JPH06268402A - 高周波パッケージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 気密度を保ち、且つ高周波伝送路の良好な伝
搬特性を有する高周波パッケージを得る。 【構成】 高周波パッケージの導体カバーの導波管部に
伝送波長の２分の１の整数倍の長さのメタライズされた
誘電体導波路をろう付け又は半田付けした気密窓を備
え、高周波用フィードスルー基板を不要とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、高周波回路を収納
し、外的衝撃からの保護及び気密を保つための高周波パ
ッケージに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１０は従来の高周波パッケージの斜視
図、図１１は図１０のＡ３方向から見た平面透視図、図
１２は図１０のＢ３−Ｂ３断面図である。この図におい
て、１は導体ブロック、２は導体カバー、３は導波管、
４は高周波回路を実装する為の高周波回路実装部、５は
導波管−マイクロストリップ変換基板、６は低周波用フ
ィードスルー基板又はバイアス基板、７はシールリン
グ、８は誘電体ブロック、１４は高周波用フィードスル
ー基板、１５はボンディングワイヤである。

【０００３】導波管３の一部と導波管−マイクロストリ
ップ変換基板５により導波管モードからマイクロストリ
ップモードへ、及びマイクロストリップモードから導波
管モードに相互変換される導波管−マイクロストリップ
変換器を構成する。又、低周波用フィードスルー基板６
及び高周波用フィードスルー基板１４のパターン面上に
誘電体ブロック８を密着させ、更に誘電体ブロック８の
上面をシールリング７を取付けることで、トリプレート
のフィードスルーを構成する。又、導波管−マイクロス
トリップ変換基板５と高周波用フィードスルー基板１４
はボンディングワイヤ１５にて電気的に接続されてい
る。又、導体カバー２、及びフィードスルーにより高周
波パーケージ内の気密が保たれている。

【０００４】導波管３より入力された高周波は、導波管
−マイクロストリップ変換器にてマイクロストリップモ
ードに変換され、フィードスルーを通り高周波回路実装
部４の入力端に入力される。又、高周波回路実装部４の
出力端より出力された高周波は、フィードスルーを通り
導波管−マイクロストリップ変換器にて導波管モードに
変換され、導波管３より外部回路へ出力される。

【０００５】又、中間周波数などの低周波及びバイアス
は、低周波用フィードスルー基板又はバイアス基板６よ
りフィードスルーを通って高周波回路実装部４入力端に
入力される。又高周波回路実装部から出力される低周波
は、フィードスルーを通って低周波用フィードスルー基
板又はバイアス基板６より外部回路へ出力される。

【０００６】例えば、高周波回路実装部４にミクサ回路
基板が実装された場合、高周波信号及び局発信号は導波
管３より入力し、導波管−マイクロストリップ変換器に
てマイクロストリップモードに変換され、フィードスル
ーを通ってミクサ回路基板に入力する。ミクサ回路基板
に入力した高周波信号は局発信号とミキシングされ中間
周波数に変換された後、フィードスルーを通って低周波
用フィードスルー基板又はバイアス基板６より外部へ出
力される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図１０から図１２のよ
うな高周波パッケージにおいて、導波管−マイクロスト
リップ変換基板５は、伝搬特性の良好な薄膜基板を使用
できるが、低周波用フィードスルー基板又はバイアス基
板６及び高周波用フィードスルー基板１４基板は加工の
実現性から一般に高温焼成厚膜基板が使用される。高温
焼成厚膜基板の線路パターンは一般に下地にタングステ
ン等の電気抵抗の大な金属を用い厚みも７〜１５μｍと
薄膜基板の線路パターンに比べ厚いため、マイクロスト
リップ線路を伝送する信号が高周波になると表皮効果の
ため抵抗の大きい下地金属にほとんどの電流が流れ損失
が大きくなるという問題があった。

【０００８】又、高周波においては高次モードの発生を
防ぐために基板厚を薄くする必要があり、必然的にマイ
クロストリップ線路のパターン幅も狭くなる。更にトリ
プレート線路部分ではパターン幅がより狭くなるためパ
ターン精度が一層厳しくなる。厚膜のパターン寸法精度
は薄膜に比べ悪いため、寸法誤差により特性インピーダ
ンスが大きく変化してしまうという問題があった。

【０００９】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、高周波パッケージ内の気密を保ち
且つ高周波の伝搬特性を改善する事を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる高周波
パッケージの実施例１では、高周波信号が伝搬するフィ
ードスルーの代わりに、導波管部分に使用周波数におい
て管内波長の２分の１の整数倍の長さのメタライズされ
た誘電体導波路をろう付け又は半田付けした気密窓を備
えたものである。

