JP2009218841A - High frequency substrate - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high frequency substrate that easily adjusts an insertion loss of substrate wiring lines even after wiring lines are arranged. <P>SOLUTION: Slits 5-1 to 5-6 are created at positions opposite to a signal line 4 on a GND layer 1. When an insertion loss of the high frequency substrate is adjusted, the slits 5-1 to 5-6 are closed with a conductive resin 6. The conductive resin 6 slightly transmits electricity, so that signals leak through the conductive resin 6 that closes the slits and the electric power of transmission signals decreases. Thereby, the insertion loss of the high frequency substrate is increased by closing the slits 5-1 to 5-6 with the conductive resin 6. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば、無線信号等の高周波信号を伝送するトリプレート線路及びマイクロストリップ線路による高周波基板に関する。   The present invention relates to a high-frequency substrate using a triplate line and a microstrip line that transmit a high-frequency signal such as a radio signal, for example.

高周波信号の伝送において、信号を送信先に伝達する際に所望の電力値に設定するため、線路内に電力を減衰させる機構を設けることがある（例えば、特許文献１参照）。一般に同軸線路のようなケーブル線路の場合は、線路間にコネクタを介してアッテネータ等を挿入し、適宜挿入損失を調整するようにしている。しかしながら、基板線路の場合は、線路回路を一旦製造してしまうと線路途中に上記のような減衰手段を挿入することは困難であるため、挿入損失を調整することができない。
特開平２−２３７２０９号公報 In transmission of a high-frequency signal, a mechanism for attenuating power may be provided in the line in order to set a desired power value when the signal is transmitted to the transmission destination (see, for example, Patent Document 1). In general, in the case of a cable line such as a coaxial line, an attenuator or the like is inserted between the lines via a connector to appropriately adjust the insertion loss. However, in the case of a substrate line, once the line circuit is manufactured, it is difficult to insert the attenuation means as described above in the middle of the line, so the insertion loss cannot be adjusted.
JP-A-2-237209

以上のように、挿入損失を調整する従来の方法では、基板線路に適用させることが困難であった。   As described above, the conventional method of adjusting the insertion loss is difficult to apply to the substrate line.

本発明は、上記事情によりなされたもので、その目的は、基板線路の製造後であっても線路の挿入損失を簡単に調整することが可能な高周波基板を提供することにある。   The present invention has been made under the circumstances described above, and an object of the present invention is to provide a high-frequency substrate capable of easily adjusting the insertion loss of the line even after the production of the substrate line.

上記目的を達成するため本発明は、１対のグランド層と、当該１対のグランド層間に積層される誘電体層と、当該誘電体層間に配置される信号線路とで形成されるトリプレート線路による高周波基板において、前記１対のグランド層の少なくとも一方は、前記信号線路と対向した位置の一部に一又は複数のスリットを備え、前記スリットの少なくとも一つは、前記グランド層の導電率よりも低い導電率の導電材料で閉塞されることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention provides a triplate line formed by a pair of ground layers, a dielectric layer laminated between the pair of ground layers, and a signal line disposed between the dielectric layers. In the high-frequency substrate according to claim 1, at least one of the pair of ground layers includes one or a plurality of slits in a part of a position facing the signal line, and at least one of the slits is based on conductivity of the ground layer. Further, it is characterized by being blocked by a conductive material having a low conductivity.

上記構成における高周波基板は、グランド層に一又は複数のスリットを備え、このスリットの少なくとも一つをグランド層の導電率よりも導電率の低い導電材料で閉塞するようになっている。高周波基板は、スリットの導電材料による閉塞により、信号線路を伝送する信号の電力を減衰させて出力することが可能となる。   The high-frequency substrate in the above configuration includes one or a plurality of slits in the ground layer, and at least one of the slits is closed with a conductive material having a conductivity lower than that of the ground layer. The high-frequency substrate can attenuate and output the power of the signal transmitted through the signal line by blocking the slit with the conductive material.

