(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板からなる高周波回路用パッケージの蓋体であって、パッケージを構成したときに高周波回路形成面と対向する天井面に絶縁層を介して導電層を配設し、該導電層が金属からなり、その表面の少なくとも一部に金属酸化物が形成されていることを特徴とする高周波回路用パッケージ蓋体。
【請求項２】
少なくとも表面の一部に金属層を有する絶縁体基板からなる高周波回路用パッケージの蓋体であって、パッケージを構成したときに高周波回路形成面と対向する天井面に絶縁層を介して導電層を配設し、該導電層が金属からなり、その表面の少なくとも一部に金属酸化物が形成されていることを特徴とする高周波回路用パッケージ蓋体。
【請求項３】
前記金属板または前記絶縁体基板が有底形状からなり、その端面から前記天井面までの高さをＨとするとき、前記端面から前記導電層までの高さが０．５Ｈ〜０．９５Ｈであることを特徴とする請求項１、２のいずれかに記載の高周波回路用パッケージ蓋体。
【請求項４】
前記導電層の厚さが０．１μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の高周波回路用パッケージ蓋体。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の高周波回路用パッケージ蓋体の天井面を、パッケージベース上に形成された高周波回路形成面に対向するように配設してなる高周波回路用パッケージ。
【請求項６】
前記高周波回路形成面から前記高周波回路用パッケージ蓋体の天井面までの高さをＴとするとき、前記高周波回路形成面から前記導電層までの高さが０．５Ｔ〜０．９５Ｔであることを特徴とする請求項５記載の高周波回路用パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波回路用パッケージ蓋体及びこれを用いた高周波回路用パッケージに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高周波回路用パッケージでは、金属、合成樹脂、又はセラミックス等からなる高周波回路用パッケージ蓋体をパッケージベースに取り付けることにより気密封止を行う。従って、前記高周波回路用パッケージ内には直方体状の空洞が形成されることから、高周波回路用パッケージは方形空洞共振器と同様の性質を有する。そのため前記空洞の寸法によって定まる遮断周波数より高い周波数帯域で、空洞共振を生じるので、前記周波数帯域で動作する高周波半導体素子あるいはその他の回路素子を高周波回路用パッケージに実装する場合には、前記空洞の寸法を小さくすることによって、遮断周波数を前記素子が動作する周波数帯域よりも十分に高くしている。しかしながら前記方法では、素子の動作周波数が高周波化するに伴い、前記素子が動作する周波数帯域より空洞共振が生じる周波数の方が低くなるという問題がある。この問題点を解決するために、電磁波吸収体を高周波回路用パッケージ内部に配設して、空洞共振時の電界又は磁界エネルギーを吸収することにより、空洞共振を抑制する方法が採られている。
【０００３】
例えば、高周波回路用パッケージ内部に使用される電磁波吸収体としては、図７の高周波回路用パッケージ７０のように、高周波回路用パッケージ蓋体７１、パッケージベース７３に直方体の形状を有するフェライトシートからなる電磁波吸収体７２を装着したもの、あるいは液状のフェライト塗料を塗布したもの（特開平６−２３６９３５号公報）が知られている。
【０００４】
また、例えば、図８の半導体装置８０は、セラミック積層筐体８１、チップダイボンド樹脂８２、半導体集積回路素子８３、ワイヤー８４、内部リード８５、メタルキャップ８６、リード８７からなり、電磁波吸収物質（例えばフェライト）を混入した樹脂膜（電磁波吸収膜８８という）を半導体集積回路素子８３の表面、及びメタルキャップ８６の内面、パッケージ外面のリード８７の側面にコートしたもの（特開昭６０−５５６４４）が知られている。
【０００５】
