JPH0445247Y2 - - Google Patents

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JPH0445247Y2
JPH0445247Y2 JP7716286U JP7716286U JPH0445247Y2 JP H0445247 Y2 JPH0445247 Y2 JP H0445247Y2 JP 7716286 U JP7716286 U JP 7716286U JP 7716286 U JP7716286 U JP 7716286U JP H0445247 Y2 JPH0445247 Y2 JP H0445247Y2
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microwave integrated
monolithic microwave
metal
lid
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Description

【考案の詳細な説明】 [考案の目的] (産業上の利用分野) この考案は、例えばレーダ,通信あるいは放送
等の機器に用いられるモノリシツクマイクロ波集
積回路装置に関し、特にその気密封じ構造を改良
したものである。
[Detailed description of the invention] [Purpose of the invention] (Field of industrial application) This invention relates to a monolithic microwave integrated circuit device used in equipment such as radar, communications, or broadcasting, and particularly relates to its hermetic sealing structure. This is an improved version.

(従来の技術) 近年、増幅器、発振器、周波数変換器等の各種
のマイクロ波集積回路は、今後、装置の小型,軽
量化が可能で量産時に低価格となるモノリシツク
化が期待されている。しかしモノリシツクマイク
ロ波集積回路を実装する場合、GaAsなどの絶縁
基板上に設けられた、トランジスタやダイオード
等の半導体素子あるいはインターデジタルキヤパ
シタなどの微細パターンおよび金属−絶縁体−金
属構造(以下MIM)キヤパシタ等は、耐環境性,
長期信頼性の点から気密封じする必要がある。
(Prior Art) In recent years, various microwave integrated circuits such as amplifiers, oscillators, frequency converters, etc. are expected to be monolithic, which will allow the devices to be smaller and lighter, and will be cheaper to mass produce. However, when implementing a monolithic microwave integrated circuit, micropatterns such as semiconductor elements such as transistors and diodes, or interdigital capacitors, etc., and metal-insulator-metal structures (hereinafter referred to as MIM ) Capacitors etc. are environmentally resistant,
It must be hermetically sealed for long-term reliability.

そこで従来は第4図に示すようにモノリシツク
マイクロ波集積回路を気密封じ用の外囲器内に組
込んでいる。第4図は平面図、側断面図、縦断面
図を示す。1はモノリシツクマイクロ波集積回路
チツプであり、GaAs絶縁基板2上にGaAs−
MESFET(電界効果トランジスタ)3、入力出力
整合回路を形成するマイクロストリツプ線路4が
形成されている。またGaAs基板2の裏面には接
地導体5が設けられている。この導体5と表面側
の電極7を接続する場合にはバイアホール6が利
用される。8はMIMキヤパシタ、9は高周波入
力端子、10,11はバイアス供給端子である。
さらに12はモノシツクマイクロ波集積回路チツ
プを組込んだ外囲器である。この外囲器12は金
属の台座13,第1層の絶縁体14,第2層の絶
縁体15,金属の蓋16からなる。
Conventionally, therefore, a monolithic microwave integrated circuit has been assembled in a hermetically sealed envelope as shown in FIG. FIG. 4 shows a plan view, a side sectional view, and a longitudinal sectional view. 1 is a monolithic microwave integrated circuit chip, in which GaAs-
A MESFET (field effect transistor) 3 and a microstrip line 4 forming an input/output matching circuit are formed. Further, a ground conductor 5 is provided on the back surface of the GaAs substrate 2. A via hole 6 is used to connect this conductor 5 to the electrode 7 on the front side. 8 is an MIM capacitor, 9 is a high frequency input terminal, and 10 and 11 are bias supply terminals.
Furthermore, 12 is an envelope incorporating a monolithic microwave integrated circuit chip. This envelope 12 consists of a metal pedestal 13, a first layer insulator 14, a second layer insulator 15, and a metal lid 16.

上記のモノリシツクマイクロ波集積回路チツプ
1は、外囲器12の内部にAuSn半田等で固着さ
れ、第1層の絶縁体14の上面に設けられた電極
17,18,19と、チツプ1の上面の端子9,
10,11とはボンデイングワイヤなど20,2
1,22でそれぞれ相互接続される。
The above monolithic microwave integrated circuit chip 1 is fixed inside an envelope 12 with AuSn solder or the like, and electrodes 17, 18, 19 provided on the upper surface of the first layer insulator 14, Terminal 9 on the top surface,
10, 11 means bonding wire, etc. 20, 2
1 and 22, respectively.

