JP2004031598A - Package for high frequency circuit, and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high frequency circuit package having excellent transmission by suppressing deterioration of cavity resonance and isolation characteristics in the high frequency circuit package comprising a cover body having a package base forming a transmission line and a recess part attached to the upper part of the package base. <P>SOLUTION: The cover body comprises an electromagnetic wave absorption body, and forms a conductor on part of the cover body nearing the transmission line. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波回路用パッケージ、特に光通信、無線通信用に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高周波回路用パッケージでは、金属又はセラミックス等からなる蓋体をパッケージベースに取り付けることにより気密封止を行う。従って、前記高周波回路用パッケージ内には直方体状の空洞が形成されることから、高周波回路用パッケージは方形空洞共振器と同様の性質を有する。そのため前記空洞の寸法によって定まる遮断周波数より高い周波数帯域で、空洞共振を生じるので、前記周波数帯域で動作する高周波半導体素子あるいはその他の回路素子を高周波回路用パッケージに実装する場合には、前記空洞の寸法を小さくすることによって、遮断周波数を前記素子が動作する周波数帯域よりも十分に高くしている。しかしながら前記方法では、素子の動作周波数が高周波化するに伴い、前記素子が動作する周波数帯域より空洞共振が生じる周波数の方が低くなるという問題がある。この問題点を解決するために、電磁波吸収体を高周波回路用パッケージ内部に配設して、空洞共振時の電界又は磁界エネルギーを吸収することにより、空洞共振を抑制する方法が採られている。
【０００３】
さらに、高周波回路用パッケージでは、空洞共振のみならず、高周波回路用パッケージ内に実装する増幅器のアイソレーション特性の劣化を引き起こすこともある。すなわち、高周波回路用パッケージ及び高周波半導体素子に形成された高周波伝送線路を伝播するマイクロ波、ミリ波により、蓋体に高周波電流が発生し、増幅器入出力線路間にこの蓋体を介する電流が流れるため、信号の帰還に起因する不要な発振が生じる。こういった問題を解決するために、電磁波吸収体を蓋体の内側に配設して、蓋体に流れる高周波電流を抑制する方法が採られている。
【０００４】
例えば、高周波回路用パッケージ内部に使用される電磁波吸収体としては、図５の高周波回路用パッケージ５０のように、蓋体５１、パッケージベース５３に直方体の形状を有するフェライトシートからなる電磁波吸収体５２を装着したもの、あるいは液状のフェライト塗料を塗布したもの（特開平６−２３６９３５号公報）が知られている。
【０００５】
また、例えば、図６の半導体パッケージ６０は、Ａｌ製ヒートスプレッダ６１を囲むように着設した軟磁性材料からなる支持枠６２には所定のスルーホールが設けてあり、スルーホールを通してリードフレーム６３が支持枠６２の表裏面に所要パターンで露出するように配置してあり、フェライト製支持枠６２の上面側のインナーリード部とヒートスプレッダ６１上に搭載したＬＳＩチップ６４とインナーリードを被覆するように、Ｎｉ−Ｚｎ系焼結フェライトからなるキャップ６５を絶縁材６６にて封着したもの（特開平５−２４３４１２）が知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５の高周波回路用パッケージ５０のように、蓋体５１、パッケージベース５２によって構成された空洞のコーナー部に電磁波吸収材料の小片５３を装着する方法は、空洞共振時の電界又は磁界エネルギーを効率よく吸収し、空洞共振を抑制することができるが、アイソレーション特性の劣化を抑制するには不十分であるという問題がある。また、コーナー部に電磁波吸収材料の小片５３を装着すると部品数が増えるため、コストアップとなる。
【０００７】
また、図６の半導体パッケージ６０のように、支持枠６２内にはリードフレーム６３を配置しているため、Ｎｉ−Ｚｎ系焼結フェライトの損失が大きい周波数帯域では信号が減衰する問題がある。また、信号が減衰しないように、Ｎｉ−Ｚｎ系焼結フェライトの損失を小さくすると空洞共振を抑制することができない問題がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記課題に対して検討を重ねた結果、伝送線路を形成したパッケージベースと、該パッケージベース上に取り付けられた凹部を有する蓋体とからなる高周波回路用パッケージにおいて、前記蓋体は電磁波吸収体から成り、かつ前記伝送線路が近接している蓋体の一部に導電体を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
さらに、前記導電体は表面がＡｕ、その下地がＮｉからなることを特徴とするものである。
【００１０】
さらに、上記蓋体の全面に上記導電体を成す金属メッキ膜を施した後、蓋体の凹部内壁の天井面と側面の少なくとも一部にエッチング液を滴下もしくは塗布することによって金属メッキ膜を除去することを特徴とするものである。
【００１１】
さらに、上記蓋体の一部を無電解メッキ浴に浸けて上記導電体を成す金属メッキ膜を形成することを特徴とするものである。
【００１２】
さらに、伝送線路を形成したパッケージベースと、該パッケージベース上に取り付けられた凹部を有する蓋体とからなる高周波回路用パッケージにおいて、前記蓋体は電磁波吸収体と電磁波透過体から成り、かつ前記伝送線路が近接している蓋体の一部に電磁波透過体を備え、該電磁波透過体の厚さが０．１ｍｍ以上であることを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態として、高周波回路用パッケージについて説明する。
