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_2

文档序号:8513641阅读:来源:国知局
平坦化膜26a、27a的情况,能够将贯通孔26、27内表面的表面粗糙度降低到1/10左右。
[0039]此外,压铸作为表面粗糙度较小的铸造法而为人所知。但是,由于受使用的金属模具的限制,压铸是只适用于例如铝(Al)等熔点低的金属的铸造方法,但是无法适用于像铜(Cu)那样导热性优异但熔点高的金属。
[0040]图4A是从斜上方观察涉及本实施例的毫米波段用半导体封装件20的电路基板23时的模式化立体图。另外,图4B是从上方观察涉及本实施例的毫米波段用半导体封装件20的电路基板23时的模式化俯视图,图4C是从下方观察涉及本实施例的毫米波段用半导体封装件20的电路基板23时的模式化仰视图。另外,图4D是沿着图4A的点划线B-B’示出的电路基板23的模式化剖面图。
[0041]如图4A?图4D所示,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等,并且在背面上形成了期望的图案。
[0042]电介质基板25例如是由陶瓷等构成的板状部件,在大致中央区域设置有用于配置半导体芯片11等的大致长方形形状的贯通孔28。
[0043]如图4A、4B以及4D所示,通过例如铜(Cu)等的金属薄膜在该电介质基板25的正面上设有电路图案,该电路图案包括输入输出用信号线路22a、22b、多条偏压供给线路29以及第一接地图案30。
[0044]在电介质基板25的正面上,输入用信号线路22a从大致长方形形状的贯通孔28的长边上朝着电介质基板25的一侧延伸规定距离。该输入用信号线路22a在一端接收经由后述的导波管12导波的毫米波。另外,输入用信号线路22a在另一端将接收到的毫米波导波至与其另一端电连接的半导体芯片11。
[0045]在电介质基板25的正面上,输出用信号线路22b从与输入用信号线路22a所连接的长边相对置的上述贯通孔28的长边上朝着与输入用信号线路22a的延伸方向相反的方向延伸规定距离。该输出用信号线路22b在一端接收从与其一端电连接的半导体芯片11导波的毫米波。另外,输出用信号线路22b在另一端将接收到的毫米波发送到导波管12。
[0046]因此,输入用信号线路22a以及输出用信号线路22b中的规定距离分别是指,比这些信号线路22a、22b作为用于发送和接收在导波管12中导波的毫米波的单极天线而发挥作用的长度更长的距离。
[0047]在电介质基板25的正面上,多条偏压供给线路29分别从大致长方形形状的贯通孔28的例如短边上沿着电介质基板25的周边部延伸,并且以连接电介质基板25的一边的方式延伸。这些偏压供给线路29是用于分别向半导体芯片11供给DC偏压的线路。
[0048]第一接地图案30以与输入用信号线路22a、输出用信号线路22b以及多条偏压供给线路29绝缘的方式,设置在电介质基板25正面上的几乎整个面上。该第一接地图案30在输入用信号线路22a的一端附近被去掉呈大致长方形形状的部分,另外,第一接地图案30在输出用信号线路22b的另一端附近被去掉呈大致长方形形状的部分。
[0049]此外,通过这样去掉第一接地图案30的部分而露出的电介质基板25的大致长方形形状的正面区域是包含在后述导波管12内的区域。因此,将通过去掉第一接地图案30的部分而露出的电介质基板25的大致长方形形状的正面区域称为正面导波区域31。
[0050]接下来,如图4C以及图4D所示,通过例如铜(Cu)等的金属薄膜,在电介质基板25的背面上设有第二接地图案32。第二接地图案32设置在电介质基板25背面的几乎整个面上,但是与正面导波区域31相对应的区域被去掉。第一接地图案30和第二接地图案32通过多个通孔(图中省略)电连接。
[0051]此外,通过这样去掉第二接地图案32的部分而露出的电介质基板25的大致长方形形状的背面区域也与正面区域相同,是包含在后述导波管12内的区域。因此,将通过去掉第二接地图案32的部分而露出的电介质基板25的大致长方形形状的背面区域称为背面导波区域33。
[0052]图5A是从斜上方观察涉及本实施例的毫米波段用半导体封装件20的盖体24时的模式化立体图。另外,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。
