KR900008206B1 - 반도체 장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

반도체 장치
제1도는 본 발명의 일실시예의 사시도.
제2(a)도는 제1도의 실시예의 상면도로서 제2(b)도의 선 II-II에서 본 도면.
제2(b)도는 제2(a)도의 선 I - I 를 따라 취한 단면도.
제3(a)도는 제3(b)도의 선 II-II에서 본 도면으로서, 본 발명의 다른 실시예의 상면도.
제4(a)도는 제4(b)도의 선 II-II로부터 본 도면으로서, 본 발명의 다른 실시예의 상면도.
제4(b)도는 제4(a)도의 선 I - I 을 따라 취한 단면도.
제5도는 본 발명의 용기의 다른 예시도
제6도는 본 발명의 다수의 반도체장치의 조합상태의 일예시도.
본 발명은 반도체장치에 관한 것으로 특히, 마이크로 웨이브 또는 밀리메터 웨이브와 같은 무선주파수 웨이브를 사용하는 고주파 반도체를 낳기위한 용기의 개량에 관한 것이다.
세라믹 용기속에 넣은 마이크로 웨이브회로를 갖는 종래의 반도체장치는 용기의 주파수 공진으로 인해 회로특성이 감퇴되고 세라믹과 금속기판의 열팽창 계수의 차로 인해 용기가 손상된다.
종래 반도체장치의 문제점들을 해결하기 위해, 미국특허원 제571,542호에 개량된 반도체장치가 발표되었는데, 여기서 용기는 세라믹으로된 내부회로와의 연결을 위한 도선돌출 부분들을 갖는 금속으로 만들어져 있다.
그러나, 이러한 구성으로서는 무선 웨이브가 내측으로부터 용기공간내에서 외부로 전파되어 바람직하지 않은 특성의 원인, 예를들어 출력신호상에 잡음이 발생하는 원인이 된다. 이는 용기내의 내측으로부터 마이크로파가 방출하는 원인이 되어 용기내에서 소위 4각형 웨이브 가이드 모드 신호전파를 초래한다. 그러므로, 바람직하지 않은 웨이브전파는 용기의 회로내에 사용된 주파수에서 발생한다.
이것을 피하기 위해서는 용기내의 웨이브 가이드의 커트오프 주파수는 회로내에 사용된 신호주파수보다 더 높아야만 한다. 왜냐하면 웨이브 가이드는 고역통과 여파기로서 작용하기 때문이다. 즉, 용기내부 공간의 횡단면의 긴쪽의 길이는 신호 주파수에 의해 단축되어야만 된다.
용기는 용기 바닥 표면상에 마이크로 웨이브회로를 장치하기 위한 공간에 인접하여 추가로 마이크로 웨이브의 부품들을 취급하기 위한 보충공간이 필요하다. 또한 보충공간은 예를들어 마이크로회로의 DC 바이어스회로의 부분들을 장치하는데 필요하다. 만일 용기의 내부길이가 상기 문제를 제거할 목적으로 짧아질 경우 용기의 보충공간은 불충분하게 된다.
본 발명의 목적은 상술한 문제점들을 해결하도록 고주파 특성에 관계없이 소정의 고주파에 사용될 수 있으며 또한 바이어스 회로나 DC 전원회로와 같은 보충회로 전기부품들을 장치하기 위해 그리고 마이크로 웨이브회로와 같은 반도체회로를 장치할시에 부품들을 취급하기 위해 충분한 보충공간을 반도체회로 주변에 마련할 수 있는 무선 주파수 반도체장치를 제공하는데 있다.
본 발명에 의하면 그의 바닥 표면상에 무선주파수 반도체회로를 내장시키기 위한 금속용기와 용기를 덮어주기 위한 뚜껑과, 그리고 상호 반대위치에서 용기의 측벽을 통하여 돌출해 있는 회로에 연결된 입출력단자들을 포함하는 반도체장치가 제공된다. 바닥표면은 무선주파수 반도체회로를 장치하기 위한 공간과 보충회로 소자들을 장치하기 위한 보충공간을 포함하고 있다. 용기내의 입력과 출력단자를 사이에서 웨이브 가이드 모드 웨이브 전파의 커트오프 주파수를 증가시키기 위한 보충공간의 일부에 제공되므로 커트오프 주파수는 무선주파수 반도체회로에 사용된 웨이브 주파수보다 더 높다.
