JP4990021B2 - High frequency transmission line - Google Patents
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Description
この発明は、誘電体基板内部に形成した垂直給電回路においてより高い周波数で適用可能な構造を得ると共に不要な放射の低減を実現するための高周波伝送線路に関するものである。 The present invention relates to a high-frequency transmission line for obtaining a structure applicable to a higher frequency in a vertical feeding circuit formed inside a dielectric substrate and realizing reduction of unnecessary radiation.
従来のBall Grid Array(BGA)接続を用いた高周波信号伝送路の構造は、一つのはんだボールを信号線導体とし、このはんだボールを中心に同心円状に並べられた複数のはんだボールを接地導体とすることにより、擬似的な同軸線路モードを伝搬させている。また、上記はんだボールによって接合される誘電体基板内部においては、一つのVIAホールと呼ばれる柱状の金属導体を信号線導体とし、このVIAホールを中心に同心円状に並べられた複数のVIAホールを接地導体とすることにより、擬似的な同軸線路モードを伝搬させ、基板の厚み方向への高周波信号の伝送を可能としている。また、基板厚み方向へ伝送した高周波信号を、基板の表層または内層に形成したマイクロストリップ線路、コプレーナ線路、ストリップ線路等に接続することにより、他の回路への高周波信号伝送を可能としている。 The structure of a conventional high-frequency signal transmission line using a Ball Grid Array (BGA) connection is that one solder ball is a signal line conductor, and a plurality of solder balls arranged concentrically around the solder ball are ground conductors. By doing so, a pseudo coaxial line mode is propagated. In addition, in the dielectric substrate joined by the solder balls, a columnar metal conductor called a VIA hole is used as a signal line conductor, and a plurality of VIA holes arranged concentrically around the VIA hole are grounded. By using a conductor, a pseudo coaxial line mode is propagated, and high-frequency signals can be transmitted in the thickness direction of the substrate. Further, a high frequency signal transmitted in the substrate thickness direction is connected to a microstrip line, a coplanar line, a strip line or the like formed on the surface layer or the inner layer of the substrate, thereby enabling high frequency signal transmission to other circuits.
また、上記の信号線導体用はんだボールと信号線導体用VIAホールを電気的に接続し、さらに、接地導体用はんだボールと接地導体用VIAホールを電気的に接続することにより、一方の基板を伝送する高周波信号を他方の基板へと伝送させることが可能となる(例えば、非特許文献1参照)。 In addition, the signal line conductor solder ball and the signal line conductor VIA hole are electrically connected, and the ground conductor solder ball and the ground conductor VIA hole are electrically connected, so that one of the substrates is connected. A high-frequency signal to be transmitted can be transmitted to the other substrate (see, for example, Non-Patent Document 1).
しかしながら、従来のBGA接続部においては、はんだボールの直径と、VIAホールの直径が同等でない場合が多く、例えば、はんだボールの直径がVIAホールの直径に比べて大きい場合、はんだボールとVIAホールの電気的接続を仲介するためのパッドと呼ばれる円形状導体パターンの直径は、はんだボールの直径に準ずる寸法を採用する必要がある。この場合、VIAホールの直径とパッドの直径が大きく異なり、はんだボールとVIAホールの接続部において大きな不連続性が生じるため、周波数が高くなるにつれて伝送特性の劣化が顕著となる問題点があった。 However, in the conventional BGA connection portion, the diameter of the solder ball and the diameter of the VIA hole are often not equal. For example, when the diameter of the solder ball is larger than the diameter of the VIA hole, The diameter of the circular conductor pattern called a pad for mediating electrical connection needs to adopt a dimension corresponding to the diameter of the solder ball. In this case, the diameter of the VIA hole and the diameter of the pad are greatly different, and a large discontinuity occurs at the connection portion between the solder ball and the VIA hole. .
また、基板内部のVIAホールにより形成した擬似同軸線路と、基板の表層または内層に形成したマイクロストリップ線路、コプレーナ線路、ストリップ線路等との変換部においては、構造の不連続性から不要な放射が起こる。上記の不要放射により、他の回路端子との間で不要な電磁界結合が起こると、回路特性の劣化につながることがあり、不要放射量を低減できる変換部が望まれている。 Further, in the conversion part between the pseudo coaxial line formed by the VIA hole inside the substrate and the microstrip line, coplanar line, strip line, etc. formed on the surface layer or the inner layer of the substrate, unnecessary radiation is generated due to the discontinuity of the structure. Occur. If unnecessary electromagnetic field coupling occurs between other circuit terminals due to the above-described unnecessary radiation, circuit characteristics may be deteriorated, and a conversion unit that can reduce the amount of unnecessary radiation is desired.
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、BGA接続部における不連続性に起因する伝送特性劣化を改善し、さらに基板内部に形成した擬似同軸線路とマイクロストリップ線路、コプレーナ線路、ストリップ線路等との変換部における不要放射を低減する高周波伝送線路を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, improves the transmission characteristic deterioration due to discontinuity in the BGA connection portion, and further, the pseudo coaxial line and the microstrip line formed inside the substrate, An object of the present invention is to obtain a high-frequency transmission line that reduces unnecessary radiation in a conversion section with a coplanar line, a strip line, or the like.
