(57)【要約】【課題】  簡易な構造で小型化が可能であると共に高周波グランド電流の影響による伝送特性の改善を考慮した電子部品装置を提供する。【解決手段】  誘電体基板１と、誘電体基板の裏面に形成した地導体２と、誘電体基板の表面に隙間領域を介して設置した伝送線路と、伝送線路の前記隙間領域の誘電体基板表面に載置され、伝送線路を通過するマイクロ波信号を電力増幅する能動素子６と、能動素子から延在し、伝送線路から遠ざかるように突出した能動素子の接地用リード６ｃと、接地用リードと電気接続手段で電気接続される誘電体基板表面に形成した第１表面接地導体５と、第１表面接地導体の伝送線路側で第１表面接地導体とパターンで電気接続された第２表面接地導体７と、第２表面接地導体に設けられ、地導体と電気接続するスルーホール部８と、スルーホール部に電気接続手段が浸透することを防止する誘電体基板表面に設けたダム９とを備えるようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板と、この誘電体基板の裏面に形成した幅広の地導体と、前記誘電体基板の表面に隙間領域を介して設置した入力線路と出力線路とで構成した伝送線路と、この伝送線路の前記隙間領域近傍の前記誘電体基板表面に載置され、前記伝送線路を通過するマイクロ波信号を電力増幅するパッケージに収納された能動素子と、この能動素子から延在し、前記伝送線路から遠ざかるように突出した前記能動素子の接地用リード端子と、この接地用リード端子と電気接続手段で電気接続される前記誘電体基板表面に形成した第１表面接地導体と、この第１表面接地導体の前記伝送線路側で前記第１表面接地導体とパターンで電気接続された第２表面接地導体と、この第２表面接地導体に設けられ、前記地導体と電気接続するスルーホール部と、このスルーホール部に前記電気接続手段が浸透することを防止する前記誘電体基板表面に設けたダムとを備えた電子部品装置。
【請求項２】
前記ダムは前記第２表面接地導体を囲むように配置した請求項１に記載の電子部品装置。
【請求項３】
前記第１表面接地導体及び前記第２表面接地導体は前記伝送線路の両側に配置されている請求項１又は２に記載の電子部品装置。
【請求項４】
誘電体基板と、この誘電体基板の裏面に形成した幅広の地導体と、前記誘電体基板の表面に隙間領域を介して設置した入力線路と出力線路とで構成した伝送線路と、この伝送線路の前記隙間領域近傍の前記誘電体基板表面に載置され、前記伝送線路を通過するマイクロ波信号を電力増幅するパッケージに収納された能動素子と、この能動素子から延在し、前記伝送線路から遠ざかるように突出した前記能動素子の接地用リード端子と、この接地用リード端子と電気接続手段で電気接続される前記誘電体基板表面に形成した第１表面接地導体と、この第１表面接地導体の前記伝送線路側で前記第１表面接地導体と導電性ワイヤで電気接続された第２表面接地導体と、この第２表面接地導体に設けられ、前記地導体と電気接続するスルーホール部と、このスルーホール部に前記電気接続手段が浸透することを防止する前記誘電体基板表面に設けたダムとを備えた電子部品装置。
【請求項５】
前記ダムは前記第２表面接地導体を囲むように設置した請求項４に記載の電子部品装置。
【請求項６】
前記第１表面接地導体及び前記第２表面接地導体は前記伝送線路の両側に配置されている請求項４又は５に記載の電子部品装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、送受信モジュールやアンテナ装置などに搭載する電子部品装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
誘電体基板上の伝送線路に半導体デバイスなどを簡易な構造で実装し、小型化が可能な電子部品装置の改良が望まれる。特にマイクロ波帯域における高周波グランド電流による伝送特性の改善は重要である。例えば、特開２００１−１４４２２１号公報図３（特許文献１参照）には、基板部材１ａａ及び外表面のマイクロストリップ線路パターン２ａを第１の接地導体４ａよりも内側に配置した高周波回路が開示されている。
【０００３】
また、特開２００８−８５７９６号公報図２（特許文献２参照）には、グランド導体１５と連続したグランドストリップ導体２２の反対側表面にスルーホールを介してグランドストリップ導体２３を配置した高周波回路基板が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１４４２２１号公報（第３図）
【特許文献２】特開２００８−８５７９６号公報（第２図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のものは、接続用基板１０４を多層高周波パッケージ１０１ａと外部回路１０１ｂとの間に配線することでグランド電流１１を最短距離で接続できるものの、多層構造の誘電体基板が幾重にも重ねて設けられており、良好な高周波特性を維持するには多層基板の種類や適用可能な基板厚に対して限界があり、コスト的にも高価になるという課題がある。
