JPH11265961A - 高周波用表面実装型配線基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の表面実装型の高周波用半導体装置で
は、外部電気回路基板との接続信頼性が低かった。 【解決手段】 セラミックスから成る絶縁基体21に高周
波用半導体素子が搭載される搭載部21ａが形成されると
ともに搭載部21ａ近傍から絶縁基体21の下面にかけて導
出された高周波用伝送線路22が形成され、その端部が導
電性接続部材を介して外部電気回路基板表面の配線導体
に接合される高周波用表面実装型配線基板であって、絶
縁基体21の下面には高周波用伝送線路22から1.5 ｍｍ以
上離れた位置に外部電気回路基板との接合を補強する補
強用パッド23が形成されている。高周波特性を悪化させ
ることなく外部電気回路基板との接合強度を高めること
ができ、高周波用半導体装置に好適な接続信頼性の高い
高周波用表面実装型配線基板となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波やミリ
波等の高周波を用いた通信機器あるいはセンサ等に使用
される表面実装型の高周波用半導体素子収納用パッケー
ジあるいは高周波用半導体装置に好適な高周波用表面実
装型配線基板に関し、特に外部電気回路基板との接続信
頼性を改善した高周波用表面実装型配線基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】マイクロ波やミリ波等の高周波信号を取
り扱う高周波回路素子等の高周波用半導体素子を搭載し
た高周波用半導体装置は、通常は、セラミックス等の誘
電体材料から成る絶縁基体に高周波用半導体素子が搭載
される搭載部とこの搭載部から絶縁基体の下面に導出さ
れた高周波用伝送線路が形成された表面実装型の高周波
用半導体素子収納用パッケージ内に高周波用半導体素子
を収容することにより構成されている。この高周波用半
導体装置は、所定の外部電気回路基板の表面に搭載さ
れ、高周波用伝送線路もしくはその端部に形成された接
続端子と外部電気回路基板に形成された高周波用伝送線
路等の配線導体とを半田バンプ等の導電性接続部材によ
り電気的に接続されることにより、高周波用半導体素子
と外部電気回路基板との間で高周波信号の入出力が行な
われる。

【０００３】このような高周波用半導体装置もしくは高
周波用半導体素子収納用パッケージに用いられる高周波
用表面実装型配線基板においては、高周波信号を劣化さ
せることなく信号を入出力することが可能なパッケージ
構造および高周波伝送線路等の配線構造についての設計
および製造の容易性と、外部電気回路基板に精度よく高
周波用半導体装置を実装する実装技術への対応の容易性
とが要求される。

【０００４】この種の高周波用半導体装置としては、例
えば図４に部分破断斜視図で示すようなものが用いられ
ていた。図４に示すように、従来の高周波用半導体装置
は、上面に高周波用半導体素子を搭載する搭載部として
のキャビティ１ａが形成された誘電体材料から成る絶縁
基体１と、キャビティ１ａ近傍から絶縁基体１の端部に
かけて形成されたマイクロストリップ線路等の高周波用
伝送線路２とから成る配線基板に、キャビティ１ａを取
り囲むように壁部材３を接合し、キャビティ１ａ内に高
周波用半導体素子４を搭載してその電極と高周波用伝送
線路２とをボンディングワイヤ５により接続し、壁部材
３の上面に蓋体（図示せず）を取着することにより高周
波用半導体素子４が内部に気密に封止されている。

【０００５】そして、この高周波用半導体装置を外部電
気回路基板６の表面に設けられた凹部６ａに搭載し、壁
部材３を通過してキャビティ１ａ外に引き出された高周
波用伝送線路２と外部電気回路基板６表面の配線導体７
とをワイヤボンディング８等の手段を用いて電気的に接
続することにより、高周波信号の入出力が行なわれてい
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４に
示したような高周波用半導体装置では、外部電気回路基
板への表面実装は不可能なため、実装の高密度化を図る
ことができず、また実装のコストを下げることができな
い。

【０００７】そこで、外部電気回路基板への高密度実装
ならびに実装コスト低減の要求に応えるために、配線基
板の絶縁基体下面に高周波用伝送線路を形成し、この高
周波用伝送線路の端部もしくは端部に形成された接続端
子を半田バンプ等の導電性接続部材により外部電気回路
基板表面の配線導体に直接接合する、表面実装型の高周
波用半導体装置が提案され用いられつつある。

