JP2010226552A - 伝送線路 - Google Patents

Abstract

【課題】埋込グランド配線１５同士の間隔が信号配線１０を伝送する高周波の波長の１／４となる時に発生する共振現象を抑制する。
【解決手段】伝送線路は、対向する表面及び裏面を有する誘電体基板２１と、この表面上に配置され且つ高周波を伝送する信号配線１０と、表面上に配置され且つ信号配線１０から絶縁された表面グランド電極１１と、誘電体基板２１の表裏面を貫通し且つ信号配線１０に接続された貫通信号配線１２と、基板裏面上に配置された裏面グランド電極１４と、誘電体基板２１に埋め込まれ且つ貫通信号配線１２の周囲に円弧状且つ等間隔に配置された複数の埋込グランド配線１５ａ〜１５ｇとを有する。各埋込グランド配線１５ａ〜１５ｇが、表面グランド電極１１及び裏面グランド電極１４の少なくともいずれか一方に接続され、複数の埋込グランド配線１５ａ〜１５ｇが、前記した高周波の波長の１／４未満の間隔で配置されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、マイクロ波などを伝送する伝送線路に関する。

従来から、マイクロ波などを伝送するストリップ線路を用いた伝送線路が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の第４図では、ＰＴＦＥからなる誘電体基板の表面側に第１ストリップ導体を設け、誘電体基板の裏面側には、第１ストリップ導体の一端と接続用スルーホールを介して一端が電気的に接続された第２ストリップ導体を設けている。更に、誘電体基板の裏面側に第１接地導体を設け、誘電体基板の表面側に第２接地導体を設けることにより、誘電体基板の表裏面それぞれにマイクロストリップ線路を形成している。

そして、接続用スルーホールを囲むように、上端が第２接地導体に接続された複数の接地用スルーホールを設けている。これにより、円柱形誘電体線路と同等の伝送特性が得られ、接続用スルーホールの伝送路のインピーダンスを安定させることができるとされている。

特開平１０−１７３４１０号公報

しかし、接続用スルーホールを囲むように複数の接地用スルーホールを配置しただけでは、接地用スルーホール同士の間で発生する共振現象を抑制することができない。具体的には、接地用スルーホール同士の間隔が接続用スルーホールを伝送する高周波の波長の１／４となる時に発生する共振現象を抑制することができず、伝送線路の通過特性にリプルが発生してしまう。

本発明は、上記問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、埋込グランド配線同士の間隔が信号配線を伝送する高周波の波長の１／４となる時に発生する共振現象を抑制する伝送線路を提供することである。

本発明の第１の特徴は、ＭＥＭＳ構造体に用いられる伝送線路であって、当該伝送線路が、対向する第１の主表面及び第２の主表面を有する誘電体基板と、第１の主表面上に配置され、且つ高周波を伝送する信号配線と、第１の主表面上に配置され、且つ信号配線から電気的に絶縁された表面グランド電極と、誘電体基板の第１の主表面から第２の主表面までを貫通し、且つ信号配線に電気的に接続された貫通信号配線と、第２の主表面上に配置され、且つ貫通信号配線から電気的に絶縁された裏面グランド電極と、誘電体基板に埋め込まれ、且つ貫通信号配線の周囲に円弧状且つ等間隔に配置された複数の埋込グランド配線とを有し、埋込グランド配線の各々が、表面グランド電極及び裏面グランド電極の少なくともいずれか一方に電気的に接続され、複数の埋込グランド配線が、信号配線を伝送する高周波の波長の１／４未満の間隔で配置されていることである。

本発明の第１の特徴によれば、信号配線を伝送する高周波の波長の１／４未満の間隔で複数の埋込グランド配線を配置することにより、埋込グランド配線同士の間隔が信号配線を伝送する高周波の波長の１／４となる時に発生する共振現象、及びこれによるリップルの発生を抑制することができる。すなわち、埋込グランド配線同士の間隔を、伝送線路が伝送する高周波の帯域のうち最も短い波長の１／４よりも短く設定すれば、この共振現象及びリップルの発生を抑制することができる。

本発明の第１の特徴において、一部の埋込グランド配線が、表面グランド電極または裏面グランド電極のいずれか一方にだけ電気的に接続されていてもよい。これにより、第１の主表面或いは第２の主表面において信号配線または裏面取出配線と重なっている位置でも、埋込グランド配線を配置することができる。よって、上記した共振現象を抑制する効果が増加する。また、貫通信号配線を円弧状に囲む範囲が広がり、擬似的な同軸構造が強まり、インピーダンスを一定にすることができる。

本発明の第１の特徴において、信号配線に重なる部分に配置される一部の埋込グランド配線の第１の主表面側端部と信号配線との間には誘電体基板が介在し、一部の埋込グランド配線の第２の主表面側端部は裏面グランド電極に電気的に接続されていてもよい。これにより、第１の主表面において信号配線と重なっている位置でも、埋込グランド配線を配置することができる。よって、上記した共振現象を抑制する効果が増加する。また、貫通信号配線を円弧状に囲む範囲が広がり、擬似的な同軸構造が強まり、インピーダンスを一定にすることができる。

