(57)【要約】      （修正有）【課題】パッケージ内から外部への高周波信号の漏洩を防止した高周波パッケージ及びその製造方法を提供する。【解決手段】多層基板１と、多層基板１上に実装されたＭＭＩＣ４と、ＭＭＩＣ４が実装された領域を多層基板１上において囲う略環状であり、多層基板１の表面が露出した通気穴形成用パターン切り欠き３を少なくとも一つ備えた導体パターン２と、多層基板１との間にキャビティが形成されるような形状を有し、導体パターン２との接合面が環状であり、上面視略矩形状である金属蓋５と、導体パターン２と金属蓋５とを接合し、金属蓋５の接合面との間にはんだが存在しないことによって形成された通気穴を導体パターン２の不連続部の上に備えたはんだ接合層とを有し、通気穴は、金属蓋５の端部からの距離が、キャビティからの漏洩防止の対象とする電磁波の半波長の整数倍の位置に形成されている。【選択図】図１
2011222866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板と、
前記回路基板上に実装された高周波デバイスと、
前記高周波デバイスが実装された領域を前記回路基板上において囲う略環状であり、前記回路基板の表面が露出した不連続部を少なくとも一つ備えた導体層と、
前記回路基板との間にキャビティが形成されるような形状を有し、前記導体層との接合面が環状であり、上面視略矩形状である金属蓋と、
前記導体層と前記金属蓋とを接合し、前記金属蓋の接合面との間にはんだが存在しないことによって形成された通気穴を前記導体層の不連続部の上に備えたはんだ接合層とを有し、
前記通気穴は、前記金属蓋の端部からの距離が、前記キャビティからの漏洩防止の対象とする電磁波の半波長の整数倍の位置に形成されていることを特徴とする高周波パッケージ。
【請求項２】
前記高周波デバイスは、モノリシックマイクロ波集積回路であることを特徴とする請求項１記載の高周波パッケージ。
【請求項３】
前記キャビティからの漏洩防止の対象とする電磁波は、前記モノリシックマイクロ波集積回路において処理されるマイクロ波であることを特徴とする請求項２記載の高周波パッケージ。
【請求項４】
回路基板上に実装された高周波デバイスを納めるキャビティを有する高周波パッケージの製造方法であって、
前記回路基板上に、前記回路基板の表面が露出した不連続部を備えた略環状の導体層を形成する導体層形成工程と、
前記回路基板上に、前記高周波デバイスを実装する工程と、
前記導体層上にはんだを配置する工程と、
前記回路基板との間に前記キャビティが形成されるような形状を有し、前記導体層との接合面が環状であり、上面視略矩形状である金属蓋を、前記はんだを介して前記導体層に接合する接合工程とを有し、
前記導体層形成工程においては、前記接合工程において接合する前記金属蓋の端部との距離が、前記キャビティからの漏洩防止の対象とする電磁波の半波長の整数倍となるように、前記導体層に前記不連続部を設けることを特徴とする高周波パッケージの製造方法。
【請求項５】
前記高周波デバイスは、モノリシックマイクロ波集積回路であることを特徴とする請求項４記載の高周波パッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波パッケージ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波デバイスで用いられる半導体素子は一般に湿気に弱く、高温高湿下で高周波デバイスを使用すると水分の浸入によって素子が侵されて特性が劣化する。このことから、高周波デバイスを収容する高周波パッケージには、通常は気密構造とすることによって水分の浸入を防ぐ措置が取られる。
【０００３】
しかし、高周波パッケージの気密性を確保することは、部品コスト・製造コストの高騰や品質管理の負担増加などに繋がることから、低コスト化の妨げとなる。
【０００４】
近年では、高周波半導体素子の表面に保護膜（窒化膜など）を形成して、耐湿性を向上させる方法が用いられている。保護膜を形成することによってパッケージの気密構造を不要にできるものの、保護膜を追加することで高周波特性が劣化するため、保護膜の厚さは半導体素子の特性への影響を許容できる範囲に止める必要がある。したがって、結露などによる水分付着に耐えるほどのバリア効果は期待できず、パッケージには結露防止用の通気穴が必要となる。
