特許 6801841 パッケージおよび半導体装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6801841

(24)【登録日】2020年11月30日

(45)【発行日】2020年12月16日

(54)【発明の名称】パッケージおよび半導体装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/04 20060101AFI20201207BHJP

   H01L 23/02 20060101ALI20201207BHJP

【ＦＩ】

   H01L23/04 E

   H01L23/02 C

【請求項の数】4

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-1278(P2017-1278)

(22)【出願日】2017年1月6日

(65)【公開番号】特開2018-113284(P2018-113284A)

(43)【公開日】2018年7月19日

【審査請求日】2019年10月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000154325

【氏名又は名称】住友電工デバイス・イノベーション株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087480

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 修平

(72)【発明者】

【氏名】児玉 晃忠

【審査官】 庄司 一隆

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０４−０１２６５３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００３−２５８１４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１８３１９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０６３６１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１９２００８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０３１１７２５４（ＣＮ，Ａ）

【文献】 韓国公開特許第１０−２０１１−００９０７６２（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２３／０４

Ｈ０１Ｌ ２３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属製のベースと、
前記ベース上に設けられ、電子部品が搭載されるキャビティを構成する枠体と、
前記電子部品と電気的に接続され、前記枠体を貫通する開口部の内側に位置し、前記ベースの上面に固定されたフィードスルーと、
前記フィードスルーの前記ベース側の面に設けられた金属層と、
前記金属層と前記ベースの上面とに接触し、前記フィードスルーを前記ベースの上面に固定するロウ材と、を備え、
前記金属層の前記キャビティ側の端部は、前記フィードスルーの前記キャビティ側の端部よりも前記枠体の外側方向に後退しており、
前記金属層の前記キャビティ側の端部と交差する方向の端部は、前記キャビティの内部において、前記フィードスルーの前記キャビティ側の端部と交差する方向の前記フィードスルーの端部よりも後退しているパッケージ。

【請求項2】

前記ロウ材は、前記ベース上において、前記フィードスルーの前記キャビティ側の端部よりも前記枠体側のみに設けられている請求項１に記載のパッケージ。

【請求項3】

前記金属層の前記キャビティとは反対側の端部は、前記フィードスルーの前記キャビティとは反対側の端部よりも前記枠体側に後退している請求項１または２に記載のパッケージ。

【請求項4】

金属製のベースと、
前記ベース上に設けられた、半導体チップを含む少なくとも１つの電子部品と、
前記ベース上に設けられ、前記電子部品を囲むキャビティを構成する枠体と、
前記電子部品と電気的に接続され、前記枠体を貫通する開口部の内側に位置し、前記ベースの上面に固定されたフィードスルーと、
前記フィードスルーの前記ベース側の面に設けられた金属層と、
前記金属層と前記ベースの上面とに接触し、前記フィードスルーを前記ベースの上面に固定するロウ材と、を備え、
前記金属層の前記キャビティ側の端部は、前記フィードスルーの前記キャビティ側の端部よりも後退しており、
前記金属層の前記キャビティ側の端部と交差する方向の端部は、前記キャビティの内部において、前記フィードスルーの前記キャビティ側の端部と交差する方向の前記フィードスルーの端部よりも後退しており、
前記ベースの前記フィードスルーに覆われていない領域は、前記ロウ材を有しない半導体装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本件はパッケージおよび半導体装置に関する。

【0002】

半導体装置では、水分および異物からの保護のため、半導体チップおよびチップなどの電子部品を、枠体、フィードスルーおよびリッドなどで気密封止することがある。封止された電子部品との信号の入力および出力はフィードスルーを介して行う（例えば特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−１４６７２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

溶融したロウ材がフィードスルー表面の金属層に塗れ広がり、固化することでフィードスルーをベースに固定することができる。しかしロウ材がフィードスルーとベースとの間から電子部品側に流出し、電子部品と接触する恐れがある。接触を避けるため、電子部品とフィードスルーとの距離を大きくすればよいが、この場合、半導体装置が大型化してしまう。

【0005】

本願発明は、上記課題に鑑み、ロウ材の流出を抑制することが可能なパッケージおよび半導体装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一形態は、金属製のベースと、前記ベース上に設けられ、電子部品が搭載されるキャビティを構成する枠体と、前記電子部品と電気的に接続され、前記枠体を貫通する開口部の内側に位置し、前記ベースの上面に固定されたフィードスルーと、前記フィードスルーの前記ベース側の面に設けられた金属層と、前記金属層と前記ベースの上面とに接触し、前記フィードスルーを前記ベースの上面に固定するロウ材と、を備え、前記金属層の前記キャビティ側の端部は、前記フィードスルーの前記キャビティ側の端部よりも前記枠体の外側方向に後退しているパッケージである。

【0007】

本発明の一形態は、金属製のベースと、前記ベース上に設けられた、半導体チップを含む少なくとも１つの電子部品と、前記ベース上に設けられ、前記電子部品を囲むキャビティを構成する枠体と、前記電子部品と電気的に接続され、前記枠体を貫通する開口部の内側に位置し、前記ベースの上面に固定されたフィードスルーと、前記フィードスルーの前記ベース側の面に設けられた金属層と、前記金属層と前記ベースの上面とに接触し、前記フィードスルーを前記ベースの上面に固定するロウ材と、を備え、前記金属層の前記キャビティ側の端部は、前記フィードスルーの前記キャビティ側の端部よりも後退しており、前記ベースの前記フィードスルーに覆われていない領域は、前記ロウ材を有しない半導体装置である。

