説明

高周波用電子部品の信号線路

【目的】 基板の複数の誘電体層間にそれぞれ備えたグランドプレーンで擬似同軸線路構造化したヴィアであって、基板に上下に貫通して備えたヴィアの上下端にそれぞれ接続した基板上下面の信号線路の各内端とその各内端に連なる基板上下面のマイクロストリップ線路構造化した信号線路との間をそれぞれ接続する中間信号線路部分をそれぞれ短縮した、高速信号を伝送損失少なく伝える高周波用信号線路を得る。
【構成】 グランドプレーン30を、そのヴィア20に対向する内周縁32を基板12上部からその下部に行くに従い基板の信号線路22の逆側から基板下面の信号線路24の逆側へと漸次階段状に偏心させて、基板の複数の誘電体層10間にそれぞれ配設する。

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高周波用電子部品の信号線路、特に10GHz以上等の超高速信号を伝送損失少なく効率良く伝えることのできる高周波用電子部品の信号線路(以下、高周波用信号線路という)に関する。
【0002】
【従来の技術】上記高周波用信号線路として、図5と図6に示したような信号線路がある。
【0003】この信号線路は、セラミック等からなる誘電体層10を複数(図では、4層としている)積層して形成した基板12に、メタライズ等の導体ポールからなるヴィア(以下、ヴィアという)20を基板12に上下に貫通して備えて、そのヴィア20を高速信号を伝える高周波用信号線路に形成している。
【0004】それと共に、基板12の複数の誘電体層10間にヴィア20を囲むメタライズ等からなるグランドプレーン30を、図6に破線で示したように、ヴィア20と円形状に所定間隔あけてそれぞれ広く層状に備えている。そして、それらの複数の誘電体層10間にそれぞれ備えたグランドプレーン30で、ヴィア20からなる高周波用信号線路を擬似同軸線路構造化していて、そのヴィア20からなる高周波用信号線路の特性インピーダンスを一定値の50Ω等にマッチングさせている。
【0005】基板12上面とその下面とには、メタライズ等からなる細帯状の信号線路22、24をそれぞれ互いに逆方向(図では、左方向と右方向としている)に備えている。そして、それらの信号線路22、24を基板12上部とその下部との誘電体層10間にそれぞれ広く備えたグランドプレーン30でそれぞれマイクロストリップ線路構造化していて、その信号線路22、24の特性インピーダンスを一定値の50Ω等にマッチングさせている。
【0006】基板12上下面の信号線路22、24の各内端は、基板12上面とその下面とに露出したヴィア20上端とその下端とにそれぞれ接続している。
【0007】そして、擬似同軸線路構造化したヴィア20とそれに接続したストリップ線路構造化した信号線路22、24とからなる高周波用信号線路を高速信号を伝送損失少なく効率良く伝えることができるようにしている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記高周波用信号線路においては、ヴィア20上端とその下端とにそれぞれ接続した信号線路22、24の各内端とその各内端に連なるマイクロストリップ線路構造化した信号線路22、24との間をそれぞれ接続する中間信号線路部分(以下、中間信号線路部分という)22a、24aの下方又はその上方の基板12の誘電体層10間にグランドプレーンを備えておらず、それらの中間信号線路部分22a、24aをマイクロストリップ線路構造化して、それらの中間信号線路部分22a、24aの特性インピーダンスを一定値の50Ω等にマッチングさせていなかった。
【0009】そのため、ヴィア20とそれに接続した基板12上下面の信号線路22、24とからなる高周波用信号線路に高速信号を伝えた場合に、上記中間信号線路部分22a、24aを伝わる高速信号の伝送損失が大きくて、その高周波用信号線路を高速信号を伝送損失少なく効率良く伝えることができなかった。このことは特に、上記高周波用信号線路を10GHz以上等の超高速信号を伝えた場合に顕著であった。
【0010】本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、上記中間信号線路部分を縮めて、高速信号を伝送損失少なく効率良く伝えることのできるようにした、高周波用信号線路を提供しようとするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明の第1の高周波用信号線路は、誘電体層を複数積層して形成した基板にヴィアを基板に上下に貫通して備えると共に、前記複数の誘電体層間に前記ヴィアを囲むグランドプレーンをヴィアと所定間隔あけてそれぞれ備えて、前記ヴィアを擬似同軸線路構造化し、かつ、前記基板上面とその下面とにそれぞれ互いに逆方向に備えた信号線路を基板上部とその下部との前記グランドプレーンでそれぞれマイクロストリップ線路構造化すると共に、それらの基板上下面の信号線路の各内端を前記ヴィア上端とその下端とにそれぞれ接続してなる高周波用電子部品の信号線路において、前記グランドプレーンを、そのヴィアに対向する内周縁を基板上部からその下部に行くに従い前記基板上面の信号線路の逆側から基板下面の信号線路の逆側へと漸次階段状に偏心させて、前記複数の誘電体層間にそれぞれ配設したことを特徴としている。
