高周波回路チップを実装した電子装置
【課題】広帯域に渡りインピーダンス整合する接続構造を実現すること。
【解決手段】高周波回路チップ１００と伝送線路Ｆとの間に、高周波回路チップに対してワイヤボンディングされ、誘電体上に形成された第１信号線路６１Ｌと、誘電体上において第１信号線路の両側に形成され、誘電体の裏面全体に形成された裏面接地導体と接続された、表面導体５０Ｌの第１部分５１Ｌから成る第１コプレーナ部Ａと、第１コプレーナ部の第１信号線路に接続され、信号の伝送方向に沿った２辺に沿って、裏面接地導体と電気的に接続する複数のビアホールから成る側壁導体と、第１信号線路と連続する表面導体の第２部分と、裏面接地導体と、から成る集積導波管とを有する。第１信号線路と第２部分との接続点を、側壁導体間の幅の中点からずれた位置にすることで、この接続点から高周波回路チップ側を見たインピーダンスと集積導波管側を見たインピーダンスを等しくした。
【解決手段】高周波回路チップ１００と伝送線路Ｆとの間に、高周波回路チップに対してワイヤボンディングされ、誘電体上に形成された第１信号線路６１Ｌと、誘電体上において第１信号線路の両側に形成され、誘電体の裏面全体に形成された裏面接地導体と接続された、表面導体５０Ｌの第１部分５１Ｌから成る第１コプレーナ部Ａと、第１コプレーナ部の第１信号線路に接続され、信号の伝送方向に沿った２辺に沿って、裏面接地導体と電気的に接続する複数のビアホールから成る側壁導体と、第１信号線路と連続する表面導体の第２部分と、裏面接地導体と、から成る集積導波管とを有する。第１信号線路と第２部分との接続点を、側壁導体間の幅の中点からずれた位置にすることで、この接続点から高周波回路チップ側を見たインピーダンスと集積導波管側を見たインピーダンスを等しくした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板に高周波回路が形成された高周波回路チップを誘電体基板上に実装した電子装置に関する。特に、本発明は、伝送線路と、高周波回路チップとを、単一幅の集積導波管により広帯域でインピーダンス整合が可能なように接続した電子装置に関する。また、高周波回路チップの２本の平行な信号線の間隔が狭い場合にも、接続が可能な集積導波管を有した電子装置に関する。本発明は、これにより、電子装置の使用帯域を拡大する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
誘電体基板上に実装される高周波回路チップとマイクロストリップ線路である伝送線路とを接続する技術として、特許文献１、２、３に記載の技術が知られている。特許文献１の技術は、第１のマイクロストリップ線路と、第２のマイクロストリップ線路とを、３本のワイヤで、ボンディング接続する技術である。この技術では、第１のマイクロストリップ線路を、中心の信号線路と、誘電体基板の表面上であってその信号線路の両側に、誘電体基板裏面に形成された裏面接地導体と電気的に接続する表面接地導体とから成るコプレーナ線路に対して、ワイヤボンディングするものである。表面接地導体の長さを適正に設定することにより、第１のマイクロストリップ線路の接地導体と、第２のマイクロストリップ線路の接地導体とをインピーダンスに影響を与えることなく接続できるようにするものである。
【０００３】
特許文献２の技術は、第１のマイクロストリップ線路と、第２のマイクロストリップ線路とを、３本のワイヤで、ボンディング接続するのに、それらの間に、変形したコプレーナ線路をを介在させるものである。すなわち、変形したコプレーナ線路は、中心の信号線路と、誘電体の裏面で信号線路の直下に当たる部分には接地導体がなく、信号線路の両側に当たる誘電体の裏面部分に、第１のマイクロストリップ線路の接地導体から延出された第１の接地導体とから成る第１のコプレーナ部と、信号線路と、誘電体表面上であって、その信号線の両側に形成された、裏面の第１の接地導体と接続された第２の接地導体とから成る第２のコプレーナ部とで構成されている。そして、第２のコプレーナ部の信号線路と、その両側に配置された第２の接地導体とを、第２のマイクロストリップ線路の信号線路と、誘電体裏面の接地導体とを３本のワイヤで接続するものである。
【０００４】
特許文献３の技術は、第１のマイクロストリップ線路の信号線路と誘電体裏面の接地導体とを、それぞれ、第２のマイクロストリップ線路の信号線路と誘電体裏面の接地導体とに、３本のワイヤで、直接、接続する技術である。
【０００５】
一方、特許文献４には、誘電体と、その上下両面に形成された導体と、その両導体とを信号の伝搬方向にとった２つの平行な線に沿って、多数のビアホールで接続することで、導波管を形成することが開示されている。この導波管は、集積導波管(Integrated-Waveguide,IWG)と呼ばれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３２４９３４号公報
【特許文献２】特開２００８−８５７９６号公報
【特許文献３】特開２００７−３２９１９２号公報
【特許文献４】特開平６−５３７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の技術で、２つのマイクロストリップ線路を接続した場合には、マイクロストリップ線路も、コプレーナ線路も、励起される電磁界モードは、準ＴＥＭモードである。このため、線路インピーダンスは、周波数に対して不変となり、位相定数は、周波数に比例した特性となる。このため、インピーダンス整合をする帯域幅を、広くとることができないという問題があった。
【０００８】
また、上記特許文献１〜３の方法では、ワンヤボンディングのためのワイヤがインダクタとして作用するために、各部の線路インピーダンスを、電子装置の特性インピーダンスにすることはできない。このため、インピーダンス整合をとるための管内波長λに対して、λ／４又はλ／２の線路長の回路部分が必要となる。
一方、特許文献４の集積導波管を用いる場合においても、電子装置の特性インピーダンスと等しい特性インピーダンスを有した集積導波管と、高周波回路チップとを接続する場合にも、インピーダンス整合のために、幅の異なる集積導波管を間に設けることが必要であった。
さらに、高周波回路チップが２本の平行な信号線路を有している場合、例えば、高周波回路チップが、入力２ポート、出力２ポートのスイッチ素子の場合に、それぞれの信号線路に対して、幅の広い集積導波管を接続するとすると、それらの信号線路の間隔を集積導波管の幅だけ広くする必要があった。実際上、高周波回路チップの信号線路の間隔を、このために、拡大することは困難である。
【０００９】
また、近年、ノイズ耐性を向上させるためや、合成により信号電力を２倍とするために、高周波回路チップを差動回路とする要請がある。この場合に、２つの集積導波管と、この差動回路の２つの接近した信号線路とを接続するには、バランや、位相差をπとするためのマッチング線路を必要とする。しかしながら、各回路各導波管の幅のそれぞれの中点からマッチング線路を引き出すとすると、πの位相差を持たせるための線路長が必要以上に長くなる。バランを用いた場合には使用帯域が狭くなるという問題がある。
【００１０】
本発明は上記の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、高周波回路チップと、伝送線路を接続するのに、広帯域に渡りインピーダンス整合する接続構造を実現することである。
また、高周波回路チップと伝送線路とをワイヤで接続するのに、特別なインピーダンス整合回路を介在させることなく、インピーダンス整合を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の発明は、半導体基板に高周波回路が形成された高周波回路チップを誘電体基板上に実装した電子装置において、高周波回路チップに対してワイヤボンディングされ、誘電体上に形成された第１信号線路と、誘電体上において第１信号線路の両側に形成され誘電体の裏面全体に形成された裏面接地導体と接続された表面導体の第１部分と、から成る第１コプレーナ部と、第１コプレーナ部の第１信号線路に接続され、信号の伝送方向に沿った２辺に沿って、裏面接地導体と電気的に接続する複数のビアホールから成る側壁導体と、第１信号線路と連続する表面導体の第２部分と、裏面接地導体と、から成る集積導波管と、を有し、第１コプレーナ部の第１信号線路と集積導波管の表面導体の第２部分との接続点を、側壁導体間の幅の中点からずれた位置にすることで、この接続点から高周波回路チップ側を見たインピーダンスと集積導波管側を見たインピーダンスとを整合させたことを特徴とする電子装置である。
【００１２】
高周波回路チップは、受動素子で構成された回路や、受動素子、能動素子を有するＩＣ、スイッチング素子などの他、単なる、信号線路であっても良い。伝送線路に接続される高周波回路チップにおける線路は、マイクロストリップ線路でも、コプレーナ線路でも良い。また、高周波回路チップに対して接続される伝送線路も、マイクロストリップ線路でも、コプレーナ線路でも良い。本発明は、高周波回路チップに対してワイヤボンディングされる第１コプレーナ部と、集積導波管を用いて、伝送線路と、高周波回路チップとを広帯域で、インピーダンス整合させたことが特徴である。集積導波管は、高域周波数から遮断周波数に近づくに連れて、一定ではなく、インピーダンスは増加し、位相定数は、周波数に比例する直線から離れて、小さくなる。そして、位相定数の減少率、インピーダンスの増加率が、遮断周波数に近い程、大きくなる。この結果として、インピーダンス整合する周波数範囲を拡大することができる。
【００１３】
また、第１信号線路と集積導波管の表面導体の第２部分との接続点におけるインピーダンスは、その接続点が側壁導体間の幅（以下、誘電体基板の基板面に平行で、信号の伝送方向に垂直な幅を、「集積導波管幅」という）の中点に位置する場合に最大となり、その中点からからずれて、側壁導体に近づく位置になるに連れて、その接続点におけるインピーダンスは、低下する。このインピーダンスの値と、接続点の位置との関係により、接続点から両側を見たインピーダンスを等しくすることができる。例えば、高周波回路チップの特性インピーダンスが５０Ω、集積導波管の特性インピーダンスが５０Ω、集積導波管に接続される伝送線路の特性インピーダンスが５０Ωであるとする。第１信号線路を集積導波管幅の中点に接続して、ワイヤで、高周波回路チップの信号線路と接続すると、ワイヤのインダクタンスやワイヤの浮遊容量により、接続点から高周波回路チップを見たインピーダンスは、３５Ωに低下する。一方、その接続点から集積導波管を見たインピーダンスは、接続点が集積導波管幅の中点に位置するので、５０Ωである。この結果、この接続点で、インピーダンス整合をとることができない。通常、このインピーダンス不整合を解消するには、集積導波管幅がより広い、したがって、インピーダンスが特性インピーダンスに対して小さい他の集積導波管を、第１信号線路と集積導波管との間に介在させる必要がある。しかし、本発明では、この接続点の位置を、集積導波管幅の中点からずらすことにより、集積導波管の特性インピーダンスを５０Ωにしたままで、接続点から集積導波管側を見たインピーダンスを、３５Ωにすることができる。この結果、接続点において、インピーダンス整合を実現することができる。
【００１４】
第２の発明は、第１コプレーナ部と集積導波管との間には、中央部において第１信号線路が通過し、表面導体が信号の伝送方向に垂直な幅方向に欠落して誘電体の表面が露出した第１スロット部を有することを特徴とする。
【００１５】
この構造は、第１の発明においては、必須ではない。第１スロット部を設けることなく、集積導波管の表面導体の第１部分と、第１信号線路とが、直接、接続されていても良い。第２の発明は、電磁界モードを変換する第１スロット部と、集積導波管とを用いて、伝送線路と高周波回路チップとを接続することが特徴である。第１スロット部の信号の伝搬方向に垂直な方向の幅は、任意である。第１コプレーナ部では、電磁界モードは、準ＴＥＭモード（ＴＥＭモードに近いモード）となり、集積導波管では、電磁界モードは、ＴＥ10モードとなる。そこで、第１スロット部において、集積導波管から第１スロット部に向けて信号が伝搬する場合には、電磁界モードは、ＴＥ10モードとからＴＥＭモードに変換され、第１スロット部から集積導波管に向けて信号が伝搬する場合には、ＴＥＭモードからＴＥ10モードに変換される。
