JP2005051309A - スリット付伝送線路 - Google Patents
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Abstract
【課題】伝送線路の特性インピーダンスを容易に所望の値にする。
【解決手段】スリット付伝送線路では、第１の誘電体層２１の下面には、第１の接地導体１１が形成されている。第２の誘電体層２２の上面には、１０ＧＨｚの正弦波信号を伝送する信号線路１が設けられ、この信号線路１の周囲には、この信号線路１を取囲むように平板の第２の接地導体１２が設けられている。この第２の接地導体１２は、信号線路１とその全周において等間隔（間隔Ｇ）に、しかも平行に設けられている。また、第１及び第２の誘電体層２１、２２間には、信号線路１の直下、即ち相対向する位置にスリット幅Ｗｓのスリット３１を有する平板の導体１３が形成されている。このスリット３１の寸法を変化させることにより伝送線路の特性インピーダンスを所望の値にする。
【選択図】 図２
【解決手段】スリット付伝送線路では、第１の誘電体層２１の下面には、第１の接地導体１１が形成されている。第２の誘電体層２２の上面には、１０ＧＨｚの正弦波信号を伝送する信号線路１が設けられ、この信号線路１の周囲には、この信号線路１を取囲むように平板の第２の接地導体１２が設けられている。この第２の接地導体１２は、信号線路１とその全周において等間隔（間隔Ｇ）に、しかも平行に設けられている。また、第１及び第２の誘電体層２１、２２間には、信号線路１の直下、即ち相対向する位置にスリット幅Ｗｓのスリット３１を有する平板の導体１３が形成されている。このスリット３１の寸法を変化させることにより伝送線路の特性インピーダンスを所望の値にする。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、伝送線路に係わり、特に高速・高周波領域で容易に所望の特性インピーダンスが得られるスリット付伝送線路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体集積回路の微細化、高集積化、高速・高周波化が進行し、ＳｉＭＭＩＣ及びＧａＡｓＭＭＩＣの上層部にストリップ線路、マイクロストリップ線路、コプレーナ線路等の信号線路が設けられている。
【０００３】
更に、従来の高周波信号の伝送ばかりでなく、最近のデジタル信号の高速化に伴い、光通信等のモジュールにも高速デジタル信号を伝送する目的でストリップ線路、マイクロストリップ線路、コプレーナ線路等を有する伝送線路基板を使用する場合が増えてきている。
【０００４】
この種の伝送線路は、図１１に示すものが知られている（例えば、非特許文献１参照。）。図１１は、コプレーナ型伝送線路を示す断面図である。
【０００５】
図１１に示すように、この非特許文献１に開示された伝送線路は、誘電体１２１層の下面に第１の接地導体１１１が形成され、上面に高周波信号或いは高速デジタル信号を伝送する信号線路１０１と、この信号線路１０１の両側に等距離に設けられた第２の接地導体１１２ａ、１１２ｂがそれぞれ形成されている。
【０００６】
この伝送線路を設計する場合、最も重要なパラメータである特性インピーダンスを得るために、誘電体層１２１の高さ（Ｈ）及び比誘電率（εｒ）と、信号線路１０１の幅Ｗ及び厚さＴと、信号線路１０１と第２の接地導体１１２ａ、１１２ｂの間隔Ｇとをそれぞれ変化させて所定の特性インピーダンス値を得ている。
【０００７】
ここで、特性インピーダンス大きさは、近似的には、誘電体層の高さ及び伝送線路と接地導体の間隔に比例し、伝送線路の幅及び厚さに反比例する。
【０００８】
【非特許文献１】
相川正義、他著「モノリシックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）」、社団法人電子情報通信学会、平成９年１月２５日、第３４頁、図２．１４
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述した伝送線路おいては、信号線路の信号を送受する部品、例えば半導体集積回路等の端子形状、端子間隔、及び設置場所と、信号線路に使用する部品の形状、大きさと、信号線路の形成方法等により種々の制限を受ける。
【００１０】
このため、所定の特性インピーダンスを得るには、誘電体層の高さ（Ｈ）及び比誘電率（εｒ）と、信号線路１０１の幅Ｗ及び厚さＴと、信号線路１０１と第１の接地導体１１２ａ、１１２ｂの間隔Ｇとをそれぞれ自由に変化させることができない。
【００１１】
従って、実際の伝送線路の設計では、所定の特性インピーダンスを得にくく、且つ入力反射係数（Ｓ１１）、逆方向伝達係数（Ｓ１２）等の良好なＳパラメータ特性も得にくいという問題点を有している。
【００１２】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、信号線路の幅、厚さ及び間隔を変更せずに、所望の特性インピーダンスが容易に得られるスリット付伝送線路を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の一態様のスリット付伝送線路は、相対向する第１及び第２主面を有する第１の誘電体層と、相対向する第１及び第２主面を有し、且つこの第２主面を前記第１の誘電体層の第１主面側にして積層された第２の誘電体層と、前記第１の誘電体層の第２主面に設けられた第１の接地導体と、前記第２の誘電体層の第１主面に設けられた信号線路と、この信号線路の両側に等間隔に設けられた第２の接地導体と、前記第１及び第２の誘電体層間に設けられ、且つ前記信号線路と相対向する位置にスリットを有する導体とを具備することを特徴とする。
【００１４】
更に、上記目的を達成するために、本発明の他の態様のスリット付伝送線路は、相対向する第１及び第２主面を有する第１の誘電体層と、相対向する第１及び第２主面を有し、且つこの第２主面を前記第１の誘電体層の第１主面側にして積層された第２の誘電体層と、相対向する第１及び第２主面を有し、且つこの第２主面を前記第２の誘電体層の第１主面側にして積層された第３の誘電体層と、前記第１の誘電体層の第２主面に設けられた第１の接地導体と、前記第２及び第３の誘電体層間に並置された第１及び第２の信号線路と、前記第３の誘電体層の第１主面に設けられた第２の接地導体と、前記第１及び第２の誘電体層間に設けられ、且つ前記第１及び第２の信号線路と相対向する位置にそれぞれ第１及び第２のスリットを有する導体とを具備することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施の形態のスリット付伝送線路について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、コプレーナ線路からなるスリット付伝送線路を示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図である。
【００１７】
図１及び図２に示すように、本実施の形態のスリット付伝送線路では、
相対向する第１及び第２の主面を有する複数の積層した誘電体層を有する。ここでは、第１の誘電体層２１の第１主面（上面）上に第２の誘電体層２２を第２主面（下面）側にして積層している。
【００１８】
この第１の誘電体層２１の下面には、第１の接地導体１１が形成されている。第２の誘電体層２２の上面には、１０ＧＨｚの正弦波信号を伝送する幅ＷのＬ型の信号線路１が設けられ、この信号線路１の周囲には、この信号線１を取囲むように平板の第２の接地導体１２が設けられている。この第２の接地導体１２は、信号線１とその全周において等間隔（間隔Ｇ）に、しかも平行に設けられている。
【００１９】
また、第１及び第２の誘電体層２１、２２間には、信号線路１の直下、即ち相対向する位置にスリット幅Ｗｓのスリット３１を有する平板の導体１３が形成されている。
