JPH08250824A - 共線終端伝送線構造およびその製造方法 - Google Patents

共線終端伝送線構造およびその製造方法

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JPH08250824A
JPH08250824A JP8020132A JP2013296A JPH08250824A JP H08250824 A JPH08250824 A JP H08250824A JP 8020132 A JP8020132 A JP 8020132A JP 2013296 A JP2013296 A JP 2013296A JP H08250824 A JPH08250824 A JP H08250824A
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transmission line
substrate
collinear
line structure
conductors
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JP8020132A
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John F Casey
ジョン・エフ・ケイシー
Ronald W Schroeder
ロナルド・ダブリュ・シュローダー
Lewis R Dove
ルイス・アール・ドーヴ
Philip J Yearsley
フィリップ・ジェー・ヤースリー
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HP Inc
Original Assignee
Hewlett Packard Co
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Abstract

(57)【要約】 【課題】レーザー・スラグを最少化し微細ピッチ間隔を
備える共線終端伝送線構造の提供。 【解決手段】基板上に印刷され、それぞれの間に所定幅
の間隔を有し、ほぼ平行に配置されている複数の導体
（１２０）と、厚膜抵抗材料の帯から形成され、それぞ
れが前記複数の導体に電気的に接続されている複数の抵
抗（１５０）とを備えている共線終端伝送線構造。厚膜
抵抗材料の帯（２１０）のレーザ・トリム領域（２２
０）を除去して抵抗（１５０）を作成する。

