JP2000114828A - マイクロ波・ミリ波回路装置 - Google Patents
マイクロ波・ミリ波回路装置Info
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- JP2000114828A JP2000114828A JP10280350A JP28035098A JP2000114828A JP 2000114828 A JP2000114828 A JP 2000114828A JP 10280350 A JP10280350 A JP 10280350A JP 28035098 A JP28035098 A JP 28035098A JP 2000114828 A JP2000114828 A JP 2000114828A
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- dielectric
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高設計精度および高信頼な発振器を小型、低
コストで提供する。 【解決手段】 ＭＭＩＣ１には、発振回路部４および誘
電体共振器と結合させるための結合線路２が備えられて
おり、このＭＭＩＣ１が、誘電体共振器３を埋め込んだ
誘電体基板２１上に、該誘電体共振器３がＭＭＩＣ１内
の結合線路２と結合するように載置される。発振器の出
力端子５およびバイアス端子６は誘電体基板２１上に形
成され、ＭＭＩＣ１との接続は、バンプ２２により成さ
れる。誘電体共振器３は、誘電体基板２１に埋め込まれ
ており、ＭＭＩＣ１には誘電体共振器３を接着する必要
がなくそれによるＱの低下がない。また、発振回路部４
自体と誘電体共振器３とを結合する結合線路２を設ける
だけで良くＭＭＩＣ１を小型にできる。更に、ＭＭＩＣ
１と誘電体基板２１とは、バンプ２２で堅牢にかつ最短
で接続されているので、高性能かつ堅牢、高信頼性を確
保できる。
コストで提供する。 【解決手段】 ＭＭＩＣ１には、発振回路部４および誘
電体共振器と結合させるための結合線路２が備えられて
おり、このＭＭＩＣ１が、誘電体共振器３を埋め込んだ
誘電体基板２１上に、該誘電体共振器３がＭＭＩＣ１内
の結合線路２と結合するように載置される。発振器の出
力端子５およびバイアス端子６は誘電体基板２１上に形
成され、ＭＭＩＣ１との接続は、バンプ２２により成さ
れる。誘電体共振器３は、誘電体基板２１に埋め込まれ
ており、ＭＭＩＣ１には誘電体共振器３を接着する必要
がなくそれによるＱの低下がない。また、発振回路部４
自体と誘電体共振器３とを結合する結合線路２を設ける
だけで良くＭＭＩＣ１を小型にできる。更に、ＭＭＩＣ
１と誘電体基板２１とは、バンプ２２で堅牢にかつ最短
で接続されているので、高性能かつ堅牢、高信頼性を確
保できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体共振器を用
いることにより発信周波数及び位相が安定化された発振
器等を有するマイクロ波・ミリ波回路装置に関する。
いることにより発信周波数及び位相が安定化された発振
器等を有するマイクロ波・ミリ波回路装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】マイクロ波・ミリ波帯の発振器には、発
振周波数の安定化および低位相雑音化を図る一方法とし
て、誘電体共振器が装着される。これをＭＭＩＣ発振器
に適用するには、図５に示すように、ＭＭＩＣ１内の伝
送線路２に結合するように、誘電体共振器３をＭＭＩＣ
上に装着していた。
振周波数の安定化および低位相雑音化を図る一方法とし
て、誘電体共振器が装着される。これをＭＭＩＣ発振器
に適用するには、図５に示すように、ＭＭＩＣ１内の伝
送線路２に結合するように、誘電体共振器３をＭＭＩＣ
上に装着していた。
【０００３】図５において、４はＭＭＩＣ１内の発振回
路部、５は出力端子、６はバイアス端子、７は接地端
子、８はＭＭＩＣ裏面の接地金属膜、９は表面の接地端
子７と裏面の接地膜８を連結する接地ビア、１０はケー
ス等に実装して発振器として作動させるためのキャリア
である。
路部、５は出力端子、６はバイアス端子、７は接地端
子、８はＭＭＩＣ裏面の接地金属膜、９は表面の接地端
子７と裏面の接地膜８を連結する接地ビア、１０はケー
ス等に実装して発振器として作動させるためのキャリア
である。
【０００４】また他の方法として、図６に示すように、
誘電体共振器３との結合線路２をアルミナ基板等他の基
板１１上に形成し、ＭＭＩＣ１と並べて実装し、両者を
ボンディングワイヤ１２で接続することが行われてい
た。
誘電体共振器３との結合線路２をアルミナ基板等他の基
板１１上に形成し、ＭＭＩＣ１と並べて実装し、両者を
ボンディングワイヤ１２で接続することが行われてい
