(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
グランドプレーンと絶縁体、あるいはグランドプレーンと半導体とが交互に積層された多層配線基板と、
前記グランドプレーンが選択的に除去されたアンチパッド領域を、前記多層配線基板の最上層から最下層まで垂直方向に貫通して形成された高周波信号ビアと、
前記アンチパッド領域の外側に前記高周波信号ビアを囲うように点在配置されて、前記各グランドプレーンと接続するとともに、前記多層配線基板の最上層から最下層まで垂直方向に貫通して形成された複数のグランドビアと、
前記最上層に線状に形成されて、先端が前記高周波信号ビアの上端と接続された高周波信号線路とを備え、
前記グランドプレーンのうち前記最上層の直下に形成された直下グランドプレーンは、前記アンチパッド領域のうち前記高周波信号ビアと接触しない範囲で、前記高周波信号線路が前記アンチパッド領域の外周縁と交差する交点から前記高周波信号ビアに向けて、当該直下グランドプレーンの端部が拡張された拡張部を有し、
前記拡張部のうち前記アンチパッド領域との境界となる端縁は、前記高周波信号ビアに向けて凸となる凸形状に形成されている
ことを特徴とする高周波伝送線路。
【請求項２】
グランドプレーンと絶縁体、あるいはグランドプレーンと半導体とが交互に積層された多層配線基板と、
前記グランドプレーンが選択的に除去されたアンチパッド領域を、前記多層配線基板の最上層から最下層まで垂直方向に貫通して形成された高周波信号ビアと、
前記アンチパッド領域の外側に前記高周波信号ビアを囲うように点在配置されて、前記各グランドプレーンと接続するとともに、前記多層配線基板の最上層から最下層まで垂直方向に貫通して形成された複数のグランドビアと、
前記最上層に線状に形成されて、先端が前記高周波信号ビアの上端と接続された高周波信号線路とを備え、
前記グランドプレーンのうち前記最上層の直下に形成された直下グランドプレーンは、前記アンチパッド領域のうち前記高周波信号ビアと接触しない範囲で、前記高周波信号線路が前記アンチパッド領域の外周縁と交差する交点から前記高周波信号ビアに向けて、当該直下グランドプレーンの端部が拡張された拡張部を有し、
前記拡張部のうち前記アンチパッド領域との境界となる端縁は、前記高周波信号ビアと距離をおいて離間する凹部を有する
ことを特徴とする高周波伝送線路。
【請求項３】
請求項２に記載の高周波伝送線路において、
前記凹部の端縁は、前記高周波信号ビアを囲うように、前記高周波信号線路の伸延方向に沿って前記高周波信号ビアの先端位置まで拡張されていることを特徴とする高周波伝送線路。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の高周波伝送線路において、
前記高周波信号線路は、マイクロストリップ線路、または、グランデッドコプレーナ線路からなることを特徴とする高周波伝送線路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波伝送技術に関し、特に入力された高周波信号を、多層配線基板の最上層から最下層まで貫通して伝搬させるための高周波伝送線路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、多層基板を垂直貫通する高周波伝送線路の構造として、高い特性インピーダンスを備えた擬似同軸線路構造を、多層基板上面に備えた高周波信号線路と接続する手法が記述されている。そこでは、互いの接続部での特性インピーダンスの不整合を抑制するため、高周波信号線路をあらかじめ高いインピーダンスにする手法が、非特許文献１で提案されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Wei-Da Guo, et. al., "Design of Wideband Impedance Matching for Through-Hole Via Transition Using Ellipse-Shaped Anti-Pad", 2006 Electrical Performance of Electronic Packaging Conference, Oct. 2006.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図２９Ａは、従来の高周波伝送線路の構成を示す上面図である。図２９Ｂは、図２９ＡのＩ−Ｉ断面図である。図２９Ｃは、図２９Ａの左側面図である。図２９Ｄは、図２９ＢのII−II断面図である。
非特許文献１では、具体的には、図２９Ａ〜図２９Ｄに示すように、導体と絶縁体を交互に積層した多層基板の上面において、領域Ａに高周波信号線路としてマイクロストリップ線路が形成されている場合、領域Ｂでは高周波信号線路の直下に形成されたグランドプレーンを選択的に削除し、高周波信号線路の特性インピーダンスを高くしている。
【０００５】
一般的に、特性インピーダンスは高周波信号線路が備えるインダクタンスと電気容量の商のルートに比例する。グランドプレーンの削除による電気容量の削減は、先に示した特性インピーダンスと電気容量の関係から、特性インピーダンスの上昇をもたらす。これにより、高い特性インピーダンスを備える擬似同軸線路構造と高周波信号線路の特性インピーダンスを接合部で一致させることが可能となり、接合部での反射損失が低減可能としている。この手法では、ＤＣから５ＧＨｚの周波数帯域で高周波反射損失の低減効果が示されている。しかしながら、５ＧＨ以上の周波数帯域では高周波反射損失の上昇が見え始めているとの記述も非特許文献１に同時に見られる。
【０００６】
楕円形状のアンチパッド領域の直上に位置する表層に形成された高周波信号線路は、その真下にはグランドプレーンが無い。よって、この領域内においては、グランドに対する高周波信号線路の電気的な容量は急激に低下する。図２９Ｂに記載した領域Ｂでこの現象が発生する。高周波信号線路の特性インピーダンスを上昇させることで、高周波信号ビアとの特性インピーダンスが整合するが、アンチパッド領域上部以外に位置する高周波信号線路の特性インピーダンスは低いままである。よって、表層に備えられている高周波信号線路の中で、反射損失が生じることが容易に想定できる。
【０００７】
さらに、アンチパッド領域上部に位置する高周波信号線路の特性インピーダンスを容量の低下によって増加させているが、擬似同軸線路構造における特性インピーダンスの上昇の寄与はインダクタンスの上昇分からもたらされており、特定の周波数帯域では特性インピーダンスを揃えることは出来るものの、広い範囲の周波数帯域で特性インピーダンスを整合させることは困難である。
【０００８】
実際、非特許文献１に記載されているＦｉｇｕｒｅ９の青実線で描かれたＴＤＲグラフ特性から明らかなように、６４ｍｉｌのクリアランスを備えた最適とされる楕円形状のアンチパッド領域を導入した場合でも、ある特定の立ち上がり時間を持つステップ波形に対して、最初にアンチパッド領域上部に位置する高周波信号線路において特性インピーダンスが上昇し、それ以降一定の値にならず、バウンドするグラフ特性が得られている。このようなＴＤＲグラフ特性は、広い周波数帯域で特性インピーダンスを整合できないことを物語っている。実際、先に示したように、５ＧＨ以上の周波数帯域では高周波反射損失の上昇が見え始めているとの記述も非特許文献１にはあり、５ＧＨｚまでしか実用的でないことを示している。
【０００９】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、基板平面方向から垂直方向への屈曲部において、１０ＧＨｚ以上の高周波信号を少ない通過損失および反射損失で伝搬させることができる高周波伝送線路を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的を達成するために、本発明にかかる高周波伝送線路は、グランドプレーンと絶縁体、あるいはグランドプレーンと半導体とが交互に積層された多層配線基板と、前記グランドプレーンが選択的に除去されたアンチパッド領域を、前記多層配線基板の最上層から最下層まで垂直方向に貫通して形成された高周波信号ビアと、前記アンチパッド領域の外側に前記高周波信号ビアを囲うように点在配置されて、前記各グランドプレーンと接続するとともに、前記多層配線基板の最上層から最下層まで垂直方向に貫通して形成された複数のグランドビアと、前記最上層に線状に形成されて、先端が前記高周波信号ビアの上端と接続された高周波信号線路とを備え、前記グランドプレーンのうち前記最上層の直下に形成された直下グランドプレーンは、前記アンチパッド領域のうち前記高周波信号ビアと接触しない範囲で、前記高周波信号線路が前記アンチパッド領域の外周縁と交差する交点から前記高周波信号ビアに向けて、当該直下グランドプレーンの端部が拡張された拡張部を有し、前記拡張部のうち前記アンチパッド領域との境界となる端縁は、前記高周波信号ビアに向けて凸となる凸形状に形成されているものである。
【００１１】
また、本発明にかかる他の高周波伝送線路は、グランドプレーンと絶縁体、あるいはグランドプレーンと半導体とが交互に積層された多層配線基板と、前記グランドプレーンが選択的に除去されたアンチパッド領域を、前記多層配線基板の最上層から最下層まで垂直方向に貫通して形成された高周波信号ビアと、前記アンチパッド領域の外側に前記高周波信号ビアを囲うように点在配置されて、前記各グランドプレーンと接続するとともに、前記多層配線基板の最上層から最下層まで垂直方向に貫通して形成された複数のグランドビアと、前記最上層に線状に形成されて、先端が前記高周波信号ビアの上端と接続された高周波信号線路とを備え、前記グランドプレーンのうち前記最上層の直下に形成された直下グランドプレーンは、前記アンチパッド領域のうち前記高周波信号ビアと接触しない範囲で、前記高周波信号線路が前記アンチパッド領域の外周縁と交差する交点から前記高周波信号ビアに向けて、当該直下グランドプレーンの端部が拡張された拡張部を有し、前記アンチパッド領域は、前記拡張部のうち前記アンチパッド領域との境界となる端縁は、前記高周波信号ビアと距離をおいて離間する凹部を有するものである。
【００１２】