【００１６】
また、第３の発明は、集積導波管の表面導体の第２部分が、伝送線路の信号線路に接続されていることを特徴とする。この発明は、集積導波管の表面導体を直接、伝送線路の信号線路に接続したものである。
【００１７】
また、第４の発明は、集積導波管の表面導体の第２部分と伝送線路の信号線路間を接続し、第２部分に連続した第２信号線路と、第２信号線路が、中央部において通過し、表面導体が信号の伝送方向に垂直な幅方向に欠落し、誘電体の表面が露出した第２スロット部と、誘電体上において第２信号線路の両側に形成され、裏面接地導体と接続された表面導体の第３部分とから成る第２コプレーナ部と、を有することを特徴とする。
【００１８】
第１の発明においては、誘電体上には、集積導波管のみが配設されていて、伝送線路は、配設されていなくとも良い。すなわち、集積導波管が高周波回路チップに対する信号の伝送線路となる。また、誘電体上に、伝送線路を配設して、集積導波管の表面導体の第２部分が、直接、伝送線路の信号線路に接続されていても良い。すなわち、第１の発明においては、第２スロット部と第２コプレーナ部とを設けなくとも良い。第４の発明では、次のように、モード変換が行われる。この発明では、集積導波管と、伝送線路との間に、電磁界モードを変換する第２スロット部と、第２コプレーナ部とを設け、第２コプレーナ部の第２信号線路が伝送線路の信号線路に連続していることが特徴である。この発明では、第２スロット部において、第２スロット部から集積導波管に向けて信号が伝搬する場合には、ＴＥＭモードからＴＥ10モードに変換され、集積導波管から第２スロット部に向けて信号が伝搬する場合には、電磁界モードは、ＴＥ10モードとからＴＥＭモードに変換される。そして、第２スロット部は、第２コプレーナ部を介して伝送線路に接続される。信号線路がコプレーナ線路であれば、第２コプレーナ部に連続して信号線路が形成される。信号線路がマイクロストリップ線路であれば、第２コプレーナ部の第２信号線路がマイクロストリップ線路の信号線路に接続され、マイクロストリップ線路の裏面接地導体は、第２コプレーナ部の裏面接地導体に連続して形成される。
【００１９】
第５の発明は、高周波回路チップの信号線路は平行に２本設けられ、それらの信号線路に接続される第１信号線路と集積導波管は、２つ設けられており、それぞれの第１信号線路とそれぞれの集積導波管の表面導体のそれぞれの第２部分との接続点の間隔は、集積導波管の側壁導体間の幅よりも狭いことを特徴とする。すなわち、本発明では、高周波回路チップの信号線路が、信号の入力に対して、又は、信号の出力に対して、平行に２本設けられていることが特徴である。例えば、高周波回路チップを２ポート入力、２ポート出力のスイッチ素子とした場合である。この場合に、第１信号線路と集積導波管との接続点を集積導波管幅の中点からずれた位置にするので、２本の第１信号線路の間隔を、集積導波管幅よりも狭くすることができる。したがって、間隔の狭い２本の平行な信号線路を有する高周波回路チップに対する伝送線路の接続が可能となる。
【００２０】
伝送線路は、誘電体上に形成され、第２信号線路と連続する第３信号線路と、裏面接地導体とから成るマイクロストリップ線路で構成しても良い。また、伝送線路は、誘電体上に形成され、第２信号線路と連続する第３信号線路と、誘電体上において、第３信号線路の両側に形成された表面接地導体とから成るコプレーナ線路で構成しても良い。この表面接地導体の下方には、裏面接地導体が存在しても、存在しなくとも良い。また、裏面接地導体が存在する場合には、表面接地導体は、ビアホールなどで、裏面接地導体に接続されていることが望ましい。
【００２１】
第６の発明は、第５の発明において、高周波回路チップは信号線路を２本有する差動回路であり、２つ設けられた第１信号線路の長さの差を、動作周波数の管内波長の１／２として、それぞれの第１信号線路と、それぞれの集積導波管のそれぞれの表面導体の第１部分との接続点において、第１信号線路を伝搬する２つの信号を同相としたことを特徴とする。この発明では、集積導波管と差動回路との接続が容易となる。
また、第７の発明は、第６の発明において、２つの集積導波管の第１信号線路が接続されている側とは反対側は、２つの集積導波管が一体となるように連結されていることを特徴とする。これにより、一つの集積導波管を伝搬する信号は、２分岐されて、位相差がπの２つの信号となって、差動回路である高周波回路に入力する。逆に、高周波回路から出力される差動信号は、位相差が零となって２つの集積導波管に出力される。そして、その集積導波管で合成されて、単一の集積導波管を伝搬する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、高周波回路チップと伝送線路との接続に際して、集積導波管を用いたので、広帯域において、インピーダンス整合を図ることができる。したがって、集積導波管を用いないで、伝送線路と高周波回路チップとを接続した場合に比べて、使用できる周波数帯域が広くなる。集積導波管は、高域周波数から遮断周波数に近づくに連れて、一定ではなく、インピーダンスは増加し、位相定数は、周波数に比例する直線から離れて、小さくなる。そして、位相定数の減少率、インピーダンスの増加率が、遮断周波数に近い程、大きくなる。この結果として、インピーダンス整合する周波数範囲を拡大することができる。
【００２３】
また、集積導波管の信号の伝送方向に垂直な断面における電界分布と磁界分布とを考えると、ＴＥ10の基本モードにおいては、電界成分は、集積導波管の厚さ方向の成分だけを有し、電界分布は集積導波管幅の中点で最大となり、側壁導体に向かうに連れて減少する。一方、磁界成分は、信号の伝搬する方向の成分と、集積導波管幅方向の成分とを有し、厚さ方向の成分は有しない。磁界の集積導波管の幅方向の成分の磁界分布は、集積導波管幅の中点で最大となり、側壁導体に向かうにつれて小さくなる。後述するように、これらの電界成分の厚さ方向の積分による電位差と、磁界成分の幅方向への積分による電流との比率で決定される集積導波管の特性インピーダンスは、集積導波管幅の中点で最大となり、側壁導体に向かうに連れて小さくなる。この特性インピーダンスの値と、接続点の位置との関係により、接続点から両側を見たインピーダンスを等しくすることができる。また、これらの構造を採用することで、差動回路の高周波回路と、２つの集積導波管との接続が簡単となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の具体的な一実施例に係る電子装置１０００の構成を示す断面図。
【図２】同実施例に係る電子装置１０００の平面図。
【図３】同実施例に係る電子装置１０００の、ワイヤボンディング３０Ｌの近傍の構成を示す詳細図。
【図４】集積導波管と高周波回路チップとを接続する場合の各点におけるインピーダンスの関係を説明するための説明図。
【図５】図４の各点におけるインピーダンスの変化を示すスミスチャート。
【図６】集積導波管の信号の伝送方向に垂直な断面図。
【図７】本発明の他の実施例２に係る電子装置２０００の平面図。
【図８】本発明の他の実施例３に係る電子装置３０００の平面図。
【図９】本発明の他の実施例４に係る電子装置４０００の平面図。
【図１０】本発明の他の実施例５に係る電子装置５０００の平面図。
【図１１】本発明の他の実施例５に係る電子装置５０００の伝送損失と反射損失を示した特性図。
【図１２】本発明の他の実施例５に係る電子装置５０００のポート間の漏れ損失を示した特性図。
【図１３】本発明の他の実施例６に係る電子装置６０００の平面図。
【図１４】本発明の他の実施例７に係る電子装置７０００の平面図。
【図１５】本発明の実施例７に係る電子装置７０００の高周波回路チップの信号線路のワイヤボンディング部と集積導波管のポート１間の伝送特性のシミュレーション結果を示す特性図。
【図１６】本発明の実施例７に係る電子装置７０００の高周波回路チップのワイヤボンディング部における反射減衰量Ｓ（２，２）と、集積導波管のポート１間における反射減衰量Ｓ（１，１）のシミュレーション結果を示す特性図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明するが、本発明は、下記の実施例には限定されない。
【実施例１】
【００２６】
図１は、本発明の具体的な一実施例に係る電子装置１０００の構成を示す断面図である。図１の電子装置１０００は、誘電体基板２０の上に、高周波回路チップ１００が設置されている。高周波回路チップ１００の構成は以下の通りである。シリコン基板１０の表面に、金等の金属から成るグランド層１５を形成し、その上にＳｉＯ2層１６を形成し、その上にマイクロストリップ導体１７を形成している。ＳｉＯ2層１６を介してマイクロストリップ導体１７とグランド層１５とでマイクロストリップ線路が構成される。尚、マイクロストリップ導体１７の信号伝搬方向である長手方向を−ｘ軸、信号伝搬方向に垂直な方向であって誘電体基板２０の基板面に平行な向きで、紙面に垂直手前向きをｙ軸、シリコン基板１０の厚さ方向の上方向をｚ軸とする。本実施例では、簡単化するため、高周波回路チップ１００は、単に、マイクロストリップ線路で構成しているが、高周波集積回路がシリコン基板１０に形成されており、その集積回路とマイクロストリップ線路（信号線路）とが接続されている。本実施例の電子装置は、図１の左端のPort1 から信号を入力して、右端のPort2 から信号を出力する装置である。また、シリコン基板１０の裏面には、裏面接地導体２６Ｃが形成されている。
【００２７】
上記の誘電体基板２０の上には、高周波回路チップ１００に対して、入力側、出力側に、それぞれ、その高周波回路チップ１００と同一高さである誘電体２Ｌ、２Ｒが設けられている。この誘電体２Ｌ、２Ｒの裏面には、それぞれ、裏面接地導体２６Ｌ、２６Ｒが形成されている。誘電体基板２０の上面には、銅製の接地導体２１が形成されており、この接地導体２１に、誘電体２Ｌ、２Ｒの裏面接地導体２６Ｌ、２６Ｒと、シリコン基板１０の接地導体２６Ｃが接合されている。
【００２８】
図２は、電子装置１０００の平面図である。誘電体２Ｌ、２Ｒとは、同一構造であるので、誘電体２Ｌについてのみ説明する。誘電体２Ｌの上面には、表面導体５０Ｌが形成されている。表面導体５０Ｌは、高周波回路チップ１００に近い側から、信号の伝搬方向に伸びた第１信号線路６１Ｌと、表面導体の第１部分５１Ｌと、中央の表面導体の第２部分５２Ｌと、表面導体の第２部分５２Ｌのｙ軸方向の中点において、信号を入力する伝送線路の信号線路６３Ｌとで構成されている。
【００２９】
図２において、誘電体２Ｌを、ｘ軸方向に、図示されたＡ、Ｂ、Ｃ、Ｆの領域に分ける。領域Ａは第１コプレーナ部、領域Ｂは分離部、領域Ｃは集積導波管、領域Ｆは伝送線路である。
【００３０】
第１コプレーナ部Ａは、第１信号線路６１Ｌと、その両側に設けられた表面導体の第１部分５１Ｌとで構成されている。表面導体の第１部分５１Ｌは、多数のビア７１Ｌにより、裏面接地導体２６Ｌと電気的に接続されている。第１信号線路６１Ｌは、表面導体５０Ｌの第２部分５２Ｌのｙ軸方向の幅（集積導波管幅）の中点からずれた位置、幅の３／４の位置において、第２部分５２Ｌと接続されている。２つの第１部分５１Ｌは、ｙ軸方向の幅が異なり、２つの第１部分５１Ｌの全体の幅は、第２部分５２Ｌのｙ軸方向の幅に等しい。２つの第１部分５１Ｌの幅は、異なるように構成しているが、同じ幅であっても良い。また、２つの第１部分５１Ｌの全幅を決定するｘ軸方向に平行な２辺は、第２部分５２Ｌの幅を決定するｘ軸方向に平行な２辺の線上になくとも良い。
【００３１】
分離部Ｂは、中央を通過している第１信号線路６１Ｌを除いて、表面導体が、信号の伝搬方向に垂直な方向において、表面導体の全幅において、欠落した部分である。集積導波管Ｃは、表面導体の第２部分５２Ｌと、その第２部分５２Ｌと対応した裏面接地導体２６Ｌの部分と、その第２部分５２Ｌと裏面接地導体２６Ｌとを電気的に接続する多数のビア７２Ｌとから構成されている。多数のビア７２Ｌは、信号の伝搬方向に沿った集積導波管幅である間隔Ｗの２本の線上に配設されており、集積導波管Ｃの側壁導体を構成する。
