JPH06244298A - Microwave integrated circuit device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波電力増幅器
などを構成するマイクロ波集積回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microwave integrated circuit which constitutes a microwave power amplifier or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】自動車電話やコードレス電話など移動体
通信機器には、主要な部品に例えばマイクロ波電力増幅
器がある。このようなマイクロ波電力増幅器に対し、近
年、要求が高くなり、多くのメーカが開発を進めてい
る。この場合、移動体通信用に使用されるマイクロ波電
力増幅器は、小型、軽量、そして安価で、また、量産性
が要求される。2. Description of the Related Art In mobile communication equipment such as car telephones and cordless telephones, a main component is, for example, a microwave power amplifier. In recent years, demands for such microwave power amplifiers have increased, and many manufacturers are developing the microwave power amplifiers. In this case, the microwave power amplifier used for mobile communication is required to be small, lightweight, inexpensive, and mass producible.
【０００３】このようなマイクロ波電力増幅器は、従
来、例えばディスクリートＦＥＴなどを用いて構成され
ている。しかし、小型化、軽量化などを考えると、マイ
クロ波電力増幅器の全体をモノリシック・マイクロ波集
積回路で構成することが望まれる。Conventionally, such a microwave power amplifier is constructed by using, for example, a discrete FET. However, considering miniaturization and weight reduction, it is desirable to configure the entire microwave power amplifier with a monolithic microwave integrated circuit.
【０００４】ここで、従来のマイクロ波集積回路装置に
ついて、モノリシック・マイクロ波集積回路で構成した
マイクロ波電力増幅器を例にとり、図３を参照して説明
する。Here, a conventional microwave integrated circuit device will be described with reference to FIG. 3 by taking a microwave power amplifier composed of a monolithic microwave integrated circuit as an example.
【０００５】図３は、マイクロ波電力増幅器を断面した
図で、３１は４角形の金属製ベースプレートである。ベ
ースプレート３１の中央部にチップ３２がハンダ付け等
でマウントされる。なお、チップ３２にはモノリシック
・マイクロ波集積回路（以後ＭＭＩＣと言う。）を用い
て、マイクロ波電力増幅回路が形成されている。また、
ベースプレート３１の周辺に沿ってセラミックスの配線
基板３３が形成されている。配線基板３３の上部にセラ
ミックスあるいは金属のフレーム３４が設けられ、この
フレーム３４は、チップ３２の外側を囲む一つの壁にな
っている。なお、フレーム３４は、セラミックスあるい
は金属のキャップ３５で蓋がされる。このキャップ３５
は、配線基板３３やフレーム３４などとともに、チップ
３２上方の空間を覆うパッケージを構成する。FIG. 3 is a cross-sectional view of the microwave power amplifier, and 31 is a rectangular metal base plate. The chip 32 is mounted on the center of the base plate 31 by soldering or the like. A microwave power amplifier circuit is formed on the chip 32 by using a monolithic microwave integrated circuit (hereinafter referred to as MMIC). Also,
A ceramic wiring board 33 is formed along the periphery of the base plate 31. A ceramic or metal frame 34 is provided on the wiring board 33, and the frame 34 is one wall surrounding the outside of the chip 32. The frame 34 is covered with a ceramic or metal cap 35. This cap 35
Together with the wiring board 33, the frame 34, and the like constitute a package that covers the space above the chip 32.
【０００６】また、配線基板３３面の両端には、配線基
板３３とフレーム３４間を貫通するリード端子３６ａ、
３６ｂが形成され、パッケージの内側と外側とを電気的
に接続している。At both ends of the surface of the wiring board 33, lead terminals 36a penetrating between the wiring board 33 and the frame 34 are provided.
36b is formed to electrically connect the inside and the outside of the package.
【０００７】そして、チップ３２上のＭＭＩＣは、金属
ワイヤ３７ａ、３７ｂを利用してリード端子３６ａ、３
６ｂに接続される。The MMIC on the chip 32 uses the metal wires 37a and 37b to form the lead terminals 36a and 3b.
