(57)【要約】  搭載される高周波デバイスが発生する高周波信号を最上層から最下層へ伝達して基板外部へ出力し、基板外部から前記最下層へ入力される高周波信号を前記高周波デバイスに伝達する構造として、前記最上層の上面に形成された金属パターンと、前記最下層の下面に形成された金属パターンとの間を接続する上下貫通ビアを中心導体とし、その周囲に２以上の層間を接続して環状に配置される複数の層間ビアを外導体とする擬似同軸線路が形成される多層基板において、前記上下貫通ビアの全部または一部を、ビアを使用しない導体パッドを対向させたキャパシタ構造とした。
2012160837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搭載される高周波デバイスが発生する高周波信号を最上層から最下層へ伝達して基板外部へ出力し、基板外部から前記最下層へ入力される高周波信号を前記高周波デバイスに伝達する構造として、前記最上層の上面に形成された金属パターンと、前記最下層の下面に形成された金属パターンとの間を接続する上下貫通ビアを中心導体とし、その周囲に２以上の層間を接続して環状に配置される複数の層間ビアを外導体とする擬似同軸線路が形成される多層基板による高周波パッケージにおいて、
前記上下貫通ビアの全部または一部を、ビアを使用しない導体パッドを対向させたキャパシタ構造とした
ことを特徴とする高周波パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波帯またはミリ波帯で動作する電子装置で使用する高周波パッケージに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ波帯またはミリ波帯で動作する電子装置で使用する高周波パッケージは、マイクロ波帯またはミリ波帯で動作する高周波デバイス（ＭＭＩＣ：モノリシックマイクロ波集積回路）を搭載する多層基板をパッケージ化したものであり、外部との電気的接続は、その多層基板の最下層においてなされる。【０００３】
そのため、この高周波パッケージを構成する多層基板には、搭載する高周波デバイスが発生する高周波信号を基板外部へ出力し、基板外部からの高周波信号を高周波デバイスに入力させる構造として、多層基板内に最上層と最下層との間を連通する擬似同軸線路が形成されている。【０００４】
この擬似同軸線路は、例えば特許文献１に開示されているように、高周波デバイスの入出力ポートと接続され最上層の上面に形成される金属パターンと、最下層の下面に形成された金属パターンとの間を接続する上下貫通ビアを中心導体とし、その周囲に２以上の層間を接続して環状に配置される複数の層間ビアを外導体とする構造である。最下層の下面に形成された金属パターンは、ＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）を介して他の多層基板と接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−８５０９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、多層基板の製造時に熱応力などによって或る層の基板にクラックが発生することがある。そうすると、高周波デバイスを実装した運用時に、このクラックが中心導体を形成する上下貫通ビアの形成部分まで進展した場合、上下貫通ビアを断線させるので、高周波信号の通過特性が大きく劣化することが起こるという問題がある。【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、クラックが擬似同軸線路の中心導体形成領域を横断するように発生しても、高周波信号の通過特性の劣化を抑制できる構造の多層基板による高周波パッケージを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、搭載される高周波デバイスが発生する高周波信号を最上層から最下層へ伝達して基板外部へ出力し、基板外部から前記最下層へ入力される高周波信号を前記高周波デバイスに伝達する構造として、前記最上層の上面に形成された金属パターンと、前記最下層の下面に形成された金属パターンとの間を接続する上下貫通ビアを中心導体とし、その周囲に２以上の層間を接続して環状に配置される複数の層間ビアを外導体とする擬似同軸線路が形成される多層基板による高周波パッケージおいて、前記上下貫通ビアの全部または一部を、ビアを使用しない導体パッドを対向させたキャパシタ構造としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、内層の基板に発生していたクラックが、擬似同軸線路の中心導体を形成する領域に進展しても、キャパシタ構造によって高周波信号の伝搬路である擬似同軸線路の構造は維持され存続するので、高周波信号の通過特性の劣化を抑制できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態による高周波パッケージの要部構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明にかかる高周波パッケージの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態
