(57)【要約】ハイブリッド結合器（１０、９０、１１０、１３０、１６０、２１０）は、厚膜形成技術を利用して形成された結合構造部を有する基板（１２）を有する。結合構造部は２つの平行な導電性ストリップ（２１、３１）を有する。１つのストリップ（２１）は１端を入力ポート（２２）に、別の端をディレクトポート（２３）に結合されている。他のストリップ（３１）は１端を結合ポート（３２）に、別の端をアイソレートポート（３３）に結合されている。電気導電性シールド（７１、９１、１１１、１６４）は導電性ストリップと縦一列に並ぶように配置され、導電性ストリップ間の結合を強める。誘電体層（６１、１６２）はシールドと導電性ストリップ間に提供される。
2005522068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結合器を有する装置であって、当該結合器が：
第１および第２の側を有する厚膜の誘電体層；
電気導電性材料から成る、前記誘電体層の前記第１の側に置かれた厚膜の第１のストリップ；
電気導電性材料から成る、前記誘電体層の前記第１の側に置かれた厚膜の第２のストリップであって、前記第１および第２のストリップが相互にほぼ平行に伸びていることを特徴とする、第２のストリップ；および、
電気導電性材料から成る、前記誘電体層の前記第２の側に、前記第１および第２のストリップと一列に並ぶように置かれた厚膜のシールド；
を有することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記誘電体層の前記第１の側と隣接するように置かれた基板を有し、前記第１および第２のストリップが前記基板と前記誘電体層の間に置かれていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記誘電体層の前記第２の側と隣接するように置かれた基板を有し、前記シールドが前記基板と前記誘電体層の間に置かれていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記装置が：
厚膜の他の誘電体層であって、前記第１および第２のストリップが前記誘電体層の間に置かれていることを特徴とする、他の誘電体層；および
前記他の誘電体層の前記基板とは反対の側に、前記第１および第２のストリップと一列に並ぶように置かれた、厚膜の他のシールド；
を有することを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記シールドが、前記第１および第２のストリップの外側の端部間距離とほぼ等しい幅を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記シールドが、前記第１および第２のストリップの外側の端部間距離よりも広い幅を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記シールドが、前記第１および第２のストリップの外側の端部間距離よりも狭い幅を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記第１および第２のストリップ各々が第１および第２の端部を有し、前記ストリップの前記第１の端部が隣接しており、前記ストリップの前記第２の端部が隣接していること；および
前記誘電体層の前記第１の側に置かれた、電気導電性材料から成る厚膜の第１、第２、第３および第４のポート部分を有し、前記第１および第２のポート部分が、それぞれ前記第１のストリップの前記第１および第２の端部に電気的に結合され、前記第３および第４のポート部分が、それぞれ前記第２のストリップの前記第１および第２の端部に電気的に結合されていること；
を特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記第１および第２のポート部分、ならびに前記第１のストリップがそれぞれ単一の導電部分の積層位置にあること；
前記第３および第４のポート部分、ならびに前記第２のストリップがそれぞれ単一の導電部分の積層位置にあること；
前記第１および第２のポート部分各々が、前記第１のストリップの前記端部から、前記第２のストリップとは反対の、近似的に第１の直交方向に伸びていること；および
前記第３および第４のポート部分各々が、前記第２のストリップの前記端部から、前記第１の直交方向とは反対の、近似的に第２の直交方向に伸びていること；
を特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１および第２のストリップ各々が、第１および第２の端部を有し、前記ストリップの前記第１の端部が隣接しており、前記ストリップの前記第２の端部が隣接していること；
前記誘電体層の前記第１の側に置かれた、電気導電性材料から成る厚膜の第１、第２、第３および第４のポート部分を有し、前記第１および第２のポート部分が、それぞれ前記第１のストリップの前記第１および第２の端部に電気的に結合され、前記第３のポート部分が、前記第２のストリップの前記第１の端部に電気的に結合されていること；
前記誘電体層の前記第２の側に置かれた、第１および第２の端部を有する、電気導電性材料から成る他の部分を有すること；および、
