JP2008131382A - 電磁補償付き結合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁補償付き結合装置の提供。
【解決手段】本発明は一種の電磁補償付き結合装置に関わるものである。該結合装置は少なくとも第１信号線を備える第１基板、第２信号線を備える、該第１基板に接合する第２基板、及び該第１信号線の片側に設ける対地並列キャパシタ、該第１信号線は複数の電気導通貫通孔により、該第２信号線に結合する。本発明の結合装置は対地並列キャパシタの反射損失量、遮蔽量、及び結合量を調節し、該第１信号線と第２信号線の伝送信号の一致性を取ることにより、良好な高周波特性を獲得する。
【選択図】図１

Description

本発明は結合装置、特に一種の電磁補償付き結合装置に関わるものである。主に対地並列キャパシタの反射損失量と遮蔽量の調節により、該結合量と出力量を所定の希望値を達成し、良好な高周波特性の獲得を図る。

図１１に示す公知技術のブロードサイドカプラ５（Ｂｒｏａｄｓｉｄｅ Ｃｏｕｐｌｅｒ）は上層信号線５１と下層信号線５２を有し、それぞれを基板５３、５４に付着する。該上層信号線５１と下層信号線５２との間に複数の電気導体貫通孔５５によって結合し、該上層信号線５１と下層信号線５２との間に誘電層（すなわち、基板５３）を有する。公知技術の結合装置は入力端５６、結合端５７、出力端５８及び遮蔽端５９を含まれ、すべての端を測定し、図８Ａに示す結果となる。そのうち、反射損失量と遮蔽量がよくないほか、該結合量と出力量も理想な希望値を達成できない。

該カプラ５の結合量、反射損失量と遮蔽量は、該上層信号線５１と下層信号線５２の線幅並びに該上層信号線５１と下層信号線５２との間の誘電層の厚みによって変わる。より良い反射損失量と遮蔽量を必要のとき、該カプラ５の上層信号線５１と下層信号線５２の線幅、または該上層信号線５１と下層信号線５２との間の誘電層の厚みを調節必要があり、経済効果が極めて悪い。

さらに、該カプラ５は該上層信号線５１と下層信号線５２との結合、及び両者間の誘電層を介して必要な信号を互いに結合する。しかしながら、奇モード、偶モードの問題を引き起こして、信号が上層信号線５１と下層信号線５２における伝送速度が異なるため、高周波特性の特性がよくない。

前記の課題に鑑みて、公知技術の結合装置の反射損失量と遮蔽量がよくない欠点のほか、二つの信号線の伝送速度を改善し、良い高周波特性を実現することは、利用者の希望であり、本発明者の希望でもある。このため、本発明者は電子製品関連の研究、開発、及び販売の実務経験並びに専門知識に基づいて、研究設計、テーマ検討を重ねた結果、前記した課題の解決を図る、一種の斬新なキャパシタ補償付きの結合装置を発明した。

対地並列キャパシタにより該結合装置の反射損失量と遮蔽量を調節し、該結合装置の結合量と出力量を所定の希望値を達成することにより、両信号線の伝送速度を一致させ、良い高周波特性を図る、一種のキャパシタ補償付きの結合装置を提供することを本発明の主な目的とする。

前記の目的を達成するため、本発明の電磁補償付き結合装置は、少なくとも第１信号線の第１基板、第２信号線の第２基板及び対地並列キャパシタより構成する。該第２基板は該第１基板の底面に接合し、該対地並列キャパシタは第２信号線の片側に設け、該対地並列キャパシタは金属塊、ワイヤボンディング、または金箔により接合した複数の金属塊または一つ以上のキャパシタと接地済み金属塊と連結することができる。

