JP5482663B2 - 回路モジュールの基板及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、同軸コネクタを有する回路モジュールの基板及びその製造方法に係り、特に伝送線路が形成された基板と同軸コネクタとの接続構造に関する。
本願は、２００８年１１月２６日に日本国に出願された特願２００８−３００２７８号、及び２００９年５月１２日に日本国に出願された特願２００９−１１５８７９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

通信装置などで用いられる種々の機能回路（例えば、増幅回路、多重回路、分離回路）は集積回路（ＩＣ）化されて別個のモジュール（或いは、パッケージ）に収納され、ＩＣモジュール（或いは、回路モジュール）として電子装置に適用される。回路モジュールの高周波信号の入出力端子として同軸コネクタが用いられる。また、回路モジュールの高周波信号の入出力端子としてＢａｌｌＧｒｉｄＡｒｒａｙ（ＢＧＡ）を用いる場合、その性能評価を実施するにあたり測定器と接続する必要があるため、回路モジュールをプリント基板などに電気的に接続して、プリント基板上の配線パターンに同軸コネクタを接続している。

特許文献１は「同軸コネクタを有する回路モジュール」を開示しており、図７１及び図７２に示すような高周波伝送線路と同軸コネクタとの接続構造を有する。図７１は回路モジュールの構造を示す斜視図であり、図７２はその伝送信号に平行なＢ−Ｂ矢視断面図である。

上記の接続構造は、誘電体９０と、内導体である芯線８０及び外導体（モジュールベース）７０から構成される同軸コネクタと、コプレーナ線路に相当する信号線路１０を表層パターンとする多層回路基板４０とから構成される。図７２に示す多層回路基板４０は、コプレーナ線路の両側にグランド２０（第１層目）及びグランド５０（第２層目）を基板の端面でメッキなどによる導体２１により接続した３層以上の多層回路基板である。

コプレーナ線路やマイクロストリップ線路と同軸コネクタとの接合部では、両者の線路構造が異なるため、不整合が生じやすい。その結果、高周波になるほど反射が生じやすく、また、反射の増加に伴って挿入損失も増加する。

特許文献１では、コプレーナ線路を構成するグランド２０の間の距離２０ａを同軸コネクタを構成する誘導体９０の直径７０ａよりも短くしている。また、コプレーナ線路を構成するグランド２０及び５０を基板の端面で導体２１により接続するとともに、グランド２０と同軸コネクタの外導体７０とを半田２３で電気的に接続している。これにより、同軸コネクタの外導体（或いは、グランド）７０とコプレーナ線路のグランド２０との間のインピーダンスが低減され、以って、反射特性が改善される。

特許文献２は「フランジ付き高周波コネクタ」を開示しており、図７３に示すような高周波伝送線路と同軸コネクタとの接続構造を有する。図７３は、斜視図である。この高周波伝送線路と同軸コネクタとの接続構造は、内導体である芯線８０及び外導体７０から構成される同軸コネクタと、信号線路１０及びその両側のグランド２０を有するコプレーナ線路とから構成される。

コプレーナ線路やマイクロストリップ線路と同軸コネクタとの接合部では、両者の線路構造が異なるため、不整合が生じやすい。その結果、高周波になるほど、反射が生じやすく、また、反射の増加に伴って挿入損失も増加する。

このため、内導体である芯線８０とともに外導体７０と一体化された外導体接地強化ピン７０ｆがコプレーナ線路を構成する信号線路１０及びグランド２０に接触接続している。

特開平１０−３２７００４号公報 特開２００１−５２８１９号公報

特許文献１には、以下のような問題点がある。
コプレーナ線路のグランド２０と同軸コネクタの外導体７０とが半田７０で電気的に接続されているため、同軸コネクタの芯線８０の下方において、同軸コネクタの外導体７０とコプレーナ線路を構成する第２層目のグランド５０との間に、半田２３が塗布される厚み分の隙間（或いは、空隙）が形成されることがある。

コプレーナ線路のグランド２０（即ち、表層グランド）と同軸コネクタの外導体７０のみを電気的に接続するようにしても、製造誤差のため、同軸コネクタの芯線８０の下方において、同軸コネクタの外導体７０とコプレーナ線路の第２層目のグランド５０との間の隙間を完全になくして、両者の電気的接触をなくすのは困難である。また、グランド２０と同軸コネクタの外導体７０との電気的接続を確実に行い、更に、グランド２０と同軸コネクタの外導体７０を極力近づけたとしても、同軸コネクタの外導体７０とコプレーナ線路のグランド５０との間に形成された隙間において、信号伝送方向に垂直な方向の隙間寸法を減少させることは困難である。

伝送信号が高周波になるにつれて、同軸コネクタの芯線８０の下方における外導体７０とグランド５０との間の隙間から伝送信号成分の一部が放射され、挿入損失が増加する。

特許文献２には以下のような問題点がある。
コプレーナ線路と同軸コネクタとが上方からのみ接触接続しているため、同軸コネクタの芯線８０の下方において、同軸コネクタの外導体７０とコプレーナ線路を構成する第２層目（或いは、内層）の導体（図７３には不図示。図７２のグランド５０に相当する。）を電気的に接続することは困難である。同軸コネクタの外導体７０とコプレーナ線路の第２層目の導体との間の隙間を完全になくして両者の電気的接触を確立したとしても、機械的応力や熱的応力により、両者の電気的接触を維持するのは困難である。また、グランド２０（即ち、表層グランド）と同軸コネクタの外導体７０を電気的に接続し、更に、グランド２０と同軸コネクタの外導体７０とを極力近づけたとしても、同軸コネクタの外導体７０とコプレーナ線路の導体との間の隙間において、信号伝送方向に垂直な方向の隙間寸法を減少させることは困難である。伝送信号が高周波になるにつれて、同軸コネクタの内導体である芯線８０の下方において、外導体７０と導体との隙間から伝送信号の一部が放射され、挿入損失が増加する。

本発明の目的は、上記問題点を解決し、電磁放射による挿入損失の増加を防止する回路モジュールの基板及びその製造方法を提供することである。即ち、第１の目的は、高周波域における電磁放射による挿入損失の増加を防止することであり、第２の目的は反射による挿入損失の増加を防止することである。

本発明は、コプレーナ線路を有し同軸コネクタと接続される高周波基板に関するものであり、コプレーナ線路は第１の誘電体層と、第１の誘電体層の表面上に形成され同軸コネクタの内導体と接続される信号線路と、信号線路の両側の領域において当該信号線路から隙間を設けて形成された第１のグランドと、第１の誘電体層の裏面上に形成された第２のグランドを含む。また、第２のグランドを挟むように第１の誘電体層に第２の誘電体層を積層し、第１の誘電体層の所定領域において第２のグランドが露出されており、当該第２のグランドの露出部が同軸コネクタの外導体と接続され、第１の誘電体層の表面又は第２の誘電体層の第１の誘電体層と対向する面と反対側の面のうち、同軸コネクタが接続される端部における信号線路の両側の領域において第２のグランドが露出し、前記信号線路に対応する領域が露出していない。

更に、本発明は同軸コネクタと接続されるコプレーナ線路を含む高周波基板の製造方法に関するものであり、第２の誘電体層上に、第２の導体層、第１の誘電体層、及び第１の導体層を順次積層し、第１の導体層及び第１の誘電体層を選択的に除去して、第２の導体層の所定領域を露出せしめ、第１の導体層を選択的に除去して第１の誘電体層上に同軸コネクタの内導体と接続される信号線路を形成し、同軸コネクタが接続される端面において、信号線路の両側の領域に当該信号線路から隙間を設けてグランドを形成し、以って、信号線路、グランド、及び第２の誘電体層を含むコプレーナ線路を形成する。

或いは、同軸コネクタと接続されるコプレーナ線路を含む高周波基板の製造方法において、第２の誘電体層上に、第２の導体層、第１の誘電体層、及び第１の導体層を順次積層し、第２の誘電体層を選択的に除去して、同軸コネクタが接続される端面において信号線路の両側の領域にて第２の導体層を露出せしめ、第１の導体層を選択的に除去して、第１の誘電体層上に同軸コネクタの内導体と接続される信号線路を形成し、信号線路の両側の領域において当該信号線路から隙間を設けてグランドを形成し、以って、信号線路、第２の導体層、及びグランドを含むコプレーナ線路を形成する。

本発明では、コプレーナ線路から同軸コネクタへの信号伝送時、或いは同軸コネクタからコプレーナ線路への信号伝送時、コプレーナ線路の下層グランドの露出部と同軸コネクタの外導体が導電性部材により確実に接続されているため、外導体、下層グランド、及び導電性部材により囲まれる隙間から伝送信号の周波数成分が電磁放射されるのを抑制することができる。また、外導体と下層グランドの間の隙間から所望帯域での電磁放射を抑制することができるので、電磁放射に起因する挿入損失を低減することができる。

