WO2012081288A1 - 高周波用パッケージ - Google Patents

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Abstract

　多層基板（２）の表面（２Ａ）には、電子部品（９）を収容するキャビティ（７）を形成する。一方、多層基板（２）の裏面（２Ｂ）には、全面に亘って複数個の外部接続端子（１１）を設ける。これらの外部接続端子（１１）は、電子部品（９）に接続する。また、多層基板（２）には、キャビティ（７）と異なる位置にアンテナ（１６）を設ける。アンテナ（１６）は、多層基板（２）の内部に設けられた放射素子（１７）と、表面（２Ａ）に設けられた無給電素子（１８）とを備える。そして、アンテナ（１６）の放射素子（１７）は、マイクロストリップ線路（１３）を用いて電子部品（９）に接続する。

Description

高周波用パッケージ
　本発明は、例えばミリ波等の高周波信号に用いて好適な高周波用パッケージに関する。
　従来技術による高周波用パッケージとして、基板に各種の処理を行なう集積回路部品等を収容するキャビティを形成すると共に、該基板にアンテナを設けた構成が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
　特許文献１には、基板の裏面に能動素子を収容するためのキャビティを形成すると共に、基板の表面にアンテナを設け、これらを厚さ方向に積み重ねた構成が開示されている。また、特許文献２には、基板の表面にキャビティを形成すると共に、基板のうち該キャビティと異なる位置にアンテナを設けた構成が開示されている。
特開２００５－１１７１３９号公報 特開２００８－４２９０４号公報
　ところで、特許文献１による高周波用パッケージでは、キャビティとアンテナを基板の厚さ方向に積み重ねる構成としているから、全体の厚さ寸法が大きくなる。これに加えて、外部に対する入出力端子がキャビティと一緒に基板の裏面に設けられているから、キャビティのある範囲には入出力端子を配置することができず、入出力端子を配置するための有効面積が小さいという問題もある。
　一方、特許文献２による高周波用パッケージでは、基板のうちキャビティとアンテナとを互いに異なる位置に設けたから、全体の厚さ寸法を抑制することができる。しかし、特許文献２による高周波用パッケージでは、基板にアンテナ用キャビティを形成する構成となっており、アンテナ用キャビティを含めたアンテナ構造体が大型化する傾向がある。また、基板の材料もシリコン材料に限定されているため、例えばミリ波で有用な広帯域アンテナを構成できないという問題がある。
　本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、厚さ寸法を抑制しつつ、広帯域アンテナの実装が可能な高周波用パッケージを提供することにある。
　（１）．上述した課題を解決するために、本発明による高周波用パッケージは、絶縁性材料からなる基板と、該基板の表面側に開口して設けられた有底のキャビティと、該キャビティ内に設けられ高周波信号を処理する電子部品と、前記基板のうち前記キャビティと異なる位置に設けられ該電子部品に接続されて高周波信号を送信または受信する少なくとも１個のアンテナと、前記基板の裏面側に設けられ前記電子部品に接続されて外部との間で信号の入力または出力を行なう複数の外部接続端子とを備え、前記アンテナは、前記基板の内部に設けられ前記電子部品に接続された放射素子と、該放射素子よりも前記基板の表面側に設けられた無給電素子とを備えたスタック型パッチアンテナによって構成している。
　本発明によれば、基板のうちキャビティと異なる位置にアンテナを設けたから、基板の裏面側には全面に亘って複数の外部接続端子を設けることができる。このため、キャビティとアンテナを積み重ねた場合に比べて、外部接続端子を配置するための有効面積を増加させることができ、外部接続端子の個数を増加することができる。
