JPH08222401A - 高周波回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】抵抗器の放熱性が良く、また高周波特性の劣化
が少ない高周波回路装置を提供する。 【構成】絶縁体基板２１上に形成された金属膜回路パタ
−ン２２間に接続されるチップ抵抗器２５を具備し、チ
ップ抵抗器２５は、抵抗膜パタ−ンおよびこの抵抗膜パ
タ−ンの両端に接続される電極２６ａ、２６ｂ、抵抗膜
パタ−ンと電気的に接続されない放熱用金属膜パッド２
９ａ、２９ｂのそれぞれが絶縁体チップ上に形成され、
また、チップ抵抗器２５の電極２６ａ、２６ｂは誘電体
基板上に形成された金属膜回路パタ−ン２２に接続さ
れ、そして、チップ抵抗器２５の放熱用金属膜パッド３
０ａ、３０ｂは誘電体基板上に形成された放熱用金属膜
パタ−ン３０ａ、３０ｂと熱的に接続している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波やミリ波な
どのように周波数が高く、また電力が大きい場合に好適
な高周波回路装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、高周波回路装置は、いろいろな回
路素子を用いて構成されている。そして、回路素子の１
つに抵抗器がある。抵抗器を、例えば高周波の大電力回
路に用いる場合、電流によって発熱する。このため放熱
が重要になる。なお終端抵抗などの場合は、その一端が
接地導体に接続される。したがって、接地導体を通して
放熱できるため問題は少ない。しかし、例えばウィルキ
ンソン合成回路に使用されるアイソレ−ション抵抗など
の場合は、接地される構成になっていない。このため、
接地導体などを通しての放熱が期待できない。

【０００３】ここで、従来の高周波回路装置について、
ウィルキンソン合成回路を例にとり図５を参照して説明
する。なお、（ａ）図は平面図で、（ｂ）図は、（ａ）
図の線Ａ−Ａで断面した図である。５１は誘電体基板
で、誘電体基板５１上に金属膜回路パタ−ン５２が形成
されている。金属膜回路パタ−ン５２は、一端は互いに
異なる入力端子５３、５４に接続され、他端は互いに接
続され１本の線路になっている。そして、金属膜回路パ
タ−ン５２の互いに離れた線路間に、そのアイソレ−シ
ョンを取るためにアイソレ−ション抵抗として、チップ
抵抗器５５が接続されている。また、チップ抵抗器５５
の下方に位置する誘電体基板５１部分には、接地容量を
少なくするために穴５６が形成されている。

【０００４】上記した構成のウィルキンソン合成回路の
場合、２つの入力端子５３、５４から入力される入力信
号に振幅差や位相差があると、チップ抵抗器５５が発熱
する。これらの熱は、チップ抵抗器５５の表面から直接
放射され、あるいは空気に伝導し、周辺に放熱される。
また、一部は、チップ抵抗器５５の電極から金属膜回路
パタ−ン５２に伝導し、金属膜回路パタ−ン５２から直
接放射され、あるいは、そこから空気に伝導し、周辺に
放熱される。また、一部は、誘電体基板５１から、裏面
の接地導体に伝導し、そこで放熱される。

【０００５】なお、入力信号が大電力になると発熱量が
より大きくなる。このような場合、放熱性を向上させる
ために、チップ抵抗器やチップ抵抗器を構成する抵抗膜
を大きくしたり、あるいは誘電体基板上の金属膜回路パ
タ−ンの面積を大きくしたりしている。また、誘電体基
板として熱伝導の良い材質のものを使用したりしてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、高周波回路装
置において、チップ抵抗器や抵抗膜を大きくし、また、
誘電体基板上の金属膜回路パタ−ンの面積を大きくする
と、回路の接地容量が増え高周波特性が劣化する。高周
波特性の劣化を防ぐために、従来技術で説明したよう
に、例えば、チップ抵抗器直下の誘電体基板に穴が設け
られる。しかし、誘電体基板に穴を設けると、チップ抵
抗器から誘電体基板への熱の伝導性が悪くなる。また、
誘電体基板として熱伝導の良い材質のものを選ぶ場合
は、誘電体基板の選択の幅がそれだけ狭められる。その
ため、電気的特性や基板の固定方法、基板上の部品の実
装方法、機械的構造、質量、コスト等の点で設計の自由
度が少なくなる。