また、コプレーナ線路の下層グランドの露出部と同軸コネクタの外導体を電気的に接続する導電性部材が、外導体との接触部において下層グランドの延長線から上方に連続的に形成され、かつ、同軸コネクタの芯線の中心位置の高さ以上とされている。下層グランドから外導体へと徐々にグランド構造が変化するため、コプレーナ線路から同軸コネクタへの信号伝送時、或いは同軸コネクタからコプレーナ線路への信号伝送時、両者の接続部における電磁界分布の大きな変化を軽減せしめ、以って、高周波基板の反射特性を改善することができる。また、反射特性を改善することにより、電磁反射に起因する挿入損失も改善することができる。

本発明の回路モジュール及び基板の基本原理を説明するための上面図。 図１のＸ−Ｘ矢視断面図。 本発明の実施例１に係る高周波モジュール及び基板の上面図。 図３のＸ−Ｘ矢視断面図。 図３のＹ−Ｙ矢視断面図。 図３のＺ−Ｚ矢視断面図。 実施例１に係る高周波基板の製造方法を説明するための側面図。 比較例に対する実施例１による挿入損失特性の改善効果を説明するためのグラフ。 本発明の実施例２に係る高周波モジュール及び基板の上面図。 図９のＸ−Ｘ矢視断面図。 図９のＹ−Ｙ矢視断面図。 図９のＺ−Ｚ矢視断面図。 実施例２に係る高周波モジュール及び基板の裏面図。 実施例２に係る高周波基板の製造方法を説明するための側面図。 比較例に対する実施例２による挿入損失特性の改善効果を説明するためのグラフ。 本発明の実施例３に係る高周波モジュール及び基板の上面図。 図１６のＸ−Ｘ矢視断面図。 図１６のＹ−Ｙ矢視断面図。 図１６のＺ−Ｚ矢視断面図。 比較例及び実施例１に対する実施例３による挿入損失特性の改善効果を説明するためのグラフ。 本発明の実施例４に係る高周波モジュール及び基板の上面図。 図２１のＸ−Ｘ矢視断面図。 図２１のＹ−Ｙ矢視断面図。 図２１のＺ−Ｚ矢視断面図。 実施例４に係る高周波モジュール及び基板の裏面図。 比較例及び実施例２に対する実施例４による挿入損失特性の改善効果を説明するためのグラフ。 本発明の実施例５に係る高周波伝送線路及び基板の上面図。 実施例５に係る基板の上面図。 図２７のＡ−Ａ矢視断面図。 図２７のＢ−Ｂ矢視断面図。 図２７のＣ−Ｃ矢視断面図。 図２７のＤ−Ｄ矢視断面図であり、導電性部材を長方形状としている。 図２７のＤ−Ｄ矢視断面図であり、導電性部材を三角形状としている。 比較例に対する（導電性部材の高さを異ならしめた）実施例５Ａ及び実施例５Ｂによる挿入損失特性の改善効果を説明するためのグラフ。 本発明の実施例６に係る高周波伝送線及び基板の上面図。 実施例６に係る基板の上面図。 図３５のＡ−Ａ矢視断面図。 図３５のＢ−Ｂ矢視断面図。 図３５のＣ−Ｃ矢視断面図。 図３５のＤ−Ｄ矢視断面図。 図３５に示す高周波伝送路及び基板において、同軸コネクタの外導体の突起部に導電性部材を形成してなる上面図。 図４１のＢ−Ｂ矢視断面図。 図４１のＤ−Ｄ矢視断面図。 比較例に対する（外導体の突起部と導電性部材の高さを異ならしめた）実施例６Ａ及び実施例６Ｂによる挿入損失特性の改善効果を説明するためのグラフ。 本発明の実施例７に係る高周波伝送線路及び基板を示す上面図。 実施例７に係る基板の上面図。 図４５のＡ−Ａ断面図。 図４５のＢ−Ｂ断面図。 図４５のＣ−Ｃ断面図。 図４５のＤ−Ｄ断面図。 図４５のＤ−Ｄ断面図。 図４６に示すグランドの一例を示す上面図。 図４６に示すグランドの変形例を示す上面図。 図４６に示すグランドの変形例を示す上面図。 比較例及び実施例５Ｂに対する（グランドの露出部の切り欠き形状を異ならせしめた）実施例７Ａ、実施例７Ｂ、及び実施例７Ｃによる挿入損失特性の改善効果を説明するためのグラフ。 実施例５Ｂに対する実施例７Ａ、実施例７Ｂ、及び実施例７Ｃによる反射特性の改善効果を説明するためのグラフ。 本発明の実施例８に係る高周波伝送線路及び基板の上面図。 実施例８に係る基板の上面図。 図５７及び図６３のＡ−Ａ矢視断面図。 図５７及び図６３のＢ−Ｂ矢視断面図。 図５７のＣ−Ｃ矢視断面図。 図５７のＤ−Ｄ矢視断面図。 本発明の実施例８に係る高周波伝送線路及び基板の上面図であり、同軸コネクタの突起部とグランドの露出部を導電性部材で電気的に接続している。 図６３のＣ−Ｃ矢視断面図。 図６３のＤ−Ｄ矢視断面図。 図５８に示すグランドの一例を示す上面図。 図５８に示すグランドの変形例を示す上面図。 図５８に示すグランドの変形例を示す上面図。 比較例及び実施例６Ｂに対する実施例８Ａ、実施例８Ｂ、及び実施例８Ｃによる挿入損失特性の改善効果を説明するためのグラフ。 実施例６Ｂに対する実施例８Ａ、実施例８Ｂ、及び実施例８Ｃによる反射特性の改善効果を説明するためのグラフ。 特許文献１に開示された同軸コネクタを有する回路モジュールの斜視図。 図７１のＢ−Ｂ矢視断面図。 特許文献２に開示されたフランジ付き高周波コネクタの斜視図。

図１及び図２を参照して本発明に係る回路モジュール及び基板の基本原理について説明する。図１は回路モジュールの上面図であり、図２は図１のＸ−Ｘ矢視断面図である。ここで、図７１及び図７２に示される構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付すものとする。

図１及び図２に示す多層回路基板４０は、第１の誘電体層４０ａと、第１の誘電体層４０ａの表面上に形成された同軸コネクタの芯線８０と接続される信号線路１０と、信号線路１０の両側に信号線路１０から隙間を設けて形成された第１のグランド２０と、第１の誘電体層４０ａの裏面上に形成された第２のグランド５０とを有するコプレーナ線路と、第２のグランド５０を挟むようにして第１の誘電体層４０ａに積層された第２の誘電体層４０ｂとを含む。また、第１の誘電体層４０ａの表面、又は第１の誘電体層４０ａと対向する第２の誘電体層４０ｂの面と反対側の面のうちの同軸コネクタが接続される端部における信号線路１０の両側の領域から第２のグランド５０が露出されており、当該露出部が同軸コネクタの外導体７０と接続される。

上記のように、コプレーナ線路を構成する第２のグランド５０が露出しているので、当該露出部と同軸コネクタの外導体７０との電気的な接続状態を視認することが容易となり、以って、両者を確実に接続することができる。同軸コネクタの芯線８０の下方において第２のグランド５０と外導体７０との間に隙間１００が発生しても、信号伝送方向の垂直な方向（即ち、Ｘ−Ｘ線に平行な方向）の隙間１００の長さを容易に制限することができるので、電磁放射を抑制することが可能となり、電磁放射による挿入損失の増加を防止することができる。

図３乃至図８を参照して本発明の実施例１に係る高周波モジュールについて詳細に説明する。図３は高周波モジュールの上面図、図４は図３のＸ−Ｘ矢視断面図、図５は図３のＹ−Ｙ矢視断面図、図６は図３のＺ−Ｚ矢視断面図である。ここで、図７１及び図７２に示される構成用途と同一の構成要素については同一の符号を付すものとする。

実施例１に係る高周波モジュールは、誘電体層４０ａ、４０ｂを有する高周波基板４０を含む。コプレーナ線路が高周波基板４０の上面に形成されている。コプレーナ線路は、信号線路１０と、信号線路１０と同じ層にこれを挟んで形成されたグランド２０（或いは、面状グランド）とを含む。コプレーナ線路の下層グランドとして、高周波基板４０の内部に面状のグランド５０が形成されている。コプレーナ線路のグランド２０と、コプレーナ線路の下層グランドであるグランド５０とは、コプレーナ線路の信号伝送方向に沿って所定の間隔で配置された複数の導電性ビア３０により相互に接続されている。

実施例１に係る高周波モジュールにおける同軸コネクタは、外導体７０と、内導体である芯線８０と、誘電体９０とを含む。コプレーナ線路と同軸コネクタとの接続部では、芯線８０と信号線路１０とが半田又は導電性接着剤などの導電性部材８１により電気的に接続されている。同様に、外導体７０とグランド２０とが半田又は導電性接着剤などの導電性部材７１により電気的に接続されている。

尚、グランド２０は芯線８０が延出している外導体７０の端面から芯線８０を挟むように突出した一対の突出部と導電性部材７１により電気的に接続されている。

高周波基板４０の表面のうち同軸コネクタが接続されている端部における信号線路１０を挟んだ両側の領域から、コプレーナ線路のグランド５０（即ち、下層グランド）が露出している。このグランド５０の露出部が、半田又は導電性接着剤などの導電性部材６０ａ、６０ｂにより同軸コネクタの外導体７０と確実に接続されている。

