JP2008167182A - 高周波半導体装置およびその実装方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】内部に動作周波数をカットオフ(伝播抑制)する金属メッキした樹脂製の周期構造体(32)を持つフィルタカバー30を、高周波回路10を搭載する回路基板20に被せ、アンテナ21,22を有するレーダ筐体60において、(1)高周波回路10に対向し,周期構造体32を持つカバー30面上に、回路基板20に近い熱膨張係数を持つ補強部33を設け、あるいは(2)伝播抑制部(32等)を有する隣接キャビティ81,82間に、動作周波数をカットオフする高さHと幅W(≦λ/4)の連通孔を設ける。
【効果】フィルタの変位を防ぎ、環境変化へのロバスト性高い高周波半導体装置を得る。
【選択図】図1
Description
ミリ波を使用する自動車レーダや300MHz以上の周波数帯の電波を用いる高周波無線通信装置及び無線端末機は、装置の小型化,低コスト化のため、高周波回路素子を一つの筐体内に実装する。また、使用する回路素子の多機能化に伴い、単一の多機能半導体素子または半導体集積回路(IC)、これらを実装したパッケージ、または、複数のICとこれらを相互に接続し、あるいはフィルタ機能等を含む高周波回路素子を一つの筐体内に実装する。このような構造の通信装置の一例として、非特許文献1に記載された自動車用レーダに用いられる送受信装置がある。この装置はミリ波(60GHz帯)送受信回路を平面表面で囲まれた筐体内に収められた構造になっている。他の一例として、非特許文献2に示されたRFサブシステムがある。このRFサブシステムは、高周波(RF)複数機能の回路素子が一筐体内に実装され、機能素子間の干渉を低減する為上記筐体をその中に設けた金属壁によって複数個の部分に分割した構造となっている。
一筐体構造の内部に多くの機能素子を収納する場合、筐体の大きさが一定で、機能素子の数が多くなれば、それだけ機能素子間の物理的距離が短くなる。あるいは、筐体の大きさが、信号周波数の自由空間波長λの半分(例えば、77GHzで約1.95mm)に比べ大きくなる。いずれの場合においても、筐体内の機能素子を構成するIC等の一点より筐体内に放射された信号周波数の電波エネルギーは容易に筐体内を伝播し、同じ筐体内の機能素子に結合することにより様々な機能障害を起こす。例えば、通信用送受信機、ミリ波自動車レーダ用送受信モジュールでは送信機能素子より筐体内に放射された信号の一部が受信機能素子に結合することにより受信機の飽和,受信雑音の上昇等の障害を起こす。
これらの問題点を解決するため、特許文献1が提案されている。
図1〜図4は、本発明の第1実施例を示す。
図7は、本発明の第2実施例による高周波半導体装置の要部を示す側面断面図である。この図は、図1における高周波モジュール40部分のみを示したものである。
図8は、本発明の第3実施例による高周波半導体装置の要部を示す側面断面図である。この図も、図1における高周波モジュール40部分のみを示したものである。
図10は、本発明の第4実施例による高周波半導体装置の要部を示す側面断面図である。この図は、図1における高周波モジュール40部分のみを示したものである。
図12は、本発明の第5実施例による高周波半導体装置の要部を示す側面断面図である。この図は、図1における高周波モジュール40部分のみを示したものである。
図14は、本発明の第6実施例による高周波半導体装置の要部を示す側面断面図である。この図は、図1における高周波モジュール40部分のみを示したものである。
Claims (20)
- 回路基板に搭載された高周波回路と、前記高周波回路に対向する面に特定周波数の電波の伝播を抑制する伝播抑制部を形成したカバーとを備えた高周波半導体装置において、前記カバーの前記伝播抑制部を形成して前記高周波回路に対向する部位に、機械的変位に抗する補強部を備えたことを特徴とする高周波半導体装置。
- 請求項1において、前記伝播抑制部は、表面に金属を貼った樹脂から成り,多数の突起を持つ周期構造体を形成したことを特徴とする高周波半導体装置。