【００３２】
図１において、高周波回路チップ１００のグランド層１５の両端が破線で示されているのは次のような事情を示すものである。即ち、この例では、高周波回路チップ１００のマイクロストリップ導体１７とワイヤ３０Ｌ及び３０Ｒとの接続部の直下にはグランド層１５は存在しないが、その存在しない領域を挟むようにグランド層１５が形成されている。
【００３３】
図３は、ワイヤ３０Ｌのボンディング近傍の構成を示す詳細図である。図３は高周波回路チップ１００の各層の形状を示すために分解して示されている。図３．Ａに示すように、シリコン基板１０があり、シリコン基板１０の上部に、図３．Ｂに示すような形状にＡｕから成るグランド層１５が形成されている。本実施例では、グランド層１５は、後述のマイクロストリップ導体１７のワイヤボンディング部１７ＢＰの直下に当たる領域ＢＰをやや広げた領域と、高周波回路チップ１００の誘電体２Ｌと対向する外周辺に接する領域には形成されていない。次に、図３．Ｃのように、グランド層１５の２箇所のワイヤボンディング領域を露出させるような孔部を有したＳｉＯ2から成る絶縁層１６が形成されている。更に、図３．Ｄのように、絶縁層１６の上にマイクロストリップ導体１７と、その端点にワイヤボンディング部１７ＢＰがＡｕにより形成されるている。絶縁層１６を挟んだマイクロストリップ導体１７とグランド層１５によりマイクロストリップ伝送線路が形成される。尚、チップグランド層の一部分は、メッキが施されて、マイクロストリップ導体１７の表面と同じ高さに揃えたパッド１８が形成されている。
【００３４】
こうして、図３．Ｅに示すように、誘電体２Ｌと、高周波回路チップ１００とを、３つのワイヤ３０Ｌ、３０Ｌｇ１及び３０Ｌｇ２により接続する。ワイヤ３０Ｌは、誘電体２Ｌの第１信号線路６１Ｌと、チップ側のマイクロストリップ導体１７の左端に設けられたワイヤボンディング部１７ＢＰを接続する。ワイヤ３０Ｌｇ１と３０Ｌｇ２は、第１信号線路６１Ｌの両側に存在する誘電体２Ｌの表面導体の第１部分５１Ｌと、チップ側のグランド層１５の２箇所のパッド１８とを接続する。
【００３５】
次に、第１信号線路６１Ｌと、表面導体５０Ｌの第２部分５２Ｌとの接続位置と、集積導波管Ｃの特性インピーダンスとの関係について説明する。まず、第１信号線路６１Ｌを集積導波管幅の中点に接続した場合について説明する。図４に示すように、高周波回路チップ１００のワイヤボンディング部１７ＢＰ及び２つのパッド１８と、ワイヤ３０Ｌ及び２本のワイヤ３０Ｌｇ１、３０Ｌｇ２との接続点Ｐから高周波回路側を見たインピーダンスＺp は、特性インピーダンスＺ0 の５０Ωである。第１信号線路６１Ｌ及び表面導体５０Ｌの２つの第１部分５１Ｌと、ワイヤ３０Ｌ及び２本のワイヤ３０Ｌｇ１、３０Ｌｇ２との接続点Ｑから高周波回路チップ１００側を見たインピーダンスＺQ は、ワイヤ３０Ｌ、３０Ｌｇ１、３０Ｌｇ２の分布抵抗、分布インダクタンス及び分布容量と線路長によって決定されるインピーダンスの影響を受けて、特性インピーダンスＺ0 からずれる。すなわち、図５（ａ）に示すように、接続点Ｑから高周波回路チップ１００側を見たインピーダンスＺQ は、原点の特性インピーダンスＺ0 に対して、インダクタンス成分だけ、比抵抗１の円を右回転して、ワイヤの抵抗成分だけ抵抗値を増加させる方向に移動させた値となる。この結果、接続点Ｑから高周波回路チップ１００側を見たインピーダンスＺQ は、抵抗成分が５０Ωよりも大きくなり、リアクタンス成分を有するようになる。
【００３６】
第１信号線路６１Ｌと表面導体５０Ｌの第２部分５２Ｌとの接続点Ｒから高周波回路チップ１００を見たインピーダンスＺR は、次のようになる。接続点ＱのインピーダンスＺQ は、特性インピーダンスＺ0 （５０Ω）の第１コプレーナ部Ａ、分離部Ｂによる伝送路の線路長を適正に設定することにより、インピーダンス変換されて、インピーダンスＺR となる。線路長だけで、インピーダンスＺR を純抵抗にすることができるが、線路長だけで、５０Ωの特性インピーダンスＺ0 にすることは困難である。したがって、図５（ｂ）に示すように、第１コプレーナ部Ａ、分離部Ｂによる伝送路の線路長を適正に設定して、特性インピーダンスＺ0 よりも低い純抵抗の３５Ωとすることができる。しかし、接続点Ｒから集積導波管Ｃ側を見たインピーダンスＺR ’は、５０Ωの特性インピーダンスＺ0 であるので、接続点Ｒでは、インピーダンス整合は実現されない。
【００３７】
次に、第１信号線路６１Ｌと集積導波管Ｃとの接続点を、集積導波管幅の中点に位置させない場合について説明する。図６に示すように、集積導波管Ｃの信号の伝送方向に垂直な断面において、集積導波管幅Ｗに対して、高さをｈとする。集積導波管Ｃにおける基本モードは、ＴＥ10モードであるので、この基本モードについて考える。集積導波管断面における電界は、高さ方向（ｚ軸方向）の成分のみとなる。これをＥとする。
【００３８】
【数１】
となる。ｚ軸方向については、電界成分は一定である。
また、磁界は、ｙ成分とｘ成分とを有する。ポインティングベクトルに関与する成分は、ｙ成分であるので、ｙ成分のみ考える。ｙ成分磁界をＨとおく。
【数２】
となる。ｚ軸方向については、ｙ成分磁界は一定である。
【００３９】
ポインティングベクトルを形成する電界Ｅと磁界Ｈとの比により、電磁界インピーダンスＺF が決定される。
【数３】
【００４０】
一方、図６の集積導波管の断面において上下の導体壁面間の電位差Ｖを考える。
電位差Ｖは、次式で表される。
【数４】
一方、上下何れかの導体壁面上のｘ軸方向（電波の進行方向）の電流密度は、Ｈであるから、ｘ方向の電流Ｉは、次式で表現される。
【数５】
【００４１】
上記で求められたＶとＩから得られる比Ｖ／Ｉを、集積導波管の特性インピーダンスＺc とする。
【数６】
【００４２】
すなわち、集積導波管の特性インピーダンスＺc は、集積導波管の幅（ｙ軸方向）の関数となる。集積導波管幅の中点（ｙ＝０）において、特性インピーダンスＺc は、最大値のＺF ・（π／２）・（ｈ／Ｗ）となり、側壁導体の位置（ｙ＝±Ｗ／２）で、最小値の０となる。
【００４３】
このようにして、集積導波管Ｃの特性インピーダンスは、その幅方向の位置によって変化することになるので、第１信号線路６１Ｌと表面導体５０Ｌの第２部分５２Ｌとの接続点Ｒの幅方向の位置によって、接続点Ｒから伝送線路Ｆ側を見たインピーダンスを変化させることができる。特性インピーダンス最大値Ｚc の最大値ＺF ・（π／２）・（ｈ／Ｗ）を、伝送線路の特性インピーダンスＺ0 の５０Ωに、集積導波管Ｃの幅Ｗ、高さｈを設定することができる。その結果、接続点Ｒから伝送線路Ｆ側を見たインピーダンスを３５Ωにするには、次式を満たす位置に、第１信号線路６１Ｌを第２部分５２Ｌに接続すれば良い。
【数７】
すなわち、ｙ＝Ｗ／４の位置、集積導波管幅Ｗの３／４の位置に、第１信号線路６１Ｌと第２部分５２Ｌとの接続点Ｒを設けることで、この接続点Ｒから両側を見たインピーダンスは、３５Ωとなり、この接続点Ｒでインピーダンス整合を図ることができる。
【００４４】
一方、伝送線路Ｆと集積導波管Ｃとの接続点Ｓの幅方向の位置は、集積導波管幅Ｗの中点であるので、この接続点Ｓの両側を見たインピーダンスは、５０Ωの特性インピーダンスＺ0である。
以上のようにして、本発明では、集積導波管Ｃと第１信号線路６１Ｌの集積導波管幅方向の位置を変化させることで、各接続点Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓにおいて、インピーダンス整合をとることができる。もしも、集積導波管Ｃの第１信号線路６１Ｌと第２部分５２Ｌとの接続点を集積導波管幅の中点にした場合には、インピーダンス整合をするために、別の集積導波管を設ける必要がある。すなわち、集積導波管Ｃよりも特性インピーダンスが小さい、したがって、集積導波管幅のより広い第２の集積導波管を集積導波管Ｃと第１信号線路６１Ｌとの間に設ける必要がある。このため、高周波回路チップの信号線路が平行に２本設けられる場合には、この線路間隔を幅の広い集積導波管幅にする必要があった。しかし、本発明では、幅の狭い集積導波管だけを用いて、インピーダンス整合させることが可能となる。
【実施例２】
【００４５】
図７は、本発明の他の実施例に係る電子装置２０００の構成を示す平面図である。実施例１と同一機能部分については、同一符号が付されている。実施例１と異なる点は、第１コプレーナ部Ａと集積導波管Ｃとの間の分離部Ｂを、第１スロット部Ｂ１としたことである。第１スロット部Ｂ１は、表面導体の第１部分５１Ｌと第２部分５２Ｌとが、周辺で接続された周辺導体部５４Ｌが形成されている。この第１スロット部Ｂ１の信号の伝搬方向に垂直な幅は、任意であり、集積導波管Ｃの幅Ｗと同一にする必要はない。しかし、同一であっても良い。第１スロット部Ｂ１は、電磁界励振モードをＴＥ10モードからＴＥＭモードに変換するものである。各接続点でのインピーダンスについては、実施例１と同一である。
【実施例３】
【００４６】
図８は、本発明の他の実施例に係る電子装置３０００の構成を示す平面図である。実 施例１、２と同一機能部分については、同一符号が付されている。誘電体２Ｌの上面には、表面導体５０Ｌが形成されている。表面導体５０Ｌは、高周波回路チップ１００に近い側から、ｙ軸方向の中央部において信号の伝搬方向に伸びた第１信号線路６１Ｌ、表面導体の第１部分５１Ｌと、中央の表面導体の第２部分５２Ｌと、表面導体の第３部分５５Ｌと、ｙ軸方向の中央部において、信号を入力する第２信号線路６２Ｌとで構成されている。
【００４７】
図８において、誘電体２Ｌを、ｘ軸方向に、図示されたＡ、Ｂ１、Ｃ、Ｄ、Ｇ、Ｆの領域に分ける。領域Ａは第１コプレーナ部、領域Ｂ１は第１スロット部、領域Ｃは集積導波管、領域Ｄは第２スロット部、領域Ｇは第２コプレーナ部、領域Ｆは伝送線路である。
実施例２と異なる点は、次の点である。第１スロット部Ｂ１は、信号の進行方向に垂直な幅の両端で、表面導体の第１部分５１Ｌと第２部分５２Ｌとを接続する周辺導体部５７Ｌを有している。そして、両側にある２つの第１スロット部Ｂ１の全幅は、集積導波管Ｃの幅Ｗと同一である。この点が実施例２と異なる点の一つである。また、集積導波管Ｃと伝送線路Ｆとの間に、第２スロット部Ｄと、第２コプレーナ部Ｇとを設けたことが異なる。第２スロット部Ｄは、第１スロット部Ｂ１と対称に設けられている。すなわち、第２スロット部Ｄは、中央を通過している第２信号線路６２Ｌを除いて、表面導体が、信号の伝搬方向に垂直な方向において幅Ｗで欠落した部分である。第２スロット部Ｄは、集積導波管Ｃの表面導体５０Ｌの第２部分５２Ｌと、第２コプレーナ部Ｇの表面導体の第３部分５５Ｌとを接続する周辺導体部５８Ｌが形成されている。そして、第２スロット部Ｄの幅は、集積導波管Ｃの幅Ｗと同一である。すなわち、信号の伝搬方向の両側にあるスロット部の全幅Ｗは、集積導波管の遮断周波数に対応する自由空間波長の１／２である。
【００４８】
第２コプレーナ部Ｇは、第２信号線路６２Ｌと、その両側に設けられた表面導体の第３部分５５Ｌとで構成されている。表面導体の第３部分５５Ｌは、多数のビア７３Ｌにより、裏面接地導体２６Ｌと電気的に接続されている。また、第２スロット部Ｄと第２コプレーナ部Ｇの幅方向（ｙ軸方向）の中点部をｘ軸方向に貫通して、集積導波管Ｃの表面導体の第２部分５２Ｌに接続された第２信号線路６２Ｌが設けられている。この第２信号線路６２Ｌは、伝送線路Ｆの信号線路６３Ｌに接続されている。この第２スロット部Ｄの信号の伝搬方向に垂直な幅は、任意であり、集積導波管Ｃの幅Ｗと同一にする必要はない。しかし、同一であっても良い。第２スロット部Ｄは、電磁界励振モードをＴＥＭモードからＴＥ10モードに変換するものである。
【００４９】
第２スロット部Ｄの作用は、電磁界励振モードをＴＥＭモードからＴＥ10モードに変換するものであり、第１スロット部Ｂ１は、電磁界励振モードをＴＥ10モードからＴＥＭモードに変換するものである。マイクロストリップ線路で構成された伝送線路Ｆでは、信号線路６３Ｌから裏面接地導体２６Ｌに向かう電界が生成され、第２コプレーナ部Ｇでは、表面導体の第３部分５５Ｌはアース電位となり、集積導波管Ｃの表面導体の第２部分５２Ｌもアース電位であるので、第２スロット部Ｄでは、電界は、誘電体２Ｌの表面に平行に、信号の伝搬方向に励起される。このＴＥＭモードが、集積導波管Ｃにおいて、信号の伝搬方向に垂直で、誘電体２Ｌの厚さ方向に、電界が励起されるＴＥ10モードに変換される。集積導波管Ｃと第１スロット部Ｂ１との関係も、これと同様である。このようにして、モード変換が円滑に実行される。
