JP2005243970A

JP2005243970A - 複合回路基板

Info

Publication number: JP2005243970A
Application number: JP2004052541A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Kitamura; 俊彦北村
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2004-02-26
Filing date: 2004-02-26
Publication date: 2005-09-08

Abstract

【課題】２つの基板の間において高周波信号を確実に伝送させるとともに、高周波信号の伝送損失の発生を抑制することのできる高周波伝送線路の接続構造を有している複合回路基板提供すること。
【解決手段】複合回路基板は、第１の回路基板Ａの上面から内層接地導体４までの厚みが第２の誘電体基板11の厚みと同じであり、第１の回路基板Ａの側面の第１の線路導体２の両側に上面から内層接地導体４にかけて切欠き部１ｃがそれぞれ形成されており、第２の回路基板Ｂの側面の第２の線路導体12の両側に突出部11ｃがそれぞれ形成されるとともに、その上下面に第２の同一面接地導体13および下部接地導体14がそれぞれ延出しており、突出部11ｃが切欠き部１ｃに嵌め込まれるとともにロウ材を介して接合されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体素子等の高周波用電子部品を搭載する複合回路基板に関し、高周波信号を入出力させるための線路導体を有する基板同士を接続させて高周波信号を伝送させる複合回路基板の接続構造に関する。

従来、マイクロ波帯やミリ波帯等の高周波信号を用いる半導体素子等の電子部品に接続させて高周波信号を伝送させるための、接続基板に設けられた高周波伝送線路を他の高周波伝送線路に接続する接続構造の例の斜視図を図５（ａ）に示す。また、図５（ａ）の要部拡大斜視図を図５（ｂ）に示す。

図５（ａ），（ｂ）において、101は半導体素子、102は半導体素子101を搭載する回路基板、103は半導体素子101と回路基板102とを接続する接続基板である。

半導体素子101は、所定の素子が形成されている半導体基板111上に層間絶縁膜112を挟んで接地配線113と信号配線114を設け、その上に表面を保護するカバー膜117を設けたものである。接地配線113と信号配線114の端部にはそれぞれ接地パッド115と信号パッド116が設けられ、その部分からは層間絶縁膜112または層間絶縁膜112とカバー膜117とが除去されている。

回路基板102は、半導体素子101の搭載個所に半導体素子101の厚さ分の凹部を有する絶縁基板121と、この絶縁基板121上に形成された接地配線122と、その上を覆う誘電体膜126と、この誘電体膜126上に設けられたマイクロストリップライン構造の信号配線123と、により構成されている。接地配線122および信号配線123の端部には接地パッド124と信号パッド125とが設けられ、この接地パッド124と信号パッド125とは、半導体素子101を絶縁基板121の凹部に搭載したときに半導体素子101の接地パッド115、信号パッド116と対向するように配置されている。

接続基板103は、誘電体膜としての樹脂フィルム131の一方の面に接地配線132を設け、他方の面に信号配線133を設けたものである。接地配線132は、樹脂フィルム131と同一の形状に形成され、また信号配線133はストリップライン状に形成され、その両端は、カンチレバー状に樹脂フィルム131から突出している。それぞれの接地配線132、信号配線133の両端端部には、半導体素子101および回路基板102の各パッドへの接続のためにバンプ134が形成されている。

回路基板102の信号配線123と、接続基板103の信号配線133の特性インピーダンスとは、半導体素子101の信号配線114の特性インピーダンスに揃えられる。

そして、半導体素子101を、その接地配線113と信号配線114とが回路基板102の接地配線122と信号配線123とに対向するように、回路基板102の凹部内にマウントする。このとき、接地配線同士および信号配線同士は同一平面上に位置している。次に、接続基板103を半導体素子101および回路基板102の間の接続個所に配置し、バンプ134を溶着することにより、半導体素子101および回路基板102間の接続を達成する。
特開平６−13437号公報

しかしながら、上記従来の構成においては、回路基板102の接地配線122および接続基板103の接地配線132の接地が不安定であり、回路基板102の信号配線123および接続基板103の信号配線133を伝送する高周波信号が20ＧＨｚ程度の高周波になると、高周波信号に反射損失や透過損失が発生し易くなり、高周波信号を効率よく伝送させるのが困難になるという問題が顕著に発生するようになってきた。

従って、本発明は上記従来の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、２つの基板の間において高周波信号を確実に伝送させるとともに、高周波信号の伝送損失の発生を抑制することのできる高周波伝送線路の接続構造を有している複合回路基板を提供することである。

