JPH10145112A - Wiring board - Google Patents
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- JPH10145112A JPH10145112A JP8303268A JP30326896A JPH10145112A JP H10145112 A JPH10145112 A JP H10145112A JP 8303268 A JP8303268 A JP 8303268A JP 30326896 A JP30326896 A JP 30326896A JP H10145112 A JPH10145112 A JP H10145112A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は配線基板に係わり、
特にマイクロ波帯やミリ波帯等の高周波用アンテナ基
板、伝送線路用基板に好適の配線基板に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wiring board,
In particular, the present invention relates to a wiring board suitable for a high-frequency antenna substrate such as a microwave band or a millimeter wave band, and a transmission line substrate.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、情報社会の進展に伴い、高速無線
LAN、パーソナル衛星通信、など無線回線の需要が増
大している。この要求に応えるために、通信帯域が広
く、チャンネル数が多くとれるマイクロ波帯やミリ波帯
の利用に向けた研究開発が盛んに行われている。このよ
うな高周波帯を使用した回路では、回路素子の特性はも
ちろん、回路素子間を接続している高周波配線の特性が
回路の性能を左右することが多い。2. Description of the Related Art In recent years, with the development of the information society, the demand for wireless lines such as high-speed wireless LANs and personal satellite communications has been increasing. In order to meet this demand, research and development for the use of a microwave band or a millimeter wave band, which has a wide communication band and a large number of channels, are being actively conducted. In a circuit using such a high-frequency band, not only the characteristics of the circuit elements but also the characteristics of the high-frequency wiring connecting the circuit elements often affect the performance of the circuit.
【0003】従来、高周波回路用の配線基板としては、
図6(a)に示すように、接地配線層102を絶縁層1
03を介して信号配線層101の片側に設けた構造のマ
イクロストリップライン構造や、図6(b)に示すよう
に、接地配線層102を信号配線101の両面に配置し
た(狭義の)ストリップライン構造がとられる。さら
に、図6(c)に示すように、接地配線層102の電極
を網目状に広く形成したものもある。図6(a),
(b),(c)を総称して、広義のストリップラインと
一般に呼ぶ。このようなストリップラインの配線構造で
は、誘電体(絶縁体)103の種類や厚みを変えたりす
ることにより信号配線101の特性インピーダンスを制
御している。Conventionally, as a wiring board for a high-frequency circuit,
As shown in FIG. 6A, the ground wiring layer 102 is
6B, a microstrip line structure having a structure provided on one side of the signal wiring layer 101 via a signal line 101 or a strip line (in a narrow sense) in which the ground wiring layer 102 is disposed on both surfaces of the signal wiring 101 as shown in FIG. Structure is taken. Further, as shown in FIG. 6C, there is also a structure in which the electrodes of the ground wiring layer 102 are formed wide in a mesh shape. FIG. 6 (a),
(B) and (c) are generally referred to as strip lines in a broad sense. In such a stripline wiring structure, the characteristic impedance of the signal wiring 101 is controlled by changing the type and thickness of the dielectric (insulator) 103.
【0004】さらに、マイクロストリップライン構造を
使ったアンテナ、即ち、マイクロストリップアンテナの
研究も盛んに行われている。マイクロストリップアンテ
ナでは放射素子と給電線路を同一平面上に形成するた
め、比較的容易に小型なアンテナ装置を得ることができ
る。マイクロストリップアンテナで問題となるのは、放
射素子が狭帯域であることと給電線の損失により効率が
低下することである。Further, an antenna using a microstrip line structure, that is, a microstrip antenna has been actively studied. In the microstrip antenna, since the radiation element and the feed line are formed on the same plane, a small antenna device can be obtained relatively easily. The problem with the microstrip antenna is that the radiating element has a narrow band and the efficiency is reduced due to the loss of the feed line.
