JPH11330808A - Matching circuit - Google Patents

Matching circuit

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JPH11330808A
JPH11330808A JP10138555A JP13855598A JPH11330808A JP H11330808 A JPH11330808 A JP H11330808A JP 10138555 A JP10138555 A JP 10138555A JP 13855598 A JP13855598 A JP 13855598A JP H11330808 A JPH11330808 A JP H11330808A
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JP
Japan
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line portion
wide
line
dielectric substrate
ground wiring
Prior art date
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JP10138555A
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Japanese (ja)
Inventor
Eiichi Kodera
栄一 小寺
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To attain matching between a wide line part and a thin line part in a matching circuit for a microwave band formed on a dielectric substrate. SOLUTION: This matching circuit is provided with a dielectric substrate 1 having plural ground wiring layers 2 and 3 and a line 4, including a wide line part 5 and a thin line part 6 formed on the dielectric substrate 1. Then, the wide line part 5 is connected via a matching part 7 whose width is continuously changing like a straight line or a curve with the thin line part 6, and the range 3a of the intermediate ground wiring layer 3 faced to the wide line part 5 is deleted.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波帯用の
電子機器に於ける誘電体基板上に形成した整合回路に関
する。半導体技術等の進歩により各種の部品並びに装置
の小型化が進み、マイクロ波帯用の電子機器に於いて
も、トランジスタや抵抗等の電子部品の小型化が図ら
れ、それに対応して誘電体基板上の配線パターンも微細
化されている。このような微細化された配線パターンに
於いて、外部との接続の為の例えばボンディングパッド
等の或る程度の幅のパターンが必要となる。即ち、幅の
異なる配線パターンを設けることになり、それに伴う特
性インピーダンスの整合をとる構成が必要となる。
The present invention relates to a matching circuit formed on a dielectric substrate in an electronic device for a microwave band. Advances in semiconductor technology have led to the miniaturization of various components and devices, and in the electronic equipment for microwave bands, the miniaturization of electronic components such as transistors and resistors has been achieved. The upper wiring pattern has also been miniaturized. In such a miniaturized wiring pattern, a pattern having a certain width such as a bonding pad for connection to the outside is required. That is, wiring patterns having different widths are provided, and a configuration for matching the characteristic impedance is required.

【0002】[0002]

【従来の技術】図12は従来例の説明図であり、(A)
は配線パターンの一例を示し、(B)はそのX−X’線
に沿った断面図、(C),(D)は他の例の要部断面図
を示す。配線パターンとして、(A)に示すように、ボ
ンディングパッド用としての広幅ライン部85と、各種
電子部品等と接続して電子回路を構成する為の細幅ライ
ン部86とからなるライン84が誘電体基板81上に形
成され、(B)に示すように、誘電体基板81の下面に
アース配線層82が形成されている。
2. Description of the Related Art FIG. 12 is an explanatory view of a conventional example.
Shows an example of a wiring pattern, (B) is a cross-sectional view along the line XX ', and (C) and (D) are cross-sectional views of main parts of another example. As a wiring pattern, as shown in FIG. 3A, a line 84 composed of a wide line portion 85 for a bonding pad and a narrow line portion 86 for connecting to various electronic components and the like to form an electronic circuit is made of a dielectric material. A ground wiring layer 82 is formed on the lower surface of the dielectric substrate 81 as shown in FIG.

【0003】誘電体基板81は、使用周波数帯に於ける
誘電体損が小さい材料が選択されて使用されており、こ
の誘電体基板81上に各種の配線パターンを形成し、各
種の電子部品を搭載して、所望の高周波回路を構成する
ことになる。その場合に、微細化されて細幅ライン部8
6の幅が益々狭くなり、外部との接続の為のボンディン
グパッド用としては、広幅ライン部85を形成する必要
が生じる。或いは、搭載する半導体集積回路のリードピ
ッチが益々小さくなることに対応して、接続部分を細幅
ライン部とし、それから延長した部分の幅を所定の幅に
広げた広幅ライン部とする場合もある。
As the dielectric substrate 81, a material having a small dielectric loss in a used frequency band is selected and used, and various wiring patterns are formed on the dielectric substrate 81, and various electronic components are formed. By mounting it, a desired high-frequency circuit is formed. In this case, the fine line portion 8 is miniaturized.
6, the width of the line 6 becomes narrower, and it becomes necessary to form a wide line portion 85 for a bonding pad for connection to the outside. Alternatively, in response to the increasingly smaller lead pitch of the semiconductor integrated circuit to be mounted, the connection portion may be a narrow line portion, and the width of the extended portion may be widened to a predetermined width in some cases. .

【0004】このような広幅ライン部85と細幅ライン
部86とが存在すると、高周波帯に於いては、低周波帯
では問題とならない特性インピーダンスの不整合による
特性劣化が生じる。マイクロストリップラインに於ける
特性インピーダンスZ0 は、簡略化された一般式とし
て、例えば、 Z0 =〔60/(εre1/2 〕ln(5.98H/0.
8W+t) が知られている。なお、εre=誘電体基板の等価誘電率
=0.475εr +0.67、εr =比誘電率、H=誘
電体基板の厚さ、W=ラインの幅、t=ラインの厚さで
ある。従って、ラインの幅Wが広くなるに従って特性イ
ンピーダンスZ0 は小さくなる傾向を有するから、広幅
ライン部85の特性インピーダンスは、細幅ライン部8
6の特性インピーダンスに比較して小さくなる。
When such a wide line portion 85 and a narrow line portion 86 are present, in a high frequency band, characteristic deterioration due to characteristic impedance mismatching which does not matter in a low frequency band occurs. The characteristic impedance Z 0 in the microstrip line is represented by a simplified general formula, for example, Z 0 = [60 / (ε re ) 1/2 ] ln (5.98H / 0.
8W + t) are known. Ε re = Equivalent permittivity of dielectric substrate = 0.475ε r +0.67, ε r = Relative permittivity, H = dielectric substrate thickness, W = line width, t = line thickness is there. Accordingly, the characteristic impedance Z 0 tends to decrease as the line width W increases, so that the characteristic impedance of the wide line portion 85 is reduced by the narrow line portion 8.
6 becomes smaller than the characteristic impedance.

