JP3347607B2 - 積層型導波管線路 - Google Patents
積層型導波管線路Info
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- H01P3/00—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
- H01P3/12—Hollow waveguides
- H01P3/121—Hollow waveguides integrated in a substrate
-
- H—ELECTRICITY
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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- H05K1/115—Via connections; Lands around holes or via connections
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主にマイクロ波及
びミリ波の信号を伝送し、配線基板あるいは半導体収納
用パッケージ内に構成される誘電体導波管線路に関する
もので、特に多層基板の積層方向に信号の伝送を行うこ
とのできる導波管線路の改良に関するものである。
びミリ波の信号を伝送し、配線基板あるいは半導体収納
用パッケージ内に構成される誘電体導波管線路に関する
もので、特に多層基板の積層方向に信号の伝送を行うこ
とのできる導波管線路の改良に関するものである。
【０００２】
【従来技術】従来より、配線基板あるいは半導体収納用
パッケージにおいて、マイクロ波あるいはミリ波等の高
周波信号を伝送するための線路としては、ストリップ線
路、マイクロストリップ線路、コプレーナ線路が代表的
なものとして知られている。その他、また、特開平６ー
５３７１１号に示されているような側面をバイアホール
で囲んだ導波管線路も知られている。
パッケージにおいて、マイクロ波あるいはミリ波等の高
周波信号を伝送するための線路としては、ストリップ線
路、マイクロストリップ線路、コプレーナ線路が代表的
なものとして知られている。その他、また、特開平６ー
５３７１１号に示されているような側面をバイアホール
で囲んだ導波管線路も知られている。
【０００３】これらは、誘電体基板の表面に、線路を形
成する導体を印刷したり、それらを積層する、一般的な
積層技術を用いて形成することが可能である。
成する導体を印刷したり、それらを積層する、一般的な
積層技術を用いて形成することが可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の伝送線路は、ほとんどが平面方向への電気信号の伝送
に限られている。ところが、多層配線基板や、半導体収
納用パッケージにおいては、高周波信号を、誘電体基板
の積層方法、言い換えれば、基板の垂直方向に信号伝達
することも必要である。
の伝送線路は、ほとんどが平面方向への電気信号の伝送
に限られている。ところが、多層配線基板や、半導体収
納用パッケージにおいては、高周波信号を、誘電体基板
の積層方法、言い換えれば、基板の垂直方向に信号伝達
することも必要である。
【０００５】このような垂直方向への信号伝達は、ほと
んどの場合、線路から他の線路間をバイアホールによっ
て電気的に接続することによって行われている。
んどの場合、線路から他の線路間をバイアホールによっ
て電気的に接続することによって行われている。
【０００６】しかし、用いる電気信号の周波数が高く、
マイクロ波あるいはミリ波の領域になると、バイアホー
ルでのインピーダンスのミスマッチから信号の反射が発
生したり、バイアホールで電磁波の放射が起こり、伝送
特性は急激に劣化するという問題がある。特に、積層さ
れた複数の誘電体層の積層方向に、十数層もの誘電体層
を貫いてバイアホールで接続する場合には、特に伝送特
性の劣化は大きいものであった。
マイクロ波あるいはミリ波の領域になると、バイアホー
ルでのインピーダンスのミスマッチから信号の反射が発
生したり、バイアホールで電磁波の放射が起こり、伝送
特性は急激に劣化するという問題がある。特に、積層さ
れた複数の誘電体層の積層方向に、十数層もの誘電体層
を貫いてバイアホールで接続する場合には、特に伝送特
性の劣化は大きいものであった。
【０００７】従って、従来のセラミック多層配線基板等
に用いられる積層技術を用いて、信号の劣化なく、積層
方向に高周波信号を伝送可能な積層型導波管線路を提供
することを目的とするものである。
に用いられる積層技術を用いて、信号の劣化なく、積層
方向に高周波信号を伝送可能な積層型導波管線路を提供
することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の問題
