(57)【要約】【課題】伝送損失の低減を図った電子部品用パッケージ及び高周波用基板を提供する。【解決手段】基板１２０上に形成される信号パターン１２２は、当該基板１２０の外縁部から所定距離だけ内側の位置に外端部が存在し、当該基板１２０の中央に向けて延在している。このため、メタルパッケージ１００と基板１２０との境界部分における信号伝送路は、リード線１１０のみであり、当該境界部分における信号伝送路の断面形状は連続となる。【選択図】　　　　図６
2004128990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を収容する電子部品用パッケージにおいて、
メタルパッケージと、
前記メタルパッケージの側壁部に形成され、外部接続端子の信号線が貫通する貫通孔と、
前記メタルパッケージの内部に配置される基板と、
前記基板の上面において、外縁部から所定距離だけ内側から中央に向けて延在し、前記外部接続端子の信号線と電気的に接続される信号パターンと、
を備えることを特徴とする電子部品用パッケージ。
【請求項２】
請求項１に記載の電子部品用パッケージにおいて、
前記基板の上面にグランドパターンを備えることを特徴とする電子部品用パッケージ。
【請求項３】
請求項２に記載の電子部品用パッケージにおいて、
前記グランドパターンは、前記信号パターンの両側に延在することを特徴とする電子部品用パッケージ。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の電子部品用パッケージにおいて、
前記側壁部と前記グランドパターンとを電気的に接続する接続部を備えることを特徴とする電子部品用パッケージ。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載の電子部品用パッケージにおいて、
前記外部接続端子は、同軸線路用の接続端子であることを特徴とする電子部品用パッケージ。
【請求項６】
メタルパッケージ内に配置される高周波用基板において、
基板と、
前記基板の上面において外縁部から所定距離だけ内側から中央に向けて延在し、前記メタルパッケージに形成された貫通孔を貫通する外部接続端子の信号線と電気的に接続される信号パターンを備えることを特徴とする高周波用基板。
【請求項７】
請求項６に記載の高周波用基板において、
前記基板の上面にグランドパターンを備えることを特徴とする高周波用基板。
【請求項８】
請求項７に記載の高周波用基板において、
前記グランドパターンは、前記信号パターンの両側に延在することを特徴とする高周波用基板。
【請求項９】
請求項６乃至８の何れかに記載の高周波用基板において、
前記外部接続端子は、同軸線路用の接続端子であることを特徴とする高周波用基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップ等の電子部品を収容する電子部品用パッケージ及び該電子部品用パッケージを構成する高周波用基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体チップ等の電子部品の動作速度の高速化及び高周波化に伴い、高周波信号を効率よく伝送し、伝送損失を低下させた電子部品用パッケージが要求されている。この電子部品用パッケージにおいては、以下のようにして基板と外部のリード線との接続が行われる。
【０００３】
図１は、従来の電子部品用パッケージにおける基板と外部の信号線との接続部分の斜視図である。同図に示すように、メタルパッケージ２００の側壁部には、貫通孔２０４が形成されている。同軸線路用の接続端子が接合される場合、貫通孔２０４には、当該同軸線路用の接続端子を構成する絶縁体であるガラスビーズ（図示せず）が接合される。このガラスビーズの中心には特性インピーダンスが例えば５０［Ω］に整合された外部の信号線としてのリード線２１０が形成される。当該リード線２１０は、貫通孔２０４を貫通している。
【０００４】
一方、メタルパッケージの内部に配置される基板２２０の上面には、特性インピーダンスが上述したリード線２１０と同一の値（例えば５０［Ω］）に整合された信号パターン２２２が形成され、リード線２１０に接続されている。また、当該信号パターン２２２の両側にはグランドパターン２２４が形成されている。これら基板２２０、信号パターン２２２及びグランドパターン２２４によって高周波用基板が構成される。（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−９７３２０号公報（第４頁〜第５頁、図１）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の電子部品用パッケージでは、メタルパッケージ２００と基板２２０との境界部分における信号伝送路の断面は、メタルパッケージ２００の側では図２に示すようにリード線２１０のみの円形をした断面形状であるのに対して、基板２２０の側では図３に示すようにリード線２１０と信号パターン２２２とが接合された断面形状である。
