(57)【要約】  【課題】  20ＧＨｚ以上の高周波帯においても良好な終端特性を有し、搭載する半導体素子が正常に動作する配線基板を提供する。  【解決手段】  誘電体基板１と、誘電体基板１の一方主面上に配置された信号線路導体２と、信号線路導体２の両側に間隔を設けて配置された接地導体３と、信号線路導体２の一端と接地導体３とを接続する抵抗体４と、誘電体基板１の一方主面上に接地導体３と絶縁されて配置されたバイアス端子電極５と、誘電体基板１の他方主面上に配置された、一端が信号線路導体２の一端に、および他端がバイアス端子電極５にそれぞれ貫通導体６ｃを介して接続されたバイアス導体６と、バイアス導体６に長さ方向に沿って接続された電波吸収体７とを具備する配線基板８である。信号線路導体２とバイアス導体６との電磁結合が小さく、電磁結合しても電波吸収体７により減衰して信号線路導体２への反射が小さいので良好な終端特性となる。【選択図】  図１
2010103452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板と、該誘電体基板の一方主面上に配置された信号線路導体と、該信号線路導体の両側に間隔を設けて配置された接地導体と、前記信号線路導体の一端と前記接地導体とを接続する第１の抵抗体と、前記誘電体基板の一方主面上に前記接地導体と絶縁されて配置されたバイアス端子電極と、前記誘電体基板の他方主面上に配置された、一端が前記信号線路導体の前記一端に、および他端が前記バイアス端子電極にそれぞれ貫通導体を介して接続されたバイアス導体と、該バイアス導体に長さ方向に沿って接続された電波吸収体とを具備することを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記バイアス導体の前記電波吸収体に接続していない部分の長さが、前記信号線路導体により伝送する信号の波長の１／４未満であることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記電波吸収体は前記誘電体基板と前記バイアス導体との間に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の配線基板。
【請求項４】
上面に前記配線基板および半導体素子を搭載する搭載部を有する基体と、該基体の上面に接合された前記搭載部を取り囲む枠体と、前記搭載部に搭載された請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の配線基板と、該配線基板の前記バイアス端子電極に電気的に接続されたバイアス端子とを具備することを特徴とする半導体素子収納用パッケージ。
【請求項５】
前記基体が金属から成るとともに前記搭載部に凹部を有し、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の配線基板が、前記バイアス導体が前記凹部内で前記基体と電気的に絶縁されるように前記凹部をまたいで搭載されていることを特徴とする請求項４に記載の半導体素子収納用パッケージ。
【請求項６】
前記基体が金属から成るとともに前記搭載部に上面から下面にかけて貫通する貫通孔を有し、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の配線基板が、前記バイアス導体が前記貫通孔内で前記基体と電気的に絶縁されて前記貫通孔を塞ぐように搭載されていることを特徴とする請求項４に記載の半導体素子収納用パッケージ。
【請求項７】
前記基体が金属から成るとともに、請求項１乃至請求項３に記載の配線基板が、前記バイアス導体がスペーサを介して前記基体と電気的に絶縁されて前記搭載部に搭載されていることを特徴とする請求項４に記載の半導体素子収納用パッケージ。
【請求項８】
請求項４乃至請求項７にいずれかに記載の半導体素子収納用パッケージと、前記搭載部に搭載されて前記信号線路導体および前記接地導体に電気的に接続された半導体素子と、前記枠体の上面に接合された蓋体とを具備することを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、終端抵抗により高周波信号を終端する機能を有する配線基板を用いた半導体素子収納用パッケージに関し、特に20ＧＨｚ以上の高周波帯域で使用される半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、高周波信号を用いる半導体素子を収納する半導体素子収納用パッケージには、高周波信号成分を含む終端用信号を電気エネルギーから熱エネルギーに変換し、終端用信号の反射によるノイズを抑制するために、終端抵抗を有する配線基板が搭載されたものがある。このような半導体素子収納用パッケージは、例えば、図10（ａ）に上面図で、図10（ｂ）に断面図で示すように、半導体素子112を搭載する搭載部109ａを有する金属製の基体109上に搭載部109ａを取り囲むような金属製の枠体110が接合されており、信号端子114がガラス等の封止材115により枠体110に設けられた固定孔110ａに固定されている。信号端子114は搭載部109ａに搭載された中継基板116に電気的に接続され、半導体素子112の搭載部109ａを間に設けて終端抵抗を有する配線基板108が搭載される。
【０００３】
そして、半導体素子112を搭載部109ａに搭載して、中継基板116と半導体素子112とをボンディングワイヤ117等により電気的に接続し、半導体素子112と配線基板108の信号線路導体102とを同様にボンディングワイヤ117により電気的に接続し、枠体110の上面に蓋体113を接合して封止することにより半導体装置となる。このときの配線基板108は、例えば、図11（ａ）に上面図で、図11（ｂ）に図11（ａ）のＡ−Ａ線における断面図で、また図11（ｃ）に下面図で示すように、誘電体基板101の上面に信号線路導体102とこれを取り囲むように同一面接地導体103が形成され、信号線路導体102の先端と同一面接地導体103との間に高抵抗部、すなわち終端抵抗104が設けられている。配線基板108の下面には接地導体103ａが形成されており、同一面接地導体103と接地導体103ａとは誘電体基板101の側面に形成された導体により接続されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００４】
近年、このような半導体装置の配線基板にバイアス端子電極を設けて半導体素子に配線基板の信号線路導体を介してバイアス電圧を供給することにより、半導体素子にバイアス専用の端子や導体を設けないことで半導体素子を小型化したり、バイアス供給用の回路基板を搭載しないことで半導体装置を小型化したりすることが行なわれるようになっている。配線基板に形成されるバイアス端子電極は、バイアス端子に接続して外部からバイアス電圧の供給を受けるのが容易となるように、信号線路導体および接地導体が形成された上面に形成される。
【特許文献１】特開2002−319645号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、信号線路導体102とバイアス端子電極とを接続するバイアス導体をそれらと同じ誘電体基板101の上面に形成すると、同一面にある接地導体103をバイアス導体が分断することとなり、信号線路導体102のインピーダンス整合が乱れて特性が劣化してしまうこととなる。そのため、誘電体基板101の下面に接地導体103ａがある従来の配線基板では、誘電体基板101を多層化して誘電体基板101の内部にバイアス導体を設けることとなる。
【０００６】
