JP2003502892A - 鉛直方向に接続するストリップラインを使用した多層マイクロ波カプラ - Google Patents

鉛直方向に接続するストリップラインを使用した多層マイクロ波カプラ

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JP2003502892A
JP2003502892A JP2001504034A JP2001504034A JP2003502892A JP 2003502892 A JP2003502892 A JP 2003502892A JP 2001504034 A JP2001504034 A JP 2001504034A JP 2001504034 A JP2001504034 A JP 2001504034A JP 2003502892 A JP2003502892 A JP 2003502892A
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ジェイムズ・ジェイ・ロゴセティス
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メリマック・インダストリーズ・インコーポレーテッド
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、多層で鉛直方向に接続されるストリップラインアーキテクチャーに基づいて、均質な多層構造を有したマイクロ波集積回路の形態で具現されたマイクロ波カプラ（２００）に関するものである。このようなカプラは、グラウンド面（２３２，２６２，２８２）によって互いに離間されている、複数組をなすストリップライン層を備えている。層がなす複数の組が、接続ストリップラインからなるセグメントを有している。典型的なカプラは、０．５ＧＨｚ〜６．０ＧＨｚという範囲の周波数で動作する。ただし、他の周波数帯域で動作するカプラとすることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層で鉛直方向に接続するストリップラインアーキテクチャーでも
って構成されたカプラといったような、マイクロ波カプラに関するものである。
より詳細には、本発明は、複数組をなすストリップライン層どうしが介在グラウ
ンド平面によって離間されているとともに２組以上の層が接続ストリップライン
をなすセグメントを有しているような、鉛直方向に接続するストリップライン構
造を有したカプラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
ここ数十年にわたって、無線通信システムは、ますます技術的に前進しており
、その性能は、特に小型化という観点および丈夫さという観点から、向上しつつ
ある。より良好な通信システムを求めるという傾向により、これら通信システム
の製造がますます需要を集めている。このような需要は、マイクロ波技術におけ
る多くの開発を喚起する。
【０００３】 歴史的に主要な開発のいくつかを概観するならば、１９５０年代初頭に、平面
型伝送媒体が開発され、マイクロ波回路および素子パッケージング技術に大いな
る衝撃を与えた。マイクロ波プリント回路技術に関する開発およびこれに付随す
る解析理論は、ストリップラインやマイクロストリップという構成をもたらし、
マイクロ波回路技術の発展に寄与した。
【０００４】 マイクロ波集積回路構成の初期においては、ほとんどが、例えば方向性カプラ
や電力分配器やフィルタやアンテナ供給ネットワークといったような能動回路の
構成に費やされた。そのような回路の製造に使用される誘電材料の継続した高性
能化およびマイクロ波回路製造手法の向上にもかかわらず、マイクロ波集積回路
技術は、かさ高い金属製ハウジングや同軸コネクタからは脱却できなかった。ケ
ースが不要でありかつコネクタが不要であるカプラが後に開発されたことは、マ
イクロ波集積回路の小型化および軽量化に寄与した。時にフィルムブリッドとも
称されるこのようなカプラは、通常は融着や熱可塑性フィルムや熱硬化性フィル
ムによって互いに接合されてなるラミネートされたストリップラインアセンブリ
である。
【０００５】 従来より、ＸＹ平面内におけるカプラのサイズは、接続されるストリップライ
ン部材の長さによって支配される。広帯域にわたって性能を発揮するように構成
されたカプラにおいては、接続されたストリップラインからなるさらなる部材を
必要とする。このことは、カプラの全体サイズをさらに増大させることとなる。
さらに、接続部材の長さがカプラの動作周波数と反比例することにより、より低
い周波数で動作するように構成されたカプラほど、より長いストリップライン部
材を有することとなる。接続ラインは、多くの場合、実効的な外形サイズを低減
するために、屈曲される。
【０００６】 今日では、衛星通信システムや軍事通信システムや他の最先端デジタル通信シ
ステムの要求は、マイクロ波技術に適合している。このようなシステムの数的な
増加は、コンパクトでありかつ軽量でありかつ表面実装型のマイクロ波集積回路
を要望している。上述したようなマイクロ波集積回路技術における進歩により回
路のサイズや重量やコストが低減したけれども、そのような回路のサイズや重量
やコストをさらに低減させることが有利である。結局のところ、現在の技術では
限界があり、これこそが本発明が克服せんとするところである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、狭帯域または広帯域にわたって良好な性能が得られるとともにカプ
ラのサイズおよび重量を低減し得るような、新規な多層で鉛直方向に接続するス
トリップラインアーキテクチャーの利点に基づくマイクロ波カプラの改良に関す
るものである。複数組をなすストリップライン層は、介在グラウンド面によって
互いに離間され、２組以上の層が、接続ストリップラインからなる１つのセグメ
ントだけを有している。
【０００８】 鉛直方向接続ストリップライン構造は、好ましくはおよそ０．０５ｍｍ〜２．
５ｍｍという厚さを有した複数の誘電性基板層からなる積層体を備えている。各
基板層は、好ましくは銅からなる金属層を有している。この金属層は、金属層ど
うしの間において、スズでもってまたはニッケル／金の組合せによってまたはス
ズ／鉛でもって、メッキすることができる。いくつかの金属層は、グラウンド面
を形成する。このようなグラウンド面は、積層体を、異なる高さ位置に位置した
少なくとも２つのストリップラインに分割する。各高さのストリップラインは、
２つのグラウンド面が上下に位置している少なくとも１つの中央導電層を有する
ものとされる。２つのグラウンド面は、他の高さ位置のストリップラインを共有
することもできる。したがって、カプラをなす複数のセグメントを、異なる高さ
位置に配置することができるようになり、これら複数のセグメントを、貫通穴を
使用して接続することができるようになる。このようにして、カプラは、様々な
厚さの基板層上に銅パターンと貫通穴とをエッチング形成してメッキを行いその
後これら基板層どうしを所定順序に従って互いに接着することにより、複数の基
板層から形成される。
【０００９】 好ましくは、鉛直方向に接続されるストリップライン構造は、ポリテトラフル
オロエチレン（ＰＴＦＥ）とガラスとセラミックとからなる複合体からなる少な
くとも４個の基板層を備えている。好ましくは、複合体の熱膨張係数（ＣＴＥ）
は、例えば約７×１０-6／℃〜約２７×１０-6／℃といったように、銅に近いも
のとされる。しかしながら、約２７×１０-6／℃よりも大きなＣＴＥを有した複
合体材料を使用することもできる。基板層は、例えば約１〜約１００といったよ
うに幅広い範囲の誘電定数（非誘電率）を有することができるけれども、現在の
ところ、望ましい特性を有した基板は、約２．９〜約１０．２という範囲の誘電
定数を有したものが市販されている。
【００１０】 例えば円形やスロット形状や楕円形といったような様々な形状のものとするこ
とができる例えばメッキ済み貫通穴といったような導電手段を使用することによ
り、積層ストリップライン構造の中央導電層の接続を行うことができ、また、グ
ラウンド面の接続を行うことができる。あえて例示するならば、信号を伝達する
円形貫通穴の近傍に配置されたグラウンド用スロットは、Ｚ方向のマイクロ波の
伝搬に対して所望インピーダンスを有したスラブ型伝送ラインを形成することが
できる。
【００１１】 ここで説明する鉛直方向接続ストリップライン構造は、典型的には０．５ＧＨ
ｚ〜６．０ＧＨｚという範囲で動作するけれども、本発明の他の実施形態におい
ては、これよりも小さい周波数でまたは大きな周波数で動作することができる。
さらに、ここで説明する構造は、ＰＴＦＥとガラスとセラミックとからなる複合
体とされた誘電材料を使用しているけれども、本発明は、このような複合体に制
限されるものではなく、本発明においては、共焦セラミックや他の適切な材料を
使用することができる。
【００１２】 本発明の目的は、多層で鉛直方向に接続されるストリップラインアーキテクチ
