JP6878259B2

JP6878259B2 - 伝送回路、配線基板および高周波装置

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Publication number: JP6878259B2
Application number: JP2017227986A
Authority: JP
Inventors: 白崎　隆行; 隆行白崎
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2017-11-28
Filing date: 2017-11-28
Publication date: 2021-05-26
Anticipated expiration: 2037-11-28
Also published as: JP2019102827A

Description

本発明は、高周波信号が伝送される信号線路を含む伝送回路、配線基板および高周波装置に関する。

ＲＦ（radio frequency）信号等の高周波信号を伝送する電子回路が、種々の高周波伝
送用基板に用いられている。この電子回路は、終端抵抗を有する伝送回路に接続されて終端処理される。また、伝送回路は、バイアス電流を電子回路に与えるためのバイアス線路も有している。

上記終端処理を行なう伝送回路は、高周波信号が伝送される信号線路の端部が50Ωの終端抵抗を介して接地されている。バイアス線路は、直流電源に接続された端と反対側の端が、バイアス抵抗を介して信号線路に接続されている。また、バイアス線路および信号線路の接点と終端抵抗との間には、直流電流の終端抵抗への流れ込みを防ぐための容量が位置している。（例えば、特許文献１を参照）。

特開2010−135738号公報

近年、上記終端処理を行なう伝送線路において、いわゆる省エネルギー等の観点から、バイアス線路に印加する直流電圧を低く抑えることが求められるようになってきている。これに対して、例えば、バイアス抵抗を小さくして、バイアス線路から信号線路にバイアス電流が流れやすくすることが考えられる。しかしながら、バイアス抵抗を小さくすると、バイアス線路への高周波信号の流れ込みの可能性が増加する。

本発明の１つの態様の伝送回路は、信号源に接続された第１端、該第１端と反対側に位置し接地電位に接続された第２端および前記第１端と前記第２端との間に位置する接点を有する信号線路と、前記信号線路側に位置する第３端および該第３端と反対側に位置し直流電源に接続された第４端を有するバイアス線路と、前記信号線路の前記第１端と前記接点との間に直列接続されて位置している終端抵抗と、前記信号線路の前記接点と前記第２端との間に直列接続されて位置しているコンデンサと、前記バイアス線路の前記第３端と前記第４端との間に直列接続された抵抗とを備える。

本発明の１つの態様の配線基板は、第１面を有する誘電体基板と、該誘電体基板の前記第１面に位置する高周波信号の伝送回路とを備えており、該伝送回路は、信号源に接続される第１端および該第１端と反対側に位置する第２端とを有する信号線路と、該信号線路の前記第１端と前記第２端との間に位置し、前記信号線路と直列接続された中継パッドと、該中継パッドに接続された第３端および該第３端と反対側に位置し接続パッドに接続された第４端を有するバイアス線路と、前記信号線路の前記第１端と前記中継パッドとの間に直列接続された終端抵抗器と、前記信号線路の前記第２端と電気的に接続された接地導体と、前記中継パッドと前記接地導体との間において前記信号線路に直列接続された容量素子と、前記バイアス線路の前記第３端と前記第４端との間に直列接続されたバイアス線路とを備える。

本発明の１つの態様の高周波装置は、上記構成の配線基板と、前記信号線路の前記第１端に電気的に接続された半導体素子と、前記接続パッドに電気的に接続された直流電源とを備える。

本発明の１つの態様の伝送回路によれば、上記構成のバイアス線路等を有することから、バイアス抵抗を小さく抑えることができる。したがって、バイアス線路への高周波信号の流れ込みを抑制しながら、バイアス抵抗を小さく抑えることができ、電力の抑制等に有利な伝送回路を提供することができる。

本発明の１つの態様の配線基板によれば、上記構成のバイアス線路等を有することから、バイアス抵抗を小さく抑えることができる。したがって、バイアス線路への高周波信号の流れ込みを抑制しながら、バイアス抵抗を小さく抑えることができ、電力の抑制等に有利な配線基板を提供することができる。

