JP5045965B2

JP5045965B2 - 薄膜バラン

Info

Publication number: JP5045965B2
Application number: JP2010145097A
Authority: JP
Inventors: 眞遠藤
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2010-06-25
Filing date: 2010-06-25
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2030-06-25
Also published as: JP2012010157A

Description

本発明は、不平衡−平衡の信号変換を行なうバラン（バラントランス）に関し、特に、小型薄型化に有利な薄膜プロセスにより形成された薄膜バランに関する。

無線通信機器は、アンテナ、フィルタ、ＲＦスイッチ、パワーアンプ、ＲＦ−ＩＣ、バラン等の各種高周波素子によって構成される。これらのなかで、アンテナやフィルタ等の共振素子は、接地電位を基準とした不平衡型の信号を取り扱う（信号伝送を行う）が、高周波信号の生成や処理を行なうＲＦ−ＩＣは、平衡型の信号を取り扱う（信号伝送を行う）ため、両者を電磁気的に接続する場合には、不平衡−平衡変換器として機能するバランが使用される。

近時、携帯電話や携帯端末等の移動体通信機や無線ＬＡＮ機器等に用いられるバランとして、これらの機器の小型化に応えるべく、更なる小型薄型化が切望されている。このような薄膜バランとしては、たとえば、コイル積層構造を有するチップ型バランが提案されている（特許文献１参照）。

特開平０７−１７６９１８号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたチップ型バランのような構成では、バランの小型化を維持しつつ、変換対象となる信号周波数において、所望の平衡特性を十分に得ることができず、携帯電話等に使用される高周波用のバランとしてはその特性が不十分であるという問題点があった。

そこで、本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化を維持しつつ、平衡特性を改善することができる薄膜バランを提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明の薄膜バランは、第１の線路部及び第２の線路部を有する不平衡伝送線路と、第１の線路部及び第２の線路部のそれぞれに対向配置され且つ電磁結合する第３の線路部及び第４の線路部を有する平衡伝送線路と、第１の線路部の一端に接続された不平衡端子と、第３の線路部に接続された第１の平衡端子と、第４の線路部に接続された第２の平衡端子と、第３の線路部及び第４の線路部に接続された接地端子と、を備え、接地端子は、該接地端子から不平衡端子側の領域に延在した延在部を有することを特徴とする。換言すれば、上記薄膜バランの構成は、第１の線路部は、一端が不平衡端子に接続されると共に他端が第２の線路部に接続し、第３の線路部は、一端が第１の平衡端子に接続されると共に他端が接地端子に接続し、第４の線路部は、一端が第２の平衡端子に接続されると共に他端が接地端子に接続されており、接地端子はその一部が、不平衡端子側に突出しているものである。

かかる構成では、接地端子は、該接地端子から不平衡端子側の領域に延在した延在部を有することにより、薄膜バランの平衡特性、特に、振幅差特性の著しい改善の効果が本願発明者により確認されている。

また、上記の延在部は、不平衡伝送線路及び平衡伝送線路の少なくとも一方と対向する領域を除いた領域に形成されていてもよい。かかる構成でも、振幅差特性の著しい改善の効果が本願発明者により確認されたことから、延在部の配置を調整することにより、優れた振幅差特性を維持しつつ、位相差特性を調整することが可能となる。

さらに、第３の線路部及び第４の線路部が第１層に形成され、第３の線路部及び第４の線路部を電気的に接続する連結部、及び該連結部と接続される延在部が第２層に形成されていてもよく、また、連結部と延在部とは、引き出し導体にて互いに接続され、該引き出し導体は、接地端子側よりも不平衡端子側に寄って配置されていてもよい。かかる構成でも、振幅差特性の著しい改善の効果が本願発明者により確認されている。

またさらに、第３の線路部及び第４の線路部が形成される層と同一層、または、第１の線路部及び第２の線路部が形成される層と同一層にて延在部が形成されていてもよい。かかる構成でも、延在部の形成される層に限定されず、上述した位相差特性の著しい改善の効果が本願発明者により確認されている。