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示す方法では、誘電体共振器３をＭＭＩＣ１上に載置す
る分ＭＭＩＣチップが大きくなり、また、ＭＭＩＣチッ
プ上に直接載置することによる誘電体共振器の負荷Ｑの
低下、接着剤によるさらなる負荷Ｑの低下および接着強
度等の信頼性に問題があった。
示す方法では、誘電体共振器３をＭＭＩＣ１上に載置す
る分ＭＭＩＣチップが大きくなり、また、ＭＭＩＣチッ
プ上に直接載置することによる誘電体共振器の負荷Ｑの
低下、接着剤によるさらなる負荷Ｑの低下および接着強
度等の信頼性に問題があった。
【０００６】また、図６に示す方法では、ボンディング
ワイヤによるインダクタンスおよびその不安定性によっ
て、発振周波数および出力が大きく変化する等、設計の
精度および再現性が悪いという問題があった。
ワイヤによるインダクタンスおよびその不安定性によっ
て、発振周波数および出力が大きく変化する等、設計の
精度および再現性が悪いという問題があった。
【０００７】本発明の目的は、このような従来技術にお
ける課題を解消し、高設計精度、高性能および高信頼な
発振器を小型、低コストで製作する手段を提供すること
にある。
ける課題を解消し、高設計精度、高性能および高信頼な
発振器を小型、低コストで製作する手段を提供すること
にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも発
振回路および誘電体共振器との結合線路を備えた回路基
板と、誘電体共振器を埋め込んだ誘電体基板とからな
り、誘電体基板に埋め込まれた前記誘電体共振器が、回
路基板上に備えられた前記結合線路と結合するように、
前記回路基板と前記誘電体基板を対向配置したことを特
徴としている。
振回路および誘電体共振器との結合線路を備えた回路基
板と、誘電体共振器を埋め込んだ誘電体基板とからな
り、誘電体基板に埋め込まれた前記誘電体共振器が、回
路基板上に備えられた前記結合線路と結合するように、
前記回路基板と前記誘電体基板を対向配置したことを特
徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施の形
態の平面図および正面図をそれぞれ示している。ＭＭＩ
Ｃ１には、少なくとも発振回路部４および誘電体共振器
と結合させるための結合線路２が備えられており、この
ＭＭＩＣ１が、誘電体共振器３を埋め込んだ誘電体基板
２１上に、該誘電体共振器３がＭＭＩＣ１内の結合線路
２と結合するように載置されている。ここで、発振器の
出力端子５およびバイアス端子６は誘電体基板２１上に
形成され、ＭＭＩＣ１との接続は、バンプ２２により成
されている。
態の平面図および正面図をそれぞれ示している。ＭＭＩ
Ｃ１には、少なくとも発振回路部４および誘電体共振器
と結合させるための結合線路２が備えられており、この
ＭＭＩＣ１が、誘電体共振器３を埋め込んだ誘電体基板
２１上に、該誘電体共振器３がＭＭＩＣ１内の結合線路
２と結合するように載置されている。ここで、発振器の
出力端子５およびバイアス端子６は誘電体基板２１上に
形成され、ＭＭＩＣ１との接続は、バンプ２２により成
されている。
【００１０】本発明では、このような構成を採っている
ので、ＭＭＩＣ１には誘電体共振器３を接着する必要が
なく、発振回路部４自体と誘電体共振器３とを結合する
結合線路２を設けるだけで良く、よって、ＭＭＩＣ１を
小型にできる。また、誘電体共振器３は、誘電体基板２
１に埋め込まれており、ＭＭＩＣ１と誘電体基板２１と
は、バンプ２２で堅牢にかつ最短で接続されているの
で、高性能かつ堅牢、高信頼性を確保できる。さらに誘
電体共振器３は接着する必要がないので、それによるＱ
の低下がない。
ので、ＭＭＩＣ１には誘電体共振器３を接着する必要が
なく、発振回路部４自体と誘電体共振器３とを結合する
結合線路２を設けるだけで良く、よって、ＭＭＩＣ１を
小型にできる。また、誘電体共振器３は、誘電体基板２
１に埋め込まれており、ＭＭＩＣ１と誘電体基板２１と
は、バンプ２２で堅牢にかつ最短で接続されているの
で、高性能かつ堅牢、高信頼性を確保できる。さらに誘
電体共振器３は接着する必要がないので、それによるＱ
の低下がない。
【００１１】本実施の形態の実施例としては、例えばＭ
ＭＩＣ１として、ＧａＡｓ基板を用い、能動素子とし
て、０．１５μｍゲートＡｌＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓヘ
テロ接合ＦＥＴを用いて発振回路４、結合線路２および
バイアス回路を形成し、ＭＭＩＣチップ１を得る。
ＭＩＣ１として、ＧａＡｓ基板を用い、能動素子とし
て、０．１５μｍゲートＡｌＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓヘ
テロ接合ＦＥＴを用いて発振回路４、結合線路２および
バイアス回路を形成し、ＭＭＩＣチップ１を得る。
【００１２】誘電体基板２１の材料としては、ガラスセ
ラミックを用いる。そして、その中に（Ｂａ，Ｍｇ）Ｔ
ｉＯ３からなる円柱型の誘電体共振器３を埋め込み、ま
た、出力端子５、接地膜８、接地ビア９等のメタライズ
パターンを設けた後焼成して誘電体基板２１を形成す
る。その後、ガラスセラミック誘電体基板２１上に５０
μｍ径のＡｕバンプを形成し、熱圧着によりＭＭＩＣ１
をバンプ接続して、本発明の装置を得る。
ラミックを用いる。そして、その中に（Ｂａ，Ｍｇ）Ｔ
ｉＯ３からなる円柱型の誘電体共振器３を埋め込み、ま
た、出力端子５、接地膜８、接地ビア９等のメタライズ
パターンを設けた後焼成して誘電体基板２１を形成す
る。その後、ガラスセラミック誘電体基板２１上に５０
μｍ径のＡｕバンプを形成し、熱圧着によりＭＭＩＣ１
をバンプ接続して、本発明の装置を得る。
【００１３】なお、誘電体基板２１上に形成した最初の
バンプの高さおよび圧着加重、圧着時間により実装時の
バンプ高さの調整ができる。これにより実装形態での誘
電体共振器３の共振周波数の調整すなわち発振周波数の
調整が可能である。
バンプの高さおよび圧着加重、圧着時間により実装時の
バンプ高さの調整ができる。これにより実装形態での誘
電体共振器３の共振周波数の調整すなわち発振周波数の
調整が可能である。
【００１４】図２は、本発明の第２の実施の形態の平面
図および正面図をそれぞれ示している。この第２の実施
の形態では、出力端子５およびバイアス端子６は、ビア
２３によってＭＭＩＣ１の裏面すなわち図２では上面に
形成されている。ＭＭＩＣ１と誘電体共振器３を埋め込
んだ誘電体基板２１は、例えば熱あるいは光硬化型の樹
脂２４で対向接着され、一体化されている。
図および正面図をそれぞれ示している。この第２の実施
の形態では、出力端子５およびバイアス端子６は、ビア
２３によってＭＭＩＣ１の裏面すなわち図２では上面に
形成されている。ＭＭＩＣ１と誘電体共振器３を埋め込
んだ誘電体基板２１は、例えば熱あるいは光硬化型の樹
脂２４で対向接着され、一体化されている。
【００１５】図３は、本発明の第３の実施の形態の平面
図および正面図をそれぞれ示している。この第３の実施
の形態では、図１に示した実施の形態において、さらに
誘電体基板２１内に、例えば抵抗２５、キャパシタ２６
等から成るバイアス回路２７を設けたものである。ＭＭ
ＩＣ１内のバイアス回路では、大きなキャパシタが作り
難い等の制約があるが、誘電体基板２１内に設ける場
合、多層基板を用いることにより大きなキャパシタも容
易に形成でき、安定なバイアス回路を設けることができ
る。
図および正面図をそれぞれ示している。この第３の実施
の形態では、図１に示した実施の形態において、さらに
誘電体基板２１内に、例えば抵抗２５、キャパシタ２６
等から成るバイアス回路２７を設けたものである。ＭＭ
ＩＣ１内のバイアス回路では、大きなキャパシタが作り
難い等の制約があるが、誘電体基板２１内に設ける場
合、多層基板を用いることにより大きなキャパシタも容
易に形成でき、安定なバイアス回路を設けることができ
る。
【００１６】またこの場合、ＭＭＩＣ１には単なるバイ
アス線路だけを設け、簡略化することも可能である。ま
た誘電体共振器は、図のように誘電体基板２１内深くに
埋め込むことも可能である。この場合、誘電体共振器３
の上方は誘電体材料で覆われていても良いし空隙になっ
ていても良い。この実施の形態では、誘電体共振器３は
バンプ２２の高さに加えてさらに結合線路２から離すこ
とができるので、Ｑを上げ、発振器の位相雑音を低減す
ることができる。
アス線路だけを設け、簡略化することも可能である。ま
た誘電体共振器は、図のように誘電体基板２１内深くに
埋め込むことも可能である。この場合、誘電体共振器３
の上方は誘電体材料で覆われていても良いし空隙になっ
ていても良い。この実施の形態では、誘電体共振器３は
バンプ２２の高さに加えてさらに結合線路２から離すこ
とができるので、Ｑを上げ、発振器の位相雑音を低減す
ることができる。
【００１７】ここで、誘電体共振器３の上方の誘電体材
料の誘電率の選定により実装形態での共振周波数の調整
すなわち発振周波数の調整が可能である。さらにバンプ
接続に加えて、図２と同様にＭＭＩＣ１の回りを樹脂で
固めて強度を上げることもできる。これはＭＭＩＣの外
部雰囲気からの保護にもなる。
料の誘電率の選定により実装形態での共振周波数の調整
すなわち発振周波数の調整が可能である。さらにバンプ
接続に加えて、図２と同様にＭＭＩＣ１の回りを樹脂で
固めて強度を上げることもできる。これはＭＭＩＣの外
部雰囲気からの保護にもなる。
【００１８】以上で述べた本発明の実施の形態では、誘