誘電体基板101の内部にバイアス導体を設けると、信号線路導体102は同一面接地導体103だけでなく接地導体103ａとも電磁結合するものであるので、バイアス導体が信号線路導体102と上面視して重なる部分や、重ならなくても距離が近い部分においては、信号線路導体102とバイアス導体とが電磁結合してしまい、信号線路導体102に不要な反射等が発生して信号線路導体102のインピーダンスが変化することにより伝送特性が低下し、配線基板108の終端特性が不十分となり、半導体素子112を正常に動作させることができなくなるという問題点があった。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑み完成されたものであり、その目的は、20ＧＨｚ以上の高周波帯においても良好な終端特性を有し、半導体素子を正常に動作させることができる配線基板、およびそれを用いた高周波用半導体素子収納用パッケージならびに半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の配線基板は、誘電体基板と、該誘電体基板の一方主面上に配置された信号線路導体と、該信号線路導体の両側に間隔を設けて配置された接地導体と、前記信号線路導体の一端と前記接地導体とを接続する第１の抵抗体と、前記誘電体基板の一方主面上に前記接地導体と絶縁されて配置されたバイアス端子電極と、前記誘電体基板の他方主面上に配置された、一端が前記信号線路導体の前記一端に、および他端が前記バイアス端子電極にそれぞれ貫通導体を介して接続されたバイアス導体と、該バイアス導体に長さ方向に沿って接続された電波吸収体とを具備することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の配線基板は、上記構成において、前記バイアス導体の前記電波吸収体に接続していない部分の長さが、前記信号線路導体により伝送する信号の波長の１／４未満であることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の配線基板は、上記各構成において、前記電波吸収体は前記誘電体基板と前記バイアス導体との間に配置されている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は、上面に前記配線基板および半導体素子を搭載する搭載部を有する基体と、該基体の上面に接合された前記搭載部を取り囲む枠体と、前記搭載部に搭載された上記構成のいずれかの本発明の配線基板と、該配線基板の前記バイアス端子電極に電気的に接続されたバイアス端子とを具備することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の半導体素子収納用パッケージは、上記構成において、前記基体が金属から成るとともに前記搭載部に凹部を有し、上記構成のいずれかの本発明の配線基板が、前記バイアス導体が前記凹部内で前記基体と電気的に絶縁されるように前記凹部をまたいで搭載されていることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の半導体素子収納用パッケージは、上記構成において、前記基体が金属から成るとともに前記搭載部に上面から下面にかけて貫通する貫通孔を有し、上記構成のいずれかの本発明の配線基板が、前記バイアス導体が前記貫通孔内で前記基体と電気的に絶縁されて前記貫通孔を塞ぐように搭載されていることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の半導体素子収納用パッケージは、上記構成において、前記基体が金属から成るとともに、上記構成のいずれかの本発明の配線基板が、前記バイアス導体がスペーサを介して前記基体と電気的に絶縁されて前記搭載部に搭載されていることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の半導体装置は、上記構成の本発明の半導体素子収納用パッケージと、前記搭載部に搭載されて前記信号線路導体および前記接地導体に電気的に接続された半導体素子と、前記枠体の上面に接合された蓋体とを具備することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の配線基板によれば、誘電体基板と、誘電体基板の一方主面上に配置された信号線路導体と、信号線路導体の両側に間隔を設けて配置された接地導体と、信号線路導体の一端と接地導体とを接続する第１の抵抗体と、誘電体基板の一方主面上に接地導体と絶縁されて配置されたバイアス端子電極と、誘電体基板の他方主面上に配置された、一端が信号線路導体の前記一端に、および他端がバイアス端子電極にそれぞれ貫通導体を介して接続されたバイアス導体と、バイアス導体に接続された電波吸収体とを具備することから、バイアス導体は信号線路導体と信号線路導体が電磁結合する接地導体との間に位置していないので信号線路導体とバイアス導体との電磁結合が小さくなるとともに、電磁結合によりバイアス導体に発生した不要な電気信号は、バイアス導体に接続された電波吸収体に吸収されて熱エネルギーに変わり減衰するので、不要な電気信号が信号線路導体に反射することを減少させることができる。それによって、20ＧＨｚ以上の高周波信号においても伝達特性が向上し良好な終端特性を得ることができる配線基板となる。
【００１７】
また、本発明の配線基板によれば、上記構成において、バイアス導体の電波吸収体に接続していない部分の長さが、信号線路導体により伝送する信号の波長の１／４未満であるときには、バイアス導体の電波吸収体に接続していない導体部が信号線路導体と容量結合したとしても、不要な電気信号はバイアス導体内で減衰するので、不要な信号が信号線路導体に反射することがない。それによって、より良好な終端特性を得ることができるようになる。
【００１８】
また、本発明の配線基板によれば、上記各構成において、電波吸収体が誘電体基板とバイアス導体との間に配置されているときには、信号線路導体からの電磁波がバイアス導体に伝わる前に電波吸収体で吸収されてしまうために、バイアス導体に不要な電気信号が発生し難くなり、不要な電気信号が信号線路導体に反射することをより減少させることができる。
【００１９】
本発明の半導体素子収納用パッケージによれば、上面に配線基板および半導体素子を搭載する搭載部を有する基体と、基体の上面に接合された搭載部を取り囲む枠体と、搭載部に搭載された上記構成のいずれかの本発明の配線基板と、配線基板の前記バイアス端子電極に電気的に接続されたバイアス端子とを具備することから、半導体素子に配線基板の信号線路導体を介してバイアス電圧を供給することができるとともに、本発明の配線基板により良好な終端特性が得られるので、高周波においても半導体素子が安定に動作する半導体装置を提供することができる。
【００２０】
また、本発明の半導体素子収納用パッケージによれば、上記構成において、基体が金属から成るとともに前記搭載部に凹部を有し、上記構成のいずれかの本発明の配線基板が、バイアス導体が凹部内で基体と電気的に絶縁されるように凹部をまたいで搭載されているときには、半導体素子を金属から成る基体に搭載することで半導体素子に発生する熱を良好に放出することができ、また外部からのノイズを遮蔽することができるとともに、配線基板の信号線路導体と接地導体として機能する金属から成る基体の上面（凹部の底面）との間に比誘電率の小さな空気層が形成されるので、信号線路導体は基体と電磁結合し難くなり、信号線路導体と同一面に形成された接地導体との電磁結合がほとんどとなる。それにより、信号線路導体と基体との間に位置するバイアス導体と信号線路導体との電磁結合も小さくなるので、配線基板を金属から成る基体に搭載することで信号線路導体に不要な反射が発生してインピーダンスが変化することが抑えられ、20ＧＨｚ以上の高周波信号においても伝達特性が向上し良好な終端特性を得ることができ、搭載する半導体素子を高周波でも正常に動作させることができるようになる。
【００２１】