本発明によれば、接地端子は、該接地端子から不平衡端子側の領域に延在した延在部を有することにより、小型化を維持しつつ平衡特性に優れた薄膜バランを得ることができる。

本発明の薄膜バランの一実施形態の構成を示す等価回路図である。薄膜バランの一実施形態の構成を示す垂直断面図である。実施例１の薄膜バラン１Ａの配線層Ｍ１における水平断面図である。実施例１の薄膜バラン１Ａの配線層Ｍ２における水平断面図である。実施例１の薄膜バラン１Ａの配線層Ｍ３における水平断面図である。実施例２の薄膜バラン１Ｂの配線層Ｍ３における水平断面図である。実施例３の薄膜バラン１Ｃの配線層Ｍ３における水平断面図である。参考例１の薄膜バラン１Ｒの配線層Ｍ３における水平断面図である。通過特性の評価結果を示すグラフである。位相差の評価結果を示すグラフである。振幅差の評価結果を示すグラフである。実施例４の薄膜バラン１Ｄの配線層Ｍ３における水平断面図である。実施例５の薄膜バラン１Ｅの配線層Ｍ２における水平断面図である。実施例５の薄膜バラン１Ｅの配線層Ｍ３における水平断面図である。通過特性の評価結果を示すグラフである。位相差の評価結果を示すグラフである。振幅差の評価結果を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、図面中、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、上下左右などの位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。また、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をその実施の形態のみに限定する趣旨ではない。さらに、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな変形が可能である。

図１は、本発明の薄膜バランに係る好適な一実施形態の構成を示す等価回路図である。薄膜バラン１は、図１に示すように、線路部Ｌ１（第１の線路部）及び線路部Ｌ２（第２の線路部）が直列に接続された不平衡伝送線路（不平衡回路）ＵＬと、線路部Ｌ３（第３の線路部）及び線路部Ｌ４（第４の線路部）が直列に接続された平衡伝送線路（平衡回路）ＢＬとを備えており、線路部Ｌ１及び線路部Ｌ３、並びに、線路部Ｌ２及び線路部Ｌ４によって、それぞれ電磁結合が形成されている。

この薄膜バラン１においては、線路部Ｌ１における線路部Ｌ２との結合端の他端が不平衡端子ＵＴに接続されている。また、線路部Ｌ２における線路部Ｌ１との結合端の他端は開放端となっている。また、線路部Ｌ３及び線路部Ｌ４におけるそれぞれの結合端との他端は、平衡端子（第１の平衡端子）ＢＴ１及び平衡端子（第２の平衡端子）ＢＴ２に接続されている。さらに、線路部Ｌ３及び線路部Ｌ４の結合端が、接地端子（接地端子電極）Ｇと同電位に接続されている。

上述した線路部Ｌ１〜Ｌ４の長さは、薄膜バラン１の仕様に応じて異なり、例えば、変換対象となる伝送信号の１／４波長（λ／４）共振器回路となるよう設定することができる。また、線路部Ｌ１〜Ｌ４の形状は、上述した電磁結合が形成されれば、任意の形状とすることができ、例えば、渦巻状（コイル状）、蛇行状、直線状、曲線状等の形態が挙げられる。

以下に、同図を参照して薄膜バラン１の基本的な動作について説明する。薄膜バラン１では、不平衡端子ＵＴに不平衡信号が入力されると、不平衡信号は線路部Ｌ１及び線路部Ｌ２を伝播する。そして、線路部Ｌ１と線路部Ｌ３とが電磁結合（第１の電磁結合）し、線路部Ｌ２と線路部Ｌ４とが電磁結合（第２の電磁結合）することにより、入力された不平衡信号は当該不平衡信号と同じ周波数で位相が１８０°（π）異なる２つの平衡信号に変換され、これら２つ平衡信号が平衡端子ＢＴ１，ＢＴ２からそれぞれ出力される。なお、平衡信号から不平衡信号の変換動作は、上述した不平衡信号から平衡信号への変換動作の逆となる。

次に、上記の薄膜バラン１の一実施形態における配線構造について説明する。図２は、薄膜バラン１の配線構造を概略的に示す垂直断面図である。薄膜バラン１は、図２に示すように、例えば、アルミナ等の絶縁性基板１００上に配線層Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３が順に形成されている。

