(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に凹部を有する絶縁基体と、
前記絶縁基体の上面に位置した、第１線路導体と、
前記絶縁基体の上面に位置するとともに、平面視において前記第１線路導体と間が空いており前記第１線路導体と並行に延びている第２線路導体と、を備えており、
前記凹部は、前記第１線路導体と前記第２線路導体との間に位置しているとともに、前記凹部は前記絶縁基体よりも誘電率が低く、
前記第１線路導体は、第１コンデンサが配置される第１分離部を介して互いに離間して位置する一対の第１電極パッドと、該一対の第１電極パッドに接続されて前記第１分離部から遠ざかるようにそれぞれ延びる一対の第１線路と、を有しているとともに、
前記第２線路導体は、第２コンデンサが配置される第２分離部を介して互いに離間して位置する一対の第２電極パッドと、該一対の第２電極パッドに接続されて前記第２分離部から遠ざかるようにそれぞれ延びる一対の第２線路と、を有しており、
平面視において、前記凹部は、前記第１線路導体が延びる方向において、前記一対の第１電極パッドのうちの一方の第１電極パッドから、前記第１分離部を通り、前記一対の第１電極パッドのうちの他方の第１電極パッドにまで亘って、前記第１線路導体および前記第２線路導体と並行に延びており、
平面視において、前記一対の第１電極パッドと前記一対の第２電極パッドとは、前記凹部を挟んで対向して位置していることを特徴とする高周波基体。
【請求項２】
平面視において、前記凹部は、前記第１線路導体が延びる方向において、前記一方の第１電極パッドのうち前記一対の第１線路のうちの一方の第１線路が接続される第１端部から、前記第１分離部を通り、前記他方の第１電極パッドのうち前記一対の第１線路のうちの他方の第１線路が接続される第２端部にまで亘って、前記第１線路導体および前記第２線路導体と並行に延びていることを特徴とする請求項１に記載の高周波基体。
【請求項３】
前記第１分離部および前記第２分離部は凹んでいることを特徴とする請求項１または２に記載の高周波基体。
【請求項４】
記絶縁基体は、前記上面に、平面視において、前記第１分離部及び前記第２分離部を含むように、前記第１線路導体が延びる方向に交差する方向に沿って前記第１分離部から前記第２分離部に亘って延びる溝を更に有しており、
前記凹部は、前記溝と接続されていることを特徴とする請求項３に記載の高周波基体。
【請求項５】
前記第１線路導体が延びる方向における前記凹部の端部の側壁には、切欠き部を有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の高周波基体。
【請求項６】
前記切欠き部の表面に、メタライズ層を有していることを特徴とする請求項５に記載の高周波基体。
【請求項７】
前記絶縁基体の上面に、前記第１線路導体と前記第２線路導体と間を空けて位置した接地導体層をさらに有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の高周波基体。
【請求項８】
基板と、
前記基板の上面に接合された、貫通孔を有する枠体と、
前記枠体の前記貫通孔に固定された請求項１〜７のいずれか１つに記載の高周波基体とを備えていることを特徴とする高周波パッケージ。
【請求項９】
請求項８に記載の高周波パッケージと、
前記基板の上面に実装された、前記高周波パッケージの前記高周波基体と電気的に接続された半導体素子と、
前記枠体の上端に接合された、前記半導体素子を覆うとともに前記高周波パッケージの内部を覆った蓋体とを備えていることを特徴とする高周波モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波基体、高周波基体を用いた高周波パッケージ、および高周波モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話等の普及により、無線通信機器では、より高速化、大容量の情報を伝送するために高周波化がすすめられている。そのなかでも、高周波の信号を伝送する直流電圧成分を除去するために、信号線路の間にコンデンサを設けた高周波基体が知られている（特開２００８−３１１６８２号公報参照）。【０００３】
特開２００８−３１１６８２号公報に開示された技術では、誘電体基板に信号を伝送する第１線路導体および第２線路導体が設けられている。第１線路導体と第２線路導体とは、並行に延びている。しかしながら、特許文献１の技術では、第１線路導体と第２線路導体との間におけるインピーダンスの値が低くなり、高周波の信号の伝送において損失が大きくなる場合があった。
