JP2005191901A - Laminated body board with mesh hole ground strip line structure - Google Patents

Laminated body board with mesh hole ground strip line structure Download PDF

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Yasuhiro Sugimoto
康宏 杉本
Hiroyuki Deguchi
洋行 出口
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laminated body board with high performance and high reliability for executing efficient degassing having compatibility between a signal transmission line whose needs are high speed processing and a high frequency and a product of the laminated body board requiring a low cost. <P>SOLUTION: Grating hole patterns LAMH 1, LAMH 2 wherein small holes MH of the same shape are arranged in a grating form are respectively formed on upper lower ground conductors CG 1, CG 2 for configuring a strip line, and the small holes MH of the grating hole patterns LAMH 1, LAMH 2 opposed to each other are alternately arranged in a laminated direction so as to reduce the impedance Z<SB>c</SB>of the strip line. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、誘電体を用いた積層体基板の伝送線路に関するものである。   The present invention relates to a transmission line of a laminated substrate using a dielectric.

情報化社会の進展に伴って携帯電話、衛星通信等の移動体通信網あるいはインターネット、高速データ通信等の固定通信網が普及し、これらの通信機器に使用される無線高周波回路または高速デジタル回路に、機器の軽薄短小、低コス化、高性能化を実現する方法として、誘電体を用いた積層体基板が多用されるようになった。積層体基板は大別して電気絶縁材料である樹脂材を使用した有機基板とアルミナセラミック等を使用した無機基板が有る。何れの基板においても、高周波信号あるいは高速デジタル信号を伝送あるいは信号処理するために比較的に面が大きいグランド導体または接地導体を形成する導体層にCu、Auなどの高価な金属導電材料が多量に使用され、その使用量を減少させることが製品のコスト低減の要件の1つになっている。   With the progress of the information society, mobile communication networks such as mobile phones and satellite communications, or fixed communication networks such as the Internet and high-speed data communication have become widespread, and wireless high-frequency circuits or high-speed digital circuits used in these communication devices As a method of realizing light and thin equipment, low cost and high performance of equipment, a multilayer substrate using a dielectric has come to be used frequently. Laminate substrates are roughly classified into organic substrates using resin materials that are electrically insulating materials and inorganic substrates using alumina ceramics. In any substrate, a large amount of expensive metal conductive material such as Cu and Au is formed on the conductor layer that forms a ground conductor or ground conductor having a relatively large surface for transmitting or processing high-frequency signals or high-speed digital signals. One of the requirements for reducing the cost of a product is to reduce the amount used.

セラミック積層体基板の場合には、原料セラミック粉末を溶剤および添加剤等で混練したグリーンシートを加工して製品を形成するので焼成工程において基板からガスが発生する。他方、ビルドアップ基板と呼ばれる有機基板の場合には、樹脂を多層に重ねたコア基板の上に、熱硬化性樹脂あるいは感光性樹脂を使用して絶縁層を形成しその上に銅メッキして導体層を形成する。熱硬化性樹脂にも、感光性樹脂にも溶媒、添加剤等が含まれており、基板を熱成形して樹脂をキュアする際にガスが発生する。このように両基板の焼成あるいは熱成形の製造工程において、発生するガスを効率的に放出させてその所要時間を短縮させることが生産効率の向上につながる。   In the case of a ceramic laminate substrate, a green sheet obtained by kneading raw ceramic powder with a solvent and an additive is processed to form a product, so that gas is generated from the substrate in the firing step. On the other hand, in the case of an organic substrate called a build-up substrate, an insulating layer is formed using a thermosetting resin or a photosensitive resin on a core substrate in which resins are stacked in multiple layers, and copper is plated thereon. A conductor layer is formed. Both the thermosetting resin and the photosensitive resin contain solvents, additives, and the like, and gas is generated when the substrate is thermoformed to cure the resin. Thus, in the manufacturing process of baking or thermoforming both substrates, the generated gas is efficiently released to shorten the required time, thereby improving the production efficiency.

このような金属導電材料の低減およびガス抜きを両立させる方法として、面積の大きい接地導体等に開口部を形成して導体面積を低減し併せて積層体(誘電体/導体)から発生する有機溶媒等のガスを効率的に放出することが行われている。接地導体に開口を設けて発生するガスを逃がす方法として、接地導体の1つであるアース電極にスリット状の開口部を設けて発生するガスを逃げやすくし、アース電極の剥離や、アース電極周囲の誘電体層の剥離が効果的に防げることが特許文献1に記載されている。
特開平5−291802号公報
An organic solvent generated from a laminate (dielectric / conductor) by forming an opening in a large-area ground conductor or the like and reducing the conductor area as a method for achieving both reduction of the metal conductive material and degassing. Etc. are efficiently discharged. As a method of releasing the generated gas by providing an opening in the ground conductor, a slit-shaped opening is provided in the ground electrode, which is one of the ground conductors, to make the generated gas easy to escape, and the ground electrode is peeled off and Patent Document 1 describes that the peeling of the dielectric layer can be effectively prevented.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-291802

しかしながら、接地導体に基板全体サイズにおよぶスリットあるいは方形等の開口部を設けることは、信号を送受する伝送線路の特性について問題が生じる。具体的には、2つの接地導体間に中心導体が挿入された導体3層構造の分布定数線路であるストリップラインや、1つの接地導体の上部に誘電体層を介して中心導体が置かれた導体2層構造の分布定数線路であるマイクロストリップの線路インピーダンス、すなわち特性インピーダンスがその開口部付近で大きく変動することである。   However, providing the ground conductor with an opening such as a slit or a square that extends over the entire size of the substrate causes a problem in the characteristics of the transmission line for transmitting and receiving signals. Specifically, the center conductor is placed via a dielectric layer on the stripline, which is a distributed constant line of a conductor three-layer structure in which a center conductor is inserted between two ground conductors, or on one ground conductor. The line impedance, that is, the characteristic impedance of the microstrip, which is a distributed constant line having a conductor two-layer structure, greatly fluctuates in the vicinity of the opening.

特にデジタル回路に使用されるMPUやRAM等のLSIの性能向上に対する社会的ニーズの増大に伴い、その動作速度[MIPS: Million Instruction Per Second]の向上が要求されてクロック周波数が数GHz以上の高速デジタル信号をこれらの分布定数線路で扱う必要性が生じている。もう一方では、通信機器の普及と更なる増大が求められる社会的ニーズに対して周波数割当等の電波利用容量の逼迫に対処するため移動通信、無線データ通信等の電波利用機器の使用周波数帯の高周波化が進んでおり、それらが扱う高周波信号の帯域が数GHzから数十GHzへと拡大している。このようなデジタル信号の高速化並びに無線関連高周波信号の一層の高周波化に対応するためには、それを扱う積層体基板の伝送線路はその特性インピーダンスが高周波で安定でかつ基準値50Ω等に対して広帯域で高精度に保たれる必要がある。   In particular, as the social needs for improving the performance of LSIs such as MPUs and RAMs used in digital circuits increase, the operating speed [MIPS: Million Instruction Per Second] is required, and the clock frequency is several GHz or higher. There is a need to handle digital signals with these distributed constant lines. On the other hand, in order to cope with the tight use of radio wave usage capacity such as frequency allocation for social needs that require the spread and further increase of communication equipment, the frequency band used for radio wave communication equipment such as mobile communication and wireless data communication Higher frequency is progressing, and the band of the high frequency signal that they handle is expanding from several GHz to several tens of GHz. In order to cope with such high-speed digital signals and higher-frequency radio-related high-frequency signals, the transmission line of the multilayer substrate that handles them has a stable characteristic impedance at high frequencies and a reference value of 50Ω, etc. It is necessary to maintain high accuracy with a wide band.

本発明の課題は、前記のように積層体基板に求められる高速化、高周波のニーズとその製品に要求される低コスト化実現のためのガス抜き方法を両立させる高性能・高信頼の積層体基板を提供することにある。   The object of the present invention is to provide a high-performance and highly reliable laminate that achieves both the high-speed and high-frequency needs required for a laminate substrate as described above and the degassing method for realizing the cost reduction required for the product. It is to provide a substrate.

課題を解決するための手段及び発明の効果Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

上記課題を解決するために本発明のメッシュホールグランドストリップライン構造を有する積層体基板は、第1導体層、第1誘電体層、第2導体層、第2誘電体層および第3導体層をこの順序で積層した積層体基板において、
第1導体層には厚さ方向に導体層を貫通する同一形状のホールを第1方向に第1間隔DP1で配列され、他方第1方向と直交する第2方向に第2間隔DP2で配列された第1格子状ホールパターンを有する第1接地導体が形成され、
第2導体層には第1格子状ホールパターンの第1方向にその中心線が平行する帯状導体パターンが中心導体として形成され、
第3導体層には第1導体層上の格子状ホールパターンを積層方向に投影した第2格子状ホールパターンを有する第2接地導体が形成され、
第1導体層上の第1格子状ホールパターンと第3導体層上の第2格子状ホールパターンのホールが重なりを生じないように、それぞれのホール位置が定められ、
第1接地導体、中心導体および第2接地導体で構成されるストリップラインの特性インピーダンスZcが、第1接地導体および第2接地導体に格子状ホールパターンが配列されていない場合のストリップラインの特性インピーダンスをZ0としたときに、ZcがZ0+10%以内に収まるように、第1接地導体と第2接地導体に形成された第1格子状ホールパターンのホール開口径DHと両間隔DP1、DP2を定めることを特徴とする。
In order to solve the above problems, a multilayer substrate having a mesh hole ground strip line structure according to the present invention includes a first conductor layer, a first dielectric layer, a second conductor layer, a second dielectric layer, and a third conductor layer. In the laminate substrate laminated in this order,
In the first conductor layer, holes of the same shape penetrating the conductor layer in the thickness direction are arranged in the first direction at the first interval D P1 , and on the other hand in the second direction orthogonal to the first direction at the second interval D P2 A first ground conductor having a first grid-shaped hole pattern arranged is formed;
In the second conductor layer, a strip-shaped conductor pattern whose center line is parallel to the first direction of the first lattice-shaped hole pattern is formed as a central conductor,
The third conductor layer is formed with a second ground conductor having a second lattice hole pattern obtained by projecting the lattice hole pattern on the first conductor layer in the stacking direction,
The respective hole positions are determined so that the holes of the first lattice hole pattern on the first conductor layer and the second lattice hole pattern on the third conductor layer do not overlap,
The first ground conductor, the center conductor and the characteristic impedance Z c of the strip line constituted by the second grounding conductor, the characteristics of the strip line when grid-like hole pattern on the first ground conductor and the second grounding conductor is not arranged When the impedance is Z 0 , the hole opening diameter D H and the distance between the first grid hole patterns formed in the first ground conductor and the second ground conductor so that Z c falls within Z 0 + 10%. D P1 and D P2 are defined.