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回
路に関し、より詳細には、共線終端伝送線構造およびそ
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ハイブリッド回路は、アルミナまたは類
似のセラミックから成る絶縁基板上に製造することがで
きる。このハイブリッド回路には任意の数の厚膜または
薄膜構成部品、半導体デバイスおよびコンデンサのよう
なディスクリート部品が組み合わされている。ハイブリ
ッド回路は通常、高周波およびマイクロ波用途に応用さ
れているが、低周波用途にもまた応用することができ
る。多くの場合、絶縁蓋が、回路を封入する基板に取り
付けられている。高電力用途においては、ヒート・シン
クを備えることが望ましい場合が多い。通常は、ヒート
・シンクは、熱可塑性エポキシ樹脂により、ハイブリッ
ドの不活性側に直接取り付けられている。
【０００３】高周波で動作する電子装置の設計および製
造においては、回路間の電気的相互接続が重大な問題と
なる。相互接続寸法が、信号波長の有意分数となる（通
常は、波長の１／１０から１／８が有意とみなされる）
と、相互接続は、制御インピーダンス伝送線として扱わ
なければならない。高周波数、およびマイクロ波周波数
（すなわち１ＧＨｚ以上の周波数）においては、ほとん
どすべての回路相互接続は、この基準を満たており、こ
のため、制御インピーダンス伝送線として設計されなけ
ればならない。回路の特性インピーダンスに整合しない
相互接続、および界が整合しない相互接続は、信号反射
を生じ、その結果送電性および信号保全性を損なうこと
になる。
【０００４】通常、基板に接続される高周波回路は、回
路周囲付近にエッチングされた導電パッドを有する。こ
うしたパッドは、ワイヤ・ボンディングを介して、基板
上にエッチングまたは印刷された導電リード線に電気的
に接続されている。パッドとリード線との間の制御可能
な相互接続をもたらすために、多くの場合抵抗が各リー
ド線を終端している。この技法の問題点は、各終端抵抗
が個々に印刷されることである。複数のリード線を終端
するために複数のスクリーン印刷が必要となるため、こ
の通常の技法では、プロセス・エラーおよび不均一な終
端抵抗の可能性を高めてしまう。さらに、終端抵抗は、
正確な値を得るためのレーザー・トリミングの結果、ス
ラグ（即ちレーザ・スラグ）を含んでいる。このスラグ
がさらに、導電リード線上にのり、これがワイヤ・ボン
ディングを妨げる。さらにその上、通常の印刷およびレ
ーザー・トリミングされた抵抗は、その典型的な厚さ
（すなわち約１０−２０ミル）のために、高密度パッケ
ージングが容易ではない。ここに、１ミルは0.0254mmで
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、レーザー・
スラグを最少化し微細ピッチ間隔を備える共線終端伝送
線構造をもたらす。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の構造は、より大
きなスクリーン印刷された抵抗帯からレーザー・トリミ
ングされた、複数の抵抗を含んでいる。複数の抵抗は、
複数の導電リード線に電気的に接続されている。複数の
各抵抗間の間隔は、複数の各導電リード線の間の所定間
隔を補間しており、このため厚膜回路に対する高密度パ
ッケージングを容易にしている。本発明の構造には、比
較的スラグの問題がない。本発明はまた、本発明の共線
終端伝送線構造を製造する方法と考えることもできる。
特に、本発明の方法は、基板製造ステップ、抵抗帯を基
板上にスクリーン印刷するステップ、炉で焼成するステ
ップ、溶液に基板を浸漬するステップ、抵抗帯をレーザ
ー・トリミングし複数の抵抗を製造するステップ、およ
び温水で基板をすすぐステップを含んでいる。１つの実
施例においては、基板を浸漬する溶液は、ポリビニル・
アルコールとイソプロピル・アルコールの混合液であ
る。
【０００７】
【実施例】レーザー・スラグが最少限であり、微細ピッ
チ間隔を備える共線終端伝送線構造を呈示する。本発明
の構造は、抵抗帯からレーザー・トリミングされた複数
の抵抗を含んでいる。複数の抵抗は、複数の導電リード
線に電気的に接続されている。この微細ピッチ間隔は、
複数の各導電リード線間の所定間隔である。
【０００８】図１は、本発明による、共線終端伝送線の
斜視図である。高周波回路１００が通常の方法で、基板
（図示せず）に取り付けられている。基板は、たとえば
アルミナから製造することができる。グラウンド層１０
５は、回路１００の下に配置され、基板の下のグラウン
ド層と電気的に接続されている。回路１００は、ある所
定距離をあけて配置された、複数の導電パッド１１０を
含んでいる。好ましい実施例においては、パッド１１０
は、アルミニウム・メッキまたは金メッキされており、
２−７ミルの間隔があけられている。グラウンド層１０
５はまた、金メッキされていてもよい。他の導体タイプ
（たとえば、パラジウム銀）および他の間隔（たとえ
ば、７−２０ミル）も、本発明の範囲を逸脱することな
く使用することができる。
【０００９】複数の導電リード線１２０が、基板上に配
置され、回路１００上の導電パッドに合わせて配列され
ている。導電リード線１２０の数は、導電パッド１１０
の数と等しくすることができる。各導電リード線１２０
は、ワイヤ・ボンド１１５を経て関連する導電パッド１
１０に電気的に接続されている。抵抗１５０は、導電リ
ード線１２０をグラウンド層１０５に接続している。１
つの好ましい実施例においては、各導電リード線１２０
は、ある特性インピーダンスを有している。他の好まし
い実施例においては、各抵抗１５０の抵抗値は、導電リ
ード線１２０の特性インピーダンスに等しくなってい
る。ほかの実施例においては、各抵抗１５０の抵抗値
は、５０オームに等しくなっている。
【００１０】図２は、共線終端伝送線の上面図である。
共線終端伝送線は、同数の厚膜抵抗１５０に接続され
た、複数の導電リード線１２０を含んでいる。複数の導
電リード線１２０は、所定の微細ピッチ間隔ｘを有して
いる。好ましい実施例においては、ｘは５ミルに等しい
が、本発明の範囲を逸脱することなく、たとえば５−２
０ミルなどの他のｘ値を使用することができる。通常の
スクリーン印刷およびレーザー・トリミング技法では、
一般に、ｘ値は２０ミル以上が適切であるとされてい
る。
【００１１】厚膜抵抗材の帯２１０が、複数の導電リー
ド線１２０に隣接した基板の表側に印刷される。溶液に
浸漬した後、この帯２１０は、レーザー・エッチングさ
れて、レーザー・トリム領域２２０を生成する。この結
果、残った厚膜抵抗１５０は、均一の厚さを有する比較
的レーザー・スラグの問題のない抵抗である。この抵抗
１５０は、好ましい実施例においては３ミルの、幅ｙを
有する。幅わずか３ミルの厚膜抵抗は、高密度なパッケ
