WO2024005052A1 - 導波管変換器、電子部品実装用パッケージ、および導波管変換装置 - Google Patents

導波管変換器、電子部品実装用パッケージ、および導波管変換装置 Download PDF

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WO2024005052A1
WO2024005052A1 PCT/JP2023/023926 JP2023023926W WO2024005052A1 WO 2024005052 A1 WO2024005052 A1 WO 2024005052A1 JP 2023023926 W JP2023023926 W JP 2023023926W WO 2024005052 A1 WO2024005052 A1 WO 2024005052A1
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WO
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region
plan
view
waveguide
frame
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Application number
PCT/JP2023/023926
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English (en)
French (fr)
Inventor
彬裕 前田
亮太 利
泰人 木村
Original Assignee
京セラ株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/08—Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices
    • H01P5/10—Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices for coupling balanced lines or devices with unbalanced lines or devices
    • H01P5/107—Hollow-waveguide/strip-line transitions

Definitions

  • the present disclosure relates to a waveguide converter, an electronic component mounting package, and a waveguide converter.
  • a waveguide is an example of a transmission medium that can efficiently transmit such high-frequency signals.
  • the waveguide cannot be directly connected to an integrated circuit mounted on a circuit board, a configuration in which a microstrip line is interposed between the integrated circuit and the waveguide is widely used.
  • a converter is required to mutually convert signals between the waveguide and the microstrip line.
  • the invention described in Patent Document 1 includes a waveguide/plane line conversion board having a dielectric substrate on which a ground layer and a signal line for propagating a high-frequency signal are formed, and a casing having a waveguide. A short cover is provided on the top surface of the waveguide/planar line conversion board (see, for example, FIG. 1 of Patent Document 1).
  • a waveguide converter (1) includes a first substrate, a signal conductor, a first ground conductor, a first frame, a second ground conductor, and a first lid. It is equipped with The first substrate has a first top surface including a first region and a second region extending from the first region.
  • the signal conductor includes a converting section located in the first region, and a line section connected to the converting section and extending from at least the first region to the second region.
  • the first ground conductor is located at least in the second region of the first upper surface across the line portion in plan view.
  • the first frame has a second upper surface and an inner surface connected to the second upper surface.
  • the first frame is located on the first upper surface so as to surround at least a portion of the first region and the second region in plan view. Further, the first frame is made of a non-metallic material. A second ground conductor is located on the second top surface. The first lid body is located on the second upper surface so as to cover the first region in a plan view. The first lid body is made of a metal material. The first frame further includes a first end portion and a second end portion that are located opposite to each other across the second region in plan view. The first ground conductor, the second ground conductor, and the first lid are electrically connected.
  • the waveguide converter of (1) above further includes a second frame made of a non-metallic material.
  • the second frame is located on the second upper surface and surrounds at least a portion of the first region outwardly from the inner surface in plan view.
  • the direction in which the line portion extends is defined as the first direction
  • the direction intersecting the first direction is defined as the second direction
  • the second frames are positioned facing each other in the second direction in plan view. It has a third end and a fourth end.
  • the distance in the second direction between the first end and the second end is equal to or less than the distance in the second direction between the third end and the fourth end. It is.
  • the first lid has a first surface located opposite the first region. In a cross-sectional view intersecting the first upper surface, the distance from the converter to the first surface is 1/13.12 or more and 1/9.85 or less of the signal wavelength ⁇ transmitted through the signal conductor.
  • the first lid has a second surface overlapping with the second top surface and a first lid having a first opening on the second surface. It has a recess. In plan view, the area of the first opening is less than or equal to the area of the first region.
  • the first lid has a second surface overlapping the second top surface and a first opening on the second surface. It has a recess.
  • the first recess has a first surface.
  • the first upper surface has a third region connected to the second region and located apart from the first region.
  • the first frame further includes a fifth end portion and a sixth end portion that are located opposite to each other across the third region in plan view.
  • the second region is located between the first region and the third region in plan view. In a plan view, when the direction in which the line portion extends is defined as a first direction, and the direction intersecting the first direction is defined as a second direction, the distance between the first end and the second end in the second direction is the fifth direction. It is equal to or less than the distance between the end portion and the sixth end portion in the second direction.
  • the line portion has a first portion.
  • the first part is located apart from the converting part.
  • the dimension of the first part in the second direction is the maximum dimension of the line part in the second direction.
  • the distance in the first direction from the converting part to the first part is 5/8 or more of the signal wavelength ⁇ transmitted through the signal conductor, 7 /8 or less.
  • the distance in the first direction from the converting part to the first part is 1/8 or more of the signal wavelength ⁇ transmitted through the signal conductor, 3 /8 or less.
  • the second surface has a first side that overlaps the second region in plan view. In plan view, at least a portion of the first portion is positioned overlapping the first side.
  • the conversion The section has a second section connected to the line section.
  • the line part has a third part connected to the second part.
  • the dimension of the converting part in the second direction is larger than the dimension of the third part in the second direction.
  • the dimension of the second portion in the second direction decreases outward along the first direction.
  • An electronic component mounting package includes a second substrate, the waveguide converter of (1) to (12) above, and a third frame.
  • the second substrate has a third upper surface, a third lower surface opposite to the third upper surface, and a through hole.
  • the through hole penetrates from the third upper surface to the third lower surface.
  • the waveguide converters (1) to (12) above are located on the third upper surface so as to overlap the through holes in a plan view.
  • the third frame is joined to the third top surface and is positioned to surround the waveguide transducer.
  • the second substrate further has a second recess including a second opening on the third upper surface.
  • the second recess has a through hole.
  • the waveguide converters (1) to (12) above are located in the second recess.
  • the first substrate has a second side and a third side connected to the second side via a first corner in a plan view.
  • the second opening has a fourth side and a fifth side connected to the fourth side via a second corner in a plan view.
  • the second side is in contact with at least a portion of the fourth side.
  • the third side is in contact with at least a portion of the fifth side.
  • a waveguide conversion device includes the electronic component mounting package described in (13) or (14) above, an electronic component, a second lid, and a waveguide. , is equipped with.
  • the electronic component is located on the third upper surface of the second substrate and is electrically connected to the waveguide converter of the electronic component mounting package.
  • the second lid body is located on the third frame body, and is positioned to cover the inside of the electronic component mounting package.
  • the waveguide is located on the third lower surface side of the second substrate.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a waveguide transducer according to an embodiment of the present disclosure.
  • 1 is a perspective view of a waveguide transducer according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. FIG. 3 is a perspective view from another angle of a waveguide transducer according to an embodiment of the present disclosure. 3 is a sectional view taken along Z1-Z1 of the waveguide converter shown in FIG. 2.
  • FIG. 5 is an enlarged view of main part A shown in FIG. 4.
  • FIG. FIG. 2 is a plan view of a waveguide converter with a first lid removed according to an embodiment of the present disclosure.
  • 7 is an enlarged view of main part B shown in FIG. 6.
  • FIG. It is a top view of the 1st frame concerning one embodiment of this indication.
  • FIG. 2 is a perspective view of a first lid according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a waveguide conversion device according to an embodiment of the present disclosure.
  • 3 is a graph showing reflection characteristics of waveguide converters according to Example 1, Example 2, and Example 3.
  • FIG. 3 is a graph showing the passage characteristics of waveguide converters according to Example 1, Example 2, and Example 3.
  • FIG. 3 is a graph showing reflection characteristics of waveguide converters according to Examples 1 and 4.
  • FIG. 3 is a graph showing the transmission characteristics of waveguide converters according to Examples 1 and 4.
  • FIG. 3 is a graph showing the reflection characteristics of waveguide converters according to Example 1, Example 5, and Example 6.
  • the waveguide converter may be directed either upward or downward, but for convenience, the orthogonal coordinate system xyz is defined and the positive side of the z direction is assumed to be upward.
  • the first direction refers to, for example, the x direction in the drawings.
  • the second direction intersecting the first direction refers to, for example, the y direction in the drawings.
  • the term "outward" refers to, for example, a direction moving away from a first region 1a1, which will be described later, in the x direction or the y direction.
  • plan view is a concept that includes plan view.
  • the waveguide converter 101 includes a first substrate 1, a signal conductor S1, a first ground conductor G1, a first frame 2, a second ground conductor G2, and a first lid 4. .
  • the first substrate 1 has a first upper surface 1a that includes a first region 1a1 and a second region 1a2 extending from the first region 1a1.
  • the first substrate 1 is made of, for example, a non-metallic material.
  • the material for the first substrate 1 include ceramic materials such as aluminum oxide sintered bodies, mullite sintered bodies, silicon carbide sintered bodies, aluminum nitride sintered bodies, and silicon nitride sintered bodies; Non-metallic materials such as glass ceramic materials can be used.
  • the first substrate 1 may be a printed circuit board such as a copper-clad laminate.
  • the first substrate 1 may have a single layer structure of a nonmetallic material, or may have a structure in which a plurality of layers of nonmetallic materials are laminated.
  • the first substrate 1 is, for example, rectangular in plan view, with a size of 4 mm x 4 mm to 50 mm x 50 mm, and a thickness of 0.05 mm to 1 mm.
  • the first substrate 1 may be provided with one or more vias.
  • the via can be created by providing a hole having the outer shape of the via in the first substrate 1 and filling the hole with a conductive paste containing powder of a high-melting metal such as tungsten or molybdenum.
  • the first substrate 1 has a first lower surface 1b.
  • a third ground conductor G3 may be provided on the first lower surface 1b.
  • the third ground conductor G3 may be an annular metal layer positioned surrounding the first region 1a1 in plan view.
  • the third ground conductor G3 may be electrically connected to the first ground conductor G1, which will be described later, by the above-mentioned via or the like.
  • the first frame 2 has a second upper surface 2a and an inner surface 2c connected to the second upper surface 2a.
  • the first frame 2 is located on the first upper surface 1a so as to surround at least a portion of the first region 1a1 and the second region 1a2 in plan view.
  • the first frame 2 further includes a first end 21 and a second end 22, which are located facing each other across the second region 1a2 in plan view.
  • the first frame 2 is made of a non-metallic material.
  • the material of the first frame 2 may be the same as or different from the material of the first substrate 1, and includes, for example, the same material as the material of the first substrate 1 described above.
  • the first frame 2 is, for example, U-shaped in plan view, and has a size of 4 mm x 4 mm to 50 mm x 50 mm, and a thickness of 0.1 mm to 5 mm.
  • the first frame body 2 Since the first frame body 2 is located on the first upper surface 1a of the first substrate 1, the thickness of the first substrate 1 can be reduced while reducing the possibility that the first substrate 1 will be damaged. , good high frequency characteristics can be obtained.
  • first frame 2 may be provided with vias similarly to the first substrate 1.
  • the presence of the via makes it easy to electrically connect the first ground conductor G1, the second ground conductor G2, and the first lid 4, which will be described later.
  • the via can be formed using the same method as the via provided in the first substrate 1 described above.
  • the signal conductor S1 includes a conversion section S11 located in the first region 1a1, and a line section S12 connected to the conversion section S11 and extending from at least the first region 1a1 to the second region 1a2.
  • the material of the signal conductor S1 include metal materials such as gold, silver, copper, nickel, tungsten, molybdenum, and manganese.
  • the signal conductor S1 may be formed by sintering a metal paste on the first upper surface 1a of the first substrate 1, or may be formed using a thin film forming technique such as a vapor deposition method or a sputtering method.
  • An insulating film made of ceramic (for example, alumina coat) or resin may be located on a portion of the signal conductor S1.
  • the insulating film can be provided on the signal conductor S1 by screen printing. Further, the insulating film may be located only on a portion of the converting portion S11 or the line portion S12. With such a configuration, it is possible to reduce the possibility that the signal conductor S1 is short-circuited with the first ground conductor G1, which will be described later, to cause a short circuit.
