JP2003204209A - 高周波用配線基板 - Google Patents
高周波用配線基板Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 貫通導体部分において、基本伝搬モードとは
異なるモード（高次モード）が発生し、伝送特性が大き
く劣化するという問題があった。 【解決手段】 貫通導体５の長さをＬ、貫通導体５の径
をＡ、貫通導体５と複数の接地用貫通導体７との最短距
離をＢ、円周率をπとしたとき、貫通導体５で伝送され
る高周波信号の実効波長λに対し、Ｌ＞λ／４、かつπ
（Ａ＋Ｂ）≦λとした高周波用配線基板１である。貫通
導体５部分に発生する高次モードを抑制することができ
る。
異なるモード（高次モード）が発生し、伝送特性が大き
く劣化するという問題があった。 【解決手段】 貫通導体５の長さをＬ、貫通導体５の径
をＡ、貫通導体５と複数の接地用貫通導体７との最短距
離をＢ、円周率をπとしたとき、貫通導体５で伝送され
る高周波信号の実効波長λに対し、Ｌ＞λ／４、かつπ
（Ａ＋Ｂ）≦λとした高周波用配線基板１である。貫通
導体５部分に発生する高次モードを抑制することができ
る。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、30ＧＨｚ以上のミ
リ波帯の高周波領域で使用されるＩＣ・ＬＳＩ等の高周
波集積回路または高周波回路装置を接続し搭載するため
の高周波用配線基板に関し、特に、高周波信号の伝送特
性を改善した信号伝送用の貫通導体を有する高周波用配
線基板に関するものである。
リ波帯の高周波領域で使用されるＩＣ・ＬＳＩ等の高周
波集積回路または高周波回路装置を接続し搭載するため
の高周波用配線基板に関し、特に、高周波信号の伝送特
性を改善した信号伝送用の貫通導体を有する高周波用配
線基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、高周波信号を伝送する高周波用配
線基板には、例えば図７に断面図で、また図８に平面図
で示すようなものがあった。
線基板には、例えば図７に断面図で、また図８に平面図
で示すようなものがあった。
【０００３】図７および図８において、11は高周波用配
線基板、12は誘電体層であり、高周波用配線基板11の主
面に第１の線路導体13および第２の線路導体14を有し、
第１および第２の線路導体13・14の一端の間は貫通導体
15で電気的に接続される。また、複数の誘電体層12の主
面に接地導体16および同一面接地導体18を有し、接地導
体16および同一面接地導体18は複数の接地用貫通導体17
で電気的に接続される。
線基板、12は誘電体層であり、高周波用配線基板11の主
面に第１の線路導体13および第２の線路導体14を有し、
第１および第２の線路導体13・14の一端の間は貫通導体
15で電気的に接続される。また、複数の誘電体層12の主
面に接地導体16および同一面接地導体18を有し、接地導
体16および同一面接地導体18は複数の接地用貫通導体17
で電気的に接続される。
【０００４】このような高周波用配線基板においては、
近年の高周波信号の高周波化により、接地用貫通導体17
間から高周波信号の不要輻射が発生し、その結果、高周
波信号の放射損失が増大して伝送特性が劣化するという
問題点があった。
近年の高周波信号の高周波化により、接地用貫通導体17
間から高周波信号の不要輻射が発生し、その結果、高周
波信号の放射損失が増大して伝送特性が劣化するという
問題点があった。
【０００５】そこで、接地用貫通導体17間からの高周波
信号の不要輻射を抑える技術として、例えば、接地用貫
通導体17の個数を５個以上とすることにより、高周波信
号の放射損失を低減し、高周波信号の伝送特性を改善で
きるというものが提案されている（特開平５−206678号
公報参照）。
信号の不要輻射を抑える技術として、例えば、接地用貫
通導体17の個数を５個以上とすることにより、高周波信
号の放射損失を低減し、高周波信号の伝送特性を改善で
きるというものが提案されている（特開平５−206678号
公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の高周波用配線基板においては、接地用貫通導体の
個数を増加させたことにより接地用貫通導体間からの高
周波信号の不要輻射は抑えられるものの、ミリ波帯の高
周波数領域においては、その波長が短いことから、貫通
導体の長さがλ／４以上の場合、貫通導体部分において
基本伝搬モードとは異なるモード（高次モード）が発生
し、その結果、周波数が高くなるに従って伝送特性が大
きく劣化するという問題点があった。
従来の高周波用配線基板においては、接地用貫通導体の
個数を増加させたことにより接地用貫通導体間からの高
周波信号の不要輻射は抑えられるものの、ミリ波帯の高
周波数領域においては、その波長が短いことから、貫通
導体の長さがλ／４以上の場合、貫通導体部分において
基本伝搬モードとは異なるモード（高次モード）が発生
し、その結果、周波数が高くなるに従って伝送特性が大
きく劣化するという問題点があった。
【０００７】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、貫通導体部分において発生する高
次モードを抑制することができ、30ＧＨｚ以上のミリ波
帯の高周波信号において良好な伝送特性が得られる高周
波用配線基板を提供することにある。
であり、その目的は、貫通導体部分において発生する高
次モードを抑制することができ、30ＧＨｚ以上のミリ波
帯の高周波信号において良好な伝送特性が得られる高周
波用配線基板を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の高周波用配線基
板は、複数の誘電体層を積層して成る誘電体基板の一つ