請求項１の発明は、第１基板及び第２基板を含み、該第１基板の天面に第１信号線を設け、
該第２基板の天面に第２信号線を設け、該天面は該第１基板の底面に接合し、該第２信号線は複数の電気導体貫通孔により結合し、
そのうち、該第１信号線の片側は対地並列キャパシタを設けることを特徴とする電磁補償付き結合装置としている。
請求項２の発明は、該第２基板の底面は複数層の基板と結合し、各基板上面にその他の電気回路を敷設することを特徴とする請求項１記載の電磁補償付き結合装置としている。
請求項３の発明は、該対地並列キャパシタは金属塊（Ｏｐｅｎ Ｓｔｕｂ）であることを特徴とする請求項１記載の電磁補償付き結合装置としている。
請求項４の発明は、該対地並列キャパシタは複数の金属塊であり、各金属塊の間にワイヤボンディング（ｗｉｒｅ ｂｏｎｄｉｎｇ）によって接合することを特徴とする請求項１記載の電磁補償付き結合装置としている。
請求項５の発明は、該対地並列キャパシタは複数の金属塊であり、各金属塊の間に金箔接合（ｒｉｂｂｏｎ ｂｏｎｄｉｎｇ）によって接合することを特徴とする請求項１記載の電磁補償付き結合装置としている。
請求項６の発明は、該対地並列キャパシタは一つ以上のキャパシタを設け、該キャパシタは接地済み金属塊に連結することを特徴とする請求項１記載の電磁補償付き結合装置としている。
請求項７の発明は、該金属塊は一つ以上の貫通孔を設け、該貫通孔により床に接地することを特徴とする請求項６記載の電磁補償付き結合装置としている。
請求項８の発明は、第１基板及び第２基板を含み、該第１基板の天面に第１信号線を設け、
該第２基板の天面に第２信号線を設け、該第２基板の天面は該第１基板の天面に接合し、該第２信号線は複数の電気導体貫通孔により結合し、
該第１信号線の一端は第１対地並列キャパシタに設け、該第１対地並列キャパシタの他端は第２対地並列キャパシタを設けて、該第１対地並列キャパシタ一に対応することを特徴とする電磁補償付き結合装置としている。
請求項９の発明は、該第２基板の底面は複数層の基板と結合し、各基板上面にその他の電気回路を敷設することを特徴とする請求項８記載の電磁補償付き結合装置としている。
請求項１０の発明は、該第１対地並列キャパシタは金属塊であることを特徴とする請求項８記載の電磁補償付き結合装置としている。
請求項１１の発明は、該第２対地並列キャパシタは金属塊であることを特徴とする請求項８記載の電磁補償付き結合装置としている。
請求項１２の発明は、該第１対地並列キャパシタは一つ以上のキャパシタを設け、該キャパシタは接地済み金属塊に連結することを特徴とする請求項８記載の電磁補償付き結合装置としている。
請求項１３の発明は、該金属塊は一つ以上の貫通孔を設け、該貫通孔により床に接地することを特徴とする請求項１２記載の電磁補償付き結合装置としている。
請求項１４の発明は、該第２対地並列キャパシタは一つ以上のキャパシタを設け、該キャパシタは接地済み金属塊に連結することを特徴とする請求項８記載の電磁補償付き結合装置としている。
請求項１５の発明は、該金属塊は一つ以上の貫通孔を設け、該貫通孔により床に接地することを特徴とする請求項１４記載の電磁補償付き結合装置としている。
請求項１６の発明は、該第１対地並列キャパシタは複数の金属塊であり、各金属塊の間にワイヤボンディングによって接合することを特徴とする請求項８記載の電磁補償付き結合装置としている。
請求項１７の発明は、該第１対地並列キャパシタは複数の金属塊であり、各金属塊の間に金箔接合することを特徴とする請求項８記載の電磁補償付き結合装置としている。
請求項１８の発明は、該第２対地並列キャパシタは複数の金属塊であり、各金属塊の間にワイヤボンディングによって接合することを特徴とする請求項８記載の電磁補償付き結合装置としている。
請求項１９の発明は、該第２対地並列キャパシタは複数の金属塊であり、各金属塊の間に金箔接合することを特徴とする請求項８記載の電磁補償付き結合装置としている。

本発明の電磁補償付き結合装置は、該結合装置に対地並列キャパシタを増設することにより、反射損失量と遮蔽量が改善され、結合量と出力量を所定の希望値を達成できるほか、該第１信号線と該第２信号線の伝送速度を一致することにより、より良い高周波特性を獲得できる。

