本発明の回路基板およびそれを用いた差動電子回路部品収納用パッケージならびに差動電子回路装置について以下に詳細に説明する。図1(a)は本発明の回路基板の実施の形態の一例を示す平面図、図1(b)は図1(a)に示す回路基板の第1配線(図1(a)の左側配線)に沿って回路基板の断面を示す断面図であり、図2(a)は本発明の回路基板の実施の形態の他の例を示す平面図、図2(b)は図2(a)に示す回路基板の第1配線に沿って回路基板の断面を示す断面図である。図3(a)は図2(a),(b)に示す回路基板を形成する誘電体シート毎に分解した分解斜視図、図3(b)は図3(a)に示す最下層の誘電体シートの下面図である。また、図4(a)は本発明の差動電子回路部品収納用パッケージの実施の形態の一例を示す斜視図、図4(b)は図4(a)のX−X’で示す断面における差動電子回路部品収納用パッケージおよび差動電子回路装置の実施の形態の一例を示す断面図である。なお、図1(b),図2(b)において、断面を示すハッチングは省略している。
これらの図において、1は誘電体基板、2は配線(2aは第1配線,2bは第2配線)、3は入力端(3aは第1配線の入力端,3bは第2配線の入力端)、4は出力端(4aは第1配線の出力端,4bは第2配線の出力端)である。なお、配線2は第1配線2aと第2配線2bとから成る。また、入力端3は第1配線の入力端3aと第2配線の入力端3bとから成り、出力端4は第1配線の出力端4aと第2配線の出力端4bとから成る。
さらに、61は配線2を構成する第1配線導体(61aは第1配線2aの第1配線導体,61bは第2配線2bの第1配線導体)、62は配線2を構成する第2配線導体(62aは第1配線2aの第2配線導体,62bは第2配線2bの第2配線導体)、63は配線2を構成する第3配線導体(63aは第1配線2aの第3配線導体,63bは第2配線2bの第3配線導体)、64は配線2を構成する第4配線導体(64aは第1配線2aの第4配線導体)、51は配線2を構成する第1ビア導体(51aは第1配線2aの第1ビア導体,51bは第2配線2bの第1ビア導体)、52は配線2を構成する第2ビア導体(52aは第1配線2aの第2ビア導体,52bは第2配線2bの第2ビア導体)、53は配線2を構成する第3ビア導体(53aは第1配線2aの第3ビア導体,53bは第2配線2bの第3ビア導体)を示す。なお、50はビア導体を総称する場合に、60は配線導体を総称する場合に用いる場合がある。
また、61cは第1配線導体61aの同一面接地導体、62cは第2配線導体62aの同一面接地導体、63cは第3配線導体63aの同一面接地導体、64cは第4配線導体64aの同一面接地導体、70は接地導体(71は第1接地導体、72は第2接地導体、73は第3接地導体)、8は接地用ビア導体である。
また、図4において、11は上側主面に凹部11aを有する基体、11bは凹部11aの内側の差動電子回路部品9が搭載される載置部、9は差動電子回路部品、13は蓋体を示す。
本発明の回路基板は、図1に示されるように、誘電体基板1と、差動信号が接続される第1配線2aおよび第2配線2bとを備え、第1配線2aの入力端3aと第2配線2bの入力端3bとの間隔および第1配線2aの出力端4aと第2配線2bの出力端4bとの間隔は異なっており、第1配線2aおよび第2配線2bのうち少なくとも一方は、誘電体基板1の内部に形成された複数のビア導体(図1(b)においては第1配線2aの第1ビア導体51a,第2ビア導体52a,第3ビア導体53aの3個のビア導体が形成されている)と第1〜3ビア導体51,52,53の両端に接続された直線状の複数の配線導体(図1(b)においては第1配線導体61a,第2配線導体62a,第3配線導体63a,第4配線導体64aの4本の配線導体が形成されている)とから成るとともに、配線導体61a,62a,63a,64a同士が平面視においてビア導体51a,52a,53aを挟んで互いに角度を成すように接続され、第1配線2aおよび第2配線2bの実効電気長が実質的に同じ長さになるように延設されているものである。
具体的には、図1において、第1配線2aは、誘電体基板1の表面の一辺(図1(a)においては上辺)側において差動電子回路部品9が接続される入力端3aから誘電体基板1の内側に向けて誘電体基板1の表面を第1配線導体61aが延び、第1ビア導体51aを通じて誘電体基板1の層間に形成された直線状の第2配線導体62aに接続され、さらに第2ビア導体52aを介して下層の誘電体層に形成された直線状の第3配線導体63aに接続され、次に第3ビア導体53aによって再び誘電体基板1表面に導出され、誘電体基板1表面の直線状の第4配線導体64aに接続されて出力端4aに引き回されている。
