WO2018003332A1 - 高周波用セラミックス基板および高周波用半導体素子収納パッケージ - Google Patents

高周波用セラミックス基板および高周波用半導体素子収納パッケージ Download PDF

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lead pad
pad electrode
frequency
signal line
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久保　昇
直樹 後藤
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Ｎｇｋエレクトロデバイス株式会社
日本碍子株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a high-frequency ceramic substrate which can suitably transmit a high-frequency signal exceeding 40 GHz and hardly lowers the strength of the ceramic substrate, and a high-frequency semiconductor element storage package using the same.
  • the pitch of wiring has been narrowed in response to a demand for miniaturization of the package.
  • the dielectric constant of the ceramic is high, the characteristic impedance of the high frequency signal line is lowered near the lead terminal, and the transmission characteristic of the high frequency signal is deteriorated.
  • the structure in the vicinity of the lead terminal connection is extremely important in order to prevent deterioration in the transmission characteristics of the high-frequency signal in the vicinity of the lead terminal.
  • the connection structure of the ground line and the differential signal line in the ceramic substrate is called a GSSG structure, and a plurality of sets may be collectively formed on the ceramic substrate.
  • the GSSG structure is a concept including two or more differential signal lines including one signal line (a pair of signal lines).
  • Patent Document 1 discloses an element storage package capable of mounting elements under the name of “element storage package and mounting structure”, and an invention related to a mounting structure on which elements are mounted.
  • the invention disclosed in Patent Document 1 includes a substrate having a mounting area for mounting an element on an upper surface, a frame body provided on the substrate so as to surround the mounting area, and a frame body provided on the frame body.
  • Input and output terminals that electrically connect the inside of the frame and the outside of the frame, and the input / output terminals are formed from the inside of the frame to the outside of the frame, and a plurality of wiring conductors and the outside of the frame A ground layer, a lead terminal connected to each of the plurality of wiring conductors outside the frame, and a ground terminal connected to the ground layer, and the input / output terminal includes the lead terminal and the ground terminal.
  • a recess is formed between the two. According to the invention disclosed in Patent Document 1 having the above-described configuration, it is possible to prevent deterioration of transmission characteristics of high-frequency signals in the vicinity of the lead terminals.
  • the invention disclosed in FIG. 11 of Patent Document 1 not only forms a groove in a ceramic substrate between lead terminals (corresponding to differential signal lines), but also includes ground terminals (corresponding to ground lines) and lead terminals. By forming a groove portion between them, the deterioration of the transmission characteristics of the high frequency signal in the vicinity of the lead terminal is more preferably prevented.
  • the invention disclosed in Patent Document 1 when a plurality of GSSG structures are provided on a ceramic substrate, the lead terminals joined on the ceramic substrate or between the ground terminal and the lead terminals can be used. It is necessary to form a groove.
  • a ceramic substrate having such a GSSG structure has a risk of reducing the strength of the ceramic substrate due to a large number of grooves formed on the surface of the ceramic substrate.
  • the ceramic substrate is heated and lowered by heat generated from the semiconductor element.
  • the ceramic substrate is thermally expanded, a large number of grooves formed in the ceramic substrate serve as a base point, and there is a possibility that the ceramic substrate is cracked or cracked.
  • the groove portion is formed only between the lead terminals, it is considered that the above-described problem of the strength reduction of the ceramic substrate hardly occurs.
  • the effect of improving the transmission characteristics in the high frequency band is approximately up to 40 GHz (see FIG. 7 in Cited Document 1), and the frequency band of 40 to 50 GHz. Then, the transmission characteristics remained poor.
  • the present invention has been made in response to such a conventional situation, and it is possible to improve the transmission characteristics of a high-frequency signal exceeding 40 GHz and to prevent the strength of the ceramic substrate from being lowered.
  • An object of the present invention is to provide a high-frequency semiconductor element storage package. In addition to the above object, when a ground line and a signal line constituting a differential signal line are arranged at a desired interval on the ceramic substrate, the high-frequency ceramic substrate and the signal line bonding strength are unlikely to decrease.
  • An object of the present invention is to provide a high-frequency semiconductor device storage package using the same.
  • a high-frequency ceramic substrate includes a flat ceramic substrate, a pair of ground wires (G) bonded in the vicinity of the edge on the back side of the ceramic substrate, and a pair of One or a pair of first lead pad electrodes deposited at the bonding position of the ground line (G), and at least a pair of signal lines (S) bonded between the pair of ground lines (G), respectively
  • the second lead pad electrode constitutes one differential signal line
  • the second lead pad electrode is attached to a region formed by cutting out a part of one first lead pad electrode, or a pair of first leads A second lead pad electrode deposited between the lead pad electrodes
  • the first side edge of the first lead pad electrode disposed opposite to the second side edge and the second side edge are: having parallel portions to each other, the distance between the first side edge and second side edge and L GS, when the spacing between the second side edge and the L SS, to satisfy L SS ⁇ 2L GS It is characterized by.
  • the ceramic substrate acts as an insulator and a dielectric.
  • the ground wire (G) acts as a connection terminal to the ground terminal of the external resin substrate.
  • the differential signal line including the pair of signal lines (S) functions as an input / output terminal for exchanging a high-frequency signal between the outside and the ceramic substrate according to the first invention.
  • the first lead pad electrode has an action of electrically connecting the ground line (G) and the conductor wiring formed on the surface and / or inside of the ceramic substrate.
  • the second lead pad electrode has an effect of electrically connecting the signal line (S) and the conductor wiring formed on the surface and / or inside of the ceramic substrate.
  • a pair of signal lines (S) constitutes one differential signal line. A region in which the first side edge of the first lead pad electrode and the second side edge of the second lead pad electrode are parallel to each other is formed, and a seating portion is formed between the second lead pad electrodes.
  • the ceramic substrate for high frequency according to a second invention is the above-described first invention, wherein D ⁇ 1.5 W when the width of the second lead pad electrode is W and the depth of the seating portion is D. It is characterized by satisfying.
  • the relationship between the width W of the second lead pad electrode and the depth D of the seated portion is D ⁇ 1.5 W.
  • the characteristic impedance around the second lead pad electrode is suitably adjusted while minimizing the volume of the seating portion on the ceramic substrate, thereby improving the transmission characteristics of high-frequency signals exceeding 40 GHz.
  • minimizing the volume of the seating on the ceramic substrate means that the amount of notches that causes a reduction in the strength of the ceramic substrate is reduced. Therefore, the second invention has the effect of further improving the strength of the ceramic substrate.
  • the ceramic substrate for high frequency that is the third invention is the first or second invention described above, and both the ground line (G) and the signal line (S) include a bent portion near the edge of the ceramic substrate, a second seat counterbores portion width of which is disposed on the end side of the side to be bonded to the lead pad electrode of the signal line (S) and X 1, the width of the seat counterbores portion at the edge of the ceramic substrate and X 2 In this case, 0.1X 1 ⁇ X 2 ⁇ X 1 is satisfied.
  • both the ground line (G) and the signal line (S) have a bent portion near the edge of the ceramic substrate.
  • the width X 1 of the seat counterbores portion that is disposed on the end side of the side to be bonded to the second lead pad electrode, and the width X 2 of the seat counterbores portion at the edge of the ceramic substrate 0.1X 1 Satisfaction volume in the vicinity of the edge of the ceramic substrate is reduced by satisfying ⁇ X 2 ⁇ X 1 .
  • it has the effect
  • the seating volume in the vicinity of the edge of the ceramic substrate can be reduced, a decrease in strength in the vicinity of the edge of the ceramic substrate is suppressed.
  • the ceramic substrate for high frequency which is the fourth invention is the first or second invention described above, and both the ground line (G) and the signal line (S) include a bent portion in the vicinity of the edge of the ceramic substrate,
  • the edge of the ceramic substrate is characterized by not having a seated portion.
  • the ground line (G) and the signal line (S) both include a bent portion near the edge of the ceramic substrate.
  • the characteristic impedance around the bent portion formed in the vicinity of the edge of the ceramic substrate of the signal line (S) is suitably adjusted.
  • the transmission characteristic of the high frequency signal around the bent portion of the signal line (S) is improved.
  • the fourth aspect of the invention since the seating volume in the vicinity of the edge of the ceramic substrate can be reduced, a decrease in strength in the vicinity of the edge of the ceramic substrate is suppressed.
  • the ceramic substrate for high frequency is the first to fourth aspects of the present invention, wherein the differential signal line disposed between the pair of ground lines (G) is 1, and the ceramic substrate
  • the region joined to the second lead pad electrode of the signal line (S) has the signal line (S) extending in the extending direction on the side edge on the side where the first side edge is disposed. It has a notch part formed by being cut out along.
  • the second lead pad electrode of the signal line (S) when the ceramic substrate is viewed in plan, has a notch formed by notching the signal line (S) along the extending direction at the side edge on the side where the first side edge is arranged, so that the signal line (S) For example, a meniscus region made of a bonding material such as a metal brazing material is formed in the region where is cut out.
  • the second lead pad electrode is disposed on the back surface of the ceramic substrate. The relationship between the distance L GS between the first side edge and the second side edge and the distance L SS between the second side edges is L SS ⁇ 2L GS .
  • the ground line (G) and the signal line (S) are arranged at regular intervals, the side on the side where the first side edge of the signal line (S) is arranged A sufficient area for forming a meniscus made of a bonding material such as a metal brazing material cannot be secured at the edge.
  • the signal line (S) joined to the second lead pad electrode is cut out at the side edge on the side where the first side edge of the first lead pad electrode 5 is disposed.
  • the region where the notch is formed can be used as a region for forming the meniscus. Therefore, according to the fifth invention, since the signal line (S) has the notch, the meniscus region for bonding can be relatively increased, and the second lead pad electrode and the signal line (S ) To increase the bonding strength.
  • a high-frequency semiconductor element storage package is a high-frequency ceramic substrate according to the first to fifth aspects of the present invention, a semiconductor element mounting pad to be deposited on the main surface side of the ceramic substrate, and the semiconductor And a ceramic frame body that is disposed so as to surround the element mounting pad and is integrally bonded to the main surface side of the ceramic substrate.
  • the high-frequency semiconductor element storage package has the same functions as those of the first to fifth inventions.
  • the semiconductor element mounting pad has an effect of electrically connecting the ceramic substrate and the semiconductor element when the semiconductor element is mounted.
  • the frame body has an effect of supporting a lid body for sealing the semiconductor element mounted on the ceramic substrate.
  • the second lead pad electrodes are arranged close to each other so that the distance L SS and the distance L GS satisfy L SS ⁇ 2L GS . .
  • the electric field coupling between the second lead pad electrode and the first lead pad electrode can be weakened by the interval L GS being larger than 1 ⁇ 2 of the interval L SS .
  • the electric field coupling between the second lead pad electrodes becomes stronger.
  • the electric field coupling between the second lead pad electrodes can be weakened by forming the sitting portion between the second lead pad electrodes.
  • the increase in the electric field coupling due to the interval L SS being smaller than twice the interval L GS is defined as the air gap between the second lead pad electrodes 6 by forming the seating portion 7a. It is offset by interposing a space consisting of As described above, in the first invention, it is possible to suitably suppress a decrease in characteristic impedance in the second lead pad electrode, and thus it is possible to reduce reflection of a high-frequency signal at the second lead pad electrode. According to the first invention as described above, the characteristic impedance around the second lead pad electrode is suitably adjusted without forming a seated portion between the first lead pad electrode and the second lead pad electrode. can do.
  • the edge of the ceramic substrate is formed when a plurality of sets of GSSG structures are formed on the ceramic substrate. A decrease in strength in the vicinity of the end can be suppressed.
  • the second invention has the same effect as the first invention.
  • the amount of chipping of ceramics due to the formation of the sitting portion can be further reduced.
  • the characteristic impedance around the bent portion formed in the vicinity of the edge of the ceramic substrate of the signal line (S) can be suitably adjusted.
  • a high-frequency signal exceeding 40 GHz can be transmitted without hindrance.
  • the fifth invention has the same effects as the effects of the first to fourth inventions described above.
  • the interval L SG and the interval L SS are set or designed with consideration given to the characteristic impedance of the second lead pad electrode being a desired value.
  • the interval L SS is made smaller than twice the interval L SG , the interval between the signal lines (S) bonded to the respective second lead pad electrodes cannot be narrowed without any trouble. Absent.
  • the signal line (S) cannot always be bonded to the position where the bonding strength of the signal line (S) is maximized on the second lead pad electrode. Therefore, when the interval L SS is set smaller than twice the interval L GS as in the present invention, the signal line (S) is related to the arrangement of the signal line (S) on the second lead pad electrode. In some cases, the bonding strength is not sufficiently exhibited.
  • the signal line (S) is bonded to the second lead pad electrode via the metal brazing material as a bonding material, a meniscus made of a liquefied metal brazing material is formed on the side edge of the signal line (S). Then, the signal line (S) is integrally fixed on the second lead pad electrode by the meniscus. Furthermore, the metal brazing material that is heated and liquefied on the second lead pad electrode has a property of spreading only on the surface of the second lead pad electrode.
  • the interval L SS is set smaller than twice the interval L GS as in the present invention, the side edge position of the second lead pad electrode and the side edge position of the signal line (S) are close to each other. Or they may overlap.
  • the second lead pad electrode width W is secured so as not to cause a decrease in the bonding strength of the signal line (S) in the second lead pad electrode. A meniscus region of the metal brazing material indispensable for joining the lead pad electrode and the signal line (S) can be secured.
  • the fifth aspect of the invention it has good transmission characteristics in a high frequency band, the ceramic substrate is not easily damaged, and the bonding strength between the signal line (S) and the second lead pad electrode is high.
  • a ceramic substrate can be manufactured and provided.
  • the sixth invention uses the above-described first to fourth inventions. Therefore, it has the same effect as each of the first to fourth inventions. Therefore, according to the sixth invention using the first and second inventions, a highly reliable high frequency semiconductor element housing package that can suitably transmit a high frequency signal exceeding 40 GHz and hardly damage the ceramic substrate is manufactured. Can be provided. In addition, according to the sixth invention using the third and fourth inventions, the ceramic substrate can be made more difficult to break than the sixth invention using the first and second inventions. it can. Thereby, a more reliable high-frequency semiconductor element storage package can be manufactured and provided. Further, according to the sixth invention using the fifth invention, the signal line (S) and the second lead pad electrode are compared with the sixth invention using the first to fourth inventions. A decrease in bonding strength can be prevented. Thereby, a more reliable high-frequency semiconductor element storage package can be manufactured and provided.
  • (A) It is a conceptual diagram of the high frequency ceramic substrate which concerns on Example 1 of this invention, and the high frequency semiconductor element storage package using the same, (b) It is a side view which shows the use condition.
  • (A) It is the top view which looked at the high frequency ceramic substrate which concerns on Example 1 of this invention from the back surface side, (b) It is sectional drawing of the high frequency ceramic substrate which concerns on Example 1 of this invention.
  • (A) It is a fragmentary perspective view of the GSSG structure of the high frequency ceramic substrate which concerns on Example 1 of this invention, (b) It is a fragmentary top view of the GSSG structure.
  • (A) It is a conceptual diagram of GSSG structure 1 set up for simulation 1
  • (b) The graph which shows the simulation result of the characteristic impedance (ohm) in the signal wire
  • (C) is a graph showing a simulation result of the reflection Sdd11 (dB) in the signal line (S) (differential signal line) of the GSSG structure 1.
  • (A) It is a conceptual diagram of the GSSG structure which concerns on the invention set for the simulation 4, (b) The characteristic impedance ((ohm)) in the signal line (S) (differential signal line) of the GSSG structure which concerns on this invention (C) It is a graph which shows the simulation result of reflection Sdd11 (dB) in the signal line (S) (differential signal line) of the GSSG structure.
  • FIG. 1A is a conceptual diagram of a high-frequency ceramic substrate and a high-frequency semiconductor element storage package using the same according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 1B is a side view showing a use state thereof.
  • 2A is a plan view of the high-frequency ceramic substrate according to Example 1 of the present invention as viewed from the back side
  • FIG. 2B is a cross-sectional view of the high-frequency ceramic substrate according to Example 1 of the present invention.
  • It is. 3A is a partial perspective view of the GSSG structure of the high-frequency ceramic substrate according to the first embodiment of the present invention
  • a high-frequency ceramic substrate 1A according to Example 1 includes a flat ceramic substrate 2 and an edge on the back side of the ceramic substrate 2.
