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JPH07211856A - 集積回路モジュール - Google Patents

集積回路モジュール

Info

Publication number
JPH07211856A
JPH07211856A JP6001549A JP154994A JPH07211856A JP H07211856 A JPH07211856 A JP H07211856A JP 6001549 A JP6001549 A JP 6001549A JP 154994 A JP154994 A JP 154994A JP H07211856 A JPH07211856 A JP H07211856A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
integrated circuit
stem
semiconductor device
circuit module
bias
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP6001549A
Other languages
English (en)
Inventor
Osahisa Furuya
長久 古谷
Nobutoshi Fukuden
信敏 福伝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP6001549A priority Critical patent/JPH07211856A/ja
Priority to US08/355,560 priority patent/US5561592A/en
Priority to GB9800491A priority patent/GB2317990B/en
Priority to GB9425843A priority patent/GB2285709B/en
Priority to KR1019940037192A priority patent/KR0168702B1/ko
Priority to FR9415858A priority patent/FR2715001B1/fr
Priority to TW084105018A priority patent/TW303513B/zh
Priority to FR9506358A priority patent/FR2720857B1/fr
Publication of JPH07211856A publication Critical patent/JPH07211856A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、高い信頼性を持つ量産性に優れた安
価な集積回路モジュールの提供を目的とする。 【構成】放熱基体上に配設される集積回路基板上に、半
導体デバイス及びチップ部品を含む回路部品を集積化す
る構成を採る集積回路モジュールにおいて、集積化対象
の半導体デバイスを、集積回路基板上の単一構成のステ
ムに収納する構成を採るとともに、ステムと集積回路基
板との間に、半導体デバイスの動作信号を測定可能にす
るための配線リードを設ける構成を採り、かつ、ステム
が、気密封止されるとともに、放熱基体と接するように
と構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ハイブリッド集積回路
を実装する集積回路モジュールに関し、特に、高い信頼
性を持つ量産性に優れた安価な集積回路モジュールに関
する。
【０００２】５０ＭＨｚ〜１０００ＭＨｚ帯のＣＡＴＶ
用増幅器や、８００ＭＨｚ〜１０００ＭＨｚ帯の携帯電
話用送信増幅器や、１ＧＨｚ以上のマイクロ波増幅器等
に見られるように、低周波数領域からマイクロ波領域ま
で、様々なタイプのハイブリッド集積回路が開発されて
実用化されている。
【０００３】このようなハイブリッド集積回路の実用性
を高めていくためには、ハイブリッド集積回路を実装す
るハイブリッド集積回路モジュールの信頼性を高めてい
く必要がある。
【０００４】
【従来の技術】従来のハイブリッド集積回路モジュール
では、米国特許第4,965,526 号に開示されているよう
に、アルミナ基板をハイブリッド集積回路基板として用
いて、そのアルミナ基板の上に、ＳｉトランジスタやＧ
ａＡｓＦＥＴ等の半導体デバイスや、チップ抵抗や、薄
膜抵抗や、チップコンデンサや、チップインダクタや、
トランスフォーマーを実装するという構成を採ってい
た。
【０００５】そして、信頼性を高めるために、ハイブリ
