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CN111834885A - 半导体装置用管座和半导体装置 - Google Patents

半导体装置用管座和半导体装置 Download PDF

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CN111834885A
CN111834885A CN202010278907.XA CN202010278907A CN111834885A CN 111834885 A CN111834885 A CN 111834885A CN 202010278907 A CN202010278907 A CN 202010278907A CN 111834885 A CN111834885 A CN 111834885A
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conductor pattern
semiconductor device
heat dissipation
wiring board
main body
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木村康之
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Shinko Electric Industries Co Ltd
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Shinko Electric Industries Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种半导体装置用管座和半导体装置，该半导体装置用管座具有：主体部，其上表面上形成有凹陷部；散热部，其立设在所述主体部的上表面上；及配线基板，其设置在所述凹陷部内。所述配线基板具有：基板，其具有第1主表面和位于所述第1主表面的相反侧的第2主表面；第1导体图案，其设置在所述第1主表面上，并具有用于安装半导体元件的安装部；及第2导体图案，其设置在所述第2主表面上，并与所述凹陷部的内壁面和所述散热部接合。当从所述配线基板的厚度方向观察时，所述第1导体图案的一部分从所述散热部突出。

Description

半导体装置用管座和半导体装置
技术领域
本公开涉及半导体装置用管座(stem)和半导体装置。
背景技术
作为光半导体装置等的半导体装置用的管座，专利文献1中记载了一种不仅可确保高频特性还可降低制造成本的管座。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1](日本)特开2016-225457号公报
发明内容
[要解决的技术问题]
然而，根据专利文献1中公开的管座可知，尽管可实现期望的目的，但在所传输的信号的频率变高的情况下难以获得良好的传输特性。
本公开的目的在于，提供一种能够提高可良好地进行传输的信号的频率的半导体装置用管座和半导体装置。
[技术方案]
根据本公开的一方面，提供一种半导体装置用管座，具有：上表面上形成有凹陷部的主体部；立设在所述主体部的上表面上的散热部；及设置在所述凹陷部内的配线基板。所述配线基板具有：基板，其具有第1主表面和位于所述第1主表面相反侧的第2主表面；第1导体图案，其设置在所述第1主表面上，并具有用于安装半导体元件的安装部；及第2导体图案，其设置在所述第2主表面上，并与所述凹陷部的内壁面和所述散热部接合。当从所述配线基板的厚度方向观察时，所述第1导体图案的一部分从所述散热部突出。
[有益效果]
根据所公开的技术，能够提高可良好地进行传输的信号的频率。
附图说明
[图1]表示第1实施方式的半导体装置用管座的结构的斜视图(其一)。
[图2]表示第1实施方式的半导体装置用管座的结构的斜视图(其二)。
[图3]表示第1实施方式的半导体装置用管座的结构的局部剖面图。
[图4]表示第1实施方式的半导体装置用管座的结构的俯视图。
[图5]表示第1实施方式中的眼孔部(eyelet)的结构的斜视图。
[图6A、图6B]表示第1实施方式中的配线基板的结构的斜视图。
[图7]表示第1实施方式的半导体装置用管座的结构的剖面图(其一)。
[图8]表示第1实施方式的半导体装置用管座的结构的剖面图(其二)。
[图9A、图9B]表示第1实施方式中的钉型引线(nail lead)的结构的斜视图。
