JP3464119B2 - High frequency package and its connection structure - Google Patents

High frequency package and its connection structure

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JP3464119B2
JP3464119B2 JP10872797A JP10872797A JP3464119B2 JP 3464119 B2 JP3464119 B2 JP 3464119B2 JP 10872797 A JP10872797 A JP 10872797A JP 10872797 A JP10872797 A JP 10872797A JP 3464119 B2 JP3464119 B2 JP 3464119B2
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    • H01L2224/48227Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高周波用半導体素
子や、高周波用受動素子などの高周波素子等を気密封止
するための高周波用パッケージとその接続構造に関し、
気密を保持しつつ外部電気回路等に形成された導波管に
直接接続することのできる高周波用パッケージと、その
接続構造に関するものである。
The present invention relates to a high frequency package for hermetically sealing a high frequency semiconductor element, a high frequency element such as a high frequency passive element, and a connection structure thereof.
The present invention relates to a high-frequency package that can be directly connected to a waveguide formed in an external electric circuit or the like while maintaining airtightness, and a connection structure thereof.

【0002】[0002]

【従来技術】近年、社会の情報化が進み、情報の伝達は
携帯電話に代表されるように無線化、パ−ソナル化が進
んでいる。このような状況の中、さらに高速大容量の情
報伝達を可能にするために、ミリ波(30〜300GH
z)領域で動作する半導体素子の開発が進んでいる。最
近ではこのような高周波半導体素子技術の進歩に伴い、
その応用として車間レ−ダ−や無線LANのようなミリ
波の電波を用いたさまざまな応用システムも提案される
ようになってきた。例えば、ミリ波を用いた車間レ−ダ
−(1995年電子情報通信学会エレクトロニクスソサ
イエティ大会、SC−7−6参照)、コ−ドレスカメラ
システム(1995年電子情報通信学会エレクトロニク
スソサイエティ大会、C−137参照)、高速無線LA
N(1995年電子情報通信学会エレクトロニクスソサ
イエティ大会、C−139参照)が提案されている。
2. Description of the Related Art In recent years, the informationization of society has progressed, and the transmission of information has become wireless and personalized as typified by mobile phones. Under such circumstances, in order to enable higher speed and large capacity information transmission, millimeter wave (30 to 300 GHz)
The development of semiconductor devices operating in the z) region is in progress. Recently, with the progress of such high frequency semiconductor device technology,
As its application, various application systems using millimeter-wave radio waves such as inter-vehicle radar and wireless LAN have been proposed. For example, an inter-vehicle radar using millimeter waves (see Electronics Society Conference of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers 1995, SC-7-6), cordless camera system (Electronic Society Conference of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers 1995, C-137). See), high-speed wireless LA
N (see Electronics Society of Electronics, Electronics Society Conference, 1995, C-139) has been proposed.

【0003】このようにミリ波の応用が進むにつれ、そ
れらの応用を可能とするための要素技術の開発も同時に
進められており、特に、各種の電子部品においては、必
要な伝送特性を有しながら、いかに小型化と低コスト化
を図るかが、大きな課題となっている。
As the application of millimeter waves progresses in this way, the development of elemental technologies for enabling those applications is also proceeding at the same time. In particular, various electronic parts have required transmission characteristics. However, how to reduce the size and cost is a major issue.

【0004】このような要素技術の中でも、高周波素子
が収納されたパッケージと、外部電気回路とをいかに簡
単で且つ小型な構造で接続するかが重要な要素として位
置づけられている。とりわけ、伝送損失の最も小さい導
波管が形成された外部電気回路と、高周波素子を搭載し
たパッケージとをいかに接続するかが大きな問題であっ
た。
Among such elemental technologies, how to connect the package housing the high frequency element and the external electric circuit with a simple and small structure is an important element. In particular, how to connect the external electric circuit in which the waveguide with the smallest transmission loss is formed and the package in which the high frequency element is mounted has been a big problem.

【0005】従来における高周波用パッケージを外部電
気回路に形成された導波管に接続する方法としては、高
周波用パッケージからコネクタを用いて一旦同軸線路に
変換して導波管と接続する方法、外部電気回路におい
て、導波管を一旦マイクロストリップ線路等に接続した
後、そのマイクロストリップ線路と高周波用パッケージ
とを接続する方法が採用される。
As a conventional method of connecting a high-frequency package to a waveguide formed in an external electric circuit, a method of temporarily converting the high-frequency package into a coaxial line using a connector and connecting it to the waveguide is used. In an electric circuit, a method is used in which a waveguide is once connected to a microstrip line or the like and then the microstrip line is connected to a high frequency package.

