(57)【要約】【課題】要求されるバランの諸特性を維持しつつ、小型薄型化することができる薄膜バランを提供する。【解決手段】薄膜バラン１は、第１のコイル部Ｃ１及び第２のコイル部Ｃ１を有する不平衡伝送線路ＵＬと、第１のコイル部Ｃ１及び前記第２のコイル部Ｃ２のそれぞれに対向配置され且つ磁気結合する第３のコイル部Ｃ３及び第４のコイル部Ｃ４を有する平衡伝送線路ＢＬと、第１のコイル部Ｃ１に接続された不平衡端子ＵＴと、第２のコイル部Ｃ２にＣ成分Ｄを介して接続された接地端子Ｇと、を備えている。Ｃ成分Ｄは、前記不平衡伝送線路ＵＬを含む第１層と、前記第１層に誘電体層を介して対向配置されており、前記平衡伝送線路ＢＬを含む第２層との間に設けられている。【選択図】図１
2011015082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
不平衡伝送線路と、
前記不平衡伝送線路に対向配置され且つ磁気結合するよう積層された平衡伝送線路とを有し、
前記不平衡伝送線路の一端は不平衡端子に接続され、他端はＣ成分を介して接地端子に接続されており、
前記Ｃ成分が、前記不平衡伝送線路を含む第１層に形成した第１の電極と、前記第１層に対向配置され且つ前記平衡伝送線路を含む第２層に形成された第２の電極により構成された、
薄膜バラン。
【請求項２】
第１の線路部及び第２の線路部を有する不平衡伝送線路と、
前記第１の線路部及び前記第２の線路部のそれぞれに対向配置され且つ磁気結合する第３の線路部及び第４の線路部を有する平衡伝送線路と、
前記第１の線路部に接続された不平衡端子と、
前記第２の線路部にＣ成分を介して接続された接地端子と、
を備えており、
前記Ｃ成分が、前記不平衡伝送線路を含む第１層と、前記第１層に誘電体層を介して対向配置され且つ前記平衡伝送線路を含む第２層との間に設けられた、
薄膜バラン。
【請求項３】
前記第１層は、前記不平衡伝送線路の前記第２の線路部から延在して設けられた前記第１の電極を有し、
前記第２層は、前記接地端子に接続され且つ前記第１の電極に前記誘電体層を介して対向配置された第２の電極を有し、
前記Ｃ成分が、前記第１の電極及び第２の電極により構成された、
請求項２に記載の薄膜バラン。
【請求項４】
第１のコイル部及び第２のコイル部を有する不平衡伝送線路と、
前記第１のコイル部及び前記第２のコイル部のそれぞれに対向配置され且つ磁気結合する第３のコイル部及び第４のコイル部を有する平衡伝送線路と、
前記第１のコイル部に接続された不平衡端子と、
前記第２のコイル部にＣ成分を介して接続された接地端子と、
を備えており、
前記Ｃ成分が、前記不平衡伝送線路を含む第１層と、前記第１層に誘電体層を介して対向配置され且つ前記平衡伝送線路を含む第２層との間に設けられた、
薄膜バラン。
【請求項５】
前記第１層は、前記不平衡伝送線路の前記第２のコイル部の外周端から延在した前記第１の電極を有し、
前記第２層は、前記接地端子に接続され且つ前記第１の電極に前記誘電体層を介して対向配置された第２の電極を有し、
前記Ｃ成分が、前記第１の電極及び前記第２の電極により構成された、
請求項４に記載の薄膜バラン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不平衡−平衡の信号変換を行なうバラン（バラントランス）に関し、特に、小型薄型化に有利な薄膜プロセスにより形成された薄膜バランに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信機器は、アンテナ、フィルタ、ＲＦスイッチ、パワーアンプ、ＲＦ−ＩＣ、バラン等の各種高周波素子によって構成される。これらのなかで、アンテナやフィルタ等の共振素子は、接地電位を基準とした不平衡型の信号を取り扱う（信号伝送を行う）が、高周波信号の生成や処理を行なうＲＦ−ＩＣは、平衡型の信号を取り扱う（信号伝送を行う）ため、両者を電磁気的に接続する場合には、不平衡−平衡変換器として機能するバランが使用される。
【０００３】
