JPH10321766A - 高周波用半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マイクロ波信号の放射損失を抑え、高周波特
性を向上させた樹脂封止半導体素子を提供する。 【解決手段】 樹脂封止半導体素子の樹脂周囲等に接地
導体を形成し、半導体素子のリードとの間でストリップ
線路を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高周波用半導体装
置、特に、マイクロ波信号の放射損失を低減した樹脂封
止半導体素子の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、高周波用半導体装置のパッケージ
には、メタルパッケージ等が用いられていたが、かかる
メタルパッケージ等はコストが高く半導体装置の低価格
化を図る上で妨げとなるため、これらに代えて、安価な
エポキシ樹脂等の樹脂を用いて素子を封止する樹脂封止
（樹脂モールド）パッケージが用いられている。図１０
は、メタルパッケージに代えて樹脂をパッケージに用い
て半導体素子を封止した樹脂封止半導体素子の（ａ）上
面図および（ｂ）側面図であり、図１１は、図１０
（ａ）のＸ−Ｘ’における断面図、図１２は、図１０の
Ｙ−Ｙ’における断面図である。また、図中、１はＦＥ
Ｔチップ、２はゲートリード、３はドレインリード、４
はソースリード、５は金線、６は封止用樹脂である。樹
脂封止半導体素子の製造工程においては、まず、ＦＥＴ
チップ１がソースリード４上に接着材を用いてマウント
され、金線５によりゲートリード２、ドレインリード
３、ソースリード４の各リードと電気的に接続され、続
いて、金型を用いて樹脂６で素子部を埋め込み、硬化さ
せ、半導体素子を封止して樹脂封止半導体素子が完成す
る。このように、従来のメタルパッケージに代えて、樹
脂により半導体素子部を封止することにより、安価な半
導体素子の提供が可能となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記樹脂封止半導体素
子では、従来のメタルパッケージ半導体素子に比べて、
同じ性能のＦＥＴを用いた場合でも、利得等の半導体素
子の高周波特性が劣化するという問題点が発生した。そ
こで、発明者は、鋭意研究の結果、メタルパッケージを
用いた従来の半導体素子では、通常パッケージ部分は接
地されているため、ゲートリード２やドレインリード３
は、接地されたメタルパッケージと平行に配置され、一
種のストリップ線路を形成し、かかるストリップ線路で
は、ゲートリード２やドレインリード３とメタルパッケ
ージとの間の電界が両金属間に集中しゲートリード２や
ドレインリード３を伝搬するマイクロ波信号の電力を各
リード近傍に集中させることができ、マイクロ波信号の
伝送中における放射損失が抑えられ、樹脂封止半導体素
子に比べて優れた高周波特性が得られるが、一方、樹脂
封止半導体素子では、マイクロ波の伝送線路であるゲー
トリード２およびドレインリード３が、一定の誘電率を
有する樹脂の内部に単独で存在し、ストリップ線路を形
成しないため、従来のメタルパッケージを用いた半導体
素子に比べてゲートリード２、ドレインリード３におけ
るマイクロ波信号の放射損失が大きくなり、高周波特性
が低下することを見出した。そこで、本発明は、マイク
ロ波信号の放射損失を抑え、高周波特性を向上させた樹
脂封止半導体素子を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで、発明者は、鋭意
研究の結果、樹脂封止半導体素子の樹脂周囲等に接地導
体を形成し、半導体素子のリードとの間でストリップ線
路を形成することにより、樹脂封止半導体素子のリード
部におけるマイクロ波信号の放射損失を抑え、高周波特
性の向上を図ることができることを見出し、本発明を完
成した。

