(57)【要約】      （修正有）【課題】広帯域に渡りインピーダンス整合する接続構造を提供する。【解決手段】誘電体上に形成された第１信号線路６１Ｌ、６１Ｒと、表面導体５０Ｌ、５０Ｒの第１部分５１Ｌ、５１Ｒから成る第１コプレーナ部Ａと、第１コプレーナ部Ａの第１信号線路６１Ｌ，６１Ｒに接続され、信号の伝送方向に沿った２辺に沿って、裏面接地導体と電気的に接続する複数のビアホールから成る側壁導体と、第１信号線路６１Ｌ，６１Ｒと連続する表面導体の第２部分５２Ｌ，５２Ｒと、裏面接地導体と、から成る第１集積導波管Ｃと、第１集積導波管Ｃに接続され、信号の伝送方向に沿った２辺に沿って、裏面接地導体と電気的に接続する複数のビアホールから成る側壁導体と、表面導体の第２部分５２Ｌ，５２Ｒと接続する表面導体の第３部分５３Ｌ，５３Ｒと、第３部分５３Ｌ，５３Ｒが伝送線路Ｆの信号線路６３Ｌ，６３Ｒに接続された第２集積導波管Ｅとを有する。【選択図】図２
2010118461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板に高周波回路が形成された高周波回路チップを誘電体基板上に実装した電子装置において、
前記高周波回路チップに対してワイヤボンディングされ、誘電体上に形成された第１信号線路と、前記誘電体上において前記第１信号線路の両側に形成され誘電体の裏面全体に形成された裏面接地導体と接続された表面導体の第１部分と、から成る第１コプレーナ部と、
前記第１コプレーナ部の前記第１信号線路に接続され、信号の伝送方向に沿った２辺に沿って、前記裏面接地導体と電気的に接続する複数のビアホールから成る側壁導体と、前記第１信号線路と連続する前記表面導体の第２部分と、前記裏面接地導体と、から成る第１集積導波管と、
前記第１集積導波管に接続され、信号の伝送方向に沿った２辺に沿って、前記裏面接地導体と電気的に接続する複数のビアホールから成る側壁導体と、前記表面導体の第２部分と接続する前記表面導体の第３部分と、前記裏面接地導体と、から成る第２集積導波管と、を有し、
前記第１集積導波管のインピーダンスは、前記第２集積導波管との接続点から前記高周波回路チップ側を見たインピーダンスが特性インピーダンスとなるインピーダンスであり、前記第２集積導波管のインピーダンスは、特性インピーダンスである
ことを特徴とする電子装置。
【請求項２】
前記第１コプレーナ部と前記第１集積導波管との間には、中央部において前記第１信号線路が通過し、前記表面導体が信号の伝送方向に垂直な幅方向に欠落して前記誘電体の表面が露出した第１スロット部を有することを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記第２集積導波管の前記表面導体の前記第３部分が、伝送線路の信号線路に接続されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子装置。
【請求項４】
前記第２集積導波管の前記表面導体の第３部分に連続した前記第２信号線路が、中央部において通過し、前記表面導体が信号の伝送方向に垂直な幅方向に欠落し、前記誘電体の表面が露出した第２スロット部と、
前記第２集積導波管の前記表面導体の前記第４部分と前記伝送線路の前記信号線路間を接続する、前記第２スロット部の中央を通過する第２信号線路と、前記誘電体上において前記第２信号線路の両側に形成され、前記裏面接地導体と接続された前記表面導体の第３部分とから成る第２コプレーナ部と、
を有することを特徴とする請求項３に記載の電子装置。
【請求項５】
半導体基板に高周波回路が形成された高周波回路チップを誘電体基板上に実装し、誘電体に形成された伝送線路に接続されたた電子装置において、
前記高周波回路チップと前記伝送線路との間に、
前記高周波回路チップに対してワイヤボンディングされ、誘電体上に形成された第１信号線路と、前記誘電体上において前記第１信号線路の両側に形成され、誘電体の裏面全体に形成された裏面接地導体と接続された、表面導体の第１部分から成る第１コプレーナ部と、
前記第１コプレーナ部に接続され、中央部において前記第１信号線路が通過し、前記表面導体が信号の伝送方向に垂直な幅方向に欠落して前記誘電体の表面が露出した第１スロット部と、
前記第１スロット部に接続され、前記第１スロット部の幅だけ離間した、信号の伝送方向に沿った２辺に沿って、前記裏面接地導体と電気的に接続する複数のビアホールから成る側壁導体と、前記第１信号線路と連続する前記表面導体の第２部分と、前記裏面接地導体とから成る集積導波管と、
前記集積導波管の前記表面導体の前記第２部分の延長として、前記誘電体上に形成された第２信号線と、
