JPH04340256A - 高周波用電子構造部品 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高周波素子をマウント
する高周波素子収納装置の底板やヒートシンク、あるい
は高周波信号を伝える接続線路を備えたセラミック端子
をろう付けする高周波素子収納装置の周壁等の、高周波
用電子構造部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記のような底板、ヒートシンク
、周壁等の高周波用電子構造部品は、シリコン等からな
る高周波素子やセラミックからなるセラミック端子の熱
膨張係数とほぼ同じ熱膨張係数を持った、高熱伝導性の
銅−タングステン合金、銅−モリブデン合金等のメタル
部材を用いて形成している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、そのよ
うなメタル部材を用いて、上記底板、ヒートシンク、周
壁等の高周波用電子構造部品を形成した場合には、その
高周波用電子構造部品の形成作業に多大な手数と時間を
要した。

【０００４】これは、上記のようなメタル部材からなる
高周波用電子構造部品を形成する場合には、タングステ
ン、モリブデン粉末等をブロック状に焼結した後、その
焼結体に銅を含浸させて、銅−タングステン合金、銅−
モリブデン合金等からなる合金ブロックを形成し、次に
、その合金ブロックに切削加工等の機械加工を施して、
底板、ヒートシンク、周壁等の高周波用電子構造部品を
成形しなければならないからである。

【０００５】それと共に、銅−タングステン合金、銅−
モリブデン合金等のメタル部材は、その比重が１１〜１
７と大きく、それらのメタル部材からなる高周波用電子
構造部品を用いた高周波素子収納装置等の電子部品は、
その重さが大きく増してしまった。

【０００６】本発明は、このような難点を解消した、半
導体チップやセラミック端子と熱膨張係数がほぼマッチ
ングし、高周波特性が上記のようなメタル部材とほぼ同
等の、比重が小さくて高熱放散性の高周波用電子構造部
品であって、形成容易な高周波用電子構造部品（以下、
電子構造部品という）を提供することを目的としている
。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電子構造部品は、高周波素子やセラミック
端子等の高周波用部品と熱膨張係数がほぼマッチングす
る、比重が小さくて高熱伝導性のセラミック部材を基体
とし、その基体全周面を導体層で隙間なく覆ってなるこ
とを特徴としている。

【０００８】

【作用】上記構成の電子構造部品においては、その多く
の部分を構成する基体を、高周波素子やセラミック端子
等の高周波用部品と熱膨張係数がほぼマッチングする、
比重が小さくて高熱伝導性のセラミック部材を用いて形
成している。

【０００９】従って、電子構造部品を、その多くの部分
を構成する基体とほぼ同じ性質を持った、高周波素子や
セラミック端子等の高周波用部品と熱膨張係数がほぼマ
ッチングする、比重が小さくて高熱伝導性の構造部品に
形成できる。

【００１０】また、電子構造部品を、セラミック部材か
らなる基体全周面を導体層で隙間なく覆って形成してい
る。

【００１１】従って、その基体全周面を隙間なく覆って
いる導体層で、電子構造部品全周面を余すところなくグ
ランドプレーン化し、電子構造部品にメタル部材とほぼ
同等のグランド効果を持たせることができる。

【００１２】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面に従い説明する
。図１および図２は本発明の電子構造部品を用いた高周
波素子収納装置の好適な実施例を示し、図１はその斜視
図、図２はその正面断面図を示している。以下、この図
中の実施例を説明する。

【００１３】図において、１０は、ほぼ方形枠体状をし
たセラミック枠体である。

【００１４】このセラミック枠体１０は、その断面形状
が逆Ｔ字状をしていて、その内外周囲に階段面１４ａ，
１４ｂをそれぞれ備えている。

【００１５】セラミック枠体１０内外の階段面１４ａ，
１４ｂには、メタライズからなる細帯状の接続線路１２
を、セラミック枠体１０内部を通して、連続して横方向
に複数本並べて備えている。

【００１６】３０は、平板状をした底板であって、その
上端面中央に、高周波素子マウント用の薄板状のステー
ジ３２を一体に備えている。

【００１７】底板３０上端面周囲には、セラミック枠体
１０を、その内側にステージ３２を嵌入した状態で、搭
載している。そして、セラミック枠体１０底面に備えた
めっきを施したメタライズ層１８を介して、セラミック
枠体１０底面を底板３０上端面にろう付けしている。そ
して、底板３０でセラミック枠体１０底面を気密に封じ
ていて、セラミック枠体１０内側に半導体チップ収容用
の有底のキャビティを形成している。

