(57)【要約】【課題】薄型化と高効率化を両立させることのできる高周波電力増幅器を提供する。【解決手段】複数の誘電体層を積層した多層基板５と、多層基板５の表面側に設けられた配線禁止領域１と、多層基板５内に配設された第１のストリップ導体８と、多層基板５の積層方向（Ｙ１方向）の位置が第１のストリップ導体８と異なる位置に設けられた第２のストリップ導体７と、第１のストリップ導体８と第２のストリップ導体７とを電気的に接続するビア９と、第１のストリップ導体８および第２のストリップ導体７を挟んで、多層基板５の積層方向にそれぞれ配設された第１の接地導体２および第２の接地導体６とを有する。第１の接地導体２は、配線禁止領域１に設けられた第１の接地導体部分３と、配線禁止領域１以外の領域に設けられ、第１の接地導体部分３とは多層基板５の積層方向の位置が異なる第２の接地導体部分４とからなる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の誘電体層を積層した多層基板と、
前記多層基板の表面側および裏面側の内の少なくとも一方の側に設けられた配線禁止領域と、
前記多層基板内に設けられた第１のストリップ導体と、
前記多層基板の積層方向の位置が前記第１のストリップ導体と異なる位置に設けられた第２のストリップ導体と、
前記第１のストリップ導体と前記第２のストリップ導体とを電気的に接続するビアと、
前記第１のストリップ導体および前記第２のストリップ導体を挟んで、前記多層基板の積層方向にそれぞれ配設された第１の接地導体および第２の接地導体とを有する高周波電力増幅器であって、
前記第１の接地導体および前記第２の接地導体の内の少なくとも一方が、前記配線禁止領域に設けられた第１の接地導体部分と、前記配線禁止領域以外の領域に設けられ、前記第１の接地導体部分とは前記多層基板の積層方向の位置が異なる第２の接地導体部分とからなることを特徴とする高周波電力増幅器。
【請求項２】
前記配線禁止領域は、前記多層基板の表面側に設けられた第１の配線禁止領域と、
前記多層基板の裏面側であって、前記多層基板の積層方向からみて前記第１の配線禁止領域と重なる位置に設けられた第２の配線禁止領域とを有し、
前記多層基板の積層方向の長さが、前記第１の配線禁止領域と前記第２の配線禁止領域とで異なる請求項１に記載の高周波電力増幅器。
【請求項３】
前記配線禁止領域は、前記多層基板の表面側に設けられた第１の配線禁止領域と、
前記多層基板の裏面側であって、前記多層基板の積層方向からみて前記第１の配線禁止領域と重ならない位置に設けられた第２の配線禁止領域とを有する請求項１に記載の高周波電力増幅器。
【請求項４】
前記多層基板の積層方向から見て、前記第１の接地導体部分の一端が前記ビアの周縁部に沿って設けられている請求項１〜３のいずれか１に記載の高周波電力増幅器。
【請求項５】
複数の誘電体層を積層した多層基板と、
前記多層基板の表面側に設けられた第１の配線禁止領域と、
前記多層基板の裏面側であって、前記多層基板の積層方向からみて前記第１の配線禁止領域と重なる位置に設けられた第２の配線禁止領域と、
前記多層基板内に配設されたストリップ導体と、
前記ストリップ導体を挟んで、前記多層基板の積層方向にそれぞれ配設された第１の接地導体および第２の接地導体とを有する高周波電力増幅器であって、
前記多層基板の積層方向の長さが、前記第１の配線禁止領域と前記第２の配線禁止領域とで同じであり、
前記第１の接地導体が、前記第１の配線禁止領域に設けられた第１の接地導体部分と、前記多層基板の表面側で前記第１の配線禁止領域以外の領域に設けられ、前記第１の接地導体部分とは前記多層基板の積層方向の位置が異なる第２の接地導体部分とからなり、
前記第２の接地導体が、前記第２の配線禁止領域に設けられた第３の接地導体部分と、前記多層基板の裏面側で前記第２の配線禁止領域以外の領域に設けられ、前記第３の接地導体部分とは前記多層基板の積層方向の位置が異なる第４の接地導体部分とからなることを特徴とする高周波電力増幅器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波電力増幅器に関し、より詳細には、携帯電話などに使用される高周波電力増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＲＦパワーアンプなどの高周波電力増幅器が、通信機のアンテナ出力段や音響出力段などに用いられている。
【０００３】
一般に、１Ｗ（３０ｄＢｍ）程度の出力を行う高周波電力増幅器では、５０Ω負荷に電力を供給するための出力整合回路が必要となる。この出力整合回路を高効率の高周波電力増幅器と一体にしたモジュールとしては、例えば、図６に示す構造のものがある（例えば、非特許文献１参照。）。図の例では、整合回路は、コンデンサ、インダクタおよび信号線路などで構成されている。高効率の高周波電力増幅器を小型化するために、コンデンサおよびインダクタには１００５サイズ（縦１．０ｍｍ×横０．５ｍｍ）または０６０３サイズ（縦０．６ｍｍ×横０．３ｍｍ）のチップ部品が用いられ、これらは、樹脂やガラスセラミックなどで構成された基板上に実装される。図６では、１００がモジュール基板、１０１がトランジスタ、そして１０２がチップ部品である。
【０００４】