を有し、前記第２信号線路が前記伝送線路の信号線路に連続していることを特徴とする電子装置。
【請求項６】
前記集積導波管の前記表面導体の第２部分に連続した前記第２信号線路が、中央部において通過し、前記表面導体が信号の伝送方向に垂直な幅方向に欠落し、前記誘電体の表面が露出した第２スロット部と、
前記第２スロット部の中央を通過する第２信号線路と、前記誘電体上において前記第２信号線路の両側に形成され、前記裏面接地導体と接続された前記表面導体の第４部分とから成る第２コプレーナ部と、
を有し、
前記第２コプレーナ部の前記第２信号線路が前記伝送線路の信号線路に連続していることを特徴とする請求項５に記載の電子装置。
【請求項７】
前記伝送線路は、マイクロストリップ線路である
ことを特徴とする請求項３乃至請求項６の何れか１項に記載の電子装置。
【請求項８】
前記伝送線路は、コプレーナ線路である
ことを特徴とする請求項３乃至請求項６の何れか１項に記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板に高周波回路が形成された高周波回路チップを誘電体基板上に実装した電子装置に関する。特に、本発明は、伝送線路と、高周波回路チップとを、広帯域でインピーダンス整合が可能なように接続した電子装置に関する。本発明は、これにより、電子装置の使用帯域を拡大する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
誘電体基板上に実装される高周波回路チップとマイクロストリップ線路である伝送線路とを接続する技術として、特許文献１、２、３に記載の技術が知られている。特許文献１の技術は、第１のマイクロストリップ線路と、第２のマイクロストリップ線路とを、３本のワイヤで、ボンディング接続する技術である。この技術では、第１のマイクロストリップ線路を、中心の信号線路と、誘電体基板の表面上であってその信号線路の両側に、誘電体基板裏面に形成された裏面接地導体と電気的に接続する表面接地導体とから成るコプレーナ線路に対して、ワイヤボンディングするものである。表面接地導体の長さを適正に設定することにより、第１のマイクロストリップ線路の接地導体と、第２のマイクロストリップ線路の接地導体とをインピーダンスに影響を与えることなく接続できるようにするものである。
【０００３】
特許文献２の技術は、第１のマイクロストリップ線路と、第２のマイクロストリップ線路とを、３本のワイヤで、ボンディング接続するのに、間に、変形したコプレーナ線路をを介在させるものである。すなわち、変形したコプレーナ線路は、中心の信号線路と、誘電体の裏面で信号線路の直下に当たる部分には接地導体がなく、信号線路の両側に当たる誘電体の裏面部分に、第１のマイクロストリップ線路の接地導体から延出された第１の接地導体とから成る第１のコプレーナ部と、信号線路と、誘電体表面上であって、その信号線の両側に形成された、裏面の第１の接地導体と接続された第２の接地導体とから成る第２のコプレーナ部とで構成されている。そして、第２のコプレーナ部の信号線路と、その両側に配置された第２の接地導体とを、第２のマイクロストリップ線路の信号線路と、誘電体裏面の接地導体とを３本のワイヤで接続するものである。
【０００４】
特許文献３の技術は、第１のマイクロストリップ線路の信号線路と誘電体裏面の接地導体とを、それぞれ、第２のマイクロストリップ線路の信号線路と誘電体裏面の接地導体とに、３本のワイヤで、直接、接続する技術である。
【０００５】
一方、特許文献４には、誘電体と、その上下両面に形成された導体と、その両導体とを信号の伝搬方向にとった２つの平行な線に沿って、多数のビアホールで接続することで、導波管を形成することが開示されている。この導波管は、集積導波管(Integrated-Waveguide,IWG)と呼ばれている。
【特許文献１】特開２００７−３２４９３４号公報
【特許文献２】特開２００８−８５７９６号公報
【特許文献３】特開２００７−３２９１９２号公報
【特許文献４】特開平６−５３７１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の技術で、２つのマイクロストリップ線路を接続した場合には、マイクロストリップ線路も、コプレーナ線路も、励起される電磁界モードは、準ＴＥＭモードである。このため、線路インピーダンスは、周波数に対して不変となり、位相定数は、周波数に比例した特性となる。このため、インピーダンス整合をする帯域幅を、広くとることができないという問題があった。
【０００７】
