(57)【要約】【課題】マイクロストリップ線路の特性インピーダンスを、少ない計算機資源で高速に解析し、所定の特性インピーダンスを実現するために必要な断面寸法を算出することのできるマイクロストリップ線路の解析装置、マイクロストリップ線路の解析方法、及びマイクロストリップ線路の解析プログラムを提供する。【解決手段】比誘電率がεｓｕｂである厚さｈの基板１１と、幅がｗである厚さｔの表層配線１３と、比誘電率がεｓｒである厚さＴの表層誘電体１０と、を有するマイクロストリップ線路１の解析装置であって、所定の関係式を用いて、マイクロストリップ線路１の実効誘電率εｅｆｆを算出する第１の演算手段、又は、比誘電率εｓｕｂ、厚さｈ、幅ｗ、厚さｔ、比誘電率εｓｒ、及び厚さＴの構造パラメータのうちの未決定の構造パラメータを算出する第２の演算手段、の少なくともいずれかを有するマイクロストリップ線路１の解析装置によって上記課題を解決する。【選択図】図１
2009093327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
比誘電率がεｓｕｂである厚さｈの基板と、該基板上に設けられ、幅がｗである厚さｔの表層配線と、該表層配線及び前記基板上に設けられ、比誘電率がεｓｒである厚さＴの表層誘電体と、を有するマイクロストリップ線路の解析装置であって、
比誘電率がε’であり厚さが無限大である誘電体が、前記表層誘電体の代わりに設けられているとした場合における実効誘電率ε１ｅｆｆ、前記比誘電率ε’、前記比誘電率εｓｕｂ、前記厚さｈ、前記幅ｗ、及び前記厚さｔの間に成立する第１の関係式と、
前記実効誘電率ε１ｅｆｆと前記マイクロストリップ線路の実効誘電率εｅｆｆとが一致する場合に、前記比誘電率ε’、前記比誘電率εｓｕｂ、前記厚さｈ、前記幅ｗ、前記厚さｔ、前記比誘電率εｓｒ、及び前記厚さＴの間に成立する第２の関係式と、
を用いて、
前記実効誘電率εｅｆｆを算出する第１の演算手段、
又は、
前記比誘電率εｓｕｂ、前記厚さｈ、前記幅ｗ、前記厚さｔ、前記比誘電率εｓｒ、及び前記厚さＴの構造パラメータのうちに未決定の構造パラメータがある場合に、該未決定の構造パラメータ以外の構造パラメータ、及び前記マイクロストリップ線路の特性インピーダンスの値又は前記マイクロストリップ線路の実効誘電率εｅｆｆの値から、前記未決定の構造パラメータを算出する第２の演算手段、
の少なくともいずれかを有する、ことを特徴とするマイクロストリップ線路の解析装置。
【請求項２】
比誘電率がεｓｕｂである厚さｈの基板と、該基板上に設けられ、幅がｗである厚さｔの表層配線と、該表層配線及び前記基板上に設けられ、比誘電率がεｓｒである厚さＴの表層誘電体と、を有するマイクロストリップ線路の解析装置であって、
前記マイクロストリップ線路の実効誘電率εｅｆｆを、下記式（１），（２），（３）を用いて算出する第１の演算手段、
又は、
前記比誘電率εｓｕｂ、前記厚さｈ、前記幅ｗ、前記厚さｔ、前記比誘電率εｓｒ、及び前記厚さＴの構造パラメータのうちに未決定の構造パラメータがある場合に、該未決定の構造パラメータ以外の構造パラメータ、前記マイクロストリップ線路の特性インピーダンスの値又は前記マイクロストリップ線路の実効誘電率εｅｆｆの値、及び下記式（１），（２），（３）を用いて前記未決定の構造パラメータを算出する第２の演算手段、
の少なくともいずれかを有する、ことを特徴とするマイクロストリップ線路の解析装置。
【数１】
2009093327.tif 000011
【請求項３】
前記マイクロストリップ線路の解析装置が前記第１の演算手段を有する場合に、前記構造パラメータを入力する第１の構造パラメータ入力手段と、前記第１の演算手段で算出された前記実効誘電率εｅｆｆを少なくとも出力する第１の計算結果出力手段と、をさらに有する、請求項１又は２に記載のマイクロストリップ線路の解析装置。
【請求項４】
前記第１の演算手段が、得られた前記実効誘電率εｅｆｆを用いて、前記マイクロストリップ線路の特性インピーダンスを求める機能を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のマイクロストリップ線路の解析装置。
【請求項５】
前記第１の演算手段が、各周波数ごとの前記比誘電率εｓｕｂ及び前記比誘電率εｓｒの値から、少なくとも前記実効誘電率εｅｆｆの周波数依存性を求める機能を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のマイクロストリップ線路の解析装置。
【請求項６】