本発明の複合回路基板は、複数の誘電体層が積層されて成る第１の誘電体基板の上面に形成され、一端が前記第１の誘電体基板の上面の端にある第１の線路導体と、該第１の線路導体の両側に所定間隔をもって形成された第１の同一面接地導体と、前記第１の誘電体基板の内部に前記第１の線路導体および前記第１の同一面接地導体に対向するように形成された内層接地導体とから成る第１の高周波伝送線路を有する第１の回路基板と、
第２の誘電体基板の上面に形成され、一端が電子部品に電気的に接続されて他端が前記第２の誘電体基板の上面の端に達する第２の線路導体と、該第２の線路導体の両側に所定間隔をもって形成された第２の同一面接地導体と、前記第２の誘電体基板の下面に前記第２の線路導体および前記第２の同一面接地導体に対向するように形成された下部接地導体と、該下部接地導体にロウ付けされた金属板とから成る第２の高周波伝送線路を有する第２の回路基板とを具備しており、
前記第１の線路導体の一端と前記第２の線路導体、前記第１の同一面接地導体と前記第２の同一面接地導体、および前記内層接地導体と前記下部接地導体とをそれぞれ電気的に接続することによって、前記第１および第２の高周波伝送線路が電気的に接続された複合回路基板であって、
前記第１の回路基板は、上面から前記内層接地導体までの厚みが前記第２の誘電体基板と同じであるとともに、前記第１の線路導体の一端側の側面の前記第１の線路導体の両側に上面から前記内層接地導体にかけて切欠き部がそれぞれ形成されており、
前記第２の回路基板は、前記第２の線路導体の他端側の側面の前記第２の線路導体の両側に突出部がそれぞれ形成されるとともに、該突出部の上下面に前記第２の同一面接地導体および前記下部接地導体がそれぞれ延出しており、
前記突出部が前記切欠き部に嵌め込まれるとともに前記内層接地導体および前記下部接地導体がロウ材を介して接合されることによって、前記第１および第２の高周波伝送線路が電気的に接続されていることを特徴とする。

本発明の複合回路基板によれば、第２の回路基板の下部接地導体にロウ付けされた金属板を有することから、金属板も第２の回路基板の下部接地導体として機能させることができ、下部接地導体の接地電位を強化し安定なものにすることができる。

また、第２の回路基板の側面の第２の線路導体の両側に形成された突出部が第１の回路基板の一端側の側面の第１の線路導体の両側に形成された切欠き部に嵌め込まれてロウ付けされることから、第２の回路基板の下部接地導体と第１の回路基板の内層接地導体とが確実に電気的に接続されるとともに、第１の回路基板の内層接地導体が第２の回路基板の下部接地導体を介して金属板に接続されることとなり、内層接地導体の接地電位も安定なものにすることができる。

さらに、第１の回路基板において第１の線路導体の両側に所定間隔をもって第１の同一面接地導体が設けられ、第２の回路基板において第２の線路導体の両側に所定間隔をもって第２の同一面接地導体が設けられることで、第１の線路導体および第１の同一面接地導体ならびに第２の線路導体および第２の同一面接地導体をコプレーナ線路構造とすることができ、高周波信号の伝送に適したものとでき、
さらに内層接地導体および下部接地導体により接地電位をより強化して、良好な高周波信号の伝送路となる第１の高周波伝送線路および第２の高周波伝送線路とできる。

以上により、第１の高周波伝送線路と第２の高周波伝送線路の接地電位を強化させ、接地を安定なものとすることができ、第１の線路導体と第２の線路導体において反射損失や透過損失が発生するのを防止し、高周波信号を効率よく伝送させることができる。

さらには、第１の回路基板の上側主面から内層接地導体までの厚みと第２の誘電体基板の厚みとを同じにすることによって、第１の高周波伝送線路と第２の高周波伝送線路とを確実に同一のインピーダンス値とするのが容易となる。

また、第２の回路基板の側面に形成された突出部が第１の回路基板の側面に形成された切欠き部に嵌め込まれてロウ材を介して接合されることで、第２の回路基板の下部接地導体と第１の回路基板の内層接地導体とが電気的に接続され、第１の高周波伝送線路と第２の高周波伝送線路とが第１の線路導体と第２の線路導体および第１の同一面接地導体と第２の同一面接地導体とが、それぞれ同一面接地導体で接続されることによって連続的に接続されるので、第１の高周波伝送線路と第２の高周波伝送線路との接続部を伝送する高周波信号に、反射損失や透過損失が発生するのを有効に防止し、高周波信号を極めて効率よく伝送させることができる。

また、突出部が切欠き部に嵌め込まれてロウ材を介して接合されることによって、第１の線路導体と第２の線路導体との位置合わせが容易となり、第１の線路導体および第２の線路導体を確実に直線状に接続させることができる。

