JPH0445247Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ （産業上の利用分野） この考案は、例えばレーダ，通信あるいは放送
等の機器に用いられるモノリシツクマイクロ波集
積回路装置に関し、特にその気密封じ構造を改良
したものである。

（従来の技術） 近年、増幅器、発振器、周波数変換器等の各種
のマイクロ波集積回路は、今後、装置の小型，軽
量化が可能で量産時に低価格となるモノリシツク
化が期待されている。しかしモノリシツクマイク
ロ波集積回路を実装する場合、GaAsなどの絶縁
基板上に設けられた、トランジスタやダイオード
等の半導体素子あるいはインターデジタルキヤパ
シタなどの微細パターンおよび金属−絶縁体−金
属構造（以下MIM）キヤパシタ等は、耐環境性，
長期信頼性の点から気密封じする必要がある。

そこで従来は第４図に示すようにモノリシツク
マイクロ波集積回路を気密封じ用の外囲器内に組
込んでいる。第４図は平面図、側断面図、縦断面
図を示す。１はモノリシツクマイクロ波集積回路
チツプであり、GaAs絶縁基板２上にGaAs−
MESFET（電界効果トランジスタ）３、入力出力
整合回路を形成するマイクロストリツプ線路４が
形成されている。またGaAs基板２の裏面には接
地導体５が設けられている。この導体５と表面側
の電極７を接続する場合にはバイアホール６が利
用される。８はMIMキヤパシタ、９は高周波入
力端子、１０，１１はバイアス供給端子である。
さらに１２はモノシツクマイクロ波集積回路チツ
プを組込んだ外囲器である。この外囲器１２は金
属の台座１３，第１層の絶縁体１４，第２層の絶
縁体１５，金属の蓋１６からなる。

上記のモノリシツクマイクロ波集積回路チツプ
１は、外囲器１２の内部にAuSn半田等で固着さ
れ、第１層の絶縁体１４の上面に設けられた電極
１７，１８，１９と、チツプ１の上面の端子９，
１０，１１とはボンデイングワイヤなど２０，２
１，２２でそれぞれ相互接続される。

上記した高周波回路部の等価回路を第５図に示
す。１はモノリシツクマイクロ波集積回路であ
り、破線で囲まれた部分２６が気密封じされた部
分、２３１，２３２は外囲器の入力出力電極部分
の分布定数線路、２４，２５はボンデイングワイ
ヤ等のインダクタンスである。

（考案が解決しようとする問題点） 上記のモノリシツクマイクロ波集積回路におい
て、チツプ１を固着する場合、その位置やボンデ
イングワイヤの長さ等のばらつきがなければ、イ
ンダクタンス２４，２５などを考慮して回路の設
計を行えばよい。

しかし実際にはボンデイングワイヤの長さや形
状にはばらつきがあり、とくに高い周波数ではそ
の影響が大きく、モノリシツクマイクロ波集積回
路チツプ単体での反射損失が20dBでも外囲器に
組込むと、反射損失は±10dBのばらつく場合が
あつた。このような場合、要求特性を満たすため
回路調整をする必要が生じることもあり、量産時
に低コストであるというモノリシツクマイクロ波
集積回路の特徴を気密封じのために損うという問
題がある。

そこでこの考案では気密封じする場合に生じる
部品相互間の寸法、形状のばらつきで電気的性能
が劣化することのないように図つた気密封じ構造
を有するモノリシツクマイクロ波集積回路装置を
提供することを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明では、金属あるいは絶縁体の蓋を、電
界効果トランジスタやダイオードおよび整合回路
やバイアス回路を一体形成した基板上面に直接固
着することで上記の目的を達成するものである。

（作用） 上記のようにこの考案では、従来のようにに外
囲器の中にチツプを位置合せして固定するのでは
なく、基板に直接蓋を固定するので、チツプ位置
と外囲器とのばらつきはなく、電気的性能を劣化
させることはなくなる。

（実施例） 以下この考案の実施例を図面を参照して説明す
る。

第１図はこの考案の一実施例であり、同図Ａは
平面図，同図Ｂは立面図，同図Ｃは側面図であ
る。また同図ＤはAA断面図、同図ＥはBB断面
図である。１はモノリシツクマイクロ波集積回路
であり、この回路のGaAs絶縁基板２上には、電
界効果トランジスタ３、入力出力整合回路を形成
するマイクロストリツプ線路４等が設けられてい
る。また絶縁基板２の裏面には接地導体５が設け
られる。基板２の上部電極７と接地導体５を接続
する場合には、バイアホール６が利用される。８
は金属−絶縁体−金属構造のMIMキヤパシタ、
９は高周波入力端子、１０，１１はバイアス供給
端子である。