本発明は上記の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、高周波回路チップと、伝送線路を接続するのに、広帯域に渡りインピーダンス整合する接続構造を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、半導体基板に高周波回路が形成された高周波回路チップを誘電体基板上に実装した電子装置において、高周波回路チップに対してワイヤボンディングされ、誘電体上に形成された第１信号線路と、誘電体上において第１信号線路の両側に形成され誘電体の裏面全体に形成された裏面接地導体と接続された表面導体の第１部分と、から成る第１コプレーナ部と、第１コプレーナ部の第１信号線路に接続され、信号の伝送方向に沿った２辺に沿って、裏面接地導体と電気的に接続する複数のビアホールから成る側壁導体と、第１信号線路と連続する表面導体の第２部分と、裏面接地導体と、から成る第１集積導波管と、第１集積導波管に接続され、信号の伝送方向に沿った２辺に沿って、裏面接地導体と電気的に接続する複数のビアホールから成る側壁導体と、表面導体の第２部分と接続する表面導体の第３部分と、裏面接地導体と、から成る第２集積導波管と、を有し、第１集積導波管のインピーダンスは、第２集積導波管との接続点から高周波回路チップ側を見たインピーダンスが特性インピーダンスとなるインピーダンスであり、第２集積導波管のインピーダンスは、特性インピーダンスであることを特徴とする電子装置である。
【０００９】
高周波回路チップは、受動素子で構成された回路や、受動素子、能動素子を有するＩＣ、スイッチング素子などの他、単なる、信号線路であっても良い。伝送線路に接続される高周波回路チップにおける線路は、マイクロストリップ線路でも、コプレーナ線路でも良い。また、高周波回路チップに対して接続される伝送線路も、マイクロストリップ線路でも、コプレーナ線路でも良い。本発明は、高周波回路チップに対してワイヤボンディングされる第１コプレーナ部と、第１集積導波管と第２集積導波管とを用いて、伝送線路と、高周波回路チップとを広帯域で、インピーダンス整合させたことが特徴である。集積導波管は、高域周波数から遮断周波数に近づくに連れて、一定ではなく、インピーダンスは増加し、位相定数は、周波数に比例する直線から離れて、小さくなる。そして、位相定数の減少率、インピーダンスの増加率が、遮断周波数に近い程、大きくなる。この結果として、インピーダンス整合する周波数範囲を拡大することができる。
【００１０】
また、第２の発明は、第１コプレーナ部と第１集積導波管との間には、中央部において第１信号線路が通過し、表面導体が信号の伝送方向に垂直な幅方向に欠落して誘電体の表面が露出した第１スロット部を有することを特徴とする。
【００１１】
この構造は、第１の発明においては、必須ではない。第１スロットを設けることなく、第１集積導波管の表面導体の第１部分と、第１信号線路とが、直接、接続されていても良い。第２の発明は、電磁界モードを変換する第１スロット部と、第１集積導波管とを用いて、伝送線路と高周波回路チップとを接続することが特徴である。第１スロット部の信号の伝搬方向に垂直な方向の幅は、任意である。第１コプレーナ部では、電磁界モードは、準ＴＥＭモード（ＴＥＭモードに近いモード）となり、第１集積導波管では、電磁界モードは、ＴＥ10モードとなる。そこで、第１スロット部において、第１集積導波管から第１スロット部に向けて信号が伝搬する場合には、電磁界モードは、ＴＥ10モードとからＴＥＭモードに変換され、第１スロット部から第１集積導波管に向けて信号が伝搬する場合には、ＴＥＭモードからＴＥ10モードに変換される。
【００１２】
また、第３の発明は、第２集積導波管の表面導体の第３部分が、伝送線路の信号線路に接続されていることを特徴とする。この発明は、第２集積導波管の表面導体を直接、伝送線路の信号線路に接続したものである。
【００１３】
また、第４の発明は、第２集積導波管の表面導体の第３部分に連続した第２信号線路が、中央部において通過し、表面導体が信号の伝送方向に垂直な幅方向に欠落し、誘電体の表面が露出した第２スロット部と、第２集積導波管の表面導体の第３部分と伝送線路の信号線路間を接続する、第２スロット部の中央を通過する第２信号線路と、誘電体上において第２信号線路の両側に形成され、裏面接地導体と接続された表面導体の第４部分とから成る第２コプレーナ部とを有することを特徴とする。
【００１４】
