(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層に積層された誘電体材料から成り、該誘電体材料の最上層にキャビティーを有し、前記誘電体材料の最上層上面、最下層下面及び少なくとも１つの層間にそれぞれ金属導体層を有し、前記最上層上面の金属導体層の前記キャビティー開口部周辺に任意の数のバッドを有し、前記最下層下面の金属導体層外周部に任意の数のパッドを有するリードレスチップキャリアにおいて、
前記キャビティー開口部周辺のパッドと前記最下層下面の金属導体層外周部のパッドとを伝送線路と前記誘電体材料内のスルーホールとを用いて接続し、高周波信号が伝搬する前記伝送線路の全て、または、高周波信号が伝搬する前記伝送線路のうちの前記スルーホールの間隔のルールを満たすために必要な前記最上層上面の金属導体層に設ける伝送線路を除く部分を前記層間の金属導体層に配することを特徴とするリードレスチップキャリア。
【請求項２】
請求項１に記載のリードレスチップキャリアにおいて、前記伝送線路に対する接地導体を前記金属導体層の少なくとも１層に有し、前記接地導体間がスルーホールもしくはメタライズされたキャスタレーションにより接続されたことを特徴とするリードレスチップキャリア。
【請求項３】
請求項１に記載のリードレスチップキャリアにおいて、前記伝送線路の少なくとも一部直上の前記誘電体材料を取り除いたことを特徴とするリードレスチップキャリア。
【請求項４】
請求項１、請求項２または請求項３に記載のリードレスチップキャリアにおいて、気密封止用の蓋を取り付ける構造を有することを特徴とするリードレスチップキャリア。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はリードレスチップキャリアに関し、特に、高周波用リードレスチップキャリアに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６に、従来の２層の誘電体材料から成る典型的なリードレスチップキャリアを示す。図中、（ａ）はリードレスチップキャリアの上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は下面図、（ｄ）は断面図（側面）、（ｅ）は層間金属導体層、（ｆ）はプリント基板との接続部（拡大図）を示す。なお、（ｄ）及び（ｆ）は、リードレスチップキャリアがプリント基板上に実装されている状態を示している。
【０００３】
図６において、誘電体材料（上層）７と誘電体材料（下層）８とが積層され、誘電体材料７の上面には伝送線路３と接地導体４とがあり、誘電体材料７にはキャビティー１が設けられ、キャビティー１開口部周辺の誘電体材料７の上面には任意の数のパッド２があり、誘電体材料７と誘電体材料８との層間には接地導体１１があり、誘電体材料８の下面には接地導体９とパッド１０とがあり、誘電体材料７及び８の内部には導体間接続のためのスルーホール１３があり、誘電体材料７及び８の側壁面には、接地導体となるメタライズされたキャスタレーション５と、伝送線路となるメタライズされたキャスタレーション６とがある。
【０００４】
このように構成されたリードレスチップキャリアのキャビティー１内に回路素子、たとえば集積回路１２が装着され、集積回路１２とパッド２との間は、たとえば、ボンディングワイヤ１５で接続される。パッド１０は、ハンダ等の導電性接合材１６によって、電気配線を有する基板たとえばプリント基板１４上の伝送線路１７と接続され、これによって、リードレスチップキャリア全体がプリント基板１４上に固定される。
【０００５】
このように、従来のリードレスチップキャリアはセラミック等の誘電体材料７及び８を用いた２層の積層構造をもち、上層の上面、層間、下層の下面に金属導体層（伝送線路３、接地導体４、１１及び９等で構成される）をもつ。各層の導体は必要に応じてスルーホール１３で接続される。また、積層構造側面に、必要に応じてメタライズされたキャスタレーション５及び６等をもち、これによって、リードレスチップキャリアの導体層間接続を可能としている。
【０００６】
リードレスチップキャリアはプリント基板等との接続部にリードをもたないため、従来のリード付きパッケージと比べて小型化を実現できるというメリットがある。
【０００７】
しかしながら、プリント基板等との接続は底面部のパッド（図６において、パッド１０）で行うため、集積回路等が実装されている上面から底面部のパッドまでの接続構造としてスルーホール（図６において、スルーホール１３等）やメタライズされたキャスタレーション（図６において、キャスタレーション５及び６等）等が必要となる。
【０００８】
これまで、信号線路の導体層間接続には、主にメタライズされたキャスタレーションが用いられてきた。これは配線構造を単純化し製作コストを低く抑えられるほか、接地導体に比べて幅の狭い伝送線路にスルーホールを使用した場合に、スルーホールの位置ズレや誘電体層の貼り合わせ時に生じるズレにより接続不良が生じる危険性を回避することができるためである。
【０００９】