また、伝送線路は、第２の主表面上に配置され、且つ貫通信号配線に電気的に接続された裏面取出電極を更に備え、裏面取出電極線に重なる部分に配置される他の一部の埋込グランド配線の第２の主表面側端部と裏面取出電極との間には誘電体基板が介在し、他の一部の埋込グランド配線の第１の主表面側端部は表面グランド電極に電気的に接続されていてもよい。これにより、第２の主表面において裏面取出電極と重なっている位置でも、埋込グランド配線を配置することができる。よって、上記した共振現象を抑制する効果が増加する。また、貫通信号配線を円弧状に囲む範囲が広がり、擬似的な同軸構造が強まり、インピーダンスを一定にすることができる。

本発明の第２の特徴は、ＭＥＭＳ構造体に用いられる伝送線路であって、当該伝送線路が、対向する第１の主表面及び第２の主表面を有する誘電体基板と、第１の主表面上に配置され、且つ高周波を伝送する信号配線と、第１の主表面上に配置され、且つ信号配線から電気的に絶縁された表面グランド電極と、誘電体基板の第１の主表面から第２の主表面までを貫通し、且つ信号配線に電気的に接続された貫通信号配線と、第２の主表面上に配置され、貫通信号配線から電気的に絶縁された裏面グランド電極と、誘電体基板に埋め込まれ、且つ貫通信号配線の周囲を円弧状且つ連続して取り囲む埋込グランド配線とを有し、埋込グランド配線が、表面グランド電極及び裏面グランド電極の少なくともいずれか一方に電気的に接続されていることである。

本発明の第２の特徴によれば、埋込グランド配線が貫通信号配線の周囲を円弧状且つ連続して取り囲むことにより、埋込グランド配線同士の間隔が信号配線を伝送する高周波の波長の１／４となる時に発生する共振現象、及びこれによるリップルの発生を防止することができる。また、擬似的な同軸構造が強まり、インピーダンスを一定にすることができる。

本発明の伝送線路によれば、埋込グランド配線同士の間隔が信号配線を伝送する高周波の波長の１／４となる時に発生する共振現象を抑制することができる。

本発明の第１の実施の形態に関わる伝送線路を用いたマイクロリレーの外観を示す斜視図である。 図１のベース２０、機能部３０、カバー４０及び駆動装置５０を積層方向（ｚ方向）に分離した状態で示す斜視図である。 図３（ａ）は、図２の点線Ｇで囲んだ部分に適用される、本発明の第１の実施の形態に関わる伝送線路の構成を示す上面図であり、図３（ｂ）は、その底面図である。 図４（ａ）は、信号配線１０の一端における貫通信号配線１２及び埋込グランド配線１５ａ〜１５ｇの配置を示す斜視図であり、図４（ｂ）は、図３（ａ）におけるＡ−Ａ切断面に沿った断面図である。 図５（ａ）は、図２の点線Ｇで囲んだ部分に適用される、本発明の第２の実施の形態に関わる伝送線路の構成を示す上面図であり、図５（ｂ）は、その底面図である。 図６（ａ）は、信号配線１０の一端における貫通信号配線１２及び埋込グランド配線１５ａ〜１５ｃ、１５ｅ〜１５ｇの配置を示す斜視図であり、図６（ｂ）は、図５（ａ）におけるＢ−Ｂ切断面に沿った断面図である。 図７（ａ）は、図２の点線Ｇで囲んだ部分に適用される、本発明の第３の実施の形態に関わる伝送線路の構成を示す上面図であり、図７（ｂ）は、その底面図であり、図７（ｃ）は、信号配線１０の一端における貫通信号配線１２及び埋込グランド配線１７の配置を示す斜視図である。 図８（ａ）は、図２の点線Ｇで囲んだ部分に適用される、本発明の第１の実施の形態の変形例に関わる伝送線路の構成を示す上面図であり、図８（ｂ）は、その底面図であり、図８（ｃ）は、図８（ａ）におけるＣＤ切断面に沿った断面図である。

以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付している。
（第１の実施の形態）

先ず、図１及び図２を参照して、本発明の第１の実施の形態に関わる伝送線路を用いたＭＥＭＳ構造体の一例として、マイクロリレーの構成を説明する。本発明の第１の実施の形態に関わるマイクロリレーは、高周波の電気信号を取り扱い、且つ半導体プロセスを用いて作製される微小駆動機構を有するＭＥＭＳリレーであり、更に、常開接点と常閉接点とを備えた所謂ラッチング型リレーである。

図１に示すように、マイクロリレーは、ベース２０と、機能部３０と、カバー４０と、電磁石装置５１を有する駆動装置５０とを備えている。図２は、ベース２０、機能部３０、カバー４０及び駆動装置５０の各構成を図示するため、各々を積層方向（ｚ方向）に分離した状態で示している。本発明の第１の実施の形態に関わる伝送線路は、ベース２０の一部分、例えば、点線Ｇで囲んだ部分に用いられている。

次に、図２を参照して、ベース２０、機能部３０、カバー４０及び駆動装置５０の各構成を説明する。

ベース２０は、例えば、直方体状のガラス基板２１と、機能部３０に対向するガラス基板２１の第１の主表面（以後、「表面」という）上に配置された信号配線１０とを備える。信号配線１０は、ガラス基板２１の表面上における長手方向両端側それぞれに対を成して配置されている。各信号配線１０の長さ方向は、ガラス基板２１の短手方向（ｘ方向）と一致し、１対の信号配線１０は、その長さ方向に並んで配置されている。