  • In the ceramic substrate 2 at least a pair of signal lines (S) 4 joined between the pair of ground lines (G) 3, and second attached individually to the joining positions of the respective signal lines (S) 4.
  • one differential signal line 18 is configured by a pair of signal lines (S) 4.
  • the second lead pad electrode 6 of the high-frequency ceramic substrate 1A according to the first embodiment is a pair of first lead pad electrodes. 5, and the first side edge 5 a of each first lead pad electrode 5 and the second side edge 6 a of the second lead pad electrode 6 have parallel portions. Yes.
  • the sitting portion 7 a formed between the signal lines (S) 4 is formed along the second side edge 6 a of the second lead pad electrode 6.
  • the first side pad 5a of the first lead pad electrode 5 and the second lead pad electrode 6 are used.
  • the distance L GS between the second side edge 6a and the distance L SS between the second side edges 6a arranged in parallel in the plurality of second lead pad electrodes 6 satisfies L SS ⁇ 2L GS. Yes.
  • a virtual ground exists between a pair of signal lines (S) 4 constituting one differential signal line 18, and the signal line (S) 4 and this virtual ground are present.
  • (G) is electric field coupled. For this reason, when the interval L SS is smaller than twice the interval L GS , the characteristic impedance around the second lead pad electrode 6 is reduced by electric field coupling between the signal line (S) 4 and the virtual ground (G). The amount of decrease increases, and the reflection in the high frequency band increases accordingly.
  • the L SS had to be set to 2 times the interval L GS.
  • the second lead pad electrodes 6 are brought close to each other so that the distance L SS and the distance L GS satisfy L SS ⁇ 2L GS.
  • An electrode 6 is disposed. That is, the high frequency ceramic substrate 1A according to the first embodiment is configured such that the interval L GS is wider than 1 ⁇ 2 of the interval L SS .
  • the electric field coupling between the second lead pad electrode 6 and the first lead pad electrode 5 can be weakened by increasing the distance L GS .
  • the electric field coupling between the second lead pad electrodes 6 is strengthened by the interval L SS being narrowed.
  • the electric field coupling between the second lead pad electrodes 6 can be weakened even when the interval L SS is smaller than twice the interval L GS . Thereby, it is possible to suitably suppress a decrease in characteristic impedance in the second lead pad electrode 6 and to reduce reflection of a high-frequency signal in the second lead pad electrode 6.
  • the second lead pad electrode 6 arranged in parallel is configured such that the interval L GS and the interval L SS satisfy L SS ⁇ 2L GS.
  • the seating portion 7a is not formed between the first leadpad electrode 5 and the second leadpad electrode 6.
  • the characteristic impedance can be suitably adjusted.
  • the ceramic substrate 1A for high frequency according to the first embodiment is used with a semiconductor element mounted on the main surface side, the ceramic substrate 2 expands with the heat generation of the semiconductor element during the use.
  • the larger the number of the pockets 7a formed on the back surface of the ceramic substrate 2 and / or the larger the integrated amount of the volume the more the cracks or cracks occur in the ceramic substrate 2 from the pocket 7a. The risk that will occur increases. Further, as shown in FIG. 1A and FIG.
  • the high frequency ceramic substrate 1A according to the first embodiment has a GSSG structure
  • the high frequency ceramic substrate 1A according to the first embodiment has a signal line ( S) having a pair or more (including a case of having one or more differential signal lines) in some cases, and between the second lead pad electrodes 6 and the first lead in all GSSG structures.
  • Forming the seated portion 7a between the pad electrode 5 and the second lead pad electrode 6 means that the amount of defects at the edge 2a of the ceramic substrate 2 and in the vicinity thereof is increased. Such an increase in the amount of defects in the ceramic substrate 2 causes a decrease in the strength of the ceramic substrate 2.
  • the sitting portion is also formed between the second lead pad electrode 6 and the first lead pad electrode 5, thereby forming the ceramic. Even if the transmission characteristics of the high frequency band in the substrate 2 can be improved, the strength of the ceramic substrate 2 is reduced as a compensation, and it becomes difficult to manufacture a highly reliable ceramic substrate for high frequency. On the other hand, in the high frequency ceramic substrate 1A according to the first embodiment, since there is no seated portion 7a between the first lead pad electrode 5 and the second lead pad electrode 6, the strength of the ceramic substrate 2 is increased. Decline is unlikely to occur.
  • the first lead pad electrode 5 is, for example, a first lead pad electrode 5 for joining individual ground lines (G) 3 in one or a plurality of GSSG structures disposed on the back surface of the ceramic substrate 2. It may have an indeterminate planar shape formed by connecting together.
  • the second lead pad electrode 6 is individually formed in a region formed by cutting out a part of the first lead pad electrode 5 in the vicinity of the edge 2 a on the back surface side of the ceramic substrate 2. [For example, see FIG. 11 (a) shown later]. Even when the first lead pad electrode 5 and the second lead pad electrode 6 as described above are provided, the same effect as the high-frequency ceramic substrate 1A shown in FIGS. 1 to 3 is exhibited.
  • the widths of the ground line (G) 3 and the signal line (S) 4 are in the range of 0.1 to 0.5 mm.
  • the width W of the second lead pad electrode 6 is in the range of 0.1 to 1 mm.
  • the minimum value of the width X [see FIG. 3 (b)] of the sitting portion 7a is 10 ⁇ m.
  • FIG. 4A is a partial plan view of the GSSG structure of the high-frequency ceramic substrate according to Example 1 of the present invention
  • FIG. 4B is a partial cross-sectional view of the GSSG structure.
  • the same parts as those described in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and description of the configuration is omitted.
  • 4A and 3B are the same diagram.
  • the depth D of the sitting portion 7a formed between the signal lines (S) 4 of the ceramic substrate 2 is 0.1W ⁇ D.
  • the ceramic substrate 2 in the high-frequency ceramic substrate 1A may be a ceramic laminate formed by laminating a conductive metal between ceramic substrates as insulators, or a single-layer ceramic substrate. It may be a ceramic monolayer formed by depositing a conductor metal on the surface of the substrate.
  • the pad 12 (which will be described in detail later) is electrically connected through a wiring pattern made of a conductive metal disposed inside the ceramic substrate 2.
  • the ceramic substrate as the insulator in the ceramic substrate 2 according to the first embodiment conventionally known ceramics such as alumina ceramics, alumina-zirconia ceramics, glass ceramics and the like can be used.
  • the conductive metal interposed between the ceramic substrates as described above or deposited on the surface of the single-layer or multilayer ceramic substrate is the firing temperature of the single-layer ceramic substrate or ceramic laminate.
  • molybdenum, tungsten, copper, silver or the like may be appropriately selected.
  • any lead wire can be used as the ground wire (G) 3 and the signal wire (S) 4 as long as it is a conductive metal.
  • iron-nickel- Cobalt alloy is used.
  • the high-frequency semiconductor element storage package 13 according to the first embodiment is formed using the high-frequency ceramic substrate 1A according to the first embodiment. More specifically, the high-frequency semiconductor element storage package 13 according to the first embodiment includes a high-frequency ceramic substrate 1A according to the first embodiment and its main surface side [ground line (G) 3 and signal line (S) 4.
  • the semiconductor element mounting pad 12 to be deposited on the surface opposite to the surface to be bonded] and the semiconductor element mounting pad 12 are arranged so as to surround the semiconductor element mounting pad 12 and are integrally bonded to the main surface of the ceramic substrate 2.
  • the frame body 9 is provided.
  • a semiconductor element is mounted on the semiconductor element mounting pad 12 of the ceramic substrate 2, and the opening 9 a of the frame body 9 is made of a metal lid (not shown). Used in a sealed state.
  • the frame body 9 may be composed of the same ceramic substrate as that constituting the ceramic substrate 2. More specifically, the laminate of the sheet body before firing of the ceramic substrate is formed by, for example, stamping and forming a hollow part integrally added to the ceramic substrate 2 before firing. May be.
  • the usable frequency band can be expanded to 50 GHz or more.
  • the high-frequency semiconductor element storage package 13 according to the first embodiment is formed on the ceramic substrate 2 on the bonding pad 15 attached to the main surface of the synthetic resin mother substrate 14.
  • the ends of the ground line (G) 3 and the signal line (S) 4 that are bonded to the back surface on the side that is not bonded to the ceramic substrate 2 are bonded through a conductive bonding material.
  • an electric signal in a high frequency band is transmitted to the signal line (S) 4 of the high-frequency semiconductor element storage package 13 according to the first embodiment through the bonding pad 15 attached to the mother board 14, and the ground line (G) 3 is connected to the ground terminal (bonding pad 15) of the mother board 14 (see FIG. 1).
  • First lead pad electrode 17 As shown in FIGS. 1B and 2A, the high-frequency semiconductor element storage package 13 according to the first embodiment has a first structure in which a ground wire (G) 3 is bonded to the back side of the ceramic substrate 2. A wiring pattern made of a conductive metal provided separately from the lead pad electrode 5 and disposed inside the ceramic substrate 2 is electrically connected to the first lead pad electrode 5 via a not-shown electrode.
  • the first lead pad electrode 17 may be provided as an optional essential component.
  • the high-frequency semiconductor element storage package 13 includes the first lead pad electrode 17 separately from the first lead pad electrode 5 for joining the ground wire (G) 3.
  • the first lead pad electrode 17 acts as a shield layer for preventing high frequency signals flowing in the ceramic substrate 2 from leaking to the outside or noise from entering the high frequency signals flowing in the ceramic substrate 2 from the outside.
  • the first lead pad electrodes 5, 5 arranged in pairs on the left and right sides of the second lead pad electrode 6 on the three sides in the planar direction of the second lead pad electrode 6 and the first lead pad electrodes 6.
  • the lead pad electrode 17 By surrounding the lead pad electrode 17 [see FIG. 2A] with a ground layer, the high-frequency signal flowing through the second lead pad electrode 6 is prevented from leaking to the outside, and the second lead pad. The effect of preventing noise from entering the high frequency signal flowing through the electrode 6 from the outside is exhibited.
  • the high-frequency semiconductor element storage package 13 according to the first embodiment is bonded to the first lead pad electrode 17 via a bonding material (not shown) as shown in FIGS. 1B and 2A.
  • the heat sink plate 8 may be provided as an optional essential component.
  • the first lead pad electrode 17 can be used as a bonding pad for the heat sink plate 8 in addition to the effects described above.
  • the high-frequency semiconductor element storage package 13 according to the first embodiment includes the heat sink plate 8, the heat generated from the semiconductor element bonded to the semiconductor element mounting pad 12 is efficiently released to the outside. The temperature rise of the substrate 2 can be mitigated. As a result, when the ceramic substrate 2 expands due to an increase in temperature, it is possible to suitably suppress the generation or cracking of the ceramic substrate 2.
  • the basic form of the high-frequency semiconductor element storage package 13 may include the metal ring 10 as an optional essential component in the opening 9 a of the frame body 9.
  • the metal ring 10 is not particularly illustrated, but, for example, a bonding pad made of the same conductive metal as the first lead pad electrode 5 and the second lead pad electrode 6 is attached on the uppermost surface of the frame 9.
  • the bonding pads may be bonded via a bonding material such as a metal brazing material.
  • a metal lid (not shown) can be joined to the opening 9 a of the frame 9 by seam welding. In this case, since the airtightness in the frame body 9 is increased, a more reliable high-frequency semiconductor element storage package can be manufactured and provided.
  • a material of the metal ring 10 for example, an iron-nickel-cobalt alloy can be used.
  • screw fixing structure Although not shown, the basic form of the high-frequency semiconductor element storage package 13 according to the first embodiment is to enable the high-frequency semiconductor element storage package 13 to be screwed to the mother board 14.
  • a screw fixing structure screw insertion member
  • this screw fixing structure is not particularly illustrated, for example, a flat plate material that is integrally or separately extended on the side edge of the ceramic substrate 2 where the ground line (G) 3 and the signal line (S) 4 are not joined. (Or a bent plate body) and provided with a screw insertion hole for inserting a screw.
  • at least one pair of such screw fixing structures may be provided on the left and right sides of the ceramic substrate 2.
  • the basic configuration of the high-frequency semiconductor element storage package 13 according to the first embodiment includes the screw fixing structure as described above, so that the reliability when the high-frequency semiconductor element storage package 13 is attached to the mother board 14 is improved. Can be greatly improved.
  • Each of the first lead pad electrode 17, the metal ring 10, and the screw fixing structure, which are optional and essential components, is independently added to the basic form of the high-frequency semiconductor element storage package 13 according to the first embodiment.
  • two or more types selected from these may be combined and added to the basic form of the high-frequency semiconductor element storage package 13 according to the first embodiment.
  • the heat sink plate 8 which is a selectively essential component, the high-frequency ceramic substrate according to the first embodiment is used only when the high-frequency semiconductor element storage package 13 according to the first embodiment includes the first lead pad electrode 17. It can be added to the basic form of 1A.
  • FIG. 5 is a partial plan view of the GSSG structure of the high-frequency ceramic substrate according to the second embodiment of the present invention.
  • the same parts as those described in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and description of the configuration is omitted.
  • the ground line (G) 3 and the signal line (S) 4 in the high-frequency ceramic substrate 1A according to the first embodiment are bent 16 near the edge 2a of the ceramic substrate 2. In this case, the bent portion 16 is not mounted on the mother board 14 and is surrounded by air.
  • the high-frequency ceramic substrate 1B according to Example 2 is obtained by adding the following technical contents to the basic form of the high-frequency ceramic substrate 1A according to Example 1 described above.
  • the width of the sitting portion 7b formed between the signal lines (S) 4 is bonded to the second lead pad electrode 6.
  • each of the widths X 1 and X 2 of the seated portion 7b satisfies 0.1X 1 ⁇ X 2 ⁇ X 1 .
  • the characteristic impedance around the unmounted region (bent portion 16) of the signal line (S) 4 can be lowered to approach a desired value.
  • 40 GHz is used. The transmission characteristics of high frequency signals exceeding can be improved.
  • Example 2 the high-frequency ceramic substrate 1A in the basic form of the high-frequency semiconductor element storage package 13 according to Example 1 described above is referred to as Example 2 above.
  • the high frequency ceramic substrate 1B is replaced. According to such a high frequency semiconductor element storage package according to the second embodiment, the effect of the high frequency ceramic substrate 1B according to the second embodiment and the effect of the high frequency semiconductor element storage package 13 according to the first embodiment are exhibited simultaneously. be able to.
  • the high-frequency semiconductor element storage package according to Example 2 includes each of the first lead pad electrode 17, the metal ring 10, and the screw fixing structure as selective essential components for the basic form. Or two or more types selected from these can be combined and added.
  • the heat sink plate 8 can be added as a selectively essential component only when the high-frequency semiconductor element storage package according to the second embodiment includes the first lead pad electrode 17.
  • FIG. 6 is a partial plan view of the GSSG structure of the high-frequency ceramic substrate according to Example 3 of the present invention.
  • the same parts as those described in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals, and description of the configuration is omitted.
  • the high-frequency ceramic substrate 1C according to Example 3 has the same purpose as the high-frequency ceramic substrate 1B according to Example 2 described above and exhibits the same effect, but the configuration thereof is different.
  • the high-frequency ceramic substrate 1C according to Example 3 is obtained by adding the following technical contents to the basic form of the high-frequency ceramic substrate 1A according to Example 1 described above.
  • the high-frequency ceramic substrate 1 ⁇ / b> C according to the third embodiment is characterized by having no seating portion 7 c at a position overlapping the edge 2 a of the ceramic substrate 2. More specifically, in the high-frequency ceramic substrate 1C according to the third embodiment, the distance Y from the edge 2a of the ceramic substrate 2 to the seated portion 7c is set within a range of 0.01 mm ⁇ Y ⁇ 0.5 mm. It is a thing.
  • the characteristic impedance around the unmounted region (bent portion 16) of the signal line (S) 4 can be lowered to be close to a desired value.
  • the high-frequency ceramic substrate 1C according to Example 3 even when the ground line (G) 3 and the signal line (S) 4 include the bent portion 16 in the vicinity of the edge 2a of the ceramic substrate 2, 40 GHz is used. The transmission characteristics of high frequency signals exceeding can be improved.
  • Example 3 the high-frequency ceramic substrate 1A in the basic form of the high-frequency semiconductor element storage package 13 according to Example 1 described above is referred to as Example 3 above. This is replaced with the high-frequency ceramic substrate 1C. According to such a high-frequency semiconductor element storage package according to Example 3, the effect of the high-frequency ceramic substrate 1C according to Example 3 and the effect of the high-frequency semiconductor element storage package 13 according to Example 1 are exhibited simultaneously. be able to.
