(57)【要約】【課題】  簡単な構造で枝回路間の位相ずれによる利得低下を防止可能な信号合成分配回路を提供する。【解決手段】  本発明の信号合成分配回路１０は、基板１１に、信号合成点または信号分配点１４を有する複数の枝回路１２ａ、１２ｂおよび１２ｃが配線され、前記複数の枝回路の少なくとも１本の枝回路１２ｂが、他の枝回路１２ａおよび１２ｃと異なる線路長であり、前記異なる線路長の枝回路１２ｂの一部または全部１５が、前記基板１１中に配線されていることを特徴とする。【選択図】  図１Ａ
2011130395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に、信号合成点または信号分配点を有する複数の枝回路が配線され、
前記複数の枝回路の少なくとも１本の枝回路が、他の枝回路と異なる線路長であり、
前記異なる線路長の枝回路の一部または全部が、前記基板中に配線されていることを特徴とする信号合成分配回路。
【請求項２】
前記異なる線路長の枝回路が、２本以上であり、
２本以上の異なる線路長の枝回路において、前記基板中の配線位置および線路長の少なくとも一方が、それぞれ異なることを特徴とする請求項１記載の信号合成分配回路。
【請求項３】
前記信号合成点または信号分配点を通る直線を中心に、前記複数の枝回路が、対称となるように前記基板に配線されていることを特徴とする請求項１または２記載の信号合成分配回路。
【請求項４】
前記異なる線路長の枝回路以外の枝回路が、前記基板上に配線されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の信号合成分配回路。
【請求項５】
前記異なる線路長の枝回路は、前記他の枝回路よりも線路長が短いことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の信号合成分配回路。
【請求項６】
前記複数の枝回路の位相差が、全て同じであることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の信号合成分配回路。
【請求項７】
前記信号が、電力であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の信号合成分配回路。
【請求項８】
前記枝回路が、マイクロストリップ線路であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の信号合成分配回路。
【請求項９】
複数のトランジスタと、信号合成分配回路とを有し、
前記複数のトランジスタからの出力信号を前記信号合成分配回路により合成するか、または前記複数のトランジスタへの入力信号を前記信号合成分配回路により分配し、
前記信号合成分配回路が、請求項１から８のいずれか一項に記載の信号合成分配回路であることを特徴とする電力増幅器。
【請求項１０】
基板に、信号合成点または信号分配点を有する複数の枝回路を配線する配線工程を含み、
前記配線工程において、
前記複数の枝回路の少なくとも１本の枝回路が、他の枝回路と異なる線路長であり、
前記異なる線路長の枝回路の一部または全部を、前記基板中に配線することを特徴とする信号合成分配回路の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号合成分配回路、電力増幅器および信号合成分配回路の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力増幅器では、その出力の向上のために、例えば、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を並列に配置して電力を合成する。この電力合成には、枝回路が配線された整合回路を用いる。この整合回路により、各ＦＥＴから発生する電力を合成する。前記整合回路は、例えば、半導体基板またはアルミナ等の外部回路基板等から構成される。各ＦＥＴから出力される電力の位相が揃っており、かつ、各ＦＥＴに電気的に接続された枝回路から合成点までの位相差が全て等しければ、前記合成点における前記電力の位相が全て揃うため、理想的な電力合成が可能となる。
【０００３】
ＦＥＴが２個の場合には、各ＦＥＴから合成点までの物理的距離を全て等しくすることができる。したがって、２本の枝回路を、合成点からＦＥＴ方向に向けて引いた直線に対して対称に配置することで、各枝回路から合成点までの位相を揃えることができる。しかしながら、ＦＥＴが３個以上、すなわち３本以上の枝回路を必要とする場合や、２本の枝回路を対称に配置できない場合には、各ＦＥＴから合成点までの物理的距離を全て等しくすることができない。このような場合には、例えば、前記合成点までの物理的距離が短いＦＥＴに配線する枝回路を急峻に曲げたり、曲げ回数を増やしたりして各枝回路の線路長を揃える。これにより、枝回路から合成点までの位相を揃えることができる。
【０００４】
また、線路長の異なる枝回路の位相を揃える方法の一例として、線路長の短い枝回路を高誘電率基板上に、線路長の長い枝回路を低誘電率基板上に設置する方法が提案されている（特許文献１参照）。図１０に、この方法を用いたマイクロストリップ伝送線路基板の一例を模式的に示す。図１０は、前記基板の信号伝搬方向に対して垂直方向に見た断面図である。図示のとおり、このマイクロストリップ伝送線路基板１００では、基板導体１０６上に、高誘電率誘電体基板１０１ａおよび低誘電率誘電体基板１０１ｂが、隣接して配置されている。高誘電率誘電体基板１０１ａ上には、線路長の短い枝回路を構成する信号伝搬導体１０２ａが設置されている。低誘電率誘電体基板１０１ｂ上には、線路長が長い枝回路を構成する信号伝搬導体１０２ｂが設置されている。高誘電率誘電体基板１０１ａは、低誘電率誘電体基板１０１ｂよりも誘電率が高いため、信号伝搬導体１０２ａの単位線路長に対する位相変化を、信号伝搬導体１０２ｂよりも大きくできる。
【０００５】
また、線路長の異なる枝回路の位相を揃える方法の別の例として、基板の一部に誘電率の異なる材料を埋め込む方法が提案されている（特許文献２参照）。図１１に、この方法を用いた整合回路の一例を模式的に示す。図１１は、前記整合回路を、信号伝搬方向（矢印の方向）に対して平行方向に見た断面図である。図示のとおり、この整合回路１１０では、信号伝搬導体１１２が設置された基板１１１ａの一部に、基板１１１ａよりも比誘電率が大きいか、または基板１１１ａよりも比誘電率が小さい誘電体１１１ｂが埋め込まれている。誘電体１１１ｂが存在する部分では、存在しない部分と単位線路長に対する位相変化が異なる。このため、この方法では、線路長の異なる枝回路間の位相を揃えることができる。
【０００６】
また、線路長の異なる枝回路の位相を揃える方法のさらに別の例として、信号伝搬導体を誘電体で覆ったり、信号伝搬導体下の誘電体に空洞を開けたりする方法が提案されている（特許文献３参照）。図１２に、この方法を用いた伝送線路基板の一例を模式的に示す。図１２は、前記伝送線路基板を、信号伝搬方向に対して垂直方向に見た断面図である。図示のとおり、この伝送線路基板１２０では、誘電体基板１２１ａ上に、信号伝搬導体１２２ａおよび１２２ｂが設置されている。信号伝搬導体１２２ａは、誘電絶縁層１２１ｂに覆われている。信号伝搬導体１２２ｂ下の誘電体基板１２１ａには、空洞１２３が形成されている。
【０００７】
