(57)【要約】【課題】基板上の伝送路や電子部品がボンディングワイヤにて接続される高周波回路基板において、ボンディングワイヤにより生じる高周波信号の伝送損失を低減する。【解決手段】ミリ波信号を増幅する高周波増幅部２０は、金属基板４上に、伝送基板３６、ＬＮＡ２２、２４、及び、伝送基板３８を、順位並べて積層することにより構成されており、伝送基板３６に形成されたマイクロストリップライン２６とＬＮＡ２２の入力端子との間、ＬＮＡ２２の出力端子とＬＮＡ２４の入力端子との間、ＬＮＡ２４の出力端子と伝送基板３８のマイクロストリップライン２８との間は、それぞれ、金製のボンディングワイヤ３０にて接続されている。ボンディングワイヤ３０は、中央部分の金属基板４からの高さが、上記各部に接続される両端部分の高さに近づくように、中央部分が金属基板４側に屈曲されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、高周波信号を伝送する伝送路が形成されるか、又は、高周波回路を構成する電子部品が実装され、前記伝送路同士、前記電子部品同士、又は、前記伝送路と前記電子部品との間が、ボンディングワイヤにて接続された高周波回路基板であって、
前記ボンディングワイヤは、前記伝送路若しくは前記電子部品に接続されない中央部分の基板面からの高さが、前記伝送路若しくは前記電子部品に接続される両端部分の高さに近づくように屈曲されていることを特徴とする高周波回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上の伝送路や電子部品がボンディングワイヤにて接続される高周波回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ波信号等の高周波信号の伝送、増幅、フィルタリング等を行うのに用いられる高周波回路基板には、通常、マイクロストリップライン等の伝送路が形成されている。そして、その伝送路と基板に実装された電子部品との間、伝送路同士、若しくは、電子部品同士を接続して、高周波信号を中継するのに、ボンディングワイヤが使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、この種の高周波回路基板では、ボンディングワイヤによる接続距離を短くするために、接続部位の高さを一致させることも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２７０７６１号公報
【特許文献２】特開２００３−２８３２７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ボンディングワイヤは、専用の実装機器（所謂ワイヤーボンダー）にて、両端が接続対象に接続されることから、ボンディングワイヤの中央部分は、基板からの高さが、接続対象に接続される両端部分よりも高い、逆Ｕ字形状になる。
【０００６】
この結果、ボンディングワイヤと伝送路や電子部品との接続部分で伝送インピーダンスの整合性が悪くなり、高周波信号の伝送損失が大きくなるという問題があった。
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、基板上の伝送路や電子部品がボンディングワイヤにて接続される高周波回路基板において、ボンディングワイヤにより生じる高周波信号の伝送損失を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、
少なくとも、高周波信号を伝送する伝送路が形成されるか、又は、高周波回路を構成する電子部品が実装され、前記伝送路同士、前記電子部品同士、又は、前記伝送路と前記電子部品との間が、ボンディングワイヤにて接続された高周波回路基板であって、
前記ボンディングワイヤは、前記伝送路若しくは前記電子部品に接続されない中央部分の基板からの高さが、前記伝送路若しくは前記電子部品に接続される両端部分の高さに近づくように、屈曲されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の高周波回路基板においては、高周波信号を伝送する伝送路同士、高周波回路を構成する電子部品同士、若しくは、伝送路と電子部品との間が、ボンディングワイヤにて接続されている。
【０００９】
そして、ボンディングワイヤは、伝送路若しくは電子部品に接続されない中央部分の基板からの高さが、伝送路若しくは電子部品に接続される両端部分の高さに近づくように、屈曲されている。
