JP2011124913A - 信号変換器及び高周波回路モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】導波路を伝送するモードに高周波信号を効率よく変換することができる信号変換器を提供する。
【解決手段】誘電体基板と、前記誘電体基板の一方の面に形成され、高周波信号の入力を受ける入力部を含む第１導体層と、第１導体層が形成された面とは反対側の前記誘電体基板の面に形成された第２導体層と、前記誘電体基板を貫通して第１導体層と第２導体層とを電気的に接続し、第１導体層と第２導体層と共に前記誘電体基板内部に導波路を形成する複数の第１導通部と、を有する信号変換器であって、前記入力部から前記導波路へ第１部分および第２部分が延びており、かつ、前記入力部から離れるにつれて前記第１部分と前記第２部分との間隔が広がる形状の分離部、において導体層が形成されないように、第１導体層は前記誘電体基板に形成されることを特徴とする信号変換器。
【選択図】図１

Description

本発明は、マイクロ波及びミリ波帯において、高周波信号の伝送モードを変換する信号変換器及び高周波回路モジュールに関する。

ミリ波のような波長の短い高周波信号をアンテナから送信させる場合、回路チップからの高周波信号を直接アンテナに供給すると、伝送損失が大きくなる。そのため、回路チップからの高周波信号を導波管での信号伝送モードに変換してから高周波信号をアンテナに供給することで、伝送損失を低減する技術が知られている。

ここで、図１２を参照して、従来知られている高周波回路モジュールについて説明する。図１２は、従来例の高周波回路モジュールを示す模式断面図である。図１２に示されるように、従来例の高周波回路モジュール１は、空洞導波管２と、空洞導波管２が搭載されて、空洞導波管２に結合される高周波信号のための導波路３Ａが形成された導波路基板３と、導波路基板３上に実装された半導体回路チップ４と、を備えている。

導波路基板３は、誘電体板３１と、誘電体基板３１の両面に形成された導体層３２ａ，３２ｂと、誘電体板３１の両面の導体層３２ａ，３２ｂの間を電気的に導通させる導通ポスト３３が２列にそれぞれ複数形成されている。２列の導体ポスト３３および導体層３２ａ，３２ｂで囲まれた誘電体部分が導波路３Ａとして構成される。
導波路基板３は、支持部材６により支持される。

導波路基板３における半導体回路チップ４が実装される側の表面上には、導体層３２ａとの間にギャップ３７ａを介して設けられた島状の金属パッド３７が形成されている。金属パッド３７は、導波路３Ａの上流側位置において、半導体回路チップ４の信号線に接続される。

また、導波路基板３においては、金属パッド用導通ポスト３３ｄが設けられている。図１３は、図１２のＡ−Ａ′に沿った断面図である。図１３に示されるように、半導体回路チップ４と導波路基板３との間には、アンダーフィル４３が充填されており、これにより、半導体回路チップ４と導波路基板３とがフリップチップ実装されている。また、半導体回路チップ４の信号線４１は、メタルバンプ４１ｂにより金属パッド３７に接続されている。また、金属パッド３７は、金属パッド用導通ポスト３３ｄにより導体層３２ｂに接続されている。これにより、半導体回路チップ４の信号線４１からの高周波信号は、金属パッド用導通ポスト３３ｄを通じて、導波路３Ａを伝送するモードに変換される。

特開２００６−３４０３１７号公報

従来例の高周波回路モジュール１においては、金属パッド用導通ポスト３３ｄとギャップ３７ａは、それぞれ異なる工程で形成される。そのため、高周波回路モジュール１を製造する工程において、金属パッド用導通ポスト３３ｄとギャップ３７ａに位置ずれが生じることがある。金属パッド用導通ポスト３３ｄとギャップ３７ａに位置ずれが生じると、半導体回路チップ４の信号線４１からの高周波信号を、導波路３Ａを伝送するモードに変換する効率が低下するという問題が生じる。