第１の発明においては、誘電体上には、第２集積導波管のみが配設されていて、伝送線路は、配設されていなくとも良い。また、誘電体上に、伝送線路を配設して、第２集積導波管の表面導体の第３部分が、直接、伝送線路の信号線路に接続されていても良い。第４の発明によると、次のように、モード変換が行われる。この発明では、第２集積導波管と、伝送線路との間に、電磁界モードを変換する第２スロット部と、第２コプレーナ部とを設け、第２コプレーナ部の第２信号線路が伝送線路の信号線路に連続していることが特徴である。この発明では、第２スロット部において、第２スロット部から第２集積導波管に向けて信号が伝搬する場合には、ＴＥＭモードからＴＥ10モードに変換され、第２集積導波管から第２スロット部に向けて信号が伝搬する場合には、電磁界モードは、ＴＥ10モードとからＴＥＭモードに変換される。そして、第２スロット部は、第２コプレーナ部を介して伝送線路に接続される。信号線路がコプレーナ線路であれば、第２コプレーナ部に連続して信号線路が形成される。信号線路がマイクロストリップ線路であれば、第２コプレーナ部の第２信号線路がマイクロストリップ線路の信号線路に接続され、マイクロストリップ線路の裏面接地導体は、第２コプレーナ部の裏面接地導体に連続して形成される。
【００１５】
第５の発明は半導体基板に高周波回路が形成された高周波回路チップを誘電体基板上に実装し、誘電体上に形成された伝送線路に接続されたた電子装置において、高周波回路チップと伝送線路との間に、高周波回路チップに対してワイヤボンディングされ、誘電体上に形成された第１信号線路と、誘電体上において第１信号線路の両側に形成され、誘電体の裏面全体に形成された裏面接地導体と接続された、表面導体の第１部分から成る第１コプレーナ部と、第１コプレーナ部に接続され、中央部において第１信号線路が通過し、表面導体が信号の伝送方向に垂直な幅方向に欠落して誘電体の表面が露出した第１スロット部と、第１スロット部に接続され、第１スロット部の幅だけ離間した、信号の伝送方向に沿った２辺に沿って、裏面接地導体と電気的に接続する複数のビアホールから成る側壁導体と、第１信号線路と連続する表面導体の第２部分と、裏面接地導体とから成る集積導波管と、集積導波管の表面導体の第２部分の延長として、誘電体上に形成された第２信号線と、を有し、第２信号線路が伝送線路の信号線路に連続していることを特徴とする電子装置である。
【００１６】
本発明は、集積導波管は、一つだけ設けられたものであり、高周波回路チップとワイヤボンディグするための第１コプレーナ部と、電磁界モードを変換するための第１スロット部を設けたことが特徴である。
【００１７】
第６の発明は、集積導波管の表面導体の第２部分に連続した第２信号線路が、中央部において通過し、表面導体が信号の伝送方向に垂直な幅方向に欠落し、誘電体の表面が露出した第２スロット部と、第２スロット部の中央を通過する第２信号線路と、誘電体上において第２信号線路の両側に形成され、裏面接地導体と接続された表面導体の第４部分とから成る第２コプレーナ部と、を有し、第２コプレーナ部の第２信号線路が伝送線路の信号線路に連続していることを特徴とする。
【００１８】
本発明は、伝送線路と集積導波管との間に、電磁界モードの変換を容易にする第２スロット部と、第２コプレーナ部とを設けたことが特徴である。
【００１９】
伝送線路は、誘電体上に形成され、第２信号線路と連続する第３信号線路と、裏面接地導体とから成るマイクロストリップ線路で構成しても良い。また、伝送線路は、誘電体上に形成され、第２信号線路と連続する第３信号線路と、誘電体上において、第３信号線路の両側に形成された表面接地導体とから成るコプレーナ線路で構成しても良い。この表面接地導体の下方には、裏面接地導体が存在しても、存在しなくとも良い。また、裏面接地導体が存在する場合には、表面接地導体は、ビアホールなどで、裏面接地導体に接続されていることが望ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、高周波回路チップと伝送線路との接続に際して、第１集積導波管や、集積導波管を用いたので、広帯域において、インピーダンス整合を図ることができる。したがって、集積導波管を用いないで、伝送線路と高周波回路チップとを接続した場合に、使用できる周波数帯域が広くなる。集積導波管は、高域周波数から遮断周波数に近づくに連れて、一定ではなく、インピーダンスは増加し、位相定数は、周波数に比例する直線から離れて、小さくなる。そして、位相定数の減少率、インピーダンスの増加率が、遮断周波数に近い程、大きくなる。この結果として、インピーダンス整合する周波数範囲を拡大することができる。また、集積導波管の信号の伝搬方向に垂直な方向の幅によって、特性インピーダンスが決定される。したがって、第１集積導波管と第２集積導波管の接続点から高周波回路チップを見たインピーダンスが、特性インピーダンスに等しくなるように第１集積導波管の幅を決定し、その接続点から第２集積導波管を見たインピーダンスが特性インピーダンスに等しくなるように第２集積導波管の幅を決定することで、広い帯域に渡って、伝送線路と、高周波回路チップ間のインピーダンス整合を実現することができる。また、第２集積導波管を誘電体上において引き回すことで、特性インピーダンスの集積導波管による伝送線路を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明するが、本発明は、下記の実施例には限定されない。
