(57)【要約】【課題】車載用に適用することができるマイクロ波電力増幅器及びその製造方法を提供する。【解決手段】複数のトランジスタセル１５を並列に接続したマルチフィンガ型の電界効果トランジスタ１０と、前記電界効果トランジスタ１０に隣接された整合回路５１、６１と、前記電界効果トランジスタ１０と前記整合回路５１、６１とを電気的に接続する配線板２０とを備え、前記配線板２０は、前記電界効果トランジスタ１０に形成された複数のパッド１２、１３に対応して設けられた複数のパッド接合用ピラー３１、３３と、前記整合回路５１、６１に対応して設けられた単一構造の整合回路接合用ピラー３２、３４と、前記複数のパッド接合用ピラー３１、３３を前記整合回路接合用ピラー３２、３４に接合する複数の配線４１、４２とを有することを特徴とする。【選択図】図４
2014197834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のトランジスタセルを並列に接続したマルチフィンガ型の電界効果トランジスタと、
前記電界効果トランジスタに隣接された整合回路と、
前記電界効果トランジスタと前記整合回路とを電気的に接続する配線板と
を備え、
前記配線板は、
前記電界効果トランジスタに形成された複数のパッドに対応して設けられた複数のパッド接合用ピラーと、
前記整合回路に対応して設けられた単一構造の整合回路接合用ピラーと、
前記複数のパッド接合用ピラーを前記整合回路接合用ピラーに接合する複数の配線と
を有することを特徴とするマイクロ波電力増幅器。
【請求項２】
前記配線板は、前記電界効果トランジスタ上に空間的に離れた状態で支持されていることを特徴とする請求項１記載のマイクロ波電力増幅器。
【請求項３】
複数のトランジスタセルを並列に接続したマルチフィンガ型の電界効果トランジスタと、
前記電界効果トランジスタに隣接された整合回路とを、配線板を介して電気的に接続するマイクロ波電力増幅器の製造方法であって、
低温焼結性の金属粒子を焼結させることにより、前記配線板と、前記電界効果トランジスタ及び前記整合回路とを接合することを特徴とするマイクロ波電力増幅器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界効果トランジスタ及び整合回路を含むマイクロ波電力増幅器、並びに電界効果トランジスタ及び整合回路を含むマイクロ波電力増幅器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジンにおいて、点火プラグの放電時に、局所的にマイクロ波を照射してプラズマを生成し燃費効率を上げる検討がなされている（特許文献１）。また排気ガスをマイクロ波照射で熱分解・浄化する検討もなされている（特許文献２）。いずれも車載用マイクロ波電源が必要であるが、従来からマイクロ波電源用素子として用いられているマグネトロンは、寿命が短いため、車載用としては不向きである。このような事情から、小型かつ軽量で高寿命が期待できる、マイクロ波用電界効果トランジスタを用いた車載用マイクロ波電源のニーズが強まっている。特にＧａＮ系ＨＥＭＴ（高電子移動度トランジスタ、High Electron Mobility Transistor)は高出力が期待できるため、マイクロ波電源用としてマイクロ波電力増幅器の実現性が高まっている。
【０００３】
従来、高出力の内部整合型電界効果トランジスタはレーダ、通信用途に使用されてきたが、いずれも静置での動作であり、これまで車載に伴う振動対策がなされたことはなかった。車載用として特に問題となるのは、インピーダンス整合回路の一手段として使用しているボンディングワイヤである。プラズマ励起の周波数は２．４５ＧＨｚであり、マイクロ波帯においては低周波数であるため、ゲートのボンディングワイヤ（ＨＥＭＴのゲート電極と整合回路とを接続する配線）はループ状に長い距離を張ることになる。このため、ワイヤが振動により傾く不具合（リーニング現象）が起こりやすく、ワイヤが傾くことによってマイクロ波電力増幅器のマイクロ波特性が不安定となり、やがてワイヤの振動破断に至るおそれがある（特許文献３）。