図１は、本発明の一実施の形態による高周波パッケージの要部構成を示す断面図である。図１において、高周波パッケージを構成する多層基板１には高周波デバイス（ＭＭＩＣ）２が搭載されている。高周波デバイス２の入出力ポートは、ワイヤ３により、多層基板１の最上層の上面に形成されるマイクロストリップ線路４の一端に接続されている。
【００１３】
また、多層基板１には擬似同軸線路５が最上層と最下層との間に形成されている。擬似同軸線路５の中心導体は、マイクロストリップ線路３に一端が接続され他端が複数の内層を貫通する層間ビア６と、層間ビア６の他端と最下層との間に配置されるキャパシタ構造７とにより構成される。また、擬似同軸線路５の外導体は、中心導体（層間ビア６＋キャパシタ構造７）の周囲に２以上の層間を接続して環状に配置される複数の層間ビア８により構成される。
【００１４】
一般に、多層基板に作り込む擬似同軸線路の中心導体は、最上層と最下層との間を貫通して接続する上下貫通ビアで構成されるが、図１では、その上下貫通ビアの一部をキャパシタ構造７とした場合を示してある。
【００１５】
キャパシタ構造７は、図１では、連続する３つの層に、導体パッド９ａ，９ｂ，９ｃを対向させた構成である。導体パッド９ａは層間ビア６の他端に接続され、導体パッド９ｂは最下層の下面に形成されている。導体パッド９ｃは、導体パッド９ａと導体パッド９ｂとの間に配置されている。つまり、図１に示すキャパシタ構造７は、２つのキャパシタを直列に配置した構成である。
【００１６】
多層基板１の最下層は、ＢＧＡを構成するハンダボール１０ａ，１０ｂを介して他の多層基板１１の上面に実装される。ハンダボール１０ａは、擬似同軸線路５の中心導体の他端を構成する導体パッド９ｂと、他の多層基板１１の上面に形成されるマイクロストリップ線路１２との間を接続する。ハンダボール１０ｂは、擬似同軸線路５の外導体を構成する層間ビア８と、他の多層基板１１の上面に形成されるグランド導体１３との間を接続する。
【００１７】
以上の構成において、多層基板１の内層に、基板製造時の熱応力などによってクラック１４が発生していた場合、高周波デバイス２を実装した運用時に、このクラック１４が中心導体を形成する領域に進展しても、キャパシタ構造７によって高周波信号の伝搬路である擬似同軸線路５の構造は維持され存続するので、高周波信号の通過特性の劣化を抑制できる。
【００１８】
図１では、クラック１４がキャパシタ構造７を形成した層の基板に発生した場合を示すが、クラック１４は内層の任意の基板において発生する。例えば、クラック１４は層間ビア６が形成される複数層内の任意層に発生する場合もある。この場合は、キャパシタ構造７による救済はできず中心導体が断線する。したがって、擬似同軸線路５の中心導体は、全体をキャパシタ構造とするのが望ましいと言える。最上層と最下層との間に、複数のキャパシタが直列に配置された構成である。そして、図１では、熱応力によりクラックが発生する内層の基板が経験上特定できる場合を示していると言える。
【００１９】
このように、本実施の形態によれば、クラックが擬似同軸線路の中心導体形成領域を横断するように発生しても、キャパシタ構造によって高周波信号の伝搬路である擬似同軸線路の構造は維持され存続するので、高周波信号の通過特性の劣化を抑制できる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
以上のように、本発明にかかる高周波パッケージは、クラックが中心導体形成領域を横断するように発生しても、高周波信号の通過特性の劣化を抑制できる多層基板による高周波パッケージとして有用である。
【符号の説明】
【００２１】
１  多層基板
２  高周波デバイス（ＭＭＩＣ）
３  ワイヤ
４，１２  マイクロストリップ線路
５  擬似同軸線路
６，８  層間ビア
７  キャパシタ構造
９ａ，９ｂ，９ｃ  導体パッド
１０ａ，１０ｂ  ハンダボール
１１  他の多層基板
１３  グランド導体
１４  クラック
【図１】
2012160837.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成24年4月30日(2012.4.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搭載される高周波デバイスが発生する高周波信号を最上層から最下層へ伝達して基板外部へ出力し、基板外部から前記最下層へ入力される高周波信号を前記高周波デバイスに伝達する構造として、前記最上層の上面に形成された金属パターンと、前記最下層の下面に形成された金属パターンとの間を接続する上下貫通ビアを中心導体とし、その周囲に２以上の層間を接続して環状に配置される複数の層間ビアを外導体とする擬似同軸線路が形成される多層基板による高周波パッケージにおいて、