【0006】最近では、高周波素子を収納したパッケー
ジを外部電気回路の導波管に直接接続する方法も提案さ
れている(1995年電子情報通信学会エレクトロニク
スソサイエティ大会、SC−7−5参照)。この提案で
は、素子をキャビティ内に気密封止する蓋体の一部に石
英を埋め込み、その石英埋め込み部を通じて電磁波をキ
ャビティ内に導入し、キャビティ内に設置した導波管−
マイクロストリップ線路変換基板と接続したものであ
る。
Recently, a method of directly connecting a package containing a high frequency element to a waveguide of an external electric circuit has been proposed (see Electronics Society Conference of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers 1995, SC-7-5). In this proposal, quartz is embedded in a part of a lid that hermetically seals an element in the cavity, an electromagnetic wave is introduced into the cavity through the quartz embedded portion, and a waveguide installed in the cavity is used.
It is connected to a microstrip line conversion board.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように、外部電気回路の導波管を一旦、コネクタやマイ
クロストリップ線路などの他の伝送線路形態を介して、
パッケージと接続する方法では、接続構造事態が複雑化
するとともに、コネクタや他の伝送線路を形成する領域
を確保する必要があるために、接続構造自体が大型化し
てしまうという問題があった。しかも、他の線路形態や
コネクタを介することにより伝送損失が増大する可能性
もあった。
However, as described above, the waveguide of the external electric circuit is once provided with another transmission line configuration such as a connector or a microstrip line.
The method of connecting to the package has a problem that the connection structure becomes complicated and the connection structure itself becomes large because it is necessary to secure a region for forming a connector and other transmission lines. In addition, the transmission loss may increase due to other line configurations or connectors.

【0008】これに対して、導波管から電磁波の形でパ
ッケージのキャビティ内部まで直接導入する方法は、接
続構造を小型化できる点では有効的であるが、蓋などの
キャビティ形成部材を通過する際に電磁波の損失を小さ
くするために、その通過部を誘電率および誘電正接が小
さい材料を使用することが必要であり、そのために、前
記文献に記載されるように、石英などの低誘電率、低損
失材料を埋め込む処理が必要となる。このような埋め込
み処理は、気密封止性の信頼性を損なうばかりでなく、
量産には全く不向きである。
On the other hand, the method of directly introducing from the waveguide into the inside of the cavity of the package in the form of electromagnetic waves is effective in that the connection structure can be miniaturized, but passes through the cavity forming member such as the lid. In this case, in order to reduce the loss of electromagnetic waves, it is necessary to use a material having a low dielectric constant and a low dielectric loss tangent in the passage part, and as a result, as described in the above document, a low dielectric constant such as quartz is used. , A process of embedding a low loss material is required. Such an embedding process not only impairs the reliability of hermetic sealing, but also
It is completely unsuitable for mass production.

【0009】また、キャビティ形成部材をすべて低誘電
率、低損失材料によって構成することも考えられるが、
パッケージを構成する材料として、それら電気特性以外
にも機械的な強度や気密封止性、メタライズ性など各種
の特性が要求され、それら特性をすべて満足し、且つ安
価に製造できるような適切な材料は見当たらない。
It is also conceivable that the cavity forming member is made of a material having a low dielectric constant and low loss.
In addition to those electrical properties, various other properties such as mechanical strength, hermetic sealing, and metallization are required as the materials that make up the package. Suitable materials that satisfy all of these properties and can be manufactured at low cost. Is not found.

【0010】つまり、上記の困難性は、高周波信号を導
波管を通じ電磁波のままパッケージのキャビティ内部に
導入しようとすることによって生じている。つまり信号
が、キャビティ内部に導入される部分において電磁波で
あるため、この部分の気密封止性と低損失化を両立させ
なければならないためである。
That is, the above difficulty is caused by trying to introduce a high frequency signal into the cavity of the package as an electromagnetic wave through the waveguide. That is, since the signal is an electromagnetic wave in the portion introduced into the cavity, it is necessary to achieve both airtight sealing and low loss in this portion.