また、本発明にかかる上記高周波伝送線路の一構成例は、前記凹部の端縁が、前記高周波信号ビアを囲うように、前記高周波信号線路の伸延方向に沿って前記高周波信号ビアの先端位置まで拡張されているものである。
【００１４】
また、本発明にかかる上記高周波伝送線路の一構成例は、前記高周波信号線路が、マイクロストリップ線路、または、グランデッドコプレーナ線路からなるものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、高周波信号線路に入力された高周波信号を、基板平面方向から垂直方向に折り曲げる際、折り曲げ外側領域の電気容量が低減されて電界密度分布が低くなり、折り曲げ内側領域では電気容量が高くなって電界密度分布が上昇する。したがって、高周波信号が折り曲がる高周波信号線路と高周波信号ビアとの接続点において、より効果的に、高周波信号の反射や空間中への放射を抑制することができ、１０ＧＨｚ以上の高周波信号を、少ない通過損失および反射損失で伝搬させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】第１の実施の形態にかかる高周波伝送線路の構成を示す上面図である。
【図１Ｂ】図１ＡのＩ−Ｉ断面図である。
【図１Ｃ】図１Ａの左側面図である。
【図１Ｄ】図１ＢのII−II断面図である。
【図１Ｅ】図１ＢのIII−III断面図である。
【図２Ａ】第１の実施の形態にかかる高周波伝送線路の構成を示す上面図である。
【図２Ｂ】図２ＡのＩ−Ｉ断面図における電界強度分布を示す説明図である。
【図２Ｃ】図２ＡのII−II断面図における電界強度分布を示す説明図である。
【図２Ｄ】直下グランドプレーンに拡張部を持たない高周波伝送線路の構成を示す上面図である。
【図２Ｅ】図２ＤのＩ−Ｉ断面図における電界強度分布を示す説明図である。
【図２Ｆ】図２ＤのII−II断面図における電界強度分布を示す説明図である。
【図３Ａ】第１の実施の形態にかかる高周波伝送線路の電界強度分布を示す上面図である。
【図３Ｂ】図３ＡのＩ−Ｉ断面図である。
【図３Ｃ】直下グランドプレーンに拡張部を持たない高周波伝送線路の電界強度分布を示す上面図である。
【図３Ｄ】図３ＣのII−II断面図である。
【図４Ａ】第１の実施の形態で得られる反射損失の周波数特性を示すグラフである。
【図４Ｂ】第１の実施の形態で得られる通過損失の周波数特性を示すグラフである。
【図５Ａ】第２の実施の形態にかかる高周波伝送線路の構成を示す上面図である。
【図５Ｂ】図５ＡのＩ−Ｉ断面図である。
【図５Ｃ】図５Ａの左側面図である。
【図５Ｄ】図５ＢのII−II断面図である。
【図５Ｅ】図５ＢのIII−III断面図である。
【図６Ａ】第２の実施の形態にかかる高周波伝送線路の構成を示す上面図である。
【図６Ｂ】図６ＡのＩ−Ｉ断面図における電界強度分布を示す説明図である。
【図６Ｃ】図６ＡのII−II断面図における電界強度分布を示す説明図である。
【図６Ｄ】直下グランドプレーンに拡張部を持たない高周波伝送線路の構成を示す上面図である。
【図６Ｅ】図６ＤのＩ−Ｉ断面図における電界強度分布を示す説明図である。
【図６Ｆ】図６ＤのII−II断面図における電界強度分布を示す説明図である。
【図７Ａ】第２の実施の形態にかかる高周波伝送線路の電界強度分布を示す上面図である。
【図７Ｂ】図７ＡのＩ−Ｉ断面図である。
【図７Ｃ】直下グランドプレーンに拡張部を持たない高周波伝送線路の電界強度分布を示す上面図である。
【図７Ｄ】図７ＣのII−II断面図である。
【図８Ａ】第２の実施の形態で得られる反射損失の周波数特性を示すグラフである。
【図８Ｂ】第２の実施の形態で得られる通過損失の周波数特性を示すグラフである。
【図９Ａ】第３の実施の形態にかかる高周波伝送線路の構成を示す上面図である。
【図９Ｂ】図９ＡのＩ−Ｉ断面図である。
【図９Ｃ】図９Ａの左側面図である。
【図９Ｄ】図９ＢのII−II断面図である。
【図９Ｅ】図９ＢのIII−III断面図である。
【図１０Ａ】高周波信号線路とグランドプレーンとの間で形成される電気力線分布（絶縁層が薄い場合）を示す説明図である。
【図１０Ｂ】高周波信号線路とグランドプレーンとの間で形成される電気力線分布（絶縁層が厚い場合）を示す説明図である。
【図１１Ａ】第３の実施の形態にかかる高周波伝送線路の構成を示す上面図である。
【図１１Ｂ】図１１ＡのＩ−Ｉ断面図における電界強度分布を示す説明図である。
【図１１Ｃ】図１１ＡのII−II断面図における電界強度分布を示す説明図である。
【図１１Ｄ】直下グランドプレーンに拡張部を持たない高周波伝送線路の構成を示す上面図である。
【図１１Ｅ】図１１ＤのＩ−Ｉ断面図における電界強度分布を示す説明図である。
【図１１Ｆ】図１１ＤのII−II断面図における電界強度分布を示す説明図である。
【図１２Ａ】第３の実施の形態にかかる高周波伝送線路の電界強度分布を示す上面図である。
【図１２Ｂ】図１２ＡのＩ−Ｉ断面図である。
【図１２Ｃ】直下グランドプレーンに拡張部を持たない高周波伝送線路の電界強度分布を示す上面図である。
【図１２Ｄ】図１２ＣのII−II断面図である。
【図１３Ａ】第３の実施の形態で得られる反射損失の周波数特性を示すグラフである。
【図１３Ｂ】第３の実施の形態で得られる通過損失の周波数特性を示すグラフである。
【図１４Ａ】第４の実施の形態にかかる高周波伝送線路の構成を示す上面図である。
【図１４Ｂ】図１４ＡのＩ−Ｉ断面図である。
【図１４Ｃ】図１４Ａの左側面図である。
【図１４Ｄ】図１４ＢのII−II断面図である。
【図１４Ｅ】図１４ＢのIII−III断面図である。
【図１５Ａ】高周波信号線路とグランドプレーンとの間で形成される電気力線分布（絶縁層が薄い場合）を示す説明図である。
【図１５Ｂ】高周波信号線路とグランドプレーンとの間で形成される電気力線分布（絶縁層が厚い場合）を示す説明図である。
【図１６Ａ】第４の実施の形態にかかる高周波伝送線路の構成を示す上面図である。
【図１６Ｂ】図１６ＡのＩ−Ｉ断面図における電界強度分布を示す説明図である。
【図１６Ｃ】図１６ＡのII−II断面図における電界強度分布を示す説明図である。
【図１６Ｄ】直下グランドプレーンに拡張部を持たない高周波伝送線路の構成を示す上面図である。
【図１６Ｅ】図１６ＤのＩ−Ｉ断面図における電界強度分布を示す説明図である。
【図１６Ｆ】図１６ＤのII−II断面図における電界強度分布を示す説明図である。
【図１７Ａ】第４の実施の形態にかかる高周波伝送線路の電界強度分布を示す上面図である。
【図１７Ｂ】図１７ＡのＩ−Ｉ断面図である。
【図１７Ｃ】直下グランドプレーンに拡張部を持たない高周波伝送線路の電界強度分布を示す上面図である。
【図１７Ｄ】図１７ＣのII−II断面図である。
【図１８Ａ】第４の実施の形態で得られる反射損失の周波数特性を示すグラフである。
【図１８Ｂ】第４の実施の形態で得られる通過損失の周波数特性を示すグラフである。
【図１９Ａ】第５の実施の形態にかかる高周波伝送線路の構成を示す上面図である。
【図１９Ｂ】図１９ＡのＩ−Ｉ断面図である。
【図１９Ｃ】図１９Ａの左側面図である。
【図１９Ｄ】図１９ＢのII−II断面図である。
【図１９Ｅ】図１９ＢのIII−III断面図である。
【図２０Ａ】高周波信号線路とグランドプレーンとの間で形成される電気力線分布（絶縁層が薄い場合）を示す説明図である。
【図２０Ｂ】高周波信号線路とグランドプレーンとの間で形成される電気力線分布（絶縁層が厚い場合）を示す説明図である。
【図２１Ａ】第５の実施の形態にかかる高周波伝送線路の構成を示す上面図である。
【図２１Ｂ】図２１ＡのＩ−Ｉ断面図における電界強度分布を示す説明図である。
【図２１Ｃ】図２１ＡのII−II断面図における電界強度分布を示す説明図である。
【図２１Ｄ】直下グランドプレーンに拡張部を持たない高周波伝送線路の構成を示す上面図である。
【図２１Ｅ】図２１ＤのＩ−Ｉ断面図における電界強度分布を示す説明図である。
【図２１Ｆ】図２１ＤのII−II断面図における電界強度分布を示す説明図である。
【図２２Ａ】第５の実施の形態にかかる高周波伝送線路の電界強度分布を示す上面図である。
【図２２Ｂ】図２２ＡのＩ−Ｉ断面図である。
【図２２Ｃ】直下グランドプレーンに拡張部を持たない高周波伝送線路の電界強度分布を示す上面図である。
【図２２Ｄ】図２２ＣのII−II断面図である。
【図２３Ａ】第５の実施の形態で得られる反射損失の周波数特性を示すグラフである。
【図２３Ｂ】第５の実施の形態で得られる通過損失の周波数特性を示すグラフである
【図２４Ａ】第６の実施の形態にかかる高周波伝送線路の構成を示す上面図である。
【図２４Ｂ】図２４ＡのＩ−Ｉ断面図である。
【図２４Ｃ】図２４Ａの左側面図である。
【図２４Ｄ】図２４ＢのII−II断面図である。
【図２４Ｅ】図２４ＢのIII−III断面図である。
【図２５Ａ】高周波信号線路とグランドプレーンとの間で形成される電気力線分布（絶縁層が薄い場合）を示す説明図である。
【図２５Ｂ】高周波信号線路とグランドプレーンとの間で形成される電気力線分布（絶縁層が厚い場合）を示す説明図である。
【図２６Ａ】第６の実施の形態にかかる高周波伝送線路の構成を示す上面図である。
【図２６Ｂ】図２６ＡのＩ−Ｉ断面図における電界強度分布を示す説明図である。
【図２６Ｃ】図２６ＡのII−II断面図における電界強度分布を示す説明図である。
【図２６Ｄ】直下グランドプレーンに拡張部を持たない高周波伝送線路の構成を示す上面図である。
【図２６Ｅ】図２６ＤのＩ−Ｉ断面図における電界強度分布を示す説明図である。
【図２６Ｆ】図２６ＤのII−II断面図における電界強度分布を示す説明図である。
【図２７Ａ】第６の実施の形態にかかる高周波伝送線路の電界強度分布を示す上面図である。
【図２７Ｂ】図２７ＡのＩ−Ｉ断面図である。
【図２７Ｃ】直下グランドプレーンに拡張部を持たない高周波伝送線路の電界強度分布を示す上面図である。
【図２７Ｄ】図２７ＣのII−II断面図である。
【図２８Ａ】第６の実施の形態で得られる反射損失の周波数特性を示すグラフである。
【図２８Ｂ】第６実施の形態で得られる通過損失の周波数特性を示すグラフである。
【図２９Ａ】従来の高周波伝送線路の構成を示す上面図である。
【図２９Ｂ】図２９ＡのＩ−Ｉ断面図である。
【図２９Ｃ】図２９Ａの左側面図である。