図６に示すように、集積回路１２等からプリント基板１４等への配線経路は以下のようになる。すなわち、キャビティー１に実装される集積回路１２等の入出力パッドはボンディングワイヤ１５によりパッド２に接続され、伝送線路３を介してキャスタレーション６に接続される。キャスタレーション６はリードレスチップキャリアの側面を伝って底面のパッド１０へ接続され、パッド１０は導電性接合材１６によりプリント基板１４上に形成されている伝送線路１７へ接続される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
リードレスチップキャリアは高周波集積回路等を実装する場合には以下のような課題があった。
【００１１】
図６（ｆ）に示すように伝送線路１７との接続部には導電性接合材１６が用いられるが、接続部の物理的強度や信頼性を確保するためには一般にパッド１０の面積が一定以上必要である。しかしながら、従来の構造において、キャスタレーション６とパッド１０の接続部からパッド１０が伸びている方向（図６の（ｄ）、（ｆ）における左方向）は、伝送線路１７が引き出されている方向（同右方向）と逆方向であるため、パッド１０の大きさが大きければ大きいほど高周波信号に対してオープンスタブとして作用してしまい、リードレスチップキャリアの高周波特性を劣化させてしまうという問題があった。
【００１２】
また、一般に、ボンディングワイヤ１５は高周波特性を劣化させるため、ボンディングワイヤ１５の長さを最短化するために集積回路１２と誘電体材料７の厚みはほぼ等しく設計される。このため集積回路１２の厚みが厚い場合誘電体材料７の厚みも厚くなってしまい、誘電体材料７内部での電磁界の共振周波数の低下から伝送線路３の高周波特性が劣化するという問題があった。
【００１３】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、優れた高周波特性を有するリードレスチップキャリアを提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記を達成するために、本発明においては、請求項１に記載したように、
多層に積層された誘電体材料から成り、該誘電体材料の最上層にキャビティーを有し、前記誘電体材料の最上層上面、最下層下面及び少なくとも１つの層間にそれぞれ金属導体層を有し、前記最上層上面の金属導体層の前記キャビティー開口部周辺に任意の数のバッドを有し、前記最下層下面の金属導体層外周部に任意の数のパッドを有するリードレスチップキャリアにおいて、前記キャビティー開口部周辺のパッドと前記最下層下面の金属導体層外周部のパッドとを伝送線路と前記誘電体材料内のスルーホールとを用いて接続し、高周波信号が伝搬する前記伝送線路の全て、または、高周波信号が伝搬する前記伝送線路のうちの前記スルーホールの間隔のルールを満たすために必要な前記最上層上面の金属導体層に設ける伝送線路を除く部分を前記層間の金属導体層に配することを特徴とするリードレスチップキャリアを構成する。
【００１５】
また、本発明においては、請求項２に記載したように、
請求項１に記載のリードレスチップキャリアにおいて、前記伝送線路に対する接地導体を前記金属導体層の少なくとも１層に有し、前記接地導体間がスルーホールもしくはメタライズされたキャスタレーションにより接続されたことを特徴とするリードレスチップキャリアを構成する。
【００１６】
また、本発明においては、請求項３に記載したように、
請求項１に記載のリードレスチップキャリアにおいて、前記伝送線路の少なくとも一部直上の前記誘電体材料を取り除いたことを特徴とするリードレスチップキャリアを構成する。
【００１７】
また、本発明においては、請求項４に記載したように、
請求項１、請求項２または請求項３に記載のリードレスチップキャリアにおいて、気密封止用の蓋を取り付ける構造を有することを特徴とするリードレスチップキャリアを構成する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の目的は、リードレスチップキャリアの伝送線路を誘電体層間に設け、伝送線路とパッドをスルーホールによって接続することにより、上層の誘電体材料の厚みの影響を抑え、従来構造においてプリント基板等との接続部に生じるオープンスタブ構造を回避し、リードレスチップキャリアの高周波特性を改善することによって達成される。
【００１９】
本発明では、従来に比べて伝送線路の高周波特性が改善され、プリント基板等との接続部にオープンスタブ構造を生じないため、高周波特性の良好なリードレスチップキャリアを実現できる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明の実施例として、セラミック等の誘電体材料が２層から成る場合を示す。
【００２１】
（実施例１）
図１は本発明の第１の実施例を示す図である。図中、（ａ）はリードレスチップキャリアの上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は下面図、（ｄ）は断面図（側面）、（ｅ）は層間金属導体層、（ｆ）はプリント基板との接続部（拡大図）を示す。なお、（ｄ）及び（ｆ）は、リードレスチップキャリアが実装されている状態を示している。
【００２２】