【発明の概要】
【０００４】  本発明の一実施形態にかかる高周波基体は、絶縁基体と、第１線路導体と、第２線路導体とを備えている。絶縁基体は、上面に凹部を有する。第１線路導体は、絶縁基体の上面に位置している。第２線路導体は、絶縁基体の上面に位置するとともに、平面視において第１線路導体と間が空いており第１線路導体と並行に延びている。凹部は、第１線路導体と第２線路導体との間に位置しているとともに、凹部は絶縁基体よりも誘電率が低い。第１線路導体は、第１コンデンサが配置される第１分離部を介して互いに離間して位置する一対の第１電極パッドと、該一対の第１電極パッドに接続されて第１分離部から遠ざかるようにそれぞれ延びる一対の第１線路とを有している。第２線路導体は、第２コンデンサが配置される第２分離部を介して互いに離間して位置する一対の第２電極パッドと、該一対の第２電極パッドに接続されて第２分離部から遠ざかるようにそれぞれ延びる一対の第２線路とを有している。平面視において、凹部は、第１線路導体が延びる方向において、一対の第１電極パッドのうちの一方の第１電極パッドから、第１分離部を通り、一対の第１電極パッドのうちの他方の第１電極パッドにまで亘って、第１線路導体および第２線路導体と並行に延びている。平面視において、一対の第１電極パッドと一対の第２電極パッドとは、凹部を挟んで対向して位置している。
【０００５】
本発明の一実施形態にかかる高周波パッケージは、基板と、枠体と、上述した高周波基体とを備えている。枠体は、基板の上面に接合され、貫通孔を有する。高周波基体は、枠体の貫通孔に固定されている。
【０００６】
本発明の一実施形態にかかる高周波モジュールは、上述の高周波パッケージと、半導体素子と、蓋体とを備えている。半導体素子は、上述の高周波パッケージに収納され、高周波基体と電気的に接続される。蓋体は、枠体の上端に接合され、半導体素子を覆うとともに高周波パッケージの内部を覆っている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態に係る高周波基体の斜視図である。
【図２】図１に示した本発明の一実施形態に係る高周波基体であって、図２（ａ）は、本発明の一実施形態に係る高周波基体の平面図であり、図２（ｂ）は図１のＡで示した拡大斜視図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る高周波基体の斜視図である。
【図４】図３に示した本発明の他の実施形態に係る高周波基体であって、図４（ａ）は、本発明の他の実施形態に係る高周波基体の平面図であり、図４（ｂ）は図３のＢで示した拡大斜視図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る高周波基体の斜視図である。
【図６】図５に示した本発明の他の実施形態に係る高周波基体であって、図６（ａ）は、本発明の他の実施形態に係る高周波基体の平面図であり、図６（ｂ）は図５のＣで示した拡大斜視図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る高周波基体の斜視図である。
【図８】図７に示した本発明の他の実施形態に係る高周波基体であって、図８（ａ）は、本発明の他の実施形態に係る高周波基体の平面図であり、図８（ｂ）は図７のＤで示した拡大斜視図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る高周波基体の斜視図である。
【図１０】図９に示した本発明の他の実施形態に係る高周波基体であって、図１０（ａ）は、本発明の他の実施形態に係る高周波基体の平面図であり、図１０（ｂ）は図９のＥで示した拡大斜視図である。
【図１１】本発明の他の実施形態に係る高周波基体の分解斜視図である。
【図１２】本発明の他の実施形態に係る高周波基体であって、図１２（ａ）は、本発明の他の実施形態に係る高周波基体の斜視図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＦを示した拡大斜視図である。
【図１３】本発明の他の実施形態に係る高周波基体であって、図１３（ａ）は、本発明の他の実施形態に係る高周波基体の斜視図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＧを示した拡大斜視図である。
【図１４】本発明の他の実施形態に係る高周波基体であって、図１４（ａ）は、本発明の他の実施形態に係る高周波基体の斜視図であり、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＨを示した拡大斜視図である。
