(57)【要約】【課題】  ２つの回路基板の間を、導体リボンを用いることなく接続する基板装置を得ることを目的とする。【解決手段】  第１面に第１の誘電体基板を載置し、当該第１面よりも底面側に低い段差をなす第２面に第３の誘電体基板の一方の端部を載置して、第１のマイクロストリップ線路と第３のマイクロストリップ線路の一方の端部を所定の長さ対向させる結合線路を形成した第１のキャリア導体と、第１面に第２の誘電体基板を載置し、当該第１面よりも底面側に低い段差をなす第２面に第３の誘電体基板の他方の端部を載置して、第２のマイクロストリップ線路と第３のマイクロストリップ線路の他方の端部を所定の長さ対向させる結合線路を形成した第２のキャリア導体を備え、第１、第２のキャリア導体を、所定の間隙を設けて配置する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のマイクロストリップ線路の形成された第１の誘電体基板と、
第２のマイクロストリップ線路の形成された第２の誘電体基板と、
第３のマイクロストリップ線路の形成された第３の誘電体基板と、
第１面に上記第１の誘電体基板を載置し、当該第１面よりも底面側に低い段差をなす第２面に上記第３の誘電体基板の一方の端部を載置し、上記第１のマイクロストリップ線路と上記第３のマイクロストリップ線路の一方の端部を所定の長さ対向させて、第１のマイクロストリップ線路から第３のマイクロストリップ線路に信号伝送する結合線路を形成した第１のキャリア導体と、
第１面に上記第２の誘電体基板を載置し、当該第１面よりも底面側に低い段差をなす第２面に上記第３の誘電体基板の他方の端部を載置し、上記第２のマイクロストリップ線路と第３のマイクロストリップ線路の他方の端部を所定の長さ対向させて、第１のマイクロストリップ線路から第３のマイクロストリップ線路に信号伝送する結合線路を形成した第２のキャリア導体と、
上記第１、第２のキャリア導体を、所定の間隙を設けて載置するシャシ導体と、
を備えた基板装置。
【請求項２】
上記結合線路の所定の長さは、上記第１、第２、第３のマイクロストリップ線路の伝送信号における波長の４分の１の長さを有したことを特徴とする請求項１記載の基板装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マイクロストリップ線路を有した複数の回路基板間を接続する基板装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロストリップ線路の形成された誘電体基板上に半導体素子を実装し、金属キャリアに搭載された回路基板がある。このような回路基板は金属シャシに収容され、複数の回路基板上のマイクロストリップ線路の間を、導体リボンで接続する。回路基板は、有機材料またはセミラックにより形成され、搭載する金属シャシ及び金属キャリアとの材質の違いにより、熱による膨張率及び収縮率が異なる。このため回路基板間の距離が変動する。回路基板間を接続する導体リボンのストレスリリーフが不十分な場合、導体リボンのボンド剥がれ、断線等を生じる。
【０００３】
例えば特許文献１に開示されるように、２つの回路基板を導体リボンで接続し、当該接続部の下部に溝を設けるとともに、溝に誘電体ポッティング剤を充填して、誘電体ポッティング剤により導体リボンを固定したマイクロ波回路の基板装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−８５５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のマイクロ波回路の基板装置は、導体リボンのボンド剥がれ、断線等の損傷を防ぐために、回路基板の間のストレスリリーフを十分に確保する必要があり、回路設計及び製造工程が煩雑になるという問題があった。また、複数の回路基板の間を、導体リボンにより物理的に直接接続しているため、ＤＣ（Direct Current）信号は導体リボンを介して両基板の間を通過する。このため回路基板上にＤＣ信号を遮断するＤＣカット回路を設ける必要があった。
【０００６】
この発明は係る課題を解決するためになされたものであり、少なくとも２つの回路基板の間を、導体リボンを用いることなく接続する基板装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明による基板装置は、第１のマイクロストリップ線路の形成された第１の誘電体基板と、第２のマイクロストリップ線路の形成された第２の誘電体基板と、第３のマイクロストリップ線路の形成された第３の誘電体基板と、第１面に上記第１の誘電体基板を載置し、当該第１面よりも底面側に低い段差をなす第２面に上記第３の誘電体基板の一方の端部を載置し、上記第１のマイクロストリップ線路と上記第３のマイクロストリップ線路の一方の端部を所定の長さ対向させて、第１のマイクロストリップ線路から第３のマイクロストリップ線路に信号伝送する結合線路を形成した第１のキャリア導体と、第１面に上記第２の誘電体基板を載置し、当該第１面よりも