JPH081935B2 - 高周波素子用パッケージ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、パッケージ本体を金属部材で構成した、高
周波素子を収容するパッケージに関する。

［従来の技術］ 従来より、パッケージ本体を金属部材で構成したいわ
ゆるメタルパッケージと呼ばれる高周波特性に優れたパ
ッケージがある。

このパッケージにおいては、パッケージ本体の一部を
複数の個所に亙って切り欠いて、該切り欠いた部分に、
パッケージ内外を接続する入出力用の信号線路を備えた
セラミック等の絶縁体からなる端子をそれぞれ嵌着して
ある。

このパッケージでは、上記端子に備えた入出力用の信
号線路の周囲を、パッケージ本体の金属部材が隙間なく
囲む構造をしていて、該パッケージ本体からなるメタル
ウォールが、上記端子に備えた信号線路を流れる電気信
号が他の信号線路を流れる電気信号とクロストークを起
こしたり、信号線路間で電気信号がリング共振を起こし
たりするのを的確に防止する。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、上述従来のパッケージにおいては、パッケ
ージ本体の切り欠いた部分内部に嵌着した絶縁体からな
る端子に、パッケージ内外を接続する一本のみの信号線
路を備えていた。

従って、該パッケージにパッケージ内外を接続する信
号線路を例えば６本備えようとする場合は、金属部材か
らなるパッケージ本体の一部を６箇所に亙って小さく切
り欠いて、該切り欠いた部分６箇所にそれぞれ信号線路
を一本備えた端子を嵌着していた。

そのため、該パッケージに複数本のパッケージ内外を
接続する信号線路を備える場合には、多大な手数と熟練
技術を要した。

また、金属部材からなるパッケージ本体の加工技術の
制限および端子の製造技術の制限を受けて、上述パッケ
ージには複数本の信号線路を小間隔ずつあけて備えるこ
とが不可能であった。

そして、このことが、上述パッケージ本体を金属部材
で構成したパッケージを用いた半導体装置の高密度、高
集積化を妨げていた。

また、従来より、パッケージ本体をセラミック等の絶
縁体で構成するとともに、該パッケージ本体に備えた信
号線路の周囲のパッケージ本体を構成する絶縁体に、疑
似メタライズウォールを構成する、グランドに電気的に
導通する導体を充填したヴィアホールを複数個備えた、
複数本の信号線路を小間隔で備えることの可能な高周波
素子用パッケージがある。

しかしながら、このパッケージは、信号線路の周囲を
導体を充填したヴィアホールで各所に隙間をあけて不完
全に囲む構造のため、信号線路の周囲をパッケージ本体
を構成する金属部材で隙間なく囲む構造の上述パッケー
ジに比べてその高周波特性が劣り、近似の20GHz以上等
の超高周波で作動させる高周波素子を収容するパッケー
ジとしては、その使用に耐え得なかった。

本発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、その目的は、パッケージ本体にパッケージ内外を
接続する複数本の信号線路を小間隔ずつあけて手数を熟
練技術を要せずに容易に備えることの可能な、パッケー
ジ本体を金属部材で構成した高周波特性に優れたパッケ
ージを提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の第１の高周波素
子用パッケージは、金属部材で形成されたパッケージ本
体の一部を切り欠いて、その切り欠いた部分に、パッケ
ージ内外を電気的に接続する複数本の信号線路を並べて
備えた絶縁体からなる複合端子を嵌着し、前記信号線路
の間の前記複合端子を構成する絶縁体に、導体を充填し
た複数本のヴィアホールを、前記信号線路を並べて備え
た面と直交する方向に起立させて並べて備えて、それら
のヴィアホールの端部を前記パッケージ本体に電気的に
接続したことを特徴としている。

本発明の第２の高周波素子用パッケージは、金属部材
で形成されたパッケージ本体の一部を切り欠いて、その
切り欠いた部分に、パッケージ内外を電気的に接続する
複数本の信号線路を並べて備えた絶縁体からなる複合端
子を嵌着し、前記信号線路の間の前記複合端子を構成す
る絶縁体に、導体層を、前記信号線路を並べて備えた面
と直交する方向に起立させて備えて、その導体層の端部
を前記パッケージ本体に電気的に接続したことを特徴と
している。

［作用］ 本発明の第１又は第２の高周波素子用パッケージにお
いては、複合端子を構成する絶縁体に信号線路を複数本
並べて備えることにより、パッケージ内外を電気的に接
続する複数本の信号線路をパッケージ本体に手数をかけ
ずに容易に備えることができる。