6b is connected.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】マイクロ波集積回路装
置、例えばマイクロ波電力増幅器を小型化、軽量化する
ために、マイクロ波電力増幅器を構成する全ての回路が
ＭＭＩＣ化されている。しかし、移動体通信などでは１
〜２ＧＨｚのＬバンドの周波数が使用されているため、
全ての回路をＭＭＩＣ化すると、例えば整合回路などの
回路パターンが大きくなり、マイクロ波電力増幅器が形
成されるチップのサイズも大きくなる。チップのサイズ
が大きくなると、チップを製造する歩留まりが低下し、
低価格化が困難になる。例えば、１．５ＧＨｚの周波数
で出力０．５Ｗの３段の電力増幅回路をＭＭＩＣ化する
と、チップのサイズは５×５ｍｍ程度と大きくなり、価
格も高くなる。また、ベースプレートとして金属が使用
されているので、リード端子を形成する場合にベースプ
レート上に絶縁物の配線基板３２を設けなければなら
ず、配線基板３２とベースプレートとのろう付け作業が
必要である。また、リード端子と配線基板３２とのろう
付けも必要で、その分、パッケージの製造工程が複雑に
なり、また、量産性も悪く価格も高いものになる。In order to reduce the size and weight of a microwave integrated circuit device, for example, a microwave power amplifier, all circuits constituting the microwave power amplifier are implemented as MMIC. However, in mobile communication, etc.
Since the L band frequency of ~ 2 GHz is used,
If all the circuits are made into MMIC, the circuit pattern such as a matching circuit becomes large, and the size of the chip on which the microwave power amplifier is formed also becomes large. As the chip size increases, the yield of manufacturing chips decreases,
It becomes difficult to reduce the price. For example, if a three-stage power amplifier circuit having an output of 0.5 W at a frequency of 1.5 GHz is made into an MMIC, the size of the chip will be as large as 5 × 5 mm and the cost will be high. Further, since metal is used as the base plate, when forming the lead terminals, the wiring board 32 made of an insulating material must be provided on the base plate, and brazing work between the wiring board 32 and the base plate is required. Further, it is necessary to braze the lead terminals to the wiring board 32, which complicates the manufacturing process of the package, and results in poor mass productivity and high price.
【０００９】ところで、移動体通信機器は、小型、軽量
と同時に安価が要求され、これらの機器に用いられるマ
イクロ波集積回路装置、例えば電力増幅器なども小型、
軽量、そして安価が望まれる。By the way, mobile communication equipment is required to be small and lightweight and at the same time inexpensive, and the microwave integrated circuit devices used in these equipment, such as power amplifiers, are also small in size.
Light weight and low cost are desired.
【００１０】しかし、従来のマイクロ波集積回路装置の
場合、入出力整合回路などもＭＭＩＣ化され、電界効果
トランジスタ（ＦＥＴと言う。）などの他の素子と一緒
にチップ上に形成されている。したがって、入出力整合
回路などの回路パターン部分が大きくなり、チップのサ
イズが大きくなる。また、ベースプレート上に配線基板
が必要となるなど、パッケージの構造も複雑で、マイク
ロ波集積回路装置の主要部品であるパッケージの価格も
高くなる。このため、移動体通信機器に利用できるよう
な低価格のマイクロ波集積回路装置の実現が困難であ
る。However, in the case of the conventional microwave integrated circuit device, the input / output matching circuit and the like are also formed as MMICs and formed on the chip together with other elements such as field effect transistors (referred to as FETs). Therefore, the circuit pattern portion such as the input / output matching circuit becomes large and the chip size becomes large. In addition, since the wiring board is required on the base plate, the structure of the package is complicated, and the price of the package, which is a main component of the microwave integrated circuit device, becomes high. Therefore, it is difficult to realize a low-cost microwave integrated circuit device that can be used in mobile communication devices.
