CN113439362A

CN113439362A - 模式转换器及模式转换器的制造方法

Info

Publication number: CN113439362A
Application number: CN202080015227.7A
Authority: CN
Inventors: 上道雄介
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2019-05-10
Filing date: 2020-04-28
Publication date: 2021-09-24
Also published as: WO2020230625A1; US11843156B2; US20220158321A1; JP2020188318A; JP6680928B1

Abstract

本发明在模式转换器中使制造方法简单化。模式转换器(10)具备柱壁波导(PW)、微带线路(MS)及盲孔(BV)，盲孔(BV)将柱壁波导(PW)的导波模式与微带线路(MS)的导波模式进行转换，并具有通过多个圆柱(C1～C4)的合并而拟合的形状，多个圆柱(C1～C4)的各直径与通孔(14i)的直径相同。

Description

模式转换器及模式转换器的制造方法

技术领域

本发明涉及将柱壁波导的导波模式与微带线路的导波模式相互进行转换的模式转换器及模式转换器的制造方法。

背景技术

在非专利文献1中，记载了将柱壁波导的导波模式与微带线路的导波模式相互进行转换的模式转换器。

在这些模式转换器中，柱壁波导具备：电介质(例如石英)制的基板；分别形成于基板的一对主面的一对导体层；以及形成于基板的内部的柱壁。一对导体层作为从2个方向(例如上下方向)夹持导波区域的一对宽壁发挥功能，柱壁作为从4个方向(例如前后左右方向)包围导波区域的一对窄壁及一对短壁发挥功能。柱壁由呈栅状配置于基板内部的多个通孔构成，多个通孔将一对导体层相互进行短路。

为了将柱壁波导的导波模式与微带线路的导波模式相互进行转换，而上述的模式转换器具备与构成微带线路的微带线的一个端部连接的盲孔，盲孔形成于柱壁波导的内部。

上述的通孔通过在基板形成了贯通孔的基础上由导体层覆盖该贯通孔的侧面而形成。同样地，上述的盲孔通过在基板形成了非贯通孔的基础上由导体层覆盖该非贯通孔的底面及侧面而形成。这里，为了在基板形成贯通孔及非贯通孔，例如，能够适当地使用激光加工机与利用湿法工艺进行的蚀刻的组合或者钻孔机。

非专利文献1：Yusuke Uemichi,et al."A ultra low-loss silica-basedtransformer between microstrip line and post-wall waveguide for millimeter-wave antenna-in-package applications,"IEEE MTT-S IMS,Jun.2014.

然而，在非专利文献1所记载的模式转换器中，在基板的厚度为恒定的情况下，柱壁波导的中心频率取决于柱壁波导的宽度(即一对窄壁彼此的间隔)。因此，在设计所期望的中心频率不同的多种方式的模式转换器的情况下，首先，决定与所期望的中心频率对应的柱壁波导的宽度，在此基础上决定盲孔的长度等其他设计参数。即，越是所期望的中心频率低的模式转换器，柱壁波导的宽度越宽，越是所期望的中心频率高的模式转换器，柱壁波导的宽度越窄。

在此基础上，本申请发明人发现了：为了得到所期望的特性，而优选根据柱壁波导的宽度决定上述的盲孔的直径DB。具体而言，优选越是宽度宽的柱壁波导，越增大直径DB，并优选越是宽度窄的柱壁波导，越减小直径DB。其中，作为所期望的特性的例子，可以列举S参数S(1,1)在动作频带下低于-20dB。

作为例如将60GHz带(例如57GHz以上且66GHz以下)设为动作频带的柱壁波导中的石英制的基板的厚度及柱壁波导的宽度的例子，可分别举出500μm及2.0mm。在该情况下，为了得到所期望的特性，作为优选的直径DB的例子可举出100μm。

