JP7298265B2

JP7298265B2 - 集積回路パッケージ

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Publication number: JP7298265B2
Application number: JP2019078777A
Authority: JP
Inventors: 孝郎藤井; 博樹高橋
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2019-04-17
Filing date: 2019-04-17
Publication date: 2023-06-27
Anticipated expiration: 2039-04-17
Also published as: JP2020178016A

Description

本発明は、集積回路パッケージに関する。

従来より、信号配線層および該信号配線層を上下から挟むグランド配線層を有するとともに電子部品を搭載するための搭載部を有する基体と、前記搭載部に搭載される前記電子部品を内部に収容するための凹部を有する蓋体とを含み、前記基体と前記蓋体とを封止材を介して接合することによって内部に前記電子部品を気密に収容するようになした電子部品収納用パッケージがある。

前記基体の側面に前記グランド配線層と電気的に接続された第１金属層を被着するとともに前記蓋体の凹部内壁に三角柱形状の電波吸収材で実現される突起が複数個配列された第２金属層を被着させ、かつ該第２金属層を前記基体の前記グランド配線層に電気的に接続させたことを特徴とする（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００－１００９８３号公報

従来の電子部品収納用パッケージは、蓋体の凹部内壁に複数個配列した第２金属層を基体のグランド配線層に電気的に接続するため、蓋体の内壁に沿って、第２金属層と、第２金属層をグランド配線層に接続する接続導体とが設けられている。第２金属層は電波吸収材が設けられており、電子部品の上に位置するため、電子部品に近い位置に第２金属層と接続導体とが設けられていることになる。

このため、電子部品の動作周波数が例えばマイクロ波帯又はミリ波帯のような高周波になると、第２金属層又は接続導体と電子部品の端子とが結合し、電子部品のアイソレーションが低下するおそれがある。

そこで、アイソレーションを改善した集積回路パッケージを提供することを目的とする。

本発明の実施の形態の集積回路パッケージは、集積回路を含むチップと、開口部を有し、前記チップを収容する筐体と、前記筐体の前記開口部を閉じる誘電体製の蓋部と、前記蓋部に設けられる第１抵抗器と、前記蓋部に設けられて前記第１抵抗器に接続され、浮遊電位の第１浮遊素子と、前記第１抵抗器及び前記第１浮遊素子が設けられる前記蓋部の第１面とは反対側の第２面に設けられる第３抵抗器と、前記蓋部の前記第２面に設けられて前記第３抵抗器に接続され、浮遊電位の第３浮遊素子とを含む。

アイソレーションを改善した集積回路パッケージを提供することができる。

実施の形態１の集積回路パッケージ１００を示す断面図である。実施の形態１の集積回路パッケージ１００を示す平面図である。蓋部１３０、抵抗器１４０、及び浮遊素子１５０を示す図である。実施の形態２の集積回路パッケージ２００を示す平面図である。蓋部１３０、抵抗器１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃ、及び浮遊素子１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃを示す図である。実施の形態３の集積回路パッケージ３００を示す平面図である。蓋部１３０の上面側を示す図である。蓋部１３０の下面側を示す図である。実施の形態４の集積回路パッケージ４００を示す断面図である。実施の形態４の集積回路パッケージ４００を示す平面図である。蓋部１３０の上面側を示す図である。蓋部１３０の下面側を示す図である。シミュレーションモデルの蓋部１３０Ｓを示す図である。金属製の蓋部を用いた場合のアイソレーション［ｄＢ］の周波数特性を示す図である。蓋部１３０のみの場合のアイソレーション［ｄＢ］の周波数特性を示す図である。蓋部１３０なしの場合のアイソレーション［ｄＢ］の周波数特性を示す図である。蓋部１３０Ｓを用いた場合のアイソレーション［ｄＢ］の周波数特性を示す図である。図１４乃至図１７の結果を纏めて示す図である。

以下、本発明の集積回路パッケージを適用した実施の形態について説明する。

＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１の集積回路パッケージ１００を示す断面図である。図２は、実施の形態１の集積回路パッケージ１００を示す平面図である。図１の断面は、図２のＡ－Ａ矢視断面である。

以下では、ＸＹＺ直交座標系を用いて説明し、平面視とはＸＹ面視のことである。また、以下では、説明の便宜上、＋Ｚ側を上、－Ｚ側を下として説明するが、普遍的な上下関係を表すものではない。

集積回路パッケージ１００は、ＩＣ(Integrated Circuit)チップ１１０、筐体１２０、蓋部１３０、抵抗器１４０、浮遊素子１５０、端子１６１、グランド層１６２、端子１６３、ボンディングワイヤ１６４、金属層１６５を含む。以下では、図１及び図２に加えて図３を用いて説明する。図３は、蓋部１３０、抵抗器１４０、及び浮遊素子１５０を示す図である。

