JP2009512293A - Ｒｆ抵抗器 - Google Patents

Abstract

本発明は、ＲＦ抵抗器に関し、特に、基板（１６）上に、ＲＦエネルギーを熱に変換する抵抗層（１０）と、ＲＦエネルギーのインフィード用の入力導体トラック（１２）と、接地接点に電気接続する接地導体トラック（１４）と、を有する平面層状構造を有するＲＦ終端抵抗器に関し、前記入力導体トラック（１２）は、前記抵抗層（１０）の第１の端部（１８）に電気的に接続され、前記接地導体トラック（１４）は、前記抵抗層の前記第１の端部（１８）の反対の位置にある第２の端部（２０）に電気的に接続されており、前記抵抗層（１０）は、前記第１の端部（１８）と前記第２の端部（２０）の間で、前記抵抗層（１０）内の前記ＲＦエネルギーの伝播方向（２２）に垂直な方向に、かつ前記平面層状構造の法線（２４）に対して垂直な方向に、側面（２６）により境界づけられているとともに、前記抵抗層（１０）は、特性インピーダンスを所定値に一致させるために、前記抵抗層（１０）の断面を少なくとも部分的に狭くする少なくとも１つの切込みを有している。この場合、前記切込み（２８）は、前記抵抗層（１０）の前記側面（２６）から離間するように形成されている。

Description

本発明は、ＲＦ抵抗器に関し、特に、請求項１の前文で規定されているように、基板上に、ＲＦエネルギーを熱に変換する抵抗層と、ＲＦエネルギーのインフィード用の入力導体トラックと、接地接点に電気接続する接地導体トラックと、を有する平面層状構造を有するＲＦ終端抵抗器に関し、入力導体トラックは、抵抗層の第１の端部に電気的に接続されており、接地導体トラックは、抵抗層の第１の端部の反対の位置にある第２の端部に電気的に接続されており、抵抗層は、第１の端部と第２の端部の間で、抵抗層内のＲＦエネルギーの伝播方向に垂直な方向に、かつ平面層状構造の法線に対して垂直な方向に、側面により境界づけられているとともに、抵抗層は、特性インピーダンスを所定値に一致させるために、抵抗層の断面を少なくとも部分的に狭くする少なくとも１つの切込みを有している。また、本発明は、ＲＦ抵抗器の特性インピーダンス整合方法に関し、特に、請求項９の前文で規定されているように、基板上に、ＲＦエネルギーを熱に変換する抵抗層と、ＲＦエネルギーのインフィード用の入力導体トラックと、接地接点に電気接続する接地導体トラックと、を有する平面層状構造を有するＲＦ終端抵抗器の特性インピーダンス整合方法に関し、入力導体トラックは、抵抗層の第１の端部に電気的に接続され、接地導体トラックは、抵抗層の第１の端部の反対の位置にある第２の端部に電気的に接続されており、抵抗層は、第１の端部と第２の端部の間で、抵抗層内のＲＦエネルギーの伝播方向に垂直な方向に、かつ平面層状構造の法線に対して垂直な方向に、側面により境界づけられているとともに、抵抗層内には、特性インピーダンスを所定値に一致させるために、抵抗層の断面を少なくとも部分的に狭くする少なくとも１つの切込みが形成されている。

ＲＦ抵抗器を広帯域にするために、抵抗層の構造は、無線周波数に関連する周囲条件に整合している。上述した種類のＲＦ終端抵抗器を整合させるために、抵抗層の縁端部の平面領域を切込みにより電気的に非活性化すること、または構造の断面内に深い切込みを形成することが知られている。

しかしながら、これが行われるとき、切込み領域内で局所的に高電流密度が発生するとともに、これらの電流密度は抵抗層内に高温をもたらすという問題が生じる。その結果、ＲＦ抵抗器は狭帯域用途にのみ適すということになるか、または場合によっては使用に適さない廃品として製品から選別されなければならない可能性がある。

本発明の基礎となる目的は、製造工程の歩留まりができるだけ大きく、かつ良好なＲＦ特性を保持した状態で、増大した散逸電力が使用され、かつ特性インピーダンスの整合により抵抗層内の熱が最適な方法で分散されるように、上述した種類のＲＦ抵抗器を改良することである。