【実施例４】
【００５０】
図９は、本実施例に係る電子装置４０００の構成を示した平面図である。本実施例は、実施例３と異なり、第２スロット部Ｄと、第２コプレーナ部Ｇを設けずに、集積導波管Ｃの表面導体の第２部分５２Ｌを伝送線路Ｆの信号線路６３Ｌに、直接、接続したことが特徴である。このようにして、マイクロストリップ線路である伝送線路Ｆの信号線路６３Ｌと裏面接地導体２６Ｌ間において、厚さ方向（ｚ軸）に誘起される電界モード、そのまま、集積導波管Ｃに導入することも可能である。
【実施例５】
【００５１】
図１０は、本実施例に係る電子装置５０００の構成を示した平面図である。本実施例は、実施例１の電子装置１０００を信号の伝搬方向のｘ軸について線対称に、２つ平行に誘電体基板２０上に設けたことが特徴である。第１系統においては、実施例１と同一構成であり、実施例１の構成部分と対応する本実施例の構成部分は、実施例１と下２桁の数字を同一にして、百番台の数字が付されている。また、第２系統においては、実施例１の構成部分と対応する本実施例の構成部分は、実施例１と下２桁の数字を同一にして、二百番台の数字が付されている。
【００５２】
第１系統の第１信号線路１６１Ｌと表面導体１５０Ｌの第１部分１５２Ｌとの接続点Ｕの幅方向の位置は、集積導波管幅Ｗの外側の側壁導体１７２Ｌから３Ｗ／４の位置であり、第２系統の第１信号線路２６１Ｌと表面導体２５０Ｌの第１部分２５２Ｌとの接続点Ｖの幅方向の位置は、集積導波管幅Ｗの外側の側壁導体２７２Ｌから３Ｗ／４の位置である。したがって、第１信号線路１６１Ｌと第１信号線路２１６Ｌとの間隔は、第１系統の集積導波管の幅の中点と、第２系統の集積導波管の幅の中点間の距離よりも、小さい。第１系統と第２系統とを接近して設けることにより、第１信号線路１６１Ｌと第１信号線路２１６Ｌとの間隔は、集積導波管幅Ｗよりも狭く、Ｗ／２以上とすることができる。第１系統の集積導波管の内側の側壁導体と、第２系統の集積導波管の内側の側壁導体とを共通化することにより、第１信号線路１６１Ｌと第１信号線路２１６Ｌとの間隔は、この例の場合では、Ｗ／２とすることができる。これにより、第１信号線路１１６Ｌと２１６Ｌを集積導波管幅の中点に設けた場合に比べて、第１系統の高周波集積回路チップ１０１の信号線路と、第２系統の高周波集積回路チップ１０２の信号線路との間隔を狭くすることができる。
【００５３】
上記実施例の場合、特性インピーダンス５０Ωの集積導波管の幅は、１．６１ｍｍである。これに対して、特性インピーダンス３５Ωの集積導波管の幅は、２．４３ｍｍである。もしも、集積導波管Ｃの第１信号線路６１Ｌと第２部分５２Ｌとの接続点を集積導波管幅の中点にした場合には、インピーダンス整合をするために、特性インピーダンス３５Ωの別の集積導波管を設ける必要がある。すなわち、集積導波管Ｃよりも特性インピーダンスが小さい、したがって、集積導波管幅のより広い第２の集積導波管を集積導波管Ｃと第１信号線路６１Ｌとの間に設ける必要がある。このため、高周波回路チップの信号線路が平行に２本設けられる場合には、この線路間隔は、上記の特性インピーダンス３５Ωの集積導波管の幅２．４３ｍｍよりも狭くはできないことになる。本発明では、幅が１．６１ｍｍの集積導波管を用いることができ、しかも、第１信号線路１６１Ｌ、２６１Ｌは、各集積導波管の幅の中点にはなく、相互に間隔を狭くする方向に配置されている。したがって、本発明によると、第１信号線路１６１Ｌ、２６１Ｌの間隔は、１．６１ｍｍ以下、０．８１ｍｍ以上の幅とすることが可能となる。
【００５４】
この実施例５の電子装置において、Port1 、Port２での反射特性を図１１のＳ１１、Ｓ２２として示す。また、Port1 からPort２への伝送特性を、図１１のＳ２１で示す。 図４から明らかなように、本発明の電子装置５０００の損失は、６２ＧＨｚ〜８４ＧＨｚの２２ＧＨｚの範囲において、３ｄＢ以下である。反射特性を見ても、本発明の電子装置５０００の反射損失は、６２ＧＨｚ〜８４ＧＨｚの２２ＧＨｚの範囲において、７ｄＢ以上となっており、すぐれた特性を示していることが理解される。
【００５５】
また、この実施例５の電子装置５０００において、Port3 からPort1 への漏れ損失特性を図１２のＳ３１で、Port４からPort1 への漏れ損失特性を図１２のＳ４１示す。何れも、３０ｄＢ以上の減衰があることが理解される。
【００５６】
２系統設ける図１０に示す実施例５の構成は、上記の全実施例１〜４の全ての構成野電子装置にも適用できるものである。
【実施例６】
【００５７】
次に、高周波回路チップを差動回路とした実施例について説明する。図１３にその電子装置６０００を示す。実施例１〜５と対応する部分には、同一の符号を付した。高周波回路チップ１０２は、図１、図３に示す高周波回路チップ１００に対して、ＳｉＯ2層１６上に２つのマイクロストリップ導体１７が、微小間隔を設けて配設されている点のみが異なる。すなわち、高周波回路チップ１０２は、グランド層１５を共通とし、信号線路が２本、平行に設けられたマイクロストリップ線路と、これに接続される差動回路（図示略）で構成されている。実施例５の電子装置と異なり、本電子装置６０００では、２つの系統の集積導波管の表面導体の第２部分１５２Ｌと第２部分２５２Ｌとは、中央部で連続している。また、実施例２〜４と同様に、表面導体の第１部分１５１Ｌ、２５２Ｌと、第２部分１５２Ｌ、２５２Ｌとが、周辺で接続された周辺導体部１５４Ｌ、２５４Ｌを有している。そして、第１コプレーナ部Ａと集積導波管Ｃとの間の分離部Ｂを、第１スロット部Ｂ１としている。また、第１系統の第１信号線路１８１Ｌと、第２系統の第１信号線路２８１Ｌの長さの差は、動作周波数の管内波長の１／２としている。すなわち、第２系統の第１信号線路２８１Ｌの長さは、第１系統の第１信号線路１８１Ｌの長さよりも、λ／２だけ長くし、第２系統の第１信号線路２８１Ｌを伝送する信号は、第１系統の第１信号線路１８１Ｌを伝送する信号よりも、πだけ位相変化量が多くなる。高周波回路チップ１０２のワイヤボンディング部１１７ＢＰとワイヤ１３０Ｌとの接続点Ｊ、ワイヤボンディング部２１７ＢＰとワイヤ２３０Ｌとの接続点Ｋにおける２つの信号の位相差はπである。また、第１系統の第１信号線路１８１Ｌと表面導体１５０Ｌの第１部分１５２Ｌとの接続点Ｕと、第２系統の第１信号線路２８１Ｌと表面導体２５０Ｌの第１部分２５２Ｌとの接続点Ｖとにおける、それぞれの信号の位相差はπである。この条件を満たすように、第１系統の第１信号線路１８１ＬＵと、第２系統の第１信号線路２８１Ｌの長さが決定されていく。
【実施例７】
【００５８】
本実施例の電子装置は、実施例６の電子装置において、２つの系統の集積導波管Ｃを高周波回路チップと接続される側とは反対側において、一つのポートに合成したものである。その構成を図１４に示す。この電子装置の伝送特性と反射特性のシミュレーション結果を、それぞれ、図１５、図１６に示す。動作周波数７７ＧＨｚにおいて、３ｄＢの伝送損失、１５ｄＢ以上の反射損失が得られていることが理解される。
【００５９】
なお、実施例６、７において、実施例１と同様に、周辺導体部１５４Ｌ、２５４Ｌを設けることなく、分離部Ｂとしても良い。また、第３実施例と同様に、伝送線路Ｆに接続される回路部分に、第２コプレーナ部Ｇ、第２スロット部Ｄを設けても良い。すなわち、図８における中央を通過している第２信号線路６２Ｌを除いて、表面導体が、信号の伝搬方向に垂直な方向において幅Ｗで欠落した第２スロット部Ｄを設けても良い。第２スロット部は、集積導波管Ｃの表面導体５０Ｌの第２部分５２Ｌと、第２コプレーナ部Ｇの表面導体の第３部分５５Ｌとを接続する周辺導体部５８Ｌを有している。また、図８に示すように、第２信号線路６２Ｌと、その両側に設けられた表面導体の第３部分５５Ｌとで構成された第２コプレーナ部Ｇを設けても良い。また、周辺導体部５８Ｌはなくとも良い。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、高周波回路チップと伝送路の接続に用いることができる。
【符号の説明】
【００６１】
１０００，２０００，３０００，４０００，５０００，６０００，７０００：電子装置
１００，１０１，１０２：高周波回路チップ
１０：シリコン基板
１５：グランド層
１６：絶縁層
１７：マイクロストリップ導体
２０：誘電体基板
２Ｌ、２Ｒ：誘電体
２６Ｌ、２６Ｒ：裏面接地導体
５０Ｌ、５０Ｒ：表面導体
５１Ｌ、５１Ｒ、１５１Ｌ、１５１Ｒ、２５１Ｌ、２５１Ｒ：表面導体の第１部分
５２Ｌ、５２Ｒ、１５２Ｌ、１５２Ｒ、２５２Ｌ、２５２Ｒ：表面導体の第２部分
５４Ｌ、５４Ｒ、１５４Ｌ、２５４Ｌ：周辺導体部
５５Ｌ、５５Ｒ：表面導体の第３部分
Ａ：第１コプレーナ部
Ｂ：分離部
Ｂ１：第１スロット部
Ｃ：集積導波管
Ｄ：第２スロット部
Ｇ；第２コプレーナ部
Ｆ：伝送線路
６１Ｌ、６１Ｒ、１６１Ｌ、１６１Ｒ、２６１Ｌ、２６１Ｒ、１８１Ｌ、１８１Ｒ、２８１Ｌ、２８１Ｒ：第１信号線路
６２Ｌ、６２Ｒ、：第２信号線路
６３Ｌ、６３Ｒ、１６３Ｌ、１６３Ｒ、２６３Ｌ、２６３Ｒ：信号線路
７１Ｌ、７１Ｒ、７２Ｌ、７２Ｒ、７３Ｌ、７３Ｒ：ビア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板に高周波回路が形成された高周波回路チップを誘電体基板上に実装した電子装置に関する。特に、本発明は、伝送線路と、高周波回路チップとを、単一幅の集積導波管により広帯域でインピーダンス整合が可能なように接続した電子装置に関する。また、高周波回路チップの２本の平行な信号線の間隔が狭い場合にも、接続が可能な集積導波管を有した電子装置に関する。本発明は、これにより、電子装置の使用帯域を拡大する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
誘電体基板上に実装される高周波回路チップとマイクロストリップ線路である伝送線路とを接続する技術として、特許文献１、２、３に記載の技術が知られている。特許文献１の技術は、第１のマイクロストリップ線路と、第２のマイクロストリップ線路とを、３本のワイヤで、ボンディング接続する技術である。この技術では、第１のマイクロストリップ線路を、中心の信号線路と、誘電体基板の表面上であってその信号線路の両側に、誘電体基板裏面に形成された裏面接地導体と電気的に接続する表面接地導体とから成るコプレーナ線路に対して、ワイヤボンディングするものである。表面接地導体の長さを適正に設定することにより、第１のマイクロストリップ線路の接地導体と、第２のマイクロストリップ線路の接地導体とをインピーダンスに影響を与えることなく接続できるようにするものである。
【０００３】
特許文献２の技術は、第１のマイクロストリップ線路と、第２のマイクロストリップ線路とを、３本のワイヤで、ボンディング接続するのに、それらの間に、変形したコプレーナ線路をを介在させるものである。すなわち、変形したコプレーナ線路は、中心の信号線路と、誘電体の裏面で信号線路の直下に当たる部分には接地導体がなく、信号線路の両側に当たる誘電体の裏面部分に、第１のマイクロストリップ線路の接地導体から延出された第１の接地導体とから成る第１のコプレーナ部と、信号線路と、誘電体表面上であって、その信号線の両側に形成された、裏面の第１の接地導体と接続された第２の接地導体とから成る第２のコプレーナ部とで構成されている。そして、第２のコプレーナ部の信号線路と、その両側に配置された第２の接地導体とを、第２のマイクロストリップ線路の信号線路と、誘電体裏面の接地導体とを３本のワイヤで接続するものである。
【０００４】
特許文献３の技術は、第１のマイクロストリップ線路の信号線路と誘電体裏面の接地導体とを、それぞれ、第２のマイクロストリップ線路の信号線路と誘電体裏面の接地導体とに、３本のワイヤで、直接、接続する技術である。
【０００５】
