JPH1022415A - 高周波用半導体装置 - Google Patents
高周波用半導体装置Info
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- JPH1022415A JPH1022415A JP16953496A JP16953496A JPH1022415A JP H1022415 A JPH1022415 A JP H1022415A JP 16953496 A JP16953496 A JP 16953496A JP 16953496 A JP16953496 A JP 16953496A JP H1022415 A JPH1022415 A JP H1022415A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】マイクロ波からミリ波帯域でも使用可能で信号
の反射損、放射損等による特性劣化が小さい高周波用半
導体装置、ならびにフィルターを内蔵した小型化が可能
な高周波用半導体装置を提供する。 【解決手段】複数の誘電体層2A,2B,2Cを積層し
てなる絶縁基板2と、蓋体3により形成されるキャビテ
ィ4内部に半導体素子5が搭載され、キャビティ4内部
の絶縁基板2の表面と底面に高周波用伝送線路6、7を
有するとともに、基板2内にフィルター回路8を備え、
伝送線路6と伝送線路7とがフィルター回路8を介して
電磁結合された半導体装置であって、高周波用伝送線路
6、7はいずれも低誘電率誘電体層2A,2C表面に、
フィルター回路8は、高誘電率誘電体層2B間に配設さ
れたことを特徴とする。
の反射損、放射損等による特性劣化が小さい高周波用半
導体装置、ならびにフィルターを内蔵した小型化が可能
な高周波用半導体装置を提供する。 【解決手段】複数の誘電体層2A,2B,2Cを積層し
てなる絶縁基板2と、蓋体3により形成されるキャビテ
ィ4内部に半導体素子5が搭載され、キャビティ4内部
の絶縁基板2の表面と底面に高周波用伝送線路6、7を
有するとともに、基板2内にフィルター回路8を備え、
伝送線路6と伝送線路7とがフィルター回路8を介して
電磁結合された半導体装置であって、高周波用伝送線路
6、7はいずれも低誘電率誘電体層2A,2C表面に、
フィルター回路8は、高誘電率誘電体層2B間に配設さ
れたことを特徴とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波帯から
ミリ波帯領域の高周波用として用いられる半導体装置に
関し、特に、高周波信号の特性を劣化させることなく半
導体素子や回路部品に信号を伝送することが出来る半導
体装置、さらには特定周波数の信号のみを伝送すること
が出来るフィルタ回路を内蔵した高周波用半導体装置に
関する。
ミリ波帯領域の高周波用として用いられる半導体装置に
関し、特に、高周波信号の特性を劣化させることなく半
導体素子や回路部品に信号を伝送することが出来る半導
体装置、さらには特定周波数の信号のみを伝送すること
が出来るフィルタ回路を内蔵した高周波用半導体装置に
関する。
【0002】
【従来技術】従来、マイクロ波やミリ波の信号を取り扱
う半導体装置では、図7(a)に示すように、誘電体か
らなる絶縁基板20と蓋体21により形成されたキャビ
ティ22内に半導体素子(IC)23を搭載して気密に
封止している。そして、信号等の入出力は、絶縁基板2
0表面にストリップ線路等の高周波用伝送線路24を形
成し、この伝送線路24とIC23とをワイヤボンディ
ングやリボン等によって接続されている。また、他の方
法として図7(b)に示すように、絶縁基板20の底面
に高周波用伝送線路24を形成し、この伝送線路24と
IC23とをスルーホール25を通じて接続したものも
提案されている。さらに、図7(c)に示すように、半
導体装置の底面に形成した伝送線路24を半導体装置の
側面を経由して表面の伝送線路に接続して信号等を伝送
するものも提案されている。(特開昭61−16893
9号)。
う半導体装置では、図7(a)に示すように、誘電体か
らなる絶縁基板20と蓋体21により形成されたキャビ
ティ22内に半導体素子(IC)23を搭載して気密に
封止している。そして、信号等の入出力は、絶縁基板2
0表面にストリップ線路等の高周波用伝送線路24を形
成し、この伝送線路24とIC23とをワイヤボンディ
ングやリボン等によって接続されている。また、他の方
法として図7(b)に示すように、絶縁基板20の底面
に高周波用伝送線路24を形成し、この伝送線路24と
IC23とをスルーホール25を通じて接続したものも
提案されている。さらに、図7(c)に示すように、半
導体装置の底面に形成した伝送線路24を半導体装置の
側面を経由して表面の伝送線路に接続して信号等を伝送
するものも提案されている。(特開昭61−16893
9号)。
【0003】また、最近では、内部回路(MMIC)を