【００２０】
ここでは、この第１、第２の接地導体１１、１２、及び導体１３は、接地（グランド）として用いている。
【００２１】
なお、信号線路１の他の部品との接続、第１の接地導体１１直下に設けられた信号線路１以外の信号線、制御信号線、電源線、及び第１、第２の接地導体１１、１２以外の接地導体については、図示及び説明を省略している。
【００２２】
そして、ここでは、信号線路１の幅Ｗは０．５ｍｍ、厚さＴは、５０μｍであり、第２の接地導体１２は、伝送線路１との間隔Ｇが０．２５ｍｍ、厚さが５０μｍである。第１の接地導体１１及び導体１３の厚さは、３５μｍである。第１の誘電体層２１は、０．１ｍｍ、第２の誘電体層２２の厚さは、０．３ｍｍである。
【００２３】
なお、信号線路１、接地導体１１、１２、及び導体１３は、良熱伝導率で、低抵抗のＣｕ（銅）を用いている。そして、第１及び第２の誘電体層２１、２２は、比誘電率３．８及び誘電正接０．００４のＢＴ（ビスマレイド・トリアジン）レジン（Ｒ）を用いているが、比誘電率及び誘電正接の優れたテフロン（Ｒ）及びガラスエポキシ系等の材料を用いてもよい。
【００２４】
ここで、伝送線路の特性インピーダンスの大きさは、近似的には、誘電体層の高さ（Ｈ）、信号線路と接地導体の間隔Ｇ、及び導体のスリット幅Ｗｓに比例し、信号線路の幅Ｗ及び厚さＴに反比例する。なお、信号線路の特性インピーダンスに対する誘電体層の高さ（Ｈ）依存性は、ストリップ線路及びマイクロストリップ線路と比較して小さい。
【００２５】
そして、信号線路１直下の導体１３にスリット３１を設けると信号線路１の特性インピーダンス及び結合度を調整できるが、逆に放射電界強度が大きくなる。本実施の形態では、第１の誘電体層２１下面に平板の第１の接地導体１１を設けているので放射電界強度を低下させることができる。
【００２６】
伝送線路は、信号線路１の信号を受信或いは信号線路へ信号を送信する半導体集積回路等の部品の位置及び形状を考慮して、まず、信号線路１の幅Ｗと厚さＴ、信号線路１と接地導体１２の間隔Ｇ、及び誘電体層２１、２２の高さ（Ｈ）を所定の範囲内でそれぞれ変化させて、おおよその特性インピーダンスにする。その後にスリット３１の幅Ｗｓの寸法を変化させることにより特性インピーダンスを調整し、所望の特性インピーダンス値にする。
【００２７】
例えば、信号線路１の特性インピーダンスを半導体集積回路等で通常用いられているインピーダンス値５０Ωより若干高めの値に設計してから、スリット幅Ｗｓを微調整（狭くして）し、特性インピーダンスを下げ所望の特性インピーダンス（５０Ω）にするのがよい。
【００２８】
次に、導体のスリット幅に対する伝送線路特性について図３を参照して説明する。図３は、１０ＧＨｚの正弦波信号での伝送線路の特性インピーダンスと導体のスリット幅の関係を示す特性図、図４は１０ＧＨｚの正弦波信号での伝送線路の入力反射係数と導体のスリット幅の関係を示す特性図である。
【００２９】
図３に示すように、特性インピーダンスの値は、導体１３のスリット幅Ｗｓが０乃至１ｍｍの範囲で急激に変化し、１ｍｍ以上の領域では飽和する。この特性図から明白なように、導体１３のスリット幅Ｗｓを変化させることにより、所定の特性インピーダンス５０Ωに調整でき、特性インピーダンス５０Ωを満足する値は導体１３のスリット幅ｗｓが０．４８ｍｍの場合である。
【００３０】
そして、図４に示すように、入力反射係数（Ｓ１１）は、導体１３のスリット幅Ｗｓが０乃至０．４８ｍｍの範囲で急激に減少し、０．４８ｍｍで―６０ｄＢと一番小さな値を示し、一方、導体１３のスリット幅Ｗｓが０．４８ｍｍ乃至１ｍｍの範囲で急激に増加し、１ｍｍ以上で飽和する。
【００３１】
この特性図から明白なように、伝送線路を所定のインピーダンス（５０Ω）に調整にすれば良好な入力反射係数（Ｓ１１）が得られることがわかる。
【００３２】
上述したように、本実施の形態のスリット付伝送線路では、第１及び第２の誘電体層２１、２２間に設けた導体１３の信号線路１の直下部分にスリット３１を信号線路１に対して対向配置し、このスリット３１の幅を変化させて所望の特性インピーダンスを得ているので、従来の伝送線路の設計と比べ設計の自由度が向上する。
【００３３】
従って、伝送線路の特性インピーダンスを決めるパラメータである信号線路１の幅Ｗと厚さＴ、信号線路１と第２の接地導体１２の間隔Ｇ、及び誘電体層の高さ（Ｈ）等の値を、信号線路１の信号を受信或いは信号線路へ信号を送信する半導体集積回路等の部品の位置及び形状を考慮して設計できるので、設計期間の短縮化が可能となる。そして、伝送線路を用いたモジュール、ＳｉＭＭＩＣ、及びＧａＡｓＭＭＩＣの小型化が可能となる。
【００３４】
更に、第１の誘電体層２１下面に平板の第１の接地導体１１を設けているので、第１の接地導体１１直下に設けられる信号線路１以外の信号線、制御信号線、電源線等との干渉が抑制できる。
【００３５】
（第１の実施の形態の変形例）
次に、本発明の第１の実施の形態の変形例に係わるスリット付伝送線路について、図５及び図６を参照して説明する。図５は第１の変形例のスリット付伝送線路を示す平面図、図６は第２の変形例のスリット付伝送線路を示す平面図である。
【００３６】
この変形例は、第１の実施の形態のスリット３１の形状を変更したものである。即ち、図５に示すように、第１の変形例では、導体１３のスリット３１ａは、幅ＷのＬ型の信号線路１の一部領域の直下部分に、信号線路１の幅Ｗよりも広いスリット幅Ｗｓで、スリット長Ｌｓを有し、且つ信号線路１と平行に設けられている。
【００３７】
そして、上記伝送線路は、まず、信号線路１の幅Ｗと厚さＴ、信号線路１と接地導体１２の間隔Ｇ、及び誘電体層２１、２２の高さ（Ｈ）を所定の範囲内でそれぞれ変化させて、おおよその特性インピーダンスにする。その後にスリット３１ａ幅Ｗｓ、及びスリット３１ａ長Ｌｓの寸法をそれぞれ変化させることにより特性インピーダンスを調整し、所望の特性インピーダンスにする。ここで、スリット３１ａは、信号線路１の直線部分に配置するのが好ましい。
【００３８】
また、図６に示すように、第２の変形例では、スリット３１ｂは、２枚の別個の導体１３ａ、１３ｂ（斜線部）を並置することによって、幅ＷのＬ型の信号線路１の直下部分に、信号線路１と平行に、且つスリット幅Ｗｓに設けている。また、接地導体１２ａ、１２ｂは、スリット３１ｂのスリット幅Ｗｓと間隔Ｇの２倍の和分だけ離間し、対向して形成している。
【００３９】
そして、上記伝送線路は、まず、信号線路１の幅Ｗと厚さＴ、信号線路１と接地導体１２の間隔Ｇ、及び誘電体層２１、２２の高さ（Ｈ）を所定の範囲内でそれぞれ変化させて、おおよその特性インピーダンスにする。その後にスリット３１ｂの幅Ｗｓの寸法を変化させることにより特性インピーダンスを調整し、所望の特性インピーダンス値にする。
【００４０】
上述したように、本実施の形態に係る変形例のスリット付伝送線路においても、スリット３１ａ、３１ｂが信号線路１の直下部分にこれと対向して、しかも平行に設けられているので、このスリット３１ｂのスリット幅Ｗｓ、又はスリット３１ａのスリット幅Ｗｓ及びスリット長Ｌｓをそれぞれ変化させて所望の特性インピーダンスが得られる。
【００４１】
また、第２の変形例では、導体１３ａ、１３ｂはスリット３１ｂの幅Ｗｓで分離され、接地導体１２ａ、１２ｂはスリット３１ｂのスリット幅Ｗｓと間隔Ｇの２倍の和分だけ離間して対向配置されているので、信号線路１と接続する部品、例えば半導体装置を信号線路１の近くに配置できる。このため、第１の実施の形態よりも伝送線路を用いたモジュール等の小型化ができる。
【００４２】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態に係わるスリット付伝送線路について、図７を参照して説明する。図７はストリップ線路からなるスリット付伝送線路を示す断面図である。
【００４３】