底面側に低い段差をなす第２面に上記第３の誘電体基板の他方の端部を載置し、上記第２のマイクロストリップ線路と第３のマイクロストリップ線路の他方の端部を所定の長さ対向させて、第１のマイクロストリップ線路から第３のマイクロストリップ線路に信号伝送する結合線路を形成した第２のキャリア導体と、上記第１、第２のキャリア導体を、所定の間隙を設けて載置するシャシ導体と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、結合線路の電磁界結合により、第１、第２の誘電体基板間で、第１、第２のマイクロストリップ線路間を導体リボン、導体ワイヤなどの物理的接続を行わずに、信号伝送を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１による基板装置の接続部の構成を示す上面図、横断面図である。
【図２】実施の形態１による基板装置の接続部の構成を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、この発明に係る実施の形態１による基板装置の接続部の構成を示す図であって、（ａ）は基板装置の上面図、（ｂ）は基板装置の横断面図（Ｘ１−Ｘ２断面）を示す。また、図２は、実施の形態１による基板装置の接続部の構成を示す縦断面図（Ｙ１−Ｙ２断面）である。
【００１１】
図において、実装の形態１による基板装置１００は、第１の誘電体基板である誘電体基板３ｂと、第２の誘電体基板である誘電体基板３ｃと、第３の誘電体基板である誘電体基板３ａと、第１のキャリア導体であるキャリア導体４ａと、第２のキャリア導体であるキャリア導体４ｂと、シャシ導体５から構成される。誘電体基板３ａは、誘電体１ａ上に第１のマイクロストリップ線路であるマイクロストリップ導体２ａが形成され、裏面に地導体７ａが形成され、マイクロストリップ線路を構成している。誘電体基板３ｂは、誘電体１ｂ上に第２のマイクロストリップ線路であるマイクロストリップ導体２ｂが形成され、裏面に地導体７ｂが形成され、マイクロストリップ線路を構成している。誘電体基板３ｃは、誘電体１ｃ上にマイクロストリップ導体２ｃが形成され、裏面に地導体７ｃが形成され、マイクロストリップ導体を構成している。また、誘電体基板３ｂ、３ｃは、半導体素子、マイクロ波回路等の高周波回路が形成された回路基板を構成する。なお、誘電体基板３ｂの地導体７ｂは平面部４ａｂと接する面のみに形成され、誘電体基板３ｃの地導体７ｃは平面部４ｂｂと接する面のみに形成される。
【００１２】
キャリア導体４ａは、上面に段差を有しており、平面部４ａａと、平面部４ａａの端部から垂直上方に立ち上がった段差をなす側壁部４ａｂから構成される。キャリア導体４ｂは、上面に段差を有しており、平面部４ｂａと、平面部４ｂａの端部から垂直上方に立ち上がった側壁部４ｂｂから構成される。キャリア導体４ａの平面部４ａａとキャリア導体４ｂの平面部４ｂａは、突き合う端面の間に隙間が設けられている。キャリア導体４ａとキャリア導体４ｂは、両者の平面部４ａａと平面部４ｂａの上に跨るように、誘電体基板３ａが載置されている。また、キャリア導体４ａは、側壁部４ａｂの上に、誘電体基板３ｂが載置されている。キャリア導体４ｂは、側壁部４ｂｂの上に、誘電体基板３ｃが載置されている。
【００１３】
キャリア導体４ａ、及びマイクロストリップ導体２ｂの形成された誘電体基板３ｂは、デバイス６ａを構成する。キャリア導体４ｂ、及びマイクロストリップ導体２ｃの形成された誘電体基板３ｃは、デバイス６ｂを構成する。シャシ導体５は、上面部にデバイス６ａとデバイス６ｂを配置し、２つのデバイス６ａ，６ｂ間を誘電体基板３ａで接続している。キャリア導体４ａは、誘電体基板３ａの一端部がキャリア導体４ａと誘電体基板３ｂの間に収納され、キャリア導体４ｂは、誘電体基板３ａの他端部がキャリア導体４ｂと誘電体基板３ｃの間に収納される。このようにキャリア導体４ａ，４ｂは、その熱膨張係数の差により、誘電体基板３ｂと誘電体基板３ｃが熱変動によって膨張または収縮しても、当該変動を吸収できる隙間５０を設けるように掘り込んだ構造をなしている。図１、図２に示すように、隙間５０の断面積は、誘電体基板３ａの断面外径サイズよりも少し大きくなっており、誘電体基板３ａ，３ｂと誘電体基板３ｃの熱膨張係数差による熱変形を吸収することができる。
【００１４】
ここで、誘電体基板３ａを、キャリア導体４ａと誘電体基板３ｂ及びキャリア導体４ｂと誘電体基板３ｃの間に挿入する。また、マイクロストリップ導体２ａは、その線路長がマイクロストリップ導体２ｂと所望周波数の４分の１波長の電気長を有して重なり合う結合線路を構成している。マイクロストリップ導体２ａは、その線路長がマイクロストリップ導体２ｃと所望周波数の４分の１波長の電気長を有して重なり合う結合線路を構成している。これにより、マイクロストリップ導体２ｂがマイクロストリップ導体２ａに電磁界結合し、マイクロストリップ導体２ａがマイクロストリップ導体２ｃに電磁界結合する。
【００１５】