另外，作为例如将28GHz带(例如27.0GHz以上且29.5GHz以下)设为动作频带的柱壁波导中的石英制的基板的厚度及柱壁波导的宽度的例子，可分别举出700μm及4mm。在这种情况下，在与将60GHz带设为动作频带的柱壁波导同样地，作为直径DB采用了100μm的情况下，如图9所示无法获得所期望的特性。图9是表示作为本发明的比较例组的模式转换器的S参数S(1,1)的频率依赖性的图表。因此，在将28GHz带设为动作频带的柱壁波导中，采用大于100μm的直径DB。

另外，对于构成模式转换器的通孔的直径DT，具有与直径DB无关的优选值。该优选的直径DT取决于柱壁波导在俯视观察的情况下的形状的复杂度，柱壁波导的形状越复杂，越减小直径DT。这是因为在采用大的直径DT的情况下，不易制造复杂形状的柱壁波导。在考虑制造具有复杂形状的柱壁波导的情况下，优选直径DT为100μm左右。

如以上那样，在假定设计柱壁波导的情况下，优选将直径DB及直径DT视为分别独立的设计参数。另一方面，在假定制造所期望的中心频率不同的多种方式的模式转换器的情况下，优选直径DB与构成模式转换器的通孔的直径DT相同。这是因为在直径DT与直径DB互不相同的情况下，需要将在基板形成通孔的工序与在基板形成盲孔的工序分开，模式转换器的制造方法的工时增加。

发明内容

本发明的一个方式是鉴于上述的课题所做出的，其目的在于，在将柱壁波导的导波模式与微带线路的导波模式相互进行转换的模式转换器中，使制造方法简单化。

为了解决上述的课题，本发明的第一方式的模式转换器具备：柱壁波导；微带线路，其形成于上述柱壁波导的主面；以及盲孔，其形成于上述柱壁波导的内部，将上述柱壁波导的导波模式与上述微带线路的导波模式相互进行转换，上述盲孔具有通过将具有与上述主面正交的中心轴的多个圆柱进行合并而拟合的形状，上述多个圆柱的各直径与拟合通孔的形状的圆柱的直径相同，上述通孔构成上述柱壁波导的柱壁。

根据本发明的一个方式，在将柱壁波导的导波模式与微带线路的导波模式相互进行转换的模式转换器中，能够使制造方法简单化。

附图说明

图1的(a)是本发明的第一实施方式所涉及的模式转换器的俯视图。图1的(b)是图1的(a)所示的模式转换器的放大剖视图。

图2的(a)是图1的(a)所示的模式转换器所具备的盲孔的俯视图及侧视图。图2的(b)是图2的(a)所示的盲孔的第一变形例的俯视图及侧视图。

图3的(a)及(b)分别是图2的(a)所示的盲孔的第二变形例及第三变形例的俯视图及剖视图。

图4是图1所示的模式转换器的制造方法的流程图。

图5是表示作为本发明的第一实施例组的模式转换器的反射特性的图表。

图6是表示作为本发明的第二实施例组的模式转换器的反射特性的图表。

图7是表示作为本发明的第一实施例、第三实施例及第四实施例的模式转换器的反射特性的图表。

图8是表示作为本发明的参考例组的模式转换器的反射特性的图表。

图9是表示作为本发明的比较例组的模式转换器的反射特性的图表。

具体实施方式

〔第一实施方式〕

以下，参照图1～图3对本发明的第一实施方式所涉及的模式转换器进行说明。图1的(a)是本实施方式所涉及的模式转换器10的俯视图。图1的(b)是对模式转换器10所具备的盲孔BV的附近进行放大的放大剖视图。图2的(a)是盲孔BV的俯视图及侧视图。图2的(b)是作为盲孔BV的第一变形例的盲孔BVA的俯视图及侧视图。图3的(a)是作为盲孔BV的第二变形例的盲孔BVB的俯视图及侧视图。图3的(b)是作为盲孔BV的第三变形例的盲孔BVC的俯视图及侧视图。

