JP3999177B2 - 高周波回路基板 - Google Patents
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Description
すなわち、高周波を扱う場合にはその波長が短くなるため、その高周波回路モジュールの伝送線路を構成する基板(誘電体基板)が厚いと、複数の周波数モードが現れて互いに干渉したりする可能性がある。このため、その波長が短くなるにつれて薄い基板が用いられ、また、伝送線路の幅も小さくなるのが普通である。一方、高周波回路モジュールを実装基板に実装するためのメタルバンプについては、その幅(径など)が大きなものの方が一般に接続信頼度が高い。このため、実装基板への接続という点では、メタルバンプを載せるために高周波回路モジュールに設けられるパッドの幅(径など)は大きなものの方が有利である。
前記実装基板20との間で前記高周波信号を伝送する伝送路の一部となるメタルバンプパッド14が対向するグランドメタル層16の対応位置に、前記高周波信号の1/4波長より小さな開口幅を有する孔からなるスリット51を設けたことを特徴とする高周波回路モジュール10が提供される。
すなわち、例えば導波管における電磁波の伝搬特性を例に考えると、その遮断波長が理論上1/2波長になることは学術的に知られている。従って、理論上はスリット51の開口幅を高周波信号の1/2波長よりも小さくすればよいことになるが、本発明においてはスリット51の厚みが導波管よりも小さいことから、実際には高周波の回折現象などもあるため、安全率を見込んで高周波信号の1/4波長よりも小さくしている。発明者らは、このようにスリット51の開口幅を高周波信号の1/4波長よりも小さくすることで、不要放射が大きく軽減されることを実験的に確認している。
また、本発明では、高周波信号を伝送する複数のメタル信号線、及び前記メタル信号線に対向配置された接地用のグランドメタル層を含む複数のメタル層と、前記複数のメタル層間に配置された誘電体層と、一の誘電体層を介して配置された前記メタル信号線の先端部にそれぞれ接続され、前記メタル信号線よりも大きな幅を有するカバーパッドと、前記一の誘電体層を貫通し前記カバーパッド間を接続するスルーホールと、を備え、前記メタル信号線,前記カバーパッド及び前記スルーホールによって前記高周波信号の伝送路を形成する高周波回路基板であって、前記グランドメタル層は、前記一の誘電体層の一方の面側の前記メタル信号線及び前記カバーパッドに他の誘電体層を介して対向配置され、前記高周波信号を伝送する伝送路の一部となる前記カバーパッドが対向する位置に設けられた前記グランドメタル層の対応位置に、前記高周波信号の1/4波長より小さな開口幅を有し前記グランドメタル層を貫通する孔からなるスリットが設けられ、前記スリットの前記カバーパッドとは反対側から前記スリットを覆う筐体が実装され、前記筐体には、前記スリットとの間に空間を形成する空洞部が設けられ、前記筐体の少なくとも前記空洞部の表面には、メタルの被覆がなされていることを特徴とする高周波回路基板が提供される。
さらに、本発明では、高周波信号を伝送する複数のメタル信号線、及び前記メタル信号線に対向配置された接地用のグランドメタル層を含む複数のメタル層と、前記複数のメタル層間に配置された誘電体層と、一の誘電体層を介して配置された前記メタル信号線の先端部にそれぞれ接続され、前記メタル信号線よりも大きな幅を有するカバーパッドと、前記一の誘電体層を貫通し前記カバーパッド間を接続するスルーホールと、を備え、前記メタル信号線,前記カバーパッド及び前記スルーホールによって前記高周波信号の伝送路を形成する高周波回路基板であって、前記グランドメタル層は、前記一の誘電体層の一方の面側の前記メタル信号線及び前記カバーパッドに他の誘電体層を介して対向配置され、前記高周波信号を伝送する伝送路の一部となる前記カバーパッドが対向する位置に設けられた前記グランドメタル層の対応位置に、前記高周波信号の1/4波長より小さな開口幅を有し前記グランドメタル層を貫通する孔からなるスリットが設けられ、前記スリットの前記カバーパッドとは反対側に、さらに、別の誘電体層及び遮蔽用のメタル層を追加し、前記追加した誘電体層に前記スリットを取り囲むように複数のスルーホールが配置され、前記スリットを取り囲む複数のスルーホールは、隣接する互いのスルーホールの間隔が前記高周波信号の1/4波長より小さくなるように配置されたことを特徴とする高周波回路基板が提供される。
[第1の実施の形態]
