WO2004075336A1 - 高周波回路 - Google Patents

Abstract

本発明は、誘電体基板上に高周波機能素子が実装された高周波回路であって、高周波機能素子内に形成された第一の伝送線路と、特性インピーダンスが５０Ω以下であって、誘電体基板上に形成された第二の伝送線路と、第一の伝送線路と前記第二の伝送線路とを接続するワイヤと、特性インピーダンスが５０Ωより大きく、第二の伝送線路と接続された第三の伝送線路と、誘電体基板を貫通するように形成されており、上側導体ランドが第三の伝送線路と接続されたビアホール部と、ビアホール部の下側導体ランドと接続された第四の伝送線路とを備える。

Description

明 細書 高周 波回路 技術分野

本発明 は 、 ミ リ 波帯 に お い て使用 さ れ る 高周波回路に 関 し 、 よ り 特定的 に は 、 高周波機能素子が ワ イ ヤ ボ ンデ ィ ン グ さ れ る 周辺 の 高周 波回路 に 関す る 。 n 景技術

近年 、 通ィ¾ 速度 の 更 な る 向上に よ っ て 、 無線通信に用 い ら れ る搬送周 波数はマ イ ク ロ 波領域 1 ら ミ リ 波領域の周 波 数帯 に ま で達 し つつ あ る 。 高周 波化 に伴つ て 、 ヮ ィ ャ接続 部 のィ ン ダ ク タ ンス が無視で き な く な る 。 そ の た め 、 シス テ ム 内 にお いて ワ イ ヤ に よ つ て接 ^ れてい る 高周波用 半 導体素子の入出 力 部分で は、 反射が増大す る こ と と な る 。 こ tLに よ っ て 、 高周 波用 半導体素子本来の特性 を十分に 引 出す こ と が で き な く な る と い う 問題が生 じ る 。

'- マイ ク 口 波 ' ミ リ 波 のノ ッ ケ一ジ ン グ技術 " (電子情 報通信学会総合大会、 T C 1 、 1 9 9 9 ) (以下、 文献 1 と い う ） に は、 ワ イ ャ接続部 のィ ンダ ク タ ンス を低 減す る 方法が提案 さ れて い る 。 文献 1 に は、 ワ イ ャ の長 さ の短縮化や、 ヮ ィ ャ の リ ボ ン化、 ス ノレ ーホール等 に よ る フ リ ッ プチ ッ プボ ンデ ィ ン グな ど に よ っ て 、 ワ イ ヤ接続部 の イ ン ダ ク タ ンス を低減す る 方法が 開示 さ れて い る

≤： V 波帯 にお い て も 、 従来の低周波の周 波数帯域に：^レ、 て行われて き た よ う に、 表面実装に よ っ て高周波機能素子 を実装可能 と する た めの表面実装パ ッ ケージ （以下、 高周 波ノ ッ ケージ と い う ） が 開発 さ れてい る。 高周波パ ッ ケ一 ジ内部では、 高周波機能素子 と 誘電体基板上の信号導体配 線 と を接続する ため に、 ワ イ ヤが用 い ら れる。

図 1 6 Aは、 従来の高周波パ ッ ケージが外部回路基板に 表面実装 さ れた場合の構成概略を示す断面図であ る。 図 1

6 A に示す よ う に、 高周波機能素子 2 は、 誘電体基板 1 と 蓋 3 3 と 力 ら な る キ ヤ ビテ ィ 内 に収納 さ れて レヽ る。 図 1 6

B は、 誘電体基板 1 の上面の配線パ タ ー ンを示す図であ る 。 図 1 6 C は、 誘電体基板 1 の下面の配線パ タ ー ンを示す 図 であ る。

図 1 6 B に示す よ う に、 誘電体基板 1 の上面に は、 接地 導体領域 1 2 と 、 信号導体配線 （ s i g n a 1 s t r i p ) 3 4 と 、 接地導体層 3 5 と が形成 さ れて レ、 る 。 図 1 6 C に示す よ う に、 誘電体基板 1 の下面に は、 接地導体領域 1 3 と 、 接地導体配線 （ g r o u n d s t r i p ) 3 7 と 、 信号導体配線 3 6 と が形成 さ れてい る 。 誘電体基板 1 では、 信号導体配線 3 6 、 接地導体層 3 5 お よ び接地導体 配線 3 7 に よ っ て ダ ラ ゥ ン ド付 コ プ レーナ線路構造が構成 さ れる 。 高周波パ ッ ケー ジを表面実装する 外部回路基板 3 8 には、 上面に形成 さ れた信号導体配線 3 9 と 、 内部ま た は下面の少な く と も いずれかに形成 さ れた接地導体配線 4 0 と が形成 さ れて い る 。 外部回路基板で は 、 信号導体配線 3 9 お よ び接地導体配線 4 0 に よ っ て、 マ イ ク ロ ス ト リ ッ プ線路ま たは グ ラ ウ ン ド付 コ プ レーナ線路等の高周波伝送 線路構造が構成 さ れる。

信号導体配線 3 4 の一端 と 高周波機能素子 2 と は、 ワ イ ャ 5 に よ っ て接続 さ れる。 信号導体配線 3 4 の他端は、 誘 電体基板 1 を貫通 して形成 さ れた接続用貫通導体 （ V i a ) 7 の一端に接続 さ れる。 信号導体配線 3 6 の一端は、 接 続用貫通導体 7 の他端に接続 さ れる 。 信号導体配線 3 6 の 他端は、 半田 3 6 を介 して、 外部回路基板 3 8 上の信号導 体配線 3 9 と 接続 さ れる。 高周波信号は、 ワ イ ヤ 5 ， 信号 導体配線 3 4 , 接続用貫通導体 7 、 信号導体配線 3 6 、 半 田 4 1 お よ び信号導体配線 3 9 を介 して、 高周波機能素子 2 に入出力 さ れる。

上述の よ う に、 従来の高周波パ ッ ケー ジでは、 ワ イ ヤ を 介 して高周波信号が伝送 さ れる。 そ のた め、 ワ イ ヤ を介 し た接続部分での反射を低減す る 必要が あ る。

文献 1 に記載 さ れてい る よ う に、 ワ イ ヤ の長 さ を短縮す る こ と に よ っ て 、 ワ イ ヤ に よ る接続部分のイ ン ダ ク タ ン ス を低減 して 、 反射を低減する こ と も で き る が、 ボ ンディ ン グ装置の精度 と い う 点で、 ワ イ ヤ の長 さ を短縮する には限 度力 S あ る。

ま た、 搭載す る 高周波機能素子の表面 と 一次実装基板で あ る誘電体基板の表面 と の高 さ を合わせる こ と に よ っ て ヮ ィ ャの長 さ を短 く す る こ と も でき る が、 一次実装基板のチ ッ プ実装領域に掘 り 込みが必要 と な る た め工程コ ス ト の増 大を招 く こ と と な る 。

ま た、 ワ イ ヤ を リ ボン化す る こ と に よ っ て、 接続部分の イ ンダク タ ンス を低減 して、 反射を防止する こ と も でき る が 、 温度変化 に対す る 信頼性 と い う 面で、 実用 上好ま し く な い

ま た、 スルーホ ール等 に よ る フ リ ッ プチ ッ プボ ンデ ィ ン グ を用 い る こ と に よ っ て 、 接続部分の イ ン ダ ク タ ンス を低 減 し て、 反射 を防止す る こ と も で き る が 、 温度変化 に対す る 信頼性 と い う 面で、 実用 上好ま し く な い。 発明 の 開示

それ ゆ え、 本発 明 の第 1 の 目 的 は、 ワ イ ヤ に よ る 接続部 分 にお け る 反射 を 防止す る こ と が で き る 高周 波回路 を提供 す る こ と で あ る 。 さ ら に 、 本発明 の第 2 の 目 的 は、 ワ イ ヤ に よ る 接続部分 に お け る 反射 を 防止す る こ と が で き る 高周 波回路 を精度 よ く 、 かつ低 コ ス ト で 、 信頼性高 く 提供す る こ と で あ る 。

上記課題 を解決す る た め に、 本発明 は、 以下の よ う な特 徴を有す る 。 本発 明 は、 誘電体基板上に 高周 波機能素子が 実装 さ れた高周 波回 路で あ っ て 、 高周 波機能素子 内 に形成 さ れた第一 の伝送線路 と 、 特性イ ン ピ ー ダ ン ス が 5 0 Ω 以 下で あ っ て 、 誘電体基板上 に形成 さ れた第二 の伝送線路 と 、 第一 の伝送線路 と 第二 の伝送線路 と を接続す る ワ イ ヤ と 、 特性イ ン ピ ー ダ ン ス が 5 0 Ω よ り 大 き く 、 第二の伝送線 路 と 接続 さ れた第三の伝送線路 と 、 誘電体基板 を貫通す る よ う に形成 さ れて お り 、 上側導体 ラ ン ドが第三の伝送線路 と 接続 さ れた ビア ホール部 と 、 ビア ホ ール部 の 下側導体 ラ ン ド と 接続 さ れた第 四 の伝送線路 と を備 え る 。

上記発 明 に拠れば、 回路全体の等価回路 は、 ワ イ ヤ の寄 生イ ンダ ク タ ンス カゝ ら 生 じ る 第一の直列 のイ ン ダ ク タ ン ス と 、 第二の伝送線路箇所で生 じ る 接地容量か ら 生 じ る 第一 の シ ャ ン ト の キ ャ パ シ タ ン ス と 、 第三の伝送線路の 高ィ ン ピー ダ ンス 特性か ら 生 じ る 第二 の直列 の ィ ンダ ク タ ンス と 、 ビア ホ ール部 と 周辺 の接地導体領域 と の 間 に生 じ る 接地 容量力、 ら な る 第二の シ ャ ン ト の キ ヤ ノ、。 シ タ ンス を接続 し て な る L C L C 構成の典型的 な低域通過 フ ィ ノレタ と な る 。 従 来 と は異な り 、 回路全体を フ イ ノレ タ 回路 と し て構成す る 本 発明 の 高周波回路構成 に よ っ て 、 低反射な高周 波特性が広 帯域な周 波数範囲 で実現 さ れ る こ と と な る 。

ま た、 ワ イ ヤ 、 第二の伝送線路、 第三の伝送線路、 ビア ホ ー ル部、 お よ び第四 の伝送線路は、 特殊な配線プ ロ セ ス を用 い な く て も 、 形成す る こ と が で き る の で、 広帯域で低 反射な高周 波回路 を精度 よ く 、 かつ低 コ ス ト で 、 信頼性高 く 提供す る こ と が で き る 。

ま た 、 ビア ホ ール部 の周辺 で は、 ビア ホ ール部 が接地 さ れな レ、 よ う に 、 接地導体領域の配置が制 限 さ れてい る 。 し た が っ て 、 誘電体基板の 下面 におい て は、 第三の伝送線路 におい て信号導体配線が対向す る 領域に は接地導体領域が 設定 さ れず、 第三の伝送線路 の特性ィ ン ピー ダ ン ス を 高 く 設定す る こ と が 出 来 る 。 それ ゆ え 、 第一 の 直列 のイ ン ダ ク タ ン ス が 大 き い場合に第二の 直列 のィ ンダ ク タ ンス を 大 き く 設定す る 必要が あ る 、 L C L C 構成の典型的 な低域通過 フ ィ ルタ におい て必要不可欠 な条件が容易 に実現 さ れ る こ と と な る 。

さ ら に、 ビ ア ホール部 にお け る 接続用 貫通導体が有す る ィ ン ダク タ ンス が 、 第三の伝送線路 の ィ ン ダク タ ンス に 加 わ る こ と と な る の で 、 第三の伝送線路の物理的 な線路長 を 短縮する こ と が で き る 。 し たが っ て 、 回路面積の小型化 と レ、 う 有利 な効果 も 得 る こ と が で き る 。

従来の 高周 波回路では、 ワ イ ヤ の寄生イ ンダ ク タ ンス を

5 0 Ω に整合す る た め の整合回路が 、 ビ ア ホ ー ル部 に さ ら に接続 さ れ る 構成 と な っ ていた。 し た が っ て 、 整合回路 か ら 生 じ る 信号の反射 と ビア ホール部カゝ ら 生 じ る 信号の反射 と を広帯域に渡っ て低い強度 にす る こ と が 困難な ミ リ 波帯 で は、 設計周 波数の一部 の帯域で反射が 生 じ る 可能性が 高 かっ た。 し カゝ し 、 本発明 の高周波回路で は、 ビア ホ ール部 を含 め た 回路全体で 、 ワ イ ヤ の寄生ィ ン ダ ク タ ンス を補償 す る 整合回路 を 形成す る こ と と な る 。 し た が っ て 、 信号が 、 広帯域に渡 っ て 、 低反射で伝送 さ れ る こ と と な る 。

好ま し く は、 第 四 の伝送線路は 、 '少 な く と も 一部 の領域 の特性ィ ン ピー ダ ン ス カ S 5 0 Ω 以上で あ る と よ い。

こ の構成に拠れば、 回路全体の等価回 路 は 、 ワ イ ヤ の 寄 生ィ ンダ ク タ ン ス 力 ら 生 じ る 第一 の直列 のィ ン ダ ク タ ン ス と 、 第二 の伝送線路箇所で生 じ る 接地容量か ら 生 じ る 第一 の シ ャ ン ト の キ ャ パ シ タ ン ス と 、 第三の伝送線路の 高ィ ン ピー ダンス 特性力 ら 生 じ る 第二の直列 の ィ ン ダ ク タ ン ス と

