JP2011211170A - 電磁結合構造、多層伝送線路板、電磁結合構造の製造方法、及び多層伝送線路板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高密度に集積できる電磁結合構造、多層伝送線路板、及びそれらの製造方法を提供すること。
【解決手段】マイクロ波帯の周波数帯域で使用される電磁結合構造であって、内側誘電体層２３が、複数のグランド層となる内側導体層１２、１５の間に挟まれて積層された積層体と、積層体を間に挟んで対向する一対の外側誘電体層２１、２５と、一対の外側誘電体層２１、２５を間に挟んで対向する一対の外側導体層１１、１６と、を備える。積層体には、内側誘電体層２３及び複数のグランド層となる内側導体層１２、１５を貫通する孔Ｓが設けられており、孔Ｓの内壁に形成された管状の金属膜３を介して、複数のグランド層となる内側導体層１２、１５が電気的に接続されることにより、一対の外側導体層１１、１６が電磁結合されることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、電磁結合構造、多層伝送線路板、電磁結合構造の製造方法、及び多層伝送線路板の製造方法に関する。

マイクロ波帯やミリ波帯の高周波数帯における伝送線路基板の層間を電気的に接続する方法として、電磁界結合を用いた方式が提案されている。例えば特許文献１には、多層配線板における層間が電磁界結合されたものが記載されている。

特開２００７−２４３１２３号公報

特許文献１の多層配線板では、第一の伝送線路と、第一の誘電体と、スロットを有する第一の地導体と、第二の誘電体と、該スロットに対応する位置に別のスロットを有する第二の地導体と、第３の誘電体と、第二の伝送線路とがこの順に積層されて形成されている。第一の地導体及び第二の地導体のそれぞれは、スロットの周囲に周期的に形成したビアホール群により電気的に接続される。このようにビアホール群を介して第一の地導体と第二の地導体とが電気的に接続されることにより、第一の伝送線路と第二の伝送線路とが電磁界的に接続される。なお、第一の地導体のスロット及び第二の地導体のスロットは、第一の地導体と第二の地導体との間に配置された第二の誘電体には貫通していない。

ここで、特許文献１に記載のビアホール群は、第一の地導体及び第二の地導体のそれぞれのスロットの周囲の比較的広い範囲に設けられる。よって、スロットの周囲にビアホール群を配置するスペースが必要となり、そのスペース分だけ例えば別のスロットを用いた電磁結合構造を設けることができなかった。このように、従来の多層配線板では、電磁結合構造を高密度に集積できる技術が求められていた。

本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、高密度に集積できる電磁結合構造、多層伝送線路板及びそれらの製造方法を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するため、本発明のマイクロ波帯の周波数帯域で使用される電磁結合構造では、複数のグランド層となる内側導体層の間に内側誘電体層が挟まれて積層された積層体と、積層体を間に挟んで対向する一対の外側誘電体層と、一対の外側誘電体層を間に挟んで対向する一対の外側導体層と、を備える。積層体には、内側誘電体層及び複数のグランド層となる内側導体層を貫通する孔が設けられている。孔の内壁に形成された管状の金属膜を介して、複数のグランド層となる内側導体層が電気的に接続されることにより、一対の外側導体層が電磁結合されることを特徴とする。

この電磁結合構造では、複数のグランド層となる内側導体層間に内側誘電体層が挟まれた構造をなす積層体において、内側誘電体層及び複数のグランド層となる内側導体層を貫通する孔が設けられている。この孔の内壁には複数のグランド層となる内側導体層同士を電気的に接続する管状の金属膜が設けられている。これ故、積層体の外側に配置された一対の外側誘電体層を介して、一対の外側導体層間が電磁結合されることとなる。この電磁結合構造によれば、孔の周りには例えば特許文献１に記載のビアホール群などを設ける必要はない。よって、管状の金属膜を内壁に有する孔の周囲に、例えば、ビアホール群を設けることなく別の管状の金属膜を内壁に有する孔などの電磁結合構造を配置することができる。従って、高密度に集積できる電磁結合構造を提供できる。

また、本発明のマイクロ波帯の周波数帯域で使用される電磁結合構造では、第一導体層、第一誘電体層、第二導体層、第二誘電体層、第三導体層、第三誘電体層、及び第四導体層をこの順に備えている。第二導体層、第二誘電体層、及び第三導体層を貫通する孔が設けられており、孔の内壁に形成された管状の金属膜を介して、第二導体層と第三導体層とが電気的に接続されることにより、第一導体層が第四導体層と電磁結合されることを特徴とする。

この電磁結合構造では、第二導体層、第二誘電体層、及び第三導体層を貫通する孔が設けられている。この孔の内壁には、第二導体層と第三導体層との間を電気的に接続する管状の金属膜が設けられている。これ故、第一誘電体層と、孔の内壁に形成された管状の金属膜と、第三誘電体層とを介して、第一導体層が第四導体層と電磁結合されることとなる。この構造によれば、孔の周りには例えば特許文献１に記載のビアホール群などを設ける必要はない。よって、管状の金属膜を内壁に有する孔の周囲に、例えば、ビアホール群を設けることなく別の管状の金属膜を内壁に有する孔などの電磁結合構造を配置することができる。従って、高密度に集積できる電磁結合構造を提供できる。

また、本発明のマイクロ波帯の周波数帯域で使用される多層伝送線路板は、複数のグランド層となる内側導体層の間に内側誘電体層が挟まれて積層された積層体と、積層体を間に挟んで対向する一対の外側誘電体層と、一対の外側誘電体層を間に挟んで対向し、伝送線路をなす一対の外側導体層と、を備える。積層体には、内側誘電体層及び複数のグランド層となる内側導体層を貫通する孔が設けられており、孔の内壁に形成された管状の金属膜を介して、複数のグランド層となる内側導体層が電気的に接続されることにより、一対の外側導体層が電磁結合されることを特徴とする。

この多層伝送線路板では、複数のグランド層となる内側導体層間に内側誘電体層が挟まれた構造をなす積層体において、内側誘電体層及び複数のグランド層となる内側導体層を貫通する孔が設けられている。この孔の内壁には複数のグランド層となる内側導体層同士を電気的に接続する管状の金属膜が設けられている。これ故、積層体の外側に配置された一対の外側誘電体層を介して、一対の外側導体層間が電磁結合されることとなる。この多層伝送線路板の構造によれば、孔の周りには例えば特許文献１に記載のビアホール群などを設ける必要はない。よって、管状の金属膜を内壁に有する孔の周囲に、例えば、ビアホール群を設けることなく別の管状の金属膜を内壁に有する孔などの電磁結合構造を配置することができる。従って、電磁結合構造を高密度に集積できる多層伝送線路板を提供できる。

また、本発明のマイクロ波帯の周波数帯域で使用される多層伝送線路板では、第一伝送線路をなす第一導体層、第一誘電体層、第二導体層、第二誘電体層、第三導体層、第三誘電体層、及び第二伝送線路をなす第四導体層をこの順に備える。第二導体層、第二誘電体層、及び第三導体層を貫通する孔が設けられており、孔の内壁に形成された管状の金属膜を介して、第二導体層と第三導体層とが電気的に接続されることにより、第一導体層が第四導体層と電磁結合されることを特徴とする。

この多層伝送線路板では、第二導体層、第二誘電体層、及び第三導体層を貫通する孔が設けられている。この孔の内壁には第二導体層と第三導体層との間を電気的に接続する管状の金属膜が設けられている。これ故、第一誘電体層と、孔の内壁に形成された管状の金属膜と、第三誘電体層とを介して、第一伝送線路が第二伝送線路と電磁結合されることとなる。この構造によれば、孔の周りには例えば特許文献１に記載のビアホール群などを設ける必要はない。よって、管状の金属膜を内壁に有する孔の周囲に、例えば、ビアホール群を設けることなく別の管状の金属膜を内壁に有する孔などの電磁結合構造を配置することができる。したがって、電磁結合構造を高密度に集積できる多層伝送線路板を提供できる。

また、上述の電磁結合構造において、外側導体層は一対の外側誘電体層の面内方向に延在し、外側導体層の延在方向と直交する方向における孔の幅は、使用される周波数に対応する実効波長以下に設定されていることが好ましい。

また、上述の電磁結合構造において、第一導体層は第一誘電体層の面内方向に延在し、第四導体層は第三誘電体層の面内方向に延在し、第四導体層の延在方向と直交する方向における孔の幅は、使用される周波数に対応する実効波長以下に設定されていることが好ましい。

また、上述の多層伝送線路板において、伝送線路をなす外側導体層は一対の外側誘電体層の面内方向に延在し、伝送線路をなす外側導体層の延在方向と直交する方向における孔の幅は、使用される周波数に対応する実効波長以下に設定されていることが好ましい。

また、上述の多層伝送線路板において、第一伝送線路をなす第一導体層は第一誘電体層の面内方向に延在し、第二伝送線路をなす第四導体層は第三誘電体層の面内方向に延在し、第四導体層の延在方向と直交する方向における孔の幅は、使用される周波数に対応する実効波長以下に設定されていることが好ましい。なお、第四導体層の延在方向における孔の幅は、第一導体層及び第四導体層の延在方向と直交する方向における孔の幅よりも短い。

このように孔の幅を設定することにより、伝送損失を抑制しながら電磁結合構造の高密度集積化を達成できる。また、上述の電磁結合構造あるいは多層伝送線路板において、管状の金属膜はめっき膜であることが、生産効率の観点から好ましい。

また、上述の電磁結合構造あるいは多層伝送線路板において、管状の金属膜が形成された孔内に、１０ＧＨｚにおける誘電正接が０〜０．０３００及び１０ＧＨｚにおける比誘電率が２〜３０の少なくとも一方を満たす誘電体が充填されていることが好ましい。

伝送損失は材料の誘電正接に比例して大きくなるので、このように誘電正接が低い誘電体を孔内に充填することにより、伝送損失が抑制される。また、比誘電率が高い誘電体を孔内に充填することにより、孔内部を通る信号の波長が短縮されるため、これに合わせて孔の幅も狭くなり、電磁結合構造の高密度化が可能になると共に孔開けコストの低減にもつながる。このとき、伝送損失は孔内に充填される誘電体の比誘電率が大きくなると増加するが、誘電正接が低い誘電体を孔内に充填することによって高密度化と伝送損失の抑制を両立できる。

また、管状の金属膜が形成された孔内に空気を充填させてもよい。この場合も、誘電体を孔内に充填した場合と同様に、伝送損失が抑制される。また、誘電体を充填する工程を省くことができ、工程の簡単化が図られる。