【００１４】
例えば図１に示すように、高周波伝送線路１１を形成したパッケージベース１２と、パッケージベース１２上に取り付けられた凹部を有する蓋体１３とからなる高周波回路用パッケージ１０において、蓋体１３は電磁波吸収体から成り、かつ伝送線路１１が近接している蓋体１３の一部（内壁側面１３ａ）に導電体１４を備えた。
【００１５】
ここで、蓋体１３がコバール、ステンレス等の金属あるいはアルミナ等のセラミックスの場合、電磁波を吸収しないため空洞共振が発生し、高周波回路用パッケージ１０の伝送特性が低下する。また、蓋体１３がコージライト、ガラセラ等の低誘電率、低損失材料で構成されている場合、空洞共振は発生しにくいが、電磁波が高周波回路用パッケージの外部に漏洩するため適切ではない。さらに、蓋体１３が電磁波吸収体で構成されている場合、空洞共振を抑制することができるが、蓋体１３と伝送線路１１とが近接するため、高周波回路用パッケージ１０の伝送特性が低下する問題が生じる。
【００１６】
ここで、近接とは蓋体１３が伝送線路１１に電気的な影響を与える領域まで接近していることである。例えば、図３に示す高周波回路用パッケージ３０の電力透過係数（Ｓ２１）を、ネットワークアナライザーを用いて、周波数１００ＭＨｚ〜４０．１ＧＨｚ、測定ポイント数２０１、アベレージング１２８回の設定で測定し、パッケージベース１２単体でのＳ２１を基準にして、導電体１４が形成されていない蓋体１３を配設したときのＳ２１との差の絶対値が０．１ｄＢ以上であれば近接しているとする。
【００１７】
一方、蓋体１３は電磁波吸収体から成り、かつ伝送線路１１が近接している蓋体１３の一部に導電体１４を備えることによって、空洞共振、信号の減衰、電磁波の漏洩を抑制することができる。これは、伝送線路１１と蓋体１３が近接していても、導電体１４が電磁波を反射するため、電磁波吸収体からなる蓋体１３で吸収されることはない。
【００１８】
さらに、内壁側面１３ａと外壁天井面１３ｃと外壁側面１３ｄと、蓋体１３とパッケージベース１２との当接部に導電体１４を備えると電磁波の漏洩を十分に抑制することができる。さらに、導電体１４はパッケージベース１２上のグラウンド１７と導電性の接合剤等により電気的に接続することが好ましい。
【００１９】
また、蓋体１３そのものに電磁波吸収性能があるため、高周波回路用パッケージ１０の空洞内部に電磁波吸収体を配置する必要がない。
【００２０】
ここで、前記電磁波吸収体は、電磁波を吸収する物質であれば何でも良い。例えば、合成樹脂、ゴム、セラミックス等の絶縁体中に磁性体粒子、カーボン粒子が分散含有された構造のもの、あるいはフェライト焼結体、体積固有抵抗率１×１０−１〜１×１０５Ωｍ程度の導電性セラミックス、導電性樹脂等、デバイス形態、用途や電磁波吸収特性等に応じて適宜選定できる。また、上記磁性体粒子としては、例えば、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト、Ｂａ系フェライト、Ｃｏ系フェライト、カーボニル鉄、パーマロイ、パーメンジュール、フェロシリコン、センダスト、アモルファス合金、電磁ステンレス鋼、窒化鉄、その他のＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ基合金などの軟磁性金属等、上記カーボン粒子としては、例えば、カーボンファイバー、カーボンナノチューブ、カーボンマイクロコイル、黒鉛、カーボンブラック、活性炭、フラーレン、ガラス状カーボン等を使用でき、また、磁性体粒子、カーボン粒子の形状は、球状、塊状、扁平状、繊維状、鱗片状、コイル状、四面体、六面体等、何でも良い。
【００２１】
また、上記絶縁体としては、例えば、アルミナ、ムライト、ホウ珪酸ガラス、コージライト、ステアタイト、フォルステライト、あるいはエポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ポリイミド、ポリアミド、ＰＥＥＫ、塩素化ポリエチレン、ウレタン、クロロプレンゴム、ナイロン、ポリエチレン、光硬化樹脂等の合成樹脂があり、これらのうち１種類以上を混合して使用することができる。
【００２２】
また、合成樹脂、ゴム、セラミックス等の絶縁体中に磁性体粒子が分散含有された構造のものは、磁性体粒子の含有率が１０重量％以上９９重量％以下、特に３０重量％以上９７重量％以下とすることが好ましい。磁性体粒子の含有率が１０重量％未満になると電磁波吸収特性が低下し、逆に９９重量％を超えると成形体の強度が著しく低下するため、本発明の高周波回路用パッケージの部材としては好ましくない。
【００２３】
さらに、磁性体粒子の平均粒径は０．０１μｍ以上３００μｍ以下、特に１μｍ以上２０μｍ以下とすることが好ましい。平均粒径が０．０１μｍ未満になるとコストが高くなり経済的に合わなくなるためであり、また、３００μｍより大きくなると高周波での電磁波吸収特性が低下するため、本発明の高周波回路用パッケージの部材としては好ましくない。
【００２４】
また、磁性体粒子の最大粒径は５００μｍ以下、特に３００μｍ以下とすることが好ましい。最大粒径が５００μｍより大きくなると、絶縁体との混合時における分散性が悪いため、強度を十分に保つことが出来ない。
【００２５】
尚、磁性体粒子の平均粒径とは、磁性体粒子の前後、左右、上下の寸法を各々測定した値の平均値であり、最大粒径とは、前後、左右、上下の寸法を測定した時に最も長い部分の長さのことである。蓋体１３から磁性体粒子の粒径を求める時には、便宜的に蓋体１３の任意の表面又は断面を画像解析装置で分析する。
【００２６】
また、導電体１４は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、及びこれらの合金、またはこれらの金属粉を合成樹脂中に分散含有した導電性樹脂等が使用でき、１層または２層以上に積層しても構わない。化学的安定性が高いことからＡｕが好ましいが、特に半田との濡れ性、封止接合の信頼性の高いことから表面がＡｕその下地がＮｉとすることが好ましい。また、導電体１４の厚さは、０．０１μｍ以上であれば良いが、０．１μｍ以上であることが好ましい。
【００２７】
