JPH10303614A - 高周波用パッケージ及びその接続構造 - Google Patents
高周波用パッケージ及びその接続構造Info
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- JPH10303614A JPH10303614A JP9108727A JP10872797A JPH10303614A JP H10303614 A JPH10303614 A JP H10303614A JP 9108727 A JP9108727 A JP 9108727A JP 10872797 A JP10872797 A JP 10872797A JP H10303614 A JPH10303614 A JP H10303614A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】パッケージ内部を気密に保ったまま開放端部を
有する導波管に直接接続できる、量産性に優れた高周波
用パッケージやその接続構造を提供する。 【解決手段】誘電体基板１と、高周波素子４を収納する
ためのキャビティ３と、キャビティ外の誘電体基板１表
面の一部に形成され、導波管１３と接続するための接続
部Ａと、高周波素子４と接続部Ａとを接続するための高
周波伝送線路ａとを具備する高周波用パッケージを、電
磁気的に開放された開放端部１４を有する導波管１３に
接続するにあたり、接続部Ａが、先端が電磁的に開放さ
れた開放端部１０を有する信号導体９と、誘電体基板１
の他方の表面に形成された導波管の終端として機能する
終端構造１１とを具備し、接続部Ａを、導波管開放端部
１４が終端構造１１によって電磁的に終端されるように
配置し、また信号導体９をモノポールアンテナとして機
能させることにより、高周波用パッケージと導波管とを
接続させる。
有する導波管に直接接続できる、量産性に優れた高周波
用パッケージやその接続構造を提供する。 【解決手段】誘電体基板１と、高周波素子４を収納する
ためのキャビティ３と、キャビティ外の誘電体基板１表
面の一部に形成され、導波管１３と接続するための接続
部Ａと、高周波素子４と接続部Ａとを接続するための高
周波伝送線路ａとを具備する高周波用パッケージを、電
磁気的に開放された開放端部１４を有する導波管１３に
接続するにあたり、接続部Ａが、先端が電磁的に開放さ
れた開放端部１０を有する信号導体９と、誘電体基板１
の他方の表面に形成された導波管の終端として機能する
終端構造１１とを具備し、接続部Ａを、導波管開放端部
１４が終端構造１１によって電磁的に終端されるように
配置し、また信号導体９をモノポールアンテナとして機
能させることにより、高周波用パッケージと導波管とを
接続させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波用半導体素
子や、高周波用受動素子などの高周波素子等を気密封止
するための高周波用パッケージとその実装構造に関し、
気密を保持しつつ外部電気回路等に形成された導波管に
直接接続することのできる高周波用パッケージと、その
接続構造に関するものである。
子や、高周波用受動素子などの高周波素子等を気密封止
するための高周波用パッケージとその実装構造に関し、
気密を保持しつつ外部電気回路等に形成された導波管に
直接接続することのできる高周波用パッケージと、その
接続構造に関するものである。
【０００２】
【従来技術】近年、社会の情報化が進み、情報の伝達は
携帯電話に代表されるように無線化、パ−ソナル化が進
んでいる。このような状況の中、さらに高速大容量の情
報伝達を可能にするために、ミリ波（３０〜３００ＧＨ
ｚ）領域で動作する半導体素子の開発が進んでいる。最
近ではこのような高周波半導体素子技術の進歩に伴い、
その応用として車間レ−ダ−や無線ＬＡＮのようなミリ
波の電波を用いたさまざまな応用システムも提案される
ようになってきた。例えば、ミリ波を用いた車間レ−ダ
−（１９９５年電子情報通信学会エレクトロニクスソサ
イエティ大会、ＳＣ−７−６参照）、コ−ドレスカメラ
システム（１９９５年電子情報通信学会エレクトロニク
スソサイエティ大会、Ｃ−１３７参照）、高速無線ＬＡ
Ｎ（１９９５年電子情報通信学会エレクトロニクスソサ
イエティ大会、Ｃ−１３９参照）が提案されている。
携帯電話に代表されるように無線化、パ−ソナル化が進
んでいる。このような状況の中、さらに高速大容量の情
報伝達を可能にするために、ミリ波（３０〜３００ＧＨ
ｚ）領域で動作する半導体素子の開発が進んでいる。最
近ではこのような高周波半導体素子技術の進歩に伴い、
その応用として車間レ−ダ−や無線ＬＡＮのようなミリ
波の電波を用いたさまざまな応用システムも提案される
ようになってきた。例えば、ミリ波を用いた車間レ−ダ
−（１９９５年電子情報通信学会エレクトロニクスソサ
イエティ大会、ＳＣ−７−６参照）、コ−ドレスカメラ
システム（１９９５年電子情報通信学会エレクトロニク
スソサイエティ大会、Ｃ−１３７参照）、高速無線ＬＡ
Ｎ（１９９５年電子情報通信学会エレクトロニクスソサ
イエティ大会、Ｃ−１３９参照）が提案されている。
【０００３】このようにミリ波の応用が進むにつれ、そ
れらの応用を可能とするための要素技術の開発も同時に
進められており、特に、各種の電子部品においては、必
要な伝送特性を有しながら、いかに小型化と低コスト化
を図るかが、大きな課題となっている。
れらの応用を可能とするための要素技術の開発も同時に
進められており、特に、各種の電子部品においては、必
要な伝送特性を有しながら、いかに小型化と低コスト化
を図るかが、大きな課題となっている。
【０００４】このような要素技術の中でも、高周波素子
が収納されたパッケージと、外部電気回路とをいかに簡
単で且つ小型な構造で接続するかが重要な要素として位
置づけられている。とりわけ、伝送損失の最も小さい導
波管が形成された外部電気回路と、高周波素子を搭載し