保護するための入力フィルターや内部回路(MMIC)
から発生されるノイズを遮断するための出力フィルター
が要求されつつあるが、このような場合には、半導体装
置の外部にバンドパスフィルタを別途設けたり、あるい
は、図7(a)〜(c)半導体装置の絶縁基板20のキ
ャビティ外の伝送線路24の一部、例えば側壁内に形成
することも提案されている(特開平7−273273
号)。
保護するための入力フィルターや内部回路(MMIC)
から発生されるノイズを遮断するための出力フィルター
が要求されつつあるが、このような場合には、半導体装
置の外部にバンドパスフィルタを別途設けたり、あるい
は、図7(a)〜(c)半導体装置の絶縁基板20のキ
ャビティ外の伝送線路24の一部、例えば側壁内に形成
することも提案されている(特開平7−273273
号)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図7
(a)、(c)に示されるように、IC搭載面に伝送線
路24を形成し、伝送線路24が蓋体21を通過する場
合、側壁通過部で信号線路がマイクロストリップ線路か
らストリップ線路へと変換されるため、信号線路幅を狭
くする必要がある。その結果、この変換部で反射損、放
射損が発生しやすいため高周波信号の特性劣化が起こり
やすくなるという問題がある。また、IC搭載面の側面
に伝送線路を形成する関係上、半導体装置自体が必然的
に大きくなるため回路基板の小型化が困難であった。
(a)、(c)に示されるように、IC搭載面に伝送線
路24を形成し、伝送線路24が蓋体21を通過する場
合、側壁通過部で信号線路がマイクロストリップ線路か
らストリップ線路へと変換されるため、信号線路幅を狭
くする必要がある。その結果、この変換部で反射損、放
射損が発生しやすいため高周波信号の特性劣化が起こり
やすくなるという問題がある。また、IC搭載面の側面
に伝送線路を形成する関係上、半導体装置自体が必然的
に大きくなるため回路基板の小型化が困難であった。
【0005】図7(b)は、この問題に対して、スルー
ホール25を用いて底面の伝送線路と電気的に接続し
て、外部回路基板に面実装を可能としたものである。し
かし、この図7(b)の構造においては、伝送する信号
の使用周波数が10GHz以上になるとスルーホール2
5での透過損失が急激に大きくなるために、マイクロ波
帯からミリ波帯領域の信号を特性劣化なく伝送すること
が困難であった。
ホール25を用いて底面の伝送線路と電気的に接続し
て、外部回路基板に面実装を可能としたものである。し
かし、この図7(b)の構造においては、伝送する信号
の使用周波数が10GHz以上になるとスルーホール2
5での透過損失が急激に大きくなるために、マイクロ波
帯からミリ波帯領域の信号を特性劣化なく伝送すること
が困難であった。
【0006】また、特定周波数のみを通過させる機能を
具備する半導体装置において、図7(a)の外部にフィ
ルタを設けた装置では、装置全体の小型化には寄与でき
ず、さらにバンドパスフィルタ回路を伝送線路の一部に
形成した装置でも、伝送線路形成面の面積が大きくな
り、特に、絶縁基板の側壁に形成する場合は絶縁基板の
側壁は非常に小さいために線路を印刷することが難し
く、且つ共振線路間がショートする等の危険性があっ
た。
具備する半導体装置において、図7(a)の外部にフィ
ルタを設けた装置では、装置全体の小型化には寄与でき
ず、さらにバンドパスフィルタ回路を伝送線路の一部に
形成した装置でも、伝送線路形成面の面積が大きくな
り、特に、絶縁基板の側壁に形成する場合は絶縁基板の
側壁は非常に小さいために線路を印刷することが難し
く、且つ共振線路間がショートする等の危険性があっ
た。
【0007】従って、本発明は、マイクロ波からミリ波
帯領域でも使用可能で信号の特性劣化が非常に小さい高
周波用半導体装置を提供すること、さらには、フィルタ
を内蔵した小型化が可能な高周波用半導体装置を提供す
ることを目的とするものである。
帯領域でも使用可能で信号の特性劣化が非常に小さい高
周波用半導体装置を提供すること、さらには、フィルタ
を内蔵した小型化が可能な高周波用半導体装置を提供す
ることを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、マイクロ
波やミリ波等の高周波用としての半導体装置において、
信号の特性の劣化なく、かつ特定周波数の信号のみを通
過させることができるフィルタを具備する半導体装置の
構造について検討を重ねた結果、複数の誘電体材料を積
層した絶縁基板と蓋体により形成されるキャビティ内部
に半導体素子が搭載された半導体装置において、前記キ
ャビティ内部の前記絶縁基板の表面に、前記半導体素子
と電気的に接続された第1の高周波用伝送線路を形成
し、前記絶縁基板の底面に第2の高周波用伝送線路と形
