JPH05235612A - 異なる寸法の伝送構造間の一定インピーダンス転移部 - Google Patents

異なる寸法の伝送構造間の一定インピーダンス転移部

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JPH05235612A
JPH05235612A JP4205162A JP20516292A JPH05235612A JP H05235612 A JPH05235612 A JP H05235612A JP 4205162 A JP4205162 A JP 4205162A JP 20516292 A JP20516292 A JP 20516292A JP H05235612 A JPH05235612 A JP H05235612A
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microstrip
transmission line
ground plane
strip
microstrip transmission
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Curtis L Hanz
カーティス・エル・ハンツ
Jon J Gulick
ジョン・ジェイ・ガリック
Kathleen L Virga
キャスリーン・エル・バーガ
Allen Podell
アレン・ポデル
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、一体化多層回路構造に形成された
マイクロストリップ伝送ライン構造の幅の異なるマイク
ロストリップ部分間におけるインピーダンスの変化をな
くして一定のインピーダンスを得ることを目的とする。 【構成】 一体化多層回路構造の外部層上に設けられ、
異なる幅を有する一連の接続されたマイクロストリップ
部分11(1) 〜11(4) からなるマイクロストリップライン
11と、マイクロストリップライン11の長さに沿って実質
上一定のインピーダンスを与えるために、絶縁層間に形
成され、関連するストリップ部分からそれぞれ所定の間
隔を隔てている各ストリップ部分11(1) 〜11(4) に対応
する各接地面13(1) 〜13(4) と、各接地面を電気的に接
続する導電接続体16とを具備し、マイクロストリップ部
分の幅が増加するとき接地面との間隔も増加させること
によってインピーダンスを一定に維持することを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般にハイブリッド多
層回路構造に関し、特に実質上一定のインピーダンスを
有するハイブリッド多層回路構造上に配置された異なる
寸法の接続されたマイクロストリップ伝送ラインに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ハイブリッド超小型回路としてまた知ら
れているハイブリッド多層回路構造は回路装置（例えば
集積回路）の相互接続およびパッケージを行い、一般に
複数の一体に融着された絶縁層（例えばセラミック層）
から形成された一体化された多層回路構造を含み、その
絶縁層間に導体トレースが配置される。回路装置は一般
に別の絶縁層によって被覆されないように上部絶縁層上
に取付けられるか、或いは回路装置用の空洞を設けるた
めに形成されたダイ用凹部を有する１絶縁層上に取付け
られる。キャパシタおよび抵抗のような受動部品は例え
ば厚膜処理によって回路装置を支持する同一層上に形成
されるか、或いは同様に厚膜処理によって絶縁層間に形
成されることができる。異なる層上の導体および装置の
電気相互接続は絶縁層に適切に位置され形成された貫通
孔によって行われ、導電貫通接続体充填材料によって充
填され、それによって、導電材料は貫通接続体の上或い
は下に延在する層間の予め定められた導電トレースと接
触している。
【０００３】ハイブリッド多層回路構造は現在ＲＦ用に
も利用されており、それにおいてはハイブリッド上に取
付けられたマイクロ波集積回路（ＭＩＣ）およびモノリ
シックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）が例えばスクリ
ーン印刷または金属付着にしたがって多層構造上に形成
されたマイクロストリップ伝送構造を用いて相互接続さ
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ハイブリッド多層回路
構造中にマイクロストリップ伝送構造を構成するときに
考慮すべき事柄は異なる幅のマイクロストリップライン
間の転移中における信号反射を減少させることである。
その場合、幅を変化させることが損失の減少、レイアウ
ト要求、および処理要求等を考慮して利用されている。
【０００５】したがって、本発明の目的は異なる寸法の