近時、携帯電話や携帯端末等の移動体通信機や無線ＬＡＮ機器等に用いられるバランとして、更なる小型薄型化が切望されている。このようなバランとしては、互いに対向配置された不平衡伝送線路と平衡伝送線路によって磁気結合を形成し、不平衡伝送線路の一方端が不平衡端子に接続され、且つ、他方端がキャパシタを介して接地端子に接続された構成を有するもの（特許文献１）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２７０４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、薄膜バランの通過特性として、その共振周波数は下記式（１）；
ｆｒ＝１／｛２π（Ｌ・Ｃ）1/2｝  …（１）、
で表される。ここで、式中、ｆｒは共振周波数を示し、Ｌ（Ｌ成分）は、不平衡伝送線路と平衡伝送線路部で形成される共振回路の等価的なインダクタンスを示し、Ｃ（Ｃ成分）は、同キャパシタンスを示す。
【０００６】
ところが、バランを小型薄型化するには、不平衡伝送線路や平衡伝送線路を形成するコイル等の巻回数や線路長が不可避的に低減されてしまうため、共振回路のインダクタンスＬが低下してしまい、式（１）から明らかなように、共振周波数ｆｒ（通過帯域の周波数）が高周波化してしまう。通常、無線通信等で使用されるバランの周波数の通過特性（所定周波数の減衰特性）は、それが搭載される通信機器やシステムの構成、規格、仕様等から要求仕様が定められており、バランの特性として特に重要である。具体的には、例えば、通過特性として共振周波数ｆｒのピーク値が２４００〜２５００ＭＨｚ（２．４ＧＨｚ帯域）といった数値が指定され、かかる周波数帯域での減衰量を十分に低く抑えるような仕様設計がなされる。しかし、上述の如く、バランの小型薄型化によって共振周波数ｆｒが高周波化すると、上記特許文献１に記載されたチップ型バランのような構成では、かかる要求仕様を満足することが困難となってしまう。
【０００７】
そこで、上記式（１）より、共振回路のキャパシタンスＣを増大させることにより、共振周波数ｆｒの高周波化が抑止され得るが、本発明者の知見によれば、上記特許文献１に記載されたバランのようにキャパシタを設け、キャパシタンスＣを単に増大させるだけでは、入力信号に対する所望の通過特性や、出力信号に対する所望の平衡特性（出力信号の振幅差や位相差）を得ることができず、その要求仕様を満足することが困難なことがある。また、上記特許文献１に記載されたバランでは、キャパシタを設けるための別個の層が必要となることから低背化（薄型化）の要請に反することとなり、さらに製造プロセスも増えるため工程管理も複雑化する傾向にある。
【０００８】
そこで、本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、要求されるバランの諸特性を維持しつつ、小型薄型化することができる薄膜バラン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】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の薄膜バランは、不平衡伝送線路と、不平衡伝送線路に対向配置され且つ磁気結合するよう積層された平衡伝送線路とを有し、不平衡伝送線路の一端は不平衡端子に接続され、他端はＣ成分を介して接地端子に接続されており、Ｃ成分が、不平衡伝送線路を含む第１層に形成した第１の電極と、第１層に対向配置され且つ平衡伝送線路を含む第２層に形成された第２の電極により構成されたものである。
【００１０】
このような構成では、薄膜バランの共振回路に導入されるＣ成分が、不平衡伝送線路を含む第１層に形成した第１の電極と、第１層に対向配置され且つ平衡伝送線路を含む第２層に形成された第２の電極とにより構成されることから、Ｃ成分の導入のための新たな層を必要とせず、薄膜バランを小型薄型化することができる。また、本発明者が鋭意研究した結果、そのＣ成分を、上述の如く設けた場合であっても、伝送信号の通過特性を所望の範囲（仕様）に維持しつつ、伝送信号の平衡特性を調整することが可能であることが判明した。
【００１１】