点に関して検討を重ねた結果、複数の誘電体層が積層さ
れた配線基板において、伝送手段として導波管線路を用
いること、しかもその導波管線路を、誘電体層を積層方
向に貫通するように配設された複数のバイアホール群
と、該バイアホール群と電気的に接続され、互いに平行
に形成された導体層群によって囲まれた領域として形成
し、前記バイアホール群の形成位置を積層方向にずらし
て形成することによって、従来のバイアホールによる電
気的接続によることなく、電気信号を前記誘電体層の積
層方向に対して傾いた方向に伝送したり、前記バイアホ
ール群の形成位置を上方向に徐々に広げることによっ
て、前記バイアホール群および前記導体層群によって囲
まれた領域をホーンアンテナとして構成できることを見
出し本発明に至った。
点に関して検討を重ねた結果、複数の誘電体層が積層さ
れた配線基板において、伝送手段として導波管線路を用
いること、しかもその導波管線路を、誘電体層を積層方
向に貫通するように配設された複数のバイアホール群
と、該バイアホール群と電気的に接続され、互いに平行
に形成された導体層群によって囲まれた領域として形成
し、前記バイアホール群の形成位置を積層方向にずらし
て形成することによって、従来のバイアホールによる電
気的接続によることなく、電気信号を前記誘電体層の積
層方向に対して傾いた方向に伝送したり、前記バイアホ
ール群の形成位置を上方向に徐々に広げることによっ
て、前記バイアホール群および前記導体層群によって囲
まれた領域をホーンアンテナとして構成できることを見
出し本発明に至った。
【０００９】本発明の構成によると、導波管線路を、積
層方向に誘電体層を貫く多数のバイアホール群と、その
バイアホール群と電気的に接続され、互いに平行に形成
された多数の導体層によって構成されているため、従来
の積層技術、即ち、バイアホール形成、導体層形成、並
びに積層一体化によって容易に作製することが可能とな
り、多層配線基板あるいは多層配線基板を用いた半導体
収納用パッケージ等に利用できる、優れた伝送特性を持
つ線路を得ることができる。
層方向に誘電体層を貫く多数のバイアホール群と、その
バイアホール群と電気的に接続され、互いに平行に形成
された多数の導体層によって構成されているため、従来
の積層技術、即ち、バイアホール形成、導体層形成、並
びに積層一体化によって容易に作製することが可能とな
り、多層配線基板あるいは多層配線基板を用いた半導体
収納用パッケージ等に利用できる、優れた伝送特性を持
つ線路を得ることができる。
【００１０】
【発明の実施の態様】以下、本発明を図面を参照しなが
ら説明する。図１は、本発明の積層型導波管線路の基本
的な構造を説明するための概略斜視図である。図１〜図
２において、１は誘電体層、２は導体層、３はバイアホ
ール、４はこの構造により構成される導波管線路であ
る。なお、図１において、構造説明の便宜上誘電体層は
省略した。
ら説明する。図１は、本発明の積層型導波管線路の基本
的な構造を説明するための概略斜視図である。図１〜図
２において、１は誘電体層、２は導体層、３はバイアホ
ール、４はこの構造により構成される導波管線路であ
る。なお、図１において、構造説明の便宜上誘電体層は
省略した。
【００１１】図１によれば、厚さｃの誘電体層が複数層
積層され、各々の誘電体層には導波管線路の断面形状の
輪郭に沿って、誘電体層の積層方向に、所定間隔をもっ
て、多数のバイアホール３が形成されている。また、バ
イアホール３群には、すべてのバイアホール３群と電気
的に接続し、バイアホール３群を取り囲むように、複数
の導体層２が互いに平行に形成されている。なお、導体
層２群は、バイアホール３群の形成間隔及び誘電体厚み
ｃ、つまり、導体層２群の間隔は、伝播する高周波信号
の遮断波長よりも小さい間隔で形成されている。このよ
うな構成により、本発明の導波管線路は、積層方向に延
びるバイアホール３群と、平行に形成された複数の導体
層２群との格子面によって導波管壁が形成される。な
お、図１では、説明の便宜上、誘電体層を省略したが、
図１の導体部（バイアホール３群、導体層２群）の空間
には、当然ながら誘電体層が充填されることにより線路
として機能する。
積層され、各々の誘電体層には導波管線路の断面形状の
輪郭に沿って、誘電体層の積層方向に、所定間隔をもっ
て、多数のバイアホール３が形成されている。また、バ
イアホール３群には、すべてのバイアホール３群と電気
的に接続し、バイアホール３群を取り囲むように、複数
の導体層２が互いに平行に形成されている。なお、導体
層２群は、バイアホール３群の形成間隔及び誘電体厚み
ｃ、つまり、導体層２群の間隔は、伝播する高周波信号
の遮断波長よりも小さい間隔で形成されている。このよ
うな構成により、本発明の導波管線路は、積層方向に延
びるバイアホール３群と、平行に形成された複数の導体
層２群との格子面によって導波管壁が形成される。な