【００１１】また、実施例２では導波管部分に気密を保
つために十分な長さの誘電体導波路の両端に更に４分の
１波長のインピーダンス変成部を設けた気密窓を備えた
ものである。

【００１２】また、実施例３では導波管部分の使用周波
数において管内波長の２分の１の整数倍の長さの側面を
メタライズされた誘電体導波路、及びろう材又は半田の
代わりに、管内波長の整数倍の長さの樹脂製誘電体導波
路を設けた気密窓を備えたものである。

【００１３】

【作用】この発明における高周波パッケージは、導体カ
バー、導波管部分に備えられた気密窓、及び低周波用フ
ィードスルー基板上に設けられたフィードスルーにより
気密が保たれる。又、気密窓により高周波用フィードス
ルー基板が不要になり、薄膜にて形成された導波管−マ
イクロストリップ変換基板のみで高周波回路実装部まで
高周波を伝送することが出来るので、高周波の伝搬特性
を改善することができる。

【００１４】

【実施例】実施例１ 図１はこの発明の一実施例を示す高周波パッケージの斜
視図、図２は図１のＡ１方向からの平面透視図、図３は
図１におけるＢ１−Ｂ１断面図、図４は図１におけるＣ
１−Ｃ１断面図、図５は図１の導波管部分のＡ１方向か
らの拡大図である。図において、１は導体ブロック、２
は導体カバー、３は上記導体ブロック１及び上記導体カ
バー２に設けられた導波管、４は高周波回路実装部、５
は導波管−マイクロストリップ変換基板、６は低周波用
フィードスルー基板又はバイアス基板、７はシールリン
グ、８は誘電体ブロック、９は誘電体導波路、１０はろ
う材又は半田である。

【００１５】導波管３の一部と導波管−マイクロストリ
ップ変換基板５により導波管−マイクロストリップ変換
器を構成する。又、低周波用フィードスルー基板又バイ
アス基板６のパターン面上に誘電体ブロック８を密着さ
せ、更に誘電体ブロック８の上面にシールリング７を取
付けることでフィードスルーを構成する。又、導体カバ
ー２の導波管３と接続する部分に数１で求められる使用
周波数において管内波長の２分の１の整数倍の長さの側
面をメタライズされた誘電体導波路９がろう材又は半田
により取り付けられ気密窓を構成する。この誘電体導波
路９は、使用する信号の周波数で共振するため非常に低
損失となる。

【００１６】

【数１】

【００１７】又この誘電体導波路９の断面の寸法は、数
２に示す高周波の基本モード（ＴＥ₁₀モード）伝送する
条件、及び数３に示す高次モード（ＴＭ₁₁モードなど）
をカットオフする為の条件を満たすように決定されてい
る。

【００１８】

【数２】

【００１９】

【数３】

【００２０】導波管３より入力された高周波は、共振型
の気密窓を通って導波管−マイクロストリップ変換器に
てマイクロストリップモードに変換され、導波管−マイ
クロストリップ変換基板５より高周波回路実装部４の入
力端に入力される。又、高周波回路実装部４の出力端よ
り出力された高周波は、導波管−マイクロストリップ変
換基板５から導波管−マイクロストリップ変換器にて導
波管モードに変換され、導波管３より外部回路へ出力さ
れる。

【００２１】又、中間周波数などの低周波及びバイアス
は、低周波用フィードスルー基板又はバイアス基板６よ
りフィードスルーを通って高周波回路実装部４に入力さ
れる。又高周波回路実装部から出力される低周波信号
は、フィードスルーを通って低周波用フィードスルー基
板又はバイアス基板６より外部回路へ出力される。又、
導体カバー２、誘電体導波路９、及びフィードスルーに
より高周波パッケージ内の気密が保たれている。

【００２２】例えば、高周波回路実装部４にミクサ回路
基板が実装された場合、高周波信号及び局発信号は導波
管３より入力し、気密窓を通り導波管−マイクロストリ
ップ変換器にてマイクロストリップモードに変換され、
フィードスルーを通ってミクサ回路基板に入力する。ミ
クサ回路基板に入力した高周波信号は局発信号とミキシ
ングされ中間周波数に変換された後フィードスルーを通
って低周波用フィードスルー基板又はバイアス基板６よ
り外部へ出力される。

【００２３】この発明における高周波パッケージは、導
体カバー２、導波管３部分に接続された誘電体導波路
９、及びフィードスルーにより高周波パッケージ内の気
密を保つことができる為、高周波信号を伝送する線路に
フィードスルーが不要となる。従って高周波信号用の基
板としては高周波回路に適した薄膜基板の導波管−マイ
クロストリップ変換基板５だけを使用すれば良い。又、
この誘電体導波路９は使用周波数において非常に低損失
であり、パッケージ内の気密を保ち且つ高周波の伝搬特
性を改善することができる。