【００１８】セラミック枠体１０外側の階段面１４ｂに
備えた接続線路１２外端には、金属製のリード４０を接
続している。

【００１９】セラミック枠体１０上端面には、キャップ
ろう付け用のめっきを施したメタライズ層１６を備えて
いる。

【００２０】以上の構成は、従来の高周波素子収納装置
と同様であるが、図の装置では、そのステージ３２を一
体に備えた底板３０に、本発明の電子構造部品を用いて
いる。

【００２１】以下、このステージ３２を一体に備えた底
板３０を詳述する。

【００２２】図２に示したように、ステージ３２を一体
に備えた底板３０を構成する基体３００を、シリコン、
ガリウム砒素等からなる高周波素子やアルミナセラミッ
ク等からなるセラミック枠体１０と熱膨張係数がほぼマ
ッチングする、比重が小さくて高熱伝導性の、ＡｌＮ（
窒化アルミニウム）、ＢＮ（ボロンナイト）、ＳｉＣ（
シリコンカーバイト）等のセラミック部材で形成してい
る。

【００２３】ちなみに、シリコン、ガリウム砒素の熱膨
張係数は、それぞれ４．２　　×１０−６／℃と６．５
×１０−６／℃である。他方、ＡｌＮ、ＢＮ、ＳｉＣの
熱膨張係数は、それぞれ４．５×１０−６／℃と３．７
×１０−６／℃と３．７×１０−６／℃である。ＡｌＮ
、ＢＮ、ＳｉＣの比重は、それぞれ３．３と３．５と３
．１である。 ＡｌＮ、ＢＮ、ＳｉＣの熱伝導率は、それぞれ０．５２
ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃と１．４ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅ
ｃ・℃と０．６５ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃である。

【００２４】基体３００全周面には、タングステン、モ
リブデン等を主成分とするメタライズペーストを塗布し
て焼成してなるメタライズ層、あるいは蒸着法等を用い
て形成してなる銅層等の金属薄膜層等の、導体層３３０
を備えている。そして、基体３００全周面を導体層３３
０で隙間なく覆っている。

【００２５】加えて、基体３００全周面をメタライズ層
からなる導体層３３０で覆っている場合には、その導体
層３３０表面にろう材に濡れやすいニッケルめっき等の
めっき（図示せず）を施して、表面を導体層３３０で覆
ってなる底板３０上端面にセラミック枠体１０底面をろ
う付けし易くしている。

【００２６】このセラミック部材からなる基体３００全
周面を導体層３３０で覆ってなる、ステージ３２を一体
に備えた底板３０は、次のようにして形成している。

【００２７】基体３００は、所定形状に裁断したセラミ
ックグリーンシートを複数枚積層して焼成したり、アル
ミナセラミック粉末等を、粉末成形法を用いて、焼結し
たりして、形成している。

【００２８】基体３００全周面を覆っている導体層３３
０は、それがメタライズ層である場合は、上記焼成、焼
結して形成した基体３００周囲面に、メタライズペース
トを塗布して焼成したり、あるいは基体３００を焼成、
焼結する際に同時に、基体焼成、焼結用部材周囲面にメ
タライズペーストを塗布して、それらの部材をメタライ
ズペーストと共に焼成したりして、備えている。

【００２９】また、導体層３３０が金属薄膜層である場
合は、上記のようにして焼成、焼結した基体３００全周
面に、蒸着法等により、銅膜等の金属薄膜を備えている
。

【００３０】図１および図２に示した高周波素子収納装
置は、以上のように構成していて、この装置のステージ
３２を一体に備えた底板３０に上記のような本発明の電
子構造部品を用いれば、従来汎用されているセラミック
パッケージ形成法を用いて、その底板３０を、手数と時
間を掛けずに、容易かつ迅速に形成できる。それと共に
、底板３０の多くの部分を構成している基体３００を比
重の軽いセラミック部材で形成して、底板３０の軽量化
が図れる。また、底板３０の多くの部分を構成している
基体３００を、高周波素子と熱膨張係数がほぼマッチン
グするセラミック部材で形成して、底板３０に一体に備
えたステージ３２上に高周波素子を過大な熱応力を掛け
ずにダイボンディングできる。また、基体３００全周面
を覆っている導体層３３０で、底板３０にグランド効果
を持たせて、高周波素子をその高周波特性を落とさぬよ
うにして、セラミック枠体１０内側の底板３０に一体に
備えたステージ３２にマウントできる。

【００３１】図３ないし図５は本発明の電子構造部品を
用いた他の高周波素子収納装置の好適な実施例を示し、
図３はその斜視図、図４はその正面断面図、図５はその
側面断面図を示している。以下、この図中の実施例を説
明する。

【００３２】図において、５０は、高周波素子収容用の
キャビティ周囲を囲む周壁である。

【００３３】周壁５０は、上端が広く開口した有底の方
形箱体状をしていて、その左右側壁５２ａ，５２ｂの内
外に、階段面５４ａ，５４ｂをそれぞれ備えている。

【００３４】階段面５４ａ，５４ｂを含む左右側壁５２
ａ，５２ｂ中央部には、上端が開口した凹部５６を設け
て、その凹部５６に接続線路６２を備えたセラミック端
子６０を気密にろう付けしている。