本発明の１つの態様の高周波装置によれば、上記構成の配線基板を含むことから、電力を抑制しながら信号線路に所定のバイアス電流を与えることが容易である。したがって、高周波信号の終端処理を行なう終端基板等の形成に適した高周波装置を提供することができる。

本発明の実施形態の伝送回路を示す等価回路図である。（ａ）は、本発明の実施形態の配線基板を示す上面図であり、（ｂ）は、その下面図である。本発明の実施形態の配線基板および高周波装置を示す斜視図である。本発明の実施形態の配線基板において容量素子を省いて示す斜視図である。本発明の他の実施形態の配線基板の一部を示す平面図である。本発明の実施形態の伝送回路および配線基板の反射損失を示すグラフである。

本発明の実施形態の伝送回路、配線基板および高周波装置について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明における高周波とは、例えば約10ＧＨｚ以上の信号である。図１は、本発明の実施形態の伝送回路を示す等価回路図である。図２（ａ）は、本発明の実施形態の配線基板を示す上面図であり、図２（ｂ）は、その下面図である。図３は、本発明の実施形態の配線基板および高周波装置を示す斜視図である。図４は、本発明の実施形態の配線基板において容量素子を省いて示す斜視図である。本実施形態において、後述する誘電体基板の第１面を上面とし、その反対側の面を下面としている。

（伝送回路）
本実施形態の伝送回路１は、信号源ＳＳに接続された信号線路ＳＬと、直流電源ＤＣに接続されたバイアス線路ＢＬとを有し、信号線路ＳＬの長さ方向の一部にバイアス線路ＢＬが接続されている。信号線路ＳＬは、例えば半導体集積回路素子等から伝送される高周波信号（例えば約10ＧＨｚ以上）ＲＦが伝送される伝送路として機能する。また、バイアス線路ＢＬは、信号線路にバイアス電圧を付与する機能を有している。バイアス電圧によって高周波信号ＲＦに対する外部電磁ノイズの影響が低減される。

図１に示す例において、信号線路ＳＬは、半導体集積回路素子等の信号源ＳＳに接続された第１端Ｌ１、第１端Ｌ１と反対側に位置し接地電位Ｇに接続された第２端Ｌ２および
第１端Ｌ１と第２端Ｌ２との間に位置する接点Ｎを有している。バイアス線路ＢＬは、第３端Ｌ３と、第３端Ｌ３と反対側に位置し直流電源ＤＣに接続された第４端Ｌ４を有している。第３端Ｌ３は信号線路ＳＬ側に位置している。また、伝送線路１は、信号線路ＳＬの第１端Ｌ１と接点Ｎとの間に直列接続されて位置している終端抵抗Ｒ１と、信号線路ＳＬの接点Ｎと第２端Ｌ２との間に直列接続されて位置しているコンデンサＣと、第３端Ｌ３とバイアス線路ＢＬの第４端Ｌ４との間に直列接続された抵抗Ｒ２とを備えている。なお、以下において、この抵抗Ｒ２をバイアス抵抗Ｒ２という場合がある。

信号線路ＳＬに接続された信号源ＳＳは、例えば前述したように半導体集積回路素子等の高周波信号を発信する電子部品である。また、信号源ＳＳは、無線機器のアンテナと接続された、分派器および帯域フィルタ等を含む高周波信号の処理用の電子回路(以下、高
周波回路ともいう）であってもよい。この場合の電子回路都実施形態の伝送回路１とは、例えば同じ基体に配置されていても構わない。信号源ＳＳから信号線路ＳＬの第１端Ｌ１に高周波信号ＲＦが伝送される。

信号線路ＳＬは、上記のような信号源から伝送される高周波信号を、終端抵抗Ｒ１を介して接地電位Ｇに導き終端処理を行なわせる機能を有している。終端抵抗Ｒ１は、例えば上記の電子回路の特性インピーダンスと同様であり、例えば50Ωに設定されている。終端抵抗Ｒ１を介して接地された信号線路ＳＬによって、伝送される高周波信号ＲＦ（例えば第１端Ｌ１に接続された高周波回路）が効果的に終端させる。

