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JPH04256203A - マイクロ波帯ｉｃ用パッケージ - Google Patents

マイクロ波帯ｉｃ用パッケージ

Info

Publication number
JPH04256203A
JPH04256203A JP3039518A JP3951891A JPH04256203A JP H04256203 A JPH04256203 A JP H04256203A JP 3039518 A JP3039518 A JP 3039518A JP 3951891 A JP3951891 A JP 3951891A JP H04256203 A JPH04256203 A JP H04256203A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ground metal
package
layer ground
metal
microwave band
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3039518A
Other languages
English (en)
Inventor
Takayuki Kato
隆幸 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP3039518A priority Critical patent/JPH04256203A/ja
Priority to DE69125703T priority patent/DE69125703T2/de
Priority to EP91311833A priority patent/EP0503200B1/en
Priority to US07/819,974 priority patent/US5235208A/en
Publication of JPH04256203A publication Critical patent/JPH04256203A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H10W44/20—
    • H10W72/5445—
    • H10W90/754—

Landscapes

  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
  • Waveguides (AREA)
  • Waveguide Connection Structure (AREA)

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、数十ＭＨｚ以上の高
周波帯で動作する半導体デバイスのパッケージに関し、
特に伝送線路と同一平面上に中層接地金属を設け、上層
接地金属，中層接地金属，下層接地金属のそれぞれをス
ルーホールを用いて接続したマイクロ波帯ＩＣ用パッケ
ージに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図９は従来のマイクロストリップ型チッ
プキャリアを示す斜視図である。図において、１は接地
金属ベース、この材質は例えば銅タングステンを使用し
ている。この接地金属ベース１上に誘電体２を設けてい
る。この誘電体２はセラミックを使用している。また誘
電体２は表面に伝送線路６を有しており、その中央部に
は開口部があり、この開口部にはマイクロ波帯ＩＣチッ
プ３０を固定するＩＣチップ固定部４を設けている。こ
のＩＣチップ固定部４の裏面はグランドになっている。
【０００３】ＩＣチップ固定部４に半田付けあるいは接
着剤等を用いてＩＣチップ３０を固定した後、誘電体２
であるセラミックの上に絶縁した形で伝送線路６をのせ
、この伝送線路６に電気信号を送る。この装置の長所と
して寄生容量およびインダクタンスは入らないが、短所
としてその構造上密封が不可能であるため、気密性が悪
く、またチップおよびワイヤーが露出されており機械的
破損に弱く耐久性が悪い。従って信頼性を必要とする用
途に使用できない。使用できる周波数は約３０ＧＨｚま
でである。
【０００４】図１０は従来の誘電体フィードスルー型メ
タルパッケージの構造を示す斜視図であり、図１２は図
１０に示す上記パッケージを密封している状態を示す斜
視図である。図において、接地金属ベース１上に誘電体
２を伝送線路６に沿って設けている。また接地金属ベー
ス１上の中央部の開口部にはＩＣチップ３０を固定する
ＩＣチップ固定部４が設けてあり、このＩＣチップ３０
を囲む形でリング状金属キャビティ８が設けてある。
【０００５】上記同様ＩＣチップ３０をＩＣチップ固定
部４に固定した後、誘電体２であるセラミックの上に絶
縁した形で伝送線路６をのせ、この伝送線路６に電気信
号を送る。また図１２に示すように、上から金属製のふ
た７をかぶせてＩＣチップ３０を保護し、機密性の確保
を行っている。この装置の長所としてＩＣチップの上下
左右がシールドされているため気密性が高く、シールド
性，高周波特性に優れ、周波数２０ＧＨｚまでの使用が
可能であるが、コストが極めて高くなるという短所があ
る。