まず、本発明の第1の実施の形態について説明する。図1は本実施の形態の高周波回路モジュールを含む高周波回路部品の一部を表す断面図であり、図2(a)は図1のA−A断面矢視図であり、図2(b)は図1のB−B断面矢視図であり、図2(c)は図1のC−C断面矢視図である。
そこで、図6に示すように、複数の小さな孔52aからなる格子状のスリット52を形成し、その孔52aの一つ一つが高周波信号の1/4波長よりも小さな幅を有するように構成してもよい。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。尚、本実施の形態は、本発明の高周波回路モジュールを含む高周波回路部品をより具体化したものである。図7は当該高周波回路部品の平面図であり、図8はその実装断面図である。また、図9(a)は図8のD−D断面矢視図であり、図9(b)は図8のE−E断面矢視図である。
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。本実施の形態は、メタル信号線やグランドメタル層を含む複数のメタル層と誘電体層とを積層して構成された高周波回路基板にかかり、図18に示した従来構成を改良したものである。図10は本実施の形態の高周波回路基板の一例を表す断面図である。図11(a)は図10のF方向矢視図であり、図11(b)は図10のG−G断面矢視図であり、図11(c)は図10のH方向矢視図である。
そこで、図12(a)に示すように、上述した高周波回路基板301のスリット351側に筐体360を実装してもよい。この筐体360のスリット351に対向する位置には空洞361が形成されており、スリット351に接しないようになっている。また、少なくとも空洞361の表面にはメタルの被覆がなされている。
尚、筐体360は、例えば金属部材を成形したものでもよいし、別の誘電体基板に空洞を加工し、その少なくとも空洞の表面を金属膜で被覆したものでもよい。
この第3誘電体基板313は、その厚み方向に貫通する複数のスルーホール371を備えている。これらのスルーホール371は、スリット351を取り囲むように放射状に配置されている。また、第3誘電体基板313の第2誘電体基板312とは反対側の面を覆うように、接地及び遮蔽用のグランドメタル372が形成されている。このスリット351を取り囲む複数のスルーホール371は、隣接する互いのスルーホールの間隔が高周波信号の1/4波長より小さくなるように配置されている。
[第4の実施の形態]
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。尚、本実施の形態は、本発明の高周波回路基板を含む高周波回路部品をより具体化したものである。図14は当該高周波回路部品の実装断面図である。また、図15(a)は図14のJ−J断面矢視図であり、図15(b)は図14のK−K断面矢視図である。さらに、図16(a)は図14のL−L断面矢視図であり、図16(b)は図14のM方向矢視図である。
第3誘電体基板413の一方の面には、そのほぼ全域にわたって接地用のグランドメタル433が形成され、そのグランドメタル433の長手方向の両端部中央のカバーパッド424と対向する位置には、そのカバーパッド424の径(幅)より小さく、且つ伝送される高周波信号の1/4波長より狭い開口径を有する円形状のスリット451が形成されている。複数のスルーホール443は、スリット451を取り囲むように放射状に配置されている。また、第3誘電体基板413の第2誘電体基板412とは反対側の面を覆うように、接地及び遮蔽用のグランドメタル434が形成されている。このスリット351を取り囲む複数のスルーホール443は、隣接する互いのスルーホールの間隔(図中矢印参照)が高周波信号の1/4波長より小さくなるように配置されている。
すなわち、例えば、高周波回路モジュール210において高周波信号を伝送する半田バンプ261が比較的大きく、その大きさを無視できないような場合には、高周波回路基板420側のグランドメタル432に対する対接地容量が大きくなる可能性がある。
高周波信号を伝送するメタル信号線、及び前記メタル信号線に対向配置された接地用のグランドメタル層を含む複数のメタル層を有し、前記メタル層の外部露出部からなり、前記メタル信号線よりも大きな幅を有するメタルバンプパッドにメタルバンプを接続し、前記メタルバンプを介して実装基板の外部接続端子に接続される高周波回路モジュールであって、
前記実装基板との間で前記高周波信号を伝送する伝送路の一部となるメタルバンプパッドが対向するグランドメタル層の対応位置に、前記高周波信号の1/4波長より小さな開口幅を有する孔からなるスリットを設けたことを特徴とする高周波回路モジュール。