図１において、誘電体材料（上層）７と誘電体材料（下層）８とが積層され、誘電体材料７の上面には接地導体４があり、誘電体材料７にはキャビティー１が設けられ、キャビティー１開口部周辺の誘電体材料７の上面には任意の数のパッド２があり、誘電体材料７と誘電体材料８との層間には接地導体１１と層間伝送線路１８とがあり、誘電体材料８の下面には接地導体９とパッド１０とがあり、パッド１０は該下面外周部に配置され、誘電体材料７及び８の内部には導体間接続のためのスルーホール１３があり、誘電体材料７及び８の側壁面には接地導体となるメタライズされたキャスタレーション５がある。この場合に、パッド２及び接地導体４は請求項１に記載の最上層上面の金属導体層を構成し、接地導体１１及び層間伝送線路１８は請求項１に記載の層間の金属導体層を構成し、接地導体９及びパッド１０は請求項１に記載の最下層下面の金属導体層を構成している。
【００２３】
このように構成されたリードレスチップキャリアのキャビティー１内に回路素子、たとえば集積回路１２が装着され、集積回路１２の入出力用パッドとパッド２との間は、たとえば、ボンディングワイヤ１５で接続される。パッド１０は、ハンダ等の導電性接合材１６によって、電気配線を有する基板たとえばプリント基板１４上の伝送線路１７と接続され、これによって、リードレスチップキャリア全体がプリント基板１４上に固定される。
【００２４】
本実施例が、図６に示された従来例と大きく異なる点は、層間伝送線路１８を有することにある。本実施例においては、集積回路１２と伝送線路１７との間の高周波電力の授受は、ボンディングワイヤ１５、パッド２、スルーホール１３、層間伝送線路１８、パッド１０及び導電性接合材１６を介して行われる。これにより、スルーホール１３とパッド１０との接続部からパッド１０が伸びている方向（図１の（ｄ)、(ｆ）における右方向）と伝送線路１７が引き出されている方向とが同方向となるため、パッド１０がオープンスタブとして作用することはない。また、層間伝送線路１８に対する電磁界の共振周波数を誘電材料８の厚みで調整できるため、集積回路１２の厚みが厚く誘電体材料７が厚くなってしまった場合にも、誘電材料８を薄く設計することにより高周波特性の劣化を生じさせなくすることができる。
【００２５】
当然のことながら、従来例においては必要であった、伝送線路としてのメタライズされたキャスタレーションは不要となる。これは、以下の実施例においても同じである。
【００２６】
（実施例２）
図２は本発明第２の実施例を示す図である。図中、（ａ）はリードレスチップキャリアの上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は下面図、（ｄ）は断面図（側面）、（ｅ）は層間金属導体層を示す。図中の符号１、２、４、５、７〜１８は図１と同様のものを示す。ただし、本実施例においては、誘電体材料７の上面に、図６に示した従来例と同様に、伝送線路３を配している。
【００２７】
本実施例はパッド数の多いリードレスチップキャリアで、パッド２と層間伝送線路１８を接続するスルーホール１３の間隔が狭くなり、スルーホール間隔のルールを満たせない場合に有効である。図２から明らかなように、伝送線路の一部を伝送線路３として上層上面に配置し、十分なスルーホール間隔をとってから層間伝送線路１８へ接続する。伝送線路３の特性は良好ではないため、第１の実施例ほどの効果は期待できないが、従来のリードレスチップキャリアに比べて良好な高周波特性を得ることができる。この場合に、接地導体４、９及び１１が伝送線路３または１８に対する接地導体となっている。この場合に、接地導体４、９及び１１相互間の接続はメタライズされたキャスタレーション５及びスルーホール１３によって行われている。
【００２８】
（実施例３）
図３は本発明第３の実施例を示す図である。図中、（ａ）はリードレスチップキャリアの上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は下面図、（ｄ）は断面図（側面）、（ｅ）は層間金属導体層を示す。図中の符号は図１と同様のものを示す。
【００２９】
本実施例は、本発明第１の実施例の層間伝送線路１８の上部に存在する誘電体材料７を取り除いたもので、第１の実施例と同様の効果を得ることができる。上部の誘電体が取り除かれたことにより層間伝送線路１８の実効誘電率が低下するため、層間伝送線路１８の電気長を短く設計したい場合や層間伝送線路１８の特性インピーダンスを高インピーダンスに設計したい場合に有効である。
【００３０】
（実施例４）
図４は本発明第４の実施例を示す図である。図中、（ａ）はリードレスチップキャリアの上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は下面図、（ｄ）は断面図（側面）、（ｅ）は層間金属導体層を示す。図中の符号は図２と同様のものを示す。本実施例は本発明第２の実施例において、第３の実施例と同様に層間伝送線路１８上部の誘電体を取り除いたものに相当し、第２の実施例に対し第３の実施例と同様の効果が得られる。
【００３１】
（実施例５）