また、本発明のマイクロ波帯の周波数帯域で使用される電磁結合構造の製造方法は、複数のグランド層となる内側導体層の間に内側誘電体層が配置される積層体を形成する工程と、積層体における内側誘電体層及び複数のグランド層となる内側導体層を貫通する孔を設ける工程と、孔の内壁に管状の金属膜を設ける工程と、積層体を間に挟んで対向する一対の外側誘電体層を形成する工程と、一対の外側誘電体層を間に挟んで対向する一対の外側導体層を形成する工程と、を備えることを特徴とする。この製造方法によれば、上述の電磁結合構造を効率よく生産することができる。

また、本発明のマイクロ波帯の周波数帯域で使用される伝送線路板の製造方法は、複数のグランド層となる内側導体層の間に内側誘電体層が配置される積層体を形成する工程と、積層体における内側誘電体層及び複数のグランド層となる内側導体層を貫通する孔を設ける工程と、孔の内壁に管状の金属膜を設ける工程と、積層体を間に挟んで対向する一対の外側誘電体層を形成する工程と、一対の外側誘電体層を間に挟んで対向する一対の外側導体層を形成する工程と、を備えることを特徴とする。この製造方法によれば、上述の伝送線路板を効率よく生産することができる。

また、上述の電磁結合構造あるいは多層伝送線路板の製造方法において、管状の金属膜をめっきによって形成することが、さらなる生産効率向上の観点から好ましい。

また、上述の電磁結合構造の製造方法あるいは多層伝送線路板の製造方法において、管状の金属膜が形成された前記孔内に、１０ＧＨｚにおける誘電正接が０〜０．０３００及び１０ＧＨｚにおける比誘電率が２〜３０の少なくとも一方を満たす誘電体が充填する工程を更に備えることが好ましい。

伝送損失は材料の誘電正接に比例して大きくなるので、このように誘電正接が低い誘電体を孔内に充填することにより、伝送損失が抑制される。また、比誘電率が高い誘電体を孔内に充填することにより、孔内部を通る信号の波長が短縮されるため、これに合わせて孔の幅も狭くなり、電磁結合構造の高密度化が可能になると共に孔開けコストの低減にもつながる。このとき、伝送損失は孔内に充填される誘電体の比誘電率が大きくなると増加するが、誘電正接が低い誘電体を孔内に充填することによって高密度化と伝送損失の抑制を両立できる。

また、管状の金属膜が形成された前記孔内に空気を充填する工程を備えることも好ましい。この場合も、誘電体を孔内に充填した場合と同様に、伝送損失が抑制される。また、誘電体を充填する工程をより簡略化できるので好ましい。

本発明によれば、高密度に集積できる電磁結合構造、多層伝送線路板、電磁結合構造の製造方法、及び多層伝送線路板の製造方法を提供することができる。

図１は、本実施形態に係る電磁結合構造を有する多層伝送線路板の一実施形態を示す分解斜視図である。 図２は、図１のII−II線に沿った断面図である。 図３（ａ）〜図３（ｃ）は、本実施形態に係る電磁結合構造を有する多層伝送線路板の製造方法の一例を示す図である。 図４（ａ）〜図４（ｃ）は、本実施形態に係る電磁結合構造を有する多層伝送線路板の製造方法の一例を示す図である。 図５は、本実施形態に係る電磁結合構造を有する多層伝送線路板の変形例を示す断面図である。 図６は、本実施形態に係る電磁結合構造を有する多層伝送線路板の他の変形例を示す断面図である。 図７（ａ）は、実施例１〜３に係る電磁結合構造を有する多層伝送線路板における高周波特性を測定するために、伝送線路の構成を代えた構造を示す上面透視図である。図７（ｂ）は図７（ａ）のVIIb−VIIb線に沿った断面図である。 図８（ａ）は、実施例４に係る電磁結合構造を有する多層伝送線路板における高周波特性を測定するために、伝送線路の構成を代えた構造を示す上面透視図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）のVIIIb−VIIIb線に沿った断面図である。 図９は、比較例１に係る電磁結合構造を有する多層伝送線路板を示す分解斜視図である。 図１０は、図９のX−X線に沿った断面図である。 図１１（ａ）は、比較例１に係る電磁結合構造を有する多層伝送線路板における高周波特性を測定するための構造を示す上面透視図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のXIb−XIb線に沿った断面図である。 図１２は、比較例２に係る電磁結合構造を有する多層伝送線路板を示す分解斜視図である。 図１３（ａ）は、比較例２に係る電磁結合構造を測定するための構造を示す上面透視図である。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のXIIIb−XIIIb線に沿った断面図である。 図１４は、実施例１及び比較例１の高周波特性の測定結果を示すグラフである。 図１５は、実施例１〜３の高周波特性の測定結果を示すグラフである。 図１６は、比較例２の高周波特性の測定結果を示すグラフである。 図１７は、実施例４の高周波特性の測定結果を示すグラフである。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る電磁結合構造を有する多層伝送線路板の好適な実施形態について詳細に説明する。図中には、ＸＹＺ直交座標軸系Cが適宜示されている。

本発明に係る電磁結合構造を有する多層伝送線路板は、マイクロ波帯の高周波数帯域で使用されるものである。ここでいうマイクロ波帯の周波数帯域とは、具体的に１０ＧＨｚ〜１００ＧＨｚの周波数帯域である。

図１は、本実施形態に係る電磁結合構造を有する多層伝送線路板の一実施形態を示す分解斜視図である。図１に示すように、多層伝送線路板１は、第一導体層１１、第一誘電体層２１、第二導体層１２、第二誘電体層２３、第三導体層１５、第三誘電体層２５、及び第四導体層１６がこの順に積層されている。ここで、第二誘電体層２３が内側誘電体層に相当し、第二導体層１２及び第三導体層１５が複数のグランド層となる内側導体層に相当し、第一誘電体層２１及び第三誘電体層２５が一対の外側誘電体層に相当し、第一導体層１１及び第四導体層１６が一対の外側導体層に相当する。

図２に、多層伝送線路板１における第一導体層１１及び第四導体層１６の延在方向に平行な方向であるII−II線に沿った断面構成を示す。第一導体層１１は第一伝送線路をなす部分である。また、第四導体層１６は第二伝送線路をなす部分である。これら第一伝送線路と第二伝送線路は、電磁界的に接続されるべき高周波伝送線路である。

第一伝送線路をなす第一導体層１１は第一誘電体層２１の面内方向に延在している。第二伝送線路をなす第四導体層１６は第三誘電体層２５の面内方向に延在している。図１や図２に示す例では、第一導体層１１及び第四導体層１６は、Ｙ方向を長軸として延在している。なお、この第一導体層１１及び第四導体層１６の延在方向（図１や図２に示すＹ方向）は、第一導体層１１、第一誘電体層２１、第二導体層１２、第二誘電体層２３、第三導体層１５、第三誘電体層２５、及び第四導体層１６の積層方向（図１や図２に示すＺ方向）と直交している。

第二導体層１２及び第三導体層１５は、グランド層をなす地導体である。

第一誘電体層２１、第二誘電体層２３、及び第三誘電体層２５は、第一導体層１１、第二導体層１２、第三導体層１５、及び第四導体層１６を互いに電気的に絶縁するための部分である。第一誘電体層２１及び第三誘電体層２５は、低誘電損失の材料が好ましく、例えばセラミック、テフロン（登録商標）、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンエーテルの変性物、液晶ポリマなどの絶縁材料である。なお、第一誘電体層２１及び第三誘電体層２５として、ガラス繊維を含んでいてもよい。第二誘電体層２３は、低損失材料を用いると伝送線路板全体として低損失になるので好ましいが、電磁結合構造の損失には影響しないので、コストを考慮してＦＲ−４レベルの通常のエポキシ基板等を用いてもよい。なお、第二誘電体層２３として、ガラス繊維を含んでいてもよい。

多層伝送線路板１には、第二導体層１２、第二誘電体層２３、及び第三導体層１５を貫通する孔Ｓが設けられている。貫通穴である孔Ｓは、第一伝送線路をなす第一導体層１１と、第二伝送線路をなす第四導体層１６とが対向する領域に設けられている。孔Ｓの内壁には、めっき（例えば無電解めっき）によって管状の金属膜３が形成されている。よって、第二導体層１２及び第三導体層１５が、管状の金属膜３を介して電気的に接続されるので、第一伝送線路をなす第一導体層１１と第二伝送線路をなす第四導体層１６とが電磁結合されることとなる。なお、管状の金属膜３は、孔Ｓの内壁の全面に亘って形成されていることが好ましいが、当該管状の金属膜３には、使用される周波数に対応する実効波長λの１／４未満の大きさの穴があってもよい。

管状の金属膜３が形成された孔Ｓ内には、誘電正接の低い誘電体４又は比誘電率の高い誘電体４が充填されていることが好ましい。本実施形態では、１０ＧＨｚにおける誘電正接が０〜０．０３００である誘電体４、又は１０ＧＨｚにおける比誘電率が２〜３０である誘電体４を用いることが好ましい。誘電体４は、上記誘電正接及び比誘電率のいずれも満たすものであってもよい。伝送損失は材料の誘電正接に比例して大きくなるので、孔Ｓ内が低誘電正接の材料で充填されていることにより伝送損失を抑制できる。また、比誘電率が高い誘電体４を孔内に充填することにより、孔Ｓ内部を通る信号の波長が短縮されるため、これに合わせて孔Ｓの幅も狭くなり、電磁結合構造の高密度化が可能になると共に孔開けコストの低減にもつながる。このとき、伝送損失は孔Ｓ内に充填される誘電体４の比誘電率が大きくなると増加するが、誘電正接が低い誘電体４を孔Ｓ内に充填することによって高密度化と伝送損失の抑制を両立できる。

また、図１に示す例では、ＸＹ平面に平行となるように切った孔Ｓの断面は、Ｘ方向に延びる帯状部分の両端のそれぞれにおいて、この帯状部分の外側に向かって半円部分が突出するようにして設けられた形状をなしている。第一導体層１１及び第四導体層１６の延在方向（図１に示すＹ方向）と直交する方向（Ｘ方向）における孔Ｓの幅Ｗは、多層伝送線路板１で使用される周波数に対応する実効波長λ以下となるように設定されている。このように孔Ｓの幅Ｗを設定することにより、伝送損失を抑制しながら電磁結合構造の高密度集積化を達成できる。

また図２に示すように、第一伝送線路をなす第一導体層１１は一端部に開放端１１Ｐを有し、第二伝送線路をなす第四導体層１６は一端部に開放端１６Ｐを有する。孔Ｓの中心（第一伝送線路をなす第一導体層１１の延在方向（Y軸方向）における孔Ｓの長さの真ん中部分）から開放端１１Ｐあるいは開放端１６Ｐまでの距離Ｌ１は、およそ上記実効波長λの１／４程度となるように設定されている。このような構成により、伝送損失を抑制できる。なお、念のため付言するが、第一伝送線路をなす第一導体層１１及び第二伝送線路をなす第四導体層１６は、同じ方向から孔Ｓに向かって延在する構成であってもよい。