【０００７】本発明は、上記した欠点を解決するもの
で、抵抗器の放熱性が良く、また高周波特性の劣化が少
ない高周波回路装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、誘電体基板上
に所定の間隔で形成された第１および第２の金属膜回路
パタ−ンと、この第１および第２の金属膜回路パタ−ン
間に接続されたチップ抵抗器とを具備した高周波回路装
置において、前記チップ抵抗器は、抵抗膜パタ−ンおよ
びこの抵抗膜パタ−ンの両端に電気的に接続される電
極、前記抵抗膜パタ−ンと電気的に接続されない放熱用
金属膜パッドのそれぞれを絶縁体チップ上に形成して構
成され、また、前記チップ抵抗器の前記電極が前記誘電
体基板上に形成された金属膜回路パタ−ンと電気的に接
続され、かつ、前記チップ抵抗器の前記放熱用金属膜パ
ッドと熱的に接続される放熱用金属膜パタ−ンが、前記
誘電体基板上に形成されている。

【０００９】また、誘電体基板上に形成された放熱用金
属膜パタ−ンが、ビアホ−ルまたはスル−ホ−ルで、前
記誘電体基板の裏面の接地導体に接続されている。

【００１０】また、第１および第２の金属膜回路パタ−
ンそれぞれの一端は互いに異なる信号端子に接続され、
また他端は互いに接続されている。

【００１１】また、両端が接地されないチップ抵抗器や
一端が接地されるチップ抵抗器が、誘電体基板上にΠ型
またはΤ型に接続される高周波回路装置において、前記
両端が接地されないチップ抵抗器が、抵抗膜パタ−ンお
よびこの抵抗膜パタ−ンの両端に電気的に接続される電
極、前記前記抵抗膜パタ−ンと電気的に接続されない放
熱用金属膜パッドのそれぞれを絶縁体チップ上に形成し
て構成され、かつ、前記チップ抵抗器の前記放熱用金属
膜パッドと熱的に接続される放熱用金属膜パタ−ンが、
前記誘電体基板上に形成されている。

【００１２】また、チップ抵抗器の直下に位置する部分
の誘電体基板に穴が形成されている。 また、チップ抵
抗器を構成する絶縁体チップがセラミックで構成されて
いる。 また、セラミックとして、アルミナまたは窒化
アルミが使用される。

【００１３】

【作用】上記した構成によれば、高周波回路装置を構成
するチップ抵抗器は、抵抗膜パタ−ンやこの抵抗膜パタ
−ンの両端に電気的に接続される電極、抵抗膜パタ−ン
と電気的に接続されない放熱用金属膜パッドのそれぞれ
が絶縁体チップ上に形成され、そして、チップ抵抗器の
放熱用金属膜パッドと熱的に接続される放熱用金属膜パ
タ−ンが、誘電体基板上に形成されている。したがっ
て、チップ抵抗器の熱は従来の放熱方法に加えて、誘電
体基板上に形成された放熱用金属膜パタ−ンを利用して
直接放射でき、あるいはそこから空気に伝導し周辺に放
熱できる。また、放熱用金属膜パタ−ンから誘電体基板
を経て接地導体に放熱できる。この結果、チップ抵抗器
の放熱特性が向上する。

【００１４】また、誘電体基板上に形成された放熱用金
属膜パタ−ンを、ビアホ−ルまたはスル−ホ−ルで誘電
体基板裏面の接地導体に接続すれば、チップ抵抗器の放
熱特性がより改善できる。

【００１５】また、上記した構成のチップ抵抗器を、ウ
ィルキンソン合成回路や、Π型、Τ型アッテネ−タに使
用すれば、放熱特性の優れたウィルキンソン合成回路や
アッテネ−タが実現される。また、チップ抵抗器の直下
に位置する部分の誘電体基板に穴が形成することによ
り、回路の接地容量が少なくでき高周波特性の劣化を防
止できる。

【００１６】また、チップ抵抗器を構成する絶縁体チッ
プとしてセラミックを用いれば、抵抗膜や電極金属膜等
の形成が容易で、また熱伝導性も優れているので特性の
良好な装置が実現できる。また、セラミックとしてアル
ミナを用いた場合は、膜形成が容易で、熱伝導性も比較
的良く、コストも安いので、本発明のチップ抵抗器に適
している。また、窒化アルミは熱伝導性がより良好であ
るため、高電力用に適している。

【００１７】

【実施例】本発明の実施例を説明する前に、本発明に使
用されるチップ抵抗器について、図１で説明する。なお
（ａ）図は平面図で、（ｂ）図は（ａ）図を右側から見
た図、そして（ｃ）図は（ａ）図を図の下方から見た図
である。１１は絶縁体チップで、絶縁体チップ１１上に
抵抗膜パタ−ン１２が形成されている。また抵抗膜パタ
−ン１２の両端には、抵抗膜パタ−ン１２と電気的に接
続される電極１３ａ、１３ｂが形成されている。そし
て、抵抗膜パタ−ン１２と電気的に接続しない位置に、
放熱用金属膜パッド１４ａ、１４ｂが形成されている。