ージングに、はかり知れない利点をもたらす。（たとえ
ば、３ミルの抵抗は、高周波回路の導電パッドがわずか
５ミルの間隔で配置される高密度厚膜パッケージングに
対応することができる）３ミルの抵抗の他の利点は、電
界整合を容易にすることである。導電リード線／抵抗対
に関連する、寄生キャパシタンスおよびインダクタンス
などの寄生インピーダンスは、通常信号の完全性を妨げ
ている。寄生量は、抵抗の大きさに直接に関連する。す
なわち、寄生量は、形状寸法に応じて拡大縮小するた
め、幅３ミルの抵抗は、幅１０ミルの抵抗に比べ、寄生
量がより少なくてすむ。
【００１２】好ましい実施例において、帯２１０は、幅
２０ミルおよび長さ２”（５０．８ｍｍ）である。この
共線終端伝送線は、現代の基板技術の許す限り最大の寸
法まで延ばすことができる。現在、長さ４”（１０１．
６ｍｍ）が、様々な基板およびチップ寸法に適応してい
る。４”を超える延長も、本発明の範囲内に十分含まれ
る。
【００１３】図３Aは、２つの導体間に配置された一個
作りの厚膜抵抗の一実例を示す斜視図である。導体３２
０は、導体３２２に整列して配置され、グラウンド接続
を表している。例示のために、導体３２０および３２２
は、基板上に配置されたエッチング導体である。厚膜抵
抗３５０は、導体３２０を導体３２２に電気的に接続し
ている。抵抗３５０を基板上に付着させた後、部分３５
５は、抵抗３５０の一方の側面からレーザー・トリミン
グによって除去される。
【００１４】図３Bは、図３Aの厚膜抵抗のA'-A'断面を
示す断面図である。抵抗３５０は、非均一表面を有して
いる。レーザー・トリミングされた部分３５５は、ａ１
で表される。ａ２は、残りの抵抗３５０材を表してい
る。図３Ｂに示されるように、レーザー・トリミング
は、抵抗の薄い部分（ａ１）をとらえている。残念なが
ら、個々にスクリーン印刷された厚膜抵抗においては、
特に抵抗のサイズが減少すると、レーザー・トリム工程
に十分な制御性を与えない。通常のレーザー・エッチン
グ抵抗は、２０ミルで「小型」とみなされる。通常の抵
抗は２０ミルであるが、１０ミルであったとしても、高
密度にパッケージされた厚膜回路には対応できない。
【００１５】図４は、図１および図２に示された、共線
終端伝送線の１つの厚膜抵抗を示す断面図である。図３
Aおよび図３Ｂの抵抗とは対照的に、この抵抗１５０の
断面図は、表面ａ３の大部分が平滑であることを示して
いる。この平滑さは、抵抗１５０の均質性を示してい
る。抵抗１５０がこれほどに均質である理由の１つは、
これがより大きな、スクリーン印刷された抵抗帯からレ
ーザー・トリミングされたことにある。この抵抗１５０
が均質である他の理由は、レーザー・トリミングに先立
ち、抵抗帯ごと基板を溶液に浸漬する、本発明の方法
（図５Aおよび図５Bに関して以下により詳細に説明す
る）に起因している。この溶液は、基板および抵抗帯上
に保護被膜を形成して、トリミング処理中に生じたレー
ザー・スラグを集めるようになっている。「マウスの耳
状隆起」４１０が、レーザー・トリミング後のリフロー
イング・プロセスにより、抵抗１５０の両角に形成され
る。
【００１６】図５Aおよび図５Bは、本発明による共線終
端伝送線の製造方法の１つの好ましい実施例を示す流れ
図である。プロセスは、基板の表側金属をスクリーン印
刷する（ブロック５１０）ことから開始する。基板は、
たとえばセラミック製でもよい。その後、スクリーン印
刷された金属は、自然乾燥される（ブロック５２０）。
そして、グラウンド層は、パッケージが高温で焼成され
る（ブロック５４０）前に基板の裏側にスクリーン印刷
される（ブロック５３０）。次に制御は、項目５８０に
渡される。
【００１７】図５Bを参照すると、ブロック５８１にお
いて、基板の表側に厚膜抵抗帯がスクリーン印刷される
ことが示されている。好ましい実施例においては、抵抗
帯は、米国デラウェア州ウィルミントン（Wilmington）
のDuPont Electronics社製、BIROX Series17である。ス
クリーン印刷された抵抗帯を備えた基板は、所定温度に
おいて所定時間、炉で焼成される（ブロック５８２）。
そして、抵抗帯と共に基板は、抵抗帯がレーザー・トリ
ミングされる（ブロック５８４）前に、溶液に浸漬され
る（ブロック５８３）。溶液は、基板および抵抗帯に保
護被膜を施すため、レーザー・トリミング・ステップ
（ブロック５８４）を、比較的スラグのない状態で進め
ることができる。レーザー・トリミングが終了すると、
基板は、温水ですすがれる（ブロック５８５）。このた
め図５Aに戻る前に、溶液およびいかなるレーザー・ス
ラグも除去される。好ましい実施例においては、抵抗帯
をトリミングするために使用されたレーザーは、約１．
５ワット、波長１０６４ｎｍで動作するイットリウム・
アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）結晶レーザーであ
る。ＣＯ２またはエキシマ・レーザーのいずれも、本発
明の範囲を逸脱することなく代替として使用することが
できる。
【００１８】好ましい実施例においては、ブロック５８
３において使用される溶液は、ポリビニル・アルコール
およびイソプロピル・アルコールの混合液である。他の
好ましい実施例においては、溶液は、米国マサチューセ
ッツ州のTransene Company,Inc製のTransene Photomask
Coating-2060である。
【００１９】以上、本発明を好ましい実施例と共に示
し、説明してきたが、これは示された特定の構造および
方法に制限するものではない。本発明の真の範囲および
精神を、広義の態様において逸脱することなく、冒頭の
請求の範囲内で、様々な変更および修正を加えることが
可能であることが、当業者には理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による、共線終端伝送線を示す斜視図で
ある。
【図２】共線終端伝送線の上面図である。
【図３A】２つの導体の間に配置された厚膜抵抗を示す
斜視図である。
【図３B】図３Aの厚膜抵抗の断面を示す側断面図であ
る。
【図４】図１および図２に示された共線終端伝送線の１
つの厚膜抵抗の断面を示す側断面図である。
【図５A】本発明による、共線終端伝送線の製造方法を
示す流れ図である。
【図５B】本発明による、共線終端伝送線の製造方法を
示す流れ図である。
【符号の説明】
１２０ 導電リード線 １５０ 厚膜抵抗 ２１０ 厚膜抵抗材料の帯 ２２０ レーザ・トリム領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ルイス・アール・ドーヴ アメリカ合衆国コロラド州モニュメント、 イースト トップ オー ザ ムーア ド ライブ 19855 (72)発明者 フィリップ・ジェー・ヤースリー アメリカ合衆国コロラド州コロラド スプ リングス、パトリシャン ウエイ 2314