【０００４】
特許文献４には、ワイヤボンディングを使用しないで配線接続をする技術が開示されている。この技術は、透明の高分子フィルムに配線を形成し、これを屈曲可能な配線フィルムとして電界効果トランジスタ及び隣接する回路に接続するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−４１８７１号公報
【特許文献２】特開２００９−２８１１８８号公報
【特許文献３】特開２０００−３５７７０６号公報
【特許文献４】特開２００１−３１９９９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら上記特許文献４に記載の技術では、大電力用トランジスタの発熱が考慮されていないため、車載の過酷な環境条件に適用するには不十分である。
【０００７】
そこで本発明は、車載用に適用することができるマイクロ波電力増幅器及びその製造方法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】
本発明のマイクロ波電力増幅器は、複数のトランジスタセルを並列に接続したマルチフィンガ型の電界効果トランジスタと、前記電界効果トランジスタに隣接された整合回路と、前記電界効果トランジスタと前記整合回路とを電気的に接続する配線板とを備え、前記配線板は、前記電界効果トランジスタに形成された複数のパッドに対応して設けられた複数のパッド接合用ピラーと、前記整合回路に対応して設けられた単一構造の整合回路接合用ピラーと、前記複数のパッド接合用ピラーを前記整合回路接合用ピラーに接合する複数の配線とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明のマイクロ波電力増幅器の製造方法は、複数のトランジスタセルを並列に接続したマルチフィンガ型の電界効果トランジスタと、前記電界効果トランジスタに隣接された整合回路とを、配線板を介して電気的に接続するマイクロ波電力増幅器の製造方法であって、低温焼結性の金属粒子を焼結させることにより、前記配線板と、前記電界効果トランジスタ及び前記整合回路とを接合することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、配線部を有する硬質の配線板を介して、電界効果トランジスタを整合回路に接続することとしたので、配線部が振動によって傾くことを防止することができる。また、整合回路接合用ピラーは、それぞれ単一構造であるから、整合回路との接合面積を大きくすることができるので、接合強度を向上することができる。したがってマイクロ波電力増幅器は、耐振動性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るマイクロ波電力増幅器の平面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る電界効果トランジスタの平面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る配線板の外観図である。
【図４】本発明の実施形態に係るマイクロ波電力増幅器の斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に係るマイクロ波電力増幅器の断面図である。
【図６】金属ピラーを形成する工程の一例を示す断面図である。
【図７】配線板の耐荷重と接合面積との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００１３】
１．マイクロ波電力増幅器
図１に示すマイクロ波電力増幅器１は、電界効果トランジスタ１０、配線板２０、整合回路としての第１の入力側整合回路５１、第２の入力側整合回路５２、整合回路としての第１の出力側整合回路６１、第２の出力側整合回路６２、及び外囲器７０を備える。
【００１４】
