(57)【要約】【課題】高周波信号の伝送効率に優れ、また内部に収容する半導体素子を長期にわたり正常かつ安定に作動させ得る半導体素子収納用パッケージを提供すること。【解決手段】基体１の上側主面に載置された回路基板６は、絶縁基板の上面に一端が中心導体３ｂに接続されているとともに他端が半導体素子５に電気的に接続される線路導体６ａおよび線路導体６ａの両側に略等間隔をもって形成された同一面接地導体６ｃが設けられて成るとともに、一端側の絶縁基板の側面が枠体２の内面に接しており、同一面接地導体６ｃ上に、枠体２の内面から中心導体３ｂの先端まで中心導体３ｂを略同軸状に覆う略半円筒形とされ、内径が枠体２の内面から先端に向かうに伴って漸次大きくなっている導電性の屋根状部材１２が接合されている。【選択図】　図１
2004063614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上側主面に半導体素子および回路基板を載置するための載置部を有する基体と、前記載置部に載置された前記回路基板と、前記基体の前記上側主面の外周部に前記載置部を囲繞するように接合され、側部に貫通孔が形成された金属製の枠体と、筒状の外周導体およびその中心軸に設置された中心導体ならびにそれらの間に介在させた絶縁体から成るとともに前記貫通孔に嵌着された同軸コネクタとを具備した半導体素子収納用パッケージにおいて、前記回路基板は、絶縁基板の上面に一端が前記中心導体に電気的に接続されているとともに他端が前記半導体素子に電気的に接続される線路導体および該線路導体の両側に略等間隔をもって形成された同一面接地導体が設けられて成るとともに、前記一端側の前記絶縁基板の側面が前記枠体の内面に接しており、前記同一面接地導体上に、前記枠体の内面から前記中心導体の先端まで前記中心導体を略同軸状に覆う略半円筒形とされ、内径が前記枠体の内面から前記先端に向かうに伴って漸次大きくなっている導電性の屋根状部材が接合されてい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２】
上側主面に半導体素子を載置するための載置部を有する基体と、該基体の前記上側主面に前記載置部を囲繞するように接合され、側部に貫通孔が形成された金属製の枠体と、筒状の外周導体およびその中心軸に設置された中心導体ならびにそれらの間に介在させた絶縁体から成るとともに前記貫通孔に嵌着された同軸コネクタとを具備した半導体素子収納用パッケージにおいて、前記枠体の内面の前記貫通孔の下方の部位に回路基板を上面に設置した棚部が設けられており、前記回路基板は、絶縁基板の上面に一端が前記中心導体に電気的に接続されているとともに他端が前記半導体素子に電気的に接続される線路導体および該線路導体の両側に略等間隔をもって形成された同一面接地導体が設けられて成るとともに、前記一端側の前記絶縁基板の側面が前記枠体の内面に接しており、前記同一面接地導体上に、前記枠体の内面から前記中心導体の先端まで前記中心導体を略同軸状に覆う略半円筒形とされ、内径が前記枠体の内面から前記先端に向かうに伴って漸次大きくなっている導電性の屋根状部材が接合されてい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３】
請求項１または請求項２記載の半導体素子収納用パッケージと、前記載置部に載置固定されるとともに前記同軸コネクタに前記線路導体を介して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したことを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号入出力部に同軸コネクタを用いた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。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光通信分野で用いられる半導体素子やマイクロ波帯，ミリ波帯等の高周波信号で駆動される各種半導体素子を収納する半導体素子収納用パッケージ（以下、半導体パッケージともいう）には、半導体素子と外部電気回路基板とを電気的に接続するための入出力端子として同軸コネクタが用いられている。この同軸コネクタを具備した半導体パッケージを図８に断面図で示す。同図において、２１は基体、２２は枠体、２３は同軸コネクタ、２４は蓋体、２６は回路基板である。
【０００３】
