| 【発明の名称】 |
高周波回路装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】中村 滋宏
【住所又は居所】大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内
【氏名】馬場 清一
【住所又は居所】大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内
【氏名】今岡 俊一
【住所又は居所】大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】高周波回路装置にコプレーナ線路を使用することにより小型化および高精密化を実現する。
【解決手段】パッケージ１８にはトランジスタ、ダイオード、ＩＣが内蔵され、露出する入力引出電極１９Ａ、出力引出電極１９Ｂおよび接地引出電極２１を有し、２つの中心導体１１Ａ、１１Ｂは絶縁性のモジュール基板に形成され前記パッケージの入力引出電極、出力引出電極にそれぞれ接続される始端部と幅広にされた中間部を有し、ギャップを有するように前記２つの中心導体を包囲し形成され、且つスルーホールを介してモジュール基板の裏面の裏面接地導体に接続された接地導体１２Ａが、前記中心導体とギャップを包囲するように形成され、２つの中心導体、スルーホール、接地導体はパッケージの外形に対称に形成する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランジスタ、ダイオード、ＩＣなどが内蔵され、露出する入力引出電極、出力引出電極および接地引出電極を有するパッケージと、
絶縁性のモジュール基板に形成され前記パッケージの入力引出電極および出力引出電極にそれぞれ接続される始端部と幅広にされた中間部を有する中心導体と、
ギャップを有するように前記中心導体を包囲し形成され、且つモジュール基板の裏面の裏面接地導体に接続された接地導体とよりなり
前記接地導体は、前記中心導体とギャップを包囲するように形成することを特徴とする高周波回路装置。
【請求項２】
トランジスタ、ダイオード、ＩＣなどが内蔵され、対角線上に設けられ且つ露出される入力引出電極と出力引出電極および接地引出電極を有するパッケージと、
絶縁性のモジュール基板にパッケージの中心点に点対称に形成され前記パッケージの入力引出電極および出力引出電極にそれぞれ接続される始端部と幅広にされた中間部を有する中心導体と、
ギャップを有するように中心導体を包囲し形成され、且つモジュール基板の裏面の裏面接地導体に接続された接地導体とよりなり、
前記接地導体は、前記中心導体とギャップを包囲するように形成することを特徴とする高周波回路装置。
【請求項３】
トランジスタ、ダイオード、ＩＣなどが内蔵され、同列に設けられた入力引出電極と出力引出電極および接地引出電極を有するパッケージと、
絶縁性のモジュール基板にパッケージの中心線に線対称に形成され前記パッケージの入力引出電極および出力引出電極にそれぞれ接続される始端部と幅広にされた中間部を有する中心導体と、
ギャップを有するように中心導体を包囲し形成され、且つモジュール基板の裏面の裏面接地導体に接続された接地導体とよりなり、
前記接地導体は前記中心導体とギャップを包囲するように形成することを特徴とする高周波回路装置。
【請求項４】
前記モジュールの表面に形成された接地導体と裏面接地導体とをスルーホールで接続し、且つスルーホールがパッケージの中心に点対称または線対称に形成されたことを特徴とする請求項１から請求項３いずれか記載の高周波回路装置。
【請求項５】
前記入力引出電極はバイポーラトランジスタのベース引出電極であり、出力引出電極はコレクタ引出電極であり、接地引出電極はエミッタ引出電極であることを特徴とする請求項１から請求項３いずれか記載の高周波回路装置。
【請求項６】
前記入力引出電極は電界効果型トランジスタのゲート引出電極であり、出力引出電極はドレイン引出電極であり、接地引出電極はソース引出電極であることを特徴とする請求項１から請求項３いずれか記載の高周波回路装置。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明はモジュール基板の引出電極パターンをコプレーナ線路とし、小型化を図った高周波回路装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信機器等の使用周波数の高周波化および小型化にともない、モジュール基板の引出電極にマイクロストリップ線路が使用される。
【０００３】
図１４は高周波回路に従来から用いられているマイクロストリップ線路１で、セラミック等からなるモジュール基板２の表面に白金などにより引出電極となる導電パターン３が形成されている。
【０００４】
図１５は図１４で示すマイクロストリップ線路１をモジュール基板の引出電極に用いた従来の高周波回路装置の平面図である。
【０００５】