そして、図1(a)に示されるように、平面視において、第1配線導体61aと第2配線導体62aとが中間の第1ビア導体51aを挟んで互いに角度を成すように接続され、第2配線導体62aと第3配線導体63aとが第2ビア導体52aを挟んで互いに角度を成すように接続され、第3配線導体63aと第4配線導体64aとが第3ビア導体53aを挟んで互いに角度を成すように接続されている。さらに、第1配線2aの第1配線導体61a,第2配線導体62a,第3配線導体63a,第4配線導体64a,第1ビア導体51a,第2ビア導体52aおよび第3ビア導体53aを加え合わせた実効電気長が第2配線2bの第1配線導体61b,第2配線導体62bおよび第3配線導体63bの実効電気長とほぼ同じ長さになるようにされている。
なお、図1において、誘電体基板1には第1配線導体61a,第2配線導体62a,第3配線導体63aおよび第4配線導体64aが3層構造に形成されている例を示すが、これに限ることなく、必要に応じて2層以上の適宜の層数にしてよい。
また、実効電気長とは、第1配線2aおよび第2配線2b上を伝送する高周波信号の波長の長さを単位とする長さをいう。本願の回路基板のように、誘電体基板1上または誘電体基板1内に線路導体が形成される場合は、空気中におけるよりも高周波信号の波長が短くなる。そして、第1配線2aおよび第2配線2bの実効電気長が同じ長さである場合、第1配線2aおよび第2配線2bに伝送される各高周波信号が同じ周波数であるとすると、入力端3と出力端4との間において両高周波信号の波数は同じになり、入力端3と出力端4において位相差を生じない。
第1配線2aと第2配線2bとの実効電気長が同じであるかどうかは、第1配線2aから出力される信号波形の位相および第2配線2bから出力される信号波形の位相を比較し、一致している程度を調べることによって判定することができる。第1配線2aから出力される信号波形と第2配線2bから出力される信号波形の位相との位相差が5°以内であれば実質的に同じと考えてよい。
誘電体基板1は、図1に示されるように、誘電体基板1の上側主面にその一端が差動電子回路部品9と接続される第1配線2aと、第1配線2aの横に所定間隔をあけて第2配線2bが形成されている。図1においては、差動電子回路部品9から差動信号が出力され、回路基板を介して外部に差動信号が伝送される場合を示し、第1配線2aおよび第2配線2bの差動電子回路部品9と接続される側が第1配線2aの入力端3aおよび第2配線2bの入力端3bとされ、第1配線2aおよび第2配線2bの他端側の第1配線2aの出力端4aと第2配線2bの出力端4bは、外部電気回路と電気的に接続される。例えば、図4に示すように金属製のリード端子10a,10bを介して外部電気回路に電気的に接続される。
なお、差動電子回路部品7が接続される側を入力端3、入力端3の反対側を出力端4としたが、これは便宜的にこのようにしただけで、入力端3と出力端4とを入れ替えて用いても何等問題ない。例えば、外部電気回路から差動信号が回路基板に入力され差動電子回路部品9に出力される場合は、実際は、出力端4は入力端であり、入力端3は出力端ということになる。そして、入力端3から入力された一組の差動信号は、それぞれ第1配線2aおよび第2配線2bによる別々の高周波線路を伝わり、出力端4において再び一組の差動信号として出力される。
図1において、第1配線2aおよび第2配線2bには差動信号が接続され、第1配線2aの入力端3aと第2配線2bの入力端3bとの間隔および第1配線2aの出力端4aと第2配線2bの出力端4bとの間隔は異なっている。このように、間隔が異なっており、入力端3aと出力端4aとを結ぶ直線および入力端3bと出力端4bとを結ぶ直線が入力端3aおよび入力端3bの間の中心点と出力端4aおよび出力端4bの間の中心点とを結ぶ線に関して対称でない場合、第1配線2aと第2配線2bとを同じ長さとすることができない。
しかし、第1配線2aおよび第2配線2bのうち少なくとも一方は、誘電体基板1の内部に形成された複数のビア導体51,52,53とビア導体51,52,53の両端に接続された直線状の複数の配線導体61,62,63,64とから成るとともに、配線導体61,62,63,64同士が平面視においてビア導体51,52,53を挟んで互いに角度を成すように接続され、短いほうの配線をより長く引き回すことにより、第1配線2aおよび第2配線2bの実効電気長が同じ長さになるように延設することができる。これにより、第1配線2aと第2配線2bとの二本一組から成る線路を等長化することができ、入力端3側と出力端4側との間で第1配線2aを伝送する高周波信号と第2配線2bを伝送する高周波信号との位相差が生じないようにできる。
