JPH01143502A - マイクロ波集積回路 - Google Patents

マイクロ波集積回路

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JPH01143502A
JPH01143502A JP62302250A JP30225087A JPH01143502A JP H01143502 A JPH01143502 A JP H01143502A JP 62302250 A JP62302250 A JP 62302250A JP 30225087 A JP30225087 A JP 30225087A JP H01143502 A JPH01143502 A JP H01143502A
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JP
Japan
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ground electrode
microstrip line
mmic
via hole
integrated circuit
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JP62302250A
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Hideki Yakida
八木田 秀樹
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は1チツプモノリシックマイクロ波集積回路を含
むマイクロ波集積回路に関するものである。
従来の技術 マイクロ波回路に於て、マイクロ波用トランジースタと
、マイクロ波ストリップ線路、及び金属と絶縁体で構成
したMrMキャパシタなどで構成したマイクロ波集積回
路を、ガリウムひ素(以下GaAs)半導体結晶などの
基板上にモノリシックに集積化するモノリシックマイク
ロ波集積回路(以下 MMIC)は数GHz以上のマイ
クロ波を扱う集積回路においては、小型、高信頼性、低
価格などの点で大きな利点である。このためマイクロ波
を用いた衛星放送などの一般民生機器にもひろく応用が
考えられるため、研究開発が協力に進められている。こ
の様なMMIC技術の利用において、所定のマイクロ波
の回路を完全に1チツプ化することは、フィルター回路
など占有面積の大きな回路を多く含むために、かえって
半導体面積の利用効率が下がるために得策ではない、そ
のため、マイクロ波回路の所定の一部をMMIC化して
、その他の回路はアルミナセラミックあるいは、プリン
ト基板上に構成し、MMICもそれら基板上にマウント
したMMICを含んだマイクロ波集積回路として用いる
ことがか考えられている。
第6図に従来技術による複数のMMICを含んだマイク
ロ波集積回路を示す、第6図(a)は従来技術によるマ
イクロ波集積回路で、601はセラミック基板、602
.603はMMICチップ、604〜606はセラミッ
ク基板上の電極パターン、およびマイクロストリップ線
路である0図から分かる様に、MMICチップは接地電
極604上にハンダなどで固定され、MMICの入出力
信号電極にはセラミック基板上のマイクロストリップ線
路606からボンディングワイヤーによって接続される
。第6図(b)に従来技術によるボンディングワイヤー
によるMMICの入出力電極の接続方法の拡大断面図を
示す、604.606はそれぞれセラミック基板上の接
地電極、およびマイクロストリップ線路で、607はM
MICチップ、608はMMICチップ上のマイクロス
トリップ線路で、609はセラミック基板裏面の接地電
極、610はボンディングワイヤーで、611はセラミ
ック基板のバイヤホールである。マイクロストリップ線
路606は接地電極609との間で所定の特性インピー
ダンスをもち、MMIC上のマイクロストリップ線路6
08は接地電極604とのあいだで伝送線路を形成しそ
れらをボンディングワイヤーで接続する方法である。
しかしながら、第6図に示すように、従来技術によるM
MICのマウント方法では、この2本のマイクロストリ
ップ線路を特性インピーダンスが異なったボンディング
ワイヤーで接続するためにマイクロ波の反射の原因とな
る。またボンディングワイヤーの長さにばらつきが出る
ため特性が設計値より変動してしまうことが多い、更に
また、振動、加速度などによって接続されたボンディン
グワイヤーが剥離されてしまう場合もあり、使用状態使
用機器によってはマイクロ波回路の信頼性を著しく下げ
てしまう。
発明が解決しようとする問題点 本発明が解決しようとする問題点は従来技術によるMM
ICのマウント方法では、特性インピーダンスが異なっ
たボンディングワイヤーで接続するためにマイクロ波の
反射の原因となる。またボンディングワイヤーの長さに
ばらつきが出るため特性が設計値より変動してしまうこ
とが多い、更にまた、振動、加速度などによって接続さ
れたボンディングワイヤーが剥離されてしまう場合もあ
り、使用状態使用機器によってはマイクロ波回路の信頼
性を著しく下げてしまうなどのボンディングワイヤーに
起因した問題点である。
問題点を解決するための手段 本発明による問題点を解決するための方法は、マイクロ
ストリップ線路を有したMMICと、誘電体基板上に形