また、高周波電力増幅器には、上記のチップ部品を接続するために、基板上に形成されたマイクロストリップ線路または基板内に形成されたストリップ線路などが用いられる。図７（ａ）〜（ｃ）は、図６の高周波電力増幅器に用いられるストリップ線路を示したものである。図７（ａ）はストリップ線路部分の平面図であり、１０３がストリップ線路に相当する。
【０００５】
図７（ｂ）は、図７（ａ）のＢ−Ｂ′線に沿う断面図である。図７（ｂ）に示すように、ストリップ線路は金属面３層構造を有していて、誘電体内にあるストリップ導体１０４の両側に接地導体（以下、ＧＮＤという。）１０５，１０６が形成されている。
【０００６】
ところで、ストリップ線路の特性インピーダンスは式１で表わされる。
【０００７】
【式１】
（１／４）×（μ／ε）１／２×（ｂ／Ｗ）
【０００８】
式１において、μは透磁率、εは誘電率である。また、図７（ｂ）に示すように、ｂはＧＮＤ１０５とＧＮＤ１０６との間の距離である。また、Ｗは、ストリップ導体１０４の幅、すなわち信号線路幅である。尚、ストリップ導体１０４から各ＧＮＤ（ＧＮＤ１０５，ＧＮＤ１０６）までの距離は等しいものとする。
【０００９】
出力整合回路の設計で最適化された特性インピーダンスを有するストリップ線路について、特性インピーダンスを変えずにＧＮＤ間の距離ｂを小さくする必要が生じた場合には、式１より信号線路幅Ｗも小さくしなければならない。しかしながら、Ｗを小さくすると線路のＤＣ抵抗値が大きくなり、ストリップ線路で発生する損失が大きくなる。したがって、ストリップ線路の損失を小さくする観点からは、ｂを大きくすることが望ましい。ここで、ｂが大きくなると、高周波電力増幅器を構成する基板は厚型化する。
【００１０】
一方、高周波電力増幅器の基板の表面および裏面には、１のストリップ線路に対して配線が禁止された配線禁止領域が設けられる。例えば、基板のチップ部品実装部において、チップ部品のＧＮＤ側でない端子部では基板表面をＧＮＤ面とすることができない。したがって、チップ部品実装部から基板内のＧＮＤ面までが配線禁止領域となる。図７（ｃ）は図７（ａ）のＣ−Ｃ′線に沿う断面図であり、同図において、１０７および１０８が配線禁止領域である。
【００１１】
また、図８に示すようなキャビティ構造においても配線禁止領域が設けられる。この場合、基板１０９に形成されたキャビティ部分１１０にトランジスタなどが配置されることから、キャビティ部分１１０が配線禁止領域となる。
【００１２】
さらに、図９に示すように、モジュールの裏面に設けられた信号端子部１１１はＧＮＤを形成することができない。一方、信号端子部１１１のない領域ではＧＮＤ１１２を形成することができる。したがって、信号端子部１１１から基板内のＧＮＤ面１１３までが配線禁止領域１１４となる。
【００１３】
ところで、基板は複数の誘電体層が積層した構造を有している。そして、配線禁止領域は、基板の積層方向で同じ場所に存在することが多い。図１０は、配線禁止領域部分の平面図である。図では、紙面に垂直な方向が基板の積層方向に一致する。基板の表面側に設けられた配線禁止領域１１５と、基板の裏面側に設けられた配線禁止領域１１６，１１７とは重なりを有しており、積層方向でこれらが同じ場所にあることがわかる。
【００１４】
【非特許文献１】
井上晃、外８名，「９００ＭＨｚＰＤＣ電話用の高効率な０．１ｃｃ電力増幅器（Ｈｉｇｈ−Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ０．１ｃｃ  Ｐｏｗｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ  Ｍｏｄｕｌｅ  ｆｏｒ  ９００ＭＨｚ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ  Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅｓ）」，アイ・イー・アイ・シートランス  エレクトロン（ＩＥＩＣ  Ｔｒａｎｓ．  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ），１９９９年１１月，第Ｅ８２−Ｃ巻，第１１号，ｐ．１９０６−１９１２
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、高周波電力増幅器の中でもその効率が高いものは、デジタル携帯電話などの通信機端末の送信部に好適である。近年、デジタル携帯電話では薄型化が急速に進められており、これに伴って、高周波電力増幅器の薄型化に対する要求も高まっている。
【００１６】
高周波電力増幅器を薄くする方法の１つとして、基板を薄くすることが挙げられる。基板を薄くするには、ストリップ線路のＧＮＤとストリップ導体との間隔およびＧＮＤとＧＮＤとの間隔（図７（ｂ）のｂ）を小さくする必要がある。しかしながら、これは、上述したように、ストリップ線路で発生する損失の増大に繋がるという問題があった。
【００１７】
一方、高周波電力増幅器の効率を大きくするには、出力整合回路の損失を低減することが必要となる。しかしながら、そのためには、ストリップ線路のＧＮＤとストリップ導体との間隔およびＧＮＤとＧＮＤとの間隔（図７（ｂ）のｂ）を大きくする必要がある。したがって、基板の薄型化に逆行することになるという問題もあった。