この発明に係る高周波伝送線路は、第1の誘電体基板と、前記第1の誘電体基板内層に設けられ、第1のくり貫き部を有する第1の接地導体と、前記第1の誘電体基板表層に設けられ、第2のくり貫き部を有する第2の接地導体と、前記第2のくり貫き部内部にあって、前記第2の接地導体と電気的接続を持たない第1の信号線用導体パターンと、前記第1の誘電体基板内部にあって、前記第1のくり貫き部および前記第2のくり貫き部周回付近に並べられ、前記第1の接地導体と前記第2の接地導体とを電気的に接続する複数の接地用柱状導体と、前記第2の接地導体から前記第1の接地導体を挟んで反対側の前記第1の誘電体基板内層または表層に設けられ、前記第1のくり貫き部付近に端部を有し、一方向に延伸するストリップ導体と、前記第1の誘電体基板内部にあって、前記ストリップ導体と前記第1の信号線用導体パターンとを電気的に接続する第1の信号線用柱状導体とを備え、前記第1の信号線用柱状導体から前記第1のくり貫き部周回部までの前記ストリップ導体の延伸方向と同一方向への距離が、前記第1の信号線用柱状導体から前記第1のくり貫き部周回部までの前記ストリップ導体の延伸方向と反対方向への距離に比べて短く、前記ストリップ導体の一部には、並列容量素子が設けられ、前記第1の誘電体基板と異なる第2の誘電体基板と、前記第2の誘電体基板表面に形成した第3の信号線用導体パターンと、前記第2の誘電体基板表面に形成した第3の接地導体とをさらに備え、前記第1の信号線用導体パターンと前記第3の信号線用導体パターンとは、第1のはんだボールを介して電気的に接続され、前記第2の接地導体と前記第3の接地導体とは、前記第1のはんだボールとは異なる第2のはんだボールを介して電気的に接続され、前記第1の信号線用柱状導体は、軸線方向に前記第1のはんだボールと重なるように設けられ、かつ、前記第1のはんだボールの平面視の中心位置から、前記ストリップ導体の延伸方向へずらして配置されていることを特徴とする。
The high-frequency transmission line according to the present invention includes a first dielectric substrate, a first ground conductor provided in an inner layer of the first dielectric substrate and having a first cutout portion, and the first dielectric. A second ground conductor provided on the surface of the substrate and having a second cut-out portion; and a first signal within the second cut-out portion and having no electrical connection with the second ground conductor. A conductor pattern for a line, and arranged in the vicinity of the first cut-out portion and the second cut-out portion inside the first dielectric substrate, and the first ground conductor and the second cut-out portion A plurality of grounding columnar conductors that are electrically connected to the grounding conductor, and provided on the inner layer or the surface layer of the first dielectric substrate on the opposite side across the first grounding conductor from the second grounding conductor, A strip conductor having an end near the first cut-out portion and extending in one direction; A first signal line columnar conductor which is provided inside the first dielectric substrate and electrically connects the strip conductor and the first signal line conductor pattern; The distance in the same direction as the extending direction of the strip conductor from the columnar conductor for use to the first cutout portion winding portion is from the first signal line columnar conductor to the first cutout portion turnover portion. A second dielectric substrate different from the first dielectric substrate, having a parallel capacitance element provided in a part of the strip conductor, which is shorter than the distance in the direction opposite to the extending direction of the strip conductor; wherein a third signal line conductor patterns formed on the second dielectric substrate surface, the second third further comprising a ground conductor formed on the dielectric substrate surface, said first signal line conductor A pattern and the third signal line conductor pattern; The second ground conductor and the third ground conductor are electrically connected via a second solder ball different from the first solder ball. The first signal line columnar conductor is provided so as to overlap the first solder ball in the axial direction, and from the center position in plan view of the first solder ball, the strip conductor It is characterized by being shifted in the stretching direction.
この発明によれば、周波数が高くなるにつれて生じる伝送特性の劣化を低減させる効果があるとともに、伝送線路外部への不要な放射を低減できる効果が得られる。 According to the present invention, there is an effect of reducing deterioration in transmission characteristics that occurs as the frequency increases, and an effect of reducing unnecessary radiation to the outside of the transmission line.
実施の形態1.
図1〜図4は、この発明の実施の形態1に係る高周波伝送線路の構造を示す図であり、図2は、図1におけるA−A'線についての断面図、図3は、図1におけるB−B'線についての断面図、図4は、図1におけるC−C'線についての断面図である。
Embodiment 1 FIG.
1-4 is a figure which shows the structure of the high frequency transmission line based on Embodiment 1 of this invention, FIG. 2 is sectional drawing about the AA 'line in FIG. 1, FIG. 3 is FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line CC ′ in FIG. 1.