電体共振器３およびバンプ２２の高さ等は厳密に調整さ
れ、所望の共振周波数を有することになる。したがって
実装後の発振周波数のチューニングは困難である。図４
は、本発明の第４の実施の形態の平面図および正面図を
それぞれ示している。
電体共振器３およびバンプ２２の高さ等は厳密に調整さ
れ、所望の共振周波数を有することになる。したがって
実装後の発振周波数のチューニングは困難である。図４
は、本発明の第４の実施の形態の平面図および正面図を
それぞれ示している。
【００１９】この第４の実施の形態では、実装後の発振
周波数のチューニングの手段として、誘電体共振器３の
回りにフェライト２８を埋め込んでいる。このフェライ
ト２８による磁化の大きさにより、誘電体共振器３の回
りの磁界の大きさを調整して、共振周波数のチューニン
グを行うことができる。ここで、このフェライトとし
て、外部磁界無しでも自己保磁力を有するハードフェラ
イトを用いれば、複数のフェライトの中で選択的に磁化
させ、誘電体共振器の回りの磁界の調整、周波数の調整
を容易に行うことができる。
周波数のチューニングの手段として、誘電体共振器３の
回りにフェライト２８を埋め込んでいる。このフェライ
ト２８による磁化の大きさにより、誘電体共振器３の回
りの磁界の大きさを調整して、共振周波数のチューニン
グを行うことができる。ここで、このフェライトとし
て、外部磁界無しでも自己保磁力を有するハードフェラ
イトを用いれば、複数のフェライトの中で選択的に磁化
させ、誘電体共振器の回りの磁界の調整、周波数の調整
を容易に行うことができる。
【００２０】以上の実施の形態の説明では、回路基板と
してＭＭＩＣの場合について説明したが、これに限ら
ず、個別トランジスタを用いたハイブリッド回路にも適
用できる。また誘電体基板についてもセラミック基板だ
けでなく、カルド樹脂等有機絶縁膜等も用いることがで
きる。
してＭＭＩＣの場合について説明したが、これに限ら
ず、個別トランジスタを用いたハイブリッド回路にも適
用できる。また誘電体基板についてもセラミック基板だ
けでなく、カルド樹脂等有機絶縁膜等も用いることがで
きる。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、半導体回路基板と誘電
体共振器を埋め込んだ誘電体基板とを対向接続すること
により、超小型、低コストおよび高信頼のマイクロ波・
ミリ波発振装置が量産でき、マイクロ波・ミリ波通信装
置の量産化、低コスト化を図ることができる。
体共振器を埋め込んだ誘電体基板とを対向接続すること
により、超小型、低コストおよび高信頼のマイクロ波・
ミリ波発振装置が量産でき、マイクロ波・ミリ波通信装
置の量産化、低コスト化を図ることができる。
【図１】本発明の実施の形態を説明するものである。
【図２】本発明の実施の形態を説明するものである。
【図３】本発明の実施の形態を説明するものである。
【図４】本発明の実施の形態を説明するものである。
【図５】従来技術を説明するものである。
【図６】従来技術を説明するものである。
１ ＭＭＩＣ ２ 結合線路 ３ 誘電体共振器 ４ 発振回路部 ５ 出力端子 ６ バイアス端子 ７ 接地端子 ８ 接地膜 ９ 接地ビア １０ キャリア １１ アルミナ基板 １２ ボンディングワイヤ ２１ 誘電体基板 ２２ バンプ ２３ ビア ２４ 樹脂 ２５ 抵抗 ２６ キャパシタ ２７ バイアス回路 ２８ フェライト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J006 HC03 HC23 LA23 NA08 PA03 PB04 5J081 AA11 BB01 BB06 CC42 EE10 JJ02 JJ06 JJ12 KK02 KK17 KK24 LL01 MM07 MM08
Claims (10)
- 【請求項１】 少なくとも発振回路および誘電体共振器
との結合線路を備えた回路基板と、誘電体共振器を埋め
込んだ誘電体基板とを、前記誘電体共振器が前記結合線
路と結合するように対向配置して固定したことを特徴と
するマイクロ波・ミリ波回路装置。 - 【請求項２】 前記誘電体基板に前記発振回路の出力端
子が設けられていることを特徴とする請求項１記載のマ
イクロ波・ミリ波回路装置。 - 【請求項３】 前記回路基板に前記発振回路の出力端子
が設けられていることを特徴とする請求項１記載のマイ
クロ波・ミリ波回路装置。 - 【請求項４】 前記誘電体基板に前記発振回路のバイア
ス回路が設けられていることを特徴とする請求項１〜３
のいずれかに記載のマイクロ波・ミリ波回路装置。 - 【請求項５】 前記回路基板が前記誘電体基板にバンプ
接続されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれ
かに記載のマイクロ波・ミリ波回路装置。 - 【請求項６】 前記誘電体共振器と前記結合線路の間隔