【0005】その問題を解決しようとした試みとして、
電子情報通信学会論文紙Vol.J72−B−II N
o.6 pp.236−244 「衛星放送受信用2層
構造プリントアンテナ」で2層構造のプリントアンテナ
が提案されている。この2層構造プリントアンテナを図
7に示す。図7において、符号51は放射素子となるパ
ッチパターン、52は給電線であり、これらは誘電体基
板53の表面に形成されている。誘電体基板53の裏面
側には、誘電体基板に接して形成されている接地導体5
4と、接地導体54とは別体の接地導体ブロック55が
接続されて接地導体面を構成している。放射素子51の
下部には間隙56が設けられている。この間隙を設ける
ことにより、アンテナの広帯域化が図られる。一方、給
電線52の部分の誘電体基板の厚みは一定で、給電線の
特性インピーダンスは給電線の幅を増減することにより
制御している。誘電体基板53の厚みは給電線52で生
じる損失、すなわち、導体損、放射損、誘電体損の和が
最小となるように選ばれる。[0005] As an attempt to solve the problem,
IEICE Transactions, Vol. J72-B-II N
o. 6 pp. 236-244 A printed antenna having a two-layer structure is proposed in "2-layer Printed Antenna for Satellite Broadcast Reception". FIG. 7 shows this two-layered printed antenna. In FIG. 7, reference numeral 51 denotes a patch pattern serving as a radiating element, 52 denotes a feed line, and these are formed on the surface of a dielectric substrate 53. On the back side of the dielectric substrate 53, a ground conductor 5 formed in contact with the dielectric substrate is provided.
4 and a ground conductor block 55 separate from the ground conductor 54 are connected to form a ground conductor surface. A gap 56 is provided below the radiating element 51. By providing this gap, the band of the antenna can be widened. On the other hand, the thickness of the dielectric substrate in the portion of the feed line 52 is constant, and the characteristic impedance of the feed line is controlled by increasing or decreasing the width of the feed line. The thickness of the dielectric substrate 53 is selected so that the loss generated in the feeder line 52, that is, the sum of the conductor loss, the radiation loss, and the dielectric loss is minimized.
【0006】以上のような構成をとることにより、放射
素子、給電線、それぞれの特性が最適となるよう誘電体
基板厚を選ぶことができ、アンテナ特性をより広帯域に
低損失することができる。しかしながら、まだ以下に述
べるような問題点があった。By adopting the above configuration, the thickness of the dielectric substrate can be selected so as to optimize the characteristics of the radiating element and the feed line, and the antenna characteristics can be reduced over a wider band with lower loss. However, there are still problems as described below.
【0007】即ち、給電線部分は、前述の損失がなるべ
く小さくなるように誘電体の厚みを選んでいるが、誘電
体基板を薄膜プロセスで形成しようとした場合、最適な
厚みがプロセス上、形成できなくなる恐れがある。ま
た、アンテナをアレー化する場合、高インピーダンスの
配線が必要となるが、それを得るために配線の幅を狭く
しようとした場合、これもプロセス上、形成できなくな
る恐れがある。That is, the thickness of the dielectric is selected for the power supply line portion so as to minimize the above-mentioned loss. However, if the dielectric substrate is to be formed by a thin film process, the optimum thickness is reduced due to the process. It may not be possible. Further, when an antenna is arrayed, high-impedance wiring is required. However, if an attempt is made to reduce the width of the wiring in order to obtain it, this may not be able to be formed due to the process.
【0008】なお、図7に示すアンテナ装置は、放射素
子下部に間隙を生じさせるために誘電体基板と接地導体
ブロックが別体の構成になっている。そのため、最終的
にはこれらを貼りあわさなければならない。そのため、
製造プロセスが複雑となり、製造コストも増大するとい
う欠点も有している。In the antenna device shown in FIG. 7, a dielectric substrate and a ground conductor block are separately formed in order to form a gap below the radiating element. Therefore, they must be finally attached. for that reason,
It also has the disadvantage that the manufacturing process becomes complicated and the manufacturing cost increases.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の配
線基板では、ストリップラインを構成する誘電体層の薄
膜化を進めた場合、配線の特性確保が難しい、といった
問題があった。As described above, the conventional wiring board has a problem that it is difficult to secure the characteristics of the wiring when the thickness of the dielectric layer constituting the strip line is reduced.
【0010】このため、従来の配線基板を用いたアンテ
ナ装置等の種々のマイクロ波帯、ミリ波帯素子への応用
において製造コストの増大、薄膜プロセスの困難化、ア
レー化等の微細パターン化を進めた場合の特性確保が難
しい、といった問題があった。For this reason, in the application to various microwave band and millimeter wave band elements such as an antenna device using a conventional wiring board, the production cost is increased, the thin film process is difficult, and the fine patterning such as arraying is required. There is a problem that it is difficult to secure the characteristics when advanced.
【0011】本発明は、上記事情に対処してなされたも
ので、複雑な製造工程を用いることなく、自由に配線の
特性インピーダンスを変えることのできる高周波用の配
線基板を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a high-frequency wiring board capable of freely changing the characteristic impedance of wiring without using a complicated manufacturing process. I do.