【図１５】本発明の他の実施形態に係る高周波基体のインピーダンスの値を示したグラフである。
【図１６】本発明の一実施形態に係る高周波パッケージの斜視図である。
【図１７】本発明の一実施形態に係る高周波パッケージの分解斜視図である。
【図１８】本発明の一実施形態に係る高周波モジュールの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態に係る高周波基体について、図面を参照しながら説明する。
【０００９】
＜高周波基体の構成＞
図１は本発明の一実施形態に係る高周波基体１の斜視図を、図２は図１に示した本発明の一実施形態に係る高周波基体であって、図２（ａ）は、の本発明の一実施形態に係る高周波基体の平面図であり、図２（ｂ）は図１のＡで示した拡大斜視図である。図３、図５、図７および図９は本発明の他の実施形態に係る高周波基体の斜視図である。図４、図６、図８および図１０は、それぞれ図３、図５、図７および図９に示した本発明の他の実施形態に係る高周波基体であって、図４（ａ）、図６（ａ）、図８（ａ）および図１０（ａ）は、本発明の他の実施形態に係る高周波基体の平面図であり、図４（ｂ）、図６（ｂ）、図８（ｂ）および図１０（ｂ）はそれぞれ図３のＢ、図５のＣ、図７のＤおよび図９のＥで示した拡大斜視図である。図１１は、本発明の他の実施形態に係る高周波基体の分解斜視図である。図１２、図１３および図１４は、本発明の他の実施形態に係る高周波基体であって、図１２（ａ）、図１３（ａ）および図１４（ａ）は、本発明の他の実施形態に係る高周波基体の斜視図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＦを、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＧを、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＨをそれぞれ示した拡大斜視図である。そして、図１５は、本発明の他の実施形態に係る高周波基体のインピーダンスの値を示したグラフである。これらの図において、高周波基体１は、絶縁基体２、第１線路導体３、第２線路導体４を備えている。
【００１０】
絶縁基体２は、複数の誘電体からなる絶縁層２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄおよび２ｅが積層されてなる。絶縁基体２は、たとえば平面視において、矩形状であり、大きさが４ｍｍ×４ｍｍ〜５０ｍｍ×５０ｍｍで、高さが１ｍｍ〜１０ｍｍである。絶縁基体２を構成する絶縁層の各層は、誘電体材料からなる。誘電体材料としては、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体または窒化珪素質焼結体のようなセラミック材料、またはガラスセラミック材料を用いることができる。
【００１１】
絶縁基体２の上面には、絶縁層２ａを貫通する凹部２１が設けられている。凹部２１は、平面視において、たとえば矩形状であり、大きさが０．２ｍｍ×２ｍｍ〜１ｍｍ×１０ｍｍである。凹部２１は、平面視において、楕円形状、正方形状、角部が丸い矩形状であってもよい。また、凹部２１は、断面視において、たとえば矩形状であり、絶縁基体２の上面に平行な方向の長さは０．２ｍｍ〜２ｍｍであり、絶縁基体２の上面に垂直な方向の長さ、即ち、凹部２１の深さは、０．２ｍｍ〜２ｍｍである。凹部２１は、断面視において、テーパ状、逆テーパ状および階段形状であってもよい。凹部２１は、空気あるいは樹脂材料やガラス材料等からなる誘電体材料で満たされており、絶縁基体２よりも誘電率が低くなっている。
【００１２】
絶縁層２ｂ，２ｃ，２ｄの上面で、平面視において、凹部２１と重なる位置の周囲ならびに第１線路導体３および第２線路導体４と重なる位置には、複数の接地導体２ｂｇ，２ｃｇおよび２ｄｇが設けられており、貫通導体等で上下の接地導体２ｂｇ，２ｃｇおよび２ｄｇが電気的に接続されている。図１１では、凹部２１と重なる位置を四角部Ｐ１、Ｐ２およびＰ３で示しており、その周囲に接地導体２ｂｇ，２ｃｇ，２ｄｇが設けられている。即ち、接地導体２ｂｇ，２ｃｇ，２ｄｇは、平面視において、凹部２１と重なる、四角部Ｐ１、Ｐ２およびＰ３で示した位置には設けられない。また、絶縁層２ｅの上面には、接地導体２ｅｇが設けられてもよく、絶縁基体２の下面、つまり絶縁層２ｅの下面には、下面接地導体層２１ｅｇが設けられてもよい。接地導体２ｅｇや下面接地導体層２１ｅｇは、貫通導体を介して各層の接地導体２ｂｇ，２ｃｇ，２ｄｇ、２ｅｇに電気的に接続されている。