また、例えば、図９の半導体パッケージ９０は、Ａｌ製ヒートスプレッダ９１を囲むように着設した軟磁性材料からなる支持枠９２には所定のスルーホールが設けてあり、スルーホールを通してリードフレーム９３が支持枠９２の表裏面に所要パターンで露出するように配置してあり、フェライト製支持枠９２の底面側のインナーリード部とヒートスプレッダ９１上に搭載したＬＳＩチップ９４とインナーリードを被覆するように、Ｎｉ−Ｚｎ系焼結フェライトからなるキャップ９５を絶縁材９６にて封着したもの（特開平５−２４３４１２）が知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図７の高周波回路用パッケージ７０のように、高周波回路用パッケージ蓋体７１、パッケージベース７３によって構成された空洞のコーナー部に電磁波吸収体７２を装着する方法は、空洞共振時の電界又は磁界エネルギーを効率よく吸収し、空洞共振を抑制することができるが、高周波回路用パッケージ７０の厚さが薄くなると、パッケージベース７３上の伝送線路の信号が減衰するという問題がある。
【０００７】
また、図８の半導体装置８０のように、電磁波吸収膜８８を半導体集積回路素子８３の表面、パッケージ外面のリード８７の側面にコートする方法は、半導体装置あるいは装置内部の集積回路素子からの電磁波を抑制し、空洞共振を抑制することができるが、信号が減衰するという問題がある。
【０００８】
また、図９の半導体パッケージ９０のように、軟磁性材料からなる支持枠９２内にリードフレーム９３を配置する方法は、空洞共振を抑制することができるが、信号が減衰するという問題がある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記課題に対して検討を重ねた結果、金属板からなる高周波回路用パッケージの蓋体であって、パッケージを構成したときに高周波回路形成面と対向する天井面上に絶縁層を介して導電層を配設し、該導電層が金属からなり、その表面の少なくとも一部に金属酸化物が形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
さらに、少なくとも表面の一部に金属層を有する絶縁体基板からなる高周波回路用パッケージの蓋体であって、パッケージを構成したときに高周波回路形成面と対向する天井面に絶縁層を介して導電層を配設し、該導電層が金属からなり、その表面の少なくとも一部に金属酸化物が形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
さらに、前記金属板または前記絶縁体基板が有底形状からなり、その端面から前記天井面までの高さをＨとするとき、前記端面から前記導電層までの高さが０．５Ｈ〜０．９５Ｈであることを特徴とするものである。
【００１２】
さらに、前記導電層の厚さが０．１μｍ以上であることを特徴とするものである。
【００１４】
さらに、前記高周波回路用パッケージ蓋体の天井面を、パッケージベース上に形成された高周波回路形成面に対向するように配設してなることを特徴とするものである。
【００１５】
さらに、前記高周波回路形成面から前記高周波回路用パッケージ蓋体の天井面までの高さをＴとするとき、前記高周波回路形成面から前記導電層までの高さが０．５Ｔ〜０．９５Ｔであることを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態として、高周波回路用パッケージ蓋体とこれを用いた高周波回路用パッケージについて説明する。
【００１７】
例えば図１に示すように、本発明の高周波回路用パッケージ蓋体１０は、金属板１１のパッケージを構成したときに高周波回路形成面と対向する天井面１１ａ上に絶縁層１２が配設され、絶縁層１２上に導電層１３が配設され、金属板１１の天井面１１ａの面積Ｓに対する導電層１３の面積を０．５Ｓ以上としてある。
【００１８】
本発明の高周波回路用パッケージ蓋体１０を高周波回路用パッケージの上蓋として使用すると空洞共振を十分に抑制することが出来る。
【００１９】
しかし、高周波回路用パッケージ蓋体１０に絶縁層１２がない場合は、金属板１１と導電層１３が接触するため、高周波回路用パッケージ蓋体１０を高周波回路用パッケージの高周波回路用パッケージ上蓋として使用しても空洞共振を抑制することが出来ない。また、絶縁層１２と導電層１３いずれもない場合、及び導電層１３がない場合は同様に空洞共振を抑制することが出来ない。
【００２０】
また、導電層１３の面積が０．５Ｓ未満の高周波回路用パッケージ蓋体１０を高周波回路用パッケージの高周波回路用パッケージ上蓋として使用すると空洞共振を抑制することが出来ない。
【００２１】
但し、前記天井面１１ａとは、金属板１１を高周波回路用パッケージの高周波回路用パッケージ上蓋として使用した場合に高周波回路用パッケージの空洞面と、高周波回路形成面に対向する面であり、金属板１１の天井面１１ａの面積Ｓとは、高周波回路用パッケージ蓋体１０と高周波回路用パッケージとを接合する面を除いた面積である。