[图10]表示参考例的半导体装置用管座的结构的斜视图。
[图11]表示参考例的半导体装置用管座的特性的图。
[图12]表示第1实施方式的半导体装置用管座的特性的图。
[图13]表示第1实施方式中的散热部的优选尺寸的图。
[图14]表示第1实施方式的第1变形例中的结构的斜视图。
[图15]表示第1实施方式的第2变形例中的结构的斜视图。
[图16]表示第2实施方式的半导体装置的结构的局部剖面图。
[附图标记的说明]
20 眼孔部
21 主体部
21A 上表面
21X 凹陷部
21Y 倾斜面
21Z 内壁面
22 散热部
22A 安装面
40 配线基板
41 第1导体图案
41A、41B 导体图案
42A、42B 屈曲部
43 基板
45 第2导体图案
100 半导体装置用管座
200 半导体装置
211、212 半导体元件
具体实施方式
以下，参照附图具体地对实施方式进行说明。需要说明的是，本说明书和附图中，存在对实质上具有相同功能构成的构成要素赋予相同的符号并藉此省略重复说明的情况。此外，本说明书中，X1-X2方向、Y1-Y2方向、及Z1-Z2方向为相互正交的方向。包含X1-X2方向和Y1-Y2方向的平面被记为XY平面，包含Y1-Y2方向和Z1-Z2方向的平面被记为YZ平面，包含Z1-Z2方向和X1-X2方向的平面被记为ZX平面。需要说明的是，为了方便起见，将Z1-Z2方向作为上下方向。此外，平面视图是指从Z1侧观察对象物时的视图，平面形状是指从Z1侧观察对象物时的形状。这里需要说明的是，就半导体装置用管座而言，也可在上下颠倒的状态下进行使用，或者还可按照任意的角度对其进行配置。
(第1实施方式)
首先，对第1实施方式进行说明。第1实施方式涉及一种半导体装置用管座。图1和图2是表示第1实施方式的半导体装置用管座的结构的斜视图。图3是表示第1实施方式的半导体装置用管座的结构的局部剖面图。图4是表示第1实施方式的半导体装置用管座的结构的俯视图。图5是表示第1实施方式的眼孔部的结构的斜视图。图1、图2、及图3之间的视点不同。
图1和图5之间的视点相同。
如图1～图4所示，第1实施方式的半导体装置用管座(stem)100具有主体部21、散热部22、及配线基板40。例如，主体部21和散热部22一体形成，并构成眼孔部20。
主体部21和散热部22可发挥对管座100上所安装的半导体元件产生的热量进行扩散的作为散热板的功能。为此，作为主体部21和散热部22的材料，优选为热传导性良好的金属。此外，作为主体部21和散热部22的材料，还优选为热膨胀系数与配线基板40和/或该配线基板40上所安装的半导体元件相接近的材料。作为这样的主体部21和散热部22的材料，例如可使用铁或钢。
如图5所示，主体部21例如被形成为圆板状。主体部21的直径例如可为5.6mm～9.0mm左右。主体部21的厚度例如可为1.0mm～2.0mm左右。这里，本说明书中的“圆板状”是指，平面形状为大致圆形且具有预定的厚度的形状。需要说明的是，就“圆板状”而言，与厚度相对于直径的大小(比率)无关。另外，“圆板状”还包括部分地形成了凹部和/或凸部的圆板状。
主体部21的外缘部上形成了在平面视图中从外周侧凹向中心侧的形状的两个切口部21C。切口部21C例如可用于将半导体元件安装于管座100时的半导体元件的安装面的定位。两个切口部21C例如相对配置。各切口部21C的平面形状例如可被形成为“V”字状。
主体部21的外缘部上除了切口部21C之外还形成了在平面视图中从外周侧凹向中心侧的形状的切口部21D。切口部21D例如可用于管座100的旋转方向的定位。切口部21D的平面形状例如可被形成为
Figure BDA0002445800790000041
字状。需要说明的是，就切口部21C、21D而言，可根据需要对其进行设置，还可对其进行省略(即、不形成切口部21C、21D)。
主体部21的上表面21A上形成有凹陷部21X。凹陷部21X具有仿照配线基板40的内壁面21Z。内壁面21Z为相对于上表面21A大致垂直设置的平坦面。换言之，内壁面21Z为与XZ平面平行设置的平坦面。
主体部21上形成有沿厚度方向(Z1-Z2方向)贯穿主体部21的贯穿孔31、32。贯穿孔31、32沿X1-X2方向并排设置。贯穿孔31位于贯穿孔32的X1侧。贯穿孔31、32例如被形成在凹陷部21X的内侧。
主体部21上还形成有沿厚度方向贯穿主体部21的贯穿孔33、34。贯穿孔33、34沿X1-X2方向平排设置。贯穿孔33、34位于从散热部22开始还远离贯穿孔31、32的一侧(Y2侧)。此外，贯穿孔33位于贯穿孔34的X1侧。贯穿孔33、34例如被形成在凹陷部21X的外侧。