そこで、導波路を伝送するモードに高周波信号を効率よく変換することができる信号変換器及び高周波回路モジュールを提供することを目的とする。

第１の観点では、誘電体基板と、前記誘電体基板の一方の面に形成され、高周波信号の入力を受ける入力部を含む第１導体層と、第１導体層が形成された面とは反対側の前記誘電体基板の面に形成された第２導体層と、前記誘電体基板を貫通して第１導体層と第２導体層とを電気的に接続し、第１導体層と第２導体層と共に前記誘電体基板内部に導波路を形成する複数の第１導通部と、を有する信号変換器であって、前記入力部から前記導波路へ第１部分および第２部分が延びており、かつ、前記入力部から離れるにつれて前記第１部分と前記第２部分との間隔が広がる形状の分離部、において導体層が形成されないように、第１導体層は前記誘電体基板に形成されることを特徴とする信号変換器が提供される。
また、第２の観点では、前記信号変換器と、回路チップと、を備える高周波回路モジュールが提供される。

開示の信号変換器及び高周波回路モジュールによれば、導波路を伝送するモードに高周波信号を効率よく変換することができる。

実施形態に係る高周波回路モジュールの概略構成を示す斜視図である。 第１導体層が形成される側の信号変換器の平面図である。 半導体回路チップの平面図である。 高周波回路モジュールの平面図である。 図３に示す高周波回路モジュールのＢ−Ｂ′に沿った断面図である。 第１導体層が形成される側の信号変換器の平面図である。 第１導体層が形成される側の信号変換器の平面図である。 第１導体層が形成される側の信号変換器の平面図である。 第１導体層が形成される側の信号変換器の平面図である。 第１導体層が形成される側の信号変換器の平面図である。 変形例に係る高周波回路モジュールの概略構成を示す斜視図である。 従来例の高周波回路モジュールを示す模式断面図である。 図１２のＡ−Ａ′断面図である。

以下、信号変換器及び高周波回路モジュールの一例を、実施形態に基づいて説明する。
＜第１の実施形態＞
本実施形態では、半導体回路チップからの高周波信号が誘電体基板内部の導波路を伝送するように高周波信号を変換する、信号変換器及び高周波回路モジュールについて説明する。
まず、図１を参照して、本実施形態の高周波回路モジュールの概略構成の一例を説明する。図１は、高周波回路モジュールの斜視図である。図１に示されるように、本実施形態の高周波回路モジュールは、主に、信号変換器１００と、半導体回路チップ２００と、を備える。信号変換器１００は、誘電体基板１０２と、第１導体層１２０と、第２導体層１３０と、複数の導通部１４０を備える。信号変換器１００は、支持部材１５０により支持される。

第２導体層１３０は、第１導体層１２０が形成された面とは反対側の誘電体基板１０２の面の全面に形成される。
導通部１４０は、誘電体基板１０２を貫通して第１導体層１２０と第２導体層１３０とを電気的に接続する。図１に示されるように、導通部１４０は複数形成される。複数の導通部のうち、図中にＡで示される領域（以下、領域Ａと呼ぶ。）の導通部を第１導通部１４２と呼ぶ。第１導体層１２０と、第２導体層１３０と、複数の第１導通部１４２と、により、領域Ａの誘電体基板１０２の内部に、導波路が形成される。

複数の第１導通部１４２は、導波路を伝送する高周波信号が、高周波信号の伝送方向と直交する方向に漏洩するのを抑制する。そのため、導波路を伝搬する高周波信号が漏洩するのを抑制することができれば、第１導通部１４２の数や間隔は特に限定されない。
半導体回路チップ２００から入力される高周波信号は、信号変換器１００に形成される導波路を通り、導波路の先に設けられる不図示の空洞導波管を伝送される。その後、高周波信号は、空洞導波管に接続されたアンテナなどから送信される。

次に、図２を参照して、本実施形態の信号変換器１００に形成される第１導体層１２０の形状について説明する。図２は、第１導体層１２０が形成される側の信号変換器１００の平面図である。図２に示されるように、分離部１１０以外の部分には、導体層が形成される。第１導体層１２０は、半導体回路チップ２００から高周波信号の入力を受ける入力部１２２を含む。入力部１２２に入力された高周波信号は、導波路が形成される領域Ａに向かう、図中にＴで示す方向に伝送される。以下の説明では、入力部１２２に入力された高周波信号が伝送される方向Ｔを伝送方向と呼ぶ。