ガラス基板２１の表面上には、信号配線１０に電気的に接続される複数の固定接点２６がそれぞれ形成されている。各固定接点２６は、各信号配線１０においてガラス基板２１の内側となる端部に接続されている。よって、ガラス基板２１の長手方向の両端側それぞれに、一対の固定接点２６が設けられている。

固定接点２６は、例えば、銅（Ｃｕ）や金（Ａｕ）などの導電性が良好な金属材料からなる金属薄膜である。このような固定接点２６は、スパッタ法や、電気めっき法、真空蒸着法などを利用して形成することができる。また、固定接点２６は、単層構造に限らず、例えば、Ａｕ層と、Ａｕ層とベース２０との間に介在されるＴｉ層とからなる多層構造であってもよい。

機能部３０は、主として、可動部３２と、可動部３２を囲むフレーム３３とを有する。

フレーム３３は、矩形枠状に形成されている。フレーム３３の長手方向の両端側それぞれには、信号配線１０をカバー４０側に臨ませる開口（以下、本実施形態において「第１の開口」と称する）３１が形成されている。また、フレーム３３の中央部には、可動部３２用の開口（以下、本実施形態において「第２の開口」と称する）３４が形成されている。第１の開口３１それぞれと第２の開口３４とは、フレーム３３の短手方向の中央部において互いに連通されている。なお、フレーム３３における第１の開口３１それぞれと第２の開口３４との間の部位が、フレーム３３の長手方向に沿った方向への可動部３２の移動を規制する一対の規制突起を構成する。また、フレーム３３の外形サイズは、ベース２０の外形サイズを等しい。

可動部３２は、フレーム３３の第２の開口３４内に配置される本体部３２０と、フレーム３３の第１の開口３１内にそれぞれ配置される接点用突片３２１とを有している。本体部３２０は、矩形板状に形成されている。本体部３２０の長手方向とフレーム３３の長手方向とは略一致している。本体部３２０の長手方向の両端部それぞれの中央部には、接点用突片３２１が突設されている。接点用突片３２１の先端部は、第１の開口３１内に配置されている。接点用突片３２１におけるベース２０との対向面（図２における下面）には可動接点３２２が設けられている。可動接点３２２が一対の固定接点２６それぞれに同時に接触した時、可動接点３２２は当該一対の固定接点２６間を短絡させる。一方、本体部３２０の短手方向の両端部それぞれの中央部には、支点用突片３２３が突設されている。支点用突片３２３におけるカバー４０との対向面（図２における上面）には支点突起３２４が設けられている。支点突起３２４は、可動部３２の揺動動作（シーソ動作）の支点として使用される。

可動部３２は、複数（例えば４つ）の支持片３５によりフレーム３３と一体に連結されている。各支持片３５は、フレーム３３の第２の開口３４の長手方向における内側面と、本体部３２０の短手方向の外側面とを一体に連結している。４つの支持片３５は、本体部３２０の中心に対して点対称となる位置に配置されている。

支持片３５は、積層方向（ｚ方向）に直交する平面内で本体部３２０の長手方向に沿った方向に蛇行しながら進む曲線形状を有する。これによって、可動部３２はフレーム３３に対して揺動自在に支持される。支持片３５を蛇行形状に形成することで、支持片３５の長さを長くできる。そのため、可動部３２が揺動する際に支持片３５がねじられることで生じるばね力のばね定数を適切に小さくすることができ、支持片３５に加えられる応力も分散することができる。

可動部３２、フレーム３３及び支持片３５は、例えば、５０μｍ〜３００μｍ程度、好ましくは２００μｍ程度の厚みの半導体基板（例えば、シリコン基板や、ＳＯＩ基板）をフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術などの半導体微細加工技術を利用してパターニングすることにより形成することができる。

可動部３２の本体部３２０におけるカバー４０との対向面（図２における上面）側には、アーマチュア６０が設けられている。アーマチュア６０は、例えば、電磁軟鉄、電磁ステンレス、パーマロイなどの磁性材料を矩形板状に機械加工したものからなり、接着、溶接、熱着、或いはロウ付けなどの方法で本体部３２０に接合される。アーマチュア６０は、駆動装置５０の電磁石装置５１が発生する磁場により可動部３２を揺動させるために使用される。一方、可動部３２におけるベース２０との対向面側には、レシジュアル（レシジャル）７０が設けられている。レシジュアル７０は、可動部３２とベース２０との距離を好適な距離に設定するために使用される。

上記した機能部３０のフレーム３３は、可動接点３２２と一対の固定接点２６とがそれぞれ対向するように位置合わせを行った状態で、ベース２０に接合される。これにより、機能部３０はベース２０の表面側に取り付けられる。なお、フレーム３３をベース２０に接合するにあたっては、接合用の金属層（図示せず）を用いることができる。当該金属層は、グランドとして利用することができる。