配線層Ｍ１により不平衡伝送線路ＵＬが形成され、該不平衡伝送線路ＵＬは銅（Ｃｕ）をめっきによって形成される。不平衡伝送線路ＵＬの配線間には、その平坦性を確保するためにスパッタ法でアルミナ等が埋め込まれて絶縁層１０１が形成されている。また、配線層Ｍ１と配線層Ｍ２との間には、薄膜バラン１の中心周波数を決定付ける層間絶縁膜１０２が形成されており、該層間絶縁膜１０２は窒化シリコン（ＳｉＮ）を用いてＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により形成される。さらに、配線層Ｍ２により平衡伝送線路ＢＬが形成され、該平衡伝送線路ＢＬはＣｕめっきによって形成される。平衡伝送線路ＢＬの配線間、及び配線層Ｍ２と配線層Ｍ３との層間には絶縁層１０３が形成されており、該絶縁層１０３はポリイミドを用いてフォトリソグラフィ法により配線層Ｍ２の上に被覆されて形成され、かつ、配線層Ｍ３へのスルーホール（開口部）が形成される。さらに、配線層Ｍ３により不平衡伝送線路ＵＬ及び平衡伝送線路ＢＬ内における線路部同士を接続する接続配線が形成され、該接続配線はＣｕめっきによって形成される。配線層Ｍ３の上には保護膜として絶縁層１０４が形成されており、該絶縁層１０４はポリイミドを用いて形成される。不平衡端子ＵＴ、平衡端子ＢＴ１，ＢＴ２、接地端子Ｇは、全ての絶縁層を貫通するように形成されている。このように、薄膜バラン１は、絶縁性基板１００上に形成された薄膜多層構造から構成されている。なお、上述した各絶縁層の材料は、上述したものに限定されず、窒化シリコン、アルミナ、シリカ等の無機系絶縁体のみならず、ポリイミド、エポキシ樹脂等の有機系絶縁体でもよく適宜選択可能である。また、各層を製造するための工法は上述したものに限定されない。

（実施例１）
次に、薄膜バランの一実施例における各配線層Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３のパターンについて詳細に説明する。以下の実施例では、線路部Ｌ１〜Ｌ４としてコイル部Ｃ１〜Ｃ４を用いたものである。

図３〜図５は、薄膜バラン１Ａにおける各配線層を概略的に示す水平断面図である。図３〜図５に示す如く、配線層Ｍ１〜Ｍ３の全ての層に、不平衡端子ＵＴ、平衡端子ＢＴ１，ＢＴ２、及び、接地端子Ｇが形成されており、各端子ＵＴ，ＢＴ１，ＢＴ２，ＧはスルーホールＰを介して異なる層間において電気的に接続されている。なお、図３〜図５に示すスルーホールＴＨ１〜ＴＨ４には、上下各層を電気的に導通させるための金属導体がめっきにて形成されている。以下、各配線層Ｍ１〜Ｍ３の構成について詳細に説明する。

図３に示すように、配線層Ｍ１には、不平衡伝送線路ＵＬを構成するコイル部Ｃ１（第１の線路部）及びコイル部Ｃ２（第２の線路部）が隣接して形成されている。具体的には、不平衡伝送線路ＵＬは、左右対称の２つのコイル部（スパイラルコイル）で構成されている。また、各コイル部Ｃ１，Ｃ２は、１／４波長（λ／４）共振器に相当するものを構成し、これらコイル部Ｃ１，Ｃ２は、それぞれ、平衡伝送線路ＢＬのコイル部Ｃ３，Ｃ４に対向配置されており、対向している部分で電磁結合して結合器を構成する。配線層Ｍ１において、コイル部Ｃ１を構成するコイル導体１１の外側の端部１１ａは不平衡端子ＵＴに接続されており、コイル導体１１の内側の端部１１ｂはスルーホールＴＨ１に接続されている。一方、コイル部Ｃ２を構成するコイル導体１２の内側の端部１２ｂはスルーホールＴＨ２に接続されており、コイル導体１２の外側の端部１２ａは開放端であって接地端子Ｇの近傍で開放されている。コイル導体１１及びコイル導体１２は、図５に示す配線層Ｍ３の配線３１を介して互いに接続されている。なお、コイル導体１１及びコイル導体１２の幅や巻回数に限定はなく、コイル導体１１及びコイル導体１２の幅や巻回数を同じにしても、異ならせてもよい。

