JP4194896B2 - 高周波icパッケージを使用する高周波ユニット - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波ICパッケージを使用する高周波ユニットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
車載用高周波レーダに使用するミリ波又はマイクロ波ユニット(高周波ユニット)は、筐体シャーシに、表面に各種部品を実装した回路基板と、MMICパッケージ(MMIC:モノリシックマイクロ波IC、Monolithic Microwave Integrated Circuit)を搭載して構成される。
【0003】
図1は、ミリ波ユニットの構成を示し、(A)は概略平面図、(B)は(A)のB−B線から見た詳細断面図である。
筐体シャーシ1に、導電性接着剤(以下、単に「接着剤」という。)2,3により、回路基板4と6個のMMICパッケージ5が搭載される。回路基板4には更にコネクタ25などの他の部品が実装され、筐体シャーシ1に導波管26が形成されることにより、ミリ波ユニット6が構成される。
【0004】
図2を用いて、MMICパッケージ5の構成を説明する。
MMICパッケージ5の基板7の下面に、ベアチップ8及びバイパスコンデンサ9を実装するための配線11が形成され、上面に、外部の回路と接続するための配線12が形成される。バイパスコンデンサ9は、MMICの発振を防止するために設けられる。なお、以下の説明では、「バイパスコンデンサ」を「パスコン」と略称する。両配線11、12間が、バイアホール13を通して接続される。基板7の下面の配線11上にベアチップ8とパスコン9が実装される。パスコン9の一方の電極は、ワイヤーボンド接続15により、基板7のグラウンド(以下、「GND」)に接続される。ベアチップ8とパスコン9は、キャップ14にて封止される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のMMICパッケージは、パスコン9をベアチップ8と一緒にパッケージ内に収納するため、MCM実装(マルチチップモジュール実装)を行わなければならず、技術的に困難であった。また、パッケージが大型化し、製造工程が多工程となるため、ローコスト化が困難であった。また、このようなMMICパッケージを使用したミリ波ユニットも、小型化及びローコスト化が困難であった。
【0006】
本発明は、高周波ICパッケージ及びこのパッケージを使用するミリ波ユニットの構成を簡単化及び小型化することを目的とするものである。
また、本発明は、高周波ICパッケージ及びミリ波ユニットの製造方法の工程数を低減することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するためになされたものである。
そのため、本発明では、第1の厚みを有する誘電体基板に形成される高周波ICパッケージと、該パッケージと接続され、前記第1の厚みとは異なる第2の厚みを有する回路基板とを具備する高周波ユニットにおいて、前記高周波ICパッケージ及び前記回路基板を搭載する筐体を有し、この筐体には、前記高周波ICパッケージの表面と前記回路基板の表面とを面一にするための段差を設ける。
【0008】
さらに、上記高周波ユニットでは、前記高周波ICパッケージの封止が前記筐体側に向けられた状態で前記高周波ICパッケージが前記筐体に実装され、前記回路基板には、バイパスコンデンサが実装されており、前記バイパスコンデンサが前記筐体側に向けられた状態で前記回路基板が前記筐体に実装され、前記誘電体基板の前記高周波ICパッケージの封止が形成された表面とは反対側の表面に形成された高周波ICパッケージのための第1の配線が、前記回路基板の前記バイパスコンデンサが実装された表面とは反対側の表面に形成された前記バイパスコンデンサのための第2の配線とワイヤーボンディングによって接続される。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明をミリ波ユニットに適用した例について図を用いて説明する。
(実施形態1)
図3を用いて、本発明を適用したMMICパッケージの構成を説明する。図3(A)はMMICパッケージを上から見た状態、(B)は、MMICパッケージをミリ波ユニットに実装した状態を側面から見た状態を示す。