- 請求項1または2において、前記補強部は、前記カバーの前記高周波回路に対向する面の背面方向に肉厚部を備えたことを特徴とする高周波半導体装置。
- 請求項1〜3のいずれかにおいて、前記カバーの前記補強部の両端近傍に薄肉の歪吸収部を形成したことを特徴とする高周波半導体装置。
- 請求項1〜4のいずれかにおいて、前記補強部は、その端部に比べて中央部を肉厚とした肉厚部を形成したことを特徴とする高周波半導体装置。
- 請求項5において、前記肉厚部を、端部から中央部に向かって次第に肉厚となるように形成したことを特徴とする高周波半導体装置。
- 請求項1において、前記カバーの前記伝播抑制部は、前記高周波回路に対向する面において、表面に金属を貼った樹脂から成り、前記カバーを、前記回路基板に近い熱膨張係数を持つ部材で形成したことを特徴とする高周波半導体装置。
- 請求項7において、前記伝播抑制部は、多数の突起を持つ周期構造体を備えたことを特徴とする高周波半導体装置。
- 請求項7または8において、前記回路基板は、熱膨張係数が、4〜10ppm/℃のセラミック基板であり、前記カバーは、4〜20ppm/℃のセラミック製カバーであることを特徴とする高周波半導体装置。
- 請求項1〜9のいずれかにおいて、前記カバーは、前記回路基板に対向する面に、それぞれ伝播抑制部を有する複数のキャビティを備え、隣接する前記キャビティ間に、前記高周波回路の動作周波数の電波の伝播を抑制する断面形状を持つ連通孔を備えたことを特徴とする高周波半導体装置。
- 請求項1において、前記カバーは、前記回路基板に対向する面に、それぞれ伝播抑制部を有する複数のキャビティを備え、隣接する前記キャビティ間に、前記高周波回路の動作周波数の電波の伝播を抑制する断面形状を持つ連通孔を備えたことを特徴とする高周波半導体装置。
- 請求項11において、前記高周波回路の動作周波数の波長をλとするとき、前記連通孔の高さHと幅Wを、それぞれ、λ/4以下としたことを特徴とする高周波半導体装置。
- 請求項1〜12のいずれかにおいて、前記高周波回路は、2つの周波数を混合する混合器を含むことを特徴とする高周波半導体装置。
- 請求項13において、前記伝播抑制部は、前記高周波回路に対向する面に多数の突起を持つ周期構造体を備え、前記混合器の近傍に、前記突起を前記回路基板に接合させる支柱を備えたことを特徴とする高周波半導体装置。
- 請求項2〜6、8〜10、または14のいずれかにおいて、前記周期構造体は、±20%以下の範囲でランダムな寸法の多数の突起を形成したことを特徴とする高周波半導体装置。
- 回路基板に搭載された高周波回路と、前記高周波回路に対向する面に特定周波数の電波の伝播を抑制する伝播抑制部を形成したカバーとを備えた高周波半導体装置の実装方法において、前記カバーの,前記伝播抑制部を形成して前記高周波回路に対向する部位を,機械的変位に抗するように補強することを特徴とする高周波半導体装置の実装方法。
- 請求項16において、前記伝播抑制部として、前記カバーの前記高周波回路に対向する面に多数の突起を持つ周期構造体を形成し、この周期構造体の背面に前記補強を施すことを特徴とする高周波半導体装置の実装方法。
- 請求項16において、前記カバーの,前記回路基板に対向する面に,それぞれ伝播抑制部を有する複数のキャビティを形成するとともに、隣接する前記キャビティ間を,前記高周波回路の動作周波数をカットオフする断面形状の連通孔で連通することを特徴とする高周波半導体装置の実装方法。
- 高周波回路素子をフリップチップとして搭載する回路基板及びアンテナを有し、高周波回路は混合器を含み、前記回路基板とコプレーナ・ウエーブガイド線路により接続され、前記回路基板における前記混合器とのローカル信号とRF信号との接続部は、高周波回路の動作周波数帯域の電波の伝播を抑制するピッチで並ぶビアにより分離したことを特徴とする高周波半導体装置。
- 請求項19において、前記ビアは、高周波素子の動作周波数帯域の電波の伝播を抑制するピッチで、コプレーナ・ウエーブ・ガイド線路の接地に接続していることを特徴とする高周波半導体装置。
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