【発明の効果】

【0008】

上記発明によれば、ロウ材の流出を抑制することが可能なパッケージおよび半導体装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１（ａ）は実施例１に係る半導体装置を例示する平面図である。図１（ｂ）は図１（ａ）の線Ａ−Ａに沿った断面図である。

【図2】図２（ａ）は図１（ａ）の円Ｃで囲んだ部分を拡大した平面図である。図２（ｂ）は図２（ａ）において枠体およびボディを透視した平面図である。

【図3】図３（ａ）は図２（ａ）の線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。図３（ｂ）は図２（ａ）の線Ｄ−Ｄに沿った断面図である。

【図4】図４（ａ）および図４（ｂ）はパッケージの製造方法を例示する正面図である。

【図5】図５（ａ）および図５（ｂ）はパッケージの製造方法を例示する正面図である。

【図6】図６はパッケージの製造方法を例示する平面図である。

【図7】図７（ａ）は比較例に係る半導体装置のフィードスルーを例示する平面図である。図７（ｂ）は図７（ａ）の線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。

【図8】図８は半導体装置を例示する断面図である。

【図9】図９（ａ）は実施例２に係る半導体装置のフィードスルー付近を例示する平面図である。図９（ｂ）は図９（ａ）の線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。

【図10】図１０（ａ）は実施例３に係る半導体装置のフィードスルー付近を例示する平面図である。図１０（ｂ）は実施例４に係る半導体装置のフィードスルー付近を例示する平面図である。

【図11】図１１（ａ）は実施例５に係る半導体装置のフィードスルー付近を例示する平面図である。図１１（ｂ）は実施例６に係る半導体装置のフィードスルー付近を例示する平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

［本願発明の実施形態の説明］
最初に、本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。
本発明の一形態は、（１）金属製のベースと、前記ベース上に設けられ、電子部品が搭載されるキャビティを構成する枠体と、前記電子部品と電気的に接続され、前記枠体を貫通する開口部の内側に位置し、前記ベースの上面に固定されたフィードスルーと、前記フィードスルーの前記ベース側の面に設けられた金属層と、前記金属層と前記ベースの上面とに接触し、前記フィードスルーを前記ベースの上面に固定するロウ材と、を備え、前記金属層の前記キャビティ側の端部は、前記フィードスルーの前記キャビティ側の端部よりも前記枠体の外側方向に後退しているパッケージである。ロウ材は金属層の表面に接触するが、金属層の端部がフィードスルーの端部よりも電子部品から遠い位置にあるため、ロウ材の電子部品側への流出が抑制される。
（２）前記ロウ材は、前記ベース上において、前記フィードスルーの前記キャビティ側の端部よりも前記枠体側のみに設けられていることが好ましい。これによりロウ材と電子部品との接触が抑制される。
（３）前記金属層の前記キャビティとは反対側の端部は、前記フィードスルーの前記キャビティとは反対側の端部よりも前記枠体側に後退していることが好ましい。これによりロウ材の外側への流出が抑制される。
（４）前記金属層の前記キャビティ側の端部と交差する方向の端部は、前記キャビティの内部において、前記フィードスルーの前記キャビティ側の端部と交差する方向の前記フィードスルーの端部よりも後退していることが好ましい。ロウ材は金属層から枠体の壁面に双方向に流れやすい。ロウ材を枠体の壁面方向に逃がすことで、電子部品側への流出を抑制することができる。
（５）金属製のベースと、前記ベース上に設けられた、半導体チップを含む少なくとも１つの電子部品と、前記ベース上に設けられ、前記電子部品を囲むキャビティを構成する枠体と、前記電子部品と電気的に接続され、前記枠体を貫通する開口部の内側に位置し、前記ベースの上面に固定されたフィードスルーと、前記フィードスルーの前記ベース側の面に設けられた金属層と、前記金属層と前記ベースの上面とに接触し、前記フィードスルーを前記ベースの上面に固定するロウ材と、を備え、前記金属層の前記キャビティ側の端部は、前記フィードスルーの前記キャビティ側の端部よりも後退しており、前記ベースの前記フィードスルーに覆われていない領域は、前記ロウ材を有しない半導体装置である。ロウ材は金属層の表面に接触するが、金属層の端部がフィードスルーの端部よりも電子部品から遠い位置にあるため、ロウ材の電子部品側への流出が抑制される。

【0011】

本発明の実施例について説明する。

【実施例1】

【0012】

（半導体装置）
図１（ａ）は実施例１に係る半導体装置１００を例示する平面図である。図１（ｂ）は図１（ａ）の線Ａ−Ａに沿った断面図である。図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、半導体装置１００は、ベース１０、枠体１２、チップ１４、１６、２０および２２、半導体チップ１８、ならびに２つのフィードスルー３０を備える。２つのフィードスルー３０のうち＋Ｘ側のものをフィードスルー３０ａ、−Ｘ側のものをフィードスルー３０ｂとする。Ｘ方向は２つのフィードスルー３０ａおよび３０ｂが並ぶ方向である。Ｙ方向は、枠体１２の壁のうちフィードスルー３０の設けられる壁が延伸する方向である。Ｚ方向はＸＹ平面の法線方向である。

