JP6440646B2 - High frequency substrate - Google Patents

Description

本発明は、高周波基板に関するものである。   The present invention relates to a high-frequency substrate.

例えば、携帯電話等の基地局装置で用いる高周波回路基板や、マイクロ波加熱装置に用いる高周波基板のように、１０Ａ以上の大電流を扱い、かつ、ＧＨｚ以上の高周波回路設計が必要となる場合、高周波回路に影響を及ぼさずに、電流容量を確保することが困難になる。   For example, when a high-frequency circuit board used in a base station apparatus such as a mobile phone or a high-frequency board used in a microwave heating apparatus handles a large current of 10 A or more and a high-frequency circuit design of GHz or more is required, It is difficult to ensure current capacity without affecting the high-frequency circuit.

一般に、回路に流すことができる許容電流は、導体の幅ｗと厚みｔからなる断面積Ｓで決定され、雰囲気温度からの温度上昇が１０℃以下になるようにｗとｔを決定する。回路設計においては、例えば、３５μｍ厚の銅箔を用いる場合、約１Ａに対して１ｍｍの幅を確保すること、すなわち、約１ｍｍ／１Ａが目安とさている。このため、許容電流を増やすためには、ｗを広く、ｔを厚くすればよい。一般に流通している回路基板の銅箔の厚みは、１８μｍ、３５μｍ、７０μｍとなっており、銅箔の厚みを厚くすれば、許容電流は増えるが、回路形成時のエッチング精度が悪くなる。また、分布定数回路を扱うようなＧＨｚ以上の高周波回路設計では、高周波特性が劣化するため、なるべく薄い銅箔を用いて回路設計を行いたいという要望がある。   Generally, the allowable current that can be passed through the circuit is determined by the cross-sectional area S composed of the width w and the thickness t of the conductor, and w and t are determined so that the temperature rise from the ambient temperature is 10 ° C. or less. In circuit design, for example, when using a copper foil having a thickness of 35 μm, a width of 1 mm is ensured with respect to about 1 A, that is, about 1 mm / 1 A is a standard. For this reason, in order to increase the allowable current, w should be wide and t should be thick. Generally, the thickness of the copper foil of the circuit board in circulation is 18 μm, 35 μm, and 70 μm. If the thickness of the copper foil is increased, the allowable current is increased, but the etching accuracy at the time of circuit formation is deteriorated. In addition, in high frequency circuit design of GHz or higher that handles distributed constant circuits, high frequency characteristics deteriorate, so there is a demand for circuit design using as thin a copper foil as possible.

以上のような基準に基づけば、銅箔の厚さ３５μｍで１０Ａが流れる回路パターンのライン幅は１０ｍｍになる。電力を上げるために複数の出力を合成するとともに、ドライバ段も同一基板上に形成する場合、１０ｍｍ幅のラインを引き回すと、回路面積を圧迫し、小型化の妨げになるだけでなく、予期せぬ高周波的な結合が生じることが懸念される。また、引き回しによって線路が長くなることに起因して生じる抵抗成分が生じ、この抵抗成分によって電圧降下が発生することから、所望のＤＣ特性を得る事が難しくなる。   Based on the above criteria, the line width of a circuit pattern in which 10A flows with a copper foil thickness of 35 μm is 10 mm. When combining multiple outputs to increase power and forming the driver stage on the same substrate, drawing a 10mm wide line will not only impede circuit size and hinder downsizing, but also anticipate There is concern that high frequency coupling will occur. In addition, a resistance component is generated due to the length of the line due to routing, and a voltage drop is generated by this resistance component, so that it is difficult to obtain a desired DC characteristic.

そこで、特許文献１のように、伝送線路とは別の層で大電流経路を形成する技術がある。特許文献1では抜き打ち加工した溝に導体を挿入、積層する製法であるため、伝送線路を構成する銅箔層のエッチング精度を劣化させずに、電流容量を確保することができる。   Therefore, as in Patent Document 1, there is a technique for forming a large current path in a layer different from the transmission line. Since Patent Document 1 is a manufacturing method in which a conductor is inserted and laminated in a punched groove, current capacity can be secured without deteriorating the etching accuracy of the copper foil layer constituting the transmission line.

また、特許文献２では、大電流が通じる経路を、スルーホールを通じて多層基板に分配することにより、エッチング精度を劣化させずに、電流容量を確保している。   Further, in Patent Document 2, the current capacity is ensured without degrading the etching accuracy by distributing the path through which a large current passes to the multilayer substrate through the through hole.

特開平０９−０４６００７号公報JP 09-046007 A 特開昭６３−１０２３９７号公報JP 63-102397 A 特開２００６−０１３８５７号公報JP 2006-013857 A

ところで、特許文献1で開示されている技術では、大電流用の回路導体と信号用回路パターンとをスルーホールによって接続することを想定している。このため、電流容量を確保するため、数多くのスルーホールが必要となることから、回路パターンが複雑になるという問題点がある。   By the way, in the technique disclosed in Patent Document 1, it is assumed that a circuit conductor for large current and a signal circuit pattern are connected by a through hole. For this reason, in order to secure current capacity, a large number of through holes are required, and there is a problem that the circuit pattern becomes complicated.

また、特許文献２の場合も同様に、電源ラインと高周波回路パターンとをスルーホールを用いて接続していることから、ＧＨｚ以上の高周波回路では、スルーホールのインダクタ成分としての影響が無視できず、回路の特性が劣化するという問題点がある。   Similarly, in the case of Patent Document 2, since the power supply line and the high frequency circuit pattern are connected using a through hole, the influence of the through hole as an inductor component cannot be ignored in a high frequency circuit of GHz or higher. There is a problem that the characteristics of the circuit deteriorate.

一般に、高周波信号を伝送する伝送線路と、直流電流を流す電源ラインは、高周波的にアイソレーションされている必要がある。特許文献３に開示されているように、伝送線路内を伝搬する高周波信号の波長をλとすると、伝送線路から約λ／４離れた位置にコンデンサを配置し、伝送線路から電源ライン側を見た際のインピーダンスを高くすることで、高周波的なアイソレーションを確保することができる。   In general, a transmission line for transmitting a high-frequency signal and a power supply line for flowing a direct current need to be isolated in high frequency. As disclosed in Patent Document 3, if the wavelength of the high-frequency signal propagating in the transmission line is λ, a capacitor is arranged at a position approximately λ / 4 away from the transmission line, and the power line side is viewed from the transmission line. By increasing the impedance at the time, high frequency isolation can be ensured.