【0005】そこで、図12の(C)の断面図に示すよ
うに、広幅ライン部85と細幅ライン部86との下部の
厚さを異ならせた誘電体基板81aを用いることによ
り、広幅ライン部85と細幅ライン部86との特性イン
ピーダンスを例えば50Ωとする構成が考えられてい
る。しかし、誘電体基板81aの厚さが配線パターンに
対応して異なることから、誘電体基板81aの設計,製
作が困難となり、且つアース配線層82aに段差が生じ
ることから、この段差による高周波信号の反射や損失が
生じる問題がある。更には、誘電体基板81aをケース
等に実装する場合、その裏面(アース配線層82a)に
段差があることから、安定な実装が困難となる。
Therefore, as shown in the cross-sectional view of FIG. 12C, by using a dielectric substrate 81a in which the lower portions of the wide line portion 85 and the narrow line portion 86 have different thicknesses, the wide line portion is formed. A configuration is considered in which the characteristic impedance between the section 85 and the narrow line section 86 is, for example, 50Ω. However, since the thickness of the dielectric substrate 81a differs according to the wiring pattern, it becomes difficult to design and manufacture the dielectric substrate 81a, and a step occurs in the ground wiring layer 82a. There is a problem of reflection and loss. Furthermore, when the dielectric substrate 81a is mounted on a case or the like, since there is a step on the back surface (the ground wiring layer 82a), stable mounting becomes difficult.

【0006】又図12の(D)の断面図に示すように、
誘電体基板81bに、その下面のアース配線層82と中
間のアース配線層83とを形成し、その誘電体基板81
bの上面に(A)に示すような配線パターンを形成した
構成が知られており、その場合に、広幅ライン部85の
下部に対向する中間のアース配線層83を点線83aに
示すように削除し、広幅ライン部85の特性インピーダ
ンスと、細幅ライン部86の特性インピーダンスとを一
致させる構成が考えられている。
Further, as shown in the sectional view of FIG.
On the dielectric substrate 81b, a ground wiring layer 82 on the lower surface and an intermediate ground wiring layer 83 are formed.
It is known that a wiring pattern as shown in FIG. 3A is formed on the upper surface of the wiring line b. In this case, the middle ground wiring layer 83 facing the lower part of the wide line portion 85 is deleted as shown by a dotted line 83a. A configuration is considered in which the characteristic impedance of the wide line portion 85 and the characteristic impedance of the narrow line portion 86 match.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】数10GHz帯のマイ
クロ波帯の配線パターンとして、図12の(A)に示す
場合、広幅ライン部85と細幅ライン部86との特性イ
ンピーダンスが不整合となり、それを回避する為の
(C)に示す構成は、前述のように、製作が困難となる
と共に、アース配線層82の段差による反射及び損失の
増加の問題がある。又(D)に示す構成は、誘電体基板
81bの厚さが同一であり、中間アース配線層83を形
成するだけであるから、製作も比較的容易である利点が
ある。しかし、広幅ライン部85と細幅ライン部86と
の特性インピーダンスを等しくしたとしても、その接続
部分は特性インピーダンスが急激に変化することから、
反射及び損失が生じる問題がある。
In the case of a microwave pattern of several tens GHz band shown in FIG. 12A, characteristic impedances of the wide line portion 85 and the narrow line portion 86 are mismatched. As described above, the configuration shown in FIG. 3C for avoiding this problem has problems in that it is difficult to manufacture and increases reflection and loss due to the step of the ground wiring layer 82. The configuration shown in FIG. 3D has the advantage that the dielectric substrate 81b has the same thickness and only the intermediate ground wiring layer 83 is formed, so that the manufacture is relatively easy. However, even if the characteristic impedance of the wide line portion 85 and the characteristic impedance of the narrow line portion 86 are equalized, the characteristic impedance of the connection portion changes abruptly.
There is a problem of reflection and loss.

【0008】図13は従来例のシミュレーションの説明
図であり、図12の(A)に示す配線パターンで、誘電
体基板は図12の(D)に示す構成の場合について、図
13の(A)はコンピュータによるシミュレーション構
成を示し、(B)は配線パターン、(C)は断面図を示
す。又91,92は一方が信号源の時に他方が基準特性
インピーダンス50Ωの負荷となる機能を示す。又95
は広幅ライン部、96は細幅ライン部、97は接続部、
W1は広幅ライン部95の幅、W2は細幅ライン部96
の幅、L1は広幅ライン部95の長さ、L2は細幅ライ
ン部96の長さ、H1は広幅ライン部95の下部の誘電
体層の厚さ、H2は細幅ライン部96の下部の誘電体層
の厚さを示す。
FIG. 13 is an explanatory view of a simulation of a conventional example. In the case of the wiring pattern shown in FIG. 12A, the dielectric substrate has a structure shown in FIG. () Shows a computer simulation configuration, (B) shows a wiring pattern, and (C) shows a sectional view. Reference numerals 91 and 92 denote a function in which one is a signal source and the other is a load having a reference characteristic impedance of 50Ω. Also 95
Is a wide line portion, 96 is a narrow line portion, 97 is a connection portion,
W1 is the width of the wide line section 95, and W2 is the narrow line section 96.
, L1 is the length of the wide line portion 95, L2 is the length of the narrow line portion 96, H1 is the thickness of the dielectric layer below the wide line portion 95, and H2 is the thickness of the lower portion of the narrow line portion 96. 2 shows the thickness of the dielectric layer.