【００１３】
接地導体２ｅｇまたは下面接地導体層２１ｅｇは、たとえば絶縁層２ｅの上面または下面の全体に設けられてよく、また、平面視において、矩形状であって凹部２１と重なる、四角部Ｐ１、Ｐ２およびＰ３で示した位置に設けられてもよい。なお、平面視において、凹部２１と重なる、接地導体２ｂｇ，２ｃｇおよび２ｄｇが設けられない位置を示す四角部Ｐ１、Ｐ２およびＰ３の大きさは、０．２ｍｍ×０．２ｍｍ〜２０ｍｍ×２０ｍｍである。また、接地導体２ｂｇ，２ｃｇ，２ｄｇおよび２ｅｇは、たとえば、タングステン、モリブデンおよびマンガンなどの金属材料から成っている。また、下面接地導体層２１ｅｇは、たとえば、タングステン、モリブデンおよびマンガンなどの金属材料からなり、表面にニッケルめっきや金めっきが施されて成っている。
【００１４】
図１および図２に示すように、絶縁基体２の上面、つまり絶縁層２ａの上面には、凹部２１と間を空けて延びている、第１線路導体３が設けられている。第１線路導体３は、たとえば、金、銀、銅、ニッケル、タングステン、モリブデンおよびマンガンなどの金属材料から成り、絶縁層２ａの表面にメタライズ層やめっき層等の形態で同時焼成されたり、金属めっきされてなるものでもよい。また、第１線路導体３は、幅が０．０５ｍｍ〜２ｍｍで、長さが、４ｍｍ〜５０ｍｍである。
【００１５】
また、絶縁基体２の上面、つまり絶縁層２ａの上面には、凹部２１と間を空けて、第１線路導体３と並行に延びている、第２線路導体４が設けられている。第２線路導体４は、たとえば、金、銀、銅、ニッケル、タングステン、モリブデンおよびマンガンなどの金属材料から成り、絶縁層２ａの表面にメタライズ層やめっき層等の形態で同時焼成されたり、金属めっきされてなるものでもよい。また、第２線路導体４は、幅が０．０５ｍｍ〜２ｍｍで、長さが、４ｍｍ〜５０ｍｍである。
【００１６】
本発明の実施形態に係る高周波基体１は、第１線路導体３と第２線路導体４との間に凹部２１があることによって空間が形成される。このことによって、第１線路導体３と第２線路導体４との間の誘電率を小さくすることができる。このため、第１線路導体３と第２線路導体４との間を狭くすることによって静電容量が大きくなる。それに伴って所望の値より小さくなりやすくなる特性インピーダンスを大きくしやすくすることができる。ひいては、所望の特性インピーダンスに制御することができる。その結果、高周波基体１は、第１線路導体３と第２線路導体４との間の特性インピーダンスを所望の値に整合しやすくすることができ、高周波信号が伝送される第１線路導体３と第２線路導体４の高周波特性を向上することができる。
【００１７】
また、図３〜図１４に示すように、第１線路導体３および第２線路導体４は線路導体の途中に分離部を有していてもよい。この場合には、それぞれの分離部に設けられる第１電極パッド３２および第２電極パッド４２にコンデンサが電気的に接続されて設けられる。
【００１８】
図３および図４に示すように、第１線路導体３は、途中に線路導体を分離している第１分離部３１を有していてもよい。この場合には、第１線路導体３は、第１コンデンサ５１の第１電極５１ａおよび第２電極５１ｂが接続される第１電極パッド３２と、第１電極パッド３２から延びて設けられた第１線路３３から構成される。たとえば、平面視において、第１電極パッド３２は、長さが０．２ｍｍ〜２ｍｍで、幅が０．２ｍｍ〜２ｍｍであり、第１線路３３は、長さが１．５ｍｍ〜２５ｍｍで、幅が０．０５ｍｍ〜２ｍｍである。また、第１電極パッド３２および第１線路３３の厚みは、０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍである。
【００１９】
第１電極パッド３２は、平面視において、少なくとも接地導体２ｅｇまたは下面接地導体層２１ｅｇおよび接地導体２ｂｇ，２ｃｇおよび２ｄｇが設けられない位置である四角部Ｐ１、Ｐ２、およびＰ３と重なるように設けられている。また、第１線路３３は、平面視において、少なくとも接地導体２ｂｇと重なるように設けられている。このような構成であることにより、第１電極パッド３２および第１線路３３と、接地導体２ｅｇまたは下面接地導体層および接地導体２ｂｇとは、ストリップライン構造となり、本発明の高周波基体１は、高周波信号の伝送を円滑に行なうことができる。
【００２０】
また、第１電極パッド３２および第１線路３３は、たとえば、金、銀、銅、ニッケル、タングステン、モリブデンおよびマンガンなどの金属材料から成っていてもよい。また、絶縁層２ａの上面にメタライズ層やめっき層等の形態で同時焼成されたり、金属めっきされてなるものでもよい。