＜模式转换器10的结构＞

如图1的(a)及图1的(b)所示，模式转换器10具备柱壁波导PW、微带线路MS及盲孔BV。

(柱壁波导PW)

如图1的(b)所示，柱壁波导PW具备基板11、导体层12、13、柱壁14及电介质层15。

基板11为由电介质构成的板状部件，在本实施方式中为石英制。构成基板11的电介质并不限于石英，例如能够根据模式转换器10的中心频率等而适当地进行选择。

导体层12及导体层13分别是分别形成于基板11的相互对置的一对主面的层状部件。导体层12、13是由导体构成的层状部件，在本实施方式中为铜制。构成导体层12、13的导体并不限于铜，能够适当地进行选择。另外，导体层12、13的厚度也能够适当地选择，既可以是厚度相对薄的被称为导体膜的层状部件，也可以是厚度相对厚的被称为导体板的层状部件。

柱壁14由呈栅状地配置于基板11的内部的多个通孔141～14n构成。这里，n为2以上的任意整数。另外，以下将各个通孔141～14n一般化而记载为通孔14i。这里，i为1以上且n以下的整数。柱壁14由相互对置的一对窄壁14a、14b、短壁14c以及与短壁14c对置的其他短壁(在图1的(a)及图1的(b)中未图示)构成。各通孔14i由圆筒形状或圆柱形状(在本实施方式中为圆筒形状)的导体构成。与中心轴附近是中空还是实心无关，各通孔14i的外缘的形状能够通过圆柱而拟合。

各通孔14i从基板11的一个主面至另一主面，将导体层12与导体层13进行短路。另外，各通孔14i的直径DT能够根据柱壁波导PW的宽度W1、柱壁波导PW的形状的复杂性等而适当地确定，但在本实施方式中，设为DT＝100μm。此外，直径DT也是对各通孔14i的外缘的形状进行拟合的圆柱的直径。

在模式转换器10中，导体层12、13从两个方向(例如上下方向)夹持基板11，且窄壁14a、14b2从两个方向(例如左右方向)夹持基板11的一部分区域，且短壁14c及上述其他短壁从两个方向(例如前后方向)夹持基板11的一部分区域。通过导体层12、13、窄壁14a、14b、短壁14c以及上述其他短壁从6个方向夹持的基板11的一部分区域作为模式转换器10的导波区域10a发挥功能。导波区域10a在图1的(a)中作为用双点划线包围3方的区域示出，在图2的(b)中为比通孔14i靠右侧的区域、且是被导体层12与导体层13夹持的区域。此外，在图1的(a)中示出的双点划线为通过各通孔14i的中心的直线。以下，将窄壁14a与窄壁14b的间隔称为柱壁波导PW的宽度W1。

电介质层15为在导体层12之上形成为覆盖导体层12的层状部件。电介质层15为由电介质构成的层状部件，在本实施方式中为聚酰亚胺树脂制。构成电介质层15的电介质并不限于聚酰亚胺树脂，能够适当地进行选择。

(微带线路MS)

如图1的(a)及图1的(b)所示，微带线路MS由导体层12、电介质层15及形成在电介质层15之上的微带线21构成。

微带线21是作为一个端部的端部21a被成型为圆形的带状的导体图案。除端部21a以外，微带线21的宽度以宽度W2恒定。此外，端部21a的直径构成为大于宽度W2。

对于微带线21而言，在俯视观察柱壁波导PW的情况下，端部21a包含后述的盲孔BV，作为另一端部的端部21b配置于导波区域10a的外部。

(盲孔BV)

如图1的(a)及图1的(b)所示，盲孔BV由形成于柱壁波导PW的基板11的内部的、筒形或者柱形(在本实施方式中为筒形)的导体构成。盲孔BV通过在导波区域10a中的规定的位置形成从基板11的一个主面(导体层12侧的主面)至基板11的内部的非贯通孔，并在该非贯通孔的侧面形成导体膜(或者填充导体)而得到。因此，盲孔BV的底面端(导体层13侧的端面)位于基板11的内部，与导体层13分离。