【図２９Ｄ】図２９ＢのII−II断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本発明にかかる各実施の形態においては、導体層やビアを銅箔、絶縁体を代表的なＦＲ４を使用して図示しているが、決してこれに限ることはない。例えば、導体層やビアを金、絶縁体をセラミックやガラス、あるいは絶縁体の代替として半導体であるＳｉやＳｉＧｅ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等の材料にも適用可能であり、決してこれらに限るこがないことは言うまでもない。
【００１８】
［第１の実施の形態］
まず、図１Ａ〜図１Ｅを参照して、本発明の第１の実施の形態にかかる高周波伝送線路１０について説明する。図１Ａは、第１の実施の形態にかかる高周波伝送線路の構成を示す上面図である。図１Ｂは、図１ＡのＩ−Ｉ断面図である。図１Ｃは、図１Ａの左側面図である。図１Ｄは、図１ＢのII−II断面図である。図１Ｅは、図１ＢのIII−III断面図である。
【００１９】
本実施の形態にかかる高周波伝送線路１０は、接地電位に接続された導体層である接地導体からなるグランドプレーン１１Ｇと絶縁体あるいは半導体からなる絶縁層１１Ｐとが交互に積層された多層配線基板１１において、基板平面に沿って入力された高周波信号を、基板平面方向から垂直方向に折り曲げて、最上層（基板上面）から最下層（基板底面）まで垂直方向に伝搬させるための高周波伝送線路である。この高周波伝送線路１０は、例えば、１０ＧＨｚ〜１００ＧＨｚ以下の高速電気信号が多層配線基板１１内を伝搬する電子機器や電子部品などに好適である。
【００２０】
図１Ａ〜図１Ｅに示すように、高周波伝送線路１０は、主に、多層配線基板１１、高周波信号線路１２、高周波信号ビア１４、グランドビア１５から構成されている。
【００２１】
高周波信号線路１２は、金属などの導体からなり、多層配線基板１１の最上層に線状に形成されて、先端が高周波信号ビア１４の上端と接続されたマイクロストリップ線路である。
高周波信号ビア１４は、金属などの導体からなり、多層配線基板１１のうち、接地導体からなるグランドプレーン１１Ｇが平面視略円形状に選択的に除去されたアンチパッド領域１６の略中央を、多層配線基板１１の最上層から最下層まで垂直方向に貫通して形成されたビアである。
【００２２】
グランドビア１５は、金属などの導体からなり、多層配線基板１１のうち、アンチパッド領域１６の外側に高周波信号ビア１４を囲うように略円周状に複数点在配置されて、各グランドプレーン１１Ｇと接続するとともに、多層配線基板１１の最上層から最下層まで垂直方向に貫通して形成されたビアである。
これら高周波信号ビア１４、グランドビア１５、グランドプレーン１１Ｇにより、擬似同軸線路構造が構成されている。
【００２３】
本実施の形態は、多層配線基板１１を構成するグランドプレーン１１Ｇのうち、高周波信号線路１２の直下に形成された直下グランドプレーン１１Ｇに、アンチパッド領域１６のうち高周波信号ビア１４と接触しない範囲で、高周波信号線路１２がアンチパッド領域１６の外周縁と平面視において交差する交点Ｐから高周波信号ビア１４に向けて、直下グランドプレーン１１Ｇの端部が拡張された拡張部１３を形成したものである。
【００２４】
具体的には、図１Ａに示したように、拡張部１３のうちアンチパッド領域１６との境界となる端縁が、高周波信号線路１２の伸延方向Ｘと直交する直交方向Ｙに沿って、平面視略直線状に形成されている。
この拡張部１３により、アンチパッド領域１６のうち高周波信号線路１２が高周波信号ビア１４に接続されるまでの接続領域において、高周波信号線路１２と接地電位との間の電気容量を高くさせ、高周波信号線路１２と直下グランドプレーン１１Ｇとの間での電界密度を上昇させている。
【００２５】
図２Ａは、第１の実施の形態にかかる高周波伝送線路の構成を示す上面図である。図２Ｂは、図２ＡのＩ−Ｉ断面図における電界強度分布を示す説明図である。図２Ｃは、図２ＡのII−II断面図における電界強度分布を示す説明図である。図２Ｄは、直下グランドプレーンに拡張部を持たない高周波伝送線路の構成を示す上面図である。図２Ｅは、図２ＤのＩ−Ｉ断面図における電界強度分布を示す説明図である。図２Ｆは、図２ＤのII−II断面図における電界強度分布を示す説明図である。
【００２６】
図２Ｃと図２Ｆとを比較して明らかなように、直下グランドプレーン１１Ｇの拡張部１３の有無によって電界強度分布の広がりが大きく異なり、図２Ｆの電界強度分布の方が広く、電界密度が低いことが分かる。
よって、高周波信号線路１２と直下グランドプレーン１１Ｇとの間における電気容量の大小も図２Ｆの方が小さいことも分かる。
【００２７】
高周波信号線路の特性インピーダンスＺは、Ｚ＝√（Ｌ／Ｃ）として一般的に表現される。ここで、Ｌは高周波信号線路のインダクタンス、Ｃは電気容量である。今、電気容量について注目すると、図２Ｆの電気容量が小さいことから、高周波伝送線路の特性インピーダンスが上昇することが分かる。
本実施の形態では、高周波信号線路１２と擬似同軸線路構造とのそれぞれの特性インピーダンスはＺ０で等しくなっていることから、互いの接続部の近傍においても特性インピーダンスをＺ０にすることが望ましいことは言うまでもない。これは、接続部における電界強度分布の安定性の有無として現れる。
【００２８】
図３Ａは、第１の実施の形態にかかる高周波伝送線路の電界強度分布を示す上面図である。図３Ｂは、図３ＡのＩ−Ｉ断面図である。図３Ｃは、直下グランドプレーンに拡張部を持たない高周波伝送線路の電界強度分布を示す上面図である。図３Ｄは、図３ＣのII−II断面図である。
図３Ａおよび図３Ｂにおける電界強度分布３１は、直下グランドプレーン１１Ｇに拡張部１３を設けた場合の電界強度分布（シミュレーション結果）を示しており、図３Ｃおよび図３Ｄにおける電界強度分布３２は、直下グランドプレーン１１Ｇに拡張部１３を設けていない場合の電界強度分布（シミュレーション結果）を示している。
【００２９】
本実施の形態は、拡張部１３を設けたことにより、高周波信号線路１２に入力された高周波信号を、基板平面方向から垂直方向に折り曲げる際、折り曲げ内側領域２１と折り曲げ外側領域２２とでは電気容量が異なり、折り曲げ内側領域２１の電気容量の方が大きくなるという特徴を備えている。これにより、高周波信号線路１２で生じる電界強度分布と同様に、折り曲げ内側領域２１で電界強度分布の閉じ込めが比較的強くなる。
よって、図３Ａおよび図３Ｂの電界強度分布３１に示されているように、基板平面方向から垂直方向への屈曲部において、高周波信号線路１２から高周波信号ビア１４に向かう高周波信号の反射や放射が比較的低くなり、安定した伝搬特性が得られる。
【００３０】
一方、直下グランドプレーン１１Ｇに拡張部１３を設けていない場合、高周波信号線路１２と高周波信号ビア１４との接続部の近傍では特性インピーダンスの上昇が生じており、さらに基板平面方向から垂直方向への屈曲構造を備えている。このため、図３Ｃおよび図３Ｄの電界強度分布３２に示されているように、高周波信号は高周波信号ビア１４方向に伝搬し難くなり、屈曲部において大きな放射や反射が生じる。
【００３１】
図４Ａは、第１の実施の形態で得られる反射損失の周波数特性を示すグラフである。図４Ｂは、第１の実施の形態で得られる通過損失の周波数特性を示すグラフである。図４Ａ，４Ｂにおいて、特性Ｌ１は、図３Ｃに示した拡張部を持たない高周波伝送線路構造による３次元電磁界シミュレーション結果を示し、特性Ｌ２は、図３Ａに示した拡張部を持つ本実施の形態にかかる高周波伝送線路構造による３次元電磁界シミュレーション結果を示している。
【００３２】
したがって、図４Ａ，図４Ｂから明らかなように、信号周波数１０ＧＨｚ以上において、反射損失および通過損失のいずれにおいても損失が改善されており、基板平面方向から垂直方向への屈曲部において、少なくとも信号周波数が１０ＧＨｚ〜６０ＧＨｚの範囲の高周波信号を少ない通過損失および反射損失で伝搬できていることが分かる。
【００３３】
［第１の実施形態の効果］
このように、本実施の形態は、多層配線基板１１を構成するグランドプレーン１１Ｇのうち最上層の直下に形成された直下グランドプレーン１１Ｇに、アンチパッド領域１６のうち高周波信号ビア１４と接触しない範囲で、高周波信号線路１２がアンチパッド領域１６の外周縁と平面視において交差する交点Ｐから高周波信号ビア１４に向けて、直下グランドプレーン１１Ｇの端部が拡張された拡張部１３を設けたものである。
具体的には、拡張部１３のうちアンチパッド領域１６との境界となる端縁を、高周波信号線路１２の伸延方向Ｘと直交する直交方向Ｙに沿って、平面視略直線状に形成したものである。
【００３４】
これにより、高周波信号線路１２に入力された高周波信号を、基板平面方向から垂直方向に折り曲げる際、折り曲げ外側領域２２では電気容量が低減されて電界密度分布が低くなり、折り曲げ内側領域２１では電気容量が高くなって電界密度分布が上昇する。したがって、高周波信号が折り曲がる高周波信号線路１２と高周波信号ビア１４との接続点において、より効果的に、高周波信号の反射や空間中への放射を抑制することができ、１０ＧＨｚ以上の高周波信号を、少ない通過損失および反射損失で伝搬させることが可能となる。
【００３５】
［第２の実施の形態］
次に、図５Ａ〜図５Ｅを参照して、本発明の第２の実施の形態にかかる高周波伝送線路１０について説明する。図５Ａは、第２の実施の形態にかかる高周波伝送線路の構成を示す上面図である。図５Ｂは、図５ＡのＩ−Ｉ断面図である。図５Ｃは、図５Ａの左側面図である。図５Ｄは、図５ＢのII−II断面図である。図５Ｅは、図５ＢのIII−III断面図である。
【００３６】
第１の実施の形態では、高周波信号線路１２がマイクロストリップ線路からなる場合を例として説明した。本実施の形態では、高周波信号線路１２がグランデッドコプレーナ線路からなる場合について説明する。
【００３７】
本実施の形態において、高周波信号線路１２は、多層配線基板１１の最上層に線状に形成された金属などの導体と、絶縁層１１Ｐを介して最上層の直下に形成された直下グランドプレーン１１Ｇからなる底面グランドとを有する、特性インピーダンスＺ０のグランデッドコプレーナ線路から構成されている。
