WO2004051746A1

WO2004051746A1 - 高周波回路および高周波パッケージ

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Publication number: WO2004051746A1
Application number: PCT/JP2003/015452
Authority: WO
Inventors: Hiroshi Kanno
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2002-12-05
Filing date: 2003-12-03
Publication date: 2004-06-17
Also published as: US6985056B2; AU2003289129A1; JP3664443B2; US20040174228A1; JPWO2004051746A1

Abstract

誘電体基板（１）の表面に形成されている高周波回路であって、誘電体基板の第１の面に形成されており、信号を伝搬するための信号導体配線（２）と、信号導体配線を挟みかつ信号導体配線の両側に間隙が設けられるように、第１の面に形成された一対の接地導体配線（３）と、第１の面と対向する誘電体基板の第２の面に形成された接地導体層（４）と、一対の接地導体配線と接地導体層とを接続し、かつ信号導体配線を挟んで対向するように誘電体基板内に形成された複数の接続用貫通導体（５ａ，５ｂ）とを備え、複数の接続用貫通導体の内、信号導体配線の終端部分に最も近い位置で対向している第１および第２の接続用貫通導体（５ｂ）は、その他の対向している一対の接続用貫通導体の間隔に比べて、狭い間隔で配置されていることを特徴とする。

Description

明細書周波回路よび高周波ハクケジ技分野

本発明は、マク波及びへジ波帯等の高周波をハ、、線周波数とする高周波用モジュ一ルに適用される高周波回路にし、ぶ特定的には、高周波信号の放射損失を低減するのにした高周波回路に 1关 J する 0 旦

背技

近年、ノ"、線機の利用者の刍激な増加に伴つて、新たな周波数資源であるへリ波帯の利用が刍 Όヽ務となりつつある ο また、、ジ波帯にける波長のさを利用して、白動車用衝突防止レ一ダ等の測距機、へ y 波帯を応用する検討も進められてレヽる 0 、 V 波 TfT機を実用化するためには、般にヽ低価格かつ小型の髙周波回路部の

がとな o

低価格かつ小型の高周波回路部を量産するために、様々な高周波ノヽクケジが提案されてレヽる o 例ば、誘体基口板内部を貫通するスル一ホル導体等を用レヽて、信線路をノヽクケ ―ジの下面に引さ出して接端子を形成し、半田リフ口一によつて外部回路基板上の線路に表面実装することがでさる高周波パクケ一ジが提案されてレヽる 0

図 9 A は、従来の高周波パクケ一ジが外部回路基板に表面実装されたとさの成概略を示す断面図である ο 図 9 Β は、誘体板 1 0 1 の上面に形成される体の配 '線パタ一ンを示す図である図 9 C は、誘電体基板 1 0 1 の下面に形成される導体の配線タ一ンを示す図である

図 9 A において、高周波パクケ一ジは、高周波素子 1 1

0 と、誘電体基板 1 0 1 と、蓋 1 0 9 とを備んる高周波ノヽッケ一ジは、外部回路基板 1 1 3 の上に表面実装される

。図 9 B に示すぶラに、誘電体基板 1 0 1 の上面には、接地導体層 1 0 4 と、一つの信号導体配線 1 0 2 a と、接地導体領域 1 0 4 b とが形成されている図 9 C に示すように、誘電体基板 1 0 1 の下面には、一つの信号導体配線 1

0 2 b と、信号導体配線 1 0 2 b との間に任思の間隙が設けられるよラに形成された一つの接地導体配線 1 0 3 と、接地導体領域 1 0 4 c とが形成されてレヽる信号導体配線

1 0 2 a と、接地導体層 1 0 4 と、接地導体領域 1 0 4 c とからグラクン K付コプレナ線路構造が形成され、また

、信号導体配線 1 0 2 b と、接地導体配線 1 0 3 と、接地導体層 1 0 4 とからグラクン付コプレ一ナ線路構造が形成されてレヽるなお、導体配線は、ス卜リソプとも呼ばれ信号導体配線 1 0 2 a の一端は、フィャ 1 1 1 によつて

、 r¾周波素子 1 1 0 と接されるなお、ヮィャ 1 1 1 は

、 y ボン等であつてちよレ、また、高周波素子 1 1 0 は、表面を下向さにして、導体 / ンプを介して実装されてもよい。すなわち、高波素子 1 1 0 は、フクプチクプ実装等のフィャレスボン了ィングによつて実装されてよレ、。

口

15 体配線 1 0 2 a の他端は誘体基板 1 0 1 を貫通して形成された接続用貫通体 1 1 2 によつて、信号体配線 1 0 2 b の一端と接続される o 高周波子 1 1 0 からの高周波信号または高周波素子 1 1 0 への高周波信号は、フィャ 1 1 1 、信号導体配線 1 0 2 a ゝ接用貫通導体 1

1 2 、および信号導体配線 1 0 2 b を介して、接地されることな < 伝送する ο な、貫通導体は、スルビァとも呼ばれる o

接地導体領域 1 0 4 b は、誘電体基板 1 0 1 の上面にねレ、て、高周波 f、' 子 1 1 0 の直下に位置するよに形成されてレ、る o 接地導体領域 1 0 4 b は、接地導体層 1 0 4 と電的に接されてレヽる o 接地導体領域 1 0 4 b は、誘電体基板 1 0 1 を貫通する複数の接続用貫通導体 1 0 4 d によつて、誘電体基板 1 0 1 の下面に形成された接地導体領域

1 0 4 c に接される o 接地導体領域 1 0 4 c は、接地導体配線 1 0 3 と電的に接続されてレヽるこれにより、接地導体領域 1 0 4 d には、高周波接地が供給される接地導体配線 1 0 3 と接地導体層 1 0 4 との間には、任思の数の接用貫通導体 1 1 6 Z が形成されてレヽる ο 各接用貝通導体 1 1 6 Z は、接地導体配線 1 0 3 と接地導体層 1 0

4 とを気的に接続し、高波接地を強化する o

図 1 0 A は、外部回路基板 1 1 3 の上面に形成される導体の配線ノヽ⁰ タンの一例を示す図である o 図 1 0 B はゝ外部回路基板 1 1 3 の下面に形成される導体の配線ノヽタ一ンの一例を示す図である o

外部回路基板 1 1 3 は、高周波ノクケジを表面装するための基板である ο 図 1 0 A に示すよ 0 に、外部回路基板 1 1 3 の上面には、一つの信号尋、体配線 1 1 4 と、二つの接地導体配線 1 1 6 と、接地導体領域 1 1 6 b とが形成されてレ、る信号導体配線 1 1 4 と接地導体配線 1 1 6 との間には、間隙が HX けられている図 9 B に示すよラに、外部回路基板 1 1 3 の下面には、接地導体層 1 1 5 が形成されてレ、る

信号導体配線 1 1 4 はゝ半田 1 1 7 によつて、信号導体配線 1 0 2 b と電的に接続される □ 接地導体配線 1 1 6 は、半田 1 1 7 によつて、接地導体配線 1 0 3 と電的に接される

接地導体領域 1 1 6 b は、高周波素子 1 1 0 の真下方向に形成されてレヽる接地導体領域 1 1 6 b は、半田 1 1 7 によつて、接地導体領域 1 0 4 c と電気的に接され接地導体領域 1 1 6 b は、外部回路基板 1 1 3 を貫通する接続用貫通導体 1 1 6 d によつて、接地導体層 1 1 5 と接続されるこれによ、接地導体領域 1 1 6 d には高周波接地が供給される接地導体配線 1 1 6 と接地導体層 1

1 5 との間には、任の数の接続用貝通導体 1 1 6 y が形成されてレ、る各接続用貝通導体 1 1 6 y はヽ接地導体配線 1 1 6 と接地導体層 1 1 5 とを的に接続し、高周波接地を強化する

外部回路基板 1 1 3 は、上記のよラな線路構成を有するので、グラゥン付プレナ線路として機能し、高周波口

素子 1 1 0 からの高周波信可または高周波素子 1 1 0 への高周波信号を接地することな < 伝送するとがでぎる。なお、接地道体 p 1 1 5 は、外部回路基板 1 1 3 の内部に形成されてレヽてちよレヽ ο また、地体配線 1 1 6 をけなければ外部回路基板 1 1 3 は、マィクス卜 y クプ線路として機能する

上記よな構造にて、高周波素子 1 1 0 はゝ誘電体基板 1 0 1 上に機械的かつ電的に接されるので、小型の高周波パクケ一ジが供されるさらに、高周波ハ⁰ 、リケ一ジの下面から信号導体配線が引さ出されてレヽるので、高周波ノヽ V ケ一ジを外部回路基板に表面実装するのが容易となる ο したがつて、上記のような高周波ハクケ一ジを用レ、ることによつて、低価格でかつ小型であ、量産性に優れた高周波回路部が提供されるととなる ο

しかし、上記のうな構造の高周波ハクケ一ジをへ波口

帯のよな高周波信を伝送する用途に用レヽる場八、さまざまな箇所で損失が発生する可能性がある o したがつて、高波信号の伝送損失ができるだけ低減されるよラに、高周波パクケ一ジを Pス計しなければならなレ o

図 1 1 は、図 9 B C に示す誘電体基板 1 0 1 の A B 線における断面構造を示す図である図 1 1 に示すよに、接用貫通導体 1 1 6 Z は、信号導体配線 1 0 2 b を中心に対向するように Pスけられてレ、る ο 接地導体配線 1 0 3 と

、接地導体層 1 0 4 と、複数の接用貫通導体 1 1 6 z と

、信号導体配線 1 0 2 b とによつて、グラクン K付コプレナ線路のよな伝送線路が形成される o

図 1 1 に示すよラなグラゥンド、付コプレ ―ナ線路のよな伝送線路を用レる曰 □ 、接地導体配線 1 0 3 と、接地導体 1 0 4 と、両者を接する裨数の接続用貫通導体 1 1 6 z とによつて、信号体配線 1 0 2 b を囲む波管が形成される ο このように導波管が形成される場 □ 、伝送すベき高周波信号の周波数におレヽてゝ導波管伝送モ K (以下

、単にヽ導波管モ一 K といラ ) が伝送でさなレヽよに p t" しておかなレヽとゝ伝送すベさ高周波信号の各周波数におレヽて、本伝送モ K (以下、単にヽ伝送モ一 K とレヽラ ) が導波管モ一 Κ へと変換されてしまレヽ、伝送損失が発生してしまうこととなる o

導波管モを抑圧するためにヽ対向する一対の接続用貫通導体 1 1 6 Z の対向間隔 Wを、誘電体基板 1 0 1 内における ηΧ 計周波数の実効波長の一分の一に SX 定すればよいことが知られている 0 また、誘電率 ε の誘電体基板 1 0 1 における磁波の実効波長は、白由空間における電磁波の波長を、 ε の 2 分の 1 乗で ΛΕ義される値によつて割ることによつて導出される o

伊東正治、外 3 名、、 y 波セラへククノクケジ開発にける電磁界シへュレ一タを用レヽた構造解析とその適用 " 、社団法人電子情報通信学信学技報 E D 2 0

0 0 一 1 5 4 M W 2 0 0 0 ― 1 0 7 ( 2 0 0 0 ― 0 9 )