電界効果トランジスタ１０は、複数のゲートパッドと複数のドレインパッドとを備えるマルチフィンガ型であり、例えばＧａＮ系ＨＥＭＴを用いることができ、外囲器７０の略中央に配置されている。電界効果トランジスタ１０の一側には、配線板２０を介して第１の入力側整合回路５１が設けられている。この第１の入力側整合回路５１は、電界効果トランジスタ１０と接続された一側と反対の他側に、ボンディングワイヤ８１を介して第２の入力側整合回路５２が接続されている。第２の入力側整合回路５２は、接続用金属箔８３を介して入力側リード９１に接続されている。
【００１５】
電界効果トランジスタ１０の他側には、前記配線板２０を介して第１の出力側整合回路６１が設けられている。この第１の出力側整合回路６１は、電界効果トランジスタ１０と接続された一側と反対の他側に、ボンディングワイヤ８２を介して第２の出力側整合回路６２が接続されている。第２の出力側整合回路６２は、接続用金属箔８４を介して入力側リード９２に接続されている。
【００１６】
第１、第２の入力側整合回路５１、５２は、各々誘電率の異なる基板上に形成され、両方で２段の入力側整合回路を構成する。また第１、第２の出力側整合回路６１、６２は、各々誘電率の異なる基板上に形成され、両方で２段の出力側整合回路を構成する。例えば、第１の入力側整合回路５１及び第１の出力側整合回路６１は、高誘電率基板上に回路パターンが形成され、また第２の入力側整合回路５２及び第２の出力側整合回路６２は、アルミナセラミック基板上に回路パターンが形成される。電界効果トランジスタ１０として高出力のＧａＮ系ＨＥＭＴを用いた場合、インピーダンスが相当に低くなるため、限られたスペースで所望のインピーダンス変換比を得るには電界効果トランジスタ１０の近傍で集中定数的容量性の整合回路が必要になる。すなわち整合回路は、用いる周波数の波長よりも十分小さい形状の電子部品や十分短い配線長で構成され、かつ、部品間の配線のインピーダンスが無視できるほど小さい容量性回路である必要がある。
【００１７】
第２の入力側整合回路５２及び第２の出力側整合回路６２の基板厚は、例えば０．２５ｍｍとすることができる。また、第１の入力側整合回路５１及び第２の出力側整合回路６２の基板厚は、例えばＧａＮ系ＨＥＭＴ１０の厚さと同じく０．１ｍｍとすることができる。
【００１８】
ボンディングワイヤ８１、８２はインピーダンス整合の一手段として用いられるものではなく、単に電気的接続のために用いられるものである。したがってボンディングワイヤ８１、８２は、長さをできるだけ短くすることができる。
【００１９】
電界効果トランジスタ１０は、図２に示すように、ソース、ゲート、ドレインからなる複数のフィンガ１４に対し、ゲートパッド１２とドレインパッド１３とを配置したトランジスタセル１５を複数有する。電界効果トランジスタ１０は、出力設計に応じて、トランジスタセル１５を複数、並列に設けることにより、所望の出力を得ることができる。電界効果トランジスタ１０の基板厚は放熱も考慮して、例えば０．１ｍｍとすることができる。
【００２０】
配線板２０は、図３に示すように、硬質の基板１９と、当該基板１９上に金属で形成された配線部２１を有する。配線部２１は、パッド接合用ピラーとしてのゲート接合用ピラー３１と、整合回路接合用ピラーとしての入力側接合用ピラー３２と、パッド接合用ピラーとしてのドレイン接合用ピラー３３と、整合回路接合用ピラーとしての出力側接合用ピラー３４と、配線としての入力側配線４１及び出力側配線４２とを備える。
【００２１】
ゲート接合用ピラー３１は、複数のゲートパッド１２に対応して基板１９の表面に複数、一列に設けられている。ゲート接合用ピラー３１は、基端が基板１９の表面に接合しており、先端が基板１９の表面から突出している柱状部材である。ゲート接合用ピラー３１は、基端において入力側配線４１の一端に接続されている。入力側配線４１の他端は、入力側接合用ピラー３２に接合されている。入力側接合用ピラー３２は、基板１９の表面に、複数のゲート接合用ピラー３１に略平行に設けられたリブ状の部材である。すなわち入力側接合用ピラー３２は、単一構造を有し、複数の入力側配線４１の他端が接続されている。また入力側接合用ピラー３２は、第１の入力側整合回路５１のレイアウトパターンに対応する形状を有する一体の金属ピラーである。