また、本発明の半導体素子収納用パッケージによれば、上記構成において、基体が金属から成るとともに搭載部に上面から下面にかけて貫通する貫通孔を有し、上記構成のいずれかの本発明の配線基板は、バイアス導体が貫通孔内で基体と電気的に絶縁されて貫通孔を塞ぐように搭載されているときには、半導体素子を金属から成る基体に搭載することで半導体素子に発生する熱を良好に放出することができ、また外部からのノイズを遮蔽することができるとともに、配線基板の信号線路導体と接地導体として機能する金属から成る基体の上面とが対向しないので、信号線路導体と基体との電磁結合がほぼなくなり、信号線路導体と同一面に形成された接地導体との電磁結合だけとなる。それによって、信号線路導体と基体との間に位置するバイアス導体と信号線路導体との電磁結合も小さくなるので、配線基板を金属から成る基体に搭載することで信号線路導体に不要な反射が発生してインピーダンスが変化することが抑えられ、20ＧＨｚ以上の高周波信号においても伝達特性が向上し良好な終端特性を得ることができ、搭載する半導体素子をより高周波でも正常に動作させることができるようになる。
【００２２】
また、本発明の半導体素子収納用パッケージによれば、上記構成において、基体が金属から成るとともに、上記構成のいずれかの本発明の配線基板が、バイアス導体がスペーサを介して基体と電気的に絶縁されて搭載部に搭載されているときには、半導体素子を金属から成る基体に搭載することで半導体素子に発生する熱を良好に放出することができ、また外部からのノイズを遮蔽することができるとともに、配線基板の信号線路導体と接地導体として機能する基体の上面との間に比誘電率の小さな空気層が形成されるので、信号線路導体は基体と電磁結合し難くなり、信号線路導体と同一面に形成された接地導体との電磁結合がほとんどとなる。それにより、信号線路導体と基体との間に位置するバイアス導体と信号線路導体との電磁結合も小さくなるので、配線基板を金属から成る基体に搭載することで信号線路導体に不要な反射が発生してインピーダンスが変化することが抑えられ、20ＧＨｚ以上の高周波信号においても伝達特性が向上して良好な終端特性を得ることができ、搭載する半導体素子を高周波でも正常に動作させることができるようになる。
【００２３】
本発明の半導体装置によれば、上記構成の本発明の半導体素子収納用パッケージと、搭載部に搭載されて信号線路導体および接地導体に電気的に接続された半導体素子と、枠体の上面に接合された蓋体とを具備することから、本発明の配線基板により良好な終端特性が得られるので高周波においても半導体素子が安定に動作する半導体装置となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の配線基板および半導体素子収納用パッケージならびに半導体装置について添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２５】
図１（ａ）は本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す上面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、図１（ｃ）は下面図である。図２（ａ）は本発明の配線基板の実施の形態の他の例を示す上面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、図２（ｃ）は下面図である。図３〜図５は、図２と同様に、それぞれ（ａ）は本発明の半導体装置の実施の形態の一例を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｃ）は下面図である。図１〜図５において、１は誘電体基板、２は信号線路導体、３は接地導体、４は抵抗体、５はバイアス端子電極、６はバイアス導体、６ｃは貫通導体、７は電波吸収体、８は配線基板である。
【００２６】
本発明の配線基板８は、図１〜図５に示す例のように、誘電体基板１と、誘電体基板１の一方主面上に配置された信号線路導体２と、信号線路導体２の両側に間隔を設けて配置された接地導体３と、信号線路導体２の一端と接地導体３とを接続する抵抗体４と、誘電体基板１の一方主面上に接地導体３と絶縁されて配置されたバイアス端子電極５と、誘電体基板１の他方主面上に配置された、一端が信号線路導体２の一端に、および他端がバイアス端子電極５にそれぞれ貫通導体６ｃを介して接続されたバイアス導体６と、バイアス導体６に長さ方向に沿って接続された電波吸収体７とを具備することを特徴とするものである。このような構成としたことから、バイアス導体６は信号線路導体２と信号線路導体２が電磁結合する接地導体３との間に位置していないので信号線路導体２とバイアス導体６との電磁結合が小さくなるとともに、電磁結合によりバイアス導体６に発生した不要な電気信号は、バイアス導体６に接続された電波吸収体７に吸収されて熱エネルギーに変わり減衰するので、不要な電気信号が信号線路導体２に反射することを減少させることができる。それによって、20ＧＨｚ以上の高周波信号においても伝達特性が向上し良好な終端特性を得ることができる配線基板８となる。
【００２７】
また、本発明の配線基板８は、上記構成において、バイアス導体６の電波吸収体に接続していない部分の長さ（図２にＬで示す。）が、信号線路導体２により伝送する信号の波長の１／４未満であることが好ましい。このような構成としたときには、バイアス導体６の電波吸収体に接続していない部分６ｂが信号線路導体２と容量結合したとしても不要な電気信号はバイアス導体６内で減衰するため、不要な電気信号が信号線路導体２に反射することがない。それによって、より良好な終端特性を得ることができるようになる。
【００２８】
また、本発明の配線基板は、上記各構成において、図３および図４に示す例のように、電波吸収体７が誘電体基板１とバイアス導体６との間に配置されていることが好ましい。このような構成としたときには、信号線路導体２からの電磁波がバイアス導体６に伝わる前に電波吸収体７で吸収されてしまうために、バイアス導体６に不要な電気信号が発生し難くなり、不要な電気信号が信号線路導体２に反射することをより減少させることができる。
【００２９】
配線基板８は、酸化アルミニウム（アルミナ：Ａｌ２Ｏ３）質焼結体，窒化アルミニウム（ＡｌＮ）質焼結体等のセラミックスから成る誘電体基板１上に信号線路導体２，接地導体３，バイアス導体６等が形成されたものである。
【００３０】
図１〜図５では配線基板８の信号線路導体２が平行に２本配置された例を示しているが、信号線路導体２の数は、使用される素子やモジュールに合わせることによって決まるものであるので、信号線路導体２の数が１本である場合や、２本より多い場合もある。
【００３１】
図１（ａ）、図２（ａ）に示す例では、配線基板８を上面から透視すると、バイアス導体６と信号線路導体２とが平行に重なっている。信号線路導体２とバイアス導体６との電磁結合をより小さくするためには、図３（ａ）に示す例のようにバイアス導体６の形状を変えて信号線路導体２からずらし、信号線路導体２との重なりを小さくするのが好ましい。また、図４（ａ）に示す例では、信号線路導体２を端部付近で屈曲させることで、信号線路導体２とバイアス導体６との重なりを小さくして電磁結合がより小さくなるようにしている。さらに、配線基板８の大きさ等による制限はあるが、図５（ａ）に示す例のように、信号線路導体２とバイアス導体６とが各々の接続部以外では重ならないようにすると電磁結合が最も小さくなるので最も好ましい。
【００３２】
なお、バイアス導体６は、図１（ｃ）、図３（ｃ）、図４（ｃ）に示す例では、バイアス導体６の全てが電波吸収体７に接続しているが、図２（ｃ）、図５（ｃ）に示す例のように、その一部が電波吸収体７に接続していれば上記のような効果が得られる。なお、ここで電波吸収体７とバイアス導体６が接続しているというのは、電磁気的に接続していることを意味しており、必ずしも物理的に接触している必要はない。具体的には、電波吸収体７とバイアス導体６との間の距離が、信号線路導体２により伝送する波長以下で近接していれば電磁的に接続しているとみなすことができる。より好ましくは電波吸収体７とバイアス導体６との間の距離が、信号線路導体２に伝送する信号の波長の１／４以下であれば、バイアス導体６に発生した不要な電気信号は電波吸収体７に良好に吸収される。なお、電波吸収体７がバイアス導体６に物理的に接触している場合が、不要な電気信号が最も良好に吸収されるので好ましい。バイアス導体６の電波吸収体７に接続していない部分の長さは、上述したように、信号線路導体２により伝送する信号の波長の１／４未満であるのが好ましいが、バイアス導体６と電波吸収体７とが接続している部分の接続長さは、信号線路導体２により伝送する波長の１／２以上あると効果的に電波を吸収することができるので好ましい。このようなことから、電波吸収体７は、バイアス導体６に長さ方向に沿って接続されるものである。
