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JP2016162789A - High frequency semiconductor module - Google Patents

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JP2016162789A
JP2016162789A JP2015037580A JP2015037580A JP2016162789A JP 2016162789 A JP2016162789 A JP 2016162789A JP 2015037580 A JP2015037580 A JP 2015037580A JP 2015037580 A JP2015037580 A JP 2015037580A JP 2016162789 A JP2016162789 A JP 2016162789A
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JP
Japan
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circuit
electromagnetic coupling
frequency semiconductor
height adjustment
signal
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JP2015037580A
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Japanese (ja)
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一考 高木
Kazutaka Takagi
一考 高木
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-frequency semiconductor module capable of suppressing mismatching in connection between an electromagnetic coupling part and an external circuit.SOLUTION: A high-frequency semiconductor module according to an embodiment comprises a thermal insulation container that accommodates a cooling body and a high-frequency semiconductor device therein and that has an opening at a portion thereof. The high-frequency semiconductor device comprises: a signal processing circuit provided on a base plate on the cooling body; an electromagnetic coupling part electrically connected with the signal processing circuit, and that electrically connects between the interior and the exterior of the thermal insulation container by electromagnetic coupling, and that hermetically seals the interior of the thermal insulation container; a height adjustment circuit arranged so as to be separated from a side wall of the opening, in the opening of the thermal insulation container; an external circuit arranged on an outer peripheral surface of the thermal insulation container; a connection substrate arranged between the height adjustment circuit and the external circuit so as to be contacted with these circuits; and a signal lead wire and a grounding lead wire arranged on the connection substrate in parallel to each other, and that connects between the height adjustment circuit and the external circuit.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、高周波半導体モジュールに関する。   Embodiments described herein relate generally to a high-frequency semiconductor module.

例えば無線通信に使用される受信装置等には、受信した高周波信号を増幅する低雑音増幅素子が使用される。低雑音増幅素子のNF(Noise Figure)特性は、動作させる温度を下げるほど向上することが一般に知られている。   For example, a low-noise amplification element that amplifies a received high-frequency signal is used in a receiving device or the like used for wireless communication. It is generally known that the NF (Noise Figure) characteristics of a low noise amplifying element are improved as the operating temperature is lowered.

低温下において低雑音増幅素子を動作させるための一手段として、低温の冷却体上に低雑音増幅素子を配置するとともに、冷却体上配置された低雑音増幅素子を断熱容器で覆うことが挙げられる。冷却体によって低雑音増幅素子が冷却される。さらに、冷却体上に配置された低雑音増幅素子は断熱容器で覆われるため、外部からの熱の流入が抑制され、低温状態を効率的に維持することができる。   One means for operating the low noise amplifying element at a low temperature is to arrange the low noise amplifying element on a low temperature cooling body and to cover the low noise amplifying element arranged on the cooling body with a heat insulating container. . The low noise amplification element is cooled by the cooling body. Furthermore, since the low noise amplification element arranged on the cooling body is covered with the heat insulating container, the inflow of heat from the outside is suppressed, and the low temperature state can be efficiently maintained.

このような構造を有する高周波半導体モジュールとして、低雑音増幅素子に対する高周波信号の入出力に、電磁結合を用いることが知られている。電磁結合を行う電磁結合部において高周波信号の入出力を行う構造においては、断熱容器の内部配置される回路と断熱容器の外部に配置される外部回路との間における電気的な接続を維持しつつ、断熱容器の外部と内部空間とを非接触にすることができる。したがって、断熱容器の外部から内部への熱の流入が抑制され、冷却体による低雑音増幅素子の冷却効果を高めることができる。   As a high-frequency semiconductor module having such a structure, it is known to use electromagnetic coupling for input / output of a high-frequency signal to / from a low-noise amplification element. In the structure that inputs and outputs high-frequency signals in the electromagnetic coupling unit that performs electromagnetic coupling, while maintaining an electrical connection between the circuit disposed inside the heat insulating container and the external circuit disposed outside the heat insulating container The outside of the heat insulating container and the internal space can be made non-contact. Therefore, inflow of heat from the outside to the inside of the heat insulating container is suppressed, and the cooling effect of the low noise amplifying element by the cooling body can be enhanced.

この種の高周波半導体モジュールにおいては、電磁結合部と外部回路との接続における不整合が問題となっている。   In this type of high-frequency semiconductor module, a mismatch in the connection between the electromagnetic coupling portion and the external circuit is a problem.

特開2014−17598号公報JP 2014-17598 A

実施形態は、電磁結合部と外部回路との接続における不整合を抑制することができる高周波半導体モジュールを提供することを目的とする。   An object of the embodiment is to provide a high-frequency semiconductor module capable of suppressing mismatching in connection between an electromagnetic coupling portion and an external circuit.

実施形態に係る高周波半導体モジュールは、冷却体と、前記冷却体上に配置された高周波半導体装置と、前記冷却体および前記高周波半導体装置を内部に収容し、一部に開口部を有する断熱容器と、を具備する高周波半導体モジュールである。前記高周波半導体装置は、前記冷却体上に配置されたベース板と、前記ベース板上に設けられ、高周波信号に対して所望の信号処理を行う信号処理回路と、前記信号処理回路に電気的に接続され、前記断熱容器の内部と外部とを電磁結合によって電気的に接続するとともに、前記断熱容器の内部と外部とを非接触にする電磁結合部と、前記電磁結合部に電気的に接続される接続配線および接地金属を有し、前記断熱容器の前記開口部内に、前記開口部の側壁から離間するように配置された高さ調整回路と、前記断熱容器の外周面上に配置され、外部信号線および接地用線路を有する外部回路と、前記高さ調整回路と前記外部回路との間に、これらの回路に接触するように配置された接続用基板と、前記接続用基板上に配置され、前記高さ調整回路の接続配線と前記外部回路の前記外部信号線とを接続する信号用リード線と、前記接続用基板上に、前記信号用リード線に対して平行に配置され、前記高さ調整回路の接地金属と前記外部回路の前記接地用線路とを接続する接地用リード線と、を備える。   A high-frequency semiconductor module according to an embodiment includes a cooling body, a high-frequency semiconductor device disposed on the cooling body, a heat insulating container that accommodates the cooling body and the high-frequency semiconductor device inside, and has an opening in a part thereof. These are high-frequency semiconductor modules. The high-frequency semiconductor device includes a base plate disposed on the cooling body, a signal processing circuit that is provided on the base plate and performs desired signal processing on a high-frequency signal, and electrically connected to the signal processing circuit And electrically connected to the inside and outside of the heat insulating container by electromagnetic coupling, and to be electrically connected to the electromagnetic coupling section, and to be in contact with each other. A height adjustment circuit disposed in the opening of the heat insulating container so as to be separated from the side wall of the opening, and disposed on the outer peripheral surface of the heat insulating container. An external circuit having a signal line and a grounding line; a connection board disposed between the height adjustment circuit and the external circuit so as to be in contact with the circuits; and disposed on the connection board. , The height adjustment A signal lead wire for connecting the connection wiring of the path and the external signal line of the external circuit, and a parallel arrangement with respect to the signal lead wire on the connection substrate, and grounding the height adjusting circuit A grounding lead wire connecting the metal and the grounding line of the external circuit.

実施形態に係る高周波半導体モジュールの冷却体および高周波半導体装置を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the cooling body and high frequency semiconductor device of the high frequency semiconductor module which concern on embodiment. 高周波半導体装置の第1の電磁結合回路を拡大して示す斜視図である。It is a perspective view which expands and shows the 1st electromagnetic coupling circuit of a high frequency semiconductor device. 実施形態に係る高周波半導体モジュールの冷却体および高周波半導体装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the cooling body and high frequency semiconductor device of the high frequency semiconductor module which concern on embodiment. 実施形態に係る高周波半導体モジュールの一断面図である。1 is a cross-sectional view of a high-frequency semiconductor module according to an embodiment. 実施形態に係る高周波半導体モジュールの断熱容器の一部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a part of heat insulation container of the high frequency semiconductor module which concerns on embodiment. 実施形態に係る高周波半導体モジュールの要部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principal part of the high frequency semiconductor module which concerns on embodiment. 実施形態に係る高周波半導体モジュールに適用される第1の高さ調整回路を、斜め上方から見た場合の斜視図である。It is a perspective view at the time of seeing the 1st height adjustment circuit applied to the high frequency semiconductor module concerning an embodiment from the slanting upper part. 実施形態に係る高周波半導体モジュールに適用される第1の高さ調整回路を、斜め下方から見た場合の斜視図である。It is a perspective view at the time of seeing the 1st height adjustment circuit applied to the high frequency semiconductor module concerning an embodiment from the slanting lower part. 図7および図8に示す第1の高さ調整回路、および第1の電磁結合回路、を示す分解斜視図である。FIG. 9 is an exploded perspective view showing the first height adjusting circuit and the first electromagnetic coupling circuit shown in FIGS. 7 and 8. 図9の一点鎖線X−X´に沿った、第1の高さ調整回路および第1の電磁結合回路の部分断面図である。FIG. 10 is a partial cross-sectional view of the first height adjustment circuit and the first electromagnetic coupling circuit taken along one-dot chain line XX ′ in FIG. 9. 実施形態に係る高周波半導体モジュールに適用される第1の接続用基板に設けられた第1の信号用リード線および第1の接地用リード線を拡大して示す斜視図である。It is a perspective view which expands and shows the 1st signal lead wire and the 1st grounding lead wire which were provided in the 1st board for connection applied to the high frequency semiconductor module concerning an embodiment. 第1の接続用基板に設けられた第1の信号用リード線および第1の接地用リード線、外部入力回路、および第1の高さ調整回路、を示す分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view showing a first signal lead wire and a first ground lead wire, an external input circuit, and a first height adjustment circuit which are provided on a first connection board. 図12の一点鎖線Y−Y´に沿った、第1の接続用基板に設けられた第1の信号用リード線、外部入力回路、および第1の高さ調整回路、の部分断面図である。FIG. 13 is a partial cross-sectional view of the first signal lead wire, the external input circuit, and the first height adjustment circuit provided on the first connection board, taken along the alternate long and short dash line YY ′ of FIG. 12. . 比較例に係る高周波半導体モジュールの、図13に対応する部分断面図である。It is a fragmentary sectional view corresponding to FIG. 13 of the high frequency semiconductor module concerning a comparative example.