前記マイクロストリップ線路の解析装置が前記第２の演算手段を有する場合に、前記未決定の構造パラメータ以外の構造パラメータを入力する第２の構造パラメータ入力手段と、前記マイクロストリップ線路の特性インピーダンス又は実効誘電率εｅｆｆを入力する特性インピーダンス・実効誘電率入力手段と、前記第２の演算手段で算出された前記未決定の構造パラメータを少なくとも出力する第２の計算結果出力手段と、をさらに有する、請求項１又は２に記載のマイクロストリップ線路の解析装置。
【請求項７】
比誘電率がεｓｕｂである厚さｈの基板と、該基板上に設けられ、幅がｗである厚さｔの表層配線と、該表層配線及び前記基板上に設けられ、比誘電率がεｓｒである厚さＴの表層誘電体と、を有するマイクロストリップ線路の解析方法であって、
比誘電率がε’であり厚さが無限大である誘電体が、前記表層誘電体の代わりに設けられているとした場合における実効誘電率ε１ｅｆｆ、前記比誘電率ε’、前記比誘電率εｓｕｂ、前記厚さｈ、前記幅ｗ、及び前記厚さｔの間に成立する第１の関係式と、
前記実効誘電率ε１ｅｆｆと前記マイクロストリップ線路の実効誘電率εｅｆｆとが一致する場合に、前記比誘電率ε’、前記比誘電率εｓｕｂ、前記厚さｈ、前記幅ｗ、前記厚さｔ、前記比誘電率εｓｒ、及び前記厚さＴの間に成立する第２の関係式と、
を用いて、
前記実効誘電率εｅｆｆを算出する第１の演算ステップ、
又は、
前記比誘電率εｓｕｂ、前記厚さｈ、前記幅ｗ、前記厚さｔ、前記比誘電率εｓｒ、及び前記厚さＴの構造パラメータのうちに未決定の構造パラメータがある場合に、該未決定の構造パラメータ以外の構造パラメータ、及び前記マイクロストリップ線路の特性インピーダンスの値又は前記マイクロストリップ線路の実効誘電率εｅｆｆの値から、前記未決定の構造パラメータを算出する第２の演算ステップ、
の少なくともいずれかを有する、ことを特徴とするマイクロストリップ線路の解析方法。
【請求項８】
比誘電率がεｓｕｂである厚さｈの基板と、該基板上に設けられ、幅がｗである厚さｔの表層配線と、該表層配線及び前記基板上に設けられ、比誘電率がεｓｒである厚さＴの表層誘電体と、を有するマイクロストリップ線路の解析方法であって、
前記マイクロストリップ線路の実効誘電率εｅｆｆを、下記式（１），（２），（３）を用いて算出する第１の演算ステップ、
又は、
前記比誘電率εｓｕｂ、前記厚さｈ、前記幅ｗ、前記厚さｔ、前記比誘電率εｓｒ、及び前記厚さＴの構造パラメータのうちに未決定の構造パラメータがある場合に、該未決定の構造パラメータ以外の構造パラメータ、前記マイクロストリップ線路の特性インピーダンスの値又は前記マイクロストリップ線路の実効誘電率εｅｆｆの値、及び下記式（１），（２），（３）を用いて前記未決定の構造パラメータを算出する第２の演算ステップ、
の少なくともいずれかを有する、ことを特徴とするマイクロストリップ線路の解析方法。
【数２】
2009093327.tif 000012
【請求項９】
前記マイクロストリップ線路の解析方法が前記第１の演算ステップを有する場合に、前記構造パラメータを入力する第１の構造パラメータ入力ステップと、前記第１の演算ステップで算出された前記実効誘電率εｅｆｆを少なくとも出力する第１の計算結果出力ステップと、をさらに有する、請求項７又は８に記載のマイクロストリップ線路の解析方法。
【請求項１０】
前記第１の演算ステップが、得られた前記実効誘電率εｅｆｆを用いて、前記マイクロストリップ線路の特性インピーダンスを求める機能を有する、請求項７〜９のいずれか１項に記載のマイクロストリップ線路の解析方法。
【請求項１１】
前記第１の演算ステップが、各周波数ごとの前記比誘電率εｓｕｂ及び前記比誘電率εｓｒの値から、少なくとも前記実効誘電率εｅｆｆの周波数依存性を求める機能を有する、請求項７〜１０のいずれか１項に記載のマイクロストリップ線路の解析方法。
【請求項１２】
前記マイクロストリップ線路の解析方法が前記第２の演算ステップを有する場合に、前記未決定の構造パラメータ以外の構造パラメータを入力する第２の構造パラメータ入力ステップと、前記マイクロストリップ線路の特性インピーダンス又は実効誘電率εｅｆｆを入力する特性インピーダンス・実効誘電率入力ステップと、前記第２の演算ステップで算出された前記未決定の構造パラメータを少なくとも出力する第２の計算結果出力ステップと、をさらに有する、請求項７又は８に記載のマイクロストリップ線路の解析方法。
【請求項１３】
比誘電率がεｓｕｂである厚さｈの基板と、該基板上に設けられ、幅がｗである厚さｔの表層配線と、該表層配線及び前記基板上に設けられ、比誘電率がεｓｒである厚さＴの表層誘電体と、を有するマイクロストリップ線路の解析プログラムであって、
コンピュータに、
