JPH0615310U - 高周波回路基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気的な不連続が少なくなるなど、性能面の
向上が図れ、また、増幅器の設計に必要なＦＥＴのイン
ピ−ダンス評価や半導体装置の等価回路化が容易に行え
るなど実用面での効果も大きいキャリア整合構造の高周
波高出力半導体装置が実現できる高周波回路基板を提供
すること。 【構成】 絶縁基板１１の表面に線路導体１２が、また
裏面に接地導体１３が形成された高周波回路基板におい
て、前記絶縁基板１１に対し、厚さの薄い部分から厚い
部分へと変化させ、前記絶縁基板１１の厚さの厚い方を
薄い方より前記線路導体１２の幅を広くする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、キャリア整合の高周波高出力半導体装置などに使用されるもので、 例えばキャリアプレ−ト上に配置される半導体素子の入出力インピ−ダンス整合 回路を構成する高周波回路基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、高周波回路基板はマイクロ波通信機器を構成するデバイスとして、キャ リア整合の高周波高出力半導体装置などに使用されている。

【０００３】 例えば、高周波回路基板の一つとして、図３に示されるようなマイクロストリ ップ線路構造のものが知られている。

【０００４】 図３は、高周波回路基板の斜視図で、２０は、厚さがＨの絶縁基板である。絶 縁基板２０の表面には、幅Ｗの金属線路導体２１がＡｕ（金）等で形成され、ま た、裏面にはそのほぼ全面に金属接地導体２２が同様にＡｕ等の蒸着で形成され る。

【０００５】 上記した構成の高周波回路基板２０において、線路導体２１や接地導体２２で 構成されるマイクロストリップ線路の特性インピ−ダンスは、絶縁基板２０の比 誘電率εｒや、線路導体２１の幅Ｗ，絶縁基板の厚さＨで決まる。

【０００６】 しかし、上記構成の高周波回路基板２０を、キャリア整合の高周波高出力半導 体装置に使用し、その高周波回路基板が所望の特性インピ−ダンスとなるように 設計する際、次のような問題がある。

【０００７】 以下、図４を参照して、その問題点を説明する。

【０００８】 図４は、マイクロストリップ線路が構成された高周波回路基板や、チップ寸法 の大きい高出力電界効果トランジスタ（以下ＦＥＴと言う。）を用いて、高周波 高出力半導体装置を構成した例を示す平面図である。

【０００９】 なお、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）の高周波高出力半導体装置においては、それぞ れ形状の異なったマイクロストリップ線路を持つ高周波回路基板が使用されてお り、（ｄ）は、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）のＡ−Ａ断面図である。

【００１０】 図４の各図面においては、対応する部品には同一の符号を付し重複する説明は 省略する。

【００１１】 １は、ＦＥＴチップで、ＦＥＴチップ１を挟んでその両側に、例えば図３で説 明したような高周波回路基板２が配置される。

【００１２】 高周波回路基板２の表面には、金属の線路導体２ａが形成され、裏面には、金 属の接地導体２ｂ（図４ｄ）が形成される。

【００１３】 ＦＥＴチップ１や高周波回路基板２は、熱伝導率の良い金属プレ−ト（以後キ ャリアプレ−トと言う。）３に半田付けされ、また、ＦＥＴチップ１と線路導体 ２ａは複数のＡｕボンディングワイヤ４で接続される。

【００１４】

【考案が解決しようとする課題】

図４（ａ）では、高周波回路基板２の線路導体２ａの幅を、ＦＥＴチップ１の 幅に合わせて広く形成し、ＦＥＴチップ１と線路導体２ａ間を結ぶ全てのボンデ ィングワイヤ４を平行に配線している。

【００１５】 ところで、高周波回路基板２の線路導体２ａに接続される外部回路の線路導体 （図示せず。）は、高周波領域での伝幡ロスを抑えるために、線路導体２ａに比 べて狭く形成される。

【００１６】 したがって、キャリア整合形高周波高出力半導体装置と外部回路とを接続する 場合、高周波回路基板２の線路導体２ａと外部回路との接続部で、線路導体の幅 が変化し、そこに電気的な不連続が生じる。この結果、ＶＳＷＲが悪化したり、 また、ＦＥＴが異常発振したりするなどの問題がある。

