JP3725983B2

JP3725983B2 - 高周波回路用パッケージ

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Publication number: JP3725983B2
Application number: JP35924398A
Authority: JP
Inventors: 貴幸宮尾; 克亨吉田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1998-12-17
Filing date: 1998-12-17
Publication date: 2005-12-14
Anticipated expiration: 2018-12-17
Also published as: JP2000183230A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速で、あるいは高周波帯で動作する高周波用半導体素子や高周波回路等の高周波回路部品を収容するための高周波回路用パッケージおよび実装基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＭＨｚ帯やＧＨｚ帯の高周波信号を用いる無線通信機器等の高周波回路あるいは高周波用半導体素子等の高周波回路部品を収容する高周波回路用パッケージにおいては、パッケージ内部に回路や素子が収納されて気密封止され、それら内部の回路や素子と外部の高周波回路とを電気的に接続して高周波信号の良好な伝送特性を得るために、配線に線路導体を使用した高周波信号入出力部が形成される。そして、外部電気回路基板である実装用基板に表面実装されることにより、その実装構造が構成されている。
【０００３】
そのような高周波回路用パッケージの実装構造は、従来は、その例を図３（ａ）に断面図で、および同図（ｂ）にその要部平面図で示すような構成であった。
【０００４】
図３に示す高周波回路用パッケージ１においては、下面または内部に接地導体層３が形成され、上面に高周波用半導体素子等の高周波回路部品８を搭載する搭載部２ａと、この搭載部２ａ近傍から外周に至る高周波信号伝送用の線路導体４とが形成された誘電体基板２と、この誘電体基板２の上面に搭載部２ａを囲むとともに線路導体４の一部を挟んでいわゆるハーメチックシール部を構成するように接合された誘電体枠体５とから成り、誘電体基板２の側面に誘電体基板２と誘電体枠体５との間を通って外周まで形成された線路導体４と連続的に形成されて接続された表面実装用の側壁線路導体６を形成して信号入出力部が構成されていた。
【０００５】
そして、搭載部２ａに搭載した高周波回路部品８をボンディングワイヤ等の導電性接続部材（図示せず）により線路導体４と電気的に接続し、誘電体枠体５の上面に蓋体（図示せず）を取着して高周波回路部品８を気密封止した後、この高周波回路用パッケージ１を実装基板９に実装し、側壁線路導体６を実装基板９の接続用線路導体12と電気的に接続することにより、パッケージ１内部の高周波回路部品８と実装基板２の外部電気回路とが電気的に接続されていた。
【０００６】
なお、10は実装基板９を構成する誘電体基板、11は誘電体基板10の下面に被着形成された接地導体である。
【０００７】
また、高周波回路用パッケージ１の側壁線路導体６を誘電体基板２の側面の下まで形成し、さらに誘電体基板２の下面にこの側壁線路導体６と連続的に同様の線路導体により実装用端子導体７を形成し、実装信頼性を高めることも行なわれていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の高周波回路用パッケージの実装構造によれば、高周波回路用パッケージ１の線路導体４に対するハーメチックシール部において、高周波信号の伝送がマイクロストリップモードからストリップモードへ切り替わるため、この部分においてインピーダンスのミスマッチングが生じて反射損失が増大し、伝送線路の高周波特性が劣化してしまうという問題点があった。
【０００９】
