(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏面にＰＨＳ構造が形成された高周波回路基板において、前記ＰＨＳ構造の部分に交差部を有するスリットを形成し前記交差部の幅が前記交差部に隣接する部分のスリットに比べて大きくなっていることを特徴とする高周波回路基板。
【請求項２】
スリットが縦方向および横方向に伸びる格子状に形成されている請求項１記載の高周波回路基板。
【請求項３】
ＰＨＳ構造の面をパッケージに半田付けした請求項１記載の高周波回路基板。
【請求項４】
裏面にＰＨＳ構造が形成された高周波回路基板において、高周波回路基板に穴が裏面側から表面側に貫通しているＶＩＡホールが設けられ、前記ＰＨＳ構造の部分に前記ＶＩＡホールの穴の部分を通るようにスリットを設けたことを特徴とする高周波回路基板。
【請求項５】
裏面にＰＨＳ構造が形成された高周波回路基板において、高周波回路基板に穴が裏面側から表面側に貫通しているＶＩＡホールが設けられ、前記ＰＨＳ構造の部分にその交差部が前記ＶＩＡホールの穴の位置と一致するようにスリットを設けたことを特徴とする高周波回路基板。
【請求項６】
スリットが縦方向および横方向に伸びる格子状に形成されている請求項４または請求項５記載の高周波回路基板。
【請求項７】
ＰＨＳ構造の面をパッケージに半田付けした請求項４または請求項５記載の高周波回路基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマイクロ波帯やミリ波帯などの高周波で使用される高周波回路基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロ波帯やミリ波帯などで使用する高周波回路基板として、たとえばフェイスアップＭＭＩＣ基板（以後ＭＭＩＣ基板という）がある。ＭＭＩＣ基板は、増幅素子などの回路素子を表面に配置し、その裏面がパッケージ上の所定位置にＡｕＳｎ半田などで接合される。
【０００３】
ＭＭＩＣ基板をパッケージ上に接合する場合、ＡｕＳｎ半田の濡れをよくするために、たとえばＭＭＩＣ基板を移載コレットに取り付け、ＭＭＩＣ基板をＸ軸方向やＹ軸方向に僅かに移動させる方法が取られている。
【０００４】
しかし、移載コレットなどを用いて、パッケージ上にＭＭＩＣ基板を接合した後に、軟Ｘ線透過装置で両者の接合部を観察すると、接合部に泡が発生していることが多い。このような泡の寸法が大きくなり、またその数が多くなると、熱抵抗が増大し半導体の放熱特性が悪くなり熱的信頼性が低下する。
【０００５】
ここで、従来の高周波回路基板について、ＭＭＩＣ基板を例にとり図３を参照して説明する。
【０００６】
図３（ａ）は上面図で、ＭＭＩＣ基板３１に、電界効果トランジスタなどの増幅素子３２およびコンデンサ３３、増幅素子３２の電極やコンデンサ３３を接地するＶＩＡホール３４、信号端子３５、バイアス端子３６などの回路素子が形成されている。
【０００７】
図３（ｂ）は下面図で、この場合、たとえばＭＭＩＣ基板３１の裏面全体に設けられた金属製のＰＨＳ（Ｐｌａｔｅｄ−Ｈｅａｔ−Ｓｉｎｋ）構造３７の部分が示されている。ＰＨＳ構造３７は、ＭＭＩＣ基板３１の裏面を接地し、あるいは基板の熱を放出する機能を有し、ＰＨＳ構造３７の部分にはＶＩＡホール３４を形成する複数の穴３８が形成されている。図３（ｃ）は図３（ｂ）の円Ｂの部分を拡大した図である。
【０００８】
図３（ｄ）は、ＭＭＩＣ基板３１をパッケージ３９の所定搭載箇所に接合した状態を示す図で、ＭＭＩＣ基板３１とパッケージ３９はＡｕＳｎ半田４０などで接合されている。この半田付けは、通常、Ｎ2 ガスなどの雰囲気中で行われる。たとえば、移載コレット（図示せず）にＭＭＩＣ基板３１を取り付け、ＭＭＩＣ基板３１に対して適正な荷重をかけながら、ＭＭＩＣ基板３１をたとえばＸ軸方向やＹ軸方向に僅かに移動させ、スクラブしてＭＭＩＣ基板３１とパッケージ３９を接合する。