また、多層配線基板１１の最上層には、上部グランドプレーン１７が形成されている。この上部グランドプレーン１７は、接地電位に接続された金属などの導体層からなり、当該導体層が高周波信号ビア１４を中心として平面視略円環状に選択除去されてなる上部アンチパッド領域１６を挟んで、高周波信号ビア１４および高周波信号線路１２の周囲に形成された接地導体である。
【００３８】
本実施の形態にかかるその他の構造については、第１の実施の形態と同様であり、本実施の形態においても、最上層の直下に形成された直下グランドプレーン１１Ｇに、アンチパッド領域１６のうち高周波信号ビア１４と接触しない範囲で、高周波信号線路１２がアンチパッド領域１６の外周縁と平面視において交差する交点Ｐから高周波信号ビア１４に向けて、直下グランドプレーン１１Ｇの端部が拡張された拡張部１３を形成したものである。
この拡張部１３により、アンチパッド領域１６のうち高周波信号線路１２が高周波信号ビア１４に接続されるまでの接続領域において、高周波信号線路１２と接地電位との間の電気容量を高くさせ、高周波信号線路１２と直下グランドプレーン１１Ｇとの間での電界密度を上昇させている。
【００３９】
図６Ａは、第２の実施の形態にかかる高周波伝送線路の構成を示す上面図である。図６Ｂは、図６ＡのＩ−Ｉ断面図における電界強度分布を示す説明図である。図６Ｃは、図６ＡのII−II断面図における電界強度分布を示す説明図である。図６Ｄは、直下グランドプレーンに拡張部を持たない高周波伝送線路の構成を示す上面図である。図６Ｅは、図６ＤのＩ−Ｉ断面図における電界強度分布を示す説明図である。図６Ｆは、図６ＤのII−II断面図における電界強度分布を示す説明図である。
【００４０】
図６Ｃと図６Ｆとを比較して明らかなように、直下グランドプレーン１１Ｇの拡張部１３の有無によって電界強度分布の広がりが大きく異なり、図６Ｆの電界強度分布の方が広く、電界密度が低いことが分かる。
よって、高周波信号線路１２と直下グランドプレーン１１Ｇとの間における電気容量の大小も図６Ｆの方が小さいことも分かる。
【００４１】
高周波信号線路の特性インピーダンスＺは、Ｚ＝√（Ｌ／Ｃ）として一般的に表現される。ここで、Ｌは高周波信号線路のインダクタンス、Ｃは電気容量である。今、電気容量について注目すると、図６Ｆの電気容量が小さいことから、高周波伝送線路の特性インピーダンスが上昇することが分かる。
本実施の形態では、高周波信号線路１２と擬似同軸線路構造とのそれぞれの特性インピーダンスはＺ０で等しくなっていることから、互いの接続部の近傍においても特性インピーダンスをＺ０にすることが望ましいことは言うまでもない。これは、接続部における電界強度分布の安定性の有無として現れる。
【００４２】
図７Ａは、第２の実施の形態にかかる高周波伝送線路の電界強度分布を示す上面図である。図７Ｂは、図７ＡのＩ−Ｉ断面図である。図７Ｃは、直下グランドプレーンに拡張部を持たない高周波伝送線路の電界強度分布を示す上面図である。図７Ｄは、図７ＣのII−II断面図である。
図７Ａおよび図７Ｂにおける電界強度分布３１は、直下グランドプレーン１１Ｇに拡張部１３を設けた場合の電界強度分布（シミュレーション結果）を示しており、図７Ｃおよび図７Ｄにおける電界強度分布３２は、直下グランドプレーン１１Ｇに拡張部１３を設けていない場合の電界強度分布（シミュレーション結果）を示している。
【００４３】
本実施の形態は、拡張部１３を設けたことにより、高周波信号線路１２に入力された高周波信号を、基板平面方向から垂直方向に折り曲げる際、折り曲げ内側領域２１と折り曲げ外側領域２２とでは電気容量が異なり、折り曲げ内側領域２１の電気容量の方が大きくなるという特徴を備えている。これにより、高周波信号線路１２で生じる電界強度分布と同様に、折り曲げ内側領域２１で電界強度分布の閉じ込めが比較的強くなる。
よって、図７Ａおよび図７Ｂの電界強度分布３１に示されているように、基板平面方向から垂直方向への屈曲部において、高周波信号線路１２から高周波信号ビア１４に向かう高周波信号の反射や放射が比較的低くなり、安定した伝搬特性が得られる。
【００４４】
一方、直下グランドプレーン１１Ｇに拡張部１３を設けていない場合、高周波信号線路１２と高周波信号ビア１４との接続部の近傍では特性インピーダンスの上昇が生じており、さらに基板平面方向から垂直方向への屈曲構造を備えている。このため、図７Ｃおよび図７Ｄの電界強度分布３２に示されているように、高周波信号は高周波信号ビア１４方向に伝搬し難くなり、屈曲部において大きな放射や反射が生じる。
【００４５】
図８Ａは、第２の実施の形態で得られる反射損失の周波数特性を示すグラフである。図８Ｂは、第２の実施の形態で得られる通過損失の周波数特性を示すグラフである。図８Ａ，図８Ｂにおいて、特性Ｌ１は、図７Ｃに示した拡張部を持たない高周波伝送線路構造による３次元電磁界シミュレーション結果を示し、特性Ｌ２は、図７Ａに示した拡張部を持つ本実施の形態にかかる高周波伝送線路構造による３次元電磁界シミュレーション結果を示している。
【００４６】
したがって、図８Ａ，図８Ｂから明らかなように、信号周波数１０ＧＨｚ以上において、反射損失および通過損失のいずれにおいても損失が改善されており、基板平面方向から垂直方向への屈曲部において、少なくとも信号周波数が１０ＧＨｚ〜６０ＧＨｚの範囲の高周波信号を少ない通過損失および反射損失で伝搬できていることが分かる。
【００４７】
［第２の実施形態の効果］
このように、本実施の形態は、多層配線基板１１を構成するグランドプレーン１１Ｇのうち最上層の直下に形成された直下グランドプレーン１１Ｇに、アンチパッド領域１６のうち高周波信号ビア１４と接触しない範囲で、高周波信号線路１２がアンチパッド領域１６の外周縁と平面視において交差する交点Ｐから高周波信号ビア１４に向けて、直下グランドプレーン１１Ｇの端部が拡張された拡張部１３を設けたものである。
【００４８】
これにより、高周波信号線路１２がグランデッドコプレーナ線路からなる場合であっても、入力された高周波信号を、基板平面方向から垂直方向に折り曲げる際、折り曲げ外側領域２２の電気容量が低減されて電界密度分布が低くなり、折り曲げ内側領域２１では電気容量が高くなって電界密度分布が上昇する。したがって、高周波信号が折り曲がる高周波信号線路１２と高周波信号ビア１４との接続点において、より効果的に、高周波信号の反射や空間中への放射を抑制することができ、１０ＧＨｚ以上の高周波信号を、少ない通過損失および反射損失で伝搬させることが可能となる。
【００４９】
［第３の実施の形態］
次に、図９Ａ〜図９Ｅを参照して、本発明の第３の実施の形態にかかる高周波伝送線路１０について説明する。図９Ａは、第３の実施の形態にかかる高周波伝送線路の構成を示す上面図である。図９Ｂは、図９ＡのＩ−Ｉ断面図である。図９Ｃは、図９Ａの左側面図である。図９Ｄは、図９ＢのII−II断面図である。図９Ｅは、図９ＢのIII−III断面図である。
【００５０】
本実施の形態では、第１の実施の形態において、多層配線基板１１の最上層に接する絶縁層１１Ｐの厚さが、多層配線基板１１の内層に位置する絶縁層１１Ｐより小さい場合について説明する。
すなわち、図９Ｂに示すように、本実施の形態において、多層配線基板１１の最上層の直下に位置する直下絶縁層１１Ｐの厚さＨ１が、多層配線基板１１の内層に位置する内層絶縁層１１Ｐの厚さＨ２より小さくなるよう形成されている。
【００５１】
一般的には、高周波信号線路１２とグランドプレーン１１Ｇとの間で形成される電気容量Ｃは、直下絶縁層１１Ｐの厚さが薄くなるほど上昇する傾向がある。したがって、高周波信号線路の特性インピーダンスＺは、Ｚ＝√（Ｌ／Ｃ）として一般的に表現されるため、電気容量Ｃの上昇によって特性インピーダンスが低下してしまうことになる。この一連の現象を避けるため、本実施の形態では高周波信号線路１２の線幅を狭くすることで、電気容量Ｃの上昇を抑制させ、高周波信号線路１２の特性インピーダンスを擬似同軸線路構造の特性インピーダンスＺ０に整合させている。
【００５２】
図１０Ａは、高周波信号線路とグランドプレーンとの間で形成される電気力線分布（絶縁層が薄い場合）を示す説明図である。図１０Ｂは、高周波信号線路とグランドプレーンとの間で形成される電気力線分布（絶縁層が厚い場合）を示す説明図である。
両者を比較して明らかなように、本実施の形態のように絶縁層が薄い場合には電界分布の広がりが狭く、電界密度が比較的高くなる。よって、高周波信号線路１２の直下に位置する直下グランドプレーン１１Ｇの面積を小さく形成することが可能であることが容易にわかる。
【００５３】
この際、アンチパッド領域１６のうち高周波信号線路１２が高周波信号ビア１４に接続されるまでの接続領域では、高周波信号線路１２とグランドプレーン１１Ｇとの間の距離が離れて、電気容量Ｃが小さくなる。このため、特性インピーダンスが許容範囲を超えて上昇する場合がある。
本実施の形態は、多層配線基板１１を構成するグランドプレーン１１Ｇのうち、高周波信号線路１２の直下に形成された直下グランドプレーン１１Ｇに、アンチパッド領域１６のうち高周波信号ビア１４と接触しない範囲で、高周波信号線路１２がアンチパッド領域１６の外周縁と平面視において交差する交点Ｐから高周波信号ビア１４に向けて、直下グランドプレーン１１Ｇの端部が拡張された拡張部１３を形成したものである。
【００５４】
また、拡張部１３に与える形状として、図９Ａに示したように、拡張部１３のうちアンチパッド領域１６との境界となる端縁に、高周波信号線路１２の伸延方向Ｘに向けて凸となる凸形状、具体的には放物線状に形成したものである。
この拡張部１３により、アンチパッド領域１６のうち高周波信号線路１２が高周波信号ビア１４に接続されるまでの接続領域において、高周波信号線路１２と接地電位との間の電気容量を高くさせ、高周波信号線路１２と直下グランドプレーン１１Ｇとの間での電界密度を上昇させている。
【００５５】
図１１Ａは、第３の実施の形態にかかる高周波伝送線路の構成を示す上面図である。図１１Ｂは、図１１ＡのＩ−Ｉ断面図における電界強度分布を示す説明図である。図１１Ｃは、図１１ＡのII−II断面図における電界強度分布を示す説明図である。図１１Ｄは、直下グランドプレーンに拡張部を持たない高周波伝送線路の構成を示す上面図である。図１１Ｅは、図１１ＤのＩ−Ｉ断面図における電界強度分布を示す説明図である。図１１Ｆは、図１１ＤのII−II断面図における電界強度分布を示す説明図である。
