(57)【要約】  半導体パッケージは、基体と、信号端子と、配線基板と、接地端子とを備えている。基体は、厚み方向に貫通する貫通孔を有する。信号端子は、貫通孔に設けられている。配線基板は、基体の下面との間である上面に接地導体層と、下面に接地導体層と重なるように、信号端子と接続された線路導体とが設けられている。接地端子は、配線基板を貫通して、接地導体層と接続されている。接地端子は、基体の外縁と重なる位置から、線路導体を伝送される高周波信号の波長の４分の１未満の距離に設けられている。
2017188269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚み方向に貫通する貫通孔を有する基体と、
前記貫通孔に設けられた信号端子と、
前記基体の下面との間である上面に接地導体層と、下面に前記接地導体層と重なるように、前記信号端子と接続された線路導体とが設けられた配線基板と、
前記配線基板を貫通して、前記接地導体層と接続された接地端子とを備えており、
前記接地端子は、前記基体の外縁と重なる位置から、前記線路導体を伝送される高周波信号の波長の４分の１未満の距離に設けられていることを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項２】
平面透視において、前記基体と重なる位置に設けられた前記接地導体層は、前記接地端子から、前記線路導体を伝送される高周波信号の波長の４分の１未満の距離に設けられていることを特徴とする請求項１に半導体パッケージ。
【請求項３】
前記信号端子は、前記接地端子から前記線路導体を伝送される高周波信号の波長の４分の１未満の距離に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体パッケージ。
【請求項４】
平面透視において、前記基体と前記配線基板の間に、基板をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体パッケージ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の半導体パッケージと、
前記半導体パッケージ内に実装された半導体素子と、
前記半導体パッケージの前記基体に接合された蓋体とを備えてい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、光通信分野等に用いられる半導体素子等を収納するための半導体パッケージおよびそれを用いた半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光通信装置を用いて光信号を受発信する半導体装置等の高速化が注目されている。このような半導体装置は、より高出力化させ、高速化させることが要求されている。【０００３】
半導体装置は、半導体パッケージと、ＬＤ（Laser Diode：レーザダイオード）やＰＤ（Photo Diode：フォトダイオ−ド）等の半導体素子と、から構成される（特開２０１１−１１９６３４号公報を参照）。【０００４】
特開２０１１−１１９６３４号公報に開示された技術では、半導体パッケージにおいて、貫通孔を有する基体と、貫通孔に固定された信号端子と、信号端子と接続された信号線路導体を有する配線基板と、基体と接合された接地端子とを備えている。信号端子と接地端子は、平面透視において、基体の中心近辺に設けられている。しかしながら、特許文献１の技術では、信号端子と接地端子が基体の中心にあることによって、高周波信号が信号端子と接地端子を介して伝送する際に、基体と接地端子との間に生じる電位差により、基体と接地端子との間で共振現象が発生する場合があった。その際には半導体パッケージの周波数特性が劣化する場合があった。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の実施形態に係る半導体パッケージは、基体と、信号端子と、配線基板と、接地端子とを備えている。基体は、厚み方向に貫通する貫通孔を有する。信号端子は、貫通孔に設けられている。配線基板は、基体の下面との間である上面に接地導体層と、下面に接地導体層と重なるように、信号端子と接続された線路導体とが設けられている。接地端子は、配線基板を貫通して、接地導体層と接続されている。接地端子は、基体の外縁と重なる位置から、線路導体を伝送される高周波信号の波長の４分の１未満の距離に設けられている。
