JP2010087469A - 高周波パッケージ装置およびその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】メタルシールリングの共振周波数が高く、動作周波数において入力端子及び出力端子の反射損、挿入損を低減し、特にミリ波等の高周波においてRF特性の優れた高周波パッケージ装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】高周波パッケージ装置は、導体ベースプレート22と、導体ベースプレート22上に配置されたセラミック枠16と、セラミック枠16上に配置されたメタルシールリング15と、メタルシールリング15上に配置されたハンダメタル層14と、ハンダメタル層14上に配置された開口部11を有する導体で形成された共振周波数調整導体12と、共振周波数調整導体12上に配置されたセラミックキャップ10とを備える。セラミック枠16の内側に用いられるボンディングワイヤ30のループの高い部分に開口部11が対応するように共振周波数調整導体12が配置される。
【選択図】図1

Description

本発明は、高周波パッケージ装置およびその製造方法に関し、特にマイクロ波帯で使用する半導体装置に好適な高周波パッケージ装置およびその製造方法に関する。
高周波電力増幅装置、例えばマイクロ波電力増幅装置は、電界効果型トランジスタなどの能動素子、抵抗やコンデンサなどの受動素子および高周波信号を伝送するマイクロストリップ線路などの回路素子から構成される。このようなマイクロ波電力増幅装置は、例えば、特許文献1および特許文献2に示すような高周波パッケージ装置に実装されている(例えば、特許文献1および特許文献2参照。)。
特許文献1および特許文献2に示すような高周波パッケージ装置では、シールリングの共振周波数はシールリングの長さで決まる。共振周波数がパッケージの使用周波数と等しくなると、シールリングの下に設けられた入力端子と出力端子間のアイソレーションが損なわれる。
特許文献3および特許文献4の技術は、使用周波数でのシールリングの共振を回避するための高周波パッケージ装置の構造を開示している(例えば、特許文献3および特許文献4参照。)。
特許文献3においては、側壁上のシールリングは、貫通孔を介して接地されている。多数のスルーホールを設けることによって、共振を回避することができるが、コストが掛かるという問題がある。
特許文献4においては、共振を回避するためにキャップの裏面の全面にメタライズ層を形成している。キャップを金属で作る、またはキャップの裏面にメタライズ層を形成することによって共振を回避することができるが、キャビティー内部のワイヤ配線の高周波特性が影響されるという問題がある。
米国特許第5692298号明細書 特表2000−510287号公報 特開2001−196500号公報 特開2002−289720号公報
本発明の目的は、構造が簡単で、製造方法が容易で、かつ高周波特性に優れた高周波パッケージ装置およびその製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するための本発明の一態様によれば、導体ベースプレートと、導体ベースプレート上に配置されたセラミック枠と、セラミック枠上に配置されたメタルシールリングと、メタルシールリング上に配置されたハンダメタル層と、ハンダメタル層上に配置された共振周波数調整導体であって、複数の開口部を有する導体であり、前記メタルシールリングに電気的に接続された共振周波数調整導体と、及び、共振周波数調整導体上に配置されたセラミックキャップとを備える高周波パッケージ装置が提供される。
本発明の他の態様によれば、導体ベースプレート上にセラミック枠を形成する工程と、セラミック枠上にメタルシールリングを形成する工程と、及びメタルシールリング上にハンダメタル層を介して、複数の開口部を有する導体である共振周波数調整導体が形成されたセラミックキャップを形成する工程とを有する高周波パッケージ装置の製造方法が提供される。
本発明によれば、構造が簡単で、製造方法が容易で、かつ高周波特性に優れた高周波パッケージ装置およびその製造方法を提供することができる。