【０００８】このような表面実装型の高周波用半導体装
置においては、例えば図５に部分破断斜視図で示すよう
に、配線基板には絶縁基体11上面の搭載部としてのキャ
ビティ11ａ近傍から絶縁基体11の外周の側壁13付近まで
形成されたマイクロストリップ線路等の第１の高周波用
伝送線路12ａと絶縁基体11の下面に形成されたマイクロ
ストリップ線路等の第２の高周波用伝送線路12ｂとを貫
通導体14で接続することにより、キャビティ11ａ近傍か
ら絶縁基体11の下面にかけて高周波用伝送線路を導出す
ることが行なわれていた。

【０００９】そして、キャビティ11ａ内に搭載された高
周波用半導体素子15の電極と第１の高周波用伝送線路12
ａとをボンディングワイヤ16により接続するとともに第
２の高周波用伝送線路12ｂと外部電気回路基板（図示せ
ず）表面の配線導体とを半田バンプ等の導電性接続部材
（図示せず）により接合することにより、この高周波用
半導体装置が外部電気回路基板に表面実装されていた。

【００１０】また、このような表面実装型の半導体装置
に用いられる配線基板においては、絶縁基体11の側面に
第２の高周波用伝送線路12ｂを延設して、高周波用半導
体装置と外部電気回路基板との半田等による接合を確実
にするための端面パターン17を設けることも行なわれて
いた。

【００１１】しかしながら、高周波用半導体装置は一般
に外部電気回路基板との接続のための端子数が少なく、
しかも、上記従来の表面実装型の高周波用半導体装置を
表面実装する場合には、配線基板の絶縁基体11の下面に
形成された第２の高周波用伝送線路12ｂと外部電気回路
基板表面の配線導体との間の接合面積が小さいことから
絶縁基体11と外部電気回路基板との間の接合強度が十分
ではなく、そのため例えば温度サイクル等の信頼性試験
を行なうと、一般にセラミックス等からなる絶縁基体11
と一般に有機樹脂等からなる外部電気回路基板の熱膨張
係数が異なるために、高周波用伝送線路12ｂと配線導体
との接合部が短時間で破断してしまい十分な接続信頼性
が得られないという問題点があった。

【００１２】また、図５に示すように、配線基板に外部
電気回路基板との接合信頼性を確実にするための側面パ
ターン17を設けた場合には、その側面パターン17が高周
波回路におけるスタブとして機能するのでその部分で高
周波信号の反射が起こってしまい、高周波特性が悪化す
ることとなって10ＧＨｚ以上の周波数帯で使用する高周
波用半導体装置には使用することができないという問題
点があった。

【００１３】本発明は上記従来技術における問題点に艦
みてなされたものであり、その目的は、配線基板と外部
電気回路基板との間の接合強度を高周波特性を悪化させ
ることなく改善した、接続信頼性の高い、高周波用半導
体素子収納用パッケージあるいは高周波用半導体装置に
好適な高周波用表面実装型配線基板を提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の高周波用
表面実装型配線基板は、セラミックスから成る絶縁基体
の上面もしくは下面に高周波用半導体素子が搭載される
搭載部が形成されるとともにこの搭載部近傍から前記絶
縁基体の下面にかけて導出された高周波用伝送線路が形
成され、この高周波用伝送線路の端部が導電性接続部材
を介して外部電気回路基板表面の配線導体に接合される
高周波用表面実装型配線基板であって、前記絶縁基体の
下面には前記高周波用伝送線路から1.5 ｍｍ以上離れた
位置に前記外部電気回路基板との接合を補強する補強用
パッドが形成されていることを特徴とするものである。