【００２１】
図３および図４に示すように、第２線路導体４は、途中に線路導体を分離している第２分離部４１を有していてもよい。この場合には、第２線路導体４は、第２コンデンサ５２の第１電極５２ａおよび第２電極５２ｂが接続される第２電極パッド４２と、第２電極パッド４２から延びて設けられた第２線路４３から構成される。第２電極パッド４２は、平面視において、凹部２１を挟んで第１電極パッド３２と対向するように設けられている。たとえば、平面視において、第２電極パッド４２は、長さが０．２ｍｍ〜２ｍｍで、幅が０．２ｍｍ〜２ｍｍであり、第２線路４３は、長さが１．５ｍｍ〜２５ｍｍで、幅が０．０５ｍｍ〜２ｍｍである。また、第２電極パッド４２および第２線路４３の厚みは０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍである。また、第２電極パッド４２および第２線路４３は、たとえば、金、銀、銅、ニッケル、タングステン、モリブデンおよびマンガンなどの金属材料から成り、絶縁層２ａの上面にメタライズ層やめっき層等の形態で同時焼成されたり、金属めっきされてなるものでもよい。
【００２２】
第２電極パッド４２は、平面視において、少なくとも接地導体２ｅｇまたは下面接地導体層２１ｅｇおよび接地導体２ｂｇ，２ｃｇおよび２ｄｇが設けられない位置である四角部Ｐ１、Ｐ２およびＰ３と重なるように設けられている。また、第２線路４３は、平面視において、少なくとも接地導体２ｂｇと重なるように設けられている。このような構成であることにより、第２電極パッド４２および第２線路４３と、接地導体２ｅｇまたは下面接地導体層および接地導体２ｂｇとは、ストリップライン構造となり、本発明の高周波基体１は、高周波信号の伝送を円滑に行なうことができる。
【００２３】
第１コンデンサ５１および第２コンデンサ５２の下面には、上述した電極が設けられている。この電極は、接合材を介して電気的に接続および接合される。接合材は、たとえば、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はんだ、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系はんだ、Ｓｎ−Ｃｕ系はんだ等を用いればよい。
【００２４】
また、高周波基体１は、第１分離部３１および第２分離部４１と重なるように、第１線路導体３と第２線路導体４の間にそれぞれ第１コンデンサ５１および第２コンデンサ５２が設けられ、第１コンデンサ５１および第２コンデンサ５２は接合材を介して、第１電極パッド３２および第２電極パッド４２に電気的に接続および固定されている。第１コンデンサ５１および第２コンデンサ５２は、たとえば平面視において、矩形状であり、大きさが０．３ｍｍ×０．４ｍｍ〜２ｍｍ×４ｍｍで、高さが０．３ｍｍ〜２ｍｍである。また、第１コンデンサ５１および第２コンデンサ５２は、たとえば、フォルステライト、酸化アルミニウム、ニオブ酸マグネシウム酸バリウム、およびチタン酸ネオジウム酸バリウムから成っている。第１コンデンサ５１および第２コンデンサ５２は、第１電極パッド３２および第２電極パッド４２を介して第１分離部３１および第２分離部４１に設けられ、電気的に接続および固定されていることによって、第１線路導体３と第２線路導体４を伝送する高周波信号の直流電圧成分を除去することができる。
【００２５】
特に、高周波基体１を小型化するために、第１線路導体３と第２線路導体４との間隔を狭くした場合には、インピーダンスの値が小さくなりやすくなる。このため、第１線路導体３と第２線路導体４２の間に凹部２１が設けられていることによって、このようなインピーダンスが小さくなることを抑制することができる。また、凹部２１が無い場合と比較して、第１線路導体３と第２線路導体４とを近づけることができるので、高周波基体１の小型化を実現することができる。
【００２６】
また、凹部２１は、第１線路導体３および第２線路導体４が接続される側の第１電極パッド３２および第２電極パッド４２の端部にわたり、第１線路導体３および第２線路導体４と並行に延びている。このことによって、第１電極パッド３２と第２電極パッド４２との間における誘電率をより下げることができる。このため、第１電極パッド３２および第２電極パッド４２との間に生じるインピーダンスをより大きくすることができる。
【００２７】