【０００６】
本発明の実施形態に係る半導体装置は、上記各構成の本発明の実施形態に係る半導体パッケージと、前記半導体パッケージ内に実装された半導体素子と、前記半導体パッケージの前記基体に接合された蓋体とを備えている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態に係る半導体パッケージを示す斜視図であり、図１（ａ）は上面からの斜視図で、図１（ｂ）は下面からの斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る半導体パッケージを示す斜視図であり、図２（ａ）は上面からの斜視図で、図２（ｂ）は下面からの斜視図である。
【図３】図１に示した本発明の一実施形態に係る半導体パッケージの配線基板の平面図であり、図３（ａ）は配線基板の上面の平面図、図３（ｂ）は配線基板の下面の平面図である。
【図４】図１に示した本発明の一実施形態に係る半導体パッケージの上面透視図である。
【図５】図１に示した本発明の一実施形態に係る半導体パケージの下面透視図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る半導体パッケージを示す斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る半導体パッケージを示す斜視図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る半導体装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の半導体パッケージおよび半導体装置について、図面を参照しながら説明する。
【０００９】
＜半導体パッケージの構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る半導体パッケージ１の斜視図で、図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る半導体パッケージ１の上面側を示した斜視図である。また図１（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る半導体パッケージ１の下面側を示した斜視図である。また、図２は、図１に示した本発明の一実施形態に係る半導体パッケージ１において、はんだ等で各端子を固定した場合の斜視図で、図２（ａ）は、上面側を示した斜視図で、図２（ｂ）は、下面側を示した斜視図である。また、図３は、配線基板４の平面図であり、図３（ａ）が上面の平面図、図３（ｂ）が下面の平面図である。これらの図において、本発明の一実施形態に係る半導体パッケージ１は、基体２と、信号端子３と、配線基板４と、接地端子５とを備えている。
【００１０】
基体２は、図１に示すように、厚み方向に貫通する貫通孔２１を有している。基体２は、たとえば熱伝導性の良い金属等から成る。基体２は、半導体装置が作動する際に半導体素子から発生する熱を半導体パッケージ１の外部に放散することができる。基体２は、実装される半導体素子や、基体２と接続される内部配線基板９の熱膨張係数に近いものである。
【００１１】
基体２は、たとえば、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＦｅ−Ｍｎ合金等の鉄系の合金や純鉄等の金属から成る。より具体的には、Ｆｅ９９．６質量％−Ｍｎ０．４質量％系のＳＰＣ（Steel Plate Cold）材がある。
【００１２】
基体２の形状は、たとえば平面視において、円形状、半円形状、矩形状等である。基体２は、たとえば厚みが０．５ｍｍ〜２ｍｍの平板状であり、直径が３ｍｍ〜１０ｍｍの円形状、半径が１．５ｍｍ〜８ｍｍの円周の一部を切り取った半円形状、一辺が３ｍｍ〜１５ｍｍの矩形状等である。基体２の厚みは一様でなくてもよく、たとえば、基体２の外側の厚みを厚くすると、半導体装置を収納する筐体等の放熱体となるものを密着させやすくなるので、半導体素子等から発生した熱を基体２を介して外部により放出しやすくなる。
【００１３】