一方、特許文献４には、誘電体と、その上下両面に形成された導体と、その両導体とを信号の伝搬方向にとった２つの平行な線に沿って、多数のビアホールで接続することで、導波管を形成することが開示されている。この導波管は、集積導波管(Integrated-Waveguide,IWG)と呼ばれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３２４９３４号公報
【特許文献２】特開２００８−８５７９６号公報
【特許文献３】特開２００７−３２９１９２号公報
【特許文献４】特開平６−５３７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の技術で、２つのマイクロストリップ線路を接続した場合には、マイクロストリップ線路も、コプレーナ線路も、励起される電磁界モードは、準ＴＥＭモードである。このため、線路インピーダンスは、周波数に対して不変となり、位相定数は、周波数に比例した特性となる。このため、インピーダンス整合をする帯域幅を、広くとることができないという問題があった。
【０００８】
また、上記特許文献１〜３の方法では、ワンヤボンディングのためのワイヤがインダクタとして作用するために、各部の線路インピーダンスを、電子装置の特性インピーダンスにすることはできない。このため、インピーダンス整合をとるための管内波長λに対して、λ／４又はλ／２の線路長の回路部分が必要となる。
一方、特許文献４の集積導波管を用いる場合においても、電子装置の特性インピーダンスと等しい特性インピーダンスを有した集積導波管と、高周波回路チップとを接続する場合にも、インピーダンス整合のために、幅の異なる集積導波管を間に設けることが必要であった。
さらに、高周波回路チップが２本の平行な信号線路を有している場合、例えば、高周波回路チップが、入力２ポート、出力２ポートのスイッチ素子の場合に、それぞれの信号線路に対して、幅の広い集積導波管を接続するとすると、それらの信号線路の間隔を集積導波管の幅だけ広くする必要があった。実際上、高周波回路チップの信号線路の間隔を、このために、拡大することは困難である。
【０００９】
また、近年、ノイズ耐性を向上させるためや、合成により信号電力を２倍とするために、高周波回路チップを差動回路とする要請がある。この場合に、２つの集積導波管と、この差動回路の２つの接近した信号線路とを接続するには、バランや、位相差をπとするためのマッチング線路を必要とする。しかしながら、各回路各導波管の幅のそれぞれの中点からマッチング線路を引き出すとすると、πの位相差を持たせるための線路長が必要以上に長くなる。バランを用いた場合には使用帯域が狭くなるという問題がある。
【００１０】
本発明は上記の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、高周波回路チップと、伝送線路を接続するのに、広帯域に渡りインピーダンス整合する接続構造を実現することである。
また、高周波回路チップと伝送線路とをワイヤで接続するのに、特別なインピーダンス整合回路を介在させることなく、インピーダンス整合を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の発明は、半導体基板に高周波回路が形成された高周波回路チップを誘電体基板上に実装した電子装置において、高周波回路チップに対してワイヤボンディングされ、誘電体上に形成された第１信号線路と、誘電体上において第１信号線路の両側に形成され誘電体の裏面全体に形成された裏面接地導体と接続された表面導体の第１部分と、から成る第１コプレーナ部と、第１コプレーナ部の第１信号線路に接続され、信号の伝送方向に沿った２辺に沿って、裏面接地導体と電気的に接続する複数のビアホールから成る側壁導体と、第１信号線路と連続する表面導体の第２部分と、裏面接地導体と、から成る集積導波管と、を有し、第１コプレーナ部の第１信号線路と集積導波管の表面導体の第２部分との接続点を、側壁導体間の幅の中点からずれた位置にすることで、この接続点から高周波回路チップ側を見たインピーダンスと集積導波管側を見たインピーダンスとを整合させたことを特徴とする電子装置である。
【００１２】
高周波回路チップは、受動素子で構成された回路や、受動素子、能動素子を有するＩＣ、スイッチング素子などの他、単なる、信号線路であっても良い。伝送線路に接続される高周波回路チップにおける線路は、マイクロストリップ線路でも、コプレーナ線路でも良い。また、高周波回路チップに対して接続される伝送線路も、マイクロストリップ線路でも、コプレーナ線路でも良い。本発明は、高周波回路チップに対してワイヤボンディングされる第１コプレーナ部と、集積導波管を用いて、伝送線路と、高周波回路チップとを広帯域で、インピーダンス整合させたことが特徴である。集積導波管は、高域周波数から遮断周波数に近づくに連れて、一定ではなく、インピーダンスは増加し、位相定数は、周波数に比例する直線から離れて、小さくなる。そして、位相定数の減少率、インピーダンスの増加率が、遮断周波数に近い程、大きくなる。この結果として、インピーダンス整合する周波数範囲を拡大することができる。
【００１３】
また、第１信号線路と集積導波管の表面導体の第２部分との接続点におけるインピーダンスは、その接続点が側壁導体間の幅（以下、誘電体基板の基板面に平行で、信号の伝送方向に垂直な幅を、「集積導波管幅」という）の中点に位置する場合に最大となり、その中点からからずれて、側壁導体に近づく位置になるに連れて、その接続点におけるインピーダンスは、低下する。このインピーダンスの値と、接続点の位置との関係により、接続点から両側を見たインピーダンスを等しくすることができる。例えば、高周波回路チップの特性インピーダンスが５０Ω、集積導波管の特性インピーダンスが５０Ω、集積導波管に接続される伝送線路の特性インピーダンスが５０Ωであるとする。第１信号線路を集積導波管幅の中点に接続して、ワイヤで、高周波回路チップの信号線路と接続すると、ワイヤのインダクタンスやワイヤの浮遊容量により、接続点から高周波回路チップを見たインピーダンスは、３５Ωに低下する。一方、その接続点から集積導波管を見たインピーダンスは、接続点が集積導波管幅の中点に位置するので、５０Ωである。この結果、この接続点で、インピーダンス整合をとることができない。通常、このインピーダンス不整合を解消するには、集積導波管幅がより広い、したがって、インピーダンスが特性インピーダンスに対して小さい他の集積導波管を、第１信号線路と集積導波管との間に介在させる必要がある。しかし、本発明では、この接続点の位置を、集積導波管幅の中点からずらすことにより、集積導波管の特性インピーダンスを５０Ωにしたままで、接続点から集積導波管側を見たインピーダンスを、３５Ωにすることができる。この結果、接続点において、インピーダンス整合を実現することができる。
【００１４】
第２の発明は、第１コプレーナ部と集積導波管との間には、中央部において第１信号線路が通過し、表面導体が信号の伝送方向に垂直な幅方向に欠落して誘電体の表面が露出した第１スロット部を有することを特徴とする。
【００１５】
この構造は、第１の発明においては、必須ではない。第１スロット部を設けることなく、集積導波管の表面導体の第１部分と、第１信号線路とが、直接、接続されていても良い。第２の発明は、電磁界モードを変換する第１スロット部と、集積導波管とを用いて、伝送線路と高周波回路チップとを接続することが特徴である。第１スロット部の信号の伝搬方向に垂直な方向の幅は、任意である。第１コプレーナ部では、電磁界モードは、準ＴＥＭモード（ＴＥＭモードに近いモード）となり、集積導波管では、電磁界モードは、ＴＥ10モードとなる。そこで、第１スロット部において、集積導波管から第１スロット部に向けて信号が伝搬する場合には、電磁界モードは、ＴＥ10モードとからＴＥＭモードに変換され、第１スロット部から集積導波管に向けて信号が伝搬する場合には、ＴＥＭモードからＴＥ10モードに変換される。
【００１６】
また、第３の発明は、集積導波管の表面導体の第２部分が、伝送線路の信号線路に接続されていることを特徴とする。この発明は、集積導波管の表面導体を直接、伝送線路の信号線路に接続したものである。
【００１７】
また、第４の発明は、集積導波管の表面導体の第２部分と伝送線路の信号線路間を接続し、第２部分に連続した第２信号線路と、第２信号線路が、中央部において通過し、表面導体が信号の伝送方向に垂直な幅方向に欠落し、誘電体の表面が露出した第２スロット部と、誘電体上において第２信号線路の両側に形成され、裏面接地導体と接続された表面導体の第３部分とから成る第２コプレーナ部と、を有することを特徴とする。
【００１８】
第１の発明においては、誘電体上には、集積導波管のみが配設されていて、伝送線路は、配設されていなくとも良い。すなわち、集積導波管が高周波回路チップに対する信号の伝送線路となる。また、誘電体上に、伝送線路を配設して、集積導波管の表面導体の第２部分が、直接、伝送線路の信号線路に接続されていても良い。すなわち、第１の発明においては、第２スロット部と第２コプレーナ部とを設けなくとも良い。第４の発明では、次のように、モード変換が行われる。この発明では、集積導波管と、伝送線路との間に、電磁界モードを変換する第２スロット部と、第２コプレーナ部とを設け、第２コプレーナ部の第２信号線路が伝送線路の信号線路に連続していることが特徴である。この発明では、第２スロット部において、第２スロット部から集積導波管に向けて信号が伝搬する場合には、ＴＥＭモードからＴＥ10モードに変換され、集積導波管から第２スロット部に向けて信号が伝搬する場合には、電磁界モードは、ＴＥ10モードとからＴＥＭモードに変換される。そして、第２スロット部は、第２コプレーナ部を介して伝送線路に接続される。信号線路がコプレーナ線路であれば、第２コプレーナ部に連続して信号線路が形成される。信号線路がマイクロストリップ線路であれば、第２コプレーナ部の第２信号線路がマイクロストリップ線路の信号線路に接続され、マイクロストリップ線路の裏面接地導体は、第２コプレーナ部の裏面接地導体に連続して形成される。
【００１９】
第５の発明は、高周波回路チップの信号線路は平行に２本設けられ、それらの信号線路に接続される第１信号線路と集積導波管は、２つ設けられており、それぞれの第１信号線路とそれぞれの集積導波管の表面導体のそれぞれの第２部分との接続点の間隔は、集積導波管の側壁導体間の幅よりも狭いことを特徴とする。すなわち、本発明では、高周波回路チップの信号線路が、信号の入力に対して、又は、信号の出力に対して、平行に２本設けられていることが特徴である。例えば、高周波回路チップを２ポート入力、２ポート出力のスイッチ素子とした場合である。この場合に、第１信号線路と集積導波管との接続点を集積導波管幅の中点からずれた位置にするので、２本の第１信号線路の間隔を、集積導波管幅よりも狭くすることができる。したがって、間隔の狭い２本の平行な信号線路を有する高周波回路チップに対する伝送線路の接続が可能となる。
【００２０】
伝送線路は、誘電体上に形成され、第２信号線路と連続する第３信号線路と、裏面接地導体とから成るマイクロストリップ線路で構成しても良い。また、伝送線路は、誘電体上に形成され、第２信号線路と連続する第３信号線路と、誘電体上において、第３信号線路の両側に形成された表面接地導体とから成るコプレーナ線路で構成しても良い。この表面接地導体の下方には、裏面接地導体が存在しても、存在しなくとも良い。また、裏面接地導体が存在する場合には、表面接地導体は、ビアホールなどで、裏面接地導体に接続されていることが望ましい。
【００２１】
第６の発明は、第５の発明において、高周波回路チップは信号線路を２本有する差動回路であり、２つ設けられた第１信号線路の長さの差を、動作周波数の管内波長の１／２として、それぞれの第１信号線路と、それぞれの集積導波管のそれぞれの表面導体の第１部分との接続点において、第１信号線路を伝搬する２つの信号を同相としたことを特徴とする。この発明では、集積導波管と差動回路との接続が容易となる。