【0010】
MMICパッケージ5の基板7の下面に、ベアチップ8を実装するための配線11が形成される。上面に外部の回路と接続するための配線12が形成される。両配線11、12はバイアホール13を通して接続される。基板7の下面の配線11上にベアチップ8が実装され、キャップ14にて封止される。
【0011】
基板7の上面側、即ちベアチップ8の反対側の面に、MMICパッケージ5の高周波発振防止用のパスコン9が実装される。パスコン9は、単層セラミックなどの誘電体16と2枚の電極17,18から形成される。配線12から、GND電極19と対向する突出部23が形成される。パスコン9の一方の電極17がGND電極19と、他方の電極18が突出部23と、それぞれ接着剤24により接続され、これにより、パスコン9が配線12とGND電極19との間に実装される。
【0012】
図4を用いて、図3のミリ波ユニットの製造工程を説明する。なお、以下の工程は1例であり、その順序は適宜変更が可能なものである。
回路基板4に、クリームはんだ等によるはんだ印刷を行い(工程1)、SMD(表面実装部品)をはんだ印刷上に搭載し(工程2)、はんだ印刷のリフローによりSMDを回路基板4上に固着する(工程3)。筐体シャーシ1に接着剤3を塗布して(工程4)、MMICパッケージ5を搭載し(工程5)、接着剤3を硬化して、MMICパッケージ5を筐体シャーシ1上に固着する(工程6)。筐体シャーシ1とMMICパッケージ5上に接着剤2,21を塗布し(工程7)、回路基板4を筐体シャーシ1に搭載し(工程8)、パスコン9をMMICパッケージ5に搭載し(工程9)、接着剤2,21を硬化して(工程10)、パスコン9と回路基板4を固着する。最後に、MMICパッケージ5と回路基板4の配線24との間をワイヤーボンディング接続15で接続する(工程11)。
【0013】
本実施形態1によれば、パスコン9をキャップ14内に実装しないため、MMICパッケージ5を小型化することができる。また、ベアチップ8とパスコン9とをMCM実装する必要がなくなり、チップの接続不良が減少し、歩留りが向上する。
(実施形態2)
上記実施形態1のMMICパッケージ5は、上記のような利点があるものの、パスコン9を接着剤21によりMMICパッケージ5上に実装する工程(工程7,9,10)が必要となっている。本実施形態2は、この工程を削除するものである。
【0014】
図5は、MMICパッケージをミリ波ユニットに実装した状態の側面断面図である。以下の説明では、上述の実施形態1と異なる点についてのみ説明する。
本実施形態2のMMICパッケージ5は、パスコン9を実装しない。パスコン9は、回路基板4に実装される。パスコン9は、回路基板4の下面側に形成された配線29上に、その他の表面実装部品と同様にリフローにより実装され、はんだ27により固着される。回路基板4の下面の配線29は、バイアホール30を通して上面の配線12と接続される。また、MMICパッケージ5は、回路基板4の上面の配線28とワイヤーボンド接続15により接続される。
【0015】
MMICパッケージ1及び回路基板4を搭載する筐体シャーシ1には、MMICパッケージ1の表面と回路基板4の表面とを面一にするための段差が設けられる。
また、MMICパッケージ1のキャップ14が、筐体シャーシ1側に向けられた状態でMMICパッケージ1が筐体シャーシ1に実装される。
【0016】
図6を用いて、図5に示したミリ波ユニット6の製造工程を説明する。なお、以下の工程も1例であり、その順序は適宜変更可能なものである。
回路基板4に、クリームはんだ等によりはんだ印刷を行い(工程1)、パスコン9を含むSMD(表面実装部品)をはんだ印刷上に搭載し(工程2)、リフローによりSMDを回路基板4上に固着する(工程3)。筐体シャーシ1に接着剤2,3を塗布して(工程4)、筐体シャーシ1にMMICパッケージ5を搭載し(工程5)回路基板4を搭載し(工程6)、接着剤2,3を硬化する(工程7)。最後に、MMICパッケージ5と回路基板4の配線28との間をワイヤーボンディング接続15により接続する(工程8)。
【0017】
本実施形態2によれば、パスコン9を、他の実装部品と同時にマウンターで自動搭載し、リフローにより実装する。したがって、前述の実施形態1の図4の工程図と比較すると明らかなように、接着剤の塗布及び硬化の工程(図4の工程7,9,10)を省略することができる。
