(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を回路基板に実装するための電子部品搭載用キャリアであって、
絶縁性基体の上面に形成された外部接続用領域を有する信号線及び電源線と、前記基体の内部に形成されたグランド層と、前記基体の背面側から前記グランド層と同電位でかつ同等の高さまでロウ材を誘導する側面配線とを備え、
前記基体の下面には、それぞれが該基体の厚み方向に形成されたビアを介して前記グランド層に接続された、互いに離間してなるはんだ付け用の複数の外部接続端子のみが設けられ、溶融したはんだによって前記複数の外部接続端子を接続することにより、前記キャリアを回路基板上に位置決め可能とすることを特徴とする電子部品搭載用キャリア。
【請求項２】
前記基体が、そのほぼ中央部に前記電子部品を収納するキャビティを有していることを特徴とする請求項１に記載の電子部品搭載用キャリア。
【請求項３】
前記電子部品が、高周波半導体チップであることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品搭載用キャリア。
【請求項４】
電子部品を回路基板に実装するに当たって、
基体の上面に形成された信号線及び電源線と、前記基体の内部に形成されたグランド層と、前記基体の下面に形成され、該基体の厚み方向に形成されたビアを介して前記グランド層に接続された外部接続端子と、前記基体の背面側から前記グランド層と同電位でかつ同等の高さまでロウ材を誘導する側面配線とを備えている電子部品搭載用キャリアに前記電子部品を、前記信号線及び電源線と電気的に接続して搭載した後、
相隣れる電子部品の信号線どうしで位置合わせを行い、そして
前記キャリアの外部接続端子と該外部接続端子に対応して前記回路基板に形成されたパッドとをはんだ付けにより接続すること
を特徴とする電子部品の実装方法。
【請求項５】
前記電子部品を、前記基体のほぼ中央部に形成されたキャビティに収納して搭載することを特徴とする請求項４に記載の電子部品の実装方法。
【請求項６】
前記はんだ付けを、リフローはんだ付けにより行うことを特徴とする請求項４又は５に記載の電子部品の実装方法。
【請求項７】
回路基板と、該回路基板に実装された複数の電子部品搭載用キャリアと、該キャリアにそれぞれ搭載された複数の電子部品とを含む半導体装置であって、
前記電子部品は、絶縁性基体の上面に形成された外部接続用領域を有する信号線及び電源線と、前記基体の内部に形成されたグランド層と、前記基体の背面側から前記グランド層と同電位でかつ同等の高さまでロウ材を誘導する側面配線とを備え、
前記基体の下面には、それぞれが該基体の厚み方向に形成されたビアを介して前記グランド層に接続された、互いに離間してなるはんだ付け用の複数の外部接続端子のみが設けられた電子部品搭載用キャリアに、前記信号線及び電源線と電気的に接続して搭載され、
前記複数のキャリアは、それぞれが有する前記複数の外部接続端子が、前記回路基板に設けられた当該外部接続端子に対応する複数のパッドに対してはんだ付けされることにより実装されていること
を特徴とする半導体装置。
【請求項８】
前記基体が、そのほぼ中央部に前記電子部品を収納するキャビティを有していることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記信号線が、隣接するキャリアと平面方向に接続されており、かつ前記電源線が、前記基体の下面の外部接続端子の一部を電源用パッドとして、該電源用パッドと垂直方向に接続されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記回路基板が、樹脂材料から形成されており、グランド配線と、キャリアどうし又はキャリアと外部とを接続する接続配線とを備えていることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記半導体装置が高周波用モジュールを構成していることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１２】
電子部品を搭載する電子部品搭載用キャリアであって、
前記キャリアの基体と、
前記基体に設けられ、外部導体によってキャリア外へ導出されるべき信号線と、
前記基体内部の中間層に位置し、かつ少なくとも前記信号線に対向した領域に設けられて前記信号線とともに伝送線路を構成するグランド層と、
