JPH0262064A - セラミックパッケージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 マイクロ波やミリ波の回路を封止した超高周波用のセラ
ミックパッケージに関し、 高周波特性を劣化させることなく、他の外部回路との接
続を容易にすることを目的とし、金属ブロックに固定し
たセラミック基板上にマイクロ波回路を形成して封止し
、該マイクロ波回路の入出力端子を、前記セラミック基
板の端部上に中心導体パターンと接地導体パターンとか
らなるコプレーナラインにより導出し、前記接地導体パ
ターンを前記金属プロ・ツクに接地接続して構成した。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、マイクロ波やミリ波の回路を封止した超高周
波用のセラミックパッケージに関するものである。

マイクロ波やミリ波の超高周波帯に於ける増幅回路や周
波数変換回路等の各種回路をセラミック基板上に形成し
、このセラミック基板を封止したセラミックパッケージ
が知られている。このセラミックパッケージに封止され
た状態で回路の特性試験等を行う必要があり、その為の
取扱いが容易となる構成が要望されている。

〔従来の技術〕

従来例のマイクロ波帯用のセラミックパッケージは、例
えば、第５図の側面図及び第６図の底面図に示すように
、セラミック基板２０上にマイクロ波用のトランジスタ
等を含むマイクロ波回路（図示せず）を形成して、金属
のカバー２６により封止し、セラミツ久基板２０を貫通
して底面に端子を導出したものであり、２１は入力端子
、２２は出力端子、２３はバイアス端子、２４は制御端
子、２５は接地端子を示す。このセラミックパッケージ
は、１８ＧＨｚ程度まで使用することができる。

又第７図に示す従来例は、金属ブロック３１にセラミッ
ク壁３２を嵌入できる溝を形成し、そのセラミック壁３
２を同軸型で貫通するように、図示を省略したマイクロ
波回路の入出力端子をマイクロストリップライン３３に
より形成したものであり、３４は蓋板である。このセラ
ミックパッケージは、２０ＧＨｚ程度まで使用すること
ができる。

又マイクロ波回路側のマイクロストリップラインと、入
出力端子側のマイクロストリップライン３３との導体パ
ターンは、例えば、５０Ωの特性インピーダンスとなる
ように幅を選定し、セラミック壁３２を貫通する部分は
、例えば、タングステン（Ｗ）等の金属を用いた導体パ
ターンとすると共に、その幅を狭（して、５０Ωの特性
インピーダンスが得られるようにした構成が一般的であ
る。

又第７図に示す従来例のセラミックパッケージに於いて
、蓋板３４により封止されたマイクロ波回路を試験する
場合、例えば、第８図に示すように、金属基板上に金属
ブロック３１．４１を固定し、入出力端子としてのマイ
クロストリップライン３３と、試験装置側の金属ブロッ
ク４１上のセラミック基板４２上に形成したマイクロス
トリップライン４３とを金（Ａｕ）　リボン４４により
接続し、マイクロ波回路と試験装置とを接続するもので
ある。或いは、第９図に示すように、マイクロストリッ
プライン３３に接触ばね４５の一端を固定接続し、その
他端を、試験装置側のセラミック基板４２上のマイクロ
ストリップライン４３に圧接接続することにより、マイ
クロ波回路と試験装置とを接続する構成が用いられてい
る。

金リボン４４にマイクロストリップライン３３．４３間
を接続する場合に比較して、第９図に示すような接触ば
ね４５により接続する構成は、試験装置に対するセラミ
ックパッケージの接続、取外しが容易となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

第５図及び第６図に示す従来例のセラミックパッケージ
は、前述のように、セラミック基板２０を貫通して入出
力端子を導出するものであり、製作が容易でないと共に
、２０ＧＨｚ以上の超高周波帯では使用できない欠点が
あった。又セラミック基板２０上に搭載したマイクロ波
用のトランジスタの放熱は、接地端子２５を形成した接
地導体パターンを介して行われるだけであり、充分な熱
放散特性を得ることが困難であるから、大出力のトラン
ジスタを搭載することはできない欠点があった。

又第７図に示す従来例のセラミックパッケージは、金属
ブロック３１を介して放熱できるから、比較的大きな出
力のトランジスタも実装することが可能となり、且つ２
０ＧＨ２程度の高周波帯で使用することができる。しか
し、入出力端子を同軸型で導出する為のセラミック壁３
２を固定する為に、金属ブロック３１に溝を形成する必
要があり、このような金属ブロック３１の加工によって
コストが上昇することになる。