上記いずれの方法においても、信号伝搬における実効的な誘電率を変化させることにより位相を制御している。すなわち、比誘電率の高い材料を用いれば、単位線路長に対する位相変化は大きくなる。逆に、比誘電率の低い材料を用いれば、単位線路長に対する位相変化は小さくなる。例えば、図１０に示すマイクロストリップ伝送線路基板では、前記の通り、信号伝搬導体１０２ａが高誘電率誘電体基板１０１ａ上に設置され、信号伝搬導体１０２ｂが低誘電率誘電体基板１０１ｂ上に設置されている。このため、信号伝搬導体１０２ａの方が、信号伝搬導体１０２ｂより、単位線路長あたりの位相変化が大きくなる。したがって、信号伝搬導体１０２ａを、トランジスタから合成点までの線路長の短い枝回路に用いると効果的である。また、図１１に示す整合回路では、基板１１１ａよりも比誘電率が大きい誘電体１１１ｂを線路長の短い枝回線に、基板１１１ａよりも比誘電率が小さい誘電体１１１ｂを線路長の長い枝回線に、それぞれ用いると、効果的に位相変化量を揃えることができる。図１２に示す伝送線路基板の場合も同様の原理で位相変化量を揃えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−５１２０７号公報
【特許文献２】特開平９−６４６１０号公報
【特許文献３】特開２００３−１９８２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前述の特許文献１〜３では、回路を配線する基板等の構造が複雑であるため、例えば以下のような問題がある。
【００１０】
特許文献１に記載のマイクロストリップ伝送線路基板の製造方法としては、例えば、異なる誘電体１０１ａおよび１０１ｂを一体に形成した基板を製造する方法、または異なる誘電体１０１ａ、１０１ｂを、それぞれ別々の基板として用意し、配置する製造方法が考えられる。しかし、前者の製造方法は、異なる誘電体同士を隙間なく平面方向に成形して基板を製造するのが困難である。また、複雑な製法を用いるため製造コストが高くなる。さらに、異なる誘電体同士を小さい面積で接合するため、前記基板の強度が低くなる。一方、後者の製造方法では、配置する部材が増えることでアッセンブルコストが高くなる。また、誘電体（基板）間の電気的接続のために用いられるワイヤボンディング部分での位相の制御が困難である。
【００１１】
特許文献２に記載の整合回路では、基板１１１ａに誘電体１１１ｂを隙間無く埋め込むため、基板および誘電体の両方の加工に高い精度が要求され、製造が困難である。
【００１２】
特許文献３に記載の伝送線路基板では、信号伝搬導体１２２ａを覆う誘電絶縁層１２１ｂを、誘電体基板１２１ａの厚み（数百μｍ程度）と同等程度に堆積させることが困難である。このため、十分な厚みの誘電絶縁層を形成することができず、実効的な誘電率を向上させ位相変化量を大きくする効果が小さい。また、誘電体基板１２１ａに空洞１２３を形成する場合には、誘電体基板１２１ａの強度が低くなる。
【００１３】
そこで、本発明は、簡単な構造で枝回路間の位相ずれによる利得低下を防止可能な信号合成分配回路、それを用いた電力増幅器、および信号合成分配回路の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記目的を達成するために、本発明の信号合成分配回路は、
基板に、信号合成点または信号分配点を有する複数の枝回路が配線され、
前記複数の枝回路の少なくとも１本の枝回路が、他の枝回路と異なる線路長であり、
前記異なる線路長の枝回路の一部または全部が、前記基板中に配線されていることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の電力増幅器は、
複数のトランジスタと、信号合成分配回路とを有し、
前記複数のトランジスタからの出力信号を前記信号合成分配回路により合成するか、または前記複数のトランジスタへの入力信号を前記信号合成分配回路により分配し、
前記信号合成分配回路が、前記本発明の信号合成分配回路であることを特徴とする。
【００１６】
本発明の信号合成分配回路の製造方法は、
基板に、信号合成点または信号分配点を有する複数の枝回路を配線する配線工程を含み、
前記配線工程において、
前記複数の枝回路の少なくとも１本の枝回路が、他の枝回路と異なる線路長であり、
前記異なる線路長の枝回路の一部または全部を、前記基板中に配線することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、簡単な構造で枝回路間の位相ずれによる利得低下を防止可能な信号合成分配回路、それを用いた電力増幅器、および信号合成分配回路の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】本発明の信号合成分配回路の実施形態１における一例の構成を示す平面図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示す回路のＩ−Ｉ方向に見た断面図である。
【図１Ｃ】図１Ａに示す回路のＩＩ−ＩＩ方向に見た断面図である。
【図１Ｄ】図１Ａに示す回路の配線を示す平面図である。
【図２Ａ】比誘電率の変化を説明する一例の模式断面図である。
【図２Ｂ】比誘電率の変化を説明するその他の例の模式断面図である。
【図２Ｃ】比誘電率の変化を説明するさらにその他の例の模式断面図である。
【図３Ａ】本発明の信号合成分配回路の実施形態１におけるその他の例の構成を示す平面図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示す回路のＩＩＩ−ＩＩＩ方向に見た断面図である。
【図３Ｃ】図３Ａに示す回路のＩＶ−ＩＶ方向に見た断面図である。
【図４】本発明の電力増幅器の実施形態２における一例の構成を示す平面図である。
【図５】周波数と通過位相との関係を示すグラフである。
【図６】本発明の電力増幅器の実施形態２におけるその他の例の構成を示す平面図である。
【図７Ａ】本発明の電力増幅器の実施形態３における一例の構成を示す平面図である。
【図７Ｂ】図７Ａに示す電力増幅器のＶ−Ｖ方向に見た断面図である。
【図７Ｃ】図７Ａに示す回路の配線を示す平面図である。
【図８Ａ】本発明の電力増幅器の実施形態３におけるその他の例の構成を示す平面図である。
【図８Ｂ】図８Ａに示す電力増幅器のＶＩ−ＶＩ方向に見た断面図である。
【図９】本発明の電力増幅器の実施形態４における一例の構成を示す平面図である。
【図１０】関連技術のマイクロストリップ伝送線路基板の一例の構成を示す断面図である。
【図１１】関連技術の整合回路の一例の構成を示す断面図である。
【図１２】関連技術の伝送線路基板の一例の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の信号合成分配回路、電力増幅器および信号合成分配回路の製造方法について、例を挙げて詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態に限定されない。
【００２０】
（実施形態１）
図１に、本実施形態の信号合成分配回路（回路）の一例の構成を示す。図１Ａは、本実施形態の回路の平面図である。図１Ｂは、図１ＡのＩ−Ｉ方向に見た断面図である。図１Ｃは、図１ＡのＩＩ−ＩＩ方向に見た断面図である。
【００２１】
図１Ａから図１Ｃに示すとおり、この信号合成分配回路１０は、基板１１に、結合点（信号合成点または信号分配点）１４を有する３本の枝回路１２ａ、１２ｂおよび１２ｃが配線され、さらに、接地導体１６を備える。基板１１は、任意の比誘電率を有する誘電体基板である。枝回路１２ａ、１２ｂおよび１２ｃは、基板１１に配線されているマイクロストリップ線路である。枝回路１２ａ、１２ｂおよび１２ｃは、それぞれの一端（図１Ａにおいて、右側の一端）において、１点の結合点１４を共有する。結合点１４は、本実施形態の回路の使用態様により、信号合成点または信号分配点となる。図１Ｄに示すとおり、枝回路１２ａおよび１２ｃは、結合点１４（二点鎖線で囲まれた部分）を通り、基板１１の一端部（図１Ａにおいて、左側の端部）に向かって引いた直線（垂線）１７を中心に対称となるように配線されている。このため、枝回路１２ａおよび１２ｃは、その線路長が等しく、互いに位相が揃っている。なお、図１Ｄは、信号合成分配回路１０の平面図であり、前記垂線１７を示した以外は図１Ａと同様である。枝回路１２ｂは、枝回路１２ａおよび１２ｃより、その線路長が短い。なお、本発明において、「線路長」とは、各枝回路を構成する信号伝搬導体の物理的な長さをいう。枝回路１２ｂは、その一部（線路長：Ｌ１）が基板１１中に、基板１１表面（矢印Ａで表す面）から所定の深さ（配線位置：Ｈ１）に埋設されて配線され、残りの部分が基板１１の枝回路１２ａおよび１２ｃが配線されている面（図１Ｂおよび図１Ｃにおいて、矢印Ａで表す面）上に配線されている。枝回路１２ｂの基板１１中に埋設されている部分１５の両端は、それぞれ、ビアホール１３ａおよび１３ｂを介して、基板１１上の枝回路１２ｂの残りの部分に連結されている。接地導体１６は、基板１１において、枝回路１２ａ、１２ｂおよび１２ｃが配線された面と異なる側の面（図１Ｂおよび図１Ｃにおいて、下側の面）に配置されている。