[0053]如图5A、图5B以及图2分别所示,长方体状的作为第二金属区块的盖体24虽然配置在上述电路基板23上,但是为了抑制盖体24与偏压供给线路29接触,将盖体24的背面中与偏压供给线路29相对置的环状区域34浅浅地挖除。
[0054]如图5B以及图2所示,在具有这种环状区域34的盖体24上分别设置有第一非贯通孔35以及第二非贯通孔36。
[0055]第一非贯通孔35以及第二非贯通孔36设置成分别从背面朝着正面方向仅延伸规定距离且不贯通盖体24。如上所述,这些非贯通孔35、36分别与基体21的贯通孔26、27 —起构成用于对毫米波进行导波的导波管12。
[0056]此外,第一非贯通孔35以及第二非贯通孔36中的规定距离是指,当盖体24被载置在电路基板23上时,从电路基板23的正面到非贯通孔35、36的底面的距离LI (图6)为λ/4(λ为所使用的毫米波的波长)的距离。
[0057]另外,如图5Β以及图2所示,在盖体24的背面上位于第一非贯通孔35与第二非贯通孔36之间设有用于配置半导体芯片11的第一凹部37,另外设有第二凹部38,以使各个非贯通孔35、36与第一凹部37相连结。
[0058]以上说明的盖体24也与基体21同样,为了实现量产化,通过使用了砂铸型或者石膏铸型的铸造法来进行制造。因此,非贯通孔35、36的内表面也形成有平坦化膜35a、36a。通过设置平坦化膜35a、36a,相比于没有设置平坦化膜35a、36a的情况,能够将非贯通孔35,36内表面的表面粗糙度降低到1/10左右。
[0059]图6是示出在上述毫米波段用半导体封装件20中搭载了半导体芯片11的毫米波段用半导体装置10的、与图3B、图4D以及图5B相对应的剖面图。
[0060]如图6所示,设置于电路基板23背面的背面导波区域33配置在基体21的第一贯通孔26以及第二贯通孔27的上端上,电路基板23背面的第二接地图案32以接触基体21的正面21a的方式载置在基体21的正面21a上。另外,盖体24的第一非贯通孔35以及第二非贯通孔36配置在电路基板23的正面导波区域31上,背面以接触电路基板23正面的第一接地图案30的方式载置在电路基板23上。
[0061]而且,如图1以及图2所示,基体21、电路基板23以及盖体24上分别设有贯通各自的螺丝孔14,通过将固定用的螺丝插入这些螺丝孔14,从而将基体21、电路基板23以及盖体24互相固定。
[0062]在这样构成的毫米波段用半导体封装件20中,基体21的第一贯通孔26与盖体24的第一非贯通孔35在内部构成第一导波管12a,该第一导波管12a包括电路基板23的正面导波区域31以及背面导波区域33。同样地,基体21的第二贯通孔27与盖体24的第二非贯通孔36在内部构成第二导波管12b,该第二导波管12b包括电路基板23的正面导波区域31以及背面导波区域33。
[0063]另外,在这样构成的毫米波段用半导体封装件20中,电路基板23的输入输出用信号线路22a、22b分别形成为在这种导波管12a、12b内插入L2= λ/4(λ为所使用的毫米波的波长)长度的状态,并作为单极天线发挥作用。
[0064]在以上说明的毫米波段用半导体封装件20内安装着在毫米波中工作的半导体芯片U。半导体芯片11例如是用于增幅毫米波功率的场效应晶体管(FET)。
[0065]半导体芯片11借助金属制的芯片贴装板15载置在基体21的正面上。该半导体芯片11与芯片贴装板15 —起以配置在由基体21的正面、电路基板23的贯通孔28的侧面以及盖体24的第一凹部37大致围成的空间SI内的方式,载置在基板21的正面上。
[0066]此外,在盖体24的第一凹部37内配置有例如由陶瓷等电介质构成的凹状的芯片罩体16。因此,更具体地说,半导体芯片11与芯片贴装板15 —起以配置在由基体21的正面、电路基板23的贯通孔28的侧面以及芯片罩体16大致围成的空间S2内的方式,载置在基板21的正面上。
[0067]如此载置的半导体芯片11通过例如电线13等的连接导体与电路基板23的输入用信号线路22a的另一端电连接,并且通过例如电线13等的连接导体与电路基板23的输出用信号线路22b的一端电连接。
[0068]通过这样在毫米波段用半导体封装件20内安装半导体芯片11而构成的毫米波段用半导体装置10中,当从图6的箭头“入”方向朝第一导波管12a内输入毫米波时,该毫米波在第一导波管12a内被导波,并在插入配置于第一导波管12a内的输入用信号线路22a上被接收。
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