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、大電流用の回路導体と信号用回路パターンをスルーホールで接続するとともに、大電流用の回路導体は高周波信号の伝送線路として考えられていない事から、λ／４の位置にコンデンサを配置することが難しい。このため、大電流用の回路導体の影響を加味して高周波回路パターンを設計することが困難という問題点がある。   However, in the technique disclosed in Patent Document 1, the circuit conductor for large current and the circuit pattern for signal are connected through a through hole, and the circuit conductor for large current is not considered as a transmission line for high-frequency signals. , Λ / 4 is difficult to place the capacitor. For this reason, there is a problem that it is difficult to design a high-frequency circuit pattern in consideration of the influence of a circuit conductor for large current.

また、特許文献２に開示された技術では、大電流経路が多層基板内にも分配されているため、λ／４の位置にコンデンサを配置することができず、高周波的にアイソレーションを確保することが困難という問題点がある。   In the technique disclosed in Patent Document 2, since a large current path is distributed also in the multilayer substrate, a capacitor cannot be disposed at a position of λ / 4, and high frequency isolation is ensured. There is a problem that it is difficult.

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、回路パターンを複雑にすることなく、また、回路の特性を劣化させることなく、高周波信号を伝送する伝送線路と、直流電流を流す電源ラインを高周波的にアイソレーションすることが可能な高周波回路基板を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above points. A transmission line for transmitting a high-frequency signal and a power source for supplying a direct current without complicating a circuit pattern and without degrading the characteristics of the circuit. An object of the present invention is to provide a high-frequency circuit board capable of isolating lines at high frequency.

上記課題を解決するために、本発明は、高周波回路基板において、高周波信号を伝搬する第１の回路パターンと、直流電流を伝搬する第２の回路パターンとを有する第１導体層と、前記第１導体層と誘電体層を挟んで配置された第２導体層と、を少なくとも有し、前記第２の回路パターンは、前記第１の回路パターンよりもその厚さが厚く形成されるとともに、前記誘電体層に埋め込まれて形成され、前記第１の回路パターンと前記第２の回路パターンとが電気的に接続される部分は、前記第１の回路パターンに対し前記第２の回路パターンが突出する様に構成されるとともに、これら双方の回路パターンの一部が重複するように配置されている、ことを特徴とする。
このような構成によれば、回路パターンを複雑にすることなく、また、回路の特性を劣化させることなく、高周波信号を伝送する伝送線路と、直流電流を流す電源ラインを高周波的にアイソレーションすることができる。
In order to solve the above problems, the present invention provides a high-frequency circuit substrate, a first circuit pattern to propagate a high-frequency signal, a first conductor layer and a second circuit pattern which propagates the direct current, the first At least a first conductor layer and a second conductor layer disposed across the dielectric layer, and the second circuit pattern is formed to be thicker than the first circuit pattern, A portion formed by being embedded in the dielectric layer and electrically connected to the first circuit pattern and the second circuit pattern has the second circuit pattern with respect to the first circuit pattern. It is configured so as to protrude, and is arranged so that part of both circuit patterns overlap.
According to such a configuration, a transmission line for transmitting a high-frequency signal and a power supply line for flowing a direct current are isolated in a high-frequency manner without complicating the circuit pattern and without degrading the circuit characteristics. be able to.

また、本発明は、前記第１の回路パターンの端を接続する線から前記第２の回路パターンが突出する長さは、前記高周波信号の波長よりも短いことを特徴とする。
また、本発明は、前記第１の回路パターンの端部を接続する線と、前記第２の回路パターンが突出する部分とに囲まれた部分の面積が、前記第２の回路パターンの厚さ方向の断面積以上であることを特徴とする。
In addition, the present invention is characterized in that a length of the second circuit pattern protruding from a line connecting the ends of the first circuit pattern is shorter than a wavelength of the high-frequency signal.
In the present invention, the area of the portion surrounded by the line connecting the end portions of the first circuit pattern and the portion from which the second circuit pattern protrudes is the thickness of the second circuit pattern. It is more than the cross-sectional area of a direction, It is characterized by the above-mentioned.

また、本発明は、前記第１の回路パターンと、前記第２の回路パターンの一部が重複する部分は、導電性金属によるメッキまたは蒸着によって電気的に接続されていることを特徴とする。
このような構成によれば、直流電流を伝搬する回路パターンと高周波信号が伝搬する回路パターンを電気的に確実に接続することができる。
Further, the present invention is characterized in that a portion where the first circuit pattern and a part of the second circuit pattern overlap is electrically connected by plating or vapor deposition with a conductive metal.
According to such a configuration, a circuit pattern that propagates a direct current and a circuit pattern that propagates a high-frequency signal can be electrically connected reliably.

また、本発明は、前記誘電体層を２層以上有するとともに、前記誘電体層を挟んで配置される導体層を３層以上有することを特徴とする。
このような構成によれば、多層基板において、高周波信号を伝送する伝送線路と、直流電流を流す電源ラインを高周波的にアイソレーションすることができる。 In addition, the present invention is characterized in that it has two or more dielectric layers and three or more conductor layers arranged with the dielectric layer in between.
According to such a configuration, in the multilayer substrate, the transmission line for transmitting a high-frequency signal and the power supply line for flowing a direct current can be isolated in high frequency.

また、本発明は、前記第２の回路パターンよりも下層に存在する導体層には、前記直流電流を伝搬する回路パターンの形状に対応した開口部が形成されていることを特徴とする。
このような構成によれば、開口部を設ける層の位置により、直流電流を伝搬する回路パターンの特性インピーダンスを所望の値に調整することができる。
Further, the present invention is characterized in that an opening corresponding to the shape of the circuit pattern for propagating the direct current is formed in the conductor layer existing below the second circuit pattern.
According to such a configuration, the characteristic impedance of the circuit pattern that propagates the direct current can be adjusted to a desired value depending on the position of the layer in which the opening is provided.