以下に、多層伝送線路板１の製造方法の一例を示す。まず、図３（ａ）に示すように、誘電体層２３ａの両面に銅箔などの導体層１２ａ、１５ａが形成された積層体を準備する。次いで、図３（ｂ）に示すように、この積層体にドリルなどで穴開けをすることにより、孔Ｓを有し、導体層１２ａ、１５ａを両面に備える誘電体層２３を形成する。続いて、孔Ｓの内壁に管状の金属膜３をめっきにより形成する。例えば図３（ｃ）に示すように、孔Ｓが形成された積層体に無電解めっき処理を行うことにより、孔Ｓの内壁に管状の金属膜３が形成されるとともに、図３（ｂ）に示す導体層１２ａ、１５ａよりも厚い導体層１２、１５が誘電体層２３の両面に形成される。これにより、図３（ｃ）に示すように、誘電体層２３を間に挟んで対向する導体層１２、１５を貫通する孔Ｓの内壁に管状の金属膜３が形成された積層体３０が得られる。なお、管状の金属膜３の厚みは５μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましい。管状の金属膜３の厚みが５μｍ未満であると、管状の金属膜を均一に形成できなくなる恐れがある。管状の金属膜３は、めっき以外に蒸着やスパッタリングによって形成することも可能であるが、上記厚みを効率よく均一に得るためにはめっきによって形成することが好ましい。

めっき処理の後、管状の金属膜３が形成された孔Ｓ内に誘電体４を充填する。図４（ａ）に示すように、誘電体４の表面を研磨して平坦化する。次いで、図４（ｂ）に示すように、一対の誘電体層２１、２５を、積層体３０を間に挟んで対向させ、さらに導体層１１ａ、１６ａを、誘電体層２１、２５を間に挟んで対向させた上で、これらを加熱圧着させる。これにより、導体層１１ａ、誘電体層２１、導体層１２、誘電体層２３、導体層１５、誘電体層２５、及び導体層１６ａがこの順に積層された構造体とすることができる。最後に、導体層１１ａ、１６ａを例えばエッチングでパターニングすることにより、図４（ｃ）に示すように、孔Ｓを間に挟んで対向するような位置に、伝送線路をなす導体層１１、１６を形成する。以上のようにして、図１及び図２に示した電磁結合構造を有する多層伝送線路板１が得られる。

以上のような電磁結合構造を有する多層伝送線路板１では、第二導体層１２、第二誘電体層２３、及び第三導体層１５を貫通する孔Ｓの内壁に、第二導体層１２と第三導体層１５との間を電気的に接続する管状の金属膜３が設けられている。このため、第一伝送線路をなす第一導体層１１と第二伝送線路をなす第四導体層１６とが第一誘電体層２１と前記孔Ｓの内壁に形成された管状の金属膜と第三誘電体層２５を介して電磁結合されることとなる。よって、孔Ｓに隣接する回路又は配線との距離を従来よりも短くすることができ、電磁結合構造をより高密度に集積できる多層伝送線路板１を提供できる。

また、このような多層伝送線路板１では伝送損失が小さい。なぜならば、図２に示すように、多層伝送線路板１では、伝送線路をなす第一導体層１１及び第四導体層１６の上の電磁界モードが、グランド層をなす第二導体層１２及び第三導体層１５と、これら第二導体層１２及び第三導体層１５を電気的に接続する管状の金属膜３との積層体を間に挟んで、「鏡像」の関係にある。つまり、この積層体は、伝送線路の鏡像現象の中心位置である多層伝送線路板１の積層方向の中央に配置されている。この構成により、電磁界が安定し、強いモード結合を得られるので、伝送損失が抑制される。

以上、本実施形態における電磁結合構造を有する多層伝送線路板１を説明したが、本発明はこれらに限定されない。上記では、複数のグランド層となる内側導体層の間に内側誘電体層が挟まれて積層された積層体の例を示したが、積層体の形態はこれに限定されない。例えば、このような積層体中において、内側誘電体層以外にグランド層とならない導体層があってもよい。この場合には、例えば、グランド層となる内側導体層の間において、グランド層とならない導体層及び内側誘電体層が挟まれる構造となる。また、例えば、管状の金属膜３が形成された孔Ｓ内は、誘電体として、エポキシ樹脂、シアネートエステル樹脂の他に例えば空気層とすることができる。空気は、誘電率、誘電正接ともに低いので、多層伝送線路板１の伝送損失が抑制される。また、孔Ｓの断面形状は、上述したような帯状部分と半円部分とからなる形状をなしていることが好ましいが、この形状に限られず、例えば円形、矩形などでもよい。

また、上記電磁結合構造を実現するための具体的な構造としては、第二誘電体層２３の厚みは０．０２ｍｍ以上４ｍｍ以下であることが好ましく、０．０２ｍｍ以上２ｍｍ以下であることがより好ましい。第二導体層１２の第一誘電体層２１側の表面及び第三導体層１５の第三誘電体層２５側の表面は、表皮効果を考慮して表面粗さが小さい方が好ましく、表面粗さ（十点平均粗さ；Ｒｚ）が０．１μｍ以上９μｍ以下であることが好ましく、０．１μｍ以上６μｍ以下であることがより好ましく、０．１μｍ以上３μｍ未満であることがさらに好ましい。

また、第二導体層１２及び第三導体層１５の厚みは、５μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましく、１２μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましい。このような構造を得るための材料としては、一般的な多層配線板材料であれば特に問題はなく、セラミック系や有機系の配線板材料を用いることができる。安価な多層伝送線路板１を得るために、高周波信号を流さない配線層には、汎用的な多層配線板材料を用いることができる。よって、第二導体層１２、第二誘電体層２３、及び第三導体層１５として、例えば、両面銅張り積層板であるＭＣＬ−Ｅ−６７９（日立化成工業株式会社製、商品名）等を適用できる。

また、高周波信号を流す伝送線路の伝送損失を抑制するためには、低誘電率かつ低誘電正接の配線板材料が好ましい。例えば、第一誘電体層２１や第三誘電体層２５として、低誘電正接高耐熱多層材料である両面銅張り積層板ＭＣＬ−ＦＸ−２（日立化成工業株式会社製、商品名）やプリプレグＧＦＡ−２（日立化成工業株式会社製、商品名）が適用できる。第一誘電体層２１や第三誘電体層２５の厚みは、０．０２ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であることが好ましく、０．０７ｍｍ以上０．２ｍｍ以下であることがより好ましい。

また、第一伝送線路をなす導体層１１や第二伝送線路をなす導体層１６を作製する際に用いられる銅箔に関しては、第一導体層１１の第一誘電体層２１側の表面及び第四導体層１６の第三誘電体層２５側の表面は、表皮効果を考慮して表面粗さが小さい方が好ましく、表面粗さ（Ｒｚ）が０．１μｍ以上９μｍ以下であることが好ましく、０．１μｍ以上６μｍ以下であることがより好ましく、０．１μｍ以上３μｍ未満であることがさらに好ましい。第一伝送線路をなす導体層１１及び第二伝送線路をなす導体層１６の厚みは、５μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましく、１２μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましい。このような材料として、例えば３ＥＣ−ＶＬＰ−１２（三井金属鉱業株式会社製、商品名）などがある。

また、上記では導体層が第一導体層１１、第二導体層１２、第三導体層１５、第四導体層１６の計４層である例を示したが、導体層は４層以上とすることができる。例えば図５に示すように、導体層を６層とすることができる。図５に示す多層伝送線路板２が図２に示した多層伝送線路板１と異なるのは、グランド層となる第二導体層１２と第三導体層１５との間に、更に信号線となる第五導体層１３と第六導体層１４を備え、これら第二導体層１２、第五導体層１３、第六導体層１４、及び第三導体層１５の間を絶縁するための誘電体層３１、３２、３３が設けられている点である。

ここで、第五導体層１３と第六導体層１４は、内層の信号線をなす部分である。図５に示すように、第五導体層１３と第六導体層１４は、孔Ｓの内壁に形成された管状の金属膜３とは誘電体層３１、３２、３３によって絶縁されている。このように、多層伝送線路板２は、複数の内側誘電体層３１、３２、３３及び複数の導体層１２、１３、１４、１５が交互に積層された積層体（ここでは、第二導体層１２及び第三導体層１５がグランド層となる内側導体層に相当する）と、当該積層体を間に挟んで対向する一対の外側誘電体層２１、２５と、この一対の外側誘電体層２１、２５を間に挟んで対向する一対の外側導体層１１、１６と、を備えている。当該積層体における複数の内側誘電体層３１、３２、３３及び複数の導体層１２、１３、１４、１５の全ての層を貫通する孔Ｓの内壁には、管状の金属膜３が形成されている。故に、多層伝送線路板２は、第一誘電体層２１、管状の金属膜３、及び第三誘電体層２５を介して、伝送線路をなす一対の外側導体層１１、１６間が電磁結合される電磁結合構造を有することとなる。従って、上記実施形態と同様に、孔Ｓに隣接する回路又は配線との距離を従来よりも短くすることができ、より高密度な多層伝送線路板を提供できる。

図５に示した例では、グランド層となる内側の第二導体層１２及び第三導体層１５の間に信号線となる導体層を複数設けた例について説明したが、信号線となる層間にさらにグランド層となる内側導体層を設けることができる。例えば図６に示すように、内側導体層及び外側導体層を合わせて計８層とすることができる。図６に示す多層伝送線路板５が図５に示した多層伝送線路板２と異なるのは、第五導体層１３と第六導体層１４との間に、グランド層となる内側導体層として第七導体層１７及び第八導体層１８を更に備え、これら第五導体層１３、第六導体層１４、第七導体層１７、及び第八導体層１８の間を絶縁するための内側誘電体層３４、２３、３５が設けられている点である。図６に示すように、グランド層となる第七導体層１７及び第八導体層１８は、孔Ｓの内壁に形成された管状の金属膜３と電気的に接続されている。このような構造にすると、図１に示した構造よりも、より多くの信号線を通すことができる。また、図５に示した構造に比べ、第五導体層１３と第六導体層１４の間にグランド層となる第七導体層１７及び第八導体層１８が設けられていることにより、上層又は下層にある信号線とのクロストークの影響やインピーダンス変動の影響がないので、好ましい。