基体２の厚みが０．５ｍｍ以上の場合は、半導体素子を保護するための蓋体を基体２の上面に接合する際に、接合温度等の接合条件によって基体２が曲がる等の変形がしにくくなる。また、基体２の厚みが２ｍｍ以下の場合には、半導体パッケージ１および半導体装置が大型化するのを抑制することができる。つまり、半導体パッケージ１および半導体装置の小型化を図ることができる。
【００１４】
また、基体２の表面には、耐食性に優れ、内部配線基板９あるいは蓋体を接合し固定するためのろう材との濡れ性に優れた、厚さが０．５μｍ〜９μｍのＮｉ層と厚さが０．５μｍ〜５μｍのＡｕ層とをめっき法によって順次被着させておくのがよい。これにより、基体２が酸化腐食するのを有効に防止できるとともに内部配線基板９あるいは蓋体を基体２に良好に接合することができる。
【００１５】
基体２の第１の貫通孔２１には、信号端子３が後述する絶縁性の封止材２２を介して設けられている。信号端子３は、たとえば一方の端部３２は基体２の下面から後述する、配線基板４の線路導体４２と重なる位置に設けられた第２の貫通孔４３を介して、配線基板４の下面から突出させ、他方の端部３１は基体２の上面から１ｍｍ〜２０ｍｍ程度突出させて固定される。たとえば、図１に示すように、信号端子３の他方の端部３１と内部配線基板９に設けられた信号線路９１とは導電性の接合材によって電気的に接続され、半導体素子７は導電性の接着材を介して信号線路９１に電気的に接続されるとともに、信号端子３の一方の端部３２は配線基板４に設けられた線路導体４２を介して外部電気回路に電気的に接続されることによって、信号端子３は半導体素子７と外部電気回路との間で高周波信号を入出力することができる機能を果たす。
【００１６】
信号端子３は、たとえばＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｍｎ合金、ＳＵＳおよびＳＰＣ材からなっている。信号端子３は、このような材料から成ることによって、基体２および固定部材２３との熱膨張係数差に伴って生じる熱応力を抑制することができるとともに、長期間にわたって高周波信号を良好に伝送させることができる。また、信号端子３は、たとえば直径０．２ｍｍ〜２ｍｍである。
【００１７】
また、基体２と信号端子３との間に、基体２と信号端子３との間の絶縁性を確保するとともに、信号端子３を基体２の貫通孔２１内に固定する封止材２２が設けられている。封止材２２は、ガラスやセラミックスなどの絶縁性の無機材料から成る。このような封止材２２は、たとえばホウケイ酸ガラス、ソーダガラス等のガラスおよびこれらのガラスに封止材の熱膨張係数や比誘電率を調整するためのセラミックフィラーを加えたものが挙げられ、インピーダンスマッチングのためにその比誘電率を適宜選択する。比誘電率を低下させるフィラーとしては、酸化リチウム等が挙げられる。
【００１８】
たとえば、封止材２２に比誘電率が６．８であるものを用いると、第１の貫通孔２１の直径は、信号端子３の外径が０．２５ｍｍの場合は、０．７５ｍｍとすることで特性インピーダンスを２５Ωとすることができる。また、封止材に比誘電率が５であるものを用いると、信号端子３の外径が０．２５ｍｍの場合は、貫通孔２１の直径を０．６４ｍｍとすることで特性インピーダンスを２５Ωと、貫通孔２１の直径を１．６２ｍｍとすることで特性インピーダンスを５０Ωとすることができる。
【００１９】
信号端子３の強度を確保しながらより高い特性インピーダンスでのマッチングを行ないつつ小型にするには、信号端子３の直径は、たとえば０．１５ｍｍ〜０．２５ｍｍである。信号端子３の直径が０．１５ｍｍ以上であると、半導体パッケージ１を実装する場合の取り扱いで信号端子３が曲がりにくくなる。また、直径が０．２５ｍｍ以下であると、インピーダンス整合させたとしても小型化させることができる。
【００２０】
基体２の下面に配線基板４が設けられている。配線基板４は、たとえば酸化アルミニウム（アルミナ：Ａｌ２Ｏ３）質焼結体および窒化アルミニウム（ＡｌＮ）質焼結体等のセラミックス絶縁材料またはポリイミド等からなる、絶縁性と柔軟性を持ったベースフィルムに銅箔等の導電性金属を貼り合わせて電気回路を形成したフレキシブル基板等から成る。平面視において、たとえば、一端は基体２の外形と重なるように半円形状に設けられ、他端は矩形状に設けられて外部電気回路に接続される。また、配線基板４は、一端から他端までの長さが５ｍｍ×５０ｍｍ、一端から他端の方向と直交する幅方向の長さは３ｍｍ×１０ｍｍで、厚みは０．１ｍｍ〜１ｍｍである。また、配線基板４は、上面、つまり基体２の下面との間に接地導体層４１が設けられ、下面には線路導体４２が形成されている。