【実施例１】
【００２２】
図１は、本発明の具体的な一実施例に係る電子装置１０００の構成を示す断面図である。図１の電子装置１０００は、誘電体基板２０の上に、高周波回路チップ１００が設置されている。高周波回路チップ１００の構成は以下の通りである。シリコン基板１０表面に、金等の金属から成るグランド層１５を形成し、その上にＳｉＯ2層１６を形成し、その上にマイクロストリップ導体１７を形成している。ＳｉＯ2層１６を介してマイクロストリップ導体１７とグランド層１５とでマイクロストリップ線路が構成される。尚、マイクロストリップ導体１７の信号伝搬方向である長手方向を−ｘ軸、信号伝搬方向に垂直な方向である紙面に垂直手前向きをｙ軸、シリコン基板１０の厚さ方向の上方向をｚ軸とする。本実施例では、簡単化するため、高周波回路チップ１００は、単に、マイクロストリップ線路で構成しているが、高周波集積回路がシリコン基板１０に形成されており、その集積回路とマイクロストリップ線路とが接続されている。本実施例の電子装置は、図１の左端のPort1 から信号を入力して、右端のPort2 から信号を出力する装置である。また、シリコン基板１０の裏面には、裏面接地導体２６Ｃが形成されている。
【００２３】
上記の誘電体基板２０の上には、高周波回路チップ１００に対して、入力側、出力側に、それぞれ、その高周波回路チップ１００と同一高さである誘電体２Ｌ、２Ｒが設けられている。この誘電体２Ｌ、２Ｒの裏面には、それぞれ、裏面接地導体２６Ｌ、２６Ｒが形成されている。誘電体基板２０の上面には、銅製の接地導体２１が形成されており、この接地導体２１に、誘電体２Ｌ、２Ｒの裏面接地導体２６Ｌ、２６Ｒと、シリコン基板１０の接地導体２６Ｃが接合されている。
【００２４】
図２は、電子装置１０００の平面図である。誘電体２Ｌ、２Ｒとは、同一構造であるので、誘電体２Ｌについてのみ説明する。誘電体２Ｌの上面には、表面導体５０Ｌが形成されている。表面導体５０Ｌは、高周波回路チップ１００に近い側から、ｙ軸方向の中央部において信号の伝搬方向に伸びた第１信号線路６１Ｌ、表面導体の第１部分５１Ｌと、中央の表面導体の第２部分５２Ｌと、表面導体の第３部分５３Ｌと、ｙ軸方向の中央部において、信号を入力する伝送線路の信号線路６３Ｌとで構成されている。
【００２５】
図２において、誘電体２Ｌを、ｘ軸方向に、図示されたＡ、Ｂ、Ｃ、Ｅ、Ｆの領域に分ける。領域Ａは第１コプレーナ部、領域Ｂは分離部、領域Ｃは第１集積導波管、領域Ｅは第２集積導波管、領域Ｆは伝送線路である。
【００２６】
第１コプレーナ部Ａは、第１信号線路６１Ｌと、その両側に設けられた表面導体の第１部分５１Ｌとで構成されている。表面導体の第１部分５１Ｌは、多数のビア７１Ｌにより、裏面接地導体２６Ｌと電気的に接続されている。分離部Ｂは、中央を通過している第１信号線路６１Ｌを除いて、表面導体が、信号の伝搬方向に垂直な方向において、表面導体の全幅において、欠落した部分である。第１集積導波管Ｃは、表面導体の第２部分５２Ｌと、その第２部分５２Ｌと対応した裏面接地導体２６Ｌの部分と、その第２部分５２Ｌと裏面接地導体２６Ｌとを電気的に接続する多数のビア７２Ｌとから構成されている。多数のビア７２Ｌは、信号の伝搬方向に沿った間隔Ｗ１の２本の線上に配設されており、第１集積導波管Ｃの側壁導体を構成する。
【００２７】
第２集積導波管Ｅは、表面導体の第３部分５３Ｌと、その第３部分５３Ｌと対応した裏面接地導体２６Ｌの部分と、その第３部分５３Ｌと裏面接地導体２６Ｌとを電気的に接続する多数のビア７３Ｌとから構成されている。多数のビア７３Ｌは、信号の伝搬方向に沿った間隔Ｗ２の２本の線上に配設されており、第２集積導波管Ｅの側壁導体を構成する。第２集積導波管Ｅは、第１集積導波管Ｃと連続して設けられおり、第１集積導波管Ｃの表面導体の第２部分５２Ｌに連続して、第２集積導波管Ｅの表面導体の第３部分５３Ｌが連続して形成されている。また、第２集積導波管Ｅの幅Ｗ２は、第１集積導波管Ｃの幅Ｗ１よりも狭く構成されている。伝送線路Ｆは、表面導体の一部である信号線路６３Ｌと、裏面接地導体２６Ｌとで構成されたマイクロストリップ線路である。
【００２８】
図１において、高周波回路チップ１００のグランド層１５の両端が破線で示されているのは次のような事情を示すものである。即ち、この例では、高周波回路チップ１００のマイクロストリップ導体１７とワイヤ３０Ｌ及び３０Ｒとの接続部の直下にはグランド層１５は存在しないが、その存在しない領域を挟むようにグランド層１５が形成されている。  
