JP3033704B2 - Microwave circuit - Google Patents

Microwave circuit

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JP3033704B2
JP3033704B2 JP9043404A JP4340497A JP3033704B2 JP 3033704 B2 JP3033704 B2 JP 3033704B2 JP 9043404 A JP9043404 A JP 9043404A JP 4340497 A JP4340497 A JP 4340497A JP 3033704 B2 JP3033704 B2 JP 3033704B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、主として複数本の
結合用線路の電磁気的な結合を利用したマイクロ波回路
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microwave circuit mainly utilizing electromagnetic coupling of a plurality of coupling lines.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種のマイクロ波回路におい
て、複数本の結合用線路の電磁気的な結合を利用した構
成のタイプのものとして、複数本の結合用線路,引き出
し用線路,及びボンディングワイヤから成るランゲカッ
プラや、複数本の結合用線路及び引き出し用線路から成
るインターディジタルキャパシタ、或いは複数本の結合
用線路,引き出し用線路,及び接地用バイアホールから
成るマーチャントバラン等が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a microwave circuit of this type, a plurality of coupling lines, a lead-out line, and a bonding wire have been used as a type of configuration utilizing electromagnetic coupling of a plurality of coupling lines. Are known, an interdigital capacitor comprising a plurality of coupling lines and lead-out lines, or a Marchand balun comprising a plurality of coupling lines, lead-out lines and ground via holes.

【0003】図11は、従来のランゲカップラタイプの
マイクロ波回路の基本構成を示したもので、同図(a)
はその平面図に関するもの,同図(b)は同図(a)の
A−A′線における断面側面図に関するものである。
FIG. 11 shows a basic configuration of a conventional Lange coupler type microwave circuit.
FIG. 1B is related to a plan view, and FIG. 2B is related to a cross-sectional side view taken along line AA ′ in FIG.

【0004】このマイクロ波回路は、裏面に接地導体1
を備えた厚みhの誘電体基板2上に寸法lの範囲におい
て複数本(ここでは3本)の1/4波長結合用線路4,
2本の1/8波長結合用線路5,及び複数本(ここでは
4本)ボンディングワイヤ7とがそれぞれ形成されると
共に、寸法lの範囲外において4本の引き出し用線路6
a〜6dが形成され、引き出し用線路6a〜6dはそれ
ぞれ端子8a〜8dに接続されて成っている。
This microwave circuit has a ground conductor 1
A plurality (three in this case) of quarter-wavelength coupling lines 4,
Two 1/8 wavelength coupling lines 5 and a plurality (four in this case) of bonding wires 7 are respectively formed, and four lead-out lines 6 outside the range of the dimension l.
a to 6d are formed, and the lead-out lines 6a to 6d are connected to terminals 8a to 8d, respectively.

【0005】即ち、このランゲカップラタイプのマイク
ロ波回路では、一様な厚みhを有する誘電体基板2上に
結合線路4,5及び引き出し用線路6a〜6dが形成さ
れ、端子8dを50Ωの抵抗で終端して端子8aから電
力を入力する際、直接端子である端子8b及び結合端子
である端子8cへ出力は90度の位相差を持って分配さ
れる。これら2方向への透過係数の絶対値は、誘電体基
板2の厚さhと波長の結合線路間隔sに依存する。従っ
て、誘電体基板2の厚さhが大きい程、或いは結合線路
間隔sが小さい程、結合端子への透過係数の絶対値は大
きくなり、逆に直接端子への透過係数の絶対値は小さく
なる。そこで、誘電体基板2の厚さhや結合用線路間隔
sは、直接端子への透過係数と結合端子への透過係数の
絶対値とが等しくなるように設計される。
That is, in this Lange coupler type microwave circuit, the coupling lines 4 and 5 and the lead lines 6a to 6d are formed on the dielectric substrate 2 having a uniform thickness h, and the terminal 8d is connected to a resistance of 50Ω. When power is input from the terminal 8a after terminating at the terminal 8a, the output is distributed to the terminal 8b as a direct terminal and the terminal 8c as a coupling terminal with a phase difference of 90 degrees. The absolute values of the transmission coefficients in these two directions depend on the thickness h of the dielectric substrate 2 and the coupling line interval s of the wavelength. Therefore, as the thickness h of the dielectric substrate 2 is larger, or as the coupling line interval s is smaller, the absolute value of the transmission coefficient to the coupling terminal increases, and conversely, the absolute value of the transmission coefficient to the direct terminal decreases. . Therefore, the thickness h of the dielectric substrate 2 and the coupling line spacing s are designed such that the transmission coefficient to the direct terminal is equal to the absolute value of the transmission coefficient to the coupling terminal.

【0006】図12は、従来のインターディジタルキャ
パシタタイプのマイクロ波回路の基本構成を示したもの
で、同図(a)はその平面図に関するもの,同図(b)
は同図(a)のA−A′線における断面側面図に関する
ものである。
FIG. 12 shows the basic configuration of a conventional microwave circuit of the interdigital capacitor type. FIG. 12 (a) relates to a plan view thereof and FIG. 12 (b).
FIG. 4A relates to a cross-sectional side view taken along line AA ′ in FIG.

【0007】このマイクロ波回路では、裏面に接地導体
1を備えた厚みhの誘電体基板2上に寸法lの範囲にお
いて複数本(ここでは4本)の1/4波長結合用線路4
が形成されると共に、寸法lの範囲外において2本の引
き出し用線路6a,6bが形成され、引き出し用線路6
a,6bはそれぞれ端子8a,8bに接続されて成って
いる。
In this microwave circuit, a plurality (four in this case) of quarter-wavelength coupling lines 4 in a range of a dimension l are provided on a dielectric substrate 2 having a thickness h and a ground conductor 1 on the back surface.
Are formed, and two lead-out lines 6a and 6b are formed outside the range of the dimension l.
a and 6b are connected to terminals 8a and 8b, respectively.

【0008】即ち、このインターディジタルキャパシタ
タイプのマイクロ波回路では、一様な厚みを有する誘電
体基板2上に1/4波長結合用線路4及び引き出し用線
路6が形成される。端子8aから端子8bへの透過係数
の絶対値は、誘電体基板2の厚さhと、1/4波長結合
用線路4同士の結合用線路間隔sとに依存し、誘電体基
板2の厚さhが大きい程、又結合用線路間隔sが小さい
程、透過係数が大きくなる。
That is, in this microwave circuit of the interdigital capacitor type, the 1/4 wavelength coupling line 4 and the lead line 6 are formed on the dielectric substrate 2 having a uniform thickness. The absolute value of the transmission coefficient from the terminal 8a to the terminal 8b depends on the thickness h of the dielectric substrate 2 and the coupling line interval s between the 1/4 wavelength coupling lines 4, and the thickness of the dielectric substrate 2 The transmission coefficient increases as h increases and as the coupling line interval s decreases.

【0009】図13は、従来のマーチャントバランタイ
プのマイクロ波回路の基本構成を示したもので、同図
(a)はその平面図に関するもの,同図(b)は同図
(a)のA−A′線における断面側面図に関するもので
ある。
FIG. 13 shows the basic structure of a conventional merchant balun type microwave circuit. FIG. 13 (a) relates to a plan view thereof, and FIG. 13 (b) relates to A of FIG. It relates to a cross-sectional side view taken along line -A '.

【0010】このマイクロ波回路は、裏面に接地導体1
を備えた厚みhの誘電体基板2上に同一直線上における
2つの寸法lの範囲においてそれぞれ2つの1/4波長
結合用線路4及び2本の引き出し用線路6b,6cが形
成されると共に、寸法lに沿った向きに1/2波長結合
用線路10及び引き出し用線路6aが形成され、2つの
1/4波長結合用線路4の端部にはそれぞれ接地のため
のバイアホール11を有する接地用パッド12が接続さ
れ、引き出し用線路6a〜6cはそれぞれ端子8a〜8
cに接続されて成っている。ここで、1/2波長結合用
線路10と2つの1/4波長結合用線路4とはそれぞれ
1/4波長の長さの部分で電磁気的に結合されている。
This microwave circuit has a ground conductor 1 on the back surface.
The two quarter-wavelength coupling lines 4 and the two lead-out lines 6b and 6c are formed on the dielectric substrate 2 having the thickness h and having two dimensions l on the same straight line. A half-wavelength coupling line 10 and a lead-out line 6a are formed in a direction along the dimension l, and ground ends having via holes 11 at the ends of the two quarter-wavelength coupling lines 4 respectively. Pads 12 are connected, and lead-out lines 6a-6c are connected to terminals 8a-8, respectively.
c. Here, the 波長 wavelength coupling line 10 and the two 1 / wavelength coupling lines 4 are electromagnetically coupled to each other at a portion having a length of 波長 wavelength.