また、蓋体１３の製造方法は、粉末加圧成形、インジェクション成形、熱ロール成形、ドクターブレード成形、鋳込み成形、光造形等の公知の製法により作製される。さらに、蓋体１３の一部に備える導電体１４は、蒸着、塗装、電着塗装、無電解メッキ、電気メッキ、真空メッキ、溶解メッキ、パルスメッキ等の公知の方法により作製されるが、蓋体１３全面に導電体１４を形成すると共振抑制効果が得られないため、蓋体１３の内壁に形成された導電体１４は一部を除去する必要がある。除去方法は、機械的に除去する方法、マスキング後エッチング液に浸して除去する方法、マスキングせずにエッチング液を滴下または噴霧して除去する方法、あるいは導電体１４を形成する前に蓋体１３内壁の一部を予めマスキングして蒸着、塗装、無電解メッキ、電気メッキする方法等があるが、特に、製造コストが安価で、工程が単純であることからマスキングせずにエッチング液を滴下または噴霧して除去する方法が好ましい。具体的には、蓋体１３全面に無電解メッキで金属メッキ膜を形成し、その後、塩化第二鉄、塩酸、硫酸、硝酸、塩化銅アンモニウム、王水等のエッチング液を蓋体１３凹部内壁の天井面と側面の少なくとも一部に滴下または噴霧することによって、金属メッキ膜の一部を除去することができる。
【００２８】
さらに、蓋体１３凹部内壁の天井面と側面の少なくとも一部の金属メッキ膜を除去した場合、蓋体全体に電気メッキをすることで蓋体１３凹部内壁の選択的に金属メッキすることができる。
【００２９】
また、蓋体１３の一部を無電解メッキ浴に浸すことで、マスキングまたはエッチング液を使用しなくても選択的に金属メッキ膜を施すことができる。
【００３０】
また、例えば図２に示すように、伝送線路１１を形成したパッケージベース１２と、該パッケージベース１２上に取り付けられた凹部を有する蓋体１３とからなる高周波回路用パッケージ１０において、蓋体１３は電磁波吸収体から成り、かつ伝送線路１１が近接している蓋体１３の一部（ここでは内壁側面１３ａ）には電磁波透過体２１を備え、電磁波透過体２１の厚さを０．１ｍｍ以上としている。
【００３１】
ここで、蓋体１３全てが電磁波吸収体で構成されている場合、空洞共振を抑制することができるが、蓋体１３と伝送線路１１とが近接するため、高周波回路用パッケージ１０の伝送特性が低下する問題が生じる。また、蓋体１３と伝送線路１１との距離を離すことによって、伝送特性の低下を抑制することが出来るが、高周波回路用パッケージのサイズが大きくなることから問題である。
【００３２】
一方、伝送線路１１と近接している蓋体１３の一部に電磁波透過体２１を備えると、高周波回路用パッケージ１０の伝送特性が低下することがない。これは、電磁波透過体２１の複素比誘電率、複素比透磁率が非常に小さいためである。
【００３３】
ここで、電磁波透過体２１は電磁波を透過する物質であれば何でも良い。例えば、アルミナ、ムライト、ホウ珪酸ガラス、コージライト、ステアタイト、フォルステライト、あるいはエポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ポリイミド、ポリアミド、ＰＥＥＫ、塩素化ポリエチレン、ウレタン、クロロプレンゴム、ナイロン、ポリエチレン、光硬化樹脂等の合成樹脂、窒素、空気等の気体があり、これらのうち１種類以上を組み合わせて使用することができるが、特に機械的強度、耐熱性が高く、誘電率、誘電損失、磁気損失が低いアルミナ、コージライト等が好ましい。また、電磁波透過体２１の厚さは、０．１ｍｍ以上であれば良いが、０．２ｍｍ以上であることが好ましい。
【００３４】
また、電磁波透過体２１の製造方法は、粉末加圧成形、インジェクション成形、熱ロール成形、ドクターブレード成形、鋳込み成形、光造形等の公知の製法により作製される。この様な製法で作製された電磁波透過体２１は、接着剤、低融点ガラス、低融点金属等により接合される。また、蓋体１３に液状の電磁波透過体を塗布し、その後、硬化させても良い。
【００３５】
このような高周波回路用パッケージ１０、２０は、無線通信機器、光受信器、光送信器、光送受信器等を構成する高周波回路用パッケージに使用でき、高周波回路用パッケージの空洞共振、アイソレーション、電磁波の漏洩等を抑制することができる。また、電磁波吸収体からなる蓋体１３によって伝送線路の信号を減衰させることもない。
【００３６】
【実施例】
（実施例１）
図３に示すように、伝送線路１１が形成されたパッケージベース１２と、電磁波吸収体からなる蓋体１３とからなる高周波回路用パッケージ３０の伝送線路１１と、基板３１上に形成された伝送線路３２とは半田で接合され、さらに入力側にプローブ３３、出力側にプローブ３４を接続した。プローブ３３、３４はそれぞれネットワークアナライザーのポート１、ポート２に接続している。尚、高周波回路用パッケージ３０は外径８ｍｍ高さ１ｍｍの空洞を有し、伝送線路１１と蓋体１３の内壁側面１３ａが近接している。蓋体１３の肉厚は１ｍｍ、表面には導電体１４を形成している。導電体１４を部分的に形成するには、無電解メッキ、または、電気メッキにより予め全面に形成し、その後、導電体１４の一部にエッチング液を滴下もしくは噴霧する。
【００３７】
尚、蓋体１３は、エポキシ樹脂中にカーボニル鉄、センダスト、ＳＵＳ、Ｍｏパーマロイ、カーボンファイバー等のフィラーを含有したもの、あるいは主成分Ｆｅ２Ｏ３のフェライト焼結体である。
【００３８】
伝送特性は、伝送線路１１と蓋体１３との距離、導電体１４の材質、厚さ、形成位置（蓋体１３の内壁側面を１３ａ、内壁天井面を１３ｂ、外壁天井面を１３ｃ、外壁側面を１３ｄ）を各種設定したときの電力透過係数の最小値（Ｓ２１ ｍｉｎ）を、ネットワークアナライザーを用いて、周波数１００ＭＨｚ〜４０．１ＧＨｚ、ポイント数２０１、アベレージング１２８回の設定で測定し、信号の減衰、共振抑制効果の有無を確認した。また、比較として、Ａｕ付きコバール、アルミナからなる蓋体を使用した。
【００３９】
但し、共振抑制効果は、空洞共振がないものを○、あるものを×とした。
【００４０】
表１の結果から明らかなように、試料Ｎｏ．３５〜４４は伝送線路１１が近接している蓋体１３表面の一部、すなわち内壁側面１３ａに導電体１４が備えられていないため、信号の減衰があり使用することができない。
【００４１】
また、試料Ｎｏ．４５〜４８は蓋体１３の内壁側面と接合面１３ａ、内壁天井面１３ｂともに導電体１４を備えたことから、導電体１４表面に高周波電流が流れ、空洞共振を抑制することができない。
【００４２】
また、試料Ｎｏ．４９、５０は、蓋体１３が電磁波吸収体ではないため、空洞共振を抑制することができない。
【００４３】
一方、本発明の範囲内である試料Ｎｏ．１〜３４は、共振抑制効果があり、且つ信号の減衰も概ねないことから好適に使用することができる。
【００４４】
【表１】

Figure 2004031598
【００４５】
（実施例２）