伝送構造間の低い反射転移部を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記および他の目的は、
伝送ライン構造の長さに沿った実質上一定の特性インピ
ーダンスを有する本発明の伝送ライン構造によって達成
され、インピーダンス変化による反射は無視でき、全体
的な信号反射は減少される。本発明のマイクロストリッ
プ伝送ライン構造の１実施例は一体化された多層回路構
造の上部層の上にマイクロストリップラインを形成する
異なる幅を有する一連の接続されたマイクロストリップ
ストリップ部分と、マイクロストリップラインの長さに
沿った実質上一定のインピーダンスを与えるように関連
するストリップ部分からそれぞれ誘電体的に間隔を隔て
た多層回路構造の絶縁層間にそれぞれ形成されたストリ
ップ部分に対する接地面と、各接地面を電気的に相互接
続する複数の導電貫通接続体とを含む。
【０００７】
【実施例】本発明のマイクロストリップ伝送ラインは、
一体化構造の外側に取付けられたＭＩＣ、ＭＭＩＣ等の
種々の回路装置を相互接続するために使用される一体化
された多層回路構造中に構成される。一体化多層回路構
造は複数の絶縁層（例えばセラミックから構成されてい
る）と、層間および上部層の上に配置された導電トレー
ス（例えばマイクロストリップラインを含む）と、埋設
素子（例えば絶縁層の上に形成され、絶縁層によって被
覆された素子）と共に一体に融着された一体化多層構造
を形成するために処理される導電貫通接続体から形成さ
れている。一体化構成の後、適当な金属層は一体化構造
の外側に設けられ、回路装置が取付けられて電気的に接
続される。
【０００８】図１および図２を参照すると、マイクロス
トリップ伝送ラインの上面図および断面図が示されてお
り、伝送ラインが構成される多層回路構造の上部層の上
に配置された階段状に幅の変化するマイクロストリップ
ライン11を含む。マイクロストリップライン11はそれぞ
れ固定した幅の一連の相互接続されたストリップ部分を
含む。一定幅の各ストリップ部分は例えば線形ストリッ
プ部分、湾曲したストリップ部分または屈曲部を含む部
分からなる。
【０００９】例示および説明を容易にするために、特別
な実施例として、異なる一定幅W1,W2,W3,W4 の一定幅の
線形ストリップ部分11(1),11(2),11(3),11(4) を有する
階段状の幅のマイクロストリップラインについて説明す
る。線形ストリップ部分の幅は右から左に増加し、例え
ば最も狭いストリップ部分11(1) はそれとほぼ同じ幅か
らなるチップ接続パッド15に接続されている。チップ接
続パッド15並びに別のチップ接続パッド17は例えばＭＭ
ＩＣに接続するために使用されることができる。
【００１０】マイクロストリップ伝送ライン構造はさら
に異なる絶縁層間に形成され、マイクロストリップライ
ンの異なるセグメントにそれぞれ関連する埋設された接
地面金属層13(1),13(2),13(3),13(4) を含み、接地面の
間隔は幅の広いストリップ部分に対して大きくされてい
る。各接地面はそれに関連するストリップ部分に関して
一定の間隔を隔てて位置し、ストリップ部分とそのスト
リップ部分の直ぐ下に位置するそれに関連する接地面の
部分の間の介在する接地面または導電素子は存在しな
い。ストリップ部分の幅および関連する接地面との間隔
はストリップ部分の全てに対して同じ特性インピーダン
スを与えるように選択され、その結果ライン長に沿った
実質上一定のインピーダンスを与える。接続パッド15が
ストリップ部分11(1) の延長部であれば、関連する接地
面13(1) は接続パッド15の下に延在すべきである。
【００１１】接続パッド15,17 に接続されたＭＭＩＣを
有する図示の実施例に対して、埋設接地面はＭＭＩＣの
特性に対する影響を最小にするために接続パッドによっ
て囲まれた区域の下に位置する区域まで延在してはなら
ない。
【００１２】接地面間隔は多層回路構造の各層の厚さの
整数倍であるように制限されるので、特定のライン幅は
接地面間隔に依存する。実行に際して、特定のストリッ
プ部分幅の初期近似値は特定の接地面位置を決定するた
めに用いられ、特定の誘電定数が与えられると、使用さ
れるのに必要な特定のライン幅が決定される。
【００１３】各接地面がマイクロストリップラインの１
端部の下の接地面の下に重なって位置するように接地面
は階段状であり、一番下の接地面はマイクロストリップ
伝送ラインの全体の長さに延在する。埋設された接地面
は導電貫通接続体14によって電気的に相互接続され、相
互接続された埋設接地面構造は導電貫通接続体16の列に
よって一体化多層回路構造の最下面上に形成された底部
接地面213 に電気的に接続され、マイクロストリップ伝
送ライン構造が構成される。各列は例えば1990年２月６