分離部１１０は、入力部１２２から導波路（領域Ａ）へ延びる第１部分１１２と第２部分１１４とを含む。また、第１部分１１２及び第２部分１１４は、入力部１２２から導波路（領域Ａ）へ向かう高周波信号の伝送方向Ｔの軸を中心として、入力部１２２から離れるにつれて第１部分１１２と第２部分１１４との間隔が広がる形状である。
図２に示される例では、分離部１１０の一例として、入力部１２２から離れるにつれて、第１部分１１２と第２部分１１４との間隔が直線状に広がる形状が示されているが、分離部１１０の形状はこれに限られるものではない。例えば、分離部１１０は、入力部１２２から離れるにつれて、第１部分１１２と第２部分１１４との間隔が曲線状に広がる形状でもよい。また、分離部１１０の第１部分１１２と第２部分１１４は、入力部１２２から導波路へ向かう高周波信号の伝送方向の軸上に、厳密に対称となるように位置する必要はない。

次に、図３を参照して、本実施形態の信号変換器１００に実装される半導体回路チップ２００について説明する。図３は、信号変換器１００に実装される側の半導体回路チップ２００の平面図である。図３に示されるように、半導体回路チップ２００は、後述する半導体回路基板２０２と、信号線２０４と、接地層２０８と、複数のメタルバンプ２１０，２１２と、を備える。半導体回路基板２０２の上には、信号線２０４と接地層２０８が形成されている。接地層２０８は、金属層であり、接地電位とするための層である。信号線２０４と接地層２０８は、ギャップ２０６により離間されている。
信号線２０４の上に形成されるメタルバンプ２１０は、図２を参照して説明した入力部１２２と電気的に接続される。また、接地層２０８に形成されるメタルバンプ２１２は、第１導体層１２０と電気的に接続される。

次に、図４を参照して、本実施形態の信号変換器１００に半導体回路チップ２００が実装された高周波回路モジュールについて説明する。図４は、高周波回路モジュールの平面図である。半導体回路チップ２００の信号線２０４からメタルバンプ２１０を通って、入力部１２２に高周波信号が入力される。そのため、図２を参照して説明した入力部１２２にメタルバンプ２１０が位置するように、半導体回路チップ２００は実装される。

次に、図５を参照して、本実施形態の高周波回路モジュールの断面形状について説明する。図５は、図４のＢ−Ｂ′に沿った高周波回路モジュールの断面図である。図５に示されるように、信号変換器１００と半導体回路チップ２００との間には、アンダーフィル２２０が充填されている。アンダーフィル２２０は、メタルバンプ２１０，２１２による信号変換器１００と半導体回路チップ２００との電気的接続を安定化させる。このように、半導体回路チップ２００は、信号変換器１００にフリップチップ実装される。

また、図５に示されるように、複数の導通部１４０は、誘電体基板１０２を貫通して第１導体層１２０と第２導体層１３０とを電気的に接続する。図５には、図４のＢ−Ｂ′に沿った線上に位置する導通部１４０のみが示されているが、他の導通部１４０，１４２，１４４も同様に、誘電体基板１０２を貫通して第１導体層１２０と第２導体層１３０とを電気的に接続する。
また、図５に示されるメタルバンプ２１０は、図４のＢ−Ｂ′に沿った線上に位置する、信号線２０４の上に形成されるメタルバンプ２１０のみであるが、他のメタルバンプ２１２も同様に、第１導体層１２０と接続される。

次に、図２及び図５を参照して、半導体回路チップ２００から入力された信号が、領域Ａの誘電体基板１０２の内部に形成される導波路を伝送するモードに変換されるときの作用について説明する。
半導体回路チップ２００の信号線２０４を伝送される高周波信号は、メタルバンプ２１０を介して、第１導体層１２０の入力部１２２に入力される。入力部１２２に入力された高周波信号は、第１部分１１２と第２部分１１４との間に位置する分離部１１０の内側の第１導体層１２０を、伝送方向に伝送される。
上述したように、分離部１１０の第１部分１１２及び第２部分１１４は、入力部１２２から導波路（領域Ａ）へ向かう高周波信号の伝送方向Ｔの軸を中心として、入力部１２２から離れるにつれて第１部分１１２と第２部分１１４との間隔が広がる形状である。そのため、第１部分１１２と第２部分１１４との間に位置する分離部１１０の内側の第１導体層１２０の伝送方向と直交する方向の幅は、伝送方向に対して次第に広がる。以下、説明の便宜上、第１部分１１２と第２部分１１４との間に位置する分離部１１０の内側の第１導体層１２０の領域（図２にＢで示される領域）を「信号変換領域」と呼ぶ。