、 P 5 5 6 0 (以下ヽ文献 1 とレヽ ) にはヽ導波管モ一ドの抑制を考慮し /

た計例が示されてレヽる o 文献 1 に示されてレヽる BX計例では、誘電率が 7 5 の誘電体基板が用口

レヽられてり、信可導体配線を挟んだ一対の接用貫通導体の間隔が最も狭いとろで 0 5 m m となるよラにしてレヽる o 文献 1 の図 6 で '卞 CI介されてレヽるよラに、文献 1 の設計例を用レヽた場 □ 、 1 0 0 G H z から 1 2 0 G H z の辺りで通過損失特性の劣化が生じる ο 接疲 ' 用通体間の対向間隔 0 5 m m は、 1 0 2 G Η ζ 禾度の周波数におレヽて、実効波長の一分の一に相当する文献 1 では、この特性劣化は、寄生導波管モ一 Κ によつて増加したす口失に起因するものであると明されてレヽる ο 逆に、文献 1 に例示されてレヽる対向間隔を用レ、れば、 9 0 G Η Ζ 程度までの周波数にレ、ては、通過損失特性が劣化しなレヽことが分かるつま Ό 、文献 1 の記載から、接続用貫通導体の対向間隔

Wがゝ HX計周波数の実効波長の一分の一ミ

に定されてレヽれば、導波管モが抑制されることが理解でさる o

口

また、信可導体配と外部回路基板との接続箇所における放射す口失も問題となる ο なぜなら、このぶラな接続箇所では、接続端子側の接地導体層と外部回路基板側の接地導体層との重な Ό によつて、基本モ Κで伝送してさた高周口

波信が高次モ一である平行平板モ一 Κ へ誘起されることによつて放射損失が発生するからである

特許第 3 0 4 6 2 8 7 号公報 (以下、文献 2 といラ ) には上記放射す口失の低減方法の一例が示されてレ、る □ 文献

2 では、接続端子側の接地導体層の ―部からヽ信導体配線と対向してレヽる領域の導体部を除去するとによつて放射士⁰ 失を低減する方法が提案されている ο このよラに構成することによつて、接端子側における接地導体層と外部回路基板側にける接地導体層との重なりが小さ < な、並行平板モ Κが発生しに < < なる ο したがつて、接続箇所にける放射す口失を低減する高周波パッケジが供されることとなるまた、個所にける放射損失を低減する方法の一例がヽ文献 1 にも示されてレ、る文献 1 では、接続端子側の接地導体層と外部回路基板側の接地導体層との重なによつて誘起される平行平板モ K につレ、て詳細に検討されている文献 1 ではゝ接端子側の接地導体層の最も基板端側の接続界面にレ、て、超高周波に対しても絡端となるよラに、接 be 界面に半円柱状の端面貫通用接続導体を形成する構成が示されてレ、る端面貫通用接導体を形成することにぶつて、平行平板モ一の誘起が抑制されヽ放射失の低減が図られることとなる発明の開示

しかし、上記従来技術を用レ、ても、伝送損失を兀全に除 - 去するとは困難であるさらに、上記従来技術には、実用上好まし < なレヽ別の問題が存在する

例えば、文献 2 に示されてレヽる高周波ノヽ、ノ、ケ一ジにはゝモジュ一ルサィズが大さ < なるとレヽ問題がある小型化は、現代の高周波デ / ィスに要求される必須の仕であ •9

、文献 2 に示されてレヽる高周波ノ -y ケ一ジは、小型化とレ、つた仕様を満足することがでさなレヽ文献 2 に示されてレ、る高波パ、ソケ一ジでは、誘電体基板の最も端面部近 < に形成されてレヽる接地導体層の一部を除去してレ、るこのよに接地導体層の一部が除去されてレ、るため、高周波伝送特性への影響を考慮すると、除去された部分の上部に、金属やセラへクク、樹脂等の材質によつて形成されるを配置するのは好まし < なレヽたとば、誘電体基板として樹脂板を用レ、、极の端部から低 1 0 0 、クン以上離れた位置を配可能領域とし、かつ、接続用貫通導体のラン径を 6 0 0 ヽク口ンとするよラな配線プセスルルに即して、接続用貫通導体間にねける接地導体層を除去する場 Π 、基板端に存在するの接用貫通導体 ―つあたり、

7 0 0 ヽクン以上の領域が必要となる o の 7 0 0 、ク π ン以上の領域の上部に蓋が配置でさなレヽとすると、搭載する M M I C のサィズが 1 へ V 角程度に過ぎなレ、ことを考慮すれば、高周波八⁰ ッケ ~ ジ自体が大さ < なる 0 したがつて、文献 2 の方法を全面的に採用することはできなレヽまた、文献 1 に示されてレ、る高波ハクケ一ジには、信頼性、再性の観占、、から好まし < なレ、問題がある 0 すなわち樹脂基板や高曰

iHL で焼成するセラヽクク基板等を用レヽて高周波回路を製造する +曰 □ におレヽて基板端面に内部が露出するよう接用貫通導体を形成することはヽ信頼性、再現性の観点から好まし < なレヽ

それゆえ、本発明の的はヽ誘電体基板に対して信万導体配線と接地導体配線とを具備する高周波伝送線路がョ A

nX けられた配線基板を外部回路基板と接 feeするとさに、接部

口

にける高波信の伝送損失を低減する接続端子構造を有する高周波回路を、省容量な形状で提供し、かつ特殊なプセスを用レヽずにチ疋供することを巨的とする o

本発明者は、上記課題を解決するために、検討を重ねた結果、伝送損失を低減するためにはヽ高闲波伝送線路の最も端部に近レヽ一対の接続用貫通導体の対向間隔が、従来よ

•9 も狭レヽ間隔となるよラに定する、とが有効である、とを発見し、本明につた o

本発明の第 1 の局面は、誘電体基板の表面に形成されてレ、る高周波回路であつて、誘電体基板の第 1 の面に形成されてお、信号を伝搬するための信号導体配線と信号導体配線を挟みかつ信号導体配線の両側に間隙が SX けられるよラに、第 1 の面に形成された一対の接地導体配線と、第

1 の面と対向する誘電体基板の第 2 の面に形成された接地導体層と、一対の接地導体配線と接地導体層とを接し、かつ信号導体配線を挟んで対向するラに誘電体基板内に形成された複数の接続用貫通導体とを備えゝ複数の接用貫通導体の内、信号導体配線の終端部分に最も近レヽ位置で対向してレヽる第 1 および第 2 の接続用貫通導体は、その他の対向してレ、る一対の接続用貫通導体の間に比ベて、狭レヽ間隔で配置されていることを特徴とする 0

従来技術例では、接続用貝通導体の対向間隔を設計周波数の実効波長の一分の ―の長さとし、対向する接用貝通導体を一定周期で配することによつて、導波管モ一ド、誘起を闲

メロ」期的に抑制してレヽた o しかし、のよラな従来技術例にねいては、グラクン K付プレ一ナ線路構造の終端箇所では、その周期性が破綻することとな、対向する接続用貫通導体による導波管モ抑制の効果が低下し、導波管モ一 Κ誘起による伝送損失増加とレ、う問題が発生する o すなわち、終端箇所に形成された一対の接続用貫通導体の中心間を結ぶ線分よりち基板端側にあたる領域では、導波言の側后部を構成する接続用貫通導体間の距離が徐々に広がるため、道波管モ K に対する遮断周波数ち徐々に低下してしまレヽ、伝送す口失増加とレ、つ問が生する

上記本発明の第 1 の局面によれば、グラクン付プレ一ナ線路の終端箇所における一対の接続用貫通導体の対向間隔は、伝送周波数における導波管モ一 K発生を抑圧するために必要な距離未満となることとなるしたがつて終端箇所に形成された一対の接続用貫通導体の中心間を結ぶ線分よも基板端側にあたる領域におレ、ても、遮断周波数低下を抑制することがでさるよつて、伝送損失の増加を抑制することがでさる高波回路が提供されることとなるまた、本発明の高周波回路はヽ従来の解決方法と比較して回路規模の増大を起こさなレ、とい利点も有してレ、るまた、上記本発明の第 1 の局面によれば終端固所に形成された一対の接用貫通導体の対向間隔が < 定されてレヽるので、誘体基板の第 2 の面に形成されてレ、る接地導体層の接地が強化されることとなるしたがつて誘電体基板の接端子側に形成された外部回路基板上の接地導体層における最ち基板端側の接界面におレヽても、超高

,。J 波帯の周波数領域まで絡端となるよラ接地特性が維持され易 < なるしたがて、平行平板モ K の誘起が抑制されるととなり、放射損失の低減が図られることとなるまた、本発明の高周波回路は、従来の解決方法と比較して、特殊なプセスを要せず < 一般的なプ口セスルルを用いて形成でさるとレヽラ利占、も有する

たとえば、第 1 および第 2 の接続用貫通導体以外の対向する一対の接続用貫通導体の間隔は、計周波数の実効波長の ―分の ―以下であて、第 1 よび第 2 の接続用貫通体の間隔はョ η>

、 SX 計周波数の効波長の ―分の ―未滴であるとよレヽ

よ好まし < は、さらにゝ第 1 およぴ第 2 の接用貫通導体は、誘電体基板の端部に最も近レヽ箇所同士の間が計周波数の実効波長の ―分の一未満となるよラに配置されてレ、るとよレヽ

これによ Ό 、終端箇所における一対の接続用貫通導体につレ、て、誘電体基板の端部に最も近レヽ箇所士の間隔が nX 計周波数の実効波長の一分の一未満となるのでゝよ Ό 効果的に導波管モの誘起を抑制することがでさる

好まし < は、第 1 および第 2 の接続用貫通導体はそれぞれ、接地導体層の端部との間隔が ΒΧ計周波数の実効波長の四分の ―未満となるよに配置されてレヽるとよレ、れによ、放射損失をさらに低減することがでさる口

ちしゝ信導体配線の終端部分に配置される第 1 および第 n.

2 の接 i用貫通導体が、接地導体層の終端箇所よ Ό 計周波数の実効波長の四分の一波長以上離れた領域内に配置されるとしたム

、最も基板端部に形成された接用貫通導体対と接地導体層の終端箇所との間の実効距離が四分の一波長に相当する周波数で高次モ一 Κの共振が生じることとなるしたがつて、 iノtヽ振周波数近辺の周波数帯域では放射士口失が増大してしまレ、好まし < なレ、しかし、上記発明のように、第 1 および第 2 の接用貫通導体のそれぞれと接地導体層の終端箇所との間の間。が、実効波長の四分の一

·—

未満となるラにするとによつて、高次モド、の振を防止する .一とがでさるので、共振周波数近辺の周波数域にける放射失を低減することがでさるなお、上記発明は、従来の解決方法と比較してゝ省容積な回路構造での課題解決が可能であるだけでな < 製造時に特殊なプ口セスを用いずに題解決が可能となる

また、好まし < は、信号導体配線は、終端部分が他の部分と比ベて細 < なつてレ、るとよレヽれにより、低反射な信号伝送が可能となる通常、高周波ノヽ⁰ クケジを表面実装するためには、高周波パクケ口

ジ内の誘電体基板上の信導体配線と外部回路基板上の信導体配線とを接続し、誘電体基板上の接地導体配線と外部回路基板上の接地導体配線とを接する必要があるすなわち、コプレ一ナ線路同士を接続する必要があるしかし、高周波伝送線路終端部以外におレヽて、高周波伝送線路の伝送モ一ド、はマィクス卜クプ線路的であるのでゝ信号導体配線とそれに対向する接地導体層との間の容

が特性に大さな影響を与えることとなる上記発明では、高田波伝送線路終端部におレヽて、信号導体配線の線幅が細 < な口

つてレ、るので、信導体配線と対向する接地導体層との間の容量が低減することとなりゝ相対的に、信号導体配線と両側の接地導体配線との間の容量が増加する -- ととなるしたがつて、伝送モ一 K のスムズな変換が可能とな低反射な信号伝送が可能となるなね、上記発明は、従来の解決方法と比較して、省容積な回路構造での課題解決が可能であるだけでな < 、製造時に特殊なプ Π セスを用レヽずに課題解決が可能となる

