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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Hochfrequenzvorrichtung zum Steuern eines Hochfrequenzsignals, das beispielsweise für Satellitenkommunikation, Bodenmikrowellenkommunikation oder mobile Kommunikation, usw. verwendet wird.
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JP H08-288701 A offenbart eine integrierte Mikrowellenschaltungsvorrichtung, die mit Durchführungsabschnitten versehen sind. Die Durchführungsabschnitte dieser integrierten Mikrowellenschaltungsvorrichtungen haben eine charakteristische Impedanz von 50 Ω.
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Die Druckschriften
US 2012 / 0 061 133 A1 ,
US 2011 / 0 181 350 A1 ,
JP 2001 -
230 640 A ,
US 2006 / 0 139 903 A1 ,
US 6 072 211 A und
US 2007 / 0 235 855 A1 offenbaren Hochfrequenzvorrichtungen gemäß dem Stand der Technik, welche Hintergrundwissen zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung bereithalten.
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Hochfrequenzvorrichtungen mit einem Leistungsverstärker zur Verwendung im Sendeabschnitt einer Basisstation sind manchmal so entworfen, dass sie einen diskreten Aufbau haben, der nur einen Leistungsverstärker-FET-Chip enthält, oder einen „Teilanpassungsaufbau“, der nur einen FET-Chip und ein Voranpassungssubstrat enthält, um die Anzahl von Anpassungsschaltungssubstraten zu verringern. In einem solchen Fall ist es erwünscht, dass die Durchführungsabschnitte der Hochfrequenzvorrichtungen die gewünschte Impedanz aufweisen, z.B. 50Ω. Deswegen sind die Durchführungsabschnitte und die Abmessungen der Hochfrequenzvorrichtungen so entworfen, dass eine Impedanzanpassung an den verwendeten Halbleiterchip oder die verwendeten Anpassschaltungen erzielt wird.
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Wenn einmal die Durchführungsabschnitte und die Abmessungen der Hochfrequenzvorrichtungen entworfen wurden und ein Prototyp der Hochfrequenzvorrichtung angefertigt wurde, ist es nicht einfach, die Impedanz der Durchführungsabschnitte zu ändern. Das bedeutet, dass es in dem Fall, in dem der Aufbau des Halbleiterchips oder der Anpassschaltungen später geändert wird, schwierig ist, optimale Anpassbedingungen zu erzielen, was zu einer verringerten Leistungsfähigkeit der Hochfrequenzvorrichtung führt.
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Die vorliegende Erfindung wurde durchgeführt, um das obige Problem zu lösen. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Hochfrequenzvorrichtung bereit zu stellen, deren Durchführungsabschnitte mit Impedanzeinstellfunktionen versehen sind, so dass in der Hochfrequenzvorrichtung leicht eine Impedanzanpassung erzielt werden kann.
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Die Aufgabe wird durch eine Hochfrequenzvorrichtung gemäß Anspruch 1 und alternativ gemäß Anspruch 3 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.
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Die Hochfrequenzvorrichtung enthält eine Grundplatte mit einer Hauptfläche, ein erstes Dielektrikum, das auf der Hauptfläche entlang einer Seite der Grundplatte gebildet ist, eine Signalleitung, die auf dem ersten Dielektrikum gebildet ist und sich von der einen Seite aus zu einem Mittelabschnitt der Hauptfläche hin erstreckt, ein Inselmuster aus Metall, das auf dem ersten Dielektrikum benachbart zu der Signalleitung gebildet ist und sich ohne Kontakt mit der Signalleitung von der einen Seite aus zu dem Mittelabschnitt hin erstreckt, einen Metallrahmen mit einem Kontaktabschnitt, der in Kontakt mit der Hauptfläche ist, und einem Brückenabschnitt, der auf einem zweiten Dielektrikum gebildet ist, das auf einem Abschnitt der Signalleitung und auf einem Abschnitt des Inselmusters gebildet ist, wobei der Kontaktabschnitt und der Brückenabschnitt gemeinsam den Mittelabschnitt umschließen, einen Anschlussrahmen, der mit einer äußeren Signalleitung der Signalleitung verbunden ist, wobei die äußere Signalleitung ein Abschnitt der Signalleitung ist, der außerhalb des Metallrahmens liegt, einen Halbleiterchip, der an dem Mittelabschnitt angebracht ist, und einen ersten Draht, der den Halbleiterchip mit einer inneren Signalleitung der Signalleitung verbindet, wobei die innere Signalleitung ein Abschnitt der Signalleitung ist, der von dem Metallrahmen umschlossen ist.
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Ferner ist bei einer Lösung ein zweiter Draht ausgebildet, welcher die innere Signalleitung mit einem inneren Inselmuster des Inselmusters verbindet, wobei das innere Inselmuster ein Abschnitt des Inselmusters ist, der von dem Metallrahmen umschlossen ist.
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Alternativ ist bei einer zweiten Lösung ein dritter Draht ausgebildet, der die äußere Signalleitung mit einem äußeren Inselmuster des Inselmusters verbindet, wobei das äußere Inselmuster ein Abschnitt des Inselmusters ist, der außerhalb des Metallrahmens liegt.