【００５６】
図１１Ｃと図１１Ｆとを比較して明らかなように、直下グランドプレーン１１Ｇの拡張部１３の有無によって電界強度分布の広がりが大きく異なり、図１１Ｆの電界強度分布の方が広く、電界密度が低いことが分かる。
よって、高周波信号線路１２と直下グランドプレーン１１Ｇとの間における電気容量の大小も図１１Ｆの方が小さいことも分かる。
【００５７】
高周波信号線路の特性インピーダンスＺは、Ｚ＝√（Ｌ／Ｃ）として一般的に表現される。ここで、Ｌは高周波信号線路のインダクタンス、Ｃは電気容量である。今、電気容量について注目すると、図１１Ｆの電気容量が小さいことから、高周波伝送線路の特性インピーダンスが上昇することが分かる。
本実施の形態では、高周波信号線路１２と擬似同軸線路構造とのそれぞれの特性インピーダンスはＺ０で等しくなっていることから、互いの接続部の近傍においても特性インピーダンスをＺ０にすることが望ましいことは言うまでもない。これは、接続部における電界強度分布の安定性の有無として現れる。
【００５８】
図１２Ａは、第３の実施の形態にかかる高周波伝送線路の電界強度分布を示す上面図である。図１２Ｂは、図１２ＡのＩ−Ｉ断面図である。図１２Ｃは、直下グランドプレーンに拡張部を持たない高周波伝送線路の電界強度分布を示す上面図である。図１２Ｄは、図１２ＣのII−II断面図である。
図１２Ａおよび図１２Ｂにおける電界強度分布３１は、直下グランドプレーン１１Ｇに拡張部１３を設けた場合の電界強度分布（シミュレーション結果）を示しており、図１２Ｃおよび図１２Ｄにおける電界強度分布３２は、直下グランドプレーン１１Ｇに拡張部１３を設けていない場合の電界強度分布（シミュレーション結果）を示している。
【００５９】
本実施の形態は、拡張部１３を設けたことにより、高周波信号線路１２に入力された高周波信号を、基板平面方向から垂直方向に折り曲げる際、折り曲げ内側領域２１と折り曲げ外側領域２２とでは電気容量が異なり、折り曲げ内側領域２１の電気容量の方が大きくなるという特徴を備えている。これにより、高周波信号線路１２で生じる電界強度分布と同様に、折り曲げ内側領域２１で電界強度分布の閉じ込めが比較的強くなる。
よって、図１２Ａおよび図１２Ｂの電界強度分布３１に示されているように、基板平面方向から垂直方向への屈曲部において、高周波信号線路１２から高周波信号ビア１４に向かう高周波信号の反射や放射が比較的低くなり、安定した伝搬特性が得られる。
【００６０】
一方、直下グランドプレーン１１Ｇに拡張部１３を設けていない場合、高周波信号線路１２と高周波信号ビア１４との接続部の近傍では特性インピーダンスの上昇が生じており、さらに基板平面方向から垂直方向への屈曲構造を備えている。このため、図１２Ｃおよび図１２Ｄの電界強度分布３２に示されているように、高周波信号は高周波信号ビア１４方向に伝搬し難くなり、屈曲部において大きな放射や反射が生じる。
【００６１】
図１３Ａは、第３の実施の形態で得られる反射損失の周波数特性を示すグラフである。図１３Ｂは、第３の実施の形態で得られる通過損失の周波数特性を示すグラフである。図４Ａ，４Ｂにおいて、特性Ｌ１は、図１２Ｃに示した拡張部を持たない高周波伝送線路構造による３次元電磁界シミュレーション結果を示し、特性Ｌ２は、図１２Ａに示した拡張部を持つ本実施の形態にかかる高周波伝送線路構造による３次元電磁界シミュレーション結果を示している。
【００６２】
したがって、図１３Ａ，図１３Ｂから明らかなように、信号周波数１０ＧＨｚ以上において、反射損失および通過損失のいずれにおいても損失が改善されており、基板平面方向から垂直方向への屈曲部において、少なくとも信号周波数が１０ＧＨｚ〜６０ＧＨｚの範囲の高周波信号を少ない通過損失および反射損失で伝搬できていることが分かる。
【００６３】
［第３の実施形態の効果］
このように、本実施の形態は、多層配線基板１１を構成するグランドプレーン１１Ｇのうち最上層の直下に形成された直下グランドプレーン１１Ｇに、アンチパッド領域１６のうち高周波信号ビア１４と接触しない範囲で、高周波信号線路１２がアンチパッド領域１６の外周縁と平面視において交差する交点Ｐから高周波信号ビア１４に向けて、直下グランドプレーン１１Ｇの端部が拡張された拡張部１３を設けたものである。
具体的には、拡張部１３のうちアンチパッド領域１６との境界となる端縁を、高周波信号ビア１４に向けて凸となる凸形状に形成したものである。
【００６４】
これにより、多層配線基板１１の最上層に接する絶縁層１１Ｐの厚さが、多層配線基板１１の内層に位置する絶縁層１１Ｐより小さい場合であっても、入力された高周波信号を、基板平面方向から垂直方向に折り曲げる際、折り曲げ外側領域２２の電気容量が低減されて電界密度分布が低くなり、折り曲げ内側領域２１では電気容量が高くなって電界密度分布が上昇する。したがって、高周波信号が折り曲がる高周波信号線路１２と高周波信号ビア１４との接続点において、より効果的に、高周波信号の反射や空間中への放射を抑制することができ、１０ＧＨｚ以上の高周波信号を、少ない通過損失および反射損失で伝搬させることが可能となる。
【００６５】
［第４の実施の形態］
次に、図１４Ａ〜図１４Ｅを参照して、本発明の第４の実施の形態にかかる高周波伝送線路１０について説明する。図１４Ａは、第４の実施の形態にかかる高周波伝送線路の構成を示す上面図である。図１４Ｂは、図１４ＡのＩ−Ｉ断面図である。図１４Ｃは、図１４Ａの左側面図である。図１４Ｄは、図１４ＢのII−II断面図である。図１４Ｅは、図１４ＢのIII−III断面図である。
【００６６】
本実施の形態では、第３の実施の形態において、高周波信号線路１２がグランデッドコプレーナ線路からなる場合について説明する。
本実施の形態において、高周波信号線路１２は、第２の実施の形態と同様、多層配線基板１１の最上層に線状に形成された金属などの導体と、絶縁層１１Ｐを介して最上層の直下に形成された直下グランドプレーン１１Ｇからなる底面グランドとを有する、特性インピーダンスＺ０のグランデッドコプレーナ線路から構成されている。
【００６７】
本実施の形態にかかるその他の構造については、第３の実施の形態と同様であり、本実施の形態においても、図１４Ｂに示すように、多層配線基板１１の最上層の直下に位置する直下絶縁層１１Ｐの厚さＨ１が、多層配線基板１１の内層に位置する内層絶縁層１１Ｐの厚さＨ２より小さくなるよう形成されている。
【００６８】
一般的には、高周波信号線路１２と直下グランドプレーン１１Ｇとの間で形成される電気容量Ｃは、直下絶縁層１１Ｐの厚さが薄くなるほど上昇する傾向がある。したがって、高周波信号線路の特性インピーダンスＺは、Ｚ＝√（Ｌ／Ｃ）として一般的に表現されるため、電気容量Ｃの上昇によって特性インピーダンスが低下してしまうことになる。この一連の現象を避けるため、本実施の形態では高周波信号線路の線幅を狭くすることで、電気容量Ｃの上昇を抑制させ、高周波信号線路１２の特性インピーダンスを擬似同軸線路構造の特性インピーダンスＺ０に整合させている。
【００６９】
図１５Ａは、高周波信号線路とグランドプレーンとの間で形成される電気力線分布（絶縁層が薄い場合）を示す説明図である。図１５Ｂは、高周波信号線路とグランドプレーンとの間で形成される電気力線分布（絶縁層が厚い場合）を示す説明図である。
両者を比較して明らかなように、本実施の形態のように絶縁層が薄い場合には電界分布の広がりが狭く、電界密度が比較的高くなる。よって、高周波信号線路１２の直下に位置する直下グランドプレーン１１Ｇの面積を小さく形成することが可能であることが容易にわかる。
【００７０】
この際、アンチパッド領域１６のうち高周波信号線路１２が高周波信号ビア１４に接続されるまでの接続領域では、高周波信号線路１２とグランドプレーン１１Ｇとの間の距離が離れて、電気容量Ｃが小さくなる。このため、特性インピーダンスが許容範囲を超えて上昇する場合がある。
本実施の形態は、多層配線基板１１を構成するグランドプレーン１１Ｇのうち、高周波信号線路１２の直下に形成された直下グランドプレーン１１Ｇに、アンチパッド領域１６のうち高周波信号ビア１４と接触しない範囲で、高周波信号線路１２がアンチパッド領域１６の外周縁と平面視において交差する交点Ｐから高周波信号ビア１４に向けて、直下グランドプレーン１１Ｇの端部が拡張された拡張部１３を形成したものである。
【００７１】
また、拡張部１３に与える形状として、図１４Ａに示したように、拡張部１３のうちアンチパッド領域１６との境界となる端縁を、高周波信号線路１２の伸延方向Ｘに向けて凸となる放物線状に形成したものである。
この拡張部１３により、アンチパッド領域１６のうち高周波信号線路１２が高周波信号ビア１４に接続されるまでの接続領域において、高周波信号線路１２と接地電位との間の電気容量を高くさせ、高周波信号線路１２と直下グランドプレーン１１Ｇとの間での電界密度を上昇させている。
【００７２】
図１６Ａは、第４の実施の形態にかかる高周波伝送線路の構成を示す上面図である。図１６Ｂは、図１６ＡのＩ−Ｉ断面図における電界強度分布を示す説明図である。図１６Ｃは、図１６ＡのII−II断面図における電界強度分布を示す説明図である。図１６Ｄは、直下グランドプレーンに拡張部を持たない高周波伝送線路の構成を示す上面図である。図１６Ｅは、図１６ＤのＩ−Ｉ断面図における電界強度分布を示す説明図である。図１６Ｆは、図１６ＤのII−II断面図における電界強度分布を示す説明図である。
【００７３】
図１６Ｃと図１６Ｆとを比較して明らかなように、直下グランドプレーン１６Ｇの拡張部１３の有無によって電界強度分布の広がりが大きく異なり、図１６Ｆの電界強度分布の方が広く、電界密度が低いことが分かる。
よって、高周波信号線路１２と直下グランドプレーン１１Ｇとの間における電気容量の大小も図１６Ｆの方が小さいことも分かる。
【００７４】
高周波信号線路の特性インピーダンスＺは、Ｚ＝√（Ｌ／Ｃ）として一般的に表現される。ここで、Ｌは高周波信号線路のインダクタンス、Ｃは電気容量である。今、電気容量について注目すると、図１６Ｆの電気容量が小さいことから、高周波伝送線路の特性インピーダンスが上昇することが分かる。
本実施の形態では、高周波信号線路１２と擬似同軸線路構造とのそれぞれの特性インピーダンスはＺ０で等しくなっていることから、互いの接続部の近傍においても特性インピーダンスをＺ０にすることが望ましいことは言うまでもない。これは、接続部における電界強度分布の安定性の有無として現れる。
