JP3722796B2

JP3722796B2 - Semiconductor element storage package and semiconductor device using the same

Info

Publication number: JP3722796B2
Application number: JP2002339915A
Authority: JP
Inventors: 伸松田; 哲生平川; 義信澤; 久義和田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-11-22
Filing date: 2002-11-22
Publication date: 2005-11-30
Anticipated expiration: 2022-11-22
Also published as: JP2004179174A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高周波の電気信号を送受信する半導体素子を収納する半導体素子収納用パッケージ、およびその半導体素子収納用パッケージを用いて成る半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気信号を送受信する半導体素子を収容するための半導体素子収納用パッケージは、一般に、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、ガラスセラミックス、窒化アルミニウム質焼結体等の電気絶縁材料から成り、上面に半導体素子の搭載部が形成された基体と、タングステン、モリブデン、マンガン、銅、銀等の金属材料から成り、基体の半導体素子搭載部から下面にかけて被着導出された複数の入出力用配線導体（第１配線導体）およびグランド用配線導体と、この配線導体と電気的に接続するようにして基体の下面に形成された複数個のグランド用パッドおよび入出力用パッドと、基体の搭載部より上面もしくは側面にかけて導出されている出入力用配線導体（第２配線導体）と、導電性の線材と絶縁性の外囲体とから成り、線材の一端が出入力用配線導体（第２配線導体）に接続され、他端が外部に導出されているコネクターとにより構成されている。
【０００３】
かかる半導体素子収納用パッケージは、その搭載部に電気信号を送受信する半導体素子がＡｕ−Ｓｎろう材あるいは半田等の接合材を介して接着固定されるとともに、半導体素子の電極が入出力用配線導体（第１配線導体）、グランド用配線導体および出入力用配線導体（第２配線導体）にボンディングワイヤや接続用リボン、半田等の導電性接続材を介して接続され、その後、必要に応じて蓋体等で半導体素子を封止することによって半導体装置となる。
【０００４】
また前記半導体装置は基体の下面に形成されているグランド用パッドおよび入出力用パッドを外部電気回路基板の回路導体に半田バンプ等を介し接続させることによって内部に収容する半導体素子が外部電気回路に接続され、同時にコネクターに同軸ケーブル等を介し外部の通信装置等の外部機器を接続させることによって半導体素子と外部機器とが接続するようになっている。
【０００５】
なお、前記半導体装置に使用されている半導体素子は複数の電気信号を合成して一つの電気信号に変換する、或いは一つの電気信号を分離して複数の電気信号に変換する機能を有しており、第１配線導体を介して入力される複数の周波数帯域が低い電気信号は半導体素子で合成されて一つの周波数帯域が高い電気信号となり、この周波数帯域の高い電気信号は第２配線導体を介してコネクターに伝送されるとともにコネクターより外部の通信装置等の外部機器に伝送され、またコネクターを介して外部機器より伝送された周波数帯域の高い電気信号は半導体素子で複数の周波数帯域が低い電気信号に変換され、各々の周波数帯域の低い電気信号は第１配線導体を介して外部電気回路に伝送されることとなる。
【０００６】
また、前記コネクターは、通常、鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属の線材の周囲をガラス等の絶縁性材料から成る外囲体で取り囲んだ構造を有しており、コネクターの線材と第２配線導体とはコネクターの線材が熱により膨張した際、第２配線導体より外れてしまうのを防止するため約２ｍｍ（２０００μｍ）以上の長さに接続し、接続面積を大としていた。
【特許文献１】
特開２００２−１６４４６６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来の半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置においては、第２配線導体にコネクターの線材を２ｍｍ以上の長さにわたって接続しており、両者の接続部におけるインピーダンスは第２配線導体とコネクターの線材との合計となって他よりも低い低インピーダンスになるとともにその低インピーダンスの領域が２ｍｍ以上のものとなっている。そのため、この第２配線導体とコネクターの線材との間に４０ＧＨｚ〜８０ＧＨｚの高周波の電気信号を伝送させた場合、高周波の電気信号は前記インピーダンスが低い領域（第２配線導体とコネクターの線材とが２ｍｍ以上にわたって接続されている領域）で反射等を起こし、伝送特性が大きく劣化するという欠点を有していた。