さらに、線路導体４の上部に存在する誘電体枠体５の誘電率に応じて線路導体４の特性インピーダンスがその前後の部分よりも低下するため、それらの間で特性インピーダンスの不整合が生じ、高周波信号の反射損失が増大して高周波信号の伝送特性が劣化するという問題点もあった。
【００１０】
また、このような従来の高周波回路用パッケージの実装構造においては、実装基板９の接続用線路導体12への実装用端子電極として、誘電体基板２の側面において線路導体４に側壁線路導体６が連続的に形成されていたことから、この側壁線路導体６の存在によってキャパシタンス成分が減少し、あるいはインダクタンス成分が増大して高インピーダンスとなって高周波信号の反射が増大することとなり、高周波信号の伝送特性が低下してしまうという問題点があった。特に、側壁線路導体６の長さが長くなった場合にはインピーダンスの増加が顕著となり、高周波信号の伝送特性が大きく低下してしまうという問題点があった。
【００１１】
さらに、高周波回路用パッケージと実装基板との接続部において特性インピーダンスの不整合が生じ、これによっても高周波信号の反射が増加することとなるという問題点があった。
【００１２】
本発明はかかる従来技術の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、誘電体基板の側面に表面実装用の信号入出力部として側壁線路導体を有する表面実装型の高周波回路用パッケージの実装構造として、高周波信号に対して低反射特性を有する伝送特性が良好な高周波回路用パッケージの実装構造を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の高周波回路用パッケージは、下面側に接地導体が形成され、上面に接続用線路導体が形成された誘電体から成る基板と、前記接続用線路導体の両側に前記接地導体から前記基板の上面にかけて形成された基板側接地貫通導体とを具備する実装基板に、内部に下部接地導体が形成され、上面に高周波回路部品を搭載する搭載部が形成された誘電体基板と、この誘電体基板の上面に前記搭載部を囲んで接合され、上面に上部接地導体が形成された誘電体枠体と、前記誘電体基板の下面に形成されるとともに前記下部接地導体とにより伝送線路とされ、前記誘電体枠体の内側に対応する位置から外周に至る線路導体と、前記誘電体基板の側面に前記線路導体と連続的に形成された、その長さが前記線路導体により伝送される高周波信号の波長の４分の１以下である側壁線路導体と、この側壁線路導体の両側に形成され、前記上部接地導体と電気的に接続された側壁接地導体と、前記線路導体の他方の端部から前記誘電体枠体の内側の前記誘電体基板の上面にかけて形成された貫通導体とを具備し、前記側壁線路導体を前記接続用線路導体に、および前記側壁接地導体を前記基板側接地貫通導体にそれぞれ電気的に接続することを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の高周波回路用パッケージは、上記構成において、前記線路導体の両側の前記貫通導体から前記高周波信号の波長の２分の１以下の距離の位置に、前記下部接地導体に電気的に接続された前記誘電体基板の上面から下面にわたる接地貫通導体を形成したことを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づき説明する。
【００１６】
図１（ａ）および（ｂ）は、本発明の高周波回路用パッケージの実施の形態の一例を示すそれぞれ断面図および要部平面図である。
【００１７】
これらの図において21は高周波回路用パッケージであり、22は上面に高周波回路部品32が搭載される搭載部22ａを有する誘電体基板、23はその内部に形成された下部接地導体である。
【００１８】
24は誘電体基板22上に搭載部22ａを囲むように接合されて内側に高周波回路部品32を収容する収容部の側壁となる誘電体枠体、25はその上面に形成された上部接地導体である。これら誘電体基板22と誘電体枠体24とにより高周波回路部品32を収容するためのパッケージ本体の容器が構成される。そして、この誘電体枠体24の上面に蓋体（図示せず）を接合することにより内部が気密に封止される。また、高周波回路用パッケージ21の仕様によっては、蓋体を使用せず、封止樹脂によって高周波回路部品32を封止してもよい。