【００２２】
ドレイン接合用ピラー３３は、複数のドレインパッド１３に対応して基板１９の表面に複数、一列に設けられている。ドレイン接合用ピラー３３は、基端が基板１９の表面に接合しており、先端が基板１９の表面から突出している柱状部材である。ドレイン接合用ピラー３３は、基端において出力側配線４２の一端に接続されている。出力側配線４２の他端は、出力側接合用ピラー３４に接合されている。出力側接合用ピラー３４は、基板１９の表面に、ドレイン接合用ピラー３３に平行に設けられたリブ状の部材である。すなわち出力側接合用ピラー３４は、単一構造を有し、複数の出力側配線４２の他端が接続されている。また出力側接合用ピラー３４は、第１の出力側整合回路６１のレイアウトパターンに対応する形状を有する一体の金属ピラーである。
【００２３】
基板１９としては、誘電率の低い硬質の無機材料が好ましく、ガラスやアルミナセラミックなどが好適である。より好ましくは、さらに誘電率が小さく、軽量な多孔質ガラスや多孔質セラミックを用いることができる。またエポキシ、ポリイミドなどの樹脂基板やカーボン繊維で強化したコンポジット基板、窒化ケイ素基板、窒化アルミ基板なども使用できる。配線部２１は、Ｃｕで形成することができる。Ｃｕは抵抗率が小さく、厚めっきが容易なので最適な金属であり得る。Ｃｕで形成された配線部２１の上面に、Ａｕ膜又はＡｇ膜を形成してもよい。
【００２４】
入力側配線４１は、所望のインダクタンスとなるように配線長と幅が決められる。例えば、入力側配線４１は、幅１０μｍ、長さ１ｍｍ程度にすることができる。本実施形態のマイクロ波電力増幅器１によれば、例えば電磁界シミュレータなどを用いて所望のインダクタンスになるように配線の長さと幅を決定することができるから、ボンディングワイヤでインダクタンスを設定する場合に比べて、より高い精度でインダクタンスを設定することができる。ただし配線板２０は誘電体基板上に配線を形成するため、隣接する配線間の高周波結合（カップリング）が存在する。この影響を小さくするには、低誘電率の基板を使用することが望ましい。また配線が並置される場合には、自己インダクタンスの他に相互インダクタンスも考慮する必要があるが、電磁界シミュレータなどを用いることにより、複数ある入力側配線４１のインダクタンスを全て同じ値となるように、複数の入力側配線４１の各々の形状を個別に決めることも可能である。
【００２５】
上記のように構成された配線板２０は、図４に示すように、ゲート接合用ピラー３１を対応するゲートパッド１２にそれぞれ接合し、入力側接合用ピラー３２を第１の入力側整合回路５１に接合する。これにより複数のゲートパッド１２は、ゲート接合用ピラー３１と、入力側配線４１と、入力側接合用ピラー３２とを介して、第１の入力側整合回路５１に電気的に接続される。
【００２６】
またドレイン接合用ピラー３３を対応するドレインパッド１３にそれぞれ接合し、出力側接合用ピラー３４を第１の出力側整合回路６１に接合する。これにより複数のドレインパッド１３は、ドレイン接合用ピラー３３と、出力側配線４２と、出力側接合用ピラー３４とを介して、第１の出力側整合回路６１に電気的に接続される。
【００２７】
配線板２０は、図５に示すように、ゲート接合用ピラー３１、入力側接合用ピラー３２、ドレイン接合用ピラー３３、及び出力側接合用ピラー３４によって、電界効果トランジスタ１０、第１の入力側整合回路５１、及び第１の出力側整合回路６１に対しＺ方向側に浮いた状態で、すなわち空間的に離れた状態で支持される。
【００２８】
２．マイクロ波電力増幅器の製造方法
本発明のマイクロ波電力増幅器１の製造方法は、配線板２０を形成する工程と、配線板２０を電界効果トランジスタ１０、第１の入力側整合回路５１、及び第１の出力側整合回路６１に接合する工程とにより作製することができる。
【００２９】
