多层介质基板及半导体封装制造技术

本发明专利技术提供一种多层介质基板，包括：第一空腔谐振抑制电路（２０Ａ），该第一空腔谐振抑制电路（２０Ａ）抑制第一信号波的空腔谐振；以及第二空腔谐振抑制电路（２０Ｂ），该第二空腔谐振抑制电路（２０Ｂ）抑制频率不同于第一信号波的第二信号波的空腔谐振。所述两个空腔谐振抑制电路分别包括：开口部（５０Ａ、５０Ｂ），该开口部（５０Ａ、５０Ｂ）形成于表层接地导体１８；阻抗变换器，该阻抗变换器的长度为信号波的基板内有效波长的约１／４的奇数倍；前端短路的介质传输线路，该前端短路的介质传输线路的长度为信号波的基板内有效波长的约１／４的奇数倍；耦合开口，该耦合开口形成于内层接地导体；以及电阻，该电阻形成于耦合开口，从而得到抑制多个频率信号波的空腔谐振的多层介质基板。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在介质基板上形成有用于装载在微波带或毫米波带等高频带中 进行动作的半导体器件的电磁屏蔽空间(以下，作为空腔)的多层介质基板及半导体封装。
技术介绍
装载有在微波带、毫米波带等高频带中进行动作的高频半导体器件的高频封装 中，基于其对环境的耐受性和动作的稳定性，高频半导体器件通常装载在用盖板、密封圈、 接地导体等实现气密及电屏蔽的空腔内。然而，在取决于盖板等构件的空腔尺寸成为自由空间传播波长的约1/2或其整数 倍的频带中，会发生谐振，从而使得空腔内的半导体器件的动作和传输线路的特性不稳定。 尤其是在毫米波带(30GHz 300GHz)中进行动作的高频半导体器件，由于器件的尺寸接近 信号频率所对应的传播波长的尺寸，因此，用于收纳器件的空腔的尺寸难以设为信号频率 所对应的传播波长的1/2以下，从而容易产生高次谐振模式。尤其是在76GHz带中进行动 作的毫米波雷达，在该频带中，由于自由空间传播波长成为4mm左右，装载多个1 3mm见 方的高频电路所需的空腔大小成为IOmm左右，因此，容易发生空腔谐振。以往，为了抑制这种空腔谐振，提出了以下的结构。即，包括开口部，该开口部形 成于空腔内的基板上所配置的表层接地导体；阻抗变换器，该阻抗变换器通过该开口部与 空腔进行电耦合，其长度为信号波的基板内有效波长的约1/4 ；前端短路的介质传输线路， 该前端短路的介质传输线路的长度为信号波的基板内有效波长的约1/4 ；耦合开口，该耦 合开口形成于阻抗变换器和介质传输线路的连接部中的内层接地导体；以及电阻，该电阻 形成于所述耦合开口，通过提高电磁波的吸收效率，从而可靠地抑制空腔谐振，使半导体器 件和传输线路稳定地进行动作(例如，参照专利文献1)。专利文献1 国际公开第06/001389号
技术实现思路
然而，在使用高频封装作为倍频器或谐波混频器等的情况下，有时会从传输线路 输出不同频率的信号波。在这种情况下，会发生在空腔内存在多个频率的信号波的状态。以 往，用于抑制空腔谐振的阻抗变换器和介质传输线路只对一种频率设置。因此，虽然能够抑 制对象频率的谐振，却无法抑制对象以外频率的谐振。本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于得到一种多层介质基板及具备该多 层介质基板的半导体封装，所述多层介质基板即使是在存在多个频率的信号波的情况下， 也能够不增大成本、并以简单的构造且高效率地抑制空腔谐振。为了解决上述问题来达到目的，本专利技术所涉及的多层介质基板在介质基板上形成 空腔，在该空腔内安装半导体器件，该多层介质基板具备空腔谐振抑制电路，该空腔谐振抑 制电路包括开口部，该开口部形成于所述空腔内的介质基板上所配置的表层接地导体； 阻抗变换器，该阻抗变换器形成于介质基板内，通过所述开口部与所述空腔进行电耦合，其长度为信号波的基板内有效波长的约1/4的奇数倍；前端短路的介质传输线路，该前端短 路的介质传输线路形成于介质基板内，其长度为信号波的基板内有效波长的约1/4的奇数 倍；耦合开口，该耦合开口形成于所述阻抗变换器和介质传输线路的连接部中的内层接地 导体；以及电阻，该电阻形成于所述耦合开口，所述多层介质基板的特征在于，包括第一 空腔谐振抑制电路，该第一空腔谐振抑制电路抑制第一信号波的空腔谐振；以及第二空腔 谐振抑制电路，该第二空腔谐振抑制电路抑制频率不同于所述第一信号波的第二信号波的 空腔谐振在第一项专利技术中，通过形成与空腔耦合的终端波导，得到与无盖板的开放状态等 效的伪状态，从而抑制空腔谐振。即，在本专利技术中，在介质基板上所配置的表层接地导体的 空腔端部或空腔端部的周边形成开口部(表层接地导体的开口部分)，并且在该开口部前 方的介质基板内形成长度为信号波的基板内有效波长λ g的约1/4的奇数倍的阻抗变换 器。