  • the high-frequency semiconductor element storage package according to Example 3 includes each of the first lead pad electrode 17, the metal ring 10, and the screw fixing structure as independent components that are selectively required for its basic form. Or two or more types selected from these can be combined and added.
  • the heat sink plate 8 can be added as a selectively essential component only when the high-frequency semiconductor element storage package according to the third embodiment includes the first lead pad electrode 17.
  • the selective essential components are added to the basic form of the high-frequency semiconductor element storage package according to the third embodiment, in addition to the effects of the high-frequency semiconductor element storage package according to the third embodiment, the respective selections are made. The effects obtained by providing the necessary essential components are exhibited singly or in combination.
  • the ground line (G) 3 and the signal line (S) 4 are often arranged at equal intervals.
  • the interval L SS and the interval L GS are not the same.
  • the lead pad electrode 5 and the second lead pad electrode 6 are not arranged at equal intervals. Therefore, in the high-frequency ceramic substrates 1A to 1C according to the first to third embodiments, the ground line (G) 3 and the signal line (S) are formed on the first lead pad electrode 5 and the second lead pad electrode 6. ) 4 are arranged at equal intervals, as shown in FIGS. 2 to 6, the side edge of the signal line (S) 4 and the second side edge 6a of the second lead pad electrode 6 Become close or overlapped.
  • the ground line (G) 3 and the signal line (S) 4 are joined to the first lead pad electrode 5 and the second lead pad electrode 6 via the metal brazing material 11.
  • the metal brazing material 11 melted on the first lead pad electrode 5 or the second lead pad electrode 6 forms a meniscus 11 a, thereby the first lead pad electrode 5 or the second lead pad electrode 6.
  • a ground line (G) 3 and a signal line (S) 4 are integrally joined to the top.
  • the signal line (S) 4 is bonded to the second lead pad electrode 6 through the metal brazing material 11.
  • the side edge disposed on the first side edge 5a side of the signal line (S) 4 and the second side edge 6a of the second lead pad electrode 6 approach each other or overlap each other. It becomes a state.
  • the metal brazing material 11 is sufficient between the side edge disposed on the first side edge 5 a side of the signal line (S) 4 and the second side edge 6 a of the second lead pad electrode 6.
  • the meniscus 11a cannot be formed, and the bonding strength between the signal line (S) 4 and the second lead pad electrode 6 may be significantly reduced.
  • FIG. 7A is a partial perspective view of the GSSG structure of the high-frequency ceramic substrate according to Example 4 of the present invention
  • FIG. 7B is a partial plan view of the GSSG structure.
  • the same parts as those described in FIGS. 1 to 6 are denoted by the same reference numerals, and description of the configuration is omitted.
  • a pair of signal lines (S) 4 are arranged in parallel between a pair of ground lines (G) 3. It is a structure.
  • the high-frequency ceramic substrate 1 ⁇ / b> D according to Example 4 has the same configuration as the basic form of the high-frequency ceramic substrate 1 ⁇ / b> A according to Example 1 and the ceramic substrate 2 is viewed in plan view.
  • the signal line (S) 4 in the region bonded to the second lead pad electrode 6 includes a notch 4a along the first side edge 5a.
  • the high-frequency ceramic substrate 1D according to Example 4 by forming the notch 4a on the side edge of the signal line (S) 4 on the side where the ground line (G) 3 is arranged, A meniscus 11a made of the metal brazing material 11 can be formed in the region where the notch 4a is formed. As a result, the bonding strength between the signal line (S) 4 and the second lead pad electrode 6 can be increased. Therefore, according to the high-frequency ceramic substrate 1D according to the fourth embodiment, when the ground wire (G) 3 and the signal line (S) 4 are joined to the ceramic substrate 2 at equal intervals, the first to the second embodiments.
  • the width of the signal line (S) 4 having the notch 4a is too small, the signal line (S) 4 itself may be disconnected. Therefore, in the high frequency ceramic substrate 1D according to the fourth embodiment, the width of the signal line (S) 4 after the notch 4a is formed needs to be at least 0.1 mm or more.
  • the meniscus 11a formed between the second side edges 6a, 6a of the second lead pad electrode 6 and the side edges of the signal line (S) 4 having the notch 4a serves as the second lead. It is desirable that the width when the pad electrode 6 is viewed in plan is 0.1 mm or more. This point will be described in more detail. If the width of the signal line (S) 4 to be joined to the second lead pad electrode 6 is sufficiently large, the width W of the second lead pad electrode 6 and the signal line (S) 4 are joined thereto. Even if the width of the signal line (S) 4 is the same, if the metal brazing material 11 is interposed between the signal line (S) 4 and the second lead pad electrode 6, sufficient bonding strength is exhibited. Can be made.
  • the width of the signal line (S) 4 bonded to the second lead pad electrode 6 is extremely narrow as in the present invention, sufficient bonding strength cannot be exhibited by the above method. . For this reason, it is necessary to make up the meniscus 11a on both side edges of the signal line (S) 4 to be joined to the second lead pad electrode 6 to compensate for the joining property of the signal line (S) 4. For this reason, in the high-frequency ceramic substrate 1D according to the fourth embodiment, a sufficient area for forming the meniscus 11a on the side edge or the periphery of the signal line (S) 4 joined to the second lead pad electrode 6 should be secured. It is desirable to set the width of the second lead pad electrode 6 as follows.
  • the meniscus 11a having a width of at least 0.1 mm can be formed on each of the left and right side edges of the signal line (S).
  • the high-frequency semiconductor element storage package according to Example 4 is not particularly illustrated, the high-frequency ceramic substrate 1A according to the basic form of the high-frequency semiconductor element storage package 13 according to Example 1 is replaced with the above-described Example 4.
  • the high frequency ceramic substrate 1D according to the above is replaced. Therefore, according to the high-frequency semiconductor element storage package according to the fourth embodiment, the effect of the high-frequency ceramic substrate 1D according to the fourth embodiment and the effect of the high-frequency semiconductor element storage package 13 according to the first embodiment can be exhibited simultaneously. Can do.
  • the high-frequency semiconductor element storage package according to Example 4 includes the first lead pad electrode 17, the metal ring 10, and the screw fixing structure as independent components that are selectively essential to the basic form. Or two or more types selected from these can be combined and added.
  • the heat sink plate 8 can be added as a selectively essential component only when the high-frequency semiconductor element storage package according to the fourth embodiment includes the first lead pad electrode 17.
  • the selective essential components are added to the basic form of the high-frequency semiconductor device storage package according to the fourth embodiment, in addition to the effects of the high-frequency semiconductor device storage package according to the fourth embodiment, the respective selections are made. The effects obtained by providing the necessary essential components are exhibited singly or in combination.
  • the first lead pad electrode 5 for joining the pair of ground lines (G) 3 is integrally formed, and the first lead pad in the vicinity of the edge 2a of the ceramic substrate 2 is formed. This was carried out on the assumption that a pair of second lead pad electrodes 6 for joining a pair of signal lines (S) 4 are attached to a region formed by cutting out a part of the electrode 5.
  • the ground lines (G) 3 and the signal lines (S) 4 are arranged at a constant pitch P.
  • the material of the ceramic substrate 2 (dielectric substrate) is specified as alumina, but the material of the ceramic substrate 2 may be other ceramic materials such as glass ceramics and aluminum nitride. In that case, it is necessary to change the dimension of each part of a GSSG structure suitably according to the dielectric constant of the ceramic substrate 2 to be used.
  • the first lead pad electrode 5 to which a lead wire [ground wire (G) 3 or signal wire (S) 4 etc.] is bonded or the like
  • the width of the lead pad electrode 6 is wider, the meniscus 11a region made of the metal brazing material 11 used when joining the lead wires becomes wider, thereby increasing the effect of improving the lead wire joining strength.
  • the lead wires such as the ground wire (G) 3 and the signal wire (S) 4 are arranged on the ceramic substrate 2 at a pitch of 0.8 mm, the first lead pad electrode 5 and the second lead.
  • the width of the pad electrode 6 is larger than 0.3 mm, the electric field coupling between the first lead pad electrode 5 and the second lead pad electrode 6 becomes strong, and the characteristic impedance of this portion is lowered, and 35 There is a tendency for the transmission characteristics of high frequency signals of ⁇ 50 GHz to deteriorate.
  • a GSSG structure 1 (comparative example) as shown in FIG. 8A is set, and the characteristic impedance ( ⁇ ) around the junction portion of the signal line (S) 4 and the reflection Sdd11 (dB) are set. Simulations were performed and the results are shown in FIGS. 8 (b) and 8 (c).
  • 8A is a conceptual diagram of the GSSG structure 1 set for the simulation 1
  • FIG. 8B is a simulation of the characteristic impedance ( ⁇ ) in the signal line (S) (differential signal line) of the GSSG structure 1.
  • (c) is a graph which shows the simulation result of reflection Sdd11 (dB) in the signal wire
  • FIG. 8A the ceramic substrate 2, the ground line (G) 3, the signal line (S) 4, the first lead pad electrode 5, and the second lead.
  • the material of the pad electrode 6 was set as shown in Table 1 below. Further, in the GSSG structure 1 according to the simulation 1 as shown in FIG.
  • the widths of the lead wires constituting the line (S) 4 were set as shown in Table 1 below.
  • the characteristic impedance ( ⁇ ) in the vicinity of the second lead pad electrode 6 is about 94 ( ⁇ ), which is significantly lower than the target value of 100 ( ⁇ ). .
  • the S parameter Sdd11 (dB) indicating reflection also exceeds ⁇ 20 (dB) at a frequency of about 35 GHz. Therefore, the usable frequency band in the GSSG structure 1 shown in FIG. 8A is up to about 35 GHz.
  • the GSSG structure 2 (comparative example) was newly set to bring the characteristic impedance around the second lead pad electrode 6 close to 100 ( ⁇ ). More specifically, in the GSSG structure 2, the width W of the second lead pad electrode 6 is smaller than the width W of the second lead pad electrode 6 in the GSSG structure 1 described above.
  • Such GSSG structure 2 and the result of simulation 2 using this GSSG structure 2 will be described with reference to FIG.
  • FIG. 9A is a conceptual diagram of the GSSG structure 2 set for the simulation 2
  • FIG. 9B is a simulation of the characteristic impedance ( ⁇ ) in the signal line (S) (differential signal line) of the GSSG structure 2. It is a graph which shows a result
  • (c) is a graph which shows the simulation result of reflection Sdd11 (dB) in the signal line (S) (differential signal line) of the GSSG structure 2.
  • the same parts as those described in FIGS. 1 to 8 are denoted by the same reference numerals, and description of the configuration is omitted.
  • the material of the pad electrode 6 was set as shown in Table 2 below.
  • the interval L GS , the interval L SS , the pitch P, the width W of the second lead pad electrode 6, the ground line (G) 3, and the signal The widths of the lead wires constituting the line (S) 4 were set as shown in Table 2 below.
  • the display of 11a is omitted.
  • the width around the second lead pad electrode 6 is reduced by reducing the width W of the second lead pad electrode 6 compared to the previous GSSG structure 1.
  • the impedance could be brought close to 100 ( ⁇ ) [see FIG. 9B].
  • the frequency band of ⁇ 20 (dB) or less was expanded to 50 GHz. Therefore, according to the GSSG structure 2, a high frequency signal up to 50 GHz can be suitably transmitted.
  • the GSSG structure 2 it is predicted that the reduction in the bonding strength of the signal line (S) 4 with respect to the second lead pad electrode 6 due to the reduction in the width W of the lead pad electrode 6, and the high frequency Even if the electrical transmission characteristics in the band are improved, it is not suitable for practical use.
  • the width of the signal line (S) 4 bonded to the second lead pad electrode 6 or the notch portion 4a In order to increase the bonding strength of the signal line (S) 4 to the second lead pad electrode 6, the width of the signal line (S) 4 bonded to the second lead pad electrode 6 or the notch portion 4a.
  • the width (W) of the second lead pad electrode 6 is set to the signal line (S) 4 It is desirable to set it to a value (0.3 to 0.5 mm) or more obtained by adding 0.2 mm to the width (0.1 to 0.5 mm) in plan view. That is, when the second lead pad electrode 6 to which the signal line (S) 4 is joined is viewed in plan, the second lead pad is located at a distance of 0.1 mm or more from the left and right side edges of the signal line (S) 4. It is desirable to set the width (W) of the second lead pad electrode 6 so that the second side edge 6a of the electrode 6 is disposed.
  • the GSSG is newly added to bring the characteristic impedance around the second lead pad electrode 6 closer to 100 ( ⁇ ) without reducing the width W of the second lead pad electrode 6.
  • Structure 3 (comparative example) was set. More specifically, in the GSSG structure 3, in addition to the same conditions as those of the GSSG structure 1 described above, a sitting portion 7a is formed between the second lead pad electrodes 6. Such a GSSG structure 3 and the result of the simulation 3 using this GSSG structure 3 are demonstrated referring FIG.
  • FIG. 10A is a conceptual diagram of the GSSG structure 3 set for the simulation 3
  • FIG. 10B is a simulation of the characteristic impedance ( ⁇ ) in the signal line (S) (differential signal line) of the GSSG structure 3. It is a graph which shows a result
  • (c) is a graph which shows the simulation result of reflection Sdd11 (dB) in the signal wire
  • FIG. 10A The same parts as those described in FIGS. 1 to 9 are denoted by the same reference numerals, and description of the configuration is omitted.
  • the ceramic substrate 2 the ground line (G) 3, the signal line (S) 4, the first lead pad electrode 5, and the second lead.
  • the material of the pad electrode 6 was set as shown in Table 3 below. Further, in the GSSG structure 3 according to the simulation 3 as shown in FIG. 10A, the ceramic substrate 2, the ground line (G) 3, the signal line (S) 4, the first lead pad electrode 5, and the second lead.
  • the material of the pad electrode 6 was set as shown in Table 3 below. Further, in the GSSG structure 3 according to the simulation 3 as shown in FIG.
  • the width of the lead wire constituting the wire (S) 4, the width X, the depth D, and the length Z of the sitting portion 7a were set as shown in Table 3 below.
  • the display of 11a is omitted.
  • the second lead pad electrode 6 is provided with the seating portion 7a, so that the second lead as shown in FIG. 10 (b).
  • the characteristic impedance around the pad electrode 6 could be improved to about 98 ( ⁇ ).
  • the S parameter Sdd11 (dB) indicating reflection has a frequency of ⁇ 20 dB or less up to 38 GHz, which is not suitable for transmission of high-frequency signals of 38 to 50 GHz. .
  • the difference between the characteristic impedance around the second lead pad electrode 6 and the characteristic impedance around the bent portion 16 of the signal line (S) 4 is It may be about 3 to 4 ( ⁇ ).
  • the GSSG structure according to the invention was set in order to further reduce the difference in characteristic impedance around the bent portion 16 of the signal line (S) 4. More specifically, the GSSG structure according to the invention products, the conditions of GSSG structure 3 described above, along with narrowing the gap L SS between the second lead pad electrode 6 was reduced width X of the seat counterbores portion 7a. Along with this change, the distance L GS between the first lead pad electrode 5 and the second lead pad electrode 6 becomes wider than that of the GSSG structure 3.
  • the depth D of the sitting portion 7a is the same as that of the GSSG structure 3.
  • the results of the simulation 4 using such a GSSG structure according to the invention and the GSSG structure according to the invention will be described with reference to FIG.
  • FIG. 11A is a conceptual diagram of the GSSG structure according to the invention set for the simulation 4
  • FIG. 11B is a characteristic of the signal line (S) (differential signal line) of the GSSG structure according to the invention.
  • the interval L GS , the interval L SS , the pitch P, the width W of the second lead pad electrode 6, and the ground line (G) 3 and the signal wire (S) 4, the width of the lead wire, the width X, the depth D, and the length Z of the sitting portion 7 a were set as shown in Table 4 below.
  • the difference between the characteristic impedance around the second lead pad electrode 6 and the characteristic impedance around the bent portion 16 of the signal line (S) 4 is reduced. Succeeded in doing. More specifically, in the GSSG structure according to the invention, the characteristic impedance around the second lead pad electrode 6 is improved to about 98 ( ⁇ ), and the characteristic impedance around the second lead pad electrode 6; The difference in characteristic impedance around the bent portion 16 of the signal line (S) 4 could be suppressed to about 2 ( ⁇ ). In the GSSG structure according to the invention, as shown in FIG. 11C, the S parameter Sdd11 indicating reflection is improved to a frequency of ⁇ 20 dB or less up to 50 GHz.