【００１８】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものである。即ち、本発明は、薄型化と高効率化を両立させることのできる高周波電力増幅器を提供することを目的とする。
【００１９】
本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明の高周波電力増幅器は、複数の誘電体層を積層した多層基板と、この多層基板の表面側および裏面側の内の少なくとも一方の側に設けられた配線禁止領域と、多層基板内に配設された第１のストリップ導体と、多層基板の積層方向の位置が第１のストリップ導体と異なる位置に設けられた第２のストリップ導体と、第１のストリップ導体と第２のストリップ導体とを電気的に接続するビアと、第１のストリップ導体および第２のストリップ導体を挟んで、多層基板の積層方向にそれぞれ配設された第１の接地導体および第２の接地導体とを有する高周波電力増幅器であって、第１の接地導体および第２の接地導体の内の少なくとも一方が、配線禁止領域に設けられた第１の接地導体部分と、配線禁止領域以外の領域に設けられ、第１の接地導体部分とは多層基板の積層方向の位置が異なる第２の接地導体部分とからなることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の高周波電力増幅器は、複数の誘電体層を積層した多層基板と、この多層基板の表面側に設けられた第１の配線禁止領域と、多層基板の裏面側であって、多層基板の積層方向からみて第１の配線禁止領域と重なる位置に設けられた第２の配線禁止領域と、多層基板内に配設されたストリップ導体と、このストリップ導体を挟んで、多層基板の積層方向にそれぞれ配設された第１の接地導体および第２の接地導体とを有する高周波電力増幅器であって、多層基板の積層方向の長さが、第１の配線禁止領域と第２の配線禁止領域とで同じであり、第１の接地導体が、第１の配線禁止領域に設けられた第１の接地導体部分と、多層基板の表面側で第１の配線禁止領域以外の領域に設けられ、第１の接地導体部分とは多層基板の積層方向の位置が異なる第２の接地導体部分とからなり、第２の接地導体が、第２の配線禁止領域に設けられた第３の接地導体部分と、多層基板の裏面側で第２の配線禁止領域以外の領域に設けられ、第３の接地導体部分とは多層基板の積層方向の位置が異なる第４の接地導体部分とからなることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１および図２を用いて、本実施の形態の高周波電力増幅器を説明する。尚、これらの図において、同じ符号を用いた箇所は同じものであることを示している。
【００２３】
本実施の形態においては、多層基板の表面側および裏面側のいずれか一方に配線禁止領域が設けられている。
【００２４】
ストリップ線路は、複数の誘電体層を積層した多層基板に内蔵されている。図１は、この多層基板のストリップ線路部分の断面図である。
【００２５】
本実施の形態では、図１の上方向に配線禁止領域１が設けられている。そして、第１の接地導体（以下、第１のＧＮＤという。）２は、配線禁止領域１に形成された第１の接地導体部分（以下、第１のＧＮＤ部分という。）３と、配線禁止領域１以外の部分に形成された第２の接地導体部分（以下、第２のＧＮＤ部分という。）４とからなることを特徴としている。第１のＧＮＤ部分３と第２のＧＮＤ部分４とは、図１のＹ１方向における位置が異なる。ここで、Ｙ１方向は、多層基板５において、誘電体層（図示せず）の積層方向に一致する。また、多層基板の上方向を、例えば、半導体素子が搭載される表面側と定義することができる。
【００２６】
一方、図１の下方向に配線禁止領域はない。第２の接地導体（以下、第２のＧＮＤという。）６は、１の誘電体層面内に形成されており、第１のＧＮＤ２のように複数の誘電体層面内に分かれて形成されてはいない。
【００２７】
従来は、図７（ｃ）に示すように、配線禁止領域の有無にかかわらず、ＧＮＤは誘電体層の１の面内に設けられていた。例えば、図１において、第１のＧＮＤ２は、第１のＧＮＤ部分３と同じ面内にのみ形成されていた。そして、第１のＧＮＤ２と第２のＧＮＤ６の中間付近に位置するようにストリップ導体が設けられていた。
【００２８】
これに対して、本実施の形態では、配線禁止領域にないＧＮＤ部分を、配線禁止領域にあるＧＮＤ部分と異なる誘電体層面内に形成することを特徴としている。具体的には、図１において、第２のＧＮＤ部分４を第１のＧＮＤ部分３に対して上方向にずらす。このように、ＧＮＤの設置位置を変えることによって、ストリップ導体からＧＮＤまでの距離も変わるので、ストリップ導体の両側に位置する２つのＧＮＤの中間付近にストリップ導体が位置するように、ストリップ導体の設置位置もずらす。これにより、多層基板を厚くすることなしに、ＧＮＤからストリップ導体までの距離（すなわち、接地導体間の距離）を大きくすることが可能となる。
【００２９】