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Weiterbildungen der Erfindung sind jeweils in den Unteransprüchen angegeben.
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Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen.
- 1 ist eine Draufsicht auf eine Hochfrequenzvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine Schnittansicht entlang einer einfach gestrichelten Linie in 1.
- 3 ist eine Schnittansicht entlang einer strichpunktierten Linie in 1.
- 4 ist eine Schnittansicht entlang einer doppelt strichpunktierten Linie in 1.
- 5 zeigt einen Zustand, in dem nur die Inselmuster, die der Signalleitung unmittelbar benachbart sind, durch Drähte mit den Signalleitungen verbunden sind.
- 6 zeigt einen Zustand, in dem die Signalleitungen mit keinem der Inselmuster verbunden sind.
- 7 ist ein Diagramm, das Änderungen der Impedanz eines Durchführungsabschnitts zeigt.
- 8 ist eine Draufsicht auf eine Hochfrequenzvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
- 9 ist eine Schnittansicht einer Hochfrequenzvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform.
- 10 ist eine Schnittansicht, die einen ähnlichen Aufbau wie 9 zeigt, außer dass der Halbleiterchip über einen Draht mit einem Abschnitt auf dem zweiten Dielektrikum verbunden ist.
- 11 ist eine Schnittansicht einer Hochfrequenzvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform.
- 12 ist eine Schnittansicht, die einen ähnlichen Aufbau wie 11 zeigt, außer dass das Zwischenmetall über zusätzliche Drähte mit der Grundplatte verbunden ist.
- 13 ist eine Draufsicht auf eine Hochfrequenzvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform.
- 14 ist eine Schnittansicht entlang einer gestrichelten Linie in 13.
- 15 ist ein Diagramm, das die Impedanzen eines Durchführungsabschnitts zeigt.
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Mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen werden Hochfrequenzvorrichtungen gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Durch die gesamte Beschreibung hindurch werden gleiche oder einander entsprechende Komponenten mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet, und sie werden nur einmal beschrieben.
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1 ist eine Draufsicht auf eine Hochfrequenzvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform. Diese Hochfrequenzvorrichtung enthält eine Grundplatte 10 mit einer Hauptfläche 10a. Die Grundplatte 10 liegt auf Massepotential. Ein Dielektrikum 12 ist auf der Hauptfläche entlang einer Seite der Basisplatte 10 gebildet. Eine Signalleitung 14 zum Übertragen eines Hochfrequenzsignals ist auf dem Dielektrikum 12 gebildet. Die Signalleitung 14 ist so gebildet, dass sie sich von einer Seite der Basisplatte 10 aus zu dem Mittelabschnitt der Hauptfläche 10a hin erstreckt.
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Ein Inselmuster 16 ist auf dem Dielektrikum 12 benachbart zu der Signalleitung 14 gebildet. Ein Inselmuster 17 ist benachbart zu dem Inselmuster 16 gebildet. Das Inselmuster 17 ist von der Signalleitung 14 weiter entfernt als das Inselmuster 16 von der Signalleitung 14 entfernt ist. Die Inselmuster 16 und 17 sind Metallmuster, die sich ohne Kontakt mit der Signalleitung 14 von einer Seite der Grundplatte 10 aus zu dem Mittelabschnitt der Hauptfläche 10a hin erstrecken. Die Inselmuster 16 und 17 sind in der Ansicht von 1 unterhalb der Signalleitung 14 gebildet. Inselmuster 18 und 19 sind in der Ansicht von 1 oberhalb der Signalleitung 14 gebildet.
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Ein Metallrahmen 30 ist so gebildet, dass er den Mittelabschnitt der Hauptfläche 10a umgibt. Der Metallrahmen 30 enthält einen Kontaktabschnitt 30a, der wie in 4 gezeigt in Kontakt mit der Hauptfläche 10a ist, und einen Brückenabschnitt 30b, der wie in 2 und 3 gezeigt oberhalb der Signalleitung 14 und der Inselmuster 16, 17, 18 und 19 gebildet ist. Der Kontaktabschnitt 30a und der Brückenabschnitt 30b umschließen zusammen den Mittelabschnitt der Hauptfläche 10a. Ein Halbleiterchip 32 ist an dem Mittelabschnitt der Hauptfläche 10a befestigt. Der Halbleiterchip 32 ist beispielsweise ein FET-Chip zum Verstärken von Hochfrequenzsignalen.
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Der Abschnitt der Signalleitung 14, der innerhalb des Metallrahmens 30 liegt, wird im Folgenden als innere Signalleitung 14a beschrieben. Der Abschnitt der Signalleitung 14, der außerhalb des Metallrahmens 30 liegt, wird im Folgenden als äußere Signalleitung 14b bezeichnet. Die Abschnitte der Inselmuster 16 und 17, die innerhalb des Metallrahmens 30 liegen, werden im Folgenden jeweils als innere Inselmuster 16a und 17a bezeichnet. Die Abschnitte der Inselmuster 16 und 17, die außerhalb des Metallrahmens 30 liegen, werden im Folgenden jeweils als äußere Inselmuster 16b und 17b bezeichnet. Das innere Inselmuster 18a und das äußere Inselmuster 18b des Inselmusters 18 sowie das innere Inselmuster 19a und das äußere Inselmuster 19b des Inselmusters 19 sind in derselben Weise definiert wie beispielsweise das innere Inselmuster 16a und das äußere Inselmuster 16b des Inselmusters 16.