このように、多層伝送線路板５は、複数の内側誘電体層３１、３４、２３、３５、３３及び複数の導体層１２、１３、１７、１８、１４、１５が交互に積層された積層体（このうち、導体層１２、１７、１８及び１５がグランド層となる内側導体層に相当する）と、当該積層体を間に挟んで対向する一対の外側誘電体層２１、２５と、この一対の外側誘電体層２１、２５を間に挟んで対向する一対の外側導体層１１、１６と、を備えている。当該積層体における複数の内側誘電体層３１、３４、２３、３５、３３及び複数の導体層１２、１３、１７、１８、１４、１５の全ての層を貫通する孔Ｓの内壁には、管状の金属膜３が形成されている。故に、多層伝送線路板５は、第一誘電体層２１、管状の金属膜３、及び第三誘電体層２５を介して、伝送線路をなす一対の外側導体層１１、１６間が電磁結合される電磁結合構造を有することとなる。従って、上記実施形態と同様に、孔Ｓに隣接する回路又は配線との距離を従来よりも短くすることができ、より高密度な多層伝送線路板を提供できる。

上述の多層伝送線路板５は、例えば以下の方法によって製造することができる。まず、第七導体層１７、第二誘電体層２３、第八導体層１８として両面銅張り積層板ａを用意する。次いで、当該積層板ａの両側に第二導体層１２、第四誘電体層３１、及び第五導体層１３として両面銅張り積層板ｂを用意するとともに、第三導体層１５、第五誘電体層３３、及び第六導体層１４として両面銅張り積層板ｃを用意する。両面銅張り積層板ｂの第五導体層１３及び両面銅張り積層板ｃの第六導体層１４では、エッチング等によって各導体の一部を孔Ｓよりも大きく除去することにより、信号線を予め形成する。次いで、両面銅張り積層板ａの外側に、第六誘電体層３４及び第七誘電体層３５としてプリプレグをそれぞれ載置する。さらに、両面銅張り積層板ｂの第五導体層１３側及び両面銅張り積層板ｃの第六導体層１４側が両面銅張り積層板ａ側を向くように載置する。その後、加熱加圧により積層体を形成した後、ドリル等で孔Ｓを設ける。その後、例えば無電解銅めっきによって孔Ｓの内壁をめっきすることにより、内側導体層（すなわち第二導体層１２、第七導体層１７、第八導体層１８、及び第三導体層１５）を電気的に接続する。

さらに、積層体の外側に一対の外側誘電体層（すなわち第一誘電体層２１及び第三誘電体層２５）としてプリプレグをそれぞれ載置する。さらにその外側に一対の外側導体層（すなわち第一導体層１１及び第四導体層１６）として銅箔をそれぞれ載置する。その後、加熱加圧した後、第一導体層１１及び第四導体層１６の一部をエッチング等で除去することにより、伝送線路層を形成する。

なお、図５及び図６では、積層体の最外層が導体層である場合を示したが、必ずしも導体層を最外層に設ける必要はなく、最外層が誘電体層であってもよい。また、誘電体層と導体層を必ずしも交互に積層する必要はなく、複数の誘電体層を重ねて設けるか又は複数の導体層を重ねて設けてもよい。

以下、実施例１〜４及び比較例１〜２について説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。実施例１〜４及び比較例１〜２では、周波数帯が６０〜８０ＧＨｚである場合における電磁結合構造の伝送損失の測定を行った。ここで、上記で説明した電磁結合構造は多層伝送線路板の表面と裏面に配線（すなわち第一導体層１１と第四導体層１６）が分かれているために、そのままではウェハプローバ等を使って高周波測定をすることが困難である。そのため、以下の実施例１〜４では、図７（ａ）や図８（ａ）に示すように、１つの第四導体層１６の代わり２つの第四導体層１６１、１６２を用い、１つの孔Ｓの代わりに２つの孔Ｓを用いた多層伝送線路板１Ａを準備した。このように２個のスロット結合を直列に接続することにより、プロービングによる測定を可能にした。なお、高周波測定時にプローブを向かい合わせて測定するために、一方の第四導体層１６１の形状を長辺１６Ａ及び短辺１６ＣからなるＬ字形状とするとともに、他方の第四導体層１６２の形状を長辺１６Ｂ及び短辺１６ＤからなるＬ字形状とした。これら短辺１６Ｃ及び短辺１６Ｄは、プロービング測定の際の端子接続部として用いた。また、第一導体層１１の代わりとして、一端１１Ａ、他端１１Ｂ、及びこれら一端１１Ａと他端１１Ｂとを連結する連結部１１Ｃからなるコの字形状の第一導体層１１０を用いた。
(実施例１)

図７（ａ）は多層伝送線路板１Ａを第四導体層１６１、１６２側から見た上面透視図である。図７（ｂ）は図７（ａ）のVIIb−VIIb線に沿った断面図である。実施例１では、伝送線路（第一導体層１１０）、第一誘電体層２１、第二導体層１２、第二誘電体層２３、第三導体層１５、第三誘電体層２５、及び２つの伝送線路（第四導体層１６１及び第四導体層１６２）がこの順に積層された多層伝送線路板１Ａを作製した。図７（ｂ）に示すように、内層の回路板に形成された一方の孔Ｓに対応する位置に、外側導体層に相当する伝送線路として第一導体層１１０及び第四導体層１６１を対向配置するとともに、他方の孔Ｓに対応する位置に、外側導体層に相当する伝送線路として第一導体層１１０及び第四導体層１６２を対向配置した。なお、ここでの「対向配置」とは、孔Ｓの中心（第二伝送線路をなす第四導体層１６の延在方向（Ｙ軸方向）における孔Ｓの長さの真ん中部分）と、第一導体層１１０又は第四導体層１６１、１６２の開放端１１Ｐ或いは開放端１６Ｐからおよそ実効波長λの１／４程度内側の導体層上の点とを合わせるように配置することを意味する。

この際、多層伝送線路板１Ａの中心付近において、第四導体層１６１の長辺１６Ａが第四導体層１６２の長辺１６Ｂと所定の間隔を置いて向き合うように、第四導体層１６１及び第四導体層１６２を配置した。また、第四導体層１６１の長辺１６Ａ及び第一導体層１１０の一端１１Ａの延在方向（図７（ａ）の例ではＹ軸方向）を一方の孔Ｓの長軸方向と直交する向きに配置した。同様に、第四導体層１６２の長辺１６Ｂ及び第一導体層１１０の他端１１Ｂの延在方向（図７（ａ）の例ではＹ軸方向）を他方の孔Ｓの長軸方向と直交する向きに配置した。２個の孔Ｓの各々において内壁に形成された管状の金属膜３を介して、第二導体層１２と第三導体層１５とを電気的に接続させた。これ故、第一誘電体層２１、管状の金属膜３、及び第三誘電体層２５を介して、伝送線路である第一導体層１１０が第四導体層１６１と電磁結合されるとともに、伝送線路である第一導体層１１０が第四導体層１６２と電磁結合される電磁結合構造１００を形成した。

以下、多層伝送線路板１Ａの具体的な製造方法について説明する。まず、（第二誘電体層２３となる）誘電体層の両面に（第二導体層１２及び第三導体層１５となる）銅箔が形成された積層板（日立化成工業株式会社製、商品名ＭＣＬ−Ｅ−６７９）を準備した。この積層板の厚さは０．５ｍｍであり、各銅箔の厚さは１２μｍ、誘電体層側の表面粗さＲｚ：６．０μｍであった。次いで、この積層体に直径０．２５ｍｍのドリルを用いて直径０．２５ｍｍ、幅Ｗ１．４５ｍｍの穴開けをして２つの孔Ｓを形成した。この２つの孔Ｓの内壁及び銅箔表面に銅めっきを１０μｍ施した後、各孔Ｓ内に誘電体４に相当する穴埋め樹脂（太陽インキ製造株式会社製、商品名ＤＸ−１、１０ＧＨｚにおける誘電正接０．０３、比誘電率３．５）を印刷し、表面を研磨して内層回路板を作製した。なお、図７（ｂ）において、第二導体層１２となる銅箔及び第三導体層１５となる銅箔の表面上の銅めっき膜の図示は省略してある。

次に、厚さ１２μｍの銅箔（三井金属鉱業株式会社製、商品名３ＥＣ−ＶＬＰ−１２、誘電体層側の表面粗さＲｚ：３．０μｍ）、プリプレグ（日立化成工業株式会社製、商品名ＧＦＡ−２、厚さ１００μｍ）、上記内層回路板、プリプレグ（日立化成工業株式会社製、商品名ＧＦＡ−２、厚さ１００μｍ）、厚さ１２μｍの銅箔（三井金属鉱業株式会社製、商品名３ＥＣ−ＶＬＰ−１２、誘電体層側の表面粗さＲｚ：３．０μｍ）の順にこれらを重ねて、温度１８０℃、圧力３ＭＰａ、時間８０分の条件で積層一体化した多層伝送線路板を作製した。

最後に、この多層伝送線路板に対し、上下の銅箔をエッチングでパターニングした。上側の銅箔をパターニングすることにより、２つのＬ字形状の第四導体層１６１、１６２を得た。また、下側の銅箔をパターニングすることにより、コの字形状の第一導体層１１０を得た。この際、内層回路板で形成した一方の孔Ｓに対応する位置に、幅２２０μｍの伝送線路として第四導体層１６１の長辺１６Ａ及び第一導体層１１０の一端１１Ａを対向配置させるとともに、もう一方の孔Ｓに対応する位置に、幅２２０μｍの伝送線路として第四導体層１６２の長辺１６Ｂ及び第一導体層１１０の他端１１Ｂを対向配置させた。

これらの伝送線路（すなわち第四導体層１６１、第四導体層１６２、及び第一導体層１１０）は、特性インピーダンス５０Ωとしたマイクロストリップラインである。以上のようにして、図７（ａ）、（ｂ）に示すような２個の孔Ｓを有する電磁結合構造１００を有する多層伝送線路板１Ａを作製した。ここで、伝送線路である一方の第四導体層１６１の長辺１６Ａの内側から他方の第四導体層１６２の長辺１６Ｂの内側までの最短距離Ｌ２は、１．６３ｍｍであった。
（実施例２）

実施例１では、各孔Ｓ内の誘電体４として樹脂を穴埋め印刷したが、実施例２では、各孔Ｓ内に１０ＧＨｚにおける比誘電率が２．８、誘電正接が０．００３の誘電体４を穴埋め印刷し、その他の条件は実施例１と同様にして、図７（ａ）、（ｂ）に示すような２個の孔Ｓを有する電磁結合構造１０１を有する多層伝送線路板を作製した。ここで、伝送線路である一方の第四導体層１６１の長辺１６Ａの内側から他方の第四導体層１６２の長辺１６Ｂの内側までの最短距離Ｌ２は、１．６３ｍｍであった。
（実施例３）