少なくとも前記外部導体が配置されるべき位置に対応する前記基体の側面に設けられ、前記基体の背面側から前記グランド層と同電位でかつ同等の高さまでロウ材を誘導する側面配線と、
を備えていることを特徴とする電子部品搭載用キャリア。
【請求項１３】
前記基体の背面には、部分的に実装用パターンが設けられ、ビアを介して前記グランド層と接続されることを特徴とする請求項１２に記載の電子部品搭載用キャリア。
【請求項１４】
請求項１２に記載のキャリアを実装し、前記外部導体によって前記信号線と導通が取られるとともに、前記側面配線によって誘導されたロウ材との間で前記外部導体が伝送線路を構成する構造を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項１５】
請求項１２に記載のキャリアを複数実装し、各キャリアどうしを接続する前記外部導体によって各キャリアの前記信号線どうしが導通されるとともに、前記側面配線によって誘導されたロウ材との間で前記外部導体が伝送線路を構成する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】
本発明は半導体装置の分野に関し、さらに詳しく述べると、半導体装置の製造において、小型化、軽量化、低価格化が容易に可能な電子部品搭載用キャリアと、それを使用した電子部品の実装方法、そしてそれによって得られる半導体装置に関する。ここで、本願明細書において使用した場合、「電子部品」なる語は、本発明に従いキャリアに搭載され得る各種の部品を包含し、具体的には、例えば、ＩＣチップ、ＬＳＩチップ等の半導体チップ、受動素子、電源などを指している。また、本発明の電子部品搭載用キャリアは、この技術分野で一般的に用いられているように、「チップキャリア」と呼ぶこともできる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子部品を回路基板上に効率よく実装するため、いわゆる「チップキャリア」が広く使用されている。また、最近では、衛星通信、ＩＴＳ（高度道路交通システム）、マイクロ波・ミリ波無線等で採用されている高周波（一般に数ＧＨｚ〜数十ＧＨｚ）のデバイスにおいて使用するため、高周波デバイス用チップキャリアも研究され、使用されている。
【０００３】
従来の高周波デバイス用チップキャリアは、典型的には、図１５及び図１６で示すように構成されている。すなわち、チップキャリア５０は、金属ベース５１の上に、半導体チップ（例えば、ＧａＡｓチップ）を収納するための開口（キャビティ）５５を備えたセラミックプレート５２を積層した構成を有している。セラミックプレート５２の上面には、電源線２及び高周波信号線３、例えばマイクロストリップ線路などが配線されている。
【０００４】
図示のようなチップキャリアを使用した高周波デバイスの製造は、通常、図１７に示したように行うことができる。すなわち、それぞれのチップキャリア５０のキャビティ５５に半導体チップ１５を収納し、搭載した後、信号線３又は電源線２と半導体チップ１５のリード（図示せず）等をＡｕリボン１６で接続する。次いで、複数のチップキャリア５０を、専用の装着治具（チップキャリア５０を上面から押さえつけるような治具、図示せず）を用いて位置決めしながら、金属ベース（「モジュールベース」とも呼ばれる）６１に搭載する。この際、チップキャリア５０の信号線３どうしが一直線に並ぶように位置決めしながら、チップキャリアどうしを、はんだ６２によってはんだ付け接続する。引き続いて、チップキャリア５０どうしの信号線３、電源線２をＡｕリボン１６で接続する。
【０００５】
しかしながら、上述のような高周波デバイスの製造方法は、複数のチップキャリアを同時に接続し得るという利点があるけれども、専用の装着治具を使用しなければならないという点で、改良することが望まれている。すなわち、専用治具を使用しているので、工数が増加するばかりでなく、作業そのものも煩雑となり、さらには、治具を使用している分だけ、高い精度で実装を行うのが困難となるからである。
【０００６】
さらに、図１５及び図１６に示したようなチップキャリア５０を使用して高周波用モジュールを製造する場合にも問題点がある。高周波用モジュールは、通常、図１８に平面図でかつ図１９に断面図で示すように、複数のチップキャリア５０に、図１８では簡略化のために図示していない半導体チップ１５（図１９を参照）を搭載した後、それらのチップキャリア５０をモジュールベース６１の上に、チップキャリア５０の信号線３どうしが一直線に並ぶように専用治具を用いて位置決めしながら、はんだ付け接続で実装を行うことによって、製造することができる。信号線３どうし、そして電源線２どうしは、それぞれＡｕリボン１６又はＡｕ線（図示せず）で接続し、また、図示しないが、モジュールベース６１の入出力端子へもＡｕリボン又はＡｕ線で接続する。図示の高周波用モジュール６０において、ＲＦ信号の流れ（図１８の矢印Ａの方向で観察）及びＤＣ信号の流れ（図１８の矢印Ｂの方向で観察）は、図１９に示すように、どちらも直線的である。