【０００６】
また、特許文献２に記載のものは、グランドストリップ導体２２およびグランドストリップ導体２３の線路長を調整することにより、所望の周波数においてワイヤ２６ｂと半導体チップのグランドの接続部がショートになり、良好な伝送モードの変換を行えるものの所望周波数によってグランドストリップ導体２２、２３の調整が必要であるという課題がある。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解消するためになされたものであり、簡易な構造で小型化が可能であると共に高周波グランド電流の影響による伝送特性の改善を考慮した電子部品装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明の電子部品装置は、誘電体基板と、この誘電体基板の裏面に形成した幅広の地導体と、前記誘電体基板の表面に隙間領域を介して設置した入力線路と出力線路とで構成した伝送線路と、この伝送線路の前記隙間領域近傍の前記誘電体基板表面に載置され、前記伝送線路を通過するマイクロ波信号を電力増幅するパッケージに収納された能動素子と、この能動素子から延在し、前記伝送線路から遠ざかるように突出した前記能動素子の接地用リード端子と、この接地用リード端子と電気接続手段で電気接続される前記誘電体基板表面に形成した第１表面接地導体と、この第１表面接地導体の前記伝送線路側で前記第１表面接地導体とパターンで電気接続された第２表面接地導体と、この第２表面接地導体に設けられ、前記地導体と電気接続するスルーホール部と、このスルーホール部に前記電気接続手段が浸透することを防止する前記誘電体基板表面に設けたダムとを備えたものである。
【０００９】
請求項２に係る発明の電子部品装置は、前記ダムは前記第２表面接地導体を囲むように配置した請求項１に記載のものである。
【００１０】
請求項３に係る発明の電子部品装置は、前記第１表面接地導体及び前記第２表面接地導体は前記伝送線路の両側に配置されている請求項１又は２に記載のものである。
【００１１】
請求項４に係る発明の電子部品装置は、誘電体基板と、この誘電体基板の裏面に形成した幅広の地導体と、前記誘電体基板の表面に隙間領域を介して設置した入力線路と出力線路とで構成した伝送線路と、この伝送線路の前記隙間領域近傍の前記誘電体基板表面に載置され、前記伝送線路を通過するマイクロ波信号を電力増幅するパッケージに収納された能動素子と、この能動素子から延在し、前記伝送線路から遠ざかるように突出した前記能動素子の接地用リード端子と、この接地用リード端子と電気接続手段で電気接続される前記誘電体基板表面に形成した第１表面接地導体と、この第１表面接地導体の前記伝送線路側で前記第１表面接地導体と導電性ワイヤで電気接続された第２表面接地導体と、この第２表面接地導体に設けられ、前記地導体と電気接続するスルーホール部と、このスルーホール部に前記電気接続手段が浸透することを防止する前記誘電体基板表面に設けたダムとを備えたものである。
【００１２】
請求項５に係る発明の電子部品装置は、前記ダムは前記第２表面接地導体を囲むように設置した請求項４に記載のものである。
【００１３】
請求項６に係る発明の電子部品装置は、前記第１表面接地導体及び前記第２表面接地導体は前記伝送線路の両側に配置されている請求項４又は５に記載のものである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明に係る電子部品装置によれば、電気接続手段から流れ出る半田材や導電性接着剤がダムにより堰き止められスルーホール部に浸透することを防止するので、能動素子に近接してスルーホール部を設けても周波数特性の性能劣化を防止すると共に簡易で安価な電子部品装置を得ることが可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の実施の形態１による電子部品装置の斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態１による電子部品装置の平面図である。
【図３】この発明の実施の形態２による電子部品装置の平面図である。
【図４】仮想接地を応用した電子部品装置の平面図である。
【図５】供試用サンプル１の電子部品装置の平面図である。
【図６】供試用サンプル２の電子部品装置の平面図である。