実施例に係る高周波パッケージ装置を説明する分解斜視図。 実施例に係る高周波パッケージ装置を示す平面図。 (a)図2のI−I線に沿った断面図、(b)図2のII−II線に沿った断面図。 キャスタレーションを説明する斜視図。 (a)共振周波数調整導体を示す平面図、(b)他の共振周波数調整導体の平面図、(c)他の例の共振周波数調整導体の平面図。 (a)他の例の共振周波数調整導体の平面図、(b)他の例の共振周波数調整導体の平面図、(c)他の例の共振周波数調整導体の平面図。 共振周波数調整導体と、半導体素子と入力回路基板および出力回路基板との間を接続するボンディングワイヤとの位置関係を説明する斜視図。 開口部を持たない金属層とボンディングワイヤとの間に形成される寄生効果を説明する図。 共振周波数調整導体とボンディングワイヤとの間に形成される寄生効果を説明する図。 従来例の高周波パッケージ装置の動作を説明する図。 実施例に係る高周波パッケージ装置における共振周波数調整導体の一例を示す平面図。 高周波パッケージ装置の反射損失と周波数との関係を示す図。 高周波パッケージ装置の挿入損失と周波数との関係を示す図。 実施例に係る高周波パッケージ装置に適用する半導体素子の一例を示す平面図。
以下、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。同じ要素には同じ符号を付して説明の重複を避ける。図面は模式図であり、図面は現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
以下に示す実施例は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、実施例は各構成部品を下記のものに特定するものでない。各構成部品は特許請求の範囲内で、種々の変更を加えることができる。
図1は、本発明の一実施例に係る高周波パッケージ装置を説明する分解斜視図である。
高周波パッケージ装置は、図1に示すように、導体ベースプレート22、セラミック枠16、入力端子P1、出力端子P2、メタルシールリング15、ハンダメタル層14、共振周波数調整導体12、及びセラミックキャップ10とを備える。
(導体ベースプレート22)
導体ベースプレート22は、例えば、Kovar、銅、銅タングステン合金、銅モリブデン合金、モリブデンなどの導電性金属によって形成されている。導体ベースプレート22の表面には、例えば、ニッケル、銀、銀−白金合金、銀−パラジウム合金、金などのメッキ導体を形成してもよい。
(セラミック枠16)
セラミック枠16は、例えば、アルミナ(Al23)、窒化アルミニウム(AIN)、酸化ベリリウム(BeO)などから形成される。
セラミック枠16の上面には、メタルシールリング15が設けられる。メタルシールリング15は、セラミック枠16の上面に形成されたメタライズ層であってもよい。
入力端子P1は、絶縁層20aとその上に配置された入力ストリップライン18aを備える。また出力端子P2は、絶縁層20bとその上に配置された出力ストリップライン18bを備える。
また、セラミック枠16は、絶縁性若しくは導電性の接着剤を介して、導体ベースプレート22上に配置し固定される。絶縁性の接着剤としては、例えば、エポキシ樹脂、ガラスなどから形成でき、導電性の接着剤としては、例えば、銀ろう、金ゲルマニウム合金、金錫合金などから形成できる。セラミック枠16と導体ベースプレート22を固定する際に、入力端子P1及び出力端子P2は、セラミック枠16と導体ベースプレート22に絶縁性若しくは導電性の接着剤で固定される。
導体ベースプレート22及びセラミック枠16で形成される空間には、半導体素子、入力回路基板、出力回路基板(図示しない)が配置され、それらはボンディングワイヤ等により接続される。
(ハンダメタル層14)
ハンダメタル層14は、共振周波数調整導体12とメタルシールリング15を半田付けする半田である。ハンダメタル層14としては、例えば、金ゲルマニウム合金、金錫合金などから形成可能である。
(セラミックキャップ10)
セラミックキャップ10は平板形状で、裏面に共振周波数調整導体12が形成されている。共振周波数調整導体12は複数の開口部11を有する導体で、例えば、セラミックキャップ10の裏面に形成されたメタライズ層がグリッド状に形成された導体である。