【００１５】また、本発明の第２の高周波用表面実装型
配線基板は、上記構成の高周波用表面実装型配線基板に
おいて、前記搭載部が前記絶縁基体の上面に形成される
とともに、前記高周波用線路導体が、前記絶縁基体の上
面に形成された第１の高周波用伝送線路と、前記絶縁基
体の下面に前記第１の高周波用伝送線路と対向して形成
された第２の高周波用伝送線路と、前記絶縁基体の内部
に形成され、前記第１の高周波用伝送線路と前記第２の
高周波用伝送線路との対向位置に対応してスロット孔が
形成された接地導体層とから成り、前記第１の高周波用
伝送線路と前記第２の高周波用伝送線路とが前記スロッ
ト孔を介して電磁結合していることを特徴とするもので
ある。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の第１の高周波用表面実装
型配線基板によれば、絶縁基体の下面に形成された外部
電気回路基板の配線導体に接合される高周波用伝送線路
に対して、その横に形成する場合には線路幅方向に、ま
たその延長上に形成する場合には線路長方向に1.5 ｍｍ
以上離れた位置に外部電気回路基板との接合を補強する
補強用パッドを形成したことから、この補強用パッドと
これに対応して外部電気回路基板に設けられた接続パッ
ド等とを接合することにより、高周波伝送線路を伝搬す
る高周波信号に電気的な悪影響を与えることなく配線基
板と外部電気回路基板との接合面積を増加させて接合強
度を高めることができ、その結果、高周波特性に悪影響
を及ぼさずに接合信頼性を高めることができる。

【００１７】また、本発明の第２の高周波用表面実装型
配線基板によれば、絶縁基体上面の搭載部から絶縁基体
下面に導出される高周波用伝送線路を、絶縁基体の上面
に搭載部近傍から導出されて形成された第１の高周波用
伝送線路と、絶縁基体の下面に第１の高周波用伝送線路
と対向して形成された第２の高周波用伝送線路と、絶縁
基体の内部に形成され、第１の高周波用伝送線路と第２
の高周波用伝送線路との対向位置に対応してスロット孔
が形成された接地導体層とにより構成し、第１の高周波
用伝送線路と第２の高周波用伝送線路とが前記スロット
孔を介して電磁結合しているものとしたことから、絶縁
基体上面の第１の高周波用伝送線路を高周波用半導体素
子の気密封止のために絶縁基体上面に接合される壁部材
あるいは蓋体の側壁を通過させることなく、また、絶縁
基体内部に設けられるスルーホール導体やビア導体等の
貫通導体によることなく絶縁基体下面の第２の高周波用
伝送線路に高周波的に接続させることができる。そのた
め、側壁通過部において高周波用伝送線路が例えばマイ
クロストリップ線路からストリップ線路へと変換される
ことによる反射損や放射損の発生がなく、また、貫通導
体による透過損失の影響を受けることがないので、絶縁
基体上面の第１の高周波用伝送線路から下面の第２の高
周波用伝送線路へ伝送損失を抑制して高周波信号を伝送
することができ、配線基板と外部電気回路基板との間の
接合強度を高めつつ高周波特性をさらに高めることがで
きる。

【００１８】すなわち、本発明の高周波用表面実装型配
線基板によれば、上記のように補強用パッドを設けたこ
とにより、配線基板と外部電気回路基板との間の接合強
度をこの補強用パッドにより向上させることとなり、従
来のように補強用パッドがない場合と比較してより高い
接合信頼性を得ることができる。しかも、高周波用伝送
線路の近傍に補強用パッドのような伝送線路以外の導電
性パターンを設けることは、通常はたとえその導電性パ
ターンが高周波用伝送線路と直流的に接続されていなく
ても高周波的に結合されていれば高周波回路としてのス
タブを設けることと同じ結果となって高周波用伝送線路
の高周波伝送特性の劣化をもたらすこととなるが、本発
明者が鋭意検討を行なった結果、特に使用する高周波信
号が10ＧＨｚ以上100 ＧＨｚ以下のとき、本発明のよう
にマイクロストリップ線路等の高周波伝送線路の横に形
成する場合はその線路幅方向に、また延長上に形成する
場合はその線路長方向にそれぞれ1.5 ｍｍ以上離れた距
離に補強用パッドを設ければ、補強用パッドと高周波用
伝送線路とが高周波的に結合されることがなく高周波特
性の悪化をもたらさないことを見出し、外部電気回路基
板との接合強度を高めつつ良好な高周波特性を有する高
信頼性でかつ高性能の高周波用表面実装型配線基板を実
現するに至ったものである。