成し、且つ絶縁基板内に特定周波数の信号のみを通過さ
せるためのフィルター回路を備え、前記第1の高周波用
伝送線路と前記第2の高周波伝送線路とを前記フィルタ
ー回路を介して電磁結合させることにより、伝送信号の
損失なく、特定信号のみを伝送することが可能となるこ
とを見いだした。さらに、本発明では、上記の構成に加
え、前記フィルター回路を高誘電率誘電体層間に配設す
ることにより、フィルター回路自身を小型化することが
可能となり高周波用半導体装置に内蔵することができ、
かつ高周波信号の透過特性を向上することができること
を見いだしたものである。
波やミリ波等の高周波用としての半導体装置において、
信号の特性の劣化なく、かつ特定周波数の信号のみを通
過させることができるフィルタを具備する半導体装置の
構造について検討を重ねた結果、複数の誘電体材料を積
層した絶縁基板と蓋体により形成されるキャビティ内部
に半導体素子が搭載された半導体装置において、前記キ
ャビティ内部の前記絶縁基板の表面に、前記半導体素子
と電気的に接続された第1の高周波用伝送線路を形成
し、前記絶縁基板の底面に第2の高周波用伝送線路と形
成し、且つ絶縁基板内に特定周波数の信号のみを通過さ
せるためのフィルター回路を備え、前記第1の高周波用
伝送線路と前記第2の高周波伝送線路とを前記フィルタ
ー回路を介して電磁結合させることにより、伝送信号の
損失なく、特定信号のみを伝送することが可能となるこ
とを見いだした。さらに、本発明では、上記の構成に加
え、前記フィルター回路を高誘電率誘電体層間に配設す
ることにより、フィルター回路自身を小型化することが
可能となり高周波用半導体装置に内蔵することができ、
かつ高周波信号の透過特性を向上することができること
を見いだしたものである。
【0009】即ち、本発明の高周波用半導体装置は、複
数の誘電体層を積層してなる絶縁基板と、蓋体により形
成されるキャビティ内部に半導体素子が搭載され、前記
キャビティ内部の前記絶縁基板の表面に、前記半導体素
子と電気的に接続された第1の高周波用伝送線路と、前
記絶縁基板の底面に形成された第2の高周波用伝送線路
と、絶縁基板内に特定周波数の信号のみを通過させるた
めのフィルター回路を備え、前記第1の高周波用伝送線
路と前記第2の高周波伝送線路とが前記フィルター回路
を介して電磁結合された半導体装置であって、前記第1
および第2の高周波用伝送線路は、低誘電率誘電体層表
面に形成され、前記フィルター回路は、高誘電率誘電体
層間に配設されたことを特徴とするものである。
数の誘電体層を積層してなる絶縁基板と、蓋体により形
成されるキャビティ内部に半導体素子が搭載され、前記
キャビティ内部の前記絶縁基板の表面に、前記半導体素
子と電気的に接続された第1の高周波用伝送線路と、前
記絶縁基板の底面に形成された第2の高周波用伝送線路
と、絶縁基板内に特定周波数の信号のみを通過させるた
めのフィルター回路を備え、前記第1の高周波用伝送線
路と前記第2の高周波伝送線路とが前記フィルター回路
を介して電磁結合された半導体装置であって、前記第1
および第2の高周波用伝送線路は、低誘電率誘電体層表
面に形成され、前記フィルター回路は、高誘電率誘電体
層間に配設されたことを特徴とするものである。
【0010】また、前記フィルタ−回路は、第1の接地
層に形成されたスロット孔を介して前記第1の高周波用
伝送線路と電磁結合され、第2の接地層に形成されたス
ロット孔を介して第2の高周波用伝送線路と電磁結合し
たことを特徴とする。
層に形成されたスロット孔を介して前記第1の高周波用
伝送線路と電磁結合され、第2の接地層に形成されたス
ロット孔を介して第2の高周波用伝送線路と電磁結合し
たことを特徴とする。
【0011】本発明の上記の構成によれば、誘電率の異
なる複数の誘電体材料を積層した絶縁基板と蓋体により
形成されるキャビティ内部においてIC素子と電気的に
接続された第1の高周波用伝送線路と、前記絶縁基板の
底面に第2の高周波用伝送線路とを、前記フィルタ−回
路を介して対峙する位置に形成して電磁結合させること
により、伝送線路が蓋体の側壁を通過することなく結合
できるために、側壁通過部において信号線路がマイクロ
ストリップ線路からストリップ線路へと変換されるため
の反射損、放射損の発生がなく、またスルーホールやビ
アホール等による透過損失の影響を受けることがないた
め、高周波信号を伝送損失を抑制し、かつ必要な周波数
の信号を通過伝送することができる。
なる複数の誘電体材料を積層した絶縁基板と蓋体により
形成されるキャビティ内部においてIC素子と電気的に
接続された第1の高周波用伝送線路と、前記絶縁基板の
底面に第2の高周波用伝送線路とを、前記フィルタ−回
路を介して対峙する位置に形成して電磁結合させること
により、伝送線路が蓋体の側壁を通過することなく結合
できるために、側壁通過部において信号線路がマイクロ
ストリップ線路からストリップ線路へと変換されるため