の誘電体層の主面に形成された第１の線路導体と、他の
誘電体層の主面に形成された第２の線路導体と、前記第
１の線路導体の一端および前記第２の線路導体の一端を
前記第１の線路導体と前記第２の線路導体との間の前記
誘電体層を貫通して電気的に接続する貫通導体と、前記
第１および第２の線路導体と同一の誘電体層の主面にそ
れぞれ所定の間隔をもって形成された同一面接地導体
と、前記第１の線路導体と前記第２の線路導体との間の
前記誘電体層の主面に前記貫通導体を取り囲むように形
成された接地導体と、前記誘電体層に前記貫通導体を取
り囲むように形成され、前記同一面接地導体と前記接地
導体とを電気的に接続する複数の接地用貫通導体とを具
備して成り、前記貫通導体の長さをＬ、前記貫通導体の
径をＡ、前記貫通導体と前記複数の接地用貫通導体との
最短距離をＢ、円周率をπ、前記貫通導体により伝送さ
れる高周波信号の実効波長をλとしたとき、Ｌ＞λ／
４、かつπ（Ａ＋Ｂ）≦λであることを特徴とするもの
である。
板は、複数の誘電体層を積層して成る誘電体基板の一つ
の誘電体層の主面に形成された第１の線路導体と、他の
誘電体層の主面に形成された第２の線路導体と、前記第
１の線路導体の一端および前記第２の線路導体の一端を
前記第１の線路導体と前記第２の線路導体との間の前記
誘電体層を貫通して電気的に接続する貫通導体と、前記
第１および第２の線路導体と同一の誘電体層の主面にそ
れぞれ所定の間隔をもって形成された同一面接地導体
と、前記第１の線路導体と前記第２の線路導体との間の
前記誘電体層の主面に前記貫通導体を取り囲むように形
成された接地導体と、前記誘電体層に前記貫通導体を取
り囲むように形成され、前記同一面接地導体と前記接地
導体とを電気的に接続する複数の接地用貫通導体とを具
備して成り、前記貫通導体の長さをＬ、前記貫通導体の
径をＡ、前記貫通導体と前記複数の接地用貫通導体との
最短距離をＢ、円周率をπ、前記貫通導体により伝送さ
れる高周波信号の実効波長をλとしたとき、Ｌ＞λ／
４、かつπ（Ａ＋Ｂ）≦λであることを特徴とするもの
である。
【０００９】本発明の高周波用配線基板によれば、上記
のように、貫通導体の直径Ａおよび長さＬ、ならびに貫
通導体と複数の接地用貫通導体との最短距離Ｂを高周波
信号の実効波長λに対して所定の範囲にしたことから、
長さがλ／４以上の長い貫通導体であっても、貫通導体
と接地用貫通導体との距離が高周波信号の実効波長に対
して十分に短く、貫通導体と接地用貫通導体間での定在
波等が発生し難いため、ミリ波帯の高周波数領域におい
ても、貫通導体部分における高次モードの発生を抑制す
ることができ、その結果、ミリ波帯の高周波信号におい
て良好な伝送特性が実現できる。
のように、貫通導体の直径Ａおよび長さＬ、ならびに貫
通導体と複数の接地用貫通導体との最短距離Ｂを高周波
信号の実効波長λに対して所定の範囲にしたことから、
長さがλ／４以上の長い貫通導体であっても、貫通導体
と接地用貫通導体との距離が高周波信号の実効波長に対
して十分に短く、貫通導体と接地用貫通導体間での定在
波等が発生し難いため、ミリ波帯の高周波数領域におい
ても、貫通導体部分における高次モードの発生を抑制す
ることができ、その結果、ミリ波帯の高周波信号におい
て良好な伝送特性が実現できる。
【００１０】また、本発明の高周波用配線基板は、上記
構成において、前記接地導体と前記同一面接地導体との
距離Ｈがλ／２以下であることを特徴とするものであ
る。
構成において、前記接地導体と前記同一面接地導体との
距離Ｈがλ／２以下であることを特徴とするものであ
る。
【００１１】このような構成によれば、接地導体と同一
面接地導体との距離、すなわち接地導体および同一面接
地導体を電気的に接続する複数の接地用貫通導体の接続
長さを高周波信号の波長に対して十分に短くしたことに
よって、各接地用貫通導体内に発生する電位分布を抑え
ることができるため、接地用貫通導体の接地電位の安定
化を図ることができ、その結果、ミリ波帯の高周波信号
において良好な伝送特性が実現できる。
面接地導体との距離、すなわち接地導体および同一面接
地導体を電気的に接続する複数の接地用貫通導体の接続
長さを高周波信号の波長に対して十分に短くしたことに
よって、各接地用貫通導体内に発生する電位分布を抑え
ることができるため、接地用貫通導体の接地電位の安定
化を図ることができ、その結果、ミリ波帯の高周波信号
において良好な伝送特性が実現できる。
【００１２】また、本発明の高周波用配線基板は、上記
各構成において、前記複数の接地用貫通導体間の距離Ｐ
がλ／４以下であることを特徴とするものである。
各構成において、前記複数の接地用貫通導体間の距離Ｐ
がλ／４以下であることを特徴とするものである。
【００１３】このような構成によれば、接地用貫通導体
間の距離が高周波信号の実効波長に対して十分に短く、
接地用貫通導体間からの電磁界の広がりを抑えることが
できるため、複数の接地用貫通導体間からの高周波信号
の不要輻射をさらに抑制することができ、その結果、ミ
リ波帯の高周波信号において良好な伝送特性が実現でき
る。
間の距離が高周波信号の実効波長に対して十分に短く、
接地用貫通導体間からの電磁界の広がりを抑えることが
できるため、複数の接地用貫通導体間からの高周波信号
の不要輻射をさらに抑制することができ、その結果、ミ
リ波帯の高周波信号において良好な伝送特性が実現でき
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の高周波用配線基板
を図面に基づいて説明する。
を図面に基づいて説明する。
【００１５】図１および図２は、本発明の高周波用配線
基板の実施の形態の一例を示す断面図および平面図であ
る。これらの図において、１は高周波用配線基板、２は
誘電体基板を構成する誘電体層であり、この例では、４
層の誘電体層２から成る誘電体基板の上下面に第1の線