かかる作用機序の詳細は未だ不明ではあるが、Ｃ成分を平衡−不平衡回路に近接して配置することで直接的にキャパシタンスＣが導入されるだけでなく、周囲の線路部との間にも浮遊容量のようなキャパシタンスが生起され、不平衡回路側の実効的なキャパシタンスが増大することが一つの要因であると推測される。この結果、薄膜バランの通過特性を所望に維持しつつ、小型薄型化することが可能になるものと推測される。ただし、作用はこれに限定されない。
【００１２】
さらに、Ｃ成分の導入のための新たな層を必要としないので、本発明の薄膜バランの構成を採用することは、製造プロセスの工数を削減することにも繋がり、生産性の向上及び工程管理の簡素化が可能となる。
【００１３】
例えば、本発明の薄膜バランは、第１の線路部及び第２の線路部を有する不平衡伝送線路と、第１の線路部及び第２の線路部のそれぞれに対向配置され且つ磁気結合する第３の線路部及び第４の線路部を有する平衡伝送線路と、第１の線路部に接続された不平衡端子と、第２の線路部にＣ成分を介して接続された接地端子と、を備えており、Ｃ成分が、不平衡伝送線路を含む第１層と、第１層に誘電体層を介して対向配置され且つ平衡伝送線路を含む第２層との間に設けられたものである。このようにしても、上述したのと同様の作用が奏される。
【００１４】
好ましくは、第１層は、不平衡伝送線路の第２の線路部から延在して設けられた第１の電極を有し、第２層は、接地端子に接続され且つ第１の電極に誘電体層を介して対向配置された第２の電極を有し、Ｃ成分が、第１の電極及び第２の電極により構成されたものである。このように、第１電極が第２の線路部から延在して設けられることにより、第２の線路部の長さを第１の線路部の長さと同等にすることができ、第１の線路部と第３の線路部の磁気結合と、第２の線路部と第４の線路部の磁気結合とが等価に維持されつつ、薄膜バランの共振回路にキャパシタンスが有効に導入されるものと推定される。また、その結果、共振周波数の高周波化の抑制及び伝送信号の平衡特性の向上が両立できるものと推測される。ただし、作用はこれに限定されない。
【００１５】
例えば、本発明の薄膜バランは、第１のコイル部及び第２のコイル部を有する不平衡伝送線路と、第１のコイル部及び第２のコイル部のそれぞれに対向配置され且つ磁気結合する第３のコイル部及び第４のコイル部を有する平衡伝送線路と、第１のコイル部に接続された不平衡端子と、第２のコイル部にＣ成分を介して接続された接地端子とを備えており、Ｃ成分が、不平衡伝送線路を含む第１層と、第１層に誘電体層を介して対向配置され且つ平衡伝送線路を含む第２層との間に設けられたものである。このようにしても、上述したのと同様の作用が奏される。
【００１６】
好ましくは、第１層は、不平衡伝送線路の第２のコイル部の外周端から延在した第１の電極を有し、第２層は、接地端子に接続され且つ第１の電極に誘電体層を介して対向配置された第２の電極を有し、Ｃ成分が、第１の電極及び第２の電極により構成されたものである。このようにＣ成分を平衡−不平衡回路に近接して配置することで直接的にキャパシタンスＣが導入されるだけでなく、周囲の線路部との間にも浮遊容量のようなキャパシタンスが生起され、不平衡回路側の実効的なキャパシタンスが増大するものと推測される。この結果、薄膜バランの通過特性を所望に維持しつつ、小型薄型化することが可能になるものと推測される。さらに、上記構成によれば第２のコイル部と第４のコイル部の磁気結合により生じる磁束が通過するコイル開口から、第１の電極を適宜離間させることができる。この結果、上述したのと同様に、第１のコイル部と第３のコイル部の磁気結合と、第２のコイル部と第４のコイル部の磁気結合とが等価に近い状態に維持されつつ、薄膜バランの共振回路にキャパシタンスが有効に導入されるものと推測される。ただし、作用はこれに限定されない。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、第２の線路部に接続されたＣ成分が不平衡伝送線路を含む第１層と平衡伝送線路を含む第２層との間に設けられることによって、薄膜バランのより一層の小型薄型化を達成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の薄膜バランの一実施形態の構成を示す等価回路図である。