【0012】本発明の第2の高周波用信号線路は、誘電体層を複数積層して形成した基板にヴィアを基板上面側からその下面側に貫通して備えると共に、前記複数の誘電体層間に前記ヴィアを囲むグランドプレーンをヴィアと所定間隔あけてそれぞれ備えて、前記ヴィアを擬似同軸線路構造化し、かつ、前記基板上面とその下面とにそれぞれ互いに逆方向に備えた信号線路を基板上部とその下部との前記グランドプレーンでそれぞれマイクロストリップ線路構造化すると共に、それらの基板上下面の信号線路の各内端を前記ヴィア上端とその下端とにそれぞれ接続してなる高周波用電子部品の信号線路において、前記基板に前記ヴィアを基板上面の信号線路側から基板下面の信号線路側にかけて斜め上下に貫通して備えると共に、前記ヴィア周囲のグランドプレーンをそのヴィアに対向する内周縁がそれぞれ互いに上下に重なり合うように前記複数の誘電体層間にそれぞれ配設したことを特徴としている。
【0013】
【作用】上記構成の第1の高周波用信号線路においては、グランドプレーンを、そのヴィアに対向する内周縁を基板上部からその下部に行くに従い基板上面の信号線路の逆側から基板下面の信号線路の逆側へと漸次階段状に偏心させて、複数の誘電体層間にそれぞれ配設している。そして、ヴィアに対向する基板上部とその下部とのグランドプレーンの内周縁のうちの、基板上下面の信号線路側に位置する内周縁部分を、ヴィア上部とその下部とにそれぞれ接近させている。
【0014】また、第2の高周波用信号線路においては、基板にヴィアを基板上面の信号線路側から基板下面の信号線路側にかけて斜め上下に貫通して備えると共に、ヴィア周囲のグランドプレーンをそのヴィアに対向する内周縁がそれぞれ互いに上下に重なり合うように複数の誘電体層間にそれぞれ配設している。そして、ヴィアに対向する基板上部とその下部とのグランドプレーンの内周縁のうちの、基板上下面の信号線路側に位置する内周縁部分を、ヴィア上部とその下部とにそれぞれ接近させている。
【0015】そのため、上記第1、第2の高周波用信号線路においては、ヴィア上端とその下端とにそれぞれ接続した信号線路の各内端とその各内端に連なる信号線路であって、基板上部とその下部とのグランドプレーンでマイクロストリップ線路構造化した信号線路との間をそれぞれ接続した中間信号線路部分をそれぞれ短縮できる。そして、それらの中間信号線路部分を伝わる高速信号の伝送損失を少なく抑えることができる。
【0016】また、上記構成の第1、第2の高周波用信号線路においては、基板の複数の誘電体層間にそれぞれ備えたグランドプレーンのヴィアを囲む内周縁の径をそれぞれ大小に調整したりその内周縁の形状をそれぞれ変化させたりして、それらの複数のグランドプレーンで擬似同軸線路構造化したヴィアの特性インピーダンスを一定値の50Ω等にマッチングさせることができる。
【0017】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面に従い説明する。図1と図2は本発明の高周波用信号線路の好適な実施例を示し、図1はその正面断面図、図2はその平面図である。以下に、この高周波用信号線路を説明する。
【0018】図において、12は、誘電体層10を複数(図では、4層としている)一体に積層して形成した基板である。誘電体層10は、Al2 3 を主成分とする誘電率εが約9.5のセラミック等で形成している。
【0019】基板12には、メタライズ等の導体ポールからなるヴィア(以下、ヴィアという)20を、基板12に上下に貫通して備えている。
【0020】基板12を構成する複数の誘電体層10間には、ヴィア20を囲むメタライズ等からなるグランドプレーン30を、図2に破線で示したように、ヴィア20と円形状又は楕円形状等に所定間隔あけてそれぞれ備えている。そして、それらの複数のグランドプレーン30で、ヴィア20からなる信号線路を擬似同軸線路構造化していて、その特性インピーダンスを一定値の50Ω等にマッチングさせている。
【0021】基板12上面とその下面とには、メタライズ等からなる細帯状の信号線路22、24をそれぞれ互いに逆方向(図では、左方向と右方向としている)に備えている。そして、それらの信号線路22、24を、基板12の上部とその下部との誘電体層10間にそれぞれ広く備えたグランドプレーン30で、それぞれマイクロストリップ線路構造化している。