具体的には、ストリップ導体から第１のＧＮＤまでの距離と第２のＧＮＤまでの距離を設計上等しいものとするために、ストリップ導体を第１のストリップ導体と第２のストリップ導体とに分け、これらのストリップ導体のＹ１方向の位置が異なるように配置する。図１の例では、第２のストリップ導体７を第１のストリップ導体８に対して図の上方向にずらす。このようにすることによって、第２のストリップ導体７から第２のＧＮＤ部分４までの距離Ｌ１と、第２のストリップ導体７から第２のＧＮＤ６までの距離Ｌ２とを設計上等しくすることができる。また、接地導体間の距離（図７（ｂ）のｂ）を、第２のＧＮＤ部分４と第２のＧＮＤ６間について従来より大きくすることが可能となる。
【００３０】
一方、第１のストリップ導体８は、従来のストリップ導体と同じ位置、すなわち、第１のストリップ導体８から第１のＧＮＤ部分３までの距離Ｌ３と、第１のストリップ導体８から第２のＧＮＤ６までの距離Ｌ４が設計上等しくなる位置に形成する。
【００３１】
第１のストリップ導体８と第２のストリップ導体７との間は、ビア９によって電気的に接続する。これにより、ビア９を介して、第１のストリップ導体８と第２のストリップ導体７の間で信号が伝送される。
【００３２】
本実施の形態においては、多層基板の積層方向から見たときに、第１の接地導体部分の一端がビアの周縁部に沿って設けられていることが好ましい。この際、ストリップ線路に悪影響を与えないようにＧＮＤを配置する。
【００３３】
例えば、図２に示すように、第１のＧＮＤ部分３の一端３ａは、（ビアの直径＋２ｄ）の直径を有する半円状に打ち抜かれた打ち抜き部３ｂを有している。また、打ち抜き部３ｂの両側には、突設部３ｃが設けられている。ビア９は、打ち抜き部３ｂ内の端部３ｄからビア９の端部９ａまでの距離がｄである位置に置かれる。この際、突設部３ｃの端部は、ビア９の中心を通り図の長手方向に平行な線Ａ−Ａ′の外側（図のｘ方向）に位置する。これにより、ビア９の断面で見たときに、その半分以上の面積部分を第１のＧＮＤ部分３が取り囲む構造とすることができる。
【００３４】
また、第１のＧＮＤ部分３からビア９までの距離ｄは、第２のＧＮＤ部分４からビア９までの距離および第２のＧＮＤ６からビア９までの距離に等しくなるように設計する。但し、これらの距離が異なる場合には、短い方の距離に距離ｄを合わせる。
【００３５】
このようにＧＮＤをビア近傍に配置することによって、ストリップ導体と配線禁止領域の間で、ビアを通じて信号漏洩が起こるのを抑制することができる。
【００３６】
本実施の形態では、図１の上方向にのみ配線禁止領域が設けられている例について述べたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、図１の下方向にのみ配線禁止領域が設けられていてもよい。ここで、下方向とは、例えば、多層基板の裏面側と定義することができる。
【００３７】
本実施の形態によれば、ストリップ導体とＧＮＤとの間隔を大きくすることができるので、ストリップ線路における信号損失を小さくすることができる。また、これにより、増幅器の効率や利得などの特性を向上させることができる。
【００３８】
また、本実施の形態によれば、増幅器の効率を従来と同じ値とした場合には、多層基板を薄くすることが可能となる。
【００３９】
さらに、本実施の形態によれば、ビアの周縁部に沿ってＧＮＤを設けることによって、配線禁止領域とストリップ導体の間でのビアを介した信号漏洩を抑制することができる。
【００４０】
実施の形態２．
図３を用いて、本実施の形態の高周波電力増幅器を説明する。本実施の形態においては、多層基板の表面側および裏面側に配線禁止領域が設けられている。
【００４１】
ストリップ線路は、複数の誘電体層を積層した多層基板に内蔵されている。図３は、この多層基板のストリップ線路部分の断面図である。
【００４２】
図３において、上方向には第１の配線禁止領域１０が設けられており、下方向には第２の配線禁止領域１１が設けられている。例えば、半導体素子が搭載される多層基板の表面側を上方向とすることができ、多層基板の裏面側を下方向とすることができる。第１の配線禁止領域１０と第２の配線禁止領域１１とは、図のＹ２方向から見て重なる位置に設けられている。ここで、Ｙ２方向は、多層基板１２において、誘電体層（図示せず）の積層方向に一致する。また、第１の配線禁止領域１０におけるＹ２方向の長さｌ１は、第２の配線禁止領域１１におけるＹ２方向の長さｌ２よりも大きい。
【００４３】
本実施の形態において、ストリップ線路は、第１の接地導体（以下、第１のＧＮＤという。）１３と、第２の接地導体（以下、第２のＧＮＤという。）１４とを有する。第１のＧＮＤは、第１の配線禁止領域１０に形成された第１の接地導体部分（以下、第１のＧＮＤ部分という。）１５と、第１の配線禁止領域１０以外の部分に形成された第２の接地導体部分（以下、第２のＧＮＤ部分という。）１６とからなる。また、第２のＧＮＤ１４は、第２の配線禁止領域１１に形成された第３の接地導体部分（以下、第３のＧＮＤ部分という。）１７と、第２の配線禁止領域１１以外の部分に形成された第４の接地導体部分（以下、第４のＧＮＤ部分という。）１８とからなる。
【００４４】