、 ビア ホ ール部 と 周 辺 の接地導体領域 と の 間 に生 じ る 接地 容量力 _¾ ら 生 じ る 第二の シ ャ ン ト の キ ヤ ノ シ タ ンス と 、 第 四 の伝送線路の 高イ ン ピー ダ ン ス 特性か ら 生 じ る 第三の直列 の ィ ンダ ク タ ン ス を接続 し て な る L C L C L 構成の典型的 な低域通過 フ ィ ル タ と な る 。 従来 と は異 な り 、 回路全体 を フ ィ ルタ 回路 と し て構成す る 本発明 の高周 波回路構成に よ つ て 、 低反射な高周波特性が広帯域な周 波数範囲で実現 さ れ る こ と と な る 。

ま た、 ビア ホール部 の周辺 で は、 ビア ホ ール部が接地 さ れな い よ う に 、 接地導体領域の配置が制 限 さ れて い る 。 し た が っ て 、 誘電体基板の 上面に おい て 、 第 四 の伝送線路 に おい て信号導体配線が対向す る 領域に は接地導体領域が設 定 さ れず、 第四 の伝送線路の特性ィ ン ピー ダ ンス を容易 に 高 く 設定す る こ と が 出来 る 。 それゆ え 、 第一 の直列 のイ ン ダ ク タ ン ス が大 き い場合 に第三の 直列の イ ン ダ ク タ ンス を 大 き く 設定す る 必要が あ る 、 L C L C L 構成の典型的 な低 域通過 フ ィ ノレタ にお い て必要不可欠 な条件が容易 に実現 さ れ る こ と と な る 。

好ま し く は、 第一 の伝送線路 は 、 ワ イ ヤ と の接続箇所の 特性イ ン ピー ダ ンス が 5 0 Ω 以下で あ る と よ レ、。

こ の構成 に拠れば、 回 路全体の等価回路は 、 第一の伝送 線路 と ワ イ ヤ と の接続部分にお け る 接地容量か ら 生 じ る 第 一 の シ ャ ン ト の キ ヤ ノ シ タ ンス と 、 ワ イ ヤ の寄生イ ンダ ク タ ンス カゝ ら 生 じ る 第一 の 直列 の イ ンダ ク タ ンス と 、 第二 の 伝送線路箇所で生 じ る 接地容量か ら 生 じ る 第二の シ ャ ン ト の キ ャ パ シ タ ンス と 、 第三の伝送線路の 高ィ ン ピー ダ ンス 特性カゝ ら 生 じ る 第二 の直列 のイ ン ダ ク タ ンス と 、 ビア ホ ー ル部 と 周辺 の接地導体領域 と の 間 に生 じ る 接地容量か ら 生 じ る 第三の シャ ン 卜 の キ ャ パ シタ ンス を 接続 し て な る C L C L C 構成の典型的 な低域通過 フ ィ ルタ と な る 。 従来 と は 異 な り 、 回路全体を フ ィ ルタ 回路 と し て構成す る 本発明 の 高周波回路構成に よ っ て、 低反射 な高周 波特性が広帯域な 周 波数範囲 で実現 さ れる こ と と な る 。

好ま し く は、 第一 の伝送線路 に おいて 、 ワ イ ヤ と の接続 箇所は、 コ プ レーナ型の G S G ノ ッ ド と な っ てい る と よ い こ れに よ つ て 、 エ ア コ プ レーナ形状の 高周 波プ ロ ーブ を 用 いて 、 ウ ェ ハー状態での高周 波特性の検查 を可能 と す る こ と が 出来 る 。

好ま し く は、 当 該パ ッ ド に含ま れ る 接地導体パ ッ ドは、 第一 の伝送線路にお け る 信号導体配線に近接 し て い る と よ レヽ 。

こ れに よ つ て 、 ヮ ィ ャ接続部 に お け る 第一 の伝送線路 の 特性イ ン ピ ー ダ ン ス を低下 さ せ る こ と が で き る の で 、 省面 積で効果的 に接地容量を 生 じ さ せ る こ と が で き る 。

好ま し く は、 第一 の伝送線路 にお け る 信号導体配線の 終 端部分に 向 か う につれて 、 信号導体配線 と 接地導体パ ッ ド と の 間 隔が狭 く な っ て レヽ る と よ い。

こ の構成 に よ っ て 、 ワ イ ヤ接続部 に近い領域で第一 の伝 送線路に要求 さ れ る 接地容量値 を生 じ さ せ る だけ で な く 、 第一 の伝送線路が接続 さ れ る 高周 波機能素子内 の伝送線路 と の ィ ン ピー ダ ン ス 差を低減す る こ と が 可能 に な る た め 、 不要な信号反射 を抑制す る こ と が で き て 、 回路全体 と し て も よ り 低反射な.高周 波特性が得 ら れ る こ と と な る 。

好ま し く は、 第二の伝送線路は 、 グ ラ ン ド付 コ プ レーナ 線路であ る と よ レヽ 。

こ の構成 に よ っ て 、 第二の伝送線路 を マ イ ク ロ ス ト リ ツ プ線路で構成 し た場合 よ り も 、 プ ロ セ ス ば ら つ き に よ っ て 生 じて し ま う 高周 波回路特性の ば ら つ き を抑制す る こ と が 可能 と な る 。 詳述す る と 、 高周波回路特性が安定に発揮 さ れ る た め に は、 高周 波機能素子の裏面 に形成 さ れてい る 接 地導体領域の 高周 波接地が強化 さ れて い る 必要が あ る が 、 第二の伝送線路 を マ イ ク ロ ス ト リ ッ プ線路で構成 し た場合 に は、 誘電体基板 を貫通 し て形成 さ れ る 接地用 貫通導体の 形成位置ば ら つ き に よ っ て 、 上記高周 波接地が不安定に な り 好ま し く な い。 一方、 本発 明 の好ま し い構成において は 、 上記高周 波接地 を安定 して維持す る こ と が可能で あ る 。

好ま し く は、 第三の伝送線路は、 上側導体 ラ ン ド と 接続 さ れた信号導体配線 と 、 誘電体基板 の 下面 に おい て 、 信号 導体配線 と 対向す る 領域以外 に形成 さ れ た接地導体領域 と 力 ら な る と よ レヽ 。

本構成の意図 す る と こ ろ は、 ビア ホー ル部 を接地す る こ と が 出来な レ、 と い う 条件 を逆手に と り 、 第三の伝送線路の 特性ィ ン ピー ダ ン ス を通常の 回路で は得 ら れな い ほ ど の 高 い値に設定 し 、 フ ィ ル タ 回路構成 にお い て 大 き なィ ンダ ク タ ンス を提供す る こ と で あ る 。 本構成に よ り 、 L C L C L 構成の典型的 な低域通過 フ ィ ル タ に おい て 、 第一 の 直列 の イ ンダ ク タ ンス が 大 き い場合 に第三 の直列 の イ ン ダ ク タ ン ス を大き く 設定す る 必要が あ る 場合に必要不可欠 な条件が 、 容易 に実現 さ れ る こ と と な る 。 こ れは 、 回路特性 と し て は 、 更 な る 広帯域化、 お よ び低反射化が 可能 に な る と レヽ ぅ こ と と 同義で あ る 。

ま た、 上記構成 は、 ビア ホール部 の近傍か ら の接地導体 領域を排除す る こ と に も な る の で 、 上側導体 ラ ン ド と 接地 導体領域 と の 間 に生 じ る 接地容量の低減 を図 る こ と がで き る 。 第三の伝达線路 と 接続用 貫通導体 と に よ っ て生 じ る ィ ン ダ ク タ ンス の 間 に揷入 さ れ る 接地容量は、 見か け上、 第 三 の伝送線路の特性イ ン ピー ダ ンス を低下 さ せ る こ と につ な が る 。 しか し、 上記構成の よ う に、 上側導体ラ ン ド と 接 地導体領域 と の 間 に生 じ る 接地容量を低減す る こ と に よ つ て 、 笛 二 の伝达線路 の特性ィ ン ピー ダ ンス を高 く 保つ こ と が で き る の で 、 結果、 広帯域かつ低反射な特性 を更 に 向上 さ せ る こ と につ なが る 。

好ま し く はヽ S7i電体基板 を構成す る 誘電体の誘電率は、 5 以下で あ る と よ レ、

れに よ つ て 、 仮 に、 信号導体配線の配線幅 を通常の セ フ ッ ク ¾板や樹脂基板の配線ルール で採用 さ れ る 下限で め る 1 0 0 ミ ク 口 ン程度 に設定 し た と し て も 、 第三の伝送 線路 の特性ィ ン ピ ダ ン ス を例 え ば 1 1 5 Ω 以上 に設定す る こ と が可能 と な る

ま た 、 ビァ ホ 一 ル部に お い て も 、 誘電体基板の誘電率 を 5 以下に設定す る と に よ っ て、 ビア ホ ー ル部近傍 に存在 す る 接地導体領域 と 上側導体 ラ ン ド と の 間 に生 じ る 接地容 減少 さ せ る こ と が で き る 。 し た が っ て 、 見か け上、 第 三の 送線路の特性イ ン ピー ダ ンス が増力 Bす る こ と と な る の で 、 広帯域力 つ低反射 な特性を実現す る こ と が で き る 。

ま た 、 基板の誘 率が低 く な る と 、 単位長 さ あ た り の伝 送 に つ て生 じ る 過信号の位相量の増大が緩和 さ れ る た め 、 配線精度が低 誤差が 大 き い安価な プ ロ セ ス を 用 い た 場合でも 、 良好な歩留ま り で本発明 の高周波回路を製造す る こ と が出来る

さ ら には、 ヮ ィ ャ接続部の反射特性は ワ イ ャ形状のみな らず、 ヮ ィ ャが接続 さ れる誘電体基板の誘電率に大き く 依 存す る。 こ れは、 ヮ ィ ャが接続 さ れた箇所において、 誘電 体基板の裏面 と の間 に接地容量が生 じ て ！/ヽ る か ら でめ る 。 ワ イ ヤが接続 さ れる 箇所の第二の伝送線路の信号導体配線 の線路幅の制御に よ り 、 低域通過 フ イ ノレ タ 回路において最 適な接地容量値を得る こ と がで き 、 広帯域かつ低反射な特 性を実現する こ と 力 出来る。 ただ し、 誘電率が高い 板 を 用 いて しま う と 、 ヮ ィ ャが接 :す る 箇所におレヽ て生 じ る 接 地容量値だけで、 最週接地容量値 よ り も 大き な値が生 じて し ま っ て、 最 な低域通過 フ イ ノレ タ 特性は得 ら れなレヽ。 一 、 ¾ ¾率が低い基板を用 い 7し 口'には、 線路長を増大 さ せれば最適な容量値が大き な値で あ つ て も 対応可能であ る し 、 適な容量値が小 さ な値であ つ て も 同様に対応可能で あ _α よ つ て 、 基板の誘電率は低 く 設定 さ れる こ と が好ま しい。

好ま し く は、 第三の伝送線路にお け る 信号導体配線の線 幅は、 第二の伝送線路にお け る 信号導体配線の線幅 よ り も 細い と よ レヽ

こ れに よ っ て、 第三の伝送線路の特性イ ン ピ ー ダ ン ス を 高 く する こ と ができ る。

好ま し く は、 第二の伝送線路の特性イ ン ピ ー ダ ン ス は、

4 5 Ω 以下であ る と よ い。

好ま し く は、 第三の伝送線路の特性イ ン ピ ー ダ ン ス は、 1 1 0 Ω 以上であ る と よ い。

本発明 の こ れ ら お ょ ぴ他の 目 的、 特徴、 局面、 効果は、 添付図面 と 照合 して 、 以下の詳細 な説明 カゝ ら 一層 明 ら かに な る で あ ろ う 。 図面の簡単な説明

図 1 Α は、 本発明 の第 1 の実施形態に係 る 高周波回路の 一例 を示す断面概略図 で あ る 。

図 1 B は、 図 1 A に示す誘電体基板 1 の 上面の配線パ タ ー ン を示す図 で あ る 。

図 1 C は、 図 1 A に示す誘電体基板 1 の 下面の配線パ タ ー ン を示す図 で あ る 。

図 1 D は、 本発 明 の第 1 の 実施形態 に係 る 高周 波回路 を 構成す る コ ンポーネ ン ト の ブ 口 ッ ク 図 で あ る 。

図 2 は、 比較 シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に用 い た グ ラ ン ド付 コ プ レーナ線路の解析モ デル を示す図 で あ る 。

図 3 A は、 信号導体配線 1 6 の線幅 を 1 0 0 0 ミ ク ロ ン と したマ イ ク ロ ス ト リ ッ プ線路 につ い て 、 ワ イ ヤ接続部 に お け る 3 G H z 力 ら 7 5 G H z ま での反射イ ン ピ ー ダ ン ス ( S 1 1 ) を示 し た ス ミ ス 図表で あ る 。

図 3 B は、 信号導体配線 1 6 の線幅 を 6 0 0 ミ ク ロ ン と し た グ ラ ン ド付 コ プ レーナ線路につい て 、 ワ イ ヤ接続部 に お け る 3 G H z 力 ら 7 5 G H z ま での反射イ ン ピ ー ダ ン ス ( S 1 1 ) を示 した ス ミ ス 図表で あ る 。

図 4 は、 本発明 の 高周 波回路において用 い る 、 ワ イ ヤ箇 所におい て寄生ィ ン ダ ク タ ンス が 生 じた場合の補償回路の 構成原理を説明する ため の 図であ る。