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2 ist eine Schnittansicht entlang einer einfach gestrichelten Linie in 1. Ein zusätzliches Dielektrikum 34 ist auf einem Abschnitt der Signalleitung 14 gebildet. Der Brückenabschnitt 30b ist auf dem zusätzlichen Dielektrikum 34 gebildet, das auf der Signalleitung 14 angeordnet ist.
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3 ist eine Schnittansicht entlang einer strichpunktierten Linie in 1. Ein Abschnitt des zusätzlichen Dielektrikums 34 ist auf einem Abschnitt des Inselmusters 16 gebildet. Der Brückenabschnitt 30b ist ebenfalls auf dem Abschnitt des zusätzlichen Dielektrikums 34 gebildet, das auf dem Inselabschnitt 16 angeordnet ist.
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Somit ist der Brückenabschnitt 30b auf dem zusätzlichen Dielektrikum 34 gebildet. Insbesondere ist der Brückenabschnitt 30b so auf dem Dielektrikum 34 gebildet, das er auf Abschnitten der Signalleitung 14 und der Inselmuster 16, 17, 18 und 19 angeordnet ist.
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4 ist eine Schnittansicht entlang einer doppeltstrichpunktierten Linie in 1. Der Kontaktabschnitt 30a ist auf der Basisplatte 10 gebildet.
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Mit Bezug zurück auf 1 sind der Halbleiterchip 32 und die innere Signalleitung 14a über einen ersten Draht 40 miteinander verbunden. Ein Anschlussrahmen 42 ist mit der äußeren Signalleitung 14b verbunden. Der Anschlussrahmen 42 ist mit einer externen Komponente verbunden.
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Die innere Signalleitung 14a und das innere Inselmuster 16a sind über zweite Drähte 44a miteinander verbunden. Das innere Inselmuster 16a und das innere Inselmuster 17a sind über zweite Drähte 44b miteinander verbunden. Die äußere Signalleitung 14b und das äußere Inselmuster 16b sind über dritte Drähte 46a miteinander verbunden. Das äußere Inselmuster 16b und das äußere Inselmuster 17b sind über dritte Drähte 46b miteinander verbunden. Wie aus 1 ersichtlich sind die Inselmuster 18 und 19 in derselben Weise wie die Inselmuster 16 und 17 ebenfalls über Drähte miteinander und mit der Signalleitung 14 verbunden.
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Es sei angemerkt, dass die Signalleitung, die Inselmuster, der Anschlussrahmen, die Drähte usw., die auf der linken Seite der Grundplatte 10 angeordnet sind, gemeinsam einen Durchführungsabschnitt 50 bilden (s. 1). Ein Durchführungsabschnitt 52, der einen ähnlichen Aufbau hat wie der Durchführungsabschnitt 50, ist auf der rechten Seite der Grundplatte 10 gebildet. Der Durchführungsabschnitt 52 enthält einen Anschlussrahmen 54 und eine Signalleitung 56. Die Signalleitung 56 und der Halbleiterchip 32 sind über einen ersten Draht 58 miteinander verbunden.
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Der Betrieb der Hochfrequenzvorrichtung wird nun kurz beschrieben. Ein Hochfrequenzsignal wird über den Anschlussrahmen 54 empfangen und über die Signalleitung 56 und den ersten Draht 58 zu dem Halbleiterchip 32 übertragen. Das Hochfrequenzsignal wird dann von dem Halbleiterchip 32 verstärkt und über den ersten Draht 40 und die Signalleitung 14 dem Anschlussrahmen 42 zugeführt.
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Bei der Hochfrequenzvorrichtung kann die Impedanz jedes Durchführungsabschnitts eingestellt werden durch Ändern seiner effektiven Signalleitungsbreite, d.h. der Summe der Breiten der Signalleitung und der Inselmuster, die in dem Durchführungsabschnitt parallel zu der Signalleitung geschaltet sind. Insbesondere wird die effektive Signalleitungsbreite des Durchführungsabschnitts eingestellt durch selektives Anschließen und Lösen von Drähten zwischen der Signalleitung und den Inselmustern.
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In 1 ist die Hochfrequenzvorrichtung so aufgebaut, dass in dem Durchführungsabschnitt 50 alle darin gebildeten Inselabschnitte 16, 17, 18 und 19 über Drähte parallel zu der Signalleitung 14 geschaltet sind, um die effektive Signalleitungsbreite des Durchführungsabschnitts 50, d.h. die Summe der Breiten der Signalleitung 14 und der dazu parallel geschalteten Inselmuster, zu maximieren, und dass in dem Durchführungsabschnitt 52 alle darin gebildeten Inselmuster 16, 17, 18 und 19 über Drähte parallel zu der Signalleitung 56 geschaltet sind, um die effektive Signalleitungsbreite des Durchführungsabschnitts 52, d.h. die Summe der Breiten der Signalleitung 56 und der zu dieser parallel geschalteten Inselmuster, zu maximieren.