これらの結果、第１の高周波伝送線路と第２の高周波伝送線路とを伝送する高周波信号が20ＧＨｚ以上の高周波となっても、高周波信号に反射損失や透過損失を発生させることなく、高周波信号を極めて効率よく伝送させることができる高周波伝送線路の接続構造を有した複合回路基板となる。

本発明の複合回路基板について以下に詳細に説明する。図１は複合回路基板の高周波伝送線路の接続構造の実施の形態の一例を示す分解斜視図、図２は図１の断面図、図３は複合回路基板とした状態の斜視図である。この図において、１は第１の誘電体基板、２は第１の線路導体、３は第１の同一面接地導体、４は内層接地導体、５は金属板、７は電子部品、11は第２の誘電体基板、12は第２の線路導体、13は第２の同一面接地導体、14は下部接地導体、Ａは第１の回路基板、Ｂは第２の回路基板であり、主としてこれらで第１の高周波伝送線路と第２の高周波伝送線路とを接続した高周波伝送線路の接続構造を有する複合回路基板が構成される。

本発明の複合回路基板は、複数の誘電体層が積層されて成る第１の誘電体基板１の上面に形成され、一端が第１の誘電体基板１の上面の端にある第１の線路導体２と、第１の線路導体２の両側に所定間隔をもって形成された第１の同一面接地導体３と、第１の誘電体基板１の内部に第１の線路導体２および第１の同一面接地導体３に対向するように形成された内層接地導体４とから成る第１の高周波伝送線路を有する第１の回路基板Aと、第２の誘電体基板11の上面に形成され、一端が電子部品に電気的に接続されて他端が第２の誘電体基板11の上面の端に達する第２の線路導体12と、第２の線路導体12の両側に所定間隔をもって形成された第２の同一面接地導体13と、第２の誘電体基板11の下面に第２の線路導体12および第２の同一面接地導体13に対向するように形成された下部接地導体14と、下部接地導体14にロウ付けされた金属板５とから成る第２の高周波伝送線路を有する第２の回路基板Bとを具備しており、第１の線路導体２の一端と前記第２の線路導体12、第１の同一面接地導体３と第２の同一面接地導体13、および内層接地導体４と下部接地導体14とをそれぞれ電気的に接続することによって、第１および第２の高周波伝送線路が電気的に接続された複合回路基板であって、第１の回路基板Aは、上面から内層接地導体４までの厚みが第２の誘電体基板11と同じであるとともに、第１の線路導体２の一端側の側面の第１の線路導体２の両側に上面から内層接地導体４にかけて切欠き部１ｃがそれぞれ形成されており、第２の回路基板Bは、第２の線路導体12の他端側の側面の第２の線路導体12の両側に突出部11ｃがそれぞれ形成されるとともに、突出部11ｃの上下面に第２の同一面接地導体13および下部接地導体14がそれぞれ延出しており、突出部11ｃが切欠き部１ｃに嵌め込まれるとともに内層接地導体４および下部接地導体14がロウ材を介して接合されることによって、第１および第２の高周波伝送線路が電気的に接続されている。

図１および図３においては、第２の回路基板Ｂの上側主面の第２の線路導体12の一端に高周波用半導体素子等の電子部品７が接続されている形態を示す。この図において、第２の回路基板Ｂの一端には、載置部11ａの上面に載置固定された電子部品７がボンディングワイヤ等の電気的接続手段６を用いて第２の線路導体12の一端に接続されている。

本発明における第１の誘電体基板１は、アルミナ質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，ガラスセラミックス等のセラミックス、または、エポキシ樹脂等の樹脂から成る。また、第２の誘電体基板11は、アルミナ質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，ガラスセラミックス等のセラミックス、または、エポキシ樹脂等の樹脂から成り、上面に第２の線路導体12を有している。また、第２の誘電体基板11は、上側主面に電子部品７を載置する載置部11ａを有している。

載置部11ａには、電子部品７が接着固定されるための導体層（図示せず）が形成されている。電子部品７は、この導体層に銀（Ａｇ）ロウ、金（Ａｕ）−錫（Ｓｎ）半田やＡｇエポキシ（Ａｇの金属粉末を含有するエポキシ樹脂）等の導電性接着材を介して接着される。

第１の誘電体基板１は、セラミックスから成る場合、まず、第１の誘電体基板１となる上層セラミックグリーンシート１ａと下層セラミックグリーンシート１ｂとを準備する。第１の誘電体基板１が、例えばアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）質焼結体から成る場合、第１の誘電体基板１となる上層セラミックグリーンシート１ａと下層セラミックグリーンシート１ｂとは、以下のようにして作製される。