また、図５〜図８に示すように、第１分離部３１および第２分離部４１は凹んでいてもよい。つまり、第１電極３２の間および第２電極４２の間に凹部２１と連続する溝を設けてもよい。このとき、凹部２１は、交差した形状、つまり第１分離部３１、第２分離部４２および第１線路導体３と第２線路導体４との間にかけて一連の形状であってもよい。
【００２８】
また、図９および図１０に示すように、凹部２１は、第１電極３２と第２電極４２との間に位置する端部の側壁に切欠き部７を有していてもよい。切欠き部７があることによって、第１線路導体３と第２線路導体４との間に生じるインピーダンスの値をより大きくすることができる。
【００２９】
また、切欠き部７は、表面にメタライズ層７１が形成されていてもよい。メタライズ層７１は、たとえばタングステン、モリブデン、マンガン、ニッケルまたは金等から成る。メタライズ層７１があることによって、第１線路導体３および第２線路導体４が接続される側の第１電極パッド３２および第２電極パッド４２の端部において、凹部２１からなる大気中の層と絶縁基体２からなる誘電体材料との境界部における電界の広がりを抑制することができるとともに、第１線路導体３および第２線路導体４との間に生じるクロストークや共振を抑制することができ、高周波基体１の周波数特性を向上することができる。
【００３０】
図１１に示すように、絶縁基体２の内部、すなわち、絶縁層２ｃの上面に、接続線路導体２４を介して接地導体２ｃｇと電気的に接続された内部接地導体層２３が設けられている。内部接地導体層２３は、たとえば平面視において、楕円形状の一部が周囲の接地導体２ｃｇと接続線路導体２４を介して電気的に接続される形状であり、楕円の部分は、大きさが０．３ｍｍ×０．４ｍｍ〜２ｍｍ×８ｍｍである。内部接地導体層２３の一部は、円形状および矩形状であってもよい。また、内部接地導体層２３および接続線路導体２４は、たとえば、タングステン、モリブデンおよびマンガンなどの金属材料から成り、絶縁層２ｃの上面にメタライズ層の形態で同時焼成されるものでもよい。特に、内部接地導体層２３が平面視において、楕円形状のように、曲線の端部を有している場合には、平面視において矩形状である場合と比較して、第１電極パッド３２同士と第２電極パッド４２同士におけるインピーダンスの急激な変化を抑制することができる。その結果、高周波信号が第１電極パッド３２同士、第２電極パッド４２同士を伝送する際に生じる挿入損失や反射損失を抑制することができる。
【００３１】
さらに、図１１に示すように、内部接地導体層２３は、平面視において、第１電極パッド３２同士および第２電極パッド４２同士の間に位置する凹部２１と重なるよう設けられている。内部接地導体層２３がない場合と比較すると、第１コンデンサ５１および第２コンデンサ５２のようにコンデンサを介して高周波信号が伝送される際に生じる、コンデンサの周辺に配置される接地導体との間の電界結合を強くすることができる。このため、内部接地導体層２３は、高周波信号が伝送する際の電界分布が所望の範囲より広がることによって生じるクロストークや共振を抑制することができ、高周波基体１の周波数特性を向上することができる。その結果、第１線路導体３および第２線路導体４は、コンデンサを介して、高周波信号を円滑に伝送させることができる。
【００３２】
また、内部接地導体層２３は、平面視において、外周部が第１電極パッド３２と第２電極パッド４２と重なるように設けられている。このことによって、前述の作用効果と同様に、第１電極パッド３２と第２電極パッド４２およびコンデンサを介して高周波信号が伝送される際に生じる、第１電極パッド３２と第２電極パッド４２およびコンデンサの周辺に配置される接地導体との間の電界結合を強くすることができる。このため、内部接地導体層２３は、高周波信号が伝送する際の電界分布が所望の範囲より広がることによって生じるクロストークや共振を抑制することができる。その結果、第１線路導体３および第２線路導体４は、コンデンサを介して、高周波信号を円滑に第１電極パッド３２と第２電極パッド４２を伝送させることができる。
【００３３】
図１１に示すように、内部接地導体層２３は、接続線路導体２４を介して、接地導体２ｃｇと電気的に接続されている。さらに、絶縁層２ｂ，２ｃ，２ｄおよび２ｅの上下面を貫通するように設けたビア等を介して、各層の上面に設けられた接地導体２ｂｇ，２ｃｇ，２ｄｇおよび２ｅｇは、電気的に接続されていてもよい。
【００３４】