在俯视观察柱壁波导PW的情况下，导体层12的一部分以包围盲孔BV的周围的方式呈圆环状地被去除。其结果为，在俯视观察时，(1)在导体层12形成有作为包围盲孔BV的开口的反焊盘(anti-pad)12c，(2)在反焊盘12c的内侧形成有作为导体层12的一部分的导体图案12b。因此，开口12a的直径D2大于导体图案12b的直径D1。

在俯视观察时，在电介质层15的包含盲孔BV的区域形成有开口，上述的微带线21的端部21a形成为包含盲孔BV及其开口。盲孔BV经由导体图案12b及形成于电介质层15的开口的侧壁的导体层而与微带线21短路。

如以上那样构成的盲孔BV将柱壁波导PW的导波模式与微带线路MS的导波模式相互进行转换。

盲孔BV具有将圆柱C1～C4通过合并而拟合的形状(参照图2的(a))。换言之，在将各个圆柱C1～C4认为是点的集合的情况下，盲孔BV的形状通过圆柱C1～C4的并集而拟合。

此外，各个圆柱C1～C4分别具有与导体层12正交的中心轴A1～A4。另外，各个圆柱C1～C4均是直径DC相同，且高度HB相同。即，各个圆柱C1～C4均全等。其结果为，在俯视观察柱壁波导PW的情况下，盲孔BV的轮廓能够通过圆而拟合。以下，将该拟合的圆的直径DB设为盲孔BV的直径。

在模式转换器10中，圆柱C1～C4的直径DC与上述的直径DT相同。在本实施方式中，DC＝DT＝100μm。

另外，在模式转换器10中，合并的圆柱C1～C4以位于圆柱C1～C4的侧面的交点且与中心轴A1～A4平行的轴为对称轴具有4次的旋转对称性。

此外，可以想到盲孔BV的形状由于制造上的公差等而在一定的范围内波动。盲孔BV的形状只要是通过圆柱C1～C4的合并而拟合的形状即可。即，盲孔BV可以与合并圆柱C1～C4而得到的形状一致，也可以不一致。

(第一变形例)

在作为盲孔BV的第一变形例的盲孔BVA中，拟合盲孔BV的形状的圆柱C1～CN(N为2以上的整数)的数量N并不限于4，而能够适当地确定。圆柱的数量N越增加，越能够使盲孔BV的形状更接近圆柱。在图2的(b)中，作为圆柱的数量N不是4的情况下的一个例子，示出作为N＝8的盲孔BVA。

盲孔BVA具有通过圆柱C1～C8的合并而拟合的形状。另外，盲孔BVA在俯视观察时具有8次的旋转对称性。

(第二变形例)

作为盲孔BV的第二变形例的盲孔BVB具有通过上述的圆柱C1～C4与再一个圆柱C5B的合并而拟合的形状(参照图3的(a))。

即，盲孔BVB具有通过5个圆柱C1～C4、C5B的合并而拟合的形状，圆柱C1～C4配置为包围圆柱C5B。

这里，圆柱C1～C4的高度HBa与图2的(a)所示的圆柱C1～C4的高度HB相同，圆柱C5B的高度HBb大于高度HBa。即，在盲孔BVB中，圆柱C5B的底面(导体层13侧的端面)从圆柱C1～C4各自的底面(导体层13侧的端面)突出。

另外，合并的圆柱C1～C4、C5B具有以圆柱C5B的中心轴A5B为对称轴的4次的旋转对称性。

(第三变形例)

作为盲孔BV的第三变形例的盲孔BVC也是图3的(a)所示的盲孔BVB的变形例，通过将拟合盲孔BVB的形状的圆柱C1～C4、C5B的底面的形状变更为通过球面的一部分而拟合的形状由此得到(参照图3的(b))。