　また、アンテナは放射素子および無給電素子を備えたスタック型パッチアンテナによって構成したから、無給電素子を省いた場合に比べて送信または受信が可能な高周波信号の帯域を広げることができる。特に、スタック型パッチアンテナは、放射素子と無給電素子との間の間隔寸法が大きくなるに従って、送信または受信が可能な高周波信号の帯域が広がる。このとき、基板にはキャビティと異なる位置にアンテナを設けたから、キャビティに邪魔されることなく、基板の厚さ寸法に応じて放射素子と無給電素子との間の間隔寸法を大きくすることができる。このため、基板の厚さ寸法は、キャビティの深さ寸法を確保することができ、かつ放射素子と無給電素子との間の間隔寸法を確保することができる最低限の値に設定することができ、パッケージ全体の高さ寸法を低く抑えることができる。
　（２）．本発明では、前記基板には、前記アンテナと前記電子部品との間に位置して電磁波を遮断するシールド壁を設ける構成としている。
　本発明によれば、例えばアンテナから電子部品に向かう電磁波をシールド壁によって遮断することができる。これにより、電子部品に対する電磁波の影響を少なくすることができる。
　（３）．本発明では、前記シールド壁は、前記基板に設けられ厚さ方向に延びる複数の導体ビアからなり、これら複数の導体ビアを列状に並べることによって形成している。
　本発明によれば、複数の導体ビアによってアンテナと電子部品との間で電磁波を遮断することができる。また、シールド壁は複数の導体ビアによって形成したから、基板にビア加工等を施すことによって容易にシールド壁を形成することができる。
　（４）．本発明では、前記キャビティには、前記電子部品を覆って樹脂材料を封止している。
　本発明によれば、例えば電子部品の接合部分を樹脂材料で封止することができ、信頼性を高めることができる。
　（５）．本発明では、前記スタック型パッチアンテナの無給電素子は、前記基板の表面上に配置し、前記樹脂材料は、前記電子部品に加えて前記スタック型パッチアンテナの無給電素子を覆う構成としている。
　本発明によれば、樹脂材料は電子部品に加えてスタック型パッチアンテナの無給電素子を覆う構成としたから、基板の表面側を全面に亘って樹脂材料で覆うことができる。このとき、樹脂材料の露出面は、外部接続端子が設けられた基板の裏面に対して厚さ方向の反対側に配置されると共に、平坦面にすることができる。このため、例えば吸着によるパッケージを持ち上げるときでも、平坦面となった樹脂材料の露出面を用いて容易に吸着することができ、作業性、量産性を高めることができる。
本発明の第１の実施の形態による高周波用パッケージを示す斜視図である。 図１中の高周波用パッケージを示す平面図である。 図１中の高周波用パッケージを示す底面図である。 高周波用パッケージを図２中の矢示IV－IV方向からみた断面図である。 図１中のアンテナを示す斜視図である。 図５中のアンテナを示す平面図である。 アンテナを図６中の矢示VII－VII方向からみた断面図である。 比較例によるアンテナを示す平面図である。 比較例によるアンテナを図８中の矢示IX－IX方向からみた断面図である。 第１の実施の形態によるアンテナにおいてリターンロスの周波数特性を示す特性線図である。 比較例によるアンテナにおいてリターンロスの周波数特性を示す特性線図である。 第２の実施の形態による高周波用パッケージを示す斜視図である。 図１２中の高周波用パッケージを示す平面図である。 第３の実施の形態による高周波用パッケージを示す斜視図である。 図１４中の高周波用パッケージを示す平面図である。 高周波用パッケージを図１５中の矢示XVI－XVI方向からみた断面図である。 第４の実施の形態による高周波用パッケージを示す図４と同様な位置の断面図である。 第５の実施の形態による高周波用パッケージを示す図４と同様な位置の断面図である。
　以下、本発明の実施の形態による高周波用パッケージとして６０ＧＨｚ帯で使用するものを例に挙げて、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
　図１ないし図７は第１の実施の形態による高周波用パッケージ１を示している。この高周波用パッケージ１は、後述する多層基板２、キャビティ７、電子部品９、アンテナ１６等によって構成されている。
