JP2010016196A - High-frequency package - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-frequency package capable of preventing degradation of a high-frequency characteristic due to a stub structure, while fully securing the brazing strength of a lead terminal of a high-frequency package. <P>SOLUTION: This high-frequency package 10 includes: a base board 11 for mounting an electronic component 12, having a pair of terminals transmitting high-frequency differential signals thereon; a pair of pads 14, connected electrically to the pair of terminals of the electronic components 12 and formed at the front surface end of the base board 11; and a pair of lead terminals 15 respectively having base ends jointed to the pair of pads 14 through brazing, and externally connected tip parts. Each of the pair of lead terminals 15 has a shape which is bent upward, with respect to the pad 14 from the base end toward the tip part, has a brazing material storage 16 of a predetermined height formed in a region on a side facing the pad 14, and can balance the high-frequency characteristics with the brazing strength with such a structure. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、高周波信号を伝送可能な高周波パッケージに関し、特に、ベース基板の表面端部に設けられた外部接続用のリード端子を介して高周波信号を伝送可能に構成された高周波パッケージに関するものである。   The present invention relates to a high-frequency package capable of transmitting a high-frequency signal, and more particularly to a high-frequency package configured to be able to transmit a high-frequency signal via an external connection lead terminal provided at a surface end portion of a base substrate. .

従来から、ベース基板上に半導体チップ等の電子部品を載置し、電子部品と外部基板の間で高周波信号を伝送可能な高周波パッケージが用いられている。また、高周波パッケージの構造としては、フラットタイプのリード端子を取り付けた構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。   2. Description of the Related Art Conventionally, a high frequency package has been used in which an electronic component such as a semiconductor chip is mounted on a base substrate and a high frequency signal can be transmitted between the electronic component and an external substrate. Further, as a structure of the high frequency package, a structure in which a flat type lead terminal is attached is known (for example, see Patent Document 1).

図７は、従来の高周波パッケージにおいて、フラットタイプのリード端子の近辺における部分的な断面構造を示している。半導体チップ等の電子部品（不図示）を載置したベース基板１００の表面端部には、電子部品の高周波信号用の端子と電気的に接続されたフラットタイプのリード端子１０１が取り付けられている。リード端子１０１の基端部は、ベース基板１００表面に形成されたパッド１０２にろう付けされている。なお、パッド１０２と電子部品の端子の間は、ベース基板１００の内層に形成された図示しない配線構造を介して接続されている。また、リード端子１０１のろう付け強度を確保するため、ベース基板１００の側面には、ベース基板１００の誘電体層を積層方向に貫くキャスタレーション１０３が形成されている。このキャスタレーション１０３には、リード端子１０１のろう付け時にろう材が溜まる構造となっている。一方、リード端子１０１の先端部は、外部基板２００の導体パターンと電気的に接続され、高周波パッケージの電子部品と外部基板２００の間で高周波信号の伝送が可能となっている。
特開２００２−４３４６０号公報 FIG. 7 shows a partial cross-sectional structure in the vicinity of a flat type lead terminal in a conventional high-frequency package. A flat type lead terminal 101 electrically connected to a high frequency signal terminal of the electronic component is attached to a surface end portion of the base substrate 100 on which an electronic component (not shown) such as a semiconductor chip is placed. . The base end portion of the lead terminal 101 is brazed to the pad 102 formed on the surface of the base substrate 100. Note that the pads 102 and the terminals of the electronic components are connected via a wiring structure (not shown) formed in the inner layer of the base substrate 100. Further, in order to ensure the brazing strength of the lead terminal 101, a castellation 103 that penetrates the dielectric layer of the base substrate 100 in the stacking direction is formed on the side surface of the base substrate 100. The castellation 103 has a structure in which brazing material is accumulated when the lead terminals 101 are brazed. On the other hand, the leading end portion of the lead terminal 101 is electrically connected to the conductor pattern of the external substrate 200, and a high frequency signal can be transmitted between the electronic component of the high frequency package and the external substrate 200.
JP 2002-43460 A

近年、光通信などの分野では、数１０ＧＨｚ程度の極めて高い周波数を有する信号を伝送可能な高周波パッケージが要望されている。このような極めて高い周波数の信号を、例えば、図７に示すリード端子１０１を介して伝送させる場合は、キャスタレーション１０３の存在による高周波特性の劣化が問題となる。これは、高周波伝送線路として図７の構造を考えると、横方向に伸びる断面形状を有するリード端子１０１から縦方向に伸びる断面形状を有するキャスタレーション１０３が分岐し、いわゆるスタブ構造の伝送線路を形成するためである。これにより、数１０ＧＨｚ程度の高周波信号を伝送させたとき、スタブ構造の部分で信号の反射が増大し、高周波信号の伝送損失の増大を招くことになる。このように、図７のパッケージ構造は、ある程度周波数が低い信号を伝送させる場合に有効であるが、数１０ＧＨｚ程度の高周波信号を伝送させる場合には良好な高周波特性を実現できないという問題がある。   In recent years, in the field of optical communication and the like, a high frequency package capable of transmitting a signal having an extremely high frequency of about several tens of GHz has been demanded. When such a signal with a very high frequency is transmitted via the lead terminal 101 shown in FIG. 7, for example, the deterioration of the high frequency characteristics due to the presence of the castellation 103 becomes a problem. When considering the structure of FIG. 7 as a high-frequency transmission line, a castellation 103 having a cross-sectional shape extending in the vertical direction branches from a lead terminal 101 having a cross-sectional shape extending in the horizontal direction to form a so-called stub structure transmission line. It is to do. As a result, when a high frequency signal of about several tens of GHz is transmitted, reflection of the signal increases at the portion of the stub structure, resulting in an increase in transmission loss of the high frequency signal. As described above, the package structure of FIG. 7 is effective when transmitting a signal having a low frequency to some extent, but there is a problem that good high frequency characteristics cannot be realized when transmitting a high frequency signal of about several tens of GHz.