図１に示すものは、本発明の立体外観概略図である。本発明の電磁補償付き結合装置において、該結合装置１は少なくとも第１信号線１１１を備える第１基板１１、第２信号線１２１を備える第２基板１２及び対地並列キャパシタ１３を有する。該第１信号線１１１は該第１基板１１の天面に付着し、該第１基板１１の天面に対応する面は該第２基板１２の天面に接合する。該第２基板１２の天面に該第２信号線１２１を設け、該第２信号線１２１は複数の電気導体貫通孔１２２と結合する。該対地並列キャパシタ１３は該第１信号線１１１の片側に設ける。そのうち、該第２基板１２の天面に対応する面は複数層の基板１４に接合し、該基板１４上にその他の電気回路を敷設する。該対地並列キャパシタ１３は金属塊、ワイヤボンディング又は金箔により接合した複数の金属塊もしくは対地キャパシタを設ける。

前記の結合装置１の第１信号線１１１は四つの端を有し、それぞれ、入力端（ｉｎｐｕｔ）１５、結合端（ｃｏｕｐｌｅ）１６、出力端（ｔｈｒｏｕｇｈ）１７及び遮蔽端子（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）１８を有する。本発明の結合装置１は前記の端より結合量、反射損失量と遮蔽量を測定できる。該結合量、反射損失量と遮蔽量は、該第１信号線１１１と第２信号線１２１の線幅、該第１信号線１１１と第２信号線１２１との間の誘電層の厚み（すなわち、該第１基板１１の厚み）、該対地並列キャパシタ１３、及びその面積により制御される。

図２に示すものは、本発明の実施例１の平面構造概略図である。図示のとおり、本実施例の結合装置１ａは第１信号線１１１ａを備える第１基板１１ａ、第２信号線１２１を有し、該第１基板１１ａに接合する第２基板（図１）、及び該第１信号線１１１ａの片側に対地並列キャパシタ１３ａを設ける。本実施例において、該対地並列キャパシタ１３ａは金属塊１３１ａを使用し、該金属塊１３１ａの面積は該結合装置１ａの結合量、反射損失量と遮蔽量に影響する。本実施例において、該金属塊１３１ａはキャパシタ１３ａを使用する。しかし、該金属塊１３１ａの面積を調節するには、新たに金属塊に交換の必要があり、極めて不便である。

図３に示すものは、本発明の実施例２の平面構造概略図である。図示のとおり、本実施例において、該結合装置１ｂは第１信号線１１１ｂを備える第１基板１１ｂ、第２信号線、及び該第１基板１１ｂに接合する第２基板（図１）、及び該第１信号線１１１ｂの片側に設ける対地並列キャパシタ１３ｂより構成する。本実施例は、該実施例１における該金属塊１３１ａ（図１）交換の不便の解決を目的とする。本実施例の対地並列キャパシタ１３ｂは前記の実施例における金属塊１３１ａを複数の金属塊１３１ｂに分け、各金属塊１３１ｂの間にワイヤボンディング１３２ｂ（ｗｉｒｅ ｂｏｎｄｉｎｇ）により接合する。一方、該対地並列キャパシタ１３ｂの面積は調節可能である。そのうち、各金属塊１３１ｂの間に金箔（ｒｉｂｂｏｎ ｂｏｎｄｉｎｇ）により接合しても良い。

図４に示すものは、本発明の実施例３の平面構造概略図である。図示のとおり、本実施例において、該結合装置１ｃは第１信号線１１１ｃを備える第１基板１１ｃ、第２信号線、該第１基板１１ｃに接合する第２基板（図１）、及び該第１信号線１１１ｃの片側に設ける対地並列キャパシタ１３ｃより構成する。本実施例の対地並列キャパシタ１３ｃは一つ以上のキャパシタ１３３ｃを有し、該キャパシタ１３３ｃの一端は該第１信号線１１１ｃの片側に連結し、他端は接地済み金属塊１３４ｃに連結する。該金属塊１３４ｃは一つ以上の貫通孔１３４１ｃを有し、該貫通孔１３４１ｃにより床に接地する。本実施例において、該結合装置１ｃは該キャパシタ１３３ｃのキャパシタンス値調節により、該結合装置１ｃの結合量、反射損失量と遮蔽量を制御する。