比誘電率がε’であり厚さが無限大である誘電体が、前記表層誘電体の代わりに設けられているとした場合における実効誘電率ε１ｅｆｆ、前記比誘電率ε’、前記比誘電率εｓｕｂ、前記厚さｈ、前記幅ｗ、及び前記厚さｔの間に成立する第１の関係式と、
前記実効誘電率ε１ｅｆｆと前記マイクロストリップ線路の実効誘電率εｅｆｆとが一致する場合に、前記比誘電率ε’、前記比誘電率εｓｕｂ、前記厚さｈ、前記幅ｗ、前記厚さｔ、前記比誘電率εｓｒ、及び前記厚さＴの間に成立する第２の関係式と、
を用いて、
前記実効誘電率εｅｆｆを算出する第１の演算処理手順、
又は、
前記比誘電率εｓｕｂ、前記厚さｈ、前記幅ｗ、前記厚さｔ、前記比誘電率εｓｒ、及び前記厚さＴの構造パラメータのうちに未決定の構造パラメータがある場合に、該未決定の構造パラメータ以外の構造パラメータ、及び前記マイクロストリップ線路の特性インピーダンスの値又は前記マイクロストリップ線路の実効誘電率εｅｆｆの値から、前記未決定の構造パラメータを算出する第２の演算処理手順、
の少なくともいずれかを実行させる、ことを特徴とするマイクロストリップ線路の解析プログラム。
【請求項１４】
比誘電率がεｓｕｂである厚さｈの基板と、該基板上に設けられ、幅がｗである厚さｔの表層配線と、該表層配線及び前記基板上に設けられ、比誘電率がεｓｒである厚さＴの表層誘電体と、を有するマイクロストリップ線路の解析プログラムであって、
コンピュータに、
下記式（１），（２），（３）を用いて前記マイクロストリップ線路の実効誘電率εｅｆｆを算出する第１の演算処理手順、
又は、
前記比誘電率εｓｕｂ、前記厚さｈ、前記幅ｗ、前記厚さｔ、前記比誘電率εｓｒ、及び前記厚さＴの構造パラメータのうちに未決定の構造パラメータがある場合に、該未決定の構造パラメータ以外の構造パラメータ、前記マイクロストリップ線路の特性インピーダンスの値又は前記マイクロストリップ線路の実効誘電率εｅｆｆの値、及び下記式（１），（２），（３）を用いて前記未決定の構造パラメータを算出する第２の演算処理手順、
の少なくともいずれかを実行させる、ことを特徴とするマイクロストリップ線路の解析プログラム。
【数３】
2009093327.tif 000013
【請求項１５】
前記マイクロストリップ線路の解析プログラムが前記コンピュータに前記第１の演算処理手順を実行させる場合に、前記構造パラメータを入力する第１の構造パラメータ入力処理手順と、前記第１の演算処理手順で算出された前記実効誘電率εｅｆｆを少なくとも出力する第１の計算結果出力処理手順と、を前記コンピュータにさらに実行させる、請求項１３又は１４に記載のマイクロストリップ線路の解析プログラム。
【請求項１６】
前記第１の演算処理手順において、得られた前記実効誘電率εｅｆｆを用いて、前記マイクロストリップ線路の特性インピーダンスを求める処理を前記コンピュータに実行させる、請求項１３〜１５のいずれか１項に記載のマイクロストリップ線路の解析プログラム。
【請求項１７】
前記第１の演算処理手順において、各周波数ごとの前記比誘電率εｓｕｂ及び前記比誘電率εｓｒの値から、少なくとも前記実効誘電率εｅｆｆの周波数依存性を求める処理を前記コンピュータに実行させる、請求項１３〜１６のいずれか１項に記載のマイクロストリップ線路の解析プログラム。
【請求項１８】
前記マイクロストリップ線路の解析プログラムが前記コンピュータに前記第２の演算処理手順を実行させる場合に、前記未決定の構造パラメータ以外の構造パラメータを入力する第２の構造パラメータ入力処理手順と、前記マイクロストリップ線路の特性インピーダンス又は実効誘電率εｅｆｆを入力する特性インピーダンス・実効誘電率入力処理手順と、前記第２の演算処理手順で算出された前記未決定の構造パラメータを少なくとも出力する第２の計算結果出力処理手順と、をさらに前記コンピュータに実行させる、請求項１３又は１４に記載のマイクロストリップ線路の解析プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロストリップ線路の解析装置、マイクロストリップ線路の解析方法、及びマイクロストリップ線路の解析プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板に用いられる伝送線路の中で、基板と、この基板の表面に形成される表層配線と、基板の裏面に形成されるグランドプレーンからなるマイクロストリップ線路は、製造の容易さや高密度に配線できる点で優れており、広く使用されている。
【０００３】
マイクロストリップ線路の表層配線は、基板の表層に位置するために、半田や空気と接触することで意図しない短絡や劣化が起こりやすい。このため、これらの短絡や劣化を避けるため、基板表面と表層配線の表面とに表層誘電体を設けて配線を保護する構造をとる場合が一般的である。こうした表層誘電体の一例として数十μｍ程度の厚さのソルダーレジスト層を挙げることができる。ソルダーレジスト層の存在は、伝送線路に伝送されるマイクロ波が感じる実効的な誘電率を変化させるため、ソルダーレジスト層なしの場合と比べてマイクロストリップ線路の特性インピーダンスが変化することになる。