【０００８】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、第２配線導体とコネクターの線材との接続部での高周波電気信号の反射等を有効に防止し、伝送特性の優れた半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体素子収納用パッケージは、４０ＧＨｚ〜８０ＧＨｚの電気信号を送受信する半導体素子が搭載される搭載部を有する基体と、該基体の前記搭載部より下面にかけて導出されている複数個のグランド配線導体および第１配線導体と、前記基体の下面に形成され、前記グランド配線導体および第１配線導体に電気的に接続している複数個のグランド用パッドおよび入出力用パッドと、前記基体の搭載部より上面もしくは側面にかけて導出されている第２配線導体と、導電性の線材と絶縁性の外囲体とから成り、線材が前記第２配線導体に電気的に接続されているコネクターとで形成されており、前記基体中に前記グランド配線に接続され、かつ前記第２配線導体のうちコネクターの線材との接続領域を除く領域と対向するグランド金属層を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
また本発明の半導体装置は、上記構成の半導体素子収納用パッケージと、４０ＧＨｚ〜８０ＧＨｚの電気信号を送受信する半導体素子とから成り、前記パッケージの搭載部に半導体素子を搭載固定するとともに該半導体素子の各電極を第１配線導体および第２配線導体に電気的に接続したことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置によれば、基体中に、グランド配線導体に接続され、かつ第２配線導体のうちコネクターの線材との接続領域を除く領域と対向するようにグランド金属層を設けたことから第２配線導体のうちコネクターの線材との接続領域を除く領域においてグランド金属層と第２配線導体との間に基体材料を誘電物質とした容量成分が形成され、コネクターの線材が非接続領域での第２配線導体のインピーダンスが低いものとなってコネクターの線材が接続されている領域（低インピーダンス領域）のインピーダンスに近似し、その結果、第２配線導体とコネクターの線材に４０ＧＨｚ〜８０ＧＨｚの高周波の電気信号を伝送させたとしてもインピーダンスがほぼ均一であることから大きな反射を起こすことはなく、伝送特性を優れたものとなすことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を添付図面に基づき詳細に説明する。
図１は本発明の半導体素子収納用パッケージの一実施例を示し、１は基体、２ａは第１配線導体、２ｂはグランド配線導体、３ａは入出力用パッド、３ｂはグランド用パッド、４は第２配線導体、５はコネクターである。これら基体１、第１配線導体２ａ、グランド配線導体２ｂ、入出力用パッド３ａ、グランド用パッド３ｂ、第２配線導体４およびコネクター５により半導体素子６を収納するための半導体素子収納用パッケージ７が基本的に構成される。
【００１３】
前記基体１は酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、ガラスセラミックス、窒化アルミニウム質焼結体等の電気絶縁材料から成り、例えば、酸化アルミニウム質焼結体から成る場合、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒、可塑剤、分散剤を添加混合して泥漿物を作り、この泥漿物を従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等のシート形成法を採用しシート状に形成してセラミックグリーンシート（セラミック生シート）を得、しかる後、それらセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともにこれを複数枚積層し、約１６００℃の高温で焼成することによって製作される。
【００１４】
また前記基体１は、半導体素子の搭載部１ａから下面にかけて複数個の第１配線導体２ａおよびグランド配線導体２ｂが形成されており、該各配線導体２ａ、２ｂは半導体素子の電気信号入出力用、接地用の各電極を、入出力用パッド３ａやグランド用パッド３ｂに接続するための導電路として作用し、搭載部１ａ側の一端には半導体素子６の電気信号入出力用、接地用の各電極が導電性接続材を介して電気的に接続される。
【００１５】
前記第１配線導体２ａおよびグランド配線導体２ｂ、入出力用パッド３ａおよびグランド用パッド３ｂは、銅、銀、金、パラジウム、タングステン、モリブデン、マンガン等の金属材料から成り、例えば銅から成る場合であれば、銅粉末に有機溶剤等を添加して成る金属ペーストを基体１となるセラミックグリーンシートの表面にスクリーン印刷等により所定パターンに印刷しておくことによって形成される。
【００１６】
この第１配線導体２ａおよびグランド配線導体２ｂの基体１下面側の一端は、それぞれ対応する入出力用パッド３ａおよびグランド用パッド３ｂと電気的に接続しており、これらの入出力用パッド３ａ、グランド用パッド３ｂを外部電気回路の所定の信号用や接地用等の回路導体に接続することにより、半導体素子６の電気信号入出力用、接地用の各電極が外部電気回路と電気的に接続される。
