(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の一方主面上の信号線路導体２と、その両側に間隔を設けて配置された第１の接地導体３と、第１の接地導体３と接続された誘電体基板１の他方主面上の第２の接地導体３ａと、信号線路導体２の一端と第１の接地導体３とを接続する抵抗体４と、第１の接地導体３と絶縁されたバイアス端子電極５と、誘電体基板１の内部の、一端が信号線路導体２の一端に、他端がバイアス端子電極５にそれぞれ貫通導体６ａ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とが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
2010129647.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第１の接地導体と、前記誘電体基板の他方主面上に配置された、前記第１の接地導体と接続導体を介して接続されている第２の接地導体と、前記信号線路導体の一端と前記第１の接地導体とを接続する抵抗体と、前記誘電体基板の一方主面上に前記第１の接地導体と絶縁されて配置されたバイアス端子電極と、前記誘電体基板の内部に配置された、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の一方主面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】
請求項４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第１の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９（ａ）に上面図で、図９（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10（ａ）に上面図で、図10（ｂ）に図10（ａ）のＡ−Ａ線における断面図で、また図10（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とが形成され、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第１の接地導体と、前記誘電体基板の他方主面上に配置された、前記第１の接地導体と接続導体を介して接続されている第２の接地導体と、前記信号線路導体の一端と前記第１の接地導体とを接続する抵抗体と、前記誘電体基板の一方主面上に前記第１の接地導体と絶縁されて配置されたバイアス端子電極と、前記誘電体基板の内部に配置された、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の一方主面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】
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第１の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】
【００１３】
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第１の接地導体と、誘電体基板の他方主面上に配置された、第１の接地導体と接続導体を介して接続されている第２の接地導体と、信号線路導体の一端と第１の接地導体とを接続する抵抗体と、誘電体基板の一方主面上に第１の接地導体と絶縁されて配置されたバイアス端子電極と、誘電体基板の内部に配置された、一端が信号線路導体の一端に、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から、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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
本発明の半導体装置によれば、上記構成のいずれか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第１の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】
【００１８】
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。
【００１９】
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）は図１（ｂ）のＡ−Ａ線における断面図であり、図１（ｄ）は下面図である。図２〜図７は、図１と同様に、それぞれ（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（ｂ）のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｄ）は下面図である。図１〜図７において、１は誘電体基板、１ａは第１の誘電体層、１ｂは第２の誘電体層、２は信号線路導体、３は第１の接地導体、３ａは第２の接地導体、３ｂは接続導体、４は抵抗体、５はバイアス端子電極、６はバイアス導体、６ａは貫通導体、７は電波吸収体、８は配線基板である。
【００２０】
本発明の配線基板８は、図１〜図７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第１の接地導体３と、誘電体基板１の他方主面上に配置された、第１の接地導体３と接続導体３ｂを介して接続されている第２の接地導体３ａと、信号線路導体２の一端と第１の接地導体３とを接続する抵抗体４と、誘電体基板１の一方主面上に第１の接地導体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の内部に配置された、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６ａ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、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。
【００２１】
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。
【００２２】