本実施形態に係る高周波半導体モジュールは、冷却体と、この冷却体上に配置された高周波半導体装置と、冷却体および高周波半導体装置を内部に収容する断熱容器と、を具備する。高周波半導体装置は冷却体によって低温にされる。そして、冷却体および高周波半導体装置が断熱容器で覆われているため、外部からの熱の流入が抑制され、低温状態を効率的に維持することができる。したがって、高周波半導体装置は低温で動作することができ、NF(Noise Figure)特性を向上させることができる。以下に、このような実施形態に係る高周波半導体モジュールについて、図面を参照して説明する。   The high-frequency semiconductor module according to the present embodiment includes a cooling body, a high-frequency semiconductor device disposed on the cooling body, and a heat insulating container that houses the cooling body and the high-frequency semiconductor device. The high frequency semiconductor device is cooled to a low temperature by a cooling body. And since the cooling body and the high frequency semiconductor device are covered with the heat insulation container, inflow of the heat from the outside is suppressed and the low temperature state can be efficiently maintained. Therefore, the high-frequency semiconductor device can operate at a low temperature and can improve NF (Noise Figure) characteristics. Hereinafter, a high-frequency semiconductor module according to such an embodiment will be described with reference to the drawings.

図1は、実施形態に係る高周波半導体モジュールの冷却体および高周波半導体装置を示す分解斜視図である。図1に示すように、高周波半導体装置10は、冷却体11上に配置されている。   FIG. 1 is an exploded perspective view showing a high-frequency semiconductor module cooling body and a high-frequency semiconductor device according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the high-frequency semiconductor device 10 is disposed on the cooling body 11.

冷却体11上に配置される高周波半導体装置10において、例えばCuによって構成されるキャリアプレートであるベース板12の表面上には、高周波信号に対して信号処理を行う信号処理回路13が配置されている。信号処理回路13は、絶縁基板14と、この基板14の上面上に設けられた複数の高周波半導体素子15(以下、半導体素子と称する場合もある。)と、絶縁基板14の上面上に設けられ、複数の半導体素子15に接続される分岐・整合回路16および合成・整合回路17と、によって構成される。   In the high-frequency semiconductor device 10 disposed on the cooling body 11, a signal processing circuit 13 that performs signal processing on a high-frequency signal is disposed on the surface of a base plate 12 that is a carrier plate made of Cu, for example. Yes. The signal processing circuit 13 is provided on the insulating substrate 14, a plurality of high-frequency semiconductor elements 15 (hereinafter sometimes referred to as semiconductor elements) provided on the upper surface of the substrate 14, and the upper surface of the insulating substrate 14. A branch / matching circuit 16 and a synthesis / matching circuit 17 connected to the plurality of semiconductor elements 15.

絶縁基板14は例えばアルミナ(Al)によって構成される基板である。複数の半導体素子15の各々は、例えば低雑音増幅素子である。また、分岐・整合回路16および合成・整合回路17にはそれぞれ、ランゲカプラおよび整合線路等が含まれている。 The insulating substrate 14 is a substrate made of alumina (Al 2 O 3 ), for example. Each of the plurality of semiconductor elements 15 is, for example, a low noise amplification element. The branch / matching circuit 16 and the synthesis / matching circuit 17 each include a Lange coupler, a matching line, and the like.

なお、図示は省略しているが、信号処理回路13には、キャパシタ素子等も設けられている。   Although not shown, the signal processing circuit 13 is also provided with a capacitor element and the like.

このような信号処理回路13に対して断熱容器18(図4等)の外部から高周波信号を入力する部分、および信号処理回路13から出力される高周波信号を断熱容器18の外部に出力する部分、はそれぞれ、電磁結合部19、20によって構成されている。電磁結合部19、20は、信号処理回路13に電気的に接続されている。そして、電磁結合部19、20は、断熱容器18の内部と外部とを電磁結合によって電気的に接続すると同時に、断熱容器18の内部と外部とを非接触にする。以下に、電磁結合部19、20について詳述する。   A portion for inputting a high frequency signal from the outside of the heat insulating container 18 (FIG. 4 and the like) to the signal processing circuit 13 and a portion for outputting a high frequency signal output from the signal processing circuit 13 to the outside of the heat insulating container 18; Are constituted by electromagnetic coupling portions 19 and 20, respectively. The electromagnetic coupling units 19 and 20 are electrically connected to the signal processing circuit 13. And the electromagnetic coupling parts 19 and 20 make the inside and the outside of the heat insulation container 18 non-contact at the same time to electrically connect the inside and the outside of the heat insulation container 18 by electromagnetic coupling. Below, the electromagnetic coupling parts 19 and 20 are explained in full detail.

信号処理回路13に対して断熱容器18(図4等)の外部から高周波信号を入力する入力側の電磁結合部19である第1の電磁結合部19は、信号処理回路13に電気的に接続される内部入力回路21、および内部入力回路21の上方に配置された第1の電磁結合回路22、によって構成されている。   A first electromagnetic coupling unit 19, which is an electromagnetic coupling unit 19 on the input side for inputting a high frequency signal from the outside of the heat insulating container 18 (FIG. 4, etc.) to the signal processing circuit 13 is electrically connected to the signal processing circuit 13. The internal input circuit 21 and the first electromagnetic coupling circuit 22 disposed above the internal input circuit 21 are configured.

内部入力回路21は、例えば超伝導回路であって、超伝導基板23(酸化マグネシウム(MgO)基板等の基板上に、YBCO薄膜(不図示)と保護層となる金(Au)薄膜(不図示)が設けられた基板)上のYBCO薄膜及び金薄膜をドライエッチングすることにより、超伝導基板23にW字状の配線24を設けることによって構成されている。この内部入力回路21は、ベース板12の上面上に配置され、ベース板12に設けられた板バネ等の固定具25によって、ベース板12に対して押し付けられている。そして、信号処理回路13の分岐・整合回路16に、ワイヤー等の接続導体26によって電気的に接続されている。   The internal input circuit 21 is, for example, a superconducting circuit, and on a substrate such as a superconducting substrate 23 (magnesium oxide (MgO) substrate), a YBCO thin film (not shown) and a gold (Au) thin film (not shown) serving as a protective layer. The substrate is provided with a W-shaped wiring 24 on the superconducting substrate 23 by dry etching the YBCO thin film and the gold thin film on the substrate). The internal input circuit 21 is disposed on the upper surface of the base plate 12 and is pressed against the base plate 12 by a fixture 25 such as a leaf spring provided on the base plate 12. Then, the signal processing circuit 13 is electrically connected to the branching / matching circuit 16 through a connection conductor 26 such as a wire.

第1の電磁結合回路22は、内部入力回路21の配線24に対して電磁結合によって高周波信号を供給する回路であって、内部入力回路21の上方に、内部入力回路21から離間するように配置されている。第1の電磁結合回路22は、例えば内部入力回路21から1mm程度上方に離間した位置に配置されている。なお、第1の電磁結合回路22は、後述する断熱容器18によって所定位置に支持される(図4)。   The first electromagnetic coupling circuit 22 is a circuit that supplies a high-frequency signal to the wiring 24 of the internal input circuit 21 by electromagnetic coupling, and is disposed above the internal input circuit 21 so as to be separated from the internal input circuit 21. Has been. The first electromagnetic coupling circuit 22 is disposed, for example, at a position spaced about 1 mm above the internal input circuit 21. The first electromagnetic coupling circuit 22 is supported at a predetermined position by a heat insulating container 18 described later (FIG. 4).

図2は、第1の電磁結合回路22を拡大して示す斜視図である。図2に示すように、第1の電磁結合回路22において、例えば厚さ1mm程度のアルミナ等によって構成される絶縁基板27の上面上には、I字状の配線28aが設けられている。また、絶縁基板27の上面上には、I字状の配線28aに接続される引き出し配線28b、および引き出し配線28bに接続されるパッド電極28c、が設けられている。さらに、絶縁基板27の上面上には、I字状の配線28a、引き出し配線28b、およびパッド電極28c、の周囲を囲うように接地金属29が設けられている。   FIG. 2 is an enlarged perspective view showing the first electromagnetic coupling circuit 22. As shown in FIG. 2, in the first electromagnetic coupling circuit 22, an I-shaped wiring 28a is provided on the upper surface of an insulating substrate 27 made of alumina or the like having a thickness of about 1 mm. On the upper surface of the insulating substrate 27, a lead-out wiring 28b connected to the I-shaped wiring 28a and a pad electrode 28c connected to the lead-out wiring 28b are provided. Further, a ground metal 29 is provided on the upper surface of the insulating substrate 27 so as to surround the periphery of the I-shaped wiring 28a, the lead-out wiring 28b, and the pad electrode 28c.

他方、図2に点線で示すように、絶縁基板27の下面上の全面には接地金属30が設けられており、接地金属30の一部は、U字状に除去されている。絶縁基板27の周辺部には、この基板27を貫通するスルーホール31が設けられており、絶縁基板27の上面上の接地金属29と下面上の接地金属30とは、スルーホール31内に設けられる導体によって電気的に接続されている。   On the other hand, as shown by a dotted line in FIG. 2, a ground metal 30 is provided on the entire lower surface of the insulating substrate 27, and a part of the ground metal 30 is removed in a U shape. A through hole 31 penetrating the substrate 27 is provided in the periphery of the insulating substrate 27, and the ground metal 29 on the upper surface of the insulating substrate 27 and the ground metal 30 on the lower surface are provided in the through hole 31. Are electrically connected by a conductor.

このような第1の電磁結合回路22は、絶縁基板27の上面上に設けられたI字状の配線28aに高周波信号が入力されると、その高周波信号は、電磁結合によって、この回路22の下方に配置される内部入力回路21のW字状の配線24に伝達される。   In the first electromagnetic coupling circuit 22, when a high frequency signal is input to the I-shaped wiring 28 a provided on the upper surface of the insulating substrate 27, the high frequency signal is generated by the electromagnetic coupling. It is transmitted to the W-shaped wiring 24 of the internal input circuit 21 disposed below.

次に、信号処理回路13から出力される高周波信号を断熱容器18(図4等)の外部に出力する出力側の電磁結合部である第2の電磁結合部20は、信号処理回路13に電気的に接続される内部出力回路32、および内部出力回路32の上方に配置された第2の電磁結合回路33、によって構成されている。   Next, the second electromagnetic coupling unit 20, which is an output side electromagnetic coupling unit that outputs the high-frequency signal output from the signal processing circuit 13 to the outside of the heat insulating container 18 (FIG. 4 and the like), The internal output circuit 32 is connected to the internal output circuit 32, and the second electromagnetic coupling circuit 33 is disposed above the internal output circuit 32.