  • a seated portion is not formed between the first lead pad electrode 5 and the second lead pad electrode 6, and the width of the second lead pad electrode 6 is increased. Without narrowing W, mismatching in characteristic impedance around the second lead pad electrode 6 and around the bent portion 16 of the signal line (S) 4 can be reduced. And thereby, the high frequency signal up to 50 GHz can be transmitted suitably.
  • the distance L SS and the distance L GS are set to satisfy L SS ⁇ 2L GS .
  • the dielectric constant of the ceramic substrate which can be used for the GSSG structure according to the invention is as follows.
  • -Relative permittivity of alumina substrate 8.5 to 10 (relative permittivity varies depending on alumina content and additive type)
  • -Relative permittivity of zirconia-containing alumina substrate 10-15
  • -Relative permittivity of aluminum nitride substrate 8.8
  • -Relative permittivity of various glass ceramic substrates 4 to 10 (There are many types of glass ceramics, and the relative permittivity varies depending on the components)
  • -Relative permittivity of silicon nitride substrate 8.1
  • the number and / or volume of the sitting part 7a formed in the ceramic substrate 2 can be reduced as much as possible.
  • strength of the edge 2a vicinity of the ceramic substrate 2 which concerns on invention can be suppressed. Accordingly, it is possible to suitably prevent the ceramic substrate 2 from being damaged during the manufacture and use of the high-frequency ceramic substrate according to the present invention and the high-frequency semiconductor element storage package using the same. As a result, according to the present invention, it is possible to manufacture and provide a high-frequency and high-frequency ceramic substrate and a high-frequency semiconductor element storage package using the same, while being small in size. Moreover, according to the GSSG structure according to the invention, since the second lead pad electrode 6 having a sufficient width W can be formed on the ceramic substrate 2, the metal brazing material is formed on the second lead pad electrode 6.
  • the present invention is a high-frequency ceramic substrate capable of suitably transmitting an electric signal exceeding 40 GHz and having high reliability, and a high-frequency semiconductor element housing package using the same. It can be used in the technical field related to parts.
  • 1A to 1D Ceramic substrate for high frequency 2 ... Ceramic substrate 2a ... Edge 3 ... Ground wire (G) 4 ... Signal line (S) 4a ... notch 4b ... end 5 ... first lead pad electrode 5a ... first side edge 6 ... second lead pad electrode 6a ... second side edges 7a-7c ... sitting part 8 ... heat sink plate DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 ... Frame 9a ... Opening part 10 ... Metal ring 11 ... Metal brazing material 11a ... Meniscus 12 ... Semiconductor element mounting pad 13 ... High frequency semiconductor element storage package 14 ... Mother board 15 ... Bonding pad 16 ... Bending part 17 ... First lead pad electrode 18... Differential signal line

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Abstract

５０ＧＨｚまでの高周波信号を好適に伝送することができ、かつ、高い信頼性を有する高周波用セラミックス基板を提供する。 平板状のセラミックス基板２と、このセラミックス基板２の裏面側の縁端近傍に接合される一対のグランド線（Ｇ）３と、一対のグランド線（Ｇ）３を接合するための第１のリードパッド電極５と、一対のグランド線（Ｇ）３の間に接合される少なくとも一対の信号線（Ｓ）４と、それぞれの信号線（Ｓ）の接合位置に被着される第２のリードパッド電極６と、第２のリードパッド電極６間に形成される溝状の座刳り部７ａとを有し、一対の信号線（Ｓ）４は１の差動信号線１８をなし、第１のリードパッド電極５の第１の側縁５ａと第２のリードパッド電極６の第２の側縁６ａとの間隔をＬＧＳと、第２の側縁６ａ間の間隔をＬＳＳがＬＳＳ＜２ＬＧＳを満たすことを特徴とする高周波用セラミックス基板１Ａによる。

Description

高周波用セラミックス基板および高周波用半導体素子収納パッケージ
　本発明は、４０ＧＨｚを超える高周波信号を好適に伝送でき、かつ、セラミックス基板の強度の低下が起こり難い高周波用セラミックス基板およびそれを用いてなる高周波用半導体素子収納パッケージに関する。
　近年、情報通信の高速化に伴い、それらに用いられる電子デバイスの通信速度も高速化している。このため、その電子デバイスを収納するパッケージには、高い放熱性、高周波信号の低損失伝送、高い信頼性が求められており、これらを実現する素材としてアルミナ系セラミックスが優れた絶縁材料として注目されている。
　また、このようなパッケージ内において高速信号を通すための外部接続端子の接続には、パッケージを構成するセラミックス基体の裏面側に形成されたコプレーナ線路と、その上に固着された金属製のリード端子を介して外部樹脂基板上に形成されたグランド付きコプレーナ線路に接続する方法が多く用いられている。
　また、高周波用半導体素子収納パッケージに用いられる高周波用セラミックス基板では、パッケージの小型化要求に対応して配線の狭ピッチ化が進んでいる。
　このような高周波用セラミックス基板では、セラミックスの誘電率が高いために、リード端子付近において高周波信号線の特性インピーダンスの低下が起こり、高周波信号の伝送特性の劣化が生じていた。
　このため、リード端子付近における高周波信号の伝送特性の劣化を防止するために、リード端子接続付近の構造が極めて重要であった。
　通常、セラミックス基体におけるグランド線及び差動信号線の接続構造は、ＧＳＳＧ構造と呼ばれており、セラミックス基体上に複数セットまとめて形成される場合もある。なお、本発明では特に断りが無い場合は、ＧＳＳＧ構造は２本で１組の信号線（一対の信号線）からなる差動信号線を１以上備えるものを包含する概念である。
　特許文献１には「素子収納用パッケージおよび実装構造体」という名称で、素子を実装することが可能な素子収納用パッケージ、およびそれに素子を実装した実装構造体に関する発明が開示されている。
　特許文献１に開示される発明は、上面に素子を実装するための実装領域を有する基板と、基板上に実装領域を取り囲むように設けられた枠体と、枠体に設けられた、枠体の内側と枠体の外側とを電気的に接続する入出力端子とを備え、入出力端子は、枠体の内側から枠体の外側まで形成された、複数の配線導体と、枠体の外側に形成されたグランド層と、枠体外の複数の配線導体のそれぞれに接続されたリード端子と、グランド層に接続されたグランド端子とを有し、入出力端子は、前記リード端子と前記グランド端子との間に凹部が形成されていることを特徴とするものである。
　上記構成の特許文献１に開示される発明によれば、リード端子付近近傍における高周波信号の伝送特性の劣化を防止できる。
国際公開第２０１４／１９２６８７号パンフレット
　特許文献１の図１１に開示される発明は、リード端子（差動信号線に相当）同士の間のセラミックス基板に溝部を形成するだけでなく、グランド端子（グランド線に相当）とリード端子の間にも溝部を形成することで、リード端子付近近傍における高周波信号の伝送特性の劣化を一層好適に防止するというものである。
　しかしながら、特許文献１に開示される発明では、セラミックス基板上にＧＳＳＧ構造が複数組設けられる場合に、セラミックス基板上に接合されるリード端子同士の間、又は、グランド端子とリード端子の間にもれなく溝部を形成する必要がある。このようなＧＳＳＧ構造を備えるセラミックス基板は、セラミックス基板の表面に形成される多数の溝部のせいで、セラミックス基板の強度が低下するおそれがあった。
　特に、半導体素子を搭載する高周波用セラミックス基板においては、半導体素子からの発熱によりセラミックス基板が昇温・降温する。この場合、セラミックス基板が熱膨張した際に、セラミックス基板に形成される多数の溝部が基点となり、セラミックス基板にクラックが生じる又は割れるおそれがあった。
　また、特許文献１の図６に開示される発明の場合は、リード端子同士の間にのみ溝部が形成されているので、上記のようなセラミックス基板強度低下の問題は生じ難いと考えられる。その一方で、特許文献１の図６に開示される発明では、高周波帯域における伝送特性の改善効果は、概ね４０ＧＨｚまでであり（引用文献１中の図７を参照）、４０～５０ＧＨｚの周波帯域では依然として伝送特性が悪いままであった。
　本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、４０ＧＨｚを超える高周波信号の伝送特性を良好にでき、かつ、セラミックス基板の強度の低下が起こり難い高周波用セラミックス基板およびそれを用いてなる高周波用半導体素子収納パッケージを提供することにある。
　また、上記目的に加えて、セラミックス基板にグランド線や、差動信号線を構成する信号線を所望間隔毎に配設する場合に、信号線の接合強度の低下が起こり難い高周波用セラミックス基板およびそれを用いてなる高周波用半導体素子収納パッケージを提供することにある。
　上記課題を解決するため第１の発明である高周波用セラミックス基板は、平板状のセラミックス基板と、このセラミックス基板の裏面側の縁端近傍に接合される一対のグランド線（Ｇ）と、一対のグランド線（Ｇ）の接合位置に被着される１つの又は一対の第１のリードパッド電極と、一対のグランド線（Ｇ）の間に接合される少なくとも一対の信号線（Ｓ）と、それぞれの信号線（Ｓ）の接合位置に個別に被着される第２のリードパッド電極と、第２のリードパッド電極間に形成される溝状の座刳り部とを有し、一対の信号線（Ｓ）は１の差動信号線をなし、第２のリードパッド電極は、１つの第１のリードパッド電極の一部を切り欠いてなる領域に被着され、又は、一対の第１のリードパッド電極間に被着され、第２のリードパッド電極の長手方向側縁を第２の側縁とした場合に、この第２の側縁に対向して配される第１のリードパッド電極の第１の側縁と、第２の側縁とは、互いに平行な部位を備え、第１の側縁と第２の側縁との間隔をＬＧＳとし、第２の側縁間の間隔をＬＳＳとした場合に、ＬＳＳ＜２ＬＧＳを満たすことを特徴とするものである。
　上記構成の第１の発明において、セラミックス基板は、絶縁体及び誘電体として作用する。また、グランド線（Ｇ）は、外部樹脂基板のグランド端子への接続端子として作用する。さらに、一対の信号線（Ｓ）からなる差動信号線は、外部と第１の発明に係るセラミックス基板との間で高周波信号をやりとりするための入出力端子として作用する。
　また、第１のリードパッド電極は、グランド線（Ｇ）とセラミックス基体の表面及び／又は内部に形成される導体配線とを電気的に接続させるという作用を有する。さらに、第２のリードパッド電極は、信号線（Ｓ）とセラミックス基体の表面及び／又は内部に形成される導体配線とを電気的に接続させるという作用を有する。なお、第１の発明において、一対の信号線（Ｓ）により１の差動信号線は構成されている。
　そして、第１のリードパッド電極の第１の側縁と第２のリードパッド電極の第２の側縁とが平行になる領域を形成し、かつ、第２のリードパッド電極間に座刳り部を形成し、さらに、第１の側縁と第２の側縁との間隔ＬＧＳと第２の側縁間の間隔ＬＳＳの関係がＬＳＳ＜２ＬＧＳを満たすように構成することで、第１の側縁と第２の側縁との間に座刳り部を形成することなしに、第２のリードパッド電極周りの特性インピーダンスを所望の値に近似させるという作用を有する。これにより、第１の発明における高周波信号の伝送特性が改善されて、４０ＧＨｚを超える高周波信号の伝送が可能になる。
　また、第１の発明では、第１のリードパッド電極と第２のリードパッド電極の間に座刳り部を有しないので、セラミックス基板の強度の低下が抑制される。
　第２の発明である高周波用セラミックス基板は、上記第１の発明であって、第２のリードパッド電極の幅をＷ、座刳り部の深さをＤとする場合に、Ｄ＜１.５Ｗを満たすことを特徴とするものである。
　上記構成の第２の発明は、上記第１の発明による作用と同じ作用に加えて、第２のリードパッド電極の幅Ｗと、座刳り部の深さＤとの関係をＤ＜１.５Ｗとすることで、セラミックス基体への座刳り部容積を最少量にしながら、第２のリードパッド電極周りの特性インピーダンスを好適に調整して、４０ＧＨｚを超える高周波信号の伝送特性を改善するという作用を有する。
　そして、第２の発明においてセラミックス基体への座刳り容積を最少にすることは、セラミックス基板の強度低下の原因となる切欠き量が少なくなることを意味する。よって、第２の発明は、セラミックス基板の強度を一層向上するという作用を有する。
