(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を含むマイクロ波回路部分を密閉した半導体パッケージと、この半導体パッケージを固定する固定部材とを具備した半導体パッケージ装置において、前記半導体パッケージと前記固定部材との間に、Ｐｄ層を介してＡｕ層を設けたＩｎシートが挟まれていることを特徴とする半導体パッケージ装置。
【請求項２】
半導体素子を含むマイクロ波回路部分を密閉した半導体パッケージと、この半導体パッケージを固定し前記半導体素子が発生した熱を放出する固定部材とを具備した半導体パッケージ装置において、前記半導体パッケージと前記固定部材との間に、Ｐｄ層を介してＡｕ層を設けたＩｎシートが挟まれていることを特徴とする半導体パッケージ装置。
【請求項３】
基板と、基板上に形成された壁と、半導体素子を含むマイクロ波回路からなり、このマイクロ波回路部分を密閉した半導体パッケージと、この半導体パッケージを固定する固定部材とを具備した半導体パッケージ装置において、前記半導体パッケージと前記固定部材との間に、Ｐｄ層を介してＡｕ層を設けたＩｎシートが挟まれていることを特徴とする半導体パッケージ装置。
【請求項４】
基板と、基板上に形成された壁とが異なる材料で構成されていることを特徴とする請求項３記載の半導体パッケージ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体パッケージ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロ波のような高周波信号をたとえば増幅するマイクロ波回路は、電界効果トランジスタやバイポーラトランジスタなど動作時に熱を発生する能動素子、コンデンサやコイル、抵抗などの受動素子、および、各素子間を接続するマイクロストリップ線路などから構成されている。これらの電気部品は、通常、半導体パッケージ内の空間部分などに密閉されている。
【０００３】
ここで、電気部品を密閉する半導体パッケージを用いた従来の半導体パッケージ装置について図３を参照して説明する。半導体パッケージ３１は、基板３２や、基板３２上に矩形状に形成された壁３３、壁３３の上部開口を封止する蓋３４などから構成されている。基板３２はたとえば金属で形成され、壁３３はセラミックなどで形成され、基板３２と壁３３は、銀などのろう材を用いてろう付けされている。
【０００４】
半導体素子や回路素子などマイクロ波回路を構成する電気部品は、壁３３や蓋３４で囲まれた基板３２上の密閉した空間部分に設けられている。このような構成の半導体パッケージ３１は、たとえば筐体の底壁部分を構成する固定部材３５上にねじなどで固定され、半導体パッケージ装置が構成される。
【０００５】
ここで、半導体パッケージ３１を固定部材３５上に固定した半導体パッケージ装置を図４に示す。図４は、図３に対応する部分には同じ符号を付し、重複する説明は一部省略する。図には、半導体パッケージ３１をねじ４１で固定部材３５上に固定した状態が示されている。
【０００６】
上記した構成の半導体パッケージ装置の場合、半導体パッケージ３１内のマイクロ波回路は、たとえば固定部材３５を通して電気的に接地される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の半導体パッケージ装置は、マイクロ波回路が動作状態に入ると、半導体パッケージ３１内の半導体素子などから熱が発生する。この熱は、たとえば、基板３２から固定部材３５へと伝わり、固定部材３５を通して放熱される。
【０００８】
このとき、半導体パッケージ３１を構成する基板３２と壁３３の熱膨張率が相違するため、たとえば図５に示すように基板３２部分に反りが発生する。また、半導体パッケージ３１を固定する固定部材３５の表面も必ずしも平坦になっていない。なお、図５では、図３および図４に対応する部分には同じ符号を付し、重複する説明を一部省略する。
【０００９】
そのため、半導体パッケージ３１の下面と固定部材３５との間に隙間３６が発生し、半導体パッケージ３１と固定部材３５との間の熱伝導特性が低下し、放熱が十分に行われなくなる。また、マイクロ波回路の電気的接地も不十分となり、半導体素子の電気的特性が劣化してしまう。したがって、従来は、切削加工等の平滑化する後加工を半導体パッケージ３１の下面および固定部材３５の表面に施してから固定していた。
【００１０】
ところで、上記した問題を防止する他の手段としては、半導体パッケージ３１の下面と固定部材３５との間に、たとえば、シリコーンオイルに粉末状のアルミナを混ぜたサーマルコンパウンドを配置する方法や導電性ゴムを配置する方法等がある。しかし、サーマルコンパウンドは高温になると、シリコーンオイルとアルミナが分離し、シリコーンオイルが流れ出し、事故発生の原因になる。また、サーマルコンパウンドは電気伝導度が低いため、電気的接地が不十分で、高周波特性が低下してしまう。
【００１１】
さらに、導電性ゴムを用いる方法は、導電性ゴムの電気伝導度が十分でないため、良好な接地が得られず、高周波特性などの電気的特性が低下してしまう。
【００１２】