図1及び図4に示すように、誘電体基板101の表面に、はんだボール搭載用パッド102およびパッド102と電気的に接続された信号線用導体パターンとしてのストリップ導体103が設けられ、パッド102およびストリップ導体103と電気的に隔離された接地導体パターン105が設けられている。パッド102の上に信号線用はんだボール104aが、接地導体105の上に接地導体用はんだボール104bがそれぞれ搭載されている。
As shown in FIGS. 1 and 4, a solder
また、図1〜図3に示すように、多層誘電体基板110の下側面には、信号線用はんだボール搭載用パッド112及びくり貫き部118を有する接地導体パターン111が設けられている。また、多層誘電体基板110の上側面には、信号線用ストリップ導体115が、多層誘電体基板110の内層には、くり貫き部119を有する接地導体117がそれぞれ設けられ、ストリップ導体115と接地導体117によりマイクロストリップ線路が形成されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, a
接地導体117と接地導体111は、くり貫き部118、119を取り囲むように配置されたVIAホールと呼ばれる接地用柱状導体116aにより電気的に接続されている。図1に示す例のように、接地用柱状導体116a同士の電気的接続のため、ランドと呼ばれる導体パターン116bが仲介する場合もある。ストリップ導体115とパッド112は、信号線用柱状導体113a(113a1〜113a3を総称する)により電気的に接続されており、図1に示す例のように、信号線用柱状導体113a同士の電気的接続のため、ランドと呼ばれる導体パターン113bが仲介する場合もある。
The
図1〜図4に示すように、誘電体基板101に設けられたパッド102と、多層誘電体基板110に設けられたパッド112がはんだボール104aにより電気的に接続され、誘電体基板101に設けられた接地導体105と、多層誘電体基板110に設けられた接地導体111がはんだボール104bにより電気的に接続されることにより、誘電体基板101を伝送する高周波信号を多層誘電体基板110に設けられたマイクロストリップ線路へ伝送させることが可能となる。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
本例では、多層誘電体基板110にマイクロストリップ線路を形成した例について説明しているが、ストリップ線路、コプレーナ線路、埋め込み形マイクロストリップ線路等のストリップ導体を用いる他の伝送線路構造を用いても良く、104a、104bがはんだボールである例を示したが、はんだに限るものではなく、導電性接着材など導電性を有するものであれば他のものでも良い。また、くり貫き部119、118は円形のものについて説明しているが、これに限らず任意の形状を用いても良い。また、本例では、誘電体基板101の上面にコプレーナ線路を形成した例を示しているが、上面に限らず、下面、内層に形成しても良く、他のストリップ導体を用いた伝送線路構造を用いても良い。
In this example, an example in which a microstrip line is formed on the multilayer
図1に示すように、信号線用柱状導体113aからくり貫き部119の周回部までの距離について、ストリップ導体115の延伸方向と同一方向への距離がストリップ導体115の延伸方向と反対方向への距離に比べて短くなっている。これにより、パッド112と信号線用柱状導体113aとの接続部周辺の不連続性を緩和でき、さらに、ストリップ導体115と信号線用柱状導体113aとの接続部における直列のインダクタンス成分を低減できるため、周波数が高くなるにつれて生じる伝送特性の劣化を低減できる効果が得られる。また、接地用柱状導体が、信号線用柱状導体から等距離に並べられた従来の擬似同軸線路において、ほぼ均等に分布していた電磁界分布を、信号線用柱状導体113aとストリップ導体115の延伸方向に位置するくり貫き部119の周回部の間隔周辺に集中させることができ、結果として、外部への不要な放射を低減する効果も得られる。
As shown in FIG. 1, with respect to the distance from the signal line
図5に、接地用柱状導体が信号線用柱状導体から等距離に並べられた従来の擬似同軸線路を用いた高周波伝送線路と、図1〜図4に示したこの発明の実施の形態1に係る高周波伝送線路における放射量の比較図を示す。放射量(Radiation)は、有限要素法を用いた電磁界シミュレーションにより求めた。また、周波数(Freq)範囲は、5〜50GHzとした。ここで、はんだボール104a、104bの直径および高さはそれぞれ、0.95mm、0.5mmであり、信号線用柱状導体113a、接地用柱状導体116aの直径は、0.132mmである。
FIG. 5 shows a high-frequency transmission line using a conventional pseudo coaxial line in which grounding columnar conductors are arranged at equal distances from the signal line columnar conductor, and the first embodiment of the present invention shown in FIGS. The comparison figure of the radiation amount in the high frequency transmission line which concerns is shown. Radiation was obtained by electromagnetic field simulation using the finite element method. The frequency (Freq) range was 5 to 50 GHz. Here, the diameters and heights of the
誘電体基板101の比誘電率は4.4、多層誘電体基板110の比誘電率は7.1であり、図1に示した基板の厚み寸法は、h1=0.14mm、h2=0.49mmである。パッド112、くり貫き部118の直径はそれぞれ、0.75mm、1.05mmである。図5において、点線で示すグラフが、信号線用柱状導体113aがパッド112の中心に配置された構造による放射量を示すのに対し、実線で示すグラフが、図1〜図4に示したこの発明の実施の形態1に係る高周波伝送線路による放射量を示し、信号線用柱状導体113aがパッド112の中心から、ストリップ導体115の延伸方向へ0.18mmシフトさせた構造による放射量を示す。図5に示す周波数帯全帯域において、図1〜図4に示したこの発明の実施の形態1に係る高周波伝送線路は、従来構造に比べ放射量が約1dB〜2dB程度低減効果があることがわかる。
The
以上のように、実施の形態1に係る高周波伝送線路構造では、信号線用柱状導体113aからくり貫き部119周回部までのストリップ導体115の延伸方向と同一方向への距離が、信号線用柱状導体113aからくり貫き部119周回部までのストリップ導体115の延伸方向と反対方向への距離に比べて短くしたので、周波数が高くなるにつれて生じる伝送特性の劣化を低減させる効果があるとともに、伝送線路外部への不要な放射を低減できる効果が得られる。
As described above, in the high-frequency transmission line structure according to the first embodiment, the distance in the same direction as the extending direction of the
実施の形態2.
図6〜図9は、この発明の実施の形態2に係る高周波伝送線路の構造を示す図であり、図7は図6におけるD−D'線についての断面図、図8は図6におけるE−E'線についての断面図、図9は図6におけるF−F'線についての断面図である。
Embodiment 2. FIG.
6 to 9 are views showing the structure of a high-frequency transmission line according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 7 is a sectional view taken along the line DD 'in FIG. 6, and FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line FF ′ in FIG. 6.