例えば、図1に示すように、第1配線2aの入力端3aと第1配線2aの出力端4aとの直線距離が第2配線2bの入力端3bと第2配線2bの出力端4bよりも短い場合、少なくとも第1配線2aの入力端3aと第1配線2aの出力端4aとの間の配線をより長く引き回して、第1配線2aと第2配線2bの長さを等しくする。図1においては、第1配線2aの入力端3aと第1配線2aの出力端4aとが、誘電体基板1内に形成された入力端3a側の第1ビア導体51a、入力端3a側の第2配線導体62a、中間の第2ビア導体52a、出力端4a側の第3配線導体63a、出力端4a側の第3ビア導体53aの順に通って直線で接続するより長くなるように電気的に接続され、一方第2配線2bの入力端3bと第2配線2bの出力端4bとが直線で接続されて、第1配線2aと第2配線2bの実効電気長が等しくされる。
もちろん、第1配線2aと第2配線2bの両方がビア導体50および配線導体60によって引き回されて、第1配線2aと第2配線2bの両方の実効電気長が等しくされていてもよい。好ましくは、両配線2a,2bの信号強度をバランスさせるために、第2配線2bも第1配線2aと同じようにビア導体50および配線導体60を介して接続するのがよい。
ここで、例えば入力端3a側の第2配線導体62aおよび出力端4a側の第3配線導体63aが直線状に形成されており、同一平面上で屈曲されていないことが重要であり、第2配線導体62aおよび第3配線導体63aを伝送する高周波信号の伝送モードの崩れで反射が生じるのを防止することができる。
図1に示すように、第1配線2aの平面視における線路方向が変わる位置に、第1〜3ビア導体51a〜53aを設けており、これにより第2配線導体62aおよび第3配線導体63aのそれぞれが直線状で同一平面上で屈曲しないようにすることができる。すなわち、中間の第1ビア導体51aによって接続された第1配線導体61aおよび第2配線導体62aは直線状に配置され、第2ビア導体52を挟んで接続される箇所で平面視における第2配線導体62aおよび第3配線導体63aの方向を変えてある。
第2ビア導体52aは第2配線導体62aおよび第3配線導体63aに対して垂直方向に配置されるので、第2ビア導体52aと第2配線導体62aおよび第2ビア導体52aと第3配線導体63aとの境界部では第2配線導体62aおよび第3配線導体63aの平面視における配置方向に係わらず信号の伝送方向が垂直方向において90°変わるだけである。したがって、中間の第2ビア導体52aを設ける場合、第2ビア導体52aの上下両端に接続される第2配線導体62aおよび第3配線導体63aの水平面内における配置方向に係わらず信号の伝送特性を同一とすることができる。しかも、平面視における第2配線導体62および第3配線導体63の成す角度には依存しない。角度が90°以下の鋭角であっても、180°で折り返す場合であっても、伝送特性を同じとすることができる。このように、第1配線2aを屈曲させて方向を変えたい位置に、中間のビア導体50を配置すれば平面視において所望の角度で第1配線2aを屈曲させることができる。
したがって、第1配線の入力端3aと第2配線の入力端3bおよび第1配線の出力端4aと第2配線の出力端4bの位置を自在に配置することができ、配線の配置の自由度を向上させることができる。すなわち、入力端3と出力端4を差動電子回路部品や外部電気回路の電極に対応する所望の位置に配置可能となる。
また、ビア導体50を挟んで隣接する配線導体60同士が平面視において成す角度を適宜なものとし、0°〜90°の鋭角と為すこともできるので、回路基板の外形を小さなものとすることができる。
次に、図2に示される実施の形態の例は、誘電体基板1の表面の一辺(図2(a)においては上辺)側において差動電子回路部品9から二本一組の差動信号がそれぞれ第1配線2aの入力端3aおよび第2配線の入力端3bに接続されている。第1配線2aは、入力端3aから第1配線導体61a,第1ビア導体51a,第2配線導体62a,第2ビア導体52a,第3配線導体63a,第3ビア導体53aおよび誘電体基板1の裏面に形成された第4配線導体64aを介して出力端4aに引き回されている。第2配線2bは、入力端3bから第1配線導体61b,第1ビア導体51b,第2配線導体62b,第2ビア導体52bおよび誘電体基板1の裏面に形成された第3配線導体63bを介して出力端4bに引き回されている。
そして、図2(a)に示されるように、第2配線2bは、平面視において第1配線導体61bと第2配線導体62bとが一直線状に同じ角度で配設され、入力端3bから出力端4bにかけてほぼ直線状に引き回されているのに対し、第1配線2aは、平面視において第1配線導体61aと第2配線導体62aとが45°の角度を成すように配設され、第2配線導体62aと第3配線導体63aとが60°の角度を成すように配設されている。これによって、第1配線2aの実効電気長が第2配線2bの実効電気長と同じになるように配線が引き回されている。
また、第1配線導体61aの周囲には、第1配線導体61aと一定間隔を隔てて取り囲むように第1同一面接地導体61cが、第2配線導体62aの周囲には、第2配線導体62aと一定間隔を隔てて取り囲むように第2同一面接地導体62cが、第3配線導体63aの周囲には、第3配線導体63aと一定間隔を隔てて取り囲むように第3同一面接地導体63cが、第4配線導体64aの周囲には、第4配線導体64aと一定間隔を隔てて取り囲むように第4同一面接地導体64cが形成されている。
