(57)【要約】【課題】  製造の精度の偏差によりバイアホールの位置がずれた場合であっても導体層とバイアホールとの間の導通を確保させ、また、積層基板の厚さが増えても反射損失を増加させない。【解決手段】  導波管線路１００は、積層基板１０と導波管２０ａおよび２０ｂから構成される。積層基板１０は、誘電体層１１ａ乃至１１ｃの上下面に導体層１２ａ乃至１２ｄが形成された構造になっている。また、積層基板１０には導波管部１３およびバイアホール１４が設けられており、積層基板１０を貫通した円柱形状になっている。バイアホール１４は、導波管部１３の外周から所定距離離れた位置に設けられており、導体層１２ａ乃至１２ｄと接触して電気的に接続された構造になっている。また、導波管部１３の直径は、積層基板１０と接続される導波管２０ａおよび２０ｂにおける円筒部材の直径よりも大きくなっている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層された複数の誘電体層と、
前記誘電体層の上下面に形成された複数の導体層と、
前記誘電体層および前記導体層を貫通する導波管部と、
前記導体層と接続された複数のバイアホールと
を備えた積層基板と、
前記積層基板の上下面に接続された筒型形状の導波管と
を具備し、
前記バイアホールは、前記導波管部の外周より所定距離離れた位置に設けられ、
前記導波管部の外周長は、前記筒型形状の導波管の外周長よりも長いことを特長とする導波管線路。
【請求項２】
前記導波管部および前記筒型形状の導波管の底面は、同形であることを特徴とする請求項１記載の導波管線路。
【請求項３】
前記導波管部および前記筒型形状の導波管の底面は、円形であることを特徴とする請求項２記載の導波管線路。
【請求項４】
前記筒型形状の導波管の直径は略３．５８ｍｍであり、前記導波管部の外周からの前記所定距離が略０．１５ｍｍであることを特徴とする請求項３記載の導波管線路。
【請求項５】
前記積層基板の積層方向の厚さが略０．４ｍｍを超えることを特徴とする請求項４記載の導波管線路。
【請求項６】
前記導波管部および前記筒型形状の導波管の底面は、矩形であることを特徴とする請求項２記載の導波管線路。
【請求項７】
隣り合う前記導体層の距離は、伝播する高周波信号の遮断波長よりも短いことを特徴とする請求項１記載の導波管線路。
【請求項８】
積層された複数の誘電体層と、
前記誘電体層の上下面に形成された複数の導体層と、
前記誘電体層および前記導体層を貫通する導波管部と、
前記導体層と接続された複数のバイアホールと
を備えた積層基板であって、
前記バイアホールは、前記導波管部の外周より所定距離離れた位置に設けられたことを特徴とする積層基板。
【請求項９】
前記導波管部の外周長は、当該積層基板の上下面において接続される筒型形状の導波管の外周長よりも長いことを特徴とする請求項８記載の積層基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波またはミリ波の信号を伝送する導波管線路に関するもので、特に多層基板の積層方向に信号の伝送を行う導波管線路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のマイクロ波またはミリ波の信号を伝送する導波管および導波管線路を図１６に示す。図１６（ａ）は、従来の金属製の導波管の断面図を示す図である。この導波管２００は、材質を金属とした筒型形状の部材２１０の内部をマイクロ波またはミリ波の信号の伝送線路としていた。そして、この導波管２００においてはマイクロ波またはミリ波の信号の伝送線路は中空になっていた。
【０００３】
このような金属製の導波管に対して、配線基板もしくは半導体収納用パッケージ内に構成されるマイクロ波やミリ波の高周波の信号を伝達するための線路として、多層基板中に設けられたバイアホールで囲まれた領域を導波管線路として用いる導波管線路が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この導波管線路について図１６（ｂ）に示す導波管線路の断面図を用いて説明する。
【０００４】
図１６（ｂ）を参照すると、導波管線路３００は、積層基板３１０と導波管３２０からなる。積層基板３１０は、誘電体層３１１ａ乃至３１１ｃの両面に導体層３１２ａ乃至３１２ｄを形成した多層基板に複数のバイアホール３１４を設けたものである。このバイアホール３１４は、多層基板を積層方向に貫通した構造をしている。そして、その内部には導電性の物質３１５が充填され、導体層３１２ａ乃至３１２ｄと接触しており電気的に接続されている。
【０００５】
また、バイアホール３１４で囲まれた領域はマイクロ波またはミリ波の信号の伝送線路として導波管部３１３を形成した構造になっており、その導波管部３１３の内部は中空になっている。すなわち、バイアホール３１４は、バイアホール３１４で囲まれた領域から外にマイクロ波またはミリ波の信号が漏れないように遮断機能を有しており、バイアホール３１４を壁面とした導波管部３１３が形成される。導波管３２０は、図１６（ａ）で説明した金属製の導波管と同様に中空で筒型形状をしており、積層基板３１０の上下面において導波管部３１３と接続される。