　多層基板２は、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向のうち例えばＸ軸方向およびＹ軸方向に対して平行に広がる平板状に形成されている。この多層基板２は、長さ方向となるＸ軸方向に対して例えば数ｍｍ程度の長さ寸法を有し、幅方向となるＹ軸方向に対して例えば数ｍｍ程度の幅寸法を有すると共に、厚さ方向となるＺ軸方向に対して例えば数百μｍ程度の厚さ寸法を有している。
　また、多層基板２は、例えば低温同時焼成セラミックス多層基板（ＬＴＣＣ多層基板）によって形成され、表面２Ａ側から裏面２Ｂ側に向けてＺ軸方向に積層した４層の絶縁層３～６を有している。各絶縁層３～６は、１０００℃以下の低温で焼成可能な絶縁性のセラミックス材料からなり、薄い層状に形成されると共に、その比誘電率が例えば６程度になっている。なお、多層基板２の絶縁層３～６は、セラミックス材料に限らず、例えば絶縁性の樹脂材料を用いて形成してもよい。
　キャビティ７は、多層基板２の中央部分に位置して表面２Ａから凹陥して形成されている。このキャビティ７は、例えば四角形の有底穴からなり、Ｘ軸方向に対して例えば数ｍｍ程度の長さ寸法を有すると共に、Ｙ軸方向に対して例えば数ｍｍ程度の幅寸法を有している。また、キャビティ７は、表面２Ａ側が開口した開口部７Ａを備えている。さらに、キャビティ７は、２層の絶縁層３，４を貫通すると共に、絶縁層５によってその底面７Ｂが形成されている。
　これにより、多層基板２には、キャビティ７によって厚さ寸法が小さい薄肉部２Ｃが形成されると共に、キャビティ７を取囲んで厚さ寸法が大きい四角形枠状の厚肉部２Ｄが形成されている。
　キャビティ７の底面７Ｂには、後述の電子部品９と電気的に接続するための複数の電極パッド８が形成されると共に、後述のアンテナ１６と接続するためのストリップ導体１４が形成されている。
　電子部品９は、例えば能動素子、受動素子を集積化した集積回路部品によって構成され、キャビティ７内に収容されている。この電子部品９は、キャビティ７の底面７Ｂに設けられた電極パッド８に対して例えばボール状半田（バンプ）を用いて接続されると共に、電極パッド８等を通じて後述の外部接続端子１１に電気的に接続されている。これにより、電子部品９には、外部接続端子１１を通じて外部から低周波信号、駆動電圧信号、制御信号等が入力される。また、電子部品９は、キャビティ７の底面７Ｂに設けられたストリップ導体１４に対してバンプ等を用いて接続されると共に、ストリップ導体１４等を通じて後述のアンテナ１６に電気的に接続されている。
　そして、電子部品９は、例えば外部から入力される低周波信号から高周波信号を変調する変調回路、または高周波信号から低周波信号を復調する復調回路を構成している。即ち、電子部品９が変調回路を構成する場合には、外部接続端子１１から入力された低周波信号に基づいて高周波信号を変調して、アンテナ１６に向けて出力する。一方、電子部品９が変調回路を構成する場合には、アンテナ１６から入力された高周波信号に基づいて低周波信号を復調し、外部接続端子１１を通じて外部の回路等に向けて出力する。なお、電子部品９は、変調回路と復調回路の両方を備える構成としてもよい。
　接地導体板１０は、例えば銅、銀等の導電性の金属薄膜によって形成され、外部接続端子１１等を通じて外部のグランドに接続されている。この接地導体板１０は、絶縁層５，６間に配置されると共に、多層基板２の略全面を覆っている。また、接地導体板１０には、後述のビア１２との接触を回避するために、複数の開口部１０Ａが設けられている。
　外部接続端子１１は、多層基板２の裏面２Ｂに多数個設けられている。これらの外部接続端子１１は、導電性の金属材料からなる平面電極パッドによって形成され、多層基板２の裏面２Ｂの全面に亘って配置されている。具体的には、個々の外部接続端子１１は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に対して数百μｍ程度の長さ寸法および幅寸法をもった四角形状（例えば一辺が４００μｍの正方形）に形成されている。そして、多層基板２の裏面２Ｂには、例えば数十個～数百個程度の外部接続端子１１が格子状に並んで設けられている。そして、これらの外部接続端子１１は、その一部が例えば絶縁層５，６を貫通するビア１２や電極パッド８等を通じて電子部品９に電気的に接続されると共に、残余の一部が例えば接地導体板１０に接続されている。