【００１９】
26は誘電体基板22の下面に誘電体枠体24の内側の搭載部22ａ近傍に対応する位置から外周に至るように形成された高周波信号伝送用の線路導体であり、必要に応じて複数本あるいは誘電体基板22の種々の方向に向けて形成される。このような線路導体26と誘電体基板22・下部接地導体23とにより、マイクロストリップ線路構造の伝送線路が構成される。なお、この線路導体26は、その両側に同一面接地導体を設けて、コプレーナ線路構造の伝送線路としてもよい。
【００２０】
27は誘電体基板22の側面に線路導体26と連続的に形成された側壁線路導体であり、外部電気回路である実装基板33の接続用線路導体36と電気的に接続することにより、パッケージ内部の高周波回路部品32と外部電気回路とが電気的に接続される。この側壁線路導体27の長さは、高周波回路部品32が使用され線路導体26により伝送される高周波信号の波長の４分の１以下とされている。これにより、伝送線路の長さによる損失を最小限に抑えることが可能であるため、この側壁線路導体により高周波特性上で問題となるキャパシタンス成分の減少やインダクタンス成分の増大が生じることがなく、そのために伝送線路が高インピーダンスとなって高周波信号の反射が増大して高周波信号の伝送特性が低下してしまうことがなくなる。このような作用効果は、特に高周波信号の周波数が10ＧＨｚ以上の場合に特に効果的なものである。中でも、周波数が30ＧＨｚ以上の高周波信号に対しては、側壁線路導体27の長さをその高周波信号の波長の８分の１以下とすることにより、そのようなより高周波の領域においてもインピーダンスの増加を有効に抑制することができ、低反射特性を有する良好な高周波特性の高周波回路用パッケージ21となる。
【００２１】
このような側壁線路導体27は、通常は誘電体基板22の側面の長さ（側壁の高さ）とほぼ同じ長さに設定されることとなるが、誘電体基板22の側面の長さより短いものとして誘電体基板22の側面に形成してもよい。これにより、誘電体基板22に必要な強度と高周波信号伝送用の伝送線路に必要な高周波特性とをともに確保して、信頼性に優れた高周波回路用パッケージ21とすることができる。なお、下部接地導体23と側壁線路導体27との間は、電気的な絶縁が確保でき、高周波特性に悪影響を与えない距離が設けられていればよい。
【００２２】
28は、誘電体基板22および誘電体枠体24の側面の側壁線路導体27の両側において、側壁線路導体27から高周波信号の波長の２分の１以下の距離の位置に形成され、上部接地導体25と電気的に接続された側壁接地導体である。このような側壁接地導体28は、例えば誘電体基板22および誘電体枠体24の側面に直接に、あるいはその側面に設けた凹部（いわゆるキャスタレーション）の表面に導体層を被着させることにより形成される。
【００２３】
29は線路導体26の他方の端部すなわち誘電体枠体24の内側の搭載部22ａ近傍に対応する位置の側の端部から誘電体枠体24の内側の搭載部22ａ近傍に対応する誘電体基板22の上面にかけて形成された貫通導体であり、この貫通導体29には電極パッド30を介して、あるいは直接その上端に高周波回路部品32が電気的に接続される。なお、線路導体26および貫通導体29は、それぞれ誘電体基板22の比誘電率ε_rの値に応じて、特性インピーダンスＺ₀を所望の値とするようにその幅・直径や長さが設定される。
【００２４】
また、31は、線路導体26の両側の貫通導体29から高周波信号の波長の２分の１以下の距離の位置に、下部接地導体23に電気的に接続された誘電体基板22の上面から下面にわたる接地貫通導体である。この接地貫通導体31は必要とする高周波特性に応じて設ければよく、接地貫通導体31と線路導体26との距離は、貫通導体29から図１（ｂ）中に一点鎖線で示す高周波信号の波長の２分の１以下の距離の範囲内に設定すればよい。
【００２５】
さらに、接地貫通導体31は線路導体26の両側にそれぞれ複数本形成してもよく、誘電体基板22の下面において線路導体26の両側にいわゆるコプレーナ線路構造を構成するように同一面接地導体を設けておき、これらと接地貫通導体31とを接続するようにしてもよい。