  • the signal conductor S1 may be electrically connected to an electronic component 104, which will be described later, via a connecting member such as a wire whose main component is a conductive metal material such as platinum.
  • the signal conductor S1 is, for example, a transmission line suitable for transmitting high frequency signals such as millimeter waves.
  • the signal transmitted through the line section S12 is electromagnetically coupled to a waveguide 107, which will be described later, in the conversion section S11.
  • the first ground conductor G1 is located at least in the second region 1a2 of the first upper surface 1a, sandwiching the line portion S12 in plan view.
  • the material of the first ground conductor G1 may be the same as or different from the material of the signal conductor S1, and includes, for example, the same material as the material of the signal conductor S1 described above. Further, the first ground conductor G1 may be formed by the same method as the signal conductor S1. In one embodiment, the signal conductor S1 and the first ground conductor G1 are also located in a third region 1a3, which will be described later, and the first ground conductor G1 is also located in the line portion S12 in the third region 1a3 in a plan view. It is located in between.
  • the ground potential can be strengthened and the electric field coupling can be strengthened. Therefore, when the signal conductor S1 transmits a high-frequency signal, it is possible to reduce the possibility that resonance will occur due to the electric field distribution expanding beyond a desired range.
  • first ground conductor G1 does not necessarily have to be located in the third region 1a3 across the line portion S12 in plan view. Further, the first ground conductor G1 may be a pair of separated metal films provided on the first upper surface 1a so as to sandwich the signal conductor S1. Further, the first ground conductor G1 may be electrically connected to the electronic component 104, which will be described later, via a connecting member such as a wire, similarly to the signal conductor S1.
  • the second ground conductor G2 is located on the second upper surface 2a.
  • the material of the second ground conductor G2 may be the same as or different from the material of the signal conductor S1, and for example, the same material as the material of the signal conductor S1 described above may be mentioned.
  • the second ground conductor G2 may be formed by the same method as the signal conductor S1. By providing the second ground conductor G2, it is possible to easily join the first lid body 4, which will be described later, to the first frame body 2.
  • the second ground conductor G2 is located continuously from the second upper surface 2a to the inner surface 2c of the first frame 2.
  • the second ground conductor G2 may be continuously located up to the surface opposite to the second top surface 2a of the first frame 2 (the surface facing the first top surface 1a). This makes it easy to electrically connect the first ground conductor G1, the second ground conductor G2, and the first lid 4. Furthermore, since the ground potential can be strengthened, signal loss that occurs when the signal conductor S1 transmits a high frequency signal can be reduced.
  • the second ground conductor G2 when the second ground conductor G2 is located continuously from the second upper surface 2a to the inner surface 2c, it is electrically connected to the first lid body 4, which will be described later, so that a pseudo It can be regarded as a so-called back short block (in other words, a conductor block).
  • the first frame 2 and the first lid 4 can be considered as an integrated lid.
  • the first lid body 4 is located on the second upper surface 2a so as to cover the first region 1a1 in a plan view. Further, the first lid body 4 is made of a metal material.
  • the first lid body 4 has, for example, a rectangular shape in a plan view, a size of 1 mm x 1 mm to 50 mm x 50 mm, and a thickness of 0.2 mm to 20 mm. Examples of the material of the first lid body 4 include metal materials such as iron, copper, nickel, chromium, cobalt, molybdenum, or tungsten, or alloys made by combining a plurality of these metal materials.
  • the metal member constituting the first lid body 4 can be manufactured by subjecting an ingot of such a metal material to a metal processing method such as a rolling method or a punching method.
  • the first lid body 4 can efficiently cause the signal transmitted through the signal conductor S1 to enter the waveguide 107. Further, the signal propagated through the waveguide 107 can be efficiently input to the signal conductor S1.
  • the first lid body 4 can be bonded to the first frame body 2 and the second ground conductor G2 using a bonding material.
  • the first ground conductor G1, the second ground conductor G2, and the first lid body 4 are electrically connected.
  • the first ground conductor G1, the second ground conductor G2, and the first lid body 4 are connected to a via provided in the first frame body 2 and a first ground conductor G2 located extending to the inner surface 2c. electrically connected by. This allows the ground potential to be strengthened. Note that the present invention is not limited to the above embodiment as long as the first ground conductor G1, the second ground conductor G2, and the first lid body 4 can be electrically connected.
  • the waveguide converter 101 may further include a second frame 3 made of a non-metallic material, as shown in FIGS. 1 to 3 and 6.
  • the second frame 3 is located on the second upper surface 2a, and surrounds at least a portion of the first region 1a1 on the outer side of the inner surface 2c in plan view.
  • the second frame 3 has a third end 33 and a fourth end 34, which are located opposite to each other in the y direction when viewed from above.
  • the first lid 4 can be joined to the first frame 3 while being applied to the second frame 3, so the first lid 4 can be joined to the first frame 3 with high precision. be able to. That is, the second frame 3 has a role as a positioning guide when joining the first lid 4.
  • the material of the second frame 3 may be the same as or different from the material of the first frame 2, and examples thereof include the same material as the material of the first frame 2 described above.
  • the materials of the first substrate 1, the first frame 2, and the second frame 3 are ceramic materials or glass ceramic materials, the external shapes of the first substrate 1, the first frame 2, and the second frame 3
  • the waveguide converter 101 can be easily manufactured because it can be manufactured by laminating green sheets formed in the same manner.
  • the second frame 3 is, for example, U-shaped in plan view, and has a size of 4 mm x 4 mm to 50 mm x 50 mm, and a thickness of 0.1 mm to 5 mm.
  • the U-shape of the second frame 3 reduces the possibility that the second frame 3 will warp during sintering. can be reduced.
  • the second frame 3 does not have to be U-shaped as long as it can function as a guide for positioning when joining the first lid 4; for example, it may be L-shaped or , a U-shape separated at the center, etc. may be used.
  • the second frame 3 is located on the second upper surface 2a, and in plan view surrounds at least a portion of the first region 1a1 on the outer side of the inner surface 2c. More specifically, the inner edge of the second frame 3 is located further outward than the inner edge of the first frame 2 in plan view. In one embodiment, the distances between the three inner edges of the second frame 3 and the corresponding three inner edges of the first frame 2 are constant in a plan view.
  • the outer edge of the second frame 3 coincides with the outer edges of the first substrate 1 and the first frame 2 in plan view, but the outer edge of the second frame 3 does not necessarily correspond to It is not necessary that the outer edges of the first substrate 1 and the first frame 2 coincide with each other. That is, the outer edge of the second frame 3 may be larger or smaller than the outer edges of the first substrate 1 and the first frame 2.
  • the distance in the x direction from the outer edge of the first frame 2 to the first end 21 and/or the second end 22 is defined as Lx21, and the first end 21 and/or the second end
  • Lx22>Lx21 may be satisfied.
  • the dimension in which the lid body 4 is mounted can be widened. Therefore, the lid 4 can be stably positioned on the first frame 2.
  • the dimension in the x direction of the portion of the first frame located on the opposite side with the first region 1a1 in between from the side surrounding the second region 1a2 is Lx23. In this case, (Lx21+Lx22)>Lx23 may be satisfied.
  • the second frame 3 can be stably positioned on the first frame 2.
  • the distance L12 (FIG. 8) between the first end 21 and second end 22 of the first frame 2 in the y direction is 33 and the fourth end 34 in the y direction may be less than or equal to the distance L34 (FIG. 9).
  • the first lid body 4 may have a first surface 411 located opposite to the first region 1a1.
  • the distance H from the conversion portion S11 to the first surface 411 is is 1/13.12 or more and 1/9.85 or less of the signal wavelength ⁇ transmitted through the signal conductor S1.
  • the waveguide converter 101 in one embodiment is used in the waveguide converter 10 that handles signals with signal frequencies in the band from 65 GHz to 87 GHz, and the frequency band used by the waveguide converter 101 is , each part is set so that the frequency ranges from 65 GHz to 87 GHz. With the above-described configuration, insertion loss and reflection loss in the band from 65 GHz to 87 GHz can be reduced.
  • FIG. 12 is a graph showing the reflection characteristics of the waveguide converter 101 when the distance H from the converter S11 to the first surface 411 is changed.
  • the horizontal axis shows the frequency (GHz) of the input signal, and the vertical axis shows the reflection characteristics (dB). Furthermore, in the graph showing the reflection characteristics, the smaller the value of the reflection characteristics (dB), the smaller the signal reflection (the same applies to FIGS. 14 and 16 described later).
  • the graph of FIG. 12 shows the reflection characteristics of the waveguide transducer 101 with the following three different values of distance H.
  • the distance H in Example 1 is 0.35 mm (corresponds to 1/13.12 of the wavelength ⁇ at a frequency of 65 GHz, or 1/9.85 of the wavelength ⁇ at a frequency of 87 GHz), and the distance H in Example 2 is , 1.154 mm (corresponding to 1/4 of the wavelength ⁇ at a frequency of 65 GHz), and the distance H in Example 3 is 0.862 mm (corresponding to 1/4 of the wavelength ⁇ at a frequency of 87 GHz).
  • the distance H from the converter S11 to the first surface 411 is the distance from the converter S11 to the short stub (1/4 of the wavelength ⁇ of the signal frequency transmitted through the signal conductor S1). It is set to what is known as .
  • the reflection characteristics of each example are shown as a solid line for Example 1, a broken line for Example 2, and a dashed-dotted line for Example 3.
  • Example 1 has better characteristics than Example 2 and Example 3.
  • FIG. 13 is a graph showing the passage characteristics of the waveguide converter 101 when the distance H from the converter S11 to the first surface 411 is changed.
  • the horizontal axis shows the frequency (GHz) of the input signal, and the vertical axis shows the pass characteristic (dB). Furthermore, in the graph showing the pass characteristics, the larger the value of the pass characteristics (dB), the smaller the signal loss (the same applies to FIG. 15 described later).
  • the graph of FIG. 13 shows the passage characteristics of the waveguide transducer 101 having the following three different values of distance H.
  • the distance H in Example 1 is 0.35 mm (corresponds to 1/13.12 of the wavelength ⁇ at a frequency of 65 GHz, or 1/9.85 of the wavelength ⁇ at a frequency of 87 GHz), and the distance H in Example 2 is , 1.154 mm (corresponding to 1/4 of the wavelength ⁇ at a frequency of 65 GHz), and the distance H in Example 3 is 0.862 mm (corresponding to 1/4 of the wavelength ⁇ at a frequency of 87 GHz).
  • the distance H from the converter S11 to the first surface 411 is conventionally set to the distance from the converter S11 to the short stub (1 of the wavelength ⁇ of the signal frequency transmitted through the signal conductor S1). /4).
  • the transmission characteristics of each example are shown as a solid line for Example 1, a broken line for Example 2, and a dashed-dotted line for Example 3.
  • Example 1 has better characteristics than Example 2 and Example 3.
  • the first lid body 4 has a second surface 412 located overlapping with the second upper surface 2a, and a first recess 41 having a first opening 41O in the second surface 412. It's okay.
  • the first recess 41 has a first surface 411 . Since the first lid body 4 has the first recess 41, the height of the back short forming the short stub from the conversion portion S11 (distance H from the conversion portion S11 to the first surface 411) can be adjusted with high precision. Can be adjusted.
  • the area of the first opening 41O may be less than or equal to the area of the first region 1a1. In one embodiment, the area of the first opening 41O may be less than or equal to the area of the first region 1a1 in plan view, and the first opening 41O is located inside the first region 1a1 in plan view. You may do so. With the above configuration, the bonding area between the first lid 4 and the first frame 3 increases, so the bonding strength between the first lid 4 and the first frame 3 can be improved. .
  • the portion of the first lid body 4 surrounding the first opening 41O is may be prominent.
