JPH0595052A - 混成集積回路装置 - Google Patents

混成集積回路装置

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JPH0595052A
JPH0595052A JP3253281A JP25328191A JPH0595052A JP H0595052 A JPH0595052 A JP H0595052A JP 3253281 A JP3253281 A JP 3253281A JP 25328191 A JP25328191 A JP 25328191A JP H0595052 A JPH0595052 A JP H0595052A
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JP
Japan
Prior art keywords
metal member
semiconductor elements
recess
integrated circuit
recesses
Prior art date
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Application number
JP3253281A
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English (en)
Inventor
Takeshi Nagabori
剛 長堀
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】多数の半導体素子を良好な高周波特性でかつ極
めて高密度に実装可能な混成集積回路装置を提供する。 【構成】半導体素子を金属部材の凹部に挿入するため、
基板の回路パタン面と半導体素子の表面との段差が短縮
される。したがって、基板の回路パタンと半導体素子を
接続するボンディングワイヤの長さが短縮される。ま
た、半導体素子を挿入する凹部が金属部材中に構成され
ているため、凹部間隔壁の強度を問題にせずに凹部間の
距離を短縮することが可能である。以上の作用により、
半導体素子間距離の短縮が可能となる。半導体素子が導
電体である金属部材の凹部に挿入されているため、素子
間のシールドが行われ、高周波動作時に問題となるクロ
ストークおよび発振の問題が解消される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ装置や通
信装置を構成するモジュールで要求される、多数の半導
体素子の高周波かつ高密度の実装用の混成集積回路装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】多数の半導体素子を良好な高周波特性で
かつ高密度に実装するため、半導体素子をパッケージに
挿入しないまま直接電気回路基板上に搭載するベアリッ
プ実装が行われている。
【0003】ベアチップ実装では、通常、図4に第1の
従来例として示すように、半導体素子11〜14を平面
状の基板2に直接搭載し、基板2の回路パタンと半導体
素子11〜14をボンディングワイヤで接続していた。
基板の材質としては、セラミックもしくはエポキシが用
いられている。
【0004】また、図5に第2の従来例として示すよう
に、基板2に凹部21〜24を設け、凹部21〜24に
半導体素子11〜14を挿入する場合もあった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】実装密度を向上するた
めには、半導体素子間の距離の短縮が必須である。半導
体素子として、集積回路が最もよく用いられるが、通
常、外部との信号線、電源線、GND線等の取り出し
に、1素子あたり数本から10本のボンディングワイヤ
を必要とするため、ボンディングワイヤを素子の四方に
打つ必要が生じる。
【0006】しかる、図4に示す第1の従来例において
は、基板の回路パタン面と半導体素子11〜14の表面
との間に半導体素子の厚さに相当する段差が生じるた
め、半導体素子11〜14と回路パタンとのボンディン
グに最低限必要な距離が長く、半導体素子間の距離の短
縮がその距離によって制限されるという欠点があった。
【0007】図5に示す第2の従来例において、基板の
回路パタン面と半導体素子の表面との間の段差が低減さ
れるため、ボンディングに最低限必要な半導体素子と回
路パタンとのボンディングに最低限必要な距離は短縮さ
れる。しかしながら、凹部21〜24相互間の隔壁の材
質は通常セラミックもしくはエポキシであり、かつ、隔
壁内に多層配線用のビアが形成する必要があるため、強
度上の理由で隔壁の厚さの低減に限界が生じる。すなわ
ち、凹部間隔壁の厚さの強度上の制限によって半導体素
子間の距離が制限されるという欠点があった。
【0008】半導体素子間の距離増大は、基板寸法の増
大の他に、高周波特性にも悪影響を及ぼす。すなわち、
多チャンネルシステム用の基板1で1チャンネルに1個
の半導体素子を割り当てる場合、通常、半導体素子間の
距離は信号線入出力部の配線間距離よりも長い。信号線
長は、半導体素子間の距離と信号線入出力部の配線間距
離の差に、その差が大きいほど長大な信号線長が必要と
なり、高周波特性が劣化する。
【0009】さらに、従来例の構造で半導体素子間の距
離を短縮すると、半導体素子間の空間伝搬によってクロ
ストークや発振が生じ、高周波動作に支障を生じるとい
う欠点があった。
【0010】本発明は、多数の半導体素子を良好な高周
波特性がかつ極めて高密度に実装可能な混成集積回路装
置を提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、半導体素子を挿入する複数の凹部を有する金属部材
と、前記金属部材を挿入する凹部を有する絶縁性基板と
を含んで混成集積回路基板を構成する。
【0012】前記課題を解決するため、前記金属部材の
1つ凹部に挿入される前記半導体素子の数を1とする。