路導体３および第２の線路導体４がその一端同士が上下
方向で重なるように形成されており、これら第1の線路
導体３の一端および第２の線路導体４の一端が貫通導体
５で電気的に接続されている。また、誘電体層２の主面
には接地導体６および同一面接地導体８が形成されてお
り、これら接地導体６および同一面接地導体８は複数の
接地用貫通導体７で電気的に接続されている。なお、こ
こでは図２は誘電体基板の第１の線路導体３側の面を示
す平面図である。
基板の実施の形態の一例を示す断面図および平面図であ
る。これらの図において、１は高周波用配線基板、２は
誘電体基板を構成する誘電体層であり、この例では、４
層の誘電体層２から成る誘電体基板の上下面に第1の線
路導体３および第２の線路導体４がその一端同士が上下
方向で重なるように形成されており、これら第1の線路
導体３の一端および第２の線路導体４の一端が貫通導体
５で電気的に接続されている。また、誘電体層２の主面
には接地導体６および同一面接地導体８が形成されてお
り、これら接地導体６および同一面接地導体８は複数の
接地用貫通導体７で電気的に接続されている。なお、こ
こでは図２は誘電体基板の第１の線路導体３側の面を示
す平面図である。
【００１６】そして、本発明の高周波用配線基板におい
ては、図１および図２に示すように、貫通導体５の長さ
をＬ、貫通導体５の径をＡ、貫通導体５と複数の接地用
貫通導体７との最短距離をＢ、円周率をπとしたとき、
貫通導体５で伝送される高周波信号の実効波長λに対
し、Ｌ＞λ／４、かつπ（Ａ＋Ｂ）≦λであることが重
要である。このような構成により、長さがλ／４以上の
長い貫通導体５であっても、貫通導体５と接地用貫通導
体７との距離が高周波信号の実効波長に対して十分に短
く、貫通導体５と接地用貫通導体７間での定在波等が発
生し難いため、ミリ波帯の高周波領域において問題にな
る貫通導体部分で発生する高次モードを抑制することが
でき、その結果、ミリ波帯の高周波信号において良好な
伝送特性が実現できる。
ては、図１および図２に示すように、貫通導体５の長さ
をＬ、貫通導体５の径をＡ、貫通導体５と複数の接地用
貫通導体７との最短距離をＢ、円周率をπとしたとき、
貫通導体５で伝送される高周波信号の実効波長λに対
し、Ｌ＞λ／４、かつπ（Ａ＋Ｂ）≦λであることが重
要である。このような構成により、長さがλ／４以上の
長い貫通導体５であっても、貫通導体５と接地用貫通導
体７との距離が高周波信号の実効波長に対して十分に短
く、貫通導体５と接地用貫通導体７間での定在波等が発
生し難いため、ミリ波帯の高周波領域において問題にな
る貫通導体部分で発生する高次モードを抑制することが
でき、その結果、ミリ波帯の高周波信号において良好な
伝送特性が実現できる。
【００１７】また、図１に示すように、接地導体６と同
一面接地導体８との距離Ｈがλ／２以下であることが好
ましい。このような構成によれば、接地導体６および同
一面接地導体８を電気的に接続する複数の接地用貫通導
体７の接続長さを高周波信号の波長λに対して十分に短
くしたことによって、各接地用貫通導体７内に発生する
電位分布を抑えることができるため、接地用貫通導体７
の接地電位の安定化を図ることができ、その結果、ミリ
波帯の高周波信号において良好な伝送特性が実現でき
る。
一面接地導体８との距離Ｈがλ／２以下であることが好
ましい。このような構成によれば、接地導体６および同
一面接地導体８を電気的に接続する複数の接地用貫通導
体７の接続長さを高周波信号の波長λに対して十分に短
くしたことによって、各接地用貫通導体７内に発生する
電位分布を抑えることができるため、接地用貫通導体７
の接地電位の安定化を図ることができ、その結果、ミリ
波帯の高周波信号において良好な伝送特性が実現でき
る。
【００１８】さらに、図２に示すように、複数の接地用
貫通導体７間の距離Ｐがλ／４以下であることが好まし
い。このような構成によれば、接地用貫通導体７間の距
離が高周波信号の実効波長に対して十分に短く、接地用
貫通導体７間からの電磁界の広がりを抑えることができ
るため、複数の接地用貫通導体７間からの高周波信号の
不要輻射をさらに抑制することができ、その結果、ミリ
波帯の高周波信号において良好な伝送特性が実現でき
る。
貫通導体７間の距離Ｐがλ／４以下であることが好まし
い。このような構成によれば、接地用貫通導体７間の距
離が高周波信号の実効波長に対して十分に短く、接地用
貫通導体７間からの電磁界の広がりを抑えることができ
るため、複数の接地用貫通導体７間からの高周波信号の
不要輻射をさらに抑制することができ、その結果、ミリ
波帯の高周波信号において良好な伝送特性が実現でき
る。
【００１９】次に、図３および図４に、本発明の高周波
用配線基板の実施の形態の他の例を断面図および平面図
で示す。これらの図において、１は高周波用配線基板、
２は誘電体層、３および４は第１および第２の線路導
体、５は第１の線路導体３の一端および第２の線路導体
４の一端とを電気的に接続する貫通導体５、６は接地導
体、８は同一面接地導体、７は接地導体６および同一面
接地導体８を電気的に接続する複数の接地用貫通導体で
ある。なお、ここでは、図４は第１の線路導体３側を示
す平面図である。
用配線基板の実施の形態の他の例を断面図および平面図
で示す。これらの図において、１は高周波用配線基板、
２は誘電体層、３および４は第１および第２の線路導
体、５は第１の線路導体３の一端および第２の線路導体
４の一端とを電気的に接続する貫通導体５、６は接地導
体、８は同一面接地導体、７は接地導体６および同一面
接地導体８を電気的に接続する複数の接地用貫通導体で
ある。なお、ここでは、図４は第１の線路導体３側を示
す平面図である。
【００２０】そして、本発明の高周波用配線基板におい
ては、図３および図４に示すように、貫通導体５の長さ
をＬ、貫通導体５の径をＡ、貫通導体５と複数の接地用
