(57)【要約】【課題】高周波部品間のギャップが比較的広い場合でも、高周波部品間を接続するボンディングワイヤでの空間的容量結合を低減する。【解決手段】高周波部品１０，２０の高周波線路Ｌ１，Ｌ２を構成する配線のうち２つの信号配線１１，１２および信号配線２１，２２の間に形成されたグランド配線１３，２３をグランド用ボンディングワイヤ３３で接続する際、高周波部品２０の基板の厚さ方向から見て重なる位置に立体的に形成された複数のボンディングワイヤからなる立体ボンディングワイヤを用いる。【選択図】  図１
2015204547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる２つの高周波部品の基板にそれぞれ形成された高周波線路をボンディングワイヤで相互に接続するための高周波部品の接続構造であって、
前記基板の厚さ方向から見て重なる位置に立体的に形成された複数のボンディングワイヤからなり、前記高周波線路を構成する配線のうち２つの高周波信号配線の間に形成されたグランド配線を相互に接続する立体ボンディングワイヤを備えることを特徴とする高周波部品の接続構造。
【請求項２】
請求項１に記載の高周波部品の接続構造において、
前記高周波部品のうち少なくともいずれか一方の高周波部品は、前記基板の基板上面および他方の前記高周波部品と対向する基板側面に開口し、かつ、底部に前記グランド配線が形成された凹部を有し、
前記立体ボンディングワイヤの一端は、前記凹部の底面に形成された前記グランド配線にボンディングされている
ことを特徴とする高周波部品の接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接続構造技術に関し、特に高周波部品間をワイヤボンディングで接続してなる高周波部品の接続構造技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の通信容量の増大に対応した通信用モジュールにおいては、モジュール内で用いられる高周波部品間や、モジュール外に高周波信号を取り出すための高周波信号線が配線されている。このようなモジュールの内部では高周波部品間を高周波信号線で接続するためにワイヤボンディングを用いることは一般的である。
【０００３】
図３は、一般的な高周波部品の接続構造を示す平面図である。
ここでは、コプレーナ型高周波線路が形成された高周波部品（パッケージ）５０と、同じくコプレーナ型高周波線路が形成されたセラミック等の高周波配線基板からなる高周波部品６０とを、ボンディングワイヤを介して接続する例が示されている。
【０００４】
高周波部品５０には、コプレーナ型高周波線路を構成する配線パターンとして、２つの高周波信号Ｓ１，Ｓ２が別個に流れる信号配線５１，５２と、これら信号配線５１，５２の間に形成された接地電位ＧＳ用のグランド配線５３と、これら信号配線５１，５２の周囲に形成された接地電位Ｇ用のグランド配線５４，５５とが形成されている。
これら信号配線５１，５２のうち高周波部品６０と対向する端部には、ワイヤボンディング用の端子５１Ｐ，５２Ｐが形成されている。グランド配線５３のうち高周波部品６０と対向する端部には、同じくワイヤボンディング用の端子５３Ｐが形成されており、グランド配線５４，５５もグランド配線５３と同様である。
【０００５】
また、高周波部品６０には、コプレーナ型高周波線路を構成する配線パターンとして、２つの高周波信号Ｓ１，Ｓ２が別個に流れる信号配線６１，６２と、これら信号配線６１，６２の間に形成された接地電位ＧＳ用のグランド配線６３と、これら信号配線６１，６２の周囲に形成された接地電位Ｇ用のグランド配線６４，６５とが形成されている。
これら信号配線６１のうち高周波部品５０と対向する端部には、ワイヤボンディング用の接続部６１Ｐが形成されている。グランド配線６３のうち高周波部品５０と対向する端部には、同じくワイヤボンディング用の端子６３Ｐが形成されており、グランド配線６４，６５もグランド配線６３と同様である。
【０００６】