【００１９】また、本発明の第２の高周波用表面実装型
配線基板によれば、絶縁基体上面の高周波用半導体素子
の搭載部から下面に高周波用伝送線路を導出するのに絶
縁基体内部に設けたスロット孔を有する接地導体層を介
した電磁結合の構成を用いたことにより、100 ＧＨｚ程
度までの高周波の使用にも耐え得る極めて良好な高周波
特性を有する、高周波用半導体装置に好適な高周波用表
面実装型配線基板となる。

【００２０】なお、本発明の高周波用表面実装型配線基
板において、絶縁基体の下面に形成する補強用パッド
は、高周波用伝送線路から1.5 ｍｍ以上離れていれば絶
縁基体の下面の任意の位置に形成することができるが、
補強用パッドにより配線基板と外部電気回路基板との間
の応力に対してより効果的に対抗するためには、これら
補強用パッドにもっとも応力が加わるように、絶縁基体
が矩形状であればその４隅の角部に形成しておくことが
好ましい。

【００２１】このように補強用パッドを絶縁基体の４隅
に設けることにより、配線基板と外部電気回路基板との
間の熱応力がこれら補強用パッドの部分にもっとも加わ
ることになるために、その応力に十分耐え得る接合強度
を有する配線基板となり、さらに高い接続信頼性を得る
ことができるものとなる。

【００２２】以下、図面に基づいて本発明の高周波用表
面実装型配線基板について詳細に説明する。

【００２３】図１（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の
高周波用表面実装型配線基板の実施の形態の一例を示す
下面図・横断面図および縦断面図である。

【００２４】図１において、21はセラミックスから成る
絶縁基体であり、21ａは絶縁基体21の上面に形成された
高周波用半導体素子を搭載するための搭載部である。こ
の例では搭載部21ａは絶縁基体21の上面に設けられた凹
部に形成されているが、搭載部21ａは平坦面上に形成し
てもよく、絶縁基体21の下面に形成してもよい。

【００２５】本発明の高周波用表面実装型配線基板の絶
縁基体21に好適に用いられるセラミックスとしては、例
えば半導体素子収納用パッケージとして広く用いられて
いるタングステンを内部配線とするアルミナセラミック
ス（酸化アルミニウム質焼結体）が挙げられる。また、
より高周波での伝送損失を下げるために配線材料として
銀・金・銅等を用いた低温焼成セラミックス等を用いる
こともできる。

【００２６】22は搭載部21ａ近傍から絶縁基体21の下面
にかけて導出された高周波信号を伝送するための高周波
用伝送線路である。この例では絶縁基体21の下面ではマ
イクロストリップ線路の構造のものを示しており、搭載
部21ａ近傍から絶縁基体21の下面までの部分は省略して
いる。この高周波用伝送線路21の端部が直接、あるいは
その端部に接続された接続端子や端部を変換したコプレ
ーナ線路の端部が、半田バンプや銀ろうバンプ・金バン
プ等の導電性接続部材（図示せず）により外部電気回路
基板（図示せず）表面の配線導体に接合されることによ
り、この配線基板が外部電気回路基板に表面実装される
こととなる。

【００２７】このような高周波用伝送線路22としては、
コプレーナ線路やストリップ線路・グランド付きコプレ
ーナ線路等も用いることができる。この高周波用伝送線
路22を搭載部21ａ近傍から絶縁基体21の下面まで導出す
る構造には、絶縁基体21の内部や側面に形成した高周波
用伝送線路22としての配線導体層や絶縁基体21内部を貫
通するスルーホール導体やビア導体等の貫通導体等を採
用し得る。また、搭載部21ａ近傍から、絶縁基体21の上
面に搭載部21ａを取り囲むようにして取着した壁部材の
ハーメチックシール部を通過して、絶縁基体21の側面を
回り込んで絶縁基体21の下面に導出する構造としてもよ
い。

【００２８】また、高周波用伝送線路22には、タングス
テンやモリブデン等の高融点金属にニッケルメッキや金
メッキを施した厚膜導体、あるいは銀・銀−パラジウム
等の厚膜導体、銅に金メッキを施した厚膜導体、クロム
やチタン等を下地導体とし表面を金とする薄膜導体等を
用いることができる。

