JP2000216293A - 高周波信号用集積回路パッケ―ジ及びその製造方法 - Google Patents
高周波信号用集積回路パッケ―ジ及びその製造方法Info
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- JP2000216293A JP2000216293A JP11011177A JP1117799A JP2000216293A JP 2000216293 A JP2000216293 A JP 2000216293A JP 11011177 A JP11011177 A JP 11011177A JP 1117799 A JP1117799 A JP 1117799A JP 2000216293 A JP2000216293 A JP 2000216293A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 構造が簡単であり、かつ、広帯域の周波数に
対応できる高周波信号用集積回略パッケージを提供す
る。 【解決手段】 接地電極に接続されるグランド層5を有
し高周波信号用集積回路部品2,3が実装された誘電体
多層基板1と、この誘電体多層基板1に設けられ幅広部
6dを備える導体のマイクロストリップライン6と、誘
電体多層基板1に取り付けられ、集積回路部品2,3を
囲うように開口7aが形成されたフレーム部材7と、こ
のフレーム部材7の前記開口7aを閉鎖する蓋部材8
と、幅広部6dの両側に形成され、幅広部6dに電気的
に接続されるとともに誘電体多層基板1を貫通してグラ
ンド層5に電気的に接触する導体4とを有し、誘電体多
層基板1にマイクロストリップラインの幅広部6dを含
む導波管部1aを形成した。
対応できる高周波信号用集積回略パッケージを提供す
る。 【解決手段】 接地電極に接続されるグランド層5を有
し高周波信号用集積回路部品2,3が実装された誘電体
多層基板1と、この誘電体多層基板1に設けられ幅広部
6dを備える導体のマイクロストリップライン6と、誘
電体多層基板1に取り付けられ、集積回路部品2,3を
囲うように開口7aが形成されたフレーム部材7と、こ
のフレーム部材7の前記開口7aを閉鎖する蓋部材8
と、幅広部6dの両側に形成され、幅広部6dに電気的
に接続されるとともに誘電体多層基板1を貫通してグラ
ンド層5に電気的に接触する導体4とを有し、誘電体多
層基板1にマイクロストリップラインの幅広部6dを含
む導波管部1aを形成した。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波信号用集積
回路パッケージ及びその製造方法に関し、特にミリ波帯
で使用される集積回路を気密封止するのに適した高周波
信号用集積回路パッケージ及びその製造方法に関する。
回路パッケージ及びその製造方法に関し、特にミリ波帯
で使用される集積回路を気密封止するのに適した高周波
信号用集積回路パッケージ及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、ミリ波帯及びマイクロ波帯で使
用される半導体集積回路モジュールでは、信頼性を高め
るために気密封止構造を有することが必要である。しか
し、ミリ波帯では、マイクロ波帯で使用されているよう
なガラス封止を用いた同軸線路でのインターフェイスは
物理的な寸法が小さくなり、製作精度が厳しくなるた
め、あまり行われていなかった。
用される半導体集積回路モジュールでは、信頼性を高め
るために気密封止構造を有することが必要である。しか
し、ミリ波帯では、マイクロ波帯で使用されているよう
なガラス封止を用いた同軸線路でのインターフェイスは
物理的な寸法が小さくなり、製作精度が厳しくなるた
め、あまり行われていなかった。
【0003】そこで、導波管を用いて半導体集積回路を
気密封止する技術が従来から提案されている。例えば、
1995年電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエ
ティ大会諫演論文集1の136ページに掲載されている
「60GHz帯受信モジュール」では、高周波信号をマ
イクロストリップラインから導波管に直接変換して外部
に出力する構造が開示されている。図7(a)は、従来
の集積回路パッケージ(以下,従来例1という)の高周
波インターフェイス部分の構造を示す平面断面図、
(b)は,図7(a)のI−I線断面図である。
気密封止する技術が従来から提案されている。例えば、
1995年電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエ
ティ大会諫演論文集1の136ページに掲載されている
「60GHz帯受信モジュール」では、高周波信号をマ
イクロストリップラインから導波管に直接変換して外部
に出力する構造が開示されている。図7(a)は、従来
の集積回路パッケージ(以下,従来例1という)の高周
波インターフェイス部分の構造を示す平面断面図、
(b)は,図7(a)のI−I線断面図である。
【0004】図8(a)及び(b)に示すように、従来
例1の集積回路パッケージは、金属等で作られたパッケ