そこで、本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、高周波差動信号を伝送する電子部品が載置された高周波パッケージにおいて、十分なろう付け強度を確保しつつ、スタブ構造に起因する反射を低減して良好な高周波特性を得ることが可能な一対のリード端子を備えた高周波パッケージを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made to solve these problems, and in a high-frequency package on which an electronic component that transmits a high-frequency differential signal is mounted, a sufficient stub structure is secured and a stub structure is provided. An object of the present invention is to provide a high-frequency package including a pair of lead terminals that can reduce reflection due to the above and obtain good high-frequency characteristics.

上記課題を解決するために、本発明の高周波パッケージは、高周波差動信号を伝送する一対の端子を有する電子部品が載置されるベース基板と、前記一対の端子と電気的に接続され、前記ベース基板の表面端部に形成される一対のパッドと、前記一対のパッドとろう付けにより接合される基端部と、外部接続される先端部とをそれぞれ有する一対のリード端子とを備える高周波パッケージであって、前記一対のリード端子の各々は、前記基端部から前記先端部に向かって前記パッドに対して上方に屈曲した形状を有し、前記パッドと対向する側の領域に所定高さのろう材溜まりが形成されることを特徴としている。   In order to solve the above problems, a high-frequency package according to the present invention includes a base substrate on which an electronic component having a pair of terminals for transmitting a high-frequency differential signal is mounted, and is electrically connected to the pair of terminals, A high-frequency package comprising a pair of pads formed on a surface end portion of a base substrate, a base end portion joined to the pair of pads by brazing, and a pair of lead terminals each having a distal end portion connected externally Each of the pair of lead terminals has a shape bent upward with respect to the pad from the base end portion toward the tip end portion, and has a predetermined height in a region facing the pad. It is characterized in that a brazing material reservoir is formed.

本発明の高周波パッケージによれば、高周波差動信号を伝送する電子部品が載置されたベース基板には、その表面端部の一対のパッドにろう付けされる一対のリード端子を備え、この一対のリード端子は、下方領域にろう材溜まりを形成可能な屈曲した形状を有している。よって、ろう材溜まりの存在によりリード端子をパッドに確実に接合し、十分なろう付け強度を確保できるので、ベース基板側面のキャスタレーションは不要となる。そのため、キャスタレーションによりスタブ構造の伝送線路が形成されることを回避でき、高周波差動信号を伝送する際にスタブ構造による反射を軽減し、良好な高周波特性を保つことができる。   According to the high frequency package of the present invention, the base substrate on which the electronic component that transmits the high frequency differential signal is mounted is provided with a pair of lead terminals that are brazed to a pair of pads on the surface end portion. The lead terminal has a bent shape capable of forming a brazing material reservoir in the lower region. Therefore, the lead terminal can be reliably bonded to the pad due to the presence of the brazing material reservoir, and sufficient brazing strength can be secured, so that castration on the side surface of the base substrate becomes unnecessary. Therefore, formation of a transmission line having a stub structure due to castellation can be avoided, and reflection due to the stub structure can be reduced when a high-frequency differential signal is transmitted, and good high-frequency characteristics can be maintained.

本発明において、前記ろう材溜まりの所定高さは、例えば、１００μｍから２００μｍの範囲内に設定することができる。   In the present invention, the predetermined height of the brazing material reservoir can be set within a range of 100 μm to 200 μm, for example.

本発明において、前記一対のリード端子の各々は、例えば、前記基端部の側の第１の屈曲部と前記先端部の側の第２の屈曲部を有し、前記基端部及び前記先端部が前記パッドの表面と平行となるように形成することができる。この場合、前記ろう材溜まりは、前記第１の屈曲部及び前記第２の屈曲部の間の下方領域に形成することができる。また、前記第２の屈曲部が前記ベース基板の側面より前記電子部品の近傍側に位置するような構造とすることができる。   In the present invention, each of the pair of lead terminals has, for example, a first bent portion on the proximal end side and a second bent portion on the distal end portion, and the proximal end portion and the distal end portion The part can be formed to be parallel to the surface of the pad. In this case, the brazing material reservoir can be formed in a lower region between the first bent portion and the second bent portion. Moreover, it can be set as the structure where the said 2nd bending part is located in the vicinity side of the said electronic component rather than the side surface of the said base substrate.

本発明において、前記一対のリード端子は、グランドに接続される２つのグランド用リード端子に挟まれた配置とすることができる。この場合、前記ベース基板には、前記電子部品の一対の端子と前記一対のパッドとの間で前記高周波差動信号を伝送する一対のコプレーナ線路を構成することができる。   In the present invention, the pair of lead terminals may be disposed between two ground lead terminals connected to the ground. In this case, a pair of coplanar lines for transmitting the high-frequency differential signal between the pair of terminals of the electronic component and the pair of pads can be formed on the base substrate.

本発明によれば、高周波パッケージにおいて、基端部から先端部に向かってベース基板の上方に屈曲した一対のリード端子を設け、その下方領域に所定高さのろう材溜まりが形成される構造を採用したので、スタブ構造の伝送線路を設けることなくリード端子のろう付け強度を確保できる。そして、スタブ構造に起因して高周波差動信号の反射特性が劣化することを防止でき、特に数１０ＧＨｚ程度の周波数帯域において、良好な高周波特性を実現可能な高周波パッケージを提供することができる。   According to the present invention, in the high frequency package, a structure is provided in which a pair of lead terminals bent above the base substrate from the base end portion toward the tip end portion are provided, and a brazing material reservoir having a predetermined height is formed in the lower region. Since it is adopted, the brazing strength of the lead terminal can be secured without providing a transmission line with a stub structure. Further, it is possible to prevent the reflection characteristics of the high-frequency differential signal from being deteriorated due to the stub structure, and it is possible to provide a high-frequency package capable of realizing good high-frequency characteristics particularly in a frequency band of about several tens of GHz.