【０００７】
しかし、図１８及び図１９に示した高周波用モジュール６０では、上記した高周波デバイスの製造方法の問題点に追加して、キャリアどうしの接続が多岐にわたり、複雑になり、また、したがって実装効率が低下するという問題点がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の１つの目的は、上記したような従来の技術の問題点を解決して、半導体装置の製造において、小型化、軽量化、低価格化が容易に可能であり、専用の装着治具を必要としない電子部品搭載用キャリアを提供することにある。
本発明のもう１つの目的は、数十ＧＨｚもしくはそれ以上の高周波信号を良好に伝送できる高周波デバイスを製造するのに有用な電子部品搭載用キャリアを提供することにある。
【０００９】
本発明のもう１つの目的は、専用の装着治具を使用しないで電子部品を容易に実装できる、電子部品の実装方法を提供することにある。
本発明のさらにもう１つの目的は、小型・軽量で、高密度実装されたものであって、高周波信号を良好に伝送できる半導体装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、その１つの面において、電子部品を回路基板に実装するために該電子部品を搭載する電子部品搭載用キャリアであって、基体の上面に形成された信号線及び電源線と、前記基体の内部に形成されたグランド層と、前記基体の下面に形成され、該基体の厚み方向に形成されたビアを介して前記グランド層に接続された外部接続端子とを備えていることを特徴とする電子部品搭載用キャリアにある。
【００１１】
また、本発明は、そのもう１つの面において、電子部品を回路基板に実装するに当たって、
基体の上面に形成された信号線及び電源線と、前記基体の内部に形成されたグランド層と、前記基体の下面に形成され、該基体の厚み方向に形成されたビアを介して前記グランド層に接続された外部接続端子とを備えている電子部品搭載用キャリアに前記電子部品を、前記信号線及び電源線と電気的に接続して搭載した後、
前記キャリアの外部接続端子と該外部接続端子に対応して前記回路基板に形成されたパッドとをはんだ付けにより接続すること
を特徴とする電子部品の実装方法にある。
【００１２】
さらに、本発明は、そのもう１つの面において、回路基板と、該回路基板に実装された複数の電子部品搭載用キャリアと、該キャリアにそれぞれ搭載された複数の電子部品とを含む半導体装置であって、
前記電子部品が、基体の上面に形成された信号線及び電源線と、前記基体の内部に形成されたグランド層と、前記基体の下面に形成され、該基体の厚み方向に形成されたビアを介して前記グランド層に接続された外部接続端子とを備えている電子部品搭載用キャリアに、前記信号線及び電源線と電気的に接続して搭載され、
前記キャリアの外部接続端子と該外部接続端子に対応して前記回路基板に形成されたパッドとがはんだ付けにより接続されていること
を特徴とする半導体装置にある。
【００１３】
本発明の電子部品搭載用キャリアにおいて、基体は、好ましくは、そのほぼ中央に電子部品を収納するキャビティを有するが、必要に応じて、そのようなキャビティを有していなくてもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の電子部品搭載用キャリア、電子部品の実装方法、そして半導体装置は、それぞれ、いろいろな形態で実施することができる。以下において、本発明の好ましい実施の形態を説明する。
本発明の電子部品搭載用キャリア（チップキャリア）は、必要に応じて電子部品を収納するキャビティを有していてもよい基体からなる。この基体は、通常、アルミナ等のセラミック材料から形成される。かかる基体がキャビティを備える場合には、その基体のほぼ中央部に、搭載しようとする電子部品に見合った形状及びサイズの開口（キャビティ）を開けることができる。チップキャリアは、いろいろな技法に従って製造することができるけれども、通常、グリーンシートを積層・焼成して製造することができる。一例を示すと、アルミナ粉末を溶剤でペースト状にし、シート状に成形してアルミナセラミックのグリーンシートを得た後、