集積回路パッケージ１００は、筐体１２０内にＩＣチップ１１０を配置し、蓋部１３０で封止したパッケージ型の高周波モジュールである。一例として、ＩＣチップ１１０の動作周波数は、数１０ＧＨｚ～１００ＧＨｚ程度の高周波帯である。また、集積回路パッケージ１００のサイズ（筐体１２０と蓋部１３０とを合わせた外寸）は、一例としてＸ方向が約３ｍｍ、Ｙ方向が約２ｍｍ、Ｚ方向が約０．６ｍｍである。

ＩＣチップ１１０は、集積回路１１０Ａ（図２参照）を含むチップの一例であり、例えば、誘電体基板に実装された集積回路と半導体製造技術で作製された集積回路とを含むハイブリッドマイクロ波集積回路(Hybrid Microwave IC: HMIC)、又は、モノリシックマイクロ波集積回路（Monolithic Microwave IC: MMIC）等のＩＣチップである。集積回路１１０Ａは、ＩＣチップ１１０のうちの集積回路の部分である。

なお、集積回路１１０Ａを高周波回路１１０Ａとして捉えてもよく、集積回路パッケージ１００を高周波パッケージ１００として捉えてもよい。

ＩＣチップ１１０は、上面に端子１１１を有する。端子１１１にはボンディングワイヤ１６４が接続される。図２には２つの端子１１１を示すが、実際にはさらに多くの端子１１１が設けられ、それぞれにボンディングワイヤ１６４が１本または複数本接続される。

筐体１２０は、ＩＣチップ１１０を収納する容器であり、一例としてセラミック製である。筐体１２０は、絶縁体製であればよい。筐体１２０は、＋Ｚ方向側の一面が開口された開口部１２１と、開口部１２１から連通する収納部１２２とを有する。また、筐体１２０は、収納部１２２内の±Ｘ方向側の端部に設けられる段差部１２３と、収納部１２２の平面視における四方を囲む側壁１２４とを有する。

蓋部１３０は、筐体１２０の開口部１２１に蓋をする平面視で矩形状の板状の部材である。蓋部１３０は、一例としてセラミック製である。蓋部１３０は、絶縁体製であればよい。蓋部１３０は、筐体１２０の側壁１２４の上面に設けられる金属層１６５に接着剤によって接着され、筐体１２０の収納部１２２を封止している。

抵抗器１４０は、蓋部１３０の下面に設けられており、第１抵抗器の一例である。抵抗器１４０は、例えば、窒化タンタル（Ta₂N）のような抵抗率の高い導電体である。抵抗器１４０は、例えば、セラミック製の蓋部１３０を焼結する前の段階で下面に抵抗器１４０用の材料を塗布しておき、蓋部１３０用のセラミック材料とともに焼結することで作製することができる。

抵抗器１４０は２つの端子を有する。２つの端子は、抵抗器１４０の両端に位置する。抵抗器１４０の２つの端子には、２つの浮遊素子１５０がそれぞれ接続される。抵抗器１４０には、２つの浮遊素子１５０以外は電気的に接続されていない。

このような抵抗器１４０の２つの端子間の長さは、ＩＣチップ１１０に含まれる集積回路１１０Ａの動作周波数における電波の波長の電気長の１／１０以下の長さである。このような長さに設定するのは、浮遊素子１５０が吸収する電波に対する抵抗器１４０の影響を最小限にするためである。

浮遊素子１５０は、蓋部１３０の下面に２つ設けられている。２つの浮遊素子１５０は、抵抗器１４０の両端にそれぞれ接続されており、電気的に浮遊した素子である。すなわち、２つの浮遊素子１５０は、抵抗器１４０以外には電気的に接続されていない。

浮遊素子１５０は、一例として蓋部１３０の下面に設けられる金属パターンによって実現される。金属パターンは、一例として金製であり、蓋部１３０の下面に無電解めっき処理を行うことで作製される。

浮遊素子１５０は、ＩＣチップ１１０、端子１６３、又はボンディングワイヤ１６４から放射される高周波ノイズを吸収するために設けられている。浮遊素子１５０は、ＩＣチップ１１０に含まれる集積回路１１０Ａの動作周波数における電気長の１／２に対応する長さを有する。このような長さが電波を最も良く吸収する長さだからである。

動作周波数における電気長の１／２に対応する長さとは、厳密に集積回路１１０Ａの動作周波数における波長の電気長の１／２の長さには限らず、浮遊素子１５０のインピーダンス又は電波の吸収特性等を調整するにあたって、集積回路１１０Ａの動作周波数における波長の電気長の１／２の長さよりも少し短く又は長くされる場合の長さを含む意味である。

浮遊素子１５０は、ダイポールアンテナのように振る舞い、高周波ノイズを吸収して抵抗器１４０に出力する。この結果、高周波ノイズは抵抗器１４０で消費され、熱エネルギ等に変換される。

