JPH1022415A - 高周波用半導体装置 - Google Patents
高周波用半導体装置Info
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- JPH1022415A JPH1022415A JP16953496A JP16953496A JPH1022415A JP H1022415 A JPH1022415 A JP H1022415A JP 16953496 A JP16953496 A JP 16953496A JP 16953496 A JP16953496 A JP 16953496A JP H1022415 A JPH1022415 A JP H1022415A
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- H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
Abstract
(57)【要約】
【課題】マイクロ波からミリ波帯域でも使用可能で信号
の反射損、放射損等による特性劣化が小さい高周波用半
導体装置、ならびにフィルターを内蔵した小型化が可能
な高周波用半導体装置を提供する。 【解決手段】複数の誘電体層２Ａ，２Ｂ，２Ｃを積層し
てなる絶縁基板２と、蓋体３により形成されるキャビテ
ィ４内部に半導体素子５が搭載され、キャビティ４内部
の絶縁基板２の表面と底面に高周波用伝送線路６、７を
有するとともに、基板２内にフィルター回路８を備え、
伝送線路６と伝送線路７とがフィルター回路８を介して
電磁結合された半導体装置であって、高周波用伝送線路
６、７はいずれも低誘電率誘電体層２Ａ，２Ｃ表面に、
フィルター回路８は、高誘電率誘電体層２Ｂ間に配設さ
れたことを特徴とする。
の反射損、放射損等による特性劣化が小さい高周波用半
導体装置、ならびにフィルターを内蔵した小型化が可能
な高周波用半導体装置を提供する。 【解決手段】複数の誘電体層２Ａ，２Ｂ，２Ｃを積層し
てなる絶縁基板２と、蓋体３により形成されるキャビテ
ィ４内部に半導体素子５が搭載され、キャビティ４内部
の絶縁基板２の表面と底面に高周波用伝送線路６、７を
有するとともに、基板２内にフィルター回路８を備え、
伝送線路６と伝送線路７とがフィルター回路８を介して
電磁結合された半導体装置であって、高周波用伝送線路
６、７はいずれも低誘電率誘電体層２Ａ，２Ｃ表面に、
フィルター回路８は、高誘電率誘電体層２Ｂ間に配設さ
れたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波帯から
ミリ波帯領域の高周波用として用いられる半導体装置に
関し、特に、高周波信号の特性を劣化させることなく半
導体素子や回路部品に信号を伝送することが出来る半導
体装置、さらには特定周波数の信号のみを伝送すること
が出来るフィルタ回路を内蔵した高周波用半導体装置に
関する。
ミリ波帯領域の高周波用として用いられる半導体装置に
関し、特に、高周波信号の特性を劣化させることなく半
導体素子や回路部品に信号を伝送することが出来る半導
体装置、さらには特定周波数の信号のみを伝送すること
が出来るフィルタ回路を内蔵した高周波用半導体装置に
関する。
【０００２】
【従来技術】従来、マイクロ波やミリ波の信号を取り扱
う半導体装置では、図７（ａ）に示すように、誘電体か
らなる絶縁基板２０と蓋体２１により形成されたキャビ
ティ２２内に半導体素子（ＩＣ）２３を搭載して気密に
封止している。そして、信号等の入出力は、絶縁基板２
０表面にストリップ線路等の高周波用伝送線路２４を形
成し、この伝送線路２４とＩＣ２３とをワイヤボンディ
ングやリボン等によって接続されている。また、他の方
法として図７（ｂ）に示すように、絶縁基板２０の底面
に高周波用伝送線路２４を形成し、この伝送線路２４と
ＩＣ２３とをスルーホール２５を通じて接続したものも
提案されている。さらに、図７（ｃ）に示すように、半
導体装置の底面に形成した伝送線路２４を半導体装置の
側面を経由して表面の伝送線路に接続して信号等を伝送
するものも提案されている。（特開昭６１−１６８９３
９号）。
う半導体装置では、図７（ａ）に示すように、誘電体か
らなる絶縁基板２０と蓋体２１により形成されたキャビ
ティ２２内に半導体素子（ＩＣ）２３を搭載して気密に
封止している。そして、信号等の入出力は、絶縁基板２
０表面にストリップ線路等の高周波用伝送線路２４を形
成し、この伝送線路２４とＩＣ２３とをワイヤボンディ
ングやリボン等によって接続されている。また、他の方
法として図７（ｂ）に示すように、絶縁基板２０の底面
に高周波用伝送線路２４を形成し、この伝送線路２４と
ＩＣ２３とをスルーホール２５を通じて接続したものも
提案されている。さらに、図７（ｃ）に示すように、半
導体装置の底面に形成した伝送線路２４を半導体装置の
側面を経由して表面の伝送線路に接続して信号等を伝送