カバー４０は、例えば、直方体状のガラス基板４５と、閉塞板４２とを有する。ガラス基板４５の外形サイズは、ベース２０の外形サイズと等しい。ガラス基板４５の中央部には、ガラス基板４５を積層方向（ｚ方向）に貫通する開孔部４１が形成されている。閉塞板４２は、ガラス基板４５における機能部３０との対向面（図２における下面）に密着接合され、開孔部４１全体を閉塞している。したがって、開孔部４１の内周面と閉塞板４２とで囲まれる空間部が駆動装置５０の収納室を構成している。閉塞板４２は、例えば、厚みが５〜５０μｍ程度、好ましくは２０μｍ程度に形成されたシリコン板やガラス板などの薄板からなる。カバー４０は、フレーム３３におけるベース２０側とは反対側の面（図２における上面）に接合される。なお、ガラス基板４５をフレーム３３に接合するにあたっては、接合用の金属層（図示せず）を用いることができる。当該金属層は、高周波用のシールド層として利用することができる。ただし、駆動装置５０の磁場を遮断することがないように、当該金属層の材料には、非磁性体を用いる。

駆動装置５０は、アーマチュア６０を吸引する磁場を発生させる電磁石装置５１と、可動部３２をラッチするための永久磁石５２とを備えている。電磁石装置５１は、主として、ヨーク５３と、一対のコイル５４とを備えている。ヨーク５３は、長尺矩形板状の主片５３０と、主片５３０の表面側（図２における下面側）の長手方向両端部それぞれに突設された矩形板状の脚片５３１とを一体に備えている。このようなヨーク５３は、電磁軟鉄などの鉄板を曲げ加工あるいは鍛造加工することにより形成されている。永久磁石５２は、直方体状に形成され、積層方向の一面側と他面側とが互いに異極となるように着磁されている。永久磁石５２は、その他面をヨーク５３の主片５３０の上記表面における長手方向中央部に当接させるようにして、ヨーク５３に取り付けられる。各コイル５４は、主片５３０における各脚片５３１と永久磁石５２との間の部位それぞれに巻回される。また、駆動装置５０には、一対のコイル端子５５が設けられている。これら一対のコイル端子５５間に電圧を印加することで、各コイル５４に電流が流れる。このような駆動装置５０は、カバー４０の上記収納室に収納される。

なお、図１および図２に示すマイクロリレーでは、コイル５４に通電するための駆動電極（図示せず）がガラス基板２１の表面に対向する第２の主表面（裏面）上に形成されている。また、ガラス基板４５における機能部３０側とは反対側の面に、コイル端子５５が接続される配線パターン４３が形成されている。ここで、上記した駆動電極と配線パターン４３とは、ガラス基板２１を積層方向に貫通する貫通ビア２７と、フレーム３３を厚み方向に貫通する貫通ビア３６と、カバー４０を厚み方向に貫通する貫通ビア４４とによって、電気的に接続されている。

また、図１及び図２には示さないが、１対の信号配線１０においてベース２０の外側となる端部は、ガラス基板２１を貫通する孔の内部に埋め込まれた貫通信号配線を介して、ガラス基板２１の第２の主表面（裏面）上に配置された裏面取出電極に電気的に接続されている。本発明の第１の実施の形態に関わる伝送線路は、信号配線１０、貫通信号配線、及び裏面取出電極を含む、図２の点線Ｇで囲んだ部分に適用される。

次に、図３及び図４を参照して、図２に示すベース２０における点線Ｇで囲んだ部分に適用される、本発明の第１の実施の形態に関わる伝送線路の構成を説明する。図３（ａ）は、図２に示すベース２０における点線Ｇで囲んだ部分の機能部３０側の面（表面）を示す平面図であり、図３（ｂ）は、表面に対向する裏面を示す平面図である。

本発明の第１の実施の形態に関わる伝送線路は、ＭＥＭＳ構造体の一例としてのマイクロリレーに用いられる伝送線路であって、対向する第１の主表面（表面）及び第２の主表面（裏面）を有する誘電体基板の一例としてのガラス基板２１と、ガラス基板２１の表面上に配置され、且つ高周波を伝送する信号配線１０と、ガラス基板２１の表面上に配置され、且つ信号配線１０から電気的に絶縁された表面グランド電極１１と、ガラス基板２１の表面から裏面までを貫通し、且つ信号配線１０に電気的に接続された貫通信号配線１２と、ガラス基板２１の裏面上に配置され、且つ貫通信号配線１２から電気的に絶縁された裏面グランド電極１４と、ガラス基板２１に埋め込まれ、且つ貫通信号配線１２の周囲に円弧状且つ等間隔に配置された複数の埋込グランド配線１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆ、１５ｇとを有する。埋込グランド配線１５ａ〜１５ｇの各々は、表面グランド電極１１及び裏面グランド電極１４の少なくともいずれか一方に電気的に接続されている。複数の埋込グランド配線１５ａ〜１５ｇは、信号配線１０を伝送する高周波の波長の１／４未満の間隔で配置されている。

図３（ａ）の信号配線１０は、１つの線状の配線であって、その両端において貫通信号配線１２に接触している。図２のベース２０における信号配線１０に適用する場合、図３の信号配線１０の中央部分を削除して、１対の信号配線１０とすればよい。

表面グランド電極１１は、ガラス基板２１の表面において、信号配線１０の周りを囲むように配置され、表面グランド電極１１と信号配線１０との間には所定の隙間が形成されている。この所定の隙間は、信号配線１０の長手方向に沿って一定であり、所定の隙間にはガラス基板２１が表出している。なお、表面グランド電極１１には接地電位が印加される。