端子１６１は、筐体１２０の下面に複数設けられる端子であり、入力端子、出力端子、電源端子等を含む。入力端子は、集積回路パッケージ１００の外部からの信号をＩＣチップ１１０に入力する端子であり、出力端子は、ＩＣチップ１１０が出力する信号を集積回路パッケージ１００の外部に出力する端子である。電源端子は、集積回路パッケージ１００の外部から電力をＩＣチップ１１０に供給する端子である。

端子１６１は、筐体１２０の段差部１２３及び側壁１２４等の内部に設けられる配線及びビア等を介して端子１６３に接続される。端子１６１は、一例として筐体１２０の下面に設けられる金属パターンによって実現される。金属パターンは、一例として金製であり、無電解めっき処理を行うことで作製される。

グランド層１６２は、端子１６１と同様に筐体１２０の下面に設けられている。グランド層１６２は、筐体１２０の段差部１２３及び側壁１２４等の内部に設けられる配線及びビア等を介してＩＣチップ１１０のグランド端子に接続されることでグランド電位に保持される。グランド電位は基準電位の一例である。

グランド層１６２は、一例として筐体１２０の下面に設けられる金属パターンによって実現される。金属パターンは、一例として金製であり、無電解めっき処理を行うことで作製される。

端子１６３は、２つの段差部１２３の上面において、Ｙ方向の略中央に設けられている。端子１６３は、実際には複数あり、同様に複数あるボンディングワイヤ１６４を介してＩＣチップの入力端子及び出力端子等に接続されている。

端子１６３は、筐体１２０の内側に設けられる入力端子及び出力端子である。端子１６３は、一例として段差部１２３に設けられる金属パターンによって実現される。金属パターンは、一例として金製であり、無電解めっき処理を行うことで作製される。

ボンディングワイヤ１６４は、端子１６３とＩＣチップ１１０の端子１１１とを接続しており、実際には、複数の端子１６３に対応して複数本設けられている。ボンディングワイヤ１６４としては、一例として金製のワイヤを用いることができる。

金属層１６５は、筐体１２０の側壁の上面に沿って矩形環状に設けられている。金属層１６５には、接着剤によって蓋部１３０が接着されている。金属層１６５は、端子１１１同士のアイソレーションには影響を与えない程度にＩＣチップ１１０から十分に離れた位置にある。なお、蓋部１３０を接着剤で筐体１２０に接着する場合には、金属層１６５は設けられていなくてもよい。

以上のような構成の集積回路パッケージ１００において、ＩＣチップ１１０、端子１６３、又はボンディングワイヤ１６４から高周波ノイズが放射されても、浮遊素子１５０が高周波ノイズを吸収し、吸収された高周波ノイズは抵抗器１４０で消費される。また、浮遊素子１５０は、筐体１２０及び蓋部１３０の外部から到来して筐体１２０又は蓋部１３０を透過する高周波ノイズを吸収し、吸収された高周波ノイズは抵抗器１４０で消費される。

また、放射された高周波ノイズを吸収するのは浮遊素子１５０であり、グランド電位に保持するための導体を必要とせず、蓋部１３０に設ける導体が浮遊素子１５０のみで最小限にすることができる。換言すれば、端子１１１と結合が生じうるほど近い領域に設けられる導体を浮遊素子１５０のみの最小限にすることができる。

このため、ＩＣチップ１１０の端子１１１同士のアイソレーションを改善することができる。

したがって、アイソレーションを改善した集積回路パッケージ１００を提供することができる。

また、蓋部１３０はセラミック製であるため、金属製の蓋のように共振することはない。このため、共振の発生を抑制した集積回路パッケージ１００を提供することができる。

また、抵抗器１４０及び浮遊素子１５０は、めっき処理で作製できるため厚さ（例えば、数μｍ～数１０μｍ）が非常に薄い。このため、筐体１２０及び蓋部１３０によって構築されるパッケージの小型化を図ることができる。

また、抵抗器１４０は、セラミック製の蓋部１３０を焼結する段階で同時に作製でき、浮遊素子１５０はめっき処理で作製できるため、蓋部１３０、抵抗器１４０、及び浮遊素子１５０の作製が非常に容易である。例えば、蓋部１３０の下面に抵抗器１４０としてのチップ抵抗器と、浮遊素子１５０としてワイヤ状の金属を取り付けるような場合に比べて、作製が非常に容易である。

また、小型化及び／又は製造の容易性に問題が生じない場合は、蓋部１３０の下面に抵抗器１４０としてのチップ抵抗器と、浮遊素子１５０としてワイヤ状の金属を取り付けてもよい。

また、以上では、抵抗器１４０と浮遊素子１５０が蓋部１３０の下面に設けられる形態について説明したが、上面に設けられていてもよい。

＜実施の形態２＞
実施の形態１では、集積回路パッケージ１００が１つの抵抗器１４０と、抵抗器１４０の両端に接続される２つの浮遊素子１５０とを含む形態について説明したが、１つの抵抗器１４０と、２つの浮遊素子１５０とを複数組含んでもよい。