たパッケージとをいかに接続するかが大きな問題であっ
た。
が収納されたパッケージと、外部電気回路とをいかに簡
単で且つ小型な構造で接続するかが重要な要素として位
置づけられている。とりわけ、伝送損失の最も小さい導
波管が形成された外部電気回路と、高周波素子を搭載し
たパッケージとをいかに接続するかが大きな問題であっ
た。
【０００５】従来における高周波用パッケージを外部電
気回路に形成された導波管に接続する方法としては、高
周波用パッケージからコネクタを用いて一旦同軸線路に
変換して導波管と接続する方法、外部電気回路におい
て、導波管を一旦マイクロストリップ線路等に接続した
後、そのマイクロストリップ線路と高周波用パッケージ
とを接続する方法が採用される。
気回路に形成された導波管に接続する方法としては、高
周波用パッケージからコネクタを用いて一旦同軸線路に
変換して導波管と接続する方法、外部電気回路におい
て、導波管を一旦マイクロストリップ線路等に接続した
後、そのマイクロストリップ線路と高周波用パッケージ
とを接続する方法が採用される。
【０００６】最近では、高周波素子を収納したパッケー
ジを外部電気回路の導波管に直接接続する方法も提案さ
れている（１９９５年電子情報通信学会エレクトロニク
スソサイエティ大会、ＳＣ−７−５参照）。この提案で
は、素子をキャビティ内に気密封止する蓋体の一部に石
英を埋め込み、その石英埋め込み部を通じて電磁波をキ
ャビティ内に導入し、キャビティ内に設置した導波管−
マイクロストリップ線路変換基板と接続したものであ
る。
ジを外部電気回路の導波管に直接接続する方法も提案さ
れている（１９９５年電子情報通信学会エレクトロニク
スソサイエティ大会、ＳＣ−７−５参照）。この提案で
は、素子をキャビティ内に気密封止する蓋体の一部に石
英を埋め込み、その石英埋め込み部を通じて電磁波をキ
ャビティ内に導入し、キャビティ内に設置した導波管−
マイクロストリップ線路変換基板と接続したものであ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように、外部電気回路の導波管を一旦、コネクタやマイ
クロストリップ線路などの他の伝送線路形態を介して、
パッケージと接続する方法では、接続構造事態が複雑化
するとともに、コネクタや他の伝送線路を形成する領域
を確保する必要があるために、接続構造自体が大型化し
てしまうという問題があった。しかも、他の線路形態や
コネクタを介することにより伝送損失が増大する可能性
もあった。
ように、外部電気回路の導波管を一旦、コネクタやマイ
クロストリップ線路などの他の伝送線路形態を介して、
パッケージと接続する方法では、接続構造事態が複雑化
するとともに、コネクタや他の伝送線路を形成する領域
を確保する必要があるために、接続構造自体が大型化し
てしまうという問題があった。しかも、他の線路形態や
コネクタを介することにより伝送損失が増大する可能性
もあった。
【０００８】これに対して、導波管から電磁波の形でパ
ッケージのキャビティ内部まで直接導入する方法は、接
続構造を小型化できる点では有効的であるが、蓋などの
キャビティ形成部材を通過する際に電磁波の損失を小さ
くするために、その通過部を誘電率および誘電正接が小
さい材料を使用することが必要であり、そのために、前
記文献に記載されるように、石英などの低誘電率、低損
失材料を埋め込む処理が必要となる。このような埋め込
み処理は、気密封止性の信頼性を損なうばかりでなく、
量産には全く不向きである。
ッケージのキャビティ内部まで直接導入する方法は、接
続構造を小型化できる点では有効的であるが、蓋などの
キャビティ形成部材を通過する際に電磁波の損失を小さ
くするために、その通過部を誘電率および誘電正接が小
さい材料を使用することが必要であり、そのために、前
記文献に記載されるように、石英などの低誘電率、低損
失材料を埋め込む処理が必要となる。このような埋め込
み処理は、気密封止性の信頼性を損なうばかりでなく、
量産には全く不向きである。
【０００９】また、キャビティ形成部材をすべて低誘電
率、低損失材料によって構成することも考えられるが、
パッケージを構成する材料として、それら電気特性以外
にも機械的な強度や気密封止性、メタライズ性など各種
の特性が要求され、それら特性をすべて満足し、且つ安
価に製造できるような適切な材料は見当たらない。
率、低損失材料によって構成することも考えられるが、
パッケージを構成する材料として、それら電気特性以外
にも機械的な強度や気密封止性、メタライズ性など各種
の特性が要求され、それら特性をすべて満足し、且つ安
価に製造できるような適切な材料は見当たらない。
【００１０】つまり、上記の困難性は、高周波信号を導
波管を通じ電磁波のままパッケージのキャビティ内部に
導入しようとすることによって生じている。つまり信号
が、キャビティ内部に導入される部分において電磁波で
あるため、この部分の気密封止性と低損失化を両立させ
なければならないためである。
波管を通じ電磁波のままパッケージのキャビティ内部に
導入しようとすることによって生じている。つまり信号
が、キャビティ内部に導入される部分において電磁波で
あるため、この部分の気密封止性と低損失化を両立させ
なければならないためである。
【００１１】本発明は、前記課題を解消せんとして成さ
れたもので、高周波素子の気密性に影響を及ぼすことな
く、外部電気回路に設けられた導波管と直接的に低損失
に接続可能な接続部を具備する高周波用パッケージを提
供することを目的とするものである。また、前記高周波
用パッケージを用いて外部電気回路に設けられた導波管
に対して、低損失に接続可能な接続構造を提供すること
を他の目的とするものである。
れたもので、高周波素子の気密性に影響を及ぼすことな
く、外部電気回路に設けられた導波管と直接的に低損失
に接続可能な接続部を具備する高周波用パッケージを提
供することを目的とするものである。また、前記高周波
用パッケージを用いて外部電気回路に設けられた導波管