内部出力回路32は、例えば信号処理回路13から延在するアルミナ等の絶縁基板14の表面上に、金(Au)によって、信号処理回路13の合成・整合回路17から延在するように、W字状に配線34を設けることによって構成されている。この内部出力回路32は信号処理回路13とともにベース板12の上面上に配置され、ベース板12に設けられた板バネ等の固定具25によって、信号処理回路13とともにベース板12に対して押し付けられている。   For example, the internal output circuit 32 is formed on the surface of an insulating substrate 14 such as alumina extending from the signal processing circuit 13 by gold (Au) so as to extend from the synthesis / matching circuit 17 of the signal processing circuit 13. The wiring 34 is provided in a letter shape. The internal output circuit 32 is disposed on the upper surface of the base plate 12 together with the signal processing circuit 13, and is pressed against the base plate 12 together with the signal processing circuit 13 by a fixture 25 such as a leaf spring provided on the base plate 12. ing.

第2の電磁結合回路33は、内部出力回路32の配線34から電磁結合によって高周波信号が供給される回路であって、内部出力回路32の上方に、内部出力回路32から離間するように配置されている。第2の電磁結合回路33は、例えば内部出力回路32から1mm程度上方に離間した位置に配置されている。なお、第2の電磁結合回路33の具体的な構成は、図2に示す第1の電磁結合回路22と同様に構成されており、絶縁基板の上面上に、I字状の配線35a、引き出し配線35b、およびパッド電極35cが設けられており、また、これらの周囲を囲うように接地金属36が設けられている。このような第2の電磁結合回路33は、第1の電磁結合回路22と同様に、後述する断熱容器18によって所定位置に支持される(図4)。   The second electromagnetic coupling circuit 33 is a circuit to which a high frequency signal is supplied from the wiring 34 of the internal output circuit 32 by electromagnetic coupling, and is disposed above the internal output circuit 32 so as to be separated from the internal output circuit 32. ing. The second electromagnetic coupling circuit 33 is disposed, for example, at a position spaced about 1 mm above the internal output circuit 32. The specific configuration of the second electromagnetic coupling circuit 33 is the same as that of the first electromagnetic coupling circuit 22 shown in FIG. 2, and an I-shaped wiring 35a and a lead are formed on the upper surface of the insulating substrate. A wiring 35b and a pad electrode 35c are provided, and a ground metal 36 is provided so as to surround these. Similar to the first electromagnetic coupling circuit 22, the second electromagnetic coupling circuit 33 is supported at a predetermined position by a heat insulating container 18 described later (FIG. 4).

このような第2の電磁結合回路33の下方に配置される内部出力回路32のW字状の配線34に高周波信号が入力されると、その高周波信号は、電磁結合によって、第2の電磁結合回路33の表面のI字状の配線35aに伝達される。   When a high-frequency signal is input to the W-shaped wiring 34 of the internal output circuit 32 arranged below the second electromagnetic coupling circuit 33, the high-frequency signal is converted into the second electromagnetic coupling by electromagnetic coupling. This is transmitted to the I-shaped wiring 35 a on the surface of the circuit 33.

以上に説明したように、第1、第2の電磁結合部19、20は、断熱容器18の内部と外部とを電磁結合によって電気的に接続する。第1、第2の電磁結合部19、20は、上述したように断熱容器18の内部と外部とを非接触にするが、これについては後述する。   As described above, the first and second electromagnetic coupling portions 19 and 20 electrically connect the inside and the outside of the heat insulating container 18 by electromagnetic coupling. The first and second electromagnetic coupling portions 19 and 20 make the inside and outside of the heat insulating container 18 non-contact as described above, which will be described later.

第1の電磁結合部19の第1の電磁結合回路22は、モジュールの外部から高周波信号を受け取る第1の外部信号線37を有する外部回路である外部入力回路38に電気的に接続される。また、第2の電磁結合部20の第2の電磁結合回路33は、モジュールの外部に高周波信号を送出する第2の外部信号線39を有する外部回路である外部出力回路40に電気的に接続される。外部入力回路38および外部出力回路40はそれぞれプリント基板であって、絶縁基板41の上面上に第1の外部信号線37または第2の外部信号線39を設けることによって構成されている。外部入力回路38および外部出力回路40はそれぞれ、後述する断熱容器18の外周面上に配置される(図4)。なお、外部入力回路38および外部出力回路40にはそれぞれ、接地される接地用線路42も設けられている。   The first electromagnetic coupling circuit 22 of the first electromagnetic coupling unit 19 is electrically connected to an external input circuit 38 that is an external circuit having a first external signal line 37 that receives a high-frequency signal from the outside of the module. The second electromagnetic coupling circuit 33 of the second electromagnetic coupling unit 20 is electrically connected to an external output circuit 40 that is an external circuit having a second external signal line 39 for sending a high-frequency signal to the outside of the module. Is done. Each of the external input circuit 38 and the external output circuit 40 is a printed circuit board, and is configured by providing the first external signal line 37 or the second external signal line 39 on the upper surface of the insulating substrate 41. The external input circuit 38 and the external output circuit 40 are respectively disposed on the outer peripheral surface of the heat insulating container 18 described later (FIG. 4). Each of the external input circuit 38 and the external output circuit 40 is also provided with a grounding line 42 that is grounded.

なお、第1の電磁結合回路22と、外部入力回路38と、の高さ方向における位置は異なっている。この理由については後述するが、このように高さ方向における位置が互いに異なるため、これらの回路22、38間を例えばワイヤー等の第1の接続導体で接続することを考えると、第1の接続導体の長さが長くなる。この結果、第1の接続導体でのインダクタンス(または抵抗、放射損)が大きくなる。   Note that the positions of the first electromagnetic coupling circuit 22 and the external input circuit 38 in the height direction are different. Although the reason for this will be described later, since the positions in the height direction are different from each other in this way, considering that the circuits 22 and 38 are connected by a first connection conductor such as a wire, the first connection The length of the conductor is increased. As a result, the inductance (or resistance, radiation loss) in the first connection conductor is increased.

また、一般に、第1の電磁結合回路22の各配線28a、28bおよびパッド電極28cは50Ωのインピーダンスを有するように設計されており、外部入力回路38の第1の外部信号線37も同様に50Ωのインピーダンスを有するように設計されている。一方、パッド電極28cと第1の外部信号線37とを接続する第1の接続導体をワイヤーとすると、そのインピーダンスが50Ωから乖離し、その結果、パッド電極28cと第1の外部信号線37との間にインピーダンスの不整合が発生する。第1の接続導体の長さが短いときには、インピーダンスの不整合は小さいが、上記のように第1の接続導体の長さが長くなると、第1の接続導体によるインピーダンスの不整合が大きくなり、反射損が大きくなる。   In general, the wirings 28a and 28b and the pad electrode 28c of the first electromagnetic coupling circuit 22 are designed to have an impedance of 50Ω, and the first external signal line 37 of the external input circuit 38 is similarly 50Ω. It is designed to have an impedance of On the other hand, when the first connecting conductor that connects the pad electrode 28c and the first external signal line 37 is a wire, the impedance deviates from 50Ω. As a result, the pad electrode 28c and the first external signal line 37 Impedance mismatch occurs between the two. When the length of the first connection conductor is short, the impedance mismatch is small. However, when the length of the first connection conductor is increased as described above, the impedance mismatch due to the first connection conductor is increased. Reflection loss increases.

このように、第1の電磁結合回路22と、外部入力回路38と、の高さ方向における位置が異なっていると、上記問題が生じ、入力損失が増大する。   As described above, if the positions of the first electromagnetic coupling circuit 22 and the external input circuit 38 in the height direction are different from each other, the above problem occurs and input loss increases.

そこで、第1の電磁結合回路22の上面上には、第1の電磁結合回路22と外部入力回路38とを電気的に接続する第1の接続配線43を有する第1の高さ調整回路44が、例えば銀ナノ粒子によって固定されている。第1の電磁結合回路22上に、この回路22に電気的に接続されるように第1の高さ調整回路44を設けることによって、第1の接続配線43が、第1の電磁結合回路22のパッド電極28cを、外部入力回路38が配置される高さ位置まで電気的に引き出す。第1の接続配線43のインピーダンスを、第1の電磁結合回路22のパッド電極28cおよび外部入力回路38の第1の外部信号線37に整合するように、例えば50Ωに設計することにより、第1の接続配線43を、パッド電極28cおよび第1の外部信号線37、と整合させることができる。そして、第1の接続配線43と外部入力回路38の第1の外部信号線37とは同じ高さ位置に存在するため、これらを電気的に接続する第1の接続導体45の長さを短くでき、第1の接続導体45のインダクタンス(または抵抗、放射損)を小さくできるとともに、第1の接続配線43と第1の外部信号線37とのインピーダンスの不整合を小さくすることができる。その結果、第1の電磁結合回路22と外部入力回路38との間の配線(第1の接続配線43および第1の接続導体45によって構成される高周波信号の線路)においてインピーダンスが不連続になることを抑制することができる。   Therefore, on the upper surface of the first electromagnetic coupling circuit 22, a first height adjustment circuit 44 having a first connection wiring 43 that electrically connects the first electromagnetic coupling circuit 22 and the external input circuit 38. Is fixed by, for example, silver nanoparticles. By providing the first height adjustment circuit 44 on the first electromagnetic coupling circuit 22 so as to be electrically connected to the circuit 22, the first connection wiring 43 is connected to the first electromagnetic coupling circuit 22. The pad electrode 28c is electrically extracted to a height position where the external input circuit 38 is disposed. By designing the impedance of the first connection wiring 43 to, for example, 50Ω so as to match the pad electrode 28 c of the first electromagnetic coupling circuit 22 and the first external signal line 37 of the external input circuit 38, This connection wiring 43 can be aligned with the pad electrode 28 c and the first external signal line 37. Since the first connection wiring 43 and the first external signal line 37 of the external input circuit 38 exist at the same height, the length of the first connection conductor 45 that electrically connects them is shortened. In addition, the inductance (or resistance, radiation loss) of the first connection conductor 45 can be reduced, and impedance mismatch between the first connection wiring 43 and the first external signal line 37 can be reduced. As a result, the impedance is discontinuous in the wiring between the first electromagnetic coupling circuit 22 and the external input circuit 38 (the high-frequency signal line constituted by the first connection wiring 43 and the first connection conductor 45). This can be suppressed.