図４は、実施の形態２の集積回路パッケージ２００を示す平面図である。集積回路パッケージ２００は、図１乃至図３に示す集積回路パッケージ１００の１つの抵抗器１４０と、２つの浮遊素子１５０との代わりに、３つの抵抗器１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃと、３組の浮遊素子１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃとを含む。３つの抵抗器１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃと、３組の浮遊素子１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃとは、蓋部１３０の下面に設けられている。

以下、実施の形態１の集積回路パッケージ１００と同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

浮遊素子１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃの長さは、一例として、浮遊素子１５０Ｃが最も短く、浮遊素子１５０Ｂが最も長い。このような３つの浮遊素子１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃの長さは、ＩＣチップ１１０に含まれる集積回路１１０Ａの動作周波数における電気長の１／２に対応する長さである。このような長さが電波を最も良く吸収する長さだからである。また、浮遊素子１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃの長さは、浮遊素子１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃで吸収する電波の波長の周波数帯域が互いに重なるように設定されている。

抵抗器１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃのうちのいずれか１つは第１抵抗器の一例であり、他のいずれか１つは第２抵抗器の一例である。浮遊素子１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃのうちのいずれか１つは第１浮遊素子の一例であり、他のいずれか１つは第２浮遊素子の一例である。

ここで、図４に加えて図５を用いて説明する。図５は、蓋部１３０、抵抗器１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃ、及び浮遊素子１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃを示す図である。

３組の浮遊素子１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃは、浮遊素子１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃを２つずつ含む。２つずつの浮遊素子１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃは、それぞれ、抵抗器１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃの両端に接続されている。

以上のような構成の集積回路パッケージ２００において、ＩＣチップ１１０、端子１６３、又はボンディングワイヤ１６４から高周波ノイズが放射されても、浮遊素子１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃが高周波ノイズを吸収し、吸収された高周波ノイズは抵抗器１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃで消費される。また、浮遊素子１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃは、筐体１２０及び蓋部１３０の外部から到来して筐体１２０又は蓋部１３０を透過した高周波ノイズも吸収し、吸収された高周波ノイズは抵抗器１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃで消費される。

また、放射された高周波ノイズを吸収するのは浮遊素子１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃであり、グランド電位に保持するための導体を必要とせず、蓋部１３０に設ける導体が浮遊素子１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃのみで最小限にすることができる。換言すれば、端子１１１と結合が生じうるほど近い領域に設けられる導体を浮遊素子１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃのみの最小限にすることができる。

したがって、アイソレーションを改善した集積回路パッケージ２００を提供することができる。また、蓋部１３０はセラミック製であるため、共振の発生を抑制した集積回路パッケージ２００を提供することができる。

また、浮遊素子１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃの長さは互いに異なり、浮遊素子１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃで吸収する電波の波長の周波数帯域が互いに重なるように設定されているため、浮遊素子１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃのいずれか１つを用いる場合に比べて、吸収可能な高周波ノイズの周波数帯域の広帯域化を図ることができる。

なお、浮遊素子１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃの長さは、すべて等しくてもよい。この場合には、図１乃至図３に示す集積回路パッケージ１００に比べて、より多くの高周波ノイズを吸収可能である。

また、浮遊素子１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃのうちのいずれか２つの長さを等しくしてもよい。この場合には、吸収可能な高周波ノイズの周波数帯域の広帯域化を図ることができるとともに、より多くの高周波ノイズを吸収可能である。

また、以上では、抵抗器１４０Ａと浮遊素子１５０Ａ、抵抗器１４０Ｂと浮遊素子１５０Ｂ、及び、抵抗器１４０Ｃと浮遊素子１５０Ｃが蓋部１３０の下面に設けられる形態について説明したが、上面に設けられていてもよく、抵抗器１４０Ａと浮遊素子１５０Ａ、抵抗器１４０Ｂと浮遊素子１５０Ｂ、及び、抵抗器１４０Ｃと浮遊素子１５０Ｃの３組の抵抗器及び浮遊素子のうちのいずれか１組又は２組が蓋部１３０の上面に設けられていてもよい。

＜実施の形態３＞
図６は、実施の形態３の集積回路パッケージ３００を示す平面図である。以下、実施の形態２の集積回路パッケージ２００と同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

集積回路パッケージ３００は、図４及び図５に示す集積回路パッケージ２００の浮遊素子１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃの長さを等しくし、抵抗器１４０Ｃ及び浮遊素子１５０Ｃを蓋部１３０の上面に設けた構成を有する。また、集積回路パッケージ３００は、蓋部１３０の下面に設けられる金属層１７０を含む。

実施の形態３における蓋部１３０の下面は第１面の一例であり、上面は第２面の一例である。また、実施の形態３における抵抗器１４０Ｃ及び浮遊素子１５０Ｃは、それぞれ、第３抵抗器及び第３浮遊素子の一例である。