本実施の形態では、多層基板の表面側に形成された配線禁止領域以外のＧＮＤ部分と、裏面側に形成された配線禁止領域以外のＧＮＤ部分とを、配線禁止領域にある各ＧＮＤ部分とは異なる誘電体層面内にそれぞれ形成することによって、ＧＮＤの設置位置を（従来とは異なる位置に）ずらすことを特徴としている。第１のＧＮＤと第２のＧＮＤの間には、ストリップ導体が設けられており、ＧＮＤの設置位置を変えることによって、ストリップ導体からＧＮＤまでの距離が変わるので、ストリップ導体の両側に位置する２つのＧＮＤの中間付近にストリップ導体が位置するように、ストリップ導体の設置位置もずらす。これにより、多層基板を厚くすることなしに、ＧＮＤからストリップ導体までの距離を大きくすることが可能となる。
【００４５】
具体的には、ストリップ導体から第１のＧＮＤまでの距離と第２のＧＮＤまでの距離を設計上等しいものとするために、ストリップ導体を第１のストリップ導体と第２のストリップ導体とに分け、これらのストリップ導体の積層方向の位置が異なるように配置する。図３では、第１の配線禁止領域１０の長さｌ１の方が第２の配線禁止領域１１の長さｌ２よりも大きいので、移動距離は、第２のＧＮＤ部分１６の方が第４のＧＮＤ部分１８よりも大きい。したがって、第２のストリップ導体１９を第２のＧＮＤ部分１６と第４のＧＮＤ部分１８との中間付近に配置するために、第１のストリップ導体２０に対して上方向に第２のストリップ導体１９を形成する。一方、第１のストリップ導体２０は従来の位置のままでよく、第１のＧＮＤ部分１５と第３のＧＮＤ部分１７の中央付近に配置される。
【００４６】
このようにすることによって、第２のストリップ導体１９から第２のＧＮＤ部分１６までの距離Ｌ５と、第２のストリップ導体１９から第４のＧＮＤ部分１８までの距離Ｌ６とが設計上等しくなるようにすることができる。同様に、第１のストリップ導体２０から第１のＧＮＤ部分１５までの距離Ｌ７と、第１のストリップ導体２０から第３のＧＮＤ部分１７までの距離Ｌ８とが設計上等しくなるようにすることができる。
【００４７】
第１のストリップ導体２０と第２のストリップ導体１９との間は、ビア２１によって電気的に接続される。これにより、ビア２１を介して、第１のストリップ導体２０と第２のストリップ導体１９の間で信号が伝送される。
【００４８】
本実施の形態においては、実施の形態１と同様に、ビアの周縁部にＧＮＤが周設されていることが好ましい。すなわち、図３において、第１のＧＮＤ部分１５および第３のＧＮＤ部分１７をビア２１の近傍に配置する。
【００４９】
具体的には、実施の形態１で説明した図２に示すようにし、第１のＧＮＤ部分１５からビア２１までの距離（図２のｄに対応）が、第２のＧＮＤ部分１６からビア２１までの距離および第４のＧＮＤ部分１８からビア２１までの距離に設計上等しくなるように配置する。但し、これらの距離が異なる場合には、短い方の距離に、第１のＧＮＤ部分１５からビア２１までの距離を合わせる。
【００５０】
第３のＧＮＤ部分１７についても同様である。第３のＧＮＤ部分１７からビア２１までの距離（図２のｄに対応）が、第２のＧＮＤ部分１６からビア２１までの距離および第４のＧＮＤ部分１８からビア２１までの距離に設計上等しくなるように配置する。但し、これらの距離が異なる場合には、短い方の距離に、第３のＧＮＤ部分１７からビア２１までの距離を合わせる。
【００５１】
このようにＧＮＤをビア近傍に配置することによって、ストリップ導体と配線禁止領域の間で、ビアを通じて信号漏洩が起こるのを抑制することができる。
【００５２】
本実施の形態においては、図３の第２の配線禁止領域１１の長さｌ２が、第１の配線禁止領域１０の長さｌ１よりも短い例について述べたが、本発明はこれに限られるものではない。第１の配線禁止領域１０の長さｌ１の方が、第２の配線禁止領域１１の長さｌ２よりも短い場合にも本発明は適用される。
【００５３】
すなわち、多層基板の表面側に設けられた配線禁止領域の長さ（多層基板の積層方向の長さ。以下、同じ。）と裏面側に設けられた配線禁止領域の長さとが異なり、表面側のＧＮＤおよび裏面側のＧＮＤの中央付近にストリップ導体を形成するのに、ストリップ導体を積層方向の位置が異なる２つのストリップ導体に分ける必要のある全ての場合が含まれる。
【００５４】
本実施の形態によれば、ストリップ導体とＧＮＤとの間隔を大きくすることができるので、ストリップ線路における信号損失を小さくすることができる。また、これにより、増幅器の効率や利得などの特性を向上させることができる。
【００５５】
また、本実施の形態によれば、増幅器の効率を従来と同じ値とした場合には、多層基板を薄くすることが可能となる。
【００５６】
さらに、本実施の形態によれば、ビアの周縁部に沿ってＧＮＤを設けることによって、配線禁止領域とストリップ導体の間でのビアを介した信号漏洩を抑制することができる。
【００５７】
実施の形態３．
図４を用いて、本実施の形態の高周波電力増幅器を説明する。本実施の形態においては、配線禁止領域が、多層基板の表面側および裏面側であって、多層基板の積層方向から見て重ならない位置にそれぞれ設けられている。
【００５８】
ストリップ線路は、複数の誘電体層を積層した多層基板に内蔵されている。図４は、この多層基板のストリップ線路部分の断面図である。
【００５９】
図４において、上方向には第１の配線禁止領域２５が設けられており、下方向には第２の配線禁止領域２６が設けられている。第１の配線禁止領域２５と第２の配線禁止領域２６とは、図のＹ３方向から見て重ならない位置に設けられている。ここで、Ｙ３方向は、多層基板２７において、誘電体層（図示せず）の積層方向に一致する。