なお、セラミックキャップ10は、平板状に限られず、一つの面に開口部を有する箱型形状でもよい。また、有底円筒型形状でもよい。これらのセラミックキャップ10においても、裏面に共振周波数調整導体12が配置される。
半導体素子、入力回路基板、出力回路基板間の必要な結線が形成された後、セラミック枠16に固着されたメタルシールリング15上にハンダメタル層14を介して、共振周波数調整導体12が形成されたセラミックキャップ10が配置される。
ハンダメタル層14により共振周波数調整導体12とメタルシールリング15とを半田付けすることにより、セラミックキャップ10は、共振周波数調整導体12、ハンダメタル層14及びメタルシールリング15を介して、セラミック枠16に固定される。これにより、内部空間が密閉され、高周波パッケージが形成される。また共振周波数調整導体12は、ハンダメタル層14によりメタルシールリング15と電気的に接続される。
なお、共振周波数調整導体12は、セラミックキャップ10と別に形成されていてもよい。この場合は、予め共振周波数調整導体12とセラミックキャップ10とを一体化した後、共振周波数調整導体12をメタルシールリング15に固着する。或いは、共振周波数調整導体12をメタルシールリング15に固着した後に、セラミックキャップ10を共振周波数調整導体12に固着する。
実施例に係る高周波パッケージ装置では、半導体素子と入力回路基板間を接続するボンディングワイヤ、半導体素子と出力回路基板間を接続するボンディングワイヤは、ループの高い部分が共振周波数調整導体12の開口部11に対応するように配置される。
実施例に係る高周波パッケージは、3GHz以上の高周波特性を有し、3GHzを越える高周波のデバイスのパッケージとして適用できる。
図2は、実施例に係る高周波パッケージ装置の平面図を示す。図3(a)は図2のI−I線に沿った断面図を示す。図3(b)は図2のII−II線に沿った断面図を示す。
実施例に係る高周波パッケージ装置は、図2、図3(a)、図3(b)に示すように、導体ベースプレート22上にセラミック枠16が設けられる。セラミック枠16で囲まれた領域内で導体ベースプレート22上には、半導体素子24と、入力回路基板28と、出力回路基板26が配置されている。入力回路基板28は半導体素子24の入力側に配置され、また出力回路基板26は半導体素子24の出力側には配置される。入力回路基板28は絶縁基板19a、例えば基板セラミック基板とその上に配置された入力整合回路17aを有し、また出力回路基板26は絶縁基板19b、例えばセラミック基板とその上に配置された出力整合回路17bを有する。
セラミック枠16には、セラミック枠16を貫通する入力端子P1、出力端子P2が設けられている。入力端子P1は、絶縁層20aとその上に配置された入力ストリップライン18aを有する。また、出力端子P2は、絶縁層20bとその上に配置された出力ストリップライン18bを有する。
入力整合回路17aは、一端が入力ストリップライン18aと接続され、他端が半導体素子24の入力端子(ゲート端子)にボンディングワイヤ30で接続される。また出力整合回路17bは、一端が出力ストリップライン18bと接続され、また他端は半導体素子24の出力端子(ドレイン端子)にボンディングワイヤ30で接続される。共振周波数調整導体12の開口部11は、ボンディングワイヤ30の位置に対応して形成される。
セラミック枠16上に固定されたメタルシールリング15には、共振周波数調整導体12が形成されたセラミックキャップ10がハンダメタル層14によりハンダ付けされる。
これにより、導体ベースプレート22と、セラミック枠16と、メタルシールリング15、ハンダメタル層14および共振周波数調整導体12を介してセラミック枠16上に配置されたセラミックキャップ10とから、キャビティー40が形成される。
(キャスタレーション15a)