【０００５】
また、高周波デバイス用の電子部品パッケージの役割として、外部への電磁波の漏洩及び外部からの電磁波の干渉を遮断するという目的があるため、パッケージは金属又は導電性表面を有した電磁シールド構造であることが必要である。したがって、パッケージに設ける通気穴は、電磁波が通過しないサイズに抑える必要がある。
【０００６】
通気穴の形成方法として、安価な接合材料であるはんだを使用して回路基板とシールド部品とを接合し、はんだ接合層に通気穴を形成する方法がある。すなわち、特許文献１に開示される発明のように、基板上の導電パターンを少なくとも１ヶ所が途切れた環状とすることで、基板上にはんだが載らない部分を作り、通気穴を形成する方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−３０２２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に記載の発明のように、基板上にはんだが載らない部分を作り、通気穴を形成する方法では、はんだ量のばらつきによってはんだフィレットの形成状態に差が生じ、通気穴の幅にばらつきが生じてしまう。通気穴の幅が大きいと、パッケージ内部の高周波信号が外部に漏れ、ＥＭＩ（Electromagnetic interference）特性が劣化してしまう。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、パッケージ内から外部への高周波信号の漏洩を防止した高周波パッケージ及びその製造方法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、回路基板と、回路基板上に実装された高周波デバイスと、高周波デバイスが実装された領域を回路基板上において囲う略環状であり、回路基板の表面が露出した不連続部を少なくとも一つ備えた導体層と、回路基板との間にキャビティが形成されるような形状を有し、導体層との接合面が環状であり、上面視略矩形状である金属蓋と、導体層と金属蓋とを接合し、金属蓋の接合面との間にはんだが存在しないことによって形成された通気穴を導体層の不連続部の上に備えたはんだ接合層とを有し、通気穴は、金属蓋の端部からの距離が、キャビティからの漏洩防止の対象とする電磁波の半波長の整数倍の位置に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、はんだ量のばらつきによってはんだフィレットの形成状態に差が生じたとしても、パッケージ内から外部への高周波信号の漏洩を防止できるという効果を奏する。
【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の構成を示す平面図である。
【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側面図である。
【図３】図３は、パッケージからの漏洩を防止したい周波数の電磁波の半波長の整数倍とはならない位置に通気穴形成用パターンを形成した高周波パッケージの構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明にかかる高周波パッケージ及びその製造方法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。
【００１４】
実施の形態．
図１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を示す平面図である。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側面図である。本実施の形態にかかる高周波パッケージは、多層基板１とＭＭＩＣ（Monolithic Microwave Integrated Circuits）４、及び金属蓋５を有する。多層基板１は、ＭＭＩＣ４の実装面に、ＭＭＩＣ４の実装領域を取り囲むように略環状に形成された導体パターン２を備えている。導体パターン２の途切れた部分は、通気穴形成用パターン切り欠き３となっている。ＭＭＩＣ４は、能動素子（トランジスタやダイオードなど）・受動素子（伝送線路、抵抗、容量、インダクタンスなど）を集積して作った回路を半導体基板の上に集積・構成した高周波デバイスであり、増幅器、周波数変換回路、発振器、受信モジュール、送信モジュール、局部発振モジュールなどとして機能する。多層基板１にＭＭＩＣ４を実装することにより、高周波パッケージに所望の機能を容易に付与することが可能である。