に対して、低損失に接続可能な接続構造を提供すること
を他の目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
について鋭意検討した結果、キャビティ内部に収納され
る高周波素子に接続された線路を、電磁結合、ビア導
体、マイクロストリップ線路−ストリップ線路などの高
周波信号を誘電体を貫通して伝送できる線路を用いて、
キャビティ外に導出させるとともに、パッケージ側に導
波管の終端構造を具備させ、これを外部電気回路の導波
管の開放端部を塞ぐように配置することにより、開放端
部を有する導波管と直接的に接続可能させることができ
るとともに、素子の封止を確実に行うことができること
を見いだした。
について鋭意検討した結果、キャビティ内部に収納され
る高周波素子に接続された線路を、電磁結合、ビア導
体、マイクロストリップ線路−ストリップ線路などの高
周波信号を誘電体を貫通して伝送できる線路を用いて、
キャビティ外に導出させるとともに、パッケージ側に導
波管の終端構造を具備させ、これを外部電気回路の導波
管の開放端部を塞ぐように配置することにより、開放端
部を有する導波管と直接的に接続可能させることができ
るとともに、素子の封止を確実に行うことができること
を見いだした。
【００１３】即ち、本発明の高周波用パッケージは、誘
電体材料からなる誘電体基板と、高周波素子を収納する
ためのキャビティと、前記キャビティ外の前記誘電体基
板表面の一部に形成され導波管と接続される接続部と、
前記高周波素子と前記接続部とを接続するための高周波
伝送線路とを具備するものであり、その接続部が、誘電
体基板の一方の表面に形成され、先端が電磁的に開放さ
れた開放端部を有し、且つ導波管内においてモノポール
アンテナとして機能する信号導体と、前記誘電体基板の
他方の表面に形成された導波管の終端として機能する終
端構造とを具備することを特徴とするものである。
電体材料からなる誘電体基板と、高周波素子を収納する
ためのキャビティと、前記キャビティ外の前記誘電体基
板表面の一部に形成され導波管と接続される接続部と、
前記高周波素子と前記接続部とを接続するための高周波
伝送線路とを具備するものであり、その接続部が、誘電
体基板の一方の表面に形成され、先端が電磁的に開放さ
れた開放端部を有し、且つ導波管内においてモノポール
アンテナとして機能する信号導体と、前記誘電体基板の
他方の表面に形成された導波管の終端として機能する終
端構造とを具備することを特徴とするものである。
【００１４】なお、終端構造としては、前記誘電体基板
の他方の表面に金属製の断面が凹状の導波管終端部材を
載置した構造からなるもの、前記誘電体基板の他方の表
面に誘電体材料からなるブロック体が接合され、該ブロ
ックの露出表面を金属層で被覆した構造からなるもの、
さらに前記誘電体基板の他方の表面に金属層を被覆した
構造からなることを特徴とするものである。
の他方の表面に金属製の断面が凹状の導波管終端部材を
載置した構造からなるもの、前記誘電体基板の他方の表
面に誘電体材料からなるブロック体が接合され、該ブロ
ックの露出表面を金属層で被覆した構造からなるもの、
さらに前記誘電体基板の他方の表面に金属層を被覆した
構造からなることを特徴とするものである。
【００１５】また、本発明の高周波用パッケージの接続
構造は、誘電体材料からなる誘電体基板と、高周波素子
を収納するためのキャビティと、前記キャビティ外の前
記誘電体基板表面の一部に形成され、導波管と接続する
ための接続部と、前記高周波素子と前記接続部とを接続
するための高周波伝送線路とを具備する高周波用パッケ
ージを、電磁気的に開放された開放端部を有する導波管
に接続するための構造に係わり、前記高周波用パッケー
ジの前記接続部として、前記誘電体基板の一方の表面に
形成され、先端が電磁的に開放された開放端部を有し、
且つ導波管内においてモノポールアンテナとして機能す
る信号導体と、前記誘電体基板の他方の表面に形成さ
れ、導波管の終端として機能する終端構造とを具備し、
その接続部を、導波管の開放端部がパッケージにおける
前記終端構造によって電磁的に終端される位置に接続す
るとともに、前記接続部の前記信号導体をモノポールア
ンテナとして機能させることにより、前記高周波用パッ
ケージと前記導波管とを接続させたことを特徴とするも
のである。
構造は、誘電体材料からなる誘電体基板と、高周波素子
を収納するためのキャビティと、前記キャビティ外の前
記誘電体基板表面の一部に形成され、導波管と接続する
ための接続部と、前記高周波素子と前記接続部とを接続
するための高周波伝送線路とを具備する高周波用パッケ
ージを、電磁気的に開放された開放端部を有する導波管
に接続するための構造に係わり、前記高周波用パッケー
ジの前記接続部として、前記誘電体基板の一方の表面に
形成され、先端が電磁的に開放された開放端部を有し、
且つ導波管内においてモノポールアンテナとして機能す
る信号導体と、前記誘電体基板の他方の表面に形成さ
れ、導波管の終端として機能する終端構造とを具備し、
その接続部を、導波管の開放端部がパッケージにおける
前記終端構造によって電磁的に終端される位置に接続す
るとともに、前記接続部の前記信号導体をモノポールア
ンテナとして機能させることにより、前記高周波用パッ
ケージと前記導波管とを接続させたことを特徴とするも
のである。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の高周波用パッケー
ジの構造について図１〜図６をもとに説明する。各図に
よれば、高周波用パッケージは、誘電体基板１と、蓋体
２によって形成されたキャビティ３内において、高周波
素子４が誘電体基板１表面に実装搭載され、キャビティ
３内は気密に封止されている。そして、キャビティ３内
の誘電体基板１の表面には、高周波素子４と接続される
高周波伝送線路が形成され、この高周波用伝送線路は、
キャビティ３外の誘電体基板表面の一部に形成された、