ージベース部40と、そのパッケージベース部40内に
ほぼ垂直方向に延びて形成された導波管41と、パッケ
ージベース部40上に設けられ、端部が導波管41内に
位置するように配置された誘電体基板42と、金属等で
作られ、パッケージベース部42の上部を塞ぐ蓋部43
とを有する。誘電体基板42上には高周波信号を伝送す
るためのマイクロストリップライン44が設けられる。
例1の集積回路パッケージは、金属等で作られたパッケ
ージベース部40と、そのパッケージベース部40内に
ほぼ垂直方向に延びて形成された導波管41と、パッケ
ージベース部40上に設けられ、端部が導波管41内に
位置するように配置された誘電体基板42と、金属等で
作られ、パッケージベース部42の上部を塞ぐ蓋部43
とを有する。誘電体基板42上には高周波信号を伝送す
るためのマイクロストリップライン44が設けられる。
【0005】誘電体基板42の端部上には、マイクロス
トリップライン44と接続され、マイクロストリップラ
イン44の伝送モードと導波管の伝送モードとを変換す
るためのマイクロストリップライン導波管変換器45が
設けられる。導波管41の下部には封止用誘電体基板4
6が貼り付けられ、これによってパッケージの気密封止
を実現している。
トリップライン44と接続され、マイクロストリップラ
イン44の伝送モードと導波管の伝送モードとを変換す
るためのマイクロストリップライン導波管変換器45が
設けられる。導波管41の下部には封止用誘電体基板4
6が貼り付けられ、これによってパッケージの気密封止
を実現している。
【0006】また、図9は、特開昭58−215802
号公報に開示されたMIC用パッケージ(以下、従来例
2という)を示す断面図である。
号公報に開示されたMIC用パッケージ(以下、従来例
2という)を示す断面図である。
【0007】図9に示す従来のMICパッケージは、銅
等の金属からなるパッケージ本体50と、そのパッケー
ジ本体50の中央部に形成されキャリアを実装する凹部
51と、パッケージ本体50の両端部に形成され、凹部
51と連通する導波管52と、バッケージ本体50の上
部に溶接等で取り付けられる蓋53と、一部が導波管5
2内に突出する高周波入出力用端子のマイクロストリッ
プライン54と、導波管52の下部に接着され、石英ガ
ラス等の絶縁体材料からなる気密封止板55とを有す
る。
等の金属からなるパッケージ本体50と、そのパッケー
ジ本体50の中央部に形成されキャリアを実装する凹部
51と、パッケージ本体50の両端部に形成され、凹部
51と連通する導波管52と、バッケージ本体50の上
部に溶接等で取り付けられる蓋53と、一部が導波管5
2内に突出する高周波入出力用端子のマイクロストリッ
プライン54と、導波管52の下部に接着され、石英ガ
ラス等の絶縁体材料からなる気密封止板55とを有す
る。
【0008】この場合、導波管52の一部又は全部に誘
電体を充填して気密封止した場合には、導波管52を小
さく形成することができるので、パッケージの小型化を
図ることができる。
電体を充填して気密封止した場合には、導波管52を小
さく形成することができるので、パッケージの小型化を
図ることができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術には次のよ
うな課題がある。 (1)従来例1の集積回賂パッケージでは、導波管41
に貼り付けた誘電体基板46の部分で、インピーダンス
の不整合が発生し、反射係数が高くなるため、通過損失
が大きくなる。
うな課題がある。 (1)従来例1の集積回賂パッケージでは、導波管41
に貼り付けた誘電体基板46の部分で、インピーダンス
の不整合が発生し、反射係数が高くなるため、通過損失
が大きくなる。
【0010】図10は、従来の集積回路パッケージを用
いた場合の通過損失をシミュレーションしたグラフであ
る。図9から、従来の集積回路パッケージでは、周波数
が高くなるにつれて通過損失が増大することがわかる。
従って、従来例1の集積回路パッケージは、60GHz
以上のミリ波帯の周波数では採用することが困難であ
る。従来例2のMICパッケージにおいても、従来例1
のパッケージと同様に、気密封止板55の部分でインピ
ーダンス特性が悪くなり、通過損失が増大する。通過損
失を防止するため、気密封止板55を薄い低誘電率の材
料で作ることが考えられるが、気密封止板55が割れや
すくなるので、耐久性に問題がある。
いた場合の通過損失をシミュレーションしたグラフであ
る。図9から、従来の集積回路パッケージでは、周波数
が高くなるにつれて通過損失が増大することがわかる。
従って、従来例1の集積回路パッケージは、60GHz
以上のミリ波帯の周波数では採用することが困難であ
る。従来例2のMICパッケージにおいても、従来例1
のパッケージと同様に、気密封止板55の部分でインピ
ーダンス特性が悪くなり、通過損失が増大する。通過損
失を防止するため、気密封止板55を薄い低誘電率の材
料で作ることが考えられるが、気密封止板55が割れや
すくなるので、耐久性に問題がある。
【0011】(2)気密封止するために誘電体基板46