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5 ist eine Draufsicht auf die Hochfrequenzvorrichtung, wobei in dem Durchführungsabschnitt 50 nur die der Signalleitung 14 unmittelbar benachbarten Inselmuster über Drähte mit der Signalleitung 14 verbunden sind und in dem Durchführungsabschnitt 52 nur die der Signalleitung 56 unmittelbar benachbarten Inselmuster über Drähte mit der Signalleitung 56 verbunden sind. In diesem Fall tragen die Inselabschnitte 17 und 19 in jedem der Durchführungsabschnitte 50 und 52 nicht zu der Signalübertragung bei. Das bedeutet, dass die effektiven Signalleitungsbreiten der Durchführungsabschnitte 50 und 52 kleiner sind als diejenigen in dem in 1 gezeigten Aufbau.
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6 ist eine Draufsicht auf die Hochfrequenzvorrichtung, wobei die Signalleitungen 14 und 56 mit keinem der Inselmuster verbunden sind. In diesem Aufbau sind die effektiven Signalleitungsbreiten der Durchführungsabschnitte 50 und 52 kleiner als diejenigen in dem in 1 und 5 gezeigten Aufbauten.
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7 ist ein Diagramm, das Änderungen der Impedanz eines Durchführungsabschnitts zeigt, die auftreten, wenn Inselmuster selektiv an die Signalleitung in dem Durchführungsabschnitt angeschlossen und von ihr getrennt werden. Die Daten, die zum Erzeugen des in 7 gezeigten Diagramms verwendet wurden, wurden gewonnen durch Anwenden einer elektromagnetischen Feldanalyse (Simulation) auf die in 1, 5 und 6 gezeigten Durchführungsabschnitte der Hochfrequenzvorrichtung. In 7 zeigt jeder Marker in Form eines umgedrehten Dreiecks die Impedanz eines Durchführungsabschnitts einer der Hochfrequenzvorrichtungen bei einer Betriebsfrequenz von 2,6 GHz an. Wie aus 7 ersichtlich kann die Impedanz jedes Durchführungsabschnitts verändert werden durch Ändern der Anzahl von Inselabschnitten, die mit der Signalleitung in dem Durchführungsabschnitt verbunden sind.
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Somit kann in der Hochfrequenzvorrichtung die Impedanz jedes Durchführungsabschnitts eingestellt werden durch selektives Verbinden und Trennen von Inselmustern mit bzw. von der Signalleitung in dem Durchführungsabschnitt. Daher ist es auch dann, wenn der in der Hochfrequenzvorrichtung angebrachte Halbleiterchip geändert wird, nachdem die Abmessungen der Hochfrequenzvorrichtungen festgelegt wurden, möglich, eine optimale Impedanzanpassung an den geänderten Halbleiterchip zu erzielen, ohne die Abmessungen der Hochfrequenzvorrichtung zu ändern. Das bedeutet, dass es möglich ist, einfach eine Impedanzanpassung an den verwendeten Halbleiterchip zu erzielen.
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Diese Erleichterung der Impedanzanpassung führt zu einer größeren Freiheit beim Entwurf. Weiter kann die Impedanz der Durchführungsabschnitte der Hochfrequenzvorrichtung eingestellt werden, um eine Impedanzanpassung an Halbleiterchips und externe Komponenten verschiedener Impedanzen zu erzielen, was bedeutet, dass die Hochfrequenzvorrichtung sehr vielseitig ist.
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Auch wenn die erste Ausführungsform in Verbindung mit einer Hochfrequenzvorrichtung beschrieben wurde, bei der zwei Inselmuster sowohl auf der linken als auch auf der rechten Seite jedes Signalmusters gebildet ist, ist klar, dass die vorliegende Ausführungsform nicht auf diese besondere Anzahl von Inselmustern eingeschränkt ist. Bei dem einfachsten Aufbau der vorliegenden Ausführungsform kann beispielsweise lediglich ein Inselmuster benachbart zu jeder Signalleitung angeordnet sein. Es ist jedoch vorzuziehen, dass eine Mehrzahl von Inselmustern benachbart zu der Signalleitung in jedem Durchführungsabschnitt angeordnet ist, so dass die Impedanz des Durchführungsabschnitts in mehreren Stufen eingestellt werden kann. Somit kann die Anzahl der zu formenden Inselmuster basierend auf den Anforderungen des Markts festgelegt werden.
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Es gibt keine Einschränkung für die Anzahl von Drähten, die verwendet werden können, um eine Verbindung zwischen einer Signalleitung und einem Inselmuster und zwischen Inselmustern herzustellen. Das Anschließen dieser Drähte kann durch Drahtbonden unter Verwendung einer Kapillare durchgeführt werden, ist aber nicht darauf eingeschränkt. Weiter kann bei der Hochfrequenzvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform jede Signalleitung mit einem beliebigen aus der Mehrzahl von Inselmustern verbindend sein. Daher ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Anzahl von Drähten oder das Verbindungsverfahren eingeschränkt, die in 1 gezeigt sind.