ここで、図６に加えて図７及び図８を用いて説明する。図７は、蓋部１３０の上面側を示す図である。図８は、蓋部１３０の下面側を示す図である。

抵抗器１４０Ｃ及び浮遊素子１５０Ｃは、抵抗器１４０Ａ、１４０Ｂ及び浮遊素子１５０Ａ、１５０Ｂとは重ならないように、抵抗器１４０Ａ、１４０Ｂ及び浮遊素子１５０Ａ、１５０Ｂよりも－Ｙ方向側でＸ軸に沿って配置されている。

金属層１７０は、蓋部１３０の下面において、蓋部１３０の四辺に沿った端部に設けられる矩形環状の金属層である。金属層１７０は、一例として金製であり、蓋部１３０の下面に無電解めっき処理を行うことで作製される。金属層１７０は、平面視においてＩＣチップ１１０とは重ならずに十分に離れており、端子１１１同士のアイソレーションには影響を与えない程度にＩＣチップ１１０から十分に離れた位置にある。

また、集積回路パッケージ３００では、蓋部１３０が筐体１２０にはんだによって接合されることで、筐体１２０の収納部１２２が封止される。はんだとしては、例えば金錫はんだを用いればよい。

以上のような構成の集積回路パッケージ３００において、ＩＣチップ１１０、端子１６３、又はボンディングワイヤ１６４から高周波ノイズが放射されても、蓋部１３０の下面に設けられた浮遊素子１５０Ａ、１５０Ｂが高周波ノイズを吸収し、吸収された高周波ノイズは抵抗器１４０Ａ、１４０Ｂで消費される。また、浮遊素子１５０Ｃは、蓋部１３０を透過した高周波ノイズを吸収し、吸収された高周波ノイズは抵抗器１４０Ｃで消費される。

また、浮遊素子１５０Ｃは、筐体１２０及び蓋部１３０の外部から到来する高周波ノイズを吸収し、吸収された高周波ノイズは抵抗器１４０Ｃによって消費される。また、浮遊素子１５０Ａ、１５０Ｂは、筐体１２０及び蓋部１３０の外部から到来して筐体１２０又は蓋部１３０を透過した高周波ノイズを吸収し、吸収された高周波ノイズは抵抗器１４０Ａ、１４０Ｂによって消費される。

また、放射された高周波ノイズを吸収するのは浮遊素子１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃであり、グランド電位に保持するための導体を必要としない。蓋部１３０には金属層１７０が設けられるが、端子１１１同士のアイソレーションには影響を与えない程度にＩＣチップ１１０から十分に離れている。すなわち、蓋部１３０のうち、端子１１１と結合が生じうるほど近い領域に設けられる導体を浮遊素子１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃのみの最小限にすることができる。

したがって、アイソレーションを改善した集積回路パッケージ３００を提供することができる。また、蓋部１３０はセラミック製であるため、共振の発生を抑制した集積回路パッケージ３００を提供することができる。

また、抵抗器１４０Ｃ及び浮遊素子１５０Ｃは、蓋部１３０の上面に設けられているため、抵抗器１４０Ａ、１４０Ｂ及び浮遊素子１５０Ａ、１５０Ｂよりも、集積回路パッケージ３００の外部から到来する高周波ノイズをより効率的に吸収することができる。このため、集積回路パッケージ３００の外部から到来する高周波ノイズがある場合には、蓋部１３０の上面に抵抗器１４０Ｃ及び浮遊素子１５０Ｃを設けることが、下面に設ける場合よりも好適である。

また、蓋部１３０を金錫はんだ等で筐体１２０に接合して封止できるため、接着剤を用いずに蓋部１３０を筐体１２０に接合することができる。

＜実施の形態４＞
図９は、実施の形態４の集積回路パッケージ４００を示す断面図である。図１０は、実施の形態４の集積回路パッケージ４００を示す平面図である。図９の断面は、図１０のＢ－Ｂ矢視断面である。

集積回路パッケージ４００は、ＩＣチップ１１０、筐体１２０、蓋部１３０、抵抗器１４０、１４０Ｍ、浮遊素子１５０、エレメント１５０Ｍ、端子１６１、グランド層１６２、端子１６３、ボンディングワイヤ１６４、金属層１６５Ｍ、金属層１７０Ｍ、金属層１８０を含む。

ここで、図９及び図１０に加えて図１１及び図１２を用いて説明する。図１１は、蓋部１３０の上面側を示す図である。図１２は、蓋部１３０の下面側を示す図である。

金属層１６５Ｍは、筐体１２０の側壁１２４の内部に設けられる配線及びビア等を介してグランド層１６２に接続されており、グランド電位に保持されている。グランド電位は基準電位の一例である。

