JPS60227448A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS60227448A
JPS60227448A JP59084572A JP8457284A JPS60227448A JP S60227448 A JPS60227448 A JP S60227448A JP 59084572 A JP59084572 A JP 59084572A JP 8457284 A JP8457284 A JP 8457284A JP S60227448 A JPS60227448 A JP S60227448A
Authority
JP
Japan
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container
semiconductor device
resonance
insulating wall
base
Prior art date
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Pending
Application number
JP59084572A
Other languages
English (en)
Inventor
Shoji Hashizume
昭二 橋詰
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
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Publication of JPS60227448A publication Critical patent/JPS60227448A/ja
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    • 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]

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Waveguides (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は半導体装置に関し、特にマイクロ波半導体素子
を搭載するための気密封止容器の構造に関するものであ
る。
(発明の背景) 一般に、半導体素子仁外気による特性劣化を防止する等
の目的で、気密封止容器に搭載されている。その容器の
構造としては、特にマイクロ波半導体装置においては、
銅、銅とタングステンとの焼結体、あるいはコバールな
どの金属性基台上にアルミナあるいはベリリアなどの絶
縁壁部材を同着し、この絶縁壁部材の上に半導体素子の
電極を外部に導出するためのメタライズ層を設けた構造
となっている。このメタライズ層は、そリブデンタング
ステン、あるいはモリブデン・マンガン等でなる。絶縁
壁部材の上には、その上面にメタライズが形成された蓋
部材を有する。これらのメタライズには、ニッケルメッ
キ及び金メッキが施行されており、蓋部材においては、
金属キャップなどが、金−スズ合金などのロウ材により
、ロク付気密封止される構造となっている。
最近、マイクロ波半導体装置としては、装置が組込まれ
るシステムの実装密度をあげるため、および装置外部で
の特性インピーダンス整合調整をなくすために、半導体
装置用容器内部に、特性インピーダンス整合回路が設け
られるようになった。
一般に、%性インピーダンス<Zo)としては、Z0=
50Ωに設定されている。この結果、半導体装置用容器
としては、特性インピーダンス整合回路の載置分だけ、
大きく作られる。また、マイクロ波半導体装置は、高周
波化されてきている。
半導体装置用容器の大型化および半導体装置の高周波化
に共なって、容器構造からくる電気的共振が問題となっ
てきた。この問題は、マイクロ波電流による電界及び磁
界により、容器の構成部材が相互に結合することが原因
と考えることができる。その対策とし【、従来の半導体
装置用容器としては、絶縁壁部材の外側において、蓋部
材と基台との間を、メタ2イズにより電気的に短絡する
と同時V?−接地する構造とし、容器の構成部材への電
界及び磁界の影響を小さくしている。
しかるに、こうした構造では、半導体装置用容器内部は
、導波管モード(TBモード)となってしまい、容器外
形、絶縁性壁部材の形状および誘電率Cから決まる容器
自体の共振周波数を半導体装置の動作周波数近辺で持つ
こととなる。このため、半導体装置としては容器自体の
共振周波数とその前後周波数域では、共振により、使用
できないという欠点を有している。
(発明の目的) 本発明の目的は、広いマイクロ波周波数WyKわたって
共振を起とさ力いマイクロ波用の半導体装置を提供する
ことにある。
すなわち、絶縁壁部材の内側面で、蓋部材と基台とを短
絡させたメタライズ層を、少なくとも1個所以上に設け
たことを特徴とする。本発明によれば絶縁性壁部材の内
側面で蓋部材と基台とを短絡させた金属層を設けること
で、容器内の導波管モードは、絶縁性壁部材(アルミナ
又は、ベリリアからなる誘電体)の影響かなくなり、容
器自体の共振周波数を著しく、上げると七が可能となり
、この結果、半導体装置の使用される周波数近傍での共
振を防止することが可能である。この蓋部材と基台との
短絡は、外部導出端子を囲み、2個所以上に軟けること
でより導波管モードに近すき、使用される周波数帯域で
の共振防止の効果は太きくなるが、1個所であっても、
効果があることが筆者らの実験により確認されている。
また、半導体装置用容器内は、導波管モードとなるため
に容器外部からの電界・磁界の影響を受けることがなく
なるために、封止部、絶縁性部材の構造が自由に選べる
ことから、外形、封止部の形状に制限を受けないという
利点も有する。ただし、外部導出端子の構造は、外部シ
ステムの特性インピーダンス(一般に50Ω)と、整合
がとれる構造が必要であることは従来の容器と同じであ
る。
