JP2716605B2 - マイクロ波モジュール - Google Patents

マイクロ波モジュール

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、レーダ等のマイクロ
波モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は、例えば「ASPECTS OF MODERN RA
DAR 」 （Eli Brookner著, Artech House社出版 １９８
８年刊行）に示された従来のマイクロ波パッケージの構
造を示す図であり、図において、１はベースメタル、２
はセラミック基板、３ａ，３ｂはＲＦ信号端子、４は電
源・制御信号端子、６は低電力デバイス、７は高電力デ
バイス、８はメタルフレーム、１１は接続基板である。
【０００３】従来のマイクロ波パッケージは、ベースメ
タル１の上にセラミック基板２及びメタルフレーム８が
ロー付け等で接合されており、セラミック基板２上の外
周部にＲＦ信号端子３及び電源・制御信号端子４が設け
られている。またマイクロ波パッケージの内部には、マ
イクロ波信号の低雑音増幅及び位相制御信号の切換え等
を行う低電力デバイス６及び大電力増幅等を行う高電力
デバイス７及びこれらの回路を接続する接続基板１１が
配置されており、これらはＲＦ信号端子３ａ，３ｂや電
源・制御信号端子４等にワイヤボンディング等で接続さ
れている。
【０００４】次に動作について説明する。ＲＦ信号端子
３ａより入力されたマイクロ波信号は、低電力デバイス
６により低雑音増幅，位相制御信号の切換え等が行われ
た後、接続基板１１を介して高電力デバイス７により大
電力増幅が行われ、ＲＦ信号端子３ｂより出力される。
【０００５】また、電源・制御信号端子４には低電力デ
バイス６及び高電力デバイス７を駆動するための電源及
び制御信号が印加されており、これらは直接及び接続基
板１１を介して低電力デバイス６及び高電力デバイス７
に供給される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来のマイクロ波パッ
ケージは以上のように構成されているので、パッケージ
内部のデバイス実装面積がパッケージの外形に比較して
小さくなるとともに、内部の電源・制御信号がＲＦ信号
と交差するという問題点があった。
【０００７】また従来のマイクロ波パッケージを複数個
接続してモジュールを構成する場合は、別のケース等に
平面的に配置，接続する必要があり、形状，重量が大き
くなるとともに、外部に接続するためのＲＦ信号コネク
タ，電源制御信号コネクタが必要になるという問題点が
あった。
【０００８】この発明は、上記技術的課題に鑑みなされ
たもので、デバイスの有効実装面積を拡大し、さらにマ
イクロ波パッケージ内部の配置を簡単にし、高電力デバ
イスの放熱効果を高めるマイクロ波パッケージを構成で
きるとともに、またマイクロ波パッケージ自体を多層に
積み重ねることにより、小型、軽量のモジュールを構成
できるマイクロ波モジュールを提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明に係るマイクロ
波モジュールは、ベースメタル、このベースメタル上に
形成された凸形状のステージ部、このステージ部を除く
上記ベースメタル上に設けられ、内部配線が施された多
層の誘電体基板、この多層の誘電体基板上に配置され、
入力されたマイクロ波信号を低雑音増幅する低電力デバ
イス、上記ステージ部上に配置され、上記低電力デバイ
スより出力されたマイクロ波信号を電力増幅する高電力
デバイス、上記低電力デバイスに上記マイクロ波信号を
供給し、上記高電力デバイスから出力信号を取り出すピ
ン状のＲＦ信号端子、上記低電力デバイス及び上記高電
力デバイスを取り囲み、上記多層の誘電体基板上の周縁
部に設けられたメタルフレームを有するマイクロ波パッ
ケージと、このマイクロ波パッケージを上記メタルフレ
ームを介して上下に複数積み重ね、上層のマイクロ波パ
ッケージの上記多層の誘電体基板と下層のマイクロ波パ
ッケージの上記多層の誘電体基板とを電気的に接続する
上下層接続端子と、上記下層のマイクロ波パッケージの
上記多層の誘電体基板の下部に設けられ、上記内部配線
を介して上記低電力デバイス及び上記高電力デバイスに
電源・制御信号を供給する電源・制御信号端子と、上記
下層のマイクロ波パッケージ下部の上記ベースメタルに
より形成された同軸スリーブの内部にガラスハーメチッ
クシールを用いて上記ピン状のＲＦ信号端子を封入し、
上記ピン状のＲＦ信号端子の端部を上記下層のマイクロ
波パッケージ内部まで貫通させた同軸構造のＲＦ信号コ
ネクタを設けたものである。
【００１０】
【作用】この発明においては、多層に積層された誘電体
基板は、ＲＦ信号及び電源制御信号と交差することな
く、配線、接続され、ベースメタルの一部を凸形状とし
たステージ部では、高電力デバイスの発生する熱が効率
よくベースメタルに伝導し、放熱される。また、ピン状