さらに、第1配線導体61aが形成されている面と第2配線導体62aが形成されている面との層間には、第1ビア導体51aの貫通する部分を避けて第1貫通導体51aを中心に一定間隔を隔てて取り囲むように第1接地導体71が設けられ、第2配線導体62aが形成されている面と第3配線導体63aが形成されている面との層間には、第2ビア導体52aの貫通する部分を避けて第2貫通導体52を中心に一定間隔を隔てて取り囲むように第2接地導体72が設けられ、第3配線導体63aと第4配線導体64aとの間にも第3ビア導体63aを中心に一定間隔を隔てて取り囲むように第3接地導体層73が設けられている。
また、各接地導体70および各同一面接地導体61c,62c,63c,64cには、配線導体60およびビア導体50に接近させてこれらを取り囲むようにできる限り密に接地用ビア導体8が設けられている。
なお、第2配線2bにおいては、第2配線導体62bが第1配線2aの第2接地導体72が形成されている面と同じ面内に形成されている。したがって、第1配線2a側の第2接地導体72は第2配線導体62bの同一面接地導体と共通に供せられ、第1配線2a側の第1接地導体71,第2同一面接地導体62c,第3同一面接地導体63cおよび第3接地導体73が第2配線2b側における層間の接地導体70として共通に供せられる。
本発明の回路基板において、図2(a)に示されるように、第1配線2aの第1配線導体61aおよび第2配線2bの第2配線導体61bは、誘電体基板1の表面において入力端3側で平行に形成され、その後、入力端3から遠ざかるに伴って互いの距離が漸次大きくなるように形成されている。
このようにすることにより、入力端3側では、第1配線2aおよび第2配線2bを差動電子回路部品7の電極の間隔に合わせるとともに、第1配線2aと第2配線2bとが平行に形成されていることにより、第1配線2aと第2配線2bの入力端3が誘電体基板1表面の端まで形成されている場合、誘電体基板1の端に対して直交する方向に第1配線導体61の形成位置がずれても第1配線2aと第2配線2bとの入力端3の間隔を所定の寸法に保つことができる。同様の理由により、出力端4側でも第1配線2aおよび第2配線2bとは誘電体基板1の裏面端部において平行に形成される。
また、入力端3から遠ざかる第1配線導体61の第1ビア導体51側では、第1配線2aの第1ビア導体51aおよび第2配線2bの第1ビア導体51b同士の間隔が広くなるので、第1配線2aの第1ビア導体51aおよび第2配線2bの第1ビア導体51bの間に接地用ビア導体8を配置することができ、第1配線導体61の接地を強化することができる。
また、本発明の回路基板において、図2,図3に示されるようにビア導体50を中心に一定間隔を隔てて取り囲む接地導体70が、誘電体基板1の層間に設けられているようにすることによって、また、接地用ビア導体8がビア導体50を取り囲むようにできるだけ密に配置されているようにすることによって、ビア導体50の接地電位が強化されるので、ビア導体50において高周波信号に生ずる伝送損失を少なくすることができる。
また、第1配線2aおよび第2配線2bの各隣接する配線導体60同士の層間に接地導体70を挿入することによって、ビア導体50の周囲を取り囲むように接地用ビア導体8を設けることができる。つまり、接地導体70が層間に挿入されていない場合、配線導体60が形成されている位置に接地用ビア導体8を設けることが難しくなる。
また、本発明の回路基板において、図2,図3に示されるように第1配線2aおよび第2配線2bが形成されている層の第1配線2aおよび第2配線2bの周囲に一定間隔を隔てて同一面接地導体61c,62c,63c,64cが設けられている場合、第1配線2aおよび第2配線2bを伝送する高周波信号は同一面接地導体61c,62c,63c,64cによって接地電位が強化された所謂コプレーナ構造の高周波線路となるので、高周波信号を所望のインピーダンス値に整合させ易くすることができ、第1配線2aおよび第2配線2bにおいて高周波信号に生じる伝送損失を少なくすることができる。
また、本発明の回路基板において、図2,図3に示されるように接地導体70および同一面接地導体61c,62c,63c,64cは、複数の接地用ビア導体8によって互いに接続されている場合、接地導体70と同一面接地導体61c,62c,63c,64cとが接地用ビア導体8を介して電気的に接続され、接地導体と同一面接地導体の接地電位を同一電位とすることができ、第1配線2aおよび第2配線2bにおいて高周波信号に生じる伝送損失を少なくすることができる。
好ましくは、本発明の回路基板において、図1,図2,図3に示されるように複数の配線導体のうちビア導体を挟んで隣接する配線導体は平面視で互いに鋭角を成すものである。