や気密封止板55を導波管41,52の下部に貼り付け
ているので、貼り付けに使用する接着剤や接着精度によ
る影響が顕著に出やすくなり、最適な特性を得ることが
困難である。
や気密封止板55を導波管41,52の下部に貼り付け
ているので、貼り付けに使用する接着剤や接着精度によ
る影響が顕著に出やすくなり、最適な特性を得ることが
困難である。
【0012】(3)導波管41,52内にアンテナ状に
突出しているマイクロストリップライン44,54によ
って伝送モードの変換が行われているため、広帯域の周
波数に対応することができない。その結果、用途が制限
される。
突出しているマイクロストリップライン44,54によ
って伝送モードの変換が行われているため、広帯域の周
波数に対応することができない。その結果、用途が制限
される。
【0013】上記課題を解決するため本発明者は特願平
10−193487号において新たな発明を出願してい
るが、本発明は、さらに改良を加えたものであり、ミリ
波帯の周波数で使用しても通過損失を低減でき、構造が
簡単であり、かつ、広帯域の周波数に対応できる高周波
信号用集積回略パッケージ及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。
10−193487号において新たな発明を出願してい
るが、本発明は、さらに改良を加えたものであり、ミリ
波帯の周波数で使用しても通過損失を低減でき、構造が
簡単であり、かつ、広帯域の周波数に対応できる高周波
信号用集積回略パッケージ及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1に記載の発明は、接地電極に接続されるグ
ランド層を有し高周波信号用集積回路部品が実装された
誘電体多層基板と、この誘電体多層基板に設けられ幅広
部を備える導体のマイクロストリップラインと、前記誘
電体多層基板に取り付けられ、前記集積回路部品を囲う
ように開口が形成されたフレーム部材と、このフレーム
部材の前記開口を閉鎖する蓋部材と、前記幅広部の両側
に形成され、前記幅広部に電気的に接続されるとともに
前記誘電体多層基板を貫通して前記グランド層に電気的
に接触する導体とを有し、前記誘電体多層基板に前記マ
イクロストリップラインの幅広部を含む導波管部を形成
したことを特徴とする高周波信号用集積回路パッケージ
として構成した。
に、請求項1に記載の発明は、接地電極に接続されるグ
ランド層を有し高周波信号用集積回路部品が実装された
誘電体多層基板と、この誘電体多層基板に設けられ幅広
部を備える導体のマイクロストリップラインと、前記誘
電体多層基板に取り付けられ、前記集積回路部品を囲う
ように開口が形成されたフレーム部材と、このフレーム
部材の前記開口を閉鎖する蓋部材と、前記幅広部の両側
に形成され、前記幅広部に電気的に接続されるとともに
前記誘電体多層基板を貫通して前記グランド層に電気的
に接触する導体とを有し、前記誘電体多層基板に前記マ
イクロストリップラインの幅広部を含む導波管部を形成
したことを特徴とする高周波信号用集積回路パッケージ
として構成した。
【0015】この構成によれば、幅広部、この幅広部の
両側の導体及びグランド層とで囲まれた部分は周りがす
べてグランド面になっているので、誘電体導波管の管壁
の役割を果たし、誘電体多層基板に誘電体導波管を形成
する。したがって、この部分で高周波信号の伝送モード
を誘電体導波管の伝送モードに変換することができる。
両側の導体及びグランド層とで囲まれた部分は周りがす
べてグランド面になっているので、誘電体導波管の管壁
の役割を果たし、誘電体多層基板に誘電体導波管を形成
する。したがって、この部分で高周波信号の伝送モード
を誘電体導波管の伝送モードに変換することができる。
【0016】請求項2に記載の発明は、前記導体の幅を
前記幅広部の全長よりも長くしたことを特徴とする高周
波信号用集積回路パッケージとして構成してある。この
構成により、少なくとも幅広部の全長とほぼ同じ長さの
導波管を得ることができる。
前記幅広部の全長よりも長くしたことを特徴とする高周
波信号用集積回路パッケージとして構成してある。この
構成により、少なくとも幅広部の全長とほぼ同じ長さの
導波管を得ることができる。
【0017】請求項3に記載の発明は、前記誘電体多層
基板はガラスセラミックであることを特徴とする高周波
信号用集積回路パッケージとして構成してある。このよ
うに、本発明において誘電体多層基板をガラスセラミッ
クとしても、同様の効果が得られる。
基板はガラスセラミックであることを特徴とする高周波
信号用集積回路パッケージとして構成してある。このよ
うに、本発明において誘電体多層基板をガラスセラミッ
クとしても、同様の効果が得られる。
【0018】請求項4に記載の発明は、誘電体多層基板
に高周波信号用集積回路部品を実装するとともに導体に
よってマイクロストリップラインを形成する工程と、こ
のマイクロストリップラインの一部を広げて幅広部を形
成する工程と、前記幅広部の両側に前記幅広部に電気的
に接続させて形成され、かつ、前記誘電体多層基板を貫
通して前記グランド層に電気的に接触する導体を形成す