また、本発明は、前記高周波回路基板は、第２導体層または最下層に配置される導体層が当接するように導電性の筐体上に配置され、前記筐体の前記第２の回路パターンと対向する前記筐体の領域には凹部が設けられていることを特徴とする。
このような構成によれば、凹部の幅および深さを調整することにより、直流電流を伝搬する回路パターンの特性インピーダンスを所望の値に調整することができる。
In the present invention, the high-frequency circuit board is disposed on a conductive casing so that a conductor layer disposed on the second conductor layer or the lowermost layer is in contact with the second circuit pattern of the casing. A concave portion is provided in a region of the casing that faces the housing.
According to such a configuration, the characteristic impedance of the circuit pattern that propagates the direct current can be adjusted to a desired value by adjusting the width and depth of the recess.

本発明によれば、回路パターンを複雑にすることなく、また、回路の特性を劣化させることなく、高周波信号を伝送する伝送線路と、直流電流を流す電源ラインを高周波的にアイソレーションすることが可能な高周波回路基板を提供することができる。   According to the present invention, a transmission line for transmitting a high-frequency signal and a power supply line for flowing a direct current can be isolated in high frequency without complicating a circuit pattern and without degrading circuit characteristics. A possible high-frequency circuit board can be provided.

本発明の第１実施形態に係る高周波回路基板の構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structural example of the high frequency circuit board which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図１に示す高周波回路基板の製造プロセスの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the manufacturing process of the high frequency circuit board shown in FIG. 図１に示す実施形態の表層の電流分布を示す図である。It is a figure which shows the electric current distribution of the surface layer of embodiment shown in FIG. 図１に示す実施形態を実際の回路基板に適用した例を示す図である。It is a figure which shows the example which applied embodiment shown in FIG. 1 to an actual circuit board. 図１に示す実施形態の電源ラインを接続する方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the method of connecting the power supply line of embodiment shown in FIG. 図１に示す実施形態の電源ラインを接続する方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the method of connecting the power supply line of embodiment shown in FIG. 本発明の第２実施形態に係る高周波回路基板の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the high frequency circuit board which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図７に示す第２実施形態の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of 2nd Embodiment shown in FIG. 本発明の第３実施形態に係る高周波回路基板の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the high frequency circuit board which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態に係る高周波回路基板の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the high frequency circuit board which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態に係る高周波回路基板の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the high frequency circuit board which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 図１１に示す実施形態の表層の電流分布を示す図である。It is a figure which shows the electric current distribution of the surface layer of embodiment shown in FIG.

次に、本発明の実施形態について説明する。   Next, an embodiment of the present invention will be described.

（Ａ）本発明の第１実施形態の説明
図１は、本発明の第１実施形態に係る高周波回路基板の構成例を示す斜視図である。この図１に示す例では、高周波回路基板１は、例えば、厚さが０．７６２ｍｍで、比誘電率が３．６の誘電体基板１０を有している。誘電体基板１０の表（おもて）面１０ａには、厚さが３５μｍの銅箔によって構成される高周波回路パターン２０が設けられ、裏面１０ｂには厚さが３５μｍの銅箔によって図示しないグランドパターンが設けられている。なお、高周波回路パターン２０には、例えば、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）等の半導体スイッチが配置され、右側の端部２２から信号が入力され、左側の端部２１から信号が出力される。 (A) Description of First Embodiment of the Present Invention FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of a high-frequency circuit board according to a first embodiment of the present invention. In the example shown in FIG. 1, the high-frequency circuit board 1 has a dielectric substrate 10 having a thickness of 0.762 mm and a relative dielectric constant of 3.6, for example. A high-frequency circuit pattern 20 composed of a copper foil having a thickness of 35 μm is provided on the front (front) surface 10a of the dielectric substrate 10, and a ground (not shown) is formed on the back surface 10b by a copper foil having a thickness of 35 μm. A pattern is provided. For example, a semiconductor switch such as a field effect transistor (FET) is disposed in the high-frequency circuit pattern 20, and a signal is input from the right end 22 and a signal is output from the left end 21.

また、高周波回路パターン２０には、電源電力を供給するための電源ライン３０が接続されている。より詳細には、電源ライン３０は、例えば、高周波回路パターン２０の銅箔よりも厚い、厚さが０．７６２ｍｍの導体が誘電体基板１０内に埋め込んで構成される。また、電源ライン３０の破線で示す端部３２は、高周波回路パターン２０と領域が一部重複するように配置されている。また、電源ライン３０には、接続部からλ／４の位置（高周波回路基板１で扱う周波数が、例えば、２．４５ＧＨｚの場合には１８〜１９ｍｍの位置）に、接続部のインピーダンスを上げるためのコンデンサ（不図示）が接続される。なお、このコンデンサの素子値は、例えば、１０，０００ｐＦとすることができる。   The high frequency circuit pattern 20 is connected to a power line 30 for supplying power. More specifically, the power supply line 30 is configured by embedding a conductor having a thickness of 0.762 mm thicker than the copper foil of the high-frequency circuit pattern 20 in the dielectric substrate 10. Further, the end portion 32 indicated by a broken line of the power supply line 30 is arranged so that the high-frequency circuit pattern 20 and the region partially overlap. Further, in the power supply line 30, in order to increase the impedance of the connecting portion to a position λ / 4 from the connecting portion (a position handled by the high-frequency circuit board 1 is, for example, a position of 18 to 19 mm when the frequency handled by the high-frequency circuit board 1 is 2.45 GHz). Capacitor (not shown) is connected. The element value of this capacitor can be set to 10,000 pF, for example.

図２は、図１に示す高周波回路基板１の製造プロセスを模式的に示す図である。なお、図２の左側の列は、図１に示す高周波回路基板１を図の上方向（Ｚ方向）から見た図であり、図２の右側の列は左側の列に示す図のＡ−Ａ線の断面図である。   FIG. 2 is a diagram schematically showing a manufacturing process of the high-frequency circuit board 1 shown in FIG. 2 is a view of the high-frequency circuit board 1 shown in FIG. 1 as viewed from above (Z direction) in the drawing, and the right column in FIG. 2 is an A- in the drawing shown in the left column. It is sectional drawing of A line.

