(57)【要約】  高周波デバイス２と、表層上に高周波デバイス２が搭載される多層誘電体基板２０と、この多層誘電体基板の表層の一部および高周波デバイス２を覆う電磁シールド部材としてのシールリング３およびカバー４を備える高周波パッケージにおいて、内部導体パッド５に、不要波の波長の略１／４の長さを有する先端開放線路５０を設ける。キャビティ空間に伝搬している不要放射は、ワイヤに結合して多層誘電体基板内層のバイアスラインを介して外部へ放射するので、ワイヤへの結合量を減らし、外部への不要放射量を低減することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波デバイスと、表層上に前記高周波デバイスが搭載される多層誘電体基板と、この多層誘電体基板の表層の一部および前記高周波デバイスを覆う電磁シールド部材とを備える高周波パッケージにおいて、
前記多層誘電体基板に、
電磁シールド部材の内側における多層誘電体基板の表層に配設され、前記高周波デバイスとワイヤ接続されるバイアス／制御信号用の内部導体パッドと、
前記内部導体パッドに接続され、前記電磁シールド部材の内側に配設される第１の信号ビアと、
前記電磁シールド部材の外側に配設されるバイアス／制御信号用の外部導体パッドと、
該外部導体パッドに接続され、前記電磁シールド部材の外側に配設される第２の信号ビアと、
第１の信号ビアと第２の信号ビアを接続する内層信号線路と、
を備えるとともに、
前記内部導体パッドに、前記高周波デバイスで使用する高周波信号の波長の略１／４の長さを有する先端開放線路を設けるようにしたことを特徴とする高周波パッケージ。
【請求項２】
前記先端開放線路は、第１の信号ビアから前記高周波信号の波長の略１／４の長さを有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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マイクロ波帯またはミリ波帯などの高周波帯で動作する高周波デバイスを搭載する高周波パッケージに関し、さらに詳しくは高周波デバイスから発生される高周波信号（不要波）の外部への漏洩を抑止することが可能な高周波パッケージに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車載ミリ波レーダは、ミリ波帯の電磁波を使用し、前方の車両との距離、相対速度の検知によって、クルーズコントロールや衝突不可避時のドライバーへの被害軽減などの安全性対策に適用されている。このような車載ミリ波レーダでは、送信信号を得るために、低い周波数から逓倍する方式が多いが、この場合、多くの周波数成分がモジュール内に存在するため、海外のＥＭＩ規格（ＦＣＣ等）を満足するのが非常に困難となっている。【０００３】
車載ミリ波レーダにおいて、レーダモジュールは、通常、レーダ装置用の高周波デバイスが搭載された高周波パッケージ、この高周波パッケージにバイアス信号および制御信号を供給する制御／インタフェース基板、および導波管プレートなどを備えて構成されるが、上記のＥＭＩ規格を満足させるために、従来は、レーダモジュール全体を金属カバーで覆うよう構成することが多い。【０００４】
しかしながら、レーダモジュール全体を金属カバーで覆うように構成した場合、高価な筐体等が必要となるため、低コスト化のためにも、高周波パッケージ内で、上記のＥＭＩ規格を満足するような対策が望まれている。【０００５】
特許文献１では、金属製のベース部材上に、高周波信号用集積回路部品および誘電体基板を実装し、誘電体基板上にマイクロスリップラインを形成し、これらを金属製のフレーム部材および蓋部材で覆うようにしており、ベース部材に実装される高周波信号用集積回路部品は、バイアス端子を介してバイアスが供給される。【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３１７１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来技術では、高周波パッケージを金属ベース、金属製フレーム部材、金属の蓋部材で囲むようにしているので、外部への高周波成分の漏洩はある程度は抑制されるが、バイアス端子を介して漏れる高周波成分に関しては、何の対策もされていない。このため、高周波パッケージ内のバイアス端子に電磁結合した不要波である高周波成分がバイアス端子を介してそのまま外部に放射されてしまうという問題がある。【０００８】