【0011】即ち、このマーチャントバランタイプのマ
イクロ波回路では、一様な厚みを有する誘電体基板2上
に1/2波長結合用線路10及び1/4波長結合用線路
4が形成され、1/2波長結合用線路10の片側は引き
出し用線路6aによって端子8aに接続されて逆側は開
放され、1/4波長結合用線路4の片側は引き出し用線
路6b,6cによって引き出され端子8b,8cに接続
されて逆側はバイアホール11等によって接地される。
端子8aから入力された電力は端子8b及び端子8cに
180度の位相差を持って出力される。これら2端子へ
の透過係数の絶対値は、誘電体基板2の厚さhと、1/
2波長結合用線路10及び1/4波長結合用線路4の間
隔sとに依存し、誘電体基板2の厚さhが大きい程、又
結合線路間隔sが小さい程、端子8aから端子8b,8
cへの透過係数の絶対値が大きくなる。
That is, in this merchant balun type microwave circuit, a 1/2 wavelength coupling line 10 and a 1/4 wavelength coupling line 4 are formed on a dielectric substrate 2 having a uniform thickness. One side of the two-wavelength coupling line 10 is connected to the terminal 8a by a lead-out line 6a and the other side is opened, and one side of the quarter-wavelength coupling line 4 is pulled out by the lead-out lines 6b and 6c and the terminals 8b and 8c. And the other side is grounded by a via hole 11 or the like.
The power input from the terminal 8a is output to the terminals 8b and 8c with a phase difference of 180 degrees. The absolute value of the transmission coefficient to these two terminals is determined by the thickness h of the dielectric substrate 2 and 1 /
Depending on the distance s between the two-wavelength coupling line 10 and the quarter-wavelength coupling line 4, the larger the thickness h of the dielectric substrate 2 and the smaller the coupling line distance s, the smaller the distance from the terminal 8a to the terminal 8b, 8
The absolute value of the transmission coefficient to c increases.

【0012】因みに、こうしたマイクロ波回路に関連す
る周知技術としては、例えば実公昭60−16083号
公報に開示されたインターデイジタル型フィルタ,特開
昭60−220609号公報に開示されたマイクロ波半
導体増幅器,実開昭62−52924号公報に開示され
たインターデイジタルキヤパシタ,特開昭63−540
01号公報に開示されたマイクロ波分配器,特開平2−
43801号公報に開示されたインターデイジタル型フ
ィルタの構造,特公平2−22561号公報に開示され
たマイクロ波180度ハイブリツト,或いは実開平2−
95902号公報に開示されたインターデイジタル型帯
域通過濾波器等が挙げられる。
Incidentally, well-known techniques relating to such a microwave circuit include, for example, an interdigital filter disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 60-16083 and a microwave semiconductor amplifier disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-220609. And JP-A-63-540.
Microwave distributor disclosed in Japanese Patent Publication No.
No. 43801, the structure of an interdigital filter, the microwave 180-degree hybrid disclosed in Japanese Patent Publication No. 2-22561, or
No. 95902 discloses an interdigital band-pass filter.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】上述した図11に示す
ランゲカップラタイプのマイクロ波回路の場合、誘電体
基板の厚さや結合用線路間隔は直接端子への透過係数と
結合端子への透過係数の絶対値とが等しくなるように設
計されるが、誘電体基板の厚さhや結合用線路間隔sの
選択には制限が加わる場合が多くなっている。こうした
制限としては、誘電体基板の厚さを整合回路の大きさ等
の点から余り大きくできない点(特にモノリシック集積
回路の場合には放熱性の確保やバイアホール径の縮小の
ためにも誘電体基板の厚さを小さく抑える必要がある)
や、結合用線路間隔sを加工精度により或る一定値より
小さくできない点等が挙げられる。
In the case of the Lange coupler type microwave circuit shown in FIG. 11, the thickness of the dielectric substrate and the distance between the coupling lines depend on the transmission coefficient to the direct terminal and the transmission coefficient to the coupling terminal. Although the absolute value is designed to be equal, the selection of the thickness h of the dielectric substrate and the coupling line interval s is often limited. One of the limitations is that the thickness of the dielectric substrate cannot be made too large in view of the size of the matching circuit (especially in the case of a monolithic integrated circuit, in order to ensure heat dissipation and reduce the diameter of the via hole). (It is necessary to keep the thickness of the substrate small)
And the fact that the coupling line interval s cannot be made smaller than a certain value due to processing accuracy.

【0014】従って、ランゲカップラタイプのマイクロ
波回路の場合、こうした制限によってしばしば直接端子
への透過係数の絶対値に比べて結合端子への透過係数の
絶対値が小さくなる事態が生じるという問題がある。
Therefore, in the case of the Lange coupler type microwave circuit, there is a problem that such a restriction often causes the absolute value of the transmission coefficient to the coupling terminal to be smaller than the absolute value of the transmission coefficient to the direct terminal. .

【0015】具体的に云えば、例えば誘電体基板厚を4
0μmに固定したときの直接端子への透過係数S21(d
B)及び間接端子への透過係数S31(dB)の結合用線
路間隔s(μm)依存性の計算値は図14(a)に示さ
れるようになり、結合用線路間隔sを5μmとしたとき
の透過係数S21(dB)及び透過係数S31(dB)の誘
電体基板厚h(μm)依存性は同図(b)に示されるよ
うになる。但し、ここでは誘電体基板の材料をGaAs
とし、1/4波長結合用線路に関する長さlをl=45
0μm並びに幅wをw=5μmとし、引き出し用線路の
幅を30μmとしている。結合用線路を金メッキ工程に
より形成する場合、結合用線路間隔sの下限は5μm程
度であるので、バイアホール径等の制限から誘電体基板
厚hを40μm程度としたい場合、図14(a),
(b)に示したように透過係数S21に比べて透過係数S
31が小さくなるという不均衡が生じてしまう。
Specifically, for example, when the thickness of the dielectric substrate is 4
When fixed to 0 μm, the transmission coefficient S 21 (d
FIG. 14A shows the calculated values of the dependence of the transmission coefficient B 31 and the transmission coefficient S 31 (dB) to the indirect terminal on the coupling line spacing s (μm), as shown in FIG. The dependence of the transmission coefficient S 21 (dB) and the transmission coefficient S 31 (dB) on the dielectric substrate thickness h (μm) at this time is as shown in FIG. However, here, the material of the dielectric substrate is GaAs.
And the length l of the 1/4 wavelength coupling line is l = 45.
0 μm and the width w are w = 5 μm, and the width of the lead-out line is 30 μm. When the coupling line is formed by a gold plating process, the lower limit of the coupling line interval s is about 5 μm. Therefore, if it is desired to set the dielectric substrate thickness h to about 40 μm due to restrictions on via hole diameter and the like, FIG.
As shown in (b), the transmission coefficient S is smaller than the transmission coefficient S 21.
The imbalance that 31 becomes smaller occurs.

【0016】又、図12に示すインターディジタルキャ
パシタタイプのマイクロ波回路の場合や、図13に示す
マーチャントバランタイプのマイクロ波回路の場合にお
いても、上記した場合と同じ理由で誘電体基板厚hをむ
やみに大きくすることができず、しかも結合用線路間隔
sにも下限が存在するため、十分な透過係数の絶対値を
確保できない場合が生じるという問題がある。
Also, in the case of the microwave circuit of the interdigital capacitor type shown in FIG. 12 and the case of the microwave circuit of the Marchand balun type shown in FIG. 13, the dielectric substrate thickness h is reduced for the same reason as described above. There is a problem that the absolute value of the transmission coefficient may not be secured because a sufficiently large absolute value of the transmission coefficient may not be secured because the width cannot be increased excessively and the coupling line interval s has a lower limit.