外部電気回路などに形成された導波管と接続可能な接続
部と、電磁結合、ビア導体、マイクロストリップ線路−
ストリップ線路などの接続線路によって接続されたもの
である。
ジの構造について図１〜図６をもとに説明する。各図に
よれば、高周波用パッケージは、誘電体基板１と、蓋体
２によって形成されたキャビティ３内において、高周波
素子４が誘電体基板１表面に実装搭載され、キャビティ
３内は気密に封止されている。そして、キャビティ３内
の誘電体基板１の表面には、高周波素子４と接続される
高周波伝送線路が形成され、この高周波用伝送線路は、
キャビティ３外の誘電体基板表面の一部に形成された、
外部電気回路などに形成された導波管と接続可能な接続
部と、電磁結合、ビア導体、マイクロストリップ線路−
ストリップ線路などの接続線路によって接続されたもの
である。
【００１７】図１のパッケージにおいては、誘電体基板
１の表面には高周波素子４が搭載され、また、高周波素
子４と端部が接続され、誘電体層１内部に形成されたグ
ランド層５とともにマイクロストリップ線路ａを形成す
る中心導体６が被着形成されている。そして、誘電体層
の裏面にも高周波伝送線路としてグランド層５とともに
マイクロストリップ線路ｂを形成する中心導体７が形成
されている。そして、マイクロストリップ線路ａ、ｂ
は、グランド層５に形成されたスロット孔８によって電
磁結合された構造からなる。かかる電磁結合構造は、具
体的には、特開平１−２６６５７８号に記載されるよう
に、各線路の端部同士が信号周波数の１／４波長の長さ
でスロット中心から突出する位置に対峙させることによ
り結合される。
１の表面には高周波素子４が搭載され、また、高周波素
子４と端部が接続され、誘電体層１内部に形成されたグ
ランド層５とともにマイクロストリップ線路ａを形成す
る中心導体６が被着形成されている。そして、誘電体層
の裏面にも高周波伝送線路としてグランド層５とともに
マイクロストリップ線路ｂを形成する中心導体７が形成
されている。そして、マイクロストリップ線路ａ、ｂ
は、グランド層５に形成されたスロット孔８によって電
磁結合された構造からなる。かかる電磁結合構造は、具
体的には、特開平１−２６６５７８号に記載されるよう
に、各線路の端部同士が信号周波数の１／４波長の長さ
でスロット中心から突出する位置に対峙させることによ
り結合される。
【００１８】また、誘電体基板１の裏面には、マイクロ
ストリップ線路ｂの中心導体７から延長して平面状の信
号導体９が形成され、その先端部には、グランド層５を
有しない電磁的に開放された開放端部１０が形成されて
いる。なお、グランド層５の端部から信号導体９の開放
端部までの距離ｘは、伝送信号波長の１／４波長長さに
設定される。
ストリップ線路ｂの中心導体７から延長して平面状の信
号導体９が形成され、その先端部には、グランド層５を
有しない電磁的に開放された開放端部１０が形成されて
いる。なお、グランド層５の端部から信号導体９の開放
端部までの距離ｘは、伝送信号波長の１／４波長長さに
設定される。
【００１９】また、本発明の高周波用パッケージによれ
ば、接続部Ａに導波管の終端構造を具備するものであ
る。図１のパッケージにおいては、誘電体基板１の信号
導体９が形成された面の反対側の表面に、断面が凹状の
金属製の導波管終端部材１１が載置される。この凹状の
導波管終端部材１１は、図１（ｃ）の斜視図に示すよう
に、中が窪んだ形状からなり、その内周形状は、接続す
る導波管の内周と整合する形状からなり、この部材の内
壁底面１２は導波管の終端部を形成する。パッケージの
誘電体基板１の表面には、この部材１１の凹部形成面を
誘電体基板１とロウ付けなどにより接合されてなる。こ
の部材１１の凹部の深さは、誘電体基板１に接合した時
の部材の内壁底面１２から信号導体９までの距離Ｙは伝
送信号波長の１／４波長長さに設定される。
ば、接続部Ａに導波管の終端構造を具備するものであ
る。図１のパッケージにおいては、誘電体基板１の信号
導体９が形成された面の反対側の表面に、断面が凹状の
金属製の導波管終端部材１１が載置される。この凹状の
導波管終端部材１１は、図１（ｃ）の斜視図に示すよう
に、中が窪んだ形状からなり、その内周形状は、接続す
る導波管の内周と整合する形状からなり、この部材の内
壁底面１２は導波管の終端部を形成する。パッケージの
誘電体基板１の表面には、この部材１１の凹部形成面を
誘電体基板１とロウ付けなどにより接合されてなる。こ
の部材１１の凹部の深さは、誘電体基板１に接合した時
の部材の内壁底面１２から信号導体９までの距離Ｙは伝
送信号波長の１／４波長長さに設定される。
【００２０】図２は、図１のパッケージを外部電気回路
等に接続される導波管１３に接続するための構造を説明
する図であり、（ａ）は組み立て図、（ｂ）は接続構造
の要部断面図である。図２によれば、このパッケージを
接続する導波管１３は、終端部を有しない、電磁気的に
開放された開放端部１４を具備するものである。そし
て、図２（ａ）に示すように、誘電体層１ｂが導波管１
３の開放端部１４と終端部材１１によって挟まれる状態
で高周波用パッケージの接続部Ａによって導波管１３の
開放端部を塞ぐように接合する。
等に接続される導波管１３に接続するための構造を説明
する図であり、（ａ）は組み立て図、（ｂ）は接続構造
の要部断面図である。図２によれば、このパッケージを
接続する導波管１３は、終端部を有しない、電磁気的に
開放された開放端部１４を具備するものである。そし
て、図２（ａ）に示すように、誘電体層１ｂが導波管１
３の開放端部１４と終端部材１１によって挟まれる状態
で高周波用パッケージの接続部Ａによって導波管１３の
開放端部を塞ぐように接合する。
【００２１】このような接続構造によって、図２（ｂ）
に示すように、導波管１３の開放端部１４は、誘電体基
板１に載置された終端部材１１によって終端されること
になる。そして、終端部材１１によって終端された導波