図４に示すように、配線層Ｍ２には、平衡伝送線路ＢＬを構成するコイル部Ｃ３（第３の線路部）及びコイル部Ｃ４（第４の線路部）が隣接して形成されている。具体的には、平衡伝送線路ＢＬは、左右対称の２つのコイル部（スパイラルコイル）で構成される。また、各コイル部Ｃ３，Ｃ４は、１／４波長（λ／４）共振器に相当するものを構成する。配線層Ｍ２において、コイル部Ｃ３を構成するコイル導体２１の外側の端部２１ａは平衡端子ＢＴ１に接続されており、コイル導体２１の内側の端部２１ｂはスルーホールＴＨ３に接続されている。一方、コイル部Ｃ４を構成するコイル導体２２の外側の端部２２ａは平衡端子ＢＴ２に接続されており、コイル導体２２の内側の端部２２ｂはスルーホールＴＨ４に接続されている。コイル導体２１及びコイル導体２２は、図５に示す配線層Ｍ３のＧＮＤ電極４０Ａを介して互いに接続されることで、接地端子Ｇに接続されている。なお、コイル導体２１及びコイル導体２２の幅や巻回数に限定はなく、コイル導体２１及びコイル導体２２の幅や巻回数を同じにしても、異ならせてもよい。

図５に示すように、配線層Ｍ３には、不平衡伝送線路ＵＬのコイル部Ｃ１とコイル部Ｃ２とを２つのスルーホールＴＨ１，ＴＨ２を介して接続するための配線（連結部）３１と、平衡伝送線路ＢＬのコイル部Ｃ３とコイル部Ｃ４を２つのスルーホールＴＨ３，ＴＨ４を介して接地端子Ｇに電気的に接続させるためのＧＮＤ電極４０Ａとが形成されている。

ＧＮＤ電極４０Ａは、接地端子Ｇから不平衡端子ＵＴの近傍まで延在させた接地端子Ｇの延在部であって、図５に示すように、スルーホールＴＨ３，ＴＨ４を介してコイル導体２１及び２２と接地端子Ｇとに接続されている。換言すれば、接地端子Ｇは、その一部が不平衡端子ＵＴ側に突出して形成されている。ＧＮＤ電極４０Ａは、配線層Ｍ２を構成するコイル部Ｃ３，Ｃ４の各一部と対向する領域を少なくとも含む位置に形成されている。つまり、ＧＮＤ電極４０Ａは、平面視において、コイル部Ｃ３，Ｃ４のコイル導体と重なりあうように配置されている。

このように、本実施例においては、一の階層である配線層Ｍ１に不平衡伝送線路ＵＬを構成する２つのコイル部Ｃ１，Ｃ２が形成され、それに隣り合う別の階層である配線層Ｍ２に平衡伝送線路ＢＬを構成する２つのコイル部Ｃ３，Ｃ４が形成され、さらに、それら配線層Ｍ２に隣り合う配線層Ｍ１とは逆側の別の階層である配線層Ｍ３にコイル部Ｃ１，Ｃ２を接続する配線３１、及び、コイル部Ｃ３，Ｃ４と接地端子Ｇとを接続するＧＮＤ電極４０Ａが形成された多層配線構造により、図１に示す等価回路を構成する薄膜バラン１Ａが得られる。

このような薄膜バラン１Ａの構成によれば、電磁気的な結合状態が変化することから、電気的特性の改善、特に振幅差特性の著しい改善と小型低背化を両立できることを見出した。

かかる作用の詳細は未だ不明ではあるが、ＧＮＤ電極と不平衡電極の間に容量成分が形成され、それによって特性インピーダンスに影響を与えることにより、電気的特性の改善、特に振幅差特性の改善に効果が出ることが推測される。ただし、作用はこれに限定されない。

（実施例２）
図６は、本発明の実施例２の薄膜バラン１Ｂにおける配線層Ｍ３を概略的に示す水平断面図である。配線層Ｍ３以外の構成は、実施例１と同様である。図６に示す実施例２では、ＧＮＤ電極４０Ｂが、実施例１のＧＮＤ電極４０Ａとは異なり、平衡伝送線路ＢＬを構成するコイル部Ｃ３，Ｃ４と対向する領域を除いた位置に形成されている。換言すれば、ＧＮＤ電極４０Ｂが、コイル部Ｃ３，Ｃ４と重なり合わない領域に形成されている。ＧＮＤ電極４０Ｂは、接地端子Ｇから不平衡端子ＵＴの近傍まで延在し、また、配線層Ｍ３のスルーホールＴＨ３，ＴＨ４を介したコイル部Ｃ３及びコイル部Ｃ４の各配線（引き出し導体）３２，３３と電気的に接続されている。

