JP2005051161A - High-frequency circuit device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はモジュール基板の引出電極パターンをコプレーナ線路とし、小型化を図った高周波回路装置に関する。 The present invention relates to a high-frequency circuit device that is miniaturized by using a lead electrode pattern of a module substrate as a coplanar line.
通信機器等の使用周波数の高周波化および小型化にともない、モジュール基板の引出電極にマイクロストリップ線路が使用される。 Along with the increase in frequency and miniaturization of the operating frequency of communication equipment and the like, a microstrip line is used for the extraction electrode of the module substrate.
図14は高周波回路に従来から用いられているマイクロストリップ線路1で、セラミック等からなるモジュール基板2の表面に白金などにより引出電極となる導電パターン3が形成されている。
FIG. 14 shows a
図15は図14で示すマイクロストリップ線路1をモジュール基板の引出電極に用いた従来の高周波回路装置の平面図である。
FIG. 15 is a plan view of a conventional high-frequency circuit device using the
パッケージ4はトランジスタ、ダイオード、ICなどが内蔵され、入力引出電極5a、出力引出電極5b、接地電極5cが下面より露出される。
The package 4 includes a transistor, a diode, an IC, and the like, and the input extraction electrode 5a, the
パッケージ4の入力引出電極5aはマイクロストリップ線路6aにて引出され、出力引出電極5bはマイクロストリップ線路6bにて引出される。さらに接地電極5c、5cはマイクロストリップ線路6cにて引出される。
The input extraction electrode 5a of the package 4 is extracted by the
入力引出電極5aおよび出力引出電極5bは所定のインピーダンスであることが必要であるために、モジュール基板2の厚さHmicが800μmで、導電体3の線路幅Wmicが800μmと、マイクロストリップ線路6a、6bは比較的太い導体となる。
Since the input extraction electrode 5a and the
モジュール基板2を薄くして、入出力引出電極の引出し電極となるマイクロストリップ線路6a、6b、6c等を細くする方法も考えられる。これにより高集積化も可能である。この場合にモジュール基板2全体を薄くする必要はなく、細いマイクロストリップ導体が必要な場所にのみ薄いモジュール基板を用い、それ以外は通常の厚さのモジュール基板2を用いることも可能である。
前述した図15に示すように、太いマイクロストリップ線路1で引出電極パターンにしてしまうと、配線が困難であり、モジュール基板2の集積化も困難となる。
As shown in FIG. 15 described above, if the lead electrode pattern is formed by the
また、モジュール基板2を薄くし引出しパターンを細くすると、機械的強度が低下し、高周波回路全体の伝送損失および誘電体損失が増加してしまう。細いマイクロストリップ配線を用いる個所のみモジュール基板2を薄くすることは、厚さの異なるモジュール基板を扱うこととなり、モジュール基板2とモジュール基板2とのつなぎ合わせによる費用、製作時間がかかるなど諸問題が発生する。
Further, when the
本発明はコプレーナ線路を使用することにより小型化および高精密化を実現するもので、
トランジスタ、ダイオード、ICなどが内蔵され、露出する入力引出電極、出力引出電極および接地引出電極を有するパッケージと、絶縁性のモジュール基板に形成され前記パッケージの入力引出電極および出力引出電極にそれぞれ接続される始端部と幅広にされた中間部を有する中心導体と、ギャップを有するように中心導体を包囲し形成され、且つモジュール基板の裏面の裏面接地導体に接続された接地導体とよりなり、前記接地導体は前記中心導体とギャップを包囲するように形成する高周波回路装置を提供する。
The present invention achieves miniaturization and high precision by using a coplanar line,
Transistors, diodes, ICs, etc. are built-in and have a package having exposed input extraction electrodes, output extraction electrodes and ground extraction electrodes, and are formed on an insulating module substrate and connected to the input extraction electrodes and output extraction electrodes of the package, respectively. A ground conductor having a gap between the center conductor and a ground conductor connected to a back-surface ground conductor on the back surface of the module substrate. The conductor provides a high-frequency circuit device formed so as to surround the gap with the central conductor.