【００３３】
また、電波吸収体７が、図３（ｂ）、図４（ｂ）に示す例のように誘電体基板１とバイアス導体６との間に配置されている場合は、バイアス導体６の一主面のみで電波吸収体７と接続されているが、図２（ｂ）、図３（ｂ）、図５（ｂ）に示す例のように、誘電体基板１の他方主面とバイアス導体６を覆うように配置されている場合は、バイアス導体６は一主面と側面とで電波吸収体７と接続される。また、図３（ｂ）、図４（ｂ）に示す例のように誘電体基板１とバイアス導体６との間に電波吸収体７を配置したものの上に、さらに図２（ｂ）、図３（ｂ）、図５（ｂ）に示す例のように、バイアス導体６を覆うように電波吸収体７を配置して、バイアス導体６を電波吸収体７中に埋め込んでもよい。電波吸収体７は、バイアス導体６に長さ方向に沿って接続されていればよいので、バイアス導体６の側面だけで電波吸収体７と接続されていてもかまわない。
【００３４】
また、図２に示す例おいては、バイアス導体６の電波吸収体７に接続していない部分は、バイアス導体６の両端部に配置しているが、それ以外の部分に配置してもかまわない。また、図５（ｃ）に示す例のように、信号線路導体２とバイアス導体６とが接近している部分、すなわちバイアス導体６の信号線路導体２と結合しやすい部分だけに電波吸収体７を配置してもよい。バイアス導体６の、配線基板８を上面から透視して信号線路導体２と重なる部分または信号線路導体２と近い部分に電波吸収体７を配置するのが好ましいが、この部分に電波吸収体７に接続していない部分を配置する場合は、特に、上述したように、その長さを信号線路導体２により伝送する信号の波長の１／４未満とするのが好ましい。
【００３５】
また、図１（ｃ）および図３（ｃ）に示す例のように誘電体基板１の他方主面の全面に電波吸収体７を配置するのではなく、バイアス導体６が形成された領域のみに電波吸収体７を配置してもよい。この場合は、図２（ｃ）に示す例のように複数のバイアス導体６・６に接続するように１つの電波吸収体７を配置してもよいし、図４（ｃ）に示す例のように、複数のバイアス導体６・６のそれぞれに接続され、互いに接続されていない複数の電波吸収体７・７を配置してもよい。図４（ｃ）に示す例のようにすると、電波吸収体７を介して複数のバイアス導体６が短絡することがないので、絶縁性の電波吸収体７だけでなく、導電性の電波吸収体７を用いることができる。一般的に、10GＨzを超える高周波においては、磁性特性の強い電波吸収体７より、誘電特性の強いもしくは導電特性の強い電波吸収体７のほうがより効果的であり、導電性の電波吸収体７を用いることができるので好ましい。図４（ｃ）のようにバイアス導体６の周囲にだけ電波吸収体７を形成する場合、Ｗで示す電波吸収体７の幅は、バイアス導体６より広く、信号線路導体２により伝送する信号（電波）の電波吸収体７中での波長の１／２より広ければよい。誘電率が26の物質中での40ＧＨｚの電波の波長は約２ｍｍとなるので、この場合の電波吸収体７の幅Ｗは１ｍｍ以上あればよい。
【００３６】
誘電体基板１は、例えば、誘電体基板１がアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）質セラミックスから成る場合であれば、以下のようにして作製される。まず、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３），酸化珪素（ＳｉＯ２），酸化カルシウム（ＣａＯ），酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等の原料粉末に適当な有機バインダや可塑剤，分散剤，溶剤等を添加混合して泥漿状となす。これを従来周知のドクターブレード法等でシート状となすことによってセラミックグリーンシートを得る。しかる後、この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ことによって所定の形状に成形するとともに必要に応じて複数枚積層して生成形体を作製し、これを還元雰囲気中で約1600℃の温度で焼成することにより製作される。なお、生成形体は、Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＣａＯ，ＭｇＯ等の原料粉末（必要に応じて有機バインダを加えて顆粒状とする。）を金型に充填してプレス成型することによって、所定の形状のものを作製してもよい。
【００３７】
信号線路導体２，接地導体３，バイアス端子電極５，バイアス導体６は、誘電体基板１となるセラミックグリーンシートまたは焼成後の誘電体基板１に金属ペーストをスクリーン印刷法等の塗布手段により印刷塗布して焼成することによって形成することができる。貫通導体６ｃは、グリーンシートに貫通孔を形成して貫通孔に金属ペーストを充填しておくことにより、あるいは誘電体基板１に形成した貫通孔に金属ペーストを充填して焼成することにより形成することができる。特に、貫通導体６ｃの上に薄膜形成法で信号線路導体２等の配線を形成する場合は、貫通導体６ｃの誘電体基板１の表面から露出する表面には、ニッケル（Ｎｉ）や金（Ａｕ）等の表面保護層を形成することが好ましい。金属ペーストは、タングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ），マンガン（Ｍｎ）等の高融点金属粉末に適当な有機バインダや溶剤を添加混合して作製する。
【００３８】
なお、配線基板８の信号線路導体２，接地導体３，バイアス端子電極５，バイアス導体６は、真空蒸着法等の薄膜形成法を用いて誘電体基板１の表面に形成してもよい。この場合、窒化タンタル（Ｔａ２Ｎ），ニッケル−クロム（Ｎｉ−Ｃｒ）合金，チタン（Ｔｉ）等から成る密着金属層の上に、ニッケル（Ｎｉ），ニッケル−クロム（Ｎｉ−Ｃｒ）合金，パラジウム（Ｐｄ），白金（Ｐｔ）等から成る拡散防止層を介して、銅（Ｃｕ），金（Ａｕ），ニッケル（Ｎｉ）等の電気抵抗の小さい金属から成る主導体層を形成する。
【００３９】
抵抗体４の終端抵抗値は、伝送される高周波信号の周波数や信号線路導体２の特性インピーダンスに応じて、適当な材質を選択し、その厚みや幅および形状を適宜設定して所望の値に設定される。また、例えば、レーザ加工によって抵抗体４の一部を除去し、精度よく抵抗値を調整してもよい。
【００４０】
抵抗体４は、所定の抵抗値が得られるものであれば特に制限はなく、薄膜形成法により抵抗体４を形成する場合は、例えば窒化タンタル（Ｔａ２Ｎ），ニクロム（Ｎｉ−Ｃｒ合金）等の薄膜を用いて形成する。また、誘電体基板１に厚膜抵抗体ペーストを印刷塗布して焼成することにより形成する場合は、ＲｕＯ２等を主成分とする厚膜を用いて形成する。厚膜抵抗体ペーストは、主にガラス組成物、導電性材料、抵抗値および温度特性の調整等を目的とした金属酸化物等の添加物からなり、これらが有機ビヒクルと混合されてなるものである。ガラス組成物は、例えばＣａＯ，Ｂ２Ｏ３，ＳｉＯ２およびＭｎＯを含むＣａ−Ｂ−Ｓｉ−Ｍｎ−Ｏ系の鉛を含まないガラス組成が挙げられる。導電性材料としては、ＲｕＯ２等のルテニウム酸化物や、Ａｇ−Ｐｄ合金，Ａｇ−Ｐｔ合金，ＴａＮ，ＷＣ，ＬａＢ６，ＭｏＳｉＯ２，ＴａＳｉＯ２および金属（Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｗ，Ｍｏ等）が挙げられる。金属酸化物等の添加物としては、例えばＶ２Ｏ５，ＣｕＯ，ＺｎＯ，ＣｏＯ，ＭｎＯ２，Ｍｎ３Ｏ４が挙げられる。
