(57)【要約】【課題】  半導体素子からの発熱によるベース部材の反りを抑制し、放熱性の低下を抑制した、高周波半導体用パッケージおよび高周波半導体装置を提供する。【解決手段】  実施形態の半導体装置は、パッケージ基板と、枠体と、対を成して設けられた端子とを有し、パッケージ基板は、熱伝導率の高い材料で形成された第１のベース部材と、第１のベース部材の上に設けられ、枠体の線熱膨張率と近似する線熱膨張率を有する材料で形成されるとともに、半導体素子が搭載される位置に孔部を有する第２のベース部材と、第２のベース部材の上に設けられ、熱伝導率の高い材料で形成された第３のベース部材と、孔部に埋設されるとともに熱伝導率の高い材料で形成された芯部とを有し、芯部は端子同士を結ぶ第１の方向の長さと第１の方向と略直交する第２の方向の長さとの和が、第１の方向及び第２の方向と略４５度の角度を成す方向の長さの和以上の値であることを具備している。【選択図】図３
2017073440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形状のパッケージ基板と、
前記パッケージ基板の上に設けられた矩形状の枠体と、
前記枠体の対向する辺部に対を成して設けられた端子と、
を有し、
前記パッケージ基板は、
熱伝導率の高い材料で形成された第１のベース部材と、
前記第１のベース部材の上に設けられ、前記枠体の線熱膨張率と近似する線熱膨張率を有する材料で形成されるとともに、半導体素子が搭載される位置に孔部を有する第２のベース部材と、
前記第２のベース部材の上に設けられ、熱伝導率の高い材料で形成された第３のベース部材と、
前記孔部に埋設されるとともに熱伝導率の高い材料で形成された芯部とを有し、
前記芯部は前記端子同士を結ぶ第１の方向の長さと前記第１の方向と略直交する第２の方向の長さとの和が、前記第１の方向及び第２の方向と略４５度の角度を成す方向の長さの和以上の値である、
高周波半導体用パッケージ。
【請求項２】
前記芯部は十字形状を有する請求項１に記載の高周波半導体用パッケージ。
【請求項３】
前記芯部は前記半導体素子が搭載される位置を中心に、多角形の形状を有する請求項１に記載の高周波半導体用パッケージ。
【請求項４】
前記芯部は前記半導体素子が搭載される位置を中心に、前記第１の方向及び第２の方向に４つの頂点を有し、それら頂点を結ぶ辺が湾曲した曲線で形成された形状を有する請求項１に記載の高周波半導体用パッケージ。
【請求項５】
前記芯部は前記４つの頂点を結ぶ辺が内側に湾曲した曲線で形成された形状を有する、請求項４に記載の高周波半導体用パッケージ。
【請求項６】
前記芯部は前記４つの頂点を結ぶ辺が外側に湾曲した曲線で形成された形状を有する、請求項４に記載の高周波半導体用パッケージ。
【請求項７】
前記芯部は前記半導体素子が搭載される位置を径とした円形状または楕円形状を有する請求項１に記載の高周波半導体用パッケージ。
【請求項８】
矩形状のパッケージ基板と、
前記パッケージ基板の上に設けられた枠体と、
前記枠体内の前記パッケージ基板の上に搭載された半導体素子と、
前記枠体の対向する辺部に対を成して設けられ、前記半導体素子と信号の授受を行う端子と、
前記枠体の上部を塞ぐ蓋体と、
を有し、
前記パッケージ基板は、
熱伝導率の高い材料で形成された第１のベース部材と、
前記第１のベース部材の上に設けられ、前記枠体の線熱膨張率と近似する線熱膨張率を有する材料で形成されるとともに、前記半導体素子が搭載される位置に孔部を有する第２のベース部材と、
前記第２のベース部材の上に設けられ、熱伝導率の高い材料で形成された第３のベース部材と、
前記孔部に埋設されるとともに熱伝導膨張率の高い材料で形成された芯部とを有し、
前記芯部は前記端子同士を結ぶ第１の方向の長さと前記第１の方向と略直交する第２の方向の長さとの和が、前記第１の方向及び第２の方向と略４５度の角度を成す方向の長さの和以上の値である、
高周波半導体装置。
【請求項９】
前記芯部は十字形状を有する請求項８に記載の高周波半導体装置。