【0013】

図１（ｂ）に示すように、枠体１２の上側（Ｚ側）には例えばコバールなどの金属により形成されたリッド１３が設けられている。図１（ａ）ではリッド１３を透視している。また図１（ａ）および図１（ｂ）では金属層３８およびロウ材４２の図示は省略している。

【0014】

ベース１０は、例えばモリブデン／銅／モリブデン（Ｍｏ／Ｃｕ／Ｍｏ）の積層体の表面に金（Ａｕ）メッキ層を形成したものである。ベース１０は他の金属により形成されてもよい。ベース１０の±Ｙ側の側面には凹部１１が設けられている。凹部１１に例えばネジをはめ込むことで、ベース１０を基板に実装する。

【0015】

ベース１０、枠体１２、リッド１３およびフィードスルー３０はパッケージ１１０を構成する。パッケージ１１０に収納される電子部品は、例えばチップ１４、１６、２０および２２、半導体チップ１８である。これらの電子部品はベース１０の上面に搭載される。枠体１２は、リング状の部材であり、例えばコバールなどの金属により形成されている。図１（ａ）に示すように、枠体１２は、ＸＹ平面内において、チップ１４、１６、２０および２２、半導体チップ１８を囲んでいる。すなわち、枠体１２によりベース１０上に電子部品を搭載するキャビティ１２ｂが構成される。ベース１０、枠体１２およびリッド１３により、チップ１４、１６、２０および２２、半導体チップ１８は気密封止される。

【0016】

図１（ａ）に示すように、枠体１２のＸ方向において対向する２つの壁には開口部１２ａが設けられている。開口部１２ａは枠体１２をＸ方向に貫通しており、２つの開口部１２ａのそれぞれにはフィードスルー３０が挿入されている。後述するように、フィードスルー３０はロウ材によりベース１０の上面および開口部１２ａ内に固定されている。

【0017】

フィードスルー３０ａの配線パターン３６とチップ１４、チップ１４とチップ１６、チップ１６と半導体チップ１８、半導体チップ１８とチップ２０、チップ２０とチップ２２、チップ２２とフィードスルー３０ｂが有する配線パターン３６とは、それぞれボンディングワイヤ２４により電気的に接続されている。ボンディングワイヤ２４は例えばＡｕなどの金属により形成されている。

【0018】

半導体チップ１８は例えば窒化物半導体を用いた電界効果トランジスタ（Field Effect Transistor：ＦＥＴ）を含む。例えば半導体チップ１８のチャネル層は窒化ガリウム（ＧａＮ）、電子供給層は窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）により形成されている。チップ１４、１６、２０および２２は例えばインダクタおよびキャパシタなどを含む。チップ１４および１６は、フィードスルー３０ａと半導体チップ１８との間のインピーダンスを整合する整合回路として機能する。チップ２０および２２は、フィードスルー３０ｂと半導体チップ１８との間のインピーダンスを整合する整合回路として機能する。

【0019】

２つのリード４０の一方から配線パターン３６に、例えば高周波（Radio Frequency：ＲＦ）信号が入力され、２つのリード４０のうち他方からＲＦ信号が出力される。またリード４０には、半導体チップ１８のＦＥＴのバイアス電圧が入力される。フィードスルー３０は伝送線路として機能し、ＲＦ信号がフィードスルー３０を流れる。半導体装置１００は例えばＲＦ信号を増幅する増幅器として機能する。

【0020】

図２（ａ）は図１（ａ）の円Ｃで囲んだ部分を拡大した平面図である。図２（ｂ）は図２（ａ）において枠体１２およびボディ３２ならびに３４を透視した平面図であり、金属層３７を斜線で示す。図３（ａ）は図２（ａ）の線Ｂ−Ｂに沿った断面図であり、フィードスルー３０とチップ１４とを図示している。図３（ａ）ではボンディングワイヤ２４は省略している。図３（ｂ）は図２（ａ）の線Ｄ−Ｄに沿った断面図である。

【0021】

図３（ａ）に示すように、フィードスルー３０は、ボディ３２および３４、ならびに配線パターン３６を備える。ボディ３４はボディ３２の上に配置されている。図２（ａ）に示すように、ボディ３２は矩形の部材であり、一部は枠体１２の開口部１２ａから±Ｘ方向に突出する。ボディ３２および３４は、例えばセラミック等の絶縁体により形成されている。図２（ｂ）に示すフィードスルー３０のＸ方向における長さＬは例えば２ｍｍである。

【0022】

図２（ａ）および図３（ａ）に示すように、配線パターン３６は、ボディ３２の上面に設けられ、Ｘ方向に伸びている。配線パターン３６の一部はボディ３２および３４の間に位置する。配線パターン３６にはＲＦ信号が流れる。配線パターン３６にはリード４０が電気的に接続されている。リード４０は例えば銅（Ｃｕ）などの金属により形成されている。