以下1本発明をよりよく理解できるように、従来の半導
体装置用容器ならびに、本発明の半導体装置用容器の実
施例につき、図面を参照して説明する。
第1図は従来例を示し、(峠はその平面図および申)は
そのA−A’線に沿りた断面図である。すなわち、銅、
銅とタングステンとの焼結体、あるいはコバールなどで
なる金属性基台l上に、アルミナあるいはべりリアなど
からなる絶縁壁部材2および2′が固着されている。絶
縁壁部材2上には、基台1上に搭載する半導体素子(図
示せず)の電極を外部に導出するためのメタ2イズ層3
が設けられている。メタライズFiii3は、モリブデ
ン、タングステン、あるいはモリブデンマンガンのベー
ストを絶縁性壁部材2上に塗布し焼結することによって
形成され、さらに絶縁壁部材2′が積層されてこれらは
絶縁される。メタライズ113の容器外側部分には、こ
の半導体装置が組込まれる外部システムとの接続を目的
とした導出リード4がAlCuロク材などにより固着さ
れている。また、絶縁性壁部材2′上には、金属キャッ
プ(図示せず)を金−スズ合金等のロク材によりロク付
。気密封止することを目的とした封止用メタライズ層5
が設けられている。封止部用メタライズ層5は、外部導
出用メタライズ層3と同−側斜のメタライズで構成され
、各メタライズ3,5上には、ニッケルメッキ及び金メ
ッキが施行されている。
特性インピーダンス整合回路を形成するためのスペース
6が基台l上に設けられている。さらに封止用メタライ
ズ層5と外部導出用メタ2イズ層3との間で生じるマイ
クロ波電流による電界及び磁界による電気的結合からく
る共振を防止することを目的として、絶縁性壁部材2及
び2′の外側面上で、封止用メタライズrfA5と基台
1との間に6つのメタライズ層(封止部Aと同じ材料構
成)7−1乃至7−6を設けて、これらを電気的に短絡
している。
ところが、かかる構造では、短絡用メタライズ層7−1
乃至7−6の影響により、容器内部は導波管モード(T
Eモード)となり、導波管モードによる共振が発生する
という欠点を有する。この場合、メタライズ層7−1乃
至7−6の内側にある。絶縁壁部材2 、2 / (実
質上誘電体)の影響(誘電率が大気中に比べ℃大きく、
べIJ、 +77の比誘電率は約6でアルミナの比誘電
率は約8.5前稜である)により、導波管モードの共振
周波数を決定する金属層7−1乃至7−6内部の見かけ
上の外形は、容器の外形より大きくなる。そのため、導
波管モードによる共振周波数は低い所に生じ。
マイクロ波半導体装置の高周波化にともなつズ。
使用される周波数域で、共振が生じるという問題が生じ
てきた。
(実施例) 第2図は、本発明の一実施例であり、第1図と同じ構成
部は同一の番号で示してそれらの説明は省略する。すな
わち、絶縁壁部材2,2′の内側面に封止部用メタライ
ズ115と基台1とを短絡するための金属化層8を設け
て−いる。したがって、金属化層8の内側には、絶縁壁
部材2,2′がなく、導波管そ−ドとしての共振周波数
は容器内部の空間のみで、決定される。すなわち1本発
明の半導体装置用容器によれば容器自体の共振周波数は
、従来の外側側面で短絡した場合(第1図)と比較して
、周波数が高い方に移行し、使用周波数域での共振をさ
けることが可能となる。
第3図は本発明の他の実施例を示す。これは。
特性インピーダンス整合回路を半導体装置用容器内部に
持たな一小型の容器に本発明を適用したものである。こ
のような小型の容器では、絶縁壁部材2.2′の側面に
金属層を設けなくとも電界。
磁界による共振周波数は高く、従来使用されている周波
数域では問題なかったが、高周波化が進むにつれて、問
題となってきた。それ故、第3図に示すように、絶縁壁
部材2,2′の内側側面上に封止用メタライズ層5と基
台lとを金属層9により電気的に短絡させている。
次に、本発明の半導体装置用容器を用いて作られた半導
体装置増幅器利得の周波数変化を従来の場合と、比較し
て説明する。第4図は、第1図および第2図に示すケー
ス外形が、高さ0.6〜3醪。
幅:9〜10−9長さ:13〜141111の場合の容
器を用いた時の、半導体装置利得変化、すなわち容器の
共振を示す。第5図において、曲線100は短絡用メタ
ライズ層を設けていない場合であり、第1図のように、
従来の容器の外側で金属層7−1乃至7−6を設けて、
マイクロ波電流による共振を防止した場合、曲+i!2
00で示すように、金属層7−1乃至7−6を設けない
半導体装置用容器で有していた5、 5 GHz近辺と
10.5GHz 近辺とでの共振祉、認められなくなる
が、8GHz周辺での共振が認められる。一方、第2図
に示すよう人1本発明による半導体装置用容器を用いた
場合の利得変化は線300で示すようになり、利得低下
が全く起こっていない。これは容器の導波管モードによ
る共振周波数域が、高い方に移行した(第5図測定範囲
外)ためと考えられる。
以上の説明から理解されるように9本発明の容器によれ
ば、容器の外形、封止部の形状にとられれることなく、
1気的共振を防止し、導波管モードによる共振を、高い
周波数に移行させ、広帯域で使用可能な半導体装置用容
器が、得られる。また、本発明り金属層の形成方法とし
てスルホールによる方法、印刷方法などの方法にかかわ
りなく特許請求範囲に記す全ての半導体装置用容器にお
よぶことは明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来の半導体装置用容器を示し、(a)はそ
の平面図、[有])はA−A’線に沿った断面図である
。 第2図および第3図は、夫々本発明の実施例を示し、(
a)はその平面図、(blldA−A’線に沿った断面
図である。 第4図は、従来のものと本発明の実施例のものとの利得
の周波数変化特性を示すグラフである。 l・・・・・・基台、2,2′・・・・・・絶縁壁部材
、3・・・・・・外部導出用メタライズ層、4・・・・
・・導出リード、5・・・・・・封止用メタライズ層、
6・・・・・・特性インピーダンス整合回路設置用スペ
ース、7,8,9・・・・・・短絡用メタライズ層

