JP3833460B2 - 高周波用パッケージ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、パッケージを構成する壁部分をセラミックで形成した高周波用パッケージ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
高周波用パッケージ装置は、マイクロ波や準ミリ波、ミリ波などの高周波帯で使用される半導体チップ、たとえば電界効果トランジスタ等を収納する容器で、底部を構成するベースプレートやこのベースプレート上に設けられる壁部分、この壁部分の開口を封止する蓋などから構成されている。高周波用パッケージ装置は、内部に収納した半導体チップや電気素子を保護し、同時に、電気的にシールドしている。そのため、高周波用パッケージ装置は全体が金属材料で構成されることが多い。
【0003】
しかし、高周波用パッケージ装置の全体を金属材料で構成するとコストが高くなるため、たとえばパッケージの壁部分をセラミックで構成する場合がある。セラミックには電気的なシールド機能がないため、たとえば、セラミック製の壁部分に多数のビア・ホールを設け、電気的なシールド機能を持たせている。
【0004】
ここで、壁部分をセラミックで構成した従来の高周波用パッケージ装置について図3の斜視図を参照して説明する。
【0005】
パッケージの底部を構成する金属製ベースプレート31上に、パッケージの壁部分を構成するセラミック製の第1枠体32が配置されている。第1枠体32は、たとえば四角形状をした4つの側壁32a〜32dを有し、その裏面に導電層33形成されている。第1枠体32は導電層33の部分がベースプレート31と接合されている。
【0006】
第1枠体32上には、第1枠体32とともに、パッケージの壁部分を構成するセラミック製の第2枠体34が配置されている。第2枠体34は、第1枠体32に重なるように四角形状の4つの側壁34a〜34dを有している。第2枠体34の対向する2つの側壁、たとえば側壁34a、34cの一部に、幅がその両側よりも狭い狭小部35a、35bが設けられている。第2枠体34の表面には、狭小部35a、35bも含め全体に導電層36が形成されている。
【0007】
第2枠体34の狭小部35a、35b下方の第1枠体32上に、壁部分を内側から外側に貫通する伝送線路、たとえばストリップ導体37a、37bが形成され、いわゆるフィードスルー部が構成されている。
【0008】
第1枠体32および第2枠体34が重なって構成された壁部分に沿って、複数のビア・ホール38が設けられている。ビア・ホール38は、第2枠体34の表面から第1枠体32の裏面まで貫通する貫通孔を設け、その貫通孔の内面に導電層を設けた構造で、第2枠体4表面の導電層と第1枠体2裏面の導電層とを電気的に接続している。ビア・ホール38は、使用する周波数の波長をλとした場合、たとえばλ/4以下の間隔で設けられ、壁部分の内側と外側とを電気的にシールドしている。
【0009】
上記の構成において、電界効果トランジスタなどの半導体チップが壁部分で囲まれた内側のベースプレート31上に配置される。その後、半導体チップとストリップ導体37a、37bがワイヤなどで結線され、さらに、矩形状の壁部分の開口が金属製の蓋(図示せず)で封止される。
【0010】
上記した構成によれば、第1枠体32および第2枠体34で構成された壁部分の内側は、ベースプレート31やビア・ホール38、蓋などで囲まれ、電気的にシールドされる。
【0011】
ここで、上記した高周波用パッケージ装置のフィードスルー部を抜き出した構造について図4を参照して説明する。図4では、図3に対応する部分には同じ符号を付し、重複する説明を一部省略する。
【0012】
ビア・ホール38は、通常、λ/4以下の間隔で設けられている。したがって、周波数が準ミリ波帯以上になると、ビア・ホール38の間隔が狭くなり、第2枠体34の狭小部35a、35bにもビア・ホール38が設けられる。この場合、狭小部35a、35bの壁幅が狭いため、狭小部35a、35bに設けられるビア・ホール38a、38bの径が、幅が広い他の壁部分に設けられるビア・ホール38よりも小さくなる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
従来の高周波用パッケージ装置は、使用する周波数が高くなりたとえば準ミリ波帯以上になると、フィードスルー部に設けられるビア・ホールの径が、たとえば0.1φ程度と小さくなる。ビア・ホールの径が小さいと、ビア・ホールのリアクタンス分が大きくなり、たとえば接地部分に電位差が発生し、反射特性などの高周波特性が悪化する。
【0014】
本発明は、上記した欠点を解決し、良好な高周波特性をもつ高周波用パッケージ装置を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ベースプレートと、下方に位置する第1層およびこの第1層の上方に位置する第2層の2つの層を有し、前記第2層の一部に幅の狭い狭小部が設けられ、かつ、上下面に接地導体が形成され、前記ベースプレート上に配置されたセラミック製の壁部分と、この壁部分の前記上面接地導体と前記下面接地導体とを電気的に接続する複数のビア・ホールと、前記第2層の狭小部の下方を貫通する伝送線路と具備した高周波用パッケージ装置において、前記複数のビア・ホールのうち、前記第2層の狭小部を挟んで幅が広くなった部分に設けた対のビア・ホールが、前記伝送線路の延長方向の長さの方がその延長方向と直交する方向に比べて長い長孔であることを特徴としている。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について図1の斜視図を参照して説明する。
【0017】
パッケージの底部を構成し接地面となる金属製ベースプレート11上に、パッケージの壁部分を構成するセラミック製の第1枠体12が配置されている。第1枠体12は、たとえば四角形状の4つの側壁12a〜12dを有し、その裏面に接地導体となる導電層13が形成されている。第1枠体12は導電層13の部分がベースプレート11と接合されている。