【００１７】
また前記基体１は、半導体素子の搭載部１ａから上面や側面等にかけて第２配線導体４が形成されており、該第２配線導体４は半導体素子６の電極をコネクター５の線材５ａに接続するための導電路として作用し、搭載部１ａ側の一端には半導体素子６の電極が導電性接続材８を介して電気的に接続される。
【００１８】
前記第２配線導体４は、上述の第１配線導体２ａ等と同様に、銅、銀、金、パラジウム、タングステン、モリブデン、マンガン等の金属材料から成り、例えば銅から成る場合であれば、銅粉末に有機溶剤等を添加して成る金属ペーストを基体１となるセラミックグリーンシートの表面にスクリーン印刷等により所定パターンに印刷しておくことによって形成される。
【００１９】
この第２配線導体４の基体１外表面側の一端はコネクター５の線材５ａと電気的に接続しており、このコネクター５を同軸ケーブル等を介して通信装置等の外部機器に接続することにより半導体素子６と外部機器との間で高周波信号の送受信が行われる。
【００２０】
前記コネクター５は、半導体素子収納用パッケージ７の第２配線導体４を同軸ケーブル等を介して外部機器に接続するための接続体として作用し、例えば、鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属の線材５ａの周囲を、ホウ珪酸系ガラス等の絶縁性の外囲体５ｂで取り囲んだ構造である。
【００２１】
前記線材５ａと外囲体５ｂとから成るコネクター５は、例えば、鉄−ニッケル−コバルト合金から成る線材５ａを、鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属から成る円筒状の容器の中央にセットし、容器内にホウ珪酸ガラス等のガラス粉末を充填した後、ガラス粉末を加熱溶融させて線材５ａの周囲に被着させることによって製作される。
【００２２】
かくして上述の半導体素子収納用パッケージによれば、基体１の搭載部１ａに半導体素子６を搭載するとともにガラス、樹脂、ロウ材等の接着材を介して固定し、しかる後、半導体素子６の各電極を第１配線導体２ａおよびグランド配線導体２ｂに、例えば、ボンディングワイヤ８を介して接続し、最後に蓋体１０を基体１の上面に封止材を介して接合させ、半導体素子６を気密に封入することによって半導体装置１１となる。
【００２３】
この半導体装置１１は基体１下面の入出力用パッド３ａおよびグランド用パッド３ｂが外部電気回路基板の所定の信号用や接地用等の回路導体に半田バンプ等の外部端子を介して接続され、これによって半導体素子６の信号用、接地用の各電極は外部電気回路と電気的に接続される。
【００２４】
また、この半導体装置１１に取着されているコネクター５の線材５ａに同軸ケーブル等の外部接続用の導線を接続することにより、半導体素子６の電極が通信装置等の外部機器に接続される。
【００２５】
そしてかかる半導体装置１１は、外部電気回路から供給される複数の周波数帯域が低い（５〜１０ＧＨｚ）電気信号を第１配線導体２ａを介して半導体素子６に入力させ、半導体素子６でこれら入力された電気信号を合成して一つの周波数帯域が高い（４０〜８０ＧＨｚ）電気信号とするとともにこれを第２配線導体４を介してコネクター５に出力し、該コネクター５の線材５ａを介して外部の通信装置等の外部機器に伝送する、或いは、外部の通信装置等の外部機器から伝送された一つの周波数帯域が高い（４０〜８０ＧＨｚ）電気信号をコネクター５の線材５ａ及び第２配線導体４を介して半導体素子６に入力し、半導体素子６で入力された周波数帯域が高い（４０〜８０ＧＨｚ）電気信号を複数の周波数帯域が低い（５〜１０ＧＨｚ）電気信号に変換するとともにこれらの個々の周波数帯域が低い電気信号を第１配線導体２ａを介して外部電気回路に供給することとなる。
【００２６】
本発明の半導体素子収納用パッケージおよびこれを用いた半導体装置においては、図２に示すように、基体１中に、グランド配線導体２ｂに接続され、かつ第２配線導体４のうちコネクター５の線材５ａとの接続領域を除く領域と対向するグランド金属層９を設けておくことが重要である。
【００２７】
このように基体１中にグランド配線導体２ｂに接続され、かつ第２配線導体４のうちコネクター５の線材５ａとの接続領域を除く領域と対向するようにグランド金属層９を設けておくと、第２配線導体４のうちコネクター５の線材５ａとの接続領域を除く領域においてグランド金属層９と第２配線導体４との間に基体材料を誘電物質とした容量成分が形成され、コネクター５の線材５ａが非接続領域での第２配線導体４のインピーダンスが低いものとなってコネクター５の線材５ａが接続されている領域（低インピーダンス領域）のインピーダンスに近似し、その結果、第２配線導体４とコネクター５の線材５ａに４０ＧＨｚ〜８０ＧＨｚの高周波の電気信号を伝送させたとしてもインピーダンスがほぼ均一であることから大きな反射を起こすことはなく、伝送特性を優れたものとなすことが可能となる。
【００２８】
前記グランド金属層９は、銅、銀、金、パラジウム、タングステン、モリブデン等の金属材料からなり、例えば、銅から成る場合であれば、銅粉末に有機溶剤等を添加して成る金属ペーストを基体１となる一つのセラミックグリーンシートの表面にスクリーン印刷法により所定パターンに印刷しておくことによって、基体１中で第２配線導体４のうちコネクター５の線材５ａとの接続領域を除く領域と対向するように形成され、また基体１となるセラミックグリーンシートに予め貫通孔を形成しておき、この貫通孔内に上記金属ペーストを充填させておくことによって異なるセラミックグリーンシートの表面に形成されているグランド配線導体２ｂとグランド金属層９とが接続されることとなる。
