JP2661600B2 - 同軸とストリップとの線路接続構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体基板の表面
に形成されたマイクロストリップ線路（以後ストリップ
線路）の線路先端部を、同軸線路の中心導体先端部に接
続する同軸とストリップとの線路接続構造に関し、特
に、接続部でのマイクロ波導体とグランド導体との間の
インピーダンスを広帯域で整合できる同軸とストリップ
との線路接続構造に関する。

【０００２】また、同軸線路はハイブリッドＩＣ（集積
回路）用ケース（以後ＨＩＣケース）の硝子封止部分に
固着される一方、ストリップ線路は、ＨＩＣケース底面
にろう付けされた誘電体基板表面に形成されており、同
軸線路の中心導体先端部が、ストリップ線路の線路先端
部に対してほぼ９０度の方向を有し、近接して位置して
いる。

【０００３】

【従来の技術】従来、この種の同軸とストリップとの線
路接続構造では、図３に示されるように、ＨＩＣケース
１の内部で、ストリップ線路３の線路先端部が、同軸線
路７の中心導体先端部８と末広がりのうちわ形状の幅広
リボン２１により接続されている。

【０００４】同軸線路７は、硝子封止によりＨＩＣケー
ス１の内部での気密性を保ちながらマイクロ波を特性イ
ンピーダンス約５０オームで伝達するように設計されて
おり、一方、ストリップ線路３は、ＨＩＣケース１の底
面にろう付けされた誘電体基板２の表面に形成されてい
る。この接続部分の等価回路が図４に示されている。

【０００５】次に、図３および図４を併せ参照し、図示
されたマイクロ波回路の特性について説明する。図示さ
れるように、中心導体先端部８は直列寄生インダクタン
スＬを有し、一方、幅広リボン２１は、末広がりのうち
わ形状のため並列寄生キャパシタンスＣを有する。この
結果、中心導体先端部８の直列寄生インダクタンスＬに
よるプラスのリアクタンスを打ち消すプラスのサセプタ
ンスを、幅広リボン２１の並列寄生キャパシタンスＣが
与え、特性インピーダンスの不整合が防止されている。

【０００６】一方、別に同軸線路とストリップ線路とを
接続部分についての技術が、例えば、特開平３−６９０
２号公報に記載されている。この構造では、図５に示さ
れるように、誘電体基板３６を貫通する同軸線路３１と
誘電体基板３６の表面に配設されたストリップ線路３５
とが誘電体基板３６の表面で直接接続されている。

【０００７】これを詳細に説明すれば、図示されるよう
に、同軸線路３１は、先端部分で外導体４１を除去して
中心導体４２を露出した中心導体先端部３３を有してい
る。誘電体基板３６は、裏面にグランド板３７を有し、
中心導体先端部３３を貫通させる貫通穴を有している。
同軸線路３１は、同軸用コネクタ３２により外導体４１
をグランド板３７に接続されると共に、誘電体基板３６
に固定される。また、中心導体先端部３３は貫通穴の中
心部を貫通して誘電体基板３６の表面まで達している。
一方、ストリップ線路３５は、線路先端部に幅を広げた
容量性スタブ３４を有し、容量性スタブ３４で同軸線路
３１の中心導体先端部３３と電気的に接続している。

【０００８】この構造も、マイクロ波回路の特性につい
ては、上記図４と同様で、中心導体先端部３３の直列寄
生インダクタンスＬによるプラスのリアクタンスを打ち
消すプラスのサセプタンスを、容量性スタブ３４の並列
寄生キャパシタンスＣが与え、特性インピーダンスの不
整合が防止されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の同軸と
ストリップとの線路接続構造では、上記公開公報に記載
された構造も同様であるが、中心導体先端部に有する直
列の寄生インダクタンスと幅広リボンまたは容量性スタ
ブに有する並列の寄生キャパシタンスとが、低域通過フ
ィルタを形成してインピーダンス整合設計における周波
数帯域より高い周波数成分を遮断するので、高帯域での
インピーダンス整合が取れないという問題点がある。