即，在盲孔BVC中，具有通过5个圆柱C1C～C5C的合并而拟合的形状，圆柱C1C～C4C配置为包围圆柱C5C。在此基础上，圆柱C1C～C5C各自的底面通过球面的一部分而拟合。

另外，与盲孔BVB的情况同样地，圆柱C1C～C4C的高度HBa与图2的(a)所示的圆柱C1～C4的高度HB相同，圆柱C5C的高度HBb大于高度HBa。

另外，合并的圆柱C1C～C5C具有以圆柱C5C的中心轴A5C为对称轴的4次的旋转对称性。

〔第二实施方式〕

参照图4对本发明的第二实施方式的制造方法M10、且是上述的模式转换器10的制造方法M10进行说明。在本实施方式中，以盲孔BV为例对制造方法M10进行说明，但关于各个盲孔BVA、BVB、BVC也能够同样地进行制造。此外，为了便于说明，这里不反复进行与盲孔BV相关的说明。

如图4所示，制造方法M10包括：形成多个贯通孔及非贯通孔的工序S11；和形成导体层12、13、通孔14i及盲孔BV的工序S12。各个工序S11及工序S12分别是权利请求范围所记载的第一工序及第二工序的一个例子。此外，在本实施方式中，在工序S12中，作为形成导体层12、13、通孔14i及盲孔BV的情况进行说明。但是，导体层12、13也能够通过与形成通孔14i及盲孔BV的工序S12不同的另一工序形成。

工序S11为在基板11形成与各通孔14i对应的多个贯通孔和与盲孔BV对应的非贯通孔的工序。更详细而言，工序S11(1)反复进行将贯通柱壁波导PW的基板11的贯通孔形成于与图1所示的各通孔14i对应的位置的作业，由此形成分别为圆柱状的多个贯通孔，并且(2)反复进行从基板11的一个主面侧朝向柱壁波导PW的基板11的内部形成圆柱状(即图2的(a)所示的圆柱C1～C4的形状)的非贯通孔的作业，由此将具有通过圆柱C1～C4的合并而拟合的形状的非贯通孔形成于与图1所示的盲孔BV对应的位置。此外，如上述那样，各个圆柱C1～C4分别具有与导体层12正交的中心轴A1～A4。工序S11以各自的直径成为相同的方式形成与各通孔14i对应的多个贯通孔及与盲孔BV对应的多个圆柱状的非贯通孔。

上述多个贯通孔及圆柱状的非贯通孔也能够使用激光加工机与利用湿法工艺进行的蚀刻的组合或者钻孔机而形成。在本实施方式中，使用激光加工机而实施工序S11。具体而言，(1)将激光加工机所生成的激光照射至基板11的预先确定的位置，由此对构成基板11的石英实施改质处理，(2)将实施了改质处理的基板11浸渍在氢氟酸溶液中，由此对基板11中的被改质的区域(即与多个贯通孔及圆柱状的非贯通孔对应的区域)进行蚀刻，从而形成多个贯通孔及圆柱状的非贯通孔。

工序S12为由导体层覆盖通过工序S11形成的多个贯通孔的侧面、与通过工序S11形成的非贯通孔的底面及侧面由此形成各通孔14i及盲孔BV的工序。另外，在本实施方式中，工序S12形成各通孔14i及盲孔BV并且还一并形成导体层12、13。具体而言，(1)在通过工序S11形成有多个贯通孔及非贯通孔的基板11的一个主面之上形成作为导体层12的铜的薄膜，(2)在形成有导体层12的基板11的另一主面之上形成作为导体层13的铜的薄膜。在形成导体层12的工序中，形成各通孔14i的大部分、和盲孔BV，在形成导体层13的工序中，形成各通孔14i的全部。此外，对于实施形成导体层12的工序与形成导体层13的工序的顺序，哪个先进行均可。