上記本発明のメッシュホールグランドストリップライン構造を有する積層体基板は、ストリップラインを構成する第1接地導体に第1方向に間隔DP1、第1方向に直角な第2方向に間隔DP2で配置された第1格子状ホールパターンを、第2接地導体に第1格子状ホールパターンと同一のホール配列を有する第2格子状ホールパターンをそれぞれ設ける。第1接地導体上の第1格子状ホールパターンと第2接地導体上の第2格子状ホールパターンは互いのホール配列において各ホールが重ならないように(互い違いに)配置し、中心導体は例えば第1方向に平行するように(図1参照)構成する。このストリップラインの特性インピーダンスZcが、両接地導体に格子状ホールパターンがない、いわゆる「ベタアース状」の接地導体を有するストリップラインの特性インピーダンスをZ0(通常、この値は基準値の50Ωに選ばれる)としたときに、ZcがZ0+10%以内に収まるように格子状ホールパターンの間隔DP1、DP2とホール開口径DHを定める。 The multilayer substrate having the mesh hole ground stripline structure according to the present invention is arranged with a distance D P1 in the first direction and a distance D P2 in the second direction perpendicular to the first direction on the first ground conductors constituting the strip line. The first lattice-shaped hole pattern thus formed is provided on the second ground conductor with a second lattice-shaped hole pattern having the same hole arrangement as the first lattice-shaped hole pattern. The first grid hole pattern on the first ground conductor and the second grid hole pattern on the second ground conductor are arranged so that the holes do not overlap each other in the hole arrangement. It is configured to be parallel to one direction (see FIG. 1). The characteristic impedance Z c of this strip line is Z 0 (typically this value is 50 Ω of the reference value). The interval D P1 and D P2 of the lattice-like hole pattern and the hole opening diameter D H are determined so that Z c falls within Z 0 + 10%.

このように積層体基板から発生するガスを接地導体面から抜けや易くするために接地導体面に均一に小ホール(開口部)を分散配置する。これによって信号伝送線路であるストリップラインの特性インピーダンスZcを基準の特性インピーダンスZ0のZ0+10%以内に抑えて高速デジタル信号および高周波信号に対する信号伝送線路の性能を安定、向上させることができる。格子状に均一配列された格子状ホールパターンは第1接地導体と第2接地導体の両方に配置されているので、発生するガスを均等に分散して逃がし、効率的にガスを抜くことができる。その結果、これによって接地導体、中心導体等の導体層と誘電体層の間に生じる剥離、空洞、凹凸、起伏を解消することができると共に、導体層と誘電体層の間に残る残留応力を取り除くことができるので、積層体基板の製品の信頼性/品質を向上させる。信号伝送線路の電気的性能については、ホール開口径DHがストリップラインの中心導体の形状(特にその幅と、接地導体からの距離)に近い大きさを有する場合には、またホールが全面積に閉める割合が小さい場合には基準値Z0に対する偏差:Zc−Z0を小さく(図5および図7参照)することができる。 In this way, small holes (openings) are uniformly distributed on the ground conductor surface so that the gas generated from the multilayer substrate can be easily released from the ground conductor surface. This stabilizes the performance of the signal transmission line for high-speed digital signals and high frequency signals by suppressing the characteristic impedance Z c of the strip line is a signal transmission line within Z 0 + 10% of the reference characteristic impedance Z 0, it can be improved . Since the grid-like hole pattern uniformly arranged in a grid is arranged on both the first ground conductor and the second ground conductor, the generated gas can be evenly dispersed and released, and the gas can be efficiently extracted. . As a result, it is possible to eliminate peeling, cavities, irregularities, and undulations generated between the conductor layer such as the ground conductor and the center conductor and the dielectric layer, and the residual stress remaining between the conductor layer and the dielectric layer. Since it can be removed, the reliability / quality of the product of the laminated substrate is improved. Regarding the electrical performance of the signal transmission line, if the hole opening diameter D H is close to the shape of the center conductor of the strip line (especially its width and distance from the ground conductor), the hole is also covered by the entire area. When the ratio of closing is small, the deviation from the reference value Z 0 : Z c −Z 0 can be made small (see FIGS. 5 and 7).

また本発明のメッシュホールグランドストリップライン構造を有する積層体基板は、中心導体の中心線が積層体基板の積層方向で第1格子状ホールパターンのホール配列の真上に位置するように構成され、その特性インピーダンスZcが特性インピーダンスZ0のZ0+10%以内に収まるように構成することができる。このようにすると、ストリップラインの中心導体と第1接地導体の第1格子状ホールパターンのホール配列(BT1、BT2)の重なりが、中心導体の中心線に対して対称で且つその間隔も均等になって線路長の方向に均一に分散される。このとき、第2接地導体の第2格子状ホールパターンのホール配列(ST1他)は中心導体の下方およびその結合領域には入り込まない。すなわち中心導体は第2接地導体上のホール配列の開口には重ならないので、開口の影響は第1接地導体と第2接地導体の両方の開口に重なる場合の略半分になる。(図3参照、詳細後述)。よって伝送線路のバランスも良くなる共に、ホールの開口部の影響によって信号伝送線路の特性インピーダンスZcが、基準の特性インピーダンスZ0から増大するその偏差を更に小さくする(図3および表1参照)ことができる。中心導体とホールの重なりが偏るとストリップラインの特性インピーダンスZcについて信号周波数の帯域特性に凹凸を生じる場合があり、信号伝送線路の性能に影響を与えることもある。 The multilayer substrate having the mesh hole ground strip line structure of the present invention is configured such that the center line of the central conductor is positioned directly above the hole arrangement of the first lattice hole pattern in the stacking direction of the multilayer substrate, The characteristic impedance Z c can be configured to fall within Z 0 + 10% of the characteristic impedance Z 0 . In this way, the overlap of the hole arrangement (BT1, BT2) of the first grid hole pattern of the strip line center conductor and the first ground conductor is symmetric with respect to the center line of the center conductor and the distance between them is even. Is uniformly distributed in the direction of the line length. At this time, the hole arrangement (ST1 and others) of the second grid-like hole pattern of the second ground conductor does not enter below the center conductor and its coupling region. That is, since the center conductor does not overlap the opening of the hole arrangement on the second ground conductor, the influence of the opening is approximately half that of the case where the center conductor overlaps both openings of the first ground conductor and the second ground conductor. (See FIG. 3, details will be described later). Therefore, the balance of the transmission line is improved, and the deviation in which the characteristic impedance Z c of the signal transmission line increases from the reference characteristic impedance Z 0 due to the influence of the opening of the hole is further reduced (see FIG. 3 and Table 1). be able to. Center conductor and the overlap of the hole is biased may for characteristic impedance Z c of the strip line results in uneven band characteristic of the signal frequencies, may affect the performance of the signal transmission line.

また本発明のメッシュホールグランドストリップライン構造を有する積層体基板は、第1格子状ホールパターンの第1間隔DP1に対するホール開口径DHの開口比率をDH/DP1とし、特性インピーダンスZcが特性インピーダンスZ0のZ0+10%以内に収まるように第1接地導体に形成された第1格子状ホールパターンの開口比率DH/DP1を定めるように構成してもよい。このようにすると、第1接地導体、第2接地導体の両接地導体に形成された格子状ホールパターンの開口面積率を一定にするので、総開口面積に比例する効率的なガス放出と特性インピーダンスZcの性能を両立させることができる。例えば、開口比率DH/DP1≒0.45のときに、Zc≦Z0+10%の良好な特性インピーダンスを得ると共に、開口面積率=(ホール総面積/接地導体の面積)≒16%で良好なガス放出を達成できる。いずれにしても中心導体と第1接地導体上のホール配列が略重なる場合には、メッシュホールグランドストリップライン構造を有する積層体基板の特性インピーダンスZcと基準の特性インピーダンスZ0との差の偏差インピーダンスΔZは、ΔZ≒E×(DH/DP1)/{1−F(DH/DP1)}-----(1)、(但しE、F:比例定数)で[後述の(32)と(304)参照]与えられる。よって開口比率(DH/DP1)を適正な範囲に選ぶことで偏差インピーダンスΔZを小さくしてメッシュホールグランドストリップライン構造を有する積層体基板の特性インピーダンスZcを基準の特性インピーダンスZ0に近づけることができる。 Further, in the multilayer substrate having the mesh hole ground strip line structure of the present invention, the opening ratio of the hole opening diameter D H to the first interval D P1 of the first lattice hole pattern is D H / D P1 , and the characteristic impedance Z c May be configured such that the opening ratio D H / D P1 of the first grid-like hole pattern formed in the first ground conductor is determined so as to fall within Z 0 + 10% of the characteristic impedance Z 0 . In this case, since the opening area ratio of the grid-like hole pattern formed in both the first ground conductor and the second ground conductor is made constant, efficient gas discharge and characteristic impedance proportional to the total opening area are achieved. The performance of Zc can be made compatible. For example, when the aperture ratio D H / D P1 ≈0.45, a good characteristic impedance of Zc ≦ Z 0 + 10% is obtained, and the aperture area ratio = (total hole area / ground conductor area) ≈16% Outgassing can be achieved. In the case of substantially overlapping holes arranged on the central conductor and the first ground conductor also has to is any deviation of the difference between the characteristic impedance Z c and the reference characteristic impedance Z 0 of the laminate substrate having a mesh hole ground strip line structure The impedance ΔZ is ΔZ≈E × (D H / D P1 ) / {1−F (D H / D P1 )} ----- (1) (where E and F are proportional constants) (See (32) and (304)). Therefore, by selecting the aperture ratio (D H / D P1 ) within an appropriate range, the deviation impedance ΔZ is reduced, and the characteristic impedance Z c of the multilayer substrate having the mesh hole ground strip line structure is brought close to the reference characteristic impedance Z 0 . be able to.