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Der Halbleiterchip 32 braucht kein FET-Chip zu sein, sondern kann auch als ein Anpassschaltungssubstrat aufgebaut sein. Es sei angemerkt, dass die obigen Abwandlungen der vorliegenden Ausführungsform auch für die im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen durchgeführt werden können.
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Eine zweite Ausführungsform stellt eine Hochfrequenzvorrichtung bereit, die viele Merkmale mit der Hochfrequenzvorrichtung der ersten Ausführungsform gemeinsam hat. Daher ist die folgende Beschreibung der zweiten Ausführungsform hauptsächlich auf die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform gerichtet. 8 ist eine Draufsicht auf die Hochfrequenzvorrichtung der zweiten Ausführungsform.
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Die in 8 gezeigte Hochfrequenzvorrichtung enthält einen Durchführungsabschnitt 202 und einen Durchführungsabschnitt 206, die auf ihren gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind. Der Durchführungsabschnitt 202 enthält einen Anschlussrahmen 200, der mit der äußeren Signalleitung 14b und den Abschnitten der Inselmuster 16 und 18 verbunden ist, die außerhalb des Metallrahmens 30 liegen, d.h. den äußeren Inselmustern der Inselmuster 16 und 18. Ein Anschlussrahmen 204 ist in den Durchführungsabschnitt 206 ähnlich gebildet wie der Anschlussrahmen 200.
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Bei der in 1 gezeigten Hochfrequenzvorrichtung sind die Drähte, die außerhalb des Metallrahmens 30 angeordnet sind, der Umgebungsatmosphäre ausgesetzt, was zu einem Lösen der Drähte führen kann. Daher sollten vorzugsweise geeignetere Mittel zum Einstellen der effektiven Signalleitungsbreite jedes Durchführungsabschnitts außerhalb des Metallrahmens 30 bereitgestellt sein. Bei der Hochfrequenzvorrichtung der zweiten Ausführungsform können die Breiten der Anschlussrahmen 200 und 204 geändert werden, um jeweils die effektiven Signalleitungsbreiten der Durchführungsabschnitte 202 und 206 einzustellen, d.h. die effektiven Breiten der Signalleitungen 14 und 56. Auf diese Weise kann die effektive Signalleitungsbreite jedes Durchführungsabschnitts eingestellt werden, ohne Drähte der Umgebungsatmosphäre auszusetzen. Es sei angemerkt, dass z.B. der in 8 gezeigte Anschlussrahmen 200 durch einen Anschlussrahmen mit einer größeren Breite ersetzt werden kann, so dass er die Signalleitung 14 mit den äußeren Inselmustern aller Inselmuster 16, 17, 18 und 19 verbindet.
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Eine dritte Ausführungsform stellt eine Hochfrequenzvorrichtung bereit, die viele Merkmale mit der Hochfrequenzvorrichtung der ersten Ausführungsform gemeinsam hat. Daher ist die folgende Beschreibung der dritten Ausführungsform hauptsächlich auf die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform beschränkt. Bei der Hochfrequenzvorrichtung der dritten Ausführungsform kann die Impedanz jedes Durchführungsabschnitts durch ein Verfahren geändert werden, das von demjenigen verschieden ist, das zum Einstellen der Impedanz jedes Durchführungsabschnitts in der Hochfrequenzvorrichtung der ersten Ausführungsform unter Verwendung von Inselmustern verwendet wird.
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9 ist eine Schnittansicht der Hochfrequenzvorrichtung der dritten Ausführungsform. Ein Dielektrikum 300 enthält ein erstes Dielektrikum 300a und ein zweites Dielektrikum 300b, die unterschiedliche Dicken haben. Das erste Dielektrikum 300a ist auf der Hauptfläche 10a entlang einer Seite der Grundplatte 10 gebildet. Das zweite Dielektrikum 300b ist in Kontakt mit der Seite des ersten Dielektrikums 300a, die dem Mittelabschnitt der Hauptfläche 10a zugewandt ist. Das zweite Dielektrikum 300b hat eine geringere Dicke als das erste Dielektrikum 300a. Es sei jedoch angemerkt, dass die vorliegende Ausführungsform nur erfordert, dass das erste Dielektrikum 300a und das zweite Dielektrikum 300b verschiedene Dicken haben.
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Eine Signalleitung 302 ist so gebildet, dass sie sich kontinuierlich auf dem ersten Dielektrikum 300a und dem zweiten Dielektrikum 300b erstreckt. Insbesondere enthält die Signalleitung 302 einen ersten Abschnitt 302a, der auf dem ersten Dielektrikum 300a gebildet ist, und einen zweiten Abschnitt 302b, der auf dem zweiten Dielektrikum 300b gebildet ist. Diese Abschnitte 302a und 302b sind integral miteinander gebildet.