【００６０】
本実施の形態においては、第１の配線禁止領域２５におけるＹ３方向の長さｌ３と、第２の配線禁止領域２６におけるＹ３方向の長さｌ４とは、異なっていてもよいし、同じであってもよい。図４では、これらの長さが同じ場合を例としている。
【００６１】
また、例えば、半導体素子が搭載される多層基板の表面側を上方向とすることができ、多層基板の裏面側を下方向とすることができる。
【００６２】
本実施の形態において、ストリップ線路は、第１の接地導体（以下、第１のＧＮＤという。）２８と、第２の接地導体（以下、第２のＧＮＤという。）２９とを有する。第１のＧＮＤ２８は、第１の配線禁止領域２５に形成された第１の接地導体部分（以下、第１のＧＮＤ部分という。）３０と、第１の配線禁止領域２５以外の部分に形成された第２の接地導体部分（以下、第２のＧＮＤ部分という。）３１とからなる。また、第２のＧＮＤ２９は、第２の配線禁止領域２６に形成された第３の接地導体部分（以下、第３のＧＮＤ部分という。）３２と、第２の配線禁止領域２６以外の部分に形成された第４の接地導体部分（以下、第４のＧＮＤ部分という。）３３とからなる。
【００６３】
従来は、図７（ｃ）に示すように、配線禁止領域の有無に関係なく、ＧＮＤは誘電体層の１の面内に設けられていた。例えば、図４において、第１のＧＮＤ２８は、第１のＧＮＤ部分３０と同じ面内にのみ形成されていた。同様に、第２のＧＮＤ２９は、第４のＧＮＤ部分３３と同じ面内にのみ形成されていた。そして、第１のＧＮＤ２８と第２のＧＮＤ２９の中間付近に位置するように、ストリップ導体が設けられていた。この際、ストリップ導体は、１の誘電体層面内に形成されていた。
【００６４】
これに対して、本実施の形態では、配線禁止領域以外の領域にあるＧＮＤ部分を、配線禁止領域にあるＧＮＤ部分とは異なる誘電体層面内に形成することを特徴としている。すなわち、第２のＧＮＤ部分３１を第１のＧＮＤ部分３０とは異なる誘電体層面内に形成する。同様に、第３のＧＮＤ部分３２を第４のＧＮＤ部分３３とは異なる誘電体層面内に形成する。
【００６５】
一方、このような構成とすることによって、ストリップ導体からＧＮＤまでの距離に変化が生じる。そこで、本実施の形態では、ストリップ導体を２つに分けるとともに、２つのＧＮＤの中間付近にこれらのストリップ導体が位置するように、ストリップ導体の設置位置も従来とは異なる位置にずらす。このようにすることによって、多層基板を厚くすることなしに、ＧＮＤからストリップ導体までの距離を大きくすることが可能となる。
【００６６】
具体的には、本実施の形態のストリップ線路は、第１のストリップ導体と第２のストリップ導体とを有する。図４の例では、第１の配線禁止領域２５の長さｌ３と第２の配線禁止領域２６の長さｌ４とが等しいので、第２のＧＮＤ部分３１は上方向へ、第３のＧＮＤ部分３２は下方向へそれぞれ同じ距離だけ従来の位置から移動している。そこで、第１のストリップ導体３５を下方向へ、第２のストリップ導体３４を上方向へ同じ距離だけ移動させる。このようにすることによって、図４で、第２のストリップ導体３４から第２のＧＮＤ部分３１までの距離Ｌ９と、第２のストリップ導体３４から第４のＧＮＤ部分３３までの距離Ｌ１０とを設計上等しくすることが可能となる。同様に、第１のストリップ導体３５から第１のＧＮＤ部分３０までの距離Ｌ１１と、第１のストリップ導体３５から第３のＧＮＤ部分３２までの距離Ｌ１２についても等しくなるように設計することが可能となる。そして、このような構造とすることによって、接地導体間の距離（図７（ｂ）のｂ）を従来より大きくすることができる。
【００６７】
前述したように、本実施の形態は、第１の配線禁止領域２５の長さｌ３と第２の配線禁止領域２６の長さｌ４とが異なる場合にも適用可能である。
【００６８】
例えば、図３において、長さｌ３の方が長さｌ４よりも短い場合を考える。この場合、第１のストリップ導体３５から第１のＧＮＤ部分３０までの距離Ｌ１１と、第１のストリップ導体３５から第３のＧＮＤ部分３２までの距離Ｌ１２とが設計上等しくなるようにするために、第１のストリップ導体３５のＹ３方向の位置を、図３の位置よりもさらに上方向に移動する。反対に、長さｌ４の方が長さｌ３よりも短い場合には、第２のストリップ導体３４のＹ３方向の位置を、図３の位置よりもさらに下方向に移動する。但し、いずれの場合であっても、第１のストリップ導体３５および第２のストリップ導体３４が、第１のＧＮＤ部分３０と第４のＧＮＤ部分３３の間に位置するようにする。
【００６９】
第１のストリップ導体３５と第２のストリップ導体３４との間は、ビア３６によって電気的に接続する。これにより、ビア３６を介して、第１のストリップ導体３５と第２のストリップ導体３４の間で信号が伝送される。
【００７０】
本実施の形態においては、実施の形態１と同様に、ビアの周縁部にＧＮＤが周設されていることが好ましい。すなわち、図４において、第１のＧＮＤ部分３０および第４のＧＮＤ部分３３をビア３６の近傍に配置する。
【００７１】