図５に示すものは、本発明もう一つの立体外観概略図である。図示のとおり、本発明の電磁補償付き結合装置において、該結合装置２は少なくとも第１信号線２１１を備える第１基板２１、第２信号線２２１を備える第２基板２２、第１対地並列キャパシタ２３及び第２対地キャパシタ２４により、該第１信号線２１１を備える第１基板２１の底面と該第２基板２２の天面に接合する。該第２基板２２の天面は該第２信号線２２１を有し、該第２信号線２２１は複数の電気導体貫通孔２２２により結合する。該第１信号線２１１の一端は該第１対地並列キャパシタ２３に連結し、他端は該第２対地キャパシタ２４に連結する。該第２対地キャパシタ２４は該第１対地並列キャパシタ２３に対応する。そのうち、該第２基板２２の天面に対応する面は複数層の基板２５に接合し、該基板２５上にその他の電気回路を敷設する。該第１及び第２対地並列キャパシタ２３、２４は金属塊、ワイヤボンディング又は金箔により接合する複数の金属塊、又は一つ以上のキャパシタと接地済み金属塊に連結する。

図６に示すものは、本発明の実施例４の平面構造概略図である。図示のとおり、本実施例における結合装置２ａは第１信号線２１１ａを備える第１基板２１ａ、第２信号線、及び該第１基板２１ａに接合する第２基板（図５）、該第１信号線２１１ａの片側に設ける第１対地並列キャパシタ２３ａと該第１信号線２１１ａの他端及び該第１対地並列キャパシタ２３ａに対応する第２対地キャパシタ２４ａを有する。本実施例において、第１、第２対地並列キャパシタ２３ａ、２４ａはそれぞれ金属塊２３１ａ、２４１ａより構成することにより、実施例１より空間を節約できる。実施例１に示すとおり、該金属塊１３１ａ（図２）の面積が大きいとき、該結合装置１ａ（図２）の体積を増やさなければならない。この空間浪費の現象を避けるため、本実施例において、実施例１の金属塊１３１ａを二つの金属塊２３１ａ、２４１ａに分けて、第１信号線２１１ａの両側に取り付けることにより、空間を節約し、結合装置２ａ体積の膨大化を防止する。

図７に示すものは、本発明の実施例５の平面構造概略図である。図示のとおり、本実施例における結合装置２ａは第１信号線２１１ｂを備える第１基板２１ｂ、第２信号線１２１、及び該第１基板２１ｂに接合する第２基板（図５）、該第１信号線２１１ｂの片側に設ける第１対地並列キャパシタ２３ｂと該第１信号線２１１ｂの他端及び該第１対地並列キャパシタ２３ｂに対応する第２対地キャパシタ２４ｂを有する。本実施例において、第１と第２キャパシタ２３ｂ、２４ｂは複数の金属塊２３１ｂ、２４１ｂを使用し、各金属塊２３１ｂ、２４１ｂの間にワイヤボンディング２３２ｂ、２４２ｂにより接合する。ただし、金箔で接合しても良い。これにより、実施例４より高い便利性を有し、該第１と第２対地並列キャパシタ２３ｂ、２４ｂの面積を調節するとき、金属塊２３１ｂ、２４１ｂを増減するのみ、新たに金属塊に交換することなく、調節性を有する。

図８に示すものは、本発明の実施例６の平面構造概略図である。図示のとおり、本実施例における結合装置２ｃは第１信号線２１１ｃを備える第１基板２１ｃ、第２信号線、及び該第１基板２１ｃに接合する第２基板（図５）、該第１信号線２１１ｃの片側に設ける第１対地並列キャパシタ２３ｃと該第１信号線２１１ｃの他端及び該第１対地並列キャパシタ２３ｃに対応する第２対地キャパシタ２４ａを有する。本実施例において、該第１と第２キャパシタ２３ｃ、２４ｃはキャパシタ２３３ｃ、２４３ｃと接地済み金属塊２３４ｃ、２４４ｃに連結し、該キャパシタ２３３ｃ、２４３ｃの一端は該第１信号線２１１ｃにそれぞれ接着し、他端は接地済み金属塊２３４ｃ、２４４ｃに接着する。該接地済み金属塊は一つ以上の貫通孔２３４１ｃ、２４４１ｃを有し、該貫通孔２３４１ｃ、２４４１ｃはそれぞれ床に接地する。本実施例において、該結合装置２ｃはキャパシタ２３３ｃ、２４３ｃのキャパシタンス値を調節することにより、該結合装置２ｃの結合量、反射損失量と遮蔽量を制御する。