本発明によれば、線路製作後であっても基板線路の挿入損失を簡単に調整することが可能な高周波基板を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a high-frequency substrate capable of easily adjusting the insertion loss of a substrate line even after the line is manufactured.

以下、図面を参照しながら本発明に係る高周波基板について詳細に説明する。   Hereinafter, a high-frequency substrate according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る高周波基板の斜視図である。本実施形態では、トリプレート線路による高周波基板について説明する。 (First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view of a high-frequency substrate according to the first embodiment of the present invention. In the present embodiment, a high-frequency substrate using a triplate line will be described.

高周波基板は、１対のグランド（ＧＮＤ）層１，２と、ＧＮＤ層１，２の間に積層される誘電体層３と、誘電体層３に配線される信号線路４とを備える。ここで、本実施形態におけるＧＮＤ層１，２及び信号線路４は、導箔からなる。   The high-frequency substrate includes a pair of ground (GND) layers 1 and 2, a dielectric layer 3 stacked between the GND layers 1 and 2, and a signal line 4 wired to the dielectric layer 3. Here, the GND layers 1 and 2 and the signal line 4 in the present embodiment are made of conductive foil.

上記ＧＮＤ層１は、ＧＮＤ層１における信号線路４と対向する位置の一部に、誘電体層３まで貫通するスリット５を備える。   The GND layer 1 includes a slit 5 penetrating to the dielectric layer 3 at a part of the position facing the signal line 4 in the GND layer 1.

図２は、本実施例に係る高周波基板の平面図を示す。ＧＮＤ層１における信号線路４と対向する位置には、長方形形状のスリット５−１〜５−６が設置される。スリット５−１〜５−３及びスリット５−４〜５−６は、信号線路４の幅方向に整列して設置される。また、スリット５−１〜５−６の沿線方向の長さは、互いに同一である。また、伝送する高周波信号の波長をλとしたとき、スリット５−１〜５−３とスリット５−４〜５−６とは、λ／４離れた位置に設置される。   FIG. 2 is a plan view of the high-frequency substrate according to the present embodiment. At the position facing the signal line 4 in the GND layer 1, rectangular slits 5-1 to 5-6 are installed. The slits 5-1 to 5-3 and the slits 5-4 to 5-6 are arranged in alignment in the width direction of the signal line 4. Further, the lengths of the slits 5-1 to 5-6 in the line direction are the same. Further, when the wavelength of the high-frequency signal to be transmitted is λ, the slits 5-1 to 5-3 and the slits 5-4 to 5-6 are installed at positions separated by λ / 4.

スリット５−１〜５−３は、高周波基板製造時におけるＧＮＤ層１のエッチング工程により製造される。そのため、基板製造時のエッチング精度により寸法精度が確保される。また、スリットの開口寸法、及びスリットの個数等は、線路で要求される損失調整量や変化させる損失量のステップに応じて決定すればよい。   The slits 5-1 to 5-3 are manufactured by an etching process of the GND layer 1 at the time of manufacturing the high-frequency substrate. Therefore, the dimensional accuracy is ensured by the etching accuracy when manufacturing the substrate. The opening size of the slit, the number of slits, and the like may be determined according to the loss adjustment amount required for the line and the loss amount step to be changed.

図３は、本実施形態に係るスリット５−３，５−６を導電性樹脂６により閉塞した際の高周波基板の平面図を示す。スリット５−１〜５−３は、高周波基板の挿入損失が調整される場合、導電性樹脂６により閉塞される。スリット５−１〜５−３の閉塞は、スリット５−１〜５−３のうちの１箇所及びスリット５−４〜５−６のうちの１箇所（図３ではスリット５−３，５−６）、つまりλ／４間隔離れて同位置のスリットに対して行うものとする。   FIG. 3 is a plan view of the high-frequency substrate when the slits 5-3 and 5-6 according to the present embodiment are closed with the conductive resin 6. The slits 5-1 to 5-3 are closed by the conductive resin 6 when the insertion loss of the high-frequency substrate is adjusted. The slits 5-1 to 5-3 are blocked by one of the slits 5-1 to 5-3 and one of the slits 5-4 to 5-6 (in FIG. 6) In other words, it is performed for the slits at the same position separated by λ / 4.