【００４１】
電波吸収体７は、信号線路導体２で伝送する周波数の電波を吸収できるものであれば特に制限は無く、磁性損失を利用する磁性電波吸収体、抵抗損失を利用する導電性電波吸収体、誘電損失を利用する誘電性電波吸収体を利用することができる。また、これらを組み合わせたものであってもかまわない。
【００４２】
磁性電波吸収体は、周波数が高くなると電流によって磁性体に発生する磁界が遅れることにより、電流を打ち消す働きをする磁気損失によって電波吸収作用が現れるものである。磁性電波吸収体としては、例えば、焼結フェライト、軟磁性金属、鉄カルボニル等があり、電磁波を熱エネルギーに変換し吸収する。
【００４３】
誘電性電波吸収体は直流電流はほとんど通さないが、高周波領域では静電容量に電流が流れるため、その高周波電流が流れようとするのに対し、誘電体損失により電波吸収作用が現れるものである。誘電性電波吸収体としては、シリコーンゴム等の樹脂を基材として、カーボンなどの導電性材料を含有させたものがある。
【００４４】
導電性電波吸収体は、誘電損失タイプに含有させた導電性材料が絶縁体中に独立して分散しているのに対し、抵抗を持つ程度に接続して分散されているものであり、電波が流れようとするのに対し、抵抗により電波吸収作用を行なうものである。
【００４５】
電波吸収体７が焼結フェライトから成る場合であれば、例えば、以下のようにして作製される。まず、50ｍｏｌ％以上のＦｅ２Ｏ３とＮｉＯとを含む原料粉末に適当な有機バインダや可塑剤，分散剤，溶剤等を添加混合して泥漿状となす。これを従来周知のドクターブレード法等でシート状となすことによってフェライトグリーンシートを得る。このときに焼結性確保のため、平均粒径１μｍ以下のＦｅ２Ｏ３原料粉末やＮｉＯ原料粉末を用いることが好ましい。そして、フェライトグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すことによって所定の形状に成形するとともに、必要に応じて複数枚積層して生成形体を作製し、これを1200〜1400℃で焼成することで作製することができる。
【００４６】
このようにして作製した焼結フェライトから成る電波吸収体７は、信号線路導体２，接地導体３，バイアス端子電極５，バイアス導体６が形成された誘電体基板１に接合すればよい。エポキシ樹脂から成る接着剤や異方性導電樹脂を用いて接着してもよいし、バイアス導体６の形状に対応した金属層を形成しておき、この金属層と誘電体基板１のバイアス導体６とをはんだ等で接合してもよい。電波吸収体７を誘電体基板１とバイアス導体６との間に配置する場合は、貫通導体６ｃを形成した電波吸収体７をバイアス導体６以外が形成された誘電体基板１上に貫通導体６ｃ同士を接続しつつ接合すればよい。バイアス導体６は誘電体基板１と電波吸収体７とを接合した後あるいは接合する前に電波吸収体７上に形成すればよい。貫通導体６ｃ同士を接続しつつ誘電体基板１と電波吸収体７とを接合するには、それぞれに形成された貫通導体６ｃ同士をはんだや導電性接着剤等の導電性接合材で接続した後に、周囲をエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂で接合したり、異方性導電樹脂により接着したりすればよい。
【００４７】
焼結フェライトから成る電波吸収体７と誘電体基板１とを同時焼成により作製することもできる。例えば、上記フェライト原料粉末は、0.1μｍ以下のものを用いると900℃程度まで焼結温度を低下させることが可能になるので、誘電体基板１となる同程度の焼成温度のガラスセラミックグリーンシートを用いた生成形体上に、フェライトグリーンシートを積層すればよい。焼成後のフェライトから成る電波吸収体７と同程度の熱膨張係数を持つガラスセラミックスを誘電体基板１の誘電体層として用いると、誘電体基板１と電波吸収体７とを同時焼成しても反りの小さい基板を得ることができる。上記組成のフェライトであれば10×10−６／℃程度である。フェライトグリーンシートを積層する替わりに、原料粉末に適当な有機バインダや可塑剤，分散剤，溶剤等を添加混合して作製したフェライトペーストを印刷塗布してもよい。フェライトペーストを用いる場合であれば、焼成後の誘電体基板１の上に塗布して焼成することにより形成してもよい。フェライトペーストを用いて電波吸収体７を形成すると、図１、図２および図５に示す例のように、電波吸収体７がバイアス導体６を覆うように形成される。
【００４８】
また、例えば、シリコーンゴム原料100重量部に対して、カルボニル鉄の粉末300〜1500重量部、有機溶媒および必要に応じて、膨張性黒鉛，各種加硫剤，加硫助剤，加硫促進助剤，軟化剤，老化防止剤，可塑剤，離型剤，硬化剤，発泡剤，着色剤等の添加剤を添加混練し、乾燥させることにより電波吸収体７を作製することもできる。シート状に成形して適当な寸法にしたものを信号線路導体２等が形成された誘電体基板１に貼り付けてもよいし、乾燥前の混練物を信号線路導体２等の配線が形成された誘電体基板１上に印刷塗布した後に乾燥させてもよい。バイアス導体６以外が形成された誘電体基板１上に貼り付けたり、印刷塗布したりすることにより電波吸収体７を形成した後に、バイアス導体６を薄膜形成法等で形成してもよい。
【００４９】
配線基板８は、例えば、比誘電率が9.5の酸化アルミニウム質焼結体から成り、厚みが0.2ｍｍである誘電体基板１を用いた場合であれば、信号線路導体２の幅を0.1ｍｍとし、厚みを0.002ｍｍとして、その両側に0.05ｍｍの間隔を設けて同じ厚みで誘電体基板１の外周縁まで接地線路３を形成することにより、信号線路導体２を50Ωにインピーダンス整合させたコプレーナ線路とすることができる。終端抵抗である抵抗体４は抵抗値が50Ωになるように形成する。例えば抵抗体４を薄膜で形成する場合であれば、窒化タンタル（Ｔａ２Ｎ）薄膜の幅を0.1ｍｍとし、長さを0.1ｍｍとし、厚みを約0.1μｍとすることで、抵抗体４の抵抗値が約50Ωとなる。必要に応じて形成した抵抗体４の一部をレーザ加工により除去することで抵抗値をさらに精度良く調整すればよい。外寸が８ｍｍ×６ｍｍである上記の誘電体基板１に、図１に示す例のような形状で、長さが６ｍｍと８ｍｍのバイアス導体６を形成した場合には、例えばＦｅ２Ｏ３を約95重量％、ＮｉＯを約3.5重量％含有するフェライト焼結体から成り、誘電率が26であり、誘電損失が0.31である電波吸収体７を、図１に示す例のような形状で、誘電体基板１の他方主面からの厚みを１ｍｍに形成し、配線基板８の信号線路２の反射損失をネットワークアラナイザを用いて、40ＧＨｚまで測定すると、電波吸収体７がない場合の反射損失の最大値が−11ｄＢであるのに対して、反射損失の最大値が−17ｄＢと良好な結果が得られる。
【００５０】
また、バイアス導体６に信号線路導体２の高周波信号が漏れないように、コンデンサを抵抗体４と信号線路導体２との間に配置してもよい。このコンデンサは、バイアス導体６に流れる電流は直流であるので、その電流をカットして終端抵抗（抵抗体４）に流れ込むことを防ぐ働きをする。
【００５１】
図６（ａ）は本発明の半導体装置の実施の形態の一例を示す平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。図７〜図９は、図６と同様にそれぞれ、（ａ）は本発明の半導体装置の実施の形態の他の一例を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。これらの図において、８ａはスペーサ、９は基体、９ａは搭載部、９ｂは凹部、９ｃは貫通孔、９ｄは基体固定孔、10は枠体、10ａは固定孔、11はバイアス端子、12は半導体素子、13は蓋体、14は信号端子、15は封止材、16は中継基板、17はボンディングワイヤである。なお、これらの図の平面図は、蓋体12を外した状態を示している。
