(57)【要約】【課題】  基板上に形成されたマイクロストリップラインのインピーダンス整合方法に関し、より詳細にはマイクロストリップライン上に絶縁層の片面が導体で覆われた調整板を配置することにより特性インピーダンスの整合を行うインピーダンス整合方法を提供することを目的とする。【解決手順】  絶縁層の片面が導体で覆われた調整板を、絶縁層を下にしてマイクロストリップライン上に配置し、マイクロストリップラインの特性インピーダンスを測定して所望のインピーダンスが得られないとき、絶縁層の厚さが異なる他の調整板に替えることを繰り返し、所望のインピーダンスが得られた調整板を所定の固定方法で固定するよう構成する。【選択図】    図１
2006319659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下面がグランドプレーンの基板上に形成されたマイクロストリップラインのインピーダンス整合方法であって、
絶縁層の片面が導体で覆われた調整板を、該絶縁層を下にして前記マイクロストリップライン上に配置し、該導体と前記グランドプレーンとを電気的に接続する調整板配置手順と、
前記マイクロストリップラインのインピーダンスを測定するインピーダンス測定手順と、
前記測定の結果が所望の特性インピーダンスでないとき、前記調整板を絶縁層の厚さが異なる他の調整板に替えて前記調整板配置手順と前記インピーダンス測定手順とを該所望の特性インピーダンスが得られるまで実施するインピーダンス整合手順と、
前記所望の特性インピーダンスが得られた前記他の調整板を所定の固定方法で固定する調整板固定手順と
を有することを特徴とするインピーダンス整合方法。
【請求項２】
前記所定の固定方法は、予め設けられた前記基板の貫通孔と、該貫通孔に対応する位置に予め設けられた前記調整板の貫通孔とを金属ねじでねじ留めする
ことを特徴とする請求項1記載のインピーダンス整合方法。
【請求項３】
前記基板上に形成されたマイクロストリップラインの特性インピーダンスは、所望の特性インピーダンスより所定比率高い値に設計された
ことを特徴とする請求項1または請求項2記載のインピーダンス整合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
基板上に形成されたマイクロストリップラインのインピーダンス整合方法に関し、より詳細にはマイクロストリップライン上に絶縁層の片面が導体で覆われた調整板を配置することによりインピーダンスの整合を行うインピーダンス整合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータや通信機器等では音声、文字、映像等の情報の授受が高速且つ大容量に行われるようになり、これらの情報の伝達を高周波伝送と捉えて従来の配線を伝送線路として設計することが必要となってきている。
【０００３】
高周波回路の伝送線路はマイクロストリップラインあるいはストリップラインが知られており、図４はその構造を示すものである。図４（ａ）はマイクロストリップラインの構造を示すもので、裏面がグランドプレーン（アース導体）１０３の絶縁体１０２上に伝送線路１０１となる導体をエッチング技術によりパターン形成した構造である。この伝送線路１０１のインピーダンスは、絶縁体の厚さとその絶縁体の誘電率および伝送線路１０１の導体パターン幅によって決まる。一方、図４（ｂ）はストリップラインの構造を示すもので、伝送線路２０１は成形された線材を絶縁体２０２に埋め込んだ構造である。絶縁体２０２の下面と上面はグランドプレーン２０３に挟まれた構造となっている。インピーダンスは、マイクロストリップラインと同様に伝送線路２０１とグランドプレーン２０３との間の絶縁体の厚さとその誘電率、伝送線路の導体の幅によって決まる。ストリップラインは線材の成形や絶縁体の厚さを精度よく製作できるので略設計どおりのインピーダンスを得ることができるが、伝送線路２０１が絶縁体の中に埋まっているため計測のためのプロービングが困難である。マイクロストリップラインは伝送線路１０１が露出しているのでプロービングは用意であるが、エッチング技術によるパターン形成のばらつきが大きく、設計通りのインピーダンスを得ることが難しいという問題がある。しかし、伝送線路１０１の幅を狭く形成できるので高い周波数まで使用できること、コストも低いことからインピーダンスを調整してマイクロストリップラインを使用することが求められている。
【０００４】
上記にマイクロストリップラインのパターン形成のばらつきが大きいことを述べたが、このため現状はマイクロストリップラインの製造時に製品に使用するマイクロストリップラインとは別にテストクーポンのマイクロストリップラインを作成しておき、このテストクーポンを測定して所望のインピーダンスを得られた基板だけを選別して使用していた。
【０００５】