ッド集積回路全体をプラスチックで覆って、それを樹脂
で密封するという構成を採っていた。また、従来のハイ
ブリッド集積回路モジュールでは、図１１に示すよう
に、回路部品を取り付ける電極が、回路部品の形状に整
合する電極形状を持つようにと形成されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】確かに、従来技術のよ
うにアルミナ基板をハイブリッド集積回路基板として用
いると、熱伝導率が良いことから、発熱する回路部品の
マウントに有利であるという利点がある。
【０００７】しかしながら、アルミナ基板そのものが高
価であるとともに、配線パターンを金メッキで作成しな
ければならないことから、ハイブリッド集積回路モジュ
ールが高価なものになるという問題点があった。しか
も、アルミナ基板の高い熱伝導率により、回路部品の半
田付け性能が悪くなって量産性が落ちるという問題点も
あった。
【０００８】この問題点を解決するためには、安価な低
い熱伝導率を示すガラスエポキシ系等の基板をハイブリ
ッド集積回路基板として用いればよいのであるが、これ
を実現するためには、発熱回路部品に対して適切に対処
できる構成を構築していく必要がある。
【０００９】そして、従来技術のように、ハイブリッド
集積回路全体をプラスチックで覆って、それを樹脂で密
封するという構成を採っていると、気密性が十分でない
ことから、長期的に見て半導体デバイスの信頼性を低下
させるという問題点もあった。
【００１０】また、従来技術のように、回路部品を取り
付ける電極を、回路部品の形状に整合する電極形状を持
つようにと形成する構成を採っていると、回路部品の内
のチップ部品の取り外しが難しいことで量産性が落ちる
という問題点があった。
【００１１】すなわち、抵抗調整用等のチップ部品が所
望の抵抗値等を有していないことで、取り付けた後に別
のものに交換していく必要がある場合、半田ゴテでその
チップ部品の取り付け部分を加熱して半田を溶融してい
くことになるが、このとき要求される２箇所一度の加熱
処理が難しく、チップ部品の取り外しが難しいという問
題点があったのである。
【００１２】ちなみに、このような場合、従来では、作
業者が２本の半田ゴテを操りながら２箇所一度の加熱処
理を実行したり、先端が２つに割れた特殊な半田ゴテを
操りながら２箇所一度の加熱処理を実行することで、取
り付けられているチップ部品の取り外しを実行するとい
う方法を採っていた。
【００１３】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、高い信頼性を持つ量産性に優れた安価な新た
な集積回路モジュールの提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明では、放熱基体上に配設される集積回路基板
上に、半導体デバイス及びチップ部品を含む回路部品を
集積化する構成を採る集積回路モジュールにおいて、集
積化対象の半導体デバイスを、集積回路基板上の単一構
成のステムに収納する構成を採るとともに、ステムと集
積回路基板との間に、それらの半導体デバイスの動作信
号を測定可能とする配線リードを設ける構成を採り、か
つ、ステムが、気密封止されるとともに、放熱基体と接
するようにと構成する。
【００１５】このとき、半導体デバイスのバイアス電流
を調整する必要があるときには、半導体デバイスのバイ
アス抵抗を、高耐電力性の要求されるバイアス本体抵抗
と、高耐電力性の要求されないバイアス微調用抵抗とで
構成して、バイアス本体抵抗をステム内に実装するとと
もに、バイアス微調用抵抗をステム外の集積回路基板上
に実装するように構成する。
【００１６】また、調整対象となるチップ部品を取り付
ける電極が、同一のチップ部品を取り付ける他電極に近
づくようにと形成される部品取り付け以外の突出電極部
分を持つように構成されることがある。
【００１７】
【作用】本発明の集積回路モジュールでは、集積化対象
の半導体デバイスを、放熱基体と接するようにと配設さ
れる気密封止のステム内に収納する構成を採り、この構
成に合わせて、それらの半導体デバイスの動作信号を測
定可能とする配線リードを設ける構成を採る。このと
き、半導体デバイスのバイアス抵抗を、高耐電力性の要
求されるバイアス本体抵抗と、高耐電力性の要求されな
いバイアス微調用抵抗とで構成して、バイアス本体抵抗
をステム内に実装するとともに、バイアス微調用抵抗を
ステム外の集積回路基板上に実装するように構成する。
【００１８】このように、本発明では、ハイブリッド集