ところで上記のモノリシツクマイクロ波集積回
路において、電界効果トランジスタの接合部やク
シ型キヤパシタのような微細パターン部や、高周
波短絡や直流阻止用のMIMキヤパシタのように
高電界が入力される部分は、ごみが付着したり、
温度が高い場合には特性が変動するので、信頼性
や耐環境性を高めるために気密封じする必要があ
る。しかしGaAs絶縁基板上に形成する高周波入
力出力端子やバイアス供給端子部は、パターン寸
法も大きく微細構造となつていないので、必ずし
も完全に気密封じする必要はない。

そこでこの考案ではこの事に着目し、半導体素
子あるいは微細パターン部を気密封じするための
金属の蓋１６を利用し、これをチツプ１の上面の
金属パターン２７に直接半田付けするものであ
る。このようにすれば、蓋１６自体も、チツプ上
の一部品として扱うことができ、その位置は正確
である。

そして、高周波入力端子９部については、第１
図Ｅに示すように絶縁膜２８を、高周波入力端子
９と金属パターン２７が交差する部分に設けるこ
とで短絡を防止する。さらにこの構造では金属パ
ターン２７と接地導体５とで伝送線路を形成し、
これによる共振や入力出力間の帰還が生じてモノ
リシツクマイクロ波集積回路が不安定になること
があるが、これを防ぐために金属パターン２７を
バイアホール２９を介して接地導体５に接続する
ことが有効である。

なお、金属パターン２７は、金属の蓋１６の半
田付け面より大きくしてあり、その範囲内ならば
半田付け位置がばらついても電気的性能が劣化す
ることはない。

第１図の高周波部等価回路を第２図に示す。即
ち、１はモノリシツクマイクロ波集積回路であ
り、３０，３１は集積回路上面の入力出力端子部
の分布数線路であり、破線で囲まれた部分３２が
気密封じ部分である。つまり、モノリシツクマイ
クロ波集積回路チツプ上面の端子がそのまま気密
封じされたモノリシツクマイクロ波集積回路の入
力出力端子となる。従つて従来のようにモノリシ
ツクマイクロ波集積回路チツプを気密封じ外囲器
に固着し、ボンデイングワイヤ等で相互接続する
場合に比べ、寸法，形状のばらつきが小さくな
り、気密封じに伴う電気的性能のばらつきを充分
小さくできる。

上記の実施例では、気密封じの蓋が金属の場合
を説明したが、第３図に記すように絶縁体による
蓋３３であつてもよい。即ちセラミツクなどの絶
縁体の蓋３３を、モノリシツクマイクロ波集積回
路の上面に絶縁性接着剤３４で直接固着すること
で気密封じするものである。この場合は蓋による
共振や帰還が生じにくく、先の実施例で示したバ
イアホール２９はなくてもよい。

［考案の効果］ 以上説明したようにこの考案によると、気密封
じすることに伴つて生じる寸法、形状のばらつき
で、電気的性能が劣化することがないため回路調
整が不能となり、量産化時に低コストであるとい
うモノリシツクマイクロ波集積回路の特徴を損う
ことの内気密封じ機構を有した装置を得ることが
できる。さらに気密封じ外囲器を使用する場合と
比べて部品点数が少ないため、この点でも量産時
の費用低減を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す構成説明
図、第２図はこの考案のモノリシツクマイクロ波
集積回路部の等価回路図、第３図はこの考案の他
の実施例を示す構成説明図、第４図は従来のモノ
リシツクマイクロ波集積回路の構造を示す構成説
明図、第５図は第４図はモノリシツクマイクロ波
集積回路の等価回路図である。 １……モノリシツクマイクロ波集積回路、２…
…絶縁基板、３……電界効果トランジスタ、４…
…マイクロストリツプ線路、５……接地導体、７
……上部電極、６……バイアホール、８……金属
−絶縁体−金属構造（MIM）キヤパシタ、９…
…高周波入力端子、１０，１１……バイアス供給
端子、１６，３３……蓋、２７……金属パター
ン、２８……絶縁膜、３４……接着剤。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. GaAs等の絶縁性基板上に、電界効果トランジ
   スタやダイオードおよび整合回路やバイアス回路
   を一体形成したモノリシツクマイクロ波集積回路
   において、金属あるいは絶縁体の蓋を前記基板上
   面に直接固着したことを特徴とするモノリシツク
   マイクロ波集積回路装置。