（実施例３）
図７は、本発明の実施例３の薄膜バラン１Ｃにおける配線層Ｍ３を概略的に示す水平断面図である。配線層Ｍ３以外の構成は、実施例１と同様である。図７に示す実施例３では、ＧＮＤ電極４０Ｃが、実施例１のＧＮＤ電極４０Ａとは異なり、配線層Ｍ２を構成するコイル部Ｃ３，Ｃ４の各一部と対向する領域の位置に形成されつつ、さらに、ＧＮＤ電極４０Ｃの面積をＧＮＤ電極４０Ａの面積より大きく形成されている。
（参考例）

図８は参考例の薄膜バラン１Ｒにおける配線層Ｍ３を概略的に示す水平断面図である。配線層Ｍ３以外の構成は、実施例１と同様である。薄膜バラン１Ｒは、図８に示すように、配線層Ｍ３には、コイル部Ｃ１とコイル部Ｃ２を接続するための配線３１、及びコイル部Ｃ３とコイル部Ｃ４を接地端子Ｇに接続するための配線３４が形成されている。配線３１は、２つのスルーホールＴＨ１，ＴＨ２を介して配線層Ｍ１に形成されたコイル導体１１の端部１１ｂとコイル導体１２の端部１２ｂとを接続する連結部である。一方、配線３４は、２つのスルーホールＴＨ３，ＴＨ４を介して配線層Ｍ２に形成されたコイル導体２１の端部２１ｂとコイル導体２２の端部２２ｂとを接続する連結部である。このように、参考例は、実施例１〜３のような不平衡端子ＵＴ側の領域に延在するＧＮＤ電極を有しない例である。

（特性評価）
以上説明した薄膜バラン１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｒについて、通過特性（挿入損失）及び平衡特性（平衡信号の位相差及び振幅差）をシミュレーションにより求めた。伝送信号の評価対象周波数を２４００〜２５００ＭＨｚとした。図９は、通過特性の評価結果を示す図であり、図１０は位相差の評価結果を示す図であり、図１１は振幅差の評価結果を示す図である。各図において、曲線Ｅ１Ａ，Ｅ１Ｂ，Ｅ１Ｃ，Ｅ１Ｒが、それぞれ、薄膜バラン１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｒの評価結果を示す。

ここで、通過特性は、評価対象周波数領域において信号をどれだけ損失させずに通過させているかを示すものであり、評価対象周波数領域において０ｄＢが理想的な通過特性となる。位相差は、平衡端子ＢＴ１と平衡端子ＢＴ２から出力される２つの平衡信号の位相差であることから１８０ｄｅｇがより理想的な位相バランスとなる。振幅差は、平衡端子ＢＴ１と平衡端子ＢＴ２から出力される２つの平衡信号の振幅差であることから０ｄＢがより理想的な出力バランスとなる。

これらの結果より、各実施例の薄膜バラン１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、それぞれ、参考例１Ｒの薄膜バランに比べて、通過特性をほぼ維持しつつ、位相差特性が良好であり、また、振幅差特性については改善効果が著しく、ほぼ理想的な振幅差特性を得られたことが確認された。すなわち、広帯域でフラットな振幅差特性が得られた。また、実施例１，２，３の結果を参照すると、ＧＮＤ電極の配置および面積を調整することにより、優れた振幅差特性を維持しつつ、位相差特性を調整することができることが確認された。例えば、実施例２では、実施例１に比べて、優れた振幅差特性を維持しつつ、位相差特性を向上させることができた。

（実施例４）
図１２は、本発明の実施例４の薄膜バラン１Ｄにおける配線層Ｍ３を概略的に示す水平断面図である。配線層Ｍ３以外の構成は、実施例１と同様である。薄膜バラン１Ｄは、図１２に示すように、コイル部Ｃ１とコイル部Ｃ２とを２つのスルーホールＴＨ１，ＴＨ２を介して接続するための配線３１、コイル部Ｃ３とコイル部Ｃ４を２つのスルーホールＴＨ３，ＴＨ４を介して接続するための配線（連結部）３５、及びコイル部Ｃ３とコイル部Ｃ４を接地端子Ｇに電気的に接続させるためのＧＮＤ電極４０Ｄが形成されている。ＧＮＤ電極４０Ｄは、図１２に示すように、接地端子Ｇから不平衡端子ＵＴの近傍まで延在させた電極であって、かつ、配線層Ｍ２を構成するコイル部Ｃ３，Ｃ４の各一部と対向する領域を少なくとも含む位置に形成されている。また、配線３５とＧＮＤ電極４０Ｄとは、配線（引き出し導体）３６にて互いに接続され、該引き出し導体３６は、接地端子Ｇ側よりも不平衡端子ＵＴ側に寄って配置される。