それと共に、複合端子に備える複数本の信号線路間の
ピッチを狭めることにより、パッケージ内外を電気的に
接続する複数本の信号線路を、熟練技術を必要とせず
に、パッケージ本体に小ピッチで容易かつ自在に並べて
備えることができる。

また、本発明の第１の高周波素子用パッケージにおい
ては、信号線路の間の複合端子を構成する絶縁体に起立
させて並べて備えた導体を充填した複数本のヴィアホー
ルであって、グランドを構成するパッケージ本体を電気
的に接続した複数本のヴィアホールが、信号線路の間に
起立壁に近い擬似メタライズウォール又は擬似メタルウ
ォールを形成する。

そして、その信号線路の間の擬似メタライズウォール
又は擬似メタルウォールを形成する導体を充填した複数
本のヴィアホールが、複合端子に並べて備えた複数本の
信号線路を伝わる電気信号が信号線路間でクロストーク
やリング共振を起こすのを防止する。

また、本発明の第２の高周波素子用パッケージにおい
ては、信号線路の間の複合端子を構成する絶縁体に起立
させて備えた導体層であって、グランドを構成するパッ
ケージ本体に電気的に接続した導体層が、信号線路の間
に起立壁状のメタライズウォールを形成する。

そして、その信号線路の間のメタライズウォールを形
成する導体層が、複合端子に並べて備えた複数本の信号
線路を伝わる電気信号が信号線路間でクロストークやリ
ング共振を起こすのを防止する。

また、本発明の第１又は第２の高周波素子用パッケー
ジにおいては、信号線路の間に導体を充填したヴィアホ
ール又は導体層を起立させて距離短く備えて、そのヴィ
アホール又は導体層の端部を、パッケージ本体に電気的
に接続している。そして、それらの導体を充填したヴィ
アホール又は導体層の電位が、それらのヴィアホール又
は導体層のほぼ全長に亙ってパッケージ本体のグランド
電位とほぼ同一となるように、それらのヴィアホール又
は導体層をグランドを構成するパッケージ本体に電気的
に密に接続している。

そのため、それらのヴィアホール又は導体層が、信号
線路の間に、パッケージ本体とほぼ同一のグランド電位
を有する擬似メタライズウォール、擬似メタルウォール
又はメタライズウォールを形成する。そして、それらの
ヴィアホール又は導体層が、複合端子に並べて備えた複
数本の信号線路を伝わる電気信号が信号線路間でクロス
トークやリング共振を起こすのを的確に防止する。

［実施例］ 次に、本発明の実施例を図面に従い説明する。

第１図ないし第３図は本発明の高周波素子用パッケー
ジの好適な実施例を示し、第１図は該パッケージの平面
図、第２図は該パッケージの正面図、第３図は該パッケ
ージのＡ−Ａ断面図である。以下、上記図中の実施例を
説明する。

１は、平板状をした金属ベース1a上に高周波素子を収
容するキャビティ９形成用の方形枠体状をした金属枠体
1bを一体に備えた、金属部材からなるパッケージ本体で
ある。

このパッケージ本体１前後の金属枠体1bの側壁全体を
除去し、上記パッケージ本体１の一部を大きく切り欠
く。

そして、上記パッケージ本体１前後の大きく切り欠い
た部分２に、複数本の例えば３本の信号線路３を備え
た、絶縁体４からなる複合端子５を嵌入して、該複合端
子を上記切り欠いた部分２にろう付け等により一体に嵌
着する。

ここで、上記複合端子５は、例えば第１図ないし第３
図に示したような、上面に信号線路３形成用の細帯状を
したタングステンメタライズペースト層を所定間隔ずつ
あけて横方向に横断して例えば３本備えた、下層セラミ
ック部材11形成用の帯状をしたグリーンシート上面に、
上層セラミック部材13形成用の細帯状をしたグリーンシ
ートを、上記下層セラミック部材11形成用のグリーンシ
ート上面の信号線路３形成用のタングステンメタライズ
ペースト層の中途部を覆うように、下層セラミック部材
11形成用のグリーンシート上面を縦断して積層し、か
つ、該積層した下層セラミック部材11形成用のグリーン
シート下面と上面セラミック部材13形成用のグリーンシ
ート上面にそれぞれシール層12形成用のタングステンメ
タライズペースト層を備えるとともに、上記積積層した
下層セラミック部材11形成用のグリーンシートと上層セ
ラミック部材13形成用のグリーンシートの左右側面に亙
って上記シール層12形成用のタングステンメタライズペ
ースト層に一連に連続するシール層12形成用のタングス
テンメタライズペースト層を備えて一体焼成した、上記
パッケージ本体１前後に切り欠いた部分２内部に沿って
嵌入可能な大きさをしたものとする。