在阻抗变换器的前端、即从开口部向基板的厚度方向的长度成为约Xg/4的奇数倍的 位置，在内层接地导体上形成耦合开口，并形成电阻(印刷电阻)来覆盖该耦合开口。阻抗 变换器的特性阻抗被设定为变换上述电阻与空腔的阻抗的值。此外，在耦合开口、即电阻的 前方，形成长度为信号波的基板内有效波长λ g的约1/4的奇数倍的前端短路的介质传输 线路。耦合开口中的电场分布因介质传输线路的短路负载条件而开放，电阻配置在该电场 的最大点且与电场方向平行。而且，关于包含这些阻抗变换器和介质传输线路的空腔谐振 抑制电路，包括第一空腔谐振抑制电路，该第一空腔谐振抑制电路抑制第一信号波的空腔 谐振；以及第二空腔谐振抑制电路，该第二空腔谐振抑制电路抑制频率不同于第一信号波 的第二信号波的空腔谐振。根据第一项专利技术，由于对于第一信号波及频率不同于第一信号波的第二信号波， 分别能够用阻抗变换器，实现空腔反射较少的阻抗变换，即从中空波导管向电阻负载的反 射较少的阻抗变换，并且用前端短路的介质传输线路，使耦合开口处的电场成为最大(开 放点)，因此，对于上述信号频带，能够得到电阻最大限度的衰减、吸收效果，对于这两个频 率的信号波，能够可靠地抑制空腔谐振，从而得到半导体器件和传输线路的稳定动作。附图说明图1是表示本专利技术所涉及的半导体封装(高频封装)的外观的立体图。图2是表示本专利技术所涉及的半导体封装的盖板取下后的外观的立体图。图3是表示本专利技术所涉及的半导体封装的内部结构的俯视图。图4是详细地表示实施方式1的半导体封装的多层介质基板的内部分层构造中尤 其是第一空腔谐振抑制电路的剖视图。图5是将图4所示的第一空腔谐振抑制电路的部分放大后的部分放大剖视图。图6是详细地表示实施方式1的半导体封装的多层介质基板的内部分层构造中尤 其是第二空腔谐振抑制电路的剖视图。图7是将图5所示的第二空腔谐振抑制电路的部分放大后的部分放大剖视图。图8是表示将两块导电板设置成各自不同地交替向中心方向突出的状态的部分 放大剖视图。图9是表示空腔谐振压制电路的等效电路的图。图10是详细地表示实施方式2的半导体封装的多层介质基板的内部分层构造中 尤其是第一空腔谐振抑制电路的部分放大剖视图。图11是详细地表示实施方式2的半导体封装的多层介质基板的内部分层构造中 尤其是第二空腔谐振抑制电路的部分放大剖视图。图12是详细地表示实施方式3的半导体封装的多层介质基板的内部分层构造中 尤其是第一空腔谐振抑制电路的部分放大剖视图。 图13是详细地表示实施方式3的半导体封装的多层介质基板的内部分层构造中 尤其是第二空腔谐振抑制电路的部分放大剖视图。标号说明1 高频封装(半导体封装)2 多层介质基板3A混频器(高频器件)3B MMIC (高频器件)4 密封圈5 盖板6 IC装载凹部6a 侧壁12 引线16接地面(表层接地导体)18接地图案(表层接地导体)20A、21A、22A第一空腔谐振抑制电路20B、21B、22B第二空腔谐振抑制电路25、26、27 导电板28A第一信号波用传输线路28B第二信号波用传输线路30、30a接地通孔30d构成前端短路面的接地通孔30e电阻通孔列33 空腔35 内层接地导体40信号通孔50A 第一开口部50B 第二开口部60A第一阻抗变换器60B第二阻抗变换器65A第一耦合开口65B第二耦合开口70A 第一电阻70B 第二电阻80A第一介质传输线路80B第二介质传输线路 具体实施例方式下面，基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多层介质基板，在介质基板上形成空腔，在空腔内安装半导体器件，该多层介质基板具备空腔谐振抑制电路，包括：开口部，该开口部形成于所述空腔内的介质基板上所配置的表层接地导体；阻抗变换器，该阻抗变换器形成于介质基板内，通过所述开口部与所述空腔电耦合，其长度为信号波的基板内有效波长的约１／４的奇数倍；前端短路的介质传输线路，该前端短路的介质传输线路形成于介质基板内，其长度为信号波的基板内有效波长的约１／４的奇数倍；耦合开口，该耦合开口形成于所述阻抗变换器和介质传输线路的连接部中的内层接地导体；以及电阻，该电阻形成于所述耦合开口，所述多层介质基板的特征在于，包括：第一空腔谐振抑制电路，该第一空腔谐振抑制电路抑制第一信号波的空腔谐振；以及第二空腔谐振抑制电路，该第二空腔谐振抑制电路抑制频率不同于所述第一信号波的第二信号波的空腔谐振。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：八十冈兴祐，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]