この実施の形態2においては、実施の形態1における各構成と同一部分は同一符号を付して示す。この実施の形態2は、多層誘電体基板110の内部にあって、ストリップ導体115と信号線用導体パターンとしてのパッド112とを電気的に接続する信号線用柱状導体113aが3つ備えられ、3つの第1の信号線用柱状導体113aのうち、第1のくり貫き部119の周回部に最も近接した信号線用柱状導体113aから第1のくり貫き部119の周回部までの距離について、ストリップ導体115の延伸方向と同一方向への距離が、ストリップ導体115の延伸方向と反対方向への距離に比べて短いことが特徴となる。
In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. In the second embodiment, three signal
図6及び図9に示すように、誘電体基板101の表面に、はんだボール搭載用パッド102およびパッド102と電気的に接続されたストリップ導体103が設けられ、パッド102およびストリップ導体103と電気的に隔離された接地導体パターン105が設けられている。パッド102の上に信号線用はんだボール104aが、接地導体105の上に接地導体用はんだボール104bがそれぞれ搭載されている。
As shown in FIGS. 6 and 9, a solder
また、図6〜図8に示すように、多層誘電体基板110の下側面には信号線用はんだボール搭載用パッド112および、くり貫き部118を有する接地導体パターン111が設けられている。また、多層誘電体基板110の上側面には信号線用ストリップ導体115が、多層誘電体基板110の内層にはくり貫き部119を有する接地導体117がそれぞれ設けられ、ストリップ導体115と接地導体117によりマイクロストリップ線路が形成されている。
Also, as shown in FIGS. 6 to 8, a signal line solder
接地導体117と接地導体111は、くり貫き部118、119を取り囲むように配置されたVIAホールと呼ばれる接地用柱状導体116aにより電気的に接続されている。図6に示す例のように、接地用柱状導体116a同士の電気的接続のため、ランドと呼ばれる導体パターン116bが仲介する場合もある。ストリップ導体115とパッド112は、信号線用柱状導体113aにより電気的に接続されており、図6に示す例のように、信号線用柱状導体113a同士の電気的接続のため、ランドと呼ばれる導体パターン113bが仲介する場合もある。また、本例では、同一層に3本の信号線用柱状導体113aを配置している。
The
図6〜図9に示すように、誘電体基板101に設けられたパッド102と、多層誘電体基板110に設けられたパッド112がはんだボール104aにより電気的に接続され、誘電体基板101に設けられた接地導体105と、多層誘電体基板110に設けられた接地導体111がはんだボール104bにより電気的に接続されることにより、誘電体基板101を伝送する高周波信号を多層誘電体基板110に設けられたマイクロストリップ線路へ伝送させることが可能となる。
As shown in FIG. 6 to FIG. 9, the
本例では、多層誘電体基板110にマイクロストリップ線路を形成した例について説明しているが、ストリップ線路、コプレーナ線路、埋め込み形マイクロストリップ線路等のストリップ導体を用いる他の伝送線路構造を用いても良く、104a、104bがはんだボールである例を示したが、はんだに限るものではなく、導電性接着材など導電性を有するものであれば他のものでも良い。くり貫き部119、118は円形のものについて説明しているが、これに限らず任意の形状を用いても良い。また、本例では、誘電体基板101の上面にコプレーナ線路を形成した例を示しているが、上面に限らず、下面、内層に形成しても良く、他のストリップ導体を用いた伝送線路構造を用いても良い。
In this example, an example in which a microstrip line is formed on the
さらに、本例では、各層に3本の信号線用柱状導体113aを配置しているが、少なくとも1層に複数本の信号線用柱状導体113aを配置しても良く、層により異なる本数の信号線用柱状導体113aを用いても良い。
Furthermore, in this example, three signal
図6に示すように、信号線用柱状導体113aのうち、くり貫き部119の周回部に最も近接した信号線用柱状導体からくり貫き部119の周回部までの距離について、ストリップ導体115の延伸方向と同一方向への距離がストリップ導体115の延伸方向と反対方向への距離に比べて短くなっている。また、各層に配置した信号線用柱状導体113aを複数本にすることにより、パッド112との不連続性を緩和できる構造となる。これにより、パッド112と信号線用柱状導体113aとの接続部周辺の不連続性を緩和でき、さらに、ストリップ導体115と信号線用柱状導体113aとの接続部における直列のインダクタンス成分を低減できるため、周波数が高くなるにつれて生じる伝送特性の劣化を低減できる効果が得られる。また、実施の形態1と同様に、伝送する高周波信号の電磁界分布を信号線用柱状導体113aとストリップ導体115の延伸方向に位置するくり貫き部119の周回部の間隔周辺に集中させることができ、結果として、外部への不要な放射を低減する効果も得られる。
As shown in FIG. 6, in the signal
以上のように、実施の形態2に係る高周波伝送線路構造では、複数の信号線用柱状導体113aのうち、くり貫き部119の周回部に最も近接した信号線用柱状導体113aからくり貫き部119の周回部までの距離について、ストリップ導体115の延伸方向と同一方向への距離が、ストリップ導体115の延伸方向と反対方向への距離に比べて短くしたので、周波数が高くなるにつれて生じる伝送特性の劣化を低減させる効果があるとともに、伝送線路外部への不要な放射を低減できる効果が得られる。
As described above, in the high-frequency transmission line structure according to the second embodiment, among the plurality of signal
実施の形態3.
図10〜図13は、この発明の実施の形態3に係る高周波伝送線路の構造を示す図であり、図11は、図10におけるG−G'線についての断面図、図12は、図10におけるH−H'線についての断面図、図13は、図10におけるI−I'線についての断面図である。
Embodiment 3 FIG.
10 to 13 are diagrams showing the structure of a high-frequency transmission line according to Embodiment 3 of the present invention. FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line GG ′ in FIG. 10, and FIG. FIG. 13 is a cross-sectional view taken along the line II ′ in FIG. 10.