また本発明のメッシュホールグランドストリップライン構造を有する積層体基板は、第1格子状ホールパターンの開口比率DH/DP1が一定であり、第1接地導体の第1誘電体層に接する面と第2接地導体の第2誘電体層に接する面との距離をBとし、帯幅wを有する中心導体の中心線が前記距離Bの中点に位置するストリップラインにおいて、
第1格子状ホールパターンのホール開口径DHの円形ホール面積と同一面積を有する等面積正方形開口の辺長をSとしたときに、DP2-DH≧(w+B)/2およびS≦w+Bを満たすように構成することもできる。このようにすると、第1接地導体上において中心導体に重なったホール配列の各ホールが中心導体の真下に位置し、メッシュホールグランドストリップライン構造を有する積層体基板の特性インピーダンスZcに影響を及ぼす範囲に各ホール全体が等価的に収まり(精確には円形ホールと同一面積を有する等面積正方形開口が範囲内に収まる)且つ第2接地導体上のホール配列のホールがこの範囲に重なることが無い。この場合には、メッシュホールグランドストリップライン構造を有する積層体基板の特性インピーダンスZcは中心導体に重なったホール配列の配列条件、すなわち間隔DP1とホール開口径DHで一義的に(図5参照)定まる。第1接地導体、第2接地導体の隣接するホール配列の影響を受けない(図3参照)ため、メッシュホールグランドストリップライン構造を有する積層体基板に与えるホールの影響は単純なものになるので、伝送線路の位置による部分的変動も無く特性インピーダンスZcの周波数特性を平坦かつ安定にできる。前述の特性インピーダンスZcに影響を及ぼす範囲Riは第1接地導体と第2接地導体間の対面間距離をBとしたときに、Ri≒w+B-----(2)と与えられ、その範囲は帯幅wの中心導体の縁からH=B/2の離れた2本の平行線(AB/CD)の内側(詳細図3参照)領域となる。
The multilayer substrate having a mesh hole ground strip line structure according to the present invention has a constant opening ratio D H / D P1 of the first grid-like hole pattern, and a surface in contact with the first dielectric layer of the first ground conductor. In the strip line where the distance between the surface of the second ground conductor and the surface in contact with the second dielectric layer is B, and the center line of the center conductor having the band width w is located at the midpoint of the distance B,
D P2 −D H ≧ (w + B) / 2 and S ≦ w + B where S is the side length of an equal-area square opening having the same area as the circular hole area of the hole opening diameter D H of the first lattice hole pattern It can also be configured to satisfy. In this way, each hole of the hole array overlapping the central conductor on the first ground conductor is positioned directly below the center conductor affects the characteristic impedance Z c of the laminate substrate having a mesh hole ground strip line structure The whole hole fits within the range equivalently (exactly, an equal area square opening having the same area as the circular hole fits within the range) and the holes of the hole arrangement on the second ground conductor do not overlap this range . In this case, uniquely (FIG sequence conditions, i.e. at intervals D P1 and the hole opening diameter D H of the hole array characteristic impedance Z c of the laminate substrate having a mesh hole ground strip line structure overlapping the center conductor 5 See) Since it is not affected by the adjacent hole arrangement of the first ground conductor and the second ground conductor (see FIG. 3), the influence of the holes on the multilayer substrate having the mesh hole ground stripline structure becomes simple. frequency characteristics of the well without the characteristic impedance Z c partial change of the position of the transmission line can be flat and stable. The above-mentioned range R i that affects the characteristic impedance Z c is given as R i ≈w + B ----- (2) where B is the distance between the first ground conductor and the second ground conductor. The range is an area (refer to FIG. 3) inside two parallel lines (AB / CD) separated by H = B / 2 from the edge of the central conductor of the band width w.

また本発明のメッシュホールグランドストリップライン構造を有する積層体基板は、中心導体の厚みをt、第1誘電体層と第2誘電体層の比誘電率をεr、前記SがS≧wとしたときに、
特性インピーダンスZc:Zc≒ Z0+{15K/(εr)1/2}(Sc/lA)、中心導体のインダクタンスの形状に伴う補正係数:k≒[loge{Sc/(w+t)}]+1.193+0.2235(w+t)/Sc、前記開口比率DH/DP1に関する補正係数:Sc/lA≒0.781(DH/DP1)/{1−0.781(DH/DP1)}、中心導体と上下接地導体がなす単位長当たりの容量が前記ホールによって減少することに伴う補正係数:K≒k−4.43×10-5×Z0 2×εr{2w/(B−t)+(1.13π/2)×(t/H)1/4×{1+1.13loge[2.41H/(db+(H2+db 2)1/2)]}}、中心導体の中心線と上下接地導体間の距離:H=B/2,直径DHの円形ホールと同一面積を有する等面積正方形開口の辺長:S=0.886DH、等面積正方形開口が端効果容量による開口サイズの縮小に伴う補正:Sc=S loge{1+(2)1/2}、等価正方形の縮小開口が帯幅wの中心導体から食み出した長さ:2db=(Sc−w)から構成される一連の関係式で表される、特性インピーダンスZcを、Zc−Z0が最小となるように定めることが好ましい。
In the multilayer substrate having a mesh hole ground strip line structure according to the present invention, the thickness of the central conductor is t, the relative dielectric constant of the first dielectric layer and the second dielectric layer is ε r , and S is S ≧ w. When
Characteristic impedance Z c : Z c ≈ Z 0 + {15K / (ε r ) 1/2 } (S c / l A ), correction coefficient associated with the shape of the inductance of the center conductor: k ≈ [log e {S c / (w + t)}] + 1.193 + 0.2235 (w + t) / S c , correction coefficient for the aperture ratio D H / D P1 : S c / l A ≈0.781 (D H / D P1 ) / {1−0.781 (D H / D P1 )}, correction coefficient associated with the decrease in capacitance per unit length formed by the center conductor and the upper and lower ground conductors by the hole: K≈k−4.43 × 10 −5 × Z 0 2 × ε r {2w /(B−t)+(1.13π/2)×(t/H) 1/4 × {1 + 1.13log e [2.41H / (d b + (H 2 + d b 2 ) 1/2 )]}} The distance between the center line of the center conductor and the upper and lower ground conductors: H = B / 2, side length of the equal area square opening having the same area as the circular hole with the diameter DH : S = 0.886D H , Correction associated with reduction in aperture size due to edge effect capacitance: S c = S log e {1+ (2) 1/2 }, the length of the equivalent square reduced aperture protruding from the center conductor of band width w: 2d b = (S It is preferable to determine the characteristic impedance Z c represented by a series of relational expressions composed of c −w) so that Z c −Z 0 is minimized.

このように構成すると、特性インピーダンスZcはZc≒ Z0+{15K/(εr)1/2}(S/lA)-----(3)で与えられ、メッシュホールグランドストリップライン構造を有する積層体基板の形状・構成(w、t、B、DH、DP1、DP2)を最適化することによりその特性インピーダンスZcと基準の特性インピーダンスZ0との差である偏差インピーダンスΔZを最小[後述の(303)、(304)参照]にすることができる。試作評価段階では偏差インピーダンスΔZを、ΔZ≦3Ωにすることが可能であり、本発明のメッシュホールグランドストリップライン構造を有する積層体基板を50Ωの伝送線路(通常使用される各種分布定数線路)に接続したときに、最良の伝送特性を得ることが可能である。 With this configuration, the characteristic impedance Z c is given by Z c ≈Z 0 + {15 K / (ε r ) 1/2 } (S c / l A ) ----- (3), and mesh hole ground By optimizing the shape and configuration (w, t, B, D H , D P1 , D P2 ) of the laminate substrate having the stripline structure, the difference between the characteristic impedance Z c and the reference characteristic impedance Z 0 A certain deviation impedance ΔZ can be minimized (see (303) and (304) described later). In the prototype evaluation stage, the deviation impedance ΔZ can be set to ΔZ ≦ 3Ω, and the laminate substrate having the mesh hole ground stripline structure of the present invention is used as a 50Ω transmission line (various distributed constant lines usually used). When connected, it is possible to obtain the best transmission characteristics.