の反射損、放射損の発生がなく、またスルーホールやビ
アホール等による透過損失の影響を受けることがないた
め、高周波信号を伝送損失を抑制し、かつ必要な周波数
の信号を通過伝送することができる。
【0012】しかも、前記第1および第2の高周波用伝
送線路を低誘電率誘電体層表面に形成し、上記フィルタ
ー回路を高誘電率の誘電体材料からなる絶縁層間に配設
することにより、同一の誘電体材料から形成する場合よ
りもさらにフィルター回路を小型化することができ、か
つ高周波信号の透過特性を高めることができる。
送線路を低誘電率誘電体層表面に形成し、上記フィルタ
ー回路を高誘電率の誘電体材料からなる絶縁層間に配設
することにより、同一の誘電体材料から形成する場合よ
りもさらにフィルター回路を小型化することができ、か
つ高周波信号の透過特性を高めることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の高周波用半導体装置の一
例を図1に示した。図1によれば、高周波用半導体装置
1は、複数の誘電体層を積層した絶縁基板2と蓋体3に
よりキャビティ4が形成されており、そのキャビティ4
内には、IC等の半導体素子5が搭載されている。絶縁
基板2を構成する誘電体材料としては、ガラスセラミッ
クス、セラミック金属複合材料、ガラス有機樹脂系複合
材料等が好適に使用される。
例を図1に示した。図1によれば、高周波用半導体装置
1は、複数の誘電体層を積層した絶縁基板2と蓋体3に
よりキャビティ4が形成されており、そのキャビティ4
内には、IC等の半導体素子5が搭載されている。絶縁
基板2を構成する誘電体材料としては、ガラスセラミッ
クス、セラミック金属複合材料、ガラス有機樹脂系複合
材料等が好適に使用される。
【0014】一方、蓋体3は、キャビティからの電磁波
が外部に漏洩するのを防止できる材料から構成すること
が望ましく、セラミックス、セラミック金属複合材料、
ガラスセラミックス等が使用できるが、これらの材料中
に電磁波を吸収させることのできるカーボン等の電磁波
吸収物質を少量分散させたり、蓋体の表面にこれらの電
磁波吸収物質を塗布することもできる。また、電磁波の
漏洩を防止するため、蓋体3で封止する際のAu−S
n、Au−Siなどのシール部を後述するアース層を壁
内のスルーホールや壁外のメタライズ層等に接続して同
電位とすることが望ましい。
が外部に漏洩するのを防止できる材料から構成すること
が望ましく、セラミックス、セラミック金属複合材料、
ガラスセラミックス等が使用できるが、これらの材料中
に電磁波を吸収させることのできるカーボン等の電磁波
吸収物質を少量分散させたり、蓋体の表面にこれらの電
磁波吸収物質を塗布することもできる。また、電磁波の
漏洩を防止するため、蓋体3で封止する際のAu−S
n、Au−Siなどのシール部を後述するアース層を壁
内のスルーホールや壁外のメタライズ層等に接続して同
電位とすることが望ましい。
【0015】本発明によれば、上記の半導体装置におい
て、半導体素子5に信号を伝送する線路として、マイク
ロストリップ線路、ストリップ線路、グランド付コプレ
ーナ線路のうちから選ばれる1種の高周波用伝送線路
が、キャビティ4内の絶縁基板における絶縁基板の表面
に形成されている。図1の半導体装置によれば、伝送線
路はマイクロストリップ線路として形成されている。
て、半導体素子5に信号を伝送する線路として、マイク
ロストリップ線路、ストリップ線路、グランド付コプレ
ーナ線路のうちから選ばれる1種の高周波用伝送線路
が、キャビティ4内の絶縁基板における絶縁基板の表面
に形成されている。図1の半導体装置によれば、伝送線
路はマイクロストリップ線路として形成されている。
【0016】図1によれば、絶縁基板は、複数の誘電体
層によって構成されている。キャビティ4内の絶縁基板
2の表面には、ストリップ線路6が形成され、また絶縁
基板2の底面には、ストリップ線路7が形成されてい
る。そして、絶縁基板2内には、フィルター回路8が形
成されている。そして、ストリップ線路6の端部は、導
体層からなる接地層9に形成されたスロット孔10を挟
んでフィルター回路8の端部を対峙され、かかる構造に
おいて、ストリップ線路6はフィルター回路8と電磁結
合される。一方、ストリップ線路7の端部は、導体層か
らなる接地層11に形成されたスロット孔12を挟んで
フィルター回路8の端部と対峙され、かかる構造におい
て、ストリップ線路7はフィルター回路8と電磁結合さ
れる。なお、ストリップ線路6は接地層9とともにマイ
クロストリップ線路13を形成し、また、ストリップ線
路7は、接地層11とともにマイクロストリップ線路1
4を形成する。
層によって構成されている。キャビティ4内の絶縁基板
2の表面には、ストリップ線路6が形成され、また絶縁
基板2の底面には、ストリップ線路7が形成されてい