Ａｌ_２Ｏ_３，シリカ（ＳｉＯ_２），カルシア（ＣａＯ），マグネシア（ＭｇＯ）等の原料粉末に適当な有機バインダ，有機溶剤，可塑剤，分散剤などを添加混合してスラリー状となし、これを従来周知のドクターブレード法によってシート状となすことにより、複数枚のセラミックグリーンシート１ａ，１ｂを得る。

次に、上層セラミックグリーンシート１ａの上面に、タングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ），マンガン（Ｍｎ）などの金属粉末に適当なバインダ，溶剤を混合してなる導体ペーストを、スクリーン印刷法などにより所定パターンに印刷塗布することによって、第１の線路導体２および第１の線路導体２の両側に所定間隔をもって第１の同一面接地導体３となるメタライズペースト層を形成する。第１の線路導体２の両側に所定間隔をもって第１の同一面接地導体３が設けられることで、これらをコプレーナ線路構造とすることができ、高周波伝送線路の接地電位がより強化される。

この際、金型等を用いた打ち抜き加工を施すことによって第１の誘電体基板１の一端側の側面の第１の線路導体２の両側の第１の同一面接地導体３が形成されている部分に切欠き部１ｃを設けておく。下層セラミックグリーンシート１ｂについては、同様に下層セラミックグリーンシート１ｂの上面に、Ｗ，Ｍｏ，Ｍｎなどの金属粉末に適当なバインダ，溶剤を混合してなる導体ペーストを、少なくとも第１の線路導体２および第１の同一面接地導体３の下側となる部分に対向させて、スクリーン印刷法などにより所定パターンに印刷塗布することによって、内層接地導体４となるメタライズペースト層を形成する。好ましくは、第１の誘電体基板１となる部分の全面にわたって内層接地導体４が形成されているのがよく、この構成により、内層接地導体４の面積を大きくして、内層接地導体４の接地電位をより安定なものとすることができる。

なお、図示しないが、好ましくは、切欠き部１ｃの内面に第１の同一面接地導体３と内層接地導体４とを電気的に接続するようにメタライズペースト層が形成されていてもよく、この構成により、第１の同一面接地導体３と内層接地導体４とを同一電位とさせ、第１の線路導体２を特性インピーダンスに確実に整合させることができる。このメタライズペースト層を形成するには、金属ペーストを切欠き部１ｃの内面に垂れ込ませるようにして形成する従来周知のキャスタレーション導体形成法を用いればよい。

また、第１の回路基板Ａは、第１の同一面接地導体３と内層接地導体４とを電気的に接続する複数の貫通導体を有していてもよく（図示せず）、この構成により、第１の同一面接地導体３と内層接地導体４とを同一電位とさせることができ、第１の線路導体２を特性インピーダンスに確実に整合させることができる。なお、この貫通導体は第１の同一面接地導体３および内層接地導体４の対向する部分全体に万遍なく多数形成されているのがよく、これにより、第１の同一面接地導体３と内層接地導体４とを確実に同一電位とさせることが可能となる。

貫通導体を形成する場合には、上層セラミックグリーンシート１ａを貫く貫通孔を形成し、この貫通孔に第１の同一面接地導体３や内層接地導体４となる導体ペーストと同様の導体ペーストを充填しておく。

さらに好ましくは、切欠き部１ｃの内面にメタライズペースト層が形成されるとともに、第１の同一面接地導体３と内層接地導体４とを電気的に接続する貫通導体も形成されているとよく、第１の同一面接地導体３と内層接地導体４との電気的接続を密なものとし、これらをより確実に同一電位とさせることができる。

そして、下層セラミックグリーンシート１ｂの上に上層セラミックグリーンシート１ａを載置するようにして積層し、第１の誘電体基板１の外周を打ち抜き加工によって所定の寸法に切断し、約1600℃の温度で焼成することによって、第１の線路導体２，第１の同一面接地導体３，内層接地導体４から成る第１の高周波伝送線路を具備した第１の回路基板Ａとなる焼結体を作製することができる。

また、第１の線路導体２，第１の同一面接地導体３は薄膜形成法によって形成されていてもよく、その場合、第１の高周波伝送線路２は窒化タンタル（Ｔａ_２Ｎ），ニクロム（Ｎｉ−Ｃｒ合金），チタン（Ｔｉ），パラジウム（Ｐｄ），白金（Ｐｔ）等から形成され、積層したセラミックグリーンシートを焼成した後にスパッタリング等の薄膜形成法により第１の誘電体基板の上面に形成される。