【請求項１０】
前記芯部は前記半導体素子が搭載される位置を中心に、多角形の形状を有する請求項８に記載の高周波半導体装置。
【請求項１１】
前記芯部は前記半導体素子が搭載される位置を中心に、前記第１の方向及び第２の方向に４つの頂点を有し、それら頂点を結ぶ辺が湾曲した曲線で形成された形状を有する請求項８に記載の高周波半導体装置。
【請求項１２】
前記芯部は前記４つの頂点を結ぶ辺が内側に湾曲した曲線で形成された形状を有する、請求項１１に記載の高周波半導体装置。
【請求項１３】
前記芯部は前記４つの頂点を結ぶ辺が外側に湾曲した曲線で形成された形状を有する、請求項１１に記載の高周波半導体装置。
【請求項１４】
前記芯部は前記半導体素子が搭載される位置を径とした円形状または楕円形状を有する請求項８に記載の高周波半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、高周波半導体用パッケージおよび高周波半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大電力の高周波半導体用パッケージのベース部材（パッケージ基板）には銅（以下、Ｃｕと称す）とモリブデン（以下、Ｍｏと称す）を用いて、Ｃｕ/Ｍｏ/Ｃｕの３層構造としたパッケージ基板がある。ＣｕはＭｏに比べて熱伝導性が高く、ＭｏはＣｕと比べて線熱膨張率が小さく、剛性がある。
【０００３】
また、パッケージ基板には半導体素子が載置される領域のＭｏの層に孔部を設け、そこにＣｕを埋設して芯部とし、ベース部材の表面から裏面まで熱伝導率を高くしたものがある。これにより、半導体素子の発熱をＣｕにより拡散するとともに、Ｍｏによりパッケージ基板の剛性を維持している。
【０００４】
また、ベース部材の上にはアルミナと線熱膨張率が近似したＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ材料からなる枠体が設けられている。
【０００５】
しかし、半導体素子を載置する領域にのみＣｕの芯部を設け、Ｃｕを埋設する芯部の断面形状を長方形とした場合、Ｃｕ/Ｍｏ/Ｃｕのベース部材と当該ベース部材上に配置した枠体との線熱膨張率の差により、長方形の長辺方向では半導体素子側が埋没する方向に反りが生じるが、長方形の短辺方向では半導体素子側が突出する方向に反りが生じていた。このため、長方形の短辺方向でパッケージ基板を載置する実装基板とパッケージ基板との間に空隙が発生し、その結果、放熱性が低下するという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１８３２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、パッケージのベース部材と枠体との線熱膨張率の差や半導体素子からの発熱によるベース部材の反りを抑制し、放熱性の低下を抑制した、高周波半導体用パッケージおよび高周波半導体装置を提供する。とくに半導体素子側が突出する方向への反りを抑制する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、実施形態の高周波半導体用パッケージは、矩形状のパッケージ基板と、前記パッケージ基板の上に設けられた枠体と、前記枠体の対向部に対を成して設けられた端子と、を有し、前記パッケージ基板は、線熱膨張率の高い材料で形成された第１のベース部材と、前記第１のベース部材の上に設けられ、前記枠体の線熱膨張率と近似する線熱膨張率を有する材料で形成されるとともに、半導体素子が搭載される位置に孔部を有する第２のベース部材と、前記第２のベース部材の上に設けられ、線熱膨張率の高い材料で形成された第３のベース部材と、前記孔部に埋設されるとともに線熱膨張率の高い材料で形成された芯部とを有し、前記孔部は前記端子同士を結ぶ第１の方向及び前記第１の方向と略直交する第２の方向の長さとの和は、前記第１の方向及び第２の方向と略４５度の角度の成す方向の長さの和以上の値である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態である高周波半導体装置の斜視図。