製造プロセスでは、まず、図２（Ａ）に示すように、誘電体基板１０の表面１０ａおよび裏面１０ｂに形成されている銅箔に対して、エッチング等によって、回路パターンが形成される。図２（Ａ）の例では、表面１０ａには高周波回路パターン２０と電源ライン３０とが形成されている。また、裏面１０ｂにはグランドパターン４０が形成されている。   In the manufacturing process, first, as shown in FIG. 2A, a circuit pattern is formed on the copper foil formed on the front surface 10a and the back surface 10b of the dielectric substrate 10 by etching or the like. In the example of FIG. 2A, the high frequency circuit pattern 20 and the power supply line 30 are formed on the surface 10a. A ground pattern 40 is formed on the back surface 10b.

つぎに、図２（Ｂ）では、電源ライン３０に対して、厚さが０．７６２ｍｍの厚銅を挿入するための開口部３５が座ぐりによって形成される。図２（Ｂ）の例では、電源ライン３０の幅方向の中央付近に開口部３５が形成されている。また、開口部３５の端部は、高周波回路パターン２０の領域と一部が重複するように形成されている。   Next, in FIG. 2 (B), an opening 35 for inserting thick copper having a thickness of 0.762 mm is formed in the power supply line 30 by counterbore. In the example of FIG. 2B, an opening 35 is formed near the center of the power supply line 30 in the width direction. Further, the end of the opening 35 is formed so as to partially overlap the region of the high-frequency circuit pattern 20.

つぎに、図２（Ｃ）では、開口部３５に対して厚銅３６が挿入されるとともに、厚銅３６と誘電体基板１０の間隙に銅ペースト３７が封入される。なお、銅ペースト３７は、銅の粉末と樹脂とを混合したものであり、樹脂が硬化して収縮することで、銅の粉末同士が圧着されて導電性を有するようになる素材である。このような銅ペースト３７を用いることにより、導電性を確保しながら、厚銅３６を誘電体基板１０に接着することができる。すなわち、厚銅３６と高周波回路パターン２０との電気的な接続を確保することができる。なお、厚銅３６が高周波回路パターン２０に突出する長さは、例えば、高周波信号の波長λよりも十分に小さい長さに設定することが望ましい。   Next, in FIG. 2C, the thick copper 36 is inserted into the opening 35, and the copper paste 37 is sealed in the gap between the thick copper 36 and the dielectric substrate 10. The copper paste 37 is a material in which a copper powder and a resin are mixed, and the resin is cured and contracted so that the copper powder is pressure-bonded to have conductivity. By using such a copper paste 37, the thick copper 36 can be bonded to the dielectric substrate 10 while ensuring conductivity. That is, electrical connection between the thick copper 36 and the high-frequency circuit pattern 20 can be ensured. It is desirable that the length of the thick copper 36 protruding from the high frequency circuit pattern 20 is set to a length sufficiently smaller than the wavelength λ of the high frequency signal, for example.

つぎに、図２（Ｄ）では、銅メッキによって、誘電体基板１０の表面１０ａおよび裏面１０ｂに形成されている回路パターンを被覆する。この結果、厚銅３６（または銅ペースト３７）と高周波回路パターン２０の表面が銅メッキによる銅膜３８によって被覆されることから、これらの電気的な接続がより一層確保される。なお、図２（Ｄ）に示す例では、高周波回路パターン２０の領域と重複する厚銅３６の端部を破線で示しているが、この部分の面積が狭いと、当該部分が隘路となり、抵抗またはインピーダンスが高くなってしまうので、この部分の面積としては、例えば、厚銅３６の断面積以上となるように設定することが望ましい。   Next, in FIG. 2D, the circuit pattern formed on the front surface 10a and the back surface 10b of the dielectric substrate 10 is covered by copper plating. As a result, the thick copper 36 (or copper paste 37) and the surface of the high-frequency circuit pattern 20 are covered with the copper film 38 formed by copper plating, so that the electrical connection between them is further ensured. In the example shown in FIG. 2D, the end of the thick copper 36 that overlaps the region of the high-frequency circuit pattern 20 is shown by a broken line. Or, since the impedance becomes high, it is desirable to set the area of this portion to be equal to or larger than the cross-sectional area of the thick copper 36, for example.

以上のようなプロセスによって、図１に示す高周波回路基板１を得ることができる。   The high frequency circuit board 1 shown in FIG. 1 can be obtained by the process as described above.

このようにして得られた高周波回路基板１によれば、高周波回路パターン２０と電源ライン３０の一部が重複するように配置したので、厚銅３６の断面積から決まる電流容量を確保することができる。   According to the high-frequency circuit board 1 obtained in this way, the high-frequency circuit pattern 20 and the power supply line 30 are arranged so as to partially overlap each other, so that the current capacity determined from the cross-sectional area of the thick copper 36 can be secured. it can.

また、厚銅３６は高周波信号に対する伝送線路としても機能するので、従来の設計通り、高周波回路パターン２０と電源ライン３０の接続部分からλ／４離れた位置にコンデンサを接続することで、高周波回路パターン２０には影響を与えることなく、電源ライン３０のインピーダンスを高くすることができる。図３は、２．４５ＧＨｚにおける図１に示す高周波回路基板１の回路導体表面の電流分布を示している。なお、この図において、色が濃い部分は電流が多く流れていることを示し、薄い部分は電流が少なく流れていることを示している。図３の例では、高周波回路パターン２０と電源ライン３０の接続部分からλ／４離れた位置にコンデンサを配置しているため、コンデンサ配置点では電流分布が多くなっており、高周波回路パターン２０と電源ライン３０との接続部分では、電流分布が低くなっている。   Further, since the thick copper 36 also functions as a transmission line for high-frequency signals, a high-frequency circuit can be obtained by connecting a capacitor at a position λ / 4 away from the connection portion between the high-frequency circuit pattern 20 and the power supply line 30 as in the conventional design. The impedance of the power supply line 30 can be increased without affecting the pattern 20. FIG. 3 shows a current distribution on the surface of the circuit conductor of the high-frequency circuit board 1 shown in FIG. 1 at 2.45 GHz. In this figure, dark portions indicate that a large amount of current flows, and thin portions indicate that a small amount of current flows. In the example of FIG. 3, the capacitor is arranged at a position λ / 4 away from the connection portion between the high-frequency circuit pattern 20 and the power supply line 30, so that the current distribution is large at the capacitor arrangement point. In the connection portion with the power supply line 30, the current distribution is low.