【０００９】
このとき、ＭＭＩＣ基板３１裏面のＰＨＳ構造３７の面にＡｕＳｎ半田４０が拡散し、ＭＭＩＣ基板３１とパッケージ３９が接合される。
【００１０】
図３（ｅ）は、ＭＭＩＣ基板３１とパッケージ３９との接合部を軟Ｘ線透過装置で透視観察した図で、符号４１は接合部の内部に残った泡を示している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来の高周波回路基板は、パッケージ上に接合する場合、たとえば高周波回路基板を移載コレットに取り付け、高周波回路基板をスクラブして接合している。しかし、高周波回路基板をＸ軸方向やＹ軸方向に移動させても、接合部分に泡が残る場合が多くなる。そのため、高周波回路基板とパッケージの接合部を軟Ｘ線透過装置などで透視観察すると、接合部の内部に多数の泡が見られる。
【００１２】
この場合、ＡｕＳｎ半田の濡れをよくし、また泡が残らないように、移載コレットによって高周波回路基板をＸ軸方向およびＹ軸方向の双方に移動させ、スクラブして接合される。しかし、スクラブしても、接合部の内部に泡が残り、その結果、熱抵抗が増大し半導体の熱的信頼性が低下する。
【００１３】
また、従来の高周波回路基板は、その裏面に金属製のＰＨＳ構造が設けられている。この場合、高周波回路基板の本体部分を構成するたとえばＧａＡｓとＰＨＳ構造の金属との熱膨張率が相違する。そのため、温度が上昇すると、図４に示すように、バイメタル効果でＭＭＩＣ基板３１が反り、ＭＭＩＣ基板３１上に形成された回路素子が損傷する場合がある。
【００１４】
本発明は、上記した欠点を解決し、接合部分の熱抵抗を減少させた高周波回路基板を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、裏面にＰＨＳ構造が形成された高周波回路基板において、前記ＰＨＳ構造の部分に交差部を有するスリットを形成し前記交差部の幅が前記交差部に隣接する部分のスリットに比べて大きくなっていることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、ＭＭＩＣ基板を例にとり図１を参照して説明する。
【００１７】
図１（ａ）は上面図で、ＭＭＩＣ基板１１に、電界効果トランジスタなどの増幅素子１２およびコンデンサ１３、増幅素子１２の電極やコンデンサ１３を接地するためのＶＩＡホール１４、信号端子１５、バイアス端子１６などの回路素子が形成されている。
【００１８】
図１（ｂ）は下面図で、この場合、ＭＭＩＣ基板１１の裏面に設けられた金属製のＰＨＳ構造１７の部分が示されている。ＰＨＳ構造１７はＭＭＩＣ基板１１の裏面を接地する機能や、ＭＭＩＣ基板１１上の増幅素子１２が発生する熱を放出する機能を有し、ＰＨＳ構造１７の部分にＶＩＡホール１４を構成する複数の穴１８が形成されている。
【００１９】
また、ＰＨＳ構造１７の部分に、たとえば縦方向および横方向に伸びる微細なスリットＳが格子状に形成されている。スリットＳはたとえばＶＩＡホール１４の穴１８の部分を通るように設けられ、あるいは、たとえばスリットＳの交差部分とＶＩＡホール１４の穴１８の位置が一致するように形成されている。この場合、スリットＳの交差部はその隣接部分に比べて幅などの寸法が大きくなっている。なお、図１（ｃ）は図１（ｂ）の円Ｂの部分を拡大した図である。
【００２０】
図１（ｄ）は、ＭＭＩＣ基板１１をパッケージ１９の所定搭載箇所に接合した状態を示し、ＭＭＩＣ基板１１とパッケージ１９はＡｕＳｎ半田２０などで接合されている。この半田付けは、通常、Ｎ2 ガスなどの雰囲気中で行われる。たとえば、ＭＭＩＣ基板１１を移載コレット（図示せず）に取り付け、ＭＭＩＣ基板１１に対して適正な荷重をかけながら、ＭＭＩＣ基板１１をたとえばＸ軸方向やＹ軸方向に僅かに移動させ、スクラブしてＭＭＩＣ基板１１をパッケージ１９に接合する。