また、本発明の回路基板において、誘電体基板がセラミックスから成る場合、誘電体シートの絶縁性を良好なものとし、第1配線2aと第2配線2bとの間の絶縁を確実なものとすることができるとともに、セラミックスは誘電率の大きい材料であるので、第1配線2aおよび第2配線2bの実効電気長を短いものとでき、回路基板を小形なものとすることができる。
また、本発明の回路基板において、ビア導体50の断面の直径を0.15mm以下としてインピーダンス整合させる場合、ビア導体50と接地導体との間の距離を0.3mmとすることができ、回路基板を小形なものとできる。直径が0.15mmより大きいものとすると、ビア導体50を伝送する高周波信号のインピーダンスを整合させるとともに、金型の製作を容易なものとするために、ビア導体50と接地導体との間の距離を必要以上に大きくしなければならなくなってしまい、回路基板が必要以上に大きくなるという点で不都合が生じる。
本発明における誘電体基板1は、アルミナ(Al2O3)質セラミックス,窒化アルミニウム(AlN)質セラミックス,ムライト(3Al2O3・2SiO2)質セラミックス,ガラスセラミックス等のセラミックス、または、エポキシ樹脂等の樹脂から成る。
誘電体基板1がセラミックスから成る場合、第1配線2aおよび第2配線2b等の導体部分はメタライズ法により形成されているのがよい。
図1に示す実施の形態の例においては、誘電体基板1の最上面と成るセラミックグリーンシートの第1層上側主面に第1配線2aの第1配線導体61a,第4配線導体64aおよび第2配線2bと成るタングステン(W),モリブデン(Mo),マンガン(Mn)等から成る金属ペーストをスクリーン印刷法によって印刷塗布するとともに、第1ビア導体51aおよび第3ビア導体53aを形成するための貫通孔を設け、その貫通孔にW,Mo,Mn等から成る金属ペーストを充填する。
次に、誘電体基板1と成るセラミックグリーンシートの第2層上側主面に第2配線導体62aと成るW,Mo,Mn等から成る金属ペーストをスクリーン印刷法によって印刷塗布する。第2配線導体62aの第2ビア導体52aに接続される側には第2ビア導体52aを形成するための貫通孔を設けるとともに第3ビア導体53aを形成するための貫通孔を設け、その貫通孔にW,Mo,Mn等から成る金属ペーストを充填する。
次に、誘電体基板1と成るセラミックグリーンシートの第2層下側主面に第3配線導体63aと成るW,Mo,Mn等から成る金属ペーストを第2ビア導体52aおよび第3ビア導体53aと接続されるようにスクリーン印刷法によって印刷塗布する。
以上のようにして、誘電体基板1と成るセラミックグリーンシートに第1配線2aおよび第2配線2bと成る金属ペーストが施された後、これらを積層し、高温炉に投入することによって、セラミックグリーンシートが焼成されセラミック基板(誘電体基板1)と成るとともに、これらの金属ペーストが焼成されメタライズ導体と成る。
なお、図1では第3配線導体63aが誘電体基板1の下側主面に形成されて露出されているが、このようにすることで、誘電体基板1となる誘電体シートの層数を最も少ない2層とすることができ、誘電体基板1の薄型化ができる。なお、図1において、誘電体基板1となる誘電体シートが下側主面側に1層多く積層され、第3配線導体63aは層間に形成されていても構わない。
また、図1において、第1配線2aの出力端4aと第2配線2bの出力端4bは誘電体基板1の上側主面に形成されている例を示しているが、第1配線2aの出力端4aと第2配線2bの出力端4bは誘電体基板1の下側主面や誘電体基板1の側面に形成されていても構わない。
なお、第1配線導体61a,第2配線導体62a,第3配線導体63aおよび第4配線導体64aのそれぞれビア導体50に接続される端部付近は残部に比べ幅広に形成されているのがよく、これによりビア導体50となる貫通孔形成時に、貫通孔の位置が多少ずれても電気的接続の信頼性を向上することができる。
また、好ましくは、第1配線導体61aと第2配線導体62aとの層間に、第1ビア導体51aおよび第3ビア導体53aを中心に一定間隔を隔てて取り囲む接地導体層が設けられ、第2配線導体62aと第3配線導体63aとの層間に、第2ビア導体52aおよび第3ビア導体53aを中心に一定間隔を隔てて取り囲む接地導体層が設けられてもよい。これによって、第1配線導体61a,第3配線導体63a,第4配線導体64aおよび第2配線2bがマイクロストリップ構造の高周波線路となり、第2配線導体62aがストリップライン構造の高周波線路となるので、高周波特性のよい回路基板とすることができる。
また、好ましくは、第1配線2aおよび第2配線2bが形成されている面の第1配線2aおよび第2配線2bの周囲に一定間隔を隔てて同一面接地導体が設けられているのがよい。
また、好ましくは、これら接地導体層および同一面接地導体は、複数の接地用ビア導体8によって互いに接続されているのがよい。