また本発明はトランジスタ、ダイオード、ICなどが内蔵され、対角線上に設けられ且つ露出される入力引出電極と出力引出電極および接地引出電極を有するパッケージと、絶縁性のモジュール基板にパッケージの中心点に点対称に形成され前記パッケージの入力引出電極および出力引出電極にそれぞれ接続される始端部と幅広にされた中間部を有する中心導体と、ギャップを有するように中心導体を包囲し形成され、且つモジュール基板の裏面の裏面接地導体に接続された接地導体とよりなり、前記接地導体は前記中心導体とギャップを包囲するように形成する高周波回路装置を提供する。 The present invention also includes a transistor, a diode, an IC, etc., a package having an input extraction electrode, an output extraction electrode, and a ground extraction electrode provided on a diagonal line and exposed, and an insulating module substrate at the center of the package. A module formed symmetrically around the center conductor having a gap between the start end portion and the widened intermediate portion connected to the input extraction electrode and the output extraction electrode of the package, and a module. Provided is a high-frequency circuit device comprising a grounding conductor connected to a backside grounding conductor on the backside of the substrate, wherein the grounding conductor is formed so as to surround the center conductor and the gap.
さらに本発明はトランジスタ、ダイオード、ICなどが内蔵され、同列に設けられた入力引出電極と出力引出電極および接地引出電極を有するパッケージと、絶縁性のモジュール基板にパッケージの中心線に線対称に形成され前記パッケージの入力引出電極および出力引出電極にそれぞれ接続される始端部と幅広にされた中間部を有する中心導体と、ギャップを有するように中心導体を包囲し形成され、且つモジュール基板の裏面の裏面接地導体に接続された接地導体とよりなり、前記接地導体は前記中心導体とギャップを包囲するように形成する高周波回路装置を提供する。 Further, the present invention includes a transistor, a diode, an IC, and the like, and a package having an input extraction electrode, an output extraction electrode, and a ground extraction electrode provided in the same row, and an insulating module substrate that is symmetrical with respect to the center line of the package. A central conductor having a start end portion and a widened intermediate portion connected to the input extraction electrode and the output extraction electrode of the package, respectively, and surrounding the central conductor so as to have a gap, and on the back surface of the module substrate There is provided a high frequency circuit device comprising a grounding conductor connected to a backside grounding conductor, wherein the grounding conductor is formed so as to surround the gap with the central conductor.
本発明の高周波回路装置は入力引出電極および出力引出電極となる中心導体を囲むように裏面接地導体と接続された接地導体を設け、中心導体と接地導体間のギャップを調整して、中心導体の幅が広くなくても必要とする入出力インピーダンスが得られる。 The high frequency circuit device of the present invention is provided with a ground conductor connected to the back surface ground conductor so as to surround the center conductor serving as the input lead electrode and the output lead electrode, and adjusting the gap between the center conductor and the ground conductor to The required input / output impedance can be obtained even if the width is not wide.
従って機械的強度を保ちつつ、モジュール基板部分の高密度、高集積化、高周波回路全体の損失低減、低コスト、制作時間の短縮を実現することが出来る。また入出力引出電極パターンを対称に配置することで、入出力信号を容易に考察することができる。 Therefore, while maintaining the mechanical strength, it is possible to realize a high density and high integration of the module substrate portion, a reduction in the loss of the entire high frequency circuit, a low cost, and a shortening of the production time. Further, by arranging the input / output lead electrode patterns symmetrically, the input / output signals can be easily considered.
