配線を設け、
前記同軸ケーブルは前記板状部材の下段に搭載されることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor device incorporated in a semiconductor module device,
A wiring board having a first microstrip line composed of a surface layer wiring and a ground conductor layer formed inside through the surface layer wiring and an insulating layer;
A semiconductor chip mounted in electrical connection with the wiring board;
Coaxial cable,
A second microstrip line that electrically connects a surface layer wiring of the wiring board and the coaxial cable, and includes a signal surface layer wiring and a ground wiring formed on both sides of the signal surface layer wiring through insulating portions. A relay member having
Said high frequency signal from the coaxial cable to the semiconductor chip, Ri said first microstrip line and structural der can be transmitted only by the second microstrip line,
The relay member is a plate-like member having the signal surface wiring and the ground wiring formed on both sides of the signal surface wiring through insulating portions,
The surface layer wiring of the wiring board and the core wire of the coaxial cable are connected via the signal surface layer wiring of the plate member,
The relay member is provided with a step,
The signal surface layer wiring and the ground wiring are provided above the plate-like member provided with the step, and the ground wiring is provided below the plate-like member provided with the step,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the coaxial cable is mounted on a lower stage of the plate member .
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