JPS5976450A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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Publication number
JPS5976450A
JPS5976450A JP18658582A JP18658582A JPS5976450A JP S5976450 A JPS5976450 A JP S5976450A JP 18658582 A JP18658582 A JP 18658582A JP 18658582 A JP18658582 A JP 18658582A JP S5976450 A JPS5976450 A JP S5976450A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal
frame
grounding plate
semiconductor chip
grounding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP18658582A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiko Suyama
須山 勝彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP18658582A priority Critical patent/JPS5976450A/en
Publication of JPS5976450A publication Critical patent/JPS5976450A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/58Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
    • H01L23/64Impedance arrangements
    • H01L23/66High-frequency adaptations
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/161Cap
    • H01L2924/1615Shape
    • H01L2924/16195Flat cap [not enclosing an internal cavity]

Abstract

PURPOSE:To obtain ultra-high frequency apparatus by providing a metal grounding plate which is narrower than the width of lead extending direction at the rear surface of frame of insulator and by loading a semiconductor chip through a metal base on the exposed surface within the frame. CONSTITUTION:The width of metal grounding plate 13 is narrower than that of a ceramic frame 11. A semiconductor chip 17 is combined with the metal grounding plate 13 through a metal base 14. In case of loading a device, grounding can be performed simultaneously with loading by securing the grounding plate 13 to the grounding pattern of the substrate. The edges of the grounding plate 13 and lead 16 ae placed in the same plane and these are soldered to wiring pattern of the printed wiring board 18. According to this structure, static capacitane between the lead 16 and grounding plate 13 is reduced and thereby a device which can be used for ultra-high frequency can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、超高速領域或いは超高周波領域で動作させる
のに好適なパッケージを備えた半導体装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device equipped with a package suitable for operation in an ultra-high speed region or an ultra-high frequency region.

従来技術と問題点 従来、半導体装置として第1図に見られるものが知られ
ている。
Prior Art and Problems Conventionally, the semiconductor device shown in FIG. 1 has been known.

図に於いて、1はセラミック板、IAは半導体チップを
収容する凹所、2はメタライズ・パターン、3はリード
、4は半導体チップ、5はアース・ラインをそれぞれ示
している。
In the figure, 1 is a ceramic plate, IA is a recess for accommodating a semiconductor chip, 2 is a metallized pattern, 3 is a lead, 4 is a semiconductor chip, and 5 is a ground line.

この従来例では、半導体チップ4を取り着けるメタライ
ズ・パターン2はリード3の一つと電気的に接続され、
そのリード3を回路のアース・ライン5或いは適当な電
位のラインに接続するようにしている。
In this conventional example, the metallized pattern 2 on which the semiconductor chip 4 is attached is electrically connected to one of the leads 3,
The lead 3 is connected to the ground line 5 of the circuit or to a line at an appropriate potential.

ところが、前記したような構成を、動作速度が−速い、
例えばスイッチング速度が1(ns)以下の超高速領域
で使用する半導体装置、或いは動作周波数が高い、例え
ば周波数が1  CG)Iz〕以上の超高周波領域で使
用する半導体装置に適用しようとすると、メタライズ・
パターン2とリード3との間の寄生インダクタンス或い
はアース・ライン5自体の寄生インダクタンスの為、リ
ンギング等の波形歪を起こして誤動作をしたり、インピ
ーダンス不整合を生じて入力信号が減衰し動作が停止す
る等の問題がある。
However, if the above-mentioned configuration has a high operating speed,
For example, if you try to apply it to a semiconductor device used in an ultra-high-speed region where the switching speed is 1 (ns) or less, or a semiconductor device used in an ultra-high frequency region where the operating frequency is high (for example, the frequency is 1 (CG) Iz) or more, metallization・
Due to the parasitic inductance between the pattern 2 and the lead 3 or the parasitic inductance of the ground line 5 itself, waveform distortion such as ringing may occur, resulting in malfunction, or impedance mismatch may occur, causing the input signal to attenuate and stop operation. There are problems such as

発明の目的 本発明は、特に半導体チップを搭載するパンケ−ジを改
良し、寄生インダクタンスの影響を受けないようにする
ことに依り、超高周波領域で使用することができ且つ超
高速のスイッチング速度を有する半導体装置を提供する
OBJECTS OF THE INVENTION The present invention specifically improves the pancage on which a semiconductor chip is mounted so that it is not affected by parasitic inductance, thereby making it usable in an ultra-high frequency region and achieving ultra-high switching speed. Provided is a semiconductor device having the following.

