KR0125100B1

KR0125100B1 - 고주파용 전자부품의 신호선로

Info

Publication number: KR0125100B1
Application number: KR1019930009944A
Authority: KR
Inventors: 다까하루 미야모또; 긴지 나가따; 후미오 미야가와
Original assignee: 이노우에 사다오; 신꼬오 덴기 고오교오 가부시끼가이샤
Priority date: 1992-06-29
Filing date: 1993-06-03
Publication date: 1997-12-04
Anticipated expiration: 2013-06-03
Also published as: JPH0621253A; JP3100232B2; KR940001771A

Abstract

기판의 복수의 유전체층간에 각각 설비한 그라운드플레인에서 의사동축선로 구조화된 비어이고 기판에 상하로 관통하여 설비한 비어의 상하단에 각각 접속원 기판 상하면의 신호선로의 각 내단과 그 각 내단에 이어지는 기판 상하면의 마이크로스트립선로 구조화한 신호선로와의 사이를 각각 접속하는 중간신호선로부분을 각각 단축한 고속신호를 전송손실 적게 전달하는 고주파용 신호선로를 얻는 것을 목적으로 한다.

그라운드플레인(30)을 그 비어(20)에 대향하는 내주연주(32)를 기판(12)상부로부터 그 하부로 감에 따라서 기판의 신호선로(22)의 역의 쪽으로부터 기판하면의 신호선로(24)의 역의 쪽으로 점차 계단상으로 편심시켜서 기판의 복수의 유전체층(10)간에 각각 배치설비한 구성이다.

Description

고주파용 전자부품의 신호선로

제l도는 본 발명의 제1고주파용 신호선로의 정면단면도.

제 2 도는 본 발명의 제1고주파용 신호선로의 평면도.

제3도는 본 발명의 제2고주파용 신호선로의 정면단면도.

제4도는 본 발명의 제2고주파용 신호선로의 평면도.

제5도는 종래의 고주파용 신호선로의 정면단면도.

제6도는 종래의 고주파용 신호선로의 평면도.

본 발명은 고주파용 전자부품의 신호선로 특히 10GHz 이상등의 초고속신호를 전송 손실이 적고 효율좋게 전달할 수 있는 고주파용 전자부품의 신호선로(이하 고주파용 신호선로라 함)에 관한 것이다.

상기 고주파용 신호선로로써 제5도와 제6도에 나타낸 것과 같은 신호선로가 있다.

이 신호신로는 세라믹등으로 된 유전체층(10)을 복수(도면에서는 4층으로 되어 있음) 적층하여 형성한 기판(12)에 마탈라이징(metalizing)등 도체폴(conductor pole)로 된 비어(via)(이하 비어라 함)(20)를 기판(12)에 상하로 관통하여 구비하고 그 비어(20)를 고속신호를 전달하는 고주파용 신호선로로 형성하고 있다.

그와 동시에 기판(12)의 복수의 유전체층(10)간에 비어(20)를 둘러싸는 메탈라이징등으로 원 그라운드플래인(ground plane)(30)을 제6도에 점선으로 나타낸 것과 같이 원형상으로 비어(20)와 소정간격을 두고 각각 넓게 층상으로 구비하고 있다. 그리고 그들의 복수의 유전체층(10)간에 각각 구비한 그라운드플레인(30)에서 비어(20)로 된 고주파용 신호선로를 의사동축선로로 구조화함으로 그 비어(20)로 된 고주파용 신호선로의 특성 임피던스를 일정치인 50Ω등에 매칭시키고 있다.

기판(12)상면과 그 하면에는 메탈라이징등으로 된 가는 띠모양의 신호신로(22,24)를 각각 서로 역방향(도면에서는 좌방향과 우방향으로 하고 있다)으로 구비하고 있다. 그리고 그를의 신호선로(22,24)를 기판(12)상부와 그 하부의 유전체층(10)간에 각각 넓게 구비한 그라운드플레인(30)에서 각각 마이크로스트립선로로 구조화함으로서 그 신호선로(22,24)의 특성 임피던스를 일정치인 50Ω 등에 매칭시키고 있다.