【００２９】
図３は、ワイヤ３０Ｌのボンディング近傍の構成を示す詳細図である。図３は高周波回路チップ１００の各層の形状を示すために分解して示されている。図３．Ａに示すように、シリコン基板１０があり、シリコン基板１０の上部に、図３．Ｂに示すような形状にＡｕから成るグランド層１５が形成されている。本実施例では、グランド層１５は、後述のマイクロストリップ導体１７のワイヤボンディング部１７ＢＰの直下に当たる領域ＢＰをやや広げた領域と、高周波回路チップ１００の誘電体２Ｌと対向する外周辺に接する領域には形成されていない。次に、図３．Ｃのように、グランド層１５の２箇所のワイヤボンディング領域を露出させるような孔部を有したＳｉＯ2から成る絶縁層１６が形成されている。更に、図３．Ｄのように、絶縁層１６の上にマイクロストリップ導体１７と、その端点にワイヤボンディング部１７ＢＰがＡｕにより形成されるている。絶縁層１６を挟んだマイクロストリップ導体１７とグランド層１５によりマイクロストリップ伝送線路が形成される。尚、チップグランド層の一部分は、メッキが施されて、マイクロストリップ導体１７の表面と同じ高さに揃えたパッド１８が形成されている。
【００３０】
こうして、図３．Ｅに示すように、誘電体２Ｌと、高周波回路チップ１００とを、３つのワイヤ３０Ｌ、３０Ｌｇ１及び３０Ｌｇ２により接続する。ワイヤ３０Ｌは、誘電体２Ｌの第１信号線路６１Ｌと、チップ側のマイクロストリップ導体１７の左端に設けられたワイヤボンディング部１７ＢＰを接続する。ワイヤ３０Ｌｇ１と３０Ｌｇ２は、第１信号線路６１Ｌの両側に存在する誘電体２Ｌの表面導体の第１部分５１Ｌと、チップ側のグランド層１５の２箇所のパッド１８とを接続する。
【００３１】
図１に示す電子装置１０００の立体構成を図４に示す。この電子装置１０００の入力ポートPort1 での反射特性を図５の特性Ｐに、入力Port1 から出力ポートPort2 への透過特性を図５の特性Ｑに示す。第１集積導波管Ｃと第２集積導波管Ｅとの接続部Ａ−Ａ’（図４）から第１集積導波管Ｃ側を見たインピーダンスは、特性インピーダンスの５０Ωになるように、第１集積導波管Ｃの幅Ｗ１が決定されている。また、接続部Ａ−Ａ’から第２集積導波管Ｅ側を見たインピーダンスも特性インピーダンスの５０Ωに設定されている。伝送線路Ｆの特性インピーダンスは、５０Ωであるので、結局、第２集積導波管Ｅの特性インピーダンスも５０Ωとなるように、幅Ｗ２が設定されている。集積導波管は、本実施例では、２段構成にしているが、３段以上に構成しても良い。
【００３２】
また、特許文献１に記載のマイクロストリップ線路と、コプレーナ線路との変換構造を用いた電子装置（集積導波管を用いていない電子装置）の回路構成を図１２に示す。図１２の電子装置は、マイクロストリップ伝送線路９１を、信号線路９２と、その両側の表面接地線路９３、９４から成るコプレーナ伝送線路９５に変換して、コプレーナ伝送線路９５と、本実施例と同一構成の高周波回路チップ１００と接続したものである。なお、表面接地線路９３、９４は、マイクロストリップ伝送線路９１に近い端部のみが、裏面接地導体と接続されている。その電子装置の入力ポートPort1 での反射特性を図１３の特性Ｒに、入力Port1 から出力ポートPort2 への透過特性を図１３の特性Ｓに示す。
【００３３】
図５から明らかなように、本発明の電子装置１０００の損失は、６７ＧＨｚ〜８５ＧＨｚの１８ＧＨｚの範囲において、７ｄＢ以下である。一方、図１２の集積導波管を用いない電子装置の損失は、８５ＧＨｚ〜９０ＧＨｚの範囲において、１５ｄＢに達している。また、図１２の集積導波管を用いない電子装置は、７ｄＢ以下の損失となる帯域は、７２ＧＨｚ〜７９ＧＨｚの７ＧＨｚの狭帯域である。反射特性を見ても、本発明の電子装置の反射損失は、６７ＧＨｚ〜８５ＧＨｚの１８ＧＨｚの範囲において、７ｄＢ以上となっており、図１２の電子装置の反射損失が７ｄＢ以上となる周波数範囲は、７２ＧＨｚ〜７９ＧＨｚの７ＧＨｚに過ぎない。動作周波数を７７ＧＨｚに設定しているが、本発明の電子装置では、低帯域における通過帯域の拡大が見られる。
【実施例２】
【００３４】