以下、本発明を適用した高周波パッケージの好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。まず、本実施形態の高周波パッケージの構造について、図１〜図３を参照して説明する。図１は、本実施形態の高周波パッケージ１０の部分的な構造を示す斜視図である。図１の高周波パッケージ１０は、底部１１ａ及び側壁部１１ｂからなるベース基板１１と、ベース基板１１の中央上部に載置された電子部品としての半導体チップ１２と、ベース基板１１の一方の端部に取り付けられた複数のリード端子１５を備えている。   Hereinafter, preferred embodiments of a high-frequency package to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. First, the structure of the high-frequency package of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view showing a partial structure of the high-frequency package 10 of the present embodiment. A high-frequency package 10 in FIG. 1 includes a base substrate 11 having a bottom portion 11 a and a side wall portion 11 b, a semiconductor chip 12 as an electronic component placed on the center upper portion of the base substrate 11, and one end portion of the base substrate 11. A plurality of attached lead terminals 15 are provided.

ベース基板１１は、複数のセラミック誘電体層を積層して形成され、矩形の底部１１ａの上部に中空状の側壁部１１ｂが積層された構造を有する。側壁部１１ｂにより囲まれた底部１１ａの中央上部に半導体チップ１２が載置され、半導体チップ１２の電極パッドがワイヤボンディング１３を介してベース基板１１表面の電極に接続されている。ベース基板１１の底部１１ａ及び側壁部１１ｂの内層には、導体パターンやスルーホールからなる配線構造が形成されている。   The base substrate 11 is formed by laminating a plurality of ceramic dielectric layers, and has a structure in which a hollow side wall portion 11b is laminated on an upper portion of a rectangular bottom portion 11a. The semiconductor chip 12 is placed on the center upper portion of the bottom portion 11 a surrounded by the side wall portion 11 b, and the electrode pads of the semiconductor chip 12 are connected to the electrodes on the surface of the base substrate 11 through the wire bonding 13. In the inner layer of the bottom 11a and the side wall 11b of the base substrate 11, a wiring structure including a conductor pattern and a through hole is formed.

ベース基板１１の底部１１ａの表面端部には、４つのリード端子１５が取り付けられている。４つのリード端子１５は、高周波差動信号を伝送する中央の隣接する一対のリード端子１５と、グランドに接続される両側の一対のリード端子１５とを含んでいる。これら４つのリード端子１５は、ベース基板１１に形成された４つのパッド１４とろう付けにより接合されている。リード端子１５を接合するためのろう材としては、例えば、ＡｇＣｕが用いられる。また、４つのパッド１４のうち、高周波差動信号用の一対のリード端子１５と接合されるパッド１４ａはやや狭い幅で形成され、グランド用の一対のリード端子１５と接合されるパッド１４ｂは幅広に形成されている。なお、本実施形態において、高周波差動信号の周波数は１０ＧＨｚ以上に設定されることを前提とする。   Four lead terminals 15 are attached to the surface end of the bottom 11 a of the base substrate 11. The four lead terminals 15 include a pair of adjacent lead terminals 15 in the center for transmitting a high-frequency differential signal, and a pair of lead terminals 15 on both sides connected to the ground. These four lead terminals 15 are joined to the four pads 14 formed on the base substrate 11 by brazing. For example, AgCu is used as the brazing material for joining the lead terminals 15. Of the four pads 14, the pad 14a joined to the pair of high-frequency differential signal lead terminals 15 is formed with a slightly narrow width, and the pad 14b joined to the pair of ground lead terminals 15 is wide. Is formed. In the present embodiment, it is assumed that the frequency of the high-frequency differential signal is set to 10 GHz or more.

４つのリード端子１５は、いずれも基端部から先端部に向かってパッド１４の上方に屈曲した形状を有している。そして、リード端子１５をろう付けする際、リード端子１５とパッド１４の対向部分との間隙にろう材溜まり１６が形成される。すなわち、リード端子１５の基端部がパッド１４に接する部分のみではろう付け強度が不足するが、ろう材溜まり１６により十分なろう材の容量を付加することができるため、ろう付け強度を高めることができる。なお、ろう材溜まり１６のサイズと高周波特性の関係については後述する。   Each of the four lead terminals 15 has a shape bent above the pad 14 from the proximal end portion toward the distal end portion. When the lead terminal 15 is brazed, a brazing material reservoir 16 is formed in the gap between the lead terminal 15 and the opposing portion of the pad 14. That is, the brazing strength is insufficient only at the portion where the base end portion of the lead terminal 15 is in contact with the pad 14, but a sufficient brazing material capacity can be added to the brazing material reservoir 16, thereby increasing the brazing strength. Can do. The relationship between the size of the brazing material reservoir 16 and the high frequency characteristics will be described later.