本実施の形態では、第１の実施の形態の第２の接地導体及び誘電体層の構成を変更した点で異なり、それ以外の構成については同一であり、以下異なる点のみ説明する。
【００４４】
図７に示すように、本実施の形態のスリット付伝送線路では、第１の誘電体層２１の第１主面（上面）上に第２の誘電体層２２を第２主面（下面）側にして積層し、第２の誘電体層２２の第１主面（上面）上に第３の誘電体層２３を第２主面（下面）側にして積層している。
【００４５】
そして、第３の誘電体層２３の上面には、第２の接地導体１２ｃが形成されている。第２の誘電体層２２の上面には、１０ＧＨｚの正弦波信号を伝送する幅ＷのＬ型の信号線路１のみが設けられている。
【００４６】
なお、第１の実施の形態と同様に、第１の誘電体層２１の下面には、第１の接地導体１１が形成され、第１及び第２の誘電体層２１、２２間には、信号線路１の直下、即ち相対向する位置にスリット幅Ｗｓのスリット３１を有する平板の導体１３が形成されている。
【００４７】
ここでは、スリット３１を有する導体１３を第１及び第２の誘電体層２１、２２の間に形成しているが、第３の誘電体２３中に形成してもよい。この場合には、スリット３１を有する導体１３が信号線路１の真上に誘電体層を介して形成されることになる。
【００４８】
ここで、伝送線路の特性インピーダンスの大きさは、近似的には、誘電体層の高さ（Ｈ）、導体のスリット幅Ｗｓに比例し、信号線路の幅Ｗ及び厚さＴに反比例する。
【００４９】
そして、信号線路１直下の導体１３にスリット３１を設けると信号線路１の特性インピーダンス及び結合度を調整できるが、逆に放射電界強度が大きくなるので、本実施の形態では第１の誘電体層２１下面に平板の第１の接地導体１１を設け、更に、第３の誘電体層２３上面に平板の第２の接地導体１２ｃを設け放射電界強度を低下させている。
【００５０】
伝送線路は、信号線路１の信号を受信或いは信号線路へ信号を送信する半導体集積回路等の部品の位置及び形状を考慮して、まず、信号線路１の幅Ｗと厚さＴ、及び誘電体層２１、２２、及び２３の高さ（Ｈ）を所定の範囲内でそれぞれ変化させて、おおよその特性インピーダンスにする。その後にスリット３１の幅Ｗｓの寸法を変化させることにより特性インピーダンスを調整し、所望の特性インピーダンス値にする。
【００５１】
上述したように、本実施の形態のスリット付伝送線路では、第１の実施の形態による効果の他に、伝送線路２の特性インピーダンスの値を調整できるスリット幅Ｗｓのスリット３１を、誘電体を介して伝送線路１の上面或いは下面に形成できるので、第１の実施の形態よりも伝送線路の設計の自由度が向上する。
【００５２】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態に係わるスリット付伝送線路について、図８を参照して説明する。図８はマイクロストリップ線路からなるスリット付伝送線路を示す断面図である。
【００５３】
本実施の形態では、第１の実施の形態の第２の接地導体１２を削除したもので、それ以外の構成については同一であり、以下異なる点のみ説明する。
【００５４】
図８に示すように、本実施の形態のスリット付伝送線路では、第２の誘電体層２２の上面には、１０ＧＨｚの正弦波信号を伝送する幅ＷのＬ型の信号線路１のみが設けられている。
【００５５】
そして、第１の実施の形態と同様に、第１及び第２の誘電体層２１、２２間には、信号線路１の直下、即ち相対向する位置にスリット幅Ｗｓのスリット３１を有する平板の導体１３が形成されている。
【００５６】
ここで、伝送線路の特性インピーダンスの大きさは、近似的には、誘電体層の高さ（Ｈ）、導体のスリット幅Ｗｓに比例し、信号線路の幅Ｗ及び厚さＴに反比例する。
【００５７】
伝送線路は、信号線路１の信号を受信或いは信号線路へ信号を送信する半導体集積回路等の部品の位置及び形状を考慮して、まず、信号線路１の幅Ｗと厚さＴ、及び誘電体層２１、２２の高さ（Ｈ）を所定の範囲内でそれぞれ変化させて、おおよその特性インピーダンスにする。その後にスリット３１の幅Ｗｓの寸法を変化させることにより特性インピーダンスを調整し、所望の特性インピーダンス値にする。
【００５８】
上述したように、本実施の形態のスリット付伝送線路では、第１の実施の形態による効果の他に、構造及び伝送線路の形成プロセスがシンプルであり第１の実施の形態よりも伝送線路を用いたモジュール、ＳｉＭＭＩＣ、及びＧａＡｓＭＭＩＣを安価にできる。
【００５９】
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態に係わる及びスリット付伝送線路について、図９を参照して説明する。図９は、Ｖ字型マイクロストリップ線路からなるスリット付伝送線路を示す断面図である。
【００６０】
本実施の形態では、第３の実施の形態の信号線路１及び誘電体２２の構成を変更した点で異なり、それ以外の構成については同一であり、以下異なる点のみ説明する。
【００６１】
図９に示すように、本実施の形態のスリット付伝送線路では、第２の誘電体層２２の上面には、Ｖ字型の溝４が形成され、この溝４表面に１０ＧＨｚの正弦波信号を伝送するＶ字型の信号線路１ａが設けられている。
【００６２】
そして、第３の実施の形態と同様に、第１の誘電体層２１の下面には、第１の接地導体１１が形成され、第１及び第２の誘電体層２１、２２間には、信号線路１ａの直下、即ち相対向する位置にスリット幅Ｗｓのスリット３１を有する平板の導体１３が形成されている。
【００６３】
伝送線路は、信号線路１の信号を受信或いは信号線路へ信号を送信する半導体集積回路等の部品の位置及び形状を考慮して、まず、信号線路１の幅Ｗと厚さＴ、及び誘電体層２１、２２の高さ（Ｈ）を所定の範囲内でそれぞれ変化させて、おおよその特性インピーダンスにする。その後にスリット３１の幅Ｗｓの寸法を変化させることにより特性インピーダンスを調整し、所望の特性インピーダンス値にする。
【００６４】
上述したように、本実施の形態のスリット付伝送線路では、第２の誘電体層２２の上面にＶ字型溝４を設けてこの溝４表面にＶ字型信号線路１を設けるため、第１及び３の実施の形態による効果の他に、同じ信号線路幅の場合に平板の信号線路よりも実質の信号線路幅を広くすることができるので、第１及び３の実施の形態よりも低損失化が図れる。
【００６５】
（第５の実施の形態）
次に、本発明の第５の実施の形態に係わるスリット付伝送線路について、図１０を参照して説明する。図１０は、両相信号を伝送するストリップ線路からなるスリット付伝送線路を示す断面図である。 本実施の形態では、第２の実施の形態の信号線路に伝送する信号及びスリットの構成の点で異なり、それ以外の構成については同一であり、以下異なる点のみ説明する。
【００６６】
上記両相信号は、低ＥＭＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）化、低消費電力化、及び低ノイズ化が図れるＬＶＤＳ（Ｌｏｗ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）ＴＩＡ／ＥＩＡ−６４４規格の高速デジタル信号である。
【００６７】
図１０に示すように、本実施の形態のスリット付伝送線路では、第２の誘電体層２２の上面には、第１の信号線路５ａ、及び第２の信号線路５ｂの対と、第３の信号線路６ａ、及び第４の信号線路６ｂの対が設けられ、第１及び第２の誘電体層２１、２２間には、第１、第２、第３及び第４の信号線路５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの各直下、即ち各信号線路に相対向する位置にスリット幅Ｗｓの第１のスリット３２ａ、第２のスリット３２ｂ、第３のスリット３３ａ、及び第４のスリット３３ｂをそれぞれ有する導体１３ｃが設けられている。
【００６８】