図 5 Aは 、 第三の伝送線路 6 の他の構成例を示す上面図 であ る。

図 5 B は 、 第三の伝送線路 6 の他の構成例 を示す断面図 であ る。

図 6 Aは 、 図 5 Aお よ び図 5 B に示す よ う な伝送線路構 造を有する 第三の伝送線路 6 お よびマ イ ク ロ ス ト リ ッ プ線 路の特性ィ ン ピーダ ン ス を、 信号導体配線の線幅を変化 さ せて プロ ッ ト した と き の グ ラ フ であ る 。

図 6 B は 、 図 5 Aお よ び図 5 B に示すよ う な伝送線路構 造を有する 第三の伝送線路 6 の特性イ ン ピ ー ダ ン ス を、 誘 電体基板の誘電率を変化 さ せて プ ロ ッ ト した と き の グ ラ フ であ る。

図 7 Aは 、 3 G H z カゝ ら 8 1 G H z ま での電磁界解析結 果を に して分析 した ワ イ ャ接続部の等価回路を示す図 で あ o 。

図 7 B は 、 図 7 A に示 した等価回路を簡略化 した等価回 路を示す図であ る。

図 7 C は 、 ワ イ ヤ接続部の実構造の第二の伝送線路 4 側 の端子か ら 見た反射イ ン ピ ー ダ ン ス （ S 1 1 ) の 電磁界解 析結果、 お よ び簡略化 さ れた等価回路の反射ィ ン ピーダ ン ス （ S 1 1 ) を示す図であ る。

図 7 D は 、 ワ イ ヤ 5 と 信号導体配線 3 a と の接続部分を 示す図であ る 。

図 7 E は 、 ワ イ ヤ 5 と 信号導体配線 1 6 1 6 と の接続部 分を示す図であ る。 図 8 A は、 3 G H z カ ら 8 1 G H z ま での電磁界解析結 果を基に し て分析 し た 、 第三の伝送線路 6 、 ビア ホール部 1 0 、 お よ び第四 の伝送線路 1 1 カゝ ら な る 回路ブ ロ ッ ク の 等価回路 を示す図 で あ る 。

図 8 B は、 図 8 A に示 し た等価回路 を簡略化 し た等価回 路 を示す図 で あ る 。

図 8 C は、 ビア ホ ール部 1 0 の実構造の T R L 3 側 の端 子か ら 見 た反射イ ン ピー ダ ンス （ S 2 2 ) の電磁界解析結 果、 お よ び簡略化 さ れた等価回路の反射イ ン ピ ー ダ ン ス （ S 2 2 ) を示す図 で あ る 。

図 9 A は、 本発 明 の第 1 の実施形態 に係 る 高周 波回路の 全体構造の等価回路 を示す図 で あ る 。

図 9 B は、 形成 さ れ る C L C L 構造の低域通過 フ ィ ル タ を示す図 で あ る 。

図 1 0 は、 本発 明 の第 2 の実施形態 に係 る 高周波回路の 等価回路 を示す図 で あ る 。

図 1 1 は、 本発 明 の第 3 の 実施形態 に係 る 高周 波 回路 の 等価回路 を示す図 で あ る 。

図 1 2 A は 、 高周 波特性検査用 の G S G パ ッ ド の構成 を 示す図 で あ る 。

図 1 2 B は、 信号導体配線 2 4 の終端部分 に 向 カゝ う につ れて 、 信号導体配線 2 4 と 接地導体領域 2 5 a と の 間 隔が 狭 く な つ て レヽ く よ う に G S G ノ ッ ド を構成 した と き の 図 で あ る 。

図 1 3 は 、 実施例の測定に用 い た評価用 高周 波回路の構 成概略図 で あ る 。 図 1 4 は、 比較例にお け る反射特性 と 本発明 の実施例 1 にお け る反射特性 と を比較する 図であ る 。

図 1 5 は、 比較例におけ る反射特性と 本発明 の実施例 3 におけ る 反射特性 と を比較する 図であ る 。

図 1 6 Aは、 従来の高周波パ ッ ケージが外部回路基板に 表面実装 さ れた場合の構成概略を示す断面図であ る 。

図 1· 6 B は、 図 1 6 A に示す誘電体基板 1 の上面の配線 パタ ーンを示す図であ る 。

図 1 6 C は、 図 1 6 A に示す誘電体基板 1 の下面の配線 パ タ ー ンを示す図であ る 。 発明 を実施する た め の最良の形態 以下 本発明 の実施形態について、 図面を参照 し なが ら 説明する

(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 一例 を示す断面概略図であ る。 図 1 B は、 図 1 A に示す誘 電体基板 1 の上面の配線パ タ ー ンを示す図であ る 。 図 1 C は、 図 1 A に示す誘電体基板 1 の下面の配線パ タ ー ンを示 す図であ る 。 図 1 D は、 本発明 の第 1 の実施形態に係 る 高 周波回路を構成する コ ンポーネ ン ト のブ 口 ッ ク 図 であ る。 なお、 1 Aは、 図 1 B , C にお け る A B 線に添 う 断面図 で も あ る

A 〜 C において、 第 1 の実施形態に係 る 高周波回路 は、 誘 体基板 1 と 、 高周波機能素子 2 と を備え る。 誘電 体基板 の上面に は、 接地導体領域 1 2 1 7 , 2 2 と 、 信号導体配線 1 6 , 1 9 と 、 上側導体ラ ン ド 8 と が形成 さ れて い る 。 誘電体基板 1 の下面には、 接地導体領域 1 3 , 1 5 ， 2 0 ， 2 3 と 、 信号導体配線 2 1 と 、 下側導体ラ ン ド 9 と が形成 さ れてい る 。 誘電体基板 1 の上面か ら 下面へ は、 接続用貫通導体 7 と 、 複数の接続用貫通導体 1 4 と が 形成 さ れてい る。 複数の接続用貫通導体 1 4 は、 接地導体 領域 1 3 と 接地導体領域 1 2 と を接続す る 。 接地導体領域 1 2 の上には、 高周波機能素子 2 が実装 さ れる。 高周波機 能素子 2 内 （典型的には上面） には、 信号導体配線 3 a が 形成 さ れてい る。 接続用貫通導体 7 の下端は、 下側導体ラ ン ド 9 を介 して信号導体配線 2 1 と 接続 さ れる 。 接続用貫 通導体 7 の上端は、 上側導体ラ ン ド 8 を介 して信号導体配 線 1 9 の 一端 と 接続 さ れる 。 信号導体配線 1 9 の他端は、 信号導体配線 1 6 の一端 と 接続 さ れる 。 信号導体配線 1 6 の他端は、 ワ イ ヤ 5 を介 して信号導体配線 3 a と 接続 さ れ る 。

誘電体基板 1 は、 高周波帯において低損失であ る 通常の 誘電体基板材料か ら な る。 誘電体基板 1 に は、 た と え ば、 高温焼結に よ っ て生成 さ れる ァノレ ミ ナゃ窒化アル ミ ナな ど のセ ラ ミ ッ ク 材、 低温焼結に よ っ て生成 さ れる ガ ラ ス セ ラ ミ ッ ク 材、 テ フ ロ ン （ R ) 、 液晶 ポ リ マー等の低誘電率な 樹脂基板材が使用 可能であ る 。

高周波機能素子 2 は、 た と えば、 シ リ コ ンやガ リ ウ ム砒 素な ど を基板 と する M M I C (モ ノ リ シ ッ ク 集積マイ ク 口 波回路） や、 フ ィ ルタ 回路等の受動回路等であ る。

第一の伝送線路 3 は、 高周波機能素子 2 内 に形成 さ れて い る 伝送線路で あ る 。 第一 の伝送線路 3 は、 コ プ レーナ線 路、 グ ラ ン ド付 コ プ レーナ線路、 ま た はマイ ク ロ ス ト リ ツ プ線路で あ る 。 図 1 A〜 C では、 第一 の伝送線路 3 は、 グ ラ ン ド付 コ プ レーナ線路ま た はマ イ ク ロ ス ト リ ッ プ線路で あ る と し て い る 。 すな わ ち 、 信号導体配線 3 a と 接地導体 領域 1 2 と に よ っ て'、 グ ラ ン ド付 コ プ レーナ線路ま た はマ イ ク ロ ス ト リ ッ プ線路が形成 さ れて い る 。 接地導体領域 1 2 は接続用 貫通導体 1 4 を介 して接地導体領域 1 3 に接続 さ れてい る の で、 高周波接地の強化が 図 ら れてい る 。

第二の伝送線路 4 は、 ワ イ ヤ 5 を介 し て第一 の伝送線路 3 と 接続 さ れ る 伝送線路で あ る 。 第二の伝送線路 4 は、 コ プ レーナ線路、 グ ラ ン ド付 コ プ レーナ線路 、 ま た はマ イ ク ロ ス ト リ ッ プ線路で あ る 。 た だ し 、 コ プ レーナ線路 におい て形成 さ れ る 伝送線路の特性ィ ン ピ一 ダ ン ス を低 く す る に は、 信号導体配線 と そ の 両側 に形成 さ れ る 接地導体領域 と の 間 の 間 隙 を狭 く す る 必要が あ る 。 し 力 し 、 セ ラ ミ ッ ク や 樹脂基板 な ど に お け る 通常 の配線ル一ルに従 え ば、 こ の 間 隙 を 狭 く す る に は 限界が あ る 。 し た が っ て 、 コ プ レーナ線 路 におい て形成 さ れ る 伝送線路の特性ィ ン ピー ダ ン ス を低 く す る に は 限界が あ る 。 そ の た め 、 よ り 好ま し く は、 第二 の伝送線路 4 は、 グ ラ ン ド付 コ プ レーナ線路ま た はマイ ク ロ ス ト リ ッ プ線路で あ る と よ い。

第二の伝送線路 4 の特性イ ン ピ ー ダ ン ス Z 2 は、 5 0 Ω 以下で あ る 。 第二 の伝送線路 4 の特性イ ン ピ ー ダ ン ス Z 2 を 5 0 Ω 以下 と し た場合、 第二の伝送線路 4 は、 回路上で は、 接地容量 と し て機能す る 。 し たが っ て 、 第二の伝送線 路 4 は、 ワ イ ヤ 5 に よ っ て 生 じ る 寄生イ ン ダ ク タ ンス を補 償 （ b u i 1 d i n g o u t ) す る こ と 力 S で き 、 特に、 4 5 G H z 帯 よ り も 低い周 波数帯にお け る 反射特性 を改善 す る こ と が で き る 。

第二の伝送線路 4 は、 マ イ ク ロ ス ト リ ッ プ線路 よ り も グ ラ ン ド付 コ プ レーナ線路で あ る 方が好ま し い。 第二の伝送 線路 4 をマ イ ク ロ ス ト リ ッ プ線路 に よ っ て形成 し た場合、 高周 波機能素子 2 の 直下 に形成 さ れた接地導体領域 1 2 の 高周 波接地は、 そ の 直下 に形成 さ れた接地導体領域 1 3 の みか ら 供給 さ れ る こ と と な る 。 し た が っ て 、 接地導体領域 1 2 と 接地導体領域 1 3 と を接続す る 複数の接続用 貫通導 体 1 4 の形成ば ら つ き に よ っ て 、 ワ イ ヤ接続部 の反射イ ン ピー ダ ンス 特性に ば ら つ き が生 じ る こ と と な る 。 し 力 し 、 第二 の伝送線路 4 を グ ラ ン ド付 コ プ レーナ線路 と し た場合 、 信号導体配線 1 6 の 両側 に形成 さ れた接地導体領域 1 7 を介 し て接地導体領域 1 2 の 高周 波接地が 強化 さ れ る の で 、 反射イ ン ピ ー ダ ン ス 特性 に ば ら つ き が低減で き る 。 し た が っ て 、 第二の伝送線路 4 は 、 グ ラ ン ド付 コ プ レーナ線路 で あ る こ と が最 も 好ま し い。 図 1 A 〜 C で は、 第二の伝送 線路 4 は、 信号導体配線 1 6 と 、 接地導体領域 1 7 , 1 5 と か ら 形成 さ れ る グ ラ ン ド付 コ プ レーナ線路で あ る と し て レヽ る 。

本発 明者は、 第二の伝送線路 4 が 、 マ イ ク ロ ス ト リ ッ プ 線路で あ る 場合の反射イ ン ピ ー ダ ン ス （ S 1 1 ) と 、 ダ ラ ン ド付 コ プ レ ー ナ線路で あ る 場合の反射ィ ン ピ ー ダ ン ス （ S 1 1 ) と を比較す る 電磁界 シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を行 っ た。 図 2 は、 当該比較シ ミ ュ レーシ ョ ンに用 いた グラ ン ド付 コ プ レーナ線路の解析モデルを示す図であ る。 なお、 マイ ク ロ ス ト リ ッ プ線路の解析モデルは、 図 2 に図示 さ れてい る 接地導体領域 1 7 が設け られてい ない も の で あ る の で図示 を省略す る 。 本発明者は、 厚 さ 1 2 5 ミ ク ロ ン、 誘電率 3 の液晶ポ リ マー材に よ っ て構成 さ れた誘電体基板 1 (一次 実装基板） 上の グラ ン ド付コ プ レーナ線路にお け る 信号導 体配線 1 6 を ポー ト 1 と した。 ま た、 厚 さ 1 0 0 ミ ク ロ ン のガ リ ゥ ム砒素基板上に形成 さ れた特性ィ ン ピーダ ンス が 5 0 Ω の マ イ ク ロ ス ト リ ッ プ線路を ポー ト 2 と した。 ざ ら に、 ポー ト 1 と ポー ト 2 と を、 径カ S 2 5 ミ ク ロ ンで あ る ヮ ィ ャ 5 に よ っ て接続 した。