【００２１】
配線基板４は、その厚みが信号端子３の外面と貫通孔２１の内面との間の距離と同程度である。詳細には配線基板４の誘電体である絶縁基板の厚みが信号端子３の外面と貫通孔２１の内面との間の距離、即ち信号端子３と貫通孔２１との間にある誘電体である封止材２２の厚みと同程度である。配線基板４の厚みが封止材２２の厚みの±２０％であれば、上記したように、同軸構造からマイクロストリップ構造への変換途中における伝播モードが安定して電磁波が放射されるのを抑えることができる。
【００２２】
配線基板４の上面には、接地導体層４１が設けられている。接地導体層４１は、たとえば金、銀、ニッケルおよび銅等から成る。接地導体層４１は、たとえば幅が０．０５ｍｍ〜１ｍｍであり、厚みは０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍである。また、長さは、５ｍｍ〜５０ｍｍである。接地導体層４１は、グランドの役割を果たしており、基準電位にすることができる。
【００２３】
線路導体４２は、配線基板４の下面に接地導体層４１と重なるように設けられている。このことによって、マイクロストリップ構造にすることで、高周波信号の伝送を円滑に行なうことができる。また、線路導体４２は、例えば、外部電気回路から半導体素子に信号端子３を介して高周波信号を入力することができる。また、接地導体層４１は、平面視において、線路導体４２と重なる位置に接地導体層４１を設けない非形成領域４１ａが設けられる。これにより、本実施形態の半導体パッケージ１は、線路導体４２と接地導体層４１との静電容量を低減することができ、線路導体４２における特性インピーダンスの低下を改善することができる。
【００２４】
また線路導体４２は、信号端子３や外部電気回路との接続形態によってその接続が異なるので、それに応じて形成されるものである。また、線路導体４２と外部電気回路とはたとえばはんだによって接続されるが、この信号端子３と外部電気回路との距離を短くすることで信号の伝送損失を少なくするために、線路導体４２を屈曲した形状として、外部電気回路との接続位置ができるだけ近くなるようにしてもよい。
【００２５】
なお、線路導体４２を屈曲させる場合には、たとえば屈曲角度が９０°よりも大きくなるように段階的に屈曲させたり、屈曲部の角の部分に丸みをつけたりすると、屈曲部での反射による高周波の損失を少なくすることができるのでよい。段階的に屈曲させる場合は、屈曲角度を１２０°以上とすると損失がより少なくなる。また、線路導体４２は屈曲部の外側だけを段階的に屈曲させたりしてもよいが、屈曲部の内側も同様に段階的に屈曲させたり丸みをつけたりしてもよい。
【００２６】
半導体パッケージ１は、配線基板４を貫通して接地導体層４１と接続された接地端子５を有している。接地端子５は、たとえばＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｍｎ合金、ＳＵＳおよびＳＰＣ材等から成る。接地端子５は、たとえば直径０．２ｍｍ〜１ｍｍであり、長さは１ｍｍ〜５ｍｍである。接地端子５は、配線基板４に設けられる第４の貫通孔４４に挿通されるとともに、接地導体層４１とはんだ等の導電性の接合材２４によって接続されており、グランドの役割を果たす。このため、接地端子５は、基準電位にすることができる。なお、配線基板４は、下面の第４の貫通孔４４の周囲に、はんだ等の接合材２４を介した接地端子５との接合強度を向上させるために接続導体層４５が設けられる。
【００２７】
図４および図５は、本発明の一実施形態に係る半導体パッケージ１の平面透視図である。図４は、上面透視図であり、図５は下面透視図を示している。
【００２８】
図４および図５に示すように、接地端子５は、基体２の外縁と重なる位置から、線路導体４２を伝送される高周波信号の波長の４分の１未満の距離に設けられている。接地端子５と基体２の外縁との距離は、図４のＬ１である。Ｌ１は、たとえば０．７ｍｍ〜７ｍｍである。Ｌ１が伝送される高周波信号の波長の４分の１未満であることによって、波長の４分の１で起こる基体２と接地端子５との共振を抑制することができる。共振は、波長の４分の１の整数倍で起こる現象である。このため、高周波の信号の伝送等において共振が起こると、伝送損失が大きくなる。このとき、平面視において接地端子５と基体２の外縁との距離が波長の４分の１未満の距離に設けられていると、共振が起こらないため、伝送損失を抑制することができる。つまり、高周波の信号を良好な条件で伝送することができる。