（１）キャビティとなる開口を形成したグリーンシートに、タングステン、モリブデン等のメタライズペーストを印刷して、電源線、信号線等を備えた上層用のグリーンシートを形成し、かつ
（２）ビアとなる穴を形成したグリーンシートに、タングステン、モリブデン等のメタライズペーストを印刷して、グランド層、ビア、パッドを備えた下層用のグリーンシートを形成し、
次いで、これらのグリーンシートを積層・焼成して、目的とするチップキャリアを製造することができる。
【００１５】
本発明のチップキャリアに収納される電子部品は、先にも定義したように、ＩＣチップ、ＬＳＩチップ等、例えばＧａＡｓからなるＦＥＴ、ＭＩＣ、ＭＭＩＣなどの半導体チップ、コイル、キャパシタ、抵抗等の受動素子、電源などを包含する。コイル等の受動素子を収納したキャリアは、特にバランキャリアと呼ぶことができる。また、電源を搭載したキャリアは、電源キャリアと呼ぶことができ、配線パターンのみが形成されている場合と、キャパシタ、抵抗等の受動素子が搭載される場合とがある。すなわち、本発明において「チップキャリア」と言う場合には、半導体チップが搭載されたものの他に、信号線の整合を行うための受動素子を搭載したバランキャリア、電源の制御及び平衡のための受動素子を搭載した電源キャリア、配線パターン（信号線又は電源線）のみが形成されたキャリアなどが含まれる。本発明で使用される半導体チップは、好ましくは、高周波半導体チップ、例えばＩＣチップ、例えばＧａＡｓチップである。
【００１６】
本発明のチップキャリアは、
（１）基体の上面に形成された、信号線、電源線等の配線、
（２）基体の内部に、好ましくは水平方向に延在して広く形成されたグランド層、そして
（３）基体の下面に形成され、基体の厚み方向に形成されたビアを介してグランド層に接続された外部接続端子、
を備えていることが必須である。
【００１７】
基体上に形成される配線のうち、信号線は、好ましくは高周波信号線である。また、信号線及び電源線は、それぞれ、従来のチップキャリアのそれと同様なパターンで同じような材料から形成することができる。信号線及び電源線は、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）などのメタライズペーストから形成することができる。また、かかる配線は、メタライズペーストの使用に代えて、例えば、スパッタリング、蒸着などの常用の成膜法を使用して基体の表面に所定のパターン及び厚さで被着させることもできる。信号線や電源線等の配線の幅及び厚さは、所望とする半導体装置の詳細などに応じて広く変更することができるけれども、通常、約５０〜３００μｍの幅、そして約１００〜２００μｍの厚さであることが好ましい。なお、本発明のチップキャリアにおいて、電源線として用いられる配線の一部は、グランド用の配線であり、したがって、チップキャリア中のグランド層にビアを介して接続される。
【００１８】
本発明のチップキャリアで使用する基体には、広いグランド層が内層として形成されていることが必要である。グランド層は、通常、上記した信号線及び電源線と同様な材料から同様な手法によって形成することができるが、必要に応じて、その他の材料及び手法で形成してもよい。一般的には、先にも説明したように、基体を上下の２層のグリーンシートから、それらを積層及び焼成することによって製造することができる。なお、グランド層の幅は、水平方向に任意に延在する広さであることができ、また、グランド層の厚さは、所望とする半導体装置の詳細などに応じて広く変更することができるけれども、通常、約１００〜２００μｍの厚さであることが好ましい。
【００１９】
さらに、本発明で使用する基体の場合、その下面に外部接続端子が形成されていることが必要である。外部接続端子は、本発明のチップキャリアが実装されるべき回路基板の配線や外部接続端子などのパターンに応じて任意のパターンで形成することができる。また、このような外部接続端子は、この技術分野において一般的ないろいろな方法で形成することができる。外部接続端子は、通常、はんだボールをパッドに接続して形成するのが好ましい。例えば、キャリアのパッド（ランド）にはんだペーストをスクリーン印刷し、リフローすると、はんだボールを形成できる。次いで、このキャリアを、回路基板のパッドにはんだバンプが位置するように搭載し、再度リフローすると、セルフアライメントにより、キャリアを位置決めすることができる。また、さもなければ、回路基板のパッドにはんだペーストをスクリーン印刷した後、キャリアを回路基板のパッドに位置合わせして搭載し、リフローを行って、外部接続端子を形成してもよい。なおキャリアや回路基板のパッドは、通常のパッドと同様にいろいろな材料から形成することができ、一例として、金（Ａｕ）めっきをあげることができる。