第４端Ｌ４に接続されたバイアス線路ＢＬは、前述したようにバイアス電流を信号線路ＳＬに付与する機能を有し、第４端Ｌ４において直流電源ＤＣと電気的に接続されている。直流電源ＤＣからバイアス線路ＢＬを介してバイアス電圧が信号線路ＳＬに付与される。信号線路ＳＬを伝送される高周波信号ＲＦにバイアス電圧が付与されることで信号レベルが高くなり、外部の電磁ノイズに起因した高周波信号への影響が低減される。

第３端Ｌ３と第４端Ｌ４との間に位置する抵抗Ｒ２は、バイアス線路ＢＬへの高周波信号ＲＦの流れ込みを抑制する機能を有している。仮に高周波信号ＲＦの一部がバイアス線路ＢＬに流れ込むと、信号線路ＳＬへのバイアス電圧の付与が妨げられる可能性がある。

信号線路ＳＬにおいて接点Ｎと接地電位Ｇとの間に配置されているコンデンサＣは、接点Ｎから接地電位Ｇ側に、直流電源ＤＣからバイアス電圧による電流（直流）が流れ込むのを防ぐ機能を有している。バイアス電圧による電流は直流であるため、コンデンサＣによって効果的に遮断され、接点Ｎの方向、つまり信号線路ＳＬ側にバイアス電圧が効率よく付与される。なお、高周波信号ＲＦは、コンデンサＣを通過できるため、接地電位Ｇにより接地できる。

実施形態の伝送回路１は、例えば第１端Ｌ１に接続される高周波回路に対する終端回路として用いることができる。この終端回路においては、終端処理を行なう終端抵抗Ｒ１よりも後ろ側（第１端Ｌ１から遠ざかる方向）にバイアス線路ＢＬが接続されている。また、信号線路ＳＬとバイアス線路ＢＬとの接点Ｎよりも後ろ側でコンデンサＣを介して接地されている。すなわち、信号線路ＳＬとバイアス線路ＢＬとの接点Ｎは、高周波信号ＲＦが終端抵抗Ｒ１によって減衰した後で行なわれる。つまり、高周波信号ＲＦをバイアス線路ＢＬに流れ込ませる電位が低く抑えられている。そのため、バイアス抵抗Ｒ２の抵抗値を、比較的小さく抑えることができる。

すなわち、本実施形態の伝送回路１によれば、上記構成のバイアス線路ＢＬ等を有することから、バイアス抵抗Ｒ２を小さく抑えることができる。したがって、バイアス線路ＢＬへの高周波信号ＲＦの流れ込みを抑制しながら、バイアス抵抗Ｒ２を小さく抑えること
ができる。これにより、例えば後述する配線基板に用いられたときに、電力の抑制等に有利な伝送回路１を提供することができる。

（配線基板）
本実施形態の配線基板10は、第１面２ａを有する誘電体基板２と、誘電体基板２の第１面２ａに位置する高周波信号の伝送回路とを有している。この配線基板10に含まれる伝送回路は、例えば上記実施形態の伝送回路１と同様の構成を有している。配線基板10の実施形態の一例を図３に示し、この配線基板10から容量素子３（詳細は後述）を省いたもの（配線基板用の基板）（この基板としては符号なし）を図４に示している。図２では、容量素子３を破線で示している。本実施形態の配線基板10は、終端回路としての伝送回路１を有しているため、前述したような信号源ＳＳ等の高周波回路の終端基板として用いることができる。また、見やすくするために第２端Ｌ２の図示を省略している。

図２に示す例において、配線基板10は、第１面２ａを有する誘電体基板２と、誘電体基板２の第１面２ａに位置する高周波信号の伝送回路１とを備えている。伝送回路１は、信号源ＳＳに接続される第１端Ｌ１および第１端Ｌ１と反対側に位置する第２端Ｌ２とを有する信号線路ＳＬと、信号線路ＳＬの第１端Ｌ１と第２端Ｌ２との間に位置し、信号線路ＳＬと直列接続された中継パッド４と、中継パッド４に接続された第３端Ｌ３および第３端Ｌ３と反対側に位置し接続パッド４に接続された第４端Ｌ４を有するバイアス線路ＢＬとを有している。中継パッド４は、前述した実施形態の伝送回路１における接点Ｎに相当する。中継パッド４を介して、信号線路ＳＬとバイアス線路ＢＬとが互いに接続されている。