【図２】第１の実施形態である高周波半導体装置の平面図。
【図３】第１の実施形態に係る高周波半導体用パッケージのベース部の斜視図。
【図４】第１の実施形態である高周波半導体装置の芯部の配置図。
【図５】第１の実施形態に係る高周波半導体用パッケージの芯部の平面図。
【図６】第１の実施形態のベース部の反り方向の図。
【図７】第２の実施形態である高周波半導体装置の芯部の配置図。
【図８】第２の実施形態に係る高周波半導体用パッケージの芯部の平面図。
【図９】第２の実施形態の変形例である高周波半導体装置の芯部の配置図。
【図１０】第２の実施形態の変形例に係る高周波半導体用パッケージの芯部の平面図。
【図１１】第３の実施形態である高周波半導体装置の芯部の配置図。
【図１２】第３の実施形態に係る高周波半導体用パッケージの芯部の平面図。
【図１３】第３の実施形態の変形例である高周波半導体装置の芯部の配置図。
【図１４】第３の実施形態の変形例に係る高周波半導体用パッケージの芯部の平面図。
【図１５】第４の実施形態である高周波半導体装置の芯部の配置図。
【図１６】第４の実施形態の変形例である高周波半導体装置の芯部の配置図。
【図１７】第４の実施形態およびその変形例に係る高周波半導体用パッケージの芯部の平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、半導体装置の実施形態を図面に基づき説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態である高周波半導体装置の斜視図である。また、図２は第１の実施形態である高周波半導体装置の平面図である。高周波半導体装置１０は高周波半導体用パッケージ１１に半導体素子１２を搭載している。
【００１２】
高周波半導体用パッケージ１１は矩形状のベース部材（パッケージ基板）１３、ベース部材１３の上に設けられた枠体１４、枠体１４の対向する辺部に対を成して設けられた端子２２、および枠体１４の上部を塞ぐ蓋体１５を有している。高周波半導体用パッケージ１１は本実施形態の高周波半導体装置１０をネジにより実装基板に固定するための溝部１６を有している。ただし、溝部１６の位置および形状は図１に限定されるものではない。
【００１３】
ベース部材１３の表面には枠体１４が設置され、枠体１４の枠内には半導体素子１２がベース部材１３の上に搭載されている。そして、半導体素子１２の両端にはキャパシタチップ２０が配置されている。さらに、半導体素子１２とキャパシタチップ２０とを挟むように高周波回路２１が配置されている。
【００１４】
高周波回路２１の内、入力側を高周波回路２１１とし、出力側を２１２とする。高周波回路２１１は誘電体基板２１１ａと、誘電体基板２１１ａの上に設けられマイクロ波を伝送する合成配線２１１ｂとを有する。高周波回路２１２は誘電体基板２１２ａと、誘電体基板２１２ａの上に設けられマイクロ波を伝送する合成配線２１２ｂとを有する。
【００１５】
誘電体基板２１１ａと誘電体基板２１２ａとは一例として、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等から構成される。合成配線２１１ｂと合成配線２１２ｂとは一例として、金等から構成される。
【００１６】
ベース部材１３の上には入力端子２２１と出力端子２２２とが高周波回路２１を挟んで配置されている。入力端子２２１は誘電体ブロック２３１と線路２４１と誘電体ブロック２５１と入力リード線２６１とを有する。出力端子２２２は誘電体ブロック２３２と線路２４２と誘電体ブロック２５２と出力リード線２６２とを有する。
【００１７】
入力端子２２１の誘電体ブロック２３１は銀ろう等によりベース部材１３の上に固定されている。線路２４１は誘電体ブロック２３１の上に設けられている。誘電体ブロック２５１は線路２４１の上に設けられている。入力端子２２１の線路２４１は入力リード線２６１が銀ろう等によって固定されている。