この問題を解消する目的で作成したマイクロストリップラインのインピーダンスを整合する方法が提案されている。この方法は誘電率が回路基板と異なる材質を回路基板に塗布、または貼り付けて、２つの誘電率の層の厚さを制御することでインピーダンスの整合を図ることが開示されている。（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開平５−２８３８２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記に述べたように、製造上のばらつきのため設計通りの特性インピーダンスのマイクロストリップライン基板を得ることが難しかった。このため所望の特性インピーダンスが得られない基板は不良品となり基板のコストは高いものとなっていた。
【０００７】
特許文献１に提案された方法は、基板と異なる誘電率の材質を塗布してインピーダンスの整合を行うものであるが、塗布または貼り付けによる層の厚さの制御が難しく、限られた範囲におけるインピーダンスの整合は可能であるが、高い精度での整合を行うには難点がある。
【０００８】
本発明は、低コストでありながら高精度にインピーダンスの整合が行えるインピーダンス整合方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のインピーダンス整合方法は、以下のように構成される。
（１）第１の発明
図１は第１の発明の原理を示すもので、インピーダンス整合方法は調整板配置手順１０、インピーダンス測定手順２０、インピーダンス整合手順３０および調整板固定手順４０から構成する。
【００１０】
調整板配置手順１０は、絶縁層の片面が導体で覆われた調整板を、絶縁層を下にして基板上に形成されたマイクロストリップライン上に配置を行い、調整板の導体と基板のグランドプレーンとを電気的に接続する。ここでは、基板上に形成された伝送線路をマイクロストリップラインと言う。
【００１１】
インピーダンス測定手順２０は、調整板配置手順１０でマイクロストリップライン上に調整板が配置され状態でマイクロストリップラインのインピーダンスを測定する。
【００１２】
インピーダンス整合手順３０は、測定したインピーダンスの値が所望の値でなかったとき、絶縁層の厚さの異なる調整板に替えてインピーダンス測定手順２０とインピーダンス整合手順３０とを実施する。これを所望の特性インピーダンスが得られるまで絶縁層の厚さの異なる調整板を取り換えることを行う。
【００１３】
調整板固定手順４０は、インピーダンス整合手順３０で所望のインピーダンスが得られた調整板を所定の固定方法で固定する。
【００１４】
第１の発明によれば、異なる絶縁層の厚さを持つ調整板を予め用意し、その調整板を順次マイクロストリップライン上に配置しインピーダンスを計測することによりマイクロストリップラインのインピーダンスの整合が図れる。
【００１５】
このインピーダンス整合の原理は、基板上に形成されたマイクロストリップラインのインピーダンスに調整板の静電容量が並列に付加されることによりインピーダンスの値が変化する（インピーダンスが下がる）ことによるものである。
（２）第２の発明
第２の発明は、第１の発明の所定の固定方法が基板に設けられた貫通孔と、この貫通孔に対応する位置に設けられた調整板の貫通孔とを金属ねじでねじ留めするものである。
【００１６】
第２の発明によれば、金属ねじにより基板上への調整板の固定と、基板のグランドプレーンと調整板の導体とを電気的に接続することを同時に行うことができる。
（３）第３の発明
第３の発明は、基板上に形成されたマイクロストリップラインの特性インピーダンスは、所望の特性インピーダンスより所定比率高い値で設計されたことを特徴とする。調整板を付加することによりインピーダンス値は減少する方向に作用するので、マイクロストリップラインの基板のインピーダンスを予め所定比率高い値となるくように設計しておくものである。
【００１７】
第３の発明によれば、基板のばらつきを予測して高くインピーダンス値を設計しておくことで調整板との組合せで効率よく所望のインピーダンスに整合することができる。
【発明の効果】
【００１８】
第１の発明により、簡便な方法でマイクロストリップラインのインピーダンス整合ができ、基板の製造上のばらつきを吸収できる。
【００１９】
第２の発明により、調整板の固定と電気的接続を同時にできる。
【００２０】
第３の発明により、効率よくインピーダンスの整合が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の実施例を図２と図３を用いて説明する。
【００２２】
図２はインピーダンスの整合方法の実施例を説明するもので、図２（ａ）はインピーダンス整合される基板３００と調整板４００とを示すとともに、基板３００上に調整板４００を配置することを示している。
