(57)【要約】      （修正有）【課題】不要共振の抑制が容易に可能な半導体素子収納用パッケージを提供する。【解決手段】半導体素子収納用パッケージは、導電性の基板２１と、内部に半導体素子を収納する収納部１１を形成するように基板２１の上に設けられた枠体２２と、素子収納部１１を封止する蓋体１４の上面が枠体２２の上面を超えないよう蓋体取付部２２ｄ、を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性の基板と、
前記基板の上に設けられ半導体素子を周回し素子収納部を形成する枠体と、
前記半導体素子と外部とを接続する端子と、
前記素子収納部を封止する蓋体からなり、
蓋体の上面が枠体の上面を超えることがないように部分的に掘り込まれた蓋体取付部を前記枠体が有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２】
前記基板の底面と、前記枠体の上面が平行面であることを特徴とする請求項１記載の半導体素子収納用パッケージ。
【請求項３】
前記端子を通じて高周波信号が通過する方向に直交する断面の少なくとも１つが、該断面に内接する最小の矩形に対して、信号の最大周波数で導波管モードを満足する開口部を持たないことを特徴とする請求項１記載の半導体素子収納用パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体素子収納用パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ波信号などを扱う電子回路では、回路を収容する筐体などによる不要な共振などが回路動作に影響せぬよう、例えば金属筐体の内側上面に電波吸収体を設けて不要電波を抑制するなど、そのための工夫がなされる。
【０００３】
しかし、従来の半導体素子収納用パッケージは、キャビティ部の突出により導波管モードを抑えるための抑えブロックは凹形にしなければならない。また、この突出部の最上面は半田又はシーム溶接などで取り付けられた蓋であり、蓋取付け工程の性質上、上記突出部の高さにはばらつきがあるので、対応する抑えブロックの部分は空隙を用意する必要がある。
【０００４】
しかしながら、従来、パッケージが有する突出部の幅は使用周波数において導波管モードが存在しないほど低くない。この空隙の幅をｗ、使用周波数の下限をｆ、光速をｃとするとｗ＝ｃ／（２ｆ）となる。この式で、幅ｗが大きくなると、周波数ｆが低くなり、使用周波数に制限がでてくる。
【０００５】
したがって、この空隙には弾性を有する導電性ゴムや電波吸収体などを設けて、パッケージ突出部の高さが有するばらつきを吸収させることはできるが、限界があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−４０９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように従来技術によっても十分に筐体による不要共振を抑制することができなかった。本発明は、十分に不要共振を抑制でき小型化可能な半導体素子収納用パッケージを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施形態は、導電性の基板と、前記基板の上に設けられ半導体素子を周回し素子収納部を形成する枠体と、前記半導体素子と外部とを接続する端子と、前記素子収納部を封止する蓋体からなり、蓋体の上面が枠体の上面を超えることがないように部分的に掘り込まれた蓋体取付部を前記枠体が有することを特徴とする半導体素子収納用パッケージを提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態の上面図である。
【図２】第１の実施形態の蓋体を除いた上面図である。
【図３】第１の実施形態の構造を示す図及び側面図である。
【図４】図３に示した第１の実施形態のＡ−Ａ´断面図である。
【図５】図３に示した第１の実施形態のＢ−Ｂ´断面図である。
【図６】図３に示した第１の実施形態のＣ−Ｃ´断面図である。
【図７】図３に示した第１の実施形態のＤ−Ｄ´断面図である。
【図８】第１の実施形態の半導体素子収納用パッケージと金属ブロックを増幅器筐体の凹部に埋めた構造を示す断面図である。
【図９】第１の実施形態の半導体素子収納用パッケージを増幅器筐体の凹部に埋めた構造を示す断面図である。
【図１０】第２の実施形態の側面図及び上面図である。
【図１１】図１０に示した第２の実施形態のＡ−Ａ´断面図である。
【図１２】図１０に示した第２の実施形態のＢ−Ｂ´断面図である。
【図１３】図１０に示した第２の実施形態のＣ−Ｃ´断面図である。
【図１４】図１０に示した第２の実施形態のＤ−Ｄ´断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１１】
＜第１の実施形態＞
この実施形態の上面図を図１に示す。半導体素子収納用パッケージ１０の収納部上面に蓋体１４が設けられた状態を図２に示す。更に図３（Ａ）にはこの半導体素子収納用パッケージ１０を上から見た状態を示し、図３（Ｂ）には、側面から見た状態を示す。点線は収納部１１の上に蓋体が設けられていることを示す。