【図２】薄膜バラン１の一実施形態の構成を示す垂直断面図である。
【図３】薄膜バラン１の配線層Ｍ１における水平断面図である。
【図４】薄膜バラン１の配線層Ｍ２における水平断面図である。
【図５】薄膜バラン１の配線層Ｍ３における水平断面図である。
【図６】薄膜バラン２Ａ（比較例）の配線層Ｂ１における水平断面図である。
【図７】薄膜バラン２Ａの配線層Ｍ０における水平断面図である。
【図８】薄膜バラン２Ａの配線層Ｍ１における水平断面図である。
【図９】薄膜バラン２Ａの配線層Ｍ２における水平断面図である。
【図１０】薄膜バラン２Ｂ（比較例）の配線層Ｂ１における水平断面図である。
【図１１】薄膜バラン２Ｂの配線層Ｍ０における水平断面図である。
【図１２】通過特性の評価結果を示すグラフである。
【図１３】位相差の評価結果を示すグラフである。
【図１４】振幅差の評価結果を示すグラフである。
【図１５】薄膜バラン４の配線層Ｂ１における水平断面図である。
【図１６】通過特性の評価結果を示すグラフである。
【図１７】薄膜バラン１Ａの一実施形態の構成を示す垂直断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、図面中、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、上下左右などの位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。また、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をその実施の形態のみに限定する趣旨ではない。さらに、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな変形が可能である。
【００２０】
図１は、本発明の薄膜バランに係る好適な一実施形態の構成を示す等価回路図である。薄膜バラン１は、線路部Ｌ１（第１の線路部）及び線路部Ｌ２（第２の線路部）が直列に接続された不平衡伝送線路（不平衡回路）ＵＬと、線路部Ｌ３（第３の線路部）及び線路部Ｌ４（第４の線路部）が直列に接続された平衡伝送線路（平衡回路）ＢＬとを備えており、線路部Ｌ１及び線路部Ｌ３、並びに、線路部Ｌ２及び線路部Ｌ４によって、それぞれ磁気結合が形成されている。
【００２１】
この薄膜バラン１においては、線路部Ｌ１における線路部Ｌ２との結合端の他端が不平衡端子ＵＴに接続されており、線路部Ｌ２における線路部Ｌ１との結合端の他端が、Ｃ成分（容量成分）であるキャパシタＤを介して接地端子Ｇ（接地電位）に接続されている。キャパシタＤは、線路部Ｌ２の他端に接続された電極Ｄ１と、接地端子Ｇに接続された電極Ｄ２が、適宜の誘電体を介して対向設置されたものである。また、線路部Ｌ３及び線路部Ｌ４におけるそれぞれの結合端との他端は、平衡端子ＢＴ１及び平衡端子ＢＴ２に接続されている。さらに、線路部Ｌ３及び線路部Ｌ４の結合端が、接地端子Ｇに接続されている。
【００２２】
上述した線路部Ｌ１〜Ｌ４の長さは、薄膜バラン１の仕様に応じて異なり、例えば、変換対象となる伝送信号の１／４波長（λ／４）共振器回路となるよう設定することができる。また、線路部Ｌ１〜Ｌ４の形状は、上述した磁気結合が形成されれば、任意の形状とすることができ、例えば、渦巻状（コイル状）、蛇行状、直線状、曲線状等の形態が挙げられる。
【００２３】
以下に、同図を参照して薄膜バラン１の基本的な動作について説明する。薄膜バラン１では、不平衡端子ＵＴに不平衡信号が入力されると、不平衡信号は線路部Ｌ１及び線路部Ｌ２を伝播する。そして、線路部Ｌ１と線路部Ｌ３とが磁気結合（第１の磁気結合）し、線路部Ｌ２と線路部Ｌ４とが磁気結合（第２の磁気結合）することにより、入力された不平衡信号は位相が１８０°（π）異なる２つの平衡信号に変換され、これら２つ平衡信号が平衡端子ＢＴ１，ＢＴ２からそれぞれ出力される。なお、平衡信号から不平衡信号の変換動作は、上述した不平衡信号から平衡信号への変換動作の逆となる。
【００２４】
（第１実施形態）