この目的は、本発明に基づいて、請求項１で特徴づけられた機能を有する上述した種類のＲＦ抵抗器により、および請求項９に明示された特徴を有する上述した種類の方法により達成される。本発明の有利な実施形態は、他の請求項で説明される。

上述した種類のＲＦ抵抗器では、本発明に基づいて、抵抗層の側面から離間するように形成された切込みが提供されている。

これは、電流密度の増加による過熱点の発生を防止する有利な熱分布が、切込み領域内においてさえ達成されるという利点を有する。

切込みは、抵抗層の断面を、平面層状構造の法線方向に完全に遮るように形成されることが有効である。ＲＦエネルギーの伝播方向において切込みの下流に位置する抵抗層領域は、この方法により完全に非活性化されて、抵抗層の第１の端部の入力導体トラックから抵抗層の第２の端部の接地導体トラックへの電流伝導に対して、もはやいかなる寄与も行わず、その結果、それに対応して、電子オーム抵抗（シート抵抗）が抵抗層の全体にわたって変更される。

切込みを抵抗層の平面内にＵ字状になるように形成して、そのＵ字形状が２つの側部と２つの側部を接続する底部とを有し、Ｕ字状の切込みの開放端部が抵抗層の第２の端部に隣接するように形成されるとともに、Ｕ字状の切込みの側部がＵ字状の切込みの底部よりも実質的に長くなるように形成されていることにより、抵抗層内の電流密度が、ＲＦエネルギーの伝播方向において抵抗層の長さ全体にわたって均一に分散されて、それによって、抵抗層の切込み領域内のいかなる発熱も、より大きな領域全体にわたって分散される。

シート抵抗を特に精細に設定するために、切込みの延長部が、Ｕ字状の切込みの側部のそれらの自由端部の各々に形成されており、これらの自由端部は底部から遠く離れている。これらの延長部は、互いに対称的に形成されることが有効である。

好ましい実施形態では、切込みが、抵抗層の側面の間の中心に配置されている。

上述した種類の方法では、本発明に基づいて、抵抗層の側面から離間するように形成された切込みが提供されている。

これは、電流密度の増加による過熱点の発生を防止する有利な熱分布が、切込み領域内においてさえ達成されるという利点を有する。

上述した種類の方法では、切込みは、抵抗層の断面を、平面層状構造の法線方向に完全に遮るように形成されることが有効である。ＲＦエネルギーの伝播方向において切込みの下流に位置する抵抗層領域は、この方法により完全に非活性化されて、抵抗層の第１の端部の入力導体トラックから抵抗層の第２の端部の接地導体トラックへの電流伝導に対して、もはやいかなる寄与も行わず、その結果、それに対応して、特性インピーダンスが抵抗層の全体にわたって変更される。

上述した種類の方法では、切込みを抵抗層の平面内にＵ字状になるように形成して、そのＵ字形状が２つの側部と２つの側部を接続する底部とを有し、Ｕ字状の切込みの開放端部が抵抗層の第２の端部に隣接するように形成されるとともに、Ｕ字状の切込みの側部がＵ字状の切込みの底部よりも実質的に長くなるように形成されていることにより、抵抗層内の電流密度が、ＲＦエネルギーの伝播方向において抵抗層の長さ全体にわたって均一に分散されて、それによって、抵抗層の切込み領域内のいかなる発熱も、より大きな領域全体にわたって分散される。

特性インピーダンスを特に精細に設定するために、上述した種類の方法では、切込みの延長部が、Ｕ字状の切込みの側部のそれらの自由端部の各々に形成されており、これらの自由端部は底部から遠く離れている。これらの延長部は、互いに対称的に形成されることが有効である。