【0023】

図２（ｂ）および図３（ａ）に示すようにボディ３２の下面に金属層３７が設けられている。図２（ａ）および図２（ｂ）に示すようにボディ３２の側面に金属層３８が設けられている。図３（ａ）に示すようにボディ３４の上面に金属層３９が設けられている。金属層３７〜３９は一体の金属層であり、基準電位（例えばグランド電位）を有する。

【0024】

図２（ｂ）に示すように、金属層３７の−Ｘ側（キャビティ１２ｂ側）の端部３７ａは、フィードスルー３０のキャビティ１２ｂ側の端部（ボディ３２の−Ｘ側の端部３２ａ）よりも枠体１２の外側方向（＋Ｘ側）に後退している。端部３７ａと端部３２ａとの間の距離Ｄ１は例えば０．０５ｍｍである。金属層３７の＋Ｘ側（電子部品と反対側）の端部３７ｂは、フィードスルー３０の＋Ｘ側の端部３２ｂに一致する。金属層３８の±Ｘ方向における端部は枠体１２の端部と一致する。金属層３７の枠体１２の内壁側の端部３７ｃは、フィードスルー３０のボディ３２の内壁側の端部３２ｃと一致する。図３（ｂ）に示すフィードスルー３０の端部３２ａとチップ１４との距離Ｄ２は例えば０．１ｍｍである。

【0025】

配線パターン３６と金属層３７〜３９とは電気的に接続されていない。フィードスルー３０は、開口部１２ａ内では同軸ケーブルと同様の機能の伝送線路、開口部１２ａの外ではマイクロストリップラインなどの伝送線路として機能する。配線パターン３６および金属層３７〜３９は例えば金（Ａｕ）などの金属により形成されている。

【0026】

図３（ｂ）に示す高さＨ１は例えば２．２ｍｍ、高さＨ２は例えば２．０ｍｍ、幅Ｗ１は例えば３．２ｍｍ、幅Ｗ２は例えば３．０ｍｍである。開口部１２ａの高さＨ１はフィードスルー３０の高さＨ２より大きい。開口部１２ａの幅Ｗ１はフィードスルー３０の幅Ｗ２より大きい。これにより、フィードスルー３０の寸法の固有差、および加熱時のフィードスルー３０の膨張がある場合でも、フィードスルー３０の開口部１２ａへの挿入が可能である。

【0027】

図２（ａ）から図３（ｂ）に示すように、ロウ材４２がフィードスルー３０の金属層３７〜３９とベース１０および枠体１２との間に設けられ、フィードスルー３０を固定する。ロウ材４２は例えば銀（Ａｇ）、金および錫の合金（Ａｕ−Ｓｎ）、または半田など金属により形成されている。ロウ材４２は、金属層３７とベース１０の上面との間、金属層３８および３９と枠体１２の内壁との間に充填されている。このように電子部品は気密封止される。ロウ材４２は、フィードスルー３０のキャビティ１２ｂ側（図３（ａ）の−Ｘ側）の端部３２ａよりも枠体１２側のみに位置する。

【0028】

（半導体装置の製造方法）
次に半導体装置１００のパッケージ１１０の製造方法について説明する。図４（ａ）から図５（ｂ）はパッケージ１１０の製造方法を例示する正面図である。ここではフィードスルー３０ａ付近を図示するが、フィードスルー３０ｂについても同じ工程が適用される。

【0029】

図４（ａ）に示すように、ベース１０上にロウ材のペレット４４を配置する。図４（ｂ）に示すように、ペレット４４の上にフィードスルー３０ａを配置する。金属層３７はペレット４４に接触する。

【0030】

図５（ａ）に示すように、フィードスルー３０のボディ３２および３４を囲むペレット４６を配置する。例えば、ペレット４６は、一体型（コの字型）で構成されていて、金属層３８、金属層３９と接触する。図５（ｂ）に示すように、枠体１２をベース１０の上に配置する。フィードスルー３０、ペレット４４および４６は、枠体１２の開口部１２ａの内側に位置する。枠体１２は、例えばロウ材または接着剤などでベース１０の上面に固定される。

【0031】

図６はパッケージ１１０の製造方法を例示する平面図であり、図５（ｂ）と同じ工程を図示する。ベース１０を炉に投入し、ロウ材４２の融点以上の温度まで加熱する。図６に示すように、ペレットは溶融し、ロウ材４２が金属層に濡れ広がるが、セラミックで形成されたボディ３２には流れにくい。金属層３７の−Ｘ側の端部３７ａはフィードスルー３０の−Ｘ側の端部３２ａより＋Ｘ側に位置する。このため矢印Ａ１で示すように、ロウ材４２は端部３７ａまで流れるが、フィードスルー３０の端部３２ａには到達しない。言い換えれば、ロウ材４２のフィードスルー３０の−Ｘ側の面への回り込みが抑制される。金属層３８を流動するロウ材４２も同様に、フィードスルー３０の端部３２ａまでは到達しない。また、矢印Ａ２で示すように、ロウ材４２の一部は枠体１２の壁面に沿って流れる。