【００２２】
なお、本実施形態における枝回路１２ａおよび１２ｃは、本発明における前記「他の枝回路」に相当する。本実施形態における枝回路１２ｂは、本発明における前記「異なる線路長の枝回路」に相当する。また、本実施形態の信号合成分配回路は、例えば、入力される信号を合成する回路、または入力される信号を分配する回路であり、その使用態様によりどちらででも用いることができる。
【００２３】
本実施形態の回路では、前述のとおり、枝回路１２ａおよび１２ｃ（他の枝回路）より線路長が短い枝回路（異なる線路長の枝回路）１２ｂの一部１５が、基板１１中に配線されている。このため、本実施形態の回路では、枝回路１２ｂにおける単位線路長あたりの位相変化量を大きくすることができ、枝回路１２ｂの位相変化量と、枝回路１２ａおよび１２ｃの位相変化量とを揃えることができる。すなわち、枝回路１２ａ、１２ｂおよび１２ｃの位相差は、全て同じである。この結果、本実施形態の信号合成分配回路は、枝回路間の位相ずれによる利得低下を防止可能である。
【００２４】
なお、本実施形態の回路では、枝回路１２ｂ（異なる線路長の枝回路）の一部が、基板１１中に配線されており、枝回路１２ａおよび１２ｃ（「他の枝回路」すなわち「異なる線路長の枝回路」以外の枝回路）が、基板１１上に配線されている。本発明は、この例に限定されず、例えば、前記異なる線路長の枝回路の全部が基板中に配線されていてもよい。また、前記「他の枝回路」すなわち「異なる線路長の枝回路」以外の枝回路は、その全部または一部が基板中に配線されていても良い。また、枝回路の一部が、例えば、基板中の配線位置と線路長との一方または両方が調整されて配線されることで、枝回路同士の位相変化量とを揃えてもよい。
【００２５】
本実施形態の回路において、単位線路長あたりの位相変化量を大きくすることができるメカニズムは、例えば、以下のとおりである。ただし、以下で説明するメカニズムは、例示であって、本発明を何ら限定しない。
【００２６】
図２に、枝回路の電界分布を示す。同図の各枝回路は、基板に配線されたマイクロストリップ線路である。図２Ａに示すように、基板２１上に配線された枝回路２２ａ下面からの電界は、基板２１内部を通過し、基板２１の裏面に配置された接地導体２６に向かう（矢印２７：電気力線）。このように、前記電界が基板内部を通過することで、基板の比誘電率により、枝回路を通過する信号の波長を短縮する効果が得られる。一方、枝回路２２ａの側面や上面からの電界は、枝回路２２ａから横に広がり、空気を通過したのち基板２１を通過して、接地導体２６に向かう。同図中の二点鎖線で囲まれた部分２８は、空気中を通過する電界を示す。このように電界が空気中を通過すると、枝回路における実効的な誘電率が低下する。これにより、基板の比誘電率による信号波長短縮効果が緩和される。これに対し、図２Ｂでは、マイクロストリップ線路である枝回路２２ｂは、基板２１中の、基板表面から比較的浅い位置に埋設されている。このため、枝回路２２ａよりも、空気中を通過する電界（二点鎖線で囲まれた部分２９）の割合を減らすことができる。これにより、枝回路の実効的な誘電率を、枝回路２２ａよりも大きくすることができる。これを利用すれば、線路長の異なる枝回路間での位相変化量を揃えることができる。また、図２Ｃに示すように、マイクロストリップ線路である枝回路２２ｃは、基板２１表面からさらに深い位置に埋設されていることで、空気中を通過する電界が無くなり、枝回路の実効的な誘電率を、さらに大きくすることができる。本発明の信号合成分配回路は、前記枝回路の一部または全部を基板中に配線することで、前記枝回路の実効的な誘電率を調整することができる。この結果、前記枝回路における単位線路長あたりの位相変化量を調整することができる。また、この場合、例えば、前記枝回路における基板表面からの深さおよびその深さを通過する部分の長さを調整してもよい。
【００２７】
また、本実施形態の回路では、枝回路が配線される基板は、一種類だけである。このため、本実施形態の回路は、誘電率の異なる二種類以上の基板を、その端面同士で接合して用いる場合と比較して、構造が単純であり、かつ強度が高く信頼性が高い。この結果、例えば、小型化が可能である。また、二種類以上の基板をつなぎ合わせる必要等もないため、簡便に製造可能である。
【００２８】
また、本実施形態の回路では、前述のとおり、前述の枝回路の一部または全部が、基板中に配線されているため、例えば、枝回路の一部に誘電体を堆積させる場合と比較して、位相変化量を大きくすることができる。したがって、本実施形態の回路は、位相変化量の制御範囲が広い。
【００２９】
なお、枝回路１２ｂの基板１１中に埋設されている部分１５は、接地導体１６との距離が近くなる。この部分１５の特性インピーダンスを、基板１１表面上に配線される枝回路と揃えるために、基板１１表面上に配線される枝回路と比較して、その幅を狭くすることが好ましい。
【００３０】
誘電体基板１１は、無機材料から形成されていても良いし、有機材料から形成されていても良い。前記無機材料としては、例えば、アルミナ、サファイア、窒化珪素、ムライト、ステアタイト、フォルステライト、ジルコニア、ガラス等に加えて、半導体材料があげられる。前記半導体材料としては、例えば、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、Ｓｉ、ＧａＮ、ＡｌＮ等があげられる。前記有機材料としては、例えば、テフロン（登録商標）、液晶ポリマ、ポリフェニレンエーテル、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリアセタール樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂等があげられる。基板１１の厚みは、特に制限されないが、例えば、５０〜２０００μｍの範囲であり、好ましくは１００〜７００μｍの範囲である。
【００３１】
本実施形態の回路において、誘電体基板１１を、枝回路１２ｂにおける埋設されている部分１５の上下で上層と下層とに分け、それぞれ異なる比誘電率（ｅｒ１＜ｅｒ２）の誘電体基板を用いてもよい。この場合、基板上に配線されているマイクロストリップ線路（枝回路）の実効的な比誘電率は、ｅｒ１とｅｒ２との間の値になる。下層にｅｒ１の誘電体基板を用いる場合には、基板上に配線されている枝回路の実効的な比誘電率より、埋設されている部分１５の実効的な比誘電率を小さくすることができる。一方、下層にｅｒ２の誘電体基板を用いる場合には、基板上に配線されている枝回路の実効的な比誘電率より、埋設されている部分１５の実効的な比誘電率を大きくすることができる。このようにすることで、枝回路の配線の自由度が向上する。また、線路長に対する位相変化量は、基板の形成材料の選択により比較的任意に変えることが可能である。このことは、ミリ波帯の電力合成回路など超高周波帯で物理長に対する感度が高くなりすぎる場合などに有効である。
【００３２】
前述のとおり、枝回路における埋設されている部分の上下で、異なる比誘電率の誘電体基板を用いる場合には、異質材料を接合することとなる。このため、一種類の材料のみを用いる場合と比較して回路としての強度が若干低下するが、異質材料をその端面同士で接合する場合と比較して接合面を大きくとれるため、実用上問題にならない。また、基板間の電気的接続にワイヤボンディングを用いなくても良いため、ワイヤボンディングによる位相の制御性低下が実用上の問題とならない。