【0011】本発明は、前記課題を解消せんとして成さ
れたもので、高周波素子の気密性に影響を及ぼすことな
く、外部電気回路に設けられた導波管と直接的に低損失
に接続可能な接続部を具備する高周波用パッケージを提
供することを目的とするものである。また、前記高周波
用パッケージを用いて外部電気回路に設けられた導波管
に対して、低損失に接続可能な接続構造を提供すること
を他の目的とするものである。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and can be directly connected to a waveguide provided in an external electric circuit with low loss without affecting the airtightness of a high frequency element. It is an object of the present invention to provide a high frequency package including various connecting portions. Another object of the present invention is to provide a connection structure that can be connected with low loss to a waveguide provided in an external electric circuit using the high frequency package.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
について鋭意検討した結果、キャビティ内部に収納され
る高周波素子に接続された線路を、電磁結合、ビア導
体、マイクロストリップ線路−ストリップ線路などの高
周波信号を誘電体を貫通して伝送できる線路を用いて、
キャビティ外に導出させるとともに、パッケージ側のヒ
ートシンクに導波管の終端構造を具備させ、これを外部
電気回路の導波管の開放端部を塞ぐように配置すること
により、開放端部を有する導波管と直接的に接続可能さ
せることができるとともに、素子の封止を確実に行うこ
とができることを見いだした。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies on the above problems, the inventors of the present invention have found that a line connected to a high frequency element housed in a cavity is electromagnetically coupled, a via conductor, a microstrip line-strip line. Using a line that can transmit high frequency signals such as through the dielectric,
Causes led outside the cavity, the package-side heat
The terminal sink is provided with a waveguide termination structure, and by arranging it so as to close the open end of the waveguide of the external electric circuit, it is possible to directly connect with the waveguide having the open end. It was found that the device can be sealed and the device can be reliably sealed.

【0013】即ち、本発明の高周波用パッケージは、誘
電体材料からなる誘電体基板と、高周波素子を収納する
ためのキャビティと、前記キャビティ外の前記誘電体基
板表面の一部に形成され導波管と接続するための接続部
と、前記高周波素子と前記接続部とを接続するための高
周波伝送線路と、前記誘電体基板に接合され高周波素子
が搭載される金属製のヒートシンクとを具備する高周波
用パッケージであって、前記接続部が、前記誘電体基板
の一方の表面に形成され、先端が電磁的に開放された開
放端部を有し、且つ導波管内においてモノポールアンテ
ナとして機能する信号導体と、前記誘電体基板の他方の
表面に形成され、導波管の終端として機能する終端構造
とを具備し、該終端構造が、前記ヒートシンクに設けら
れた断面が凹状の空洞部からなることを特徴とするもの
である。
That is, the high-frequency package of the present invention includes a dielectric substrate made of a dielectric material, a cavity for accommodating a high-frequency element, and a waveguide formed on a part of the surface of the dielectric substrate outside the cavity. A connection part for connecting to a tube, a high-frequency transmission line for connecting the high-frequency element and the connection part, and a high- frequency element bonded to the dielectric substrate
A high-frequency package including a metal heat sink on which the connecting part is formed, the connecting part being formed on one surface of the dielectric substrate, and having an open end with an end being electromagnetically opened. And a signal conductor that functions as a monopole antenna in the waveguide, and a termination structure that is formed on the other surface of the dielectric substrate and that functions as the termination of the waveguide, and the termination structure is the heat sink. Provided in
It is characterized in that the opened cross section is composed of a concave cavity .

【0014】また、本発明の高周波用パッケージの接続
構造は、誘電体材料からなる誘電体基板と、高周波素子
を収納するためのキャビティと、前記キャビティ外の前
記誘電体基板表面の一部に形成され、導波管と接続する
ための接続部と、前記高周波素子と前記接続部とを接続
するための高周波伝送線路と、前記誘電体基板に接合さ
れ高周波素子が搭載される金属製のヒートシンクとを具
備する高周波用パッケージを、電磁気的に開放された開
放端部を有する導波管に接続するための構造に係わり、
前記高周波用パッケージの前記接続部として、前記誘電
体基板の一方の表面に形成され、先端が電磁的に開放さ
れた開放端部を有し、且つ導波管内においてモノポール
アンテナとして機能する信号導体と、前記誘電体基板の
他方の表面に形成され、導波管の終端として機能する終
端構造とを具備し、該終端構造が、前記ヒートシンクに
設けられた断面が凹状の空洞部からなることを特徴とす
るものである。
The high-frequency package connection structure of the present invention is formed on a dielectric substrate made of a dielectric material, a cavity for housing a high-frequency element, and a part of the surface of the dielectric substrate outside the cavity. And a high-frequency transmission line for connecting the high-frequency element and the connection part, and a connection part for connecting to the waveguide, and a high-frequency transmission line connected to the dielectric substrate.
And a structure for connecting a high-frequency package including a metal heat sink on which the high-frequency element is mounted to a waveguide having an open end that is electromagnetically open,
As the connecting portion of the high-frequency package, a signal conductor which is formed on one surface of the dielectric substrate and has an open end portion whose tip is electromagnetically opened and which functions as a monopole antenna in the waveguide. And a termination structure formed on the other surface of the dielectric substrate and functioning as a termination of the waveguide, the termination structure being provided on the heat sink.
It is characterized in that the provided cross section is composed of a concave cavity .