(実施形態3)
上記実施形態2のミリ波ユニット6は、上記のような利点があるものの、ベアチップ8からパスコン9を経由したGNDまでの距離が大きくなる。これにより、高周波発振を効果的に防止できなくなることがあるという問題が発生する。本実施形態3は、ベアチップ8とGNDまでの距離を短縮するものである。
【0018】
図7は、MMICパッケージをミリ波ユニットに実装した状態の側面断面図である。以下の説明では、上述の実施形態2と異なる点についてのみ説明する。
パスコン9として、単層セラミック等の誘電体16の上下に電極17、18を配置した上下電極型単層セラミックコンデンサを採用する。回路基板4の、MMICパッケージ5に近い位置の上下面に配線28、29が形成され、バイアホール30により両配線28、29間が接続される。
【0019】
上面の配線28の上に、パスコン9の下電極18がリフローはんだ27により実装される。パスコン9の上電極28は、ワイヤーボンド接続15によりMMICパッケージ5及び回路基板4の配線24と接続される。下面の配線29は、回路基板4が接着剤3により筐体シャーシ1に実装されたとき、筐体シャーシ1と電気的に接続されてGNDされる。
【0020】
図7に示したミリ波ユニット6の製造工程は前述の図6に示したとおりである。
本実施形態3では、パスコン9はリフローにより他の部品と同時に実装できるという上記実施形態2と同様の効果が得られる。さらに、パスコン9の構造及び配置を改善したことにより、ベアチップ8とGNDとの間の電気的距離を短縮化したので、高周波発振を確実に防止することができる。
【0021】
なお、以上説明した接着剤の他、はんだ等の導電性接合部材を適用しても良い。
【0022】
【発明の効果】
本発明によれば、高周波ICパッケージ及びこのパッケージを使用する高周波ユニットの構成を簡単化及び小型化することができる。
また、本発明によれば、高周波ICパッケージ及び高周波ユニットの製造方法の工程数を削除することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ミリ波ユニットの構成を示す図。
【図2】従来のMMICの構成を示す図。
【図3】本発明の第1の実施形態のMMICパッケージの構成を示す図。
【図4】図3のミリ波ユニットの製造工程を示す図。
【図5】本発明の第2の実施形態のミリ波ユニットの構成を示す図。
【図6】図5のミリ波ユニットの製造工程を示す図。
【図7】本発明の第3の実施形態のミリ波ユニットの構成を示す図。
【符号の説明】
1…筐体シャーシ
2…接着剤
3…接着剤
4…回路基板
5…MMICパッケージ
6…ミリ波ユニット
7…基板
8…ベアチップ
9…パスコン
11…配線
12…配線
13…バイアホール
14…キャップ
15…ワイヤーボンド接続
16…誘電体
17,18…電極
19…GND電極
21…接着剤
22…バイアホール
23…突出部
24…配線
25…コネクタ
26…導波管
27…はんだ
28,29…配線
30…バイアホール

Claims (1)

  1. 第1の厚みを有する誘電体基板に形成される高周波ICパッケージと該パッケージと接続され、前記第1の厚みとは異なる第2の厚みを有する回路基板を具備する高周波ユニットにおいて、
    前記高周波ICパッケージ及び前記回路基板を搭載する筐体を有し、この筐体には、前記高周波ICパッケージの表面と前記回路基板の表面とを面一にするための段差が設けられており、
    前記高周波ICパッケージの封止が前記筐体側に向けられた状態で前記高周波ICパッケージが前記筐体に実装され、
    前記回路基板には、バイパスコンデンサが実装されており、前記バイパスコンデンサが前記筐体側に向けられた状態で前記回路基板が前記筐体に実装され、
    前記誘電体基板の前記高周波ICパッケージの封止が形成された表面とは反対側の表面に形成された高周波ICパッケージのための第1の配線が、前記回路基板の前記バイパスコンデンサが実装された表面とは反対側の表面に形成された前記バイパスコンデンサのための第2の配線とワイヤーボンディングによって接続されることを特徴とする、高周波ユニット。
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