【0012】本発明の他の目的は、特性インピーダンス
の設計が容易な配線基板を用いることにより、複雑な製
造工程を用いることなく、小形化が容易で、損失が小さ
く広帯域な特性を達成できるアンテナ装置、整合回路、
結合線路等のマイクロ波帯素子、ミリ波帯素子を提供す
ることを目的とする。Another object of the present invention is to use a wiring board whose characteristic impedance can be easily designed so that an antenna which can be easily miniaturized, has a small loss, and can achieve wideband characteristics can be achieved without using a complicated manufacturing process. Equipment, matching circuits,
An object of the present invention is to provide a microwave band device such as a coupling line or a millimeter wave band device.
【0013】本発明のさらに他の目的は表面パターンの
設計やその加工が容易で、全体として実装面積を小さく
できる配線基板を提供することである。Still another object of the present invention is to provide a wiring board which can easily design and process a surface pattern and can reduce a mounting area as a whole.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は誘電体層と、該誘電体層の表面に配置され
た表面導体層(もしくは中心導体層)と、該誘電体層の
裏面に配置された地導体層とからなるストリップライン
構造を具備する配線基板であって、所定の特性インピー
ダンスを与えるべく地導体層のパターン形状もしくは該
誘電体層の厚みの少なくとも一方を互いに異なる値に設
定した2以上の領域を有することを特徴とする。本発明
は図6(b)に示すような表面導体層(中心導体層)の
廻りを誘電体層で囲んだ狭義のストリップライン構造に
も適用可能であるが、実用上は図6(a)に示すような
マイクロストリップライン構造に用いることが好まし
い。In order to achieve the above object, the present invention provides a dielectric layer, a surface conductor layer (or a center conductor layer) disposed on the surface of the dielectric layer, and a dielectric layer. A strip line structure comprising a ground conductor layer disposed on the back surface of the wiring board, wherein at least one of a pattern shape of the ground conductor layer or a thickness of the dielectric layer is different from each other so as to provide a predetermined characteristic impedance. It has two or more regions set to values. The present invention can be applied to a narrowly defined stripline structure in which the periphery of the surface conductor layer (center conductor layer) is surrounded by a dielectric layer as shown in FIG. 6B, but in practice, FIG. It is preferably used for a microstrip line structure as shown in FIG.
【0015】ここで「地導体層」とは該表面導体層(中
心導体層)に最近接に位置する導体層を意味し、当該地
導体層のさらに下方に別の導体層が存在しても、この別
の導体層は本発明でいう地導体層ではない。なぜなら地
導体層にシールドされて、表面導体層からの電気力線は
遠方に位置する別の導体層には及ばず、マイクロストリ
ップラインの特性インピーダンスに実質的に何等の影響
を与えることはないからである。地導体層は接地電位線
として用いてもよく、接地電位以外の所定の電位の電源
線として用いてもよい。また「表面導体層」とは整合回
路のスタブやアンテナ装置のパッチパターン近傍の配線
等の種々の配線パターンをも含む概念であって、単なる
伝送線路の表面導体層のみを意味するものではない。本
発明は同一形状の表面導体層に対して特性インピーダン
スが異なった2以上の領域を得ることも可能である。ま
た逆に、表面導体層のパターンを変えることにより、隣
接した2つの領域の配線基板の特性インピーダンスがほ
ぼ等しいようにすることも可能である。つまり、所望の
特性インピーダンスの設計や調整が極めて容易になるも
のである。Here, the "ground conductor layer" means a conductor layer located closest to the surface conductor layer (center conductor layer), and even if another conductor layer exists further below the ground conductor layer. The other conductor layer is not the ground conductor layer according to the present invention. Because it is shielded by the ground conductor layer, the electric lines of force from the surface conductor layer do not reach the other conductor layer located far away, and have substantially no effect on the characteristic impedance of the microstrip line It is. The ground conductor layer may be used as a ground potential line, or may be used as a power supply line having a predetermined potential other than the ground potential. The “surface conductor layer” is a concept including various wiring patterns such as a stub of a matching circuit and a wiring near a patch pattern of an antenna device, and does not mean only a surface conductor layer of a transmission line. According to the present invention, it is possible to obtain two or more regions having different characteristic impedances with respect to the surface conductor layer having the same shape. Conversely, by changing the pattern of the surface conductor layer, it is also possible to make the characteristic impedances of the wiring boards in two adjacent regions approximately equal. That is, the design and adjustment of the desired characteristic impedance becomes extremely easy.