本発明の高周波回路装置を図1〜図13に従って説明する。 The high-frequency circuit device of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は本発明の高周波回路装置に用いたコプレーナ線路9の斜視図である。コプレーナ線路9はモジュール基板10上に中心導体11およびギャップGcop1を設けて両側に接地導体12が形成されている。さらに接地導体12はタングステンなどからなるスルーホール15にて裏面接地導体16と接続されている。
FIG. 1 is a perspective view of a coplanar line 9 used in the high-frequency circuit device of the present invention. The coplanar line 9 is provided with a central conductor 11 and a gap G cop1 on a
前述の中心導体11は外部入力引出電極および外部出力引出電極となり、また接地導体12は外部接地引出電極となる。モジュール基板10はセラミックなどからなり、また中心導体11および接地導体12は白金などを蒸着するなどし、モジュール基板10の表面に形成している。
The center conductor 11 described above serves as an external input lead electrode and an external output lead electrode, and the
図2にシミュレータによる計算結果を示す表である。図2(A)は50Ωのマイクロストリップ線路1の特性インピーダンスZ0を得る場合のモジュール基板2の厚さHmicと導電パターン3の幅Wmicおよび長さLmicの関係を示したものである。
FIG. 2 is a table showing calculation results by the simulator. FIG. 2A shows the relationship between the thickness H mic of the
図14に示す、マイクロストリップ線路1はモジュール基板2の厚さHmicの増減により導電体3の幅Wmicも増減することが分かる。これより分かるように、モジュール基板2の厚さHmicを薄くする程幅Wmicも狭くできるが強度が問題となるので、モジュール基板2はある程度以下に薄くできない。そのため導電体3の幅Wmicが広くなり高周波回路装置の小型化を阻害した。
As can be seen from FIG. 14, the width W mic of the conductor 3 increases and decreases as the thickness H mic of the
一方、コプレーナ線路9は中心導体11と接地される接地導体12とのギャップGcop1によりほぼ決定される。
On the other hand, the coplanar line 9 is substantially determined by the gap G cop1 between the center conductor 11 and the
図2(B)は50Ωのコプレーナ線路9の特性インピーダンスZ0を得るために、中心導体11と接地される接地導体12とのギャップGcop1を250μmに固定し、基板の厚みHcopを変えたものであり、この場合モジュール基板の厚さHcopの増減では中心導体の幅Wcopはさほど変化しないことがわかる。
In FIG. 2B, in order to obtain the characteristic impedance Z 0 of the 50Ω coplanar line 9, the gap G cop1 between the center conductor 11 and the
図2(C)は50Ωのコプレーナ線路9の特性インピーダンスZ0を得るために、モジュール基板の厚さHcopを635μmに固定して、中心導体11と接地される接地導体12とのギャップGcop1を変えたものであり、この場合、ギャップGcop1を150μmにすると中心導体11の幅は345μmとなり、高周波回路装置の小型化が可能となる。
In FIG. 2C, in order to obtain the characteristic impedance Z 0 of the 50Ω coplanar line 9, the thickness H cop of the module substrate is fixed to 635 μm, and the gap G cop1 between the center conductor 11 and the
図3および図4は前述したコプレーナ線路9を用いた本発明の高周波回路装置の平面図と断面図である。モジュール基板10には白金などで形成された中心導体11Aと接地導体12Aとを有し、接地導体12Aは中心導体11Aを包囲するように設けられている。パッケージ18には入力引出電極19A、出力引出電極19B及び接地引出電極21を有する。中心導体11Aはパッケージ18の前記入力引出電極19Aに接続される細長の始端部11A1、傾斜辺11A2に連なる幅広の中間部11A3と該中間部11A3に連なる外部引出電極部11A4とを有する。
3 and 4 are a plan view and a cross-sectional view of the high-frequency circuit device of the present invention using the coplanar line 9 described above. The
接地導体12Aはパッケージ18の接地引出電極21に接続される始端部12A1と傾斜辺12A2および端部12A3とよりなり、始端部12A1と傾斜辺12A2および端部12A3は中心導体11Aの始端部11A1と傾斜辺11A2および中間部11A3にギャップGcop1、Gcop2を有し隣接して設けられている。また接地導体12Aはタングステンなどからなるスルーホール23で裏面接地導体16に接続される。
The
図5は本発明の高周波回路装置に用いているパッケージ18の等価回路であり、LWb、LWc、LWeは各ボンディングワイヤーの寄生インダクタンスであり、LLb、LLc、LLeはボンディングパッドとスルーホールと外部引出電極からなる導体配線の寄生インダクタンスである。
FIG. 5 is an equivalent circuit of the
また、CPbc、CPbe、CPceはボンディングパッドからなるパッケージ部の電極導体間の寄生キャパシタンスであり、CSbc、CSbe、CSceは外部引出電極導体間の寄生キャパシタンスである。 C Pbc , C Pbe , and C Pce are parasitic capacitances between the electrode conductors of the package portion composed of bonding pads, and C Sbc , C Sbe , and C Sce are parasitic capacitances between the external lead electrode conductors.