  • the protruding portion is, for example, the portion indicated by Lx42.
  • the first upper surface 1a may have a third region 1a3 that is connected to the second region 1a2 and located apart from the first region 1a1.
  • the first frame 2 further includes a fifth end 25 and a sixth end 26, which are located facing each other across the third region 1a3 in plan view.
  • the second region 1a2 is located between the first region 1a1 and the third region 1a3 in plan view.
  • the distance L12 between the first end 21 and the second end 22 in the y direction is less than or equal to the distance L56 between the fifth end 25 and the sixth end 26 in the y direction.
  • the first ground conductor G1 and the signal conductor S1 are connected to an electronic component 104, which will be described later, by a connecting member such as a wire.
  • a connecting member such as a wire.
  • the line portion S12 may include a first portion S12a.
  • the dimension Ls1 of the first portion S12a in the y direction is the maximum dimension of the line portion S12 in the y direction. That is, the dimension Ls1 of the first portion S12a in the y direction is larger than the dimension Ls4 of the portion of the line portion S12 other than the first portion S12a in the y direction.
  • a capacitance component can be added to the line portion S12 by positioning the line portion S12 and the first ground conductor G1 located on both sides of the line portion S12 closer to each other in the y direction. Therefore, the same effects as in the above case can be achieved.
  • the line portion S12 is located extending to the third region 1a3 in plan view.
  • the first portion S12a is located from the second region 1a2 to the third region 1a3 in plan view. Note that the first portion S12a may be located only in the second region 1a2, or may be located only in the third region 1a3. Further, the line portion S12 may include a plurality of first portions S12a.
  • the dimension Ls1 in the y direction of the first part S12a is smaller than the dimension Ls11 in the y direction of the conversion part S11, but the signal conductor S1 can be changed according to the frequency of the signal transmitted. can. That is, the dimension Ls1 of the first portion S12a in the y direction may be larger than or equal to the dimension Ls11 of the converting portion S11 in the y direction.
  • FIG. 14 is a graph showing the reflection characteristics of the waveguide converter 101 with and without the first section S12a of the line section S12.
  • the first portion S12a is provided in the line portion S12
  • Example 4 the first portion S12a is not provided in the line portion S12.
  • the reflection characteristics of each example are shown as a solid line for Example 1 and a broken line for Example 4. Referring to FIG. 14, it can be seen that compared to Example 4, the frequency band in which the reflection characteristics can be reduced to -15 dB or less is expanded.
  • FIG. 15 is a graph showing the passage characteristics of the waveguide converter 101 with and without the first section S12a of the line section S12.
  • the first portion S12a is provided in the line portion S12, and in Example 4, the first portion S12a is not provided in the line portion S12.
  • the transmission characteristics in each example are shown as a solid line for Example 1 and a broken line for Example 4. Referring to FIG. 15, it can be seen that in Example 1, the frequency band in which the pass characteristic can be made greater than -0.6 dB is wider than in Example 4.
  • the distance Ls13 in the x direction from the converting section S11 to the first section S12a is 5/8 or more and 7/8 or less of the signal wavelength ⁇ transmitted through the signal conductor S1. It's okay.
  • the signal conductor S1 has the above-described configuration because the induced component increases when the distance in the x direction from the converter S11 is around 3/4 of the transmitted signal wavelength ⁇ . This allows impedance adjustment. This allows the high frequency characteristics of the signal conductor S1 to be improved.
  • the distance Ls13 can be defined as the distance from the center point of the converting section S11 in the x and y directions to the center point of the first section S12a in the x and y directions.
  • FIG. 16 is a graph showing the reflection characteristics of the waveguide converter 101 when the distance Ls13 in the x direction from the line portion S12 to the first portion S12a is changed.
  • the distance Ls13 in Example 1 is around 3/4 of the signal wavelength ⁇ transmitted through the signal conductor S1
  • the distance Ls13 in Example 5 is around 1/2 of the signal wavelength ⁇
  • the distance Ls13 in Example 6 is is around 7/8 of the signal wavelength ⁇ .
  • the reflection characteristics of each example are shown as a solid line for Example 1, a broken line for Example 5, and a dashed-dotted line for Example 6. Referring to FIG. 16, it can be seen that Example 1 has better characteristics than Example 5 and Example 6.
  • the distance Ls13 in the x direction from the conversion section S11 to the first section S12a is 1/8 or more and 3/8 or less of the signal wavelength ⁇ transmitted through the signal conductor S1. It's okay.
  • the signal conductor S1 has the above-described configuration because the induced component increases when the distance in the x direction from the converter S11 is around 1/4 of the transmitted signal wavelength ⁇ . This allows impedance adjustment. This allows the high frequency characteristics of the signal conductor S1 to be improved.
  • the second surface 412 of the first lid 4 may have a first side 412a that overlaps the second region 1a2 in plan view.
  • first side 412a is a side that constitutes a part of the outer periphery of the second surface 412.
  • the conversion section S11 may have a second section S11b connected to the line section S12.
  • the line part S12 may have a third part S12b connected to the second part S11b.
  • a dimension Ls11 of the converting portion S11 in the y direction is larger than a dimension Ls3 of the third portion S12b in the y direction.
  • the dimension Ls2 of the second portion S11b in the y direction becomes smaller toward the outside along the x direction (in the negative direction of the x axis in one embodiment).
  • ⁇ Manufacturing method of waveguide converter> a method for manufacturing the waveguide converter 101 according to an embodiment of the present disclosure will be described. Note that the present disclosure is not limited to the following embodiments, and may be manufactured using a 3D printer, for example. Further, as described above, the first substrate 1 and the first frame 2 do not necessarily need to be made of the same material as in the manufacturing method described below.
  • a plurality of green sheets are formed. Specifically, for example, a mixture is obtained by adding and mixing an organic binder, a plasticizer, a solvent, etc. to a ceramic powder such as boron nitride, aluminum nitride, silicon nitride, silicon carbide, or beryllium oxide. The obtained mixture is formed into layers to produce a plurality of green sheets. Next, the plurality of green sheets described above are processed using a mold or the like to prepare a plurality of green sheets each formed into the respective outer shapes of the first substrate 1 and the first frame 2 in a plan view.
  • a ceramic powder such as boron nitride, aluminum nitride, silicon nitride, silicon carbide, or beryllium oxide.
  • the obtained mixture is formed into layers to produce a plurality of green sheets.
  • the plurality of green sheets described above are processed using a mold or the like to prepare a plurality of green sheets each formed into the respective outer shapes of the first substrate 1 and the first
  • first substrate 1 and the first frame 2 have a via
  • a hole having the outer shape of the via is provided in the first substrate 1 and the first frame 2 using a mold, a laser, or the like.
  • a green sheet formed in the outer shape of the second frame 3 is further prepared.
  • a high melting point metal powder such as tungsten or molybdenum is prepared, and an organic binder, a plasticizer, a solvent, etc. are added and mixed to this powder to prepare a metal paste.
  • metal paste is printed in a predetermined pattern on a plurality of green sheets formed on the respective outer shapes of the first substrate 1 and the first frame 2, and the signal conductor S1, the first ground conductor G1, and the second ground conductor G2 are formed. form.
  • the metal paste may contain glass or ceramics in order to increase the bonding strength with the first substrate 1 and the first frame 2. Further, the holes provided in the first substrate 1 and the first frame 2 in the step (1) described above are filled with metal paste to form vias.
  • a plurality of green sheets formed to the respective outer shapes of the first substrate 1 and the first frame 2 are stacked so that their outer edges coincide with each other to form a green sheet laminate.
  • a metal paste is printed in a predetermined pattern, and then the signal conductor S1, the first ground conductor G1, the second ground conductor G2, and other wiring (for example, the third ground conductor G3) are printed. ) may be formed.
  • the first lid 4 is formed by subjecting the ingot of the metal material that constitutes the first lid 4 to a metal processing method such as a rolling method or a punching method.
  • the waveguide converter 101 is obtained by bonding the first lid body 4 to the sintered body created in the above step (4) using a bonding material.
  • FIG. 11 is an exploded perspective view of a waveguide converter 10 including an electronic component mounting package 100, which is equipped with a waveguide converter 101 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the electronic component mounting package 100 includes a second substrate 102, a waveguide converter 101, and a third frame 103.
  • the second substrate 102 has a third upper surface 102a, a third lower surface 102b opposite to the third upper surface 102a, and a through hole 102H.
  • the second substrate 102 has, for example, a rectangular shape in plan view, a size of 10 mm x 10 mm to 100 mm x 100 mm, and a thickness of 0.5 mm to 20 mm.
  • Examples of the material of the second substrate 102 include metal materials such as copper, iron, tungsten, molybdenum, nickel, or cobalt, or alloys containing these metal materials.
  • the second substrate 102 may be a single metal plate or a laminate formed by laminating a plurality of metal plates.
  • the material of the second substrate 102 is the above-mentioned metal material, the surface of the second substrate 102 is coated with nickel or A plating layer of gold or the like may be formed.
  • the material of the second substrate 102 is an insulating material, such as an aluminum oxide sintered body, a mullite sintered body, a silicon carbide sintered body, an aluminum nitride sintered body, or a silicon nitride sintered body. It may be a body or a ceramic material such as a glass ceramic.
  • the through hole 102H penetrates from the third upper surface 102a to the third lower surface 102b. Further, the waveguide converter 101 is located on the third upper surface 102a, overlapping with the through hole 102H in plan view. In plan view, the through hole 102H is located overlapping the first region 1a1 and the conversion portion S11. Furthermore, in plan view, the through hole 102H is positioned overlapping a waveguide 107, which will be described later.
  • the third frame 103 is joined to the third upper surface 102a and is positioned to surround the waveguide converter 101.
  • the third frame 103 has, for example, a rectangular shape in plan view, a size of 10 mm x 10 mm to 100 mm x 100 mm, and a thickness of 0.5 mm to 20 mm.
  • the material of the third frame 103 may be the same as or different from the material of the second substrate 102, for example, the same material as the material of the first frame 2 described above.
  • the third frame 103 may have a wiring section for electrical connection to an electronic component 104, which will be described later.
  • the wiring portion may be formed on a green sheet forming the outer shape of the third frame 103 using a metal material such as gold, silver, copper, nickel, tungsten, molybdenum, and manganese. Further, the wiring portion may be formed by sintering a metal paste, or may be formed using a thin film forming technique such as a vapor deposition method or a sputtering method. An insulating film made of ceramic (for example, alumina coat) or resin may be located on a portion of the wiring section.
  • the third frame 103 can be bonded to the second substrate 102 via a bonding material such as a brazing material.
  • a bonding material such as a brazing material.
  • the material of the brazing material is, for example, silver, copper, gold, aluminum, or magnesium, and may contain additives such as nickel, cadmium, or phosphorus.
  • the second substrate 102 may further have a second recess 102K including a second opening 102O on the third upper surface 102a.
  • the second recess 102K has the above-mentioned through hole 102H.
  • the waveguide converter 10 is located in the second recess 102K.
  • the first substrate 1 has a second side 12 and a third side 13 connected to the second side 12 via the first corner 1K in plan view.
  • the second opening 102O has a fourth side 1024 and a fifth side 1025 connected to the fourth side 1024 via a second corner 1026 in plan view.
  • the second side 12 is in contact with at least a portion of the fourth side 1024.
  • the third side 13 is in contact with at least a portion of the fifth side 1025.
  • the waveguide converter 101 when mounting the waveguide converter 101 on the second substrate 102, the first substrate 1 of the waveguide converter 101 is placed on the fourth side 1024 and the fifth side 1025. Can be implemented. Therefore, the waveguide converter 101 can be mounted on the second substrate 102 with high positional accuracy.
  • the side on which the signal conductor S1 is located is the second side 12.