る。そして、絶縁基板2内には、フィルター回路8が形
成されている。そして、ストリップ線路6の端部は、導
体層からなる接地層9に形成されたスロット孔10を挟
んでフィルター回路8の端部を対峙され、かかる構造に
おいて、ストリップ線路6はフィルター回路8と電磁結
合される。一方、ストリップ線路7の端部は、導体層か
らなる接地層11に形成されたスロット孔12を挟んで
フィルター回路8の端部と対峙され、かかる構造におい
て、ストリップ線路7はフィルター回路8と電磁結合さ
れる。なお、ストリップ線路6は接地層9とともにマイ
クロストリップ線路13を形成し、また、ストリップ線
路7は、接地層11とともにマイクロストリップ線路1
4を形成する。
【0017】このスロット孔10を介して形成されたス
トリップ線路6とフィルター回路8の端部は、図2の斜
視図から明らかなように、接地層9に形成されたスロッ
ト孔10を挟んで、それぞれの線路の端部が平面的に必
要な伝送信号周波数の約1/2波長相当長さで重なるよ
うに位置に形成されることが望ましく、スロット孔10
の形状は、長辺と短辺とからなる長方形の孔であり、こ
の孔の形状によって使用周波数の特定と周波数の帯域幅
を特定することができる。そのためスロット孔の長辺は
伝送信号周波数の1/2波長相当長さにするのが望まし
く、スロット孔の短辺は1/5波長相当長さから1/5
0波長相当長さに設定すると、帯域幅は3GHz〜20
GHzに制御することが出来る。さらに信号の透過特性
を改善するには、スロット孔の特性インピ−ダンスが小
さくなることが望ましいことから、スロット孔の短辺は
1/10波長相当長さ以下にすることが特に望ましい。
トリップ線路6とフィルター回路8の端部は、図2の斜
視図から明らかなように、接地層9に形成されたスロッ
ト孔10を挟んで、それぞれの線路の端部が平面的に必
要な伝送信号周波数の約1/2波長相当長さで重なるよ
うに位置に形成されることが望ましく、スロット孔10
の形状は、長辺と短辺とからなる長方形の孔であり、こ
の孔の形状によって使用周波数の特定と周波数の帯域幅
を特定することができる。そのためスロット孔の長辺は
伝送信号周波数の1/2波長相当長さにするのが望まし
く、スロット孔の短辺は1/5波長相当長さから1/5
0波長相当長さに設定すると、帯域幅は3GHz〜20
GHzに制御することが出来る。さらに信号の透過特性
を改善するには、スロット孔の特性インピ−ダンスが小
さくなることが望ましいことから、スロット孔の短辺は
1/10波長相当長さ以下にすることが特に望ましい。
【0018】図1の半導体装置において、フィルター回
路8は、図3に示すように、伝送信号周波数の1/2波
長相当長さの同一形状の導体路15が等間隔で同一平面
上に多段に配列した平面型ストリップ共振線路によって
形成されている。なお、このストリップ共振線路はその
周囲に電磁波が漏洩しないように、フィルター回路8の
周囲にアース帯16形成され、このアース帯16は、ビ
アホール17にてアース層9およびアース層11と電気
的に接続されている。
路8は、図3に示すように、伝送信号周波数の1/2波
長相当長さの同一形状の導体路15が等間隔で同一平面
上に多段に配列した平面型ストリップ共振線路によって
形成されている。なお、このストリップ共振線路はその
周囲に電磁波が漏洩しないように、フィルター回路8の
周囲にアース帯16形成され、このアース帯16は、ビ
アホール17にてアース層9およびアース層11と電気
的に接続されている。
【0019】また、フィルター回路8の構造としては、
図1のように同一平面に形成したものに限定されず、例
えば、図4に示すように、導体路18を複数の平面に多
段に形成してもよい。この場合、導体路18の末端での
スロット孔10またはスロット孔12を介して高周波伝
送線路6、7との結合において、導体路18Aの接地層
9との間隔X1 を、接地層11との間隔X2 よりも狭く
することによって、間隔X1 と間隔X2 とが同一である
図1に比較して、導体路18Aと伝送線路6とをより効
率的に電磁結合させ、特定周波数の信号の通過特性を向
上させることができる。また、図3によれば、導体路1
8Bと伝送線路7との関係も上記と同様である。
図1のように同一平面に形成したものに限定されず、例
えば、図4に示すように、導体路18を複数の平面に多
段に形成してもよい。この場合、導体路18の末端での
スロット孔10またはスロット孔12を介して高周波伝
送線路6、7との結合において、導体路18Aの接地層
9との間隔X1 を、接地層11との間隔X2 よりも狭く
することによって、間隔X1 と間隔X2 とが同一である
図1に比較して、導体路18Aと伝送線路6とをより効
率的に電磁結合させ、特定周波数の信号の通過特性を向
上させることができる。また、図3によれば、導体路1
8Bと伝送線路7との関係も上記と同様である。
【0020】また、本発明の高周波用半導体装置によれ