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Der Brückenabschnitt 300b des Metallrahmens 30 ist auf dem ersten Abschnitt 302a der Signalleitung 302 gebildet, wobei das zusätzliche Dielektrikum 34 dazwischen liegt. Der Anschlussrahmen 42 ist mit dem Abschnitt der Signalleitung 302 verbunden, der außerhalb des Metallrahmens 30 liegt. Der Halbleiterchip 32 ist über einen Draht 304 mit dem ersten Abschnitt 302a der Signalleitung 302 verbunden, der auf dem ersten Dielektrikum 300a gebildet ist. Es sei angemerkt, dass die oben beschriebenen Komponenten den Durchführungsabschnitt auf der linken Seite der Grundplatte 10 bilden und dass dieser Durchführungsabschnitt und der Durchführungsabschnitt auf der rechten Seite der Grundplatte 10 einen ähnlichen Aufbau haben.
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Die Hochfrequenzvorrichtung der dritten Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass das Dielektrikum 300 einen gestuften Aufbau hat. Wenn der Draht 304 wie in 9 gezeigt an dem ersten Signalleitungsabschnitt 302a auf dem ersten Dielektrikum 300a angebracht ist, hat der Abschnitt des Dielektrikums 300, der zu der Impedanz des Durchführungsabschnitts beiträgt oder sie beeinflusst, eine Dicke von y1+y2 (s. 9).
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10 ist eine Schnittansicht, die einen ähnlichen Aufbau wie 9 zeigt, außer, dass der Halbleiterchip 32 mit dem zweiten Abschnitt 302b der Signalleitung 302 auf dem zweiten Dielektrikum 300b verbunden ist anstatt mit dem ersten Abschnitt 302a der Signalleitung 302 auf dem ersten Dielektrikum 300a. Insbesondere ist der Halbleiterchip 302 über einen Draht 306 mit dem zweiten Abschnitt 302b der Signalleitung 302 verbunden. In diesem Fall hat der Abschnitt des Dielektrikums 300, der zu der Impedanz des Durchführungsabschnitts beiträgt bzw. ihn beeinflusst, eine Dicke y1 (s. 10).
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Somit ist die Hochfrequenzvorrichtung der dritten Ausführungsform so aufgebaut, dass der Halbleiterchip 32 selektiv entweder mit dem ersten Abschnitt 302a der Signalleitung 302 verbunden sein kann (wie in 9 gezeigt über den Draht 304) oder mit dem zweiten Abschnitt 302b der Signalleitung 302 (wie in 10 gezeigt über den Draht 306). Das bedeutet, dass selektiv bewirkt werden kann, dass der eine oder der andere der zwei Abschnitte des Dielektrikums 300, die verschiedene Dicken haben, selektiv zu der Impedanz des Durchführungsabschnitts beiträgt oder sie beeinflusst. Das bedeutet, dass die Impedanz jedes Durchführungsabschnitts eingestellt werden kann durch Ändern des Punkts auf der Signalleitung, auf den ein Draht gebondet ist. Da weiter der Draht 304 an den ersten Abschnitt 302a der Signalleitung 302 angeschlossen ist und der Draht 306 an den zweiten Abschnitt 302b der Signalleitung 302 angeschlossen ist, haben die Drähte 304 und 306 verschiedene Längen, was die Impedanz des Durchführungsabschnitts unterschiedlich beeinflusst.
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Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt eine Hochfrequenzvorrichtung bereit, die viele Merkmale mit der Hochfrequenzvorrichtung der ersten Ausführungsform gemeinsam hat. Daher ist die folgende Beschreibung der vierten Ausführungsform hauptsächlich auf die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform beschränkt.
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11 ist eine Schnittansicht der Hochfrequenzvorrichtung der vierten Ausführungsform. Während bei der Hochfrequenzvorrichtung der dritten Ausführungsform die Impedanz jedes Durchführungsabschnitts eingestellt werden kann unter Verwendung von zwei Abschnitten eines Dielektrikums, die verschiedene Dicken haben, kann bei der Hochfrequenzvorrichtung der vierten Ausführungsform die Impedanz jedes Durchführungsabschnitts eingestellt werden unter Verwendung von zwei Dielektrika, die verschiedene Dicken haben.
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Ein unteres Dielektrikum 400a ist auf der Hauptfläche 10a gebildet. Das untere Dielektrikum 400a ist entlang einer Seite der Grundplatte 10 gebildet. Ein Zwischenmetall 402 ist auf dem unteren Dielektrikum 400a gebildet. Ein oberes Dielektrikum 400b ist auf einem Abschnitt der Oberfläche des Zwischenmetalls 402 gebildet, der Rest der Oberfläche des Zwischenmetalls 402 ist der Umgebungsatmosphäre ausgesetzt. Das obere Dielektrikum 400b hat eine geringere Dicke als das untere Dielektrikum 400a. Es sie jedoch angemerkt, dass die vorliegende Ausführungsform nur erfordert, dass das obere Dielektrikum 400b eine andere Dicke als das untere Dielektrikum 400a hat.