上述した方法の好ましい実施形態では、切込みが、抵抗層の側面の間の中心に配置されている。

本発明は、図面を参照することにより以下で詳細に説明される。

図１で確認できる本発明のＲＦ終端抵抗器の好ましい実施形態は、抵抗層１０と、入力導体トラック１２と、接地導体トラック１４と、を含んでいる。抵抗層１０と、入力導体トラック１２と、接地導体トラック１４とは、基板１６上の個々の層の形態であり、平面層状構造を形成している。入力導体トラック１２は、抵抗層１０の第１の端部１８に電気的に接続され、接地導体トラック１４は、抵抗層１０の第１の端部１８の反対の位置にある第２の端部２０に電気的に接続されている。抵抗層１０は、ＲＦエネルギーを熱に変換する役目を果たし、入力導体トラック１２は、ＲＦエネルギーを送り込む役目を果たし、接地導体トラック１４は、接地接点（図示せず）に電気的に接続する役目を果たす。

第１の端部１８と第２の端部２０の間において、抵抗層１０内のＲＦエネルギーの伝播方向２２に垂直な方向に、かつ平面層状構造の法線２４に対して垂直な方向に、抵抗層１０は、側面２６により境界づけられている。特性インピーダンスを抵抗層１０における所定値に一致させるために、本発明に基づいて、抵抗層の断面を少なくとも部分的に狭くするＵ字状の切込み２８が形成され、このＵ字状の切込み２８は側面２６の間の中心に配置されており、Ｕ字状の切込み２８の開放端部３０は抵抗層１０の第２の端部２０に隣接するようになされている。Ｕ字状の切込み２８は、２つの平行な側部３２と、側部３２を一緒に接続する底部３４とを有するように形成され、この側部３２は、抵抗層１０内のＲＦエネルギーの伝播方向２２に平行に伸張するとともに、底部３４よりも実質的に長くなるように形成されている。これは、側部３２の間に比較的大きな電気的非活性領域を与えるとともに、切込み２８の領域内に比較的大きな電気的活性断面が残っている。その結果、電流密度は断面の大きな領域全体に分散され、電流密度が大きく局所的に限定されたいかなる点も回避される。これは、より大きな領域全体で作り出された熱エネルギーを分散するため、温度が高く局所的に限定されたいかなる点も回避される。

本発明のＲＦ抵抗器を広帯域にするために、抵抗層の構造は、無線周波数に関連する周囲条件に整合しており、整合は、本発明に基づいて、縦方向における構造の中心の、熱の分散に好都合な点で実行され、同時に、もたらされる効果は、できるだけ良好な整合値に整合するためである。シート抵抗の従来の整合方法では、電流密度の増加の結果、過熱点が発生するが、本発明に基づいて形成された切込み２８を用いることにより、電流密度は、ＲＦエネルギーの伝播方向２２において抵抗構造１０の長さ全体にわたって均一に分散される。電流が流れる抵抗器領域は、実質的により幅広い。

図２および図３は、抵抗層１０のシート抵抗に対する本発明の切込み２８の有利な効果を示している。図２および図３の値は、シミュレーションにより決定された。

図４〜図６は、整合が行われなかったとき（図４）、切込み２８の第１の実施形態により整合が行われたとき（図５）、および切込み２８の第２の実施形態により整合が行われたとき（図６）の、抵抗構造１０内の様々な点における実験で測定された温度の値を示している。図５に示されている切込み２８の第１の実施形態の場合では、切込み２８は、純粋にＵ字状になるように形成されており、側部３２と底部３４とを有している。図６に示されている切込み２８の第２の実施形態の場合では、切込み２８は、図５のようにＵ字状になるように形成されるとともに、さらに、側部３２の自由端部には、側部３２に対して垂直に伸張する切込み２８の延長部３６を有しており、このことは、これらの延長部３６は、ＲＦエネルギーの伝播方向２２に対して垂直であり、電流の流れに対して抵抗構造１０の付加的な領域を隠す、すなわち、これらの延長部３６が、この付加的な領域を電気的に非活性化することを意味し、この付加的な領域が、第１の端部１８から第２の端部２０への電流の流れにおいて何の役割も果たさないということを意味する。このようにして抵抗層１０の電子オーム抵抗（シート抵抗）について追加措置が取られている。