基体２１は鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金や銅（Ｃｕ）−タングステン（Ｗ）等の金属から成る略四角形の板状体であり、その上側主面の略中央部には、ＩＣ，ＬＳＩ，半導体レーザ（ＬＤ），フォトダイオード（ＰＤ）等の半導体素子２５を搭載して成る回路基板２６を載置する載置部２１ａが形成されている。載置部２１ａには、半導体素子２５が、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）質焼結体（アルミナセラミックス）等から成る回路基板２６に搭載された状態で載置固定される。
【０００４】
なお、回路基板２６に搭載された半導体素子２５は、その電極が、回路基板２６に被着形成されている線路導体２６ａにボンディングワイヤ２７等を介して電気的に接続されている。
【０００５】
基体２１の上側主面の外周部には載置部２１ａを囲繞するようにして枠体２２が立設されており、枠体２２は基体２１とともにその内側に半導体素子２５を収容する空所を形成する。この枠体２２は基体２１と同様にＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＣｕ−Ｗの焼結材等から成り、基体２１と一体成形される、または基体２１に銀ろう等のろう材を介してろう付けされる。枠体２２の側部には同軸コネクタ２３が嵌着される貫通孔２２ａが形成されており、貫通孔２２ａ内に同軸コネクタ２３を嵌め込んで半田等の封着材２８を貫通孔２２ａ内の隙間に挿入し、しかる後、加熱して封着材２８を溶融させ、溶融した封着材２８を毛細管現象により同軸コネクタ２３と貫通孔２２ａの内面との隙間に充填させることにより、同軸コネクタ２３が貫通孔２２ａに封着材２８を介して嵌着接合される。
【０００６】
同軸コネクタ２３は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属から成る円筒状の外周導体２３ａの中心軸部分に、信号線路としてＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属から成る棒状の中心導体２３ｂが絶縁体２３ｃを介して固定されて成る。そして、接地導体としての外周導体２３ａが封着材２８を介して枠体２２に電気的に接続されており、所定の特性インピーダンスに整合された同軸線路モードの信号線路を形成している。また、中心導体２３ｂが半田等から成る導電性接着材２６ｂを介して、またはボンディングワイヤ等により回路基板２６の線路導体２６ａに電気的に接続される。図９に回路基板２６の平面図を示すように、線路導体２６ａの両側には略等間隔をもって同一面接地導体２６ｃが形成されており、線路導体２６ａは所定の特性インピーダンスに整合されたコプレーナ線路となっている。
【０００７】
そして、枠体２２の上面に蓋体２４をろう付け法やシームウエルド法等の溶接法によって接合し、基体２１、枠体２２および蓋体２４から成る容器内部に半導体素子２５を収容し気密に封止することによって製品としての半導体装置となる。
【０００８】
上記同軸コネクタ２３において、同一面接地導体２６ｃと外周導体２３ａの突起部とを電気的に接続することにより、同軸線路部の接地電位とコプレーナ線路部の接地電位とを同一電位とし、高周波信号を効率よく伝送できるものが提案されている（特開２００１−５２８１９公報参照）。
【０００９】
なお、図８において、２２ｂは同軸コネクタプラグ２９を嵌め込むための貫通孔、２９は同軸コネクタプラグ、３０は外部電気回路に接続された同軸ケーブルである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８，図９に示した従来の半導体パッケージでは、枠体２２と回路基板２６の同一面接地導体２６ｃとが電気的に接続されていないため、中心導体２３ｂの線路導体２６ａとの接続部付近で枠体２２と同一面接地導体２６ｃとの電位が異なり、その結果上記接続部で所定の特性インピーダンスに整合できず、その接続部で高周波信号の反射損失が発生し、高周波信号を効率よく伝送できないという問題点があった。
【００１１】
また、特開２００１−５２８１９公報に示されるような半導体パッケージでは、枠体２２と同一面接地導体２６ｃとが電気的に接続されているため、接地性を高めることができ、接続部で高周波信号の反射損失を低減できるが、外周導体２３ａに突起部を設けているため外周導体２３ａが肉厚になり、外周導体２３ａと絶縁体２３ｃとの熱膨張差により絶縁体２３ｃに大きな応力が加わり絶縁体２３ｃがクラック等によって破損し易くなる。その結果、半導体パッケージ内部を気密に保つことができなくなる場合があり、半導体パッケージ内部に収容する半導体素子２５を長期にわたり正常かつ安定に作動させることができないという問題点があった。
