JPH02235406A - マイクロ波線路 - Google Patents

マイクロ波線路

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JPH02235406A
JPH02235406A JP1057295A JP5729589A JPH02235406A JP H02235406 A JPH02235406 A JP H02235406A JP 1057295 A JP1057295 A JP 1057295A JP 5729589 A JP5729589 A JP 5729589A JP H02235406 A JPH02235406 A JP H02235406A
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JP
Japan
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conductor
line
dielectric film
width
microwave
Prior art date
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Pending
Application number
JP1057295A
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English (en)
Inventor
Kazuhiko Toyoda
一彦 豊田
Tsuneo Tokumitsu
恒雄 徳満
Masayoshi Aikawa
正義 相川
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A T R HIKARI DENPA TSUSHIN KENKYUSHO KK
Original Assignee
A T R HIKARI DENPA TSUSHIN KENKYUSHO KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、概ねlGHz以上の周波数の信号を伝送する
ためのマイクロ波線路に関する。
[従来の技術1 第8図は従来マイクロ波線路として用いられているマイ
クロストリップ線路の縦断面図である。
第8図において、誘電体又は半導体にてなる基板l上に
誘電体膜2が形成され、該誘電体膜2上に接地導体3が
形成される。さらに、該接地導体3上に厚さhの誘電体
膜4が形成され、該誘電体膜4上に幅Wを有するストリ
ップ形状の中心導体5が形成される。ここで、上記誘電
体膜4を介して互いに対面するように形成された接地導
体3と中心導体5によってマイクロストリップ線路を構
成している。誘電体膜2が形成されていない場合も同様
である。
このマイクロストリップ線路にマイクロ波信号を入力し
たとき、中心導体5と接地導体3との間に電磁界が生じ
、該電磁界が、中心導体5の幅方向と直交する長さ方向
にTEMモードで伝搬する。
また、誘電体膜4の厚さhが非常に薄くすれば、該マイ
クロストリップ線路は平面的な構造を有するとともに、
中心導体5の幅Wと誘電体膜4の厚さhとの比によって
該マイクロストリップ線路の特性インピーダンスが決定
されるので、該マイクロストリップ線路は集積回路に適
している。さらに、該マイクロストリップ線路の特性イ
ンピーダンスが一定であるという条件のもとでは、誘電
体膜4の厚さhと中心導体5の輻Wは比例関係にあり、
誘電体114の厚さhを小さくするほど、中心導体5の
幅Wが小さくなる。従って、このマイクロストリップ線
路は誘電体膜4の厚さhを薄くすることによって該マイ
クロストリップ線路の形状を小さくすることができるの
で、マイクロ波集積回路の小型化に特に有効である。
[発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、上述の従来のマイクロストリップ線路に
おいては、第9図に示すように、中心導体5に流れる高
周波電流が、中心導体5の幅方向に対して一様分布では
なく該中心導体5の幅方向の縁端部5a.5bに集中す
るため、導体損失が大きくなるという問題点があった。
また、該マイクロストリップ線路の形状を小さくするた
めに、誘電体膜4の厚さhを小さくするにつれて、高周
波電流が集中する中心導体5の縁端部5a,5bの幅が
狭くなり、さらに導体損失が増加するという問題点があ
った。
本発明の目的は以上の問題点を解決し、従来に比較し導
体損失が小さく、小聖化に適したマイクロ波線路を提供
することにある。
r課頭を解決するための手段1 本発明は、第1の導体上に誘電体が形成され、上記誘電
体上に所定幅を有するストリップ形状の第2の導体が形
成されてなるマイクロ波線路において、上記誘電体の第
2の導体に接する部分の幅がM2の導体の輻以下に形成
されたことを特徴とする。
上記発明において、上記誘電体の断面形状が、長方形状
又は台形形状であることを特徴とする。
[作用] 以上のように構成することにより、上記第1と第2の導
体がそれぞれ、マイクロ波線路の接地導体及び中心導体
として動作し、当該マイクロ波線路にマイクロ波信号を
入力したとき、上記第1と第2の導体に電磁界が生じ、
該電磁界が上記第2の導体の幅方向と直交する長さ方向
にTEMモードで伝搬する。
本発明のマイクロ波線路においては、上記誘電体の第2
の導体に接する部分の幅が第2の導体の輻以下に形成さ
れているので、該マイクロ波線路の実効誘電率ε...