また、伝送回路１は、信号線路ＳＬの第１端Ｌ１と中継パッド４との間に直列接続された終端抵抗器５と、信号線路ＳＬの第２端Ｌ２と電気的に接続された接地導体６と、中継パッド４と接地導体６との間において信号線路ＳＬに直列接続された容量素子３と、バイアス線路ＢＬの第３端Ｌ３と第４端Ｌ４との間に直列接続されたバイアス抵抗器８とを備えている。バイアス線路ＢＬの第４端は、接続パッド９と接続されている。

終端抵抗器５は、前述した実施形態の伝送回路１における終端抵抗Ｒ１に相当する導体層である。接地導体６は、前述した実施形態の伝送回路１における接地電位Ｇを供給する導体である。容量素子３は、前述した実施形態の伝送回路１におけるコンデンサに相当する。バイアス抵抗器８は、前述した実施形態の伝送回路１における抵抗（バイアス抵抗）Ｒ２に相当する。また、接続パッド９には、直流電源ＤＣが接続される。接続パッド９を介して、第４端Ｌ４からバイアス線路ＢＬ、さらに信号線路ＳＬにバイアス電圧が付与される。すなわち、接続パッド９は、前述した実施形態の伝送回路１における直流電源ＤＣに相当するものとみなすこともできる。

容量素子３は、例えばセラミック積層コンデンサ（チップコンデンサ）であり、直方体状等の誘電基体の互いに対向する２面に一対の電極が位置している。この一対の電極が信号線路ＳＬに対して直列接続されている。なお、実施形態の配線基板10は、上記チップコンデンサ等を含むものであるが、伝送回路１におけるコンデンサは、他の形態でもよく、例えばハイパスフィルタや誘電体基板２に内蔵されたものでもよい。

図３および図４に示す例において、誘電体基板２は平板状であり、平面視で長方形状である。誘電体基板２は、この形態に限らず、表面の一部に凹凸を有するものでもよく、長方形以外の形状であってもよい。例えば、全体に長方形等の四角形状であって、その側面の一部に外部接続時の位置合せ用等の切欠きを有しているものでもよい。また、誘電体基板１は、角部が円弧状に面取りされている四角形状等でもよく、平面視で円形状または楕円形状等でもよい。図３においても、見やすくするために第２端Ｌ２の図示を省略してい
る。

誘電体基板２は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、窒化ケイ素質焼結体、ムライト質焼結体またはガラスセラミック焼結体等の絶縁材料により形成されている。誘電体基板２の厚みおよび平面視における寸法は、配線基板10としての用途、機械的強度および外部接続時の実装スペース等の条件に応じて、適宜設定することができる。

誘電体基板２は、例えば酸化アルミニウム質焼結体からなる場合であれば、次のようにして製作することができる。まず、酸化アルミニウム、酸化カルシウムおよび酸化マグネシウム等の原料粉末を適当な有機溶剤およびバインダと混練してスラリーを作製する。次にスラリーをドクタブレード法等の方法でシート状に成形した後に、所定の形状および寸法に切断して複数のセラミックグリーンシートを作製する。その後、セラミックグリーンシートを必要に応じて複数上下に積層し、1300〜1600℃等の温度で焼成する。以上の工程によって誘電体基板２を製作することができる。

配線基板10における信号線路ＳＬおよびバイアス線路ＢＬは、誘電体基板２の第１面２ａに所定の導体パターンとして形成されている。バイアス線路の線幅は印加される電圧や電流値に依存するため、信号線路ＳＬの線幅と異なっていても構わない。