　第３の発明である高周波用セラミックス基板は、上記第１又は第２の発明であって、グランド線（Ｇ）及び信号線（Ｓ）はともに、セラミックス基板の縁端近傍に曲がり部を備え、信号線（Ｓ）の第２のリードパッド電極に接合される側の端部側に配される座刳り部の幅をＸ１とし、セラミックス基板の縁端における座刳り部の幅をＸ２とした場合に、０.１Ｘ１＜Ｘ２＜Ｘ１を満たすことを特徴とするものである。
　上記構成の第３の発明は、上記第１又は第２の発明による作用と同じ作用に加えて、グランド線（Ｇ）及び信号線（Ｓ）がともにセラミックス基板の縁端近傍に曲がり部を備える場合に、第２のリードパッド電極に接合される側の端部側に配される座刳り部の幅Ｘ１と、セラミックス基板の縁端における座刳り部の幅Ｘ２とが０.１Ｘ１＜Ｘ２＜Ｘ１を満たすことで、セラミックス基板の縁端近傍における座刳り容積が小さくなる。これにより、信号線（Ｓ）のセラミックス基板の縁端近傍に形成される曲がり部周りの特性インピーダンスを好適に調整するという作用を有する。この結果、信号線（Ｓ）の曲がり部周りの高周波信号の伝送特性が改善される。
　また、第３の発明によれば、セラミックス基板の縁端近傍における座刳り容積を少なくできるので、セラミックス基板の縁端近傍における強度の低下が抑制される。
　第４の発明である高周波用セラミックス基板は、上記第１又は第２の発明であって、グランド線（Ｇ）及び信号線（Ｓ）はともに、セラミックス基板の縁端近傍に曲がり部を備え、セラミックス基板の縁端は、座刳り部を備えていないことを特徴とするものである。
　上記構成の第４の発明は、上記第１又は第２の発明による作用と同じ作用に加えて、グランド線（Ｇ）及び信号線（Ｓ）がともにセラミックス基板の縁端近傍に曲がり部を備える場合に、セラミックス基板の縁端が座刳り部を備えないことで、信号線（Ｓ）のセラミックス基板の縁端近傍に形成される曲がり部周りの特性インピーダンスを好適に調整するという作用を有する。これにより、信号線（Ｓ）の曲がり部周りの高周波信号の伝送特性が改善される。
　また、第４の発明によれば、セラミックス基板の縁端近傍における座刳り容積を少なくできるので、セラミックス基板の縁端近傍における強度の低下が抑制される。
　第５の発明である高周波用セラミックス基板は、上記第１乃至第４のそれぞれの発明であって、一対のグランド線（Ｇ）の間に配される差動信号線は１であり、セラミック基板を平面視した場合に、信号線（Ｓ）の第２のリードパッド電極に接合される領域は、第１の側縁が配される側の側縁に、信号線（Ｓ）を伸長方向に沿って切欠いて形成される切欠き部を備えることを特徴とするものである。
　上記構成の第５の発明は、上記第１乃至第４のそれぞれの発明による作用と同じ作用に加えて、セラミックス基板を平面視した際に、信号線（Ｓ）の第２のリードパッド電極に接合される領域が、第１の側縁が配される側の側縁に、信号線（Ｓ）を伸長方向に沿って切欠いて形成される切欠き部を有することで、信号線（Ｓ）が切り欠かれた領域に、例えば、金属ろう材等の接合材からなるメニスカス領域を形成させるという作用を有する。
　セラミックス基板の裏面に、第２のリードパッド電極を、第１の側縁と第２の側縁との間隔ＬＧＳと第２の側縁間の間隔ＬＳＳの関係がＬＳＳ＜２ＬＧＳを満たすように形成し、かつ、グランド線（Ｇ）及び信号線（Ｓ）を、例えば、等間隔毎に配置する場合は、信号線（Ｓ）の第１の側縁が配される側の側縁に、金属ろう材等の接合材からなるメニスカスを形成するための領域を十分に確保することができない。
　このため、第５の発明では、第２のリードパッド電極に接合される信号線（Ｓ）の、第１のリードパッド電極５の第１の側縁が配される側の側縁に切欠き部を形成することで、この切欠き部が形成された領域を、メニスカスを形成するための領域として利用することができる。
　よって、第５の発明によれば、信号線（Ｓ）が切欠き部を有することで、接合のためのメニスカス領域を相対的に増やすことができ、第２のリードパッド電極と信号線（Ｓ）との接合強度を高めるという作用を有する。
　第６の発明である高周波用半導体素子収納パッケージは、上記第１乃至第５の発明である高周波用セラミックス基板と、セラミックス基板の主面側に被着される半導体素子搭載用パッドと、この半導体素子搭載用パッドを囲うように配されセラミックス基板の主面側に一体に接合されるセラミックス製の枠体と、を有することを特徴とするものである。
　上記構成の第６の発明において、高周波用半導体素子収納パッケージは、上記第１乃至第５のそれぞれの発明と同じ作用を有する。
　また、第６の発明において、半導体素子搭載用パッドは、半導体素子を搭載した際にセラミックス基板と半導体素子とを電気的に接続するという作用を有する。さらに枠体は、セラミックス基板上に搭載された半導体素子を密封するための蓋体を支持するという作用を有する。
　上述のような第１の発明では、第２のリードパッド電極同士を近づけて、間隔ＬＳＳと間隔ＬＧＳとがＬＳＳ＜２ＬＧＳを満たすように第２のリードパッド電極を配置している。この場合、間隔ＬＧＳが間隔ＬＳＳの１／２よりも大きくなることで、第２のリードパッド電極と第１のリードパッド電極との間の電界結合を弱めることができる。
　他方、上述のような第１の発明では、間隔ＬＳＳが間隔ＬＧＳの２倍よりも小さくなることで、第２のリードパッド電極同士間の電界結合が強くなってしまうが、第１の発明では、第２のリードパッド電極間に座刳り部を形成することで、第２のリードパッド電極同士間の電界結合を弱めることができる。
　つまり、第１の発明では、間隔ＬＳＳが間隔ＬＧＳの２倍よりも小さくなることによる電界結合の増加分を、座刳り部７ａを形成して第２のリードパッド電極６同士間に空気からなる空間を介設することにより相殺している。
　上述のように、第１の発明では、第２のリードパッド電極における特性インピーダンスの低下を好適に抑制することができるので、第２のリードパッド電極における高周波信号の反射を低減することができる。
　このような第１の発明によれば、第１のリードパッド電極と第２のリードパッド電極の間に座刳り部を形成することなしに第２のリードパッド電極周りの特性インピーダンスを好適に調整することができる。この結果、第１の発明では、４０ＧＨｚを超える高周波信号も少ない反射損失で伝送することができる。
　しかも、第１の発明では、第１のリードパッド電極と第２のリードパッド電極の間に座刳り部を有しないので、セラミックス基板に複数組みのＧＳＳＧ構造を形成する場合に、セラミックス基板の縁端近傍の強度の低下を抑制することができる。
　第２の発明は、第１の発明と同じ効果を有する。また、第２の発明によれば、座刳り部が形成されることによるセラミックスの欠損量をより少なくできる。
　この結果、第１の発明よりもより信頼性の高い高周波用セラミックス基板を製造して提供することができる。
　第３，第４の発明によれば、信号線（Ｓ）のセラミックス基板の縁端近傍に形成される曲り部周りの特性インピーダンスを好適に調整することができる。
　この結果、グランド線（Ｇ）及び信号線（Ｓ）が曲がり部を有する場合でも、４０ＧＨｚを超える高周波信号を支障なく伝送することができる。
　しかも、第３，第４の発明によれば、第１，第２の発明に比べて、セラミックス基板の縁端近傍又は縁端部の強度の低下を一層抑制することができる。
　第５の発明は、上述の第１乃至第４のそれぞれの発明による効果と同じ効果を有する。
　通常、間隔ＬＳＧや間隔ＬＳＳは、第２のリードパッド電極における特性インピーダンスが、所望の値になるように配慮しながら設定又は設計されるものである。この場合、間隔ＬＳＳを間隔ＬＳＧの２倍よりも小さくする場合に、それぞれの第２のリードパッド電極上に接合される信号線（Ｓ）同士の間隔についても支障なく狭められるというわけではない。
　つまり、第２のリードパッド電極の寸法（幅及び厚み）、信号線（Ｓ）（差動信号線）の寸法（幅及び厚み）は、それぞれ独立して設定又は設計されるものであるため、第２のリードパッド電極上において信号線（Ｓ）の接合強度が最大になる位置に常に信号線（Ｓ）を接合できるわけではない。
　このため、本発明のように間隔ＬＳＳを間隔ＬＧＳの２倍よりも小さく設定する場合は、第２のリードパッド電極上における信号線（Ｓ）の配置の関係で、信号線（Ｓ）の接合強度が十分に発揮されない場合がある。
　また、第２のリードパッド電極上に、接合材である金属ろう材を介して信号線（Ｓ）を接合する場合は、信号線（Ｓ）の側縁に液化した金属ろう材からなるメニスカスを形成して、このメニスカスにより第２のリードパッド電極上に信号線（Ｓ）を一体化して固定している。さらに、第２のリードパッド電極上において熱せられて液化した金属ろう材は、第２のリードパッド電極の表面上にのみ濡れ広がるという性質を有している。
　そして、本発明のように間隔ＬＳＳを間隔ＬＧＳの２倍よりも小さく設定する場合は、第２のリードパッド電極の側縁位置と、信号線（Ｓ）の側縁位置とが近接する又は重なってしまう場合がある。この場合、第２のリードパッド電極上に金属ろう材を介して信号線（Ｓ）を接合する際に、第２のリードパッド電極の側縁位置と、信号線（Ｓ）の側縁位置とが近接又は重なる領域では、金属ろう材からなるメニスカスをしっかりと形成することができず、結果として、第２のリードパッド電極に対する信号線（Ｓ）の接合強度が著しく低下してしまうケースがあった。
　これに対して、第５の発明では、第２のリードパッド電極における信号線（Ｓ）の接合強度の低下が起きないような第２のリードパッド電極の幅Ｗを確保しつつ、第２のリードパッド電極と信号線（Ｓ）の接合に不可欠な金属ろう材のメニスカス領域を確保することができる。この結果、第２のリードパッド電極上における信号線（Ｓ）の接合強度の低下を防止しながら、第２のリードパッド電極周りの高周波信号の伝送特性を改善することができる。
　従って、第５の発明によれば、高周波数帯域における良好な伝送特性を有し、セラミックス基板が破損し難く、しかも、信号線（Ｓ）と第２のリードパッド電極の接合強度が高い高周波用セラミックス基板を製造して提供することができる。
　第６の発明は、上述の第１乃至第４のそれぞれの発明を用いてなるものである。したがって、第１乃至第４のそれぞれの発明と同じ効果を有する。
　よって、第１，第２の発明を用いてなる第６の発明によれば、４０ＧＨｚを超える高周波信号を好適に伝送でき、セラミックス基板が破損し難い信頼性の高い高周波用半導体素子収納パッケージを製造して提供することができる。
　また、第３，第４の発明を用いてなる第６の発明によれば、第１，第２の発明を用いてなる第６の発明に比べて、セラミックス基板を一層破損し難くすることができる。これにより、より信頼性の高い高周波用半導体素子収納パッケージを製造して提供することができる。
　さらに、第５の発明を用いてなる第６の発明によれば、第１乃至第４の発明を用いてなる第６の発明に比べて、信号線（Ｓ）と第２のリードパッド電極の接合強度の低下を防止できる。これにより、より信頼性の高い高周波用半導体素子収納パッケージを製造して提供することができる。
（ａ）本発明の実施例１に係る高周波用セラミックス基板とそれを用いてなる高周波用半導体素子収納パッケージの概念図であり、（ｂ）その使用状態を示す側面図である。 （ａ）本発明の実施例１に係る高周波用セラミックス基板を裏面側から見た平面図であり、（ｂ）本発明の実施例１に係る高周波用セラミックス基板の断面図である。 （ａ）本発明の実施例１に係る高周波用セラミックス基板のＧＳＳＧ構造の部分斜視図であり、（ｂ）同ＧＳＳＧ構造の部分平面図である。 （ａ）本発明の実施例１に係る高周波用セラミックス基板のＧＳＳＧ構造の部分平面図であり、（ｂ）同ＧＳＳＧ構造の部分断面図である。 本発明の実施例２に係る高周波用セラミックス基板のＧＳＳＧ構造の部分平面図である。 本発明の実施例３に係る高周波用セラミックス基板のＧＳＳＧ構造の部分平面図である。 （ａ）本発明の実施例４に係る高周波用セラミックス基板のＧＳＳＧ構造の部分斜視図であり、（ｂ）同ＧＳＳＧ構造の部分平面図である。 （ａ）シミュレーション１のために設定したＧＳＳＧ構造１の概念図であり、（ｂ）このＧＳＳＧ構造１の信号線（Ｓ）（差動信号線）における特性インピーダンス（Ω）のシミュレーション結果を示すグラフであり、（ｃ）同ＧＳＳＧ構造１の信号線（Ｓ）（差動信号線）における反射Ｓｄｄ１１（ｄＢ）のシミュレーション結果を示すグラフである。 （ａ）シミュレーション２のために設定したＧＳＳＧ構造２の概念図であり、（ｂ）このＧＳＳＧ構造２の信号線（Ｓ）（差動信号線）における特性インピーダンス（Ω）のシミュレーション結果を示すグラフであり、（ｃ）同ＧＳＳＧ構造２の信号線（Ｓ）（差動信号線）における反射Ｓｄｄ１１（ｄＢ）のシミュレーション結果を示すグラフである。 （ａ）シミュレーション３のために設定したＧＳＳＧ構造３の概念図であり、（ｂ）このＧＳＳＧ構造３の信号線（Ｓ）（差動信号線）における特性インピーダンス（Ω）のシミュレーション結果を示すグラフであり、（ｃ）同ＧＳＳＧ構造３の信号線（Ｓ）（差動信号線）における反射Ｓｄｄ１１（ｄＢ）のシミュレーション結果を示すグラフである。 （ａ）シミュレーション４のために設定した発明品に係るＧＳＳＧ構造の概念図であり、（ｂ）この発明品に係るＧＳＳＧ構造の信号線（Ｓ）（差動信号線）における特性インピーダンス（Ω）のシミュレーション結果を示すグラフであり、（ｃ）同ＧＳＳＧ構造の信号線（Ｓ）（差動信号線）における反射Ｓｄｄ１１（ｄＢ）のシミュレーション結果を示すグラフである。
　本発明の実施の形態に係る高周波用セラミックス基板およびそれを用いてなる高周波用半導体素子収納パッケージについて実施例１乃至実施例４に基づいて詳細に説明する。
　はじめに、図１乃至図３を参照しながら本発明の実施例１に係る高周波用セラミックス基板の基本形態について説明する。
　図１（ａ）は本発明の実施例１に係る高周波用セラミックス基板とそれを用いてなる高周波用半導体素子収納パッケージの概念図であり、（ｂ）はその使用状態を示す側面図である。また、図２（ａ）は本発明の実施例１に係る高周波用セラミックス基板を裏面側から見た平面図であり、（ｂ）は本発明の実施例１に係る高周波用セラミックス基板の断面図である。さらに、図３（ａ）は本発明の実施例１に係る高周波用セラミックス基板のＧＳＳＧ構造の部分斜視図であり、（ｂ）は同ＧＳＳＧ構造の部分平面図である。
　はじめに、実施例１に係る高周波用セラミックス基板１Ａについて説明する。
　実施例１に係る高周波用セラミックス基板１Ａは、図１（ａ）、図２（ａ），（ｂ）に示すように、平板状のセラミックス基板２と、このセラミックス基板２の裏面側の縁端２ａ近傍に接合される一対のグランド線（Ｇ）３と、このセラミックス基板２の裏面側で一対のグランド線（Ｇ）３の接合位置に被着される一対の第１のリードパッド電極５と、セラミックス基板２において一対のグランド線（Ｇ）３の間に接合される少なくとも一対の信号線（Ｓ）４と、それぞれの信号線（Ｓ）４の接合位置に個別に被着される第２のリードパッド電極６と、この第２のリードパッド電極６間に形成される溝状の座刳り部７ａとにより構成されるものである。なお、実施例１に係る高周波用セラミックス基板１Ａでは、一対の信号線（Ｓ）４により１の差動信号線１８が構成されている。
　さらに、図２（ａ），図３（ａ），（ｂ）に示すように、実施例１に係る高周波用セラミックス基板１Ａの第２のリードパッド電極６は、一対の第１のリードパッド電極５間に被着され、さらに、それぞれの第１のリードパッド電極５の第１の側縁５ａと、第２のリードパッド電極６の第２の側縁６ａは、平行な部位を有している。加えて、信号線（Ｓ）４同士の間に形成される座刳り部７ａは、第２のリードパッド電極６の第２の側縁６ａに沿って形成されている。
　そして、実施例１に係る高周波用セラミックス基板１Ａでは、図３（ａ），（ｂ）に示すように、第１のリードパッド電極５の第１の側縁５ａと第２のリードパッド電極６の第２の側縁６ａとの間隔ＬＧＳと、複数の第２のリードパッド電極６において並設される第２の側縁６ａ間の間隔ＬＳＳとが、ＬＳＳ＜２ＬＧＳを満たしている。
　一般に、ＧＳＳＧ構造では、１の差動信号線１８を構成する一対の信号線（Ｓ）４同士の中間に、仮想のグランド（Ｇ）が存在し、信号線（Ｓ）４とこの仮想のグランド（Ｇ）とが電界結合している。このため、間隔ＬＳＳが間隔ＬＧＳの２倍よりも小さい場合は、信号線（Ｓ）４と仮想のグランド（Ｇ）との電界結合により、第２のリードパッド電極６周りの特性インピーダンスの低下量が増大し、これに伴い高周波帯域での反射が増大する。そして、第２のリードパッド電極６同士間の電界結合の強さと、第１のリードパッド電極５と第２のリードパッド電極６の間の電界結合の強さを同程度にするには、間隔ＬＳＳを間隔ＬＧＳの２倍程度に設定する必要があった。