【0009】そして、W1=0.62mm、L1=1.
5mm、W2=0.2mm、L2=3.5mm、広幅ラ
イン部95と細幅ライン部96との厚さT=25μm、
H1=0.335mm、H2=0.1mmとし、接続部
97は広幅ライン部95と細幅ライン部96との間を接
続する部分だけとし、又上面空間は1mとした。又誘電
体基板の比誘電率を3.4、誘電体損を0.001、比
透磁率を1とし、又導電率を5.8×107 (S/m)
とし、これらのパラメータを設定してシミュレーション
を行い、Sパラメータを0.1GHz〜20.1GHz
について求めた。
Then, W1 = 0.62 mm, L1 = 1.
5 mm, W2 = 0.2 mm, L2 = 3.5 mm, thickness T of the wide line portion 95 and the narrow line portion 96 = 25 μm,
H1 = 0.335 mm and H2 = 0.1 mm, the connection portion 97 was only a portion connecting the wide line portion 95 and the narrow line portion 96, and the upper surface space was 1 m. The relative permittivity of the dielectric substrate is 3.4, the dielectric loss is 0.001, the relative magnetic permeability is 1, and the conductivity is 5.8 × 10 7 (S / m).
Simulation was performed by setting these parameters, and the S parameter was set to 0.1 GHz to 20.1 GHz.
Asked about.

【0010】図14はそのシミュレーション結果を示
し、横軸は0.1GHz〜20.1GHzの周波数を示
し、縦軸は、S11,S22については0〜−50d
B、S12,S21については0.4〜−1.6dBを
示す。例えば、10GHzに於いて、S11=−14.
9dB、S21=−0.41dBとなった。しかし、反
射係数を表すS11は−20dB程度必要とするもので
あるが、S11は充分な値を得ることができず、又伝送
係数を表すS21は0に近い程、特性が良いことになる
が、−0.41dBの大きな値を示す結果となった。即
ち、前述の従来例の構成では充分な高周波特性を得るこ
とが困難であった。本発明は、広幅ライン部と細幅ライ
ン部との間の整合をとり、高周波特性を改善することを
目的とする。
FIG. 14 shows the results of the simulation. The horizontal axis shows the frequency of 0.1 GHz to 20.1 GHz, and the vertical axis shows 0 to -50 d for S11 and S22.
B, S12, and S21 indicate 0.4 to -1.6 dB. For example, at 10 GHz, S11 = −14.
9 dB and S21 = −0.41 dB. However, although S11 representing the reflection coefficient requires about -20 dB, a sufficient value cannot be obtained for S11, and the characteristic becomes better as S21 representing the transmission coefficient is closer to 0. , -0.41 dB. That is, it was difficult to obtain sufficient high-frequency characteristics with the configuration of the above-described conventional example. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide matching between a wide line portion and a narrow line portion to improve high frequency characteristics.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の整合回路は、
(1)複数のアース配線層を有する誘電体基板と、この
誘電体基板に形成した広幅ライン部と細幅ライン部とを
含むラインとを有し、広幅ライン部と細幅ライン部との
間を直線状又は曲線状に幅が変化する整合部を介して接
続し、且つ広幅ライン部に対向する一つのアース配線層
を削除した構成を有するもので、広幅ライン部と細幅ラ
イン部との特性インピーダンスを等しくし且つ整合部に
より特性インピーダンスの急変を無くすことができる。
The matching circuit according to the present invention comprises:
(1) A dielectric substrate having a plurality of ground wiring layers, and a line including a wide line portion and a narrow line portion formed on the dielectric substrate, between the wide line portion and the narrow line portion. Are connected via a matching portion whose width changes linearly or in a curved line, and one ground wiring layer facing the wide line portion is deleted, and the wide line portion and the narrow line portion are connected to each other. The characteristic impedance can be made equal, and the matching section can eliminate a sudden change in the characteristic impedance.

【0012】又(2)少なくとも下面と中間とにアース
配線層2,3を有する誘電体基板1と、この誘電体基板
1上に形成した広幅ライン部5と細幅ライン部6とを含
むライン4を有し、広幅ライン部5と細幅ライン部6と
の間を直線状又は曲線状に幅が変化する整合部7を介し
て接続し、且つ広幅ライン部5に対向する中間のアース
配線層3を削除した構成とする。即ち、図1の(B)の
点線3aに示すように、中間のアース配線層3を削除
し、整合部7と細幅ライン部6とに対向する中間のアー
ス配線層3は残すものである。
(2) A line including a dielectric substrate 1 having ground wiring layers 2 and 3 at least on the lower surface and the middle, and a wide line portion 5 and a narrow line portion 6 formed on the dielectric substrate 1 4, a middle ground wire that connects between the wide line portion 5 and the narrow line portion 6 via a matching portion 7 whose width changes linearly or curvedly, and faces the wide line portion 5. The layer 3 is omitted. That is, as shown by a dotted line 3a in FIG. 1B, the middle ground wiring layer 3 is deleted, and the middle ground wiring layer 3 facing the matching portion 7 and the narrow line portion 6 is left. .

【0013】又(3)少なくと下面と中間と上面とにア
ース配線層を有する誘電体基板と、この誘電体基板上の
アース配線層と間隔を保持して、誘電体基板上に形成し
た広幅ライン部と細幅ライン部とを含むラインを有し、
広幅ライン部と細幅ライン部との間を直線状又は曲線状
に幅が連続的に変化する整合部を介して接続し、且つ広
幅ライン部に対向する中間のアース配線層を削除した構
成とする。
(3) A dielectric substrate having at least a ground wiring layer on the lower surface, the middle and the upper surface, and a wide width formed on the dielectric substrate while maintaining a distance from the ground wiring layer on the dielectric substrate. Having a line including a line portion and a narrow line portion,
A configuration in which the wide line portion and the narrow line portion are connected via a matching portion whose width continuously changes in a straight line or a curved line, and an intermediate ground wiring layer facing the wide line portion is removed. I do.