また、図１に示す実施形態では、厚みを持った厚銅３６を用いるとともに、高周波回路パターン２０とは異なる手順で電源ライン３０を形成するようにしたので、高周波回路パターン２０に必要なエッチング精度を確保したまま、電流容量の高い電源ライン３０を形成することができる。この結果、図１に示す、Ｚ方向に厚みを持たせている分、ＸＹ方向の表面積を少なくできるため、回路パターンの占有面積を縮小することができる。   In the embodiment shown in FIG. 1, the thick copper 36 having a thickness is used, and the power supply line 30 is formed by a procedure different from that of the high-frequency circuit pattern 20. Thus, it is possible to form the power supply line 30 having a high current capacity. As a result, since the surface area in the XY direction can be reduced by the thickness in the Z direction shown in FIG. 1, the area occupied by the circuit pattern can be reduced.

図４は、本実施形態による回路パターンと、従来技術による回路パターンを比較するための模式図である。図４（Ａ）は本実施形態による回路パターンの一例を示している。この例では、４つの高周波回路パターン２０が形成されている。また、それぞれの高周波回路パターン２０に対して、厚銅３６の埋め込みによって構成される電源ライン３０が接続されている。一方、図４（Ｂ）は従来技術による回路パターンを示している。この例では、電源ライン３０は、厚銅３６による埋め込みではなく、例えば、厚さが３５μｍの銅箔によって構成される。このため、本実施形態と同等の電流容量を確保するためには、電源ライン３０の線路の幅を、例えば、１０ｍｍ程度に設定する必要があることから、図４（Ａ）に比較して、回路パターンの占有面積が非常に大きくなっている。このように、本実施形態では、厚銅３６の埋め込み構造によって電源ライン３０を構成することで、回路パターンの占有面積を小さくすることができる。   FIG. 4 is a schematic diagram for comparing the circuit pattern according to the present embodiment with the circuit pattern according to the prior art. FIG. 4A shows an example of a circuit pattern according to the present embodiment. In this example, four high frequency circuit patterns 20 are formed. Further, a power line 30 configured by embedding thick copper 36 is connected to each high-frequency circuit pattern 20. On the other hand, FIG. 4B shows a circuit pattern according to the prior art. In this example, the power supply line 30 is not embedded by the thick copper 36, but is constituted by, for example, a copper foil having a thickness of 35 μm. For this reason, since it is necessary to set the width of the power supply line 30 to, for example, about 10 mm in order to ensure a current capacity equivalent to that of the present embodiment, compared with FIG. The area occupied by the circuit pattern is very large. As described above, in this embodiment, the power supply line 30 is configured by the embedded structure of the thick copper 36, whereby the area occupied by the circuit pattern can be reduced.

なお、図４（Ａ）に示す構成例では、電源ライン３０は折れ曲がった構造を有するため、このような形状を有する厚銅３６を埋め込むことは困難な場合がある。そこで、図５および図６に示すように、直線形状を有する厚銅３６を異なる層に埋め込み、これらを接合するようにしてもよい。すなわち、図５に示す構成例では、誘電体層１０１と誘電体層１０２が積層されて構成されている。なお、誘電体層１０１の表面には銅箔によるＬ１層が形成され、誘電体層１０１と誘電体層１０２の間には銅箔によるＬ２層が形成され、誘電体基板の裏面には銅箔によるＬ３層が形成されている。図５に示すような電源ラインを構成する場合、Ｌ１層とＬ２層間の誘電体層１０１と、Ｌ２層とＬ３層間の誘電体層１０２を座ぐる。そして、厚銅３０１を誘電体層１０１に圧入し、厚銅３０２を誘電体層１０２に圧入する。そして、図６に示すように、厚銅３０１と厚銅３０２の接続部分（重なる部分）にドリル等によって孔３１１，３１２をあける。つぎに、孔に銅コイン（円柱片）３１０を圧入する。なお、このとき、銅コイン３１０と厚銅３０１または厚銅３０２の間に間隙がある場合には銅ペーストによって空隙を充填する。このような方法によって、複雑な形状を有する電源ラインを構成することができる。   In the configuration example shown in FIG. 4A, since the power supply line 30 has a bent structure, it may be difficult to embed the thick copper 36 having such a shape. Therefore, as shown in FIGS. 5 and 6, thick copper 36 having a linear shape may be embedded in different layers, and these may be joined. That is, in the configuration example shown in FIG. 5, the dielectric layer 101 and the dielectric layer 102 are laminated. An L1 layer made of copper foil is formed on the surface of the dielectric layer 101, an L2 layer made of copper foil is formed between the dielectric layer 101 and the dielectric layer 102, and a copper foil is formed on the back surface of the dielectric substrate. The L3 layer is formed. When a power supply line as shown in FIG. 5 is configured, the dielectric layer 101 between the L1 layer and the L2 layer and the dielectric layer 102 between the L2 layer and the L3 layer are seated. Then, thick copper 301 is pressed into the dielectric layer 101, and thick copper 302 is pressed into the dielectric layer 102. Then, as shown in FIG. 6, holes 311 and 312 are opened by a drill or the like in a connection portion (overlap portion) between the thick copper 301 and the thick copper 302. Next, a copper coin (cylindrical piece) 310 is press-fitted into the hole. At this time, if there is a gap between the copper coin 310 and the thick copper 301 or the thick copper 302, the gap is filled with the copper paste. By such a method, a power supply line having a complicated shape can be configured.

