JPS63318802A - 集積回路パツケ−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】 （７）技術分野 この発明は、高速、高周波用途の集積回路を搭載するた
めのパッケージに関する。

ここで高速用途の集積回路というのは、数１００Ｍｂ／
ｓ以上の速さのディジタル信号を処理する集積回路とい
う意味である。

高周波用途の集積回路というのは、数１００　ＭＨｚ以
上のアナログ信号を処理する集積回路という意味である
。

（イ）従来技術 近年、通信の高速化、高周波化が進み、集積回路を搭載
するパッケージについても、信号線に関して分布定数の
概念を導入する事が必要になってく　る。

一方、実装工程の簡略化の観点から、表面実装が注目を
あびている。

表面実装に対応するパッケージとしては、リードレスチ
ップキャリア方式とよばれるリードフレームのない形の
パッケージが代表的である。

しかし、この方式は、パッケージとプリント基板のハン
ダ付部の信頼性に乏しい、という欠点があった。

ハンダ付部を確実にするために、表面実装に於ても、リ
ードフレームのあるパッケージが用いられる事もある。

リードフレームのあるパッケージを表面実装する方法は
、ふたつある。

ひとつは、リードフレームをパッケージの上面又は下面
に取付ける方法である。もうひとつは、リードフレーム
を信号線面に取付けた後にリードフレームを曲げて、リ
ードフレームをパッケージの上面及び下面と同じ高さに
する方法である。

リードフレームをパッケージの上面又は下面に取付ける
ようにしたパッケージでは、リードフレームと信号線が
同一平面上ない。そこで、リードフレームと信号線とを
スルーホール、または、サイドメタライズなどにより接
続しなければならない。

しかし、スルーホール、サイドメタライズを用いると、
この部分で特性インピーダンスが所定の値にならない。

この部分でインピーダンス不整合となる。インピーダン
ス不整合部があると、入力信号の全部又は一部が反射し
てしまう。

リードフレームを信号線面に取付けた後に折曲げるもの
を、第３図に例示する。これは、セラミック上面と同じ
高さにするため、リードフレームを２つの折曲部１７．
１８で折曲げている。このようなものは、リードフレー
ムを曲げた部分が高い特性インピーダンスを持つため、
インピーダンス不整合になる。やはり信号の一部が反射
する。

従来は、リードフレームの曲げ部分を短かくすることに
より、インピーダンス不整合の問題に対処していた。

しかし、そのようにしたところで、インピーダンス不整
合による信号の反射を完全に抑える事はで゛きない。

←）発明が解決しようとする問題点 従来、表面実装対応のパッケージは、上下にずれている
リードフレーム面と信号線面とを、スルーホール、リー
ドフレーム折曲げなどにより接続していた。このため、
これらの部分で特性インピーダンスが所定の値からずれ
て、高速、高周波動作時の入力信号の反射が起る。

表面実装のためのパッケージであって、特性インピーダ
ンスが一様であるようなパッケージが必要である。本発
明はこのような要求に応えるものである。

に）構　成 本発明のパッケージは、リードフレームをパッケージの
上面に付ける。リードフレームと信号線とを、同軸型ス
ルーホールによって接続することにより、スルーホール
の特性インピーダンスを所定の値に等しくすることがで
きる。

同軸型スルーホールというのは、内導体と外導体とが同
軸にあって、その間に誘電体が挾まっている形状のスル
ーホールである。

以下、図面によって説明する。

第１図は本発明の集積回路パッケージの概略縦断面図で
ある。

底板１０は正方形又は矩形状の薄板である。セラミック
である事もあり、金属である事もある。

底板は穴のない盲板である。

底板１０の上にグランドメタライズ面３が形成されてい
る。

グランドメタライズ面３の上には、第１セラミック板１
１が積層される。第１セラミック板１１の中央は矩形状
の開口になっている。これを底板１０に積層すると、中
央開口の部分が、キャビティ１５となる。