【００２６】
このような接地貫通導体31を形成することにより、高インピーダンスの貫通導体29に対して容量成分を補うことが可能であるため、貫通導体29におけるインピーダンスの不整合を防ぐことができる。その結果、高周波回路部品32と外部電気回路との間の電気的接続におけるインピーダンスのミスマッチングを効果的に抑えて高周波信号の伝送特性の劣化を抑えることができ、さらに低反射損失の高周波回路用パッケージ21とすることができる。この接地貫通導体31は、貫通導体29と同様にスルーホール導体やビア導体等により形成すればよい。
【００２７】
32は搭載部22ａに搭載される高周波用半導体素子や高周波回路等の高周波回路部品であり、電極パッド30あるいは貫通導体29とは、図示しないワイヤボンディングやリボンボンディングあるいはいわゆるバンプ接続により電気的に接続される。
【００２８】
一方、33は実装基板であり、34は誘電体から成る基板、35は基板34の下面側、ここでは下面上に形成された接地導体、36は側壁線路導体27が電気的に接続される、外部電気回路（図示せず）の一部をなす接続用線路導体である。この接続用線路導体36を側壁線路導体27および線路導体26と電気的に接続することにより、高周波回路部品32と外部電気回路とが電気的に接続されることとなる。なお、接地導体35は、基板34の下面側であれば基板34の内部に形成されていてもよい。
【００２９】
また、37は、接続用線路導体36の両側の側壁接地導体28に対応する位置に接地導体35から基板34の上面にかけて形成された基板側接地貫通導体である。この基板側接地貫通導体37をそれぞれ側壁接地導体28と電気的に接続することにより、高周波回路用パッケージ21の上部接地導体25と実装基板33の接地導体35とが、側壁接地導体28および基板側接地貫通導体37を介して、側壁線路導体27と接続用線路導体36との接続部を取り囲むようにして電気的に接続されることとなる。
【００３０】
このような本発明の高周波回路用パッケージの実装構造によれば、高周波回路用パッケージ21には上端が誘電体枠体24の内側で搭載部22ａの近傍に位置する貫通導体29に高周波回路部品32が電気的に接続され、この貫通導体29から誘電体基板22の下面に形成された線路導体26を介して接続された側壁線路導体27に外部電気回路である実装基板33の接続用線路導体36が電気的に接続されることから、従来のハーメチックシール部を経由する線路導体のようにマイクロストリップモードからストリップモードへの切り替わりがないため、インピーダンスのミスマッチングが生じることがなく、反射損失が増大して伝送線路の高周波特性が劣化してしまうことがない。
【００３１】
また、高周波回路用パッケージ21の側壁線路導体27は、その長さが高周波回路部品32が使用され線路導体26により伝送される高周波信号の波長の４分の１以下であることから、伝送線路の長さによる損失を最小限に抑えることが可能であるため、この側壁線路導体27により高周波特性上で問題となるキャパシタンス成分の減少やインダクタンス成分の増大が生じることがない。その結果、伝送線路が高インピーダンスとなって高周波信号の反射が増大して高周波信号の伝送特性が低下してしまうことがなくなる。
【００３２】
そして、本発明の高周波回路用パッケージの実装構造によれば、高周波信号を伝送するための高周波回路用パッケージ21の線路導体26および側壁線路導体27と実装基板33の接続用線路導体36とがパッケージ21の誘電体基板22と実装基板33の誘電体から成る基板34とに挟まれた高周波用伝送線路の接続部に対して、実装基板33の基板34を介して基板側の接地導体35を、誘電体基板22および誘電体枠体24を介して上部接地導体25を配し、また、その両側に側壁接地導体28を併設し、さらに、この側壁接地導体28直下の基板34にそれぞれ実装基板33側の接地導体35と電気的に接続された基板側接地貫通導体37を形成したことから、線路導体26および側壁線路導体27がパッケージ21の側面において実装基板33の接続用線路導体36に接続される部分の線路構成が、接地導体で囲まれた疑似導波管構造となる。その結果、伝送線路を取り囲む接地のための導体について接地状態を安定させ、かつ高次モードの発生を抑制して反射損失を低減することができるとともに、電磁波シールド効果により放射損失を抑制することができる。これにより、高周波回路用パッケージの実装構造として高周波信号の接続部における高周波信号の伝送特性を低損失で良好なものとすることができる。