【特許文献１】特開平１０−１３５７１３号公報（図１）
【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、実際にこの導波管線路３００における積層基板３１０を製造するにあたっては、製造の精度の偏差によりバイアホール３１４の位置がずれる（例えば、±５０μｍ程度）可能性がある。上述の従来技術では、バイアホール３１４を導波管部３１３の外周に外接させるように設けているため、製造の精度の偏差によりバイアホール３１４の位置が導波管部３１３の内側にずれた場合、導体層３１２ａ乃至３１２ｄとバイアホール３１４とが導通しなくなり、特性不良となる。また、上述の従来技術では、積層基板の厚さが厚くなると反射損失が増大する。例えば、波長短縮効果が生じた際の波長をλｇとすると、積層基板の厚さがλｇ／２以上になると反射損失が増大することが知られている。
【０００７】
そこで、本発明は、製造の精度の偏差によりバイアホールの位置がずれた場合であっても導体層とバイアホールとの間の導通を確保させ、また、積層基板の厚さが増えても反射損失を増加させない導波管線路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その第１の側面は、積層された複数の誘電体層と、上記誘電体層の上下面に形成された複数の導体層と、上記誘電体層および上記導体層を貫通する導波管部と、上記導体層と接続された複数のバイアホールとを備えた積層基板と、上記積層基板の上下面に接続された筒型形状の導波管とを具備し、上記バイアホールは、上記導波管部の外周より所定距離離れた位置に設けられ、上記導波管部の外周長は、上記筒型形状の導波管の外周長よりも長いことを特長とする導波管線路である。これにより、製造の精度の偏差によりバイアホールの位置がずれた場合であっても導体層とバイアホールとの間の導通を確保させ、また、積層基板の厚さが増えても反射損失を増加させないという作用をもたらす。
【０００９】
また、この第１の側面において、上記導波管部および上記筒型形状の導波管の底面は、同形であることを特徴とするものである。これにより、積層基板の厚さが増えても反射損失を増加させないという作用をもたらす。
【００１０】
また、上記導波管部および上記筒型形状の導波管の底面は、円形であることを特徴とするものである。これにより、本発明の導波管線路の反射損失を増加させないという作用をもたらす。
【００１１】
また、上記筒型形状の導波管の直径は略３．５８ｍｍであり、上記導波管部の外周からの上記所定距離が略０．１５ｍｍであることを特徴とするものである。これにより、本発明の導波管線路の反射損失を増加させないという作用をもたらす。
【００１２】
また、上記積層基板の積層方向の厚さが略０．４ｍｍを超えることを特徴とするものである。これにより、本発明の導波管線路の反射損失を増加させないという作用をもたらす。
【００１３】
また、この第１の側面において、上記導波管部および上記筒型形状の導波管の底面は、矩形であることを特徴とするものである。これにより、本発明の導波管線路の反射損失を増加させないという作用をもたらす。
【００１４】
また、この第１の側面において、隣り合う上記導体層の距離は、伝播する高周波信号の遮断波長よりも短いことを特徴とするものである。これにより、バイアホールと導体層との格子面によって導波管壁を形成させるという作用をもたらす。
【００１５】
その第２の側面は、積層された複数の誘電体層と、上記誘電体層の上下面に形成された複数の導体層と、上記誘電体層および上記導体層を貫通する導波管部と、上記導体層と接続された複数のバイアホールとを備えた積層基板であって、上記バイアホールは、上記導波管部の外周より所定距離離れた位置に設けられたことを特徴とする積層基板である。これにより、製造の精度の偏差によりバイアホールの位置がずれた場合であっても導体層とバイアホールとの間の導通を確保させるという作用をもたらす。結果として、積層基板の特性不良を低減させることが可能になる。
【００１６】