次に、上記の薄膜バランの一実施形態における配線構造について説明する。図２は、薄膜バラン１の配線構造を概略的に示す垂直断面図である。図２に示すように、例えばアルミナ等の絶縁性基板１００側から順に配線層Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３が形成されている。例えば、上述した不平衡伝送線路ＵＬは配線層Ｍ１により形成され、平衡伝送線路ＢＬは配線層Ｍ２により形成されている。同一の配線層における配線間、及び異なる配線層間には誘電体層が形成されている。例えば、配線層Ｍ１と配線層Ｍ２との間には窒化シリコンからなる誘電体層１０２が形成されている。その他の部位の誘電体層１０１として、例えばポリイミドが用いられる。材料は上述のものに限定されず、窒化シリコン、アルミナ、シリカ、等の無機系絶縁体のみならず、ポリイミド、エポキシ樹脂等の有機系絶縁体でもよく適宜選択できる。不平衡端子ＵＴ、平衡端子ＢＴ１，ＢＴ２、接地端子Ｇは、全ての誘電体層を貫通するように形成されている。このように、薄膜バラン１は、絶縁性基板１００上に形成された薄膜多層構造から構成されている。
【００２５】
図２に示すように、本実施形態では、上述したキャパシタ（Ｃ成分）Ｄが、不平衡伝送線路ＵＬを含む配線層Ｍ１（第１層）と、配線層Ｍ１に誘電体層１０２を介して対向配置され且つ平衡伝送線路ＢＬを含む配線層Ｍ２（第２層）との間に設けられている。
【００２６】
次に、薄膜バランの一実施形態における各配線層Ｍ０，Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３のパターンについて詳細に説明する。以下の各実施形態では、線路部Ｌ１〜Ｌ４としてコイル部を用いたものである。
【００２７】
図３〜図５は、第１実施形態の薄膜バラン１における各配線層を概略的に示す水平断面図である。図３〜図５に示す如く、配線層Ｍ１〜Ｍ３の全ての層に、不平衡端子ＵＴ、平衡端子ＢＴ１，ＢＴ２、及び、接地端子Ｇが形成されており、各端子ＵＴ，ＢＴ１，ＢＴ２，ＧはスルーホールＰを介して異なる層間において電気的に接続されている。なお、図３〜図５に示す全てのスルーホールＰには、上下各層を電気的に導通させるための金属導体がめっきにて形成されている。以下、各配線層の構成について詳細に説明する。
【００２８】
図３に示すように、絶縁性基板１００上の配線層Ｍ１には、不平衡伝送線路ＵＬを構成するコイル部Ｃ１（第１のコイル部、第１の線路部）及びコイル部Ｃ２（第２のコイル部、第２の線路部）が隣接して形成されている。各コイル部Ｃ１，Ｃ２は、１／４波長（λ／４）共振器に相当するものを構成する。コイル部Ｃ１を構成するコイル導体１１の外側の端部１１ａは不平衡端子ＵＴに接続されており、コイル導体１１の内側の端部１１ｂはスルーホールＰに接続されている。一方、コイル部Ｃ２を構成するコイル導体１２の内側の端部１２ｂはスルーホールＰに接続されている。コイル導体１２の外側の端部（外周端）１２ａ（ここでいう端部は物理的な形状の端部ではなく、コイル部１１と等価なコイルを想定した場合の端部を指す。）から延在し、コイル導体１２の巻回方向とは逆向きに巻回した状態でキャパシタの電極Ｄ１が形成されている。キャパシタＤの電極Ｄ１は、コイルＣ２と同じ層に配置されることから、不可避的にコイル部Ｃ２の領域の範囲外の領域に設けられることとなる。
【００２９】
また、図４に示すように、配線層Ｍ２には、平衡伝送線路ＢＬを構成するコイル部Ｃ３（第３のコイル部、第３の線路部）及びコイル部Ｃ４（第４のコイル部、第４の線路部）が隣接して形成されている。各コイル部Ｃ３，Ｃ４は、コイル部Ｃ１，Ｃ２と同様に１／４波長（λ／４）共振器に相当するものを構成する。平衡伝送線路ＢＬのこれらコイル部Ｃ３，Ｃ４は、それぞれ、不平衡伝送線路ＵＬのコイル部Ｃ１，Ｃ２に対向配置されており、対向している部分で磁気結合して結合器を構成する。コイル部Ｃ３を構成するコイル導体２１の外側の端部２１ａは平衡端子ＢＴ１に接続されており、コイル導体２１の内側の端部２１ｂはスルーホールＰに接続されている。一方、コイル部Ｃ４を構成するコイル導体２２の外側の端部２２ａは平衡端子ＢＴ２に接続されており、コイル導体２２の内側の端部２２ｂはスルーホールＰに接続されている。また、配線層Ｍ２には、電極Ｄ１に対向配置された電極Ｄ２が形成されており、電極Ｄ２の端部は接地端子Ｇに接続されている。