【００２０】
さらにまた、本発明のチップキャリアでは、上述のような外部接続端子が、基体の厚み方向に形成されたビア（ビア・ホール）を介してグランド層に電気的に接続されていることも必要である。また、このような電気的の接続を達成するため、この技術分野において一般的なように、基体内に形成されたビアが導体で充填されていること、すなわち、フィルドビアを使用することが好ましい。フィルドビアも、上記したようなメタライズペーストの充填によって有利に形成することができる。
【００２１】
本発明のチップキャリアは、好ましくは、半導体チップを搭載するためのキャビティを基体のほぼ中央に有している。このような基体への半導体チップの搭載は、前記したように、キャビティにチップを収納した後、チップとチップキャリアの信号線、電源線などとを電気的に接続することによって行うことができる。電気的な接続は、具体的には、ＡｕリボンやＡｕ線を使用して行うことができる。
【００２２】
本発明によれば、電子部品搭載用のチップキャリアに追加して、そのようなチップキャリアを使用して、電子部品を回路基板に実装する方法も提供される。本発明の実装方法は、下記の工程：
本発明のチップキャリアに電子部品を、電子部品とチップキャリアの信号線及び電源線とを接続して搭載する工程（チップキャリアのほぼ中央部には、好ましくは、キャビティが設けられる）、
チップキャリアの外部接続端子（好ましくは、パッド）と、回路基板に形成されたパッド（キャリアの外部接続端子に対応）とを、位置決めのための治具を使用しないではんだ付けにより接続する工程、
によって有利に実施することができる。
【００２３】
また、１つの回路基板に複数の半導体チップを実装して半導体装置を製造する際には、それぞれのチップキャリアにチップを搭載した後、相隣れるキャリアの信号線どうしで回路基板上の位置合わせを行って、キャリアの外部接続端子と回路基板のパッドとをはんだ付けにより接続するのが好ましい。
この接続工程は、好ましくは、前記したように、はんだボールを併用したリフローはんだ付けによって実施することができる。専用の治具を使用しなくても、接続すべきパッドどうしをセルフアライメント効果により精度良く位置決めし、接続することができるからである。すなわち、キャリアの外部接続端子にはんだボールを形成した後、そのキャリアを、回路基板のパッドにはんだボールが位置するように搭載し、再度リフローすると、セルフアライメントにより、回路基板にキャリアを搭載した時に僅かな位置ずれがあったとしても、溶融したはんだボールの表面張力が駆動力として作用する結果、キャリアを所定の位置に正確に位置決めし、はんだ付けすることができる。
【００２４】
また、上記したようなセルフアライメント効果をさらに高めるため、回路基板の表面に形成された、チップキャリアの外部接続端子（パッド）を受容するためのパッドを、そのパッドの接続部のみが開口するように、はんだダムの形状を有するように構成することが好ましい。はんだダムは、例えば、ソルダーレジスト等の土手でパッドの周囲を包囲することによって形成することができる。
【００２５】
ここで説明しておくと、本発明の実施において使用される回路基板は、いろいろな材料から形成することができるというものの、従来の半導体装置では、金属製の基台（ボード）が使用されていたのとは対照的に、セラミック材料や樹脂材料から有利に形成することができる。このような材料は、すでに多くの回路基板に使用されていることから理解されるように、低価格であるばかりでなく、加工が容易であり、特性的にも優れているからである。適当なセラミック材料としては、例えば、アルミナなどを挙げることができ、また、適当な樹脂材料としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ＢＴレジンなどを挙げることができる。
【００２６】
本発明によれば、電子部品搭載用チップキャリア及び電子部品の実装方法に追加して、回路基板と、該回路基板に実装された複数の電子部品搭載用キャリアと、該キャリアにそれぞれ搭載された複数の電子部品とを含む半導体装置も提供される。本発明の半導体装置は、本発明の電子部品搭載用チップキャリアを使用して、上述のような必要な電気的接続が行われていることが特徴である。