第１の信号線路５ａは第１番目の高速デジタル信号を伝送し（ＣＨ１Ｐと表示）、第２の信号線路５ｂは第１の信号線路５ａとは逆位相の第１番目の高速デジタル信号を伝送し（ＣＨ１Ｎと表示）、第３の信号線路６ａは第２番目の高速デジタル信号を伝送し（ＣＨ２Ｐと表示）、第４の信号線路６ｂは第３の信号線路６ａとは逆位相の第２番目の高速デジタル信号を伝送する（ＣＨ２Ｎと表示）。
【００６９】
なお、第２番目の以降の高速デジタル信号を伝送する両相信号を伝送する信号線路については説明を省略する。
【００７０】
そして、第１の信号線路５ａ及び第２の信号線路５ｂの対、第３の信号線路６ａ及び第４の信号線路６ｂの対においては、各対内の信号線路はそれぞれ両相信号線路間隔Ｃで隔てられ、信号線路対と信号線路対の信号線路間は、信号線路間隔Ｄで隔てられている。この信号線路間隔Ｄは、両相信号を伝送する信号線路間のクロストークを抑制するために両相信号線路間隔Ｃよりも大きくした方がよい。
【００７１】
第１の信号線路５ａ、第２の信号線路５ｂ、第３の信号線路６ａ、及び第４の信号線路６ｂは、信号線路を伝送する高速デジタル信号を受信或いは信号線路へ高速デジタル信号を送信する半導体集積回路等の部品の位置及び形状を考慮して、まず、信号線路の幅Ｗと厚さＴ、両相信号線路間隔Ｃ、信号線路間隔Ｄ、及び誘電体層の高さ（Ｈ）を所定の範囲内で変化させておおよその特性インピーダンス値にする。
【００７２】
その後に第１の信号線路５ａ、第２の信号線路５ｂ、第３の信号線路６ａ、及び第４の信号線路６ｂ直下に設けられた導体１３ｄのスリットの幅Ｗｓの寸法をそれぞれ変化させることにより特性インピーダンスを調整し、所望の特性インピーダンスにする。
【００７３】
ここで、第１のスリット３２ａ、第２のスリット３２ｂ、第３のスリット３３ａ、第４のスリット３３ｂの位置は、第１の信号線路５ａ、第２の信号線路５ｂ、第３の信号線路６ａ、及び第４の信号線路６ｂ直下に形成され、導体１３ｃ内に設けられたスリットの幅Ｗｓを同一にしているが、隣接する他の信号線路や接地導体を考慮して適宜位置及び幅を変更してもよい。
【００７４】
また、第１の信号線路５ａ、第２の信号線路５ｂ、第３の信号線路６ａ、及び第４の信号線路６ｂの特性インピーダンスを所望の値にするためにスリット３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂを第１の誘電体層２１上面に形成しているが、第３の誘電体層２３中に設けてもよい。
【００７５】
上述したように、本実施の形態のスリット付伝送線路では、第１及び２の実施の形態による効果の他に、誘電体層を介して両相信号線路の直下に形成された導体１３ｃにスリットを設け、このスリット幅Ｗｓを適宜変更し信号線路の特性インピーダンスを所望の値にしているので、従来よりも両相信号線路間隔Ｃ及び信号線路間隔Ｄを最適にする設計期間を短縮化できる。そして、両相の高速デジタル信号を伝送する信号線路を用いたモジュール及び半導体集積回路の小型化が可能となる。
【００７６】
更に、両相のデジタル信号を伝送する信号線路を用いているので、信号レベルを低電圧化でき、モジュール及び半導体集積回路の低消費電力化、低ノイズ化、及び低ＥＭＩ化ができる。
【００７７】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々、変更して実施してもよい。
【００７８】
例えば、第１の実施の形態に係る変形例を第２乃至第５の実施の形態に適用してもよい。
【００７９】
また、第１乃至４の実施の形態では、誘電体層上面に信号を伝送する信号線路を１本設けているが、所定間隔で同一誘電体層上面に複数本設けてもよい。
【００８０】
更に、第１乃至５の実施の形態では、スリットを有する導体を接地（グランド）として用いているが、信号を伝送する２本の信号線路として用いてもよい。
【００８１】
そして、スリット幅Ｗｓを適宜変更し信号線路の特性インピーダンスを所望の値にした伝送線路は、光通信、移動体端末、携帯電話基地局等に用いられる樹脂製又はセラミック製基板に適用できる。
【００８２】
更に、ＧａＡｓＭＭＩＣ及びＳｉＭＭＩＣの多層配線部分に設けられる伝送線路にも適用できる。
【００８３】
【発明の効果】
本発明によれば、所定の特性インピーダンスが容易に得られるスリット付伝送線路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わるスリット付伝送線路を示す平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係わるスリット付伝送線路の特性インピーダンスと導体のスリット幅の関係を示す特性図。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係わるスリット付伝送線路の入力反射係数と導体のスリット幅の関係を示す特性図。
【図５】本発明の第１の実施の形態の第１の変形例に係わるスリット付伝送線路を示す平面図。
【図６】本発明の第１の実施の形態の第２の変形例に係わるスリット付伝送線路を示す平面図。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係わるスリット付伝送線路を示す断面図。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係わるスリット付伝送線路を示す断面図。
【図９】本発明の第４の実施の形態に係わるスリット付伝送線路を示す断面図。
【図１０】本発明の第５の実施の形態に係わるスリット付伝送線路を示す断面図。
【図１１】従来の伝送線路を示す断面図。
【符号の説明】
１、１ａ、５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂ、１０１ 信号線路
４ 溝
１１、１１１ 第１の接地導体
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１１２ａ、１１２ｂ 第２の接地導体
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ 導体
２１ 第１の誘電体層
２２ 第２の誘電体層
２３ 第３の誘電体層
３１、３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂ スリット
１２１ 誘電体層
Ｃ 両相信号線路間隔
Ｄ 信号線路間隔
Ｇ 信号線路と接地導体の間隔
Ｌｓ 導体のスリット長
Ｔ 信号線路の厚さ
Ｗ 信号線路の幅
Ｗｓ 導体のスリット幅
【発明の属する技術分野】
本発明は、伝送線路に係わり、特に高速・高周波領域で容易に所望の特性インピーダンスが得られるスリット付伝送線路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体集積回路の微細化、高集積化、高速・高周波化が進行し、ＳｉＭＭＩＣ及びＧａＡｓＭＭＩＣの上層部にストリップ線路、マイクロストリップ線路、コプレーナ線路等の信号線路が設けられている。
【０００３】
更に、従来の高周波信号の伝送ばかりでなく、最近のデジタル信号の高速化に伴い、光通信等のモジュールにも高速デジタル信号を伝送する目的でストリップ線路、マイクロストリップ線路、コプレーナ線路等を有する伝送線路基板を使用する場合が増えてきている。
【０００４】
この種の伝送線路は、図１１に示すものが知られている（例えば、非特許文献１参照。）。図１１は、コプレーナ型伝送線路を示す断面図である。
【０００５】
図１１に示すように、この非特許文献１に開示された伝送線路は、誘電体１２１層の下面に第１の接地導体１１１が形成され、上面に高周波信号或いは高速デジタル信号を伝送する信号線路１０１と、この信号線路１０１の両側に等距離に設けられた第２の接地導体１１２ａ、１１２ｂがそれぞれ形成されている。
【０００６】
