JPH0529852A - 高周波多層回路基板とその作成法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は高周波多層回路基板に関するもので
多層基板の誘電体の厚みを場所によって変更することに
より高周波多層基板の小型軽量化を計るものである。 【構成】 多層基板において、この多層基板の最下面は
接地されており、最上面に部品を実装し、電源線もしく
は信号線の少なくとも一方が中間層を通る構造になって
おり、この電源線もしくは信号線が上下両面をアース電
極ではさまれたストリップライン構造となっており、各
面の接続に貫通孔を設けることにより接続する高周波回
路基板において、同一基板内で信号線もしくは電源線を
はさんでいる誘電体基板厚みが場所によって異なること
を特徴とする高周波多層回路基板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は少なくとも２層以上の基
板を積層して形成する高周波多層回路基板とその作成法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来高周波回路用基板としてはテフロ
ン、アルミナ基板等が主として使用されてきた。テフロ
ン基板は誘電率は低いもののパターン形成の容易さ、低
コストであることなどから数ＧＨｚ以下の周波数で使用
されている。

【０００３】一方、１０ＧＨｚ以上の周波数では損失が
小さくフォトリソグラフィー技術を使用して精度高くパ
ターンを形成できるアルミナ基板が主として使用されて
きた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、移動体通信の発
達により主としてマイクロ波、及び準マイクロ波帯域で
使用する高周波回路の小型化の要求が強くなってきた。
高周波回路の小型化に有効な手段としては基板の誘電率
を上げる、基板を多層化する方法等が上げられる。

【０００５】多層基板を使用した場合ラインの特性イン
ピーダンスは基板厚みとライン幅、比誘電率によって決
る。そのため基板の誘電率が高なると線路インピーダン
スが５０オームのラインを形成しにくくなる。５０オー
ムラインを形成するためには基板厚さに比較してかなり
狭いラインを形成する必要があり、作成精度が問題とな
る。

【０００６】例えば比誘電率が７の誘電体を高周波回路
基板として使用した場合に基板厚みが７５０μｍのとき
にストリップラインの特性インピーダンスが５０オーム
となるライン幅は凡そ２００μｍである。また、５０オ
ームラインのライン幅を広くするためには薄い誘電体基
板を使用する必要があり、今度は基板厚み制御精度が問
題となる。

【０００７】また通常、電源から信号線に接続されてい
るラインは信号線側から見るとインピーダンスが非常に
高く見える必要がある。

【０００８】通常、この接続ラインの長さを増幅対象周
波数の１／４波長となるように設計するか、もしくは入
力側の場合抵抗により高インピーダンスとするなどの方
法がとられる。しかし、比較的周波数が低い場合は１／
４波長が非常に長くなり小型化できないし、抵抗により
インピーダンスを高くする方法は出力側には適用できな
い。

【０００９】また一般的に高周波増幅器に使用される能
動素子は出力パワーが大きくなるほど入力インピーダン
スが低くなってくるためこの能動素子に接続するライン
は特性インピーダンスが低い方が整合を取り易い場合が
多い。

【００１０】

【課題を解決するための手段】高周波多層回路基板にお
いて同一基板内で信号線もしくは電源線をはさんでいる
誘電体基板厚みが場所によって異なるようにし、回路上
低特性インピーダンスのストリップラインが必要な所は
基板厚みを薄く、高特性インピーダンスのストリップラ
インが必要な所は基板厚みを厚くするものである。

【００１１】

【作用】上記のような方法で電源線もしくは信号線の特
性インピーダンスを基板厚みによって変化させることに
より高周波回路基板を小型軽量にするものである。

【００１２】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面を用いて説明す
る。まず信号線の上下の誘電体の厚みが変化するとどの
ようにインピーダンスが変化するかを説明する。この多
層基板の断面図を断面図を（図２）に示す。

【００１３】同図において２０１は第１層目の誘電体、
２０２は第２層目の誘電体、２０３は第３層目の誘電
体、２０４は最下層面のアース電極、２０５は信号電
極、２０６は最上部のアース電極である。

【００１４】実際の作成プロセスを（図３）に示す。基
板としては誘電率７のアルミナ基板、導電体として印刷
法によって形成した厚膜導電体を使用した。作成におい
て基板は１枚あたり２５０μｍの厚みを持つグリーンシ
ートを使用した。