【図７】供試品及び実施の形態１で示した改善品の周波数特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１による電子部品装置について図を用いて説明する。図１は、この発明の実施の形態１による電子部品装置の斜視図である。図１において、１は誘電体基板、２は誘電体基板１の裏面に設けた接地導体（地導体）、３は誘電体基板１の表面に沿って設けた入力線路、４は誘電体基板１の表面に沿って入力線路３と隙間領域設けて配置した出力線路、５は誘電体基板１の表面に入力線路３又は出力線路から遠ざかるように配置した第１表面接地導体である。
【００１７】
６はパッケージに収納されたＷＢＧ（ＷＩＤＥ  ＢＡＮＤ  ＧＡＰ）素子や高周波ＦＥＴ素子デバイスなどの能動素子であり、６ａは能動素子６のゲート電極（バイアス電極とも呼ぶ）、６ｂは能動素子６のドレイン電極、６ｃは能動素子６のソース電極（接地用リード端子）である。なお、入力線路３と出力線路４を含めて伝送線路と称する。また、能動素子６は、入力線路３と出力線路４との間にパッケージ部分が配置される。
【００１８】
７は第１表面接地導体（第１表面接地パターン）５とパターン接続され、能動素子６のソース電極６ｃに接近して設けた第２表面接地導体（第２表面接地パターン）、８は第２表面接地導体７と誘電体基板１の裏面の地導体２とを電気接続するスルーホール部である。９はソルダレジスト材やシルク印刷材などの誘電体材料で構成し、第１表面接地導体５と第２表面接地導体７との接続境界近傍に設置したダム（流れ止め部材）である。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示す。
【００１９】
図２はこの発明の実施の形態１による電子部品装置の平面図である。図２において、１０は能動素子６の各電極と伝送線路や第１表面接地導体５とを電気接続する電気接続手段である。入力線路３は地導体２を含むストリップライン構成であり、能動素子６のゲート電極６ａと導電性接着剤やはんだ材などの電気接続手段１０で電気接続される。出力線路４は地導体２を含むストリップライン構成であり、能動素子６のドレイン電極６ｂと導電性接着剤やはんだ材などの電気接続手段１０で電気接続される。第１表面接地導体５は能動素子６のソース電極６ｃと導電性接着剤やはんだ材などの電気接続手段１０で電気接続される。
【００２０】
次に動作について図１及び図２を用いて説明する。入力線路３に入力された高周波信号は、能動素子６のゲート電極６ａを経由して能動素子６のパッケージ内部に収納された半導体チップで電力増幅が行われ、その増幅信号は能動素子６のドレイン電極６ｂを経由し出力線路４に伝達される。ソース接地された半導体チップのグランド電位は、誘電体基板１表面に設けた第１表面接地導体５と接続された第２表面接地導体７に設けたスルーホール部８を介して地導体２で接地される。
【００２１】
本実施の形態１では、伝送線路を介して両側に第１表面接地導体５及び第２表面接地導体７をグランドパターンとして接地の強化を図っている。また、スルーホール部８を設けた第２表面接地導体７は能動素子６のパッケージから突出したソース電極６ｃのパッケージ側に最も近い位置の伝送線路両側に設けている。これにより、ＤＣ的にショートであるのと同時に、高周波的にも能動素子６とスルーホール部８との距離を近接させている。
【００２２】
次に電気接続手段について説明する。電気接続手段１０が半田材の場合には、半田材の熱溶融で能動素子６に近接して設けた第２表面接地パターン７と接続したスルーホール部８に、半田材が流れ込み、スルーホール部８の金属めっき膜で形成した内壁面に亀裂が生じ剥離の原因となる。特にスルーホール部８の中空部にグランド強化のための導電性樹脂を塗布したものにあってはスルーホール部８の中空部領域の熱伝導が悪化し、樹脂の黒化（焼け）現象が発生し高周波性能の劣化のほかに見栄えが低下する。
【００２３】
したがって、能動素子６に近接して設けた第２表面接地パターン７と、半田材が流動する第１表面接地導体５との境界にダム（堰）９を設けることにより、半田材が第２表面接地層７を通過してスルーホール部８に浸透することを防止する。
【００２４】
次に電気接続手段１０が導電性の接着剤の場合について説明する。能動素子６の各電極の下面と伝送線路や第１表面接地導体５とを電気接続する場合には、低温硬化型の導電性樹脂を用いることが好ましい。この場合には、熱的問題は解決されるが能動素子６を押さえつけて第１表面接地パターン５と接続するので導電性樹脂のはみだしにより容易にスルーホール部８に浸透する。したがって、能動素子６に近接して設けた第２表面接地パターン７と、導電性樹脂が流動する第１表面接地導体５との境界にダム（堰）９を設けることにより、導電性樹脂が第２表面接地パターン７を通過してスルーホール部８に浸透することを防止する。
【００２５】