此外，在工序S12中，也可以代替由导体层覆盖通过工序S11形成的多个贯通孔的侧面与通过工序S11形成的非贯通孔的底面及侧面由此形成各通孔14i及盲孔BV，而将导体填充于上述多个贯通孔及上述非贯通孔的每一个由此形成各通孔14i及盲孔BV。在该情况下，有时需要另行于工序S12实施将导体层12、13形成在基板11的主面之上的工序。

〔参考例组〕

在对第一实施方式中进行说明的模式转换器10的实施例组(后述的第一实施例组及第二实施例组)的特性进行说明之前，参照图8对作为本发明的参考例组的模式转换器的特性进行说明。图8是表示作为参考例组的模式转换器的反射特性的图表。

参考例组的模式转换器是通过以图1所示的模式转换器10的结构为基础，将盲孔的形状从图2的(a)所示的盲孔BV的形状变更为与盲孔BV外切的简单的圆柱状而得到的。因此，在俯视观察时，参考例的盲孔的形状为圆形，其直径与盲孔BV的直径DB相同，即为200μm。

在参考例组的模式转换器中，将相当于基板11的基板的厚度设为700μm，将柱壁波导PW的宽度W1设为4mm，将微带线21的宽度W2设为200μm。在此基础上，在参考例组的模式转换器中，使与拟合盲孔的形状的圆柱C1～C4相当的圆柱的高度HB在550μm以上且650μm以下的范围内每次变化12.5μm(参照图8)。

对这样的参考例组的模式转换器的S参数S(1,1)的波长依赖性(以下称为反射特性)进行模拟，将其结果示出在图8中。同样地，关于参考例组的模式转换器，也对S参数S(2,1)的波长依赖性(以下称为透过特性)进行了模拟，但由于在图8所示的纵轴的标尺下未看出有意义的差异，因此在图8中未进行图示。

模式转换器的优选特性能够根据其用途等而适当地确定。在本参考例及以下进行说明的实施例组中，将27.0GHz以上且29.5GHz以下的频带(中心频率为28.25GHz)设为动作频带，将在该动作频带下反射特性为-20dB以下的模式转换器设为优选的模式转换器。

参照图8，可知参考例组的模式转换器在高度HB为575μm以上且637.5μm以下的情况下示出优选的反射特性，在HB＝625μm的情况下，在动作频带内示出最好的反射特性。

〔比较例组〕

参照图9对作为本发明的比较例组的模式转换器的特性进行说明。图9是表示作为比较例组的模式转换器的反射特性的图表。

比较例组的模式转换器除作为直径DB采用100μm的点以外，构成为与参考例组的模式转换器相同。

参照图9，可知比较例组的模式转换器即使对高度HB在550μm以上且650μm以下的范围内采用任何值的情况下，均未示出优选的反射特性。

〔第一实施例组〕

将具备图2的(a)所示的盲孔BV的模式转换器10的实施例组设为本发明的第一实施例组。图5是表示第一实施例组的模式转换器10的反射特性的图表。

在第一实施例组中，也与参考例组同样地，将基板11的厚度设为700μm，将柱壁波导PW的宽度W1设为4mm，将微带线21的宽度W2设为200μm。在此基础上，使拟合盲孔BV的圆柱C1～C4的高度HB在550μm以上且650μm以下的范围内每次变化12.5μm(参照图5)。

参照图5，可知第一实施例组的模式转换器10在高度HB为587.5μm以上且637.5μm以下的情况下示出优选的反射特性，在HB＝625μm的情况下，在动作频带内示出最好的反射特性。特别是，可知作为HB＝625μm的模式转换器10比参考例组的模式转换器且HB＝625μm的模式转换器示出良好的反射特性。