配線板２０を形成する工程について図６を参照して説明する。まず基板１９を用意し、当該基板１９上に予め配線パターン（図示しない）を形成しておく。配線パターンは例えば金属ペーストにより厚膜焼成印刷で形成する。次にフォトレジスト２３により選択的にＣｕめっきを行い、入力側配線４１及び出力側配線４２を形成する（図６Ａ）。Ｃｕめっき厚は、例えば５０μｍ程度である。次いで金属ピラー用のフォトレジスト２５を形成し、同様に選択的にＣｕめっきを行い、ゲート接合用ピラー３１、入力側接合用ピラー３２、ドレイン接合用ピラー３３、及び出力側接合用ピラー３４を形成する（図６Ｂ）。この場合のＣｕめっき厚は、２００〜３００μｍ程度に形成する。その後、平坦研削をしてゲート接合用ピラー３１、入力側接合用ピラー３２、ドレイン接合用ピラー３３、及び出力側接合用ピラー３４の高さを例えば２００μｍに揃える（図６Ｃ）。最後にフォトレジスト２５を溶解する。このようにして、高さが同じゲート接合用ピラー３１、入力側接合用ピラー３２、ドレイン接合用ピラー３３、及び出力側接合用ピラー３４を有する配線板２０を形成することができる。
【００３０】
フォトレジスト２３、２５は厚膜のパターン形成が可能なＳＵ−８（東京応化工業製）が好適である。ゲート接合用ピラー３１、入力側接合用ピラー３２、ドレイン接合用ピラー３３、及び出力側接合用ピラー３４の高さを均一に揃えるためには、外囲器７０にマウントされた電界効果トランジスタ１０の厚さと、隣接する第１の入力側整合回路５１の基板の厚さと、隣接する第１の出力側整合回路６１の基板の厚さとが同じであることが必要となる。ただし、マイクロ波特性の面からそれぞれの基板の厚さを同じにすることが難しい場合には、台座を使用することで容易に高さを合わせることが可能である。
【００３１】
異なる高さのゲート接合用ピラー３１、入力側接合用ピラー３２、ドレイン接合用ピラー３３、及び出力側接合用ピラー３４を形成することは可能であるが、この場合には図６Ｂ及び図６Ｃの工程を繰り返すことになり、コスト高になってしまう。従って、ゲート接合用ピラー３１、入力側接合用ピラー３２、ドレイン接合用ピラー３３、及び出力側接合用ピラー３４の高さを揃えることが望ましい。なお、「金属ピラーの高さを全て同じにする」或いは「全ての金属ピラーの高さを揃える」という表現は、全ての金属ピラーの高さを厳密に等しくすることを意味するわけではない。配線板２０の製造工程で通常に生じる寸法誤差が許容されることは当然であり、またこのような寸法誤差が本発明の効果に及ぼす影響は無視できるものである。
【００３２】
次に、配線板２０を電界効果トランジスタ１０、第１の入力側整合回路５１、及び第１の出力側整合回路６１に接合する工程について説明する。配線板２０と、電界効果トランジスタ１０及び整合回路５１、６１とは、低温焼結が可能で、接合強度が高く、そして抵抗率が小さい低温焼結性の金属粒子を焼結させることにより、接合されている。金属粒子としては、例えばＡｇ粒子、Ｃｕ粒子を用いることができる。金属粒子としてＡｇ粒子を用いる場合、例えば、増粘剤と溶剤とＡｇ粒子とを含むＡｇナノペーストを用いることができる。
【００３３】
ディスペンサを用いて、例えばＡｇナノペーストを電界効果トランジスタ１０のゲートパッド１２及びドレインパッド１３に滴下する。また、第１の入力側整合回路５１と第１の出力側整合回路６１のレイアウトパターンにはＡｇナノペーストを用いて線状印刷をする。次に、配線板２０と電界効果トランジスタ１０、第１の入力側整合回路５１、及び第１の出力側整合回路６１との位置合せを行い、ゲート接合用ピラー３１及びドレイン接合用ピラー３３をゲートパッド１２及びドレインパッド１３に載せ、入力側接合用ピラー３２及び出力側接合用ピラー３４を第１の入力側整合回路５１と第１の出力側整合回路６１のレイアウトパターンに載せる。この状態Ａｇナノペーストに含まれる溶剤を揮発させるための熱処理を行う。１００〜１２０℃、５分間程度のドライベークで溶剤は揮発する。
【００３４】