【００２９】そして、23は外部電気回路基板との接合を
補強するために絶縁基体21の下面に高周波用伝送線路22
から1.5 ｍｍ以上離れた位置に形成された補強用パッド
であり、この例では補強用パッド23を絶縁基体21の下面
のほぼ中央部の縦方向に形成された高周波用伝送線路22
の横にその線路幅方向に距離ｄが1.5 ｍｍ以上離れた位
置に形成しており、また、矩形状の絶縁基体21の４隅の
角部にそれぞれ補強用パッド23を形成している。

【００３０】なお、この例では各補強用パッド23を絶縁
基体21の側面に延設して側面パターン24を形成するよう
にしている。このように側面パターン24を延設した場合
には応力集中を分散させることができ、より効果の高い
補強用パッドとなるが、これら側面パターン24は必ずし
も必要とするものではない。

【００３１】このような補強用パッド23や側面パターン
24の位置や大きさ等は、高周波用伝送線路22より1.5 ｍ
ｍ以上離れており、かつその他のパターンに短絡するな
どの影響を与えない範囲で任意に設定される。また、補
強用パッド23や側面パターン24は、絶縁基体21のセラミ
ックスとの間で十分な密着強度を得ることができ、かつ
表面が半田等の金属ろう材で濡れる材料であれば、厚膜
・薄膜等どのような材料の膜を用いても構わない。

【００３２】なお、25は電源あるいはバイアス信号のた
めの電極パッドであり、これらは高周波用半導体素子の
仕様や特性等に応じて必要により適宜設けられるもので
ある。

【００３３】このような本発明の高周波用表面実装型配
線基板によれば、絶縁基体21の下面に形成された高周波
用伝送線路22に対して、その横にそれぞれ線路幅方向に
距離ｄが1.5 ｍｍ以上離れた位置に外部電気回路基板と
の接合を補強する補強用パッド23を形成したことから、
高周波用伝送線路22の端部を外部電気回路基板表面の配
線導体に半田バンプ等の導電性接続部材により接合する
とともに、この補強用パッド23とこれに対応して外部電
気回路基板に設けられた配線導体や接続パッド等とを同
じく半田バンプ等の導電性接続部材により接合すること
によって、高周波伝送線路22を伝搬する高周波信号に電
気的な悪影響を与えることなくこの配線基板と外部電気
回路基板との接合面積を増加させて接合強度を高めるこ
とができ、その結果、高周波特性に悪影響を及ぼさずに
接合信頼性を高めることができるものとなる。

【００３４】そして、絶縁基体21の搭載部21ａに高周波
用半導体素子を搭載してその電極と搭載部21ａ近傍の高
周波用伝送線路22とをボンディングワイヤや半田バンプ
等により電気的に接続し、この搭載部21ａを覆うように
絶縁基体21の上面に蓋体を取着し、あるいは搭載部21ａ
を取り囲むようにして絶縁基体21の上面に接合された壁
部材の上面に蓋体を取着し、あるいは搭載部21ａを覆う
ように封止用樹脂を付与することにより、高周波用半導
体素子が気密に収容されて、良好な接続信頼性とともに
優れた高周波特性を有する高周波用半導体装置となる。

【００３５】また、高周波用伝送線路22を搭載部21ａ近
傍から絶縁基体21の下面に導出する構造として、図２に
部分破断斜視図で示すように、搭載部21ａを絶縁基体21
の上面に形成されている場合は、絶縁基体21の上面の搭
載部21ａ近傍に形成された第１の高周波用伝送線路22ａ
と、絶縁基体21の下面に第１の高周波用伝送線路22ａと
対向して形成された第２の高周波用伝送線路22ｂと、絶
縁基体21の内部に形成され、第１の高周波用伝送線路22
ａと第２の高周波用伝送線路22ｂとの対向位置に対応し
てスロット孔27が形成された接地導体層26とで構成し
て、同図中にＡで示した領域において第１の高周波用伝
送線路22ａと第２の高周波用伝送線路22ｂとをスロット
孔27を介して電磁結合させることにより、ハーメチック
シール部における反射損や放射損の発生がなく、また、
貫通導体による透過損失の影響もない、低伝送損失の極
めて良好な高周波特性を有する本発明の第２の高周波用
表面実装型配線基板となる。