【００２９】
共振は、波が伝播される距離と波長との関係に依存する。この波が伝播される距離は、基体２と接地端子５との距離、接地導体層４１と接地端子５との距離および信号端子３と接地端子５との距離である。これらの距離に関して、波長の４分の１の整数倍の距離で共振が起き、波長の４分の１の整数倍から外れた距離では共振は起きない。つまり、基体２と接地端子５との距離、接地導体層４１と接地端子５との距離および信号端子３と接地端子５との距離が波長の４分の１の整数倍から外れていれば、共振は起きない。ただし、波長の４分の１の距離が含まれていると、その位置で共振が起きるため、波長の４分の１未満の距離であれば、共振が起きないようにすることができる。つまり、上述したように基体２と接地端子５との距離Ｌ１、後述する接地導体層４１と接地端子５との距離Ｌ２および信号端子３と接地端子５との距離Ｌ３が波長の４分の１未満の距離にすることで、共振が起きないようにすることができる。
【００３０】
このとき、たとえば２０ＧＨｚの信号が伝送されるのであれば、１８ＧＨｚ〜２２ＧＨｚは２０ＧＨｚの信号とみなす。また、４０ＧＨｚの場合には、３６ＧＨｚ〜４４ＧＨｚは４０ＧＨｚの信号とみなす。規格値の信号の周波数の前後１０％までは、その規格値の信号とみなすことができる。
【００３１】
図４および図５に示すように、接地導体層４１は、平面透視において、基体２と重なる位置に設けられている。基体２と重なる位置に設けられている接地導体層４１は、接地端子５から線路導体４２を伝送される高周波信号の波長の４分の１未満の距離に設けられている。接地導体層４１と接地端子５との距離は、図４のＬ２である。Ｌ２は、たとえば０．７ｍｍ〜７ｍｍである。Ｌ２が伝送される高周波信号の波長の４分の１未満であることによって、波長の４分の１で起こる接地導体層４１と接地端子５との共振を抑制することができる。このとき、上述したように接地導体層４１と接地端子５との間に共振が起こらないため、伝送損失を抑制することができる。つまり、高周波の信号を良好な条件で伝送することができる。
【００３２】
また、同じく図４および図５に示すように、信号端子３は、平面透視において、接地端子５から線路導体４２を伝送される高周波信号の波長の４分の１未満の距離に設けられている。信号端子３と接地端子５との距離は、図４のＬ３である。Ｌ３は、たとえば０．７ｍｍ〜７ｍｍである。Ｌ３が伝送される高周波信号の波長の４分の１未満であることによって、波長の４分の１で起こる信号端子３と接地端子５との間の共振を抑制することができる。このとき、上述したように信号端子３と接地端子５との間に共振が起こらないため、伝送損失を抑制することができる。つまり、高周波の信号を良好な条件で伝送することができる。
【００３３】
図６は、本発明の他の実施形態に係る半導体パッケージ１である。図６は、本発明の一実施形態に係る半導体パッケージ１に加えて、基体２と配線基板４との間に配線基板４を補強するための基板６を設けられている点が、本発明の一実施形態に係る半導体パッケージ１と異なる。
【００３４】
図６に示すように、基板６は、基体２と配線基板４との間に設けられる。基板６は、配線基板４がフレキシブル基板等である場合に、補強のために設けられる。基板６は、たとえば平面視において、矩形状、円形状および半円形状等である。大きさは、３ｍｍ×３ｍｍ〜１０ｍｍ×１０ｍｍである。厚みは、０．５ｍｍ〜３ｍｍである。基板６は、たとえばセラミック基板、樹脂基板およびガラス基板等から成る。
【００３５】
半導体パッケージ１は、基体２と配線基板４との間に基板６を備えていることによって、配線基板４がフレキシブル基板等の場合であっても、半導体パッケージ１の強度を保つことができる。つまり、外部から力が加えられても半導体パッケージ１の内部、特に半導体素子等の接続、各端子への負荷を抑制することができる。
【００３６】
＜半導体パッケージの製造方法＞
基体２は、Ｆｅ−Ｍｎ合金から成る場合は、このインゴット（塊）に圧延加工や打ち抜き加工等の周知の金属加工方法を施すことによって所定形状に製作され、第１の貫通孔２１はドリル加工や金型による打ち抜き加工によって形成される。また、基体２の搭載面１ｂは、切削加工やプレス加工することによって形成することができる。