　マイクロストリップ線路１３は、高周波信号を伝送する伝送線路を構成すると共に、後述の放射素子１７に対する給電を行う給電線路を構成している。このマイクロストリップ線路１３は、絶縁層５の表面に設けられた導体パターンとしてのストリップ導体１４と、絶縁層５の裏面に設けられた接地導体板１０とによって構成されている。そして、ストリップ導体１４は、例えば接地導体板１０と同様の導電性金属材料からなり、Ｘ軸方向に延びる細長い帯状に形成されている。また、ストリップ導体１４の先端は、絶縁層４を貫通するビア１５を用いて放射素子１７のうちＸ軸方向の中心位置と端部位置との間の途中位置に接続されている。具体的には、放射素子１７のＸ軸方向の長さ寸法を９００μｍ程度に設定したときに、ストリップ導体１４の先端は、放射素子１７のＸ軸方向の中心位置から例えば２５０μｍオフセットした位置に接続されている。
　アンテナ１６は、後述の放射素子１７および無給電素子１８を備えたスタック型パッチアンテナによって構成されている。このアンテナ１６は、多層基板２のうちキャビティ７と異なる位置、即ち多層基板２の厚肉部２Ｄに設けられている。
　放射素子１７は、例えば接地導体板１０と同様の導電性金属薄膜を用いて略四角形状に形成され、接地導体板１０と厚さ方向（Ｚ軸方向）の間隔をもって対向している。具体的には、放射素子１７は、絶縁層３，４の間に配置されている。この放射素子１７と接地導体板１０との間には、絶縁層４，５が配置されている。このため、放射素子１７は、接地導体板１０と絶縁された状態で、接地導体板１０と対面している。
　また、放射素子１７は、図６に示すように、Ｘ軸方向に数百μｍ～数ｍｍ程度の長さ寸法Ｌ1を有すると共に、Ｙ軸方向に数百μｍ程度の幅寸法Ｌ2を有している。この放射素子１７のＸ軸方向の長さ寸法Ｌ1は、幅寸法Ｌ2よりも大きい値になると共に、電気長で例えば使用する高周波信号の半波長となる値に設定されている。
　さらに、放射素子１７には、Ｘ軸方向の途中位置にマイクロストリップ線路１３が接続されている。そして、図５に示すように、マイクロストリップ線路１３からの給電によって、放射素子１７にはＸ軸方向に向けて電流Ｉが流れる。このとき、放射素子１７のうちＸ軸方向の両端側と接地導体板１０との間には、電界が形成される。
　無給電素子１８は、図４ないし図７に示すように、例えば放射素子１７と同様の導電性金属薄膜を用いて細長い略四角形状に形成され、放射素子１７とＺ軸方向で対面した状態で多層基板２の表面２Ａ上に配置されている。この無給電素子１８と放射素子１７との間に絶縁層３が配置されている。このため、無給電素子１８は、放射素子１７とＺ軸方向に離間して配置されると共に、放射素子１７と平行な状態でＸ軸方向に延び、放射素子１７と並列に配置されている。これにより、無給電素子１８は、放射素子１７と電磁界係合を生じる。そして、無給電素子１８は、放射素子１７および接地導体板１０と絶縁されている。
　また、無給電素子１８は、Ｘ軸方向に数百μｍ～数ｍｍ程度の長さ寸法Ｌ3を有すると共に、Ｙ軸方向に数百μｍ程度の幅寸法Ｌ4を有している。この無給電素子１８のＸ軸方向の長さ寸法Ｌ3は、幅寸法Ｌ4よりも大きい値に設定されると共に、放射素子１７のＸ軸方向の長さ寸法Ｌ1とほぼ同じ値に設定されている。
　なお、無給電素子１８および放射素子１７の大小関係やこれらの具体的な形状、大きさ等は、前述のものに限らず、アンテナ１６の使用周波数帯、放射パターン、多層基板２の比誘電率εr等に応じて適宜設定されるものである。
　本実施の形態による高周波用パッケージ１は上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。
　まず、電子部品９がマイクロストリップ線路１３を通じて放射素子１７に向けて給電を行うと、放射素子１７には、Ｘ軸方向に向けて電流Ｉが流れる。これにより、アンテナ１６は、放射素子１７の長さ寸法Ｌ1に応じた高周波信号を送信または受信する。