図2に示す本発明の回路基板の実施の形態においては、図3に示すように、誘電体基板1の最上面の第1層誘電体シート1−1と成るセラミックグリーンシートの上側主面に第1配線2aの第1配線導体61aと第2配線2bの第1配線導体61bと同一面接地導体61cと成る導体部分がW,Mo,Mn等から成る金属ペーストをスクリーン印刷法によって印刷塗布し、第1ビア導体51aおよび第1ビア導体51bさらに接地用ビア導体8を形成するために事前に設けておいた貫通孔にW,Mo,Mn等から成る金属ペーストを充填する。
次に、誘電体基板1の第2層誘電体シート1−2と成るセラミックグリーンシートの上側主面に第2層の第1ビア受けパッド51a−2,第2層の第2ビア受けパッド51b−2,第1接地導体71と成るW,Mo,Mn等から成る金属ペーストをスクリーン印刷法によって印刷塗布する。第2層の第1ビア受けパッド51a−2は第1ビア導体51aに接続され、第2層の第2ビア受けパッド51b−2は第1ビア導体51bに接続される。さらに、第2層誘電体シート1−2の第2層の第1ビア受けパッド51a−2の直下には第1ビア導体51aを設けるための貫通孔を設け、第2層の第2ビア受けパッド51b−2の直下には第1ビア導体51bを形成するための貫通孔を設け、さらに第1接地導体71には接地用ビア導体8を形成するための貫通孔を設け、その貫通孔にW,Mo,Mn等から成る金属ペーストを充填する。
次に、誘電体基板1の第3層誘電体シート1−3と成るセラミックグリーンシートの上側主面に第2配線導体62a,第3層の第2ビア受けパッド51b−3,同一面接地導体62cと成るW,Mo,Mn等から成る金属ペーストをスクリーン印刷法によって印刷塗布する。第2配線導体62aは一端が第1ビア導体51aに接続され、第3層の第2ビア受けパッド51b−3は第2ビア導体51bに接続される。さらに、第3層誘電体シート1−3には、第2配線導体62aの他端側と、第3層の第2ビア受けパッド51b−3の中央部に貫通孔を設け、さらに接地用ビア導体8を形成するための貫通孔を設け、その貫通孔にW,Mo,Mn等から成る金属ペーストを充填する。
次に、誘電体基板1の第4層誘電体シート1−4と成るセラミックグリーンシートの上側主面に第4層の第1ビア受けパッド52a−4,第2配線導体62b,第2接地導体72(第2配線導体62bの同一面接地導体)と成るW,Mo,Mn等から成る金属ペーストをスクリーン印刷法によって印刷塗布する。第4層の第1ビア受けパッド52a−4は第2ビア導体52aに接続され、第2配線導体62bは一端が第1ビア導体51bに接続される。さらに、第4層誘電体シート1−4には、第4層の第1ビア受けパッド52a−4の中央部に第2ビア導体52aを形成するための貫通孔と、第2配線導体62bの他端に第2ビア導体52bを形成するための貫通孔と、さらに第2接地導体72に接地用ビア導体8を形成するための貫通孔とを設け、その貫通孔にW,Mo,Mn等から成る金属ペーストを充填する。
次に、誘電体基板1の第5層誘電体シート1−5と成るセラミックグリーンシートの上側主面に第3配線導体63a,第5層の第2ビア受けパッド52b−5,同一面接地導体63cと成るW,Mo,Mn等から成る金属ペーストをスクリーン印刷法によって印刷塗布する。第3配線導体63aは一端が第2ビア導体52aに接続され、第5層の第2ビア受けパッド52b−5は第2ビア導体52bに接続される。さらに、第5層誘電体シート1−5には、第3配線導体63aの第2ビア導体52aと接続される側と反対側の端に第3ビア導体53aを形成するための貫通孔と、第5層の第2ビア受けパッド52b−5の中央部に第2ビア導体52bを形成するための貫通孔と、さらに同一面接地導体63cに接地用ビア導体8を形成するための貫通孔とを設け、その貫通孔にW,Mo,Mn等から成る金属ペーストを充填する。
次に、誘電体基板1の第6層誘電体シート1−6と成るセラミックグリーンシートの上側主面に第6層の第3ビア受けパッド53a−6,第6層の第2ビア受けパッド52b−6,第3接地導体73と成るW,Mo,Mn等から成る金属ペーストをスクリーン印刷法によって印刷塗布する。第6層の第1ビア受けパッド53a−6は第3ビア導体53aに接続され、第6層の第2ビア受けパッド52b−6は第2ビア導体52bに接続される。さらに、第6層誘電体シート1−6には、第3ビア導体53aと第2ビア導体52bとを形成するための貫通孔を設け、第3接地導体73に接地用ビア導体8を形成するための貫通孔を設け、その貫通孔にW,Mo,Mn等から成る金属ペーストを充填する。
さらに、誘電体基板1の最下層の第6層誘電体シート1−6と成るセラミックグリーンシートの下側主面に第1配線2aの出力端4aを含む第4配線導体64aと第2配線2bの出力端4bを含む第3配線導体63bと同一面接地導体64cと成るW,Mo,Mn等から成る金属ペーストがスクリーン印刷法によって印刷塗布される。