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Die Signalleitung 14 ist auf dem oberen Dielektrikum 400b gebildet. Das untere Dielektrikum 400a und das obere Dielektrikum 400b bilden zusammen ein Dielektrikum 400. Die Signalleitung 14 und das Zwischenmetall 402 sind über zwei zusätzliche Drähte 410 miteinander verbunden. Einer der zusätzlichen Drähte 410 ist außerhalb des Metallrahmens 30 angeordnet, und der andere zusätzliche Draht 410 ist innerhalb des Metallrahmens 30 angeordnet.
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Die Hochfrequenzvorrichtung der vierten Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenmetall 402 zwischen dem oberen Dielektrikum 400b und dem unteren Dielektrikum 400a gebildet ist. Da die Signalleitung 14 und das Zwischenmetall 402 wie in 11 gezeigt über die zusätzlichen Drähte 410 miteinander verbunden sind, liegen sie auf gleichem Potential. Daher trägt nur das untere Dielektrikum 400a, das eine Dicke y3 hat, zu der Impedanz des Durchführungsabschnitts auf der linken Seite der Grundplatte 10 bei oder beeinflusst sie.
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Wenn dagegen das Zwischenmetall 402 über zusätzliche Drähte mit der Grundplatte 10 statt mit der Signalleitung 14 verbunden ist, liegt das Zwischenmetall 402 auf demselben Potential wie die Grundplatte 10, d.h. auf Massepotential.
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12 ist eine Schnittansicht, die einen ähnlichen Aufbau wie 11 zeigt, außer dass das Zwischenmetall 402 über zusätzliche Drähte 412 mit der Grundplatte 10 verbunden ist statt mit der Signalleitung 14. In diesem Fall trägt nur das obere Dielektrikum 400b, das eine Dicke y4 hat, zu der Impedanz des Durchführungsabschnitts bei oder beeinflusst ihn.
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Somit ist die Hochfrequenzvorrichtung der vierten Ausführungsform so aufgebaut, dass beispielsweise in dem Durchführungsabschnitt auf der linken Seite der Grundplatte 10 das Zwischenmetall 402 selektiv entweder mit der Signalleitung 14 verbunden werden kann (wie in 11 gezeigt über die zusätzlichen Drähte 410) oder mit der Grundplatte 10 (wie in 12 gezeigt über die zusätzlichen Drähte 412). Dadurch kann bewirkt werden, dass entweder das untere Dielektrikum 400a oder das obere Dielektrikum 400b, von denen jedes eine andere Dicke hat, zu der Impedanz des Durchführungsabschnitts beiträgt oder sie beeinflusst. Auf diese Weise ist es möglich, die Impedanz des Durchführungsabschnitts einzustellen.
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Eine fünfte Ausführungsform stellt eine Hochfrequenzvorrichtung bereit, die viele Merkmale mit der Hochfrequenzvorrichtung der ersten Ausführungsform gemeinsam hat. Daher ist die folgende Beschreibung der fünften Ausführungsform hauptsächlich auf die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform beschränkt.
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13 ist eine Draufsicht auf die Hochfrequenzvorrichtung der fünften Ausführungsform. Eine Signalleitung 500 ist auf dem Dielektrikum 12 gebildet und erstreckt sich von einer Seite der Grundplatte 10 aus zu dem Mittelabschnitt der Hauptfläche 10a hin. Die Seite oder das Ende der Signalleitung 500, das dem Mittelabschnitt der Hauptfläche 10a zugewandt ist, weist einen Kammzahnabschnitt 500a auf, der in Form eines Kamms gebildet ist. Ein zusätzlicher Metallabschnitt 502 ist jeweils zwischen und ohne Kontakt mit zwei benachbarten Zähnen des Kammzahnabschnitts 500a gebildet. In jedem dieser zusätzlichen Metallabschnitte 502 ist ein erstes Durchgangsloch 502a gebildet, das durch den zusätzlichen Metallabschnitt 502 und das darunter liegende Dielektrikum 12 hindurch geht. Die Wände des ersten Durchgangslochs 502a in dem Dielektrikum 12 sind mittels Plattierung bedeckt. Die zusätzlichen Metallabschnitte 512 sind durch diese Plattierungen elektrisch mit der Oberfläche der Grundplatte 10 verbunden, die durch die ersten Durchgangslöcher 502a frei liegt.
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Masseanschlussflächen 32a sind auf dem Halbleiterchip 32 gebildet. In jeder Masseanschlussfläche 32a ist ein zweites Durchgangsloch 32b gebildet, das durch die Masseanschlussfläche 32a und den darunter liegenden Halbleiterchip 32 hindurch geht. Die Wände der zweiten Durchgangslöcher 32b in dem Halbleiterchip 32 sind mit einer Plattierung bedeckt. Die Masseanschlussflächen 32a sind über diese Plattierung elektrisch mit der Basisplatte10 verbunden.