お、図１では、説明の便宜上、誘電体層を省略したが、
図１の導体部（バイアホール３群、導体層２群）の空間
には、当然ながら誘電体層が充填されることにより線路
として機能する。
【００１２】上記のような構成によれば、上記導波管線
路内に入力された高周波信号（電磁波）は、バイアホー
ル３群間及び導体層２群間から外部に漏れることなく導
波管線路４内を伝播する。これにより、図１の場合、断
面形状がａ×ｂの矩形導波管線路を積層方向に構成する
ことができるのである。
路内に入力された高周波信号（電磁波）は、バイアホー
ル３群間及び導体層２群間から外部に漏れることなく導
波管線路４内を伝播する。これにより、図１の場合、断
面形状がａ×ｂの矩形導波管線路を積層方向に構成する
ことができるのである。
【００１３】なお、導波管線路の断面形状は、図１の四
角形に限られることなく、多角形状、または円形又は楕
円でも良い。その場合には、バイアホール３群を断面形
状の臨界に沿って形成し、導体層２群をバイアホール３
群を取り囲むように形成するのみで、あらゆる断面の導
波管線路４を形成することができる。
角形に限られることなく、多角形状、または円形又は楕
円でも良い。その場合には、バイアホール３群を断面形
状の臨界に沿って形成し、導体層２群をバイアホール３
群を取り囲むように形成するのみで、あらゆる断面の導
波管線路４を形成することができる。
【００１４】図２は、本発明の積層型導波管線路の製造
方法の一態様を説明するための図である。この態様にお
いては，誘電体層としてセラミック誘電体を用いるもの
である。
方法の一態様を説明するための図である。この態様にお
いては，誘電体層としてセラミック誘電体を用いるもの
である。
【００１５】まず、セラミック粉末を用いて、ドクター
ブレード法、圧延法等の方法によって所定厚みｃのセラ
ミックグリーンシート５を複数枚作製する。そして、そ
のグリーンシート５に、目的の導波管線路断面形状の輪
郭部分にレーザーやマイクロドリル等を用いて穴を複数
個空け、この穴に導体インクを埋め込み、バイアホール
を形成する。この後、このバイアホール３群と電気的に
接続するように、バイアホール３群を囲む領域に導体イ
ンクを印刷し、導体層２を形成する。
ブレード法、圧延法等の方法によって所定厚みｃのセラ
ミックグリーンシート５を複数枚作製する。そして、そ
のグリーンシート５に、目的の導波管線路断面形状の輪
郭部分にレーザーやマイクロドリル等を用いて穴を複数
個空け、この穴に導体インクを埋め込み、バイアホール
を形成する。この後、このバイアホール３群と電気的に
接続するように、バイアホール３群を囲む領域に導体イ
ンクを印刷し、導体層２を形成する。
【００１６】このようにして、バイアホール３群と導体
層２とが形成されたセラミックグリーンシート５をバイ
アホール３群同士が垂直方向に連結されるように位置合
わせして積層した後、それらの積層体を所定の温度で焼
成することにより作製することができる。
層２とが形成されたセラミックグリーンシート５をバイ
アホール３群同士が垂直方向に連結されるように位置合
わせして積層した後、それらの積層体を所定の温度で焼
成することにより作製することができる。
【００１７】上記の方法において、誘電体層をアルミナ
（Ａｌ2 Ｏ3 ）をセラミックスによって形成した場合に
は，導体ペーストおよび導体インクは、Ｗ、Ｍｏ等の高
融点金属を用い、１５００〜１７００℃で焼成すること
によって形成される。また、誘電体層をガラスセラミッ
クスによって形成した場合には、導体ペースト、導体イ
ンクは、銅、銀、金等を用いて、８００〜１０００℃で
焼成することにより形成することができる。
（Ａｌ2 Ｏ3 ）をセラミックスによって形成した場合に
は，導体ペーストおよび導体インクは、Ｗ、Ｍｏ等の高
融点金属を用い、１５００〜１７００℃で焼成すること
によって形成される。また、誘電体層をガラスセラミッ
クスによって形成した場合には、導体ペースト、導体イ
ンクは、銅、銀、金等を用いて、８００〜１０００℃で
焼成することにより形成することができる。
【００１８】なお、上記の態様においては、各グリーン
シートに形成されたバイアホール３群を垂直方向に連結
させたものであるが、本発明によれば、各グリーンシー
トを僅かにずらして積層することによって、図３の断面
図に示すように、積層方向に対して僅かに傾いた方向に
導波管線路を形成することができる。
シートに形成されたバイアホール３群を垂直方向に連結
させたものであるが、本発明によれば、各グリーンシー
トを僅かにずらして積層することによって、図３の断面
図に示すように、積層方向に対して僅かに傾いた方向に
導波管線路を形成することができる。
【００１９】さらに、本発明によれば、各グリーンシー
トにおける導波管線路の断面形状、即ちバイアホール３
群の形成位置を、積層方向に対して徐々に変化させて構
成することもでき、バイアホール３群の形成位置を積層