まず、誘電体層の両面に銅箔が形成された積層板（日立化成工業株式会社製、商品名ＭＣＬ−Ｅ−６７９）を準備した。この積層板の厚さは０．５ｍｍであり、銅箔の厚さは１２μｍ、誘電体層側の表面粗さＲｚ：６．０μｍであった。次いで、この積層体に直径０．２５ｍｍのドリルを用いて直径０．２５ｍｍ、幅Ｗ１．００ｍｍの穴開けをして２つの孔Ｓを形成した。この２つの孔Ｓの内壁及び銅箔表面に銅めっきを１０μｍ施した後、各孔Ｓ内に１０ＧＨｚにおける比誘電率が１５、誘電正接が０．０３の誘電体４を印刷し、表面を研磨して内層回路板を作製した。なお、図７（ｂ）において、銅箔１２及び１５表面上の銅めっき膜は省略してある。

次に、厚さ１２μｍの銅箔（三井金属鉱業株式会社製、商品名３ＥＣ−ＶＬＰ−１２、誘電体層側の表面粗さＲｚ：３．０μｍ）、プリプレグ（日立化成工業株式会社製、商品名ＧＦＡ−２、厚さ１００μｍ）、上記内層回路板、プリプレグ（日立化成工業株式会社製、商品名ＧＦＡ−２、厚さ１００μｍ）、厚さ１２μｍの銅箔（三井金属鉱業株式会社製、商品名３ＥＣ−ＶＬＰ−１２、誘電体層側の表面粗さＲｚ：３．０μｍ）の順にこれらを重ねて、温度１８０℃、圧力３ＭＰａ、時間８０分の条件で積層一体化した多層伝送線路板を作製した。

最後に、この多層伝送線路板に対し、上下の銅箔をエッチングでパターニングすることにより、内層回路板で形成した一方の孔Ｓに対応する位置に、幅２２０μｍの伝送線路１６Ａ及び伝送線路１１Ａを対向して１６Ａ及び１１Ａの延在方向が孔Ｓの長軸方向と直交する向きになるよう配置するとともに、もう一方の孔Ｓに対応する位置に、幅２２０μｍの伝送線路１６Ｂ及び伝送線路１１Ｂを対向して１６Ｂ及び１１Ｂの延在方向が孔Ｓの長軸方向と直交する向きになるよう配置した。

これらの伝送線路１６Ａ、１６Ｂ、１１０は、特性インピーダンス５０Ωとしたマイクロストリップラインである。以上のようにして、図７（ａ）、（ｂ）に示すような２個の孔Ｓを有する電磁結合構造１０２を有する多層伝送線路板１Ａを作製した。補足すると、多層伝送線路板１Ａは、伝送線路１１０、第一誘電体層２１、第二導体層１２、第二誘電体層２３、第三導体層１５、第三誘電体層２５、及び２つの伝送線路１６Ａ、１６Ｂがこの順に積層され、２個の孔Ｓの各々において内壁に形成された管状の金属膜３を介して、第二導体層１２と第三導体層１５とが電気的に接続されることにより、第一誘電体層２１、２個の孔Ｓの各々において内壁に形成された管状の金属膜３及び第三誘電体層２５を介して、伝送線路１１Ａと伝送線路１６Ａとが電磁結合されるとともに、伝送線路１１Ｂと伝送線路１６Ｂとが電磁結合される電磁結合構造１０２を有する。なお、伝送線路１６Ａ、１６Ｂ、１１０は、特性インピーダンスを５０Ωとしたマイクロストリップラインである。以上のようにして、図７（ａ）、（ｂ）に示すような２個の孔Ｓを有する電磁結合構造１０２を有する多層伝送線路板１Ａを作製した。ここで、伝送線路である一方の第四導体層１６１の長辺１６Ａの内側から他方の第四導体層１６２の長辺１６Ｂの内側までの最短距離Ｌ２は、１．１８ｍｍであった。
（実施例４）

実施例４では、実施例１で示した伝送線路板における積層体の導体層間に、信号線層となる導体層とグランド層となる導体層をそれぞれ２層ずつ形成するとともに、各導体層の間に誘電体層を介した電磁結合構造１０３を採用した。

図８（ａ）及び図８（ｂ）に、実施例４で作製した２個の孔Ｓを含む電磁結合構造１０３を有する多層伝送線路板１Ｂを示す。図８（ａ）は多層伝送線路板１Ｂを第四導体層１６１、１６２側から見た上面透視図である。図８（ｂ）は図８（ａ）のVIIIb−VIIIb線に沿った断面図である。多層伝送線路板１Ｂでは、第一導体層１１０、第一誘電体層２１、第二導体層１２、第四誘電体層３１、第五導体層１３、第六誘電体層３４、第七導体層１７、第二誘電体層２３、第八導体層１８、第七誘電体層３５、第六導体層１４、第五誘電体層３３、第三導体層１５、第三誘電体層２５、及び２つの第四導体層１６１、１６２がこの順に積層された構造とした。

図８（ｂ）に示すように、２つの孔Ｓを第三導体層１５から第二導体層１２まで貫通させた。各孔Ｓの内壁には管状の金属膜３を形成した。内壁に管状の金属膜３を形成した各孔Ｓ内には、誘電体４を充填させた。金属膜３により、グランド層となる第二導体層１２、第七導体層１７、第八導体層１８及び第三導体層１５が電気的に接続される。また、信号線層となる第五導体層１３及び第六導体層１４は、孔Ｓに形成された金属膜３との電気的な接続がなされていない。

また、図８（ａ）に示すように、内層の回路板に形成された一方の孔Ｓに対応する位置に、外側導体層に相当する伝送線路として第一導体層１１０及び第四導体層１６１を対向配置するとともに、他方の孔Ｓに対応する位置に、外側導体層に相当する伝送線路として第一導体層１１０及び第四導体層１６２を対向配置した。この際、多層伝送線路板１Ｂの中心付近において、第四導体層１６１の長辺１６Ａが第四導体層１６２の長辺１６Ｂと所定の間隔を置いて向き合うように、第四導体層１６１及び第四導体層１６２を配置した。また、第四導体層１６１の長辺１６Ａ及び第一導体層１１０の一端１１Ａの延在方向（図８（ａ）の例ではＹ軸方向）を一方の孔Ｓの長軸方向と直交する向きに配置した。同様に、第四導体層１６２の長辺１６Ｂ及び第一導体層１１０の他端１１Ｂの延在方向（図８（ａ）の例ではＹ軸方向）を他方の孔Ｓの長軸方向と直交する向きに配置した。以上のような電磁結合構造１０３では、２つの金属膜３を介して、第二導体層１２と第三導体層１５とが電気的に接続されることにより、第三誘電体層２５、２つの金属膜３及び第一誘電体層２１を介して、伝送線路である第一導体層１１０と伝送線路である第四導体層１６１、１６２とがそれぞれ電磁結合されることとなる。

以下、多層伝送線路板１Ｂの具体的な製造方法について説明する。

まず、誘電体層の両面に銅箔が形成された積層板（日立化成工業株式会社製、商品名ＭＣＬ−Ｅ−６７９）（積層板１）を準備した。この積層板の厚さは０．１ｍｍであり、銅箔の厚さは１２μｍ、誘電体層側の表面粗さＲｚ：６．０μｍであった。次いで、板厚０．１ｍｍ及び銅箔厚さ１２μｍの両面銅張り積層板（日立化成工業株式会社製、商品名ＭＣＬ−ＬＸ−６７Ｙ）（積層板２）を２枚用意した。用意した２枚の両面銅張り積層板の片側の銅箔の後に孔を設ける箇所を一回り（１００μｍ）大きくエッチングで除去するとともに、所定の伝送線路をエッチングで形成した。

積層板１の両面にプリプレグ（日立化成工業株式会社製、商品名ＧＸＡ−６７Ｙ、厚さ１００μｍ）を載置し、さらにその外側に積層板２の伝送線路側を積層板１側に向けて重ねて、温度２３０℃、圧力３ＭＰａ、時間８０分の条件で積層一体化した積層体を作製した。

この積層体に直径０．２５ｍｍのドリルを用いて直径０．２５ｍｍ、幅Ｗ１．４５ｍｍの穴開けをして２つの孔Ｓを形成した。この２つの孔Ｓの内壁及び銅箔表面に銅めっきを１０μｍ施して管状の金属膜３を形成した後、各孔Ｓ内に誘電体４である穴埋め樹脂（太陽インキ製造株式会社製、商品名ＤＸ−１、１０ＧＨｚにおける誘電正接０．０３、比誘電率３．５）を印刷し、表面を研磨して内層回路板を作製した。なお、図８（ｂ）において、銅箔１２及び１５表面上の銅めっき膜は省略してある。

次に、厚さ１２μｍの銅箔（三井金属鉱業株式会社製、商品名３ＥＣ−ＶＬＰ−１２、誘電体層側の表面粗さＲｚ：３．０μｍ）、プリプレグ（日立化成工業株式会社製、商品名ＧＦＡ−２、厚さ１００μｍ）、上記内層回路板、プリプレグ（日立化成工業株式会社製、商品名ＧＦＡ−２、厚さ１００μｍ）、厚さ１２μｍの銅箔（三井金属鉱業株式会社製、商品名３ＥＣ−ＶＬＰ−１２、誘電体層側の表面粗さＲｚ：３．０μｍ）の順にこれらを重ねて、温度１８０℃、圧力３ＭＰａ、時間８０分の条件で積層一体化した多層伝送線路板１Ｂを作製した。

最後に、この多層伝送線路板に対し、上下の銅箔をエッチングでパターニングした。上側の銅箔をパターニングすることにより、２つのＬ字形状の第四導体層１６１、１６２を得た。また、下側の銅箔をパターニングすることにより、コの字形状の第一導体層１１０を得た。この際、内層回路板で形成した一方の孔Ｓに対応する位置に、幅２２０μｍの第四導体層１６１の長辺１６Ａ及び第一導体層１１０の一端１１Ａを対向配置するとともに、他方の孔Ｓに対応する位置に幅２２０μｍの第四導体層１６２の長辺１６Ｂ及び第一導体層１１０の他端１１Ｂを対向配置させた。また、第四導体層１６１の長辺１６Ａ及び第一導体層１１０の一端１１Ａの延在方向（図８（ａ）に示すＹ軸方向）が、一方の孔Ｓの長軸方向（Ｘ軸方向）と直交する向きになるよう配置するとともに、他方の第四導体層１６２の長辺１６Ｂ及び第一導体層１１０の他端１１Ｂの延在方向（Ｙ軸方向）が、他方の孔Ｓの長軸方向（Ｘ軸方向）と直交する向きになるよう配置した。