実施例１と同様の評価を行った。尚、高周波回路用パッケージ４０は外径８ｍｍ高さ１ｍｍの空洞を有し、伝送線路１１と蓋体１３の内壁側面１３ａは近接している。蓋体１３の肉厚は１ｍｍで、その一部に電磁波透過体２１を備え、且つ蓋体１３の外壁天井面１３ｃ、外壁側面１３ｄには導電体１４を備えている。導電体１４は、蓋体１３の外壁を無電解メッキ浴に浸すことによって形成することができる。
【００４６】
尚、蓋体１３は、エポキシ樹脂中にカーボニル鉄、センダスト、ＳＵＳ、Ｍｏパーマロイ、カーボンファイバー等のフィラーを含有したもの、あるいは主成分Ｆｅ２Ｏ３のフェライト焼結体である。
【００４７】
表１の結果から明らかなように、試料Ｎｏ．８５〜９４は伝送線路１１が近接している蓋体１３の一部、すなわち内壁側面１３ａに電磁波透過体２１が備えられていないため、信号の減衰があり使用することができない。
【００４８】
また、試料Ｎｏ．９５〜９８は電磁波透過体２１の厚さが０．１ｍｍ未満であることから、信号の減衰があり使用することができない。
【００４９】
また、試料Ｎｏ．９９、１００は、蓋体１３が電磁波吸収体と電磁波透過体で構成されていないため、空洞共振を抑制することができない。
【００５０】
一方、本発明の範囲内である試料Ｎｏ．５１〜８４は、共振抑制効果があり、且つ信号の減衰も概ねないことから好適に使用することができる。
【００５１】
【表２】
Figure 2004031598
【００５２】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明によれば、伝送線路を形成したパッケージベースと、該パッケージベース上に取り付けられた凹部を有する蓋体とからなる高周波回路用パッケージにおいて、前記蓋体は電磁波吸収体から成り、かつ前記伝送線路が近接している蓋体の一部に導電体を備えたことにより、共振抑制、アイソレーション特性に優れた高周波回路用パッケージを得ることができる。
【００５３】
また、伝送線路を形成したパッケージベースと、該パッケージベース上に取り付けられた凹部を有する蓋体とからなる高周波回路用パッケージにおいて、前記蓋体は電磁波吸収体から成り、かつ前記伝送線路が近接している蓋体の一部に導電体を備えたことにより、共振抑制、アイソレーション特性に優れた高周波回路用パッケージを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高周波回路用パッケージの断面図である。
【図２】本発明の高周波回路用パッケージの断面図である。
【図３】伝送特性を評価するための高周波回路用パッケージの断面図である。
【図４】伝送特性を評価するための高周波回路用パッケージの断面図である。
【図５】従来の電磁波吸収体を用いた高周波回路用パッケージの断面図である。
【図６】従来の電磁波吸収体を用いた高周波回路用パッケージの断面図である。
【符号の説明】
１０・・・高周波回路用パッケージ
１１・・・伝送線路
１２・・・パッケージベース
１３・・・蓋体
１３ａ・・・蓋体１３の内壁側面
１３ｂ・・・蓋体１３の内壁天井面
１３ｃ・・・蓋体１３の外壁天井面
１３ｄ・・・蓋体１３の外壁側面
１４・・・導電体
１５・・・半導体素子
１６・・・ワイヤー
１７・・・グラウンド
２０・・・高周波回路用パッケージ
２１・・・電磁波透過体
３０・・・高周波回路用パッケージ
３１・・・基板
３２・・・伝送線路の端子部
３３・・・入力側プローブ
３４・・・出力側プローブ
４０・・・高周波回路用パッケージ
４１・・・導電体[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-frequency circuit package, particularly for optical communication and wireless communication.
[0002]
[Prior art]
In a high-frequency circuit package, hermetic sealing is performed by attaching a lid made of metal or ceramic to a package base. Therefore, since a rectangular parallelepiped cavity is formed in the high-frequency circuit package, the high-frequency circuit package has the same properties as the rectangular cavity resonator. For this reason, cavity resonance occurs in a frequency band higher than a cutoff frequency determined by the dimensions of the cavity.When mounting a high-frequency semiconductor element or another circuit element operating in the frequency band in a high-frequency circuit package, the cavity is By reducing the dimensions, the cutoff frequency is sufficiently higher than the frequency band in which the device operates. However, the above method has a problem that as the operating frequency of the element becomes higher, the frequency at which cavity resonance occurs becomes lower than the frequency band in which the element operates. In order to solve this problem, a method has been adopted in which an electromagnetic wave absorber is disposed inside a high-frequency circuit package to absorb electric or magnetic field energy during cavity resonance, thereby suppressing cavity resonance.