る工程と、前記高周波信号用集積回路部品を囲むように
開口が形成されたフレーム部材を前記誘電体多層基板に
取り付る工程とを有し、前記誘電体多層基板に前記マイ
クロストリップラインの幅広部を含む導波管部を形成し
たことを特徴とする高周波信号用集積回路パッケージの
製造方法としてある。
に高周波信号用集積回路部品を実装するとともに導体に
よってマイクロストリップラインを形成する工程と、こ
のマイクロストリップラインの一部を広げて幅広部を形
成する工程と、前記幅広部の両側に前記幅広部に電気的
に接続させて形成され、かつ、前記誘電体多層基板を貫
通して前記グランド層に電気的に接触する導体を形成す
る工程と、前記高周波信号用集積回路部品を囲むように
開口が形成されたフレーム部材を前記誘電体多層基板に
取り付る工程とを有し、前記誘電体多層基板に前記マイ
クロストリップラインの幅広部を含む導波管部を形成し
たことを特徴とする高周波信号用集積回路パッケージの
製造方法としてある。
【0019】この方法により、幅広部、この幅広部の両
側の導体及びグランド層とで囲まれた部分は周りがすべ
てグランド面になるので、誘電体導波管の管壁の役割を
果たし、誘電体多層基板に誘電体導波管が形成される。
したがって、この部分で高周波信号の伝送モードを誘電
体導波管の伝送モードに変換することができる。
側の導体及びグランド層とで囲まれた部分は周りがすべ
てグランド面になるので、誘電体導波管の管壁の役割を
果たし、誘電体多層基板に誘電体導波管が形成される。
したがって、この部分で高周波信号の伝送モードを誘電
体導波管の伝送モードに変換することができる。
【0020】請求項5に記載の発明は、前記導体の幅を
前記幅広部の全長よりも長くしたことを特徴とする高周
波信号用集積回路パッケージの製造方法としてある。こ
の方法により、少なくとも幅広部の全長とほぼ同じ長さ
の導波管を得ることができる。
前記幅広部の全長よりも長くしたことを特徴とする高周
波信号用集積回路パッケージの製造方法としてある。こ
の方法により、少なくとも幅広部の全長とほぼ同じ長さ
の導波管を得ることができる。
【0021】請求項6に記載の発明は、前記誘電体多層
基板はガラスセラミックであることを特徴とする高周波
信号用集積回路パッケージの製造方法としてある。この
方法のように前記誘電体多層基板をガラスセラミックと
しても、同様の効果が得られる。
基板はガラスセラミックであることを特徴とする高周波
信号用集積回路パッケージの製造方法としてある。この
方法のように前記誘電体多層基板をガラスセラミックと
しても、同様の効果が得られる。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、本発明の高周波信号用集積
回路パッケージの好適な実施形態を図面にしたがって詳
細に説明する。図1は本発明の一実施形態にかかり、高
周波信号用集積回路パッケージの平面図、図2は誘電体
多層基板の高周波インターフェース部の拡大平面図、図
3は図1のX−X断面図である。
回路パッケージの好適な実施形態を図面にしたがって詳
細に説明する。図1は本発明の一実施形態にかかり、高
周波信号用集積回路パッケージの平面図、図2は誘電体
多層基板の高周波インターフェース部の拡大平面図、図
3は図1のX−X断面図である。
【0023】図1に示すように、高周波信号用集積回路
パッケージは、MMIC2やバイパスコンデンサ3等の
高周波信号用集積回路部品を実装した3層の誘電体多層
基板1と、この誘電体多層基板1上に設けられ、前記高
周波信号用集積回路部品に電気的に接続されたマイクロ
ストリップライン6と、前記高周波信号用集積回路部品
を囲うように開口7aが形成され誘電体多層基板1上に
設けられるフレーム部材7と、このフレーム部材7の開
口部7aに溶接又は銀ろう付け等されて開口部7aを塞
ぐ蓋部材8とから概略構成される。
パッケージは、MMIC2やバイパスコンデンサ3等の
高周波信号用集積回路部品を実装した3層の誘電体多層
基板1と、この誘電体多層基板1上に設けられ、前記高
周波信号用集積回路部品に電気的に接続されたマイクロ
ストリップライン6と、前記高周波信号用集積回路部品
を囲うように開口7aが形成され誘電体多層基板1上に
設けられるフレーム部材7と、このフレーム部材7の開
口部7aに溶接又は銀ろう付け等されて開口部7aを塞
ぐ蓋部材8とから概略構成される。
【0024】誘電体多層基板1に実装されるMMIC2
やバイパスコンデンサ3等はバイアスを供給するため
に、バイアス線9を介して図示しないバイアス端子に電
気的に接続される。
やバイパスコンデンサ3等はバイアスを供給するため
に、バイアス線9を介して図示しないバイアス端子に電
気的に接続される。
【0025】誘電体多層基板1は非吸湿性で低誘電性を
有する例えばアルミナで形成されるのが好ましい。フレ
ーム部材7は、コパール、銅タングステン、銅等の金属
で形成されるのが好ましい。また、蓋部材8は、開口部
7aを密閉する形状に形成され、コパール、銅タングス
テン、銅等の金属で形成されるのが好ましい。パッケー
ジを構成する誘電体多層基板1上のマイクロストリップ