【００１２】
半導体素子収納用パッケージ１０は、半導体素子（図示せず）が収容される収納部１１と、上記半導体素子に接続される一対の端子１２ａ，１２ｂと、このパッケージを筐体などにネジにより固定するために基板２１の両側に設けられた締結用ネジ穴１３ａ，１３ｂを有する。上記収納部１１の上面にはシーリングするために嵌め込まれる蓋体１４が設けられる。半導体素子は例えば図２において収納部１１内に点線で示すように収納され、端子１２ａ，１２ｂに接続される。
【００１３】
図３（Ｂ）に示すように、半導体収納用パッケージ１０は、例えば金メッキされた基板２１上に設けられた収納部１１の側面において端子１２ｂが外部に出ている。
【００１４】
枠体２２には、収納部１１が設けられ、半導体素子はこの収納部１１に収納される。すなわち、半導体素子を周回し収納部１１を形成する枠体２２が設けられる。枠体２２の高さは端子などにより定まり、蓋体１４の上面が枠体２２の上面を超えることがないように蓋体取付部２２ｄが設けられる。
【００１５】
図３（Ａ）におけるＡ−Ａ´、Ｂ−Ｂ´、Ｃ−Ｃ´、Ｄ−Ｄ´の各々の断面図を、図４、図５、図６、図７に示す。端子がある部分での断面Ａ−Ａ´を示す図４では、端子は例えばアルミナ２４に挟まれている。即ち端子１２ａはアルミナ２４ａに挟まれてこの収納部１１に収納される半導体素子に接続される。同様に端子１２ｂはアルミナ２４ｂに挟まれる。枠体２２の収納部１１が設けられる上方で内側の縁には蓋体取付部２２ｄが設けられ、半導体素子が収納されたときにはこの蓋体取付部２２ｄに蓋体１４がはめ込まれ、シール材でシーリングされる。
【００１６】
蓋体取付部２２ｄの部分は、パッケージの最上面に対して、シーリング工程でのシール材、蓋体の厚みのばらつきを考慮して、シーリング後の蓋体１４の上面が金属体１１の上面を超えないよう十分掘り込まれた構造であればよい。
【００１７】
図３（Ａ）のＢ−Ｂ´の断面図を示す図５では、枠体２２の側面部のみが見える。図３（Ａ）でＣ−Ｃ´の断面図を示す図６では、枠体２２の両端近くに締結用ネジ穴１３ａ，１３ｂが見て取れる。図３（Ａ）のＤ−Ｄ´の断面図を示す図７では、半導体収納パッケージ１０の端子１２ｂのみが見える。いずれも、収納部１１が、枠体２２で囲まれその上方内側に設けられた枠体取付部２２に係合するように蓋体１４がはめ込まれ、これにより収納部１１が覆われた構造となっていることが理解される。
【００１８】
後述する（図８）ように、筐体取付時に金属ブロックを上面に重ねることにより、蓋体上の空隙はパッケージの周囲空間と隔離される。
【００１９】
上記実施形態における締結用ネジ穴は、２つであったが、半導体素子の収容部の大きさに応じてネジ穴の数を増やしてもよい。またこの締結用ネジ穴はパッケージ端部からの切り込みであって、この切り込みにネジが固定されることによってパッケージが固定されるものであってもよい。また上記実施形態では、端子の数は２としたが３以上であってもよい。
【００２０】
上述した半導体収納パッケージ１０が半導体素子を収納して増幅器の筐体内に設置された状態の構造を図８に示す。半導体収納パッケージ１０は、増幅器筐体３１の凹部３２内に設置され、この凹部３２に合った、下面３３が平面である金属ブロック３４がはめ込まれる。金属ブロック３４の下面３３と半導体収納パッケージ１０の蓋体１４の上面と空間ができることがあるが、蓋体上の空隙はパッケージの周囲空間と隔離される。
【００２１】
このように半導体収納パッケージ１０の上面は枠体２２の上面となるので、従来のように筐体内の導波管モードを抑える金属ブロックは凹型とする必要がない。
【００２２】
なお、半導体素子収納パッケージ１０の側面にはばらつきを吸収するために小さい空隙３６を設けることもあるが、この空隙３６は導波管モードを抑える金属ブロックで高周波信号が伝送される部分と容易に隔離でき回路動作に与える影響はほとんどない。
【００２３】
増幅器に金属ブロックを設けない構造の場合を図９に示す。このような場合には、例えば増幅器筐体４１の凹部４２内に半導体素子収納用パッケージ１０を設置して、一面が平面の筐体４３により覆われる。この筐体４３の上面及び増幅器筐体４１の下面には、例えば放熱のために放熱フィン４３ｆ，４１ｆが設けられる。
【００２４】
この形態の場合にも、筐体４３の下面と半導体素子収納用パッケージ１０の枠体２２及び蓋体１４は、全面で接触するので、従来のように、下限使用周波数が高くなって高周波装置の特性に悪影響を与えるようなことはない。
【００２５】
＜第２の実施形態＞
上記実施形態では、金属体は四方に全く開口部がない場合の実施形態について述べた。しかし、金属体に高周波信号が通過する方向とは直交する方向の開口部があっても小さければ実用上問題はない。
【００２６】