そして、上記複合端子５には、その複数本の隣合う信
号線路３間の複合端子を構成する絶縁体４に、信号線路
３と平行またはほぼ平行に、信号線路３の周囲に疑似メ
タライズウォールを形成する、タングステンメタライズ
からなる導体６を充填した複数個のヴィアホール７を、
該ヴィアホール端子を下層セラミック部材11下面や上層
セラミック部材13上面のシール層12に一連に連続させ
て、複合端子５内部を貫通させて小間隔ずつあけて備え
る。

そして、上記複合端子５をパッケージ本体の切り欠い
た部分２に嵌入して、複合端子の下層セラミック部材11
下面と下層セラミック部材11および上層セラミック部材
13の左右側面のシール層12をパッケージ本体の切り欠い
た部分２内側面にろう付け等により一体に接合し、複合
端子５に備えた上記複数本の導体６を充填したヴィアホ
ール７下端を、上記下層セラミック部材11下面のシール
層12を介して、グランドを構成するパッケージ本体１に
電気的に導通したり、複合端子５に備えた上記複数本の
導体６を充填したヴィアホール７上端を、パッケージ本
体１に電気的に導通させる該本体上面を覆う後述の金属
製のキャップを被着する複合端子の上層セラミック部材
13上面のシール層12に電気的に導通する。

そして、上記複合端子の上層セラミック部材13外側の
下層セラミック部材11上面に露出した複数本の信号線路
３端部に外部リード14の一方の端部を接続し、該外部リ
ード14をパッケージ本体１外方に延出する。

また、パッケージ本体１上面をキャップで隙間なく覆
うことができるように、パッケージ本体の金属枠体1b上
面と複合端子の上層セラミック部材13上面のシール層12
に亙って、一連に連続する方形枠体状をした金属製のシ
ールリング15をろう付け等により一体に被着する。

第１図ないし第３図に示した高周波素子用パッケージ
は、以上の構成からなる。

次に、その使用例を説明する。

パッケージ本体の金属枠体1b内側の金属ベース1a上
に、高周波素子（図示せず。）を搭載する。

そして、高周波素子の端子と複合端子の上層セラミッ
ク部材13内側の下層セラミック部材11上面に露出した信
号線路３端部を、ワイヤ（図示せず。）で接続する。

その後、パッケージのキャビティ９上面をキャップ
（図示せず。）で一体に覆い、該キャップの周囲下面を
金属枠体1b上面と複合端子の上層セラミック部材13上面
のシール層12に亙って被着したシールリング15上面にろ
う付け等により一体に接合する。

すると、パッケージ本体１外方に延出した６本の外部
リード14のうちの例えばパッケージ本体１前部の隣合う
２本の外部リード14に電源電流を流すとともに他の４本
の外部リード14に高周波の電気信号を流すと、該電流や
信号が外部リード14を接続した複合端子の信号線路３、
該信号線路とワイヤで接続した高周波素子の端子へと伝
わり、該電源電流や電気信号でパッケージ本体１内部に
封止した高周波素子が作動する。

そして、その際、複合端子５の複数本の隣合う信号線
路３間に備えた、信号線路３の周囲に疑似メタライズウ
ォールを形成する、グランドを構成するパッケージ本体
１に電気的に導通する複数本の導体６を充填したヴィア
ホール７が、複数本の信号線路３を流れる電気信号が他
の信号線路３を流れる電気信号とクロストークを起こし
たり、複数本の信号線路３間で該信号線路３を流れる電
気信号がリング共振を起こしたりするのを的確に防止す
る。

また、上述実施例に類似する実施例として、第４図お
よび第５図に示したような、複数本の隣合う信号線路３
間の複合端子を構成するセラミックの絶縁体４に、信号
線路３と平行またはほぼ平行に、信号線路３の周囲にメ
タライズウォールを形成する、グランドを構成するパッ
ケージ本体１に電気的に導通する複数個の薄いタングス
テンメタライズ層等からなる導体層８を、複合端子５内
部の上下および内外を貫通させて備えた、上述パッケー
ジと同様な作用、効果を有するパッケージが考えられ
る。