【００１２】
さらに、中心導体２３ｂが枠体２２の内面から突出する部位において、高周波信号が伝送する信号線路の伝送モードが急激に変化することから、高周波信号の反射損失が発生し、高周波信号を効率よく伝送できないという問題点があった。
【００１３】
従って、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、高周波信号の伝送効率に優れ、また内部に収容する半導体素子を長期にわたり正常かつ安定に作動させ得る半導体パッケージを提供することにある。
【００１４】
【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、上側主面に半導体素子および回路基板を載置するための載置部を有する基体と、前記載置部に載置された前記回路基板と、前記基体の前記上側主面の外周部に前記載置部を囲繞するように接合され、側部に貫通孔が形成された金属製の枠体と、筒状の外周導体およびその中心軸に設置された中心導体ならびにそれらの間に介在させた絶縁体から成るとともに前記貫通孔に嵌着された同軸コネクタとを具備した半導体素子収納用パッケージにおいて、前記回路基板は、絶縁基板の上面に一端が前記中心導体に電気的に接続されているとともに他端が前記半導体素子に電気的に接続される線路導体および該線路導体の両側に略等間隔をもって形成された同一面接地導体が設けられて成るとともに、前記一端側の前記絶縁基板の側面が前記枠体の内面に接しており、前記同一面接地導体上に、前記枠体の内面から前記中心導体の先端まで前記中心導体を略同軸状に覆う略半円筒形とされ、内径が前記枠体の内面から前記先端に向かうに伴って漸次大きくなっている導電性の屋根状部材が接合されていることを特徴とする。
【００１５】
また本発明の半導体素子収納用パッケージは、上側主面に半導体素子を載置するための載置部を有する基体と、該基体の前記上側主面に前記載置部を囲繞するように接合され、側部に貫通孔が形成された金属製の枠体と、筒状の外周導体およびその中心軸に設置された中心導体ならびにそれらの間に介在させた絶縁体から成るとともに前記貫通孔に嵌着された同軸コネクタとを具備した半導体素子収納用パッケージにおいて、前記枠体の内面の前記貫通孔の下方の部位に回路基板を上面に設置した棚部が設けられており、前記回路基板は、絶縁基板の上面に一端が前記中心導体に電気的に接続されているとともに他端が前記半導体素子に電気的に接続される線路導体および該線路導体の両側に略等間隔をもって形成された同一面接地導体が設けられて成るとともに、前記一端側の前記絶縁基板の側面が前記枠体の内面に接しており、前記同一面接地導体上に、前記枠体の内面から前記中心導体の先端まで前記中心導体を略同軸状に覆う略半円筒形とされ、内径が前記枠体の内面から前記先端に向かうに伴って漸次大きくなっている導電性の屋根状部材が接合されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の半導体素子収納用パッケージは、同一面接地導体上に、枠体の内面から中心導体の先端まで中心導体を略同軸状に覆う略半円筒形とされ、内径が枠体の内面から先端に向かうに伴って漸次大きくなっている導電性の屋根状部材が接合されていることから、同一面接地導体と枠体の貫通孔に嵌着された同軸コネクタの外周導体とが確実に電気的に接続され、コプレーナ線路部の接地性を高めることができ、また、信号線路は同軸線路からコプレーナ線路へスムーズに伝送モードを変化させることができ、枠体の内面付近の信号線路における高周波信号の伝送モードの変化をなだらかにすることができる。その結果、高周波信号の反射損失を低減させ、高周波信号を効率よく伝送させることが可能となる。
【００１７】
また、本発明において、回路基板設置用の棚部を枠体の内面に設けた場合、半導体装置の基体をネジ止め等により外部回路基板等に固定する際に回路基板に加わる歪みが枠体を介して伝わり、その歪みは枠体においてほとんど分散および吸収される。その結果、回路基板に不要な応力および歪みが伝わることを防止できる。
【００１８】
本発明の半導体装置は、上記本発明の半導体素子収納用パッケージと、前記載置部に載置固定されるとともに前記同軸コネクタに前記線路導体を介して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したことを特徴とする。
【００１９】
