毫米波段用半导体封装件以及毫米波段用半导体装置的制造方法
【专利说明】毫米波段用半导体封装件以及毫米波段用半导体装置
[0001]本申请以日本专利申请2014-022064号(申请日:2014年2月7日)为基础，并且享有该申请的优先权。本申请通过弓I用将该申请的全部内容包含于此。
技术领域
[0002]本发明的实施方式涉及毫米波段用半导体封装件以及毫米波段用半导体装置。
【背景技术】
[0003]安装了在30GHz以上的毫米波段等中工作的半导体芯片的以往的毫米波段用半导体封装件具有:基体，用于载置半导体芯片；信号线，一端连接半导体芯片，另一端作为天线发挥功能；以及盖体，以覆盖半导体芯片的方式设置在基体上。这种以往的毫米波段用半导体封装件是通过将信号线插入到与外部电气电路等相连接的导波管内来使用的。
[0004]但是，例如日本专利第3485520号公报所公开的以往的毫米波段用半导体封装件，其在每个输入端子和输出端子分别具有天线结合用导波管区块(block)，并分成了两个区块，因此，导波管区块相对于天线的安装状态在每个输入端子和输出端子上会发生变化。因此，毫米波段用半导体封装件以及在该封装件中安装了半导体芯片的毫米波段用半导体装置存在着再现性差的问题。
[0005]进而，特别是由于在毫米波段中金属表面的平坦性会对被导波的毫米波的损失产生影响，因而无法通过廉价的铸造方式制造基体和盖体等金属部件，金属部件通过使用所谓的切削或金属模具铸造的(铝压铸)手段来进行制造。但是，切削手段虽然可以应对少量生产，但是制造成本会变高。另外，金属模具铸造(铝压铸)的手段虽然也可以应对，但是由于使用了高价的金属，同样会导致制造成本变高。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种再现性优异的毫米波段用半导体封装件、以及在该封装件中安装了半导体芯片的毫米波段用半导体装置。
[0007]实施方式提供一种毫米波段用半导体封装件。毫米波段用半导体封装件具备第一金属区块、第二金属区块以及电路基板。第一金属区块具有第一贯通孔以及第二贯通孔，该第一和第二贯通孔各自的内表面形成有平坦化膜。第二金属区块具有第一非贯通孔以及第二非贯通孔，该第一和第二非贯通孔各自的内表面形成有平坦化膜。电路基板配置在第一金属区块与第二金属区块之间，正面设置有输入用信号线路以及输出用信号线路。第一金属区块以及第二金属区块配置成:第一非贯通孔和第一贯通孔构成第一导波管，第二非贯通孔和第二贯通孔构成第二导波管。
[0008]实施方式提供一种毫米波段用半导体装置。毫米波段用半导体装置具备第一金属区块、第二金属区块、电路基板以及半导体芯片。第一金属区块具有第一贯通孔以及第二贯通孔，该第一和第二贯通孔各自的内表面形成有平坦化膜。第二金属区块具有第一非贯通孔以及第二非贯通孔，该第一和第二非贯通孔各自的内表面形成有平坦化膜。电路基板配置在第一金属区块与第二金属区块之间，该电路基板的一部分上具有贯通孔，正面设有输入用信号线路以及输出用信号线路。半导体芯片配置在电路基板的贯通孔内，并且与输入用信号线路以及输出用信号线路电连接。第一金属区块以及第二金属区块配置成:第一非贯通孔和第一贯通孔构成第一导波管，第二非贯通孔和第二贯通孔构成第二导波管。
[0009]上述结构的毫米波段用半导体封装件以及毫米波段用半导体装置具有优异的再现性。
【附图说明】
[0010]图1是从斜上方观察涉及第一实施例的毫米波段用半导体装置时的模式化分解立体图。
[0011]图2是从斜下方观察涉及第一实施例的毫米波段用半导体装置时的模式化分解立体图。
[0012]图3A是从斜上方观察涉及第一实施例的毫米波段用半导体封装件的基体时的模式化立体图。
[0013]图3B是沿着图3A的点划线A-A’示出的基体的模式化剖面图。
[0014]图4A是从斜上方观察涉及第一实施例的毫米波段用半导体封装件的电路基板时的模式化立体图。
[0015]图4B是从上方观察涉及第一实施例的毫米波段用半导体封装件的电路基板时的模式化俯视图。
[0016]图4C是从下方观察涉及第一实施例的毫米波段用半导体封装件的电路基板时的模式化仰视图。
[0017]图4D是沿着图4A的点划线B-B’示出的电路基板的模式化剖面图。