如以上那样，可知适当地设定了高度HB的第一实施例组的模式转换器10与参考例组的模式转换器同样地示出优选的反射特性。

〔第二实施例组〕

将具备图2的(b)所示的盲孔BVA的模式转换器10的实施例组设为本发明的第二实施例组。图6是表示第二实施例组的模式转换器10的反射特性的图表。

在第二实施例组中，各设计参数也与第一实施例组相同。因此，这里省略其说明。

参照图6，可知第二实施例组的模式转换器10在高度HB为587.5μm以上且637.5μm以下的情况下示出优选的反射特性，在HB＝612.5μm的情况下，在动作频带内示出最好的反射特性。

如以上那样，可知适当地设定了高度HB的第二实施例组的模式转换器10与参考例组的模式转换器同样地示出优选的反射特性。

〔第三实施例及第四实施例〕

将具备图3的(a)所示的盲孔BVB的模式转换器10设为本发明的第三实施例，将具备图3的(b)所示的盲孔BVC的模式转换器10设为本发明的第四实施例。图7是表示第一实施例的模式转换器10、第三实施例的模式转换器10及第四实施例的10的反射特性的图表。

在第三实施例及第四实施例中，除高度HBb以外的各设计参数与第一实施例组相同。在此基础上，在第三实施例及第四实施例中，将高度HBa设为600μm，将高度HBb设为650μm。另外，将第一实施例组中的高度HB为600μm的模式转换器10设为第一实施例。即，第一实施例的高度HB与第三实施例及第四实施例的高度HBa相同。

参照图7，可知在高度HB与高度HBa相同的情况下，第三实施例及第四实施例示出比第一实施例优选的反射特性。

〔实施例的总结〕

如以上那样，根据本发明的一实施例，可知即使是将28GHz带设为动作频带的宽度W1为4mm的模式转换器10、且通过对基板11利用相同的工序形成各通孔14i及盲孔BV而得到的模式转换器10，也得到不逊于参考例组的模式转换器的优选的特性。

〔总结〕

本发明的第一方式的模式转换器具备：柱壁波导；形成于上述柱壁波导的主面的微带线路；以及形成于上述柱壁波导的内部，将上述柱壁波导的导波模式与上述微带线路的导波模式相互进行转换的盲孔，上述盲孔具有通过将具有与上述主面正交的中心轴的多个圆柱进行合并而拟合的形状，上述多个圆柱的各直径与拟合通孔的形状的圆柱的直径相同，上述通孔构成上述柱壁波导的柱壁。

本发明的第五方式的模式转换器的制造方法为具备窄壁由配置为栅状的多个通孔构成的柱壁波导、形成于上述柱壁波导的主面的微带线路、以及形成于上述柱壁波导的内部并将上述柱壁波导的导波模式与上述微带线路的导波模式相互进行转换的盲孔的模式转换器的制造方法，其中，包括：第一工序，(1)通过反复进行形成对柱壁波导进行贯通的贯通孔的作业，而形成分别为圆柱状的多个贯通孔，并且(2)通过反复进行从上述主面侧朝向上述柱壁波导的内部形成圆柱状的非贯通孔的作业，而形成具有通过将具有与上述主面正交的中心轴的多个圆柱进行合并而拟合的形状的非贯通孔；和第二工序，通过用导体层覆盖上述多个贯通孔的侧面、和上述非贯通孔的底面及侧面，或者将导体分别填充于上述多个贯通孔及上述非贯通孔，而形成上述多个通孔及上述盲孔，在上述第一工序中，以各直径变得相同的方式形成上述多个贯通孔及多个上述圆柱状的非贯通孔。

根据本发明的第一方式的模式转换器及本发明的第五方式的模式转换器的制造方法，模式转换器具有直径互不相同的通孔及盲孔，其中，在制造盲孔的直径DB大于通孔的直径DT的模式转换器的情况下，能够使拟合盲孔的形状的多个非贯通孔的直径及与多个通孔对应的多个贯通孔的直径分别相同。即，在模式转换器的制造方法中，也可以不将在基板形成通孔的工序与在基板形成盲孔的工序分开执行。因此，在将柱壁波导的导波模式与微带线路的导波模式相互进行转换的模式转换器中，能够简化制造方法。