また、本発明の配線基板は、上記各構成において、図３，図５および図６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。
【００２３】
配線基板８は、誘電体基板１の一方主面上に信号線路導体２，第１の接地導体３，抵抗体４，バイアス端子電極５が形成され、誘電体基板１の他方主面上に第２の接地導体３ａが形成され、誘電体基板１の内部にバイアス導体６等が形成されたものである。
【００２４】
図１〜図７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。
【００２５】
第１の接地導体３と第２の接地導体３ａとを接続する接続導体３ｂは、図１〜図３に示す例のように、誘電体基板１の側面に形成された側面導体であってもよいし、図４〜図７に示す例のように誘電体基板１を貫通する貫通導体であってもよい。接続導体３ｂを貫通導体として、図４〜図７に示す例のように、信号線路導体２を挟むように配置すると、擬似同軸構造となり、高周波の信号をより良好に伝送することができるので好ましい。そして、このときの信号線路導体２を挟んだ接続導体３ｂの間隔（図４に示すＤ１）を信号線路導体２が伝送する信号の波長の１／２未満とし、また、信号線路導体２に沿って配置された接続導体３ｂの間隔（図４に示すＤ２）を伝送する信号の波長の１／４未満にすると、グラウンド付きコプレーナ線路のグラウンドがより強化されることで高次モードの共振を抑えることができ、特性をさらに優れたものとすることができるので好ましい。例えば、40ＧＨｚの信号を誘電体基板１に実効誘電率9.5の誘電体を用いて伝送するのであれば、接続導体３ｂの間隔Ｄ１を約1.2ｍｍ以下とし、Ｄ２を約0.6ｍｍ以下とすればよい。
【００２６】
図１（ａ）〜図４（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５（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６（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７（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。
【００２７】
なお、バイアス導体６は、図１（ｃ）、図３（ｃ）、図４（ｃ）、図５（ｃ）、図６（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７（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と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により伝送する信号の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以上あることが、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。
【００２８】
また、電波吸収体７が、図３（ｂ）、図５（ｂ）、図６（ｂ）に示す例のように、誘電体基板１の一方主面とバイアス導体６との間に配置されている場合は、バイアス導体６は一主面のみで電波吸収体７と接続されているが、図１（ｂ）、図２（ｂ）、図４（ｂ）、図７（ｂ）に示す例のように、誘電体基板１の第１の誘電体層１ａの他方主面とバイアス導体６と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５（ｂ）、図６（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１（ｂ）、図２（ｂ）、図４（ｂ）、図７（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が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。
【００２９】
また、図２（ｃ）に示す例においては、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７（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。
【００３０】
また、図１（ｃ）、図３（ｃ）、図４（ｃ）、図５（ｃ）に示す例のように誘電体基板１の内部の全面にわたって電波吸収体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）、図７（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６（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６（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。導電性の電波吸収体７を用いる場合は、図６（ｃ）に示す例のように、接続導体３ｂと接続されないように配置する。
【００３１】
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の方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６（ｃ）に示す例のように、バイアス導体６の周囲にだけ電波吸収体７を形成する場合には、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。
【００３２】
誘電体基板１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，ガラスセラミックス等のセラミックスから成る、第１の誘電体層１ａと第２の誘電体層１ｂとが積層されたもの、あるいはセラミックスから成る第１の誘電体層１ａと、ポリイミド樹脂，ポリフェニレンサルファイド樹脂，全芳香族ポリエステル樹脂，ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）樹脂，エポキシ樹脂，ビスマレイミドトリアジン樹脂，ポリフェニレンエーテル樹脂，ポリキノリン樹脂，フッ素樹脂等の絶縁性の樹脂から成る第２の誘電体層１ｂとが積層されたものである。第１の誘電体層１ａと第２の誘電体層１ｂとの間にバイアス導体６および電波吸収体７が形成される。第１の誘電体層１ａおよび第２の誘電体層１ｂは、それぞれ１層の誘電体層から成るものであってもよいし、複数の誘電体層から成るものであってもよい。誘電体基板１がセラミックスから成る第１の誘電体層１ａと第２の誘電体層１ｂとが積層されたものである場合は、第１の誘電体層１ａと第２の誘電体層１ｂとが同時焼成により一体的に作製されたものであってもよいし、別々に作製した第１の誘電体層１ａと第２の誘電体層１ｂとを接合したものであってもよい。