本発明の半導体装置は、上記の構成により、上記本発明の半導体素子収納用パッケージを用いた、高周波信号の伝送特性に優れかつ信頼性の高いものとなる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の半導体素子収納用パッケージについて以下に詳細に説明する。図１は本発明の半導体パッケージについて実施の形態の一例を示す断面図であり、１は基体、２は枠体、３は同軸コネクタ、４は蓋体、６は回路基板である。
【００２１】
本発明の半導体パッケージは、上側主面に半導体素子５および回路基板６を載置するための載置部１ａを有する基体１と、載置部１ａに載置された回路基板６と、基体１の上側主面の外周部に載置部１ａを囲繞するように接合され、側部に貫通孔２ｂが形成された金属製の枠体２と、筒状の外周導体３ａおよびその中心軸に設置された中心導体３ｂならびにそれらの間に介在させた絶縁体３ｃから成るとともに貫通孔２ｂに嵌着された同軸コネクタ３とを具備した基本構成である。
【００２２】
本発明の基体１はＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属やＣｕ−Ｗの焼結材等から成り、その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、または射出成形と切削加工等を施すことによって、所定形状に製作される。基体１の上側主面の略中央部には、ＩＣ，ＬＳＩ，ＬＤ，ＰＤ等の半導体素子５を載置するための載置部１ａが設けられており、載置部１ａには半導体素子５を搭載して成る回路基板６が載置固定される。半導体素子５は、その電極が、回路基板６の上面の線路導体６ａにボンディングワイヤ７等を介して電気的に接続されている。つまり、線路導体６ａは、その一端が中心導体３ｂに電気的に接続されており、他端が半導体素子５に電気的に接続される。
【００２３】
また、基体１の上側主面の外周部には載置部１ａを囲繞するようにして枠体２が接合されており、枠体２は基体１とともにその内側に半導体素子５を収容する空所を形成する。この枠体２は、基体１と同様にＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＣｕ−Ｗの焼結材等から成り、基体１と一体成形される、または基体１に銀（Ａｇ）ろう等のろう材を介してろう付けされることによって基体１の上側主面の外周部に立設される。枠体２の側部には同軸コネクタ３が嵌着される貫通孔２ｂが形成されている。貫通孔２ｂに同軸コネクタ３を嵌着する場合、同軸コネクタ３を嵌め込んで半田等の封着材８を貫通孔２ｂとの隙間に挿入する。しかる後、加熱して封着材８を溶融させ、溶融した封着材８は毛細管現象により同軸コネクタ３と貫通孔２ｂの内面との隙間に充填されることにより、同軸コネクタ３が貫通孔２ｂに封着材８を介して嵌着接合される。
【００２４】
同軸コネクタ３は、内部に収容する半導体素子５を外部の同軸ケーブル１０に電気的に接続するものであり、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属から成る円筒状の外周導体３ａの中心軸に同じくＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属から成る中心導体３ｂが絶縁体３ｃを介して固定されて成る。なお、同軸ケーブル１０は、枠体２の貫通孔２ｃに挿着された同軸コネクタプラグ９を介して、同軸コネクタ３に接続される。
【００２５】
中心導体３ｂを伝送する高周波信号は、貫通孔２ｂ，２ｃ部において貫通孔２ｂ，２ｃの中心軸を同軸線路のモードで伝送し、所定の特性インピーダンス値に整合されている。中心導体３ｂが枠体２の内面から突出して線路導体６ａと半田等の導電性接着材６ｂにより接続された部分以降では、高周波信号は回路基板６の上面に被着形成された線路導体６ａ上を伝送される。
【００２６】
本発明において、回路基板６は、絶縁基板の上面に一端が中心導体３ｂに接続されており他端が半導体素子５に接続される線路導体６ａおよび線路導体６ａの両側に略等間隔をもって形成された同一面接地導体６ｃが設けられて成るとともに、線路導体６ａの一端側の絶縁基板の側面が枠体２の内面に接している。また、同一面接地導体６ｃ上に、枠体２の内面から中心導体３ｂの先端まで中心導体３ｂを略同軸状に覆う略半円筒形とされ、内径が枠体２の内面から上記先端に向かうに伴って漸次大きくなっている導電性の屋根状部材１２が接合されている。
【００２７】
なお、線路導体６ａとの接続部について、以下、「接続部」といえば中心導体３ｂと線路導体６ａとの接続部をいうこととする。