この実施例４の薄膜バラン１Ｄでは、配線（連結部）３５とＧＮＤ電極４０Ｄとを接続する配線（引き出し導体）３６が、接地端子Ｇ側よりも不平衡端子ＵＴ側に寄って配置されている。換言すれば、コイル部Ｃ３を構成するコイル導体２１の接地端子Ｇまでの長さと、配線（連結部）３５の長さを含むコイル部Ｃ４を構成するコイル導体２２の接地端子Ｇまでの長さとが異なり、コイル部Ｃ３とコイル部Ｃ４とが非対称になっている。

（実施例５）
図１３は、本発明の実施例５の薄膜バラン１Ｅにおける配線層Ｍ２を概略的に示す水平断面図であって、図１４は、本発明の実施例５の薄膜バラン１Ｅにおける配線層Ｍ３を概略的に示す水平断面図である。薄膜バラン１Ｅは、上述したスルーホールＴＨ１〜ＴＨ４に加えて、更にスルーホールＴＨ５，ＴＨ６が形成されており、また、該スルーホールＴＨ５，ＴＨ６には、配線層Ｍ２と配線層Ｍ３を電気的に導通させるための金属導体がめっきにて形成されている。なお、配線層Ｍ２，Ｍ３以外の構成は、実施例１と同様である。

薄膜バラン１Ｅは、図１３に示すように、配線層Ｍ２において、実施例１の薄膜バラン１Ａと異なり、コイル部Ｃ３及びコイル部Ｃ４が形成される層と同一の層にて、接地端子Ｇから不平衡端子ＵＴの近傍まで延在させたＧＮＤ電極４０Ｅが形成されている。また、薄膜バラン１Ｅは、図１４に示すように、配線層Ｍ３において、コイル部Ｃ１とコイル部Ｃ２とを２つのスルーホールＴＨ１，ＴＨ２を介して接続するための配線３１と、コイル部Ｃ３とＧＮＤ電極４０ＥをスルーホールＴＨ３及びスルーホールＴＨ５を介して電気的に接続するための配線（連結部）３７と、コイル部Ｃ４とＧＮＤ電極４０ＥをスルーホールＴＨ４及びスルーホールＴＨ６を介して電気的に接続するための配線（連結部）３８とが形成されている。このように、ＧＮＤ電極が配線層Ｍ２に配置されていることにより、不平衡端子ＵＬと上下方向（配線層の積層方向）に容量成分が形成されることから、実施例１と比べて、大きな容量成分が形成されるものと推定される。

（特性評価）
以上説明した薄膜バラン１Ｄ，１Ｅについて、通過特性（挿入損失）及び平衡特性（平衡信号の位相差及び振幅差）をシミュレーションにより求めた。伝送信号の評価対象周波数を２４００〜２５００ＭＨｚとした。図１５は、通過特性の評価結果を示す図であり、図１６は位相差の評価結果を示す図であり、図１７は振幅差の評価結果を示す図である。各図において、曲線Ｅ１Ｄ，Ｅ１Ｅ，Ｅ１Ｒが、それぞれ、薄膜バラン１Ｄ，１Ｅ，１Ｒの評価結果を示す。

これらの結果より、各実施例の薄膜バラン１Ｄ，１Ｅは、それぞれ、参考例１Ｒの薄膜バランに比べて、通過特性をほぼ維持しつつ、位相差特性が良好であり、また、振幅差特性については改善効果が著しく、ほぼ理想的な振幅差特性を示しており、上記実施例１〜３の薄膜バラン１Ａ〜１Ｃとほぼ同等の電気的特性を得られたことが確認された。すなわち、実施例４から、ＧＮＤラインを含めたコイル部Ｃ３とコイル部Ｃ４の長さを非対象にしても、実施例１〜３と同様の効果が得られることが確認できた。また、実施例５から、不平衡端子ＵＴの近傍まで延在させたＧＮＤ電極を配線層Ｍ２に設けても、実施例１〜３と同様の効果が得られることが確認できた。これは、ＧＮＤ電極が配線層Ｍ２に配置されていることにより、配線層Ｍ２を上下に貫くように不平衡端子ＵＴが形成されるため、不平衡端子ＵＴと配線層Ｍ２との間の容量成分は同一層内のみならず上下方向（配線層の積層方向）での容量成分も稼ぐことができ、結果として大きな容量成分が形成されるものと推定される。かかる理由に鑑みれば、不平衡端子ＵＴの近傍まで延在させたＧＮＤ電極を配線層Ｍ１に設けた場合でも、不平衡端子ＵＬと上下方向（配線層の積層方向）に同様の容量成分が生起されることから、実施例１〜５と同様の効果が得られるものと考えられる。