貫通導体７との最短距離をＢ、円周率をπとしたとき、
貫通導体５で伝送される高周波信号の実効波長λに対
し、L＞λ／４、かつπ（Ａ＋Ｂ）≦λであることが重
要である。
ては、図３および図４に示すように、貫通導体５の長さ
をＬ、貫通導体５の径をＡ、貫通導体５と複数の接地用
貫通導体７との最短距離をＢ、円周率をπとしたとき、
貫通導体５で伝送される高周波信号の実効波長λに対
し、L＞λ／４、かつπ（Ａ＋Ｂ）≦λであることが重
要である。
【００２１】このような構成によれば、長さがλ／４以
上の長い貫通導体５であっても、貫通導体５と接地用貫
通導体７との距離が高周波信号の実効波長に対して十分
に短く、貫通導体５と接地用貫通導体７間での定在波等
が発生し難いため、ミリ波帯の高周波領域において問題
になる貫通導体部分で発生する高次モードを抑制するこ
とができ、その結果、ミリ波帯の高周波信号において良
好な伝送特性が実現できる。
上の長い貫通導体５であっても、貫通導体５と接地用貫
通導体７との距離が高周波信号の実効波長に対して十分
に短く、貫通導体５と接地用貫通導体７間での定在波等
が発生し難いため、ミリ波帯の高周波領域において問題
になる貫通導体部分で発生する高次モードを抑制するこ
とができ、その結果、ミリ波帯の高周波信号において良
好な伝送特性が実現できる。
【００２２】また、図３に示すように、接地導体６およ
び同一面接地導体８との距離Ｈがλ／２以下であること
が好ましい。このような構成によれば、接地導体６およ
び同一面接地導体８を電気的に接続する複数の接地用貫
通導体７の接続長さを高周波信号の波長λに対して十分
に短くしたことによって、各接地用貫通導体７内に発生
する電位分布を抑えることができるため、接地用貫通導
体７の接地電位の安定化を図ることができ、その結果、
ミリ波帯の高周波信号において良好な伝送特性が実現で
きる。
び同一面接地導体８との距離Ｈがλ／２以下であること
が好ましい。このような構成によれば、接地導体６およ
び同一面接地導体８を電気的に接続する複数の接地用貫
通導体７の接続長さを高周波信号の波長λに対して十分
に短くしたことによって、各接地用貫通導体７内に発生
する電位分布を抑えることができるため、接地用貫通導
体７の接地電位の安定化を図ることができ、その結果、
ミリ波帯の高周波信号において良好な伝送特性が実現で
きる。
【００２３】さらに、図４に示すように、複数の接地用
貫通導体７間の距離Ｐがλ／４以下であることが好まし
い。このような構成によれば、接地用貫通導体７間の距
離が高周波信号の実効波長に対して十分に短く、接地用
貫通導体７間からの電磁界の広がりを抑えることができ
るため、複数の接地用貫通導体７間から高周波信号の不
要輻射をさらに抑制することができ、その結果、ミリ波
帯の高周波信号において良好な伝送特性が実現できる。
貫通導体７間の距離Ｐがλ／４以下であることが好まし
い。このような構成によれば、接地用貫通導体７間の距
離が高周波信号の実効波長に対して十分に短く、接地用
貫通導体７間からの電磁界の広がりを抑えることができ
るため、複数の接地用貫通導体７間から高周波信号の不
要輻射をさらに抑制することができ、その結果、ミリ波
帯の高周波信号において良好な伝送特性が実現できる。
【００２４】本発明の高周波用配線基板１における誘電
体層２の材料としては、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）セラミッ
クス，ムライト（３Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2）セラミック
ス等のセラミックス材料やガラスセラミックス等の無機
系材料、四ふっ化エチレン樹脂（ポリテトラフルオロエ
チレン；ＰＴＦＥ），四ふっ化エチレン−エチレン共重
合樹脂（テトラフルオロエチレン−エチレン共重合樹
脂；ＥＴＦＥ），四ふっ化エチレン−パーフルオロアル
コキシエチレン共重合樹脂（テトラフルオロエチレン−
パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂；ＰＦ
Ａ）等のフッ素樹脂，ガラスエポキシ樹脂，ポリフェニ
レンエーテル樹脂，液晶ポリエステル，ポリイミド等の
樹脂系材料等が用いられる。また、高周波用配線基板１
の形状・寸法（厚み・幅・長さ）は、使用される高周波
信号の周波数や特性インピーダンス等に応じて設定され
る。
体層２の材料としては、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）セラミッ
クス，ムライト（３Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2）セラミック
ス等のセラミックス材料やガラスセラミックス等の無機
系材料、四ふっ化エチレン樹脂（ポリテトラフルオロエ
チレン；ＰＴＦＥ），四ふっ化エチレン−エチレン共重
合樹脂（テトラフルオロエチレン−エチレン共重合樹
脂；ＥＴＦＥ），四ふっ化エチレン−パーフルオロアル
コキシエチレン共重合樹脂（テトラフルオロエチレン−
パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂；ＰＦ
Ａ）等のフッ素樹脂，ガラスエポキシ樹脂，ポリフェニ
レンエーテル樹脂，液晶ポリエステル，ポリイミド等の
樹脂系材料等が用いられる。また、高周波用配線基板１
の形状・寸法（厚み・幅・長さ）は、使用される高周波
信号の周波数や特性インピーダンス等に応じて設定され
る。
【００２５】本発明の第１の線路導体３および第２の線
路導体４は、高周波信号伝送用として適した金属材料の
導体層から成り、例えばＣｕ層，Ｍｏ−Ｍｎ層，Ｗ層，
Ｍｏ−Ｍｎメタライズ層上にＮｉメッキ層およびＡｕメ
ッキ層を被着させたもの，Ｗメタライズ層上にＮｉメッ
キ層およびＡｕメッキ層を被着させたもの，Ｃｒ−Ｃｕ
