(57)【要約】　　　（修正有）【課題】多層基板の作成後に内層したスタブを多層基板の外部に引き出すことなく、内層配線パターンに対する実効誘電率を容易に微調整可能な多層基板を提供する。【解決手段】誘電体で複数形成された内層に設定された調整部を有する内層配線パターン１と、内層配線パターン１の高さ方向の片側に存在する誘電体を削除して形成した空洞５と、空洞５内の調整部に対応する位置に配置した金属板４と、金属板４の内層配線パターン１に対する距離を調節する金属板作動部材３とを備え、内層配線パターンに対する実効誘電率を金属板作動部材３により外部から調整可能とするため、多層基板による電子回路の小型化の優位性を失うことなく、内層配線パターンに対する実効誘電率を容易に微調整することができる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体で複数形成された内層の内部に設けた空洞内に調整部を有する内層配線パターンと、前記調整部に対応する位置に配置した金属板と、前記金属板の前記内層配線パターンに対する距離を調節する金属板作動部材とを有することを特徴とする多層基板。
【請求項２】
前記調整部をスタブとしたことを特徴とする請求項１記載の多層基板。
【請求項３】
前記調整部をマイクロストリップ共振器としたことを特徴とする請求項１記載の多層基板。
【請求項４】
前記調整部を電源用バンドストップフィルタとしたことを特徴とする請求項１記載の多層基板。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の多層基板を用いた無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＵＨＦ帯からミリ波帯などの高い周波数帯の信号を扱う回路もしくは部品に使用する多層基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般に、内層に受動素子を配置した多層基板としては、図７に示すようなものが知られている。
以下、図７を参照して、従来の多層基板の構成を説明する。図７に示す多層基板は、任意の受動素子にスタブが付加された内層配線パターン１と、多層基板のベースとなるベース金属板２と、電気絶縁体としての誘電体６と、表層に配置した電子回路の配線導体７と、多層基板の各層のＧＮＤ配線導体８と、内層配線パターン１と配線導体７とを接続する金属製のスルーホール９と、多層基板上に配置する能動素子１０とを有する。
【０００３】
上記従来の内層に受動素子を形成する多層基板では、表層に設けられた電子回路を構成する配線導体７の占有面積を縮小するために、内層配線パターン１には、表層に設けた配線導体７またはデバイスの内層部分としてそれらの受動素子を配置する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図７から分かるように、内層配線パターン１の上下は、誘電体６やＧＮＤ配線導体８等で囲まれているため、内層配線パターン１として内層されている受動素子に対する実効誘電率の微調整は困難である。また、あえて調整する場合は、多層基板にスルーホール９を通して受動素子の配線を表層の配線導体７まで引き出し、配線導体７に形成してあるスタブをトリミングする。また、逆にスタブの延長による調整が必要な場合は、スタブに微小長の配線を半田または導電性ペーストで接着して受動素子に対する実効誘電率の微調整を行わなければならなかった。そのため、受動素子に対する実効誘電率の微調整には、長い時間を必要としていた。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたもので、多層基板の作成後においても、内層したスタブを多層基板の外部に引き出すことなく、内層配線パターンに対する実効誘電率を容易に微調整可能な多層基板を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明における多層基板は、誘電体で複数形成された内層に設定された調整部を有する内層配線パターンと、前記内層配線パターンの高さ方向の片側に存在する誘電体を削除して形成した空洞と、前記空洞内の前記調整部に対応する位置に配置した金属板と、前記金属板の前記内層配線パターンに対する距離を調節する金属板作動部材とを有するという構成を有している。この構成により、内層配線パターンに対して金属板の位置を微調整することにより、内層配線パターンに対する実効誘電率が調整可能となり、多層配線による回路の小型化の優位性を失うことなく、内層配線パターンに加工を加えずに内層配線パターンの実効誘電率の調整を可能とする。
【０００７】
本発明における多層基板は、前記調整部をスタブにするという構成を有している。この構成により、５０Ω線路のインピーダンス整合回路を内層化することによる占有面積縮小化のメリットを失うことなく、インピーダンス整合回路としての内層配線パターンのパラメータの微調整が可能となる。
【０００８】
本発明における多層基板は、前記調整部をマイクロストリップ共振器にするという構成を有している。この構成により、マイクロストリップ共振器を内層化することによる占有面積縮小化のメリットを失うことなく、特定の周波数を阻止するマイクロストリップ共振器の特定周波数の中心周波数を微調整することができる。
【０００９】