ライン6は、フレーム部材7から外方に延びるように形
成され、フレーム部材7より外側のその一部は、入出力
インターフェイス部6aとして構成されている。
有する例えばアルミナで形成されるのが好ましい。フレ
ーム部材7は、コパール、銅タングステン、銅等の金属
で形成されるのが好ましい。また、蓋部材8は、開口部
7aを密閉する形状に形成され、コパール、銅タングス
テン、銅等の金属で形成されるのが好ましい。パッケー
ジを構成する誘電体多層基板1上のマイクロストリップ
ライン6は、フレーム部材7から外方に延びるように形
成され、フレーム部材7より外側のその一部は、入出力
インターフェイス部6aとして構成されている。
【0026】入出力インターフェイス部6aとマイクロ
ストリップライン6との間は、フレーム部材7の外側か
ら拡開状に形成された第1の伝送モード変換部6bと、
フレーム部材7の内側から拡開状に形成された第2の伝
送モード変換部6cと、第1の伝送モード変換部6bと
第2の伝送モード変換部6cとの間に形成された幅広部
6dとが形成されている。
ストリップライン6との間は、フレーム部材7の外側か
ら拡開状に形成された第1の伝送モード変換部6bと、
フレーム部材7の内側から拡開状に形成された第2の伝
送モード変換部6cと、第1の伝送モード変換部6bと
第2の伝送モード変換部6cとの間に形成された幅広部
6dとが形成されている。
【0027】このような第1の伝送モード変換部6b及
び第2の伝送モード変換部6cを備えていることによ
り、高周波信号の伝送モードを滑らかに変換することが
でき、インピーダンス整合性を良好にすることができ
る。なお、第1及び第2の伝送モード変換部6b,6c
の長さは、使用周波数の1/2波長以上に設計されるの
が好ましい。
び第2の伝送モード変換部6cを備えていることによ
り、高周波信号の伝送モードを滑らかに変換することが
でき、インピーダンス整合性を良好にすることができ
る。なお、第1及び第2の伝送モード変換部6b,6c
の長さは、使用周波数の1/2波長以上に設計されるの
が好ましい。
【0028】マイクロストリップライン6の入出力イン
ターフェイス部6aの両側には、長穴状の穴が形成さ
れ、この穴内に、誘電体多層基板の第1層のグランド層
5に電気的に接続された導体4が、マイクロストリップ
ライン6aの幅広部6dと電気的に接触させて嵌め込み
形成されている。
ターフェイス部6aの両側には、長穴状の穴が形成さ
れ、この穴内に、誘電体多層基板の第1層のグランド層
5に電気的に接続された導体4が、マイクロストリップ
ライン6aの幅広部6dと電気的に接触させて嵌め込み
形成されている。
【0029】上記の構成により、幅広部6d,導体4,
グランド層5で囲まれた部分は周りがすべてグランド面
になっているので、これらは誘電体導波管壁の役割を果
たし、誘電体多層基板1に誘電体導波管部1aを形成す
ることができる。
グランド層5で囲まれた部分は周りがすべてグランド面
になっているので、これらは誘電体導波管壁の役割を果
たし、誘電体多層基板1に誘電体導波管部1aを形成す
ることができる。
【0030】図4は、本発明の高周波多信号用集積回路
パッケージの製造方法を工程順に示す幅広部の断面図で
ある。まず、誘電体多層基板1にMMIC2やバイパス
コンデンサ3等の高周波信号用集積回路部品を実装し、
マイクロストリップライン6を形成する。次いで、フレ
ーム7の外側となるマイクロストリップライン6の入出
力インターフェイス部6aとフレーム7の内側となるマ
イクロストリップライン6の間に形成された幅広部6d
の両側に、導体4を電気的に接触させて形成する。この
導体4は、誘電体多層基板1を貫通させて第1層のグラ
ンド面5に電気的に接続させる(図4(a))。
パッケージの製造方法を工程順に示す幅広部の断面図で
ある。まず、誘電体多層基板1にMMIC2やバイパス
コンデンサ3等の高周波信号用集積回路部品を実装し、
マイクロストリップライン6を形成する。次いで、フレ
ーム7の外側となるマイクロストリップライン6の入出
力インターフェイス部6aとフレーム7の内側となるマ
イクロストリップライン6の間に形成された幅広部6d
の両側に、導体4を電気的に接触させて形成する。この
導体4は、誘電体多層基板1を貫通させて第1層のグラ
ンド面5に電気的に接続させる(図4(a))。
【0031】次いで、マイクロストリップライン6の幅
広部6d及び誘電体多層基板にフレーム部材7を溶接又
は銀ろう付けにより接着する(図4(b))。最後に、
蓋体8をフレーム部材7に溶接又は銀ろう付け等して開
口7aを塞ぐ(図4(c))。
広部6d及び誘電体多層基板にフレーム部材7を溶接又
は銀ろう付けにより接着する(図4(b))。最後に、
蓋体8をフレーム部材7に溶接又は銀ろう付け等して開
口7aを塞ぐ(図4(c))。
【0032】本発明の高周波信号用集積回路パッケージ
は、使用目的、使用条件、機構的制限などにより種々の
サイズに設計されるが、例えば、誘電体多層基板1の大
きさは横18mm,縦6mm、第1層の厚さは0.25
4mm,第2層の厚さは0.635mm,第3層の厚さ
は0.254mm,導波管部1aの導体4の間隔は1.