は、前記バンプの高さにより調整されており、それによ
り前記発振回路の発振周波数が調整されていることを特
徴とする請求項５記載のマイクロ波・ミリ波回路装置。 - 【請求項７】 前記回路基板が前記誘電体基板に樹脂で
固定されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれ
かに記載のマイクロ波・ミリ波回路装置。 - 【請求項８】 前記誘電体共振器と前記結合線路は、空
間あるいは誘電体材料によって隔てられていることを特
徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のマイクロ波・
ミリ波回路装置。 - 【請求項９】 前記誘電体共振器と前記結合線路誘間を
隔てる空間あるいは電体材料の誘電率により、前記発振
回路の発振周波数が調整されていることを特徴とする請
求項８記載のマイクロ波・ミリ波回路装置。 - 【請求項１０】 前記誘電体共振器の周りに、その磁化
の調整により前記誘電体共振器の共振周波数を調整する
フェライトが埋め込まれていることを特徴とする請求項
１〜９のいずれかに記載のマイクロ波・ミリ波回路装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28035098A JP3183459B2 (ja) | 1998-10-01 | 1998-10-01 | マイクロ波・ミリ波回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28035098A JP3183459B2 (ja) | 1998-10-01 | 1998-10-01 | マイクロ波・ミリ波回路装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000114828A true JP2000114828A (ja) | 2000-04-21 |
| JP3183459B2 JP3183459B2 (ja) | 2001-07-09 |
Family
ID=17623787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28035098A Expired - Fee Related JP3183459B2 (ja) | 1998-10-01 | 1998-10-01 | マイクロ波・ミリ波回路装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3183459B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004075337A1 (ja) * | 2003-02-24 | 2004-09-02 | Nec Corporation | 誘電体共振器及び誘電体共振器の周波数調整方法並びに誘電体共振器を有する集積回路 |
| US7307581B2 (en) | 2002-01-08 | 2007-12-11 | Hitachi, Ltd. | Mounting structure of high-frequency semiconductor apparatus and its production method |
-
1998
- 1998-10-01 JP JP28035098A patent/JP3183459B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7307581B2 (en) | 2002-01-08 | 2007-12-11 | Hitachi, Ltd. | Mounting structure of high-frequency semiconductor apparatus and its production method |
| WO2004075337A1 (ja) * | 2003-02-24 | 2004-09-02 | Nec Corporation | 誘電体共振器及び誘電体共振器の周波数調整方法並びに誘電体共振器を有する集積回路 |
| US7378925B2 (en) * | 2003-02-24 | 2008-05-27 | Nec Corporation | Dielectric resonator, dielectric resonator frequency adjusting method, and dielectric resonator integrated circuit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3183459B2 (ja) | 2001-07-09 |
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