(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏面にグランドパターンを形成した基板の表面にリードレス型ＨＥＭＴのソース、ドレイン及びゲートをそれぞれハンダ付けするためのソース用ランド、ドレイン用ランド、ゲート用ランドを形成し、前記グランドパターンと連結するスルーホールを内側に設けた前記ソース用ランドに前記ソースをハンダ付けして接地するマイクロ波回路において、
前記ドレイン用ランド及び前記ゲート用ランドの長手方向の長さよりも前記ソース用ランドの長手方向の長さを長くすることで、前記ソース用ランドの面積を前記ドレイン用ランド及び前記ゲート用ランドの面積よりも広くしたことを特徴とするマイクロ波回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＦＥＴやＨＥＭＴ等のマイクロ波デバイスを実装したマイクロ波回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
衛星放送や衛星通信を受信して中間周波数信号に変換して出力する低雑音ダウンコンバータ（以下「ＬＮＢ」という）の低雑音高周波増幅部（以下「ＬＮＡ」という）は、基板上に形成されたマイクロストリップラインに素子が組み込まれたマイクロ波回路から成っている。
【０００３】
ＬＮＡでは、アンテナにより受信された１２ＧＨｚ帯のＲＦ信号が入力端子から入力される。入力信号は、マイクロストリップラインに組み込まれた２つのアンプにより増幅して出力される。該アンプはＧａＡｓＦＥＴ（ガリウムヒ素電界効果トランジスタ）やＨＥＭＴ（High Electron Mobility Transistor：高電子移動度トランジスタ)等のマイクロ波デバイスから成っている。
【０００４】
特に、ＨＥＭＴは、化合物半導体のヘテロ接合面に蓄積する高移動度の電子をキャリアとした半導体デバイスであり、高周波増幅、高速演算に適しているため広く用いられる。
【０００５】
ＨＥＭＴを実装した従来のマイクロ波回路を図８に示すと、マイクロ波回路１は、絶縁体から成る基板２上に、所謂リードレス型のＨＥＭＴ５が配置されている。ＨＥＭＴ５の裏面には、ゲート５Ｇ、ドレイン５Ｄ及び２つのソース５Ｓが露出している。
【０００６】
基板２に形成されたマイクロストリップライン上にはゲート用ランド７及びドレイン用ランド８が設けられ、マイクロストリップラインの両側に２つのソース用ランド９ａ、９ｂが設けられている。ソース用ランド９ａ、９ｂ内には、基板２を貫通するスルーホール１０ａ、１０ｂが形成され、基板２の裏面の略全面に形成されたグランドパターン（不図示）に連結されている。
【０００７】
ＨＥＭＴ５のゲート５Ｇ、ドレイン５Ｄ及び２つのソース５Ｓはそれぞれゲート用ランド７、ドレイン用ランド８及びソース用ランド９ａ、９ｂにハンダ付けされている。この際にスルーホール１０ａ、１０ｂにはハンダが充填され、ソース用ランド９ａ、９ｂとグランドパターンとが導通される。これにより、ＨＥＭＴ５のソース５Ｓが接地されるようになっている。
【０００８】
そして、ＨＥＭＴ５のゲート５Ｇ及びドレイン５Ｄにそれぞれ負電圧、正電圧のバイアス電圧が印加されると、ゲート５Ｇから入力した信号が増幅されてドレイン５Ｄから出力されるようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来のマイクロ波回路１によると、ソース用ランド９ａ、９ｂ内にスルーホール１０ａ、１０ｂが設けられているため、ソース用ランド９ａ、９ｂに塗布されたハンダがスルーホール１０ａ、１０ｂを介して基板２の裏面に流出する。このため、ソース５Ｓの接合強度が弱くなり、マイクロ波回路１の信頼性が低い問題があった。
【００１０】
