JP4303564B2 - 半導体装置 - Google Patents

Description

本発明は高周波の電気信号を送受信する半導体素子を半導体素子収納用パッケージ内に気密に収容して成る半導体装置に関するものである。

近年、光通信や無線通信等の機器には多数の半導体装置が使用されており、かかる半導体装置は一般に、高周波の電気信号を送受信する半導体素子を半導体素子収納用パッケージ内に気密に収容することによって形成されている。

前記半導体素子収納用パッケージは、通常、酸化アルミニウム質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、ガラスセラミックス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、該基体の搭載部に形成されている第１パッドおよび第２パッドと、該第１パッドより基体に設けた貫通孔を介し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、前記第２パッドより基体に設けた貫通孔を介し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、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により構成されている。

なお、前記第１パッド、第２パッド、グランド配線導体、第１配線導体および第２配線導体は、タングステン、モリブデン、マンガン、銅、銀等の金属材料で形成されている。

そして、かかる半導体素子収納用パッケージには、その搭載部に電気信号を送受信する半導体素子が搭載され、第１パッドおよび第２パッドに半導体素子の下面に形成されている電極を接続部材を介して電気的に接続するとともに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。

また前記半導体装置は基体の下面に導出されているグランド配線導体および第１配線導体を外部電気回路基板の回路導体に半田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。

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、外部電気回路から第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。

また前記酸化アルミニウム質焼結体等から成る基体はその線膨張係数が約７．５×１０^−６／℃であるのに対し、半導体素子は一般にシリコンで形成されており、その線膨張係数は約４×１０^−６／℃程度であり、相違することから半導体素子の電極を第１パッドおよび第２パッドに半田等から成る接続部材を介して接続した後、基体と半導体素子に熱が作用すると基体と半導体素子の熱膨張量の相違に起因して大きな応力が発生しこの応力によって第１パッドおよび第２パッドが基体より剥離したり、半田等からなる接続部材に破断が発生して半導体素子と第１パッドおよび第２パッドとの間の接続が破られてしまう。そのためこの従来の半導体素子収納用パッケージ等は第１パッドおよび第２パッドを直径が０．２５ｍｍ以上の円形形状（平面積が０．０４９ｍｍ^２以上の円形形状）とし基体と第１パッドおよび第２パッドとの接合強度を強くするとともに半導体素子の電極と第１パッドおよび第２パッドとを接続する半田等からなる接続部材の量を多くし破断が発生しないようにしている。
特開２００２−１６４４６６号公報

しかしながら、この従来の半導体装置においては、基体の半導体素子が搭載される搭載部に形成されている円形形状の第１パッドおよび第２パッドの直径が０．２５ｍｍ以上（平面積で０．０４９ｍｍ^２以上）であるのに対し、該第１パッドおよび第２パッドに接続される第１配線導体および第２配線導体のうち基体に設けた貫通孔領域での断面積が通常約０．０１ｍｍ^２（直径が約０．１〜０．１１ｍｍの円形形状）であり大きく相違（第１パッドおよび第２パッドの平面積が第１配線導体および第２配線導体の断面積より約５倍大きい）することから、基体に設けた貫通孔領域での第１配線導体および第２配線導体のインピーダンスに比し、第１パッドおよび第２パッドのインピーダンスが非常に小さいものとなっている。そのため、第１パッドおよび第２パッドに半導体素子の電極を接続し、この第１パッドおよび第２パッドを介して半導体素子と第１配線導体および第２配線導体との間に５ＧＨｚ以上の高周波の電気信号を出し入れ（第１パッドと第１配線導体には５〜１０ＧＨｚ、第２パッドと第２配線導体には４０〜８０ＧＨｚの電気信号が伝送される）した場合、インピーダンスが低い第１パッドおよび第２パッドで反射等を起こし、ノイズを発生して伝送特性が大きく劣化してしまうという欠点を有していた。

本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は半導体素子の電極が接続される第１パッドおよび第２パッドでの高周波の電気信号の反射等を有効に防止し、高周波の電気信号の伝送特性を大きく改善した半導体装置を提供することにある。