ャーに基づいて構成された新規なカプラを提供することである。
【００１３】 本発明の他の目的は、複数のカプラを複数のセグメントに分割しこれらセグメ
ントを様々なストリップライン高さに配置することによって、複数のカプラを使
用するマイクロ波集積回路のサイズおよび重量を低減することである。
【００１４】 本発明の他の目的は、複数のカプラを複数のセグメントに分割しこれらセグメ
ントを様々なストリップライン高さに配置しこれによりマイクロ波集積回路の面
積を低減させて所定領域内により多数の回路を収容することを可能とすることに
よって、複数のカプラを使用するマイクロ波集積回路のコストを低減することで
ある。
【００１５】 本発明の他の目的は、一連の非接続部分と一連の接続区画とを組み合わせるこ
とによって、多層で鉛直方向に接続されるストリップラインアーキテクチャーに
基づいて構成された広帯域カプラを提供することである。
【００１６】 本発明の他の目的は、多層で鉛直方向に接続されるストリップラインアーキテ
クチャーに基づく広帯域カプラであって、非一様に接続された構造をタンデム式
に接続することによって非常に幅広い周波数範囲にわたって動作し得るとともに
ハイパス周波数応答を有した広帯域カプラを提供することである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
I．序 ここで説明する鉛直方向に接続するストリップライン構造は、複数の基板層か
らなる積層（スタック）を備えている。基板『層』とは、片面上にまたは両面上
に回路を有している基板として定義される。
【００１８】 II．多層構造 各基板層が典型的には表面上にエッチング形成された１つまたは２つの金属層
を有している複数の基板層からなる積層が、接着されることにより、多層構造が
形成される。多層構造は、数個のあるいは多数個の基板層を有することができる
。図１ａおよび図１ｂには、８個の基板層を有するものとされた好ましい実施形
態の典型的な外形形状が示されている。この特別の実施形態においては、多層構
造（１００）は、ｘ方向において約７．１ｍｍであり、ｙ方向において約５．１
ｍｍであり、ｚ方向における厚さが約２．５〜約４．２ｍｍである。
【００１９】 好ましい実施形態においては、基板層は、厚さが約０．０５ｍｍ〜２．５ｍｍ
であり、ＰＴＦＥとガラスとセラミックとからなる複合体である。当業者には、
多層回路において、ＰＴＦＥを、溶融接着のための好ましい材料として使用する
こと、また、ガラスおよびセラミックを、誘電定数を改良するためにおよび安定
性を増大させるために加えることは、公知である。置換材料は、市販されている
ものを利用することができる。より厚い基板層を使用することができるけれども
、物理的に大きな回路となってしまうため、多くの応用において望ましくない。
好ましくは、基板をなす複合体材料は、例えば約７×１０-6／℃〜約２７×１０ -6 ／℃といったように、銅に近いＣＴＥを有している。しかしながら、約２７×
１０-6／℃よりも大きなＣＴＥを有した複合体材料を使用することもできる。典
型的には、基板層は、約２．９〜約１０．２という範囲の相対誘電定数（あるい
は、比誘電率）（Ｅｒ）を有している。他のＥｒを有した基板層を使用すること
もできるけれども、現時点では、市販されていない。
【００２０】 金属層は、銅によって基板層をメタライズすることによって形成される。銅の
厚さは、典型的には、０．００５〜０．２５ｍｍとされ、好ましくは、０．０１
８ｍｍとされる。金属層どうしは、好ましくは銅メッキされている貫通穴を通し
て接続される。貫通穴は、典型的には円形のものとされ、その直径は、０．１３
〜３．１８ｍｍとされ、好ましくはおよそ０．２〜０．４８ｍｍとされる。基板
層どうしは、好ましくは、特定の温度プロファイルと圧力プロファイルとを有し
た融着プロセスを使用して、互いに直接的に接着される（詳細に後述する）。こ
れにより、均質な誘電材料を含有している多層構造（１００）が形成される。し
かしながら、例えば熱硬化性フィルムまたは熱可塑性フィルムを使用した方法や
当業者には自明な他の方法といったような、代替可能な接着方法を使用すること
もできる。溶融接着（融着）プロセスは、多層のポリテトラフルオロエチレンお
よびセラミック／ガラス（ＰＴＦＥ複合体）回路を製造する当業者には、公知で
ある。しかしながら、以下においては、融着プロセスの例について簡単に説明す
る。
【００２１】 溶融は、オートクレーブや流体圧力プレス中において、基板をＰＴＦＥの融点
以上に加熱することによって、得られる。層どうしの位置合わせは、流動を安定
化させるよう、ピンを使用した固定具によって固定される。溶融時には、ＰＴＦ
Ｅ樹脂は、粘性液体へと状態が変化し、これにより、隣接した層どうしが、圧力
下において融着する。融着圧力は、典型的には、約６９０ｋＰａ（約１００ＰＳ
Ｉ）〜約６９００ｋＰａ（約１０００ＰＳＩ）であり、融着温度は、典型的には
、約３５０℃〜約４５０℃である。プロファイルの一例においては、１３８０ｋ
Ｐａ（２００ＰＳＩ）において、室温から２４０℃にまで４０分間で温度上昇さ
せ、さらに２４０℃から３７５℃にまで４５分間で温度上昇させ、３７５℃にお
いて１５分間維持し、そして、３５℃にまで９０分間で温度下降させる。
【００２２】 他の誘電材料や、共晶セラミックや、多層回路に使用することが当業者に自明
であるような他の材料を、使用することもできることは、理解されるであろう。
【００２３】 多層回路（１００）は、例えば図２に示すような多層構造（２００）からなる
矩形３ｄＢカプラ回路や図３に示すような多層構造（３００）からなる方向性１
０ｄＢカプラ回路といったような、有用な回路を製造するために使用することが
できる。多層構造（２００）からなるカプラ回路および多層構造（３００）から
なるカプラ回路は、本発明における２つの可能な実施形態を構成する。しかしな
がら、多層構造（１００）をなす一般構造を使用して他の回路を製造できること
、および、層数をより少なくしたりあるいは層数をより多くしたりできることは
、理解されるであろう。また、当業者であれば、貫通穴を、例えばスロット形状
や楕円形といったような他の形状とし得ること、また、貫通穴が円形である場合
でも、例示した直径とは異なる直径とし得ることは、理解されるであろう。以下
においては、矩形３ｄＢカプラの製造例について説明する。同様の製造プロセス
を使用することによって、鉛直方向に接続されるストリップライン構造を有した
他のカプラを製造できることは、当業者には明らかであろう。
【００２４】 III．好ましい実施形態としての矩形３ｄＢカプラに関する製造例 矩形３ｄＢカプラという好ましい実施形態を有した多層構造の側面図が、図２
に示されている。基板層（２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０，
２７０，２８０）は、ｘ方向において約７．１ｍｍであり、ｙ方向において約５
．１ｍｍであり、約３．０というＥｒを有している。基板層（２１０）は、約０
．７６ｍｍという厚さとされ、金属層（２１１，２１２）によってメタライズさ
れている。基板層（２２０）は、約０．１３ｍｍという厚さとされ、金属層（２
２１，２２２）によってメタライズされている。基板層（２３０）は、約０．７
６ｍｍという厚さとされ、金属層（２３１，２３２）によってメタライズされて
いる。基板層（２４０）は、約０．７６ｍｍという厚さとされ、金属層（２４１
，２４２）によってメタライズされている。基板層（２５０）は、約０．１３ｍ
ｍという厚さとされ、金属層（２５１，２５２）によってメタライズされている
。基板層（２６０）は、約０．７６ｍｍという厚さとされ、金属層（２６１，２
６２）によってメタライズされている。基板層（２７０）は、約０．３８ｍｍと
いう厚さとされ、金属層（２７１，２７２）によってメタライズされている。基
板層（２８０）は、約０．３８ｍｍという厚さとされ、金属層（２８１，２８２
）によってメタライズされている。金属層（２１１，２１２，２２１，２２２，
２３１，２３２，２４１，２４２，２５１，２５２，２６１，２６２，２７１，
２７２，２８１，２８２）の各々の厚さは、典型的には、０．０１８ｍｍとされ
ている。
【００２５】 使用されている数値例（例えば、寸法、温度、時間）は、概略的なものであっ
て、変更することができることは、理解されるであろう。また、ある種のステッ
プについては順序を変更して行うことができることは、当業者には自明である。
【００２６】 また、いくつかの図面においては、すべての層の接着が行われるまでは存在し
ていないはずのコーナー穴が図示されていること、また、図１１ｂにおけるコー
ナー穴（２８４）が多層アセンブリ（２００）において形成されることは、理解
されるであろう。
【００２７】 また、典型的には数百個の回路が、基板パネル上において配列状でもって同時
に製造されることは理解されるであろう。よって、典型的なマスクは、同じパタ
ーンからなる配列を有することができる。
【００２８】 〈ａ．層２１０〉 図４ａおよび図４ｂを参照して、層（２１０）の製造プロセスについて説明す