また、好まし < は、信号道体配の終端部分における信号導体配と接地体配線との間隙は、他の部分と比ベて細 < なつてレ、るとよレ、

これにぶり、信号導体配線と両側の接地導体配線との間の容量が增加することとなるので、伝送モ Kがスムズに変換されることとなるしたがつて、低反射な信号伝送が可能となるなお、上記発明はヽ従来の解決方法と比較して、省容積な回路構造での題解決が可能であるだけでな < 、製造時に特殊なプセスを用レ、ずに課題解決が可能となる

また、好まし < はゝ誘体基板は、低誘電率特性を有する樹脂基板であるとよレ、

- れにより、本発明の効果を最大限るとがでさる一般的にはヽ誘電体基板として、樹脂基板やセラ、、クク基板等を用レヽる誘電体基板を構成する材料の誘電率が高レほど、誘電体基板内にける実効波長が縮されるととなるしたがつて、誘電率が高レヽ誘電体基板を用レヽると、配線ノヽタ一ン形成に高レヽ ^冃度が要求されることとな、製造時のばらつさによる特性ばらつさの要因となる □ そこで

-

、本発明のよに、誘電率が低レヽ誘電体基板を用レヽるとによつて、特性ばらつさを低減することがでさ、所望通の効果を得ることがでさるなお、本発明は従来の解決方法と比較して、省容積な回路構造での課題解決が可能であるだけでな < 、製造時に特殊なプ Π セスを必要としなレヽまた、好まし < は、第 1 および第 2 の接続用貫通導体の間であて、かつ信号導体配線に対向する接地導体層の一部は、導体が除去されてレヽるとよレ、また第 1 および第 2 の接用通導体の間の領域よも板端に近レ、領域であつて、かつ信号導体配線に対向する接地導体層の ―部は

、導体が除去されてレ、てもよレヽこれにより、平行平板モ一の誘起が抑制され、放射損失が低減されることとなるなお本発明は従来の解決方法と比較して、製造時に特殊なプセスを必要としなレヽ特に、第 1 および第 2 の接用貫通導体の間の領域よりも基板端に近レ、領域であつて、かつ信号導体配線に対向する接地導体層の一部の導体が除去されてレ、る場口、第 1 および第 2 の接用貫通導体の上部にを配置することがでさ

、高波ノヽクケジの小开化とレ、う面で有利である

本発明の第 2 の局面は、集積回路が V ケ一ジ化された高闲口 J 波ノソケ一ジであつて、高周波信号を処理するための集積回路からなる高周波素子と、高周波ンヽ子を実装するための誘電体基板とを備え、誘電体基板は、誘体基板の第口

1 の面に形成されてねり、信可を伝搬するための信号導体配線と、信号導体配線を挟みかつ信号導体配線の両側に間隙が art

aX けられるよに、第 1 の面に形成された一対の接地導体配線と第 1 の面と対向する誘電体基板の第 2 の面に形成された接地導体層と、一対の接地導体配線と接地導体層とを接し、かつ信号導体配線を挟んで対向するよラに誘電体基板内に形成された複数の接続用貫通導体とを備

、複数の接用貫通導体の内、信号導体配線の終端部分に最も近レヽ位置で対向してレヽる第 1 よび第 2 の接続用貫通導体は、その他の対向してレヽる一対の接続用貫通導体の間に比ベて、狭レヽ |ϊ

間で配置されている、とを特徴とするたとえば、 1 および 2 の用通体以外の対向する一対の接続用貫通導体の間隔はヽ設計周波数の実効波長の一分の一以下であつて、第 1 および第 2 の接続用貫通導体の間隔はき Hi

、計周波数の実効波長の一分の ―未満であるとよレ、 ο

より好まし < はゝさらに、第 1 よび第 2 の接続用貫通導体は、誘電体基板の端部に最近レヽ箇所同士の間隔が Ai 計 J闲J 波数の実効波長の ―分の一未満となるよに配置されてレ、るとよレヽ o

またさらにヽ誘電体基板を実装するための実装用誘電体基板を備、実装用誘電体基板は、実装用誘電体基板の第 1 の実装面に形成されて、信号導体配線と接続して信号を伝搬するための実装側信号導体配線と、実装側信号導体配線を挟みかつ実装側信号導体配線の両側に間隙が an. けられるよラに、第 1 の実装面に形成された ―対の実装側接地導体配線と、第 1 の実装面と対向する実装用誘体基板の第 2 の実装面に形成された実装側接地導体層と、一対の実装側接地導体配線と実装側接地導体層とを接しヽかつ実装側信号導体配線を挟んで対向するように実装用誘体基板内に形成された複数の実装側接続用貫通導体とを備口

え、複数の実装側接続用貫通導体の内ヽ実装側信導体配線の終端部分に最も近レ、位置で対向している第 1 よび第

2 の実装側接用貫通導体の間隔は、その他の対向してレ、る一対の実装側接用貫通導体の間隔に比ベて狭レヽ間隔で配置されてレヽるとよレ、 o たとば、 1 ねよび 2 の実装側接続用貫通体以外の対向する一対の実装側接用貫通導体の間は BX計周波数の実効波長の ―分の一以下であつて、第 1 および第 2 の実装側接用貫通導体の間隔は設計周波数の実効波長の ―分の一未満であるとよレヽ o

よ好まし < は、さらに第 1 および第 2 の実装側接 fee 用貫通導体は、実装用誘電体基板の端部に最も近い所同士の間がき Hi

BX計周波数の実効波長の一分の一未満となるよラに配置されてレ、るとよレ、

また、好まし < は、高波素子を保護するための蓋をさらに備るとよレ、 ο

本発明の第 3 の局面は、下面にプレ一ナ線路が形成されてレ、る高周波クケジを表面実装するための誘 ■m体基板の表面に形成された高周波回路であつてヽ誘電体基板の第 1 の面に形成されてねり、高周波ノクケ一ジと接して信号を伝搬するための信号導体配線と、信号導体配線を挟みかつ信号導体配の両側に間隙が BX けられるよラに第

1 の面に形成された一対の接地導体配線と、第 1 の面と対向する誘電体基板の第 2 の面に形成された接地導体層と、一対の接地導体配線と接地導体層とを接し、かつ信号導体配線を挟んで対向するよに誘電体基板内に形成された複数の接続用貫通導体とを備、複数の接用貫通導体の内、信号導体配線の終端部分に最も近レ、位置で対向してレ、る第 1 および第 2 の接用貫通導体は、その他の対向してレ、る一対の実装側接続用貫通導体の間に比ベて、狭レ、間隔で配されてレ、るとを特徴とする o たとばヽ 1 および 2 の接用通導体以外の対向する一対の接続用貫通導体の間は、設計周波数の実効波長の一分の一以下であつて、第 1 および第 2 の接続用貫通導体の。

間は、計周波数の実効波長の一分の ―未満であるとよレヽ

より好まし < は、さらに、第 1 および第 2 の接続用貫通導体は、誘体基板の端部に最も近レヽ箇所同士の間隔がき計周波数の実効波長の一分の一未満となるぶラに配置されてレヽるとレ、

発明のよび EE]

本第 2 第 3 の局面によれば、高波信号伝送時の導波管モ ― ド' の誘起および平行平板モの誘起をす。 - 抑制することがでさ、放射失が低下するととな、実用上有利であるなお、本発明は、省容積な回路構造での課題解決が可能であるだけでな < 、製造時に特殊なプセスを要しなレヽ

なお、本発明の高周波回路にレヽて、接続用貝通導体の形状は、円柱状や直方体、二角柱、ハ角柱等のレ、ずれであつてもよレ、たとば、接続用貫通導体の形状が二角柱や直方体、ハ角柱である、第 1 ねよび第 2 の接続用貫通導体におレヽて、誘電体基板の部に最も近い箇所】士の対向間隔が、その他の接用貫通導体対の対向間隔の中で最も < sn.

定されてレヽることによつて、効果的に放射損失の低減を図るとがでさる

図面の簡単な説明

図 1 A は本発明の第 1 の実施形態に係る高周波回路の概略申冓成を不す断面図である ο

図 1 B は、図 1 A に示す高周波回路の下面の配線ノヽ⁰ タ一ンを示す図である o

図 2 A は、電体基板 1 の下面における配線ノタ一ンを示す拡大図である 0

図 2 B は図 2 A に示す誘電体基板 1 の a b 線における断面構造を示す図である o

図 2 C は、図 2 A に示す誘電体基板 1 の c d 線にける断面構造を示す図である o

図 3 は、本発明の第 2 の実施形態に係る高周波回路の配線タ一ンを示す拡大図である o

図 4 は、本発明の第 3 の実施形態に係る高周波回路の配線ノタ一ンを示す拡大図である o

図 5 A はヽ本発明の第 4 の実施形態におレ、て誘電体基板

1 の下面の配線タ一ンを示す拡大図である 0

図 5 B は、図 5 A に示す誘体基板 1 の上面の配線パタンを示す拡大図である o

図 6 A は、本発明の第 5 の実施形態に係る高周波ノヽ⁰ ッケジが外部回路基板に表面実装されたとさの概略断面図である o

図 6 B は、図 6 A に示す誘電体基板 1 の上面に形成される導体の配線パタ一ンを示す図である o

図 6 C は、図 6 A に示す誘電体基板 1 の下面に形成される導体の配線ノヽ⁰ タ一ンを示す図である o

図 7 A は図 6 A に示す外部回路基板 1 3 の上面に形成される導体の配線パタンの一例を示す図である o 図 7 B は、図 6 A に不す外部回路板 1 3 の下面に形成される導体の配線ノヽタ一ンの ―例を示す図である。

図 8 は、実施例にレヽて実際に実装した評価用配基板における配線パタ一ンを示す図である 0

図 9 A は、従来の高周波ハクケジが外部回路基板に表面実衣されたとさの構成概略を示す断面図であ

図 9 B は、図 9 A に示す誘電体基板 1 0 1 の上面に形成される導体の配線ノヽ⁰ タ一ンを示す図である 0

図 9 C は、図 9 A に示す誘 m体基板 1 0 1 の下面に形成される導体の酉己線ノヽタ一ンを示す図である 0

図 1 0 A は、外部回路基板 1 1 3 の上面に形成される導体の配線ノヽタ一ンの一例を示す図である 0

図 1 0 B は、外部回路基板 1 1 3 の下面に形成される導体の配線パタ一ンの一例を示す図である o

図 1 1 は、図 9 B C に示す誘電体基板 1 0 1 の A B 線における断面構造を示す図である o 発明を実施するための最：良の形態

(第 1 の実施形態 )

図 1 A は、本発明の第 1 の実施形態に係る高周波回路の概略構成を示す断面図である o 図 1 B はゝ図 1 A に示す高周波回路の下面の配線ハタ一ンを示す図である o

図 1 A ， B にねレ、て、第 1 の実施形態に係る高周波回路は、誘電体基板 1 と信号導体配線 2 と、 ―つの接地導体配線 3 と、接地導体層 4 と、複数の接続用貫通導体 5 a と

、 ―つの接続用貫通体 5 b とを含む o 信号導 -酉己線 2 わよび接地導体配線 3 は、体板 1 の下面 ( 1 の面 ) に形成されてレヽる ο 接地導体層 4 は、誘電体基板 1 の上面