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体素子を搭載する基台・と、この基台と共に前記半
    導体素子を制止する絶縁壁部材および蓋部材とを有する
    半導体装置において、前記絶縁壁部側の内側面で前記蓋
    部材と前記基台とを電気的に短絡させた金属層が形成さ
    れていることを特徴とする半導体装置。
JP59084572A 1984-04-26 1984-04-26 半導体装置 Pending JPS60227448A (ja)

Priority Applications (1)

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JP59084572A JPS60227448A (ja) 1984-04-26 1984-04-26 半導体装置

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JP59084572A JPS60227448A (ja) 1984-04-26 1984-04-26 半導体装置

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JPS60227448A true JPS60227448A (ja) 1985-11-12

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ID=13834380

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JP59084572A Pending JPS60227448A (ja) 1984-04-26 1984-04-26 半導体装置

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JP (1) JPS60227448A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63107055A (ja) * 1986-06-02 1988-05-12 Fujitsu Ltd 集積回路用パッケ−ジ
US5235208A (en) * 1991-02-07 1993-08-10 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Package for microwave integrated circuit

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63107055A (ja) * 1986-06-02 1988-05-12 Fujitsu Ltd 集積回路用パッケ−ジ
JPH046104B2 (ja) * 1986-06-02 1992-02-04 Fujitsu Ltd
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