管１３の内部には、開放端部１０を有する信号導体９が
導波管１３内に挿入された構造をなす。この時、開放端
部１０の長さＸを伝送信号波長の４分の１波長長さとす
ることにより、開放端部１０を有する信号導体９を、４
分の１波長のモノポールアンテナとして機能させ、その
結果、パッケージと、開放端部１４を有する導波管１３
と接続することができるのである。
に示すように、導波管１３の開放端部１４は、誘電体基
板１に載置された終端部材１１によって終端されること
になる。そして、終端部材１１によって終端された導波
管１３の内部には、開放端部１０を有する信号導体９が
導波管１３内に挿入された構造をなす。この時、開放端
部１０の長さＸを伝送信号波長の４分の１波長長さとす
ることにより、開放端部１０を有する信号導体９を、４
分の１波長のモノポールアンテナとして機能させ、その
結果、パッケージと、開放端部１４を有する導波管１３
と接続することができるのである。
【００２２】図２の接続構造によれば、導波管１３を伝
送してきた高周波信号は導波管１３と接続部Ａにより構
成された導波管と信号導体９との変換構造により、平面
状の信号導体９上の信号に変換される。信号導体９上の
信号に変換された高周波信号は、マイクロストリップ線
路ｂを伝送し、パッケージ内部のマイクロストリップ線
路ａにグランド層５に形成されたスロット孔８を介して
電磁結合により伝送され、高周波素子４に伝送される。
送してきた高周波信号は導波管１３と接続部Ａにより構
成された導波管と信号導体９との変換構造により、平面
状の信号導体９上の信号に変換される。信号導体９上の
信号に変換された高周波信号は、マイクロストリップ線
路ｂを伝送し、パッケージ内部のマイクロストリップ線
路ａにグランド層５に形成されたスロット孔８を介して
電磁結合により伝送され、高周波素子４に伝送される。
【００２３】このように、この実施態様によれば、導波
管を伝送されてきた高周波信号が信号導体への変換構造
により平面回路上の信号に変換させた後、パッケージの
キャビティ内部の信号導体と接続させるために、キャビ
ティの封止を確実に行いながら、パッケージ内の高周波
素子と導波管と接続できることができる。しかも、パッ
ケージ自体に導波管の終端構造を具備することから、開
放端部を具備する導波管に対して接続することが可能で
ある。
管を伝送されてきた高周波信号が信号導体への変換構造
により平面回路上の信号に変換させた後、パッケージの
キャビティ内部の信号導体と接続させるために、キャビ
ティの封止を確実に行いながら、パッケージ内の高周波
素子と導波管と接続できることができる。しかも、パッ
ケージ自体に導波管の終端構造を具備することから、開
放端部を具備する導波管に対して接続することが可能で
ある。
【００２４】なお、図１のパッケージにおいては、マイ
クロストリップ線路ａとマイクロストリップ線路ｂと
は、スロット孔８によって電磁結合されたものである
が、その他、スロット孔８を貫通するスルーホール導体
で各線路の端部を接続することも可能である。
クロストリップ線路ａとマイクロストリップ線路ｂと
は、スロット孔８によって電磁結合されたものである
が、その他、スロット孔８を貫通するスルーホール導体
で各線路の端部を接続することも可能である。
【００２５】また、マイクロストリップ線路ａ、ｂの中
心導体６、７の端部は、スロット孔８を介して良好に電
磁結合させる上で、中心導体６、７の端部の線幅を広く
したり、スロット孔８形状をドッグボーン型にしたり、
グランド層５と接続したビアホール導体をスロット孔８
を囲むように複数形成することが望ましい。
心導体６、７の端部は、スロット孔８を介して良好に電
磁結合させる上で、中心導体６、７の端部の線幅を広く
したり、スロット孔８形状をドッグボーン型にしたり、
グランド層５と接続したビアホール導体をスロット孔８
を囲むように複数形成することが望ましい。
【００２６】次に、図３は、本発明の終端構造の他の例
を具備するパッケージの概略断面図である。かかる例に
おいて、パッケージによれば、誘電体基板１の裏面に
は、高周波素子４と接続される高周波用伝送線路とし
て、誘電体基板１内部に形成されたグランド層１５とと
もにマイクロストリップ線路ｃを形成する中心導体１６
が形成されている。そして、マイクロストリップ線路ｃ
の中心導体１６は、誘電体からなる壁体１７を貫通する
際に、壁体１７の表面に蓋体２を接合するために形成さ
れた導体層１８とグランド層１５により誘電体層１ａお
よび壁体１７を介して挟まれた構造のストリップ線路１
９に変換されて壁体１７内を通過しキャビティ３外に導
出される。そして、誘電体基板１の表面には、マイクロ
ストリップ線路ｃの中心導体１６からストリップ線路１
９を経由して延長して形成された中心導体２０とグラン
ド層１５によってマイクロストリップ線路ｄが形成さ
れ、さらに、マイクロストリップ線路ｄの中心導体２０
を延長して形成された、グランド層を具備しない開放端
部２１を有する信号導体２２が形成されている。
を具備するパッケージの概略断面図である。かかる例に
おいて、パッケージによれば、誘電体基板１の裏面に
は、高周波素子４と接続される高周波用伝送線路とし
て、誘電体基板１内部に形成されたグランド層１５とと
もにマイクロストリップ線路ｃを形成する中心導体１６
が形成されている。そして、マイクロストリップ線路ｃ
の中心導体１６は、誘電体からなる壁体１７を貫通する
際に、壁体１７の表面に蓋体２を接合するために形成さ
れた導体層１８とグランド層１５により誘電体層１ａお
よび壁体１７を介して挟まれた構造のストリップ線路１
９に変換されて壁体１７内を通過しキャビティ３外に導
出される。そして、誘電体基板１の表面には、マイクロ
ストリップ線路ｃの中心導体１６からストリップ線路１
９を経由して延長して形成された中心導体２０とグラン
ド層１５によってマイクロストリップ線路ｄが形成さ
れ、さらに、マイクロストリップ線路ｄの中心導体２０
を延長して形成された、グランド層を具備しない開放端