【００３３】
誘電体基板１の第１の誘電体層１ａおよび第２の誘電体層１ｂ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。
【００３４】
配線基板８の誘電体基板１がセラミックスから成り、第１の誘電体層１ａと第２の誘電体層１ｂとが同時焼成により一体的に作製される場合は、第１の誘電体層１ａとなるセラミックグリーンシートの上面に、信号線路導体２，第１の接地導体３，バイアス端子電極５用の金属ペースト、および抵抗体４用の抵抗体ペーストを、また下面にバイアス導体６用の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形成し、また、第２の誘電体層１ｂとなるセラミックグリーンシートの下面に第２の接地導体３ａ用の金属ペーストを印刷塗布し、第１の誘電体層１ａとなるセラミックグリーンシートと第２の誘電体層１ｂとなるセラミックグリーンシートとを積層して、生成形体を作製しておけばよい。バイアス導体６用の金属ペーストは、第２の誘電体層１ｂとなるセラミックグリーンシートの上面に印刷塗布してもよい。接続導体３ｂが貫通導体である場合は、第１の誘電体層１ａとなるセラミック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形成することができる。貫通導体６ａも同様に、第１の誘電体層１ａとなるセラミックグリーンシートおよび第２の誘電体層１ｂとなるセラミックグリーンシートに貫通孔を形成して金属ペーストを充填しておけばよい。接続導体３ｂが側面導体である場合は、生成形体を作製した後に、その側面に金属ペーストを印刷塗布すればよい。金属ペーストは、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。金属粉末は、例えば、第１の誘電体層１ａおよび第２の誘電体層１ｂがアルミナ質セラミックスから成る場合であれば、タングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ），マンガン（Ｍｎ）等が用いられ、第１の誘電体層１ａおよび第２の誘電体層１ｂがガラスセラミックスから成る場合であれば、銅（Ｃｕ），銀（Ａｇ），パラジウム（Ｐｄ），Ａｇ−Ｐｄ合金等が用いられる。誘電体基板１の外表面の信号線路導体２，第１の接地導体３，抵抗体４，バイアス端子電極５，バイアス導体６，側面導体（接続導体３ｂ）は、セラミックグリーンシートとの同時焼成による形成ではなく、内部の第２の接地導体３ａや貫通導体６ａおよび接続導体３ｂである貫通導体が形成された誘電体基板１を作製した後に、蒸着法等の薄膜形成法にて形成してもよい。特に抵抗体４は、終端抵抗値を所望の値に精度よく合わせて形成することができるので、薄膜形成法にて形成するのが好ましい。
【００３５】
配線基板８の誘電体基板１が別々に作製したセラミックスから成る第１の誘電体層１ａと第２の誘電体層１ｂとを接合したものである場合は、信号線路導体２，第１の接地導体３，第２の接地導体３ａ，バイアス端子電極５は、これらの導体用の金属ペーストを、第１の誘電体層１ａとなるセラミックグリーンシートまたは焼成後の第１の誘電体層１ａの上面にスクリーン印刷法等の塗布手段により印刷塗布し、焼成することによって第１の誘電体層１ａに形成することができる。この第１の誘電体層１ａと、同様にして第２の接地導体３ａを下面に形成した第２の誘電体層１ｂとを積層して接合することによって形成することができる。バイアス導体６は、第２の誘電体層１ｂとなるセラミックグリーンシートまたは焼成後の第２の誘電体層１ｂの上面に、あるいは第１の誘電体層１ａとなるセラミックグリーンシートまたは焼成後の第１の誘電体層１ａの下面に形成すればよい。貫通導体６ａおよび貫通導体である接続導体３ｂ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、あるいは焼成後の誘電体層１ａ，１ｂ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。また、この場合も信号線路導体２，第１の接地導体３，第２の接地導体３ａ，抵抗体４，バイアス端子電極５，バイアス導体６は、内部に貫通導体６ａおよび接続導体３ｂである貫通導体が形成された第１の誘電体層１ａおよび第２の誘電体層１ｂを作製した後に、蒸着法等の薄膜形成法にて形成してもよい。接続導体３ｂが側面導体である場合は、第１の誘電体層１ａと第２の誘電体層１ｂとを積層して接合した後に薄膜形成法により形成すればよい。第１の誘電体層１ａと第２の誘電体層１ｂとを接合するには、それぞれに形成された貫通導体６ａ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。第２の接地導体３ａを第１の誘電体層１ａの下面と第２の誘電体層１ｂの上面の両方に形成した場合は、第２の接地導体３ａ同士をはんだや導電性接着剤等の導電性接合材で接続することができる。
【００３６】
配線基板８の誘電体基板１がセラミックスから成る第１の誘電体層１ａと絶縁性の樹脂から成る第２の誘電体層１ｂとが積層されたものである場合は、上記と同様にして作製された、信号線路導体２，第１の接地導体３，抵抗体４，バイアス端子電極５，バイアス導体６，貫通導体６ａおよび接続導体３ｂが形成された第１の誘電体層１ａの上に、上述したような絶縁性樹脂から成る第２の誘電体層１ｂを形成し、第１の誘電体層１ａの貫通導体６ａに接続するように、第２の誘電体層１ｂにも貫通導体６ａを形成し、さらにその上に薄膜形成法により第２の接地導体３ａを形成する。
【００３７】