ば、高周波伝送線路6、7が形成された誘電体層2Aと
2Cを高周波での伝送特性を良くする目的から低誘電率
からなる誘電体材料から形成し、また、フィルタ−回路
8が配設された誘電体層2Bを誘電体層2A,2Cより
も誘電率の大きい誘電体材料により形成することにより
フィルター回路8をより小型化して半導体装置内に収納
させることができる。この場合、誘電体層2A,2C
は、同一の誘電体材料であればよく、具体的には、誘電
率が7以下、特に6以下であり、誘電体層2Bは、誘電
率9以上、特に12以上であることが望ましい。
ば、高周波伝送線路6、7が形成された誘電体層2Aと
2Cを高周波での伝送特性を良くする目的から低誘電率
からなる誘電体材料から形成し、また、フィルタ−回路
8が配設された誘電体層2Bを誘電体層2A,2Cより
も誘電率の大きい誘電体材料により形成することにより
フィルター回路8をより小型化して半導体装置内に収納
させることができる。この場合、誘電体層2A,2C
は、同一の誘電体材料であればよく、具体的には、誘電
率が7以下、特に6以下であり、誘電体層2Bは、誘電
率9以上、特に12以上であることが望ましい。
【0021】なお、半導体装置1を外部回路基板(図示
せず)に実装する場合には、従来より底面に形成された
ストリップ線路7の一部に接続端子を形成し、この接続
端子を介して外部電気回路基板と半田により接続するの
が一般的であるが、かかる方法では、接続端子部でイン
ピーダンス不整合が生じて反射損が生じやすいという問
題がある。そのため、半導体装置1の底面に形成された
ストリップ線路7の一部を外部回路基板表面の導体回路
に対して直接半田等を用いて接続することが望ましい。
外部回路基板へのさらに他の接続方法としては、半田接
続部においてもインピーダンス不整合が生じる場合があ
るため、前記ストリップ線路7と外部回路基板上の伝送
線路を重ねて接触させることで実装し、線路以外の部分
で半田固定することが望ましい。
せず)に実装する場合には、従来より底面に形成された
ストリップ線路7の一部に接続端子を形成し、この接続
端子を介して外部電気回路基板と半田により接続するの
が一般的であるが、かかる方法では、接続端子部でイン
ピーダンス不整合が生じて反射損が生じやすいという問
題がある。そのため、半導体装置1の底面に形成された
ストリップ線路7の一部を外部回路基板表面の導体回路
に対して直接半田等を用いて接続することが望ましい。
外部回路基板へのさらに他の接続方法としては、半田接
続部においてもインピーダンス不整合が生じる場合があ
るため、前記ストリップ線路7と外部回路基板上の伝送
線路を重ねて接触させることで実装し、線路以外の部分
で半田固定することが望ましい。
【0022】なお、IC素子5は、ストリップ線路6の
上に半田や金バンプ等により直接載置されることによ
り、伝送損失なく接続することができるが、ストリップ
線路6とIC素子5との接続方法としては、これに限ら
れるものではなく、例えば、金リボンや数本のワイヤボ
ンディングにより接続したり、ポリイミド等の基板にC
u等の導体を形成した導体板等により接続することもで
きる。
上に半田や金バンプ等により直接載置されることによ
り、伝送損失なく接続することができるが、ストリップ
線路6とIC素子5との接続方法としては、これに限ら
れるものではなく、例えば、金リボンや数本のワイヤボ
ンディングにより接続したり、ポリイミド等の基板にC
u等の導体を形成した導体板等により接続することもで
きる。
【0023】本発明の図1の高周波用半導体装置におい
て、誘電体層2A,2Cを誘電率5.6、誘電損失1
5.0×10-4(測定周波数13.2GHz)のガラス
セラミックスからなる誘電体材料により構成し、誘電体
層2Bを誘電率14.6、誘電損失3.5×10-4(測
定周波数9.2GHz)のガラスセラミックスからなる
誘電体材料により構成し、各線路を導体に銅を用いて半
導体装置を作製した。比較のために誘電率5.6、誘電
損失15.0×10-4(測定周波数13.2GHz)の
誘電体材料のみで半導体装置を作製した。半導体装置の
入出力部における伝送特性をネットワークアナライザー
により測定した。図5(a)(b)にその結果を示す。
図5の結果によれば、S21の特性が改善されることが
わかる。
て、誘電体層2A,2Cを誘電率5.6、誘電損失1
5.0×10-4(測定周波数13.2GHz)のガラス
セラミックスからなる誘電体材料により構成し、誘電体
層2Bを誘電率14.6、誘電損失3.5×10-4(測
定周波数9.2GHz)のガラスセラミックスからなる
誘電体材料により構成し、各線路を導体に銅を用いて半
導体装置を作製した。比較のために誘電率5.6、誘電
損失15.0×10-4(測定周波数13.2GHz)の
誘電体材料のみで半導体装置を作製した。半導体装置の
入出力部における伝送特性をネットワークアナライザー