如图4、图5等所示，散热部22例如被形成为块状，并立设于主体部21的上表面21A。散热部22具有与贯穿孔31、32的并排方向(X1-X2方向)大致平行的安装面22A。安装面22A为相对于上表面21A大致垂直设置的平坦面。换言之，安装面22A为与XZ平面平行设置的平坦面。安装面22A藉由其下端可与凹陷部21X的内壁面21Z连接，例如，安装面22A和内壁面21Z可被形成为相互共面。用于安装半导体元件的配线基板40仿照内壁面21Z，并可被安装在安装面22A上。在配线基板40被安装在安装面22A上的状态下，安装面22A的X1-X2方向的长度小于配线基板40的X1-X2方向的长度。
散热部22与YZ平面平行，并具有与安装面22A连接的平坦的侧面22B、22C。例如，X1-X2方向上，侧面22B位于安装面22A的X2侧的边缘和贯穿孔31的中心之间，侧面22C位于安装面22A的X1侧的边缘和贯穿孔32的中心之间。此外，例如在平面视图中，贯穿孔31、32和散热部22之间不存在重叠(overlap)的部分。
信号用引线(lead)51插入贯穿孔31，信号用引线52插入贯穿孔32，监视用引线53插入贯穿孔33，监视用引线54插入贯穿孔34。此外，主体部21的下表面上还连接有接地引线55。例如，信号用引线51、52如后所述是所谓的钉型引线。作为信号用引线51、52、监视用引线53、54、及接地引线55的材料，例如可使用铁镍钴合金(Kovar)、52合金等的铁合金。
信号用引线51以使该信号用引线51的轴方向朝向主体部21的厚度方向(Z1-Z2方向)的方式插入贯穿孔31。信号用引线51的上端面例如位于与凹陷部21X的底面大致相同的平面上。信号用引线51的下部被形成为从主体部21的下表面向下方突出。
信号用引线51在贯穿孔31内其周围被密封材料61进行了密封。即，信号用引线51在被密封材料61气密性密封的状态下插入并固定在贯穿孔31内。具体而言，信号用引线51在贯穿孔31内被填充于贯穿孔31的密封材料61进行了气密性密封。密封材料61以对配置在贯穿孔31内的信号用引线51的外周面进行密封的方式而形成，并以对该信号用引线51的外周面和贯穿孔31的内壁面之间的空间进行填充的方式而形成。密封材料61具有对信号用引线51和眼孔部20的绝缘距离进行确保的功能、将信号用引线51固定在贯穿孔31内的功能、及对特性阻抗进行确保的功能。
信号用引线52以使该信号用引线52的轴方向朝向主体部21的厚度方向(Z1-Z2方向)的方式插入贯穿孔32。信号用引线52的上端面例如位于与凹陷部21X的底面大致相同的平面上。信号用引线52的下部被形成为从主体部21的下表面向下方突出。
信号用引线52在贯穿孔32内其周围被密封材料62进行了密封。即，信号用引线52在被密封材料62气密性密封的状态下插入并固定在贯穿孔32内。具体而言，信号用引线52被填充于贯穿孔32的密封材料62气密性密封在贯穿孔32内。密封材料62以对贯穿孔32内所配置的信号用引线52的外周面进行密封的方式而形成，并以对该信号用引线52的外周面和贯穿孔32的内壁面之间的空间进行填充的方式而形成。密封材料62具有对信号用引线52和眼孔部20的绝缘距离进行确保的功能和将信号用引线52固定于贯穿孔32内的功能。
作为密封材料61、62的材料，例如可使用玻璃和/或绝缘性树脂。作为玻璃，例如可使用相对介电常数为大约6.7的典型的软质玻璃。
这里，密封材料61、62(例如，软质玻璃)的热膨胀系数小于眼孔部20(例如，铁或钢)的热膨胀系数。为此，可从眼孔部20侧对密封材料61、62进行紧固。因此，密封材料61、62可对贯穿孔31、32进行气密性密封，此外密封材料61、62还可对信号用引线51、52以使其与眼孔部20绝缘的方式进行固定，进而形成同轴线路。即，信号用引线51、52插入贯穿孔31、32并被密封材料61、62密封的部位分别为以信号用引线51、52为芯线的同轴线路。
在这样的同轴线路中，藉由对贯穿孔31、32的开口直径(内径)、信号用引线51、52的直径(外径)、及密封材料61、62的相对介电常数进行适当的调整，可将信号用引线51、52的特性阻抗调整至期望的值。本实施方式的管座100中，以使信号用引线51、52的特性阻抗变为期望的值(例如，25Ω)的方式对贯穿孔31、32的开口直径进行了适当的调整。