【００２４】実施例２ 図６は上記実施例１において、管内波長の２分の１の長
さの誘電体導波路の代わりに気密を保つために十分な長
さの側面をメタライズされた誘電体導波路がろう材又は
半田により取り付けられかつ誘電体導波路の両端にそれ
ぞれ管内波長の４分の１のインピーダンス変成部が設け
られた実施例を示す高周波パッケージの断面図、図７は
図６の導波管部分の拡大断面図、図８は図６の導波管部
分のＡ２方向からの拡大図である。図において１１はイ
ンピーダンス変成用誘電体付誘電体導波路、１２はイン
ピーダンス変成用角穴である。

【００２５】インピーダンス変成用誘電体付誘電体導波
路１１は側面がメタライズされた部分をろう材又は半田
１０により導波管３に取り付けられ気密を保つ。又、イ
ンピーダンス変成用誘電体付誘電体導波路１１のメタラ
イズされていない誘電体部分と、インピーダンス変成用
角穴１２とにより４分の１波長インピーダンス変成部を
構成する。尚、インピーダンス変成用角穴の断面寸法
は、数１及び数２の条件に数４にて求めた４分の１波長
インピーダンス変成部の実効比誘電率を代入して決定さ
れる。又、４分の１波長インピーダンス変成部での管内
波長は、４分の１波長インピーダンス変成部の実効比誘
電率、及びインピーダンス変成用角穴１２の断面寸法を
数１に代入して求められる。

【００２６】

【数４】

【００２７】又、インピーダンス変成用角穴１２の断面
寸法は、４分の１波長インピーダンス変成部での管内波
長を数２及び数３に代入した条件式、及び数５に示す４
分の１波長インピーダンス変成部の特性インピーダンス
に対する条件より決定される。

【００２８】

【数５】

【００２９】この場合にも高周波パッケージ内の気密を
保ち且つ高周波線路の伝搬特性を改善することができ
る。又４分の１波長インピーダンス変成部をもつため実
施例１より広帯域な特性が得られる。更に４分の１波長
インピーダンス変成部を持つためろう付け又は半田付け
した誘電体導波路部分の長さが自由に選べるので、ろう
付け部分が２分の１波長の整数倍の長さでは気密が十分
に保てない場合には必要なだけ長く出来るため、気密度
を更に向上することができる。

【００３０】実施例３ 図９は上記実施例１において、側面がメタライズされた
誘電体導波路９、及びろう材又は半田１０の代わりに伝
搬波長の整数倍の厚みにシール材、接着剤等の樹脂を封
入した樹脂製誘電体導波路１２を設けた場合の実施例の
断面図である。

【００３１】この場合にも高周波パッケージ内の気密を
保ち且つ高周波線路の伝搬特性を改善することができ
る。

【００３２】又、樹脂製誘電体導波路１２は、側面をメ
タライズした誘電体導波路９をろう付け加工する手間も
なく、加工費と作業効率に優れる。又封入する樹脂の量
を加減しながら封入できるので、気密窓の共振周波数の
調整が容易に行える。従って、実施例１、及び実施例２
に比べ安価に実現できる。

【００３３】

【発明の効果】以上のようにこの発明による高周波パッ
ケージは、気密窓を設けることにより、気密を保ちつつ
良好な伝搬特性の伝送線路を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明における高周波パッケージの実施例１
を示す斜視図である。