2mm、導体4の幅は0.2mm、導体4の長さは2.
0mmである。
は、使用目的、使用条件、機構的制限などにより種々の
サイズに設計されるが、例えば、誘電体多層基板1の大
きさは横18mm,縦6mm、第1層の厚さは0.25
4mm,第2層の厚さは0.635mm,第3層の厚さ
は0.254mm,導波管部1aの導体4の間隔は1.
2mm、導体4の幅は0.2mm、導体4の長さは2.
0mmである。
【0033】次に、上記構成の本発明の高周波信号用集
積回路パッケージの作用を説明する。まず、導波管部1
aが形成されたマイクロストリップライン6の原理につ
いて、図7にしたがって説明する。図7(a)はマイク
ロストリップライン6、図7(b)は伝送モード変換部
6b(6c)、図7(c)は誘電体導波管部5aの各箇
所における電気力線分布を示す断面図である。
積回路パッケージの作用を説明する。まず、導波管部1
aが形成されたマイクロストリップライン6の原理につ
いて、図7にしたがって説明する。図7(a)はマイク
ロストリップライン6、図7(b)は伝送モード変換部
6b(6c)、図7(c)は誘電体導波管部5aの各箇
所における電気力線分布を示す断面図である。
【0034】図7(a)に示すような電気力線Lの分布
でマイクロストリップライン6を伝送するTEMモード
の高周波信号の電気力線Lは、伝送モード変換部6b
(6b)においてマイクロストリップライン6の幅が広
がることにより図5(b)に示すように広がる。さら
に、電気力線Lは誘電率の高い誘電体に集中するので、
マイクロストリップライン6が広がり、誘電体多層基板
1の幅とマイクロストリップライン6の幅の比が1に近
くなってくると、図7(c)に示すように、誘電体多層
基板1の縁では電気力線Lが誘電体多層基板1内に集中
するように曲げられるため、導波管のTE10モードの
電気力線分布に近い形状になり、導波管部1aにおいて
TEMモードからTE10モードに変換される。
でマイクロストリップライン6を伝送するTEMモード
の高周波信号の電気力線Lは、伝送モード変換部6b
(6b)においてマイクロストリップライン6の幅が広
がることにより図5(b)に示すように広がる。さら
に、電気力線Lは誘電率の高い誘電体に集中するので、
マイクロストリップライン6が広がり、誘電体多層基板
1の幅とマイクロストリップライン6の幅の比が1に近
くなってくると、図7(c)に示すように、誘電体多層
基板1の縁では電気力線Lが誘電体多層基板1内に集中
するように曲げられるため、導波管のTE10モードの
電気力線分布に近い形状になり、導波管部1aにおいて
TEMモードからTE10モードに変換される。
【0035】次に、上記構成のパッケージの動作を説明
する。高周波信号は、ストリップライン6によって伝送
される。高周波信号はフレーム部材7の内側に位置する
マイクロストリップライン6から第2の伝送モード変換
部6cを介して、導波管部1aに伝送される。この導波
管部1aで、マイクロストリップライン6の伝送モード
であるTEMモードから導波管の伝送モードTE10モ
ードに変換される。
する。高周波信号は、ストリップライン6によって伝送
される。高周波信号はフレーム部材7の内側に位置する
マイクロストリップライン6から第2の伝送モード変換
部6cを介して、導波管部1aに伝送される。この導波
管部1aで、マイクロストリップライン6の伝送モード
であるTEMモードから導波管の伝送モードTE10モ
ードに変換される。
【0036】本発明の他の実施形態として、図5および
図6に示すものを挙げることができる。この実施形態の
基本的構成は上記実施形態と同じであるが、本実施形態
では、セラミック基板上に有機系誘電体、例えばポリイ
ミドを塗布したMCM−D基板を用いている。図5にパ
ッケージの平面図、図6にMCM−D基板の高周波イン
ターフェイス部の拡大図を示す。上記実施形態では、誘
電体導波管部を形成するのに長穴ビアを用いているが、
本実施形態では、有機系誘電体を塗布する前にあらかじ
め導電体ブロック14を導波管パターンに隣接して配設
し、誘電体塗布後にマイクロストリップライン6を薄膜
にて形成させ、この幅広部6dと導電体ブロック14を
電気的に結合させて誘電体導波管構造としてある。ま
た、本実施形態においても、MCM−D基板10の上部
にフレーム部材、蓋部材を同様に構成し、気密構造とす
る。
図6に示すものを挙げることができる。この実施形態の
基本的構成は上記実施形態と同じであるが、本実施形態
では、セラミック基板上に有機系誘電体、例えばポリイ
ミドを塗布したMCM−D基板を用いている。図5にパ
ッケージの平面図、図6にMCM−D基板の高周波イン
ターフェイス部の拡大図を示す。上記実施形態では、誘
電体導波管部を形成するのに長穴ビアを用いているが、
本実施形態では、有機系誘電体を塗布する前にあらかじ
め導電体ブロック14を導波管パターンに隣接して配設
し、誘電体塗布後にマイクロストリップライン6を薄膜
にて形成させ、この幅広部6dと導電体ブロック14を