また、第７の発明は、第６の発明において、２つの集積導波管の第１信号線路が接続されている側とは反対側は、２つの集積導波管が一体となるように連結されていることを特徴とする。これにより、一つの集積導波管を伝搬する信号は、２分岐されて、位相差がπの２つの信号となって、差動回路である高周波回路に入力する。逆に、高周波回路から出力される差動信号は、位相差が零となって２つの集積導波管に出力される。そして、その集積導波管で合成されて、単一の集積導波管を伝搬する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、高周波回路チップと伝送線路との接続に際して、集積導波管を用いたので、広帯域において、インピーダンス整合を図ることができる。したがって、集積導波管を用いないで、伝送線路と高周波回路チップとを接続した場合に比べて、使用できる周波数帯域が広くなる。集積導波管は、高域周波数から遮断周波数に近づくに連れて、一定ではなく、インピーダンスは増加し、位相定数は、周波数に比例する直線から離れて、小さくなる。そして、位相定数の減少率、インピーダンスの増加率が、遮断周波数に近い程、大きくなる。この結果として、インピーダンス整合する周波数範囲を拡大することができる。
【００２３】
また、集積導波管の信号の伝送方向に垂直な断面における電界分布と磁界分布とを考えると、ＴＥ10の基本モードにおいては、電界成分は、集積導波管の厚さ方向の成分だけを有し、電界分布は集積導波管幅の中点で最大となり、側壁導体に向かうに連れて減少する。一方、磁界成分は、信号の伝搬する方向の成分と、集積導波管幅方向の成分とを有し、厚さ方向の成分は有しない。磁界の集積導波管の幅方向の成分の磁界分布は、集積導波管幅の中点で最大となり、側壁導体に向かうにつれて小さくなる。後述するように、これらの電界成分の厚さ方向の積分による電位差と、磁界成分の幅方向への積分による電流との比率で決定される集積導波管の特性インピーダンスは、集積導波管幅の中点で最大となり、側壁導体に向かうに連れて小さくなる。この特性インピーダンスの値と、接続点の位置との関係により、接続点から両側を見たインピーダンスを等しくすることができる。また、これらの構造を採用することで、差動回路の高周波回路と、２つの集積導波管との接続が簡単となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の具体的な一実施例に係る電子装置１０００の構成を示す断面図。
【図２】同実施例に係る電子装置１０００の平面図。
【図３】同実施例に係る電子装置１０００の、ワイヤボンディング３０Ｌの近傍の構成を示す詳細図。
【図４】集積導波管と高周波回路チップとを接続する場合の各点におけるインピーダンスの関係を説明するための説明図。
【図５】図４の各点におけるインピーダンスの変化を示すスミスチャート。
【図６】集積導波管の信号の伝送方向に垂直な断面図。
【図７】本発明の他の実施例２に係る電子装置２０００の平面図。
【図８】本発明の他の実施例３に係る電子装置３０００の平面図。
【図９】本発明の他の実施例４に係る電子装置４０００の平面図。
【図１０】本発明の他の実施例５に係る電子装置５０００の平面図。
【図１１】本発明の他の実施例５に係る電子装置５０００の伝送損失と反射損失を示した特性図。
【図１２】本発明の他の実施例５に係る電子装置５０００のポート間の漏れ損失を示した特性図。
【図１３】本発明の他の実施例６に係る電子装置６０００の平面図。
【図１４】本発明の他の実施例７に係る電子装置７０００の平面図。
【図１５】本発明の実施例７に係る電子装置７０００の高周波回路チップの信号線路のワイヤボンディング部と集積導波管のポート１間の伝送特性のシミュレーション結果を示す特性図。
【図１６】本発明の実施例７に係る電子装置７０００の高周波回路チップのワイヤボンディング部における反射減衰量Ｓ（２，２）と、集積導波管のポート１間における反射減衰量Ｓ（１，１）のシミュレーション結果を示す特性図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明するが、本発明は、下記の実施例には限定されない。
【実施例１】
【００２６】
図１は、本発明の具体的な一実施例に係る電子装置１０００の構成を示す断面図である。図１の電子装置１０００は、誘電体基板２０の上に、高周波回路チップ１００が設置されている。高周波回路チップ１００の構成は以下の通りである。シリコン基板１０の表面に、金等の金属から成るグランド層１５を形成し、その上にＳｉＯ2層１６を形成し、その上にマイクロストリップ導体１７を形成している。ＳｉＯ2層１６を介してマイクロストリップ導体１７とグランド層１５とでマイクロストリップ線路が構成される。尚、マイクロストリップ導体１７の信号伝搬方向である長手方向を−ｘ軸、信号伝搬方向に垂直な方向であって誘電体基板２０の基板面に平行な向きで、紙面に垂直手前向きをｙ軸、シリコン基板１０の厚さ方向の上方向をｚ軸とする。本実施例では、簡単化するため、高周波回路チップ１００は、単に、マイクロストリップ線路で構成しているが、高周波集積回路がシリコン基板１０に形成されており、その集積回路とマイクロストリップ線路（信号線路）とが接続されている。本実施例の電子装置は、図１の左端のPort1 から信号を入力して、右端のPort2 から信号を出力する装置である。また、シリコン基板１０の裏面には、裏面接地導体２６Ｃが形成されている。
【００２７】
上記の誘電体基板２０の上には、高周波回路チップ１００に対して、入力側、出力側に、それぞれ、その高周波回路チップ１００と同一高さである誘電体２Ｌ、２Ｒが設けられている。この誘電体２Ｌ、２Ｒの裏面には、それぞれ、裏面接地導体２６Ｌ、２６Ｒが形成されている。誘電体基板２０の上面には、銅製の接地導体２１が形成されており、この接地導体２１に、誘電体２Ｌ、２Ｒの裏面接地導体２６Ｌ、２６Ｒと、シリコン基板１０の接地導体２６Ｃが接合されている。
【００２８】
図２は、電子装置１０００の平面図である。誘電体２Ｌ、２Ｒとは、同一構造であるので、誘電体２Ｌについてのみ説明する。誘電体２Ｌの上面には、表面導体５０Ｌが形成されている。表面導体５０Ｌは、高周波回路チップ１００に近い側から、信号の伝搬方向に伸びた第１信号線路６１Ｌと、表面導体の第１部分５１Ｌと、中央の表面導体の第２部分５２Ｌと、表面導体の第２部分５２Ｌのｙ軸方向の中点において、信号を入力する伝送線路の信号線路６３Ｌとで構成されている。
【００２９】
図２において、誘電体２Ｌを、ｘ軸方向に、図示されたＡ、Ｂ、Ｃ、Ｆの領域に分ける。領域Ａは第１コプレーナ部、領域Ｂは分離部、領域Ｃは集積導波管、領域Ｆは伝送線路である。
【００３０】
第１コプレーナ部Ａは、第１信号線路６１Ｌと、その両側に設けられた表面導体の第１部分５１Ｌとで構成されている。表面導体の第１部分５１Ｌは、多数のビア７１Ｌにより、裏面接地導体２６Ｌと電気的に接続されている。第１信号線路６１Ｌは、表面導体５０Ｌの第２部分５２Ｌのｙ軸方向の幅（集積導波管幅）の中点からずれた位置、幅の３／４の位置において、第２部分５２Ｌと接続されている。２つの第１部分５１Ｌは、ｙ軸方向の幅が異なり、２つの第１部分５１Ｌの全体の幅は、第２部分５２Ｌのｙ軸方向の幅に等しい。２つの第１部分５１Ｌの幅は、異なるように構成しているが、同じ幅であっても良い。また、２つの第１部分５１Ｌの全幅を決定するｘ軸方向に平行な２辺は、第２部分５２Ｌの幅を決定するｘ軸方向に平行な２辺の線上になくとも良い。
【００３１】
分離部Ｂは、中央を通過している第１信号線路６１Ｌを除いて、表面導体が、信号の伝搬方向に垂直な方向において、表面導体の全幅において、欠落した部分である。集積導波管Ｃは、表面導体の第２部分５２Ｌと、その第２部分５２Ｌと対応した裏面接地導体２６Ｌの部分と、その第２部分５２Ｌと裏面接地導体２６Ｌとを電気的に接続する多数のビア７２Ｌとから構成されている。多数のビア７２Ｌは、信号の伝搬方向に沿った集積導波管幅である間隔Ｗの２本の線上に配設されており、集積導波管Ｃの側壁導体を構成する。
【００３２】
図１において、高周波回路チップ１００のグランド層１５の両端が破線で示されているのは次のような事情を示すものである。即ち、この例では、高周波回路チップ１００のマイクロストリップ導体１７とワイヤ３０Ｌ及び３０Ｒとの接続部の直下にはグランド層１５は存在しないが、その存在しない領域を挟むようにグランド層１５が形成されている。
【００３３】
図３は、ワイヤ３０Ｌのボンディング近傍の構成を示す詳細図である。図３は高周波回路チップ１００の各層の形状を示すために分解して示されている。図３．Ａに示すように、シリコン基板１０があり、シリコン基板１０の上部に、図３．Ｂに示すような形状にＡｕから成るグランド層１５が形成されている。本実施例では、グランド層１５は、後述のマイクロストリップ導体１７のワイヤボンディング部１７ＢＰの直下に当たる領域ＢＰをやや広げた領域と、高周波回路チップ１００の誘電体２Ｌと対向する外周辺に接する領域には形成されていない。次に、図３．Ｃのように、グランド層１５の２箇所のワイヤボンディング領域を露出させるような孔部を有したＳｉＯ2から成る絶縁層１６が形成されている。更に、図３．Ｄのように、絶縁層１６の上にマイクロストリップ導体１７と、その端点にワイヤボンディング部１７ＢＰがＡｕにより形成されるている。絶縁層１６を挟んだマイクロストリップ導体１７とグランド層１５によりマイクロストリップ伝送線路が形成される。尚、チップグランド層の一部分は、メッキが施されて、マイクロストリップ導体１７の表面と同じ高さに揃えたパッド１８が形成されている。
【００３４】
こうして、図３．Ｅに示すように、誘電体２Ｌと、高周波回路チップ１００とを、３つのワイヤ３０Ｌ、３０Ｌｇ１及び３０Ｌｇ２により接続する。ワイヤ３０Ｌは、誘電体２Ｌの第１信号線路６１Ｌと、チップ側のマイクロストリップ導体１７の左端に設けられたワイヤボンディング部１７ＢＰを接続する。ワイヤ３０Ｌｇ１と３０Ｌｇ２は、第１信号線路６１Ｌの両側に存在する誘電体２Ｌの表面導体の第１部分５１Ｌと、チップ側のグランド層１５の２箇所のパッド１８とを接続する。
【００３５】
次に、第１信号線路６１Ｌと、表面導体５０Ｌの第２部分５２Ｌとの接続位置と、集積導波管Ｃの特性インピーダンスとの関係について説明する。まず、第１信号線路６１Ｌを集積導波管幅の中点に接続した場合について説明する。図４に示すように、高周波回路チップ１００のワイヤボンディング部１７ＢＰ及び２つのパッド１８と、ワイヤ３０Ｌ及び２本のワイヤ３０Ｌｇ１、３０Ｌｇ２との接続点Ｐから高周波回路側を見たインピーダンスＺp は、特性インピーダンスＺ0 の５０Ωである。第１信号線路６１Ｌ及び表面導体５０Ｌの２つの第１部分５１Ｌと、ワイヤ３０Ｌ及び２本のワイヤ３０Ｌｇ１、３０Ｌｇ２との接続点Ｑから高周波回路チップ１００側を見たインピーダンスＺQ は、ワイヤ３０Ｌ、３０Ｌｇ１、３０Ｌｇ２の分布抵抗、分布インダクタンス及び分布容量と線路長によって決定されるインピーダンスの影響を受けて、特性インピーダンスＺ0 からずれる。すなわち、図５（ａ）に示すように、接続点Ｑから高周波回路チップ１００側を見たインピーダンスＺQ は、原点の特性インピーダンスＺ0 に対して、インダクタンス成分だけ、比抵抗１の円を右回転して、ワイヤの抵抗成分だけ抵抗値を増加させる方向に移動させた値となる。この結果、接続点Ｑから高周波回路チップ１００側を見たインピーダンスＺQ は、抵抗成分が５０Ωよりも大きくなり、リアクタンス成分を有するようになる。
【００３６】
第１信号線路６１Ｌと表面導体５０Ｌの第２部分５２Ｌとの接続点Ｒから高周波回路チップ１００を見たインピーダンスＺR は、次のようになる。接続点ＱのインピーダンスＺQ は、特性インピーダンスＺ0 （５０Ω）の第１コプレーナ部Ａ、分離部Ｂによる伝送路の線路長を適正に設定することにより、インピーダンス変換されて、インピーダンスＺR となる。線路長だけで、インピーダンスＺR を純抵抗にすることができるが、線路長だけで、５０Ωの特性インピーダンスＺ0 にすることは困難である。したがって、図５（ｂ）に示すように、第１コプレーナ部Ａ、分離部Ｂによる伝送路の線路長を適正に設定して、特性インピーダンスＺ0 よりも低い純抵抗の３５Ωとすることができる。しかし、接続点Ｒから集積導波管Ｃ側を見たインピーダンスＺR ’は、５０Ωの特性インピーダンスＺ0 であるので、接続点Ｒでは、インピーダンス整合は実現されない。
【００３７】
次に、第１信号線路６１Ｌと集積導波管Ｃとの接続点を、集積導波管幅の中点に位置させない場合について説明する。図６に示すように、集積導波管Ｃの信号の伝送方向に垂直な断面において、集積導波管幅Ｗに対して、高さをｈとする。集積導波管Ｃにおける基本モードは、ＴＥ10モードであるので、この基本モードについて考える。集積導波管断面における電界は、高さ方向（ｚ軸方向）の成分のみとなる。これをＥとする。