前記誘電体層を介して、配置された位置から伸びる電気導電性の第１および第２の経路を有し、前記第１の経路が、前記他の部分にある前記第１の端部と、前記第４のポート部分とを電気的に結合させ、前記第２の経路が、前記他の部分にある前記第２の端部と、前記第２のストリップの前記第２の端部とを電気的に結合させること；
を特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１および第２のポート部分、ならびに前記第１のストリップがそれぞれ単一の導電部分の積層位置にあること；
前記第３のポート部分および前記第２のストリップがそれぞれ単一の導電部分の積層位置にあること；
前記第１ポート部分が、前記第１のストリップの前記第１の端部から、前記第２のストリップとは反対の、近似的に第１の直交方向に伸びていること；
前記第２のポート部分が、前記第１のストリップの前記第２の端部から、前記第１の直交方向とは反対の、近似的に第２の直交方向に伸びていること；
前記第３のポート部分が、前記第２のストリップの前記第１の端部から、近似的に前記第２の直交方向に伸びていること；および
前記他の部分が、前記第２の経路から、近似的に前記第１の直交方向に伸びていること；
を特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
結合器を形成する方法であって：
厚膜技術を利用して誘電体層を形成するステップであって、前記誘電体層が第１および第２の側を有することを特徴とするステップ；
厚膜技術を利用して電気導電性のある第１のストリップを形成するステップであって、前記第１のストリップが前記誘電体層の前記第１の側に置かれることを特徴とするステップ；
厚膜技術を利用して電気導電性のある第２のストリップを形成するステップであって、前記第２のストリップが前記誘電体層の前記第１の側に置かれ、前記第１および第２のストリップが相互にほぼ平行に伸びていることを特徴とするステップ；および
厚膜技術を利用して電気導電性のあるシールドを形成するステップであって、前記シールドが前記誘電体層の前記第２の側に、前記第１および第２のストリップと一列に並ぶように置かれることを特徴とするステップ；
から構成される方法。
【請求項１３】
基板を提供するステップを有し、
前記第１および第２のストリップを形成する前記ステップは、前記基板に前記ストリップを形成するステップを有し、
前記誘電体層を形成する前記ステップは前記基板および前記ストリップを覆うように前記誘電体層を形成するステップを有し、
前記シールドを形成する前記ステップは、前記誘電体層を覆うように前記シールドを形成するステップを有すること
を特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
基板を提供するステップを有し、
前記シールドを形成する前記ステップは、前記基板に前記シールドを形成するステップを有し、
前記誘電体層を形成する前記ステップは前記基板および前記シールドを覆うように前記誘電体層を形成するステップを有し、
前記第１および第２のストリップを形成する前記ステップは、前記誘電体層を覆うように前記ストリップを形成するステップを有すること
を特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
厚膜技術を利用して他の誘電体層を形成する前記ステップを有し、前記第１および第２のストリップが前記誘電体層間に置かれること；および
厚膜技術を利用して他のシールドを形成する前記ステップを有し、前記他のシールドが、前記他の誘電体層の前記基板とは反対の側に、前記第１および第２のストリップと一列に並ぶように置かれること；
を特徴とする請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエネルギー指向性装置に関するものであり、特に、マイクロ波または他のエネルギーを指向させることのできる集積回路の一部を成すハイブリッド結合器に関する。
【背景技術】
【０００２】
パッシブ電力結合器は、マイクロ波システムのような、多くの高周波数信号処理システムにおいて用いられる集積回路装置の基本タイプである。装置には平衡形混合器、平衡形増幅器、移相器、減衰器、変調器、弁別器、および測定用ブリッジが含まれる。理想的なハイブリッド結合器は、通常入力ポート、ディレクトポート、結合ポート、およびアイソレートポートとして知られる、４つのポートを有する結合器である。入力ポートに入った波長エネルギーはディレクトポートおよび結合ポートそれぞれに供給されるが、アイソレートポートには供給されない。ディレクトポートと結合ポートの各々とに結合された入力エネルギー量はほぼ等しい場合と、選択された割合によって異なる場合とがある。
【０００３】
近年、これらのハイブリッド結合器を用いる最先端システムの典型的な動作周波数が著しく増大している。特に典型的な動作周波数は３倍から６倍の範囲で増大しており、例えば典型的な周波数である約３ＧＨｚから典型的な周波数領域は１０−１８ＧＨｚの範囲に増大している。これらの周波数の増大とともに、結合器の形状を小型化する必要が生じている。結果として、比較的広い周波数領域にわたって密結合を得るため、広帯域のマイクロ波ハイブリッド結合器には結合構造の範囲内で寸法の小型化が通常必要となる。これらの寸法の小型化は通常、周知のタイプの、薄膜技術と通常称される光リトグラフィ技術を用いて行われる。薄膜技術で形成した結合器は通常、意図した目的に対しては適合されるが、全ての点で満足されるものではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