積回路全体を密封対象とするのではなくて、集積化対象
の半導体デバイスのみを密封対象とすることから、金属
材料等でステムを構成することで十分な気密封止を実現
でき、これにより半導体デバイスの性能劣化を防止する
ことが可能となって、高い信頼性を実現できるようにな
る。
【００１９】そして、この構成を採るときに、半導体デ
バイスのバイアス抵抗の発熱が大きいことに対処するた
めに、発熱の大きいバイアス本体抵抗を放熱基体に接す
るステム内に実装することで、その発熱の放熱を実現
し、一方、発熱の小さいバイアス微調用抵抗をステム外
の集積回路基板上に実装することで、バイアス電流の調
整を実現可能にしている。
【００２０】この構成に従って、低い熱伝導率を示すガ
ラスエポキシ系等の集積回路基板を用いることが可能に
なり、それに対応して、半田付け性能が向上して量産性
の増大を実現できることになる。しかも、ガラスエポキ
シ系等の集積回路基板は、そのものが安価であるととも
に、銅メッキで配線パターンが作成可能であることか
ら、安く製造できるようになる。
【００２１】そして、本発明の集積回路モジュールで
は、半導体デバイスのバイアス電流の調整用に用意され
るチップ部品を取り付ける電極や、インピーダンスのマ
ッチング調整用に用意されるチップ部品を取り付ける電
極が、同一のチップ部品を取り付ける他電極に近づくよ
うにと形成される部品取り付け以外の突出電極部分を持
つようにと構成されているので、それらのチップ部品を
交換する必要があるときには、その突出電極部分とその
他電極とを普通の半田ゴテで一度に加熱すればよいこと
から、それらのチップ部品の交換が極めて簡単になって
量産性の増大を実現できることになる。
【００２２】このように、本発明に従うことで、高い信
頼性を持つ量産性に優れた安価な新たな集積回路モジュ
ールを実現できることになる。
【００２３】
【実施例】以下、実施例に従って本発明を詳細に説明す
る。図１に、本発明のハイブリッド集積回路モジュール
の全体構成例を図示する。ここで、図１（ａ）は、ハイ
ブリッド集積回路モジュールの横断面図であり、図１
（ｂ）は、ハイブリッド集積回路モジュールの平面図で
ある。
【００２４】この図に示すように、本発明のハイブリッ
ド集積回路モジュールは、ガラスエポキシ系のハイブリ
ッド集積回路基板１を、アルミ等からなる放熱基体２の
上に固着させるとともに、このハイブリッド集積回路基
板１の一部を切り欠く構成を採って、そこに高い熱伝導
率／電気伝導率を示すステム底体３を放熱基体２に接す
るようにと固着するとともに、そのアース部材となるス
テム底体３の上に、ステム底体３と同材質からなるステ
ム蓋体４を封じ付けることで構成されるものである。
【００２５】ここで、このステム蓋体４は、窒素雰囲気
中でステム底体３と封じ付けられるものであり、これに
より、ステム底体３とステム蓋体４とからなるステム５
は、窒素ガスを気密封止する構成を採ることになる。な
お、図中の６は、放熱基体２に設けられる取付孔であ
る。
【００２６】図２に、ハイブリッド集積回路基板１の基
板実装の一実施例を図示する。ここで、図中の７に示す
部分が、図３に示すように、ステム底体３とステム蓋体
４との接合部分となる面である。
【００２７】この実施例のハイブリッド集積回路基板１
は、ステム５の内部に、ハイブリッド集積回路基板１に
実装する全ての半導体デバイス１０，１１，１２，１３
を収納するとともに、この収納形態に合わせて、ステム
５とハイブリッド集積回路基板１との間に、半導体デバ
イス１０，１１，１２，１３と他回路部品との間の信号
の授受のための複数の配線リード１４を設けるととも
に、ステム５の外側から、半導体デバイス１０，１１，
１２，１３の動作信号を測定可能にするための２つの配
線リード１５を設ける構成を採っている。ここで、これ
らの配線リード１４，１５とステム５との間は、電気的
に絶縁されている。
【００２８】このように、図２に図示するハイブリッド
集積回路基板１は、ステム５の内部に、ハイブリッド集
積回路基板１に実装する全ての半導体デバイス１０，１
１，１２，１３を収納することを特徴とするものであ
り、信号分配器１６や、信号合成器１７や、インピーダ
ンス変換器１８，１９といったその他の回路部品につい
ては、ハイブリッド集積回路基板１に実装することにな
る。
【００２９】この構成に従って、図２に図示するハイブ
リッド集積回路基板１を実装する本発明のハイブリッド
集積回路モジュールは、ハイブリッド集積回路全体を密
封対象とするのではなくて、集積化対象の半導体デバイ
ス１０，１１，１２，１３のみを密封対象とすることか
ら、金属材料等でステム５を構成することで十分な気密