図３（ｂ）に示すように、ガラス基板２１の裏面上には、裏面取出電極１３が配置されている。裏面取出電極１３は、図３（ａ）の貫通信号配線１２に対応する位置に配置されている。また、裏面グランド電極１４は、ガラス基板２１の裏面において、裏面取出電極１３の周りを囲むように配置され、裏面グランド電極１４と裏面取出電極１３との間には所定の隙間が形成されている。所定の隙間にはガラス基板２１が表出している。裏面取出電極１３は、裏面グランド電極１４から電気的に絶縁されている。

第１の実施の形態において、埋込グランド配線１５ａ〜１５ｇの各々は、表面グランド電極１１及び裏面グランド電極１４の両方に電気的に接続されている。

なお、信号配線１０の長手方向に沿って信号配線１０の両脇に複数の貫通グランドビア１６が配列されている。複数の貫通グランドビア１６は、表面グランド電極１１及び裏面グランド電極１４の両方に電気的に接続されている。複数の貫通グランドビア１６は、可能な限り信号配線１０に近い位置で表面グランド電極１１に接触している。

次に、図４（ａ）を参照して、信号配線１０の一端における貫通信号配線１２及び埋込グランド配線１５ａ〜１５ｇの配置を説明する。図４（ａ）は、ガラス基板２１を除いて配線及び電極だけを表示している。

貫通信号配線１２は、ガラス基板２１の表面から裏面までを貫通し、貫通信号配線１２の上端及び下端は、信号配線１０及び裏面取出電極１３にそれぞれ電気的に接続されている。複数の埋込グランド配線１５ａ〜１５ｇは、ガラス基板２１の表面から裏面までを貫通し、且つ貫通信号配線１２の周囲のうち、信号配線１０を除いた部分に、円弧状且つ等間隔に配置されている。信号配線１０の部分を除く理由は、ガラス基板２１の表面から裏面までを貫通する埋込グランド配線を信号配線１０が配置された部分に配置してしまうと、ガラス基板２１の表面において、埋込グランド配線は信号配線１０と接触してしまうからである。

埋込グランド配線１５ａ〜１５ｇ及び貫通信号配線１２は円柱状の形状を有している。各埋込グランド配線１５ａ〜１５ｇの中心と貫通信号配線１２の中心との距離は等しく、埋込グランド配線１５ａ〜１５ｇは、貫通信号配線１２を中心とする１つの円弧上に配置されている。埋込グランド配線１５ａ〜１５ｇ間の距離は、等しく、且つ信号配線１０を伝送する高周波の波長の１／４未満である。ここでは、信号配線１０の一端において７つの埋込グランド配線１５ａ〜１５ｇを配置した場合を示すが、埋込グランド配線１５ａ〜１５ｇ同士の間隔が信号配線１０を伝送する高周波の波長の１／４未満であれば、埋込グランド配線１５ａ〜１５ｇの数は増減しても構わない。

例えば、４０ＧＨｚの高周波を伝送する伝送線路を設計する場合において、埋込グランド配線１５ａ〜１５ｇ同士の間隔を５０ＧＨｚの高周波の波長の１／４に設計することにより、４０ＧＨｚの高周波の波長の１／５の間隔で埋込グランド配線１５ａ〜１５ｇを配置することができる。

また、貫通信号配線１２の直径、及び貫通信号配線１２と埋込グランド配線１５ａ〜１５ｇとの距離を調整することにより、伝送線路の特性インピーダンスを任意に設計することができる。

図４（ｂ）に示すように、埋込グランド配線１５ｄの上端及び下端は、表面グランド電極１１及び裏面グランド電極１４にそれぞれ電気的に接続されている。貫通信号配線１２の上端及び下端は、信号配線１０及び裏面取出電極１３にそれぞれ電気的に接続されている。また、信号配線１０と表面グランド電極１１との間、及び裏面取出電極１３と裏面グランド電極１４との間にはガラス基板２１がそれぞれ表出している。信号配線１０と表面グランド電極１１との距離、及び裏面取出電極１３と裏面グランド電極１４との距離を調整することにより、伝送線路の特性インピーダンスを任意に設計することができる。なお、図示は省略するが、埋込グランド配線１５ａ〜１５ｃ、１５ｅ〜１５ｇは、埋込グランド配線１５ｄと同じ断面構造を有している。

次に、図３及び図４に示した伝送線路の製造方法の一例を説明する。ガラス基板２１に対して、貫通信号配線１２、埋込グランド配線１５ａ〜１５ｇ及び貫通グランドビア１６用のスルーホールを、ブラスト加工などを用いて形成する。そして、ガラス基板２１の裏面上に、金（Ａｕ）または銅（Ｃｕ）等の金属膜をメッキ処理によって成膜する。この時、上記したスルーホール内に金属膜が充填される。その後、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、図３（ｂ）に示すように、裏面グランド電極１４及び裏面取出電極１３をパターニングする。

同様にして、ガラス基板２１の表面上に、ＡｕまたはＣｕ等の金属膜をメッキ処理によって成膜する。その後、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、図３（ａ）に示すように、表面グランド電極１１及び信号配線１０をパターニングする。

以上説明したように、本発明の第１の実施の形態によれば、信号配線１０を伝送する高周波の波長λの１／４未満の間隔で複数の埋込グランド配線１５ａ〜１５ｇを配置することにより、埋込グランド配線同士の間隔が信号配線１０を伝送する高周波の波長の１／４となる時に発生する共振現象及び当該共振現象によるリップルの発生を抑制することができる。すなわち、埋込グランド配線１５ａ〜１５ｇ同士の間隔を、伝送線路を伝送する高周波の帯域のうち最も短い波長の１／４よりも短く設定すれば、この共振現象及びリップルの発生を抑制することができる。