【００１８】
出力端子２２２の誘電体ブロック２３２は銀ろう等によりベース部材１３の上に固定されている。線路２４２は誘電体ブロック２３２の上に設けられている。誘電体ブロック２５２は線路２４２の上に設けられている。出力端子２２２の線路２４２は出力リード線２６２が銀ろう等によって固定されている。
【００１９】
枠体１４は半導体素子１２と高周波回路２１とを覆うように配置されている。枠体１４は凹部２７を対向する辺部にそれぞれ有している。凹部２７とベース部材１３との空隙に入力端子２２１と出力端子２２２とが嵌合している。即ち、入力端子２２１と出力端子２２２とは枠体１４の対向部に対を成して設けられている。
【００２０】
入力端子２２１と出力端子２２２とは半導体素子１２と、マイクロ波等の信号の授受を行う。
【００２１】
半導体素子１２とキャパシタチップ２０とは金ワイヤー３０１および金ワイヤー３０２により接続（以下、ワイヤーボンディングと称す）されている。同様に、キャパシタチップ２０と合成配線２１１ｂ、２１２ｂとは金ワイヤー２８１および金ワイヤー２８２によりワイヤーボンディングされている。同様に、合成配線２１１ｂと入力端子２２１とは金ワイヤー２９１により、合成配線２１２ｂと出力端子２２２とは金ワイヤー２９２によりワイヤーボンディングされている。
【００２２】
図３は本実施形態の高周波半導体装置１０を構成する、高周波半導体用パッケージ１１のベース部材１３の斜視図である。図３（ａ）はベース部材１３の外観の斜視図である。ベース部材１３は第１のベース部材１３１と第２のベース部材１３２と、第３のベース部材１３３とを有している。図３（ｂ）はベース部材１３の内部の構造についての斜視図である。
【００２３】
第１のベース部材１３１は熱伝導率の高いＣｕ材料で形成されている。
【００２４】
第２のベース部材１３２は、第１のベース部材１３１の上に設けられ、枠体１４の線熱膨張率と近似する線熱膨張率を有するＭｏ材料で形成されるとともに、半導体素子１２が搭載される位置に孔部４０を有している。第２のベース部材１３２に枠体１４の線熱膨張率と近似する線熱膨張率の材料を使用することで、銀ろう付け時の枠体１４の伸縮に対して、誘電体ブロック２３１、２３２が破壊されることを防止する。
【００２５】
第３のベース部材１３３は第２のベース部材１３２の上に設けられ、熱伝導率の高いＣｕ材料で形成されている。
【００２６】
第２のベース部材１３２の孔部４０には、熱伝導率の高いＣｕ材料による芯部１３４が埋設されている。芯部１３４と孔部４０との隙間は銀ろう等で固定されている。
【００２７】
図４は本実施形態の高周波半導体装置１０の芯部１３４の配置図である。当該図は高周波半導体装置１０の平面図であり、芯部１３４は第２のベース部材１３２と同じ高さの層にあるため、点線で表記している。
【００２８】
入力端子２２１と出力端子２２２とを結ぶ方向を第１の方向（ｘ軸方向）とし、複数の半導体素子１２が配置されている方向を第２の方向（ｙ軸方向）とする。第２の方向は第１の方向と略直交する。
【００２９】
芯部１３４は半導体素子１２が搭載される位置、即ち第２の方向（ｙ軸方向）に長く形成されることにより半導体素子１２で発生した熱が第３のベース部材１３３、芯部１３４及び第１のベース部材１３１を介して実装基板（図示せず）に放熱するようになっている。また、芯部１３４は入力端子２２１と出力端子２２２とを結ぶ方向を第１の方向（ｘ軸方向）に向かっても長く形成されている。即ち、本実施形態の芯部１３４の形状は十字形状である。
【００３０】
図５は本実施形態に係る高周波半導体用パッケージの芯部１３４の平面図である。そして、芯部１３４の形状は第２のベース部材１３２に形成される孔部４０の形状でもある。
【００３１】