実施例に係る高周波パッケージ装置は、図4に示すように、セラミック枠16の内側側壁部に配置されたキャスタレーション15aを備えてもよい。キャスタレーション15aは導体で構成され、メタルシールリング15と導体ベースプレート22を電気的に接続し、メタルシールリング15を導体ベースプレート22に接地する。キャスタレーション15aによって、メタルシールリング15及びハンダメタル層14を介して、共振周波数調整導体12も接地される。
キャスタレーション15aによって、動作周波数でのメタルシールリング15による共振を減らすことができるが、ボンディングワイヤ30と共振周波数調整導体12との間の寄生効果がより顕著に現れる。しかし、実施例に係る高周波パッケージ装置では、共振周波数調整導体12が開口部11を有し、ボンディングワイヤ30と共振周波数調整導体12との間に生じる寄生効果を低減できる。この場合、ボンディングワイヤ30と共振周波数調整導体12の開口部11との位置が重要である。
(共振周波数調整導体12)
共振周波数調整導体12は、複数の開口部11を有するグリッド状の導体で構成される。開口部11の形状は、矩形に限らず、円形、楕円形、六角形、八角形であってもよい。
図5(a)は矩形の開口部11を4個有する共振周波数調整導体12を示す。図5(b)は矩形の開口部11を6個有する共振周波数調整導体12を示す。図5(c)は矩形の開口部11を8個有する共振周波数調整導体12を示す。
また、図6(a)は楕円形の開口部11を4個有する共振周波数調整導体12を示す。図6(b)は六角形の開口部11を8個有する共振周波数調整導体12を示す。図6(c)は八角形の開口部11を8個有する共振周波数調整導体12を示す。
共振周波数調整導体12は、図5(a)〜図6(c)に示すようなグリッドパターンに限定されない。どのようなグリッドパターンでも類似の効果が得られる。
(共振周波数調整導体12とボンディングワイヤ30との関係)
図7は、共振周波数調整導体12と、半導体素子24と入力回路基板28および出力回路基板26とを接続するボンディングワイヤ30との位置関係を説明する図である。
共振周波数調整導体12のグリッドのパターンピッチと周波数との関係は、例えば、グリッドのループが小さいほど、より高い周波数まで適用可能な高周波パッケージ装置が得られる。一方、グリッドが細かくなり、全面に形成されたメタライズ層に近くなると、ボンディングワイヤ30と共振周波数調整導体12との間の寄生効果が顕著に現れて、ボンディングワイヤ30が悪影響を受ける。
したがって、図7に示すように、共振周波数調整導体12の開口部11が、導体ベースプレート22上に配置される半導体素子24と入力回路基板28間のボンディングワイヤ30の位置、および半導体素子24と出力回路基板26間のボンディングワイヤ30の位置に対応して形成される。すなわち、共振周波数調整導体12は、開口部11がボンディングワイヤ30のループが高い部分に対応するように形成される。
ボンディングワイヤ30が共振周波数調整導体12に近づくと、その実行的なインダクタンスが小さくなるため、周波数特性に影響が生じる。これを避けるために、ループ状のボンディングワイヤ30は、共振周波数調整導体12と近接しないことが望ましい。
(寄生効果)
図8は、ボンディングワイヤ30と開口部11を持たない導体13との間に形成される寄生効果を説明する図である。一方、図9は、ボンディングワイヤ30と開口部11を有する共振周波数調整導体12との間に形成される寄生効果を説明する図である。
開口部11を持たない導体13は、図8に示すように、接地導体板と同様に考えることができる。ボンディングワイヤ30が導体13に近接すると、ボンディングワイヤ30の有する分布インダクタンスL1と分布キャパシタンスC1の他に、ボンディングワイヤ30と導体13との間に寄生分布キャパシタンスCpと寄生分布インダクタンスLpからなる分布定数回路が形成される。このため、ボンディングワイヤ30と導体13との間に高周波の結合状態が発生して、ボンディングワイヤ30から高周波の漏れ電流が導体13に流れる。
一方、開口部11を有する共振周波数調整導体12は、図9に示すように、開口部11には接地導体が存在しない。このため、ボンディングワイヤ30が共振周波数調整導体12に近接しても、ボンディングワイヤ30の有する分布インダクタンスL0と分布キャパシタンスC0の他に、ボンディングワイヤ30と共振周波数調整導体12との間にわずかな寄生分布キャパシタンスCp0とわずかな寄生分布インダクタンスLp0からなる分布定数回路が形成されるだけである。このため、ボンディングワイヤ30と共振周波数調整導体12との間に高周波の結合状態が発生することが抑制され、ボンディングワイヤ30から高周波の漏れ電流が共振周波数調整導体12に流れることは殆どない。
