(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミナ基板、多数のダイオードが実装されてコモン接続ポートに電気的に接続される実装面を提供する前記基板の頂面の導電性コモン接続領域、及び前記頂面のそれぞれの導電性出力領域に接続されるダイオードのそれぞれの活電領域から延びるボンディングワイヤを有し、前記コモン接続領域及び前記出力領域は前記基板の底面の表面実装パッドのそれぞれに対して導電性バイアの各々を介して接続されるダイオード用パッケージにおいて、
前記基板（２）の前記頂面（３）上に導電性放熱領域（19）が設けられ、該放熱領域（19）は狭幅ノ間隙によってコモン接続領域（５）から分離され、前記放熱領域（19）は前記ボンディングワイヤ（８）及び前記導電性出力領域（９）から離間され、多数の導電性バイア（13）が前記放熱領域（19）の各々を前記基板（２）の前記底面に位置する熱伝導性の表面実装型接地パッド（20）に接続することを特徴とするダイオード用パッケージ。
【請求項２】
前記出力領域（９）の各々は、銅による下層、及び該下層に被着される金めっき層、及び該金めっき層の一部に設けられて前記ボンディングワイヤ（８）の各々が被着される厚膜金パッド（10）を有することを特徴とする請求項１のダイオード用パッケージ。
【請求項３】
絶縁ストリップ（11）が前記出力領域（９）を交差するように延びて、前記金めっき層の部分に対する前記厚膜金パッド（10）の端縁を画定することを特徴とする請求項２のダイオード用パッケージ。
【請求項４】
前記頂面（３）の上の前記出力領域（９）間に、追加の接地領域（21）が配置され、該追加の接地領域（21）は電気的絶縁を提供することを特徴とする請求項１のダイオード用パッケージ。
【請求項５】
厚膜コンデンサ用パッド（12）が前記基板（２）の頂面（３）に配置され、前記ボンディングワイヤ（８）は前記厚膜金パッド（10）を前記コンデンサ用パッドに接続し、ダイオード（６）の各々から延びるボンディングワイヤ（８）におけるインダクタンスを補償するよう構成されるコとを特徴とする請求項２のダイオード用パッケージ。
【請求項６】
前記頂面（３）の前記追加の接地領域（21）が前記コンデンサ用パッド（12）の間に置かれ、前記追加の接地領域（21）は電気的絶縁を提供することを特徴とする請求項５のダイオード用パッケージ。
【請求項７】
凹形状のカバー（23）が前記基板（２）に固着され前記基板（２）の頂面（３）を覆うように置かれることを特徴とする請求項１のダイオード用パッケージ。
【請求項８】
前記バイア（13）の各々は、前記基板（２）の厚さを貫通して延び、めっき配線される開口（15）から成り、該開口（15）内はエポキシ樹脂が充填されることを特徴とする請求項１のダイオード用パッケージ。
【発明の詳細な説明】
本発明は、ダイオード、特に高周波（RF）特性を有するダイオードのためのパッケージの技術分約に関する。
ダイオード、特にPINダイオードは、パッケージ化されたダイオードとして有効であり、それによればダイオードはパッケージ内に封止され、ダイオードは回路基板の回路トレースに対して半田付接続されるためにパッケージから突出する電気ピン又は電気リードを有する。従来は、ダイオードのためのパッケージは、電子回路を構成すべく様々な他の電子部品と共に回路基板に直接実装されてきた。パッケージ化されたダイオードに係る一つの問題は、電気リードが露出されることで回路基板に実装される様々な他の電子部品に対しての容量の寄与による影響が生じることである。パッケージ化されたダイオードは、突出する電気リードに代わって表面実装型端子を有することも可能である。しかしながら、表面実装端子はダイオードの接合に対して過度の容量を加えることになる。更に封止材料は、封止されたダイオードの接合に対して容量を追加してしまう。
パッケージ構造によって増加する容量のために、高周波特性、例えば2GHzでの特性を具えた上で、パッケージ化されたダイオードを使用することは従来は難しかった。高周波特性を有するダイオードでは、ダイオード接合に対してパッケージによって発生する容量を最小にすることが要求される。
加えて、高周波信号伝送のためのダイオードでは、ダイオードによって生じる熱を除去し、挿入損を維持し、時間が経過する中での動作の信頼性を維持することが必要とされる。パッケージ化されたダイオードに係る他の問題は、動作するダイオードからの熱を分散するための機能をパッケージが持たないことである。パッケージ内に封止されるダイオードは、熱が十分に分散されないとき、寿命が短くなり、誤動作する虞が増す。
本発明の目的は、良好な熱伝導特性を有しパッケージ化されたときの容量が最小とされるダイオード用のパッケージを提供することである。本発明によれば、ダイオード用のパッケージは熱分散基板上に放熱部材を有するよう構成され、それが熱分散能を改善する。熱分散能は更に、本発明の実施形態によって改善されるが、それによれば、導電性バイアによって放熱部材に結合される広い面積の表面実装端子が提供される。