【００３６】このような高周波用伝送線路の導出構造と
することにより、低損失で高周波信号を導出できると同
時に絶縁基体21の上面では第１の高周波用伝送線路22ａ
を絶縁基体21の側壁に入り込ませる必要がなくなって、
この配線基板をパッケージとして使用した場合に内部の
気密封止の信頼性が高いものとすることができる。

【００３７】そして、絶縁基体21の搭載部21ａに高周波
用半導体素子28を搭載し、その上面の電極と第１の高周
波用伝送線路22ａとをボンディングワイヤ29で接続し、
またはその下面の電極と第１の高周波用伝送線路22ａと
を半田バンプ等の導電性接続部材で接合して、絶縁基体
21の上面に搭載部21ａを覆うように蓋体を取着し、ある
いは搭載部21ａを覆うように封止用樹脂を付与すること
により、高周波用半導体素子24が内部に気密に収容され
て、外部電気回路基板との良好な接続信頼性とともに極
めて優れた高周波特性を有する高周波用半導体装置とな
る。

【００３８】

【実施例】次に、本発明の高周波用表面実装型配線基板
について具体例を説明する。

【００３９】絶縁基体のセラミックス材料として92％純
度の多層配線基板用アルミナセラミックス（熱膨張係数
７×10^-6／℃）を用い、このアルミナセラミックスの所
定厚みのセラミックグリーンシートを用意し、これらセ
ラミックグリーンシートの上面および下面ならびに内部
に形成した貫通孔にタングステンペーストを用いて所定
の搭載部を構成する配線導体および高周波用伝送線路な
らびに貫通導体となるパターンを印刷し、これらを積層
した後、長さ約９ｍｍ×幅約６ｍｍの矩形状の形状に切
断して、加湿フォーミングガス中1600℃・１時間の焼成
を行なった。その後、高周波用伝送線路に対してニッケ
ルめっきを１μｍ・金めっきを1.5 μｍ施して、本発明
の高周波用表面実装型配線基板の実施例のサンプルなら
びに比較例のサンプルを得た。

【００４０】ここで、本発明の実施例のサンプルとして
は、絶縁基体下面の高周波用伝送線路と補強用パッドの
パターンを図１（ａ）に示したものとして、線路幅が0.
2 ｍｍの高周波用伝送線路22に対して、高周波用伝送線
路22と補強用パッド23との距離ｄを1.0 ｍｍ・1.2 ｍｍ
・1.5 ｍｍ・2.0 ｍｍとしてそれぞれ試料Ａ・Ｂ・Ｃ・
Ｄとした。また、本発明の他の実施例のサンプルとし
て、高周波用伝送線路と補強用パッドのパターンを図３
（ａ）に下面図で示したように絶縁基体21の下面中央部
の高周波用伝送線路22間に補強用パッド30を形成したも
のとし、線路幅が0.2 ｍｍの高周波用伝送線路22に対し
て、高周波用伝送線路22と補強用パッド30との距離ｄを
1.5 ｍｍとし、補強用パッド30の長さＬを３ｍｍ、幅Ｗ
を４ｍｍとして試料Ｅとした。さらに、比較例のサンプ
ルとして、図３（ｂ）に下面図で示したように線路幅が
0.2 ｍｍの高周波用伝送線路22に対して補強用パッドを
形成しない従来のパターンのものとし、試料Ｆとした。

【００４１】このようにして得た試料Ａ〜Ｆにつき、そ
れぞれガラス−フッ素樹脂複合銅張り回路基板（熱膨張
係数13×10^-6／℃）表面に形成した銅による配線導体に
対して絶縁基体21下面の高周波用伝送線路22の端部を半
田により接合して表面実装した。ここで、配線導体と高
周波用伝送線路22の端部との半田による接合は、配線導
体上に所定のパターンにて半田ペーストを印刷し、その
上に試料下面の高周波用伝送線路22の端部が位置するよ
うに各試料を搭載後、リフロー炉にて半田を溶融して行
なった。また、半田高さは50μｍ以下となるように半田
ペーストの量を調整した。