【００２９】
なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置によれば、基体中に、グランド配線導体に接続され、かつ第２配線導体のうちコネクターの線材との接続領域を除く領域と対向するようにグランド金属層を設けたことから第２配線導体のうちコネクターの線材との接続領域を除く領域においてグランド金属層と第２配線導体との間に基体材料を誘電物質とした容量成分が形成され、コネクターの線材が非接続領域での第２配線導体のインピーダンスが低いものとなってコネクターの線材が接続されている領域（低インピーダンス領域）のインピーダンスに近似し、その結果、第２配線導体とコネクターの線材に４０ＧＨｚ〜８０ＧＨｚの高周波の電気信号を伝送させたとしてもインピーダンスがほぼ均一であることから大きな反射を起こすことはなく、伝送特性を優れたものとなすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体素子収納用パッケージおよびこの半導体素子収納用パッケージを用いた半導体装置の一実施例を示す断面図である。
【図２】図１に示す半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置の要部拡大図である。
【符号の説明】
１・・・・・基体
１ａ・・・・搭載部
２ａ・・・・第１配線導体
２ｂ・・・・グランド配線導体
３ａ・・・・入出力用パッド
３ｂ・・・・グランド用パッド
４・・・・・第２配線導体
４ａ・・・・凹部
５・・・・・コネクター
５ａ・・・・線材
５ｂ・・・・外囲体
６・・・・・半導体素子
７・・・・・半導体素子収納用パッケージ
８・・・・・ボンディングワイヤ
９・・・・・グランド金属層
１０・・・・蓋体
１１・・・・半導体装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor element storage package for storing a semiconductor element that transmits and receives a high-frequency electrical signal, and a semiconductor device using the semiconductor element storage package.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a package for housing a semiconductor element for housing a semiconductor element that transmits and receives electrical signals is generally an electrical insulating material such as an aluminum oxide sintered body, a mullite sintered body, a glass ceramic, and an aluminum nitride sintered body. And a base material having a semiconductor element mounting portion formed on the upper surface and a metal material such as tungsten, molybdenum, manganese, copper, silver, and the like. An output wiring conductor (first wiring conductor) and a ground wiring conductor; a plurality of ground pads and input / output pads formed on the lower surface of the base body so as to be electrically connected to the wiring conductor; A wiring conductor for input / output (second wiring conductor) led out from the mounting part to the upper surface or side surface, a conductive wire, and an insulating envelope. , Is connected to the input wire conductor out one end of the wire (second wiring conductor), the other end is constituted by a connector that is led to the outside.