方向（上方向）に徐々に広げることによって、図４に示
すように、ホーンアンテナを構成することができる。
トにおける導波管線路の断面形状、即ちバイアホール３
群の形成位置を、積層方向に対して徐々に変化させて構
成することもでき、バイアホール３群の形成位置を積層
方向（上方向）に徐々に広げることによって、図４に示
すように、ホーンアンテナを構成することができる。
【００２０】上記製造方法は、セラミックスを例により
説明したが、本発明の導波管線路は、誘電体として少な
くとも有機樹脂を含む誘電体材料、例えば、セラミック
−有機樹脂複合材料等を用いることもできる。この場
合、各有機樹脂含有の誘電体シートにマイクロドリルや
レーザー等により誘電体層にホールを形成してホール内
面に金属メッキを施したり、金属ペーストを充填してバ
イアホール群を形成し、また誘電体シートの表面に金属
箔を張りつけてレジスト法で導体層を形成するか、導体
層が形成された樹脂シートから導体層のみを誘電体シー
トに転写させるか、あるいは導体ペーストを用いて導体
層を印刷する等の方法で導体層を形成して、複数の誘電
体シートを作製し、それらを図２で説明したように、位
置合わせして積層し一体化することによっても作製する
ことができる。
説明したが、本発明の導波管線路は、誘電体として少な
くとも有機樹脂を含む誘電体材料、例えば、セラミック
−有機樹脂複合材料等を用いることもできる。この場
合、各有機樹脂含有の誘電体シートにマイクロドリルや
レーザー等により誘電体層にホールを形成してホール内
面に金属メッキを施したり、金属ペーストを充填してバ
イアホール群を形成し、また誘電体シートの表面に金属
箔を張りつけてレジスト法で導体層を形成するか、導体
層が形成された樹脂シートから導体層のみを誘電体シー
トに転写させるか、あるいは導体ペーストを用いて導体
層を印刷する等の方法で導体層を形成して、複数の誘電
体シートを作製し、それらを図２で説明したように、位
置合わせして積層し一体化することによっても作製する
ことができる。
【００２１】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明における積層
型導波管線路は、積層された複数の誘電体層中におい
て、マイクロ波やミリ波の信号を伝送することのできる
導波管線路を誘電体層の積層方向から傾いた方向に形成
したり、ホーンアンテナを構成することができ、これに
より、多層配線基板や高周波素子収納用パッケージ等に
おけるマイクロ波回路やミリ波回路の設計の自由度を高
めることができる。しかも、従来の積層技術を応用して
容易に作製することができる。
型導波管線路は、積層された複数の誘電体層中におい
て、マイクロ波やミリ波の信号を伝送することのできる
導波管線路を誘電体層の積層方向から傾いた方向に形成
したり、ホーンアンテナを構成することができ、これに
より、多層配線基板や高周波素子収納用パッケージ等に
おけるマイクロ波回路やミリ波回路の設計の自由度を高
めることができる。しかも、従来の積層技術を応用して
容易に作製することができる。
【図１】本発明の積層型導波管線路の一態様を説明する
ための斜視図である。
ための斜視図である。
【図２】図１の一態様の製造方法を説明するための斜視
図である。
図である。
【図３】本発明の積層型導波管線路の他の態様を説明す
るための断面図である。
るための断面図である。
【図４】本発明の積層型導波管線路のさらに他の態様を
説明するための断面図である。
説明するための断面図である。
１ 誘電体層 ２ 導体層 ３ バイアホール ４ 導波管線路 ５ セラミックグリーンシート
Claims (2)
- 【請求項１】複数の積層された誘電体層内に、前記誘電
体層を積層方向に貫通するように配設された複数のバイ
アホール群と、該バイアホール群と電気的に接続され、
誘電体層間に形成された複数の導体層群とを具備し、前
記バイアホール群の形成位置を積層方向にずらして形成
することによって、前記バイアホール群および前記導体
層群によって囲まれた領域により、電気信号を前記誘電
体層の積層方向に対して傾いた方向に伝送することを特
徴とする積層型導波管線路。 - 【請求項２】複数の積層された誘電体層内に、前記誘電
体層を積層方向に貫通するように配設された複数のバイ
アホール群と、該バイアホール群と電気的に接続され、
誘電体層間に形成された複数の導体層群とを具備し、前
記バイアホール群の形成位置を上方向に徐々に広げるこ
とによって、前記バイアホール群および前記導体層群に
よって囲まれた領域をホーンアンテナとして構成したこ