さらに、信号配線５１と信号配線６１は、それぞれの端子５１Ｐと接続部６１Ｐにワイヤボンディングされた例えば金などの線材からなる信号用ボンディングワイヤ７１で接続され、信号配線５２と信号配線６２は、それぞれの端子５２Ｐおよび接続部６２Ｐにワイヤボンディングされた例えば金などの線材からなる信号用ボンディングワイヤ７２で接続されている。また、グランド配線５３とグランド配線６３は、それぞれの端子５３Ｐおよび接続部６３Ｐにワイヤボンディングされた例えば金などの線材からなるグランド用ボンディングワイヤ７３で接続されており、グランド配線５４とグランド配線６４，およびグランド配線５５とグランド配線６５も、グランド用ボンディングワイヤ７３グランド配線５３とグランド配線６３と同様にグランド用ボンディングワイヤ７４，７５で接続されている。
【０００７】
このとき、不要なインダクタンスや、ボンディングワイヤを介した電磁波の空間放射によるクロストーク等を防ぐため、一般的には、高周波部品５０，６０間のギャップＧａｐをなるべく狭く配置し、信号用ボンディングワイヤ７１，７２，グランド用ボンディングワイヤ７３，７４，７５を短くすることが行われる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】美野ほか，「ＰＬＣ−ＬＮハイブリッド集積回路を用いた高速多値光変換器」、NTT技術ジャーナル2011.3，P.57-P.61
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年の通信用モジュールにおいては、多値変調方式の送受信を実現するために、それぞれの機能で高い性能を有する、複数の材料から構成される高周波部品を、同一モジュールに実装するハイブリッド実装を用いることがある（非特許文献１）。
このようなハイブリッド実装を採用したモジュールの内部では、それぞれの高周波部品の熱膨張係数が一致させることが困難な場合がある。
【００１０】
こうした高周波部品をモジュール内に配置する際には、使用温度の範囲で熱的な圧縮・膨張が発生した場合でも、高周波部品同士がぶつかって破損にいたらないように、ある程度のギャップをあけて配置しなくてはならない。
こうした状況において、熱膨張係数の異なる材料間の高周波配線の接続が求められることがある。
【００１１】
図４は、従来の高周波部品の接続構造を示す平面図である。図５は、図４のＶ−Ｖ断面図である。
このような場合、図４−図５に示すように、広いギャップＧａｐを介して高周波部品５０，６０間を比較的長い信号用ボンディングワイヤ７１，７２で接続することになる。この際、信号用ボンディングワイヤ７１，７２が空間的に容量結合して、高周波信号Ｓ１，Ｓ２間でクロストークが発生し、通信データの品質劣化を発生させる場合があるという問題点があった。このようなクロストークを低減させる場合、一般的には、高周波信号間の間隔を広げるという対処を行うが、近年のモジュール小型化の要求により、間隔を広げることが困難な場合もある。
【００１２】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、高周波部品間のギャップが比較的広い場合でも、高周波部品間を接続するボンディングワイヤでの空間的容量結合を低減できる高周波部品の接続構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このような目的を達成するために、本発明にかかる高周波部品の接続構造は、異なる２つの高周波部品の基板にそれぞれ形成された高周波線路をボンディングワイヤで相互に接続するための高周波部品の接続構造であって、前記基板の厚さ方向から見て重なる位置に立体的に形成された複数のボンディングワイヤからなり、前記高周波線路を構成する配線のうち２つの高周波信号配線の間に形成されたグランド配線を相互に接続する立体ボンディングワイヤを備えている。
【００１４】