本発明は、半導体素子が搭載される搭載部を有する基体と、該基体の搭載部に形成されている第１パッドおよび第２パッドと、該第１パッドより基体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、前記第２パッドより基体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、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から成る半導体素子収納用パッケージと、下面に電極を有し、４０ＧＨｚ乃至８０ＧＨｚの電気信号を送受信する半導体素子とで構成され、前記半導体素子収納用パッケージの搭載部に半導体素子を搭載するとともに第１パッドおよび第２パッドに半導体素子の下面に形成されている電極を接続部材を介して電気的に接続してなる半導体装置であって、前記第１配線導体及び前記第２配線導体は、断面の直径が０．１〜０．１１ｍｍであり、前記第１パッドおよび第２パッドの平面積が０．０１８ｍｍ^２以下であり、かつ前記接続部材がヤング率を５００Ｎ／ｍｍ^２以下としたコア部材と、該コア部材の外表面に被着されている電気抵抗率を２×１０^−７Ω・ｍ以下とした被覆材とから形成されていることを特徴とするものである。

また本発明の半導体装置は、前記接続部材のコア部材がジビニルベンゼン樹脂から成り、被覆材が銅、銀もしくはこれらの合金から成ることを特徴とするものである。

また本発明の半導体装置は、前記接続部材の被覆材がコア部材にめっき法により３μｍ乃至１５μｍの厚みに被着させて形成したことを特徴とするものである。

また本発明の半導体装置は、前記接続部材の被覆材の外表面に、半田が被着されていることを特徴とするものである。

本発明の半導体装置によれば、基体の半導体素子が搭載される搭載部に形成され、半導体素子の電極が接続される第１パッドおよび第２パッドの平面積を０．０１８ｍｍ^２以下とし、基体の貫通孔に形成され、前記第１パッドおよび第２パッドに接続されている第１配線導体および第２配線導体の断面積（約０．０１ｍｍ^２：直径約０．１〜０．１１ｍｍ）に近づけたことから高い周波数において第１パッドおよび第２パッドのインピーダンスと第１配線導体および第２配線導体のインピーダンスとを近似させることができ、その結果、第１パッドおよび第２パッドに半導体素子の電極を接続し、この第１パッドおよび第２パッドを介して半導体素子と第１配線導体および第２配線導体との間に５ＧＨｚ以上の高周波の電気信号を出し入れ（第１パッドと第１配線導体には５〜１０ＧＨｚ、第２パッドと第２配線導体には４０〜８０ＧＨｚの電気信号が伝送される）した場合、第１パッドおよび第２パッドで大きな反射等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。

また本発明の半導体装置によれば、第１パッドおよび第２パッドと半導体素子の電極とを接続する接続部材をヤング率が５００Ｎ／ｍｍ^２以下、具体的にはジビニルベンゼン樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂の少なくとも一種で形成したコア部材と、該コア部材の外表面に被着され、電気抵抗率が２×１０^−７Ω・ｍ以下、具体的には銅、銀、錫、白金、パラジウムの少なくとも一種で形成した被覆材とで構成したことから、半導体素子の電極を第１パッドおよび第２パッドに接続部材を介して接続した後、基体と半導体素子に熱が作用し、基体と半導体素子との間に両者の線膨張係数の相違に起因する熱応力が発生したとしても、その熱応力は接続部材のヤング率が５００Ｎ／ｍｍ^２以下と低いコア部材を適度に変形させることによって効果的に吸収・緩和され、その結果、第１パッドおよび第２パッドが基体より剥離したり接続部材に破断が発生することはほとんどなく、これによって半導体素子の電極を第１パッドおよび第２パッドに確実に接続することができる。

また特に前記接続部材のコア部材をジビニルベンゼン樹脂で形成した場合、このジビニルベンゼン樹脂は分子構造が主鎖にベンゼン環を有し、側鎖にＯＨ基等の極性基をもたない構造で、電子が局在しない構造であるため、コア部材を低誘電率（低ε）、低誘電損失（低ｔａｎδ）となし、これによってコア部材の表面に被着されている被覆材を伝って伝送される周波数の高い電気信号は減衰が極めて効果的に防止されて低損失で伝送することができる。

また前記コア部材の被覆材を銅、銀もしくはこれらの合金から成るものとした場合、第１パッドおよび第２パッドと半導体素子の電極とを間に接続部材を配すると共に半田を介して接続する際、半田が接続部材の被覆材の表面に良好に流れて、第１パッドおよび第２パッドと接続部材、半導体素子の電極と接続部材との半田を介しての電気的接続が確実、強固となり、第１パッドおよび第２パッドと半導体素子の電極との接続信頼性をより一層高いものとなすことができる。