【０００５】即ち、本発明は、複数のリードを接続する
半導体素子と、上記半導体素子を封止する樹脂と、接地
されていない上記リードの少なくとも１つと、上記樹脂
を介してストリップ線路を形成する、直接接地されたま
たは接地されたソースリードを介して接地された接地導
体とを備えることを特徴とする高周波用半導体装置であ
る。樹脂封止半導体素子に、リードとの間でストリップ
線路を形成するように接地導体を設けることにより、リ
ードと接地導体との間の電界が両者間に集中しリードを
伝搬するマイクロ波信号の電力をリード近傍に集中させ
ることができ、マイクロ波信号の伝送中における放射損
失が抑えられ、優れた高周波特性を得ることが可能とな
る。これにより、従来のメタルパッケージ半導体素子と
同程度の高周波特性を備えた高周波用半導体装置が、安
価な樹脂封止半導体素子を用いることによっても実現す
ることが可能となる。尚、接地導体とリードとがストリ
ップ線路を形成するためには、接地導体とリードとが、
一定の間隔を隔てて平行に配置されるとともに、両者の
間は絶縁されていることが必要である。従って、本発明
では、少なくとも１つのリードと接地導体とが、封止樹
脂を介して、平行に配置されることが必要である。

【０００６】上記接地導体は、接地された上記ソースリ
ードと接続され、接地されていない上記リードの少なく
とも１つと平行となる部分を有するように上記樹脂の外
部に塗布された導電性ペーストからなることが好まし
い。樹脂封止半導体素子を形成した後に導電性ペースト
を樹脂外部に塗布して接地導体を形成することにより、
比較的簡単な工程を付加するだけで、樹脂封止半導体素
子の高周波特性の向上を図ることが可能となるからであ
る。

【０００７】上記接地導体は、接地された上記ソースリ
ードと接続され、接地されていない上記リードの少なく
とも１つと平行となる部分を有するように上記樹脂の内
部あるいは上記樹脂の外部に設けられた金属板からなる
ことが好ましい。接地された金属板を設けることによ
り、比較的簡単な工程を付加するだけで、樹脂封止半導
体素子の高周波特性の向上を図ることが可能となるから
である。

【０００８】上記接地導体は、接地された上記ソースリ
ードと一体成型され、接地されていない上記リードの少
なくとも１つと平行となる部分を有する金属板からなる
ことが好ましい。通常、半導体素子は、ソース端子を接
地して使用するため、接地導体となる金属板と一体成型
されたソースリードを用いて半導体素子を形成すること
により、かかる半導体素子に樹脂封止を行うだけで、従
来の樹脂封止半導体素子より高周波特性の向上した樹脂
封止半導体素子を形成することが可能となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１に、本発明の実施の形態１にかかる
半導体素子の（ａ）上面図および（ｂ）側面図を、図２
に、図１（ａ）のＸ−Ｘ’における断面図を、図３に、
図１のＹ−Ｙ’における断面図を夫々示す。図中、図１
０、１１、１２と同一符号は同一または相当箇所を示
し、７は導電性ペーストを示す。本実施の形態では、上
記従来の方法と同様の製造工程により樹脂封止半導体素
子を形成した後に、図１（ａ）に示すように、銀ペース
ト等のような導電性ペースト７が、樹脂パッケージの上
面、底面、ソースリード４を有する２つの側面に連続す
るように、かつソースリード４と電気的に接続するよう
に塗布されている。ここでは、図１（ａ）に示すよう
に、樹脂パッケージの各面の一部のみに導電性ペースト
７を塗布したが、各面の全面に塗布することも可能であ
る。これにより、ソースリード４と導電性ペースト７が
同電位となり、共に接地されることとなる（この場合、
素子はソース接地として使用される）。

【００１０】表１に、通常の樹脂封止半導体素子と、本
実施の形態にかかる導電性ペーストを塗布した樹脂封止
半導体素子（図１）との、高周波特性の比較を示す。測
定は、各半導体素子について、Ｖ_DS＝２Ｖ、Ｉ_D＝１０
ｍＡ、ｆ＝１２ＧＨｚにおける雑音指数（ＮＦ）、付随
利得（Ｇｓ）について行った。

【表１】 上記表１の結果から明らかなように、通常の樹脂封止半
導体素子の表面に導電性ペーストを塗布するという簡単
な工程を行うだけで、付随利得を約０．５ｄＢ（約５
％）向上させることが可能となる。