[0003]
Furthermore, in the high-frequency circuit package, not only the cavity resonance but also the isolation characteristics of the amplifier mounted in the high-frequency circuit package may be deteriorated. That is, microwaves and millimeter waves propagating in the high-frequency circuit package and the high-frequency transmission line formed in the high-frequency semiconductor element generate a high-frequency current in the lid, and the current flowing through the lid flows between the amplifier input and output lines. Therefore, unnecessary oscillation occurs due to the feedback of the signal. In order to solve such a problem, a method has been adopted in which an electromagnetic wave absorber is disposed inside the lid to suppress a high-frequency current flowing through the lid.
[0004]
For example, as the electromagnetic wave absorber used inside the high-frequency circuit package, as shown in a high-frequency circuit package 50 in FIG. 5, a lid 51 and an electromagnetic wave absorber 52 formed of a ferrite sheet having a rectangular parallelepiped shape on a package base 53 are used. Or a liquid ferrite coating (Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-236935) is known.
[0005]
For example, in the semiconductor package 60 of FIG. 6, a predetermined through-hole is provided in a support frame 62 made of a soft magnetic material attached so as to surround an Al heat spreader 61, and the lead frame 63 is supported through the through-hole. It is arranged so as to be exposed in a required pattern on the front and back surfaces of the frame 62, and Ni is coated so as to cover the inner lead portion on the upper surface side of the ferrite support frame 62, the LSI chip 64 mounted on the heat spreader 61, and the inner lead. One in which a cap 65 made of -Zn based sintered ferrite is sealed with an insulating material 66 (JP-A-5-243412) is known.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, as in the case of the high-frequency circuit package 50 of FIG. 5, the method of mounting the small piece 53 of the electromagnetic wave absorbing material at the corner of the cavity formed by the lid 51 and the package base 52 is based on the electric field or magnetic field energy at the time of cavity resonance. Can be efficiently absorbed and cavity resonance can be suppressed, but there is a problem that it is insufficient to suppress the deterioration of isolation characteristics. In addition, when the small pieces 53 of the electromagnetic wave absorbing material are attached to the corners, the number of parts increases, and the cost increases.
[0007]
In addition, since the lead frame 63 is disposed in the support frame 62 as in the semiconductor package 60 of FIG. 6, there is a problem that the signal is attenuated in a frequency band in which the loss of the Ni—Zn sintered ferrite is large. Further, if the loss of the Ni—Zn-based sintered ferrite is reduced so that the signal is not attenuated, there is a problem that the cavity resonance cannot be suppressed.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, as a result of studying the above problem, a high frequency circuit package including a package base on which a transmission line is formed and a lid having a concave portion mounted on the package base, wherein the lid is A cover is made of an electromagnetic wave absorber, and a conductor is provided on a part of the lid close to the transmission line.
[0009]
Further, the conductor is characterized in that its surface is made of Au and its base is made of Ni.
[0010]
Furthermore, after applying the metal plating film forming the conductor on the entire surface of the lid, the etching solution is dropped or applied to at least a part of the ceiling surface and the side surface of the inner wall of the concave portion of the lid to remove the metal plating film. It is characterized by doing.
[0011]
Further, a part of the lid is immersed in an electroless plating bath to form a metal plating film forming the conductor.
[0012]
Further, in a high-frequency circuit package comprising a package base on which a transmission line is formed and a lid having a concave portion mounted on the package base, the lid is made of an electromagnetic wave absorber and an electromagnetic wave transmitting body, and An electromagnetic wave transmitting body is provided on a part of the lid close to the line, and the electromagnetic wave transmitting body has a thickness of 0.1 mm or more.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a high-frequency circuit package will be described as an embodiment of the present invention.
[0014]
For example, as shown in FIG. 1, in a high-frequency circuit package 10 including a package base 12 on which a high-frequency transmission line 11 is formed and a lid 13 having a recess attached to the package base 12, the lid 13 absorbs electromagnetic waves. A conductor 14 is provided on a part (the inner wall side surface 13a) of the lid 13 which is made of a body and is close to the transmission line 11.
[0015]
Here, when the lid 13 is made of a metal such as Kovar or stainless steel or a ceramic such as alumina, a cavity resonance is generated because electromagnetic waves are not absorbed, and the transmission characteristics of the high-frequency circuit package 10 deteriorate. If the lid 13 is made of a low-dielectric-constant, low-loss material such as cordierite or glasslaser, cavity resonance is unlikely to occur, but this is not appropriate because electromagnetic waves leak outside the high-frequency circuit package. Further, when the lid 13 is made of an electromagnetic wave absorber, cavity resonance can be suppressed, but since the lid 13 and the transmission line 11 are close to each other, the transmission characteristics of the high-frequency circuit package 10 deteriorate. Problems arise.
[0016]
Here, the proximity means that the lid 13 is approaching an area where the transmission line 11 is electrically affected. For example, the power transmission coefficient (S 21 ) of the high-frequency circuit package 30 shown in FIG. 3 is measured using a network analyzer under the following settings: frequency 100 MHz to 40.1 GHz, number of measurement points 201, averaging 128 times. based on the S 21 of the base 12 itself, when the absolute value of the difference between S 21 when disposed a lid 13 which conductor 14 is not formed are adjacent if 0.1dB or more I do.
[0017]
On the other hand, the lid 13 is made of an electromagnetic wave absorber, and the conductor 13 is provided on a part of the lid 13 to which the transmission line 11 is close, thereby suppressing cavity resonance, signal attenuation, and leakage of electromagnetic waves. Can be. This is because even if the transmission line 11 and the cover 13 are close to each other, the conductor 14 reflects the electromagnetic wave, so that the electromagnetic wave is not absorbed by the cover 13 made of the electromagnetic wave absorber.