【0014】又(4)少なくとも上下面にアース配線層
を有する誘電体基板と、広幅ライン部と細幅ライン部と
を含むラインとを有し、広幅ライン部と細幅ライン部と
の間を直線状又は曲線状に幅が連続的に変化する整合部
を介して接続し、細幅ラインの上下面を誘電体基板の誘
電体層で支持し、この誘電体基板の広幅ライン部上の誘
電体層及び上面のアース配線層を削除した構成とする。
(4) A dielectric substrate having ground wiring layers on at least the upper and lower surfaces, and a line including a wide line portion and a narrow line portion, wherein a gap between the wide line portion and the narrow line portion is provided. It is connected via a matching portion whose width changes continuously in a straight line or a curved line, and the upper and lower surfaces of the narrow line are supported by the dielectric layer of the dielectric substrate. The body layer and the ground wiring layer on the upper surface are removed.

【0015】又(5)前述の各整合回路に於けるライン
部は、広幅ライン部と、この広幅ライン部の延長線上か
ら所定の角度で延長する細幅ライン部との間を、直線状
又は曲線状に連続的に幅が変化する整合部を介して接続
することができる。
(5) The line portion in each of the above-mentioned matching circuits is linear or linear between a wide line portion and a narrow line portion extending at a predetermined angle from an extension of the wide line portion. The connection can be made via a matching portion whose width continuously changes in a curved manner.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1は本発明の第1の実施の形態
の説明図であり、(A)は要部上面図、(B)は(A)
のY−Y’線に沿った要部断面図を示す。同図に於い
て、1は誘電体基板、2は下面のアース配線層、3は中
間のアース配線層、4はライン、5は広幅ライン部、6
は細幅ライン部、7は整合部を示す。即ち、マイクロス
トリップライン構造の場合を示す。
FIG. 1 is an explanatory view of a first embodiment of the present invention. FIG. 1A is a top view of a main part, and FIG.
Is a cross-sectional view of a main part taken along line YY ′ of FIG. In the figure, 1 is a dielectric substrate, 2 is a ground wiring layer on the lower surface, 3 is an intermediate ground wiring layer, 4 is a line, 5 is a wide line portion, 6
Indicates a narrow line portion, and 7 indicates a matching portion. That is, the case of a microstrip line structure is shown.

【0017】誘電体基板1の下面は通常全面にわたって
アース配線層2が形成されている。又中間のアース配線
層3は、下面のアース配線層2とスルーホール等によっ
て接続され、上面のライン4のパターンに対応して全面
或いは所要領域に形成されている。又誘電体基板1の上
面に形成したライン4の広幅ライン部5と細幅ライン部
6との間を整合部7を介して接続した構成とするもの
で、その接続部7は、幅が直線状に連続的に変化する場
合を示しているが、円弧状等の曲線状に連続的に変化す
るように構成することも可能である。
A ground wiring layer 2 is usually formed over the entire lower surface of the dielectric substrate 1. The intermediate ground wiring layer 3 is connected to the ground wiring layer 2 on the lower surface by through holes or the like, and is formed on the entire surface or in a required area corresponding to the pattern of the line 4 on the upper surface. The wide line portion 5 and the narrow line portion 6 of the line 4 formed on the upper surface of the dielectric substrate 1 are connected via a matching portion 7, and the connecting portion 7 has a straight line width. Although the case where the shape changes continuously is shown, it is also possible to adopt a configuration in which the shape changes continuously in a curved shape such as an arc shape.

【0018】又中間のアース配線層3は、広幅ライン部
5の下部に対向する部分を削除する。即ち、点線3aで
示す部分を削除した構成とする。それによって、広幅ラ
イン部5の特性インピーダンスと細幅ライン部6の特性
インピーダンスを等しくし、且つ広幅ライン部5と細幅
ライン部6とを接続する部分の特性インピーダンスの変
化を滑らかにすることができる。それによって、高周波
特性を改善することができる。
In the middle ground wiring layer 3, a portion facing the lower part of the wide line portion 5 is deleted. That is, the configuration shown by the dotted line 3a is deleted. Thereby, the characteristic impedance of the wide line section 5 and the characteristic impedance of the narrow line section 6 are made equal, and the change in the characteristic impedance of the portion connecting the wide line section 5 and the narrow line section 6 is smoothed. it can. Thereby, high frequency characteristics can be improved.

【0019】図2は本発明の第2の実施の形態の説明図
であり、(A)は要部上面図、(B)は要部断面図を示
す。同図に於いて、11は誘電体基板、12は下面のア
ース配線層、13は中間のアース配線層、14はライ
ン、15は広幅ライン部、16は細幅ライン部、17は
整合部、18は上面のアース配線層を示す。即ち、グラ
ンド付コプレーウェーブガイド構造の場合を示す。
FIGS. 2A and 2B are explanatory views of a second embodiment of the present invention. FIG. 2A is a top view of a main part, and FIG. 2B is a sectional view of the main part. In the figure, 11 is a dielectric substrate, 12 is a lower ground wiring layer, 13 is an intermediate ground wiring layer, 14 is a line, 15 is a wide line section, 16 is a narrow line section, 17 is a matching section, Reference numeral 18 denotes a ground wiring layer on the upper surface. That is, the case of the co-play waveguide structure with the ground is shown.

【0020】この場合も、中間のアース配線層13を点
線13aで示すように、広幅ライン部15の下部に対向
する部分を削除する。従って、中間のアース配線層13
は、細幅ライン部16と整合部17とを含む領域に存在
し、広幅ライン部15と細幅ライン部16との特性イン
ピーダンスを等しくし、且つ広幅ライン部15と細幅ラ
イン部16とを接続する部分の特性インピーダンスの変
化を滑らかにすることができる。
Also in this case, as shown by a dotted line 13a, a portion of the intermediate ground wiring layer 13 facing the lower part of the wide line portion 15 is deleted. Therefore, the intermediate ground wiring layer 13
Exists in a region including the narrow line portion 16 and the matching portion 17, equalizes the characteristic impedance of the wide line portion 15 and the narrow line portion 16, and connects the wide line portion 15 and the narrow line portion 16. The change in the characteristic impedance of the connecting portion can be smoothed.