기판(12)상하면의 신호선로(22,24)의 각 내단은 기판(12)상면과 그 하면에 노출된 비어(20)상단과 그 하단에 각각 접속되어 있다.

그리고 의사동축선로로 구조화원 비어(20)와 그것에 접속된 스트립선로로 구조화된 신호선로(22,24)로 된 고주파용 신호선로를 통해 고속신호를 전송손실이 적고 효율좋게 전달할 수 있게 하고 있다.

그러나 상기 고주파용 신호선로에서는 비어(20)상단과 그 하단에 각각 접속원 신호선로(22,24)의 각 내단과 그 각내단에 이어지는 마이크로스트립선로로 구조화원 신호선로(22,24)의 사이를 각각 접속하는 중간신호선로부분(이하 중간신호선로부분이라 함)(22a,24a)의 하측 또는 상측의 기판(12)의 유전체층(10)간에 그라운드플레인(30)을 구비하고 있지 않고 그들의 중간신호선로부분(22a,24a)을 마이크로스트립선로로 구조화함으로서 그들의 중간신호선로부분(22a,24a)의 특성 임피던스를 일정처인 50Ω등에 매칭시키고 있지 않았다.

그때문에 비어(20)와 그것에 접속한 기판(12)상하면의 신호선로(22,24)로 된 고주파용 신호선로에 고속신호를 전달한 경우에 상기 중간신호선로부분(22a,24a)에 전달되는 고속신호의 전송손실이 커서 그 고주파용신호선로를 통하여 고속신호를 전송손실이 적고 효율좋게 전달할 수 없었다. 이것은 특히 상기 고주파용 신호선로를 통하여 10GHz 이상등의 초고속신호를 전달한 경우에 현지하였다.

본 발명은 이와 같은 과제에 비추어 행해진 것이며 상기 중간신호선로부분을 단축시켜 고속신호를 전송손실이 적고 효율좋게 전달할 수 있도록 한 고주파용 신호선로를 제공하려는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1고주파용 신호선로는 유전체층을 복수적층하여 형성한 기판에 비어를 기판 상하로 관통하여 구비하는 동시에 상기 복수의 유전체층간에 상기 비어를 둘러싸는 그라운드플레인을 비어와 소정간격을 두고 각각 구비하고 상기 비어를 의사동축선로로 구조화하고, 또 상기 기판상면과 그 하면에 각각 서로 역방향으로 구비한 선호선로를 기판상부와 그 하부의 상기 그라운드플레인에서 각각 마이크로스트립선로로 구조화하는 동시에 그들의 기판상하면의 신호선로의 각 내단을 상기 비어의 상단과 그 하단에 각각 접속하여 원 고주파용 전자부품의 신호선로에 있어서, 상기 그라운드플레인을 그 비어 주위에 설비하되 내주연부가 기판상부로부터 그 하부로 감에 따라서 상기 기판상면의 신호선로의 반대쪽에서 기판하면의 신호선로의 반대쪽으로 점차 계단상으로 편심되도륵 상기 복수의 유전체층간에 각각 배치 설비한 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 제2고주파용 신호선로는 유전체층을 복수 적층하여 형성한 기판에 비어를 기판상면측으로부터 그 하면측으로 관통하여 설비하는 동시에 상기 복수의 유전체층간에 상기 비어를 둘러싸는 그라운드플레인을 비어와 소정간격을 두고 각각 설비하여 상기 비어를 의사동축선로로 구조화하고 또 상기 기판상면과그 하면에 각각 서로 역방향으로 구비한 신호선로를 기판상부와 그 하부의 상기 그라운드플레인에서 각각 마이크로스트립선로로 구조화하는 동시에 그들의 기판상하면의 신호선로의 각 내단을 상기 비어의 상단과 그 하단에 각각 접속해서 된 고주파용 전자부품의 신호선로에 있어서. 상기 기판에 상기 비어를 기판상면의 신호선로쪽으로부터 기판하면의 신호선로쪽에 걸쳐서 경사지게 상하를 관통하여 구비하는 동시에 상기 비어 주위에 그라운드플레인을 설비하되, 그 비어에 대향하여 내주연부가 각각 서로 상하로 경쳐지도록 상기 복수의 유전체층간에 긱각 배치 설비한 것을 특징으로 하고 있다.