【０００７】
即ち、メタルパッケージ２００と基板２２０との境界部分における信号伝送路の断面形状が不連続となる。このため、当該境界部分における信号伝送路の特性インピーダンスが不整合となって電界の乱れが生じ、信号伝送路に伝送される信号が高周波信号である場合には伝送損失が起こる場合がある。特に、信号伝送路に１０［ＧＨｚ］を超えるような高周波信号が伝送される場合、伝送損失は大きくなりやすい。このため、従来以上に伝送損失の低減を図ることが要求されているところである。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するものであり、その目的は、伝送損失の低減を図った電子部品用パッケージ及び高周波用基板を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は請求項１に記載されるように、電子部品を収容する電子部品用パッケージにおいて、メタルパッケージと、前記メタルパッケージの側壁部に形成され、外部接続端子の信号線が貫通する貫通孔と、前記メタルパッケージの内部に配置される基板と、前記基板の上面において、外縁部から所定距離だけ内側から中央に向けて延在し、前記外部接続端子の信号線と電気的に接続される信号パターンとを備えることを特徴とする。
【００１０】
このような電子部品用パッケージでは、基板上に形成される信号パターンは、当該基板の外縁部には形成されないため、メタルパッケージと基板との境界部分では、信号伝送路は外部接続端子の信号線のみとなり、当該境界部分における信号伝送路の断面は連続する。このため、信号伝送路を伝送される信号の伝送損失を低減させることができる。
【００１１】
また、本発明は請求項２に記載されるように、請求項１に記載の電子部品用パッケージにおいて、前記基板の上面にグランドパターンを備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は請求項３に記載されるように、請求項２に記載の電子部品用パッケージにおいて、前記グランドパターンは、前記信号パターンの両側に延在することを特徴とする。
【００１３】
このように信号パターンの両側にグランドパターンが形成される構造は、グランド付きコプレナー構造と称され、高周波信号を効率よく伝送することが可能となる。
【００１４】
また、本発明は請求項４に記載されるように、請求項２又は３に記載の電子部品用パッケージにおいて、前記側壁部と前記グランドパターンとを電気的に接続する接続部を備えることを特徴とする。
【００１５】
このように、グランドとしての機能を有するメタルパッケージの側壁部とグランドパターンとを電気的に接続する接続部を備えることにより、メタルパッケージとグランドパターンとをグランドとして確実に一体化させることができ、グランドパターンの電位を接地電位にできるだけ近づけることが可能となる。
【００１６】
また、本発明は請求項５に記載されるように、請求項１乃至４の何れかに記載の電子部品用パッケージにおいて、前記外部接続端子は、同軸線路用の接続端子であることを特徴とする。
【００１７】
請求項１に記載の発明と同様の観点から、本発明は請求項６に記載されるように、メタルパッケージ内に配置される高周波用基板において、基板と、前記基板の上面において外縁部から所定距離だけ内側から中央に向けて延在し、前記メタルパッケージに形成された貫通孔を貫通する外部接続端子の信号線と電気的に接続される信号パターンを備えることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は請求項７に記載されるように、請求項６に記載の高周波用基板において、前記基板の上面にグランドパターンを備えることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項３に記載の発明と同様の観点から、本発明は請求項８に記載されるように、請求項７に記載の高周波用基板において、前記グランドパターンは、前記信号パターンの両側に延在することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は請求項９に記載されるように、請求項６乃至８の何れかに記載の高周波用基板において、前記外部接続端子は、同軸線路用の接続端子であることを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図４は、本実施形態の電子部品用パッケージの断面図であり、図５は、高周波モジュールの図１におけるＡ−Ａ´線断面図である。また、図６は、本実施形態の電子部品用パッケージにおける基板と外部の信号線との接続部分の斜視図である。