上記した高周波回路部の等価回路を第5図に示
す。1はモノリシツクマイクロ波集積回路であ
り、破線で囲まれた部分26が気密封じされた部
分、231,232は外囲器の入力出力電極部分
の分布定数線路、24,25はボンデイングワイ
ヤ等のインダクタンスである。
FIG. 5 shows an equivalent circuit of the above-mentioned high frequency circuit section. 1 is a monolithic microwave integrated circuit, in which a portion 26 surrounded by a broken line is a hermetically sealed portion, 231 and 232 are distributed constant lines of the input and output electrode portions of the envelope, and 24 and 25 are bonding wires, etc. It is inductance.

(考案が解決しようとする問題点) 上記のモノリシツクマイクロ波集積回路におい
て、チツプ1を固着する場合、その位置やボンデ
イングワイヤの長さ等のばらつきがなければ、イ
ンダクタンス24,25などを考慮して回路の設
計を行えばよい。
(Problem to be solved by the invention) When bonding the chip 1 in the above monolithic microwave integrated circuit, if there are no variations in its position or the length of the bonding wire, etc., the inductances 24, 25, etc. should be taken into consideration. All you have to do is design the circuit.

しかし実際にはボンデイングワイヤの長さや形
状にはばらつきがあり、とくに高い周波数ではそ
の影響が大きく、モノリシツクマイクロ波集積回
路チツプ単体での反射損失が20dBでも外囲器に
組込むと、反射損失は±10dBのばらつく場合が
あつた。このような場合、要求特性を満たすため
回路調整をする必要が生じることもあり、量産時
に低コストであるというモノリシツクマイクロ波
集積回路の特徴を気密封じのために損うという問
題がある。
However, in reality, there are variations in the length and shape of bonding wires, and this effect is particularly large at high frequencies. Even if the return loss of a monolithic microwave integrated circuit chip is 20 dB, when it is incorporated into an envelope, the return loss is There were cases where the variation was ±10dB. In such a case, it may be necessary to make circuit adjustments to meet the required characteristics, and there is a problem in that the characteristic of monolithic microwave integrated circuits, which is low cost during mass production, is lost due to hermetic sealing.

そこでこの考案では気密封じする場合に生じる
部品相互間の寸法、形状のばらつきで電気的性能
が劣化することのないように図つた気密封じ構造
を有するモノリシツクマイクロ波集積回路装置を
提供することを目的とする。
Therefore, the present invention aims to provide a monolithic microwave integrated circuit device having a hermetically sealed structure that prevents electrical performance from deteriorating due to variations in dimensions and shapes between components that occur when hermetically sealing the circuit. purpose.

[発明の構成] (問題点を解決するための手段) この発明では、金属あるいは絶縁体の蓋を、電
界効果トランジスタやダイオードおよび整合回路
やバイアス回路を一体形成した基板上面に直接固
着することで上記の目的を達成するものである。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In this invention, a metal or insulator lid is directly fixed to the upper surface of a substrate on which field effect transistors, diodes, matching circuits, and bias circuits are integrally formed. This achieves the above objectives.

(作用) 上記のようにこの考案では、従来のようにに外
囲器の中にチツプを位置合せして固定するのでは
なく、基板に直接蓋を固定するので、チツプ位置
と外囲器とのばらつきはなく、電気的性能を劣化
させることはなくなる。
(Function) As mentioned above, this invention does not align and fix the chip in the envelope as in the past, but fixes the lid directly to the board, so the chip position and the envelope can be adjusted. There is no variation in electrical performance, and there is no deterioration in electrical performance.

(実施例) 以下この考案の実施例を図面を参照して説明す
る。
(Example) An example of this invention will be described below with reference to the drawings.

第1図はこの考案の一実施例であり、同図Aは
平面図,同図Bは立面図,同図Cは側面図であ
る。また同図DはAA断面図、同図EはBB断面
図である。1はモノリシツクマイクロ波集積回路
であり、この回路のGaAs絶縁基板2上には、電
界効果トランジスタ3、入力出力整合回路を形成
するマイクロストリツプ線路4等が設けられてい
る。また絶縁基板2の裏面には接地導体5が設け
られる。基板2の上部電極7と接地導体5を接続
する場合には、バイアホール6が利用される。8
は金属−絶縁体−金属構造のMIMキヤパシタ、
9は高周波入力端子、10,11はバイアス供給
端子である。
Fig. 1 shows an embodiment of this invention, in which Fig. 1A is a plan view, Fig. 1B is an elevational view, and Fig. 1C is a side view. Further, FIG. D is a sectional view along AA, and E is a sectional view along BB. 1 is a monolithic microwave integrated circuit, and a field effect transistor 3, a microstrip line 4 forming an input/output matching circuit, etc. are provided on a GaAs insulating substrate 2 of this circuit. Further, a ground conductor 5 is provided on the back surface of the insulating substrate 2. When connecting the upper electrode 7 of the substrate 2 and the ground conductor 5, the via hole 6 is used. 8
is a metal-insulator-metal structure MIM capacitor,
9 is a high frequency input terminal, and 10 and 11 are bias supply terminals.