【００１１】本発明は、上記のような欠点を解決し、小
型、軽量で低価格のマイクロ波集積回路装置を提供する
ことを目的とする。An object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks and to provide a microwave integrated circuit device of small size, light weight and low cost.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明のマイクロ波集積
回路装置は、接地面となる金属膜が裏面に形成された絶
縁性基板と、マイクロ波集積回路が形成され、前記絶縁
性基板の表面に配置されたチップと、前記絶縁性基板上
の前記チップの周囲を覆うパッケージと、前記パッケー
ジ内の前記絶縁性基板の表面に形成され、前記チップの
マイクロ波集積回路に接続する回路パターンとで構成さ
れる。In a microwave integrated circuit device of the present invention, an insulating substrate having a metal film serving as a ground plane formed on its back surface and a microwave integrated circuit are formed on the surface of the insulating substrate. A chip arranged on the insulating substrate, a package covering the periphery of the chip on the insulating substrate, and a circuit pattern formed on the surface of the insulating substrate in the package and connected to the microwave integrated circuit of the chip. Composed.
【００１３】また、前記チップがマウントされるランド
パターンが前記絶縁性基板の表面に形成され、そのラン
ドパターンが、前記絶縁性基板に形成されたスルーホー
ルを通して前記絶縁性基板裏面の接地面に接続されてい
る。A land pattern on which the chip is mounted is formed on the surface of the insulative substrate, and the land pattern is connected to a ground plane on the back surface of the insulative substrate through a through hole formed in the insulative substrate. Has been done.
【００１４】また、前記チップのマイクロ波集積回路が
能動素子を含み、かつ、前記絶縁性基板上の前記回路パ
ターンと前記チップのマイクロ波集積回路とを接続する
金属ワイヤーが設けられる。Further, the microwave integrated circuit of the chip includes an active element, and a metal wire connecting the circuit pattern on the insulating substrate and the microwave integrated circuit of the chip is provided.
【００１５】[0015]
【作用】上記の構成によれば、ＭＭＩＣ化した場合に大
型化する整合回路などの回路パターンが、チップとは別
に絶縁性基板表面に構成される。したがって、マイクロ
波集積回路が形成されるチップのサイズを小さくでき
る。According to the above construction, a circuit pattern such as a matching circuit, which becomes large in the case of MMIC, is formed on the surface of the insulating substrate separately from the chip. Therefore, the size of the chip on which the microwave integrated circuit is formed can be reduced.
【００１６】また、絶縁性基板にセラミックスなどの絶
縁物を用いているので、パッケージの内側と外側を接続
するリード端子を絶縁性基板上に直接形成できる。した
がって、リード端子を形成する配線基板などが不要でパ
ッケージの構造が簡単になる。Further, since an insulating material such as ceramics is used for the insulating substrate, lead terminals for connecting the inside and the outside of the package can be directly formed on the insulating substrate. Therefore, a wiring board or the like for forming the lead terminals is not required and the structure of the package is simplified.
【００１７】[0017]
【実施例】以下、本発明のマイクロ波集積回路装置の一
実施例について、マイクロ波電力増幅器を例にとり、図
１および図２を参照して説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a microwave integrated circuit device of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2 by taking a microwave power amplifier as an example.
【００１８】図１は、マイクロ波電力増幅器の内部が見
えるようにした斜視図であり、図２は、図１の線ａ−ａ
で断面した図である。FIG. 1 is a perspective view in which the inside of the microwave power amplifier is visible, and FIG. 2 is a line aa in FIG.
FIG.