[0003]
In such a package for housing a semiconductor element, a semiconductor element for transmitting and receiving an electric signal is bonded and fixed to the mounting portion via a bonding material such as an Au-Sn brazing material or solder, and the electrode of the semiconductor element is connected to an input / output wiring conductor. (First wiring conductor), ground wiring conductor and input / output wiring conductor (second wiring conductor) are connected via a conductive connecting material such as a bonding wire, a connecting ribbon, and solder, and then as necessary. A semiconductor device is obtained by sealing the semiconductor element with a lid or the like.
[0004]
In the semiconductor device, a ground pad and an input / output pad formed on the lower surface of the base are connected to a circuit conductor of an external electric circuit board through a solder bump or the like, so that a semiconductor element accommodated in the semiconductor device is an external electric circuit. At the same time, an external device such as an external communication device is connected to the connector via a coaxial cable or the like, so that the semiconductor element and the external device are connected.
[0005]
The semiconductor element used in the semiconductor device has a function of synthesizing and converting a plurality of electric signals into one electric signal, or separating one electric signal into a plurality of electric signals. In addition, a plurality of low frequency band electrical signals input through the first wiring conductor are combined by the semiconductor element to become one high frequency frequency electrical signal. The high frequency band electrical signal passes through the second wiring conductor. The high frequency signal transmitted from the connector to the external device such as an external communication device is transmitted from the connector to the external device such as a communication device. The signals are converted into signals, and the electric signals having low frequency bands are transmitted to the external electric circuit via the first wiring conductor.
[0006]
The connector usually has a structure in which a metal wire such as iron-nickel-cobalt alloy is surrounded by an enclosure made of an insulating material such as glass, and the connector wire and the second wiring. The conductor is connected to a length of about 2 mm (2000 μm) or more in order to prevent it from coming off from the second wiring conductor when the wire of the connector expands due to heat, thereby increasing the connection area.
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-164466
[Problems to be solved by the invention]
However, in this conventional package for housing a semiconductor element and semiconductor device, the wire material of the connector is connected to the second wiring conductor over a length of 2 mm or more, and the impedance at the connecting portion between the second wiring conductor and the connector is The total with the wire becomes a low impedance lower than the others, and the low impedance region is 2 mm or more. For this reason, when a high frequency electrical signal of 40 GHz to 80 GHz is transmitted between the second wiring conductor and the connector wire, the high frequency electrical signal has a low impedance (the second wiring conductor and the connector wire are Reflection or the like is caused in a region connected over 2 mm or more, and transmission characteristics are greatly deteriorated.
[0008]
The present invention has been devised in view of the above disadvantages, and its purpose is to effectively prevent reflection of high-frequency electrical signals at the connection portion between the second wiring conductor and the connector wire, and to have excellent transmission characteristics. An object is to provide an element storage package and a semiconductor device.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
A package for housing a semiconductor element according to the present invention includes a base having a mounting portion on which a semiconductor element for transmitting and receiving an electrical signal of 40 GHz to 80 GHz is mounted, and a plurality of ground wirings extending from the mounting portion to the lower surface of the base A plurality of ground pads and input / output pads formed on a lower surface of the base body and electrically connected to the ground wiring conductor and the first wiring conductor; and mounting the base body Formed by a second wiring conductor led out from the upper surface to the side surface, and a connector comprising a conductive wire and an insulating envelope, and the wire is electrically connected to the second wiring conductor A ground that is connected to the ground wiring in the base and faces a region of the second wiring conductor excluding a connection region with a connector wire. It is characterized in the provision of the genus layer.