　他方、実施例１に係る高周波用セラミックス基板１Ａでは、第２のリードパッド電極６同士を近づけることで、間隔ＬＳＳと間隔ＬＧＳとがＬＳＳ＜２ＬＧＳを満たすように第２のリードパッド電極６を配置している。つまり、実施例１に係る高周波用セラミックス基板１Ａでは、間隔ＬＧＳが間隔ＬＳＳの１／２よりも広くなるよう構成されている。このように、間隔ＬＧＳを広くすることで第２のリードパッド電極６と第１のリードパッド電極５との間の電界結合を弱めることができる。
　その一方で、実施例１に係る高周波用セラミックス基板１Ａでは、間隔ＬＳＳが狭くなることで、第２のリードパッド電極６同士間の電界結合が強くなるが、第２のリードパッド電極６間に座刳り部７ａを備えることで、間隔ＬＳＳを間隔ＬＧＳの２倍よりも小さくする場合でも、第２のリードパッド電極６同士間の電界結合を弱めることができる。
　これにより、第２のリードパッド電極６における特性インピーダンスの低下を好適に抑制して、第２のリードパッド電極６における高周波信号の反射を低減することができる。
　上述のような実施例１に係る高周波用セラミックス基板１Ａによれば、間隔ＬＧＳと間隔ＬＳＳとがＬＳＳ＜２ＬＧＳを満たすよう構成するとともに、並設される第２のリードパッド電極６の間に座刳り部７ａを形成することで、第１のリードパッド電極５と第２のリードパッド電極６の間に座刳り部７ａを形成することなしに、第２のリードパッド電極６まわりの特性インピーダンスを好適に調整することができる。この結果、実施例１に係る高周波用セラミックス基板１Ａにおいて、４０ＧＨｚを超える高周波信号の伝送特性を良好にすることができる。
　実施例１に係る高周波用セラミックス基板１Ａは、その主面側に半導体素子を搭載して使用するため、その使用時に半導体素子の発熱に伴ってセラミックス基板２の膨張が起こる。このとき、セラミックス基板２の裏面に形成される座刳り部７ａの数が多いほど、及び／又は、その容積の積算量が大きいほど、座刳り部７ａを基点にしてセラミックス基板２にクラックや割れが生じるリスクが高まる。
　また、図１（ａ）及び図２（ｂ）に示されるように、実施例１に係る高周波用セラミックス基板１Ａでは、ＧＳＳＧ構造［なお、実施例１に係る高周波用セラミックス基板１Ａでは信号線（Ｓ）を一対以上有する場合（差動信号線を１以上有する場合）も含む］を複数組み備える場合があり、全てのＧＳＳＧ構造における、第２のリードパッド電極６同士間と、第１のリードパッド電極５と第２のリードパッド電極６の間の全て、に座刳り部７ａを形成することは、セラミックス基板２の縁端２ａ及びその近傍における欠損量が大きくなることを意味する。このようなセラミックス基板２の欠損量の増大は、セラミックス基板２の強度を低下させる原因になる。従って、第２のリードパッド電極６間に形成する座刳り部７ａに加えて、第２のリードパッド電極６と第１のリードパッド電極５の間にも座刳り部を形成することで、セラミックス基板２における高周波数帯域の伝送特性を改善することができたとしても、その代償としてセラミックス基板２の強度の低下が起こり、信頼性の高い高周波用セラミックス基板を製造することが困難になる。
　これに対して、実施例１に係る高周波用セラミックス基板１Ａでは、第１のリードパッド電極５と第２のリードパッド電極６の間に座刳り部７ａを有しないので、セラミックス基板２の強度の低下が起こりにくい。
　なお、図１乃至図３では、セラミックス基板２の裏面側に、個々のグランド線（Ｇ）３に対応させて個別に第１のリードパッド電極５を被着する場合を例に挙げて説明しているが、第１のリードパッド電極５の形態は図１乃至図３に示す形態に特定される必要はない。
　第１のリードパッド電極５は、例えば、セラミックス基板２の裏面に配される１組又は複数組みのＧＳＳＧ構造において、個々のグランド線（Ｇ）３を接合するための第１のリードパッド電極５を一体に連結してなる不定形な平面形状を有するものであってもよい。
　この場合、第２のリードパッド電極６は、セラミックス基板２の裏面側の縁端２ａ近傍において、第１のリードパッド電極５の一部を切り欠いて形成した領域に個別に形成されることになる［例えば、後段に示す図１１（ａ）を参照］。
　そして、上述のような第１のリードパッド電極５及び第２のリードパッド電極６を備える場合も、図１乃至図３に示される高周波用セラミックス基板１Ａと同じ効果が発揮される。
　なお、図１乃至図３に示す実施例１に係る高周波用セラミックス基板１Ａにおいて、グランド線（Ｇ）３及び信号線（Ｓ）４の幅は０.１～０.５ｍｍの範囲内である。また、第２のリードパッド電極６の幅Ｗは０.１～１ｍｍの範囲内である。さらに、座刳り部７ａの幅Ｘ［図３（ｂ）を参照］の最小値は１０μｍである。
　次に、実施例１に係る高周波用セラミックス基板１Ａにおいてセラミックス基板２に形成される座刳り部７ａの深さＤについて図４を参照しながら説明する。
　図４（ａ）は本発明の実施例１に係る高周波用セラミックス基板のＧＳＳＧ構造の部分平面図であり、（ｂ）は同ＧＳＳＧ構造の部分断面図である。なお、図１乃至図３に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。また、図４（ａ）と図３（ｂ）は同じ図である。
　図４に示すように、実施例１に係る高周波用セラミックス基板１Ａにおいて、セラミックス基板２の信号線（Ｓ）４同士間に形成される座刳り部７ａの深さＤは、０.１Ｗ＜Ｄ＜１.５Ｗの範囲内に設定してもよい。
　上述のように座刳り部７ａの深さを特定することで、セラミックス基板２の裏面におけるセラミックスの欠損量を最少にしながら、４０ＧＨｚを超える高周波信号の伝送特性を改善するという効果を発揮させることができる。
　なお、実施例１に係る高周波用セラミックス基板１Ａにおけるセラミックス基板２は、絶縁体としてのセラミックス基体の間に導体金属を介設しながら積層してなるセラミックス積層体としてもよいし、単層のセラミックス基体の表面上に導体金属を被着させてなるセラミックス単層体でもよい。
　また、特に図示しないが、セラミックス基板２の裏面に被着される第１のリードパッド電極５と、セラミックス基板２の主面側に被着され、図示しない半導体素子を搭載するための半導体素子搭載用パッド１２（後段において詳細に説明する）とは、セラミックス基板２の内部に配される導体金属からなる配線パターンを介して電気的に接続されている。
　また、実施例１に係るセラミックス基板２において絶縁体としてのセラミックス基体としては、アルミナセラミックス、アルミナ－ジルコニアセラミックス、ガラスセラミックス等の従来公知のセラミックスを用いることができる。
　また、上述のようなセラミックス基体の間に介設される、又は、単層又は多層のセラミックス基体の表面上に被着される、導体金属は、単層のセラミック基体又はセラミックス積層体の焼成温度に応じて、モリブデン、タングステン、銅、銀などを適宜選択すればよい。
　さらに、グランド線（Ｇ）３や信号線（Ｓ）４をなすリード線は、導電性を有する金属であればどのようなものでも使用可能であるが、本発明では、例えば、鉄－ニッケル－コバルト合金を用いている。
　ここで再び図１を参照しながら実施例１に係る高周波用半導体素子収納パッケージ１３の基本形態について説明する。
　実施例１に係る高周波用半導体素子収納パッケージ１３は、上述の実施例１に係る高周波用セラミックス基板１Ａを用いてなるものである。より具体的には、実施例１に係る高周波用半導体素子収納パッケージ１３は、実施例１に係る高周波用セラミックス基板１Ａと、その主面側［グランド線（Ｇ）３や信号線（Ｓ）４が接合される面とは反対側の面］に被着される半導体素子搭載用パッド１２と、この半導体素子搭載用パッド１２を囲うように配され、セラミックス基板２の主面に一体に接合される枠体９とを有してなるものである。
　このような、実施例１に係る高周波用半導体素子収納パッケージ１３は、セラミックス基板２の半導体素子搭載用パッド１２に半導体素子を搭載し、枠体９の開口部９ａを図示しない金属製の蓋体で封止した状態で用いられる。
　なお、枠体９は、セラミックス基板２を構成するものと同じセラミックス基体により構成しても良い。より具体的には、セラミックス基体の焼成前のシート体の積層体を、例えば、打ち抜き成形するなどして中空部を形成したものを、焼成前のセラミックス基板２に一体的に付加することにより形成してもよい。
　そして、実施例１に係る高周波用半導体素子収納パッケージ１３によれば、上述のような高周波用セラミックス基板１Ａを備えることで、使用可能な周波数帯域を５０ＧＨｚかそれ以上にまで広げることができる。
　ここで、実施例１に係る高周波用半導体素子収納パッケージ１３の使用状態についてさらに詳しく説明する。
　実施例１に係る高周波用半導体素子収納パッケージ１３は、図１（ｂ）に示すように、合成樹脂製の母基板１４の主面に被着される接合用パッド１５上に、セラミックス基板２の裏面に接合されるグランド線（Ｇ）３及び信号線（Ｓ）４のセラミックス基板２に接合されない側の端部が導電性を有する接合材を介して接合される。
　そして、母基板１４に被着される接合用パッド１５を介して実施例１に係る高周波用半導体素子収納パッケージ１３の信号線（Ｓ）４には高周波数帯域の電気信号が伝送され、グランド線（Ｇ）３は母基板１４のグランド端子（接合用パッド１５）に接続される（図１を参照）。
　続いて、実施例１に係る高周波用半導体素子収納パッケージ１３に付加可能な選択的必須構成要素［１］～［４］について説明する。
［１］第１のリードパッド電極１７
　実施例１に係る高周波用半導体素子収納パッケージ１３は、図１（ｂ）、図２（ａ）に示すように、セラミックス基板２の裏面側に、グランド線（Ｇ）３を接合する第１のリードパッド電極５と別体に設けられ、かつ、セラミックス基板２の内部に配設される導体金属からなる配線パターンを（図示せず）を介して第１のリードパッド電極５に電気的に接続される第１のリードパッド電極１７を、選択的必須構成要素として備えていてもよい。
　実施例１に係る高周波用半導体素子収納パッケージ１３が、グランド線（Ｇ）３を接合するための第１のリードパッド電極５とは別に第１のリードパッド電極１７を備えていることで、この第１のリードパッド電極１７が、セラミックス基板２内を流れる高周波信号が外部に漏れる、あるいは、セラミックス基板２内を流れる高周波信号に外部からノイズが侵入するのを抑えるためのシールド層として作用する。
　例えば、第２のリードパッド電極６の平面方向における三方を（周囲を）、第２のリードパッド電極６の左右に対をなして配される第１のリードパッド電極５，５と第１のリードパッド電極１７［図２（ａ）を参照］とからなるグランド層により囲むことで、第２のリードパッド電極６に流れる高周波信号が、外部に漏れるのを抑制するとともに、第２のリードパッド電極６に流れる高周波信号に、外部からノイズが侵入するのを防止するという効果が発揮される。
［２］ヒートシンク板８
　さらに、実施例１に係る高周波用半導体素子収納パッケージ１３は、図１（ｂ）、図２（ａ）に示すように、第１のリードパッド電極１７上に、図示しない接合材を介して接合されるヒートシンク板８を、選択的必須構成要素として備えていてもよい。
　そして、上述の第１のリードパッド電極１７を併せて備えている場合、この第１のリードパッド電極１７は上述のような効果に加えて、ヒートシンク板８の接合用パッドとして用いることができる。
　そして、実施例１に係る高周波用半導体素子収納パッケージ１３がヒートシンク板８を備えている場合は、半導体素子搭載用パッド１２に接合される半導体素子から発せられる熱を効率良く外部に逃がして、セラミックス基板２の温度上昇を緩和することができる。
　この結果、セラミックス基板２が昇温により膨張した際に、セラミックス基板２にクラックが生じる又は割れるのを好適に抑制することができる。
［３］金属リング１０
　加えて、実施例１に係る高周波用半導体素子収納パッケージ１３の基本形態は、枠体９の開口部９ａに、金属リング１０を選択的必須構成要素として備えていてもよい。
　なお、この金属リング１０は、特に図示しないが、例えば、枠体９の最上面上に第１のリードパッド電極５や第２のリードパッド電極６と同じ導体金属からなる接合用パッドを被着しておき、この接合用パッド上に金属ろう材等の接合材を介して接合してもよい。
　このような金属リング１０を備える高周波用半導体素子収納パッケージ１３によれば、枠体９の開口部９ａに金属製の蓋体（図示せず）をシーム溶接により接合することができる。この場合、枠体９内の気密性が高まるので、より信頼性の高い高周波用半導体素子収納パッケージを製造して提供することができる。
　なお、金属リング１０の材質としては、例えば、鉄－ニッケル－コバルト合金を用いることができる。
［４］ネジ固定構造
　さらに、図示しないが、実施例１に係る高周波用半導体素子収納パッケージ１３の基本形態は、高周波用半導体素子収納パッケージ１３を母基板１４に対してネジ止め可能にするためのネジ固定構造（ネジ挿通部材）を選択的必須構成要素として備えていてもよい。
　このネジ固定構造は、特に図示しないが、例えば、セラミックス基板２においてグランド線（Ｇ）３や信号線（Ｓ）４が接合されない側の側縁に一体に又は別体として延設される平板材（又は折り曲げ板体）からなり、ネジを挿通させるためのネジ挿通孔を備えるものである。
　また、このようなネジ固定構造は、セラミックス基板２の左右に少なくとも１対設けておけばよい。もちろん、このようなネジ固定構造が、セラミックス基板２の左右に２対以上設けられていてもよい。さらに、ネジ固定構造を構成する平板材の材質としては、金属やセラミックスを用いることができる。
　そして、実施例１に係る高周波用半導体素子収納パッケージ１３の基本形態が、上述のようなネジ固定構造を備えていることで、高周波用半導体素子収納パッケージ１３を母基板１４に取付ける際の信頼性を大幅に向上させることができる。
　なお、選択的必須構成要素である第１のリードパッド電極１７、金属リング１０、及び、ネジ固定構造のそれぞれは、実施例１に係る高周波用半導体素子収納パッケージ１３の基本形態に単独で付加されてもよいし、これらから選択される２種類以上を組み合わせて実施例１に係る高周波用半導体素子収納パッケージ１３の基本形態に付加してもよい。
　なお、選択的必須構成要素であるヒートシンク板８については、実施例１に係る高周波用半導体素子収納パッケージ１３が、第１のリードパッド電極１７を備える場合にのみ実施例１に係る高周波用セラミックス基板１Ａの基本形態に付加することができる。
　次に、図５を参照しながら本発明の実施例２に係る高周波用セラミックス基板およびそれを用いてなる高周波用半導体素子収納パッケージの基本形態について説明する。
　図５は本発明の実施例２に係る高周波用セラミックス基板のＧＳＳＧ構造の部分平面図である。なお、図１乃至図４に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。
　先の図１（ａ）に示すように、実施例１に係る高周波用セラミックス基板１Ａにおいてグランド線（Ｇ）３及び信号線（Ｓ）４が、セラミックス基板２の縁端２ａ近傍に曲がり部１６を備えている場合、この曲がり部１６は母基板１４に実装されないで、空気に囲まれた状態になる。このような信号線（Ｓ）４の未実装領域（曲がり部１６）では、特性インピーダンスが局所的に所望の値よりも大きくなり、特に３５～５０ＧＨｚの周波数帯域の伝送特性が劣化する傾向が認められる。
　このような事情に鑑み、実施例２に係る高周波用セラミックス基板１Ｂは、上述の実施例１に係る高周波用セラミックス基板１Ａの基本形態に以下に示すような技術内容を付加したものである。
　実施例２に係る高周波用セラミックス基板１Ｂでは、図５に示すように、信号線（Ｓ）４同士の間に形成される座刳り部７ｂの幅を、第２のリードパッド電極６に接合される信号線（Ｓ）４の端部４ｂ側の幅Ｘ１が、セラミックス基板２の縁端２ａ上に形成される座刳り部７ｂの幅Ｘ２よりも大きくなるように設定されている。
　より具体的には、実施例２に係る高周波用セラミックス基板１Ｂでは、座刳り部７ｂの幅Ｘ１，Ｘ２のそれぞれが、０.１Ｘ１＜Ｘ２＜Ｘ１を満たしている。
　この場合、信号線（Ｓ）４の未実装領域（曲がり部１６）周りの特性インピーダンスを下げて、所望の値に近づけることができる。