【００３５】セラミック端子６０外側の階段面６４ｂに
備えた接続線路６２外端には、金属製のリード４０を接
続している。

【００３６】セラミック端子６０上端面を含む周壁５０
上端面には、鉄−ニッケル−コバルト合金からなるシー
ルリング７０をろう付けしている。

【００３７】以上の構成は、従来汎用の高周波素子収納
装置と同様であるが、図の装置では、その周壁５０に、
本発明の電子構造部品を用いている。

【００３８】以下、この周壁５０を詳述する。

【００３９】図４および図５に示したように、上端が広
く開口した方形状をなす有底の周壁５０を構成する基体
５００を、高周波素子やセラミック端子６０と熱膨張係
数がほぼマッチングする、比重が小さくて高熱伝導性の
、ＡｌＮ、ＢＮ、ＳｉＣ等のセラミック部材で形成して
いる。

【００４０】基体５００全周面には、メタライズペース
トを塗布して焼成してなるメタライズ層、あるいは蒸着
法等を用いて形成した銅層等の金属薄膜層等の、導体層
５２０を備えている。そして、基体５００全周面を導体
層５２０で隙間なく覆っている。

【００４１】加えて、基体５００全周面をメタライズ層
からなる導体層５２０で覆っている場合には、その導体
層５２０表面にろう材に濡れやすいニッケルめっき等の
めっきを施して、表面を導体層５２０で覆ってなる周壁
５０の凹部５６や周壁５０の上端面に、セラミック端子
６０やシールリング７０をそれぞれろう付けし易くして
いる。

【００４２】このセラミック部材からなる基体５００全
周面を導体層５２０で覆ってなる周壁５０の形成方法は
、前述のステージ３２を一体に備えた底板３０の形成方
法と同様であり、その説明を省略する。

【００４３】図３ないし図５に示した高周波素子収納装
置は、以上のように構成していて、この装置の周壁５０
に上記のような本発明の電子構造部品を用いれば、従来
汎用されているセラミックパッケージ形成法を用いて、
その周壁５０を、手数と時間を掛けずに、容易かつ迅速
に形成できる。それと共に、周壁５０の多くの部分を構
成している基体５００を比重の軽いセラミック部材で形
成して、周壁５０の軽量化が図れる。また、周壁５０の
多くの部分を構成している基体５００を、高周波素子や
セラミック端子６０と熱膨張係数がほぼマッチングする
セラミック部材で形成して、周壁５０内底部に高周波素
子を過大な熱応力を掛けずにダイボンディングしたり、
周壁５０の凹部５６にセラミック端子６０を過大な熱応
力を掛けずにろう付けしたりできる。また、基体５００
全周面を覆っている導体層５２０で、周壁５０にグラン
ド効果を持たせて、高周波素子を、その高周波特性を落
とさぬようにして、周壁５０内側のキャビティに収納で
きる。

【００４４】図６ないし図８は本発明の電子構造部品を
用いたもう１つの高周波素子収納装置の好適な実施例を
示し、図６はその斜視図、図７はその正面断面図、図８
はその側面断面図を示している。以下、この図中の実施
例を説明する。

【００４５】図において、８０は、高周波素子収容用の
キャビティ側面を囲む側壁である。

【００４６】側壁８０は、上端が広く開口した方形筒状
をしていて、その左右側壁８２ａ，８２ｂ中途部に、横
長の透孔８４をそれぞれ開口している。

【００４７】透孔８４には、接続線路９２を複数本並べ
て備えた横長のセラミック端子９０を気密にろう付けし
ている。

【００４８】セラミック端子９０外側の階段面９４ｂに
備えた複数本の接続線路９２外端には、金属製のリード
４０をそれぞれ接続している。

【００４９】側壁８０下端面には、高熱伝導性の銅−タ
ングステン合金等からなる平板状をした底板１００をろ
う付けしていて、その底板１００で側壁８０内底面を封
じている。

【００５０】以上の構成は、従来の高周波素子収納装置
と同様であるが、図の装置では、その側壁８０に、本発
明の電子構造部品を用いている。

【００５１】以下、この側壁８０を詳述する。

【００５２】図７および図８に示したように、上端が広
く開口した方形筒状をなす側壁８０の多くの部分を構成
する基体８００を、セラミック端子９０と熱膨張係数が
ほぼマッチングする、比重が小さくて高熱伝導性の、Ａ
ｌＮ、ＢＮ、ＳｉＣ等のセラミック部材で形成している
。