【００１７】 図４（ｂ）では、高周波回路基板２の線路導体２ａの幅を、外部回路の金属線 路導体（図示せず。）の幅と等しくなるように細くしている。この場合、高周波 回路基板２の線路導体２ａと外部回路との接続部に電気的な不連続はなくなる。 しかし、ＦＥＴチップ１の幅が線路導体２ａの幅より大きくなり、ＦＥＴチッ プ１と線路導体２ａとを接続する全てのボンディングワイヤ４を平行に配線する ことができなくなる。

【００１８】 このためボンディングワイヤの長さが不均一になり、高出力ＦＥＴを構成する 各単位ＦＥＴの電磁波に位相差が生じ、動作条件が異なったものになり、高出力 ＦＥＴの性能に悪い影響を与える。

【００１９】 また、ＦＥＴチップ１と線路導体２ａとの位置がわずかでもずれると、ボンデ ィングワイヤ４の状態が変化し、インピ−ダンスが変ってしまう。

【００２０】 そのため、高周波高出力半導体装置の均一性が悪くなる。

【００２１】 また、図４（ｃ）は、高周波回路基板２の線路導体２ａの幅を、ＦＥＴチップ との接続部２ｃで広くし、外部回路の金属線路導体（図示せず。）との接続部２ ｄで狭くしている。

【００２２】 上記の構成によれば、ＦＥＴチップ１との接続部で線路導体２ｃが広くなって いるので、全てのボンディングワイヤ４を平行に配線できる。

【００２３】 しかし、高周波回路基板２の線路導体２ａの幅が途中で変化しているので、こ の部分で電気的な不連続が生じ、電磁界が乱れ、増幅器の設計に必要なＦＥＴチ ップのインピ−ダンス評価、および等価回路導出の精度が悪くなる。

【００２４】 ところで、現在ＦＥＴの高出力化が進んでおり、これに伴いＦＥＴチップの寸 法もますます大きくなる傾向がある。

【００２５】 したがって、キャリア整合形高周波高出力半導体装置の構成に当たって、上記 したような欠点がより顕在化することが考えられる。

【００２６】 本考案は、キャリア整合構造の高周波高出力半導体装置などを構成する場合に 、特性の悪化を防ぎ、かつ回路の設計性のよい高周波回路基板を提供することを 目的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】

本考案は、絶縁基板の表面に線路導体が、また裏面に接地導体が形成された高 周波回路基板において、前記線路導体の延長方向に沿って、前記絶縁基板の厚さ を相違させ、前記絶縁基板の厚さが厚い部分に形成される前記線路導体の幅を、 厚さが薄い部分より広く構成する。

【００２８】

【作用】

上記構成の高周波回路基板によれば、絶縁基板の厚さを線路導体の延長方向に 沿って相違させ、それに合わせて線路導体の幅を変えている。

【００２９】 したがって、高周波回路基板の線路導体の幅を、外部回路に接続される側では 、外部回路の線路導体の幅と一致させることができ、また、ＦＥＴチップに接続 される側では、ＦＥＴチップの大きさに合わせて大きくできる。そのとき、外部 回路に接続される部分から、ＦＥＴチップに接続される部分まで、高周波回路基 板部分の線路導体に電気的な不連続もなく電磁界の乱れも小さくできる。

【００３０】

【実施例】

以下、本考案の一実施例について、キャリア整合構造の高周波高出力半導体装 置に用いた場合を例に取って説明する。

【００３１】 図１は、本考案による高周波回路基板の一実施例を示す斜視図で、また図２は 、図１に示した高周波回路基板を、キャリア整合構造の高周波高出力半導体装置 に組込んだ状態を示す図である。なお、図２（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の Ａ−Ａで断面した図である。

【００３２】 図１は、本考案の高周波回路基板１０を示す斜視図で、１１は絶縁基板で、図 の左端１１ａは厚さが均一で、一番薄く構成されている。また、中間１１ｂは、 図の右方向へ順に厚くなるように傾斜し、また、右端１１ｃは均一で、一番厚く 構成されている。

【００３３】 絶縁基板１１の表面に形成される金属線路導体１２は、高周波回路基板１０の 全体に亘って特性インピ−ダンスが一定となるような幅に形成される。

【００３４】 例えば、絶縁基板１１の厚さが薄い図の左端１１ａでは、線路導体１２の幅は 狭く一定で、厚さが傾斜する中間部分１１ｂでは、厚さが厚くなるにしたがって 徐々に幅が広くなっている。そして、厚さの厚い右端１１ｃでは、線路の幅が広 く一定になっている。