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下高周波用パッケージの構造
について図1〜図3をもとに説明する。各図によれば、
高周波用パッケージは、誘電体基板1と、蓋体2によっ
て形成されたキャビティ3内において、高周波素子4が
誘電体基板1表面に実装搭載され、キャビティ3内は気
密に封止されている。そして、キャビティ3内の誘電体
基板1の表面には、高周波素子4と接続される高周波伝
送線路が形成され、この高周波用伝送線路は、キャビテ
ィ3外の誘電体基板表面の一部に形成された、外部電気
回路などに形成された導波管と接続可能な接続部と、電
磁結合、ビア導体、マイクロストリップ線路−ストリッ
プ線路などの接続線路によって接続されたものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The structure of a high frequency package will be described below with reference to FIGS. According to each figure,
In the high frequency package, a high frequency element 4 is mounted and mounted on the surface of the dielectric substrate 1 in a cavity 3 formed by a dielectric substrate 1 and a lid 2, and the cavity 3 is hermetically sealed. A high-frequency transmission line connected to the high-frequency element 4 is formed on the surface of the dielectric substrate 1 inside the cavity 3, and the high-frequency transmission line is formed on a part of the surface of the dielectric substrate outside the cavity 3. In addition, it is connected to a connection portion that can be connected to a waveguide formed in an external electric circuit or the like by a connection line such as electromagnetic coupling, a via conductor, or a microstrip line-strip line.

【0016】図1のパッケージにおいては、誘電体基板
1の表面には高周波素子4が搭載され、また、高周波素
子4と端部が接続され、誘電体層1内部に形成されたグ
ランド層5とともにマイクロストリップ線路aを形成す
る中心導体6が被着形成されている。そして、誘電体層
の裏面にも高周波伝送線路としてグランド層5とともに
マイクロストリップ線路bを形成する中心導体7が形成
されている。そして、マイクロストリップ線路a、b
は、グランド層5に形成されたスロット孔8によって電
磁結合された構造からなる。かかる電磁結合構造は、具
体的には、特開平1−266578号に記載されるよう
に、各線路の端部同士が信号周波数の1/4波長の長さ
でスロット中心から突出する位置に対峙させることによ
り結合される。
In the package of FIG. 1, a high frequency element 4 is mounted on the surface of a dielectric substrate 1, and the high frequency element 4 is connected to an end portion thereof, together with a ground layer 5 formed inside the dielectric layer 1. The center conductor 6 forming the microstrip line a is adhered and formed. The center conductor 7 forming the microstrip line b together with the ground layer 5 is also formed as a high frequency transmission line on the back surface of the dielectric layer. Then, the microstrip lines a and b
Has a structure that is electromagnetically coupled by the slot hole 8 formed in the ground layer 5. Specifically, such an electromagnetic coupling structure faces the positions where the ends of the respective lines project from the center of the slot with a length of ¼ wavelength of the signal frequency, as described in JP-A-1-266578. To be combined.

【0017】また、誘電体基板1の裏面には、マイクロ
ストリップ線路bの中心導体7から延長して平面状の信
号導体9が形成され、その先端部には、グランド層5を
有しない電磁的に開放された開放端部10が形成されて
いる。なお、グランド層5の端部から信号導体9の開放
端部までの距離xは、伝送信号波長の1/4波長長さに
設定される。
Further, a planar signal conductor 9 is formed on the back surface of the dielectric substrate 1 so as to extend from the central conductor 7 of the microstrip line b, and an electromagnetic wave having no ground layer 5 at the tip thereof is formed. An open end 10 is formed which is open to the outside. The distance x from the end of the ground layer 5 to the open end of the signal conductor 9 is set to a quarter wavelength length of the transmission signal wavelength.