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板上に印刷され、それぞれの間に所定
    幅の間隔を有し、ほぼ平行に配置されている複数の導体
    と、 厚膜抵抗材料の帯から形成され、それぞれが前記複数の
    導体に電気的に接続されている複数の抵抗とを備えてい
    る共線終端伝送線構造。
  2. 【請求項２】 所定幅が0.0505mm(２ミル)よりも大き
    く、かつ0.178mm（７ミル）未満であることを特徴とす
    る、請求項１に記載の共線終端伝送線構造。
  3. 【請求項３】 前記複数の各抵抗が３ミルの特性幅を有
    することを特徴とする、請求項２に記載の共線終端伝送
    線構造。
  4. 【請求項４】（１）基板を製造するステップと、（２）
    基板上に複数の導体をスクリーン印刷するステップと、
    （３）複数の導体の一端付近の抵抗帯にスクリーン印刷
    するステップと、（４）基板を溶液に浸漬するステップ
    と、（５）抵抗帯をレーザー・トリミングして、それぞ
    れが複数の各導体に合わせて配置される、複数の抵抗を
    生成するステップと、（６）基板を温水ですすぐことに
    よって、溶液を除去するステップとからなる共線終端伝
    送線構造の製造方法。
  5. 【請求項５】 前記ステップ（４）の前記溶液が、ポリ
    ビニル・アルコールとイソプロピル・アルコールの混合
    液であることを特徴とする、請求項４に記載の共線終端
    伝送線構造の製造方法。
JP8020132A 1995-03-02 1996-02-06 共線終端伝送線構造およびその製造方法 Pending JPH08250824A (ja)

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US08/397,594 US5504986A (en) 1995-03-02 1995-03-02 Method of manufacturing collinear terminated transmission line structure with thick film circuitry
US397,594 1995-03-02

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