  • any corner portion may be the first corner portion 1K.
  • the second side 12 and the third side 13 can be uniquely determined. Further, by determining the second side 12 and the third side 13, the fourth side 1024 and the fifth side 1025 can be uniquely determined.
  • the corners of the first substrate 1 may be rectangular, with the corners cut into arc shapes, as shown in one embodiment.
  • the first frame 2 and the second frame 3 may also be rectangular in plan view, with corners cut into arc shapes.
  • the corner portions of the first substrate 1 are not limited to the above-described embodiments, and may have a rectangular shape with rounded corners, for example.
  • the waveguide conversion device 10 includes at least an electronic component mounting package 100, an electronic component 104, a second lid 106, and a waveguide 107.
  • the electronic component 104 is located on the third upper surface 102a of the second substrate 102 and is electrically connected to the waveguide converter 101 of the electronic component mounting package 100.
  • the electronic component 104 may be a component that processes signals, such as converting an optical signal into an electrical signal or converting an electrical signal into an optical signal. Further, although not shown, the electronic component 104 and the waveguide converter 101 are electrically connected by a connecting member such as a wire made of a conductive metal material.
  • the electronic component 104 and the third frame 103 may be electrically connected by a connecting member such as a wire.
  • the electronic component 104 may be directly mounted on the second base 102 or may be mounted via a pedestal component such as a submount.
  • the second lid body 106 is located on the third frame body 103 and is positioned to cover the inside of the electronic component mounting package 100.
  • the second lid 106 protects the electronic component 104 together with the second frame 103.
  • the second lid body 106 has, for example, a rectangular shape in a plan view, a size of 10 mm x 10 mm to 50 mm x 50 mm, and a thickness of 0.5 mm to 2 mm.
  • Examples of the material of the second lid body 106 include metal materials such as iron, copper, nickel, chromium, cobalt, molybdenum, or tungsten, or alloys made by combining a plurality of these metal materials.
  • the metal member constituting the second lid body 106 can be manufactured by subjecting an ingot of such a metal material to a metal processing method such as a rolling method or a punching method.
  • the second lid body 106 may be bonded to the third frame body 103 via a seal ring or the like, or may be bonded to the third frame body 103 via a bonding material such as solder, brazing material, glass or resin adhesive. good.
  • the waveguide 107 is located on the third lower surface 102b side of the second substrate 102. Examples of the material of the waveguide 107 include conductors such as metals.
  • a printed circuit board (PCB) or the like is located between the second board 102 and the waveguide 107, and the second board 102 (electronic component mounting package 100) is connected to the waveguide via the printed board or the like. It may be joined to 107.
  • PCB printed circuit board
  • the waveguide converter according to one embodiment has the above configuration, so that the strength of the waveguide converter can be improved and the possibility of damage to the first substrate can be reduced. . Moreover, since the thickness of the first substrate can be reduced by this, good high frequency characteristics can be obtained.
  • the present disclosure can be used as a waveguide converter, an electronic component mounting package, and a waveguide converter.
  • First substrate 1a First upper surface 1a1 First region 1a2 Second region 1a3 Third region 1b First lower surface 12 Second side 13 Third side 1K First corner G1 First ground conductor G2 Second ground conductor G3 Third Grounding conductor S1 Signal conductor S11 Conversion part S11b Second part S12 Line part S12a First part S12b Third part 2 First frame 2a Second upper surface 2c Inner surface 21 First end 22 Second end 25 Fifth end 26 Sixth end 3 Second frame 33 Third end 34 Fourth end 4 First lid 41 First recess 41O First opening 411 First surface 412 Second surface 412a First side L12 First end Distance L34 between the third end and the fourth end L56 Distance Ls1 between the fifth end and the sixth end Ls1 Dimension of the first part Ls2 Dimension of the second part Ls3 Dimension of the third part Ls4 Dimensions of the line part other than the first part Ls11 Dimensions of the converting part Ls13 Distance H from the converting part to the first part Distance 10 between the converting part and the first surface Waveguide converting device 100 Electronic component

Landscapes

  • Waveguides (AREA)

Abstract

導波管変換器は、第１基板と、信号導体と、第１接地導体と、第１枠体と、第２接地導体と、第１蓋体とを備えている。第１基板は、第１領域および第１領域から延びる第２領域を含む第１上面を有している。信号導体は、第１領域に位置する変換部と、変換部に接続されるとともに第１領域から第２領域に延びて位置する線路部と、を有している。第１接地導体は、第２領域において、平面視で線路部を挟んで位置している。第１枠体は、第２上面および第２上面と接続する内側面を有している。第１枠体は、第１上面において、平面視で第１領域および第２領域の少なくとも一部を囲んで位置している。第２接地導体は、第２上面に位置している。第１蓋体は、第２上面において、平面視で第１領域を覆うように位置している。

Description

導波管変換器、電子部品実装用パッケージ、および導波管変換装置
　本開示は、導波管変換器、電子部品実装用パッケージ、および導波管変換装置に関する。
　無線通信の高速化および大容量化の要請に伴い、無線通信に使用される周波数帯域の高周波化が進んでいる。このため、無線装置で処理すべき信号についても高周波化が進んでいる。
　このような高周波信号を効率良く伝送し得る伝送媒体としては、導波管が挙げられる。ただし、導波管は、回路基板に実装された集積回路に直接接続できないため、集積回路と導波管との間にマイクロストリップ線路を介在させる構成が広く用いられている。このような構成を採用する場合、導波管とマイクロストリップ線路との間の信号を相互に変換する変換器が必要である。