図９と図１０は、本発明の結合装置のＳ変数特性カーブ図、及び公知技術の結合装置のＳ変数特性カーブ図である。図示のとおり、本発明の結合装置と公知技術の結合装置は、入力端、結合端、出力端及び遮蔽端を有する。本発明の結合装置すべての端を測定し、第１カーブ３１、第２カーブ３２、第３カーブ３３及び第４カーブ３４を形成する。一方、公知技術の結合装置すべての端を測定し、第５カーブ４１、第６カーブ４２、第７カーブ４３及び第８カーブ４４をそれぞれ形成する。

該第２カーブ３２と第３カーブ３３は本発明の結合装置の結合端と出力端をそれぞれに測定した結果である。前記した二つのカーブより、本発明の結合端と出力量は、周波数帯２ＧＨｚのとき、ほぼ一緒である。一方、該第６カーブ４２と第７カーブ４３は公知技術の結合装置の結合端と出力端をそれぞれに測定した結果である。これにより、公知技術の結合装置の結合量と出力量は２ＧＨｚのとき、結合量と出力量が等しいなど、本発明の希望値に合致しない。これに対して、本発明の結合装置は公知技術の結合装置より優れることが分かる。

該第１カーブ３１と第５カーブ４１は本発明の結合装置と公知技術の結合装置の入力端の測定結果である。これにより、本発明の結合装置は周波数帯２ＧＨｚのとき、その反射損失量はおよそ−３２ｄＢに対して、公知技術の結合装置は周波数帯２ＧＨｚのとき、その反射損失量−１５ｄＢとなる。よって、本発明の結合装置はその反射損失量の改善効果あることが分かる。

該第４カーブ３４と第８カーブ４４は本発明の結合装置と公知技術の結合装置の遮蔽端の測定結果である。これにより、本発明の結合装置は周波数帯２ＧＨｚのとき、その遮蔽量はおよそ−３１ｄＢに対して、公知技術の結合装置は周波数帯２ＧＨｚのとき、その遮蔽量−１７.５ｄＢとなる。よって、本発明の結合装置はその遮蔽量の改善効果あることが分かる。

本発明の立体外観概略図である。 本発明の実施例１の平面構造概略図である。 本発明の実施例２の平面構造概略図である。 本発明の実施例３の平面構造概略図である。 本発明のもう一つの立体外観概略図である。 本発明の実施例４の平面構造概略図である。 本発明の実施例５の平面構造概略図である。 本発明の実施例６の平面構造概略図である。 本発明の結合装置のＳ変数特性カーブ図である。 公知技術のカプラのＳ変数特性カーブ図である。 公知技術のカプラの立体外観概略図である。

符号の説明

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、２、２ａ、２ｂ 結合装置
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、２１、２１ａ、２１ｂ 第１基板
１１１、１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、２１１、２１１ａ、２１１ｂ 第１信号線
１２、２２ 第２基板
１２１、２２１ 第２信号線
５５、１２２，２２２ 電気導体貫通孔
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ 対地並列キャパシタ
１３１ａ、１３１ｂ、２３１ａ、２３１ｂ、２４１ａ、２４１ｂ 金属塊
１３２ｂ ワイヤボンディング
１３３ｃ 対地キャパシタ素子
１４、２５、５３、５４ 基板
１５、５６ 入力端
１６、５７ 結合端
１７、５８ 出力端
１８、５９ 遮蔽端
２３、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ 第１対地並列キャパシタ
２３２ｂ、２４２ｂ ワイヤボンディング
２３３ｃ、２４３ｃ キャパシタ
２３４ｃ、２４４ｃ 接地済み金属塊
２３４１ｃ、２４４１ｃ 貫通孔
２４、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ 第２対地並列キャパシタ
３１ 第１カーブ
３２ 第２カーブ
３３ 第３カーブ
３４ 第４カーブ
４１ 第５カーブ
４２ 第６カーブ
４３ 第７カーブ
４４ 第８カーブ
５ カプラ
５１ 上層信号線
５２ 下層信号線