これらの伝送線路（第四導体層１６１、１６２及び第一導体層１１０）は、特性インピーダンス５０Ωとしたマイクロストリップラインである。以上のようにして、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すような２個のスロットＳを有する電磁結合構造１０３を有する多層伝送線路板１Ｂを作製した。ここで、伝送線路である一方の第四導体層１６１の長辺１６Ａの内側から他方の第四導体層１６２の長辺１６Ｂの内側までの最短距離Ｌ２は、１．６３ｍｍであった。
（比較例１）

図９は、比較例１に係る多層伝送線路板１０の分解斜視図を示す。図１０は、図９のX−X線に沿った断面図を示す。比較例１では、図９及び図１０に示すような、第二導体層１２のみを貫通するスロットＳ１と、第三導体層１５のみを貫通するスロットＳ２とを有する多層伝送線路板１０の構成を採用した。ここでスロットとは、導体層のみに設けられた孔のことである。多層伝送線路板１０では、第一導体層（伝送線路）１１、第一誘電体層２１、第二導体層１２、第二誘電体層２３、第三導体層１５、第三誘電体層２５、及び第四導体層（伝送線路）１６がこの順に積層されている。第一導体層１１の延在方向（Ｙ軸方向）は、第四導体層１６の延在方向（Ｙ軸方向）と同じとした。スロットＳ１、Ｓ２の長軸方向（Ｘ軸方向）は、各伝送線路の延在方向（Ｙ軸方向）と直交させた。第一導体層１１の一端を開放端１１Ｐとし、第四導体層１６の一端を開放端１６Ｐとした。第一導体層１１の開放端１１ＰからスロットＳ１の中心までの距離Ｌ１は、使用される実効波長λの１／４程度とした。同様に、第四導体層１６の開放端１６ＰからスロットＳ２の中心までの距離Ｌ１は、使用される実効波長λの１／４程度とした。

図１０に示すように比較例１の多層伝送線路板１０では、第二誘電体層２３には、第二誘電体層２３を貫通するような孔は設けられていない。ただし、上述したように、多層伝送線路板１０の表面と裏面に配線（すなわち第一導体層１１、第四導体層１６）が分かれているために、そのままではウェハプローバ等を使って高周波測定をすることが困難である。このため実際は、実施例１〜４と同様に、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すような、表面に２つのＬ字形状の伝送線路（すなわち２つの第四導体層１６１、１６２）を有し、裏面に１つのコの字形状の伝送線路（すなわち第一導体層１１０）を有する構成を採用し、また４つのスロットＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を有する多層伝送線路板１０Ａを作製した。

以下に、多層伝送線路板１０Ａの具体的な製造方法を説明する。まず、板厚０．５ｍｍ及び銅箔厚さ１２μｍの両面銅張り積層板（日立化成工業株式会社製、商品名ＭＣＬ−Ｅ−６７９）を準備した。銅箔の誘電体層側の表面粗さは、Ｒｚ：６．０μｍであった。銅箔をエッチングによりパターニングすることにより、長径１．９ｍｍ×短径０．４ｍｍの４つのスロットＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を有する内層回路板を作製した。スロットＳ１及びスロットＳ３は、第二導体層１２となる銅箔のみを貫通するように形成し、スロットＳ２及びスロットＳ４は、第三導体層１５となる銅箔のみを貫通するように形成した。また、積層方向（Ｚ軸方向）から見て、スロットＳ１とスロットＳ２とが重なるように対向配置させるとともに、スロットＳ３とスロットＳ４とが重なるように対向配置させた。

次に、厚さ１２μｍの銅箔（三井金属鉱業株式会社製、商品名３ＥＣ−ＶＬＰ−１２、誘電体層側の表面粗さＲｚ：３．０μｍ）、プリプレグ（日立化成工業株式会社製、商品名ＧＦＡ−２、厚さ１００μｍ）、上記内層回路板、プリプレグ（日立化成工業株式会社製、商品名ＧＦＡ−２、厚さ１００μｍ）、厚さ１２μｍの銅箔（三井金属鉱業株式会社製、商品名３ＥＣ−ＶＬＰ−１２、誘電体層側の表面粗さＲｚ：３．０μｍ）の順にこれらを重ね、温度１８０℃、圧力３ＭＰａ、時間８０分の条件で積層一体化した多層伝送線路板を作製した。

最後に、上下の銅箔をエッチングでパターニングした。すなわち、上側の銅箔をパターニングすることにより、２つのＬ字形状の第四導体層１６１、１６２を得た。また、下側の銅箔をパターニングすることにより、コの字形状の第一導体層１１０を得た。この際、内層回路板で形成したスロットＳ１及びスロットＳ２に対応する位置に、幅２２０μｍの第一導体層１１０の一端１１Ａ及び第四導体層１６１の長辺１６Ａを対向配置させるとともに、第一導体層１１０の一端１１Ａ及び第四導体層１６１の長辺１６Ａの延在方向（図１１（ａ）に示すＹ軸方向）をスロットＳ１又はＳ２の長軸方向（Ｘ軸方向）と直交する向きにした。同様に、スロットＳ３及びスロットＳ４に対応する位置に、幅２２０μｍの第一導体層１１０の他端１１Ｂ及び第四導体層１６２の長辺１６Ｂを対向配置させるとともに、第一導体層１１０の他端１１Ｂ及び第四導体層１６２の長辺１６Ｂの延在方向（図１１（ａ）に示すＹ軸方向）をスロットＳ３又はＳ４の長軸方向（Ｘ軸方向）と直交する向きにした。補足すると、多層伝送線路板１０Ａは、（伝送線路である）第一導体層１１０、第一誘電体層２１、第二導体層１２、第二誘電体層２３、第三導体層１５、第三誘電体層２５、及び（２つの伝送線路である）第四導体層１６１、１６２がこの順に積層され、スロットＳ１及びスロットＳ２を介して、伝送線路である第一導体層１１０が第四導体層１６１と電磁結合されるとともに、スロットＳ３及びスロットＳ４を介して、伝送線路である第一導体層１１０が第四導体層１６２と電磁結合される電磁結合構造１０００を有する。なお、伝送線路である第一導体層１１０、第四導体層１６１、１６２は、特性インピーダンスを５０Ωとしたマイクロストリップラインである。以上のようにして、図１１（ｂ）に示すような４個のスロットＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を有する電磁結合構造１０００を有する多層伝送線路板１０Ａを作製した。ここで、伝送線路である一方の第四導体層１６１の長辺１６Ａの内側から他方の第四導体層１６２の長辺１６Ｂの内側までの最短距離Ｌ２は、２．０８ｍｍであった。
（比較例２）

比較例２では、特許文献１の実施例１に相当する構造を採用した。具体的な構造を図１２、図１３（ａ）、及び図１３（ｂ）に示す。図１２は、比較例２で高周波測定に用いた多層伝送線路板２０Ａの分解斜視図を示す。図１３（ａ）は、図１２の多層伝送線路板を上方の外側導体層側から見た上面透視図である。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のXIIIb−XIIIb線に沿った断面図である。なお、高周波測定時にプローブを向かい合わせて測定するために、実施例１〜４と同様に、第四導体層を２つとし、これら第四導体層１６１及び第四導体層１６２をそれぞれＬ字形状とした。第三誘電体層２５上において、第四導体層１６１の長辺１６Ａを第四導体層１６２の長辺１６Ｂと平行に配置した。また、第四導体層１６１の短辺１６Ｃ及び第四導体層１６２の短辺１６Ｄをプロービング用の端子接続部として用いた。図１２に示すように、伝送線路である第四導体層１６１、１６２の下方には、誘電体層２５を隔てて設けられた第三導体層１５のみを貫通するスロットＳ１２、Ｓ１４を形成した。図１２又は図１３（ａ）に示すように、スロットＳ１２、Ｓ１４の長軸方向（Ｘ軸方向）は、第四導体層１６１の長辺１６Ａ及び第四導体層１６２の長辺１６Ｂの延在方向（Ｙ軸方向）に直交させた。また、第二導体層１２のみを貫通させた孔としてスロットＳ１１、Ｓ１３を形成した。このスロットＳ１１、Ｓ１３は、第二誘電体層２３を介してスロットＳ１２、Ｓ１４に対向する位置に形成した。ここでスロットＳ１１〜１４は導体層のみを貫通させて形成し、第二誘電体層２３まで貫通させなかった。また、スロットＳ１１、Ｓ１２の周囲に一定間隔で複数のビアホール４１を設けた。同様に、スロットＳ１３、１４の周囲に一定間隔で複数のビアホール４１を設けた。各ビアホール４１は、第三導体層１５から第二誘電体層２３を介して第二導体層１２まで貫通させた。ビアホール４１の内壁には無電解めっき４１ａがなされ、第二導体層１２と第三導体層１５をビアホール４１の内壁を介して電気的に接続させた。このとき第二導体層１２と第三導体層１５の表面にも無電解めっきがなされたが、図１３（ｂ）では第二導体層１２及び第三導体層１５表面のめっき膜の図示については、便宜上省略してある。

第二導体層１２の下部には、さらに第一誘電体層２１を隔てて伝送線路である第一導体層１１０を設けた。第一導体層１１０は、図１２及び図１３（ａ）に示すようにコの字形状とした。第一導体層１１０の一端１１Ａの延在方向は、第四導体層１６１の長辺１６Ａの延在方向（図１３（ａ）に示すＹ軸方向）に平行とした。また、第一導体層１１０の他端１１Ｂの延在方向は、第四導体層１６２の長辺１６Ｂの延在方向（図１３（ａ）に示すＹ軸方向）に平行とした。この際、積層方向（Ｚ軸方向）から見て、第一導体層１１０の一端１１Ａが、一方の孔Ｓ及び一方の第四導体層１６１の長辺１６Ａと重なるように配置するとともに、第一導体層１１０の他端１１Ｂが、他方の孔Ｓ及び他方の第四導体層１６２の長辺１６Ｂと重なるように配置した。

以下、多層伝送線路板２０Ａの具体的な製造方法について説明する。まず、板厚０．５ｍｍ及び銅箔厚さ１２μｍの銅張り積層板（日立化成工業株式会社製、商品名ＭＣＬ−Ｅ−６７９）に、後にエッチングにより形成する各スロットの周囲に複数のビアホール４１（穴径０．１５ｍｍφ、隣接する穴同士の壁間距離０．４ｍｍ、穴壁とスロット間の距離０．１ｍｍ）の穴あけをし、ビアホールの内壁に無電解めっき４１ａを施した。そして前記銅張り積層板のビアホール４１に囲まれた領域内に０．４ｍｍ×１．９ｍｍのスロットＳ１１〜Ｓ１４を形成した。この際、スロットＳ１１とスロットＳ１２が対向配置されるとともに、スロットＳ１３とスロットＳ１４が対応配置されるように、エッチングによりパターニングして内層回路板を作製した（ステップＳ１）。なお、スロットＳ１１、Ｓ１２の延在方向とスロットＳ１３、Ｓ１４の延在方向を同一直線上とした。