(第 2 の面 ) に形成されてレ、る 0

信号導体配線 2 は、誘電体基板 1 の下面中央部分に形成されてレ、る o ―つの接地導体配線 3 は、誘電体基板 1 の下面におレ、て、信号導体配線 2 との間で任思の間隙が設けられるよに、平行に形成されてレヽる o 接地導体層 4 は、誘電体基板 3 の上面にレ、て、信号導体配線 2 および接地導体配線 3 と平行になるように形成されてレ、る o 信号導体配線 2 と各接地導体との間の電磁界分布に基づレ、て、グラクン K付プレ ―ナ路構造の伝送特性が決定する o

接続用貫通導体 5 a 5 b は、誘体基板 1 の上面から下面に向けて形成されてレ、る o 接続用貫通導体 5 a 5 b は、たとえば、誘体基板 1 に K V ル等で穿孔された穴の内壁にメクキ等で形成された導体からなる o 接続用貫通導体 5 a 5 b は、接地導体配 3 と接地導体層 4 とを電的に接 iする

信号導体配線 2 を挟む接用貫通導体 5 a の対向間隔 W は、設計周波数に対する誘 ¾体基板 1 内の実効波長の一分の一以下である o ここで、計周波数とは、信号導体配線口

2 を伝送させる高周波信万の闲波数帯域の上限周波数のことをレヽ ο たとえばゝ信導体配線 2 に高周波ン、■子等の能口

動素子が接続される α 、信導体配線 2 を伝送させて当口

該能動素子に高周波信を入出力させることとなるので、当該能動ン f、' 子に入出力させる高周波信号の周波数帯域の上限周波数を計周波数とレヽうとになる o また、誘率 e の誘電体板 1 0 1 における電磁波の実効波長は、白由 5¾ 間における電磁波の波長を、 8 の 2 分の 1 乗で定義される値によつて割ることによて導出される o 接続用貫通導体

5 a の対向間隔 W を BX計周波数に対する誘体基板 1 内の実効波長の一分の以下とすることによつて、導波管モドの誘起を避けることがでさる 0 例えば、誘率が 3 である液曰

曰曰ポ V マ一を誘電体基板 1 として用レヽる ¾曰 α 、対向する接続用貫通導体 5 a の間の最距離を 1 0 0 0 s クンとすれば、伝送線路構造の導波管モ一の遮断周波数は 8

5 G Η ζ 程度になる o すなわち、 8 5 G H ζ 以下の周波数

α

帯の信を伝送する場 □ 、接用貫通導体 5 a における対向間 W を 1 0 0 0 ヽへク Π ンとすれば、導波管モ一 Kが抑制され、伝送損失が低 < 抑えられるととなる o

本発明におレ、て最も重要な点は、信号導体配線 2 の終端部に最も近 < 配置される一対の接用貫通導体 5 b 間の信号導体配線 2 を挟んだ内側同士の対向間隔 W a が、伝送線路構造の導波管モ K遮断のために必要な距離よりも < 設定される J占、である o

以下、図 2 A 〜 C を参 '照しながら、信号導体配線 2 の終端部に近レヽ位置に信号導体配線 2 を挟んで形成される一つの接用貫通導体 (第 1 および第 2 の接続用貫通導体 ) 5 b が、本発明の高波回路にレヽて有する役割につレヽて詳細に説明する o 図 2 A は、誘電体基板 1 の下面における配線パタ ―ンを示す拡大図である o 図 2 B は、図 2 A に示す体基板 1 の a b 線にける断面構造を示す図である 0 図 2 C は図 2 A に示す誘電体基板 1 の c d 線における断面構造を不す図である

図 2 A におレヽて "it

、高周波伝送線路の伝送線路構 la. は、一対の接 be用貫通導体 5 b の中心 7 よりも基板内側の領域 A と、中心 7 よも基板端側の領域であつて、かつ接用貫通導体 5 b の終端点までの領域 B と、接続用貫通導体 5 b が信号導体配線 2 の両側に存在しなレ、領域 C との ―種類に分類できる

領域 A にいて、接用貫通導体 5 b も基板内側には、任思の数の接用貫通導体 5 a が周期的に形成されてレ、る (図 1 B 参 ) したがつて、領域 A は、伝送方向に対して周期的に導波管モ一 K の誘起を抑制する理想的な伝送線路であると考えられるよつて、伝送線路全体にける導波管モの遮断周波数は最も基板端に近接して導波管モ K を遮断する接続用貫通導体 5 b 間の対向最距離 W a によつて決定することとなる

領域 B におレ、て、一対の接続用貫通導体 5 b の形状が一般的な円柱形状である場、一対の接用貫通導体 5 b の対向間 W b が基板端に近づ < につれて次第に広がつてレ、き、最終的には、 W C まで広がつてし「

ま対向間 W b が広がるとによつて、導波管モ一の遮断周波数が低下してレヽ < したがつて、伝送線路全体における放射損失を低減するためには、領域 B における導波管モ K の発生を抑制する、つまり、領域 B にける放射す口失の低減を図る必要がある

本発明では、領域 B にける導波管モ一 K の発生を抑制するためにヽ ―対の接続用貝通導体 5 b の対向間隔 W a を、域 A におレヽて導波管モ K を遮断するために必な接続用貫通導体 a の対向間隔 W よも短 < してレヽる o

具体的には、第 1 の実施形態では、一対の接続用貫通導体 5 b 間の対向間隔 W a がョ rL

、 SX計周波数の実効波長の一分の一未満であるとする o これによつてヽ領域 B におレ、ても

、導波管モ一の発生が抑制されるととな、伝送路全体における放射損失の低減を図ることがでさる o

また、信号導体配線の終端部分に形成された一対の接用貫通導体 5 b の対向間隔が < 設定されてレヽるので、誘電体基板 1 の上面に形成されてレ、る接地導体層 4 の接地が強化される -- ととなる o したがて、誘体基板 1 と外部回路基板との接続境界面におレヽても、超高周波帯の周波数領域まで絡端となる o よて、誘電体基板 1 の下面の信号導体配線 2 側に形成される外部回路基板上の接地導体層

(後述の図 6 A の接地導体層 1 5 参照、 ) と接地導体層 4 との重なによて誘起される平行平板モ一 K を抑制するとがでさるので、放射す口失の低減が図られることとなる o また as-

、誘体基板 1 の上面の接地導体層 4 を特殊な形に形成しな < てちよレヽので、余分な回路面積が不要となり、省容量な回路構成の維持と放射損失の低減とを両立させることが可能となる o また、 ―対の接続用貫通導体 5 b の ― 部を誘電体基板 1 の端面から露出させてレヽなレヽので、特殊なプセスを用レ、ることな < 放射損失の低減を図ることがでさ、実用上有利な効果が得られる o

なお、上記実施形態では、 ―対の接用貫通導体 5 b 間の対向間隔 W a が、 SX計周波数の実効波長の一

分の一未満であるとしたが、より好まし < は、も板端に近レヽ固所同士の対向間隔 W c が、計周波数の実効波長の一分の一未満に SX定されているとするとよレヽ ο れによゝ領域 Β におレヽても必ず導波管モ K の抑制が実現でさるので、最ち効果的に放射損失の低減を図るとがでさる o 最も基板端に近い箇所同士の対向間隔 w c を計周波数の実効波長の一分の ―未満にする方法として、典型的には、 ―対の接 b 用貫通導体 5 b |p]士を近づけることが考られる ο また、一対の接続用貫通導体 5 b 士を近づけずに、接続用貫通導体 5 b の形状を四角柱等にすることによつても、対向間隔 W ru

C を計周波数の実効波長の分の一

一未満にするとができる o

な、上記実施形台では、信号導体配線 2 を伝送する高周波信の周波数帯の上限周波数を計周波数と定義したが、信号導体配線 2 を伝送する高周波信号の波数帯の上限波数の一倍を BX 計周波数と定義してちよい 0 このにすることによつて、一次高調波に対しても導波管モ一

- —

を抑制するとがでさ、放射損失の低減を図るとがでさ o

な、接用貫通導体 5 b は、接地導体層 4 の終端部分と接用貫通導体 5 b の基板端部分との間の距離 W d が誘電体基板 1 内の計周波数の実効波長の四分の ―未満となるよに配置されるのが、最好ましレ、 0 接 i用貫通導体

5 b が、接地導体層 4 の終端部分から実効波長の四分の以上離れたとろに形成されてレヽる接用貫通導体

5 b と接地体の終端部分との間で、実効波長の四分の一に相当する周波数で高次モ K共が生しゝ共振周波数近辺の周波数帯で放射損失が増大してしまうそのため

、接続用貫通導体 5 b は、接地導体層 4 の終端部分と接続用貫通導体 5 b の基板端部分との間の距離 W d が ΗΧ計周波数の実効波長の四分の一未満となるよに配置されることによつて、より放射損失の低減を図ることがでさる

なお、本実施形態では、接続用貫通導体の形状が円柱状であるとしてレ、るが、接続用貫通導体の形状は、たとば

、方体や、二角柱、ハ角柱のレ、ずれかであつてもよレヽなお、上記では、誘体基板におレヽて、信号導体配線および接地導体配線が形成される面を下面とし、接地導体層が形成される面を上面としたが、この 1矢 J係は逆であつてもよレ、

な ½「ゴ

お、誘体基板は、低誘電率特性を有する樹脂基板であるとよレ、 ― 的には、誘電体基板として、樹脂基板やセラへクク基板等を用レヽる誘電体基板を構成する材料の誘電率が高レヽほど、誘電体基板内における実効波長が縮されることとなるしたがつて、誘率が高レヽ誘体基板を用レヽると、配線タン形成に高レヽ精度が要求されることとな Ό 製造時のばらつさによる特性ばらつさの要因と

·- なるそで、たとえば、誘率が 5 0 以下である低誘率の誘電体基板を用レヽることによつて、特性ばらつさを低減することがでさ、所望通の効果を得ることがでぎるなお、本発明は従来の解決方法と比較して、省容積な回路構造での課題解決が可能であるだけでな < 、製造時に特殊なプ π セスを必としない

(第 2 の実施形態 )

図 3 は、本発明の第 2 の実施形態に係る高周波回路の配線パタンを示す拡大図である図 3 におレヽて、第 1 の実施形態と同の部分については、 |p]一の参照符号を付す。

口

図 3 に示すよに、信導体配線 2 の終端部分における幅

W s 2 は、終端部分以外の幅 W S 1 と比ベて狭 < なつてい o

のよに、信号導体配線 2 の終端部分における幅 W s

2 を狭 < するとによつて、接地導体層 4 と信号導体配線

2 との間の容量を減少させることがでさ、結果、相対的に接地導体配線 3 と信号導体配線 2 との間の容量を増大させることがでさる ο れによつて、マィク口スリ V プ線路的な伝送モからプレナ線路的な伝送モ一 Κ へのスム一ズ換が行われることとなり、伝送する I3E1

な変高波信号の反射を低減するとがでる

W = 2 X W P + 2 X W g 1 + W s 1 であるした力 s つて

、一対の接 if¾用貫通導体 5 b の対向間隔 W a w C は、信号導体配線 2 の幅と、信号導体配線 2 と接地導体配線 3 との間の間隙と、接地導体配 3 の端から接用貫通導体の壁部までの最間とに大さ < 依存する ο すなわち、対向間隔 W a W c をどのよ Ό な値にするかは、採用プセスル一ルに大さ < 依存するととなる o したがつて、採用プ口セスル一ルによつては、 W g 1 や W P の値に制限がカロえられてレヽるため、 W g 1 や W P を調整しても信号導体配線