以下、添付の図面を参照しつつ本発明のメッシュホールグランドストリップライン構造を有する積層体基板の最良形態を説明する。図1に本発明のメッシュホールグランドストリップライン構造を有する積層体基板(以後、「MHGSL」という)の模式的な基本構造を示す。[1A]において、MHGSL1は、厚さ14.5umの第1接地導体GC1(以後、「下側接地導体」ともいう)を有する第1導体層CL1、厚さH≒40umで比誘電率εrを有する誘電体層DL1、厚さ14.5umの中心導体MC(以後、「線路」ともいう)を形成した第2導体層CL2、厚さH≒40umで比誘電率εrを有する誘電体層DL2および厚さ14.5umの第2接地導体GC2(以後、「上側接地導体」ともいう)を有する第3導体層CL3の順序に最下層から最上層に積層されている。なお、第1接地導体GC1と第2接地導体GC2には、同一形状のホールMHを格子状に配列した第1格子状ホールパターンLAMH1と第2格子状ホールパターンLAMH2がそれぞれ形成されており、第1格子状ホールパターンLAMH1のホール配列と第2格子状ホールパターンLAMH2のホール配列におけるそれぞれのホールは積層面の方向に重ならないように(互い違いに)配置されている。 Hereinafter, the best mode of a laminate substrate having a mesh hole ground strip line structure of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a schematic basic structure of a laminate substrate (hereinafter referred to as “MHGSL”) having a mesh hole ground strip line structure of the present invention. In [1A], MHGSL1 has a first conductor layer CL1 having a first ground conductor GC1 (hereinafter also referred to as a “lower ground conductor”) having a thickness of 14.5 μm, a relative dielectric constant ε r at a thickness H≈40 μm. A dielectric layer DL1 having a central conductor MC (hereinafter also referred to as “line”) having a thickness of 14.5 μm, a dielectric layer DL2 having a thickness H≈40 μm and a relative permittivity ε r ; The third conductor layer CL3 having a second ground conductor GC2 (hereinafter also referred to as “upper ground conductor”) having a thickness of 14.5 μm is laminated in the order from the bottom layer to the top layer. The first ground conductor GC1 and the second ground conductor GC2 are respectively formed with a first grid hole pattern LAMH1 and a second grid hole pattern LAMH2 in which holes MH having the same shape are arranged in a grid. The holes in the hole arrangement of the first lattice hole pattern LAMH1 and the hole arrangement of the second lattice hole pattern LAMH2 are arranged so as not to overlap with each other in the direction of the laminated surface.

本発明のMHGSLの第1接地導体GC1上に形成された第1格子状ホールパターンLAMH1の詳細を[1B]に示す。円形開口を有するホールMHの開口径(直径)はDHであり、このMHが中心導体MCと平行な第1方向に第1間隔(隣接するMHの中心間距離)DP1で、また中心導体MCと直交する第2方向に間隔DP2で格子状に配置され、幅wの帯状導体パターンである中心導体MCは第1方向の1つのホール配列の真上に位置する。またMHGSLの第2接地導体GC2上に形成された第2格子状ホールパターンLAMH2の詳細を[1C]に示す。円形開口を有するホールMHの開口径(直径)は同様にDHであり、このMHが中心導体MCと平行な第1方向に第1間隔(隣接するMHの中心間距離)DP1で、また中心導体MCと直交する第2方向に間隔DP2で格子状に配置され、幅wの帯状導体パターンである中心導体MCは第1方向の2つのホール配列の間隙の中央の真上に位置する。
実際の製品の形態は、図2に示すように設計仕様に合わせて、図1で表されるMHGSLを使用した伝送線路/フィルタなどを幾層にも積層した複合積層体基板10で構成される。この場合には、中心導体MCはMeander Line 構造等を採用してその線路長を最適(例えば1/4波長など)値に設定することが可能である。
Details of the first grid-like hole pattern LAMH1 formed on the first ground conductor GC1 of the MHGSL of the present invention are shown in [1B]. The opening diameter (diameter) of the hole MH having a circular opening is DH , and this MH has a first interval (distance between the centers of adjacent MHs) D P1 in the first direction parallel to the center conductor MC, and the center conductor. The central conductor MC, which is a strip-like conductor pattern having a width w, is arranged in a grid pattern in the second direction orthogonal to the MC at intervals D P2 and is located immediately above one hole array in the first direction. Details of the second grid-like hole pattern LAMH2 formed on the second ground conductor GC2 of MHGSL are shown in [1C]. The opening diameter (diameter) of the hole MH having a circular opening is similarly D H , and this MH is a first interval (distance between the centers of adjacent MHs) D P1 in the first direction parallel to the central conductor MC, and disposed in a second direction perpendicular to the center conductor MC at intervals D P2 in a lattice shape, the center conductor MC is strip conductor pattern having a width w is positioned directly above the center of the gap between two holes arranged in the first direction .
As shown in FIG. 2, the actual product form is composed of a composite laminate substrate 10 in which transmission lines / filters using MHGSL shown in FIG. . In this case, the center conductor MC can adopt a meander line structure or the like, and the line length can be set to an optimum value (for example, 1/4 wavelength).

ここで発明のMHGSL1を採用した複合積層体基板10の具体的構成について、アルミナセラミックスを誘電体材料として使用した無機基板を例にとって説明する。各誘電体層DL(DL1、DL2)は比誘電率εrを有する誘電体材料で形成され、誘電体材料にはアルミナ含有量を98%以上としたアルミナ質セラミックス、ムライト質セラミックス、窒化アルミニウムセラミックス、窒化珪素セラミックス、炭化珪素セラミックスおよびガラスセラミックス等、高周波領域において誘電損失が小さい材質が適用される。この場合、比誘電率εrはεr=5〜20に調整される。また、各導体層CL(CL1、CL2、CL3)には分布定数線路(ストリップライン他)やコンデンサの電極、あるいはグランド面(接地導体他)が金属導体で形成され、金属導体の材質としては、例えばセラミック誘電体層の材質としてガラスセラミックスを用いる場合には、Ag、Au、Cuのいずれかを主成分とするものを使用することができる。 Here, a specific configuration of the composite laminate substrate 10 employing the MHGSL1 of the invention will be described by taking an inorganic substrate using alumina ceramic as a dielectric material as an example. Each dielectric layer DL (DL1, DL2) is formed of a dielectric material having a dielectric constant epsilon r, alumina ceramics in the dielectric material and the alumina content is 98% or more, mullite ceramics, aluminum nitride ceramics A material having a small dielectric loss in the high frequency region, such as silicon nitride ceramics, silicon carbide ceramics, and glass ceramics, is applied. In this case, the relative dielectric constant ε r is adjusted to ε r = 5-20. Each conductor layer CL (CL1, CL2, CL3) has a distributed constant line (strip line, etc.), capacitor electrodes, or a ground plane (ground conductor, etc.) made of a metal conductor. For example, when glass ceramics is used as the material for the ceramic dielectric layer, a material mainly composed of Ag, Au, or Cu can be used.

次に本発明のMHGSL1を採用した複合積層体基板10の製造方法について簡単に説明する。まず、誘電体層DLとなるべきセラミックグリーンシートを用意する。該セラミックグリーンシートは、セラミック誘電体層の原料セラミック粉末(例えば、ガラスセラミック粉末の場合、ホウケイ酸ガラス粉末とアルミナ等のセラミックフィラー粉末との混合粉末)に溶剤(アセトンなど)、結合剤[アクリル系樹脂(例えば、ポリアクリル酸エステル)など]、可塑剤(ブチルベンジルフタレート等)、解膠剤[脂肪酸(グリセリントリオレート等)など]の添加剤を配合して混練し、ドクターブレード法等によりシート状に成形したものである。   Next, the manufacturing method of the composite laminated substrate 10 which employ | adopted MHGSL1 of this invention is demonstrated easily. First, a ceramic green sheet to be the dielectric layer DL is prepared. The ceramic green sheet is made of ceramic ceramic raw material ceramic powder (for example, in the case of glass ceramic powder, mixed powder of borosilicate glass powder and ceramic filler powder such as alumina) with a solvent (such as acetone) and a binder [acrylic. Additives such as plastic resins (for example, polyacrylic acid esters), plasticizers (such as butyl benzyl phthalate), and peptizers [such as fatty acids (such as glycerin trioleate)] are kneaded and mixed by a doctor blade method or the like. It is formed into a sheet shape.

そして、このセラミックグリーンシート上に、導体層CL(接地導体、中心導体を含む)である各種導体パターン(格子状ホールパターンLAMH1、LAMH2または中心導体MCの帯状パターンなど)あるいは電極導体を金属粉末を使用して所定の形状に形成する。この金属粉末形状はCuまたはAgを主成分とする金属粉末のペーストを用いて公知のスクリーン印刷法により形成される。導体層の金属粉末形状を形成したら、その上に別のセラミックグリーンシートを重ね、さらに金属粉末形状印刷/セラミックグリーンシート積層の工程を繰り返し、セラミック積層体基板10となるべきグリーン積層体を得る。上記のグリーン積層体は、個々のセラミック積層体基板10(本発明のMHGSL1を採用)の導体層金属粉末形状が所定配置・配列にて連続的に複数形成されたものであり、これをカッターを用いて切断線に沿って切断・分離することにより、各々個別にセラミック積層体10となるべき分離グリーン積層体が得られる。これを焼成することにより、図2に示すような、複合積層体基板10が得られる。   Then, on this ceramic green sheet, various conductive patterns (such as a grid-like hole pattern LAMH1, LAMH2 or a strip pattern of the central conductor MC) or electrode conductors which are conductor layers CL (including a ground conductor and a central conductor) or electrode conductors are coated with metal powder. Used to form a predetermined shape. This metal powder shape is formed by a known screen printing method using a paste of metal powder mainly composed of Cu or Ag. When the metal powder shape of the conductor layer is formed, another ceramic green sheet is overlaid thereon, and the process of metal powder shape printing / ceramic green sheet lamination is repeated to obtain a green laminate to be the ceramic laminate substrate 10. The green laminate described above is formed by continuously forming a plurality of conductor layer metal powder shapes of individual ceramic laminate substrates 10 (using the MHGSL1 of the present invention) in a predetermined arrangement and arrangement. By using and cutting and separating along the cutting line, separate green laminates to be individually formed into the ceramic laminate 10 are obtained. By firing this, a composite laminate substrate 10 as shown in FIG. 2 is obtained.