（Ｂ）本発明の第２実施形態の説明
つぎに、図７を参照して本発明の第２実施形態について説明する。図７は、図１に示す電源ライン３０の端部３１付近を拡大して示した図である。なお、第２実施形態では、図１と比較すると、誘電体基板１０の裏面１０ｂに当接するように、導電性の部材（例えば、アルミニウム）で構成される筐体５０が配置されている。また、筐体５０において、電源ライン３０と対向する領域は、座ぐりが入れられて凹状形状を有する凹部５１が形成されている。なお、凹部５１の深さはｔとされ、幅はｗとされている。また、筐体５０は、グランド電位に設定されている。 (B) Description of Second Embodiment of the Present Invention Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is an enlarged view showing the vicinity of the end 31 of the power supply line 30 shown in FIG. In the second embodiment, as compared with FIG. 1, a housing 50 made of a conductive member (for example, aluminum) is disposed so as to contact the back surface 10 b of the dielectric substrate 10. Further, in the case 50, a region facing the power supply line 30 is formed with a concave portion 51 having a concave shape by being spotted. The depth of the recess 51 is t, and the width is w. The housing 50 is set to the ground potential.

このように、筐体５０に凹部５１を形成することで、電源ライン３０と接触しないようにすることができる。また、凹部５１の深さｔを調節することで、電源ライン３０の特性インピーダンスを調整する事が可能となる。図８は、凹部５１のｗ＝３ｍｍに設定し、深さｔを変化させた場合の電源ライン３０の特性インピーダンスの変化を示す図である。図８に示すように、ｔを深くすることにより特性インピーダンスを高くすることができる。このように、電源ライン３０の特性インピーダンスを高くすることで、高周波回路パターン２０とのアイソレーションを広帯域に確保することができる。一般的に、高出力アンプの高周波回路パターン２０の整合回路は１０Ω以下に設定される事が多い。図７に示す構成では、凹部５１の深さｔを調整することによって１０Ωよりも高い特性インピーダンスを容易に構成できる。   Thus, by forming the recessed part 51 in the housing | casing 50, it can avoid contacting the power supply line 30. FIG. Further, the characteristic impedance of the power supply line 30 can be adjusted by adjusting the depth t of the recess 51. FIG. 8 is a diagram illustrating changes in the characteristic impedance of the power supply line 30 when the recess 51 is set to w = 3 mm and the depth t is changed. As shown in FIG. 8, the characteristic impedance can be increased by increasing t. As described above, by increasing the characteristic impedance of the power supply line 30, it is possible to secure isolation from the high-frequency circuit pattern 20 in a wide band. In general, the matching circuit of the high-frequency circuit pattern 20 of the high-output amplifier is often set to 10Ω or less. In the configuration shown in FIG. 7, a characteristic impedance higher than 10Ω can be easily configured by adjusting the depth t of the recess 51.

以上に説明したように、本発明の第２実施形態によれば、高周波回路基板１を配置する筐体５０の電源ライン３０に対向する領域に凹部５１を形成するようにしたので、グランド電位の筐体５０と電源ライン３０とが短絡することを防止できる。   As described above, according to the second embodiment of the present invention, since the recess 51 is formed in the region facing the power supply line 30 of the housing 50 in which the high-frequency circuit board 1 is disposed, It is possible to prevent the casing 50 and the power supply line 30 from being short-circuited.

また、第２実施形態では、凹部５１の深さｔによって、電源ライン３０の特性インピーダンスを調整することができるので、例えば、高周波回路パターン２０とのアイソレーションの良好な電源ライン３０を得ることができる。   In the second embodiment, since the characteristic impedance of the power supply line 30 can be adjusted by the depth t of the recess 51, for example, the power supply line 30 having good isolation from the high-frequency circuit pattern 20 can be obtained. it can.

（Ｃ）本発明の第３実施形態の説明
つぎに、本発明の第３実施形態について説明する。図９〜図１１は、本発明の第３実施形態の構成例を示す図である。これらの図では、図１に示す電源ライン３０の端部３１付近を拡大して示している。図９に示す例では、高周波回路基板１は、銅箔等による導体パターンによって構成されるＬ１層〜Ｌ４層を有し、また、Ｌ１層〜Ｌ４層に挟まれた誘電体層１０１〜１０３を有している。Ｌ３層、Ｌ４層はグランドパターンとなっており、電源ライン３０の両側には誘電体層１０１〜１０３を貫通してスルーホールＴｈ１，Ｔｈ２が形成されている。 (C) Description of Third Embodiment of the Invention Next, a third embodiment of the present invention will be described. 9-11 is a figure which shows the structural example of 3rd Embodiment of this invention. In these drawings, the vicinity of the end portion 31 of the power supply line 30 shown in FIG. 1 is enlarged. In the example shown in FIG. 9, the high-frequency circuit board 1 has L1 to L4 layers constituted by conductor patterns made of copper foil or the like, and the dielectric layers 101 to 103 sandwiched between the L1 to L4 layers. Have. The L3 layer and the L4 layer are ground patterns, and through holes Th1 and Th2 are formed on both sides of the power supply line 30 through the dielectric layers 101 to 103.

図９に示すような構成では、電源ライン３０の特性インピーダンスをシミュレーションによって計算したところ、１２Ωであると算出された。前述のように、高出力アンプの伝送線路の整合回路は１０Ω以下に設定される事が多く、電源ライン３０の特性インピーダンスはこれより高くすることが好ましい。図９に示す構成では、１０Ωよりも高い特性インピーダンスを得られ、高周波回路パターン２０とのアイソレーションの良好な電源ライン３０を得ることができる。   In the configuration as shown in FIG. 9, the characteristic impedance of the power supply line 30 was calculated by simulation, and was calculated to be 12Ω. As described above, the transmission line matching circuit of the high-power amplifier is often set to 10Ω or less, and the characteristic impedance of the power supply line 30 is preferably higher than this. In the configuration shown in FIG. 9, a characteristic impedance higher than 10Ω can be obtained, and the power supply line 30 having good isolation from the high-frequency circuit pattern 20 can be obtained.

また、図１０に示す例では、図９に比較すると、Ｌ３層の電源ライン３０に対向する領域が新たに座ぐられて、開口部が形成されている。しかし、図９と同様に、Ｌ４層の電源ライン３０に対向する領域は座ぐられていない。図１０に示すような構成では、電源ライン３０の特性インピーダンスをシミュレーションによって計算したところ、２０．７Ωであると算出された。このため、図１０に示す構成では、１０Ωよりも高い特性インピーダンスを容易に得ることができる。   Further, in the example shown in FIG. 10, compared to FIG. 9, a region facing the power supply line 30 in the L3 layer is newly spotted to form an opening. However, as in FIG. 9, the region facing the power line 30 of the L4 layer is not spotted. In the configuration as shown in FIG. 10, the characteristic impedance of the power supply line 30 was calculated by simulation, and was calculated to be 20.7Ω. For this reason, in the structure shown in FIG. 10, a characteristic impedance higher than 10Ω can be easily obtained.