導電性樹脂６は、導体の粉末を液状の樹脂に混入させたものであり、導電性と容量性の性質を併せ持つ。   The conductive resin 6 is obtained by mixing a conductive powder in a liquid resin, and has both conductivity and capacitive properties.

次に上記構成の高周波基板において、スリット５の閉塞が、伝送する信号の電力値に与える影響を説明する。   Next, in the high-frequency substrate having the above-described configuration, the influence of the blocking of the slit 5 on the power value of the signal to be transmitted will be described.

図４（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態に係るスリット５を導電性樹脂６により閉塞する際の高周波基板の平面図を示す図である。図４（ａ）はスリット５が未閉塞の状態を示す。このときの信号の電力値を、スリット５−１〜５−３が段階的に閉塞される際の基準とする。図４（ｂ）はスリット５−３とスリット５−６とが閉塞されている状態を示し、図４（ｃ）はスリット５−２，５−３とスリット５−５，５−６とが閉塞されている状態を示し、図４（ｄ）はスリット５−１〜５−６が閉塞されている状態を示す。図４における区間Ａ〜Ｅは、線路を区間ごとに分けたものである。   4A to 4D are plan views of the high-frequency substrate when the slit 5 according to the present embodiment is closed with the conductive resin 6. FIG. 4A shows a state in which the slit 5 is not closed. The power value of the signal at this time is used as a reference when the slits 5-1 to 5-3 are closed in stages. FIG. 4B shows a state where the slit 5-3 and the slit 5-6 are closed, and FIG. 4C shows that the slits 5-2, 5-3 and the slits 5-5, 5-6. FIG. 4D shows a state where the slits 5-1 to 5-6 are closed. Sections A to E in FIG. 4 are obtained by dividing the line into sections.

図５は、高周波基板の区間Ａ〜Ｅそれぞれにおける等価回路を示す。トリプレート線路は、等価回路としては同軸線路と同様に表現できる。そのため、トリプレート線路の等価回路は、抵抗値Ｒと誘導性Ｌを直列に接続し、ＧＮＤとの間に容量性Ｃを持つと考えることができる。ここで、スリット区間以外の区間Ａ，Ｃ，ＥについてはＲ，Ｌ，Ｃは等しい（図中のＲ１，Ｌ１，Ｃ１）。しかし、区間Ｂ及びＤについては、これらの区間とはインピーダンスが異なる。   FIG. 5 shows an equivalent circuit in each of the sections A to E of the high-frequency substrate. A triplate line can be expressed as an equivalent circuit in the same way as a coaxial line. Therefore, it can be considered that the equivalent circuit of the triplate line has a resistance value R and an inductive L connected in series and has a capacitive C between GND. Here, R, L, and C are equal in the sections A, C, and E other than the slit section (R1, L1, and C1 in the figure). However, the impedances of sections B and D are different from those sections.

スリット５−１〜５−６のいずれかを導電性樹脂６により閉塞した場合、インピーダンスはＲ１，Ｌ１，Ｃ１とは異なる値となる（図中のＲ２，Ｌ２，Ｃ２）。このインピーダンスの変化は、基準である図４（ａ）の挿入損失と比較して、高周波基板の挿入損失を増加させる方向に作用する。また、この作用は、閉塞されるスリット５の個数を増やすことでより強くなる。   When any of the slits 5-1 to 5-6 is closed by the conductive resin 6, the impedance is different from R1, L1, and C1 (R2, L2, and C2 in the figure). This change in impedance acts in the direction of increasing the insertion loss of the high-frequency substrate as compared with the insertion loss shown in FIG. In addition, this effect becomes stronger by increasing the number of slits 5 to be closed.