-

2 の線幅を所望の値にするとがでさなレ、 ¾日 α がある。第 2 の形態にいては、信号体配線 2 の終端部の幅 W s 2 を < するとにつて、所望の W a わよび W c を得ているしたがつて、第 2 の実施形態によれば、 W g 1 や

W p に制限が加えられてレ、る採用プセスルルを用いたとしてもゝ放射す口失を低減した低反射な高周波回路が提供

- されるととなる o

(第 3 の実施形態 )

図 4 はゝ本発明の第 3 の実施形態に係る BE]

高波回路の配線パタンを示す拡大図である図 4 におレヽて、第 1 の実施形態と同の部分につレ、ては、一の参照符号を付す。

口

図 4 に示すよラにヽ信万導体配線 2 の終端部分におレ、て、信号導体配線 2 と接地導体配線 3 との間の間隙 W g 2 は、終端部分以外における間隙 W g 1 に比ベて狭 < なつてレヽる o

の口

よに、信導体配線の終端部分における接地導体配線 3 との間隙 W g 2 を狭 < することによつて、接地導体配線 3 と信号導体配線 2 との間の容量を増大させることが口

でき、その結果、相対的に接地導体層 4 と信可導体配線 2 との間の容量を減少させることがでさる o これによつて、マィクスクプ線路的な伝送モ一 K からコプレ一ナ線路的な伝送モ一 κ のスム一ズな変換が行われることとなり、伝送する高周波信号の反射を低減することがでさる。

W 2 X W P + 2 X W g 1 + W s 1 であるしたが ·つて対の接 fee用貫通導体 5 b の対向間隔 W a j W c は、信号導体配線 2 の幅と、信号導体配線 2 と接地導体配線 3 との間の間隙とゝ接地導体配 3 の端から接続用貫通導体の壁部までの間 |¾ロとに大さ < 依存する ο すなわちヽ対向間隔 W a W C をどのよな値にするかはゝ採用プセスル一ルに大さ < 依存することとなる o したがつて、採用プセスルルによつては、 W P や W S 1 の値に制限が加られてレ、るため、 W P や w s 1 を調整してち信号導体配線

2 の線幅を所望の値にすることがでさなレ、場 □ がある ο 第

3 の実施形態におレヽては、信号導体配線 2 の終端部にける接地導体配線との間隙を狭 < する - とによつて、所望の

W a よび W C を得てレヽる o したがつて、第 3 の実施形態によればヽ W P や W s 1 に制限が加られてレ、る採用プセスル一ルを用レ、たとしても、放射損失を低減した低反射な高周波回路が供されるととなる ο

( 4 の施形態 )

図 5 A ， B は、本発明の第 4 の実施形態に係る高周波回路の配線ノヽタ一ンを示す拡大図である o 図 5 A ， B におレ、て、第 1 の実施形態と同の部分にレヽては一

、の参照、 f寸号を付す ο 図 5 A は、誘電体基板 1 の下面の配線パタ一ンを示す拡大図である図 5 B は、誘体基板 1 の上面の配線ハタ一ンを示す拡大図である ο

図 5 A に示すよラに、誘体基板 1 の下面の配線タンは、第 1 の実施形態と |pj である ―方、図 5 B に示すよ 0 に、誘体基板 1 の上面の配線ノヽタ一ンは、第 1 の実施形態と異なり、接地導体層 4 a に特徴がある o

図 5 B に示すよに、接地導体層 4 a におレヽて、信号導体配線 2 の終端部分に対向する領域が除去されてレヽる ο すなわち一対の接続用通導体 5 b が対向する領域よりも誘電体板 1 の端面 8 に近レヽ側の領域 D の内信号導体配線 2 に対向する部分が除去されてレヽるこれによつて、平行平板モ一 K の誘起が抑制されることとなり、放射損失の低減が可能となる

なお除去されてレヽる領域は、 ―対の接続用貫通導体の間であつて、かつ信号導体配線 2 に対向してレヽる接地導体層 4 の ―部であつてよレ、これにぶつてヽ平行平板モ一

お

ドの誘起が抑制されることとなゝ放射失の低減が可能となる

なお、上記実施形態では、第 1 の実施形における配線パタンを用レ、ることとしたが、第 2 または第 3 の実施形態にける配線ノヽタ一ンを用レ、ることとしてもよレヽ

(第 5 の実施形態 )

図 6 A 〜 C は、本発明の第 5 の実施形態に係る高周波ノヽッケジが外部回路基板に表面実装されたとさの構成を示す図である図 6 A は、概略断面図である図 6 B は、誘電体基板 1 の上面に形成される導体の配線ノヽタ一ンを示す図である図 6 C は、誘電体基板 1 の下面に形成される導体の配線ノヽタ一ンを示す図である図 6 A 〜 C におレヽて、第 1 の実施形台匕と様の部分については、同 ―の参符号を付す

図 6 A にレヽて、高周波パクケ一ジ口

は、高周波信万を処理するための集積回路からなる高周波素子 1 0 と、誘電体基板 1 と、 9 とを備える外部回路基板 1 3 は、誘電体からなてり、高周波ハクケ一ジを表面実装するための用誘雷体基板である図 6 B に示すように、誘電体基板 1 の上面には、接地導体層 4 と、一つの信号導体配線 2 a と、接地導体領域 4 b とが形成されてレヽる図 6 c に示すよラに、誘電体基板 1 の下面には、一つの信号導体配線

2 と、信号導体配線 2 との間に任思の間隙がけられるよに形成された一つの接地導体配線 3 と、接地導体領域 4 c とが形成されてレ、る信号導体配 2 a 2 、接地導体層 4 および接地導体配線 3 によつて、グラクン K付コプレ一ナ線路構造が形成されることとなる

口

信導体配線 2 a の一端は、フィャ 1 1 につて、高周波素子 1 0 と接続されるなお、フィャ 1 1 は、ボン等であつてもよレ、また、高周波素子 1 0 は、表面を下向さにして、導体ノくンプを介して実装されてもよレヽすなわち

、高周波素子 1 0 は、フ y クプチソプ実装等のフィャレスボンディングによつて実装されてもよレ、信号導体配線 2 a の他端は、誘電体基板 1 を貫通して形成された接続用貫口

通導体 1 2 によて信導体配線 2 の一端と接続される口

高波素子 1 0 からの髙周波信または高周波素子 1 0 口

の高周波信号は、フィャ 1 1 、信導体配線 2 a 、接続用口

貫通導体 1 2 、および信導体配線 2 を介して、接地されるとな < 伝送する

接地導体領域 4 b は、誘電体基板 1 の上面におレヽて、高周波素子 1 0 の直下に位置するよに形成されてレヽる接地導体領域 4 b は接地導体層 4 と電的に接続されてレ、る接地導体領域 4 b は、誘体基板 1 を貫通する複数の接用貫通導体 4 d によつて、誘電体基板 1 の下面に形成された接地道体領域 4 C に接 e される接地導体領域 4 c は、接地体配線 3 と電気的に be されてレ、るこれにより、接地導体領域 4 d には、高周波接地が供給される接地導体配線 3 と接地導体層 4 との間には、任の数の接続用貫通導体 5 a と、基板端に配置された四つの接続用貫通導体 5 b とが形成されている各接続用貫通導体 5 a は、接地導体配線 1 0 3 と接地導体層 1 0 4 とを的に接続し、高周波接地を強化する接用貫通導体 5 b は、第 1 の実施形態で示したよラに、導波管モの誘起を効果的に抑制することができるよな対向間 Pi口となるよラに配置されてレヽる

図 7 A は、外部回路基板 1 3 の上面に形成される導体の配線ノタ一ンの一例を示す図である図 7 B は、外部回路基板 1 3 の下面に形成される導体の配線パタンの ―例を示す図である

外部回路基板 1 3 は、高周波クケジを表面実装するための基板である図 7 A に示すよに、外部回路基板 1

3 の上面には、一つの信号導体配線 1 4 と、一つの接地導体配線 1 6 と、接地導体領域 1 6 b とが形成されてレ、る図 7 B に示すよに、外部回路基板 1 3 の下面には、接地導体層 1 5 が形成されてレヽる

口

信号導体配線 1 4 はゝ半田 1 7 によつて、信万導体配線

2 と気的に接続される接地導体配線 1 6 は、半田 1 7 によつて、接地導体配線 3 と気的に接される信号導体配線 1 4 と接地導体配線 1 6 との間にはゝ間隙がけられてレヽる

接地導体領域 1 6 b は、高周波ン)ヽ.子 1 0 の真下方向に形成されてレ、る o 接地体領域 1 6 b は、半田 1 7 によつて

、接地導体領域 4 c と気的に接 In: される接地導体領域

1 6 b は、外部回路基板 1 3 を貫通する接続用貫通導体 1 つ -

6 d によてゝ接地導体層 1 5 と接 be される o れにより接地導体領域 1 6 d には、高周波接地が供 '厶口される o 接地導体配線 1 6 と接地導体層 1 5 との間には、任 ,g、の数の接用貫通導体 5 C と、基板端に配置された四つの接続用貫通導体 5 d とが形成されてレヽる o 各接用貫通導体 5 c は、接地導体配線 1 6 と接地導体層 1 5 とを電的に接しヽ高周波接地の程度を強化する o 信号導体配線 1 4 の終端部分における ―対の接 be用貫通導体 5 d は、第 1 の実施形態で示したよに、導波管モ K の誘起を効果的に抑制することがでさるよな対向間となるよラに配されて、

レヽ o

外部回路基板 1 3 は、上記のよラな線路構成を有するので、グラクン K付コプレ一ナ線路として機能し、高周波素子 1 0 からの高波信号または高周波素子 1 0 への高周波口

信を接地することな < 伝送するとがでさるこのよに、第 5 の実施形態では、誘電体基板および外部回路基板の両方におレヽて、信号導体配線の終端部分における一対の接続用貫通導体が、導波管モ一 κ の誘起を効果的に抑制するとがでさるよラな対向間隔となるよに配置されてレ、るので、信号導体配線の終端部分における導波管モド、の発生を抑制することがでさるので、放射損失の低減を図ることが可能とな、伝送損失を抑制した実装構造が供されるととなる ο なお 5 の実施形態では信号体配線の幅が均一であるとしたが第 2 の実施形態に示したよラに終端部分が狭 < なつてレ、る信号導体配線を誘電体基板おぶび /または外部回路基板に採用するよラにしてちよレ、 o

なお第 5 の実施形態では接地導体配線の幅が均一であるとしたが第 3 の実施形態に示したように信号導体配線の終端部分が太 < なるよラな接地導体配線を用レヽるよラにしてもよレ、 o

なお第 5 の実施形態におレヽて第 4 の実施形態と同誘電体基板および / または外部回路基板における接地導体層の一部が除去されてレ、るよ 5 に構成してもよレヽ o なお第 5 の実施形態におレヽて誘電体板 1 の下面または外部回路基板 1 3 の上面に全面に渡つてグラクン

K付コプレナ線路が構成されることとしたが本発明の原理を適用してレ、るのであれば線路構成は必ずしもこれに限定されるものではなレ、たとえばマィク P スジクプ線路が一部に構成されてレ、てちよレ、 o

なお外部回路基板 1 3 におレヽて接地導体層 1 5 は外部回路基板 1 3 の内部に形成されてレヽてもよレ、 0 また接地導体配線 1 6 を設けず外部回路 ¾板 1 3 をマィク口ス卜ジクプ線路として機能させてちよレヽ o

なお上記実施形態にレて計周波数は通信システムにねレ、て使用する帯域の上限周波数以上であることが好ましレ、 0 このよラに計周波数を定することによつて内部に搭载される高周波素子の良好な利得雑および周波数変換特性を損なとな < 当該高周波素子を機能させるとがでさる ο