本発明は、上記した欠点を解決するもので、切削加工等の平滑化する後処理する必要がなく、放熱特性や電気的特性が良好な半導体パッケージ装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、半導体素子を含むマイクロ波回路部分を密閉した半導体パッケージと、この半導体パッケージを固定する固定部材とを具備した半導体パッケージ装置において、前記半導体パッケージと前記固定部材との間に、Ｐｄ層を介してＡｕ層を設けたＩｎシートが挟まれていることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について図１を参照して説明する。半導体パッケージ１１は、基板１２や、基板１２上にある高さで矩形状に形成された壁１３、壁１３で囲まれた上部開口を封止する蓋１４などから構成されている。基板１２はたとえば金属で形成され、壁１３はセラミックなどで形成され、基板１２と壁１３は、銀などのろう材を用いてろう付けされている。
【００１５】
半導体素子や回路素子などマイクロ波回路を構成する電気部品は、基板１２や壁１３、蓋１４で密閉された空間、たとえば基板１２上に形成され、あるいは、基板１２上に配置されている。基板１２部分の両端には、半導体パッケージ１１をねじで固定するための切欠き１５が設けられている。
【００１６】
上記した構成の半導体パッケージ１１は、たとえば、基板１２部分の下面とほぼ同じ形状をしたインジウム（以下Ｉｎと表現する）シート１６を間に挟んで固定部材１７、たとえば筐体の底壁部分などにねじ（図示せず）で固定される。固定部材１７は、マイクロ波回路の接地部分を接地する機能、あるいは、マイクロ波回路の半導体素子などが発生した熱を放出する機能などを有している。
【００１７】
ここで、半導体パッケージ１１を固定部材１７上にねじ１８で固定した状態を図２に示す。図２は、図１に対応する部分には同一の符号を付し、重複する説明を一部省略する。
【００１８】
上記した構成の半導体パッケージ装置によれば、半導体パッケージ１１の放熱面となる下面と、固定部材１７の半導体パッケージ１１を搭載する面との間にＩｎシート１６が挟まっている。Ｉｎシート１６は延性や展性にすぐれている。そのため、半導体パッケージ１１を固定部材１７にねじなどで固定する際に、半導体パッケージ１１と固定部材１７間に適正な圧力が加えられると、Ｉｎシート１６は半導体パッケージ１１と固定部材１７の隙間の形状に合わせて変形し、両者の隙間がＩｎシート１６によって埋まった状態になる。
【００１９】
この場合、Ｉｎシート１６は電気的な伝導度が高いため、半導体パッケージ１１と固定部材１７との電気的接続が良好となり、マイクロ波回路の接地が確実に行われ、良好な電気的特性が得られる。Ｉｎシート１６は熱的な伝導度も高いため、半導体パッケージ１１と固定部材１７との間の熱的接触も良好で、十分な熱放出特性が得られる。
【００２０】
また、上記したように、半導体パッケージ１１と固定部材１７の間にＩｎシートを挟んだ構造の場合、固定部材１７がダイキャストなどで構成され、固定部材１７の表面にうねりがあっても、平坦度を確保するための切削加工などの後加工が必要でなくなり、安価な半導体モジュールが実現される。
【００２１】
なお、Ｉｎシートの厚さは、半導体パッケージの放熱面と固定部材の半導体パッケージ搭載面間に生じる隙間、たとえば、半導体パッケージの放熱面の凹凸の高さや、固定部材の半導体パッケージ搭載面の凹凸の高さ、あるいは、これらの各面のうねりの高さの最大の寸法部分よりも厚いものを用い、半導体パッケージと固定部材との間に隙間がなくなるようにしている。
【００２２】
上記の実施形態では、Ｉｎシートをそのまま利用している。しかし、Ｉｎシートの表面を、たとえばめっきや蒸着などでメタライズ処理すれば、温度や湿度などに対するＩｎシートの耐環境性が向上する。
【００２３】
Ｉｎシートの表面をメタライズ処理する場合、たとえば、Ｉｎシート上にパラジウム（以下Ｐｄと表現する）層を５００オングストロームの厚さに形成し、さらに、Ｐｄ層の上に、金（以下Ａｕと表現する）層を１０００オングストロームの厚さに形成する。ＡｕはＩｎに拡散する性質があるため、ＩｎシートとＡｕとの間にＰｄ層を設ければ、ＡｕのＩｎへの拡散が防止される。
【００２４】
Ｉｎシートをメタライズ処理した場合、Ｉｎだけの場合よりも固くなり、ねじ締めトルクが増加する。そのため、Ｐｄ層やＡｕ層の厚さは１０００オングストローム以下が望ましい。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、放熱特性や電気的特性が良好な半導体パッケージ装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を説明するための概略の構造図である。
【図２】本発明の実施形態を説明するための概略の構造図で、半導体パッケージを固定部材に固定した状態を示す図である。
【図３】従来例を説明するための概略の構造図である。
【図４】従来例を説明するための概略の構造図で、半導体パッケージを固定部材に固定した状態を示す図である。
【図５】従来例を説明するための概略の構造図で、半導体パッケージが反ったときの状態を示す図である。
【符号の説明】
１１…半導体パッケージ
１２…半導体パッケージの基板
１３…半導体パッケージの壁
１４…半導体パッケージの蓋
１５…基板の切欠き
１６…Ｉｎシート
１７…固定部材
【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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