また前記接続部材の被覆材をコア部材にめっき法により３μｍ乃至１５μｍの厚みに被着させて形成した場合には、被覆材をコア部材に、より効率的にかつ高い生産性をもって被着させることができ、接続部材をより一層効率よく形成することができる。また、被覆材が適度に薄いため、熱応力等の応力による被覆材の機械的な破壊、および被覆材自体のヤング率が増加することに起因する被覆材の機械的な破壊をより効果的に抑止して、被覆材をコア部材に、より一層高信頼性で被着させておくことができる。

また前記接続部材の被覆材の外表面に半田を被着させた場合には、第１パッドおよび第２パッドと半導体素子の電極とを間に接続部材を配すると共に半田を介して接続する際、半田がより一層接続部材の被覆材の表面に良好に流れて、第１パッドおよび第２パッドと接続部材、半導体素子の電極と接続部材との半田を介しての電気的接続が確実、強固となり、第１パッドおよび第２パッドと半導体素子の電極との接続信頼性が極めて高いものとなる。

次に、本発明を添付図面に基づき詳細に説明する。

図１は本発明の半導体装置の一実施例を示し、半導体素子収納用パッケージ８内に半導体素子９を収容して構成されている。

前記半導体素子収納用パッケージ８は、基体１、第１パッド２、第２パッド３、第１配線導体４ａ、グランド配線導体４ｂ、入出力用パッド５ａ、グランド用パッド５ｂ、第２配線導体６およびコネクター７により基本的に形成されている。

前記基体１は酸化アルミニウム質焼結体、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必要に応じて複数枚積層し、約１６００℃の高温で焼成することによって製作される。

また前記基体１はその上面に半導体素子９が搭載収容される搭載部１ａを有しており、該搭載部１ａには半導体素子９の電極１０が接続部材１１を介して電気的に接続される第１パッド２および第２パッド３が形成されている。

前記第１パッド２および第２パッド３はタングステン、モリブデン、マンガン、銅、銀等の金属材料から成り、例えば、タングステンから成る場合であれば、タングステン粉末に有機溶剤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所定パターンに印刷しておくことによって基体１の搭載部１ａに形成される。

更に前記基体１には搭載部１ａに形成した第１パッド２から基体１に設けた貫通孔を介し基体１下面に導出する第１配線導体４ａおよびグランド配線導体４ｂが形成されており、該各配線導体４ａ、４ｂは半導体素子９の電極１０が接続される第１パッド２を後述する基体１下面に被着形成されている入出力用パッド５ａやグランド用パッド５ｂに接続するための導電路として作用する。

前記基体１にはまたその下面に入出力用パッド５ａやグランド用パッド５ｂが被着形成されており、該入出力用パッド５ａおよびグランド用パッド５ｂは、半導体素子の各電極を外部電気回路基板の回路導体の所定の信号用や接地用等の回路導体に接続する作用をなす。
なお、前記第１配線導体４ａおよびグランド配線導体４ｂ、入出力用パッド５ａおよびグランド用パッド５ｂは、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、例えばタングステンから成る場合であれば、タングステン粉末に有機溶剤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等に所定パターンに印刷しておくことにより形成される。

更に、前記基体１には搭載部１ａに形成した第２パッド３から基体１に設けた貫通孔を介し基体１の上面もしくは側面に導出する第２配線導体６が形成されており、該第２配線導体６は半導体素子９の電極１０をコネクター７の線材７ａに接続するための導電路として作用する。

前記第２配線導体６は、上述の第１配線導体４ａ等と同様に、タングステン、モリブデン等の金属材料から成り、例えばタングステンから成る場合であれば、タングステン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等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形成される。

この第２配線導体６の基体１外表面側の一端はコネクター７の線材７ａと電気的に接続しており、このコネクター７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９と外部機器との間で高周波信号の送受信が行われる。

前記コネクター７は、半導体素子収納用パッケージ８の第２配線導体６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７ａの周囲を、ホウ珪酸系ガラス等の絶縁性の外囲体７ｂで取り囲んだ構造である。

前記線材７ａと外囲体７ｂとから成るコネクター７は、例えば、鉄−ニッケル−コバルト合金から成る線材７ａ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７ａの周囲に被着させることによって製作される。

かくして上述の半導体素子収納用パッケージ８によれば、基体１の搭載部１ａに半導体素子９を搭載するとともに、半導体素子９の下面に形成されている電極１０を第１パッド２および第２パッド３に接続部材１１を介して接続し、最後に蓋体１２を基体１の上面に封止材を介して接合させ、半導体素子９を気密に封止することによって半導体装置１３となる。