すなわち、この種の高周波パッケージにおいては、多層誘電体の表層に高周波デバイスを搭載し、この多層誘電体基板の表層の一部および高周波デバイスを電磁シールド部材で覆うようにしており、該電磁シールド部材で覆われた高周波デバイスに対し外部からバイアス電圧や制御信号を供給するために、電磁シールド部材の外側に配置された外部端子を多層誘電体基板内の信号ビア、内層信号線路、信号ビアを介して電磁シールド部材の内側の内部端子に接続し、この内部端子をさらにワイヤを介して高周波デバイスに電気接続している。このため、従来の高周波パッケージにおいては、電磁シールド部材の内部空間に伝搬している不要放射がワイヤに結合して、誘電体基板内層のバイアスラインを介して外部へ放射してしまう問題があった。【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ワイヤへの結合量を減らし、外部への不要放射量を高周波パッケージ内で抑止するようにして、低コストで高周波シールド性能の高い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】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、高周波デバイスと、表層上に前記高周波デバイスが搭載される多層誘電体基板と、この多層誘電体基板の表層の一部および前記高周波デバイスを覆う電磁シールド部材とを備える高周波パッケージにおいて、前記多層誘電体基板に、電磁シールド部材の内側における多層誘電体基板の表層に配設され、前記高周波デバイスとワイヤ接続されるバイアス／制御信号用の内部導体パッドと、前記内部導体パッドに接続され、前記電磁シールド部材の内側に配設される第１の信号ビアと、前記電磁シールド部材の外側に配設されるバイアス／制御信号用の外部導体パッドと、該外部導体パッドに接続され、前記電磁シールド部材の外側に配設される第２の信号ビアと、第１の信号ビアと第２の信号ビアを接続する内層信号線路とを備えるとともに、前記内部導体パッドに、前記高周波デバイスで使用する高周波信号の波長の略１／４の長さを有する先端開放線路を設けるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、バイアス／制御信号用の内部導体パッドに、高周波デバイスで使用する高周波信号（不要波）の波長の略１／４の長さを有する先端開放線路を設けるようにしており、ワイヤに結合した不要波は内部導体パッドの先端開放線路の箇所で反射されることになるので、ワイヤへの結合量を減らすことができ、これにより外部への漏出量を減らすことができる。したがって、不要波成分の高周波パッケージ外部への漏洩を確実に抑止することができる。このように、高周波パッケージ内部で、高周波成分の高周波パッケージ外部への漏洩を抑止することができるので、製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態にかかる高周波パッケージが搭載される送受信モジュールの構成を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態にかかる高周波パッケージの構成例を示す断面図である。
【図３】図３は、高周波パッケージにおける多層誘電体基板の表層を示す平面図である。
【図４】図４は、高周波パッケージにおける多層誘電体基板の表層の他の例を示す平面図である。
【図５】図５は、外部への不要波の漏洩量のシュミレーション特性を示す図であり、先端開放線路を設けない場合の特性を示す図である。
【図６】図６は、外部への不要波の漏洩量のシュミレーション特性を示す図であり、先端開放線路を設けた場合の特性を示す図である。
【符号の説明】
【００１３】
１  高周波パッケージ
２  高周波デバイス
３  シールリング
４  カバー
５  内部導体パッド
６  ワイヤ
７  導体パッド
１０  送受信モジュール
１１  導波管
１２  導波管プレート
１３  キャリア基板
１４  モジュール制御基板
１５  導波管
１６  電子回路
１７  外部端子
２０  多層誘電体基板
２１  外部導体パッド
２２，２３  信号ビア
２３  内層信号線路
２７  ワイヤ
２８  グランドビア
４０  凹部
５０  先端開放線路