以上のようにして、誘電体基板1と成るセラミックグリーンシートに第1配線2aおよび第2配線2bと成る金属ペースト等が施された後、これらを積層し、高温炉に投入することによって、セラミックグリーンシートが焼成されセラミック基板(誘電体基板1)と成るとともに、これらの金属ペーストが焼成されメタライズ導体と成る。
また、図2,図3において、第1配線2aの出力端4aと第2配線2bの出力端4bとは誘電体基板1の下側主面に形成されている例を示しているが、第1配線2aの出力端4aと第2配線2bの出力端4bは誘電体基板1の上側主面や誘電体基板1の側面に形成されていても構わない。
なお、第1配線導体61,第2配線導体62,第3配線導体63および第4配線導体64のそれぞれビア導体50に接続される付近は残部に比べ幅広となっているのがよく、この構成によりビア導体50となる貫通孔形成時に、貫通孔の位置が多少ずれても電気的接続の信頼性を確保することができる。
また、ビア導体50が複数層の誘電体シートにわたって貫通して形成されている場合、誘電体シートの表面にはビア受けパッドが設けられるのがよく、上側誘電体シートのビア導体50と下側誘電体シートのビア導体50の位置が平面方向に位置ずれしてしまった場合においても、上側のビア導体50と下側のビア導体50との電気的接続を確保することができる。
なお、第1配線2aおよび第2配線2b等の表面に露出する導体部分は薄膜形成法によって形成されていてもよく、その場合、導体部分は窒化タンタル(Ta2N),ニクロム(Ni−Cr合金),チタン(Ti),パラジウム(Pd),白金(Pt)等から形成され、誘電体基板1と成るセラミックグリーンシートを焼成した後にスパッタリング等の薄膜形成法により形成される。
なお、第1配線2aと第2配線2b等の導体部分の露出する表面には、ニッケル(Ni)や金(Au)等の耐食性に優れる金属を1〜20μm程度の厚さで被着させておくのが良く、厚さ1〜10μm程度のNiメッキ層と厚さ0.1〜3μm程度のAuメッキ層とが電解メッキ法や無電解メッキ法により順次被着されているのがより好ましい。これにより、表面に露出される導体部分の酸化腐食を防止し得るとともに、差動電子回路部品7と第1配線2aの入力端3a,第2配線2bの入力端3bとのボンディングワイヤ等の電気的接続手段を介しての接続、および外部電気回路と第1配線2aの出力端4a,第2配線2bの出力端4bとの接続を強固にし得る。
また、図1,図2,図3では回路基板に差動電子回路部品9が載置されていない形態を示しているが、回路基板に差動電子回路部品9が接着固定されるための載置部としての導体層(図示せず)が形成され、回路基板が差動電子回路部品9を搭載可能に形成されていてもよい。
さらに、図1,図2,図4においては、第1配線2aの入力端3aおよび第2配線2bの入力端3bに、差動電子回路部品9が電気的接続手段としてボンディングワイヤを用いて電気的に接続されている例を示しているが、これに限定されることはなく、フリップチップ実装等の電気的接続手段によって差動電子回路部品9が第1配線2aの入力端3aと第2配線2bの入力端3bに接続されていても構わない。
また、第1配線2aの出力端4aと第2配線2bの出力端4bと外部電気回路との接続は図4に示すように、リード端子10aを介して接続されていても構わない。
以上により、高周波の差動信号の伝送を行なうことが可能な本発明の差動信号伝送用回路基板とできる。
本発明の差動電子回路部品収納用パッケージは、図4に示されるように、上側主面に差動電子回路部品9を収容するための凹部11aを有するとともに、入力端3(第1配線2aの入力端3aおよび第2配線2bの入力端3b)および出力端4(第1配線2aの出力端4aおよび第2配線2bの出力端4b)が凹部11aの内外に配置されるように凹部11aを成す基体11の壁面(側壁または底面)に設けられた上記構成の回路基板を有する。
この構成により、入力端3側および出力端4側において第1配線2aを伝送する高周波信号と第2配線2bを伝送する高周波信号との位相差が生じることが無く、かつ高周波信号を効率良く伝送させることができる小形の差動電子回路部品収納用パッケージとすることができる。
本発明の差動電子回路部品収納用パッケージは、その実施の形態の一例を示す図4のように、回路基板が基体11と一体に形成されていてもよい。この場合、基体11はAl2O3質セラミックス,AlN質セラミックス,3Al2O3・2SiO2質セラミックス,ガラスセラミックス等のセラミックス、または、エポキシ樹脂等の樹脂から成り、誘電体基板1と同じ材質から成る。
または、回路基板がパッケージの凹部1bの壁面に嵌着されて接合される形態であっても良い。その場合、回路基板を除く部分は鉄(Fe)−Ni−コバルト(Co)合金,Fe−Ni合金,Cu,ステンレス鋼(SUS)等の金属から成り、回路基板がAg−Cuロウ、Agロウ、Au−Sn半田等の接合材によって、凹部11aの壁面に設けられた取り付け孔に嵌着接合する。