このような構造は、出力側においても同様になっている。すなわち、第2の電磁結合回路33の上面上には、第2の電磁結合回路33と外部出力回路40とを電気的に接続する第2の接続配線46を有する第2の高さ調整回路47が、例えば銀ナノ粒子によって固定されている。第2の電磁結合回路33上に、この回路に整合した状態で電気的に接続されるように第2の高さ調整回路47を設けることによって、第2の電磁結合回路33のI字状の配線35aは、外部出力回路40が配置される高さ位置まで引き出されている。そして、第2の高さ調整回路47と外部出力回路40とを第2の接続導体48で接続することにより、第2の接続導体48の長さを短くでき、インダクタンス(または抵抗、放射損)を小さくできるとともに、第2の高さ調整回路47と外部出力回路40との間のインピーダンスの不整合を小さくすることができる。この結果、第2の電磁結合回路33と外部出力回路40との間のインピーダンスの不整合を小さくすることができる。   Such a structure is the same on the output side. That is, on the upper surface of the second electromagnetic coupling circuit 33, the second height adjustment circuit 47 having the second connection wiring 46 that electrically connects the second electromagnetic coupling circuit 33 and the external output circuit 40. Is fixed by, for example, silver nanoparticles. By providing the second height adjusting circuit 47 on the second electromagnetic coupling circuit 33 so as to be electrically connected in a state matched with this circuit, the I-shaped of the second electromagnetic coupling circuit 33 is provided. The wiring 35a is drawn out to a height position where the external output circuit 40 is disposed. Then, by connecting the second height adjustment circuit 47 and the external output circuit 40 with the second connection conductor 48, the length of the second connection conductor 48 can be shortened, and inductance (or resistance, radiation loss) can be reduced. As well as impedance mismatch between the second height adjustment circuit 47 and the external output circuit 40 can be reduced. As a result, impedance mismatch between the second electromagnetic coupling circuit 33 and the external output circuit 40 can be reduced.

なお、第1の高さ調整回路44および第2の高さ調整回路47の具体的な構成については、後に詳述する。   Note that specific configurations of the first height adjustment circuit 44 and the second height adjustment circuit 47 will be described in detail later.

第1の高さ調整回路44と外部入力回路38とは同じ高さに設けられているため、これらを接続する第1の接続導体45として、ワイヤーが適用されてもよい。しかしながら、本実施形態において、第1の接続導体45として、後述する断熱容器18の外周面上に配置される第1の接続用基板49上に設けられた第1の信号用リード線45が適用されている(図1および図4)。第1の信号用リード線45は、第1の高さ調整回路44の第1の接続配線43と外部入力回路38の第1の外部信号線37とを接続する。なお、第1の接続用基板49上において、第1の信号用リード線45の両側には、第1の接地用リード線50も設けられており、これらの第1の接地用リード線50は、第1の高さ調整回路44の接地金属51と、外部入力回路38の接地用線路42と、を接続する。   Since the first height adjustment circuit 44 and the external input circuit 38 are provided at the same height, a wire may be applied as the first connection conductor 45 that connects them. However, in the present embodiment, the first signal lead wire 45 provided on the first connection substrate 49 disposed on the outer peripheral surface of the heat insulating container 18 described later is applied as the first connection conductor 45. (FIGS. 1 and 4). The first signal lead wire 45 connects the first connection wiring 43 of the first height adjustment circuit 44 and the first external signal line 37 of the external input circuit 38. On the first connection substrate 49, first ground lead wires 50 are also provided on both sides of the first signal lead wire 45, and these first ground lead wires 50 are The ground metal 51 of the first height adjustment circuit 44 and the grounding line 42 of the external input circuit 38 are connected.

同様に、第2の高さ調整回路47と外部出力回路40とは同じ高さに設けられているため、これらを接続する第2の接続導体48として、ワイヤーが適用されてもよい。しかしながら、本実施形態において、第2の接続導体48として、後述する断熱容器18の外周面上に配置される第2の接続用基板52上に設けられた第2の信号用リード線48が適用されている(図1および図4)。第2の信号用リード線48は、第2の高さ調整回路47の第2の接続配線46と外部出力回路40の第2の外部信号線39とを接続する。なお、第2の接続用基板52上において、第2の信号用リード線48の両側には、第2の接地用リード線53も設けられており、これらの第2の接地用リード線53は、第2の高さ調整回路47の接地金属54と、外部出力回路40の接地用線路42と、を接続する。   Similarly, since the second height adjustment circuit 47 and the external output circuit 40 are provided at the same height, a wire may be applied as the second connection conductor 48 that connects them. However, in this embodiment, the second signal lead wire 48 provided on the second connection substrate 52 disposed on the outer peripheral surface of the heat insulating container 18 described later is applied as the second connection conductor 48. (FIGS. 1 and 4). The second signal lead wire 48 connects the second connection wiring 46 of the second height adjustment circuit 47 and the second external signal line 39 of the external output circuit 40. On the second connection substrate 52, second ground lead wires 53 are also provided on both sides of the second signal lead wire 48, and these second ground lead wires 53 are provided on both sides of the second signal lead wire 48. The ground metal 54 of the second height adjustment circuit 47 and the grounding line 42 of the external output circuit 40 are connected.

なお、第1、第2の信号用リード線45、48の具体的な構成については、後に詳述する。   The specific configuration of the first and second signal lead wires 45 and 48 will be described in detail later.

図3は、実施形態に係る高周波半導体モジュールの冷却体11および高周波半導体装置10を示す斜視図である。以上説明した高周波半導体装置10(以下、半導体装置10と称する場合もある。)は、実際には、図3に示すように組み立てられて構成される。このような半導体装置10は、冷却体11上に配置されている。したがって、半導体装置10は、低温下において動作することができ、NF特性を向上させることができる。   FIG. 3 is a perspective view showing the cooling body 11 and the high-frequency semiconductor device 10 of the high-frequency semiconductor module according to the embodiment. The high-frequency semiconductor device 10 described above (hereinafter sometimes referred to as the semiconductor device 10) is actually assembled and configured as shown in FIG. Such a semiconductor device 10 is disposed on the cooling body 11. Therefore, the semiconductor device 10 can operate at a low temperature and can improve the NF characteristics.

図4は、実施形態に係る高周波半導体モジュールの一断面図である。図4に示すように、実施形態に係る高周波半導体モジュール100において、冷却体11上に配置された半導体装置10は、その一部を除いて、内部が実質的に真空状態となっている断熱容器18に覆われている。断熱容器18は、例えばステンレス鋼(SUS)によって構成される金属容器である。   FIG. 4 is a cross-sectional view of the high-frequency semiconductor module according to the embodiment. As shown in FIG. 4, in the high-frequency semiconductor module 100 according to the embodiment, the semiconductor device 10 disposed on the cooling body 11 is a heat insulating container whose inside is substantially in a vacuum state except for a part thereof. 18 is covered. The heat insulation container 18 is a metal container comprised, for example by stainless steel (SUS).

冷却体11内には、冷却用の媒体(例えば液体窒素)の流路となるパイプ55が設けられており、このパイプ55は、冷却体11の側面から外部方向に延在している。断熱容器18は、冷却体11から延在するパイプ55に、断熱材56を介して固定されている。すなわち、冷却体11を含む半導体装置10は、パイプ55によって、断熱容器18内の所定位置に固定されている。なお、冷却体11は、熱を能動的に外部に放熱する、いわゆる冷凍機であってもよい。   A pipe 55 serving as a flow path for a cooling medium (for example, liquid nitrogen) is provided in the cooling body 11, and the pipe 55 extends from the side surface of the cooling body 11 to the outside. The heat insulating container 18 is fixed to a pipe 55 extending from the cooling body 11 via a heat insulating material 56. That is, the semiconductor device 10 including the cooling body 11 is fixed at a predetermined position in the heat insulating container 18 by the pipe 55. The cooling body 11 may be a so-called refrigerator that actively dissipates heat to the outside.

図5は、実施形態に係る高周波半導体モジュールに適用される断熱容器の一部を示す斜視図であり、図6は、半導体装置に断熱容器を設けることによって構成される実施形態に係る高周波半導体モジュールの要部を示す斜視図である。なお、図5に示す断熱容器の一部は、半導体装置上に配置される断熱容器である。上述の図4、および図5、図6にそれぞれ示すように、断熱容器18の2箇所には開口部57が設けられている。そして、断熱容器18は、第1、第2の高さ調整回路44、47の各々が開口部57内に、開口部57の側壁から離間するように配置されるようにして、半導体装置10上に配置されている。なお、図4に示すように、上述の第1、第2の電磁結合回路22、33は、断熱容器18の開口部57を封止するように配置され、例えば銀ナノ粒子によって固定される。第1、第2の電磁結合回路22、33がこのように固定されることによって、第1、第2の電磁結合回路22、33は、内部入力回路21、内部出力回路32の上方に、これらの回路21、32から離間するように配置される。さらに、第1、第2の電磁結合回路22、33をこのように固定することによって、断熱容器18の内部は密閉される。   FIG. 5 is a perspective view showing a part of a heat insulating container applied to the high frequency semiconductor module according to the embodiment, and FIG. 6 is a high frequency semiconductor module according to the embodiment configured by providing the semiconductor device with a heat insulating container. It is a perspective view which shows the principal part. Note that a part of the heat insulating container illustrated in FIG. 5 is a heat insulating container disposed on the semiconductor device. As shown in FIG. 4, FIG. 5, and FIG. 6 described above, openings 57 are provided at two locations of the heat insulating container 18. The heat insulating container 18 is arranged on the semiconductor device 10 so that each of the first and second height adjusting circuits 44 and 47 is disposed in the opening 57 so as to be separated from the side wall of the opening 57. Is arranged. As shown in FIG. 4, the first and second electromagnetic coupling circuits 22 and 33 are arranged so as to seal the opening 57 of the heat insulating container 18 and are fixed by, for example, silver nanoparticles. By fixing the first and second electromagnetic coupling circuits 22 and 33 in this way, the first and second electromagnetic coupling circuits 22 and 33 are disposed above the internal input circuit 21 and the internal output circuit 32, respectively. The circuits 21 and 32 are arranged apart from each other. Further, by fixing the first and second electromagnetic coupling circuits 22 and 33 in this way, the inside of the heat insulating container 18 is sealed.