监视用引线53以使该监视用引线53的轴方向朝向主体部21的厚度方向(Z1-Z2方向)的方式插入贯穿孔33内，并被密封材料63进行了气密性密封。即，监视用引线53在被密封材料63密封了的状态下插入并固定在贯穿孔33内。监视用引线53例如被形成为大致圆柱状。例如，监视用引线53的上部被形成为从主体部21的上表面21A向上方突出。此外，监视用引线53的下部被形成为从主体部21的下表面向下方突出。
监视用引线54以使该监视用引线54的轴方向朝向主体部21的厚度方向(Z1-Z2方向)的方式插入贯穿孔34，并被密封材料64进行了气密性密封。即，监视用引线54在被密封材料64密封了状态下插入并固定在贯穿孔34内。监视用引线54例如被形成为大致圆柱状。例如，监视用引线54的上部被形成为从主体部21的上表面21A向上方突出。另外，监视用引线54的下部被形成为从主体部21的下表面向下方突出。
作为密封材料63、64的材料，可使用与密封材料61、62同样的材料，例如软质玻璃。
这里，对配线基板40进行说明。图6A、图6B是对第1实施方式中的配线基板40的结构进行表示的斜视图。图6A与图6B之间的视点不同。
如图6A、图6B所示，配线基板40具备基板43，该基板43具有第1主表面43A和位于第1主表面43A的相反侧的第2主表面43B。基板43例如被形成为平板状。作为基板43的材料，例如优选为热传导率较高且电气绝缘性较高的材料。作为这样的基板43的材料，例如可使用氮化铝(AlN)、氧化铝(Al2O3)等。基板43的宽度(X1-X2方向的长度)大于安装面22A的宽度。例如，基板43的宽度可为2.4mm～2.8mm左右。例如，基板43的高度可为1.2mm～1.4mm左右。例如，基板43的厚度可为0.15mm～0.3mm左右。
第1主表面43A上设置有第1导体图案41，该第1导体图案41具有用于安装半导体元件的安装部48。第1导体图案41例如具有相互之间进行了绝缘分离的两个导体图案41A、41B。导体图案41A、41B例如为金属化图案。导体图案41A被形成为与信号用引线51对应，导体图案41B被形成为与信号用引线52对应。具体而言，当配线基板40被安装在安装面22A上时，导体图案41A被形成在与信号用引线51连接的位置处，导体图案41B被形成在与信号用引线52连接的位置处。就导体图案41A、41B而言，例如，从Y2侧观察时的形状被形成为大致L字状。例如，安装部48被设置在导体图案41A的导体图案41B侧的端部。
例如，导体图案41A藉由从基板43的下端面朝向基板43的上部并与信号用引线51的轴线方向(这里为Z1-Z2方向)平行延伸的方式而形成。同样，导体图案41B藉由从基板43的下端面朝向基板43的上部并与信号用引线52的轴线方向(这里为Z方向)平行延伸的方式而形成。另外，导体图案41A的上端部处形成有以接近于导体图案41B的方式而进行了屈曲的屈曲部42A，导体图案41B的上端部处形成有以接近于导体图案41A的方式而进行了屈曲的屈曲部42B。此外，导体图案41A、41B的下端部从基板43的下端面露出。例如，导体图案41A、41B的下端面被形成为与基板43的下端面共面。导体图案41A、41B的宽度例如可为0.15mm～0.3mm左右，导体图案41A、41B的厚度例如可为0.001mm～0.003mm左右。
配线基板40中，可容易地将第1导体图案41的特性阻抗调整至期望的值。例如，配线基板40中，藉由对基板43的相对介电常数、基板43的厚度、第1导体图案41的宽度和厚度等进行适当的调整，可将第1导体图案41的特性阻抗调整至预期的值。
第2主表面43B上设置有第2导体图案45。第2导体图案45例如为金属化图案。第2导体图案45经由眼孔部20和接地引线55接地。为此，第1导体图案41具有微带线(micro stripline)结构。第2导体图案45被形成在第2主表面43B的一部分上。就第2导体图案45而言，例如，从Y1侧观察时的形状被形成为大致梯形形状。
例如，基板43的X1-X2方向上的两端的上方的角部处没有形成第2导体图案45，基板43的一部分从第2导体图案45露出。就第2主表面43B上没有形成第2导体图案45的区域而言，其沿基板43的厚度方向(Y1-Y2方向)大致与第1主表面43A上的比屈曲部42A、42B还往上方且位于X1-X2方向的外侧的领域重叠。另一方面，就第2主表面43B上的形成了第2导体图案45的区域而言，其沿基板43的厚度方向(Y1-Y2方向)与第1主表面43A上的形成了第1导体图案41的区域重叠。
第2导体图案45的下端部从基板43的下端面露出。例如，第2导体图案45的下端面被形成为与基板43的下端面共面。第2导体图案45的厚度例如可为0.001mm～0.003mm左右。