パッケージ４はトランジスタ、ダイオード、ＩＣなどが内蔵され、入力引出電極５ａ、出力引出電極５ｂ、接地電極５ｃが下面より露出される。
【０００６】
パッケージ４の入力引出電極５ａはマイクロストリップ線路６ａにて引出され、出力引出電極５ｂはマイクロストリップ線路６ｂにて引出される。さらに接地電極５ｃ、５ｃはマイクロストリップ線路６ｃにて引出される。
【０００７】
入力引出電極５ａおよび出力引出電極５ｂは所定のインピーダンスであることが必要であるために、モジュール基板２の厚さＨｍｉｃが８００μｍで、導電体３の線路幅Ｗｍｉｃが８００μｍと、マイクロストリップ線路６ａ、６ｂは比較的太い導体となる。
【０００８】
モジュール基板２を薄くして、入出力引出電極の引出し電極となるマイクロストリップ線路６ａ、６ｂ、６ｃ等を細くする方法も考えられる。これにより高集積化も可能である。この場合にモジュール基板２全体を薄くする必要はなく、細いマイクロストリップ導体が必要な場所にのみ薄いモジュール基板を用い、それ以外は通常の厚さのモジュール基板２を用いることも可能である。
【特許文献１】特開２０００−６８７１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述した図１５に示すように、太いマイクロストリップ線路１で引出電極パターンにしてしまうと、配線が困難であり、モジュール基板２の集積化も困難となる。
【００１０】
また、モジュール基板２を薄くし引出しパターンを細くすると、機械的強度が低下し、高周波回路全体の伝送損失および誘電体損失が増加してしまう。細いマイクロストリップ配線を用いる個所のみモジュール基板２を薄くすることは、厚さの異なるモジュール基板を扱うこととなり、モジュール基板２とモジュール基板２とのつなぎ合わせによる費用、製作時間がかかるなど諸問題が発生する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明はコプレーナ線路を使用することにより小型化および高精密化を実現するもので、
トランジスタ、ダイオード、ＩＣなどが内蔵され、露出する入力引出電極、出力引出電極および接地引出電極を有するパッケージと、絶縁性のモジュール基板に形成され前記パッケージの入力引出電極および出力引出電極にそれぞれ接続される始端部と幅広にされた中間部を有する中心導体と、ギャップを有するように中心導体を包囲し形成され、且つモジュール基板の裏面の裏面接地導体に接続された接地導体とよりなり、前記接地導体は前記中心導体とギャップを包囲するように形成する高周波回路装置を提供する。
【００１２】
また本発明はトランジスタ、ダイオード、ＩＣなどが内蔵され、対角線上に設けられ且つ露出される入力引出電極と出力引出電極および接地引出電極を有するパッケージと、絶縁性のモジュール基板にパッケージの中心点に点対称に形成され前記パッケージの入力引出電極および出力引出電極にそれぞれ接続される始端部と幅広にされた中間部を有する中心導体と、ギャップを有するように中心導体を包囲し形成され、且つモジュール基板の裏面の裏面接地導体に接続された接地導体とよりなり、前記接地導体は前記中心導体とギャップを包囲するように形成する高周波回路装置を提供する。
【００１３】
さらに本発明はトランジスタ、ダイオード、ＩＣなどが内蔵され、同列に設けられた入力引出電極と出力引出電極および接地引出電極を有するパッケージと、絶縁性のモジュール基板にパッケージの中心線に線対称に形成され前記パッケージの入力引出電極および出力引出電極にそれぞれ接続される始端部と幅広にされた中間部を有する中心導体と、ギャップを有するように中心導体を包囲し形成され、且つモジュール基板の裏面の裏面接地導体に接続された接地導体とよりなり、前記接地導体は前記中心導体とギャップを包囲するように形成する高周波回路装置を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の高周波回路装置は入力引出電極および出力引出電極となる中心導体を囲むように裏面接地導体と接続された接地導体を設け、中心導体と接地導体間のギャップを調整して、中心導体の幅が広くなくても必要とする入出力インピーダンスが得られる。
【００１５】
従って機械的強度を保ちつつ、モジュール基板部分の高密度、高集積化、高周波回路全体の損失低減、低コスト、制作時間の短縮を実現することが出来る。また入出力引出電極パターンを対称に配置することで、入出力信号を容易に考察することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の高周波回路装置を図１〜図１３に従って説明する。
【００１７】
図１は本発明の高周波回路装置に用いたコプレーナ線路９の斜視図である。コプレーナ線路９はモジュール基板１０上に中心導体１１およびギャップＧｃｏｐ１を設けて両側に接地導体１２が形成されている。さらに接地導体１２はタングステンなどからなるスルーホール１５にて裏面接地導体１６と接続されている。