また、この第２の側面において、上記導波管部の外周長は、当該積層基板の上下面において接続される筒型形状の導波管の外周長よりも長いことを特徴とするものである。これにより、本発明の導波管線路の反射損失を増加させないという作用をもたらす。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、製造の精度の偏差によりバイアホールの位置がずれた場合であっても導体層とバイアホールとの間の導通を確保させ、また、積層基板の厚さが増えても反射損失を増加させないという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に本発明の第１の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施の形態における導波管線路１００の一例を示す模式図である。図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態における導波管線路１００を分解した際の斜視図である。導波管線路１００は、積層基板１０と、導波管２０ａおよび２０ｂとを備えている。積層基板１０は、誘電体をその材質とする誘電体層１１ａ乃至１１ｃの上下面に、導体をその材質とする導体層１２ａ乃至１２ｄが形成されたものが複数積層されたものである。すなわち、誘電体層１１ａの上下面には、それぞれ導体層１２ａおよび１２ｂが形成され、誘電体層１１ｂの上下面には、それぞれ導体層１２ｂおよび１２ｃが形成され、誘電体層１１ｃの上下面には、それぞれ導体層１２ｃおよび１２ｄが形成されている。誘電体層１１ａ乃至１１ｃの材質として、例えば、セラミックスが想定される。なお、隣り合う導体層の距離は、伝播する高周波信号の遮断波長よりも短いことが想定される。
【００２０】
また、積層基板１０には導波管部１３が設けられており、この導波管部１３は、本発明の第１の実施の形態においては導体層１２ａから導体層１２ｄまでを貫通した直径Ｄｅの円柱形状になっている。その導波管部１３の内部は、中空になっている。
【００２１】
導波管部１３の周辺には、複数のバイアホール１４が設けられており、本発明の第１の実施の形態においては、導波管部１３の外周から所定距離の位置に円形状に配置されている。従来の導波管線路においては、バイアホール１４は、導波管部１３の外周と外接するように設けられており、この点において従来の導波管線路と本発明の第１の実施の形態は相違する。
【００２２】
バイアホール１４を導波管部１３の外周に外接させるように設けた場合は、実際に製造するにあたって製造の精度の偏差によりバイアホール１４の位置がずれる（例えば、±５０μｍ程度）可能性がある。製造の精度の偏差によりバイアホール１４の位置が導波管部１３の内側にずれた場合、導体層１２ａ乃至１２ｄとバイアホール１４とが導通しなくなり、特性不良となる。本発明の第１の実施の形態のようにバイアホール１４を導波管部１３の外周より所定距離の位置に設けるようにすれば、製造の精度の偏差によってもバイアホール１４と導体層１２ａ乃至１２ｄとの間の導通を確保し、特性不良を出さないことを可能とする。
【００２３】
バイアホール１４は、導体層１２ａから導体層１２ｄまでを貫通した円柱形状になっている。バイアホール１４における貫通した内部には、例えば、導体インクなどの導電性の物質が充填された状態になっている。そして、このバイアホール１４は、導体層１２ａ乃至１２ｄと接触しており、電気的に接続された状態になっている。複数のバイアホール１４は、高周波を遮断するため導体層１２ａ乃至１２ｄと共に信号の漏れを遮断する壁を形成する。したがって、複数のバイアホール１４および導体層１２ａ乃至１２ｄによって囲まれた領域の外側に高周波信号を漏らさずに高周波信号を伝送することができる。
【００２４】
導波管２０ａおよび２０ｂは、図１６（ａ）で説明した筒型形状の導波管２００を円筒形状とした導波管である。すなわち、導波管２０ａおよび２０ｂは、材質を金属とした円筒形状になっており、その内部は中空になっている。この中空部分がマイクロ波またはミリ波の信号の伝送線路となる。そして、導波管２０ａおよび２０ｂは、導波管部１３の端部において積層基板１０と接続されている。なお、導波管２０ａおよび２０ｂはその材質として、例えば、金属が想定されるがこれに限るものでない。導波管２０ａおよび２０ｂの直径は、導波管部１３の直径よりも小さい。従来の導波管線路３００は、導波管部１３の直径とそれに接続される導波管２０ａおよび２０ｂの直径は略同一であった。この点が、従来の導波管線路と本発明の第１の実施の形態とは相違する。導波管部１３の直径をそれと接続される導波管２０ａおよび２０ｂの直径よりも大きくすることによって、積層基板の厚さが増えても反射損失を増加させないことが可能になる。
【００２５】
図１（ｂ）は、積層基板１０の平面図である。積層基板１０の略中央に直径Ｄｅの円柱状の導波管部１３が設けられている。また、導波管部１３とその中心を同じくする直径Ｄｈ（Ｄｈ＞Ｄｅ）の円周と外接するように直径Ｄｖの円形状のバイアホール１４が複数並べられている。上記で述べた導波管部１３の外周とバイアホール１４との間の所定距離は、（Ｄｈ−Ｄｅ）／２と表すことができる。
【００２６】
図２は、本発明の第１の実施の形態における導波管線路１００の断面図である。積層基板１０は、図１で説明したように導体層１２ａ乃至１２ｄと誘電体層１１ａ乃至１１ｃが交互に積層され形成される。導波管部１３は、上記説明したように底面の直径がＤｅの円柱形状をしており、その内部は中空になっている。