由于配线基板40的第2导体图案45经由主体部21和散热部22接地，故主体部21和散热部22的表面的电阻较低为优选。因此，主体部21和散热部22的表面上优选进行Au镀覆等的高导电性的镀覆。
接下来，对配线基板40和眼孔部20之间的连接关系进行说明。图7和图8是对第1实施方式的半导体装置用管座的结构进行表示的剖面图。图7相当于沿图4中的IA-IB线的剖面图。图8相当于沿图4中的IIA-IIB线的剖面图。
如图3、图7、图8等所示，配线基板40设置在凹陷部21X内。另外，例如藉由焊接(brazing)，凹陷部21X的内壁面21Z和散热部22的安装面22A可与配线基板40的信号用引线51、52附近的第2导体图案45相互电连接，基板43的下端面可与主体部21的上表面21A相接。例如，内壁面21Z和安装面22A与第2导体图案45之间具有焊料46。作为焊料46，例如可使用Au-Sn合金。此外，如上所述，安装面22A的X1-X2方向的长度小于配线基板40的X1-X2方向的长度。因此，如图1等所示，当从配线基板40的厚度方向观察时，第1导体图案41的一部分、例如、包含信号的传输方向进行变化的屈曲部42A、42B的部分从散热部突出。另外，如图2等所示，第2导体图案45的一部分也从散热部22突出。
此外，例如藉由焊接，如图1和图4等所示，导体图案41A可与信号用引线51相互接合，导体图案41B可与信号用引线52相互接合。例如，这些接合如图8所示可使用焊料47。藉此，第2导体图案45可与主体部21和散热部22切实地进行电连接，导体图案41A可与信号用引线51切实地进行电连接，导体图案41B可与信号用引线52切实地进行电连接。另外，配线基板40固定在眼孔部20上。作为焊料47，例如可使用Au-Sn合金。
需要说明的是，就上述的接合的形态而言，并不限定于焊接，也可为使用导电性粘接剂的接合等。
如图5等所示，在安装部48的下方(Z2侧)，凹陷部21X的底面上形成有倾斜面21Y。就倾斜面21Y而言，在XY平面内的贯穿孔31和贯穿孔32之间以从散热部22朝向Y2侧下降的方式进行了倾斜。在安装部48上所安装的半导体元件为发光元件的情况下，用于接受来自发光元件的光的受光元件被安装在倾斜面21Y上。受光元件的电极例如可藉由焊线(bonding wire)等与监视用引线53、54连接。
管座100例如可藉由如下方法进行制造。就眼孔部20而言，例如可藉由冷锻等的压力加工使主体部21和散热部22一体成形。此时，就散热部22而言，由于配置在与贯穿孔31、32于平面视图中不重叠的位置处，故可藉由压力加工形成贯穿孔31、32和散热部22。
接下来，例如在密封材料61、62由玻璃构成的情况下，可采用公知的压粉法、压出成形法等形成玻璃粉末，由此制作内径与信号用引线51、52的外径相应(相符)且外径与贯穿孔31、32的内径相应的筒状的成形体。例如在密封材料63、64由玻璃构成的情况下，可采用同样的方法制作内径与监视用引线53、54的外径相应且外径与贯穿孔33、34的内径相应的筒状的成形体。之后，将筒状的成形体插入贯穿孔31～34，再将信号用引线51、52和监视用引线53、54插入上述筒状的成形体的孔中。接着，加热至预定的温度以使密封材料61～64(筒状的成形体)溶融后，对密封材料61～64进行冷却以使其固化。据此，信号用引线51、52和监视用引线53、54在贯穿孔31～34内被密封材料61～64密封，密封材料61～64可使信号用引线51、52和监视用引线53、54与眼孔部20电绝缘，并可对这些引线进行固定。
接下来，将配线基板40的下端插入凹陷部21X内，并藉由焊接等使凹陷部21X的内壁面21Z和散热部22的安装面22A与配线基板40的第2导体图案45相互接合。此外，还藉由焊接等使信号用引线51与导体图案41A相互接合，并藉由焊接等使信号用引线52与导体图案41B相互接合。这些接合可同时进行，此外例如还可在进行完内壁面21Z和安装面22A与第2导体图案45的接合后，再进行信号用引线51和导体图案41A的接合以及信号用引线52与导体图案41B的接合。就信号用引线51和导体图案41A的接合而言，藉由密封材料61可防止与眼孔部20之间的短路，就信号用引线52和导体图案41B的接合而言，藉由密封材料62可防止与眼孔部20之间的短路。
藉此，可制造第1实施方式的半导体装置用管座100。