１つの問題は、薄膜技術を利用した結合器の形成方法は著しいコスト高につながることである。他のタイプの集積回路を利用したあまり高コストではない形成方法は、光リトグラフィ技術ではなく、スクリーン印刷技術を含むものであって、この技術は通常、厚膜形成技術として知られている。しかしながら、厚膜技術は一般に低コストではあるが、薄膜技術よりも製作誤差が大きい。事前の高周波結合器の設計には小型で精密な寸法が要求されるため、結果として一般に本業界では、厚膜技術を利用してハイブリッド結合器、特にマイクロ波システムのような高周波装置を製作することを、非現実的であると捉えてきた。
【０００５】
前述のように、ハイブリッド結合器に対しては、厚膜技術を利用して、良好な収率かつ良好な特性を有するように形成することに対してニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの形態によれば、装置はこのニーズに対処するように提供され、また装置は以下の結合器を有する。すなわち結合器は：
第１および第２の側を有する厚膜誘電体層；電気導電性のある材料で構成され、誘電体層の第１の側に置かれた、厚膜の第１のストリップ；電気導電性のある材料で構成され、誘電体層の第１の側に置かれた、厚膜の第２のストリップであって、第１および第２のストリップが相互にほぼ平行に伸びている、第２のストリップ；および、電気導電性のある材料で構成され、第１および第２のストリップと一列に並ぶように誘電体層の第２の側に置かれた、厚膜のシールド；
を有する。
【０００７】
本発明の別の形態によると、結合器を形成する方法は：
厚膜技術を利用して、誘電体層を形成するステップであって、誘電体層が第１および第２の側を有することを特徴とするステップ；厚膜技術を利用して、電気導電性のある第１のストリップを形成するステップであって、第１のストリップが誘電体層の第１の側に置かれていることを特徴とするステップ；厚膜技術を利用して、電気導電性のある第２のストリップを形成するステップであって、第２のストリップが誘電体層の第１の側に置かれており、第１および第２のストリップが相互にほぼ平行に伸びていることを特徴とするステップ；および、厚膜技術を利用して、電気導電性のあるシールドを形成するステップであって、シールドが、第１および第２のストリップと一列に並ぶように誘電体層の第２の側に置かれていることを特徴とするステップ；
を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明をより明確に伝えるため、図面中のある態様にはスケールは示されていない。この観点で参照すると、図１は、ハイブリッド結合器１０を実施する集積回路の一部の、装置の概略的な部分上面図である。ここで結合器１０は本発明の具体的態様である。図２は図１の切断線２−２に沿った概略的な部分断面図である。結合器１０は基板１２を有する。これは開示された実施例ではアルミナである。しかしながら基板１２は代わりにある他の適当な材料、例えば窒化アルミまたはベリリウム酸化物で構成することが可能である。基板１２は、以下に示すマイクロストリップの動作を容易にするため、標準タイプの示されていない基平面の裏面を有する。
【０００９】
より具体的には、２つの分離した、電気導電性のある部分１６および１７は基板１２の上に形成される。導電部分１６および１７は各々、周知の厚膜技術で形成され、この技術には基板１２への導電部分１６および１７のスクリーン印刷が含まれる。各導電部分１６および１７はほぼ３００μｍの厚さであるが、代わりに、厚膜技術によって形成されるある他の適当な厚さにすることもできる。開示された実施例において、各導電部分１６および１７は金で構成されるが、代わりに、電気的導電性を有する、別のタイプの金属のような、ある他の適当な材料で構成されても良い。
【００１０】
導電部分１６は細長いストリップ２１と、ストリップ２１の１端にある入力ポート２２と、ストリップ２１の別の端にあるディレクトポート２３と、を有する。ストリップ２１およびポート２２、２３はそれぞれ導電部分１６の集積部分である。同様の方法で導電部分１７は細長いストリップ３１と、ストリップ３１の１端にある結合ポート３２と、ストリップ３１の別の端にある分離ポート３３と、を有する。ストリップ３１およびポート３２、３３はそれぞれ導電部分１７の集積部分である。ストリップ３１はストリップ２１と近距離に配置され、これと平行に伸びており、その結果、ストリップ２１および３１の隣接する端部が相互に平行に伸びている。ストリップ２１および３１は１組のマイクロストリップ結合線路として作用する。
【００１１】
ポート２２および２３は、ストリップ２１のそれぞれの端から、ストリップ３１とは反対の方向に伸びており、これによってほぼ、ストリップ２１および３１と直行する方向３６の方を向いている。ポート３２および３３は、ストリップ３１のそれぞれの端から、ストリップ２１とは反対の方向に伸びており、これによってほぼ、ストリップ２１および３１と直行する方向であって、直行方向３６とは反対の方向３７の方を向いている。各ポート２２、２３、３２、３３は、それぞれの外側の端に部分４１−４４を有しており、これらは外部電気接続を可能とする端子またはパッドとして作用する。