なお、第１の線路導体２，第１の同一面接地導体３，および内層接地導体４の露出する表面には、ニッケル（Ｎｉ）やＡｕ等の耐食性に優れる金属を１〜20μｍ程度の厚さで被着させておくのが良く、これにより第１の線路導体２，第１の同一面接地導体３，および内層接地導体４の酸化腐食を有効に防止し得るともに、第２の線路導体12，第２の接地導体13と第１の線路導体２，第１の同一面接地導体３とのボンディングワイヤ等の電気的接続手段とを介しての接続を強固にし得る。従って、第１の線路導体２，第１の同一面接地導体３，および内層接地導体４の露出する表面には、例えば、厚さ１〜10μｍ程度のＮｉメッキ層と厚さ0.1〜３μｍ程度のＡｕメッキ層とが電解メッキ法や無電解メッキ法により順次被着されているのがより好ましい。

上記構成の第１の回路基板Ａにおいては、上層セラミックグリーンシート１ａの厚みを信号の周波数に応じて適宜厚さを調整することにより、第１の線路導体２と内層接地導体４との間隔が調整され、良好な高周波伝送特性を有する第１の高周波伝送線路を形成することができる。また、下層セラミックグリーンシート１ｂの厚みの調整によって、第１の回路基板Ａ全体としての厚みを任意に定めることができ、第１の回路基板Ａとしての強度を向上することもできる。

第２の誘電体基板11は、セラミックスから成る場合、まず、第２の誘電体基板11となるセラミックグリーンシートを準備する。第２の誘電体基板11が、例えばＡｌ_２Ｏ_３質焼結体から成る場合、第２の誘電体基板11となるセラミックグリーンシートは、以下のようにして作製される。

Ａｌ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２，ＣａＯ，ＭｇＯ等の原料粉末に適当な有機バインダ，有機溶剤，可塑剤，分散剤などを添加混合してスラリー状となし、これを従来周知のドクターブレード法によってシート状となすことにより、セラミックグリーンシートを得る。

次に、セラミックグリーンシートの上面に、Ｗ，Ｍｏ，Ｍｎなどの金属粉末に適当なバインダ，溶剤を混合してなる導体ペーストを、スクリーン印刷法などにより所定パターンに印刷塗布することによって、第２の線路導体12および第２の線路導体12の両側に所定間隔をもって第２の同一面接地導体13となるメタライズペースト層を形成する。第２の線路導体12の両側に所定間隔をもって第２の同一面接地導体13が設けられることで、第２の高周波伝送線路をコプレーナ線路構造とすることができ、高周波伝送線路の接地電位がより強化される。

そして、下部接地導体14については、同様にセラミックグリーンシートの下面に、Ｗ，Ｍｏ，Ｍｎなどの金属粉末に適当なバインダ，溶剤を混合してなる導体ペーストを、少なくとも第２の線路導体12および第２の同一面接地導体13と対向する部分そして金属板５がロウ付け接合される部分に、スクリーン印刷法などにより所定パターンに印刷塗布することによって、下部接地導体14となるメタライズペースト層を形成する。好ましくは、第２の回路基板Ｂとなる部分の全面にわたって下部接地導体14が形成されているのがよく、この構成により、下部接地導体14の面積を大きくして、下部接地導体14の接地電位をより安定なものとすることができる。

なお、第２の同一面接地導体13と下部接地導体14とを電気的に接続する複数の貫通導体を有していてもよく（図示せず）、この構成により、第２の同一面接地導体13と下部接地導体14とを同一電位とさせ、第２の線路導体12を特性インピーダンスに確実に整合させることができる。なお、この貫通導体は第２の同一面接地導体13および下部接地導体14の対向する部分全体に万遍なく多数形成されているのがよく、これにより、第２の同一面接地導体13と下部接地導体14とを確実に同一電位とさせることが可能となる。

貫通導体を形成する場合には、セラミックグリーンシートを貫く貫通孔を形成し、この貫通孔に第２の同一面接地導体13や下部接地導体14となる導体ペーストと同様の導体ペーストを充填しておく。そして、第２の回路基板Ｂの外周を打ち抜き加工によって所定の寸法に切断し、約1600℃の温度で焼成することによって、第２の線路導体12や第２の同一面接地導体13などの導体層を有した第２の回路基板Ｂとなる焼結体を作製することができる。

第２の回路基板Ｂの外周面となる打抜き加工を施す際、第２の回路基板Ｂの第２の線路導体12の他端側の側面の第２の線路導体12の両側の第２の同一面接地導体13が形成されている部分に突出部11ｃを設けておく。突出部11ｃの形成方法の別な方法として、セラミックグリーンシートを焼成した後に、研削加工や研磨加工を施して、突出部11ｃを設けてもよい。

また、第２の線路導体12，第２の同一面接地導体13，下部接地導体14は薄膜形成法によって形成されていてもよく、その場合、これら導体層は、Ｔａ_２Ｎ，Ｎｉ−Ｃｒ合金，Ｔｉ，Ｐｄ，Ｐｔ等から形成され、セラミックグリーンシートを焼成した後にスパッタリング等の薄膜形成法により形成される。