この伝送線路を設計する場合、最も重要なパラメータである特性インピーダンスを得るために、誘電体層１２１の高さ（Ｈ）及び比誘電率（εｒ）と、信号線路１０１の幅Ｗ及び厚さＴと、信号線路１０１と第２の接地導体１１２ａ、１１２ｂの間隔Ｇとをそれぞれ変化させて所定の特性インピーダンス値を得ている。
【０００７】
ここで、特性インピーダンス大きさは、近似的には、誘電体層の高さ及び伝送線路と接地導体の間隔に比例し、伝送線路の幅及び厚さに反比例する。
【０００８】
【非特許文献１】
相川正義、他著「モノリシックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）」、社団法人電子情報通信学会、平成９年１月２５日、第３４頁、図２．１４
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述した伝送線路おいては、信号線路の信号を送受する部品、例えば半導体集積回路等の端子形状、端子間隔、及び設置場所と、信号線路に使用する部品の形状、大きさと、信号線路の形成方法等により種々の制限を受ける。
【００１０】
このため、所定の特性インピーダンスを得るには、誘電体層の高さ（Ｈ）及び比誘電率（εｒ）と、信号線路１０１の幅Ｗ及び厚さＴと、信号線路１０１と第１の接地導体１１２ａ、１１２ｂの間隔Ｇとをそれぞれ自由に変化させることができない。
【００１１】
従って、実際の伝送線路の設計では、所定の特性インピーダンスを得にくく、且つ入力反射係数（Ｓ１１）、逆方向伝達係数（Ｓ１２）等の良好なＳパラメータ特性も得にくいという問題点を有している。
【００１２】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、信号線路の幅、厚さ及び間隔を変更せずに、所望の特性インピーダンスが容易に得られるスリット付伝送線路を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の一態様のスリット付伝送線路は、相対向する第１及び第２主面を有する第１の誘電体層と、相対向する第１及び第２主面を有し、且つこの第２主面を前記第１の誘電体層の第１主面側にして積層された第２の誘電体層と、前記第１の誘電体層の第２主面に設けられた第１の接地導体と、前記第２の誘電体層の第１主面に設けられた信号線路と、この信号線路の両側に等間隔に設けられた第２の接地導体と、前記第１及び第２の誘電体層間に設けられ、且つ前記信号線路と相対向する位置にスリットを有する導体とを具備することを特徴とする。
【００１４】
更に、上記目的を達成するために、本発明の他の態様のスリット付伝送線路は、相対向する第１及び第２主面を有する第１の誘電体層と、相対向する第１及び第２主面を有し、且つこの第２主面を前記第１の誘電体層の第１主面側にして積層された第２の誘電体層と、相対向する第１及び第２主面を有し、且つこの第２主面を前記第２の誘電体層の第１主面側にして積層された第３の誘電体層と、前記第１の誘電体層の第２主面に設けられた第１の接地導体と、前記第２及び第３の誘電体層間に並置された第１及び第２の信号線路と、前記第３の誘電体層の第１主面に設けられた第２の接地導体と、前記第１及び第２の誘電体層間に設けられ、且つ前記第１及び第２の信号線路と相対向する位置にそれぞれ第１及び第２のスリットを有する導体とを具備することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施の形態のスリット付伝送線路について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、コプレーナ線路からなるスリット付伝送線路を示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図である。
【００１７】
図１及び図２に示すように、本実施の形態のスリット付伝送線路では、
相対向する第１及び第２の主面を有する複数の積層した誘電体層を有する。ここでは、第１の誘電体層２１の第１主面（上面）上に第２の誘電体層２２を第２主面（下面）側にして積層している。
【００１８】
この第１の誘電体層２１の下面には、第１の接地導体１１が形成されている。第２の誘電体層２２の上面には、１０ＧＨｚの正弦波信号を伝送する幅ＷのＬ型の信号線路１が設けられ、この信号線路１の周囲には、この信号線１を取囲むように平板の第２の接地導体１２が設けられている。この第２の接地導体１２は、信号線１とその全周において等間隔（間隔Ｇ）に、しかも平行に設けられている。
【００１９】
また、第１及び第２の誘電体層２１、２２間には、信号線路１の直下、即ち相対向する位置にスリット幅Ｗｓのスリット３１を有する平板の導体１３が形成されている。
【００２０】
ここでは、この第１、第２の接地導体１１、１２、及び導体１３は、接地（グランド）として用いている。
【００２１】
なお、信号線路１の他の部品との接続、第１の接地導体１１直下に設けられた信号線路１以外の信号線、制御信号線、電源線、及び第１、第２の接地導体１１、１２以外の接地導体については、図示及び説明を省略している。
【００２２】
そして、ここでは、信号線路１の幅Ｗは０．５ｍｍ、厚さＴは、５０μｍであり、第２の接地導体１２は、伝送線路１との間隔Ｇが０．２５ｍｍ、厚さが５０μｍである。第１の接地導体１１及び導体１３の厚さは、３５μｍである。第１の誘電体層２１は、０．１ｍｍ、第２の誘電体層２２の厚さは、０．３ｍｍである。
【００２３】
なお、信号線路１、接地導体１１、１２、及び導体１３は、良熱伝導率で、低抵抗のＣｕ（銅）を用いている。そして、第１及び第２の誘電体層２１、２２は、比誘電率３．８及び誘電正接０．００４のＢＴ（ビスマレイド・トリアジン）レジン（Ｒ）を用いているが、比誘電率及び誘電正接の優れたテフロン（Ｒ）及びガラスエポキシ系等の材料を用いてもよい。
【００２４】
ここで、伝送線路の特性インピーダンスの大きさは、近似的には、誘電体層の高さ（Ｈ）、信号線路と接地導体の間隔Ｇ、及び導体のスリット幅Ｗｓに比例し、信号線路の幅Ｗ及び厚さＴに反比例する。なお、信号線路の特性インピーダンスに対する誘電体層の高さ（Ｈ）依存性は、ストリップ線路及びマイクロストリップ線路と比較して小さい。
【００２５】
そして、信号線路１直下の導体１３にスリット３１を設けると信号線路１の特性インピーダンス及び結合度を調整できるが、逆に放射電界強度が大きくなる。本実施の形態では、第１の誘電体層２１下面に平板の第１の接地導体１１を設けているので放射電界強度を低下させることができる。
【００２６】
伝送線路は、信号線路１の信号を受信或いは信号線路へ信号を送信する半導体集積回路等の部品の位置及び形状を考慮して、まず、信号線路１の幅Ｗと厚さＴ、信号線路１と接地導体１２の間隔Ｇ、及び誘電体層２１、２２の高さ（Ｈ）を所定の範囲内でそれぞれ変化させて、おおよその特性インピーダンスにする。その後にスリット３１の幅Ｗｓの寸法を変化させることにより特性インピーダンスを調整し、所望の特性インピーダンス値にする。
【００２７】
例えば、信号線路１の特性インピーダンスを半導体集積回路等で通常用いられているインピーダンス値５０Ωより若干高めの値に設計してから、スリット幅Ｗｓを微調整（狭くして）し、特性インピーダンスを下げ所望の特性インピーダンス（５０Ω）にするのがよい。
【００２８】
次に、導体のスリット幅に対する伝送線路特性について図３を参照して説明する。図３は、１０ＧＨｚの正弦波信号での伝送線路の特性インピーダンスと導体のスリット幅の関係を示す特性図、図４は１０ＧＨｚの正弦波信号での伝送線路の入力反射係数と導体のスリット幅の関係を示す特性図である。
【００２９】
図３に示すように、特性インピーダンスの値は、導体１３のスリット幅Ｗｓが０乃至１ｍｍの範囲で急激に変化し、１ｍｍ以上の領域では飽和する。この特性図から明白なように、導体１３のスリット幅Ｗｓを変化させることにより、所定の特性インピーダンス５０Ωに調整でき、特性インピーダンス５０Ωを満足する値は導体１３のスリット幅ｗｓが０．４８ｍｍの場合である。