図 3 A は、 上記設定条件に基づいて、 信号導体配線 1 6 の線幅を 1 0 0 0 ミ ク ロ ン と したマ イ ク ロ ス ト リ ッ プ線路 について 、 ワ イ ヤ接続部にお け る 3 G H z 力 ら 7 5 G H z ま で の反射イ ン ピー ダ ンス （ S 1 1 ) を示 し た ス ミ ス 図表 で あ る 。 図 3 B は、 上記設定条件に基づいて、 信号導体配 線 1 6 の線幅を 6 0 0 ミ ク ロ ン と し た グ ラ ン ド付 コ プ レー ナ線路について、 ワ イ ヤ接続部にお け る 3 G H τ 7 5 G Η ζ ま で の反射ィ ン ピー ダ ン ス ( S 1 1 ) を示 し た ス ミ ス 図 表であ る 。

図 3 Αお よ ぴ図 3 Β には、 それぞれ、 三通 り のデータ が 示 さ れてい る。 三通 り のデー タ の 内、 真ん中 の 中太実線で 示 したデー タ は、 高周波機能素子 2 の直下に形成 さ れた周 期 4 0 0 ミ ク ロ ンで配置 さ れた直径 2 8 0 ミ ク ロ ン の複数 の接続用貫通導体 1 4 の 中 で も 最 も ワ イ ヤ接続部に近い接 続用 貫通導体 1 4 が 、 高周 波機能素子 2 の端部 1 8 よ り 距 離 3 0 0 ミ ク ロ ン隔て て配置 さ れて い る 場合 のデー タ で あ る 。 紙面左側 の点線で示 し たデー タ は、 当 該接続用 貫通導 体 1 4 が高周 波機能素子 2 の端部 1 8 よ り 距離 3 5 0 ミ ク 口 ン隔て て配置 さ れて い る 場合のデー タ で あ る 。 紙面右側 の細線実線で示 し たデー タ は、 当 該接続用 貫通導体 1 4 が 高周 波機能素子 2 の端部 1 8 よ り 距離 2 5 0 ミ ク ロ ン隔て て配置 さ れて い る 場合のデー タ で あ る 。 す な わ ち 、 図 3 A お よ び図 3 B では、 接続用 貫通導体 7 や接続用 貫通導体 1 4 の形成ば ら つ き に よ っ て 生 じ る ワ イ ヤ接続部 の反射イ ン ピ一ダ ンス 特性の ば ら つ き が示 さ れて い る こ と と な る 。 図 3 A と 図 3 B と を比較す る と 分力ゝ る よ う に 、 第二 の伝送線 路 4 を グ ラ ン ド付 コ プ レ ーナ線路 と し た方が 、 第二 の伝送 線路 4 を マ イ ク ロ ス ト リ ッ プ線路 し た場合 よ り も 、 反射位 相特性ば ら つ き の抑制 と い う 点で有利で あ る こ と が分か る 本発明 の高周 波 回路 に お い て用 い る 、 ワ イ ヤ箇所 にお い て寄生ィ ン ダ ク タ ン ス が 生 じ た場合の補償回路の構成原理 につ い てス ミ ス 図表 と 呼ばれ る 図面 を用 い て説明 す る 。 ス ミ ス 図表 に お い て 、 中 心 は 5 0 Ω の イ ン ピ ー ダ ン ス を示 し て お り 、 最 も 反射が少 な い状態で あ る 。 図 の 中 心カゝ ら の 距 離が 大 き い ほ ど反射強度が強レ、 こ と を示 し て お り 、 反射が あ る 回路に整合回路 を設計 し て 、 図面 中央へ反射イ ン ピ ー ダ ン ス 特性を移動 さ せな ければな ら な い。 こ こ で 、 典型的 な ワ イ ヤ箇所の反射ィ ン ピー ダ ンス 特性が所定の周 波数に おい て 図 4 に お い て 、 点 A に位置す る も の と す る 。 こ こ で 、 ワ イ ヤ部に 5 0 Ω よ り 低い特性イ ン ピ ^" ダ ン ス の XR送線 路を接続する と 、 点 Aは点 Β 1 へ と 移動する 。 ま た、 ヮ ィ ャ部 に 5 0 Ω よ り 高い特性イ ン ピ一ダン ス の伝送線路を接 続する と 、 点 Aは点 B 2 へ と 移動する。 こ の例力、 ら 分かる よ う に、 伝送線路の特性ィ ン ピ ーダン ス は、 反射ィ ン ピ ー ダ ン ス を ス ミ ス 図表で回転する 際の回転中心 の位置を制御 する 。 5 0 Ω よ り も 低いィ ン ピ ーダンス の伝送線路が接続 さ れたな ら ば回転中心の位置は図表 中央よ り 左側であ り 、 5 0 Ω よ り も 高いィ ン ピ ー ダ ン ス の伝送線路が接続 さ れた な ら ば回転中心の位置は図表中央 よ り 右側であ る 。 なお、 回転の方向 は常に時計回 ¾κ方向で ¾ Ό ま た、 回転する 角 度は伝送線路の電気長の二倍であ り 、 周波数に比例する 。

本発明 の高周波回路は、 ワ イ ヤ箇所の反射イ ン ピ一ダ ン ス 点 A を 5 0 Ω に移動 さ せ る た め に、 まず第二の伝送線路 を 5 0 Ω 以下の特性イ ン ピ一ダ ン ス へ設定 して点 Β へ と 移 動 さ せ、 さ り に 二の伝送線路を 5 0 Ω よ り 高い値 RX ∑ す る こ と に よ り 図表の 中心へ と 移動 さ せる 方法を採用する なお、 第二の伝送線路 4 の電気長は、 設計帯域の上限周 波数において 9 0 度以下で あ り 、 好ま し く は 4 5 度以下、 さ ら に好ま し く は 3 0 度以下であ る と 良い。 ス ミ ス 図表に ワ イ ヤ 5 の寄生イ ンダク タ ンス に よ り 生 じ る 反射イ ン ピー ダ ン ス特性をプロ ッ ト する と （点 A ) 、 ス ミ ス 図表の第一 象限に位置する。 よ り 詳 し く は、 低周波帯域では 9 0 度方 向、 高周波帯域ではそ の位相角度が低下する傾向 を示す。 第二の伝送線路に よ り 点 B に移動 した後、 5 0 Ω よ り 高ィ ン ピーダン ス の第三の伝送線路に よ っ て、 図表中央へ と 移 動 さ せる本発明 の高周波回路においては、 点 B は図表の第 四象限に位置 しな ければな ら ない。 よ っ て、 点 Aか ら 点 Β への移動回転角 の最大値は 1 8 0 度であ つ て、 第二の伝送 線路の i¾ス、： ¾：の最大値は原理的に 9 0 度に設定 される。

ま た、 BX 5十帯域の上限周波数において は、 上述 した よ う に ワ イ ャ の反射イ ン ピ一ダン ス の位相条件は 9 0 度 よ り も 低 く な り ブラ ス 4 5 度以下に位置する こ と にな る。 ま た、 高イ ン ピ一ダ ン ス な第三の伝送線路に よ つ て図表中央に移 動でき る範囲 を考慮する と 、 設計帯域の上限周波数におい て点 B はマイ ナ ス 4 5 度付近に 1 L置 さ せる こ と が好ま しい こ と が分力 る 。 こ れ ら の条件力 ら 、 第二の ½線路の果た す役割は、 反射イ ン ピ一ダン ス の点 A力 ら 点 Β へ の角度に して 9 0 度以下分の移動であ り 、 伝送線路の ¾ι : 0?： 疋 と しては 4 5 度以下が好ま しい と い う こ と にな る。

、 具体的 に は、 た と え ば、 6 0 G H ζ 程度の高周波 数帯を設計帯域に含み、 ヮ ィ ャ 5 の径を 2 5 ミ ク ロ ン と し 、 ヮ ィ ャ 5 の長 さ を 3 5 0 ミ ク ロ ン と し、 誘電体基板の誘 電率を 3 と しヽ i体基板 1 の基板厚を 1 2 5 5： ク ロ ン と し、 ^二の伝送線路 4 が信号導体配線 1 6 と 両側 の接地導 体領域 1 7 と の 間隙距離を 1 0 0 ミ ク ロ ン と する グ ラ ン ド 付コ プ レーナ線路を用 いた場合、 ワ イ ヤ 5 の反射イ ン ピー ダ ンス の位相 は、 6 0 G H z において、 ほぼ 0 度にま で回 転 してレヽ る こ と を本発明者は確かめた。 よ り 高い周波数帯 域では、 更な る位相 の回転が生 じ、 反射ィ ン ピー ダ ンス の 位相 は 0 度を下回 る こ と を本発明者は確かめた。 広帯域特 性を実現する ため に設計帯域の上限周波数におけ る 電気長 を若干増大 さ せる よ う 設計する こ と が あっ た と して も 、 本 発明 の高周波回路において有利な特性を得る ため には、 第 二の伝送線路 4 に よ っ て生 じ る 回転角 は、 設計帯域の上限 周波数において 6 0 度以下 と する設定が更に好ま し く 、 よ つ て、 第二の伝送線路の電気長は設計帯域の上限周波数に おいて 3 0 度以下 と する設定が特に好ま しい。

ま た、 第二の伝送線路 4 の特性イ ン ピー ダ ンス は、 5 0 Ω 以下、 よ り 好ま し く は 5 0 Ω 未満に設定 さ れる 必要が あ る 。 5 0 Ω よ り も 高いィ ン ピー ダ ンス の伝送線路が接続 さ れる と 、 ワイ ヤ に よ っ て生 じていた反射の強度増加 を招い て しま う 力 ら であ る。 よ り 好ま し く は、 5 0 Ω よ り も 更に 低い値が選択 さ れ る べき で あ る 。 しカゝ し、 低イ ン ピー ダ ン ス の線路は広い回路面積を 占有 して しま う 。 さ ら に は、 信 号導体配線 1 6 の線路幅を極端に増加 させた場合には、 誘 電体基板 1 を は さ んで裏面に対向 し て形成 さ れる接地導体 領域 1 5 と の 間 に高次モー ド が発生 し て し ま う 。 こ れ ら の 状況を抑制する た め の制限か ら 、 第二の伝送線路 4 の特性 イ ン ピー ダンス は通常 2 0 Ω 以上の値に設定 さ れる。

ワ イ ヤ 5 に よ る 接続には、 金な どの導体を用 いた ゥ ェ ッ ジボ ン ドゃ、 ボールボ ン ドな どの通常の ワ イ ヤ接続技術が 用 レヽ られて も よ い し、 ィ ンダ ク タ ン ス の低減を図 る た め に リ ボ ン型の導体に よ っ て ワ イ ヤ を構成す る接続技術が用 い ら れて も よ レヽ こ と はレヽ う ま で も ない。 ま た、 高周波機能素 子 2 の配置領域において誘電体基板 1 の表面を掘 り 込み、 当該掘 り 込みに高周波機能素子 2 を埋め込んで、 誘電体基 板 1 の表面 と 高周波機能素子 2 の表面 と の 高低差を減 じ 、 第一お よ び第二の伝送線路 3 ， 4 間 を接続す る ワ イ ャ 5 の 長 さ を短 く す る こ と に よ っ て 、 ワ イ ヤ 5 の イ ン ダ ク タ ンス を低減す る よ う に して も よ い こ と はい う ま で も なレ、。

ま た、 上記構成では、 ワ イ ヤ 5 の接続本数が一本で あ る 場合の高周波回路 につい て説 明 し て い る が 、 ワ イ ャ 5 の接 続本数は複数本で あ っ て よ い。 接続本数が複数に設定 さ れ れば、 接続本数が一本で あ っ た場合 と 比較 し て 、 ワ イ ヤ部 の寄生ィ ンダ ク タ ン ス 回路が 並列 に複数配置 さ れた等価回 路 と な り 、 透過的 に寄生ィ ン ダ ク タ ン ス が低減 さ れ る 。 こ の場合 も 、 上述 した回路構成や、 設定条件に よ っ て 、 有利 な効果 を得 る こ と が可能で あ る 。

次 に、 本発 明 の 特徴点 で あ る 第三の伝送線路 6 につい て 説明 す る 。 第三の伝送線路 6 は、 第二 の伝送線路 4 と ビ了 ホール部 1 0 と を接続す る 。 図 1 A〜 C に お い て 、 第三の 伝送線路 6 は、 信号導体配線 1 9 と 、 接地導体領域 1 7 ， 2 0 と カゝ ら な る 。 信号導体配線 1 9 は、 誘電体基板 1 の 上 面 に形成 さ れて い る 。 信号導体配線 1 9 の一端は、 信号導 体配線 1 6 の一端に接続 さ れ る 。 信号導体配線 1 9 の他端 は、 上側導体 ラ ン ド 8 に接続 さ れ る 。 誘電体基板 1 の上面 に形成 さ れた接地導体領域 1 7 お よ び下面に形成 さ れた接 地導体領域 2 0 は、 上側導体 ラ ン ド 8 お よ び下側導体 ラ ン ド 9 を接地 し な い よ う に 、 それ ら の周辺 に は配置 さ れて い ない。