ここで、信号変換領域を伝送される高周波信号は、分離部１１０を介して、高周波信号の伝送方向Ｔの軸に対して分離部１１０の外側の第１導体層１２０と電磁結合するとともに、誘電体基板１０２を介して、第２導体層１３０とも電磁結合する。信号変換領域において、伝送方向と直交する方向の幅が狭い部分（例えば、図２にＷ_１で示される部分）では、信号変換領域と分離部１１０の外側の第１導体層１２０との電磁結合が支配的である。しかし、信号変換領域において、伝送方向と直交する方向の幅が広くなるにつれて（例えば、図２にＷ_２で示される部分）、信号変換領域と第２導体層１３０との電磁結合が大きくなる。そして、信号変換領域において、伝送方向と直交する方向の幅が最も広くなる部分（図２にＷ_３で示される部分）では、信号変換領域と第２導体層１３０との電磁結合が支配的となる。このように、信号変換領域では、半導体回路チップ２００から入力された高周波信号が伝送方向Ｔに沿って徐々に導波路を伝送するモードに変換される。
信号変換領域の伝送方向側には、領域Ａに示されるように、導波路が形成されている。信号変換領域で伝送モードを変換された高周波信号は、導波路を伝送される。

以上説明したように、本実施形態の信号変換器は、第１部分１１２及び第２部分１１４が入力部１２２から導波路へ延びており、かつ、第１部分１１２及び第２部分１１４は、入力部１２２から導波路（領域Ａ）へ向かう高周波信号の伝送方向Ｔの軸を中心として、入力部１２２から離れるにつれて第１部分１１２と第２部分１１４との間隔が広がる形状の分離部１１０、において導体層が形成されないように、第１導体層１２０が誘電体基板１０２に形成される。そして、本実施形態の信号変換器は、従来例と異なり、半導体回路チップ２００から入力された高周波信号の伝送モードに変換するための導通部が存在しない。そのため、本実施形態では、従来例のように、製造時における伝送モードを変換するための導通部と分離部１１０との位置ずれが生じることがない。その結果、本実施形態の信号変換器によれば、導波路を伝送するモードに高周波信号を効率よく変換することができる。

＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態の信号変換器及び高周波回路モジュールについて説明する。本実施形態の信号変換器及び高周波回路モジュールの基本的な構成は、上述した第１の実施形態と同様である。そのため、以下の説明では、第１の実施形態と異なる部分について説明する。

本実施形態では、信号変換器１００に形成される第１導体層１２０の形状が第１の実施形態と異なる。図６を参照して、本実施形態の信号変換器１００に形成される第１導体層１２０の形状について説明する。図６は、第１導体層１２０が形成される側の信号変換器１００の平面図である。図６に示されるように、非導体領域（図６にＤで示される領域）以外の部分には、導体層が形成される。すなわち、図６に示される非導体領域Ｄは、誘電体基板１０２が露出している。非導体領域Ｄは、分離部１１０を含む。また、分離部１１０は、第１部分１１２と第２部分１１４とを含む。第１導体層１２０は、入力部１２２が入力を受けた高周波信号を伝送するマイクロストリップ線路１２４を含む。半導体回路チップ２００から入力部１２２に入力された高周波信号は、マイクロストリップ線路１２４、信号変換領域（図６にＢで示される領域）を介して、図中にＴで示す伝送方向に伝送される。
また、本実施形態では、伝送方向と直交する方向の分離部１１０の幅（図６にａで示される長さ）は、分離部１１０の外側に位置する第１導体層１２０の幅（図６にｂで示される長さ）よりも狭い。