图9A、图9B示出了作为信号用引线51、52的一例的钉型引线。图9A、图9B所示的钉型引线50是第1实施方式中的信号用引线51、52的一例。如图9A所示，钉型引线50具有柱状部50a和设置在柱状部50a的一端的头顶部50b。头顶部50b的直径大于柱状部50a的直径，头顶部50b的与轴方向垂直的截面的第2截面积大于柱状部50a的与轴方向垂直的截面的第1截面积。柱状部50a的直径例如可为0.15mm～0.6mm左右。此外，如图9B所示，可使用软质玻璃的密封材料60对贯穿孔进行密封。密封材料60是密封材料61、62的一例。另外，藉由钉型引线50的头顶部50b的厚度的调整，也可对信号用引线51、52的特性阻抗进行调整。
第1实施方式的管座100中，当从配线基板40的厚度方向观察时，第1导体图案41的一部分从散热部22突出。为此，藉由第1导体图案41传输的信号、例如、高频信号难以迂回至散热部22。因此，不仅能够降低信号的损失，还能够提高可良好地进行传输的信号的频率。
此外，由于上表面21A上形成了凹陷部21X，并且配线基板40的第2导体图案45与凹陷部21X的内壁面21Z和散热部22的安装面22A进行了电连接，故可将配线基板40切实地固定于眼孔部20，还可使第2导体图案45切实地与眼孔部20进行导电连接和传热连接。
此外，由于散热部22在平面视图中位于与贯穿孔31、32不重叠的位置处，故可容易地藉由压力加工形成贯穿孔31、32和散热部22。
此外，第2主表面43B的一部分、例如、沿基板43的厚度方向(Y1-Y2方向)大致与第1主表面43A上的比屈曲部42A、42B还往上方且位于X1-X2方向的外侧的区域重叠的部分从第2导体图案45露出。为此，可对藉由第1导体图案41传输的信号的至第2导体图案45的迂回进行抑制。因此，可降低信号的损失。
这里，一边与参考例进行比较，一边对管座100的高频信号的传输特性进行说明。图10是对参考例的半导体装置用管座的结构进行表示的斜视图。
如图10所示，就参考例的半导体装置用管座(stem)900而言，取代散热部22，具有在平面视图中为大致半圆状的散热部922。此外，基板43的第2主表面43B的整体上形成有第2导体图案，第2导体图案的整体与散热部922的安装面922A进行了接合。另外，主体部21的上表面21A上没有形成凹陷部21X。其他结构与管座100相同。
图11是对管座900的高频信号的传输特性进行表示的图。图12是对管座100的高频信号的传输特性进行表示的图。图11和图12示出了对“管座900或100的内外与25Ω的阻抗端口(port)连接时的阻抗的不匹配(mismatch)所引起的特性变化”进行计算(模拟)的结果。该模拟中，将导体图案41A的信号用引线51侧的端部作为端口P1，将导体图案41B的信号用引线52侧的端部作为端口P2，将导体图案41A的上端侧的端部作为端口P3，并将导体图案41B的上端侧的端部作为端口P4，由此算出了S参数S11、S12、S31、及S42。
如图11和图12所示，根据管座100(图12)可知，在45GHz～50GHz的高频域内，可获得显著优于管座900(图11)的通过特性(S31、S42)，还可获得与管座900相同的反射特性(S11、S12)。其为从散热部22和第2导体图案45中去除了不需要的部分而产生的效果。
需要说明的是，对散热部22的尺寸并无限定，但优选满足以下条件。图13是表示散热部22的优选尺寸的图。
从确保较优的散热性的观点来看，散热部22优选至少在沿配线基板40的厚度方向(Y1-Y2方向)与安装部48重叠的范围内与配线基板40接合。其原因在于，如果配线基板40的与散热部22接合的范围过小，则安装部48上所安装的半导体元件产生的热量难以充分地传递至散热部22。
从确保较优的高频信号的传输特性的观点来看，散热部22优选在沿配线基板40的厚度方向(Y1-Y2方向)与安装部48重叠的范围加上配线基板40的厚度t的范围49以内的范围内与配线基板40接合。换言之，优选为散热部22在藉由使第1主表面43A的设置了安装部48的范围以45度的角度扩展的方式向第2主表面43B进行投影所得的范围49以内的范围内与配线基板40接合。安装于安装部48上的半导体元件所发生的热量大致以45度的角度扩散并向Y1侧进行传递。因此，传递至范围49的外侧的范围的热量较少，即使将散热部22的设置扩大至该范围，所获得的效果也较小。另一方面，如果较宽地设置散热部22，则藉由第1导体图案41传输的信号容易迂回至散热部22，导致产生较大的损失。散热部22的上述优选设置用于抑制这样的损失。
对凹陷部21X的平面形状并无限定。例如，如图14所示，可藉由包围贯穿孔33、34的方式形成凹陷部21X。
对散热部22的平面形状并无限定。例如，如图15所示，可为侧面22B、22C朝向Y1侧逐渐扩大的形状。
(第2实施方式)