部２１を有する信号導体２２が形成されている。
【００２７】また、誘電体基板１の信号導体２２形成面
の反対側の表面には、図１で説明したのと同様な終端部
材１１が搭載できる他、図３に示すように、内面が終端
構造を有し、その内面が金属からなる空洞部２３を有す
るブロック２４が誘電体基板１に接合されている。そし
て、図２において説明したのと同様に、開放端部１４を
有する導波管１３に対して、開放端部１４を塞ぐように
載置することにより、終端部材１１が導波管１３の終端
として機能させ、開放端部２１を有する信号導体２２が
モノポールアンテナとして機能させて、パッケージと導
波管とを直接接続することができる。また、上記ブロッ
ク２４は、全体が金属製からなり、このブロックの一部
に高周波素子４を搭載することによりヒートシンクとし
て機能させることができる。さらに、ブロック２４は、
誘電体などの絶縁製ブロックに対して、空洞部を形成し
てその内面を金属化して、基板１と一体化してもよい。
の反対側の表面には、図１で説明したのと同様な終端部
材１１が搭載できる他、図３に示すように、内面が終端
構造を有し、その内面が金属からなる空洞部２３を有す
るブロック２４が誘電体基板１に接合されている。そし
て、図２において説明したのと同様に、開放端部１４を
有する導波管１３に対して、開放端部１４を塞ぐように
載置することにより、終端部材１１が導波管１３の終端
として機能させ、開放端部２１を有する信号導体２２が
モノポールアンテナとして機能させて、パッケージと導
波管とを直接接続することができる。また、上記ブロッ
ク２４は、全体が金属製からなり、このブロックの一部
に高周波素子４を搭載することによりヒートシンクとし
て機能させることができる。さらに、ブロック２４は、
誘電体などの絶縁製ブロックに対して、空洞部を形成し
てその内面を金属化して、基板１と一体化してもよい。
【００２８】かかる図３の構造においても、キャビティ
３内の封止構造に対して、全く影響を与えることなく、
しかも、従来から知られる低損失での伝送が可能な高周
波伝送線路の組み合わせによって、開放端部を有する導
波管と直接的に接続を行うことができる。
３内の封止構造に対して、全く影響を与えることなく、
しかも、従来から知られる低損失での伝送が可能な高周
波伝送線路の組み合わせによって、開放端部を有する導
波管と直接的に接続を行うことができる。
【００２９】図４および図５は、いずれも終端構造の他
の例を説明するための要部断面図である。図４によれ
ば、図１のパッケージにおいて、誘電体基板１の開放端
部１０を有する信号導体９が形成された面の反対側に、
セラミックなどの誘電体からなるブロック２５が搭載さ
れている。このブロック２５は、誘電体基板１に有機系
接着材などの非導電性材料によって接着固定されてい
る。そして、誘電体基板１に接着固定した時の接着面を
除く露出表面には、金属層２６が形成されている。この
金属層２６によって導波管の終端構造が形づくられるの
である。なお、ブロック２５を形成する誘電体は、誘電
率が１０以下のガラスセラミックス材料等により構成す
ることが望ましい。
の例を説明するための要部断面図である。図４によれ
ば、図１のパッケージにおいて、誘電体基板１の開放端
部１０を有する信号導体９が形成された面の反対側に、
セラミックなどの誘電体からなるブロック２５が搭載さ
れている。このブロック２５は、誘電体基板１に有機系
接着材などの非導電性材料によって接着固定されてい
る。そして、誘電体基板１に接着固定した時の接着面を
除く露出表面には、金属層２６が形成されている。この
金属層２６によって導波管の終端構造が形づくられるの
である。なお、ブロック２５を形成する誘電体は、誘電
率が１０以下のガラスセラミックス材料等により構成す
ることが望ましい。
【００３０】この場合においても、誘電体基板１に接着
した構造において、金属層２６の内面から誘電体基板１
の裏面に形成された信号導体９までの距離Ｙを伝送信号
波長の４分の１波長長さとなるように定め、開放端部を
有する導波管１３に対して、図２で説明したように、開
放端部を塞ぐように載置することにより、終端部材１１
が導波管１３の終端として機能させ、そして、開放端部
１０を有する信号導体９を、４分の１波長のモノポール
アンテナとして機能させ、その結果、パッケージと、開
放端部１４を有する導波管１３と接続することができる
のである。
した構造において、金属層２６の内面から誘電体基板１
の裏面に形成された信号導体９までの距離Ｙを伝送信号
波長の４分の１波長長さとなるように定め、開放端部を
有する導波管１３に対して、図２で説明したように、開
放端部を塞ぐように載置することにより、終端部材１１
が導波管１３の終端として機能させ、そして、開放端部
１０を有する信号導体９を、４分の１波長のモノポール
アンテナとして機能させ、その結果、パッケージと、開
放端部１４を有する導波管１３と接続することができる
のである。
【００３１】一方、図５のパッケージの終端構造は、開
放端部１０を有する信号導体９が形成された面の反対側
の誘電体基板１表面の全面に金属層２７が被着形成され
てなる。かかる場合、誘電体基板１表面に形成された金
属層２７が導波管の終端を形成することになる。この場
合、図５（ｂ）の要部斜視図に示すように、信号導体９
形成面を除く誘電体基板１の端面にも金属層２７を形成
するが望ましい。
放端部１０を有する信号導体９が形成された面の反対側
の誘電体基板１表面の全面に金属層２７が被着形成され
てなる。かかる場合、誘電体基板１表面に形成された金
属層２７が導波管の終端を形成することになる。この場
合、図５（ｂ）の要部斜視図に示すように、信号導体９
形成面を除く誘電体基板１の端面にも金属層２７を形成
するが望ましい。
【００３２】この場合においても、金属層２７から信号
導体９までの距離Ｙ、この場合は、接続部Ａにおける誘
電体基板１の厚みに相当する、を伝送信号波長の４分の
１波長長さとなるように定め、開放端部を有する導波管