するものも提案されている。（特開昭６１−１６８９３
９号）。
【０００３】また、最近では、内部回路（ＭＭＩＣ）を
保護するための入力フィルターや内部回路（ＭＭＩＣ）
から発生されるノイズを遮断するための出力フィルター
が要求されつつあるが、このような場合には、半導体装
置の外部にバンドパスフィルタを別途設けたり、あるい
は、図７（ａ）〜（ｃ）半導体装置の絶縁基板２０のキ
ャビティ外の伝送線路２４の一部、例えば側壁内に形成
することも提案されている（特開平７−２７３２７３
号）。
保護するための入力フィルターや内部回路（ＭＭＩＣ）
から発生されるノイズを遮断するための出力フィルター
が要求されつつあるが、このような場合には、半導体装
置の外部にバンドパスフィルタを別途設けたり、あるい
は、図７（ａ）〜（ｃ）半導体装置の絶縁基板２０のキ
ャビティ外の伝送線路２４の一部、例えば側壁内に形成
することも提案されている（特開平７−２７３２７３
号）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７
（ａ）、（ｃ）に示されるように、ＩＣ搭載面に伝送線
路２４を形成し、伝送線路２４が蓋体２１を通過する場
合、側壁通過部で信号線路がマイクロストリップ線路か
らストリップ線路へと変換されるため、信号線路幅を狭
くする必要がある。その結果、この変換部で反射損、放
射損が発生しやすいため高周波信号の特性劣化が起こり
やすくなるという問題がある。また、ＩＣ搭載面の側面
に伝送線路を形成する関係上、半導体装置自体が必然的
に大きくなるため回路基板の小型化が困難であった。
（ａ）、（ｃ）に示されるように、ＩＣ搭載面に伝送線
路２４を形成し、伝送線路２４が蓋体２１を通過する場
合、側壁通過部で信号線路がマイクロストリップ線路か
らストリップ線路へと変換されるため、信号線路幅を狭
くする必要がある。その結果、この変換部で反射損、放
射損が発生しやすいため高周波信号の特性劣化が起こり
やすくなるという問題がある。また、ＩＣ搭載面の側面
に伝送線路を形成する関係上、半導体装置自体が必然的
に大きくなるため回路基板の小型化が困難であった。
【０００５】図７（ｂ）は、この問題に対して、スルー
ホール２５を用いて底面の伝送線路と電気的に接続し
て、外部回路基板に面実装を可能としたものである。し
かし、この図７（ｂ）の構造においては、伝送する信号
の使用周波数が１０ＧＨｚ以上になるとスルーホール２
５での透過損失が急激に大きくなるために、マイクロ波
帯からミリ波帯領域の信号を特性劣化なく伝送すること
が困難であった。
ホール２５を用いて底面の伝送線路と電気的に接続し
て、外部回路基板に面実装を可能としたものである。し
かし、この図７（ｂ）の構造においては、伝送する信号
の使用周波数が１０ＧＨｚ以上になるとスルーホール２
５での透過損失が急激に大きくなるために、マイクロ波
帯からミリ波帯領域の信号を特性劣化なく伝送すること
が困難であった。
【０００６】また、特定周波数のみを通過させる機能を
具備する半導体装置において、図７（ａ）の外部にフィ
ルタを設けた装置では、装置全体の小型化には寄与でき
ず、さらにバンドパスフィルタ回路を伝送線路の一部に
形成した装置でも、伝送線路形成面の面積が大きくな
り、特に、絶縁基板の側壁に形成する場合は絶縁基板の
側壁は非常に小さいために線路を印刷することが難し
く、且つ共振線路間がショートする等の危険性があっ
た。
具備する半導体装置において、図７（ａ）の外部にフィ
ルタを設けた装置では、装置全体の小型化には寄与でき
ず、さらにバンドパスフィルタ回路を伝送線路の一部に
形成した装置でも、伝送線路形成面の面積が大きくな
り、特に、絶縁基板の側壁に形成する場合は絶縁基板の
側壁は非常に小さいために線路を印刷することが難し
く、且つ共振線路間がショートする等の危険性があっ
た。
【０００７】従って、本発明は、マイクロ波からミリ波
帯領域でも使用可能で信号の特性劣化が非常に小さい高
周波用半導体装置を提供すること、さらには、フィルタ
を内蔵した小型化が可能な高周波用半導体装置を提供す
ることを目的とするものである。
帯領域でも使用可能で信号の特性劣化が非常に小さい高
周波用半導体装置を提供すること、さらには、フィルタ
を内蔵した小型化が可能な高周波用半導体装置を提供す
ることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、マイクロ
波やミリ波等の高周波用としての半導体装置において、
信号の特性の劣化なく、かつ特定周波数の信号のみを通
過させることができるフィルタを具備する半導体装置の
構造について検討を重ねた結果、複数の誘電体材料を積
層した絶縁基板と蓋体により形成されるキャビティ内部
に半導体素子が搭載された半導体装置において、前記キ
ャビティ内部の前記絶縁基板の表面に、前記半導体素子
と電気的に接続された第１の高周波用伝送線路を形成