　このような変換器としては、特許文献１に記載された発明が知られている。特許文献１に記載の発明は、グランド層および高周波信号を伝播する信号線が形成された誘電体基板を有する導波管・平面線路変換基板と、導波管を有する筐体と、を備え、導波管・平面線路変換基板の上面には、ショート蓋が配設されている（例えば特許文献１の図１等参照）。
特開２００４－９６２０６号公報
　本開示の一実施形態に係る導波管変換器（１）は、第１基板と、信号導体と、第１接地導体と、第１枠体と、第２接地導体と、第１蓋体とを備えている。第１基板は、第１領域および第１領域から延びる第２領域を含む第１上面を有している。信号導体は、第１領域に位置する変換部と、変換部に接続されるとともに少なくとも第１領域から第２領域に延びて位置する線路部と、を有している。第１接地導体は、少なくとも第１上面のうち第２領域において、平面視で線路部を挟んで位置している。第１枠体は、第２上面および第２上面と接続する内側面を有している。第１枠体は、第１上面において、平面視で第１領域および第２領域の少なくとも一部を囲んで位置している。また、第１枠体は、非金属材料で構成されている。第２接地導体は、第２上面に位置している。第１蓋体は、第２上面において、平面視で第１領域を覆うように位置している。第１蓋体は、金属材料で構成されている。第１枠体は、平面視で第２領域を挟んでそれぞれが向かい合って位置する第１端部および第２端部を更に有している。第１接地導体と第２接地導体と第１蓋体は、電気的に接続されている。
　（２）上記（１）の導波管変換器は、非金属材料で構成される第２枠体を更に備えている。第２枠体は、第２上面に位置し、平面視で、内側面よりも外方において第１領域の少なくとも一部を囲んで位置している。平面視で、線路部が延びる方向を第１方向とし、第１方向と交差する方向を第２方向とした場合、第２枠体は、平面視で、第２方向において、それぞれが向かい合って位置する第３端部および第４端部を有している。
　（３）上記（２）の導波管変換器において、第１端部と第２端部との第２方向における距離は、第３端部と第４端部との第２方向における距離以下である。
　（４）上記（１）～（３）の導波管変換器において、第１蓋体は、第１領域と向かい合って位置する第１面を有している。第１上面と交差する断面視において、変換部から第１面までの距離は、信号導体を伝送される信号波長λの１／１３．１２以上、１／９．８５以下である。
　（５）上記（１）～（４）の導波管変換器において、第１蓋体は、第２上面と重なって位置する第２面と、該第２面に第１開口を有する第１凹部と、を有している。平面視において、第１開口の面積は、第１領域の面積以下である。
　（６）上記（１）～（４）の導波管変換器において、第１蓋体は、第２上面と重なって位置する第２面と、該第２面に第１開口を有する第１凹部と、を有している。第１凹部は、第１面を有している。
　（７）上記（１）～（６）の導波管変換器において、第１上面は、第２領域と接続するとともに第１領域と離れて位置する、第３領域を有している。第１枠体は、平面視で第３領域を挟んでそれぞれが向かい合って位置する第５端部および第６端部を更に有している。第２領域は、平面視において、第１領域および第３領域の間に位置している。平面視において、線路部が延びる方向を第１方向とし、第１方向と交差する方向を第２方向とした場合、第１端部と第２端部との第２方向における距離は、第５端部と第６端部との第２方向における距離以下である。
　（８）上記（２）～（７）の導波管変換器において、線路部は、第１部を有している。平面視において、第１部は、前記変換部と離れて位置している。第１部の第２方向における寸法は、線路部の第２方向における最大の寸法である。
　（９）上記（８）の導波管変換器において、平面視で、変換部から第１部までの第１方向における距離は、信号導体を伝送される信号波長λの５／８以上、７／８以下である。
　（１０）上記（８）の導波管変換器において、平面視で、変換部から第１部までの第１方向における距離は、信号導体を伝送される信号波長λの１／８以上、３／８以下である。
　（１１）上記（８）～（１０）の導波管変換器において、第２面は、平面視で、第２領域と重なって位置する第１辺を有している。平面視において、第１部の少なくとも一部は、第１辺と重なって位置している。
　（１２）上記（１）～（１１）の導波管変換器において、平面視で、線路部が延びる方向を第１方向とし、第１方向と交差する方向を第２方向とした場合、変換部は、線路部と接続する第２部を有している。線路部は、第２部と接続する第３部を有している。変換部の第２方向における寸法は、第３部の第２方向における寸法よりも大きい。第２部の第２方向における寸法は、第１方向に沿って外方に向かうにつれて小さくなる。
　（１３）本開示の一実施形態に係る電子部品実装用パッケージは、第２基板と、上記（１）～（１２）の導波管変換器と、第３枠体と、を備えている。第２基板は、第３上面と、該第３上面と反対側の第３下面と、貫通孔を有している。貫通孔は、第３上面から第３下面にかけて貫通している。上記（１）～（１２）の導波管変換器は、第３上面において、平面視で、貫通孔と重なって位置している。第３枠体は、第３上面に接合されるとともに、導波管変換器を囲んで位置している。
　（１４）上記（１３）の電子部品実装用パッケージにおいて、第２基板は、第３上面に第２開口を含む第２凹部を更に有している。第２凹部は、貫通孔を有している。上記（１）～（１２）の導波管変換器は、第２凹部に位置している。第１基板は、平面視において、第２辺および該第２辺と第１角部を介して接続する第３辺を有している。第２開口は、平面視において、第４辺および該第４辺と第２角部を介して接続する第５辺を有している。第２辺は、第４辺の少なくとも一部と接している。第３辺は、第５辺の少なくとも一部と接している。
　（１５）本開示の一実施形態に係る導波管変換装置は、上記（１３）又は（１４）に記載の電子部品実装用パッケージと、電子部品と、第２蓋体と、導波管と、を備えている。電子部品は、第２基板の第３上面に位置し、電子部品実装用パッケージの導波管変換器と電気的に接続されている。第２蓋体は、第３枠体上に位置し、電子部品実装用パッケージの内部を覆って位置している。導波管は、第２基板の第３下面側に位置している。
本開示の一実施形態に係る導波管変換器の分解斜視図である。 本開示の一実施形態に係る導波管変換器の斜視図である。 本開示の一実施形態に係る導波管変換器の別の角度から見た斜視図である。 図２に示す導波管変換器のＺ１－Ｚ１断面図である。 図４に示す要部Ａの拡大図である。 本開示の一実施形態に係る第１蓋体を取り除いた導波管変換器の平面図である。 図６に示す要部Ｂの拡大図である。 本開示の一実施形態に係る第１枠体の平面図である。 本開示の一実施形態に係る第２枠体の平面図である。 本開示の一実施形態に係る第１蓋体の斜視図である。 本開示の一実施形態に係る導波管変換装置の分解斜視図である。 実施例１と、実施例２および実施例３に係る導波管変換器の反射特性を示すグラフである。 実施例１と、実施例２および実施例３に係る導波管変換器の通過特性を示すグラフである。 実施例１および実施例４に係る導波管変換器の反射特性を示すグラフである。 実施例１および実施例４に係る導波管変換器の通過特性を示すグラフである。 実施例１と、実施例５および実施例６に係る導波管変換器の反射特性を示すグラフである。
　　＜導波管変換器の構成＞
　以下、本開示の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、導波管変換器は、いずれの方向が上方もしくは下方とされてもよいが、便宜的に、直交座標系ｘｙｚを定義するとともに、ｚ方向の正側を上方とする。本開示において、第１方向とは、例えば、図面で言うｘ方向を指す。第１方向と交差する第２方向とは、例えば、図面で言うｙ方向を指す。本開示において、外方とは、例えば、後述する第１領域１ａ１からｘ方向、又は、ｙ方向に遠ざかる方向を指す。また、本開示においては、平面視は平面透視を含む概念である。
　図１～図１０を参照して本開示の実施形態に係る導波管変換器１０１について説明する。導波管変換器１０１は、第１基板１と、信号導体Ｓ１と、第１接地導体Ｇ１と、第１枠体２と、第２接地導体Ｇ２と、第１蓋体４とを備えている。
　第１基板１は、図１および図６に示すように、第１領域１ａ１および第１領域１ａ１から延びる第２領域１ａ２を含む第１上面１ａを有している。第１基板１は、例えば、非金属材料で構成されている。第１基板１の材料としては、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体又は窒化珪素質焼結体等のセラミック材料や、ガラスセラミック材料などの非金属材料を用いることができる。また、第１基板１は、銅張積層板などのプリント基板を用いてもよい。
　第１基板１は、非金属材料の単層の構成であっても、複数の層状の非金属材料が積層された構成であっても良い。第１基板１は、例えば、平面視において、矩形状であり、大きさが４ｍｍ×４ｍｍ～５０ｍｍ×５０ｍｍで、厚みが０．０５ｍｍ～１ｍｍである。
　また、図示しないが、第１基板１には、１つ又は複数のビアが設けられていても良い。当該ビアは、第１基板１にビアの外形となる孔を設け、当該孔に、タングステン又はモリブデンなどの高融点金属粉末を含有する導体ペーストを充填することによって作成することができる。
　更に、第１基板１は図３に示すように、第１下面１ｂを有している。また第１下面１ｂには第３接地導体Ｇ３が設けられていてもよい。第３接地導体Ｇ３は、平面視で第１領域１ａ１を囲んで位置する環状の金属層であってもよい。第３接地導体Ｇ３は、後述する第１接地導体Ｇ１と、前述のビア等によって電気的に接続されていてもよい。第３接地導体Ｇ３が第１下面１ｂに位置していることによって、信号導体Ｓ１の接地電位を強化することができるとともに、後述の導波管１０７と電磁的に接続する導体壁の役割を有することができる。
　第１枠体２は、第２上面２ａおよび第２上面２ａと接続する内側面２ｃを有している。第１枠体２は、第１上面１ａにおいて、平面視で第１領域１ａ１および第２領域１ａ２の少なくとも一部を囲んで位置している。第１枠体２は、平面視で第２領域１ａ２を挟んでそれぞれが向かい合って位置する第１端部２１および第２端部２２を更に有している。また、第１枠体２は、非金属材料で構成されている。第１枠体２の材料としては、第１基板１の材料と同じであっても異なっていてもよく、例えば前述した第１基板１の材料と同様の材料が挙げられる。第１基板１および第１枠体２の材料が、セラミック材料又はガラスセラミック材料である場合には、第１基板１および第１枠体２の外形に形成されたグリーンシートを積層して製造することができるため、導波管変換器１０１を容易に製造することができる。第１枠体２は、例えば、平面視において、Ｕ字形状であり、大きさが４ｍｍ×４ｍｍ～５０ｍｍ×５０ｍｍで、厚みが０．１ｍｍ～５ｍｍである。
　第１枠体２が、第１基板１の第１上面１ａに位置していることによって、第１基板１が破損する可能性を低減しつつ、第１基板１の厚みを薄くすることができ、良好な高周波特性を得ることができる。
　また、第１枠体２には、第１基板１と同様にビアが設けられていてもよい。ビアがあることによって、後述する第１接地導体Ｇ１と第２接地導体Ｇ２と第１蓋体４を電気的に接続することを容易にすることができる。また、当該ビアは前述の第１基板１に設けられたビアと同様の手法で形成することができる。
　信号導体Ｓ１は、第１領域１ａ１に位置する変換部Ｓ１１と、変換部Ｓ１１に接続されるとともに少なくとも第１領域１ａ１から第２領域１ａ２に延びて位置する線路部Ｓ１２と、を有している。信号導体Ｓ１の材料としては、例えば、金、銀、銅、ニッケル、タングステン、モリブデンおよびマンガンなどの金属材料が挙げられる。また、信号導体Ｓ１は、第１基板１の第１上面１ａに金属ペーストを焼結して形成されてもよいし、蒸着法又はスパッタ法などの薄膜形成技術を用いて形成されてもよい。信号導体Ｓ１上の一部には、セラミック（例えばアルミナコート）又は樹脂などの絶縁膜が位置していてもよい。絶縁膜は、信号導体Ｓ１上にスクリーン印刷により設けることができる。また、絶縁膜は、変換部Ｓ１１上又は線路部Ｓ１２上の一部のみに位置していてもよい。このような構成により、信号導体Ｓ１が、後述する第１接地導体Ｇ１と短絡してショートする可能性を低減することができる。
　図示しないが、信号導体Ｓ１は、白金などの導電性金属材料を主成分とするワイヤ等の接続部材を介して、後述の電子部品１０４と電気的に接続されていてもよい。信号導体Ｓ１は、例えば、ミリ波等の高周波信号を伝送することに適した伝送線路である。線路部Ｓ１２を伝送された信号は、変換部Ｓ１１において、後述する導波管１０７と電磁的に結合している。