図２は、図１の高周波パッケージ１０のうち、ベース端子１１の端部と、リード端子１５に接続される外部基板３０を含む範囲の概略の平面図を示している。図２の下部に示すように、便宜上、リード端子１５の延伸方向をＸ方向と定め、その直交方向をＹ方向と定める。また、図３は、図２の範囲をＹ方向から見たときの主な構成要素の配置状態を示した側面概念図である。図３の下部に示すように、Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向（ベース基板１１の積層方向）をＺ方向と定める。   FIG. 2 is a schematic plan view of a range including the end portion of the base terminal 11 and the external substrate 30 connected to the lead terminal 15 in the high-frequency package 10 of FIG. As shown in the lower part of FIG. 2, for the sake of convenience, the extending direction of the lead terminals 15 is defined as the X direction, and the orthogonal direction thereof is defined as the Y direction. FIG. 3 is a side view conceptually showing an arrangement state of main components when the range of FIG. 2 is viewed from the Y direction. As shown in the lower part of FIG. 3, the direction orthogonal to the X direction and the Y direction (stacking direction of the base substrate 11) is defined as the Z direction.

図３に示すように、ベース基板１１の底部１１ａは、下層の誘電体層２０と上層の誘電体層２１とを備えている。また、ベース基板の側壁部１１ｂは、下層の誘電体層２２のみを示しているが、上層には図示しない誘電体層を備えている。一方、４つのリード端子１５の各先端部は、外部基板３０の下面の導体パターン３１と電気的に接続されている。この外部基板３０には、高周波パッケージ１０の半導体チップ１２との間で送受信される高周波差動信号を処理するための高周波回路が構成されている。   As shown in FIG. 3, the bottom portion 11 a of the base substrate 11 includes a lower dielectric layer 20 and an upper dielectric layer 21. The side wall portion 11b of the base substrate shows only the lower dielectric layer 22, but the upper layer includes a dielectric layer (not shown). On the other hand, the tip portions of the four lead terminals 15 are electrically connected to the conductor pattern 31 on the lower surface of the external substrate 30. The external substrate 30 is configured with a high frequency circuit for processing a high frequency differential signal transmitted to and received from the semiconductor chip 12 of the high frequency package 10.

図２に示すように、底部１１ａの表面には、上述したように４つのリード端子１５に接合される４つのパッド１４が形成され、そのうちグランド用のリード端子１５に接続される一対のパッド１４ｂの位置には、誘電体層２１をＺ方向に貫く複数のビア２３が形成されている。同様に、一対のパッド１４ｂのうち側壁部１１ｂに重なる位置には、誘電体層２２をＺ方向に貫く複数のビア２４が形成されている。これらのビア２３、２４は、高周波差動信号の波長の１／４以下の間隔で２列に配置されている。誘電体層２０、２１、２２のそれぞれのグランドパターンは、多数のビア２３、２４を介して互いに接続され、これらが一体的にグランド用の各リード端子１５に接続される。   As shown in FIG. 2, on the surface of the bottom portion 11a, four pads 14 bonded to the four lead terminals 15 are formed as described above, and a pair of pads 14b connected to the ground lead terminal 15 among them is formed. A plurality of vias 23 are formed through the dielectric layer 21 in the Z direction. Similarly, a plurality of vias 24 penetrating the dielectric layer 22 in the Z direction are formed at positions overlapping the side wall 11b of the pair of pads 14b. These vias 23 and 24 are arranged in two rows at intervals of 1/4 or less of the wavelength of the high-frequency differential signal. The respective ground patterns of the dielectric layers 20, 21, and 22 are connected to each other through a large number of vias 23 and 24, and these are integrally connected to each lead terminal 15 for ground.

一方、高周波差動信号用のリード端子１５に接続される一対のパッド１４ａの位置には、ビアは形成されておらず、誘電体層２１の導体パターンを経由してワイヤボンディング１３の接続点に達する。従って、高周波差動信号用の一対の伝送線路は、その両側を各誘電体層２０、２１、２２のグランドパターンと各ビア２３、２４により囲まれる構造となる。この場合、中央の２本の導体パターンとその両側の２本のグランドパターンが同一の誘電体層２１において並走する構造となるので、高周波差動信号用の一対の伝送線路はコプレーナ線路として構成されるので、特に数１０ＧＨｚにおける高周波特性の向上に有利となる。   On the other hand, vias are not formed at the positions of the pair of pads 14a connected to the lead terminals 15 for high-frequency differential signals, and are connected to the connection points of the wire bonding 13 via the conductor pattern of the dielectric layer 21. Reach. Accordingly, the pair of transmission lines for high-frequency differential signals has a structure in which both sides thereof are surrounded by the ground patterns of the dielectric layers 20, 21, 22 and the vias 23, 24. In this case, since the central two conductor patterns and the two ground patterns on both sides of the conductor pattern run in parallel in the same dielectric layer 21, a pair of transmission lines for high-frequency differential signals are configured as coplanar lines. Therefore, it is particularly advantageous for improving the high frequency characteristics at several tens of GHz.

４つのリード端子１５の各々は、基端部の側の屈曲部Ｂ１と先端部の側の屈曲部Ｂ２の２箇所で屈曲した断面形状を有している。すなわち、図３に示されるリード端子１５の断面形状を参照すると、基端側から屈曲部Ｂ１まではパッド１４と平行であり、屈曲部Ｂ１の位置で上方に屈曲し、屈曲部Ｂ２からリード端子１５の先端側まで再びパッド１４（外部基板３０）と平行になっている。そして、リード端子１５の２つの屈曲部Ｂ１、Ｂ２に挟まれた部分の下方領域は、リード端子１５の接合時に形成されたろう材溜まり１６となっている。図３に示すように、ろう材溜まり１６は高さ（Ｚ方向のサイズ）Ｈを有している。すなわち、パッド１４の表面からリード端子１５の先端部の下側までの間隔がＨとなるように、リード端子１５の形状が設定されている。ろう材溜まり１６の高さＨの最適値は、ろう付け強度と高周波特性の両面から設定されるが、具体的な値については後述する。   Each of the four lead terminals 15 has a cross-sectional shape that is bent at two locations, that is, a bent portion B1 on the proximal end side and a bent portion B2 on the distal end portion side. That is, referring to the cross-sectional shape of the lead terminal 15 shown in FIG. 3, the base end side to the bent portion B1 is parallel to the pad 14, bent upward at the position of the bent portion B1, and the lead terminal from the bent portion B2 to the lead terminal 15 15 is again parallel to the pad 14 (external substrate 30). The lower region of the portion sandwiched between the two bent portions B1 and B2 of the lead terminal 15 is a brazing material reservoir 16 formed when the lead terminal 15 is joined. As shown in FIG. 3, the brazing material reservoir 16 has a height (size in the Z direction) H. That is, the shape of the lead terminal 15 is set so that the distance from the surface of the pad 14 to the lower side of the tip of the lead terminal 15 is H. The optimum value of the height H of the brazing material reservoir 16 is set based on both the brazing strength and the high frequency characteristics, and specific values will be described later.