また、図4および図6にそれぞれ示すように、第1、第2の接続用基板49、52および外部入出力回路38、40は、開口部57近傍の断熱容器18の外周面上に配置されている。   4 and 6, the first and second connection boards 49 and 52 and the external input / output circuits 38 and 40 are disposed on the outer peripheral surface of the heat insulating container 18 in the vicinity of the opening 57. ing.

ここで、第1、第2の電磁結合回路22、33の上面と、断熱容器18の外周面上に配置される外部入出力回路38、40の上面と、が同程度の高さとなる程度に断熱容器18の厚さが薄ければ、前述した第1、第2の高さ調整回路44、47は不要となる。しかし、このように断熱容器18を薄くすると、十分な断熱効果が補償されないばかりか、断熱容器18の機械的強度も極めて弱くなり、高周波半導体モジュール100の信頼性を損なう恐れがある。したがって、断熱容器18は、十分に厚い金属によって構成される必要がある。この結果、第1、第2の電磁結合回路22、33の上面と、断熱容器18の外周面上に配置される外部入出力回路38、40の上面と、の高さ位置は異なってしまう。したがって、上述したように、第1、第2の高さ調整回路44、47が必要となる。   Here, the upper surfaces of the first and second electromagnetic coupling circuits 22 and 33 and the upper surfaces of the external input / output circuits 38 and 40 disposed on the outer peripheral surface of the heat insulating container 18 are of the same height. If the thickness of the heat insulation container 18 is thin, the first and second height adjustment circuits 44 and 47 described above are not necessary. However, if the heat insulating container 18 is made thin in this way, not only a sufficient heat insulating effect is not compensated, but also the mechanical strength of the heat insulating container 18 becomes extremely weak, which may impair the reliability of the high-frequency semiconductor module 100. Therefore, the heat insulation container 18 needs to be comprised with a sufficiently thick metal. As a result, the height positions of the upper surfaces of the first and second electromagnetic coupling circuits 22 and 33 and the upper surfaces of the external input / output circuits 38 and 40 disposed on the outer peripheral surface of the heat insulating container 18 are different. Therefore, as described above, the first and second height adjustment circuits 44 and 47 are required.

なお、図4および図5に示すように、断熱容器18の内面には、断熱容器18の内部方向に延在する複数の遮蔽板58が設けられている。他方、図1、図3、および図4に示すように、ベース板12のうち、内部入力回路21を挟む複数個所と、信号処理回路13および内部出力回路32を略囲う複数個所と、にはそれぞれ、溝59が設けられている。そして、断熱容器18は、図4に示すように、各遮蔽板58がベース板12の各溝59内に、溝59に接触しないように挿入されるようにして配置される。このように遮蔽板58を有する断熱容器18を配置することによって、断熱容器18と半導体装置10とを接触させずに、半導体装置10と断熱容器18との間の空間を電磁空間的に細かく分離することができる。この結果、断熱容器18から半導体装置10への熱の流入を抑制し、かつ半導体装置10と断熱容器18との間の空間の共振周波数を、使用周波数帯において無視できる程度に高くすることができる。   4 and 5, a plurality of shielding plates 58 extending in the inner direction of the heat insulating container 18 are provided on the inner surface of the heat insulating container 18. On the other hand, as shown in FIGS. 1, 3, and 4, a plurality of locations on the base plate 12 that sandwich the internal input circuit 21 and a plurality of locations that substantially surround the signal processing circuit 13 and the internal output circuit 32 are Each is provided with a groove 59. As shown in FIG. 4, the heat insulating container 18 is disposed so that each shielding plate 58 is inserted into each groove 59 of the base plate 12 so as not to contact the groove 59. By disposing the heat insulating container 18 having the shielding plate 58 in this way, the space between the semiconductor device 10 and the heat insulating container 18 is finely separated electromagnetically without contacting the heat insulating container 18 and the semiconductor device 10. can do. As a result, the inflow of heat from the heat insulating container 18 to the semiconductor device 10 can be suppressed, and the resonance frequency of the space between the semiconductor device 10 and the heat insulating container 18 can be made high enough to be ignored in the use frequency band. .

なお、本実施形態において、遮蔽板58および溝59は、半導体装置10の内部入力回路21上の空間と、信号処理回路13および内部出力回路32上の空間と、を電磁空間的に分離しているが、さらに、信号処理回路13上の空間と内部出力回路32上の空間とを電磁空間的に分離するように、遮蔽板58および溝59が設けられていてもよい。   In the present embodiment, the shielding plate 58 and the groove 59 separate the space on the internal input circuit 21 of the semiconductor device 10 and the space on the signal processing circuit 13 and the internal output circuit 32 electromagnetically. However, a shielding plate 58 and a groove 59 may be provided so that the space on the signal processing circuit 13 and the space on the internal output circuit 32 are electromagnetically separated.

図7は、実施形態に係る高周波半導体モジュールに適用される第1の高さ調整回路を、斜め上方から見た場合の斜視図である。また、図8は、実施形態に係る高周波半導体モジュールに適用される第1の高さ調整回路を、斜め下方から見た場合の斜視図である。図7および図8に示すように、第1の高さ調整回路44は、筒状の側壁および天板によって構成される箱状の第1の誘電体60に、第1の接続配線43および接地金属51を設けることによって構成されている。第1の誘電体60は例えばセラミック、アルミナ等によって構成され、第1の接続配線43および接地金属51はそれぞれ、例えば金等の金属薄膜によって構成される。   FIG. 7 is a perspective view of the first height adjustment circuit applied to the high-frequency semiconductor module according to the embodiment as viewed obliquely from above. FIG. 8 is a perspective view of the first height adjustment circuit applied to the high-frequency semiconductor module according to the embodiment as viewed obliquely from below. As shown in FIG. 7 and FIG. 8, the first height adjusting circuit 44 is connected to the box-shaped first dielectric 60 composed of the cylindrical side wall and the top plate, the first connection wiring 43 and the ground. The metal 51 is provided. The first dielectric 60 is made of, for example, ceramic, alumina, or the like, and the first connection wiring 43 and the ground metal 51 are each made of, for example, a metal thin film such as gold.

第1の誘電体60の側壁には、側壁および天板を貫通する貫通孔61が設けられている。そして、この貫通孔61の内壁はメタライズされており、これが配線43aとして機能する。そして、貫通孔61の上端を含む第1の誘電体60の天板の上面の一部には、貫通孔61の内部の配線43aに接続される帯状の配線43bが設けられており、貫通孔61の下端を含む第1の誘電体60の側壁の下面の一部には、貫通孔61の内部の配線43aに接続される島状の配線43cが設けられている。第1の接続配線43は、貫通孔61の内部の配線43a、第1の誘電体60の天板の上面の帯状の配線43b、および第1の誘電体60の側壁の下面の島状の配線43c、によって構成されている。   A through hole 61 is provided on the side wall of the first dielectric 60 to penetrate the side wall and the top plate. And the inner wall of this through-hole 61 is metallized, and this functions as the wiring 43a. A part of the top surface of the top plate of the first dielectric 60 including the upper end of the through hole 61 is provided with a strip-like wiring 43b connected to the wiring 43a inside the through hole 61. An island-like wiring 43 c connected to the wiring 43 a inside the through hole 61 is provided on a part of the lower surface of the side wall of the first dielectric 60 including the lower end of 61. The first connection wiring 43 includes a wiring 43 a inside the through hole 61, a strip-shaped wiring 43 b on the top surface of the top plate of the first dielectric 60, and an island-shaped wiring on the bottom surface of the side wall of the first dielectric 60. 43c.

他方、接地金属51は、第1の誘電体60の表面全面に、第1の接続配線43に接しないように設けられている。   On the other hand, the ground metal 51 is provided on the entire surface of the first dielectric 60 so as not to contact the first connection wiring 43.

図9は、第1の高さ調整回路および第1の電磁結合回路を示す分解斜視図である。また、図10は、図9の一点鎖線X−X´に沿った、第1の高さ調整回路および第1の電磁結合回路の部分断面図である。図9および図10に示すように、第1の高さ調整回路44は、第1の誘電体60の側壁の下面の島状の配線43cが、第1の電磁結合回路22の上面のパッド電極28cに、例えば銀ナノ粒子(不図示)を介して接続され、第1の誘電体60の下面の接地金属51が、第1の電磁結合回路22の上面の接地金属29に、例えば銀ナノ粒子(不図示)を介して接続されるように、第1の電磁結合回路22上に設けられる。このようにして、第1の高さ調整回路44の第1の接続配線43は、第1の電磁結合回路22の上面のパッド電極28cに電気的に接続される。   FIG. 9 is an exploded perspective view showing the first height adjustment circuit and the first electromagnetic coupling circuit. FIG. 10 is a partial cross-sectional view of the first height adjustment circuit and the first electromagnetic coupling circuit along the one-dot chain line XX ′ in FIG. 9. As shown in FIGS. 9 and 10, the first height adjusting circuit 44 includes an island-like wiring 43 c on the lower surface of the side wall of the first dielectric 60 and a pad electrode on the upper surface of the first electromagnetic coupling circuit 22. The ground metal 51 on the lower surface of the first dielectric 60 is connected to the ground metal 29 on the upper surface of the first electromagnetic coupling circuit 22, for example, silver nanoparticles. It is provided on the first electromagnetic coupling circuit 22 so as to be connected via (not shown). In this way, the first connection wiring 43 of the first height adjustment circuit 44 is electrically connected to the pad electrode 28 c on the upper surface of the first electromagnetic coupling circuit 22.

このように設けられる第1の高さ調整回路44は、第1の電磁結合回路22の上面の引き出し配線28bおよびI字状の配線28aのバックショートとなるように構成されている。すなわち、図10に示すように、第1の誘電体60の側壁の高さH(側壁下端から天板下面までの長さH)は、第1の電磁結合回路22の引き出し配線28bおよびI字状の配線28aを伝送される高周波信号が、第1の誘電体60で囲われる空間S内に放射されることが抑制されるようになっている。   The first height adjusting circuit 44 provided in this way is configured to be a back short circuit between the lead-out wiring 28b and the I-shaped wiring 28a on the upper surface of the first electromagnetic coupling circuit 22. That is, as shown in FIG. 10, the height H of the side wall of the first dielectric 60 (the length H from the lower end of the side wall to the bottom surface of the top plate) is the lead wire 28b of the first electromagnetic coupling circuit 22 and the I-shaped The high-frequency signal transmitted through the wire 28 a is suppressed from being radiated into the space S surrounded by the first dielectric 60.