また、本発明にかかる上記接続構造の一構成例は、前記高周波部品のうち少なくともいずれか一方の高周波部品は、前記基板の上面に開口し、あるいは当該基板の上面および他方の前記高周波部品と対向する側面に開口し、かつ、底部に前記グランド配線が形成された凹部を有し、前記立体ボンディングワイヤの一端は、前記凹部の底面に形成された前記グランド配線にボンディングされているものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、グランド用ボンディングワイヤを擬似的な金属板として作用させることができ、グランド用ボンディングワイヤの両脇に位置する信号用ボンディングワイヤ間の空間的な容量結合を抑制することができる。このため、高周波部品間のギャップが比較的広い場合でも、このギャップ区間における信号配線間でクロストークを低減することができ、結果として、通信データの品質劣化を低減することが可能となる。
【００１６】
したがって、本実施の形態にかかる接続構造によれば、線膨張係数が異なる高周波部品間を、低いクロストークで自在に接続することができ、通信モジュール内における高周波部品の実装自由度を向上させることが可能となる。
また、従来のように、高周波信号間のクロストークを低減するため、高周波信号間の間隔を広げる必要もない。したがって、ボンディングワイヤ接続部分の実装面積を拡大する必要がなくなるため、小型化が要求される通信モジュールであっても、接続構造を極めて容易に適用できる。
【００１７】
また、グランド用ボンディングワイヤを厚さ方向に複数重ねてワイヤボンディングする際、自動ワイヤボンダのプログラミングで対応することができる。このため、複雑な工程を追加する必要がなくなり、製造コスト増大させることなく、接続構造を適用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施の形態にかかる高周波部品の接続構造を示す平面図である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３】一般的な高周波部品の接続構造を示す平面図である。
【図４】従来の高周波部品の接続構造を示す平面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
［高周波部品の接続構造］
まず、図１および図２を参照して、本発明の本実施の形態にかかる高周波部品の接続構造１について説明する。図１は、本実施の形態にかかる高周波部品の接続構造を示す平面図である。図２は、図１のII−II断面図である。
【００２０】
この高周波部品の接続構造１は、高周波信号を処理する通信用モジュールで用いられて、コプレーナ型の高周波線路Ｌ１を有する高周波部品１０と、同じくコプレーナ型の高周波線路Ｌ２を有する高周波部品２０とを、信号用ボンディングワイヤ３１，３２とグランド用ボンディングワイヤ３３とを介して接続する構造である。以下では、高周波線路Ｌ１，Ｌ２がコプレーナ型からなる場合を例として説明するが、これに限定されるものではなく、２つの信号用ボンディングワイヤの間にグランド用ボンディングワイヤが配置される構成であれば、以下と同様にして本実施の形態を適用できる。
【００２１】
本実施の形態は、このような接続構造１において、高周波線路Ｌ１，Ｌ２を構成する配線のうち、少なくとも２つの高周波信号Ｓ１，Ｓ２の信号配線１１，１２の間に形成されたグランド配線１３を相互に接続するグランド用ボンディングワイヤ３３として、基板１０Ａ，２０Ａの厚さ方向から見て重なる位置に立体的に形成された複数のボンディングワイヤからなる立体ボンディングワイヤを用いるようにしたものである。
以下、図１および図２を参照して、本実施の形態にかかる高周波部品の接続構造１について詳細に説明する。
【００２２】
高周波部品１０は、例えば石英などの基材からなる基板１０Ａを有し、この基板１０Ａ上には、コプレーナ型の高周波線路Ｌ１を構成する配線パターンとして、２つの高周波信号Ｓ１，Ｓ２が別個に流れる信号配線１１，１２と、これら信号配線１１，１２の間に形成された接地電位ＧＳ用のグランド配線１３と、これら信号配線１１，１２の周囲に形成された接地電位Ｇ用のグランド配線１４，１５とが形成されている。これら信号配線１１，１２のうち高周波部品２０と対向する端部には、ワイヤボンディング用の端子１１Ｐ，１２Ｐがそれぞれ形成されている。