【図２】この発明における高周波パッケージの実施例１
の図１におけるＡ１方向からの平面透視図である。

【図３】この発明における高周波パッケージの実施例１
の図１におけるＢ１−Ｂ１断面図である。

【図４】この発明における高周波パッケージの実施例１
の図１におけるＣ１−Ｃ１断面図である。

【図５】この発明における高周波パッケージの実施例１
の導波管部分の拡大図である。

【図６】この発明における高周波パッケージの実施例２
を示す断面図である。

【図７】この発明における高周波パッケージの実施例２
の図１における導波管部分の断面図の拡大図である。

【図８】この発明における高周波パッケージの実施例２
の図１における導波管部分のＡ２方向からの拡大図であ
る。

【図９】この発明における高周波パッケージの実施例３
を示す断面図である。

【図１０】従来の高周波パッケージを示す斜視図であ
る。

【図１１】従来の高周波パッケージの図８におけるＡ３
方向からの平面透視図である。

【図１２】従来の高周波パッケージの図８におけるＢ３
−Ｂ３断面図である。

【符号の説明】 １ 導体ブロック ２ 導体カバー ３ 導波管 ４ 高周波回路実装部 ５ 導波管−マイクロストリップ変換基板 ６ 低周波用フィードスルー基板又はバイアス基板 ７ シールリング ８ 誘電体ブロック ９ 誘電体導波路 １０ ろう材又は半田 １１ インピーダンス変成用誘電体付誘電体導波路 １２ インピーダンス変成用角穴 １３ 樹脂製誘電体導波路 １４ 高周波用フィードスルー基板 １５ ボンディングワイヤ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導体ブロックと、上記導体ブロックに設
   けられた導波管と、上記導波管にその一部が飛び出すよ
   うに上記導体ブロックに取り付けられ、導波管モードと
   マイクロストリップモードを変換するための導波管−マ
   イクロストリップ変換基板と、上記導体ブロックに取り
   付けられた低周波用フィードスルー基板又はバイアス基
   板と、上記低周波用フィードスルー基板又はバイアス基
   板上に取り付けられ、上記低周波用フィードスルー基板
   又はバイアス基板とともにトリプレート線路を構成する
   誘電体ブロックと、上記導体ブロックに設けられ高周波
   回路を実装するための高周波回路実装部と、上記導体ブ
   ロック及び上記誘電体ブロックの上面に取り付けられた
   シールリングと、上記シールリング上に取り付けられ、
   外部との気密を保つための導体カバーと、上記導体カバ
   ーに設けられ側面をメタライズされ使用周波数において
   管内波長の２分の１の整数倍の長さをもち上記導波管と
   接続された誘電体導波路と、上記導電体導波路を固定
   し、かつ気密を保つためのろう材又は半田と、上記導体
   カバーに設けられ上記誘電体導波路及び上記導波管と接
   続された導波管とを備えたことを特徴とする高周波パッ
   ケージ。
2. 【請求項２】 導体ブロックと、上記導体ブロックに設
   けられた導波管と、上記導波管にその一部が飛び出すよ
   うに上記導体ブロックに取り付けられ導波管モードとマ
   イクロストリップモードを変換するための導波管−マイ
   クロストリップ変換基板と、上記導体ブロックに取り付
   けられた低周波用フィードスルー基板又はバイアス基板
   と、上記低周波用フィードスルー基板又はバイアス基板
   上に取り付けられ上記低周波用フィードスルー基板又は
   バイアス基板とともにトリプレート線路を構成する誘電
   体ブロックと、上記導体ブロックに設けられ高周波回路
   を実装するための高周波回路実装部と、上記導体ブロッ
   ク及び上記誘電体ブロックの上面に取り付けられたシー
   ルリングと、上記シールリング上に取り付けられ外部と
   の気密を保つための導体カバーと、上記導体カバーに設
   けられ４分の１波長のインピーダンス変成部を構成する
   ためのインピーダンス変成用角穴と、上記導体カバーに
   設けられ気密を保つために十分な長さをもち側面をメタ
   ライズされた誘電体導波路の両端に側面がメタライズさ
   れていない部分が設けられたインピーダンス変成用誘電
   体付誘電体導波路と、上記４分の１波長整合部付き誘電
   体導波路を固定しかつ気密を保つためのろう材又は半田
   と、上記導体カバーに設けられ上記インピーダンス変成
   用角穴と上記導波管に接続された導波管とを備えたこと
   を特徴とする高周波パッケージ。
3. 【請求項３】 導体ブロックと、上記導体ブロックに設
   けられた導波管と、上記導波管にその一部が飛び出すよ
   うに上記導体ブロックに取り付けられ導波管モードとマ
   イクロストリップモードを変換するための導波管−マイ
   クロストリップ変換基板と、上記導体ブロックに取り付
   けられた低周波用フィードスルー基板又はバイアス基板
   と、上記低周波用フィードスルー基板又はバイアス基板
   上に取り付けられ上記低周波用フィードスルー基板又は
   バイアス基板とともにトリプレート線路を構成する誘電
   体ブロックと、上記導体ブロックに設けられマイクロ波
   回路を実装するための高周波回路実装部と、上記導体ブ
   ロック及び上記誘電体ブロックの上面に取り付けられた
   シールリングと、上記シールリング上に取り付けられ外
   部との気密を保つための導体カバーと、上記導体カバー
   に設けられ使用周波数において管内波長の整数倍の長さ
   の樹脂を封入し上記導波管と接続された樹脂製誘電体導
   波路と、上記導体カバーに設けられ上記樹脂製誘電体導
   波路と接続された導波管とを備えたことを特徴とする高
   周波パッケージ。