図３に示すように、リード端子１５の屈曲部Ｂ２の位置は、ベース基板１１の底部１１ａ側面の位置に一致している。ここで、屈曲部Ｂ２の位置を底部１１ａ側面の位置より外側（半導体チップ１２の遠方側）に設定してもよいが、ろう材強度の確保に必要な程度のろう材溜まり１６の容量を確保できる範囲内であることが望ましい。また、底部１１ａ表面に十分なスペースがある場合は、屈曲部Ｂ２の位置が底部１１ａ側面の位置より内側（半導体チップ１２の近傍側）になるように設定してもよい。さらに、図３の例では、ろう材溜まり１６の断面形状が三角形となっているが、露出した側面側の断面形状は直線となる場合に限らず、凹状の曲線となってもよい。この場合でも、ろう材溜まり１６の容量が所望のろう材強度を得るために必要なだけ確保されていればよい。   As shown in FIG. 3, the position of the bent portion B <b> 2 of the lead terminal 15 coincides with the position of the side surface of the bottom portion 11 a of the base substrate 11. Here, the position of the bent portion B2 may be set outside the position of the side surface of the bottom portion 11a (on the far side of the semiconductor chip 12), but the capacity of the brazing material reservoir 16 required to secure the brazing material strength is secured. It is desirable to be within a possible range. When there is sufficient space on the surface of the bottom 11a, the position of the bent portion B2 may be set so as to be on the inner side (near the semiconductor chip 12) than the position of the side surface of the bottom 11a. Further, in the example of FIG. 3, the cross-sectional shape of the brazing material reservoir 16 is a triangle, but the cross-sectional shape on the exposed side surface is not limited to a straight line, and may be a concave curve. Even in this case, it is only necessary to secure the capacity of the brazing material reservoir 16 as necessary to obtain a desired brazing material strength.

また、本実施形態のリード端子１５は、基端部から先端部に向かって上方に屈曲した形状を有するが、かかる形状を採用したことにより、リード端子１５の取り付け時の位置合せが容易になる点でメリットがある。すなわち、本実施形態とは逆に先端部から基端部に向かって上方に屈曲する場合は、製造時にリード端子１５の基端部がパッド１４の表面から浮き上がった状態で位置合せが行われるために調整が難しくなり、この点を改善するためにも本実施形態の構造を採用することが望ましい。   In addition, the lead terminal 15 of the present embodiment has a shape bent upward from the base end portion toward the tip end portion, but by adopting such a shape, alignment at the time of mounting the lead terminal 15 becomes easy. There are advantages in terms. That is, in the case of bending upward from the distal end portion toward the proximal end portion as opposed to the present embodiment, alignment is performed in a state where the proximal end portion of the lead terminal 15 is lifted from the surface of the pad 14 at the time of manufacture. In order to improve this point, it is desirable to adopt the structure of this embodiment.

図２に示すように、外部基板３０には、４つのリード端子１５とそれぞれ電気的に接続される４本の導体パターン３１が形成されている。このうち、中央の２本の導体パターン３１ａには高周波差動信号用の一対のリード端子１５が接続され、両側の２本の導体パターン３１ｂにはグランド用の一対のリード端子１５が接続される。そして、ベース基板１１と同様、グランド用の両側の２本の導体パターン３１ｂには、外部基板３０をＺ方向に貫く複数のビア３２が形成されている。ビア３２は、一定間隔で二列に配置され、上端が外部基板３０の内層の導体パターン３１ｃ（図３）に接続されている。このように、導体パターン３１ｂに接続されるグランド用のリード端子１５は、ビア３２を介して導体パターン３１ｂ、３１ｃに接続される。なお、図２の外部基板３０の構造は一例であって、４つのリード端子１５と接続可能な多様な配線パターンを形成することができる。   As shown in FIG. 2, four conductor patterns 31 that are electrically connected to the four lead terminals 15 are formed on the external substrate 30. Among them, a pair of lead terminals 15 for high-frequency differential signals are connected to the two central conductor patterns 31a, and a pair of ground lead terminals 15 are connected to the two conductor patterns 31b on both sides. . Similarly to the base substrate 11, the two conductor patterns 31b on both sides for the ground are formed with a plurality of vias 32 penetrating the external substrate 30 in the Z direction. The vias 32 are arranged in two rows at regular intervals, and the upper ends thereof are connected to the conductor pattern 31 c (FIG. 3) on the inner layer of the external substrate 30. In this way, the ground lead terminal 15 connected to the conductor pattern 31b is connected to the conductor patterns 31b and 31c via the via 32. Note that the structure of the external substrate 30 in FIG. 2 is an example, and various wiring patterns that can be connected to the four lead terminals 15 can be formed.