が従来に比較し低くなる。いま、マイクロ波線路の特性
インピーダンスを20とし、実効誘電率をε..とする
と、これらの間にはほぼ次式が成立する。
z,oc                     
(1)Jε... (1)式から、本発明のマイクロ波線路のように、実効
誘電率が従来に比較し低くなると、当該線路の特性イン
ピーダンスが従来に比較し高くなることがわかる。一方
、一般に、中心導体である第2の導体の幅Wと介挿され
る誘電体の厚さhとの比の値W/hが大きくなると、特
性インピーダンスは小さくなる。従って、所望の特性イ
ンピーダンスを得るために、本発明のマイクロ波線路で
は、ストリップ形状の中心導体である第2の導体の幅W
を大きくすることができ、その結果、上記第2の導体の
幅方向に対して当該線路を流れる高周波電流の分布を広
くすることができ、これによって、当該線路における高
周波電流の集中を従来に比較して軽減することができる
また、一般に、マイクロ波線路に生じる電磁界は誘電率
の高い部分に集中する。上述のように、本発明のマイク
ロ波線路においては、上記誘電体の第2の導体に接する
部分の幅が第2の導体の輻以下に形成されているので、
第1の導体と第2の導体との間に生じる電磁界分布を、
中心導体である第2の導体の中央部に引き寄せることが
でき、これによって、該第2の導体上の電流分布を従来
に比較して、該第2の導体の幅方向に分散させることが
できる。この結果、上記マイクロ波線路の導体損失を従
来に比較し低減することができφ。
[実施例] 以下、一図面を参照して本発明による実施例について説
明する。
基本構成 第1図(A)は本発明にかかるマイクロ波線路の基本構
成を示す斜視図、第1図(B)は第1図(A)のA−A
’線についての縦断面図であり、第1図(A)及びCB
)において第8図と同一のものについては同一の符号を
付している。
第1図(A)及び(B)において、誘電体又は半導体に
てなる基板l上に誘電体膜2を形成し、該誘電体膜2の
全面上に接地導体3を公知の金属配線の形成法により形
成する。次いで、該接地導体3の全面上に厚さhの誘電
体膜4を公知の方法により形成した後、該誘電体膜4上
に幅Wと厚さtを存するストリップ形状の中心導体5を
公知の金属配線の形成法により形成する。さらに、上記
中心導体5をマスクとして上記誘電体膜4をエッチング
する。これによって、中心導体5の幅方向の縁端部5a
,5bの下表面にそれぞれ幅dにわたって誘電体膜4が
形成されず、該誘電体膜4の断面形状が第1図(B)に
示すように長方形状であり、互いに対面して形成される
中心導体5と接地導体3との間に該誘電体膜4を介挿し
てなるマイクロ波線路を形成することができる。
以上のように構成された基本構成のマイクロ波線路にマ
イクロ波信号を入力したとき、従来のマイクロストリッ
プ線路と同様に、中心導体5と接地導体3との間に電磁
界が生じ、該電磁界が中心導体5の長さ方向にTEMモ
ードで伝搬する。
第6図は基本構成のマイクロ波線路と第8図の従来のマ
イクロストリップ線路における中心導体5の幅Wと誘電
体膜4の厚さhの比の値W/hに対する特性インピーダ
ンスZ0と実効誘電率εgT1を有限要素法により計算
した結果を示すグラフであり、第7図は基本構成のマイ
クロ波線路と第8図の従来のマイクロスト・リップ腺路
における中心導体5の幅Wと誘電体膜の厚さhの比の値
W/hに対する該線路の損失を示すグラフである。なお
、該線路の損失の計算時の条件は、下記の通りである。
誘電体膜4の厚さh=ioμm1 中心導体5の厚さt=lμm1 誘電体膜4の比誘電率εr=3.3、 信号周波数f=lOGHz. 第6図に示すように、基本構成のマイクロ波線路の実効
誘電率εal+は従来のマイクロストリップ線路に比較
して低くなり、一方、特性インピーダンス2。は高くな
っている。従って、所望の特性インピーダンスZ0を得
るためには、本発明による基本構成のマイクロ波線路で
は、中心導体5の輻Wを従来に比較して大きくすること
ができる。
その結果、中心導体5に流れる高周波電流を中心導体5
の幅方向に分散することができ、第7図に示すように、
従来に比較して極めて低損失のマイクロ波線路を実現で
きる。
また、このマイクロ波線路においては、従来のマイクロ