【００１５】
金属蓋５は、上面視略矩形状であり導体パターン２上にはんだで接合されている。通気穴形成用パターン切り欠き３の部分は、はんだ濡れ性の低い多層基板１の表面が露出しているため、金属蓋５をはんだ接合した際には、多層基板１と金属蓋５との間にはんだ７が入り込まずに隙間が生じ、これが通気穴６となる。
【００１６】
通気穴形成用パターン切り欠き３は、金属蓋５の端部からの距離が、パッケージからの漏洩を防止したい周波数の電磁波の半波長の整数倍となる位置に形成されている。この位置は、パッケージからの漏洩を防止したい周波数において定常波の節となる位置であるため、パッケージ内に生じる定常波の電界強度はゼロとなる。これにより、はんだ７の供給量が少なくなって通気穴の幅が広がったとしてもパッケージ内からの電磁波の漏洩が軽減される。通気穴の幅のばらつきが許容されることにより、製造工程において高周波パッケージの歩留まりが向上する。金属蓋５の長手方向の端部からの距離がＭＭＩＣ４において処理されるマイクロ波の半波長の整数倍となる位置に通気穴形成用パターン切り欠き３を設けることにより、ＭＭＩＣ４から発せられるマイクロ波がパッケージ外へ漏洩することを防止できる。なお、金属蓋５の端部からの距離がＭＭＩＣ４において処理されるマイクロ波の倍数波の半波長の整数倍となる位置に通気穴形成用パターン３を設けても良い。
【００１７】
なお、金属蓋５の短手方向の長さが、パッケージからの漏洩を防止したい周波数の電磁波の１波長以上となる場合には、短手方向の端部から半波長の整数倍となる位置に通気穴形成用パターンを設けても同様の効果を得ることができる。
【００１８】
比較のために、パッケージからの漏洩を防止したい周波数の電磁波の波長を考慮せずに通気穴形成用パターンを形成した高周波パッケージについて説明する。図３は、パッケージからの漏洩を防止したい周波数の電磁波の半波長の整数倍とはならない位置に通気穴形成用パターンを形成した高周波パッケージの構成を示す平面図である。導体パターン１２に通気穴形成用パターン切り欠き１３を設けることで、基板１１上にはんだが載らない部分を作って通気穴を形成する点に関しては、本実施の形態にかかる高周波パッケージと同様である。この構成では、はんだ量のばらつきにより、はんだフィレットの形成状態に差異が生じ、通気穴の幅がばらつく。
【００１９】
図３に示す構成では、通気穴形成用パターン切り欠き１３は、金属蓋１５の端部からの距離が、パッケージからの漏洩を防止したい周波数（ＭＭＩＣ１４が処理するマイクロ波の周波数）の電磁波の半波長の整数倍ではない。このため、通気穴の幅が大きいと、パッケージ内部の高周波信号が外部に漏れてＥＭＩ特性が劣化する可能性がある。したがって、通気穴の幅を律するはんだ量を厳密に管理しなければならなくなる。また、通気穴の幅のばらつきの許容幅が小さくなるため、歩留まりの低下を招く一因となる。
【００２０】
このように、本実施の形態にかかる高周波パッケージ及びその製造方法は、パッケージ内から外部への高周波信号の漏洩を防止できる。しかも、通気穴の幅の誤差が許容されるため、はんだ塗布時に厳密な工程管理が不要である。
【００２１】
上記実施の形態においては、金属蓋６が上面視略矩形状である場合を例としたが、これと異なる形状である場合でも、パッケージ内に発生する定常波の節となる位置に通気穴を配置すれば、パッケージ内からの電磁波の漏洩を防止する効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
以上のように、本発明にかかる高周波パッケージは、パッケージ内からの電磁波の漏洩を防止した通気穴を備えるため、高温・高湿の環境下での使用に適している。
【符号の説明】
【００２３】
１  多層基板
２  導体パターン
３  通気穴形成用パターン切り欠き
４  ＭＭＩＣ
５  金属蓋
６  通気穴
７  はんだ
【図１】
2011222866.tif 000003
【図２】
2011222866.tif 000004
【図３】
2011222866.tif 000005