【００１２】
図２の参照によれば、ストリップ２１および３１はそれぞれの幅４６および４７を有する。開示された実施例において、幅４６および４７はほぼ等しく、いずれも０．００４インチ程度である。ストリップ２１および３１の間の左右の間隔または隙間４８は、開示された実施例においてはほぼ０．００２インチ程度であるが、代わりにある別の適当な寸法にすることもできる。
【００１３】
誘電材料の層６１は基板１２の一部を覆うように、また導電部分１６および１７の、端部にある端子４１−４４を除く部分を覆うように提供される。誘電体層６１は周知のタイプの厚膜技術を利用して形成される。開示された実施例において、誘電体層６１の厚さはほぼ０．０００５インチ程度であるが、代わりに厚膜技術によって形成されるある他の適当な厚さにすることもできる。図１に示されるように、開示された実施例において誘電体層６１はほぼ長方形状である。４つのポートの各端子４１−４４は、誘電体層６１の縁部から出て横に突出している。
【００１４】
開示された実施例において、誘電体層６１は、誘電率が３．９のホウケイ酸ガラス材料から成る。これはペンシルベニア州Ｗｅｓｔ  ＣｏｎｓｈｏｈｏｃｋｅｎにあるＨａｒａｅｕｓ  Ｉｎｃ社のカタログ番号ＫＱ１２５の市販品である。しかしながら代わりにある他の適当な誘電材料で構成することもできる。
【００１５】
電気導電性のあるシールド７１は誘電体層６１の上に形成される。シールド７１は周知のタイプの厚膜技術を利用して形成される。開示された実施例においてシールド７１は金で構成されるが、代わりに電気的導電性を有する、別の金属のようなある他の適当な材料で構成することも可能である。開示された実施例においてシールド７１はほぼ３００μｍの厚さを有するが、代わりに厚膜技術によって形成される、ある他の厚さにすることも可能である。
【００１６】
図１に示されるように、シールド７１は細長い長方形状である。シールド７１は導電性ストリップ２１および３１の中心を覆うように置かれ、そのほぼ全長に渡っている。図２の参照によれば、シールド７１は幅７６を有し、これはストリップ２１および３１の端から端までの距離７７とほぼほぼ等しくなっている。しかしながら、シールド７１は、後に詳しく説明するように、異なる幅７６を有することも可能である。
【００１７】
上述のように図２のある態様は寸法通りではない。１例を挙げれば、シールド７１の厚さもしくはストリップ２１および３１の厚さは、誘電体層６１の厚さに比べて大きく誇張されている。実際には、シールド７１とストリップ２１および３１間の垂直な距離は、誘電体層６１の厚さとほぼ等しいことが把握されるであろう。
【００１８】
実際の使用の間、入力ポート２２に供給される波長エネルギーは、後に示すように設計によって定められる分配比で、ディレクトポート２３と結合ポート３２の間に分配される。理想的には入力ポートからの全エネルギーがディレクトポートと結合ポートに分配され、アイソレートポート３３には達しないことになる。しかしながら、実際には、このエネルギーの少量部分はアイソレートポートに到達することになる。
【００１９】
結合器１４０は厚膜技術を利用して形成されるという事実から、導電性ストリップ２１および３１の間隔または隙間４８は、結合器が薄膜技術で形成された場合よりも必然的に大きくなる。これは厚膜技術よりも薄膜技術で、寸法および誤差がより精密になるという事実による。厚膜技術を利用した場合、開示された実施例においては、薄膜技術を利用した実施例の場合よりも、間隔または隙間４８が大きくなるため、導電性ストリップ２１および３１の間の電磁気的結合は、ストリップを相互に近接させることができる薄膜結合器の導電性ストリップの場合よりも、幾分小さくなることが予想される。
【００２０】
しかしながら開示された実施例においては、シールド７１の存在効果によって、ストリップ２１からストリップ３１へのエネルギーの電磁気的結合のレベルが顕著に増大し、ストリップ２１および３１が、事前の装置の場合よりも離れて設置されているときであっても、結合は適切なレベルになる。またシールド７１は、実際にシールド７１がなかった場合よりも隙間４８が大きくなることを許容するため、より大きな隙間が、製造誤差の抑制を可能にし、これによって薄膜技術の必要性が避けられ、代わりに、開示された結合器を低コストの厚膜技術で容易に形成することが可能となる。製造のばらつきの点では、開示された結合器１０は、最小限の性能劣化で、かなりの製造ばらつきを許容する。その結果、広帯域結合器１０は厚膜技術で形成され、高い製造収率が得られる。
【００２１】
図３は、図１から２の結合器１０の別の実施例であるハイブリッド結合器９０の概略的な断面図である。結合器９０は結合器１０と効果的には同じであるが、これは、図１から２におけるシールド７１の幅７６よりも小さい幅９３のシールド９１を有している。従って、シールド９１の幅９３は導電性ストリップ２１および３１の外端間の距離７７よりも短い。図２のシールド７１と同様に、図３のシールド９１は厚膜技術で形成され、シールド９１がなかった場合の状況と比較して、導電性ストリップ２１および３１の間の結合を著しく高める。しかし、図３のシールド９１はその幅が図２のシールド７１よりも小さいため、図２のシールド７１よりも幾分弱い結合を提供する。