【０００４】
こうしたソルダーレジスト層を設ける場合の特性インピーダンスの変化にもかかわらず、ソルダーレジスト層を有するマイクロストリップ線路においては、ソルダーレジスト層の存在を考慮しない実効誘電率及び特性インピーダンスの計算式を用いてマイクロストリップ線路の特性インピーダンス設計が行われてきた。これは以下の２つの理由による。
【０００５】
第１に、これまで行われていた低い周波数領域での信号伝送では、特性インピーダンス不整合点における信号反射量が小さく、厳密なインピーダンス設計の必要性は小さかった点を挙げることができる。
【０００６】
そして、第２に、ソルダーレジスト層を設けないマイクロストリップ線路における実効誘電率の計算式は、等角写像法を用いたWheelerによる解析やM.  V.  Schneiderによる関数近似（非特許文献１参照）等の様々な形で定式化されている一方で、ソルダーレジスト層を設けたマイクロストリップ線路の実効誘電率の計算式として一般に使用されているものはなかったからである。これは、ソルダーレジスト層等の表層誘電体の存在が境界条件を非常に複雑にするため、電磁界分布を解析的に求めることは困難であったからである。
【０００７】
しかしながら、近年の電子機器・デバイスの高速化に伴い、プリント基板上の伝送線路に１ＧＨｚを超える高周波信号を伝送する必要性が高まっており、インピーダンス不整合による信号反射を抑えるためにマイクロストリップ線路についてもソルダーレジスト層の影響を考慮した精度の高いインピーダンス設計が必要となりつつある。
【０００８】
このような要請に対して、たとえばPolar  Instruments社の特性インピーダンス計算ソフト「Ｓｉ９０００」では境界要素法による２次元電磁界解析を行うことにより複雑な断面構造を持った伝送線路の特性インピーダンスを計算することができる（非特許文献２参照）。
【非特許文献１】Ｍ．Ｖ．シュナイダー(M.  V.  Schneider)著、「Microstrip  Lines  for  Microwave  Integrated  Circuits」、Bell  Systems  Technical  Journal、（米国）、Vol.48、1969年、pp.1421-1444
【非特許文献２】ポーラー・インストルメンツ、“RLGCとs-parametersを抽出するPCB伝送線路フィールドソルバー”[online]、[平成１９年６月２８日検索]、インターネット＜URL  http://www.polarinstruments.com/jp/index.html＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記の電磁界解析による方法は、伝送線路の断面モデルから線路の特性インピーダンスを計算することはできるが、逆に設計者が所望する特性インピーダンスを得るには、表層配線やソルダーレジスト層の断面寸法をどのような値にすればよいかを直接計算することができないという課題がある。その結果、表層配線やソルダーレジスト層の最適な断面寸法を得るには、断面寸法の異なる多数のモデルを解析して所望の特性インピーダンスに近い結果を与えるモデルを見出すことが必要であった。
【００１０】
また上記の電磁界解析による方法は、計算機資源を比較的多く使用し、計算時間が長くなる点にも課題を有するものである。
【００１１】
本発明の第１の目的は、上記課題を解決するためになされたものである。より具体的には、ソルダーレジスト層をはじめとする表層誘電体によって表層配線が覆われたマイクロストリップ線路の特性インピーダンスを、少ない計算機資源で高速に解析することのできるマイクロストリップ線路の解析装置、マイクロストリップ線路の解析方法、及びマイクロストリップ線路の解析プログラムを提供することにある。
【００１２】