[0010]
The semiconductor device according to the present invention includes a package for housing a semiconductor element configured as described above and a semiconductor element that transmits and receives an electrical signal of 40 GHz to 80 GHz. The semiconductor element is mounted and fixed on the mounting portion of the package, and Each electrode is electrically connected to the first wiring conductor and the second wiring conductor.
[0011]
According to the semiconductor element storage package and the semiconductor device of the present invention, the ground metal is connected to the ground wiring conductor in the substrate and faces the region of the second wiring conductor excluding the connection region with the connector wire. Since the layer is provided, a capacitive component using the base material as a dielectric substance is formed between the ground metal layer and the second wiring conductor in the region of the second wiring conductor excluding the connection region with the wire of the connector. The impedance of the second wiring conductor in the non-connected region is low and approximates the impedance of the region where the connector wire is connected (low impedance region). As a result, the second wiring conductor and the connector wire Even if a high frequency electrical signal of 40 GHz to 80 GHz is transmitted to the antenna, the impedance is almost uniform, causing a large reflection. Succoth not, it can be made with excellent transmission characteristics.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows an embodiment of a package for housing a semiconductor device according to the present invention. Reference numeral 1 denotes a base, 2a denotes a first wiring conductor, 2b denotes a ground wiring conductor, 3a denotes an input / output pad, 3b denotes a ground pad, The second wiring conductor 5 is a connector. A semiconductor element housing package 7 for housing the semiconductor element 6 by the substrate 1, the first wiring conductor 2a, the ground wiring conductor 2b, the input / output pad 3a, the ground pad 3b, the second wiring conductor 4 and the connector 5 is provided. Basically composed.
[0013]
The substrate 1 is made of an electrically insulating material such as an aluminum oxide sintered body, a mullite sintered body, a glass ceramic, an aluminum nitride sintered body. For example, when the substrate 1 is made of an aluminum oxide sintered body, An appropriate organic solvent, solvent, plasticizer, and dispersing agent are added to and mixed with raw material powders such as silicon, magnesium oxide, and calcium oxide to make a mud, and this mud is made by a conventionally known doctor blade method, calender roll method, etc. A ceramic green sheet (ceramic green sheet) is obtained by forming a sheet by using a sheet forming method, and thereafter, the ceramic green sheet is appropriately punched and laminated, and a high temperature of about 1600 ° C. It is manufactured by firing at
[0014]
The base 1 is formed with a plurality of first wiring conductors 2a and ground wiring conductors 2b from the semiconductor element mounting portion 1a to the lower surface, and the wiring conductors 2a and 2b are used for inputting and outputting electric signals of the semiconductor elements. The grounding electrode functions as a conductive path for connecting to the input / output pad 3a and the grounding pad 3b. One end on the mounting portion 1a side is used for input / output of electric signals of the semiconductor element 6 and for grounding Each electrode is electrically connected through a conductive connecting material.
[0015]
The first wiring conductor 2a, the ground wiring conductor 2b, the input / output pad 3a, and the ground pad 3b are made of a metal material such as copper, silver, gold, palladium, tungsten, molybdenum, manganese, and the like. If it exists, it forms by printing the metal paste which adds an organic solvent etc. to copper powder on the surface of the ceramic green sheet used as the base | substrate 1 by a screen printing etc. in a predetermined pattern.
[0016]
One end of the first wiring conductor 2a and the ground wiring conductor 2b on the lower surface side of the base 1 is electrically connected to the corresponding input / output pad 3a and ground pad 3b, respectively. By connecting the ground pad 3b to a predetermined signal or ground circuit conductor of the external electric circuit, the electric signal input / output and ground electrodes of the semiconductor element 6 are electrically connected to the external electric circuit. Is done.