この実施の形態3においては、実施の形態1及び2における各構成と同一部分は同一符号を付して示す。この実施の形態3は、ストリップ導体115の一部に並列容量素子を得るためのスタブ121を設けたことを特徴となる。
In the third embodiment, the same components as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals. The third embodiment is characterized in that a
図10及び図13に示すように、誘電体基板101の表面に、はんだボール搭載用パッド102およびパッド102と電気的に接続されたストリップ導体103が設けられ、パッド102およびストリップ導体103と電気的に隔離された接地導体パターン105が設けられている。パッド102の上に信号線用はんだボール104aが、接地導体105の上に接地導体用はんだボール104bがそれぞれ搭載されている。
As shown in FIGS. 10 and 13, a solder
図10〜図12に示すように、多層誘電体基板110の下側面には信号線用はんだボール搭載用パッド112および、くり貫き部118を有する接地導体パターン111が設けられている。また、多層誘電体基板110の上側面には信号線用ストリップ導体115が、多層誘電体基板110の内層にはくり貫き部119を有する接地導体117がそれぞれ設けられ、ストリップ導体115と接地導体117によりマイクロストリップ線路が形成されている。また、ストリップ導体115の一部に、並列容量素子を得るためのスタブ121が設けられている。
As shown in FIGS. 10 to 12, a signal line solder
接地導体117と接地導体111は、くり貫き部118、119を取り囲むように配置されたVIAホールと呼ばれる接地用柱状導体116aにより電気的に接続されている。図10に示す例のように、接地用柱状導体116a同士の電気的接続のため、ランドと呼ばれる導体パターン116bが仲介する場合もある。ストリップ導体115とパッド112は、信号線用柱状導体113aにより電気的に接続されており、図10に示す例のように、信号線用柱状導体113a同士の電気的接続のため、ランドと呼ばれる導体パターン113bが仲介する場合もある。
The
図10〜図13に示すように、誘電体基板101に設けられたパッド102と、多層誘電体基板110に設けられたパッド112がはんだボール104aにより電気的に接続され、誘電体基板101に設けられた接地導体105と、多層誘電体基板110に設けられた接地導体111がはんだボール104bにより電気的に接続されることにより、誘電体基板101を伝送する高周波信号を多層誘電体基板110に設けられたマイクロストリップ線路へ伝送させることが可能となる。
As shown in FIGS. 10 to 13, the
本例では、多層誘電体基板110にマイクロストリップ線路を形成した例について説明しているが、ストリップ線路、コプレーナ線路、埋め込み形マイクロストリップ線路等のストリップ導体を用いる他の伝送線路構造を用いても良く、104a、104bがはんだボールである例を示したが、はんだに限るものではなく、導電性接着材など導電性を有するものであれば他のものでも良い。くり貫き部119、118は円形のものについて説明しているが、これに限らず任意の形状を用いても良い。また、本例では、誘電体基板101の上面にコプレーナ線路を形成した例を示しているが、上面に限らず、下面、内層に形成しても良く、他のストリップ導体を用いた伝送線路構造を用いても良い。さらに、本例では、各層に1本の信号線用柱状導体113aを配置しているが、少なくとも1層に複数本の信号線用柱状導体113aを配置しても良く、層により異なる本数の信号線用柱状導体113aを用いても良い。
In this example, an example in which a microstrip line is formed on the
図10に示すように、信号線用柱状導体113aからくり貫き部119の周回部までの距離について、ストリップ導体115の延伸方向と同一方向への距離がストリップ導体115の延伸方向と反対方向への距離に比べて短くなっている。これにより、パッド112と信号線用柱状導体113aとの接続部周辺の不連続性を緩和でき、さらに、ストリップ導体115と信号線用柱状導体113aとの接続部における直列のインダクタンス成分を低減できるため、周波数が高くなるにつれて生じる伝送特性の劣化を低減できる効果が得られる。
As shown in FIG. 10, with respect to the distance from the signal
また、実施の形態1と同様に、伝送する高周波信号の電磁界分布を信号線用柱状導体113aとストリップ導体115の延伸方向に位置するくり貫き部119の周回部の間隔周辺に集中させることができ、結果として、外部への不要な放射を低減する効果も得られる。さらに、ストリップ導体115の一部に、並列容量素子を得るためのスタブ121が設けられているため、スタブ121の形状や配置位置を調整することにより、特定の周波数帯において良好な伝送特性を得ることができる。
Further, as in the first embodiment, the electromagnetic field distribution of the high-frequency signal to be transmitted can be concentrated around the interval between the peripheral portions of the cut-out
以上のように、実施の形態3に係る高周波伝送線路構造では、周波数が高くなるにつれて生じる伝送特性の劣化を低減させる効果があるとともに、伝送線路外部への不要な放射を低減できる効果が得られ、さらに、ストリップ導体115の一部に、並列容量素子を得るためのスタブ121を設けることで、特定の周波数帯において良好な伝送特性を得ることができる。
As described above, the high-frequency transmission line structure according to Embodiment 3 has the effect of reducing the deterioration of transmission characteristics that occur as the frequency increases, and the effect of reducing unnecessary radiation to the outside of the transmission line. Furthermore, by providing a
なお、上述した実施の形態1〜3において、図1、図6及び図10に示すように、ストリップ導体115と信号線用導体パターンとしてのパッド112とを電気的に接続する信号線用柱状導体113aとして、信号線用柱状導体113a1,113a2,113a3を備え、それらの間に2つの導体パターン113bを位置させて3層の構成を示しているが、1、2または3以上の多層であっても良く、実施の形態1〜3と同様な効果を得ることができる。
In the first to third embodiments described above, as shown in FIGS. 1, 6 and 10, the signal line columnar conductor for electrically connecting the
101 誘電体基板(第2の誘電体基板)、103 ストリップ導体(第3の信号線用導体パターン)、105 接地導体パターン(第3の接地導体)、110 多層誘電体基板(第1の誘電体基板)、111 接地導体パターン(第2の接地導体)、112 信号線用はんだボール搭載用パッド(第1の信号線用導体パターン)、113a 信号線用柱状導体(第1の信号線用柱状導体)、113a1 信号線用柱状導体(第1の信号線用柱状導体)、113a2 信号線用柱状導体(第3の信号線用柱状導体)、113a3 信号線用柱状導体(第2の信号線用柱状導体)、113b 導体パターン、115 信号線用ストリップ導体、116a 接地用柱状導体、116b 導体パターン、117 接地導体(第1の接地導体)、118 くり貫き部(第2のくり貫き部)、119 くり貫き部(第1のくり貫き部)、121 スタブ(並列容量素子)。 101 Dielectric Substrate (Second Dielectric Substrate), 103 Strip Conductor (Third Signal Line Conductor Pattern), 105 Ground Conductor Pattern (Third Ground Conductor), 110 Multilayer Dielectric Substrate (First Dielectric Substrate) Substrate), 111 ground conductor pattern (second ground conductor), 112 signal line solder ball mounting pad (first signal line conductor pattern), 113a signal line columnar conductor (first signal line columnar conductor) 113a1 Signal line columnar conductor (first signal line columnar conductor), 113a2 Signal line columnar conductor (third signal line columnar conductor), 113a3 Signal line columnar conductor (second signal line columnar conductor) Conductor), 113b conductor pattern, 115 signal line strip conductor, 116a grounding columnar conductor, 116b conductor pattern, 117 ground conductor (first ground conductor), 118 hollow Part (a second void part), 119 void part (first void part), 121 stub (parallel capacitance element).