又第８図に示すように、マイクロストリップライン３３
．４３間を金リボン４４により接続し、封止されたマイ
クロ波回路と、試験装置とを接続する場合、金リボン４
４による仮接続ではあるが、正しく接続しないと試験結
果を正しく得ることができないと共に、接続、取外しが
煩雑となる欠点がある。又セラミックパッケージの金属
ブロック３１と、試験装置側の金属ブロック４１との間
には、図示のような隙間が生じることになり、接地側の
経路が、金属ブロック３１．４１を固定する金属基板を
介した経路となり、高周波特性が劣化する欠点があった
。

又第９図に示すように、接触ばね４５を用いて試験装置
側のマイクロストリップライン４３と接続する構成に於
いては、セラミックパッケージに封止されたマイクロ波
回路の試験の為の接続が、金リボン４４により接続する
場合に比較して非常に簡単となるが、接触ばね４５を上
から抑える為の治具を必要とし、この治具の誘電率εが
１ではないから、５０Ωの特性インピーダンスを維持す
ることができない状態となる。又接触ばね４５の先端部
分で接触し、その途中は浮いた状態となるから、２０Ｃ
；Ｈｚ以上の帯域では高周波特性を劣化させる原因とな
り、正確な試験が困難となる欠点があった。

又ＲＦブローバ（コプレーナ型）は、高精度でパラメー
タ測定ができることが知られており、半導体チップの測
定に用いられている。このＲＦブローバを用いて、第７
図に示す従来例のバ・ノケージの測定を行うことが考え
られる。しかし、このバフケージのマイクロストリップ
ラインを形成したセラミック面と、それに隣接する金属
ブロック面とを正確に同一平面とすることは困難であり
、ＲＦプローバは、極めて高い平面精度を要求するもの
であるから、ＲＦプローバを用いて第７図に示すような
従来例のパフケージの測定を行うことは不可能であった
。

本発明は、高周波特性を劣化させることなく、他の外部
回路との接続を容易にし、ＲＦブローバによる測定を可
能とすることを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のセラミックパッケージは、コプレーナラインの
入出力端子を設けたものであり、第１図を参照して説明
する。

金属ブロック１に固定したセラミック基板２上にマイク
ロ波回路を形成して、セラミック壁６と蓋板５等により
封止し、このマイクロ波回路の入出力端子を、セラミッ
ク基板２の端部２ａ上に中心導体パターン３ａと接地導
体パターン３ｂとからなるコプレーナライン３により導
出し、接地導体パターン３ｂを金属ブロック１にバイア
ホール４等により接地接続したものである。

〔作用〕

コプレーナライン３は、中心導体パターン３ａとその周
辺の接地導体パターン３ｂとからなり、接地導体パター
ン３ｂを金属ブロック１に対してバイアポール４や層状
金属や壁面パターン等により接地接続したものであるか
ら、入出力端子を構成するセラミック基板２の端部２ａ
上に、コプレーナラインで構成した高周波プローブを接
触させることが可能となり、試験接続が極めて簡単とな
る。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。

第１図は本発明の実施例の斜視図であり、金属ブロック
１上に固定したセラミック基板２上に、図示を省略した
マイクロ波用トランジスタ等からなるマイクロ波回路を
形成し、セラミック壁６と金属等の蓋板５とにより封止
し、又セラミック基板２の端部２ａ上に、中心導体パタ
ーン３ａとその周辺の接地導体パターン３ｂとによるコ
プレーナライン３を形成して、マイクロ波回路の入出力
端子とし、その接地導体パターン３ｂを金属ブロック１
に対して接地接続したものである。

接地導体パターン３ｂと金属ブロック１との接地接続は
、第１図に於いては、バイアホール４により行うた場合
を示すものであるが、セラミック基板２内に層状金属を
設けて、高周波的に接地接続することもできる。又セラ
ミック基板２の側面等のメタライズによる壁面パターン
によって接地導体パターン３ｂと金属ブロック１との接
地接続を行うこともできる。即ち、接地導体パターン３
ｂを延長して端部２ａの側面にも形成し、金属ブロック
１と接続するものである。又それらの組合せによる接地
接続を行うことも可能である。

コプレーナライン３は、中心導体パターン３ａと接地導
体パターン３ｂとがセラミック基板（誘電体基板）２上
に形成されて構成されたものであり、電界分布はそれら
の面を中心に上下はぼ対称形となる。これに対して、前
述の従来例に於けるマイクロストリップラインは、前述
の接地導体パターンに相当する接地導体上に誘電体基板
を介して中心導体パターンに相当する導体パターンを形
成したものであり、電界分布はその導体パターンと接地
導体との間の誘電体基板内に殆ど生じることになる。