【００２７】
本発明の半導体装置では、そのチップキャリアの信号線が、隣接するチップキャリアと平面方向に接続されており、かつ電源線が、チップキャリアの基体の下面の外部接続端子の一部を電源用パッドとして、その電源用パッドと垂直方向に接続されていることが好ましい。
また、上記したように、ベースとして使用する回路基板が樹脂材料から形成されており、信号線用グランドと、キャリアどうし又はキャリアと外部とを接続する接続配線とを備えることが好ましい。
【００２８】
本発明の半導体装置は、特に好ましくは、高周波用モジュールを構成している。高周波用モジュールは、前記したチップキャリアと、バランキャリア及び電源キャリアを組み合わせて回路基板上に形成したものである。
本発明の半導体装置では、チップキャリアをセルフアライメントによって回路基板に実装することができるので、ＲＦ信号の実装が容易に可能である。また、回路基板へのアライメント実装時に、ＤＣ信号の配線を同時に済ませることができるので、キャリアどうしの接続が必要最小限になり、実装効率が向上する。このような注目すべき効果は、換言すると、本発明では、特定構造のチップキャリアを使用して、いわば「配線の引回し」を行っていることに由来している。
【００２９】
【実施例】
引き続いて、添付の図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１は、本発明のチップキャリアの典型例を示した斜視図であり、また、図２は、図１に示したチップキャリアの断面図である。図示のチップキャリア１０は、アルミナ製の基体１からなり、その基体１の上面のほほ中央に半導体チップ（ここでは、ＧａＡｓチップ）を収納するためのキャビティ５を備えている。また、基体１の上面には、電源線２と高周波信号線３が形成されている。図示の電源線２と高周波信号線３は、タングステン（Ｗ）のメタライズペーストから、マイクロストリップ線路として形成されている。さらに、基体１の内層には、同じくタングステンのメタライズペーストから、広いグランド層４が形成されている。基体１の下面には、図２に示されるように、外部接続端子としてのパッド７が形成されている。図示の例では、一部しかパッド７を認めることができないが、パッド７は、それが接続されるべきベース（回路基板、図示せず）に合わせて、それと同数でかつ同じパターンで、エリアアレイ状に形成されている。
【００３０】
図１及び図２に示したチップキャリア１０は、種々の半導体装置の製造に利用することができる。図３は、図示のチップキャリアを高周波ＩＣモジュールの製造に利用した例を示したものである。
チップキャリア１０を所定の形状及び構造で製造した後、そのキャビティにＩＣチップ（ＧａＡｓチップ）１５を搭載し、信号線３及び電源線２とＩＣチップ１５の外部接続端子（図示せず）をＡｕリボン１６で接続する。次いで、チップキャリア１０のパッド７にはんだペーストをスクリーン印刷し、リフローして、はんだボール（Ｐｂ−Ｓｎ系合金）１８を形成する。このチップキャリア１０を、回路基板１１（図では、説明の簡略化のため、作り込まれた配線や素子が省略されている）の上に、その上面に形成されたパッド１７にはんだボール１８が位置するように搭載し、再びリフローする。セルフアライメントにより、チップキャリア１０が位置決めされる。引き続いて、チップキャリア１０どうしの信号線３、電源線２を、Ａｕリボン１６で接続する。この方法により、チップキャリア１０のパッド７とパッド１７の間で、セルフアライメント効果により、精度良く位置決めし、はんだ付け実装を行うことができ、図３に示すような高周波ＩＣモジュール２０が得られる。このＩＣモジュールの平面図は、先に従来の技術として参照した図１８の平面図に類似である。
【００３１】
本発明の実施において、回路基板はいろいろな構成を有することができ、特にその上面は、パッドどうしのセルフアライメント効果をより一層向上させるため、例えば、図４及び図５に示したように、パッド接続部のみ開口するはんだダムを備えることができる。はんだダムは、以下に記載するように、通常ソルダーレジストの使用によって形成することができるが、必要に応じて、その他の手法を使用してもよい。
【００３２】
図４の回路基板１１は、その上面にグランド配線１２が形成されており、さらにその上に、ソルダーレジスト１４が選択的に形成されている。ソルダーレジスト１４によって覆われていない、すなわち、露出したグランド配線１２の領域には、パッド接続部を形成するため、導体金属のめっき１９が施されている。ここでは、金（Ａｕ）の電解めっきによってめっき１９が形成されている。