　このとき、放射素子１７と無給電素子１８とは、互いに電磁界結合すると共に、それぞれに流れる電流Ｉが同じ方向となる第１の共振モードと、互いに逆方向となる第２の共振モードとを有する。このとき、これら第１，第２の共振モードは、その共振周波数が互いに異なる。また、これら２つの共振周波数では高周波信号のリターンロスＳ11が低下するのに加え、これら２つの共振周波数の間の周波数帯域でも高周波信号のリターンロスＳ11が低下する。このため、無給電素子１８を省いた場合に比べて、使用可能な高周波信号の帯域が広がる。
　このような広帯域化の効果を確認するために、無給電素子１８を設けた場合（第１の実施の形態）と、省いた場合（比較例）について、リターンロスＳ11の周波数特性を測定した。その結果を図１０および図１１に示す。
　なお、第１の実施の形態によるアンテナ１６を用いる場合には、多層基板２の比誘電率εrは６（εr＝６）とした。接地導体板１０と無給電素子１８との間の離間寸法は０．５ｍｍとした。放射素子１７の長さ寸法Ｌ1は０．９ｍｍ、幅寸法Ｌ2は０．７５ｍｍとした。無給電素子１８の長さ寸法Ｌ3は０．９ｍｍ、幅寸法Ｌ4は０．４ｍｍとした。
　一方、図８および図９に示す比較例のアンテナ２１を用いる場合には、絶縁層２３，２４からなる多層基板２２の比誘電率εrは６（εr＝６）とした。接地導体板１０と放射素子２５との間の離間寸法は０．２ｍｍとした。放射素子２５の長さ寸法Ｌ5は０．９５ｍｍ、幅寸法Ｌ6は１．１ｍｍとした。また、放射素子２５にはＸ軸方向に対して０．４ｍｍの深さ寸法を持って延びる一対のスリット２６を設け、これらスリット２６間にマイクロストリップ線路１３のストリップ導体１４を接続するものとした。
　比較例のように無給電素子を省いたアンテナ２１を用いた場合には、図１１に示すように、リターンロスＳ11が－１０ｄＢよりも低下する帯域Ｂ2は、２．９ＧＨｚ程度となる。これに対し、第１の実施の形態のように無給電素子１８を備えたアンテナ１６を用いた場合には、図１０に示すように、リターンロスが－１０ｄＢよりも低下する帯域Ｂ1は９．６ＧＨｚ程度となり、比較例の場合に比べて帯域Ｂ1が広がることが分かる。
　かくして、本実施の形態では、多層基板２のうちキャビティ７と異なる位置にアンテナ１６を設けたから、多層基板２の裏面２Ｂ側には全面に亘って複数の外部接続端子１１を設けることができる。このため、キャビティ７とアンテナ１６を積み重ねた場合に比べて、外部接続端子１１を配置するための有効面積を増加させることができ、外部接続端子１１の個数を増加することができる。
　また、アンテナ１６は放射素子１７および無給電素子１８を備えたスタック型パッチアンテナによって構成したから、無給電素子１８を省いた場合に比べて送信または受信が可能な高周波信号の帯域を広げることができる。特に、スタック型パッチアンテナは、放射素子１７と無給電素子１８との間の間隔寸法が大きくなるに従って、送信または受信が可能な高周波信号の帯域が広がる。このとき、多層基板２にはキャビティ７と異なる位置にアンテナ１６を設けたから、キャビティ７に邪魔されることなく、多層基板２の厚さ寸法に応じて放射素子１７と無給電素子１８との間の間隔寸法を大きくすることができる。このため、多層基板２の厚さ寸法は、キャビティ７の深さ寸法を確保することができ、かつ放射素子１７と無給電素子１８との間の間隔寸法を確保することができる最低限の値に設定することができ、高周波用パッケージ１全体の高さ寸法を低く抑えることができる。
　次に、図１２および図１３は本発明の第２の実施の形態を示している。そして、本実施の形態の特徴は、多層基板には複数個のアンテナを設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
　第２の実施の形態による高周波用パッケージ３１は、第１の実施の形態による高周波用パッケージ１と同様に、後述する多層基板２、キャビティ７、電子部品３２、アンテナ３３等によって構成されている。
　電子部品３２は、第１の実施の形態による電子部品９とほぼ同様に集積回路部品等によって構成され、キャビティ７内に収容されている。但し、電子部品３２は、マイクロストリップ線路１３を用いて複数個のアンテナ３３に接続されている点で、第１の実施の形態による電子部品９とは異なる。