【0016】したがって従来の一定の特性インピーダン
スを有した配線基板において、加工技術上の問題等によ
り、インピーダンスの調整やインピーダンスの整合を取
ることが困難であった伝送線路が、地導体層のパターン
形状もしくは誘電体層の厚みを変えて設定することによ
り、容易に設計、製作できるようになる。Therefore, in a conventional wiring board having a constant characteristic impedance, the transmission line, for which it was difficult to adjust the impedance or match the impedance due to a problem in processing technology or the like, is changed to a pattern shape of the ground conductor layer. Alternatively, by changing and setting the thickness of the dielectric layer, it is possible to easily design and manufacture.
【0017】本発明においては、地導体層の単位面積当
りの開口率が異なる2以上の領域を有する配線基板であ
ることが好ましい。たとえば正方形、長方形あるいは六
角形等のメッシュ形状において互いにその開口面積の異
なる2つの領域を隣接して配置すればよい。あるいは同
一ピッチのメッシュパターンにおいて、そのメッシュを
構成する配線幅を変えても異なる開口率を実現すること
ができる。パターン設計の容易性の点からは一方が他方
の整数倍のピッチを有するようなメッシュパターンを用
いて設計すればよいが、整数倍でなくてもよいことはも
ちろんである。In the present invention, it is preferable that the wiring board has two or more regions having different aperture ratios per unit area of the ground conductor layer. For example, in a mesh shape such as a square, a rectangle, or a hexagon, two regions having different opening areas may be arranged adjacent to each other. Alternatively, in a mesh pattern of the same pitch, a different aperture ratio can be realized even if the width of the wiring forming the mesh is changed. From the viewpoint of ease of pattern design, the mesh may be designed using a mesh pattern in which one has an integral multiple of the pitch of the other, but it is needless to say that the mesh need not be an integral multiple.
【0018】本発明はマイクロストリップライン構造の
アンテナ装置に用いることが好適である。すなわち誘電
体層の表面のパッチパターンおよびこのパッチパターン
に接続された給電線パターンを本発明の「表面導体層」
とみなし、パッチパターン近傍の第1の給電線パターン
の下部の地導体層と、パッチパターンから一定の距離離
れた第2の給電線パターンの下部の地導体層のパターン
形状を変えればよい。もしくは第1の給電線パターンと
地導体層の間の間隔と、第2の給電線パターンと地導体
層の間の間隔とが互いに異なるようにそれぞれの間の誘
電体層の厚みを設定すればよい。本発明によればアレー
アンテナ等のアンテナ装置、あるいはインピーダンス整
合回路などの特性インピーダンスの異なる給電線路を形
成する場合それぞれの線路に対して損失を最小にするこ
とができる。The present invention is preferably used for an antenna device having a microstrip line structure. That is, the patch pattern on the surface of the dielectric layer and the feed line pattern connected to this patch pattern are referred to as “surface conductor layer” of the present invention.
It is sufficient to change the pattern shapes of the ground conductor layer below the first power supply line pattern near the patch pattern and the ground conductor layer below the second power supply line pattern at a certain distance from the patch pattern. Alternatively, the thickness of the dielectric layer between the first power supply line pattern and the ground conductor layer is set so that the distance between the second power supply line pattern and the ground conductor layer is different from each other. Good. According to the present invention, when an antenna device such as an array antenna or a feed line having a different characteristic impedance such as an impedance matching circuit is formed, the loss of each line can be minimized.
【0019】本発明の地導体層としてはメッシュパター
ンが好ましい。なぜなら、メッシュパターン(メッシュ
グランド)の遅波効果を利用し、給電線路を小さくする
ことができ、しかも放射損が低減するからである。The ground conductor layer of the present invention preferably has a mesh pattern. This is because the feed line can be reduced by using the slow wave effect of the mesh pattern (mesh ground), and radiation loss is reduced.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、本発明の好
ましい実施形態を説明する。Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【0021】(第1の実施の形態)本発明の第1の実施
形態に係わるアンテナ装置の斜視図を図1(a)に示
す。また、図1(a)に対応した部分の上面図を図1
(b)に示す。このアンテナ装置は、周波数60GHz
帯のミリ波帯での使用を想定している。(First Embodiment) FIG. 1A is a perspective view of an antenna device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1A is a top view of a portion corresponding to FIG.
(B). This antenna device has a frequency of 60 GHz.
It is intended for use in the millimeter wave band.