【００３３】
さらに、高周波回路用パッケージ21において、線路導体26の両側の貫通導体29から高周波信号の波長の２分の１以下の距離の位置に、下部接地導体23に電気的に接続された誘電体基板22の上面から下面にわたる接地貫通導体31を形成した場合には、線路導体26と接地貫通導体31との間に適切な容量成分を持たせることが可能となるため、貫通導体29におけるインピーダンスの不整合を防ぐことができるものとなる。
【００３４】
本発明の高周波回路用パッケージの実装構造における高周波回路用パッケージ21の誘電体基板22・誘電体枠体24ならびに実装基板33の基板34には、例えばアルミナセラミックスや窒化アルミニウムセラミックス等のセラミックス材料あるいはガラスセラミックス等の無機系材料、またはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）・ガラスエポキシ・ポリイミド等の樹脂系材料等が用いられる。例えばガラスセラミックスから成る場合であれば、ガラスセラミックスのグリーンシートに必要に応じて凹部や貫通導体となる貫通孔を形成し、所定の箇所に下部接地導体23・上部接地導体25・線路導体26・側壁線路導体27・側壁接地導体28・接地導体35・接続用線路導体36や貫通導体29・接地貫通導体31・基板側接地貫通導体37となる金属ペーストを印刷塗布・充填して、これらのグリーンシートをそれぞれ上下に積層して約1000℃で一体焼成することにより製作すればよい。
【００３５】
あるいは、焼成された誘電体基板22・誘電体枠体24ならびに基板34の上面・側面・下面に種々の薄膜法や印刷・焼成法によりそれぞれ所定パターンの下部接地導体23・上部接地導体25・線路導体26・側壁線路導体27・側壁接地導体28・接地導体35・接続用線路導体36や貫通導体29・接地貫通導体31・基板側接地貫通導体37を形成してもよい。
【００３６】
これら誘電体基板22・誘電体枠体24ならびに基板34の形状・寸法（厚みや幅・長さ）は、使用される高周波信号の周波数や特性インピーダンスなどに応じて適宜設定すればよい。
【００３７】
なお、誘電体枠体24と誘電体基板22とには通常は同じ材料を用いればよいが、異なる材料を用いて誘電体枠体24の誘電率と誘電体基板22の誘電率とを異ならせてもよい。この場合は、例えば、誘電体基板22よりも誘電体枠体24の誘電率が低い方が好ましく、誘電体枠体24の誘電率をなるべく真空の誘電率に近づけるのがよい。それにより、誘電体基板22と誘電体枠体24との接合部分とそれ以外の部分とにおける高周波信号の伝搬モードの変化が小さくなり、伝送損失が小さくなるという点で好ましいものとなる。
【００３８】
下部接地導体23・上部接地導体25・線路導体26・側壁線路導体27・側壁接地導体28・接地導体35・接続用線路導体36および貫通導体29・接地貫通導体31・基板側接地貫通導体37を形成するための導体としては、タングステンや銅・ニッケル・金・クロム・ニクロム・窒化タンタル・チタン・パラジウムおよびこれらの合金等を用いればよく、その形成は、種々の薄膜法や薄膜法とフォトリソグラフィ法との組合せ、あるいは印刷・焼成法等によればよい。これらの厚みや幅・径（断面の形状および寸法）・長さも、基本的には伝送される高周波信号の周波数や特性インピーダンスなどに応じて適宜設定すればよい。
【００３９】
なお、上部接地導体25・側壁接地導体28および接地導体35は、線路導体26や下部接地導体23と同様の材料を用いて同様の方法により被着形成すればよいが、これらは導体被膜層として形成する他にも、他の導電部材、例えば金属板や金属ブロックを取着することにより形成してもよい。
【００４０】