のＲＦ信号端子が下層のマイクロ波パッケージ下部のベ
ースメタルにより形成された同軸スリーブの内部にガラ
スハーメチックシールを用いて封入して同軸構造のＲＦ
信号コネクタを構成したため、配線等によるインダクタ
ンスの影響が小さいマイクロ波信号が低電力デバイスに
供給され、また高電力デバイスから取り出される。
【００１１】
【実施例】以下、この発明の一実施例を添付図面に基づ
き詳細に説明する。図１はこの発明の一実施例に係るマ
イクロ波モジュールのマイクロ波パッケージの構成を示
す斜視図であり、図において、１はベースメタル、２は
多層構造に成形されたセラミック基板、３ａ，３ｂはピ
ン状に形成されたＲＦ信号端子、４はピン状に形成され
た電源・制御信号端子、５はピン状に形成された上下層
接続端子、６は低電力デバイス、７は高電力デバイス、
８はメタルフレーム、９はベースメタルの一部を凸形状
にしたステージ部、１０ａ，１０ｂはガラスハーメチッ
クシール、１１ａ，１１ｂは同軸スリーブ、１２は電源
・制御信号パッドである。また、図２(a) 〜(c) は図１
の断面図である。この実施例に係るマイクロ波モジュー
ルのマイクロ波パッケージは、ベースメタル１の一部を
凸形状としたステージ部９を設け、これらの上に多層の
内部配線を施したセラミック基板２を接合してある。こ
の際、上記ステージ部９の部分は、セラミック基板２が
くりぬかれている。また同時に、ベースメタル１の下部
に同軸スリーブ１１ａ，１１ｂを形成し、ガラスハーメ
チックシール１０ａ，１０ｂを用いてピン状のＲＦ信号
端子３ａ，３ｂを封入し、同軸コネクタを形成してい
る。ＲＦ信号端子３ａ，３ｂは、セラミック基板２を貫
通し、マイクロ波パッケージ内部に達している。また、
下層のセラミック基板２の下部には、ピン状の電源信号
端子４が接合されており、セラミック基板２の内部の配
線を介してセラミック基板２の上面の電源・制御信号パ
ッド１２に接続されている。
【００１２】また上層のセラミック基板２の上部には周
状のメタルフレーム８が接合されている。低電力デバイ
ス６はセラミック基板２の上に配置され、高電力デバイ
ス７はステージ部９の上に配置されている。これらのデ
バイス，ＲＦ信号端子３ａ，３ｂ及びセラミック基板２
に施された配線パターン等はワイヤボンディング等で接
続されている。上層のセラミック基板２の上部にはピン
状の上下層接続端子５が設けられており、セラミック基
板２の内部の配線を介して電源・制御信号端子４に接続
されている。
【００１３】次に動作について説明する。ＲＦ信号端子
３ａより入力されたマイクロ波信号は、ピン状のＲＦ信
号端子３ａ，同軸スリーブ１１ａ及びガラスハーメチッ
クシール１０ａにより構成される同軸線路を通り、マイ
クロ波パッケージ内部に伝送される。この信号は低電力
デバイス６により低雑音増幅，位相制御信号の切換えが
行われた後、セラミック基板２の表面に施された配線パ
ターンを通り、高電力デバイス７に伝送される。ここで
は大電力増幅が行われた後、前述と同様の同軸線路を通
り、ＲＦ信号端子３ｂより出力される。
【００１４】電源・制御信号端子４より印加された電源
及び制御信号は多層に形成され、内部配線の施されたセ
ラミック基板２を介してマイクロ波パッケージの内部の
電源・制御信号パッド１２に接続されており、低電力デ
バイス６及び高電力デバイス７に供給される。さらに、
これらの電源・制御信号の一部はセラミック基板２の内
部配線を介して上下層接続端子５へも供給される。
【００１５】また図３は上記実施例によるマイクロ波パ
ッケージを複数個多層構造に積み重ねて接続し、モジュ
ールを構成したマイクロ波パッケージのモジュールの構
造図であり、図において、図５と同一符号は同一または
相当部分を示す。図４(a) 〜(c) は図３の断面図であ
る。
【００１６】次に作用について説明する。ＲＦ信号端子
３ａ，３ｂはＲＦ信号コネクタとして作用し、電源・制
御信号端子４は電源・制御信号コネクタとして作用す
る。またマイクロ波パッケージがモジュールのケースを
兼用することができる。
【００１７】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、ベー
スメタル、このベースメタル上に形成された凸形状のス
テージ部、このステージ部を除く上記ベースメタル上に
設けられ、内部配線が施された多層の誘電体基板、この
多層の誘電体基板上に配置され、入力されたマイクロ波
信号を低雑音増幅する低電力デバイス、上記ステージ部
上に配置され、上記低電力デバイスより出力されたマイ
クロ波信号を電力増幅する高電力デバイス、上記低電力
デバイスに上記マイクロ波信号を供給し、上記高電力デ
バイスから出力信号を取り出すピン状のＲＦ信号端子、
上記低電力デバイス及び上記高電力デバイスを取り囲
み、上記多層の誘電体基板上の周縁部に設けられたメタ
ルフレームを有するマイクロ波パッケージと、このマイ
クロ波パッケージを上記メタルフレームを介して上下に