さらに本発明の第２の目的は、上記課題を解決するためになされたものである。より具体的には、ソルダーレジスト層をはじめとする表層誘電体によって表層配線が覆われたマイクロストリップ線路において、所定の特性インピーダンスを実現するために必要な断面寸法を算出することのできるマイクロストリップ線路の解析装置、マイクロストリップ線路の解析方法、及びマイクロストリップ線路の解析プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するための本発明の第１のマイクロストリップ線路の解析装置は、比誘電率がεｓｕｂである厚さｈの基板と、該基板上に設けられ、幅がｗである厚さｔの表層配線と、該表層配線及び前記基板上に設けられ、比誘電率がεｓｒである厚さＴの表層誘電体と、を有するマイクロストリップ線路の解析装置であって、比誘電率がε’であり厚さが無限大である誘電体が、前記表層誘電体の代わりに設けられているとした場合における実効誘電率ε１ｅｆｆ、前記比誘電率ε’、前記比誘電率εｓｕｂ、前記厚さｈ、前記幅ｗ、及び前記厚さｔの間に成立する第１の関係式と、前記実効誘電率ε１ｅｆｆと前記マイクロストリップ線路の実効誘電率εｅｆｆとが一致する場合に、前記比誘電率ε’、前記比誘電率εｓｕｂ、前記厚さｈ、前記幅ｗ、前記厚さｔ、前記比誘電率εｓｒ、及び前記厚さＴの間に成立する第２の関係式と、を用いて、前記実効誘電率εｅｆｆを算出する第１の演算手段、又は、前記比誘電率εｓｕｂ、前記厚さｈ、前記幅ｗ、前記厚さｔ、前記比誘電率εｓｒ、及び前記厚さＴの構造パラメータのうちに未決定の構造パラメータがある場合に、該未決定の構造パラメータ以外の構造パラメータ、及び前記マイクロストリップ線路の特性インピーダンスの値又は前記マイクロストリップ線路の実効誘電率εｅｆｆの値から、前記未決定の構造パラメータを算出する第２の演算手段、の少なくともいずれかを有する、ことを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決するための本発明の第２のマイクロストリップ線路の解析装置は、比誘電率がεｓｕｂである厚さｈの基板と、該基板上に設けられ、幅がｗである厚さｔの表層配線と、該表層配線及び前記基板上に設けられ、比誘電率がεｓｒである厚さＴの表層誘電体と、を有するマイクロストリップ線路の解析装置であって、前記マイクロストリップ線路の実効誘電率εｅｆｆを、下記式（１），（２），（３）を用いて算出する第１の演算手段、又は、前記比誘電率εｓｕｂ、前記厚さｈ、前記幅ｗ、前記厚さｔ、前記比誘電率εｓｒ、及び前記厚さＴの構造パラメータのうちに未決定の構造パラメータがある場合に、該未決定の構造パラメータ以外の構造パラメータ、前記マイクロストリップ線路の特性インピーダンスの値又は前記マイクロストリップ線路の実効誘電率εｅｆｆの値、及び下記式（１），（２），（３）を用いて前記未決定の構造パラメータを算出する第２の演算手段、の少なくともいずれかを有する、ことを特徴とする。
【００１５】
【数４】
2009093327.tif 000003
【００１６】
本発明のマイクロストリップ線路の解析装置の好ましい態様においては、前記マイクロストリップ線路の解析装置が前記第１の演算手段を有する場合に、前記構造パラメータを入力する第１の構造パラメータ入力手段と、前記第１の演算手段で算出された前記実効誘電率εｅｆｆを少なくとも出力する第１の計算結果出力手段と、をさらに有する。
【００１７】
本発明のマイクロストリップ線路の解析装置の好ましい態様においては、前記第１の演算手段が、得られた前記実効誘電率εｅｆｆを用いて、前記マイクロストリップ線路の特性インピーダンスを求める機能を有する。
【００１８】
本発明のマイクロストリップ線路の解析装置の好ましい態様においては、前記第１の演算手段が、各周波数ごとの前記比誘電率εｓｕｂ及び前記比誘電率εｓｒの値から、少なくとも前記実効誘電率εｅｆｆの周波数依存性を求める機能を有する。
【００１９】
本発明のマイクロストリップ線路の解析装置の好ましい態様においては、前記マイクロストリップ線路の解析装置が前記第２の演算手段を有する場合に、前記未決定の構造パラメータ以外の構造パラメータを入力する第２の構造パラメータ入力手段と、前記マイクロストリップ線路の特性インピーダンス又は実効誘電率εｅｆｆを入力する特性インピーダンス・実効誘電率入力手段と、前記第２の演算手段で算出された前記未決定の構造パラメータを少なくとも出力する第２の計算結果出力手段と、をさらに有する。
【００２０】
上記課題を解決するための本発明の第１のマイクロストリップ線路の解析方法は、比誘電率がεｓｕｂである厚さｈの基板と、該基板上に設けられ、幅がｗである厚さｔの表層配線と、該表層配線及び前記基板上に設けられ、比誘電率がεｓｒである厚さＴの表層誘電体と、を有するマイクロストリップ線路の解析方法であって、比誘電率がε’であり厚さが無限大である誘電体が、前記表層誘電体の代わりに設けられているとした場合における実効誘電率ε１ｅｆｆ、前記比誘電率ε’、前記比誘電率εｓｕｂ、前記厚さｈ、前記幅ｗ、及び前記厚さｔの間に成立する第１の関係式と、前記実効誘電率ε１ｅｆｆと前記マイクロストリップ線路の実効誘電率εｅｆｆとが一致する場合に、前記比誘電率ε’、前記比誘電率εｓｕｂ、前記厚さｈ、前記幅ｗ、前記厚さｔ、前記比誘電率εｓｒ、及び前記厚さＴの間に成立する第２の関係式と、を用いて、前記実効誘電率εｅｆｆを算出する第１の演算ステップ、又は、前記比誘電率εｓｕｂ、前記厚さｈ、前記幅ｗ、前記厚さｔ、前記比誘電率εｓｒ、及び前記厚さＴの構造パラメータのうちに未決定の構造パラメータがある場合に、該未決定の構造パラメータ以外の構造パラメータ、及び前記マイクロストリップ線路の特性インピーダンスの値又は前記マイクロストリップ線路の実効誘電率εｅｆｆの値から、前記未決定の構造パラメータを算出する第２の演算ステップ、の少なくともいずれかを有する、ことを特徴とする。