さらに、図１１に示す例では、図１０に比較すると、Ｌ４層の電源ライン３０に対向する領域が新たに座ぐられて、開口部が形成されている。図１１に示すような構成では、電源ライン３０の特性インピーダンスをシミュレーションによって計算したところ、３３．７Ωであると算出された。このため、図１１に示す構成では、１０Ωよりも高い特性インピーダンスを容易に得ることができる。   Furthermore, in the example shown in FIG. 11, compared to FIG. 10, a region facing the power supply line 30 in the L4 layer is newly spotted and an opening is formed. In the configuration shown in FIG. 11, the characteristic impedance of the power supply line 30 was calculated by simulation, and was calculated to be 33.7Ω. For this reason, in the configuration shown in FIG. 11, a characteristic impedance higher than 10Ω can be easily obtained.

図１２は、２．４５ＧＨｚにおける図１１に示す高周波回路基板１の表層の電流分布を示している。なお、この図において、色が濃い部分は電流が多く流れていることを示し、薄い部分は電流が少なく流れていることを示している。図１２の例では、高周波回路パターン２０と電源ライン３０の接続部分からλ／４離れた位置にコンデンサを配置しているため、コンデンサ配置点では電流分布が多くなっており、高周波回路パターン２０と電源ライン３０との接続部分では、電流分布が低くなっている。すなわち、高周波回路パターン２０と電源ライン３０とのアイソレーションが確保されている。   FIG. 12 shows the current distribution on the surface layer of the high-frequency circuit board 1 shown in FIG. 11 at 2.45 GHz. In this figure, dark portions indicate that a large amount of current flows, and thin portions indicate that a small amount of current flows. In the example of FIG. 12, since the capacitor is arranged at a position λ / 4 away from the connection portion between the high-frequency circuit pattern 20 and the power supply line 30, the current distribution increases at the capacitor arrangement point. In the connection portion with the power supply line 30, the current distribution is low. That is, isolation between the high-frequency circuit pattern 20 and the power supply line 30 is ensured.

以上に説明したように、本発明の第３実施形態によれば、多層基板において、電源ライン３０と対向する領域の導体層を座ぐって開口部を設けるようにしたので、開口部を設ける層を調整することで、電源ライン３０の特性インピーダンスを所望の値に設定することができる。   As described above, according to the third embodiment of the present invention, in the multilayer substrate, the opening is provided by sitting through the conductor layer in the region facing the power supply line 30, so the layer for providing the opening is provided. By adjusting, the characteristic impedance of the power supply line 30 can be set to a desired value.

（Ｄ）変形実施形態の説明
以上の各実施形態は一例であって、本発明が上述したような場合のみに限定されるものでないことはいうまでもない。例えば、図１および図２に示す第１実施形態では、厚銅３６は端部が円形の形状を有するものを使用するようにしたが、これ以外の形状（例えば、矩形、三角、または、台形）であってもよい。なお、端部の形状としては、高周波回路パターン２０との接触面積を確保できる形状であることが望ましい。 (D) Description of Modified Embodiment Each of the above embodiments is an example, and it is needless to say that the present invention is not limited to the case described above. For example, in the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the thick copper 36 has a circular end, but other shapes (for example, a rectangle, a triangle, or a trapezoid) are used. ). In addition, as a shape of an edge part, it is desirable that it is a shape which can ensure a contact area with the high frequency circuit pattern 20. FIG.

また、以上の各実施形態では、境界部分の辺が平坦な形状（直線形状）を有する高周波回路パターン２０に対して、電源ライン３０の端部が陥入する状態でこれらを接続するようにしたが、例えば、高周波回路パターン２０の一部が凸状に突出した形状とし、その凸状の部分に対して電源ライン３０の端部を接続するようにしてもよい。すなわち、高周波回路パターン２０と電源ライン３０の双方の回路パターンの一部が重複するように配置されればよい。望ましくは、その重複する範囲は、例えば、電源ライン３０の厚銅３６の断面積以上になるように設定されていればよい。   Further, in each of the above-described embodiments, the boundary portion is connected to the high-frequency circuit pattern 20 having a flat side (linear shape) in a state where the end of the power supply line 30 is indented. However, for example, a part of the high-frequency circuit pattern 20 may have a protruding shape, and the end of the power supply line 30 may be connected to the protruding portion. That is, it is only necessary that the circuit patterns of both the high-frequency circuit pattern 20 and the power supply line 30 are partially overlapped. Desirably, the overlapping range should just be set so that it may become more than the cross-sectional area of the thick copper 36 of the power supply line 30, for example.

また、図２に示す実施形態では、厚銅３６は、銅ペースト３７で接着するようにしたが、銅以外の導電性のペーストで接着するようにしてもよい。また、高周波回路パターン２０との電気的な接続が確保できれば、導電性のペーストではなく、通常の（導電性を有しない）接着剤を用いるようにしてもよい。   In the embodiment shown in FIG. 2, the thick copper 36 is bonded with the copper paste 37, but may be bonded with a conductive paste other than copper. If an electrical connection with the high-frequency circuit pattern 20 can be secured, a normal (non-conductive) adhesive may be used instead of the conductive paste.

また、図２に示す実施形態では、図２（Ｄ）において、銅メッキによる銅膜３８を施すようにしたが、導電性の金属であれば、銅以外のメッキを施すようにしてもよい。例えば、金、銀、アルミニウム等によるメッキを施すようにしてもよい。また、メッキではなく、導電性の金属を蒸着するようにしてもよい。あるいは、導電性のペースト（例えば、銅ペースト）を表面に塗布するようにしてもよい。   In the embodiment shown in FIG. 2, the copper film 38 by copper plating is applied in FIG. 2D, but plating other than copper may be applied as long as it is a conductive metal. For example, plating with gold, silver, aluminum or the like may be performed. Further, instead of plating, a conductive metal may be deposited. Alternatively, a conductive paste (for example, copper paste) may be applied to the surface.