【００４２】そして、外部電気回路基板に接続した試料
Ａ〜Ｆを各々10個ずつに対して−65℃〜＋150 ℃の温度
サイクル試験を行なった。温度サイクル試験後において
テスターを用いて外部電気回路基板の配線導体と各試料
の高周波用伝送線路22との接続部の断線の有無を調べる
ことにより、接続不良の発生の確認を行なった。この試
験の合格の基準は1000サイクルで接続部の断線等の接続
不良が発生しないこととした。

【００４３】この試験において温度サイクルの回数に対
する接続不良が発生個数を調べたところ、比較例の試料
Ｆにおいては500 サイクルで２個、1000サイクルでさら
に５個、2000サイクルで残り３個にも接続不良が発生し
た。一方、試料Ａ〜Ｅではいずれも1000サイクルでは接
続不良の発生はなく、試料Ｅでは2000サイクルで１個、
3000サイクルでさらに１個の接続不良が発生し、試料Ａ
〜Ｄではいずれも3000サイクルで１個の接続不良が発生
したのみであった。この結果より、絶縁基体21下面の高
周波用伝送線路22の近傍に補強用パッド23または30を形
成した試料Ａ〜Ｅによれば、いずれも良好な接続信頼性
を有することが確認できた。

【００４４】次に、これら各試料Ａ〜Ｅについて、搭載
部21ａ近傍から絶縁基体21下面の高周波用伝送線路22ま
での導出構造として図２に示した電磁結合構造を用いた
ものを用意し、搭載部21ａから高周波用伝送線路22の端
部までの高周波信号伝送特性の確認を行なった。なお、
搭載部21ａの近傍および絶縁基体21下面における高周波
用伝送線路22には、いずれも線路幅が0.2 ｍｍのマイク
ロストリップ線路を用いた。

【００４５】そして、高周波信号の伝送特性の評価とし
て、各試料の搭載部と高周波用伝送線路の端部の外部電
気回路基板との接合箇所とにコプレーナ／マイクロスト
リップ線路変換基板を設け、エアコプレーナプローブと
ネットワークアナライザを用いて40ＧＨｚでの挿入損失
の測定を行なった。ここでの合格の基準は−１ｄＢ以下
とした。

【００４６】その結果、それぞれ試料Ａでは−４ｄＢ、
試料Ｂでは−1.5 ｄＢ、試料Ｃでは−0.7 ｄＢ、試料Ｄ
では−0.6 ｄＢ、試料Ｅでは−0.6 ｄＢとなり、本発明
の実施例である試料Ｃ・ＤおよびＥでは、いずれも良好
な伝送特性を有するものであった。

【００４７】以上の結果により、本発明の試料Ｃ・Ｄお
よびＥによれば、外部電気回路基板との接続信頼性が高
く、しかも高周波伝送特性が良好な高周波用表面実装型
配線基板となることが確認できた。

【００４８】なお、以上はあくまで本発明の実施の形態
の例示であって、本発明はこれらに限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更や改
良を加えることは何ら差し支えない。例えば、補強用パ
ッドは接地されていてもいなくてもよく、また、絶縁基
体下面の高周波用伝送線路にマイクロストリップ線路を
用いた場合にその端部にコプレーナ線路との変換基板を
内蔵させるべく、高周波用伝送線路と補強用パッドとの
間に接地層を形成しても構わない。

【００４９】

【発明の効果】以上のように、本発明の第１の高周波用
表面実装型配線基板によれば、絶縁基体の下面に形成さ
れた外部電気回路基板の配線導体に接合される高周波用
伝送線路に対して1.5 ｍｍ以上離れた位置に外部電気回
路基板との接合を補強する補強用パッドを形成したこと
から、この補強用パッドとこれに対応して外部電気回路
基板に設けられた接続パッド等とを接合することによ
り、補強用パッドと高周波用伝送線路とが高周波的に結
合されることがないため、高周波伝送線路を伝搬する高
周波信号に電気的な悪影響を与えることなく配線基板と
外部電気回路基板との接合面積を増加させて接合強度を
高めることができ、その結果、高周波特性に悪影響を及
ぼさずに接合信頼性を高めることができた。