芯部１３４（孔部４０）の第１の方向（ｘ軸方向）の長さをＡ１とし、芯部１３４（孔部４０）の第２の方向（ｙ軸方向）の長さをＡ２とする。芯部１３４（孔部４０）の第１の方向（ｘ軸方向）と略４５度の角度の成す方向の長さをＢ１とし、芯部１３４（孔部４０）の第２の方向（ｙ軸方向）と略４５度の角度の成す方向の長さをＢ２とする。
【００３２】
芯部１３４（孔部４０）の形状について、長さＡ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２の関係式は以下の式（１）となる。
【００３３】
（Ａ１＋Ａ２）＞（Ｂ１＋Ｂ２）  …式（１）
即ち芯部１３４（孔部４０）の第１の方向の長さＡ１と第２の方向の長さＡ２との和は、第１の方向及び第２の方向と略４５度の角度の成す方向の長さＢ１、Ｂ２の和を超える値である。
【００３４】
図６は本実施形態に係る高周波半導体用パッケージのベース部における、反り方向の図である。図６（ａ）は本実施形態のベース部材１３の構造について、芯部１３４を中心として、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を一点鎖線で表した斜視図である。図６（ｂ）および（ｃ）は、ｘ軸およびｙ軸について、高周波半導体用パッケージを作成した際の反りの方向を示した図である。
【００３５】
従来の芯部（孔部）の形状は第２の方向（ｙ軸方向）を長編とした長方形の形状であった。第２の方向（ｙ軸方向）では、ベース部材１３と枠体１４との線熱膨張率の差から、半導体素子１２が埋没する方向（反ｚ軸方向）へ反りが発生する（図６の（ｃ））。しかし、第１の方向（ｘ軸方向）では、ベース部材１３と枠体１４との線熱膨張率の差から、半導体素子１２が突出する方向（ｚ軸方向）へ反りが発生していた（図６（ｂ）の破線部分）。このため、実装基板とベース部材１３との間に空隙が発生し、放熱性を低下させていた。
【００３６】
本実施形態は第１の方向（ｘ軸方向）にも長い芯部１３４（孔部４０）を設けることで、ベース部材１３と枠体１４との線熱膨張率の差から、ベース部材１３の第１の方向（ｘ軸方向）における、半導体素子１２が埋没する方向（反ｚ軸方向）へ反りが発生する（図６（ｂ）の実線部分）。
【００３７】
これにより、ベース部材１３と実装基板との間に空隙が発生することを防止し、放熱性の低下を抑制することができる。
【００３８】
（第２の実施形態）
本実施形態の高周波半導体装置の斜視図は図１と同様である。また、本実施形態の高周波半導体装置の平面図も図２と同様である。
【００３９】
本実施形態の高周波半導体装置は第２のベース部材１３２と、第２のベース部材１３２に形成される孔部４０と、孔部４０に埋設される芯部１３４との形状が、第１の実施形態の高周波半導体装置１０と異なる。それ以外の部位については第１の実施形態の高周波半導体装置１０と同様である。
【００４０】
第２のベース部材１３２は、第１のベース部材１３１の上に設けられ、枠体１４の線熱膨張率と近似する線熱膨張率を有する材料で形成されるとともに、半導体素子１２が搭載される位置に孔部４０を有している。第２のベース部材１３２の孔部４０には、熱伝導率の高い材料による芯部１３４が埋設されている。芯部１３４と孔部４０との隙間は銀ろう等で固定されている。
【００４１】
図７は本実施形態に係る高周波半導体用パッケージの芯部１３４（孔部４０）の配置の図である。
【００４２】
本実施形態に係る高周波半導体用パッケージの芯部１３４（孔部４０）は、入力端子２２１と出力端子２２２とを結ぶ方向である第１の方向（ｘ軸方向）と、半導体素子１２が配置されている方向である第２の方向（ｙ軸方向）との交点を中心点とした多角形の形状を有している。当該パッケージの芯部１３４（孔部４０）の形状は半導体素子１２が搭載される位置を中心としている。本実施形態では一例として八角形の形状を有している。
【００４３】
図８は本実施形態に係る高周波半導体用パッケージの芯部１３４の平面図である。そして、芯部１３４の形状は第２のベース部材１３２に形成される孔部４０の形状である。
【００４４】