【0017】本発明は、このような問題点を解決すべく
なされたもので、その技術的課題は、誘電体基板の厚さ
の増大や結合用線路間隔の縮小を来すこと無く結合用線
路間の結合を強め得るマイクロ波回路を提供することに
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and a technical problem thereof is to provide a coupling line without increasing the thickness of the dielectric substrate and reducing the interval between the coupling lines. It is an object of the present invention to provide a microwave circuit capable of strengthening the coupling between them.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、裏面に
接地導体を備えた誘電体基板上に複数本の結合用線路を
形成し、該結合用線路同士を電磁気的に結合させたマイ
クロ波回路において、誘電体基板の表面,或いは両面に
突起部を形成することにより、結合用線路が形成された
領域を部分的に厚膜化して成るマイクロ波回路が得られ
る。
According to the present invention, a plurality of coupling lines are formed on a dielectric substrate having a ground conductor on the back surface, and the coupling lines are electromagnetically coupled to each other. In the wave circuit, by forming protrusions on the surface or both surfaces of the dielectric substrate, a microwave circuit in which the region where the coupling line is formed is partially thickened can be obtained.

【0019】一方、本発明によれば、裏面に接地導体を
備えた誘電体基板上に複数本の結合用線路,引き出し用
線路,及びボンディングワイヤから成るランゲカップラ
を形成したマイクロ波回路において、誘電体基板の表
面,或いは両面に突起部を形成することにより、結合用
線路が形成された領域を部分的に厚膜化して成るマイク
ロ波回路が得られる。
On the other hand, according to the present invention, in a microwave circuit having a Lange coupler composed of a plurality of coupling lines, lead-out lines, and bonding wires formed on a dielectric substrate having a ground conductor on the back surface, By forming protrusions on the surface or both surfaces of the body substrate, a microwave circuit can be obtained in which the region where the coupling line is formed is partially thickened.

【0020】他方、本発明によれば、裏面に接地導体を
備えた誘電体基板上に複数本の結合用線路,及び引き出
し用線路から成るインターディジタルキャパシタを形成
したマイクロ波回路において、誘電体基板の表面,或い
は両面に突起部を形成することにより、結合用線路が形
成された領域を部分的に厚膜化して成るマイクロ波回路
が得られる。
On the other hand, according to the present invention, in a microwave circuit in which an interdigital capacitor including a plurality of coupling lines and a lead line is formed on a dielectric substrate having a ground conductor on the back surface, By forming protrusions on the surface or both surfaces of the above, a microwave circuit is obtained in which the region where the coupling line is formed is partially thickened.

【0021】加えて、本発明によれば、裏面に接地導体
を備えた誘電体基板上に形成された複数本の結合用線
路,引き出し用線路,及び接地用バイアホールから成る
マーチャントバランを形成したマイクロ波回路におい
て、誘電体基板の表面,或いは両面に突起部を形成する
ことにより、結合用線路が形成された領域を部分的に厚
膜化して成るマイクロ波回路が得られる。
In addition, according to the present invention, a merchant balun comprising a plurality of coupling lines, lead lines, and ground via holes formed on a dielectric substrate having a ground conductor on the back surface is formed. In the microwave circuit, by forming projections on the surface or both surfaces of the dielectric substrate, a microwave circuit in which the region where the coupling line is formed is partially thickened can be obtained.

【0022】これらのマイクロ波回路において、突起部
は、誘電体基板と同じ材料で形成されていることや、或
いは誘電体基板の表面又は裏面に堆積された絶縁膜によ
り形成されていることは好ましい。
In these microwave circuits, it is preferable that the protruding portions are formed of the same material as the dielectric substrate, or are formed of an insulating film deposited on the front or back surface of the dielectric substrate. .

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下に幾つかの実施例を挙げ、本
発明のマイクロ波回路について、図面を参照して詳細に
説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The microwave circuit of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0024】図1は、本発明の実施例1に係る中心周波
数60GHzのランゲカップラタイプのマイクロ波回路
の基本構成を示したものであり、同図(a)はその平面
図に関するもの,同図(b)は同図(a)のA−A′線
における断面側面図に関するものである。
FIG. 1 shows a basic configuration of a Lange coupler type microwave circuit having a center frequency of 60 GHz according to a first embodiment of the present invention. FIG. (B) relates to a cross-sectional side view taken along the line AA 'in FIG.

【0025】このマイクロ波回路は、裏面に接地導体1
を備えた厚みhの誘電体基板2の表面上に寸法lの範囲
において複数本(ここでは3本)の1/4波長結合用線
路4,2本の1/8波長結合用線路5,及び複数本(こ
こでは4本)のボンディングワイヤ7が形成されると共
に、寸法lの範囲外において4本の引き出し用線路6a
〜6dが形成され、引き出し用線路6a〜6dはそれぞ
れ端子8a〜8dに接続され、この他に誘電体基板2の
表面における結合用線路が形成された領域が部分的に厚
膜化されて表面突起部9が形成されて構成されている。
This microwave circuit has a ground conductor 1
A plurality (three in this case) of quarter-wavelength coupling lines 4, and two 1 / 8-wavelength coupling lines 5, in the range of dimension l on the surface of the dielectric substrate 2 having a thickness h having A plurality of (four in this case) bonding wires 7 are formed, and four outgoing lines 6a outside the range of the dimension l.
To 6d are formed, and the lead-out lines 6a to 6d are connected to the terminals 8a to 8d, respectively. In addition, the region where the coupling lines are formed on the surface of the dielectric substrate 2 is partially thickened to form a surface. The projection 9 is formed.

【0026】このランゲカップラタイプのマイクロ波回
路において、接地導体1は厚さ20μmの金から成り、
誘電体基板2は厚さ40μmのGaAsから成り、表面
突起部9は厚さ10μmのGaAsから成る。又、1/
4波長結合用線路4は長さl(寸法l)=450μm,
幅w=10μm,厚み2μmの金から成り、1/8波長
結合用線路5は長さ225μm,幅w=10μm,厚み
2μmの金から成り、引き出し用線路6a〜6dは幅3
0μm,厚み2μmの金から成る。更に、ボンディング
ワイヤ7は直径5μmの金線から成り、結合用線路間隔
sは5μmとなっている。
In this Lange coupler type microwave circuit, the ground conductor 1 is made of 20 μm thick gold,
The dielectric substrate 2 is made of GaAs having a thickness of 40 μm, and the surface projection 9 is made of GaAs having a thickness of 10 μm. Also, 1 /
The four-wavelength coupling line 4 has a length l (dimension l) = 450 μm,
The 8 wavelength coupling line 5 is made of gold having a length of 225 μm, a width w = 10 μm and a thickness of 2 μm, and the lead lines 6 a to 6 d are made of a gold having a width w = 10 μm and a thickness of 2 μm.
It is made of gold having a thickness of 0 μm and a thickness of 2 μm. Further, the bonding wire 7 is made of a gold wire having a diameter of 5 μm, and the coupling line interval s is 5 μm.

【0027】図2は、本発明の実施例2に係る中心周波
数60GHzのランゲカップラタイプのマイクロ波回路
の基本構成を示したものであり、同図(a)はその平面
図に関するもの,同図(b)は同図(a)のA−A′線
における断面側面図に関するものである。
FIG. 2 shows a basic configuration of a Lange coupler type microwave circuit having a center frequency of 60 GHz according to a second embodiment of the present invention. FIG. 2 (a) relates to a plan view thereof and FIG. (B) relates to a cross-sectional side view taken along the line AA 'in FIG.

【0028】このマイクロ波回路は、裏面に接地導体1
を備えた厚みhの誘電体基板2の表面上に寸法lの範囲
において複数本(ここでは3本)の1/4波長結合用線
路4,2本の1/8波長結合用線路5,及び複数本(こ
こでは4本)のボンディングワイヤ7が形成されると共
に、寸法lの範囲外において4本の引き出し用線路6a
〜6dが形成され、引き出し用線路6a〜6dはそれぞ
れ端子8a〜8dに接続され、この他に誘電体基板2の
表面における結合用線路が形成された領域が部分的に厚
膜化されて表面突起部9が形成されると共に、誘電体基
板2の接地導体1側の裏面における結合用線路が形成さ
れた領域も部分的に厚膜化されて裏面突起部3が形成さ
れて構成されている。
This microwave circuit has a ground conductor 1
A plurality (three in this case) of quarter-wavelength coupling lines 4, and two 1 / 8-wavelength coupling lines 5, in the range of dimension l on the surface of the dielectric substrate 2 having a thickness h having A plurality of (four in this case) bonding wires 7 are formed, and four outgoing lines 6a outside the range of the dimension l.
To 6d are formed, and the lead-out lines 6a to 6d are connected to the terminals 8a to 8d, respectively. In addition, the region where the coupling lines are formed on the surface of the dielectric substrate 2 is partially thickened to form a surface. The projection 9 is formed, and the region where the coupling line is formed on the back surface of the dielectric substrate 2 on the ground conductor 1 side is also partially thickened to form the rear projection 3. .