【００２２】
ここで、金属板１1は、例えば、コバール、ステンレス、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、ＣｕＷ、パーマロイ、パーメンジュール、フェロシリコン、センダスト、アモルファス合金、電磁ステンレス鋼、窒化鉄、その他のＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ基合金、Ｃｕ、Ｍｏ基合金等の金属、あるいは金属にＮｉメッキ、Ａｕメッキを施したもの等が使用でき、高周波回路用パッケージを構成するパッケージベースの材質、デバイス形態、用途に応じて適宜選定できる。この中でも、化学的安定性が高く、前記パッケージベースと線膨張係数が近いコバール、ステンレス、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ基合金、Ａｕメッキ付きコバールが好ましく、特にＡｕメッキ付きコバールが好ましい。
【００２３】
また、絶縁層１２は、例えば、アルミナ、コーディエライト、ステアタイト、ムライト、ジルコニア等のセラミックス、ホウ珪酸ガラス、あるいはエポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ポリイミド、ポリアミド、塩素化ポリエチレン、ウレタン、クロロプレンゴム、ナイロン、ポリエチレン、シリコーン樹脂等の合成樹脂があり、これらのうち１種類、または２種類以上を混合、積層して使用することができる。特に、ホウ珪酸ガラスが好ましい。
【００２４】
また、導電層１３は、例えば、コバール、ステンレス、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、ＣｕＷ、パーマロイ、パーメンジュール、フェロシリコン、センダスト、アモルファス合金、電磁ステンレス鋼、窒化鉄、その他のＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ基合金、Ｃｕ、Ｍｏ基合金等の金属、あるいは金属にＮｉメッキ、Ａｕメッキを施したもの等が使用できる。
【００２５】
また、図２に他の実施形態を示すように、本発明の高周波回路用パッケージ蓋体２０は、少なくとも表面の一部に金属鍍金処理により金属層を形成した絶縁体基板２１と、絶縁体基板２１の天井面２１ａ上に配設した絶縁層２２と、絶縁層２２上に配設した導電層２３とからなり、絶縁体基板２１の天井面２１ａの面積Ｓに対する導電層２３の面積を０．５Ｓ以上としてある。
【００２６】
本発明の高周波回路用パッケージ蓋体２０を高周波回路用パッケージの上蓋として使用すると空洞共振を十分に抑制することが出来る。
【００２７】
しかし、高周波回路用パッケージ蓋体２０に絶縁層２２がない場合は、金属板２１と導電層２３が接触するため、高周波回路用パッケージ蓋体２０を高周波回路用パッケージの高周波回路用パッケージ上蓋として使用しても空洞共振を抑制することが出来ない。また、絶縁層２２と導電層２３いずれもない場合、及び導電層２３がない場合は同様に空洞共振を抑制することが出来ない。
【００２８】
また、導電層２３の面積が０．５Ｓ未満の高周波回路用パッケージ蓋体２０を高周波回路用パッケージの高周波回路用パッケージ上蓋として使用すると空洞共振を抑制することが出来ない。
【００２９】
また、他の実施形態を図３に示すように、本発明の高周波回路用パッケージ蓋体３０は、有底形状からなる金属板３１と、金属板３１の天井面３１ａ上に配設した絶縁層３２と、絶縁層３２上に配設された導電層３３とから構成することも出来る。また、例えば図４に示すように、本発明の高周波回路用パッケージ蓋体４０は、有底形状からなる絶縁体基板４１の天井面４１ａ上に配設した絶縁層４２と、絶縁層４２上に配設した導電層４３とからなり、高周波回路用パッケージ蓋体３０、４０の端面３１ｂ、４１ｂから天井面３１ａ、４１ａまでの高さをＨとするとき、端面３１ｂ、４１ｂから導電層３３、４３までの高さが０．５Ｈ〜０．９５Ｈであることが好ましい。
【００３０】
端面３１ｂ、４１ｂから導電層３３、４３までの高さが０．５Ｈ〜０．９５Ｈの高周波回路用パッケージ蓋体３０、４０を高周波回路用パッケージの上蓋として使用すると高周波回路用パッケージの空洞共振を十分に抑制することが出来きる。
【００３１】