【００２１】
このとき、スリット１２などを通してＰＨＳ構造１７全体の面にＡｕＳｎ半田２０が急速に拡散し、ＭＭＩＣ基板１１とパッケージ１９が接合する。
【００２２】
図１（ｅ）は、ＭＭＩＣ基板１１とパッケージ１９との接合部を軟Ｘ線透過装置などで透視観察した図で、従来技術の場合に見られた泡の形跡がほとんどなくなっている。
【００２３】
上記した構成によればＰＨＳ構造１７の部分に微細なスリットＳが設けられている。この場合、スリットＳによる毛細管現象で、溶融した状態の表面張力の大きいＡｕＳｎ半田２０がスリットＳ内を高速で流れ、ＰＨＳ構造１７全体の面にＡｕＳｎ半田２０が拡散する。また、ＡｕＳｎ半田２０の急速な拡散でＡｕＳｎ半田２０の溜まり場がなくなり泡が減少する。
【００２４】
また、ＰＨＳ構造１７の部分にスリットＳが設けられている。そのため、図２に示すように、バイメタル効果によるＭＭＩＣ基板１１の反りが抑えられ、ＭＭＩＣ基板１１上の回路素子に発生する損傷などが防止される。
【００２５】
上記した構成では、スリットＳの交差部の寸法を拡大している。この場合、交差部に集まってきたＡｕＳｎ半田によって泡が追い出され、泡の発生が少なくなる。また、ＰＨＳ構造の部分にＶＩＡホールの穴が形成されているため、その穴の部分を泡の逃げ場所として利用できる。
【００２６】
また、電界効果トランジスタのたとえばソース電極を接地するＶＩＡホールなどのように、ＶＩＡホールの穴をオープンホール化たとえば裏面から表面に貫通させても支障のない箇所については、ＶＩＡホールの穴をオープンホール化すれば、泡を完全に追い出され、接合部内部の泡を少なくできる。
【００２７】
上記したように、ＰＨＳ構造の部分にスリットを設けた構造によれば、接合部分における泡の発生が少なくなり、ＭＭＩＣ基板の熱的信頼性が向上する。また、裏面のＰＨＳ構造の部分にスリットを設けた場合、ＭＭＩＣ基板の本体部分を構成するたとえばＧａＡｓとＰＨＳ構造部分を構成するたとえばＡｕ／Ｐａ／Ｔｉ膜とのバイメタル効果が小さくなり、ＭＭＩＣ基板の反りが抑えられる。
【００２８】
また、スリットの毛細管現象によってＡｕＳｎ半田の濡れ性が向上する。そのため、高周波回路基板を移動させる高価な移載コレットなどが不要となり製造コストが軽減する。また、接合時に、加圧のみでスクラブ操作が不要となる。そのため、たとえば超音波振動を与える程度でＡｕＳｎ半田を濡らすことができ自動化が容易になり、また、Ｎ2 雰囲気内でのリフロ化が容易になる。
【００２９】
また、スリットどうしの交差部の寸法を大きくする場合、その寸法や形状、位置などをそれぞれ接地用ＶＩＡホールと一致させて形成してもよい。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば熱抵抗を減少させたＭＭＩＣ基板を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を説明するための概略の構造図である。
【図２】本発明の実施形態におけるＭＭＩＣ基板の反りの状態を説明するための説明図である。
【図３】従来例を説明するための概略の構造図である。
【図４】従来例におけるＭＭＩＣ基板の反りの状態を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１１…ＭＭＩＣ基板
１２…増幅素子
１３…コンデンサ
１４…ＶＩＡホール
１５…信号端子
１６…、バイアス端子
１７…ＰＨＳ構造
１８…ＶＩＡホールの穴
１９…パッケージ
２０…ＡｕＳｎ半田
Ｓ…スリット
【図１】
0003930327.tif 000002
【図２】
0003930327.tif 000003
【図３】
0003930327.tif 000004
【図４】
0003930327.tif 000005