【００１１】このように、本発明の実施の形態にかかる
樹脂封止半導体素子では、マイクロ波信号の伝送線路で
あるゲートリード２、ドレインリード３と上面あるいは
底面に塗布された導電性ペースト７が、誘電体である樹
脂を挟んで平行に配置され、ストリップ線路を構成する
ことになる。このため、ゲートリード２、ドレインリー
ド３と導電性ペースト７との間の電界がこれらの間に集
中し、この結果、ゲートリード２やドレインリード３を
伝搬するマイクロ波の電力を各リード近傍に集中させる
ことができ、マイクロ波の伝送中における放射損失を抑
えることが可能となる。即ち、本実施の形態にかかる樹
脂封止半導体素子では、素子部を樹脂で封止するため
に、メタルパッケージ等を用いる場合に比べて、安価に
半導体素子を作製することが可能となるとともに、かか
る樹脂パッケージの外周に導電性ペーストを塗布すると
いう簡単な工程を追加するのみで、半導体素子のゲート
リード、ドレインリードからの放射損失の低減を図るこ
とができ、半導体素子の高周波特性を向上させることが
可能となる。

【００１２】実施の形態２．図４に、本発明の実施の形
態２にかかる半導体素子の（ａ）上面図および（ｂ）側
面図を、図５に、図４（ａ）のＸ−Ｘ’における断面図
を、図６に、図４のＹ−Ｙ’における断面図を夫々示
す。図中、図１０、１１、１２と同一符号は同一または
相当箇所を示し、８は分岐したリードを示す。本実施の
形態では、予め、ソースリード４が分岐したリード８を
有するように形成され、かかるソースリード４およびゲ
ートリード２、ドレインリード３上にＦＥＴ１が搭載さ
れた後、実施の形態１と同様の方法で半導体部分が樹脂
封止される。これにより、樹脂底部に、ゲートリード
２、ドレインリード３に対して平行になるようにソース
リード４から分岐したリード８が形成される。即ち、本
実施の形態では、樹脂封止部分の下部に、ソースリード
４から分岐された平板状のリード８を有することによ
り、かかるリード８とゲートリード２、ドレインリード
３がストリップ線路を形成することとなる。本実施の形
態では、上記平板状のリード８は、樹脂封止部分の下部
にのみに形成したが、樹脂封止部分の下部もしくは上部
のいずれか一方または双方に形成することも可能であ
る。

【００１３】以上のように、本発明の実施の形態によれ
ば、樹脂封止半導体素子において、マイクロ波信号の伝
送線路であるゲートリード２とドレインリード３と、ソ
ースリード４から分岐して形成された平板状のリード８
との間でストリップ線路を構成することにより、ゲート
リード２、ドレインリード３とリード８との間の電界が
これらの間に集中し、この結果、ゲートリード２やドレ
インリード３を伝搬するマイクロ波の電力を各リード近
傍に集中させることができ、マイクロ波の伝送中におけ
る放射損失を抑え、高周波特性の向上を図ることが可能
となる。

【００１４】実施の形態３．図７に、本発明の実施の形
態３にかかる半導体素子の（ａ）上面図および（ｂ）側
面図を、図８に、図７（ａ）のＸ−Ｘ’における断面図
を、図９に、図７のＹ−Ｙ’における断面図を夫々示
す。図中、図１０、１１、１２と同一符号は同一または
相当箇所を示し、９はソースリード４から分岐したリー
ドを示す。本実施の形態は、基本的には上記実施の形態
２と同様の構造であるが、ソースリード４から分岐した
リード９が、封止樹脂外部の下部に、樹脂から露出する
ように配置される点で異なる。尚、本実施の形態におい
ても、リード９は、封止樹脂の下部ではなく上部あるい
は双方に配置してもかまわない。以上のように、本発明
の実施の形態によれば、樹脂封止半導体素子において、
マイクロ波（信号）の伝送線路であるゲートリード２と
ドレインリード３と、ソースリード４から分岐して形成
された平板状のリード９との間でストリップ線路に近い
形を構成することにより、上記実施の形態２と同様に、
ゲートリード２やドレインリード３を伝搬するマイクロ
波の電力を各リード近傍に集中させることができ、マイ
クロ波の伝送中における放射損失を抑え、高周波特性の
向上を図ることが可能となる。