【０００６】図１１は従来のトリプレート型多層セラミ
ックパッケージの構造を示す斜視図であり、図１３は図
１１に示す上記パッケージを密封している状態を示す側
面図である。図において、下部接地金属層１ｂの上に下
部誘電体層２ｂを形成し、さらに下部誘電体層２ｂ上に
上部接地金属層１ａを形成する。この下部誘電体層２ｂ
と上部接地金属層１ａとの接合面には伝送線路６を有し
ており、上部接地金属層１ａの中央部の開口部にはＩＣ
チップ３０を固定するＩＣチップ固定部４が設けてある
。ＩＣチップ固定部４はスルーホールを用いて下部接地
金属層１ｂと接続され接地されている。
【０００７】上記同様ＩＣチップ３０をＩＣチップ固定
部４に固定した後、誘電体２であるセラミックの上に絶
縁した形で伝送線路６をのせる。そして図１３に示すよ
うに、上から金属製のふた７をかぶせてＩＣチップ３０
を保護し、気密性の確保を行っている。製造コストは安
く、例えば１０００円程度であるが、上部接地金属層１
ａと下部接地金属層１ｂが直接接触していないため、即
ち、パッケージ側面あるいはパッケージ外部を用いて接
続すると、距離が長いためインダクタンス成分が大きく
なる。従ってシールド性，高周波性が劣る。従って使用
できる周波数は数ＧＨｚである。
【０００８】またＩＣレベルで疑似同軸線路を構成した
特開平１−１３５１０２号公報の従来のパッケージがあ
る。この従来のパッケージを図を用いて説明する。
【０００９】まず図１４（ａ）　は従来のパッケージの
構成を示す分解図である。図１４（ｂ）　は該パッケー
ジのＡ−Ａ矢印部分の断面図である。図において、下部
接地板２４の上にセラミック層２０ｂを形成し、このセ
ラミック層２０ｂの表面の中央部に信号導体２１を形成
し、この信号導体２１を露出するように溝部を設けたセ
ラミック層２０ａを形成する。またセラミック層２０ａ
，２０ｂには棒状のスルーホール２２を複数個設けてい
る。このスルーホール２２はその内部が空洞あるいは充
填されていることを問わず、その上下面を電気的に導通
するものである。そしてセラミック層２０ａの上に上部
接地板２３を設けている。スルーホール２２により上部
接地板２３と下部接地板２４とがシールドされている。
【００１０】また図１５は図１４のパッケージの変形例
の構成を示す平面図である。この構成は上記棒状のスル
ーホール２２の間隔を密に設けたものである。これによ
ってシールド性の向上を図ったものである。
【００１１】また図１６（ａ）　は図１４のパッケージ
の他の変形例の構成を示す側断面図であり、図１６（ｂ
）　はこの従来のパッケージのセラミック層２０ｃの平
面図である。図において、２０ａ〜２０ｅのセラミック
層に設けられた複数の棒状のスルーホール２２をずらし
て疑似同軸形状に形成し、各セラミック層２０ａ〜２０
ｅの棒状のスルーホール２２の上下面を電気的に導通す
るように金属片２５を設けている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の各
種マイクロ波帯パッケージは以上のように構成されてい
るので、以下に示すような問題点があった。まず図９に
示すマイクロストリップ型チップキャリアはその構造上
密封が不可能であるため、気密性が悪く、またチップお
よびワイヤーが露出されており機械的破損に弱く耐久性
が悪い。従って信頼性を必要とする用途に使用できない
という問題点があった。また図１０に示す誘電体フィー
ドスルー型メタルパッケージは、シールド性，高周波特
性に優れているが、コストが高いという問題点があった
。また図１１に示すトリプレート型多層セラミックパッ
ケージはパッケージ側面あるいはパッケージ外部を用い
て接続すると、距離が長いためインダクタンス成分が大
きくなり、シールド性，高周波性が劣るという問題点が
あった。さらに図１４および図１５に示すパッケージは
スルーホールによりシールドされているが信号線からみ
て水平方向のシールドが充分ではなく、また図１６（ａ
）　に示すパッケージはスルーホールをずらして疑似同
軸形状に形成するのは困難であり、そのためにはシミュ
レーションが必要とされ、また信号線の幅と金属片の幅
が同程度のため電気力線の漏れが多くなり、高次伝送モ
ードの発生に起因する通過損失，電圧定在波比の悪化を
まねくという問題点があった。
【００１３】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、シールド性，高周波特性に優れ
、かつコストの安いパッケージを得ることを目的とする
。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明に係るマイクロ波
帯ＩＣ用パッケージは、伝送線路３と同一平面上に第１
の中層接地金属を設けてコ・プレーナ型を形成し、その
上下に上層接地金属，下層接地金属を設けてトリプレー
ト型を形成し、さらにこれら全ての接地金属層をスルー
ホールを用いて接続したものである。また上層接地金属
と中層接地金属との間および下層接地金属と中層接地金
属との間の少なくとも一方に第２の中層接地金属を設け
、これら全ての接地金属層をスルーホールを用いて接続
したものである。
【００１５】
【作用】この発明においては、上層接地金属，１つある