【0029】このランゲカップラタイプのマイクロ波回
路において、接地導体1は厚さ20μmの金から成り、
誘電体基板2は厚さ40μmのGaAsから成り、裏面
突起部は厚さ320μmのGaAsから成り、表面突起
部9は10μm厚さのGaAsから成る。又、1/4波
長結合用線路4は長さl(寸法l)=450μm,幅w
=10μm,厚み2μmの金から成り、1/8波長結合
用線路5は長さ225μm,幅w=10μm,厚み2μ
mの金から成り、引き出し用線路6a〜6dは幅30μ
m、厚み2μmの金から成る。更に、ボンディングワイ
ヤ7は直径5μmの金線から成り、結合用線路間隔sは
5μmとなっている。
In this Lange coupler type microwave circuit, the ground conductor 1 is made of 20 μm thick gold,
The dielectric substrate 2 is made of GaAs having a thickness of 40 μm, the rear projection is made of GaAs having a thickness of 320 μm, and the front projection 9 is made of GaAs having a thickness of 10 μm. The 1/4 wavelength coupling line 4 has a length l (dimension l) = 450 μm and a width w.
= 10 μm, 2 μm thick gold, the 1 / wavelength coupling line 5 has a length of 225 μm, a width w = 10 μm, and a thickness of 2 μm.
m, and the lead-out lines 6a to 6d have a width of 30 μm.
m, made of gold having a thickness of 2 μm. Further, the bonding wire 7 is made of a gold wire having a diameter of 5 μm, and the coupling line interval s is 5 μm.

【0030】図3は、本発明の実施例3に係るインター
ディジタルキャパシタタイプのマイクロ波回路の基本構
成を示したものであり、同図(a)はその平面図に関す
るもの,同図(b)は同図(a)のA−A′線における
断面側面図に関するものである。
FIG. 3 shows a basic configuration of an interdigital capacitor type microwave circuit according to a third embodiment of the present invention. FIG. 3 (a) relates to a plan view thereof, and FIG. FIG. 4A relates to a cross-sectional side view taken along line AA ′ in FIG.

【0031】このマイクロ波回路は、裏面に接地導体1
を備えた厚みhの誘電体基板2の表面上に寸法lの範囲
において複数本(ここでは4本)の1/4波長結合用線
路4が形成されると共に、寸法lの範囲外において2本
の引き出し用線路6a,6bが形成され、引き出し用線
路6a,6bはそれぞれ端子8a,8bに接続され、こ
の他に誘電体基板2の表面における結合用線路が形成さ
れた領域が部分的に厚膜化されて表面突起部9が形成さ
れて構成されている。
This microwave circuit has a ground conductor 1
Are formed on the surface of the dielectric substrate 2 having a thickness h having a thickness of h and a plurality of (four in this case) quarter-wavelength coupling lines 4 are formed in the range of the dimension l, and two of them are formed outside the range of the dimension l. The lead-out lines 6a and 6b are formed, and the lead-out lines 6a and 6b are connected to the terminals 8a and 8b, respectively. In addition, the area of the surface of the dielectric substrate 2 where the coupling line is formed is partially thick. The surface projection 9 is formed by being formed into a film.

【0032】このインターディジタルキャパシタタイプ
のマイクロ波回路において、接地導体1は厚さ20μm
の金から成り、誘電体基板2は厚さ40μmのGaAs
から成り、表面突起部9は厚さ10μmのGaAsから
成る。又、1/4波長結合用線路4は長さl(寸法l)
=450μm,幅w=12.5μm,厚み2μmの金か
ら成り、引き出し用線路6a〜6bは幅30μm,厚み
2μmの金から成る。更に、結合線路間隔sは5μmと
なっている。
In this microwave circuit of the interdigital capacitor type, the ground conductor 1 has a thickness of 20 μm.
The dielectric substrate 2 is made of GaAs having a thickness of 40 μm.
, And the surface projection 9 is made of GaAs having a thickness of 10 μm. The 1/4 wavelength coupling line 4 has a length l (dimension l).
= 450 μm, width w = 12.5 μm, and thickness 2 μm, and the lead-out lines 6a to 6b are made of gold having a width of 30 μm and a thickness of 2 μm. Further, the coupling line interval s is 5 μm.

【0033】図4は、本発明の実施例4に係るマーチャ
ントバランタイプのマイクロ波回路の基本構成を示した
ものであり、同図(a)はその平面図に関するもの,同
図(b)は同図(a)のA−A′線における断面側面図
に関するものである。
FIG. 4 shows a basic configuration of a Marchand balun type microwave circuit according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 4A is related to a plan view thereof, and FIG. It is related to a cross-sectional side view taken along line AA ′ in FIG.

【0034】このマイクロ波回路は、裏面に接地導体1
を備えた厚みhの誘電体基板2の表面上に同一直線上に
位置される2つの寸法lの範囲においてそれぞれ2本の
1/4波長結合用線路4及び2本の引き出し用線路6
b,6cが形成されると共に、2つの寸法lに沿った向
きに1/2波長結合用線路10及び引き出し用線路6が
形成され、2本の1/4波長結合用線路4の端部にはそ
れぞれ接地のためのバイアホール11を有する接地用パ
ッド12が接続され、引き出し用線路6a〜6cはそれ
ぞれ端子8a〜8cに接続され、この他に誘電体基板2
の表面における結合用線路が形成された領域が部分的に
厚膜化されて表面突起部9が形成されて構成されてい
る。
This microwave circuit has a ground conductor 1
Two 1/4 wavelength coupling lines 4 and two lead-out lines 6 in two ranges 1 on the same straight line on the surface of the dielectric substrate 2 having a thickness h having
b and 6c are formed, and a half-wavelength coupling line 10 and a lead-out line 6 are formed in two directions along the dimension l. At the ends of the two quarter-wavelength coupling lines 4, Are connected to ground pads 12 each having a via hole 11 for grounding, and lead-out lines 6a to 6c are connected to terminals 8a to 8c, respectively.
The surface where the coupling line is formed is partially thickened to form a surface projection 9.

【0035】このマーチャントバランタイプのマイクロ
波回路において、接地導体1は厚さ20μmの金から成
り、誘電体基板2は厚さ40μmのGaAsから成り、
表面突起部9は厚さ10μmのGaAsから成る。又、
1/2波長結合用線路10は長さ950μm,幅w=3
0μm,厚み2μmの金から成り、1/4波長結合用線
路4は長さl(寸法l)=450μm,幅w=30μ
m,厚み2μmの金から成り、引き出し用線路6a〜6
cは幅30μm,厚み2μmの金から成る。更に、バイ
アホール11は一辺30μm,深さ40μmであり、接
地用パッド12は一辺50μm,厚み2μmの金から成
る。加えて、結合線路間隔sは5μmとなっている。
In this merchant balun type microwave circuit, the ground conductor 1 is made of 20 μm thick gold, the dielectric substrate 2 is made of 40 μm thick GaAs,
The surface projection 9 is made of GaAs having a thickness of 10 μm. or,
The half-wavelength coupling line 10 has a length of 950 μm and a width w = 3.
The 1/4 wavelength coupling line 4 is made of gold having a thickness of 0 μm and a thickness of 2 μm, and has a length l (dimension l) = 450 μm and a width w = 30 μm.
m, made of gold having a thickness of 2 μm.
c is made of gold having a width of 30 μm and a thickness of 2 μm. Further, the via hole 11 has a side of 30 μm and a depth of 40 μm, and the grounding pad 12 is made of gold having a side of 50 μm and a thickness of 2 μm. In addition, the coupling line interval s is 5 μm.

【0036】図5は、実施例1に係るマイクロ波回路を
製造するための一製造方法に係る各工程を簡略的に説明
するために示した側面断面図であり、同図(a)はフォ
トレジストパターニング工程に関するもの,同図(b)
は表面突起部形成工程に関するもの,同図(c)は線路
形成工程に関するもの,同図(d)は接地導体形成工程
に関するものである。
FIG. 5 is a side cross-sectional view schematically illustrating each step of a manufacturing method for manufacturing the microwave circuit according to the first embodiment, and FIG. FIG. 2 (b) relating to a resist patterning process
FIG. 4C relates to a surface projection forming step, FIG. 5C relates to a line forming step, and FIG. 5D relates to a ground conductor forming step.