以上説明したように、本実施形態の高周波パッケージ１０は、数１０ＧＨｚの高周波差動信号に対して良好な高周波特性を確保するために有利な構造を備えている。まず、リード端子１５の構造は、従来の図７に示すキャスタレーション１０３のようなスタブ構造を含まないので、反射の増大を回避することができる。これは、図７のスタブ構造の高さに比べた場合、ろう材溜まり１６の高さＨを十分小さい値に設定できるためである。一方、リード端子１５のろう付け強度については、ろう材溜まり１６の容量をある程度確保すれば、図７に示すキャスタレーション１０３と遜色ない程度を実現することができる。このように本実施形態の構造を採用することにより、高周波差動信号に対する高周波特性とリード端子１５のろう付け強度を両立することが可能となる。なお、図１〜図３において、４つのリード端子１５のうち中央の高周波差動信号用の一対のリード端子１５のみを上記構造としても、高周波特性の向上には有効であるが、製造性等の面から両側のグランド用の一対のリード端子１５を同一構造としたものである。   As described above, the high-frequency package 10 of the present embodiment has a structure that is advantageous for ensuring good high-frequency characteristics with respect to high-frequency differential signals of several tens of GHz. First, since the structure of the lead terminal 15 does not include a stub structure like the conventional castellation 103 shown in FIG. 7, an increase in reflection can be avoided. This is because the height H of the brazing material reservoir 16 can be set to a sufficiently small value compared to the height of the stub structure of FIG. On the other hand, the brazing strength of the lead terminals 15 can be realized to a level comparable to the castellation 103 shown in FIG. 7 if the capacity of the brazing material reservoir 16 is secured to some extent. As described above, by adopting the structure of the present embodiment, it is possible to achieve both high frequency characteristics for high frequency differential signals and brazing strength of the lead terminals 15. 1 to 3, even if only the pair of lead terminals 15 for high-frequency differential signals at the center of the four lead terminals 15 is configured as described above, it is effective for improving the high-frequency characteristics, but the productivity, etc. A pair of ground lead terminals 15 on both sides from the surface of FIG.

次に図４〜図６を参照して、本実施形態の高周波パッケージ１０の伝送特性について説明する。図４は、高周波パッケージ１０において外部基板３０を含めた高周波差動信号の伝送時のシミュレーションを行った場合の設計条件とシミュレーションの結果を示している。また、図４のシミュレーションに対応して、図５は、ＳパラメータＳ１１、Ｓ２２（反射特性）の周波数特性のグラフを示し、図６は、ＳパラメータＳ２１（透過特性）の周波数特性のグラフを示している。   Next, transmission characteristics of the high-frequency package 10 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 4 shows design conditions and simulation results when a simulation is performed during transmission of a high-frequency differential signal including the external substrate 30 in the high-frequency package 10. Corresponding to the simulation of FIG. 4, FIG. 5 shows a graph of frequency characteristics of S parameters S11 and S22 (reflection characteristics), and FIG. 6 shows a graph of frequency characteristics of S parameters S21 (transmission characteristics). ing.

図４に示すように、リード端子１５のタイプとして、本実施形態（屈曲タイプ）の３通りの条件Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃに加えて、従来のフラットタイプに関してキャスタレーション１０３の有無に応じた条件Ｓｄ、Ｓｅを比較した。本実施形態のリード端子１５に対し、ろう材溜まり１６の高さＨを２００（μｍ）、１５０（μｍ）、１００（μｍ）にそれぞれ設定して条件Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃとした。また、図７に示すようなフラットタイプのリード端子１０１に対し、キャスタレーション１０３を設けない場合を条件Ｓｄとし、キャスタレーション１０３を設ける場合を条件Ｓｅとした。そして、これら５通りの条件について、ＳパラメータＳ１１、Ｓ２２、Ｓ２１をそれぞれシミュレーションにより求めた。なお、図４では、周波数４５ＧＨｚのシミュレーションの結果を示すとともに、図５及び図６では、３０〜５０ＧＨｚの周波数範囲のシミュレーションの結果をプロットしている。   As shown in FIG. 4, as the type of the lead terminal 15, in addition to the three conditions Sa, Sb and Sc of the present embodiment (bending type), a condition Sd corresponding to the presence or absence of the castellation 103 in the conventional flat type. , Se were compared. The conditions Sa, Sb, and Sc were set by setting the height H of the brazing material reservoir 16 to 200 (μm), 150 (μm), and 100 (μm), respectively, with respect to the lead terminal 15 of the present embodiment. Further, for the flat type lead terminal 101 as shown in FIG. 7, the condition Sd is the case where the castellation 103 is not provided, and the condition Se is the case where the castellation 103 is provided. And about these five conditions, S parameter S11, S22, S21 was calculated | required by simulation, respectively. In addition, while showing the result of the simulation of frequency 45 GHz in FIG. 4, in FIG.5 and FIG.6, the result of the simulation of the frequency range of 30-50 GHz is plotted.