【００１８】
前述の中心導体１１は外部入力引出電極および外部出力引出電極となり、また接地導体１２は外部接地引出電極となる。モジュール基板１０はセラミックなどからなり、また中心導体１１および接地導体１２は白金などを蒸着するなどし、モジュール基板１０の表面に形成している。
【００１９】
図２にシミュレータによる計算結果を示す表である。図２（Ａ）は５０Ωのマイクロストリップ線路１の特性インピーダンスＺ０を得る場合のモジュール基板２の厚さＨｍｉｃと導電パターン３の幅Ｗｍｉｃおよび長さＬｍｉｃの関係を示したものである。
【００２０】
図１４に示す、マイクロストリップ線路１はモジュール基板２の厚さＨｍｉｃの増減により導電体３の幅Ｗｍｉｃも増減することが分かる。これより分かるように、モジュール基板２の厚さＨｍｉｃを薄くする程幅Ｗｍｉｃも狭くできるが強度が問題となるので、モジュール基板２はある程度以下に薄くできない。そのため導電体３の幅Ｗｍｉｃが広くなり高周波回路装置の小型化を阻害した。
【００２１】
一方、コプレーナ線路９は中心導体１１と接地される接地導体１２とのギャップＧｃｏｐ１によりほぼ決定される。
【００２２】
図２（Ｂ）は５０Ωのコプレーナ線路９の特性インピーダンスＺ０を得るために、中心導体１１と接地される接地導体１２とのギャップＧｃｏｐ１を２５０μｍに固定し、基板の厚みＨｃｏｐを変えたものであり、この場合モジュール基板の厚さＨｃｏｐの増減では中心導体の幅Ｗｃｏｐはさほど変化しないことがわかる。
【００２３】
図２（Ｃ）は５０Ωのコプレーナ線路９の特性インピーダンスＺ０を得るために、モジュール基板の厚さＨｃｏｐを６３５μｍに固定して、中心導体１１と接地される接地導体１２とのギャップＧｃｏｐ１を変えたものであり、この場合、ギャップＧｃｏｐ１を１５０μｍにすると中心導体１１の幅は３４５μｍとなり、高周波回路装置の小型化が可能となる。
【００２４】
図３および図４は前述したコプレーナ線路９を用いた本発明の高周波回路装置の平面図と断面図である。モジュール基板１０には白金などで形成された中心導体１１Ａと接地導体１２Ａとを有し、接地導体１２Ａは中心導体１１Ａを包囲するように設けられている。パッケージ１８には入力引出電極１９Ａ、出力引出電極１９Ｂ及び接地引出電極２１を有する。中心導体１１Ａはパッケージ１８の前記入力引出電極１９Ａに接続される細長の始端部１１Ａ１、傾斜辺１１Ａ２に連なる幅広の中間部１１Ａ３と該中間部１１Ａ３に連なる外部引出電極部１１Ａ４とを有する。
【００２５】
接地導体１２Ａはパッケージ１８の接地引出電極２１に接続される始端部１２Ａ１と傾斜辺１２Ａ２および端部１２Ａ３とよりなり、始端部１２Ａ１と傾斜辺１２Ａ２および端部１２Ａ３は中心導体１１Ａの始端部１１Ａ１と傾斜辺１１Ａ２および中間部１１Ａ３にギャップＧｃｏｐ１、Ｇｃｏｐ２を有し隣接して設けられている。また接地導体１２Ａはタングステンなどからなるスルーホール２３で裏面接地導体１６に接続される。
【００２６】
図５は本発明の高周波回路装置に用いているパッケージ１８の等価回路であり、ＬＷｂ、ＬＷｃ、ＬＷｅは各ボンディングワイヤーの寄生インダクタンスであり、ＬＬｂ、ＬＬｃ、ＬＬｅはボンディングパッドとスルーホールと外部引出電極からなる導体配線の寄生インダクタンスである。
【００２７】
また、ＣＰｂc、ＣＰｂｅ、ＣＰｃｅはボンディングパッドからなるパッケージ部の電極導体間の寄生キャパシタンスであり、ＣＳｂc、ＣＳｂｅ、ＣＳｃｅは外部引出電極導体間の寄生キャパシタンスである。
【００２８】
パッケージ１８にはエミッタ引出電極２７、コレクタ引出電極２８およびベース引出電極２９が下面外部に露出して形成されている。本発明の実施例ではエミッタが接地引出電極となり、コレクタが出力引出電極となり、そしてベースが入力引出電極としたが、コレクタまたはベースを接地引出電極としても適用できる。また、本発明の高周波回路装置に用いたトランジスタチップはバイポーラトランジスタであるが、電界効果型トランジスタにおいても適用できる。
【００２９】
図６および図７は図３のＸ部分の平面図および断面図である。中心導体１１Ａの終端部は外部引出電極部１１Ａ４と成っていることを示している。モジュール基板の厚みは６３５μｍであり、外部引出電極部１１Ａ４の長辺は６２０μｍで短辺が１８２μｍである。
【００３０】
図８及び図９は図３のＹ部分の平面図および断面図である。中心導体１１Ａの中間部１１Ａ３と接地導体１２Ａの端部１２Ａ３とが隣接して設けられていることを示している。中間部１１Ａ３の長辺は６２０μｍで長さが２１６μｍである。そして中心導体１１Ａの中間部１１Ａ３と接地導体１２Ａの端部１２Ａ３とのギャップＧｃｏｐ１の幅は２４０μｍである。
【００３１】
図１０及び図１１は図３のＺ部分の平面図および断面図である。ここでも中心導体１１Ａの始端部１１Ａ１に隣接して接地導体１２Ａの始端部１２Ａ１が隣接して設けられていることを示している。始端部１１Ａ１の幅は１５０μｍで長さが２１０μｍである。そして中心導体１１Ａの始端部１１Ａ１と接地導体１２Ａの始端部１２Ａ１とのギャップＧｃｏｐ２の幅は７０μｍである。