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。【００１５】
図１は、高周波パッケージ１が搭載される送受信モジュール１０の構成を示す断面図である。図２は高周波パッケージ１の構成を示す断面図である。この送受信モジュール１０は、例えば、ミリ波帯の電磁波を使用し、前方の目標物（車両など）との距離および相対速度を検知する機能を有するＦＭ−ＣＷレーダに適用される。ＦＭ−ＣＷレーダは、周波数変調された高周波信号（送信信号）を目標に照射し、目標から反射した信号（受信信号）と送信信号の周波数の差を検出し、その周波数を使って目標までの距離および相対速度を算出するものである。【００１６】
この送受信モジュール１０は、導波管１１が形成された導波管プレート１２と、導波管プレート１２上に搭載される金属製のキャリア基板１３と、キャリア基板１３上に搭載される高周波パッケージ１と、導波管プレート１２上に搭載されるモジュール制御基板（制御／インタフェース基板ともいう）１４とを備える。導波管プレート１２下面側には、アンテナ基板（図示せず）が接続される。キャリア基板１３は接地されており、キャリア基板１３にも導波管１５が形成されている。モジュール制御基板１４には、制御回路、電源回路などを構成する電子回路１６、外部端子１７などが搭載されている。キャリア基板１３上には、高周波パッケージ１の構成要素である多層誘電体基板２０が搭載されており、この多層誘電体基板２０の表層側の中央部には、高周波デバイス２を搭載するための凹部４０が形成されている。【００１７】
多層誘電体基板２０に形成された凹部４０の底面上には、高周波デバイス（ＭＭＩＣ）２が収容されている。多層誘電体基板２０上には、高周波デバイス２から外部への不要放射をシールドする金属製の枠形状のシールリング３が搭載され、さらにシールリング３上には金属製のカバー４が設けられている。シールリング３およびカバー４によって、多層誘電体基板２０の表層の一部および高周波デバイス２を覆う電磁シールド部材を構成している。すなわち、多層誘電体基板２０と、シールリング３と、カバー４によって囲まれて外部と遮断されているキャビティ内に、高周波デバイス２が収容されている。このように、高周波パッケージ１は、多層誘電体基板２０、高周波デバイス２、シールリング３およびカバー４などで構成されている。【００１８】
また、電磁シールド部材の内部側の多層誘電体基板２０の表層には、高周波デバイス２にバイアス電圧を供給したり、あるいは高周波デバイス２との間で制御信号を入出力するための内部導体パッド（バイアス／制御信号用パッドという）５が設けられている。高周波デバイス２側にも、導体パッド７が設けられている。内部導体パッド５と高周波デバイス２の導体パッド７との間は、金などで構成されるワイヤ６によってワイヤボンディング接続されている。【００１９】
シールリング３の外側の多層誘電体基板２０上には、外部導体パッド（外部端子）２１が設けられている。外部導体パッド２１は、シールリング３の外側の多層誘電体基板２０内に形成された信号ビア２２、内層信号線路２３、シールリング３の内側の多層誘電体基板２０内に形成された信号ビア２４を介して内部導体パッド５と電気的に接続されている。外部導体パッド２１は、図１に示すように、ワイヤ２７を介してモジュール制御基板１４上に形成された外部端子１７に接続されている。このような接続構成により、シールリング３の外側に配置されたモジュール制御基板１４からシールリング３の内側に配置された高周波デバイス２に対してバイアス電圧あるいは制御信号を供給することができる。【００２０】
なお、シールリング３の内側においては、多層誘電体基板２０の表層は、内部導体パッド５の周囲の誘電体が露出された部分以外は、基本的に、表層接地導体としてのグランドパターンが形成されており、表層を介して多層誘電体基板２０の内部に不要波としての高周波信号が進入することを防止している。この表層接地導体は、グランドビア２８などを介してキャリア基板１３あるいは多層誘電体基板２０の内層に形成された内層接地導体（図示せず）に適宜接続されている。また、信号ビア２４の周囲には、誘電体を挟んで複数のグランドビア（図示せず）が配されており、これら複数のグランドビアによって他の信号ビアからの電界をシールドしている。【００２１】