[0018]图5A是从斜上方观察涉及第一实施例的毫米波段用半导体封装件的盖体时的模式化立体图。
[0019]图5B是沿着图5A的点划线C-C’示出的盖体的模式化剖面图。
[0020]图6是示出涉及第一实施例的毫米波段用半导体装置的、与图3B、图4D以及图5B相对应的剖面图。
[0021]图7A是从斜上方观察涉及第二实施例的毫米波段用半导体封装件的基体时的模式化立体图。
[0022]图7B是沿着图7A的点划线A_A’示出的基体的模式化剖面图。
[0023]图8A是从斜上方观察涉及第二实施例的毫米波段用半导体封装件的盖体时的模式化立体图。
[0024]图SB是沿着图8A的点划线C-C’示出的盖体的模式化剖面图。
[0025]图9是示出涉及第二实施例的毫米波段用半导体装置的、与图7B以及图8B相对应的剖面图。
[0026]图1OA是从斜上方观察涉及第二实施例的变形例的毫米波段用半导体封装件的盖体时的模式化立体图。
[0027]图1OB是图1OA的点划线C_C’示出的盖体的模式化剖面图。
【具体实施方式】
[0028]以下，对涉及本实施例的毫米波段用半导体封装件以及毫米波段用半导体装置进行说明。
[0029](第一实施例)
[0030]图1是从斜上方观察涉及第一实施例的毫米波段用半导体装置时的模式化分解立体图。另外，图2是从斜下方观察涉及第一实施例的毫米波段用半导体装置时的模式化分解立体图。如图1以及图2所示，在涉及第一实施例的毫米波段用半导体装置10中，在毫米波段用半导体封装件20内部安装着半导体芯片11。毫米波段用半导体封装件20具有作为第一金属区块的基体21、具备信号线路22等的电路基板23、以及作为第二金属区块的盖体24。
[0031]构成毫米波段用半导体封装件20的作为第一金属区块的基体21、以及作为第二金属区块的盖体24分别是长方体状的金属区块。另外，电路基板23在电介质基板25的正面上形成了期望的电路图案(pattern)等，并且在背面上形成了期望的图案。
[0032]以下，对这样的毫米波段用半导体封装件20进行详细说明。
[0033]图3A是从斜上方观察涉及第一实施例的毫米波段用半导体封装件20的基体21时的模式化立体图。另外，图3B是沿着图3A的点划线A-A’示出的基体21的模式化剖面图。
[0034]如图3A以及图3B所示，在长方体状的作为第一金属区块的基体21上分别设置有从正面21a朝着侧面21b、21c贯通基体21的L字状的第一贯通孔26以及第二贯通孔27。第一贯通孔26从正面21a朝着第一侧面21b贯通基体21，第二贯通孔27从正面21a朝着与第一侧面21b相对置的第二侧面21c贯通基体21。这些贯通孔26、27分别与后述的盖体24的非贯通孔35、36 —起构成用于对毫米波进行导波的导波管12。
[0035]如图3A所示，各个贯通孔26、27是各自的截面为横长形状、即所谓的E面弯型的贯通孔，但是，各个贯通孔26、27也可以是截面为纵长形状、即所谓的H面弯型的贯通孔。但是，当贯通孔26、27分别是H面弯型时，基体21会变厚。因此，各个贯通孔26、27优选为如图所示那样，分别是所谓的E面弯型的贯通孔。
[0036]另外，基体21可以是金属制的，但是为了对从载置在基体21的正面21a上的半导体芯片11(图1以及图2)发出的热量具有良好的散热性，优选为由例如铜(Cu)等导热性优异的金属构成。
[0037]例如，可以通过将经过切削加工的金属制板贴合的方式来制造以上说明的基体21。但是，当这样制造时，制造成本会变高，且量产性差。由此，为了实现量产化，通过使用砂铸型或者石膏铸型的铸造法来制造基体21。但是，当通过铸造来制造基体21时，由例如200 μ m左右的沙铸型以及例如25 μ m左右的石骨铸型制造而成的基体21的表面粗糖度变大。因此，贯通孔26、27内表面的表面粗糙度变大。由于贯通孔26、27是导波管12的一部分，因此当贯通孔26、27内表面的表面粗糙度变大时，经由导波管12进行导波的毫米波的损失会变大。
[0038]由此，为了降低毫米波的损失，在贯通孔26、27的内表面形成有平坦化膜26a、27a。平坦化膜26a、27a例如是含有银(Ag)纳米粒子的膜。通过设置这种平坦化膜26a、27a，相比于没有设置