る。層（２１０）は、およそ９０〜１２５℃という温度でもっておよそ５〜３０
分間にわたって加熱され、好ましくは９０℃でもって５分間にわたって加熱され
、その後、フォトレジスト層がラミネートされる。マスクを使用し、適切な露光
設定でもってフォトレジスト層が現像され、これにより、図４ｂに示すような金
属層（２１２）のパターンが形成される。層（２１０）の底面は、銅エッチング
される。層（２１０）は、１５〜３０分間にわたってアルコール中ですすぐこと
によって洗浄され、その後、好ましくは、好ましくは脱イオン化された水といっ
たような２１〜５２℃という温度の水によって少なくとも１５分間にわたってす
すがれる。その後、層（２１０）は、およそ９０〜１８０℃でもっておよそ３０
分間〜２時間にわたって、好ましくは１４９℃でもって１時間にわたって、真空
加熱される。
【００２９】 〈ｂ．層２２０〉 図５ａおよび図５ｂを参照して、層（２２０）の製造プロセスについて説明す
る。まず最初に、図５ａおよび図５ｂに示すように、また、図１４に詳細に示す
ように、各々が約０．２ｍｍという直径とされた４つの穴が、層（２２０）にお
いて穴開けされる。層（２２０）は、ナトリウムエッチングまたはプラズマエッ
チングされる。ナトリウムエッチングされた場合には、層（２２０）は、１５〜
３０分間にわたってアルコール中ですすぐことによって洗浄され、その後、好ま
しくは、好ましくは脱イオン化された水といったような２１〜５２℃という温度
の水によって少なくとも１５分間にわたってすすがれる。その後、層（２２０）
は、およそ９０〜１８０℃でもっておよそ３０分間〜２時間にわたって、好まし
くは１００℃でもって１時間にわたって、真空加熱される。層（２２０）は、銅
メッキされる。好ましくは、最初に無電解メッキされた後、その後、電解メッキ
される。銅メッキの厚さは、およそ０．０１３ｍｍ〜０．０２５ｍｍとされ、好
ましくは０．０１８ｍｍとされる。層（２２０）は、好ましくは脱イオン化され
た水といったような水によって少なくとも１分間にわたってすすがれる。層（２
２０）は、およそ９０〜１２５℃という温度でもっておよそ５〜３０分間にわた
って加熱され、好ましくは９０℃でもって５分間にわたって加熱され、その後、
フォトレジスト層がラミネートされる。マスクを使用し、適切な露光設定でもっ
てフォトレジスト層が現像され、これにより、図５ａおよび図５ｂに示すような
また図１４に詳細に示すような金属層（２２１，２２２）のパターンが形成され
る。層（２２０）の両面は、銅エッチングされる。層（２２０）は、１５〜３０
分間にわたってアルコール中ですすぐことによって洗浄され、その後、好ましく
は、好ましくは脱イオン化された水といったような２１〜５２℃という温度の水
によって少なくとも１５分間にわたってすすがれる。その後、層（２２０）は、
およそ９０〜１８０℃でもっておよそ３０分間〜２時間にわたって、好ましくは
１４９℃でもって１時間にわたって、真空加熱される。
【００３０】 〈ｃ．層２３０〉 図６ａおよび図６ｂを参照して、層（２３０）の製造プロセスについて説明す
る。まず最初に、図６ａおよび図６ｂに示すように、各々が約０．２ｍｍという
直径とされた４つの穴が、層（２３０）において穴開けされる。層（２３０）は
、ナトリウムエッチングまたはプラズマエッチングされる。ナトリウムエッチン
グされた場合には、層（２３０）は、１５〜３０分間にわたってアルコール中で
すすぐことによって洗浄され、その後、好ましくは、好ましくは脱イオン化され
た水といったような２１〜５２℃という温度の水によって少なくとも１５分間に
わたってすすがれる。その後、層（２３０）は、およそ９０〜１８０℃でもって
およそ３０分間〜２時間にわたって、好ましくは１００℃でもって１時間にわた
って、真空加熱される。層（２３０）は、銅メッキされる。好ましくは、最初に
無電解メッキされた後、その後、電解メッキされる。銅メッキの厚さは、およそ
０．０１３ｍｍ〜０．０２５ｍｍとされ、好ましくは０．０１８ｍｍとされる。
層（２３０）は、好ましくは脱イオン化された水といったような水によって少な
くとも１分間にわたってすすがれる。層（２３０）は、およそ９０〜１２５℃と
いう温度でもっておよそ５〜３０分間にわたって加熱され、好ましくは９０℃で
もって５分間にわたって加熱され、その後、フォトレジスト層がラミネートされ
る。マスクを使用し、適切な露光設定でもってフォトレジスト層が現像され、こ
れにより、図６ａおよび図６ｂに示すような金属層（２３１，２３２）のパター
ンが形成される。層（２３０）の両面は、銅エッチングされる。層（２３０）は
、１５〜３０分間にわたってアルコール中ですすぐことによって洗浄され、その
後、好ましくは、好ましくは脱イオン化された水といったような２１〜５２℃と
いう温度の水によって少なくとも１５分間にわたってすすがれる。その後、層（
２３０）は、およそ９０〜１８０℃でもっておよそ３０分間〜２時間にわたって
、好ましくは１４９℃でもって１時間にわたって、真空加熱される。
【００３１】 〈ｄ．層２４０〉 図７ａおよび図７ｂを参照して、層（２４０）の製造プロセスについて説明す
る。まず最初に、図７ａおよび図７ｂに示すように、各々が約０．２ｍｍという
直径とされた４つの穴が、層（２４０）において穴開けされる。層（２４０）は
、ナトリウムエッチングまたはプラズマエッチングされる。ナトリウムエッチン
グされた場合には、層（２４０）は、１５〜３０分間にわたってアルコール中で
すすぐことによって洗浄され、その後、好ましくは、好ましくは脱イオン化され
た水といったような２１〜５２℃という温度の水によって少なくとも１５分間に
わたってすすがれる。その後、層（２４０）は、およそ９０〜１８０℃でもって
およそ３０分間〜２時間にわたって、好ましくは１００℃でもって１時間にわた
って、真空加熱される。層（２４０）は、銅メッキされる。好ましくは、最初に
無電解メッキされた後、その後、電解メッキされる。銅メッキの厚さは、およそ
０．０１３ｍｍ〜０．０２５ｍｍとされ、好ましくは０．０１８ｍｍとされる。
層（２４０）は、好ましくは脱イオン化された水といったような水によって少な
くとも１分間にわたってすすがれる。層（２４０）は、およそ９０〜１２５℃と
いう温度でもっておよそ５〜３０分間にわたって加熱され、好ましくは９０℃で
もって５分間にわたって加熱され、その後、フォトレジスト層がラミネートされ
る。マスクを使用し、適切な露光設定でもってフォトレジスト層が現像され、こ
れにより、図７ａおよび図７ｂに示すような金属層（２４１，２４２）のパター
ンが形成される。層（２４０）の両面は、銅エッチングされる。層（２４０）は
、１５〜３０分間にわたってアルコール中ですすぐことによって洗浄され、その
後、好ましくは、好ましくは脱イオン化された水といったような２１〜５２℃と
いう温度の水によって少なくとも１５分間にわたってすすがれる。その後、層（
２４０）は、およそ９０〜１８０℃でもっておよそ３０分間〜２時間にわたって
、好ましくは１４９℃でもって１時間にわたって、真空加熱される。
【００３２】 〈ｅ．層２５０〉 図８ａおよび図８ｂを参照して、層（２５０）の製造プロセスについて説明す
る。まず最初に、図８ａおよび図８ｂに示すように、また、図１３に詳細に示す
ように、各々が約０．２ｍｍという直径とされた８個の穴が、層（２５０）にお
いて穴開けされる。層（２５０）は、ナトリウムエッチングまたはプラズマエッ
チングされる。ナトリウムエッチングされた場合には、層（２５０）は、１５〜
３０分間にわたってアルコール中ですすぐことによって洗浄され、その後、好ま
しくは、好ましくは脱イオン化された水といったような２１〜５２℃という温度
の水によって少なくとも１５分間にわたってすすがれる。その後、層（２５０）
は、およそ９０〜１８０℃でもっておよそ３０分間〜２時間にわたって、好まし
くは１００℃でもって１時間にわたって、真空加熱される。層（２５０）は、銅
メッキされる。好ましくは、最初に無電解メッキされた後、その後、電解メッキ
される。銅メッキの厚さは、およそ０．０１３ｍｍ〜０．０２５ｍｍとされ、好
ましくは０．０１８ｍｍとされる。層（２５０）は、好ましくは脱イオン化され
た水といったような水によって少なくとも１分間にわたってすすがれる。層（２
５０）は、およそ９０〜１２５℃という温度でもっておよそ５〜３０分間にわた
って加熱され、好ましくは９０℃でもって５分間にわたって加熱され、その後、
フォトレジスト層がラミネートされる。マスクを使用し、適切な露光設定でもっ
てフォトレジスト層が現像され、これにより、図８ａおよび図８ｂに示すような
また図１３に詳細に示すような金属層（２５１，２５２）のパターンが形成され
る。層（２５０）の両面は、銅エッチングされる。層（２５０）は、１５〜３０
分間にわたってアルコール中ですすぐことによって洗浄され、その後、好ましく
は、好ましくは脱イオン化された水といったような２１〜５２℃という温度の水
によって少なくとも１５分間にわたってすすがれる。その後、層（２５０）は、
およそ９０〜１８０℃でもっておよそ３０分間〜２時間にわたって、好ましくは