いは複数の中層接地金属，下層接地金属をスルーホール
を用いて接続したので、伝送線路から見て、水平方向が
近傍でシールドされ、また上層接地金属と下層接地金属
とが最短距離で接続されるためインダクタンス成分が抑
制され、さらに中層接地金属の幅が信号線の幅に対して
３〜５倍あるため、電気力線の漏れが少なく、高周波特
性が改善される。
【００１６】
【実施例】図１は本発明の第１の実施例によるマイクロ
波帯ＩＣ用トリプレート型多層セラミックパッケージの
構造を示す斜視図、図２，図３は図１のマイクロ波帯Ｉ
Ｃ用トリプレート型多層セラミックパッケージの平面図
，および側面図である。また図７は図１のマイクロ波帯
ＩＣ用トリプレート型多層セラミックパッケージにＩＣ
チップ３０を実装した状態を示す断面側面図、図８は本
発明の第１の実施例によるマイクロ波帯ＩＣ用トリプレ
ート型多層セラミックパッケージにＩＣチップ３０を実
装した状態を示す断面平面図である。図において、下層
接地金属１ｂ上に下部誘電体層２ｂを設け、この下部誘
電体層２ｂ上にＩＣチップ３０に信号を入出力する伝送
線路６を設け、この伝送線路６と同一平面上に中層接地
金属１ｃを設けることによりコ・プレーナ型線路を形成
し、さらに中層接地金属１ｃ上に上部誘電体層２ａおよ
び上層接地金属１ａを設けることによりトリプレート型
線路を形成することとなる。この接地金属層の金属の材
料は、通常は金（電界メッキ），タングステン単体，あ
るいはタングステンの表面に金をメッキしたもの等を使
用している。また上部誘電体層２ａおよび上層接地金属
１ａの中央開口部９にはＩＣチップ固定部４が設けられ
、この中央開口部９の側壁にはコストおよび装置の性能
に応じて金属膜が塗布されＩＣチップ３０をシールドす
る場合もある。また上記ＩＣチップ固定部４の裏面は中
層接地金属１ｃあるいは下層接地金属１ｂにスルーホー
ル５ａを用いて接地されている。上記ＩＣチップ固定部
４の材料はチタンの表面に金をメッキしたもの、あるい
はＡｌＮ（窒化アルミ）の表面に金をメッキしたもの等
からなる。そして上層接地金属１ａ，中層接地金属１ｃ
，下層接地金属１ｂのそれぞれを電気的に導通するよう
にスルーホール５を用いて接続する。またスルーホール
５ａによってＩＣチップ３０を囲むようにシールドして
いる。さらにスルーホール５ｂによってＩＣチップ固定
部４の裏面が下層接地金属１ｂにシールドされている。
【００１７】まず図７に示すように、ＩＣチップ固定部
４に半田付けあるいは接着剤等を用いてＩＣチップ３０
を固定した後に、誘電体層２であるセラミックの上に絶
縁した形で信号線３をのせる。そして図４に示すように
金属製のフタ７をかぶせてＩＣチップ３０を保護し、気
密性を確保している。
【００１８】このように上記第１の実施例では、中層接
地金属１ｃと伝送線路６によりコ・プレーナ型線路を形
成し、また上層接地金属１ａ，下層接地金属１ｂを設け
ることによりトリプレート型線路が形成され、さらにこ
れらの各接地金属層をスルーホール５を用いて接続した
ので、上下および横方向の接地する距離が短くなり、ま
た信号線路３からみて水平方向がスルーホール５によっ
てシールドされるため、シールド性，高周波特性が大幅
に改善される。実際の使用では２０ＧＨｚの周波数で使
用が可能である。また構造が簡単で製造費，材料費も安
価のため、容易に製造できる。
【００１９】さらに第１の実施例を上述した第６の従来
例と比較してみると、伝送線路６をはさむようにして複
数のスルーホール５が近傍に設けられているため、伝送
線路６はいわば疑似同軸線路状となっており、シールド
性，高周波特性の改善効果が大きい。また同数の中層接
地金属に着目すると第１の実施例のほうが、信号線の幅
に対して中層接地金属の幅が３〜５倍以上あるため電気
力線の漏れが少なく、高次伝送モードの発生起因する通
過損失，電圧定在波比の悪化を抑制することができる。 また、図５に示すようにＩＣチップ３０の密封も容易で
ある。以上のように、シールド性，高周波特性に優れ、
かつコストの安いパッケージが得ることができる。
【００２０】次に第２の実施例について説明する。図５
は本発明の第２の実施例によるＩＣチップを密封してい
る状態を示す断面図である。図６は本発明の第２の実施
例によるトリプレート型多層セラミックパッケージの各
層の構成を示す斜視図である。図において、１ｃ１，１
ｃ２　は中層接地金属である。
【００２１】この第２の実施例では複数の中層接地金属
１ｃ〜１ｃ２　を設けることにより、上記第１の実施例
に比べ接地面を多く有するため、より優れたシールド性
，高周波特性を改善することができる。
【００２２】なお上記実施例では、２ポートパッケージ
に関して示したが、３ポート以上のパッケージであって
もよく、上記実施例と同様の効果を奏する。
【００２３】また上記実施例では、誘電体層２にセラミ
ックを使用した例を示したが、これに限るものではなく
、ＬＦＭ（低温焼成ガラス），ＡｌＮ（窒化アルミ），
ＰＴＦＥ（多孔質テフロン）を使用してもよい。
【００２４】
【発明の効果】以上のように、この発明に係るマイクロ
波帯ＩＣ用パッケージによれば、伝送線路と同一平面上
に中層接地金属を設けてコ・プレーナ型を形成し、その