また、絶縁層２ａは、上面に接地導体層２２が設けられている。接地導体層２２は、第１線路導体３と第２線路導体４のそれぞれの両側、および第１線路導体３と第２線路導体４との間に設けられており、コプレーナ線路を形成している。このような場合には、ストリップライン構造と比較して、第１線路導体３および第２線路導体４と基準電位となる接地導体層２２との電界結合を強くすることができる。その結果、高周波基体１は、高周波信号が第１線路導体３および第２線路導体４を伝送する際に生じる電界の広がりを抑制することができ、第１線路導体３および第２線路導体４を介して高周波信号を円滑に伝送させることができる。
【００３５】
図１５に示したグラフは、上述した特性インピーダンスの整合について実験的に示したものである。グラフは、周波数に対する反射損失の変化を、第１電極３２と第２電極４２との間、および第１電極３２の間および第２電極４２の間に連続した十字状の凹部２１および切欠き部７がある場合とない場合で比較したものである。グラフは、横軸が周波数で縦軸が伝送信号の反射損失である。破線が絶縁基体２の上面に凹部２１および切欠き部７が設けられていない場合であり、実線が絶縁基体２の上面に凹部２１および切欠き部７が設けられている場合である。たとえば、図１５のグラフでは、伝送信号の反射損失は、絶縁基体２の上面に凹部２１および切欠き部７が設けられている場合には、伝送信号の周波数が４０ＧＨｚまでは−２０ｄＢ以下である。この場合に、凹部２１および切欠き部７が設けられていない場合には、伝送信号の反射損失は、周波数が４０ＧＨｚまでに−２０ｄＢよりも大きくなる。しかし、凹部２１および切欠き部７を設けることによって、高周波信号の伝送線路における特性インピーダンスを所望の値に制御することができ、伝送線路に生じる反射損失を抑制することができる。
【００３６】
＜高周波基体の製造方法＞
絶縁基体２は、たとえば複数の絶縁層２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄおよび２ｅが酸化アルミニウム質焼結体からなる場合であれば、次のようにして製作される。まず、酸化アルミニウムおよび酸化ケイ素等の原料粉末に適当な有機バインダおよび溶剤等を添加混合してスラリーを作製する。次に、スラリーをドクターブレード法等の成形法でシート状に成形することにより複数枚のセラミックグリーンシートを作製する。このとき、一番上方に位置するグリーンシートの一部に凹部２１になる貫通孔が形成されている。
【００３７】
その後、上記のセラミックグリーンシートを積層して、圧着する。最後にこの積層されたセラミックグリーンシートを還元雰囲気中において約１６００℃の温度で焼成するとともに、切断加工や打ち抜き加工により適当な形状とすることによって所望の形状からなる絶縁基体２を作製することができる。
【００３８】
第１電極パッド３２、第１線路３３、第２電極パッド４２、第２線路４３、接地導体層２２、内部接地導体層２３、接続線路導体２４および各層の上面に設けられる接地導体２ｂｇ，２ｃｇ，２ｄｇおよび２ｅｇや下面接地導体層２１ｅｇは、たとえば、タングステンやモリブデン、マンガン等の高融点の金属からなるメタライズ層からなる場合であれば、次のようにして形成することができる。すなわち、まず高融点の金属の粉末を有機溶剤およびバインダとともによく混ざるように練って作製した金属ペーストを、絶縁層２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄおよび２ｅの上面や下面となるセラミックグリーンシートの所定部位にスクリーン印刷等の方法で印刷する。その後、これらの金属ペーストが印刷されたセラミックグリーンシートを積層するとともに圧着し、同時焼成する。以上の工程によって、絶縁基体２の上面や内部、つまり絶縁層の間にメタライズ層が第１電極パッド３２、第１線路３３、第２電極パッド４２，第２線路４３、接地導体層２２、内部接地導体層２３、接続線路導体２４、各層の上面に設けられた接地導体２ｂｇ，２ｃｇ，２ｄｇおよび２ｅｇおよび絶縁層２ｅの下面に設けられた下面接地導体層２１ｅｇとして被着される。また、第１電極パッド３２、第１線路３３、第２電極パッド４２，第２線路４３、接地導体層２２および下面接地導体層２１ｅｇは、表面にニッケルめっきや金めっきを設けてもよい。これにより、それぞれの金属層の表面における、ろう材やはんだ等の接合材の濡れ性を向上することができ、基板８やコンデンサの接合性を向上することができるとともに、耐腐食性や耐候性を向上することができる。
【００３９】