前記上下貫通ビアの少なくとも一部を、導体パッドを対向させたキャパシタ構造とした
ことを特徴とする高周波パッケージ。
【請求項２】
擬似同軸線路の中心導体を構成する層間ビアにキャパシタ部を接続し、擬似同軸線路の外導体をグランドに接続することを特徴とする請求項１に記載の高周波パッケージ。
【請求項３】
最下層の導体パッドを、他の多層基板にハンダボールで接続し、
当該ハンダボールに接続される最下層の導体パッドと、当該最下層の導体パッドより上層の導体パッドを対向させてキャパシタ部を形成し、
当該キャパシタ部における上層の導体パッドを、擬似同軸線路の中心導体を構成する層間ビアに接続することを特徴とする請求項１または２に記載の高周波パッケージ。
【請求項４】
前記キャパシタ部は、最下層の導体パッドと、その上位層の導体パッドと、さらにその上位層の導体パッドとを含む複数の導体パッドから成ることを特徴とする請求項３に記載の高周波パッケージ。
【請求項５】
高周波デバイスと、上面に前記高周波デバイスが搭載され、下面にハンダボールが接続される多層基板とを備える高周波パッケージにおいて、
前記多層基板の表層に形成されて、前記高周波デバイスからの高周波信号を伝搬する表層導体パターンと、
前記表層導体パターンに接続されて多層基板内を複数層貫通する第１の層間ビアと、該第１の層間ビアに接続される内層の導体パッドおよび前記ハンダボールに接続される導体パッドを少なくとも含む複数の導体パッドを対向させて形成したキャパシタ部とを含む中心導体と、前記中心導体の周囲に配置される複数の第２の層間ビアで構成されてグランドに接続される外導体とを有する擬似同軸線路と、
を備えることを特徴とする高周波パッケージ。
【請求項６】
前記外導体は、多層基板の下面で前記ハンダボールに接続されることを特徴とする請求項５に記載の高周波パッケージ。
【請求項７】
前記多層基板は、前記ハンダボールを介して他の基板上に搭載されることを特徴とする請求項６に記載の高周波パッケージ。
【手続補正書】
【提出日】平成25年11月22日(2013.11.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搭載される高周波デバイスが発生する高周波信号を最上層から最下層へ伝達して基板外部へ出力し、基板外部から前記最下層へ入力される高周波信号を前記高周波デバイスに伝達する構造として、前記最上層の上面に形成された金属パターンと、前記最下層の下面に形成された金属パターンとの間を接続する上下貫通ビアを中心導体とし、その周囲に２以上の層間を接続して環状に配置される複数の層間ビアを外導体とする擬似同軸線路が形成される多層基板による高周波パッケージにおいて、
前記上下貫通ビアの少なくとも一部を、導体パッドを対向させたキャパシタ構造とした
ことを特徴とする高周波パッケージ。
【請求項２】
擬似同軸線路の中心導体を構成する層間ビアにキャパシタ部を接続し、擬似同軸線路の外導体をグランドに接続することを特徴とする請求項１に記載の高周波パッケージ。
【請求項３】
最下層の導体パッドを、他の多層基板にハンダボールで接続し、
当該ハンダボールに接続される最下層の導体パッドと、当該最下層の導体パッドより上層の導体パッドを対向させてキャパシタ部を形成し、
当該キャパシタ部における上層の導体パッドを、擬似同軸線路の中心導体を構成する層間ビアに接続することを特徴とする請求項１または２に記載の高周波パッケージ。
【請求項４】
前記キャパシタ部は、最下層の導体パッドと、その上位層の導体パッドと、さらにその上位層の導体パッドとを含む複数の導体パッドから成ることを特徴とする請求項３に記載の高周波パッケージ。
【請求項５】
高周波デバイスと、上面に前記高周波デバイスが搭載され、下面にハンダボールが接続される多層基板とを備える高周波パッケージにおいて、
前記多層基板の表層に形成されて、前記高周波デバイスからの高周波信号を伝搬する表層導体パターンと、
前記表層導体パターンに接続されて多層基板内を複数層貫通する第１の層間ビアと、該第１の層間ビアに接続される内層の導体パッドおよび前記ハンダボールのうち第１ハンダボールに接続される導体パッドを少なくとも含む複数の導体パッドを対向させて形成したキャパシタ部とを含む中心導体と、前記中心導体の周囲に配置される複数の第２の層間ビアで構成されてグランドに接続される外導体とを有する擬似同軸線路と、
を備えることを特徴とする高周波パッケージ。
【請求項６】
前記外導体は、多層基板の下面で前記ハンダボールのうち第２ハンダボールに接続されることを特徴とする請求項５に記載の高周波パッケージ。
【請求項７】
前記多層基板は、前記ハンダボールを介して他の基板上に搭載されることを特徴とする請求項６に記載の高周波パッケージ。
【国際調査報告】
2012160837.tif 000004
2012160837.tif 000005