　第１接地導体Ｇ１は、少なくとも第１上面１ａのうち第２領域１ａ２において、平面視で線路部Ｓ１２を挟んで位置している。第１接地導体Ｇ１の材料としては、信号導体Ｓ１の材料と同じであっても異なっていてもよく、例えば前述した信号導体Ｓ１の材料と同様の材料が挙げられる。また、第１接地導体Ｇ１は、信号導体Ｓ１と同様の手法によって形成されてもよい。一実施形態においては、信号導体Ｓ１および第１接地導体Ｇ１は、後述する第３領域１ａ３にも位置しており、第１接地導体Ｇ１は、第３領域１ａ３においても、平面視で線路部Ｓ１２を挟んで位置している。信号導体Ｓ１が、第１接地導体Ｇ１に挟まれて位置していることによって、接地電位を強化し、電界結合を強くすることができる。このため、信号導体Ｓ１が、高周波信号を伝送する際に、電界分布が、所望の範囲より広がることによって生じる共振が発生する可能性を低減することができる。
　なお、第１接地導体Ｇ１は、必ずしも第３領域１ａ３において、平面視で線路部Ｓ１２を挟んで位置していなくてもよい。また、第１接地導体Ｇ１は、信号導体Ｓ１を挟んで位置するように、第１上面１ａに設けられた分離した一対の金属膜であってもよい。
　また、第１接地導体Ｇ１は、信号導体Ｓ１と同様に、ワイヤ等の接続部材を介して、後述の電子部品１０４と電気的に接続されてよい。
　第２接地導体Ｇ２は、第２上面２ａに位置している。第２接地導体Ｇ２の材料としては、信号導体Ｓ１の材料と同じであっても異なっていてもよく、例えば前述した信号導体Ｓ１の材料と同様の材料が挙げられる。第２接地導体Ｇ２は、信号導体Ｓ１と同様の手法によって形成されてもよい。第２接地導体Ｇ２が設けられていることによって、後述する第１蓋体４を第１枠体２に接合することを容易にすることができる。
　一実施形態においては、図１に示すように、第２接地導体Ｇ２は、第１枠体２の第２上面２ａから内側面２ｃにかけて連続して位置している。図示しないが、第２接地導体Ｇ２は、第１枠体２の第２上面２ａの反対側の面（第１上面１ａと対向する面）にまで連続して位置していてもよい。このことによって、第１接地導体Ｇ１と第２接地導体Ｇ２と第１蓋体４を電気的に接続することを容易にすることができる。また、接地電位を強化することができるため、信号導体Ｓ１が、高周波信号を伝送する際に生じる信号の損失を低減することができる。また、第２接地導体Ｇ２が、第２上面２ａから内側面２ｃにかけて連続して位置している場合には、後述する第１蓋体４と電気的に接続されることによって、疑似的な、いわゆるバックショートブロック（言い換えると導体ブロック）とみなすことができる。更に言い換えると、第１枠体２と第１蓋体４を一体型とした蓋体とみなすことができる。
　第１蓋体４は、図１および図２に示すように、第２上面２ａにおいて、平面視で第１領域１ａ１を覆うように位置している。また、第１蓋体４は、金属材料で構成されている。第１蓋体４は、例えば、平面視において、四角形状であり、大きさが１ｍｍ×１ｍｍ～５０ｍｍ×５０ｍｍで、厚みが０．２ｍｍ～２０ｍｍである。第１蓋体４の材料としては、例えば、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルト、モリブデン又はタングステンなどの金属材料、あるいはこれらの金属材料を複数組み合わせた合金などが挙げられる。このような金属材料のインゴットに圧延加工法、打ち抜き加工法のような金属加工法を施すことによって、第１蓋体４を構成する金属部材を作製することができる。第１蓋体４は、信号導体Ｓ１を伝送された信号を効率的に導波管１０７に入射させることができる。また、導波管１０７を伝播された信号を効率的に信号導体Ｓ１に入射させることができる。
　第１蓋体４は、接合材によって、第１枠体２および第２接地導体Ｇ２に接合することができる。
　第１接地導体Ｇ１と第２接地導体Ｇ２と第１蓋体４は、電気的に接続されている。一実施形態においては、第１接地導体Ｇ１と第２接地導体Ｇ２と第１蓋体４は、第１枠体２に設けられたビアおよび内側面２ｃにまで延びて位置する第１接地導体Ｇ２によって電気的に接続されている。このことによって、接地電位を強化することができる。なお、第１接地導体Ｇ１と第２接地導体Ｇ２と第１蓋体４を電気的に接続することができれば、上述の実施形態に限られない。
　導波管変換器１０１は、図１～図３および図６に示すように、非金属材料で構成される第２枠体３を更に備えていてもよい。第２枠体３は、第２上面２ａに位置し、平面視で、内側面２ｃよりも外方において第１領域１ａ１の少なくとも一部を囲んで位置している。第２枠体３は、平面視で、ｙ方向において、それぞれが向かい合って位置する第３端部３３および第４端部３４を有している。上述のような構成であることによって、第２枠体３に第１蓋体４を当てながら第１枠体３に接合できるため、第１蓋体４を精度よく第１枠体３に接合することができる。つまり、第２枠体３は、第１蓋体４を接合する際の位置決め用のガイドとしての役割を有する。
　第２枠体３の材料としては、第１枠体２の材料と同じであっても異なっていてもよく、例えば前述した第１枠体２の材料と同様の材料が挙げられる。第１基板１、第１枠体２、第２枠体３の材料が、セラミック材料又はガラスセラミック材料である場合には、第１基板１、第１枠体２、第２枠体３の外形に形成されたグリーンシートを積層して製造することができるため、導波管変換器１０１を容易に製造することができる。第２枠体３は、例えば、平面視において、Ｕ字形状であり、大きさが４ｍｍ×４ｍｍ～５０ｍｍ×５０ｍｍで、厚みが０．１ｍｍ～５ｍｍである。第２枠体３が、セラミック材料又はガラスセラミック材料を主成分とする場合には、第２枠体３がＵ字形状であることによって、第２枠体３が焼結時に反る可能性を低減することができる。
　なお、第２枠体３は、前述したように、第１蓋体４を接合する際の位置決め用のガイドとしての機能を発揮できれば、Ｕ字形状でなくてもよく、例えば、Ｌ字形状や、Ｕ字が中央で分離した形状等であってもよい。
　上述したように、第２枠体３は、第２上面２ａに位置し、平面視で、内側面２ｃよりも外方において第１領域１ａ１の少なくとも一部を囲んで位置している。より具体的には、平面視で、第２枠体３の内縁は、第１枠体２の内縁よりも外方に位置している。そして、一実施形態においては、平面視で、第２枠体３の内縁の３辺と、対応する第１枠体２の内縁の３辺との距離は対応する辺において一定である。
　また、一実施形態においては、第２枠体３の外縁は、平面視において、第１基板１および第１枠体２の外縁と一致しているが、必ずしも第２枠体３の外縁は、第１基板１および第１枠体２の外縁と一致している必要はない。つまり、第２枠体３の外縁は第１基板１および第１枠体２の外縁よりも大きくても小さくてもよい。
　図７に示すように、更に第１枠体２の外縁から第１端部２１および／又は第２端部２２までのｘ方向における距離をＬｘ２１とし、第１端部２１および／又は第２端部２２のｘ方向における寸法をＬｘ２２としたとき、Ｌｘ２２＞Ｌｘ２１であってもよい。該構成により、蓋体４を搭載する領域を広くすることができる。このため、安定して蓋体４を第１枠体２上に位置させることができる。
　更に、図８に示すように、第１枠体のうち、第２領域１ａ２を囲んで位置する側とは、第１領域１ａ１を挟んで反対側に位置する部分のｘ方向における寸法をＬｘ２３としたとき、（Ｌｘ２１＋Ｌｘ２２）＞Ｌｘ２３であってもよい。該構成により、第２枠体３を第１枠体２上に安定して位置させることができる。
　図６～図９に示すように、第１枠体２の第１端部２１と第２端部２２とのｙ方向における距離Ｌ１２（図８）は、第２枠体３の第３端部３３と第４端部３４とのｙ方向における距離Ｌ３４（図９）以下であってもよい。このような構成であることによって、第１蓋体４を第１枠体２に接合する際に、第２枠体３の開口側（第３端部３３および第４端部３４で挟まれた部分）から、第１蓋体４をはめ込むことができるため、導波管変換器１０１の製造を容易にすることができる。
　図１０に示すように、第１蓋体４は、第１領域１ａ１と向かい合って位置する第１面４１１を有していてもよい。この場合、図４および図５に示すように、第１上面１ａと交差する断面視（図４および図５は、ｘｚ平面における断面視）において、変換部Ｓ１１から第１面４１１までの距離Ｈは、信号導体Ｓ１を伝送される信号波長λの１／１３．１２以上、１／９．８５以下である。一実施形態における導波管変換器１０１は、信号周波数が、６５ＧＨｚから８７ＧＨｚの帯域の信号を取り扱う導波管変換装置１０に用いられるものであり、当該導波管変換器１０１の使用周波数帯域は、６５ＧＨｚから８７ＧＨｚとなるように各部が設定されている。前述した構成であることによって、６５ＧＨｚから８７ＧＨｚの帯域における挿入損失よび反射損失を低減することができる。
　図１２は、変換部Ｓ１１から第１面４１１までの距離Ｈを変化させた場合の導波管変換器１０１の反射特性を示すグラフである。横軸は入力信号の周波数（ＧＨｚ）、縦軸は反射特性（ｄＢ）を示している。また、反射特性を示すグラフにおいては、反射特性（ｄＢ）の値が小さいほど、信号の反射が小さいことを意味する（後述する図１４および図１６においても同様である）。図１２のグラフには、以下の３つの異なる値の距離Ｈを有する導波管変換器１０１の反射特性を示す。実施例１の距離Ｈは、０．３５ｍｍ（周波数６５ＧＨｚにおける波長λの１／１３．１２、又は、周波数８７ＧＨｚにおける波長λの１／９．８５に該当）であり、実施例２の距離Ｈは、１．１５４ｍｍ（周波数６５ＧＨｚにおける波長λの１／４に該当）であり、実施例３の距離Ｈは、０．８６２ｍｍ（周波数８７ＧＨｚにおける波長λの１／４に該当）である。実施例２および実施例３は、変換部Ｓ１１から第１面４１１までの距離Ｈを、変換部Ｓ１１からショートスタブとなる距離（信号導体Ｓ１を伝送される信号周波数の波長λの１／４）として知られているものに設定したものである。図１２において、各実施例における反射特性は、実施例１を実線、実施例２を破線、実施例３を一点鎖線として示してある。
　図１２を参照すると、導波管１０１の使用周波数帯域（６５ＧＨｚから８７ＧＨｚ）において、実施例１は、実施例２および実施例３と比較して、良好な特性が得られていることがわかる。
　図１３は、変換部Ｓ１１から第１面４１１までの距離Ｈを変化させた場合の導波管変換器１０１の通過特性を示すグラフである。横軸は入力信号の周波数（ＧＨｚ）、縦軸は通過特性（ｄＢ）を示している。また、通過特性を示すグラフにおいては、通過特性（ｄＢ）の値が大きいほど、信号の損失が小さいことを意味する（後述する図１５においても同様である）。図１３のグラフには、以下の３つの異なる値の距離Ｈを有する導波管変換器１０１の通過特性を示す。実施例１の距離Ｈは、０．３５ｍｍ（周波数６５ＧＨｚにおける波長λの１／１３．１２、又は、周波数８７ＧＨｚにおける波長λの１／９．８５に該当）であり、実施例２の距離Ｈは、１．１５４ｍｍ（周波数６５ＧＨｚにおける波長λの１／４に該当）であり、実施例３の距離Ｈは、０．８６２ｍｍ（周波数８７ＧＨｚにおける波長λの１／４に該当）である。実施例２および実施例３は、変換部Ｓ１１から第１面４１１までの距離Ｈを、従来から、変換部Ｓ１１からショートスタブとなる距離（信号導体Ｓ１を伝送される信号周波数の波長λの１／４）として知られているものに設定したものである。図１２において、各実施例における通過特性は、実施例１を実線、実施例２を破線、実施例３を一点鎖線として示してある。
　図１３を参照すると、導波管１０１の使用周波数帯域（６５ＧＨｚから８７ＧＨｚ）において、実施例１は、実施例２および実施例３と比較して、良好な特性が得られていることがわかる。
　図１０に示すように、第１蓋体４は、第２上面２ａと重なって位置する第２面４１２と、第２面４１２に第１開口４１Ｏを有する第１凹部４１と、を有していてもよい。第１凹部４１は、第１面４１１を有している。第１蓋体４が、第１凹部４１を有していることによって、変換部Ｓ１１からショートスタブを形成するバックショートの高さ（変換部Ｓ１１から第１面４１１までの距離Ｈ）を精度よく調整することができる。
　第１開口４１Ｏの面積は、第１領域１ａ１の面積以下であっても良い。一実施形態において、平面視で、第１開口４１Ｏの面積は、第１領域１ａ１の面積以下であってもよく、かつ、平面視で、第１開口４１Ｏは、第１領域１ａ１の内部に位置していてもよい。上述のような構成であることによって、第１蓋体４と第１枠体３との接合面積が増加するため、第１蓋体４と第１枠体３の接合強度を向上させることができる。
　ここで、第１開口４１Ｏの面積が、第１領域１ａ１よりも小さい場合には、図４および図５に示すように、第１蓋体４のうち第１開口４１Ｏを取り囲む部分は、ｘ方向において、突出していてもよい。ここで、突出した部分とは、例えば、Ｌｘ４２で示した部分である。該構成により、平面視において、第１領域１ａ１と第１開口４１Ｏを重ね合わせることを容易にすることができる。