【００１８】ここで、上記した構成のチップ抵抗器を、
ウィルキンソン合成回路に応用した本発明の一実施例に
ついて、図２で説明する。なお、（ａ）は平面図で、
（ｂ）図は、（ａ）図を線Ｂ−Ｂで断面した図である。
２１は誘電体基板で、誘電体基板２１上に金属膜回路パ
タ−ン２２が形成されている。金属膜回路パタ−ン２２
は、それぞれの一端は異なる２つの入力端子２３、２４
に接続され、他端は互いに接続され１本の線路になって
いる。そして、金属膜回路パタ−ン２２で構成される互
いに離れた線路間に、アイソレ−ションを取るためにア
イソレ−ション抵抗として、チップ抵抗器２５が接続さ
れている。チップ抵抗器２５は、図１で説明したような
構造をしている。そして、チップ抵抗器２５と金属膜回
路パタ−ン２２間の接続は、電極２６ａ、２６ｂを金属
膜回路パタ−ン２２にハンダ付け２７ａ、２７ｂして行
われている。また、チップ抵抗器２５の下方部分には、
接地容量を少なくするために誘電体基板に穴２８が形成
されている。

【００１９】そして、チップ抵抗器２５に形成された放
熱用の金属膜パッド２９ａ、２９ｂは、誘電体基板２１
上に形成された放熱用金属膜パタ−ン３０ａ、３０ｂに
ハンダ付け３１ａ、３１ｂされ、熱的に接続されてい
る。

【００２０】上記した構成によれば、チップ抵抗器２５
に熱が発生した場合、従来技術の場合と同様にチップ抵
抗器２５や金属膜回路パタ−ン２２などから放熱する他
に、誘電体基板２１上に形成された放熱用金属膜パタ−
ン３０ａ、３０ｂに伝導し、放熱用金属膜パタ−ン３０
ａ、３０ｂから直接の放射や空気への伝導によって周辺
に放熱される。さらに、一部は、放熱用金属膜パタ−ン
３０ａ、３０ｂから誘電体基板２１、そして誘電体基板
２１裏面の接地導体３２に伝導し、接地導体３２から放
熱される。

【００２１】なお、図２では、接地容量を少なくするた
めに、チップ抵抗器２５直下の誘電体基板２１に穴２８
を設けている。しかし、接地容量が問題にならない場合
は穴２８は省略できる。

【００２２】ところで、誘電体基板２１上に形成された
放熱用金属膜パタ−ン３０ａ、３０ｂは、金属膜回路パ
タ−ン２２と浮遊キャパシタンスにより電気的に結合
し、ウィルキンソン合成回路の高周波特性に若干影響す
る。しかし放熱用金属膜パタ−ン３０ａ、３０ｂは金属
膜回路パタ−ン２２から独立している。したがって、放
熱用金属膜パタ−ン３０ａ、３０ｂと金属膜回路パタ−
ン２２の距離や、放熱用金属膜パタ−ン３０ａ、３０ｂ
の寸法を選ぶことにより、高周波特性の劣化を少なくで
き実用上の問題は生じない。

【００２３】次に、本発明の他の実施例について、図３
を参照して説明する。なお（ａ）は正面図で、（ｂ）
（ｃ）図はそれぞれ（ａ）図の線Ｂ−Ｂ、線Ｃ−Ｃでの
断面図である。図３の実施例もウィルキンソン合成回路
で、図２に対応する部分には同一の符号を付し、重複す
る説明は省略する。

【００２４】この実施例では、誘電体基板２１上に形成
された放熱用金属膜パタ−ン３０ａ、３０ｂが複数のス
ル−ホ−ル４０を通して誘電体基板２１裏面の接地導体
３２に接続され接地されている。放熱用金属膜パタ−ン
３０ａ、３０ｂを接地導体３２に接続することにより、
接地導体３２への熱伝導性がより向上する。このとき、
スル−ホ−ル４０の数を多くすればそれだけ熱伝導性が
よくなる。なお、スル−ホ−ル４０は、通常、誘電体基
板２１にあけられた穴の内面に金属のメッキを施して形
成される。しかし、誘電体基板２１に形成した穴の部分
を金属で満たしたビアホ−ルと呼ばれるもので構成して
もよい。