図６は、図４（ａ）〜（ｄ）それぞれの場合における、高周波基板から出力される信号の電力値を示すグラフである。図６に示すように、高周波基板から出力される信号の電力値は、閉塞されるスリットの個数が増加するに従い、減衰する。スリットを導電性樹脂６で閉塞することにより、高周波基板の挿入損失が増加していることがわかる。つまり、基準である図４（ａ）の挿入損失を予め計測しておき、所望値との差分を導出した上で、必要数のスリットを導電性樹脂６で閉塞するだけで、挿入損失をコントロールすることができる。   FIG. 6 is a graph showing the power value of the signal output from the high-frequency substrate in each of the cases shown in FIGS. As shown in FIG. 6, the power value of the signal output from the high-frequency substrate attenuates as the number of closed slits increases. It can be seen that the insertion loss of the high-frequency substrate is increased by closing the slit with the conductive resin 6. That is, the insertion loss in FIG. 4A as a reference is measured in advance, the difference from the desired value is derived, and the insertion loss is controlled by simply closing the required number of slits with the conductive resin 6. can do.

以上のように、上記第１の実施形態では、トリプレート線路のＧＮＤ層１における信号線路４と対向する位置にスリット５−１〜５−６を作成する。そして、高周波基板の挿入損失を調整する際には、その挿入損失の度合いに基づいてスリット５−１〜５−６のうちのいずれかを導電性樹脂６で閉塞するようにしている。導電性樹脂６は、微量ながら電気を通すため、スリットを閉塞した導電性樹脂６から伝送される信号が漏れ、信号の電力が低下する。つまり、スリット５−１〜５−６を導電性樹脂６で閉塞することで、高周波基板の挿入損失を増加させることが可能となる。   As described above, in the first embodiment, the slits 5-1 to 5-6 are formed at positions facing the signal line 4 in the GND layer 1 of the triplate line. When adjusting the insertion loss of the high-frequency substrate, one of the slits 5-1 to 5-6 is closed with the conductive resin 6 based on the degree of the insertion loss. Since the conductive resin 6 conducts electricity in a small amount, a signal transmitted from the conductive resin 6 with the slits closed leaks, and the power of the signal decreases. That is, by closing the slits 5-1 to 5-6 with the conductive resin 6, it becomes possible to increase the insertion loss of the high-frequency substrate.

また、ＧＮＤ層１は、信号線路４の幅方向に複数のスリットを備えるようにしている。このため、高周波基板は、導電性樹脂６により閉塞するスリットを信号線路４の幅方向に配置されたスリットから選択することで、高周波基板の挿入損失の増加量を操作することが可能となる。   Further, the GND layer 1 is provided with a plurality of slits in the width direction of the signal line 4. For this reason, the high frequency board can manipulate the increase in the insertion loss of the high frequency board by selecting the slit closed by the conductive resin 6 from the slits arranged in the width direction of the signal line 4.

また、ＧＮＤ層１は、信号線路４の信号伝送方向にλ／４離間して１対のスリットを備えるようにしている。高周波信号の伝送では、線路の途中でインピーダンスが変化することは、線路の不整合を招き、反射波が発生し、リターンロス及びＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio）が悪化することが知られている。本発明において、λ／４隔ててスリットを作成することにより、区間Ｂ及び区間Ｄで発生する不要反射波を相殺して、線路の整合を保持することが可能となる。   Further, the GND layer 1 is provided with a pair of slits spaced apart by λ / 4 in the signal transmission direction of the signal line 4. In the transmission of high-frequency signals, it is known that a change in impedance in the middle of a line causes a mismatch in the line, a reflected wave is generated, and a return loss and a VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) are deteriorated. In the present invention, by creating slits separated by λ / 4, it becomes possible to cancel unnecessary reflected waves generated in the sections B and D, and to maintain line matching.

したがって、本発明の第１の実施形態に係る高周波基板は、線路製作後であっても基板線路の挿入損失を簡単に調整することができる。   Therefore, the high-frequency substrate according to the first embodiment of the present invention can easily adjust the insertion loss of the substrate line even after the line is manufactured.