また、上記実施形態において、さらに好まし < は、計周波数は、、、、線通信システムにおいて使用する帯域の上限波数の一倍高調波の波数以上であるとよレヽ o このよき Hi - に BX計周波数を定するとにぶつて、内部に搭載される高周波素子の良好な歪特性を損なうことな < 、当該高周波素子を機能させることがでさる o

実際に本発明の効果を証するために、本発明者は、以下に示す第 1 〜第 1 0 の実施例を用レ、て、高口 J 波回路の伝送特性を測定した o 測定に用レ、た評価用配線基板を実した α の全体構造は、図 6 A に示すよな構造となる o 図

8 は、実際に実装した評価用配 s板にわける配線パタンを示す図である o

図 8 に示すよラに、接続用貫通導体 5 a の対向間を w とし、接続用貫通導体 5 b の対向間を W a とし、接用貫通導体 5 b の誘体基板 1 の端部に最も近レヽ箇所同士の距離を W 口

c とし、信導体配線 2 の中央部分における接地導体配線 3 と間の間隙を W g 1 とし、信号導体配線 2 の終端部分における接地導体配線 3 と間の間隙を W g 2 とし、信号導体配線 2 の中央部分にける幅を W s 1 とし、信号口導体配線 2 の終端部分における幅を W s 2 とし、信導体配線 2 の終端部分における接用貫通導体 5 b の端部と信号導体配線 2 側の接地導体配 3 の端部との間の距離を W

P とする ο なおヽ図 8 では、 W g 1 と W g 2 とが異なつてお、 W S 1 と W s 2 とが異なつてレ、るよラに記載してレヽるが、比較例および実施例によつては、れらが同一である α ちあ同―であるか否かは、以下の明で明らにしてわ <

まず、第 1 〜第 1 0 の実施例に共通する条件について説明する第 1 〜第 1 0 の実施例では as-

、共にヽ誘体基板 1 として、誘電率が 3 であ、厚さが 1 2 5 ヽクンである液曰

曰曰ポ y マ一基板を用レヽた誘電体基板 1 の上面には、誘電体左右端面部から長さ 1 0 0 ヽ

、ク π ン以内の端部を除レ、て、全面にわたつて接地導体層 4 が形成されてレヽるなお

、接地導体層 4 は、紙面裏面に相当するので、図 8 では、引さ出し線を点線とした

誘電体基板 1 の下面には中央部分の線幅が W S 1 の信号導体配線 2 と、信号導体配線 2 の両側に W g 1 だけ離して線幅 6 0 0 ミクンの ―つの接地導体配線 3 とが形成されてレヽるなわ、誘体基板 1 の信号伝送方向の長さは 2 0

0 0 、クンである

誘電体基板 1 の左右端は、配線ルルによつて、板終端部まで導体を形成することができなレ、そのため、誘電体基板は、左右两端部分に 1 0 0 、ク π ンずつ導体が形成されていなレヽ領域を有してレ、る導体ノヽ⁰ タ一ンは、厚さ

4 0 ヽクンの銅によつて形成されている接地導体配線

3 と接地導体層 4 とを接 feeする接 be用貫通導体 5 a 5 b は、 Κ リルを用レヽて誘電体基板 1 を貫通する空孔を半径 1

0 0 、ク口ンで BX けた後、めつさプセスによつて空孔の側面部を平均厚さ 2 0 クンにわたつて導体化することによて形成されてレ、る接用貫通導体 5 a ， 5 b の内部は、 ―部空孔のままとしたプセスノレ ¹ ~ルの制限によ接用通体 5 b の端部から信号導体配線 2 側の接地導体配線 3 の端部までの距離 W P の最小値は 2 0 0 クンであると HX 定した

外部回路基板として誘電率が 2 5 厚さが 2 0 0 ク π ンのテフン ( R ) 基板を使用した外部回路基板の製に用レヽるプセスルルは誘電体基板 1 に 1关 Jするプ口セスルルと同である

表 1 は第 1 および第 2 の比較例ならびに第 1 および第 2 の実施例につレ、て 8 7 G H z おける S 2 1 ねよび M

A G の測定結果を示すこで S 2 1 は伝送特性を示す S ラメタの中で通過強度を示す M A G は最大有能電力利得のとを指す Μ A G は入出力のィンピダンス不整八による通過す失の劣化の影響を排除した損失を表す指標であるのでより定量的な放射失の指標として用レヽるとがでぎる以下表 1 を参照しながら第 1 おび第 2 の比較例ならびに第 1 およぴ第 2 の実施例につレ、て明する

表 1 ：

誘電体基板 1中の

S21 MAG 接続用貫通導体対配置

(87GHz) (87GHz) (最も基板端に近い導体対）

/dB /dB s2 Wg2 Wa Wc W 第 1の比較例 200 200 1000 1200 1000 -2.21 第 2の比較例 200 150 1000 1200 1000

第 1の実施例 200 150 950 1150 1000 -4.21 - 2.01 第 2の実施例 200 150 900 1100 1000 -3.41 -1.81 1 および 2 の比較例ゝならびに 1 および 2 の実施例での共通の条件は W S 1 を 2 0 0 、ヽクンとし、 w g 1 を 2 0 0 ヽへクンとして、グラクン K付コプレナ線路としての特性ィンピ一ダンスがほぼ 5 0 Ω となるように定した接続用貫通導体 5 a 間の最 fez.距離 Wは、 1 0 0

0 、クンとした 8 5 G H z の信号は、誘電体基板 1 内におレ、て実効波長の一分の一の長さが 1 0 2 0 へクンとなるので導波管モ一 K の遮断周波数は 8 5 G H z 程度である ο すなわち、周波数が 8 5 G H Z 付近で導波管モ ― κ が誘起され始める o したがつて、第 1 および第 2 の実施例、ならびに第 1 ねび第 2 の比較例は、計周波数が 8

5 G H z であるとして計されたものと考えることができ

1 の比較例では、 w S 2 を 2 0 0 、ク Π ンとしヽ W g

2 を 2 0 0 へクンとしヽ接用貫通導体 5 b の対向間隔

W a を 1 0 0 0 へク Π ンとした ο 接続用貫通導体 5 b の半径を 1 0 0 、ク口ンとしてレ、るので、 W c は 1 2 0 0 ミク π ンとなる o このとき、 8 7 G H z における S 2 1 は、

4 7 9 d B となつた o また、 8 7 G H Z における M A G は、一 2 2 1 d B となつた

第 2 の比較例では、 W s 2 を 2 0 0 ヽヽク口ンとし W g

2 を 1 5 0 、クンとし、接続用貫通導体 5 b の対向間隔

W a を 1 0 0 0 、ク D ンとした o このとさ、 8 7 G H z における S 2 1 は、 ― 5 3 6 d B となつたまたヽ 8 7 G

Η z における M A G は、 ― 2 2 2 d B となつた o

1 の実施例では、 W s 2 を 2 0 0 、クンとし、 W g 2 を 1 5 0 ヽ

ヽク口ンとし、 W a を 9 5 0 へク π ンとした。このとさゝ W c は、 1 1 5 0 ク口ンとなる o W a が 9 5

0 へク D ンであるので、 ―対の接続用貫通導体 5 b 間近傍における導波管モ一 K の遮断周波数は、 9 1 G H z 禾ロ- 度となる 0 このとさ、 8 7 G H z における S 2 1 は、 ― 4 . 2

1 d B となつた 0 また、 8 7 G H z にける M A G は、

2 0 1 d B となつた □

第 2 の実施例では、 W s 2 を 2 0 0 、ク口ンとし、 W g

2 を 1 5 0 ヽクンとし、 W a を 9 0 0 、クンとした。このとき、 W C は、 1 1 0 0 、ク口ンとなる o W a が 9 0

0 、クンであるので、 ―対の接続用貫通導体 5 b 間近傍における導波管モ一 K の遮断周波数はヽ 9 6 G H z 程度と

- なる 0 のとさ、 8 7 G H z にねける S 2 1 は、 ― 3 . 4

1 d B となたまた、 8 7 G H z における M A G は、

1 8 1 d B となつた o

表 1 に示す結果におレヽて、第 1 の比較例と第 1 および第

2 の実施例との比較から分かるよラに、最も基板端に近い

―対の接用貝通導体 5 b の「。

対向間 W a を接用貫通導体 5 a の SR.

対向間 W よ •9 も < してヽ計周波数 8 5 G H z 波長の一分一 ^ru

の実効の未満の値と SX 定することによつてゝ導波管モ一の誘起が抑制され、通過損失の低減といラ有利な効果が得られるとが分かつた o

また、入出力端子におレ、て 5 0 Ω 測定系との間での不整合があつた □ にも通過す口失の劣化が起こることを考慮して、先述のように、表 1 には、より定量的な放射士ロ失の指標として M A G につレヽてち示した 0 M A G は、入出力のィンピ•— ダンス不 α による通過損失の劣化の響を排除した損失を表す指標である M A G の比較によつてち最も基板端に近レ、一対の接続用貫通導体 5 の対向間隔を従来よりも減じることによ導波管モ K誘起が抑制され放射損失が低減されたとが証明されたなお第 1 の比較例と第 2 の比較例との比較よ基板端部付近の W g 2 を減じるとによつて不整八が起さ通過損失が増大してレヽることが分かるしかし第 1 の実施例および第 2 の実施例では W s 2 W g 2 の HX定が第 2 の比較例と |pj であるにかかわらず通過損失が低減してレ、るしたがつて、第 1 の実施例および第 2 の実施例が第 1 の比較例と比ベて通過す失低減の効果を得たとは不整の改ではなく放射す。失の低減に起因するものである ro ことが明らかに証明された

表 2 は第 3 の比較例ならびに第 3 および第 4 の実施例につレヽて 8 7 G H Z おける S 2 1 および M A G の測定結果を示す以下表 2 を参照、しながら第 3 の比較例ならびに第 3 おぶび 4 の実施例につレヽて明する

表 2 ：誘電体基板 1中の

S21 MAG 接続用貫通導体対配置

(87GHz) (87GHz) (最も基板端に近い導体対）

/dB /dB s2 Wg2 Wa Wc W 第 3の比較例 150 150 1000 1200 1000 -6.21

第 3の実施例 150 150 900 1100 1000 第 4の実施例 150 150 850 1050 1000 -1.47 3 の比較例、ならびに第 3 および 4 の実 ¾例における共通の条件は、 W s 1 が 2 0 0 へク Π ンであ •9 、 W g 1 が 2 0 0 、クンであヽ W s 2 が 1 5 0 へク π ンであり

、 w g 2 が 1 5 0 ク π ンであり、 Wが 1 0 0 0 、ク口ンであるとした

第 3 の比較例では、 W a を 1 0 0 0 、ク π ンとして測定を行つたこのとさ、 8 7 G H z における S 2 1 は、一 6

. 2 1 d B となつたまた、 8 7 G H z における M A G はヽ 1 8 8 d B となつた

第 3 の実施例では、 W a を 9 0 0 、ク π ンとして測定を行つた接続用貫通導体 5 b の半径を 1 0 0 、クンとしてレヽるので、最基板端に近接した箇所同士の接続用貫通導体 5 b の間の対向間隔 W c は、 1 1 0 0 へク π ンとなるの条件におレ、て、 W の代わに、 W a を用レ、て導波管モ一の遮断周波数を導出することにぶつてヽ ―対の接続用貫通導体 5 b 間近傍における導波管モ K の遮断周波数が 9 1 G H z 程度となることが分かる一方 W の代わりに、 W c を用レヽて導波管モ一の遮断闳波数を導出することによつてヽ一対の接続用貫通導体 5 b 間近傍における導波管モ ― K の遮断周波数が 7 8 G H z 程度となること力 ^s わかるこのとさ、 8 7 G H z における S 2 1 は、 ― 4 . 0