【００１９】図１および図２において、１１はセラミッ
クの絶縁性基板（以後ベースプレートと言う。）で、ベ
ースプレート１１の中央にランドパターン１２が形成さ
れる。そして、ランドパターン１２上にチップ１３がハ
ンダ付け等でマウントされる。チップ１３には、ＦＥＴ
などの能動素子やその他の回路素子からなるマイクロ波
電力増幅回路がＭＭＩＣ化されて形成されている。ま
た、チップ１２ａの左側に入力整合回路１４ａの回路パ
ターンが、また、右側に出力整合回路１４ｂの回路パタ
ーンが形成されている。なお、入力整合回路１４ａや出
力整合回路１４ｂは、厚膜や薄膜の金属の回路パターン
や必要なチップ部品などで形成され、それぞれチップ１
３のマイクロ波増幅回路と金属ワイヤ１５ａ、１５ｂで
接続される。In FIGS. 1 and 2, 11 is a ceramic insulating substrate (hereinafter referred to as a base plate), and a land pattern 12 is formed in the center of the base plate 11. Then, the chip 13 is mounted on the land pattern 12 by soldering or the like. FET on the chip 13
A microwave power amplifier circuit including active elements such as and other circuit elements is formed as an MMIC. Further, the circuit pattern of the input matching circuit 14a is formed on the left side of the chip 12a, and the circuit pattern of the output matching circuit 14b is formed on the right side. The input matching circuit 14a and the output matching circuit 14b are formed of thick-film or thin-film metal circuit patterns, necessary chip components, and the like.
It is connected to the microwave amplification circuit of No. 3 by metal wires 15a and 15b.
【００２０】また、チップ１３や入力整合回路１４ａ、
出力整合回路１４ｂなどを囲むようにセラミックスのフ
レーム１６が形成され、このフレーム１６はセラミック
スあるいは金属のキャップ１７で蓋がされる。このキャ
ップ１７は、フレーム１６などとともにチップ１３上方
の空間を覆うパッケージを構成する。Further, the chip 13 and the input matching circuit 14a,
A ceramic frame 16 is formed so as to surround the output matching circuit 14b and the like, and the frame 16 is covered with a ceramic or metal cap 17. The cap 17 constitutes a package that covers the space above the chip 13 together with the frame 16 and the like.
【００２１】なお、ベースプレート１１の裏面には、厚
膜や薄膜の金属で接地面１８が形成されている。そし
て、ベースプレート１１にはスルーホール１９ａ、１９
ｂ、１９ｃが形成され、ランドパターン１２や入力整合
回路１４ａ、出力整合回路１４ｂは、スルーホール１９
ｂ、１９ａ、１９ｃによってベースプレート１１裏面の
接地面１８に接続される。A ground plane 18 is formed on the back surface of the base plate 11 with a thick or thin metal film. The base plate 11 has through holes 19a, 19
b, 19c are formed, and the land pattern 12, the input matching circuit 14a, and the output matching circuit 14b are connected to the through hole 19
It is connected to the ground plane 18 on the back surface of the base plate 11 by b, 19a and 19c.
【００２２】また、ベースプレート１１の側面に高周波
端子２０ｂやバイアス端子２０ａ、２０ｃなどが、金属
パターンをメタライズするなどの方法で形成される。な
お、高周波端子２０ｂは入力整合回路１４ａに、また、
バイアス端子２０ａ、２０ｃはチップ１３のマイクロ波
電力増幅回路に接続される。なお、高周波端子２０ｂや
バイアス端子２０ａ、２０ｃのうち、例えば高周波端子
２０ｂは、フレーム１６下部のベースプレート１１面に
形成された接続端子２１ｂ（他の２つの接続端子は図２
では示されない。）を通して高周波端子２０ｂに接続さ
れる。なお、出力整合回路１４の側も同様の構成になっ
ているが、説明は省略する。Further, the high frequency terminal 20b and the bias terminals 20a and 20c are formed on the side surface of the base plate 11 by a method such as metalizing a metal pattern. The high frequency terminal 20b is connected to the input matching circuit 14a,
The bias terminals 20a and 20c are connected to the microwave power amplifier circuit of the chip 13. Among the high frequency terminals 20b and the bias terminals 20a and 20c, for example, the high frequency terminal 20b is a connection terminal 21b formed on the surface of the base plate 11 under the frame 16 (the other two connection terminals are shown in FIG.