し、前記絶縁基板の底面に第２の高周波用伝送線路と形
成し、且つ絶縁基板内に特定周波数の信号のみを通過さ
せるためのフィルター回路を備え、前記第１の高周波用
伝送線路と前記第２の高周波伝送線路とを前記フィルタ
ー回路を介して電磁結合させることにより、伝送信号の
損失なく、特定信号のみを伝送することが可能となるこ
とを見いだした。さらに、本発明では、上記の構成に加
え、前記フィルター回路を高誘電率誘電体層間に配設す
ることにより、フィルター回路自身を小型化することが
可能となり高周波用半導体装置に内蔵することができ、
かつ高周波信号の透過特性を向上することができること
を見いだしたものである。
波やミリ波等の高周波用としての半導体装置において、
信号の特性の劣化なく、かつ特定周波数の信号のみを通
過させることができるフィルタを具備する半導体装置の
構造について検討を重ねた結果、複数の誘電体材料を積
層した絶縁基板と蓋体により形成されるキャビティ内部
に半導体素子が搭載された半導体装置において、前記キ
ャビティ内部の前記絶縁基板の表面に、前記半導体素子
と電気的に接続された第１の高周波用伝送線路を形成
し、前記絶縁基板の底面に第２の高周波用伝送線路と形
成し、且つ絶縁基板内に特定周波数の信号のみを通過さ
せるためのフィルター回路を備え、前記第１の高周波用
伝送線路と前記第２の高周波伝送線路とを前記フィルタ
ー回路を介して電磁結合させることにより、伝送信号の
損失なく、特定信号のみを伝送することが可能となるこ
とを見いだした。さらに、本発明では、上記の構成に加
え、前記フィルター回路を高誘電率誘電体層間に配設す
ることにより、フィルター回路自身を小型化することが
可能となり高周波用半導体装置に内蔵することができ、
かつ高周波信号の透過特性を向上することができること
を見いだしたものである。
【０００９】即ち、本発明の高周波用半導体装置は、複
数の誘電体層を積層してなる絶縁基板と、蓋体により形
成されるキャビティ内部に半導体素子が搭載され、前記
キャビティ内部の前記絶縁基板の表面に、前記半導体素
子と電気的に接続された第１の高周波用伝送線路と、前
記絶縁基板の底面に形成された第２の高周波用伝送線路
と、絶縁基板内に特定周波数の信号のみを通過させるた
めのフィルター回路を備え、前記第１の高周波用伝送線
路と前記第２の高周波伝送線路とが前記フィルター回路
を介して電磁結合された半導体装置であって、前記第１
および第２の高周波用伝送線路は、低誘電率誘電体層表
面に形成され、前記フィルター回路は、高誘電率誘電体
層間に配設されたことを特徴とするものである。
数の誘電体層を積層してなる絶縁基板と、蓋体により形
成されるキャビティ内部に半導体素子が搭載され、前記
キャビティ内部の前記絶縁基板の表面に、前記半導体素
子と電気的に接続された第１の高周波用伝送線路と、前
記絶縁基板の底面に形成された第２の高周波用伝送線路
と、絶縁基板内に特定周波数の信号のみを通過させるた
めのフィルター回路を備え、前記第１の高周波用伝送線
路と前記第２の高周波伝送線路とが前記フィルター回路
を介して電磁結合された半導体装置であって、前記第１
および第２の高周波用伝送線路は、低誘電率誘電体層表
面に形成され、前記フィルター回路は、高誘電率誘電体
層間に配設されたことを特徴とするものである。
【００１０】また、前記フィルタ−回路は、第１の接地
層に形成されたスロット孔を介して前記第１の高周波用
伝送線路と電磁結合され、第２の接地層に形成されたス
ロット孔を介して第２の高周波用伝送線路と電磁結合し
たことを特徴とする。
層に形成されたスロット孔を介して前記第１の高周波用
伝送線路と電磁結合され、第２の接地層に形成されたス
ロット孔を介して第２の高周波用伝送線路と電磁結合し
たことを特徴とする。
【００１１】本発明の上記の構成によれば、誘電率の異
なる複数の誘電体材料を積層した絶縁基板と蓋体により
形成されるキャビティ内部においてＩＣ素子と電気的に
接続された第１の高周波用伝送線路と、前記絶縁基板の
底面に第２の高周波用伝送線路とを、前記フィルタ−回
路を介して対峙する位置に形成して電磁結合させること
により、伝送線路が蓋体の側壁を通過することなく結合
できるために、側壁通過部において信号線路がマイクロ
ストリップ線路からストリップ線路へと変換されるため
の反射損、放射損の発生がなく、またスルーホールやビ
アホール等による透過損失の影響を受けることがないた
め、高周波信号を伝送損失を抑制し、かつ必要な周波数
の信号を通過伝送することができる。
なる複数の誘電体材料を積層した絶縁基板と蓋体により
形成されるキャビティ内部においてＩＣ素子と電気的に
接続された第１の高周波用伝送線路と、前記絶縁基板の
底面に第２の高周波用伝送線路とを、前記フィルタ−回
路を介して対峙する位置に形成して電磁結合させること
により、伝送線路が蓋体の側壁を通過することなく結合
できるために、側壁通過部において信号線路がマイクロ