【００５２】
本発明の半導体素子収納用パッケージは主として基体９と、基体９の上面に接合された枠体10と、枠体10内の基体９の上面に搭載された配線基板８と、配線基板８のバイアス端子電極５に電気的に接続されたバイアス端子11とで構成され、この半導体素子収納用パッケージに半導体素子12を搭載して配線基板８の信号線路導体２および接地導体３に電気的に接続し、蓋体13を枠体10の上面に接合することにより封止して、本発明の半導体装置が構成される。
【００５３】
本発明の半導体素子収納用パッケージは、上面に配線基板８および半導体素子12を搭載する搭載部９ａを有する基体９と、基体９の上面に接合された搭載部９ａを取り囲む枠体10と、搭載部９ａに搭載された上記構成のいずれかの本発明の配線基板８と、配線基板８のバイアス端子電極５に電気的に接続されたバイアス端子11とを具備することを特徴とするものである。このような構成としたことから、半導体素子12に配線基板８の信号線路導体２を介してバイアス電圧を供給することができるとともに、本発明の配線基板８により良好な終端特性が得られるので、高周波においても半導体素子12が安定に動作する半導体装置を提供することができる。
【００５４】
また、本発明の半導体素子収納用パッケージは、上記構成において、図６に示す例のように、基体９が金属から成るとともに搭載部９ａに凹部９ｂを有し、上記構成のいずれかの本発明の本発明の配線基板８が、バイアス導体６が凹部９ｂ内で基体９と電気的に絶縁されるように凹部９ｂをまたいで搭載されていることが好ましい。このような構成としたときには、半導体素子12を金属から成る基体９に搭載することで半導体素子12に発生する熱を良好に放出することができ、また外部からのノイズを遮蔽することができるとともに、配線基板８の信号線路導体２と接地導体として機能する金属から成る基体９の上面（凹部８ｂの底面）との間に比誘電率の小さな空気層が形成されるので、信号線路導体２は基体９と電磁結合し難くなり、信号線路導体２と同一面に形成された接地導体３との電磁結合がほとんどとなる。それにより、信号線路導体２と基体９との間に位置するバイアス導体６と信号線路導体２との電磁結合も小さくなるので、配線基板８を金属から成る基体９に搭載することで信号線路導体２に不要な反射等が発生してインピーダンスが変化することが抑えられ、20ＧＨｚ以上の高周波信号においても伝達特性が向上して良好な終端特性を得ることができ、搭載する半導体素子12を高周波でも正常に動作させることができるようになる。
【００５５】
また、本発明の半導体素子収納用パッケージは、上記構成において、図７に示す例のように、基体９が金属から成るとともに搭載部９ａに上面から下面にかけて貫通する貫通孔９ｃを有し、上記構成のいずれかの本発明の本発明の配線基板８は、バイアス導体６が貫通孔９ｃ内で基体９と電気的に絶縁されて貫通孔９ｃを塞ぐように基体９の上面に搭載されていることが好ましい。このような構成としたときには、半導体素子12を金属から成る基体９に搭載することで半導体素子12に発生する熱を良好に放出することができ、また外部からのノイズを遮蔽することができるとともに、配線基板８の信号線路導体２と接地導体として機能する金属から成る基体９の上面とが対向しないので、信号線路導体２と基体９との電磁結合がほぼなくなり、電磁結合は信号線路導体２と同一面に形成された接地導体３とのものだけとなる。それによって、信号線路導体２と基体９との間に位置するバイアス導体６と信号線路導体２との電磁結合も小さくなるので、配線基板８を金属から成る基体９に搭載することで信号線路導体２に不要な反射等が発生してインピーダンスが変化することが抑えられ、20ＧＨｚ以上の高周波信号においても、より伝達特性が向上して良好な終端特性を得ることができ、搭載する半導体素子12を高周波でも正常に動作させることができるようになる。
【００５６】
また、本発明の半導体素子収納用パッケージは、上記構成において、図８および図９に示す例のように、基体９が金属から成るとともに、上記構成のいずれかの本発明の配線基板８が、バイアス導体６がスペーサ８ａを介して基体９と電気的に絶縁されて搭載部９ａに搭載されていることが好ましい。このような構成としたときには、半導体素子12を金属から成る基体９に搭載することで半導体素子12に発生する熱を良好に放出することができ、また外部からのノイズを遮蔽することができるとともに、配線基板８の信号線路導体２と接地導体として機能する基体９の上面との間に比誘電率の小さな空気層が形成されるので、信号線路導体２は基体９と電磁結合し難くなり、電磁結合は信号線路導体２と同一面に形成された接地導体３とのものがほとんどとなる。それにより信号線路導体２と基体９との間に位置するバイアス導体６と信号線路導体２との電磁結合も小さくなるので、信号線路導体２に不要な反射等が発生してインピーダンスが変化することが抑えられ、20ＧＨｚ以上の高周波信号においても伝達特性が向上して良好な終端特性を得ることができ、搭載する半導体素子12を高周波でも正常に動作させることができるようになる。
【００５７】
本発明の半導体装置は、図６〜図９に示す例のように、上記構成の本発明の半導体素子収納用パッケージと、搭載部９ａに搭載されて信号線路導体２および接地導体３に電気的に接続された半導体素子12と、枠体10の上面に接合された蓋体13とを具備するものである。このような構成としたことから、本発明の配線基板８により良好な終端特性が得られるので、高周波においても半導体素子12が安定に動作する半導体装置を提供することができる。
【００５８】
従来の半導体装置の配線基板がグラウンド付きコプレーナ線路構造を有していたのに対して、本発明の半導体装置における配線基板８は、信号線路導体２と接地導体３との結合を強めて純コプレーナ線路構造として信号線路導体２と基体９との結合を弱くすることにより、信号線路導体２とバイアス線路６との間で不要な電磁結合が発生せず、信号線路導体２への反射損失の発生を低減できる。
【００５９】
基体９は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属やＣｕ−Ｗ焼結材等の金属や酸化アルミニウム質焼結体，窒化アルミニウム質焼結体，窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）質焼結体等のセラミックスから成る板状体である。基体９の搭載部９ａに搭載される半導体素子12に発生する熱を良好に放出するためには、熱伝導率の大きい、金属や窒化アルミニウム等の高熱伝導率のものを用いるのが好ましく、さらにコストを考慮すると金属から成るものが好ましい。また、基体９が金属から成る場合は、外部のノイズを遮蔽するシールド材としても機能するので搭載される半導体素子12を正常に動作させることができ、また、基体９を半導体素子12や金属製の枠体10に固定された信号端子14の共通の接地導体として用いることができる。
【００６０】
基体９が金属から成る場合であれば、例えば金属インゴットに圧延加工や打ち抜き加工等の従来周知の金属加工法により、または射出成形したものに切削加工等を施すことによって、所定の形状に製作される。凹部９ｂや貫通孔９ｃは、このとき同時に形成してもよいし、板状の基体９を切削加工することにより形成してもよい。また、基体９がセラミックスから成る場合であれば、配線基板８の誘電体基板と同様にして作製することができる。この場合は、セラミックスは通常絶縁性であり、電波吸収体７が誘電体基板１とバイアス導体６との間に配置されている場合であっても、基体９を介して複数のバイアス導体６同士が短絡することはないので、凹部９ｂや貫通孔９ｃは特に設ける必要はないが、配線基板８を搭載部９ａに搭載する際にバイアス導体６が基体９と接触して傷付くことを防止するために凹部９ｂを設けてもよい。なお、基体９は図６〜図９に示す例のような四角形の板状体に限定されるものではなく、円形または多角形状の板状体であってもよい。また、図６〜図９に示す例のように、例えば、基体９を外部基板にねじ止めして固定するために用いる基体固定孔９ｄを基体９のコーナー部に設けてもよい。