成されたマイクロストリップ線路を有し、前記誘電体基
板裏面に接地電極を有し、しかも前記誘電体基板に形成
されたバイヤホールを介して誘電体基板上に接地電極を
有したマイクロ波集積回路において、 前記MMICが
前記半導体基板表面上のマイクロストリップ線路の入出
力端に前記半導体基板を貫通するバイヤホールを有し、
しかも前記半導体基板の裏面に接地電極と前記接地電極
と電気的に絶縁された島状の電極を有し、しかも前記半
導体基板表面上のマイクロストリップ線路が前記バイヤ
ホールを介して前記接地電極と電気的に絶縁された島状
の電極と電気的に接続されたMMICを用いることであ
り、このMMICの前期接地電極と電気的に絶縁された
島状の電極が、前記マイクロ波集積回路の前記誘電体基
板上に形成されたマイクロストリップ線路に接続し、さ
らにこのMMICの前期接地電極と電気的に絶縁された
島状の電極と、前記誘電体基板上に形成されたマイクロ
ストリップ線路との接続箇所の最も近傍の前記誘電体基
板上の接地電極の前記接続箇所との最短距離位置に前記
誘電体基板裏面の接地電極とのバイヤホールを位置させ
ることである。
作用 本発明の作用を第1図及び第2図を用いて説明する。第
1図において101はMMICの半導体チップで、10
2はMMICを登載するマイクロ波回路のためのセラミ
ック基板で、103はMMICチップ上のマイクロスト
リップ線路で、104はセラミック基板上のマイクロス
トリップ線路で、105はセラミック基板上の接地電極
で、106はセラミック基板の裏面接地電極である。ま
た108はセラミック基板の上面の接地電極203と、
裏面の接地電極106を接続するバイヤホールである。
また第2図において(a)は平面図で、(b)は断面図
である。202はMMIC基板裏面の接地電極で、20
1はMMIC基板裏面の接地電極と電気的に絶縁された
島状の電極である。
本発明によるマイクロ波集積回路では、MMICと接続
せれるべきセラミック基板上のマイクロストリップ線路
104は、MMICチップ101の基板裏面下に入り込
み、MMICチップ上のマイクロストリップ線路103
はバイヤホール107を介して接地電極と電気的に絶縁
された島状の電極201によって接続される。この様に
バイヤホールを用いることによって、それぞれのマイク
ロストリップ線路の接続は最短距離で行われ、しかもボ
ンディングワイヤーに比べ極端に小さなインダクタンス
を有しているためマイクロ波の伝搬特性が向上する。
更にまた、接続箇所の特性インピーダンスの不整合も最
小にすることができることについて第2図を用いて更に
詳しく説明する。セラミック基板上のマイクロストリッ
プ線路104とMMICチップ上のマイクロストリップ
線路103は先に説明したようにバイヤホール107に
よって接続されている。このときマイクロストリップ線
路104の特性インピーダンスはセラミック基板裏面の
接地電極108との間で決まり、またMMICチップ上
のマイクロストリップ線路103の特性インピーダンス
はMMIC基板裏面の接地電極202との間で決定され
る。一般に各々のマイクロストリップ線路の特性インピ
ーダンスは等しく設計されるため接続部によって特性イ
ンピーダンス変化はできるだけ小さいことが望まれる。
接続部の特性インピーダンスの変化を小さくするために
は、お互いのマイクロストリップ線路の最短距離での接
続に加えて、接地電極106と、接地電極202との接
続も最短距離で行う必要がある。これは第2図(b)に
示す様にマイクロストリップ線路の接続箇所の近傍にセ
ラミック基板裏面の接地電極106とセラミック基板表
面の接地電極203を最短距離で接続するバイヤホール
108を位置させることによって実現できる。即ち、接
続部であるMMIC裏面電極201に最も近い位置に接
地電極203と106の接続のためのバイヤホール10
8を設けることである0本発明の場合には、第2図に示
す様にMMIC上のマイクロストリップ線路103の直
下にバイヤホール108が有り、またこの位置が最適で
ある。これにより接地電極106との間で形成されるマ
イクロストリップ線路104は、接地電極202との間
で形成されるマイクロストリップ線路103はバイヤホ
ール107と108で特性インピーダンスの変化を最小
に抑えて接続できる。
実施例 本発明の実施例を第3図と第4図を用いて説明する。第
3図はMMICチップで、(−a )はチップ表面で、
(b)はチップ裏面である0本実施例の説明に当たって
MMICのチップ表面は第3図(a)に示される様に、
1本のマイクロストリップ線路107からなるものであ
るが、実際のMMICのチップはこれと異なりトランジ
スタなどを含んだ複雑なものであるが、本発明の効果が
特にMMICの表面の詳しい図面とは無関係であるため
図面を簡略化したものである。
第3図(a)、および(b)において、101はMMI
CチップでGaAs半導体基板で、あつみが150μm
で、103はチップ基板表面上のマイクロストリップ線
路で幅50Jimあつみが2μmで、金(Au)で形成
されたものである。107はバイヤホールである。20
2はチップ基板裏面の接地電極で、201はチップ基板
裏面に設けられた、接地電極とは分離された電極で、基
板表面のマイクロストリップ線路端とバイヤホール10
7を介して接続された裏面の入出力端子電極である。