図５は本発明第５の実施例を示す図である。図中、（ａ）はリードレスチップキャリアの上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は下面図、（ｄ）は断面図（側面）、（ｅ）は層間金属導体層、（ｆ）はシールリング、（ｇ）は金属蓋を示す。図中の符号１、２、４、５、７〜１８は図１と同様のものを示し、さらに、１９は蓋支持用誘電体層、２０はシールリング、２１は金属蓋を、それぞれ示す。
【００３２】
蓋支持用誘電体層１９及びシールリング２０は請求項４に記載の気密封止用の蓋を取り付ける構造を構成し、この構造と金属蓋２０とにより、リードレスチップキャリアを気密封止することができる。図５においては、メタライズされたキャスタレーション５により各接地導体層とシールリング２０、金属蓋２１が接続されている例を示したが、シールリング２０、金属蓋２１は電気的に接地されていなくとも構わない。
【００３３】
図５においては、便宜上、本発明の第１の実施例に蓋２１を付けた構造を示したが、第２〜４の実施例に同様の構造を付加しても、第５の実施例と同様の効果が得られる。
【００３４】
図１〜図５では便宜上、伝送線路の本数が８本のリードレスチップキャリアを示したが、伝送線路の本数は任意である。また、接地導体間を接続しているキャスタレーション５の数と位置及びスルーホール１３の数と位置も任意である。
【００３５】
図１、図２、図５の層間伝送線路１８は全ての金属導体層に接地導体を持つ伝送線路を用いており、構造がより同軸線路に近い構造であるため、良好な高周波特性を実現しやすい。しかしながら、所望の高周波特性が得られる範囲内で、マイクロストリップ線路等の別の種類の伝送線路を用いても良く、また、多種類の線路が混在していても構わない。
【００３６】
また、以上の実施例では誘電体材料が２層から成る場合を示したが、３層以上の多層から成る場合であっても同様の効果が期待できる。さらに、誘電体材料はセラミックに限るものではない。
【００３７】
以上説明したように、本発明により、リードレスチップキャリアの伝送線路の高周波特性が改善され、プリント基板等との接続部にオープンスタブ構造を生じないため、高周波特性の良好なリードレスチップキャリアを実現できる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の実施によって、優れた高周波特性を有するリードレスチップキャリアを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す図であり、図中、（ａ）はリードレスチップキャリアの上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は下面図、（ｄ）は断面図（側面）、（ｅ）は層間金属導体層、（ｆ）はプリント基板との接続部（拡大図）を示す。
【図２】本発明の第２の実施例を示す図であり図中、（ａ）はリードレスチップキャリアの上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は下面図、（ｄ）は断面図（側面）、（ｅ）は層間金属導体層を示す。
【図３】本発明の第３の実施例を示す図であり、図中、（ａ）はリードレスチップキャリアの上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は下面図、（ｄ）は断面図（側面）、（ｅ）は層間金属導体層を示す。
【図４】本発明の第４の実施例を示す図であり、図中、（ａ）はリードレスチップキャリアの上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は下面図、（ｄ）は断面図（側面）、（ｅ）は層間金属導体層を示す。
【図５】本発明の第５の実施例を示す図であり、図中、（ａ）はリードレスチップキャリアの上層上面の金属導体層、（ｂ）は側面図、（ｃ）は下面図、（ｄ）は断面図（側面）、（ｅ）は層間金属導体層、（ｆ）はシールリング、（ｇ）は金属蓋を示す。
【図６】従来の典型的なリードレスチップキャリアの構造を示す図であり、図中、（ａ）はリードレスチップキャリアの上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は下面図、（ｄ）は断面図（側面）、（ｅ）は層間金属導体層、（ｆ）はプリント基板との接続部（拡大図）を示す。
【符号の説明】
１…キャビティー、２…パッド、３…伝送線路、４…接地導体、５…メタライズされたキャスタレーション（接地導体）、６…メタライズされたキャスタレーション（伝送線路）、７…誘電体材料（上層）、８…誘電体材料（下層）、９…接地導体、１０…パッド、１１…接地導体、１２…集積回路、１３…スルーホール、１４…プリント基板、１５…ボンディングワイヤ、１６…導電性接合材、１７…プリント基板上の伝送線路、１８…層間伝送線路、１９…蓋支持用誘電体層、２０…シールリング、２１…金属蓋。
【図１】
0003939511.tif 000002
【図２】
0003939511.tif 000003
【図３】
0003939511.tif 000004
【図４】
0003939511.tif 000005
【図５】
0003939511.tif 000006
【図６】
0003939511.tif 000007