【００２３】
また、高周波部品２０は、例えばセラミックなどの基材からなる基板２０Ａを有し、この基板２０Ａ上には、コプレーナ型の高周波線路Ｌ２を構成する配線パターンとして、２つの高周波信号Ｓ１，Ｓ２が別個に流れる信号配線２１，２２と、これら信号配線２１，２２の間に形成された接地電位ＧＳ用のグランド配線２３と、これら信号配線２１，２２の周囲に形成された接地電位Ｇ用のグランド配線２４，２５とが形成されている。これら信号配線２１，２２のうち高周波部品１０と対向する端部には、ワイヤボンディング用の接続部２１Ｐ，２２Ｐが形成されている。
【００２４】
さらに、信号配線１１，１２と信号配線２１，２２は、それぞれの端子１１Ｐ，１２Ｐおよび接続部２１Ｐ，２２Ｐにワイヤボンディングされた例えば金などの線材からなる信号用ボンディングワイヤ３１，３２で接続されている。
また、グランド配線１３とグランド配線２３は、端子１３Ｐと接続部２３Ｐにワイヤボンディングされた例えば金などの線材からなるグランド用ボンディングワイヤ３３で接続されている。
【００２５】
この際、グランド用ボンディングワイヤ３３として、複数のボンディングワイヤ、図２の例では３本のボンディングワイヤからなる立体ボンディングワイヤが用いられている。これらボンディングワイヤは、基板２０Ａの厚さ方向、すなわち基板２０Ａの基板平面と垂直な方向から見て、１本のボンディングワイヤと見えるように、互いに重なる位置に形成されている。
【００２６】
この構成により、これらボンディングワイヤが擬似的な金属板として作用するため、グランド用ボンディングワイヤ３３の両脇に位置する信号用ボンディングワイヤ３１，３２が、このグランド用ボンディングワイヤ３３により電磁的にシールドされた状態となる。このため、信号用ボンディングワイヤ３１，３２間のクロストークが抑制される。
【００２７】
なお、図１，図２では、グランド配線１４，１５とグランド配線２４，２５との接続にも、立体ボンディングワイヤからなるグランド用ボンディングワイヤ３４，３５が用いられている。これにより、信号用ボンディングワイヤ３１，３２からの電磁波の放射を抑制することができる。なお、グランド用ボンディングワイヤ３４，３５については、これに限定されるものではなく、例えば、信号用ボンディングワイヤ３１，３２と同様のものを用いてもよい。
【００２８】
また、基板２０Ａのうち端子１３Ｐと対向する位置には、基板２０Ａの基板上面２０Ｕおよび高周波部品１０と対向する基板側面２０Ｓに開口する凹部２３Ｄが形成されており、この凹部２３Ｄの底部にグランド用ボンディングワイヤ３３の一端をボンディングするためのグランド配線２３Ｐが形成されている。このグランド配線２３Ｐは、凹部２３Ｄの縦壁表面に沿って形成されたキャスタレーション２３Ｃを介して、グランド配線２３と電気的に接続されている。
【００２９】
このような凹部２３Ｄに形成されたグランド配線２３Ｐに、グランド用ボンディングワイヤ３３をボンディングすることにより、グランド用ボンディングワイヤ３３全体の高さを低くすることができる。これにより、立体ボンディングワイヤの中央部分を、信号用ボンディングワイヤ３１，３２の高さ位置に近づけることができ、信号用ボンディングワイヤ３１，３２を上下方向で平均的にシールドすることができる。
したがって、グランド用ボンディングワイヤ３３を信号用ボンディングワイヤ３１，３２と同じ高さ位置でボンディングする場合と比較して、より効果的に信号用ボンディングワイヤ３１，３２間のクロストークを抑制できる。
【００３０】
凹部２３Ｄについては、一般的な周知の半導体プロセス技術を用いて形成すればよく、例えば、基板２０Ａを多層構造とし、最上層とその直下の絶縁層とを切り欠いて形成してもよい。また、基板２０Ａがセラミック基板の場合には、型で凹部２３Ｄを焼成してもよく、エッチングで凹部２３Ｄの部分を除去してもよい。