パッケージ18にはエミッタ引出電極27、コレクタ引出電極28およびベース引出電極29が下面外部に露出して形成されている。本発明の実施例ではエミッタが接地引出電極となり、コレクタが出力引出電極となり、そしてベースが入力引出電極としたが、コレクタまたはベースを接地引出電極としても適用できる。また、本発明の高周波回路装置に用いたトランジスタチップはバイポーラトランジスタであるが、電界効果型トランジスタにおいても適用できる。
An emitter extraction electrode 27, a collector extraction electrode 28, and a
図6および図7は図3のX部分の平面図および断面図である。中心導体11Aの終端部は外部引出電極部11A4と成っていることを示している。モジュール基板の厚みは635μmであり、外部引出電極部11A4の長辺は620μmで短辺が182μmである。
6 and 7 are a plan view and a cross-sectional view of the portion X in FIG. It shows that the terminal portion of the
図8及び図9は図3のY部分の平面図および断面図である。中心導体11Aの中間部11A3と接地導体12Aの端部12A3とが隣接して設けられていることを示している。中間部11A3の長辺は620μmで長さが216μmである。そして中心導体11Aの中間部11A3と接地導体12Aの端部12A3とのギャップGcop1の幅は240μmである。
8 and 9 are a plan view and a cross-sectional view of a Y portion in FIG. It shows that the intermediate portion 11A3 of the
図10及び図11は図3のZ部分の平面図および断面図である。ここでも中心導体11Aの始端部11A1に隣接して接地導体12Aの始端部12A1が隣接して設けられていることを示している。始端部11A1の幅は150μmで長さが210μmである。そして中心導体11Aの始端部11A1と接地導体12Aの始端部12A1とのギャップGcop2の幅は70μmである。
10 and 11 are a plan view and a cross-sectional view of a Z portion in FIG. Here again, it is shown that the start end 12A1 of the
このように本発明の高周波回路装置は中心導体11Aを包囲するように接地導体12Aを設け、中心導体11Aと接地導体12Aとの間にギャップを形成し、ギャップ幅を変えて入出力インピーダンスを得るようにしたので、中心導体11Aの幅を狭くできモジュール基板部分の高密度および高集積化が可能となる。
Thus, the high-frequency circuit device of the present invention provides the
図12は本発明の高周波回路装置の実施例を示す平面図である。モジュール基板10にはパッケージ18の中心点を点対称とする位置に第1の中心導体11Aと第2の中心導体11Bとが形成されている。接地導体12Aはパッケージ18の中心点を対称として4つのスルーホール23で裏面接地導体16に接続されている。
FIG. 12 is a plan view showing an embodiment of the high-frequency circuit device of the present invention. On the
第1の中心導体11Aおよび第2の中心導体11Bを囲むように接地導体12Aが設けられており、第1の中心導体11Aおよび第2の中心導体11Bと接地導体12A間にギャップGcop1を形成することにより、第1の中心導体11Aおよび第2の中心導体11Bの導電幅を広くしないでも高周波回路の入出力インピーダンスで必要とする50Ωが得られる。
A
第1の中心導体11Aの始端部11A1はパッケージ18の入力引出電極19Aに接続されており、第2の中心導体11Bの始端部11B1はパッケージ18の出力引出電極19Bに接続されている。一例として、第1の中心導体11Aの始端部11A1は図5に示すパッケージ18のベース電極29に接続され、第2の中心導体11Bの始端部11B1はコレクタ引出電極28に接続される。さらに接地導体12Aの始端部12A1はパッケージ18のエミッタ引出電極27に接続されている。
The start end 11A1 of the
本入出力引出電極パターンにより、どちらか一方の中心導体の入出力信号を測定することで、もう一方の特性を知ることが出来る。 By measuring the input / output signal of either one of the central conductors using this input / output lead electrode pattern, the other characteristic can be known.
