JPS63305535A - 集積回路パッケージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は１０ＧＨｚ以上の信号を取り扱うマイクロ波通
信用等の集積回路パッケージに関するものである。

従来の技術 近年、通信のディジタル化及び大容量化が進んできてお
り、衛星通信等のマイクロ波通信の重要性も増してきて
いる。

マイクロ波等の高周波信号を処理する集積回路のパッケ
ージにおいては、集積回路の高機能化により回路規模が
増大しつつある。一方、パッケージ大型化のために、信
号線長さは増大し、それによる損失の増加が問題となっ
ている。

上記した問題を解決するために、配線パターンを超伝導
物質で形成するという試みがなされているが、基板表面
粗さの影響で思うように損失が下がらないという問題が
あった。　　− 発明が解決しようとする問題点 高周波における信号線路における損失は大きく分けて導
体損失と誘電体損失の２つである。

導体損失は信号線導体の電気伝導度が有限であるために
起る損失で、その他に基板粗さの影響を受ける。

全体の損失は通常の多層アルミナ技術を用いて０．１ｍ
ｍの線幅で信号線を形成した場合１０ＧＨｚで約１．６
８７ｃｍである。これを超伝導体を用いることにより約
０．００８ｄＢ　／　ｃｍまで下がることが期待されて
いるが、実際には表面粗さの影響により０．０８ｄＢ／
ｃｍ程度までしか下がっていない。

従って、本発明の目的は上記した問題を解決し、損失が
十分小さい集積回路パッケージを提供することにある。

問題点を解決するた必の手段 本発明に従うと、信号線配線パターンに超伝導物質を用
いた集積回路パッケージにおいて、該信号線配線パター
ンが、軟化点が超伝導物質の焼成一温度より高い温度を
持つガラスの上に形成されていることを特徴とする集積
回路パッケージが提供される。上記信号線配線パターン
が形成されているガラスの厚さは、１μｍ乃至１０μｍ
であることが好ましく、また、超伝導物質としては、例
えば、Ｙ　−Ｂａ−Ｃｕ−○系の物質を用いることがで
きる。

作用 高周波信号の中心導体と接地導体の間の電磁界の分布は
ＴＥＭ波で考えると第２図のようになる。

信号が高周波になる程電磁界は導体内部に侵入しにくく
なり、見かけ上の電気抵抗は増す。この原因は導体が有
限の電気伝導度しか持たないためである。即ち、周波数
が高いほど、導体の見かけ上の厚みは薄くなり、抵抗値
は上昇する。

一方、超伝導体は、見かけ上の厚みが薄くても抵抗はＯ
であるが、電気伝導度が■であるという理由と、磁束が
超電導体表面から極僅かの距離（Ｌｏｎｄｏｎの侵入距
離）のみ侵入するだけで内部には存在しないという理由
から基板と超電導体の接している面である基板表面の状
態の影響を大きく受ける。特に、基板表面が粗い場合、
その上に形成された超電導体の表面も粗くなり、超電導
体内に浸入する磁束の密度が局所的に高くなり、悪影響
を与える。

一般に、集積回路パッケージ用基板としては、焼結等で
作製したＡｌ２Ｏ３が使用されるが、該Ａｌ２Ｏ３基板
は、焼結体であるためにポーラスであり、表面が粗い。

他のプロセスによればポーラスでないＡｌ２Ｏ３を得る
ことは可能ではあるが、コストが大幅に上昇する。また
、Ａ１□０３に代わる別のポーラスでない材料を基板と
して用いる場合も同様である。従って、従来の超電導体
で配線パターンを形成した集積回路パッケージは、上記
の問題から免れなかった。

本発明に従うと、超電導体の信号線配線パターンを平滑
なガラス上に形成したため、基板表面の粗さの影響を受
けることはない。膜厚を１〜１０μｍと規定したのは１
μｍ未満であれば平滑化の効果がないこと、１０μｍを
超えると誘電特性に悪影響を与えるからである。

また、一般に酸化物超伝導体は、焼成等の熱処理により
形成されるため、本発明で用いるガラスは配線パターン
に使用する酸化物超電導体の熱処理温度より、軟化点が
高い必要がある。例えば、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系の酸化
物超電導体は、９００℃〜９５０℃の大気中で焼成する
ため、軟化点が９５０℃以上のガラスを用いる必要があ
る。

さらに、通常厚膜抵抗及び厚膜コンデンサは、８５０℃
程度の大気中で焼成し、作製するので配線パターンを形
成した後、抵抗およびコンデンサをその上に作製するこ
とが可能である。

実施例 以下に本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、
以下は単なる実施例であり、本発明の技術的範囲は以下
の実施例によって制限されないことはもちろんである。

本発明の効果を確認するために第１図のようなリードレ
スチップキャリア（ＬＣＣ）　　を作成した。

キャビティ寸法は２ｍｍ角の正方形とし、外形を２２ｍ
ｍ角の正方形とした。信号線の長さを１０＋＋＋ｍにし
、キャビティ付近では０．５ｎ＋＋ｎピツチ、外形付近
では５ｍｍピッチとした。

工程としては厚み０．１＋＋ｏｎのＡｌ２Ｏ３を焼成し
、その上に信号線と同じバクーンで軟化点９６０℃のガ
ラスペーストをスクリーン印刷し、焼成した。

その上に超伝導物質Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０をスクリーン印
刷し焼成し、キャビティ付近の信号線間に酸化ルテニウ
ム抵抗体を印刷焼成した。この抵抗の電極の一端は信号
線と接続し、もう一端はスルーホールにより表面の接地
導体と接続した。また１組の信号線だけキャビティ付近
で線幅０．１＋ｎｍのガラス上超伝導体で接続した。

このパッケージにおいて終端抵抗のついているもので反
射を、接続された１組で損失を測定した。

また、ガラスのないものも比較のために作成した。

結果を第１表に示す。

本発明のガラス上に形成された超電導体の配線パターン
を持つ集積回路パッケージは、Ａｌ２Ｏ３基板上に直接
配線パターンを形成した従来の集積回路パッケージと比
較して、反射はほとんど変わらないが、損失は最高１７
５以下になる。

以上により、本発明の主要な特徴であるガラス上に配線
パターンを形成することによって低損失化がはかれるこ
とが確Ｓ忍された。

発明の詳細 な説明したように本発明の集積回路パッケージは、超電
導体を単に使用しただけでなく、超電導体の特性を十分
に活用している。これは、本発明の特徴であるガラスの
上に形成された超電導体配線パターンによって実現され
ている。

本発明は、大型の集積回路例えばマイクロ波集積回路用
低損失パッケージとして有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは、本発明の集積回路パッケージの上面図であ
り、 第１図すは、第１図ａのＢ−Ｂにおける断面図であり、 第１図Ｃは、第１図ａのＡ−Ａにおける断面図であり、 第２図は、高周波信号の中心導体と接地導体の間の電界
および磁界の分布を表す概念図である。 （主な参照番号） ■・・超伝導体、　　　　　　２・・キャピテイ、３・
・Ａｌ２Ｏ３、４・・ガラス、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）信号線配線パターンに超伝導物質を用いた集積回
   路パッケージにおいて、該信号線配線パターンが、軟化
   点が超伝導物質の焼成温度より高い温度を持つガラスの
   上に形成されていることを特徴とする集積回路パッケー
   ジ。
2. （２）上記信号線配線パターンが形成されているガラス
   の厚さが、１μｍ乃至１０μｍであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の集積回路パッケージ。
3. （３）超伝導物質としてＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系の物質を
   用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
   ２項に記載の集積回路パッケージ。