次いで、金属粒子を焼結するための熱処理を行う。金属粒子の焼結温度（熱処理温度）は、２００〜３００℃である。これにより、ゲート接合用ピラー３１及びドレイン接合用ピラー３３をゲートパッド１２及びドレインパッド１３に接合すると共に、入力側接合用ピラー３２及び出力側接合用ピラー３４を第１の入力側整合回路５１と第１の出力側整合回路６１のレイアウトパターンに接合する。
【００３５】
以上のようにして配線板２０を電界効果トランジスタ１０、第１の入力側整合回路５１、及び第１の出力側整合回路６１に接合することにより、マイクロ波電力増幅器１を製造することができる。
【００３６】
なお接合に係る全ての部材には寸法誤差があるが、ペーストの成形性を利用して接合層を確保することができる。ペーストの粘度が高ければ微細パターンでも厚く形成することができるので、３０〜４０μｍの寸法バラツキ（各基板の厚さバラツキ）を吸収することができる。以上説明したように、Ａｇナノペーストなどの低温焼結性金属ナノペーストに匹敵する他の代替手段を見いだすことは現時点では難しい。例えば導電性樹脂では接合強度及び抵抗率が共に低く、また共晶半田では寸法バラツキの吸収に限度があり、さらにフラックスを使用するため半導体を汚すおそれがある。
【００３７】
Ａｇナノペーストは、ＴＧ−ＤＴＡ（示差熱−熱重量同時測定）で約２００℃にピークが見られるＡｇナノペーストを使用することができる。このＡｇナノペーストの粘度は２３０Ｐａ・ｓである。Ａｇナノペーストとしては、例えば（株）応用ナノ粒子研究所（製品名：アルコナノ銀ペースト、Ａｇナノ粒子の平均粒子径：１ｎｍから１００ｎｍ（３５ｍａｓｓ％以上）、Ａｇ微粒子の平均粒子径：３００ｎｍから２μｍ（６０ｍａｓｓ％）、増粘剤：イソボロニルシクロヘキサノール、溶剤：デカノール）のＡｇナノペーストを用いることができる。このＡｇナノペーストを用いて、ＣｕブロックとＡｕ膜を形成したベース板とを２００℃において無加圧で接合すると、約３０ＭＰａの接合強度が得られた。この接合強度に基づいて接合面積に対する耐荷重を計算した結果を図７に示す。ゲート接合用ピラー３１、入力側接合用ピラー３２、ドレイン接合用ピラー３３、及び出力側接合用ピラー３４の総接合面積を約０．６ｍｍ２（電界効果トランジスタの寸法は５．５ｍｍ×１ｍｍ程度）に設計する場合には、図７に示すように耐荷重（接合破断荷重）は約１．７ｋｇｆとなる。アルミナセラミックを使用した配線板２０の重量は約６ｍｇと見積もることができるので、配線板２０の重量に対して約３０万倍の耐荷重がある。図７から明らかなように、接合面積を増やしていくと耐荷重も増えるので、本発明のＡｇナノペーストによる接合が振動対策に対して有効な構造及び手法であることが分かる。
【００３８】
ボンディングワイヤに用いられる直径２５μｍのＡｕ線の超音波・熱圧着の接合強度は３０〜４０ＭＰａ（下地がＡｕの場合）であり、Ａｇナノペーストを使用した接合強度は概ねこれに匹敵する。上述したように、ループ形状のボンディングワイヤの振動による不具合は、先ずループ倒れ（リーニング現象）が起こり、やがてネック部の振動破断に至る。
【００３９】
これに対し本実施形態の場合、金属ピラーの接合面積を増やしたり、配線板を軽量化したりするなどにより、ゲート接合用ピラー３１及びドレイン接合用ピラー３３とゲートパッド１２及びドレインパッド１３との接合、入力側接合用ピラー３２及び出力側接合用ピラー３４と、第１の入力側整合回路５１及び第１の出力側整合回路６１のレイアウトパターンとの接合における振動破断を防止することができる。
【００４０】
またＣｕで形成された配線部２１の上面に、Ａｕ膜又はＡｇ膜を形成しておくことにより、Ａｇナノペーストの接合性がさらに向上するので、ゲート接合用ピラー３１、入力側接合用ピラー３２、ドレイン接合用ピラー３３、及び出力側接合用ピラー３４の接合強度のバラツキを低減することができる。
【００４１】
３．作用及び効果