選択された整合スロットの関数としての抵抗層内の温度分布が従う傾向を、明確に確認できる。本発明の切込み２８による整合は、技術的な面では達成することがきわめて容易であり、整合スロットが非常に大きいときでさえ、むしろ正確に、一様温度分布を作り出す。先行技術で普通であるような極端な切込み（Ｉカット）とは対照的に、本発明の切込み２８を用いることにより、大きな整合があるとき、一様分布の結果、温度の低下さえもたらされる。高散逸電力により、寸法が波長と比較して大きな抵抗構造が達成される。それにもかかわらず、負荷に対して良好な整合を達成できるようにするために、基板１６上の抵抗構造１０、特に、縦方向２２の抵抗領域は、構造に対して可変の幅により整合される。また、比較的長く整合するための切込み２８を製作する可能性は、反射率係数にプラスの効果を有する。全体として、以下の利点、すなわち、一定の熱分布（過熱点がない）、全帯域幅にわたる非常に良い反射率係数の保証、および製造の高歩留まりによる原価低減が達成される。

新規な整合方法の有利な特性は、抵抗器基板の使用について直接的な効果を有する。実用のためには、満たされなければならない付随条件がある。これらは、例えば、はんだ接続に対する最大温度応力、または抵抗層の最大許容温度適合性であるかもしれない。有利な特性のために、本発明は、特に、ＲＦ抵抗器を数多く製造するのに適している（大量生産、流れ作業生産）。

ＲＦ抵抗器の特性インピーダンス整合方法、特に、基板上に、ＲＦエネルギーを熱に変換する抵抗層と、ＲＦエネルギーのインフィード用の入力導体トラックと、接地接点に電気接続する接地導体トラックと、を有する平面層状構造を有するＲＦ終端抵抗器の特性インピーダンス整合方法において、入力導体トラックは、抵抗層の第１の端部に電気的に接続され、接地導体トラックは、抵抗層の第１の端部の反対の位置にある第２の端部に電気的に接続されており、抵抗層は、第１の端部と第２の端部の間で、抵抗層内のＲＦエネルギーの伝播方向に垂直な方向に、かつ平面層状構造の法線に対して垂直な方向に、側面により境界づけられているとともに、抵抗層内には、特性インピーダンスを所定値に一致させるために、抵抗層の断面を少なくとも部分的に狭くする少なくとも１つの切込みが形成されている、ＲＦ抵抗器、特に、ＲＦ終端抵抗器の特性インピーダンス整合方法は、切込みが抵抗層の側面から離間するように形成されていることを特徴とする。

これは、電流密度の増加による過熱点の発生を防止する有利な熱分布が、切込み領域内においてさえ達成されるという利点を有する。

上述した種類の方法では、切込みは、抵抗層の断面を、平面層状構造の法線方向に完全に遮るように形成されることが有効である。ＲＦエネルギーの伝播方向において切込みの下流に位置する抵抗層領域は、この方法により完全に非活性化されて、抵抗層の第１の端部の入力導体トラックから抵抗層の第２の端部の接地導体トラックへの電流伝導に対して、もはやいかなる寄与も行わず、その結果、それに対応して、シート抵抗が抵抗層の全体にわたって変更される。

上述した種類の方法では、切込みを抵抗層の平面内にＵ字状になるように形成して、そのＵ字形状が２つの側部と２つの側部を接続する底部とを有し、Ｕ字状の切込みの開放端部が抵抗層の第２の端部に隣接するとともに、Ｕ字状の切込みの側部がＵ字状の切込みの底部よりも実質的に長くなるように形成されていることにより、抵抗層内の電流密度が、ＲＦエネルギーの伝播方向において抵抗層の長さ全体にわたって均一に分散されて、それによって、抵抗層の切込み領域内のいかなる発熱も、より大きな領域全体にわたって分散される。

特性インピーダンスを特に精細に設定するために、上述した種類の方法では、Ｕ字状の切込みの延長部が、切込みの側部のそれらの自由端部の各々に形成されており、これらの自由端部は底部から遠く離れている。これらの延長部は、互いに対称的に形成されることが有効である。