【００２７】
また、バイアホール１４は、底面の直径がＤｖの円柱形状をしており、積層基板１０を貫通している。そして、バイアホール１４の内部には、例えば、導通インクのような導電性物質１５が充填され導電性を有している。また、バイアホール１４と導体層１２ａ乃至１２ｄは接触した構造になっており、バイアホール１４と導体層１２ａ乃至１２ｄは電気的に接続されている。なお、本発明の第１の実施の形態においてバイアホール１４の設けられる位置は、導波管部１３の外周から所定距離離れた位置になっており、その距離は図２から明らかなように（Ｄｈ−Ｄｅ）／２である。従来の導波管線路３００におけるバイアホール１４が設けられる位置は、導波管部１３の外周とバイアホール１４が外接する位置である。これに対して、本発明の第１の実施の形態においてはバイアホール１４が導波管部１３の外周から所定距離離れた位置に設けられる。
【００２８】
また、導波管部１３と接続される導波管２０ａおよび２０ｂの直径Ｄｗは、導波管部１３の直径Ｄｅよりも小さくなっている。後述の測定データにあるように導波管２０ａおよび２０ｂの直径Ｄｗは、例えば、導波管部１３の直径Ｄｅよりも略０．３ｍｍ小さくすることが想定されるが、これに限るものでない。
【００２９】
図３乃至図１４は、以下に説明する３種類の導波管線路における反射損失と周波数の関係をシミュレーションにより測定した際のデータを示す図である。１つ目は、誘電体層１１ａ乃至１１ｃを金属で形成して導波管部１３から誘電体を除去し中空にした積層基板１０中の導波管線路（以下、金属製導波管線路と呼ぶ。）であり、これは、図１６（ａ）に示す金属の導波管２００を想定したものである。この金属製導波管線路は、理想的な特性を示す導波管線路であると考えられる。２つ目は、積層基板を用いた従来における導波管線路であり、図１６（ｂ）に示す導波管線路３００である。すなわち、バイアホール３１４の外周が導波管部３１３の外周に外接するように設けられたものであり、かつ、積層基板３１０における導波管部３１３の直径と導波管３２０の直径が等しいものを想定したものである。３つ目は、本発明の第１の実施の形態における導波管線路１００である。
【００３０】
ここで図３乃至図６は、積層基板１０の厚さＨが０．８ｍｍの場合における反射損失と周波数の関係をシミュレーションにより測定した際のデータであり、図７乃至図１０は、積層基板１０の厚さＨが１．２ｍｍの場合における反射損失と周波数の関係をシミュレーションにより測定した際のデータであり、図１１乃至図１４は、積層基板１０の厚さＨが０．４ｍｍの場合における反射損失と周波数の関係をシミュレーションにより測定した際のデータである。
【００３１】
図３は、誘電体層１１ａ乃至１１ｃを金属で形成した積層基板１０の厚さＨが０．８ｍｍの場合における金属製導波管線路の反射損失と周波数の関係をシミュレーションにより測定した際のデータを示す図である。この図３の場合は、積層基板１０における導波管部１３の直径および導波管２０ａおよび２０ｂの直径は、３．５８ｍｍとして測定したものである。このデータによると周波数を高くしていくと５６ＧＨｚ付近までは反射損失が低減していき、５６ＧＨｚ付近を超えると反射損失が増大している。全体としては、周波数が５５ＧＨｚ付近から６３ＧＨｚ付近までは、反射損失が−５０ｄＢ以下の良好な特性を示していると言える。
【００３２】
図４は、積層基板の厚さＨが０．８ｍｍの場合における導波管線路３００の反射損失と周波数の関係をシミュレーションにより測定した際のデータを示す図である。この図４の場合においては、導波管２０ａおよび２０ｂの直径Ｄｗ、積層基板１０における導波管部１３の直径Ｄｅおよびバイアホール１４が並べられた円周の直径Ｄｈが３．５８ｍｍで、バイアホール１４の直径Ｄｖが０．１ｍｍで、誘電体の比誘電率εｒが１０として測定されたものである。このデータによると周波数が６０ＧＨｚ付近において反射損失が−１１ｄＢと悪く、反射が多いと言える。
【００３３】
図５は、積層基板の厚さＨが０．８ｍｍの場合における本発明の第１の実施の形態の導波管線路１００の反射損失と周波数の関係をシミュレーションにより測定した際のデータを示す図である。この図５の場合においては、導波管２０ａおよび２０ｂの直径Ｄｗが３．５８ｍｍで、積層基板１０における導波管部１３の直径Ｄｅが３．９８ｍｍで、バイアホール１４が並べられた円周の直径Ｄｈが４．２８ｍｍで、バイアホール１４の直径Ｄｖが０．１ｍｍで、誘電体の比誘電率εｒが１０として測定されたものである。このデータによると周波数が６０ＧＨｚ付近において反射損失が−３０ｄＢ以下の良好な特性を示していると言える。
【００３４】
図４と図５を比較すると、本発明の第１の実施の形態における導波管線路１００は、導波管線路３００と比べて大幅に反射損失が低減されている。また、図５における反射損失の特性は、理想的な反射損失の特性を示す図３と比べて遜色ないものであると考えられる。
【００３５】