【００５３】基体８００全周面には、メタライズペース
トを塗布して焼成してなるメタライズ層、あるいは蒸着
法等を用いて形成した銅層等の金属薄膜層等の、導体層
８２０を備えている。そして、基体８００全周面を導体
層８２０で隙間なく覆っている。

【００５４】加えて、基体８００全周面をメタライズ層
からなる導体層８２０で覆っている場合には、その導体
層８２０表面にろう材に濡れやすいニッケルめっき等の
めっきを施して、表面を導体層８２０で覆ってなる側壁
８０の透孔８４に、セラミック端子９０をろう付けし易
くしている。

【００５５】この側壁８０の形成方法は、前述のステー
ジ３２を一体に備えた底板３０の形成方法と同様であり
、その説明を省略する。

【００５６】図６ないし図８に示した高周波素子収納装
置は、以上のように構成していて、この装置の側壁８０
に上記のような本発明の電子構造部品を用いれば、従来
汎用されているセラミックパッケージ形成法を用いて、
その側壁８０を、手数と時間を掛けずに、容易かつ迅速
に形成できる。それと共に、側壁８０の多くの部分を構
成している基体８００を比重の軽いセラミック部材で形
成して、側壁８０の軽量化が図れる。また、側壁８０の
多くの部分を構成している基体８００を、セラミック端
子９０と熱膨張係数がほぼマッチングするセラミック部
材で形成して、側壁８０の透孔８４にセラミック端子９
０を過大な熱応力を掛けずにろう付けできる。また、基
体８００全周面を覆っている導体層８２０で、側壁８０
にグランド効果を持たせて、高周波素子を、その高周波
特性を落とさぬようにして、側壁８０内側のキャビティ
に収納できる。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、高周波素子収納装
置用の底板、周壁、側壁等の電子構造部品に、本発明の
セラミック部材からなる基体全周面を導体層で隙間なく
覆ってなる電子構造部品を用いれば、従来汎用されてい
るセラミックパッケージ形成法を用いて、それらの底板
、周壁、側壁等の電子構造部品を、手数と時間を掛けず
に、容易かつ迅速に形成できる。

【００５８】それと共に、底板、周壁、側壁等の電子構
造部品の多くの部分を構成している基体を比重の軽いセ
ラミック部材で形成して、それらの電子構造部品の軽量
化が図れる。

【００５９】また、底板、周壁、側壁等の電子構造部品
の多くの部分を構成している基体を、高周波素子やセラ
ミック端子等の高周波用部品と熱膨張係数がほぼマッチ
ングするセラミック部材で形成して、高周波素子やセラ
ミック端子等の高周波用部品を、それらの底板、周壁、
側壁等の電子構造部品から加わる熱応力により破損した
りクラック等を生じさせたりせずに、それらの底板、周
壁、側壁等の電子構造部品に安定してダイボンディング
したりろう付けしたりできる。

【００６０】また、基体全周面を覆っている導体層で、
高周波素子収納装置のキャビティ周囲を囲む底板、周壁
、側壁等の電子構造部品や高周波素子マウント用の底板
、周壁等の電子構造部品にグランド効果を持たせて、高
周波素子を、その高周波特性を落とさぬようにして、そ
れらの電子構造部品を用いた高周波素子収納装置等のキ
ャビティに収容したり、それらの電子構造部品の底板の
ステージ、周壁内底面等にマウントしたりできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子構造部品を用いた高周波素子収納
装置の斜視図である。

【図２】本発明の電子構造部品を用いた高周波素子収納
装置の正面断面図である。

【図３】本発明の電子構造部品を用いた高周波素子収納
装置の斜視図である。

【図４】本発明の電子構造部品を用いた高周波素子収納
装置の正面断面図である。

【図５】本発明の電子構造部品を用いた高周波素子収納
装置の側面断面図である。

【図６】本発明の電子構造部品を用いた高周波素子収納
装置の斜視図である。

【図７】本発明の電子構造部品を用いた高周波素子収納
装置の正面断面図である。

【図８】本発明の電子構造部品を用いた高周波素子収納
装置の側面断面図である。

【符号の説明】

１０　　セラミック枠体 ３０　　底板 ３２　　ステージ ４０　　リード ５０　　周壁 ６０　　セラミック端子 ７０　　シールリング ８０　　側壁 ９０　　セラミック端子 １００　　底板 ３００　　基体 ３３０　　導体層 ５００　　基体 ５２０　　導体層 ８００　　基体 ８２０　　導体層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　高周波素子やセラミック端子等の高周
   波用部品と熱膨張係数がほぼマッチングする、比重が小
   さくて高熱伝導性のセラミック部材を基体とし、その基
   体全周面を導体層で隙間なく覆ってなる高周波用電子構
   造部品。