　アンテナ３３は、第１の実施の形態によるアンテナ１６と同様に、多層基板２の厚肉部２Ｄに設けられ、放射素子１７および無給電素子１８を備えたスタック型パッチアンテナによって構成されている。また、アンテナ３３は、多層基板２のＸ軸方向の一端側に位置してＹ軸方向に例えば４個並んで設けられている。これら４個のアンテナ３３は、その放射素子１７がマイクロストリップ線路１３を用いて電子部品３２にそれぞれ接続され、アレーアンテナ３４を構成している。
　そして、電子部品３２は、４個の放射素子１７に対する給電の位相を相互に変化させる。この結果、４個の放射素子１７への給電の位相に応じて、アレーアンテナ３４の電磁波の放射方向は変化する。
　かくして、第２の実施の形態でも第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。特に、第２の実施の形態では、アンテナ３３をＹ軸方向に４個並べてアレーアンテナ３４を構成したから、４個の放射素子１７への給電の位相を変えることで、電磁波の放射方向を変化させることができる。
　また、電子部品３２は複数個のアンテナ３３に接続されているから、アンテナ３３の個数に応じて、例えば電子部品３２が用いる制御信号等が増加して、外部接続端子１１の個数も増加する。この場合でも、多層基板２の裏面２Ｂには全面に亘って外部電極端子１１を設けることができるから、必要に応じて外部電極端子１１の個数を容易に増加することができる。
　なお、前記第２の実施の形態では、４個のアンテナ３３を用いてアレーアンテナ３４を構成したが、２個または３個のアンテナを用いてアレーアンテナを構成してもよく、５個以上のアンテナを用いてアレーアンテナを構成してもよい。
　次に、図１４ないし図１６は本発明の第３の実施の形態を示している。そして、本実施の形態の特徴は、多層基板にはアンテナと電子部品との間に位置して電磁波を遮断するシールド壁を設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
　第３の実施の形態による高周波用パッケージ４１は、第１の実施の形態による高周波用パッケージ１と同様に、後述する多層基板２、キャビティ７、電子部品４２、アンテナ４３等によって構成されている。
　電子部品４２は、第２の実施の形態による電子部品３２とほぼ同様に集積回路部品等によって構成され、キャビティ７内に収容されている。この電子部品４２は、マイクロストリップ線路１３を用いて複数のアンテナ４３に接続されている。
　アンテナ４３は、第１の実施の形態によるアンテナ１６と同様に、多層基板２の厚肉部２Ｄに設けられ、放射素子１７および無給電素子１８を備えたスタック型パッチアンテナによって構成されている。また、アンテナ４３は、多層基板２のＸ軸方向の一端側に位置してＹ軸方向に例えば４個並んで設けられている。これら４個のアンテナ４３は、その放射素子１７がマイクロストリップ線路１３を用いて電子部品４２にそれぞれ接続され、アレーアンテナ４４を構成している。
　そして、電子部品４２は、４個の放射素子１７に対する給電の位相を相互に変化させる。この結果、４個の放射素子１７への給電の位相に応じて、アレーアンテナ４４の電磁波の放射方向は変化する。
　シールド壁４５は、多層基板２のうち４個のアンテナ４３と電子部品４２（キャビティ７）との間に設けられ、アンテナ４３から電子部品４２に向かう高周波信号等の電磁波を遮断している。このシールド壁４５は、多層基板２に設けられた複数個の導体ビア４６によって構成されている。これらの導体ビア４６は、多層基板２の厚肉部２Ｄに設けられ、Ｙ軸方向に沿って列状に並んで配置されている。このとき、隣合う２個の導体ビア４６の間隔寸法は、アンテナ４３で送信または受信する高周波信号の波長λに対して例えばλ／４以下の値に設定されている。
　また、導体ビア４６は、絶縁層３～５を貫通した内径が数十～数百μｍ程度の貫通孔に例えば銅、銀等の導電性金属材料を設けることによって柱状の導体として形成されている。これにより、導体ビア４６は、絶縁層３～５を貫通して多層基板２の厚さ方向に向けて延びると共に、接地導体板１０に電気的に接続されている。