更なる実施形態によれば、ダイオード用パッケージ内のダイオードの出力端子はダイオード用パッケージの出力パッドに接続され、容量は出力パッドの間に位置する電気接地領域によって最小とされる。
本発明の実施形態による実施形態が、添付図面を参照して以下に例示されるが、それにおいて、
図１は、カバーを断面にして示す、ダイオード用パッケージの平面図であり、
図２は、図１のパッケージの底面図であり、
図３は、図１に示すダイオード用パッケージの断面図であり、
図４は、カバーを断面にして示す、ダイオード用パッケージの平面図であり、
図５は、図４のパッケージの底面図であり、
図６は、図４に示すダイオード用パッケージの断面図であり、
図７は、図１乃至図４に示すパッケージのバイアの断面図である。
図１乃至図６によれば、ダイオード用パッケージ１の２つの実施形態が説明され、様々な部材は両実施形態で共通にして示される。パッケージ１は回路基板に実装されるよう構成される。ダイオード用パッケージ１は公知のアルミナ材料から成る平板状基板２を有し、それは頂面３及び底面４を有する。
図１乃至図４によれば、頂面３上のコモン接続領域５は、金属配線として公知である、銅等の下層とそれを覆う金等の貴金属めっき層の如き金属導電材料から構成される。コモン接続領域５は実装面を提供し、その上には少なくとも一つのダイオード６若しくは多数のダイオード６が、図２乃び図５に示す如きコモン接続領域５へのエポキシ接着又は半田接合によって、導電コモン接続ポートに実装されて電気的に接続され得る。ダイオード６の各々は別個のPINダイオードチップであり、例えば、米国マサチューセッツ州01853ローウエルブールバードポートゥケット1011のM/A−COM社から、部品番号FN00008、MA4PC723−２、MA4PC723−４として提供される。示唆される他の供給元による同等の部品の番号も存在する。例えば、米国マサチューセッツ州01801ウォバーンシルバンロード20のAlpha Industries、及び米国マサチューセッツ州01824ケルムスフォードメイプルロード16のLocal Microwave−FSI Semiconductor Divisionが挙げられる。
金属配線はパッケージ製造の分野で知られており、それは、めっき、印刷、気相成膜の如き成膜技術によって形成される、基板２の如き基板の表面に適用される導電材料の層を含む。本実施形態の各々において、金属配線は、ワイヤをボンディング接続するか又は半田接合する工程に耐え得るに十分な厚さ、又は熱伝導及び熱拡散を促進するに十分な厚さの導電層を有する。
図１及び図４によれば、ボンディングワイヤ８はダイオード６の各活性領域から延びて、頂面３の各導電性出力領域９に接続される。出力領域９も下層として銅の如き材料で配線され、その上にフラッシュめっきによって金の如き貴金属が覆うように被着される。加えて金の厚膜パッド10が金めっき層の一部に形成され、それに各ボンディングワイヤ８が接続される。出力領域９を２つの表面部分に分割するために、対応する出力領域９を交差するように延びる上層膜として成膜されるガラス製の絶縁ストリップによってバリア部11が提供される。各バリア部11は適用される厚膜の金材料がはじき飛ばされ広がるのを阻止して、よって出力領域の部分に対して対応する厚膜金パッド10の外縁を画定する。従って、金材料の必要量が減らされる。厚膜金パッド10は厚膜による短い50Ωの伝送ラインとなるよう設計され、近接する接地領域21は厚膜伝送ラインのインピーダンスを制御すべく利用される。厚膜コンデンサ用パッド12は基板２の頂面３上に、各出力領域９に近接して位置する。ボディングワイヤ８は、金による厚膜出力領域９とコンデンサ用パッド12とを接続し、各ダイオード６から延びるボンディングワイヤ８におけるインダクタンスを補償する。
図２及び図５によれば、コモン接続領域５は少なくとも一つの導電性バイア13によって表面実装パッド、より詳細には基板２の底面４に見られるコモン接続パッド14に接続される。例えば図７に示すように、各バイア13は基板２を貫通して延びる開口15であり、それに沿って導電性めっき層16が形成されるようにして頂面３から底面４へと延びる。各開口15内には、例えばエポキシ材料等のシール部材17が充填され、これによって頂面３と底面４との間のシール性が提供される。
図１及び図４によれば、近接するダイオード６はコモン接続領域５上に設定される0.076mmの間隙を置いて分離される。加えて、近接するダイオード６はバイア13から等距離に置かれ得る。例示される内容によれば、各ダイオード６は約0.033cm乃至0.046cm程度の正方形とされ、0.003cm乃至0.030cm程度の厚みを有する。図１によれば、出力を増すことが要求される場合には、２つのダイオード６が出力領域９の同一の金パッド10に結合され得る。
各出力領域９は少なくとも一つの導電性バイア13によって、各表面実装パッド、より詳細には図２及び図５に示す基板２の底面４の出力パッド18に接続される。