[0017]
The base 1 has a second wiring conductor 4 formed from the semiconductor element mounting portion 1 a to the upper surface, side surface, and the like. The second wiring conductor 4 connects the electrode of the semiconductor element 6 to the wire 5 a of the connector 5. The electrode of the semiconductor element 6 is electrically connected to one end on the mounting portion 1a side via the conductive connecting material 8.
[0018]
The second wiring conductor 4 is made of a metal material such as copper, silver, gold, palladium, tungsten, molybdenum, manganese, etc., like the first wiring conductor 2a described above. It is formed by printing a metal paste formed by adding an organic solvent or the like to the powder on the surface of the ceramic green sheet serving as the substrate 1 in a predetermined pattern by screen printing or the like.
[0019]
One end of the second wiring conductor 4 on the outer surface side of the base 1 is electrically connected to the wire 5a of the connector 5, and the connector 5 is connected to an external device such as a communication device via a coaxial cable or the like. High frequency signals are transmitted and received between the semiconductor element 6 and the external device.
[0020]
The connector 5 acts as a connection body for connecting the second wiring conductor 4 of the package 7 for housing a semiconductor element to an external device via a coaxial cable or the like. For example, a metal wire such as iron-nickel-cobalt alloy This is a structure in which the periphery of 5a is surrounded by an insulating envelope 5b such as borosilicate glass.
[0021]
The connector 5 comprising the wire 5a and the outer enclosure 5b, for example, sets the wire 5a made of iron-nickel-cobalt alloy at the center of a cylindrical container made of metal such as iron-nickel-cobalt alloy, After the container is filled with glass powder such as borosilicate glass, the glass powder is heated and melted and deposited around the wire 5a.
[0022]
Thus, according to the above-described package for housing a semiconductor element, the semiconductor element 6 is mounted on the mounting portion 1a of the base 1 and fixed through an adhesive such as glass, resin, brazing material, and then each of the semiconductor elements 6 is mounted. The electrodes are connected to the first wiring conductor 2a and the ground wiring conductor 2b through, for example, bonding wires 8, and finally the lid body 10 is bonded to the upper surface of the base body 1 through a sealing material, whereby the semiconductor element 6 is hermetically sealed. The semiconductor device 11 is formed by encapsulating in.
[0023]
In this semiconductor device 11, input / output pads 3a and ground pads 3b on the lower surface of the substrate 1 are connected to predetermined signal or ground circuit conductors of an external electric circuit board via external terminals such as solder bumps. Thus, the signal and ground electrodes of the semiconductor element 6 are electrically connected to an external electric circuit.
[0024]
Further, by connecting an external connection conductor such as a coaxial cable to the wire 5a of the connector 5 attached to the semiconductor device 11, the electrode of the semiconductor element 6 is connected to an external device such as a communication device.
[0025]
The semiconductor device 11 inputs a plurality of low frequency band (5 to 10 GHz) electric signals supplied from an external electric circuit to the semiconductor element 6 through the first wiring conductor 2a, and these are input by the semiconductor element 6. The electrical signal is combined into an electrical signal having a high frequency band (40 to 80 GHz) and output to the connector 5 through the second wiring conductor 4, and externally connected through the wire 5a of the connector 5. An electrical signal that is transmitted to an external device such as a communication device or is transmitted from an external device such as an external communication device (40 to 80 GHz) is transmitted through the wire 5a and the second wiring conductor 4 of the connector 5. To the semiconductor element 6, and an electric signal having a high frequency band (40 to 80 GHz) input by the semiconductor element 6 has a plurality of low frequency bands (5 to 10 GHz). The electrical signals of these individual frequency band is low and converts the electrical signal through the first wiring conductor 2a so that the supply to an external electrical circuit.
[0026]
In the semiconductor element storage package and the semiconductor device using the same according to the present invention, as shown in FIG. 2, the wire 1 is connected to the ground wiring conductor 2 b in the substrate 1 and is the connector 5 of the second wiring conductor 4. It is important to provide a ground metal layer 9 opposite to the region excluding the connection region with 5a.