【００６１】
凹部９ｂは、配線基板８が、バイアス導体６が凹部９ｂ内で基体９と電気的に絶縁されるように、凹部９ｂをまたいで搭載されるような形状および大きさの開口を有する凹部９ｂであればよい。図６に示す例のように、凹部９ｂの開口寸法を配線基板８より一回り小さく形成すると、凹部９ｂの周囲の基体９上に配線基板８の周縁部を接着して強固に固定することができる。例えば、図６に示す例の凹部９ｂを半導体素子12側に延ばして、配線基板８の周縁部のうちの３辺のみで配線基板８を基体９の上に固定するようにすると、信号線路導体２と基体９とが対向せず、基体９が金属であっても電磁結合しなくなるのでより好ましい。なお、誘電体基板１が、厚みが0.2ｍｍであり、比誘電率が9.6であるアルミナから成り、電波吸収体７が厚みが１ｍｍであり、比誘電率が26であるフェライトから成る場合であれば、凹部９ｂの深さが0.40ｍｍ以上であると、基体９に凹部９ｂがない場合の信号線路導体２と基体９との間の容量の70％程度となり、信号線路導体２と基体９との間の容量結合が減少するので好ましい。
【００６２】
貫通孔９ｃは、貫通孔９ｃを気密に塞ぐように基体９の上面に配線基板８を搭載するために、配線基板８の周縁部を貫通孔９ｃの周囲の基体９上に接着するので、貫通孔９ｃの開口寸法は配線基板８より一回り小さく形成すればよい。具体的には、貫通孔９ｃの外周から配線基板８の外周までの幅が、全周にわたって0.3ｍｍ〜1.0ｍｍ程度あるようにするのが好ましい。0.3ｍｍ未満であると、接合材により気密に封止することが困難となり、他方、1.0ｍｍを超えると、信号線路導体２と基体９とが対向する面積が増えるので、基体９が金属である場合は電磁結合しやすくなり、またバイアス導体６を基体９と電気的に絶縁することが困難となる。
【００６３】
スペーサ８ａは、バイアス導体６が基体９と電気的に絶縁されるように配線基板８を支持して基体９の搭載部９ａに搭載するために、配線基板８の一方主面のバイアス導体６が形成されていない周縁部と基体９との間に配置する。その形状は、図８に示す例のような、配線基板８の外形に沿った枠状であってもよいし、配線基板８の対向する２辺に沿った２つの棒状（直方体状）であってもよいし、あるいは、配線基板８を下面のいくつかの箇所で支持する１個以上の柱状のものであってもよく、特に制限はない。柱状の場合は、固定する前の配線基板８をスペーサ８ａの上に載置しやすいように、例えば配線基板８の四隅に１個ずつ計４個配置するなど、安定した支持面を形成して支持できる３個以上であるのがよい。スペーサ８ａは、誘電体基板１を挟んで信号線路導体２と対向しない位置に配置すると、基体９が金属であっても信号配線導体２と電磁結合しやすくならないので好ましい。
【００６４】
また、スペーサ８ａは図９に示す例のように、枠体10から内側に突出するように配置してもよい。図９に示す例では、スペーサ８ａは配線基板８の下面の３箇所を支持するように枠体10の３箇所から突出したものであるが、配線基板８の対向する２辺側の下面を支持するように枠体10の対向する内壁から突出したものであってもよいし、図９に示すような３つのスペーサ８ａが一体となってＣ字型に突出したものであってもよい。
【００６５】
スペーサ８ａは、配線基板８，基体９または枠体10とは別々に作製されたものであってもよいし、配線基板８，基体９または枠体10と一体的に作製されたものであってもよい。配線基板８，基体９または枠体10と一体となったものであると、配線基板８を基体９の上に搭載する際に、スペーサ８ａを搭載する工程を省くことができ、例えば、配線基板８やスペーサ８ａを固定するためにろう材を用いる場合は、複数のろう材の融点を考慮する必要がなく、自由度が高まるので好ましい。例えば、スペーサ８ａが金属から成る基体９または枠体10と一体となっている場合であれば、基体９または枠体10の作製の際の金属インゴットの打ち抜き加工や切削加工の際にスペーサ８ａも同時に作製すればよい。あるいは、例えば、スペーサ８ａが配線基板８と一体となっている場合であれば、例えば枠状のセラミックグリーンシートを積層して生成形体を作製したり、プレス成型の際の金型によりスペーサ８ａとなる部分を有する生成形体を作製したりすればよい。スペーサ８ａが枠体10から突出したものである場合は、突出した部分だけを別に作製して枠体10に接合してもよい。
【００６６】
スペーサ８ａは、基体９もしくは枠体10と同様のセラミックスや金属、あるいはエポキシ樹脂等の樹脂から成る。配線基板８等を基体９もしくは枠体10へ搭載して固定する際の加熱等により変形することのないものを用いればよい。
【００６７】
なお、誘電体基板１が、厚みが0.2ｍｍの比誘電率が9.6のアルミナから成る場合であれば、スペーサ８ａによって、配線基板８と基体９との間の空間が0.20ｍｍ以上あればスペーサ８ａがない場合の信号線路導体２と基体９との間の容量の１／５以下となり、信号線路導体２と基体９との間の容量結合が無視できるようになるので好ましい。
【００６８】
配線基板８の基体９への搭載は、エポキシ樹脂等の接着剤あるいはガラスやはんだ等の接合材で固定して行なわれる。配線基板８を基体９に凹部８ａまたは貫通孔９ｃを気密に封止して接着する場合には、配線基板８の周縁部に厚膜法や薄膜法で金属接合層を形成しておき、Ａｕ−ＳｎやＰｂ−Ｓｎ等のはんだで凹部８ａまたは貫通孔９ｃの周囲に接合して封着を行なえばよい。基体９がセラミックスから成る場合は、搭載部８ａにも同様の金属接合層を形成しておくとよい。
【００６９】
また、配線基板８と基体９との接合により十分な気密封止ができない場合は、基体９の下面に金属やセラミックスからなる蓋材をはんだにより接合して貫通孔９ｃを塞ぐことにより気密封止してもよい。この場合、蓋材が嵌まるような段差を設けて、基体９の下面から蓋材が突出しないようにすると、半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置の厚みが厚くなることがなく、半導体装置を他の基板や装置に搭載するのも容易になる。あるいは、基体９の下面の貫通孔９ｃの周囲を半導体装置が搭載される基板や装置に気密にはんだ付けすることによって、パッケージ内部を気密に封着することができる。
【００７０】
配線基板８を、スペーサ８ａを介して基体９へ搭載する場合は、基体９の上にスペーサ８ａを接着剤や接合材により固定して載置した後に、配線基板８をスペーサ８ａの上に固定してもよいし、配線基板８の一方主面にスペーサ８ａを固定した後に基体９の上に載置してスペーサ８ａを固定してもよいし、それぞれの間に接着剤や接合材を介在させて、基体９の上にスペーサ８ａ、配線基板８の順に載置して固定してもよい。
【００７１】
基体９と、基体９の搭載部９ａおよび凹部９ｂまたは貫通孔９ｃを取り囲む枠体10とにより、内側に半導体素子12を収容する空所を有する容器体となる。
【００７２】
枠体10は、基体９と同様のＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＣｕ−Ｗの焼結材等の金属や酸化アルミニウム質焼結体，窒化アルミニウム質焼結体，窒化珪素質焼結体等のセラミックスから成るものである。なお、枠体10がセラミックスから成る場合は、その表面にメタライズ層等の導体層が形成されているのが好ましい。枠体10は、金属から成るか、または表面に導体層が形成されたセラミックスから成ることにより、内部の半導体素子12によって発生する放射ノイズまたは枠体10の外側から侵入して来る放射ノイズを遮蔽することができる。
【００７３】