図６は、本発明の他の実施例に係る電子装置２０００の構成を示す平面図である。実施例１と同一機能部分については、同一符号が付されている。実施例１と異なる点は、第１コプレーナ部Ａと第１集積導波管Ｃとの間の分離部Ｂを、第１スロット部Ｂ１としたことである。第１スロット部Ｂ１は、表面導体の第１部分５１Ｌと第２部分５２Ｌとが、周辺で接続された周辺導体部５４Ｌが形成されている。この第１スロット部Ｂ１の信号の伝搬方向に垂直な幅は、任意であり、第１集積導波管Ｃの幅Ｗ１と同一にする必要はない。しかし、同一であっても良い。第１スロット部Ｂ１は、電磁界励振モードをＴＥ10モードからＴＥＭモードに変換するものである。第１集積導波管Ｃ、第２集積導波管Ｅのインピーダンスについては、実施例１と同一である。すなわち、第１集積導波管Ｃと第２集積導波管Ｅとの接続部において、左右を見たインピーダンスが、等しく、特性インピーダンス５０Ωにになるように、それらの幅Ｗ１、Ｗ２が設定されている。
【００３５】
図６に示す電子装置２０００の入力ポートPort1 での反射特性を図７の特性Ｕに、入力Port1 から出力ポートPort2 への透過特性を図７の特性Ｖに示す。図７から明らかなように、本発明の電子装置２０００の損失は、６７ＧＨｚ〜８５ＧＨｚの１８ＧＨｚの範囲において、７ｄＢ以下である。また、本発明の電子装置の反射損失は、６７ＧＨｚ〜８５ＧＨｚの１８ＧＨｚの範囲において、７ｄＢ以上となっいる。何れの特性も、図１２の電子装置の場合よりも、良好であり、本実施例の装置では、使用帯域幅が拡大し得ることが理解される。動作周波数を７７ＧＨｚに設定しているが、本発明の電子装置では、低帯域における通過帯域の拡大が見られる。
【実施例３】
【００３６】
図８は、本発明の他の実施例に係る電子装置３０００の構成を示す平面図である。実  施例１、２と同一機能部分については、同一符号が付されている。実施例２と異なる点は、第２集積導波管Ｅと伝送線路Ｆとの間に、第２スロット部Ｄと、第２コプレーナ部Ｇとを設けたことである。第２スロット部Ｄは、第２集積導波管Ｅの表面導体の第３部分５３Ｌと、第２コプレーナ部Ｇの表面導体の第４部分５５Ｌとを接続する周辺導体部５６Ｌが形成されている。また、第２スロット部Ｄと第２コプレーナ部Ｇの中央部をｘ軸方向に貫通して、第２集積導波管Ｅの表面導体の第３部分５３Ｌに接続された第２信号線路６２Ｌが設けられている。この第２信号線路６２Ｌは、伝送線路Ｆの信号線路６３Ｌに接続されている。この第２スロット部Ｄの信号の伝搬方向に垂直な幅は、任意であり、第２集積導波管Ｅの幅Ｗ２と同一にする必要はない。しかし、同一であっても良い。第２スロット部Ｄは、電磁界励振モードをＴＥＭモードからＴＥ10モードに変換するものである。
【実施例４】
【００３７】
図９は、本発明の他の実施例に係る電子装置４０００の構成を示す平面図である。本実施例は、図８の実施例３における第１集積導波管Ｃと第２集積導波管Ｅとを、同一幅Ｗにして、集積導波管を一つにしたものである。誘電体２Ｌの上面には、表面導体５０Ｌが形成されている。表面導体５０Ｌは、高周波回路チップ１００に近い側から、ｙ軸方向の中央部において信号の伝搬方向に伸びた第１信号線路６１Ｌ、表面導体の第１部分５１Ｌと、中央の表面導体の第２部分５２Ｌと、表面導体の第４部分５５Ｌと、ｙ軸方向の中央部において、信号を入力する第２信号線路６２Ｌとで構成されている。本実施例では、表面導体の第３部分５３Ｌは第２部分５２Ｌと一体になっているので、存在しない。
【００３８】
図９において、誘電体２Ｌを、ｘ軸方向に、図示されたＡ、Ｂ１、Ｃ、Ｄ１、Ｇ１、Ｆの領域に分ける。領域Ａは第１コプレーナ部、領域Ｂ１は第１スロット部、領域Ｃは集積導波管、領域Ｄ１は第２スロット部、領域Ｇ１は第２コプレーナ部、領域Ｆは伝送線路である。
【００３９】
第１コプレーナ部Ａの構成は、実施例１と同一である。第１スロット部Ｂ１は、信号の進行方向に垂直な幅の両端で、表面導体の第１部分５１Ｌと第２部分５２Ｌとを接続する周辺導体部５７Ｌを有している。そして、第１スロット部Ｂ１の幅は、集積導波管Ｃの幅Ｗと同一である。この点が実施例３と異なる点の一つである。集積導波管Ｃの構成は、実施例１、２、３の第１集積導波管Ｃと同一構成である。第２スロット部Ｄ１は、第１スロット部Ｂ１と対称に設けられている。すなわち、第２スロット部Ｄ１は、中央を通過している第２信号線路６２Ｌを除いて、表面導体が、信号の伝搬方向に垂直な方向において幅Ｗで欠落した部分である。第２スロット部Ｄ１は、信号の進行方向に垂直な幅の両端で、表面導体の第２部分５２Ｌと第４部分５５Ｌとを接続する周辺導体部５８Ｌを有している。第２コプレーナ部Ｇ１は、第２信号線路６２Ｌと、その両側に設けられた表面導体の第４部分５５Ｌとで構成されている。表面導体の第４部分５５Ｌは、多数のビア７３Ｌにより、裏面接地導体２６Ｌと電気的に接続されている。伝送線路Ｆは、表面導体の一部である信号線路６３Ｌと、裏面接地導体２６Ｌとで構成されたマイクロストリップ線路である。この第２スロット部Ｄ１の幅は、第１スロット部Ｂ１の幅と等しく、集積導波管Ｃの幅Ｗとも等しい。すなわち、信号の伝搬方向の両側にあるスロット部の全幅Ｗは、集積導波管の遮断周波数に対応する自由空間波長の１／２である。