接下来，对第2实施方式进行说明。第2实施方式涉及一种包含第1实施方式的管座100的半导体装置。图16是对第2实施方式的半导体装置的结构进行表示的局部剖面图。
第2实施方式的半导体装置200具有管座100、半导体元件211、半导体元件212、接合部220、及盖部(cap)230。作为半导体元件211，例如可使用发光元件。作为发光元件，例如可使用波长为1310nm的半导体激光芯片(laser chip)。作为半导体元件212，例如可使用受光元件。作为受光元件，例如可使用光电二极管(photo diode)。
半导体元件211例如在使光射出面(这里为上端面)朝向上侧的状态下安装并固定于第1导体图案41的安装部48。具体而言，以使半导体元件211的发光点位置在平面视图中与主体部21的上表面21A的中心大致一致的方式将半导体元件211安装在管座100上。半导体元件211的电极例如可藉由焊线等与导体图案41A、41B电连接。因此，信号用引线51、52可经由导体图案41A、41B与半导体元件211电连接。
半导体元件212安装在倾斜面21Y上。半导体元件212的电极例如藉由焊线等与监视用引线53、54连接。
接合部220在主体部21的上表面21A上被形成为包围散热部22、信号用引线51、52、及监视用引线53、54。接合部220例如被形成为大致圆环状。作为接合部220，例如可使用耐腐蚀性较优的镍(Ni)层和金(Au)层依次进行了层叠的金属层。Ni层和Au层例如可藉由镀覆法形成。
盖部230被形成为中空草帽(hat)状。盖部230具有在顶板部的平面视图中的大致中央处设置了开口部231X(窗)的类似圆筒形的盖部主体部231以及在开口部231X的下侧被粘接剂233密封了的透明部件234。盖部主体部231具有外周底部向外侧屈曲并突出的环状(这里为圆环状)的法兰(flange)232。此外，法兰232的下表面接合在接合部220上，藉此盖部230可与眼孔部20接合。为此，固定于配线基板40的半导体元件211在盖部230的内部可被气密密封。盖部230相对于接合部220的接合例如可藉由电阻焊(resistance welding)进行。
作为盖部主体部231的材料，例如可使用铁、钢、铜等的金属或者包含这些金属中的至少一种以上的合金。作为粘接剂233的材料，例如可使用低融点玻璃。作为透明部件234的材料，例如可使用玻璃。需要说明的是，也可省略盖部230中的开口部231X、粘接剂233、及/或透明部件234。此外，还可省略接合部220，此时，可藉由溶接等将盖部230直接接合于主体部21的上表面21A。
第2实施方式的半导体装置200中，从半导体元件211的光射出面(这里为上端面)射出的光可透过透明部件234并从开口部231X向Z1侧(这里为上方)射出。此外，半导体元件212可接受(受光)从半导体元件211的下端面射出的光。例如，藉由使用半导体元件212对半导体元件211的射出光量进行监视，并以使半导体元件212所接受的受光量为固定量的方式采用配置在半导体装置200的外部的电路进行控制，可与环境温度等无关地使半导体装置200的射出光量为固定量。
接下来，对半导体装置200的作用进行说明。
半导体装置200中，在贯穿孔31内被密封材料61密封了的信号用引线51与导体图案41A电连接，导体图案41A藉由焊线等与半导体元件211电连接。此外，在贯穿孔32内被密封材料62密封了的信号用引线52与导体图案41B电连接，导体图案41B藉由焊线等与半导体元件211电连接。藉此，信号用引线51、52的上端部可经由第1导体图案41与半导体元件211电连接。另一方面，信号用引线51、52的下端部例如与外部电气电路(未图示)电连接。因此，信号用引线51、52可发挥在半导体元件211和外部电气电路之间传输高频输入输出信号的功能。
此时，在贯穿孔31内对信号用引线51由密封材料61进行密封的部位和在贯穿孔32内对信号用引线52由密封材料62进行密封的部位被形成为同轴线路(同轴结构)。为此，藉由对信号用引线51、52的直径、贯穿孔31、32的开口直径、及密封材料61、62的相对介电常数进行调整，可容易地调整信号用引线51、52的特性阻抗。例如，藉由对贯穿孔31、32的开口直径进行适当的调整，可使信号用引线51、52的特性阻抗与25Ω这样的期望的特性阻抗值(例如，半导体元件211中形成的电路等所具有的特性阻抗)相匹配。此外，即使针对第1导体图案41，也可如上所述容易地将其调整为具有期望的特性阻抗值。据此，可使半导体装置200的整个传输路成为与特性阻抗值相匹配的传输路。其结果为，不仅可减小高频信号的反射损失，还可良好地保持高频信号的传输特性。