発明の実施例 第2図は本発明一実施例の要部切断正面図であり、第3
図は第2図に見られる実施例の要部裏面図である。尚、
本実施例はフラット・パッケージへの適用例である。
Embodiment of the invention FIG. 2 is a cutaway front view of essential parts of an embodiment of the invention, and FIG.
The figure is a rear view of the main part of the embodiment shown in FIG. 2. still,
This embodiment is an example of application to a flat package.

図に於いて、11は第1のセラミック枠体、12は第2
のセラミック枠体、13は金属接地板、14は金属ベー
ス、15はキャップ、16はリード、17は半導体チッ
プをそれぞれ示す。尚、図示されていないが、枠体11
の表面には入出力用のメタライズ・パターンが形成され
、ポンディング・ワイヤ(図示せず)に依り半導体チッ
プ17と接続されている。
In the figure, 11 is the first ceramic frame, 12 is the second
13 is a metal grounding plate, 14 is a metal base, 15 is a cap, 16 is a lead, and 17 is a semiconductor chip. Although not shown, the frame 11
A metallized pattern for input/output is formed on the surface of the semiconductor chip 17, and is connected to the semiconductor chip 17 by bonding wires (not shown).

本実施例では、半導体チップ17は金属ベース14を介
して金属接地板13と結合された構成になっているので
、半導体装置を実装する際、金属接地板13を取り付は
基板の接地用パターンに固着することに依り、取り付け
と接地を同時に行なうことができ、半導体チップ17の
裏面は最短距離で外部回路(接地回路)に接続されるも
のである。
In this embodiment, the semiconductor chip 17 is connected to the metal grounding plate 13 via the metal base 14, so when mounting the semiconductor device, the metal grounding plate 13 is attached to the grounding pattern of the board. By fixing it to the semiconductor chip 17, mounting and grounding can be performed at the same time, and the back surface of the semiconductor chip 17 can be connected to an external circuit (grounding circuit) over the shortest distance.

第4図は第2図及び第3図に示した半導体装置を実装し
た場合の要部切断正面図であり、第2図及び第3図に関
して説明した部分と同部分は同記号で指示しである。
FIG. 4 is a cutaway front view of essential parts when the semiconductor device shown in FIGS. 2 and 3 is mounted, and the same parts as those explained in connection with FIGS. 2 and 3 are indicated by the same symbols. be.

図に於いて、18は基板、19は基板18の裏面に形成
した接地面、20は基板18の表面に形成した接地パタ
ーン、21は配線パターン、22は導電物質が充填され
接地面19及び接地パターン20を結合するスルー・ホ
ールをそれぞれ示している。
In the figure, 18 is a substrate, 19 is a ground plane formed on the back surface of the substrate 18, 20 is a ground pattern formed on the front surface of the substrate 18, 21 is a wiring pattern, and 22 is a ground plane 19 and a ground plane filled with a conductive material. Through holes connecting patterns 20 are shown respectively.

ここで、基板18はガラス・フフイハをテフロン(商品
名)で固めて板状にしたフロー・グラス(商品名)やア
ルミナ・セラミック等のように高周波で誘電体損が少な
いものを使用すると良い。
Here, as the substrate 18, it is preferable to use a material with low dielectric loss at high frequencies, such as Flow Glass (trade name), which is made by hardening glass filament with Teflon (trade name) into a plate shape, or alumina ceramic.

基板18の裏面は全面に亙りメタライズ膜を形成し、そ
れを接地面19とする。
A metallized film is formed over the entire back surface of the substrate 18, and this is used as a ground plane 19.

配線パターン21は単なるメタライズ膜ではなく、マイ
クロ・ストリップ線路にしである。
The wiring pattern 21 is not just a metallized film, but a microstrip line.

基板18の表面に於ける半導体装置の取り付は部分はメ
タライズ膜で形成した接地パターン20になっている。
A portion of the surface of the substrate 18 for mounting the semiconductor device is a ground pattern 20 formed of a metallized film.

接地パターン20は、その下にスルー・ホール22が形
成されていて、スルー・ホール22に充填された導電物
質を介して接地面19と接続されている。
The ground pattern 20 has a through hole 22 formed thereunder, and is connected to the ground plane 19 through a conductive material filled in the through hole 22.

接地板13とリード16の先端とは同一平面に在るよう
にし、半田等で基板18のメタライズ・パターンと容易
に接続できるようにする。
The ground plate 13 and the tips of the leads 16 are arranged on the same plane so that they can be easily connected to the metallized pattern of the substrate 18 by soldering or the like.