金属層１７０Ｍは、金錫はんだ等のはんだで蓋部１３０が筐体１２０に取り付けられることにより、グランド電位に保持されている。金属層１７０Ｍは、端子１１１同士のアイソレーションには影響を与えない程度にＩＣチップ１１０から十分に離れているため、グランド電位に保持されても端子１１１同士のアイソレーションには影響は生じない。

金属層１８０は、導体層の一例であり、蓋部１３０の上面の一面に設けられている。金属層１８０は、蓋部１３０を貫通する複数のビア１８１によって金属層１７０に接続されており、金錫はんだ等のはんだで蓋部１３０が筐体１２０に取り付けられた状態でグランド電位に保持される。金属層１８０は、主に筐体１２０及び蓋部１３０の外部から到来する高周波ノイズを吸収するために設けられている。

抵抗器１４０及び浮遊素子１５０は、図２及び図３に示す抵抗器１４０及び浮遊素子１５０よりも－Ｘ方向側で蓋部１３０の下面に設けられている。

抵抗器１４０Ｍは、第４抵抗器の一例であり、蓋部１３０の下面の＋Ｙ方向側で、金属層１７０のＸ方向に伸びる区間のＸ方向における中央部に接続されている。抵抗器１４０Ｍは、抵抗器１４０と同様に、例えば、セラミック製の蓋部１３０を焼結する前の段階で下面に抵抗器１４０Ｍ用の材料を塗布しておき、蓋部１３０用のセラミック材料とともに焼結することで作製することができる。抵抗器１４０Ｍの２つの端子には、金属層１７０Ｍとエレメント１５０Ｍが接続される。

エレメント１５０Ｍは、蓋部１３０の下面に１つ設けられており、抵抗器１４０Ｍの端子に接続されている。このため、エレメント１５０Ｍは、抵抗器１４０Ｍを介して、グランド電位に保持される金属層１７０に接続されている。また、エレメント１５０Ｍは抵抗器１４０Ｍから－Ｙ方向に延在し、先端側は平面視で筐体１２０の中央側に延在してＩＣチップ１１０と重なっている。

エレメント１５０Ｍは、一例として蓋部１３０の下面に設けられる金属パターンによって実現される。金属パターンは、一例として金製であり、蓋部１３０の下面に無電解めっき処理を行うことで作製される。

エレメント１５０Ｍは、ＩＣチップ１１０に含まれる集積回路１１０Ａの動作周波数における電気長の１／４に対応する長さを有する。

動作周波数における電気長の１／４に対応する長さとは、厳密に集積回路１１０Ａの動作周波数における波長の電気長の１／４の長さには限らず、エレメント１５０Ｍのインピーダンス又は電波の吸収特性等を調整するにあたって、集積回路１１０Ａの動作周波数における波長の電気長の１／４の長さよりも少し短く又は長くされる場合の長さを含む意味である。

エレメント１５０Ｍは、モノポールアンテナのように振る舞い、高周波ノイズを吸収して抵抗器１４０Ｍに出力する。この結果、高周波ノイズは抵抗器１４０Ｍで消費され、熱エネルギ等に変換される。

以上のような構成の集積回路パッケージ４００において、ＩＣチップ１１０、端子１６３、又はボンディングワイヤ１６４から高周波ノイズが放射されても、浮遊素子１５０、エレメント１５０Ｍが高周波ノイズを吸収し、吸収された高周波ノイズは抵抗器１４０、１４０Ｍで消費される。

また、筐体１２０及び蓋部１３０の外部から高周波ノイズが到来しても、金属層１８０が吸収する。

また、放射された高周波ノイズを吸収するのは浮遊素子１５０とエレメント１５０Ｍであり、浮遊素子１５０についてはグランド電位に保持するための導体を必要としない。また、エレメント１５０Ｍは、蓋部１３０の四辺に沿った端部に設けられる金属層１７０Ｍに接続され、ＩＣチップ１１０と重なるように延在している。

このため、蓋部１３０のうち、端子１１１と結合が生じうるほど近い領域に設けられる導体を浮遊素子１５０Ａ及びエレメント１５０Ｍのみの最小限にすることができ、ＩＣチップ１１０の端子１１１同士のアイソレーションを改善することができる。

したがって、アイソレーションを改善した集積回路パッケージ４００を提供することができる。また、蓋部１３０はセラミック製であるため、共振の発生を抑制した集積回路パッケージ４００を提供することができる。

最後に、シミュレーション結果について説明する。図１３は、シミュレーションモデルの蓋部１３０Ｓを示す図である。蓋部１３０Ｓの下面には、２つの抵抗器１４０、４つの浮遊素子１５０、及び、金属層１７０が設けられている。金属層１７０は、金属層１６５と接続され、浮遊電位に保持される。