【００２１】
上記課題を解決するための本発明の第２のマイクロストリップ線路の解析方法は、比誘電率がεｓｕｂである厚さｈの基板と、該基板上に設けられ、幅がｗである厚さｔの表層配線と、該表層配線及び前記基板上に設けられ、比誘電率がεｓｒである厚さＴの表層誘電体と、を有するマイクロストリップ線路の解析方法であって、前記マイクロストリップ線路の実効誘電率εｅｆｆを、下記式（１），（２），（３）を用いて算出する第１の演算ステップ、又は、前記比誘電率εｓｕｂ、前記厚さｈ、前記幅ｗ、前記厚さｔ、前記比誘電率εｓｒ、及び前記厚さＴの構造パラメータのうちに未決定の構造パラメータがある場合に、該未決定の構造パラメータ以外の構造パラメータ、前記マイクロストリップ線路の特性インピーダンスの値又は前記マイクロストリップ線路の実効誘電率εｅｆｆの値、及び下記式（１），（２），（３）を用いて前記未決定の構造パラメータを算出する第２の演算ステップ、の少なくともいずれかを有する、ことを特徴とする。
【００２２】
【数５】
2009093327.tif 000004
【００２３】
本発明のマイクロストリップ線路の解析方法の好ましい態様においては、前記マイクロストリップ線路の解析方法が前記第１の演算ステップを有する場合に、前記構造パラメータを入力する第１の構造パラメータ入力ステップと、前記第１の演算ステップで算出された前記実効誘電率εｅｆｆを少なくとも出力する第１の計算結果出力ステップと、をさらに有する。
【００２４】
本発明のマイクロストリップ線路の解析方法の好ましい態様においては、前記第１の演算ステップが、得られた前記実効誘電率εｅｆｆを用いて、前記マイクロストリップ線路の特性インピーダンスを求める機能を有する。
【００２５】
本発明のマイクロストリップ線路の解析方法の好ましい態様においては、前記第１の演算ステップが、各周波数ごとの前記比誘電率εｓｕｂ及び前記比誘電率εｓｒの値から、少なくとも前記実効誘電率εｅｆｆの周波数依存性を求める機能を有する。
【００２６】
本発明のマイクロストリップ線路の解析方法の好ましい態様においては、前記マイクロストリップ線路の解析方法が前記第２の演算ステップを有する場合に、前記未決定の構造パラメータ以外の構造パラメータを入力する第２の構造パラメータ入力ステップと、前記マイクロストリップ線路の特性インピーダンス又は実効誘電率εｅｆｆを入力する特性インピーダンス・実効誘電率入力ステップと、前記第２の演算ステップで算出された前記未決定の構造パラメータを少なくとも出力する第２の計算結果出力ステップと、をさらに有する。
【００２７】
上記課題を解決するための本発明の第１のマイクロストリップ線路の解析プログラムは、比誘電率がεｓｕｂである厚さｈの基板と、該基板上に設けられ、幅がｗである厚さｔの表層配線と、該表層配線及び前記基板上に設けられ、比誘電率がεｓｒである厚さＴの表層誘電体と、を有するマイクロストリップ線路の解析プログラムであって、コンピュータに、比誘電率がε’であり厚さが無限大である誘電体が、前記表層誘電体の代わりに設けられているとした場合における実効誘電率ε１ｅｆｆ、前記比誘電率ε’、前記比誘電率εｓｕｂ、前記厚さｈ、前記幅ｗ、及び前記厚さｔの間に成立する第１の関係式と、前記実効誘電率ε１ｅｆｆと前記マイクロストリップ線路の実効誘電率εｅｆｆとが一致する場合に、前記比誘電率ε’、前記比誘電率εｓｕｂ、前記厚さｈ、前記幅ｗ、前記厚さｔ、前記比誘電率εｓｒ、及び前記厚さＴの間に成立する第２の関係式と、を用いて、前記実効誘電率εｅｆｆを算出する第１の演算処理手順、又は、前記比誘電率εｓｕｂ、前記厚さｈ、前記幅ｗ、前記厚さｔ、前記比誘電率εｓｒ、及び前記厚さＴの構造パラメータのうちに未決定の構造パラメータがある場合に、該未決定の構造パラメータ以外の構造パラメータ、及び前記マイクロストリップ線路の特性インピーダンスの値又は前記マイクロストリップ線路の実効誘電率εｅｆｆの値から、前記未決定の構造パラメータを算出する第２の演算処理手順、の少なくともいずれかを実行させる、ことを特徴とする。