上下に上層接地金属，下層接地金属を設けてトリプレー
ト型を形成し、さらにこれら全ての接地金属層をスルー
ホールを用いて接続したので、伝送線路から見て、水平
方向が近傍でシールドされ、また上層接地金属と下層接
地金属とが最短距離で接続されるためインダクタンス成
分が抑制され、さらに中層接地金属の幅が信号線の幅に
対して３〜５倍あるため、電気力線の漏れが少なく、シ
ールド性，高周波特性に優れ、かつ１個あたり５００円
以下のコストの安いパッケージが得られる効果がある。 また上層接地金属と中層接地金属との間および下層接地
金属と中層接地金属との間の少なくとも一方に第２の中
層接地金属を設け、これら全ての接地金属層をスルーホ
ールを用いて接続しても上記同様の効果を得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施例によるマイクロ波帯Ｉ
Ｃ用パッケージの構造を示す斜視図である。
【図２】この発明の第１の実施例によるマイクロ波帯Ｉ
Ｃ用パッケージの平面を示す平面図である。
【図３】この発明の実施例によるマイクロ波帯ＩＣ用パ
ッケージの側面を示す側面図である。
【図４】この発明の第１の実施例による中層接地金属を
１つ設けたマイクロ波帯ＩＣ用パッケージを密封する状
態を示す側面図である。
【図５】この発明の第２の実施例による中層接地金属を
複数設けたマイクロ波帯ＩＣ用パッケージを密封する状
態を示す側面図である。
【図６】この発明の第２の実施例による複数の中層接地
金属を複数設けたマイクロ波帯ＩＣ用パッケージの各層
の構成を示す斜視図である。
【図７】この発明の第２の実施例による中層接地金属を
１つ設けたマイクロ波帯ＩＣ用パッケージにＩＣチップ
を実装した状態を示す平断面図である。
【図８】この発明の実施例によるマイクロ波帯ＩＣ用パ
ッケージにＩＣチップを実装した状態を示す断面図であ
る。
【図９】従来例によるマイクロストリップ型チップキャ
リアの構造を示す斜視図である。
【図１０】従来例による誘電体フィードスルー型メタル
パッケージの構造を示す斜視図である。
【図１１】従来例によるトリプレート型多層セラミック
パッケージの構造を示す斜視図である。
【図１２】従来例によるの誘電体フィードスルー型メタ
ルパッケージを密封している状態を示す斜視図である。
【図１３】従来例によるトリプレート型多層セラミック
パッケージを密封している状態を示す側面図である。
【図１４】従来例によるスルーホールを用いたセラミッ
クパッケージの構造を示す分解図および断面図である。
【図１５】従来例によるスルーホールの間隔を密にした
セラミックパッケージの構造を示す平面図である。
【図１６】従来例によるスルーホールをずらしたセラミ
ックパッケージの構造を示す断面図および平面図である
。
【符号の説明】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　マイクロ波帯ＩＣが搭載されるマイク
    ロ波帯ＩＣ用パッケージにおいて、その表面に上記マイ
    クロ波帯ＩＣおよび該マイクロ波帯ＩＣの信号を入出力
    する伝送線路が配置される第１の誘電体層と、該第１の
    誘電体層上に上記マイクロ波帯ＩＣを囲むように積層さ
    れた第２の誘電体層と、上記第１の誘電体層の裏面全面
    に設けられた第１の接地金属と、上記第２の誘電体層上
    に設けられた第２の接地金属と、上記伝送線路と同一平
    面上に設けられた該伝送線路とともにコ・プレーナ型線
    路を形成する第１の中層接地金属と、該第１の中層接地
    金属と上記第１，第２の接地金属とを電気的に接続する
    スルーホールとを備えたことを特徴とするマイクロ波帯
    ＩＣ用パッケージ。
  2. 【請求項２】　　上記第１の接地金属と上記第１の中層
    接地金属との間および上記第２の接地金属と上記第１の
    中層接地金属との間の少なくとも一方に設けた第２の中
    層接地金属と、これら全ての上記金属層を電気的に接続
    するスルーホールとを備えたことを特徴とする請求項１
    記載のマイクロ波帯ＩＣ用パッケージ。
JP3039518A 1991-02-07 1991-02-07 マイクロ波帯ｉｃ用パッケージ Pending JPH04256203A (ja)

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JP3039518A JPH04256203A (ja) 1991-02-07 1991-02-07 マイクロ波帯ｉｃ用パッケージ
DE69125703T DE69125703T2 (de) 1991-02-07 1991-12-19 Packung für integrierte Mikrowellen-Schaltung
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US07/819,974 US5235208A (en) 1991-02-07 1992-01-13 Package for microwave integrated circuit

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