またビルドアップ法で樹脂材を積層して有機基板を形成する場合には、各誘電体層DL1、DL2は樹脂誘電体シートにて形成され、例えば感光性樹脂で構成されたビルドアップ層となっている。感光性樹脂組成物はエポキシ樹脂(FR4:Fiber Reinforced)等にて構成され比誘電率εrはεr=2〜4に調整されている。樹脂を誘電体とする積層体基板10の製造方法は次のようになる。樹脂を多層に積層したコア基板に感光性樹脂をコートし、その上に導体パターンを作製するためのフォトマスクを重ね紫外線で露光、現像することで、格子状ホールパターンLAMH1、LAMH2、帯状パターンなどの導体パターンに応じたフォトバイアを形成する。表面処理剤等で樹脂の表面を粗面化した後に無電解銅メッキしてフォトバイア部に銅薄膜を形成し、さらに電解銅メッキして所定厚(数十um)の導体層を前述の導体パターンに応じて形成する。この感光性樹脂のコートから電解銅メッキの工程を繰り返すことで誘電体層(誘電体層DL1、DL2に相当)と導体層(CL1、CL2、CL3に相当)を交互に積層し、積層体基板10を連続的に面状配列した樹脂シートを作製する。カッターを用いてこの樹脂シートを切断線に沿って切断・分離することにより、各々個別に有機積層体基板10となるべき分離樹脂シートが得られる。最後にこの分離樹脂シートを熱処理して樹脂層のキュアを行い樹脂層が硬化され、複合積層体基板10が得られる。 When an organic substrate is formed by laminating resin materials by the build-up method, each dielectric layer DL1, DL2 is formed of a resin dielectric sheet, for example, a build-up layer composed of a photosensitive resin. ing. The photosensitive resin composition is composed of epoxy resin (FR4: Fiber Reinforced) or the like, and the relative dielectric constant ε r is adjusted to ε r = 2-4. The manufacturing method of the laminated substrate 10 using a resin as a dielectric is as follows. Lattice hole pattern LAMH1, LAMH2, strip pattern, etc. by coating photosensitive resin on the core substrate in which resin is laminated in multiple layers, and exposing and developing a photomask for producing conductor pattern on it with ultraviolet rays A photo via corresponding to the conductor pattern is formed. After the surface of the resin is roughened with a surface treatment agent or the like, electroless copper plating is performed to form a copper thin film on the photo via portion, and further, electrolytic copper plating is performed to form a conductor layer having a predetermined thickness (several tens of um) as described above. It is formed according to the pattern. Dielectric layers (equivalent to dielectric layers DL1 and DL2) and conductor layers (equivalent to CL1, CL2, and CL3) are alternately laminated by repeating the process of electrolytic copper plating from this photosensitive resin coating, and a multilayer substrate A resin sheet in which 10 are continuously arranged in a planar shape is produced. By separating and separating this resin sheet along a cutting line using a cutter, a separate resin sheet that is to become the organic laminate substrate 10 is obtained. Finally, this separated resin sheet is heat-treated to cure the resin layer, the resin layer is cured, and the composite laminate substrate 10 is obtained.

前述のように、セラミック積層体基板の製造に際して、原料セラミック粉末を溶剤および添加剤等で混練したグリーンシートを加工して製品を形成するので焼成工程において基板からガスが発生する。また、ビルドアップ基板と呼ばれる有機基板の製造において、樹脂を多層に重ねたコア基板の上に熱硬化性樹脂あるいは感光性樹脂を使用して絶縁層を形成しその上に銅メッキして導体層を形成する。熱硬化性樹脂、感光性樹脂はいずれにも溶媒、添加剤等が含まれており、基板を熱処理して樹脂をキュアする際等にガスが発生する。このように基板の焼成あるいは熱処理の製造工程において発生するガスを、誘電体層を挟む各導体層にメッシュ状の小ホールMHを分散配置させてガスを効率的に放出させ、セラミックの焼成工程あるいは樹脂の熱処理工程の所要時間を短縮させることは生産効率の向上につながる。   As described above, when the ceramic laminate substrate is manufactured, a green sheet obtained by kneading the raw ceramic powder with a solvent, an additive, and the like is processed to form a product, and thus gas is generated from the substrate in the firing step. Also, in the manufacture of organic substrates called build-up substrates, a conductor layer is formed by forming an insulating layer on a core substrate in which resins are stacked in multiple layers using a thermosetting resin or a photosensitive resin, and copper plating on the insulating layer. Form. Both the thermosetting resin and the photosensitive resin contain a solvent, an additive, and the like, and gas is generated when the resin is cured by heat-treating the substrate. In this way, the gas generated in the manufacturing process of the substrate firing or heat treatment is efficiently released by distributing the mesh-shaped small holes MH in each conductor layer sandwiching the dielectric layer, and the ceramic firing process or Reducing the time required for the resin heat treatment process leads to an improvement in production efficiency.

第1接地導体と第2接地導体上には格子状に小ホールMHを均一配列した前述の格子状ホールパターンLAMH1、LAMH2がそれぞれ配置されているので、発生するガスを均等に分散して逃がす効果が有り、積層体基板10に発生するガスを旨く放出することができる。その結果、接地導体、中心導体等の導体層と誘電体層の間に生じる可能性がある剥離、空洞、凹凸、起伏などを解消することができると共に、導体層と誘電体層の間に残る残留応力を取り除くことができるので、積層体基板の製品の信頼性/品質を一層向上させることができる。第1接地導体GC1、第2接地導体GC2上に形成された各格子状ホールパターンLAMH1、LAMH2におけるホールMHをどのように配列(ホールの開口径DH、第1間隔DP1、第2間隔DP2および上下ホールの位置関係)するか。この条件設定によって、メッシュホールグランドストリップライン構造を有する積層体基板MHGLS1の特性インピーダンスZc(線路インピーダンス)を、第1接地導体GC1、第2接地導体GC2上に格子状ホールパターンLAMH1、LAMH2が無いとき、すなわちベタ・アースを有するストリップラインの特性インピーダンスZ0(以後、このインピーダンスを「基準インピーダンス」という)にどの程度近づけることができるか、これが本発明の中心課題である。そこで、特性インピーダンスZcの基準インピーダンスZ0に対する偏差ΔZ、ΔZ=Zc−Z0-----(20) と格子状ホールパターンLAMH1、LAMH2におけるホールMHの最適配列の関係について順次に説明する。 Since the above-mentioned lattice-shaped hole patterns LAMH1 and LAMH2 in which small holes MH are uniformly arranged in a lattice shape are arranged on the first ground conductor and the second ground conductor, respectively, the effect of evenly distributing and releasing the generated gas And the gas generated in the laminate substrate 10 can be released. As a result, it is possible to eliminate peeling, cavities, irregularities, undulations, etc. that may occur between the conductor layer such as the ground conductor and the center conductor and the dielectric layer, and remain between the conductor layer and the dielectric layer. Since the residual stress can be removed, the reliability / quality of the laminated substrate product can be further improved. How to arrange the holes MH in the respective lattice-like hole patterns LAMH1 and LAMH2 formed on the first ground conductor GC1 and the second ground conductor GC2 (hole opening diameter D H , first interval D P1 , second interval D (P2 and upper / lower hole position) With this condition setting, the characteristic impedance Z c (line impedance) of the multilayer substrate MHGLS1 having the mesh hole ground stripline structure is not provided on the first ground conductor GC1 and the second ground conductor GC2 with the lattice hole patterns LAMH1 and LAMH2. In other words, how close it is to the characteristic impedance Z 0 (hereinafter, this impedance is referred to as “reference impedance”) of the strip line having a solid ground is the central subject of the present invention. Therefore, the relationship between the deviations ΔZ, ΔZ = Z c −Z 0 ----- (20) of the characteristic impedance Z c with respect to the reference impedance Z 0 and the optimal arrangement of the holes MH in the lattice-shaped hole patterns LAMH1, LAMH2 will be sequentially described. To do.

発明における設計開発とその評価の過程で明らかとなったメッシュホールグランドストリップライン構造を有する積層体基板MHGLS1の特性インピーダンスZcに関する高周波線路解析の結果の要点は以下の通りである。その際、通常知られている回路解析・線路解析の過程についてはその説明を省略する。まず、図3を用いて解析するメッシュホールグランドストリップライン構造を有する積層体基板MHGLS1の線路モデルについて特徴を説明する。線路の中心導体MCの真下に配列されたホールMHと線路構造について次の関係を有する。後述の図5に示される第1接地導体GC1と第2接地導体GC2の導体間距離をBとし、B=2H-----(21)としたときその中点に線路幅w(帯状パターンの帯幅)の中心導体MCの中心が位置する。 Results of main points of the high-frequency line analysis of the characteristic impedance Z c of the laminate substrate MHGLS1 with mesh hole ground stripline structure revealed in the design and development process of the evaluation in the invention are as follows. In this case, the description of the normally known circuit analysis / line analysis process is omitted. First, the characteristics of the line model of the multilayer substrate MHGLS1 having a mesh hole ground stripline structure to be analyzed will be described with reference to FIG. The following relationship exists between the hall MH arranged under the central conductor MC of the line and the line structure. When the distance between the first ground conductor GC1 and the second ground conductor GC2 shown in FIG. 5 is B, and B = 2H ---- (21), the line width w (band-like pattern) The center of the central conductor MC is located.