１３に対して、図２で説明したように、開放端部を塞ぐ
ように載置することにより、金属層２７が形成された誘
電体基板１自体が導波管１３の終端として機能し、そし
て、開放端部１０を有する信号導体９が、４分の１波長
のモノポールアンテナとして機能する結果、パッケージ
と、開放端部１４を有する導波管１３と接続することが
できる。
導体９までの距離Ｙ、この場合は、接続部Ａにおける誘
電体基板１の厚みに相当する、を伝送信号波長の４分の
１波長長さとなるように定め、開放端部を有する導波管
１３に対して、図２で説明したように、開放端部を塞ぐ
ように載置することにより、金属層２７が形成された誘
電体基板１自体が導波管１３の終端として機能し、そし
て、開放端部１０を有する信号導体９が、４分の１波長
のモノポールアンテナとして機能する結果、パッケージ
と、開放端部１４を有する導波管１３と接続することが
できる。
【００３３】なお、図５の終端構造においては、誘電体
基板１自体が導波管１３内の誘電体を構成することにな
るために、誘電体基板１は誘電率が１０以下であること
が望ましい。
基板１自体が導波管１３内の誘電体を構成することにな
るために、誘電体基板１は誘電率が１０以下であること
が望ましい。
【００３４】なお、図２、図４および図５の接続構造に
おいては、グランド層５、１５と導波管１３の導体壁と
を接触させて電気的に接続し、同電位にすることが望ま
しい。また、導波管１３に形成される開口はできるだけ
小さい方が望ましい。
おいては、グランド層５、１５と導波管１３の導体壁と
を接触させて電気的に接続し、同電位にすることが望ま
しい。また、導波管１３に形成される開口はできるだけ
小さい方が望ましい。
【００３５】なお、本発明のパッケージにおいては、誘
電体基板１は、Ａｌ2 Ｏ3 、ＡｌＮなどのセラミックス
材料や、ガラス材料、あるいはガラスと無機質フィラー
との複合体からなるガラスセラミック材料により原料粉
末を用いて成形した後、焼成することにより形成される
他、有機系材料からなるプリント基板によって形成する
ことができる。また、信号の伝達を担う各導体線路およ
びグランド層は、タングステン、モリブデンなどの高融
点金属や、金、銀、銅、アルニウム、白金などの低抵抗
金属などにより形成することができ、これらは、従来の
積層技術をもって一体的に形成できることも大きな特徴
である。
電体基板１は、Ａｌ2 Ｏ3 、ＡｌＮなどのセラミックス
材料や、ガラス材料、あるいはガラスと無機質フィラー
との複合体からなるガラスセラミック材料により原料粉
末を用いて成形した後、焼成することにより形成される
他、有機系材料からなるプリント基板によって形成する
ことができる。また、信号の伝達を担う各導体線路およ
びグランド層は、タングステン、モリブデンなどの高融
点金属や、金、銀、銅、アルニウム、白金などの低抵抗
金属などにより形成することができ、これらは、従来の
積層技術をもって一体的に形成できることも大きな特徴
である。
【００３６】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の高周波用パ
ッケージおよびその接続構造によれば、キャビティ外部
に、導波管と組み合わせたときにモノポールアンテナと
して機能する、先端が電磁気的に開放された開放端部を
有する信号導体を接続部として形成して、その信号導体
をパッケージの高周波伝送線路と接続することにより、
パッケージの封止構造に影響を与えることなく、高周波
信号の伝送損失の小さい接続構造を実現できる。その結
果、この接続構造を構成するパッケージの信頼性と量産
性を高めることができる。しかも、パッケージ自体に導
波管の終端構造を具備することから、開放端部を有する
導波管に対して直接接続することができる。
ッケージおよびその接続構造によれば、キャビティ外部
に、導波管と組み合わせたときにモノポールアンテナと
して機能する、先端が電磁気的に開放された開放端部を
有する信号導体を接続部として形成して、その信号導体
をパッケージの高周波伝送線路と接続することにより、
パッケージの封止構造に影響を与えることなく、高周波
信号の伝送損失の小さい接続構造を実現できる。その結
果、この接続構造を構成するパッケージの信頼性と量産
性を高めることができる。しかも、パッケージ自体に導
波管の終端構造を具備することから、開放端部を有する
導波管に対して直接接続することができる。
【図１】本発明の高周波用パッケージの一実施態様を説
明するためのもので、（ａ）は概略断面図、（ｂ）はそ
の平面図（但し、蓋体は図示せず）、（ｃ）は終端部材
の斜視図である。
明するためのもので、（ａ）は概略断面図、（ｂ）はそ
の平面図（但し、蓋体は図示せず）、（ｃ）は終端部材
の斜視図である。
【図２】図１の高周波用パッケージの開放端部を有する
導波管との接続構造を説明するためのものであり、
（ａ）は接続方法を説明するための分解斜視図、（ｂ）
は接続時の要部断面図である。
導波管との接続構造を説明するためのものであり、
（ａ）は接続方法を説明するための分解斜視図、（ｂ）
は接続時の要部断面図である。
【図３】本発明の他の終端構造を具備する高周波用パッ
ケージの概略断面図である。
ケージの概略断面図である。
【図４】本発明の他の終端構造を具備する高周波用パッ
ケージを導波管に接続した時の要部断面図である。
ケージを導波管に接続した時の要部断面図である。
【図５】（ａ）は本発明の高周波用パッケージにおける
他の終端構造を説明するための要部断面図であり、
（ｂ）はそれを導波管に接続した時の要部斜視図であ
る。
他の終端構造を説明するための要部断面図であり、
（ｂ）はそれを導波管に接続した時の要部斜視図であ
る。
１ 誘電体基板 ２ 蓋体 ３ キャビティ ４ 高周波素子 ５、１５ グランド層 ６，７、１６、２０ 中心導体 ａ，ｂ，ｃ，ｄ マイクロストリップ線路 ８ スロット孔 ９、２２ 信号導体 １０、２１ 開放端部 １１ 終端部材 １２ 内壁底面 １３ 導波管 １４ 開放端部 １７ 壁体 １８ 導体層 １９ ストリップ線路 ２３ 空洞部 ２４、２５ ブロック ２６、２７ 金属層