ストリップ線路からストリップ線路へと変換されるため
の反射損、放射損の発生がなく、またスルーホールやビ
アホール等による透過損失の影響を受けることがないた
め、高周波信号を伝送損失を抑制し、かつ必要な周波数
の信号を通過伝送することができる。
【００１２】しかも、前記第１および第２の高周波用伝
送線路を低誘電率誘電体層表面に形成し、上記フィルタ
ー回路を高誘電率の誘電体材料からなる絶縁層間に配設
することにより、同一の誘電体材料から形成する場合よ
りもさらにフィルター回路を小型化することができ、か
つ高周波信号の透過特性を高めることができる。
送線路を低誘電率誘電体層表面に形成し、上記フィルタ
ー回路を高誘電率の誘電体材料からなる絶縁層間に配設
することにより、同一の誘電体材料から形成する場合よ
りもさらにフィルター回路を小型化することができ、か
つ高周波信号の透過特性を高めることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の高周波用半導体装置の一
例を図１に示した。図１によれば、高周波用半導体装置
１は、複数の誘電体層を積層した絶縁基板２と蓋体３に
よりキャビティ４が形成されており、そのキャビティ４
内には、ＩＣ等の半導体素子５が搭載されている。絶縁
基板２を構成する誘電体材料としては、ガラスセラミッ
クス、セラミック金属複合材料、ガラス有機樹脂系複合
材料等が好適に使用される。
例を図１に示した。図１によれば、高周波用半導体装置
１は、複数の誘電体層を積層した絶縁基板２と蓋体３に
よりキャビティ４が形成されており、そのキャビティ４
内には、ＩＣ等の半導体素子５が搭載されている。絶縁
基板２を構成する誘電体材料としては、ガラスセラミッ
クス、セラミック金属複合材料、ガラス有機樹脂系複合
材料等が好適に使用される。
【００１４】一方、蓋体３は、キャビティからの電磁波
が外部に漏洩するのを防止できる材料から構成すること
が望ましく、セラミックス、セラミック金属複合材料、
ガラスセラミックス等が使用できるが、これらの材料中
に電磁波を吸収させることのできるカーボン等の電磁波
吸収物質を少量分散させたり、蓋体の表面にこれらの電
磁波吸収物質を塗布することもできる。また、電磁波の
漏洩を防止するため、蓋体３で封止する際のＡｕ−Ｓ
ｎ、Ａｕ−Ｓｉなどのシール部を後述するアース層を壁
内のスルーホールや壁外のメタライズ層等に接続して同
電位とすることが望ましい。
が外部に漏洩するのを防止できる材料から構成すること
が望ましく、セラミックス、セラミック金属複合材料、
ガラスセラミックス等が使用できるが、これらの材料中
に電磁波を吸収させることのできるカーボン等の電磁波
吸収物質を少量分散させたり、蓋体の表面にこれらの電
磁波吸収物質を塗布することもできる。また、電磁波の
漏洩を防止するため、蓋体３で封止する際のＡｕ−Ｓ
ｎ、Ａｕ−Ｓｉなどのシール部を後述するアース層を壁
内のスルーホールや壁外のメタライズ層等に接続して同
電位とすることが望ましい。
【００１５】本発明によれば、上記の半導体装置におい
て、半導体素子５に信号を伝送する線路として、マイク
ロストリップ線路、ストリップ線路、グランド付コプレ
ーナ線路のうちから選ばれる１種の高周波用伝送線路
が、キャビティ４内の絶縁基板における絶縁基板の表面
に形成されている。図１の半導体装置によれば、伝送線
路はマイクロストリップ線路として形成されている。
て、半導体素子５に信号を伝送する線路として、マイク
ロストリップ線路、ストリップ線路、グランド付コプレ
ーナ線路のうちから選ばれる１種の高周波用伝送線路
が、キャビティ４内の絶縁基板における絶縁基板の表面
に形成されている。図１の半導体装置によれば、伝送線
路はマイクロストリップ線路として形成されている。
【００１６】図１によれば、絶縁基板は、複数の誘電体
層によって構成されている。キャビティ４内の絶縁基板
２の表面には、ストリップ線路６が形成され、また絶縁
基板２の底面には、ストリップ線路７が形成されてい
る。そして、絶縁基板２内には、フィルター回路８が形
成されている。そして、ストリップ線路６の端部は、導
体層からなる接地層９に形成されたスロット孔１０を挟
んでフィルター回路８の端部を対峙され、かかる構造に
おいて、ストリップ線路６はフィルター回路８と電磁結
合される。一方、ストリップ線路７の端部は、導体層か
らなる接地層１１に形成されたスロット孔１２を挟んで
フィルター回路８の端部と対峙され、かかる構造におい
て、ストリップ線路７はフィルター回路８と電磁結合さ
れる。なお、ストリップ線路６は接地層９とともにマイ
クロストリップ線路１３を形成し、また、ストリップ線
路７は、接地層１１とともにマイクロストリップ線路１
４を形成する。
層によって構成されている。キャビティ４内の絶縁基板
２の表面には、ストリップ線路６が形成され、また絶縁
基板２の底面には、ストリップ線路７が形成されてい