本実施形態に係るマイクロ波電力増幅器１は、インピーダンス整合の一手段としてループ状の長いボンディングワイヤを用いずに、配線部２１を有する硬質の配線板２０を介して、電界効果トランジスタ１０を第１の入力側整合回路５１及び第２の出力側整合回路６１に接続することとした。これによりマイクロ波電力増幅器１は、配線部２１が振動によって傾くことを防止することができるので、高周波特性の劣化や振動破断などの不具合を回避することができる。また、入力側接合用ピラー３２及び出力側接合用ピラー３４は、それぞれ単一構造であるから、第１の入力側整合回路５１及び第１の出力側整合回路６１との接合面積を大きくすることができるので、接合強度を向上することができる。したがってマイクロ波電力増幅器１は、耐振動性を向上することができる。
【００４２】
また配線板２０は硬質の基板１９で形成されていることにより、従来の高分子フィルムに配線を形成したフレキシブル配線基板に比べ、耐熱性を向上することができる。
【００４３】
以上により、本実施形態に係るマイクロ波電力増幅器１は、耐振動性及び耐熱性を向上することができるので、車載用に適用することができる。
【００４４】
本実施形態の場合、配線板２０は、ドレイン接合用ピラー３３の径を大きくすることができるので、接合強度と溶断電流の面から有効である。同様に、出力側配線４２の幅を大きくすることも有効である。
【００４５】
配線部２１は、ゲート接合用ピラー３１、入力側接合用ピラー３２、ドレイン接合用ピラー３３、及び出力側接合用ピラー３４で形成されていることにより、入力側配線４１及び出力側配線４２の長さ及び幅を所望のインダクタンスになるように設定することができる。したがってマイクロ波電力増幅器１は、高周波特性を向上することができる。
【００４６】
またマイクロ波電力増幅器１は、高い接合強度を有する低温焼結性の金属粒子を用いて配線板２０を、電界効果トランジスタ１０、第１の入力側整合回路５１、及び第２の出力側整合回路５２に接合することとした。低温焼結性の金属粒子は２００℃程度で焼結するので、接合の際に、マイクロ波電力増幅器１を構成する各部材の熱膨張係数の差により発生する応力を低減することができる。また、低温焼結性の金属粒子としてＡｇ粒子は抵抗率が小さいから、接合部分の電気抵抗を低減することができる。
【００４７】
４．変形例
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更することが可能である。例えば本実施形態の場合、電界効果トランジスタ１０は、ＧａＮ系ＨＥＭＴを適用し得ることについて説明したが、本発明はこれに限らず、Ｓｉ−ＬＤＭＯＳやＤｉａｍｏｎｄ ＦＥＴ、Ｇａ２Ｏ３系ＦＥＴなど、マイクロ波用途の高耐圧・高出力デバイスに適用し得ることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００４８】
１     マイクロ波電力増幅器
１０   電界効果トランジスタ
１２   ゲートパッド
１３   ドレインパッド
１４   フィンガ
１５   トランジスタセル
１９   基板
２０   配線板
２１   配線部
２３   フォトレジスト
２５   フォトレジスト
３１   ゲート接合用ピラー（パッド接合用ピラー）
３２   入力側接合用ピラー（整合回路接合用ピラー）
３３   ドレイン接合用ピラー（パッド接合用ピラー）
３４   出力側接合用ピラー（整合回路接合用ピラー）
４１   入力側配線（配線）
４２   出力側配線（配線）
５１   第１の入力側整合回路（整合回路）
５２   第２の入力側整合回路
６１   第１の出力側整合回路（整合回路）
６２   第２の出力側整合回路
７０   外囲器
８１   ボンディングワイヤ
８２   ボンディングワイヤ
８３   接続用金属箔
８４   接続用金属箔
９１   入力側リード
９２   入力側リード
【図１】
2014197834.tif 000003
【図２】
2014197834.tif 000004
【図３】
2014197834.tif 000005
【図４】
2014197834.tif 000006
【図５】
2014197834.tif 000007
【図６】
2014197834.tif 000008
【図７】
2014197834.tif 000009