【0013】前記課題を解決するため、前記半導体素子
の電極と前記金属部材とを金属線によって直接接続す
る。
【0014】前記課題を解決するため、前記金属部材の
凹部が該金属部材の前記半導体素子挿入面から裏面まで
貫通、かつ、前記絶縁性基板の凹部か該絶縁性基板の前
記金属部材挿入面から裏面まで貫通させ、前記金属部
材、前記絶縁性基板のいずれをも導電性基板上に搭載す
る。
【0015】前記課題を解決するため、前記金属部材の
凹部が該金属部材の前記半導体素子挿入面から裏面まて
貫通させず、かつ、前記絶縁性基板の凹部が該絶縁性基
板の前記金属部材挿入面から裏面まで貫通させ、前記金
属部材、前記絶縁性基板のいずれも導電性基板上に搭載
する。
【0016】前記課題を解決するため、前記金属部材の
凹部が該金属部材の前記半導体素子挿入面から裏面まで
貫通させ、かつ、前記絶縁性基板の凹部が該絶縁性基板
の前記金属部材挿入面から裏面まで貫通させずに半導体
素子を実装する。
【0017】前記課題を解決するため、前記金属部材の
凹部が該金属部材の前記半導体素子挿入面から裏面まで
貫通させ、かつ、前記絶縁性基板の凹部が該絶縁性基板
の前記金属部材挿入面から裏面まで貫通させずに半導体
素子を実装する。
【0018】
【作用】半導体素子を金属部材の凹部に挿入するため、
基板の回路パタン面と半導体素子の表面との段差が短縮
される。したがって、基板の回路パタンと半導体素子を
接続するボンディングワイヤの長さが短縮される。ま
た、半導体素子を挿入する凹部が金属部材中に構成され
ているため、凹部間隔壁の強度を問題にせずに凹部間の
距離を短縮することが可能である。以上の作用により、
半導体素子間距離の短縮が可能となる。
【0019】半導体素子が導電体である金属部材の凹部
に挿入されているため、素子間のシールドが行われ、高
周波動作時に問題となるクロストークおよび発振の問題
が解消される。
【0020】
【実施例】本発明の実施例について図面を参照して説明
する。
【0021】図1は、本発明の第1の実施例を示す部分
断面図である。本実施例は、8チャンネル光受信機の受
信フロントエンド回路を搭載した混成集積回路装置であ
る。絶縁性基板2aおよび2bはセラミック製であり、
2枚の基板2a,2bを互いに間隔を隔てて金属製基板
1に接着することによって凹部4を形成している。凹部
4には表面に金メッキの施された金属部材3が挿入され
ている。金属部材3には、裏面まで貫通した穴をあける
ことによって凹部21〜28が形成されている。凹部2
1〜28に挿入されている半導体素子11〜18はシリ
コンの増幅回路ICであり、導電性ペースト38によっ
て金属製基板1に接着することによって、裏面電位がG
ND電位に保たれている。絶縁性基板2a、2b、金属
部材3および半導体素子11〜18の厚さはほぼ等し
い。配線パタン41〜48は入力信号線、配線パタン5
1〜58は出力信号線である。配線パタン61〜68は
電源線であり、チップフィルタ71〜78を経て半導体
素子11〜18に正の直流電圧を供給している。半導体
素子11〜18のGNDパッドには、金属部材3から直
接ボンディングワイヤ(図示略)によってGND電位が
供給されている。
【0022】図2は、本発明の第2の実施例を示す部分
断面図である。絶縁性基板2aおよび2bはセラミック
製であり、2枚の基板2a、2bを互いに間隔を隔てて
金属性基板1に接着することによって凹部4を形成して
いる。凹部4には表面に金メッキの施された金属部材3
が挿入されている。金属部材3には、半導体素子11〜
18の厚さにほぼ等しい。凹部21〜28に挿入されて
いる半導体素子11〜18はシリコンの増幅回路ICで
あり、導電性ペースト38によって金属部材3に接着す
ることによって、裏面電位がGND電位に保たれてい
る。配線パタン41〜48は入力信号線、配線パタン5
1〜58は出力信号線である。配線パタン61〜68は
電源線であり、チップフィルタ71〜78を経て半導体
素子11〜18に正の直流電圧を供給している。半導体
素子11〜18のGNDパッドには、金属部材3から直
接ボンディングワイヤ(図示略)によってGND電位が
供給されている。
【0023】図3は、本発明の第3の実施例を示す部分
断面図である。絶縁性基板2はセラミック製であり、表
面に金メッキの施された金属部材3が挿入される凹部4
が形成されている。金属部材3には、裏面まで貫通した
穴をあけることによって凹部21〜28が形成されてい
る。凹部4の底面には電極パタン5が形成されており、
電極パタン5は、ビア6によって金属性基板1に電気的
に接続されている。凹部4の深さ、金属部材3の厚さ、
半導体素子11〜18の厚さは、ほぼ等しい。凹部21
〜28に挿入されている半導体素子11〜18はシリコ
ンの増幅回路ICであり、導電性ペーストによって電極
パタン5に接着することによって、裏面電位がGND電
位に保たれている。配線パタン41〜48は入力信号
線、配線パタン51〜58は出力信号線である。配線パ
タン61〜68は電源線であり、チップフィルタ71〜
78を経て半導体素子11〜18に正の直流電圧を供給
している。半導体素子11〜18のGNDパッドには、
金属部材3から直接ボンディングワイヤ(図示略)によ
ってGND電位が供給されている。
【0024】以上3つの実施例で述べてきたように、半
導体素子11〜18が金属部材3の凹部21〜28に挿
入されているため、第1の従来例では、0.5mm要し
ていた、基板の回路パタン面すなわち金属部材3の上面
と半導体素子の表面との段差が、0.05mm以下に短
縮される。これにより、第1の従来例で0.8mm要し
ていた基板の回路パタンと半導体素子を接続するボンデ
ィングハイヤの長さ0.5mmに短縮される。また、半
導体素子を挿入する凹部が金属部材中に構成されている
ため、第2の従来例ではセラミック材料の強度上理由で
2.6mmに制限されていた凹部間隔壁の厚さを、ボン
ディングワイヤの長さによる制限値以下に低減すること
が可能である。以上の作用により、第1の従来例で3.