また、ガラス基板２１の表面上に配置された信号配線１０を伝送する信号を裏面へ引き出す際に使用される貫通信号配線１２の周囲に、複数の埋込グランド配線１５ａ〜１５ｇを配置することにより、擬似的な同軸構造を実現することができる。そして、貫通信号配線１２と各埋込グランド配線１５ａ〜１５ｇとの間の静電容量が貫通信号配線１２のどの部分でも一定となる。よって、貫通信号配線１２の特性インピーダンスを整合させることができるので、信号の反射、この反射による信号同士の相互干渉を抑制し、伝送線路の高周波伝達特性を向上させることができる。
（第２の実施の形態）

第２の実施の形態では、裏面取出電極がそれぞれ信号配線１０よりも外側へ引き延ばされ、これにより埋込グランド配線の配置が変更される場合について説明する。

図５（ａ）に示すように、本発明の第２の実施の形態に関わる伝送線路は、埋込グランド配線１５ｄを有していない点が図３（ａ）と異なり、その他の構成は図３（ａ）と同じである。また、図５（ｂ）に示すように、本発明の第２の実施の形態に関わる伝送線路において、裏面取出電極１３ｂがそれぞれ信号配線１０よりも外側へ引き延ばされている点が異なり、その他の構成は図３（ｂ）と同じである。

次に、図６（ａ）及び図６（ｂ）を参照して、信号配線１０の一端における貫通信号配線１２及び埋込グランド配線１５ａ〜１５ｃ、１５ｅ〜１５ｇの配置を説明する。図６（ａ）は、ガラス基板２１を除いて配線及び電極だけを表示している。図６（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ切断面に沿った断面図である。

裏面取出電極１３ｂは、その長手方向が信号配線１０の長手方向と一致する方向に延長されている。このため、裏面取出電極１３ｂの延長部分と埋込グランド配線１５ｄとが重なってしまう。埋込グランド配線１５ｄは、ガラス基板２１の裏面まで貫通しているので、ガラス基板２１の裏面に配置される裏面取出電極１３ｂの延長部分と接触してしまう。そこで、第２の実施の形態では、裏面取出電極１３ｂがそれぞれ信号配線１０よりも外側へ引き延ばされたため、埋込グランド配線１５ｄを除いた埋込グランド配線１５ａ〜１５ｃ、１５ｅ〜１５ｇのみが配置されている。

以上説明したように、本発明の第２の実施の形態によれば、埋込グランド配線１５ａ〜１５ｃが信号配線１０を伝送する高周波の波長λの１／４未満の間隔で配置され、埋込グランド配線１５ｅ〜１５ｇが信号配線１０を伝送する高周波の波長λの１／４未満の間隔で配置されていることにより、埋込グランド配線同士の間隔が信号配線１０を伝送する高周波の波長の１／４となる時に発生する共振現象及び当該共振現象によるリップルの発生を抑制することができる。すなわち、埋込グランド配線１５ａ〜１５ｃ同士の間隔及び埋込グランド配線１５ｅ〜１５ｇ同士の間隔を、伝送線路を伝送する高周波の帯域のうち最も短い波長の１／４よりも短く設定すれば、この共振現象及びリップルの発生を抑制することができる。
（第３の実施の形態）

第３の実施の形態では、複数の埋込グランド配線１５ａ〜１５ｇの替わりに、貫通信号配線の周囲を円弧状且つ連続して取り囲むスリット状の埋込グランド配線を用いた場合について説明する。

次に、図７を参照して、図２に示すベース２０における点線Ｇで囲んだ部分に適用される、本発明の第３の実施の形態に関わる伝送線路の構成を説明する。図７（ａ）は、図２に示すベース２０における点線Ｇで囲んだ部分の機能部３０側の面（表面）を示す平面図であり、図７（ｂ）は、表面に対向する裏面を示す平面図である。図７（ｃ）は、ガラス基板２１を除いて配線及び電極だけを表示している。

本発明の第３の実施の形態に関わる伝送線路は、ＭＥＭＳ構造体の一例としてのマイクロリレーに用いられる伝送線路であって、対向する表面及び裏面を有するガラス基板２１と、表面上に配置され、且つ高周波を伝送する信号配線１０と、表面上に配置され、且つ信号配線１０から電気的に絶縁された表面グランド電極１１と、ガラス基板２１の表面から裏面までを貫通し、且つ信号配線１０に電気的に接続された貫通信号配線１２と、裏面上に配置され、貫通信号配線１２から電気的に絶縁された裏面グランド電極１４と、ガラス基板２１に埋め込まれ、且つ貫通信号配線１２の周囲を円弧状且つ連続して取り囲むスリット状の埋込グランド配線１７とを有する。

図７（ｂ）に示すように、ガラス基板２１の裏面上には、裏面取出電極１３が配置されている。裏面取出電極１３は、図７（ａ）の貫通信号配線１２に対応する位置に配置されている。また、裏面グランド電極１４は、ガラス基板２１の裏面において、裏面取出電極１３の周りを囲むように配置され、裏面グランド電極１４と裏面取出電極１３との間には所定の隙間が形成されている。所定の隙間にはガラス基板２１が表出している。裏面取出電極１３は、裏面グランド電極１４から電気的に絶縁されている。