　この結果、実施例２に係る高周波用セラミックス基板１Ｂによれば、グランド線（Ｇ）３及び信号線（Ｓ）４がセラミックス基板２の縁端２ａ近傍に曲がり部１６を備える場合でも、４０ＧＨｚを超える高周波信号の伝送特性を良好にすることができる。
　なお、実施例２に係る高周波用半導体素子収納パッケージは、特に図示しないが、上述の実施例１に係る高周波用半導体素子収納パッケージ１３の基本形態における高周波用セラミックス基板１Ａを、上記実施例２に係る高周波用セラミックス基板１Ｂに置き換えてなるものである。
　このような実施例２に係る高周波用半導体素子収納パッケージによれば、実施例２に係る高周波用セラミックス基板１Ｂによる効果と、実施例１に係る高周波用半導体素子収納パッケージ１３による効果を同時に発揮させることができる。
　また、実施例２に係る高周波用半導体素子収納パッケージは、その基本形態に選択的必須構成要素として、上述の第１のリードパッド電極１７、金属リング１０、及び、ネジ固定構造のそれぞれを単独で、又は、これらから選択される２種類以上を組み合わせて付加することができる。
　なお、ヒートシンク板８については、実施例２に係る高周波用半導体素子収納パッケージが、第１のリードパッド電極１７を備える場合にのみ選択的必須構成要素として付加することができる。
　このように実施例２に係る高周波用半導体素子収納パッケージの基本形態に選択的必須構成要素が付加される場合は、実施例２に係る高周波用半導体素子収納パッケージによる効果に加えて、それぞれの選択的必須構成要素を備えることによる効果が単独で、又は、組み合わされて発揮される。
　次に、図６を参照しながら本発明の実施例３に係る高周波用セラミックス基板およびそれを用いてなる高周波用半導体素子収納パッケージの基本形態について説明する。
　図６は本発明の実施例３に係る高周波用セラミックス基板のＧＳＳＧ構造の部分平面図である。なお、図１乃至図５に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。
　実施例３に係る高周波用セラミックス基板１Ｃは、上述の実施例２に係る高周波用セラミックス基板１Ｂと同じ目的を有し、同じ効果を発揮するものであるが、その構成が異なっている。
　実施例３に係る高周波用セラミックス基板１Ｃは、上述の実施例１に係る高周波用セラミックス基板１Ａの基本形態に以下に示す技術内容を付加してなるものである。
　図６に示すように、実施例３に係る高周波用セラミックス基板１Ｃは、セラミックス基板２の縁端２ａと重なる位置に座刳り部７ｃを有しないことを特徴とするものである。
　より具体的には、実施例３に係る高周波用セラミックス基板１Ｃは、セラミックス基板２の縁端２ａから座刳り部７ｃまでの距離Ｙを、０.０１ｍｍ＜Ｙ＜０.５ｍｍの範囲内に設定したものである。
　このような実施例３に係る高周波用セラミックス基板１Ｃによれば、信号線（Ｓ）４の未実装領域（曲がり部１６）周りの特性インピーダンスを下げて、所望の値に近づけることができる。
　この結果、実施例３に係る高周波用セラミックス基板１Ｃによれば、グランド線（Ｇ）３及び信号線（Ｓ）４がセラミックス基板２の縁端２ａ近傍に曲がり部１６を備える場合でも、４０ＧＨｚを超える高周波信号の伝送特性を良好にすることができる。
　なお、実施例３に係る高周波用半導体素子収納パッケージは、特に図示しないが、上述の実施例１に係る高周波用半導体素子収納パッケージ１３の基本形態における高周波用セラミックス基板１Ａを、上記実施例３に係る高周波用セラミックス基板１Ｃに置き換えてなるものである。
　このような実施例３に係る高周波用半導体素子収納パッケージによれば、実施例３に係る高周波用セラミックス基板１Ｃによる効果と、実施例１に係る高周波用半導体素子収納パッケージ１３による効果を同時に発揮させることができる。
　また、実施例３に係る高周波用半導体素子収納パッケージは、その基本形態に選択的必須構成要素として、上述の第１のリードパッド電極１７、金属リング１０、及び、ネジ固定構造のそれぞれを単独で、又は、これらから選択される２種類以上を組み合わせて付加することができる。
　なお、ヒートシンク板８については、実施例３に係る高周波用半導体素子収納パッケージが、第１のリードパッド電極１７を備える場合にのみ選択的必須構成要素として付加することができる。
　このように実施例３に係る高周波用半導体素子収納パッケージの基本形態に選択的必須構成要素が付加される場合は、実施例３に係る高周波用半導体素子収納パッケージによる効果に加えて、それぞれの選択的必須構成要素を備えることによる効果が単独で、又は、組み合わされて発揮される。
　一般に、高周波用半導体素子収納パッケージに用いられる高周波用セラミックス基板を規格品として製造する場合、グランド線（Ｇ）３及び信号線（Ｓ）４が等間隔で配置される場合が多い。
　これに対して、実施例１乃至実施例３に係る高周波用セラミックス基板１Ａ～１Ｃでは、先の図２乃至図６に示すように、間隔ＬＳＳと間隔ＬＧＳとは同じでなく、第１のリードパッド電極５と第２のリードパッド電極６は、等間隔で配置されていない。
　このため、実施例１乃至実施例３に係る高周波用セラミックス基板１Ａ～１Ｃでは、第１のリードパッド電極５及び第２のリードパッド電極６上に、グランド線（Ｇ）３及び信号線（Ｓ）４となるリード線を等間隔で配置すると、先の図２乃至図６に示すように、信号線（Ｓ）４の側縁と第２のリードパッド電極６の第２の側縁６ａとが近接した又は重なった状態になる。
　通常、グランド線（Ｇ）３や信号線（Ｓ）４は、第１のリードパッド電極５や第２のリードパッド電極６上に、金属ろう材１１を介して接合される。
　この時、第１のリードパッド電極５や第２のリードパッド電極６上で溶融した金属ろう材１１がメニスカス１１ａを形成することで、第１のリードパッド電極５や第２のリードパッド電極６上にグランド線（Ｇ）３や信号線（Ｓ）４が一体に接合される。
　この場合、第２のリードパッド電極６の幅が、信号線（Ｓ）４の幅に対して十分に大きければ、金属ろう材１１を介してこれらを接合する際に信号線（Ｓ）４の第１の側縁５ａ側に配される側縁にも十分なメニスカス１１ａを形成することができるので、信号線（Ｓ）４と第２のリードパッド電極６の接合強度の低下が起きるといった問題が生じることはない。また、先にも述べたようにセラミックス基板２において第２のリードパッド電極６周りの特性インピーダンスを調整するためには、第２のリードパッド電極６の幅Ｗを狭めることが有効である。
　そして、第２のリードパッド電極６の幅Ｗを狭めつつ、第１のリードパッド電極５及び第２のリードパッド電極６上に、グランド線（Ｇ）３や信号線（Ｓ）４を等間隔毎に配置すると、信号線（Ｓ）４の第１の側縁５ａ側に配される側縁と、第２のリードパッド電極６の第２の側縁６ａとが接近した、又は、重なった状態になってしまう。
　この場合、信号線（Ｓ）４の第１の側縁５ａ側に配される側縁と第２のリードパッド電極６の第２の側縁６ａとの間に、金属ろう材１１からなる十分なメニスカス１１ａを形成することができず、信号線（Ｓ）４と第２のリードパッド電極６の接合強度が著しく低下する恐れがあった。
　このような事情に鑑み発明されたのが実施例４に係る高周波用セラミックス基板１Ｄ及びそれを用いてなる高周波用半導体素子収納パッケージである。
　ここで図７を参照しながら実施例４に係る高周波用セラミックス基板１Ｄの基本形態について説明する。
　図７（ａ）は本発明の実施例４に係る高周波用セラミックス基板のＧＳＳＧ構造の部分斜視図であり、（ｂ）は同ＧＳＳＧ構造の部分平面図である。なお、図１乃至図６に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。また、実施例４に係る高周波用セラミックス基板１Ｄにおいてセラミックス基板２に形成されるＧＳＳＧ構造は、一対のグランド線（Ｇ）３の間に一対の信号線（Ｓ）４が並設されてなるＧＳＳＧ構造である。
　図７に示すように、実施例４に係る高周波用セラミックス基板１Ｄは、先の実施例１に係る高周波用セラミックス基板１Ａの基本形態と同じ構成を備え、かつ、セラミック基板２を平面視した場合に、第２のリードパッド電極６に接合される領域の信号線（Ｓ）４が、第１の側縁５ａに沿って切欠き部４ａを備えていることを特徴とするものである。
　上述のような実施例４に係る高周波用セラミックス基板１Ｄによれば、信号線（Ｓ）４のグランド線（Ｇ）３が配される側の側縁に切欠き部４ａを形成することで、この切欠き部４ａが形成される領域に金属ろう材１１から成るメニスカス１１ａを形成することができる。
　この結果、信号線（Ｓ）４と第２のリードパッド電極６との接合強度を高めることができる。
　従って、実施例４に係る高周波用セラミックス基板１Ｄによれば、セラミックス基板２上にグランド線（Ｇ）３及び信号線（Ｓ）４を等間隔毎に接合する場合に、実施例１乃至実施例３に係る高周波用セラミックス基板１Ａ～１Ｃよりもより信頼性の高い高周波用セラミックス基板を製造して提供することができる。
　なお、実施例４に係る高周波用セラミックス基板１Ｄでは、切欠き部４ａを有する信号線（Ｓ）４の幅があまりにも小さいと、信号線（Ｓ）４自体が断線する恐れがある。よって、実施例４に係る高周波用セラミックス基板１Ｄでは、切欠き部４ａが形成された後の信号線（Ｓ）４の幅が少なくとも０.１ｍｍ以上になるようにする必要がある。
　また、第２のリードパッド電極６の第２の両側縁６ａ，６ａと、切欠き部４ａを有する信号線（Ｓ）４の両側縁との間に形成されるメニスカス１１ａは、第２のリードパッド電極６を平面視した際の幅が０.１ｍｍ以上であることが望ましい。
　この点についてより詳しく説明すると、第２のリードパッド電極６に接合される信号線（Ｓ）４の幅が十分に大きければ、第２のリードパッド電極６の幅Ｗとその上に接合される信号線（Ｓ）４の幅が同じであっても、信号線（Ｓ）４と第２のリードパッド電極６の間に金属ろう材１１を介設して接合すれば十分な接合強度を発揮させることができる。
　しかしながら、本発明のように第２のリードパッド電極６上に接合される信号線（Ｓ）４の幅が極度に狭い場合は、上記のような方法では十分な接合強度を発揮させることができない。このため、第２のリードパッド電極６に接合される信号線（Ｓ）４の両側縁にメニスカス１１ａを形成して、信号線（Ｓ）４の接合性を補う必要がある。
　このため、実施例４に係る高周波用セラミックス基板１Ｄでは、第２のリードパッド電極６に接合される信号線（Ｓ）４の側縁又は周縁に十分なメニスカス１１ａを形成する領域を確保すべく、第２のリードパッド電極６の幅を、下記のように設定するのが望ましい。第２のリードパッド電極６上に信号線（Ｓ）４を載置した際に、この信号線（Ｓ）の左右両側縁のそれぞれに、少なくとも０.１ｍｍの幅を有するメニスカス１１ａを形成できるように、第２のリードパッド電極６の幅（Ｗ）を設定するのが望ましい。つまり、第２のリードパッド電極６の幅（Ｗ）は、信号線（Ｓ）４を平面視した際の幅（ｍｍ）に、０.２ｍｍを加えた数値以上となるようにするのが望ましい。
　なお、実施例４に係る高周波用半導体素子収納パッケージは、特に図示しないが、上述の実施例１に係る高周波用半導体素子収納パッケージ１３の基本形態に係る高周波用セラミックス基板１Ａを、上記実施例４に係る高周波用セラミックス基板１Ｄに置き換えてなるものである。
　よって、実施例４に係る高周波用半導体素子収納パッケージによれば、実施例４に係る高周波用セラミックス基板１Ｄによる効果と、実施例１に係る高周波用半導体素子収納パッケージ１３による効果を同時に発揮せることができる。
　また、実施例４に係る高周波用半導体素子収納パッケージは、その基本形態に選択的必須構成要素として、上述の第１のリードパッド電極１７、金属リング１０、及び、ネジ固定構造のそれぞれを単独で、又は、これらから選択される２種類以上を組み合わせて付加することができる。
　なお、ヒートシンク板８については、実施例４に係る高周波用半導体素子収納パッケージが、第１のリードパッド電極１７を備える場合にのみ選択的必須構成要素として付加することができる。
　このように実施例４に係る高周波用半導体素子収納パッケージの基本形態に選択的必須構成要素が付加される場合は、実施例４に係る高周波用半導体素子収納パッケージによる効果に加えて、それぞれの選択的必須構成要素を備えることによる効果が単独で、又は、組み合わされて発揮される。
　最後に、本発明に係る高周波用セラミックス基板の効果を確認するために行ったシミュレーション結果について説明する。
　なお、この度のシミュレーション１～４では、一対のグランド線（Ｇ）３を接合するための第１のリードパッド電極５を一体に形成し、セラミックス基板２の縁端２ａ近傍における第１のリードパッド電極５の一部を切り欠いて形成される領域に、一対の信号線（Ｓ）４を接合するための一対の第２のリードパッド電極６を被着する場合を想定して行った。また、各シミュレーションの条件を一定にするために、グランド線（Ｇ）３及び信号線（Ｓ）４を一定のピッチＰで配置した。
　なお、この度のシミュレーション１～４では、セラミックス基板２（誘電体基板）の材質をアルミナに特定しているが、セラミックス基板２の材質は、ガラスセラミックスや窒化アルミニウム等の他のセラミックス材料でもよく、その場合は、ＧＳＳＧ構造の各部位の寸法を、使用するセラミックス基板２の比誘電率に応じて適宜変更する必要がある。
　一般に、電子部品（半導体素子）や光部品を実装するセラミックス配線基板では、リード線［グランド線（Ｇ）３や信号線（Ｓ）４等］が接合される第１のリードパッド電極５や第２のリードパッド電極６の幅が広い方が、リード線を接合する際に用いる金属ろう材１１からなるメニスカス１１ａ領域が広くなり、これにより、リード線の接合強度向上効果が高まる。
　その一方で、例えば、セラミックス基板２上にグランド線（Ｇ）３や信号線（Ｓ）４等のリード線を０.８ｍｍピッチで配置する場合、第１のリードパッド電極５や第２のリードパッド電極６の幅が０.３ｍｍよりも大きくなると、第１のリードパッド電極５と第２のリードパッド電極６の間の電界結合が強くなって、この部分の特性インピーダンスの低下が起こり、３５～５０ＧＨｚの高周波信号の伝送特性が劣化する傾向が現れる。
　シミュレーション１では、下記図８（ａ）に示すようなＧＳＳＧ構造１（比較例）を設定して、信号線（Ｓ）４の接合部位周りの特性インピーダンス（Ω）と、反射Ｓｄｄ１１（ｄＢ）のシミュレーションを行い、その結果を図８（ｂ），（ｃ）に示した。
　図８（ａ）はシミュレーション１のために設定したＧＳＳＧ構造１の概念図であり、（ｂ）はこのＧＳＳＧ構造１の信号線（Ｓ）（差動信号線）における特性インピーダンス（Ω）のシミュレーション結果を示すグラフであり、（ｃ）は同ＧＳＳＧ構造１の信号線（Ｓ）（差動信号線）における反射Ｓｄｄ１１（ｄＢ）のシミュレーション結果を示すグラフである。なお、図１乃至図７に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。
　また、図８（ａ）に示すようなシミュレーション１に係るＧＳＳＧ構造１では、セラミックス基板２、グランド線（Ｇ）３、信号線（Ｓ）４、第１のリードパッド電極５、第２のリードパッド電極６の材質を下表１のように設定した。さらに、図８（ａ）に示すようなシミュレーション１に係るＧＳＳＧ構造１では、間隔ＬＧＳ、間隔ＬＳＳ、ピッチＰ、第２のリードパッド電極６の幅Ｗ、グランド線（Ｇ）３及び信号線（Ｓ）４を構成するリード線の幅をそれぞれ下表１のように設定した。
　なお、図８（ａ）では、第１のリードパッド電極５や第２のリードパッド電極６にグランド線（Ｇ）３や信号線（Ｓ）４を接合する金属ろう材１１及びそれからなるメニスカス１１ａの表示については省略している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　図８（ｂ）に示すように、ＧＳＳＧ構造１では、第２のリードパッド電極６付近の特性インピーダンス（Ω）は９４（Ω）程度であり、目標値の１００（Ω）よりも大幅に低い。このため、図８（ｃ）に示すように、反射を示すＳパラメータＳｄｄ１１（ｄＢ）も周波数３５ＧＨｚ付近で－２０（ｄＢ）を超えている。従って、図８（ａ）に示すＧＳＳＧ構造１において使用可能な周波数帯域は、３５ＧＨｚ程度までである。
　次に、上記シミュレーション１の結果を踏まえ、第２のリードパッド電極６周りの特性インピーダンスを１００（Ω）に近づけるべく、新たにＧＳＳＧ構造２（比較例）を設定した。より具体的には、ＧＳＳＧ構造２では第２のリードパッド電極６の幅Ｗを、上述のＧＳＳＧ構造１における第２のリードパッド電極６の幅Ｗよりも小さくした。
　このようなＧＳＳＧ構造２及びこのＧＳＳＧ構造２を用いたシミュレーション２の結果について図９を参照しながら説明する。