【００３３】
本実施形態の信号合成分配回路では、前記枝回路を形成する信号伝搬導体としては、例えば、従来公知の金属導体を用いることができる。枝回路を形成する方法は、後述する。
【００３４】
なお、本実施形態の回路では、前記枝回路は、マイクロストリップ線路であるが、本発明は、この例に限定されず、例えば、コプレーナウェーブ線路であってもよい。また、本発明の信号合成分配回路において、前記接地導体は、前記基板に配置しても、配置しなくても良い。例えば、前記枝回路として接地導体付きのコプレーナウェーブ線路を用い、前記基板に対する前記接地導体の配置を省略してもよい。また、前記枝回路がコプレーナウェーブ線路である場合には、前記接地導体の有無に関わらず、マイクロストリップ線路である場合と比較して、空気中を通過する電界の割合が高い。このため、枝回路である信号伝搬導体が基板中に埋設された場合の単位線路長あたりの位相変化量を、マイクロストリップ線路の場合と比較して高めることができる。この効果は、基板に接地導体が配置されていない場合に、より向上する。
【００３５】
ビアホール１３ａおよび１３ｂは、従来公知の方法により形成することができ、例えば、基板に貫通孔を形成し、この貫通孔に金属導体をスパッタ、メッキ等することで形成することができる。前記金属導体は、例えば、前述の信号伝搬導体と同様のものを用いることができる。
【００３６】
接地導体１６は、例えば、従来公知の金属導体を用いて形成することができ、前述の信号伝搬導体と同様のものを用いることができる。
【００３７】
本実施形態の回路は、例えば、枝回路１２ａ、１２ｂおよび１２ｃの他端（図１Ａにおいて、左側の端部）に、信号を入力することで、結合点（信号合成点）１４で信号を合成することができる。この場合、本実施形態の回路は、信号合成回路として機能する。このようにして合成された信号は、その位相ずれを防止可能である。前記信号としては、例えば、電力があげられる。
【００３８】
また、本実施形態の回路は、例えば、結合点（信号分配点）１４に信号を入力することで、枝回路１２ａ、１２ｂおよび１２ｃに信号を分配することができる。この場合、本実施形態の回路は、信号分配回路として機能する。このようにして分配された信号は、その位相ずれを防止可能である。
【００３９】
図５に、本実施形態の回路における位相変化の具体例を示す。同図は、厚さ２５０μｍのアルミナ基板上に形成された長さ２０ｍｍのマイクロストリップ線路と、同基板中の深さ１２５μｍに埋め込まれた同じ長さのマイクロストリップ線路の位相変化を示すグラフである。同図において、横軸は、周波数（ＧＨｚ）を示し、縦軸は、通過位相（度）を示す。同図において、実線が基板上、破線が基板中のマイクロストリップ線路の位相である。図示のとおり、基板中に形成されたマイクロストリップ線路では、周波数に対する位相変化が大きい。例えば、５ＧＨｚでみると、基板中に埋め込まれたマイクロストリップ線路では、３６０度の位相が回るのに対して、基板上のマイクロストリップ線路では約３００度しか位相が回らない。この位相周りの違いを利用して、図１に示す信号合成分配回路を形成する。具体的には、例えば、各枝回路が５ＧＨｚでλ／４波長のインピーダンス変換線路になるようにする。このようにすると、例えば、枝回路１２ｂの線路長が５ｍｍである場合に、枝回路１２ａおよび１２ｃにおいて必要な線路長が６ｍｍとなる。この線路長の違いにより、枝回路１２ｂを、例えば、曲げることなく配線することが可能となる。
【００４０】
つぎに、本実施形態の回路の製造方法を説明する。
【００４１】
基板として、アルミナを用いる場合を例にとり説明する。まず、枝回路のうち、基板１１中に埋設されている部分１５に相当する信号伝搬導体を作製する。前記信号伝搬導体の形成材料は、例えば、前述のとおり、従来公知の金属導体でよい。次に、前記信号伝搬導体をアルミナに埋め込んだ状態で、アルミナを焼結することにより、前記信号伝搬導体１５が埋設された基板１１（アルミナ基板）を作製する。このようにして、基板１１中に前述の枝回路１２ｂの一部１５を配線する（配線工程）。この際、例えば、必要に応じて、埋設されている部分の信号伝搬導体１５の長さ（線路長）、およびその埋設される深さ（配線位置）を調整する。この基板の裏面全体に、ＮｉＣｒ・ＡｕスパッタおよびＡｕメッキにより、接地導体１６を形成する。さらに、この基板１１の表面にも、裏面と同様に、ＮｉＣｒ・ＡｕスパッタおよびＡｕメッキにより、全面に金属導体を形成する。この状態で、枝回路となる線路部を、フォトレジストを用いてカバーし、イオンミリングと反応性イオンエッチングとにより、不要な部分の金属導体を除去して、枝回路１２ａおよび１２ｃと、枝回路１２ｂの基板１１上の部分とを形成する。
【００４２】
この工程において、枝回路１２ａ、１２ｂおよび１２ｃの一端（図１Ａおよび図１Ｄにおいて、左側の一端）を、一点の結合点１４で結合する。また、枝回路１２ａおよび枝回路１２ｃを、結合点１４を通り、基板１１の一端部（図１Ａおよび図１Ｄにおいて、左側の端部）に向けて引いた直線（垂線）１７を中心に対称となるように形成する。また、枝回路１２ｂを、枝回路１２ａおよび１２ｃより、その線路長が短くなるように形成する。さらに、埋設された信号伝搬導体１５と、基板１１上に形成された枝回路１２ｂとを導通するために、レーザーにより基板１１に穴を開け、この穴に、ＮｉＣｒ・ＡｕスパッタとＡｕメッキによりビアホール１３ａおよび１３ｂを形成する。このようにして、本実施形態の回路１０を製造可能である。ただし、本実施形態の回路を製造する方法は、この例に限定されない。
【００４３】
前述のようにして製造することで、本実施形態の回路を、一体で製造することができる。このため、二種類以上の基板を用いる回路を製造するのと比較して、例えば、製造コストやアッセンブルコストの低減、位相変化量の制御性の向上が可能である。また、基板中の所定の深さに配線される信号伝搬導体を、アルミナの焼結時に埋め込むため、基板中の配線位置と線路長とを決定する自由度が高い。このため、枝回路の位相変化量の増大も可能である。
【００４４】
つぎに、基板として、有機系材料を用いる場合を例にとり説明する。まず、２種類の誘電体シートを準備する。第１の誘電体シートには、その両面に金属導体が形成されている。第２の誘電体シートには、その一方の面に金属導体が形成されている。前記第１の誘電体シートの上面には、枝回路１２ｂの基板に埋設されている（基板中に配線される）部分１５に相当する金属導体がパターニングされている。前記第１の誘電体シートの下面には、接地導体１６に相当する金属導体が形成されている。前記第２の誘電体シートには、前記基板上に配線される枝回路１２ａおよび１２ｃ、並びに、枝回路１２ｂの基板上に配線される部分に相当する金属導体がパターニングされている。前記第２の誘電体シートには、ビアホール１３ａおよび１３ｂに相当する部分に貫通孔が形成され、この貫通孔に金属導体が埋め込まれることで、ビアホール１３ａおよび１３ｂが形成されている。この状態で、前記第１の誘電体シートの上面と、前記第２の誘電体シートの下面（金属導体が形成されていない面）とを、接着剤を用いて貼り合わせる（配線工程）。これにより、枝回路１２ｂの基板１１上に配線される部分と、枝回路１２ｂの基板１１中に埋設されている部分１５とをビアホール１３ａおよび１３ｂで連結する。このようにして、本実施形態の回路１０を製造可能である。ただし、本実施形態の回路を製造する方法は、この例に限定されない。
【００４５】
前述のようにして製造することで、本実施形態の回路を、一体で製造することができる。このため、二種類以上の基板を用いる回路を製造するのと比較して、例えば、製造コストやアッセンブルコストの低減、位相変化量の制御性を向上可能である。また、枝回路１２ｂの基板１１中に埋設されている部分１５の基板１１中の配線位置は、枝回路１２ａ、１２ｂおよび１２ｃ等が形成されている側のシートの厚さやシート枚数を変えることにより、簡易に変更可能である。