次に、図６を参照して、半導体回路チップ２００から入力された信号が、領域Ａの誘電体基板１０２の内部に形成される導波路を伝送するモードに変換されるときの作用について説明する。
半導体回路チップ２００の信号線２０４を伝送される高周波信号は、メタルバンプ２１０を介して、第１導体層１２０の入力部１２２に入力される。入力部１２２に入力された高周波信号は、マイクロストリップ線路１２４を介して、第１部分１１２と第２部分１１４との間に位置する分離部１１０の内側の第１導体層１２０の領域（信号変換領域）を、伝送方向に伝送される。第１の実施形態と同様に、信号変換領域では、半導体回路チップ２００から入力された高周波信号が伝送方向Ｔに沿って徐々に導波路を伝送するモードに変換される。このとき、本実施形態では、伝送方向と直交する方向の分離部１１０の幅が、高周波信号の伝送方向Ｔの軸に対して分離部１１０の外側に位置する第１導体層１２０の幅よりも狭い。ここで、分離部１１０の外側に位置する第１導体層１２０は、信号変換領域を伝送する高周波信号が、分離部１１０の外側に漏洩するのを抑制する。
信号変換領域の伝送方向側には、領域Ａに示されるように、導波路が形成されている。信号変換領域で伝送モードを変換された高周波信号は、導波路を伝送される。

以上説明したように、本実施形態の信号変換器は、伝送方向と直交する方向の分離部１１０の幅が、伝送方向の軸に対して分離部１１０の外側に位置する第１導体層１２０の幅よりも狭くなるように、第１導体層１２０が誘電体基板１０２に形成される。そのため、本実施形態の信号変換器によれば、信号変換領域を伝送する高周波信号が、分離部１１０の外側に漏洩するのを抑制することができる。その結果、本実施形態の信号変換器によれば、導波路を伝送するモードに高周波信号を効率よく変換することができる。

＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態の信号変換器及び高周波回路モジュールについて説明する。本実施形態の信号変換器及び高周波回路モジュールの基本的な構成は、上述した第２の実施形態と同様である。そのため、以下の説明では、第２の実施形態と異なる部分について説明する。

図７を参照して、本実施形態の信号変換器１００について説明する。図７は、第１導体層１２０が形成される側の信号変換器１００の平面図である。本実施形態では、信号変換器１００に形成される第１導体層１２０の形状は、第２の実施形態と同様である。図７に示されるように、本実施形態では、高周波信号の伝送方向Ｔの軸に対して分離部１１０の外側に位置する第１導体層１２０に導通部１４４が形成される。導通部１４４は、誘電体基板１０２を貫通して、分離部１１０の外側に位置する第１導体層１２０と第２導体層１３０とを電気的に接続する。以下の説明では、誘電体基板１０２を貫通して、分離部１１０の外側に位置する第１導体層１２０と第２導体層１３０とを電気的に接続する導通部を、第２導通部１４４と呼ぶ。
第２導通部１４４は、信号変換領域（図７にＢで示される領域）を伝送する高周波信号が、分離部１１０の外側に漏洩するのを抑制する。
なお、本実施形態において、半導体回路チップ２００から入力された信号が、領域Ａの誘電体基板１０２の内部に形成される導波路を伝送するモードに変換されるときの作用は、上述した第２の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

以上説明したように、本実施形態の信号変換器は、誘電体基板１０２を貫通して、伝送方向の軸に対して分離部１１０の外側に位置する第１導体層１２０と第２導体層１３０とを電気的に接続する第２導通部１４４を備える。そのため、本実施形態の信号変換器によれば、信号変換領域を伝送する高周波信号が、分離部１１０の外側に漏洩するのを抑制することができる。その結果、本実施形態の信号変換器によれば、導波路を伝送するモードに高周波信号を効率よく変換することができる。

なお、第１の実施形態の一例として説明した図２の信号変換器も、誘電体基板１０２を貫通して、伝送方向の軸に対して分離部１１０の外側に位置する第１導体層１２０と第２導体層１３０とを電気的に接続する第２導通部１４４を備える。そのため、図２に示されるような信号変換器においても、信号変換領域を伝送する高周波信号が、分離部１１０の外側に漏洩するのを抑制することができる。

（変形例１）
次に、変形例１の信号変換器及び高周波回路モジュールについて説明する。本変形例は、第１の実施形態の一例として説明した図２を参照して説明するが、上述した全ての実施形態に適用することができる。