複数積み重ね、上層のマイクロ波パッケージの上記多層
の誘電体基板と下層のマイクロ波パッケージの上記多層
の誘電体基板とを電気的に接続する上下層接続端子と、
上記下層のマイクロ波パッケージの上記多層の誘電体基
板の下部に設けられ、上記内部配線を介して上記低電力
デバイス及び上記高電力デバイスに電源・制御信号を供
給する電源・制御信号端子と、上記下層のマイクロ波パ
ッケージ下部の上記ベースメタルにより形成された同軸
スリーブの内部にガラスハーメチックシールを用いて上
記ピン状のＲＦ信号端子を封入し、上記ピン状のＲＦ信
号端子の端部を上記下層のマイクロ波パッケージ内部ま
で貫通させたＲＦ信号コネクタとを設けたので、実装面
での配線の線路の交差がなく、デバイス有効実装面積の
大きなマイクロ波パッケージが構成でき、また、高周波
特性が改善された気密構造のＲＦ信号コネクタを有する
マイクロ波モジュールを得ることができる。
【００１８】また、ベースメタルの一部にステージ部を
設け、その部分の誘電体基板をくりぬき、高電力デバイ
スをステージ部に直接配置することにより、高電力デバ
イスの放熱効率を高めることができ、また同軸スリーブ
及びガラスハーメチックシールからなる同軸構造のＲＦ
信号端子をベースメタルの下部に設け、電源・制御信号
端子を誘電体基板の下部に設け、さらに上下接続端子を
誘電体基板の上部に設けることにより、第１のマイクロ
波パッケージ及び第２のマイクロ波パッケージを積み重
ねて接続することを可能とし、上記それぞれの端子をコ
ネクタとして用いてマイクロ波パッケージ自体でモジュ
ールを構成することができる効果がある。さらに、低電
力デバイス、及び放熱対策を施した高電力デバイスの表
面と、これらの間における多層の誘電体基板上に設けら
れた配線パターンの表面とを同一平面上になるように配
置し、上記放熱対策及び上記多層化を相互に関連させて
いるので、上記低電力デバイス及び上記高電力デバイス
を内部に実装しつつ、デバイスの有効実装面積の拡大を
図る場合でも、マイクロ波を同一平面上において伝搬す
ることができる結果、マイクロ波帯の扱いに伴う損失及
び反射特性等の諸特性劣化を有効に防止できる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一実施例に係るマイクロ波モジュ
ールのマイクロ波パッケージの構成を示す斜視図であ
る。
【図２】 図１の断面図である。
【図３】 この発明の他の実施例に係るマイクロ波モジ
ュールのマイクロ波パッケージの構成を示す斜視図であ
る。
【図４】 図３の断面図である。
【図５】 従来のマイクロ波パッケージの構成を示す断
面図である。
【符号の説明】１ ベースメタル ２ セラミック基板 ３ａ，３ｂ ＲＦ信号端子 ４ 電源・制御信号端子 ５ 上下層接続端子 ６ 低電力デバイス ７ 高電力デバイス ８ メタルフレーム ９ ステージ部 １０ａ，１０ｂ ガラスハーメチックシール １１ａ，１１ｂ 同軸スリーブ １２ 電源・制御信号パッド

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ベースメタル、このベースメタル上に形
    成された凸形状のステージ部、このステージ部を除く上
    記ベースメタル上に設けられ、内部配線が施された多層
    の誘電体基板、この多層の誘電体基板上に配置され、入
    力されたマイクロ波信号を低雑音増幅する低電力デバイ
    ス、上記ステージ部上に配置され、上記低電力デバイス
    より出力されたマイクロ波信号を電力増幅する高電力デ
    バイス、上記低電力デバイスに上記マイクロ波信号を供
    給し、上記高電力デバイスから出力信号を取り出すピン
    状のＲＦ信号端子、上記低電力デバイス及び上記高電力
    デバイスを取り囲み、上記多層の誘電体基板上の周縁部
    に設けられたメタルフレームを有するマイクロ波パッケ
    ージと、このマイクロ波パッケージを上記メタルフレー
    ムを介して上下に複数積み重ね、上層のマイクロ波パッ
    ケージの上記多層の誘電体基板と下層のマイクロ波パッ
    ケージの上記多層の誘電体基板とを電気的に接続する上
    下層接続端子と、上記下層のマイクロ波パッケージの上
    記多層の誘電体基板の下部に設けられ、上記内部配線を
    介して上記低電力デバイス及び上記高電力デバイスに電
    源・制御信号を供給する電源・制御信号端子と、上記下
    層のマイクロ波パッケージ下部の上記ベースメタルによ
    り形成された同軸スリーブの内部にガラスハーメチック
    シールを用いて上記ピン状のＲＦ信号端子を封入し、上
    記ピン状のＲＦ信号端子の端部を上記下層のマイクロ波
    パッケージ内部まで貫通させた同軸構造のＲＦ信号コネ
    クタとを備えたことを特徴とするマイクロ波モジュー
    ル。
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