芯部１３４（孔部４０）の第１の方向（ｘ軸方向）の長さをＡ１とし、芯部１３４（孔部４０）の第２の方向（ｙ軸方向）の長さをＡ２とする。また、芯部１３４（孔部４０）の第１の方向（ｘ軸方向）と略４５度の角度の成す方向の長さをＢ１とし、芯部１３４（孔部４０）の第２の方向（ｙ軸方向）と略４５度の角度の成す方向の長さをＢ２とする。
【００４５】
芯部１３４（孔部４０）の形状について、長さＡ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２の関係式は式（１）と同様となる。即ち芯部１３４（孔部４０）の第１の方向の長さＡ１と第２の方向の長さＡ２との和は、第１の方向及び第２の方向と略４５度の角度の成す方向の長さＢ１、Ｂ２の和以上の値である。
【００４６】
（第２の実施形態）の変形例
第２の実施形態の変形例として、図９のように四角形の形状としても良い。即ち、図８の第１の方向（ｘ軸方向）の両端及び第２の方向（ｙ軸方向）の両端を辺ではなく頂点としたものである。
【００４７】
図１０は本実施形態の変形例に係る高周波半導体用パッケージの芯部１３４の平面図である。そして、芯部１３４の形状は第２のベース部材１３２に形成される孔部４０の形状である。
【００４８】
芯部１３４（孔部４０）の第１の方向（ｘ軸方向）の長さをＡ１とし、芯部１３４（孔部４０）の第２の方向（ｙ軸方向）の長さをＡ２とする。また、芯部１３４（孔部４０）の第１の方向（ｘ軸方向）と略４５度の角度の成す方向の長さをＢ１とし、芯部１３４（孔部４０）の第２の方向（ｙ軸方向）と略４５度の角度の成す方向の長さをＢ２とする。
【００４９】
芯部１３４（孔部４０）の形状について、長さＡ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２の関係式は式（１）と同様となる。即ち芯部１３４（孔部４０）の第１の方向の長さＡ１と第２の方向の長さＡ２との和は、第１の方向及び第２の方向と略４５度の角度の成す方向の長さＢ１、Ｂ２の和以上の値である。
【００５０】
本実施形態およびその変形例は第１の方向（ｘ軸方向）及び第２の方向（ｙ軸方向）に長い芯部１３４（孔部４０）を設けることで、ベース部材１３と枠体１４との線熱膨張率の差から、ベース部材１３の第１の方向（ｘ軸方向）及び第２の方向（ｙ軸方向）における、半導体素子１２が埋没する方向（反ｚ軸方向）への反りを発生する。これにより、ベース部材１３と実装基板との間に空隙が発生することを防止でき、放熱性の低下を抑制することができる。
【００５１】
（第３の実施形態）
本実施形態の高周波半導体装置の斜視図は図１と同様である。また、本実施形態の高周波半導体装置の平面図も図２と同様である。
【００５２】
本実施形態の高周波半導体装置は第２のベース部材１３２と、第２のベース部材１３２に形成される孔部４０と、孔部４０に埋設される芯部１３４との形状が、第１の実施形態の高周波半導体装置１０と異なる。それ以外の部位については第１の実施形態の高周波半導体装置１０と同様である。
【００５３】
第２のベース部材１３２は、第１のベース部材１３１の上に設けられ、枠体１４の線熱膨張率と近似する線熱膨張率を有する材料で形成されるとともに、半導体素子１２が搭載される位置に孔部４０を有している。第２のベース部材１３２の孔部４０には、線熱膨張率の高い材料による芯部１３４が埋設されている。芯部１３４と孔部４０との隙間は銀ろう等で固定されている。
【００５４】
図１１は本実施形態に係る高周波半導体用パッケージの芯部１３４（孔部４０）の配置の図である。
【００５５】
本実施形態に係る高周波半導体用パッケージの芯部１３４（孔部４０）は、入力端子２２１と出力端子２２２とを結ぶ方向を第１の方向（ｘ軸方向）と、半導体素子１２が配置されている方向を第２の方向（ｙ軸方向）との交点を中心点とし、ｘ軸及びｙ軸方向に４つの頂点を有し、それら頂点を結ぶ辺が内側に湾曲した曲線で形成された形状を有している。当該パッケージの芯部１３４（孔部４０）の形状は半導体素子１２が搭載される位置を中心としている。
【００５６】