セラミックスから成る第１の誘電体層１ａの上に絶縁性樹脂から成る第２の誘電体層１ｂを形成するには、例えば、絶縁性樹脂がポリイミド樹脂から成る場合には、ワニス状のポリイミド前駆体を第１の誘電体層１ａの上面にスピンコート法，ダイコート法，カーテンコート法，印刷法等の塗布法により塗布し、しかる後、400℃程度の熱で硬化させてポリイミド化させることによって、10μｍ〜100μｍ程度の厚みに形成する。あるいは、上記絶縁性樹脂から成る10μｍ〜100μｍ程度のシートの下面に、シロキサン変性ポリアミドイミド樹脂，シロキサン変性ポリイミド樹脂，ポリイミド樹脂,ビスマレイミドトリアジン樹脂，エポキシ樹脂等の樹脂接着剤を乾燥厚みで５μｍ〜20μｍ程度にドクターブレード法等の塗布法にて塗布して乾燥させることで接着剤層を形成し、これを第１の誘電体層１ａの上に重ねて加熱プレスすることで形成する。塗布・硬化や加熱プレスを繰り返すことにより10μｍ〜50μｍの絶縁性樹脂層を複数層積層して、上記の厚みの第２の誘電体層１ｂとしてもよい。フィルムの樹脂を用いる方法は、複数のフィルムを一括してプレスすることが可能であり、１層毎に塗布および硬化を行なう必要がないので、製造工程を短くすることができる。
【００３８】
第２の誘電体層１ｂに貫通導体６ａを形成する場合は、例えば、直径20μｍ〜100μｍの貫通孔を形成して貫通孔内に導体を形成することで貫通導体６ａを形成する。貫通孔の形成方法は、まず絶縁性樹脂層上に開口を有するレジスト膜を形成するとともにこのレジスト膜の開口に位置する絶縁性樹脂層をエッチングすることによって、あるいはレーザを使い直接絶縁性樹脂層の一部を除去することによって形成される。このときのレーザはエキシマレーザ，ＣＯ２レーザ等を用いることができるが、貫通孔の内壁の形状を垂直に近く調整でき、さらに貫通孔の内壁面を滑らかに加工できる紫外線レーザで形成しておくのが望ましい。あるいは、ワニス状の樹脂を塗布する方法の場合であれば、感光性の樹脂を用いて、例えば露光により貫通孔が形成される部分以外を硬化させて、貫通孔が形成される部分の樹脂をエッチングにより除去することによって貫通孔を形成してもよい。貫通孔内に導体を形成するには、例えば、銅等の金属粉末と樹脂を主成分とする導体ペーストを絶縁性樹脂層の貫通孔に充填しておくことによって貫通孔が導体により充填されたものが形成される。あるいは、貫通孔の底面に位置する第１の誘電体層に形成された貫通導体が露出した面および貫通孔の内面に薄膜形成法によって導体層を形成し、その上にめっき法によって銅（Ｃｕ），金（Ａｕ），ニッケル（Ｎｉ）等の電気抵抗の小さい金属から成るめっき皮膜を形成してもよい。このめっき皮膜の厚みを厚くすると、貫通孔が導体により充填されたものとすることができる。
【００３９】
信号線路導体２，第１の接地導体３，第２の接地導体３ａ，バイアス端子電極５，バイアス導体６を薄膜形成法を用いて形成する場合は、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。薄膜形成法で信号線路導体２等の配線を貫通導体６ａおよび接続導体３ｂの貫通導体の上に形成する場合は、貫通導体６ａおよび接続導体３ｂの貫通導体が誘電体基板１の表面から露出する部分には、ニッケル（Ｎｉ）や金（Ａｕ）等の表面保護層を形成しておくことが好ましい。
【００４０】
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。
【００４１】
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、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。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。
【００４２】
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。
【００４３】
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、これらは電磁波を熱エネルギーに変換して吸収する。
【００４４】
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ゴムあるいは樹脂を基材として、カーボンなどの導電性材料を含有させたものがある。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
配線基板８の誘電体基板１がセラミックスから成り、第１の誘電体層１ａと第２の誘電体層１ｂとが同時焼成により一体的に作製される場合は、このようなフェライトグリーンシートを、下面にバイアス導体６用の金属ペーストが印刷塗布された第１の誘電体層１ａとなるセラミックグリーンシートと第２の誘電体層１ｂとなるセラミックグリーンシートとの間に積層して生成形体を作製すればよい。第１の誘電体層１ａとなるセラミックグリーンシートの下面にバイアス導体６用の金属ペーストを印刷塗布した場合は、図１（ｂ）、図２（ｂ）、図４（ｂ）、図７（ｂ）に示す例のように、電波吸収体７は第２の誘電体層１ｂとバイアス導体６との間に配置される。第２の誘電体層１ｂとなるセラミックグリーンシートの上面にバイアス導体６用の金属ペーストを印刷塗布した場合は、図３（ｂ）、図５（ｂ）、図６（ｂ）に示す例のように、電波吸収体７は第１の誘電体層１ａとバイアス導体６との間に配置される。フェライトグリーンシートの上面または下面にバイアス導体６用の金属ペーストを印刷塗布してもよい。いずれの場合でも、フェライトグリーンシートには、貫通導体である接続導体３ｂおよび貫通導体６ａが形成される位置には、貫通孔を形成して金属ペーストを充填しておけばよい。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。特に図２（ｃ）、図６（ｃ）および図７（ｃ）に示す例のように、誘電体基板１の内部の全面にわたって電波吸収体７を配置しない場合は、ペーストを塗布する方法が容易であるので好ましい。
【００４８】
このように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場合は、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、同程度の焼成温度のガラスセラミックグリーンシートの間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熱膨張係数は10×10−６／℃程度である。
【００４９】