【００４６】
本実施形態の信号合成分配回路は、例えば、異なる線路長の枝回路の一部または全部が埋設以外の方法で基板中に配線されてもよい。図３に、この信号合成分配回路の一例の構成を示す。図３Ａは、この信号合成分配回路の平面図である。図３Ｂは、図３ＡのＩＩＩ−ＩＩＩ方向に見た断面図である。図３Ｃは、図３ＡのＩＶ−ＩＶ方向に見た断面図である。図３Ａから図３Ｃに示すとおり、この回路３０は、基板１１に、基板１１の表面（矢印Ａで表す面）から深さＨ１の溝３１が形成されている。枝回路３２ｂは、枝回路１２ａおよび１２ｃより、その線路長が短い。枝回路３２ｂは、その一部（線路長：Ｌ１）が、溝３１の底部に配線されている（配線位置：Ｈ１）。枝回路１２ａ、１２ｃおよび３２ｂは、それぞれの一端（図３Ａにおいて、右側の一端）に結合点（信号合成点または信号分配点）３４を有する。これら以外の構成は、前述の回路１０と同様である。結合点３４は、この回路の使用態様により、信号合成点または信号分配点となる。このような形態であっても、溝３１の底部に配線されている部分では、空気中を通過する電界の割合を減らすことができる。このため、前述の回路１０と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
この回路３０は、例えば、以下のようにして製造可能である。
【００４８】
基板１１がアルミナ基板の場合には、アルミナ基板１１に、溝３１を形成する。この溝３１の底部に、枝回路３２ｂの一部を配線する。ついで、溝３１の底部に配線されている部分と、基板１１上に配線されている部分とを、例えば、金属導体を用いて接続する。これら以外は、前述の回路１０と同様の方法で、この回路３０を製造可能である。ただし、この回路３０の製造方法は、この例に限定されない。
【００４９】
また、有機系材料の基板を用いる場合には、前述の一方の面に金属導体が形成されている誘電体シートに溝３１に相当する貫通孔を形成する。２枚の誘電体シートを貼り合わせたのちに、溝３１の底部に配線されている部分と、基板１１上に配線されている部分とを、例えば、金属導体を用いて接続する。これら以外は、前述の回路１０と同様の方法で、この回路３０を製造可能である。ただし、この回路３０の製造方法は、この例に限定されない。
【００５０】
（実施形態２）
次に、本発明の電力増幅器の一実施形態について説明する。
【００５１】
図４に、本実施形態の電力増幅器の一例の構成を示す。同図において、図１と同一部分には同一符号を付している。図４に示すとおり、この電力増幅回路４０は、前述の信号合成分配回路１０と、並列合成された３つのトランジスタ４１ａ、４１ｂおよび４１ｃとを有する。３つのトランジスタ４１ａ、４１ｂおよび４１ｃは、直線状に並列に配列されている。枝回路１２ａおよび１２ｃは、結合点１４（二点鎖線で囲まれた部分）を通り、前記トランジスタの並列な配列方向の直線４８に対し垂直方向である直線４７を中心に対称となるように、基板１１の接地導体１６が配置されている側とは反対側の面上に配線されている。このため、枝回路１２ａおよび１２ｃは、その線路長が等しく、互いに位相が揃っている。枝回路１２ａの他端（図４において、左側の一端）は、トランジスタ４１ａの出力端に電気的に接続されている。枝回路１２ｂの他端（図４において、左側の一端）は、トランジスタ４１ｂの出力端に電気的に接続されている。枝回路１２ｃの他端（図４において、左側の一端）は、トランジスタ４１ｃの出力端に電気的に接続されている。すなわち、この電力増幅器４０は、各トランジスタからの電力信号（出力信号）を、結合点（信号合成点）１４で合成して増幅する電力増幅器（例えば、マイクロ波電力増幅器）である。この電力増幅器４０では、前述の回路１０は、信号合成回路として機能する。
【００５２】
本実施形態の電力増幅器では、トランジスタ４１ａ、４１ｂおよび４１ｃからの電力信号は、各トランジスタに電気的に接続されている枝回路１２ａ、１２ｂおよび１２ｃを介して、結合点（信号合成点）１４で合成される。この際、信号合成回路が、前述の回路１０であるため、各枝回路の位相変化量が揃っている。このため、枝回路間の位相ずれによる利得の低下を防止できる。この結果、本実施形態の電力増幅器は、高出力である。
【００５３】
なお、本実施形態の電力増幅器では、例えば、前述の回路１０の各枝回路を、各トランジスタの入力端に接続してもよい。すなわち、前述の回路１０を、信号分配回路として機能させてもよい。この場合、結合点（信号分配点）１４に入力信号を入力することで、各枝回路に信号が分配されて、各トランジスタに入力される。この際、信号分配回路が、前述の回路１０であるため、各枝回路の位相変化量が揃っている。このため、各枝回路間に位相ずれの無い信号が、各トランジスタに入力される。この結果、高出力を得ることができる。
【００５４】
本実施形態の電力増幅器において、前記各トランジスタは、従来公知のものを使用可能である。前記各トランジスタは、例えば、トランジスタチップであってもよい。本実施形態の電力増幅器は、各トランジスタの出力端と各枝回路の他端とを、例えば、ワイヤボンダリング等により電気的に接続することで製造可能である。
【００５５】
なお、本実施形態の電力増幅器では、トランジスタが形成されている基板と、枝回路が配線されている基板とは、別々であるが、本発明は、この例に限定されない。例えば、枝回路をトランジスタが形成されている半導体基板に配線することも可能である。この場合、トランジスタと、枝回路が配線された基板との位置合せを、半導体プロセスを用いて半導体基板上で一括して行うことができる。このため、増幅器モジュールアッセンブル工程での増幅器毎のトランジスタと枝回路との位置合わせの必要がなく、位相制御性に優れる。また、アッセンブル部材数を少なくできるので、アッセンブルコストを大幅に低減可能である。
【００５６】
前述の枝回路とトランジスタとが同一の半導体基板に形成されている電力増幅器の製造方法は、例えば、以下のとおりである。まず、半導体ウエハに、トランジスタおよび誘電体基板中に埋設されている部分に相当する枝回路を形成する（ウエハＡ）。また、別の半導体ウエハに、誘電体基板上に配線されている部分に相当する枝回路を形成する（ウエハＢ）。つぎに、ウエハＡの枝回路が形成されている面と、ウエハＢの枝回路が形成されていない面とを貼り合わせる。この状態で、ドライエッチングにより、ウエハＢ側から、ウエハＡとＢとの間に挟まれた（埋設された）枝回路までの貫通孔を形成する。この貫通孔に、電極スパッタにより金属を埋め込んでビアホールを形成して、誘電体基板上に配線されている部分と埋設されている部分とを電気的に接続する。このようにして作製されたトランジスタと枝回路とをセットとして、ダイシングにより切り出すことで、トランジスタと枝回路とが半導体基板上で一体に形成された電力増幅器を製造可能である。
【００５７】
本実施形態の電力増幅器において、例えば、トランジスタ同士の間隔が狭い等により、枝回路間の線路長の差が小さい場合には、基板中に埋設されている部分の長さ（線路長）を短く調整してもよい。図６に、この電力増幅器の一例を示す。図６において、図４と同一部分には同一符号を付している。図６に示すとおり、この電力増幅器６０は、前述の電力増幅器４０における３つのトランジスタと比較して、狭い間隔で配置される３つのトランジスタ６１ａ、６１ｂおよび６１ｃを備える。また、この電力増幅器６０は、これに対応して、前述の電力増幅器４０における各枝回路と比較して、その線路長の差が小さい枝回路６２ａ、６２ｂおよび６２ｃが配線されている信号合成回路を備える。枝回路６２ｂの基板１１中に埋設されている部分６５は、前述の回路１０における枝回路１２ｂの基板１１中に埋設されている部分１５より、その線路長が短く設定されている。これら以外の構成は、前述の電力増幅器４０と同様である。このようにすることで、枝回路間の線路長の差に応じて、基板表面からの深さ（配線位置）を前述の回路１０と同じままで、その深さを通過する長さ（線路長）を調整することで、各枝回路の位相変化量を揃えることができる。