封止を実現でき、これにより半導体デバイス１０，１
１，１２，１３の性能劣化を防止することが可能となっ
て、高い信頼性を実現できるようになる。
【００３０】そして、この構成を採るときに、ハイブリ
ッド集積回路基板１として、銅メッキで配線パターンが
作成可能な安価なガラスエポキシ系基板を用いているこ
とから、安く製造できるようになる。
【００３１】図４及び図５に、ハイブリッド集積回路基
板１の基板実装の他の実施例を図示する。図４の実施例
のハイブリッド集積回路基板１は、ステム５の内部に、
ハイブリッド集積回路基板１に実装する全ての半導体デ
バイス１０，１１，１２，１３を収納する構成を採ると
きにあって、更に、半導体デバイス１０のバイアス抵抗
２０／接地コンデンサ２１をステム５内の半導体デバイ
ス１０の近傍に配設するとともに、半導体デバイス１２
のバイアス抵抗２２／接地コンデンサ２３をステム５内
の半導体デバイス１２の近傍に配設することを特徴とす
る。
【００３２】この構成を採ることで、寄生容量や寄生イ
ンダクタスの発生を防止することが実現できることにな
って、半導体デバイス１０，１２の性能を十分発揮させ
ることができるようになる。
【００３３】一方、図５の実施例のハイブリッド集積回
路基板１は、ステム５の内部に、ハイブリッド集積回路
基板１に実装する全ての半導体デバイス１０，１１，１
２，１３を収納する構成を採るときにあって、更に、半
導体デバイス１１のバイアス抵抗の内、高耐電力性の要
求されるバイアス抵抗２４についてはステム５内に配設
し、高耐電力性の要求されない微調整用のバイアス抵抗
２５についてはステム５外に配設するとともに、半導体
デバイス１３のバイアス抵抗の内、高耐電力性の要求さ
れるバイアス抵抗２６についてはステム５内に配設し、
高耐電力性の要求されない微調整用のバイアス抵抗２７
についてはステム５外に配設することを特徴とする。こ
こで、図中の２８はステム５内に配設される半導体デバ
イス１１の接地コンデンサ、２９はステム５内に配設さ
れる半導体デバイス１３の接地コンデンサである。
【００３４】この構成を採ることで、バイアス抵抗２
４，２６の発生する大きな発熱は、ステム５を介して放
熱基体２に放熱されることになって、そのバイアス抵抗
２４，２６の実装が実現できるとともに、微調整用のバ
イアス抵抗２５，２７がステム５に配設されることで、
バイアス電流の調整が実現できることになる。
【００３５】この図５の実施例からも分かるように、ハ
イブリッド集積回路モジュールでは、バイアス電流の調
整やインピーダンスのマッチング調整のために、一度半
田付けしたチップ抵抗やチップコンデンサやチップイン
ダクタを取り外して、別のもに交換していくことが行わ
れることがある。
【００３６】このような交換処理を容易なものとするた
めに、本発明では、図６に示すように、調整対象となる
チップ部品３０を取り付ける電極３１が、同一のチップ
部品３０を取り付ける他電極３１に近づくようにと形成
される部品取り付け以外の突出電極部分３２を持つよう
にと構成する。
【００３７】この構成に従って、調整対象となるチップ
部品３０を交換する必要があるときには、作業者は、図
７に示すように、そのチップ部品３０の取り付けられて
いる電極３１の持つ突出電極部分３２と、その突出電極
部分３２の突出先となる電極３１とを半田ゴテで一度に
加熱することで、そのチップ部品３０を簡単に取り外す
ことができるようになる。
【００３８】具体例を示すならば、例えば、図４に示し
た基板構成において、抵抗Ｒ３／抵抗Ｒ８／抵抗Ｒ１７
／抵抗Ｒ１８が調整対象となる場合には、図８中の円Ａ
／円Ｂ／円Ｃ／円Ｄに示すように、抵抗Ｒ３／抵抗Ｒ８
／抵抗Ｒ１７／抵抗Ｒ１８を取り付ける電極３１が、同
一のチップ部品３０を取り付ける他電極３１に近づくよ
うにと形成される部品取り付け以外の突出電極部分３２
を持つようにと構成するのである。
【００３９】また、従来であれば、図９に示すように、
電極がチップ部品の形状に整合する形状で形成されるの
に対して、本発明では、例えば、図中のインダクタＬ２
／抵抗Ｒ５４／抵抗５８／コンデンサＣ６２が調整対象
となる場合には、図１０中の円Ａ／円Ｂ／円Ｃ／円Ｄに
示すように、インダクタＬ２／抵抗Ｒ５４／抵抗５８／
コンデンサＣ６２を取り付ける電極３１が、同一のチッ
プ部品３０を取り付ける他電極３１に近づくようにと形
成される部品取り付け以外の突出電極部分３２を持つよ
うにと構成するのである。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ハイブリッド集積回路全体を密封対象とするのではなく