【0018】また、この高周波用パッケージによれば、
接続部Aに導波管の終端構造を具備するものである。図
1のパッケージにおいては、誘電体基板1の信号導体9
が形成された面の反対側の表面に、断面が凹状の金属製
の導波管終端部材11が載置される。この凹状の導波管
終端部材11は、図1(c)の斜視図に示すように、中
が窪んだ形状からなり、その内周形状は、接続する導波
管の内周と整合する形状からなり、この部材の内壁底面
12は導波管の終端部を形成する。パッケージの誘電体
基板1の表面には、この部材11の凹部形成面を誘電体
基板1とロウ付けなどにより接合されてなる。この部材
11の凹部の深さは、誘電体基板1に接合した時の部材
の内壁底面12から信号導体9までの距離Yは伝送信号
波長の1/4波長長さに設定される。
According to this high frequency package,
The connection portion A is provided with a waveguide termination structure. In the package of FIG. 1, the signal conductor 9 of the dielectric substrate 1
A metallic waveguide terminating member 11 having a concave cross section is placed on the surface opposite to the surface on which is formed. As shown in the perspective view of FIG. 1 (c), the concave waveguide terminating member 11 has a hollow shape, and its inner peripheral shape matches the inner circumference of the waveguide to be connected. The bottom surface 12 of the inner wall of this member forms the end of the waveguide. The recess forming surface of the member 11 is joined to the surface of the dielectric substrate 1 of the package by brazing or the like. The depth of the concave portion of the member 11 is set such that the distance Y from the inner wall bottom surface 12 of the member to the signal conductor 9 when joined to the dielectric substrate 1 is a quarter wavelength length of the transmission signal wavelength.

【0019】図2は、図1のパッケージを外部電気回路
等に接続される導波管13に接続するための構造を説明
する図であり、(a)は組み立て図、(b)は接続構造
の要部断面図である。図2によれば、このパッケージを
接続する導波管13は、終端部を有しない、電磁気的に
開放された開放端部14を具備するものである。そし
て、図2(a)に示すように、誘電体層1bが導波管1
3の開放端部14と終端部材11によって挟まれる状態
で高周波用パッケージの接続部Aによって導波管13の
開放端部を塞ぐように接合する。
2A and 2B are views for explaining a structure for connecting the package of FIG. 1 to a waveguide 13 connected to an external electric circuit or the like. FIG. 2A is an assembly drawing and FIG. 2B is a connection structure. FIG. According to FIG. 2, the waveguide 13 connecting this package comprises an electromagnetically open end 14 which has no termination. Then, as shown in FIG. 2A, the dielectric layer 1b is used as the waveguide 1
While being sandwiched between the open end portion 14 and the terminating member 11, the connection portion A of the high-frequency package is joined so as to close the open end portion of the waveguide 13.

【0020】このような接続構造によって、図2(b)
に示すように、導波管13の開放端部14は、誘電体基
板1に載置された終端部材11によって終端されること
になる。そして、終端部材11によって終端された導波
管13の内部には、開放端部10を有する信号導体9が
導波管13内に挿入された構造をなす。この時、開放端
部10の長さXを伝送信号波長の4分の1波長長さとす
ることにより、開放端部10を有する信号導体9を、4
分の1波長のモノポールアンテナとして機能させ、その
結果、パッケージと、開放端部14を有する導波管13
と接続することができるのである。
With such a connection structure, as shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the open end 14 of the waveguide 13 is terminated by the termination member 11 mounted on the dielectric substrate 1. Then, inside the waveguide 13 terminated by the terminating member 11, the signal conductor 9 having the open end 10 is inserted into the waveguide 13. At this time, by setting the length X of the open end 10 to be a quarter wavelength of the transmission signal wavelength, the signal conductor 9 having the open end 10 is set to 4
It functions as a one-wavelength monopole antenna, resulting in a package and a waveguide 13 having an open end 14.
Can be connected with.

【0021】図2の接続構造によれば、導波管13を伝
送してきた高周波信号は導波管13と接続部Aにより構
成された導波管と信号導体9との変換構造により、平面
状の信号導体9上の信号に変換される。信号導体9上の
信号に変換された高周波信号は、マイクロストリップ線
路bを伝送し、パッケージ内部のマイクロストリップ線
路aにグランド層5に形成されたスロット孔8を介して
電磁結合により伝送され、高周波素子4に伝送される。
According to the connection structure of FIG. 2, the high-frequency signal transmitted through the waveguide 13 is planar due to the conversion structure of the waveguide constituted by the waveguide 13 and the connection portion A and the signal conductor 9. Is converted into a signal on the signal conductor 9. The high-frequency signal converted into the signal on the signal conductor 9 is transmitted through the microstrip line b, and is transmitted to the microstrip line a inside the package by electromagnetic coupling through the slot hole 8 formed in the ground layer 5. It is transmitted to the element 4.

【0022】このように、この実施態様によれば、導波
管を伝送されてきた高周波信号が信号導体への変換構造
により平面回路上の信号に変換させた後、パッケージの
キャビティ内部の信号導体と接続させるために、キャビ
ティの封止を確実に行いながら、パッケージ内の高周波
素子と導波管と接続できることができる。しかも、パッ
ケージ自体に導波管の終端構造を具備することから、開
放端部を具備する導波管に対して接続することが可能で
ある。
As described above, according to this embodiment, the high-frequency signal transmitted through the waveguide is converted into the signal on the planar circuit by the conversion structure for the signal conductor, and then the signal conductor inside the cavity of the package is converted. Therefore, it is possible to connect the high frequency element in the package and the waveguide while surely sealing the cavity. Moreover, since the package itself is provided with the termination structure of the waveguide, it is possible to connect to the waveguide having the open end.