【００３７】
信号端子３は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＦｅ−Ｎｉ合金等の金属から成り、たとえば信号端子３がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金から成る場合は、このインゴット（塊）に圧延加工や打ち抜き加工、切削加工等の金属加工方法を施すことによって、長さが１．５ｍｍ〜２２ｍｍで直径が０．１ｍｍ〜１ｍｍの線状に製作される。
【００３８】
信号端子３を第１の貫通孔２１に充填された封止材２２を貫通して固定するには、たとえば、封止材がガラスから成る場合は、まず、粉体プレス法や押し出し成形法を用いてガラス粉末を成形する。次に、内径を信号端子３の外径に合わせ、外径を第１の貫通孔２１の形状に合わせた筒状の成形体を作製する。この封止材２２の成形体の孔に信号端子３を挿通して成形体を型に挿入して、所定の温度に加熱してガラスを溶融させた後、冷却して固化させる。固化させることによって、信号端子３が固定された所定形状の封止材を形成しておく。これにより、封止材２２によって貫通孔２１が気密に封止されるとともに、封止材２２によって信号端子３が基体２と絶縁されて固定され、同軸線路が形成される。あらかじめ貫通孔２１の形状に合わせた封止材だけを形成しておき、これを貫通孔２１に挿入するとともに信号端子３も封止材２２の孔に挿通し、封止材２２と第１の貫通孔２１の内面および信号端子３の外面との接合を同時に行なってもよい。
【００３９】
信号端子３は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＦｅ−Ｎｉ合金等の金属から成り、たとえば信号端子３がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金から成る場合は、このインゴット（塊）に圧延加工や打ち抜き加工、切削加工等の金属加工方法を施すことによって、長さが１．５ｍｍ〜２２ｍｍで直径が０．１ｍｍ〜１ｍｍの線状に製作される。
【００４０】
基体２には接地端子５が接合される。接地端子５は、信号端子３と同様にして製作され、基体２の下面にろう材等を用いて接合される。位置決めの容易性と接合強度の向上のために、予め基体２の下面に穴を形成しておき、その穴に接地端子５を挿入して接合してもよい。このようにして基体２に接地端子５を接合することによって、接続端子３を外部電気回路に接続した際には、基体２が接地導体としても機能する。
【００４１】
配線基板４は、たとえばフレキシブル配線基板である場合には、ポリイミド等からなる絶縁性を持った、薄く柔らかいベースフィルムの上下面に銅箔等の導電性金属を貼り合わせ、導電性金属を所定の形状にエッチング加工することにより、所望の形状からなる接地導体層４１および線路導体４２が設けられた配線基板４が作製される。
【００４２】
このようにして作製した配線基板４を基体２の下面にはんだを介して、接合し、信号端子３の先端と線路導体４２をろう材で接続することで、本発明の実施形態に係る半導体パッケージ１となる。
【００４３】
＜半導体装置の構造＞
図７は、本発明の一実施形態に係る半導体装置１０の斜視図を示している。図７において、本発明の一実施形態に係る半導体装置１０は、本発明の実施形態に係る半導体パッケージ１と、基体２に実装された半導体素子７と、基体２に接合された蓋体８を備えている。
【００４４】
半導体素子７としては、ＬＤ（レーザーダイオード）やＰＤ（フォトダイオ−ド）等の光半導体素子、半導体集積回路素子を含む半導体素子、水晶振動子や弾性表面波素子等の圧電素子、圧力センサー素子、容量素子、抵抗器等が挙げられる。これらの半導体素子は、基体２に実装される。
【００４５】
半導体素子７の基体２への実装は、ろう材や導電性樹脂等の導電性の接合材によって固定することによって行なえばよい。たとえば、配線基板４を基体２と接合した後に半導体素子７を基体２に実装する場合は、配線基板４の固定には金−錫（Ａｕ−Ｓｎ）合金や金−ゲルマニウム（Ａｕ−Ｇｅ）合金のろう材を接合材として用い、半導体素子７の固定には、これらよりも融点の低い錫−銀（Ｓｎ−Ａｇ）合金や錫−銀−銅（Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ）合金のろう材や、融点よりも低い温度で硬化可能な、Ａｇエポキシ等の樹脂製の接着剤を接合材として用いればよい。