配線基板８の誘電体基板１が別々に作製したセラミックスから成る第１の誘電体層１ａと第２の誘電体層１ｂとを接合したものである場合は、内部に貫通導体６ａおよび接続導体３である貫通導体が形成された焼結フェライトから成る電波吸収体７を第１の誘電体層１ａと第２の誘電体層１ｂとの間に挟んで、上記した方法により、貫通導体６ａ同士、貫通導体６ａと第２の接地導体３ａ、バイアス導体６と接続導体３ｂとを接続して接着してもよいし、電波吸収体７にバイアス導体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。焼結フェライトから成る電波吸収体７の上面または下面にバイアス導体６を、内部に貫通導体６ａおよび接続導体３ｂを形成しておき、バイアス導体６を形成していない第１の誘電体層１ａと第２の誘電体層１ｂとの間に挟んで接着してもよい。または、焼成後の第１の誘電体層１ａの下面または第２の誘電体層１ｂの上面にフェライトペーストおよび接続導体用３ｂの導体ペーストを塗布して焼成することにより第１の誘電体層１ａまたは第２の誘電体層１ｂの上に電波吸収体７を形成した後に第１の誘電体層１ａと第２の誘電体層１ｂとを接着してもよい。あるいは、焼成後の第１の誘電体層１ａの下面または第２の誘電体層１ｂの上面にフェライトペーストおよび接続導体用３ｂの導体ペーストを塗布し、第１の誘電体層１ａと第２の誘電体層１ｂを積層してフェライトペーストを焼結させるとともに第１の誘電体層１ａと第２の誘電体層１ｂとを接合してもよい。
【００５０】
また、電波吸収体７は、例えば、シリコーンゴム原料100質量部に対して、カルボニル鉄の粉末300〜1500質量部と、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，着色剤等の添加剤とを添加混練し、乾燥させることにより作製することもできる。上記の焼結フェライトから成る電波吸収体７に代えて、このシリコーンゴムにカルボニル鉄を分散させた混練物をシート状に成形して適当な寸法にし、貫通孔を形成して導電性ペーストを充填することで貫通導体６ａおよび接続導体３である貫通導体を形成したものを、セラミックスから成る第１の誘電体層１ａと第２の誘電体層１ｂとの間に配置して接着してもよい。あるいは、乾燥前の混練物を第１の誘電体層１ａの下面または第２の誘電体層１ｂの上面に印刷塗布した後に乾燥させてもよい。乾燥させた後にレーザ加工等により貫通孔を形成するか、貫通孔を有する形状に塗布しておき、貫通孔に導電性ペーストを充填することで貫通導体６ａおよび接続導体３である貫通導体を形成する。あるいは、第１の誘電体層１ａの下面に貫通孔を有する形状に乾燥前の混練物を塗布し、貫通孔に導電性ペーストを充填しておき、第２の誘電体層１ｂと重ねて混練物を乾燥して硬化することにより、第１の誘電体層１ａと第２の誘電体層１ｂとを接着してもよい。
【００５１】
配線基板８の誘電体基板１がセラミックスから成る第１の誘電体層１ａと絶縁性の樹脂から成る第２の誘電体層１ｂとが積層されたものである場合は、上記の方法で作製された、第１の誘電体層１ａの下面に電波吸収体７が形成されたもの（第２の誘電体層１ｂが形成されていないもの）、電波吸収体７の上に第２の誘電体層１ｂを形成すればよい。
【００５２】
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、それぞれの厚みが0.2ｍｍである第１の誘電体層１ａと第２の誘電体層１ｂとの間に例えばＦｅ２Ｏ３を約95質量％およびＮｉＯを約3.5質量％含有する比誘電率が26のフェライト焼結体からなり、厚みが１ｍｍである電波吸収体７を挟んだ場合であれば、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0.12ｍｍの間隔を設けて同じ厚みで第１の誘電体層１ａの上面の外周縁まで第１の接地導体３を形成し、第１の誘電体層１ａの下面の全体に電波吸収体７を形成し、第２の誘電体層１ｂの下面の全面に第２の接地導体３ａを形成して接続導体３ｂにより第１の接地導体１ａと接続することにより、信号線路導体２を50Ωにインピーダンス整合させたグラウンド付きコプレーナ線路とすることができる。また、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よく調整すればよい。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質量％およびＮｉＯを約3.5質量％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、誘電体基板１と同じ８ｍｍ×６ｍｍとして厚みを１ｍｍに形成し、図１に示す例のように、第１の誘電体層１ａの下面とバイアス導体６の下面に絶縁性接着剤で貼り付け、さらに誘電体層１ａと同じ寸法の第２の誘電体層１ｂを電波吸収体７の下面に絶縁性接着剤で貼り付け、配線基板８の側面で第１の接地導体層３と第２の接地導体層３ａを接続導体３ｂで接続した配線基板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、反射損失の最大値が−17ｄＢと良好な結果が得られた。なお、上記構成における電波吸収体７のない、第１の誘電体層１ａと第２の誘電体層１ｂとから成り、信号線路導体２の両側の間隔を0.045ｍｍとすることで信号線路導体２を50Ωにインピーダンス整合させた配線基板を上記と同条件で測定すると、反射損失の最大値は−11ｄＢであった。
【００５３】
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。
【００５４】
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、図８（ｂ）は図８（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。図８において、９は基体、９ａは搭載部、９ｂ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、図８（ａ）の平面図は、蓋体13を外した状態を示している。
【００５５】
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および第１の接地導体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。
【００５６】
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。
【００５７】
本発明の半導体装置は、図８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および第１の接地導体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】
