(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に電極が設けられ裏面に接地基板が設けられた絶縁基板と、
この絶縁基板に設けられ、この素子の端子が前記電極と接続された高周波素子と、
この高周波素子に塗布されたポリイミドと、
このポリイミドの塗布された前記高周波素子を封止するポッティング材と、
このポッティング材の上に設けられ、前記接地基板と接続された金属層と、
この金属層を覆うように設けられた絶縁層と、
この絶縁層の上に設けられ、前記電極と接続される配線パターンと、
この配線パターンの上に設けられた保護層と、
を有することを特徴とする高周波素子モジュール。
【請求項２】
孔部を有し表面に電極が設けられた絶縁基板と、
この絶縁基板の裏面で少なくとも前記孔部を覆う接地基板と、
前記孔部内に設けられ、この素子の端子が前記電極に接続された高周波素子と、
この高周波素子に塗布されたポリイミドと、
このポリイミドの塗布された前記高周波素子を封止するポッティング材と、
このポッティング材の上に設けられ、前記接地基板と接続された金属層と、
この金属層を覆うように設けられた絶縁層と、
この絶縁層の上に設けられ、前記電極と接続される配線パターンと、
この配線パターンの上に設けられた保護層と、
を有することを特徴とする高周波素子モジュール。
【請求項３】
前記金属層は、アルミニウムの薄膜であることを特徴とする請求項１又は２記載の高周波素子モジュール。
【請求項４】
前記高周波素子は、モノリシックマイクロ波集積回路素子であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の高周波素子モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波素子などの高周波素子を埋め込んだ高周波素子モジュールに係り、特にその構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の情報化社会の進展に伴い伝送容量の増大の要求はますます強まっており、より伝送容量の大きいシステムや高度な変調方式が求められるようになってきた。これに伴って高い利得を有ししかも低価格のデバイスが求められている。
【０００３】
このような要求に対して、セラミックの単板に金属プレートを備え素子を固着した簡易型パッケージにポリイミドを塗布して表面を保護し、その上にワイヤや素子を保護するためのポッティング材を塗布したモジュールが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、ポッティング材は絶縁性を有するが、高性能の素子や高利得の素子では電磁界が放射され、外部に悪影響を及ぼしたり、逆に周囲の電磁界や自己が発するマイクロ波の出力の回りこみによって、著しく性能を劣化させるので、用途が限定される場合がある。
【特許文献１】特開２００１−３４５４１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記のような従来の高周波素子モジュールの問題点にかんがみてなされたもので、電磁波の外部への影響及び外部から影響が少なくしたがって電気的性能がよく、構造が簡単でしかも廉価な高周波素子モジュール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】
【０００６】
本発明の請求項１によれば、表面に電極が設けられ裏面に接地基板が設けられた絶縁基板と、この絶縁基板に設けられ、この素子の端子が前記電極と接続された高周波素子と、この高周波素子に塗布されたポリイミドと、このポリイミドの塗布された前記高周波素子を封止するポッティング材と、このポッティング材の上に設けられ、前記接地基板と接続された金属層と、この金属層を覆うように設けられた絶縁層と、この絶縁層の上に設けられ、前記電極と接続される配線パターンと、この配線パターンの上に設けられた保護層と、を有することを特徴とする高周波素子モジュールを提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電磁波の外部への影響及び外部から影響が少なくしたがって電気的性能がよく、構造が簡単でしかも廉価な高周波素子モジュールが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【０００９】
＜第１の実施形態＞
図１は本発明第１の実施形態の高周波素子モジュールの構造を示す断面図であり、図２は、この高周波素子モジュールの上面図である。図１は、図２のＡ１−Ａ２における断面を表す。
【００１０】
所定の孔部１１を有し、セラミックで構成され、表面に配線が設けられた絶縁基板１２と、この絶縁基板１２の表面に配線された電極１３ａ，１３ｂと、孔部１１の裏面を含んで設けられた接地基板１３と、この接地基板１３上の孔部１１内に設けられた台部１４と、この台部１４の上に固定された高周波素子１５と、この高周波素子１５の素子端子１６ａ，１６ｂと上記絶縁基板１３上の電極１３ａ，１３ｂとを接続する、例えば金で構成されたワイヤ１７ａ，１７ｂと、これらのワイヤ１７ａ，１７ｂや上記高周波素子１５の上にかぶせられ封止されるポッティング材１８と、このポッティング材１８の上に設けられた金属膜１９とから成っている。高周波素子１５は例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）であり、その周囲には、この素子の表面を保護し密着性をよくするために例えばポリイミド２０が塗布される。
【００１１】
次にこの実施形態の高周波素子モジュールの製造方法について述べる。ポッティング材１８を設けるまでは従来と同じ方法でよい。次に図３に示すように、ポッティング材１８の上部の必要な部分のみを空けたマスクパターン３１を設けてこのマスクパターンにより金属材料、例えばアルミニウムを蒸着させることにより金属膜１９を設ける。金属膜１９の厚さは、１〜５ミクロン程度とすることが好ましい。