図６は、本発明の第１の実施の形態における積層基板１０の厚さＨが０．８ｍｍの場合において、積層基板１０における導波管部１３の直径Ｄｅおよびバイアホール１４が並べられた円周の直径Ｄｈを変化させた場合の導波管線路１００の反射損失と周波数の関係をシミュレーションにより測定した際のデータを示す図である。この図６の場合においては、導波管２０ａおよび２０ｂの直径Ｄｗが３．５８ｍｍで、バイアホール１４の直径Ｄｖが０．１ｍｍで、誘電体の比誘電率εｒが１０として測定されたものである。
【００３６】
図６（ａ）は、積層基板１０における導波管部１３の直径Ｄｅが３．５８ｍｍで、バイアホール１４が並べられた円周の直径Ｄｈが３．８８ｍｍの場合における導波管線路１００の反射損失と周波数の関係をシミュレーションにより測定した際のデータを示す図である。このデータによると周波数が高くなるに従って反射損失は低減されており、周波数が６３ＧＨｚ付近においては反射損失が−２０ｄＢと良好な特性を示している。
【００３７】
図６（ｂ）は、積層基板１０における導波管部１３の直径Ｄｅが３．７８ｍｍで、バイアホール１４が並べられた円周の直径Ｄｈが４．０８ｍｍの場合における導波管線路１００の反射損失と周波数の関係をシミュレーションにより測定した際のデータを示す図である。このデータによると６３ＧＨｚ付近までは、反射損失が低減されており、それを超えると反射損失が増大している。しかしながら、周波数が６３ＧＨｚ付近においては、反射損失が−３０ｄＢ以下の良好な特性を示していると言える。
【００３８】
図６（ｃ）は、積層基板１０における導波管部１３の直径Ｄｅが３．９８ｍｍで、バイアホール１４が並べられた円周の直径Ｄｈが４．２８ｍｍの場合における導波管線路１００の反射損失と周波数の関係をシミュレーションにより測定した際のデータを示す図である。このデータによると６１ＧＨｚ付近までは、反射損失が低減されており、それを超えると反射損失が増大している。しかしながら、周波数が５５ＧＨｚ付近から６６ＧＨｚ付近と広い範囲において、反射損失が−３０ｄＢ以下の良好な特性を示していると言える。
【００３９】
図６（ｄ）は、積層基板１０における導波管部１３の直径Ｄｅが４．１８ｍｍで、バイアホール１４が並べられた円周の直径Ｄｈが４．４８ｍｍの場合における導波管線路１００の反射損失と周波数の関係をシミュレーションにより測定した際のデータを示す図である。このデータによると５６ＧＨｚ付近までは、反射損失が低減されており、それを超えると反射損失が増大していっている。しかしながら、周波数が、５６ＧＨｚ付近においては、反射損失が−３０ｄＢ以下の良好な特性を示していると言える。図６（ａ）乃至図６（ｄ）を見ると、例えば、６０ＧＨｚ付近の周波数帯に着目してみると図６（ｃ）に示す場合の特性が一番好ましいと言える。
【００４０】
図７は、誘電体層１１ａ乃至１１ｃを金属で形成した積層基板１０の厚さＨが１．２ｍｍの場合における金属製導波管線路の反射損失と周波数の関係をシミュレーションにより測定した際のデータを示す図である。この図７の場合は、図３の場合と同様に積層基板１０における導波管部１３の直径および導波管２０ａおよび２０ｂの直径は、３．５８ｍｍとして測定したものである。このデータによると周波数を高くしていくと５９ＧＨｚ付近までは反射損失が低減していき、５６ＧＨｚを超えると反射損失が増大していく。全体としては、周波数が５２ＧＨｚ付近を越えると反射損失が−４０ｄＢ以下の良好な特性を示していると言える。
【００４１】
図８は、積層基板の厚さＨが１．２ｍｍの場合における導波管線路３００の反射損失と周波数の関係を測定した際のデータを示す図である。この図８の場合においては、図４の場合と同様に導波管２０ａおよび２０ｂの直径Ｄｗ、積層基板１０における導波管部１３の直径Ｄｅおよびバイアホール１４が並べられた円周の直径Ｄｈが３．５８ｍｍで、バイアホール１４の直径Ｄｖが０．１ｍｍで、誘電体の比誘電率εｒが１０として測定されたものである。このデータによると全体的に見て反射損失の値が悪く、特に６０ＧＨｚ付近において反射損失が−８ｄＢと反射が多いことがわかる。
【００４２】
図９は、積層基板の厚さＨが１．２ｍｍの場合における本発明の第１の実施の形態の導波管線路１００の反射損失と周波数の関係をシミュレーションにより測定した際のデータを示す図である。この図９の場合においては、導波管２０ａおよび２０ｂの直径Ｄｗが３．５８ｍｍで、積層基板１０における導波管部１３の直径Ｄｅが４．１８ｍｍで、バイアホール１４が並べられた円周の直径Ｄｈが４．４８ｍｍで、バイアホール１４の直径Ｄｖが０．１ｍｍで、誘電体の比誘電率εｒが１０として測定されたものである。このデータによると図８と比べて格段に良好な特性と言え、特に６０ＧＨｚ付近においては反射損失が−２０ｄＢ以下と良好な特性になっている。
【００４３】