[0027]
When the ground metal layer 9 is provided in the base 1 so as to be connected to the ground wiring conductor 2b and to face the region of the second wiring conductor 4 excluding the connection region with the wire 5a of the connector 5, A capacity component using a base material as a dielectric substance is formed between the ground metal layer 9 and the second wiring conductor 4 in a region of the second wiring conductor 4 except for a connection region of the connector 5 with the wire 5a. The wire 5a has a low impedance in the second wiring conductor 4 in the non-connection region, and approximates the impedance of the region (low impedance region) to which the wire 5a of the connector 5 is connected. As a result, the second wiring conductor Even if a high frequency electrical signal of 40 GHz to 80 GHz is transmitted to the wire 5a of the connector 4 and the connector 5, the impedance is almost uniform, causing a large reflection. Never, it is possible to form with excellent transmission characteristics.
[0028]
The ground metal layer 9 is made of a metal material such as copper, silver, gold, palladium, tungsten, or molybdenum. For example, if the ground metal layer 9 is made of copper, a metal paste formed by adding an organic solvent or the like to copper powder is used as a base. By printing a predetermined pattern on the surface of one ceramic green sheet to be 1 by a screen printing method, the substrate 1 is opposed to a region of the second wiring conductor 4 excluding a region where the connector 5 is connected to the wire 5a. A through hole is formed in advance in the ceramic green sheet to be the base 1 and the metal paste is filled in the through hole, so that the ceramic green sheet is formed on the surface of a different ceramic green sheet. The ground wiring conductor 2b and the ground metal layer 9 are connected.
[0029]
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned Example, A various change is possible if it is a range which does not deviate from the summary of this invention.
[0030]
【The invention's effect】
According to the semiconductor element storage package and the semiconductor device of the present invention, the ground metal is connected to the ground wiring conductor in the substrate and faces the region of the second wiring conductor excluding the connection region with the connector wire. Since the layer is provided, a capacitive component using the base material as a dielectric substance is formed between the ground metal layer and the second wiring conductor in the region of the second wiring conductor excluding the connection region with the wire of the connector. The impedance of the second wiring conductor in the non-connected region is low and approximates the impedance of the region where the connector wire is connected (low impedance region). As a result, the second wiring conductor and the connector wire Even if a high frequency electrical signal of 40 GHz to 80 GHz is transmitted to the antenna, the impedance is almost uniform, causing a large reflection. Succoth not, it can be made with excellent transmission characteristics.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a semiconductor element housing package and a semiconductor device using the semiconductor element housing package of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the semiconductor element storage package and the semiconductor device shown in FIG. 1;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Base 1a ... Mounting part 2a ... 1st wiring conductor 2b ... Ground wiring conductor 3a ... Input / output pad 3b ... Ground pad 4 ... 2nd wiring conductor 4a ... Recess 5 ... Connector 5a ... Wire 5b ... Enclosure 6 ... Semiconductor element 7 ... Semiconductor Element storage package 8... Bonding wire 9... Ground metal layer 10... Lid 11.

Claims

A base having a mounting portion on which a semiconductor element for transmitting and receiving electrical signals of 40 GHz to 80 GHz is mounted; a plurality of ground wiring conductors and first wiring conductors extending from the mounting portion to a lower surface of the base; and the base A plurality of ground pads and input / output pads that are electrically connected to the ground wiring conductor and the first wiring conductor, and are led out from the mounting portion of the base to the upper surface or the side surface. A second wiring conductor, a conductive wire and an insulating envelope, the wire is formed by a connector electrically connected to the second wiring conductor, A half metal layer is provided which is connected to a ground wiring conductor and which faces a region of the second wiring conductor excluding a connection region with a connector wire. Body element package for housing.

A package for housing a semiconductor element according to claim 1 and a semiconductor element that transmits and receives an electrical signal of 40 GHz to 80 GHz. The semiconductor element is mounted and fixed on a mounting portion of the package, and each electrode of the semiconductor element is first connected to the package. A semiconductor device, wherein the semiconductor device is electrically connected to a wiring conductor and a second wiring conductor.