なお、上述したとおり、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない限度において様々な形が可能である。例えば、実施例２では、ＧＮＤ電極４０Ｂが、平衡伝送線路ＢＬを構成するコイル部Ｃ３，Ｃ４と対向する領域を除いた位置に形成されている例について説明したが、ＧＮＤ電極は、不平衡伝送線路ＵＬを構成するコイル部Ｃ１，Ｃ２及び平衡伝送線路ＢＬを構成するコイル部Ｃ３，Ｃ４の少なくとも一方と対向する領域を除いた位置に形成されていればよい。また、例えば、不平衡端子ＵＴ、平衡端子ＢＴ１，ＢＴ２、及び接地端子Ｇ変の配置は、図示の位置に限定されない。また、薄膜バランを構成する多層配線構造は、図示の層数未満であってもよく、図示の層数より多くてもよい。さらに絶縁性基板１００上の配線層の順序が逆になった構造であってももちろんよい。さらに、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々のコイル配置を採用することが可能である。

本発明の薄膜バランは、小型化を維持しつつ、平衡特性を改善した薄膜バランを実現できるため、特に小型化が要求される無線通信機器への適用が可能である。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｒ…薄膜バラン、１１，１２，２１，２２・・・コイル導体、１１ａ，１１ｂ，２１ａ，２１ｂ…端部、３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８…配線、４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ，４０Ｅ…ＧＮＤ電極（延在部）、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３…配線層、Ｃ１…コイル部（第１の線路部）、Ｃ２…コイル部（第２の線路部）、Ｃ３…コイル部（第３の線路部）、Ｃ４…コイル部（第４の線路部）、Ｇ…接地端子、Ｌ１…線路部（第１の線路部）、Ｌ２…線路部（第２の線路部）、Ｌ３…線路部（第３の線路部）、Ｌ４…線路部（第４の線路部）、Ｐ，ＴＨ１，ＴＨ２，ＴＨ３，ＴＨ４, ＴＨ５, ＴＨ６…スルーホール、ＵＬ…不平衡伝送線路（不平衡回路）、ＢＬ…平衡伝送回路（平衡回路）、ＵＴ…不平衡端子、ＢＴ１…第１の平衡端子、ＢＴ２…第２の平衡端子。

Claims

第１の線路部及び第２の線路部を有する不平衡伝送線路と、
前記第１の線路部及び前記第２の線路部のそれぞれに対向配置され且つ電磁結合する第３の線路部及び第４の線路部を有する平衡伝送線路と、
前記第１の線路部の一端に接続された不平衡端子と、
前記第３の線路部に接続された第１の平衡端子と、
前記第４の線路部に接続された第２の平衡端子と、
前記第３の線路部及び前記第４の線路部に接続された接地端子と、
を備え、
前記第１の線路部は、第１のコイル部を有し、
前記第２の線路部は、第２のコイル部を有し、
前記第３の線路部は、第３のコイル部を有し、
前記第４の線路部は、第４のコイル部を有し、
前記接地端子は、該接地端子から前記不平衡端子側の領域に延在した延在部を有し、
前記延在部は、平面視において、前記第３のコイル部の導体、及び、前記第４のコイル部の導体と重なりあうように配置されている、
ことを特徴とする薄膜バラン。
前記第３の線路部及び前記第４の線路部が第１層に形成され、
前記第３の線路部及び前記第４の線路部を電気的に接続する連結部、及び該連結部と接続される前記延在部が第２層に形成される、
請求項１に記載の薄膜バラン。
前記連結部と前記延在部とは、引き出し導体にて互いに接続され、該引き出し導体は、前記接地端子側よりも前記不平衡端子側に寄って配置される、
請求項２に記載の薄膜バラン。
前記第３の線路部と前記第４の線路部が形成される層、及び、前記第１の線路部と前記第２の線路部が形成される層の少なくともいずれか一方の層と同一層にて前記延在部が形成される、
請求項１に記載の薄膜バラン。