【００２２】
従って、シールド幅の調節が、結合ストリップ２１および３１の間の結合度を設定、または調整することにすることが可能な設計技術となり、入力ポート２２からのエネルギーをディレクトポート２３と結合ポート３２に分配する方法を定める直線関係の調節、に利用できることがわかる。ストリップ２１および３１の間の結合度を調節することに利用できる他の設計技術には、導電性ストリップ２１および３１の間の隙間４８（図２）の変更、ストリップ２１および３１をシールド７１もしくは９１と分離する誘電体層６１の厚さ変更、および誘電体層６１に対して誘電率の異なる別の誘電材料の使用、またはこれらの少なくとも１つの変更、も含まれる。導電性ストリップ２１および３１の幅を変化することで反射減衰量が変化し、両ストリップ間の結合度にある効果をもたらすことが可能となる。導電性ストリップ２１および３１の長さは、結合器１０が動作する範囲内で周波数バンドを変化させるため、変更することができる。
【００２３】
図４は図２および３と同様の概略的な部分断面図であるが、図２の結合器１０とは別の実施例であるハイブリッド結合器１１０が示されている。結合器１１０は結合器１０と効果的には同じであるが、これは、図２におけるシールド７１の幅７６よりも大きな幅１１３のシールド１１１を有している。結果として図４のシールド１１１はストリップ２１および３１の間に、図２のシールド７１より大きな結合度を提供する。シールド１１１は厚膜技術を利用して形成され、図１から２のシールド７１と効果的には同じであるが、シールド１１１はシールド７１よりも幅が広くなっている。
【００２４】
図５は、図２の結合器１０とは別の実施例であるハイブリッド結合器１３０の概略的な部分断面図である。図５の結合器１３０は図２の結合器１０と効果的には同じであるが、シールド７１の位置と、導電性ストリップ２１および３１の位置が交換されている。特に、シールド７１は基板１２と誘電体層６１の間に置かれ、ストリップ２１および３１は誘電体層６１の上側に置かれている。図５のシールド７１は、図２のシールド７１と同じ幅および厚さを有し、図５の誘電体層６１は図２の誘電体層６１と同じ厚さを有し、導電性ストリップ２１および３１は図２のストリップ２１および３１と同じ幅および厚さを有し、さらに図５の導電性ストリップ２１および３１間の間隔または隙間は図２と同じである。さらに、結合器１３０は図２の結合器１０と実質的に同等の方法および同等の性能で動作する。
【００２５】
図６は、図５の結合器１３０とは別の実施例である結合器１６０の概略的な部分断面図である。結合器１６０は、図５に示された結合器１３０と構造上同じ部分を有する。結合器１６０は追加構造も有する。追加構造は、導電性ストリップ２１および３１、ならびに誘電体層６１を覆うように提供される第２の誘電体層１６２と、誘電体層１６２の上部に提供される別のシールド１６４と、を有する。誘電体層１６２およびシールド１６４は各々が、周知のタイプの厚膜技術を利用して形成される。
【００２６】
図６の誘電体層１６２は誘電体層６１と同じ厚さであるが、代わりに、厚膜技術を利用して誘電体層１６２とは異なる厚さにすることも可能である。図６の誘電体層１６２は誘電体層６１と同じ材料で構成されるが、代わりに、別の適当な材料で構成することも可能である。図６のシールド１６４は図６のシールド７１と同じ厚さ、幅および長さであって、シールド７１上に一列に並んでいる。しかしながら、代わりに、厚膜技術の制限内で、シールド１６４は異なる厚さ、または異なる長さもしくは幅を有するようにすることも可能である。図６のシールド１６４はシールド７１と同じ電気導電性の材料で構成されるが、代わりにある他の適当な材料で構成されても良い。
【００２７】
２つのシールド７１および１６４は、それらの間に導電性ストリップ２１および３１を有しており、この２つのシールドの設置によって、ストリップ２１および３１間に図５の実施例に比べて、著しい結合の促進をもたらす。従って、第２のシールドの設置は、厚膜結合器において、ストリップ２１および３１の間の結合度を設定、または調整し、それによって入力ポートからのエネルギーをディレクトポートと結合ポート間に均等に分配する方法を制御することに利用することが可能な、さらに別の設計技術となる。
【００２８】
２つのシールド７１と１６４の存在によって提供される追加的結合効果により、ストリップ２１および３１の間の結合度を適正に維持したまま、誘電体層６１および１６２双方の厚さを増大することもまた可能となる。誘電体層の厚膜化は、シールド７１または１６４からストリップ２１または３１まで短く伸びるピンホールの可能性を低減させることにもつながる。
【００２９】
図７は図１と同様の概略的な部分断面図であるが、図１の結合器１０とは別の実施例である結合器２１０が示されている。図７の結合器２１０は図１の結合器１０と効果的に同じであるが、以下の点が異なる。
【００３０】
結合器２１０は、ストリップ２１、端子４１を有する入力ポート２２、および端子４２を有するディレクトポート２３、を含む各集積部分から成る電気導電部分２１６を有する。導電部分２１６は主として、ディレクトポート２３がストリップ２１の右端から、直行方向３６ではなく直交方向３７の方に近似的に伸びている点で、図１の導電部分１６とは異なる。
【００３１】