(定在波)
図10は、セラミックキャップの裏面にメタライズ層を持たない従来例の高周波パッケージ装置の動作を説明する図である。入力端子P1および出力端子P2間に伝送される定在波の波形は、横軸を時間軸とし、入力端子P1および出力端子P2を腹として模式的に示される。波形Aおよび波形Bは、定在波モードを表す。
メタルシールリング15の周囲長が半導体素子24の動作周波数に対応した波長λに等しくなると、共振が生じ、メタルシールリング15の下に設けられた入力端子P1および出力端子P2間のアイソレーションが損なわれる。すなわち、メタルシールリング15の周囲長が波長λに等しくなると、入力端子P1と出力端子P2を腹とする定在波が存在できる条件が整う。入力端子P1と出力端子P2間が接続されていない状態での信号伝達率は、理想的には、ゼロである。しかし、共振が生じると、本来接続した回路や配線にのみ伝達させるべき信号が、メタルシールリング15を介して、他方の端子に伝達する。
図11は、この実施例に係る高周波パッケージ装置における共振周波数調整導体12を示す。共振周波数調整導体12が8個の矩形の開口部11を有することによって、メタルシールリング15の共振周波数fを高くする。すなわち、共振周波数調整導体12の共振周波数fを高くして、実質的にメタルシールリング15の共振波長λを小さくする。
ここで、波長λは、セラミック枠16の比誘電率をεr、共振周波数調整導体12が有する寄生キャパシタンスをC、共振周波数をfとすると、λ=C/(f・εr)で表される。
(実験結果)
図12は、高周波パッケージ装置の端子間を端子と整合がとれた無損失伝送路で接続した状態での反射損失と周波数の関係を示す。また、図13は、高周波パッケージ装置の端子間を端子と整合がとれた無損失伝送路で接続した状態での挿入損失と周波数の関係を示す。従来例はセラミックキャップの裏面にメタライズ層を持たない高周波パッケージ装置である。また実施例は、図9に示す、矩形の開口部11を有する共振周波数調整導体12を有する高周波パッケージ装置である。
反射損失は、一方の端子面で電力が反射され、他方の端子に電力が伝わらないことによる損失である。理想的には端子は無反射となる。しかしながら、図12に示すように、従来例の高周波パッケージ装置では、基本波ピークが約3GHzに現れ、2次高調波ピークが6GHzに現れる。実施例に係る高周波パッケージ装置では、基本波ピークが約6.5GHzに現れ、また2次高調波ピーク(図示省略)は13GHzに現れる。これは、前述の通り、入力端子P1および出力端子P2間でアイソレーションが損なわれているためである。従来例では、相対的に低い周波数においてメタルシールリング15が共振し、相対的に低い周波数において基本波ピークおよび2次高調波ピークが現れる。これに対して、実施例に係る共振周波数調整導体12によれば、共振周波数fを高めることができるため、相対的に高い周波数において、基本波ピークおよび2次高調波ピークが得られる。
挿入損は、キャビティー内空間伝播特性に相当する。図13に示すように、従来例では基本波ピークが約3GHzに現れ、2次高調波ピークが6GHzに現れる。実施例では、基本波ピークが約6.5GHzに現れ、2次高調波ピーク(図示省略)は13GHzに現れる。これは、図12と同様に、入力端子P1および出力端子P2間でアイソレーションが損なわれているためである。従来例では、メタルシールリング15が相対的に低い周波数において共振し、相対的に低い周波数において、基本波ピークおよび2次高調波ピークが現れる。これに対して、実施例では、共振周波数fを高めることができるため、相対的に、高い周波数において、基本波ピークおよび2次高調波ピークが得られる。
(半導体素子の構成)