半導体回路チップ２００から入力部１２２に入力される高周波信号の波長をλとする。本変形例の信号変換器は、入力部１２２から導波路（領域Ａ）へ向かう高周波信号の伝送方向の軸に分離部１１０を正射影した長さ（図２にｃで示される長さ）が、λ／４以上、３λ／４以下となるように、第１導体層１２０が誘電体基板１０２に形成される。
図２のｃの長さをλ／４以上とすることにより、導波路（領域Ａ）へ伝送される高周波信号の反射を低減することができる。また、信号変換器を小型化するために、図２のｃの長さを３λ／４以下とすることが好ましい。

以上説明したように、本変形例の信号変換器は、入力部１２２から導波路（領域Ａ）へ向かう高周波信号の伝送方向の軸に分離部１１０を正射影した長さが、λ／４以上、３λ／４以下となるように、第１導体層１２０が誘電体基板１０２に形成される。そのため、本変形例の信号変換器によれば、導波路へ伝送される高周波信号の反射を低減することができる。その結果、本実施形態の信号変換器によれば、導波路を伝送されるモードに高周波信号を効率よく変換することができる。

（変形例２）
次に、図８を参照して、変形例２の信号変換器及び高周波回路モジュールについて説明する。図８（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ本変形例において、第１導体層１２０が形成される側の信号変換器１００の平面図である。本変形例では、信号変換器１００に形成される第１導体層１２０の形状が、図２に示される第１導体層１２０の形状と異なる。

既に述べたように、分離部１１０の第１部分１１２及び第２部分１１４は、入力部１２２から導波路（領域Ａ）へ向かう高周波信号の伝送方向Ｔの軸を中心として、入力部１２２から離れるにつれて第１部分１１２と第２部分１１４との間隔が広がる形状である。従って、伝送方向に沿って第１部分１１２と第２部分１１４との間隔が徐々に広がる形状であれば、図２に示される分離部１１０の形状に限られるものではない。例えば、図８（ａ）に示される例の分離部１１０は、入力部１２２から離れるにつれて第１部分１１２と第２部分１１４との間隔が曲線状に広がる形状であり、分離部１１０の外側に曲線状の部分の曲率中心が位置する。図８（ｂ）に示される例の分離部１１０は、入力部１２２から離れるにつれて第１部分１１２と第２部分１１４との間隔が曲線状に広がる形状であり、分離部１１０の内側に曲線状の部分の曲率中心が位置する。図８（ｃ）に示される例の分離部１１０は、入力部１２２から離れるにつれて第１部分１１２と第２部分１１４との間隔が階段状に広がる形状である。図８（ｄ）に示される例の分離部１１０は、入力部１２２から離れるにつれて第１部分１１２と第２部分１１４との間隔が直線状に広がる形状であり、分離部１１０の外側に向かって屈曲する形状である。
本変形例においても、上述した実施形態と同様、導波路を伝送するモードに高周波信号を効率よく変換することができる。

（変形例３）
次に、図９を参照して、変形例３の信号変換器及び高周波回路モジュールについて説明する。本変形例では、信号変換器１００に形成される第１導体層１２０の形状が、第２の実施形態の一例として説明した図６に示される第１導体層１２０の形状と異なる。図９は、変形例３の信号変換器１００における、第１導体層１２０が形成される側の平面図である。図９に示されるように、非導体領域（図９にＤで示される領域）以外の部分には、導体層が形成される。すなわち、図９に示される非導体領域Ｄは、誘電体基板１０２が露出している。非導体領域Ｄは、分離部１１０を含む。また、分離部１１０は、第１部分１１２と第２部分１１４とを含む。

上述したように、第２の実施形態では、伝送方向と直交する方向の分離部１１０の幅は、高周波信号の伝送方向Ｔの軸に対して分離部１１０の外側に位置する第１導体層１２０の幅よりも狭い。図９に示される例の信号変換器は、伝送方向と直交する方向の分離部１１０の幅（図９にａで示される長さ）が、伝送方向の軸に対して分離部１１０の外側に位置する第１導体層１２０の幅（図９にｂで示される長さ）よりも狭くなるように、第１導体層１２０が誘電体基板１０２に形成される。そのため、本変形例の信号変換器によれば、第２の実施形態と同様に、信号変換領域を伝送する高周波信号が、分離部１１０の外側に漏洩するのを抑制することができる。その結果、本変形例の信号変換器によれば、導波路を伝送するモードに高周波信号を効率よく変換することができる。
また、本変形例において、誘電体基板１０２を貫通して、分離部１１０の外側に位置する第１導体層１２０と第２導体層１３０とを電気的に接続する第２導通部１４４が形成されることが好ましい。