本実施形態の配線基板10における信号線路ＳＬは、平面視でほぼＬ字状であり、第１端Ｌ１が誘電体基板２の短辺側の端に位置している。この第１端Ｌ１に接するように信号源ＳＳからの配線が位置し、例えばボンディングワイヤ等の導電性接続材（図示せず）により両者が互いに接続される。また、第２端Ｌ２が第１面２ａの１つの短辺側に偏って位置し、終端抵抗器５と接続されている。終端抵抗器５に中継パッド４が直接接続され、中継パッド４に容量素子３の一対の電極の一方が接続されている。容量素子３の一対の電極の他方は、接地導体６（接地パッド６ａ）に接続されている。容量素子３がチップコンデンサであるときには、容量素子３の上記一対の電極が、それぞれ、スズ−銀−銅等のはんだを含む低融点ろう材または導電性接着剤等の導電性接合材（図示せず）によって、中継パッド４および接地パッド６ａに接合されている。

すなわち、信号線路ＳＬの第１端Ｌ１から終端抵抗器５、中継パッド４、容量素子３および接地導体６が順次直列に接続されている。すなわち、配線基板10における信号線路ＳＬの第２端Ｌ２の位置は、等価回路である図１における第２端Ｌ２と異なる位置を示しているように見えるが、実質的には、両者の第２端Ｌ２の位置は一致している。

信号線路ＳＬおよびバイアス線路ＢＬは、例えば、タングステン、モリブデン、マンガン、銅、銀、パラジウム、白金、金、ニッケル、コバルト、クロムおよびチタン等の金属材料から適宜選択した金属材料によって形成することができる。また、信号線路ＳＬおよびバイアス線路ＢＬは、上記の金属材料を含む合金材料からなるものでもよく、複数種のものが複数層に積層されたものでもよい。このような金属材料は、例えば、メタライズ法、めっき法または薄膜法（蒸着等）の方法によって誘電体基板２の第１面２ａに形成することができる。具体的には、タングステンのメタライズ層の表面がニッケルおよび金等のめっき層で被覆されたもの等が挙げられる。

例えば、信号線路ＳＬ等がメタライズ法によって形成されたタングステンの金属層からなる場合であれば、次のようにすればよい。まず、タングステンの粉末を有機溶剤およびバインダと混練して金属ペーストを作製する。その後、この金属ペーストを誘電体基板２となるセラミックグリーンシートの表面に所定パターンに印刷し、一体焼成する。以上の工程によって、信号線路ＳＬ等を形成することができる。また、メタライズ法で形成したタングステン層の露出表面に、ニッケル、コバルト、銅および金等のめっき層を被着させ
てもよい。

本実施形態の配線基板10における終端抵抗器５は、信号線路ＳＬよりも抵抗率の高い材料によって形成されている。具体的には、窒化タンタル（Ｔａ_２Ｎ），酸化ルテニウム（ＲｕＯ_２），ニッケルクロム合金（Ｎｉ−Ｃｒ）、銅ニッケル合金（Ｃｕ−Ｎｉ）または銅マンガン合金（Ｃｕ−Ｍｎ）等の抵抗体材料を用いることができる。

終端抵抗器５は、例えば抵抗体材料がＴａ_２Ｎからなる場合であれば、薄膜形成技術によって、誘電体基板２上に形成することができる。あるいは抵抗体材料が、例えばＲｕＯ_２のような酸化物やＮｉ−Ｃｒのような金属の場合であれば、その粉末を主成分とするペーストを誘電体基板２上に印刷塗布して焼結させる厚膜法によって形成すればよい。薄膜によって形成すると、寸法精度に優れることから、抵抗値の精度が高いものとなる。厚膜法で形成する場合は、レーザ等によるトリミングで抵抗値を調整するとよい。あるいは、チップ抵抗器をはんだや導電性接着剤等により実装してもよい。

また、バイアス抵抗器８についても、終端抵抗器５と同様の抵抗体材料を用い、同様の方法で第２面２ａに形成することができる。なお、終端抵抗器５およびバイアス抵抗器８は、上記のように導体層からなるものには限定されず、独立した部品（いわゆるチップ抵抗等）であってもよく、複数種のものが組み合わされてなるものでもよい。