Not shown in. ) To the high frequency terminal 20b. Although the output matching circuit 14 side has the same configuration, the description thereof will be omitted.
【００２３】上記のようにセラミックスのベースプレー
トにチップをマウントする場合、チップに形成されたマ
イクロ波電力増幅回路などの接地や熱の分散などが問題
となる。When the chip is mounted on the ceramic base plate as described above, problems such as grounding and heat dispersion of the microwave power amplifier circuit formed on the chip become a problem.
【００２４】しかし、上記の構成ではチップがマウント
されるランドパターンを、スルーホールでベースプレー
ト裏面の接地面に接続しているので、接地インダクタン
スを小さくでき、特性の劣化が防げる。However, in the above structure, since the land pattern on which the chip is mounted is connected to the ground plane on the back surface of the base plate by the through hole, the ground inductance can be reduced and the deterioration of the characteristics can be prevented.
【００２５】また、チップで発生した熱は、スルーホー
ルを通してベースプレート裏面の接地面に逃がすことが
できるので、マイクロ波電力増幅器のように大きな熱を
発生する回路を形成したチップでも、セラミックスのベ
ースプレートにマウントできる。Further, since the heat generated in the chip can be released to the ground plane on the back surface of the base plate through the through hole, even in a chip formed with a circuit that generates a large amount of heat such as a microwave power amplifier, the heat is generated in the ceramic base plate. Can be mounted.
【００２６】上記した構成によれば、ＭＭＩＣ化した場
合に大型化する整合回路などの回路パターンを、チップ
上でなくベースプレート表面に構成しているので、チッ
プのサイズを小さくできる。また、ＭＭＩＣ化してチッ
プ上に形成すると大きな回路パターンになる回路素子で
も、チップとは別にベースプレート上に構成することに
より小型のチップ部品が使用できるようになり、この面
からも装置の小型化が可能である。例えば、前述した
１．５ＧＨｚの周波数で、出力０．５Ｗの３段増幅回路
の場合、本発明によればチップのサイズを１×２ｍｍ程
度にできる。According to the above-mentioned structure, the circuit pattern such as a matching circuit, which increases in size in the case of MMIC, is formed not on the chip but on the surface of the base plate, so that the size of the chip can be reduced. Further, even in the case of a circuit element having a large circuit pattern when formed on the chip by forming the MMIC, it becomes possible to use a small chip component by forming the circuit element on the base plate separately from the chip. It is possible. For example, in the case of the above-described three-stage amplifier circuit having a frequency of 1.5 GHz and an output of 0.5 W, according to the present invention, the size of the chip can be about 1 × 2 mm.
【００２７】また、本発明ではベースプレートにセラミ
ックスなどの絶縁物を用いているので、パッケージの内
側と外側を接続するリード端子をベースプレート上に直
接形成できる。したがって、リード端子を形成する配線
基板などが不要で構造も簡単になる。Further, in the present invention, since the base plate is made of an insulator such as ceramics, the lead terminals for connecting the inside and the outside of the package can be directly formed on the base plate. Therefore, a wiring board or the like for forming the lead terminals is not required and the structure is simplified.
【００２８】また、ベースプレートに形成する回路パタ
ーンやスルーホールは、厚膜印刷などの技術を用いて一
体形成が可能であり、安価に作ることができる。The circuit pattern and the through holes formed on the base plate can be integrally formed by using a technique such as thick film printing and can be manufactured at low cost.
【００２９】[0029]
【発明の効果】本発明によれば、小型で、軽量、そして
安価なマイクロ波集積回路装置を提供できる。According to the present invention, it is possible to provide a compact, lightweight and inexpensive microwave integrated circuit device.
【図１】本発明の一実施例を説明する斜視図である。FIG. 1 is a perspective view illustrating an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の一実施例を説明する断面図である。FIG. 2 is a sectional view illustrating an embodiment of the present invention.