次に、１２μｍ銅箔（三井金属鉱業株式会社製、商品名３ＥＣ−ＶＬＰ−１２、誘電体層側の表面粗さＲｚ：３．０μｍ）、プリプレグ（日立化成工業株式会社製、商品名ＧＦＡ−２、厚さ１００μｍ）、ステップＳ１で得られた内層回路板、プリプレグ（日立化成工業株式会社製、商品名ＧＦＡ−２、厚さ１００μｍ）、１２μｍ銅箔（三井金属鉱業株式会社製、商品名３ＥＣ−ＶＬＰ−１２、誘電体層側の表面粗さＲｚ：３．０μｍ）の順にそれらを重ね、温度１８０℃、圧力３ＭＰａ、時間６０分の条件で積層一体化した多層板を作製した（ステップＳ２）。

最後に、ステップＳ２で得られた多層板において、上下の銅箔をエッチングでパターニングした。すなわち、上側の銅箔をパターニングすることにより、２つのＬ字形状の第四導体層１６１、１６２を得た。また、下側の銅箔をパターニングすることにより、コの字形状の第一導体層１１０を得た。この際、内層回路板に形成したスロットＳ１１、Ｓ１２と対応する位置に、幅０．２２ｍｍの伝送線路となる第四導体層１６１の長辺１６Ａを、スロットＳ１１、Ｓ１２の長軸方向（Ｘ軸方向）と直交する向きに延在させた。同様に、内層回路板に形成したスロットＳ１３、Ｓ１４と対応する位置に、幅０．２２ｍｍの伝送線路となる第四導体層１６２の長辺１６Ｂを、スロットＳ１３、Ｓ１４の長軸方向（Ｘ軸方向）と直交する向きに延在させた。以上のようにして、スロット結合型層間接続構造１００１を作製した。ここで、伝送線路である一方の第四導体層１６１の長辺１６Ａの内側から他方の第四導体層１６２の長辺１６Ｂの内側までの最短距離Ｌ３は、２．５８ｍｍであった。
（測定結果）

以上のように実施例１、実施例２、実施例３、実施例４、比較例１、及び比較例２で作製した電磁結合構造１００、電磁結合構造１０１、電磁結合構造１０２、電磁結合構造１０３、電磁結合構造１０００、及び電磁結合構造１００１に対して、高周波測定用の端子部（すなわち１６Ｃや１６Ｄ）に、高周波プローブ（カスケードマイクロテック社製、商品名ＡＣＰ−Ｌ−ＧＳＧ１５０）を接触させ、同軸ケーブル（アジレントテクノロジーズ社製、商品名Ｅ７３４２）を介して接続されたネットワークアナライザ（アジレントテクノロジーズ社製、商品名ＨＰ８５１０Ｃ）から電力を供給すると共に、高周波測定用の端子部の端面に電力が通過する際の伝送損失を測定した。

伝送損失を測定した結果を図１４〜図１７に示す。これらのグラフに示す特性は全て孔又はスロットを介した電磁結合が２個分の特性である。従って、孔又はスロットを介した電磁結合が１個分の伝送損失は、これらのグラフの伝送損失の概ね半分の特性となる。なお、測定結果のグラフには、測定したマイクロストリップラインの伝送損失も併せて示した。これにより、孔又はスロットを介した電磁結合部の伝送損失が算出できるようにした。以下、その算出方法とともに具体的に説明する。

図１４は、実施例１及び比較例１の高周波特性の測定結果を示すグラフである。図１４において、Ｇ１はマイクロストリップラインの伝送損失を示す。Ｇ２は、実施例１におけるマイクロストリップラインの２つの孔Ｓを介した電磁結合が２個分の電磁結合構造１００の伝送損失を示す。Ｇ３は、比較例１におけるマイクロストリップラインの４つのスロットＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を介した電磁結合が２個分の電磁結合構造１０００の伝送損失を示す。

図１５は、実施例１〜３の高周波特性の測定結果を示すグラフである。図１５において、Ｇ４では、マイクロストリップラインの伝送損失を示す。Ｇ５では、実施例１におけるマイクロストリップラインの２つの孔Ｓを介した電磁結合が２個分の電磁結合構造１００の伝送損失を示す。このＧ５は、Ｇ２と同じものである。Ｇ６では、実施例２におけるマイクロストリップラインの２つの孔Ｓを介した電磁結合が２個分の電磁結合構造１０１の伝送損失を示す。Ｇ７では、実施例３におけるマイクロストリップラインの２つの孔Ｓを介した電磁結合が２個分の電磁結合構造１０２の伝送損失を示す。

図１６は、比較例２の高周波特性の測定結果を示すグラフである。図１６において、Ｇ４はマイクロストリップラインの伝送損失を示す。Ｇ９は、比較例２におけるマイクロストリップラインの複数のビアホール４１で囲まれたスロットＳ１１〜Ｓ１４を介した電磁結合が２個分の電磁結合構造１００１の伝送損失を示す。

図１７は、実施例４の高周波特性の測定結果を示すグラフである。図１７において、Ｇ４はマイクロストリップラインの伝送損失を示す。Ｇ８は、実施例４におけるマイクロストリップラインの２つの孔Ｓを介した電磁結合が２個分の電磁結合構造１０３の伝送損失を示す。

また、電磁結合構造１００、電磁結合構造１０１、電磁結合構造１０２、電磁結合構造１０３、電磁結合構造１０００、及び電磁結合構造１００１の７１ＧＨｚ時の特性をまとめて下記表１に示す。

図１４のＧ２、図１５のＧ５、あるいは表１に示すように、７１ＧＨｚ時において、実施例１の電磁結合構造１００において測定した基板の伝送損失は−３．７４ｄＢであり、この値から図１４のＧ１、図１５のＧ４、あるいは表１に示すマイクロストリップラインの伝送損失−１．８２ｄＢを引くと、−１．９２ｄＢとなる。この−１．９２ｄＢという値は、マイクロストリップラインの孔を介した電磁結合が２個分の電磁結合構造１００の伝送損失であるので、この半分の値である−０．９６ｄＢが孔を介した電磁結合１個分の伝送損失となる。

また、図１５のＧ６あるいは表１に示すように、７１ＧＨｚ時において、実施例２の電磁結合構造１０１において測定した基板の伝送損失は−３．１４ｄＢであり、この値から図１５のＧ４あるいは表１に示すマイクロストリップラインの伝送損失−１．８２ｄＢを引くと、−１．３２ｄＢとなる。この−１．３２ｄＢという値は、マイクロストリップラインの孔を介した電磁結合が２個分の電磁結合構造１０１の伝送損失であるので、この半分の値である−０．６６ｄＢが孔を介した電磁結合１個分の伝送損失となる。

図１５のＧ７、あるいは表１に示すように、７１ＧＨｚ時において、実施例３の電磁結合構造１０２において測定した基板の伝送損失は−４．０８ｄＢであり、この値から図９のＧ１、あるいは表１に示すマイクロストリップラインの伝送損失−１．８２ｄＢを引くと、−２．２６ｄＢとなる。この−２．２６ｄＢという値は、マイクロストリップラインの孔を介した電磁結合が２個分の電磁結合構造１０２の伝送損失であるので、この半分の値である−１．１３ｄＢが孔を介した電磁結合１個分の伝送損失となる。

また、図１７のＧ８あるいは表１に示すように、７１ＧＨｚ時において、実施例４の電磁結合構造１０３において測定した基板の伝送損失は−４．１１ｄＢであり、この値から図１７のＧ４あるいは表１に示すマイクロストリップラインの伝送損失−１．８２ｄＢを引くと、−２．２９ｄＢとなる。この−２．２９ｄＢという値は、マイクロストリップラインのスロットを介した電磁結合が２個分の電磁結合構造１０３の伝送損失であるので、この半分の値である−１．１５ｄＢがスロットを介した電磁結合１個分の伝送損失となる。

また、図１４のＧ３あるいは表１に示すように、７１ＧＨｚ時において、比較例１の電磁結合構造１０００において測定した基板の伝送損失は−１１．７０ｄＢであり、この値から図１４のＧ１あるいは表１に示すマイクロストリップラインの伝送損失−１．８２ｄＢを引くと、−９．８８ｄＢとなる。この−９．８８ｄＢという値は、マイクロストリップラインのスロットを介した電磁結合が２個分の電磁結合構造１０１の伝送損失であるので、この半分の値である−４．９４ｄＢがスロットを介した電磁結合１個分の伝送損失となる。

また、図１６のＧ９あるいは表１に示すように、７１ＧＨｚ時において、比較例２の電磁結合構造１００１において測定した基板の伝送損失は−５．０８ｄＢであり、この値から図１６のＧ４あるいは表１に示すマイクロストリップラインの伝送損失−１．８２ｄＢを引くと、−３．２６ｄＢとなる。この−３．２６ｄＢという値は、マイクロストリップラインのスロットを介した電磁結合が２個分の電磁結合構造１００１の伝送損失であるので、この半分の値である−１．６３ｄＢがスロットを介した電磁結合１個分の伝送損失となる。

従って、７１ＧＨｚ帯での伝送損失は、実施例１の電磁結合構造１００の方が、比較例１の電磁結合構造１０００よりもかなり小さい。また、図１４に示されるように、６０〜８０ＧＨｚの周波数帯域にわたって、実施例１の電磁結合構造１００の方が、比較例１の電磁結合構造１０００よりも伝送損失がかなり小さい。また、７１ＧＨｚ帯での伝送損失は、実施例２の電磁結合構造１０１の方が、実施例１の電磁結合構造１００よりも小さい。

このように、図１１に示される比較例１のような従来の多層伝送線路板１０Ａと比較して、図７に示される実施例１や実施例２のような多層伝送線路板１Ａでは伝送損失が小さくなる。これは、比較例の多層伝送線路板では、伝送線路間の電磁結合が弱いことに起因する。電磁結合が弱まる理由は２つある。第一は、伝送線路間の距離が伝送線路の間に存在する多層構造の厚み分だけ遠くなるためである。第二は、比較例の多層伝送線路板では「鏡像」関係を利用して電磁結合を強める設計手法が取れないためである。