同軸コネクタが接続されている高周波基板４０の端面に露出したグランド５０間の最短距離ｄｘを、所望帯域の伝送信号の最大周波数に応じて、好適な値に設定することが望ましい。即ち、グランド５０の露出部の間の最短距離ｄｘを、波長短縮率を考慮した、伝送信号の最大周波数の半波長未満に制限することが望ましい。これにより、グランド５０の露出部間の半波長共振による電磁放射を抑制することができる。

詳細には、グランド５０の直下層に位置する比誘電率εｂの誘電体層４０ｂによる波長短縮率を考慮して、最短距離ｄｘ［μｍ］を伝送信号の最大周波数の半波長未満とする条件１（数式１）と、グランド５０の直下層に位置する比誘電率εａの誘電体層４０ａによる波長短縮率を考慮して、最短距離ｄｘ［μｍ］を伝送信号の最大周波数の半波長未満とする条件２（数式２）を満足することが好ましい。ここで、光速はｃ＝３．０×１０^８［ｍ／ｓ］であり、伝送信号の最大周波数はｆ［ＧＨｚ］であり、誘電体層４０ｂによる波長短縮率を考慮した最大周波数の波長はλｂ［μｍ］であり、誘電体層４０ａによる波長短縮率を考慮した最大周波数の波長はλａ［μｍ］である。

グランド５０と同軸コネクタの外導体７０とを導電性部材６０ａ、６０ｂにより電気的に接続し、かつ、数式１及び数式２を満足するように、ｄｘ、εａ、及びεｂを設定することにより、グランド５０と外導体７０との間の隙間１００から誘電体層４０ｂへ漏れ出す伝送信号の周波数成分を抑制することができる。

また、グランド５０の信号伝送方向の延長線と同軸コネクタの外導体７０との交線における導電性部材６０ａ、６０ｂ間の最短距離ｄｙが上記の最短距離ｄｘ以下であることが好ましい。これにより、グランド５０と外導体７０とを接続する導電性部材６０ａ、６０ｂとの間隔を一様な間隔ｄｘに基づいて容易に再現することができる。

以上説明したように、実施例１に係る高周波モジュールでは、高周波基板４０の表面のうちの同軸コネクタが接続されている端部における信号線路１０を挟んだ両側の領域から、コプレーナ線路のグランド５０が露出しており、同軸コネクタの外導体７０とグランド５０の露出部とが導電性部材６０ａ、６０ｂにより確実に接続されている。そのため、製造誤差などによりグランド５０と外導体７０との間に隙間１００が生じたとしても、数式１及び数式２を満足するように、高周波基板４０の端面において、グランド５０の露出部間の最短距離ｄｘ、誘電体層４０ａの比誘電率εａ、及び誘電体層４０ｂの比誘電率εｂを設定することにより、隙間１００より漏れ出す伝送信号の周波数成分を抑制することができ、以って、電磁放射による挿入損失を低減することができる。

上記の効果は、同軸コネクタの外導体７０とグランド５０の露出部とが電気的に接続されていれば得られるものであり、グランド５０の露出部の形状は任意である。また、グランド５０が露出している高周波基板４０の端面はメッキされていても、メッキされていなくともよい。更に、グランド５０の露出部と面状グランド２０とは、高周波基板４０の端面において、電気的に接続されていても、接続されていなくともよい。

次に、図７を参照して高周波基板４０の製造方法を説明する。ここで、図７（ａ）乃至（ｄ）は同軸コネクタと接続される側から見た高周波基板４０の側面図である。

図７（ａ）：誘電体層４０ｂ上にグランド５０に相当する導体層（或いは、第２の導体層）、誘電体層４０ａ、及び導体層４５（或いは、第１の導体層）が順次積層される。
図７（ｂ）：レーザー又はドリルを用いて導体層４５及び誘電体層４０ａを選択的に除去することにより、図３に示す信号線路１０の両側の領域でグランド５０を露出する。
図７（ｃ）：導体層４５を選択的に除去することにより、誘電体層４０ａ上に信号線路１０及びグランド２０を形成する。
図７（ｄ）：このようにして製造した高周波基板４０に同軸コネクタを半田付けする。グランド５０の半田付け領域を斜線で示すが、これは例示であり、グランド５０の他の領域に半田付けされていてもよいし、また、信号線路１０の下方に隙間１００（図３参照）が生じて該当領域において半田付けがなされないこともあり得る。
尚、グランド５０を露出する図７（ｂ）の工程と、高周波基板４０の表面パターンを形成する図７（ｃ）の工程とは順不同に実施可能である。

次に、第１実施例に係る高周波モジュールの挿入損失特性について述べる。挿入損失特性を検証するにあたり、以下の数値条件を設定した。高周波基板４０は、グランド５０の上層に位置する比誘電率３．３５の誘電体層４０ａ、及びグランド５０の直下層に位置する比誘電率４．８５の誘電体層４０ｂを構成する樹脂よりなる多層配線基板である。

また、誘電体層４０ａの厚さは１３５［μｍ］、信号線路１０の幅は３００［μｍ］、信号線路１０とグランド２０との間隔は９９０［μｍ］、導電性ビア３０の直径は５０［μｍ］、複数の導電性ビア３０の信号伝送方向に沿った間隔は８００［μｍ］である。信号線路１０及びグランド２０の厚さは各々１５［μｍ］、グランド５０の厚さは３５［μｍ］である。

更に、同軸コネクタの比誘電率３．３の誘導体９０の直径は１３９７［μｍ］、内導体である芯線８０の直径は３００［μｍ］である。グランド５０の露出部は曲率半径４００［μｍ］の半円形状であり、高周波基板４０の端面におけるグランド５０の露出部間の最短距離ｄｘは１８４０［μｍ］である。ここで、同軸コネクタの外導体７０とグランド５０との間に隙間が生じ、かつ、外導体７０とグランド５０との間隔は１００［μｍ］であり、グランド５０の露出部と外導体７０とは電気的に接続されている。

グランド５０に露出部がなく、グランド５０と同軸コネクタの外導体７０とが接続されていない比較例と、高周波基板４０の端面におけるグランド５０の露出部間の最短距離ｄｘを１８４０［μｍ］として、同軸コネクタの外導体７０とグランド５０の露出部とを電気的に接続した実施例１に係る高周波モジュールとを上記の数値条件にて解析し、挿入損失（｜Ｓ_２１｜）特性について比較を行なった。この解析結果を図８に示す。

図８に示すように、挿入損失が２ｄＢ未満となる帯域について、比較例では０〜２７ＧＨｚであるのに比べて本発明の実施例１では０〜３７ＧＨｚに広がっており、約１０ＧＨｚの帯域改善が実証される。

本発明の実施例２に係る高周波モジュール及び高周波基板４０について図９乃至図１５を参照して説明する。図９は高周波モジュールの上面図、図１０は図９のＸ−Ｘ矢視断面図、図１１は図９のＹ−Ｙ矢視断面図、図１２は図９のＺ−Ｚ矢視断面図、図１３は高周波モジュールの裏面図である。ここで、図７１及び図７２に示される構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付すものとする。

実施例２に係る高周波モジュールの高周波基板４０の上面に形成されるコプレーナ線路は、信号線路１０と、信号線路１０と同じ層でこれを挟んで形成されるグランド２０とを含む。コプレーナ線路の下層グランドとして、高周波基板４０の内部に面状のグランド５０が形成される。グランド２０及び５０は、コプレーナ線路の信号伝送方向に沿って所定間隔で配置された複数の導電性ビア３０により相互に接続される。

実施例２に係る高周波モジュールの同軸コネクタは、外導体７０と、内導体である芯線８０と、誘電体９０とを含む。コプレーナ線路と同軸コネクタとの接続部において、信号線路１０と芯線８０が半田又は導電性接着剤などの導電性部材８１により電気的に接続されている。同様に、グランド２０と外導体７０も半田又は導電性接着剤などの導電性部材７１により電気的に接続されている。

上記の実施例２の構成は実施例１と同じであるが、実施例２では実施例１に対して以下の変更が加えられている。即ち、信号線路１０が形成されている高周波基板４０の表面と裏面のうち同軸コネクタが接続される端部において、信号線路１０を挟んだ両側の領域にてコプレーナ線路のグランド５０が露出している。このグランド５０の露出部が、半田又は導電性接着剤などの導電性部材６１ａ、６１ｂにより、外導体７０と確実に接続される。

高周波基板４０の同軸コネクタが接続される端面において、グランド５０の露出部間の最短距離ｄｘを、所望帯域の伝送信号の最大周波数に応じて、好適な値に設定することが好ましい。即ち、波長短縮率を考慮して、グランド５０の露出部間の最短距離ｄｘを伝送信号の最大周波数の半波長未満に制限することが好ましい。これにより、グランド５０の露出部間の半波長共振による電磁放射を抑制することができる。