　シミュレーション２では、下記図９（ａ）に示すようなＧＳＳＧ構造２を設定して、信号線（Ｓ）４の接合部位周りの特性インピーダンス（Ω）と、反射Ｓｄｄ１１（ｄＢ）のシミュレーションを行い、その結果を図９（ｂ），（ｃ）に示した。
　図９（ａ）はシミュレーション２のために設定したＧＳＳＧ構造２の概念図であり、（ｂ）はこのＧＳＳＧ構造２の信号線（Ｓ）（差動信号線）における特性インピーダンス（Ω）のシミュレーション結果を示すグラフであり、（ｃ）は同ＧＳＳＧ構造２の信号線（Ｓ）（差動信号線）における反射Ｓｄｄ１１（ｄＢ）のシミュレーション結果を示すグラフである。なお、図１乃至図８に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。
　また、図９（ａ）に示すようなシミュレーション２に係るＧＳＳＧ構造２では、セラミックス基板２、グランド線（Ｇ）３、信号線（Ｓ）４、第１のリードパッド電極５、第２のリードパッド電極６の材質を下表２のように設定した。さらに、図９（ａ）に示すようなシミュレーション２に係るＧＳＳＧ構造２では、間隔ＬＧＳ、間隔ＬＳＳ、ピッチＰ、第２のリードパッド電極６の幅Ｗ、グランド線（Ｇ）３及び信号線（Ｓ）４を構成するリード線の幅をそれぞれ下表２のように設定した。
　なお、図９（ａ）においても、第１のリードパッド電極５や第２のリードパッド電極６にグランド線（Ｇ）３や信号線（Ｓ）４を接合する金属ろう材１１及びそれからなるメニスカス１１ａの表示については省略している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　図９（ａ）に示されるように、ＧＳＳＧ構造２では、先のＧＳＳＧ構造１に比べて第２のリードパッド電極６の幅Ｗを小さくしたことで、第２のリードパッド電極６周りの特性インピーダンスを１００（Ω）に近づけることができた［図９（ｂ）を参照］。この結果、図９（ｃ）に示すように、反射を示すＳパラメータＳｄｄ１１（ｄＢ）において、－２０（ｄＢ）以下となる周波数帯域は５０ＧＨｚまで拡大した。従って、ＧＳＳＧ構造２によれば、５０ＧＨｚまでの高周波信号を好適に伝送することができる。
　その一方で、ＧＳＳＧ構造２では、リードパッド電極６の幅Ｗが狭くなったことで、第２のリードパッド電極６に対する信号線（Ｓ）４の接合強度の低下が顕著になると予測され、高周波帯域における電気伝送特性が改善されたとしても実用には適さない。
　第２のリードパッド電極６に対する信号線（Ｓ）４の接合強度を高めるには、第２のリードパッド電極６上に接合される信号線（Ｓ）４の幅が、又は、切欠き部４ａが形成された信号線（Ｓ）４の幅が、０.１～０.５ｍｍの範囲内である場合に、第２のリードパッド電極６の幅（Ｗ）を、信号線（Ｓ）４を平面視した際の幅（０.１～０.５ｍｍ）に、０.２ｍｍを加えた数値（０.３～０.５ｍｍ）以上に設定することが望ましい。つまり、信号線（Ｓ）４を接合した第２のリードパッド電極６を平面視した際に、信号線（Ｓ）４の左右両側縁から０.１ｍｍ以上離れた位置に、第２のリードパッド電極６の第２の側縁６ａが配置されるように、第２のリードパッド電極６の幅（Ｗ）を設定するのが望ましい。
　続いて、上記シミュレーション２の結果を踏まえ、第２のリードパッド電極６の幅Ｗを小さくすることなく、第２のリードパッド電極６周りの特性インピーダンスを１００（Ω）に近づけるべく、新たにＧＳＳＧ構造３（比較例）を設定した。より具体的には、ＧＳＳＧ構造３では、上述のＧＳＳＧ構造１と同じ条件に加えて、第２のリードパッド電極６同士間に座刳り部７ａを形成した。
　このようなＧＳＳＧ構造３及びこのＧＳＳＧ構造３を用いたシミュレーション３の結果について図１０を参照しながら説明する。
　シミュレーション３では、下記図１０（ａ）に示すようなＧＳＳＧ構造３を設定して、信号線（Ｓ）４の接合部位周りの特性インピーダンス（Ω）と、反射Ｓｄｄ１１（ｄＢ）のシミュレーションを行い、その結果を図１０（ｂ），（ｃ）に示した。
　図１０（ａ）はシミュレーション３のために設定したＧＳＳＧ構造３の概念図であり、（ｂ）はこのＧＳＳＧ構造３の信号線（Ｓ）（差動信号線）における特性インピーダンス（Ω）のシミュレーション結果を示すグラフであり、（ｃ）は同ＧＳＳＧ構造３の信号線（Ｓ）（差動信号線）における反射Ｓｄｄ１１（ｄＢ）のシミュレーション結果を示すグラフである。なお、図１乃至図９に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。
　また、図１０（ａ）に示すようなシミュレーション３に係るＧＳＳＧ構造３では、セラミックス基板２、グランド線（Ｇ）３、信号線（Ｓ）４、第１のリードパッド電極５、第２のリードパッド電極６の材質を下表３のように設定した。さらに、図１０（ａ）に示すようなシミュレーション３に係るＧＳＳＧ構造３では、間隔ＬＧＳ、間隔ＬＳＳ、ピッチＰ、第２のリードパッド電極６の幅Ｗ、グランド線（Ｇ）３及び信号線（Ｓ）４を構成するリード線の幅、座刳り部７ａの幅Ｘ、深さＤ、長さＺをそれぞれ下表３のように設定した。
　なお、図１０（ａ）においても、第１のリードパッド電極５や第２のリードパッド電極６にグランド線（Ｇ）３や信号線（Ｓ）４を接合する金属ろう材１１及びそれからなるメニスカス１１ａの表示については省略している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　図１０（ａ）に示されるように、ＧＳＳＧ構造３では、第２のリードパッド電極６同士間に座刳り部７ａを設けたことで、図１０（ｂ）に示すように、第２のリードパッド電極６周りの特性インピーダンスを９８（Ω）程度にまで改善することができた。
　その一方で、図１０（ｃ）に示すように、反射を示すＳパラメータＳｄｄ１１（ｄＢ）については、－２０ｄＢ以下となる周波数は３８ＧＨｚまでであり、３８～５０ＧＨｚの高周波信号の伝送には適さない。
　この理由として、図１０（ｂ）に示されるように、ＧＳＳＧ構造３では、第２のリードパッド電極６周りの特性インピーダンスと、信号線（Ｓ）４の曲がり部１６周りの特性インピーダンスの差が３～４（Ω）程度あることが考えられる。
　さらに、上記シミュレーション３の結果を踏まえ、第１のリードパッド電極５と第２のリードパッド電極６の間に座刳り部７ａを形成することなく第２のリードパッド電極６周りの特性インピーダンスと、信号線（Ｓ）４の曲がり部１６周りの特性インピーダンスの差をより小さくすべく発明品に係るＧＳＳＧ構造を設定した。
　より具体的には、発明品に係るＧＳＳＧ構造では、上述のＧＳＳＧ構造３の条件において、第２のリードパッド電極６同士の間隔ＬＳＳを狭めるとともに、座刳り部７ａの幅Ｘを小さくした。この変更に伴い、第１のリードパッド電極５と第２のリードパッド電極６の間隔ＬＧＳはＧＳＳＧ構造３のそれよりも広くなっている。なお、発明品に係るＧＳＳＧ構造において座刳り部７ａの深さＤは、ＧＳＳＧ構造３と同じにした。このような発明品に係るＧＳＳＧ構造及びこの発明品に係るＧＳＳＧ構造を用いたシミュレーション４の結果について図１１を参照しながら説明する。
　シミュレーション４では、下記図１１（ａ）に示すような発明品に係るＧＳＳＧ構造を設定して、信号線（Ｓ）４の接合部位周りの特性インピーダンス（Ω）と、反射Ｓｄｄ１１（ｄＢ）のシミュレーションを行い、その結果を図１１（ｂ），（ｃ）に示した。
　図１１（ａ）はシミュレーション４のために設定した発明品に係るＧＳＳＧ構造の概念図であり、（ｂ）はこの発明品に係るＧＳＳＧ構造の信号線（Ｓ）（差動信号線）における特性インピーダンス（Ω）のシミュレーション結果を示すグラフであり、（ｃ）は同ＧＳＳＧ構造の信号線（Ｓ）（差動信号線）における反射Ｓｄｄ１１（ｄＢ）のシミュレーション結果を示すグラフである。なお、図１乃至図１０に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。
　また、図１１（ａ）に示すようなシミュレーション４に係るＧＳＳＧ構造（発明品）では、セラミックス基板２、グランド線（Ｇ）３、信号線（Ｓ）４、第１のリードパッド電極５、第２のリードパッド電極６の材質を下表４のように設定した。さらに、図１１（ａ）に示すようなシミュレーション４に係るＧＳＳＧ構造（発明品）では、間隔ＬＧＳ、間隔ＬＳＳ、ピッチＰ、第２のリードパッド電極６の幅Ｗ、グランド線（Ｇ）３及び信号線（Ｓ）４を構成するリード線の幅、座刳り部７ａの幅Ｘ、深さＤ、長さＺをそれぞれ下表４のように設定した。
　なお、図１１（ａ）においても、第１のリードパッド電極５や第２のリードパッド電極６にグランド線（Ｇ）３や信号線（Ｓ）４を接合する金属ろう材１１及びそれからなるメニスカス１１ａの表示については省略している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　図１１（ａ）に示されるように、発明品に係るＧＳＳＧ構造では、第２のリードパッド電極６周りの特性インピーダンスと、信号線（Ｓ）４の曲がり部１６周りの特性インピーダンスの差を小さくすることに成功した。より具体的には、発明品に係るＧＳＳＧ構造では、第２のリードパッド電極６周りの特性インピーダンスが９８（Ω）程度まで改善され、かつ、第２のリードパッド電極６周りの特性インピーダンスと、信号線（Ｓ）４の曲がり部１６周りの特性インピーダンスの差を２（Ω）程度に抑えることができた。
　そして、発明品に係るＧＳＳＧ構造では、図１１（ｃ）に示すように、反射を示すＳパラメータＳｄｄ１１も、－２０ｄＢ以下となる周波数が５０ＧＨｚまで改善されている。
　従って、発明品に係るＧＳＳＧ構造によれば、第１のリードパッド電極５と第２のリードパッド電極６の間に座刳り部を形成することなく、しかも、第２のリードパッド電極６の幅Ｗを狭めることなく、第２のリードパッド電極６周り及び信号線（Ｓ）４の曲がり部１６周りの特性インピーダンスの不整合を低減することができる。そして、これにより５０ＧＨｚまでの高周波信号を好適に伝送することができる。
　この点を別の言葉で言い換えると、セラミックス基板２の比誘電率が４.０以上である場合に、ＧＳＳＧ構造において、間隔ＬＳＳと間隔ＬＧＳとがＬＳＳ＜２ＬＧＳを満たすように第２のリードパッド電極６を配置し、かつ、第２のリードパッド電極６，６の間に座刳り部７ａ～７ｃのいずれかを形成することで（発明品に係るＧＳＳＧ構造）、５０ＧＨｚまでの高周波信号を好適に伝送することが可能になる。なお、発明品に係るＧＳＳＧ構造に使用可能なセラミックス基板の比誘電率は、以下に示す通りである。
・アルミナ基板の比誘電率：８.５～１０（アルミナ含有率と添加物の種類によって比誘電率が異なる）
・ジルコニア含有アルミナ基板の比誘電率：１０～１５
・窒化アルミニウム基板の比誘電率：８.８
・各種ガラスセラミックス基板の比誘電率：４～１０（ガラスセラミックスは種類が多く、成分によって比誘電率が異なる）
・窒化ケイ素基板の比誘電率：８.１
　そして、発明品に係るＧＳＳＧ構造によれば、セラミックス基板２に形成される座刳り部７ａの数及び／又は容積を極力減らすことができる。これにより、発明品に係るセラミックス基板２の縁端２ａ近傍の強度の低下を抑制することができる。
　従って、本発明に係る高周波用セラミックス基板及びそれを用いてなる高周波用半導体素子収納パッケージの製造時及び使用時のセラミックス基板２の破損を好適に防止することができる。この結果、本発明によれば、小型でありながら高性能で信頼性の高い高周波用セラミックス基板及びそれを用いてなる高周波用半導体素子収納パッケージを製造して提供することができる。
　しかも、発明品に係るＧＳＳＧ構造によれば、セラミックス基板２上に十分な幅Ｗを有する第２のリードパッド電極６を形成することができるので、第２のリードパッド電極６上に金属ろう材１１を介して信号線（Ｓ）４を接合する場合に、信号線（Ｓ）４の側縁に十分なメニスカス１１ａを形成するための領域を確保することができる。これにより、セラミックス基板２の小型化に伴い第２のリードパッド電極６の領域が狭小化する場合でも第２のリードパッド電極６と信号線（Ｓ）４との接合強度の低下を防ぐことができる。
　従って、発明品に係るＧＳＳＧ構造によれば、この点からも信頼性の高い高周波用セラミックス基板及びそれを用いてなる高周波用半導体素子収納パッケージを製造して提供することができる。
　以上説明したように本発明は、４０ＧＨｚを超える電気信号を好適に伝送することができ、しかも、高い信頼性を有する高周波用セラミックス基板およびそれを用いてなる高周波用半導体素子収納パッケージであり、電子部品に関する技術分野において利用可能である。
１Ａ～１Ｄ…高周波用セラミックス基板
２…セラミックス基板
２ａ…縁端
３…グランド線（Ｇ）
４…信号線（Ｓ）
４ａ…切欠き部
４ｂ…端部
５…第１のリードパッド電極
５ａ…第１の側縁
６…第２のリードパッド電極
６ａ…第２の側縁
７ａ～７ｃ…座刳り部
８…ヒートシンク板
９…枠体
９ａ…開口部
１０…金属リング
１１…金属ろう材
１１ａ…メニスカス
１２…半導体素子搭載用パッド
１３…高周波用半導体素子収納パッケージ
１４…母基板
１５…接合用パッド
１６…曲がり部
１７…第１のリードパッド電極
１８…差動信号線

Claims (6)

  1. 　平板状のセラミックス基板と、このセラミックス基板の裏面側の縁端近傍に接合される一対のグランド線（Ｇ）と、一対の前記グランド線（Ｇ）の接合位置に被着される１つの又は一対の第１のリードパッド電極と、一対の前記グランド線（Ｇ）の間に接合される少なくとも一対の信号線（Ｓ）と、それぞれの前記信号線（Ｓ）の接合位置に個別に被着される第２のリードパッド電極と、この第２のリードパッド電極間に形成される溝状の座刳り部とを有し、
    　一対の前記信号線（Ｓ）は１の差動信号線をなし、
    　前記第２のリードパッド電極は、１つの前記第１のリードパッド電極の一部を切り欠いてなる領域に被着され、又は、一対の前記第１のリードパッド電極間に被着され、
    　前記第２のリードパッド電極の長手方向側縁を第２の側縁とした場合に、この第２の側縁に対向して配される前記第１のリードパッド電極の第１の側縁と、前記第２の側縁とは、互いに平行な部位を備え、
    　前記第１の側縁と前記第２の側縁との間隔をＬＧＳとし、前記第２の側縁間の間隔をＬＳＳとした場合に、ＬＳＳ＜２ＬＧＳを満たすことを特徴とする高周波用セラミックス基板。
  2. 　前記第２のリードパッド電極の幅をＷ、前記座刳り部の深さをＤとする場合に、Ｄ＜１.５Ｗを満たすことを特徴とする請求項１に記載の高周波用セラミックス基板。
  3. 　前記グランド線（Ｇ）及び前記信号線（Ｓ）はともに、前記セラミックス基板の前記縁端近傍に曲がり部を備え、
    　前記信号線（Ｓ）の前記第２のリードパッド電極に接合される側の端部側に配される前記座刳り部の幅をＸ１とし、前記セラミックス基板の前記縁端における前記座刳り部の幅をＸ２とした場合に、０.１Ｘ１＜Ｘ２＜Ｘ１を満たすことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の高周波用セラミックス基板。
  4. 　前記グランド線（Ｇ）及び前記信号線（Ｓ）はともに、前記セラミックス基板の前記縁端近傍に曲がり部を備え、
    　前記セラミックス基板の前記縁端は、前記座刳り部を備えていないことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の高周波用セラミックス基板。
  5. 　一対の前記グランド線（Ｇ）の間に配される前記差動信号線は１であり、
    　前記セラミック基板を平面視した場合に、前記信号線（Ｓ）の前記第２のリードパッド電極に接合される領域は、前記第１の側縁が配される側の側縁に、前記信号線（Ｓ）を伸長方向に沿って切欠いて形成される切欠き部を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の高周波用セラミックス基板。
  6. 　請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の高周波用セラミックス基板と、
    　前記セラミックス基板の主面側に被着される半導体素子搭載用パッドと、
    　この半導体素子搭載用パッドを囲うように配され前記セラミックス基板の前記主面側に一体に接合されるセラミックス製の枠体と、を有することを特徴とする高周波用半導体素子収納パッケージ。
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