第4図にMMICチッ゛プのマイクロ波回路への接続方
法を説明する。104.203はそれぞれマイクロスト
リップ線路と接地電極である。マイクロストリップ線路
104の端に401に示すハンダボールを付け、接地電
極203上にも同様のハンダ402を付け、同図に示さ
れるようにMMICチップを取り付け、約300℃に加
熱することによって固定する。これによってマイクロス
トリップ線路104は、MMIC裏面の入出力電極20
1に接続されバイヤホール107によってMMIC上の
マイクロストリップ線路103に接続される。また接地
電極202.402も接続され、マイクロストリップ線
路の接続箇所の近傍にもうけられたバイヤホール108
によって特性インピーダンスの不整合を最小に、MMI
Cを含むマイクロ波回路を構成できた。
第5図は本発明による他の実施例で、複数のMMICチ
ップ502.503を含んだ、セラミック基板501に
構成したマイクロ波回路である。
セラミック基板上でのマイクロストリップ線路506は
ボンディングワイヤーを用いることなくMMICチップ
に接続されている。
発明の効果 本発明によるマイクロ波回路では、MMICをボンディ
ングワイヤーを用いることなしにマイクロ波回路を構成
できるため、MMICの接続部の特性のバラツキを大幅
に改善でき、MMICの設計値どうりの特性をマイクロ
波回路の中で引き出すことができる。またマイクロスト
リップ線路などの接続が強固なものとなり振動、加速度
などによる接続不良を皆無にすることができた。更にま
た、本発明による構成によってMMICの接続部の特性
インピーダンスの不整合を最小限に抑えることができる
ためMMICの特性を損なうことなくマイクロ波回路を
構成することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるMMIC上の1イクロストリツプ
線路とセラミック基板上のマイクロストリップ線路との
接続部の斜視図、第2図(a)は本発明によるMMIC
上のマイクロストリップ線路とセラミック基板上のマイ
クロストリップ線路との接続部の平面図、第2図(b)
は第2図(a)のA−A’線の断面図、第3図(a)は
本発明による第1の実施例のMMICチップ表面図、第
3図(b)はMMICチップ裏面図、第4図は本発明に
よる第1の実施例のマイクロストリップ線路の接続方法
の説明図、第5図は本発明による第2の実施例の斜視図
、第6図(a)は従来技術によるMMICを含むマイク
ロ波集積回路の斜視図、第6図(b)は断面図である。 101・・・MMICチップ基板、102・・・セラミ
ック基板、103・・・MMICチップ上のマイクロス
トリップ線路、104・・・セラミック基板上のマイク
ロストリップ線路、105.106・・・接地電極、 
107、108・・・バイヤホール、201・・・MM
ICチップ基板裏面の入出力電極、202.203・・
・接地電極。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか1名第1図 第 2 図 どaノ (b) 第3図 (6乙) 第4図 第5図 妨

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  半導体基板の表面上に少なくともマイクロストリップ
    線路を含むマイクロ波回路を集積した1チップマイクロ
    波集積回路回路と、誘電体基板上に形成されたマイクロ
    ストリップ線路と少なくとも有し、前記誘電体基板裏面
    に接地電極を有し、前記誘電体基板に形成されたバイヤ
    ホールを介して誘電体基板上に接地電極を有したマイク
    ロ波集積回路において、前記1チップマイクロ波集積回
    路が前記半導体基板表面上のマイクロストリップ線路の
    入出力端に前記半導体基板を貫通するバイヤホールを有
    し、前記半導体基板の裏面に接地電極と前記接地電極と
    電気的に絶縁された島状の電極を有し、前記半導体基板
    表面上のマイクロストリップ線路が前記バイヤホールを
    介して前記接地電極と電気的に絶縁された島状の電極と
    電気的に接続された1チップマイクロ波集積回路でり、
    前記1チップマイクロ波集積回路の前期接地電極と電気
    的に絶縁された島状の電極が、前記マイクロ波集積回路
    の前記誘電体基板上に形成されたマイクロストリップ線
    路に接続され、前記1チップマイクロ波集積回路の前期
    接地電極と電気的に絶縁された島状の電極と、前記誘電
    体基板上に形成されたマイクロストリップ線路との接続
    箇所の最も近傍の前記誘電体基板上の接地電極の前記接
    続箇所との最短距離位置に前記誘電体基板裏面の接地電
    極とのバイヤホールを有していることを特徴とするマイ
    クロ波集積回路。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0472357A2 (en) * 1990-08-22 1992-02-26 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha A semiconductor integrated circuit
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