図８と図９を比較すると、本発明の第１の実施の形態における導波管線路１００は、導波管線路３００と比べて大幅に反射損失が低減されている。また、図９における反射損失の特性は、理想的な反射損失の特性を示す図７と比べて遜色ないものであると考えられる。
【００４４】
図１０は、本発明の第１の実施の形態における積層基板１０の厚さＨが１．２ｍｍの場合において、積層基板１０における導波管部１３の直径Ｄｅおよびバイアホール１４が並べられた円周の直径Ｄｈを変化させた場合の導波管線路の反射損失と周波数の関係を測定した際のデータを示す図である。この図１０の場合においては、導波管２０ａおよび２０ｂの直径Ｄｗが３．５８ｍｍで、バイアホール１４の直径Ｄｖが０．１ｍｍで、誘電体の比誘電率εｒが１０として測定されたものである。
【００４５】
図１０（ａ）は、積層基板１０における導波管部１３の直径Ｄｅが３．５８ｍｍで、バイアホール１４が並べられた円周の直径Ｄｈが３．８８ｍｍの場合における導波管線路１００の反射損失と周波数の関係をシミュレーションにより測定した際のデータを示す図である。このデータによると周波数が高くなるに従って反射損失は低減されており、全体として反射損失の特性は導波管線路３００と比べて改善されていると言える。
【００４６】
図１０（ｂ）は、積層基板１０における導波管部１３の直径Ｄｅが３．７８ｍｍで、バイアホール１４が並べられた円周の直径Ｄｈが４．０８ｍｍの場合における導波管線路１００の反射損失と周波数の関係をシミュレーションにより測定した際のデータを示す図である。このデータによると反射損失が−２０ｄＢとなる周波数帯が多数あり、良好な特性を示していると言える。
【００４７】
図１０（ｃ）は、積層基板１０における導波管部１３の直径Ｄｅが３．９８ｍｍで、バイアホール１４が並べられた円周の直径Ｄｈが４．２８ｍｍの場合における導波管線路１００の反射損失と周波数の関係を測定した際のデータを示す図である。このデータによると５４ＧＨｚ付近から６６ＧＨｚ付近までは、反射損失が−２０ｄＢ以下の良好な特性を示していると言える。
【００４８】
図１０（ｄ）は、積層基板１０における導波管部１３の直径Ｄｅが４．１８ｍｍで、バイアホール１４が並べられた円周の直径Ｄｈが４．４８ｍｍの場合における導波管線路の反射損失と周波数の関係をシミュレーションにより測定した際のデータを示す図である。このデータによると５２ＧＨｚ付近から６７ＧＨｚ付近までは、反射損失が−２０ｄＢ以下の良好な特性を示していると言える。図１０（ａ）乃至図１０（ｄ）を見ると、例えば、６０ＧＨｚ付近の周波数帯に着目してみると図１０（ｄ）に示す場合の特性が一番好ましいと言える。
【００４９】
図１１は、誘電体層１１ａ乃至１１ｃを金属で形成した積層基板１０の厚さＨが０．４ｍｍの場合における金属製導波管線路の反射損失と周波数の関係をシミュレーションにより測定した際のデータを示す図である。この図１１の場合は、積層基板１０における導波管部１３の直径および導波管２０ａおよび２０ｂの直径を、３．５８ｍｍとして測定したものである。このデータによると周波数を高くしていくと５８ＧＨｚ付近までは反射損失が低減していき、５８ＧＨｚを超えた辺りから反射損失が増大していく。全体としては、周波数が５５ＧＨｚ付近から６４ＧＨｚ付近までは、反射損失が−５０ｄＢ以下の良好な特性を示していると言える。
【００５０】
図１２は、積層基板の厚さＨが０．４ｍｍの場合における導波管線路３００の反射損失と周波数の関係をシミュレーションにより測定した際のデータを示す図である。この図１２の場合においては、導波管２０ａおよび２０ｂの直径Ｄｗ、積層基板１０における導波管部１３の直径Ｄｅおよびバイアホール１４が並べられた円周の直径Ｄｈが３．５８ｍｍで、バイアホール１４の直径Ｄｖが０．１ｍｍで、誘電体の比誘電率εｒが１０として測定されたものである。このデータによると、例えば、周波数が６０ＧＨｚ付近において反射損失が−３０ｄＢ以下の良好な特性を示していると言える。
【００５１】
図１３は、本発明の第１の実施の形態における導波管線路１００の反射損失と周波数の関係をシミュレーションにより測定した際のデータを示す図である。この図１３の場合においては、導波管２０ａおよび２０ｂの直径Ｄｗが３．５８ｍｍで、積層基板１０における導波管部１３の直径Ｄｅが３．５８ｍｍで、バイアホール１４が並べられた円周の直径Ｄｈが３．８８ｍｍで、バイアホール１４の直径Ｄｖが０．１ｍｍで、誘電体の比誘電率εｒが１０として測定されたものである。このデータによると、例えば、周波数が６０ＧＨｚ付近において反射損失が−４０ｄＢ以下の良好な特性を示していると言える。
【００５２】
図１２と図１３を比較すると、導波管線路３００の反射損失の特性よりも本発明の第１の実施の形態における導波管線路１００の反射損失の特性の方が若干改善されているが、積層基板の厚さＨが０．８ｍｍや積層基板の厚さＨが１．２ｍｍの場合ほどには反射損失の特性に顕著な差はないと言える。すなわち、積層基板の厚さＨが薄くなると、導波管線路３００と本発明の第１の実施の形態における導波管線路１００における反射損失の特性はそれほど差がなくなってくると予測される。また、図１３における反射損失の特性は、理想的な反射損失の特性を示す図１１と比べてそれ程遜色ないものであると考えられる。