さらに、上述実施例に類似する実施例として、複数本
の隣合う信号線路３間の複合端子５を構成するセラミッ
クの絶縁体４に信号線路３と平行かほぼ平行に複数個の
ヴィアホール７を設けて、該ヴィアホール７に、信号線
路３の周囲に疑似メタルウォールを形成する、銀ろうや
金属棒を充填した、上述パッケージと同様な作用、効果
のあるパッケージが考えられる。

ここで、上記セラミックの絶縁体４のヴィアホール７
に銀ろうを充填するには、パッケージ本体の切り欠いた
部分２に焼成済みの複合端子５をろう付け等により嵌着
する際や、シールリング15をパッケージ本体の金属枠体
1b等にろう付け等により被着する際に、上記ヴィアホー
ル７に棒状の銀ろうを挿入して該ヴィアホール７内で溶
融させた後、該銀ろうをヴィアホール７内で冷却固化さ
せれば良い。

また、上記ヴィアホール７に金属棒を充填するには、
シールリング15をパッケージ本体の金属枠体1bと複合端
子５上面のシール層12に亙って被着する前に、複合端子
５のヴィアホール７に金属棒を充填すれば良い。

なお、上述各実施例において、場合によっては、パッ
ケージ本体の金属枠体1b上面と複合端子の上層セラミッ
ク部材13上面に亙ってシールリング15を設けずに、上述
各パッケージの使用に際して、キャビティ９上面を覆う
キャップの下面周囲を上記金属枠体1b上面と上層セラミ
ック部材13上面に亙って直接に被着させても良い。

また、パッケージ本体１に別途切り欠いた部分を設け
て、該切り欠いた部分に高周波素子作動用の電源電流を
流す電源線路を備えた電源線路専用端子を嵌着したり、
信号線路３を備えた複合端子５に電源電流を流す電源線
路を別途備えたりして、複合端子５に備えた信号線路３
の総てを専ら高周波信号を流す信号線路として使用して
も良い。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の第１又は第２の高周波
素子用パッケージによれば、パッケージ内外を電気的に
接続する複数本の信号線路を、金属部材で形成されたパ
ッケージ本体に手数をかけずに容易に備えることができ
る。

それと共に、パッケージ内外を電気的に接続する複数
本の信号線路を、熟練を必要とせずに、金属部材で形成
されたパッケージ本体に小ピッチで容易に並べて備える
ことができる。

そして、パッケージ本体が金属部材で形成されたパッ
ケージの高密度化、高集積化が容易に図れる。

また、パッケージ本体内外を電気的に接続する複数本
の信号線路を伝わる電気信号が、信号線路間でクロスト
ークやリング共振を起こすのを的確に防止できる。

そして、20GHz以上等の高周波で動作させる高周波素
子を収容するのに好適な、高周波特性に優れたパッケー
ジを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の高周波素子用パッケージの一部破断平
面図、第２図は第１図のパッケージの正面図、第３図は
第１図のパッケージのＡ−Ａ断面図、第４図は本発明の
高周波素子用パッケージの一部破断平面図、第５図は第
４図のパッケージの正面図である。 １……パッケージ本体、２……切り欠いた部分、 ３……信号線路、４……絶縁体、 ５……複合端子、６……導体、 ７……ヴィアホール、８……導体層、 15……シールリング。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属部材で形成されたパッケージ本体の一
   部を切り欠いて、その切り欠いた部分に、パッケージ内
   外を電気的に接続する複数本の信号線路を並べて備えた
   絶縁体からなる複合端子を嵌着し、前記信号線路の間の
   前記複合端子を構成する絶縁体に、導体を充填した複数
   本のヴィアホールを、前記信号線路を並べて備えた面と
   直交する方向に起立させて並べて備えて、それらのヴィ
   アホールの端部を前記パッケージ本体に電気的に接続し
   たことを特徴とする高周波素子用パッケージ。
2. 【請求項２】金属部材で形成されたパッケージ本体の一
   部を切り欠いて、その切り欠いた部分に、パッケージ内
   外を電気的に接続する複数本の信号線路を並べて備えた
   絶縁体からなる複合端子を嵌着し、前記信号線路の間の
   前記複合端子を構成する絶縁体に、導体層を、前記信号
   線路を並べて備えた面と直交する方向に起立させて備え
   て、その導体層の端部を前記パッケージ本体に電気的に
   接続したことを特徴とする高周波素子用パッケージ。