【００２５】本発明のもう一つの他の実施例について、
図４を参照して説明する。図４は、Π型アッテネ−タの
例である。４１は誘電体基板で、誘電体基板４１上に線
路パターン４２ａ、４２ｂが形成されている。そして、
線路パターン４２ａ、４２ｂ間に１つのチップ抵抗器４
３が接続され、また線路パターン４２ａ、４２ｂそれぞ
れと接地間に１つづつのチップ抵抗器４４、４５が接続
されている。そして、両端が線路パターン間に接続さ
れ、接地されないチップ抵抗器４３として図１に示した
構造のチップ抵抗器が用いられている。このとき、チッ
プ抵抗器４３の放熱用金属膜パッド４６ａ、４６ｂは、
誘電体基板４１上に形成された放熱用金属膜パタ−ン４
７ａ、４７ｂに半田付け４８ａ、４８ｂされる。また、
線路パターン４２ａ、４２ｂに対しては、電極４９ａ、
４９ｂが半田付け５０ａ、５０ｂされる。なお、放熱用
金属膜パタ−ン４７ａ、４７ｂはスル−ホ−ルなどで接
地することもできる。

【００２６】なお、図４はΠ型アッテネ−タの例である
が、Τ型アッテネ−タの場合は、３つの抵抗がΤ型に接
続されている。この場合も、１つのチップ抵抗器が接地
され、２つがチップ抵抗器が接地されない構成になる。
このときも、接地されないチップ抵抗器に対し、図１に
示すようなチップ抵抗器を用いることができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、高周波特性の劣化が少
なく、抵抗の放熱性が良い高周波回路装置を実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に使用されるチップ抵抗器を説明する図
である。の一実施例を示す。従来のウィルキンソン合成
回路を示す。

【図２】本発明の一実施例を説明する図である。

【図３】本発明の他の実施例を説明する図である。

【図４】本発明のもう１つの他の実施例を説明する図で
ある。

【図５】従来例を説明する図である。

【符号の説明】

２１…絶縁体基板 ２２…金属膜回路パターン ２３、２４…入力端子 ２５…チップ抵抗器 ２６ａ、２６ｂ…電極 ２７ａ、２７ｂ…ハンダ付け ２８…穴 ２９ａ、２９ｂ…金属膜パッド ３０ａ、３０ｂ…放熱用金属膜パターン

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体基板上に所定の間隔で形成された
   第１および第２の金属膜回路パタ−ンと、この第１およ
   び第２の金属膜回路パタ−ン間に接続されたチップ抵抗
   器とを具備した高周波回路装置において、前記チップ抵
   抗器は、抵抗膜パタ−ンおよびこの抵抗膜パタ−ンの両
   端に電気的に接続される電極、前記抵抗膜パタ−ンと電
   気的に接続されない放熱用金属膜パッドのそれぞれを絶
   縁体チップ上に形成して構成され、また、前記チップ抵
   抗器の前記電極が前記誘電体基板上に形成された前記金
   属膜回路パタ−ンと電気的に接続され、かつ、前記チッ
   プ抵抗器の前記放熱用金属膜パッドと熱的に接続される
   放熱用金属膜パタ−ンが、前記誘電体基板上に形成され
   たことを特徴とする高周波回路装置。
2. 【請求項２】 誘電体基板上に形成された放熱用金属膜
   パタ−ンが、ビアホ−ルまたはスル−ホ−ルで、前記誘
   電体基板の裏面の接地導体に接続されていることを特徴
   とする請求項１記載の高周波回路装置。
3. 【請求項３】 第１および第２の金属膜回路パタ−ンそ
   れぞれの一端は互いに異なる信号端子に接続され、また
   他端は互いに接続されていることを特徴とする請求項１
   または請求項２記載の高周波回路装置。
4. 【請求項４】 両端が接地されないチップ抵抗器や一端
   が接地されるチップ抵抗器が、誘電体基板上にΠ型また
   はΤ型に接続される高周波回路装置において、前記両端
   が接地されないチップ抵抗器が、抵抗膜パタ−ンおよび
   この抵抗膜パタ−ンの両端に電気的に接続される電極、
   前記前記抵抗膜パタ−ンと電気的に接続されない放熱用
   金属膜パッドのそれぞれを絶縁体チップ上に形成して構
   成され、かつ、前記チップ抵抗器の前記放熱用金属膜パ
   ッドと熱的に接続される放熱用金属膜パタ−ンが、前記
   誘電体基板上に形成されたことを特徴とする高周波回路
   装置。
5. 【請求項５】 チップ抵抗器の直下に位置する部分の誘
   電体基板に穴が形成されたことを特徴とする請求項１乃
   至請求項４の１つに記載された高周波回路装置。
6. 【請求項６】 チップ抵抗器を構成する絶縁体チップが
   セラミックであることを特徴とする請求項１乃至請求項
   ５の１つに記載された高周波回路装置。
7. 【請求項７】 セラミックが、アルミナまたは窒化アル
   ミであることを特徴とする請求項６記載の高周波回路装
   置。