【００２８】
なお、回路基板６を成す絶縁基板は、線路導体６ａの一端側に位置する側面が枠体２の内面に接しており、同一面接地導体６ｃと枠体２の内面とが導通されるようになっている。また、同一面接地導体６ｃが絶縁基板の線路導体６ａの一端側に位置する側面に延出していれば、同一面接地導体６ｃと枠体２の内面とが確実に導通され好ましい。
【００２９】
本発明では、図２の平面図および図３の斜視図に示すように、回路基板６の上面には、線路導体６ａの両側に略等間隔をもって形成された同一面接地導体６ｃを設けて線路導体６ａをコプレーナ線路とし、かつ同一面接地導体６ｃ上に屋根状部材１２を接続部を略同軸状に覆うように設けて、枠体２内面と同一面接地導体６ｃとを電気的に接続する。屋根状部材１２と同一面接地導体６ｃと枠体２とは、Ａｇろう等のろう材や金（Ａｕ）−錫（Ｓｎ）半田，鉛（Ｐｂ）−Ｓｎ半田等の半田によってそれぞれ接合され、電気的に接続される。
【００３０】
図４は屋根状部材１２を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は断面図、（ｄ）は他の例の側面図である。屋根状部材１２は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金，Ｃｕ，Ａｇ等の金属や導電性樹脂等からなり、図４（ｃ）に示すように、軸方向の両端における肉厚はｔ１，ｔ２（ｔ１＜ｔ２）であり、ｔ２からｔ１にかけて漸次肉厚が薄くなり、屋根状部材１２の内径が漸次大きくなっている。
【００３１】
ｔ１，ｔ２について、ｔ１≧０．１ｍｍ、ｔ２≦１ｍｍ、かつｔ１＜ｔ２であるのがよく、また軸方向の長さＬは０．３〜３ｍｍであるのがよい。
【００３２】
ｔ１＜０．１ｍｍの場合、屋根状部材１２のｔ１側が薄すぎるため、その取り扱い時に折れ等の破損が生じ易く、また屋根状部材１２と同一面接地導体６ｃと枠体２とを接合した後のろう材や半田との熱膨張差による歪みが屋根状部材１２に加わり、屋根状部材１２が変形し易くなる。屋根状部材１２が変形すると、中心導体３ｂから屋根状部材１２の内周面までの距離が変化して、中心導体３ｂおよび線路導体６ａで構成される信号線路のインピーダンス値が変化し、信号線路により伝送される高周波信号の反射損失が大きくなり易い。
【００３３】
ｔ２＞１ｍｍの場合、屋根状部材１２と同一面接地導体６ｃとの接合部で、回路基板６に屋根状部材１２との熱膨張差による応力が大きく加わり、回路基板６にクラック等の破損が生じて、屋根状部材１２と同一面接地導体６ｃとの電気的接続ができなくなったり、同一面接地導体６ｃおよび線路導体６ａが断線し、線路導体６ａで高周波信号が伝送されなくなる場合がある。
【００３４】
Ｌ＜０．３ｍｍの場合、中心導体３ｂの枠体２内面からの突出部分の長さよりも短くなるため、屋根状部材１２により中心導体３ｂの突出部分を完全に同軸線路とすることができなくなり、中心導体３ｂの突出部分での高周波信号の伝送特性を改善するのが困難になる。さらに、屋根状部材１２が小さすぎて屋根状部材１２と同一面接地導体６ｃと枠体２とを接合する際の取り扱いが困難になり、屋根状部材１２と同一面接地導体６ｃと枠体２とを接合する作業の作業性が著しく低下し、確実に接合するのが困難になる。
【００３５】
Ｌ＞３ｍｍの場合、中心導体３ｂの突出部分の長さに比べて屋根状部材１２の長さが長すぎるため、中心導体３ｂの突出部分のない部分、即ち屋根状部材１２のみの部分が形成されてしまい、この部分では同軸線路とはならない。そのため、不要な電気的な容量が発生し高周波信号の伝送特性が劣化し易くなる。さらに、屋根状部材１２と同一面接地導体６ｃとの接合部で、回路基板６に屋根状部材１２との熱膨張差による応力が大きく加わり、回路基板６にクラック等の破損が生じて、屋根状部材１２と同一面接地導体６ｃとの電気的接続ができなくなったり、同一面接地導体６ｃおよび線路導体６ａが断線し、線路導体６ａで高周波信号が伝送されなくなる場合がある。
【００３６】
また、図４（ｄ）に示すように、屋根状部材１２の枠体２と同一面接地導体６ｃとに接合される側の面に、ろう材または半田を貼り付けたクラッド材を設けるのがよく、接合時の作業性が著しく向上する。
【００３７】