ハンダの流出を抑制するために、図９に示すようにソース用ランド９ａ、９ｂの外側に接してスルーホール１０ａ、１０ｂを設ける方法が考えられる。しかし、この場合、ＨＥＭＴ５のソース５Ｇとスルーホール１０ａ、１０ｂとの距離Ｌ１、Ｌ２が長くなる。
【００１１】
このため、ＨＥＭＴ５の取付位置やソース用ランド９ａ、９ｂ大きさの違いにより距離Ｌ１、Ｌ２にばらつきがあると、インダクタンスの違いにより２つのソース５Ｓ間に電位差が生じる。その結果、ＨＥＭＴ５の異常発振を引き起こす問題がある。
【００１２】
本発明は、異常発振を発生させることなくマイクロ波デバイスを強固に接合して信頼性を向上させることのできるマイクロ波回路を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、裏面にグランドパターンを形成した基板の表面にリードレス型ＨＥＭＴのソース、ドレイン及びゲートをそれぞれハンダ付けするためのソース用ランド、ドレイン用ランド、ゲート用ランドを形成し、前記グランドパターンと連結するスルーホールを内側に設けた前記ソース用ランドに前記ソースをハンダ付けして接地するマイクロ波回路において、前記ドレイン用ランド及び前記ゲート用ランドの長手方向の長さよりも前記ソース用ランドの長手方向の長さを長くすることで、前記ソース用ランドの面積を前記ドレイン用ランド及び前記ゲート用ランドの面積よりも広くしたことを特徴としている。
【００２１】
この構成によると、ＨＥＭＴのドレイン及びゲートがそれぞれドレイン用ランド及びゲート用ランドにハンダ付けされる。ＨＥＭＴのソースはドレイン用ランド及びゲート用ランドよりも面積が広く塗布されるハンダ量の多いソース用ランドにハンダ付けされる。そして、ソース用ランドと基板の裏面に形成されたグランドパターンとがソース用ランド内に形成されたスルーホール内のハンダにより導通されてＨＥＭＴのソースが接地される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。説明の便宜上、従来例の図８、図９と同一の部分については同一の符号を付している。図１は第１実施形態のマイクロ波回路を含むＬＮＡを備えたＬＮＢを示す構成図である。
【００２３】
２１はパラボラアンテナ（不図示）に連結されたフィードホーン（１次放射器）であり、フィードホーン２１から伝送線路３１にＲＦ信号が取り出される。ＲＦ信号は１２．２５〜１２．７５ＧＨｚ帯域内の信号であり、ＬＮＡ２２で増幅された後、バンドパスフィルタ２３に伝送される。
【００２４】
ＬＮＡ２２はＲＦ信号を増幅するアンプ２２ａ、２２ｂから成っている。バンドパスフィルタ２３を通過した信号は、混合増幅部（ＭＭＩＣ）２４のミキサ２５へ伝送される。ミキサ２５は局部発信器（ＬＯ：Local Ocsillator）２７から与えられる１１．３ＧＨｚの局部発信信号と入力されたＲＦ信号との周波数差の中間信号（ＩＦ）を出力する。このため、ミキサ２５から出力される中間周波信号の周波数帯域は、９５０〜１４５０ＭＨｚとなる。
【００２５】
ミキサ２５の中間周波信号出力はアンプから成る中間周波増幅回路２６で増幅された後、結合コンデンサＣ１を介して出力端子２９へ導出される。出力端子２９はチューナ（不図示）の入力端子に接続される。チューナでは入力された中間周波信号の１つを選択することによって選局が行われる。
【００２６】
出力端子２９には、チューナから１５Ｖの直流電圧が印加されるようになっている。出力端子２９には高周波チョークコイルＬの一端が接続され、他端にパワーサプライ２８が接続されている。パワーサプライ２８は印加された直流電圧に基づいてＬＮＡ２２、局部発信器２７及び混合増幅部２４に電源を供給するようになっている。
【００２７】