상기 구성의 제1고주파용 신호선로에 있어서는, 그라운드플레인을 그 비어에 주위에 설비하되, 내주연부가 기판상부로부티 그 하부로 감에 따라서 기판상면의 신호선로의 반대쪽으로부터 기판하면의 신호선로의 반대쪽으로 점차 계단상으로 편심되도록 복수의 유전체층간에 각각 배치 설비하고 있다.

그리고 비어에 대향하는 기판상부와 그 하부의 그라운드플레인의 내주연부중의 기판 상하면의 신호선로쪽에 위치하는 내주연부를 비어상부와 그 하부에 각각 접근시키고 있다.

또 제2고주파용 신호신로에 있어서는, 기판에 비어를 기판상면의 신호선로쪽으로부터 기판하면의 신호선로쪽에 걸쳐서 경사지게 상하로 관통하여 설비하는 동시에 비어 주위에 그라운드플레인을 설비하되, 그 비어에 대향하여 내주연부가 각각 서로 상하로 겹치도록 복수의 유전체층간에 각각 배치설비하고 있다. 그리고 비어에 대향하는 기판상부와 그 하부와의 그라운드플레인의 내주연부중에서 기판상하면의 신호선로쪽에 위치하는 내주연부분을 비어 상부와 그 하부에 각각 접근시키고 있다.

그때문에 상기 제1, 제2고주파용 신호선로에 있어서는 비어의 상단과 그 하단에 각각 접속된 신호선로의 각 내단과 그 각 내단에 이어지는 신호선로이고 기판상부와 그 하부의 그라운드플레인에서 마이크로스트립선로로 구조화한 신호선로와의 사이를 각각 접속한 중간선로부분을 각각 단축시킬 수 있다. 그리고 그들의 중간신호선로부분에 전달되는 고속신호의 전송손실을 적게 억제할 수 있다.

또 상기 구성의 제1, 제2고주파용 신호선로에 있어서는 기판의 복수의 유전체층간에 각각 구비한 그라운드플레인의 비어를 둘러싼 내주연부의 직경을 각각 대소로 지정하든지 그 내주연부의 형상을 각각 변화시키든지하여 그들의 복수의 그라운드플레인에서 의사동축선로로 구조화한 비어의 특성 임피던스를 일정치인 50Ω등으로 매칭시킬 수 있다.

다음에 본 발명의 실시예를 도면예 의해서 설명하겠다.

제1도 및 제2도는 본 발명의 고주파용 신호선로의 양호한 실시예를 나타내고 제1도는 그 정면단면도이고 제2도는 그 평면도이다. 이하에 이 고주파용 신호선로를 설명하겠다.

도면에서 12는 유전체층(10)을 복수층(도면에서는 4층으로 되어 있음) 일체로 적층하여 형성한 기판이다. 유전체층(l0)은 Al₂O₃를 주성분으로 하는 유전율(ε)이 약 9.5인 세라믹등으로 형성하고 있다.

기판(12)에는 메탈라이징등의 도체폴로된 비어(이하 비어라함)(20)를 기판(12)에 상하로 관통하여 구비하고 있다.