【0022】基板12上下面にそれぞれ備えた信号線路22、24の各内端は、ヴィア20上端とその下端とにそれぞれ接続している。詳しくは、ヴィア20上端とその下端とを基板12上下面の信号線路22、24の各内端でそれぞれ覆っている。
【0023】以上の構成は、従来の高周波用信号線路と同様であるが、図の高周波用信号線路では、グランドプレーン30を、そのヴィア20に対向する内周縁32を、基板12上部からその下部に行くに従い、基板12上面の信号線路22の逆側から基板12下面の信号線路24の逆側へと漸次階段状に偏心させて、基板12の複数の誘電体層10間にそれぞれ配設している。言い換えれば、ヴィア20に対向するグランドプレーンの内周縁32が基板12中に筒状体を斜め上下に断続的に形成するように、グランドプレーン30を基板12の複数の誘電体層10間にそれぞれ配設している。
【0024】そして、基板12上部の誘電体層10間に備えたグランドプレーン30のヴィア20に対向する内周縁32のうちの、基板12上面の信号線路22側に位置する内周縁32部分をヴィア20上部に接近させていると共に、基板12下部の誘電体層10間に備えたグランドプレーン30のヴィア20に対向する内周縁32のうちの、基板12下面の信号線路24側に位置する内周縁32部分をヴィア20下部に接近させている。そして、ヴィア20上端に接続した信号線路22内端とその内端に連なる基板12上部のグランドプレーン30でマイクロストリップ線路構造化した信号線路22との間を接続する中間信号線路部分22aを短縮していると共に、ヴィア20下端に接続した信号線路24内端とその内端に連なる基板12下部のグランドプレーン30でマイクロストリップ線路構造化した信号線路24との間を接続する中間信号線路部分24aを短縮している。
【0025】ヴィア20は、その周囲の複数の誘電体層10間のグランドプレーン30のヴィア20に対向する内周縁32の径をそれぞれ大小に調整したりその内周縁32の形状をそれぞれ変化させたりして、その特性インピーダンスを一定値の50Ω等にマッチングさせている。
【0026】図1と図2に示した高周波用信号線路は、以上のように構成していて、この高周波用信号線路では、基板12上下面のマイクロストリップ線路構造化していない中間信号線路部分22a、24aをそれぞれ短縮して、それらの中間信号線路部分22a、24aを伝わる高速信号の伝送損失をそれぞれ少なく抑えることができる。
【0027】図3と図4は本発明の第2の高周波用信号線路の好適な実施例を示し、図3はその正面断面図、図4はその平面図である。以下に、この高周波用信号線路を説明する。
【0028】図の高周波用信号線路では、基板12に基板12上面側からその下面側にかけて貫通して備えたメタライズ等の導体ポールからなるヴィア(以下、ヴィアという)200を、図3に示したように、基板12上面の信号線路22側から基板12下面の信号線路24側にかけて基板12を斜め上下に貫通して備えている。
【0029】それと共に、ヴィア200周囲のグランドプレーン30を、そのヴィア200に対向する内周縁32がそれぞれ互いに上下に重なり合うように、基板12の複数の誘電体層10間にそれぞれ配設している。言い換えれば、ヴィア200に対向するグランドプレーンの内周縁32が基板12中に筒状体を上下に断続的に形成するように、グランドプレーン30を基板12の複数の誘電体層10間にそれぞれ配設している。
【0030】そして、基板12上部の誘電体層10間に備えたグランドプレーン30のヴィア200に対向する内周縁32のうちの、基板12上面の信号線路22側に位置する内周縁32部分をヴィア200上部に接近させていると共に、基板12下部の誘電体層10間に備えたグランドプレーン30のヴィア200に対向する内周縁32のうちの、基板12下面の信号線路24側に位置する内周縁32部分をヴィア200下部に接近させている。そして、ヴィア200上端に接続した基板12上面の信号線路22内端とその内端に連なる基板12上部のグランドプレーン30でマイクロストリップ線路構造化した信号線路22との間を接続する中間信号線路部分22aを短縮していると共に、ヴィア200下端に接続した基板12下面の信号線路24内端とその内端に連なる基板12下部のグランドプレーン30でマイクロストリップ線路構造化した信号線路24との間を接続する中間信号線路部分24aを短縮している。
【0031】ヴィア200は、その周囲の複数の誘電体層10間のグランドプレーン30のヴィア200に対向する内周縁32の径をそれぞれ大小に調整したりその内周縁32の形状をそれぞれ変化させたりして、その特性インピーダンスを一定値の50Ω等にマッチングさせている。
【0032】この高周波用信号線路では、グランドプレーン30を、多大な手数と時間をかけて、基板12上部からその下部に行くに従い基板12上面の信号線路22の逆側から基板12下面の信号線路24の逆側へとそれぞれ漸次階段状に偏心させて、基板12の複数の誘電体層10間にそれぞれ配設することを不要とすることができる。