ここで、高周波信号の波長をλとしたとき、上記高さHをλ/4にすると、引き出し配線28bおよびI字状の配線28aを伝送される高周波信号の空間S内への放射が最も抑制される。したがって、第1の誘電体60は、上記高さHが実質的にλ/4となるように構成されている。ここで、高さHが実質的にλ/4であるとは、製造誤差等によってλ/4からαだけずれた場合も含まれる。すなわち、高さHが実質的にλ/4であるとは、H=(λ/4)±αであることを意味する。   Here, when the wavelength of the high-frequency signal is λ and the height H is λ / 4, the radiation of the high-frequency signal transmitted through the lead-out wiring 28b and the I-shaped wiring 28a into the space S is most suppressed. Is done. Therefore, the first dielectric 60 is configured such that the height H is substantially λ / 4. Here, the fact that the height H is substantially λ / 4 includes a case where the height H is shifted by α from λ / 4 due to a manufacturing error or the like. That is, the fact that the height H is substantially λ / 4 means that H = (λ / 4) ± α.

なお、第2の高さ調整回路47は、第1の高さ調整回路44と同様に構成される。また、第2の高さ調整回路47と、第2の電磁結合回路33との接続関係についても、第1の高さ調整回路44と、第1の電磁結合回路22との接続関係と同様である。したがって、これらの説明については省略する。   The second height adjustment circuit 47 is configured in the same manner as the first height adjustment circuit 44. The connection relationship between the second height adjustment circuit 47 and the second electromagnetic coupling circuit 33 is the same as the connection relationship between the first height adjustment circuit 44 and the first electromagnetic coupling circuit 22. is there. Therefore, these descriptions are omitted.

図11は、実施形態に係る高周波半導体モジュールに適用される第1の接続用基板に設けられた第1の信号用リード線および第1の接地用リード線を拡大して示す斜視図である。図11に示すように、第1の接続用基板49は、下層基板49aおよび下層基板49a上に配置される上層基板49bによって構成されている。上層基板49bは、例えばアルミナによって構成されている。下層基板49aは例えば熱膨張率が上記アルミナと同程度である鉄にニッケルおよびコバルトを配合した合金によって構成されている。   FIG. 11 is an enlarged perspective view showing a first signal lead wire and a first ground lead wire provided on a first connection substrate applied to the high-frequency semiconductor module according to the embodiment. As shown in FIG. 11, the first connection substrate 49 includes a lower layer substrate 49a and an upper layer substrate 49b arranged on the lower layer substrate 49a. The upper substrate 49b is made of alumina, for example. The lower layer substrate 49a is made of, for example, an alloy in which nickel and cobalt are mixed with iron having the same thermal expansion coefficient as that of the alumina.

上層基板49bの上面には信号線路62が設けられており、この信号線路62上に、第1の信号用リード線45が固定されている。また、上層基板49bの上面には、信号線路62を挟むように2本の接地線路63が、信号線路62に対して平行に設けられており、これらの接地線路63の各々の上に、第1の接地用リード線50が、第1の信号用リード線45に対して平行に固定されている。信号線路62および接地線路63はそれぞれ、例えば金等の金属薄膜によって構成されており、各リード線45、50はそれぞれ、例えば鉄にニッケルおよびコバルトを配合した合金によって構成されている。   A signal line 62 is provided on the upper surface of the upper substrate 49 b, and the first signal lead wire 45 is fixed on the signal line 62. In addition, two ground lines 63 are provided on the upper surface of the upper substrate 49 b in parallel to the signal lines 62 so as to sandwich the signal lines 62. On each of these ground lines 63, One grounding lead wire 50 is fixed in parallel to the first signal lead wire 45. Each of the signal line 62 and the ground line 63 is made of, for example, a metal thin film such as gold, and each of the lead wires 45 and 50 is made of, for example, an alloy in which nickel and cobalt are mixed with iron.

第1の信号用リード線45の両端部の一部はそれぞれ、上方に湾曲した湾曲部64となっており、第1の接地用リード線50の両端部の一部もそれぞれ同様に、上方に湾曲した湾曲部65となっている。このような形状の各リード線45、50は、湾曲部64、65が第1の接続用基板49の縁部上方に配置されるように、第1の接続用基板49に固定されている。   Part of both end portions of the first signal lead wire 45 is a curved portion 64 that is curved upward, and part of both end portions of the first ground lead wire 50 is similarly upward. A curved portion 65 is formed. The lead wires 45 and 50 having such a shape are fixed to the first connection substrate 49 so that the curved portions 64 and 65 are disposed above the edge of the first connection substrate 49.

図12は、第1の接続用基板に設けられた第1の信号用リード線および第1の接地用リード線、外部入力回路、および第1の高さ調整回路、を示す分解斜視図である。また、図13は、図12の一点鎖線Y−Y´に沿った、第1の接続用基板に設けられた第1の信号用リード線、外部入力回路、および第1の高さ調整回路、の部分断面図である。図12および図13に示すように、第1の信号用リード線45および第1の接地用リード線50を含む第1の接続用基板49は、第1の高さ調整回路44と外部入力回路38との間に、これらの回路44、38に接触するように、断熱容器18の外周面上に配置されている。この結果、第1の接続用基板49は、第1の高さ調整回路44と外部入力回路38との間の断熱容器18の開口部57を塞ぐ。   FIG. 12 is an exploded perspective view showing a first signal lead wire and a first ground lead wire, an external input circuit, and a first height adjustment circuit provided on the first connection board. . Further, FIG. 13 shows a first signal lead wire, an external input circuit, and a first height adjustment circuit provided on the first connection board along the alternate long and short dash line YY ′ of FIG. FIG. As shown in FIGS. 12 and 13, the first connection board 49 including the first signal lead wire 45 and the first ground lead wire 50 includes a first height adjusting circuit 44 and an external input circuit. 38 is disposed on the outer peripheral surface of the heat insulating container 18 so as to be in contact with these circuits 44, 38. As a result, the first connection substrate 49 closes the opening 57 of the heat insulating container 18 between the first height adjustment circuit 44 and the external input circuit 38.

そして、このように配置される第1の接続用基板49に設けられた第1の信号用リード線45の一方の端部は、第1の高さ調整回路44の第1の接続配線43(第1の誘電体60の天板の上面の帯状の配線43b)に、例えば半田によって固定され、第1の信号用リード線45の他方の端部は、外部入力回路38の第1の外部信号線37に、例えば半田によって固定される。また、第1の接地用リード線50の一方の端部は、第1の高さ調整回路44の接地金属51に、例えば半田によって固定され、第1の接地用リード線50の他方の端部は、外部入力回路38の接地用線路42に、例えば半田によって固定される。このようにして、第1の高さ調整回路44と外部入力回路38とは電気的に接続される。各リード線45、50はそれぞれ、銀ろう、銀ナノ粒子によって固定されていてもよい。   One end of the first signal lead wire 45 provided on the first connection substrate 49 arranged in this way is connected to the first connection wiring 43 ( The other end of the first signal lead wire 45 is fixed to the band-like wiring 43 b) on the top surface of the top plate of the first dielectric 60 by, for example, the first external signal of the external input circuit 38. The wire 37 is fixed by, for example, solder. One end of the first grounding lead wire 50 is fixed to the ground metal 51 of the first height adjustment circuit 44 by, for example, solder, and the other end of the first grounding lead wire 50 is fixed. Are fixed to the grounding line 42 of the external input circuit 38 by, for example, soldering. In this way, the first height adjustment circuit 44 and the external input circuit 38 are electrically connected. Each lead wire 45, 50 may be fixed by silver solder or silver nanoparticles, respectively.

ここで、第1の信号用リード線45の両端部には湾曲部64が設けられており、第1の接地用リード線50の両端部にも湾曲部65が設けられている。これらの湾曲部64、65は、熱膨張率の相違によって、第1の接続用基板49に対して、外部入力回路38および第1の高さ調整回路44の位置が相対的にずれた場合に、各リード線45、50の両端にかかる応力を緩和する。したがって、各リード線45、50に湾曲部64、65を設けることにより、各リード線45、50が、外部入力回路38および第1の高さ調整回路44から外れることを抑制することができる。   Here, curved portions 64 are provided at both ends of the first signal lead wire 45, and curved portions 65 are also provided at both ends of the first ground lead wire 50. The curved portions 64 and 65 are formed when the positions of the external input circuit 38 and the first height adjustment circuit 44 are relatively displaced with respect to the first connection board 49 due to the difference in thermal expansion coefficient. The stress applied to both ends of each lead wire 45, 50 is relaxed. Therefore, by providing the curved portions 64 and 65 on the lead wires 45 and 50, it is possible to prevent the lead wires 45 and 50 from being detached from the external input circuit 38 and the first height adjustment circuit 44.

なお、第2の接続用基板52、第2の信号用リード線48、および第2の接地用リード線53、についてはそれぞれ、図11に示す第1の接続用基板49、第1の信号用リード線45、および第2の接地用リード線50、と同様に構成される。そして、第2の高さ調整回路47と外部出力回路40との電気的な接続関係についても、第1の高さ調整回路44と外部入力回路38との電気的な接続関係と同様である。したがって、これらの説明については省略する。   Note that the second connection substrate 52, the second signal lead wire 48, and the second ground lead wire 53 are respectively the first connection substrate 49 and the first signal use wire shown in FIG. The lead wire 45 and the second ground lead wire 50 are configured similarly. The electrical connection relationship between the second height adjustment circuit 47 and the external output circuit 40 is the same as the electrical connection relationship between the first height adjustment circuit 44 and the external input circuit 38. Therefore, these descriptions are omitted.