（変形例４）
次に、図１０を参照して、変形例４の信号変換器及び高周波回路モジュールについて説明する。図１０は、変形例４の信号変換器１００における、第１導体層１２０が形成される側の平面図である。本変形例では、第１導体層１２０の形状が上述した実施形態や変形例とは異なる。上述した実施形態や変形例は、いずれも、分離部１１０が一体となるように第１導体１２０が形成されるものであるが、第１導体１２０の形状はこれに限定されるものではない。

例えば、図１０に示されるように、分離部１１０が一体とならないように第１導体１２０が形成されてもよい。この場合、入力部１２２内の他回路への接続点１６０から信号変換領域（図１０にＢで示される領域）とは反対の端１６２までの長さ１６１を、入力部１２２を伝送する高周波信号の波長の４分の１とすることが好ましい。端１６２において高周波信号は短絡となり、４分の１波長離れた接続点１６０では開放となるため、長さ１６１の線路は繋がっていないのと同等となり、他回路からの信号は、接続点１６０を通り、信号変換領域へ伝送される。

（変形例５）
次に、変形例５の信号変換器及び高周波回路モジュールについて説明する。本変形例は、第１の実施形態の一例として説明した図２を参照して説明するが、上述した全ての実施形態に適用することができる。本変形例は、高周波信号の伝送効率を向上させるため、導波路に高次の伝送モードが発生するのを抑制するものである。

真空中の高周波信号の波長をλ_０とする。また、誘電体基板１０２の比誘電率をε_ｒとする。本変形例の信号変換器は、導波路（領域Ａ）の幅（図２にｄで示される長さ）が以下の式（１）を満たす。
なお、導波路の幅は、入力部１２２から導波路へ向かう高周波信号の伝送方向の軸に対して両側に位置する第１導通部１４２のうち、この軸に最も近い第１導通部１４２の位置を基準として定める。

本変形例の信号変換器は、伝送方向と直交する方向の導波路の幅が上記式（１）を満たすことにより、導波路に高次の伝送モードが発生するのを抑制することができる。

（変形例６）
次に、図１１を参照して、変形例６の高周波回路モジュールについて説明する。図１１は、本変形例の高周波回路モジュールの斜視図である。本変形例では、半導体回路チップ２００が信号変換器１００に実装される方式が上述した実施形態や変形例とは異なる。上述した実施形態や変形例では、半導体回路チップ２００が信号変換器１００にフリップチップ実装される高周波回路モジュールについて説明したが、半導体回路チップ２００が信号変換器１００に実装される方式はこれに限定されるものではない。

例えば、図１１に示されるように、半導体回路チップ２００が信号変換器１００にワイヤボンド実装される方式を採用することもできる。本変形例の半導体回路チップ２００は、信号端子２１４と、ＧＮＤ端子２１６と、を備える。半導体回路チップ２００は、信号端子２１４とＧＮＤ端子２１６を備える面が上になるように、信号変換器１００の上に配置される。信号端子２１４は、金ワイヤ２１８によって信号変換器１００の入力部１２２と接続される。また、ＧＮＤ端子２１６は、入力部１２２に対して分離部１１０の外側の第１導体層１２０と金ワイヤ２１８によって接続される。

なお、以上説明した実施形態や変形例は、適宜組み合わせることができる。例えば、第１の実施形態の一例として説明した図２において、第２の実施形態と同様、伝送方向と直交する方向の分離部１１０の幅を、伝送方向の軸に対して分離部１１０の外側に位置する第１導体層１２０の幅よりも狭くなるように、第１導体層１２０が誘電体基板１０２に形成してもよい。