第１セラミック板１１の上に信号線２が設けられる。こ
れもメタライズ配線である。第１セラミック板１１の中
央開口から四辺にまで放射状に延びている。

信号線の線幅Ｗは一定である。信号線とグランドメタラ
イズ面までの距離りと、線幅Ｗ１信号線の厚みｔによっ
て、信号線の特性インピーダンスが決まる。ｈは一定で
あるから、Ｗとｔとを一定にすれば信号線の特性インピ
ーダンスを一定にできる。ｈ１Ｗ％ｔの値を適当に選ぶ
ことにより特性インピーダンスを５００にすることがで
きる。

信号線の他にグランド線や、正負の電源線も必要である
。この例では、グランド線、電源線とも、信号線と同じ
平面上にある。

これらメタライズ配線を有する第１セラミック板１１の
上に、より大きい開口を有する第２セラミック板１２が
積層される。

第２セラミック板１２の上に、リードフレーム５が固定
される。これは、表面実装のためのパッケージであるの
で、リードフレームを、パッケージの上面に取付けてい
る。

信号線２とリードフレーム５とは高さが違うので、スル
ーホール４で接続される。

スルーホール４は同軸型のスルーホールである。

第２図に拡大断面を示す。

中心に内導体７があり、外周に外導体８が円筒状に設け
られる。これは、第２セラミック板を穿って設けられる
。外導体８の外周には誘電体である第２セラミック板１
２がある。

内導体７と外導体８０間にも誘電体９がある。

これは第２セラミック板１２の一部としてもよい。

そうではなくて、外導体８、誘電体９、内導体７よりな
る円柱部材を単独に予め作っておき、これを第２セラミ
ック板１２の貫通穴へ差込むこととしてもよい。

外導体８は内導体７よりも僅かに短くする。上端、下端
でリードフレームや信号線に接触しないためである。

外導体８はグランド線、または電源７線に接続する。

グランド線は第１セラミック板１１の上にも存在するし
、第１セラミック板１１の底面にも存在する。いずれか
都合のよいグランド線をメタライズ配線によって延ばし
て、スルーホール４の外導体８に接続する。

外導体８で内導体７を囲むのは、特性インピーダンスを
一定にしたいためである。従って、外導体８には、グラ
ンド線を接続してもよいし、電源線を接続してもよい。

内導体７は、信号伝送線の一部となる。すなわち、内導
体７の上端はリードフレーム５に接続され、下端は信号
線２に接続される。

同軸構造のスルーホールであるから、特性インピーダン
スを一定にできる。同軸ケーブルの特性インピーダンス
は、内導体の直径、外導体の厚み、中間層をなす誘電体
の厚みと誘電率などによって決まる。同軸ケーブルと同
じように、同軸スルーホールも、これらのパラメータか
ら、特性インピーダンスを自在に決定できる。そして、
特性インピーダンスが例えば５０Ωであるようにする。

（４）作　用 パッケージのキャビティに集積回路チップ１をダイボン
ドする。集積回路チップは任意の機能、任意の特性のも
のであってもよい。高速、高周波用途の集積回路である
。

信号線２、電源、線、グランド線など第１セラミック板
１１上に形成されたメタライズ配線が、集積回路チップ
１の所定の電極部と、ボンディングワイヤ６によって接
続される。