基体11は一方主面に凹部11aを有する容器状に形成される、または、図4に示すように、基体11の枠状に形成された上部別体の下側主面に底板10が接合されることによって凹部11aが形成された基体11としてもよい。一方主面に形成された凹部11aの底面には差動電子回路部品9が載置される載置部11bが設けられる。図4に示す形態の場合、底板10はFe−Ni−Co合金,Fe−Ni合金,Cu,SUS等の金属から成っていて、底板10が回路基板の下面に形成された同一面接地導体64cに接合されているのがよい。この構成により、同一面接地導体64cを金属から成る底板10によって、接地電位の強化が可能となる。
また、図4においては第1配線2aの出力端4aに第1のリード端子10aが接続され、第2配線2bの出力端4bに第2のリード端子10bが接続され、第1配線2aの出力端4aと第2配線2bの出力端4bの両側に同一面接地導体64cに接続され底板10と一体に形成された第3のリード端子部10c,第4のリード端子部10d,第5のリード端子部10eが接合されている形態を示す。各リード端子10a〜10eは外部電気回路の所定の配線に接続される。
回路基板がリード端子10a〜10eを介して外部電気回路に接続されることにより、回路基板を外部電気回路に接続させ易くすることができる。また、同一面接地導体64cに第3のリード端子10c,第4のリード端子10d,第5のリード端子10eが接合され、外部電気回路の接地配線に接続されていることにより、回路基板における接地電位と外部電気回路における接地電位とを同一電位とすることができ、回路基板の外部電気回路との接続部で接地電位間での電位差が生ずるのを防止して、差動信号に反射損失等の伝送損失を生じさせることなく効率良く伝送させることが可能となる。
また図4においては、基体11の凹部11aの開口部周囲にFe−Ni−Co合金,Fe−Ni合金,Cu,SUS等の金属から成るシールリング12が設けられている形態を示す。シールリング12はAg−Cuロウ、Agロウ、Au−Sn半田等の接合材によって基体11に接合される。蓋体13が金属から成る場合、このシールリング12を介して基体11に蓋体13を溶接し易くすることができる。蓋体13がロウ材等によって接合される場合、シールリング12を設けなくてもよい。
本発明の差動電子回路装置は、図4に示されるように、上記構成の差動電子回路収納用パッケージと、凹部11aの内側に搭載されるとともに電極が入力端3に電気的に接続された差動電子回路部品9と、差動電子回路収納用パッケージの上面に凹部11aの内側を塞ぐように取着された蓋体13とを具備している。
この構成により、上記差動電子回路部品収納用パッケージを用いた高周波信号に対して応答性に優れた差動電子回路装置とすることができる。
図4においては、第1配線2aの入力端3aと第2配線2bの入力端3bの一端には、差動電子回路部品9が電気的接続手段としてボンディングワイヤを用いて電気的に接続されている例を示しているが、第1配線2aの入力端3aと第2配線2bの入力端3bの高さは差動電子回路部品9の電極の高さと同一にあわせるのがよい。これにより、ボンディングワイヤの長さが最短となり、電気的接続手段において生ずる高周波信号の伝送損失を最小限に抑えることができる。
差動電子回路部品9は、例えば、フォトダイオード(PD),半導体レーザ(LD),集積回路素子(IC)等の差動信号で作動する半導体部品、または、これら半導体部品と他の受動素子等が搭載された回路部品等で成る。差動電子回路部品9は、半田等の接合材を介して上記差動電子回路部品収納用パッケージの載置部11bに載置固定される。なお、Fe−Ni−Co合金,Fe−Ni合金,Cu,Cu−W複合材,Al2O3質セラミックス,AlN質セラミックス,エポキシ樹脂等の金属やセラミックスや樹脂から成る基台(図示せず)を介して載置部11bに載置固定されていてもよい。
差動電子回路部品9の電極と第1配線2aの入力端3aと第2配線2bの入力端3bとがボンディングワイヤ等から成る電気的接続手段を介して電気的に接続され、最後に、基体1の上面に凹部11aを塞ぐようにして蓋体13が接合されることによって差動電子回路部品7が封止された差動電子回路装置となる。
そして、リード線10a,10bの一方の先端が外部電気回路の差動回路配線に電気的に接続されることによって、外部電気回路と差動電子回路部品9とは電気的に接続され、外部電気回路からの差動電気信号を受信または外部電気回路へ差動電気信号を送信するように差動電子回路部品9が作動する。
なお、本発明は以上の実施の形態の例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更を行なうことは何等支障ない。例えば、誘電体基板1は、差動電子回路部品収納用パッケージの基板部として差動電子回路部品収納用パッケージの底面に設けられた形態であってもよい。