기판(12)을 구성하는 복수의 유전체층(10)간에는 비어(20)를 둘러싸는 메탈라이징등으로 된 그라운드플레인(30)을 제2도에 점선으로 나타낸 것과 같이 비어(20)와 원형상 또는 타원형상등으로 소정간격을 두고 각각 구비하고 있다. 그리고 그들의 복수의 그라운드플레인(30)에서 비어(20)로 된 신호선로를 의사동축선로로 구조화하고 있고, 그 특성 임피던스를 일정치인 50Ω등으로 매칭시켰다.

기판(12)상면과 그 하면에는 메탈라이징등으로 된 가는 띠모양의 신호선로(22,24)를 각각 서로 역방향(도면에서는 좌방향과 우방향으로 되어 있음)으로 구비하고 있다.

그리고 그들의 신호선로(22,24)는 기판(l2)의 상부와 그 하부의 유전체층(10)간에 각각 넓게 구비한 그라운드플레인(30)에서 각각 마이크로스트립선로로 구조화되어 있다.

기판(12)상하면에 각각 구비한 신호선로(22,24)의 각 내단은 비어(20)상단과 그 하단에 각각 접속되어 있다. 구체적으로 비어(20)상단과 그 하단을 기판(12)상하면의 신호선로(22,24)의 각 내단으로 각각 덮고 있다.

이상의 구성은 종래의 고주파용 신호선로와 마찬가지지만 도면의 고주파용 신호선로에서는 그라운드플레인(30)을 그 비어(20)에 대향하여 배치하되, 내주연부(32)가 기판상부로부터 그 하부로 감에 따라서 기판(12)상면의 신호선로(22)의 반대쪽으로부터 기판(12)하면의 신호선로(24)의 반대쪽으로 점차로 계단상으로 편심되도록 기판(12)의 복수의 유전체층(10)간에 각각 배치설비되어 있다.

다시말하면 비어(20)에 대향하는 그라운드플레인의 내주연부(32)가 기판(12)중에서 경사지게 상하로 단속적으로 통상체를 형성하도륵 그라운드플레인(30)이 기판(12)의 복수의 유전체층(10)간에 각각 배치 설비되어있다.

그리고 기판(12)상부의 유전체층(10)간에 구비한 그라운드플레인(30)의 비어(20)에 대향하는 내주연부(32)중의 기판(12)상면의 신호선로(22)쪽에 위치하는 내주연부(32)를 비어(20)상부에 접근시키고 있는 동시에 기판(12)하부의 유전체층(10)간에 구비한 그라운드플레인(30)의 비어(20)에 대향하는 내주연부(32)중의 기판(12)하면의 신호선로(24)쪽에 위치하는 내주연부(32)를 비어(20)하부에 접근시켰다. 그리고 비어(20)상단에 접속한 신호선로(22)내단과 그 내단에 이어지는 기판(12)상부의 그라운드플레인(30)에서 마이크로스트림선로로 구조화한 신호선로(22)와의 사이를 접속하는 중간신호선로부분(22a)을 단축하고 있는 동시에 비어(20)하단에 접속된 신호선로(24)내단과 그 내단에 이어지는 기판(12)하부의 그라운드플레인(30)에서 마이크로스트립선로로 구조화원 신호선로(24)와의 사이를 접속하는 중간신호선로부분(24a)을 단축하고 있다.

비어(20)는 그 주위의 복수의 유전체층(10)간의 그라운드플레인(30)의 비어(20)에 대향하는 내주연부(32)의 직경을 각각 대소로 조정하든지 그 내주연부(32)의 형상을 각각 변화시키든지 하여 그 특성 임퍼던스를 일정치인 50Ω등으로 매칭시키고 있다.

제1도와 제2도에 나타낸 겻과 같이 고주파용 신호선로는 이상과 같이 구성하고 있고 이 고주파용 신호선로에서는 기판(12)상하면의 마이크로스트립선로로 구조화되어 있지 않은 중간신호선로부분(22a,24a)을 각각 단축하여 그들의 중간신호선로부분(22a,24a)에 전달되는 고속신호의 전송손실을 각각 적게 억제할 수 있다.

