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
【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
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は、例えば、アルミナ(Al2O3)、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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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