また、貫通導体29・接地貫通導体31・基板側接地貫通導体37は、スルーホール導体やビア導体として形成する他にも、金属板や金属棒・金属パイプ等を埋設することにより形成してもよい。
【００４１】
また、側壁線路導体27からそれぞれ高周波信号の波長の２分の１以下の距離の位置に形成される側壁接地導体28は、さらにそれらの間のギャップｇを下記式の範囲で表わされるギャップｇ₀よりも小さな値としておくと、共振による高周波信号の減衰を避けることができるため、側壁線路導体27と接続用線路導体36との接続部を伝送させる高周波信号の周波数において、その伝送特性を優れたものとすることができる。
ｇ₀＝Ｃ₀／２ｆ・√ε_reff
ただし、ｇ₀は共振の発生する側壁接地導体28間のギャップ、Ｃ₀は光速、ｆは高周波信号の周波数、ε_reffは誘電体枠体24および誘電体基板22の比誘電率を合成した比誘電率である。
【００４２】
また、側壁線路導体27を誘電体基板22および誘電体枠体24側面の凹部に形成する場合は、凹部を誘電体枠体24の内側に向かって深く形成するほど、より長い距離にわたって疑似導波管構造となるため接地状態がより安定するようになり、高周波信号の伝送特性をより優れたものとすることができる。従って、側壁接地導体28を誘電体基板22および誘電体枠体24の側面の凹部に形成する場合には、パッケージ21内部の気密封止を維持できる範囲で凹部をできる限り深く形成することが望ましい。
【００４３】
上記のような高周波回路用パッケージ21を用いて、その搭載部22ａに高周波回路部品32を搭載し、その電極をボンディングワイヤやボンディングリボンあるいは接続用バンプ等を介して誘電体枠体24の内側に位置する貫通導体29と電気的に接続し、誘電体枠体24の上面にＦｅ−Ｎｉ−ＣｏやＦｅ−Ｎｉ42アロイ等のＦｅ−Ｎｉ合金・無酸素銅・アルミニウム・ステンレス・Ｃｕ−Ｗ合金・Ｃｕ−Ｍｏ合金などから成る蓋体を半田・ＡｕＳｎろう等の低融点金属ろう材やＡｕＧｅロウ等の高融点金属ろう材、あるいはシームウェルド（溶接）等により取着することによって、もしくは封止用樹脂によって封止することによって高周波回路部品32がパッケージ21内部に気密封止して収容され、製品としての高周波回路装置となる。
【００４４】
そして、これを外部電気回路基板である実装基板33に載置するとともに、側壁線路導体27を接続用線路導体36に、および側壁接地導体28を基板側接地貫通導体37にそれぞれバンプ・ボール・リードあるいは表面実装リフロー等を介して接合することにより本発明の高周波回路用パッケージの実装構造が構成され、パッケージ21内部の高周波回路部品32と外部電気回路とが電気的に接続されて高周波回路装置が使用されることとなる。
【００４５】
【実施例】
図１に示した本発明の実装構造に係る高周波回路用パッケージとして、内部に下部接地導体23を形成した比誘電率ε_rが９の誘電体基板22の下面に、誘電体枠体24の内側の搭載部22ａ近傍に対応する位置から誘電体基板22の外周に至る線路幅が100 μｍの線路導体26を形成した。
【００４６】
また、誘電体基板22および誘電体枠体24（比誘電率ε_r＝９）の側面に線路幅が150 μｍ・長さが高周波信号の波長の４分の１以下である400 μｍ（80ＧＨｚに対応）の側壁線路導体27を誘電体基板22の外周において線路導体26と連続的に形成した。一方、線路導体26の他方の端部から誘電体枠体24の内側の搭載部22ａ近傍に対応する位置の誘電体基板22の上面から下面にかけて、直径が100 μｍの貫通導体29を形成した。
【００４７】
さらに、誘電体基板22および誘電体枠体24の側面の側壁線路導体27の両側には、側壁線路導体27とのギャップを高周波信号の波長の２分の１以下である600 μｍとし、線路幅を200 μｍとして、誘電体枠体24の上面に形成した上部接地導体25と電気的に接続された側壁接地導体28を形成した。
【００４８】
また、線路導体26の両側の貫通導体29から高周波信号の波長の２分の１以下である１ｍｍの距離に、誘電体基板22の上面から下面にかけて下部接地導体23に電気的に接続された接地貫通導体29を形成した。
【００４９】