【0023】なお、図1のパッケージにおいては、マイ
クロストリップ線路aとマイクロストリップ線路bと
は、スロット孔8によって電磁結合されたものである
が、その他、スロット孔8を貫通するスルーホール導体
で各線路の端部を接続することも可能である。
In the package of FIG. 1, the microstrip line a and the microstrip line b are electromagnetically coupled to each other by the slot hole 8, but in addition, each is a through-hole conductor penetrating the slot hole 8. It is also possible to connect the ends of the lines.

【0024】また、マイクロストリップ線路a、bの中
心導体6、7の端部は、スロット孔8を介して良好に電
磁結合させる上で、中心導体6、7の端部の線幅を広く
したり、スロット孔8形状をドッグボーン型にしたり、
グランド層5と接続したビアホール導体をスロット孔8
を囲むように複数形成することが望ましい。
Further, the ends of the center conductors 6 and 7 of the microstrip lines a and b are made to have a large line width at the ends of the center conductors 6 and 7 for good electromagnetic coupling through the slot holes 8. Or the shape of the slot hole 8 is dogbone type,
The via hole conductor connected to the ground layer 5 is used as the slot hole 8
It is desirable to form a plurality so as to surround the.

【0025】次に、図3は、本発明の終端構造を具備す
るパッケージの概略断面図である。かかる例において、
パッケージによれば、誘電体基板1の裏面には、高周波
素子4と接続される高周波用伝送線路として、誘電体基
板1内部に形成されたグランド層15とともにマイクロ
ストリップ線路cを形成する中心導体16が形成されて
いる。そして、マイクロストリップ線路cの中心導体1
6は、誘電体からなる壁体17を貫通する際に、壁体1
7の表面に蓋体2を接合するために形成された導体層1
8とグランド層15により誘電体層1aおよび壁体17
を介して挟まれた構造のストリップ線路19に変換され
て壁体17内を通過しキャビティ3外に導出される。そ
して、誘電体基板1の表面には、マイクロストリップ線
路cの中心導体16からストリップ線路19を経由して
延長して形成された中心導体20とグランド層15によ
ってマイクロストリップ線路dが形成され、さらに、マ
イクロストリップ線路dの中心導体20を延長して形成
された、グランド層を具備しない開放端部21を有する
信号導体22が形成されている。
Next, FIG. 3 is a schematic sectional view of a package having the termination structure of the present invention. In such an example,
According to the package, on the back surface of the dielectric substrate 1, a central conductor 16 forming a microstrip line c together with the ground layer 15 formed inside the dielectric substrate 1 as a high frequency transmission line connected to the high frequency element 4. Are formed. And the central conductor 1 of the microstrip line c
Reference numeral 6 denotes the wall body 1 when penetrating the wall body 17 made of a dielectric material.
Conductor layer 1 formed to join lid 2 to the surface of 7
8 and the ground layer 15 form the dielectric layer 1a and the wall 17
It is converted into a strip line 19 having a structure sandwiched via the, passes through the inside of the wall body 17, and is led out of the cavity 3. Then, on the surface of the dielectric substrate 1, a microstrip line d is formed by the ground layer 15 and the central conductor 20 formed by extending from the central conductor 16 of the microstrip line c via the strip line 19. A signal conductor 22 having an open end portion 21 having no ground layer is formed by extending the central conductor 20 of the microstrip line d.

【0026】また、誘電体基板1の信号導体22形成面
の反対側の表面には、図1で説明したのと同様な終端部
材11が搭載できる他、図3に示すように、内面が終端
構造を有し、金属からなる空洞部23を有するブロック
24が誘電体基板1に接合されている。そして、図2に
おいて説明したのと同様に、開放端部14を有する導波
管13に対して、開放端部14を塞ぐように載置するこ
とにより、終端部材11が導波管13の終端として機能
させ、開放端部21を有する信号導体22がモノポール
アンテナとして機能させて、パッケージと導波管とを直
接接続することができる。また、上記ブロック24は、
全体が金属製からなり、このブロックの一部に高周波素
子4を搭載することによりヒートシンクとして機能して
いる。
On the surface of the dielectric substrate 1 opposite to the surface on which the signal conductor 22 is formed, a termination member 11 similar to that described with reference to FIG. 1 can be mounted, and as shown in FIG. 3, the inner surface terminates. A block 24 having a structure and having a cavity 23 made of metal is joined to the dielectric substrate 1. Then, as described with reference to FIG. 2, the termination member 11 is mounted on the waveguide 13 having the open end 14 so as to close the open end 14, so that the termination member 11 terminates the waveguide 13. And the signal conductor 22 having the open end portion 21 functions as a monopole antenna, so that the package and the waveguide can be directly connected. Further, the block 24 is
It is made entirely of metal and functions as a heat sink by mounting the high-frequency element 4 on a part of this block.
There is.