이하 침부된 도면을 참고하여 본 발명의 양호한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 일실시예는 제1도와 제2도에 나타나 있다. 마이크로 웨이브회로 3을 내장하기 위한 금속용기30은 금속기관 1과 측벽들 2a와 2b로서 기판 1상에서 4각형 형상으로 되어 있으며, 그내에 마이크로 웨이브회로 3을 수반하고 있다. 뚜껑 19(제2(b)도)는 용기 30을 덮기위한 측벽 2a,2b상에 배치된다. 용기 30은 구리와 같은 금속으로 제조된다. 뚜껑 19는 금속화된 표면을 갖는 금속 또는 세라믹으로 제조된다. 용기 30을 다른 위치에 부착시키기 위한 18은 기판 1상에 제공된다.
마이크로 웨이브회로 3은 줄띠형 회로로서 예를들어 한쌍의 세라믹판들 4를 포함하고 있으며, 그위에는 정합회로 패턴 5가 인쇄되어 있고 또한 DC 저지 캐패시터 6이 장치되어 있고, 또한 전계효과 트랜지스터(FET) 7과 캐패시터 8은 세라믹판들 4사이에 배치되어 싱글엔드형 증폭기를 구성하고 있다. 그 부분들은 배선(도시안됨)에 의해 상호 연결되어 있다.
DC 전원 또는 접지연결을 위해 보충 바이어스회로를 구성하는 캐패시터 17은 마이크로 웨이브회로 3옆에 장치되어 배선(도시안됨)에 의해 그에 연결되어 있다. 그러므로 용기 30의 측벽들 2a,2b의 내측바닥표면은 마이크로 웨이브회로 3을 장치하기 위한 공간 31(제2도)뿐만 아니라 바이어스회로와 같은 보충회로용 전기부품들을 장치하기 위한 보충공간 16이 필요하다. 그러한 보충공간 16은 또한 용기 30의 바닥표면상에 그것을 장치할시에 마이크로 웨이브회로 3의 소자들을 취급하기 위한 공간으로서 필요하다.
3개의 단자들 12는 측벽 2a의 일측에 배치되며, 3개의 다른 단자들은 측벽 2a의 반대측에 배치된다. 각단자 12는 내부회로들과 외부선들(도시안됨)을 상호연결하도록 측벽 2a를 통해 관통되어 있다. 각 단자 12는 측벽 2a로부터 분리되도록 세라믹 11로 둘러쌓여 있다. 세라믹 11의 크기는 내부 회로의 임피던스에 대응하는 그의 임피던스 정합특성을 고려하여 결정된다. 세라믹판 4의 두께에 대응하는 두께를 갖는 계단들 9,10은 측벽 2a의 내부와 외부측상에 형성된다. 각 단자 12는 계단들 9와 10상의 세라믹 11상에 노출되어있다.
도선들 13a,13b,14a,14b 각각은 통합되거나 단자 12에 연결되어 측벽외부로 관통해 있다. 도선들 13a와 13b는 각각 무선주파수 웨이브 입력도선 및 출력도선을 나타낸다. 도선들 14a와 14b는 각각 DC 입력과 출력도선들을 나타낸다. 금속화된 필름이 단자 12를 구성하도록 내부계단 9로부터 외부계단 10으로 측벽 2a를 관통하여 세라믹 11상에 형성될 수도 있다. 그러한 구성으로서, 외부돌출 도선들 13a,13b,l4a,14b는 제4(a)도에 나타낸 바와같이 제거될 수도 있다. 만일 자기 바이어스 FET 또는 다이오드를 사용하는 무선주파수 웨이브회로가 용기내에 내장될 경우 DC 단자들의 수는 한쪽에 하나만 있을 수도 있다.