図14は、実施例に係る高周波パッケージ装置に適用する一例の半導体素子24の平面図である。半導体素子24は、基板100と、基板100の第1表面に配置され,それぞれ複数のフィンガーを有するゲート電極124、ソース電極126およびドレイン電極122とを有する。また半導体素子24は、基板100の第1表面に配置されたゲート端子電極G1,G2,…,G4、ソース端子電極S1,S2,…,S5、及びドレイン端子電極Dを備える。ゲート端子電極G1,G2,…,G4は、ゲート電極124の複数のフィンガーを束ねるように形成される。ソース端子電極S1,S2,…,S5は、ソース電極126の複数のフィンガーを束ねるように形成される。またドレイン端子電極Dは、ドレイン電極122の複数のフィンガーを束ねるように形成される。
各部の寸法は、例えば、セル幅W1は約120μm、W2は約80μm、セル長W3は約100μm、W4は約120μmである。ゲート幅は全体として100μm×6本×4セル=2.4mm程度である。
基板100の裏面には接地導体が形成され、基板100に形成されたVIAホールSC1〜SC5により、ソース端子電極S1〜S5は接地導体と接続される。半導体素子24が高周波パッケージ装置の導体ベースプレート22に載置されると、基板100の裏面に形成した接地導体が導体ベースプレート22に電気的に接続される。
基板100は、例えば、SiC基板、GaN基板、SiC基板上にGaNエピタキシャル層を形成した基板、SiC基板上にGaN/GaAlNからなるヘテロ接合エピタキシャル層を形成した基板、サファイア基板、若しくはダイヤモンド基板である。
ゲート端子電極G1〜G4は、ボンディングワイヤ30によって、例えば、半導体素子24の周辺に配置される入力回路基板28の整合回路17aに接続される。同様に、ドレイン端子電極Dも、ボンディングワイヤ30によって、例えば、半導体素子24の周辺に配置される出力回路基板26の整合回路17bに接続される。
(高周波パッケージ装置の製造方法)
実施例に係る高周波パッケージ装置の製造方法は、図1、図2、図3(a)及び図3(b)に示すように、導体ベースプレート22上にセラミック枠16を形成する工程と、セラミック枠16にメタルシールリング15を形成する工程と、メタルシールリング15上にハンダメタル層14を介して、共振周波数調整導体12とセラミックキャップ10を形成する工程とを有する。
共振周波数調整導体12はグリッド状の導体であり、例えばセラミックキャップ10の裏面上に形成されたメタライズ層がグリッド状に形成された導体である。複数の開口部11の形状には、矩形、円形、楕円形、六角形、八角形を適用することができる。共振周波数調整導体12はセラミックキャップ10と別体に形成されてもよい。
セラミックキャップ10を形成する工程は、セラミック枠16の内側に形成されるボンディングワイヤ30のループが高い部分に開口部11が対応するように共振周波数調整導体12を形成する。
さらに詳述すると、導体ベースプレート22上にセラミック枠16を形成する工程では、セラミック枠16の入力部において、導体ベースプレート22とセラミック枠16との間に、絶縁層20a上に入力ストリップライン18aを形成した入力端子P1が形成され、またセラミック枠16の出力部において、導体ベースプレート22とセラミック枠16との間に、絶縁層20b上に出力ストリップライン18bを形成した出力端子P2が形成される。
また、高周波パッケージ装置の製造方法は、更にセラミック枠16の内側で導体ベースプレート22上に半導体素子24を形成する工程と、セラミック枠16の内側で導体ベースプレート22上に、半導体素子24に隣接して、入力整合回路17aを形成した入力回路基板28を形成する工程と、セラミック枠16の内側で導体ベースプレート22上に、半導体素子24に隣接して、出力整合回路17bを形成した出力回路基板26を形成する工程と、入力ストリップライン18aと入力整合回路17aを接続する工程と、出力ストリップライン18bと出力整合回路17bを接続する工程と、半導体素子24と入力整合回路17aをボンディングワイヤ30で接続する工程と、及び半導体素子24と出力整合回路17bを接続するボンディングワイヤ30で接続する工程とを有する。ボンディングワイヤ30のループが高い部分に開口部11が対応するように共振周波数調整導体12を形成する。