電気的に結合させて誘電体導波管構造としてある。ま
た、本実施形態においても、MCM−D基板10の上部
にフレーム部材、蓋部材を同様に構成し、気密構造とす
る。
【0037】導波管部1aに伝送された高周波信号は、
第2の伝送モード変換部6cによって、TE10モード
からTEMモードに変換され、フレーム部材7の内側に
位置するマイクロストリップライン6に伝送される。ま
た、逆に、外部からマイクロストリップライン6に伝送
された高周波信号は第1の伝送モード変換部6bを介し
て、導波管部1aでTEMモードからTE10モードに
変換される。導波管部1aに伝送された高周波信号は、
第2の伝送モード変換部6cによって、TE10モード
からTEMモードに変換され、フレーム部材7の内側に
位置するマイクロストリップライン6に伝送される。
第2の伝送モード変換部6cによって、TE10モード
からTEMモードに変換され、フレーム部材7の内側に
位置するマイクロストリップライン6に伝送される。ま
た、逆に、外部からマイクロストリップライン6に伝送
された高周波信号は第1の伝送モード変換部6bを介し
て、導波管部1aでTEMモードからTE10モードに
変換される。導波管部1aに伝送された高周波信号は、
第2の伝送モード変換部6cによって、TE10モード
からTEMモードに変換され、フレーム部材7の内側に
位置するマイクロストリップライン6に伝送される。
【0038】この発明の好適な実施形態について説明し
たが、この発明は上記の実施形態により何ら限定される
ものではない。例えば、上記の実施形態では、誘電体多
層基板は3層であるとして説明したが、3層のものに限
らず、2層又は4層以上のものであってもよい。また、
誘電体多層基板はアルミナに限らずガラスセラミックス
であってもよい。
たが、この発明は上記の実施形態により何ら限定される
ものではない。例えば、上記の実施形態では、誘電体多
層基板は3層であるとして説明したが、3層のものに限
らず、2層又は4層以上のものであってもよい。また、
誘電体多層基板はアルミナに限らずガラスセラミックス
であってもよい。
【0039】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、誘電体多層基板上に幅広部を含む導波管部を設ける
ことにより、高周波信号の伝送モードを誘電体導波管の
伝送モードに変換でき、特に、集積回路部で使用される
誘電体多層基板をそのまま利用して導波管部を構成する
ことができるので、簡素な構成で高周波信号用集積回路
パッケージの気密密閉を可能にし、小型で低損失の入出
力インターフェイスを得ることができる。
で、誘電体多層基板上に幅広部を含む導波管部を設ける
ことにより、高周波信号の伝送モードを誘電体導波管の
伝送モードに変換でき、特に、集積回路部で使用される
誘電体多層基板をそのまま利用して導波管部を構成する
ことができるので、簡素な構成で高周波信号用集積回路
パッケージの気密密閉を可能にし、小型で低損失の入出
力インターフェイスを得ることができる。
【0040】また、従来のようにマイクロストリップラ
インを導波管内にアンテナ状に突出して伝送モードの変
換を行う構造ではなく、直線的に変換できるので、イン
ビーダンスの整合性が良好であり、伝送の通過損失を大
幅に減少でき、信頼性の高い変換構造を提供できる。さ
らに、広帯域の周波数に対応することができるので、さ
まざまな用途に適用することができる。
インを導波管内にアンテナ状に突出して伝送モードの変
換を行う構造ではなく、直線的に変換できるので、イン
ビーダンスの整合性が良好であり、伝送の通過損失を大
幅に減少でき、信頼性の高い変換構造を提供できる。さ
らに、広帯域の周波数に対応することができるので、さ
まざまな用途に適用することができる。
【図1】本発明の一実施形態にかかり、高周波信号用集
積回路パッケージの平面図である。
積回路パッケージの平面図である。
【図2】誘電体多層基板の高周波インターフェース部の
拡大平面図である。
拡大平面図である。
【図3】図1のX−X断面図である。
【図4】本発明の一実施形態にかかる高周波多信号用集
積回路パッケージの製造方法を工程順に示す幅広部の断
面図である。
積回路パッケージの製造方法を工程順に示す幅広部の断
面図である。
【図5】本発明の他実施形態にかかり、高周波信号用集
積回路パッケージの平面図である。
積回路パッケージの平面図である。
【図6】図5に示す誘電体多層基板の高周波インターフ
ェース部の拡大平面図である。
ェース部の拡大平面図である。
【図7】導波管部が形成されたマイクロストリップライ
ンの原理説明図である。
ンの原理説明図である。
【図8】(a)は、従来の集積回路パッケージの高周波
インターフェイス部分の構造を示す平面断面図、(b)
は、(a)のI−I線断面図である。
インターフェイス部分の構造を示す平面断面図、(b)
は、(a)のI−I線断面図である。
【図9】特開昭58−215802号公報に開示された