【００５８】
（実施形態３）
次に、本発明の信号合成分配回路およびそれを用いた本発明の電力増幅器の別の一実施形態について説明する。
【００５９】
図７に、本実施形態の電力増幅器の一例の構成を示す。図７Ａは、本実施形態の電力増幅器の平面図である。図７Ｂは、図７ＡのＶ−Ｖ方向に見た断面図である。図７において、図４と同一部分には同一符号を付している。図７Ａおよび図７Ｂに示すとおり、この電力増幅器７０は、信号合成分配回路７００と、並列合成された５つのトランジスタ７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄおよび７１ｅとを有する。５つのトランジスタ７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄおよび７１ｅは、直線状に並列に配列されている。
【００６０】
信号合成分配回路７００は、基板１１に、結合点（信号合成点または信号分配点）７４を有する５本の枝回路７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄおよび７２ｅが配線され、さらに、接地導体１６を備える。枝回路７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄおよび７２ｅは、基板１１に配線されているマイクロストリップ線路である。枝回路７２ｂ、７２ｃ、および７２ｄは、枝回路７２ａおよび７２ｅより、その線路長が短い。すなわち、枝回路７２ａおよび７２ｅは、本発明における前記「他の枝回路」に相当し、枝回路７２ｂ、７２ｃおよび７２ｄは、本発明における前記「異なる線路長の枝回路」に相当する。枝回路７２ｃは、枝回路７２ｂおよび７２ｄより、その線路長が短い。枝回路７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄおよび７２ｅは、それぞれの一端（図７Ａにおいて、右側の一端）に結合点７４を有する。枝回路７２ａ、７２ｂ、７２ｄおよび７２ｅは、結合点７４（二点鎖線で囲まれた部分）を通り、前記トランジスタの並列な配列方向の直線７８に対し垂直方向である直線（垂線）７７を中心に、それぞれ対称となるように、基板１１に配線されている。図７Ｃに示すとおり、前記直線（垂線）７７は、中央の枝回路７２ｃを通る直線となる。これにより、枝回路７２ａおよび７２ｅは、その線路長が等しく、互いに位相が揃っている。また、枝回路７２ｂおよび７２ｄは、その線路長が等しく、互いに位相が揃っている。なお、図７Ｃは、電力増幅器７０の平面図であり、前記垂線７７および前記直線７８を示した以外は図７Ａと同様である。
【００６１】
枝回路７２ａおよび７２ｅは、基板１１上に配線されている。枝回路７２ｃは、その一部（線路長：Ｌ２）が基板１１中に、基板１１表面（矢印Ｂで表す面）から所定の深さ（配線位置：Ｈ２）に埋設されて配線され、残りの部分が基板１１の枝回路７２ａおよび７２ｅが配線されている面（矢印Ｂで表す面）上に配線されている。枝回路７２ｂおよび７２ｄは、その一部（線路長：Ｌ２）が基板１１中に、基板１１表面（矢印Ｂで表す面）から所定の深さ（配線位置：Ｈ３）に埋設されて配線され、残りの部分が基板１１の枝回路７２ａおよび７２ｅが配線されている面（矢印Ｂで表す面）上に配線されている。枝回路７２ｂの基板１１中に埋設されている部分７５ａの両端は、それぞれ、ビアホール７３ａおよび７３ｂを介して、基板１１表面の枝回路７２ｂの残りの部分に連結されている。枝回路７２ｃの基板１１中に埋設されている部分７５ｂの両端は、それぞれ、ビアホール７３ｃおよび７３ｄを介して、基板１１表面の枝回路７２ｃの残りの部分に連結されている。枝回路７２ｄの基板１１中に埋設されている部分７５ｃの両端は、それぞれ、ビアホール７３ｅおよび７３ｆを介して、基板１１表面の枝回路７２ｄの残りの部分に連結されている。
【００６２】
枝回路７２ａの他端（図７Ａにおいて、左側の一端）は、トランジスタ７１ａの出力端に電気的に接続されている。枝回路７２ｂの他端（図７Ａにおいて、左側の一端）は、トランジスタ７１ｂの出力端に電気的に接続されている。枝回路７２ｃの他端（図７Ａにおいて、左側の一端）は、トランジスタ７１ｃの出力端に電気的に接続されている。枝回路７２ｄの他端（図７Ａにおいて、左側の一端）は、トランジスタ７１ｄの出力端に電気的に接続されている。枝回路７２ｅの他端（図７Ａにおいて、左側の一端）は、トランジスタ７１ｅの出力端に電気的に接続されている。これら以外の構成は、前述の電力増幅器４０と同様である。これにより、本実施形態の電力増幅器は、各トランジスタからの電力信号（出力信号）を、結合点（信号合成点）７４で合成して増幅することができる。回路７００は、信号合成回路として機能する。また、例えば、前述の回路７００の各枝回路を、各トランジスタの入力端に接続してもよい。すなわち、前述の回路７００を、信号分配回路として機能させてもよい。この場合、結合点（信号分配点）７４に入力信号を入力することで、各枝回路に信号が分配されて各トランジスタに入力される。この際、信号分配回路７００では、各枝回路の位相変化量が揃っている。このため、各枝回路間に位相のずれの無い信号が、各トランジスタに入力される。この結果、高出力を得ることができる。
【００６３】
本実施形態の電力増幅器では、線路長が最も短い枝回路７２ｃの基板１１中に埋設されている部分７５ｂが、枝回路７２ｂおよび７２ｄの基板１１中に埋設されている部分７５ａおよび７５ｃより、基板１１表面から深い位置に配線されている。すなわち、枝回路７２ｂおよび７２ｄと枝回路７２ｃとにおける基板１１中の配線位置が異なる。このようにすることで、線路長が最も短い枝回路７２ｃの単位線路長に対する位相変化量を、枝回路７２ｂおよび７２ｄにおける単位線路長に対する位相変化量より大きくすることができる。このため、５本の枝回路全ての位相変化量を揃え、前記５本の枝回路の位相差を、全て同じとすることができる。
【００６４】
本実施形態の電力増幅器では、トランジスタ７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄおよび７１ｅからの電力信号は、各トランジスタに電気的に接続されている枝回路７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄおよび７２ｅを介して、結合点（信号合成点または信号分配点）７４で合成される。この際、信号合成回路７００における各枝回路の位相変化量が揃っている。このため、枝回路間の位相ずれによる利得の低下を防止できる。この結果、本実施形態の電力増幅器は、高出力である。
【００６５】
本実施形態の電力増幅器は、例えば、以下のようにして製造可能である。
【００６６】
基板として、アルミナを用いる場合を例にとり、信号合成回路７００および電力増幅器７０の製造方法を説明する。実施形態１の信号合成分配回路１０の製造方法と同様の部分は、記載を省略する。
【００６７】
まず、枝回路のうち、基板１１中に埋設されている部分７５ａ、７５ｂおよび７５ｃに相当する信号伝搬導体を作製する。作製された信号伝搬導体を、アルミナに埋め込んだ状態で、アルミナを焼結することにより、信号伝搬導体７５ａ、７５ｂおよび７５ｃが埋設された基板１１（アルミナ基板）を作製する。このようにして、基板１１中に前述の枝回路の一部を配線する。この際、例えば、必要に応じて、埋設されている部分の信号伝搬導体７５ａ、７５ｂおよび７５ｃの長さ（線路長）、およびその埋設される深さ（配線位置）を調整する。この基板１１の表面に、ＮｉＣｒ・ＡｕスパッタおよびＡｕメッキにより、全面に金属導体を形成する。この状態で、枝回路となる線路部を、フォトレジストを用いてカバーし、イオンミリングと反応性イオンエッチングとにより、不要な部分の金属導体を除去して、枝回路７２ａおよび７２ｅと、枝回路７２ｂ、７２ｃおよび７２ｄの基板上部分とを形成する。