【００３８】
【数１】
となる。ｚ軸方向については、電界成分は一定である。
また、磁界は、ｙ成分とｘ成分とを有する。ポインティングベクトルに関与する成分は、ｙ成分であるので、ｙ成分のみ考える。ｙ成分磁界をＨとおく。
【数２】
となる。ｚ軸方向については、ｙ成分磁界は一定である。
【００３９】
ポインティングベクトルを形成する電界Ｅと磁界Ｈとの比により、電磁界インピーダンスＺF が決定される。
【数３】
【００４０】
一方、図６の集積導波管の断面において上下の導体壁面間の電位差Ｖを考える。
電位差Ｖは、次式で表される。
【数４】
一方、上下何れかの導体壁面上のｘ軸方向（電波の進行方向）の電流密度は、Ｈであるから、ｘ方向の電流Ｉは、次式で表現される。
【数５】
【００４１】
上記で求められたＶとＩから得られる比Ｖ／Ｉを、集積導波管の特性インピーダンスＺc とする。
【数６】
【００４２】
すなわち、集積導波管の特性インピーダンスＺc は、集積導波管の幅（ｙ軸方向）の関数となる。集積導波管幅の中点（ｙ＝０）において、特性インピーダンスＺc は、最大値のＺF ・（π／２）・（ｈ／Ｗ）となり、側壁導体の位置（ｙ＝±Ｗ／２）で、最小値の０となる。
【００４３】
このようにして、集積導波管Ｃの特性インピーダンスは、その幅方向の位置によって変化することになるので、第１信号線路６１Ｌと表面導体５０Ｌの第２部分５２Ｌとの接続点Ｒの幅方向の位置によって、接続点Ｒから伝送線路Ｆ側を見たインピーダンスを変化させることができる。特性インピーダンス最大値Ｚc の最大値ＺF ・（π／２）・（ｈ／Ｗ）を、伝送線路の特性インピーダンスＺ0 の５０Ωに、集積導波管Ｃの幅Ｗ、高さｈを設定することができる。その結果、接続点Ｒから伝送線路Ｆ側を見たインピーダンスを３５Ωにするには、次式を満たす位置に、第１信号線路６１Ｌを第２部分５２Ｌに接続すれば良い。
【数７】
すなわち、ｙ＝Ｗ／４の位置、集積導波管幅Ｗの３／４の位置に、第１信号線路６１Ｌと第２部分５２Ｌとの接続点Ｒを設けることで、この接続点Ｒから両側を見たインピーダンスは、３５Ωとなり、この接続点Ｒでインピーダンス整合を図ることができる。
【００４４】
一方、伝送線路Ｆと集積導波管Ｃとの接続点Ｓの幅方向の位置は、集積導波管幅Ｗの中点であるので、この接続点Ｓの両側を見たインピーダンスは、５０Ωの特性インピーダンスＺ0である。
以上のようにして、本発明では、集積導波管Ｃと第１信号線路６１Ｌの集積導波管幅方向の位置を変化させることで、各接続点Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓにおいて、インピーダンス整合をとることができる。もしも、集積導波管Ｃの第１信号線路６１Ｌと第２部分５２Ｌとの接続点を集積導波管幅の中点にした場合には、インピーダンス整合をするために、別の集積導波管を設ける必要がある。すなわち、集積導波管Ｃよりも特性インピーダンスが小さい、したがって、集積導波管幅のより広い第２の集積導波管を集積導波管Ｃと第１信号線路６１Ｌとの間に設ける必要がある。このため、高周波回路チップの信号線路が平行に２本設けられる場合には、この線路間隔を幅の広い集積導波管幅にする必要があった。しかし、本発明では、幅の狭い集積導波管だけを用いて、インピーダンス整合させることが可能となる。
【実施例２】
【００４５】
図７は、本発明の他の実施例に係る電子装置２０００の構成を示す平面図である。実施例１と同一機能部分については、同一符号が付されている。実施例１と異なる点は、第１コプレーナ部Ａと集積導波管Ｃとの間の分離部Ｂを、第１スロット部Ｂ１としたことである。第１スロット部Ｂ１は、表面導体の第１部分５１Ｌと第２部分５２Ｌとが、周辺で接続された周辺導体部５４Ｌが形成されている。この第１スロット部Ｂ１の信号の伝搬方向に垂直な幅は、任意であり、集積導波管Ｃの幅Ｗと同一にする必要はない。しかし、同一であっても良い。第１スロット部Ｂ１は、電磁界励振モードをＴＥ10モードからＴＥＭモードに変換するものである。各接続点でのインピーダンスについては、実施例１と同一である。
【実施例３】
【００４６】
図８は、本発明の他の実施例に係る電子装置３０００の構成を示す平面図である。実 施例１、２と同一機能部分については、同一符号が付されている。誘電体２Ｌの上面には、表面導体５０Ｌが形成されている。表面導体５０Ｌは、高周波回路チップ１００に近い側から、ｙ軸方向の中央部において信号の伝搬方向に伸びた第１信号線路６１Ｌ、表面導体の第１部分５１Ｌと、中央の表面導体の第２部分５２Ｌと、表面導体の第３部分５５Ｌと、ｙ軸方向の中央部において、信号を入力する第２信号線路６２Ｌとで構成されている。
【００４７】
図８において、誘電体２Ｌを、ｘ軸方向に、図示されたＡ、Ｂ１、Ｃ、Ｄ、Ｇ、Ｆの領域に分ける。領域Ａは第１コプレーナ部、領域Ｂ１は第１スロット部、領域Ｃは集積導波管、領域Ｄは第２スロット部、領域Ｇは第２コプレーナ部、領域Ｆは伝送線路である。
実施例２と異なる点は、次の点である。第１スロット部Ｂ１は、信号の進行方向に垂直な幅の両端で、表面導体の第１部分５１Ｌと第２部分５２Ｌとを接続する周辺導体部５７Ｌを有している。そして、両側にある２つの第１スロット部Ｂ１の全幅は、集積導波管Ｃの幅Ｗと同一である。この点が実施例２と異なる点の一つである。また、集積導波管Ｃと伝送線路Ｆとの間に、第２スロット部Ｄと、第２コプレーナ部Ｇとを設けたことが異なる。第２スロット部Ｄは、第１スロット部Ｂ１と対称に設けられている。すなわち、第２スロット部Ｄは、中央を通過している第２信号線路６２Ｌを除いて、表面導体が、信号の伝搬方向に垂直な方向において幅Ｗで欠落した部分である。第２スロット部Ｄは、集積導波管Ｃの表面導体５０Ｌの第２部分５２Ｌと、第２コプレーナ部Ｇの表面導体の第３部分５５Ｌとを接続する周辺導体部５８Ｌが形成されている。そして、第２スロット部Ｄの幅は、集積導波管Ｃの幅Ｗと同一である。すなわち、信号の伝搬方向の両側にあるスロット部の全幅Ｗは、集積導波管の遮断周波数に対応する自由空間波長の１／２である。
【００４８】
第２コプレーナ部Ｇは、第２信号線路６２Ｌと、その両側に設けられた表面導体の第３部分５５Ｌとで構成されている。表面導体の第３部分５５Ｌは、多数のビア７３Ｌにより、裏面接地導体２６Ｌと電気的に接続されている。また、第２スロット部Ｄと第２コプレーナ部Ｇの幅方向（ｙ軸方向）の中点部をｘ軸方向に貫通して、集積導波管Ｃの表面導体の第２部分５２Ｌに接続された第２信号線路６２Ｌが設けられている。この第２信号線路６２Ｌは、伝送線路Ｆの信号線路６３Ｌに接続されている。この第２スロット部Ｄの信号の伝搬方向に垂直な幅は、任意であり、集積導波管Ｃの幅Ｗと同一にする必要はない。しかし、同一であっても良い。第２スロット部Ｄは、電磁界励振モードをＴＥＭモードからＴＥ10モードに変換するものである。
【００４９】
第２スロット部Ｄの作用は、電磁界励振モードをＴＥＭモードからＴＥ10モードに変換するものであり、第１スロット部Ｂ１は、電磁界励振モードをＴＥ10モードからＴＥＭモードに変換するものである。マイクロストリップ線路で構成された伝送線路Ｆでは、信号線路６３Ｌから裏面接地導体２６Ｌに向かう電界が生成され、第２コプレーナ部Ｇでは、表面導体の第３部分５５Ｌはアース電位となり、集積導波管Ｃの表面導体の第２部分５２Ｌもアース電位であるので、第２スロット部Ｄでは、電界は、誘電体２Ｌの表面に平行に、信号の伝搬方向に励起される。このＴＥＭモードが、集積導波管Ｃにおいて、信号の伝搬方向に垂直で、誘電体２Ｌの厚さ方向に、電界が励起されるＴＥ10モードに変換される。集積導波管Ｃと第１スロット部Ｂ１との関係も、これと同様である。このようにして、モード変換が円滑に実行される。
【実施例４】
【００５０】
図９は、本実施例に係る電子装置４０００の構成を示した平面図である。本実施例は、実施例３と異なり、第２スロット部Ｄと、第２コプレーナ部Ｇを設けずに、集積導波管Ｃの表面導体の第２部分５２Ｌを伝送線路Ｆの信号線路６３Ｌに、直接、接続したことが特徴である。このようにして、マイクロストリップ線路である伝送線路Ｆの信号線路６３Ｌと裏面接地導体２６Ｌ間において、厚さ方向（ｚ軸）に誘起される電界モード、そのまま、集積導波管Ｃに導入することも可能である。
【実施例５】
【００５１】
図１０は、本実施例に係る電子装置５０００の構成を示した平面図である。本実施例は、実施例１の電子装置１０００を信号の伝搬方向のｘ軸について線対称に、２つ平行に誘電体基板２０上に設けたことが特徴である。第１系統においては、実施例１と同一構成であり、実施例１の構成部分と対応する本実施例の構成部分は、実施例１と下２桁の数字を同一にして、百番台の数字が付されている。また、第２系統においては、実施例１の構成部分と対応する本実施例の構成部分は、実施例１と下２桁の数字を同一にして、二百番台の数字が付されている。
【００５２】
第１系統の第１信号線路１６１Ｌと表面導体１５０Ｌの第１部分１５２Ｌとの接続点Ｕの幅方向の位置は、集積導波管幅Ｗの外側の側壁導体１７２Ｌから３Ｗ／４の位置であり、第２系統の第１信号線路２６１Ｌと表面導体２５０Ｌの第１部分２５２Ｌとの接続点Ｖの幅方向の位置は、集積導波管幅Ｗの外側の側壁導体２７２Ｌから３Ｗ／４の位置である。したがって、第１信号線路１６１Ｌと第１信号線路２１６Ｌとの間隔は、第１系統の集積導波管の幅の中点と、第２系統の集積導波管の幅の中点間の距離よりも、小さい。第１系統と第２系統とを接近して設けることにより、第１信号線路１６１Ｌと第１信号線路２１６Ｌとの間隔は、集積導波管幅Ｗよりも狭く、Ｗ／２以上とすることができる。第１系統の集積導波管の内側の側壁導体と、第２系統の集積導波管の内側の側壁導体とを共通化することにより、第１信号線路１６１Ｌと第１信号線路２１６Ｌとの間隔は、この例の場合では、Ｗ／２とすることができる。これにより、第１信号線路１１６Ｌと２１６Ｌを集積導波管幅の中点に設けた場合に比べて、第１系統の高周波集積回路チップ１０１の信号線路と、第２系統の高周波集積回路チップ１０２の信号線路との間隔を狭くすることができる。
【００５３】
上記実施例の場合、特性インピーダンス５０Ωの集積導波管の幅は、１．６１ｍｍである。これに対して、特性インピーダンス３５Ωの集積導波管の幅は、２．４３ｍｍである。もしも、集積導波管Ｃの第１信号線路６１Ｌと第２部分５２Ｌとの接続点を集積導波管幅の中点にした場合には、インピーダンス整合をするために、特性インピーダンス３５Ωの別の集積導波管を設ける必要がある。すなわち、集積導波管Ｃよりも特性インピーダンスが小さい、したがって、集積導波管幅のより広い第２の集積導波管を集積導波管Ｃと第１信号線路６１Ｌとの間に設ける必要がある。このため、高周波回路チップの信号線路が平行に２本設けられる場合には、この線路間隔は、上記の特性インピーダンス３５Ωの集積導波管の幅２．４３ｍｍよりも狭くはできないことになる。本発明では、幅が１．６１ｍｍの集積導波管を用いることができ、しかも、第１信号線路１６１Ｌ、２６１Ｌは、各集積導波管の幅の中点にはなく、相互に間隔を狭くする方向に配置されている。したがって、本発明によると、第１信号線路１６１Ｌ、２６１Ｌの間隔は、１．６１ｍｍ以下、０．８１ｍｍ以上の幅とすることが可能となる。
【００５４】
この実施例５の電子装置において、Port1 、Port２での反射特性を図１１のＳ１１、Ｓ２２として示す。また、Port1 からPort２への伝送特性を、図１１のＳ２１で示す。 図４から明らかなように、本発明の電子装置５０００の損失は、６２ＧＨｚ〜８４ＧＨｚの２２ＧＨｚの範囲において、３ｄＢ以下である。反射特性を見ても、本発明の電子装置５０００の反射損失は、６２ＧＨｚ〜８４ＧＨｚの２２ＧＨｚの範囲において、７ｄＢ以上となっており、すぐれた特性を示していることが理解される。
【００５５】
また、この実施例５の電子装置５０００において、Port3 からPort1 への漏れ損失特性を図１２のＳ３１で、Port４からPort1 への漏れ損失特性を図１２のＳ４１示す。何れも、３０ｄＢ以上の減衰があることが理解される。
【００５６】