【００３２】
このように本発明の高周波回路装置は中心導体１１Ａを包囲するように接地導体１２Ａを設け、中心導体１１Ａと接地導体１２Ａとの間にギャップを形成し、ギャップ幅を変えて入出力インピーダンスを得るようにしたので、中心導体１１Ａの幅を狭くできモジュール基板部分の高密度および高集積化が可能となる。
【００３３】
図１２は本発明の高周波回路装置の実施例を示す平面図である。モジュール基板１０にはパッケージ１８の中心点を点対称とする位置に第１の中心導体１１Ａと第２の中心導体１１Ｂとが形成されている。接地導体１２Ａはパッケージ１８の中心点を対称として４つのスルーホール２３で裏面接地導体１６に接続されている。
【００３４】
第１の中心導体１１Ａおよび第２の中心導体１１Ｂを囲むように接地導体１２Ａが設けられており、第１の中心導体１１Ａおよび第２の中心導体１１Ｂと接地導体１２Ａ間にギャップＧｃｏｐ１を形成することにより、第１の中心導体１１Ａおよび第２の中心導体１１Ｂの導電幅を広くしないでも高周波回路の入出力インピーダンスで必要とする５０Ωが得られる。
【００３５】
第１の中心導体１１Ａの始端部１１Ａ１はパッケージ１８の入力引出電極１９Ａに接続されており、第２の中心導体１１Ｂの始端部１１Ｂ１はパッケージ１８の出力引出電極１９Ｂに接続されている。一例として、第１の中心導体１１Ａの始端部１１Ａ１は図５に示すパッケージ１８のベース電極２９に接続され、第２の中心導体１１Ｂの始端部１１Ｂ１はコレクタ引出電極２８に接続される。さらに接地導体１２Ａの始端部１２Ａ１はパッケージ１８のエミッタ引出電極２７に接続されている。
【００３６】
本入出力引出電極パターンにより、どちらか一方の中心導体の入出力信号を測定することで、もう一方の特性を知ることが出来る。
【００３７】
図１３は本発明の高周波回路装置の他の実施例を示す平面図である。モジュール基板１０にはパッケージ１８の中心線を線対称とする位置に第１の中心導体１１Ａと第２の中心導体１１Ｂとが形成されている。接地導体１２Ａはパッケージ１８の中心線を線対称として３つのスルーホール２３で裏面接地導体１６に接続されている。それ以外は図１２と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の高周波回路装置に用いたコプレーナ線路の斜視図である。
【図２】シミュレータによるマイクロスプリット線路とコプレーナ線路の形状比較を示す表である。
【図３】本発明の高周波回路装置の平面図である。
【図４】本発明の高周波回路装置の断面図である。
【図５】本発明の高周波回路装置に用いているパッケージの等価回路図である。
【図６】図３のＸ部分の平面図である。
【図７】図３のＸ部分の断面図である。
【図８】図３のＹ部分の平面図である。
【図９】図３のＹ部分の断面図である。
【図１０】図３のＺ部分の平面図である。
【図１１】図３のＺ部分の断面図である。
【図１２】本発明の高周波回路装置の実施例を示す平面図である。
【図１３】本発明の高周波回路装置の他の実施例を示す平面図である。
【図１４】従来の高周波回路装置に用いたマイクロストリップ線路の斜視図である。
【図１５】従来の高周波回路装置の平面図である。
【符号の説明】
【００３９】
９ コプレーナ線路
１０ モジュール基板
１１ 中心導体
１２Ａ 接地導体
１６ 裏面接地導体
１８ パッケージ
１９Ａ 入力引出電極
１９Ｂ 出力引出電極
２６ トランジスタチップ
２７ エミッタ引出電極
２８ コレクタ引出電極
２９ ベース引出電極
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１８８９
【氏名又は名称】三洋電機株式会社
【住所又は居所】大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号
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| 【出願日】 |
平成１５年７月３１日（２００３．７．３１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１１１３８３
【弁理士】
【氏名又は名称】芝野 正雅
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| 【公開番号】 |
特開２００５−５１１６１（Ｐ２００５−５１１６１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１７年２月２４日（２００５．２．２４） |
| 【出願番号】 |
特願２００３−２８３９６１（Ｐ２００３−２８３９６１） |
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