　かくして、第３の実施の形態でも第１，第２の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。特に、第３の実施の形態では、多層基板２にはアンテナ４３と電子部品４２との間に位置してシールド壁４５を設けたから、例えばアンテナ４３から電子部品４２に向かう電磁波をシールド壁４５によって遮断することができる。これにより、電子部品４２に対する電磁波の影響を少なくすることができる。
　また、シールド壁４５は、多層基板２に列状に並んで設けられた複数個の導体ビア４６によって構成したから、これら複数個の導体ビア４６によってアンテナ４３と電子部品４２との間で電磁波を遮断することができる。また、シールド壁４５は複数個の導体ビア４６によって形成したから、多層基板２にビア加工等を施すことによって容易にシールド壁４５を形成することができる。
　なお、前記第３の実施の形態では、第２の実施の形態と同様に多層基板２にアレーアンテナ４４を形成するものとしたが、第１の実施の形態に適用してもよい。また、前記第３の実施の形態では、複数個の導体ビア４６によってシールド壁４５を構成したが、例えば図１６中に二点鎖線で示すように、キャビティ７の内壁にメッキ加工等による導体壁面４７を形成し、この導体壁面４７によってシールド壁４５を構成してもよい。さらに、第３の実施の形態では、シールド壁４５はキャビティ７の周囲のうちアンテナ４３との間にだけ設ける構成としたが、キャビティ７の全体を取囲んでシールド壁を設ける構成としてもよい。
　次に、図１７は本発明の第４の実施の形態を示している。そして、本実施の形態の特徴は、電子部品を覆って樹脂材料を封止する構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
　第４の実施の形態による高周波用パッケージ５１は、第１の実施の形態による高周波用パッケージ１と同様に、後述する多層基板２、キャビティ７、電子部品９、アンテナ１６等によって構成されている。
　封止樹脂５２は、絶縁性の樹脂材料によって形成され、キャビティ７内に充填されている。この封止樹脂５２は、電子部品９と電極パッド８との接合部分を覆うと共に、電子部品９の全体を覆っている。このとき、電子部品９は、キャビティ７内に封止樹脂５２を充填し易くするために、アンテナ１６に近付くようにＸ軸方向の一側に片寄った位置に配置されている。これにより、キャビティ７には、電子部品９よりもＸ軸方向の他側に位置して封止樹脂５２の充填口５３が形成されている。
　かくして、第４の実施の形態でも第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。特に、第４の実施の形態では、キャビティ７には電子部品９を覆って封止樹脂５２を設けたから、電子部品９の接合部分等を樹脂材料で封止することができ、信頼性を高めることができる。
　なお、前記第４の実施の形態では、第１の実施の形態に適用した場合を例に挙げて説明したが、第２，第３の実施の形態に適用してもよい。
　次に、図１８は本発明の第５の実施の形態を示している。そして、本実施の形態の特徴は、樹脂材料を用いて電子部品に加えてスタック型パッチアンテナの無給電素子を覆う構成したことにある。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
　第５の実施の形態による高周波用パッケージ６１は、第１の実施の形態による高周波用パッケージ１と同様に、後述する多層基板２、キャビティ７、電子部品９、アンテナ１６等によって構成されている。
　封止樹脂６２は、絶縁性の樹脂材料によって形成され、キャビティ７内に充填されると共に、多層基板２の表面２Ａ全体を覆っている。このため、封止樹脂６２は、電子部品９と電極パッド８との接合部分を含めて電子部品９の全体を覆うと共に、多層基板２の表面２Ａに設けられたアンテナ１６の無給電素子１８も覆っている。このとき、封止樹脂６２の露出面となる表面６２Ａは、例えば多層基板２の表面２Ａと略平行な平坦面となっている。