【００１０】また、幅広リボンが構造的に不安定である
ため、マイクロ波の伝搬特性が変動するという問題点が
ある。

【００１１】本発明の課題は、上記問題点を解決して、
同軸線路とストリップ線路との接続部において、インピ
ーダンス整合を広帯域で改良できる同軸とストリップと
の線路接続構造を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明による同軸とスト
リップとの線路接続構造は、誘電体基板の表面に形成さ
れたマイクロストリップ線路の線路先端部を同軸線路の
中心導体先端部に接続する構造であり、前記同軸線路の
外導体に接続され、かつ、前記同軸線路のうち少くとも
外導体を剥離した前記中心導体先端部の周囲全体に適切
な間隙をもって筒状を形成するグランド壁と、前記マイ
クロストリップ線路の線路先端部を前記同軸線路の中心
導体先端部に接続する中心導体のためのボンディングワ
イヤとを備えている。

【００１３】また、本発明による接続構造は、上記構成
に追加して、前記マイクロストリップ線路の線路先端部
両側に前記誘電体基板を貫通するスルーホールと、該ス
ルーホールにより形成されたグランドパターンと、該グ
ランドパターンを前記グランド壁に接続するグランド用
のボンディングワイヤとを備えている。

【００１４】

【作用】上記手段において、同軸線路で少くとも外導体
を剥離された中心導体先端部の周囲に筒状のグランド壁
が形成されたことは、中心導体先端部が直列の寄生イン
ダクタンス成分を持たないので、インピーダンス不整合
を防止する並列のキャパシタンスを供給することを不要
にしている。

【００１５】また、ストリップ線路の線路先端部両側に
誘電体基板を貫通するスルーホールと誘電体基板の表面
のグランドパターンとを形成したことは、同軸線路とス
トリップ線路との導体側のボンディングワイヤによる接
続構造において生じる直列寄生インダクタンスを、グラ
ンド側の高周波電流路を形成して低減させていると共
に、構成要素のスルーホールおよびグランドパターンに
独立した振動部分がないので、マイクロ波の伝搬特性を
安定させている。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１７】図１は本発明の実施の一形態を示す構造斜
視図である。図１に示された同軸とストリップとの線路
接続構造では、ＨＩＣケース１の底面に設けられた誘電
体基板２の表面にストリップ線路３を配設し、裏面から
挿入された同軸線路７の中心導体先端部８とストリップ
線路３の線路先端部とがボンディングワイヤ６で接続さ
れている。従来との相違点は、このボンディングワイヤ
６で接続され、かつ問題点の解決のため上記作用で説明
したように、中心導体先端部８の周囲に筒状のグランド
壁９が形成されていること、および、ストリップ線路３
の線路先端部両側で、誘電体基板２を貫通するスルーホ
ール４と誘電体基板２の表面にグランドパターン５とが
形成されていることである。

【００１８】まず、構成要素について説明する。ＨＩＣ
ケース１は、硝子封止により気密性を保ちながらマイク
ロ波信号を通すことができるように、底面に同軸線路７
を固着し、かつ、底面に誘電体基板２が設けられてい
る。誘電体基板２は、表面にストリップ線路３の一方の
線路先端部を、同軸線路７の中心導体先端部８に近接し
て配するように形成している。

【００１９】スルーホール４はストリップ線路３の一方
の線路先端部の両側に誘電体基板２を貫通して設けら
れ、また、グランドパターン５はこのスルーホール４に
よりストリップ線路３の線路先端部両側で誘電体基板２
の表面に形成されている。ボンディングワイヤ６は、ス
トリップ線路３の線路先端部および同軸線路７の中心導
体先端部８、並びに、２つの各グランドパターン５およ
びグランド壁９、それぞれの間を最短で接続している。

【００２０】また、同軸線路７は、中心導体の直径と外
導体の内径とを適切に設計して特性インピーダンスを約
５０オームに設定している。また、ＨＩＣケース１の内
部に露出している同軸線路７の中心導体先端部８は、周
囲を内壁横断面形状が円弧状のグランド壁９により囲ま
れており、中心導体先端部８の長さとグランド壁９の高
さは等しく設定されている。このグランド壁９の内径を
適切に設計することにより、中心導体先端部８を中心導
体とする特性インピーダンス約５０オームの疑似同軸線
路が形成される。