以上尽管对较佳实施方式等进行了详细说明，但并不限定于上述实施方式等，只要不脱离权利要求书记载的范围，还可对上述实施方式等进行各种各样的变形和置换。
例如，对第1导体图案41和第2导体图案45的形状并无特别限定。作为基板43，还可使用玻璃环氧树脂基板等的树脂基板。
例如，只要可对信号用引线51和导体图案41A进行电连接，并可对信号用引线52和导体图案41B进行电连接，则对信号用引线51、52的上端面的位置并无特别限定。例如，还可使信号用引线51、52的上端面突出至凹陷部21X的底面的上方。
例如，还可将信号用引线51、52形成为三棱柱状、四棱柱状等的多棱柱状、椭圆柱状等。贯穿孔31、32的截面形状也可被形成为三角形、四角形等的多角形(多边形)、椭圆形等。然而，贯穿孔31、32的截面形状优选为与信号用引线51、52的截面形状相同。
例如，还可省略贯穿孔33、34、监视用引线53、54、及密封材料63、64。
基于上述，可提供一种半导体装置用管座，其具有：主体部，其上表面上形成有凹陷部；散热部，其立设在所述主体部的上表面上；及配线基板，其设置在所述凹陷部内。所述配线基板具有：基板，其具有第1主表面和位于所述第1主表面的相反侧的第2主表面；第1导体图案，其设置在所述第1主表面上，并具有用于安装半导体元件的安装部；及第2导体图案，其设置在所述第2主表面上，并与所述凹陷部的内壁面和所述散热部接合。当从所述配线基板的厚度方向观察时，所述第1导体图案的一部分从所述散热部突出。
所述主体部和所述散热部被一体形成。
所述主体部上形成有在所述配线基板的下方沿厚度方向贯穿所述主体部的贯穿孔。所述贯穿孔在与所述第1主表面平行的方向上与所述散热部分离。
上述半导体装置用管座还具有引线，其插入所述贯穿孔，并与所述第1导体图案连接。
所述引线具有：柱状部，其具有第1截面积；及头顶部，其具有大于所述第1截面积的第2截面积，并设置在所述柱状部的一端，且与所述第1导体图案连接。
所述第2主表面的一部分从所述第2导体图案露出。
所述散热部至少在沿所述配线基板的厚度方向与所述安装部重叠的范围内与所述配线基板接合。
所述散热部在沿所述配线基板的厚度方向与所述安装部重叠的范围加上所述配线基板的厚度的范围以内的范围内与所述配线基板接合。
还可提供一种半导体装置，其具有：上述半导体装置用管座；及半导体元件，其安装在所述安装部上，并与所述第1导体图案电连接。
以上尽管对本发明的实施方式等进行了说明，但上述内容并不是对本发明进行限定的内容。

Claims (9)

1.一种半导体装置用管座，具有：
主体部，其上表面上形成有凹陷部；
散热部，其立设在所述主体部的上表面上；及
配线基板，其设置在所述凹陷部内，
所述配线基板具有：
基板，其具有第1主表面和位于所述第1主表面的相反侧的第2主表面；
第1导体图案，其设置在所述第1主表面上，并具有用于安装半导体元件的安装部；及
第2导体图案，其设置在所述第2主表面上，并与所述凹陷部的内壁面和所述散热部接合，
其中，当从所述配线基板的厚度方向观察时，所述第1导体图案的一部分从所述散热部突出。
2.如权利要求1所述的半导体装置用管座，其中，
所述主体部和所述散热部被一体形成。
3.如权利要求1或2所述的半导体装置用管座，其中，
所述主体部上形成有在所述配线基板的下方沿厚度方向贯穿所述主体部的贯穿孔，
所述贯穿孔在与所述第1主表面平行的方向上与所述散热部分离。
4.如权利要求3所述的半导体装置用管座，还具有：
引线，其插入所述贯穿孔，并与所述第1导体图案连接。
5.如权利要求4所述的半导体装置用管座，其中，
所述引线具有：
柱状部，其具有第1截面积；及
头顶部，其具有大于所述第1截面积的第2截面积，并设置在所述柱状部的一端，且与所述第1导体图案连接。
6.如权利要求1或2所述的半导体装置用管座，其中，
所述第2主表面的一部分从所述第2导体图案露出。
7.如权利要求1或2所述的半导体装置用管座，其中，
所述散热部至少在沿所述配线基板的厚度方向与所述安装部重叠的范围内与所述配线基板接合。
8.如权利要求1或2所述的半导体装置用管座，其中，
所述散热部在沿所述配线基板的厚度方向与所述安装部重叠的范围加上所述配线基板的厚度的范围以内的范围内与所述配线基板接合。
9.一种半导体装置，具有：
如权利要求1至8中的任一项所述的半导体装置用管座；及
半导体元件，其安装在所述安装部上，并与所述第1导体图案电连接。
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