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Der Halbleiterchip 32 ist mit Signalanschlussflächen 32c zum Übertragen eines Hochfrequenzsignals versehen. Jede Signalanschlussfläche 32c des Halbleiterchips 32 ist über einen ersten Draht 40 mit einem entsprechenden Zahn des Kammzahnabschnitts 500a der Signalleitung 500 verbunden. Jeder zusätzliche Metallabschnitt 502 ist über einen Massedraht 504 mit einer entsprechenden Masseanschlussfläche 32a verbunden. Diese Massedrähte 504 können beispielsweise mittels Lot befestigt sein. Es sei angemerkt, dass der Durchführungsabschnitt 506 auf der linken Seite der Grundplatte 10 die Signalleitung 5, den Kammzahnabschnitt 500a und die zusätzlichen Metallabschnitte 502 usw. enthält und dass dieser Durchführungsabschnitt 506 und der Durchführungsabschnitt 508 auf der rechten Seite der Grundplatte 10 einen ähnlichen Aufbau haben.
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14 ist eine Schnittansicht entlang einer gestrichelten Linie in 13. Der Brückenabschnitt 30b ist auf dem zusätzlichen Dielektrikum 34 gebildet, das auf einem Abschnitt der Signalleitung 500 angeordnet ist, der näher an der einen Seite der Basisplatte 10 liegt als der Kammzahnabschnitt 500a. Die zusätzlichen Metallabschnitte 502 sind über die Plattierung 502b mit der Grundplatte 10 verbunden. Die Masseanschlussflächen 32a sind über die Plattierung 32d mit der Grundplatte 10 verbunden.
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Wenn bei der Hochfrequenzvorrichtung der fünften Ausführungsform die zusätzlichen Metallabschnitte 502 nicht mit den Masseanschlussflächen 32a verbunden sind, sind die Signalleitung 500 und die ersten Drähte 40 nur über die Plattierung 502b mit der Grundplatte 10, d.h. mit Masse verbunden. Wenn dagegen die zusätzlichen Metallabschnitte 502 beispielsweise über die Massedrähte 504 mit den Masseanschlussflächen 32a verbunden sind, sind die Signalleitung 500 und die ersten Drähte 40 sowohl über die Plattierung 502b als auch die Plattierung 32d mit der Grundplatte 10 verbunden.
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Das bedeutet, dass die Impedanz des Durchführungsabschnitts 506 verändert werden kann durch selektives Verbinden der zusätzlichen Metallabschnitte 502 mit den Masseanschlussflächen 32a unter Verwendung der Massedrähte 504 und durch Trennen der zusätzlichen Metallabschnitte 502 von den Masseanschlussflächen 32a. Da der Durchführungsabschnitt 506 der Hochfrequenzvorrichtung der fünften Ausführungsform vier zusätzliche Metallabschnitte enthält, nämlich die vier zusätzlichen Metallabschnitte 502, die darin gebildet sind, kann die Impedanz des Durchführungsabschnitts 506 auf fünf verschiedene Werte eingestellt werden durch Ändern der Anzahl zusätzlicher Metallabschnitte 502, die über Massedrähte 504 mit den Masseanschlussflächen 32a verbunden sind.
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15 ist ein Diagramm, das die Impedanzen eines Durchführungsabschnitts mit und ohne Massedrähte zeigt. Die Daten zum Erzeugen des in 15 gezeigten Diagramms wurden gewonnen durch Anwenden einer elektromagnetischen Feldanalyse (Simulation) auf die Hochfrequenzvorrichtung von 13 und auf dieselbe Hochfrequenzvorrichtung, bei der die Massedrähte 504 entfernt sind. In 15 zeigen die Marker in Form eines umgekehrten Dreiecks die Impedanzen des Durchführungsabschnitts in diesen zwei Fällen bei einer Betriebsfrequenz von 2,6 GHz an. Wie aus 15 ersichtlich, kann die Impedanz beispielsweise des Durchführungsabschnitts 506 verändert werden durch selektives Verbinden der zusätzlichen Metallabschnitte 502 mit den Masseanschlussflächen 32a unter Verwendung der Massedrähte 504 und durch Trennen der zusätzlichen Metallabschnitte 502 von den Masseanschlussflächen 32a. Es sei angemerkt, dass der Durchführungsabschnitt 506 der vorliegenden Ausführungsform den ersten Draht 40 enthält.
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Das erste Durchgangsloch 502a und das zweite Durchgangsloch 32b sind nicht erforderlich, wenn die zusätzlichen Metallabschnitte 502 und die Masseanschlussflächen 32a durch andere Mittel auf Massepotential gelegt werden können. Es können beispielsweise Durchkontaktierungen, die die Grundplatte 10 erreichen, in dem Dielektrikum 12 und dem Halbleiterchip 32 gebildet sein, so dass die zusätzlichen Metallabschnitte und die Masseanschlussflächen auf Massepotential liegen.
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Es sei angemerkt, dass die Merkmale der Hochfrequenzvorrichtungen der oben beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden können, wo dies angebracht ist.
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Somit sind die Durchführungsabschnitte der Hochfrequenzvorrichtungen der vorliegenden Erfindung mit einer Impedanzeinstellfunktion versehen, so dass eine Impedanzanpassung bei diesen Hochfrequenzvorrichtungen leicht erzielt werden kann.