【００５３】
図１４は、本発明の第１の実施の形態における積層基板１０の厚さＨが０．４ｍｍの場合において、積層基板１０における導波管部１３の直径Ｄｅおよびバイアホール１４が並べられた円周の直径Ｄｈを変化させた場合の導波管線路１００の反射損失と周波数の関係をシミュレーションにより測定した際のデータを示す図である。なお、図１４の場合においては、導波管２０ａおよび２０ｂの直径Ｄｗが３．５８ｍｍで、バイアホール１４の直径Ｄｖが０．１ｍｍで、誘電体の比誘電率εｒが１０として測定されたものである。
【００５４】
図１４（ａ）は、積層基板１０における導波管部１３の直径Ｄｅが３．５８ｍｍで、バイアホール１４が並べられた円周の直径Ｄｈが３．８８ｍｍの場合における導波管線路１００の反射損失と周波数の関係をシミュレーションにより測定した際のデータを示す図である。このデータによると６４ＧＨｚ付近までは、反射損失が低減されており、それを超えると反射損失が増大している。
【００５５】
図１４（ｂ）は、積層基板１０における導波管部１３の直径Ｄｅが３．７８ｍｍで、バイアホール１４が並べられた円周の直径Ｄｈが４．０８ｍｍの場合における導波管線路１００の反射損失と周波数の関係をシミュレーションにより測定した際のデータを示す図である。このデータによると５６ＧＨｚ付近までは、反射損失が低減されており、それを超えると反射損失が増大している。
【００５６】
図１４（ｃ）は、積層基板１０における導波管部１３の直径Ｄｅが３．９８ｍｍで、バイアホール１４が並べられた円周の直径Ｄｈが４．２８ｍｍの場合における導波管線路１００の反射損失と周波数の関係をシミュレーションにより測定した際のデータを示す図である。このデータによると５５ＧＨｚ付近までは、反射損失が低減されており、それを超えると反射損失が増大している。図１４（ａ）乃至図１４（ｃ）を見ると、例えば、６０ＧＨｚ付近の周波数帯に着目してみると図１４（ａ）に示す場合の特性が一番好ましいと言える。
【００５７】
図１５は、本発明の第２の実施の形態における導波管線路１１０を示す図である。なお、本発明の第１の実施の形態における導波管線路１００と同一の機能および構造を有する部分については同一の符号を用いるものとしてその説明を省略する。本発明の第２の実施の形態における導波管線路１１０と本発明の第１の実施の形態における導波管線路１００の相違点は、導波管部１３の形状である。本発明の第１の実施の形態における導波管線路１００において導波管部１３の形状は、底面を円形とする円柱形状であったが、本発明の第２の実施の形態における導波管線路１１０の形状は、底面を矩形とする直方体形状になっている。また、導波管２０ａおよび２０ｂの導波管部２１ａおよび２１ｂの形状も直方体形状になっている。
【００５８】
また、導波管線路１１０における導波管部１３の矩形の外周は、導波管２０ａおよび２０ｂの矩形の外周よりも長くなっており、導波管線路１１０における導波管部１３の内側に導波管部２０ａおよび２０ｂは包含される状態で積層基板１０と導波管２０ａおよび２０ｂは接続されている。バイアホール１４は、導波管線路１１０における導波管部１３の矩形の外周から所定距離Ｄｘの位置に設けられている。
【００５９】
本発明の第２の実施の形態のように導波管線路１１０の形状として底面を矩形とする直方体形状とし、また、導波管部２０ａおよび２０ｂの形状として底面を矩形とする直方体形状としても、反射損失の測定データは、図３乃至図１４で得られたような測定データと同様の良好な特性データを得られることが予想される。
【００６０】
このように、本発明の実施の形態によれば、従来の導波管線路と比べて反射損失を格段に低下させることができる。また、製造の精度の偏差によってバイアホールの位置がずれた場合であっても導体層との接続を確保させられ、バイアホールの位置のずれによる電気的特性不良を出すことを防ぐことを可能とする。
【００６１】
なお、本発明の実施の形態は本発明を具現化するための一例を示したものであり、以下に示すように特許請求の範囲における発明特定事項とそれぞれ対応関係を有するが、これ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において種々の変形を施すことができる。
【００６２】
すなわち、請求項１において、誘電体層は、例えば、誘電体層１１ａ乃至１１ｃに対応する。また、導体層は、例えば、導体層１２ａ乃至１２ｄに対応する。また、導波管部は、例えば、導波管部１３に対応する。また、バイアホールは、例えば、バイアホール１４に対応する。また、導波管は、例えば、導波管２０ａおよび２０ｂに対応する。
【００６３】