【0032】

炉内の温度がロウ材４２の融点以下まで低下すると、ロウ材４２が固化する。これにより、フィードスルー３０はベース１０の上面および枠体１２の開口部１２ａの内側に固定される。ロウ材４２の固化の後、ベース１０を炉から取り出す。

【0033】

その後、例えば接着剤またはロウ材などを用いて、ベース１０の上面にチップ１４、１６、２０および２２、ならびに半導体チップ１８を固定する。さらに、ワイヤボンディングを行う。これにより、チップ１４および１６の間、チップ２０および２２の間、チップ１６および２０と半導体チップ１８との間を、図１（ａ）および図１（ｂ）に示したボンディングワイヤ２４を用いて電気的に接続する。また、チップ１４および２２とフィードスルー３０の配線パターン３６との間を、ボンディングワイヤ２４を用いて電気的に接続する。なお、枠体１２およびフィードスルー３０を設ける前に、チップ１４、１６、２０および２２、ならびに半導体チップ１８をベース１０上に固定してもよい。

【0034】

枠体１２の上にリッド１３（図１（ｂ）参照）を設け、ロウ材などで枠体１２に固定する。これにより、枠体１２の内側の電子部品は気密封止される。以上の方法により半導体装置１００が形成される。

【0035】

（比較例）
次に比較例について説明する。図７（ａ）は比較例に係る半導体装置１００Ｒのフィードスルー３０ａ付近を例示する平面図である。図７（ｂ）はフィードスルー３０ａ付近を例示する断面図である。図８は半導体装置１００Ｒを例示する断面図である。

【0036】

図７（ａ）に示すように、比較例においては金属層３７の端部３７ａがフィードスルー３０ａの端部３２ａに一致している。このため、溶融したロウ材４２は金属層３７および３８を流動し、一部がフィードスルー３０ａから−Ｘ側にはみ出す。フィードスルー３０ｂ側でも同様に、ロウ材４２の一部は流出する。この結果、図７（ｂ）および図８に示すように、フィードスルー３０と電子部品との間にロウ材の溜まり４２ａが形成される。

【0037】

チップ１４がロウ材の溜まり４２ａに乗り上げると、チップ１４の接地が不完全となり、半導体装置１００Ｒの高周波特性が劣化する。またチップ１４とベース１０との間に空洞が生じ、チップ１４にクラックが発生する恐れがある。

【0038】

チップ１４と溜まり４２ａとの接触を抑制するためチップ１４とフィードスルー３０との距離を大きくすると、ボンディングワイヤ２４が長くなる。これによりボンディングワイヤ２４のインダクタ成分が変化するため、半導体装置１００Ｒの高周波特性が変動してしまう。半導体装置１００Ｒごとに異なる大きさの溜まり４２ａが形成されると、チップ１４とフィードスルー３０との距離がばらつくことになる。この結果、ボンディングワイヤ２４の長さも変更することになり、半導体装置の高周波特性にもばらつきが生じてしまう。

【0039】

ロウ材４２との接触を避けるためチップ１４とフィードスルー３０ａとの距離を大きくし、かつチップ間の距離も確保しなければならない。このため、全てのチップが枠体１２の内側に収まらない可能性がある。枠体１２の内側に収納できるようにチップのサイズや配置を調整すると、回路のサイズが制限され、回路設計の自由度が低下する。またベース１０および枠体１２を大きくすることで、チップとロウ材の溜まり４２ａとの接触を抑制することもできる。しかし半導体装置１００Ｒが大型化する。

【0040】

実施例１によれば、金属層３７の−Ｘ側（キャビティ１２ｂ側）の端部３７ａは、フィードスルー３０のキャビティ１２ｂ側の端部（ボディ３２の−Ｘ側の端部３２ａ）よりも枠体１２の外側方向（＋Ｘ側）に位置する。ロウ材４２は金属層３７の表面に濡れ広がるが、金属層３７およびフィードスルー３０ａの端部３２ａの外側に流失しにくい。すなわちロウ材４２のフィードスルー３０からのはみ出しが抑制される。したがって、チップ１４とロウ材４２との接触が抑制される。フィードスルー３０ｂ側においても、同様にチップ２２とロウ材４２との接触が抑制される。すなわち電子部品を、ロウ材４２に乗り上げずに、安定してベース１０上に配置することができる。このため電子部品とグランド電位との接続が安定し、半導体装置１００の高周波特性の劣化が抑制される。

【0041】

図３（ａ）に示したチップ１４とフィードスルー３０との距離Ｄ２を大きくしなくてよいため、ボンディングワイヤ２４を長くしなくてよい。このため、半導体装置１００の高周波特性の変化が抑制される。複数の半導体装置１００においてボンディングワイヤ２４の長さがほぼ一定になるため、半導体装置１００の高周波特性のばらつきが抑制される。

【0042】

フィードスルー３０とチップとの距離、およびチップ間の距離を大きくしなくとも、全ての電子部品を枠体１２の内側に収容することができる。ベース１０および枠体１２を大きくしなくてよいため、半導体装置１００を大型化が抑制される。また、電子部品のサイズおよび配置の選択の自由度が高くなり、所望の回路をベース１０上に形成することができる。