　図６に示すように、第１上面１ａは、第２領域１ａ２と接続するとともに第１領域１ａ１と離れて位置する、第３領域１ａ３を有していてもよい。第１枠体２は、図８に示すように、平面視で第３領域１ａ３を挟んでそれぞれが向かい合って位置する第５端部２５および第６端部２６を更に有している。第２領域１ａ２は、平面視において、第１領域１ａ１および第３領域１ａ３の間に位置している。第１端部２１と第２端部２２とのｙ方向における距離Ｌ１２は、第５端部２５と第６端部２６とのｙ方向における距離Ｌ５６以下である。この場合、第３領域１ａ３において、第１接地導体Ｇ１および信号導体Ｓ１は、後述の電子部品１０４とワイヤ等の接続部材によって接続されている。上述のような構成であることによって、平面視において、第３領域１ａ３は、第２領域１ａ２よりもｙ方向に大きいので、電子部品１０４と、第１接地導体Ｇ１および信号導体Ｓ１をワイヤ等の接続部材で接続することを容易にすることができる。
　図７に示すように、線路部Ｓ１２は、第１部Ｓ１２ａを有していてもよい。第１部Ｓ１２ａのｙ方向における寸法Ｌｓ１は、線路部Ｓ１２のｙ方向における最大の寸法である。つまり、第１部Ｓ１２ａのｙ方向における寸法Ｌｓ１は、線路部Ｓ１２の第１部Ｓ１２ａ以外の部分のｙ方向の寸法Ｌｓ４よりも大きい。上述のような構成であることによって、線路部Ｓ１２に容量成分を追加することができ、インピーダンスを調整することができる。このため、信号導体Ｓ１において、高周波特性が改善し、導波管変換器１０１を適用できる周波数帯域を広げることができる。
　また、線路部Ｓ１２と、線路部Ｓ１２を挟んで位置する第１接地導体Ｇ１とのｙ方向における距離を近づけて位置させることによっても、線路部Ｓ１２に容量成分を追加することができる。このため、上述の場合と同様の効果を奏することができる。
　一実施形態においては、線路部Ｓ１２は、平面視において、第３領域１ａ３にまで延びて位置している。第１部Ｓ１２ａは、平面視で、第２領域１ａ２から第３領域１ａ３にかけて位置している。なお、第１部Ｓ１２ａは、第２領域１ａ２にのみ位置していてもよいし、第３領域１ａ３にのみ位置していてもよい。また、線路部Ｓ１２は、複数の第１部Ｓ１２ａを有していても良い。
　なお、一実施形態においては、第１部Ｓ１２ａのｙ方向における寸法Ｌｓ１は、変換部Ｓ１１のｙ方向における寸法Ｌｓ１１より小さいが、信号導体Ｓ１を伝送される信号の周波数に応じて変更することができる。つまり、第１部Ｓ１２ａのｙ方向における寸法Ｌｓ１は、変換部Ｓ１１のｙ方向における寸法Ｌｓ１１より大きくてもよいし、同じであってもよい。
　図１４は、線路部Ｓ１２の第１部Ｓ１２ａの有無における導波管変換器１０１の反射特性を示すグラフである。実施例１では、線路部Ｓ１２に第１部Ｓ１２ａを設け、実施例４では、線路部Ｓ１２に第１部Ｓ１２ａを設けていない。図１４において、各実施例における反射特性は、実施例１を実線、実施例４を破線として示してある。
　図１４を参照すると、実施例４と比較して、反射特性を－１５ｄＢ以下にできる周波数帯域が広がっていることがわかる。
　図１５は、線路部Ｓ１２の第１部Ｓ１２ａの有無における導波管変換器１０１の通過特性を示すグラフである。実施例１では、線路部Ｓ１２に第１部Ｓ１２ａを設け、実施例４では、線路部Ｓ１２に第１部Ｓ１２ａを設けていない。図１５において、各実施例における通過特性は、実施例１を実線、実施例４を破線として示してある。
　図１５を参照すると、実施例１は、実施例４と比較して、通過特性を－０．６ｄＢ以上にできる周波数帯域が広がっていることがわかる。
　図７に示すように、平面視で、変換部Ｓ１１から第１部Ｓ１２ａまでのｘ方向における距離Ｌｓ１３は、信号導体Ｓ１を伝送される信号波長λの５／８以上、７／８以下であってもよい。信号導体Ｓ１は、高周波信号を伝送する場合、変換部Ｓ１１からのｘ方向の距離が、伝送される信号波長λの３／４付近で、誘導成分が増加するため、上述のような構成であることによって、インピーダンス調整をすることができる。このことによって、信号導体Ｓ１における高周波特性を向上させることができる。ここで、距離Ｌｓ１３とは、変換部Ｓ１１のｘ方向およびｙ方向の中心点から、第１部Ｓ１２ａのｘ方向およびｙ方向の中心点までの距離のこととすることができる。
　図１６は、線路部Ｓ１２から第１部Ｓ１２ａまでのｘ方向における距離Ｌｓ１３を変化させた場合の導波管変換器１０１の反射特性を示すグラフである。実施例１の距離Ｌｓ１３は、信号導体Ｓ１を伝送される信号波長λの３／４付近であり、実施例５の距離Ｌｓ１３は信号波長λの１／２付近であり、実施例６の距離Ｌｓ１３は信号波長λの７／８付近である。図１６において、各実施例における反射特性は、実施例１を実線、実施例５を破線、実施例６を一点鎖線として示してある。
　図１６を参照すると、実施例１は、実施例５および実施例６と比較して、良好な特性が得られていることがわかる。
　図７に示すように、平面視で、変換部Ｓ１１から第１部Ｓ１２ａまでのｘ方向における距離Ｌｓ１３は、信号導体Ｓ１を伝送される信号波長λの１／８以上、３／８以下であってもよい。信号導体Ｓ１は、高周波信号を伝送する場合、変換部Ｓ１１からのｘ方向の距離が、伝送される信号波長λの１／４付近で、誘導成分が増加するため、上述のような構成であることによって、インピーダンス調整をすることができる。このことによって、信号導体Ｓ１における高周波特性を向上させることができる。
　図１０に示すように、第１蓋体４の第２面４１２は、平面視で、第２領域１ａ２と重なって位置する第１辺４１２ａを有していても良い。この場合、平面視において、線路部Ｓ１２の第１部Ｓ１２ａの少なくとも一部は、第１辺４１２ａと重なって位置している。第１辺４１２ａは、第２面４１２の外周の一部を構成する辺である。
　図７に示すように、変換部Ｓ１１は、線路部Ｓ１２と接続する第２部Ｓ１１ｂを有していてもよい。また、線路部Ｓ１２は、第２部Ｓ１１ｂと接続する第３部Ｓ１２ｂを有していてもよい。変換部Ｓ１１のｙ方向における寸法Ｌｓ１１は、第３部Ｓ１２ｂのｙ方向における寸法Ｌｓ３よりも大きい。また、第２部Ｓ１１ｂのｙ方向における寸法Ｌｓ２は、ｘ方向に沿って外方（一実施形態においては、ｘ軸の負の方向）に向かうにつれて小さくなる。上述のような構成であることによって、変換部Ｓ１１から線路部Ｓ１２にかけて、インピーダンスが急激に変動する可能性を低減し、信号導体Ｓ１と導波管１０７でのモード変換を緩やかにすることができる。このことによって、変換部Ｓ１１の下側に導波管１０７を位置させる際に、位置ずれなどにより反射特性が急激に劣化する可能性を低減することができる。
　　＜導波管変換器の製造方法＞
　ここで、本開示の実施形態に係る導波管変換器１０１の製造方法を説明する。なお、本開示は以下の実施形態に限定されるものではなく、例えば、３Ｄプリンターを用いて製造してもよい。また、前述したように第１基板１と第１枠体２は、必ずしも以下の製造方法のように、同じ材料で構成される必要はない。
　（１）まず、複数のグリーンシートを形成する。具体的には、例えば、窒化ホウ素、窒化アルミ、窒化ケイ素、炭化ケイ素又は酸化ベリリウムなどのセラミック粉末に、有機バインダー、可塑剤又は溶剤等を添加混合して混合物を得る。得られた混合物を層状に形成して複数のグリーンシートを作製する。次いで、前述の複数のグリーンシートを金型等によって加工し、平面視において、第１基板１、第１枠体２のそれぞれの外形に形成された複数のグリーンシートを準備する。また、第１基板１および第１枠体２がビアを有する場合には、ビアの外形となる孔を、金型又はレーザー等を用いて、第１基板１および第１枠体２に設ける。なお、第２枠体３を有する導波管変換器１０１を形成する場合には、第２枠体３の外形に形成されたグリーンシートを更に用意する。
　（２）タングステン又はモリブデンなどの高融点金属粉末を準備し、この粉末に有機バインダー、可塑剤又は溶剤などを添加混合して金属ペーストを準備する。次いで、第１基板１、第１枠体２のそれぞれの外形に形成された複数のグリーンシートに金属ペーストを所定のパターンに印刷し、信号導体Ｓ１、第１接地導体Ｇ１、第２接地導体Ｇ２を形成する。なお、金属ペーストは、第１基板１、第１枠体２との接合強度を高めるために、ガラス又はセラミックスを含んでいても構わない。また、前述の（１）の工程で第１基板１、第１枠体２に設けた孔に金属ペーストを充填して、ビアを形成する。
　（３）第１基板１、第１枠体２のそれぞれの外形に形成された複数のグリーンシートの外縁部が一致するように積層し、グリーンシート積層体を形成する。なお、グリーンシート積層体を形成した後に、金属ペーストを所定のパターンに印刷し、その後に信号導体Ｓ１、第１接地導体Ｇ１、第２接地導体Ｇ２、その他の配線（例えば、第３接地導体Ｇ３）を形成してもよい。
　（４）グリーンシート積層体を焼成することによって、複数のグリーンシートを焼結させて、第１基板１および第１枠体２が積層された焼結体を得る。
　（５）第１蓋体４を構成する金属材料のインゴットに圧延加工法、打ち抜き加工法のような金属加工法を施すことによって、第１蓋体４を形成する。
　（６）前述の（４）の工程で作成した、焼結体に第１蓋体４を接合材を用いて接合することによって、導波管変換器１０１を得る。
　　＜電子部品実装用パッケージの構成＞
　次に、本開示の一実施形態に係る電子部品実装用パッケージ１００について、図１１を用いて説明する。図１１は、本開示の一実施形態に係る導波管変換器１０１を備えた、電子部品実装用パッケージ１００を含む導波管変換装置１０の分解斜視図である。電子部品実装用パッケージ１００は、第２基板１０２と、導波管変換器１０１と、第３枠体１０３と、を備えている。
　第２基板１０２は、第３上面１０２ａと、第３上面１０２ａと反対側の第３下面１０２ｂと、貫通孔１０２Ｈを有している。第２基板１０２は、例えば、平面視において、四角形状であり、大きさが１０ｍｍ×１０ｍｍ～１００ｍｍ×１００ｍｍで、厚みが０．５ｍｍ～２０ｍｍである。第２基板１０２の材料としては、例えば、銅、鉄、タングステン、モリブデン、ニッケル又はコバルト等の金属材料、あるいはこれらの金属材料を含有する合金が挙げられる。この場合、第２基板１０２は、１枚の金属板又は複数の金属板を積層させた積層体であっても良い。また、第２基板１０２の材料が、上記金属材料である場合には、酸化腐食を低減するために、第２基板１０２の表面には、電気めっき法又は無電解めっき法を用いて、ニッケル又は金等の鍍金層が形成されていてもよい。また、第２基板１０２の材料は、絶縁材料であって、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、窒化珪素質焼結体又はガラスセラミックス等のセラミック材料であってもよい。
　貫通孔１０２Ｈは、第３上面１０２ａから第３下面１０２ｂにかけて貫通している。また、導波管変換器１０１は、第３上面１０２ａにおいて、平面視で、貫通孔１０２Ｈと重なって位置している。平面視で、貫通孔１０２Ｈは、第１領域１ａ１および変換部Ｓ１１と重なって位置している。また、平面視で、貫通孔１０２Ｈは、後述する導波管１０７と重なって位置している。
　第３枠体１０３は、第３上面１０２ａに接合されるとともに、導波管変換器１０１を囲んで位置している。第３枠体１０３は、例えば、平面視において、四角形状であり、大きさが１０ｍｍ×１０ｍｍ～１００ｍｍ×１００ｍｍで、厚みが０．５ｍｍ～２０ｍｍである。第３枠体１０３の材料としては、第２基板１０２の材料と同じであっても異なっていてもよく、例えば、前述した第１枠体２の材料と同様の材料が挙げられる。第３枠体１０３には、後述の電子部品１０４と電気的に接続するための配線部を有していてもよい。配線部は、第３枠体１０３の外形となるグリーンシートに、金、銀、銅、ニッケル、タングステン、モリブデンおよびマンガンなどの金属材料を用いて形成してもよい。また、配線部は、金属ペーストを焼結して形成されてもよいし、蒸着法又はスパッタ法などの薄膜形成技術を用いて形成されてもよい。配線部上の一部には、セラミック（例えばアルミナコート）又は樹脂などの絶縁膜が位置していてもよい。
　第３枠体１０３は、ろう材等の接合材を介して第２基板１０２に接合することができる。なお、ろう材の材料は、例えば、銀、銅、金、アルミニウム又はマグネシウムであり、ニッケル、カドミウム又はリンなどの添加物を含有させてもよい。