１４９℃でもって１時間にわたって、真空加熱される。
【００３３】 〈ｆ．層２６０〉 図９ａおよび図９ｂを参照して、層（２６０）の製造プロセスについて説明す
る。まず最初に、図９ａおよび図９ｂに示すように、各々が約０．２ｍｍという
直径とされた４つの穴が、層（２６０）において穴開けされる。層（２６０）は
、ナトリウムエッチングまたはプラズマエッチングされる。ナトリウムエッチン
グされた場合には、層（２６０）は、１５〜３０分間にわたってアルコール中で
すすぐことによって洗浄され、その後、好ましくは、好ましくは脱イオン化され
た水といったような２１〜５２℃という温度の水によって少なくとも１５分間に
わたってすすがれる。その後、層（２６０）は、およそ９０〜１８０℃でもって
およそ３０分間〜２時間にわたって、好ましくは１００℃でもって１時間にわた
って、真空加熱される。層（２６０）は、銅メッキされる。好ましくは、最初に
無電解メッキされた後、その後、電解メッキされる。銅メッキの厚さは、およそ
０．０１３ｍｍ〜０．０２５ｍｍとされ、好ましくは０．０１８ｍｍとされる。
層（２６０）は、好ましくは脱イオン化された水といったような水によって少な
くとも１分間にわたってすすがれる。層（２６０）は、およそ９０〜１２５℃と
いう温度でもっておよそ５〜３０分間にわたって加熱され、好ましくは９０℃で
もって５分間にわたって加熱され、その後、フォトレジスト層がラミネートされ
る。マスクを使用し、適切な露光設定でもってフォトレジスト層が現像され、こ
れにより、図９ａおよび図９ｂに示すような金属層（２６１，２６２）のパター
ンが形成される。層（２６０）の両面は、銅エッチングされる。層（２６０）は
、１５〜３０分間にわたってアルコール中ですすぐことによって洗浄され、その
後、好ましくは、好ましくは脱イオン化された水といったような２１〜５２℃と
いう温度の水によって少なくとも１５分間にわたってすすがれる。その後、層（
２６０）は、およそ９０〜１８０℃でもっておよそ３０分間〜２時間にわたって
、好ましくは１４９℃でもって１時間にわたって、真空加熱される。
【００３４】 〈ｇ．層２７０〉 図１０ａおよび図１０ｂを参照して、層（２７０）の製造プロセスについて説
明する。まず最初に、図１０ａおよび図１０ｂに示すように、各々が約０．２ｍ
ｍという直径とされた４つの穴が、層（２７０）において穴開けされる。層（２
７０）は、ナトリウムエッチングまたはプラズマエッチングされる。ナトリウム
エッチングされた場合には、層（２７０）は、１５〜３０分間にわたってアルコ
ール中ですすぐことによって洗浄され、その後、好ましくは、好ましくは脱イオ
ン化された水といったような２１〜５２℃という温度の水によって少なくとも１
５分間にわたってすすがれる。その後、層（２７０）は、およそ９０〜１８０℃
でもっておよそ３０分間〜２時間にわたって、好ましくは１００℃でもって１時
間にわたって、真空加熱される。層（２７０）は、銅メッキされる。好ましくは
、最初に無電解メッキされた後、その後、電解メッキされる。銅メッキの厚さは
、およそ０．０１３ｍｍ〜０．０２５ｍｍとされ、好ましくは０．０１８ｍｍと
される。層（２７０）は、好ましくは脱イオン化された水といったような水によ
って少なくとも１分間にわたってすすがれる。層（２７０）は、およそ９０〜１
２５℃という温度でもっておよそ５〜３０分間にわたって加熱され、好ましくは
９０℃でもって５分間にわたって加熱され、その後、フォトレジスト層がラミネ
ートされる。マスクを使用し、適切な露光設定でもってフォトレジスト層が現像
され、これにより、図１０ａおよび図１０ｂに示すような金属層（２７１，２７
２）のパターンが形成される。層（２７０）の両面は、銅エッチングされる。層
（２７０）は、１５〜３０分間にわたってアルコール中ですすぐことによって洗
浄され、その後、好ましくは、好ましくは脱イオン化された水といったような２
１〜５２℃という温度の水によって少なくとも１５分間にわたってすすがれる。
その後、層（２７０）は、およそ９０〜１８０℃でもっておよそ３０分間〜２時
間にわたって、好ましくは１４９℃でもって１時間にわたって、真空加熱される
。
【００３５】 〈ｈ．層２８０〉 図１１ａおよび図１１ｂを参照して、層（２８０）の製造プロセスについて説
明する。まず最初に、図１１ａおよび図１１ｂに示すように、また、図１２に詳
細に示すように、各々が約０．２ｍｍという直径とされた８個の穴と、各々が約
０．７９ｍｍという直径とされた４個のコーナー穴とが、層（２８０）において
穴開けされる。層（２８０）は、ナトリウムエッチングまたはプラズマエッチン
グされる。ナトリウムエッチングされた場合には、層（２８０）は、１５〜３０
分間にわたってアルコール中ですすぐことによって洗浄され、その後、好ましく
は、好ましくは脱イオン化された水といったような２１〜５２℃という温度の水
によって少なくとも１５分間にわたってすすがれる。その後、層（２８０）は、
およそ９０〜１８０℃でもっておよそ３０分間〜２時間にわたって、好ましくは
１００℃でもって１時間にわたって、真空加熱される。層（２８０）は、銅メッ
キされる。好ましくは、最初に無電解メッキされた後、その後、電解メッキされ
る。銅メッキの厚さは、およそ０．０１３ｍｍ〜０．０２５ｍｍとされ、好まし
くは０．０１８ｍｍとされる。層（２８０）は、好ましくは脱イオン化された水
といったような水によって少なくとも１分間にわたってすすがれる。層（２８０
）は、およそ９０〜１２５℃という温度でもっておよそ５〜３０分間にわたって
加熱され、好ましくは９０℃でもって５分間にわたって加熱され、その後、フォ
トレジスト層がラミネートされる。マスクを使用し、適切な露光設定でもってフ
ォトレジスト層が現像され、これにより、図１１ａおよび図１１ｂに示すような
また図１２に詳細に示すような金属層（２８１）のパターンが形成される。層（
２８０）の上面は、銅エッチングされる。層（２８０）は、１５〜３０分間にわ
たってアルコール中ですすぐことによって洗浄され、その後、好ましくは、好ま
しくは脱イオン化された水といったような２１〜５２℃という温度の水によって
少なくとも１５分間にわたってすすがれる。その後、層（２８０）は、およそ９
０〜１８０℃でもっておよそ３０分間〜２時間にわたって、好ましくは１４９℃
でもって１時間にわたって、真空加熱される。
【００３６】 〈ｉ．最終的な組立〉 上記手順によって各層（２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０，
２７０，２８０）が形成された後に、これら層が融着され、多層アセンブリ（２
００）が形成される。
【００３７】 融着圧力は、典型的には約６９０ｋＰａ（約１００ＰＳＩ）〜約６９００ｋＰ
ａ（約１０００ＰＳＩ）であり、また、融着温度は、典型的には約３５０℃〜約
４５０℃であるけれども、プロファイルの一例においては、１３８０ｋＰａ（２
００ＰＳＩ）において、室温から２４０℃にまで４０分間で温度上昇させ、さら
に２４０℃から３７５℃にまで４５分間で温度上昇させ、３７５℃において１５
分間維持し、そして、３５℃にまで９０分間で温度下降させる。
【００３８】 約０．７９ｍｍという直径の４つのスロットが、図１１ｂに示すようにして、
周縁に沿って穴開けされる。多層アセンブリ（２００）は、ナトリウムエッチン
グまたはプラズマエッチングされる。ナトリウムエッチングされた場合には、多
層アセンブリ（２００）は、１５〜３０分間にわたってアルコール中ですすぐこ
とによって洗浄され、その後、好ましくは、好ましくは脱イオン化された水とい
ったような２１〜５２℃という温度の水によって少なくとも１５分間にわたって
すすがれる。その後、多層アセンブリ（２００）は、およそ９０〜１２５℃でも
っておよそ４５〜９０分間にわたって、好ましくは１００℃でもって１時間にわ
たって、真空加熱される。多層アセンブリ（２００）は、銅メッキされる。好ま
しくは、最初に無電解メッキされた後、その後、電解メッキされる。銅メッキの
厚さは、およそ０．０１３ｍｍ〜０．０２５ｍｍとされ、好ましくは０．０１８
ｍｍとされる。多層アセンブリ（２００）は、好ましくは脱イオン化された水と
いったような水によって少なくとも１分間にわたってすすがれる。多層アセンブ
リ（２００）は、およそ９０〜１２５℃という温度でもっておよそ５〜３０分間
にわたって加熱され、好ましくは９０℃でもって５分間にわたって加熱され、そ
の後、フォトレジスト層がラミネートされる。マスクを使用し、適切な露光設定
でもってフォトレジスト層が現像され、これにより、図１１ｂに示すような金属
層（２８２）のパターンが形成される。多層アセンブリ（２００）の底面は、銅
エッチングされる。多層アセンブリ（２００）は、１５〜３０分間にわたってア
ルコール中ですすぐことによって洗浄され、その後、好ましくは、好ましくは脱
イオン化された水といったような２１〜５２℃という温度の水によって少なくと
も１５分間にわたってすすがれる。その後、多層アセンブリ（２００）は、スズ
および鉛でもってメッキされる。その後、スズ−鉛メッキは、融点にまで加熱さ