結合器２１０はさらに、導電性ストリップ３１および端子４３を有する結合ポート、を含む各集積部分を有する電気導電部分２１７をも含む。図７の導電部分２１７は主として、導電部分２１７がストリップ３１の右端で留まっている点で図１の導電部分１７とは異なる。図１の導電部分の場合はストリップ３１の右端と直接かつ集積的に接続されたアイソレートポート３３を有する。図７の結合器２１０において、端子４４を有するアイソレートポート３３は、別のほぼ正方形状の電気導電部分２１８の形で基板１２上に置かれ、アイソレートポート３３は、導電性ストリップ３１の右端から、ほぼ直交方向３６の方を向くように配置される。
【００３２】
結合器２１０はさらに別の電気導電部分２１９を有する。導電部分２１９は、基板１２と誘電体層６１の間ではなく、誘電体層６１の上部に置かれ、シールド７１と同時に形成される。導電部分２１９はストリップ３１の右端を覆うように配置された一端を有し、もう一方の端部はアイソレートポート３３の内側の端部を覆うように配置される。電気導電経路２２６は、誘電体層６１を介して垂直に伸びており、ストリップ３１の右端と、その上に置かれた導電部分２１９の端部とを電気的に結合する。さらに別の電気導電経路２２７は、誘電体層６１を介して垂直に伸びており、導電部分２１９の反対側の端部と、アイソレートポート３３の内側の端部とを電気的に結合する。導電部分２１９は経路２２６から経路２２７に、ほぼ直交方向３６に向かって伸びている。
【００３３】
導電部分２１６ないし２１９および経路２２６ないし２２７はそれぞれ周知のタイプの厚膜技術を利用して形成される。導電部分２１６ないし２１９はそれぞれ金で構成され、各々は約３００μｍの厚さを有する。しかしながら、これらを代わりにある他の適当な導電材料で構成し、厚膜技術によってある他の適当な厚さを有するようにすること、またはそのいずれかのみ行うことも可能である。経路２２６ないし２２７は金で構成されるが、代わりにある他の適当な材料で構成することも可能である。
【００３４】
図７の結合器２１０と図１の結合器１０との顕著な違いは、ディレクトポート２３とアイソレートポート３３の位置が効果的に交換されていることである。その結果、図７においてディレクトポート２３と結合ポート３２はどちらも結合器２１０の同じ側にあることとなる。これは、平衡回路、例えば平衡フィルター、平衡形増幅器、平衡移相器、および平衡減衰器、として知られる回路分野の範疇での結合器２１０の使用を容易にする。ディレクトポートおよびアイソレートポートの位置が交換されているという事実の他は、結合器２１０は、上記のような結合器１０の場合と実質的に同様の方法で動作し、同等の特性を提供する。
【００３５】
本発明は多くの技術的利点を提供する。そのような技術的利点の１つは、低コスト厚膜技術を利用して製作される、適正な結合度が得られるハイブリッド結合器の提供である。関連する利点は、シールドと結合構造部の間に誘電体層を有するような結合構造部における浮遊導電性シールドの利用に関する。シールドは結合度を著しく増大させ、それによって結合構造部同士の隙間を、厚膜形成処理での製作が可能となる程度まで広げることが可能となる。
【００３６】
さらに別の利点は、結合器設計が、特性に顕著な変化を生じさせずに、かなりの製造誤差を許容することである。関連する利点は、結合器が広帯域特性を有し、また厚膜技術を利用して低コストで高収率の製造が可能となることである。
【００３７】
選択された実施例が詳細に示され、記載されているが、請求の範囲に示されるように、本発明の観念および範囲から逸脱しないで様々な置換や変更が可能であることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明を具体化した結合器を有する集積回路の概略的な部分上面図である。
【図２】図１の切断線２−２に沿った概略的な部分断面図である。
【図３】図２と同様の、図２の結合器とは別の実施例の結合器を示す、概略的な部分断面図である。
【図４】図２と同様の、図２の結合器とはさらに別の実施例の結合器を示す、概略的な部分断面図である。
【図５】図２と同様の、図２の結合器とはさらに別の実施例の結合器を示す、概略的な部分断面図である。
【図６】図５と同様の、図５の結合器とは別の実施例の結合器を示す、概略的な部分断面図である。
【図７】図１と同様の、図１の結合器とは別の実施例の結合器を有する集積回路を示す、概略的な部分断面図である。
【図１】
2005522068.tif 000003
【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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【手続補正書】
【提出日】平成16年8月31日(2004.8.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結合器を有する装置であって、当該結合器が：
第1および第2の側を有する厚膜の誘電体層；
電気導電性材料から成る、前記誘電体層の前記第1の側に置かれた厚膜の第1のストリップ；
電気導電性材料から成る、前記誘電体層の前記第1の側に置かれた厚膜の第2のストリップであって、前記第1および第2のストリップが相互にほぼ平行に伸びていることを特徴とする、第2のストリップ；および、