【００６８】
この工程において、枝回路７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄおよび７２ｅの一端（図７Ａにおいて、右側の一端）を、一点の結合点７４で結合する。また、枝回路７２ａおよび枝回路７２ｅを、結合点７４を通り、基板１１の一端部（図７Ａにおいて、左側の端部）に向けて引いた直線（垂線）、すなわち、枝回路７２ｃを通る直線を中心に対称となるように形成する。また、枝回路７２ｂおよび枝回路７２ｄを、前記直線を中心に対称となるように形成する。枝回路７２ｃを、枝回路７２ｂおよび７２ｄより、その線路長が短くなるように形成する。また、枝回路７２ｂおよび７２ｄを、枝回路７２ａおよび７２ｅより、その線路長が短くなるように形成する。埋設された信号伝搬導体７５ａ、７５ｂおよび７５ｃと、基板１１上に形成された枝回路７２ｂ、７２ｃおよび７２ｄとを導通するために、レーザーにより基板１１に穴を開ける。これらの穴に、ＮｉＣｒ・ＡｕスパッタとＡｕメッキにより、ビアホール７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄ、７３ｅおよび７３ｆを形成する。このようにして、信号合成回路７００を作製する。この信号合成回路７００の各枝回路の他端と各トランジスタの出力端とを、電気的に接続する。このようにして、本実施形態の電力増幅器を製造可能である。
【００６９】
つぎに、基板として、有機系材料を用いる場合を例にとり、信号合成回路７００および電力増幅器７０の製造方法を説明する。
【００７０】
まず、２種類の誘電体シートを用意する。第１の誘電体シートには、その両面に金属導体が形成されている。第２の誘電体シートには、その一方の面に金属導体が形成されている。前記第１の誘電体シートの上面には、枝回路７２ｂ、７２ｃおよび７２ｄの埋設されている（基板中に配線される）部分７５ａ、７５ｂおよび７５ｃに相当する金属導体がパターニングされている。前記第１の誘電体シートの下面には、接地導体１６に相当する金属導体が形成されている。前記第２の誘電体シートには、前記基板上に配線される枝回路７２ａおよび７２ｅ、並びに、枝回路７２ｂ、７２ｃおよび７２ｄの基板上に配線される部分に相当する金属導体がパターニングされている。前記第２の誘電体シートには、ビアホール７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄ、７３ｅおよび７３ｆに相当する部分に、貫通孔を形成され、この貫通孔に金属導体を埋め込まれることで、ビアホール７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄ、７３ｅおよび７３ｆが形成されている。この状態で、前記第１の誘電体シートの上面と、前記第２の誘電体シートの下面（金属導体が形成されていない面）とを、接着剤を用いて貼り合わせる（配線工程）。これにより、枝回路７２ｂ、７２ｃおよび７２ｄの基板１１上に配線される部分と基板１１中に埋設されている部分７５ａ、７５ｂおよび７５ｃとを、それぞれビアホール７３ａおよび７３ｂ、７３ｃおよび７３ｄ、並びに７３ｅおよび７３ｆで連結する。このようにして、信号合成回路７００を作製する。この信号合成回路７００の各枝回路の他端と各トランジスタの出力端とを、電気的に接続する。このようにして、本実施形態の電力増幅器を製造可能である。
【００７１】
なお、本実施形態の電力増幅器を製造する方法は、これらに限定されない。例えば、前述の電力増幅器４０について説明した製造方法と同様の製造方法により、トランジスタと枝回路とが半導体基板上で一体に形成された電力増幅器として製造してもよい。
【００７２】
本実施形態の信号合成分配回路および電力増幅器では、基板中に配線（埋設）されている部分の配線位置に代えて、またはそれに加え、基板中に配線されている部分の長さ（線路長）を調整してもよい。図８に、このような信号合成分配回路および電力増幅器の一例を示す。図８Ａは、この信号合成分配回路および電力増幅器の平面図である。図８Ｂは、図８ＡのＶＩ−ＶＩ方向に見た断面図である。図８において、図７と同一部分には同一符号を付している。図８Ａおよび図８Ｂに示すとおり、この電力増幅器８０は、信号合成分配回路８００と、並列合成された５つのトランジスタ７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄおよび７１ｅとを有する。
【００７３】
信号合成分配回路８００は、前述の枝回路７２ｃに代えて、線路長が最も短い枝回路８２ｃを備える。枝回路８２ｃは、その一部（線路長：Ｌ３）が基板１１中に、基板１１表面（矢印Ｂで表す面）から所定の深さ（配線位置：Ｈ３）に埋設されて配線され、残りの部分が基板１１の枝回路７２ａおよび７２ｅが配線されている面（矢印Ｂで表す面）上に配線されている。すなわち、枝回路７２ｂ、８２ｃおよび７２ｄにおける基板１１中に埋設されている部分７５ａ、８５ｂおよび７５ｃの深さ（配線位置）は、Ｈ３で同じであり、これらの部分の長さ（線路長）が異なる。枝回路８２ｃの一端（図８Ａにおいて、左側の一端）は、トランジスタ７１ｃの出力端に電気的に接続されている。これら以外の構成は、前述の電力増幅器７０と同様である。
【００７４】
この電力増幅器では、線路長が最も短い枝回路８２ｃの基板１１中に埋設されている部分８５ｂが、枝回路７２ｂおよび７２ｄの基板１１中に埋設されている部分７５ａおよび７５ｃより、長く設定されている。このようにすることで、これらの部分の基板１１中の配線位置が同じであっても、線路長が最も短い枝回路８２ｃと、枝回路７２ｂおよび７２ｄとの位相変化量を揃えることができる。このため、５本の枝回路全ての位相変化量を揃えることができる。この結果、前述の電力増幅器７０と同様の効果を得ることができる。この効果に加えて、基板中に埋設されている部分の配線位置を同じにすることができるので、例えば、前述の本実施形態の電力増幅器の製造方法を簡略化できる。
【００７５】
本発明の信号合成分配回路では、例えば、本実施形態で示したように、前記異なる線路長の枝回路が、２本以上であり、２本以上の異なる線路長の枝回路において、前記基板中の配線位置および線路長の少なくとも一方が、それぞれ異なっていてもよい。これにより、例えば、本実施形態で示したように、枝回路が多数であっても、前記枝回路の位相差を、全て同じとすることができる。
【００７６】
（実施形態４）
次に、本発明の信号合成分配回路およびそれを用いた本発明の電力増幅器のさらに別の一実施形態について説明する。
【００７７】
図９に、本実施形態の電力増幅器の一例の構成を示す。同図において、図４と同一部分には同一符号を付している。図９に示すとおり、この電力増幅器９０は、信号合成分配回路９００と、並列合成された２つのトランジスタ９１ａおよび９１ｂとを有する。
【００７８】
信号合成分配回路９００は、基板１１と、２本の枝回路９２ａおよび９２ｂと、コンデンサ９７と、電源供給用線路９８とを備える。枝回路９２ａおよび９２ｂ、並びに電源供給用線路９８は、それぞれの一端に結合点（信号合成点）９４を有する。枝回路９２ａの他端（図９において、左側の一端）は、トランジスタ９１ａの出力端に電気的に接続されている。枝回路９２ｂの他端（図９において、左側の一端）は、トランジスタ９１ｂの出力端に電気的に接続されている。電源供給用線路９８の他端は、コンデンサ９７に電気的に接続されている。枝回路９２ａおよび９２ｂは、対称には配線されておらず、枝回路９２ｂは、枝回路９２ａより、その線路長が短い。なお、図示していないが、基板１１の枝回路９２ａ等が配線されている面とは反対側の面には、接地導体が配置されている。枝回路９２ｂは、その一部が基板１１中に、基板１１表面から所定の深さ（配線位置）に埋設されて配線され、残りの部分が基板１１の枝回路９２ａ等が配線されている面上に配線されている。枝回路９２ｂの基板１１中に埋設されている部分９５の両端は、それぞれ、ビアホール９３ａおよび９３ｂを介して、基板１１上の枝回路９２ｂの残りの部分に連結されている。本実施形態の電力増幅器は、各トランジスタからの電力信号（出力信号）を、結合点（信号合成点）９４で合成して増幅する電力増幅器である。本実施形態の電力増幅器では、前述の回路９００は、信号合成回路として機能する。本実施形態の電力増幅器においても、前述の電力増幅器４０と同様、位相ずれによる利得低下防止等の効果を得ることができる。