【００１５】まず最上部となる基板３０１にバイアホー
ル３０２となる穴開けを行う。さらに局所的に基板厚さ
を薄くするところ３０３を穴開けする。そして次にバイ
アホール内に導電体３０４を埋め込む。次に中間層とな
るグリーンシートにストリップラインを構成するための
上部電極３０５を印刷する。さらに最下部となるグリー
ンシートにストリップラインの信号線３０６を印刷し、
これらを積層、焼結する。

【００１６】誘電体基板を３枚重ねで使用し、基板最上
部に位置する誘電体基板をストリップライン上のみ積層
前に穴開けし、結果として基板厚さが５００μｍ、信号
線幅を２５０μｍとした場合の線路特性インピーダンス
はおよそ２７オームであった。導電体幅はそのままで基
板厚みを７５０μｍにした場合の特性インピーダンスは
５０オームとなった。

【００１７】次に実施例として９００ＭＨｚ帯の増幅器
について説明する。本発明の斜視図を（図１）に示す。
同図において１０１は第１層目の誘電体、１０２は第２
層目の誘電体、１０３は第３層目の誘電体、１０４は最
下層面のアース電極、１０５は信号電極、１０６は最上
部のアース電極、１０７は電界効果トランジスタ（ＦＥ
Ｔ）、１０８,１０９は電源ラインに接続されているバ
イパスコンデンサ、１１０、１１１は信号ラインに接続
されているＤＣカット用のカップリングコンデンサ、１
１２は入力端子、１１３は出力端子である。１１４、１
１５は電源供給端子である。

【００１８】ここで入力側の信号線は等価的にインダク
タンス及びキャパシタンスとして使用しているのでこの
ラインの長さ及び幅が重要である。このラインの上下の
誘電体を厚くすることにより特性インピーダンスが高く
なり短い長さでも等価インダクタンスが高くできる。

【００１９】またラインの上下の誘電体を薄くすること
により特性インピーダンスが低くなり短い長さでも等価
キャパシタンスを大きくできる。このようにして狭い面
積でインピーダンス整合がとれるようになる。

【００２０】また電源線についても同様で、この電源ラ
インの上下の誘電体を厚くすることにより特性インピー
ダンスを高くし短い長さでも信号ラインから見たインピ
ーダンスを高くとることが出来る。

【００２１】この実施例では誘電体基板を薄くすること
により能動素子の入出力インピーダンスに合わせてスト
リップラインの特性インピーダンスを低くして小型化す
るという例を示したが回路の都合上高いインピーダンス
を必要とする場合はその部分の誘電体を厚くして特性イ
ンピーダンスを低くすることが出来るのはいうまでもな
い。

【００２２】

【発明の効果】この多層基板を使用すれば従来単一の厚
みを使用した場合に基板が厚すぎるもしくは薄すぎて作
成が困難であった多層基板を使用することができ、小型
の高周波回路基板及び小型の高周波増幅器を作成するこ
とが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による高周波多層回路基板の斜視図

【図２】本発明による高周波多層基板の断面図

【図３】本発明の高周波多層基板の作成プロセスを説明
する工程図

【符号の説明】

１０１ 第１層目の誘電体 １０２ 第２層目の誘電体 １０３ 第３層目の誘電体 １０４ 最下層面のアース電極 １０５ 信号電極 １０６ 最上部のアース電極 １０７ 電界効果トランジスタ １０８，１０９ バイパスコンデンサ １１０，１１１ カップリングコンデンサ １１２ 入力端子 １１３ 出力端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮内 克行 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも２層以上の基板を積層して形
   成する多層基板において、この多層基板の最下面は接地
   されており、最上面に部品を実装し、電源線もしくは信
   号線の少なくとも一方が中間層を通る構造になっている
   多層基板において、同一基板内で信号線もしくは電源線
   をはさんでいる誘電体基板厚みが場所によって異なるこ
   とを特徴とする高周波多層回路基板。
2. 【請求項２】 セラミックを主成分とし、有機バインダ
   を混入したグリーンシートに導電体を作成した後積層、
   焼結して作成する多層基板の作成において、基板最上部
   もしくは基板最下部に位置する少なくとも１枚のグリー
   ンシートを積層する前に全体の基板厚みを薄くしたい部
   分のみを穴開けしたのち積層する高周波多層基板作成法
3. 【請求項３】 請求項１記載の高周波多層回路基板を用
   いた高周波増幅器。