本発明における多層基板は、前記調整部を電源用バンドストップフィルタにするという構成を有している。この構成により、電源用バンドストップフィルタを内層化する占有面積縮小化のメリットを失うことなく、電源部へのＲＦ信号の漏洩や、ＲＦ信号ラインに対する電源バイアス線路の影響を抑えるよう微調整が可能となる。
【００１０】
本発明における無線通信装置は、請求項１ないし４のいずれかに記載の多層基板を用いるという構成を有している。この構成により、無線通信装置の完成後も、無線通信装置の筐体外部から内層配線パターンのパラメータの微調整が可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき、本発明の第１ないし第３の実施の形態を詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
まず、図１および図２を参照して、本発明の第１の実施の形態における多層基板の構成を説明する。図１に示す多層基板は、配線導体７に接続された任意の受動素子にスタブ１１が付加された内層配線パターン１と、多層基板のベースとなるベース金属板２と、ネジ等からなり金属板４の位置を調整する金属板作動部材３と、内層配線パターン１に対する実効誘電率の調整に用いる金属板４と、多層基板内で金属板４を調整自在に移動するための空洞５と、電気絶縁体としての誘電体６と、表層に配置した電子回路の配線導体７と、多層基板の各層におけるＧＮＤ配線導体８と、内層配線パターン１と配線導体７間の配線を接続するスルーホール９と、多層基板上に配置した能動素子１０とを有する。
図２はスルーホール９を通して配線導体７に接続された受動素子に任意のスタブ１１を付加した内層配線パターン１を図１の上方から見た透視平面図である。図２に示す内層配線パターン１は、スルーホール９を通して配線導体７に接続された５０Ω線路１２と、５０Ω線路１２に付加された調整部としのスタブ１１とからなる。
【００１２】
次に、図１、２および５、６を参照して、本発明の第１の実施の形態における多層基板のさらに詳細な構成および動作を説明する。図２に示すように、本実施の形態における多層基板は、回路の占有面積を小型化するために、内層化する任意の受動素子として５０Ω線路を内装し、それにスタブ１１を付加してインピーダンス整合回路とした内層配線パターン１を用いる。内層に形成した４層の多層基板のうち、任意の受動素子（ここでは５０Ω線路）の下部に空洞５をドリル等により形成する。空洞５の端面（左右の側面）にはメッキ等により電極を形成する。空洞５の中には配線導体７が形成される多層基板の表皮の厚さ以上の金属板４を装備する。その際、ベース金属板２の上方に金属板４を移動自在に取り付けるために、ネジ等の金属板作動部材３をベース金属板２に取り付ける。このように構成すると、金属板作動部材３により、金属板４の位置を高さ方向に自由に変更することができる。なお、図６において、間隔ｈ直上の誘電体（ＢＴレジン）の高さは０．２ｍｍであり、誘電比率は３．３である。
【００１３】
金属板４の上下位置を変更することにより、多層基板内に形成された任意の受動素子を有する内層配線パターン１に対する実効誘電率が変化するため、管内波長も変化する。例えば、図５のグラフに示す解析結果が示すように、内層配線パターン１と金属板４との間隔ｈ（図６参照）が大きい場合は、ＧＮＤ配線導体８と内層配線パターン１との間に電磁波が集中するマイクロストッリップ構造となって、管内波長が緩やかに変化し、内層配線パターン１と金属板４との間隔ｈが短い場合には、ＧＮＤ配線導体８と内層配線パターン１との間に電磁波が集中する上、内層配線パターン１と金属板４との間にも電磁波が集中してトリプレート構造となって、管内波長が急激に変化するので、仕様精度に合わせて間隔ｈの変更幅を決定する。従来技術では、図２に示すような内層配線パターン１を内層に形成した場合、基板形成後のパラメータ調整は困難であり、あえて調整する場合は、スルーホール９を通して受動素子の配線を一旦表層の配線導体７まで引き出し、表層に形成したスタブをトリミングすればよい。逆にスタブを延長することは困難であった。しかし、本発明の第１の実施の形態によれば、図５に示すように、金属板４の位置を大きくして管内波長を短くすることができるため、図２に示すようなスタブ１１を内層に形成して金属板４で内層配線パターン１に対する実効誘電率を調整するようにすれば、等価的にスタブ１１を延長することと同様の効果が得られる。例えば、図１の能動素子１０のインピーダンス整合回路を内層に形成した場合でも、能動素子１０の実効誘電率の微調整が可能である。
【００１４】
以上のように本発明の実施の形態の多層基板においては、空洞５を形成し、スタブ１１に対する距離変更可能な金属板４を挿入することにより、内層配線パターン１を内層化する回路配線の占有面積縮小化のメリットを失わずに、内層配線パターン１に対する実効誘電率の微調整が可能となる。
なお、本実施の形態における金属板４を使用せずに、ネジのみとした場合でも同様の効果が得られる。
【００１５】
（第２の実施の形態）
次に、図１および図３を参照して、本発明の第２の実施の形態における多層基板について説明する。本実施の形態では、本発明の第１の実施の形態で使用した図２に示すスタブ１１の代わりに、図３に示すような調整部としてのマイクロストリップ共振器１３を５０Ω線路１２に付加して内層配線パターン１を構成したことが、第１の実施の形態のものと異なる点である。すなわち、図３に示す内層配線パターン１は、５０Ω線路１２と、マイクロストリップ共振器１３とからなる。