詳細には、グランド５０の直下層に位置する比誘電率εｂの誘電体層４０ｂの波長短縮率を考慮して最短距離ｄｘを伝送信号の最大周波数の半波長未満とする数式１、及びグランド５０の直上層に位置する比誘電率εａの誘電体層４０ａの波長短縮率を考慮して最短距離ｄｘを伝送信号の最大周波数の半波長未満とする数式２を満足することが好ましい。

上記のように、グランド５０と外導体７０を導電性部材６１ａ、６１ｂにより電気的に接続するとともに、ｄｘ、εａ、及びεｂを数式１及び数式２を満足するように設定することにより、グランド５０と外導体７０との隙間１００から誘電体層４０ｂに漏れ出す伝送信号の周波数成分を抑制することができる。

また、グランド５０の信号伝送方向の延長線と同軸コネクタの外導体７０との交線において、導電性部材６１ａ、６１ｂ間の最短距離ｄｙが上記の最短距離ｄｘ以下であることが好ましい。これにより、グランド５０と外導体７０を接続する導電性部材６１ａ、６１ｂ間の間隔ｄｘを容易に再現することができる。

以上説明したように、実施例２に係る高周波モジュールでは、信号線路１０が形成される高周波基板４０の表面と裏面のうち同軸コネクタが接続される端部において、信号線路１０を挟んだ両側の領域にてコプレーナ線路のグランド５０が露出しており、このグランド５０の露出部が同軸コネクタの外導体７０と導電性部材６１ａ、６１ｂにより確実に接続される。そのため、製造誤差などによりグランド５０と外導体７０との間に隙間１００が生じたとしても、高周波基板４０の端面においてグランド５０の露出部間の最短距離ｄｘ、及び誘電体層４０ａ、４０ｂの比誘電率εａ、εｂを数式１及び数式２を満足するように設定することにより、隙間１００に漏れ出す伝送信号の周波数成分を抑制することができ、以って、電磁放射による挿入損失を低減することができる。

上記の効果は同軸コネクタの外導体７０とグランド５０の露出部とが電気的に接続されていれば得られるので、グランド５０の露出部の形状は任意である。また、グランド５０の露出部の誘電体端面はメッキされても、メッキされていなくともよい。

次に、図１４（ａ）〜（ｄ）を参照して実施例２に係る高周波基板４０の製造方法について説明する。図１４（ａ）〜（ｄ）は高周波基板４０の同軸コネクタと接続する側から見た側面図である。

図１４（ａ）：誘電体層４０ｂ上にグランド５０となる導体層５０、誘電体層４０ａ、及び導体層４５が順次積層される。
図１４（ｂ）：レーザー又はドリルを用いて誘電体層４０ｂを選択的に除去することにより、図１３に示すように信号線路１０の両側の領域にてグランド５０が露出される。
図１４（ｃ）：導体層４５を選択的に除去することにより、誘電体層４０ａ上に信号線路１０及びグランド２０が形成される。即ち、グランド５０のうち、上方から信号線路１０（導体層４５）、誘電体層４０ａ、及びグランド５０を透視した状態において、信号線路１０の両側の領域が露出される。
図１４（ｄ）：グランド５０の半田付け領域が斜線にて示される。この半田付け領域は例示であり、グランド５０の他の領域に半田付けがなされてもよい。また、信号線路１０の下方に隙間１００（図９参照）が生じて、該当領域において半田付けがなされないこともあり得る。
尚、グランド５０を露出させる図１４（ｂ）の工程と、表面パターンを形成する図１４（ｃ）の工程とは順不同に実施可能である。

次に、実施例２に係る高周波モジュールの挿入損失特性について図１５を参照して説明する。挿入損失特性を検証するにあたり、以下の数値条件とした。高周波基板４０は、グランド５０の上層に位置する比誘電率３．３５の誘電体層４０ａ、及びグランド５０の下層に位置する比誘電率４．８５の誘電体層４０ｂを構成する樹脂よりなる多層配線基板である。

誘電体層４０ａの厚さは１３５［μｍ］、信号線路１０の幅は３００［μｍ］、信号線路１０とグランド２０の間隔は９９０［μｍ］、導電性ビア３０の直径は５０［μｍ］、複数の導電性ビア３０の信号伝送方向に沿った間隔は８００［μｍ］である。また、信号線路１０及びグランド２０の厚さは１５［μｍ］、グランド５０の厚さは３５［μｍ］である。

また、同軸コネクタの誘電体９０の比誘電率は３．３、誘電体９０の直径は１３９７［μｍ］、内導体である芯線８０の直径は３００［μｍ］である。グランド５０の露出部は局率半径４００［μｍ］の半円形状であり、高周波基板４０の端面におけるグランド５０の露出部間の最短距離ｄｘは１８４０［μｍ］である。更に、同軸コネクタの外導体７０とグランド５０との間に隙間が生じたとし、外導体７０とグランド５０の間隔は１００［μｍ］であり、グランド５０の露出部と外導体７０は電気的に接続されている。

グランド５０の露出部がなく、グランド５０と外導体７０が接続されていない比較例と、高周波基板４０の端面におけるグランド５０の露出部間の最短距離ｄｘが１８４０［μｍ］であり、グランド５０の露出部と外導体７０が電気的に接続された実施例２を上記の数値条件にて解析し、挿入損失（｜Ｓ_２１｜）特性の比較を行なった。この解析結果を図１５に示す。

図１５に示すように、比較例と比べて実施例２では、挿入損失が２ｄＢ未満となる帯域が０〜２７ＧＨｚから０〜３７ＧＨｚへと約１０ＧＨｚ改善されている。

次に、本発明の実施例３に係る高周波モジュール及び高周波基板４０について図１６乃至図２０を参照して説明する。図１６は実施例３に係る高周波モジュール及び高周波基板４０の上面図、図１７は図１６のＸ−Ｘ矢視断面図、図１８は図１６のＹ−Ｙ矢視断面図、図１９は図１６のＺ−Ｚ矢視断面図。ここで、図７１及び図７２に示される構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付すものとする。

実施例３は、実施例１に比べて以下の変更が加えられている。図１９に示すようにグランド５０の下方に導電性ビア１１０が形成されている。即ち、信号線路１０の対称線を含む鉛直面（Ｚ−Ｚ矢視断面）とグランド５０との交線上に少なくとも１つの導電性ビア１１０を形成することが望ましい。これにより、外導体７０とグランド５０の隙間から漏れ出した伝送信号成分の一部はグランド５０より下方の誘電体中に伝播してゆき、信号線路１０の対称線を含む鉛直面（Ｚ−Ｚ矢視断面）とグランド５０との交線上近辺における電解分布を最大限強化することができる。尚、図１９では１つの導電性ビア１１０しか示していないが、複数の導電性ビア１１０を形成するようにしてもよい。

実施例３に係る高周波基板４０の製造方法では、前記図７（ａ）〜（ｃ）の工程に加えて、グランド５０ｋら誘電体層４０ｂに向けて導電性ビア１１０を形成する工程を含む。

次に、実施例３に係る高周波モジュールの挿入損失特性について述べる。挿入損失特性を検証するにあたり、実施例１と同一の数値条件とし、導電性ビア１１０は同軸コネクタを接続している高周波基板４０の端部から９２０［μｍ］離れた位置を中心として配置し、その長さを１０７０［μｍ］、直径を３００［μｍ］とする。

グランド５０の露出部がなく、グランド５０が同軸コネクタの外導体７０に接続されておらず、かつ、導電性ビア１１０も形成されていない比較例と、高周波基板４０の端面においてグランド５０の露出部間の最短距離ｄｘを１８４０［μｍ］とし、同軸コネクタの外導体７０にグランド５０の露出部を電気的に接続し、かつ、導電性ビア１１０が形成されていない実施例１と、高周波基板４０の端面においてグランド５０の露出部間の最短距離ｄｘを１８４０［μｍ］とし、同軸コネクタの外導体７０にグランド５０の露出部を電気的に接続し、かつ、導電性ビア１１０が形成されている実施例３を、上記の数値条件で解析し、挿入損失（｜Ｓ_２１｜）特性の比較を行なった。この解析結果を図２０に示す。

図２０に示すように、挿入損失が２ｄＢ未満となる帯域が比較例では０〜２７ＧＨｚであるのに対して、実施例３では０〜４０ＧＨｚへと約１３ＧＨｚの帯域改善がなされている。また、実施例１と比べて実施例３では、周波数３７ＧＨｚ付近のディップが高周波側に移動しており、かつ、ディップの深さが約０．８ｄＢ小さくなっている。

次に、本発明の実施例４に係る高周波モジュール及び高周波基板４０について図２１乃至図２６を参照して説明する。図２１は実施例４に係る高周波モジュール及び高周波基板４０の上面図、図２２は図２１のＸ−Ｘ矢視断面図、図２３は図２１のＹ−Ｙ矢視断面図、図２４は図２１のＺ−Ｚ矢視断面図である。図２５は実施例４に係る高周波モジュール及び高周波基板４０の裏面図である。ここで、図７１及び図７２に示される構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付すものとする。