ところで上記のモノリシツクマイクロ波集積回
路において、電界効果トランジスタの接合部やク
シ型キヤパシタのような微細パターン部や、高周
波短絡や直流阻止用のMIMキヤパシタのように
高電界が入力される部分は、ごみが付着したり、
温度が高い場合には特性が変動するので、信頼性
や耐環境性を高めるために気密封じする必要があ
る。しかしGaAs絶縁基板上に形成する高周波入
力出力端子やバイアス供給端子部は、パターン寸
法も大きく微細構造となつていないので、必ずし
も完全に気密封じする必要はない。
By the way, in the above-mentioned monolithic microwave integrated circuit, the parts to which high electric fields are input, such as the junctions of field effect transistors, fine pattern parts such as comb-shaped capacitors, and MIM capacitors for high frequency short circuits and DC blocking, are Dust may adhere to the
Since the characteristics change when the temperature is high, it is necessary to hermetically seal it to improve reliability and environmental resistance. However, the high frequency input/output terminals and bias supply terminals formed on the GaAs insulating substrate have large pattern dimensions and do not have a fine structure, so it is not necessarily necessary to completely hermetically seal them.

そこでこの考案ではこの事に着目し、半導体素
子あるいは微細パターン部を気密封じするための
金属の蓋16を利用し、これをチツプ1の上面の
金属パターン27に直接半田付けするものであ
る。このようにすれば、蓋16自体も、チツプ上
の一部品として扱うことができ、その位置は正確
である。
In this invention, attention has been paid to this fact, and a metal lid 16 is used to hermetically seal the semiconductor element or the fine pattern portion, and this is directly soldered to the metal pattern 27 on the top surface of the chip 1. In this way, the lid 16 itself can be treated as a component on the chip, and its position is accurate.

そして、高周波入力端子9部については、第1
図Eに示すように絶縁膜28を、高周波入力端子
9と金属パターン27が交差する部分に設けるこ
とで短絡を防止する。さらにこの構造では金属パ
ターン27と接地導体5とで伝送線路を形成し、
これによる共振や入力出力間の帰還が生じてモノ
リシツクマイクロ波集積回路が不安定になること
があるが、これを防ぐために金属パターン27を
バイアホール29を介して接地導体5に接続する
ことが有効である。
Regarding the high frequency input terminal 9 section, the first
As shown in FIG. E, an insulating film 28 is provided at the intersection of the high frequency input terminal 9 and the metal pattern 27 to prevent short circuits. Furthermore, in this structure, a transmission line is formed by the metal pattern 27 and the ground conductor 5,
This may cause resonance or feedback between input and output, which may make the monolithic microwave integrated circuit unstable. To prevent this, it is recommended to connect the metal pattern 27 to the ground conductor 5 through the via hole 29. It is valid.

なお、金属パターン27は、金属の蓋16の半
田付け面より大きくしてあり、その範囲内ならば
半田付け位置がばらついても電気的性能が劣化す
ることはない。
Note that the metal pattern 27 is made larger than the soldering surface of the metal lid 16, and within this range, even if the soldering position varies, the electrical performance will not deteriorate.

第1図の高周波部等価回路を第2図に示す。即
ち、1はモノリシツクマイクロ波集積回路であ
り、30,31は集積回路上面の入力出力端子部
の分布数線路であり、破線で囲まれた部分32が
気密封じ部分である。つまり、モノリシツクマイ
クロ波集積回路チツプ上面の端子がそのまま気密
封じされたモノリシツクマイクロ波集積回路の入
力出力端子となる。従つて従来のようにモノリシ
ツクマイクロ波集積回路チツプを気密封じ外囲器
に固着し、ボンデイングワイヤ等で相互接続する
場合に比べ、寸法,形状のばらつきが小さくな
り、気密封じに伴う電気的性能のばらつきを充分
小さくできる。
FIG. 2 shows the high frequency equivalent circuit of FIG. 1. That is, 1 is a monolithic microwave integrated circuit, 30 and 31 are distributed number lines of input/output terminals on the top surface of the integrated circuit, and a portion 32 surrounded by a broken line is an airtightly sealed portion. In other words, the terminals on the top surface of the monolithic microwave integrated circuit chip directly serve as the input/output terminals of the hermetically sealed monolithic microwave integrated circuit. Therefore, compared to the conventional case where monolithic microwave integrated circuit chips are hermetically sealed in an envelope and interconnected using bonding wires, variations in size and shape are reduced, and the electrical performance associated with hermetically sealed packaging is reduced. The variation in can be made sufficiently small.