第２図は接地接続をバイアホール４により行った場合の
要部断面図であり、セラミック基板２の底面にメタライ
ズ等による金属層を形成し、金属ブロック１に鑞付は等
により固定すると共に、セラミック基板２の端部２ａ上
の接地導体パターン３ｂと、セラミック基板２の底面の
金属層との間を、バイアホール４の内面の導体Ｎ４ａに
より接続したものである。従って、中心導体パターン３
ａの周辺の接地導体パターン３ｂを最短距離で金属ブロ
ック１と接続することができる。又バイアホール４内を
導電ペースト等により充填した接続構成とすることもで
きる。又セラミック基板２の周辺にセラミック壁６を固
定し、金属の蓋板５によりマイクロ波回路を封止したも
のである。

第３図は入出力端子部分の導体パターンを示すものであ
り、中心導体パターン３ａの幅は、セラミック壁６を貫
通する部分もその他の部分と同一とし、接地導体パター
ン３ｂについては、セラミック壁６の貫通部分に於いて
中心導体パターン３ａとの間隔を大きくして、例えば、
５０Ωの特性インピーダンスが得られるように構成した
ものである。従って、セラミック壁６の貫通部分をタン
グステン（Ｗ）等の金属を用いて中心導体パターン３ａ
と接地導体パターン３ｂとを形成しても、中心導体パタ
ーン３ａの幅を狭くしないから、抵抗値が増大しないこ
とになり、高周波特性の低下を防止することが可能とな
る。

セラミックパッケージの入出力端子部分は、セラミック
基板２の端部２ａ上にコプレーナラインとして形成した
ものであるから、中心導体パターン３ａと接地導体パタ
ーン３ｂとは同一平面となる。従って、コプレーナライ
ンにより構成した高周波プローブ１５を用いて試験装置
と簡単に接続することが可能となる。なお、第７図に示
す従来例の構成に於いては、金属ブロック３１とセラミ
ック壁３２上のマイクロストリップライン３３との面を
同一平面とすることは、金属ブロック３１の機械加工精
度と、セラミック壁３２の製作精度の関係から容易では
ないので、高周波プローブを使用して接続することは困
難である。

又第４図に示すように、金リボンによりセラミックパッ
ケージのコプレーナラインと、試験装置或いは他の回路
のコプレーナラインとを接続する場合、セラミックパッ
ケージの金属ブロック１と、試験装置或いは他の回路の
金属ブロック１１とを金属基板上に固定し、セラミック
基板２の端部２ａ上の接地導体パターン３ｂと、セラミ
ック基板１２上の接地導体パターン１３ｂとを金リボン
１４ｂで接続し、端部２ａ上の中心導体パターン３ａと
、セラミック基板１２上の中心導体パターン１３ａとを
金リボン１４ａで接続することになる。従って、金属ブ
ロック１．１１間に隙間が生じても、接地経路が長くな
るようなことはなく、高周波特性の劣化が生じない接続
構成を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、金属ブロック１に固定
したセラミック基板２上にマイクロ波用のトランジスタ
等からなるマイクロ波回路を形成して封止し、セラミッ
ク基板２の端部２ａ上に、中心導体パターン３ａと接地
導体パターン３ｂとからなるコプレーナラインによりマ
イクロ波回路の入出力端子を導出したものであり、金属
ブロックｌ及びセラミック基板２は平板状とすることが
できるから、加工コストを引き下げることが可能となる
。

又入出力端子部分は、セラミック基板２の端部２ａ上に
形成したもので、平坦面であるから、第３図について説
明したように、高周波プローブを用いて試験装置と簡単
に接続することが可能となる。又金リボンを用いて接続
する場合は、中心導体パターン３ａと共に接地導体パタ
ーン３ｂもそれぞれ金リボンにより接続するものである
から、接地経路が短（なり、金属ブロック１と他の回路
の金属ブロックとの間に間隔が生じても、高周波特性を
低下させるようなことはなくなる。文中心導体パターン
３ａ間に接地導体パターン３ｂが介在しているので、中
心導体パターン３ａ間の干渉を防止できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の斜視図、第２図は本発明の実
施例の要部断面図、第３図は本発明の実施例の導体パタ
ーンの説明図、第４図は金リボン接続の説明図、第５図
は従来例の側面図、第６図は従来例の底面図、第７図は
従来例の斜視図、第８図は従来例の金リボン接続の説明
図、第９図は従来例のばね接続の説明図である。 ｌは金属ブロック、２はセラミック基板、２ａは端部、
３はコプレーナライン、３ａは中心導体パターン、３ｂ
は接地導体パターン、４はバイアホール、５は蓋板、６
はセラミック壁である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　金属ブロック（１）に固定したセラミック基板（２）
   上にマイクロ波回路を形成して封止し、該マイクロ波回
   路の入出力端子を、前記セラミック基板（２）の端部（
   ２ａ）上に中心導体パターン（３ａ）と接地導体パター
   ン（３ｂ）とからなるコプレーナライン（３）により導
   出し、前記接地導体パターン（３ｂ）を前記金属ブロッ
   ク（１）に接地接続した ことを特徴とするセラミックパッケージ。