【００２８】
上記課題を解決するための本発明の第２のマイクロストリップ線路の解析プログラムは、比誘電率がεｓｕｂである厚さｈの基板と、該基板上に設けられ、幅がｗである厚さｔの表層配線と、該表層配線及び前記基板上に設けられ、比誘電率がεｓｒである厚さＴの表層誘電体と、を有するマイクロストリップ線路の解析プログラムであって、コンピュータに、下記式（１），（２），（３）を用いて前記マイクロストリップ線路の実効誘電率εｅｆｆを算出する第１の演算処理手順、又は、前記比誘電率εｓｕｂ、前記厚さｈ、前記幅ｗ、前記厚さｔ、前記比誘電率εｓｒ、及び前記厚さＴの構造パラメータのうちに未決定の構造パラメータがある場合に、該未決定の構造パラメータ以外の構造パラメータ、前記マイクロストリップ線路の特性インピーダンスの値又は前記マイクロストリップ線路の実効誘電率εｅｆｆの値、及び下記式（１），（２），（３）を用いて前記未決定の構造パラメータを算出する第２の演算処理手順、の少なくともいずれかを実行させる、ことを特徴とする。
【００２９】
【数６】
2009093327.tif 000005
【００３０】
本発明のマイクロストリップ線路の解析プログラムの好ましい態様においては、前記マイクロストリップ線路の解析プログラムが前記コンピュータに前記第１の演算処理手順を実行させる場合に、前記構造パラメータを入力する第１の構造パラメータ入力処理手順と、前記第１の演算処理手順で算出された前記実効誘電率εｅｆｆを少なくとも出力する第１の計算結果出力処理手順と、を前記コンピュータにさらに実行させる。
【００３１】
本発明のマイクロストリップ線路の解析プログラムの好ましい態様においては、前記第１の演算処理手順において、得られた前記実効誘電率εｅｆｆを用いて、前記マイクロストリップ線路の特性インピーダンスを求める処理を前記コンピュータに実行させる。
【００３２】
本発明のマイクロストリップ線路の解析プログラムの好ましい態様においては、前記第１の演算処理手順において、各周波数ごとの前記比誘電率εｓｕｂ及び前記比誘電率εｓｒの値から、少なくとも前記実効誘電率εｅｆｆの周波数依存性を求める処理を前記コンピュータに実行させる。
【００３３】
本発明のマイクロストリップ線路の解析プログラムの好ましい態様においては、前記マイクロストリップ線路の解析プログラムが前記コンピュータに前記第２の演算処理手順を実行させる場合に、前記未決定の構造パラメータ以外の構造パラメータを入力する第２の構造パラメータ入力処理手順と、前記マイクロストリップ線路の特性インピーダンス又は実効誘電率εｅｆｆを入力する特性インピーダンス・実効誘電率入力処理手順と、前記第２の演算処理手順で算出された前記未決定の構造パラメータを少なくとも出力する第２の計算結果出力処理手順と、をさらに前記コンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明のマイクロストリップ線路の解析装置によれば、所定の関係式を用いて実効誘電率εｅｆｆを算出する第１の演算手段を有するので、電磁界解析による方法で用いられる境界要素法等の複雑な計算を一切行うことなく、その結果、表層誘電体が設けられたマイクロストリップ線路の実効誘電率及び特性インピーダンス解析を少ない計算機資源で高速に行うことができるマイクロストリップ線路の解析装置を提供することができる。
【００３５】
本発明のマイクロストリップ線路の解析装置によれば、比誘電率εｓｕｂ、厚さｈ、幅ｗ、厚さｔ、比誘電率εｓｒ、及び厚さＴの構造パラメータのうちに未決定の構造パラメータがある場合に、この未決定の構造パラメータ以外の構造パラメータ、及びマイクロストリップ線路の特性インピーダンスの値又はマイクロストリップ線路の実効誘電率εｅｆｆの値から、所定の関係式を用いて、上記の未決定の構造パラメータを算出する第２の演算手段を有するので、電磁界解析による方法では直接求めることができなかった最適な断面寸法や材料定数を求めることができ、その結果、所定の特性インピーダンスを実現するために必要な断面寸法及び材料定数の直接の算出が可能となり、精度の高い線路を容易に設計することができるマイクロストリップ線路の解析装置を提供することができる。
【００３６】
本発明のマイクロストリップ線路の解析方法によれば、所定の関係式を用いて実効誘電率εｅｆｆを算出する第１の演算ステップを有するので、電磁界解析による方法で用いられる境界要素法等の複雑な計算を一切行うことなく、その結果、表層誘電体が設けられたマイクロストリップ線路の実効誘電率及び特性インピーダンス解析を少ない計算機資源で高速に行うことができるマイクロストリップ線路の解析方法を提供することができる。
【００３７】