【００２２】
これらの図に示すように、電子部品用パッケージは、メタルパッケージ１００、基板１２０、信号パターン１２２、グランドパターン１２４及び１２６、接続部材１２８により構成される。これら各構成のうち、基板１２０、信号パターン１２２、グランドパターン１２４及び１２６により高周波用基板が構成される。
【００２３】
メタルパッケージ１００は、鉄合金、銅合金等の金属を材料として構成され、グランドとしての機能を果たす。また、このメタルパッケージ１００の側壁部には、外壁と内壁とを貫通する貫通孔１０４が構成されている。具体的には、この貫通孔１０４は、メタルパッケージ１００の外方側が内方側よりも大きな径を有する。
【００２４】
この貫通孔１０４におけるメタルパッケージ１００の外方側には、コネクタ１０６がロウ付け、溶接等により接合される。また、このコネクタ１０６の内側であって、貫通孔１０４におけるメタルパッケージ１００の外方側には、絶縁体としてのガラスビーズ１０８が形成される。ガラスビーズ１０８は、例えばホウケイ酸ガラス等を材料とする。
【００２５】
更に、このガラスビーズ１０８の中心部には、信号伝送路としてのリード線１１０が形成され、貫通孔１０４を貫通している。このリード線１１０は、周囲をガラスビーズ１０８に取り囲まれて固定されているため、メタルパッケージ１００と電気的に短絡することが防止される。また、貫通孔１０４におけるメタルパッケージ１００の外方側は、ガラスビーズ１０８とリード線１１０により気密に封止され、メタルパッケージ１００内の気密性が保たれる。
【００２６】
上述したコネクタ１０６、ガラスビーズ１０８及びリード線１１０によって、同軸線路用の外部接続端子が構成される。
【００２７】
高周波用基板を構成する基板１２０は、例えばアルミナやセラミック等を材料とする。この基板１２０の上面には、信号伝送路としての信号パターン１２２が形成される。具体的には、この信号パターン１２２は、基板１２０の外縁部から所定距離だけ内側の位置に外端部が存在し、基板１２０の中央に向けて延在している。また、この信号パターン１２２の外端部近傍の部分は、上述したリード線１１０における貫通孔１０４から突出した部分と電気的に接続される。
【００２８】
ここで、メタルパッケージ１００と基板１２０との境界部分に着目する。上述したように、信号パターン１２２は、基板１２０の外縁部から所定距離だけ内側の位置に外端部が存在している。このため、メタルパッケージ１００と基板１２０との境界部分における信号伝送路の断面は、図２及び図３に示した従来の信号伝送路の断面と異なり、メタルパッケージ１００の側及び基板１２０の側の何れにおいても、リード線１１０のみの円形をした断面形状である。即ち、メタルパッケージ１００と基板１２０との境界部分における信号伝送路の断面形状は連続である。
【００２９】
また、基板１２０の上面には、信号パターン１２２の両側であって当該信号パターン１２２から所定距離だけ離れた位置に、グランドパターン１２４が形成されている。即ち、高周波用基板は、グランド付きコプレナー構造を有する。なお、このグランドパターン１２４は、上述した信号パターン１２２とは異なり、基板１２０の外縁部まで延在している。
【００３０】
グランドパターン１２４とメタルパッケージ１００の側壁部とは、接続部材１２８により電気的に接続されている。接続部材１２８は、金スズや金ゲルマニウム等、はんだよりも融点が高い材料が用いられることが好ましい。通常、基板１２０上には、はんだ付けにより半導体チップ等が実装されるが、このように接続部材１２８にはんだよりも融点が高い材料が用いられることにより、基板１２０に半導体チップ等をはんだ付けする際の熱により、接続部材１２８が溶解することを防止できる。
【００３１】
図７は、本実施形態の電子部品用パッケージと図１に示す従来の電子部品用パッケージとの挿入損失を示す図である。なお、ここでの本実施形態の電子部品用パッケージは、信号パターン１２２の外端部が基板１２０の外縁部から０．１［ｍｍ］だけ内側の位置に存在しているものを例としている。