[0018]
Furthermore, when the conductor 14 is provided at the contact portion between the inner wall side surface 13a, the outer wall ceiling surface 13c, the outer wall side surface 13d, and the lid 13 and the package base 12, leakage of electromagnetic waves can be sufficiently suppressed. Further, the conductor 14 is preferably electrically connected to the ground 17 on the package base 12 by a conductive bonding agent or the like.
[0019]
Further, since the lid 13 itself has electromagnetic wave absorbing performance, it is not necessary to dispose the electromagnetic wave absorber inside the cavity of the high-frequency circuit package 10.
[0020]
Here, the electromagnetic wave absorber may be any material that absorbs electromagnetic waves. For example, those having a structure in which magnetic particles and carbon particles are dispersed and contained in an insulator such as synthetic resin, rubber, and ceramics, or a ferrite sintered body, a volume resistivity of 1 × 10 −1 to 1 × 10 5 Ωm A suitable amount can be selected according to the device form, application, electromagnetic wave absorption characteristics, and the like, such as conductive ceramics and conductive resin. Examples of the magnetic particles include Ni-Zn-based ferrite, Ni-Zn-Cu-based ferrite, Mn-Zn-based ferrite, Cu-Zn-based ferrite, Ba-based ferrite, Co-based ferrite, carbonyl iron, permalloy, Examples of the carbon particles such as permendur, ferrosilicon, sendust, amorphous alloy, electromagnetic stainless steel, iron nitride, and other soft magnetic metals such as Fe, Co, and Ni-based alloys include, for example, carbon fiber, carbon nanotube, and carbon. Microcoils, graphite, carbon black, activated carbon, fullerene, glassy carbon, etc. can be used, and the shapes of magnetic particles and carbon particles are spherical, massive, flat, fibrous, scale-like, coil-like, and tetrahedral. Anything, such as a hexahedron, may be used.
[0021]
Examples of the insulator include alumina, mullite, borosilicate glass, cordierite, steatite, forsterite, or epoxy resin, phenol resin, PTFE resin, polyimide, polyamide, PEEK, chlorinated polyethylene, urethane. And synthetic resins such as chloroprene rubber, nylon, polyethylene and photocurable resin, and one or more of these can be used in combination.
[0022]
In the case of a structure in which magnetic particles are dispersed and contained in an insulator such as a synthetic resin, rubber, or ceramic, the content of the magnetic particles is 10% by weight or more and 99% by weight or less, particularly 30% by weight or more and 97% by weight. % Is preferable. When the content of the magnetic particles is less than 10% by weight, the electromagnetic wave absorption characteristics are reduced. On the contrary, when the content is more than 99% by weight, the strength of the molded article is significantly reduced. Absent.
[0023]
Further, the average particle diameter of the magnetic particles is preferably 0.01 μm or more and 300 μm or less, particularly preferably 1 μm or more and 20 μm or less. When the average particle size is less than 0.01 μm, the cost becomes high and it is not economically suitable. On the other hand, when the average particle size is more than 300 μm, the electromagnetic wave absorption characteristics at high frequencies are deteriorated. Is not preferred.
[0024]
The maximum particle size of the magnetic particles is preferably 500 μm or less, particularly preferably 300 μm or less. If the maximum particle size is larger than 500 μm, the dispersibility at the time of mixing with the insulator is poor, so that sufficient strength cannot be maintained.
[0025]
The average particle size of the magnetic particles is the average value of the measured values of the front, rear, left, right, and top and bottom dimensions of the magnetic particles, and the maximum particle size was measured of the front, rear, left, right, and top and bottom dimensions. Sometimes the length of the longest part. When obtaining the particle size of the magnetic particles from the lid 13, an arbitrary surface or cross section of the lid 13 is analyzed by an image analyzer for convenience.
[0026]
Further, as the conductor 14, Au, Ag, Cu, Ni, Fe, or an alloy thereof, or a conductive resin in which these metal powders are dispersed and contained in a synthetic resin can be used. One or more layers can be used. They may be stacked. Au is preferable because of its high chemical stability. However, it is particularly preferable that the surface is made of Au and its base is made of Ni because of its high wettability with solder and high reliability of sealing and joining. The thickness of the conductor 14 may be 0.01 μm or more, but is preferably 0.1 μm or more.
[0027]
The lid 13 is manufactured by a known method such as powder pressure molding, injection molding, hot roll molding, doctor blade molding, cast molding, or optical molding. Further, the conductor 14 provided on a part of the lid 13 is formed by a known method such as vapor deposition, coating, electrodeposition coating, electroless plating, electroplating, vacuum plating, melting plating, and pulse plating. If the conductor 14 is formed on the entire surface of the body 13, the effect of suppressing resonance cannot be obtained. Therefore, it is necessary to partially remove the conductor 14 formed on the inner wall of the lid 13. The removing method is a method of removing mechanically, a method of immersing in an etching solution after masking, a method of dropping or spraying an etching solution without masking, or a method of removing lid 13 before forming conductor 14. There are methods such as vapor deposition, painting, electroless plating, and electroplating by masking a part of the inner wall in advance.Especially, the manufacturing cost is low and the process is simple, so that the etching solution is dropped or masked without masking. A method of removing by spraying is preferred. Specifically, a metal plating film is formed on the entire surface of the cover 13 by electroless plating, and thereafter, an etching solution such as ferric chloride, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, copper ammonium chloride, or aqua regia is applied to the inner wall of the recess of the cover 13. By dropping or spraying at least a part of the ceiling surface and the side surface of the metal plate, a part of the metal plating film can be removed.
[0028]
Further, when the metal plating film on at least a part of the ceiling surface and the side surface of the inner wall of the lid 13 is removed, the inner wall of the lid 13 can be selectively metal-plated by electroplating the entire lid. .