Claims (19)

1. 第１基板及び第２基板を含み、該第１基板の天面に第１信号線を設け、
   該第２基板の天面に第２信号線を設け、該天面は該第１基板の底面に接合し、該第２信号線は複数の電気導体貫通孔により結合し、
   そのうち、該第１信号線の片側は対地並列キャパシタを設けることを特徴とする電磁補償付き結合装置。
2. 該第２基板の底面は複数層の基板と結合し、各基板上面にその他の電気回路を敷設することを特徴とする請求項１記載の電磁補償付き結合装置。
3. 該対地並列キャパシタは金属塊（Ｏｐｅｎ Ｓｔｕｂ）であることを特徴とする請求項１記載の電磁補償付き結合装置。
4. 該対地並列キャパシタは複数の金属塊であり、各金属塊の間にワイヤボンディング（ｗｉｒｅ ｂｏｎｄｉｎｇ）によって接合することを特徴とする請求項１記載の電磁補償付き結合装置。
5. 該対地並列キャパシタは複数の金属塊であり、各金属塊の間に金箔接合（ｒｉｂｂｏｎ ｂｏｎｄｉｎｇ）によって接合することを特徴とする請求項１記載の電磁補償付き結合装置。
6. 該対地並列キャパシタは一つ以上のキャパシタを設け、該キャパシタは接地済み金属塊に連結することを特徴とする請求項１記載の電磁補償付き結合装置。
7. 該金属塊は一つ以上の貫通孔を設け、該貫通孔により床に接地することを特徴とする請求項６記載の電磁補償付き結合装置。
8. 第１基板及び第２基板を含み、該第１基板の天面に第１信号線を設け、
   該第２基板の天面に第２信号線を設け、該第２基板の天面は該第１基板の天面に接合し、該第２信号線は複数の電気導体貫通孔により結合し、
   該第１信号線の一端は第１対地並列キャパシタに設け、該第１対地並列キャパシタの他端は第２対地並列キャパシタを設けて、該第１対地並列キャパシタ一に対応することを特徴とする電磁補償付き結合装置。
9. 該第２基板の底面は複数層の基板と結合し、各基板上面にその他の電気回路を敷設することを特徴とする請求項８記載の電磁補償付き結合装置。
10. 該第１対地並列キャパシタは金属塊であることを特徴とする請求項８記載の電磁補償付き結合装置。
11. 該第２対地並列キャパシタは金属塊であることを特徴とする請求項８記載の電磁補償付き結合装置。
12. 該第１対地並列キャパシタは一つ以上のキャパシタを設け、該キャパシタは接地済み金属塊に連結することを特徴とする請求項８記載の電磁補償付き結合装置。
13. 該金属塊は一つ以上の貫通孔を設け、該貫通孔により床に接地することを特徴とする請求項１２記載の電磁補償付き結合装置。
14. 該第２対地並列キャパシタは一つ以上のキャパシタを設け、該キャパシタは接地済み金属塊に連結することを特徴とする請求項８記載の電磁補償付き結合装置。
15. 該金属塊は一つ以上の貫通孔を設け、該貫通孔により床に接地することを特徴とする請求項１４記載の電磁補償付き結合装置。
16. 該第１対地並列キャパシタは複数の金属塊であり、各金属塊の間にワイヤボンディングによって接合することを特徴とする請求項８記載の電磁補償付き結合装置。
17. 該第１対地並列キャパシタは複数の金属塊であり、各金属塊の間に金箔接合することを特徴とする請求項８記載の電磁補償付き結合装置。
18. 該第２対地並列キャパシタは複数の金属塊であり、各金属塊の間にワイヤボンディングによって接合することを特徴とする請求項８記載の電磁補償付き結合装置。
19. 該第２対地並列キャパシタは複数の金属塊であり、各金属塊の間に金箔接合することを特徴とする請求項８記載の電磁補償付き結合装置。

Images