【００１０】
この結果、ボンディングワイヤの伝送インピーダンスは、接続対象である伝送路や電子部品の伝送インピーダンスに近づき、ボンディングワイヤにて生じる高周波信号の伝送損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態のミリ波帯イメージング素子の構成を表す平面図である。
【図２】ミリ波帯イメージング素子の高周波増幅部の構成を表す説明図であり、（ａ）は図１の高周波増幅部を拡大した平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ線断面図である。
【図３】ボンディングワイヤの高さと挿入損失との関係を測定した測定結果を表す説明図である。
【図４】ボンディングワイヤの他の実装例を表す説明図である。
【図５】高周波増幅部の他の構成例を表す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
本実施形態のミリ波帯イメージング素子２は、ミリ波帯の電波を受信し、その受信レベルを検出して、ミリ波画像生成装置に出力するものである。つまり、本実施形態のミリ波帯イメージング素子２は、複数、２次元配置されることによって、ミリ波画像を生成するのに用いられる。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態のミリ波帯イメージング素子２は、例えば７７ＧＨｚ帯のミリ波電波を受信するアンテナ部１０と、アンテナ部１０からの受信信号を増幅する高周波増幅部２０と、高周波増幅部２０にて増幅された受信信号を検波し、検波後の直流信号を増幅する検波・増幅部４０と、から構成されている。
【００１４】
なお、検波・増幅部４０には、検波・増幅後のミリ波信号レベルを表す直流信号を出力すると共に、ミリ波帯イメージング素子２への電源供給を行うためのコネクタ４２が設けられている。
【００１５】
アンテナ部１０、高周波増幅部２０、及び検波・増幅部４０は、それぞれ、共通のグランドとなる金属基板４に、アンテナパターンが形成されたアンテナ基板、ミリ波増幅用の増幅素子、検波・増幅用の回路やコネクタ４２が実装された回路基板、等を積層することにより構成されている。
【００１６】
また、高周波増幅部２０には、ミリ波増幅用の増幅素子として、前後一対のローノイズアンプ（ＬＮＡ）２２、２４が設けられると共に、アンテナ部１０から受信信号を取り込むための伝送基板３６と、ＬＮＡ２２、２４にて増幅された受信信号を検波・増幅部４０に出力するための伝送基板３８とが設けられている。
【００１７】
これらは、金属基板４上に、伝送基板３６、ＬＮＡ２２、ＬＮＡ２４、伝送基板３８の順で、アンテナ部１０側から検波・増幅部４０側へと一列に配置されている。
すなわち、図２に示すように、伝送基板３６、３８は、誘電体からなる基板の両面に、導電性の金属箔を積層することにより構成された両面基板からなっており、その片面（表面）に積層された金属箔にてミリ波信号伝送用のマイクロストリップライン２６、２８を形成することにより構成されている。
【００１８】
そして、これら各伝送基板３６、３８は、その裏面を、導電性接着剤等を介して金属基板４に接続することで、金属基板４に積層されている。
また、ＬＮＡ２２、２４は、それぞれ、増幅回路を構成する１チップの電子部品にて構成されており、そのグランド端子を、導電性接着剤等を介して金属基板４に接続することで、金属基板４に実装されている。
【００１９】
そして、伝送基板３６のマイクロストリップライン２６とＬＮＡ２２の入力端子との間、ＬＮＡ２２の出力端子とＬＮＡ２４の入力端子との間、ＬＮＡ２４の出力端子と伝送基板３８のマイクロストリップライン２８との間は、それぞれ、金製のボンディングワイヤ３０にて接続されている。
【００２０】
ボンディングワイヤ３０は、周知の実装機器（所謂ワイヤーボンダー）にて高周波増幅部２０の上記各部に実装されるが、実装機器を介して実装した状態では、中央部分が上記各部へ接続される両端部分よりも高い逆Ｕ字形状になって、高周波回路基板の基体である金属基板４（つまりグランド）から離れてしまう。
【００２１】
そこで、本実施形態では、各ボンディングワイヤ３０の中央部分の金属基板４からの高さが、両端部分の高さに近づくように、各ボンディングワイヤ３０の中央部分が、金属基板４側に屈曲されて、各ボンディングワイヤ３０が逆Ｕ字形状から略Ｍ字形状に変形されている。
【００２２】