【００３２】
挿入損失とは、電子部品用パッケージの内部からの信号のうち、外部へ出て行く信号の比率、あるいは、電子部品用パッケージの外部からの信号のうち、内部に入って行く信号の比率を示す。図７に示すように、本実施形態の電子部品用パッケージは、従来の電子部品用パッケージよりも挿入損失が低減されている。例えば、信号伝送路を伝送される信号の周波数が３０［ＧＨｚ］である場合には、本実施形態の電子部品用パッケージは、従来の電子部品用パッケージよりも挿入損失が約０．０２［ｄＢ］改善されており、信号伝送路を伝送される信号の周波数が５０［ＧＨｚ］である場合には、約０．０６［ｄＢ］改善されている。
【００３３】
一方、図８は、本実施形態の電子部品用パッケージと図１に示す従来の電子部品用パッケージとの反射損失を示す図である。なお、ここでの本実施形態の電子部品用パッケージは、信号パターン１２２の外端部が基板１２０の外縁部から０．１［ｍｍ］だけ内側の位置に存在しているものを例としている。
【００３４】
反射損失とは、電子部品用パッケージの内部からの信号のうち、外部に出て行かずに反射される信号の比率、あるいは、電子部品用パッケージの外部からの信号のうち、内部に入って行かずに反射される信号の比率を示す。図８に示すように、本実施形態の電子部品用パッケージは、従来の電子部品用パッケージよりも反射損失が低減されている。例えば、信号伝送路を伝送される信号の周波数が３０［ＧＨｚ］である場合には、本実施形態の電子部品用パッケージは、従来の電子部品用パッケージよりも反射損失が約８［ｄＢ］改善されており、信号伝送路を伝送される信号の周波数が５０［ＧＨｚ］である場合には、約７［ｄＢ］改善されている。
【００３５】
このように、本実施形態の電子部品用パッケージでは、信号パターン１２２は、基板１２０の外縁部から所定距離だけ内側の位置に外端部が存在し、基板１２０の中央に向けて延在している。このため、メタルパッケージ１００と基板１２０との境界部分における信号伝送路は、リード線１１０のみであり、当該境界部分における信号伝送路の断面形状は連続である。従って、信号伝送路を伝送される信号の伝送損失を低減することができる。
【００３６】
また、本実施形態の電子部品用パッケージでは、基板１２０、信号パターン１２２、グランドパターン１２４及び１２６により構成される高周波用基板は、信号パターン１２２の両側にグランドパターン１２４が形成されたグランド付きコプレナー構造を有する。このため、高周波信号を効率よく伝送することが可能となる。
【００３７】
更に、本実施形態の電子部品用パッケージでは、接続部材１２８が、グランドとしての機能を有するメタルパッケージ１００の側壁部とグランドパターン１２４とを電気的に接続することにより、メタルパッケージ１００とグランドパターン１２４とをグランドとして確実に一体化させることができ、グランドパターン１２４の電位を接地電位にできるだけ近づけることが可能となる。
【００３８】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、電子部品用パッケージ及び高周波用基板における伝送損失の低減を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の電子部品用パッケージにおける基板と外部の信号線との接続部分の斜視図である。
【図２】従来のメタルパッケージと基板との境界部分におけるメタルパッケージ側の信号伝送路の断面図である。
【図３】従来のメタルパッケージと基板との境界部分における基板側の信号伝送路の断面図である。
【図４】本実施形態の電子部品用パッケージの断面図である。
【図５】本実施形態の高周波用基板の断面図である。
【図６】本実施形態の電子部品用パッケージにおける基板と外部の信号線との接続部分の斜視図である。
【図７】挿入損失を示す図である。
【図８】反射損失を示す図である。
【符号の説明】
１００　メタルパッケージ
１０４　貫通孔
１０６　コネクタ
１０８　ガラスビーズ
１１０　リード線
１２０　基板
１２２　信号パターン
１２４、１２６　グランドパターン
１２８　接続部材
【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】
2004128990.tif 000008
【図７】
2004128990.tif 000009
【図８】
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