なお、第２の線路導体12，第２の同一面接地導体13，および下部接地導体14の表面には、ＮｉやＡｕ等の耐食性に優れる金属を１〜20μｍ程度の厚さで被着させておくのが良く、第２の線路導体12，第２の同一面接地導体13，および下部接地導体14の酸化腐食を有効に防止し得るともに、第２の線路導体12，第２の接地導体13と第１の線路導体２，第１の同一面接地導体３とのボンディングワイヤ等の電気的接続手段を介しての接続、および電子部品７と第２の線路導体12，第２の接地導体13とのボンディングワイヤ等の電気的接続手段を介しての接続を強固にし得る。従って、第２の線路導体12，第２の同一面接地導体13，および下部接地導体14の表面には、例えば、厚さ１〜10μｍ程度のＮｉメッキ層と厚さ0.1〜３μｍ程度のＡｕメッキ層とが電解メッキ法や無電解メッキ法により順次被着されているのがより好ましい。

このように形成された第２の回路基板Ｂの下部接地導体14に鉄（Ｆｅ）−Ｎｉ−コバルト（Ｃｏ）合金，Ｆｅ−Ｎｉ合金，銅（Ｃｕ）−Ｗ合金等の金属から成る金属板５をＡｇロウ、Ａｕ−Ｓｎ半田等のロウ材を介してロウ付け接合する。このような構成とすることで、金属板５も第２の回路基板Ｂの下部接地導体14として機能させることができ、下部接地導体14の接地を強化し安定なものにすることができる。ここで、金属板５は第１の回路基板Ａにロウ付け接合するのではなく、第２の回路基板Ｂにロウ付け接合するのが重要であり、第２の回路基板Ｂの接地電位を強化し、電子部品７に入出力する高周波信号のインピーダンスを所定のインピーダンスに確実に整合させる役割を果たす。また、電子部品７が作動する際に電子部品７から発生する熱を金属板５を介して、効率よく外部に放散させるという役割も果たす。従って、金属板５は熱伝導性に優れた材質のものとするのがよい。

また、図２に示すように、本発明の複合回路基板は、第１の回路基板Ａと第２の回路基板Ｂを対峙させて接続する。すなわち、第１の回路基板Ａの上面から内層接地導体４までの厚みと第２の誘電体基板11の厚みとが実質的に第１の線路導体２と第２の線路導体12とのインピーダンス値が同一となるように同じであり、第１の回路基板Ａの第１の線路導体２の一端側の側面の第1の線路導体２の両側に上面から内層接地導体４にかけて内層接地導体４が露出されるようにして切欠き部１ｃをそれぞれ設けるとともに、第２の回路基板Ｂの第2の線路導体12の他端側の側面の第２の線路導体12の両側に第２の同一面接地導体13と下部接地導体14とを延出させた突出部11ｃをそれぞれ設けておく。

このように、第１の回路基板Ａの上面から内層接地導体４までの厚みと第２の回路基板Ｂの厚みとを実質的に同じにすることによって、第1の線路導体２と第1の同一面接地導体３と内層接地導体４とから成る第１の高周波伝送線路と、第２の線路導体12と第２の同一面接地導体13と下部接地導体14とから成る第２の高周波伝送線路とを実質的に第１の線路導体と第２の線路導体，第１の同一面接地導体と第２の同一面接地導体とが、それぞれ同一面接地導体で接続される同一の伝送線路とすることができる。即ち、第１の高周波伝送線路と第２の高周波伝送線路とを確実に同一のインピーダンス値とするのが容易となる。

そして、図３に示すように、第２の回路基板Ｂの突出部11ｃが第１の回路基板Ａの切欠き部１ｃに嵌め込まれて、内層接地導体４と下部線路導体14とがＡｇロウ、Ａｕ−Ｓｎ半田等のロウ材を介して接合され、しかる後、第１の線路導体２と第２の線路導体12とをボンディングワイヤ等の電気的接続手段６を介して電気的に接続させるとともに、第１の同一面接地導体３と第２の同一面接地導体13とをボンディングワイヤ等の電気的接続手段６を介して電気的に接続させ、そして、高周波用半導体素子等の電子部品７を載置部11ａに接着固定させ、電子部品７の電極を第２の線路導体12および第２の同一面接地導体13にボンディングワイヤ等の電気的接続手段６を介して電気的に接続させる。