【００３０】
それから、図５に示すように、配線層Ｍ３には、コイル部Ｃ３とコイル部Ｃ４を接地端子Ｇに接続するための配線３１、及び、コイル部Ｃ１とコイル部Ｃ２を接続するための配線３２が形成されている。配線３１は、２つのスルーホールＰと接地端子Ｇとを接続するように形成された分岐配線である。そして、配線３１は、２つのスルーホールＰを介して、配線層Ｍ２に形成されたコイル導体２１の端部２１ｂ及びコイル導体２２の端部２２ｂに接続されている。一方、配線３２はスルーホールＰを介して配線層Ｍ１に形成されたコイル導体１１の端部１１ｂ及びコイル導体１２の端部１２ｂに接続されている。
【００３１】
このように、本実施形態においては、一の階層である配線層Ｍ１に不平衡伝送線路ＵＬを構成する２つのコイル部Ｃ１，Ｃ２及びキャパシタＤを構成する電極Ｄ１が形成され、それに隣り合う別の階層である配線層Ｍ２に平衡伝送線路ＢＬを構成する２つのコイル部Ｃ３，Ｃ４及びキャパシタＤを構成する電極Ｄ２が形成され、さらに、それら配線層Ｍ２に隣り合う配線層Ｍ１とは逆側の別の階層である配線層Ｍ３にコイル部Ｃ１，Ｃ２を接続する配線３２、及び、コイル部Ｃ３，Ｃ４を接続する配線３１が形成された多層配線構造により、図１に示す等価回路を構成する薄膜バラン１が得られる。
【００３２】
（比較例２Ａ）
比較例２Ａの薄膜バラン２Ａでは、不平衡伝送線路ＵＬが形成された配線層Ｍ１及び平衡伝送線路ＢＬが形成された配線層Ｍ２以外の配線層間においてキャパシタＤを設けたものである。図６〜９は、比較例２Ａの薄膜バラン２Ａにおける配線層Ｂ１，Ｍ０，Ｍ１，Ｍ２を概略的に示す水平断面図である。配線層Ｂ１，Ｍ０，Ｍ１，Ｍ２は、絶縁性基板１００側から順に形成されているものである。
【００３３】
図６に示すように、絶縁性基板１００上の配線層Ｂ１には、キャパシタＤの電極Ｄ２が、平面視において、コイル部Ｃ１の外側の領域であって、平衡端子Ｂ１に近い領域に形成されている。電極Ｄ２は、配線４１を介して接地端子Ｇに接続されている。
【００３４】
また、図７に示すように、配線層Ｍ０には、電極Ｄ２に対向配置された電極Ｄ１が形成されている。電極Ｄ１は、配線５１及びスルーホールＰを介して、配線層Ｍ１のコイル部Ｃ２の端部１２ａに接続されている。
【００３５】
さらにまた、図８に示すように、配線層Ｍ１には、不平衡伝送線路ＵＬを構成するコイル部Ｃ１及びコイル部Ｃ２が隣接して形成されている。比較例２Ａの配線層Ｍ１は、キャパシタＤの電極Ｄ１が形成されていない点を除いて、第１実施形態と同様である。コイル部Ｃ２を構成するコイル導体１２の外側の端部１２ａは、スルーホールＰを介して配線層Ｍ０に設けられたキャパシタＤの電極Ｄ１に接続されている。
【００３６】
そして、図９に示すように、配線層Ｍ２には、平衡伝送線路ＢＬを構成するコイル部Ｃ３及びコイル部Ｃ４が隣接して形成されている。比較例２Ａの配線層Ｍ２は、キャパシタＤの電極Ｄ２が形成されていない点を除いて、第１実施形態と同様である。
【００３７】
図示はしないが、第１実施形態と同様に、配線層Ｍ２上には配線層Ｍ３が設けられており、配線層Ｍ３には配線３１，３２が形成されている。
【００３８】
このように、比較例２Ａにおいては、一の階層である配線層Ｍ１に不平衡伝送線路ＵＬを構成する２つのコイル部Ｃ１，Ｃ２が形成され、それに隣り合う別の階層である配線層Ｍ２に平衡伝送線路ＢＬを構成する２つのコイル部Ｃ３，Ｃ４が形成され、さらに、それら配線層Ｍ２に隣り合う配線層Ｍ１とは逆側の別の階層である配線層Ｍ３にコイル部Ｃ１，Ｃ２を接続する配線３２、及び、コイル部Ｃ３，Ｃ４を接続する配線３１が形成されるとともに、配線層Ｍ１に隣り合う配線層Ｍ２とは逆側の階層である配線層Ｍ０にキャパシタＤを構成するための電極Ｄ１が形成され、配線層Ｍ０に隣り合う配線層Ｍ１とは逆側の階層である配線層Ｂ１にキャパシタＤを構成するための電極Ｄ２が形成された多層配線構造により、図１に示す等価回路を構成する薄膜バラン２Ａが得られる。