また、バイアス抵抗器８は抵抗に限らず、フェライトビーズなどのインダクタやインダクタと抵抗を組み合わせたもの等、高周波信号の流れ込みを抑制できるものであってもよい。すなわち、バイアス抵抗器８は、等価回路図におけるバイアス抵抗Ｒ２と同様の機能を有する部品または導体層等であればよい。

接続パッド９は、信号線路ＳＬおよびバイアス線路ＢＬと同様の金属材料を用い、同様の方法で形成することができる。なお、接続パッド９は、直流電源ＤＣとの接続の容易さおよび導通抵抗を低く抑えること等のために、信号線路ＳＬおよびバイアス線路ＢＬに比べて線幅が広く、面積が比較的大きくてもよい。

なお、本実施形態の配線基板10においては、信号線路ＳＬを線幅方向に挟んで一対の接地導体６（接地パッド６ａ）が位置している。また、これに対応して、信号線路ＳＬを線幅方向に挟んで２つの容量素子３が位置している。これにより、信号線路ＳＬに対する高周波グランドが安定し、インピーダンス整合を容易に行うことができるとともに高周波特性を良好に保つことがより容易になる。

抵抗体８ａは中継パッド４を挟んで接地導体６の反対側に位置しており、中継パッド４に接続されている。実施形態においてはバイアス抵抗器８を挟むように複数の箇所に配置されている。なお、後述する高周波特性の向上を重視する場合には、例えば、複数の抵抗体８ａが中継パッド４を囲むように広く配置すればよい。これにより、高周波において共振が発生するリスクを抑制でき、高周波特性を良好に維持することが可能となる。また、配線基板10としての平面視における小型化および生産性等を考慮した場合には、抵抗体８ａは少ない方が有利であり、例えば図２等に示すように２つあれば、上記効果を得ることができる。

図２〜図４に示す例において、誘電体基板２の第１面２ａに、信号線路ＳＬと間（いわゆるギャップまたはスペース）をあけて隣接した接地層Ｇ１、Ｇ２が位置している。接地層Ｇ１、Ｇ２と信号線路ＳＬとによってコプレナ型の伝送線路が構成されている。これにより、信号線路ＳＬにおける高周波信号の伝送がより容易になる。また、信号線路ＳＬと外部との間の電磁ノイズを低減することができる。

信号線路ＳＬと接地層Ｇ１との間の距離および信号線路ＳＬと接地層Ｇ２との間の距離は、例えば同じ距離に設定されていてよい。また、この距離は、信号線路ＳＬに接地層Ｇ１、Ｇ２とが互いに隣接している部分の全長にわたって一定であってもよい。この場合には、信号線路ＳＬと接地層Ｇ１、Ｇ２との間に生じる容量成分を一定にして、信号線路ＳＬにおける高周波信号の伝送特性を向上させることができる。

接地層Ｇ１、Ｇ２は、例えば信号線路ＳＬと同様の金属材料を用い、同様の方法で形成することができる。接地層Ｇ１、Ｇ２および信号線路ＳＬを金属ペーストの印刷および同時焼成で形成するときには、これらの印刷を同時にできるので、上記間の寸法を含む互いの位置精度の向上および生産性において有利である。

接地層Ｇ１、Ｇ２は、信号線路ＳＬのほぼ全長にわたって設けられていてもよい。ただし、図２〜図４に示すような形態のときには、容量素子３と接地パッド６ａとを接合する導電性接合材により、誤って、容量素子３と接地層Ｇ１、Ｇ２との電気的な短絡が生じる可能性がある。この対策とし、例えば図２に示すように、コート層７が配置されていてもよい。コート層７は、導電性接合材が接地層Ｇ１、Ｇ２へ流れこむことを抑制する効果がある。コート層７は例えばＣｒ（クロム）コートや誘電体基板のレジスト層等である。コート層７の厚さは、例えば接地パッド６ａおよび接地層Ｇ１、Ｇ２の厚さよりも大きくてもよい。つまり、コート層７の上面が接地導体６（接地パッド６ａ）および接地層Ｇ１、Ｇ２の上面よりも上側に位置して、導電性接合材の流れを効果的に遮ることができるようにしてもよい。