第３の実施の形態において、埋込グランド配線１７は、表面グランド電極１１及び裏面グランド電極１４の両方に電気的に接続されている。埋込グランド配線１７は、ガラス基板２１の表面から裏面までを貫通し、且つ貫通信号配線１２の周囲のうち、信号配線１０を除いた部分に、円弧状且つ連続して配置されている。換言すれば、埋込グランド配線１７は、貫通信号配線１２を中心とする１つの円弧上に配置され、アルファベットの「Ｃ」に近似した平面形状を有する。信号配線１０の部分を除く理由は、ガラス基板２１の表面から裏面までを貫通する埋込グランド配線１７を信号配線１０が配置された部分に配置してしまうと、ガラス基板２１の表面において、埋込グランド配線１７は信号配線１０と接触してしまうからである。

貫通信号配線１２の直径、及び貫通信号配線１２と埋込グランド配線１７との距離を調整することにより、伝送線路の特性インピーダンスを任意に設計することができる。

その他の構成は、図３及び図４に示した構成と同じであり、説明を省略する。

以上説明したように、本発明の第３の実施の形態によれば、スリット状の埋込グランド配線１７が貫通信号配線１２の周囲を円弧状且つ連続して取り囲むことにより、擬似的な同軸構造が強まり、インピーダンスを一定にすることができる。

第１及び第２の実施の形態では、複数の埋込グランド配線１５を貫通信号配線１２の周囲に円弧状に配列したため、埋込グランド配線１５同士の間隔を所定値以下まで調整する必要があった。これに対して、第３の実施の形態では、複数の埋込グランド配線１５の替わりに連続する１つの埋込グランド配線１７を貫通信号配線１２の周囲に配置したため、埋込グランド配線同士の間隔が信号配線１０を伝送する高周波の波長の１／４となる時に発生する共振現象、及びこれによるリップルの発生を防止することができる。すなわち、埋込グランド配線同士の間隔という概念がなくなり、高周波の波長λの１／４を考慮しなくてもよく、伝送線路の設計が容易となる。
（その他の実施の形態）

上記のように、本発明は、第１乃至第３の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

図８（ａ）は、図２の点線Ｇで囲んだ部分に適用される、本発明の第１の実施の形態の変形例に関わる伝送線路の構成を示す上面図であり、図８（ｂ）は、その底面図である。例えば、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、本発明の第１の実施の形態の変形例として、複数の埋込グランド配線１５ａ〜１５ｇ、１５ｈ、１５ｊを、信号配線１０に重なる部分を含めて貫通信号配線１２の周囲に円状且つ等間隔に配置してもよい。

すなわち、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示した円弧状に配置された複数の埋込グランド配線１５ａ〜１５ｇに対して、信号配線１０に重なる部分に配置される埋込グランド配線１５ｈ、１５ｊを更に追加して、円状且つ等間隔に配置された複数の埋込グランド配線１５ａ〜１５ｊとしても構わない。これにより、埋込グランド配線同士の間隔が信号配線１０を伝送する高周波の波長の１／４となる時に発生する共振現象を抑制する効果が増加する。また、貫通信号配線１２を円弧状に囲む範囲が広がり、擬似的な同軸構造が強まり、インピーダンスを一定にすることができる。

図８（ｃ）は、図８（ａ）におけるＣＤ切断面に沿った断面図である。ただし、図８（ｃ）に示すように、埋込グランド配線１５ａ〜１５ｇ（１５ｂ〜１５ｆは図示省略）はガラス基板２１の表面から裏面までを貫通して表面グランド電極１１及び裏面グランド電極１４に接触しているが、信号配線１０に重なる部分に配置される埋込グランド配線１５ｈ、１５ｊの表面側端部は、ガラス基板２１の表面まで到達せずに、信号配線１０との間にガラス基板２１が介在している。これにより、埋込グランド配線と信号配線１０とを電気的に絶縁することができる。なお、埋込グランド配線１５ｈ、１５ｊの裏面側端部は、ガラス基板２１の裏面まで到達して、裏面グランド電極１４に接触している。これにより、埋込グランド配線１５ｈ、１５ｊに対して接地電位を印加することができる。

埋込グランド配線１５ｈ、１５ｊと信号配線１０との距離を調整することにより、伝送線路の特性インピーダンスを任意に設計することができる。例えば、エッチング選択性を有する２以上の異なる材料からなる積層構造を有するガラス基板２１を用意し、エッチング選択性を利用すれば、埋込グランド配線１５ｈ、１５ｊの埋め込み深さ、すなわち埋込グランド配線１５ｈ、１５ｊと信号配線１０との距離を容易に一定にすることができる。さらに、ガラス基板２１の各層の厚さを調整することにより、伝送線路の特性インピーダンスを任意に設計することができる。

更に、図５及び図６に示した伝送線路に対しても、同様にして適用することができる。この場合、裏面取出電極１３ｂに重なる部分に配置される埋込グランド配線１５ｄの裏面側端部は、ガラス基板２１の裏面まで到達せずに、裏面取出電極１３ｂとの間にガラス基板２１を介在している。