【００７９】
本実施形態の電力増幅器のように、実装の都合上、例えば、コンデンサ等のコンポーネントが基板上に配置されることにより、枝回路が２本であっても対称に配線することができない場合がある。このような場合にも、本発明は有効である。すなわち、線路長が短い枝回路の一部または全部が、基板中に配線されていることにより、線路長が異なる２本の枝回路同士の位相変化量を揃えることができる。
【００８０】
なお、本実施形態の電力増幅器では、２本の枝回路同士の線路長が異なるが、本発明は、この例に限定されない。例えば、３本以上の枝回路の線路長がそれぞれ異なる場合や、枝回路が基板中に埋設されていて対称に配線できない場合等にも、例えば、基板中の配線位置と線路長とを調整することで、全ての枝回路の位相変化量を揃えることができる。
【００８１】
以上、説明したとおり、本発明の信号合成分配回路は、簡単な構造で枝回路間の位相ずれによる利得低下を防止可能である。本発明の信号合成分配回路は、前記の通り、電力増幅器に用いることができる。より具体的には、本発明の信号合成分配回路は、例えば、携帯電話基地局、放送局の中継局、衛星通信等に用いる高出力電力増幅器において、電力合成分配回路として使用可能である。ただし、本発明の信号合成分配回路の用途は、電力増幅器に限定されず、フェーズドアレイレーダ、デジタル信号処理回路などの各種電子機器等、広い分野に適用可能である。
【００８２】
（付記１）基板に、信号合成点または信号分配点を有する複数の枝回路が配線され、
前記複数の枝回路の少なくとも１本の枝回路が、他の枝回路と異なる線路長であり、
前記異なる線路長の枝回路の一部または全部が、前記基板中に配線されていることを特徴とする信号合成分配回路。
【００８３】
（付記２）前記信号合成点または信号分配点を通る直線を中心に、前記複数の枝回路が、対称となるように前記基板に配線されていることを特徴とする付記１に記載の信号合成分配回路。
【００８４】
（付記３）前記枝回路が、コプレーナウェーブ線路であることを特徴とする付記１または２に記載の信号合成分配回路。
【００８５】
（付記４）複数のトランジスタと、信号合成分配回路とを有し、
前記複数のトランジスタからの出力信号を前記信号合成分配回路により合成するか、または前記複数のトランジスタへの入力信号を前記信号合成分配回路により分配し、
前記信号合成分配回路が、付記１から３のいずれかに記載の信号合成分配回路であることを特徴とする電力増幅器。
【００８６】
（付記５）前記信号合成分配回路が、付記２に記載の信号合成分配回路であり、
前記複数のトランジスタが、直線状に並列に配列され、
前記信号合成点または前記信号分配点を通る直線の方向が、前記複数のトランジスタの並列な配列方向の直線に対し垂直方向であることを特徴とする付記４に記載の電力増幅器。
【００８７】
（付記６）前記複数のトランジスタが、トランジスタチップであることを特徴とする付記４または５に記載の電力増幅器。
【００８８】
（付記７）基板に、信号合成点または信号分配点を有する複数の枝回路を配線する配線工程を含み、
前記配線工程において、
前記複数の枝回路の少なくとも１本の枝回路が、他の枝回路と異なる線路長であり、
前記異なる線路長の枝回路の一部または全部を、前記基板中に配線することを特徴とする信号合成分配回路の製造方法。
【００８９】
（付記８）前記配線工程において、
前記異なる線路長の枝回路の一部または全部が無機材料に埋め込まれた状態で前記無機材料を焼結することにより、前記無機材料から前記基板を形成するとともに、前記異なる線路長の枝回路の一部または全部を、前記基板中に配線することを特徴とする付記７に記載の製造方法。
【００９０】
（付記９）前記配線工程において、
第１の誘電体シートと第２の誘電体シートとを準備し、
前記第１の誘電体シートの上面には、前記枝回路の前記基板中に配線される部分が形成されており、
前記第２の誘電体シートには、その上面に前記枝回路の前記基板上に配線される部分が形成され、かつ前記枝回路の前記基板上に配線される部分と前記基板中に配線される部分とを連結するビアホールが形成されており、
前記第１の誘電体シートの上面と前記第２の誘電体シート下面とを貼り合わせて、前記枝回路の前記基板上に配線される部分と前記枝回路の前記基板中に配線される部分とを前記ビアホールで連結することにより、前記基板を形成するとともに、前記異なる線路長の枝回路の一部または全部を、前記基板中に配線することを特徴とする付記７に記載の製造方法。
【符号の説明】
【００９１】
１０、３０、７００、８００、９００    信号合成分配回路
１１、２１    基板
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、３２ｂ、６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ、７２ｅ、８２ｃ、９２ａ、９２ｂ    枝回路
１３ａ、１３ｂ、６３ａ、６３ｂ、７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄ、７３ｅ、７３ｆ、９３ａ、９３ｂ    ビアホール
１４、３４、７４、９４    結合点（信号合成点または信号分配点）
１５、６５、７５ａ、７５ｂ、７５ｃ、８５ｂ、９５    基板中に埋設されている部分
１６、２６    接地導体
１７、４７、７７    結合点を通り、基板の一端部に向かって引いた直線
２７      電気力線
２８、２９    空気中を通過する電界
３１      溝
４０、６０、７０、８０、９０    電力増幅器
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ、７１ｅ、９１ａ、９１ｂ    トランジスタ
４８、７８    トランジスタの並列な配列方向の直線
９７      コンデンサ
９８      電源供給用線路
１００    関連技術のマイクロストリップ伝送線路基板
１０１ａ  高誘電率誘電体基板
１０１ｂ  低誘電率誘電体基板
１０２ａ、１０２ｂ、１１２、１２２ａ、１２２ｂ    信号伝搬導体
１０６    基板導体
１１０    関連技術の整合回路
１１１ａ  基板
１１１ｂ  誘電体
１２０    関連技術の伝送線路基板
１２１ａ  誘電体基板
１２１ｂ  誘電絶縁層
１２３    空洞
Ａ、Ｂ      基板表面
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３    基板表面からの深さ（基板中の配線位置）
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３    基板表面から所定の深さを通過する部分の長さ（基板中の線路長）
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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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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