JPH05235615A - ミリ波信号変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】導波管と互いに結合される半導体チップを含む
ミリ波信号伝送線路の入、出力側に夫々変換部を導波管
内に直接組み付け加工して接続工数を廃し、特性上のバ
ラツキのない小形のミリ波信号変換装置とする。 【構成】導波管１００の一部をチップマウント基台７と
して封止した半導体チップ８を、その両側一線上に入、
出力信号伝送線路を敷設したセラミック支持板９１、９
２一対で配線して挟持配置し、その少なくとも一面で半
導体チップの入、出力信号伝送線路にフィンライン・マ
イクロストリップライン５１又はフィンライン・コプレ
ナライン５２による変換部若しくは導波管マイクロスト
リップライン５３又はコプレナライン変換部を備えしめ
て成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はミリ波帯においてフィン
ライン・マイクロストリップライン又はフィンライン・
コプレナラインと導波管との間で信号変換を行うミリ波
信号変換装置に関し、導波管の一部導電性部材を半導体
チップのマウント基台として兼用して半導体装置、信号
伝送線路と導波管とを一体に組み立て、接続を排し特性
上のバラツキを払拭したインピーダンス整合のとれたミ
リ波信号変換装置を得るにある。

【０００２】

【従来の技術】従来からマイクロ波やミリ波の半導体装
置例えばトランジスタ等を用いる信号伝送線路としてマ
イクロストリップライン導電薄帯を導波管内に組み込ん
で損失の少ない信号変換を行うために、予め別個に用意
した半導体モジュールと信号伝送線路を導波管内に複数
工程毎に別々に組み立て接続したものを信号変換装置と
している。

【０００３】

【従来技術の課題】従って半導体チップを接続した入出
力側の信号伝送線路と導波管との組み立て接続の際、接
続加工の都度、半導体の特性が変化し、半導体装置単体
の各種公称特性値を設計上に利用することができず、し
かも別個に接続加工を施すことになるため、組み立て工
数が増え、特性の測定時にもバラツキが生じて性能が安
定せず生産能率を著しく阻害するものであった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】かくして本発明は如上の
ような従来のミリ波信号変換装置が信号伝送線路を含む
半導体チップの導波管への組み込み並びに接続工程を削
減するために、導波管の一部構成部材上にマウントされ
るべき気密封止したミリ波半導体チップの両側一線上
に、セラミック支持板上に夫々敷設した入、出力信号伝
送線路を接続配置して、上記一方のセラミック支持板の
少なくとも一面で、信号の入力端から半導体チップに至
る上記信号伝送線路としてフィンライン・マイクロスト
リップライン変換部又は導波管マイクロストリップライ
ン変換部を、他方のセラミック支持板上の上記半導体チ
ップからの信号伝送線路にフィンライン・コプレナライ
ン変換部を夫々、組み立て構成せんとするものである。

【０００５】

【実施例】本発明の実施例について図１乃至図３を用い
て以下に説明する。ここに全図を通じて同一該当部には
同一符号を付し、セラミック支持板上の一面に敷設した
マイクロストリップラインは、他面に接地薄導体を備
え、コプレナラインは少なくとも一面上に１つの信号伝
送線路を挟んで接地薄導体を並列に敷設した構成となっ
ている。又、信号変換装置として信号の入力が導波管又
は同軸ケーブルを介して行われ、半導体チップに至るセ
ラミック支持板上の信号伝送線路を入力側として夫々変
換部が設けられている。そして半導体チップから出力側
へも信号伝送線路に変換部を備えている。

【０００６】先ず、図１（Ａ）において、導波管１００
の一部導電体を気密に封止部１１を有する半導体チップ
８のチップマウント基台７に固定され、この半導体チッ
プを挟んで両側一線上で信号入力側セラミック支持板９
１と出力側にセラミック支持板９２が配置され、上記両
セラミック支持板に夫々ボンディングワイヤ６により接
続されている。そして上記セラミック支持板９１及び９
２の一面上にフィンライン３１及び３２が施され、信号
入、出力端が上記導波管のフランジ２１、２２に夫々接
続されている。