とを特徴とする積層型導波管線路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29042696A JP3347607B2 (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 積層型導波管線路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29042696A JP3347607B2 (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 積層型導波管線路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10135713A JPH10135713A (ja) | 1998-05-22 |
| JP3347607B2 true JP3347607B2 (ja) | 2002-11-20 |
Family
ID=17755889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29042696A Expired - Lifetime JP3347607B2 (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 積層型導波管線路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3347607B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103066357A (zh) * | 2012-09-12 | 2013-04-24 | 电子科技大学 | 基于基片集成波导技术的圆波导 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4658535B2 (ja) * | 2004-07-28 | 2011-03-23 | 京セラ株式会社 | 高周波モジュール |
| US7812767B2 (en) | 2004-09-07 | 2010-10-12 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Antenna device, array antenna device using the antenna device, module, module array and package module |
| JP4749234B2 (ja) * | 2006-05-30 | 2011-08-17 | 京セラ株式会社 | 開口面アンテナ |
| US8159316B2 (en) | 2007-12-28 | 2012-04-17 | Kyocera Corporation | High-frequency transmission line connection structure, circuit board, high-frequency module, and radar device |
| JP2012156871A (ja) * | 2011-01-27 | 2012-08-16 | Kyocera Corp | アンテナ構造体およびアレイアンテナ |
| JP5639114B2 (ja) * | 2012-05-25 | 2014-12-10 | 日本電信電話株式会社 | ホーンアンテナ一体型ｍｍｉｃパッケージ |
| CN104009273B (zh) * | 2013-02-27 | 2017-04-12 | 台扬科技股份有限公司 | 积层式波导双工器 |
| DE102013017263A1 (de) * | 2013-10-17 | 2015-04-23 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Hochfrequenzantenne für einen Kraftfahrzeug-Radarsensor, Radarsensor und Kraftfahrzeug |
| JP2023044194A (ja) * | 2021-09-17 | 2023-03-30 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 導波路 |
-
1996
- 1996-10-31 JP JP29042696A patent/JP3347607B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103066357A (zh) * | 2012-09-12 | 2013-04-24 | 电子科技大学 | 基于基片集成波导技术的圆波导 |
| CN103066357B (zh) * | 2012-09-12 | 2016-05-25 | 电子科技大学 | 基于基片集成波导技术的圆波导 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10135713A (ja) | 1998-05-22 |
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