Claims (4)
前記第1の誘電体基板内層に設けられ、第1のくり貫き部を有する第1の接地導体と、
前記第1の誘電体基板表層に設けられ、第2のくり貫き部を有する第2の接地導体と、
前記第2のくり貫き部内部にあって、前記第2の接地導体と電気的接続を持たない第1の信号線用導体パターンと、
前記第1の誘電体基板内部にあって、前記第1のくり貫き部および前記第2のくり貫き部周回付近に並べられ、前記第1の接地導体と前記第2の接地導体とを電気的に接続する複数の接地用柱状導体と、
前記第2の接地導体から前記第1の接地導体を挟んで反対側の前記第1の誘電体基板内層または表層に設けられ、前記第1のくり貫き部付近に端部を有し、一方向に延伸するストリップ導体と、
前記第1の誘電体基板内部にあって、前記ストリップ導体と前記第1の信号線用導体パターンとを電気的に接続する第1の信号線用柱状導体と
を備え、
前記第1の信号線用柱状導体から前記第1のくり貫き部周回部までの前記ストリップ導体の延伸方向と同一方向への距離が、前記第1の信号線用柱状導体から前記第1のくり貫き部周回部までの前記ストリップ導体の延伸方向と反対方向への距離に比べて短く、
前記ストリップ導体の一部には、並列容量素子が設けられ、
前記第1の誘電体基板と異なる第2の誘電体基板と、
前記第2の誘電体基板表面に形成した第3の信号線用導体パターンと、
前記第2の誘電体基板表面に形成した第3の接地導体と
をさらに備え、
前記第1の信号線用導体パターンと前記第3の信号線用導体パターンとは、第1のはんだボールを介して電気的に接続され、
前記第2の接地導体と前記第3の接地導体とは、前記第1のはんだボールとは異なる第2のはんだボールを介して電気的に接続され、
前記第1の信号線用柱状導体は、軸線方向に前記第1のはんだボールと重なるように設けられ、かつ、前記第1のはんだボールの平面視の中心位置から、前記ストリップ導体の延伸方向へずらして配置されている
ことを特徴とする高周波伝送線路。 A first dielectric substrate;
A first ground conductor provided in the first dielectric substrate inner layer and having a first cutout;
A second ground conductor provided on a surface layer of the first dielectric substrate and having a second cut-out portion;
A first signal line conductor pattern that is inside the second cut-out portion and has no electrical connection with the second ground conductor;
The first grounding conductor and the second grounding conductor are electrically arranged inside the first dielectric substrate and arranged around the first cutout portion and the second cutout portion. A plurality of grounding columnar conductors connected to
Provided on the inner layer or surface layer of the first dielectric substrate on the opposite side across the first ground conductor from the second ground conductor, and has an end near the first cutout portion, and is unidirectional A strip conductor extending to
A first signal line columnar conductor that is inside the first dielectric substrate and electrically connects the strip conductor and the first signal line conductor pattern;
The distance in the same direction as the extending direction of the strip conductor from the first signal line columnar conductor to the first cut-out portion surrounding portion is the first signal line columnar conductor from the first cutout. Shorter than the distance in the direction opposite to the extending direction of the strip conductor to the through-around portion,
A part of the strip conductor is provided with a parallel capacitive element,
A second dielectric substrate different from the first dielectric substrate;
A third signal line conductor pattern formed on the surface of the second dielectric substrate;
And a third ground conductor formed on the surface of the second dielectric substrate,
The first signal line conductor pattern and the third signal line conductor pattern are electrically connected via a first solder ball,
The second ground conductor and the third ground conductor are electrically connected via a second solder ball different from the first solder ball,
The first signal line columnar conductor is provided so as to overlap the first solder ball in the axial direction, and from the center position in plan view of the first solder ball to the extending direction of the strip conductor. A high-frequency transmission line characterized by being shifted.
前記第1の誘電体基板内層に設けられ、第1のくり貫き部を有する第1の接地導体と、
前記第1の誘電体基板表層に設けられ、第2のくり貫き部を有する第2の接地導体と、
前記第2のくり貫き部内部にあって、前記第2の接地導体と電気的接続を持たない第1の信号線用導体パターンと、
前記第1の誘電体基板内部にあって、前記第1のくり貫き部および前記第2のくり貫き部周回付近に並べられ、前記第1の接地導体と前記第2の接地導体とを電気的に接続する複数の接地用柱状導体と、
前記第2の接地導体から前記第1の接地導体を挟んで反対側の前記第1の誘電体基板内層または表層に設けられ、前記第1のくり貫き部付近に端部を有し、一方向に延伸するストリップ導体と、
前記第1の誘電体基板内部にあって、前記ストリップ導体と前記第1の信号線用導体パターンとを電気的に接続する複数の第1の信号線用柱状導体と
を備え、
前記複数の第1の信号線用柱状導体のうち、前記第1のくり貫き部周回部に最も近接した信号線用柱状導体から前記第1のくり貫き部周回部までの距離について、前記ストリップ導体の延伸方向と同一方向への距離が、前記ストリップ導体の延伸方向と反対方向への距離に比べて短く、
前記ストリップ導体の一部には、並列容量素子が設けられ、
前記第1の誘電体基板と異なる第2の誘電体基板と、
前記第2の誘電体基板表面に形成した第3の信号線用導体パターンと、
前記第2の誘電体基板表面に形成した第3の接地導体と
をさらに備え、
前記第1の信号線用導体パターンと前記第3の信号線用導体パターンとは、第1のはんだボールを介して電気的に接続され、
前記第2の接地導体と前記第3の接地導体とは、前記第1のはんだボールとは異なる第2のはんだボールを介して電気的に接続され、
前記複数の第1の信号線用柱状導体は、軸線方向に前記第1のはんだボールと重なるように設けられ、かつ、前記複数の第1の信号線用柱状導体のうち、少なくとも1つの前記第1の信号線用柱状導体は、前記第1のはんだボールの平面視の中心位置から、前記ストリップ導体の延伸方向へずらして配置されている
ことを特徴とする高周波伝送線路。 A first dielectric substrate;
A first ground conductor provided in the first dielectric substrate inner layer and having a first cutout;
A second ground conductor provided on a surface layer of the first dielectric substrate and having a second cut-out portion;
A first signal line conductor pattern that is inside the second cut-out portion and has no electrical connection with the second ground conductor;
The first grounding conductor and the second grounding conductor are electrically arranged inside the first dielectric substrate and arranged around the first cutout portion and the second cutout portion. A plurality of grounding columnar conductors connected to
Provided on the inner layer or surface layer of the first dielectric substrate on the opposite side across the first ground conductor from the second ground conductor, and has an end near the first cutout portion, and is unidirectional A strip conductor extending to
A plurality of first signal line columnar conductors that are inside the first dielectric substrate and electrically connect the strip conductor and the first signal line conductor pattern;