合金層，Ｃｒ−Ｃｕ合金層上にＮｉメッキ層およびＡｕ
メッキ層を被着させたもの，Ｔａ2Ｎ層上にＮｉ−Ｃｒ
合金層およびＡｕメッキ層を被着させたもの，Ｔｉ層上
にＰｔ層およびＡｕメッキ層を被着させたもの，または
Ｎｉ−Ｃｒ合金層上にＰｔ層およびＡｕメッキ層を被着
させたものから成り、厚膜印刷法あるいは各種の薄膜形
成法やメッキ処理法等により形成される。その厚みや幅
も伝送される高周波信号の周波数や特性インピーダンス
等に応じて設定される。
路導体４は、高周波信号伝送用として適した金属材料の
導体層から成り、例えばＣｕ層，Ｍｏ−Ｍｎ層，Ｗ層，
Ｍｏ−Ｍｎメタライズ層上にＮｉメッキ層およびＡｕメ
ッキ層を被着させたもの，Ｗメタライズ層上にＮｉメッ
キ層およびＡｕメッキ層を被着させたもの，Ｃｒ−Ｃｕ
合金層，Ｃｒ−Ｃｕ合金層上にＮｉメッキ層およびＡｕ
メッキ層を被着させたもの，Ｔａ2Ｎ層上にＮｉ−Ｃｒ
合金層およびＡｕメッキ層を被着させたもの，Ｔｉ層上
にＰｔ層およびＡｕメッキ層を被着させたもの，または
Ｎｉ−Ｃｒ合金層上にＰｔ層およびＡｕメッキ層を被着
させたものから成り、厚膜印刷法あるいは各種の薄膜形
成法やメッキ処理法等により形成される。その厚みや幅
も伝送される高周波信号の周波数や特性インピーダンス
等に応じて設定される。
【００２６】また、接地導体６および同一面接地導体８
は、第１の線路導体３および第２の線路導体４と同様の
材料で同様の方法により形成すればよく、第１の線路導
体３および第２の線路導体４と接地導体６との間隔は、
伝送される高周波信号の周波数や特性インピーダンスな
どに応じて設定される。
は、第１の線路導体３および第２の線路導体４と同様の
材料で同様の方法により形成すればよく、第１の線路導
体３および第２の線路導体４と接地導体６との間隔は、
伝送される高周波信号の周波数や特性インピーダンスな
どに応じて設定される。
【００２７】また、貫通導体５は、第１の線路導体３と
第２の線路導体４とを電気的に接続するように形成さ
れ、例えばスルーホール導体やビアホール導体を形成す
ることにより、あるいは金属板，金属棒または金属パイ
プ等を埋設することにより設けることができる。
第２の線路導体４とを電気的に接続するように形成さ
れ、例えばスルーホール導体やビアホール導体を形成す
ることにより、あるいは金属板，金属棒または金属パイ
プ等を埋設することにより設けることができる。
【００２８】また、接地用貫通導体７は、接地導体６お
よび同一面接地導体８を接続するように形成され、例え
ばスルーホール導体やビアホール導体を形成することに
より、あるいは金属板，金属棒または金属パイプ等を埋
設することにより設けることができる。
よび同一面接地導体８を接続するように形成され、例え
ばスルーホール導体やビアホール導体を形成することに
より、あるいは金属板，金属棒または金属パイプ等を埋
設することにより設けることができる。
【００２９】高周波用配線基板１の作製にあたっては、
例えば誘電体層２がアルミナセラミックスから成る場合
であれば、まず誘電体基板２となるアルミナセラミック
スのグリーンシートを準備し、これに所定の打ち抜き加
工やスクリーン印刷法によりＷやＭｏ等の導体ペースト
を塗布する。次に1600℃で焼成を行ない、最後に各導体
層上にＮｉメッキおよびＡｕメッキを施す。
例えば誘電体層２がアルミナセラミックスから成る場合
であれば、まず誘電体基板２となるアルミナセラミック
スのグリーンシートを準備し、これに所定の打ち抜き加
工やスクリーン印刷法によりＷやＭｏ等の導体ペースト
を塗布する。次に1600℃で焼成を行ない、最後に各導体
層上にＮｉメッキおよびＡｕメッキを施す。
【００３０】本発明の高周波用配線基板において、30Ｇ
Ｈｚ未満の周波数における実効波長の４分の１は0.85ｍ
ｍ以上と長いためこの周波数では高次モードは発生しに
くいことから、高周波信号の好ましい周波数範囲は30Ｇ
Ｈｚ以上である。また、高周波信号の周波数範囲の上限
については特に限定するものではないが、昨今の加工技
術および昨今の要求に応えるミリ波無線通信用としての
用途を考慮した場合、100ＧＨｚ以下が実用的である。
この周波数範囲では上記本発明の効果が十分に得られる
ものとなる。
Ｈｚ未満の周波数における実効波長の４分の１は0.85ｍ
ｍ以上と長いためこの周波数では高次モードは発生しに
くいことから、高周波信号の好ましい周波数範囲は30Ｇ
Ｈｚ以上である。また、高周波信号の周波数範囲の上限
については特に限定するものではないが、昨今の加工技
術および昨今の要求に応えるミリ波無線通信用としての
用途を考慮した場合、100ＧＨｚ以下が実用的である。
この周波数範囲では上記本発明の効果が十分に得られる
ものとなる。
【００３１】
【実施例】次に、本発明の高周波用配線基板の実施例を
以下に説明する。
以下に説明する。
【００３２】高周波用配線基板１には、比誘電率が8.6
のアルミナセラミックスから成り、厚みが0.2ｍｍの誘
電体層２が４層積層されて成る誘電体基板の上下面に、
第１の線路導体３および第２の線路導体４として0.12ｍ
ｍの線幅のＷメタライズ上にＮｉメッキ層およびＡｕメ
ッキ層を被着させて成る線路導体をそれぞれ形成した。
また、誘電体基板の上下面に同一面接地導体８としてほ
ぼ全面に第１の線路導体３および第２の線路導体４の特
性インピーダンスが50Ωとなるように0.1ｍｍの間隔を
もって、Ｗメタライズ上にＮｉメッキ層およびＡｕメッ
キ層を被着させて成る導体を形成した。第１の線路導体
３の一端と第２の線路導体４の一端とを接続する貫通導
体５は、Ｗメタライズから成り、横断面形状が直径0.07
5ｍｍの略円形のものとした。第１の線路導体３と第２
の線路導体４との間の複数の誘電体層２の各主面に、貫
通導体５を半径0.3ｍｍの略円形で取り囲むように、接
地導体層６を形成した。接地導体６および同一面接地導
体８を接続する複数の接地用貫通導体７は、横断面形状