【０００７】上記導波管の開口部より入力されるミリ波
信号は、上記フィンライン３１に導入され、点線円にて
示すフィンライン・マイクロストリップライン変換部５
１を通過してマイクロストリップライン系として変換さ
れるが、上記セラミック支持板９１の表面のメタライズ
パターン（図示せず）は、信号入力端から半導体チップ
に近づくに従ってその全幅長が放物線状に漸減するよう
に敷設され、裏面は半導体チップ側から信号入力端に近
づくにつれて幅長が放物線状に漸減するように、上記と
反対方向に敷設されている。そして上記入力信号はボン
ディングワイヤを介して半導体チップを経てセラミック
支持板９２上のマイクロストリップライン系に変換され
る。図１（Ｂ）は上記図（Ａ）の外観斜視図を表してい
る。

【０００８】次に図２は図１（Ａ）と異なる実施例で、
図１（Ｂ）と同様に実装される。金属プローブは同軸ケ
ーブル４１、４２の導体が導波管マイクロストリップラ
イン変換部として機能している。上記同軸ケーブルの芯
線導体は、導波管内の金属枠体の起立壁からλ／４隔て
られて夫々位置付けされており、このプローブの長さを
所望のミリ波周波数帯域での反射を払拭し得るように設
計される。

【０００９】又図３（Ａ）は異なった実施例の縦断側面
図で、同図（Ｂ）は導波管に内装した斜視外観図である
が、導波管の開口部を介して入力されるミリ波信号は、
導波管マイクロストリップライン変換部５３において変
換後、セラミックフィールドスルー４３を経て金属枠体
１５内に伝送され、マイクロストリップライン３３、半
導体チップ８へ入力し、更にマイクロストリップライン
３４、セラミックフィールドスルー４４、金属枠体１
５、マイクロストリップライン導波管変換の後、ミリ波
進行方向と垂直に導波管内を進行して、リードピン６０
を経てマイクロストリップライン系で出力される。ここ
に短絡板５０までの隔たりを加減すれば所望の周波数帯
域での反射波を無視し得る程度とすることができる。

【００１０】

【発明の効果】以上説明した通り、ミリ波信号の導波管
開口部又は同軸ケーブルの金属プローブへの入力に伴っ
て、導波管の一部をなすチップマウント基台上の半導体
チップに至る信号伝送線路及び該半導体チップから出力
側に伝送される信号伝送線路に、夫々フィンライン変換
部又は導波管系を介した変換部を導波管内に構成したこ
とにより、インピーダンス整合がよく、低損失のミリ波
信号変換器とすることができるとともに、組み立て工程
毎に変動する信号の伝送条件にバラツキが無くなり、そ
の結果、特性上のバラツキが払拭される。又、導波管と
して機能するその一部材上に半導体チップ並びに変換部
を含む信号伝送線路が一度に組み立てられるので、接続
加工が一切不要となるので装置の加工工数及び全体の寸
法縮減と組み立て能率を格段に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のミリ波信号変換装置の縦断側面図
（Ａ），導波管内に装備した斜視外観図（Ｂ）。

【図２】本発明の異なる実施例の縦断側面図。

【図３】本発明の他の実施例の縦断側面図（Ａ）、導波
管内に装備した斜視外観図（Ｂ）。

【符号の説明】

６ ボンディングワイヤ ７ チップマウント基台 ８ 半導体チップ ９１、９２ セラミック支持板 １１ 封止部 ３１、３２ フィンライン ３３、３４ マイクロストリップライン ４１、４２ 同軸ケーブル ４３、４４ セラミックフィールドスルー ５１ フィンライン・マイクロストリップ
ライン変換部 ５２ フィンライン・コプレナライン変換
部 ５３ 導波管マイクロストリップライン変
換部 ６０ リードピン １０ シールキャップ １５ 金属枠体 ２１、２２ フランジ ５０ 短絡板 １００ 導波管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導波管と互いに結合される半導体チップを
   含むセラミック支持板上に敷設したミリ波信号伝送線路
   とを備えて成るミリ波信号変換装置において、上記導波
   管の一部導電体上にマウントされるべき気密封止を施し
   た上記ミリ波半導体チップが、その両側一線上で上記セ
   ラミック支持板上に形成されて夫々接続し挟持配置した
   入、出力信号伝送路一対と、上記半導体チップの入、出
   力信号伝送線路の少なくとも一面に、フィンライン・マ
   イクロストリップライン又はフィンライン・コプレナラ
   インによる変換部若しくは導波管マイクロストリップラ
   イン又はコプレナラインによる変換部とを導波管内に一
   体に組付けて成ることを特徴とするミリ波信号変換装
   置。