蓋部１３０Ｓはセラミック製であり、Ｘ方向の長さが３．０３ｍｍ、Ｙ方向の長さが１．９６０ｍｍ、厚さは０．１ｍｍ、比誘電率は９．２である。

抵抗器１４０の両端に２つの浮遊素子１５０を接続した２組は、平面視で蓋部１３０Ｓの中央に２つの抵抗器１４０が配列されるように設けられている。浮遊素子１５０の幅は０．１ｍｍ、長さは０．８ｍｍ、厚さは１０μｍ、抵抗は７０Ωsquareである。

金属層１７０のＸ方向の区間の幅は０．３３ｍｍ、Ｙ方向の区間の幅は０．２１５ｍｍ、厚さ１０μｍである。

次に、シミュレーション結果（図１４乃至図１８）を示す。シミュレーションでは、集積回路パッケージ１００からボンディングワイヤ１６４及びＩＣチップ１１０を除いた構成において、集積回路パッケージ集積回路３５ＧＨｚから４５ＧＨｚの範囲における端子１６１同士の間でのの整合時のアイソレーションを求めた。端子１６１同士の間でのアイソレーションは、筐体１２０の内部では、端子１６３同士の間のアイソレーションに相当する。図１４乃至図１８においては負の値のｄB値で絶対値が大きいほどアイソレーションが良好であることを示す。

図１４は、集積回路パッケージ１００における抵抗器１４０及び浮遊素子１５０が設けられた蓋部１３０の代わりに、金属製の蓋部を用いた場合のアイソレーション［ｄＢ］の周波数特性を示す図である。金属製の蓋部には抵抗器１４０及び浮遊素子１５０は設けられておらず、筐体１２０の開口部１２１を金属製の蓋部のみで封止したものである。この場合には、３５ＧＨｚから４５ＧＨｚにかけて約－１２［ｄＢ］～約－１６［ｄＢ］の間の値が得られた。

図１５は、集積回路パッケージ１００における抵抗器１４０及び浮遊素子１５０が設けられた蓋部１３０の代わりに、蓋部１３０のみ（抵抗器１４０及び浮遊素子１５０が設けられていない蓋部１３０）を用いた場合のアイソレーション［ｄＢ］の周波数特性を示す図である。この場合には、３５ＧＨｚから４５ＧＨｚにかけて約－１３．５［ｄＢ］～約－１９．５［ｄＢ］の間の値が得られた。

図１６は、集積回路パッケージ１００における抵抗器１４０及び浮遊素子１５０が設けられた蓋部１３０を取り除き、筐体１２０の開口部１２１を開放した場合のアイソレーション［ｄＢ］の周波数特性を示す図である。この場合には、３５ＧＨｚから４５ＧＨｚにかけて約－１５［ｄＢ］～約－２２［ｄＢ］の間の値が得られた。

図１７は、集積回路パッケージ１００における抵抗器１４０及び浮遊素子１５０が設けられた蓋部１３０の代わりに、図１３に示す蓋部１３０Ｓ（抵抗器１４０の両端に２つの浮遊素子１５０を接続した２組が下面に設けられた蓋部１３０Ｓ）を用いた場合のアイソレーション［ｄＢ］の周波数特性を示す図である。この場合には、３５ＧＨｚから４５ＧＨｚにかけて約－１５［ｄＢ］～約－２２［ｄＢ］の間の値が得られた。

図１８は、図１４乃至図１７の結果を纏めて示す図である。金属製の蓋部のみ（図１４）、蓋部１３０のみ（図１５）、蓋部１３０なし（図１６）、蓋部１３０Ｓ（図１７）における３５ＧＨｚ、４０ＧＨｚ、４５ＧＨｚにおけるアイソレーション［ｄＢ］の値を表形式で纏めてある。

３５ＧＨｚにおける金属製の蓋部のみ（図１４）、蓋部１３０のみ（図１５）、蓋部１３０なし（図１６）、蓋部１３０Ｓ（図１７）のアイソレーション［ｄＢ］は、それぞれ、－１１．８［ｄＢ］、－１９．４［ｄＢ］、－２１．５［ｄＢ］、－２２．６［ｄＢ］であった。

４０ＧＨｚでは、それぞれ、－１５．６［ｄＢ］、－１８．６［ｄＢ］、－２０．７［ｄＢ］、－２０．６［ｄＢ］であった。４５ＧＨｚでは、それぞれ、－１１．８［ｄＢ］、－１３．５［ｄＢ］、－１５．２［ｄＢ］、－１６．４［ｄＢ］であった。

以上のように、蓋部１３０Ｓ（図１７）のアイソレーション［ｄＢ］は、金属製の蓋部のみ（図１４）、及び、蓋部１３０のみ（図１５）よりも良好な（絶対値の大きい）値が得られ、蓋部１３０なし（図１６）と同等又は少し良好な値が得られた。

蓋部１３０なし（図１６）の場合には、端子１６３から放射される高周波ノイズは反射されずに放射されるためアイソレーションは良好である。

したがって、蓋部１３０Ｓを用いると蓋部１３０なし（図１６）と同等又は少し良好な程度までアイソレーションが改善されることが確認できた。

以上、本発明の例示的な実施の形態の集積回路パッケージについて説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