【００２３】
先ず基板３００は、絶縁体３０２の下面が導体に覆われたグランドプレーン３０３で、上面はマイクロストリップライン３０１である伝送線路が形成されている。また、調整板を固定するＶＩＡ３０４が４箇所開けられている。
【００２４】
調整板４００は、片面が導体４０２で覆われた絶縁層４０１からなり、基板３００のＶＩＡ３０４と対応した位置にＶＩＡ４０３が４箇所開けられている。ここでは厚さの異なる絶縁層４０１の調整板３００を３個を図示している。
【００２５】
図２（ａ）に示す調整板４００の内の１枚を上面を導体（即ち、下面は絶縁層）となる向きで基板３００のイクロストリップライン３０１上にＶＩＡ同士を合わせるように配置する。そして、基板３００のグランドプレーン３０３と調整板４００の導体４０２とを電気的に接続する。例えば、金属製のねじで仮留めする。
【００２６】
次にこの状態でマイクロストリップラインのインピーダンスを測定する。図２（ｂ）は、マイクロストリップライン３０１の端部にプローブ５０２を当て、測定器５０１により測定を行っている状態を示している。ここで、インピーダンスの測定値が所望のインピーダンス値である場合はこの調整板４００を選択するが、所望のインピーダンス値でなかった場合は絶縁層４０１の厚さの異なる他の調整板に替えて測定を行うことになる。例えば、図２（ａ）の左端の最も絶縁層が厚い調整板４００をマイクロストリップライン３０１上に配置しても所望のインピーダンスにならなければ、続いて図２（ａ）の真ん中の調整板４００を、さらに未だ所望のインピーダンス値とならなければ図２（ａ）の右端の調整板４００というように調整板４００を取り替えて測定を行う。調整板４００の絶縁層４０１が厚い程静電容量の値は小さいのでインピーダンスが低下する変化量は少ない。
【００２７】
所望のインピーダンスが得られたら、図２（ｃ）に示すようにその調整板４００のＶＩＡ４０３と基板３００のＶＩＡ３０４とを金属ねじ５０３でねじ留めを行い固定する。金属ねじ５０３により調整板４００の導体４０２と基板３００のグランドプレーン３０３とは電気的な接続が行われる。調整板４００が固定された状態で、調整板４００の導体４０２に鉄を用いるとマイクロストリップライン３０１に対し電磁シールドの効果もある。
【００２８】
次に基板３００と調整板４００について、より詳細に実施例を述べる。図３（ａ）は基板３００の構成を、図３（ｂ）は基板３００に調整板４００が取り付けられた状態を示している（固定のためのＶＩＡおよび金属ねじは図示していない）。
【００２９】
図３（ａ）と図３（ｂ）より、基板３００はグランドプレーン３０３、絶縁体３０２、マイクロストリップライン３０１で構成し、絶縁体３０２およびマイクロストリップライン３０１をレジスト３０５で覆っている。レジスト３０５の覆いはマイクロストリップライン３０１の酸化防止を目的としている。絶縁体３０２の材質はＦＲ−４（ガラスエポキシ）で誘電率は４．３、厚さは１７０μｍである。また、マイクロストリップライン３０１の材質は銅、厚さ５０μｍ、幅は１５０μｍである。この基板３００の特性インピーダンスは６４．５Ωである。
【００３０】
一方、調整板４００は図３（ｂ）に示すように、絶縁層４０１と導体４０２で構成し、絶縁層の材質はＦＲ−４（誘電率４．３）、厚さは２２０μｍである。導体４０２は鉄で７０μｍ厚である。調整板４００を基板３００に取り付けたときの基板のインピーダンスは４９．５Ωとなり、５０Ωの特性インピーダンスを狙ったインピーダンス整合はこの２２０μｍ厚の調整板４００を選択することで整合を図かることができた。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】発明の原理図である。
【図２】インピーダンス整合の実施例（その１）である。
【図３】インピーダンス整合の実施例（その２）である。
【図４】従来技術の攻守は伝送線路例である。
【符号の説明】
【００３２】
１０    調整板配置手順 
２０    インピーダンス測定手順 
３０    インピーダンス整合手順 
４０    調整板固定手順
１０１  伝送線路
１０２  絶縁体
１０３  グランドプレーン
２０１  伝送線路
２０２  絶縁体
２０３  グランドプレーン
３００  基板
３０１  マイクロストリップライン
３０２  絶縁体
３０３  グランドプレーン
３０４  ＶＩＡ
３０５  レジスト
４００  調整板
４０１  絶縁層
４０２  導体
４０３  ＶＩＡ
５０１  測定器
５０２  プローブ
５０３  金属ねじ
【図１】
2006319659.tif 000003
【図２】
2006319659.tif 000004
【図３】
2006319659.tif 000005
【図４】
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