実施例４では、実施例２に比べて以下の変更が加えられている。図２４に示すように、グランド５０の下方に導電性ビア１１０が形成される。即ち、信号線路１０の対称線を含む鉛直面（Ｚ−Ｚ断面）とグランド５０との交線上に、少なくとも１つの導電性ビア１１０を形成することが望ましい。これにより、グランド５０と外導体７０の隙間から漏れ出した伝送信号成分の一部は、グランド５０より下方の誘電体中を伝播してゆき、信号線路１０の対称線を含む鉛直面（Ｚ−Ｚ断面）とグランド５０との交線上近辺において電解分布を最大限強化する。図２４では１つの導電性ビア１１０しか示していないが、複数の導電性ビア１１０を形成するようにしてもよい。

実施例４に係る高周波基板４０の製造方法は、前記図１４（ａ）〜（ｃ）の工程に加えて、グランド５０から誘電体層４０ｂに向けて導電性ビア１１０を形成する工程を含む。

次に、実施例４に係る高周波モジュールの挿入損失特性について述べる。挿入損失特性を検証するにあたり、実施例２と同一の数値条件とし、導電性ビア１１０は同軸コネクタを接続している高周波基板４０の端面から９２０［μｍ］離れた位置を中心に配置し、その長さを１０７０［μｍ］、直径を３００［μｍ］とした。

グランド５０の露出部がなく、グランド５０と同軸コネクタの外導体７０が接続されておらず、かつ、導電性ビア１１０が形成されていない比較例と、高周波基板４０の端面においてグランド５０の露出部間の最短距離ｄｘを１８４０［μｍ］とし、同軸コネクタの外導体７０にグランド５０の露出部を電気的に接続し、かつ、導電性ビア１１０が形成されていない実施例２と、高周波基板４０の端面においてグランド５０の露出部間の最短距離ｄｘを１８４０［μｍ］とし、同軸コネクタの外導体７０をグランド５０の露出部に電気的に接続し、かつ、導電性ビア１１０を形成した実施例４を、上記の数値条件にて解析し、挿入損失（｜Ｓ_２１｜）特性の比較を行なった。この解析結果を図２６に示す。

図２６に示すように、挿入損失が２ｄＢ未満となる帯域が比較例では０〜２７ＧＨｚであるのに対して、実施例４では０〜４０ＧＨｚへと約１３ＧＨｚの帯域改善が得られる。実施例２と比べて実施例４では、周波数３７ＧＨｚ付近のディップが高周波側に移動するとともに、そのディップの深さが約０．８ｄＢ小さくなっている。

実施例１乃至実施例４では、異なる層間を接続する手段として導電性ビアを用いているが、これに限定する必要はない。例えば、スルーホールなどの導電性を有する他の電気的接続手段を適用することもできる。また、実施例１乃至実施例４の適用分野は高周波基板に限定されるものではなく、種々の回路モジュールの基板に適用することができる。更に、実施例１乃至実施例４を携帯電話機、ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ）などの種々の情報通信端末及び電子機器に組み込まれる回路モジュールの基板に適用することができる。

次に、本発明の実施例５に係る高周波伝送線路及び高周波基板４０について図２７乃至図３４を参照して説明する。図２７は実施例５に係る高周波伝送線路及び高周波基板４０の上面図、図２８は高周波基板４０のみの上面図、図２９は図２７のＡ−Ａ矢視断面図、図３０は図２７のＢ−Ｂ矢視断面図、図３１は図２７のＣ−Ｃ矢視断面図、図３２及び図３３は図２７のＤ−Ｄ矢視断面図である。ここで、図７１、図７２、及び図７３に示される構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付すものとする。

実施例５に係る高周波基板４０の上面に形成されるコプレーナ線路は、信号線路１０と、信号線路１０と同じ層にこれを挟んで形成されたグランド２０とより構成される。コプレーナ線路の下層グランドとして、面状のグランド５０が高周波基板４０の内部に形成される。グランド２０、５０はコプレーナ線路の信号伝送方向に沿って所定間隔で配置された複数の導電性ビア３０により相互に接続される。同軸コネクタは、外導体７０と、内導体である芯線８０と、誘電体９０とより構成される。コプレーナ線路と同軸コネクタの接続部において、信号線路１０と芯線８０とが半田又は導電性接着剤などの導電性部材８１により電気的に接続される。同様に、グランド２０と外導体７０も半田又は導電性接着剤などの導電性部材７１により電気的に接続される。

同軸コネクタが接続されている高周波基板４０の端面において、コプレーナ線路のグランド５０が信号線路１０の両側の領域にて露出されており、当該露出部が半田又は導電性接着剤などの導電性部材６０ａ、６０ｂにより外導体７０と確実に接続される。

グランド５０と外導体７０との導電性部材６０ａ、６０ｂによる接続範囲が、コプレーナ線路の下層グランド５０の信号伝送方向の延長線から上方に連続しており、かつ、同軸コネクタの芯線８０の中心位置の高さ以上であることが好ましい。高周波基板４０の端面において、グランド５０の露出部が全体に亘って導電性部材６０ａ、６０ｂと接続していることが好ましい。コプレーナ線路の下層グランド５０から同軸コネクタの外導体７０へと徐々にグランド構造が変化するため、コプレーナ線路から同軸コネクタへの信号伝送時、若しくは、同軸コネクタからコプレーナ線路への信号伝送時、同軸コネクタとコプレーナ線路の接続部において電界分布の大きな変化を軽減することができる。導電性部材６０ａ、６０ｂの信号伝送方向の断面形状は任意形状でよい。例えば、図３２に示すように導電性部材６０ａ、６０ｂを各々長方形状（３次元構造としては角柱形状）、或いは、図３３に示すように導電性部材６０ａ、６０ｂを各々三角形状（３次元構造としては楔形状）としてもよい。

高周波基板４０の端面において、グランド５０の露出部間の最短距離ｄｘを、所望帯域の伝送信号の最大周波数に応じて、好適な値に設定することが好ましい。即ち、波長短縮率を考慮して、グランド５０の露出部間の最短距離ｄｘを伝送信号の最大周波数の半波長未満に制限することが好ましい。これにより、グランド５０の露出部間の半波長共振による電磁放射を抑制することができる。

詳細には、最短距離ｄｘはグランド５０の直下層に位置する比誘電率εｂの誘電体層４０ｂによる波長短縮率を考慮した伝送信号の最大周波数の半波長以下となる条件１（数式１）、グランド５０の直上層に位置する比誘電率εａの誘電体層４０ａによる波長短縮率を考慮した伝送信号の最大周波数の半波長以下となる条件２（数式２）を満足することが好ましい。ここで、光速はｃ＝３．０×１０^８［ｍ／ｓ］であり、伝送信号の最大周波数はｆ［ＧＨｚ］、誘電体層４０ｂによる波長短縮率を考慮した最大周波数の波長はλｂ［μｍ］、誘電体層４０ａによる波長短縮率を考慮した最大周波数の波長はλａ［μｍ］である。

グランド５０と外導体７０を導電性部材６０ａ、６０ｂにより電気的に接続し、数式１及び数式２を満足するようにｄｘ、εａ、εｂを設定することにより、グランド５０と外導体７０の隙間１００から誘電体層４０ｂに漏れ出す伝送信号の周波数成分を抑制することができる。また、グランド５０の信号伝送方向の延長線と同軸コネクタの外導体７０との交線において、導電性部材６０ａ、６０ｂ間の最短距離ｄｙがグランド５０の露出部間の最短距離ｄｘ以下であることが好ましい。これにより、グランド５０と外導体７０を接続する導電性部材６０ａ、６０ｂの間隔を容易に再現することができる。

実施例５に係る高周波伝送線路では、コプレーナ線路のグランド５０が高周波基板４０の端面において信号線路１０を挟んでその両側の領域で露出されており、当該露出部が同軸コネクタの外導体７０と導電性部材６０ａ、６０ｂにより確実に接続することができる。そのため、製造誤差などによりグランド５０と外導体７０との間に隙間１００が生じたとしても、高周波基板４０の端面においてグランド５０の露出部間の最短距離ｄｘ、誘電体層４０ａの比誘電率εａ、及び誘電体層４０ｂの比誘電率εｂを数式１、数式２を満足するように設定することにより、隙間１００から漏れ出す伝送信号の周波数成分を抑制することができ、以って、電磁放射による挿入損失を低減することができる。

上記の効果は、同軸コネクタの外導体７０とグランド５０の露出部を電気的に接続していれば得られるため、グランド５０の露出部の形状は任意である。また、グランド５０の露出部の誘電体端面はメッキされていても、メッキされていなくてもよい。更に、グランド５０の露出部と面状のグランド２０は、誘電体端面において電気的に接続されていても、接続されていなくともよい。