MIC用パッケージを示す断面図である。
MIC用パッケージを示す断面図である。
【図10】従来の集積回路パッケージを用いた場合の通
過損失をシミュレーションしたグラフである。
過損失をシミュレーションしたグラフである。
1 誘電体多層基板 1a 導波管部 2 MIC 3 バイパスコンデンサ 4 導体 5 グランド層 6 マイクロストリップライン 6a 入出力インターフェイス部 6b 第1の伝送モード変換部 6c 第2の伝送モード変換部 6d 幅広部 7 フレーム部材 7a 開口 8 蓋部材
Claims (6)
- 【請求項1】 接地電極に接続されるグランド層を有し
高周波信号用集積回路部品が実装された誘電体多層基板
と、 この誘電体多層基板に設けられ幅広部を備える導体のマ
イクロストリップラインと、 前記誘電体多層基板に取り付けられ、前記集積回路部品
を囲うように開口が形成されたフレーム部材と、 このフレーム部材の前記開口を閉鎖する蓋部材と、 前記幅広部の両側に形成され、前記幅広部に電気的に接
続されるとともに前記誘電体多層基板を貫通して前記グ
ランド層に電気的に接触する導体とを有し、 前記誘電体多層基板に前記マイクロストリップラインの
幅広部を含む導波管部を形成したことを特徴とする高周
波信号用集積回路パッケージ。 - 【請求項2】 前記導体の幅を前記幅広部の全長よりも
長くしたことを特徴とする請求項1に記載の高周波信号
用集積回路パッケージ。 - 【請求項3】 前記誘電体多層基板はガラスセラミック
であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の
高周波信号用集積回路パッケージ。 - 【請求項4】 誘電体多層基板に高周波信号用集積回路
部品を実装するとともに導体によってマイクロストリッ
プラインを形成する工程と、 このマイクロストリップラインの一部を広げて幅広部を
形成する工程と、 前記幅広部の両側に前記幅広部に電気的に接続させて形
成され、かつ、前記誘電体多層基板を貫通して前記グラ
ンド層に電気的に接触する導体を形成する工程と、 前記高周波信号用集積回路部品を囲むように開口が形成
されたフレーム部材を前記誘電体多層基板に取り付る工
程とを有し、 前記誘電体多層基板に前記マイクロストリップラインの
幅広部を含む導波管部を形成したことを特徴とする高周
波信号用集積回路パッケージの製造方法。 - 【請求項5】 前記導体の幅を前記幅広部の全長よりも
長くしたことを特徴とする請求項4に記載の高周波信号
用集積回路パッケージの製造方法。 - 【請求項6】 前記誘電体多層基板はガラスセラミック
であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の
高周波信号用集積回路パッケージの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01117799A JP3211797B2 (ja) | 1999-01-19 | 1999-01-19 | 高周波信号用集積回路パッケージ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01117799A JP3211797B2 (ja) | 1999-01-19 | 1999-01-19 | 高周波信号用集積回路パッケージ及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000216293A true JP2000216293A (ja) | 2000-08-04 |
JP3211797B2 JP3211797B2 (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=11770789
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP01117799A Expired - Fee Related JP3211797B2 (ja) | 1999-01-19 | 1999-01-19 | 高周波信号用集積回路パッケージ及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3211797B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4141613B2 (ja) | 2000-03-09 | 2008-08-27 | 富士通株式会社 | 密閉サイクル冷凍装置および密閉サイクル冷凍装置用乾式蒸発器 |
-
1999
- 1999-01-19 JP JP01117799A patent/JP3211797B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3211797B2 (ja) | 2001-09-25 |
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