【0037】先ず、図5(a)に示すように、フォトレ
ジストパターニング工程として、厚さ600μmのGa
Asから成る誘電体基板2上にリソグラフィー技術を用
いてフォトレジスト14をパターニングする。次に、表
面突起部形成工程として、図5(b)に示すように、硫
酸系エッチャント等を用いて誘電体基板2をエッチング
することにより、厚さ10μmの表面突起部9を形成す
る。
First, as shown in FIG. 5A, as a photoresist patterning step, a 600 μm thick Ga
A photoresist 14 is patterned on the dielectric substrate 2 made of As by using a lithography technique. Next, as a surface projection forming step, as shown in FIG. 5B, the dielectric substrate 2 is etched using a sulfuric acid-based etchant or the like to form a surface projection 9 having a thickness of 10 μm.

【0038】引き続き、線路形成工程として、図5
(c)に示すように表面突起部9上に結合用線路13及
び引き出し用線路を形成する。例えば有機溶剤によりフ
ォトレジスト14を除去した後、厚さ2μmの金から成
る結合線路13を表面突起部9上に形成し、このときに
引き出し用線路も同時に形成する。この工程はTi/P
t/Au等から成る0.5μm程度の金属薄膜をスパッ
タにより形成する工程と、結合線路のパターニングのた
めのリソグラフィー工程と、結合線路となる金をメッキ
する工程と、フォトレジスト14を有機溶剤により除去
する工程と、金属薄膜をミリングにより除去する工程と
から構成される。
Subsequently, as a line forming step, FIG.
As shown in (c), the coupling line 13 and the lead-out line are formed on the surface projection 9. For example, after removing the photoresist 14 with an organic solvent, a coupling line 13 made of gold having a thickness of 2 μm is formed on the surface projection 9, and at this time, a lead-out line is also formed. This process is Ti / P
a step of forming a metal thin film of about 0.5 μm made of t / Au or the like by sputtering, a lithography step for patterning a coupling line, a step of plating gold serving as a coupling line, and It comprises a step of removing and a step of removing the metal thin film by milling.

【0039】最後に、接地導体形成工程として、必要で
あれば研磨やエッチング等により誘電体基板2の厚さを
調整して例えば40μmとした後、図5(d)に示すよ
うに厚さ20μmの金から成る接地導体1をメッキ等に
より形成する。
Finally, as a ground conductor forming step, if necessary, the thickness of the dielectric substrate 2 is adjusted to, for example, 40 μm by polishing or etching or the like, and then, as shown in FIG. Is formed by plating or the like.

【0040】図6は、実施例1に係るマイクロ波回路を
製造するための他の製造方法に係る各工程を簡略的に説
明するために示した側面断面図であり、同図(a)は絶
縁膜堆積及びフォトレジストパターニング工程に関する
もの,同図(b)は表面突起部形成工程に関するもの,
同図(c)は線路形成工程に関するもの,同図(d)は
接地導体形成工程に関するものである。
FIG. 6 is a side cross-sectional view for simply explaining each step of another manufacturing method for manufacturing the microwave circuit according to the first embodiment, and FIG. FIG. 1B relates to a process of forming a surface protrusion, and FIG.
FIG. 3C relates to a line forming step, and FIG. 5D relates to a ground conductor forming step.

【0041】先ず、図6(a)に示すように、絶縁膜堆
積及びフォトレジストパターニング工程として、厚さ6
00μmのGaAsから成る誘電体基板2上にプラズマ
CVD法等により絶縁膜15を10μm程度堆積し、そ
の上にリソグラフィー技術を用いてフォトレジスト14
をパターニングする。次に、表面突起部形成工程とし
て、図6(b)に示すように、バッファド弗酸等をエッ
チャントとした絶縁膜15のエッチングにより表面突起
部9を形成する。
First, as shown in FIG. 6 (a), as a step of depositing an insulating film and patterning a photoresist,
An insulating film 15 is deposited to a thickness of about 10 μm on a dielectric substrate 2 made of 00 μm GaAs by a plasma CVD method or the like, and a photoresist 14 is formed thereon by lithography.
Is patterned. Next, as a surface projection forming step, as shown in FIG. 6B, the surface projection 9 is formed by etching the insulating film 15 using buffered hydrofluoric acid or the like as an etchant.

【0042】引き続き、線路形成工程として、図6
(c)に示すように表面突起部9上に結合用線路13及
び引き出し用線路を形成する。例えば有機溶剤によりフ
ォトレジスト14を除去した後、厚さ2μmの金から成
る結合線路13を表面突起部9上に形成し、このときに
引き出し用線路も同時に形成する。この工程はTi/P
t/Au等から成る0.5μm程度の金属薄膜をスパッ
タにより形成する工程と、結合線路のパターニングのた
めのリソグラフィー工程と、結合線路となる金をメッキ
する工程と、フォトレジスト14を有機溶剤により除去
する工程と、金属薄膜をミリングにより除去する工程と
から構成される。
Subsequently, as a line forming step, FIG.
As shown in (c), the coupling line 13 and the lead-out line are formed on the surface projection 9. For example, after removing the photoresist 14 with an organic solvent, a coupling line 13 made of gold having a thickness of 2 μm is formed on the surface projection 9, and at this time, a lead line is also formed at the same time. This process is Ti / P
a step of forming a metal thin film of about 0.5 μm made of t / Au or the like by sputtering, a lithography step for patterning a coupling line, a step of plating gold serving as a coupling line, and It comprises a step of removing and a step of removing the metal thin film by milling.

【0043】最後に、接地導体形成工程として、必要で
あれば研磨やエッチング等により誘電体基板2の厚さを
調整して例えば40μmとした後、図6(d)に示すよ
うに厚さ20μmの金から成る接地導体1をメッキ等に
より形成する。
Finally, as a ground conductor forming step, if necessary, the thickness of the dielectric substrate 2 is adjusted to, for example, 40 μm by polishing or etching or the like, and then, as shown in FIG. Is formed by plating or the like.

【0044】因みに、上述した図5及び図5で説明した
何れの製造方法に関しても、モノリシック集積回路を製
造する場合には図示した工程の前後或いはその間にトラ
ンジスタや受動素子の製造工程が挿入されることにな
る。
By the way, in any of the manufacturing methods described with reference to FIGS. 5 and 5, when manufacturing a monolithic integrated circuit, a manufacturing process of a transistor or a passive element is inserted before, after, or between the illustrated processes. Will be.

【0045】図7は、本発明の各実施例に係るマイクロ
波回路をランゲカップラ及びインターディジタルキャパ
シタを有するMMIC(Microwave Mono
lithic Integrated Circui
t)バランス型アップコンバータミキサに適用した場合
の基本構成を示した平面図である。
FIG. 7 shows a microwave circuit according to each embodiment of the present invention, which is a MMIC (Microwave Mono) having a Lange coupler and an interdigital capacitor.
lithic Integrated Circuit
t) is a plan view showing a basic configuration when applied to a balanced upconverter mixer.

【0046】このMMICバランス型アップコンバータ
ミキサは、裏面に厚さ20μmの金から成る接地導体1
を有する厚さ40μmのGaAsから成る誘電体基板
2,厚さ20μmのGaAsから成る裏面突起部3,3
0μm角のバイアホール11,電界効果トランジスタ1
6,ランゲカップラ17,インターディジタルキャパシ
タ18,エピタキシャル層及びAu/Ge/Ni/Au
オーミック金属から成る抵抗体19,SiNx を誘電膜
に用いたMIMキャパシタ20,厚さ2μmの金から成
る接地用パッド12,バイアスパッド21,局発信号入
力パッド22,中間周波数信号入力パッド23,送信信
号出力パッド24,入力整合スタブ25,出力整合スタ
ブ26,及び各構成要素を接続する伝送線路から構成さ
れる。
This MMIC balanced type up-converter mixer has a ground conductor 1 made of gold having a thickness of 20 μm on the back surface.
A dielectric substrate made of GaAs having a thickness of 40 μm and a rear projection made of GaAs having a thickness of 20 μm
Via hole 11 of 0 μm square, field effect transistor 1
6, Lange coupler 17, interdigital capacitor 18, epitaxial layer and Au / Ge / Ni / Au
A resistor 19 made of ohmic metal, a MIM capacitor 20 using SiN x as a dielectric film, a ground pad 12 made of gold having a thickness of 2 μm, a bias pad 21, a local signal input pad 22, an intermediate frequency signal input pad 23, It is composed of a transmission signal output pad 24, an input matching stub 25, an output matching stub 26, and a transmission line connecting each component.