が直径0.075ｍｍの略円形でＷメタライズから成り、横
断面において特性インピーダンスが50Ωとなるように貫
通導体５を半径0.4ｍｍの同心円状に取り囲むように配
置した。これにより、本発明の高周波用配線基板１の試
料Ａを得た。
のアルミナセラミックスから成り、厚みが0.2ｍｍの誘
電体層２が４層積層されて成る誘電体基板の上下面に、
第１の線路導体３および第２の線路導体４として0.12ｍ
ｍの線幅のＷメタライズ上にＮｉメッキ層およびＡｕメ
ッキ層を被着させて成る線路導体をそれぞれ形成した。
また、誘電体基板の上下面に同一面接地導体８としてほ
ぼ全面に第１の線路導体３および第２の線路導体４の特
性インピーダンスが50Ωとなるように0.1ｍｍの間隔を
もって、Ｗメタライズ上にＮｉメッキ層およびＡｕメッ
キ層を被着させて成る導体を形成した。第１の線路導体
３の一端と第２の線路導体４の一端とを接続する貫通導
体５は、Ｗメタライズから成り、横断面形状が直径0.07
5ｍｍの略円形のものとした。第１の線路導体３と第２
の線路導体４との間の複数の誘電体層２の各主面に、貫
通導体５を半径0.3ｍｍの略円形で取り囲むように、接
地導体層６を形成した。接地導体６および同一面接地導
体８を接続する複数の接地用貫通導体７は、横断面形状
が直径0.075ｍｍの略円形でＷメタライズから成り、横
断面において特性インピーダンスが50Ωとなるように貫
通導体５を半径0.4ｍｍの同心円状に取り囲むように配
置した。これにより、本発明の高周波用配線基板１の試
料Ａを得た。
【００３３】一方、比較例として、図７および図８に断
面図および平面図で示す構成のものについて、試料Ａと
同様にして誘電体層12、第１の線路導体13、第２の線路
導体14、貫通導体15、接地導体16、接地用貫通導体17、
同一面接地導体18を形成した。ただし、第１の線路導体
13の一端と第２の線路導体14の一端とを接続する貫通導
体15は、Ｗメタライズから成り、横断面形状が直径0.2
ｍｍの略円形のものとした。また、接地導体16および同
一面接地導体18を接続する複数の接地用貫通導体17は、
横断面形状が直径0.25ｍｍの略円形でＷメタライズから
成り、横断面において特性インピーダンスが50Ωとなる
ように貫通導体15を半径1.35ｍｍの同心円状に取り囲む
ように配置した。これにより、比較例の高周波用配線基
板11の試料Ｂを得た。
面図および平面図で示す構成のものについて、試料Ａと
同様にして誘電体層12、第１の線路導体13、第２の線路
導体14、貫通導体15、接地導体16、接地用貫通導体17、
同一面接地導体18を形成した。ただし、第１の線路導体
13の一端と第２の線路導体14の一端とを接続する貫通導
体15は、Ｗメタライズから成り、横断面形状が直径0.2
ｍｍの略円形のものとした。また、接地導体16および同
一面接地導体18を接続する複数の接地用貫通導体17は、
横断面形状が直径0.25ｍｍの略円形でＷメタライズから
成り、横断面において特性インピーダンスが50Ωとなる
ように貫通導体15を半径1.35ｍｍの同心円状に取り囲む
ように配置した。これにより、比較例の高周波用配線基
板11の試料Ｂを得た。
【００３４】これら本発明および比較例の高周波用配線
基板の試料ＡおよびＢについて、ウェハープローブを用
いてネットワークアナライザに接続し、高周波信号に対
する反射損失および伝送損失の測定を行なった。その反
射特性の結果を図５に示し、伝送特性の結果を図６に示
す。
基板の試料ＡおよびＢについて、ウェハープローブを用
いてネットワークアナライザに接続し、高周波信号に対
する反射損失および伝送損失の測定を行なった。その反
射特性の結果を図５に示し、伝送特性の結果を図６に示
す。
【００３５】図５は、試料Ａおよび試料Ｂにおける反射
損失の周波数特性を示すグラフであり、横軸は周波数
（単位：ＧＨｚ）を、縦軸は反射損失（単位：ｄＢ）を
表している。また、特性曲線のうち実線は試料Ａの、破
線は試料Ｂの反射損失の周波数特性をそれぞれ示してい
る。
損失の周波数特性を示すグラフであり、横軸は周波数
（単位：ＧＨｚ）を、縦軸は反射損失（単位：ｄＢ）を
表している。また、特性曲線のうち実線は試料Ａの、破
線は試料Ｂの反射損失の周波数特性をそれぞれ示してい
る。
【００３６】図５の結果より、本発明の実施例である試
料Ａにおいては、周波数50ＧＨｚ迄、反射損失が−18ｄ
Ｂ以下の良好な周波数特性を実現していることが分か
る。これに対し、比較例の試料Ｂにおいては23ＧＨｚ付
近の周波数で反射損失が増大しており、その値は−10ｄ
Ｂを超えている。本発明の実施例である試料Ａにおいて
は、図示した周波数範囲においてそのような特性劣化は
見られず、良好な特性が得られた。
料Ａにおいては、周波数50ＧＨｚ迄、反射損失が−18ｄ
Ｂ以下の良好な周波数特性を実現していることが分か
る。これに対し、比較例の試料Ｂにおいては23ＧＨｚ付
近の周波数で反射損失が増大しており、その値は−10ｄ
Ｂを超えている。本発明の実施例である試料Ａにおいて
は、図示した周波数範囲においてそのような特性劣化は
見られず、良好な特性が得られた。
【００３７】一方、図６は試料Ａおよび試料Ｂにおける
伝送損失の周波数特性を示すグラフであり、横軸は周波
数（単位：ＧＨｚ）を、縦軸は伝送損失（単位：ｄＢ）
を表している。また、特性曲線のうち実線は試料Ａの、
破線は試料Ｂの伝送損失の周波数特性をそれぞれ示して
いる。
伝送損失の周波数特性を示すグラフであり、横軸は周波
数（単位：ＧＨｚ）を、縦軸は伝送損失（単位：ｄＢ）
を表している。また、特性曲線のうち実線は試料Ａの、
破線は試料Ｂの伝送損失の周波数特性をそれぞれ示して
いる。
【００３８】図６の結果より、比較例である試料Ｂにお
いては23ＧＨｚ付近以上において伝送損失が急激に増加
するが、本発明の実施例である試料Ａにおいては、50Ｇ