図１２は本実施形態に係る高周波半導体用パッケージの芯部１３４の平面図である。そして、芯部１３４の形状は第２のベース部材１３２に形成される孔部４０の形状である。
【００５７】
芯部１３４（孔部４０）の第１の方向（ｘ軸方向）の長さをＡ１とする。芯部１３４（孔部４０）の第２の方向（ｙ軸方向）の長さをＡ２とする。芯部１３４（孔部４０）の第１の方向（ｘ軸方向）と略４５度の角度の成す方向の長さをＢ１とする。芯部１３４（孔部４０）の第２の方向（ｙ軸方向）と略４５度の角度の成す方向の長さをＢ２とする。
【００５８】
芯部１３４（孔部４０）の形状について、長さＡ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２の関係式は式（１）と同様となる。即ち芯部１３４（孔部４０）の第１の方向の長さＡ１と第２の方向の長さＡ２との和は、第１の方向及び第２の方向と略４５度の角度の成す方向の長さＢ１、Ｂ２の和以上の値である。
【００５９】
（第３の実施形態の変形例）
第３の実施形態の変形例として、図１３のようにｘ軸及びｙ軸方向に４つの頂点を有し、それら頂点を結ぶ辺が外側に湾曲した曲線で形成された形状としても良い。即ち、図１１の芯部１３４の４つの頂点を結ぶ辺を内側に湾曲した曲線から、外側に湾曲した曲線としたものである。
【００６０】
図１４は本実施形態の変形例に係る高周波半導体用パッケージの芯部１３４の平面図である。そして、芯部１３４の形状は第２のベース部材１３２に形成される孔部４０の形状である。
【００６１】
芯部１３４（孔部４０）の第１の方向（ｘ軸方向）の長さをＡ１とし、芯部１３４（孔部４０）の第２の方向（ｙ軸方向）の長さをＡ２とする。また、芯部１３４（孔部４０）の第１の方向（ｘ軸方向）と略４５度の角度の成す方向の長さをＢ１とし、芯部１３４（孔部４０）の第２の方向（ｙ軸方向）と略４５度の角度の成す方向の長さをＢ２とする。
【００６２】
芯部１３４（孔部４０）の形状について、長さＡ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２の関係式は式（１）と同様となる。即ち芯部１３４（孔部４０）の第１の方向の長さＡ１と第２の方向の長さＡ２との和は、第１の方向及び第２の方向と略４５度の角度の成す方向の長さＢ１、Ｂ２の和以上の値である。
【００６３】
本実施形態およびその変形例は第１の方向（ｘ軸方向）に芯部１３４（孔部４０）を設けることで、ベース部材１３と誘電体基板２１１ａ、誘電体基板２１２ａとの線熱膨張率の差から、ベース部材１３の第１の方向（ｘ軸方向）における、半導体素子１２が隆起する方向（ｚ軸方向）へ反りを抑制する。これにより、実装基板との中空領域が発生を抑制し、放熱性の低下を抑制することができる。
【００６４】
（第４の実施形態）
本実施形態の高周波半導体装置の斜視図は図１と同様である。また、本実施形態の高周波半導体装置の平面図は図２と同様である。
【００６５】
本実施形態の高周波半導体装置は第２のベース部材１３２と、第２のベース部材１３２に形成される孔部４０と、孔部４０に埋設される芯部１３４との形状が、第１の実施形態の高周波半導体装置１０と異なる。それ以外の部位については第１の実施形態の高周波半導体装置１０と同様である。
【００６６】
第２のベース部材１３２は、第１のベース部材１３１の上に設けられ、枠体１４の線熱膨張率と近似する線熱膨張率を有する材料で形成されるとともに、半導体素子１２が搭載される位置に孔部４０を有している。第２のベース部材１３２の孔部４０には、線熱膨張率の高い材料による芯部１３４が埋設されている。芯部１３４と孔部４０との隙間は銀ろう等で固定されている。
【００６７】
図１５は本実施形態に係る高周波半導体用パッケージの芯部１３４（孔部４０）の配置の図である。
【００６８】
本実施形態に係る高周波半導体用パッケージの芯部１３４（孔部４０）は、入力端子２２１と出力端子２２２とを結ぶ方向を第１の方向（ｘ軸方向）と、半導体素子１２が配置されている方向を第２の方向（ｙ軸方向）との交点を中心点とした楕円形状を有している。当該パッケージの芯部１３４（孔部４０）の形状は半導体素子が搭載される位置を長い方向の径とした楕円形である。