次に、実施例５に係る高周波伝送線路による挿入損失特性について述べる。挿入損失特性を検証するにあたり、以下の数値条件とした。高周波基板４０は、グランド５０の上層に位置する比誘電率３．８８の誘電体層４０ａ、及びグランド５０の直下層に位置する比誘電率４．８５の誘電体層４０ｂを構成する樹脂よりなる多層配線基板である。ここで、誘電体層４０ａの厚さは２５０［μｍ］、信号線路１０の幅は４５０［μｍ］、信号線路１０とグランド２０の間隔は８８０［μｍ］、導電性ビア３０の直径は２５０［μｍ］、複数の導電性ビア３０の信号伝送方向に沿った間隔は５００［μｍ］とする。また、信号線路１０及びグランド２０の厚さは７１［μｍ］、グランド５０の厚さは３５［μｍ］とする。同軸コネクタの誘導体９０の比誘電率は３．３、その直径は１３９７［μｍ］であり、内導体の芯線８０の直径は３００［μｍ］である。グランド５０の露出部は曲率半径４００［μｍ］の半円形状であり、露出部の外周間の最短距離ｄｘは１０００［μｍ］である。更に、グランド５０と外導体７０との間に隙間が生じており、両者の間隔は１００［μｍ］であり、グランド５０の露出部と外導体７０とは電気的に接続されている。

グランド５０の露出部がなく、グランド５０と同軸コネクタの外導体７０が接続されていない比較例と、高周波基板４０の端面においてグランド５０の露出部の最短間隔ｄｘを１０００［μｍ］とし、グランド５０の露出部と同軸コネクタの外導体７０を電気的に接続した実施例５とを、上記の数値条件にて解析して挿入損失（｜Ｓ_２１｜）特性を比較した。この解析結果を図３４に示す。実施例５では、図２７、図３０、及び図３２に示すように、グランド５０の露出部が同軸コネクタの外導体７０と半円柱形状の導電性部材６０ａ、６０ｂにより電気的に接続している。図３４では、２種類の特性曲線、即ち下層グランドから上方に測定した導電性部材６０ａ、６０ｂの高さを３２１［μｍ］とした実施例５Ａ、及びその高さを１１９９［μｍ］とした実施例５Ｂを示している。

図３４から分かるように、挿入損失が１ｄＢ未満となる帯域が比較例では０〜１６．５ＧＨｚであるのに比べて実施例５Ａでは０〜４７ＧＨｚへ約３０ＧＨｚ帯域改善されており、実施例５Ｂでは０〜６０ＧＨｚへ約４４ＧＨｚ帯域改善されている。

次に、図３５乃至図４４を参照して本発明の実施例６に係る高周波伝送路及び高周波基板４０について説明する。図３５及び図４１は実施例６に係る高周波伝送線路及び高周波基板４０の上面図、図３６は高周波基板４０のみの上面図、図３７は図３５及び図４１のＡ−Ａ矢視断面図、図３８は図３５のＢ−Ｂ矢視断面図、図３９は図３５及び図４１のＣ−Ｃ矢視断面図、図４０は図３５のＤ−Ｄ矢視断面図である。また、図４２は図４１のＢ−Ｂ矢視断面図、図４３は図４１のＤ−Ｄ矢視断面図である。ここで、図７１、図７２、及び図７３に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付すものとする。

実施例６に係る高周波基板４０の上面に形成されるコプレーナ線路は、信号線路１０と、信号線路１０と同じ層にこれを挟んで形成されたグランドで構成される。コプレーナ線路の下層グランドとして、高周波基板４０の内部に面状のグランド５０が形成される。コプレーナ線路のグランド２０とその下層グランド５０は、コプレーナ線路の信号伝送方向に沿って所定の間隔で配置された複数の導電性ビア３０により相互に接続される。また、同軸コネクタは外導体７０と、内導体である芯線８０と、誘電体９０から構成される。コプレーナ線路と同軸コネクタの接続部において、信号線路１０と芯線８０が半田又は導電性接着剤などの導電性部材８１により電気的に接続される。同様に、グランド２０と外導体７０も半田又は導電性接着剤などの導電性部材７１により電気的に接続される。

同軸コネクタが接続される高周波基板４０の端面において、信号線路１０を挟んだ両側の領域にてコプレーナ線路のグランド５０が露出しており、当該露出部と外導体７０が半田又は導電性接着剤などの導電性部材６０ａ、６０ｂにより確実に接続されている。

実施例６は実施例５と同様の構成であるが、以下の変更を加えている。同軸コネクタの外導体７０において芯線８０を挟んで突起部７０ａ、７０ｂが形成されている。グランド５０、外導体７０、及び突起部７０ａ、７０ｂが導電性部材６０ａ、６０ｂにより電気的に接続される。ここで、グランド５０及び導電性部材６０ａ、６０ｂは高周波基板４０の端面の露出部全体に亘って接続していることが好ましい。導電性部材６０ａと突起部７０ａ、及び導電性部材６０ｂと突起部７０ｂによるグランド５０の露出部と外導体７０との接続範囲がコプレーナ線路の信号伝送方向の延長線から上方に連続しており、かつ、芯線８０の中心位置の高さ以上であることが好ましい。グランド５０から外導体７０へと徐々にグランド構造が変化するので、コプレーナ線路から同軸コネクタへの信号伝送時、或いは、同軸コネクタからコプレーナ線路への信号伝送時、両者の接続部において電磁界分布の大きな変化を軽減することができる。尚、導電性部材６０ａと突起部７０ａ、及び導電性部材６０ｂと突起部７０ｂの信号伝送方向の断面形状は任意でよい。例えば、図４０に示すように導電性部材６０ａと突起部７０ａの接合断面を長方形状（３次元構造的には四角柱形状）、或いは、図４３に示すように三角形状（３次元構造的には楔形状）としてもよい。

高周波基板４０の端面において、グランド５０の露出部間の最短距離ｄｘは、所望帯域の最大周波数において所望の値に設定することが好ましい。即ち、波長短縮率を考慮して、グランド５０の露出部間の最短距離ｄｘを伝送信号の最大周波数の半波長未満に制限することが好ましい。これにより、グランド５０の露出部間の半波長共振による電磁放射を抑制することができる。詳細には、最短距離ｄｘは、グランド５０の直下層に位置する比誘電率εｂの誘電体層４０ｂの波長短縮率を考慮して、伝送信号の最大周波数の半波長以下とする条件１（数式１）、及びグランド５０の直上層に位置する比誘電率εａの誘電体層４０ａの波長短縮率を考慮して、伝送信号の最大周波数の半波長以下とする条件２（数式２）を満足するよう設定する。

グランド５０と外導体７０を導電性部材６１ａ、６１ｂにより電気的に接続し、かつ、条件１及び条件２（数式１及び数式２）を満足するようにｄｘ、εａ、εｂを設定することにより、グランド５０と外導体７０の隙間１００から誘電体層４０ｂに漏れ出す伝送信号の周波数成分を抑制することができる。また、グランド５０の信号伝送方向の延長線と外導体７０との交線において、導電性部材６１ａ、６１ｂ間の最短距離ｄｙを上記の最短距離ｄｘ以下とすることが好ましい。これにより、グランド５０と外導体７０を接続する導電性部材６１ａ、６１ｂの間隔を容易に再現することができる。

実施例６に係る高周波伝送線路では、その高周波基板４０の端面において、信号線路１０を挟んだ両側の領域にてコプレーナ線路のグランド５０が露出しており、その露出部と外導体７０が導電性部材６０ａ、６０ｂにより確実に接続される。そのため、製造誤差などにより、グランド５０と外導体７０との間に隙間１００が生じても、高周波基板４０の端面において、グランド５０の露出部間の最短距離ｄｘ、誘電体層４０ａの比誘電率εａ、及び誘電体層４０ｂの比誘電率εｂを数式１及び数式２を満足するように設定することにより、隙間１００より漏れ出す伝送信号の周波数成分を抑制することができ、以って、電磁放射による挿入損失を低減することができる。

上記の効果は、グランド５０の露出部と外導体７０が電気的に接続されていれば得られるので、グランド５０の露出部の形状は任意である。また、グランド５０の露出部の誘電体端面はメッキされていても、メッキされていなくてもよい。

次に、実施例６に係る高周波伝送線路による挿入損失特性について述べる。
挿入損失特性を検証するにあたり、以下の数値条件とした。高周波基板４０は、グランド５０の上層に位置する比誘電率３．８８の誘電体層４０ａ、及びグランド５０の下層に位置する比誘電率４．８５の誘電体層４０ｂを構成する樹脂よりなる多層配線基板である。ここで、誘電体層４０ａの厚さは２５０［μｍ］、信号線路１０の幅は４５０［μｍ］、信号線路１０とグランド２０の間隔は８８０［μｍ］、導電性ビア３０の直径は２５０［μｍ］、複数の導電性ビア３０の信号伝送方向に沿った間隔は５００［μｍ］である。また、信号線路１０及びグランド２０の厚さは７１［μｍ］、グランド５０の厚さは３５［μｍ］、同軸コネクタの誘電体９０の比誘電率は３．３、誘電体９０の直径は１３９７［μｍ］、芯線８０の直径は３００［μｍ］である。グランド５０の半円形状の露出部の曲率半径を４００［μｍ］とし、グランド５０の露出部の外周間の最短距離ｄｘを１０００［μｍ］とする。更に、グランド５０と外導体７０の間隔は１００［μｍ］であり、両者の間に隙間が生じているものの、両者は電気的に接続されている。