Ｈｚ迄と広帯域にわたって良好かつ平坦な特性が得られ
ていることが分かる。
いては23ＧＨｚ付近以上において伝送損失が急激に増加
するが、本発明の実施例である試料Ａにおいては、50Ｇ
Ｈｚ迄と広帯域にわたって良好かつ平坦な特性が得られ
ていることが分かる。
【００３９】従って、本発明の高周波用配線基板によれ
ば、貫通導体５の長さをＬ、貫通導体５の径をＡ、貫通
導体５と複数の接地用貫通導体７との最短距離をＢ、円
周率をπとしたとき、貫通導体５で伝送される高周波信
号の実効波長λに対し、Ｌ＞λ／４、かつπ（Ａ＋Ｂ）
≦λとしたことにより、ミリ波帯の高周波信号において
も不要輻射が少なく、広帯域にわたって良好な伝送特性
が実現できることを確認できた。
ば、貫通導体５の長さをＬ、貫通導体５の径をＡ、貫通
導体５と複数の接地用貫通導体７との最短距離をＢ、円
周率をπとしたとき、貫通導体５で伝送される高周波信
号の実効波長λに対し、Ｌ＞λ／４、かつπ（Ａ＋Ｂ）
≦λとしたことにより、ミリ波帯の高周波信号において
も不要輻射が少なく、広帯域にわたって良好な伝送特性
が実現できることを確認できた。
【００４０】さらに、試料Ａについて、接地導体６と同
一面接地導体８との距離Ｈをλ／２以下としたところ、
周波数65ＧＨｚ迄、反射損失が−15ｄＢ以下で、伝送損
失が良好かつ平坦な周波数特性であり、またさらに、複
数の接地用貫通導体７間の距離Ｐをλ／４以下にしたと
ころ、周波数80ＧＨｚ迄、反射損失が−12ｄＢ以下で、
伝送損失が良好かつ平坦な周波数特性であった。
一面接地導体８との距離Ｈをλ／２以下としたところ、
周波数65ＧＨｚ迄、反射損失が−15ｄＢ以下で、伝送損
失が良好かつ平坦な周波数特性であり、またさらに、複
数の接地用貫通導体７間の距離Ｐをλ／４以下にしたと
ころ、周波数80ＧＨｚ迄、反射損失が−12ｄＢ以下で、
伝送損失が良好かつ平坦な周波数特性であった。
【００４１】なお、本発明は上記の実施の形態の例に限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
であれば種々の変更は可能である。例えば、上記の実施
の形態の例では複数の接地用貫通導体は貫通導体を同心
円状に取り囲むように形成したが、複数の接地用貫通導
体を貫通導体を矩形状に取り囲むように形成しても構わ
ない。
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
であれば種々の変更は可能である。例えば、上記の実施
の形態の例では複数の接地用貫通導体は貫通導体を同心
円状に取り囲むように形成したが、複数の接地用貫通導
体を貫通導体を矩形状に取り囲むように形成しても構わ
ない。
【００４２】
【発明の効果】本発明の高周波用配線基板によれば、複
数の誘電体層を積層して成る誘電体基板の一つの誘電体
層の主面に形成された第１の線路導体と、前記一つの誘
電体層から一層もしくは複数層の誘電体層を隔てた他の
誘電体層の主面に形成された第２の線路導体と、第１の
線路導体の一端および第２の線路導体の一端を第１の線
路導体と第２の線路導体との間の誘電体層を貫通して電
気的に接続する貫通導体と、第１および第２の線路導体
と同一の誘電体層の主面にそれぞれ所定の間隔をもって
形成された同一面接地導体と、第１の線路導体と第２の
線路導体との間の誘電体層の主面に貫通導体を取り囲む
ように形成された接地導体と、誘電体層に貫通導体を取
り囲むように形成され、同一面接地導体と接地導体とを
電気的に接続する複数の接地用貫通導体とを具備して成
り、貫通導体の長さをＬ、貫通導体の径をＡ、貫通導体
と複数の接地用貫通導体との最短距離をＢ、円周率をπ
としたとき、貫通導体で伝送される高周波信号の実効波
長λに対し、Ｌ＞λ／４、かつπ（Ａ＋Ｂ）≦λである
ことから、長さがλ／４以上の長い貫通導体であって
も、貫通導体と接地用貫通導体との距離が高周波信号の
実効波長に対して十分に短く、貫通導体と接地用貫通導
体間での定在波等が発生し難いため、接地用貫通導体間
からの高周波信号の不要輻射を抑えることができるとと
もに、ミリ波帯の高周波数領域においても、貫通導体部
分における高次モードの発生を抑制することができ、そ
の結果、ミリ波帯の高周波信号において良好な伝送特性
が実現できる。
数の誘電体層を積層して成る誘電体基板の一つの誘電体
層の主面に形成された第１の線路導体と、前記一つの誘
電体層から一層もしくは複数層の誘電体層を隔てた他の
誘電体層の主面に形成された第２の線路導体と、第１の
線路導体の一端および第２の線路導体の一端を第１の線
路導体と第２の線路導体との間の誘電体層を貫通して電
気的に接続する貫通導体と、第１および第２の線路導体
と同一の誘電体層の主面にそれぞれ所定の間隔をもって
形成された同一面接地導体と、第１の線路導体と第２の
線路導体との間の誘電体層の主面に貫通導体を取り囲む
ように形成された接地導体と、誘電体層に貫通導体を取
り囲むように形成され、同一面接地導体と接地導体とを
電気的に接続する複数の接地用貫通導体とを具備して成
り、貫通導体の長さをＬ、貫通導体の径をＡ、貫通導体
と複数の接地用貫通導体との最短距離をＢ、円周率をπ
としたとき、貫通導体で伝送される高周波信号の実効波
長λに対し、Ｌ＞λ／４、かつπ（Ａ＋Ｂ）≦λである
ことから、長さがλ／４以上の長い貫通導体であって
も、貫通導体と接地用貫通導体との距離が高周波信号の
実効波長に対して十分に短く、貫通導体と接地用貫通導
体間での定在波等が発生し難いため、接地用貫通導体間
からの高周波信号の不要輻射を抑えることができるとと
もに、ミリ波帯の高周波数領域においても、貫通導体部
分における高次モードの発生を抑制することができ、そ
の結果、ミリ波帯の高周波信号において良好な伝送特性
が実現できる。
【００４３】また、本発明の高周波用配線基板によれ
ば、上記構成において、接地導体および同一面接地導体