また、図５に示すように、屋根状部材１２の同一面接地導体６ｃと接合される面に外向きに鍔部１２ａを設けると、同一面接地導体６ｃと屋根状部材１２とが確実に導通され好ましい。鍔部１２ａは、屋根状部材１２の下端部に折り曲げ加工等を施すことによって形成する。好ましくは鍔部１２ａの幅Ｗは０．３〜３ｍｍとするのがよい。Ｗ＜０．３ｍｍの場合、鍔部１２ａが小さすぎて鍔部１２ａを形成するのが困難になり、Ｗ＞３ｍｍの場合、屋根状部材１２と同一面接地導体６ｃとの接合部で、回路基板６に屋根状部材１２との熱膨張差による応力が大きく加わり、回路基板６にクラック等の破損が生じて、屋根状部材１２と同一面接地導体６ｃとの電気的接続ができなくなったり、同一面接地導体６ｃおよび線路導体６ａが断線し、線路導体６ａで高周波信号が伝送されなくなる場合がある。
【００３８】
図２、図３に示すように、屋根状部材１２の内径Ｄは、接続部の先端側で０．７〜３ｍｍであるのがよい（中心導体３ｂの直径が０．３ｍｍ程度の場合）。ただし、Ｄは、中心導体３ｂの直径、周囲の空気や窒素等の誘電率、回路基板６の誘電率、回路基板６の同一面接地導体６ｃ間の間隔等により設定されるため、上記寸法に限らない。
【００３９】
また、屋根状部材１２の内周面は、図４（ｃ）のように直線的に広がっていてもよいし、凹んだ曲線状を成して広がっていてもよく、または複数の直線部から成る凹みを成して広がっていてもよい。凹んだ曲線状を成す場合や複数の直線部から成る凹みを成す場合、その凹みの具合を調整することにより、中心導体３ｂにおける同軸線路の伝送モードと線路導体６ａのコプレーナ線路の伝送モードとをなめらかに整合させることができる。
【００４０】
このようにして、半導体パッケージ内において、高周波信号の反射損失や透過損失等の伝送損失の小さい良好な伝送特性の信号線路が形成される。
【００４１】
枠体２の貫通孔２ｃに挿入固定される同軸コネクタプラグ９は、外部電気回路に接続された同軸ケーブル１０と枠体２に嵌着された同軸コネクタ３とを接続するためのプラグである。
【００４２】
そして、本発明の半導体パッケージは、半導体素子５の電極と回路基板６の上面の線路導体６ａとを電気的に接続し、線路導体６ａと中心導体３ｂとを導電性接着材６ｂを介して、またはボンディングワイヤ等により電気的に接続し、しかる後、枠体２の上面にＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属から成る蓋体４を半田付け法やシームウエルド法により接合することにより、製品としての半導体装置となる。この半導体装置は、基体１が外部電気回路基板に実装され、同軸コネクタプラグ９と外部電気回路に接続された同軸ケーブル１０とを接続することにより、内部に収容する半導体素子５が外部電気回路に電気的に接続され、半導体素子５が高周波信号で作動することとなる。
【００４３】
そして、図６は本発明の半導体パッケージについて実施の形態の他の例を示す断面図であり、２ａは枠体２の内面に設けた棚部である。図６のように、枠体２の内面の貫通孔２ｂの下方の部位に半導体素子５と中心導体３ｂとを電気的に接続する線路導体６ａが上面に形成された回路基板６を上面に設置した棚部２ａが設けられている。また、回路基板６は下面に接地導体層６ｄが形成されている。そして、棚部２ａに半田等の接合材６ｅを載置し、接合材６ｅの上に回路基板６を接地導体層６ｄ側の面（下面）が接合材６ｅ側になるようにして載置する。しかる後、加熱して接合材６ｅを溶融させ、棚部２ａ上面に回路基板６が固定される。
【００４４】
棚部２ａ上面に回路基板６を固定することにより、基体１をネジ止め等により外部回路基板等に装着する際に回路基板６に加わる歪みが枠体２を介して伝わり、その歪みは枠体２においてほとんど分散および吸収される。その結果、回路基板６に不要な応力および歪みが伝わりにくくなり、回路基板６のクラック等による破損を防止し、線路導体６ａが断線し高周波信号を伝送できなくなるのを防止できる。
【００４５】
本発明における高周波信号の好ましい周波数は１〜６０ＧＨｚ程度であり、この場合に高周波信号の伝送特性を良好なものとすることができる。
【００４６】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を施すことは何等差し支えない。例えば、図７のように、同軸コネクタ３が保持部材１１を介して枠体２に固定されている構成であってもよい。具体的には、保持部材１１に設けられた、枠体２内外を貫通する貫通孔１１ｂに、同軸コネクタ３を外側より挿着し、かつ保持部材１１の内側に棚部１１ａを設けて回路基板６を設置し、保持部材１１を枠体２の取付部２ｄに嵌着させた構成である。