另外，本发明的第二方式的模式转换器在上述第一方式的基础上，构成为如下。即，构成为上述多个圆柱由一个圆柱和包围上述一个圆柱的n个圆柱构成，被合并的上述多个圆柱具有以上述一个圆柱的中心轴为对称轴的n次的旋转对称性。

根据上述的结构，盲孔的横截面中的形状的对称性提高，接近圆形。因此，能够提高模式转换器的特性。

另外，本发明的第三方式的模式转换器在上述第二方式的基础上，构成为如下。即，具有上述一个圆柱的高度高于上述n个圆柱的高度的结构。

根据上述的结构，能够使盲孔的中心附近的深度比盲孔的外缘附近的深度深。由此，能够提高模式转换器的特性。

另外，本发明的第四方式的模式转换器在上述第二或第三方式的基础上，构成为如下。即，构成为上述一个圆柱的底面及上述n个圆柱的底面通过球面的一部分拟合而成。

根据上述的结构，能够使盲孔的底面的形状接近球面的一部分。由此，能够提高模式转换器的特性。

〔附注事项〕

本发明并不限于上述的各实施方式，在权利请求范围所示的范围内能够进行各种变更，将在不同的实施方式中分别公开的技术手段适当地组合而得到的实施方式也包含在本发明的技术范围内。

附图标记说明

10…模式转换器；PW…柱壁波导；11…基板；12、13…导体层；14…柱壁；14a、14b…窄壁；14i…通孔；15…电介质层；MS…微带线路；21…微带线；BV、BVA、BVB、BVC…盲孔；C1～C8、C5B、C5C…圆柱；A1～A4、A5B、A5C…中心轴。

Claims

1.一种模式转换器，其特征在于，具备：

柱壁波导；

微带线路，其形成于所述柱壁波导的主面；以及

盲孔，其形成于所述柱壁波导的内部，将所述柱壁波导的导波模式与所述微带线路的导波模式相互进行转换，

所述盲孔具有通过将具有与所述主面正交的中心轴的多个圆柱进行合并而拟合的形状，

所述多个圆柱的各直径与拟合通孔的形状的圆柱的直径相同，所述通孔构成所述柱壁波导的柱壁。

2.根据权利要求1所述的模式转换器，其特征在于，

所述多个圆柱由一个圆柱和包围所述一个圆柱的n个圆柱构成，

被合并的所述多个圆柱具有以所述一个圆柱的中心轴为对称轴的n次的旋转对称性。

3.根据权利要求2所述的模式转换器，其特征在于，

所述一个圆柱的高度高于所述n个圆柱的高度。

4.根据权利要求2或3所述的模式转换器，其特征在于，

所述一个圆柱的底面及所述n个圆柱的底面通过球面的一部分拟合而成。

5.一种模式转换器的制造方法，该模式转换器具备：窄壁由配置为栅状的多个通孔构成的柱壁波导；形成于所述柱壁波导的主面的微带线路；以及形成于所述柱壁波导的内部，并将所述柱壁波导的导波模式与所述微带线路的导波模式相互进行转换的盲孔，

所述模式转换器的制造方法的特征在于，包括：

第一工序，(1)通过反复进行形成对柱壁波导进行贯通的贯通孔的作业，而形成分别为圆柱状的多个贯通孔，并且(2)通过反复进行从所述主面侧朝向所述柱壁波导的内部形成圆柱状的非贯通孔的作业，而形成具有通过将具有与所述主面正交的中心轴的多个圆柱进行合并而拟合的形状的非贯通孔；和

第二工序，通过用导体层覆盖所述多个贯通孔的侧面、和所述非贯通孔的底面及侧面，或者将导体分别填充于所述多个贯通孔及所述非贯通孔，而形成所述多个通孔及所述盲孔，

在所述第一工序中，以各直径变得相同的方式形成所述多个贯通孔及多个所述圆柱状的非贯通孔。