グランド５０に露出部がなく、グランド５０と外導体７０が接続されていない比較例と、高周波基板４０の端面においてグランド５０の露出部間の最短距離ｄｘを１０００［μｍ］とし、かつ、グランド５０の露出部と外導体７０を電気的に接続した実施例６とを上記の数値条件にて解析し、挿入損失（｜Ｓ_２１｜）特性の比較を行なった。この解析結果を図４４に示す。ここでは、２種類の特性曲線を実施例６として提示している。即ち、図３５、図３８、及び図４０に示すように、グランド５０の露出部が外導体７０の突起部７０ａ、７０ｂと導電性部材６０ａ、６０ｂにより電気的に接続されており、かつ、グランド５０の上方において、導電性部材６０ａと突起部７０ａ、及び導電性部材６０ｂと突起部７０ｂを併せた高さを３２１［μｍ］とした実施例６Ａ、と１１９９［μｍ］とした実施例６Ｂである。尚、導電性部材６０ａと突起部７０ａ、及び導電性部材６０ｂと突起部７０ｂは各々半円柱形状を成している。図４４のグラフから分かるように、挿入損失が１ｄＢ未満となる帯域が比較例では０〜１６．５ＧＨｚであるのに比べて実施例６Ａでは０〜４７ＧＨｚへと約３０ＧＨｚ改善されており、実施例６Ｂでは０〜６０ＧＨｚへと約４４ＧＨｚ改善されている。

次に、本発明の実施例７に係る高周波伝送線路及び高周波基板４０について図４５乃至図５６を参照して説明する。図４５は実施例７に係る高周波伝送線路及び高周波基板４０の上面図、図４６は高周波基板４０のみの上面図、図４７は図４５のＡ−Ａ矢視断面図、図４８は図４５のＢ−Ｂ矢視断面図、図４９は図４５のＣ−Ｃ矢視断面図、図５０及び図５１は図４５のＤ−Ｄ矢視断面図である。図５２乃至図５４は図４６に示すグランド５０の変形例を示す上面図である。ここで、図７１、図７２、及び図７３に示される構成要素と同一の構成要素は同一の符号を付すものとする。

実施例７では、実施例５に比べて以下の変更を加えている。図５２に示すように、グランド５０の露出部分が高周波基板４０の端部から台形状若しくは三角形状の切り欠きが形成されている。この切り欠きの長さは、同軸コネクタの芯線８０と信号線路１０が重なっている信号伝送方向の長さ程度であることが望ましい。コプレーナ線路の下層グランド５０から同軸コネクタの外導体７０へと徐々にグランド構造が変化するので、コプレーナ線路から同軸コネクタへの信号伝送時、或いは、同軸コネクタからコプレーナ線路への信号伝送時、両者の接続部において電磁界分布の大きな変化を軽減することができる。尚、切り欠きを図５２に示すように１つの台形状領域に限定する必要はなく、図５３に示すように複数の台形状領域から構成するようにして、各台形状領域の斜辺を略直線状に配置するようにしてもよい。或いは、図５４に示すように切り欠きを複数の台形状領域にて構成し、各台形状領域を部分的に連結し、かつ、各台形状領域の斜辺を略直線状に配置するようにしてもよい。これにより、高周波基板４０の中周波域での反射特性を劣化させることなく、高周波域での反射特性を改善することができる。

次に、実施例７に係る高周波伝送線路における挿入損失特性について述べる。挿入損失特性を検証するにあたり、実施例５と同一の数値条件を用いた。また、図５２に示すグランド５０の場合、高周波基板の端部を下辺とした台形状領域（その上辺の長さが３００［μｍ］、下辺の長さが７５６［μｍ］、高さが１４２２［μｍ］）の切り欠きが形成されている。図５３に示すグランド５０の場合、図５２に示す台形状領域を高周波基板の端部からその内側に向けて１００［μｍ］及び７１１［μｍ］の位置で分割し、両者の間隔を２００［μｍ］とした。即ち、図５３のグランド５０には、２つの台形状の切り欠きが形成されている。図５４に示すグランド５０の場合、図５３に示す２つの台形状領域に対して、高周波基板４０の端部から１００［μｍ］及び７１１［μｍ］の位置において、長さ２００［μｍ］及び幅３００［μｍ］の２つの長方形状の切り欠きを形成し、２つの台形状領域と連結して、全体的に多角形状の切り欠きを形成する。

グランド５０の露出部がなく、グランド５０と同軸コネクタの外導体７０が接続されていない比較例と、グランド５０の露出部の最短距離ｄｘを１０００［μｍ］とし、グランド５０の露出部と同軸コネクタの外導体７０を半円柱形状の導電性部材６０ａ、６０ｂにより電気的に接続し、グランド５０の上方の導電性部材６０ａ、６０ｂの高さを１１９９［μｍ］とした前記実施例５Ｂと、実施例５においてグランド５０に図５１、図５２、及び図５３に示す切り欠きを夫々形成した実施例７Ａ、実施例７Ｂ、及び実施例７Ｃを、上記の数値条件にて解析し、挿入損失（｜Ｓ_２１｜）特性の比較を行なった。この解析結果を図５５に示す。また、実施例５Ｂ及び実施例７Ａ、実施例７Ｂ、及び実施例７Ｃについて反射（｜Ｓ_１１｜）特性の比較を行なった。この解析結果を図５６に示す。

図５５から分かるように、挿入損失が１ｄＢ未満となる帯域が比較例では０〜１６．５ＧＨｚであるのに比べて、いずれの実施例７Ａ乃至実施例７Ｃにおいても０〜６０ＧＨｚへと約４４ＧＨｚの改善が得られる。また、図５５では実施例５Ｂと実施例７Ａ乃至実施例７Ｃとの間に大きな挿入損失の差異はみうけられないが、図５６に示す反射特性では、反射量が−１５ｄＢ未満となる帯域が実施例５Ｂでは０〜５４ＧＨｚであるのに比べて、実施例７Ａでは０〜６２ＧＨｚへ約８ＧＨｚ改善され、実施例７Ｂでは０〜５８．５ＧＨｚへ約４．５ＧＨｚ改善され、実施例７Ｃでは０〜６０ＧＨｚへ約６ＧＨｚ改善される。

次に、本発明の実施例８に係る高周波伝送線路及び高周波基板４０について図５７乃至図７０を参照して説明する。図５７及び図６３は実施例８に係る高周波伝送線路及び高周波基板４０の上面図、図５８は高周波基板４０の上面図、図５９は図５７及び図６３のＡ−Ａ矢視断面図、図６０は図５７及び図６３のＢ−Ｂ矢視断面図、図６１は図５７のＣ−Ｃ矢視断面図、図６２は図５７のＤ−Ｄ矢視断面図、図６４は図６３のＣ−Ｃ矢視断面図、図６５は図６３のＤ−Ｄ矢視断面図である。また、図６６乃至図６８は図５８に示すグランド５０の上面図である。ここで、図７１、図７２、及び図７３に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付すものとする。

実施例８では、実施例６に対して以下の変更を加えている。図６６に示すように、グランド５０の露出部に挟まれた領域において高周波基板４０の端部から台形状若しくは三角形状の切り欠きが形成されている。高周波基板４０の端部からの切り欠きの長さは、信号線路１０と同軸コネクタの芯線８０が重なっている信号伝送方向の長さと同一であることが望ましい。コプレーナ線路の下層グランド５０から同軸コネクタの外導体７０へと徐々にグランド構造が変化するので、コプレーナ線路が同軸コネクタへの信号伝送時、或いは同軸コネクタからコプレーナ線路への信号伝送時、両者の接続部において電磁界分布の大きな変化を軽減することができる。また、切り欠きは図６６に示すように１つの台形状である必要はなく、図６７に示すように複数の台形状に形成され、各台形状の斜辺が直線状に配置するようにしてもよい。更に、図６８に示すように２つの台形状の切り欠きが部分的に連結されており、かつ、各台形状の斜辺を直線状に配置するようにしてもよい。これにより、高周波基板４０の中周波域での反射特性を劣化させることなく、高周波域での反射特性を改善することができる。

次に、実施例８に係る挿入損失特性について述べる。挿入損失特性を検証するにあたり、実施例６と同一の数値条件とし、かつ、図６６乃至図６８に準拠して実施例８Ａ乃至実施例８Ｃを構成した。図６６に準拠する実施例８Ａの場合、グランド５０には高周波基板４０の端部を下辺とする台形状（上辺の長さ３００［μｍ］、下辺の長さ７５６［μｍ］、高さ１４２２［μｍ］）の切り欠きが形成される。図６７に準拠する実施例８Ｂの場合、図６６に示す台形状の切り欠きを高周波基板４０の端部から１００［μｍ］及び７１１［μｍ］の位置において２つの台形状に分離し、かつ、両者の間隔を２００［μｍ］とした。図６８に準拠する実施例８Ｃの場合、図６７に示す２つの台形状の切り欠きを高周波基板４０の端部から１００［μｍ］及び７１１［μｍ］の位置において、長さ２００［μｍ］及び幅３００［μｍ］の２つの長方形状の切り欠きで結合し、以って、多角形状の切り欠きを形成した。