図７（ｂ）に示される実施例１や実施例２のような多層伝送線路板１Ａでは、伝送線路をなす第一導体層１１０及び第四導体層１６１、１６２の上の電磁界モードが、グランド層をなす第二導体層１２及び第三導体層１５と、これら第二導体層１２及び第三導体層１５を電気的に接続する管状の金属膜３との積層体を間に挟んで、「鏡像」の関係にある。つまり、この積層体は、伝送線路の鏡像現象の中心位置である多層伝送線路板１Ａの積層方向の中央に、配置されている。この構成により、電磁界が安定して強いモード結合を得られるので、伝送損失が抑制される。

これに対し、図１１（ｂ）に示される比較例１のような従来の多層伝送線路板１０Ａでは、伝送線路間（すなわち第四導体層１６１、１６２と第一導体層１１０の間）の距離を小さくすることができるが、鏡像原理によってモード結合を強めることができないので、スロットＳ１、Ｓ２間又はスロットＳ３、Ｓ４間にある第二誘電体層２３から電力がＸ方向又はＹ方向に漏れてしまう。また、図１２に示される比較例２のような従来の多層伝送線路板２０Ａでは、比較例１に比べると伝送損失を小さく抑えられるが、実施例１及び実施例２に比べると、伝送損失がなお大きい。

また、比較例２の構造では、伝送線路間の最短距離Ｌ３が２．５８ｍｍであったのに対して、実施例１〜実施例４の構造では、伝送線路間の最短距離Ｌ２は、実施例１，２，４で１．６３ｍｍ、実施例３で１．１８ｍｍとなり、比較例２の構造よりも伝送線路をより密に配置できた。実施例３では、１０ＧＨｚにおける誘電正接が０．０３００、比誘電率が１５の誘電体を孔内に充填した結果、孔内を通過する実効波長が短くなるため、孔の幅を狭くでき、伝送線路をより高密に配置できた。

また、実施例４の構造では、伝送線路板全体の厚みが実施例１の場合に比べて若干厚い分伝送損失がやや大きくなっているが、比較例１の場合に比べ、十分小さい。また、実施例４の構造では、伝送線路間の最短距離Ｌ２も小さく、比較例２の構造よりも伝送線路をより密に配置できた。

即ち、実施例１〜４の電磁結合構造を採用すると、比較例１及び比較例２のような従来の構造よりも伝送線路をより密に配置できるとともに、伝送損失を低く抑えられるという利点がある。

なお、図７（ａ）、図８（ａ）、図１１（ａ）、及び図１３（ａ）に示した第一導体層１１０のように、伝送損失測定を行うために便宜的に伝送線路をＬ字形状やコの字形状とした。つまり、第四導体層１６１の短辺１６Ｃ、第四導体層１６２の短辺１６Ｄ、及び第一導体層１１０の連結部１１Ｃは、プローブ測定の為に便宜的に設けているに過ぎないので、これらの部材の延在方向は、上述の孔Ｓやスロットの延在方向を検討するときには特に考慮しないこととする。

１…多層伝送線路板、３…管状の金属膜、４…誘電体、１１…第一導体層、１２…第二導体層、１５…第三導体層、１６…第四導体層、２１…第一誘電体層、２３…第二誘電体層、２５…第三誘電体層、３０…積層体、Ｓ…孔、Ｓ１〜Ｓ４，Ｓ１１〜Ｓ１４…スロット。

Claims (22)

1. マイクロ波帯の周波数帯域で使用される電磁結合構造であって、
   複数のグランド層となる内側導体層の間に内側誘電体層が挟まれて積層された積層体と、
   前記積層体を間に挟んで対向する一対の外側誘電体層と、
   前記一対の外側誘電体層を間に挟んで対向する一対の外側導体層と、を備え、
   前記積層体には、前記内側誘電体層及び前記複数のグランド層となる内側導体層を貫通する孔が設けられており、
   前記孔の内壁に形成された管状の金属膜を介して、前記複数のグランド層となる前記内側導体層が電気的に接続されることにより、前記一対の外側導体層が電磁結合される、電磁結合構造。
2. マイクロ波帯の周波数帯域で使用される電磁結合構造であって、
   第一導体層、第一誘電体層、第二導体層、第二誘電体層、第三導体層、第三誘電体層、及び第四導体層をこの順に備え、
   前記第二導体層、前記第二誘電体層、及び前記第三導体層を貫通する孔が設けられており、
   前記孔の内壁に形成された管状の金属膜を介して、前記第二導体層と前記第三導体層とが電気的に接続されることにより、前記第一導体層が前記第四導体層と電磁結合される、電磁結合構造。
3. 前記管状の金属膜は、めっき膜である、請求項１又は２に記載の電磁結合構造。
4. マイクロ波帯の周波数帯域で使用される多層伝送線路板であって、
   複数のグランド層となる内側導体層の間に内側誘電体層が挟まれて積層された積層体と、
   前記積層体を間に挟んで対向する一対の外側誘電体層と、
   前記一対の外側誘電体層を間に挟んで対向し、伝送線路をなす一対の外側導体層と、を備え、
   前記積層体には、前記内側誘電体層及び前記複数のグランド層となる前記内側導体層を貫通する孔が設けられており、
   前記孔の内壁に形成された管状の金属膜を介して、前記複数のグランド層となる内側導体層が電気的に接続されることにより、前記一対の外側導体層が電磁結合される、多層伝送線路板。
5. マイクロ波帯の周波数帯域で使用される多層伝送線路板であって、
   第一伝送線路をなす第一導体層、第一誘電体層、第二導体層、第二誘電体層、第三導体層、第三誘電体層、及び第二伝送線路をなす第四導体層をこの順に備え、
   前記第二導体層、前記第二誘電体層、及び前記第三導体層を貫通する孔が設けられており、
   前記孔の内壁に形成された管状の金属膜を介して、前記第二導体層と前記第三導体層とが電気的に接続されることにより、前記第一導体層が前記第四導体層と電磁結合される、多層伝送線路板。
6. 前記管状の金属膜は、めっき膜である、請求項４又は５に記載の多層伝送線路板。
7. 前記外側導体層は前記一対の外側誘電体層の面内方向に延在し、
   前記外側導体層の延在方向と直交する方向における前記孔の幅は、前記周波数帯域で使用される周波数に対応する実効波長以下に設定されている、請求項１に記載の電磁結合構造。
8. 前記第一導体層は前記第一誘電体層の面内方向に延在し、
   前記第四導体層は前記第三誘電体層の面内方向に延在し、
   前記第四導体層の延在方向と直交する方向における前記孔の幅は、前記周波数帯域で使用される周波数に対応する実効波長以下に設定されている、請求項２に記載の電磁結合構造。
9. 前記伝送線路をなす前記一対の外側導体層は前記一対の外側誘電体層の面内方向に延在し、
   前記伝送線路をなす前記一対の外側導体層の延在方向と直交する方向における前記孔の幅は、前記周波数帯域で使用される周波数に対応する実効波長以下に設定されている、請求項４に記載の多層伝送線路板。
10. 前記第一伝送線路をなす第一導体層は前記第一誘電体層の面内方向に延在し、
    前記第二伝送線路をなす第四導体層は前記第三誘電体層の面内方向に延在し、
    前記第四導体層の延在方向と直交する方向における前記孔の幅は、前記周波数帯域で使用される周波数に対応する実効波長以下に設定されている、請求項５に記載の多層伝送線路板。
11. 前記管状の金属膜が形成された前記孔内に、１０ＧＨｚにおける誘電正接が０〜０．０３００及び１０ＧＨｚにおける比誘電率が２〜３０の少なくとも一方を満たす誘電体が充填されている、請求項１、２、３、７、及び８のいずれか一項に記載の電磁結合構造。
12. 前記管状の金属膜が形成された前記孔内に、空気が充填されている請求項１、２、３、７、及び８のいずれか一項に記載の電磁結合構造。
13. 前記管状の金属膜が形成された前記孔内に、１０ＧＨｚにおける誘電正接が０〜０．０３００及び１０ＧＨｚにおける比誘電率が２〜３０の少なくとも一方を満たす誘電体が充填されている、請求項４、５、６、９、及び１０のいずれか一項に記載の多層伝送線路板。
14. 前記管状の金属膜が形成された前記孔内に、空気が充填されている、請求項４、５、６、９、及び１０のいずれか一項に記載の多層伝送線路板。
15. マイクロ波帯の周波数帯域で使用される電磁結合構造の製造方法であって、
    複数のグランド層となる内側導体層の間に内側誘電体層が配置される積層体を形成する工程と、
    前記積層体における前記内側誘電体層及び前記複数のグランド層となる内側導体層を貫通する孔を設ける工程と、
    前記孔の内壁に管状の金属膜を設ける工程と、
    前記積層体を間に挟んで対向する一対の外側誘電体層を形成する工程と、
    前記一対の外側誘電体層を間に挟んで対向する一対の外側導体層を形成する工程と、を備える、電磁結合構造の製造方法。
16. 前記管状の金属膜をめっきによって形成する、請求項１５に記載の電磁結合構造の製造方法。
17. 前記管状の金属膜が形成された前記孔内に、１０ＧＨｚにおける誘電正接が０〜０．０３００及び１０ＧＨｚにおける比誘電率が２〜３０の少なくとも一方を満たす誘電体を充填する工程を更に有する、請求項１５又は１６に記載の電磁結合構造の製造方法。
18. 前記管状の金属膜が形成された前記孔内に、空気を充填する工程を有する、請求項１５又は１６に記載の電磁結合構造の製造方法。
19. マイクロ波帯の周波数帯域で使用される多層伝送線路板の製造方法であって、
    複数のグランド層となる内側導体層の間に内側誘電体層が配置される積層体を形成する工程と、
    前記積層体における前記内側誘電体層及び前記複数のグランド層となる内側導体層を貫通する孔を設ける工程と、
    前記孔の内壁に管状の金属膜を設ける工程と、
    前記積層体を間に挟んで対向する一対の外側誘電体層を形成する工程と、
    前記一対の外側誘電体層を間に挟んで対向する一対の外側導体層を形成する工程と、を備える、多層伝送線路板の製造方法。
20. 前記管状の金属膜をめっきによって形成する、請求項１９に記載の多層伝送線路板の製造方法。
21. 前記管状の金属膜が形成された前記孔内に、１０ＧＨｚにおける誘電正接が０〜０．０３００及び１０ＧＨｚにおける比誘電率が２〜３０の少なくとも一方を満たす誘電体を充填する工程を更に有する、請求項１９又は２０に記載の多層伝送線路板の製造方法。
22. 前記管状の金属膜が形成された前記孔内に、空気を充填する工程を有する、請求項１９又は２０に記載の多層伝送線路板の製造方法。

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