基板２の頂面３の放熱領域（熱分散領域）19は、例えば金めっき層によって覆われる銅によって金属配線されるよう構成される。放熱領域19は狭い間隙によってコモン接続領域５から分離され、その間隙を交差するように熱伝導が行われる。アルミナは放熱領域19への間隙を交差するように熱伝導を生ぜしめるための熱伝導性を有する。
多数の導電性バイア13は、各放熱領域19の各々を、対応する熱伝導性の表面実装パッド、より詳細には基板２の底面４における接地パッド20に接続するものであるが、それらはボンディングワイヤ８及び導電性出力領域９から分離されて図中に示される。接地パッド20は放熱領域19を結合した面積より大面積となるよう構成され、これにより大面積となる表面で放熱を行う。ダイオード６に生じる熱は、アルミナ基板２の厚さを介しても接地パッド20に伝導されるが、そのアルミナは3.81mm乃至6.35mmの厚さを有する。
図１及び図４によれば、金めっきされた銅等によって配線される接地領域21は、出力領域９の各々の対間に配置される。接地領域21は出力領域９の電気的絶縁を確実にする。接地領域21は容量パッド12間に置かれ、電気的絶縁を提供する。多くの接続用バイア13は、各接地領域21を基板２の底面４の対応する熱伝導性接地パッド20に接続する。
各表面実装パッド14、18、20は、回路基板に対して、例えば表面実装パッド145、18、20への半田付接続等の公知の方法によって接続されるための対応する電気端子を提供する。各パッド14、18は、バリア部11によって接地パッド20から分離される。バリア部11は基板２の底面４に上層として重ねて成膜されるガラス等の絶縁材料によって形成される。バリア部11の目的は、パッド14、18、20の製造に使用される銅及び金材料がはじき飛ばされ広がるのを阻止すること、及び回路基板へのパッド14、18、20の接続に使用される半田が流れ出るのを阻止することである。
図２及び図５によれば、例えば、コモン接続領域５に接続されるコモン接続パッド14を包囲する熱伝導性表面実装接地パッド20、又はコモン接続パッド14及び活電（アクティブ）パッド18の間に置かれる熱伝導性表面実装パッド20によって、表面実装パッド14、18の電気的絶縁が提供される。上層として提供されるガラス製のバリア部は、熱伝導性表面実装接地パッドと他の表面実装パッドの各々との間の間隙に沿って、狭幅のストリップを構成するよう延びる。導電性パッドを形成するための銅及び金めっき層の成膜の間、バリア部は、その位置への銅の被着を阻止し、金属配線がはじき飛ばされ広がるのを阻止し、これによりパッド相互間の電気的分離のために間隙が維持されるのを保証している。
図２によれば、表面実装パッド14、18、20の各々には一体のタブ22が設けられるが、それはパッケージの製造組立の際に底面４の方向付けを補助する特異な形状のタブ22を提供するように延びる。図１及び図４によれば、タブ22は接地領域21の各々、及び放熱領域に対して一体とされ、基板２の頂面３の対応する端縁へと延び、パッケージ１の製造組立の際に基板の方向付けの補助作用を行う特異な形状のタブ22を構成する。
図３及び図６によれば、凹形状のカバー23が基板２の頂面３の端縁に取り付けられ、基板の頂面を覆う。凹形状のカバー23は封止材料を減らし、それに伴う容量を減らす。凹形状のカバー23は、基板２の頂面３の側縁に対して、例えば約50μｍの厚さを有するBSE−1 B−stageエポキシ材料等の接着剤によって接着固定される。例えば、カバー23は米国カリフォルニア州93403サンルイスオビスポサクラメントドライブ3580のRobinson Electronics Incから部品番号VSC−250100S4、VOC−150250S2、及びVSC−150100S2として提供される。例えば、カバー23は約2.54mmの高さを有し、側辺が0.381cm又は0.635cmの長さ寸法の組み合わせより成る矩形領域を覆う。
本発明の利点は、改良された熱伝導性及び制御されるインダクタンスを有するダイオードのパッケージにある。
【図１】
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【図３】
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【図２】
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【図５】
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【図７】
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【図４】
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【図６】
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