【0022】図1において、符号2はマイクロストリッ
プアンテナのパッチパターンである。パッチパターンは
2つあり、それぞれ、第1の給電線パターン3によって
接続されている。第1の給電線パターン3は、その特性
インピーダンスは100Ωであり、特性インピーダンス
50Ωの第2の給電線パターン4から2分岐されている
ものである。In FIG. 1, reference numeral 2 denotes a patch pattern of the microstrip antenna. There are two patch patterns, each connected by a first feed line pattern 3. The first feed line pattern 3 has a characteristic impedance of 100Ω, and is branched into two from a second feed line pattern 4 having a characteristic impedance of 50Ω.
【0023】基板の内層と裏面には接地導体層6,11
が形成されている。接地導体層6が本発明の「地導体
層」に該当する。接地導体層6は誘電体層5を介して設
置されており、そのパターンは2つの領域17,18で
単位面積当たりの開口面積を変えて、特性インピーダン
スが異なる領域を形成している。The ground conductor layers 6 and 11 are provided on the inner layer and the rear face of the substrate.
Are formed. The ground conductor layer 6 corresponds to the “ground conductor layer” of the present invention. The ground conductor layer 6 is provided with the dielectric layer 5 interposed therebetween, and its pattern is formed by changing the opening area per unit area between the two regions 17 and 18 to form regions having different characteristic impedances.
【0024】これらパターンのサイズは、パッチパター
ン2が1.5mm角程度、第1および第2の給電線パタ
ーンである信号配線3,4の配線幅はいずれも50μ
m、誘電体層厚H1は25μm、誘電体層厚H2は50
0μmである。導体厚T1,T2,T3はいずれも3μ
mである。接地導体の開口71,72は、領域17で3
0μm角、領域18で70μm角、接地導体の配線幅は
領域18で50μm、領域17で90μmである。従っ
て、単位面積(1平方ミリメートル)当たりの開口面積
は、領域17で0.06平方ミリメートル程度、領域1
8で0.34平方ミリメートル程度となる。The size of these patterns is such that the patch pattern 2 has a size of about 1.5 mm square, and the signal wirings 3 and 4 as the first and second power supply line patterns have a wiring width of 50 μm.
m, the dielectric layer thickness H1 is 25 μm, and the dielectric layer thickness H2 is 50
0 μm. Conductor thickness T1, T2, T3 are all 3μ
m. The openings 71 and 72 of the ground conductor are
The width of the ground conductor is 50 μm in the region 18 and 90 μm in the region 17. Therefore, the opening area per unit area (1 square millimeter) is about 0.06 square millimeter in the area 17, and the area 1
8 is about 0.34 square millimeters.
【0025】使用した材料は、導体パターンは全て銅、
層間絶縁膜5は比誘電率2.7、誘電正接0.0008
のベンゾサイクロブテン樹脂、層間絶縁膜9には比誘電
率4.5、誘電正接0.0075のBTレジン樹脂を用
いた。The materials used were as follows: all conductor patterns were copper;
The interlayer insulating film 5 has a relative dielectric constant of 2.7 and a dielectric loss tangent of 0.0008.
And a BT resin resin having a relative dielectric constant of 4.5 and a dielectric loss tangent of 0.0075 was used for the interlayer insulating film 9 and the benzocyclobutene resin.
【0026】この構成で、接地導体層が全面で領域17
と同じパターンで埋められている従来構成と比較する
と、0.6dB程度、損失を小さくすることができた。With this structure, the ground conductor layer covers the entire region 17.
As compared with the conventional configuration filled with the same pattern as the above, the loss could be reduced by about 0.6 dB.
【0027】本発明の第1の実施形態の変形例に係わる
アンテナ装置の斜視図を図2(a)、図2(a)の上面
図を図2(b)に示す。このアンテナ装置も、周波数6
0GHz帯のミリ波帯での使用を想定している。FIG. 2 (a) is a perspective view of an antenna device according to a modification of the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 (b) is a top view of FIG. 2 (a). This antenna device also has a frequency of 6
It is assumed to be used in the 0 GHz band millimeter wave band.