また、本発明の第１乃至第３の実施の形態では、誘電体基板の一例としてガラス基板２１について説明したが、誘電体基板は、単結晶シリコンからなるシリコン基板や、低温同時焼成セラミックス基板（ＬＴＣＣ基板）であっても構わない。それぞれの基板の利点を述べる。先ず、シリコン基板の場合は、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術といった半導体微細加工技術を利用することができるから、ガラス基板２１を用いる場合に比べて、ベース２０の加工を容易に行うことができる。特に、機能部３０は、シリコンを用いて形成されているから、機能部３０とベース２０との線膨張係数をおおよそ等しくすることができる。そのため、線膨張係数の差に起因する応力を低減することができる。なお、シリコン基板としては、高抵抗のシリコンを用いることが望ましい。この場合には、高周波特性（特にスローウェーブモードでの高周波特性）を向上させることができる。

誘電体基板がガラス基板２１である場合、比較的誘電率が低い物質であるガラスを用いることで高周波特性を向上させることができる。

低温同時焼成セラミックス基板は、ガラス基板２１に比べて、直径が一様な円形状の貫通孔や内部配線（グランド層）を容易に形成することができる。貫通孔の直径が一様である場合には、貫通孔の直径が一様でない場合（例えば、孔の深さに従って径が変化する場合）に比べて、高周波特性が向上する。また、基板内部にグランド層を設けることにより、インピーダンスを調整することができ、インピーダンスの設計が容易になる。よって、ガラス基板に比べて、高周波の伝送特性を向上させることができる。

また、本発明の第１乃至第３の実施の形態では、ＭＥＭＳ構造体の一例として、マイクロリレーについて説明したが、これに限らず、高周波の電気信号を取り扱う、高周波スイッチ、共振器、フィルタ、発振器なども含まれる。

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ限定されるものである。

１０ 信号配線
１１ 表面グランド電極
１２ 貫通信号配線
１３、１３ｂ 裏面取出電極
１４ 裏面グランド電極
１５ａ〜１５ｈ、１５ｊ、１７ 埋込グランド配線
１６ 貫通グランドビア
２０ ベース
２１ ガラス基板（誘電体基板）
２６ 固定接点
２７、３６、４４ 貫通ビア
３０ 機能部
３１ 第１の開口
３２ 可動部
３３ フレーム
３４ 第２の開口
３５ 支持片
４０ カバー
４１ 開孔部
４２ 閉塞板
４３ 配線パターン
４５ ガラス基板
５０ 駆動装置
５１ 電磁石装置
５２ 永久磁石
５３ ヨーク
５４ コイル
５５ コイル端子
６０ アーマチュア
７０ レシジュアル
３２０ 本体部
３２１ 接点用突片
３２２ 可動接点
３２３ 支点用突片
３２４ 支点突起
５３０ 主片
５３１ 脚片
Ｇ 点線

Claims (4)

1. ＭＥＭＳ構造体に用いられる伝送線路であって、
   対向する第１の主表面及び第２の主表面を有する誘電体基板と、
   前記第１の主表面上に配置され、且つ高周波を伝送する信号配線と、
   前記第１の主表面上に配置され、且つ前記信号配線から電気的に絶縁された表面グランド電極と、
   前記誘電体基板の前記第１の主表面から前記第２の主表面までを貫通し、且つ前記信号配線に電気的に接続された貫通信号配線と、
   前記第２の主表面上に配置され、且つ前記貫通信号配線から電気的に絶縁された裏面グランド電極と、
   前記誘電体基板に埋め込まれ、且つ前記貫通信号配線の周囲に円弧状且つ等間隔に配置された複数の埋込グランド配線とを有し、
   前記埋込グランド配線の各々は、前記表面グランド電極及び前記裏面グランド電極の少なくともいずれか一方に電気的に接続され、前記複数の埋込グランド配線は、前記信号配線を伝送する高周波の波長の１／４未満の間隔で配置されていることを特徴とする伝送線路。
2. 前記信号配線に重なる部分に配置される一部の埋込グランド配線の第１の主表面側端部と前記信号配線との間には前記誘電体基板が介在し、前記一部の埋込グランド配線の第２の主表面側端部は前記裏面グランド電極に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の伝送線路。
3. 前記第２の主表面上に配置され、且つ前記貫通信号配線に電気的に接続された裏面取出電極を更に備え、
   前記裏面取出電極線に重なる部分に配置される他の一部の埋込グランド配線の第２の主表面側端部と前記裏面取出電極との間には誘電体基板が介在し、前記他の一部の埋込グランド配線の第１の主表面側端部は前記表面グランド電極に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の伝送線路。
4. ＭＥＭＳ構造体に用いられる伝送線路であって、
   対向する第１の主表面及び第２の主表面を有する誘電体基板と、
   前記第１の主表面上に配置され、且つ高周波を伝送する信号配線と、
   前記第１の主表面上に配置され、且つ前記信号配線から電気的に絶縁された表面グランド電極と、
   前記誘電体基板の前記第１の主表面から前記第２の主表面までを貫通し、且つ前記信号配線に電気的に接続された貫通信号配線と、
   前記第２の主表面上に配置され、前記貫通信号配線から電気的に絶縁された裏面グランド電極と、
   前記誘電体基板に埋め込まれ、且つ前記貫通信号配線の周囲を円弧状且つ連続して取り囲む埋込グランド配線とを有し、
   前記埋込グランド配線は、前記表面グランド電極及び前記裏面グランド電極の少なくともいずれか一方に電気的に接続されていることを特徴とする伝送線路。

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