電気導電性材料から成る、前記誘電体層の前記第2の側に、前記第1および第2のストリップと一列に並ぶように置かれた厚膜のシールド；
を有し、
電気導電性材料から成る、前記誘電体層の前記第1の側に置かれた厚膜の第1、第2、第3および第4のポート部分を有し、前記第1および第2のポート部分が、前記第1のストリップの第1および第2の端部にそれぞれ電気的に結合されており、前記第2のストリップと反対に伸びていること、前記第3および第4のポート部分が、前記第2のストリップの第1および第2の端部にそれぞれ電気的に結合されており、前記第1のストリップと反対に伸びていること、および、前記第1および第2のポート部分が前記第1のストリップよりも広いこと、
を特徴とする装置。
【請求項２】
結合器を有する装置であって、当該結合器が：
第1および第2の側を有する厚膜の誘電体層；
電気導電性材料から成る、前記誘電体層の前記第1の側に置かれた厚膜の第1のストリップ；
電気導電性材料から成る、前記誘電体層の前記第1の側に置かれた厚膜の第2のストリップであって、前記第1および第2のストリップが相互にほぼ平行に伸びていることを特徴とする、第2のストリップ；および、
電気導電性材料から成る、前記誘電体層の前記第2の側に、前記第1および第2のストリップと一列に並ぶように置かれた厚膜のシールド；
を有し、
電気導電性材料から成る、前記誘電体層の前記第1の側に置かれた厚膜の第1、第2、第3および第4のポート部分を有し、前記第1および第2のポート部分が、前記第1のストリップの第1および第2の端部にそれぞれ電気的に結合されており、前記第2のストリップと反対に伸びていること、前記第3および第4のポート部分が、前記第2のストリップの第1および第2の端部にそれぞれ電気的に結合されており、前記第1のストリップと反対に伸びていること；および
前記誘電体層の前記第1の側に隣接するように置かれた基板を有し、前記第1および第2のストリップが前記基板と前記誘電体層の間に置かれ、前記基板が前記誘電体層とは異なる誘電率を有すること；
を特徴とする装置。
【請求項３】
結合器を有する装置であって、当該結合器が：
第1および第2の側を有する厚膜の誘電体層；
電気導電性材料から成る、前記誘電体層の前記第1の側に置かれた厚膜の第1のストリップ；
電気導電性材料から成る、前記誘電体層の前記第1の側に置かれた厚膜の第2のストリップであって、前記第1および第2のストリップが相互にほぼ平行に伸びていることを特徴とする、第2のストリップ；および、
電気導電性材料から成る、前記誘電体層の前記第2の側に、前記第1および第2のストリップと一列に並ぶように置かれた厚膜のシールド；
を有し、
電気導電性材料から成る、前記誘電体層の前記第1の側に置かれた厚膜の第1、第2、第3および第4のポート部分を有し、前記第1および第2のポート部分が、前記第1のストリップの第1および第2の端部にそれぞれ電気的に結合されており、前記第2のストリップと反対に伸びていること、前記第3および第4のポート部分が、前記第2のストリップの第1および第2の端部にそれぞれ電気的に結合されており、前記第1のストリップと反対に伸びていること；および
前記誘電体層の前記第2の側に隣接するように置かれた基板を有し、前記シールドが前記基板と前記誘電体層の間に置かれていること；
を特徴とする装置。
【請求項４】
結合器を有する装置であって、当該結合器が：
第1および第2の側を有する厚膜の誘電体層；
電気導電性材料から成る、前記誘電体層の前記第1の側に置かれた厚膜の第1のストリップ；
電気導電性材料から成る、前記誘電体層の前記第1の側に置かれた厚膜の第2のストリップであって、前記第1および第2のストリップが相互にほぼ平行に伸びていることを特徴とする、第2のストリップ；
電気導電性材料から成る、前記誘電体層の前記第2の側に、前記第1および第2のストリップと一列に並ぶように置かれた厚膜のシールド；
前記誘電体層の前記第2の側に隣接するように置かれた基板であって、前記シールドが前記基板と前記誘電体層の間に置かれていることを特徴とする、基板；
厚膜の他の誘電体層であって、前記第1および第2のストリップが前記誘電体層の間に置かれていることを特徴とする、他の誘電体層；および
前記他の誘電体層の前記基板とは反対の側に、前記第1および第2のストリップと一列に並ぶように置かれた、厚膜の他のシールド；
を有することを特徴とする装置。
【請求項５】
結合器を有する装置であって、当該結合器が：
第1および第2の側を有する厚膜の誘電体層；
電気導電性材料から成る、前記誘電体層の前記第1の側に置かれた厚膜の第1のストリップ；
電気導電性材料から成る、前記誘電体層の前記第1の側に置かれた厚膜の第2のストリップであって、前記第1および第2のストリップが相互にほぼ平行に伸びていることを特徴とする、第2のストリップ；および、
電気導電性材料から成る、前記誘電体層の前記第2の側に、前記第1および第2のストリップと一列に並ぶように置かれた厚膜のシールド；
を有し、
前記シールドが前記第1および第2のストリップの外側の端部間距離とほぼ等しい幅を有することを特徴とする装置。
【請求項６】
結合器を有する装置であって、当該結合器が：
第1および第2の側を有する厚膜の誘電体層；
電気導電性材料から成る、前記誘電体層の前記第1の側に置かれた厚膜の第1のストリップ；