【００３５】 例えば絶縁基板を構成する材質が、比誘電率εｒ＝１０．５のアルミナ（Ａｌ_２ Ｏ_３）のとき、マイクロストリップ線路の特性インピ−ダンスを５０Ωとする ためには、絶縁基板の厚さＨと、線路導体の幅Ｗは、Ｗ＝０．９Ｈとなるように 構成される。

【００３６】 なお、絶縁基板１１の裏面には、ほぼ全面に接地導体１３が形成される。

【００３７】 上記した構成の高周波回路基板１０を用いて、キャリア整合構造の高周波高出 力半導体装置を構成する場合、図２に示すように高周波回路基板１０の線路導体 １２の幅が広くなっている部分がＦＥＴチップ２１と隣り合うように、ＦＥＴチ ップ２１の両側に配置する。

【００３８】 なお、図２で図１と同一部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。 また、ＦＥＴチップ２１や高周波回路基板１０は、熱伝導率の良いキャリアプ レ−ト２２に半田付けされ、また、ＦＥＴチップ２１と高周波回路基板１０の線 路導体１２は複数のＡｕボンディングワイヤ２３で接続される。

【００３９】 なお、高周波回路基板１０の左右の両端部分が平坦になっているので、ボンデ ィングワイヤ２３によるＦＥＴチップ２１との接続作業や、外部回路（図示せず 。）との接続作業が容易に行える。

【００４０】 上記した本考案によれば、従来の高周波回路基板が持つ欠点は、以下の通り解 消される。

【００４１】 （ａ）外部回路に接続される側の高周波回路基板１０の線路導体１２の幅を細 くし、外部回路の線路導体の幅と一致させることができる。したがって、キャリ ア整合形高周波高出力半導体装置と外部回路との接続部の電気的な不連続を少な くでき、良好な性能の高周波高出力半導体装置が得られる。

【００４２】 （ｂ）ＦＥＴチップに接続される側の高周波回路基板の線路導体の幅を、ＦＥ Ｔチップの大きさに合わせて太くできる。したがって、ＦＥＴチップと線路導体 を接続する複数のボンディングワイヤを平行に配線できる。このため、高出力Ｆ ＥＴを構成する各単位ＦＥＴが均一に動作し、また、完成した高周波高出力半導 体装置間のインピ−ダンスのばらつきも小さくなる。

【００４３】 （ｃ）線路導体の幅を狭い部分から、広い部分へと変化させ、その際、同時に 絶縁基板の厚さも変えている。したがって、高周波回路基板の全体に亘ってマイ クロストリップ線路の特性インピ−ダンスを、所望の一定の値に設定できる。こ れにより、高周波回路基板部分の線路導体に電気的な不連続がなく電磁界の乱れ が小さい。

【００４４】 なお、上記した実施例では、高周波回路基板を構成する絶縁基板の厚さを、連 続的に変化させているが、厚さの薄い部分から厚い部分へと階段状に変化させて 構成することもできる。この場合、誘電体基板の厚さが厚い部分の線路導体の幅 を、厚さが薄い部分より広くすることになる。

【００４５】 上記したように本考案によれば、ＦＥＴチップのインピ−ダンス評価や等価回 路化が容易になり、また精度もよくなり、増幅器の設計に有効である。

【００４６】 また、誘電体基板の厚さや傾斜、線路導体の幅の調節で、マイクロストリップ 線路の特性インピ−ダンスを所望のインピ−ダンスに設定できる。

【００４７】

【考案の効果】

本考案によれば、電気的な不連続が少なくなるなど、性能面の向上が図れ、ま た、増幅器の設計に必要なＦＥＴのインピ−ダンス評価や半導体装置の等価回路 化が容易に行えるなど実用面での効果も大きいキャリア整合構造の高周波高出力 半導体装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す斜視図である。

【図２】本考案を、キャリア整合構造の高周波高出力半
導体装置に組込んだ状態を示す平面図である。

【図３】従来の例を示す平面図である。

【図４】従来の例を、キャリア整合構造の高周波高出力
半導体装置に組込んだ状態を示す平面図である。

【符号の説明】

１０…高周波回路基板 １１…誘電体基板 １２…線路導体 １３…接地導体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｋ 1/02 Ｐ 7047−4Ｅ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁基板の表面に線路導体が、また裏面
   に接地導体が形成された高周波回路基板において、前記
   線路導体の延長方向に沿って、前記絶縁基板の厚さを相
   違させ、前記絶縁基板の厚さが厚い部分に形成される前
   記線路導体の幅を、厚さが薄い部分より広くしたことを
   特徴とする高周波回路基板。