具体的には、実施の形態１で説明した図２に示すようにし、第１のＧＮＤ部分３０からビア３６までの距離（図２のｄに対応）が、第２のＧＮＤ部分３１からビア３６までの距離および第４のＧＮＤ部分３３からビア３６までの距離に設計上等しくなるように配置する。但し、これらの距離が異なる場合には、短い方の距離に、第１のＧＮＤ部分３０からビア３６までの距離を合わせる。
【００７２】
第４のＧＮＤ部分３３についても同様である。第４のＧＮＤ部分３３からビア３６までの距離（図２のｄに対応）が、第１のＧＮＤ部分３０からビア３６までの距離および第３のＧＮＤ部分３２からビア３６までの距離に設計上等しくなるように配置する。但し、これらの距離が異なる場合には、短い方の距離に、第４のＧＮＤ部分３３からビア３６までの距離を合わせる。
【００７３】
このようにＧＮＤをビア近傍に配置することによって、ストリップ導体と配線禁止領域の間で、ビアを通じて信号漏洩が起こるのを抑制することができる。
【００７４】
本実施の形態によれば、ストリップ導体とＧＮＤとの間隔を大きくすることができるので、ストリップ線路における信号損失を小さくすることができる。また、これにより、増幅器の効率や利得などの特性を向上させることができる。
【００７５】
また、本実施の形態によれば、増幅器の効率を従来と同じ値とした場合には、多層基板を薄くすることが可能となる。
【００７６】
さらに、本実施の形態によれば、ビアの周縁部に沿ってＧＮＤを設けることによって、配線禁止領域とストリップ導体の間でのビアを介した信号漏洩を抑制することができる。
【００７７】
実施の形態４．
図５を用いて、本実施の形態の高周波電力増幅器を説明する。本実施の形態においては、積層方向の長さが等しい配線禁止領域が、多層基板の表面側および裏面側であって、多層基板の積層方向から見て重なる位置にそれぞれ設けられている。
【００７８】
ストリップ線路は、複数の誘電体層を積層した多層基板に内蔵されている。図５は、この多層基板のストリップ線路部分の断面図である。
【００７９】
図５において、上方向には第１の配線禁止領域４０が設けられており、下方向には第２の配線禁止領域４１が設けられている。第１の配線禁止領域４０と第２の配線禁止領域４１とは、図のＹ４方向から見て重なる位置に設けられている。ここで、Ｙ４方向は、多層基板４２において、誘電体層（図示せず）の積層方向に一致する。
【００８０】
本実施の形態においては、第１の配線禁止領域４０におけるＹ４方向の長さｌ５と、第２の配線禁止領域４１におけるＹ４方向の長さｌ６とが同じであることを特徴としている。
【００８１】
また、例えば、半導体素子が搭載される多層基板の表面側を上方向とすることができ、多層基板の裏面側を下方向とすることができる。
【００８２】
本実施の形態において、ストリップ線路は、第１の接地導体（以下、第１のＧＮＤという。）４３と、第２の接地導体（以下、第２のＧＮＤという。）４４とを有する。第１のＧＮＤ４３は、第１の配線禁止領域４０に形成された第１の接地導体部分（以下、第１のＧＮＤ部分という。）４５と、第１の配線禁止領域４０以外の部分に形成された第２の接地導体部分（以下、第２のＧＮＤ部分という。）４６とからなる。また、第２のＧＮＤ４４は、第２の配線禁止領域４１に形成された第３の接地導体部分（以下、第３のＧＮＤ部分という。）４７と、第２の配線禁止領域４１以外の部分に形成された第４の接地導体部分（以下、第４のＧＮＤ部分という。）４８とからなる。
【００８３】
従来は、図７（ｃ）に示すように、配線禁止領域の有無に関係なく、ＧＮＤは誘電体層の１の面内に設けられていた。例えば、図５において、第１のＧＮＤ４３は、第１のＧＮＤ部分４５と同じ面内にのみ形成されていた。同様に、第２のＧＮＤ４４は、第３のＧＮＤ部分４７と同じ面内にのみ形成されていた。そして、第１のＧＮＤ４３と第２のＧＮＤ４４の中間付近に位置するように、ストリップ導体が設けられていた。この際、ストリップ導体は、１の誘電体層面内に形成されていた。
【００８４】
これに対して、本実施の形態では、配線禁止領域以外の領域にあるＧＮＤ部分を、配線禁止領域にあるＧＮＤ部分とは異なる誘電体層面内に形成することを特徴としている。すなわち、第２のＧＮＤ部分４６を第１のＧＮＤ部分４５とは異なる誘電体層面内に形成する。同様に、第４のＧＮＤ部分４８を第３のＧＮＤ部分４７とは異なる誘電体層面内に形成する。このことについて、以下に詳述する。
【００８５】
図５の例では、第１の配線禁止領域４０と第２の配線禁止領域４１とは積層方向（Ｙ４方向）から見て重なる位置にあり、第１の配線禁止領域４０の長さｌ５と第２の配線禁止領域４１の長さｌ６は等しい。そこで、本実施の形態では、第２のＧＮＤ部分４６を第１のＧＮＤ部分４５に対して上方向へ、第４のＧＮＤ部分４８を第３のＧＮＤ部分４７に対して下方向へ、それぞれ等しい距離で移動させる。この場合、ストリップ導体４９は、従来のままの設置位置で、第１のＧＮＤ部分４５と第３のＧＮＤ部分４７との中間付近および第２のＧＮＤ部分４６と第４のＧＮＤ部分４８との中央付近に位置することができる。すなわち、実施の形態１〜３と異なり、本実施の形態においては、ストリップ導体は１の誘電体層面内にのみ形成すればよい。すなわち、複数の誘電体層面内に分けてストリップ導体を形成する必要はなく、したがって、ビアによる電気的接続も必要としない。
【００８６】