【００７５】
図１７Ａは、第４の実施の形態にかかる高周波伝送線路の電界強度分布を示す上面図である。図１７Ｂは、図１７ＡのＩ−Ｉ断面図である。図１７Ｃは、直下グランドプレーンに拡張部を持たない高周波伝送線路の電界強度分布を示す上面図である。図１７Ｄは、図１７ＣのII−II断面図である。
図１７Ａおよび図１７Ｂにおける電界強度分布３１は、直下グランドプレーン１１Ｇに拡張部１３を設けた場合の電界強度分布（シミュレーション結果）を示しており、図１７Ｃおよび図１７Ｄにおける電界強度分布３２は、直下グランドプレーン１１Ｇに拡張部１３を設けていない場合の電界強度分布（シミュレーション結果）を示している。
【００７６】
本実施の形態は、拡張部１３を設けたことにより、高周波信号線路１２に入力された高周波信号を、基板平面方向から垂直方向に折り曲げる際、折り曲げ内側領域２１と折り曲げ外側領域２２とでは電気容量が異なり、折り曲げ内側領域２１の電気容量の方が大きくなるという特徴を備えている。これにより、高周波信号線路１２で生じる電界強度分布と同様に、折り曲げ内側領域２１で電界強度分布の閉じ込めが比較的強くなる。
よって、図１７Ａおよび図１７Ｂの電界強度分布３１に示されているように、基板平面方向から垂直方向への屈曲部において、高周波信号線路１２から高周波信号ビア１４に向かう高周波信号の反射や放射が比較的低くなり、安定した伝搬特性が得られる。
【００７７】
一方、直下グランドプレーン１１Ｇに拡張部１３を設けていない場合、高周波信号線路１２と高周波信号ビア１４との接続部の近傍では特性インピーダンスの上昇が生じており、さらに基板平面方向から垂直方向への屈曲構造を備えている。このため、図１７Ｃおよび図１７Ｄの電界強度分布３２に示されているように、高周波信号は高周波信号ビア１４方向に伝搬し難くなり、屈曲部において大きな放射や反射が生じる。
【００７８】
図１８Ａは、第４の実施の形態で得られる反射損失の周波数特性を示すグラフである。図１８Ｂは、第４の実施の形態で得られる通過損失の周波数特性を示すグラフである。図１８Ａ，図１８Ｂにおいて、特性Ｌ１は、図１７Ｃに示した拡張部を持たない高周波伝送線路構造による３次元電磁界シミュレーション結果を示し、特性Ｌ２は、図１７Ａに示した拡張部を持つ本実施の形態にかかる高周波伝送線路構造による３次元電磁界シミュレーション結果を示している。
【００７９】
したがって、図１８Ａ，図１８Ｂから明らかなように、信号周波数１０ＧＨｚ以上において、反射損失および通過損失のいずれにおいても損失が改善されており、基板平面方向から垂直方向への屈曲部において、少なくとも信号周波数が１０ＧＨｚ〜６０ＧＨｚの範囲の高周波信号を少ない通過損失および反射損失で伝搬できていることが分かる。
【００８０】
［第４の実施形態の効果］
このように、本実施の形態は、多層配線基板１１を構成するグランドプレーン１１Ｇのうち最上層の直下に形成された直下グランドプレーン１１Ｇに、アンチパッド領域１６のうち高周波信号ビア１４と接触しない範囲で、高周波信号線路１２がアンチパッド領域１６の外周縁と平面視において交差する交点Ｐから高周波信号ビア１４に向けて、直下グランドプレーン１１Ｇの端部が拡張された拡張部１３を設けたものである。
具体的には、拡張部１３のうちアンチパッド領域１６との境界となる端縁を、高周波信号線路１２の伸延方向Ｘに向けて凸となる放物線状に形成したものである。
【００８１】
これにより、第３の実施の形態において、高周波信号線路１２がグランデッドコプレーナ線路からなる場合であっても、入力された高周波信号を、基板平面方向から垂直方向に折り曲げる際、折り曲げ外側領域２２の電気容量が低減されて電界密度分布が低くなり、折り曲げ内側領域２１では電気容量が高くなって電界密度分布が上昇する。したがって、高周波信号が折り曲がる高周波信号線路１２と高周波信号ビア１４との接続点において、より効果的に、高周波信号の反射や空間中への放射を抑制することができ、１０ＧＨｚ以上の高周波信号を、少ない通過損失および反射損失で伝搬させることが可能となる。
【００８２】
［第５の実施の形態］
次に、図１９Ａ〜図１９Ｅを参照して、本発明の第５の実施の形態にかかる高周波伝送線路１０について説明する。図１９Ａは、第５の実施の形態にかかる高周波伝送線路の構成を示す上面図である。図１９Ｂは、図１９ＡのＩ−Ｉ断面図である。図１９Ｃは、図１９Ａの左側面図である。図１９Ｄは、図１９ＢのII−II断面図である。図１９Ｅは、図１９ＢのIII−III断面図である。
【００８３】
本実施の形態では、第３の実施の形態において、直下グランドプレーン１１Ｇに形成した拡張部１３の具体的形状として、拡張部１３のうちアンチパッド領域１６との境界となる端縁に、高周波信号ビア１４と距離をおいて離間する凹部１３Ａを形成した場合について説明する。
本実施の形態にかかるその他の構造については、第３の実施の形態と同様であり、本実施の形態においても、図１９Ｂに示すように、多層配線基板１１の最上層の直下に位置する直下絶縁層１１Ｐの厚さＨ１が、多層配線基板１１の内層に位置する内層絶縁層１１Ｐの厚さＨ２より小さくなるよう形成されている。
【００８４】
一般的には、高周波信号線路１２と直下グランドプレーン１１Ｇとの間で形成される電気容量Ｃは、直下絶縁層１１Ｐの厚さが薄くなるほど上昇する傾向がある。したがって、高周波信号線路の特性インピーダンスＺは、Ｚ＝√（Ｌ／Ｃ）として一般的に表現されるため、電気容量Ｃの上昇によって特性インピーダンスが低下してしまうことになる。この一連の現象を避けるため、本実施の形態では高周波信号線路の線幅を狭くすることで、電気容量Ｃの上昇を抑制させ、高周波信号線路１２の特性インピーダンスを擬似同軸線路構造の特性インピーダンスＺ０に整合させている。
【００８５】
図２０Ａは、高周波信号線路とグランドプレーンとの間で形成される電気力線分布（絶縁層が薄い場合）を示す説明図である。図２０Ｂは、高周波信号線路とグランドプレーンとの間で形成される電気力線分布（絶縁層が厚い場合）を示す説明図である。
両者を比較して明らかなように、本実施の形態のように絶縁層が薄い場合には電界分布の広がりが狭く、電界密度が比較的高くなる。よって、高周波信号線路１２の直下に位置する直下グランドプレーン１１Ｇの面積を小さく形成することが可能であることが容易にわかる。
【００８６】
この際、アンチパッド領域１６のうち高周波信号線路１２が高周波信号ビア１４に接続されるまでの接続領域では、高周波信号線路１２とグランドプレーン１１Ｇとの間の距離が離れて、電気容量Ｃが小さくなる。このため、特性インピーダンスが許容範囲を超えて上昇する場合がある。
本実施の形態は、多層配線基板１１を構成するグランドプレーン１１Ｇのうち、高周波信号線路１２の直下に形成された直下グランドプレーン１１Ｇに、アンチパッド領域１６のうち高周波信号ビア１４と接触しない範囲で、高周波信号線路１２がアンチパッド領域１６の外周縁と平面視において交差する交点Ｐから高周波信号ビア１４に向けて、直下グランドプレーン１１Ｇの端部が拡張された拡張部１３を形成したものである。
【００８７】
また、図１９Ａに示すように、直下グランドプレーン１１Ｇに形成した拡張部１３の具体的形状として、拡張部１３のうちアンチパッド領域１６との境界となる端縁に、高周波信号ビア１４と距離をおいて離間する凹部１３Ａを形成したものである。
この凹部１３Ａにより、アンチパッド領域１６のうち直交方向Ｙに高周波信号ビア１４を挟んで位置する領域まで、拡張部１３の端縁を拡張することができ、効率よく拡張部１３の面積を増大させることができる。これにより、アンチパッド領域１６のうち高周波信号線路１２が高周波信号ビア１４に接続されるまでの接続領域において、高周波信号線路１２と接地電位との間の電気容量を高くさせ、高周波信号線路１２と直下グランドプレーン１１Ｇとの間での電界密度を上昇させている。
【００８８】
なお、本実施の形態では、拡張部１３の端縁が、高周波信号線路１２の伸延方向Ｘにおける先端位置まで、拡張されている場合を例として説明するが、これに限定されるものではない。実際には、伸延方向Ｘにおいて、拡張部１３の端縁が、高周波信号ビア１４との間に電気的特性を維持するための一定の距離だけ離間した位置から、上記先端位置よりもさらに伸延方向Ｘに突出しない範囲内であれば、いずれの位置の拡張部１３の端縁があってもよく、端縁の形状が直線形状のほか、放物線形状など、他の形状であってもよい。
【００８９】
図２１Ａは、第５の実施の形態にかかる高周波伝送線路の構成を示す上面図である。図２１Ｂは、図２１ＡのＩ−Ｉ断面図における電界強度分布を示す説明図である。図２１Ｃは、図２１ＡのII−II断面図における電界強度分布を示す説明図である。図２１Ｄは、直下グランドプレーンに拡張部を持たない高周波伝送線路の構成を示す上面図である。図２１Ｅは、図２１ＤのＩ−Ｉ断面図における電界強度分布を示す説明図である。図２１Ｆは、図２１ＤのII−II断面図における電界強度分布を示す説明図である。
【００９０】
図２１Ｃと図２１Ｆとを比較して明らかなように、直下グランドプレーン１６Ｇの拡張部１３の有無によって電界強度分布の広がりが大きく異なり、図２１Ｆの電界強度分布の方が広く、電界密度が低いことが分かる。
よって、高周波信号線路１２と直下グランドプレーン１１Ｇとの間における電気容量の大小も図２１Ｆの方が小さいことも分かる。
【００９１】
高周波信号線路の特性インピーダンスＺは、Ｚ＝√（Ｌ／Ｃ）として一般的に表現される。ここで、Ｌは高周波信号線路のインダクタンス、Ｃは電気容量である。今、電気容量について注目すると、図２１Ｆの電気容量が小さいことから、高周波伝送線路の特性インピーダンスが上昇することが分かる。
本実施の形態では、高周波信号線路１２と擬似同軸線路構造とのそれぞれの特性インピーダンスはＺ０で等しくなっていることから、互いの接続部の近傍においても特性インピーダンスをＺ０にすることが望ましいことは言うまでもない。これは、接続部における電界強度分布の安定性の有無として現れる。
【００９２】
図２２Ａは、第５の実施の形態にかかる高周波伝送線路の電界強度分布を示す上面図である。図２２Ｂは、図２２ＡのＩ−Ｉ断面図である。図２２Ｃは、直下グランドプレーンに拡張部を持たない高周波伝送線路の電界強度分布を示す上面図である。図２２Ｄは、図２２ＣのII−II断面図である。