【００２１】次に、図１に図２を併せ参照して、図示さ
れたマイクロ波回路の特性について説明する。

【００２２】図示されるように、導体側では、ボンディ
ングワイヤ６の内、ストリップ線路３の線路先端部と同
軸線路７の中心導体先端部８とを最短で接続するボンデ
ィングワイヤは直列寄生インダクタンスＬ１、また、２
つの各グランドパターン５とグランド壁９とを最短で接
続するボンディングワイヤは直列寄生インダクタンスＬ
２、更に、ストリップ線路３の両側にグランドパターン
５により形成されたスルーホール４は直列寄生インダク
タンスＬ３、それぞれの等価インダクタンスを有してい
る。

【００２３】この等価回路は、図４に示された並列キャ
パシタンスを含む低域通過フィルタを含まず、広帯域性
を有している。ボンディングワイヤ６の長さを最短に接
続することにより、ボンディングワイヤ６の等価インダ
クタンスＬ１．Ｌ２の値を小さくできるので、キャパシ
タンスによる補正を不要とし、マイクロ波の広帯域性を
改善することができる。

【００２４】また、誘電体基板２の表面上にグランドパ
ターン５を形成するためのスルーホール４は比誘電率が
“１”より大きい誘電体の中を貫通しているので、特性
インピーダンスが下がり等価インダクタンスＬ３の値も
従来の同軸線路の中心導体先端部により発生する等価イ
ンダクタンスＬの値と比較して小さくなる。この結果、
上記と同様に、大きな等価インダクタンスＬを補正する
並列キャパシタンスを不要とするので、インピーダンス
整合の広帯域性を改善することができる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、同
軸線路の外導体に接続され、かつ、同軸線路の中心導体
周囲全体に、中心導体の先端部先端まで筒状を形成する
グランド壁と、マイクロストリップ線路の線路先端部を
同軸線路の中心導体先端部に接続するボンディングワイ
ヤとを備えている同軸とストリップとの線路接続構造が
得られる。この構造によって、同軸線路の中心導体が露
出している中心導体先端部において生じていた直列寄生
インダクタンスがなくなるので、マイクロストリップ線
路の線路先端部での並列キャパシタンスが不要になり、
この結果、インピーダンス整合の広帯域性が改善され
る。

【００２６】また、マイクロストリップ線路の線路先端
部両側に誘電体基板を貫通するスルーホールと、スルー
ホールにより形成されたグランドパターンと、該グラン
ドパターンをグランド壁に接続するグランド側のボンデ
ィングワイヤとを追加して備える構成によって、マイク
ロストリップ線路の線路先端部を同軸線路の中心導体先
端部に接続する導体側のボンディングワイヤにおいて生
じる直列寄生インダクタンスの値を縮小して、このイン
ダクタンスを補正するキャパシタンスを不要にすると共
に、構造に独立した振動部分がないので、マイクロ波の
安定した伝搬特性が確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示す構造斜視図であ
る。

【図２】図１の等価回路の一形態を示す回路図である。

【図３】従来の一例を示す構造斜視図である。

【図４】図３の等価回路の一形態を示す回路図である。

【図５】従来の別の一例を示す斜視図（Ａ）、および断
面図（Ｂ）である。

【符号の説明】

１ ＨＩＣ（ハイブリッド集積回路）ケース ２ 誘電体基板 ３ ストリップ線路（マイクロストリップ線路） ４ スルーホール ５ グランドパターン ６ ボンディングワイヤ ７ 同軸線路 ８ 中心導体先端部 ９ グランド壁

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体基板の表面に形成されたマイクロ
   ストリップ線路の線路先端部を同軸線路の中心導体先端
   部に接続する同軸とストリップとの線路接続構造におい
   て、前記同軸線路の外導体に接続され、かつ、前記同軸
   線路のうち少くとも外導体を剥離した前記中心導体先端
   部の周囲全体に適切な間隙をもって筒状を形成するグラ
   ンド壁と、前記マイクロストリップ線路の線路先端部を
   前記同軸線路の中心導体先端部に接続する中心導体のた
   めのボンディングワイヤと、前記マイクロストリップ線
   路の線路先端部両側に前記誘電体基板を貫通するスルー
   ホールと、該スルーホールにより形成されたグランドパ
   ターンと、該グランドパターンを前記グランド壁に接続
   するグランド用のボンディングワイヤとを備えることを
   特徴とする同軸とストリップとの線路接続構造。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記グランド壁の内
   壁の横断面形状が、円形、方形、および角丸四角形のい
   ずれかであることを特徴とする同軸とストリップとの線
   路接続構造。