2 d B となつたまた、 8 7 G H z における M A G は、

1 . 5 9 d B となつた

第 4 の実施例では、 W a を 8 5 0 、クンとして測定を行つた接続用貫通導体 5 b の半径を 1 0 0 、ク口ンとしているので、の、最基板端に近梓した箇所士の接用通体 5 b の間の対向間隔 W C は、 1 0 5 0 ヽクンとなるこの条件にレヽて、 Wの代わりに、 W a を用いて導波管モ一の遮断波数を導出することによつて一対の接用貫通導体 5 b 間近傍における導波管モ一ド、の遮断周波数が 9 6 G H z 程度となることが分かる一方、 w の代わりに、 W c を用レヽて導波管モ一 K の遮断 Γ5ΕΙ 波数を導出することによつて、一対の接続用貫通導体 5 b 間近傍にける導波管モ一 K の遮断周波数が 8 2 5 G H Z 程度となることがわかるこのとさ、 8 7 G H z にける S 2

1 は、 ― 3 3 9 d B となつたまた、 8 7 G H z における Μ A G は、 ― 1 4 7 d B となつた

表 2 に示す結果におレヽて、第 3 の比較例と第 3 および第

4 の実施例との比較からわかるよにゝ最も基板端に近レ、接続用貫通導体 5 b の対向間隔を従来りも < し ru

、 BX計波数 8 5 G H z の実効波長の ^rh 一分の ―未満の値へと定することによヽ導波管モ一 K誘起が抑制され、通過損失の低減とレヽう有利な効果が得られたまた、 M A G の比較によつても、最も基板端に近い一対の接用貫通導体 5 b の対向間隔を従来よち短 < することによ、導波管モ一ド、起が抑制され放射す。失が低減されたことが証明され十

に

3 は、第 4 および第 5 の比較例、ならびに第 5 〜 7 の実施例につレヽて、 8 7 G H z おける S 2 1 よび M A G の測結果を示す以下、表 3 を参照、しながら、第 4 よび第 5 の比較例、ならびに 5 〜 7 の実施例につレヽて R7L明す表 3 ：

4 の比較例、ならびに 5 〜 7 の実 k例における共通の条件は、 W s 1 が 2 0 0 ヽヽク π ンであり、 W g 1 が 2 0

0 ミク π ンであ Ό 、 W s 2 が 1 5 0 へクンであ Ό 、 W g

2 が 1 0 0 へク P ンであ Ό 、 Wが 1 0 0 0 ヽクンであるとした 0

第 4 の比較例では、 W a を 1 0 0 0 へヽク π ンとして測定を行つた o このとさ、 8 7 G H z における S 2 1 は、一 6

. 4 3 d B となつた ο また、 8 7 G H z における M A G は

、 1 8 4 d B となつた 0

第 5 の実施例では、 W a を 9 0 0 へクンとして測定を行つた o このとき、 W c は 1 1 0 0 、ク口ンとなる o ^v ~ の条件におレヽて、 Wの代わりに、 W a を用レ、て導波管モ一ドの遮断周波数を導出することによつてヽ一対の接続用貫通導体 5 b 間近傍における導波管モ K の遮断周波数が 9

1 G H z 程度となるとが分かる 0 一方、 Wの代わりに、 W c を用レヽて波管モの遮断周波数を出することによつて、一対の接続用貫通導体 5 b 間近傍における波管モ一の遮断周波数が 7 8 G H ζ 程度となることがわカゝるのとさゝ 8 7 G H z における S 2 1 はヽ一 3 7 8 d

B となつたまたヽ 8 7 G H z にねける M A G は、一 1 .

5 8 d B となつた

第 6 の実施例では、 W a を 8 0 0 、、ク口ンとして測定を行つたこのとさ、 W c は、 1 0 0 0 、クンとなる、の条件に •Jo レヽて W の代わに W a を用レヽて導波管モ一ドの遮断周波数を導出することによつて、一対の接続用貫通導体 5 b 間近傍における導波管モ一 K の遮断周波数が 1

0 1 G H z 禾ロ度となることが分かる一方、 Wの代わりに

、 w c を用レヽて導波管モ一 K の遮断周波数を導出することによつて、 ―対の接用貫通導体 5 b 間近傍にける導波管モ一の遮断周波数が 8 7 G Η z 程度となるとがわか。このとさ、 8 7 G H z における S 2 1 は、 ― 2 4 7 d B となつたまた、 8 7 G H ζ における M A G はヽ一 1

. 3 7 d B となつた

第 7 の実施例では、 W a を 7 5 0 ク口ンとして測定を行つたこのとさ、 W c は、 9 5 0 ヽ、ク D ンとなるこの条件にねレヽて、 W の代わりにヽ W a を用レ、て導波管モ一ドの遮断周波数を導出するとによつて、一対の接 fee用貫通導体 5 b 間近傍における導波管モ K の遮断周波数が 1 0

6 G H z 程度となることが分かる一方、 Wの代わりに、

W c を用レ、て導波管モ一 K の遮断波数を導出することによつて、 ―対の接用貫通導体 5 b 間近傍における導波管モの遮断 fp| 波数が 9 1 G H z 度となるとがわかる o のとさゝ 8 7 G H z における S 2 1 は、 ― 2 3 9 d

B となつた o またヽ 8 7 G H z における M A G は、 1

3 6 d B となた o

第 5 の比較例では、基本的には W a を 1 0 0 0 、ク D ンのままにしてお < が、基板内部の領域にいて、板の両端から数えてそれぞれ ―つ巨の一対の接続用貫通導体 5 a につレ、てのみ対向間 Wを 8 0 0 へクンと < して測定を行つた o このとさ、 8 7 G H z にねける S 2 1 はヽ ― 5

- 8 d B となつた o また、 8 7 G H z における M A G は、一 1 9 6 d B となつた

表 3 に示す結果におレヽて第 4 の〜

、比較例と第 5 第 7 の実施例との比較から分かるよラに、最も基板端に近レ、接続

-TO- 用貝通導体 5 b の対向間を従来よも < し、 SX計周波数 8 5 G H z の実効波長の一分の一未満の値へと定するすことによてヽ導波管モ一 K誘起が抑制され、通過失が低減されてレヽ < とレ、有利な効果が得られることが分かつたまた、 M A G の比較によつてもゝ最ち基板端に近い一対の接続用貫通導体 5 b の対向間を従来よも < する

-- とによつて、導波管モ一 K誘起が抑制され、放射損失が低減されたことが証明された o

また、两基板端の領域におレ、て、伝送する 8 7 G H z の信号が導波管モ一 K へ変換されなレ、ための条件は、基板端部の接用貫通導体 5 b におレ、て最基板端部に近レ、個所

|pj 士の対向間隔 W C を、誘電体基板 1 内における 8 7 G H

Z の信号の実効波長の一

分の一である 1 0 0 0 ヽク π ン未 - 満とする定であるが、の条件がすでに満たされている第 6 の実施例と、更に W C を < した第 7 の実施例とにおレ、ては、通過損失、 M A G ともにほぼ同程度の値と収束しつつある結果が得られており、本発明の原理の有効性が明確に証明された o

また、第 5 の比較例と第 4 の比較例と比ベる o 接続用貫通導体 5 a 5 b の周辺におレヽて、 W P の最小値を 2 0 0 ク P ンとするために、 W g 2 を 1 0 0 、ク D ンと低減したためヽ表 3 に示したとねり、第 4 の比較例と第 5 の比較例との間では、整 σ に変化が生じてレ、る 0 そのため、両者の特性は兀全には ―致してレヽなレヽ ο しかし、通過損失ゝ

M A G ともに、第 5 の比較例は、第 6 の実施例よもむしろ第 4 の比較例に近レ、特性となつてレヽる o すなわち、第 6 の実施例にレヽて得られた第 4 の比較例と比較した +曰 □ の特性改善は、接用貫通導体 5 a の対向間隔を < した第

6 の比較例によつては得られなレ、 ο つま、両基板端に近接した領域にける接用貫通導体 5 b の対向間隔 W a を

< することが、本発明の効果を得るために最も有効であつて、基板両端以外の領域における接用貫通導体 5 a の対向間 Wを < しても、それほど有利な効果が得られなレ、ことが証明された Ο

表 4 は、第 4 および第 6 の比較例、ならびに第 6 および第 8 の実施例につレヽて、 8 7 G H Z おける S 2 1 および M

A G の測定ボロ果を示す o 以下ゝ表 4 を参照、しながら、第 4 および第 6 の比較.例ならびに第 6 および第. 8 の実施例につレヽて明する o 表 4 ：

4 の比較例および第 6 の実施例で採用した条件わよび測疋結果は表 3 に示したものと 1口] である第 6 の比較例では第 4 の比較例で採用した条件に加て誘電体基板 1 の上面に形成された接地導体層 4 の一部を除去するとレ、 Ό 条件が加えられてレ、る接地導体層 4 にける導体の除去領域は図 5 B に示すよラに接続用貫通導体 5 b が対向する領域よりち基板端面に近レヽ領域であつてかつ信号導体配線 2 の終端部分に対向する領域である第 8 の実施例につレヽても第 6 の実施例で採用した条件に加えて第 6 の比較例とに接地導体層 4 の一部が除去されてレ、るととした

表 4 に示す結果におレ、て第 6 の実施例と第 8 の実施例との特性を比較すると接地導体層 4 の一部を除去する -- とによつて通過損失および M A G につレ、ての特性が改釜 - されたとが明らかとなつたまた第 4 の比較例と 6 の比較例とを比ベることによつて接地導体層 4 の一部を除去するだけでも通過損失および M A G につレ、ての特性が改善されることが分かる。しかし第 6 の比較例と第 8 の実施例とを比ベることによつて接続用貫通導体 5 b の対向間隔 W a を < し力つ接地導体層 4 の一部を除去するとによつてよ Ό 一層の特性改が得られることが明らかとなつた ο

表 5 は第 7 第 9 およぴ第 1 0 の実施例につレヽて 8

7 G H Z にねける S 2 1 および M A G の測定結果を示す。以下表 5 を参昭しながら第 7 第 9 および第 1 0 の実施例につレヽて説明する ο

表 5 ：

第 9 および第 1 0 の実施例において、誘電体基板 1 における配線パターンは、第 7 の実施例と同様であるが、外部回路基板 1 3 内における接続用貫通導体の配置に本発明に係る第 5 の実施形態を採用している。以下の説明では、図 7 A B を用するととする

第 7 の実施例におレヽて、外部回路基板 1 3 の上面に形成口

された信導体配線 1 4 の両側に配置された接地導体配線

1 6 と下面に形成された接地導体層 1 5 とを接続する接続用貫通導体 5 c 5 の内、信号導体配線 1 4 の終端部分付近の接続用貫通導体 5 d の対向間隔が従来通 1 0 0 0 ヽク口ンであるとしたこの条件におレヽて、最も接続個所に近レ、接用貫通導体 5 b の対向間隔を用レヽて外部回路基口

板中の信伝送における、導波管モの遮断周波数を導出したとろ、 9 4 G H Z 程度となるまた、接用貝通導体 5 d の半径は 1 0 0 へク口ンとしてレ、るので、接続用貫通導体 5 d におレヽて、最も外部との接 fee箇所に近接した箇所同士の対向間隔は、 1 2 0 0 へク口ンとなるの条件におレヽて、接箇所近傍における、導波管モ一 K の遮断周波数を導出したとろ、 7 8 G H z 口