なお、本実施形態では、スリット５がＧＮＤ層１のみに配置される例について説明したが、ＧＮＤ層２のみに配置される場合、及び、ＧＮＤ層１，２共に配置される場合でも同様に実施可能である。   In the present embodiment, the example in which the slit 5 is disposed only in the GND layer 1 has been described. Is possible.

（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態に係る高周波基板の斜視図である。本実施形態では、マイクロストリップ線路による高周波基板について説明する。 (Second Embodiment)
FIG. 7 is a perspective view of a high-frequency substrate according to the second embodiment of the present invention. In the present embodiment, a high-frequency substrate using a microstrip line will be described.

マイクロストリップ線路である高周波基板は、ＧＮＤ層７と、ＧＮＤ層７に積層される誘電体層８と、誘電体層８に配線される信号線路９とを備える。   The high-frequency substrate which is a microstrip line includes a GND layer 7, a dielectric layer 8 laminated on the GND layer 7, and a signal line 9 wired on the dielectric layer 8.

上記ＧＮＤ層７は、ＧＮＤ層７における信号線路９と対向する位置の一部に、誘電体層８まで貫通するスリット１０を備える。スリット１０は、信号線路４の幅方向に２列に整列して設置される。また、スリットの沿線方向の長さは、互いに同一である。また、伝送する高周波信号の波長をλとしたとき、各列のスリットは、λ／４離間して設置される。   The GND layer 7 includes a slit 10 that penetrates to the dielectric layer 8 in a part of the position facing the signal line 9 in the GND layer 7. The slits 10 are arranged in two rows in the width direction of the signal line 4. Further, the lengths of the slits in the direction along the line are the same. In addition, when the wavelength of the high-frequency signal to be transmitted is λ, the slits in each row are set apart by λ / 4.

以上のように構成される第２の実施形態に係る高周波基板においても、上記第１の実施形態に係る高周波基板と同様の効果が得られる。つまり、マイクロストリップ線路のＧＮＤ層７における信号線路９と対向する位置にスリット１０を作成し、このスリット１０を導電性樹脂６により閉塞することで、高周波基板の挿入損失を調整するようにしている。   Also in the high frequency board according to the second embodiment configured as described above, the same effects as those of the high frequency board according to the first embodiment can be obtained. That is, a slit 10 is formed at a position facing the signal line 9 in the GND layer 7 of the microstrip line, and the slit 10 is closed with the conductive resin 6 to adjust the insertion loss of the high-frequency substrate. .

また、ＧＮＤ層７は、信号線路９の幅方向に複数のスリットを備えるようにしている。このため、高周波基板は、導電性樹脂６により閉塞するスリットを信号線路９の幅方向に配置されたスリットから選択することで、高周波基板の挿入損失の増加量を操作することが可能となる。   Further, the GND layer 7 is provided with a plurality of slits in the width direction of the signal line 9. For this reason, the high frequency board can manipulate the increase amount of the insertion loss of the high frequency board by selecting the slit closed by the conductive resin 6 from the slits arranged in the width direction of the signal line 9.

また、ＧＮＤ層７は、信号線路９の信号伝送方向にλ／４離間して１対のスリットを備えるようにしている。これにより、区間Ｂ及び区間Ｄで発生する不要反射波を相殺して、線路の整合を保持することが可能となる。   Further, the GND layer 7 is provided with a pair of slits spaced apart by λ / 4 in the signal transmission direction of the signal line 9. As a result, unnecessary reflected waves generated in the sections B and D can be canceled and the line alignment can be maintained.

したがって、本発明の第２の実施形態に係る高周波基板は、線路製作後であっても基板線路の挿入損失を簡単に調整することができる。   Therefore, the high-frequency substrate according to the second embodiment of the present invention can easily adjust the insertion loss of the substrate line even after the line is manufactured.

なお、本実施形態では、スリット１０がＧＮＤ層７のみに配置される例について説明したが、信号線路９のみに配置される場合、及びＧＮＤ層７と信号線路９との両方に配置される場合でも実施可能である。   In this embodiment, the example in which the slit 10 is disposed only in the GND layer 7 has been described. However, the slit 10 is disposed only in the signal line 9 and the slit layer 10 is disposed in both the GND layer 7 and the signal line 9. But it is possible.