また、マイクロストリップ導体２ａとマイクロストリップ導体２ｂ及びマイクロストリップ導体２ｃは、それぞれの結合線路において電磁界結合で接続しているため、それぞれ直列にキャパシタンスが挿入された回路と等価となる。このためＤＣカット回路として作用する。
【００１６】
誘電体基板３ａは、柔軟性もしくは可撓性のある誘電体基板を用いることで、誘電体基板３ｂと誘電体基板３ｃとで高低差のあるデバイス６ａ，６ｂ間を接続する場合においても有効である。
【００１７】
次に、デバイス６ａ，６ｂ間の高周波信号の伝送について動作を説明する。マイクロストリップ導体２ｂを伝送するミリ波、マイクロ波等の所望の高周波信号は、マイクロストリップ導体２ａとマイクロストリップ導体２ｂの所望周波数の４分の１波長の長さに当たる上記結合線路において、誘電体１ｂを介して、電磁界結合によりマイクロストリップ導体２ａ上を伝送する。
【００１８】
また、マイクロストリップ導体２ｃに伝送された高周波信号は、マイクロストリップ導体２ａとマイクロストリップ導体２ｃの所望周波数の４分の１波長の長さに当たる上記結合線路において、誘電体１ｃを介して、電磁界結合によりマイクロストリップ導体２ｃ上を伝送する。
【００１９】
このようにして、実施の形態１による基板装置は、２つの回路基板間での所望の高周波信号の伝送に、誘電体基板間の電磁界結合による結合線路を用いることで、導体リボン、導体ワイヤなどを用いて回路基板間を接続する際のボンド剥がれ、断線等の問題を防ぐためのストレスリリーフを確保することが不要となる。また、電磁界結合による結合線路を用いることで、ＤＣカット回路を別個に使用することなくＤＣ信号を遮断することができるので、回路基板から別個のコンデンサ部品を削減することができ、その実装面接が縮減するため、回路基板の小型化を図ることが可能となる。
【００２０】
以上説明した通り、実施の形態１による基板装置は、第１のマイクロストリップ線路（２ｂ）の形成された第１の誘電体基板（３ｂ）と、第２のマイクロストリップ線路（２ｃ）の形成された第２の誘電体基板（３ｃ）と、第３のマイクロストリップ線路（２ａ）の形成された第３の誘電体基板（３ａ）と、第１面に上記第１の誘電体基板（３ｂ）を載置し、当該第１面よりも底面側に低い段差をなす第２面に上記第３の誘電体基板（３ａ）の一方の端部を載置し、上記第１のマイクロストリップ線路（２ｂ）と上記第３のマイクロストリップ線路（２ａ）の一方の端部を所定の長さ対向させて、第１のマイクロストリップ線路（２ｂ）から第３のマイクロストリップ線路（２ａ）に信号伝送する結合線路を形成した第１のキャリア導体（４ａ）と、第１面に上記第２の誘電体基板（３ｃ）を載置し、当該第１面よりも底面側に低い段差をなす第２面に上記第３の誘電体基板（３ａ）の他方の端部を載置し、上記第２のマイクロストリップ線路（２ｃ）と第３のマイクロストリップ線路（２ａ）の他方の端部を所定の長さ対向させて、第１のマイクロストリップ線路（２ｂ）から第３のマイクロストリップ線路（２ａ）に信号伝送する結合線路を形成した第２のキャリア導体（４ｂ）と、上記第１、第２のキャリア導体（４ａ，４ｂ）を、所定の間隙を設けて載置するシャシ導体（５）と、を備えたことを特徴とする。
【００２１】
かくして、第１のマイクロマイクロストリップ導体（２ｂ）と第２のマイクロストリップ導体（２ｃ）、及び第１のマイクロストリップ導体（２ｂ）と第３のマイクロストリップ導体（２ａ）はそれぞれ第３の誘電体基板（３ａ）を介して、所望周波数の４分の１波長分の電気長を有したマイクロストリップ導体を重ね合わせて結合線路を形成することで、電磁界結合により第１、第２のマイクロストリップ線路（２ｂ，２ｃ）間の信号伝送を行い、非接触なデバイス間接続を可能としている。
【００２２】
また、電磁界結合を用いた非接触な接続であるため、リボン、ワイヤ等による物理的接続でボンド剥がれ、断線等の問題を防ぐためのストレスリリーフ構造を確保することが不要となる。なお、ストレスリリーフ構造を設けると、例えば導体リボン、導体ワイヤなどの長さを長くして撓みを持たせる、回路基板を基板面方向に可動できるように固定する等の構造を採用するため高価になる。
【００２３】
加えて、電磁界結合を用いた非接触な接続であることから、ＤＣ信号を通過させないように絶縁されており、ＤＣカット回路を構成するコンデンサを別個に設ける必要がなく、延いては回路実装面積の削減による小型化が可能となる。
【符号の説明】
【００２４】
１ａ  誘電体、１ｂ  誘電体、１ｃ  誘電体、２ａ  マイクロストリップ導体、２ｂ  マイクロストリップ導体、２ｃ  マイクロストリップ導体、３ａ  誘電体基板、３ｂ  誘電体基板、３ｃ  誘電体基板、４ａ  キャリア導体、４ｂ  キャリア導体、４ｃ  キャリア導体、５  シャシ導体、６ａ  デバイス、６ｂ  デバイス、７ａ  地導体、７ｂ  地導体、７ｃ  地導体、５０  隙間、１００  基板装置。
【図１】
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【図２】
2015177292.tif 000004