【0021】図3は本発明の第3の実施の形態の説明図
であり、(A)は要部上面図、(B)は要部断面図を示
す。同図に於いて、21は誘電体基板、22は下面のア
ース配線層、23は上面のアース配線層、24はライ
ン、25は広幅ライン部、26は細幅ライン部、27は
整合部である。
FIGS. 3A and 3B are explanatory views of a third embodiment of the present invention. FIG. 3A is a top view of a main part, and FIG. 3B is a sectional view of the main part. In the figure, 21 is a dielectric substrate, 22 is a ground wiring layer on the lower surface, 23 is a ground wiring layer on the upper surface, 24 is a line, 25 is a wide line portion, 26 is a narrow line portion, and 27 is a matching portion. is there.

【0022】細幅ライン部26は、誘電体基板21の誘
電体層によって上下が挟まれた構成となり、広幅ライン
部25と同一の幅とすると、細幅ライン部26の特性イ
ンピーダンスは小さくなるが、幅を細くしているから、
広幅ライン部25の特性インピーダンスと等しくするこ
とができる。そして、広幅ライン部25と細幅ライン部
26との間を、幅が連続的に変化する整合部27を介し
て接続し、この整合部27の上下も誘電体層によって挟
まれた構成として、特性インピーダンスの変化を滑らか
にすることができる。この実施の形態の構成は、例え
ば、パッケージからラインを誘電体層で絶縁して導出す
る場合に適用することができる。
The narrow line portion 26 is vertically sandwiched by the dielectric layers of the dielectric substrate 21. If the narrow line portion 26 has the same width as the wide line portion 25, the characteristic impedance of the narrow line portion 26 is small. , Because the width is narrower,
The characteristic impedance of the wide line portion 25 can be made equal. The wide line portion 25 and the narrow line portion 26 are connected via a matching portion 27 having a continuously changing width, and the upper and lower portions of the matching portion 27 are sandwiched by dielectric layers. The characteristic impedance can be smoothly changed. The configuration of this embodiment can be applied to, for example, a case where a line is led out of a package with a dielectric layer insulated.

【0023】図4は本発明の実施の形態の整合部のパタ
ーンの説明図であり、(A)は広幅ライン部WLと細幅
ライン部NLとの間の整合部MLを凹曲線で連続的に幅
が変化する構成した場合を示し、図1又は図2に於いて
は、点線より右側の整合部MLと細幅ライン部NLとに
対向する中間のアース配線層を残し、点線より左側の広
幅ライン部WLと対向する中間のアース配線層を削除す
る。又図3に於いては、広幅ライン部WLの上面の誘電
体層とアース配線層とを削除する。
FIG. 4 is an explanatory view of a pattern of a matching portion according to the embodiment of the present invention. FIG. 4A shows a continuous matching portion ML between a wide line portion WL and a narrow line portion NL in a concave curve. 1 and 2, the middle ground wiring layer facing the matching portion ML and the narrow line portion NL on the right side of the dotted line is left in FIG. 1 or FIG. The intermediate ground wiring layer facing the wide line portion WL is deleted. Also, in FIG. 3, the dielectric layer and the ground wiring layer on the upper surface of the wide line portion WL are deleted.

【0024】又(B)は広幅ライン部WLと細幅ライン
部NLとの間の整合部MLを、凸曲線で連続的に幅が変
化する構成とした場合を示し、(A)と同様に、図1又
は図2に於いては、点線より左側の広幅ライン部WLと
対向する中間のアース配線層を削除、或いは、図3に於
いては、広幅ラインWLの上面の誘電体層とアース配線
層とを削除する。
FIG. 3B shows a case where the matching portion ML between the wide line portion WL and the narrow line portion NL has a configuration in which the width continuously changes with a convex curve, as in FIG. 1 or 2, the middle ground wiring layer facing the wide line portion WL on the left side of the dotted line is removed, or in FIG. 3, the dielectric layer on the upper surface of the wide line WL is connected to the ground. Delete the wiring layer.

【0025】又(C)は広幅ライン部WLの延長線に対
して細幅ライン部NLを角度θの方向に延長し、広幅ラ
イン部WLと細幅ライン部NLとの間の整合部MLを、
直線状に幅が変化する構成とした場合を示す。この場合
も、図1又は図2に於いては、点線より左側の広幅ライ
ン部WLに対向する中間のアース配線層を削除し、図3
に於いては広幅ライン部WLの上面の誘電体層とアース
配線層とを削除する。又図1乃至図4に於ける整合部
7,17,27,MLの長さは、広幅ライン部と細幅ラ
イン部との寸法比,誘電体基板の比誘電率,使用波長等
に対応して最適値を得ることができる。
(C) extends the narrow line portion NL in the direction of the angle θ with respect to the extension of the wide line portion WL, and forms a matching portion ML between the wide line portion WL and the narrow line portion NL. ,
The case where the width changes linearly is shown. Also in this case, in FIG. 1 or FIG. 2, an intermediate ground wiring layer facing the wide line portion WL on the left side of the dotted line is deleted, and FIG.
In this case, the dielectric layer and the ground wiring layer on the upper surface of the wide line portion WL are deleted. The lengths of the matching portions 7, 17, 27, and ML in FIGS. 1 to 4 correspond to the dimensional ratio between the wide line portion and the narrow line portion, the relative permittivity of the dielectric substrate, the wavelength used, and the like. To obtain the optimal value.

