JP4821326B2 - 高周波貫通信号線路 - Google Patents
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Description
M. Reimann著「RF-MEMS and Packaging Strategies」,International Microwave Symposium 2004, 2004, Workshop WMG-2(41,42頁)
図1は、この発明を実施するための実施の形態1における高周波貫通信号線路を示す斜視図である。図1において、半導体基板101の表面に第1の表面グランド導体線路102、第2の表面グランド導体線路104が平行に形成され、これらの表面グランド導体線路102、104の間に表面信号線路103が形成されている。また、半導体基板101の裏面には第1の表面グランド導体線路102と少なくとも一部が対向するように第1の裏面グランド導体線路105が形成され、また、第2の表面グランド導体線路104と少なくとも一部が対向し、第1の裏面グランド導体線路105と平行に第2の裏面グランド導体線路107が形成されている。さらに、これら裏面グランド導体線路105、107の間に、表面信号線路103と少なくとも一部が対向するように裏面信号線路106が形成されている。また、半導体基板101の表面の信号伝送方向と裏面の信号伝送方向とは同一である。
実施の形態1においては、半導体基板の表面に形成された伝送線路と裏面に形成された伝送線路の信号伝送方向は同一であったが、本実施の形態2では図3に示すように表面と裏面とで信号伝送方向が90度だけ異なっている場合について説明する。図3は本実施の形態2の高周波貫通信号線路を示すものであり、図2に相当する部分については、下二桁を同一とした番号を付し、説明を省略する。また、本実施の形態では半導体基板201表面の伝送線路と裏面の伝送線路の信号伝送方向を90度だけ異なったものについて説明するが、角度の変化は90度に限られず、この高周波貫通信号線路の設計に適した角度を選択することが可能である。
実施の形態1および実施の形態2においては、貫通導体3つのものであったが、図4に示すように、貫通導体は3つの場合に限られない。図4は本発明の実施の形態3の高周波貫通導体線路の構成を示す図であり、図2に相当する部分については、下二桁を同一とした番号を付し、説明を省略する。図4においては、実施の形態1と同様に貫通導体308,309,310は半導体基板301表面および裏面に形成された伝送線路の信号の伝送方向に対して垂直方向にそれぞれ重ならない位置に形成されると共に、第1の表面グランド導体線路302と第1の裏面グランド導体線路305とを電気的に接続する第4の貫通導体311および第2の表面グランド導体線路304 と第2の裏面グランド導体線路307とを電気的に接続する第5の貫通導体312が形成されている。また、第4の貫通導体は第2の貫通導体310から第1の表面グランド導体線路302への垂線と重なる位置に、第5の貫通導体312は第1の貫通導体308から第2の表面グランド導体線路304への垂線と重なる位置にそれぞれ形成されている。従って、表面信号線路303と裏面信号線路306とを電気的に接続する第3の貫通導体309を囲い込むように他の貫通導体が形成されている。また、本実施の形態においては、貫通導体308,309,310,311,312で構成された半導体基板301内を垂直方向に伝送する伝送線路のインピーダンスは50Ω になるように設定されている。
実施の形態3においては、半導体基板の表面に形成された伝送線路と裏面に形成された伝送線路の信号伝送方向は同一であったが、本実施の形態4では図6に示すように表面と裏面とで信号伝送方向が90度だけ異なっている場合について説明する。図6は本実施の形態4の高周波貫通信号線路を示すものであり、図4に相当する部分については、下二桁を同一とした番号を付し、説明を省略する。また、本実施の形態では半導体基板401表面の伝送線路と裏面の伝送線路の信号伝送方向を90度だけ異なったものについて説明するが、角度の変化は90度に限られず、この高周波貫通信号線路の設計に適した角度を選択することが可能である。
図8はこの発明を実施するための実施の形態5における高周波貫通信号線路を示すものである。図8において図4に相当する部分については、下二桁を同一とした番号を付し、説明を省略する。図8の高周波貫通信号線路においては、表面グランド導体線路と裏面グランド導体線路とを電気的に接続する貫通導体と、表面信号線路と裏面信号線路とを電気的に接続する貫通導体との間に貫通孔515,516を設け、半導体基板501よりも誘電率の小さい物質を充填したものである。
Claims (4)
- 半導体基板と、
前記半導体基板の表面に形成された第1の表面グランド導体線路と、
前記半導体基板の表面に前記第1の表面グランド導体線路と平行に形成された第2の表面グランド導体線路と、
前記半導体基板の表面に前記第1の表面グランド導体線路と前記第2の表面グランド導体線路の間に平行に形成された表面信号線路と、
前記半導体基板の裏面に前記第1の表面グランド導体線路と少なくとも一部が対向するように形成された第1の裏面グランド導体線路と、
前記半導体基板の裏面に前記第2の表面グランド導体線路と少なくとも一部が対向し、前記第1の裏面グランド導体線路と平行に形成された第2の裏面グランド導体線路と、
前記半導体基板の裏面に前記表面信号線路と少なくとも一部が対向し、前記第1の裏面グランド導体線路と前記第2の裏面グランド導体線路の間に形成された裏面信号線路と、
前記第1の表面グランド導体線路と前記第1の裏面グランド導体線路とを前記半導体基板を貫通して対向部において電気的に接続する第1の貫通導体と、
前記第2の表面グランド導体線路と前記第2の裏面グランド導体線路とを前記半導体基板を貫通して対向部において電気的に接続する第2の貫通導体と、
前記表面信号線路と前記裏面信号線路とを前記半導体基板を貫通して対向部において電気的に接続する第3の貫通導体と、
を備え、
前記第1の貫通導体を、前記第2の貫通導体および前記第3の貫通導体から前記第1の表面グランド導体線路への前記半導体基板の表面における垂線とは重ならない位置に形成し、
前記第2の貫通導体を、前記第3の貫通導体および前記第1の貫通導体から前記第2の表面グランド導体線路への前記半導体基板の表面における垂線とは重ならない位置に形成し、
前記第3の貫通導体を、前記第1の貫通導体および前記第2の貫通導体から前記表面信号線路への前記半導体基板の表面における垂線とは重ならない位置に形成し、
前記第1の貫通導体のインピーダンスを前記第1の表面グランド導体線路のインピーダンスと等しく、前記第2の貫通導体のインピーダンスを前記第2の表面グランド導体線路のインピーダンスと等しく、前記第3の貫通導体のインピーダンスを前記表面信号線路のインピーダンスと等しくするよう前記第1、第2、第3の貫通導体相互間の距離を設定したことを特徴とする高周波貫通信号線路。 - 前記第1の貫通導体および前記第2の貫通導体および前記第3の貫通導体はそれぞれ同一直線状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の高周波貫通信号線路。
- 前記第1の表面グランド導体線路と前記第1の裏面グランド導体線路とは前記第1の貫通導体を介して垂直に接続されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の高周波貫通信号線路。
- 前記半導体基板の表面に形成され、前記第1の表面グランド導体線路と前記第2の表面グランド導体線路とを電気的に接続する表面接続導体と、
前記半導体基板の裏面に形成され、前記第1の裏面グランド導体線路と前記第2の裏面グランド導体線路とを電気的に接続する裏面接続導体と、
を有することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の高周波貫通信号線路。
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