れ、これにより、半田合金内へと還流することによってさらにメッキされる。多
層アセンブリ（２００）は、１５〜３０分間にわたってアルコール中ですすぐこ
とによって洗浄され、その後、好ましくは、好ましくは脱イオン化された水とい
ったような２１〜５２℃という温度の水によって少なくとも１５分間にわたって
すすがれる。
【００３９】 多層アセンブリ（２００）は、ドリリングやミリングやダイヤモンドソーやエ
キシマレーザーといったようなデパネル（depanel） 方法を使用してデパネルさ
れる。多層アセンブリ（２００）は、１５〜３０分間にわたってアルコール中で
すすぐことによって洗浄され、その後、好ましくは、好ましくは脱イオン化され
た水といったような２１〜５２℃という温度の水によって少なくとも１５分間に
わたってすすがれる。その後、多層アセンブリ（２００）は、およそ９０〜１８
０℃でもっておよそ３０分間〜２時間にわたって、好ましくは１４９℃でもって
１時間にわたって、真空加熱される。
【００４０】 IV．他の好ましい実施形態の製造 多層アセンブリ（２００）からなる矩形３ｄＢカプラの例を通して１つの好ま
しい実施形態について説明したけれども、上記製造方法を自明な範囲で変更する
ことにより他の回路を製造できることは、当業者には明らかであろう。以下にお
いては、本発明の様々な実施形態の動作について説明する。しかしながら、多層
アセンブリ（３００）からなる方向性１０ｄＢカプラに関する好ましい実施形態
においては、少し特性の異なる基板層を選択することができることに注意された
い。
【００４１】 基板層（３１０，３２０，３３０，３４０，３５０，３６０）は、ｘ方向にお
いて約７．１ｍｍであり、ｙ方向において約５．１ｍｍであり、約６．１５とい
うＥｒを有している。基板層（３７０，３８０）は、ｘ方向において約７．１ｍ
ｍであり、ｙ方向において約５．１ｍｍであり、約３．０というＥｒを有してい
る。基板層（３１０，３３０，３４０，３６０，３７０，３８０）は、約０．３
８ｍｍという厚さとされ、一方、基板層（３２０，３５０）は、約０．１３ｍｍ
という厚さとされている。これら寸法は、標準的な参考文献において容易に利用
可能な等式から導出された。
【００４２】 V．多層をなす従来のカプラを使用して実現したいくつかの好ましい実施形態の
動作 多層で鉛直方向に接続されるストリップラインというアーキテクチャーによっ
て構成されたカプラの動作理論は、従来のカプラの動作理論と同様である。した
がって、従来のカプラについて簡単に説明し、さらに、本発明による多層で鉛直
方向に接続されるストリップラインというアーキテクチャーによる実施態様を例
示することにより、カプラ製造の当業者であれば、本発明に基づく非常に様々な
カプラを製造できるであろう。
【００４３】 従来型カプラの動作理論は、マイクロ波カプラ製造の当業者には周知である。
例えば、方向性カプラの動作理論や矩形３ｄＢカプラの動作理論は、当業者には
公知であり、標準的な参考文献も存在する。これら参考文献において説明されて
いるストリップラインカプラの様々な横断面が、図１５，１６，１７，１８に示
されている。
【００４４】 矩形カプラは、典型的には、図１５に示すような、幅広面で接続されるストリ
ップラインとして実現される。この実施態様においては、誘電体層によって互い
に離間されているとともに誘電体層によってグラウンド面（１５０３，１５０４
）からも離間されている２つの金属ライン（１５０１，１５０２）は、ｚ方向に
おいて互いに平行であって、実質的に完全にオーバーラップしている。
【００４５】 方向性カプラは、多くの場合、図１６に示すように、エッジにおいて接続され
るストリップラインとして実現される。この実施態様においては、２つの金属ラ
イン（１６０１，１６０２）は、Ｘ方向およびＹ方向の一方または双方において
平行であるとともに、誘電体層によってグラウンド面（１６０３，１６０４）か
ら離間されている。方向性カプラは、また、図１７および図１８において異なる
２つの実施態様として図示するように、オフセットを有して接続されたストリッ
プラインとして実現することもできる。図１７においては、金属ライン（１７０
１，１７０２）は、ギャップを有した状態でオフセット接続されており（すなわ
ち、これら金属ライン（１７０１，１７０２）は、Ｚ方向においてオーバーラッ
プしていない）、誘電体によって互いに離間されているとともに誘電体によって
グラウンド面（１７０３，１７０４）からも離間されている。図１８においては
、金属ライン（１８０１，１８０２）は、部分的オーバーラップを有した状態で
オフセット接続されており（すなわち、これら金属ライン（１８０１，１８０２
）は、Ｚ方向において部分的にオーバーラップしている）、誘電体によって互い
に離間されているとともに誘電体によってグラウンド面（１８０３，１８０４）
からも離間されている。
【００４６】 本発明は、上記において例示した様々なカプラが、それらの組合せも含めて、
複数のセグメントへと分割できること、および、これらセグメントどうしを、多
層で鉛直方向に接続されたストリップラインアセンブリ内において積層できるこ
とを、開示する。セグメントどうしは、貫通穴を通して接続される。このような
貫通穴は、上記の矩形３ｄＢカプラ内において使用されており、図２３ａにおい
て信号貫通穴（２３０２）としても図示されている。これに代えて、例えば図１
９に示されているように誘電体材料によってグラウンド（１９０３，１９０４）
から離間された貫通穴（１９０２）を有した構成といったような、鉛直方向スラ
ブライン型伝送ラインを使用して、セグメントどうしを接続することもできる。
カプラセグメントどうしの接続のために使用されているスラブライン型伝送ライ
ンの例は、図２３ｂに示されている。図２３ｂの例においては、ストリップライ
ン（２３０５）は、グラウンド用貫通穴（２３０８）どうしの間に配置されてい
る貫通穴（２３１０）によって接続されている。鉛直方向のスラブライン型伝送
ラインを使用することにより、インピーダンスが制御されたＺ方向の相互接続を
もたらすことができる。
【００４７】 矩形３ｄＢカプラに関する上記好ましい実施形態に説明を戻すと、図１２，１
３，１４に示されている複数のカプラセグメントは、複数のセグメントへと分割
することができる。接続されているストリップラインセグメントからなる鉛直方
向接続積層を使用することにより、カプラを、それぞれが約０．４７ｍｍ幅とさ
れたセグメント（１３１０，１３２０，１４１０）へと分割することができる。
約０．４７ｍｍ幅であるとともに長さを０．１３ｍｍだけ伸ばすための曲げ部を
有したストリップライン伝送ライン（１２１０）と、約０．４７ｍｍ幅であるス
トリップライン伝送ライン（１２２０）と、約０．４７ｍｍ幅であるストリップ
ライン伝送ライン（１２３０）と、約０．４７ｍｍ幅であるとともに長さを０．
１３ｍｍだけ伸ばすための曲げ部を有したストリップライン伝送ライン（１２４
０）とは、カプラに対しての信号の入出力のために使用されており、所望の入出
力インピーダンスに維持されている。貫通穴（１２５５，１２６０，１２６５，
１２７０，１２７５，１２８０，１２８５，１２９０，１３６０，１３７０，１
３８０，１３９０）は、カプラセグメント（１３１０，１３２０，１４１０）と
、ストリップライン伝送ライン（１２１０，１２２０，１２３０，１２４０）と
、を相互接続するために使用されている。
【００４８】 多層構造（２００）においては、この実施形態において、８個の基板層が、３
組のストリップラインを形成するために使用されていることは、明らかである。
基板層（２１０，２２０，２３０）は、金属層（２１１，２３２）上におけるグ
ラウンド面によって拘束されている。基板層（２４０，２５０，２６０）は、金
属層（２３２，２６２）上におけるグラウンド面によって拘束されている。基板
層（２７０，２８０）は、金属層（２６２，２８２）上におけるグラウンド面に
よって拘束されている。カプラセグメント（１４１０）は、金属層（２２１，２
２２）上に位置している。カプラセグメント（１３１０，１３２０）は、金属層
（２５１，２５２）上に位置している。ストリップライン伝送ライン（１２１０
，１２２０，１２３０，１２４０）は、金属層（２８１）上に位置している。伝
送ライン（１２１０）上に入力された信号は、伝送ライン（１２２０）へと接続
され、かつ、伝送ライン（１２３０）には伝わらず、かつ、直接的伝達経路を通
して伝送ライン（１２４０）に伝わる。同様に、伝送ライン（１２２０）上に入
力された信号は、伝送ライン（１２１０）へと接続され、かつ、伝送ライン（１
２４０）には伝わらず、かつ、直接的伝達経路を通して伝送ライン（１２３０）
に伝わる。伝送ライン（１２３０）上に入力された信号は、伝送ライン（１２４
０）へと接続され、かつ、伝送ライン（１２１０）には伝わらず、かつ、直接的
伝達経路を通して伝送ライン（１２２０）に伝わる。伝送ライン（１２４０）上
に入力された信号は、伝送ライン（１２３０）へと接続され、かつ、伝送ライン
（１２２０）には伝わらず、かつ、直接的伝達経路を通して伝送ライン（１２１