また、立体ボンディングワイヤを構成する際に、基板２０Ａの厚さ方向に複数重ねてワイヤボンディングする方法や、高さの異なる接続部２２Ｐにワイヤボンディングする方法としては、自動ワイヤボンダのプログラミングで対応すればよい。
【００３１】
［本実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、基板２０Ａの厚さ方向から見て重なる位置に立体的に形成された複数のボンディングワイヤからなる立体ボンディングワイヤをグランド用ボンディングワイヤ３３として用いて、高周波線路Ｌ１を構成する配線のうち２つの信号配線１１，１２の間に形成されたグランド配線１３と、高周波線路Ｌ２を構成する配線のうち２つの信号配線２１，２２の間に形成されたグランド配線２３とを相互に接続するようにしたものである。
【００３２】
これにより、グランド用ボンディングワイヤ３３を擬似的な金属板として作用させることができ、グランド用ボンディングワイヤ３３の両脇に位置する信号用ボンディングワイヤ３１，３２間の空間的容量結合を低減することができる。このため、高周波部品１０，２０間のギャップＧａｐが比較的広い場合でも、このギャップＧａｐ区間における高周波信号Ｓ１，Ｓ２間でクロストークを低減することができ、結果として、通信データの品質劣化を低減することが可能となる。
【００３３】
したがって、本実施の形態にかかる接続構造１によれば、線膨張係数が異なる高周波部品間を、低いクロストークで自在に接続することができ、通信モジュール内における高周波部品の実装自由度を向上させることが可能となる。
また、従来のように、高周波信号Ｓ１，Ｓ２間のクロストークを低減するため、高周波信号間の間隔を広げる必要もない。したがって、ボンディングワイヤ接続部分の実装面積を拡大する必要がなくなるため、小型化が要求される通信モジュールであっても、接続構造１を極めて容易に適用できる。
【００３４】
また、グランド用ボンディングワイヤ３３を厚さ方向に複数重ねてワイヤボンディングする際、自動ワイヤボンダのプログラミングで対応することができる。このため、複雑な工程を追加する必要がなくなり、製造コスト増大させることなく、接続構造１を適用することが可能となる。
【００３５】
また、本実施の形態では、基板２０Ａに凹部２３Ｄを設け、グランド用ボンディングワイヤ３３の一端をこの凹部２３Ｄの底部に形成したグランド配線２３Ｐにボンディングするようにしたので、グランド用ボンディングワイヤ３３を信号用ボンディングワイヤ３１，３２と同じ高さ位置でボンディングする場合と比較して、より効果的に信号用ボンディングワイヤ３１，３２間の空間的容量結合を低減できる。
【００３６】
したがって、高周波信号Ｓ１，Ｓ２にそれぞれ対応する２つの信号用ボンディングワイヤ３１の間が電磁的にシールドされた状態となり、高周波部品１０，２０間にある程度のギャップＧａｐが存在している場合で、これら信号用ボンディングワイヤ３１におけるクロストークを低減することが可能となる。これにより、線膨張係数が異なる高周波部品間を、低いクロストークで自在に接続することができ、通信モジュール内における高周波部品の実装自由度を向上させることが可能となる。
【００３７】
［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
【符号の説明】
【００３８】
１…接続構造、１０…高周波部品、１０Ａ…基板、１１，１２…信号配線、１１Ｐ，１２Ｐ…端子、１３，１４，１５…グランド配線、２０…高周波部品、２０Ａ…基板、２０Ｕ…基板上面、２０Ｓ…基板側面、２１，２２…信号配線、２１Ｐ，２２Ｐ…接続部、２３，２４，２５…グランド配線、２３Ｐ…グランド配線、２３Ｄ…凹部、２３Ｃ…キャスタレーション、３１，３２…信号用ボンディングワイヤ、３３，３４，３５…グランド用ボンディングワイヤ、ＭＰ…モジュールパッケージ、Ｌ１，Ｌ２…高周波線路、Ｓ１，Ｓ２…高周波信号、Ｇ，ＧＳ…接地電位。
【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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