本実施例に於ける重要な構成として、正面から見たパッ
ケージの幅、即ち第1のセラミック枠体11の幅よりも
金属接地板130幅を小さくしである。これは、第4図
に見られるように実装した場合、リード16と接地板1
3との間の静電容量が増大し、信号がそこで減衰するこ
とを防止する為と、実装時に僅かの位置ずれてリード1
6と接続されるメタライズ・パターンに接地板13が接
触して短絡を生ずるのを防止する為である。このような
静電容量を減少させるには、接地板13の厚みを低減す
ることも有効であり、例えば0.2〔11〕程度にする
と良い。また。パ・ノケージの端から接地板13を引き
込める長さは接地板13の厚みと同程度とすれば良い。
An important feature of this embodiment is that the width of the metal ground plate 130 is made smaller than the width of the package when viewed from the front, that is, the width of the first ceramic frame 11. When mounted as shown in FIG.
This is to prevent the capacitance between lead 1 and lead 3 from increasing and the signal being attenuated there, and to prevent the signal from being attenuated there.
This is to prevent the ground plate 13 from coming into contact with the metallized pattern connected to the metallized pattern 6 and causing a short circuit. In order to reduce such capacitance, it is also effective to reduce the thickness of the grounding plate 13, for example, to about 0.2 [11]. Also. The length by which the ground plate 13 can be retracted from the end of the pa-no-cage may be approximately the same as the thickness of the ground plate 13.

因に、前記実施例に於いて、第1のセラミック枠体11
は、 材料:アルミナ(Al2O2) 厚み:0.6(酊〕 幅:6〔鶴〕 奥行二10〔詐〕 程度としてあり、リード16は、 材料:コハール(商品名) 幅:0.4(m) 厚み;0.1(韮〕 程度としてあり、接地板13は、 材料:無酸素銅 厚み:0.2(顛〕 幅:5,5(mm) 奥行:9.6(關〕 程度としである。
Incidentally, in the above embodiment, the first ceramic frame 11
Material: Alumina (Al2O2) Thickness: 0.6 (drunk) Width: 6 [Tsuru] Depth 210 [False] The lead 16 is: Material: Kohar (product name) Width: 0.4 (m) ) Thickness: approximately 0.1 (mm), and the ground plate 13 is: Material: oxygen-free copper Thickness: 0.2 (mm) Width: 5.5 (mm) Depth: 9.6 (mm) be.

第5図及び第6図は本発明をリードレス・パッケージに
適用した場合の実施例を表わす要部切断正面図及びその
裏面図であり、第2図乃至第4図に関して説明した部分
と同部分は同記号で指示しである。
5 and 6 are a cutaway front view and a back view of essential parts showing an embodiment in which the present invention is applied to a leadless package, and are the same parts as those explained in connection with FIGS. 2 to 4. are indicated by the same symbol.

この実施例は、通常のリードレス・パッケージと同様に
、入出力端子の導出にリードを使用することなく、メタ
ライズ・パターン31に依って行なわれている点が既説
明の実施例と相違するところであり、その外の構成及び
効果は同じである。
This embodiment differs from the previously described embodiments in that, like a normal leadless package, the input/output terminals are led out using metallized patterns 31 without using leads. Yes, the other configurations and effects are the same.

本実施例でも、パッケージの縁辺、従ってメタライズ・
パターン31の先端と接地板13との間には静電容量の
影響が発生しない程度の間隔を設け、併せて短絡防止の
効果も持たせている。尚、パッケージの裏面に於いては
、メタライズ・パターン31の厚みと接地板13の厚み
とが相違しているが、接地板13の厚みを前記したよう
に例えば0.2(n)程度にすることに依り、前記厚み
の相違を微小なものとすることができるから、その程度
の相違は固着する際の半田に吸収させることが可能であ
り、従って、第4図に関して説明した実施例と同様にし
て実装し得るものである。
In this example as well, the edges of the package, and hence the metallization
A distance is provided between the tip of the pattern 31 and the ground plate 13 to the extent that no effect of capacitance occurs, and also has the effect of preventing short circuits. Incidentally, on the back side of the package, the thickness of the metallized pattern 31 and the thickness of the ground plate 13 are different, but the thickness of the ground plate 13 is set to be about 0.2 (n), for example, as described above. In particular, since the difference in thickness can be made minute, the difference in degree can be absorbed by the solder at the time of fixing. It can be implemented as

第7図及び第8図は本発明をDIP型ノ々・ノケージに
適用した場合の実施例を表わす要部切断正面図及びその
裏面図であり、第2図乃至第6図に関して説明した部分
と同部分は同記号で指示しである。
FIGS. 7 and 8 are a cutaway front view and a back view of essential parts showing an embodiment in which the present invention is applied to a DIP type nookage, and the parts explained with respect to FIGS. 2 to 6 are Identical parts are indicated by the same symbols.

本実施例に於いては、リード16の先端が折り曲げられ
ることなく下方に延びている点で第2図乃至第4図に関
して説明した実施例と相違してむする。
This embodiment differs from the embodiments described with reference to FIGS. 2 to 4 in that the tips of the leads 16 extend downward without being bent.