前記スリットは、前記伝送路の一部となるメタルバンプパッドより小さく形成されたことを特徴とする付記1記載の高周波回路モジュール。
前記スリットは、前記グランドメタル層の対応位置に設けられた複数の孔からなり、
前記複数の孔のそれぞれが、前記高周波信号の1/4波長より小さな開口幅を有するように形成されたことを特徴とする付記1記載の高周波回路モジュール。
前記スリットは、前記複数の孔を整列させて格子状に形成されたことを特徴とする付記3記載の高周波回路モジュール。
前記スリットが設けられたグランドメタル層の前記メタルバンプパッドとは反対側が、モールド樹脂によりモールドされ、
前記モールド樹脂に電波吸収材料が混合されていることを特徴とする付記1記載の高周波回路モジュール。
高周波信号を伝送する複数のメタル信号線、及び前記メタル信号線に対向配置された接地用のグランドメタル層を含む複数のメタル層と、
前記複数のメタル層間に配置された誘電体層と、
前記誘電体層を貫通する複数のスルーホールと、
前記メタル信号線よりも大きな幅を有し、前記メタル信号線の先端部に接続されるとともに前記スルーホールの端部に接続される複数のカバーパッドと、
を備え、
前記メタル信号線,前記カバーパッド及び前記スルーホールによって高周波信号の伝送路を形成する高周波回路基板であって、
前記高周波信号を伝送する伝送路の一部となるカバーパッドが対向する位置に設けられたグランドメタル層の対応位置に、前記高周波信号の1/4波長より小さな開口幅を有する孔からなるスリットを設けたことを特徴とする高周波回路基板。
前記スリットは、前記伝送路の一部となるカバーパッドより小さく形成されたことを特徴とする付記6記載の高周波回路基板。
前記スリットは、前記グランドメタル層の対応位置に設けられた複数の孔からなり、
前記複数の孔のそれぞれが、前記高周波信号の1/4波長より小さな開口幅を有するように形成されたことを特徴とする付記6記載の高周波回路基板。
前記スリットは、前記複数の孔を整列させて格子状に形成されたことを特徴とする付記8記載の高周波回路基板。
前記スリットの前記カバーパッドとは反対側から前記スリットを覆う筐体が実装され、
前記筐体には、前記スリットとの間に空間を形成する空洞部が設けられ、
前記筐体の少なくとも前記空洞部の表面には、メタルの被覆がなされていることを特徴とする付記6記載の高周波回路基板。
前記スリットの前記カバーパッドとは反対側に、さらに、別の誘電体層及び遮蔽用のメタル層を追加し、前記追加した誘電体層に前記スリットを取り囲むように複数のスルーホールが配置され、
前記スリットを取り囲む複数のスルーホールは、隣接する互いのスルーホールの間隔が前記高周波信号の1/4波長より小さくなるように配置されたことを特徴とする付記6記載の高周波回路基板。
高周波信号を伝送するモジュールメタル信号線、及び前記モジュールメタル信号線に対向配置された接地用のモジュールグランドメタル層を含む複数のモジュールメタル層を備え、前記モジュールメタル層の外部露出部からなり、前記モジュールメタル信号線よりも大きな幅を有するメタルバンプパッドにメタルバンプを接続し、前記メタルバンプを介して外部接続端子に接続される高周波回路モジュールと、
高周波信号を伝送する複数の基板メタル信号線、及び前記基板メタル信号線に対向配置された接地用の基板グランドメタル層を含み、その一部が前記外部接続端子を形成する複数の基板メタル層と、前記複数の基板メタル層間に配置された誘電体層と、前記誘電体層を貫通する複数のスルーホールと、前記基板メタル信号線よりも大きな幅を有し、前記基板メタル信号線の先端部に接続されるとともに前記スルーホールの端部に接続される複数のカバーパッドとを備えた高周波回路基板と、
を備え、前記高周波回路モジュールを前記メタルバンプを介して前記高周波回路基板に実装して構成され、前記モジュールメタル信号線,前記メタルバンプパッド,前記メタルバンプ,基板メタル信号線,前記カバーパッド及び前記スルーホールによって前記高周波信号の伝送路を形成する高周波回路部品であって、
前記高周波回路基板において、前記高周波信号を伝送する伝送路の一部となるメタルバンプパッドが対向する基板グランドメタル層の対応位置に、前記高周波信号の1/4波長より小さな開口幅を有する孔からなるスリットを設けたことを特徴とする高周波回路部品。
前記スリットは、前記伝送路の一部となるメタルバンプパッドより小さく形成されたことを特徴とする付記12記載の高周波回路部品。