【0043】

図２（ｂ）に示した距離Ｄ１を大きくするとロウ材４２の流出を抑制することができる。しかし金属層３７の面積を小さくすると、フィードスルー３０の固定の強度が低下する。ロウ材４２の流出を抑制し、かつフィードスルー３０を強固に固定するため、図２（ｂ）に示した距離Ｄ１は例えば０．０５ｍｍ以上、０．２ｍｍ以下が好ましい。

【0044】

ロウ材４２の量は、フィードスルー３０を強く固定し、かつフィードスルー３０とベース１０および枠体１２との間を充填できる程度の量とする。ただしロウ材４２がフィードスルー３０から電子部品の方向に流出しないことが好ましい。すなわちロウ材４２はフィードスルー３０よりも電子部品側には設けられないことが好ましい。これによりロウ材４２と電子部品との接触が抑制される。

【0045】

ベース１０の上面は金属からなるため、ロウ材４２はベース１０の上面と金属層３７とに濡れ広がる。このためフィードスルー３０をベース１０上に固定することができる。前述のようにロウ材４２はフィードスルー３０ａの端部３２ａを越えて電子部品側に流出しにくく、ロウ材４２はフィードスルー３０のキャビティ１２ｂ側の端部よりも枠体１２側のみに位置する。このため電子部品とロウ材４２との接触は抑制される。

【0046】

図２（ｂ）に示すように、金属層３７の電子部品とは反対側の端部３７ｂ（＋Ｘ側端部）は、フィードスルー３０ａの＋Ｘ側の端部３２ｂと一致している。これにより金属層３７とロウ材４２との接触面積が大きくなるため、フィードスルー３０ａの固定の強度が高まる。フィードスルー３０ｂについても同様である。

【0047】

金属層３７の開口部１２ａの内壁側の端部３７ｃ（±Ｙ側の端部）はフィードスルー３０ａの内壁側の端部３２ｃに一致する。このためロウ材４２は金属層３７から枠体１２の壁面に沿う方向（±Ｙ方向）に流れやすい。これにより、ロウ材４２を枠体１２の方向に逃がすことができ、電子部品側への流出を抑制することができる。したがってロウ材４２と電子部品との接触は抑制される。また、金属層３７とロウ材４２との接触面積が大きくなるため、フィードスルー３０ａの固定の強度が高まる。フィードスルー３０ｂについても同様である。

【0048】

ロウ材４２によりフィードスルー３０をベース１０および枠体１２に接合する。したがって、ベース１０、枠体１２、リッド１３、フィードスルー３０により、電子部品を気密封止し、異物および水分などから保護することができる。また、金属により形成されたベース１０、枠体１２およびリッド１３により電子部品を封止するため、電気的なノイズを遮断し、かつ信号の入力および出力はフィードスルー３０を介して行うことができる。また、ロウ材４２はベース１０のフィードスルー３０に覆われていない領域には配置されないことが好ましい。なお、枠体１２およびリッド１３の少なくとも１つは絶縁体により形成されてもよい。ベース１０は金属製であり、特にベース１０の表面は、ロウ材４２と接合できるように、金属で形成されている。

【0049】

枠体１２の＋Ｘ側および−Ｘ側それぞれの壁に開口部１２ａが設けられ、フィードスルー３０が挿入されている。各開口部１２ａ側において、電子部品とフィードスルー３０との距離を大きくしなくてよいため、半導体装置１００の大型化が抑制される。また、ボンディングワイヤ２４を長くしなくてよいため、半導体装置１００の高周波特性の変化が抑制される。なお、枠体１２の１つの壁に開口部１２ａが設けられ、１つの開口部１２ａにフィードスルー３０が挿入されていてもよい。また枠体１２の３つ以上の壁に開口部１２ａが設けられ、複数の開口部１２ａのそれぞれにフィードスルー３０が挿入されていてもよい。

【0050】

半導体チップ１８、チップ１４、１６、２０および２２は、２つのフィードスルー３０の対向する方向（Ｘ方向）に沿って配置されている。Ｘ方向においてチップとフィードスルー３０との距離を大きくしなくてよいため、半導体装置１００を小型化することができる。一方、半導体装置１００を小型化しない場合、Ｘ方向において、パッケージ１１０内のより広い領域に電子部品を搭載することができる。したがって、Ｘ方向において電子部品の配置の自由度が高くなる。なお、電子部品は、Ｘ方向に沿って配置されなくてもよく、例えばＹ方向に沿って配置されるものを含んでもよい。

【0051】

半導体装置１００は、半導体チップ１８、チップ１４、１６、２０および２２を含むとしたが，他の部品を含んでもよい。また半導体チップは２つ以上でもよく、チップの数は３つ以下でもよいし、５つ以上でもよい。またチップは整合回路以外の機能を有していてもよい。半導体装置１００は半導体チップ１８を含む少なくとも１つの電子部品を有していればよい。