また、コート層７の平面視における寸法は、少なくとも、互いに隣り合う接地パッド６ａの外辺と接地層Ｇ１、Ｇ２の外辺との間の全域にわたるものとすることもできる。これにより、導電性接合材の流れを効果的に抑制することができる。

コート層７は、例えばＣｒコートであれば、次のようにして形成することができる。すなわち、Ｃｒは金属であるため、粉末を誘電体基板に印刷塗布し、焼結させる厚膜法等によって形成することができる。また、薄膜形成技術によって形成することも可能である。

また、本実施形態の配線基板10は、誘電体基板２の内部および第１面と反対側の第２面２ｂの少なくとも一方に位置する接地導体層Ｇ３をさらに備えていてもよい。また、この配線基板10は、接地導体６から接地導体層Ｇ３にかけて誘電体基板２を厚み方向に貫通している複数の接地貫通導体Ｇ４とをさらに備えていてもよい。接地導体層Ｇ３は、例えば平面視で信号線路ＳＬと重なって位置している。これにより、信号線路ＳＬを含む、グランド付きコプレナ型の伝送線路が構成される。

このような場合には、上記伝送線路を含む伝送回路１の高周波特性を効果的に向上させることができる。例えば、信号線路ＳＬから放射される電磁ノイズを効果的に低減することができる。

また、本実施形態の配線基板10において、例えば図５に示すように、信号線路ＳＬが、互いに幅方向に隣り合って位置している一対の線路導体ＳＬ１、ＳＬ２を含む差動線路であってもよい。この場合には、信号線路ＳＬを伝送される高周波信号に対する外部ノイズの影響を効果的に低減することができる。したがって、伝送回路１を含む配線基板10としての高周波特性を効果的に向上させることができる。

信号線路ＳＬが差動線路である場合にも、前述した金属材料と同様の金属材料を用い、同様の方法で信号線路ＳＬを形成することができる。

（高周波装置）
上記いずれかの構成の配線基板10と、信号線路の第１端Ｌ１に電気的に接続された半導体素子と、接続パッド９に電気的に接続された直流電源ＤＣとによって、実施形態の高周波装置20が構成される。半導体素子は、例えば前述した半導体集積回路素子であり、信号源ＳＳである。半導体素子を含む高周波回路によって、演算、画像処理または通信等の種々の処理が行なわれる。

この場合、信号源ＳＳに電気的に接続された本実施形態の配線基板10は、高周波信号の終端処理を効果的に行なうことができる。また、前述したように、バイアス抵抗Ｒ２（バイアス抵抗器８の抵抗値）を小さく抑えることができる。そのため、直流電源ＤＣの所要の印加電圧を小さく抑えながら、信号線路ＳＬを介して効果的にバイアス電圧を付与することができる。この場合の高周波装置20は、終端基板として機能する。

信号線路ＳＬと信号源ＳＳとの電気的な接続は、ボンディングワイヤ、はんだ等の導電性接合材等によって行なうことができる。

（シミュレーション例）
本実施形態の配線基板について、シミュレーションにより効果を確認した。シミュレーションによる評価はＳパラメータにより行なった。シミュレーションの条件は以下のとおりである。配線基板の比誘電率：９、信号線路ＳＬの線路長：3.5ｍｍ、線幅：0.5ｍｍ、バイアス抵抗Ｒ２として抵抗値が５、50、500Ωのバイアス抵抗器８を設定した。

以上の結果を図６に示す。図６に示すように、伝送される信号の周波数は０〜50ＧＨｚの範囲に設定した。

本シミュレーション例の配線基板10では、50ＧＨｚまでの周波数帯域において反射特性を示すＳ11パラメータが−15ｄＢ以下となり、バイアス抵抗Ｒ２が低抵抗値であっても良好な高周波特性を示すことが証明できた。これにより、バイアス線路に印加する直流電圧を小さくしても良好な高周波特性を得ることが可能であるため、配線基板の低消費電力化に有用である。