【００６９】
また、第４の実施形態の変形例として、図１６のように円形の形状としても良い。
【００７０】
図１７は本実施形態およびその変形例に係る高周波半導体用パッケージの芯部１３４の平面図である。そして、芯部１３４の形状は第２のベース部材１３２に形成される孔部４０の形状である。図１７（ａ）は楕円形状を有する芯部１３４（孔部４０）の配置図であり、図１７（ｂ）は円形状を有する芯部１３４（孔部４０）の配置図である。
【００７１】
図１７の（ａ）（ｂ）双方において、芯部１３４（孔部４０）の第１の方向（ｘ軸方向）の長さをＡ１とする。芯部１３４（孔部４０）の第２の方向（ｙ軸方向）の長さをＡ２とする。芯部１３４（孔部４０）の第１の方向（ｘ軸方向）と略４５度の角度の成す方向の長さをＢ１とする。芯部１３４（孔部４０）の第２の方向（ｙ軸方向）と略４５度の角度の成す方向の長さをＢ２とする。
【００７２】
図１７（ａ）において、芯部１３４（孔部４０）が楕円形状の場合は、長さＡ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２の関係式は式（１）と同様となる。即ち芯部１３４（孔部４０）の第１の方向の長さＡ１と第２の方向の長さＡ２との和は、第１の方向及び第２の方向と略４５度の角度の成す方向の長さＢ１、Ｂ２の和以上の値である。
【００７３】
図１７（ｂ）において、芯部１３４（孔部４０）が楕円形状の場合は、長さＡ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２の関係式は以下の式（２）となる。
【００７４】
（Ａ１＋Ａ２）＝（Ｂ１＋Ｂ２）  …式（２）
即ち芯部１３４（孔部４０）の第１の方向の長さＡ１と第２の方向の長さＡ２との和は、第１の方向及び第２の方向と略４５度の角度の成す方向の長さＢ１、Ｂ２の和と同値である。
【００７５】
本実施形態は第１の方向（ｘ軸方向）に芯部１３４（孔部４０）を設けることで、ベース部材１３と誘電体基板２１１ａ、誘電体基板２１２ａとの線熱膨張率の差から、ベース部材１３の第１の方向（ｘ軸方向）における、半導体素子１２が隆起する方向（ｚ軸方向）へ反りを抑制する。これにより、実装基板との中空領域が発生を抑制し、放熱性の低下を抑制することができる。
【００７６】
以上説明した実施形態のように、芯部１３４（孔部４０）の形状は第１の方向の長さと第２の方向の長さとの和が、第１の方向及び第２の方向と４５度を成す方向の長さの和よりも大きいか又は等しければよい。
【００７７】
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、そのほか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】
【００７８】
１０‥‥高周波半導体装置、
１１‥‥高周波半導体用パッケージ、
１２‥‥半導体素子、
１３‥‥ベース部材、
１３１‥‥第１のベース部材、
１３２‥‥第２のベース部材、
１３３‥‥第３のベース部材、
１３４‥‥芯部、
１４‥‥枠体、
１５‥‥蓋体、
１６‥‥溝部、
２０‥‥キャパシタチップ、
２１‥‥高周波回路、
２１１ａ‥‥誘電体基板、
２１１ｂ‥‥合成配線、
２１２ａ‥‥誘電体基板、
２１２ｂ‥‥合成配線、
２２１‥‥入力端子、
２２２‥‥出力端子、
２３１、２３２、２５１、２５２‥‥誘電体ブロック、
２４１、２４２‥‥線路、
２６１‥‥入力リード線、
２６２‥‥出力リード線、
２７‥‥凹部、
２８１、２８２、２９１、２９２、３０１、３０２‥‥金ワイヤー、
４０‥‥孔部。
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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