また、第１の線路導体２と第２の線路導体12、および第１の同一面接地導体３と第２の同一面接地導体13との電気的接続方法の別な方法として、第１の線路導体２を第１の誘電体基板１の一端側の側面に延出させ、第２の線路導体12を第２の誘電体基板11の他端側の側面に延出させ、そして第１の線路導体２の延出部と第２の線路導体12の延出部とを当接させてＡｇロウ、Ａｕ−Ｓｎ半田等のロウ材を介して電気的に接続させるとともに、第１の同一面接地導体３を同様に第１の誘電体基板１の一端側の側面に延出させ、第２の同一面接地導体13を第２の誘電体基板11の他端側の側面に延出させ、そして第１の同一面接地導体３の延出部と第２の同一面接地導体13の延出部とを当接させてＡｇロウ、Ａｕ−Ｓｎ半田等のロウ材を介して電気的に接続させてもよい。この構成により、第１の線路導体２と第２の線路導体12、および第１の同一面接地導体３と第２の同一面接地導体13との電気的接続を簡便にし、作業効率よく接続できるとともに、電気的接続手段６による高周波信号の伝送損失が生ずるのを防止し、第１の高周波伝送線路と第２の高周波伝送線路との接続部において高周波信号を効率よく伝送させることができるようになる。

突出部11ｃが切欠き部１ｃに嵌め込まれてロウ付け接合されることにより、第２の回路基板Ｂの下部接地導体14と第１の回路基板Ａの内層接地導体４とが確実に電気的に接続されるとともに、第１の回路基板Ａの内層接地導体４が第２の回路基板Ｂの下部接地導体14を介して金属板５に接続されることとなり、内層接地導体４の接地電位も安定なものにすることができる。

また、突出部11ｃが切欠き部１ｃに嵌め込まれて接合されることにより、第１の線路導体２と第２の線路導体12との位置合わせが容易となり、第１の線路導体２および第２の線路導体12を確実に直線状に接続させることができる。その結果、第１の高周波伝送線路と第２の高周波伝送線路との位置が一本の線路のように一致するので、第１の高周波伝送線路と第２の高周波伝送線路との接続部を伝送する高周波信号に、反射損失や透過損失が発生するのを有効に防止し、高周波信号を効率よく伝送させることができる。

切欠き部１ｃと突出部11ｃの平面視形状は、図１，図３および図４（ａ）に示すような四角形状である他、図４（ｂ）に示すような半円形状、図４（ｃ）に示すような三角形形状でもよく、種々の形状とし得る。好ましくは、図４（ｂ）に示す半円形であるのがよく、切欠き部１ｃと突出部11ｃに欠け，クラック等の破損が生ずるのを有効に防止できる。

ここで、第１の回路基板Ａと第２の回路基板Ｂは側面同士が隙間無く当接されるのが好ましく、この構成によって、第１の高周波伝送線路と第２の高周波伝送線路とが連続的に接続され、第１の高周波伝送線路と第２の高周波伝送線路との接続部を伝送する高周波信号に、反射損失や透過損失が発生するのを有効に防止し、高周波信号を極めて効率よく伝送させることができる。

具体的には、図２に示すように、第２の回路基板Ｂにおいて、金属板５の側面は第２の誘電体基板11の側面より内側に入っているのがよく、この構成によって、金属板５の側面が第１の誘電体基板１の側面に当接することなく、第２の誘電体基板11の側面を第１の誘電体基板１の側面に確実に隙間無く当接させることができる。金属板５の側面と第２の誘電体基板11の側面との距離をｄとすれば、ｄ＝0.1〜0.5ｍｍ程度とすればよい。ｄ＜0.1ｍｍであると、金属板５の加工時の寸法バラツキ等により、第２の誘電体基板11の側面を第１の誘電体基板１の側面に隙間無く当接できなくなる場合があり、ｄ＞0.5ｍｍであると、金属板５の大きさが小さくなり、第２の同一面接地導体14の接地電位を十分に強化するのが困難になったり、電子部品７から発生する熱を外部に効率よく放散するのが困難になったりする。