（付記）なお、本実施形態は、以下の付記に記載されるように構成することができる。

（付記１）
誘電体基板と、
前記誘電体基板の一方の面に形成され、高周波信号の入力を受ける入力部を含む第１導体層と、
第１導体層が形成された面とは反対側の前記誘電体基板の面に形成された第２導体層と、
前記誘電体基板を貫通して第１導体層と第２導体層とを電気的に接続し、第１導体層と第２導体層と共に前記誘電体基板内部に導波路を形成する複数の第１導通部と、を有する信号変換器であって、
前記入力部から前記導波路へ第１部分および第２部分が延びており、かつ、前記入力部から離れるにつれて前記第１部分と前記第２部分との間隔が広がる形状の分離部、において導体層が形成されないように、第１導体層は前記誘電体基板に形成されることを特徴とする信号変換器。

（付記２）
前記伝送方向と直交する方向の前記分離部の幅は、前記入力部から前記導波路へ向かう前記高周波信号の伝送方向の軸に対して前記分離部の外側に位置する第１導体層の幅よりも狭い、付記１に記載の信号変換器。

（付記３）
前記誘電体基板を貫通して、前記伝送方向の軸に対して前記分離部の外側に位置する第１導体層と第２導体層とを電気的に接続する第２導通部を備える、付記２に記載の信号変換器。

（付記４）
前記高周波信号の波長をλとすると、前記分離部を前記軸に正射影した長さは、λ／４以上、３λ／４以下である、付記１乃至３のいずれかに記載の信号変換器。

（付記５）
前記伝送方向と直交する方向の前記導波路の幅をｄ、前記誘電体基板の誘電率をεとすると、前記導波路の幅は、上記式（１）の関係を満たす、付記１乃至４のいずれかに記載の信号変換器。

（付記６）
付記１乃至５のいずれかに記載の信号変換器と、
高周波信号を生成する回路チップと、を備える高周波回路モジュールであって、
前記回路チップは、
前記高周波信号を伝送する信号線と、
前記信号線の上に形成され前記信号変換器の前記入力部に電気的に接続されるメタルバンプと、を備えることを特徴とする高周波回路モジュール。

１００ 信号変換器
１０２ 誘電体基板
１１０ 分離部
１１２ 第１部分
１１４ 第２部分
１２０ 第１導体層
１２２ 入力部
１２４ マイクロストリップ線路
１３０ 第２導体層
１４０ 導通部
１４２ 第１導通部
１４４ 第２導通部
１５０ 支持部材
１６０ 接続点
１６２ 端
２００ 半導体回路チップ
２０２ 半導体回路基板
２０４ 信号線
２０６ ギャップ
２０８ 接地層
２１０，２１２ メタルバンプ
２１４ 信号端子
２１６ ＧＮＤ端子
２１８ 金ワイヤ
２２０ アンダーフィル

Claims (5)

1. 誘電体基板と、
   前記誘電体基板の一方の面に形成され、高周波信号の入力を受ける入力部を含む第１導体層と、
   第１導体層が形成された面とは反対側の前記誘電体基板の面に形成された第２導体層と、
   前記誘電体基板を貫通して第１導体層と第２導体層とを電気的に接続し、第１導体層と第２導体層と共に前記誘電体基板内部に導波路を形成する複数の第１導通部と、を有する信号変換器であって、
   前記入力部から前記導波路へ第１部分および第２部分が延びており、かつ、前記入力部から離れるにつれて前記第１部分と前記第２部分との間隔が広がる形状の分離部、において導体層が形成されないように、第１導体層は前記誘電体基板に形成されることを特徴とする信号変換器。
2. 前記伝送方向と直交する方向の前記分離部の幅は、前記入力部から前記導波路へ向かう前記高周波信号の伝送方向の軸に対して前記分離部の外側に位置する第１導体層の幅よりも狭い、請求項１に記載の信号変換器。
3. 前記誘電体基板を貫通して、前記伝送方向の軸に対して前記分離部の外側に位置する第１導体層と第２導体層とを電気的に接続する第２導通部を備える、請求項２に記載の信号変換器。
4. 前記高周波信号の波長をλとすると、前記分離部を前記軸に正射影した長さは、λ／４以上、３λ／４以下である、請求項１乃至３のいずれかに記載の信号変換器。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の信号変換器と、
   高周波信号を生成する回路チップと、を備える高周波回路モジュールであって、
   前記回路チップは、
   前記高周波信号を伝送する信号線と、
   前記信号線の上に形成され前記信号変換器の前記入力部に電気的に接続されるメタルバンプと、を備えることを特徴とする高周波回路モジュール。