【0028】図2のアンテナ装置が図1のアンテナ装置
と異なる点は、第2の給電線4の下部の基板内の接地導
体層が全面に形成された領域14と第1の給電線3の下
部のメッシュ状になった領域13とを有している点であ
る。領域14は図1の領域17の開口率ゼロの場合であ
る。領域13のメッシュパターンは配線幅50μmで開
口率は10%である。これらの値は、第1および第2の
給電線3,4の配線幅、配線厚と、層間絶縁膜5の厚み
で決定される。The antenna device of FIG. 2 is different from the antenna device of FIG. 1 in that a region 14 where the ground conductor layer is formed on the entire surface of the substrate below the second feed line 4 and the first feed line 3 And a lower mesh-shaped region 13. The region 14 is a case where the aperture ratio of the region 17 in FIG. 1 is zero. The mesh pattern in the region 13 has a wiring width of 50 μm and an aperture ratio of 10%. These values are determined by the wiring width and wiring thickness of the first and second power supply lines 3 and 4 and the thickness of the interlayer insulating film 5.
【0029】図2に示すアンテナ装置でも、図1のアン
テナ装置と同様、給電線での損失が抑えられる。また特
性インピーダンスの設計や調整が容易でアンテナ装置の
製作期間が短くなるとともに、歩留まりも向上すること
は図1の場合と同様である。In the antenna device shown in FIG. 2, similarly to the antenna device shown in FIG. 1, the loss in the feed line can be suppressed. Further, the design and adjustment of the characteristic impedance is easy, the production period of the antenna device is shortened, and the yield is improved as in the case of FIG.
【0030】(第2の実施の形態)本発明の第2の実施
の形態に係わる配線基板を図3に示す。図3は、高周波
増幅器の入出力での整合回路パターンを示しているもの
である。図3(a)はその上面図、図3(b)は図3
(a)中のA−A線に沿う断面図である。高周波用の信
号配線21から整合用のスタブ配線22が分岐されてい
る。接地導体は25,26と2層設置されている。接地
導体25が本発明の「地導体層」に相当する。接地導体
25は信号配線21の下では開口30のパターンがあ
り、それ以外のところでは開口29のパターンがある。
図3に示すように、スタブ配線22に対向する部位の接
地導体の開口を大きくとり、単位面積当たりの開口面積
を大きくすると、スタブ配線の実効比誘電率が大きくな
るため、開口が小さい時に比べて、より短い線路長で所
望の電気長を達成することができ、全体として実装面積
を小さくすることができる。(Second Embodiment) FIG. 3 shows a wiring board according to a second embodiment of the present invention. FIG. 3 shows a matching circuit pattern at the input and output of the high-frequency amplifier. FIG. 3A is a top view thereof, and FIG.
It is sectional drawing which follows the AA line in (a). A stub wiring 22 for matching is branched from a signal wiring 21 for high frequency. The ground conductors are provided in two layers of 25 and 26. The ground conductor 25 corresponds to the “ground conductor layer” of the present invention. The ground conductor 25 has a pattern of an opening 30 below the signal wiring 21, and has a pattern of an opening 29 in other places.
As shown in FIG. 3, when the opening of the ground conductor at the portion facing the stub wiring 22 is made large and the opening area per unit area is made large, the effective relative permittivity of the stub wiring becomes large. As a result, a desired electrical length can be achieved with a shorter line length, and the mounting area can be reduced as a whole.
【0031】(第3の実施の形態)本発明の第3の実施
形態に係わる配線基板を図4に示す。(Third Embodiment) FIG. 4 shows a wiring board according to a third embodiment of the present invention.
【0032】図4は、高周波回路の一つである結合線路
を示しているものであり、信号配線31がギャップ32
を介して配置されている。地導体層は図示を省略してい
るが図3と同様、配線層の下方に2面設置されており、
そのうちの配線に対向している接地導体に開口33,3
4が設けられている。開口はギャップ32の存在する結
合部分の下部の領域で大きくなっている。これにより、
結合部分の線路幅を狭くしたり、ギャップ32をそれほ
ど狭くすることなく、良好な結合特性を得ることができ
る。すなわち、極めて微細なパターンが要求される超高
周波の結合線路であっても加工精度の問題を伴うことな
く良好な結合特性を得ることができる。FIG. 4 shows a coupling line which is one of the high-frequency circuits.
Are arranged through. Although the ground conductor layer is not shown, two ground layers are provided below the wiring layer as in FIG.
Openings 33, 3 are formed in the ground conductor facing the wiring.
4 are provided. The opening is enlarged in a region below the coupling portion where the gap 32 exists. This allows
Good coupling characteristics can be obtained without reducing the line width of the coupling portion or reducing the gap 32 so much. That is, it is possible to obtain good coupling characteristics even with an ultra-high frequency coupling line requiring an extremely fine pattern without a problem of processing accuracy.