【００３０】
そして、図４に示すように、入力反射係数（Ｓ１１）は、導体１３のスリット幅Ｗｓが０乃至０．４８ｍｍの範囲で急激に減少し、０．４８ｍｍで―６０ｄＢと一番小さな値を示し、一方、導体１３のスリット幅Ｗｓが０．４８ｍｍ乃至１ｍｍの範囲で急激に増加し、１ｍｍ以上で飽和する。
【００３１】
この特性図から明白なように、伝送線路を所定のインピーダンス（５０Ω）に調整にすれば良好な入力反射係数（Ｓ１１）が得られることがわかる。
【００３２】
上述したように、本実施の形態のスリット付伝送線路では、第１及び第２の誘電体層２１、２２間に設けた導体１３の信号線路１の直下部分にスリット３１を信号線路１に対して対向配置し、このスリット３１の幅を変化させて所望の特性インピーダンスを得ているので、従来の伝送線路の設計と比べ設計の自由度が向上する。
【００３３】
従って、伝送線路の特性インピーダンスを決めるパラメータである信号線路１の幅Ｗと厚さＴ、信号線路１と第２の接地導体１２の間隔Ｇ、及び誘電体層の高さ（Ｈ）等の値を、信号線路１の信号を受信或いは信号線路へ信号を送信する半導体集積回路等の部品の位置及び形状を考慮して設計できるので、設計期間の短縮化が可能となる。そして、伝送線路を用いたモジュール、ＳｉＭＭＩＣ、及びＧａＡｓＭＭＩＣの小型化が可能となる。
【００３４】
更に、第１の誘電体層２１下面に平板の第１の接地導体１１を設けているので、第１の接地導体１１直下に設けられる信号線路１以外の信号線、制御信号線、電源線等との干渉が抑制できる。
【００３５】
（第１の実施の形態の変形例）
次に、本発明の第１の実施の形態の変形例に係わるスリット付伝送線路について、図５及び図６を参照して説明する。図５は第１の変形例のスリット付伝送線路を示す平面図、図６は第２の変形例のスリット付伝送線路を示す平面図である。
【００３６】
この変形例は、第１の実施の形態のスリット３１の形状を変更したものである。即ち、図５に示すように、第１の変形例では、導体１３のスリット３１ａは、幅ＷのＬ型の信号線路１の一部領域の直下部分に、信号線路１の幅Ｗよりも広いスリット幅Ｗｓで、スリット長Ｌｓを有し、且つ信号線路１と平行に設けられている。
【００３７】
そして、上記伝送線路は、まず、信号線路１の幅Ｗと厚さＴ、信号線路１と接地導体１２の間隔Ｇ、及び誘電体層２１、２２の高さ（Ｈ）を所定の範囲内でそれぞれ変化させて、おおよその特性インピーダンスにする。その後にスリット３１ａ幅Ｗｓ、及びスリット３１ａ長Ｌｓの寸法をそれぞれ変化させることにより特性インピーダンスを調整し、所望の特性インピーダンスにする。ここで、スリット３１ａは、信号線路１の直線部分に配置するのが好ましい。
【００３８】
また、図６に示すように、第２の変形例では、スリット３１ｂは、２枚の別個の導体１３ａ、１３ｂ（斜線部）を並置することによって、幅ＷのＬ型の信号線路１の直下部分に、信号線路１と平行に、且つスリット幅Ｗｓに設けている。また、接地導体１２ａ、１２ｂは、スリット３１ｂのスリット幅Ｗｓと間隔Ｇの２倍の和分だけ離間し、対向して形成している。
【００３９】
そして、上記伝送線路は、まず、信号線路１の幅Ｗと厚さＴ、信号線路１と接地導体１２の間隔Ｇ、及び誘電体層２１、２２の高さ（Ｈ）を所定の範囲内でそれぞれ変化させて、おおよその特性インピーダンスにする。その後にスリット３１ｂの幅Ｗｓの寸法を変化させることにより特性インピーダンスを調整し、所望の特性インピーダンス値にする。
【００４０】
上述したように、本実施の形態に係る変形例のスリット付伝送線路においても、スリット３１ａ、３１ｂが信号線路１の直下部分にこれと対向して、しかも平行に設けられているので、このスリット３１ｂのスリット幅Ｗｓ、又はスリット３１ａのスリット幅Ｗｓ及びスリット長Ｌｓをそれぞれ変化させて所望の特性インピーダンスが得られる。
【００４１】
また、第２の変形例では、導体１３ａ、１３ｂはスリット３１ｂの幅Ｗｓで分離され、接地導体１２ａ、１２ｂはスリット３１ｂのスリット幅Ｗｓと間隔Ｇの２倍の和分だけ離間して対向配置されているので、信号線路１と接続する部品、例えば半導体装置を信号線路１の近くに配置できる。このため、第１の実施の形態よりも伝送線路を用いたモジュール等の小型化ができる。
【００４２】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態に係わるスリット付伝送線路について、図７を参照して説明する。図７はストリップ線路からなるスリット付伝送線路を示す断面図である。
【００４３】
本実施の形態では、第１の実施の形態の第２の接地導体及び誘電体層の構成を変更した点で異なり、それ以外の構成については同一であり、以下異なる点のみ説明する。
【００４４】
図７に示すように、本実施の形態のスリット付伝送線路では、第１の誘電体層２１の第１主面（上面）上に第２の誘電体層２２を第２主面（下面）側にして積層し、第２の誘電体層２２の第１主面（上面）上に第３の誘電体層２３を第２主面（下面）側にして積層している。
【００４５】
そして、第３の誘電体層２３の上面には、第２の接地導体１２ｃが形成されている。第２の誘電体層２２の上面には、１０ＧＨｚの正弦波信号を伝送する幅ＷのＬ型の信号線路１のみが設けられている。
【００４６】
なお、第１の実施の形態と同様に、第１の誘電体層２１の下面には、第１の接地導体１１が形成され、第１及び第２の誘電体層２１、２２間には、信号線路１の直下、即ち相対向する位置にスリット幅Ｗｓのスリット３１を有する平板の導体１３が形成されている。
【００４７】
ここでは、スリット３１を有する導体１３を第１及び第２の誘電体層２１、２２の間に形成しているが、第３の誘電体２３中に形成してもよい。この場合には、スリット３１を有する導体１３が信号線路１の真上に誘電体層を介して形成されることになる。
【００４８】
ここで、伝送線路の特性インピーダンスの大きさは、近似的には、誘電体層の高さ（Ｈ）、導体のスリット幅Ｗｓに比例し、信号線路の幅Ｗ及び厚さＴに反比例する。
【００４９】
そして、信号線路１直下の導体１３にスリット３１を設けると信号線路１の特性インピーダンス及び結合度を調整できるが、逆に放射電界強度が大きくなるので、本実施の形態では第１の誘電体層２１下面に平板の第１の接地導体１１を設け、更に、第３の誘電体層２３上面に平板の第２の接地導体１２ｃを設け放射電界強度を低下させている。
【００５０】
伝送線路は、信号線路１の信号を受信或いは信号線路へ信号を送信する半導体集積回路等の部品の位置及び形状を考慮して、まず、信号線路１の幅Ｗと厚さＴ、及び誘電体層２１、２２、及び２３の高さ（Ｈ）を所定の範囲内でそれぞれ変化させて、おおよその特性インピーダンスにする。その後にスリット３１の幅Ｗｓの寸法を変化させることにより特性インピーダンスを調整し、所望の特性インピーダンス値にする。
【００５１】
上述したように、本実施の形態のスリット付伝送線路では、第１の実施の形態による効果の他に、伝送線路２の特性インピーダンスの値を調整できるスリット幅Ｗｓのスリット３１を、誘電体を介して伝送線路１の上面或いは下面に形成できるので、第１の実施の形態よりも伝送線路の設計の自由度が向上する。
【００５２】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態に係わるスリット付伝送線路について、図８を参照して説明する。図８はマイクロストリップ線路からなるスリット付伝送線路を示す断面図である。
【００５３】
本実施の形態では、第１の実施の形態の第２の接地導体１２を削除したもので、それ以外の構成については同一であり、以下異なる点のみ説明する。
【００５４】
図８に示すように、本実施の形態のスリット付伝送線路では、第２の誘電体層２２の上面には、１０ＧＨｚの正弦波信号を伝送する幅ＷのＬ型の信号線路１のみが設けられている。
【００５５】