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。
【００５９】
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。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の誘電体層と同様にして作製することができる。なお、基体９は図８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８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９ｂを基体９のコーナー部に設けてもよい。
【００６０】
配線基板８の基体９への搭載は、エポキシ樹脂等の樹脂製接着剤に銀等の導電性粒子を分散させた導電性接着剤あるいはＡｕ−ＳｎやＰｂ−Ｓｎ等のはんだなどの導電性の接合材で固定して行なわれる。基体９がセラミックスから成り、はんだで固定する場合は、搭載部８ａに厚膜法や薄膜法で金属接合層を形成しておくとよい。
【００６１】
基体９と、基体９の搭載部９ａ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。
【００６２】
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。
【００６３】
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、セラミックス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。
【００６４】
図８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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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とバイアス端子電極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６との電気的接続は、ボンディングワイヤ17により行なう。
【００６８】
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。
【００６９】
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および第１の接地導体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８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。
【００７０】
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。
【００７１】
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および第１の接地導体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。
【００７２】
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８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。
【００７３】
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】
【００７４】
【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（ｂ）のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｄ）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（ｂ）のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｄ）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（ｂ）のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｄ）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（ｂ）のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｄ）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（ｂ）のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｄ）は下面図である。
【図６】（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（ｂ）のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｄ）は下面図である。
【図７】（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（ｂ）のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｄ）は下面図である。
【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１０】（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】
【００７５】
１：誘電体基板
１ａ：第１の誘電体層
１ｂ：第２の誘電体層
２：信号線路導体
３：第１の接地導体
３ａ：第２の接地導体
３ｂ：接続導体
４：抵抗体
５：バイアス端子電極
６：バイアス導体
６ａ：貫通導体
７：電波吸収体
８：配線基板
９：基体
９ａ：搭載部
９ｂ：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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