【0018】
第1枠体12上には、第1枠体12とともに、パッケージの壁部分を構成するセラミック製の第2枠体14が配置されている。第2枠体14は、第1枠体12に重なるような四角形状の4つの側壁14a〜14dを有している。第2枠体14の対向する2つの側壁、たとえば14a、14cの一部に、幅がその両側よりも狭い狭小部15a、15bが設けられている。第2枠体14の表面には、狭小部15a、15bも含め全体に接地導体となる導電層16が形成されている。
【0019】
第2枠体14の狭小部15a、15bの下方に位置する第1枠体12上に、壁部分を内側から外側に貫通する伝送線路、たとえばストリップ導体17a、17bが形成され、いわゆるフィードスルー部を構成している。
【0020】
また、第1枠体12および第2枠体14が重なった壁部分には、壁の延長方向に沿ってその全体に断面がほぼ円形の複数のビア・ホール18が設けられている。また、第2枠体14の狭小部15a、15bを挟んで幅が広くなった部分に、ストリップ導体17a、17bの延長方向の長さの方が、その延長方向と直交する方向に比べて長く、断面が長楕円状の一対のビア・ホール19a、19bがそれぞれ設けられている。ビア・ホール19a、19bは、断面がほぼ円形の複数のビア・ホール18を含め、ストリップ導体17a、17bの一番近い位置に設けられている。
【0021】
断面がほぼ円形のビア・ホール18および断面が長楕円状のビア・ホール19a、19bは、いずれも第2枠体14の表面から第1枠体12の裏面まで貫通する貫通孔を設け、その貫通孔の内面に導電層を設けた構造をしており、第2枠体14表面の導電層16と第1枠体12裏面の導電層13とを電気的に接続している。貫通孔が長楕円状のビア・ホール19a、19bは、たとえば、その貫通孔部分が導電層を形成する導電材料で充填された構造になっている。
【0022】
断面がほぼ円形のビア・ホール18は、たとえばλ/4以下の間隔で設けられ、壁部分の内側と外側とを電気的にシールドしている。また、長楕円状ビア・ホール19a、19bは、たとえば狭小部15a、15bを挟み、幅の広い部分にλ/4以上でλ/2以下の間隔で設けられている。なお、長楕円状ビア・ホール19a、19bの間隔Lは、使用する周波数に応じて適宜設定される。
【0023】
この場合、ストリップ導体17a、17bが貫通するフィードスルー部では、第1枠体12裏面の導電層13および第2枠体14表面の導電層16が上下の壁面に相当し、長楕円状ビア・ホール19a、19bが左右の壁面に相当する導波管が等価的に構成され、その導波管の寸法で決まる周波数が遮断され、壁部分の内側と外側とを電気的にシールドしている。
【0024】
上記の構成において、電界効果トランジスタなどの半導体チップが壁部分で囲まれた内側のベースプレート11上に配置される。その後、半導体チップとストリップ導体17a、17bがワイヤなどで結線され、さらに、矩形状の壁部分の開口が金属製の蓋(図示せず)で封止される。
【0025】
上記した構成によれば、第1枠体12および第2枠体14で構成された壁部分の内側と外側は、ベースプレート11やビア・ホール18、19a、19b、蓋などで囲まれ、電気的にシールドされる。
【0026】
ここで、フィードスルー部を抜き出した図2を参照して説明する。図2では、図1に対応する部分には同じ符号を付し、重複する説明を一部省略する。
【0027】
壁部分のほぼ全体に、断面がほぼ円形のビア・ホール18はλ/4以下の間隔で設けられている。フィードスルー部では、狭小部15a、15bを避けて第2枠体14の幅が広い部分を利用して断面が長楕円状のビア・ホール19a、19bが設けられている。この場合、ビア・ホール19a、19bの断面を長楕円状に形成することによって、フィードスルー部に等価的に導波管が構成され、内部と外部とが電気的にシールドされる。
【0028】
上記した構成によれば、パッケージのフィードスルー部において、伝送線路に隣接して設けられるビア・ホールの貫通孔部分の断面寸法が大きいため、その分、リアクタンスが小さくなり、反射特性などの高周波特性の悪化が抑えられ、良好な高周波特性をもつ高周波用パッケージ装置が得られる。
【0029】
【発明の効果】
本発明によれば、良好な高周波特性をもつ高周波用パッケージ装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を説明するための斜視図である。
【図2】本発明のフィードスルー部を抜き出して示した斜視図である。
【図3】従来例を説明するための斜視図である。
【図4】従来例のフィードスルー部を抜き出して示した斜視図である。
【符号の説明】
11…ベースプレート
12…第1枠体
13…第1枠体裏面の導電層
14…第2枠体
15a、15b…第2枠体の狭小部
16…第2枠体表面の導電層
17a、17b…ストリップ導体
18…ビア・ホール
19a、19b…貫通孔が長孔のビア・ホール
L…貫通孔が長孔のビア・ホールの間隔
Claims (2)
- ベースプレートと、下方に位置する第1層およびこの第1層の上方に位置する第2層の2つの層を有し、前記第2層の一部に幅の狭い狭小部が設けられ、かつ、上下面に接地導体が形成され、前記ベースプレート上に配置されたセラミック製の壁部分と、この壁部分の前記上面接地導体と前記下面接地導体とを電気的に接続する複数のビア・ホールと、前記第2層の狭小部の下方を貫通する伝送線路と具備した高周波用パッケージ装置において、前記複数のビア・ホールのうち、前記第2層の狭小部を挟んで幅が広くなった部分に設けた対のビア・ホールが、前記伝送線路の延長方向の長さの方がその延長方向と直交する方向に比べて長い長孔であることを特徴とする高周波用パッケージ装置。
- 壁部分が矩形状の4つの側壁部分を有し、貫通孔が長孔に形成された対のビア・ホールが、前記壁部分の対向して位置する2つの側壁部分に設けられている請求項1記載の高周波用パッケージ装置。
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