また、図７に示す実施形態では、凹部５１の幅ｗは、図２（Ｂ）に示す開口部３５の幅よりも大きくなるようにしたが、凹部５１の幅ｗが開口部３５の幅と略同じになるようにしてもよい。   In the embodiment shown in FIG. 7, the width w of the recess 51 is made larger than the width of the opening 35 shown in FIG. 2B, but the width w of the recess 51 is equal to the width of the opening 35. You may make it become substantially the same.

また、図９〜図１１に示す実施形態では、Ｌ１層〜Ｌ４層の４層を有するようにしたが、３層を有する場合、または、５層以上を有する場合であっても本発明を適用することができる。また、図９〜図１１に示す実施形態では、筐体５０を示していないが、図７と同様に凹部５１を有する筐体５０または凹部５１を有しない筐体５０を用いるようにしてもよい。その場合、図１１に示す実施形態では、凹部５１の深さｔを調整することで、電源ライン３０の特性インピーダンスを調整することができる。   Moreover, in embodiment shown in FIGS. 9-11, it was made to have 4 layers, L1 layer-L4 layer, However, This invention is applied even when it has a case where it has 3 layers or has 5 layers or more. can do. In the embodiment shown in FIGS. 9 to 11, the housing 50 is not shown, but the housing 50 having the recess 51 or the housing 50 not having the recess 51 may be used as in FIG. 7. . In that case, in the embodiment shown in FIG. 11, the characteristic impedance of the power supply line 30 can be adjusted by adjusting the depth t of the recess 51.

１ 高周波回路基板
１０ 誘電体基板
１０ａ 表面
１０ｂ 裏面
２０ 高周波回路パターン（第１導体層の一部）
２１，２２ 端部
３０ 電源ライン（第１導体層の一部）
３１，３２ 端部
３５ 開口部
３６ 厚銅
３７ 銅ペースト
３８ 銅膜
４０ グランドパターン（第２導体層）
５０ 筐体
５１ 凹部
１０１，１０２，１０３ 誘電体層
３０１，３０２ 電源ライン
３１０ 銅コイン
３１１，３１２ 孔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High frequency circuit board 10 Dielectric substrate 10a Front surface 10b Back surface 20 High frequency circuit pattern (a part of 1st conductor layer)
21, 22 End 30 Power line (part of the first conductor layer)
31, 32 End portion 35 Opening portion 36 Thick copper 37 Copper paste 38 Copper film 40 Ground pattern (second conductor layer)
50 Housing 51 Recess 101, 102, 103 Dielectric layer 301, 302 Power line 310 Copper coin 311 312 Hole

Claims (7)

高周波回路基板において、
高周波信号を伝搬する第１の回路パターンと、直流電流を伝搬する第２の回路パターンとを有する第１導体層と、
前記第１導体層と誘電体層を挟んで配置された第２導体層と、を少なくとも有し、
前記第２の回路パターンは、前記第１の回路パターンよりもその厚さが厚く形成されるとともに、前記誘電体層に埋め込まれて形成され、前記第１の回路パターンと前記第２の回路パターンとが電気的に接続される部分は、前記第１の回路パターンに対し前記第２の回路パターンが突出する様に構成されるとともに、これら双方の回路パターンの一部が重複するように配置されている、
ことを特徴とする高周波回路基板。 In high frequency circuit boards ,
A first circuit pattern to propagate a high-frequency signal, a first conductor layer and a second circuit pattern which propagates the DC current,
At least a first conductor layer and a second conductor layer disposed across a dielectric layer,
The second circuit pattern is formed to be thicker than the first circuit pattern and embedded in the dielectric layer, and the first circuit pattern and the second circuit pattern are formed. Are electrically connected to each other so that the second circuit pattern protrudes from the first circuit pattern, and a part of both circuit patterns overlap. ing,
A high-frequency circuit board characterized by that. 前記第１の回路パターンの端を接続する線から前記第２の回路パターンが突出する長さは、前記高周波信号の波長よりも短いことを特徴とする請求項１に記載の高周波回路基板。2. The high-frequency circuit board according to claim 1, wherein a length of the second circuit pattern protruding from a line connecting the ends of the first circuit pattern is shorter than a wavelength of the high-frequency signal. 前記第１の回路パターンの端部を接続する線と、前記第２の回路パターンが突出する部分とに囲まれた部分の面積が、前記第２の回路パターンの厚さ方向の断面積以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の高周波回路基板。The area of the portion surrounded by the line connecting the end portions of the first circuit pattern and the portion from which the second circuit pattern protrudes is greater than or equal to the cross-sectional area in the thickness direction of the second circuit pattern. The high frequency circuit board according to claim 1, wherein the high frequency circuit board is provided. 前記第１の回路パターンと、前記第２の回路パターンの一部が重複する部分は、導電性金属によるメッキまたは蒸着によって電気的に接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の高周波回路基板。The portion where the first circuit pattern and the second circuit pattern partially overlap each other is electrically connected by plating or vapor deposition with a conductive metal. 2. The high frequency circuit board according to claim 1. 前記誘電体層を２層以上有するとともに、前記誘電体層を挟んで配置される導体層を３層以上有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の高周波回路基板。5. The high-frequency circuit board according to claim 1, wherein the high-frequency circuit board has two or more dielectric layers and three or more conductor layers arranged with the dielectric layers interposed therebetween. 前記第２の回路パターンよりも下層に存在する導体層には、前記直流電流を伝搬する回路パターンの形状に対応した開口部が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の高周波回路基板。The high-frequency circuit according to claim 5, wherein an opening corresponding to a shape of the circuit pattern that propagates the direct current is formed in a conductor layer that exists below the second circuit pattern. substrate. 前記高周波回路基板は、第２導体層または最下層に配置される導体層が当接するように導電性の筐体の上に配置され、前記筐体の前記第２の回路パターンと対向する前記筐体の領域には凹部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の高周波回路基板。The high-frequency circuit board is disposed on a conductive casing such that a conductor layer disposed on the second conductor layer or the lowermost layer is in contact with the casing, and the casing facing the second circuit pattern of the casing. The high-frequency circuit board according to claim 1, wherein a concave portion is provided in the body region.

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