また、端面３１ｂ、４１ｂから導電層３３、４３までの高さが０．５Ｈ未満または０．９５Ｈより大きいと高周波回路用パッケージの共振抑制効果が小さい。
【００３２】
ここで、前記有底形状とは、図３、図４に示す金属板３１、絶縁体基板４１の様に、段付きケースのことである。
【００３３】
また、図１〜図４に示す実施形態において、導電層１３、２３、３３、４３の厚さは、０．１μｍ以上であることが好ましい。これは、厚さが０．１μｍ未満であると共振抑制効果が小さいためである。特に導電層１３、２３、３３、４３の厚さの下限は１μｍが好ましく、上限は２００μｍが好ましい。
【００３４】
また、前記導電層１３，２３、３３、４３は金属からなり、金属の表面の少なくとも一部に金属酸化物が形成されていることが好ましい。特に、金属板１０、３０、絶縁体基板２０、４０の線膨張係数と同程度の線膨張係数を有する金属であることが好ましい。
【００３５】
尚、前記導電層１３、２３、３３、４３、前記絶縁層１２、２２、３２は、接着剤等を介して金属板１０、３０又は絶縁体基板２０、４０に固定されても良く、また絶縁層が接着剤であっても良い。
【００３６】
次に本発明の高周波回路用パッケージ蓋体を用いた高周波回路用パッケージを説明する。図５に示すように、本発明の高周波回路用パッケージ５０は、高周波回路用パッケージ蓋体５５の天井面５５ａと半導体素子５１またはパッケージベース５２上に形成された高周波伝送線路５４の形成面とが対向するように配設する。これによって、高周波伝送線路５４の信号減衰が全く無く、空洞共振を抑制することができるため、高周波回路用パッケージ５０は良好な伝送特性を示す。
【００３７】
また、本発明の高周波回路用パッケージ５０は、高周波伝送線路５４の形成面から高周波回路用パッケージ蓋体５５の天井面５５ａまでの高さをＴとするとき、高周波伝送線路５４の形成面から導電層５６までの高さが０．５Ｔ〜０．９５Ｔであることが好ましい。
【００３８】
この高さが０．５Ｔ未満または０．９５Ｔより大きいと高周波回路用パッケージ５０の共振抑制効果が小さい。
【００３９】
【実施例】
実施例１
図６に示すように、マイクロストリップラインの高周波伝送線路６４が形成されたパッケージベース６２と、高周波回路用パッケージ蓋体６５と、高周波回路用パッケージ蓋体６５の天井面６５ａ上に配設した絶縁層６７と、絶縁層６７上に配設した導電層６６とからなる高周波回路用パッケージ６０を用いて伝送特性を評価した。
【００４０】
尚、高周波回路用パッケージ６０は、外径８ｍｍ高さ０．７ｍｍの空洞を有し、導電層６６の厚さ、絶縁層６７の厚さを各種設定した。導電層６６には、アルミ箔（Ａｌ）、７８パーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ）、表面を酸化処理した７８パーマロイ、銅箔（Ｃｕ）を使用し、比較材として電磁波吸収体（カーボニル鉄９５ｗｔ％エポキシ樹脂５％）を使用した。
【００４１】
また、絶縁層６７には、エポキシ樹脂、アルミナ基板、ガラス基板、低融点ガラスを使用した。尚、エポキシ樹脂、低融点ガラスは高周波回路用パッケージ蓋体６５と導電層６６を接着するために熱圧着した。
【００４２】
尚、高周波回路用パッケージ蓋体６５にはＡｕメッキ付きコバール（ＫＯＶ）を使用した。
【００４３】
但し、高周波回路用パッケージ６０の伝送特性は、電力透過係数（Ｓ21）を、ネットワークアナライザーを用いて１００ＭＨｚ〜４０ＧＨｚまで測定し、共振抑制効果が良好なものを○、少し効果があったものを△、効果がないものを×とした。また、伝送特性は、パッケージベース６２単体でのＳ21を基準にして、金属板６５を配設したときの差が０．１ｄＢ未満であれば○、０．１dＢ程度であれば△、それ以外を×とした。
【００４４】
表１の結果から明らかなように、本発明の範囲内である試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１５は、共振抑制効果があり、且つ高周波回路用パッケージ６０の伝送特性も良好であることから好適に使用することができた。
【００４５】
一方、試料Ｎｏ．１６、試料Ｎｏ．１７はアルミ箔の面積がそれぞれ０．２Ｓ、０．４Ｓと小さいため、空洞共振が発生し使用することができなかった。また、試料Ｎｏ．１８は導電層６６、絶縁層６７が無いため、空洞共振が発生し使用することができなかった。また、試料Ｎｏ．１９は絶縁層６７が無いため、高周波回路用パッケージ蓋体６５と導電層６６が接触し、その結果、空洞共振を抑制することが出来なかった。また、試料Ｎｏ．２０は導電層６６に吸収特性がある材料を配設しているため、伝送特性が劣化し使用することができなかった。