　また、電子部品９は、キャビティ７に封止樹脂６２を充填し易くするために、アンテナ１６に近付くようにＸ軸方向の一側に片寄って配置されている。これにより、キャビティ７には、電子部品９よりもＸ軸方向の他側に位置して封止樹脂６２の充填口６３が形成されている。
　かくして、第５の実施の形態でも第１，第４の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。特に、第５の実施の形態では、電子部品９に加えてアンテナ１６の無給電素子１８も封止樹脂６２によって覆う構成としたから、多層基板２の表面２Ａ側を全面に亘って樹脂材料で覆うことができる。このとき、封止樹脂６２の表面６２Ａは、外部接続端子１１が設けられた多層基板２の裏面２Ｂに対して厚さ方向の反対側に配置されると共に、平坦面に形成した。このため、例えば親基板等に高周波用パッケージ６１を取り付けるときに、吸着による高周波用パッケージ６１を持ち上げるときでも、平坦面となった封止樹脂６２の表面６２Ａを用いて容易に吸着することができ、作業性、量産性を高めることができる。
　なお、前記第５の実施の形態では、第１の実施の形態に適用した場合を例に挙げて説明したが、第２，第３の実施の形態に適用してもよい。
　また、前記各実施の形態では、無給電素子１８は多層基板２の表面２Ａに設ける構成としたが、無給電素子１８は、放射素子１７よりも多層基板２の表面２Ａに近い位置に配置されていればよく、例えば多層基板２の内部に設ける構成としてもよい。
　また、前記各実施の形態では、高周波用パッケージ１，３１，４１，５１，６１は多層基板２を用いて形成した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、単層の基板を用いて高周波用パッケージを形成してもよい。
　また、前記各実施の形態では、給電線路としてマイクロストリップ線路１３を用いた場合を例に挙げて説明したが、例えばストリップ線路等を用いる構成としてもよい。
　さらに、前記各実施の形態では、６０ＧＨｚ帯のミリ波に用いるアンテナ１６を例に挙げて説明したが、他の周波数帯のミリ波やマイクロ波等に用いるアンテナを用いる構成としてもよい。
　１，３１，４１，５１，６１　高周波用パッケージ
　２　多層基板（基板）
　７　キャビティ
　９，３２，４２　電子部品
　１０　接地導体板
　１３　マイクロストリップ線路
　１６，３３，４３　アンテナ
　１７　放射素子
　１８　無給電素子
　３４，４４　アレーアンテナ
　４５　シールド壁
　４６　導体ビア
　５２，６２　封止樹脂

Claims (5)

  1. 　絶縁性材料からなる基板と、該基板の表面側に開口して設けられた有底のキャビティと、該キャビティ内に設けられ高周波信号を処理する電子部品と、前記基板のうち前記キャビティと異なる位置に設けられ該電子部品に接続されて高周波信号を送信または受信する少なくとも１個のアンテナと、前記基板の裏面側に設けられ前記電子部品に接続されて外部との間で信号の入力または出力を行なう複数の外部接続端子とを備え、
    　前記アンテナは、前記基板の内部に設けられ前記電子部品に接続された放射素子と、該放射素子よりも前記基板の表面側に設けられた無給電素子とを備えたスタック型パッチアンテナによって構成してなる高周波用パッケージ。
  2. 　前記基板には、前記アンテナと前記電子部品との間に位置して電磁波を遮断するシールド壁を設ける構成としてなる請求項１に記載の高周波用パッケージ。
  3. 　前記シールド壁は、前記基板に設けられ厚さ方向に延びる複数の導体ビアからなり、これら複数の導体ビアを列状に並べることによって形成してなる請求項２に記載の高周波用パッケージ。
  4. 　前記キャビティには、前記電子部品を覆って樹脂材料を封止してなる請求項１，２または３に記載の高周波用パッケージ。
  5. 　前記スタック型パッチアンテナの無給電素子は、前記基板の表面上に配置し、
    　前記樹脂材料は、前記電子部品に加えて前記スタック型パッチアンテナの無給電素子を覆う構成としてなる請求項４に記載の高周波用パッケージ。
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