る。そして、絶縁基板２内には、フィルター回路８が形
成されている。そして、ストリップ線路６の端部は、導
体層からなる接地層９に形成されたスロット孔１０を挟
んでフィルター回路８の端部を対峙され、かかる構造に
おいて、ストリップ線路６はフィルター回路８と電磁結
合される。一方、ストリップ線路７の端部は、導体層か
らなる接地層１１に形成されたスロット孔１２を挟んで
フィルター回路８の端部と対峙され、かかる構造におい
て、ストリップ線路７はフィルター回路８と電磁結合さ
れる。なお、ストリップ線路６は接地層９とともにマイ
クロストリップ線路１３を形成し、また、ストリップ線
路７は、接地層１１とともにマイクロストリップ線路１
４を形成する。
【００１７】このスロット孔１０を介して形成されたス
トリップ線路６とフィルター回路８の端部は、図２の斜
視図から明らかなように、接地層９に形成されたスロッ
ト孔１０を挟んで、それぞれの線路の端部が平面的に必
要な伝送信号周波数の約１／２波長相当長さで重なるよ
うに位置に形成されることが望ましく、スロット孔１０
の形状は、長辺と短辺とからなる長方形の孔であり、こ
の孔の形状によって使用周波数の特定と周波数の帯域幅
を特定することができる。そのためスロット孔の長辺は
伝送信号周波数の１／２波長相当長さにするのが望まし
く、スロット孔の短辺は１／５波長相当長さから１／５
０波長相当長さに設定すると、帯域幅は３ＧＨｚ〜２０
ＧＨｚに制御することが出来る。さらに信号の透過特性
を改善するには、スロット孔の特性インピ−ダンスが小
さくなることが望ましいことから、スロット孔の短辺は
１／１０波長相当長さ以下にすることが特に望ましい。
トリップ線路６とフィルター回路８の端部は、図２の斜
視図から明らかなように、接地層９に形成されたスロッ
ト孔１０を挟んで、それぞれの線路の端部が平面的に必
要な伝送信号周波数の約１／２波長相当長さで重なるよ
うに位置に形成されることが望ましく、スロット孔１０
の形状は、長辺と短辺とからなる長方形の孔であり、こ
の孔の形状によって使用周波数の特定と周波数の帯域幅
を特定することができる。そのためスロット孔の長辺は
伝送信号周波数の１／２波長相当長さにするのが望まし
く、スロット孔の短辺は１／５波長相当長さから１／５
０波長相当長さに設定すると、帯域幅は３ＧＨｚ〜２０
ＧＨｚに制御することが出来る。さらに信号の透過特性
を改善するには、スロット孔の特性インピ−ダンスが小
さくなることが望ましいことから、スロット孔の短辺は
１／１０波長相当長さ以下にすることが特に望ましい。
【００１８】図１の半導体装置において、フィルター回
路８は、図３に示すように、伝送信号周波数の１／２波
長相当長さの同一形状の導体路１５が等間隔で同一平面
上に多段に配列した平面型ストリップ共振線路によって
形成されている。なお、このストリップ共振線路はその
周囲に電磁波が漏洩しないように、フィルター回路８の
周囲にアース帯１６形成され、このアース帯１６は、ビ
アホール１７にてアース層９およびアース層１１と電気
的に接続されている。
路８は、図３に示すように、伝送信号周波数の１／２波
長相当長さの同一形状の導体路１５が等間隔で同一平面
上に多段に配列した平面型ストリップ共振線路によって
形成されている。なお、このストリップ共振線路はその
周囲に電磁波が漏洩しないように、フィルター回路８の
周囲にアース帯１６形成され、このアース帯１６は、ビ
アホール１７にてアース層９およびアース層１１と電気
的に接続されている。
【００１９】また、フィルター回路８の構造としては、
図１のように同一平面に形成したものに限定されず、例
えば、図４に示すように、導体路１８を複数の平面に多
段に形成してもよい。この場合、導体路１８の末端での
スロット孔１０またはスロット孔１２を介して高周波伝
送線路６、７との結合において、導体路１８Ａの接地層
９との間隔Ｘ1 を、接地層１１との間隔Ｘ2 よりも狭く
することによって、間隔Ｘ1 と間隔Ｘ2 とが同一である
図１に比較して、導体路１８Ａと伝送線路６とをより効
率的に電磁結合させ、特定周波数の信号の通過特性を向
上させることができる。また、図３によれば、導体路１
８Ｂと伝送線路７との関係も上記と同様である。
図１のように同一平面に形成したものに限定されず、例
えば、図４に示すように、導体路１８を複数の平面に多
段に形成してもよい。この場合、導体路１８の末端での
スロット孔１０またはスロット孔１２を介して高周波伝
送線路６、７との結合において、導体路１８Ａの接地層
９との間隔Ｘ1 を、接地層１１との間隔Ｘ2 よりも狭く
することによって、間隔Ｘ1 と間隔Ｘ2 とが同一である
図１に比較して、導体路１８Ａと伝送線路６とをより効
率的に電磁結合させ、特定周波数の信号の通過特性を向
上させることができる。また、図３によれば、導体路１
８Ｂと伝送線路７との関係も上記と同様である。
【００２０】また、本発明の高周波用半導体装置によれ