そして、第１の実施の形態と同様に、第１及び第２の誘電体層２１、２２間には、信号線路１の直下、即ち相対向する位置にスリット幅Ｗｓのスリット３１を有する平板の導体１３が形成されている。
【００５６】
ここで、伝送線路の特性インピーダンスの大きさは、近似的には、誘電体層の高さ（Ｈ）、導体のスリット幅Ｗｓに比例し、信号線路の幅Ｗ及び厚さＴに反比例する。
【００５７】
伝送線路は、信号線路１の信号を受信或いは信号線路へ信号を送信する半導体集積回路等の部品の位置及び形状を考慮して、まず、信号線路１の幅Ｗと厚さＴ、及び誘電体層２１、２２の高さ（Ｈ）を所定の範囲内でそれぞれ変化させて、おおよその特性インピーダンスにする。その後にスリット３１の幅Ｗｓの寸法を変化させることにより特性インピーダンスを調整し、所望の特性インピーダンス値にする。
【００５８】
上述したように、本実施の形態のスリット付伝送線路では、第１の実施の形態による効果の他に、構造及び伝送線路の形成プロセスがシンプルであり第１の実施の形態よりも伝送線路を用いたモジュール、ＳｉＭＭＩＣ、及びＧａＡｓＭＭＩＣを安価にできる。
【００５９】
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態に係わる及びスリット付伝送線路について、図９を参照して説明する。図９は、Ｖ字型マイクロストリップ線路からなるスリット付伝送線路を示す断面図である。
【００６０】
本実施の形態では、第３の実施の形態の信号線路１及び誘電体２２の構成を変更した点で異なり、それ以外の構成については同一であり、以下異なる点のみ説明する。
【００６１】
図９に示すように、本実施の形態のスリット付伝送線路では、第２の誘電体層２２の上面には、Ｖ字型の溝４が形成され、この溝４表面に１０ＧＨｚの正弦波信号を伝送するＶ字型の信号線路１ａが設けられている。
【００６２】
そして、第３の実施の形態と同様に、第１の誘電体層２１の下面には、第１の接地導体１１が形成され、第１及び第２の誘電体層２１、２２間には、信号線路１ａの直下、即ち相対向する位置にスリット幅Ｗｓのスリット３１を有する平板の導体１３が形成されている。
【００６３】
伝送線路は、信号線路１の信号を受信或いは信号線路へ信号を送信する半導体集積回路等の部品の位置及び形状を考慮して、まず、信号線路１の幅Ｗと厚さＴ、及び誘電体層２１、２２の高さ（Ｈ）を所定の範囲内でそれぞれ変化させて、おおよその特性インピーダンスにする。その後にスリット３１の幅Ｗｓの寸法を変化させることにより特性インピーダンスを調整し、所望の特性インピーダンス値にする。
【００６４】
上述したように、本実施の形態のスリット付伝送線路では、第２の誘電体層２２の上面にＶ字型溝４を設けてこの溝４表面にＶ字型信号線路１を設けるため、第１及び３の実施の形態による効果の他に、同じ信号線路幅の場合に平板の信号線路よりも実質の信号線路幅を広くすることができるので、第１及び３の実施の形態よりも低損失化が図れる。
【００６５】
（第５の実施の形態）
次に、本発明の第５の実施の形態に係わるスリット付伝送線路について、図１０を参照して説明する。図１０は、両相信号を伝送するストリップ線路からなるスリット付伝送線路を示す断面図である。 本実施の形態では、第２の実施の形態の信号線路に伝送する信号及びスリットの構成の点で異なり、それ以外の構成については同一であり、以下異なる点のみ説明する。
【００６６】
上記両相信号は、低ＥＭＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）化、低消費電力化、及び低ノイズ化が図れるＬＶＤＳ（Ｌｏｗ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）ＴＩＡ／ＥＩＡ−６４４規格の高速デジタル信号である。
【００６７】
図１０に示すように、本実施の形態のスリット付伝送線路では、第２の誘電体層２２の上面には、第１の信号線路５ａ、及び第２の信号線路５ｂの対と、第３の信号線路６ａ、及び第４の信号線路６ｂの対が設けられ、第１及び第２の誘電体層２１、２２間には、第１、第２、第３及び第４の信号線路５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの各直下、即ち各信号線路に相対向する位置にスリット幅Ｗｓの第１のスリット３２ａ、第２のスリット３２ｂ、第３のスリット３３ａ、及び第４のスリット３３ｂをそれぞれ有する導体１３ｃが設けられている。
【００６８】
第１の信号線路５ａは第１番目の高速デジタル信号を伝送し（ＣＨ１Ｐと表示）、第２の信号線路５ｂは第１の信号線路５ａとは逆位相の第１番目の高速デジタル信号を伝送し（ＣＨ１Ｎと表示）、第３の信号線路６ａは第２番目の高速デジタル信号を伝送し（ＣＨ２Ｐと表示）、第４の信号線路６ｂは第３の信号線路６ａとは逆位相の第２番目の高速デジタル信号を伝送する（ＣＨ２Ｎと表示）。
【００６９】
なお、第２番目の以降の高速デジタル信号を伝送する両相信号を伝送する信号線路については説明を省略する。
【００７０】
そして、第１の信号線路５ａ及び第２の信号線路５ｂの対、第３の信号線路６ａ及び第４の信号線路６ｂの対においては、各対内の信号線路はそれぞれ両相信号線路間隔Ｃで隔てられ、信号線路対と信号線路対の信号線路間は、信号線路間隔Ｄで隔てられている。この信号線路間隔Ｄは、両相信号を伝送する信号線路間のクロストークを抑制するために両相信号線路間隔Ｃよりも大きくした方がよい。
【００７１】
第１の信号線路５ａ、第２の信号線路５ｂ、第３の信号線路６ａ、及び第４の信号線路６ｂは、信号線路を伝送する高速デジタル信号を受信或いは信号線路へ高速デジタル信号を送信する半導体集積回路等の部品の位置及び形状を考慮して、まず、信号線路の幅Ｗと厚さＴ、両相信号線路間隔Ｃ、信号線路間隔Ｄ、及び誘電体層の高さ（Ｈ）を所定の範囲内で変化させておおよその特性インピーダンス値にする。
【００７２】
その後に第１の信号線路５ａ、第２の信号線路５ｂ、第３の信号線路６ａ、及び第４の信号線路６ｂ直下に設けられた導体１３ｄのスリットの幅Ｗｓの寸法をそれぞれ変化させることにより特性インピーダンスを調整し、所望の特性インピーダンスにする。
【００７３】
ここで、第１のスリット３２ａ、第２のスリット３２ｂ、第３のスリット３３ａ、第４のスリット３３ｂの位置は、第１の信号線路５ａ、第２の信号線路５ｂ、第３の信号線路６ａ、及び第４の信号線路６ｂ直下に形成され、導体１３ｃ内に設けられたスリットの幅Ｗｓを同一にしているが、隣接する他の信号線路や接地導体を考慮して適宜位置及び幅を変更してもよい。
【００７４】
また、第１の信号線路５ａ、第２の信号線路５ｂ、第３の信号線路６ａ、及び第４の信号線路６ｂの特性インピーダンスを所望の値にするためにスリット３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂを第１の誘電体層２１上面に形成しているが、第３の誘電体層２３中に設けてもよい。
【００７５】
上述したように、本実施の形態のスリット付伝送線路では、第１及び２の実施の形態による効果の他に、誘電体層を介して両相信号線路の直下に形成された導体１３ｃにスリットを設け、このスリット幅Ｗｓを適宜変更し信号線路の特性インピーダンスを所望の値にしているので、従来よりも両相信号線路間隔Ｃ及び信号線路間隔Ｄを最適にする設計期間を短縮化できる。そして、両相の高速デジタル信号を伝送する信号線路を用いたモジュール及び半導体集積回路の小型化が可能となる。
【００７６】
更に、両相のデジタル信号を伝送する信号線路を用いているので、信号レベルを低電圧化でき、モジュール及び半導体集積回路の低消費電力化、低ノイズ化、及び低ＥＭＩ化ができる。
【００７７】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々、変更して実施してもよい。