上述した方法の好ましい実施形態では、切込みが、抵抗層の側面の間の中心に形成されている。

本発明のＲＦ抵抗器の好ましい実施形態の平面図である。 切込みによる整合を行っていないときの図１に示したＲＦ抵抗器の周波数に対する特性インピーダンスの整合を示しているグラフである。 本発明の切込みによる整合を行っているときの図１に示したＲＦ抵抗器の周波数に対する特性インピーダンスの整合を示しているグラフである。 本発明の切込みによる整合を行っていないＲＦ抵抗器の他の実施形態の平面図である。 本発明の切込みによる整合を行っている図４に示したＲＦ抵抗器の第１の好ましい実施形態の平面図である。 本発明の切込みによる整合を行っている図４に示したＲＦ抵抗器の第２の好ましい実施形態の平面図である。

Claims (16)

1. ＲＦ抵抗器、特に、基板（１６）上に、ＲＦエネルギーを熱に変換する抵抗層（１０）と、ＲＦエネルギーのインフィード用の入力導体トラック（１２）と、接地接点に電気接続する接地導体トラック（１４）と、を有する平面層状構造を有するＲＦ終端抵抗器において、前記入力導体トラック（１２）は、前記抵抗層（１０）の第１の端部（１８）に電気的に接続され、前記接地導体トラック（１４）は、前記抵抗層の前記第１の端部（１８）の反対の位置にある第２の端部（２０）に電気的に接続されており、前記抵抗層（１０）は、前記第１の端部（１８）と前記第２の端部（２０）の間で、前記抵抗層（１０）内の前記ＲＦエネルギーの伝播方向（２２）に垂直な方向に、かつ前記平面層状構造の法線（２４）に対して垂直な方向に、側面（２６）により境界づけられているとともに、前記抵抗層（１０）は、特性インピーダンスを所定値に一致させるために、前記抵抗層（１０）の断面を少なくとも部分的に狭くする少なくとも１つの切込みを有している、ＲＦ抵抗器、特に、ＲＦ終端抵抗器であって、前記切込み（２８）が前記抵抗層（１０）の前記側面（２６）から離間するように形成されていることを特徴とするＲＦ抵抗器。
2. 請求項１に記載のＲＦ抵抗器であって、前記切込み（２８）が、前記抵抗層（１０）の断面を、前記平面層状構造の前記法線方向（２４）に完全に遮るように形成されていることを特徴とするＲＦ抵抗器。
3. 請求項１または２に記載のＲＦ抵抗器であって、前記切込み（２８）が、前記抵抗層（１０）の平面内に、２つの側部（３２）と前記側部（３２）を接続する底部（３４）とを有するＵ字状になるように形成されていることを特徴とするＲＦ抵抗器。
4. 請求項３に記載のＲＦ抵抗器であって、前記Ｕ字状の切込み（２８）の前記側部（３２）が、前記Ｕ字状の切込み（２８）の前記底部（３４）よりも実質的に長くなるように形成されていることを特徴とするＲＦ抵抗器。
5. 請求項３または４に記載のＲＦ抵抗器であって、前記Ｕ字状の切込み（２８）の開放端部（３０）が、前記抵抗層（１０）の前記第２の端部（２０）に隣接していることを特徴とするＲＦ抵抗器。
6. 請求項３〜５のうちの少なくとも１項に記載のＲＦ抵抗器であって、前記Ｕ字状の切込み（２８）の延長部（３６）が、前記切込み（２８）の前記側部（３２）のそれらの自由端部の各々に形成されており、前記自由端部は前記底部（３４）から遠く離れていることを特徴とするＲＦ抵抗器。
7. 請求項６に記載のＲＦ抵抗器であって、前記延長部（３６）が、互いに対称的に形成されていることを特徴とするＲＦ抵抗器。
8. 先行する請求項のうちの少なくとも１項に記載のＲＦ抵抗器であって、前記切込み（２８）が、前記抵抗層（１０）の前記側面（２６）の間の中心に配置されていることを特徴とするＲＦ抵抗器。