前記スリットは、前記基板グランドメタル層の対応位置に設けられた複数の孔からなり、
前記複数の孔のそれぞれが、前記高周波信号の1/4波長より小さな開口幅を有するように形成されたことを特徴とする付記12記載の高周波回路部品。
10 高周波回路モジュール
11,21 誘電体基板
12,22 マイクロストリップライン
13,14,15,23,24,25 メタルバンプパッド
16,26 グランドメタル
17,18 スルーホール
20 実装基板
30 封じ樹脂
31,32,33 半田バンプ
51,52 スリット
52a 孔
201 高周波回路部品
210 高周波回路モジュール
211,221 誘電体基板
212 コプレーナライン
213,223 ストリップライン
215,216,222,224 グランドメタル
215a,216a 透孔
217 パッド部
218 メタルバンプパッド
219 ホールパッド
220 実装基板
225,231,232,233 スルーホール
241 封じ樹脂
242 モールド樹脂
251 スリット
261,262 半田バンプ
301 高周波回路基板
311 第1誘電体基板
312 第2誘電体基板
313 第3誘電体基板
321 ストリップライン
322 グランドメタル
323 ストリップライン
324,372 グランドメタル
331,332,333,334 カバーパッド
341,342,343,371 スルーホール
351,352 スリット
352a 孔
360 筐体
361 空洞
401 高周波回路部品
411 第1誘電体基板
412 第2誘電体基板
413 第3誘電体基板
420 高周波回路基板
421 パッド部
422 ホールパッド
423 メタルバンプパッド
424 カバーパッド
425 ストリップライン
431,432,433,434 グランドメタル
441,442,443 スルーホール
451 スリット
Claims (2)
- 高周波信号を伝送する複数のメタル信号線、及び前記メタル信号線に対向配置された接地用のグランドメタル層を含む複数のメタル層と、
前記複数のメタル層間に配置された誘電体層と、
一の誘電体層を介して配置された前記メタル信号線の先端部にそれぞれ接続され、前記メタル信号線よりも大きな幅を有するカバーパッドと、
前記一の誘電体層を貫通し前記カバーパッド間を接続するスルーホールと、
を備え、
前記メタル信号線,前記カバーパッド及び前記スルーホールによって前記高周波信号の伝送路を形成する高周波回路基板であって、
前記グランドメタル層は、前記一の誘電体層の一方の面側の前記メタル信号線及び前記カバーパッドに他の誘電体層を介して対向配置され、前記高周波信号を伝送する伝送路の一部となる前記カバーパッドが対向する位置に設けられた前記グランドメタル層の対応位置に、前記高周波信号の1/4波長より小さな幅を有する無導体のスリットが設けられ、
前記スリットの前記カバーパッドとは反対側から前記スリットを覆う筐体が実装され、
前記筐体には、前記スリットとの間に空間を形成する空洞部が設けられ、
前記筐体の少なくとも前記空洞部の表面には、メタルの被覆がなされていることを特徴とする高周波回路基板。 - 高周波信号を伝送する複数のメタル信号線、及び前記メタル信号線に対向配置された接地用のグランドメタル層を含む複数のメタル層と、
前記複数のメタル層間に配置された誘電体層と、
一の誘電体層を介して配置された前記メタル信号線の先端部にそれぞれ接続され、前記メタル信号線よりも大きな幅を有するカバーパッドと、
前記一の誘電体層を貫通し前記カバーパッド間を接続するスルーホールと、
を備え、
前記メタル信号線,前記カバーパッド及び前記スルーホールによって前記高周波信号の伝送路を形成する高周波回路基板であって、
前記グランドメタル層は、前記一の誘電体層の一方の面側の前記メタル信号線及び前記カバーパッドに他の誘電体層を介して対向配置され、前記高周波信号を伝送する伝送路の一部となる前記カバーパッドが対向する位置に設けられた前記グランドメタル層の対応位置に、前記高周波信号の1/4波長より小さな幅を有する無導体のスリットが設けられ、
前記スリットの前記カバーパッドとは反対側に、さらに、別の誘電体層及び遮蔽用のメタル層を追加し、前記追加した誘電体層に前記スリットを取り囲むように複数のスルーホールが配置され、
前記スリットを取り囲む複数のスルーホールは、隣接する互いのスルーホールの間隔が前記高周波信号の1/4波長より小さくなるように配置されたことを特徴とする高周波回路基板。
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