本発明の第１の実施形態に係る高周波基板の斜視図。1 is a perspective view of a high-frequency substrate according to a first embodiment of the present invention. 図１の高周波基板の平面図。The top view of the high frequency board | substrate of FIG. 図１のスリットを導電性樹脂で閉塞した際の平面図。The top view at the time of closing the slit of FIG. 1 with conductive resin. 図１のスリットを導電性樹脂で順次閉塞した際の平面図。The top view when the slit of FIG. 1 is obstruct | occluded sequentially with conductive resin. 図１の高周波基板の等価回路。The equivalent circuit of the high frequency board | substrate of FIG. 図４における各スリットの閉塞状態での出力電力値を示すグラフ。The graph which shows the output electric power value in the obstruction | occlusion state of each slit in FIG. 本発明の第２の実施形態に係る高周波基板の斜視図。The perspective view of the high frequency board | substrate which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１…ＧＮＤ層、２…ＧＮＤ層、３…誘電体層、４…信号線路、５，５−１〜５−６…スリット、６…導電性樹脂、７…ＧＮＤ層、８…誘電体層、９…信号線路、１０…スリット。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... GND layer, 2 ... GND layer, 3 ... Dielectric layer, 4 ... Signal line, 5,5-1 to 5-6 ... Slit, 6 ... Conductive resin, 7 ... GND layer, 8 ... Dielectric layer, 9 ... Signal line, 10 ... Slit.

Claims (5)

１対のグランド層と、当該１対のグランド層間に積層される誘電体層と、当該誘電体層間に配置される信号線路とで形成されるトリプレート線路による高周波基板において、
前記１対のグランド層の少なくとも一方は、前記信号線路と対向した位置の一部に一又は複数のスリットを備え、
前記スリットの少なくとも一つは、前記グランド層の導電率よりも低い導電率の導電材料で閉塞されることを特徴とする高周波基板。 In a high-frequency substrate by a triplate line formed by a pair of ground layers, a dielectric layer laminated between the pair of ground layers, and a signal line disposed between the dielectric layers,
At least one of the pair of ground layers includes one or a plurality of slits in a part of a position facing the signal line,
At least one of the slits is closed with a conductive material having a conductivity lower than that of the ground layer. グランド層と、当該グランド層に積層される誘電体層と、当該誘電体層上に配置される信号線路とで形成されるマイクロストリップ線路による高周波基板において、
前記グランド層における前記信号線路と対向した位置の一部及び前記信号線路の一部の少なくとも一方に、一又は複数のスリットが形成され、
前記スリットの少なくとも一つは、前記グランド層及び前記信号線路の導電率よりも低い導電率の導電材料で閉塞されることを特徴とする高周波基板。 In a high-frequency substrate by a microstrip line formed by a ground layer, a dielectric layer laminated on the ground layer, and a signal line disposed on the dielectric layer,
One or more slits are formed in at least one of a part of the ground layer facing the signal line and a part of the signal line,
At least one of the slits is closed with a conductive material having a conductivity lower than that of the ground layer and the signal line. 前記複数のスリットは、前記信号線路の幅方向に並べて形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の高周波基板。 The high-frequency substrate according to claim 1, wherein the plurality of slits are formed side by side in a width direction of the signal line. 前記複数のスリットは、前記信号線路の信号の伝送方向に当該信号の４分の１波長毎に離間して並べて形成され、当該形成されたスリットのうち２つのスリットを１対のスリットとすることを特徴とする請求項１又は２に記載の高周波基板。 The plurality of slits are formed in the signal transmission direction of the signal line so as to be spaced apart for each quarter wavelength of the signal, and two of the formed slits are used as a pair of slits. The high-frequency substrate according to claim 1, wherein: 前記導電材料は、導体の粉末と樹脂とを混合させたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の高周波基板。 The high-frequency substrate according to claim 1, wherein the conductive material is a mixture of conductive powder and resin.
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