このようにすることによって、ストリップ導体４９から第２のＧＮＤ部分４６までの距離Ｌ１３と、ストリップ導体４９から第４のＧＮＤ部分４８までの距離Ｌ１４とを設計上等しくすることができる。同様に、ストリップ導体４９から第１のＧＮＤ部分４５までの距離Ｌ１５と、ストリップ導体４９から第３のＧＮＤ部分４７までの距離Ｌ１６とを設計上等しくすることができる。また、接地導体間の距離（図７（ｂ）のｂ）を、第２のＧＮＤ部分４６と第４のＧＮＤ部分４８間について従来より大きくすることが可能となる。
【００８７】
本実施の形態によれば、ストリップ導体とＧＮＤとの間隔を大きくすることができるので、ストリップ線路における信号損失を小さくすることができる。また、これにより、増幅器の効率や利得などの特性を向上させることができる。
【００８８】
また、本実施の形態によれば、増幅器の効率を従来と同じ値とした場合には、多層基板を薄くすることが可能となる。
【００８９】
本発明における「配線禁止領域」とは、全ての配線が禁止された領域を意味するものではなく、本発明で対象としている１のストリップ線路に対して配線が禁止された領域をいう。したがって、例えば、他のストリップ線路を構成する配線や配線間を接続するビアなどが配線禁止領域に形成されていてもよい。
【００９０】
実施の形態２〜４で用いた「積層方向の配線禁止領域の長さが同じ」や「積層方向の配線禁止領域の長さが異なる」の文言は、厳密な意味での長さの相違を意味するものではない。ストリップ導体は、２つの接地導体の中間付近に位置するように設計するが、実際には介在する絶縁膜の膜厚によって設計位置からずれて形成される場合がある。したがって、厳密に配線禁止領域の長さが同じでなくても、１のストリップ導体で特性上問題のない増幅器を製造できるのであれば、「積層方向の配線禁止領域の長さが同じ」場合が適用される。反対に、２つのストリップ導体に分けることが好ましい場合には、「積層方向の配線禁止領域の長さが異なる」場合が適用される。
【００９１】
また、実施の形態１〜４では、２つの接地導体の中間付近にストリップ導体を設ける例について述べたが、本発明はこれに限られるものではない。素子特性を良好なものとする観点からは上記の構成とすることが好ましいが、積層方向で上下に位置する他のストリップ線路との接続を考慮し、設計上意識的に中間位置からずらしてストリップ導体を形成する場合もある。本発明は、このような場合も対象としている。すなわち、本発明によれば、接地導体間の距離を大きくすることができるので、接地導体の中間付近からずれてストリップ導体が設けられている場合であっても、抵抗を低く抑えてストリップ線路における信号損失を低減することが可能である。
【００９２】
本発明の高周波電力増幅器は、カップラー、スイッチ、フィルターまたはアイソレータなどと組み合わせることによって、複合モジュールとして使用することが可能である。
【００９３】
【発明の効果】
本発明によれば、基板の厚さを変えることなしに、接地導体間の距離を大きくすることができる。したがって、抵抗を低く抑えて、ストリップ線路における信号損失を低減することが可能となる。これにより、小型で高効率の高周波電力増幅器を得ることができる。
【００９４】
また、本発明によれば、接地導体の一端をビアの周縁部に沿って設けることにより、配線禁止領域とストリップ導体の間でのビアを介した信号漏洩を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１におけるストリップ線路部分の断面図である。
【図２】実施の形態１におけるビア近傍の平面図である。
【図３】実施の形態２におけるストリップ線路部分の断面図である。
【図４】実施の形態３におけるストリップ線路部分の断面図である。
【図５】実施の形態４におけるストリップ線路部分の断面図である。
【図６】従来の高周波電力増幅器を有するモジュールの斜視図である。
【図７】（ａ）は従来のストリップ線路の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′線に沿う断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ′線に沿う断面図である。
【図８】従来の配線禁止領域の断面図である。
【図９】従来の配線禁止領域の断面図である。
【図１０】従来の配線禁止領域の平面図である。
【符号の説明】
１  配線禁止領域、  ２，１３，２８，４３  第１のＧＮＤ、  ３  第１のＧＮＤ部分、  ４  第２のＧＮＤ部分、  ５，１２，２７，４２  多層基板、  ６，１４，２９，４４  第２のＧＮＤ、  ７，１９，３４  第２のストリップ導体、  ８，２０，３５  第１のストリップ導体、  ９，２１，３６  ビア、  １０，２５，４０  第１の配線禁止領域、  １１，２６，４１  第２の配線禁止領域、  １７，３２，４７  第３のＧＮＤ部分、  １８，３３，４８  第４のＧＮＤ部分、  ４９  ストリップ導体。
【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】
2004266673.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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