図13は本発明の高周波回路装置の他の実施例を示す平面図である。モジュール基板10にはパッケージ18の中心線を線対称とする位置に第1の中心導体11Aと第2の中心導体11Bとが形成されている。接地導体12Aはパッケージ18の中心線を線対称として3つのスルーホール23で裏面接地導体16に接続されている。それ以外は図12と同様である。
FIG. 13 is a plan view showing another embodiment of the high-frequency circuit device of the present invention. On the
9 コプレーナ線路
10 モジュール基板
11 中心導体
12A 接地導体
16 裏面接地導体
18 パッケージ
19A 入力引出電極
19B 出力引出電極
26 トランジスタチップ
27 エミッタ引出電極
28 コレクタ引出電極
29 ベース引出電極
9
Claims (6)
絶縁性のモジュール基板に形成され前記パッケージの入力引出電極および出力引出電極にそれぞれ接続される始端部と幅広にされた中間部を有する中心導体と、
ギャップを有するように前記中心導体を包囲し形成され、且つモジュール基板の裏面の裏面接地導体に接続された接地導体とよりなり
前記接地導体は、前記中心導体とギャップを包囲するように形成することを特徴とする高周波回路装置。 A package containing a transistor, a diode, an IC, etc., and having an exposed input lead electrode, output lead electrode, and ground lead electrode; and
A central conductor formed on an insulating module substrate and connected to an input extraction electrode and an output extraction electrode of the package, respectively, and a center conductor having a widened intermediate portion;
The ground conductor is formed so as to surround the center conductor so as to have a gap, and is connected to the back surface ground conductor on the back surface of the module substrate. The ground conductor is formed so as to surround the center conductor and the gap. A high-frequency circuit device.
絶縁性のモジュール基板にパッケージの中心点に点対称に形成され前記パッケージの入力引出電極および出力引出電極にそれぞれ接続される始端部と幅広にされた中間部を有する中心導体と、
ギャップを有するように中心導体を包囲し形成され、且つモジュール基板の裏面の裏面接地導体に接続された接地導体とよりなり、
前記接地導体は、前記中心導体とギャップを包囲するように形成することを特徴とする高周波回路装置。 A package including an input extraction electrode, an output extraction electrode, and a ground extraction electrode, which are provided on a diagonal line and exposed, including a transistor, a diode, an IC, and the like;
A central conductor formed on the insulating module substrate in a point symmetry with respect to the center point of the package and connected to the input extraction electrode and the output extraction electrode of the package, respectively, and a widened intermediate portion;
It is formed by surrounding the center conductor so as to have a gap, and is connected to the back surface ground conductor on the back surface of the module substrate.
The high-frequency circuit device according to claim 1, wherein the ground conductor is formed so as to surround the gap with the central conductor.
絶縁性のモジュール基板にパッケージの中心線に線対称に形成され前記パッケージの入力引出電極および出力引出電極にそれぞれ接続される始端部と幅広にされた中間部を有する中心導体と、
ギャップを有するように中心導体を包囲し形成され、且つモジュール基板の裏面の裏面接地導体に接続された接地導体とよりなり、
前記接地導体は前記中心導体とギャップを包囲するように形成することを特徴とする高周波回路装置。 A package including a transistor, a diode, an IC, and the like, and an input extraction electrode, an output extraction electrode, and a ground extraction electrode provided in the same row;
A central conductor formed on an insulating module substrate in line symmetry with the center line of the package and connected to the input extraction electrode and the output extraction electrode of the package, respectively, and a widened middle conductor;
It is formed by surrounding the center conductor so as to have a gap, and is connected to the back surface ground conductor on the back surface of the module substrate.
The high-frequency circuit device according to claim 1, wherein the ground conductor is formed so as to surround the gap with the central conductor.
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