【0027】かかる図3の構造においても、キャビティ
3内の封止構造に対して、全く影響を与えることなく、
しかも、従来から知られる低損失での伝送が可能な高周
波伝送線路の組み合わせによって、開放端部を有する導
波管と直接的に接続を行うことができる。
Also in the structure of FIG. 3, the sealing structure in the cavity 3 is not affected at all,
In addition, it is possible to directly connect to a waveguide having an open end by a combination of conventionally known high-frequency transmission lines capable of low-loss transmission.

【0028】なお、本発明のパッケージにおいては、誘
電体基板1は、Al、AlNなどのセラミックス
材料や、ガラス材料、あるいはガラスと無機質フィラー
との複合体からなるガラスセラミック材料により原料粉
末を用いて成形した後、焼成することにより形成される
他、有機系材料からなるプリント基板によって形成する
ことができる。また、信号の伝達を担う各導体線路およ
びグランド層は、タングステン、モリブデンなどの高融
点金属や、金、銀、銅、アルニウム、白金などの低抵抗
金属などにより形成することができ、これらは、従来の
積層技術をもって一体的に形成できることも大きな特徴
である。
In the package of the present invention, the dielectric substrate 1 is made of a raw material powder made of a ceramic material such as Al 2 O 3 or AlN, a glass material, or a glass ceramic material made of a composite of glass and an inorganic filler. In addition to being formed by firing after molding using, it can be formed by a printed board made of an organic material. Further, each conductor line and the ground layer for transmitting a signal can be formed of a refractory metal such as tungsten or molybdenum, or a low resistance metal such as gold, silver, copper, aluminium, or platinum. It is also a great feature that they can be integrally formed by the conventional laminating technique.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の高周波用パ
ッケージおよびその接続構造によれば、キャビティ外部
に、導波管と組み合わせたときにモノポールアンテナと
して機能する、先端が電磁気的に開放された開放端部を
有する信号導体を接続部として形成して、その信号導体
をパッケージの高周波伝送線路と接続することにより、
パッケージの封止構造に影響を与えることなく、高周波
信号の伝送損失の小さい接続構造を実現できる。その結
果、この接続構造を構成するパッケージの信頼性と量産
性を高めることができる。しかも、パッケージ自体に導
波管の終端構造を具備することから、開放端部を有する
導波管に対して直接接続することができる。
As described in detail above, according to the high-frequency package and its connection structure of the present invention, the tip is electromagnetically opened outside the cavity, which functions as a monopole antenna when combined with a waveguide. By forming a signal conductor having an open end that is formed as a connection portion and connecting the signal conductor to the high-frequency transmission line of the package,
A connection structure with low transmission loss of high-frequency signals can be realized without affecting the package sealing structure. As a result, the reliability and mass productivity of the package forming this connection structure can be improved. Moreover, since the package itself is provided with the terminal structure of the waveguide, the package can be directly connected to the waveguide having the open end.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】高周波用パッケージの一実施態様を説明するた
めのもので、(a)は概略断面図、(b)はその平面図
(但し、蓋体は図示せず)、(c)は終端部材の斜視図
である。
1A and 1B are views for explaining one embodiment of a high-frequency package, where FIG. 1A is a schematic sectional view, FIG. 1B is a plan view thereof (however, a lid is not shown), and FIG. It is a perspective view of a member.

【図2】図1の高周波用パッケージの開放端部を有する
導波管との接続構造を説明するためのものであり、
(a)は接続方法を説明するための分解斜視図、(b)
は接続時の要部断面図である。
2 is a view for explaining a connection structure of the high-frequency package of FIG. 1 with a waveguide having an open end,
(A) is an exploded perspective view for explaining a connection method, (b)
[FIG. 4] is a cross-sectional view of a main part when connected.