また、請求項８において、誘電体層は、例えば、誘電体層１１ａ乃至１１ｃに対応する。また、導体層は、例えば、導体層１２ａ乃至１２ｄに対応する。また、導波管部は、例えば、導波管部１３に対応する。また、バイアホールは、例えば、バイアホール１４に対応する。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１の実施の形態における導波管線路１００の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態における導波管線路１００の断面図である。
【図３】誘電体層１１ａ乃至１１ｃを金属で形成した積層基板１０の厚さＨが０．８ｍｍの場合における金属製導波管線路の反射損失と周波数の関係をシミュレーションにより測定した際のデータを示す図である。
【図４】積層基板の厚さＨが０．８ｍｍの場合における導波管線路３００の反射損失と周波数の関係をシミュレーションにより測定した際のデータを示す図である。
【図５】積層基板の厚さＨが０．８ｍｍの場合における本発明の第１の実施の形態の導波管線路１００の反射損失と周波数の関係をシミュレーションにより測定した際のデータを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態における積層基板１０の厚さＨが０．８ｍｍの場合において、積層基板１０における導波管部１３の直径Ｄｅおよびバイアホール１４が並べられた円周の直径Ｄｈを変化させた場合の導波管線路の反射損失と周波数の関係をシミュレーションにより測定した際のデータを示す図である。
【図７】誘電体層１１ａ乃至１１ｃを金属で形成した積層基板１０の厚さＨが１．２ｍｍの場合における金属製導波管線路の反射損失と周波数の関係を測定した際のデータを示す図である。
【図８】層基板の厚さＨが１．２ｍｍの場合における導波管線路３００の反射損失と周波数の関係をシミュレーションにより測定した際のデータを示す図である。
【図９】積層基板の厚さＨが１．２ｍｍの場合における本発明の第１の実施の形態の導波管線路１００の反射損失と周波数の関係をシミュレーションにより測定した際のデータを示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態における積層基板１０の厚さＨが１．２ｍｍの場合において、積層基板１０における導波管部１３の直径Ｄｅおよびバイアホール１４が並べられた円周の直径Ｄｈを変化させた場合の導波管線路の反射損失と周波数の関係をシミュレーションにより測定した際のデータを示す図である。
【図１１】誘電体層１１ａ乃至１１ｃを金属で形成した積層基板１０の厚さＨが０．４ｍｍの場合における金属製導波管線路の反射損失と周波数の関係をシミュレーションにより測定した際のデータを示す図である。
【図１２】積層基板の厚さＨが０．４ｍｍの場合における導波管線路３００の反射損失と周波数の関係をシミュレーションにより測定した際のデータを示す図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態における導波管線路１００の反射損失と周波数の関係をシミュレーションにより測定した際のデータを示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態における積層基板１０の厚さＨが０．４ｍｍの場合において、積層基板１０における導波管部１３の直径Ｄｅおよびバイアホール１４が並べられた円周の直径Ｄｈを変化させた場合の導波管線路の反射損失と周波数の関係をシミュレーションにより測定した際のデータを示す図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態における導波管線路１１０を示す図である。
【図１６】従来におけるマイクロ波またはミリ波の信号を伝送する導波管２００および導波管線路３００を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０  積層基板
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ  誘電体層
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ  導体層
１３  導波管部
１４  バイアホール
２０ａ、２０ｂ、２００  導波管
１００、１１０、３００  導波管線路
【図１】
2006332875.tif 000003
【図２】
2006332875.tif 000004
【図３】
2006332875.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006332875.tif 000007
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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