【0047】このうち、電界効果トランジスタ16は、
活性層27上に形成されたAu/Ge/Ni/Auオー
ミック金属から成るソース電極28,ドレイン電極30
とTi/Alから成るゲート電極29と共に、ソース電
極28及び接地導体1を接続するバイアホール11から
構成される。ランゲカップラ17は、長さ450μm,
幅10μm,厚み2μmの金から成る1/4波長結合用
線路4と、長さ225μm,幅10μm,厚み2μmの
金から成る1/8波長結合用線路5と、幅30μm,厚
み2μmの金から成る引き出し用線路6とから構成され
る。インターディジタルキャパシタ16は、1/4波長
結合用線路4、引き出し用線路6から構成される。イン
ターディジタルキャパシタ18は、長さ450μm,幅
12.5μm,厚み2μmの金から成る1/4波長結合
線路4と、長さ225μm,幅10μm,厚み2μmの
金から成る1/4波長結合線路4と、幅30μm,厚み
2μmの金から成る引き出し用線路6とから構成され
る。
Among them, the field effect transistor 16 is
Source electrode 28 and drain electrode 30 made of Au / Ge / Ni / Au ohmic metal formed on active layer 27
And a gate electrode 29 made of Ti / Al, and a via hole 11 connecting the source electrode 28 and the ground conductor 1. The Lange coupler 17 has a length of 450 μm,
A 1/4 wavelength coupling line 4 made of gold having a width of 10 μm and a thickness of 2 μm, a 8 wavelength coupling line 5 made of gold having a length of 225 μm, a width of 10 μm and a thickness of 2 μm, and gold having a width of 30 μm and a thickness of 2 μm. And a lead-out line 6. The interdigital capacitor 16 includes the 波長 wavelength coupling line 4 and the extraction line 6. The interdigital capacitor 18 includes a quarter-wavelength coupling line 4 made of gold having a length of 450 μm, a width of 12.5 μm and a thickness of 2 μm, and a quarter-wavelength coupling line 4 made of gold having a length of 225 μm, a width of 10 μm and a thickness of 2 μm. And a lead line 6 made of gold having a width of 30 μm and a thickness of 2 μm.

【0048】このMMICバランス型アップコンバータ
ミキサでは、局発信入力パッド22から入力された局発
信号は、入力側のランゲカップラ17を介して90度の
位相差で並列に接続された各単位ミキサに入力される。
In this MMIC balanced type up-converter mixer, the local oscillator signal input from the local oscillator input pad 22 is supplied to the unit mixers connected in parallel with a phase difference of 90 degrees via the Lange coupler 17 on the input side. Is entered.

【0049】一方、中間周波数信号は2つの中間周波数
信号入力パッド23から逆相で入力される。局発信号と
中間周波数信号とが各単位ミキサ内で混合され、両者の
周波数の和或いは差の周波数を持つ送信信号が生成され
る。この送信信号は、出力側のランゲカップラ17にお
いて同相で合成され、送信信号出力パッド23から外部
に取り出される。
On the other hand, the intermediate frequency signals are input from the two intermediate frequency signal input pads 23 in opposite phases. The local oscillation signal and the intermediate frequency signal are mixed in each unit mixer, and a transmission signal having a sum or a difference between the two frequencies is generated. The transmission signal is synthesized in-phase by the Lange coupler 17 on the output side, and is extracted from the transmission signal output pad 23 to the outside.

【0050】他方、不要波である局発信号は、出力側の
ランゲカップラ17において逆相で合成されることにな
りキャンセルされる。
On the other hand, the local signal, which is an unnecessary wave, is synthesized in the opposite phase in the Lange coupler 17 on the output side and is canceled.

【0051】上述したように、従来の場合のように一様
な厚さの誘電体基板2上にランゲカップラ17を形成し
た場合、誘電体基板2の厚さh及び結合線路間隔sに制
限があるため、直接端子への出力に比べて間接端子が小
さくなってしまう事態を生じていたが、この場合には2
つの単位ミキサへの入力レベルに不均衡が生じ、従って
出力側のランゲカップラ17において、逆相で合成され
る局発信号レベルも等しくなくなる。この結果、不要波
である局発信号の抑圧比が不十分になる。このような場
合、ここでの場合のようにランゲカップラ17の形成さ
れる部分を突起部の形成によって部分的に厚膜化するこ
とにより、直接端子及び間接端子への出力レベルを均等
にして、十分な局発信号の抑圧比を確保できる。
As described above, when the Lange coupler 17 is formed on the dielectric substrate 2 having a uniform thickness as in the conventional case, there are restrictions on the thickness h of the dielectric substrate 2 and the coupling line interval s. Therefore, there has been a case where the indirect terminal is smaller than the output to the direct terminal.
An imbalance occurs in the input levels to the two unit mixers, and thus the local signal levels combined in opposite phases at the output Lange coupler 17 are not equal. As a result, the suppression ratio of the local oscillation signal, which is an unnecessary wave, becomes insufficient. In such a case, as in the case here, the portion where the Lange coupler 17 is formed is partially thickened by forming a projection, so that the output level to the direct terminal and the indirect terminal is made uniform, A sufficient suppression ratio of the local oscillation signal can be secured.

【0052】又、従来のように一様な厚さの誘電体基板
2上にインターディジタルキャパシタ18を形成した場
合、誘電体基板2の厚さh及び結合線路間隔sに制限が
あるため、十分な大きさの透過係数を得られず、ミキサ
の変換利得を劣化させてしまう事態を生じていたが、こ
こでの場合のようにインターディジタルキャパシタ18
の形成される部分を突起部の形成により部分的に厚膜化
することにより、十分な大きさの透過係数を確保し、変
換利得の劣化を抑制することができる。
When the interdigital capacitor 18 is formed on the dielectric substrate 2 having a uniform thickness as in the prior art, the thickness h of the dielectric substrate 2 and the coupling line interval s are limited. A transmission coefficient of a large size could not be obtained, and the conversion gain of the mixer was degraded.
By increasing the thickness of the portion where is formed by forming the protrusions, a sufficiently large transmission coefficient can be secured, and deterioration of the conversion gain can be suppressed.

【0053】図8は、図1又は図2に示した実施例1又
は実施例2のランゲカップラタイプのマイクロ波回路と
従来構造のマイクロ波回路とに関する透過係数S21,S
31(dB)の周波数(GHz)特性を示したものであ
る。但し、ここでは端子8cを無反射終端である50Ω
の抵抗で終端したときの端子8aから直接端子8bへの
透過係数S21及び結合端子8cへの透過係数S31の周波
数特性を示している。又、誘電体基板2は厚さ40μm
のGaAsから成り、裏面突起部3は厚さ20μmのG
aAsから成り、1/4波長結合用線路4は長さl=4
50μm,幅w=5μmであり、結合用線路間隔s=5
μm、引き出し用線路6a〜6dを幅30μmとしてい
る。
FIG. 8 shows transmission coefficients S 21 and S 21 of the Lange coupler type microwave circuit of the first or second embodiment shown in FIG. 1 or 2 and the microwave circuit of the conventional structure.
It shows a frequency (GHz) characteristic of 31 (dB). However, in this case, the terminal 8c is connected to a non-reflection terminal 50Ω.
Shows the frequency characteristic of a transmission coefficient S 31 of the terminal 8a upon terminating the transmission coefficient S 21 and the coupling terminal 8c to direct the terminal 8b in the resistance. The dielectric substrate 2 has a thickness of 40 μm.
The rear projection 3 has a thickness of 20 μm.
aAs, the 1/4 wavelength coupling line 4 has a length l = 4
50 μm, width w = 5 μm, and coupling line spacing s = 5
μm, and the width of the lead-out lines 6a to 6d is 30 μm.