この場合、保持部材１１の体積を大きくしたり、比較的変形しやすい金属（Ｃｕ，Ａｇ）等によって構成することにより、基体１を外部回路基板にネジ止め等によって固定する際に同軸コネクタ３と回路基板６に加わる応力を低減できる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の半導体素子収納用パッケージは、上側主面に半導体素子および回路基板を載置するための載置部を有する基体と、載置部に載置された回路基板と、基体の上側主面の外周部に載置部を囲繞するように接合され、側部に貫通孔が形成された金属製の枠体と、筒状の外周導体およびその中心軸に設置された中心導体ならびにそれらの間に介在させた絶縁体から成るとともに貫通孔に嵌着された同軸コネクタとを具備し、回路基板は、絶縁基板の上面に一端が中心導体に電気的に接続されているとともに他端が半導体素子に電気的に接続される線路導体および線路導体の両側に略等間隔をもって形成された同一面接地導体が設けられて成るとともに、一端側の絶縁基板の側面が枠体の内面に接しており、同一面接地導体上に、枠体の内面から中心導体の先端まで中心導体を略同軸状に覆う略半円筒形とされ、内径が枠体の内面から先端に向かうに伴って漸次大きくなっている導電性の屋根状部材が接合されているか、または、枠体の内面の貫通孔の下方の部位に回路基板を上面に設置した棚部が設けられており、回路基板は、絶縁基板の上面に一端が中心導体に電気的に接続されているとともに他端が半導体素子に電気的に接続される線路導体および線路導体の両側に略等間隔をもって形成された同一面接地導体が設けられて成るとともに、一端側の絶縁基板の側面が枠体の内面に接しており、同一面接地導体上に、枠体の内面から中心導体の先端まで中心導体を略同軸状に覆う略半円筒形とされ、内径が枠体の内面から先端に向かうに伴って漸次大きくなっている導電性の屋根状部材が接合されていることにより、同一面接地導体と枠体の貫通孔に嵌着された同軸コネクタの外周導体とが確実に電気的に接続され、コプレーナ線路部の接地性を高めることができる。また、信号線路は同軸線路からコプレーナ線路へスムーズに伝送モードを変化させることができ、枠体の内面付近の信号線路における高周波信号の伝送モードの変化をなだらかにすることができる。その結果、高周波信号の反射損失を低減させ、高周波信号を効率よく伝送させることが可能となる。
【００４８】
また、回路基板設置用の棚部を枠体の内面に設けた場合、半導体素子収納用パッケージの基体をネジ止め等により外部回路基板等に固定する際に回路基板に加わる歪みが枠体を介して伝わり、その歪みは枠体においてほとんど分散および吸収される。その結果、回路基板に不要な応力および歪みが伝わることを防止できる。
【００４９】
本発明の半導体装置は、本発明の半導体素子収納用パッケージと、載置部に載置固定されるとともに同軸コネクタに線路導体を介して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したことにより、本発明の半導体素子収納用パッケージを用いた、高周波信号の伝送特性に優れかつ信頼性の高いものとなる。
【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について実施の形態の例を示す断面図である。
【図２】本発明の半導体素子収納用パッケージにおける回路基板の平面図である。
【図３】本発明の半導体素子収納用パッケージにおける回路基板上の屋根状部材を示す部分斜視図である。
【図４】本発明の半導体素子収納用パッケージにおける屋根状部材を示し、（ａ）は屋根状部材の正面図、（ｂ）は屋根状部材の側面図、（ｃ）は屋根状部材の断面図、（ｄ）は屋根状部材の他の例の側面図である。
【図５】本発明の半導体素子収納用パッケージにおける屋根状部材について実施の形態の他の例を示す斜視図である。
【図６】本発明の半導体素子収納用パッケージについて実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図７】本発明の半導体素子収納用パッケージについて実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図８】従来の半導体素子収納用パッケージの断面図である。
【図９】従来の半導体素子収納用パッケージにおける回路基板の平面図である。
【符号の説明】
１：基体
１ａ：載置部
２：枠体
２ｂ：貫通孔
３：同軸コネクタ
３ａ：外周導体
３ｂ：中心導体
３ｃ：絶縁体
５：半導体素子
６：回路基板
６ａ：線路導体
６ｃ：同一面接地導体
１２：屋根状部材
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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