ＬＮＡ２２のアンプ２２ａ、２２ｂはＨＥＭＴから成っている。図２、図３はこのＨＥＭＴを実装したマイクロ波回路を示す側面断面図及び平面図である。マイクロ波回路１は、絶縁体から成る基板２上に、所謂リードレス型のＨＥＭＴ５が配置されている。ＨＥＭＴ５は、図４の裏面図に示すように、裏面にゲート５Ｇ、ドレイン５Ｄ及び２つのソース５Ｓが露出している。
【００２８】
基板２に形成されたマイクロストリップライン上にはゲート用ランド７及びドレイン用ランド８が設けられ、マイクロストリップラインの両側に２つのソース用ランド９ａ、９ｂが設けられている。ソース用ランド９ａ、９ｂ内には、基板２を貫通するスルーホール１０ａ、１０ｂが形成され、基板２の裏面の略全面に形成されたグランドパターン４に連結されている。
【００２９】
ＨＥＭＴ５のゲート５Ｇ、ドレイン５Ｄ及び２つのソース５Ｓはそれぞれゲート用ランド７、ドレイン用ランド８及びソース用ランド９ａ、９ｂにハンダ付けされている。スルーホール１０ａ、１０ｂには導電性ペースト１１が充填され、ソース用ランド９ａ、９ｂとグランドパターンが導通されている。これにより、ＨＥＭＴ５のソース５Ｓが接地されるようになっている。
【００３０】
そして、ＨＥＭＴ５のゲート５Ｇ及びドレイン５Ｄにそれぞれ負電圧、正電圧のバイアス電圧がパワーサプライ２８（図１参照）により印加されると、ゲート５Ｇから入力した信号が増幅されてドレイン５Ｄから出力されるようになっている。
【００３１】
本実施形態によると、スルーホール１０ａ、１０ｂに導電性ペースト１１が充填されているため、ソース用ランド９ａ、９ｂに塗布されたハンダはスルーホール１０ａ、１０ｂへの流入が導電性ペースト１１により遮られる。従って、ハンダ量を十分確保してソース５Ｓを強固にハンダ付けし、マイクロ波回路１の信頼性を向上させることができる。
【００３２】
次に、図５は第２実施形態のマイクロ波回路を示す裏面図である。本実施形態は前述の図２、図３の第１実施形態に対して導電性ペースト１１を省くとともに、基板２の裏面の略全面に形成されるグランドパターン４上に開口したスルーホール１０ａ、１０ｂの周囲にレジスト１３を塗布している。その他の構成は第１実施形態と同一である。
【００３３】
そして、ソース用ランド９ａ、９ｂ上に塗布されたハンダによりＨＥＭＴ５のソース５Ｓがハンダ付けされる。この時、スルーホール１０ａ、１０ｂにハンダが流入するが、基板２の裏面でレジスト１３に遮られてスルーホール１０ａ、１０ｂからの流出を防止することができる。従って、ハンダ量を十分確保してソース５Ｓを強固にハンダ付けし、マイクロ波回路１の信頼性を向上させることができる。
【００３４】
次に、図６は第３実施形態のマイクロ波回路を示す平面図である。本実施形態は、前述の図２、図３の第１実施形態に対して導電性ペースト１１を省くとともに、ゲート用ランド７及びドレイン用ランド８よりもソース用ランド９ａ、９ｂの面積を広くしている。その他の構成は第１実施形態と同一である。
【００３５】
そして、ソース用ランド９ａ、９ｂ上に塗布されたハンダによりＨＥＭＴ５のソース５Ｓがハンダ付けされる。この時、ソース用ランド９ａ、９ｂの面積が広いためソース用ランド９ａ、９ｂ上に塗布されたハンダ量が多くなる。これにより、スルーホール１０ａ、１０ｂを介して基板２の裏面にハンダが流出しても、十分な量のハンダによりソース５Ｓをハンダ付けすることができる。従って、ハンダ量を十分確保してソース５Ｓを強固にハンダ付けし、マイクロ波回路１の信頼性を向上させることができる。
【００３６】
次に、図７は第４実施形態のマイクロ波回路を示す平面図である。本実施形態は前述の図２、図３の第１実施形態に対して導電性ペースト１１を省くとともに、スルーホール１０ａ、１０ｂをソース用ランド９ａ、９ｂの外周に接して設け、ソース用ランド９ａ、９ｂを導電性パターンから成る連結部９ｃにより連結している。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００３７】