中心導体MCと第1接地導体GC1と第2接地導体GC2がなす線路長方向の単位長当たりの総合容量Ctは略、中心導体(線路)MCの両端から距離Hにある2つの平行線AB、CDに挟まれた結合領域内にある中心導体MCと第1接地導体GC1と第2接地導体GC2の結合により生じることが分かった。第1接地導体GC1上の隣接する2つのホールMH1、MH2の線路方向、すなわち第1方向の第1間隔はDP1で、そのホールMH1,MH2のホール開口径をDHとする。図4で定義されるホールMH1、MH2に対する縮小補正等価正方形開口SQcをSQc1:BT1、SQc2:BT2としその辺長をScとすると、線路MCの端からこの縮小補正等価正方形開口SQcの開口端APER、APELまでの距離をそれぞれdbとする。また隣接する縮小補正等価正方形開口SQc1とSQc2との端辺間距離lAは、lA=DP1−Sc-----(22)で与えられる。第2接地導体GC2上の縮小補正等価正方形開口SQcをST1とすると、結合領域の境界線CDとこの縮小補正等価正方形開口ST1の間隙daはda={Dp−(B+w+Sc)}/2-----(23)で与えられるので、開口比率DH/DP=0.45、Sc≒0.781DH、B=80.5um、w=31um、DH=75〜250umの設計条件下でda≒0um〜120umとなり、第2接地導体GC2上の縮小補正等価正方形開口SQcは略この結合領域内に入らないことが分かる。言い換えれば第2接地導体GC2上の縮小補正等価正方形開口SQcはメッシュホールグランドストリップライン構造を有する積層体基板MHGSL1の特性インピーダンスZcに殆ど影響しないことが分かった。 The total capacitance C t per unit length in the line length direction formed by the center conductor MC, the first ground conductor GC1, and the second ground conductor GC2 is approximately two parallel lines AB at a distance H from both ends of the center conductor (line) MC. It was found that this occurs due to the coupling of the center conductor MC, the first ground conductor GC1, and the second ground conductor GC2 in the coupling region sandwiched between the CDs. Two holes MH1, MH2 line direction adjacent on the first grounding conductor GC1, i.e. the first interval of the first direction D P1, the hole opening diameter of the holes MH1, MH2 and D H. If the reduced correction equivalent square openings SQ c for the holes MH1 and MH2 defined in FIG. 4 are SQ c 1: BT1, SQ c 2: BT2 and the side length is S c , the reduced correction equivalent square from the end of the line MC. The distances to the opening ends APE R and APE L of the opening SQ c are d b respectively. Further, the end-to-end distance l A between the adjacent reduced correction equivalent square openings SQc1 and SQc2 is given by l A = D P1 −S c ----- (22). When the reduced correction equivalent square opening SQ c on the second ground conductor GC2 is ST1, the gap d a between the boundary line CD of the coupling region and the reduction correction equivalent square opening ST1 is d a = {Dp− (B + w + Sc)} / 2 ----- Since (23), the aperture ratio D H / D P = 0.45, S c ≈0.781D H , B = 80.5um, w = 31um, D H = 75 to 250um d a ≈0 μm to 120 μm, and it can be seen that the reduced correction equivalent square opening SQ c on the second ground conductor GC2 does not substantially fall within this coupling region. In other words, it has been found that the reduced correction equivalent square opening SQ c on the second ground conductor GC2 hardly affects the characteristic impedance Z c of the multilayer substrate MHGSL1 having the mesh hole ground stripline structure.

次に図4を使用して、ホールMH、等面積正方形開口SQiおよび縮小補正等価正方形開口SQcの関係を説明する。開口径DHのホールMHの開口面積と同一面積を有する等面積正方形開口SQiとし、その辺長をSとする。この等面積正方形開口SQiに対する端効果容量CSfにより、等面積正方形開口SQiの開口を縮小補正した縮小補正等価正方形開口SQcの辺長をScとする。このときS={(π)1/2/2}≒0.886DH-----(24)、Sc=S loge{1+(2)1/2}≒0.881S-----(25)の関係を有し、よってSc≒0.781DH-----(26)を得る。 Next, the relationship among the hole MH, the equal area square opening SQi, and the reduced correction equivalent square opening SQc will be described with reference to FIG. And equal area square opening SQi having the same area as the opening area of the hole MH opening diameter D H, is the side length and S. The end effect capacitance C Sf for the equal area square opening SQi, the side length of the corrected reduced opening of equal area squares opening SQi reduction correction equivalent square opening SQc and S c. At this time, S = {(π) 1/2 /2}≒0.886D H ----- (24), S c = S log e {1+ (2) 1/2 } ≒ 0.881S ----- Therefore, S c ≈0.781D H ----- (26) is obtained.

次に、図5を使用してMHGSL1の線路長方向に対する断面構成、並びに下側接地導体GC1、上側接地導体GC2と中心導体(線路)MCの間の結合によって生じる容量について説明する。前述のように第2接地導体(上側接地導体)GC2上の縮小補正等価正方形開口SQcはメッシュホールグランドストリップライン構造を有する積層体基板の特性インピーダンスZcに影響しない。第1接地導体(下側接地導体)CG1に形成された第1格子状ホールパターンによる縮小補正等価正方形開口SQcbは線路幅wの真下に位置する。真空の誘電率をε0、誘電体の比誘電率をεrとしたときに、中心導体MCと上側接地導体GC2の間で形成される板極間容量Cp1は(101)で与えられるが中心導体MCの直下の下側接地導体GC1は開口Scとなっているので、Sc≧w、Sc≦w+B-----(27)の関係を有していれば、この板極間容量Cp1はCp1=0-----(102)となる。 Next, the cross-sectional configuration of the MHGSL1 in the line length direction and the capacitance generated by the coupling between the lower ground conductor GC1, the upper ground conductor GC2 and the center conductor (line) MC will be described with reference to FIG. As described above, the reduced correction equivalent square opening SQ c on the second ground conductor (upper ground conductor) GC2 does not affect the characteristic impedance Z c of the multilayer substrate having the mesh hole ground strip line structure. The reduced correction equivalent square opening SQcb by the first grid hole pattern formed in the first ground conductor (lower ground conductor) CG1 is located immediately below the line width w. When the dielectric constant of vacuum is ε 0 and the relative dielectric constant of the dielectric is ε r , the interelectrode capacitance C p1 formed between the center conductor MC and the upper ground conductor GC2 is given by (101) since the lower ground conductors GC1 directly under the central conductor MC is an opening S c, S c ≧ w, if it has a relationship of S c ≦ w + B ----- ( 27), this Itakyoku The inter-capacitance C p1 is C p1 = 0 −−−−− (102).

厚さtの中心導体MCと下側接地導体GC1あるいは上側接地導体GC2の間で形成される端効果容量Cf(中心導体MCの側面から放射状に伸びる電気力線がその下方あるいは上方に有る下側接地導体GC1、上側接地導体GC2に届く範囲で両者の結合が生じて発生する容量)は、種々の電磁解析並びにコンピュータ解析の結果として(103)で近似(今回の発明における大きな特徴の1つである)できることが分かった。縮小補正等価正方形開口SQcbの開口端と中心導体MCの端の距離dbはdb=(Sc−w)/2-----(28)で与えられ、この開口SQcbによって減少した端効果容量Cf1、Cf2は(104)で表すことができる。以上より、線路長方向に対して単位長(um)当たりの総合容量をCtとすると、g(B,t,w)≡Ct/(ε0εr)=2w/(B-t)+(1.13π/2)(t/H)1/4 {1+1.13loge[H{1+(2)1/2}/{db+(db 2+H2)1/2}]}-----(106)と与えられる。 End effect capacitance C f formed between the center conductor MC having a thickness t and the lower ground conductor GC1 or the upper ground conductor GC2 (the bottom where the electric lines of force extending radially from the side surface of the center conductor MC are below or above it. Capacitance generated by the coupling between both of the grounding conductor GC1 and the upper grounding conductor GC2 is approximated by (103) as a result of various electromagnetic analysis and computer analysis (one of the major features of the present invention) I understood that I can do it. Reduction correction equivalent distance d b at the end of the opening end and the center conductor MC square opening SQcb is given by d b = (S c -w) / 2 ----- (28), reduced end by the opening SQcb The effect capacities C f1 and C f2 can be expressed by (104). From the above, assuming that the total capacity per unit length (um) in the line length direction is C t , g (B, t, w) ≡C t / (ε 0 ε r ) = 2w / (Bt) + ( 1.13π / 2) (t / H) 1/4 {1 + 1.13log e [H {1+ (2) 1/2 } / {d b + (d b 2 + H 2 ) 1/2 }]} --- -(106).