グランド５０の露出部がなく、グランド５０と同軸コネクタの外導体７０が接続されていない比較例と、高周波基板４０の端面におけるグランド５０の露出部の最短距離ｄｘを１０００［μｍ］とし、当該露出部と外導体７０の突起部７０ａ、７０ｂを導電性部材６０ａ、６０ｂにより電気的に接続するとともに、突起部７０ａと導電性部材６０ａ、及び突起部７０ｂと導電性部材６０ｂが夫々半円柱形状をなし、グランド５０の上方において両者を併せた高さを１１９９［μｍ］とした実施例６Ｂと、実施例６に対して外導体７０の突起部７０ａ、７０ｂと露出部が接続されたグランド５０にて図６６乃至図６８に示す切り欠きを形成した実施例８Ａ乃至実施例８Ｃについて上記の数値条件にて解析を行い、挿入損失（｜Ｓ_２１｜）特性の比較を行なった。その解析結果を図６９に示す。また、実施例６Ｂ及び実施例８Ａ乃至実施例８Ｃについて反射（｜Ｓ_１１｜）特性の比較を行なった。その解析結果を図７０に示す。

図６９から分かるように、挿入損失が１ｄＢ未満となる帯域が比較例では０〜１６．５ＧＨｚであるのに比べて、実施例８Ａ乃至実施例８Ｃでは０〜６０ＧＨｚへと約４４ＧＨｚの改善が得られた。また、挿入損失については実施例６Ｂと大きな差異はみられないが、反射特性について反射量が−１５ｄＢ未満となる帯域が実施例６Ｂでは０〜５４ＧＨｚであるのに比べて、実施例８Ａでは０〜６２ＧＨｚ、実施例８Ｂでは０〜５８．５ＧＨｚ、実施例８Ｃでは０〜６０ＧＨｚへと夫々８ＧＨｚ、４．５ＧＨｚ，６ＧＨｚの改善が得られた。

上記の実施例では、異なる層間を接続する手段として導電性ビアを用いているが、これに限定する必要はなく、例えばスルーホールなどのように導電性を有する他の電気的接続手段を適用することができる。また、上記実施例に基づく高周波基板は、例えば携帯電話機、ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ）、及び他の電子機器に組み込むことができる。

以上説明したように、本発明に係る高周波基板は上記実施例に限定されるものでははく、添付の請求項に規定される技術的思想の範囲内で種々の変更を施すことができる。

本発明に係る高周波モジュール及び基板は特に高周波数において電磁放射及び反射に起因する挿入損失の増加を防止することができるので、種々の電子機器に適用することができる。

１０ コプレーナ線路の信号線路
２０ コプレーナ線路のグランド（第１のグランド）
３０ 導電性ビア
４０ 高周波基板
４０ａ 誘電体層（第１の誘電体層）
４０ｂ 誘電体層（第２の誘電体層）
４５ 導体層
５０ コプレーナ線路の下層グランド（第２のグランド、第２の導体層）
６０ａ 導電性部材
６０ｂ 導電性部材
６１ａ 導電性部材
６１ｂ 導電性部材
７０ 同軸コネクタの外導体
７０ａ 外導体の突起部
７０ｂ 外導体の突起部
７１ 導電性部材
８０ 同軸コネクタの芯線（内導体）
８１ 導電性部材
９０ 同軸コネクタの誘電体
１００ 下層グランドと外導体との隙間
１１０ 導電性ビア

Claims (12)

1. コプレーナ線路を有し同軸コネクタと接続される高周波基板であり、
   前記コプレーナ線路は
   第１の誘電体層と、
   第１の誘電体層の表面上に形成され同軸コネクタの内導体と接続される信号線路と、
   信号線路の両側の領域において当該信号線路から隙間を設けて形成された第１のグランドと、
   第１の誘電体層の裏面上に形成された第２のグランドを含み、
   第２のグランドを挟むように第１の誘電体層に第２の誘電体層を積層し、
   第１の誘電体層の所定領域において第２のグランドが露出されており、当該第２のグランドの露出部が同軸コネクタの外導体と接続され、
   第１の誘電体層の表面又は第２の誘電体層の第１の誘電体層と対向する面と反対側の面のうち、同軸コネクタが接続される端部における信号線路の両側の領域において第２のグランドが露出し、前記信号線路に対応する領域が露出していない高周波基板。
2. コプレーナ線路を有し同軸コネクタと接続される高周波基板であり、
   前記コプレーナ線路は
   第１の誘電体層と、
   第１の誘電体層の表面上に形成され同軸コネクタの内導体と接続される信号線路と、
   信号線路の両側の領域において当該信号線路から隙間を設けて形成された第１のグランドと、
   第１の誘電体層の裏面上に形成された第２のグランドを含み、
   第２のグランドを挟むように第１の誘電体層に第２の誘電体層を積層し、
   第１の誘電体層の所定領域において第２のグランドが露出されており、当該第２のグランドの露出部が同軸コネクタの外導体と接続され、
   第２のグランドの露出部と同軸コネクタの外導体との接続部が、当該露出部から第１の誘電体層の表面に向けて同軸コネクタの外導体の表面に連続的に沿って配置された柱形状若しくは楔形状である高周波基板。
3. 第２のグランドの露出部と同軸コネクタの外導体の柱形状或いは楔形状の接続部の少なくとも一部を同軸コネクタの外導体の突起部より構成してなる請求項２記載の高周波基板。
4. 第２のグランドの露出部から第１の誘電体層の表面への方向における柱形状或いは楔形状の接続部の高さが、同軸コネクタの内導体の中心位置の高さ以上である請求項２記載の高周波基板。
5. 同軸コネクタが接続される端面における第２のグランドの露出部間の最短距離が、波長短縮率を考慮して伝送信号の最大周波数の半波長以下である請求項１記載の高周波基板。
6. 第１の誘電体層の比誘電率εａ、第２の誘電体層の比誘電率εｂ、光速ｃ［ｍ／ｓ］、及び伝送信号の最大周波数ｆ［ＧＨｚ］に基づき、第２のグランドの露出部間の最短距離ｄｘ［μｍ］を
   

   

   

   に示す数式を満足するように設定した請求項１記載の高周波基板。
7. 第２のグランドの露出部間の最短距離ｄｘ［μｍ］、光速ｃ［ｍ／ｓ］、及び伝送信号の最大周波数ｆ［ＧＨｚ］に基づき、第１の誘電体層の比誘電率εａ及び第２の誘電体層の比誘電率εｂを
   

   

   

   に示す数式を満足するように設定した請求項１記載の高周波基板。
8. コプレーナ線路を有し同軸コネクタと接続される高周波基板であり、
   前記コプレーナ線路は
   第１の誘電体層と、
   第１の誘電体層の表面上に形成され同軸コネクタの内導体と接続される信号線路と、
   信号線路の両側の領域において当該信号線路から隙間を設けて形成された第１のグランドと、
   第１の誘電体層の裏面上に形成された第２のグランドを含み、
   第２のグランドを挟むように第１の誘電体層に第２の誘電体層を積層し、
   第１の誘電体層の所定領域において第２のグランドが露出されており、当該第２のグランドの露出部が同軸コネクタの外導体と接続され、
   第２のグランドから第２の誘電体層に向けて少なくとも１つの導電性ビアを形成してなる高周波基板。
9. 導電性ビアの中心を信号線路の対称線を含む鉛直面と第２のグランドとの交線上に配置してなる請求項８記載の高周波基板。
10. 第１のグランドは、同軸コネクタの外導体からその内導体が延出する端面側において内導体を挟むように突出した一対の突出部と接続されてなる請求項１記載の高周波基板。
11. 同軸コネクタと接続されるコプレーナ線路を含む高周波基板の製造方法であって、
    第２の誘電体層上に、第２の導体層、第１の誘電体層、及び第１の導体層を順次積層し、
    第１の導体層及び第１の誘電体層を選択的に除去して、第２の導体層の所定領域を露出せしめ、
    第１の導体層を選択的に除去して第１の誘電体層上に同軸コネクタの内導体と接続される信号線路を形成し、
    同軸コネクタが接続される端面において、信号線路の両側の領域に当該信号線路から隙間を設けてグランドを形成し、以って、信号線路、グランド、及び第２の誘電体層を含むコプレーナ線路を形成するようにした高周波基板の製造方法。
12. 同軸コネクタと接続されるコプレーナ線路を含む高周波基板の製造方法であって、
    第２の誘電体層上に、第２の導体層、第１の誘電体層、及び第１の導体層を順次積層し、
    第２の誘電体層を選択的に除去して、同軸コネクタが接続される端面において信号線路の両側の領域にて第２の導体層を露出せしめ、
    第１の導体層を選択的に除去して、第１の誘電体層上に同軸コネクタの内導体と接続される信号線路を形成し、
    信号線路の両側の領域において当該信号線路から隙間を設けてグランドを形成し、以って、信号線路、第２の導体層、及びグランドを含むコプレーナ線路を形成するようにした高周波基板の製造方法。

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