以上に説明した実施形態に係る高周波半導体モジュール100によれば、第1の電磁結合回路22上に第1の高さ調整回路44を設けることにより、第1の電磁結合回路22上のI字状の配線28aを、外部入力回路38の第1の外部信号線37が設けられる高さまで引き出している。したがって、第1の高さ調整回路44の第1の接続配線43と外部入力回路38の第1の外部信号線37とを電気的に接続する第1の接続導体45の長さを短くすることができる。この結果、第1の接続導体45のインダクタンス(または抵抗、放射損)を小さくできるとともに、第1の高さ調整回路44と外部入力回路38との間のインピーダンスの不整合を小さくすることができ、第1の電磁結合回路22と外部入力回路38との間のインピーダンスの不整合を小さくすることができる。   According to the high-frequency semiconductor module 100 according to the embodiment described above, by providing the first height adjustment circuit 44 on the first electromagnetic coupling circuit 22, an I-shape on the first electromagnetic coupling circuit 22 is provided. The wiring 28a is drawn out to a height at which the first external signal line 37 of the external input circuit 38 is provided. Therefore, the length of the first connection conductor 45 that electrically connects the first connection wiring 43 of the first height adjustment circuit 44 and the first external signal line 37 of the external input circuit 38 is shortened. Can do. As a result, the inductance (or resistance, radiation loss) of the first connection conductor 45 can be reduced, and impedance mismatch between the first height adjustment circuit 44 and the external input circuit 38 can be reduced. The impedance mismatch between the first electromagnetic coupling circuit 22 and the external input circuit 38 can be reduced.

同様に、第2の電磁結合回路33上に第2の高さ調整回路47を設けることにより、第2の電磁結合回路33上のI字状の配線35aを、外部出力回路40の第2の外部信号線39が設けられる高さまで引き出している。したがって、第2の高さ調整回路47の第2の接続配線46と外部出力回路40の第2の外部信号線39とを電気的に接続する第2の接続導体48の長さを短くすることができる。この結果、第2の接続導体48のインダクタンス(または抵抗、放射損)を小さくできるとともに、第2の高さ調整回路47と外部出力回路40との間のインピーダンスの不整合を小さくすることができ、第2の電磁結合回路33と外部出力回路40との間のインピーダンスの不整合を小さくすることができる。   Similarly, by providing the second height adjustment circuit 47 on the second electromagnetic coupling circuit 33, the I-shaped wiring 35 a on the second electromagnetic coupling circuit 33 is connected to the second output circuit 40. The external signal line 39 is drawn out to a height at which it is provided. Therefore, the length of the second connection conductor 48 that electrically connects the second connection wiring 46 of the second height adjustment circuit 47 and the second external signal line 39 of the external output circuit 40 is shortened. Can do. As a result, the inductance (or resistance, radiation loss) of the second connection conductor 48 can be reduced, and impedance mismatch between the second height adjustment circuit 47 and the external output circuit 40 can be reduced. The impedance mismatch between the second electromagnetic coupling circuit 33 and the external output circuit 40 can be reduced.

このように、実施形態に係る高周波半導体モジュール100によれば、第1の電磁結合部19と外部入力回路38との接続におけるインピーンダンスの不整合、および第2の電磁結合部20と外部出力回路40との接続におけるインピーンダンスの不整合、を抑制することができる。この結果、高周波信号の入出力損失を小さくすることができ、高周波半導体モジュール100を高性能化することができる。   As described above, according to the high-frequency semiconductor module 100 according to the embodiment, the impedance mismatch in the connection between the first electromagnetic coupling unit 19 and the external input circuit 38, and the second electromagnetic coupling unit 20 and the external output. Impedance mismatch in connection with the circuit 40 can be suppressed. As a result, the input / output loss of the high-frequency signal can be reduced, and the high-frequency semiconductor module 100 can be improved in performance.

さらに、実施形態に係る高周波半導体モジュール100によれば、断熱容器18の外周面上に、第1の高さ調整回路44の上端と外部入力回路38との間を埋めるように第1の接続用基板49が設けられており、第1の接続用基板49上には、第1の信号用リード線45および第1の接地用リード線50が、互いに平行に配置されている。同様に、断熱容器18の外周面上に、第2の高さ調整回路47の上端と外部出力回路40との間を埋めるように第2の接続用基板52が設けられており、第2の接続用基板52上には、第2の信号用リード線48および第2の接地用リード線53が、互いに平行に配置されている。したがって、第1の信号用リード線45および第2の信号用リード線48のインピーダンスが不連続になることを抑制することができる。   Furthermore, according to the high-frequency semiconductor module 100 according to the embodiment, the first connection-use so as to fill the space between the upper end of the first height adjustment circuit 44 and the external input circuit 38 on the outer peripheral surface of the heat insulating container 18. A substrate 49 is provided, and a first signal lead wire 45 and a first ground lead wire 50 are arranged in parallel to each other on the first connection substrate 49. Similarly, a second connection substrate 52 is provided on the outer peripheral surface of the heat insulating container 18 so as to fill a space between the upper end of the second height adjustment circuit 47 and the external output circuit 40. On the connection substrate 52, the second signal lead wire 48 and the second ground lead wire 53 are arranged in parallel to each other. Therefore, it is possible to suppress the impedance of the first signal lead wire 45 and the second signal lead wire 48 from becoming discontinuous.

これに対して、図14に示すように、例えば第1の高さ調整回路44と外部入力回路38とを接続する第1の接続導体としてワイヤー1000を適用し、第1の高さ調整回路44と外部入力回路38とをワイヤー1000のみによって接続する場合、ワイヤー1000に対する接地面GNDは、断熱容器18の外周面、開口部57の内壁、第1の電磁結合回路22の接地金属29となる。このように、ワイヤー1000と接地面GNDとの距離は、ワイヤー1000の位置毎に異なるため、ワイヤー1000のインピーダンスは、位置毎に異なり、不連続になる。   On the other hand, as shown in FIG. 14, for example, a wire 1000 is applied as a first connection conductor that connects the first height adjustment circuit 44 and the external input circuit 38, and the first height adjustment circuit 44 is applied. And the external input circuit 38 are connected only by the wire 1000, the ground plane GND for the wire 1000 becomes the outer peripheral surface of the heat insulating container 18, the inner wall of the opening 57, and the ground metal 29 of the first electromagnetic coupling circuit 22. Thus, since the distance between the wire 1000 and the ground plane GND is different for each position of the wire 1000, the impedance of the wire 1000 is different for each position and becomes discontinuous.

このように、実施形態に係る高周波半導体モジュール100によれば、第1、第2の信号用リード線45、48のインダクタンス(または抵抗、放射損)を小さくすることができ、かつ第1の電磁結合回路22と外部入力回路38との間、および第2の電磁結合回路33と外部出力回路40との間、においてそれぞれインピーダンスが不連続になることを抑制することができる。さらに、第1の信号用リード線45および第2の信号用リード線48のインピーダンスが不連続になることを抑制することができる。したがって、第1、第2の信号用リード線45、48での高周波信号の入出力損失を小さくすることができる。したがって、高周波半導体モジュール100を高性能化することができる。   Thus, according to the high-frequency semiconductor module 100 according to the embodiment, the inductance (or resistance, radiation loss) of the first and second signal lead wires 45 and 48 can be reduced, and the first electromagnetic It is possible to suppress impedance discontinuity between the coupling circuit 22 and the external input circuit 38 and between the second electromagnetic coupling circuit 33 and the external output circuit 40. Furthermore, the impedance of the first signal lead wire 45 and the second signal lead wire 48 can be suppressed from becoming discontinuous. Therefore, the input / output loss of the high-frequency signal in the first and second signal lead wires 45 and 48 can be reduced. Therefore, the high-frequency semiconductor module 100 can be improved in performance.

また、実施形態に係る高周波半導体モジュール100によれば、第1の高さ調整回路44は、第1の電磁結合回路22の上面の引き出し配線28bおよびI字状の配線28aのバックショートとなるように構成されている。同様に、第2の高さ調整回路47は、第2の電磁結合回路33の上面の引き出し配線35bおよびI字状の配線35aのバックショートとなるように構成されている。したがって、第1、第2の電磁結合回路22、33の各々の上面の引き出し配線28b、35bおよびI字状の配線28a、35aでの損失を小さくすることができ、高周波信号の入出力損失をより一層小さくすることができる。したがって、高周波半導体モジュール100をより一層高性能化することができる。   Further, according to the high-frequency semiconductor module 100 according to the embodiment, the first height adjustment circuit 44 is a back short of the lead-out wiring 28b and the I-shaped wiring 28a on the upper surface of the first electromagnetic coupling circuit 22. It is configured. Similarly, the second height adjustment circuit 47 is configured to be a back short of the lead-out wiring 35b and the I-shaped wiring 35a on the upper surface of the second electromagnetic coupling circuit 33. Therefore, it is possible to reduce the loss in the lead wires 28b and 35b and the I-shaped wires 28a and 35a on the upper surfaces of the first and second electromagnetic coupling circuits 22 and 33, and to reduce the input / output loss of the high frequency signal. It can be made even smaller. Therefore, the high-frequency semiconductor module 100 can be further improved in performance.

なお、本実施形態に係る高周波半導体モジュール100においては、高周波信号の入力側および出力側のそれぞれに、高さ調整回路44、47と、信号用リード線45、48および接地用リード線50、53を有する接続用基板49、52と、を設けており、これによって、入出力損失を小さくし、高周波半導体モジュール100の高性能化を図っている。しかしながら、第1の高さ調整回路44と、第1の信号用リード線45および第1の接地用リード線50を有する第1の接続用基板49と、を入力側のみに設け、第2の高さ調整回路47と、第2の信号用リード線48および第2の接地用リード線53を有する第2の接続用基板52と、を出力側には設けなくてもよい。また、その逆であってもよい。このような場合、前者においては入力損失を小さくすることができ、後者においては出力損失を小さくすることができる。これらの場合であっても、高周波半導体モジュールの高性能化を図ることができる。   In the high-frequency semiconductor module 100 according to the present embodiment, the height adjustment circuits 44 and 47, the signal lead wires 45 and 48, and the ground lead wires 50 and 53 are provided on the input side and the output side of the high-frequency signal, respectively. The connection substrates 49 and 52 having the above are provided, whereby the input / output loss is reduced and the high-frequency semiconductor module 100 is improved in performance. However, the first height adjustment circuit 44 and the first connection substrate 49 having the first signal lead wire 45 and the first ground lead wire 50 are provided only on the input side, and the second The height adjustment circuit 47 and the second connection substrate 52 having the second signal lead wire 48 and the second ground lead wire 53 may not be provided on the output side. Moreover, the reverse may be sufficient. In such a case, the input loss can be reduced in the former, and the output loss can be reduced in the latter. Even in these cases, high performance of the high-frequency semiconductor module can be achieved.