により測定した。図5(a)(b)にその結果を示す。
図5の結果によれば、S21の特性が改善されることが
わかる。
【0024】また、フィルター回路8が図4のような構
造からなる場合において、誘電体層2A、2Cおよび誘
電体層2Bを前記と同様に2種類の誘電体層により構成
するとともに、フィルター回路8の導体路18Aの接地
層9側の誘電体層厚みX1 を200μmとして、接地層
11側の誘電体層厚みX2 を200μm、250μm、
300μm、400μmに変え、その時の伝送特性の変
化を図6に示した。図6の結果によれば、接地層11側
の誘電体層厚みX2 が大きくなるほど透過特性は向上し
ており、特に、X2 /X1 が1.5以上、特に2以上で
良いことがわかる。
造からなる場合において、誘電体層2A、2Cおよび誘
電体層2Bを前記と同様に2種類の誘電体層により構成
するとともに、フィルター回路8の導体路18Aの接地
層9側の誘電体層厚みX1 を200μmとして、接地層
11側の誘電体層厚みX2 を200μm、250μm、
300μm、400μmに変え、その時の伝送特性の変
化を図6に示した。図6の結果によれば、接地層11側
の誘電体層厚みX2 が大きくなるほど透過特性は向上し
ており、特に、X2 /X1 が1.5以上、特に2以上で
良いことがわかる。
【0025】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の高周波用半
導体装置によれば、誘電体層にフィルター回路を有し、
このフィルター回路が絶縁基板の表面と裏面に形成され
た高周波用伝送線路と電磁結合した半導体装置におい
て、フィルター回路形成部の誘電体層をその他の誘電体
層よりも高誘電率化することにより、フィルター回路自
体を小型化することができ、しかも透過特性を向上する
ことができる。これにより、特定周波数の信号のみを入
出力するとともに、半導体装置の小型化を図ることがで
き、しかも優れたフィルター特性を実現することができ
る。
導体装置によれば、誘電体層にフィルター回路を有し、
このフィルター回路が絶縁基板の表面と裏面に形成され
た高周波用伝送線路と電磁結合した半導体装置におい
て、フィルター回路形成部の誘電体層をその他の誘電体
層よりも高誘電率化することにより、フィルター回路自
体を小型化することができ、しかも透過特性を向上する
ことができる。これにより、特定周波数の信号のみを入
出力するとともに、半導体装置の小型化を図ることがで
き、しかも優れたフィルター特性を実現することができ
る。
【図1】本発明の高周波用半導体装置の一例を示す概略
配置図である。
配置図である。
【図2】図1の高周波用半導体装置における電磁結合の
構造を説明するための斜視図である。
構造を説明するための斜視図である。
【図3】図1の高周波用半導体装置におけるフィルター
回路の構造を説明するための概略図である。
回路の構造を説明するための概略図である。
【図4】フィルター回路の他の構造を説明するための概
略図である。
略図である。
【図5】図1の半導体装置における伝送特性を示す図で
あり、(a)は本発明、(b)は比較例である。
あり、(a)は本発明、(b)は比較例である。
【図6】図4におけるフィルター回路におけるX1 、X
2 を変化させた時の透過特性を示す図である。
2 を変化させた時の透過特性を示す図である。
【図7】従来の高周波用半導体装置の構造を説明するた
めの概略配置図である。
めの概略配置図である。
1 高周波用半導体装置 2 絶縁基板 2A,2B,2C 誘電体層 3 蓋体 4 キャビティ 5 半導体素子 6,7 ストリップ線路 8 フィルター回路 9,11 接地層 10,12 スロット孔 13,14 マイクロストリップ線路 15,18,18A,18B 導体路 16 アース帯 17 ビアホール
Claims (2)
- 【請求項1】複数の誘電体層を積層してなる絶縁基板
と、蓋体により形成されるキャビティ内部に半導体素子
が搭載され、前記キャビティ内部の前記絶縁基板の表面
に、前記半導体素子と電気的に接続された第1の高周波
用伝送線路と、前記絶縁基板の底面に形成された第2の
高周波用伝送線路と、絶縁基板内に特定周波数の信号の
みを通過させるためのフィルター回路を備え、前記第1
の高周波用伝送線路と前記第2の高周波伝送線路とが前
記フィルター回路を介して電磁結合された半導体装置で
あって、前記第1および第2の高周波用伝送線路は、低
誘電率誘電体層表面に形成され、前記フィルター回路
は、高誘電率誘電体層間に配設されたことを特徴とする
高周波用半導体装置。 - 【請求項2】前記フィルタ−回路は、第1の接地層に形
成されたスロット孔を介して前記第1の高周波用伝送線
路と電磁結合され、第2の接地層に形成されたスロット
孔を介して第2の高周波用伝送線路と電磁結合されるこ