この半導体装置１３は基体１下面の入出力用パッド５ａおよびグランド用パッド５ｂが外部電気回路基板１４の所定の信号用や接地用等の回路導体１５に半田等を介して接続され、これによって半導体素子９の電極１０は外部電気回路基板１４と電気的に接続される。

なお、入出力用パッド５ａおよびグランド用パッド５ｂの、外部電気回路基板１４の所定の信号用や接地用等の回路導体１５への半田等を介しての接続は、あらかじめ半田等を入出力用パッド５ａおよびグランド用パッド５ｂに接合しておくとともに、この半田を再溶融させることによって入出力用パッド５ａ等は外部電気回路基板１４の所定の回路導体１５に接続されることとなる。

また、この半導体装置１３に取着されているコネクター７の線材７ａ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９の電極１０が通信装置等の外部機器に接続される。

そしてかかる半導体装置１３は、外部電気回路基板１４から供給される５〜１０ＧＨｚの複数の電気信号を入出力用パッド５ａ、第１配線導体４ａおよび第１パッド２を介して半導体素子９に入力させ、半導体素子９でこれら入力された電気信号を合成して、４０〜８０ＧＨｚの電気信号とするとともにこれを第２パッド３および第２配線導体６を介してコネクター７に出力し、該コネクター７の線材７ａ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４０〜８０ＧＨｚの一つの電気信号をコネクター７の線材７ａ、第２配線導体６および第２パッド３を介して半導体素子９に入力し、半導体素子９で入力された４０〜８０ＧＨｚの電気信号を５〜１０ＧＨｚの複数の電気信号に変換するとともにこれらの個々の電気信号を第１パッド２、第１配線導体４ａおよび入出力用パッド５ａを介して外部電気回路基板１４に供給することとなる。

本発明の半導体装置においては、半導体素子９の電極１０が接続部材１１を介して接続される第１パッド２および第２パッド３の平面積を０．０１８ｍｍ^２以下としておくことが重要である。

前記第１パッド２および第２パッド３の平面積を０．０１８ｍｍ^２以下としておくと、第１パッド２および第２パッド３の平面積が、基体１の貫通孔に形成され前記第１パッド２および第２パッド３に接続されている第１配線導体４ａおよび第２配線導体６の断面積（約０．０１ｍｍ^２：直径約０．１〜０．１１ｍｍ）に近づき、高い周波数において第１パッド２および第２パッド３のインピーダンスと第１配線導体４ａおよび第２配線導体６のインピーダンスとが近似し、その結果、第１パッド２および第２パッド３に半導体素子９の電極１０を接続し、この第１パッド２および第２パッド３を介して半導体素子９と第１配線導体４ａおよび第２配線導体６との間に５ＧＨｚ以上の高周波の電気信号を出し入れ（第１パッド２と第１配線導体４ａには５〜１０ＧＨｚ、第２パッド３と第２配線導体６には４０〜８０ＧＨｚの電気信号が伝送される）した場合、第１パッド２および第２パッド３で大きな反射等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。

なお、前記第１パッド２および第２パッド３はその平面積が０．０１８ｍｍ^２を超えると半導体素子９の電極１０を第１パッド２および第２パッド３に接続した後、第１パッド２および第２パッド３を介して半導体素子９と第１配線導体４ａおよび第２配線導体６間に高周波の電気信号を伝送させた場合、第１パッド２および第２パッド３で電気信号に反射が発生し、伝送特性が大きく劣化してしまう。従って、前記第１パッド２および第２パッド３はその平面積が０．０１８ｍｍ^２以下のものに特定される。

また前記第１パッド２および第２パッド３の平面積を０．０１８ｍｍ^２以下にする方法としては、金属ペーストを基体１となるグリーンシートに印刷しておくことによって第１パッド２および第２パッド３を形成する際、スクリーン印刷におけるスクリーンマスクの開口を０．０１８ｍｍ^２以下としておくことによって行われる。

また本発明の半導体装置においては、図２に示すように、接続部材１１を、ヤング率を５００Ｎ／ｍｍ^２ 以下としたコア部材１１ａと、該コア部材１１ａの外表面に被着されている電気抵抗率を２×１０^−７Ω・ｍ以下とした被覆材１１ｂとで形成しておくことが重要である。