Claims (6)
- 【請求項１】誘電体材料からなる誘電体基板と、高周波
素子を収納するためのキャビティと、前記キャビティ外
の前記誘電体基板表面の一部に形成され導波管と接続す
るための接続部と、前記高周波素子と前記接続部とを接
続するための高周波伝送線路とを具備する高周波用パッ
ケージであって、 前記接続部が、前記誘電体基板の一方の表面に形成さ
れ、先端が電磁的に開放された開放端部を有し、且つ導
波管内においてモノポールアンテナとして機能する信号
導体と、前記誘電体基板の他方の表面に形成され、導波
管の終端として機能する終端構造とを具備することを特
徴とする高周波用パッケージ。 - 【請求項２】前記終端構造が、前記誘電体基板の他方の
表面に断面が凹状の金属製の導波管終端部材を載置した
構造からなる請求項１記載の高周波用パッケージ。 - 【請求項３】前記終端構造が、前記誘電体基板の他方の
表面に誘電体材料からなるブロック体が接合され、該ブ
ロックの露出表面を金属層で被覆した構造からなる請求
項１記載の高周波用パッケージ。 - 【請求項４】前記終端構造が、前記誘電体基板の他方の
表面に、内面が金属からなる空洞部を有するブロックを
載置した構造からなる請求項１記載の高周波用パッケー
ジ。 - 【請求項５】前記終端構造が、前記誘電体基板の他方の
表面に金属層を被覆した構造からなる請求項１記載の高
周波用パッケージ。 - 【請求項６】誘電体材料からなる誘電体基板と、高周波
素子を収納するためのキャビティと、前記キャビティ外
の前記誘電体基板表面の一部に形成され、導波管と接続
するための接続部と、前記高周波素子と前記接続部とを
接続するための高周波伝送線路とを具備する高周波用パ
ッケージを、電磁気的に開放された開放端部を有する導
波管に接続するための構造であって、 前記高周波用パッケージの前記接続部が、前記誘電体基
板の一方の表面に形成され、先端が電磁的に開放された
開放端部を有し、且つ導波管内においてモノポールアン
テナとして機能する信号導体と、前記誘電体基板の他方
の表面に形成された導波管の終端として機能する終端構
造とを具備し、前記接続部を、前記導波管開放端部が前
記パッケージにおける前記終端構造によって電磁的に終
端される位置に配置して、前記接続部の前記信号導体を
モノポールアンテナとして機能させることにより、前記
高周波用パッケージと前記導波管とを接続させたことを
特徴とする高周波用パッケージの接続構造。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10872797A JP3464119B2 (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 高周波用パッケージ及びその接続構造 |
| DE69835633T DE69835633T2 (de) | 1997-04-25 | 1998-04-27 | Hochfrequenzbaugruppe |
| US09/067,251 US6239669B1 (en) | 1997-04-25 | 1998-04-27 | High frequency package |
| EP98303224A EP0874415B1 (en) | 1997-04-25 | 1998-04-27 | High-frequency package |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10872797A JP3464119B2 (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 高周波用パッケージ及びその接続構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10303614A true JPH10303614A (ja) | 1998-11-13 |
| JP3464119B2 JP3464119B2 (ja) | 2003-11-05 |
Family
ID=14492019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10872797A Expired - Fee Related JP3464119B2 (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 高周波用パッケージ及びその接続構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3464119B2 (ja) |
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2003298322A (ja) * | 2002-03-29 | 2003-10-17 | Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd | 導波管−マイクロストリップ線路変換器および変換器部品 |
| JP2006191077A (ja) * | 2004-12-30 | 2006-07-20 | Valeo Raytheon Systems Inc | 導波管‐プリント基板（ｐｗｂ）相互接続 |
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-
1997
- 1997-04-25 JP JP10872797A patent/JP3464119B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP3464119B2 (ja) | 2003-11-05 |
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