【0026】図5は本発明の実施の形態のシミュレーシ
ョンの説明図であり、(A)はコンピュータによるシミ
ュレーション構成を示し、(B)は配線パターン、
(C)は要部の断面図を示す。又31,32は一方が信
号源の時に他方は基準特性インピーダンス50Ωの負荷
の機能を有するものである。又35,45は広幅ライン
部、36,46は細幅ライン部、37,47は接続部、
41は誘電体基板、42は下面のアース配線層、43は
中間のアース配線層、44はライン、W1は広幅ライン
部45の幅、W2は細幅ライン部46の幅、L1は広幅
ライン部45の長さ、L2は細幅ライン部46の長さ、
L3は整合部47の長さ、H1は広幅ライン部45の下
部の誘電体層の厚さ、H2は細幅ライン部46の下部の
誘電体層の厚さ、Tはライン部45,46の厚さを示
す。
FIGS. 5A and 5B are diagrams for explaining a simulation according to the embodiment of the present invention. FIG. 5A shows a simulation configuration by a computer, FIG.
(C) shows a sectional view of a main part. Reference numerals 31 and 32 each have a function of a load having a reference characteristic impedance of 50Ω when one is a signal source. 35 and 45 are wide line portions, 36 and 46 are narrow line portions, 37 and 47 are connection portions,
41 is a dielectric substrate, 42 is a ground wiring layer on the lower surface, 43 is an intermediate ground wiring layer, 44 is a line, W1 is the width of the wide line portion 45, W2 is the width of the narrow line portion 46, and L1 is the wide line portion. 45, L2 is the length of the narrow line portion 46,
L3 is the length of the matching portion 47, H1 is the thickness of the dielectric layer below the wide line portion 45, H2 is the thickness of the dielectric layer below the narrow line portion 46, and T is the thickness of the line portions 45 and 46. Indicates the thickness.

【0027】この場合の整合部47は直線状に幅が連続
的に変化する構成の場合を示し、広幅ライン部と細幅ラ
イン部と整合部との寸法について、W1=0.74m
m、L1=1mm、W2=0.2mm、L2=3.73
mm、L3=0.27mm、厚さT=25μm、導電率
=5.8×107 (S/m)とし、又誘電体基板41に
ついて、H1=0.335mm、H2=0.1mm、比
誘電率=3.4、比透磁率=1、誘電体損=0.001
ライン44上の空間を1mとした条件を、(A)のコン
ピュータによるシミュレーション構成に設定し、0.1
GHz〜20.1GHzの周波数帯域に於いてシミュレ
ーションを行った。
The matching portion 47 in this case shows a configuration in which the width continuously changes linearly, and W1 = 0.74 m for the dimensions of the wide line portion, the narrow line portion, and the matching portion.
m, L1 = 1 mm, W2 = 0.2 mm, L2 = 3.73
mm, L3 = 0.27 mm, thickness T = 25 μm, conductivity = 5.8 × 10 7 (S / m), and the dielectric substrate 41 has H1 = 0.335 mm, H2 = 0.1 mm, ratio Dielectric constant = 3.4, relative permeability = 1, dielectric loss = 0.001
The condition where the space on the line 44 was 1 m was set in the computer simulation configuration of FIG.
The simulation was performed in a frequency band of GHz to 20.1 GHz.

【0028】図6は前述の条件によってシミュレーショ
ンを行った結果のS11,S21,S22,S12のS
パラメータを示し、横軸は0.1GHz〜20.1GH
zの周波数、縦軸は、S11,S22は0〜−50d
B、S12,S21は0.4〜−1.6dBとした場合
を示す。このシミュレーション結果、0〜10GHzに
於いての最悪値は、S11=−20.6dB、S21=
−0.23dBとなった。このシミュレーション結果
と、従来例の図13に示すシミュレーション結果とを対
比すると、本発明の実施の形態による方が反射係数を表
すS11は、−20dB以下となり、又伝送係数を表す
S21も改善されている。
FIG. 6 shows S11, S21, S22, and S12 of the result of the simulation performed under the conditions described above.
The parameters are shown, and the horizontal axis is 0.1 GHz to 20.1 GH
The frequency of z, the vertical axis is S11 and S22 are 0 to -50d
B, S12, and S21 show the case where it was set to 0.4 to -1.6 dB. As a result of this simulation, the worst values at 0 to 10 GHz are: S11 = -20.6 dB, S21 =
-0.23 dB. Comparing this simulation result with the simulation result shown in FIG. 13 of the conventional example, S11 representing the reflection coefficient is -20 dB or less and S21 representing the transmission coefficient is also improved in the embodiment of the present invention. I have.

【0029】又整合部47の長さL3のみを、前述の
0.27mmから0.5mmに延長した条件でシミュレ
ーションを行った結果のS11,S21,S22,S1
2のSパラメータを図7に示す。このシミュレーション
結果、0〜10GHzに於いての最悪値は、S11=−
24.1dB、S21=−0.21dBとなった。この
シミュレーション結果を、前述の図6に示すシミュレー
ション結果と比較すると、反射係数を表すS11及び伝
送係数を表すS21は共に改善されている。
S11, S21, S22, and S1 obtained by performing a simulation under the condition that only the length L3 of the matching portion 47 is extended from the aforementioned 0.27 mm to 0.5 mm.
FIG. 7 shows the S parameter of No. 2. As a result of this simulation, the worst value at 0 to 10 GHz is S11 = −
24.1 dB and S21 = −0.21 dB were obtained. When this simulation result is compared with the simulation result shown in FIG. 6, both S11 representing the reflection coefficient and S21 representing the transmission coefficient are improved.

【0030】又整合部47の長さL3を更に延長して
0.75mmとした条件でシミュレーションを行った結
果のS11,S21,S12,S22を図8に示す。こ
のシミュレーション結果、0〜10GHzに於いての最
悪値は、S11=−28.8dB、S21=−0.22
dBとなった。即ち、反射係数を表すS11は、図7に
示す場合に比較して改善されている。
FIG. 8 shows S11, S21, S12, and S22 obtained by performing a simulation under the condition that the length L3 of the matching portion 47 is further extended to 0.75 mm. As a result of this simulation, the worst values at 0 to 10 GHz are: S11 = -28.8 dB, S21 = −0.22
dB. That is, S11 representing the reflection coefficient is improved as compared with the case shown in FIG.