基体９および枠体10が金属から成る場合であれば、基体９と枠体10とを同時に一体成形するか、打ち抜き加工等の金属加工法により作製した枠体10を、基体９にＡｇろう等のろう材によりろう付けする、またはシーム溶接法等の溶接法により接合することで作製することができる。基体９および枠体10の一方がセラミックスから成り、他方が金属から成る場合は、セラミックから成る方の接合面にメタライズ等で金属層を形成しておけば、同様にろう付けやシーム溶接法等の溶接法により接合するか、活性金属を含むろう材により直接接合することで作製することができる。基体９および枠体10がセラミックスから成る場合であれば、基体９と枠体10とを同時に一体成形するか、それぞれの枠体10の基体９との接合面に金属層を形成しておいてろう材で接合するか、あるいは活性金属を含むろう材により直接接合することにより作製することができる。
【００７４】
図６〜図９に示す例では、外部より半導体素子12に駆動信号等を入力させる入出力用の信号端子14が枠体10に設置されている。Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属から成る信号端子14は枠体10の側面に形成された固定孔10ａにガラスから成る封止材15の中心を貫通して固定されている。あるいは、信号端子14を金属環内に封止材15で固定した後に、固定孔10ａ内に金属環を嵌め込むとともにＡｕ−ＳｎはんだやＰｂ−Ｓｎはんだ等の封着材により固定孔10aに接合してもよい。
【００７５】
基体９および枠体10が金属から成る場合は、その表面には、耐食性に優れ、ろう材との濡れ性に優れた厚さが0.5〜９μｍのＮｉ層と厚さが0.5〜５μｍのＡｕ層とをめっき法により順次被着させておくのがよい。これにより、基体１が酸化腐食するのを有効に防止することができるとともに、配線基板８や半導体素子12をはんだにより良好に接合することができる。また、基体９および枠体10がセラミックスから成る場合に、表面に形成される金属層の表面にも同様のめっき皮膜を被着させておくのがよい。
【００７６】
バイアス端子11は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属を打ち抜き加工等の金属加工法により加工することで作製され、ガラス等により枠体10の側面に形成された貫通孔内に固定される。
【００７７】
枠体10内の基体９の上面に搭載された配線基板８のバイアス端子電極５とバイアス端子11とを電気的に接続することで、本発明の半導体素子収納用パッケージとなる。バイアス端子電極５とバイアス端子11との電気的接続は、ボンディングワイヤ17により行なう。
【００７８】
半導体素子12は、ＩＣ（Integrated circuit），ＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit），ＬＤ（Laser Diode），ＰＤ（Photo Diode）であり、基体９の搭載部９ａへの搭載は、Ａｇろう，Ａｇ−Ｃｕろう等のろう材により、またはＡｕ−ＳｎはんだやＰｂ−Ｓｎはんだ等のはんだにより、またはエポキシ樹脂等の接着剤により、基体９の上面に強固に接着固定することによって行なう。
【００７９】
半導体素子12は、その電極が配線基板８の信号線路導体２および接地導体３にそれぞれボンディングワイヤ17を介して電気的に接続される。また、図６〜図９に示す例では、半導体素子12と信号端子14とが、それらの間の基体９の上面に搭載された中継基板16を介して電気的に接続されている。具体的には、半導体素子12の電極と中継基板16の上面に形成された信号線路導体とがボンディングワイヤ17により電気的に接続され、中継基板16の信号線路導体と信号端子14とがろう材等から成る導電性接着材を介して電気的に接続される。
【００８０】
中継基板16は、セラミックスから成る誘電体基板上に信号線路導体が形成されたものであり、配線基板８と同様にして作製することができ、配線基板８と同様の方法で基体９の上に搭載される。
【００８１】
そして、本発明の半導体素子収納用パッケージに半導体素子12を搭載して、半導体素子12と配線基板８の信号線路導体２および接地導体３とを電気的に接続した後に、ろう付け法やシームウエルド法等の溶接法により枠体10の上面に蓋体13を接合し、パッケージ内部を気密に封止することによって、本発明の半導体装置となる。
【００８２】
蓋体13は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＣｕ−Ｗの焼結材等の金属や酸化アルミニウム質焼結体，窒化アルミニウム質焼結体，窒化珪素質焼結体等のセラミックスから成る、板状のものである。図６〜図９に示す例のように、蓋体13の下面に段差を設けると、枠体10との位置合わせが容易となるのでよい。また、蓋体13がセラミックスから成る場合は、下面の周縁部に厚膜法や薄膜法で金属接合層を形成しておくことにより、ろう材による接合が可能となる。
【００８３】
なお、本発明は、上述の実施の形態の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。例えば、半導体素子12は、これに代えてＬｉＮｂＯ３（ニオブ酸リチウム：ＬＮ）の単結晶基板を用いた光変調素子を搭載したＬＮ光変調器であってもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】（ａ）は本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｃ）は下面図である。
【図２】（ａ）は本発明の配線基板の実施の形態の他の例を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｃ）は下面図である。
【図３】（ａ）は本発明の配線基板の実施の形態の他の例を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｃ）は下面図である。
【図４】（ａ）は本発明の配線基板の実施の形態の他の例を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｃ）は下面図である。
【図５】（ａ）は本発明の配線基板の実施の形態の他の例を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｃ）は下面図である。
【図６】（ａ）は本発明の半導体装置の実施の形態の一例を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図７】（ａ）は本発明の半導体装置の実施の形態の他の例を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図８】（ａ）は本発明の半導体装置の実施の形態の一例を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図９】（ａ）は本発明の半導体装置の実施の形態の他の例を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図１０】（ａ）は従来の半導体装置の実施の形態の一例を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図１１】（ａ）は従来の半導体装置に搭載されている配線基板の上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線の断面図であり、（ｃ）は下面図である。
【符号の説明】
【００８５】
１：誘電体基板
２：信号線路導体
３：接地導体
４：第１の抵抗体
５：バイアス端子電極
６：バイアス導体
６ｃ：貫通導体
７：電波吸収体
８：配線基板
８ａ：スペーサ
９：基体
９ａ：搭載部
９ｂ：凹部
９ｃ：貫通孔
９ｄ：基体固定孔
10：枠体
10ａ：固定孔
11：バイアス端子
12：半導体素子
13：蓋体
14：信号端子
15：封止材
16：中継基板
17：ボンディングワイヤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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