以上に、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although the embodiment of the present invention has been described above, this embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

例えば、第1の高さ調整回路の接地金属51は、第1の誘電体60の内面には設けられなくてもよい。また、第1の誘電体60の内部には、さらに誘電体が設けられていてもよい。また、第1の誘電体の形状についても箱状に限定されず、筒状であってもよいし、板状であってもよい。さらに、第1の接続配線43は、第1の誘電体60を貫通するように設けられなくてもよく、例えば第1の誘電体の表面に設けられてもよい。このように、第1の高さ調整回路の構造は、上述の構造に限定されない。第2の高さ調整回路の構造についても同様である。   For example, the ground metal 51 of the first height adjustment circuit may not be provided on the inner surface of the first dielectric 60. Further, a dielectric may be further provided inside the first dielectric 60. Further, the shape of the first dielectric is not limited to a box shape, and may be a cylindrical shape or a plate shape. Furthermore, the first connection wiring 43 may not be provided so as to penetrate the first dielectric 60, and may be provided on the surface of the first dielectric, for example. Thus, the structure of the first height adjustment circuit is not limited to the structure described above. The same applies to the structure of the second height adjustment circuit.

また、第1、第2の高さ調整回路の構造によっては、第1、第2の電磁結合回路22、33に対して電磁シールドの効果を有さない場合があり、この場合には、第1、第2の電磁結合回路22、33に電磁シールドを設けてもよい。   Depending on the structure of the first and second height adjustment circuits, the first and second electromagnetic coupling circuits 22 and 33 may not have an electromagnetic shielding effect. The first and second electromagnetic coupling circuits 22 and 33 may be provided with electromagnetic shields.

また、内部入力回路21に超伝導回路を用い、内部出力回路32は信号処理回路13と一体的に設けられているが、内部入力回路21とともに内部出力回路32にも超伝導回路を用いてもよいし、内部入力回路21を信号処理回路13と一体的に設け、内部出力回路32にのみ超伝導回路を用いてもよい。   Further, although a superconducting circuit is used for the internal input circuit 21 and the internal output circuit 32 is provided integrally with the signal processing circuit 13, a superconducting circuit may be used for the internal output circuit 32 together with the internal input circuit 21. Alternatively, the internal input circuit 21 may be provided integrally with the signal processing circuit 13 and a superconducting circuit may be used only for the internal output circuit 32.

また、内部入力回路21、信号処理回路13、および内部出力回路32はそれぞれベース板12上に配置されており、固定具25によって上方から押さえつけられることによってベース板12に固定されているが、上記各回路21、13、32は、ベース板12に対して接着剤等によって固定されてもよい。   The internal input circuit 21, the signal processing circuit 13, and the internal output circuit 32 are each disposed on the base plate 12, and are fixed to the base plate 12 by being pressed from above by a fixture 25. Each circuit 21, 13, 32 may be fixed to the base plate 12 with an adhesive or the like.

また、断熱容器18に設けられる遮蔽板58は、高周波信号が通り抜けないように設けられた金属製のばね等であってもよい。   Further, the shielding plate 58 provided in the heat insulating container 18 may be a metal spring or the like provided so that a high-frequency signal does not pass through.

10・・・高周波半導体装置(半導体装置)
11・・・冷却体
12・・・ベース板
13・・・信号処理回路
14・・・絶縁基板
15・・・高周波半導体素子(半導体素子)
16・・・分岐・整合回路
17・・・合成・整合回路
18・・・断熱容器
19・・・(第1の)電磁結合部
20・・・(第2の)電磁結合部
21・・・内部入力回路
22・・・第1の電磁結合回路
23・・・超伝導基板
24・・・配線
25・・・固定具
26・・・接続導体
27・・・絶縁基板
28a・・・I字状の配線
28b・・・引き出し配線
28c・・・パッド電極
29・・・接地金属
30・・・接地金属
31・・・スルーホール
32・・・内部出力回路
33・・・第2の電磁結合回路
34・・・配線
35a・・・I字状の配線
35b・・・引き出し配線
35c・・・パッド電極
36・・・接地金属
37・・・第1の外部信号線
38・・・外部入力回路
39・・・第2の外部信号線
40・・・外部出力回路
41・・・絶縁基板
42・・・接地用線路
43・・・第1の接続配線
43a、43b、43c・・・配線
44・・・第1の高さ調整回路
45・・・第1の接続導体(第1の信号用リード線)
46・・・第2の接続配線
47・・・第2の高さ調整回路
48・・・第2の接続導体(第2の信号用リード線)
49・・・第1の接続用基板
49a・・・下層基板
49b・・・上層基板
50・・・第1の接地用リード線
51・・・接地金属
52・・・第2の接続用基板
53・・・第2の接地用リード線
54・・・接地金属
55・・・パイプ
56・・・断熱材
57・・・開口部
58・・・遮蔽板
59・・・溝
60・・・第1の誘電体
61・・・貫通孔
62・・・信号線路
63・・・接地線路
64、65・・・湾曲部
100・・・高周波半導体モジュール
1000・・・ワイヤー
10 ... High-frequency semiconductor device (semiconductor device)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Cooling body 12 ... Base board 13 ... Signal processing circuit 14 ... Insulating substrate 15 ... High frequency semiconductor element (semiconductor element)
16 ... branch / matching circuit 17 ... synthesis / matching circuit 18 ... heat insulating container 19 ... (first) electromagnetic coupling part 20 ... (second) electromagnetic coupling part 21 ... Internal input circuit 22 ... first electromagnetic coupling circuit 23 ... superconducting substrate 24 ... wiring 25 ... fixing tool 26 ... connecting conductor 27 ... insulating substrate 28a ... I-shaped Wiring 28b ... lead wiring 28c ... pad electrode 29 ... ground metal 30 ... ground metal 31 ... through hole 32 ... internal output circuit 33 ... second electromagnetic coupling circuit 34 ... Wiring 35a ... I-shaped wiring 35b ... Drawing wiring 35c ... Pad electrode 36 ... Ground metal 37 ... First external signal line 38 ... External input circuit 39 ..Second external signal line 40 ... external output circuit 41 ... insulating substrate 42 ... Ground for line 43 ... first connecting wires 43a, 43b, 43c ··· wiring 44 ... first height adjustment circuit 45 ... first connecting conductor (first signal lead wire)
46 ... second connection wiring 47 ... second height adjustment circuit 48 ... second connection conductor (second signal lead wire)
49 ... first connection substrate 49a ... lower layer substrate 49b ... upper layer substrate 50 ... first ground lead wire 51 ... ground metal 52 ... second connection substrate 53 ... second grounding lead wire 54 ... ground metal 55 ... pipe 56 ... insulation material 57 ... opening 58 ... shielding plate 59 ... groove 60 ... first Dielectric 61 ... Through-hole 62 ... Signal line 63 ... Ground line 64, 65 ... Curved part 100 ... High-frequency semiconductor module 1000 ... Wire

Claims (3)

冷却体と、
前記冷却体上に配置された高周波半導体装置と、
前記冷却体および前記高周波半導体装置を内部に収容し、一部に開口部を有する断熱容器と、
を具備する高周波半導体モジュールであって、
前記高周波半導体装置は、
前記冷却体上に配置されたベース板と、
前記ベース板上に設けられ、高周波信号に対して所望の信号処理を行う信号処理回路と、
前記信号処理回路に電気的に接続され、前記断熱容器の内部と外部とを電磁結合によって電気的に接続するとともに、前記断熱容器の内部と外部とを非接触にする電磁結合部と、
前記電磁結合部に電気的に接続される接続配線および接地金属を有し、前記断熱容器の前記開口部内に、前記開口部の側壁から離間するように配置された高さ調整回路と、
前記断熱容器の外周面上に配置され、外部信号線および接地用線路を有する外部回路と、
前記高さ調整回路と前記外部回路との間に、これらの回路に接触するように配置された接続用基板と、
前記接続用基板上に配置され、前記高さ調整回路の前記接続配線と前記外部回路の前記外部信号線とを接続する信号用リード線と、
前記接続用基板上に、前記信号用リード線に対して平行に配置され、前記高さ調整回路の前記接地金属と前記外部回路の前記接地用線路とを接続する接地用リード線と、
を備えることを特徴とする高周波半導体モジュール。
A cooling body;
A high-frequency semiconductor device disposed on the cooling body;
A heat insulating container containing the cooling body and the high-frequency semiconductor device therein, and having an opening in a part thereof;
A high frequency semiconductor module comprising:
The high-frequency semiconductor device includes:
A base plate disposed on the cooling body;
A signal processing circuit that is provided on the base plate and performs desired signal processing on a high-frequency signal;
An electromagnetic coupling portion that is electrically connected to the signal processing circuit, electrically connects the inside and outside of the heat insulating container by electromagnetic coupling, and makes the inside and outside of the heat insulating container non-contact;
A height adjustment circuit having a connection wiring and a ground metal electrically connected to the electromagnetic coupling portion, and disposed in the opening of the heat insulating container so as to be separated from a side wall of the opening;
An external circuit disposed on the outer peripheral surface of the heat insulating container and having an external signal line and a grounding line;
Between the height adjustment circuit and the external circuit, a connection board disposed so as to contact these circuits,
A signal lead wire that is disposed on the connection substrate and connects the connection wiring of the height adjustment circuit and the external signal line of the external circuit;
On the connection board, arranged in parallel to the signal lead, and connected to the ground metal of the height adjustment circuit and the ground line of the external circuit,
A high frequency semiconductor module comprising:
前記信号用リード線は両端部に湾曲部を有し、前記接地用リード線は両端部に湾曲部を有することを特徴とする請求項1に記載の高周波半導体モジュール。   2. The high-frequency semiconductor module according to claim 1, wherein the signal lead has a curved portion at both ends, and the ground lead has a curved portion at both ends. 前記接地用リード線を2本有し、これらの接地用リード線は、前記信号用リード線を挟むように配置されたことを特徴とする請求項1または2に記載の高周波半導体モジュール。   3. The high-frequency semiconductor module according to claim 1, wherein the grounding lead wire has two grounding lead wires, and the grounding lead wires are arranged so as to sandwich the signal lead wire. 4.
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