【0031】又整合部47の長さL3を更に延長して1
mmとした条件でシミュレーションを行った結果のS1
1,S21,S12,S22を図9に示す。このシミュ
レーション結果、10GHzに於いて、S11=−23
dB、S21=−0.25dBとなった。この場合、反
射係数を表すS11は、図6に示す場合に比較して改善
されるが、図8に示す場合の方が良い特性となる。
Further, the length L3 of the matching portion 47 is further extended to 1
S1 of the result of simulation under the condition of mm
1, S21, S12, and S22 are shown in FIG. As a result of this simulation, at 10 GHz, S11 = −23
dB and S21 = −0.25 dB. In this case, S11 representing the reflection coefficient is improved as compared with the case shown in FIG. 6, but the case shown in FIG. 8 has better characteristics.

【0032】整合部47の長さL3による特性は、前述
の図6〜図9を比較すると、反射係数を表すS11は、
図8に示す場合が最も良いことが判る。即ち、整合部4
7の長さL3は、他のパラメータに対応して最適値があ
ることが判る。従って、誘電体基板等を含む各種のパラ
メータを基に整合部47の最適条件を求めることが可能
であり、マイクロ波帯用の各種の整合回路として適用す
ることができる。
The characteristics according to the length L3 of the matching portion 47 are as follows. Comparing FIG. 6 to FIG.
It can be seen that the case shown in FIG. 8 is the best. That is, the matching unit 4
It can be seen that the length L3 of 7 has an optimum value corresponding to other parameters. Therefore, it is possible to determine the optimum condition of the matching section 47 based on various parameters including the dielectric substrate and the like, and it can be applied as various matching circuits for microwave band.

【0033】前述の本発明の実施の形態に対して、中間
のアース配線層の削除パターンを変更した場合のシミュ
レーション結果のS11,S21,S12,S22を図
10及び図11に示す。図10は、図5の(C)に示す
断面図の整合部47の下部に対向する中間のアース配線
層43を削除したことにより、整合部47の下面の誘電
体層の厚さは、広幅ライン部45の下面の誘電体層の厚
さH1と同様に0.335mmとし、細幅ライン部46
に対向する中間のアース配線層43を残存させる。その
シミュレーション結果、10GHzに於いて、S11=
−14dB、S21=−0.42dBとなり、図14に
示す従来例の構成によるSパラメータと大差のない特性
となった。
FIGS. 10 and 11 show S11, S21, S12, and S22 of the simulation results when the deletion pattern of the intermediate ground wiring layer is changed with respect to the above-described embodiment of the present invention. FIG. 10 shows that the thickness of the dielectric layer on the lower surface of the matching portion 47 is wide due to the removal of the intermediate ground wiring layer 43 facing the lower portion of the matching portion 47 in the cross-sectional view of FIG. The thickness is set to 0.335 mm similarly to the thickness H1 of the dielectric layer on the lower surface of the line portion 45,
, The middle ground wiring layer 43 is left. As a result of the simulation, at 10 GHz, S11 =
-14 dB, S21 = -0.42 dB, which is a characteristic that is not much different from the S parameter according to the configuration of the conventional example shown in FIG.

【0034】又図11は、図5の(C)に示す断面図の
整合部47の長さL2=0.5mmとし、その整合部4
7の広幅ライン部45側の0.25mmの下部に対向す
る中間のアース配線層43を削除し、誘電体層の厚さを
0.335mmとし、整合部47の細幅ライン部46側
の0.25mmの下部の誘電体層の厚さを0.1mmと
した条件でシミュレーションを行った結果を示す。
FIG. 11 shows that the length L2 of the matching portion 47 in the sectional view shown in FIG.
7, the intermediate ground wiring layer 43 facing the lower part of 0.25 mm on the side of the wide line part 45 is removed, the thickness of the dielectric layer is set to 0.335 mm, and the thickness of the matching part 47 on the side of the narrow line part 46 is reduced to 0.335 mm. The result of a simulation performed under the condition that the thickness of the lower dielectric layer of .25 mm is 0.1 mm is shown.

【0035】即ち、整合部47のパターンの中央から広
幅ライン部45にわたって、中間のアース配線層43を
削除した場合であり、そのシミュレーション結果、10
GHzに於いて、S11=−18dB、S21=−0.
3dBとなり、図10に比較して多少特性は改善されて
いるが、充分ではない。
That is, the middle ground wiring layer 43 is deleted from the center of the pattern of the matching portion 47 to the wide line portion 45.
At GHz, S11 = −18 dB, S21 = −0.
It is 3 dB, and although the characteristics are somewhat improved as compared with FIG. 10, it is not sufficient.

【0036】これに対して、図6〜図9に示す本発明の
実施の形態によるシミュレーション結果と比較すると明
らかなように、広幅ライン部45の下部の中間のアース
配線装置43を削除した構成と整合部47を設けたこと
により、広幅ライン部45と細幅ライン部46との整合
をとることができる。又誘電体基板内の中間のアース配
線層は、複数層のアース配線層を形成した場合にも適用
可能であり、その場合に、段階的にアース配線層を削除
する構成とすることも可能である。
On the other hand, as apparent from comparison with the simulation results according to the embodiment of the present invention shown in FIGS. 6 to 9, a configuration in which the middle ground wiring device 43 below the wide line portion 45 is omitted. By providing the matching portion 47, the wide line portion 45 and the narrow line portion 46 can be aligned. Also, the intermediate ground wiring layer in the dielectric substrate can be applied to a case where a plurality of ground wiring layers are formed, and in that case, the ground wiring layer may be deleted step by step. is there.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、マイク
ロ波帯用のストリップライン等に於ける広幅ライン部5
と細幅ライン部6とを誘電体基板1上に形成した構成に
於いて、広幅ライン部5と細幅ライン部6との間を直線
状又は曲線状に幅が連続的に変化する整合部7を介して
接続すると共に、その広幅ライン部5に対向するアース
配線層3を削除して、広幅ライン部5の特性インピーダ
ンスと細幅ライン部6の特性インピーダンスを等しく
し、且つ整合部7に於ける特性インピーダンスの変化を
滑らかにすることができるから、従来例に比較して高周
波特性を改善することができる利点がある。
As described above, the present invention relates to a wide line section 5 in a strip line for microwave band.
And a narrow line portion 6 are formed on the dielectric substrate 1, and a matching portion in which the width between the wide line portion 5 and the narrow line portion 6 continuously changes linearly or curvedly. 7, the ground wiring layer 3 facing the wide line portion 5 is deleted, the characteristic impedance of the wide line portion 5 and the characteristic impedance of the narrow line portion 6 are made equal, and Since the change in the characteristic impedance can be made smooth, there is an advantage that the high-frequency characteristics can be improved as compared with the conventional example.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施の形態の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施の形態の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態の整合部のパターンの説明
図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a pattern of a matching section according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態のシミュレーションの説明
図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a simulation according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態のシミュレーション結果の
説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a simulation result according to the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施の形態のシミュレーション結果の
説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a simulation result according to the embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施の形態のシミュレーション結果の
説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a simulation result according to the embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施の形態のシミュレーション結果の
説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a simulation result according to the embodiment of the present invention.