　第２基板１０２は、第３上面１０２ａに第２開口１０２Ｏを含む第２凹部１０２Ｋを更に有していてもよい。第２凹部１０２Ｋは、前述の貫通孔１０２Ｈを有している。この場合、導波管変換器１０は、第２凹部１０２Ｋに位置している。第１基板１は、平面視において、第２辺１２および第２辺１２と第１角部１Ｋを介して接続する第３辺１３を有している。第２開口１０２Ｏは、平面視において、第４辺１０２４および第４辺１０２４と第２角部１０２６を介して接続する第５辺１０２５を有している。第２辺１２は、第４辺１０２４の少なくとも一部と接している。第３辺１３は、第５辺１０２５の少なくとも一部と接している。このような構成であることによって、導波管変換器１０１を第２基板１０２に実装する際に、第４辺１０２４および第５辺１０２５に導波管変換器１０１の第１基板１を当てながら実装することができる。そのため、高い位置精度で導波管変換器１０１を第２基板１０２に実装することができる。一実施形態においては、信号導体Ｓ１が位置している辺を第２辺１２としている。このことによって、電子部品１０４と信号導体Ｓ１がワイヤなどの接続部材を介して電気的に接続される場合において、ワイヤが接続される方向（ｘ方向）において、位置ズレが発生する可能性を低減でき、インピーダンスの変動を低減することができる。
　第１基板１が矩形状などの多角形状である場合には、いずれの角部が第１角部１Ｋとされてもよい。第１角部１Ｋを決定することによって、第２辺１２および第３辺１３を一義的に決定することができる。また、第２辺１２および第３辺１３を決定することによって、第４辺１０２４および第５辺１０２５を一義的に決定することができる。
　また、第１基板１の角部（第１角部１Ｋを含む）は、一実施形態に示すように、矩形状で、角が円弧形状に切りかかれた形状であってもよい。このような構成であることによって、導波管変換器１０１の製造時や、第２基板１０２への実装の際に、第１基板１が破損する可能性を低減することができる。また、第１枠体２および第２枠体３も同様に、平面視で、矩形状で、角が円弧形状に切りかかれた形状であってもよい。このような構成であることによって、上述の効果を同様に得ることができる。なお、第１基板１の角部（第１角部１Ｋを含む）は、上述の実施形態に限られず、例えば、角が丸い矩形状であってもよい。
　　＜導波管変換装置の構成＞
　次に、本開示の一実施形態に係る導波管変換装置１０について説明する。図１１に示すように、導波管変換装置１０は、少なくとも、電子部品実装用パッケージ１００と、電子部品１０４と、第２蓋体１０６と、導波管１０７と、を備えている。
　電子部品１０４は、第２基板１０２の第３上面１０２ａに位置し、電子部品実装用パッケージ１００の導波管変換器１０１と電気的に接続されている。電子部品１０４は、例えば、光信号を電気信号に変換又は電気信号を光信号に変換するなど信号の処理を行う部品であってもよい。また、図示しないが、電子部品１０４と導波管変換器１０１は、導電性の金属材料で構成されたワイヤ等の接続部材によって電気的に接続されている。電子部品１０４と第３枠体１０３は、ワイヤ等の接続部材によって電気的に接続されていてもよい。電子部品１０４は、第２基部１０２上に直接実装されていてもよいし、サブマウントなどの台座部品を介して実装されていてもよい。
　第２蓋体１０６は、第３枠体１０３上に位置し、電子部品実装用パッケージ１００の内部を覆って位置している。第２蓋体１０６は、第２枠体１０３とともに電子部品１０４を保護している。第２蓋体１０６は、例えば、平面視において、四角形状であり、大きさが１０ｍｍ×１０ｍｍ～５０ｍｍ×５０ｍｍで、厚みが０．５ｍｍ～２ｍｍである。第２蓋体１０６の材料としては、例えば、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルト、モリブデン又はタングステンなどの金属材料、あるいはこれらの金属材料を複数組み合わせた合金などが挙げられる。このような金属材料のインゴットに圧延加工法、打ち抜き加工法のような金属加工法を施すことによって、第２蓋体１０６を構成する金属部材を作製することができる。
　第２蓋体１０６は、シールリング等を介して、第３枠体１０３に接合されてもよいし、例えば、半田、ろう材、ガラス又は樹脂接着材などの接合材を介して接合されてもよい。
　導波管１０７は、第２基板１０２の第３下面１０２ｂ側に位置している。導波管１０７の材料としては、金属などの導体が挙げられる。第２基板１０２と導波管１０７の間にプリント基板（ＰＣＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ　Ｂｏａｒｄ）等が位置し、第２基板１０２（電子部品実装用パッケージ１００）は、プリント基板等を介して、導波管１０７に接合されていても良い。
　一実施形態に係る導波管変換器は、上記のような構成であることにより、導波管変換器の強度を向上させることができ、第１基板が破損する可能性を低減することができる。
　また、このことによって第１基板の厚みを薄くすることができるため、良好な高周波特性を得ることができる。
　なお、一実施形態における特徴部の種々の組み合わせは上述の実施形態の例に限定されるものでない。また、各実施形態同士の組み合わせも可能である。
　本開示は、導波管変換器、電子部品実装用パッケージおよび導波管変換装置として利用できる。
１　第１基板
１ａ　第１上面
１ａ１　第１領域
１ａ２　第２領域
１ａ３　第３領域
１ｂ　第１下面
１２　第２辺
１３　第３辺
１Ｋ　第１角部
Ｇ１　第１接地導体
Ｇ２　第２接地導体
Ｇ３　第３接地導体
Ｓ１　信号導体
Ｓ１１　変換部
Ｓ１１ｂ　第２部
Ｓ１２　線路部
Ｓ１２ａ　第１部
Ｓ１２ｂ　第３部
２　第１枠体
２ａ　第２上面
２ｃ　内側面
２１　第１端部
２２　第２端部
２５　第５端部
２６　第６端部
３　第２枠体
３３　第３端部
３４　第４端部
４　第１蓋体
４１　第１凹部
４１Ｏ　第１開口
４１１　第１面
４１２　第２面
４１２ａ　第１辺
Ｌ１２　第１端部と第２端部の距離
Ｌ３４　第３端部と第４端部の距離
Ｌ５６　第５端部と第６端部の距離
Ｌｓ１　第１部の寸法
Ｌｓ２　第２部の寸法
Ｌｓ３　第３部の寸法
Ｌｓ４　線路部の第１部以外の寸法
Ｌｓ１１　変換部の寸法
Ｌｓ１３　変換部から第１部までの距離
Ｈ　変換部と第１面との距離
１０　導波管変換装置
１００　電子部品実装用パッケージ
１０１　導波管変換器
１０２　第２基板
１０２ａ　第３上面
１０２ｂ　第３下面
１０２４　第４辺
１０２５　第５辺
１０２６　第２角部
１０２Ｋ　第２凹部
１０２Ｏ　第２開口
１０２Ｈ　貫通孔
１０３　第３枠体
１０４　電子部品
１０６　第２蓋体
１０７　導波管

Claims (15)

  1. 　第１領域および該第１領域から延びる第２領域を含む第１上面を有する第１基板と、
    　前記第１領域に位置する変換部と、該変換部に接続されるとともに少なくとも前記第１領域から前記第２領域に延びて位置する線路部と、を有する信号導体と、
    　少なくとも前記第１上面のうち前記第２領域において、平面視で前記線路部を挟んで位置する第１接地導体と、
    　前記第１上面において、平面視で前記第１領域および前記第２領域の少なくとも一部を囲んで位置するとともに、第２上面および該第２上面と接続する内側面を有し、非金属材料で構成される第１枠体と、
    　前記第２上面に位置する第２接地導体と、
    　前記第２上面において、平面視で前記第１領域を覆うように位置するとともに、金属材料で構成される第１蓋体と、を備え、
    　前記第１枠体は、平面視で前記第２領域を挟んでそれぞれが向かい合って位置する第１端部および第２端部を更に有しており、
    　前記第１接地導体と前記第２接地導体と前記第１蓋体は、電気的に接続されている、導波管変換器。
  2. 　平面視において、前記線路部が延びる方向を第１方向とし、前記第１方向と交差する方向を第２方向とした場合、
    　前記第２上面に位置し、平面視で、前記内側面よりも外方において前記第１領域の少なくとも一部を囲んで位置する、非金属材料で構成される第２枠体を更に備え、
    　前記第２枠体は、平面視で、前記第２方向において、それぞれが向かい合って位置する第３端部および第４端部を有する、請求項１に記載の導波管変換器。
  3. 　前記第１端部と前記第２端部との前記第２方向における距離は、前記第３端部と前記第４端部との前記第２方向における距離以下である、請求項２に記載の導波管変換器。
  4. 　前記第１蓋体は、前記第１領域と向かい合って位置する第１面を有しており、
    　前記第１上面と交差する断面視において、前記変換部から前記第１面までの距離は、前記信号導体を伝送される信号波長λの１／１３．１２以上、１／９．８５以下である、請求項１～３のいずれか１つに記載の導波管変換器。
  5. 　前記第１蓋体は、前記第２上面と重なって位置する第２面と、該第２面に第１開口を有する第１凹部と、を有しており、
    　平面視において、前記第１開口の面積は、前記第１領域の面積以下である、請求項１～４のいずれか１つに記載の導波管変換器。
  6. 　前記第１蓋体は、前記第２上面と重なって位置する第２面と、該第２面に第１開口を有する第１凹部と、を有しており、
    　前記第１凹部は、前記第１面を有している、請求項１～４のいずれか１つに記載の導波管変換器。
  7. 　前記第１上面は、前記第２領域と接続するとともに前記第１領域と離れて位置する、第３領域を有し、
    　前記第１枠体は、平面視で前記第３領域を挟んでそれぞれが向かい合って位置する第５端部および第６端部を更に有し、
    　前記第２領域は、平面視において、前記第１領域および前記第３領域の間に位置しており、
    　平面視において、前記線路部が延びる方向を第１方向とし、前記第１方向と交差する方向を第２方向とした場合、
    　前記第１端部と前記第２端部との前記第２方向における距離は、前記第５端部と前記第６端部との前記第２方向における距離以下である、請求項１～６のいずれか１つに記載の導波管変換器。
  8. 　前記線路部は、平面視において、前記変換部と離れて位置する第１部を有し、
    　前記第１部の前記第２方向における寸法は、前記線路部の前記第２方向における最大の寸法である、請求項２又は３又は７のいずれか１つに記載の導波管変換器。
  9. 　平面視において、前記変換部から前記第１部までの前記第１方向における距離は、前記信号導体を伝送される信号波長λの５／８以上、７／８以下である、請求項８に記載の導波管変換器。
  10. 　平面視において、前記変換部から前記第１部までの前記第１方向における距離は、前記信号導体を伝送される信号波長λの１／８以上、３／８以下である、請求項８に記載の導波管変換器。
  11. 　前記第２面は、平面視において、前記第２領域と重なって位置する第１辺を有しており、
    　平面視において、前記第１部の少なくとも一部は、前記第１辺と重なって位置している、請求項８～１０のいずれか１つに記載の導波管変換器。
  12. 　平面視において、前記線路部が延びる方向を第１方向とし、前記第１方向と交差する方向を第２方向とした場合、
    　前記変換部は、前記線路部と接続する第２部を有しており、
    　前記線路部は、前記第２部と接続する第３部を有しており、
    　前記変換部の前記第２方向における寸法は、前記第３部の前記第２方向における寸法よりも大きく、
    　前記第２部の前記第２方向における寸法は、前記第１方向に沿って外方に向かうにつれて小さくなる、請求項１～１１のいずれか１つに記載の導波管変換器。
  13. 　第３上面と、該第３上面と反対側の第３下面と、前記第３上面から前記第３下面にかけて貫通する貫通孔を有する第２基板と、
    　前記第３上面において、平面視で、前記貫通孔と重なって位置する請求項１～１２のいずれか１つに記載の導波管変換器と、
    　前記第３上面に接合されるとともに、前記導波管変換器を囲んで位置する第３枠体と、を備える、電子部品実装用パッケージ。
  14. 　前記第２基板は、前記第３上面に第２開口を含む第２凹部を更に有し、
    　前記第２凹部は、前記貫通孔を有し、
    　前記導波管変換器は、前記第２凹部に位置しており、
    　前記第１基板は、平面視において、第２辺および該第２辺と第１角部を介して接続する第３辺を有し、
    　前記第２開口は、平面視において、第４辺および該第４辺と第２角部を介して接続する第５辺を有し、
    　前記第２辺は、前記第４辺の少なくとも一部と接しており、
    　前記第３辺は、前記第５辺の少なくとも一部と接している、請求項１３に記載の電子部品実装用パッケージ。
  15. 　請求項１３又は１４に記載の電子部品実装用パッケージと、
    　前記第２基板の前記第３上面に位置し、前記電子部品実装用パッケージの導波管変換器と電気的に接続された電子部品と、
    　前記第３枠体上に位置し、前記電子部品実装用パッケージの内部を覆って位置する第２蓋体と、
    　前記第２基板の前記第３下面側に位置する導波管と、を備えている、導波管変換装置。
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