【図３】従来の装置を説明する断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a conventional device.
１１…ベースプレート １２…ランドパターン １３…チップ １４ａ…入力整合回路 １４ｂ…出力整合回路 １５ａ…金属ワイヤ １５ｂ…金属ワイヤ １６…フレーム １７…キャップ １８…接地面 １９ａ…スルーホール １９ｂ…スルーホール １９ｃ…スルーホール ２０ａ…バイアス端子 ２０ｂ…高周波端子 ２０ｃ…バイアス端子 ２１ｂ…接続端子 11 ... Base plate 12 ... Land pattern 13 ... Chip 14a ... Input matching circuit 14b ... Output matching circuit 15a ... Metal wire 15b ... Metal wire 16 ... Frame 17 ... Cap 18 ... Ground plane 19a ... Through hole 19b ... Through hole 19c ... Through hole 20a ... Bias terminal 20b ... High frequency terminal 20c ... Bias terminal 21b ... Connection terminal
Claims (3)
絶縁性基板と、マイクロ波集積回路が形成され、前記絶
縁性基板の表面に配置されたチップと、前記絶縁性基板
上の前記チップの周囲を覆うパッケージと、前記パッケ
ージ内の前記絶縁性基板の表面に形成され、前記チップ
のマイクロ波集積回路に接続する回路パターンとを具備
したマイクロ波集積回路装置。1. An insulating substrate having a back surface on which a metal film serving as a ground plane is formed, a chip on which a microwave integrated circuit is formed and arranged on the surface of the insulating substrate, and the above-mentioned insulating substrate. A microwave integrated circuit device comprising: a package covering a periphery of a chip; and a circuit pattern formed on a surface of the insulating substrate in the package and connected to a microwave integrated circuit of the chip.
ーンが前記絶縁性基板の表面に形成され、そのランドパ
ターンが、前記絶縁性基板に形成されたスルーホールを
通して前記絶縁性基板裏面の接地面に接続されたことを
特徴とする請求項１記載のマイクロ波集積回路装置。2. A land pattern on which the chip is mounted is formed on the surface of the insulative substrate, and the land pattern is connected to a ground plane on the back surface of the insulative substrate through a through hole formed in the insulative substrate. The microwave integrated circuit device according to claim 1, wherein the microwave integrated circuit device is provided.
素子を含み、かつ、前記絶縁性基板上の前記回路パター
ンと前記チップのマイクロ波集積回路とを接続する金属
ワイヤーを設けたことを特徴とする請求項１記載のマイ
クロ波集積回路装置。3. The microwave integrated circuit of the chip includes an active element, and a metal wire for connecting the circuit pattern on the insulating substrate and the microwave integrated circuit of the chip is provided. The microwave integrated circuit device according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5025884A JPH0810745B2 (en) | 1993-02-16 | 1993-02-16 | Microwave integrated circuit device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5025884A JPH0810745B2 (en) | 1993-02-16 | 1993-02-16 | Microwave integrated circuit device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06244298A true JPH06244298A (en) | 1994-09-02 |
| JPH0810745B2 JPH0810745B2 (en) | 1996-01-31 |
Family
ID=12178216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5025884A Expired - Fee Related JPH0810745B2 (en) | 1993-02-16 | 1993-02-16 | Microwave integrated circuit device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0810745B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6800360B2 (en) | 2001-02-08 | 2004-10-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Porous ceramics and method of preparing the same as well as microstrip substrate |
-
1993
- 1993-02-16 JP JP5025884A patent/JPH0810745B2/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| MICROWAVE SEMICONDUCTORS GAAS AND SILICON PRODUCTS DATA BOOK=1989 * |
| MONOLITHIC MICROWAVE INTEGRATED CIRCUIT TECHNOLOGY AND DESIGN=1989 * |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH0810745B2 (en) | 1996-01-31 |
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