このようにして、本発明の実装構造に係る高周波回路用パッケージ21の試料Ａを作製した。
【００５０】
一方、実装基板33としては、比誘電率ε_r＝2.6 であり厚みが400 μｍである基板34の上面に、線路幅が900 μｍであり接地導体との距離が250 μｍであるコプレーナ線路構造の接続用線路導体36を形成し、その接地導体と基板34の下面の接地導体35とは、基板側接地貫通導体37を利用して電気的に同電位に接続している。なお、誘電体基板22の下面に当たる部分では50Ωになるように、接続用線路導体36の線路幅を350 μｍに、接地導体との距離を300 μｍに設定した。
【００５１】
このようにして、本発明の実装構造に係る実装基板33の試料Ａを作製した。
【００５２】
そして、この高周波回路用パッケージの試料Ａを実装基板の試料Ａに載置し、側壁線路導体27を接続用線路導体36に、および側壁接地導体28を基板側接地貫通導体37にそれぞれろう付けにより電気的に接続して、本発明の高周波回路用パッケージの実装構造の試料Ａを得た。
【００５３】
次に、上記の高周波回路用パッケージの試料Ａに対して側壁接地導体28を除いた試料Ｂを作製した。また、実装基板の試料Ａに対して基板側接地貫通導体37を除いた試料Ｂを作製した。
【００５４】
そして、この高周波回路用パッケージの試料Ｂを実装基板の試料Ｂに載置し、側壁線路導体27を接続用線路導体36に上記と同様に電気的に接続して、比較例の高周波回路用パッケージの実装構造の試料Ｂを得た。
【００５５】
これら試料Ａ・Ｂについて、３次元構造解析シミュレータ（ＨＦＳＳ）によりＳパラメータの周波数特性を求めて、反射係数Ｓ₁₁の周波数特性を得た。その結果を図２に示す。図２はこれら反射係数の周波数特性を示す線図であり、横軸は周波数（単位：ＧＨｚ）を、縦軸は反射係数（単位：ｄＢ）を表わし、図中の実線は試料Ａの反射係数についての特性曲線を、破線は試料Ｂの反射係数についての特性曲線を示している。
【００５６】
図２より分かるように、試料Ｂにおいては30ＧＨｚで反射特性の悪化が見られるが、試料Ａにおいてはその悪化がなくなり、ミリ波帯においても良好な反射特性が得られた。
【００５７】
この結果より、本発明の高周波回路用パッケージの実装構造によれば、高周波信号の接続部を疑似導波管構造としたことから、従来の実装構造に比べて高周波帯においても低反射な良好な伝送特性を有するものであることが確認できた。
【００５８】
なお、本発明は以上の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更・改良を施すことは何ら差し支えない。例えば、高周波信号の接続部として、線路導体26・側壁線路導体27および接続用線路導体36ならびに側壁接地導体28・基板側接地貫通導体37は必要に応じて複数設けてもよい。また、接続用線路導体36にリードを用いることで、実装信頼性を向上させることもできる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明の高周波回路用パッケージの実装構造によれば、高周波回路用パッケージには上端が誘電体枠体の内側で搭載部の近傍に位置する貫通導体に高周波回路部品が電気的に接続され、この貫通導体から誘電体基板の下面に形成された線路導体を介して接続された側壁線路導体に実装基板の接続用線路導体が電気的に接続されることから、従来の高周波回路用パッケージにおいてハーメチックシール部を経由する線路導体のようにマイクロストリップモードからストリップモードへの切り替わりがないため、インピーダンスのミスマッチングが生じることがなく、反射損失が増大して伝送線路の高周波特性が劣化してしまうことがない。
【００６０】
また、高周波回路用パッケージの側壁線路導体は、その長さが高周波信号の波長の４分の１以下であることから、伝送線路の長さによる損失を最小限に抑えることが可能であるため、この側壁線路導体により高周波特性上で問題となるキャパシタンス成分の減少やインダクタンス成分の増大が生じることがなく、その結果、伝送線路が高インピーダンスとなって高周波信号の反射が増大して高周波信号の伝送特性が低下してしまうことがない。