スルーホール１０ａ、１０ｂをソース用ランド９ａ、９ｂの外周に接して設けているので、ソース用ランド９ａ、９ｂに塗布されたハンダのスルーホール１０ａ、１０ｂへの流入が抑制される。また、ソース５Ｓとスルーホール１０ａ、１０ｂとの距離Ｌ１、Ｌ２が長くなり、ＨＥＭＴ５の取付位置やソース用ランド９ａ、９ｂ大きさの違いにより距離Ｌ１、Ｌ２にばらつきがあると、距離Ｌ１、Ｌ２の間でインダクタンスの違いが生じる。
【００３８】
しかし、連結部９ｃにより２つのソース５Ｓが同電位に維持される。従って、ハンダ量を十分確保してソース５Ｓを強固にハンダ付けし、マイクロ波回路１の信頼性を向上させることができるとともに、ＨＥＭＴ５の異常発振を防止することができる。
【００３９】
尚、第１〜第４実施形態において、リードレス型のＨＥＭＴを実装したマイクロ波回路について説明したが、ゲート、ドレイン及びソースからリードが延出されたリード付き型のＨＥＭＴ、ＧａＡｓＦＥＴ等の他のマイクロ波デバイスを実装したマイクロ波回路においても同様の構成により同様の効果を得ることができる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によると、ゲート用ランド及びドレイン用ランドよりもソース用ランドの面積が広いため、ソース用ランド上に塗布されたハンダ量が多くなる。これにより、スルーホールを介して基板の裏面にハンダが流出しても、十分な量のハンダによりリードレス型ＨＥＭＴのソースをハンダ付けすることができる。従って、ハンダ量を十分確保してソースを強固にハンダ付けし、マイクロ波回路の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態のマイクロ波回路を含むＬＮＡを備えたＬＮＢを示す構成図である。
【図２】  本発明の第１実施形態のマイクロ波回路を示す側面断面図である。
【図３】  本発明の第１実施形態のマイクロ波回路を示す平面図である。
【図４】  本発明の第１実施形態のマイクロ波回路のＨＥＭＴを示す裏面図である。
【図５】  本発明の第２実施形態のマイクロ波回路を示す裏面図である。
【図６】  本発明の第３実施形態のマイクロ波回路を示す平面図である。
【図７】  本発明の第４実施形態のマイクロ波回路を示す平面図である。
【図８】  従来のマイクロ波回路を示す平面図である。
【図９】  従来の他のマイクロ波回路を示す平面図である。
【符号の説明】
１    マイクロ波回路
２    基板
４    グランドパターン
５    ＨＥＭＴ
５Ｇ  ゲート
５Ｄ  ドレイン
５Ｓ  ソース
７    ゲート用ランド
８    ドレイン用ランド
９ａ、９ｂ  ソース用ランド
９ｃ  連結部
１０ａ、１０ｂ  スルーホール
１１    導電性ペースト
１３    レジスト
２１    フィードホーン
２２    ＬＮＡ
２３    バンドパスフィルタ
２４    混合増幅部
２５    ミキサ
２６    中間周波増幅回路
２７    局部発信器
２８    パワーサプライ
２９    出力端子
【図１】
0004183382.tif 000002
【図２】
0004183382.tif 000003
【図３】
0004183382.tif 000004
【図４】
0004183382.tif 000005
【図５】
0004183382.tif 000006
【図６】
0004183382.tif 000007
【図７】
0004183382.tif 000008
【図８】
0004183382.tif 000009
【図９】
0004183382.tif 000010