돌출부 15는 단자를 12를 갖는 측벽 2b에 수직인 각 측면상에서 각 측벽 2b와 통합되어 내측에 형성된다. 돌출부 15는 뚜껑 19의 하부 표면과 용기의 바닥표면간의 높이에 까지 연장되어 있다. 돌출부 15는 웨이브 가이드 모드내의 용기내에서 전파하는 무선 웨이브의 여파기로서 작용한다.
금속용기 30은 뚜껑 19와 함께 4각형 웨이브 가이드로서 작용한다. 입력단자 도선 13a로 부터 출력단자 도선 13b까지 용기내에서 전파하는 웨이브 가이드 모드 웨이브의 커트오프 파장은 주로 웨이브가이드부의 긴쪽의 길이 즉 단자들을 갖는 측벽 2a에 평행한 횡단면의 길이에 의해 결정된다. 그 길이는 돌출부들 15간의 길이(
Figure kpo00002
)에 의해 정해지며 길이(1)보다 짧게되며, 이는 돌출부를 15가 제공되지 않은 경우에 커트오프파장을 결정하기 위한 길이이다. 그러므로, 커트오프 파장은 단축되는데, 이는 커트오프 주파수가 증가됨을 의미한다. 커트오프 파창 λ와 웨이브 가이드부
Figure kpo00003
(또는 L)의 긴쪽의 길이간의 상호관계는 1=2
Figure kpo00004
(또는 2L)이다.
웨이브 가이드는 고역통과 여파기로서 작용한다. 그러므로, 커트오프 주파수가 마이크로 웨이브회로내에 사용된 웨이브 주파수보다 더 높도록 길이(
Figure kpo00005
)을 배열함으로써 마이크로 웨이브회로의 주파수를 갖는 웨이브의 웨이브 가이드 모드 전파는 발생하지 않는다. 따라서, 웨이브 전파가 발생하지 않으므로 모든 입력고주파신호는 입력단자도선 13a로부터 마이크로 웨이브 회로 3으로 도입되어 출력단자 도선 13b로 전송된다. 그러므로 웨이브 가이드 모드의 웨이브 전파와 전송손실로 인한 잡음은 최소화되어 회로특성들이 안정화된다. 또한 적당한 크기의 돌출부 15롤 제공함으로써 아주 높은 주파수 웨이브를 사용하는 것이 가능한다.
본 발명에 의한 상기 장치로써 비록 웨이브 가이드로서 용기의 내부기장이 단축될지라도 보충공간 16은 여전히 돌출부 15의 양측에 남아있게 되므로, 마이크로 웨이브회로가 용기의 바닥표면상에 형성될 시에 편리하게 취급될 수 있다.
제3도에는 본 발명의 제2실시예가 도시되어 있다. 이 실시예에서 측벽 2b로 부터 분리된 금속돌출부들 20은 제1실시예의 돌출부 15대신에 무선 웨이브의 웨이브 가이드 모드 전파를 여파시키기 위한 커트오프수단으로서 제공된다. 기타 구성, 작용 및 효과는 제1실시예의 것과 동일하다. 이러한 구성으로서 돌출부을 20과 측벽 2b간의 공간은 역시 보충공간으로서 이용된다.
제4도에는 제3실시예가 도시되어 있다. 이 실시예에서는 제1실시예의 구조와 동일하게 배열된 돌출부15는 돌출부를 통해 관통해서 세라믹 11에 의해 둘러쌓여 있는 단자 21을 갖고 있다. 또한 외부도선들 13a,13b,14a,14b는 용기연부의 밖으로 돌출해있지 않다. 기타 구성, 작용 및 효과는 제1실시예의 것과 동일하다. 제3실시예의 구성으로서 돌출부 15의 대향측면들상의 보충공간 16내에 배치된 전기부품들은 돌출부15를 통하여 관통하는 단자 21을 이용함으로써 상호 쉽게 연결될 수 있다. 또한 다수의 용기들을 측면과 측면을 밀접시켜 평행하게 배열하는 것이 편리하다. 왜냐하면, 도선들이 용기의 측벽외부로 돌출해있지 않기 때문이다.