とを特徴とする請求項1記載の高周波用半導体装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16953496A JP3398282B2 (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | 高周波用半導体装置 |
US08/884,223 US5952709A (en) | 1995-12-28 | 1997-06-27 | High-frequency semiconductor device and mounted structure thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16953496A JP3398282B2 (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | 高周波用半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1022415A true JPH1022415A (ja) | 1998-01-23 |
JP3398282B2 JP3398282B2 (ja) | 2003-04-21 |
Family
ID=15888285
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16953496A Expired - Fee Related JP3398282B2 (ja) | 1995-12-28 | 1996-06-28 | 高周波用半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3398282B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11150404A (ja) * | 1997-11-17 | 1999-06-02 | Nec Corp | 半導体実装部品ならびに実装方法 |
JPH11345910A (ja) * | 1999-04-28 | 1999-12-14 | Kyocera Corp | 高周波用配線基板の接続構造 |
JP2000340749A (ja) * | 1999-05-27 | 2000-12-08 | Tdk Corp | 高周波ic部品及びその製造方法 |
US7209362B2 (en) | 2002-07-26 | 2007-04-24 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Multilayer ceramic substrate with a cavity |
KR101055561B1 (ko) | 2009-07-29 | 2011-08-08 | 삼성전기주식회사 | 캐비티를 구비한 인쇄회로기판 및 그 제조방법 |
JP2016144139A (ja) * | 2015-02-04 | 2016-08-08 | 富士通株式会社 | 積層型導波路、無線通信モジュール、及び、無線通信システム |
-
1996
- 1996-06-28 JP JP16953496A patent/JP3398282B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11150404A (ja) * | 1997-11-17 | 1999-06-02 | Nec Corp | 半導体実装部品ならびに実装方法 |
JPH11345910A (ja) * | 1999-04-28 | 1999-12-14 | Kyocera Corp | 高周波用配線基板の接続構造 |
JP2000340749A (ja) * | 1999-05-27 | 2000-12-08 | Tdk Corp | 高周波ic部品及びその製造方法 |
US7209362B2 (en) | 2002-07-26 | 2007-04-24 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Multilayer ceramic substrate with a cavity |
KR101055561B1 (ko) | 2009-07-29 | 2011-08-08 | 삼성전기주식회사 | 캐비티를 구비한 인쇄회로기판 및 그 제조방법 |
JP2016144139A (ja) * | 2015-02-04 | 2016-08-08 | 富士通株式会社 | 積層型導波路、無線通信モジュール、及び、無線通信システム |
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---|---|
JP3398282B2 (ja) | 2003-04-21 |
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