次に、前述の図3に示す線路が連続した場合に、MHGSL1である線路が形成する特性インピーダンスZcとその反射係数ΓTを導出する。図6に本発明のMGHSL1の線路の等価回路を示す。直列インダクタンスLsと接地容量Csで構成され破線で囲まれたブロック回路ECs1、---ECsnが、図3の縮小補正等価正方形開口SQc部分の等価回路(正方形開口の辺長Scに対応した線路で表示)に相当し、また接地容量Csは図5の単位長当たりの総合容量Ctに関係する。ブロック回路ECs1、---Ecsnの合成インピーダンスをZsとし、その反射係数をΓsと定める。図3において開口部が無い線路長lAの領域が、各ブロック回路ECs1、---Ecsnの前後に接続されている、基準インピーダンスZ0、電気長θA、線路長lAの単位分割線路に相当する。MHGSL1において中心導体MCの直下に位置するホール配列にn個のホールMH(縮小補正等価正方形開口SQc)が形成されている場合に、MHGSL1の線路の等価回路はブロック回路ECs1、---ECsnとそれに挟まれた単位分割線路(Z0、θA、lA)がn個直列に接続された構成になる。ここで等価回路各部のインピーダンス並びにその反射係数を求めると次のようになる。ブロック回路ECs1、---Ecsnの合成インピーダンスZsは縮小補正等価正方形開口SQcが生じるインダクタンスをLs、図5の単位長当たりの総合容量Ctに伴う接地容量CsをCs=ScCt-----(29)とするとZs≒Z0+jω(Ls−CsZ0 2)/2-----(201)で近似される。この合成インピーダンスZsに対する反射係数Γsは(202)で与えられ、Γs≪1-----(30)であるのでMHGSL1の線路の等価回路の総合反射係数ΓTは最終的に(205)のように求められる。 Then, when the line shown in FIG. 3 described above are continued, derives the reflection coefficient gamma T to the characteristic impedance Z c of the line it is MHGSL1 forms. FIG. 6 shows an equivalent circuit of the MGHSL1 line of the present invention. Series inductance L s and a ground capacitance C s block surrounded by a broken line is composed of a circuit ECS1, --- ECSN Member is corresponding to the side length S c of the equivalent circuit (square openings reduction correction equivalent square opening SQc portion of FIG. 3 The grounding capacitance C s is related to the total capacitance C t per unit length in FIG. The combined impedance of the block circuits ECs1 and --Ecsn is defined as Z s and the reflection coefficient is defined as Γ s . In FIG. 3, the region of the line length l A having no opening is connected before and after each of the block circuits ECs1, --- Ecsn, and is a unit split line having a reference impedance Z 0 , an electrical length θ A , and a line length l A It corresponds to. When n holes MH (reduction-corrected equivalent square aperture SQc) are formed in the hole array located immediately below the central conductor MC in MHGSL1, the equivalent circuit of the line of MHGSL1 is the block circuit ECs1, --ECsn N unit divided lines (Z 0 , θ A , l A ) sandwiched between them are connected in series. Here, the impedance of each part of the equivalent circuit and the reflection coefficient thereof are obtained as follows. The combined impedance Z s of the block circuits ECs1 and --Ecsn is Ls, which is the inductance that causes the reduced correction equivalent square aperture SQc, and the ground capacitance C s associated with the total capacitance C t per unit length in FIG. 5 is C s = S c C t ----- is approximated by (29) to the Z s ≒ Z 0 + jω ( L s -C s Z 0 2) / 2 ----- (201). The reflection coefficient gamma s for the synthetic impedance Z s is given by (202), total reflection coefficient gamma T of the equivalent circuit of the gamma s << 1 ----- (30) is a so MHGSL1 line finally ( 205).

この(205)には線路長2(n+1)θAに伴う位相回転部が含まれるので、これを除いたMHGSL1の線路の特性インピーダンスZcに相当する反射係数Γtは、(206)に(202)や種々の関係式の(208)を適用して最終的に、Γt≒7.5K/{(εr)1/2Z0}(Sc/lA)-----(209)と求まる。このとき、特性インピーダンスZcに対する反射係数Γtは、やはりΓt≪1-----(31)であるから、Zc=Z0(1+Γt)/(1−Γt)≒Z0(1+2Γt)-----(301)と近似できる。この(301)に(209)を適用して、最終的に特性インピーダンスZcは、Zc≒Z0+{15K/(εr)1/2}(Sc/lA)-----(302)と導かれる。但し、係数KはK≒[loge{Sc/(w+t)}+1.193+0.2235(w+t)/Sc]−4.43×10-5×Z0 2×εrg(B,t,w)-----(303)で与えられ、前述の縮小補正等価正方形開口SQcに対する総合容量Ctを表す(106)が適用される。よって、特性インピーダンスZcの基準インピーダンスZ0に対する偏差ΔZは(302)と(20)から、ΔZ≒{15K/(εr)1/2}(Sc/lA)-----(304)と求まる。本発明の最大の特徴である(304)の作用を大まかに分析してみると、先ずSc/lA≒0.781DH/(DP1−0.781DH)=0.781(DH/DP1)/{1−0.781(DH/DP1)}-----(32)
を小さく[即ち、開口比率:(DH/DP1)を小さく]すればそれに比例する偏差ΔZ は当然に小さくなる。もし、Sc/lAを一定[即ち、開口比率:(DH/DP1)=一定]とした場合には、Sc≒0.781DH-----(25)で与えられるScを小さく(即ちホールMHの開口径DHを小さく)するとdb=(Sc−w)/2-----(28)で与えられるdbも小さくなり、(106)で与えられるg(B,t,w)が大きくなるため、最終的に(303)で与えられる係数Kが小さくなり偏差ΔZを小さくできることが判る。
Since this (205) includes a phase rotation part associated with the line length 2 (n + 1) θ A , the reflection coefficient Γ t corresponding to the characteristic impedance Z c of the MHGSL1 line excluding this is (206) (202) and various relational expressions (208) are finally applied to Γ t ≒ 7.5K / {(ε r ) 1/2 Z 0 } (S c / l A ) ----- (209) is obtained. At this time, since the reflection coefficient Γ t with respect to the characteristic impedance Z c is Γ t << 1 ----- (31), Z c = Z 0 (1 + Γ t ) / (1−Γ t ) ≈Z 0 It can be approximated as (1 + 2Γ t ) ----- (301). By applying (209) to this (301), the characteristic impedance Z c is finally Z c ≈Z 0 + {15K / (ε r ) 1/2 } (S c / l A ) ---- -Led (302). However, the coefficient K is K≈ [log e {S c /(w+t)}+1.193+0.2235(w+t)/S c ] −4.43 × 10 −5 × Z 0 2 × ε r g (B, t, w) ----- given by (303), representing the total capacity C t for reduction correction equivalent square opening SQc described above (106) is applied. Therefore, the deviation ΔZ of the characteristic impedance Z c with respect to the reference impedance Z 0 is (302) and (20), and ΔZ≈ {15K / (ε r ) 1/2 } (S c / l A ) ----- ( 304). When the action of (304), which is the greatest feature of the present invention, is roughly analyzed, first, S c / l A ≈0.781D H / (D P1 −0.781D H ) = 0.781 (D H / D P1 ) /{1-0.781(D H / D P1 )} ----- (32)
If the value is made smaller (that is, the aperture ratio: (D H / D P1 ) is made smaller), the deviation ΔZ proportional to it will naturally become smaller. If, S c / l A constant [i.e., opening ratio: (D H / D P1) = constant] and when is, S c ≒ 0.781D H ----- given by (25) S c Is reduced (ie, the opening diameter D H of the hole MH is reduced), d b = (S c −w) / 2 −−−−−−, d b given by (28) also becomes smaller, and g given by (106) Since (B, t, w) becomes large, it can be seen that the coefficient K finally given by (303) becomes small and the deviation ΔZ can be made small.

米国マイクロソフト社の表計算ソフトExcel用いて、上記の (302)、(303)、 (106)他の一連の関係式を計算処理した結果を図7に示す。この数値解析では、積層体基板10の誘電体の比誘電率をεr=2.9とし、ストリップラインの形状について、上下接地導体GC1とGC2の面間距離をB=80.5um、中心導体MCの幅と厚みをそれぞれw=31um、t=14.5umと設定し、上下接地導体GC1とGC2に格子状ホールパターンLAMHが無い(ベタ・アースの)ストリップラインの特性インピーダンス(基準線路インピーダンス)をZ0=50Ωとした。このとき、格子状ホールパターンLAMHに対するホール間隔DP(=550、220、165、110um)ホール開口径DH(=250、100、75、50um)の組合わせを変えて、本発明のメッシュホールグランドストリップライン構造を有する積層体基板MHGSL1の特性インピーダンス(線路総合インピーダンス)Zcを求めた。図7の解析1、2,3、4のいずれの場合も開口比率はDH/DP≒0.45で一定であるが、ホール開口径DHが二番目に小さいDH=75umのときに、基準インピーダンスZ0=50Ωに対するメッシュホールグランドストリップライン構造を有する積層体基板MHGSL1の特性インピーダンスZcの偏差ΔZがΔZ≒3.00ΩとZ0の6%と小さくなっている。最後に本発明のMHGSL1に対する電磁解析シミュレーションの結果を表1に示し、本発明の効果を簡単に説明する。このシミュレーションはアプライド・シミュレーション・テクノロジ社のApsimFDTDを使用したFDTD(Finite Different Time Domain :時間領域有限差分法)の電磁解析Simulation を適用して行われた。 FIG. 7 shows the result of calculation processing of the above series of relational expressions (302), (303), (106) using the spreadsheet software Excel of Microsoft Corporation in the United States. In this numerical analysis, the relative permittivity of the dielectric of the multilayer substrate 10 is ε r = 2.9, the stripline shape is such that the distance between the upper and lower ground conductors GC1 and GC2 is B = 80.5 μm, and the width of the center conductor MC. And thickness are set as w = 31um and t = 14.5um respectively, and the characteristic impedance (reference line impedance) of the strip line (solid ground) without the grid-like hole pattern LAMH in the upper and lower ground conductors GC1 and GC2 is Z 0 = 50Ω. At this time, the combination of the hole interval D P (= 550, 220, 165, 110 um) hole opening diameter D H (= 250, 100, 75, 50 um) with respect to the lattice-shaped hole pattern LAMH is changed, and the mesh hole of the present invention is changed. It was determined characteristic impedance (line total impedance) Z c of the laminate substrate MHGSL1 with ground strip line structure. In any of the analysis 1, 2, 3, 4 in FIG. 7, the opening ratio is constant at D H / D P ≈0.45, but when the hole opening diameter D H is the second smallest D H = 75 μm, deviation [Delta] Z of the reference impedance Z 0 = characteristic impedance Z c of the laminate substrate MHGSL1 with mesh hole ground strip line structure for 50Ω is as small as 6% of ΔZ ≒ 3.00Ω and Z 0. Finally, the results of electromagnetic analysis simulation for MHGSL1 of the present invention are shown in Table 1, and the effects of the present invention will be briefly described. This simulation was performed by applying FDTD (Finite Different Time Domain) electromagnetic analysis simulation using Applied Simulation Technology's ApsimFDTD.