제5(a),5(b)와 5(c)도에는 본 발명에 의한 용기의 또다른 상이한 형상들이 도시되어 있다. 이 예들에서는 커트오프 부재를 22가 상술한 실시예에서와 같이 보충공간 16을 남기고 있어 마이크로 웨이브회로 3과 같은 무선 주파수 반도체 회로를 장치하기 위한 공간 31의 양측면상에 형성된다. 용기의 긴쪽의 길이를 단축시킨 커트오프 부재를 22는 그의 길이가 (L)로부터 (
Figure kpo00006
)로 웨이브 가이드 모드 웨이브 전파의 커트오프주파수를 결정해준다.
제6도는 측면과 측면이 밀접하게 함께 배치되어 각 용기 30의 단자들 13a,13b,14a,14b를 통하여 상호연결되어 있는 본 발명의 4개의 반도체장치들의 배열의 상부도면이다.
그러한 배열로서, 안정된 특성을 갖고 있으며, 소정의 고주파수를 사용하는 다수의 반도체장치들은 조밀하게 상호 연결될 수 있다.

Claims (7)

  1. 제1방향으로 격설되어 있고 또한 소정의 주파수에서 동작가능한 무선주파수회로를 포함하는 반도체칩(3)의 제1 및 제2양단부들과 대향하는 상호 마주보는 제1 및 제2측벽(2b)들간에 기판(1)이 연장 설치되고 또한 상기 제1방향에 수직한 제2방향으로 격설되어 상기 반도체칩의 제3 및 제4양단부들과 대향하는 상호 마주보는 제3 및 제4측벽(2a)들이 설치되어 있는 금속용기(30)와, 상기 용기내에 상기 반도체칩의 봉합을 완성하는 뚜껑(l9)와, 상기 용기 외부로부터 상기 제3 및 제4측벽(2a)들을 통해 각각 연장되어 상기 반도체칩에 연결되는 입력과 출력단자(13a,13b)들을 포함하며, 상기 용기는 상기 반도체칩(3)과 상기 제1측벽(2b)의 일부간의 용기내에 한저된 보충공간에 인접하여 상기 뚜껑(19)로부터 상기 기판(11)까지 연장되는 전기도전부(15,20,22)를 포함하며, 상기 전기 도전부는 상기 반도체칩(3)의 상기 제1단부의 일부와 대향하며 또한 상기 제1측벽(2b)의 상기 일부보다 더 근접 위치되는 표면영역을 갖고 있으며, 그에 의해 상기 제2방향으로 웨이브 가이드 모드 웨이브 전파를 위한 용기(30)의 유효폭이 감소되며, 그러한 전파를 위한 초고주파의 커트오프 주파수가 상기 소정 주파수 이상으로 상승되는 것이 특징인 반도체장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1측벽(2b)의 상기 일부는 상기 용기(30)의 상기 제3 및 제4측벽(2a)간의 거리보다 큰 거리만큼 상기 제2측벽(2b)으로부터 격리되어 있는 것이 특징인 반도체장치.
  3. 제1 또는 2항에서, 상기 용기내의 상기 보충공간내에는 보충회로(17)이 설치되는 것이 특징인 반도체장치.
  4. 제2 또는 3항에서, 상기 전기도전부(15,22)는 상기 제1측벽(2b)으로부터 상기 칩(3)을 향해 돌출해있는 것이 특징인 반도체장치.
  5. 제2 또는 3항에서, 상기 전기도전부(20)는 상기 제1측벽부(2b)로부터 격리되는 것이 특징인 반도체장치.
  6. 제1항 또는 2항에서, 상기 제2방향으로 상기 전기도전부(15,20,22)를 통해 전기절연체(l1)에의해 측면으로 둘러싸인 금속띠(21)을 포함하는 전기접속 리드를 더 포함하는 것이 특징인 반도체장치.
  7. 제1항 또는 2항에서, 상기 제3측벽(2a)은 다른 반도체장치의 제4측벽에 접해서 연장되며, 또한 상기 다른 반도체장치의 출력단자(13b)에 접속되는 상기 입력단자(l3a)를 갖는 것이 특징인 반도체장치.
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