【0054】図8からは、従来構造では中心周波数60
GHzにおいて透過係数S21,S31の間に1dB以上の
不均衡があるのに対し、本発明の誘電体基板2を部分的
に厚膜化した構造ではほぼ同一レベルに改善されている
ことが判る。
FIG. 8 shows that the conventional structure has a center frequency of 60.
While there is an imbalance of 1 dB or more between the transmission coefficients S 21 and S 31 at GHz, the structure in which the dielectric substrate 2 of the present invention is partially thickened is improved to almost the same level. I understand.

【0055】図9は、図3に示した実施例3のインター
ディジタルキャパシタタイプのマイクロ波回路と従来構
造のマイクロ波回路とに関する透過係数(dB)の周波
数(GHz)特性を示したものである。但し、ここでは
誘電体基板2は厚さ40μmのGaAsから成り、裏面
突起部3は厚さ20μmのGaAsから成り、1/4波
長結合用線路4は長さl=450μm,幅w=7.5μ
mであり、結合用線路間隔s=7.5μm、引き出し用
線路6a,6bを幅30μmとしている。
FIG. 9 shows the transmission coefficient (dB) frequency (GHz) characteristics of the interdigital capacitor type microwave circuit of the third embodiment shown in FIG. 3 and the conventional microwave circuit. . However, here, the dielectric substrate 2 is made of GaAs having a thickness of 40 μm, the rear projection 3 is made of GaAs having a thickness of 20 μm, and the 1/4 wavelength coupling line 4 has a length 1 = 450 μm and a width w = 7. 5μ
m, the coupling line spacing s = 7.5 μm, and the width of the lead-out lines 6a, 6b is 30 μm.

【0056】図9からは、従来構造では中心周波数60
GHzにおいて透過係数が0.3dB程度であるのに対
し、本発明の誘電体基板2を部分的に厚膜化した構造で
は0.1dB以下に改善されていることが判る。
FIG. 9 shows that the conventional structure has a center frequency of 60.
It can be seen that the transmission coefficient is about 0.3 dB at GHz, whereas the transmission coefficient is improved to 0.1 dB or less in the structure in which the dielectric substrate 2 of the present invention is partially thickened.

【0057】図10は、図4に示した実施例4のマーチ
ャントバランタイプのマイクロ波回路と従来構造のマイ
クロ波回路とに関する透過係数(dB)の周波数(GH
z)特性を示したもので、同図(a)は端子8aから直
接端子8bへの透過係数S21の周波数特性に関するも
の,同図(b)は端子8aから結合端子8cへの透過係
数S31の周波数特性を示したものである。又、誘電体基
板2は厚さ40μmのGaAsから成り、裏面突起部3
は厚さ20μmのGaAsから成り、1/4波長結合用
線路4は長さl=450μmであり、1/2波長結合用
線路4は長さl=950μm,幅w=30μmであり、
結合用線路間隔s=5μm、引き出し用線路6a〜6c
を幅30μmとしている。
FIG. 10 shows the frequency (GH) of the transmission coefficient (dB) of the microwave circuit of the Marchand balun type of the fourth embodiment shown in FIG. 4 and the microwave circuit of the conventional structure.
shows the z) characteristics, FIG. (a) is related to the frequency characteristics of the transmission coefficient S 21 directly to terminal 8b from the terminal 8a, and FIG. (b) is the transmission coefficient from the terminal 8a to the coupling terminal 8c S 31 shows a frequency characteristic of No. 31 . The dielectric substrate 2 is made of GaAs having a thickness of 40 μm,
Is made of GaAs having a thickness of 20 μm, the 波長 wavelength coupling line 4 has a length 1 = 450 μm, the 波長 wavelength coupling line 4 has a length 1 = 950 μm, a width w = 30 μm,
Coupling line spacing s = 5 μm, lead-out lines 6a to 6c
Is 30 μm in width.

【0058】図10からは、従来構造のものに対し、本
発明の誘電体基板2を部分的に厚膜化した構造では透過
係数S21,S31共に中心周波数60GHzにおいて0.
3dB程度改善されていることが判る。
FIG. 10 shows that the transmission coefficient S 21 and the transmission coefficient S 31 of both the conventional structure and the structure in which the dielectric substrate 2 is partially thickened are 0.2 mm at the center frequency of 60 GHz.
It can be seen that it is improved by about 3 dB.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明のマイク
ロ波回路によれば、誘電体基板上に形成した複数本の結
合用線路同士を電磁気的に結合させた基本構成におい
て、誘電体基板の表面,或いは両面に突起部を形成した
上、結合用線路が形成される領域の誘電体基板を部分的
に厚膜化しており、これによって誘電体基板全体の厚さ
の増大や結合線路間隔の縮小を来すこと無く、結合用線
路間の結合を強められるようになる。
As described above, according to the microwave circuit of the present invention, in the basic configuration in which a plurality of coupling lines formed on a dielectric substrate are electromagnetically coupled to each other, The projections are formed on the surface or both sides of the substrate, and the dielectric substrate in the region where the coupling line is formed is partially thickened, thereby increasing the thickness of the entire dielectric substrate and the coupling line spacing. The coupling between the coupling lines can be strengthened without reducing the size.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例1に係るランゲカップラタイプ
のマイクロ波回路の基本構成を示したもので、(a)は
その平面図に関するもの,(b)は(a)のA−A′線
における断面側面図に関するものである。
FIGS. 1A and 1B show a basic configuration of a Lange coupler type microwave circuit according to a first embodiment of the present invention, wherein FIG. 1A is related to a plan view thereof, and FIG. It relates to a sectional side view at the line.

【図2】本発明の実施例2に係るランゲカップラタイプ
のマイクロ波回路の基本構成を示したもので、(a)は
その平面図に関するもの,(b)は(a)のA−A′線
における断面側面図に関するものである。
FIGS. 2A and 2B show a basic configuration of a Lange coupler type microwave circuit according to a second embodiment of the present invention, wherein FIG. 2A is a plan view thereof, and FIG. It relates to a sectional side view at the line.

【図3】本発明の実施例3に係るインターディジタルキ
ャパシタタイプのマイクロ波回路の基本構成を示したも
ので、(a)はその平面図に関するもの,(b)は
(a)のA−A′線における断面側面図に関するもので
ある。
3A and 3B show a basic configuration of an interdigital capacitor type microwave circuit according to a third embodiment of the present invention, wherein FIG. 3A is a plan view thereof, and FIG. It relates to a cross-sectional side view taken along the line '.

【図4】本発明の実施例4に係るマーチャントバランタ
イプのマイクロ波回路の基本構成を示したもので、
(a)はその平面図に関するもの,(b)は(a)のA
−A′線における断面側面図に関するものである。
FIG. 4 shows a basic configuration of a Marchand balun type microwave circuit according to a fourth embodiment of the present invention.
(A) is related to the plan view, (b) is A in (a).
It relates to a cross-sectional side view taken along line -A '.

【図5】図1に示す実施例1に係るマイクロ波回路を製
造するための一製造方法に係る各工程を簡略的に説明す
るために示した側面断面図であり、(a)はフォトレジ
ストパターニング工程に関するもの,(b)は表面突起
部形成工程に関するもの,(c)は線路形成工程に関す
るもの,(d)は接地導体形成工程に関するものであ
る。
FIGS. 5A and 5B are side cross-sectional views schematically illustrating each step of a manufacturing method for manufacturing the microwave circuit according to the first embodiment shown in FIG. 1; FIG. (B) relates to a surface projection forming step, (c) relates to a line forming step, and (d) relates to a ground conductor forming step.

【図6】図1に示す実施例1に係るマイクロ波回路を製
造するための他の製造方法に係る各工程を簡略的に説明
するために示した側面断面図であり、(a)は絶縁膜堆
積及びフォトレジストパターニング工程に関するもの,
(b)は表面突起部形成工程に関するもの,(c)は線
路形成工程に関するもの,(d)は接地導体形成工程に
関するものである。
FIGS. 6A and 6B are side cross-sectional views schematically illustrating steps of another manufacturing method for manufacturing the microwave circuit according to the first embodiment illustrated in FIG. 1; FIG. Related to film deposition and photoresist patterning processes,
(B) relates to a surface projection forming step, (c) relates to a line forming step, and (d) relates to a ground conductor forming step.

【図7】本発明の各実施例に係るマイクロ波回路をラン
ゲカップラ及びインターディジタルキャパシタを有する
MMICバランス型アップコンバータミキサに適用した
場合の基本構成を示した平面図である。
FIG. 7 is a plan view showing a basic configuration when the microwave circuit according to each embodiment of the present invention is applied to an MMIC balanced upconverter mixer having a Lange coupler and an interdigital capacitor.