Among the plurality of first signal line columnar conductors, the strip conductors have a distance from the signal line columnar conductor closest to the first cut-out portion surrounding portion to the first cutout portion turn-around portion. The distance in the same direction as the extending direction is shorter than the distance in the direction opposite to the extending direction of the strip conductor,
A part of the strip conductor is provided with a parallel capacitive element,
A second dielectric substrate different from the first dielectric substrate;
A third signal line conductor pattern formed on the surface of the second dielectric substrate;
And a third ground conductor formed on the surface of the second dielectric substrate,
The first signal line conductor pattern and the third signal line conductor pattern are electrically connected via a first solder ball,
The second ground conductor and the third ground conductor are electrically connected via a second solder ball different from the first solder ball,
The plurality of first signal line columnar conductors are provided so as to overlap the first solder balls in the axial direction, and at least one of the plurality of first signal line columnar conductors is the first conductors. 1. The signal line columnar conductor is arranged so as to be shifted from the center position of the first solder ball in plan view in the extending direction of the strip conductor.
前記第1の誘電体基板内層に設けられ、第1のくり貫き部を有する第1の接地導体と、
前記第1の誘電体基板表層に設けられ、第2のくり貫き部を有する第2の接地導体と、
前記第2のくり貫き部内部にあって、前記第2の接地導体と電気的接続を持たない第1の信号線用導体パターンと、
前記第1の誘電体基板内部にあって、前記第1のくり貫き部および前記第2のくり貫き部周回付近に並べられ、前記第1の接地導体と前記第2の接地導体とを電気的に接続する複数の接地用柱状導体と、
前記第2の接地導体から前記第1の接地導体を挟んで反対側の前記第1の誘電体基板内層または表層に設けられ、前記第1のくり貫き部付近に端部を有し、一方向に延伸するストリップ導体と、
前記第1の誘電体基板内部にあって、前記ストリップ導体と前記第1の信号線用導体パターンとの間に位置する第2の信号線用導体パターンと、
前記第1の誘電体基板内部にあって、前記ストリップ導体と前記第2の信号線用導体パターンとを電気的に接続する少なくとも1個以上の第1の信号線用柱状導体と、
前記第1の誘電体基板内部にあって、前記第2の信号線用導体パターンと前記第1の信号線用導体パターンとを電気的に接続する少なくとも1個以上の第2の信号線用柱状導体と
を備え、
前記少なくとも1個以上の第1の信号線用柱状導体または前記少なくとも1個以上の第2の信号線用柱状導体のうち、前記第1のくり貫き部周回部に最も近接した信号線用柱状導体から、前記第1のくり貫き部周回部までの距離について、前記ストリップ導体の延伸方向と同一方向への距離が、前記ストリップ導体の延伸方向と反対方向への距離に比べて短く、
前記ストリップ導体の一部には、並列容量素子が設けられ、
前記第1の誘電体基板と異なる第2の誘電体基板と、
前記第2の誘電体基板表面に形成した第3の信号線用導体パターンと、
前記第2の誘電体基板表面に形成した第3の接地導体と
をさらに備え、
前記第1の信号線用導体パターンと前記第3の信号線用導体パターンとは、第1のはんだボールを介して電気的に接続され、
前記第2の接地導体と前記第3の接地導体とは、前記第1のはんだボールとは異なる第2のはんだボールを介して電気的に接続され、
前記第1の信号線用柱状導体は、軸線方向に前記第1のはんだボールと重なるように設けられ、かつ、前記第1のはんだボールの平面視の中心位置から、前記ストリップ導体の延伸方向へずらして配置されている
ことを特徴とする高周波伝送線路。 A first dielectric substrate;
A first ground conductor provided in the first dielectric substrate inner layer and having a first cutout;
A second ground conductor provided on a surface layer of the first dielectric substrate and having a second cut-out portion;
A first signal line conductor pattern that is inside the second cut-out portion and has no electrical connection with the second ground conductor;
The first grounding conductor and the second grounding conductor are electrically arranged inside the first dielectric substrate and arranged around the first cutout portion and the second cutout portion. A plurality of grounding columnar conductors connected to
Provided on the inner layer or surface layer of the first dielectric substrate on the opposite side across the first ground conductor from the second ground conductor, and has an end near the first cutout portion, and is unidirectional A strip conductor extending to
A second signal line conductor pattern located inside the first dielectric substrate and positioned between the strip conductor and the first signal line conductor pattern;
At least one first signal line columnar conductor in the first dielectric substrate that electrically connects the strip conductor and the second signal line conductor pattern;
At least one or more second signal line pillars that are inside the first dielectric substrate and electrically connect the second signal line conductor pattern and the first signal line conductor pattern. With conductor and
Of the at least one or more first signal line columnar conductors or the at least one or more second signal line columnar conductors, the signal line columnar conductor closest to the first cut-out portion surrounding portion. From the distance to the first cut-out portion surrounding portion, the distance in the same direction as the extending direction of the strip conductor is shorter than the distance in the direction opposite to the extending direction of the strip conductor,
A part of the strip conductor is provided with a parallel capacitive element,
A second dielectric substrate different from the first dielectric substrate;
A third signal line conductor pattern formed on the surface of the second dielectric substrate;
And a third ground conductor formed on the surface of the second dielectric substrate,
The first signal line conductor pattern and the third signal line conductor pattern are electrically connected via a first solder ball,
The second ground conductor and the third ground conductor are electrically connected via a second solder ball different from the first solder ball,
The first signal line columnar conductor is provided so as to overlap the first solder ball in the axial direction, and from the center position in plan view of the first solder ball to the extending direction of the strip conductor. A high-frequency transmission line characterized by being shifted.