０）に伝わる。
【００４９】 従来的ストリップラインカプラをセグメント化して、鉛直方向に接続されたス
トリップライン構造を実現するための方法を示す他の例として、図２６に示すよ
うな、従来的なエッジ接続ストリップラインカプラを参照する。この従来的なエ
ッジ接続ストリップラインカプラは、カプラの４つのポートのためのインターフ
ェース接続をなす伝送ライン（２６０１，２６０２，２６０３，２６０４）と、
接続区画（２６０９，２６１０）と、を備えている。接続区画（２６０９，２６
１０）は、節点（２６１１，２６１２，２６１３，２６１４）において、第１接
続セグメント（２６０９ａ，２６１０ａ）と第２接続セグメント（２６０９ｂ，
２６１０ｂ）と第３接続セグメント（２６０９ｃ，２６１０ｃ）とに、セグメン
ト化することができる。このデバイスを鉛直方向接続ストリップライン構造とし
て実現するための典型的な好ましい実施形態が、図２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２
７ｄに示されている。図２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄに示された実施形態は
、従来型エッジ接続ストリップラインカプラを、２つの節点平面において、特に
、節点平面（２７１１，２７１２）と節点平面（２７１３，２７１４）とにおい
て、セグメント化している。第１接続セグメント（２６０９ａ，２６１０ａ）は
、グラウンド面（２７５１）とグラウンド面（２７５２）との間に位置している
。第２接続セグメント（２６０９ｂ，２６１０ｂ）は、グラウンド面（２７５２
）とグラウンド面（２７５３）との間に位置している。第３接続セグメント（２
６０９ｃ，２６１０ｃ）は、グラウンド面（２７５３）とグラウンド面（２７５
４）との間に位置している。伝送ライン（２６０１，２６０２）は、グラウンド
面（２７５１）とグラウンド面（２７５２）との間に位置しており、一方、伝送
ライン（２６０３，２６０４）は、グラウンド面（２７５３）とグラウンド面（
２７５４）との間に位置している。当業者であれば、図１５，１７，１８のスト
リップラインカプラを、同様にして、鉛直方向接続ストリップライン構造として
、実現することができる。
【００５０】 VI．広帯域カプラを多層において実現したいくつかの好ましい実施形態の動作 広帯域の方向性カプラは、多くの場合、当業者には公知の公式であって標準的
参考文献においてよく見受けられる公式を使用して、構成される。鉛直方向接続
ストリップラインアーキテクチャーは、複数の接続ライン区画を積層しＺ方向に
おいてこれら接続ラインどうしを相互接続するために使用することができ、これ
により、Ｘ−Ｙ平面内におけるカプラの面積を大幅に低減させることができる。
【００５１】 広帯域矩形カプラは、多くの場合、標準的参考文献においてよく見受けられる
表を使用して、構成される。これに代えて、一連の接続ストリップラインと非接
続ストリップラインとから、広帯域カプラを合成することができる。例えば、一
連の非接続区画と一連の接続ラインとを組み合わせることにより、広帯域矩形カ
プラを形成することができる。
【００５２】 同様に、非一様に接続された構造を集積化し、鉛直方向にタンデム化して接続
することにより、非常に幅広い周波数範囲にわたって動作し得るとともにハイパ
ス周波数応答を有したカプラを得ることができる。
【００５３】 図２１には、従来的な３区画型対称カプラが示されている。このカプラは、カ
プラの４つのポートのためのインターフェース接続をなす伝送ライン（２１２１
，２１２２，２１２３，２１２４）と、第１接続区画（２１３１，２１３２）と
、第２接続区画（２１３３，２１３４）と、第３接続区画（２１３５，２１３６
）と、を備えている。節点（２１２５，２１２８）は、伝送ライン（２１２１，
２１２２）と第１接続区画（２１３１，２１３２）との間のそれぞれを接続して
おり、一方、節点（２１３７，２１３８）は、伝送ライン（２１２３，２１２４
）と第３接続区画（２１３５，２１３６）との間のそれぞれを接続している。節
点（２１２６，２１２９）は、第１接続区画（２１３１，２１３２）と第２接続
区画（２１３３，２１３４）との間のそれぞれを接続しており、一方、節点（２
１２７，２１３０）は、第２接続区画（２１３３，２１３４）と第３接続区画（
２１３５，２１３６）との間のそれぞれを接続している。このデバイスを鉛直方
向接続ストリップライン構造として実現するための典型的な好ましい実施形態が
、図２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅに示されている。図２２ａ，２２
ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅに示された実施形態は、３区画型対称カプラを、４
つの節点平面において、特に、節点平面（２２２５，２２２８）と節点平面（２
２２６，２２２９）と節点平面（２２２７，２２３０）と節点平面（２２３７，
２２３８）とにおいて、セグメント化している。第１接続区画（２１３１，２１
３２）は、グラウンド面（２２５３）とグラウンド面（２２５４）との間に位置
している。第２接続区画（２１３３，２１３４）は、グラウンド面（２２５２）
とグラウンド面（２２５３）との間に位置している。第３接続区画（２１３５，
２１３６）は、グラウンド面（２２５１）とグラウンド面（２２５２）との間に
位置している。伝送ライン（２１２１，２１２２，２１２３，２１２４）は、グ
ラウンド面（２２５４）とグラウンド面（２２５５）との間に位置している。各
節点（２１２５，２１２６，２１２７，２１２８，２１２９，２１３０，２１３
７，２１３８）は、好ましい実施形態においては貫通穴接続によって代替される
。あるいは、代替可能な好ましい実施形態においては、例えばスラブライン接続
といったような他の導電手段によって代替される。例えば、節点（２１３７）を
、第１貫通穴による相互接続によって接続できること、また、節点（２１３８）
を、第２貫通穴による相互接続によって接続できることは、当業者には明瞭であ
る。この場合、双方の貫通穴接続は、節点平面（２２３７，２２３８）内におい
て行われる。貫通穴接続を使用した例は、図２３ａに例示されている。また、カ
プラを、例えば図１５のような幅広面接続や図１７のようなギャップ付きのオフ
セット接続や図１８のようなオーバーラップ有りのオフセット接続といったよう
な様々なタイプのストリップライン接続を使用して、鉛直方向接続ストリップラ
イン構造として実現し得ることも、当業者には明瞭である。
【００５４】 また、図２０に示すような例えば非対称４区画型カプラといったような非対称
カプラを、鉛直方向接続ストリップライン構造を使用して実現し得ることも、当
業者には明瞭である。
【００５５】 図２８には、カプッシ（Cappucci）カプラ（一連の非接続部分と一連の接続ラ
インとが組み合わされることにより、広帯域矩形カプラとして形成されている）
が示されている。このカプラは、カプラの４つのポートのためのインターフェー
ス接続をなす伝送ライン（２８６１，２８６２，２８６３，２８６４）と、接続
ラインと非接続ラインとの組合せライン（２８６９，２８７０）と、を備えてい
る。接続ラインと非接続ラインとの組合せライン（２８６９，２８７０）は、第
１接続区画（２８６９ａ，２８７０ａ）と、非接続区画（２８６９ｂ，２８７０
ｂ）と、第２接続区画（２８６９ｃ，２８７０ｃ）と、に分割することができる
。節点（２８７１，２８７２）は、第１接続区画（２８６９ａ，２８７０ａ）と
非接続区画（２８６９ｂ，２８７０ｂ）との間のそれぞれを接続しており、一方
、節点（２８７３，２８７４）は、非接続区画（２８６９ｂ，２８７０ｂ）と第
２接続区画（２８６９ｃ，２８７０ｃ）との間のそれぞれを接続している。
【００５６】 このデバイスを鉛直方向接続ストリップライン構造として実現するための典型
的な好ましい実施形態が、図２９ａ，２９ｂ，２９ｃに示されている。図２９ａ
，２９ｂ，２９ｃに示された実施形態は、Cappucciカプラを、２つの節点平面に
おいて、特に、節点平面（２９７１，２９７２）と節点平面（２９７３，２９７
４）とにおいて、セグメント化している。第１接続区画（２８６９ａ，２８７０
ａ）と伝送ライン（２８６１，２８６２）とは、グラウンド面（２９５１）とグ
ラウンド面（２９５２）との間に位置している。第２接続区画（２８６９ｃ，２
８７０ｃ）と伝送ライン（２８６３，２８６４）とは、グラウンド面（２９５２
）とグラウンド面（２９５３）との間に位置している。各節点（２８７１，２８
７２，２８７３，２８７４）は、当業者には明瞭な態様でもって、好ましい実施
形態においては貫通穴接続によって代替される、あるいは、代替可能な好ましい
実施形態においては、例えばスラブライン接続といったような他の導電手段によ
って代替される。さらに、好ましい実施形態においては、節点（２８７１）は、
第１貫通穴による相互接続を使用して、節点（２８７３）に対して接続され、節