ば、高周波伝送線路６、７が形成された誘電体層２Ａと
２Ｃを高周波での伝送特性を良くする目的から低誘電率
からなる誘電体材料から形成し、また、フィルタ−回路
８が配設された誘電体層２Ｂを誘電体層２Ａ，２Ｃより
も誘電率の大きい誘電体材料により形成することにより
フィルター回路８をより小型化して半導体装置内に収納
させることができる。この場合、誘電体層２Ａ，２Ｃ
は、同一の誘電体材料であればよく、具体的には、誘電
率が７以下、特に６以下であり、誘電体層２Ｂは、誘電
率９以上、特に１２以上であることが望ましい。
ば、高周波伝送線路６、７が形成された誘電体層２Ａと
２Ｃを高周波での伝送特性を良くする目的から低誘電率
からなる誘電体材料から形成し、また、フィルタ−回路
８が配設された誘電体層２Ｂを誘電体層２Ａ，２Ｃより
も誘電率の大きい誘電体材料により形成することにより
フィルター回路８をより小型化して半導体装置内に収納
させることができる。この場合、誘電体層２Ａ，２Ｃ
は、同一の誘電体材料であればよく、具体的には、誘電
率が７以下、特に６以下であり、誘電体層２Ｂは、誘電
率９以上、特に１２以上であることが望ましい。
【００２１】なお、半導体装置１を外部回路基板（図示
せず）に実装する場合には、従来より底面に形成された
ストリップ線路７の一部に接続端子を形成し、この接続
端子を介して外部電気回路基板と半田により接続するの
が一般的であるが、かかる方法では、接続端子部でイン
ピーダンス不整合が生じて反射損が生じやすいという問
題がある。そのため、半導体装置１の底面に形成された
ストリップ線路７の一部を外部回路基板表面の導体回路
に対して直接半田等を用いて接続することが望ましい。
外部回路基板へのさらに他の接続方法としては、半田接
続部においてもインピーダンス不整合が生じる場合があ
るため、前記ストリップ線路７と外部回路基板上の伝送
線路を重ねて接触させることで実装し、線路以外の部分
で半田固定することが望ましい。
せず）に実装する場合には、従来より底面に形成された
ストリップ線路７の一部に接続端子を形成し、この接続
端子を介して外部電気回路基板と半田により接続するの
が一般的であるが、かかる方法では、接続端子部でイン
ピーダンス不整合が生じて反射損が生じやすいという問
題がある。そのため、半導体装置１の底面に形成された
ストリップ線路７の一部を外部回路基板表面の導体回路
に対して直接半田等を用いて接続することが望ましい。
外部回路基板へのさらに他の接続方法としては、半田接
続部においてもインピーダンス不整合が生じる場合があ
るため、前記ストリップ線路７と外部回路基板上の伝送
線路を重ねて接触させることで実装し、線路以外の部分
で半田固定することが望ましい。
【００２２】なお、ＩＣ素子５は、ストリップ線路６の
上に半田や金バンプ等により直接載置されることによ
り、伝送損失なく接続することができるが、ストリップ
線路６とＩＣ素子５との接続方法としては、これに限ら
れるものではなく、例えば、金リボンや数本のワイヤボ
ンディングにより接続したり、ポリイミド等の基板にＣ
ｕ等の導体を形成した導体板等により接続することもで
きる。
上に半田や金バンプ等により直接載置されることによ
り、伝送損失なく接続することができるが、ストリップ
線路６とＩＣ素子５との接続方法としては、これに限ら
れるものではなく、例えば、金リボンや数本のワイヤボ
ンディングにより接続したり、ポリイミド等の基板にＣ
ｕ等の導体を形成した導体板等により接続することもで
きる。
【００２３】本発明の図１の高周波用半導体装置におい
て、誘電体層２Ａ，２Ｃを誘電率５．６、誘電損失１
５．０×１０-4（測定周波数１３．２ＧＨｚ）のガラス
セラミックスからなる誘電体材料により構成し、誘電体
層２Ｂを誘電率１４．６、誘電損失３．５×１０-4（測
定周波数９．２ＧＨｚ）のガラスセラミックスからなる
誘電体材料により構成し、各線路を導体に銅を用いて半
導体装置を作製した。比較のために誘電率５．６、誘電
損失１５．０×１０-4（測定周波数１３．２ＧＨｚ）の
誘電体材料のみで半導体装置を作製した。半導体装置の
入出力部における伝送特性をネットワークアナライザー
により測定した。図５（ａ）（ｂ）にその結果を示す。
図５の結果によれば、Ｓ２１の特性が改善されることが
わかる。
て、誘電体層２Ａ，２Ｃを誘電率５．６、誘電損失１
５．０×１０-4（測定周波数１３．２ＧＨｚ）のガラス
セラミックスからなる誘電体材料により構成し、誘電体
層２Ｂを誘電率１４．６、誘電損失３．５×１０-4（測
定周波数９．２ＧＨｚ）のガラスセラミックスからなる
誘電体材料により構成し、各線路を導体に銅を用いて半
導体装置を作製した。比較のために誘電率５．６、誘電
損失１５．０×１０-4（測定周波数１３．２ＧＨｚ）の
誘電体材料のみで半導体装置を作製した。半導体装置の
入出力部における伝送特性をネットワークアナライザー
により測定した。図５（ａ）（ｂ）にその結果を示す。