以上の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
集積回路を含むチップと、
開口部を有し、前記チップを収容する筐体と、
前記筐体の前記開口部を閉じる誘電体製の蓋部と、
前記蓋部に設けられる第１抵抗器と、
前記蓋部に設けられて前記第１抵抗器に接続され、浮遊電位の第１浮遊素子と
を含む、集積回路パッケージ。
（付記２）
前記第１浮遊素子は、前記第１抵抗器の２つの端子に接続される２つの浮遊素子であり、各浮遊素子は、前記集積回路の動作周波数における電気長の１／２に対応する長さを有する、付記１記載の集積回路パッケージ。
（付記３）
前記第１抵抗器の２つの端子間の長さは、前記集積回路の動作周波数における波長の電気長の１／１０以下の長さである、付記１又は２記載の集積回路パッケージ。
（付記４）
前記蓋部に設けられる第２抵抗器と、
前記蓋部に設けられて前記第２抵抗器に接続され、浮遊電位の第２浮遊素子と
をさらに含む、付記１乃至３のいずれか一項記載の集積回路パッケージ。
（付記５）
前記第２浮遊素子の長さは、前記第１浮遊素子の長さと異なる、付記４記載の集積回路パッケージ。
（付記６）
前記第１抵抗器及び前記第１浮遊素子が設けられる前記蓋部の第１面とは反対側の第２面に設けられる第３抵抗器と、
前記蓋部の前記第２面に設けられて前記第３抵抗器に接続され、浮遊電位の第３浮遊素子と
をさらに含む、付記１乃至５のいずれか一項記載の集積回路パッケージ。
（付記７）
前記蓋部に設けられる基準電位に保持される金属層に接続される第４抵抗器と、
前記第４抵抗器に接続され、前記集積回路の動作周波数における電気長の１／４に対応する長さを有するエレメントと
をさらに含む、付記１乃至６のいずれか一項記載の集積回路パッケージ。
（付記８）
前記第１抵抗器及び前記第１浮遊素子が設けられる前記蓋部の前記筐体側の面とは反対の外面に設けられ、基準電位点に接続される導体層をさらに含む、付記１乃至３のいずれか一項記載の集積回路パッケージ。

１００、２００、３００、４００集積回路パッケージ
１１０ＩＣチップ
１１０Ａ集積回路
１２０筐体
１２１開口部
１３０蓋部
１４０、１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃ、１４０Ｍ抵抗器
１５０、１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃ浮遊素子
１５０Ｍエレメント
１７０、１７１Ｍ、１８０金属層
１８１ビア

Claims

集積回路を含むチップと、
開口部を有し、前記チップを収容する筐体と、
前記筐体の前記開口部を閉じる誘電体製の蓋部と、
前記蓋部に設けられる第１抵抗器と、
前記蓋部に設けられて前記第１抵抗器に接続され、浮遊電位の第１浮遊素子と、
前記第１抵抗器及び前記第１浮遊素子が設けられる前記蓋部の第１面とは反対側の第２面に設けられる第３抵抗器と、
前記蓋部の前記第２面に設けられて前記第３抵抗器に接続され、浮遊電位の第３浮遊素子と
を含む、集積回路パッケージ。
前記第１浮遊素子は、前記第１抵抗器の２つの端子に接続される２つの浮遊素子であり、各浮遊素子は、前記集積回路の動作周波数における電気長の１／２に対応する長さを有する、請求項１記載の集積回路パッケージ。
前記第１抵抗器の２つの端子間の長さは、前記集積回路の動作周波数における波長の電気長の１／１０以下の長さである、請求項１又は２記載の集積回路パッケージ。
前記蓋部に設けられる第２抵抗器と、
前記蓋部に設けられて前記第２抵抗器に接続され、浮遊電位の第２浮遊素子と
をさらに含む、請求項１乃至３のいずれか一項記載の集積回路パッケージ。
前記第２浮遊素子の長さは、前記第１浮遊素子の長さと異なる、請求項４記載の集積回路パッケージ。
前記第１抵抗器及び前記第１浮遊素子が設けられる前記蓋部の前記筐体側の面とは反対の外面に設けられ、基準電位点に接続される導体層をさらに含む、請求項１乃至３のいずれか一項記載の集積回路パッケージ。
集積回路を含むチップと、
開口部を有し、前記チップを収容する筐体と、
前記筐体の前記開口部を閉じる誘電体製の蓋部と、
前記蓋部に設けられる第１抵抗器と、
前記蓋部に設けられて前記第１抵抗器に接続され、浮遊電位の第１浮遊素子と、
前記蓋部に設けられる基準電位に保持される金属層に接続される第４抵抗器と、
前記第４抵抗器に接続され、前記集積回路の動作周波数における電気長の１／４に対応する長さを有するエレメントと
を含む、集積回路パッケージ。