제3도와 제4도는 본 발명의 제2고주파용 신호선로의 양호한 실시예를 나타내고, 제3도는 그 정면단면도, 제4도는 그 평면도이다. 이하에 이 고주파용 신호선로를 설명하겠다.

도면의 고주파용 신호선로에서는 기판(12)에 기판(12)의 상면쪽으로부터 그 하면쪽에 걸쳐서 관통하여 설비한 메탈라이징등의 도체폴(conductor pole)로 되는 비어(이하 비어라함)(200)를 제3도에예 나타낸 것과 같이 기판(12)상면의 신호선로(22)쪽으로부터 기판(12)하면의 신호선로(24)쪽에 걸쳐서 기판(12)을 경사지게 상하로 관통하여 설비하고 있다.

그와 동시에 비어(200)주위에 그라운드플레인(30)을 배치하되, 비어(200)에 대향하는 그의 내주연부(32)가 각각 서로 상하로 겹치도록 기판(12)의 복수의 유전체층(10)간에 각각 배치설비되어 있다. 다시말하면 비어(200)에 대향하는 그라운드플레인의 내주연부(32)가 기판(12)중에서 상하로 단속적으로 통상체를 형성하도록 그라운드플레인(30)이 기판(12)의 복수의 유전체층(10)간에 각각 배치설비되어 있다.

그리고 기판(12)상부의 유전체층(10)간에 구비한 그라운드플레인(30)의 비어(200)에 대향하는 내주연부(32)중 기판(l2)상면의 신호선로(22)쪽에 위치하는 내주연부(32)를 비어(200)의 상부에 접근시키고 있는 동시에 기관(12)하부의 유전체층(10)간에 구비한 그라운드플레인(30)의 비어(200)애 대향하는 내주연부(32)중 기판(12)하면의 신호선로(24)쪽에 위치하는 내주연부(32)를 비어(200)하부에 접근시키고 있다. 그리고 비어(200)상단에 접속원 기판(12)상면의 신호선로(22)내단과 그 내단에 이어지는 기판(12)상부의 그라운드플레인(30)에서 마이크로스트립선로로 구조화된 신호선로(22)와의 사이를 접속하는 중간신호선로부분(22a)을 단축하고 있는 동시에 비어(200)하단에 접속된 기판(12)하면의 신호선로(24)내단과 그 내단에 이어지는 기판(12)하부의 그라운드플레인(30)에서 마이크로스트립선로로 구조화한 신호선로(24)의 사이를 접속하는 중간신호선로부분(24a)을 단축하고 있다.

비어(200)는 그 주위의 복수의 유전체층(10)간의 그라운드플레인(30)의 비어(200)에 대향하는 내주연부(32)의 직경을 각각 대소로 조정하든지 그 내주연부(32)의 형상을 각각 변화시키든지하여 그 특성 임퍼던스를 일정치인 50Ω등으로 매칭시키고 있다.

이 고주파용 신호선로에서는 그라운드플레인(30)을 다대한 수고와 시간을 들여서 기판(12)상부로부터 그하부로 감에 따라서 기판(12)상면의 신호선로(22)의 반대쪽으로부터 기판(12)하면의 신호선로(24)의 반대쪽으로 각각 점차로 계단상으로 편심시키고 기판(12)의 복수의 유전체층(10)간에 각각 배치 설비할 필요가 없게 할 수 있다.

그밖의 것은 전술한 제1도와 제2도에 나타낸 제1고주파용 신호선로와 마찬가지로 구성하고 있어 그 작용도 전술한 제1도와 제2도에 나타낸 제1고주파용 신호선로와 같고 그 동일부재에는 동일부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 제1,제2고주파용 신호선로에 의하면 비어의 상하단에 각각 접속한 신호선로의 각 내단과 그 각 내단에 이어지는 마이크로스트립선로로 구조화한 기판 상하면의 신호선로와의 사이를 각각 접속하는 중간신호선로 부분이고, 마이크로스트립선로로 구조화되어 있지 않는 중간신호선로부분을 각각 단축시켜 이를 중간신호선로부분에 전달되는 고속신호의 전송손실을 각각 억제할 수 있다.