図５の結果によれば、Ｓ２１の特性が改善されることが
わかる。
【００２４】また、フィルター回路８が図４のような構
造からなる場合において、誘電体層２Ａ、２Ｃおよび誘
電体層２Ｂを前記と同様に２種類の誘電体層により構成
するとともに、フィルター回路８の導体路１８Ａの接地
層９側の誘電体層厚みＸ1 を２００μｍとして、接地層
１１側の誘電体層厚みＸ2 を２００μｍ、２５０μｍ、
３００μｍ、４００μｍに変え、その時の伝送特性の変
化を図６に示した。図６の結果によれば、接地層１１側
の誘電体層厚みＸ2 が大きくなるほど透過特性は向上し
ており、特に、Ｘ2 ／Ｘ1 が１．５以上、特に２以上で
良いことがわかる。
造からなる場合において、誘電体層２Ａ、２Ｃおよび誘
電体層２Ｂを前記と同様に２種類の誘電体層により構成
するとともに、フィルター回路８の導体路１８Ａの接地
層９側の誘電体層厚みＸ1 を２００μｍとして、接地層
１１側の誘電体層厚みＸ2 を２００μｍ、２５０μｍ、
３００μｍ、４００μｍに変え、その時の伝送特性の変
化を図６に示した。図６の結果によれば、接地層１１側
の誘電体層厚みＸ2 が大きくなるほど透過特性は向上し
ており、特に、Ｘ2 ／Ｘ1 が１．５以上、特に２以上で
良いことがわかる。
【００２５】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の高周波用半
導体装置によれば、誘電体層にフィルター回路を有し、
このフィルター回路が絶縁基板の表面と裏面に形成され
た高周波用伝送線路と電磁結合した半導体装置におい
て、フィルター回路形成部の誘電体層をその他の誘電体
層よりも高誘電率化することにより、フィルター回路自
体を小型化することができ、しかも透過特性を向上する
ことができる。これにより、特定周波数の信号のみを入
出力するとともに、半導体装置の小型化を図ることがで
き、しかも優れたフィルター特性を実現することができ
る。
導体装置によれば、誘電体層にフィルター回路を有し、
このフィルター回路が絶縁基板の表面と裏面に形成され
た高周波用伝送線路と電磁結合した半導体装置におい
て、フィルター回路形成部の誘電体層をその他の誘電体
層よりも高誘電率化することにより、フィルター回路自
体を小型化することができ、しかも透過特性を向上する
ことができる。これにより、特定周波数の信号のみを入
出力するとともに、半導体装置の小型化を図ることがで
き、しかも優れたフィルター特性を実現することができ
る。
【図１】本発明の高周波用半導体装置の一例を示す概略
配置図である。
配置図である。
【図２】図１の高周波用半導体装置における電磁結合の
構造を説明するための斜視図である。
構造を説明するための斜視図である。
【図３】図１の高周波用半導体装置におけるフィルター
回路の構造を説明するための概略図である。
回路の構造を説明するための概略図である。
【図４】フィルター回路の他の構造を説明するための概
略図である。
略図である。
【図５】図１の半導体装置における伝送特性を示す図で
あり、（ａ）は本発明、（ｂ）は比較例である。
あり、（ａ）は本発明、（ｂ）は比較例である。
【図６】図４におけるフィルター回路におけるＸ1 、Ｘ
2 を変化させた時の透過特性を示す図である。
2 を変化させた時の透過特性を示す図である。
【図７】従来の高周波用半導体装置の構造を説明するた
めの概略配置図である。
めの概略配置図である。
１ 高周波用半導体装置 ２ 絶縁基板 ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ 誘電体層 ３ 蓋体 ４ キャビティ ５ 半導体素子 ６，７ ストリップ線路 ８ フィルター回路 ９，１１ 接地層 １０，１２ スロット孔 １３，１４ マイクロストリップ線路 １５，１８，１８Ａ，１８Ｂ 導体路 １６ アース帯 １７ ビアホール
Claims (2)
- 【請求項１】複数の誘電体層を積層してなる絶縁基板
と、蓋体により形成されるキャビティ内部に半導体素子
が搭載され、前記キャビティ内部の前記絶縁基板の表面
に、前記半導体素子と電気的に接続された第１の高周波
用伝送線路と、前記絶縁基板の底面に形成された第２の
高周波用伝送線路と、絶縁基板内に特定周波数の信号の
みを通過させるためのフィルター回路を備え、前記第１
の高周波用伝送線路と前記第２の高周波伝送線路とが前
記フィルター回路を介して電磁結合された半導体装置で
あって、前記第１および第２の高周波用伝送線路は、低
誘電率誘電体層表面に形成され、前記フィルター回路
は、高誘電率誘電体層間に配設されたことを特徴とする
高周波用半導体装置。 - 【請求項２】前記フィルタ−回路は、第１の接地層に形
成されたスロット孔を介して前記第１の高周波用伝送線
路と電磁結合され、第２の接地層に形成されたスロット
孔を介して第２の高周波用伝送線路と電磁結合されるこ