【実施例2】

【0052】

図９（ａ）は実施例２に係る半導体装置のフィードスルー３０ａ付近を例示する平面図である。図９（ｂ）は図９（ａ）の線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。実施例１と同じ構成については説明を省略する。図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、金属層３７のキャビティとは反対側（＋Ｘ側）の端部３７ｂは、フィードスルー３０ａの＋Ｘ側の端部３２ｂより枠体１２側（−Ｘ側）に後退している。端部３７ｂと端部３２ｂとの間の距離Ｄ３は例えば０．０５ｍｍである。

【0053】

実施例２によれば、実施例１と同様に、ロウ材４２と電子部品との接触を抑制することができる。また、ロウ材４２は金属層３７の端部３７ｂを越えて流れにくいため、枠体１２の外側へのロウ材の流出が抑制される。このため、例えば枠体１２の外側に冶具を装着する際、ロウ材４２との接触が抑制され、安定した装着が可能となる。また、リード４０とロウ材４２とのショートも抑制される。

【0054】

距離Ｄ３を大きくするとロウ材４２の流出を抑制することができる。しかし金属層３７の面積を小さくすると、フィードスルー３０の固定の強度が低下する。ロウ材４２の流出を抑制し、かつフィードスルー３０を強固に固定するため、距離Ｄ３は例えば０．０５ｍｍ以上、０．１ｍｍ以下が好ましい。

【実施例3】

【0055】

図１０（ａ）は実施例３に係る半導体装置のフィードスルー３０ａ付近を例示する平面図である。実施例１および２と同じ構成については説明を省略する。図１０（ａ）に示すように、Ｘ方向と交差するＹ方向における金属層３７の端部３７ｃは、キャビティ１２ｂの内部において、フィードスルー３０ａの端部３２ｃよりも後退している。つまり、＋Ｙ側において、端部３７ｃは端部３２ｃより−Ｙ側に位置する。−Ｙ側において、端部３７ｃは端部３２ｃより＋Ｙ側に位置する。端部３２ｃと端部３７ｃとの間の距離Ｄ４は例えば０．０５ｍｍである。

【0056】

実施例３によれば、実施例１および２と同様に、ロウ材４２と電子部品との接触を抑制することができる。金属層３７の端部３７ｃがボディ３２の端部３２ｃより内側に位置するため、ロウ材４２が±Ｙ方向から流出しにくく、電子部品の方向に回り込みにくい。このためロウ材４２と電子部品との接触が効果的に抑制される。

【0057】

距離Ｄ４を大きくするとロウ材４２の流出を抑制することができる。しかし金属層３７の面積を小さくすると、フィードスルー３０の固定の強度が低下する。ロウ材４２の流出を抑制し、かつフィードスルー３０を強固に固定するため、距離Ｄ４は例えば０．０５ｍｍ以上、０．１ｍｍ以下が好ましい。

【実施例4】

【0058】

図１０（ｂ）は実施例４に係る半導体装置のフィードスルー３０ａ付近を例示する平面図である。実施例１〜３と同じ構成については説明を省略する。図１０（ｂ）に示すように、金属層３７の枠体１２より＋Ｘ側に突出する部分においても、金属層３７の端部３７ｃは、フィードスルー３０ａの端部３２ｃよりも、枠体１２から離れた側に位置する。

【0059】

実施例４によれば、実施例１〜３と同様に、ロウ材４２と電子部品との接触を効果的に抑制することができる。また、＋Ｘ側において、金属層３７の端部３７ｃがボディ３２の端部３２ｃより内側に位置するため、ロウ材４２が枠体１２の外側に流出しにくい。このため、例えば枠体１２の外側に冶具を装着する際、ロウ材４２との接触が抑制され、安定した装着が可能となる。また、リード４０とロウ材４２とのショートも抑制される。

【実施例5】

【0060】

図１１（ａ）は実施例５に係る半導体装置のフィードスルー３０ａ付近を例示する平面図である。実施例１〜４と同じ構成については説明を省略する。図１１（ａ）に示すように、金属層３７の−Ｘ側の端部３７ａは、フィードスルー３０ａの−Ｘ側の端部３２ａより＋Ｘ側に位置する。金属層３７の＋Ｘ側の端部３７ｂは、フィードスルー３０ａの＋Ｘ側の端部３２ｂより−Ｘ側に位置する。金属層３７の枠体１２より突出する部分において、金属層３７の端部３７ｃは、フィードスルー３０ａの端部３２ｃよりも、枠体１２から離れた側に位置する。

【0061】

実施例５によれば、実施例１〜４と同様に、ロウ材４２の電子部品側への流出を抑制することができるため、ロウ材４２と電子部品との接触を抑制することができる。また実施例２と同様にロウ材４２の枠体１２の外側への流出を抑制することができる。

【実施例6】

【0062】

図１１（ｂ）は実施例６に係る半導体装置のフィードスルー３０ａ付近を例示する平面図である。実施例１〜５と同じ構成については説明を省略する。図１１（ｂ）に示すように、フィードスルー３０ａは枠体１２の開口部１２ａの内側に収容され、枠体１２の外には突出しない。実施例６によれば、実施例１などと同様に、ロウ材４２の電子部品側への流出を抑制することができるため、ロウ材４２と電子部品との接触を抑制することができる。また、金属層３７を実施例２〜５のような形状としてもよい。実施例２〜６には実施例１と同様の製造方法を適用することができる。