【００７８】
例えば、第１の実施の形態に係る変形例を第２乃至第５の実施の形態に適用してもよい。
【００７９】
また、第１乃至４の実施の形態では、誘電体層上面に信号を伝送する信号線路を１本設けているが、所定間隔で同一誘電体層上面に複数本設けてもよい。
【００８０】
更に、第１乃至５の実施の形態では、スリットを有する導体を接地（グランド）として用いているが、信号を伝送する２本の信号線路として用いてもよい。
【００８１】
そして、スリット幅Ｗｓを適宜変更し信号線路の特性インピーダンスを所望の値にした伝送線路は、光通信、移動体端末、携帯電話基地局等に用いられる樹脂製又はセラミック製基板に適用できる。
【００８２】
更に、ＧａＡｓＭＭＩＣ及びＳｉＭＭＩＣの多層配線部分に設けられる伝送線路にも適用できる。
【００８３】
【発明の効果】
本発明によれば、所定の特性インピーダンスが容易に得られるスリット付伝送線路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わるスリット付伝送線路を示す平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係わるスリット付伝送線路の特性インピーダンスと導体のスリット幅の関係を示す特性図。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係わるスリット付伝送線路の入力反射係数と導体のスリット幅の関係を示す特性図。
【図５】本発明の第１の実施の形態の第１の変形例に係わるスリット付伝送線路を示す平面図。
【図６】本発明の第１の実施の形態の第２の変形例に係わるスリット付伝送線路を示す平面図。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係わるスリット付伝送線路を示す断面図。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係わるスリット付伝送線路を示す断面図。
【図９】本発明の第４の実施の形態に係わるスリット付伝送線路を示す断面図。
【図１０】本発明の第５の実施の形態に係わるスリット付伝送線路を示す断面図。
【図１１】従来の伝送線路を示す断面図。
【符号の説明】
１、１ａ、５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂ、１０１ 信号線路
４ 溝
１１、１１１ 第１の接地導体
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１１２ａ、１１２ｂ 第２の接地導体
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ 導体
２１ 第１の誘電体層
２２ 第２の誘電体層
２３ 第３の誘電体層
３１、３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂ スリット
１２１ 誘電体層
Ｃ 両相信号線路間隔
Ｄ 信号線路間隔
Ｇ 信号線路と接地導体の間隔
Ｌｓ 導体のスリット長
Ｔ 信号線路の厚さ
Ｗ 信号線路の幅
Ｗｓ 導体のスリット幅
Claims (9)
- 相対向する第１及び第２主面を有する第１の誘電体層と、
相対向する第１及び第２主面を有し、且つこの第２主面を前記第１の誘電体層の第１主面側にして積層された第２の誘電体層と、
前記第１の誘電体層の第２主面に設けられた第１の接地導体と、前記第２の誘電体層の第１主面に設けられた信号線路と、
この信号線路の両側に等間隔に設けられた第２の接地導体と、
前記第１及び第２の誘電体層間に設けられ、且つ前記信号線路と相対向する位置にスリットを有する導体と、
を具備することを特徴とするスリット付伝送線路。 - 前記スリット幅は、前記信号線路と前記第２の接地導体の間隔よりも大きいことを特徴とする請求項１記載のスリット付伝送線路。
- 相対向する第１及び第２主面を有する第１の誘電体層と、
相対向する第１及び第２主面を有し、且つこの第２主面を前記第１の誘電体層の第１主面側にして積層された第２の誘電体層と、
相対向する第１及び第２主面を有し、且つこの第２主面を前記第２の誘電体層の第１主面側にして積層された第３の誘電体層と、
前記第２の誘電体層の第１主面に設けられた信号線路と、
前記第１の誘電体層の第２主面に設けられた第１の接地導体と、
前記第３の誘電体層の第１主面に設けられた第２の接地導体と、
前記第１及び第２の誘電体層間に設けられ、且つ前記信号線路と相対向する位置にスリットを有する導体と、
を具備することを特徴とするスリット付伝送線路。 - 相対向する第１及び第２主面を有する第１の誘電体層と、
相対向する第１及び第２主面を有し、且つこの第２主面を前記第１の誘電体層の第１主面側にして積層された第２の誘電体層と、
前記第１の誘電体層の第２主面に設けられた第１の接地導体と、
前記第２の誘電体層の第１主面に設けられた信号線路と、
前記第１及び第２の誘電体層間に設けられ、且つ前記信号線路と相対向する位置にスリットを有する導体と、
を具備することを特徴とするスリット付伝送線路。 - 相対向する第１及び第２主面を有する第１の誘電体層と、
相対向する第１及び第２主面を有し、且つこの第２主面を前記第１の誘電体層の第１主面側にして積層された第２の誘電体層と、
前記第１の誘電体層の第２主面に設けられた第１の接地導体と、
前記第２の誘電体層の第１主面に形成された溝に設けられた信号線路と、
前記第１及び第２の誘電体層間に設けられ、且つ前記信号線路と相対向する位置にスリットを有する導体と、
を具備することを特徴とするスリット付伝送線路。 - 前記スリットは、前記信号線路と平行に設けられていることを特徴とする請求項１、３、４、又は５記載のスリット付伝送線路。
- 相対向する第１及び第２主面を有する第１の誘電体層と、
相対向する第１及び第２主面を有し、且つこの第２主面を前記第１の誘電体層の第１主面側にして積層された第２の誘電体層と、
相対向する第１及び第２主面を有し、且つこの第２主面を前記第２の誘電体層の第１主面側にして積層された第３の誘電体層と、
前記第１の誘電体層の第２主面に設けられた第１の接地導体と、
前記第２及び第３の誘電体層間に並置された第１及び第２の信号線路と、
前記第３の誘電体層の第１主面に設けられた第２の接地導体と、
前記第１及び第２の誘電体層間に設けられ、且つ前記第１及び第２の信号線路と相対向する位置にそれぞれ第１及び第２のスリットを有する導体と、
を具備することを特徴とするスリット付伝送線路。 - 前記第１及び第２スリットは、前記第１及び第２の伝送線路と平行に設けられていることを特徴とする請求項７記載のスリット付伝送線路。
- 前記第２の信号線路は、前記第１の信号線路を伝送する信号とは逆位相の信号を伝送することを特徴とする請求項７又は８記載のスリット付伝送線路。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2003203090A JP2005051309A (ja) | 2003-07-29 | 2003-07-29 | スリット付伝送線路 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009206262A (ja) * | 2008-02-27 | 2009-09-10 | Rohm Co Ltd | 半導体集積回路 |
| JP2015103833A (ja) * | 2013-11-21 | 2015-06-04 | 日本電信電話株式会社 | マイクロストリップ線路 |
-
2003
- 2003-07-29 JP JP2003203090A patent/JP2005051309A/ja active Pending
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