日の米国特許4,899,118 号明細書に開示されているよう
に導体トレースまたは捕捉パッドと相互接続される軸方
向に整列された貫通接続体またはずれて配置された貫通
接続体から構成されてもよい。軸方向に整列された或い
はずれて配置された貫通接続体が利用されるか否かは、
一体化多層回路構造の電気的、熱的、または機械的な一
体状態に影響を与える係数に依存する。導電貫通接続体
の誘導効果を減少するために多くの貫通接続体が利用さ
れ並列に配置されることを認識すべきである。
【００１４】階段状マイクロストリップ伝送ライン構造
の一番下の接地面が埋設接地面として示されているが、
その様な一番下の接地面は一番幅の広いストリップ部分
の幅および一体化多層回路構造の層の数のような係数に
依存して多層回路構造の底部接地面によって構成される
こともできる。
【００１５】図３を参照すると、接地面113(1),113(2),
…113(4)が直ぐ上に位置する埋設接地面の少し下だけに
延在する本発明の別の実施例のマイクロストリップ伝送
ライン構造が示されている。埋設接地面は互いに電気的
に接続され、１つより多くの絶縁層を通って延在する接
続部に対して列をなして配置可能な導電貫通接続体114
によって底部接地面213 に接続される。導電貫通接続体
の各列は図２の構造に関して上述されたように導体トレ
ースまたは捕捉パッドに相互接続される軸方向に整列さ
れた貫通接続体またはずれて配置された貫通接続体から
構成されることができる。導電貫通接続体の誘導効果を
減少するために多くの貫通接続体が使用され平行に配置
されることができることを認識すべきである。図２の構
造と同様に、図３の構造は最も幅の広いストリップ部分
に対して一番下の接地面として底部接地面を含むことが
できる。
【００１６】図２の接地面構造は接地面間のより高い連
続性および低いインダクタンスをもたらし、一方図３の
接地面構造は層間の金属が少なくなり、一体化多層回路
構造の層間の良好な接着力を与える。
【００１７】概略的な説明のために、隣接のストリップ
部分間の幅の変化が１絶縁層の厚さに対応する間隔の変
化を必要とする１実施例に基づいて、埋設接地面が隣接
の層間に位置するように示されている。しかしながら、
実際の間隔は層の厚さの整数倍であるように制限される
有効な接地面の深さによって決定されるように、ディス
クリートな値にあるように制限される各ストリップ部分
の幅に依存する。さらに、特定の必要条件に応じて、ス
トリップ部分の幅はマイクロストリップ伝送ラインの長
さに沿って所定の方向に全て増加或いは減少する必要は
ない。また、ストリップ部分の幅の転移部は段階的であ
る必要はなく、幅の個々の変化は比較的大きくてもよ
い。
【００１８】図４および図５を参照すると、本発明のマ
イクロストリップ伝送ライン構造に使用できる一定幅の
一定幅湾曲状ストリップ部分211 の１実施例および屈曲
部を有する一定幅ストリップ部分311 の１実施例が示さ
れている。
【００１９】関連するストリップ部分のラインの中心線
に関して横方向の接地面の幅は特別の適用および可能な
レイアウト制限に依存する。例えば、関連するストリッ
プ部分の幅の約３乃至５倍の接地面の幅は大抵の場合に
有限の接地面効果を阻止するのに適している。有限な接
地面効果が阻止できないとしても、適度に補償されるこ
とができる。湾曲状部分または屈曲部を有する部分に対
する接地面の望ましい幅はストリップ部分の長さに沿っ
てどの点においても満たされるべきである。
【００２０】本発明の伝送ライン構造にしたがって、実
質上一定のインピーダンス通路が異なる幅の接続された
ストリップ部分間に設けられ、図１に示されたように狭
いチップ接続パッド15への予め定められた幅のマイクロ
ストリップラインへの接続のようなマイクロストリップ
ライン幅の変化を要する適用において有効に利用するこ
とができる。
【００２１】本発明のマイクロストリップ伝送ライン構
造は例えば文献（William A. Vitriol氏他、1983年、IS
HM Proceeding,593 乃至598 頁）、（Ramona G. Pond氏
他、1986年、ISHM Proceeding,461 乃至472 頁）、およ
び（H.T.Sawhill 氏他、1986年、ISHM Proceeding,268
乃至271 頁）に開示されたような低温共焼成処理によっ
て構成される。
【００２２】低温共焼成処理によると、貫通接続体は所
望の多層回路の所望の貫通接続体形態によって限定され
た位置において複数の緑色厚幕テープ層中に形成され
る。貫通接続体は例えばスクリーン印刷によって適切な
充填材料で充填される。埋設接地面を含む導電トレース
に対する導体金属層はスクリーン印刷によって個々のテ
ープ層上に付着され、例えば受動部品を形成する材料は
テープ層上に付着される。テープ層は緑色セラミックテ
ープに含まれた有機材料を除去し固体セラミック基体を