図２２Ａおよび図２２Ｂにおける電界強度分布３１は、直下グランドプレーン１１Ｇに拡張部１３を設けた場合の電界強度分布（シミュレーション結果）を示しており、図２２Ｃおよび図２２Ｄにおける電界強度分布３２は、直下グランドプレーン１１Ｇに拡張部１３を設けていない場合の電界強度分布（シミュレーション結果）を示している。
【００９３】
本実施の形態は、拡張部１３を設けたことにより、高周波信号線路１２に入力された高周波信号を、基板平面方向から垂直方向に折り曲げる際、折り曲げ内側領域２１と折り曲げ外側領域２２とでは電気容量が異なり、折り曲げ内側領域２１の電気容量の方が大きくなるという特徴を備えている。これにより、高周波信号線路１２で生じる電界強度分布と同様に、折り曲げ内側領域２１で電界強度分布の閉じ込めが比較的強くなる。
よって、図２２Ａおよび図２２Ｂの電界強度分布３１に示されているように、基板平面方向から垂直方向への屈曲部において、高周波信号線路１２から高周波信号ビア１４に向かう高周波信号の反射や放射が比較的低くなり、安定した伝搬特性が得られる。
【００９４】
一方、直下グランドプレーン１１Ｇに拡張部１３を設けていない場合、高周波信号線路１２と高周波信号ビア１４との接続部の近傍では特性インピーダンスの上昇が生じており、さらに基板平面方向から垂直方向への屈曲構造を備えている。このため、図２２Ｃおよび図２２Ｄの電界強度分布３２に示されているように、高周波信号は高周波信号ビア１４方向に伝搬し難くなり、屈曲部において大きな放射や反射が生じる。
【００９５】
図２３Ａは、第５の実施の形態で得られる反射損失の周波数特性を示すグラフである。図２３Ｂは、第５の実施の形態で得られる通過損失の周波数特性を示すグラフである。図２３Ａ，図２３Ｂにおいて、特性Ｌ１は、図２２Ｃに示した拡張部を持たない高周波伝送線路構造による３次元電磁界シミュレーション結果を示し、特性Ｌ２は、図２２Ａに示した拡張部を持つ本実施の形態にかかる高周波伝送線路構造による３次元電磁界シミュレーション結果を示している。
【００９６】
したがって、図２３Ａ，図２３Ｂから明らかなように、信号周波数１０ＧＨｚ以上において、反射損失および通過損失のいずれにおいても損失が改善されており、基板平面方向から垂直方向への屈曲部において、少なくとも信号周波数が１０ＧＨｚ〜６０ＧＨｚの範囲の高周波信号を少ない通過損失および反射損失で伝搬できていることが分かる。
【００９７】
［第５の実施形態の効果］
このように、本実施の形態は、多層配線基板１１を構成するグランドプレーン１１Ｇのうち最上層の直下に形成された直下グランドプレーン１１Ｇに、アンチパッド領域１６のうち高周波信号ビア１４と接触しない範囲で、高周波信号線路１２がアンチパッド領域１６の外周縁と平面視において交差する交点Ｐから高周波信号ビア１４に向けて、直下グランドプレーン１１Ｇの端部が拡張された拡張部１３を設けたものである。
具体的には、拡張部１３の具体的形状として、拡張部１３のうちアンチパッド領域１６との境界となる端縁に、高周波信号ビア１４と距離をおいて離間する凹部１３Ａを形成したものである。
【００９８】
これにより、第１の実施の形態において、多層配線基板１１の最上層に接する絶縁層１１Ｐの厚さが、多層配線基板１１の内層に位置する絶縁層１１Ｐより小さい場合であっても、入力された高周波信号を、基板平面方向から垂直方向に折り曲げる際、折り曲げ外側領域２２の電気容量が低減されて電界密度分布が低くなり、折り曲げ内側領域２１では電気容量が高くなって電界密度分布が上昇する。したがって、高周波信号が折り曲がる高周波信号線路１２と高周波信号ビア１４との接続点において、より効果的に、高周波信号の反射や空間中への放射を抑制することができ、１０ＧＨｚ以上の高周波信号を、少ない通過損失および反射損失で伝搬させることが可能となる。
【００９９】
［第６の実施の形態］
次に、図２４Ａ〜図２４Ｅを参照して、本発明の第６の実施の形態にかかる高周波伝送線路１０について説明する。図２４Ａは、第６の実施の形態にかかる高周波伝送線路の構成を示す上面図である。図２４Ｂは、図２４ＡのＩ−Ｉ断面図である。図２４Ｃは、図２４Ａの左側面図である。図２４Ｄは、図２４ＢのII−II断面図である。図２４Ｅは、図２４ＢのIII−III断面図である。
【０１００】
本実施の形態では、第５の実施の形態において、高周波信号線路１２がグランデッドコプレーナ線路からなる場合について説明する。
本実施の形態において、高周波信号線路１２は、第２の実施の形態と同様、多層配線基板１１の最上層に線状に形成された金属などの導体と、絶縁層１１Ｐを介して最上層の直下に形成された直下グランドプレーン１１Ｇからなる底面グランドとを有する、特性インピーダンスＺ０のグランデッドコプレーナ線路から構成されている。
【０１０１】
本実施の形態にかかるその他の構造については、第５の実施の形態と同様であり、本実施の形態においても、図２４Ｂに示すように、多層配線基板１１の最上層の直下に位置する直下絶縁層１１Ｐの厚さＨ１が、多層配線基板１１の内層に位置する内層絶縁層１１Ｐの厚さＨ２より小さくなるよう形成されている。
【０１０２】
一般的には、高周波信号線路１２と直下グランドプレーン１１Ｇとの間で形成される電気容量Ｃは、直下絶縁層１１Ｐの厚さが薄くなるほど上昇する傾向がある。したがって、高周波信号線路の特性インピーダンスＺは、Ｚ＝√（Ｌ／Ｃ）として一般的に表現されるため、電気容量Ｃの上昇によって特性インピーダンスが低下してしまうことになる。この一連の現象を避けるため、本実施の形態では高周波信号線路の線幅を狭くすることで、電気容量Ｃの上昇を抑制させ、高周波信号線路１２の特性インピーダンスを擬似同軸線路構造の特性インピーダンスＺ０に整合させている。
【０１０３】
図２５Ａは、高周波信号線路とグランドプレーンとの間で形成される電気力線分布（絶縁層が薄い場合）を示す説明図である。図２５Ｂは、高周波信号線路とグランドプレーンとの間で形成される電気力線分布（絶縁層が厚い場合）を示す説明図である。
両者を比較して明らかなように、本実施の形態のように絶縁層が薄い場合には電界分布の広がりが狭く、電界密度が比較的高くなる。よって、高周波信号線路１２の直下に位置する直下グランドプレーン１１Ｇの面積を小さく形成することが可能であることが容易にわかる。
【０１０４】
この際、アンチパッド領域１６のうち高周波信号線路１２が高周波信号ビア１４に接続されるまでの接続領域では、高周波信号線路１２とグランドプレーン１１Ｇとの間の距離が離れて、電気容量Ｃが小さくなる。このため、特性インピーダンスが許容範囲を超えて上昇する場合がある。
本実施の形態は、多層配線基板１１を構成するグランドプレーン１１Ｇのうち、高周波信号線路１２の直下に形成された直下グランドプレーン１１Ｇに、アンチパッド領域１６のうち高周波信号ビア１４と接触しない範囲で、高周波信号線路１２がアンチパッド領域１６の外周縁と平面視において交差する交点Ｐから高周波信号ビア１４に向けて、直下グランドプレーン１１Ｇの端部が拡張された拡張部１３を形成したものである。
【０１０５】
また、図２４Ａに示すように、直下グランドプレーン１１Ｇに形成した拡張部１３の具体的形状として、拡張部１３のうちアンチパッド領域１６との境界となる端縁に、高周波信号ビア１４と距離をおいて離間する凹部１３Ａを形成したものである。
この凹部１３Ａにより、アンチパッド領域１６のうち直交方向Ｙに高周波信号ビア１４を挟んで位置する領域まで、拡張部１３の端縁を拡張することができ、効率よく拡張部１３の面積を増大させることができる。これにより、アンチパッド領域１６のうち高周波信号線路１２が高周波信号ビア１４に接続されるまでの接続領域において、高周波信号線路１２と接地電位との間の電気容量を高くさせ、高周波信号線路１２と直下グランドプレーン１１Ｇとの間での電界密度を上昇させている。
【０１０６】
なお、本実施の形態では、拡張部１３の端縁が、高周波信号線路１２の伸延方向Ｘにおける先端位置まで、拡張されている場合を例として説明するが、これに限定されるものではない。実際には、伸延方向Ｘにおいて、拡張部１３の端縁が、高周波信号ビア１４との間に電気的特性を維持するための一定の距離だけ離間した位置から、上記先端位置よりもさらに伸延方向Ｘに突出しない範囲内であれば、いずれの位置の拡張部１３の端縁があってもよく、端縁の形状が直線形状のほか、放物線形状など、他の形状であってもよい。
【０１０７】
図２６Ａは、第６の実施の形態にかかる高周波伝送線路の構成を示す上面図である。図２６Ｂは、図２６ＡのＩ−Ｉ断面図における電界強度分布を示す説明図である。図２６Ｃは、図２６ＡのII−II断面図における電界強度分布を示す説明図である。図２６Ｄは、直下グランドプレーンに拡張部を持たない高周波伝送線路の構成を示す上面図である。図２６Ｅは、図２６ＤのＩ−Ｉ断面図における電界強度分布を示す説明図である。図２６Ｆは、図２６ＤのII−II断面図における電界強度分布を示す説明図である。
【０１０８】
図２６Ｃと図２６Ｆとを比較して明らかなように、直下グランドプレーン１６Ｇの拡張部１３の有無によって電界強度分布の広がりが大きく異なり、図２６Ｆの電界強度分布の方が広く、電界密度が低いことが分かる。
よって、高周波信号線路１２と直下グランドプレーン１１Ｇとの間における電気容量の大小も図２６Ｆの方が小さいことも分かる。
【０１０９】
高周波信号線路の特性インピーダンスＺは、Ｚ＝√（Ｌ／Ｃ）として一般的に表現される。ここで、Ｌは高周波信号線路のインダクタンス、Ｃは電気容量である。今、電気容量について注目すると、図２６Ｆの電気容量が小さいことから、高周波伝送線路の特性インピーダンスが上昇することが分かる。
本実施の形態では、高周波信号線路１２と擬似同軸線路構造とのそれぞれの特性インピーダンスはＺ０で等しくなっていることから、互いの接続部の近傍においても特性インピーダンスをＺ０にすることが望ましいことは言うまでもない。これは、接続部における電界強度分布の安定性の有無として現れる。
【０１１０】
図２７Ａは、第６の実施の形態にかかる高周波伝送線路の電界強度分布を示す上面図である。図２７Ｂは、図２７ＡのＩ−Ｉ断面図である。図２７Ｃは、直下グランドプレーンに拡張部を持たない高周波伝送線路の電界強度分布を示す上面図である。図２７Ｄは、図２７ＣのII−II断面図である。