の各距離Ｈをλ／２以下としたときには、接地導体と同
一面接地導体との距離、すなわち接地導体および同一面
接地導体を電気的に接続する複数の接地用貫通導体の接
続長さが高周波信号の波長に対して十分に短いことによ
って、各接地用貫通導体内に発生する電位分布を抑える
ことができるため、接地用貫通導体の接地電位の安定化
を図ることができ、その結果、ミリ波帯の高周波信号に
おいて良好な伝送特性が実現できる。
ば、上記構成において、接地導体および同一面接地導体
の各距離Ｈをλ／２以下としたときには、接地導体と同
一面接地導体との距離、すなわち接地導体および同一面
接地導体を電気的に接続する複数の接地用貫通導体の接
続長さが高周波信号の波長に対して十分に短いことによ
って、各接地用貫通導体内に発生する電位分布を抑える
ことができるため、接地用貫通導体の接地電位の安定化
を図ることができ、その結果、ミリ波帯の高周波信号に
おいて良好な伝送特性が実現できる。
【００４４】さらに、本発明の高周波用配線基板よれ
ば、上記各構成において、複数の接地用貫通導体間の距
離Ｐをλ／４以下としたときには、接地用貫通導体間の
距離が高周波信号の実効波長に対して十分に短く、接地
用貫通導体間からの電磁界の広がりを抑えることができ
るため、複数の接地用貫通導体間からの高周波信号の不
要輻射をさらに抑制することができ、その結果、ミリ波
帯の高周波信号において良好な伝送特性が実現できる。
ば、上記各構成において、複数の接地用貫通導体間の距
離Ｐをλ／４以下としたときには、接地用貫通導体間の
距離が高周波信号の実効波長に対して十分に短く、接地
用貫通導体間からの電磁界の広がりを抑えることができ
るため、複数の接地用貫通導体間からの高周波信号の不
要輻射をさらに抑制することができ、その結果、ミリ波
帯の高周波信号において良好な伝送特性が実現できる。
【００４５】以上により、本発明によれば、貫通導体部
分において発生する高次モードを抑制することができ、
30ＧＨｚ以上のミリ波帯の高周波信号において良好な伝
送特性が得られる高周波用配線基板を提供することがで
きた。
分において発生する高次モードを抑制することができ、
30ＧＨｚ以上のミリ波帯の高周波信号において良好な伝
送特性が得られる高周波用配線基板を提供することがで
きた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高周波用配線基板の実施の形態の一例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図２】本発明の高周波用配線基板の実施の形態の一例
を示す平面図である。
を示す平面図である。
【図３】本発明の高周波用配線基板の実施の形態の他の
例を示す断面図である。
例を示す断面図である。
【図４】本発明の高周波用配線基板の実施の形態の他の
例を示す平面図である。
例を示す平面図である。
【図５】本発明の実施例および比較例の高周波用配線基
板について高周波信号の反射損失の周波数特性を示すグ
ラフである。
板について高周波信号の反射損失の周波数特性を示すグ
ラフである。
【図６】本発明の実施例および比較例の高周波用配線基
板について高周波信号の伝送損失の周波数特性を示すグ
ラフである。
板について高周波信号の伝送損失の周波数特性を示すグ
ラフである。
【図７】従来の高周波用配線基板の例を示す断面図であ
る。
る。
【図８】従来の高周波用配線基板の例を示す平面図であ
る。
る。
１・・・高周波用配線基板
２・・・誘電体層
３・・・第１の線路導体
４・・・第２の線路導体
５・・・貫通導体
６・・・接地導体
７・・・接地用貫通導体
８・・・同一面接地導体
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０５Ｋ 3/46 Ｈ０５Ｋ 3/46 Ｚ
Ｆターム(参考） 5E338 AA03 CC01 CC06 CD01 CD12
CD23 EE11 EE13
5E346 AA13 AA15 AA43 BB06 CC08
CC16 CC32 CC36 DD22 DD33
DD34 EE01 FF01 FF13 FF18
GG04 GG05 GG06 GG08 GG09
GG17 GG28 HH06
5J011 DA11
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の誘電体層を積層して成る誘電体基
板の一つの誘電体層の主面に形成された第１の線路導体
と、他の誘電体層の主面に形成された第２の線路導体
と、前記第１の線路導体の一端および前記第２の線路導
体の一端を前記第１の線路導体と前記第２の線路導体と
の間の前記誘電体層を貫通して電気的に接続する貫通導
体と、前記第１および第２の線路導体と同一の誘電体層
の主面にそれぞれ所定の間隔をもって形成された同一面
接地導体と、前記第１の線路導体と前記第２の線路導体
との間の前記誘電体層の主面に前記貫通導体を取り囲む
ように形成された接地導体と、前記誘電体層に前記貫通
導体を取り囲むように形成され、前記同一面接地導体と
前記接地導体とを電気的に接続する複数の接地用貫通導
体とを具備して成り、前記貫通導体の長さをＬ、前記貫
通導体の径をＡ、前記貫通導体と前記複数の接地用貫通
導体との最短距離をＢ、円周率をπ、前記貫通導体によ
り伝送される高周波信号の実効波長をλとしたとき、Ｌ
＞λ／４、かつπ（Ａ＋Ｂ）≦λであることを特徴とす
る高周波用配線基板。 - 【請求項２】 前記接地導体と前記同一面接地導体との
距離Ｈがλ／２以下であることを特徴とする請求項１記
載の高周波用配線基板。 - 【請求項３】 前記複数の接地用貫通導体間の距離Ｐが
λ／４以下であることを特徴とする請求項１または請求
項２記載の高周波用配線基板。
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