【００１６】
図３に示すマイクロストリップ共振器１３を付加した内層配線パターン１を多層基板の内層に形成した場合、マイクロストリップ共振器１３の下部に当たる部分に空洞５を形成し、空洞５内で金属板４の位置を上下に調整すれば、本発明の第１の実施の形態で示した作用と同様に、内層配線パターン１の実効誘電率の微調整が可能となり、それによって共振器の波長を等価的に変更可能であるため、マイクロストリップ共振器１３の中心周波数を微調整することができる。
【００１７】
以上のように、本発明の第２の実施の形態の多層基板においては、多層基板に空洞５を形成し、マイクロストリップ共振器１３に対する距離を変更可能な金属板４を空洞５内に挿入することにより、マイクロストリップ共振器１３を内層化することによる回路配線の占有面積縮小化のメリットを失わずに、マイクロストリップ共振器１３の中心周波数の微調整が可能となる。
【００１８】
（第３の実施の形態）
次に、図１および図４を参照して、本発明の第３の実施の形態における多層基板について説明する。本実施の形態では、本発明の第１の実施の形態で使用した図２に示すような５０Ω線路１２にスタブ１１付加した内層配線パターン１の代わりに、図４に示すような調整部としての電源用バンドストップフィルタを内層配線パターン１として構成したことが、第１の実施の形態のものと異なる点である。図４に示す内層配線パターン１の電源用バンドストップフィルタは、高インピーダンス線路１４と、ＭＩＭキャパシタンスの信号導体側電極１５とで構成される。
【００１９】
図４に示す電源用バンドストップフィルタを内層配線パターン１に形成した場合、例えば、ＭＩＭキャパシタンスの信号導体側電極１５の下部に空洞５を形成し、空洞５内に金属板４を配置し、信号導体側電極１５の領域で金属板４の信号導体側電極１５に対する位置を変更すれば、ＭＩＭキャパシタンスの対接地容量の値が変化するため、電源部に対するＲＦ信号の信号阻止周波数の微調整が可能となる。また、高インピーダンス線路１４の下部に空洞５を形成し、高インピーダンス線路１４の領域で金属板４の高インピーダンス線路１４に対する位置を変更すれば、本発明の第１の実施の形態で示した作用と同様にして、ＲＦ部からみた高インピーダンス線路１４のインピーダンスをオープン状態に微調整することができる。
【００２０】
以上説明したように、本発明の第３の実施の形態における多層基板では、多層基板に空洞５を形成し、高インピーダンス線路１４または信号導体側電極１５に対する距離変更可能な金属板４を挿入することにより、電源用バンドストップフィルタを内層化することによる回路配線の占有面積縮小化のメリットを失わずに、電源部に対するＲＦ信号の漏洩や、ＲＦ信号ラインに対するバイアス線路の影響を抑えるよう微調整することができる。
なお、以上説明した本発明の第１ないし第３の実施の形態では、任意の内層配線パターン１として、図２、図３及び図４に示すものを挙げたが、電気長に依存する受動素子を用いた内層配線パターン１であれば、如何なる受動素子に対しても有効である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明における多層基板は、上記のように構成され、特に、多層基板内に装備された内層配線パターンの高さ方向の片側に存在する誘電体を削除して空洞を形成し、その空洞に内層配線パターンに対する距離が調整可能な金属板を配置し、この金属板の内層配線パターンに対する距離を外部から金属板作動部材により調整するようにしたことにより、内層配線パターンに対する実効誘電率が外部から調整可能となり、多層配線による回路の小型化の優位性を失うことなく、内層した内層配線パターンに対する実効誘電率を容易に微調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１、第２および第３の実施の形態における多層基板の構成を示す断面図、
【図２】本発明の第１の実施の形態における多層基板に任意のスタブを用いた内層配線パターンの例を示す図、
【図３】本発明の第２の実施の形態における多層基板にマイクロストリップ共振器を用いた内層配線パターンの例を示す図、
【図４】本発明の第３の実施の形態における多層基板に電源用バンドストップフィルタを用いた内層配線パターンの例を示す図、
【図５】本発明の第１ないし第３の実施の形態における多層基板に用いた金属板の位置に対する管内波長の解析結果を表すグラフ、
【図６】図５に示すグラフを説明するための多層基板の断面図、
【図７】従来の多層基板の構成を示す断面図。
【符号の説明】
１　内層配線パターン
２　ベース金属板
３　金属板作動部材
４　金属板
５　空洞
６　誘電体
７　配線導体
８　ＧＮＤ配線導体
９　スルーホール
１０　能動素子
１１　スタブ
１２　５０Ω線路
１３　マイクロストリップ共振器
１４　高インピーダンス線路
１５　信号導体側電極
１６　端面部
【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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