この結果、本実施形態のミリ波帯イメージング素子２によれば、高周波増幅部２０にてミリ波信号を伝送するのに用いられるボンディングワイヤ３０と、そのボンディングワイヤ３０に接続されるマイクロストリップライン２６、２８及びＬＮＡ２２、２４との接続部位での伝送インピーダンスの整合が改善される。
【００２３】
従って、本実施形態のミリ波帯イメージング素子２によれば、その接続部位で生じるミリ波信号の反射等を抑えて、ミリ波信号の伝送損失を低減することができ、コネクタ４２からの出力信号（延いては、最終的に得られるミリ波画像）の温度分解能を高めることができる。
【００２４】
次に、この効果を裏付けるために行った実験例について説明する。
図３（ａ）に示すように、この実験を行うに当たっては、比誘電率εｒ＝１０、厚み５０μｍのアルミナ基板５０を利用し、その裏面全域をグランドとし、その表面に、２本のマイクロストリップライン５２、５４を形成した高周波回路基板を利用した。
【００２５】
そして、その高周波回路基板の表面のマイクロストリップライン５２、５４間を、金ワイヤからなるボンディングワイヤ６０にて接続し、そのボンディングワイヤ６０の中央部分の基板からの高さｈを変化させつつ、マイクロストリップライン５２、５４間で生じる伝送損失を測定した。
【００２６】
その測定結果を、図３（ｂ）、（ｃ）に示す。
図３（ｂ）から明らかなように、挿入損失は、高さｈが最大高さ（４５μｍ）から３０μｍ、１５μｍ、０μｍへと小さくなるに従い、少なくなり、伝送対象となるミリ波の周波数帯（ここでは、７６．５ＧＨｚ）では、高さｈを、４５μｍから０μｍに変化させると、挿入損失を約０．４ｄＢ改善できることがわかった。
【００２７】
これは、マイクロストリップライン５２、５４と、ボンディングワイヤ６０との整合が改善されたためであり、本実施形態のように、ボンディングワイヤ６０の中央部分を凹ませ、逆Ｕ字形状から略Ｍ字形状に屈曲させることにより、挿入損失を改善できることがわかる。
【００２８】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて、種々の態様をとることができる。
例えば、上記実施形態及び実験例では、ボンディングワイヤ３０、６０の中央部分の高さｈを低くするために、ボンディングワイヤ３０、６０の中央部分を凹ませ、その形状を略Ｍ字形状に屈曲させるものとして説明した。
【００２９】
しかし、図４（ａ）に例示するように、略Ｍ字形状に屈曲させたボンディングワイヤを更に横方向に倒すことで、ボンディングワイヤ全体を基板に近づけるようにしてもよい。
また、このように、ボンディングワイヤを基板正面から見て、ボンディングワイヤの両端を通る直線に対し横方向に倒れるように、ボンディングワイヤを屈曲させて、ボンディングワイヤ全体を基板表面に近づける場合には、必ずしも、ボンディングワイヤを略Ｍ字形状に変形させる必要はなく、図４（ｂ）に示すように、実装機器で実装された逆Ｕ字形状のボンディングワイヤをそのまま横方向に倒すようにしてもよい。
【００３０】
なお、本発明のように、ボンディングワイヤを屈曲させることで、ボンディングワイヤの中央部分の高さを、その両端が接続される接続部位の高さ位置に近づけ、挿入損失を低減する場合、上記実施形態のＬＮＡ２２、２４とマイクロストリップライン２６、２８のように、ボンディングワイヤの接続部位の高さが違っていても効果を得ることができるが、より好ましくは、上記実施形態のＬＮＡ２２とＬＮＡ２４のように、ボンディングワイヤの接続部位の高さが同じ高さである方がよい。
【００３１】
これは、ボンディングワイヤの長さを短くし、しかも、ボンディングワイヤの中央部分の高さを両端の接続部位の高さに容易に一致させることができるからである。
また、上記実施形態では、高周波回路基板の基体として、金属基板４を用いるものとして説明したが、図５に示すように、高周波回路基板の基体は、両面基板６にて構成してもよい。
【符号の説明】
【００３２】
２…ミリ波帯イメージング素子、４…金属基板、６…両面基板、１０…アンテナ部、２０…高周波増幅部、２６，２８…マイクロストリップライン、３０…ボンディングワイヤ、３６，３８…伝送基板、４０…検波・増幅部、４２…コネクタ、５０…アルミナ基板、５２，５４…マイクロストリップライン、６０…ボンディングワイヤ。
【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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