【００４６】
また、半導体素子７を基体２に実装した後に配線基板４を基体２に実装してもよく、その場合は上記とは逆に、配線基板４を基体２に実装する際に用いる接合材の融点の方を低くすればよい。いずれの場合であっても、配線基板４や基体２に接合材のペーストをスクリーン印刷法を用いて印刷したり、フォトリソグラフィ法によって接合材層を形成したり、接合材となる低融点ろう材のプリフォームを載置するなどすればよい。
【００４７】
蓋体８は、図７および図８に示すように、基体２の外周領域に沿った外形で、基体２に実装された半導体素子７を覆うような空間を有する形状のものである。大きさは、上面視において基体２と同じ大きさである。また、蓋体８は基体２より小さくてもよい。半導体素子７と対向する部分に光を透過させる窓として第３の貫通孔８１を設ける。第３の貫通孔８１に換えて、または窓に加えて光ファイバおよび戻り光防止用の光アイソレータを接合したものでもよい。
【００４８】
蓋体８は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＦｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｍｎ合金等の金属から成り、これらの板材にプレス加工や打ち抜き加工等の周知の金属加工方法を施すことによって作製される。蓋体８は、基体２の材料と同程度の熱膨張係数を有するものがよく、基体２の材料と同じものを用いるのがよりよい。蓋体８が第３の貫通孔８１を有する場合は、半導体素子７と対向する部分に孔を設けたものに、平板状やレンズ状のガラス製の窓部材を低融点ガラスなどによって接合する。蓋体８の基体２への接合は、シーム溶接やＹＡＧレーザ溶接等の溶接またはＡｕ−Ｓｎろう材等のろう材によるろう接によって行なわれる。
【００４９】
基体２に半導体素子７を実装し、半導体素子７の端子と配線基板４の線路導体４２とをボンディングワイヤ等で接続するとともに、枠部の上面に蓋体８を接合することによって、本発明の一実施形態に係る半導体装置となる。この例では半導体素子７は基体２に直接実装されているが、これは半導体素子７で発生した熱を金属製の基体２を通して外部へ放熱するためである。半導体素子７の発熱が大きい場合は、半導体素子７（および配線基板４）との間にペルチェ素子等を搭載して、半導体素子７を冷却するようにしてもよい。
【００５０】
また、図８に示すように、半導体装置１０は、図６に示した半導体パッケージ１と同様に補強部材としての基板６を備えていてもよい。半導体装置１０は基板６を備えていることによって、フレキシブル基板等から成る配線基板４の強度を向上させることができる。
【００５１】
以上に説明した、本発明は上述の実施形態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において種々の変更等が可能である。さらに、請求の範囲に属する変更等は全て本発明の範囲内のものである。
【符号の説明】
【００５２】
１  半導体パッケージ
２  基体
２１  貫通孔（第１の貫通孔）
２２  封止材
２３  固定部材
３  信号端子
３１  一方の端部
３２  他方の端部
４  配線基板
４１  接地導体層
４２  線路導体
４３  第２の貫通孔
５  接地端子
６  基板
７  半導体素子
８  蓋体
８１  第３の貫通孔
９  内部配線基板
９１  信号線路
１０  半導体装置
【図１】
2017188269.tif 000003
【図２】
2017188269.tif 000004
【図３】
2017188269.tif 000005
【図４】
2017188269.tif 000006
【図５】
2017188269.tif 000007
【図６】
2017188269.tif 000008
【図７】
2017188269.tif 000009
【図８】
2017188269.tif 000010
【国際調査報告】
2017188269.tif 000011
2017188269.tif 000012
2017188269.tif 000013
2017188269.tif 000014