こ の よ う に、 信号導体配線 1 9 の周辺 か ら 接地導体領域 1 7 ， 2 0 が遠 く な る こ と に よ っ て 、 信号導体配線 1 9 お よ び接地導体領域 1 7 , 2 0 か ら な る 第三の伝送線路 6 は 、 高い特性イ ン ピ ー ダ ン ス 、 例 え ば 1 0 0 Ω 以上 と いっ た 値の特性イ ン ピ ー ダ ン ス を得る こ と ができ る 。

本発明 の高周波回路において第三の伝送線路が果たす役 割は、 ス ミ ス 図表において第四象限に位置 してい る反射ィ ン ピーダンス特性を、 図表の 中央に移動 させる こ と であ る 。 こ の点力ゝ ら 、 第三の伝送線路の特性イ ン ピ ー ダ ン ス は、 高 く 設定 さ れ る こ と が好ま しい。 特性ィ ン ピ ー ダ ン ス が高 い伝送線路を接続する ほ ど、 時計回転方向 に反射ィ ン ピー ダ ン ス を回転移動 さ せる 際の回転中心点 を ス ミ ス 図表の 中 央 よ り 右側の点に設定する こ と が可能 と な る 。 これは、 本 発明 の高周波回路において第三の伝送線路の特性イ ン ピー ダンス を高 く 設定でき る ほ ど、 強度が強い反射特性を有す る 回路を無反射に整合でき る こ と を意味する 。 ま た、 本発 明 の高周波回路において第三の伝送線路の特性イ ン ピ ーダ ンス を高 く 設定でき る ほ ど、 整合回路設計に余裕が生 じ る の で 、 無反射整合条件が得 ら れる 周波数帯域を広帯域に拡 張する こ と が可能 と な る。

図 5 Aお よ び図 5 B は、 第三の伝送線路 6 の他の構成例 を示す図であ る 。 図 5 Aは、 誘電体基板 1 の上面を示す図 であ る。 図 5 B は、 誘電体基板 1 の C D線に添 う 断面図で あ る。 図 5 Aお よ び図 5 B に示す よ う に、 誘電体基板 1 の 上面において、 信号導体配線 1 9 の両側には、 接地導体領 域を設けずに、 誘電体基板 1 の下面において 、 接地導体領 域 2 0 を設け る だけの構成に して も よ い。 こ の よ う に、 信 号導体配線 1 9 に隣接する 接地導体領域を排除する こ と に よ っ て 、 第三 の伝送線路 6 の特性イ ン ピ ー ダ ン ス は、 さ ら に高 く な る の で 、 よ り 広帯域な低反射整合特性を実現す る こ と が で き る 。 こ の よ う に 、 第三の伝送線路 6 は、 上側導 体 ラ ン ド 8 と 接続 さ れた信号導体配線 1 9 と 、 誘電体基板 1 の 下面 において 、 信号導体配線 1 9 と 対向す る 領域以外 に形成 さ れた接地導体領域 2 0 と か ら な る 伝送線路構造で あ る こ と が好ま し い。

図 6 A は、 図 5 A お よ び図 5 B に示す よ う な伝送線路構 造 を有す る 第三の伝送線路 6 お よ びマ イ ク ロ ス ト リ ッ プ線 路の特性イ ン ピー ダ ン ス を 、 信号導体配線の線幅 を変化 さ せて プ ロ ッ ト した と き の グ ラ フ で あ る 。 こ こ で用 い た第三 の伝送線路 6 は、 誘電率 3 、 厚 さ 1 2 5 ミ ク ロ ン の 液晶 ポ リ マ一材か ら な る 誘電体基板 1 の上面 に信号導体配線が形 成 さ れ、 下面 に 1 0 0 0 ミ ク ロ ン の 間 隔 を介 し た接地導体 領域 2 0 が形成 さ れて い る 伝送線路構造を有す る 。 ま た 、 こ こ で用 い たマ イ ク ロ ス ト リ ッ プ線路は 、 同様の誘電体基 板の上面 に信号導体配線が形成 さ れ、 下面一面 に接地導体 配線が形成 さ れて い る 通 常の マ イ ク ロ ス ト リ ッ プ線路構造 を有す る 。

図 6 A 力 ら 分力、 る よ う に 、 通常 の マ イ ク ロ ス ト リ ッ プ線 路で は、 信号導体配線幅 を 1 2 0 ミ ク ロ ン ま で減 じ て も 特 性ィ ン ピー ダ ンス が 8 0 Ω 未満で あ る の に対 し て 、 本発 明 の 第三の伝送線路 6 で は、 信号導体配線幅 を 1 2 0 ミ ク ロ ン ま で減 じ た ら 特性イ ン ピー ダ ンス が 1 3 0 Ω 近 く ま で増 加す る 。 こ れを別 の観点 カゝ ら 見 る と 、 信号導体配線 1 9 の 線幅は、 信号導体配線 1 6 の線幅 よ り も 細 い方が好ま し い こ と が分力 る 。

図 6 B は、 図 5 Aお よ び図 5 B に示す よ う な伝送線路構 造を有す る 第三の伝送線路 6 の特性イ ン ピ ー ダ ン ス を、 誘 電体基板 の誘電率を変化 さ せて プ ロ ッ ト し た と き の グ ラ フ で あ る 。 こ こ で用 いた第三の伝送線路 6 は、 厚 さ 1 2 5 ミ ク 口 ン の誘電体基板 1 の上面 に信号導体配線が形成 さ れ、 下面 に 1 0 0 0 ミ ク ロ ン の 間 隔 を介 した接地導体領域 2 0 が形成 さ れて い る 伝送線路構造 を有す る 。 図 6 B で は、 信 号導体配線幅 を 1 2 0 ミ ク ロ ン と し た場合 と 、 2 0 0 ミ ク ロ ン と し た場合 と の 特性ィ ン ピー ダ ンス が プ ロ ッ ト さ れて い る 。

図 6 B カゝ ら 分か る よ う に 、 誘電体基板 1 の誘電率 を低 く す る ほ ど 、 特性イ ン ピ ー ダ ン ス を増カ卩 さ せ る こ と が で き る 。 なぜな ら 、 誘電率が低い ほ ど 、 信号導体配線 1 9 と 基板 裏面 の接地導体領域 2 0 と の 間 の容量が低減す る た め に 、 特性ィ ン ピ ー ダ ン ス が増加す る カゝ ら で あ る 。 特に 、 誘電率 が 5 以下で あ る 場合、 特性イ ン ピー ダ ンス が高 く な る の で 、 誘電体基板 1 に は、 誘電率が 5 以下の材料が用 い ら れ る こ と が好ま し レヽ。

ビア ホ ール部 1 0 は、 接続用 貫通導体 7 と 、 上側導体 ラ ン ド 8 と 、 下側導体 ラ ン ド 9 と カゝ ら な る 。 ビア ホ ール部 1 0 は、 第三の伝送線路 6 と 第 四 の伝送線路 1 1 と を接続す る 。

第 四 の伝送線路 1 1 は、 信号導体配線 2 1 と 、 接地導体 領域 2 2 ， 2 3 と カゝ ら な る 。 信号導体配線 2 1 は、 誘電体 基板 1 の 下面 に形成 さ れて い る 。 信号導体配線 2 1 の一端 は、 下側導体ラ ン ド 9 に接続 さ れ る 。

以下、 本発明 の実施形態において 、 ワ イ ヤ部 で生 じ る 反 射 を低減す る 構造 と そ の効果につい て 、 反射 を低減する 原 理を基に説 明す る 。

図 7 A は、 3 G H z 力 ら 8 1 G H z ま で の電磁界解析結 果を基に し て分析 し た ワ イ ヤ接続部 の等価回路 を示す図 で あ る 。 図 7 A に おい て 、 コ イ ル a は 、 ワ イ ヤ 5 に よ り 生 じ る イ ンダ ク タ ン ス で あ る 。 コ イ ル b は、 図 7 D に示 さ れ る ワ イ ヤ 5 と 信号導体配線 3 a と の接続部 におい て 、 ワ イ ヤ 5 の左側端 5 a と 右側端 5 b と の 間 に生 じ得 る イ ン ダ ク タ ン ス であ る 。 コ イ ル c は、 図 7 E に示 さ れ る ワ イ ヤ 5 と 第 二の伝送線路 4 の信号導体配線 1 6 と の接続部 に お いて 、 ワ イ ヤ 5 の左側端 5 c と 右側端 5 d と の 間 に生 じ得 る イ ン ダ' ク タ ン ス で あ る 。 抵抗 a は、 ワ イ ヤ 5 の抵抗で あ る 。 抵 抗 b は、 抵抗 b は 、 ワ イ ヤ 5 か ら 電磁波が漏洩す る ェネル ギー損失 を 示す放射抵抗で あ る 。 コ ンデ ンサ a は、 第一 の 伝送線路 3 と 接地導体領域 1 2 と の 間 （厳密 に は、 ワ イ ヤ 5 と 第一 の伝送線路 3 と の接続部 に お け る ワ イ ヤ 5 の左側 端 5 a よ り 左側 の第一の伝送線路 3 と 接地導体領域 1 2 と の 間） に生 じ る 容量で あ る 。 コ ンデ ンサ b は 、 第一 の伝送 線路 3 と 接地導体領域 1 2 と の 間 （厳密 に は、 ワ イ ヤ 5 と 第一の伝送線路 3 と の接続部 にお け る ワ イ ヤ 5 の右側端 5 よ り 右側 の第一 の伝送線路 3 と 接地導体領域 1 2 と の 間 ) に生 じ る 容量で あ る 。 コ ンデ ンサ c は、 第二の伝送線路 4 の信号導体配線 1 6 と 接地導体領域 1 7 と の 間 （厳密 に は、 ワ イ ヤ 5 と 第二の伝送線路 4 と の接続部 にお け る ワ イ ャ 5 の左側端 5 c よ り 左側 の第二の伝送線路 4 と 接地導体 領域 1 7 と の 間） に生 じ る 容量で あ る 。 コ ンデ ンサ d は、 第二の伝送線路 4 の信号導体配線 1 6 と 接地導体領域 1 7 と の 間 （厳密 に は、 ワ イ ヤ 5 と 第二 の伝送線路 4 と の接続 部 にお け る ワ イ ヤ 5 の右側端 5 d よ り 右側 の第二の伝送線 路 4 と 接地導体領域 1 7 と の 間） に生 じ る 容量で あ る 。 な お、 解析モ デル の ポー ト 、 伝送線路、 ワ イ ヤ な ど の 各設定 に 関 して は、 図 2 で示 し た の と 同様で あ る 。 図 7 A に示す よ う に、 ワ イ ャ接続部 の 等価回路 は、 ワ イ ヤ の寄生ィ ン ダ ク タ ン ス 以外 に 、 第一の伝送線路 3 と の接続部 にお け る ィ ン ダ ク タ ン ス 、 第二の伝送線路 4 と の接続部 にお け る イ ン ダ ク タ ン ス 、 接地容量、 ワ イ ヤ部 で の導体抵抗、 ワ イ ヤ部 で の放射抵抗等が含 ま れた複雑な 回路 と な る 。

図 7 B は 、 図 7 A に示 し た等価回路 を簡略化 し た等価回 路 を示す図 で あ る 。 図 7 B に示す よ う に 、 当 該等価回路は 、 ワ イ ヤ の寄生イ ン ダ ク タ ン ス 、 お よ び第二の伝送線路 4 と ワ イ ヤ と の接続部 にお け る 接地容量のみか ら な る 回路で 簡略化 さ れ る 。 図 7 C は 、 ワ イ ヤ接続部 の実構造の 第二の 伝送線路 4 側 の端子 か ら 見 た反射ィ ン ピ 一 ダ ン ス ( S 1 1 ) の電磁界解析結果、 お よ び簡略化 さ れた等価回路の反射 イ ン ピ ー ダ ン ス ( S 1 1 ) を示す図 で あ る 。 図 7 C に示す よ う に 、 簡略化 さ れた等価回路 は、 3 G H z 力 ら 8 1 G H z ま での超広帯域に わた っ て実構造の高周 波特性を う ま く モデ リ ン グ し て い る こ と が分力 る 。 し た が っ て 、 以 下の議 論で は、 ワ イ ヤ接続部 を 図 7 B に示 した等価回路で表す こ と に よ っ て 、 簡略ィ匕す る こ と が で き る 。 図 8 A は、 3 G H z 力、 ら 8 1 G H ま での電磁界解析結 果を基に して分析 し 、 三の伝送線路 6 、 ビァ ホ一ル部 1 0 、 お よ び第四 の伝送線路 1 1 か ら な る 回路プロ ッ ク の 等価回路を示す図であ る。 図 8 A に示す等価回路は、 図 7 Aに示す等価回路 と 同様、 接続用貫通導体のィ ンダク タ ン ス以外に、 上側導体ラ ン ド 8 が周辺 の接地導体 と の間 に生 じ る接地容量、 下側導体ラ ン ド 9 が周辺の接地導体 と の間 に生 じ る接地容量、 上側導体ラ ン ド 8 と 導体ラ ン ド間 9 と の容量性の結合を示す容量、 各配線でのイ ン ダク タ ンス 、 導体損失を反映する 各抵抗、 お よ び誘電損失を反映する 各 抵抗が含ま れた複雑な回路 と な る 。 分布定数線路 T R L 3 ， T R L 4 は、 第三 の伝送線路 6 お よ ぴ第四 の伝送線路 1 1 に相 当 す る 。