上記の実施例では、気密封じの蓋が金属の場合
を説明したが、第3図に記すように絶縁体による
蓋33であつてもよい。即ちセラミツクなどの絶
縁体の蓋33を、モノリシツクマイクロ波集積回
路の上面に絶縁性接着剤34で直接固着すること
で気密封じするものである。この場合は蓋による
共振や帰還が生じにくく、先の実施例で示したバ
イアホール29はなくてもよい。
In the above embodiment, the hermetic sealing lid is made of metal, but as shown in FIG. 3, the lid 33 may be made of an insulator. That is, a lid 33 made of an insulating material such as ceramic is directly adhered to the top surface of the monolithic microwave integrated circuit with an insulating adhesive 34 to achieve an airtight seal. In this case, resonance and feedback due to the lid are less likely to occur, and the via hole 29 shown in the previous embodiment may be omitted.

[考案の効果] 以上説明したようにこの考案によると、気密封
じすることに伴つて生じる寸法、形状のばらつき
で、電気的性能が劣化することがないため回路調
整が不能となり、量産化時に低コストであるとい
うモノリシツクマイクロ波集積回路の特徴を損う
ことの内気密封じ機構を有した装置を得ることが
できる。さらに気密封じ外囲器を使用する場合と
比べて部品点数が少ないため、この点でも量産時
の費用低減を得ることができる。
[Effects of the invention] As explained above, according to this invention, the electrical performance does not deteriorate due to variations in size and shape caused by hermetically sealing, making it impossible to adjust the circuit, and reducing the cost during mass production. It is possible to obtain a device with an air-tight sealing mechanism that does not detract from the cost characteristic of monolithic microwave integrated circuits. Furthermore, since the number of parts is smaller than when using a hermetically sealed envelope, costs can also be reduced during mass production.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの考案の一実施例を示す構成説明
図、第2図はこの考案のモノリシツクマイクロ波
集積回路部の等価回路図、第3図はこの考案の他
の実施例を示す構成説明図、第4図は従来のモノ
リシツクマイクロ波集積回路の構造を示す構成説
明図、第5図は第4図はモノリシツクマイクロ波
集積回路の等価回路図である。 1……モノリシツクマイクロ波集積回路、2…
…絶縁基板、3……電界効果トランジスタ、4…
…マイクロストリツプ線路、5……接地導体、7
……上部電極、6……バイアホール、8……金属
−絶縁体−金属構造(MIM)キヤパシタ、9…
…高周波入力端子、10,11……バイアス供給
端子、16,33……蓋、27……金属パター
ン、28……絶縁膜、34……接着剤。
Fig. 1 is an explanatory diagram of a configuration showing one embodiment of this invention, Fig. 2 is an equivalent circuit diagram of a monolithic microwave integrated circuit section of this invention, and Fig. 3 is an explanatory diagram of a configuration showing another embodiment of this invention. 4 are configuration explanatory diagrams showing the structure of a conventional monolithic microwave integrated circuit, and FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of the monolithic microwave integrated circuit. 1... Monolithic microwave integrated circuit, 2...
...Insulating substrate, 3...Field effect transistor, 4...
...Microstrip line, 5...Ground conductor, 7
... Upper electrode, 6 ... Via hole, 8 ... Metal-insulator-metal structure (MIM) capacitor, 9 ...
... High frequency input terminal, 10, 11 ... Bias supply terminal, 16, 33 ... Lid, 27 ... Metal pattern, 28 ... Insulating film, 34 ... Adhesive.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] GaAs等の絶縁性基板上に、電界効果トランジ
スタやダイオードおよび整合回路やバイアス回路
を一体形成したモノリシツクマイクロ波集積回路
において、金属あるいは絶縁体の蓋を前記基板上
面に直接固着したことを特徴とするモノリシツク
マイクロ波集積回路装置。
A monolithic microwave integrated circuit in which field effect transistors, diodes, matching circuits, and bias circuits are integrally formed on an insulating substrate such as GaAs, characterized in that a metal or insulating lid is directly fixed to the top surface of the substrate. Monolithic microwave integrated circuit device.
JP7716286U 1986-05-22 1986-05-22 Expired JPH0445247Y2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7716286U JPH0445247Y2 (en) 1986-05-22 1986-05-22

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JP7716286U JPH0445247Y2 (en) 1986-05-22 1986-05-22

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Publication Number Publication Date
JPS62188148U JPS62188148U (en) 1987-11-30
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