さらに、高周波パッケージ装置の製造方法は、セラミック枠16の内側側壁部にキャスタレーション15aを形成する工程を有していてもよい。キャスタレーション15aによって、ハンダメタル層14、メタルシールリング15及び共振周波数調整導体12が導体ベースプレート22に接地される。
以上のように、本発明によれば、構造が簡単で、製造方法が容易で、かつ高周波特性に優れた高周波パッケージ装置およびその製造方法を提供される。
実施例によれば、メタルシールリングの共振周波数を高く設定して、動作周波数における入出力端子間の反射損、挿入損を低減できる。よって、特にミリ波等の高周波においてRF特性の優れた高周波パッケージ装置およびその製造方法が提供される。
上記のように、本発明は実施例によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面は例示的なものであり、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
なお、本発明の高周波パッケージ装置に実装する素子としては、電界効果トランジスタ(FET:Field Effect Transistor)に限らず、高電子移動度トランジスタ(HEMT:High Electron Mobility Transistor)、LDMOS(Laterally Diffused Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)やヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT:Hetero-junction Bipolar Transistor)などの増幅素子、メムス(MEMS:Micro Electro Mechanical Systems)素子などが適用できる。
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態などを含む。
本発明の高周波パッケージ装置は、内部整合型電力増幅素子、電力MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)、マイクロ波電力増幅器、ミリ波電力増幅器、高周波MEMS素子などの幅広い分野に適用可能である。
10…セラミックキャップ
11…開口部
12…共振周波数調整導体
13…導体
14…ハンダメタル層
15…メタルシールリング
15a…キャスタレーション
16…セラミック枠
17a…入力整合回路
17b…出力整合回路
18a…入力ストリップライン
18b…出力ストリップライン
19a、19b…絶縁基板
20a、20b…絶縁層
22…導体ベースプレート
24…半導体素子
26…出力回路基板
28…入力回路基板
30…ボンディングワイヤ
40…キャビティー
100,200…基板
122…ドレイン電極
124…ゲート電極
126…ソース電極
P1…入力端子
P2…出力端子
G1,G2,…,G4…ゲート端子電極
S1,S2,…,S5…ソース端子電極
D…ドレイン端子電極
SC1〜SC5…VIAホール

Claims (13)

  1. 導体ベースプレートと、
    前記導体ベースプレート上に配置されたセラミック枠と、
    前記セラミック枠上に配置されたメタルシールリングと、
    前記メタルシールリング上に配置されたハンダメタル層と、
    前記ハンダメタル層上に配置された共振周波数調整導体であって、複数の開口部を有する導体であり、前記メタルシールリングに電気的に接続された共振周波数調整導体と、
    前記共振周波数調整導体上に配置されたセラミックキャップ
    とを備える高周波パッケージ装置。
  2. 前記共振周波数調整導体は、前記セラミックキャップの裏面上にメタライズされた導体層で形成されていることを特徴とする請求項1に記載の高周波パッケージ装置。
  3. 前記セラミック枠は、内側にボンディングワイヤが配置されるように構成され、前記共振周波数調整導体は、前記ボンディングワイヤのループの高い部分に前記開口部が対応するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の高周波パッケージ装置。