図２７Ａおよび図２７Ｂにおける電界強度分布３１は、直下グランドプレーン１１Ｇに拡張部１３を設けた場合の電界強度分布（シミュレーション結果）を示しており、図２７Ｃおよび図２７Ｄにおける電界強度分布３２は、直下グランドプレーン１１Ｇに拡張部１３を設けていない場合の電界強度分布（シミュレーション結果）を示している。
【０１１１】
本実施の形態は、拡張部１３を設けたことにより、高周波信号線路１２に入力された高周波信号を、基板平面方向から垂直方向に折り曲げる際、折り曲げ内側領域２１と折り曲げ外側領域２２とでは電気容量が異なり、折り曲げ内側領域２１の電気容量の方が大きくなるという特徴を備えている。これにより、高周波信号線路１２で生じる電界強度分布と同様に、折り曲げ内側領域２１で電界強度分布の閉じ込めが比較的強くなる。
よって、図２７Ａおよび図２７Ｂの電界強度分布３１に示されているように、基板平面方向から垂直方向への屈曲部において、高周波信号線路１２から高周波信号ビア１４に向かう高周波信号の反射や放射が比較的低くなり、安定した伝搬特性が得られる。
【０１１２】
一方、直下グランドプレーン１１Ｇに拡張部１３を設けていない場合、高周波信号線路１２と高周波信号ビア１４との接続部の近傍では特性インピーダンスの上昇が生じており、さらに基板平面方向から垂直方向への屈曲構造を備えている。このため、図２７Ｃおよび図２７Ｄの電界強度分布３２に示されているように、高周波信号は高周波信号ビア１４方向に伝搬し難くなり、屈曲部において大きな放射や反射が生じる。
【０１１３】
図２８Ａは、第６の実施の形態で得られる反射損失の周波数特性を示すグラフである。図２８Ｂは、第６実施の形態で得られる通過損失の周波数特性を示すグラフである。図２８Ａ，図２８Ｂにおいて、特性Ｌ１は、図２７Ｃに示した拡張部を持たない高周波伝送線路構造による３次元電磁界シミュレーション結果を示し、特性Ｌ２は、図２７Ａに示した拡張部を持つ本実施の形態にかかる高周波伝送線路構造による３次元電磁界シミュレーション結果を示している。
【０１１４】
したがって、図２８Ａ，図２８Ｂから明らかなように、信号周波数１０ＧＨｚ以上において、反射損失および通過損失のいずれにおいても損失が改善されており、基板平面方向から垂直方向への屈曲部において、少なくとも信号周波数が１０ＧＨｚ〜６０ＧＨｚの範囲の高周波信号を少ない通過損失および反射損失で伝搬できていることが分かる。
【０１１５】
［第６の実施形態の効果］
このように、本実施の形態は、多層配線基板１１を構成するグランドプレーン１１Ｇのうち最上層の直下に形成された直下グランドプレーン１１Ｇに、アンチパッド領域１６のうち高周波信号ビア１４と接触しない範囲で、高周波信号線路１２がアンチパッド領域１６の外周縁と平面視において交差する交点Ｐから高周波信号ビア１４に向けて、直下グランドプレーン１１Ｇの端部が拡張された拡張部１３を設けたものである。
具体的には、拡張部１３の具体的形状として、拡張部１３のうちアンチパッド領域１６との境界となる端縁に、高周波信号ビア１４と距離をおいて離間する凹部１３Ａを形成したものである。
【０１１６】
これにより、第５の実施の形態において、高周波信号線路１２がグランデッドコプレーナ線路からなる場合であっても、入力された高周波信号を、基板平面方向から垂直方向に折り曲げる際、折り曲げ外側領域２２の電気容量が低減されて電界密度分布が低くなり、折り曲げ内側領域２１では電気容量が高くなって電界密度分布が上昇する。したがって、高周波信号が折り曲がる高周波信号線路１２と高周波信号ビア１４との接続点において、より効果的に、高周波信号の反射や空間中への放射を抑制することができ、１０ＧＨｚ以上の高周波信号を、少ない通過損失および反射損失で伝搬させることが可能となる。
【０１１７】
［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【０１１８】
１０…高周波伝送線路、１１…多層配線基板、１１Ｇ…グランドプレーン、１１Ｐ…絶縁層、１２…高周波信号線路、１３…拡張部、１３Ａ…凹部、１４…高周波信号ビア、１５…グランドビア、１６…アンチパッド領域、１７…上部グランドプレーン、２１…折り曲げ内側領域、２２…折り曲げ外側領域、Ｈ１…厚さ（直下絶縁層）、Ｈ２…厚さ（層内絶縁層）、Ｐ…交点、Ｘ…伸延方向、Ｙ…直交方向、Ｚ…垂直方向。
【図１Ａ】
0006013298.tif 000002
【図１Ｂ】
0006013298.tif 000003
【図１Ｃ】
0006013298.tif 000004
【図１Ｄ】
0006013298.tif 000005
【図１Ｅ】
0006013298.tif 000006
【図２Ａ】
0006013298.tif 000007
【図２Ｂ】
0006013298.tif 000008
【図２Ｃ】
0006013298.tif 000009
【図２Ｄ】
0006013298.tif 000010
【図２Ｅ】
0006013298.tif 000011
【図２Ｆ】
0006013298.tif 000012
【図３Ａ】
0006013298.tif 000013
【図３Ｂ】
0006013298.tif 000014
【図３Ｃ】
0006013298.tif 000015
【図３Ｄ】
0006013298.tif 000016
【図４Ａ】
0006013298.tif 000017
【図４Ｂ】
0006013298.tif 000018
【図５Ａ】
0006013298.tif 000019
【図５Ｂ】
0006013298.tif 000020
【図５Ｃ】
0006013298.tif 000021
【図５Ｄ】
0006013298.tif 000022
【図５Ｅ】
0006013298.tif 000023
【図６Ａ】
0006013298.tif 000024
【図６Ｂ】
0006013298.tif 000025
【図６Ｃ】
0006013298.tif 000026
【図６Ｄ】
0006013298.tif 000027
【図６Ｅ】
0006013298.tif 000028
【図６Ｆ】
0006013298.tif 000029
【図７Ａ】
0006013298.tif 000030
【図７Ｂ】
0006013298.tif 000031
【図７Ｃ】
0006013298.tif 000032
【図７Ｄ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１１Ｅ】
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【図１１Ｆ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１４Ｅ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１６Ｄ】
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【図１６Ｅ】
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【図１６Ｆ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１７Ｄ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図１９Ｄ】
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【図１９Ｅ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２１Ｄ】
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【図２１Ｅ】
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【図２１Ｆ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【図２２Ｄ】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２４Ｃ】
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【図２４Ｄ】
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【図２４Ｅ】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２６Ｃ】
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【図２６Ｄ】
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【図２６Ｅ】
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【図２６Ｆ】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２７Ｃ】
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【図２７Ｄ】
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【図２８Ａ】
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【図２８Ｂ】
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【図２９Ａ】
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【図２９Ｂ】
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【図２９Ｃ】
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【図２９Ｄ】
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