図 8 B は、 図 8 A に示 した等価回路を簡略化 した等価回 路を示す図 で あ る。 図 8 B に示す よ う に、 当該等価回路は 、 接続用貫通導体部 （ ビァ ホ一ル'部 1 0 ) の ィ ン ダ ク タ ン ス と 接地容量 C g と を、 分布定数線路 T R L 4 と 分布定数 線路 T R L 3 と が挟んだ回路で簡略化 さ れる。 図 8 C は、 ビァ ホール部 1 0 の実構造の T R L 3 側の端子か ら 見た反 射イ ン ピ一ダ ンス ( S 2 2 ) の電磁界解析結果、 お よ び簡 略化 さ れた等価回路の反射ィ ン ピー ダ ンス ( S 2 2 ) を示 す図であ る 。 図 8 C に示す よ う に、 簡略化 さ れた等価回路 は、 3 G H z 力 ^ ら 8 1 G H z ま での超広帯域にわた っ て実 構造の高周波特性の傾向の再現に成功 してい る。 したが つ て、 以下の議論では、 第三の 送線路 6 、 ビァ ホール部 1 0 、 お よ び第四 の H送線路 1 1 力 ら な る 回路ブロ ッ ク を 図 8 B に示 した等価回路で表す こ と に よ っ て 、 簡略化す る こ と が で き る 。

図 9 A は、 以上の議論 を基に構成 し た 、 本発明 の第 1 の 実施形態 に係 る 高周 波回路の全体構造の等価回路を示す図 で あ る 。 図 9 A に示す等価回路は、 ワ イ ヤ接続部の等価回 路 を端子 p 2 側 に配置 し 、 第四 の伝送線路 （ T R L 4 ) 1 1 、 ビア ホール部 1 0 (図 9 A で は コ イ ル b ) 、 お よ び第 三の伝送線路 （ T R L 3 ) 6 の等価回路 を端子 p 1 側 に配 置 し 、 両者の 間 に第二の伝送線路 （ T R L 2 ) 4 を配置 し た高周波回路 と な っ て い る 。 こ こ で、 第二の伝送線路 4 の 特性イ ン ピー ダ ンス を低 く 設定 し 、 第三の伝送線路 6 の特 性イ ン ピー ダ ンス を 高 く 設定す る こ と に よ り 、 図 9 B に示 す よ う な C L C L 構造 （ C : 容量、 L : イ ン ダ ク タ ンス ） の 「典型的 な」 低域通過 フ ィ ル タ を形成す る こ と と 同等 と な る 。 典型的 な低域通過 フ ィ ルタ 特性に対 し て要求 さ れ る 最適設計パ ラ メ ー タ を本発明 の 高周 波 回路構造内 に お い て 実現す る こ と に よ り 、 広帯域で低反射な高周 波回路が 実現 で き る こ と に な る 。

こ こ で、 本発明 の高周 波回路 にお い て 、 ビア ホ ーノレ部 1 0 の接続用 貫通導体 7 か ら 生 じ る イ ン ダ ク タ ンス は、 第三 の伝送線路 6 の 高ィ ン ピー ダ ンス 特性 よ り 生 じ る ィ ン ダ ク タ ンス にカ Q え る こ と 力 S で き る 。 した が っ て 、 典型的 な低域 通過 フ ィ ルタ 特性実現に対 し て要求 さ れ る 最適ィ ンダク タ ンス を実現す る た め に必要 な第三の伝送線路の線路長 は、 上記イ ン ダ ク タ ンス の分だ け省略す る こ と が 可能 と な る の で、 回路 占有面積の効率化が容易 に達成で き る と い う 利点 が生 じ る 。

本発明者は、 前述の ワ イ ヤ接続部 の特性を例 に し て 、 ヮ ィ ャ 5 の寄生イ ンダ ク タ ンス と 各伝送線路 と を整合 さ せ る た め に は、 ど の程度の 回路パ ラ メ ー タ が最適で あ る の かを 、 図 9 A に示す等価回路 を用 い て検討 し た。 なお、 第二の 伝送線路 4 は 、 線路幅が 6 0 0 ミ ク ロ ン の グ ラ ン ド付 コ プ レーナ線路で あ る と して 、 電磁界解析 を行っ た。

本発明者は、 図 9 A に示 した等価回路 に おいて 、 3 0 G H z 力 ら 6 5 G H z ま で の 帯域で、 マイ ナス 1 5 d B 以上 の反射強度 を達成す る こ と を 目 的 と して 、 回路パ ラ メ ー タ の値 を見積 も っ た。 第二の伝送線路 4 ( T R L 2 ) は、 特 性イ ン ピー ダ ンス が 3 3 Ω で、 電気長が 1 2 . 5 度 で あ る と し た。 第三の伝送経路 6 ( T R L 3 ) は、 特性イ ン ピ ー ダ ン ス カ S 1 2 0 Ω で、 電気長が 1 5 . 8 度で あ る と し た。 接地容量 C g は、 0 . 0 4 5 f F で あ る と し た。 上記最適 パ ラ メ ー タ に設定 し た場合、 3 8 G H 2 カゝ ら 6 4 G H z の 周 波数帯域におい てマ イ ナ ス 1 5 d B 以下 の 良好な反射特 性 を得 る こ と が で き た。 な お、 こ こ で各伝送線路 の電気長 は、 5 0 G H z に対す る 値で あ る 。 ワ イ ヤ の イ ンダ ク タ ン ス が 大 き い場合の 回路 に お い て整合 を と る た め に第三 の伝 送線路 6 ( T R L 3 ) の特性ィ ン ピー ダ ンス が満たすべ き 値は、 非常 に大 き い値で な ければな ら な い こ と が 明 ら 力 と な っ た。

図 6 A に示す よ う に 、 第三の伝送線路 6 ( T R L 3 ) の 特性イ ン ピ ー ダ ン ス を大 き く す る に は、 信号導体配線 1 9 の線幅 を信号導体配線 1 6 に比べて狭 く す る の が有効で あ 定 さ れる 点で め る 。

図 1 0 は、 本発明 の第 2 の実施形態に係 る 高周波回路の 等価回路を示す図であ る。 図 1 0 は、 図 9 B に示 した第 1 の実施形態に係 る C L C L構造の フ ィ ルタ型等価回路に対 し て 、 高イ ン ピ ー ダ ンス に設定 さ れた第四 の伝送線路 1 1

( T R L 4 ) を力 Π え る こ と に よ っ て、 L C L C L構造の低 域通過フ イ ノレ タ と 等価な回路構成を示 してい る 。 これに よ り 、 低反射な特性を、 さ ら に広い帯域に渡っ て実現する こ と ができ る 。

第四 の伝送線路 1 1 は、 誘電体基板 1 の下面に形成 さ れ た信号導体配線 2 1 と 、 誘電体基板 1 の下面に形成 さ れた 接地導体領域 2 3 と 、 誘電体基板 1 の上面に形成 さ れた接 地導体領域 2 2 と か ら な る。 接地導体領域 2 3 は、 信号導 体配線 2 1 の 両側 に間隙が設け られ る よ う に して形成 さ れ て い る 。 接地導体領域 2 2 は、 上側導体ラ ン ド 8 と 接触せ ず、 かつ信号導体配線 2 1 と 対向す る領域に設け ら れない よ う に形成 さ れて い る

第四 の伝送線路 1 1 の特性ィ ン ピー ダ ン ス は、 5 0 Ω よ り 大き く 疋 れ る こ と が好ま しい。 ビア ホール部 1 0 は 接地 さ れ る こ と 力 s ない の で、 第四 の伝送線路 1 1 の周辺 に も 、 第三の伝送線路 6 と 同様、 接地導体領域が形成 さ れな レ、 こ と と な る 。 したが っ て、 一般的 な構造の伝送線路 と 比 較 して、 第四 の伝送線路 1 1 の特性イ ン ピーダンス を高 く 疋する こ と が容易 に可能 と な る。

本発明者は、 図 1 0 に示 した等価回路において、 3 0 G H z 力 ら 6 5 G H z ま での帯域で、 マイ ナス 1 5 d B 以下 る こ と が分か る 。 ま た 、 図 6 B に示す よ う に 、 第三の伝送 線路 6 ( T R L 3 ) の特性イ ン ピー ダン ス を大 き く す る に は、 誘電体基板 1 の誘電率を 5 以下 と す る の が有効で あ る こ と が分か る 。

周波機能 子 2 と ビア ホ ール部 1 0 と を接続す る 場合

、 ビァ ホ ール部 1 0 を接地 して はい け な い の で、 ビア ホ ー ル部 1 0 の近傍に は、 接地導体領域が設 け ら れない。 そ の た め 、 必然的 に ヽ 第二の伝送線路 6 に 4 い て信号導体配線 付近か ら 距離を介 し て接地導体配線が配置 さ れ る こ と と な る た め、 第三の伝送線路 6 の特性ィ ン ピ一ダ ン ス は容易 に 高 く 設定す る こ と が 可能 と な る 。 し た が つ て 、 第三の伝送 線路 6 の 特性ィ ン ピー ダ ン ス が 高 く な る 。 本発 明 では、 第 三の 送線路 6 の特性イ ン ピー ダ ンス が 必然的 に高 く な る こ と を う ま く 利用 し て 、 ワ イ ヤ接続部 と 各伝送線路 と の整 合 を と る よ う に し て レヽ る 。 それゆ え 、 通常の配線ノレ一ノレ を 変更す る こ と な く 、 ヮ ィ ャ接続部分に け る 反射 を 防止す O こ と が で き る 。 結果、 ワ イ ヤ に よ る 接続部分 にお け る 反 射 を 防止す る こ と が で き る 高周 波回路 を精度 よ く 、 かつ低 コ ス ト で、 信頼性高 く 提供す る こ と が 可 ^ と な る 。

第 2 の実施形態）

次 に、 本発 明 の第 2 の 実施形態 に係 る 高周 波回路 につい て説明す る 2 の 実施形態 におい て 、 高周 波 回路 を構成 す る 要素 は 1 の 実施形態の場合 と 同様で'あ る の で、 図 1 A 〜 D を援用 す る こ と と す る 。 第 2 の 実施形態 と 第 1 の 実施形態 と の相違点 は、 第 四 の伝送線路 1 1 の少 な く と も 一部 の領域の特性ィ ン ピ一ダ ンス カ S、 5 0 Ω よ り 大 き く 設

33 の反射強度 を達成す る こ と を 目 的 と して、 回路パ ラ メ ー タ を 見積 も っ た。 第二の伝送線路 4 ( T R L 2 ) は、 特性ィ ン ピーダ ンス が 2 8 Ω で、 電気長が 1 5 . 2 度で あ る と し た。 第三の伝送線路 6 ( T R L 3 ) は、 特性イ ン ピー ダ ン ス カ で、 電気長が 1 9 . 4 度で あ る と した。 接地 容量は、 0 . 0 5 I f F で あ る と し た。 第四 の伝送線路 1 1 ( T R L 4 ) は、 特性イ ン ピー ダ ンス が 9 0 Ω で、 電気 長力 S 1 8 . 2 度で あ る と し た。 上記最適パ ラ メ ー タ に設定 し た場合、 3 4 G H z カゝ ら 6 8 G H z の周 波数帯域におい て マイ ナス 1 5 d B 以下の 良好 な反射強度 を得 る こ と が で き た。 な お、 こ こ で各伝送線路 の 電気長 は、 周波数 5 0 G I-I z に対す る 値で あ る 。 ワ イ ヤ の イ ン ダ ク タ ン ス が大 き い 場合の 回路 におい て整合 を と る た め に第 四 の伝送線路 1 1 の 特性ィ ン ピー ダ ンス が満たすべ き 値は、 非常に大 き い値 で な けれ ばな ら な い こ と が 明 ら カゝ と な っ た。

高周波機能素子 2 と ビア ホ ール部 1 0 と を接続す る 場合 、 ビア ホ ール部 1 0 を接地 し て はい け な レヽ の で、 ビア ホ ー ル部 1 0 の近傍に は 、 接地導体領域が設 け ら れな い。 そ の た め 、 必然的 に 、 第四 の伝送線路 1 1 の特性イ ン ピー ダ ン ス が 高 く な る 。 本発 明 で は、 第 四 の伝送線路 1 1 の特性ィ ン ピー ダ ン ス が必然的 に高 く な る こ と を う ま く 利用 して 、 ワ イ ヤ接続部 と 各伝送線路 と の整合 を と る よ う に して い る 。 それゆ え 、 通常の配線ルール を 変更す る こ と な く 、 ワ イ ャ接続部分にお け る 反射 を 防止す る こ と が で き る 。 結果、 ワ イ ヤ に よ る 接続部分にお け る 反射 を 防止す る こ と が で き る 高周波回路 を精度 よ く 、 かつ低 コ ス ト で、 信頼性高 く 提 供す る こ と が可能 と な る 。

なお、 こ こ ま での説明 では、 等価回路上において 、 ビア ホ ール部 1 0 におい て生 じ る 接地容量は、 集 中 定数が一 つ キ ャ パシタ に よ っ て表 さ れ る と し て モデ リ ン グ した。 しか し 、 こ の接地容量を第三の伝送線路 6 よ り は低いイ ン ピ ー ダ ン ス に設定 さ れ る 分布定数的 な伝送線路 と し て捉 え る こ と も 可能で あ る 。 いずれ にせ よ 、 回路設計 において要求 さ れ る 接地容量が配線ルール に よ っ て規定 さ れ る 形状の導体 ラ ン ドに よ っ て得 ら れな い場合に は 、 自 由 に導体 ラ ン ド の 形状 を変化 さ せて所望の接地容量を得 る よ う 調整す る こ と が で き る 。