【図8】図1又は図2に示した実施例1又は実施例2の
ランゲカップラタイプのマイクロ波回路と従来構造のマ
イクロ波回路とに関する透過係数の周波数特性を示した
ものである。
8 shows the frequency characteristics of the transmission coefficient of the microwave circuit of the Lange coupler type according to the first or second embodiment shown in FIG. 1 or 2 and the microwave circuit of the conventional structure.

【図9】図3に示した実施例3のインターディジタルキ
ャパシタタイプのマイクロ波回路と従来構造のマイクロ
波回路とに関する透過係数の周波数特性を示したもので
ある。
9 is a graph showing the frequency characteristics of the transmission coefficient of the microwave circuit of the interdigital capacitor type according to the third embodiment shown in FIG. 3 and the microwave circuit of the conventional structure.

【図10】図4に示した実施例4のマーチャントバラン
タイプのマイクロ波回路と従来構造のマイクロ波回路と
に関する透過係数の周波数特性を示したもので、(a)
は一端子から直接端子への透過係数の周波数特性に関す
るもの,(b)は一端子から結合端子への透過係数の周
波数特性を示したものである。
10A and 10B show the frequency characteristics of the transmission coefficient of the microwave circuit of the Marchand balun type according to the fourth embodiment shown in FIG. 4 and the microwave circuit of the conventional structure, and FIG.
7 shows the frequency characteristic of the transmission coefficient from one terminal to the direct terminal, and FIG. 7B shows the frequency characteristic of the transmission coefficient from one terminal to the coupling terminal.

【図11】従来のランゲカップラタイプのマイクロ波回
路の基本構成を示したもので、(a)はその平面図に関
するもの,(b)は(a)のA−A′線における断面側
面図に関するものである。
11A and 11B show a basic configuration of a conventional Lange coupler type microwave circuit, in which FIG. 11A is related to a plan view, and FIG. 11B is related to a cross-sectional side view taken along line AA ′ in FIG. Things.

【図12】従来のインターディジタルキャパシタタイプ
のマイクロ波回路の基本構成を示したもので、(a)は
その平面図に関するもの,(b)は(a)のA−A′線
における断面側面図に関するものである。
12A and 12B show a basic structure of a conventional microwave circuit of an interdigital capacitor type, in which FIG. 12A is related to a plan view, and FIG. 12B is a sectional side view taken along line AA 'in FIG. It is about.

【図13】従来のマーチャントバランタイプのマイクロ
波回路の基本構成を示したもので、(a)はその平面図
に関するもの,(b)は(a)のA−A′線における断
面側面図に関するものである。
13A and 13B show the basic configuration of a conventional merchant balun type microwave circuit, in which FIG. 13A is related to a plan view, and FIG. 13B is related to a cross-sectional side view taken along line AA ′ of FIG. Things.

【図14】図11に示すランゲカップラタイプのマイク
ロ波回路における透過係数の特性を示したもので、
(a)は透過係数の結合用線路間隔依存性に関するも
の,(b)は透過係数の誘電体基板厚依存性に関するも
のである。
FIG. 14 shows the transmission coefficient characteristics of the Lange coupler type microwave circuit shown in FIG.
(A) relates to the dependence of the transmission coefficient on the coupling line spacing, and (b) relates to the dependence of the transmission coefficient on the thickness of the dielectric substrate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 接地導体 2 誘電体基板 3 裏面突起部 4 1/4波長結合用線路 5 1/8波長結合用線路 6a〜6d 引き出し用線路 7 ボンディングワイヤ 8a〜8d 端子 9 表面突起部 10 1/2波長結合用線路 11 バイアホール 12 接地用パッド 13 結合用線路 14 フォトレジスト 15 絶縁膜 16 電界効果トランジスタ 17 ランゲカップラ 18 インターディジタルキャパシタ 19 抵抗体 20 MIMキャパシタ 21 バイアスパッド 22 局発信号入力パッド 23 中間周波数信号入力パッド 24 送信信号出力パッド 25 入力整合用スタブ 26 出力整合用スタブ 27 活性層 28 ソース電極 29 ゲート電極 30 ドレイン電極 REFERENCE SIGNS LIST 1 ground conductor 2 dielectric substrate 3 backside projection 4 波長 wavelength coupling line 5 8 wavelength coupling line 6 a to 6 d extraction line 7 bonding wire 8 a to 8 d terminal 9 surface projection 10 wavelength coupling Line 11 Via hole 12 Grounding pad 13 Coupling line 14 Photoresist 15 Insulating film 16 Field effect transistor 17 Lange coupler 18 Interdigital capacitor 19 Resistor 20 MIM capacitor 21 Bias pad 22 Local signal input pad 23 Intermediate frequency signal input Pad 24 Transmission signal output pad 25 Input matching stub 26 Output matching stub 27 Active layer 28 Source electrode 29 Gate electrode 30 Drain electrode

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 裏面に接地導体を備えた誘電体基板上に
複数本の結合用線路を形成し、該結合用線路同士を電磁
気的に結合させたマイクロ波回路において、前記誘電体
基板の表面,或いは両面に突起部を形成することによ
り、前記結合用線路が形成された領域を部分的に厚膜化
して成ることを特徴とするマイクロ波回路。
1. A microwave circuit in which a plurality of coupling lines are formed on a dielectric substrate having a ground conductor on a back surface, and the coupling lines are electromagnetically coupled to each other. A microwave circuit characterized in that a region in which the coupling line is formed is partially thickened by forming protrusions on both surfaces.
【請求項2】 裏面に接地導体を備えた誘電体基板上に
複数本の結合用線路,引き出し用線路,及びボンディン
グワイヤから成るランゲカップラを形成したマイクロ波
回路において、前記誘電体基板の表面,或いは両面に突
起部を形成することにより、前記結合用線路が形成され
た領域を部分的に厚膜化して成ることを特徴とするマイ
クロ波回路。
2. A microwave circuit having a Lange coupler comprising a plurality of coupling lines, lead lines and bonding wires formed on a dielectric substrate having a ground conductor on a back surface. Alternatively, a microwave circuit characterized in that a region where the coupling line is formed is partially thickened by forming protrusions on both surfaces.
【請求項3】 裏面に接地導体を備えた誘電体基板上に
複数本の結合用線路,及び引き出し用線路から成るイン
ターディジタルキャパシタを形成したマイクロ波回路に
おいて、前記誘電体基板の表面,或いは両面に突起部を
形成することにより、前記結合用線路が形成された領域
を部分的に厚膜化して成ることを特徴とするマイクロ波
回路。
3. A microwave circuit in which a plurality of coupling lines and an interdigital capacitor composed of a lead-out line are formed on a dielectric substrate having a ground conductor on a back surface, wherein the dielectric substrate has a front surface or both surfaces. A region in which the coupling line is formed is partially thickened by forming a protrusion on the microwave circuit.
【請求項4】 裏面に接地導体を備えた誘電体基板上に
形成された複数本の結合用線路,引き出し用線路,及び
接地用バイアホールから成るマーチャントバランを形成
したマイクロ波回路において、前記誘電体基板の表面,
或いは両面に突起部を形成することにより、前記結合用
線路が形成された領域を部分的に厚膜化して成ることを
特徴とするマイクロ波回路。
4. A microwave circuit in which a merchant balun comprising a plurality of coupling lines, lead lines, and ground via holes formed on a dielectric substrate having a ground conductor on a back surface is formed. Surface of body substrate,
Alternatively, a microwave circuit characterized in that a region where the coupling line is formed is partially thickened by forming protrusions on both surfaces.
【請求項5】 請求項1〜4の何れか一つに記載のマイ
クロ波回路において、前記突起部は、前記誘電体基板と
同じ材料で形成されていることを特徴とするマイクロ波
回路。
5. The microwave circuit according to claim 1, wherein the protrusion is formed of the same material as the dielectric substrate.
【請求項6】 請求項1〜4の何れか一つに記載のマイ
クロ波回路において、前記突起部は、前記誘電体基板の
表面又は裏面に堆積された絶縁膜により形成されている
ことを特徴とするマイクロ波回路。
6. The microwave circuit according to claim 1, wherein the protrusion is formed of an insulating film deposited on a front surface or a back surface of the dielectric substrate. Microwave circuit.
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