0mm、第2の従来例で3.8mmであった半導体素子
間距離が2.6mmに短縮された。半導体素子間距離の
短縮により、入力信号線41〜48の長さも短縮され、
入力信号線41〜48の接地容量による帯域劣化が緩和
されるとともに、配線間容量によるクロストークが低減
された。
【0025】また、半導体素子11〜18は導電体であ
る金属部材3の凹部21〜28に挿入されているため、
半導体素子間のシールドが行われ、素子間の空間伝搬に
よるクロストークが低減された。
【0026】本実施例においては、金属部材3の電位は
GND電位に保たれているが、他の直流電位に保たれて
いてもよい。また、本実施例においては半導体素子11
〜18としてシリコンの増幅回路ICを用いているが、
他の機能あるいは他の基板材料の素子を用いてもよい。
半絶縁性の基板材料の素子を用いる場合には、ペースト
は導電性である必要はない。
【0027】
【発明の効果】以上述べてきたように、本発明によれ
ば、多数の半導体素子を良好な高周波特性でかつ極めて
高密度に実装可能な混成集積回路基板を提供することが
可能となり、コンピュータ装置や通信装置を構成するモ
ジュールの作製に際し、極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す部分断面図であ
る。
【図2】本発明の第2の実施例を示す部分断面図であ
る。
【図3】本発明の第3の実施例を示す部分断面図であ
る。
【図4】第1の従来例を示す見取図である。
【図5】第2の従来例を示す見取図である。
【符号の説明】
1 導電性基板 2,2a,2b 絶縁性基板 3 金属部材 4 凹部 5 電極パタン 6 ビア 11〜18 半導体素子 21〜28 凹部 38 導電性ペースト 41〜48 入力信号線 51〜58 出力信号線 61〜68 電源線 71〜78 チップフィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 25/04 25/18 H01P 3/08 4241−5J H03F 3/60 8836−5J 7220−4M H01L 25/04 Z

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の半導体素子と、前記半導体素子を
    挿入する複数の凹部を有する金属部材と、前記金属部材
    を挿入する凹部を有する絶縁性基板とを含んで構成され
    ることを特徴とする混成集積回路装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の混成集積回路装置におい
    て、前記金属部材の1つの凹部に挿入される前記半導体
    素子の数が1であることを特徴とする混成集積回路装
    置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の混成集積回路装置におい
    て、前記半導体素子の電極と前記金属部材が金属線によ
    って接続されていることを特徴とする混成集積回路装
    置。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の混成集積回路装置におい
    て、前記金属部材の凹部が該金属部材の前記半導体素子
    挿入面から裏面まで、貫通、かつ、前記絶縁性基板の凹
    部が該絶縁性基板の前記金属部材挿入面から裏面まで貫
    通しており、前記金属部材、前記絶縁性基板のいずれも
    が導電性基板上に搭載されていることを特徴とする混成
    集積回路装置。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の混成集積回路装置におい
    て、前記金属部材の凹部が該金属部材の前記半導体素子
    挿入面から裏面まで貫通しておらず、かつ、前記絶縁性
    基板の凹部が該絶縁性基板の前記金属部材挿入面から裏
    面まで貫通しており、前記金属部材、前記絶縁性基板の
    いずれもが導電性基板上に搭載されていることを特徴と
    する混成集積回路装置。
  6. 【請求項6】 請求項1記載の混成集積回路装置におい
    て、前記金属部材の凹部が該金属部材の前記半導体素子
    挿入面から裏面まで貫通しており、かつ、前記絶縁性基
    板の凹部が該絶縁性基板の前記金属部材挿入面から裏面
    まで貫通していないことを特徴とする混成集積回路装
    置。
  7. 【請求項7】 請求項1記載の混成集積回路装置におい
    て、前記金属部材の凹部が該金属部材の前記半導体素子
    挿入面から裏面まで貫通、かつ、前記絶縁性基板の凹部
    が該絶縁性基板の前記金属部材挿入面から裏面まで貫通
    していることを特徴とする混成集積回路装置。
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