こ の場合、 第 四 の伝送線路 1 1 に接続 さ れ る 個所におい て 、 下側導体 ラ ン ド 9 が近傍の接地導体領域 と の接地容量 を増やす よ う に配線 さ れ る の が好ま し い。 なぜな ら 、 本発 明 に は、 接続用 貫通導体 7 に よ り 生 じ る イ ン ダ ク タ ン ス と 第三の伝送線路 6 の イ ン ダク タ ン ス と を合わせ る こ と に よ つ て 、 高性能な特性 と 回路省容積化 と を 同 時に達成す る こ と が で き る と レ、 ぅ 禾 IJ 点力 S あ る が 、 両回路の 中 間 に配置 さ れ る 上側導体 ラ ン ド 8 におい て接地容量が増加す る こ と は、 第三の伝送線路 6 の 特性ィ ン ピー ダ ン ス 低下 に等価的 に相 当 し 、 本発明 の 高周 波回路の特性 を維持す る た め に好ま し く な レヽ力 ら で あ る 。

ま た、 信号導体配線 1 9 に対向す る 誘電体基板 1 の下面 の領域に 、 下側導体 ラ ン ド 9 を延長 さ せ る こ と は、 第三の 伝送線路 6 の特性ィ ン ピ ー ダ ン ス 低下 を招 く こ と と な る の で、 本発明 の高周 波回路の特性 を維持す る た め に は好ま し く ない。

よ っ て、 本発明 の第四 の伝送線路 1 1 を高いイ ン ピーダ ン ス に設定する こ と に よ っ て有利 な効果を得る 本発明 の好 ま しい例では、 第四 の伝送線路 1 1 の特性イ ン ピー ダ ン ス が第四の伝送線路 1 1 と 下側導体ラ ン ド 9 と の接続個所近 傍で任意の距離だけ低 く 設定 さ れた と して も 、 本発明 の請 求の範囲 を外れる も のではない。

(第 3 の実施形態）

次に、 本発明 の第 3 の実施形態に係 る 高周波回路につい て説明する 。 第 3 の実施形態にいおいて、 高周波回路を構 成する要素は、 第 1 の実施形態の場合 と 同様であ る ので、 図 1 A〜 D を援用す る こ と と する 。 第 1 お よ び第 2 の実施 形態 と の相違点は、 ワ イ ヤが接続 さ れる 箇所において、 第 一 の伝送線路 3 の特性ィ ン ピ一ダ ン ス が 、 5 0 Ω よ り 低 く に設定 さ れる 点であ る 。

図 1 1 は、 本発 明 の第 3 の実施形態に係 る 高周波回路の 等価回路を示す図であ る 。 図 1 1 は、 図 1 0 に示 した第 2 の実施形態に係 る L C L C L 構造の フ ィ ル タ 型等価回路に 対 して、 低ィ ン ピー ダンス に設定 さ れた第一の伝送線路 4 の ワ イ ヤ接続部分を力 D え る こ と に よ っ て 、 L C L C L C構 造の低域通過 フ ィ ル タ と 等価な回路構成を示 してい る。 こ れに よ り 、 低反射な特性を、 さ ら に広い帯域に渡っ て実現 する こ と ができ る。

本発明者は、 図 1 1 に示 した等価回路において、 3 0 G H z 力 ら 6 5 G H z ま での帯域で、 マイ ナス 1 5 d B 以上 の反射強度を達成する こ と を 目 的 と して 、 回路パ ラ メ ータ を 見積 も っ た。 第二の伝送線路 4 ( T R L 2 ) は、 特性ィ ン ピーダ ンス が 2 8 Ω で、 電気長力 S 1 7 . 2 度であ る と し た。 第三の伝送線路 6 ( T R L 3 ) は、 特性イ ン ピー ダ ン ス 1 2 0 Ω で、 電気長が 1 9 . 4 度で あ る と した。 接地 容量 c g は、 0 . 0 5 1 f F で あ る と した。 第一の伝送線 路 3 と ワ イ ヤ 5 と の接続部力、 ら の長 さ 力 S 8 0 ミ ク ロ ンま で の領域 (こ おレヽ て 、 特性イ ン ピー ダ ン ス を 3 3 オー ム に設定 し た。 こ の場合、 4 0 G H z 力 ら 6 4 G H z ま での帯域に ぉレ、 てマイ ナ ス 1 5 d B 以上の 良好な反射特性を得 る こ と が で き た。 な お、 こ こ で電気長は、 5 0 G H z に対す る 値 で ¾> る

の伝送線路 3 の線路端 にお い て 、 特性イ ン ピー ダ ン ス を 低下 さ せ る た め に は、 ォ ン ウ ェ ハ状態で の 高周 波 コ プ レーナ型プ ロ ー ブ を用 い た高周波特性検查用 の G S G パ ッ ド を利用 す る と よ い。 図 1 2 A は、 高周波特性検查用 の G S G ノ ッ ドの構成 を示す図 で あ る 。 図 1 2 A に示す よ う に 、 G S G パ ッ ド は 、 第一 の伝送線路 3 の線路端に配置 さ れ た信号導体配線 2 4 と 、 信号導体配線 2 4 の 両側 に任意の 間隙 を介 し て設 け ら れた接地導体領域 2 5 と を有す る 。 接 地導体領域 2 5 を信号導体配線 2 4 に近接 さ せ る こ と に よ り 、 グ ラ ン ド付 コ プ レーナ線路 と し て の特性ィ ン ピー ダ ン ス カ S 5 0 Ω よ り も 低 く な る 。

例 え ば、 厚 さ 1 0 0 ミ ク ロ ン の ガ リ ゥ ム砒素基板上 にお け る 信号導体配線の線幅 を 5 0 ミ ク ロ ン と し て 、 当 該信号 導体配線の 両端に接地導体領域を設 け な い場合、 伝送線路 構造はマ イ ク ロ ス ト リ ッ プ構造 と な る 。 こ の場合、 特性ィ ン ピー ダンス は、 7 0 Ω 程度 と な る 。 一方、 図 1 2 A に示- す よ う に、 グ ラ ン ド付 コ プ レーナ線路構造 と し て、 信号導 体配線 と 接地導体領域 と の 間隙 を 2 0 ミ ク ロ ン と し た場合 、 特性イ ン ピー ダ ンス は、 3 7 Ω 程度 と な る 。 こ の よ う に 、 第一の伝送線路 3 を グ ラ ン ド付 コ プ レーナ線路構造 と す る こ と に よ っ て 、 第一の伝送線路 3 の特性ィ ン ピー ダ ンス を低 く す る こ と が で き る 。 こ れに よ つ て 、 良好な反射特性 を得 る こ と が で き る 。

なお、 図 1 2 B に示す よ う に 、 接地導体領域 2 5 と の 間 に接地容量が 生 じ る こ と に よ っ て、 信号導体配線 2 4 に接 続 さ れ る 主回路部 2 6 の 回路特性が劣化 し な い よ う に 、 信 号導体配線 2 4 の線路端 2 7 近傍にお け る 接地導体領域 2 5 a と の 間 隔 G 1 を 、 主回路部 2 6 近傍で の 間 隔 G 2 よ り も 短 く す る こ と が 有効で あ る 。 すな わ ち 、 信号導体配線 2 4 の終端部分 に 向 カゝ う につれて 、 信号導体配線 2 4 と 接地 導体領域 2 5 a と の 間 隔が狭 く な つ て い く こ と が有効 で あ る 。

なお、 第 3 の 実施形態で は、 図 1 1 に示す よ う に 、 第 四 の伝送線路 1 1 の 特性ィ ン ピー ダ ン ス を等価 回路 に盛 り 込 む こ と と した が 、 第一の伝送線路 3 の特性イ ン ピー ダ ンス の み を低 く す る よ う に し て も よ い。

なお、 本発 明 の第 1 〜第 3 の実施形態 に お け る 高周波回 路 において 、 第二 の伝送線路 4 と 第三の伝送線路 6 と の接 続部分な ど、 各回 路間 の接続部分におい て は、 伝送線路の 特性イ ン ピー ダ ンス が徐 々 に変化す る よ う に 、 配線幅を徐 々 に変化 さ せた り 、 信号導体配線 と 周辺 の接地導体領域 と の 間 隔を徐々 に変ィ匕 さ せ る よ う に し て も よ い こ と はい う ま で も ない。

(実施例）

本発明者は、 本発 明 の 高周 波回路の伝送特性 を測 定 し た

。 図 1 3 は、 測定に用 いた評価用 高周 波回路の構成概略図 で あ る 。 図 1 3 において、 評価用 高周 波回路は、 誘電体基 板 1 と 、 誘電体基板 1 の上面 に配置 さ れたガ リ ウ ム 砒素基 板 2 9 と 、 蓋 3 3 と 、 外部回路基板で あ る B T レ ジ ン基板 3 1 と を備 え る 。 ガ リ ゥ ム砒素基板 2 9 の上面に は 、 マ イ ク ロ ス ト リ ッ プ線路 3 0 が形成 さ れて い る 。 誘電体基板 1 と マ イ ク ロ ス ト リ ッ プ線路 3 0 と は 、 ワ イ ヤ 5 を介 し て接 続 さ れて い る 。 マ イ ク ロ ス ト リ ッ プ線路 3 0 、 ワ イ ヤ 5 、 お よ び誘電体基板 1 の接続部分は、 本発 明 の 高周 波 回路 の 構造に従 っ た入出力 部 2 8 と な っ て レ、 る 。 マ イ ク ロ ス ト リ ッ プ線路 3 0 の特性ィ ン ピー ダ ン ス は 、 5 0 Ω で あ る と し た。 マ イ ク ロ ス ト リ ッ プ線路 と し て は、 線路 の長 さ が 0 . 5 m m カゝ ら 5 m m ま で の 長 さ の も の を 0 . 2 5 m m亥 [J み で 用 意 し た。 B T レ ジ ン基板 3 1 の上面に は、 グ ラ ン ド付 コ プ レーナ線路 3 2 が形成 さ れて い る 。 B T レ ジ ン基板 3 1 の厚 さ は 2 0 0 ミ ク ロ ンで あ る と し た。

測定は 、 B T レ ジ ン基板 3 1 上に形成 さ れた グ ラ ン ド付 コ プ レーナ線路 3 2 上に高周 波プ ロ ー ブ を接続 し て行われ た。 測定の結果得 ら れた複数デー タ か ら 数学的計算 を行つ て 、 本発明 の 高周波 回路部 の み の特性を導出 し た。

な お、 誘電体基板 1 と し て 、 厚 さ 力 S 1 2 5 ミ ク ロ ン 、 上 面お よ び下面 に厚 さ 4 0 ミ ク ロ ン の銅配線 を形成 し た液晶 ポ リ マ一基板が用 い られた。 当該液晶ポ リ マー の誘電率は

O ヽ R¾ ¾ JJ£ ¾は約 0 . 0 0 3 であ っ た。

ヮ ィ ャ 5 と して、 直径が 2 5 ミ ク ロ ンの金が用い られた 。 ヮ ィ ャ長の平均値は、 3 2 0 ミ ク ロ ンであ っ た。 液晶 ポ リ マー内部に形成 さ れた接続用貫通導体の直径は、 2 8 0 ミ ク ロ ンであ つ た。

当該評価用高周波回路において、 誘電体基板 1 の上下面 に形成 さ れた接地導体領域間 を接続する複数の接続用貫通 導体 1 4 は、 4 0 0 ミ ク ロ ン の周期で形成 さ れてい る 。 ビ ァ ホール部 1 0 におけ る 上側導体ラ ン ド 8 、 下側導体ラ ン ド 9 は、 半径 3 0 0 ミ ク ロ ンの導体領域であ る と した。 通 常のプ リ ン ト 基板の配線ノレ一ノレ で あ る ラ イ ン / ス ペ ー ス = 1 0 0 ミ ク ロ ン / 1 0 0 ミ ク ロ ンを適用 して、 設計を行つ た。 金属製の蓋 3 3 でガ リ ゥ ム砒素基板 2 9 を覆っ てパ ッ ケー ジン グ した上で測定を行っ た。

表 1 は、 評価 した高周波回路のパ ラ メ ー タ を示す。

(表 1 )

実施例 1 で は、 第二の伝送線路 4 が マ イ ク ロ ス ト リ ッ プ 線路で あ る と し た。

実施例 2 か ら 実施例 7 、 設計例 1 ， 2 で は、 第二の伝送 線路 4 が グ ラ ン ド付 コ プ レーナ線路で あ る と し た。

実施例 1 か ら 実施例 3 では、 第三の伝送線路 6 におい て 、 信号導体配線 1 9 の 両側 に それぞれ 4 0 0 ミ ク ロ ン の 間 隔 を介 し て接地導体領域 1 7 を設 け た。 こ れに よ つ て 、 第 三 の伝送線路 6 の特性イ ン ピ ー ダ ン ス を 1 1 0 Ω と い う 高い値に設定 し た。