形成する予め定められた時間にわたって１２００℃（典
型的には８５０℃）より低い温度で積層状態で焼成され
る。異なる幅のマイクロストリップ部分を含む外部金属
層、下方接地面金属層、および側壁金属層は既知の技術
によって適用されることが可能である。
【００２３】以上、本発明の特定の実施例を説明して例
示したが、種々の変更および変形は添付特許請求の範囲
によって限定されるような本発明の技術的範囲から逸脱
することなく当業者によって為される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマイクロストリップ伝送ライン構造を
具備する一体化された多層回路構造の１部分の上面図。
【図２】図１のマイクロストリップ伝送ライン構造の段
状接地面を示す断面図。
【図３】図１のマイクロストリップライン用の別の段状
接地面を示す断面図。
【図４】本発明のマイクロストリップ伝送ラインに使用
できる湾曲したマイクロストリップ部分の上面図。
【図５】本発明のマイクロストリップ伝送ラインに使用
できる屈曲部を有するマイクロストリップ部分の上面
図。
【符号の説明】
11…マイクロストリップライン、11(1) 〜11(4) …スト
リップ部分、13(1) 〜13(4) …金属層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン・ジェイ・ガリック アメリカ合衆国、カリフォルニア州 90250、ホウソーン、ウエスト・ワンハン ドレッドトゥエンティーフォース・ストリ ート 5537 (72)発明者 キャスリーン・エル・バーガ アメリカ合衆国、カリフォルニア州 90278、レドンド・ビーチ、ウーラコッ ト・ストリート 1536 (72)発明者 アレン・ポデル アメリカ合衆国、カリフォルニア州 94301、パロ・アルト、ハーカー・アベニ ュー 1351

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の絶縁層を有する一体化多層回路構
    造に形成されたマイクロストリップ伝送ライン構造にお
    いて、 一体化多層回路構造の外部層上に付着された異なる幅を
    有し、マイクロストリップラインを形成する一連の接続
    されたマイクロストリップ部分と、 マイクロストリップラインの長さに沿って実質上一定の
    インピーダンスを与えるために、絶縁層間に形成され、
    対応する各ストリップ部分からそれぞれ間隔を隔ててい
    る前記各ストリップ部分に対応する各接地面と、 前記各接地面を電気的に相互接続する複数の導電接続体
    とを具備していることを特徴とするマイクロストリップ
    伝送ライン構造。
  2. 【請求項２】 前記各接地面はその上のレベルの接地面
    が存在するときにはその下に延在している請求項１記載
    のマイクロストリップ伝送ライン構造。
  3. 【請求項３】 １つ以上の前記ストリップ部分は湾曲し
    たストリップ部分を含んでいる請求項１記載のマイクロ
    ストリップ伝送ライン構造。
  4. 【請求項４】 １つ以上の前記ストリップ部分は屈曲部
    を有するストリップ部分から構成されている請求項１記
    載のマイクロストリップ伝送ライン構造。
  5. 【請求項５】 複数の絶縁層を有する一体化多層回路構
    造に形成されたマイクロストリップ伝送ライン構造にお
    いて、 一体化多層回路構造の外部層上に付着された異なる幅を
    有し、マイクロストリップラインを形成する一連の接続
    されたマイクロストリップ部分と、 マイクロストリップラインの長さに沿って実質上一定の
    インピーダンスを与えるために、対応するストリップ部
    分からそれぞれ間隔を隔てている前記各ストリップ部分
    に対応する各接地面であって、一番下の接地面は一体化
    多層回路構造の底面上に形成され、残りの接地面は絶縁
    層間に形成されている各接地面と、 前記各接地面を電気的に相互接続する複数の導電接続体
    とを具備していることを特徴とするマイクロストリップ
    伝送ライン構造。
  6. 【請求項６】 １つ以上の前記ストリップ部分は湾曲し
    たストリップ部分を含んでいる請求項５記載のマイクロ
    ストリップ伝送ライン構造。
  7. 【請求項７】 １つ以上の前記ストリップ部分は屈曲部
    を有するストリップ部分から構成されている請求項５記
    載のマイクロストリップ伝送ライン構造。
JP4205162A 1991-07-31 1992-07-31 異なる寸法の伝送構造間の一定インピーダンス転移部 Pending JPH05235612A (ja)

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