以上から実施の形態１によれば、能動素子６のソース電極６ｃと表面接地導体５とを電気接続する電気接続手段１０から流れ出る半田材や導電性接着剤がダムにより堰き止められスルーホール部８に浸透することを防止するので、能動素子６に近接してスルーホール部８を設けてもグランド電位の性能劣化や周波数特性の悪化を防止することが可能となる。
【００２６】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２による電子部品装置について図を用いて説明する。図３は、この発明の実施の形態２による電子部品装置の平面図である。図３において、９０はソルダレジスト材やシルク印刷材などの誘電体材料で構成し、第２表面接地導体７を囲むように配置したダム（流れ止め部材）である。図中、図２と同一符号は、同一又は相当部分を示す。
実施の形態１では、第１表面接地導体５と第２表面接地導体７との境界にダム９を設けたが第２表面接地導体７の全域にダム９０を設けても実施の形態１と同様の作用効果を奏する。
【００２７】
実施の形態３．
実施の形態１及び２では、ダムはソルダレジスト材やシルク印刷材などの誘電体材料で
構成し、第１表面接地導体５と第２表面接地パターン７とはパターンで接続したが、第１表面接地導体５と第２表面接地導体７との間に隙間を設け、両者の電気接続は、多数の細長の金属ワイヤを用いてこれをダムとしても良い。すなわち、ワイヤボンド方式で第１表面接地導体５と第２表面接地導体７とを３０μｍφ程度の金ワイヤなどを多数並列に設けて電気接続する。並列して配置する細長のワイヤ間の間隙やワイヤの高さ方向の起伏により、この場合にも表面接地導体７のスルーホール部８に電気接続手段１０は浸透しない。
【００２８】
次に接地方法の違いによる周波数特性について説明する。図４は、仮想接地を応用した電子部品装置の平面図である。図４において、９１はソルダレジスト材やシルク印刷材などの誘電体材料で構成し、第１表面接地導体５と第２表面接地導体７との接続境界近傍に設置したダム（流れ止め部材）である。図中、図２と同一符号は、同一又は相当部分を示す。この一例では、能動素子６のソース（Ｓ）から使用周波数波長（λｇ）の半波長又はその倍数離間した位置で接地することで仮想アースとなる。しかし、伝送線路が細長い場合には伝送線路を収納する筐体（図示せず）の伝送線路と直交する方向の幅が大きくなり、多数のフェーズドアレイアンテナ用に用いる電子部品装置には適用が困難である。
【００２９】
図５は、供試用サンプル１の電子部品装置の平面図である。図５において、９２はソルダレジスト材やシルク印刷材などの誘電体材料で構成し、第１表面接地導体５と第２表面接地導体７との接続境界近傍に設置したダム（流れ止め部材）である。図中、図２と同一符号は、同一又は相当部分を示す。この供試用サンプル１では、能動素子６のソース（Ｓ）から使用周波数波長（λｇ）の半波長離間した位置とは異なる位置で接地している。
すなわち、第１表面接地導体７の先端でグランド接地するので能動素子６からスルーホール部８までの距離が比較的長いので仮想アースは曖昧になり大きく周波数特性は悪化する。
【００３０】
図６は、供試用サンプル２の電子部品装置の平面図である。図６に示すように能動素子６の近傍にスルーホール部８を設けることで実施の形態１同様に良好な周波数特性が得られるものの能動素子６のグランド端子（Ｓ）の半田付け時に半田がスルーホール部８を通して裏面の地導体２に流れ出し、半田付け不足を生じる場合があり品質上の問題がある。そのため、半田材などの流れを防止するために樹脂によるスルーホール部８の穴埋めを行い、さらに電解めっきや無電解めっきを行うこともあり、工数が増加し高価なものになる。また、スルーホール部８をＢＶＨ（ブラインドヴィアホール）等に代替する方法もあるが、さらに高価な基板となる。
【００３１】
図７は、上記した供試用サンプル１（供試品１）、供試用サンプル２（供試品２）、及び実施の形態１で示した改善品の周波数特性（位相変化特性）を示すグラフである。図７では、実施の形態１で説明した電子部品装置および供試品２では、Ｘ帯域の周波数特性は良好であるが、供試品１においては、Ｘ帯域における周波数特性は悪化していることが解かる。
【符号の説明】
【００３２】
１・・誘電体基板  ２・・接地導体（地導体）  ３・・入力線路  ４・・出力線路
５・・第１表面接地導体（第１表面接地パターン）
６・・能動素子  ６ａ・・ゲート電極  ６ｂ・・ドレイン電極
６ｃ・・ソース電極（接地用リード端子）
７・・第２表面接地導体（第２表面接地パターン）
８・・スルーホール部  ９・・ダム（流れ止め部材）
１０・・電気接続手段  ９０・・ダム（流れ止め部材）  ９１・・ダム（流れ止め部材）９２・・ダム（流れ止め部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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