図４〜図６の結果から、上記の５通りの条件のうち、キャスタレーション１０３を設けない場合のフラットタイプの条件Ｓｄが最も良好な高周波特性が得られる。すなわち、ＳパラメータＳ１１、Ｓ２２が最も小さく、かつＳパラメータＳ２１が最も大きくなっている。これは、キャスタレーション１０３が存在しないためスタブ構造による反射の影響を無視できるためであり、この条件Ｓｄを他の条件の基準として用いるものとする。一方、上記の５通りの条件のうち、キャスタレーション１０３を設ける場合のフラットタイプの条件Ｓｅの高周波特性が最も劣化している。すなわち、ＳパラメータＳ１１、Ｓ２２が最も大きく、かつＳパラメータＳ２１が最も小さくなる。これにより、上述したようにキャスタレーション１０３によるスタブ構造に起因して、実際に反射が増大することの影響が確認された。   From the results of FIGS. 4 to 6, among the above five conditions, the flat type condition Sd in the case where the castellation 103 is not provided provides the best high frequency characteristics. That is, the S parameters S11 and S22 are the smallest and the S parameter S21 is the largest. This is because the castellation 103 does not exist and the influence of reflection due to the stub structure can be ignored. This condition Sd is used as a reference for other conditions. On the other hand, of the above five conditions, the high frequency characteristics of the flat type condition Se when the castellation 103 is provided are most deteriorated. That is, the S parameters S11 and S22 are the largest and the S parameter S21 is the smallest. As a result, the influence of the actual increase in reflection due to the stub structure by the castellation 103 was confirmed.

これに対し、本実施形態のリード端子１５に対応する３つの条件Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃについては、ＳパラメータＳ１１、Ｓ２２、Ｓ２１のいずれも、上記の条件Ｓｄと条件Ｓｅの間に分布している。この場合、ＳパラメータＳ１１、Ｓ２２の大きさは、条件Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの順となり、ＳパラメータのＳ２１の大きさは、条件Ｓｃ、Ｓｂ，Ｓａの順となる。つまり、ろう材溜まり１６の高さＨが１００（μｍ）のときの最も良好な高周波特性が得られ、高さＨが増大するについて徐々に高周波特性が劣化していく。このことから、キャスタレーション１０３に比べればスタブ構造に起因する影響はいずれも小さいが、ろう材溜まり１６の高さＨが大きくなると徐々にスタブ構造に起因する影響が現れることがわかる。   On the other hand, for the three conditions Sa, Sb, and Sc corresponding to the lead terminal 15 of the present embodiment, all of the S parameters S11, S22, and S21 are distributed between the condition Sd and the condition Se. . In this case, the magnitudes of the S parameters S11 and S22 are in the order of the conditions Sa, Sb, and Sc, and the magnitude of the S parameter S21 is in the order of the conditions Sc, Sb, and Sa. In other words, the best high frequency characteristics are obtained when the height H of the brazing material reservoir 16 is 100 (μm), and the high frequency characteristics gradually deteriorate as the height H increases. From this, it can be seen that although the influence caused by the stub structure is smaller than that of the castellation 103, the influence caused by the stub structure gradually appears as the height H of the brazing material reservoir 16 increases.

本実施形態において、ろう材溜まり１６の高さＨが小さいほど高周波特性が向上すると推測されるが、高さＨを１００（μｍ）より小さくすると、リード端子１５の十分なろう付け強度が確保できなくなる恐れがある。よって、ろう材溜まり１６の高さＨは１００（μｍ）以上に設定することが望ましい。一方、図５及び図６のグラフにおいて、条件Ｓｃの特性は許容範囲であるもので、これ以上高周波特性が劣化することを回避すべく、ろう材溜まり１６の高さＨは２００（μｍ）以下に設定することが望ましい。以上から本実施形態においては、ろう材溜まり１６の高さＨを１００（μｍ）〜２００（μｍ）の範囲に設定することが望ましい。   In this embodiment, it is estimated that the high frequency characteristics are improved as the height H of the brazing material reservoir 16 is smaller. However, if the height H is smaller than 100 (μm), sufficient brazing strength of the lead terminal 15 can be secured. There is a risk of disappearing. Therefore, it is desirable to set the height H of the brazing material reservoir 16 to 100 (μm) or more. On the other hand, in the graphs of FIGS. 5 and 6, the characteristic of the condition Sc is within an allowable range, and the height H of the brazing material reservoir 16 is 200 (μm) or less in order to avoid further deterioration of the high frequency characteristic. It is desirable to set to. From the above, in the present embodiment, it is desirable to set the height H of the brazing material reservoir 16 in the range of 100 (μm) to 200 (μm).

ただし、ろう材溜まり１６の最適な高さＨは、高周波パッケージ１０の具体的な設計条件に依存して、ある程度変化することに注意が必要である。例えば、リード端子１５の材質、幅、厚さ、ベース基板１１の材質等などの多様な設計条件に対し、ろう付け強度と高周波特性の双方が最適になるように、ろう材溜まり１６の最適な高さＨを設定することが望ましい。   However, it should be noted that the optimum height H of the brazing material reservoir 16 varies to some extent depending on the specific design conditions of the high-frequency package 10. For example, the brazing material reservoir 16 is optimized so that both the brazing strength and the high-frequency characteristics are optimal for various design conditions such as the material, width and thickness of the lead terminal 15 and the material of the base substrate 11. It is desirable to set the height H.

以上、本実施形態に基づき本発明の内容を具体的に説明したが、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことができる。例えば、本実施形態では、高周波パッケージ１０に半導体チップ１２が載置される場合を説明したが、高周波差動信号を伝送する電子部品を載置する高周波パッケージに対し広く本発明を適用することができる。また、本実施形態のリード端子１５は、少なくとも高周波差動信号用として一対を備えていれば、同様の構造のリード端子を多数備えていても本発明を適用することができる。   The contents of the present invention have been specifically described above based on the present embodiment, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. . For example, in the present embodiment, the case where the semiconductor chip 12 is mounted on the high-frequency package 10 has been described. However, the present invention can be widely applied to a high-frequency package on which an electronic component that transmits a high-frequency differential signal is mounted. it can. In addition, the present invention can be applied even if the lead terminals 15 of the present embodiment include a plurality of lead terminals having the same structure as long as at least one pair is provided for high-frequency differential signals.