【００４６】
【表１】
0003735569.tif 000002
【００４７】
実施例２
実施例１と同様の方法で伝送特性を評価した。
【００４８】
尚、高周波回路用パッケージ蓋体６５にはＡｕメッキ付きアルミナを使用した。
【００４９】
表１の結果から明らかなように、本発明の範囲内である試料Ｎｏ．２１〜Ｎｏ．２５は、共振抑制効果があり、且つ高周波回路用パッケージ６０の伝送特性も良好であることから好適に使用することができた。
【００５０】
一方、試料Ｎｏ．２６、試料Ｎｏ．２７はアルミ箔の面積がそれぞれ０．２Ｓ、０．４Ｓと小さいため、空洞共振が発生し使用することができなかった。また、試料Ｎｏ．２８は導電層６６、絶縁層６７が無いため、空洞共振が発生し使用することができなかった。また、試料Ｎｏ．２９は絶縁層６７が無いため、高周波回路用パッケージ蓋体６５と導電層６６が接触し、その結果、空洞共振を抑制することが出来なかった。また、試料Ｎｏ．３０は導電層６６に吸収特性がある材料を配設しているため、伝送特性が劣化し使用することができなかった。
【００５１】
【表２】
0003735569.tif 000003
【００５２】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明によれば、金属板と、該金属板の天井面上に配設した絶縁層と、該絶縁層上に配設した導電層とからなり、前記金属板の天井面の面積Ｓに対する前記導電層の面積が０．５Ｓ以上であることにより、共振抑制機能を備えた高周波回路用パッケージ蓋体を得ることができる。
【００５３】
また、前記高周波回路用パッケージ蓋体を使用することにより、高周波伝送線路の信号が減衰することなく、空洞共振を抑制できる高周波回路用パッケージを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高周波回路用パッケージを示しており、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
【図２】本発明の高周波回路用パッケージを示しており、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
【図３】本発明の高周波回路用パッケージを示しており、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
【図４】本発明の高周波回路用パッケージを示しており、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
【図５】本発明の高周波回路用パッケージの断面図である。
【図６】伝送特性を評価するための高周波回路用パッケージの断面図である。
【図７】従来の電磁波吸収体を用いた高周波回路用パッケージの断面図である。
【図８】従来の電磁波吸収体を用いた高周波回路用パッケージの断面図である。
【図９】従来の電磁波吸収体を用いた高周波回路用パッケージの断面図である。
【符号の説明】
１０・・・高周波回路用パッケージ蓋体
１１・・・金属板
１２・・・絶縁層
１３・・・導電層
２０・・・高周波回路用パッケージ蓋体
２１・・・絶縁体
２２・・・金属層
２３・・・導電層
３０・・・高周波回路用パッケージ蓋体
３１・・・金属板
３２・・・絶縁層
３３・・・導電層
４０・・・高周波回路用パッケージ蓋体
４１・・・絶縁体
４２・・・絶縁層
４３・・・導電層
５０・・・高周波回路用パッケージ
５１・・・高周波半導体素子
５２・・・パッケージベース
５４・・・高周波伝送線路
５５・・・高周波回路用パッケージ蓋体
５６・・・導電層
５７・・・絶縁層
６０・・・高周波回路用パッケージ
６２・・・パッケージベース
６４・・・高周波伝送線路
６５・・・高周波回路用パッケージ蓋体
６６・・・導電層
６７・・・絶縁層
【図１】
0003735569.tif 000004
【図２】
0003735569.tif 000005
【図３】
0003735569.tif 000006
【図４】
0003735569.tif 000007
【図５】
0003735569.tif 000008
【図６】
0003735569.tif 000009
【図７】
0003735569.tif 000010
【図８】
0003735569.tif 000011
【図９】
0003735569.tif 000012