  4. 前記セラミック枠と前記導体ベースプレートとの間に設けられた、入力ストリップラインを含む入力端子と、
    前記セラミック枠と前記導体ベースプレートとの間に設けられた、出力ストリップラインを含む出力端子と、
    前記セラミック枠の内側の前記導体ベースプレート上に配置された半導体素子と、
    前記セラミック枠の内側の前記導体ベースプレート上に、前記半導体素子に隣接して配置され、前記入力ストリップラインに接続された入力整合回路を有する入力回路基板と、
    前記セラミック枠の内側の前記導体ベースプレート上に、前記半導体素子に隣接して配置され、前記出力ストリップラインに接続された出力整合回路を有する出力回路基板と、
    前記半導体素子と前記入力整合回路とを接続する前記ボンディングワイヤと、
    前記半導体素子と前記出力整合回路とを接続する前記ボンディングワイヤ
    とを備えることを特徴とする請求項3に記載の高周波パッケージ装置。
  5. 前記共振周波数調整導体は、グリッド状の導体であることを特徴とする請求項1に記載の高周波パッケージ装置。
  6. 前記開口部の形状は矩形、円形、楕円形、六角形、八角形のいずれかであることを特徴とする請求項1に記載の高周波パッケージ装置。
  7. 前記セラミック枠の内側側壁部に配置された前記メタルシールリングと前記導体ベースプレートとを接続するキャスタレーションを備えることを特徴とする請求項1に記載の高周波パッケージ装置。
  8. 導体ベースプレート上にセラミック枠を形成する工程と、
    前記セラミック枠上にメタルシールリングを形成する工程と、
    前記メタルシールリング上にハンダメタル層を介して、複数の開口部を有する導体である共振周波数調整導体が形成されたセラミックキャップを形成する工程と
    を有する高周波パッケージ装置の製造方法。
  9. 前記セラミックキャップを形成する工程は、前記セラミックキャップの裏面にグリッド状のメタライズ層を形成して前記共振周波数調整導体を形成する工程を含むことを特徴とする請求項8に記載の高周波パッケージ装置の製造方法。
  10. セラミックキャップを形成する工程は、前記セラミック枠の内側に配置されるボンディングワイヤのループが高い部分に前記開口部が対応するように前記共振周波数調整導体を形成する工程を含むことを特徴トする請求項8に記載の高周波パッケージ装置の製造方法。
  11. 前記セラミック枠の入力部において、前記セラミック枠と前記導体ベースプレートとの間に、入力ストリップラインを有する入力端子を固定する工程と、
    前記セラミック枠の出力部において、前記セラミック枠と前記導体ベースプレートとの間に、出力ストリップラインを有する出力端子を固定する工程と、
    前記セラミック枠の内側の前記導体ベースプレート上に半導体素子を形成する工程と、
    前記セラミック枠の内側の前記導体ベースプレート上に、前記半導体素子に隣接して、入力整合回路を有する入力回路基板を形成する工程と、
    前記セラミック枠の内側の前記導体ベースプレート上に、前記半導体素子に隣接して、出力整合回路を有する出力回路基板を形成する工程と、
    前記半導体素子と前記入力整合回路とを前記ボンディングワイヤで接続する工程と、
    前記半導体素子と前記出力整合回路とを前記ボンディングワイヤで接続する工程と、
    前記入力ストリップラインと前記入力整合回路とを接続する工程と、
    前記出力ストリップラインと前記出力整合回路とを接続する工程
    とを有することを特徴とする請求項10に記載の高周波パッケージ装置の製造方法。
  12. 前記開口部の形状が、矩形、円形、楕円形、六角形、八角形のいずれの形状であることを特徴とする請求項8に記載の高周波パッケージ装置の製造方法。
  13. 前記セラミック枠の内側側壁部に前記導体ベースプレートと前記メタルシールリングとを電気的に接続するキャスタレーションを形成する工程を有することを特徴とする請求項8に記載の高周波パッケージ装置の製造方法。
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