【００３３】
図５の回路基板１１は、その上面にグランド配線１２と電源配線１３が形成されており、さらにその上に、ソルダーレジスト１４が選択的に形成されている。ソルダーレジスト１４によって覆われていない、すなわち、露出したグランド配線１２及び電源配線１３の領域には、パッド接続部を形成するため、図４の場合と同様にＡｕめっき１９が施されている。
【００３４】
図６は、本発明による高周波ＩＣモジュールのもう１つの例を示した平面図である。図示のＩＣモジュール２０は、チップキャリア１０−１と、バランキャリア１０−２と、電源キャリア１０−３との組み合わせからなり、先に図１及び図２を参照して説明したチップキャリア１０を基本とし、これにバランキャリア及び電源キャリアを組み合わせることによって、形成することができる。なお、図中、それぞれのキャリアに収納されたチップ、コイルなどは、説明の簡略化のため、省略されている。チップとキャリアの接続、そしてキャリアどうしの接続は、図示しないが、Ａｕリボンで行われている。
【００３５】
図７は、本発明による高周波ＩＣモジュールのさらにもう１つの例を示した平面図である。図示のＩＣモジュール２０も、図６のそれと同様に、チップキャリア１０−１と、バランキャリア１０−２と、電源キャリア１０−３とを組み合わせることによって形成されている。さらに、この図のＩＣモジュール２０の場合、図６のそれとは異なって、それぞれのキャリアにおいて、図示のように、電源線用のビア２８が形成され、また、メタライズペーストに由来する側面配線２７（図８を参照）も形成されている。チップとキャリアの接続、そしてキャリアどうしの接続は、Ａｕリボン１６（図８を参照）で行われている。図示のＩＣモジュール２０において、ＲＦ信号の流れ（図７の矢印Ａの方向で観察）は、図８に示すように直線的であり、一方、ＤＣ信号の流れ（図７の矢印Ｂの方向で観察）は、パルス状である。
【００３６】
さらに詳しく述べると、図８（Ａ）に示すように、チップキャリア１０−１の側面にはメタライズパターン（側面配線）２７が形成されていて、相隣れるチップキャリア１０−１の間隙を充填するように、はんだ１８がはい上っている。本例では、メタライズパターン２７はグランド層４と同等の高さまで延在しているため、はんだ１８のはい上がりが、グランド層４と同等の高さになる。また、メタライズパターン２７はグランド層４に接続されているため、はい上がったはんだ１８はグランド層４と同電位である。したがって、接続導体であるＡｕリボン１６は、はい上がったはんだ１８との間でマイクロ波の伝送線路を構成することになり、はんだ１８の高さがグランド層４と同等であることから、チップキャリアどうしの信号線接続部分において、伝送線路特性が極端に変動することが改善されるのである。
【００３７】
なお、はい上がりのためのメタライズパターン２７は、チップキャリアどうしの接続だけでなく、単一のチップキャリアを実装基板へ搭載する場合にも、上記と同様に伝送線路特性の改善が期待できる。つまり、単一のチップキャリアを搭載する実装基板に前記メタライズパターン２７との間を表面張力などによってはんだがはい上がることのできる領域を設ければ、Ａｕリボンなどの外部導体によって信号を引き出す際に、はい上がったロウ材（はんだなど）との間でマイクロ波の伝送線路が構成されるのである。
【００３８】
このようにメタライズパターン２７（側面配線）は、グランド層がチップキャリアの基体の中間層に位置している場合に、ロウ材をグランド層と同等の高さにまで誘導するので、信号引出し部分における伝送特性が改善される効果を発揮するのである。
また、図８（Ｂ）に示すように、チップキャリア１０−１に電源線用のビア２８を形成して、チップキャリア１０−１の電源線２どうしを、そのビア２８や回路基板１１の電源配線を介して接続することができる。
【００３９】
図７及び図８に示す高周波ＩＣモジュール２０は、図９に示すようなチップキャリア１０−１を使用して製造することができる。以下、このチップキャリア１０−１の内部構造を、図９の線分Ａ−Ａにそった断面図である図１０と、図９の線分Ｂ−Ｂにそった断面図である図１１をあわせて参照して、説明する。
図示のチップキャリア１０−１は、アルミナ製の基体１からなり、その基体１の上面のほぼ中央にＧａＡｓチップを収納するためのキャビティ５を備えている。また、基体１の上面には、電源線２と高周波信号線３がタングステン（Ｗ）から形成されている。電源線２の末端にはビア２８が形成されている。また、基体１の側面には、同じくタングステンからなる側面配線２７が形成されている。さらに、基体１の内層には、同じくタングステンからなる広いグランド層４が形成されている。基体１の下面には、図１０及び１１に示されるように、外部接続端子としてのパッド７が形成されている。