て、集積化対象の半導体デバイスのみを密封対象とする
ことから、金属材料等でステムを構成することで十分な
気密封止を実現でき、これにより半導体デバイスの性能
劣化を防止することが可能となって、高い信頼性を実現
できるようになる。
【００４１】そして、この構成を採るときに、半導体デ
バイスのバイアス抵抗の発熱が大きいことに対処するた
めに、発熱の大きいバイアス抵抗を放熱基体に接するス
テム内に実装することで、その発熱の放熱を実現し、一
方、発熱の小さい調整用のバイアス抵抗をステム外のハ
イブリッド集積回路基板上に実装することで、バイアス
電流の調整を実現可能にしている。
【００４２】この構成に従って、低い熱伝導率を示すガ
ラスエポキシ系等のハイブリッド集積回路基板を用いる
ことが可能になり、それに対応して、半田付け性能が向
上して量産性の増大を実現できることになる。しかも、
ガラスエポキシ系等のハイブリッド集積回路基板は、そ
のものが安価であるとともに、銅メッキで配線パターン
が作成可能であることから、安く製造できるようにな
る。
【００４３】そして、本発明によれば、調整対象となる
チップ部品の交換が極めて簡単になって量産性の増大を
実現できることになる。このように、本発明に従うこと
で、高い信頼性を持つ量産性に優れた安価な新たな集積
回路モジュールを実現できるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の全体構成例である。
【図２】基板実装の一実施例である。
【図３】ステム接合面の説明図である。
【図４】基板実装の他の実施例である。
【図５】基板実装の他の実施例である。
【図６】電極形状の一実施例である。
【図７】チップ部品の交換処理の説明図である。
【図８】電極形状の一実施例である。
【図９】電極形状の従来技術である。
【図１０】電極形状の一実施例である。
【図１１】従来構成の説明図である。
【符号の説明】
１ ハイブリッド集積回路基板 ２ 放熱基体 ３ ステム底体 ４ ステム蓋体 ５ ステム ６ 取付孔

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 放熱基体上に配設される集積回路基板上
    に、半導体デバイス及びチップ部品を含む回路部品を集
    積化する構成を採る集積回路モジュールにおいて、 集積化対象の半導体デバイスを、集積回路基板上の単一
    構成のステムに収納する構成を採るとともに、該ステム
    と該集積回路基板との間に、該半導体デバイスの動作信
    号を測定可能にするための配線リードを設ける構成を採
    り、 かつ、該ステムが、気密封止されるとともに、放熱基体
    と接するようにと構成されることを、 特徴とする集積回路モジュール。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の集積回路モジュールにお
    いて、 半導体デバイスのバイアス抵抗及び接地コンデンサを、
    ステム内の該半導体デバイスの近傍に配設するよう構成
    されることを、 特徴とする集積回路モジュール。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の集積回路モジュー
    ルにおいて、 半導体デバイスのバイアス抵抗を、高耐電力性の要求さ
    れるバイアス本体抵抗と、高耐電力性の要求されないバ
    イアス微調用抵抗とで構成して、該バイアス本体抵抗を
    ステム内に実装するとともに、該バイアス微調用抵抗を
    ステム外の集積回路基板上に実装するよう構成されるこ
    とを、 特徴とする集積回路モジュール。
  4. 【請求項４】 請求項１、２又は３記載の集積回路モジ
    ュールにおいて、 特定のチップ部品を取り付ける電極が、同一のチップ部
    品を取り付ける他電極に近づくようにと形成される部品
    取り付け以外の突出電極部分を持つように構成されるこ
    とを、 特徴とする集積回路モジュール。
  5. 【請求項５】 集積回路基板上に、半導体デバイス及び
    チップ部品を含む回路部品を集積化する構成を採る集積
    回路モジュールにおいて、 特定のチップ部品を取り付ける電極が、同一のチップ部
    品を取り付ける他電極に近づくようにと形成される部品
    取り付け以外の突出電極部分を持つように構成されるこ
    とを、 特徴とする集積回路モジュール。
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