【0033】(第4の実施の形態)本発明の第4の実施
形態に係わるアンテナ装置の斜視図を図5(a)に示
す。また図5(a)の上面図を図5(b)に示す。この
アンテナ装置は、第1の実施の形態と同様に周波数60
GHz帯のミリ波帯での使用を想定している。(Fourth Embodiment) FIG. 5A is a perspective view of an antenna device according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 5B is a top view of FIG. This antenna device has a frequency of 60 as in the first embodiment.
The use in the millimeter wave band of the GHz band is assumed.
【0034】図5において、2はマイクロストリップア
ンテナのパッチパターンである。パッチパターンは2つ
あり、それぞれ、第1の給電線パターン3によって接続
されている。第1の給電線パターン3は、その特性イン
ピーダンスは100Ωであり、特性インピーダンス50
Ωの第2の給電線パターン4から2分岐されているもの
である。In FIG. 5, reference numeral 2 denotes a patch pattern of the microstrip antenna. There are two patch patterns, each connected by a first feed line pattern 3. The first feed line pattern 3 has a characteristic impedance of 100Ω and a characteristic impedance of 50Ω.
It is branched from the second feed line pattern 4 of Ω.
【0035】これら表面層のパターンに加え、基板の内
層と裏面には接地導体パターン6,9,11が形成され
ている。接地導体パターン6,9が本発明の「地導体
層」に該当する。これらの接地導体層は誘電体層となる
層間絶縁膜5,8,10により別々の層になっている
が、ビアホール7を介して導通している。パッチパター
ン下部の接地導体層12には抜きパターン12が形成さ
れている。すなわちパッチパターン2の直下には接地導
体層12は存在しない。In addition to these surface layer patterns, ground conductor patterns 6, 9, and 11 are formed on the inner layer and the rear surface of the substrate. The ground conductor patterns 6 and 9 correspond to the “ground conductor layer” of the present invention. These ground conductor layers are separated by interlayer insulating films 5, 8, and 10 serving as dielectric layers, but are conductive through via holes 7. A cutout pattern 12 is formed in the ground conductor layer 12 below the patch pattern. That is, the ground conductor layer 12 does not exist directly below the patch pattern 2.
【0036】これらパターンのサイズは、パッチパター
ン2が1.5mm角程度、給電線パターン3の配線幅は
40μm、給電線4の配線幅は70μm、誘電体層厚H
1は25μm、H2は50μm、H3は500μmであ
る。導体厚T1,T2,T3,T4はいずれも3μm、
接地導体層12の抜きパターン12は1.7mm角であ
る。また、使用した材料は、導体パターンは全て銅、層
間絶縁膜5,8は比誘電率2.7、誘電正接0.000
8のベンゾサイクロブテン樹脂、層間絶縁膜10には比
誘電率4.5、誘電正接0.0075のBTレジン樹脂
を用いた。The size of these patterns is about 1.5 mm square for the patch pattern 2, the wiring width of the feed line pattern 3 is 40 μm, the wiring width of the feed line 4 is 70 μm, and the dielectric layer thickness H
1 is 25 μm, H2 is 50 μm, and H3 is 500 μm. The conductor thicknesses T1, T2, T3 and T4 are all 3 μm,
The cut pattern 12 of the ground conductor layer 12 is 1.7 mm square. The conductor pattern used was copper, the interlayer insulating films 5 and 8 had a relative dielectric constant of 2.7, and a dielectric tangent of 0.000.
The benzocyclobutene resin of No. 8 and the BT resin having a dielectric constant of 4.5 and a dielectric loss tangent of 0.0075 were used for the interlayer insulating film 10.
【0037】この構成で、接地導体層を一層とする従来
の構成と比較すると、従来のパッチパターン/給電パタ
ーンと接地導体の距離が一定である時に比べて、約0.
6dB程度損失を小さくすることができた。In this configuration, when compared with the conventional configuration having a single ground conductor layer, compared to a conventional configuration in which the distance between the patch pattern / feeding pattern and the ground conductor is constant, it is approximately 0.1 mm.
The loss could be reduced by about 6 dB.
【0038】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明は上述の実施の形態に限定されるものではない。
本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形ができる。
例えば、上述の例では誘電体層としてベンゾサイクロブ
テン樹脂とBT樹脂を用いたが、ポリイミド樹脂やテフ
ロン樹脂を使用しても良い。また、導体材料も銅に限る
ものではない。また、マイクロストリップアンテナのパ
ッチパターンとして矩形パターンを用いたが、これに限
るものではない。The embodiment of the present invention has been described above.