信号通過方向と直交する断面の少なくとも１つが最大の信号周波数をｆＨとしたときにｃ／（２ｆＨ）よりも大きな開口を持たない（ただしｃは光速）ことが、凹型ではない方形の金属ブロックを上面に乗せることで導波管モードを遮断できる条件である。各断面の最大開口部のうち、最も小さい開口部の幅で下限使用周波数が決定する。
【００２７】
半導体素子収納用パッケージの高周波信号が通過する方向とは直交する方向の断面の少なくとも１つが、ｆ＝ｃ／（２ｗ）で求まる増幅対象の信号周波数において導波管モードが存在し得る開口部よりも小さい開口しかもたない点が１つの特徴である。
【００２８】
次にこのように、蓋体に開口部を有する実施形態について説明する。この実施形態の半導体素子収納用パッケージ５０の一方（図１０（Ｂ）上、上方）から見た側面図を図１０（Ａ）に、上面図を図１０（Ｂ）に、他方（図１０（Ｂ）上、下方）から見た側面図を図１０（Ｃ）に示す。すなわち、端子５２ａ側と端子５２ｂ側に開口部がある実施形態である。
【００２９】
更にこの半導体素子収納用パッケージ５０のＡ−Ａ´断面図、Ｂ−Ｂ´断面図、Ｃ−Ｃ´断面図、Ｄ−Ｄ´断面図を各々図１１、図１２、図１３、図１４に示す。
【００３０】
導体基板例えば金メッキされた基板５１の上に、端子５２ａ，５２ｂに近い部分において、各々幅ｗａ、ｗｂの開口部６３ａ，６３ｂが設けられた枠体６２が設けられている。開口部６３ａの幅ｗａが開口部６３ｂの幅ｗｂより小さい（ｗａ＜ｗｂ）とする。
【００３１】
枠体６２には、蓋体取付部６２ｄが設けられこの蓋体取付部６２ｄに係合するように蓋体５４がはめ込まれる。その後、シール材でシーリングされる。枠体６２には、線路用ネジ穴５３ａ，５３ｂが設けられている。
【００３２】
この実施形態では、方形の金属ブロック３４を上面に接触させても開口６３ａ，６３ｂの存在により空隙６８は隔離されない。しかし、ｆ＝ｃ／（２ｗａ）よりも低い周波数に対しては、電磁界的に隔離される。
【００３３】
図１１は端子５２ａ，５２ｂ間の断面図（Ａ−Ａ´）であり図４と同様である。図１２は枠体６２の開口部６３ａ，６３ｂを通る断面図であり、図１３では端子５２ｂ近くの開口部６３ｂを通るが、端子５２ａ近くでは開口部６３ａでなく、金属体６２の断面となる。図１４では、端子５２ａ，５２ｂとも金属体６２の断面となる。
【００３４】
この実施形態では、枠体６２の開口部６３ａの幅ｗａにより、下限の使用周波数ｆが決まる。すなわち、ｃを光速として、ｆ＝ｃ／（２ｗａ）となる。この実施形態によれば、半導体素子の収納部を取り囲む金属体の一部に開口部があっても、下限周波数を低くすることができる。
【００３５】
要するに、実施形態は、半導体素子収納用パッケージの高周波信号が通過する方向とは直交する方向の断面の少なくとも１つが、ｆ＝ｃ／（２ｗ）で求まる増幅対象の信号周波数において導波管モードが存在し得る開口部よりも小さい開口しかもたないことを特徴とする。
【００３６】
また、実施形態は、蓋体がパッケージの最上面を超えることのないように、蓋取付部が、パッケージの最上面に対して、シーリング工程でのシール材の厚みのばらつきを考慮して、十分掘り込まれた構造であることを特徴する。
【００３７】
上記第２の実施形態では、２つの開口部を有する半導体素子収納用パッケージについて説明したが、開口部は１つでもよいし、３つ以上あってもよい。
【００３８】
上記の構造を採ることにより、実施形態のパッケージに収納された半導体素子を用いる電子回路においては、従来のように導波管モードによる不要共振を抑制する金属ブロックを凹型の構造を有する必要がなく、パッケージの厚さのばらつきも抑えられるので、従来のような空隙部をなくすことが可能となり、導電性ゴムなどを用いなくとも導波管モードを遮断することができる。
【００３９】
また、図９に示した構造によれば、筐体により導波管モードを抑制する抑えブロックの代わりとすることができ、増幅器の小型、軽量化と放熱経路に熱抵抗の高い導電性ゴムなどが介在しないので、放熱性能の向上が期待できる。
【００４０】
以上述べたように、実施形態によれば、十分に筐体による不要共振を抑制できしかも小型化可能な半導体素子収納用パッケージを得ることができる。
【００４１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したがこれらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４２】
１０，５０・・・・半導体素子収納用パッケージ
１１，６１・・・・収納部
１２ａ，１２ｂ，５２ａ，５２ｂ・・・・端子
１３ａ，１３ｂ，５３ａ，５３ｂ・・・・締結用ネジ穴
１４，５４・・・・蓋体
２１，５１・・・・基板
２２，６２・・・・枠体
２２ｄ，６２ｄ・・・・蓋体取付部
２４ａ，２４ｂ・・・・アルミナ
２８，３６，６８・・・・空隙
３１，４１・・・・増幅器筐体
３２・・・・凹部
３４・・・・金属ブロック
４３・・・・筐体
４３ｆ，４１ｆ・・・・放熱フィン
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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