【0063】

実施例１〜６において、半導体チップ１８には、例えば窒化物半導体を含むＦＥＴなどが形成されている。窒化物半導体とは、窒素（Ｎ）を含む半導体であり、例えば窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）、および窒化アルミニウムインジウムガリウム（ＡｌＩｎＧａＮ）などがある。半導体チップ１８には、窒化物半導体以外に、例えば砒素系半導体などの化合物半導体を用いてもよい。砒素系半導体とはガリウム砒素（ＧａＡｓ）など砒素（Ａｓ）を含む半導体である。また半導体チップ１８にはＦＥＴ以外のトランジスタなどが形成されていてもよい。半導体装置は例えば増幅器として機能するが、他の機能を有してもよい。

【0064】

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【0065】

（付記１）
金属製のベースと、
前記ベース上に設けられ、電子部品が搭載されるキャビティを構成する枠体と、
前記電子部品と電気的に接続され、前記枠体を貫通する開口部の内側に位置し、前記ベースの上面に固定されたフィードスルーと、
前記フィードスルーの前記ベース側の面に設けられた金属層と、
前記金属層と前記ベースの上面とに接触し、前記フィードスルーを前記ベースの上面に固定するロウ材と、を備え、
前記金属層の前記キャビティ側の端部は、前記フィードスルーの前記キャビティ側の端部よりも前記枠体の外側方向に後退しているパッケージ。
（付記２）
前記ロウ材は、前記ベース上において、前記フィードスルーの前記キャビティ側の端部よりも前記枠体側のみに設けられている付記１に記載のパッケージ。
（付記３）
前記金属層の前記キャビティとは反対側の端部は、前記フィードスルーの前記キャビティとは反対側の端部よりも前記枠体側に後退している付記１に記載のパッケージ。
（付記４）
前記金属層の前記キャビティ側の端部と交差する方向の端部は、前記キャビティの内部において、前記フィードスルーの前記キャビティ側の端部と交差する方向の前記フィードスルーの端部よりも後退している付記１に記載のパッケージ。
（付記５）
前記金属層の前記電子部品とは反対側の端部は、前記フィードスルーの前記電子部品とは反対側の端部に一致する付記１に記載のパッケージ。
（付記６）
前記金属層の前記開口部の内壁側の端部は、前記フィードスルーの前記内壁側の端部に一致する付記１に記載のパッケージ。
（付記７）
前記枠体の対向する壁にそれぞれ前記開口部が設けられ、
２つの前記開口部のそれぞれに前記フィードスルーが挿入されている付記１に記載のパッケージ。
（付記８）
複数の前記電子部品は、２つの前記フィードスルーの対向する方向に沿って配置される付記７に記載のパッケージ。
（付記９）
前記フィードスルーは配線パターンを有し、
前記電子部品と前記配線パターンとを電気的に接続するボンディングワイヤを備える付記１に記載のパッケージ。
（付記１０）
金属製のベースと、
前記ベース上に設けられた、半導体チップを含む少なくとも１つの電子部品と、
前記ベース上に設けられ、前記電子部品を囲むキャビティを構成する枠体と、
前記電子部品と電気的に接続され、前記枠体を貫通する開口部の内側に位置し、前記ベースの上面に固定されたフィードスルーと、
前記フィードスルーの前記ベース側の面に設けられた金属層と、
前記金属層と前記ベースの上面とに接触し、前記フィードスルーを前記ベースの上面に固定するロウ材と、を備え、
前記金属層の前記キャビティ側の端部は、前記フィードスルーの前記キャビティ側の端部よりも後退しており、
前記ベースの前記フィードスルーに覆われていない領域は、前記ロウ材を有しない半導体装置。
（付記１１）
金属製のベース上に電子部品を設ける工程と、
前記ベース上にフィードスルーを設ける工程と、
前記フィードスルーを内側に収納する開口部を有し、かつ前記電子部品を囲む枠体を前記ベース上に設ける工程と、
前記フィードスルーの前記ベース側の面に設けられた金属層と前記ベースの上面とに接触するロウ材を用いて、前記フィードスルーを前記ベースの上面に固定する工程と、
前記電子部品と前記フィードスルーとを電気的に接続する工程と、を有し、
前記金属層の前記電子部品側の端部は、前記フィードスルーの前記電子部品側の端部よりも前記枠体の外側に後退している半導体装置の製造方法。
（付記１２）
前記フィードスルーを固定する工程は、溶融した前記ロウ材が前記金属層に濡れ広がり、固化する工程を含む付記１１に記載の半導体装置の製造方法。

【符号の説明】

【0066】

１０ ベース
１１ 凹部
１２ 枠体
１２ａ 開口部
１２ｂ キャビティ
１３ リッド
１４、１６、２０、２２ チップ
１８ 半導体チップ
２４ ボンディングワイヤ
３０、３０ａ、３０ｂ フィードスルー
３２、３４ ボディ
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３７ａ、３７ｂ、３７ｃ
端部
３６ 配線パターン
３７、３８、３９ 金属層
４０ リード
４２ ロウ材
４２ａ 溜まり
４４、４６ ペレット
１００、１００Ｒ 半導体装置
１１０ パッケージ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】