The present invention is not limited to the above embodiment.
Various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above example, a benzocyclobutene resin and a BT resin are used for the dielectric layer, but a polyimide resin or a Teflon resin may be used. Further, the conductor material is not limited to copper. Although a rectangular pattern is used as a patch pattern of the microstrip antenna, the present invention is not limited to this.
【0039】また、以上の実施形態の組み合わせも当然
可能であり、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で
種々の変形ができる。[0039] Combinations of the above embodiments are of course possible, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
【0040】[0040]
【発明の効果】以上述べたように、本発明の配線基板に
よれば、特性インピーダンスの設計や調整が容易とな
り、簡単な構成で種々のマイクロ波帯素子、ミリ波帯素
子を実現できる。たとえば、複雑な製造工程を用いるこ
となく、給電線での損失が小さく広帯域なアンテナを提
供したり、実装面積の小さな高周波回路を提供すること
が可能となる。As described above, according to the wiring board of the present invention, it is easy to design and adjust the characteristic impedance, and various microwave band and millimeter wave band devices can be realized with a simple structure. For example, without using a complicated manufacturing process, it is possible to provide a wideband antenna with a small loss in a feeder line and a high-frequency circuit with a small mounting area.
【図1】本発明の第1の実施の形態に係わるアンテナ装
置である。FIG. 1 is an antenna device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施の形態の変形例に係わるア
ンテナ装置である。FIG. 2 is an antenna device according to a modification of the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第2の実施の形態に係る整合回路であ
る。FIG. 3 shows a matching circuit according to a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第3の実施の形態に係る結合線路であ
る。FIG. 4 is a coupling line according to a third embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第4の実施の形態に係るアンテナ装置
である。FIG. 5 is an antenna device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図6】従来の配線基板の構造を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a structure of a conventional wiring board.
【図7】従来のアンテナ装置である。FIG. 7 is a conventional antenna device.
1 アンテナ装置 2,51 パッチパターン 3,4,52 給電線パターン 5,8,10,103 層間絶縁膜(誘電体層) 6,9,25,102 接地導体(地導体層) 7 ビア 11,26,54 接地導体 12,57 接地導体の抜きパターン 13,14,17,18 メッシュパターン 21 信号配線 22 スタブ配線 29,30,33,34,71,72 開口 31 信号線 53 誘電体基板 55 接地導体ブロック 56 間隙 101 中心導体(信号配線) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Antenna device 2,51 Patch pattern 3,4,52 Feeding line pattern 5,8,10,103 Interlayer insulating film (dielectric layer) 6,9,25,102 Ground conductor (ground conductor layer) 7 Via 11,26 , 54 Ground conductor 12, 57 Ground conductor removal pattern 13, 14, 17, 18 Mesh pattern 21 Signal wiring 22 Stub wiring 29, 30, 33, 34, 71, 72 Opening 31 Signal line 53 Dielectric substrate 55 Ground conductor block 56 gap 101 center conductor (signal wiring)
Claims (2)
れた表面導体層もしくは中心導体層と、該誘電体層の裏
面に配置された地導体層とからなるストリップライン構
造を具備する配線基板であって、 所定の特性インピーダンスを与えるべく該地導体層のパ
ターン形状もしくは該誘電体層の厚みの少なくとも一方
を互いに異なるように設定した2以上の領域を有するこ
とを特徴とする配線基板。1. A strip line structure comprising a dielectric layer, a surface conductor layer or a center conductor layer disposed on a surface of the dielectric layer, and a ground conductor layer disposed on a back surface of the dielectric layer. A wiring substrate having two or more regions in which at least one of a pattern shape of the ground conductor layer or a thickness of the dielectric layer is set to be different from each other so as to provide a predetermined characteristic impedance. substrate.
なる2以上の領域を有することを特徴とする請求項1記
載の配線基板。2. The wiring board according to claim 1, wherein the wiring board has two or more regions having different aperture ratios per unit area of the ground conductor layer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8303268A JPH10145112A (en) | 1996-11-14 | 1996-11-14 | Wiring board |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8303268A JPH10145112A (en) | 1996-11-14 | 1996-11-14 | Wiring board |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10145112A true JPH10145112A (en) | 1998-05-29 |
Family
ID=17918920
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8303268A Pending JPH10145112A (en) | 1996-11-14 | 1996-11-14 | Wiring board |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10145112A (en) |
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-
1996
- 1996-11-14 JP JP8303268A patent/JPH10145112A/en active Pending
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