実施例 4 お よ び実施例 5 では、 第三の伝送線路 6 と し て 、 図 4 に示 さ れ る よ う な伝送線路 を採用 し た。 すな わ ち 、 信号導体配線 1 9 の 両側か ら 接地導体領域 1 7 が 除去 さ れ て い る 。 誘電体基板 1 の 下面にお け る 、 信号導体配線 1 9 の対向 し な い領域に、 9 0 0 ミ ク ロ ン の 間 隔 を 隔て て接地 導体領域 2 0 が形成 さ れて い る 。 こ れに よ つ て 、 第三の伝 送線路 6 の特性イ ン ピー ダ ンス を 1 3 5 Ω と い う 高い値 ス Λ£ し フ

実施例 3 お よ び実施例 5 で は、 第 四 の伝送線路 1 1 の特 性イ ン ピ ー ダ ン ス を 9 0 Ω と い う 高 い値 に設定 し た。

実施例 6 で は、 第一 の伝送線路 3 の ワ イ ヤ接続部 が G S G型の グ ラ ン ド付 コ プ レーナ線路構造 と な る よ う に 、 主信 号線路の 両側 に幅 2 0 ミ ク ロ ン を介 し て接地パ ッ ド を設 け た。 こ れ に よ り 、 信号伝送方 向 に対す る 長 さ が 8 0 ミ ク ロ ン分のパ ッ ド設置領域にお け る 第 1 の伝送線路 3 の特性ィ ン ピ ー ダ ン ス は 、 3 0 Ω と な っ た。

実施例 7 で は 、 第一 の伝送線路 3 の特性ィ ン ピ ー ダ ン ス お よ び線路構造を実施例 6 と 同様 に し 、 第二 の伝送線路 4 の特性ィ ン ピ ー ダ ン ス お よ び線路構造を実施例 2 と 同様 に し 、 第三の伝送線路 6 の特性ィ ン ピー ダ ンス お よ び線路構 造 を実施例 4 と 同様 に し 、 第四 の伝送線路 1 1 の特性イ ン ピー ダ ンス お よ び線路構造を実施例 3 と 同様 に し た。

比較用 の設計例 1 で は、 第二の伝送線路 4 の特性ィ ン ピ 一ダ ンス を 6 0 Ω と して 、 5 0 Ω 以上の値に し た。 比較用 の設計例 2 では、 第三の伝送線路 6 の特性イ ン ピ 一ダンス を 4 5 Ω と して 、 5 0 Ω 以下の値に した。

従来技術を用 いた比較例 （表 1 には記載せず） と して、 誘電体基板上の グ ラ ン ド付コ プ レーナ線路 と ガ リ ウ ム砒素 基板上のマ イ ク 口 ス 卜 y ッ プ線路 と を ワ イ ヤ で接続 した高 周波回路を用 いた。 当該グ ラ ン ド付 コ プ レーナ線路は、 低 イ ン ピ一ダ ンス線路か ら 高イ ン ピ一ダンス線路へ と な る よ う に して設計 さ れてお り 、 5 0 Ω に整 さ れた ビァ ホ 一ル部に接続 さ れる 。 当該 ビァ ホ ール部 と して、 単体で、

7 0 G H z ま でマィ ナス 1 5 d B 以下の良好な反射損失特 性を有する も の を使用 した。 当該比較例では、 本発明 の実 施例 と 同様に、 して、 測定の結果得 ら れた複数テ ー タ 力 ら数学的計算 を行つ " 、 比較例の高周波回路部のみの特 性を導出 した。 当該比較例では、 グ ラ ン ド付 プ レーナ線 路にお け る低ィ ン ピ一ダ ンス 線路の特性ィ ン ピ一ダ ンス を 2 6 Ω と し、 電 を 2 • と した 1し、 グ ラ ン ド付 コ プ レ一ナ線路にお け る 高イ ン ピ一ダ ン ス 線路の特性ィ ン ピ一ダ ン ス を 8 0 Ω と しヽ ス、長を 2 8 度 と した。 こ れ ら の値は、 最適回路設計よ つ て導出 さ れた。 なお 、 [ ] イ ン ピ 一ダ ンス線路の特性ィ ン ピ一ダ ン ス 7 0 Ω は 、 通常の プ リ ン ト 基板配線ル一ノレ よ つ て限定 さ れ る信号導体配線の配線 幅の最小値 1 0 0 5； ク P ンに基づいて決定 さ れる 上限値で め る。

4 は、 比較例にお け る反射特性 と 本発明 の実施例 1 にお け る反射特性 と を比較する 図であ る。 図 1 5 は、 比較 例にお け る反射特性 と本発明 の実施例 3 にお け る反射特性 と を比較す る 図 で あ る 。 なお、 図 1 4 お よ ぴ図 1 5 に は 、 信号導体配線幅 を 6 0 0 ミ ク ロ ン と し た グ ラ ン ド付 コ プ レ ーナ線路 を第二の伝送線路 4 と し た場合の ワ イ ヤ接続部単 体の反射特性が 点線で示 さ れて い る 。

図 1 4 におい て 、 マイ ナス 1 5 d B 以下の低反射特性が 得 ら れた周 波数帯域につい て考 え る 。 比較例で は、 4 4 G H z 力 ら 6 1 G H z ま でで し力、、 マ イ ナ ス 1 5 d B 以下 の 反射特性 を得 ら れな かっ た の に な かっ た。 それ に対 し、 実 施例 1 で は、 4 2 G H z 力 ら 6 3 G H z ま で、 マイ ナス 1 5 d B 以下の反射特性を得 ら れた。

ま た、 図 1 4 にお い て 、 3 0 G H z 帯付近で は、 比較例 お よ び実施例 1 共に 、 マ イ ナス 1 5 d B 以下 の反射特性 を 得 ら れて い な い が 、 比較例 にお い て は最悪値が マ ィ ナ ス 1 1 . 5 d B で あ る の に対 し、 実施例 1 で は最悪値がマ イ ナ ス 1 4 d B ま で低反射特性が得 ら れた。 こ の よ う に 、 実施 例 1 では 、 広帯域に低反射が得 ら れ る こ と が分 力 り 、 本発 明 の本発 明 の広帯域低反射特性の効果が証明 さ れた。

ま た、 比較例 では 、 高 ィ ン ピー ダ ン ス な伝送線路 の電気 長が 2 8 度必要だっ たの に対 し 、 実施例 1 で は、 第三の伝 送線路 6 の電気長 は 1 3 . 2 度 し かな い。 し た が っ て 、 実 施例 1 は、 比較例 に比べて小型で あ る こ と と い え る 。

ま た、 比較例 では、 高イ ン ピ ー ダ ン ス 線路の 終端部 に更 に ビア ホール部 を追加せねばな ら な い た め 、 回路構造の省 容積化に は 限界が あ っ た。 しか し 、 本実施例 では、 第三の 伝送線路 6 は、 ビア ホール部 1 0 周辺 の構成回路の一部 と な っ てい る の で、 大幅に省容積化 を 図 る こ と が で き る と い え る

図 1 5 におい て 、 マ イ ナス 1 5 d B 以下の反射特性が得 ら れた周波数帯域につい て考 え る 。 比較例 で は、 4 4 G H Z ら 6 1 G H z ま でで し 力 、 マイ ナス 1 5 d B 以下の反 射特性を得 ら れな かっ た の に な かっ た。 それ に対 し 、 実施 例 3 では、 3 7 . 5 G H z 力 ら 6 8 G H z ま で、 マイ ナス 1 5 d B 以下の反射特性 を得 ら れた。 こ の よ う に、 実施例 1 と 実施例 3 と を比較す る と 分か る よ う に 、 第 四 の伝送線 路 1 1 の特性イ ン ピー ダ ン ス を 5 0 Ω 以上 と す る こ と は 、 有効であ る こ と が証明 さ れた。

施例 1 〜実施例 7 、 比較用 の設計例 1 , 2 、 お よ び比 車父例 において 、 低反射特性が得 ら れた帯域を表 2 に ま と め た。

(表 2 )

表 2 カゝ ら 分力ゝ る よ う に 、 比較例 と 比べて 、 実施例 1 , 3 の他に も 、 実施例 2 ， 4 , 5 ， 6 , 7 にお い て も 、 反射特 性が改善 さ れてい る こ と が わかっ た。 特に、 実施例 7 では 、 最 も好ま しい結果が得 ら れた。 実施例 7 では、 1 8 G H z 力、 ら 7 7 G H z ま で と レヽ ぅ 超広帯域にわた っ てマイ ナス 1 5 d B 以下の反射特性が得 られた。 これに よ つ て、 第二 の伝送線路 4 の特性イ ン ピー ダ ンス を 5 0 Ω 以下 と し、 第 三の伝送線路 6 の特性ィ ン ピーダ ン ス を 5 0 Ω 以上 と し、 第四 の伝送線路 1 1 の特性イ ン ピー ダ ンス を 5 0 Ω 以上 と する こ と が最 も効果的であ る こ と が立証 さ れた。

一 方 、 比較用 の設計例 1 では、 4 9 G H z カゝ ら 6 0 G H z ま での狭帯域で しか低反射特性が得 ら れなかっ た。 ま た 、 比較用 の設計例 2 では、 全ての帯域において、 低反射特 性を得る こ と ができ なかっ た。 全ての帯域で得る こ と が不 可能であ っ た。 ち なみに、 比較用 の実施例 9 では、 最 も 低 反射な特性が得 られた周波数は 5 4 G H z であ っ て、 その と き の反射強度はマイ ナス 1 4 d B であ っ た。

こ の よ う に、 従来の構成を有す る 高周波回路の比較例 と 、 比較用 の設計例 と 、 本発明 の高周波回路の実施例 と の特 性比較に よ っ て、 本発明 の有益な効果が立証 さ れた。

以上、 本発明 を詳細に説明 して き たが、 前述の説明 はあ ら ゆ る 点において本発明 の例示にすぎず、 そ の範囲 を限定 使用 と する も の ではない。 本発明 の範囲 を逸脱する こ と な く 種々 の改良や変形を行 う こ と がで き る こ と は言 う ま で も な い。 産業上の利用可能性 本発明 に係 る 高周波回路は、 広帯域に渡っ て低反射を実 現する こ と ができ 、 高周波機能素子が ワイ ヤボンディ ング さ れる周辺部分等において有用であ る。

Claims

請求の範囲

1 . 誘電体基板上に高周波機能素子が実装 さ れた高周波回 路であっ て、

前記高周波機能素子内 に形成 さ れた第一の伝送線路 と 、 特性イ ン ピーダ ンス が 5 0 Ω 以下であ っ て、 前記誘電体 基板上に形成 さ れた第二の伝送線路 と 、

前記第一の伝送線路 と 前記第二の伝送線路 と を接続する ワ イ ヤ と 、

特性イ ン ピーダンス が 5 0 Ω よ り 大き く 、 前記第二の伝 送線路 と 接続 さ れた第三の伝送線路 と 、

前記誘電体基板を貫通す る よ う に形成 さ れてお り 、 上側 導体ラ ン ドが前記第三の伝送線路 と 接続 さ れた ビァ ホ一ノレ 部 と 、

前記 ビア ホール部の下側導体ラ ン ド と 接続 さ れた第四 の 伝送線路 と を備 え る 、 高周波回路。

2 . 前記第四 の伝送線路は、 少な く と も 一部の領域の特性 イ ン ピー ダ ンス が 5 0 Ω 以上であ る こ と を特徴 と す る 、 請 求項 1 に記載の高周波回路。

3 . 前記第一の伝送線路は、 前記ワ イ ヤ と の接続箇所の特 性イ ン ピー ダ ンス が 5 0 Ω 以下であ る こ と を特徴 と する 、 請求項 1 に記載の高周波回路。

4 . 前記第一の伝送線路において、 前記 ワ イ ヤ と の接続箇 所は、 コ プ レーナ型の G S Gパ ッ ド と なっ てレ、 る こ と を特 徴 と する 、 請求項 3 に記載の高周波回路。

5 . 前記パ ッ ドに含まれる 接地導体パ ッ ドは、 前記第一の 伝送線路におけ る信号導体配線に近接 してい る こ と を特徴 と する 、 請求項 4 に記載の高周波回路。

6 . 前記第一の伝送線路にお け る信号導体配線の終端部分 に 向 か う につれて、 前記信号導体配線 と 前記接地導体パ ッ ド と の間隔が狭 く な つ てい る こ と を特徴 と する 、 請求項 4 に記載の高周波回路。

7 . 前記第二の伝送線路は、 グラ ン ド付 コ プ レーナ線路で あ る こ と を特徴 と する 、 請求項 1 に記載の高周波回路。

8 . 前記第三の伝送線路は、

前記上側導体ラ ン ド と 接続 さ れた信号導体配線 と 、 前記誘電体基板の下面において、 前記信号導体配線 と 対向する 領域以外に形成 さ れた接地導体領域 と か ら な る こ と を特徴 と する 、 請求項 1 に記載の高周波回路。

9 . 前記誘電体基板を構成する誘電体の誘電率は、 5 以下 であ る こ と を特徴 と する 、 請求項 1 に記載の高周波回路。

1 0 . 前記第三の伝送線路にお け る信号導体配線の線幅は 刖 己第二の伝送線路にお け る信号導体配線の線幅 よ り も 細い こ と を特徴 と する 、 請求項 1 に記載の高周波回路。

1 1 . 前記第二の伝送線路の特性イ ン ピ ー ダ ン ス は、 4 5 Ω 以下であ る こ と を特徴 と する 、 請求項 1 に記載の高周波 回路。

1 2 . 前記第三の伝送線路の特性イ ン ピ ー ダ ン ス は、 1 1 0 Ω 以上であ る こ と を特徴 と す る 、 請求項 1 に記載の高周 波回路。