点（２８７２）は、第２貫通穴による相互接続を使用して、節点（２８７４）に
対して接続される。これにより、両貫通穴を使用して非接続区画（２８６９ｂ，
２８７０ｂ）が形成される。
【００５７】 図２４には、タンデム接続によって接続されたストリップラインを備えた方向
性カプラが示されている。このカプラは、カプラの４つのポートのためのインタ
ーフェース接続をなす伝送ライン（２４４１，２４４２，２４４５，２４４６）
と、第１接続区画（２４４７，２４４８）と、第２接続区画（２４４９，２４５
０）と、伝送ライン（２４４３，２４４４）と、を備えている。伝送ライン（２
４４３，２４４４）は、第１接続区画（２４４７，２４４８）と第２接続区画（
２４４９，２４５０）との間を接続している。節点（２４５１，２４５２）は、
伝送ライン（２４４３，２４４４）と第１接続区画（２４４７，２４４８）との
間のそれぞれを接続しており、一方、節点（２４５３，２４５４）は、伝送ライ
ン（２４４４，２４４３）と第２接続区画（２４４９，２４５０）との間のそれ
ぞれを接続している。このデバイスを鉛直方向接続ストリップライン構造として
実現するための典型的な好ましい実施形態が、図２５ａ，２５ｂに示されている
。図２５ａ，２５ｂに示された実施形態は、タンデム接続されたカプラを、４つ
の節点平面において、セグメント化している。すなわち、タンデム接続されたカ
プラは、接続区画（２４４７，２４４８，２４４９，２４５０）と伝送ライン（
２４４３，２４４４）との間において、また、接続区画（２４４７，２４４８，
２４４９，２４５０）と節点（２４５１，２４５２，２４５３，２４５４）との
間において、また、節点（２４５１，２４５２，２４５３，２４５４）と伝送ラ
イン（２４４１，２４４２，２４４５，２４４６）との間において、セグメント
化されている。第１接続区画（２４４７，２４４８）は、グラウンド面（２５５
２）とグラウンド面（２５５３）との間に位置している。第２接続区画（２４４
９，２４５０）は、グラウンド面（２５５３）とグラウンド面（２５５４）との
間に位置している。伝送ライン（２４４１，２４４２）は、グラウンド面（２５
５１）とグラウンド面（２５５２）との間に位置している。伝送ライン（２４４
５，２４４６）は、グラウンド面（２５５４）とグラウンド面（２５５５）との
間に位置している。各節点（２４５１，２４５２，２４５３，２４５４）は、当
業者には明瞭な態様でもって、好ましい実施形態においては貫通穴接続によって
代替される、あるいは、代替可能な好ましい実施形態においては、例えばスラブ
ライン接続といったような他の導電手段によって代替される。好ましい実施形態
においては、節点（２４５１）は、第１貫通穴による相互接続を使用して、節点
（２４５４）に対して接続され、節点（２４５２）は、第２貫通穴による相互接
続を使用して、節点（２４５３）に対して接続される。これにより、伝送ライン
（２４４３，２４４４）が形成される。
【００５８】 VII．他の実施形態 上述したような多層で鉛直方向接続を行うストリップラインアーキテクチャー
によって構成されたカプラの様々な組合せが存在することは、当業者には明瞭で
あろう。また、与えられた例示に基づけば、それほど実験を繰り返すことなく、
そのような様々な組合せを実施し得ることは、当業者には明瞭であろう。さらに
、例示のためだけにここで説明したカプラといったような様々なカプラを、その
ような実施に際して使用できることは、当業者には明瞭であろう。
【００５９】 さらに、実施形態に対して適用した場合の本発明の新規な基本的特徴点につい
て例示し説明し指摘してきたけれども、当業者であれば、本発明の範囲を逸脱す
ることなく、ここに例示された本発明の詳細な形態に関して、様々な省略を行っ
たりまた様々な置換を行ったりまた様々な変更を行ったりすることができること
は、理解されるであろう。同じ結果を得るために実質的に同じ方法によって実質
的に同じ機能を果たすような部材のすべての組合せやプロセスは、本発明の範囲
内に属するものであることが意図されていることを、ここに強調しておく。した
がって、本発明は、添付の請求範囲によって規定されるものであることが意図さ
れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１ａは、本発明の好ましい実施形態による多層構造を示す平面
図であり、図１ｂは、本発明の可能な実施形態による多層構造を示す側面図であ
る。
【図２】 矩形３ｄＢカプラという可能な実施形態を有した多層構造を示す
図である。
【図３】 方向性１０ｄＢカプラという可能な実施形態を有した多層構造を
示す図である。
【図４】 図４ａは、矩形３ｄＢカプラのための多層構造のうちの第１基板
層を示す平面図であり、図４ｂは、矩形３ｄＢカプラのための多層構造のうちの
第１基板層を示す底面図である。
【図５】 図５ａは、矩形３ｄＢカプラのための多層構造のうちの第２基板
層を示す平面図であり、図５ｂは、矩形３ｄＢカプラのための多層構造のうちの
第２基板層を示す底面図である。
【図６】 図６ａは、矩形３ｄＢカプラのための多層構造のうちの第３基板
層を示す平面図であり、図６ｂは、矩形３ｄＢカプラのための多層構造のうちの
第３基板層を示す底面図である。
【図７】 図７ａは、矩形３ｄＢカプラのための多層構造のうちの第４基板
層を示す平面図であり、図７ｂは、矩形３ｄＢカプラのための多層構造のうちの
第４基板層を示す底面図である。
【図８】 図８ａは、矩形３ｄＢカプラのための多層構造のうちの第５基板
層を示す平面図であり、図８ｂは、矩形３ｄＢカプラのための多層構造のうちの
第５基板層を示す底面図である。
【図９】 図９ａは、矩形３ｄＢカプラのための多層構造のうちの第６基板
層を示す平面図であり、図９ｂは、矩形３ｄＢカプラのための多層構造のうちの
第６基板層を示す底面図である。
【図１０】 図１０ａは、矩形３ｄＢカプラのための多層構造のうちの第７
基板層を示す平面図であり、図１０ｂは、矩形３ｄＢカプラのための多層構造の
うちの第７基板層を示す底面図である。
【図１１】 図１１ａは、矩形３ｄＢカプラのための多層構造のうちの第８
基板層を示す平面図であり、図１１ｂは、矩形３ｄＢカプラのための多層構造の
うちの第８基板層を示す底面図である。
【図１２】 矩形３ｄＢカプラのための多層構造のうちの第８基板層を詳細
に示す平面図である。
【図１３】 矩形３ｄＢカプラのための多層構造のうちの第５基板層を詳細
に示す平面図であり、第５基板層の底面上に、金属層からなるアウトラインを有
している。
【図１４】 矩形３ｄＢカプラのための多層構造のうちの第２基板層を詳細
に示す平面図であり、第２基板層の底面上に、金属層からなるアウトラインを有
している。
【図１５】 幅広面において接続されたストリップラインの例を示す端面図
である。
【図１６】 エッジにおいて接続されたストリップラインの例を示す端面図
である。
【図１７】 ギャップを有してオフセット接続されたストリップラインの例
を示す端面図である。
【図１８】 オーバーラップを有してオフセット接続されたストリップライ
ンの例を示す端面図である。
【図１９】 スラブライン型伝送ラインの例を示す平面図である。
【図２０】 従来のストリップライン構成を使用して実現された非対称４区
画型カプラの例を示す平面図である。
【図２１】 従来のストリップライン構成を使用して実現された対称３区画
型カプラの例を示す平面図である。
【図２２】 図２２ａは、鉛直方向に接続するストリップライン構成を使用
して実現された対称３区画型カプラのうちの第１接続区画の例を示す図であり、
図２２ｂは、同じカプラの第２接続区画の例を示す図であり、図２２ｃは、同じ
カプラの第３接続区画の例を示す図であり、図２２ｄは、同じカプラのうちのイ
ンターフェース接続伝送ラインの例を示す平面図であり、図２２ｅは、同じカプ
ラ内のストリップライン金属層の例を示す端面図である。
【図２３】 図２３ａは、貫通穴を通して接続されたストリップラインの例
を示す端面図であり、図２３ｂは、スラブライン接続によって接続されたストリ
ップラインの例を示す側面図である。
【図２４】 従来のストリップライン構成を使用して実現された方向性カプ
ラのタンデム接続の例を示す平面図である。
【図２５】 図２５ａは、鉛直方向に接続するストリップライン構成を使用
して実現された方向性カプラのタンデム接続の例を示す右端面図であり、図２５
ｂは、同じタンデム接続の例を示す左端面図である。
【図２６】 従来のストリップライン構成を使用して実現されたエッジカプ
ラの例を示す平面図である。
【図２７】 図２７ａは、鉛直方向に接続するストリップライン構成を使用
して実現されたエッジカプラのうちの第１接続セグメントおよびインターフェー
ス接続伝送ラインを示す平面図であり、図２７ｂは、同じエッジカプラのうちの
第２接続セグメントを示す平面図であり、図２７ｃは、同じエッジカプラのうち
の第３接続セグメントおよびインターフェース接続伝送ラインを示す平面図であ
り、図２７ｄは、同じエッジカプラを示す端面図である。
【図２８】 従来のストリップライン構成を使用して実現された、一連の接