前記第1の誘電体基板内層に設けられ、第1のくり貫き部を有する第1の接地導体と、
前記第1の誘電体基板表層に設けられ、第2のくり貫き部を有する第2の接地導体と、
前記第2のくり貫き部内部にあって、前記第2の接地導体と電気的接続を持たない第1の信号線用導体パターンと、
前記第1の誘電体基板内部にあって、前記第1のくり貫き部および前記第2のくり貫き部周回付近に並べられ、前記第1の接地導体と前記第2の接地導体とを電気的に接続する複数の接地用柱状導体と、
前記第2の接地導体から前記第1の接地導体を挟んで反対側の前記第1の誘電体基板内層または表層に設けられ、前記第1のくり貫き部付近に端部を有し、一方向に延伸するストリップ導体と、
前記第1の誘電体基板内部にあって、前記ストリップ導体と前記第1の信号線用導体パターンとの間に位置する少なくとも2個以上の第2の信号線用導体パターンと、
前記第1の誘電体基板内部にあって、前記ストリップ導体と前記第2の信号線用導体パターンとを電気的に接続する少なくとも1個以上の第1の信号線用柱状導体と、
前記第1の誘電体基板内部にあって、前記第2の信号線用導体パターンと前記第1の信号線用導体パターンとを電気的に接続する少なくとも1個以上の第2の信号線用柱状導体と、
前記第1の誘電体基板内部にあって、前記少なくとも2個以上の第2の信号線用導体パターン同士を電気的に接続する少なくとも1個以上の第3の信号線用柱状導体と
を備え、
前記少なくとも1個以上の第1の信号線用柱状導体または前記少なくとも1個以上の第2の信号線用柱状導体または前記少なくとも1個以上の第3の信号線用柱状導体のいずれかにおいて、前記第1のくり貫き部周回部に最も近接した信号線用柱状導体から、前記第1のくり貫き部周回部までの距離について、前記ストリップ導体の延伸方向と同一方向への距離が、前記ストリップ導体の延伸方向と反対方向への距離に比べて短く、
前記ストリップ導体の一部には、並列容量素子が設けられ、
前記第1の誘電体基板と異なる第2の誘電体基板と、
前記第2の誘電体基板表面に形成した第3の信号線用導体パターンと、
前記第2の誘電体基板表面に形成した第3の接地導体と
をさらに備え、
前記第1の信号線用導体パターンと前記第3の信号線用導体パターンとは、第1のはんだボールを介して電気的に接続され、
前記第2の接地導体と前記第3の接地導体とは、前記第1のはんだボールとは異なる第2のはんだボールを介して電気的に接続され、
前記第1の信号線用柱状導体は、軸線方向に前記第1のはんだボールと重なるように設けられ、かつ、前記第1のはんだボールの平面視の中心位置から、前記ストリップ導体の延伸方向へずらして配置されている
ことを特徴とする高周波伝送線路。 A first dielectric substrate;
A first ground conductor provided in the first dielectric substrate inner layer and having a first cutout;
A second ground conductor provided on a surface layer of the first dielectric substrate and having a second cut-out portion;
A first signal line conductor pattern that is inside the second cut-out portion and has no electrical connection with the second ground conductor;
The first grounding conductor and the second grounding conductor are electrically arranged inside the first dielectric substrate and arranged around the first cutout portion and the second cutout portion. A plurality of grounding columnar conductors connected to
Provided on the inner layer or surface layer of the first dielectric substrate on the opposite side across the first ground conductor from the second ground conductor, and has an end near the first cutout portion, and is unidirectional A strip conductor extending to
At least two or more second signal line conductor patterns located inside the first dielectric substrate and located between the strip conductor and the first signal line conductor pattern;
At least one first signal line columnar conductor in the first dielectric substrate that electrically connects the strip conductor and the second signal line conductor pattern;
At least one or more second signal line pillars that are inside the first dielectric substrate and electrically connect the second signal line conductor pattern and the first signal line conductor pattern. Conductors,
And at least one third signal line columnar conductor in the first dielectric substrate for electrically connecting the at least two second signal line conductor patterns to each other,
In any one of the at least one or more first signal line columnar conductors or the at least one or more second signal line columnar conductors or the at least one or more third signal line columnar conductors, With respect to the distance from the signal line columnar conductor closest to the first cut-out peripheral portion to the first cut-out peripheral portion, the distance in the same direction as the extending direction of the strip conductor is the strip conductor. Shorter than the distance in the direction opposite to the stretching direction,
A part of the strip conductor is provided with a parallel capacitive element,
A second dielectric substrate different from the first dielectric substrate;
A third signal line conductor pattern formed on the surface of the second dielectric substrate;
And a third ground conductor formed on the surface of the second dielectric substrate,
The first signal line conductor pattern and the third signal line conductor pattern are electrically connected via a first solder ball,
The second ground conductor and the third ground conductor are electrically connected via a second solder ball different from the first solder ball,
The first signal line columnar conductor is provided so as to overlap the first solder ball in the axial direction, and from the center position in plan view of the first solder ball to the extending direction of the strip conductor. A high-frequency transmission line characterized by being shifted.
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