【図10】中間のアース配線層の削除パターン変更によ
るシミュレーション結果の説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram of a simulation result by changing a deletion pattern of an intermediate ground wiring layer.

【図11】中間のアース配線層の削除パターン変更によ
るシミュレーション結果の説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram of a simulation result by changing a deletion pattern of an intermediate ground wiring layer.

【図12】従来例の説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram of a conventional example.

【図13】従来例のシミュレーションの説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of a simulation of a conventional example.

【図14】従来例のシミュレーション結果の説明図であ
る。
FIG. 14 is an explanatory diagram of a simulation result of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 誘電体基板 2 アース配線層 3 アース配線層 4 ライン 5 広幅ライン部 6 細幅ライン部 7 整合部 REFERENCE SIGNS LIST 1 dielectric substrate 2 ground wiring layer 3 ground wiring layer 4 line 5 wide line section 6 narrow line section 7 matching section

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のアース配線層を有する誘電体基板
と、該誘電体基板に形成した広幅ライン部と細幅ライン
部とを含むラインとを有し、前記広幅ライン部と前記細
幅ライン部との間を直線状又は曲線状に幅が変化する整
合部を介して接続し、且つ前記広幅ライン部に対向する
一つのアース配線層を削除した構成を有することを特徴
とする整合回路。
A dielectric substrate having a plurality of ground wiring layers, and a line including a wide line portion and a narrow line portion formed on the dielectric substrate, wherein the wide line portion and the narrow line are provided. A matching circuit, wherein the matching circuit has a configuration in which the first and second portions are connected via a matching portion whose width changes linearly or curvedly, and one ground wiring layer facing the wide line portion is removed.
【請求項2】 少なくとも下面と中間とにアース配線層
を有する誘電体基板と、該誘電体基板上に形成した広幅
ライン部と細幅ライン部とを含むラインとを有し、前記
広幅ライン部と前記細幅ライン部との間を直線状又は曲
線状に幅が変化する整合部を介して接続し、且つ前記広
幅ライン部に対向する前記中間のアース配線層を削除し
た構成を有することを特徴とする整合回路。
2. The wide line section comprising: a dielectric substrate having an earth wiring layer at least on a lower surface and an intermediate portion; and a line formed on the dielectric substrate, the line including a wide line section and a narrow line section. And the narrow line portion are connected via a matching portion whose width changes linearly or curvedly, and the intermediate ground wiring layer facing the wide line portion is removed. Characteristic matching circuit.
【請求項3】 少なくと下面と中間と上面とにアース配
線層を有する誘電体基板と、該誘電体基板上の前記アー
ス配線層と間隔を保持して該誘電体基板上に形成した広
幅ライン部と細幅ライン部とを含むラインとを有し、前
記広幅ライン部と前記細幅ライン部との間を直線状又は
曲線状に幅が連続的に変化する整合部を介して接続し、
且つ前記広幅ライン部に対向する前記中間のアース配線
層を削除した構成を有することを特徴とする整合回路。
3. A dielectric substrate having a ground wiring layer on at least a lower surface, a middle and an upper surface, and a wide line formed on the dielectric substrate while maintaining a distance from the ground wiring layer on the dielectric substrate. Section and a line including a narrow line section, connecting between the wide line section and the narrow line section via a matching section whose width continuously changes linearly or in a curved line,
And a configuration in which the intermediate ground wiring layer facing the wide line portion is removed.
【請求項4】 少なくとも上下面にアース配線層を有す
る誘電体基板と、広幅ライン部と細幅ライン部とを含む
ラインとを有し、前記広幅ライン部と前記細幅ライン部
との間を直線状又は曲線状に幅が連続的に変化する整合
部を介して接続し、前記細幅ラインの上下面を前記誘電
体基板の誘電体層で支持し、前記誘電体基板の前記広幅
ライン部上の誘電体層及び上面のアース配線層を削除し
た構成を有することを特徴とする整合回路。
4. A dielectric substrate having ground wiring layers on at least upper and lower surfaces, and a line including a wide line portion and a narrow line portion, wherein a line between the wide line portion and the narrow line portion is provided. Connected via a matching portion whose width continuously changes linearly or in a curved shape, the upper and lower surfaces of the narrow line are supported by a dielectric layer of the dielectric substrate, and the wide line portion of the dielectric substrate is supported. A matching circuit having a configuration in which an upper dielectric layer and a ground wiring layer on an upper surface are deleted.
【請求項5】 前記ライン部は、広幅ライン部と、該広
幅ライン部の延長線上から所定の角度で延長する細幅ラ
イン部との間を、直線状又は曲線状に連続的に幅が変化
する整合部を介して接続した構成を有することを特徴と
する請求項1乃至4の何れか1項記載の整合回路。
5. The width of the line portion continuously changes linearly or curvedly between a wide line portion and a narrow line portion extending at a predetermined angle from an extension of the wide line portion. The matching circuit according to any one of claims 1 to 4, wherein the matching circuit has a configuration connected via a matching unit.
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