【００５０】また、本発明の第２の高周波用表面実装型
配線基板によれば、絶縁基体上面の搭載部から絶縁基体
下面に導出される高周波用伝送線路を、絶縁基体の上面
に搭載部近傍から導出されて形成された第１の高周波用
伝送線路と、絶縁基体の下面に第１の高周波用伝送線路
と対向して形成された第２の高周波用伝送線路と、絶縁
基体の内部に形成され、第１の高周波用伝送線路と第２
の高周波用伝送線路との対向位置に対応してスロット孔
が形成された接地導体層とにより構成し、第１の高周波
用伝送線路と第２の高周波用伝送線路とが前記スロット
孔を介して電磁結合しているものとしたことから、絶縁
基体上面の第１の高周波用伝送線路を高周波用半導体素
子の気密封止のために絶縁基体上面に接合される壁部材
あるいは蓋体の側壁を通過させることなく、また、絶縁
基体内部に設けられるスルーホール導体やビア導体等の
貫通導体によることなく絶縁基体下面の第２の高周波用
伝送線路に高周波的に接続させることができ、高周波用
伝送線路における反射損や放射損の発生がなく、また、
貫通導体による透過損失の影響を受けることもなくなっ
て、絶縁基体上面の第１の高周波用伝送線路から下面の
第２の高周波用伝送線路へ伝送損失を抑制して100 ＧＨ
ｚ程度までの周波数の高周波信号も良好に伝送すること
ができ、配線基板と外部電気回路基板との間の接合強度
を高めつつ高周波特性をさらに高めることができた。

【００５１】以上により、本発明によれば、配線基板と
外部電気回路基板との間の接合強度を高周波特性を悪化
させることなく改善した、接続信頼性の高い、高周波用
半導体素子収納用パッケージあるいは高周波用半導体装
置に好適な高周波用表面実装型配線基板を提供すること
ができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の高周波用
表面実装型配線基板の実施の形態の一例を示す下面図・
横断面図および縦断面図である。

【図２】本発明の第２の高周波用表面実装型配線の基板
の実施の形態の一例を示す部分破断斜視図である。

【図３】（ａ）は本発明の高周波用表面実装型配線基板
の実施例を示す下面図、（ｂ）は比較例を示す下面図で
ある。

【図４】従来の高周波用半導体装置の例を示す部分破断
斜視図である。

【図５】高周波用表面実装型配線基板における高周波用
伝送線路の導出構造を示す部分破断斜視図である。

【符号の説明】

21・・・・・絶縁基体 21ａ・・・・搭載部 22・・・・・高周波用伝送線路 22ａ・・・・第１の高周波用伝送線路 22ｂ・・・・第２の高周波用伝送線路 23、30・・・補強用パッド 26・・・・・接地導体層 27・・・・・スロット孔 28・・・・・高周波用半導体素子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミックスから成る絶縁基体の上面も
   しくは下面に高周波用半導体素子が搭載される搭載部が
   形成されるとともに該搭載部近傍から前記絶縁基体の下
   面にかけて導出された高周波用伝送線路が形成され、該
   高周波用伝送線路の端部が導電性接続部材を介して外部
   電気回路基板表面の配線導体に接合される高周波用表面
   実装型配線基板であって、前記絶縁基体の下面には前記
   高周波用伝送線路から１．５ｍｍ以上離れた位置に前記
   外部電気回路基板との接合を補強する補強用パッドが形
   成されていることを特徴とする高周波用表面実装型配線
   基板。
2. 【請求項２】 前記搭載部が前記絶縁基体の上面に形成
   されるとともに、前記高周波用線路導体が、前記絶縁基
   体の上面に形成された第１の高周波用伝送線路と、前記
   絶縁基体の下面に前記第１の高周波用伝送線路と対向し
   て形成された第２の高周波用伝送線路と、前記絶縁基体
   の内部に形成され、前記第１の高周波用伝送線路と前記
   第２の高周波用伝送線路との対向位置に対応してスロッ
   ト孔が形成された接地導体層とから成り、前記第１の高
   周波用伝送線路と前記第２の高周波用伝送線路とが前記
   スロット孔を介して電磁結合していることを特徴とする
   請求項１記載の高周波用表面実装型配線基板。