ストリップ線路と同様に、特性インピーダンスが一定で
あるという条件のもとで、中心導体5の幅Wと誘電体膜
4の厚さhは比例関係にあるので、誘電体膜4の厚さh
を小さくするにつれて中心導体の幅Wは小さくなる。従
って、誘電体膜4の厚さhを薄くすることによって、当
該線路の形状を小型化することができ、当該線路を備え
たマイクロ波集積回路の小型化を実現できるという利点
がある。
第1の実施例 第2図は本発明の第1の実施例であるマイクロ波線路の
縦断面図であり、第2図において第1図(A),(B)
及び第8図と同一のものについては同一の符号を付して
いる。
第2図において、例えばSi又はGaAsにてなる半導
体基板lの全面上に、例えばAuにてなる接地導体3を
公知の金属配線の形成法により形成する。次いで、該接
地導体3の全面上に例えばプラズマCVD法によって例
えばSiONにてなる誘電体膜4を公知の方法により形
成した後、該誘電体膜4上に輻Wを有するストリップ形
状であって例えばAuにてなる中心導体5を公知の金属
配線の形成法により形成する。さらに、上記中心導体5
をマスクとして上記誘電体膜4を、例えばプラズマ等を
用いた反応性イオンビームエッチングによりエッチング
する。これによって、第2図に示すように、基本構成の
誘電体膜4に比較し、中心導体5の縁端部5a,5bと
接する部分にそれぞれ、凹部4a,4bを有する誘電体
膜4を備えたマイクロ波線路を形成することができる。
以上のように構成された第1の実施例のマイクロ波線路
は、上述の基本構成のマイクロ波線路と同様の作用と効
果を有する。
第2の実施例 第3図は本発明の第2の実施例であるマイクロ波線路の
縦断面図であり、第3図において第1図(A).(B)
 、第2図及び第8図と同一のものについては同一の符
号を付している。
第3図において、例えばSi又はGaAsにてなる半導
体基板lの全面上に、例えばAuにてなる接地導体3を
公知の金属配線の形成法により形成する。次いで、該接
地導体3の全面上に例えば所定量のポリイミド溶液を塗
布した後150℃の温度で加熱して該ポリイミド溶液を
硬化させ、ポリイミドにてなる誘電体膜4を形成する。
さらに、該誘電体膜4上に、幅Wを有するストリップ形
状であって例えばAuにてなる中心導体5を公知の金属
配線の形成法により形成する。最後に、上記中心導体5
をマスクとして、例えばヒドラジンヒドラートとエチレ
ンジアミンの混合液を用いて、上記誘電体膜4をエッチ
ングした後、真空中において300℃の温度で加熱する
ことによって、該誘電体膜4を硬化させる。これによっ
て、第3図に示すように、基本構成の誘電体膜4の同様
に中心導体5の縁端部5a,5bと接する部分において
@dにわたって誘電体膜4が形成されず、かつ該誘電体
膜4の断面形状が台形形状であるマイクロ波線路を形成
することができる。
以上のように構成された第2の実施例のマイクロ波線路
は、上述の基本構成のマイクロ波線路と同様の作用と効
果を有する。
第3の実施例 第4図は本発明の第3の実施例であるマイクロ波線路の
縦断面図であり、第4図において第1図(A).CB)
 、第2図、第3図及び第8図と同一のものについては
同一の符号を付している。
この第3の実施例のマイクロ波線路は、基本構成のマイ
クロ波線路における長さdをOとしたものであり、中心
導体5の下表面にのみ中心導体5と同一の輻Wを有する
誘電体膜4を形成したことを特徴としている。このよう
に誘電体膜4を形成するためには、基本構成における誘
電体膜4のエッチング工程において、中心導体5の下表
面にのみ誘電体膜4が形成されるようにエッチング時間
を調整すればよい。
以上のように構成された第3の実施例のマイクロ波線路
は、上述の基本構成のマイクロ波線路と同様の作用と効
果を有する。
第4の実施例 第5図は本発明の第4の実施例であるマイクロ波線路の
縦断面図であり、第5図において第1図(A),(B)
 、第2図乃゜至第4図及び第8図と同一のものについ
ては同一の符号を付している。
この第4の実施例のマイクロ波線路は、基本構成のマイ
クロ波線路に比較し、中心導体5の片方の縁端部5aの
下表面にのみ誘電体膜4が形成されていないことを特徴
としている。
以上のように構成された第4の実施例のマイク口波線路
は、上述の基本構成のマイクロ波線路と同様の作用と効