[0029]
Further, by immersing a part of the lid 13 in an electroless plating bath, a metal plating film can be selectively applied without using a masking or an etching solution.
[0030]
Further, as shown in FIG. 2, for example, in the high-frequency circuit package 10 including a package base 12 on which the transmission line 11 is formed and a lid 13 having a concave portion mounted on the package base 12, the lid 13 is An electromagnetic wave transmitting body 21 is provided on a part of the lid 13 (here, the inner wall side surface 13a) which is made of an electromagnetic wave absorbing body and the transmission line 11 is close to the cover 13. The thickness of the electromagnetic wave transmitting body 21 is set to 0.1 mm or more. I have.
[0031]
Here, when the lid 13 is entirely made of an electromagnetic wave absorber, cavity resonance can be suppressed. However, since the lid 13 and the transmission line 11 are close to each other, the transmission characteristics of the high-frequency circuit package 10 are reduced. There is a problem of degradation. Further, by increasing the distance between the lid 13 and the transmission line 11, it is possible to suppress the deterioration of the transmission characteristics, but there is a problem because the size of the high-frequency circuit package increases.
[0032]
On the other hand, if the electromagnetic wave transmitting body 21 is provided on a part of the lid 13 close to the transmission line 11, the transmission characteristics of the high-frequency circuit package 10 will not be deteriorated. This is because the complex permittivity and the complex permeability of the electromagnetic wave transmitting body 21 are very small.
[0033]
Here, the electromagnetic wave transmitting body 21 may be any material as long as it is a substance that transmits electromagnetic waves. For example, alumina, mullite, borosilicate glass, cordierite, steatite, forsterite, or epoxy resin, phenolic resin, PTFE resin, polyimide, polyamide, PEEK, chlorinated polyethylene, urethane, chloroprene rubber, nylon, polyethylene, There are synthetic resins such as photocurable resins, and gases such as nitrogen and air. One or more of these can be used in combination, but they have particularly high mechanical strength and heat resistance, permittivity, dielectric loss, and magnetic properties. Alumina, cordierite or the like having low loss is preferred. Further, the thickness of the electromagnetic wave transmitting body 21 may be 0.1 mm or more, but is preferably 0.2 mm or more.
[0034]
The method of manufacturing the electromagnetic wave transmitting body 21 is performed by a known manufacturing method such as powder pressure molding, injection molding, hot roll molding, doctor blade molding, cast molding, and optical molding. The electromagnetic wave transmitting body 21 manufactured by such a manufacturing method is joined with an adhesive, a low melting point glass, a low melting point metal, or the like. Alternatively, a liquid electromagnetic wave transmitting body may be applied to the lid 13 and then cured.
[0035]
Such high-frequency circuit packages 10 and 20 can be used for high-frequency circuit packages that constitute wireless communication devices, optical receivers, optical transmitters, optical transceivers, and the like. Leakage of electromagnetic waves can be suppressed. Further, the signal on the transmission line is not attenuated by the lid 13 made of the electromagnetic wave absorber.
[0036]
【Example】
(Example 1)
As shown in FIG. 3, a transmission line 11 of a high-frequency circuit package 30 including a package base 12 on which a transmission line 11 is formed, a lid 13 formed of an electromagnetic wave absorber, and a transmission line formed on a substrate 31 A probe 33 was connected to the input side and a probe 34 was connected to the output side. The probes 33 and 34 are connected to the ports 1 and 2 of the network analyzer, respectively. The high-frequency circuit package 30 has a cavity having an outer diameter of 8 mm and a height of 1 mm, and the transmission line 11 and the inner wall side surface 13 a of the lid 13 are close to each other. The thickness of the lid 13 is 1 mm, and the conductor 14 is formed on the surface. In order to partially form the conductor 14, the conductor 14 is formed on the entire surface in advance by electroless plating or electroplating, and then an etching solution is dropped or sprayed on a part of the conductor 14.
[0037]
The lid 13 is a material containing fillers such as carbonyl iron, sendust, SUS, Mo permalloy, and carbon fiber in an epoxy resin, or a ferrite sintered body composed mainly of Fe 2 O 3 .
[0038]
The transmission characteristics include the distance between the transmission line 11 and the lid 13, the material, thickness, and formation position of the conductor 14 (the inner wall side 13a of the lid 13, the inner wall ceiling 13b, the outer wall ceiling 13c, and the outer wall side). The minimum value (S 21 min ) of the power transmission coefficient when 13d) is variously set is measured using a network analyzer at a setting of a frequency of 100 MHz to 40.1 GHz, a number of points of 201, and averaging of 128 times, and a signal is measured. The presence or absence of the damping and resonance suppression effects was confirmed. For comparison, a lid made of Kovar with Au and alumina was used.
[0039]
However, the resonance suppression effect was evaluated as ○ when there was no cavity resonance, and as x when there was a cavity resonance.
[0040]
As is clear from the results in Table 1, Sample No. 35 to 44 cannot be used because the conductors 14 are not provided on a part of the surface of the lid 13 to which the transmission line 11 is close, that is, on the inner wall side surface 13a because the signal is attenuated.
[0041]
Further, the sample No. In Nos. 45 to 48, since the conductor 14 is provided on both the inner wall side surface and the joint surface 13a and the inner wall ceiling surface 13b of the lid 13, a high-frequency current flows on the surface of the conductor 14, and cavity resonance cannot be suppressed.
[0042]
Further, the sample No. In 49 and 50, since the lid 13 is not an electromagnetic wave absorber, cavity resonance cannot be suppressed.
[0043]
On the other hand, Sample No. within the scope of the present invention. Nos. 1 to 34 can be suitably used because they have a resonance suppressing effect and almost no signal attenuation.