【００３９】
（比較例２Ｂ）
図１０，１１は、比較例２Ｂの薄膜バラン２Ｂにおける配線層Ｂ１，Ｍ０を概略的に示す水平断面図である。配線層Ｂ１，Ｍ０以外の配線層Ｍ１〜Ｍ３の構成は、比較例２Ａと同様である。
【００４０】
図１０に示すように、薄膜バラン２Ｂの配線層Ｂ１において、キャパシタＤの電極Ｄ２が、平面視において、コイル部Ｃ１の外側の領域であって、不平衡端子ＵＴに近い領域に形成されている。電極Ｄ２は、配線４１を介して接地端子Ｇに接続されている。
【００４１】
また、図１１に示すように、配線層Ｍ０には、電極Ｄ２に対向配置された電極Ｄ１が形成されている。電極Ｄ１は、配線５１及びスルーホールＰを介して、配線層Ｍ１のコイル部Ｃ２の端部１２ａに接続されている。
【００４２】
（特性評価）
以上説明した各実施形態の薄膜バラン１，２Ａ，２Ｂについて、通過特性（挿入損失）及び平衡特性（平衡信号の位相差及び振幅差）をシミュレーションにより求めた。伝送信号の評価対象周波数（共振周波数ｆｒ）を２４００〜２５００ＭＨｚとした。図１２は、通過特性の評価結果を示す図であり、図１３は位相差の評価結果を示す図であり、図１４は振幅差の評価結果を示す図である。各図において、曲線Ｅ１，Ｅ２Ａ，Ｅ２Ｂが、それぞれ、薄膜バラン１，２Ａ，２Ｂの評価結果を示す。
【００４３】
通過特性は、評価対象周波数領域において信号をどれだけ損失させずに通過させているかを示すものであり、評価対象周波数領域において０ｄＢが理想的な通過特性となる。位相差は、平衡端子ＢＴ１と平衡端子ＢＴ２から出力される２つの平衡信号の位相差であることから１８０ｄｅｇがより理想的な位相バランスとなる。振幅差は、平衡端子ＢＴ１と平衡端子ＢＴ２から出力される２つの平衡信号の振幅差であることから０ｄＢがより理想的な出力バランスとなる。
【００４４】
これらの結果より、第１実施形態の薄膜バランにおいては、通過特性及び平衡特性の双方において優れた特性を維持していることが確認された。特に、比較例２Ａ，２Ｂの薄膜バランと比べて、振幅バランスの点で優れていることが確認された。
【００４５】
（比較例）
図１５は、比較例の薄膜バラン４における配線層Ｂ１を概略的に示す水平断面図である。この配線層Ｂ１は、絶縁性基板１００と配線層Ｍ１との間に設けられたものである。図１５に示す如く、比較例の薄膜バラン４では、キャパシタＫの電極Ｋ１が、不平衡伝送線路ＵＬが形成される配線層Ｍ１とは別の配線層Ｂ１に形成されている。電極Ｋ１は、コイル部Ｃ１の領域の範囲外に配置されている。なお、第１実施形態と異なり、配線層Ｂ１と配線層Ｍ１との間にさらなる配線層Ｍ０（不図示）が設けられており、配線層Ｍ０における電極Ｋ１に対向する位置に、電極Ｋ１と同形状の対向電極Ｋ２（本発明の実施形態において電極Ｄ２に相当するもの）が形成されている。また、電極Ｋ１は、配線５１によって接地端子Ｇ近傍のスルーホールＰに接続されており、当該スルーホールＰを介して配線層Ｍ１のコイル部Ｃ２の端部１２ａに接続されている。なお、配線層Ｍ０に形成される対向電極は、配線５２によって接地端子Ｇに接続されている。
【００４６】
（特性評価）
上記の比較例の薄膜バラン４について、伝送信号の通過特性（減衰特性）をシミュレーションにより評価した結果を、図１６に示す。シミュレーションにおいては、伝送信号の評価対象周波数（共振周波数ｆｒ）を２４００〜２５００ＭＨｚとし、この周波数範囲における減衰量が１ｄＢ未満を目標仕様とし、各薄膜バランの通過特性を評価した。
【００４７】
図１６において、曲線Ｒ４が、薄膜バラン４の評価結果を示す。これらの結果より、比較例の薄膜バラン４は、図１６に示す如く、通過特性における目標仕様の周波数域における減衰量が本発明による薄膜バランよりも大きくなってしまい、その目標仕様を満たさないことが判明した。
【００４８】
（第１Ａ実施形態）