果を有する。
[発明の効果J 以上詳述したように本発明によれば、第1の導体上に誘
電体が形成され、上記誘電体上に所定幅を有するストリ
ップ形状の第2の導体が形成されてなるマイクロ波線路
において、上記誘電体の第2の導体に接する部分の輻が
第2の導体の輻以下に形成されたので、当該線路の実効
誘電率を従来に比較し低下させることができ、一定の特
性インピーダンスを得るための第2の導体の幅を広くで
きるとともに、上記第2の導体上の高周波電流の分布を
従来に比較して、上記第2の導体の幅方向に分散させる
ことができるので、当該マイクロ波線路の導体損失を従
来に比較して低減させることができる。
また、本発明のマイクロ波線路においては、従来のマイ
クロストリップ線路と同様に、特性インピーダンスが一
定であるという条件のもとで、第2の導体の輻と誘電体
の厚さは比例関係にあるので、誘電体の厚さを小さくす
るにつれて第2の導体の幅は小さくなる。従って、誘電
体の厚さを薄くすることによって、当該線路の形状を小
型化することができ、当該線路を備えたマイクロ波集積
回路の小型化を実現できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
第l図(A)は本発明にかかるマイクロ波線路の基本構
成を示す斜視図、 第1図(B)は第1図(A)のA−A’線についての縦
断面図、 第2図は本発明の第1の実施例であるマイクロ波線路の
縦断面図、 第3図は本発明の第2の実施例であるマイクロ波線路の
縦断面図、 第4図は本発明の第3の実施例であるマイクロ波線路の
縦断面図、 第5図は本発明の第4の実施例であるマイクロ波線路の
縦断面図、 第6図は第1図(A)に示した基本構成を有するマイク
ロ波線路と第8図の従来のマイクロストリップ線路にお
ける中心導体の幅と誘電体膜の厚さの比の値に対する特
性インピーダンスと実効誘電率を示すグラフ、 第7図は第1図(A)に示した基本構成を有する実施例
のマイクロ波線路と第8図の従来のマイクロストリップ
線路における中心導体の輻と誘電体膜の厚さの比の値に
対する線路損失を示すグラフ、 第8図は従来のマイクロストリップ線路の縦断面図、 第9図は第8図のマイクロストリップ線路におけるスト
リップ導体及び接地導体の表面上の電流分布を示す図で
ある。 l・・・基板、 2・・・誘電体膜、 3・・・接地導体、 4・・・誘電体膜、 5・・・中心導体、 5a,5b・・・中心導体の縁端部。 ヌ2図 〒 ^ +:7 ,ク JI!エ 第4l 第5コ 第8図 モ『Iんtミ谷IT j’:r= 7−IJ平成 1年
 471  5[1

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1の導体上に誘電体が形成され、上記誘電体上
    に所定幅を有するストリップ形状の第2の導体が形成さ
    れてなるマイクロ波線路において、上記誘電体の第2の
    導体に接する部分の幅が第2の導体の幅以下に形成され
    たことを特徴とするマイクロ波線路。
  2. (2)上記誘電体の断面形状が、長方形状又は台形形状
    であることを特徴とする請求項1記載のマイクロ波線路
JP1057295A 1989-03-08 1989-03-08 マイクロ波線路 Pending JPH02235406A (ja)

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JP1057295A JPH02235406A (ja) 1989-03-08 1989-03-08 マイクロ波線路

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996026555A1 (en) * 1995-02-23 1996-08-29 Superconductor Technologies, Inc. Method and apparatus for increasing power handling capabilities of high temperature superconducting devices
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