[0044]
[Table 1]
Figure 2004031598
[0045]
(Example 2)
The same evaluation as in Example 1 was performed. The high-frequency circuit package 40 has a cavity with an outer diameter of 8 mm and a height of 1 mm, and the transmission line 11 and the inner wall side surface 13 a of the lid 13 are close to each other. The thickness of the lid 13 is 1 mm, and the electromagnetic wave transmitting body 21 is provided on a part of the lid 13, and the conductor 13 is provided on the outer wall ceiling surface 13 c and the outer wall side surface 13 d of the lid 13. The conductor 14 can be formed by immersing the outer wall of the lid 13 in an electroless plating bath.
[0046]
The lid 13 is a material containing fillers such as carbonyl iron, sendust, SUS, Mo permalloy, and carbon fiber in an epoxy resin, or a ferrite sintered body composed mainly of Fe 2 O 3 .
[0047]
As is clear from the results in Table 1, Sample No. Nos. 85 to 94 cannot be used because the electromagnetic wave transmitting body 21 is not provided on a part of the lid 13 to which the transmission line 11 is close, that is, on the inner wall side surface 13a.
[0048]
Further, the sample No. Nos. 95 to 98 cannot be used because the thickness of the electromagnetic wave transmitting body 21 is less than 0.1 mm and the signal is attenuated.
[0049]
Further, the sample No. In Nos. 99 and 100, the cavity 13 cannot be suppressed because the lid 13 is not composed of the electromagnetic wave absorber and the electromagnetic wave transmitter.
[0050]
On the other hand, Sample No. within the scope of the present invention. 51 to 84 can be suitably used because they have a resonance suppressing effect and almost no signal attenuation.
[0051]
[Table 2]
Figure 2004031598
[0052]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, in a high-frequency circuit package including a package base on which a transmission line is formed, and a lid having a concave portion mounted on the package base, the lid is an electromagnetic wave absorber. And a conductor is provided in a part of the lid close to the transmission line, so that a high-frequency circuit package excellent in resonance suppression and isolation characteristics can be obtained.
[0053]
In a high-frequency circuit package including a package base on which a transmission line is formed and a lid having a concave portion mounted on the package base, the lid is made of an electromagnetic wave absorber, and the transmission line is close to the package. Since a conductor is provided in a part of the lid, a package for a high-frequency circuit having excellent resonance suppression and isolation characteristics can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a high-frequency circuit package according to the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of a high-frequency circuit package according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a high-frequency circuit package for evaluating transmission characteristics.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a high-frequency circuit package for evaluating transmission characteristics.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional high-frequency circuit package using an electromagnetic wave absorber.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional high-frequency circuit package using an electromagnetic wave absorber.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... High frequency circuit package 11 ... Transmission line 12 ... Package base 13 ... Lid 13a ... Inner wall side surface 13b of lid 13 ... Inner wall ceiling surface 13c of lid 13 ... 13 d of outer wall ceiling surface of lid 13 ... outer wall side surface 14 of lid 13 ... conductor 15 ... semiconductor element 16 ... wire 17 ... ground 20 ... package 21 for high frequency circuit ..Electromagnetic wave transmitting body 30 High frequency circuit package 31 Substrate 32 Transmission line terminal 33 Input probe 34 Output probe 40 High frequency circuit package 41 ···conductor

Claims (5)

伝送線路を形成したパッケージベースと、該パッケージベース上に取り付けられた凹部を有する蓋体とからなる高周波回路用パッケージにおいて、前記蓋体は電磁波吸収体から成り、かつ前記伝送線路が近接している蓋体の一部に導電体を備えたことを特徴とする高周波回路用パッケージ。In a high-frequency circuit package including a package base on which a transmission line is formed and a lid having a concave portion mounted on the package base, the lid is made of an electromagnetic wave absorber, and the transmission lines are close to each other. A high-frequency circuit package comprising a conductor provided on a part of a lid. 前記導電体は表面がＡｕ、その下地がＮｉからなることを特徴とする請求項１記載の高周波回路用パッケージ。The high-frequency circuit package according to claim 1, wherein the conductor has a surface made of Au and a base made of Ni. 上記蓋体の全面に上記導電体を成す金属メッキ膜を施した後、蓋体の凹部内壁の天井面と側面の少なくとも一部にエッチング液を滴下もしくは塗布することによって金属メッキ膜を除去することを特徴とする請求項１または２に記載の高周波回路用パッケージの製造方法。After applying the metal plating film forming the conductor on the entire surface of the lid, removing the metal plating film by dropping or applying an etchant to at least a part of the ceiling surface and the side surface of the inner wall of the concave portion of the lid. The method for manufacturing a high-frequency circuit package according to claim 1 or 2, wherein: 上記蓋体の一部を無電解メッキ浴に浸けて上記導電体を成す金属メッキ膜を形成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の高周波回路用パッケージの製造方法。4. The method for manufacturing a high-frequency circuit package according to claim 1, wherein a part of the lid is immersed in an electroless plating bath to form a metal plating film forming the conductor. 伝送線路を形成したパッケージベースと、該パッケージベース上に取り付けられた凹部を有する蓋体とからなる高周波回路用パッケージにおいて、前記蓋体は電磁波吸収体と電磁波透過体から成り、かつ前記伝送線路が近接している蓋体の一部に電磁波透過体を備え、該電磁波透過体の厚さが０．１ｍｍ以上であることを特徴とする高周波回路用パッケージ。In a high-frequency circuit package including a package base on which a transmission line is formed and a lid having a concave portion mounted on the package base, the lid is made of an electromagnetic wave absorber and an electromagnetic wave transmitting body, and the transmission line is A high-frequency circuit package, comprising: an electromagnetic wave transmitting body provided on a part of an adjacent lid, wherein the electromagnetic wave transmitting body has a thickness of 0.1 mm or more.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011049310A (en) * 2009-08-26 2011-03-10 Kyocera Chemical Corp Hollow package for electronic component and method for manufacturing the same
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