この実施例の実装は通常のDIP型パ・ノケージの場合
と全く同様である。即ち、基板に形成したスルー・ホー
ルに表面からり一ド16を挿し込んで裏面のメタライズ
・パターンに半田付けするとともに表面では接地板13
と接地パターンとを半田付けするものである。
The implementation of this embodiment is exactly the same as that of a normal DIP type package. That is, the surface plate 16 is inserted into the through hole formed in the board and soldered to the metallized pattern on the back side, and the ground plate 13 is inserted on the front side.
and a ground pattern are soldered together.

発明の効果 本発明の半導体装置は、絶縁物で構成された枠体と、そ
の枠体の裏面に固着されていて且つその枠体のリード引
き出し方向に沿う幅よりも狭い幅を持った金属接地板と
、前記枠体内に露出されている前記金属接地板表面に固
着された金属ベースと、その金属ベース上に装着された
半導体チップを備えた構造になっているので、実装する
際に基板の接地パターンに前記金属接地板を固定するこ
とに依り半導体装置の実装と半導体チップの接地を行な
うことができ、しかも、半導体チップの接地は確実且つ
最短距離で行なわれるので、パッケージと基板との接続
部分に於ける寄生静電容量或いは寄生インダクタンス等
は著しく低減され、超高周波領域或いは超高速スイッチ
ング速度で使用するのに好適である。
Effects of the Invention The semiconductor device of the present invention includes a frame made of an insulator, and a metal bonding member fixed to the back surface of the frame and having a width narrower than the width of the frame along the lead extraction direction. The structure includes a ground plate, a metal base fixed to the surface of the metal ground plate exposed inside the frame, and a semiconductor chip mounted on the metal base. By fixing the metal ground plate to the ground pattern, it is possible to mount the semiconductor device and ground the semiconductor chip.Moreover, since the semiconductor chip is grounded reliably and over the shortest distance, it is possible to connect the package and the board. Parasitic capacitance or parasitic inductance in the parts is significantly reduced, making it suitable for use in ultra-high frequency ranges or ultra-high switching speeds.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来例の要部斜面図、第2図及び第3図は本発
明一実施例の要部切断正面図及びその裏面図、第4図は
第2図及び第3図に示した実施例を実装した場合を説明
する要部切断正面図、第5図及び第6図は本発明の他の
実施例の要部切断正面図及びその裏面図、第7図及び第
8図は本発明の更に他の実施例の要部切断正面図及びそ
の裏面図である。 図に於いて、11は第1のセラミック枠体、12は第2
のセラミ’)り枠体、13は金属接地板、14は金属ベ
ース、15はキャップ、16はリード、17は半導体チ
ップである。 特許出願人   富士通株式会社 代理人弁理士  玉蟲 久五部 (外3名) 第2図 第 3 図 第 4 図 15 第 5 図 第 第
Figure 1 is a perspective view of the main part of the conventional example, Figures 2 and 3 are a cutaway front view and rear view of the main part of an embodiment of the present invention, and Figure 4 is shown in Figures 2 and 3. 5 and 6 are cutaway front views of main parts and back views of other embodiments of the present invention. FIG. 7 is a front view with a main part cut away and a rear view thereof of still another embodiment of the invention. In the figure, 11 is the first ceramic frame, and 12 is the second ceramic frame.
13 is a metal grounding plate, 14 is a metal base, 15 is a cap, 16 is a lead, and 17 is a semiconductor chip. Patent Applicant Fujitsu Ltd. Representative Patent Attorney Kugobe Tamamushi (3 others) Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 15 Figure 5 Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 絶縁物で構成された枠体、該枠体の裏面に固着され且つ
該枠体のリード引き出し方向に沿う幅より狭い幅を有す
る金属接地板、前記枠体内に露出されている前記金属接
地板表面に固着された金属ベース、該金属ベース上に装
着された半導体チップを備えてなることを特徴とする半
導体装置。
A frame made of an insulator, a metal ground plate fixed to the back surface of the frame and having a width narrower than the width of the frame along the lead extraction direction, and a surface of the metal ground plate exposed inside the frame. 1. A semiconductor device comprising: a metal base fixed to a metal base; and a semiconductor chip mounted on the metal base.
JP18658582A 1982-10-23 1982-10-23 Semiconductor device Pending JPS5976450A (en)

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JP18658582A JPS5976450A (en) 1982-10-23 1982-10-23 Semiconductor device

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54102971A (en) * 1978-01-31 1979-08-13 Toshiba Corp Semiconductor device
JPS57111050A (en) * 1980-12-26 1982-07-10 Fujitsu Ltd Semiconductor device

Patent Citations (2)

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