前記接続部材１１を、ヤング率が５００Ｎ／ｍｍ^２ 以下のコア部材１１ａと、該コア部材１１ａの外表面に被着されている電気抵抗率が２×１０^−７Ω・ｍ以下の被覆材１１ｂで形成すると、半導体素子９の電極１０を第１パッド２および第２パッド３に接続部材１１を介して接続した後、基体１と半導体素子９に熱が作用し、基体１と半導体素子９との間に両者の線膨張係数の相違に起因する熱応力が発生したとしても、その熱応力は、接続部材１１のヤング率が５００Ｎ／ｍｍ^２以下と低いコア部材１１ａを適度に変形させることによって効果的に吸収・緩和され、その結果、第１パッド２および第３パッド３が基体１より剥離したり接続部材１１に破断が発生することはほとんどなく、これによって半導体素子９の電極１０を第１パッド２および第２パッド３に確実に接続することができる。

また、この場合、被覆材１１ｂの電気抵抗率を２×１０^−７Ω・ｍ以下としたことから、高周波の電気信号を第１パッド２および第２パッド３から半導体素子９に良好に伝送させることができる。

なお、前記コア部材１１ａのヤング率が５００Ｎ／ｍｍ^２ を超えると、コア部材１１ａが高弾性になり、接続部材１１が変形しにくくなる。そのため半導体素子９の電極１０を第１パッド２および第２パッド３に接続部材１１を介して接続した後、基体１と半導体素子９に熱が作用し、基体１と半導体素子９との間に両者の線膨張係数の相違に起因する熱応力が発生した際、その熱応力を効果的に吸収・緩和することができなくなり、その結果、第１パッド２および第２パッド３が基体１より剥離したり、接続部材１１に破断が発生したりしてしまう。従って、前記コア部材１１ａは、そのヤング率を５００Ｎ／ｍｍ^２ 以下とする必要がある。

また、コア部材１１ａのヤング率が１００Ｎ／ｍｍ^２ 未満になると、変形しやすくなりすぎる傾向があり、半導体素子９の電極１０と第１パッド２および第２パッド３に対する機械的な接続信頼性が低くなるおそれがあるため、コア部材１１ａのヤング率は、５００Ｎ／ｍｍ^２以下かつ１００Ｎ／ｍｍ^２ 以上であることが好ましい。

更に前記被覆材１１ｂの電気抵抗率が２×１０^−７Ω・ｍを超えると接続部材１１を介して第１パッド２および第２パッド３と半導体素子９の電極１０とを接続させた後、接続部材１１の被覆材１１ｂを通して第１パッド２および第２パッド３と半導体素子９の電極１０との間に高周波の電気信号を伝送させた場合、被覆材１１ｂで電気信号が大きく減衰し、高周波特性が大きく劣化してしまう。

したがって、被覆材１１ｂの電気抵抗率は２×１０^−７Ω・ｍ以下とする必要がある。

前記ヤング率が５００Ｎ／ｍｍ^２ 以下のコア部材１１ａとしてはジビニルベンゼン樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂の少なくとも一種が好適に使用され、また電気抵抗率が２×１０^−７Ω・ｍ以下の被覆材１１ｂとしては銅、銀、錫、白金、パラジウムの少なくとも一種が好適に使用される。

また特に前記接続部材１１のコア部材１１ａをジビニルベンゼン樹脂で形成した場合、このジビニルベンゼン樹脂は分子構造が主鎖にベンゼン環を有し、側鎖にＯＨ基等の極性基をもたない構造で、電子が局在しない構造であるため、コア部材１１ａを低誘電率（低ε）、低誘電損失（低ｔａｎδ）となし、これによってコア部材１１ａの表面に被着されている被覆材１１ｂを伝って伝送される高周波の電気信号は減衰が極めて効果的に防止されて低損失で伝送することができ、また被覆材１１ｂを銅、銀もしくはこれらの合金から成るものとした場合、第１パッド２および第２パッド３と半導体素子９の電極１０とを間に接続部材１１を配すると共に半田１６を介して接続する際、半田１６が接続部材１１の被覆材１１ｂの表面に良好に流れて、第１パッド２および第２パッド３と接続部材１１、半導体素子９の電極１０と接続部材１１との半田１６を介しての電気的接続が確実、強固となり、第１パッド２および第２パッド３と半導体素子９の電極１０との接続信頼性をより一層高いものとなすことができる。

また本発明の半導体装置においては、前記接続部材１１の被覆材１１ｂがコア部材１１ａにめっき法により３μｍ乃至１５μｍの厚みに被着させて形成されているものであることが好ましい。

前記被覆材１１ｂをコア部材１１ａの表面にめっき法により被着させるには、例えば、球状等の所定の形状に成形した多数のコア部材１１ａの表面を化学的、機械的に粗化し、次にこの粗面に無電解法により一括してめっき層を被着させることによって行うことができる。この場合、被覆材１１ｂがコア部材１１ａの表面に簡単、かつ均一、強固に被着させることができ、その結果、接続部材１１をより効率的にかつ高い生産性をもって形成することができる。