２系統設ける図１０に示す実施例５の構成は、上記の全実施例１〜４の全ての構成野電子装置にも適用できるものである。
【実施例６】
【００５７】
次に、高周波回路チップを差動回路とした実施例について説明する。図１３にその電子装置６０００を示す。実施例１〜５と対応する部分には、同一の符号を付した。高周波回路チップ１０２は、図１、図３に示す高周波回路チップ１００に対して、ＳｉＯ2層１６上に２つのマイクロストリップ導体１７が、微小間隔を設けて配設されている点のみが異なる。すなわち、高周波回路チップ１０２は、グランド層１５を共通とし、信号線路が２本、平行に設けられたマイクロストリップ線路と、これに接続される差動回路（図示略）で構成されている。実施例５の電子装置と異なり、本電子装置６０００では、２つの系統の集積導波管の表面導体の第２部分１５２Ｌと第２部分２５２Ｌとは、中央部で連続している。また、実施例２〜４と同様に、表面導体の第１部分１５１Ｌ、２５２Ｌと、第２部分１５２Ｌ、２５２Ｌとが、周辺で接続された周辺導体部１５４Ｌ、２５４Ｌを有している。そして、第１コプレーナ部Ａと集積導波管Ｃとの間の分離部Ｂを、第１スロット部Ｂ１としている。また、第１系統の第１信号線路１８１Ｌと、第２系統の第１信号線路２８１Ｌの長さの差は、動作周波数の管内波長の１／２としている。すなわち、第２系統の第１信号線路２８１Ｌの長さは、第１系統の第１信号線路１８１Ｌの長さよりも、λ／２だけ長くし、第２系統の第１信号線路２８１Ｌを伝送する信号は、第１系統の第１信号線路１８１Ｌを伝送する信号よりも、πだけ位相変化量が多くなる。高周波回路チップ１０２のワイヤボンディング部１１７ＢＰとワイヤ１３０Ｌとの接続点Ｊ、ワイヤボンディング部２１７ＢＰとワイヤ２３０Ｌとの接続点Ｋにおける２つの信号の位相差はπである。また、第１系統の第１信号線路１８１Ｌと表面導体１５０Ｌの第１部分１５２Ｌとの接続点Ｕと、第２系統の第１信号線路２８１Ｌと表面導体２５０Ｌの第１部分２５２Ｌとの接続点Ｖとにおける、それぞれの信号の位相差はπである。この条件を満たすように、第１系統の第１信号線路１８１ＬＵと、第２系統の第１信号線路２８１Ｌの長さが決定されていく。
【実施例７】
【００５８】
本実施例の電子装置は、実施例６の電子装置において、２つの系統の集積導波管Ｃを高周波回路チップと接続される側とは反対側において、一つのポートに合成したものである。その構成を図１４に示す。この電子装置の伝送特性と反射特性のシミュレーション結果を、それぞれ、図１５、図１６に示す。動作周波数７７ＧＨｚにおいて、３ｄＢの伝送損失、１５ｄＢ以上の反射損失が得られていることが理解される。
【００５９】
なお、実施例６、７において、実施例１と同様に、周辺導体部１５４Ｌ、２５４Ｌを設けることなく、分離部Ｂとしても良い。また、第３実施例と同様に、伝送線路Ｆに接続される回路部分に、第２コプレーナ部Ｇ、第２スロット部Ｄを設けても良い。すなわち、図８における中央を通過している第２信号線路６２Ｌを除いて、表面導体が、信号の伝搬方向に垂直な方向において幅Ｗで欠落した第２スロット部Ｄを設けても良い。第２スロット部は、集積導波管Ｃの表面導体５０Ｌの第２部分５２Ｌと、第２コプレーナ部Ｇの表面導体の第３部分５５Ｌとを接続する周辺導体部５８Ｌを有している。また、図８に示すように、第２信号線路６２Ｌと、その両側に設けられた表面導体の第３部分５５Ｌとで構成された第２コプレーナ部Ｇを設けても良い。また、周辺導体部５８Ｌはなくとも良い。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、高周波回路チップと伝送路の接続に用いることができる。
【符号の説明】
【００６１】
１０００，２０００，３０００，４０００，５０００，６０００，７０００：電子装置
１００，１０１，１０２：高周波回路チップ
１０：シリコン基板
１５：グランド層
１６：絶縁層
１７：マイクロストリップ導体
２０：誘電体基板
２Ｌ、２Ｒ：誘電体
２６Ｌ、２６Ｒ：裏面接地導体
５０Ｌ、５０Ｒ：表面導体
５１Ｌ、５１Ｒ、１５１Ｌ、１５１Ｒ、２５１Ｌ、２５１Ｒ：表面導体の第１部分
５２Ｌ、５２Ｒ、１５２Ｌ、１５２Ｒ、２５２Ｌ、２５２Ｒ：表面導体の第２部分
５４Ｌ、５４Ｒ、１５４Ｌ、２５４Ｌ：周辺導体部
５５Ｌ、５５Ｒ：表面導体の第３部分
Ａ：第１コプレーナ部
Ｂ：分離部
Ｂ１：第１スロット部
Ｃ：集積導波管
Ｄ：第２スロット部
Ｇ；第２コプレーナ部
Ｆ：伝送線路
６１Ｌ、６１Ｒ、１６１Ｌ、１６１Ｒ、２６１Ｌ、２６１Ｒ、１８１Ｌ、１８１Ｒ、２８１Ｌ、２８１Ｒ：第１信号線路
６２Ｌ、６２Ｒ、：第２信号線路
６３Ｌ、６３Ｒ、１６３Ｌ、１６３Ｒ、２６３Ｌ、２６３Ｒ：信号線路
７１Ｌ、７１Ｒ、７２Ｌ、７２Ｒ、７３Ｌ、７３Ｒ：ビア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板に高周波回路が形成された高周波回路チップを誘電体基板上に実装した電子装置において、
前記高周波回路チップに対してワイヤボンディングされ、誘電体上に形成された第１信号線路と、前記誘電体上において前記第１信号線路の両側に形成され誘電体の裏面全体に形成された裏面接地導体と接続された表面導体の第１部分と、から成る第１コプレーナ部と、
前記第１コプレーナ部の前記第１信号線路に接続され、信号の伝送方向に沿った２辺に沿って、前記裏面接地導体と電気的に接続する複数のビアホールから成る側壁導体と、前記第１信号線路と連続する前記表面導体の第２部分と、前記裏面接地導体と、から成る集積導波管と、
を有し、
前記第１コプレーナ部の前記第１信号線路と前記集積導波管の前記表面導体の前記第２部分との接続点を、前記側壁導体間の幅の中点からずれた位置にすることで、この接続点から前記高周波回路チップ側を見たインピーダンスと前記集積導波管側を見たインピーダンスとを整合させたことを特徴とする電子装置。
【請求項２】
前記第１コプレーナ部と前記集積導波管との間には、中央部において前記第１信号線路が通過し、前記表面導体が信号の伝送方向に垂直な幅方向に欠落して前記誘電体の表面が露出した第１スロット部を有することを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記集積導波管の前記表面導体の前記第２部分が、伝送線路の信号線路に接続されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子装置。
【請求項４】
前記集積導波管の前記表面導体の前記第２部分と前記伝送線路の前記信号線路間を接続し、前記第２部分に連続した第２信号線路と、
前記第２信号線路が、中央部において通過し、前記表面導体が信号の伝送方向に垂直な幅方向に欠落し、前記誘電体の表面が露出した第２スロット部と、
前記誘電体上において前記第２信号線路の両側に形成され、前記裏面接地導体と接続された前記表面導体の第３部分とから成る第２コプレーナ部と、
を有することを特徴とする請求項３に記載の電子装置。
【請求項５】
前記高周波回路チップの信号線路は平行に２本設けられ、それらの信号線路に接続される前記第１信号線路と前記集積導波管は、２つ設けられており、それぞれの前記第１信号線路とそれぞれの前記集積導波管の前記表面導体のそれぞれの前記第２部分との接続点の間隔は、前記集積導波管の前記側壁導体間の幅よりも狭いことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の電子装置。
【請求項６】
前記高周波回路チップは信号線路を２本有する差動回路であり、２つ設けられた前記第１信号線路の長さの差を、動作周波数の管内波長の１／２として、それぞれの第１信号線路と、それぞれの前記集積導波管のそれぞれの前記表面導体の前記第１部分との接続点において、前記第１信号線路を伝搬する２つの信号を同相としたことを特徴とする請求項５に記載の電子装置。
【請求項７】
２つの前記集積導波管の前記第１信号線路が接続されている側とは反対側は、２つの集積導波管が一体となるように連結されていることを特徴とする請求項６に記載の電子装置。
【請求項１】
半導体基板に高周波回路が形成された高周波回路チップを誘電体基板上に実装した電子装置において、
前記高周波回路チップに対してワイヤボンディングされ、誘電体上に形成された第１信号線路と、前記誘電体上において前記第１信号線路の両側に形成され誘電体の裏面全体に形成された裏面接地導体と接続された表面導体の第１部分と、から成る第１コプレーナ部と、
前記第１コプレーナ部の前記第１信号線路に接続され、信号の伝送方向に沿った２辺に沿って、前記裏面接地導体と電気的に接続する複数のビアホールから成る側壁導体と、前記第１信号線路と連続する前記表面導体の第２部分と、前記裏面接地導体と、から成る集積導波管と、
を有し、
前記第１コプレーナ部の前記第１信号線路と前記集積導波管の前記表面導体の前記第２部分との接続点を、前記側壁導体間の幅の中点からずれた位置にすることで、この接続点から前記高周波回路チップ側を見たインピーダンスと前記集積導波管側を見たインピーダンスとを整合させたことを特徴とする電子装置。
【請求項２】
前記第１コプレーナ部と前記集積導波管との間には、中央部において前記第１信号線路が通過し、前記表面導体が信号の伝送方向に垂直な幅方向に欠落して前記誘電体の表面が露出した第１スロット部を有することを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記集積導波管の前記表面導体の前記第２部分が、伝送線路の信号線路に接続されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子装置。
【請求項４】
前記集積導波管の前記表面導体の前記第２部分と前記伝送線路の前記信号線路間を接続し、前記第２部分に連続した第２信号線路と、
前記第２信号線路が、中央部において通過し、前記表面導体が信号の伝送方向に垂直な幅方向に欠落し、前記誘電体の表面が露出した第２スロット部と、
前記誘電体上において前記第２信号線路の両側に形成され、前記裏面接地導体と接続された前記表面導体の第３部分とから成る第２コプレーナ部と、
を有することを特徴とする請求項３に記載の電子装置。
【請求項５】
前記高周波回路チップの信号線路は平行に２本設けられ、それらの信号線路に接続される前記第１信号線路と前記集積導波管は、２つ設けられており、それぞれの前記第１信号線路とそれぞれの前記集積導波管の前記表面導体のそれぞれの前記第２部分との接続点の間隔は、前記集積導波管の前記側壁導体間の幅よりも狭いことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の電子装置。
【請求項６】
前記高周波回路チップは信号線路を２本有する差動回路であり、２つ設けられた前記第１信号線路の長さの差を、動作周波数の管内波長の１／２として、それぞれの第１信号線路と、それぞれの前記集積導波管のそれぞれの前記表面導体の前記第１部分との接続点において、前記第１信号線路を伝搬する２つの信号を同相としたことを特徴とする請求項５に記載の電子装置。
【請求項７】
２つの前記集積導波管の前記第１信号線路が接続されている側とは反対側は、２つの集積導波管が一体となるように連結されていることを特徴とする請求項６に記載の電子装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１１−２４１９８（Ｐ２０１１−２４１９８Ａ）
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３６９４６（Ｐ２０１０−１３６９４６）
【出願日】平成２２年６月１６日（２０１０．６．１６）
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００２３７５９２）富士通テン株式会社 (3,383)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１６日（２０１０．６．１６）
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００２３７５９２）富士通テン株式会社 (3,383)
【Ｆターム（参考）】
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