ビアは、たとえば複数の絶縁層２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄおよび２ｅとなるセラミックグリーンシートに貫通孔を設けておいて、貫通孔内に接地導体層２２、内部接地導体層２３、接続線路導体２４、各層の上面に設けられた接地導体２ｂｇ，２ｃｇ，２ｄｇおよび２ｅｇおよび絶縁層２ｅの下面に設けられた下面接地導体層２１ｅｇを形成するのと同様の金属ペーストを充填し、それぞれのセラミックグリーンシートを積層するとともに圧着し、同時焼成することによって設けることができる。貫通孔は、たとえば金属ピンを用いた機械的な打ち抜き加工、またはレーザ光を用いた加工等の孔あけ加工によって形成することができる。金属ペーストの貫通孔への充填の際には、真空吸引等の手段を併用して金属ペーストの充填を容易なものとする。
【００４０】
＜高周波パッケージの構成＞
図１６は本発明の一実施形態に係る高周波パッケージ１０の斜視図を、図１７は本発明の一実施形態に係る高周波パッケージ１０の分解斜視図を示している。これらの図において、高周波パッケージ１０は、基板８、枠体９および本発明の実施形態に係る高周波基体１を備えている。
【００４１】
基板８は、平面視において、矩形状である。また、平面視における大きさが１０ｍｍ×１０ｍｍ〜５０ｍｍ×５０ｍｍで、高さが０．５ｍｍ〜２０ｍｍである。
【００４２】
基板８の上面を取り囲むように、枠体９が設けられている。枠体９は、平面視において矩形状であり、大きさが１０ｍｍ×１０ｍｍ〜５０ｍｍ×５０ｍｍで、高さが２ｍｍ〜１５ｍｍである。また、厚みは０．５ｍｍ〜２ｍｍである。
【００４３】
基板８、枠体９は、たとえば、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルト、モリブデンまたはタングステンのような金属、あるいはこれらの金属の合金、たとえば銅−タングステン合金、銅−モリブデン合金、鉄−ニッケル−コバルト合金などを用いることができる。このような金属材料のインゴットに圧延加工法、打ち抜き加工法のような金属加工法を施すことによって、基板８を構成する金属部材を作製することができる。
【００４４】
枠体９の側壁部には貫通孔９１が設けられている。貫通孔９１には、上記に記載した高周波基体１や高周波パッケージ１０の内側と外側とを電気的に接続する、化アルミニウム質焼結体からなる絶縁端子が挿入固定されている。つまり、高周波パッケージ１０において、高周波基体１は、入出力端子の役割を果たす。
【００４５】
＜高周波モジュールの構成＞
図１８は本発明の一実施形態に係る高周波モジュール１００の斜視図を、を示している。この図において、高周波モジュール１００は、本発明の実施形態に係る高周波パッケージ１０、半導体素子１１および蓋体１２を備えている。
【００４６】
半導体素子１１は、たとえばレーザーダイオード（ＬＤ）である。半導体素子１１は、ＰＤ等であってもよい。ＬＤの場合には、枠体９に高周波基体１や絶縁端子を取り付ける貫通孔９１以外に、貫通孔を設けて光ファイバを取り付けてもよい。
【００４７】
蓋体１２は、枠体９の上端に、高周波パッケージ１０の内部を覆うように接合される。蓋体１２は、平面視において、矩形状であり、大きさが１０ｍｍ×１０ｍｍ〜５０ｍｍ×５０ｍｍで、高さが０．５ｍｍ〜２ｍｍである。蓋体１２は、たとえば、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルト、モリブデンまたはタングステンのような金属、あるいはこれらの金属の合金、たとえば銅−タングステン合金、銅−モリブデン合金、鉄−ニッケル−コバルト合金などを用いることができる。このような金属材料のインゴットに圧延加工法、打ち抜き加工法のような金属加工法を施すことによって、蓋体１２を構成する金属部材を作製することができる。
【００４８】
以上、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更等が可能である。さらに、特許請求の範囲に属する変更等は全て本発明の範囲内のものである。
【符号の説明】
【００４９】
１  高周波基体
２  絶縁基体
２１  凹部
２２  接地導体層
２３  内部接地導体層
２４  接続線路導体
３  第１線路導体
３１  第１分離部
３２  第１電極パッド
３３  第１線路
４  第２線路導体
４１  第２分離部
４２  第２電極パッド
４３  第２線路
５１  第１コンデンサ
５２  第２コンデンサ
７  切欠き部
７１  メタライズ層
８  基板
９  枠体
９１  貫通孔
１０  高周波パッケージ
１１  半導体素子
１２  蓋体
１００  高周波モジュール
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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