그와 동시에 기판의 복수의 유전체층간에 설비한 그라운드플레인의 비어에 대향하는 내주연부의 직경을 각각 대소로 조정하든지 그 내주연부의 형상을 각각 변화시키든지하여 그들의 그라운드플레인에서 의사동축선로로 구조화한 비어의 특성 임피던스를 일정치인 50Ω등으로 확실히 매칭시킬 수 있다.

그리고 그 의사동축선로로 구조화된 비어와 그 비어의 상하단에 짧은 중간선로부분을 거쳐서 각각 접속된 마이크로스트립선로로 구조화한 기판상하면의 신호선로로 된 고주파용 신호선로를 통해 10GHz 이상등의 초고속신호를 포함하는 고속신호를 전송손실이 적고 효율좋게 전달할 수 있게 된다.

또 본 발명의 제2고주파용 신호선로에서는 그라운드플레인을 다대한 수고와 시간을 들여서 기판상부로부터 그 하부로 감에 따라서 기판상면의 신호선로의 반대쪽으로부터 기판하면의 신호선로의 반대쪽으로 각각 점차 계단상으로 편심시켜서 기관의 복수의 유전체층간에 각각 배치설비할 필요가 없으므로 기판 형성작업의 용이화가 도모된다.

Claims

유전체층을 복수적층하여 형성한 기판에 비어를 기판의 상하로 관통하여 설비하는 동시에 상기 복수의 유전체층간에 상기 비어를 둘러싸는 그라운드플레인을 비어와 소정 간격을 두고 설비하고, 상기 비어를 의사동축선로로 구조화하고, 또 상기 기판상면과 그 하면에 각각 역방향으로 구비한 신호선로를 기판상부와 그 하부의 상기 그라운드플레인에서 각각 마이크로스트립선로로 구조화하는 동시에 그들의 기판상하면의 신호선로의 각 내단을 상기 비어의 상단과 그 하단에 각각 접속하여 된 고주파용 전자부품의 신호선로에 있어서, 상기 그라운드플레인을 상기 비어 주위에 설비하되, 내주연부가 기판상부로부터 그 하부로 감에 따라서 상기 기판상면의 신호선로의 반내쪽으로부터 기판하면의 신호선로의 반대쪽으로 점차 계단상으로 편심되도록 상기 복수의 유전체층간에 각각 배치 설비한 것을 특징으로 하는 고주파용 전자부품의 신호선로.
유전체층을 복수적층하여 형성한 기판에 비어를 기판상면쪽으로부터 그 하면쪽으로 관통하여 설비하는 동시에 상기 복수의 유전체층간에 상기 비어를 둘러싸는 그라운드플레인을 비어와 소정간격을 두고 각각 설비하고 상기 비어를 의사동축선로로 구조화하고 또 상기 기판상면과 그 하면에 각각 서로 역방향으로 설비한 신호선로를 기판상부와 그 하부의 상기 그라운드플레인에서 각각 마이크로스트립선로로 구조화하는 동시에 그들의 기판상하면의 신호선로의 각 내단을 상기 비어상단과 그 하단에 각각 접속하여 된 고주파용 전자부품의 신호선로에 있어서, 상기 기판에 상기 비어를 기판상면의 신호선로쪽으로부터 기판하면의 신호선로쪽에 걸쳐서 경사지게 상하로 관통하여 구비하는 동시에 상기 비어 주위에 그라운드플레인을 설비하되, 상기 비어에 대향하여 내주연부가 각각 서로 상하로 경치도록 상기 복수의 유전체층간에 각각 배치 설비한 것을 특징으로 하는 고주파용 전자부품의 신호선로.