【００６１】
そして、本発明の高周波回路用パッケージの実装構造によれば、高周波信号を伝送するための高周波用伝送線路の接続部に対して、実装基板の基板を介して基板側の接地導体を、誘電体基板および誘電体枠体を介して上部接地導体を配し、また、その両側に側壁接地導体を併設し、さらに、この側壁接地導体直下の基板にそれぞれ実装基板側の接地導体と電気的に接続された基板側接地貫通導体を形成したことから、高周波用伝送線路の接続部の線路構成が接地導体で囲まれた疑似導波管構造となる。その結果、伝送線路を取り囲む接地のための導体について接地状態を安定させ、かつ高次モードの発生を抑制して反射損失を低減することができるとともに、電磁波シールド効果により放射損失を抑制することができ、これにより高周波信号の接続部における高周波信号の伝送特性が低損失で良好な高周波回路用パッケージの実装構造とすることができる。
【００６２】
さらに、高周波回路用パッケージにおいて、線路導体の両側の貫通導体から高周波信号の波長の２分の１以下の距離の位置に、下部接地導体に電気的に接続された誘電体基板の上面から下面にわたる接地貫通導体を形成した場合には、線路導体と接地貫通導体との間に適切な容量成分を持たせることが可能となるため、貫通導体におけるインピーダンスの不整合を防ぐことができるものとなる。
【００６３】
以上のように、本発明によれば、誘電体基板の側面に表面実装用の信号入出力部として側壁線路導体を有する表面実装型の高周波回路用パッケージの実装構造として、高周波信号に対して低反射特性を有する伝送特性が良好な高周波回路用パッケージの実装構造を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の高周波回路用パッケージの実装構造の実施の形態の一例を示す断面図および要部平面図である。
【図２】高周波回路用パッケージの実装構造における反射係数の周波数特性を示す線図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ従来の高周波回路用パッケージの実装構造の例を示す断面図および要部平面図である。
【符号の説明】
21・・・・・高周波回路用パッケージ
22・・・・・誘電体基板
22ａ・・・・搭載部
23・・・・・下部接地導体
24・・・・・誘電体枠体
25・・・・・上部接地導体
26・・・・・線路導体
27・・・・・側壁線路導体
28・・・・・側壁接地導体
29・・・・・貫通導体
31・・・・・接地貫通導体
32・・・・・高周波回路部品
33・・・・・実装基板
34・・・・・基板
35・・・・・接地導体
36・・・・・接続用線路導体
37・・・・・基板側接地貫通導体

Claims

下面側に接地導体が形成され、上面に接続用線路導体が形成された誘電体から成る基板と、前記接続用線路導体の両側に前記接地導体から前記基板の上面にかけて形成された基板側接地貫通導体とを具備する実装基板に、
内部に下部接地導体が形成され、上面に高周波回路部品を搭載する搭載部が形成された誘電体基板と、該誘電体基板の上面に前記搭載部を囲んで接合され、上面に上部接地導体が形成された誘電体枠体と、前記誘電体基板の下面に形成されるとともに前記下部接地導体とにより伝送線路とされ、前記誘電体枠体の内側に対応する位置から外周に至る線路導体と、前記誘電体基板の側面に前記線路導体と連続的に形成された、その長さが前記線路導体により伝送される高周波信号の波長の４分の１以下である側壁線路導体と、該側壁線路導体の両側に形成され、前記上部接地導体と電気的に接続された側壁接地導体と、前記線路導体の他方の端部から前記誘電体枠体の内側の前記誘電体基板の上面にかけて形成された貫通導体とを具備し、
前記側壁線路導体を前記接続用線路導体に、および前記側壁接地導体を前記基板側接地貫通導体にそれぞれ電気的に接続することを特徴とする高周波回路用パッケージ。
前記線路導体の両側の前記貫通導体から前記高周波信号の波長の２分の１以下の距離の位置に、前記下部接地導体に電気的に接続された前記誘電体基板の上面から下面にわたる接地貫通導体を形成したことを特徴とする請求項１記載の高周波回路用パッケージ。