【００１５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
にかかる樹脂封止半導体素子では、素子部を樹脂で封止
するために、メタルパッケージ等を用いる場合に比べ
て、安価に半導体素子を作製することが可能となるとと
もに、かかる樹脂パッケージの外周に導電性ペーストを
塗布して接地導体を設けるという簡単な工程を追加する
のみで、かかる導電性ペーストとゲートリード、ドレイ
ンリードがストリップ線路を構成し、半導体素子のゲー
トリード、ドレインリードからのマイクロ波信号の放射
損失の低減を図ることができ、半導体素子の高周波特性
を向上させることが可能となる。

【００１６】また、本発明にかかる樹脂封止半導体素子
では、ゲートリード、ドレインリードがソースリードか
ら分岐して形成された平板状のリードからなる接地導体
との間でストリップ線路を構成し、半導体素子のゲート
リード、ドレインリードからのマイクロ波信号の放射損
失の低減を図ることができ、半導体素子の高周波特性を
向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１にかかる樹脂封止半導
体素子の（ａ）上面図および（ｂ）側面図である。

【図２】 図１（ａ）のＸ−Ｘ’における断面図であ
る。

【図３】 図１（ａ）のＹ−Ｙ’における断面図であ
る。

【図４】 本発明の実施の形態２にかかる樹脂封止半導
体素子の（ａ）上面図および（ｂ）側面図である。

【図５】 図４（ａ）のＸ−Ｘ’における断面図であ
る。

【図６】 図４（ａ）のＹ−Ｙ’における断面図であ
る。

【図７】 本発明の実施の形態３にかかる樹脂封止半導
体素子の（ａ）上面図および（ｂ）側面図である。

【図８】 図７（ａ）のＸ−Ｘ’における断面図であ
る。

【図９】 図７（ａ）のＹ−Ｙ’における断面図であ
る。

【図１０】 従来の樹脂封止半導体素子の（ａ）上面図
および（ｂ）側面図である。

【図１１】 図１０（ａ）のＸ−Ｘ’における断面図で
ある。

【図１２】 図１０（ａ）のＹ−Ｙ’における断面図で
ある。

【符号の説明】

１ ＦＥＴチップ、２ ゲートリード、３ ドレインリ
ード、４ ソースリード、５ 金線、６ 封止用樹脂、
７ 導電性ペースト、８、９ ソースリードから分岐し
たリード。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のリードを接続する半導体素子と、 上記半導体素子を封止する樹脂と、 接地されていない上記リードの少なくとも１つと、上記
   樹脂を介してストリップ線路を形成する、直接接地され
   たまたは接地されたソースリードを介して接地された接
   地導体とを備えることを特徴とする高周波用半導体装
   置。
2. 【請求項２】 上記接地導体が、接地された上記ソース
   リードと接続され、接地されていない上記リードの少な
   くとも１つと平行となる部分を有するように上記樹脂の
   外部に塗布された導電性ペーストからなることを特徴と
   する請求項１に記載の高周波用半導体装置。
3. 【請求項３】 上記接地導体が、接地された上記ソース
   リードと接続され、接地されていない上記リードの少な
   くとも１つと平行となる部分を有するように上記樹脂の
   内部あるいは上記樹脂の外部に設けられた金属板からな
   ることを特徴とする請求項１に記載の高周波用半導体装
   置。
4. 【請求項４】 上記接地導体が、接地された上記ソース
   リードと一体成型され、接地されていない上記リードの
   少なくとも１つと平行となる部分を有する金属板からな
   ることを特徴とする請求項１に記載の高周波用半導体装
   置。