また、図４（ａ）に示すように、切欠き部１ｃの幅寸法をＸ１，奥行き寸法をＹ１とし、突出部11ｃの幅寸法をＸ２，奥行き寸法をＹ２とすれば、Ｘ２＜Ｘ１≦Ｘ２＋0.2ｍｍ，Ｙ２＜Ｙ１≦Ｙ２＋0.5ｍｍであるのがよい。この構成により、第１の回路基板Ａと第２の回路基板Ｂは側面同士が隙間無く当接され、第１の高周波伝送線路と第２の高周波伝送線路とが連続的に接続されるとともに、第１の線路導体２と第２の線路導体12とが良好に位置合わせされ、そして切欠き部１ｃによって切り欠かれる第１の同一面接地導体３の量を最小限に抑えることができる。その結果、第１の高周波伝送線路と第２の高周波伝送線路との接続部を伝送する高周波信号に、反射損失や透過損失が発生するのを有効に防止し、高周波信号を極めて効率よく伝送させることができる。Ｘ１≦Ｘ２であると切欠き部１ｃに突出部11ｃが嵌らなくなって第１の回路基板Ａの側面と第２の回路基板Ｂの側面との間に隙間が生じてしまい、Ｘ１＞Ｘ２＋0.2ｍｍであると突出部11ｃの幅に対し切欠き部１ｃの幅が広くなりすぎて、第１の線路導体２と第２の線路導体12とを良好に位置合わせし難くなる。Ｙ１≦Ｙ２であると突出部11ｃの長さ寸法が切欠き部１ｃの奥行き寸法よりも大きくなって第１の回路基板Ａの側面と第２の回路基板Ｂの側面との間に隙間が生じてしまい、Ｙ１＞Ｙ２＋0.5ｍｍであると切欠き部１ｃによって切り欠かれる同一面接地導体３の量が大きくなりすぎて、第１の高周波伝送線路の接地電位が不安定なものとなり、高周波信号を良好に伝送させるのが困難となる。

以上により本発明の複合回路基板は、第１の高周波伝送線路と第２の高周波伝送線路とを伝送する高周波信号が20ＧＨｚ以上の高周波となっても、高周波信号に反射損失や透過損失を発生させることなく、高周波信号を極めて効率よく伝送させることができる高周波伝送線路の接続構造を有したものとなる。

なお、本発明は以上の実施の形態の例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更を行なうことは何等支障ない。例えば、第１の回路基板Ａは電子部品収納用パッケージの入出力端子、第２の回路基板Ｂはこの電子部品収納用パッケージの内部に収容されたキャリア基板という形態であってもよく、その場合、金属板５は電子部品収納用パッケージを構成する金属板とするのがよい。

本発明の複合回路基板の実施の形態の一例を示す分解斜視図である。図１の複合回路基板の断面図である。本発明の複合回路基板の実施の形態の一例を示す斜視図である。（ａ）〜（ｃ）は本発明の複合回路基板の実施の形態の他の例を示し、切欠き部と突出部との要部拡大平面図である。（ａ）は従来の接続基板の接続構造の例を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の要部拡大斜視図である。

符号の説明

１：第１の誘電体基板
１ｃ：切欠き部
２：第１の線路導体
３：第１の同一面接地導体
４：内層接地導体
５：金属板
７：電子部品
11：第２の誘電体基板
11ｃ：突出部
12：第２の線路導体
13：第２の同一面接地導体
14：下部接地導体
Ａ：第１の回路基板
Ｂ：第２の回路基板

Claims

複数の誘電体層が積層されて成る第１の誘電体基板の上面に形成され、一端が前記第１の誘電体基板の上面の端にある第１の線路導体と、該第１の線路導体の両側に所定間隔をもって形成された第１の同一面接地導体と、前記第１の誘電体基板の内部に前記第１の線路導体および前記第１の同一面接地導体に対向するように形成された内層接地導体とから成る第１の高周波伝送線路を有する第１の回路基板と、
第２の誘電体基板の上面に形成され、一端が電子部品に電気的に接続されて他端が前記第２の誘電体基板の上面の端に達する第２の線路導体と、該第２の線路導体の両側に所定間隔をもって形成された第２の同一面接地導体と、前記第２の誘電体基板の下面に前記第２の線路導体および前記第２の同一面接地導体に対向するように形成された下部接地導体と、該下部接地導体にロウ付けされた金属板とから成る第２の高周波伝送線路を有する第２の回路基板とを具備しており、
前記第１の線路導体の一端と前記第２の線路導体、前記第１の同一面接地導体と前記第２の同一面接地導体、および前記内層接地導体と前記下部接地導体とをそれぞれ電気的に接続することによって、前記第１および第２の高周波伝送線路が電気的に接続された複合回路基板であって、
前記第１の回路基板は、上面から前記内層接地導体までの厚みが前記第２の誘電体基板と同じであるとともに、前記第１の線路導体の一端側の側面の前記第１の線路導体の両側に上面から前記内層接地導体にかけて切欠き部がそれぞれ形成されており、
前記第２の回路基板は、前記第２の線路導体の他端側の側面の前記第２の線路導体の両側に突出部がそれぞれ形成されるとともに、該突出部の上下面に前記第２の同一面接地導体および前記下部接地導体がそれぞれ延出しており、
前記突出部が前記切欠き部に嵌め込まれるとともに前記内層接地導体および前記下部接地導体がロウ材を介して接合されることによって、前記第１および第２の高周波伝送線路が電気的に接続されていることを特徴とする複合回路基板。