Figure 2005191901
Figure 2005191901

表1よりFDTDのシミュレーション結果の特性インピーダンスZcと高周波線路解析結果の特性インピーダンスZcの差異はDH=250umで約4Ω、DH=75umで1/10(Ω)以下であり、本発明のMHGSL1はホールMHの開口径DHが小さい程、高精度に設計できることが分かる。また基準インピーダンスZ0に対する本発明のMHGSL1の特性インピーダンスZcの偏差ΔZの最小値は、ΔZ≒3Ωと基準インピーダンスの約Z0+10%以内に収まっていることが分かる。また図7より開口比率DH/DP≒0.45の一定条件の下で、DP=110(um)、DH=50(um)の最良の組合わせにてZc≒51Ωが得られている。これは本発明のメッシュホールグランドストリップライン構造を有する積層体基板MHGSL1の電気性能が優れていることを示す。以上の結果から、本発明のMHGSL1は製造工程における発生ガスの効率的な放出という生産性、および線路インピーダンスの最適化という電気的性能の両面において大きな効果を奏することが判った。 The difference of the characteristic impedance of Table 1 from FDTD simulation results Z c and the high-frequency line analysis result characteristic impedance Z c is a 1/10 (Omega) below about 4Ω, D H = 75um in D H = 250 um, the present invention of MHGSL1 is enough opening diameter D H of the hole MH is small, it can be seen that can be designed with high accuracy. The minimum value of the deviation [Delta] Z of MHGSL1 characteristic impedance Z c of the present invention with respect to the reference impedance Z 0 can be seen to fall within approximately Z 0 + 10% of [Delta] Z ≒ 3 [Omega] and the reference impedance. Also, according to FIG. 7, Z c ≈51Ω is obtained in the best combination of D P = 110 (um) and D H = 50 (um) under the constant condition of aperture ratio D H / D P ≈0.45. Yes. This indicates that the electrical performance of the multilayer substrate MHGSL1 having the mesh hole ground strip line structure of the present invention is excellent. From the above results, it has been found that the MHGSL1 of the present invention has a great effect in terms of both the productivity of efficiently releasing generated gas in the manufacturing process and the electrical performance of optimizing the line impedance.

本発明のメッシュホールグランドストリップライン構造を有する積層体基板の基本構成を示す模式構造図。The schematic structure figure which shows the basic composition of the laminated body board | substrate which has the mesh hole ground strip line structure of this invention. 本発明のメッシュホールグランドストリップライン構造を有する積層体基板を採用した複合積層体基板の模式構造図。The schematic structure figure of the composite laminated substrate which employ | adopted the laminated substrate which has a mesh hole ground strip line structure of this invention. 本発明のメッシュホールグランドストリップライン構造を有する積層体基板における格子状ホールパターンのホールと線路の中心導体の位置関係を説明する図。The figure explaining the positional relationship of the hole of the grid | lattice-like hole pattern in the laminated substrate which has the mesh hole ground stripline structure of this invention, and the center conductor of a track | line. 上下接地導体に形成された格子状ホールパターンの円形ホール開口、等面積正方形開口および縮小補正等価正方形開口の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the circular hole opening of the grid | lattice-like hole pattern formed in the up-and-down ground conductor, the equal area square opening, and the reduction correction equivalent square opening. 本発明のメッシュホールグランドストリップライン構造を有する積層体基板の中心導体と上下接地導体との結合よって生じる容量を説明する図。The figure explaining the capacity | capacitance which arises by the coupling | bonding of the center conductor of a laminated body board | substrate which has a mesh hole ground stripline structure of this invention, and a vertical ground conductor. 本発明のメッシュホールグランドストリップライン構造を有する積層体基板におけるホール開口部の等価回路とホール間隔部分の線路とからなる周期的構成を表す等価回路図。The equivalent circuit diagram showing the periodic structure which consists of the equivalent circuit of the hole opening part in the laminated body board | substrate which has the mesh hole ground stripline structure of this invention, and the line | wire of a hole space | interval part. 本発明のメッシュホールグランドストリップライン構造を有する積層体基板の特性インピーダンスを導出する関係式を適用した計算ソフトExcelの計算結果を示す図。The figure which shows the calculation result of calculation software Excel which applied the relational expression which derives | leads-out the characteristic impedance of the laminated body board | substrate which has the mesh hole ground stripline structure of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 メッシュホールグランドストリップライン構造を有する積層体基板(MHGSL、信号伝送線路、線路、ストリップライン)
10 複合積層体基板
CL1、CL2、CL3 導体層
DL1、DL2 誘電体層
LAMH1、LAMH2 格子状ホールパターン
MH1、MH2 ホール
CG1 第1接地導体(下側接地導体)
CG2 第2接地導体(上側接地導体)
MC 中心導体(帯状導体パターン、線路)
SQi 等面積正方形開口
SQc 縮小補正等価正方形開口
Cp 板極間容量
Cf 端効果容量
Zc 特性インピーダンス
Z0 基準の特性インピーダンス(基準インピーダンス)
ΔZ 偏差インピーダンス(特性インピーダンスZcと基準インピーダンスZ0の偏差)
DP1 第1ホール間隔
DP2 第2ホール間隔
DH ホール開口径
DH/DP 開口比率
S 等面積正方形開口の辺長
Sc 縮小補正等価正方形開口の辺長
B 上側接地導体と下側接地導体の面間距離(導体間距離)
w 中心導体の帯幅(幅)
t 中心導体の厚さ
Ct 単位長当たりの総合容量
Ecs ブロック回路
ΓT、Γt、Γs 反射係数
BT1、BT2 第1接地導体の縮小補正等価正方形開口
ST1 第2接地導体の縮小補正等価正方形開口
1 Laminated substrate with mesh hole ground stripline structure (MHGSL, signal transmission line, line, stripline)
10 Composite laminate substrate
CL1, CL2, CL3 Conductor layer
DL1, DL2 dielectric layer
LAMH1, LAMH2 Lattice hole pattern
MH1, MH2 hall
CG1 First ground conductor (lower ground conductor)
CG2 Second ground conductor (upper ground conductor)
MC center conductor (strip conductor pattern, track)
SQi equal area square aperture
SQc Reduction correction equivalent square aperture
C p plate electrode capacitance
C f edge effect capacity
Z c characteristic impedance
Z 0 standard characteristic impedance (reference impedance)
ΔZ Deviation impedance (deviation between characteristic impedance Z c and reference impedance Z 0 )
D P1 1st hole interval
D P2 2nd hole interval
D H hole opening diameter
D H / D P opening ratio
S Side length of equal area square opening
Side length of S c reduction correction equivalent square opening
B Distance between upper and lower ground conductors (distance between conductors)
w Band width (width) of center conductor
t Center conductor thickness
C t Total capacity per unit length
Ec s block circuit Γ T , Γ t , Γ s reflection coefficient
BT1, BT2 Reduction correction equivalent square opening of the first ground conductor
ST1 Reduction correction equivalent square opening of the second ground conductor

Claims (1)

第1導体層、第1誘電体層、第2導体層、第2誘電体層および第3導体層をこの順序で積層した積層体基板において、
前記第1導体層には厚さ方向に導体層を貫通する同一形状のホールを第1方向に第1間隔DP1で配列され、他方第1方向と直交する第2方向に第2間隔DP2で配列された第1格子状ホールパターンを有する第1接地導体が形成され、
前記第2導体層には前記第1格子状ホールパターンの前記第1方向にその中心線が平行する帯状導体パターンが中心導体として形成され、
前記第3導体層には前記第1導体層上の前記格子状ホールパターンを積層方向に投影した第2格子状ホールパターンを有する第2接地導体が形成され、
前記第1導体層上の前記第1格子状ホールパターンと前記第3導体層上の前記第2格子状ホールパターンのホールが重なりを生じないように、それぞれのホール位置が定められ、
前記第1接地導体、前記中心導体および前記第2接地導体で構成されるストリップラインの特性インピーダンスZcが、前記第1接地導体および前記第2接地導体に前記格子状ホールパターンが配列されていない場合のストリップラインの特性インピーダンスをZ0としたときに、ZcがZ0+10%以内に収まるように、前記第1接地導体と前記第2接地導体に形成された前記第1格子状ホールパターンのホール開口径DHと両前記間隔DP1、DP2を定めることを特徴とするメッシュホールグランドストリップライン構造を有する積層体基板。
In the laminated substrate in which the first conductor layer, the first dielectric layer, the second conductor layer, the second dielectric layer, and the third conductor layer are laminated in this order,
In the first conductor layer, holes having the same shape penetrating the conductor layer in the thickness direction are arranged in the first direction at the first interval D P1 , and the second interval D P2 in the second direction orthogonal to the first direction is arranged. A first ground conductor having a first lattice-shaped hole pattern arranged in a
A strip-shaped conductor pattern whose center line is parallel to the first direction of the first lattice-shaped hole pattern is formed as a central conductor on the second conductor layer,
A second ground conductor having a second grid hole pattern formed by projecting the grid hole pattern on the first conductor layer in the stacking direction is formed on the third conductor layer,
The respective hole positions are determined so that the holes of the first lattice hole pattern on the first conductor layer and the second lattice hole pattern on the third conductor layer do not overlap,
Said first ground conductor, the center conductor and the characteristic impedance Z c of the formed strip line by said second ground conductor, said grid-like hole pattern on the first ground conductor and said second ground conductor is not arranged the characteristic impedance of the strip line in the case when a Z 0, Z c is to fit Z 0 + 10% within the first grounding conductor and the second formed in said grounding conductor first grid-like hole pattern A laminated substrate having a mesh hole ground strip line structure, characterized in that the hole opening diameter D H and the distances D P1 and D P2 are defined.
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