これに対して、比較例として、終端抵抗の前（第１端Ｌ１に近づく方向）において信号線路にバイアス線路を接続した配線基板（図示せず）を、バイアス抵抗値以外の数値条件を上記シミュレーション例と同様に設定して解析した。その結果、比較例の配線基板においては、シミュレーション例と同様の伝送特性を得ようとすると、バイアス抵抗を1000Ω程度まで大きくする必要があることがわかった。

したがって、本実施形態の伝送回路１およびそれを含む配線基板10、高周波装置20における、バイアス線路への高周波信号の流れ込みを抑制しながら、バイアス抵抗を小さく抑えることができること等の効果を確認することができた。

１・・・伝送回路
２・・・誘電体基板
３・・・容量素子
４・・・中継パッド
５・・・終端抵抗器
６・・・接地導体
６ａ・・・接地パッド
７・・・コート層
８・・・バイアス抵抗器
９・・・接続パッド
10・・・配線基板
20・・・高周波装置
ＢＬ・・・バイアス線路
ＤＣ・・・直流電源
Ｇ１、Ｇ２・・・接地層
Ｇ３・・・接地導体層
Ｇ４・・・接地貫通導体
Ｌ１・・・第１端
Ｌ２・・・第２端
Ｌ３・・・第３端
Ｌ４・・・第４端
Ｎ・・・接点
ＳＬ・・・信号線路
ＳＬ１、ＳＬ２・・線路導体
ＳＳ・・・信号源

Claims

信号源に接続された第１端、該第１端と反対側に位置し接地電位に接続された第２端および前記第１端と前記第２端との間に位置する接点を有する信号線路と、
前記信号線路側に位置する第３端および該第３端と反対側に位置し直流電源に接続された第４端を有するバイアス線路と、
前記信号線路の前記第１端と前記接点との間に直列接続されて位置している終端抵抗と、前記信号線路の前記接点と前記第２端との間に直列接続されて位置しているコンデンサと、
前記バイアス線路の前記第３端と前記第４端との間に直列接続された抵抗とを備える伝送回路。
第１面を有する誘電体基板と、
該誘電体基板の前記第１面に位置する高周波信号の伝送回路とを備えており、
該伝送回路は、
信号源に接続される第１端および該第１端と反対側に位置する第２端とを有する信号線路と、
該信号線路の前記第１端と前記第２端との間に位置し、前記信号線路と直列接続された中継パッドと、
該中継パッドに接続された第３端および該第３端と反対側に位置し接続パッドに接続された第４端を有するバイアス線路と、
前記信号線路の前記第１端と前記中継パッドとの間に直列接続された終端抵抗器と、
前記信号線路の前記第２端と電気的に接続された接地導体と、
前記中継パッドと前記接地導体との間において前記信号線路に直列接続された容量素子と、
前記バイアス線路の前記第３端と前記第４端との間に直列接続されたバイアス抵抗器とを備える配線基板。
前記誘電体基板の内部および前記第１面と反対側の第２面の少なくとも一方に位置する接地導体層と、
前記接地導体から前記接地導体層にかけて前記誘電体基板を厚み方向に貫通している複数の接地貫通導体とをさらに備える請求項２記載の配線基板。
前記信号線路が、互いに幅方向に隣り合って位置している一対の線路導体を含む差動線路である請求項２または請求項３記載の配線基板。
前記接地導体が前記信号線路の線幅方向の両側に位置しており、
前記容量素子が、前記信号線路の線幅方向の両側においてそれぞれ前記接地導体と接続されている請求項２〜請求項４のいずれか１項記載の配線基板。
前記中継パッドを挟んで前記接地導体と反対側に位置しており、前記中継パッドに接続された抵抗体を有している請求項２〜請求項５のいずれか１項記載の配線基板。
請求項２〜請求項６のいずれか１項記載の配線基板と、
前記信号線路の前記第１端に電気的に接続された半導体素子と、
前記接続パッドに電気的に接続された直流電源とを備える高周波装置。