とを特徴とする請求項１記載の高周波用半導体装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16953496A JP3398282B2 (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | 高周波用半導体装置 |
| US08/884,223 US5952709A (en) | 1995-12-28 | 1997-06-27 | High-frequency semiconductor device and mounted structure thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16953496A JP3398282B2 (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | 高周波用半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1022415A true JPH1022415A (ja) | 1998-01-23 |
| JP3398282B2 JP3398282B2 (ja) | 2003-04-21 |
Family
ID=15888285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16953496A Expired - Fee Related JP3398282B2 (ja) | 1995-12-28 | 1996-06-28 | 高周波用半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3398282B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11150404A (ja) * | 1997-11-17 | 1999-06-02 | Nec Corp | 半導体実装部品ならびに実装方法 |
| JPH11345910A (ja) * | 1999-04-28 | 1999-12-14 | Kyocera Corp | 高周波用配線基板の接続構造 |
| JP2000340749A (ja) * | 1999-05-27 | 2000-12-08 | Tdk Corp | 高周波ｉｃ部品及びその製造方法 |
| US7209362B2 (en) | 2002-07-26 | 2007-04-24 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Multilayer ceramic substrate with a cavity |
| KR101055561B1 (ko) | 2009-07-29 | 2011-08-08 | 삼성전기주식회사 | 캐비티를 구비한 인쇄회로기판 및 그 제조방법 |
| JP2016144139A (ja) * | 2015-02-04 | 2016-08-08 | 富士通株式会社 | 積層型導波路、無線通信モジュール、及び、無線通信システム |
-
1996
- 1996-06-28 JP JP16953496A patent/JP3398282B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11150404A (ja) * | 1997-11-17 | 1999-06-02 | Nec Corp | 半導体実装部品ならびに実装方法 |
| JPH11345910A (ja) * | 1999-04-28 | 1999-12-14 | Kyocera Corp | 高周波用配線基板の接続構造 |
| JP2000340749A (ja) * | 1999-05-27 | 2000-12-08 | Tdk Corp | 高周波ｉｃ部品及びその製造方法 |
| US7209362B2 (en) | 2002-07-26 | 2007-04-24 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Multilayer ceramic substrate with a cavity |
| KR101055561B1 (ko) | 2009-07-29 | 2011-08-08 | 삼성전기주식회사 | 캐비티를 구비한 인쇄회로기판 및 그 제조방법 |
| JP2016144139A (ja) * | 2015-02-04 | 2016-08-08 | 富士通株式会社 | 積層型導波路、無線通信モジュール、及び、無線通信システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3398282B2 (ja) | 2003-04-21 |
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