続ストリップラインと非接続ストリップラインとからなるカプラを示す平面図で
ある。
【図２９】 図２９ａは、鉛直方向に接続するストリップライン構成を使用
して実現された、一連の接続ストリップラインと非接続ストリップラインとから
なるカプラのうちの第１セグメントを示す図であり、図２９ｂは、同じカプラの
うちの第２セグメントを示す図であり、図２９ｃは、同じカプラを示す端面図で
ある。
【符号の説明】 ２００ 多層構造 ３００ 多層構造 １９０２ 貫通穴 ２３０２ 信号貫通穴 ２３０５ ストリップライン ２３０８ グラウンド用貫通穴 ２３１０ 貫通穴 ２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０，２７０，２８０ 基板層（
基板手段） ２１１，２１２，２２１，２２２，２３１，２３２，２４１，２４２，２５１，
２５２，２６１，２６２，２７１，２７２，２８１，２８２ 金属層（金属層手
段） ３１０，３２０，３３０，３４０，３５０，３６０，３７０，３８０ 基板層（
基板手段） １２５５，１２６０，１２６５，１２７０，１２７５，１２８０，１２８５，１
２９０，１３６０，１３７０，１３８０，１３９０ 貫通穴 １３１０，１３２０，１４１０ セグメント（カプラセグメント、カプラセグメ
ント手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｋ 3/46 Ｈ０５Ｋ 3/46 Ｑ Ｔ Ｚ Ｆターム(参考） 5E346 AA12 AA15 AA22 AA32 AA43 AA51 BB02 BB04 BB20 CC02 CC06 CC08 CC16 DD34 EE21 FF18 FF45 GG06 GG08 GG15 GG19 GG28 HH01 5J014 CA02 CA41 CA55

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 均質な多層構造であって、 各々が所定高さ位置に配置されるとともに各々が表面を有している複数の基板
    層と； 前記複数の基板層の前記表面上に配置された複数の金属層と； 複数の第１導体によって接続された第１組をなす前記複数の金属層を備えた複
    数のグラウンド面と； 複数のカプラセグメントを備えてなる少なくとも１つのカプラと； を具備してなり、 前記複数のカプラセグメントが、複数の第２導体によって接続された第２組を
    なす前記複数の金属層を備え、 前記複数のカプラセグメントのうちの少なくとも２つが、異なる高さ位置に位
    置していることを特徴とする均質な多層構造。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の均質な多層構造において、 前記複数の基板層が、ポリテトラフルオロエチレン複合体を備えていることを
    特徴とする均質な多層構造。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の均質な多層構造において、 前記複数の第１導体と前記複数の第２導体とが、貫通穴を有していることを特
    徴とする均質な多層構造。
  4. 【請求項４】 請求項１記載の均質な多層構造において、 前記複数の第２導体が、スラブライン型伝送ラインを有していることを特徴と
    する均質な多層構造。
  5. 【請求項５】 請求項１記載の均質な多層構造において、 前記少なくとも１つのカプラが、０．５ＧＨｚ〜６．０ＧＨｚという範囲の動
    作周波数を有していることを特徴とする均質な多層構造。
  6. 【請求項６】 請求項１記載の均質な多層構造において、 前記少なくとも１つのカプラが、広帯域カプラであることを特徴とする均質な
    多層構造。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の均質な多層構造において、 前記広帯域カプラが、非一様に結合した構造を有していることを特徴とする均
    質な多層構造。
  8. 【請求項８】 請求項６記載の均質な多層構造において、 前記広帯域カプラが、カプッシカプラであることを特徴とする均質な多層構造
    。
  9. 【請求項９】 カプラの製造方法であって、 複数の基板層を製造し； 少なくとも１組をなす前記複数の基板層上において、第１金属層と第２金属層
    と第３金属層と第４金属層と第５金属層とを有している少なくとも５個の金属層
    を、エッチングによって形成し、この場合、前記第２金属層を、カプラのセグメ
    ントの一部とするとともに前記第１金属層と前記第３金属層との間に位置させ、
    さらに、前記第３金属層を、前記第２金属層と前記第４金属層との間に位置させ
    、さらに、前記第４金属層を、カプラの他のセグメントの一部とするとともに前
    記第３金属層と前記第５金属層との間に位置させ； 前記第３金属層を、前記第１金属層と前記第５金属層とに対して接続し、これ
    により、複数のグラウンド面を形成し； 前記第２金属層を前記第４金属層に対して接続し、これにより、カプラを形成
    する； ことを特徴とするカプラの製造方法。
  10. 【請求項１０】 請求項９記載のカプラの製造方法において、 前記複数の基板層を、ポリテトラフルオロエチレン複合体を備えたものとする
    ことを特徴とするカプラの製造方法。
  11. 【請求項１１】 請求項９記載のカプラの製造方法において、 貫通穴を使用することにより、前記少なくとも５個の金属層の中の少なくとも
    ２個を接続することを特徴とするカプラの製造方法。
  12. 【請求項１２】 請求項９記載のカプラの製造方法において、 スラブライン型伝送ラインを使用することにより、前記少なくとも５個の金属
    層の中の少なくとも２個を接続することを特徴とするカプラの製造方法。
  13. 【請求項１３】 請求項９記載のカプラの製造方法において、 前記カプラを、０．５ＧＨｚ〜６．０ＧＨｚという範囲の動作周波数を有した
    ものとすることを特徴とするカプラの製造方法。
  14. 【請求項１４】 請求項９記載のカプラの製造方法において、 前記カプラを、広帯域カプラとすることを特徴とするカプラの製造方法。
  15. 【請求項１５】 請求項１４記載のカプラの製造方法において、 前記広帯域カプラを、非一様に結合した構造を有しているものとすることを特
    徴とするカプラの製造方法。
  16. 【請求項１６】 請求項１４記載のカプラの製造方法において、 前記広帯域カプラを、カプッシカプラとすることを特徴とするカプラの製造方
    法。
  17. 【請求項１７】 均質な多層構造であって、 高さ位置と表面とを形成するための基板手段と； 複数の導電層を形成するために前記表面上に配置された金属層手段と； 第１組をなす前記複数の導電層を備えたグラウンド手段と； 前記グラウンド手段に対しての接続を行うための第１導電手段と； 複数のカプラセグメント手段を備えたカプラ手段と； 前記カプラセグメント手段に対しての接続を行うための第２導電手段と； を具備してなり、 前記複数のカプラセグメント手段が、第２組をなす前記複数の導電層を備え、 前記複数のカプラセグメント手段のうちの少なくとも２つが、異なる高さ位置
    に位置していることを特徴とする均質な多層構造。
  18. 【請求項１８】 請求項１７記載の均質な多層構造において、 前記基板手段が、ポリテトラフルオロエチレン複合体を備えていることを特徴
    とする均質な多層構造。
  19. 【請求項１９】 請求項１７記載の均質な多層構造において、 前記第１導電手段と前記第２導電手段とが、貫通穴手段を有していることを特
    徴とする均質な多層構造。
  20. 【請求項２０】 請求項１７記載の均質な多層構造において、 前記第２導電手段が、スラブライン型伝送ライン手段を有していることを特徴
    とする均質な多層構造。
  21. 【請求項２１】 請求項１７記載の均質な多層構造において、 前記カプラ手段が、０．５ＧＨｚ〜６．０ＧＨｚという範囲の動作周波数を有
    していることを特徴とする均質な多層構造。
  22. 【請求項２２】 請求項１７記載の均質な多層構造において、 前記カプラ手段が、広帯域カプラであることを特徴とする均質な多層構造。
  23. 【請求項２３】 請求項２２記載の均質な多層構造において、 前記広帯域カプラが、非一様に結合した構造を有していることを特徴とする均
    質な多層構造。
  24. 【請求項２４】 請求項２２記載の均質な多層構造において、 前記広帯域カプラが、カプッシカプラであることを特徴とする均質な多層構造
    。
JP2001504034A 1999-06-11 2000-06-08 鉛直方向に接続するストリップラインを使用した多層マイクロ波カプラ Pending JP2003502892A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

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