【００４０】
第２スロット部Ｄ１の作用は、電磁界励振モードをＴＥＭモードからＴＥ10モードに変換するものであり、第１スロット部Ｂ１は、電磁界励振モードをＴＥ10モードからＴＥＭモードに変換するものである。マイクロストリップ線路で構成された伝送線路Ｆでは、信号線路６３Ｌから裏面接地導体２６Ｌに向かう電界が生成され、第２コプレーナ部Ｇ１では、表面導体の第４部分５５Ｌはアース電位となり、集積導波管Ｃの表面導体の第２部分５２Ｌもアース電位であるので、第２スロット部Ｄ１では、電界は、誘電体２Ｌの表面に平行に、信号の伝搬方向に励起される。このＴＥＭモードが、集積導波管Ｃにおいて、信号の伝搬方向に垂直で、誘電体２Ｌの厚さ方向に、電界が励起されるＴＥ10モードに変換される。集積導波管Ｃと第１スロット部Ｂ１との関係も、これと同様である。このようにして、モード変換が円滑に実行される。
【００４１】
この電子装置４０００の入力ポートPort1 での反射特性を図１０の特性Ｐに、入力Port1 から出力ポートPort2 への透過特性を図１０の特性Ｑに示す。図１０から明らかなように、本発明の電子装置４０００の損失は、６０ＧＨｚ〜９０ＧＨｚの３０ＧＨｚの範囲において、７ｄＢ以下である。本発明の電子装置４０００の反射損失は、６０ＧＨｚ〜９０ＧＨｚの３０ＧＨｚの範囲において、７ｄＢ以上である。何れの特性も、図１２の集積導波管を用いない電子装置の特性に比べて、各段に、特性が良くなっており、使用帯域幅が非常に広くなっている。本実施例では、動作周波数を７７ＧＨｚに設定しているが、本発明の電子装置４０００では、低帯域における通過帯域の拡大が見られる。
【実施例５】
【００４２】
図１１は、本実施例に係る電子装置５０００の構成を示した平面図である。本実施例は、実施例４と異なり、第２スロット部Ｄ１と、第２コプレーナ部Ｇ１を設けずに、集積導波管Ｃの表面導体の第２部分５２Ｌを伝送線路Ｆの信号線路６３Ｌに、直接、接続したことが特徴である。このようにして、マイクロストリップ線路である伝送線路Ｆの信号線路６３Ｌと裏面接地導体２６Ｌ間において、厚さ方向（ｚ軸）に誘起される電界モード、そのまま、集積導波管Ｃに導入することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、高周波回路チップと伝送路の接続に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の具体的な一実施例に係る電子装置１０００の構成を示す断面図。
【図２】同実施例に係る電子装置１０００の平面図。
【図３】同実施例に係る電子装置１０００の、ワイヤボンディング３０Ｌの近傍の構成を示す詳細図。
【図４】同実施例に係る電子装置１０００の斜視図。
【図５】同実施例に係る電子装置１０００の反射特性と透過特性を示した特性図。
【図６】本発明の他の実施例２に係る電子装置２０００の平面図。
【図７】実施例２に係る電子装置２０００の反射特性と透過特性を示した特性図。
【図８】本発明の他の実施例３に係る電子装置３０００の平面図。
【図９】本発明の他の実施例４に係る電子装置４０００の平面図。
【図１０】実施例４に係る電子装置４０００の反射特性と透過特性を示した特性図。
【図１１】実施例５に係る電子装置５０００の反射特性と透過特性を示した特性図。
【図１２】従来例の接続構造を有した電子装置の斜視図。
【図１３】従来例の電子装置１０００の反射特性と透過特性を示した特性図。
【符号の説明】
【００４５】
１０００，２０００，３０００，４０００，５０００：電子装置
１００：高周波回路チップ
１０：シリコン基板
１５：グランド層
１６：絶縁層
１７：マイクロストリップ導体
２０：誘電体基板
２Ｌ、２Ｒ：誘電体
２６Ｌ、２６Ｒ：裏面接地導体
５０Ｌ、５０Ｒ：表面導体
５１Ｌ、５１Ｒ：表面導体の第１部分
５２Ｌ、５２Ｒ：表面導体の第２部分
５３Ｌ、５３Ｒ：表面導体の第３部分
５５Ｌ、５５Ｒ：表面導体の第４部分
Ａ：第１コプレーナ部
Ｂ：分離部
Ｂ１：第１スロット部
Ｃ：第１集積導波管、集積導波管
Ｄ，Ｄ１：第２スロット部
Ｅ：第２集積導波管
Ｇ，Ｇ１；第２コプレーナ部
Ｆ：伝送線路
６１Ｌ、６１Ｒ：第１信号線路
６２Ｌ、６２Ｒ：第２信号線路
６３Ｌ、６３Ｒ：信号線路
７１Ｌ、７１Ｒ、７２Ｌ、７２Ｒ、７３Ｌ、７３Ｒ：ビア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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