【００４０】
図１２は、特にフリップチップ接続用に設計された、本発明のチップキャリアの一例を示した断面図である。この図及び図１３の断面図から理解されるように、図示のチップキャリア１０は、半導体チップを収納するためのキャビティを有していないことと、フリップチップ接続のためのパッド２９を有している相違点を除いて、先に図１を参照して説明したチップキャリア１０に類似である。このチップキャリア１０を使用すると、図１４に示すように、はんだバンプ２６を介して半導体チップ１５を搭載し、電気的に接続することによって、高周波ＩＣモジュール２０を製造することができる。なお、ここでは図示して説明しないが、例えば、先に図７及び図８を参照して説明したような高周波ＩＣモジュール２０やその他の類似構造の半導体装置の製造に、図示の、キャビティを有しないチップキャリア１０を使用することもできる。
【００４１】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、小型・軽量で低価格の電子部品搭載用キャリアを提供することができ、また、このキャリアを使用して、ＩＣチップ等の電子部品を回路基板上に実装する際に、専用の装着治具を使用しないで容易にかつ高精度及び高効率で高密度実装することが可能である。
【００４２】
また、本発明の電子部品搭載用キャリアを使用すると、数ＧＨｚから数十ＧＨｚの高周波信号を良好に伝送できる高周波デバイス、例えば高周波用モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のチップキャリアの典型例を示した斜視図である。
【図２】図１に示したチップキャリアの断面図である。
【図３】本発明による高周波ＩＣモジュールの一例を示した断面図である。
【図４】本発明の実施に使用し得る回路基板の一例を示した断面図である。
【図５】本発明の実施に使用し得る回路基板のもう１つの例を示した断面図である。
【図６】本発明による高周波ＩＣモジュールのもう１つの例を示した平面図である。
【図７】本発明による高周波ＩＣモジュールのさらにもう１つの例を示した平面図である。
【図８】図７に示した高周波ＩＣモジュールにおけるＲＦ信号及びＤＣ信号の流れを示した断面図である。
【図９】図７に示した高周波ＩＣモジュールの製造に用いられたチップキャリアの斜視図である。
【図１０】図９のチップキャリアの線分Ａ−Ａにそった断面図である。
【図１１】図９のチップキャリアの線分Ｂ−Ｂにそった断面図である。
【図１２】本発明によるフリップチップ接続用チップキャリアの一例を示した斜視図である。
【図１３】図１２に示したチップキャリアの断面図である。
【図１４】図１２及び図１３に示したチップキャリアを使用して製造した高周波ＩＣモジュールの断面図である。
【図１５】従来のチップキャリアの典型例を示した斜視図である。
【図１６】図１５に示したチップキャリアの断面図である。
【図１７】図１５及び図１６に示したチップキャリアの実装方法を説明した断面図である。
【図１８】図１５及び図１６に示したチップキャリアを使用して高周波用モジュールを実装する方法を示した平面図である。
【図１９】図１８の高周波用モジュールにおけるＲＦ信号及びＤＣ信号の流れを示した断面図である。
【符号の説明】
１…基体
２…電源線
３…信号線
４…グランド層
５…キャビティ
６…ビア
７…パッド
１０…電子部品搭載用キャリア
１１…回路基板
１２…グランド配線
１３…電源配線
１４…ソルダーレジスト
１５…半導体チップ
１６…Ａｕリボン
１７…パッド
１８…はんだバンプ
１９…Ａｕめっき
２０…高周波ＩＣモジュール
２６…はんだバンプ
２７…側面配線
２８…電源線用ビア
２９…フリップチップ接続用パッド
【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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【図１８】
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【図１９】
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