9. ＲＦ抵抗器の特性インピーダンス整合方法、特に、基板上に、ＲＦエネルギーを熱に変換する抵抗層と、ＲＦエネルギーのインフィード用の入力導体トラックと、接地接点に電気接続する接地導体トラックと、を有する平面層状構造を有するＲＦ終端抵抗器の特性インピーダンス整合方法において、前記入力導体トラックは、前記抵抗層の第１の端部に電気的に接続され、前記接地導体トラックは、前記抵抗層の前記第１の端部の反対の位置にある第２の端部に電気的に接続されており、前記抵抗層は、前記第１の端部と前記第２の端部の間で、前記抵抗層内の前記ＲＦエネルギーの伝播方向に垂直な方向に、かつ前記平面層状構造の法線に対して垂直な方向に、側面により境界づけられているとともに、前記抵抗層内には、前記特性インピーダンスを所定値に一致させるために、前記抵抗層の断面を少なくとも部分的に狭くする少なくとも１つの切込みが形成されている、ＲＦ抵抗器、特に、ＲＦ終端抵抗器の特性インピーダンス整合方法であって、前記切込みが、前記抵抗層の前記側面から離間するように形成されていることを特徴とする方法。
   これは、電流密度の増加による過熱点の発生を防止する有利な熱分布が、前記切込み領域内においてさえ達成されるという利点を有する。
10. 請求項９に記載の方法であって、前記切込みが、前記抵抗層の断面を、前記平面層状構造の前記法線方向に完全に遮るように形成されていることを特徴とする方法。
    上述した種類の方法では、前記切込みは、前記抵抗層の断面を、前記平面層状構造の前記法線方向に完全に遮るように形成されることが有効である。前記ＲＦエネルギーの前記伝播方向において前記切込みの下流に位置する前記抵抗層領域は、この方法により完全に非活性化されて、前記抵抗層の前記第１の端部の前記入力導体トラックから前記抵抗層の前記第２の端部の前記接地導体トラックへの電流伝導に対して、もはやいかなる寄与も行わず、その結果、それに対応して、前記特性インピーダンスが前記抵抗層の全体にわたって変更される。
11. 請求項９または１０に記載の方法であって、前記切込みが、前記抵抗層の平面内に、２つの側部と前記２つの側部を接続する底部とを有するＵ字状になるように形成されていることを特徴とする方法。
    上述した種類の方法では、前記切込みを前記抵抗層の平面内にＵ字状になるように形成して、前記Ｕ字形状が２つの側部と前記２つの側部を接続する底部とを有し、前記Ｕ字状の切込みの開放端部が前記抵抗層の前記第２の端部に隣接するとともに、前記Ｕ字状の切込みの前記側部が前記Ｕ字状の切込みの前記底部よりも実質的に長くなるように形成されていることにより、前記抵抗層内の電流密度が、前記ＲＦエネルギーの前記伝播方向において前記抵抗層の長さ全体にわたって均一に分散されて、それによって、前記抵抗層の前記切込み領域内のいかなる発熱も、より大きな領域全体にわたって分散される。
12. 請求項１１に記載の方法であって、前記Ｕ字状の切込みが、前記抵抗層の前記第２の端部に隣接する前記Ｕ字状の切込みの開放端部を有するように形成されていることを特徴とする方法。
13. 請求項１１または１２に記載の方法であって、前記Ｕ字状の切込みの前記側部が、前記Ｕ字状の切込みの前記底部よりも実質的に長くなるように形成されていることを特徴とする方法。
14. 請求項９〜１３のうちの少なくとも１項に記載の方法であって、前記切込みの延長部が、前記Ｕ字状の切込みの前記側部のそれらの自由端部の各々に形成されており、前記自由端部は前記底部から遠く離れていることを特徴とする方法。
    前記特性インピーダンスを特に精細に設定するために、上述した種類の方法では、前記切込みの延長部が、前記Ｕ字状の切込みの前記側部のそれらの自由端部の各々に形成されており、前記自由端部は前記底部から遠く離れている。これらの延長部は、互いに対称的に形成されることが有効である。
15. 請求項１４に記載の方法であって、これらの延長部が、互いに対称的に形成されていることを特徴とする方法。
16. 請求項９〜１３のうちの少なくとも１項に記載の方法であって、前記切込みが、前記抵抗層の前記側面の間の中心に形成されていることを特徴とする方法。
    上述した方法の好ましい実施形態では、前記切込みが、前記抵抗層の前記側面の間の中心に形成されている。

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