【図3】本発明の終端構造を具備する高周波用パッケー
ジの概略断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a high frequency package including the termination structure of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 誘電体基板 2 蓋体 3 キャビティ 4 高周波素子 5、15 グランド層 6,7、16、20 中心導体 a,b,c,d マイクロストリップ線路 8 スロット孔 9、22 信号導体 10、21 開放端部 11 終端部材 12 内壁底面 13 導波管 14 開放端部 17 壁体 18 導体層 19 ストリップ線路 23 空洞部 24、25 ブロック 26、27 金属層 1 Dielectric substrate 2 lid 3 cavities 4 High frequency element 5, 15 Ground layer 6,7,16,20 Central conductor a, b, c, d Microstrip line 8 slot holes 9,22 Signal conductor 10, 21 open end 11 Termination member 12 Inner wall bottom 13 Waveguide 14 Open end 17 wall 18 Conductor layer 19 strip line 23 Cavity 24, 25 blocks 26, 27 metal layer

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−221223(JP,A) 特開 平8−148930(JP,A) 特開 平8−274513(JP,A) 特開 平6−268402(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01P 5/107 H01L 23/12 301 H03F 3/60 WPI(DIALOG)Continuation of front page (56) Reference JP-A-7-221223 (JP, A) JP-A-8-148930 (JP, A) JP-A-8-274513 (JP, A) JP-A-6-268402 (JP , A) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01P 5/107 H01L 23/12 301 H03F 3/60 WPI (DIALOG)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】誘電体材料からなる誘電体基板と、高周波
素子を収納するためのキャビティと、前記キャビティ外
の前記誘電体基板表面の一部に形成され導波管と接続す
るための接続部と、前記高周波素子と前記接続部とを接
続するための高周波伝送線路と、前記誘電体基板に接合
され高周波素子が搭載される金属製のヒートシンクと
具備する高周波用パッケージであって、 前記接続部が、前記誘電体基板の一方の表面に形成さ
れ、先端が電磁的に開放された開放端部を有し、且つ導
波管内においてモノポールアンテナとして機能する信号
導体と、前記誘電体基板の他方の表面に形成され、導波
管の終端として機能する終端構造とを具備し、該終端構
造が、前記ヒートシンクに設けられた断面が凹状の空洞
部からなることを特徴とする高周波用パッケージ。
1. A dielectric substrate made of a dielectric material, a cavity for accommodating a high frequency element, and a connection portion formed on a part of the surface of the dielectric substrate outside the cavity for connecting to a waveguide. And a high-frequency transmission line for connecting the high-frequency element and the connection part, and joined to the dielectric substrate
A high frequency package comprising a metal heat sink on which a high frequency element is mounted , wherein the connecting portion is formed on one surface of the dielectric substrate, and an open end portion is electromagnetically opened at a tip end. has, and a signal conductor that functions as a monopole antenna in waveguide, formed on the other surface of the dielectric substrate, comprising a termination structure that serves as a termination of the waveguide, the termination structure
Structure is a cavity with a concave cross section provided in the heat sink
High-frequency package characterized by consisting of parts .
【請求項2】誘電体材料からなる誘電体基板と、高周波
素子を収納するためのキャビティと、前記キャビティ外
の前記誘電体基板表面の一部に形成され、導波管と接続
するための接続部と、前記高周波素子と前記接続部とを
接続するための高周波伝送線路と、前記誘電体基板に接
合され高周波素子が搭載される金属製のヒートシンクと
を具備する高周波用パッケージを、電磁気的に開放され
た開放端部を有する導波管に接続するための構造であっ
て、 前記高周波用パッケージの前記接続部が、前記誘電体基
板の一方の表面に形成され、先端が電磁的に開放された
開放端部を有し、且つ導波管内においてモノポールアン
テナとして機能する信号導体と、前記誘電体基板の他方
の表面に形成された導波管の終端として機能する終端構
造とを具備し、該終端構造が、前記ヒートシンクに設け
られた断面が凹状の空洞部からなることを特徴とする高
周波用パッケージの接続構造。
2. A dielectric substrate made of a dielectric material, a cavity for housing a high-frequency element, and a connection formed on a part of the surface of the dielectric substrate outside the cavity for connecting to a waveguide. Section, a high-frequency transmission line for connecting the high-frequency element and the connection section, and a contact with the dielectric substrate.
A structure for connecting a high-frequency package including a metal heat sink on which a combined high-frequency element is mounted to a waveguide having an electromagnetically open end. A signal conductor, wherein the connection portion of the high frequency package is formed on one surface of the dielectric substrate, has an open end portion whose tip is electromagnetically opened, and functions as a monopole antenna in the waveguide. A termination structure functioning as a termination of a waveguide formed on the other surface of the dielectric substrate, the termination structure being provided on the heat sink.
A connecting structure for a high-frequency package, characterized in that the formed cross section comprises a hollow portion having a concave shape.
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