入力信号を伝達する部材は、リードフレーム５、スルー
ホールの内導体７、信号線２、ボンディングワイヤ６で
ある。

信号線の特性インピーダンスは、所定の値Ｚ。にしであ
る。本発明により、スルーホールの特性インピーダンス
も、所定の値Ｚ。にする。

ワイヤ６での特性インピーダンスはＺ。にはならない。

しかし、ワイヤは十分に短くする事ができる。

このような集積回路パッケージは、パッケージの上面を
下にしてプリント基板にハンダなどで接続する。これが
表面実装である。

この集積回路パッケージに於て、プリント基板−チップ
入力間のインピーダンス不整合は寸法公差以外の理由で
は起こりえない。

このため、接続点での信号の反射がない。

表面実装した状態で良好な高周波特性が得られる・。

（２）実施例 本発明の効果を確認するために３２リードのパッケージ
を試作した。−辺ごとに８リードあり、四辺で３２リー
ドあるパッケージである。

パッケージのサイズは１２．７ａｒＸ１２．７Ｈの正方
形である。

比較のため、第２図に示す従来構造のパッケージと、第
１図の本発明のパッケージを、同一寸法で作製した。

信号線は０．２ｆｉ幅とした。これの特性インピーダン
スが５００となるように第１セラミック板の厚みを決定
した。

リードフレームは１．２７ｆｌピツチで取付けた。比較
例のものは、第２図に示すように信号線に直接ろう付け
し、２箇所で折曲げた。

本発明のものは、同軸型のスルーホールで、リードフレ
ームと信号線とを接続した。

同軸型スルーホ・−ルは、内導体の直径を１００μｍ。

外導体の直径を１．２　ｆｆＪｆとした。誕電体は第２
セラミック板と同じセラミックである。こうして、同軸
型スルーホールの特性インピーダンスを５００とした。

このふたつのパッケージのキャビティに５００のチップ
抵抗を置き、この抵抗で信号線を終端した。

そして、ＴＤＲにより入力信号の反射の測定を行なった
゛。

この測定において、リードフレーム接続部の反射量を求
めた。全てのリードフレームについて、反射量の測定を
行なった結果は次のようであった。

すなわち、リードフレーム接続部の反射量は、（、）　
　本発明　　　　　２％〜５％（ｂ）　　従来例　　　
　　１５％〜２０％であった。本発明のパッケージの方
が、著しく反射量が少いという事が分る。

（ホ）効　果 同軸型スルーホールによって、リードフレームと信号線
とを接続しているので、リードフレームから、集積回路
チップに至るまでの入力信号線の特性インピーダンスを
所定の値にする事ができる。

このため、高速変化する信号であっても、入力信号の反
射が殆どない。

高速、高周波特性の優れた、プリント基板に表面実装で
きる集積回路パッケージとして好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の集積回路パッケージの一例を示す断面
図。 第２図は第１図の同軸型スルーホールの部分の拡大横断
面図。 第３図は従来例の集積回路パッケージの縦断面図。 １・・・・・・・・・・・・集積回路チップ２・・・・
・・・・・・・・信　号　線３・・・・・・・・・・・
・　グランドメタライズ面４・・・・・・・・・・・・
スルーホール５・・・・・・・・・・・・　リードフレ
ーム６・・・・・・・・・・・・ボンディングワイヤ７
・・・・・・・・・・・・内　導　体８・・・・・・・
・・・・・外　導　体９・・・・・・・・・・・・誘　
　電　　体１０・・・・・・・・・・・・底　　　板１
１・・・・・・・・・・・・第１セラミック板１２・・
・・・・・・・・・・第２セラミック板１５・・・・・
・・・・・・・キャビティ発明者　後藤智司 白石類− 穴場　昭

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）グランドメタライズ面３を上面に有する底板１０
   と、底板１０の上に積層され中央に開口を有する第１セ
   ラミック板１１と、第１セラミック板１１の上に形成さ
   れ前記グランドメタライズ面３との間に所定の特性イン
   ピーダンスＺ＿０を生ずる信号線２と、第１セラミック
   板１１の上に設けられる電源線及びグランド線と、第１
   セラミック板１１の上に積層される第２セラミック板１
   ２と、第２セラミック板１２の上に設けられるリードフ
   レーム５と、リードフレーム５と、信号線２、電源線、
   グランド線とを上下に接続するスルーホールとよりなり
   、信号線２とリードフレーム５とを接続するスルーホー
   ルは、内導体７を誘電体９を介し外導体８で囲み所定の
   特性インピーダンスＺ＿０を有する同軸型スルーホール
   とし、外導体８はグランド線に接続されている事を特徴
   とする集積回路パッケージ。
2. （２）信号線と同軸型スルーホールの特性インピーダン
   スＺ＿０が５０Ωである事を特徴とする特許請求の範囲
   第（１）項記載の集積回路パッケージ。