また、このときの被覆材１１ｂの厚みを３μｍ乃至１５μｍとしておくことにより、３μｍ以下で発生する被覆材１１ｂの応力による破壊および１５μｍ以上で発生する被覆材１１ｂ自体のヤング率が増加することに起因する破壊を抑止することができ、より一層長期にわたって第１パッド２および第２パッド３と半導体素子９の電極１０との接続を維持することが可能となる。

この場合、被覆材１１ｂの厚みが３μｍ未満では、被覆材１１ｂが薄く機械的強度が小さいため、熱応力等の応力により、被覆材１１ｂに機械的破壊が生じやすくなる傾向がある。

また被覆材１１ｂの厚みが１５μｍを超えると、被覆材１１ｂ自体のヤング率が高くなるため、被覆材１１ｂに内在する応力等による機械的破壊が生じやすくなる傾向がある。

また本発明の半導体装置においては、前記接続部材１１の被覆材１１ｂの外表面に、半田１６が被着されていることが好ましい。

前記接続部材１１の被覆材１１ｂの外表面に半田１６を被着させておくと、第１パッドおよび第２パッド３と半導体素子９の電極１０とを間に接続部材１１を配すると共に半田１６を介して接続する際、半田１６がより一層接続部材１１の被覆材１１ｂの表面に良好に流れて、第１パッド２および第２パッド３と接続部材１１、半導体素子９の電極１０と接続部材１１との半田１６を介しての電気的接続が確実、強固となり、第１パッド２および第２パッド３と半導体素子９の電極１０との接続信頼性が極めて高いものとなる。

このような半田１６としては、錫−鉛共晶半田、錫−銀系、錫−銀−銅系等の鉛フリー半田、鉛−錫系等の高融点半田等を用いることができる。

また、半田１６を接続部材１１の外表面に被着させる方法としては、接続部材１１の外表面に半田ペーストを塗布した後、リフロー加熱する等の方法を用いることができる。

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。

本発明の半導体装置の一実施例を示す断面図である。 図１に示す半導体装置の要部拡大断面図である。

符号の説明

１・・・・・基体
１ａ・・・・搭載部
２・・・・・第１パッド
３・・・・・第２パッド
４ａ・・・・第１配線導体
４ｂ・・・・グランド配線導体
５ａ・・・・入出力用パッド
５ｂ・・・・グランド用パッド
６・・・・・第２配線導体
７・・・・・コネクター
７ａ・・・・線材
７ｂ・・・・外囲体
８・・・・・半導体素子収納用パッケージ
９・・・・・半導体素子
１０・・・・電極
１１・・・・接続部材
１１ａ・・・コア部材
１１ｂ・・・被覆材
１２・・・・蓋体
１３・・・・半導体装置
１４・・・・外部電気回路基板
１５・・・・回路導体
１６・・・・半田

Claims (4)

1. 半導体素子が搭載される搭載部を有する基体と、該基体の搭載部に形成されている第１パッドおよび第２パッドと、該第１パッドより基体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、前記第２パッドより基体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、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から成る半導体素子収納用パッケージと、下面に電極を有し、４０ＧＨｚ乃至８０ＧＨｚの電気信号を送受信する半導体素子とで構成され、前記半導体素子収納用パッケージの搭載部に半導体素子を搭載するとともに第１パッドおよび第２パッドに半導体素子の下面に形成されている電極を接続部材を介して電気的に接続してなる半導体装置であって、
   前記第１配線導体及び前記第２配線導体は、断面の直径が０．１〜０．１１ｍｍであり、前記第１パッドおよび第２パッドの平面積が０．０１８ｍｍ^２以下であり、かつ前記接続部材がヤング率を５００Ｎ／ｍｍ^２以下としたコア部材と、該コア部材の外表面に被着されている電気抵抗率を２×１０^−７Ω・ｍ以下とした被覆材とから形成されていることを特徴とする半導体装置。
2. 前記接続部材のコア部材がジビニルベンゼン樹脂から成り、被覆材が銅、銀もしくはこれらの合金から成ることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記接続部材の被覆材がコア部材にめっき法により３μｍ乃至１５μｍの厚みに被着させて形成したことを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
4. 前記接続部材の被覆材の外表面に、半田が被着されていることを特徴とする請求項１乃至３に記載の半導体装置。

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