【0033】その他は、前述図1と図2に示した第1の高周波用信号線路と同様に構成していて、その作用も前述図1と図2に示した第1の高周波用信号線路と同様であり、その同一部材には同一符号を付し、その説明を省略する。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の第1、第2の高周波用信号線路によれば、ヴィアの上下端にそれぞれ接続した信号線路の各内端とその各内端に連なるマイクロストリップ線路構造化した基板上下面の信号線路との間をそれぞれ接続する中間信号線路部分であって、マイクロストリップ線路構造化していない中間信号線路部分をそれぞれ短縮して、それらの中間信号線路部分を伝わる高速信号の伝送損失をそれぞれ少なく抑えることができる。
【0035】それと共に、基板の複数の誘電体層間にそれぞれ備えたグランドプレーンのヴィアに対向する内周縁の径をそれぞれ大小に調整したりその内周縁の形状をそれぞれ変化させたりして、それらのグランドプレーンで擬似同軸線路構造化したヴィアの特性インピーダンスを一定値の50Ω等に的確にマッチングさせることができる。
【0036】そして、その擬似同軸線路構造化したヴィアとそのヴィアの上下端に短い中間信号線路部分を介してそれぞれ接続したマイクロストリップ線路構造化した基板上下面の信号線路とからなる高周波用信号線路を、10GHz以上等の超高速信号を含む高速信号を伝送損失少なく効率良く伝えることが可能となる。
【0037】また、本発明の第2の高周波用信号線路にあっては、グランドプレーンを、多大な手数と時間をかけて、基板上部からその下部に行くに従い基板上面の信号線路の逆側から基板下面の信号線路の逆側へとそれぞれ漸次階段状に偏心させて、基板の複数の誘電体層間にそれぞれ配設することを不要として、基板の形成作業の容易化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の高周波用信号線路の正面断面図である。
【図2】本発明の第1の高周波用信号線路の平面図である。
【図3】本発明の第2の高周波用信号線路の正面断面図である。
【図4】本発明の第2の高周波用信号線路の平面図である。
【図5】従来の高周波用信号線路の正面断面図である。
【図6】従来の高周波用信号線路の平面図である。
【符号の説明】
10 誘電体層
12 基板
20、200 ヴィア
22、24 信号線路
22a、24a 中間信号線路部分
30 グランドプレーン
32 内周縁

【特許請求の範囲】
【請求項1】 誘電体層を複数積層して形成した基板にヴィアを基板に上下に貫通して備えると共に、前記複数の誘電体層間に前記ヴィアを囲むグランドプレーンをヴィアと所定間隔あけてそれぞれ備えて、前記ヴィアを擬似同軸線路構造化し、かつ、前記基板上面とその下面とにそれぞれ互いに逆方向に備えた信号線路を基板上部とその下部との前記グランドプレーンでそれぞれマイクロストリップ線路構造化すると共に、それらの基板上下面の信号線路の各内端を前記ヴィア上端とその下端とにそれぞれ接続してなる高周波用電子部品の信号線路において、前記グランドプレーンを、そのヴィアに対向する内周縁を基板上部からその下部に行くに従い前記基板上面の信号線路の逆側から基板下面の信号線路の逆側へと漸次階段状に偏心させて、前記複数の誘電体層間にそれぞれ配設したことを特徴とする高周波用電子部品の信号線路。
【請求項2】 誘電体層を複数積層して形成した基板にヴィアを基板上面側からその下面側に貫通して備えると共に、前記複数の誘電体層間に前記ヴィアを囲むグランドプレーンをヴィアと所定間隔あけてそれぞれ備えて、前記ヴィアを擬似同軸線路構造化し、かつ、前記基板上面とその下面とにそれぞれ互いに逆方向に備えた信号線路を基板上部とその下部との前記グランドプレーンでそれぞれマイクロストリップ線路構造化すると共に、それらの基板上下面の信号線路の各内端を前記ヴィア上端とその下端とにそれぞれ接続してなる高周波用電子部品の信号線路において、前記基板に前記ヴィアを基板上面の信号線路側から基板下面の信号線路側にかけて斜め上下に貫通して備えると共に、前記ヴィア周囲のグランドプレーンをそのヴィアに対向する内周縁がそれぞれ互いに上下に重なり合うように前記複数の誘電体層間にそれぞれ配設したことを特徴とする高周波用電子部品の信号線路。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開平6−21253
【公開日】平成6年(1994)1月28日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平4−196273
【出願日】平成4年(1992)6月29日
【出願人】(000190688)新光電気工業株式会社 (1,516)