本実施形態の高周波パッケージの部分的な構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the partial structure of the high frequency package of this embodiment. 図１の高周波パッケージ１０のうち、ベース端子１１の端部と、リード端子１５に接続される外部基板３０を含む範囲の概略の平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view of a range including an end portion of a base terminal 11 and an external substrate 30 connected to a lead terminal 15 in the high frequency package 10 of FIG. 1. 図２の範囲をＹ方向から見たときの主な構成要素の配置状態を示した側面概念図である。It is the side surface conceptual diagram which showed the arrangement | positioning state of the main components when the range of FIG. 2 is seen from the Y direction. 本実施形態の高周波パッケージ１０において高周波差動信号の伝送時のシミュレーションを行った場合の設計条件とシミュレーションの結果を示す図である。It is a figure which shows the design condition at the time of performing the simulation at the time of transmission of a high frequency differential signal in the high frequency package 10 of this embodiment, and the result of simulation. 図４のシミュレーションに対応するＳパラメータＳ１１、Ｓ２２（反射特性）の周波数特性のグラフである。5 is a graph of frequency characteristics of S parameters S11 and S22 (reflection characteristics) corresponding to the simulation of FIG. 図４のシミュレーションに対応するＳパラメータＳ２１（透過特性）の周波数特性のグラフである。It is a graph of the frequency characteristic of S parameter S21 (transmission characteristic) corresponding to the simulation of FIG. 従来の高周波パッケージにおいてフラットタイプのリード端子の近辺における部分的な断面構造を示す図である。It is a figure which shows the partial cross-section in the vicinity of a flat type lead terminal in the conventional high frequency package.

符号の説明Explanation of symbols

１０…高周波パッケージ
１１…ベース基板
１１ａ…底部
１１ｂ…側壁部
１２…半導体チップ
１３…ワイヤボンディング
１４…パッド
１５…リード端子
１６…ろう材溜まり
２０、２１、２２…誘電体層
２３、２４…ビア
３０…外部基板
３１…導体パターン
３２…ビア
Ｂ１、Ｂ２…屈曲部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... High frequency package 11 ... Base substrate 11a ... Bottom part 11b ... Side wall part 12 ... Semiconductor chip 13 ... Wire bonding 14 ... Pad 15 ... Lead terminal 16 ... Brazing material reservoirs 20, 21, 22 ... Dielectric layers 23, 24 ... Via 30 ... External substrate 31 ... Conductor pattern 32 ... Via B1, B2 ... Bent part

Claims (7)

高周波差動信号を伝送する一対の端子を有する電子部品が載置されるベース基板と、
前記一対の端子と電気的に接続され、前記ベース基板の表面端部に形成される一対のパッドと、
前記一対のパッドとろう付けにより接合される基端部と、外部接続される先端部とをそれぞれ有する一対のリード端子と、
を備える高周波パッケージであって、
前記一対のリード端子の各々は、前記基端部から前記先端部に向かって前記パッドに対して上方に屈曲した形状を有し、前記パッドと対向する側の領域に所定高さのろう材溜まりが形成されることを特徴とする高周波パッケージ。 A base substrate on which an electronic component having a pair of terminals for transmitting a high-frequency differential signal is mounted;
A pair of pads that are electrically connected to the pair of terminals and formed on the surface end of the base substrate;
A pair of lead terminals each having a proximal end portion joined by brazing to the pair of pads and a distal end portion externally connected;
A high frequency package comprising:
Each of the pair of lead terminals has a shape bent upward with respect to the pad from the base end portion toward the tip end portion, and a brazing material reservoir having a predetermined height in a region facing the pad. A high frequency package characterized in that is formed. 前記ろう材溜まりの所定高さは、１００μｍから２００μｍの範囲内に設定されることを特徴とする請求項１に記載の高周波パッケージ。   2. The high frequency package according to claim 1, wherein the predetermined height of the brazing material reservoir is set within a range of 100 μm to 200 μm. 前記一対のリード端子の各々は、前記基端部の側の第１の屈曲部と前記先端部の側の第２の屈曲部を有し、前記基端部及び前記先端部が前記パッドの表面と平行となるように形成されることを特徴とする請求項１に記載の高周波パッケージ。   Each of the pair of lead terminals has a first bent portion on the proximal end side and a second bent portion on the distal end portion side, and the proximal end portion and the distal end portion are surfaces of the pad. The high-frequency package according to claim 1, wherein the high-frequency package is formed so as to be in parallel with the package. 前記ろう材溜まりは、前記第１の屈曲部及び前記第２の屈曲部の間の下方領域に形成されることを特徴とする請求項３に記載の高周波パッケージ。   The high-frequency package according to claim 3, wherein the brazing material reservoir is formed in a lower region between the first bent portion and the second bent portion. 前記第２の屈曲部は、前記ベース基板の側面より前記電子部品の近傍側に位置することを特徴とする請求項３に記載の高周波パッケージ。   The high frequency package according to claim 3, wherein the second bent portion is located closer to the electronic component than a side surface of the base substrate. 前記一対のリード端子は、グランドに接続される２つのグランド用リード端子に挟まれて配置されることを特徴とする請求項１に記載の高周波パッケージ。   The high-frequency package according to claim 1, wherein the pair of lead terminals are disposed between two ground lead terminals connected to the ground. 前記ベース基板には、前記電子部品の一対の端子と前記一対のパッドとの間で前記高周波差動信号を伝送する一対のコプレーナ線路が構成されることを特徴とする請求項６に記載の高周波パッケージ。
The high frequency signal according to claim 6, wherein the base substrate includes a pair of coplanar lines that transmit the high frequency differential signal between a pair of terminals of the electronic component and the pair of pads. package.
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