図１７は、薄膜バラン１Ａの配線構造を概略的に示す垂直断面図である。図１７に示すように、例えばアルミナ等の絶縁性基板１００側から順に配線層Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３が形成されている。配線層Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３の構成については、第１実施形態と同様である。また、配線層Ｍ１及び配線層Ｍ２との間には、例えば窒化シリコンからなる誘電体層１０２，１０２Ａが形成されている。図１７に示すように、第１Ａ実施形態の薄膜バラン１Ａでは、キャパシタＤの容量結合が形成される部位における誘電体層１０２Ａの膜厚を、不平衡伝送線路ＵＬと平衡伝送線路ＢＬとの間の磁気結合が形成される部位における誘電体層１０２の膜厚に比べて薄くしたものである。
【００４９】
このような構成により、不平衡伝送線路ＵＬと平衡伝送線路ＢＬとの磁気結合に要求される膜厚とは異なる膜厚の誘電体層１０２Ａを備えるキャパシタＤを形成できることから、薄膜バランの共振回路に所望のキャパシタンスＣを導入することができ、これにより共振周波数の高周波化が抑えられる。
【００５０】
なお、上述したとおり、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない限度において様々な変形が可能である。例えば、コイル部Ｃ２の外周端を延在させずに、コイル部Ｃ２の外周の一部をキャパシタの電極Ｄ１として利用してもよい。また、例えば、不平衡端子ＵＴ、平衡端子ＢＴ１，ＢＴ２、及び接地端子Ｇの配置は、図示の位置に限定されない。また絶縁性基板１００上の配線層の順序が逆になった構造であってももちろんよい。さらに、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々のコイル配置を採用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の薄膜バランによれば、第２の線路部に接続されたＣ成分が不平衡伝送線路を含む第１層と平衡伝送線路を含む第２層との間に設けられることによって、要求されるバランの諸特性を維持しつつ小型薄型化することができるので、特に、小型薄型化が要求される無線通信機器、装置、モジュール、及びシステム、並びにそれらを備える設備、さらには、それらの製造に広く適用することが可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１〜１Ｂ…本発明に係る薄膜バラン、４…比較例の薄膜バラン、１１，１２，２１，２２…コイル導体、１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ…端部、３１，３２…配線、５１…配線、Ｂ１，Ｍ０，Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３…配線層、Ｃ１…コイル部（第１のコイル部、第１の線路部）、Ｃ２…コイル部（第２のコイル部、第２の線路部）、Ｃ３…コイル部（第３のコイル部、第３の線路部）、Ｃ４…コイル部（第４のコイル部、第４の線路部）、Ｄ…キャパシタ（Ｃ成分、容量成分）、Ｄ１…電極、Ｄ２…電極（対向電極）、Ｇ…接地端子（接地電位）、Ｋ…キャパシタ、Ｋ１…電極、Ｌ１…線路部（第１の線路部）、Ｌ２…線路部（第２の線路部）、Ｌ３…線路部（第３の線路部）、Ｌ４…線路部（第４の線路部）、Ｐ…スルーホール、ＵＬ…不平衡伝送線路（不平衡回路）、ＢＬ…平衡伝送線路（平衡回路）、ＵＴ…不平衡端子、ＢＴ１…平衡端子（第１の平衡端子）、ＢＴ２…平衡端子（第２の平衡端子）。
【図１】
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【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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【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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【図１７】
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