つぎに、図３及び図４を用いて本実施形態における要部について説明する。図３及び図４は、カバー４を除去した状態での多層誘電体基板２０の表層を示す平面図である。図３及び図４に示すように、高周波デバイス２に対しワイヤ６で接続された内部導体パッド５には、高周波デバイス２で使用する高周波信号の波長λの略１／４の長さを有する、別言すればキャビティ内の不要放射の波長λの略１／４の長さを有する先端開放線路５０を多層誘電体基板２０の表層に設ける。すなわち、内部導体パッド５に接続される信号ビア２４が短絡点になるように、信号ビア２４からの長さが不要波の波長λの略１／４の長さを有する先端開放線路５０を内部導体パッド５に対し接続するようにする。先端開放線路５０の延在方向は、図３および図４に示すように任意である。【００２２】
キャビティ内部には高周波デバイス２による不要放射が空間伝搬しており、従来は、この不要放射が内部導体パッド５と高周波デバイス２間のワイヤ６に結合して、図１、図２の破線で示すように、内部導体パッド５及び信号ビア２４を経由して内層信号線路２３、信号ビア２２、外部導体パッド２１からなる例えばバイアスラインに伝搬して、外部へ放射してしまうという問題があった。【００２３】
そこで、本実施の形態においては、内部導体パッド５にλ／４長の先端開放線路５０を接続するようにしているので、ワイヤ６に結合した不要放射を先端開放線路５０の箇所で反射することができ、これにより不要放射が内層信号線路２３、信号ビア２２、外部導体パッド２１を介して外部に漏洩することを抑止することができる。すなわち、先端開放線路５０を設けることにより、キャビティ内に空間伝搬している不要放射がワイヤ６に結合する量を少なくすることができ、電波法で規定されるＥＭＩ特性を満足させることができる。【００２４】
図５および図６は、ワイヤ６の長さをλ／４にしたときの外部への不要波の漏洩量のシュミレーション特性、すなわちワイヤ６と外部導体パッド２１との間における高周波成分の通過シュミレーション特性を示しており、図５が先端開放線路５０を設けない場合を、図６がλ／４長の先端開放線路５０を設ける場合を示している。図５および図６において、ｆ０が不要放射の周波数である。【００２５】
これらのシュミレーション結果からも分かるように、図５に示すように、先端開放線路５０を設けない場合は、不要放射周波数ｆ０が外部へ漏れ出す量は−５０ｄＢであるのに対し、図６に示すように、先端開放線路５０を設けた場合は、不要放射周波数ｆ０が外部へ漏れ出す量は−６４ｄＢであることが判る。すなわち、先端開放線路５０を設けた場合は、バンドストップフィルタの機能が働き、不要波周波数λに対応する周波数ｆ０の近傍帯域において、通過量を極端に減らすことができる。このため、ワイヤ６に結合した不要波成分が先端開放線路５０より先まで通過することを抑止することができ、これにより外部への高周波成分の漏洩を抑圧する事が可能となる。【００２６】
なお、上記では、キャビティ構成するための電磁シールド部材としては、別体のシールリング３およびカバー４を採用するようにしたが、電磁シールド部材として、これらが一体的に構成されているキャップ部材を採用するようにしてもよい。【００２７】
このように実施の形態によれば、バイアス／制御信号用の内部導体パッド５に、ワイヤ６に結合する不要波の波長の略１／４の長さを有する先端開放線路を設けるようにしているので、ワイヤ６に結合した不要波は内部導体パッドの先端開放線路の箇所で反射されることになるので、ワイヤ６への結合量を減らすことができ、これにより外部への漏出量を減らすことができる。したがって、不要波成分の高周波パッケージ外部への漏洩を確実に抑止することができる。このように、高周波パッケージ内部で、高周波成分の高周波パッケージ外部への漏洩を抑止することができるので、製造コストを低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
以上のように、本発明にかかる高周波パッケージは、マイクロ波、ミリ波帯で動作する高周波デバイスを電磁シールド空間に搭載した高周波パッケージに有用である。
【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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【国際調査報告】
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