電気導電性材料から成る、前記誘電体層の前記第1の側に置かれた厚膜の第2のストリップであって、前記第1および第2のストリップが相互にほぼ平行に伸びていることを特徴とする、第2のストリップ；および、
電気導電性材料から成る、前記誘電体層の前記第2の側に、前記第1および第2のストリップと一列に並ぶように置かれた厚膜のシールド；
を有し、
前記シールドが、前記第1および第2のストリップの外側の端部間距離よりも狭い幅を有することを特徴とする装置。
【請求項７】
結合器を有する装置であって、当該結合器が：
第1および第2の側を有する厚膜の誘電体層；
電気導電性材料から成る、前記誘電体層の前記第1の側に置かれた厚膜の第1のストリップ；
電気導電性材料から成る、前記誘電体層の前記第1の側に置かれた厚膜の第2のストリップであって、前記第1および第2のストリップが相互にほぼ平行に伸びていることを特徴とする、第2のストリップ；および、
電気導電性材料から成る、前記誘電体層の前記第2の側に、前記第1および第2のストリップと一列に並ぶように置かれた厚膜のシールド；
を有し、
前記第1および第2のストリップ各々が、第1および第2の端部を有し、前記ストリップの前記第1の端部が隣接しており、前記ストリップの前記第2の端部が隣接していること；
前記誘電体層の前記第1の側に置かれた、電気導電性材料から成る厚膜の第1、第2、第3および第4のポート部分を有し、前記第1および第2のポート部分が、それぞれ前記第1のストリップの前記第1および第2の端部に電気的に結合され、前記第3のポート部分が、前記第2のストリップの前記第1の端部に電気的に結合されていること；
前記誘電体層の前記第2の側に置かれた、第1および第2の端部を有する、電気導電性材料から成る他の部分を有すること；および、
前記誘電体層を介して、配置された位置から伸びる電気導電性の第1および第2の経路を有し、前記第1の経路が、前記他の部分にある前記第1の端部と、前記第4のポート部分とを電気的に結合させ、前記第2の経路が、前記他の部分にある前記第2の端部と、前記第2のストリップの前記第2の端部とを電気的に結合させること；
を特徴とする装置。
【請求項８】
結合器を形成する方法であって：
厚膜技術を利用して誘電体層を形成するステップであって、前記誘電体層が第1および第2の側を有することを特徴とするステップ；
厚膜技術を利用して電気導電性のある第1のストリップを形成するステップであって、前記第1のストリップが前記誘電体層の前記第1の側に置かれることを特徴とするステップ；
厚膜技術を利用して電気導電性のある第2のストリップを形成するステップであって、前記第2のストリップが前記誘電体層の前記第1の側に置かれ、前記第1および第2のストリップが相互にほぼ平行に伸びていることを特徴とするステップ；
前記第1のストリップに結合され、前記第2のストリップと反対に伸びる第1および第2のポート部分を形成するステップであって、前記第1および第2のポート部分が前記第1のストリップよりも広くなっていることを特徴とするステップ；
前記第2のストリップに結合され、前記第1のストリップと反対に伸びる第3および第4のポート部分を形成するステップであって、前記第3および第4のポート部分が前記第2のストリップよりも広くなっていることを特徴とするステップ；および、
厚膜技術を利用して電気導電性のあるシールドを形成するステップであって、前記シールドが前記誘電体層の前記第2の側に、前記第1および第2のストリップと一列に並ぶように置かれることを特徴とするステップ；
から構成される方法。
【請求項９】
結合器を形成する方法であって：
厚膜技術を利用して誘電体層を形成するステップであって、前記誘電体層が第1および第2の側を有することを特徴とするステップ；
厚膜技術を利用して電気導電性のある第1のストリップを形成するステップであって、前記第1のストリップが前記誘電体層の前記第1の側に置かれることを特徴とするステップ；
厚膜技術を利用して電気導電性のある第2のストリップを形成するステップであって、前記第2のストリップが前記誘電体層の前記第1の側に置かれ、前記第1および第2のストリップが相互にほぼ平行に伸びていることを特徴とするステップ；
厚膜技術を利用して電気導電性のあるシールドを形成するステップであって、前記シールドが前記誘電体層の前記第2の側に、前記第1および第2のストリップと一列に並ぶように置かれることを特徴とするステップ；
基板を提供するステップ；
を有し、
前記シールドを形成する前記ステップが、前記基板に前記シールドを形成するステップを有すること；
前記誘電体層を形成する前記ステップが、前記基板および前記シールドを覆うように前記誘電体層を形成する前記ステップを有すること；および
前記第1および第2のストリップを形成する前記ステップが、前記誘電体層を覆うように前記ストリップを形成する前記ステップを有すること；
厚膜技術を利用して他の誘電体層を形成する前記ステップを有し、前記第1および第2のストリップが前記誘電体層間に置かれること；および
厚膜技術を利用して他のシールドを形成する前記ステップを有し、前記他のシールドが、前記他の誘電体層の前記基板とは反対の側に、前記第1および第2のストリップと一列に並ぶように置かれること；
を特徴とする方法。
【国際調査報告】
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