度となるこのとさ、 8 7 G H Z における S 2 1 は、 ― 2 3 9 d B となつたまた、 8 7 G H z にける M A G は、 ― 1 3 6 d B となつた

第 9 の実施例では、接続用貫通導体 5 d の対向間が 9

0 0 、ク Π ンであるとするこの条件にレヽて、この条件におレ、て最ち接個所に近レヽ接続用貫通導体 5 d の対向間を用レ、て外部回路基板中の信号伝送にける導波管モの遮断波数を導出したところ、 1 0 4 G H Z 程度となるまた、接用貫通導体 5 d の半径は 1 0 0 ヽヽクンとしてレヽるので、接続用貫通導体 5 d にわレヽて、最も外部との接 fen箇所に近接した固所同士の対向間隔は、それぞれ 1 1 0 0 、、クンとなる ο この条件におレ、て、接箇所近

- 傍にけるヽ導波管モ K の断周波数を導出したとろ

、 8 5 G H Z 程度となる o のとさ、 8 7 G H z における

S 2 1 は、一 1 8 d B となつた ο また、 8 7 G H z における M A G はヽ ― 1 - 2 2 d B となつた o

第 1 0 の実施例ではヽ接 fen用貫通導体 5 d の対向間隔がヽ -

8 0 0 、クンであるとする o の条件にレヽて'ゝの条件にいて、最も接個所に近レ、接 fee用貝通導体 5 d の対向間隔を用レヽて外部回路基板中の信号伝送における導波管モ一 K の遮断周波数を導出したところ、 1 1 8 G H Z 度となる o またヽ接続用貫通導体 5 d の半径は 1 0 0 、ヽク口ンとしてレ、るのでゝ接用貫通導体 5 d にねレヽて、最も外部との接続箇所に近接した箇所士の対向間隔は、それぞれ 9 0 0 へクンとなる o この条件にレ、てゝ接箇所近傍における、導波管モ一 K の遮断周波数を導出したところ

、 1 0 4 G H Z 程度となる o のとさ、 8 7 G H z における S 2 1 は ― 1 7 5 d B となつた o また、 8 7 G Η ζ における M A G は、 ― 1 1 9 d B となつた o

表 5 に示す結果におレ、て、第 7 の実施例と第 9 および第

1 0 の実施例との特性を比較すると、通過損失、 M A G の特性がともに改口されたことが明らかとなつたつて、外部回路基板 1 3 におレ、ても、最も基板端に近レ、接用貫通 ¾体 5 d の対向間隔を従来よも < ft

し、 HX計周波数 9 Hi

4 G H z の実効波長の ―分の一未満の値と定することによ Ό 、導波管モ一 K誘起が抑制されヽ通過損失の低減とレヽう有利な効果が得られるとが分かつた o 産業上の利用可能性

本発明に係る高周波回路は、高周波信号の伝送損失を低減することができ、通信等の分野において有用である。

Claims

¾1囲

1 電体板の面に形成されてレヽる高周波回路であつて

刖記誘電体基板の第 1 の面に形成されてお信号を伝搬するための信号導体配線と

刖記信号導体配線を挟みかつ刖記信導体配線の両側に間隙がけられるよに記 1 の面に形成された対の接地導体配線と

記第 1 の面と対向する記誘電体板の 2 の面に形成された接地導体層と

刖記対の接地導体配線と目 U記接地導体層とを接続しかつ記信号導体配線を挟んで対向するよ 5 に記誘電体基板内に形成された複数の接続用貫通導体とを備

刖記複数の接続用貫通導体の内記信号導体配線の終端部分に最ち近い位置で対向してレ、る第 1 よび第 2 の接用貫通導体はその他の対向してレヽる ―対の前記接用貫通導体の間 1¾ に比ベて狭レ、間隔で配されてレ、ると置

を特徴とする高周波回路

2 記第 1 わよび続

第 2 の接用通導体以外の対向する対の刖記接 i用貫通導体の間隔は計周波数の効波実長の ―分の以下であつて

第 1 ねぶび第 2 の接用貫通導体の間 Pl は計周波数の実効波長の分の未満であるとを特徴とする求項 1 に記載の高周波回路

3 - さらに刖記 1 および 2 の接緣用貫通導体は記誘電体基板の端部に最も近レ、箇所同士の間が設計周波数の実効波長の ―分の一未滴となるように配置されていることを特徴とする SB 求項 2 に記の高周波回路。

、

4 刖記第 1 および第 2 の接続用貫通導体はそれぞれ記接地導体層の端部との間隔が HX計周波数の実効波長の四分の一未満となるよに配置されてレ、ることを特徴とする 5冃求項 1 に記の高周波回路

、

5 刖記信号導体配線は終端部分が他の部分と比ベて細

< なつてレヽることを特徴とする口 S 求項 1 に記載の高周波回路

、 ' 、 '

6 刖記信号導体配線の終端部分にける刖記信号導体配

、 '

線と記接地導体配線との間隙は他の部分と比ベて細 < なつてレ、ることを特徴とする 5冃求項 1 に記載の高周波回路

7 刖記誘電体基板は低誘率特性を有する樹脂基板であることを特徴とする 5冃求項 1 に記の高周波回路

、

8 刖記第 1 および第 2 の接続用貫通導体の間であつて

、 '

かつ記信号導体配線に対向する i 記接地導体層の一部は導体がけられてレヽなレ、とを特徴とする求項 1 に記の咼周波回路

m

9 . 刖記第 1 および第 2 の接用貫通体の間の領域よ < も基板端に近レ、領域であつて、かつ目 υ記信号導体配線に対向する目 IJ記接地導体層の一部は、導体がけられていなレ、ことを特徴とする、求項 1 に記载の高周波回路 o

1 0 記信号導体配線に対向する記接地導体層の一部はが a*

、導体除去されてレヽることを特徴とする、求項 1 に記の高周波回路

1 1 集積回路がクケ一ジ化された高波パッケジであつて、

高周波信号を処理するための集積回路からなる高周波素子と、

記高周波素子を実装するための誘 i体基板とを備えヽ記誘電体基板は、

記誘電体基板の第 1 の面に形成されてお、信号を伝搬するための信号導体配線と、

記信号導体配線を挟みかつ記信号導体配線の両側

、

に間隙がけられるように、目リ記 1 の面に形成された一第

対の接地導体配線と、

、

記第 1 の面と対向する刖記誘体基板の第 2 の面に形成された接地導体層と、

、 '

冃 'J 記一対の接地導体配線と冃 U記接地導体層とを接続し

、

ヽかつ刖記信号道体配線を挟んで対向するよラに目 IJ 記誘体板内に形成された数の接用貫通体とを備、冃 U 記複数の接用貫通導体の内ゝ刖記信号導体配線の終端部分に最も近レヽ位置で対向している第 1 および第 2 の接続用貫通導体は、その他の対向してレ、る一対の刖記接用貫通導体の間隔に比ベて、狭レ、間隔で配置されてレ、ることを特徴とする、高周波ノヽクケ ―ジ

、，

1 2 記第 1 および第 2 の接続用貫通導体以外の対向する一対の刖記接続用貫通導体の間隔は、計周波数の実効波長の一分の一以下であつてゝ

記第 1 および第 2 の接続用貫通導体の間隔は、計周波数の実効波長の一分の未満であることを特徴とする、冃求項 1 1 に記載の高周波クケジ

■、■/·■·

1 3 さらに、記第 1 ねよび第 2 の接続用貫通導体は、記誘電体基板の端部に最ち近レ、箇所同士の間隔が設計周波数の実効波長の一分の一未満となるよに配置されてレ、ることを特徴とする、冃求項 1 2 に記載の高周波ノ -y ケジ

■、■/■，

1 4 さらに、刖記誘電体基板を実装するための実装用誘電体板を備え、

記実装用誘電体基板はゝ

、

刖記実装用誘電体基板の第 1 の実装面に形成されて

_、./■■

、刖記信号導体配線と接して信号を伝搬するための実口

装側信導体配線と、 -a./- 口刖記実装側信号体配線を挟みかつ記装側信体

、

配線の両側に間隙がけられるよに、刖記第 1 の実装面に形成された一対の実装側接地導体配線とゝ

、 , . 、 ,

目 U記第 1 の実装面と対向する記実装用誘電体基板の第

2 の実装面に形成された実装側接地導体層と、

.、■/■· 、

刖記一対の実装側接地導体配線と記実装側接地導体層とを接続し、かつ記実装側信号導体配線を挟んで対向するぶうに記実装用誘体基板内に形成された複数の実装側接続用貫通導体とを備え、

、

刖記複数の実装側接続用貫通導体の内、記実装側信号導体配線の終端部分に最も近い位置で対向してレ、る第 1 よび第 2 の実装側接輒用貫通導体の間隔は、その他の対向してレヽる一対の記実装側接続用貫通導体の間に比ベて

主

、狭い間隔で配置されてレ、るとを特徴とする、ロ冃求項 1

1 に記載の高周波 / クケ ―ジ o

、

1 5 . 刖記第 1 ねび第 2 の実装側接用貫通導体以外の対向する一対の i記実装側接続用貫通導体の間隔は、 Pス計周波数の実効波長の一分の ―以下であて、

、

記第 1 および第 2 の実装側接用貫通導体の間隔は、ミ H

計周波数の実効波長の一分の一未満であることを特徴とするヽ P冃求項 1 4 に記の高周波パクケジ o

1 6 . さらに、記第 1 ねよび第 2 の実装側接続用貫通導体は、 SIJ 記実装用誘 i体基板の端部に最も近レ、箇所同士の間隔が設計周波数の実効波長の ―分の一未満となるように配置されてレ、ることを特 s

徴とする 5 求項 1 5 に記の周波クケジ o

1 7 さらに記高周波 ΐ-ϊ 子を保護するための蓋を備える求項 1 1 に記の高周波クケジ o

1 8 下面にコプレナ路が形成されてレ、る高周波 V ケジを表面実装するための誘電体基板の表面に形成された高周波回路であつて

刖記誘電体基板の第 1 の面に形成されており記高周波パクケジと接続して信号を伝搬するための信号導体配線と

，- 記信導体配線を挟みかつ刖記信号導体配線の両側に間隙が BX けられるように刖記第 1 の面に形成された対の接地導体配線と

記第 1 の面と対向する記誘体基板の第 2 の面に形成された接地導体層と

記対の接地導体配線と刖記接地導体層とを接し

'

かつ J記信万導体配線を挟んで対向するよに U記誘電体基板内に形成された複数の接用貫通導体とを備

刖記複数の接続用貫通導体の内記信号導体配の終端部分に最も近レ、位置で対向してレ、る第 1 および第 2 の接 fee用貫通導体はその他の対向してレ、る対の記実装側接続用貫通導体の間隔に比て狭レヽ間で配置されてレ、るとを特徴と [3E]

する高 J 波回路

1 9 . 記 1 および 2 の通体以外の対向する一対の目リ記接続用貫通導体の間隔は

計周波数の実効波長の分の ―以下であつて

前記第 1 わよび第 2 の接用貫 is導体の間は設寅十周波数の実効波長の二分の ―未満であることを特徴とする、請求項 1 8 に記載の高周波回路。

2 0 . さらに刖第 1 び第 2 の接用貫通導体は、目 IJ 目己誘電体基板の端部に最も近レヽ箇所同士の間隔が BX S十周波数の実効波長の二分の一未満となるラに配置されていることを特徴とする、求項 1 9 に記載の高周波回路 o