【００１２】
また、金属膜１９は、図２に示すような大きさ、形状とする。すなわち、図１に示す断面とは直交するする方向の絶縁基板１２上において、図２に示されるように接地端子２２ａ，２２ｂが設けられており、ポッティング材１８上の金属膜１９は、これらの接地端子２２ａ，２２ｂに接続されるような形状とする。接地端子２２ａ，２２ｂは上記接地基板１３と接続されている。
【００１３】
一方、絶縁基板１２の孔部１１に電極１３ａ，１３ｂも含めてポッティング材１８により覆われているが、この上の金属膜１９は上記電極１３ａ，１３ｂに接触しないように設けられる。金属膜１９をこのような大きさ、形状とすることにより、金属膜１９と接地端子２２ａ，２２ｂが接続され、電磁遮蔽されることになる。
【００１４】
金属膜としてアルミニウムを用いれば遮蔽効果も高く、廉価な高周波素子モジュールが得られる。
【００１５】
この実施形態によれば、高周波素子１５をほぼ完全に電磁シールでき、外部の影響を少なくすることができる。しかもアイソレーションが向上するので高利得の高周波素子を取り扱うことができ、廉価な高周波素子モジュールが得られる。
【００１６】
＜第２の実施形態＞
ところで、上記の高周波素子として用いられるモノリシックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ；Monolithic Microwave Integrated circuits）素子などでは、小型化の要求からモジュールの端子位置を変更することが頻繁に行われるようになっている。このような場合、ボンディングワイヤを変更することも考えられるが、ＭＭＩＣ素子など高利得のデバイスでは、上記高周波素子の上をワイヤがまたぐ形になると、デバイスで発生した電磁界の誘導を拾って発振するなどの不具合を生ずる場合がある。次に述べる第２の実施形態は、このような場合に適する高周波素子モジュールである。
【００１７】
図４は、この第２の実施形態の高周波素子モジュールの構造を示す断面図である。番号４１〜５０は図１に示す番号１１〜２０に対応する。例えばセラミックで構成された絶縁基板４２の孔部４１に台部４１が設けられこの上に、例えばＭＭＩＣ素子である高周波素子４５がマウントされ、裏面は接地基板４３が設けられている。絶縁基板４２の表面には、電極４３ａ，４３ｃや電極４３ｂ，４３ｄが設けられており、金で構成されるワイヤ４７ａ，４７ｂなどがこれらの電極に接続される。高周波素子４５の周囲には、ポリイミド５０がコーティングされる。高周波素子４５やワイヤはポッティング材４８により封止される。このポッティング材４８の上には、上記第１の実施形態と同じように、金属膜４９、例えば蒸着によりアルミニウムが１〜５ミクロンの厚さで設けられる。
【００１８】
この実施形態では、この金属膜４９の上に絶縁層として有機系のポリイミド５３が塗布され、更にその上に、図５に示すように、例えば上記電極４３ｂと電極４３ｃを接続するための配線パターン５４が設けられる。図４は一点鎖線Ｂ１，Ｂ２間の断面図である。
【００１９】
図４に示すように、その上にはこの配線パターン５４を保護するための保護層として、例えば有機系のポリイミド５５が塗布される。
【００２０】
本発明のこの実施形態によれば、素子の端子となる電極間を接続しても発振などを生ぜず、安定し、しかも廉価な高周波素子モジュールが得られる利点がある。
【００２１】
上記実施形態では、高周波素子として、ＦＥＴ及びＭＭＩＣ素子を用いる場合について述べたが、本発明はこれらに限られず、一般的にはマイクロ波など高周波に用いられる素子を有するモジュールに適用可能である。
【００２２】
また、上記実施形態では、絶縁基板に設けた孔部に高周波素子を設けてポッティング材で封止した構造の高周波素子モジュールについて説明した。しかし本発明はこのようなモジュールに限られず、絶縁基板の上に高周波素子を設けてポッティング材で覆う構造の高周波素子モジュールにも適用可能である。
【００２３】
上記実施形態の説明では、ポッティング材の上に金属膜が設けられた場合について述べたが、本発明は金属膜だけでなく、一般的には金属層が設けられればよい。
【００２４】
また上記実施形態では、絶縁基板の裏面に接地基板が設けられ、この接地基板に接続された接地端子が絶縁基板の表面に設けられている場合について説明した。しかし本発明はこのような構造のモジュールに限られず、上記ポッティング材の上に形成される金属層は接地端子に接続されていればよい。
【００２５】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々変形して実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施形態の構造を示す断面図。
【図２】本発明の第１の実施形態の上面図。
【図３】本発明の第１の実施形態の製造方法を説明するための図。
【図４】本発明の第２の実施形態の構造を示す断面図。
【図５】本発明の第２の実施形態において配線パターンを説明するための図。
【符号の説明】
【００２７】
１１，４１・・・孔部、
１２，４２・・・絶縁基板、
１３，４３・・・接地基板、
１３ａ，１３ｂ，４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ・・・・電極、
１４，４４・・・台部、
１５，４５・・・高周波素子、
１６ａ，１６ｂ，４ａ，４６ｂ・・・素子端子、
１７ａ，１７ｂ，４７ａ，４７ｂ・・・ワイヤ、
１８，４８・・・ポッティング材、
１９，４９・・・金属膜、
２０，５０，５３，５５・・・ポリイミド、
２２ａ，２２ｂ，５２ａ，５２ｂ・・・接地端子、
３１・・・マスクパターン。
【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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