本発明のマイクロストリップ線路の解析方法によれば、比誘電率εｓｕｂ、厚さｈ、幅ｗ、厚さｔ、比誘電率εｓｒ、及び厚さＴの構造パラメータのうちに未決定の構造パラメータがある場合に、この未決定の構造パラメータ以外の構造パラメータ、及びマイクロストリップ線路の特性インピーダンスの値又はマイクロストリップ線路の実効誘電率εｅｆｆの値から、所定の関係式を用いて、上記の未決定の構造パラメータを算出する第２の演算ステップを有するので、電磁界解析による方法では直接求めることができなかった最適な断面寸法や材料定数を求めることができ、その結果、所定の特性インピーダンスを実現するために必要な断面寸法及び材料定数の直接の算出が可能となり、精度の高い線路を容易に設計することができるマイクロストリップ線路の解析方法を提供することができる。
【００３８】
本発明のマイクロストリップ線路の解析プログラムによれば、コンピュータに、所定の関係式を用いて実効誘電率εｅｆｆを算出する第１の演算処理手順を実行させるので、電磁界解析による方法で用いられる境界要素法等の複雑な計算を一切行うことなく、その結果、表層誘電体が設けられたマイクロストリップ線路の実効誘電率及び特性インピーダンス解析を少ない計算機資源で高速に行うことができるマイクロストリップ線路の解析プログラムを提供することができる。
【００３９】
本発明のマイクロストリップ線路の解析プログラムによれば、コンピュータに、比誘電率εｓｕｂ、厚さｈ、幅ｗ、厚さｔ、比誘電率εｓｒ、及び厚さＴの構造パラメータのうちに未決定の構造パラメータがある場合に、この未決定の構造パラメータ以外の構造パラメータ、及びマイクロストリップ線路の特性インピーダンスの値又はマイクロストリップ線路の実効誘電率εｅｆｆの値から、所定の関係式を用いて、上記の未決定の構造パラメータを算出する第２の演算処理手順を実行させるので、電磁界解析による方法では直接求めることができなかった最適な断面寸法や材料定数を求めることができ、その結果、所定の特性インピーダンスを実現するために必要な断面寸法及び材料定数の直接の算出が可能となり、精度の高い線路を容易に設計することができるマイクロストリップ線路の解析プログラムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明の実施例につき説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変形して実施することができる。
【００４１】
［解析の原理］
図１は、本発明のマイクロストリップ線路の解析装置、解析方法、及び解析プログラムが解析対象とするマイクロストリップ線路の模式的な断面図の一例である。図１に示すように、マイクロストリップ線路１は、比誘電率がεｓｕｂである厚さｈの基板１１と、基板１１の一方の面に設けられ、幅がｗである厚さｔの表層配線１３と、表層配線１３及び基板１１上に設けられ、比誘電率がεｓｒである厚さＴの表層誘電体１０と、を有する。また、マイクロストリップ線路１において、基板１１の両方の面のうち、表層配線１３等が設けられていない他方の面には、グランドプレーン１２が形成されている。そして、基板１１の比誘電率εｓｕｂ、基板１１の厚さｈ、表層配線１３の幅ｗ、表層配線１３の厚さｔ、表層誘電体１０の比誘電率εｓｒ、及び表層誘電体１０の厚さＴが構造パラメータとされる。
【００４２】
図２は、表層誘電体の代わりに比誘電率がε’であり厚さが無限大である誘電体を有するマイクロストリップ線路の模式的な断面図である。図２は、図１のマイクロストリップ線路１における表層誘電体１０を誘電体２０に入れ替えたものである。
【００４３】
本発明のマイクロストリップ線路の解析装置、解析方法、及び解析プログラムにおいては、図１のマイクロストリップ線路１の表層誘電体１０の代わりに、図２に示す比誘電率がε’であり厚さが無限大である誘電体２０を設けた場合における、マイクロストリップ線路２の実効誘電率ε１ｅｆｆ、誘電体２０の比誘電率ε’、基板１１の比誘電率εｓｕｂ、基板の厚さｈ、表層配線１３の幅ｗ、及び表層配線１３の厚さｔの間に成立する第１の関係式を利用する。さらに、マイクロストリップ線路２の実効誘電率ε１ｅｆｆとマイクロストリップ線路１の実効誘電率εｅｆｆとが一致する場合に、誘電体２０の比誘電率ε’、基板１１の比誘電率εｓｕｂ、基板１１の厚さｈ、表層配線１３の幅ｗ、表層配線１３の厚さｔ、表層誘電体１０の比誘電率εｓｒ、及び表層誘電体１０の厚さＴの間に成立する第２の関係式を利用する。そこで、以下に第１の関係式と第２の関係式を利用して実効誘電率εｅｆｆと特性インピーダンスを算出する第１の演算の原理について説明する。その後、構造パラメータのうちに未決定の構造パラメータがある場合において、第１の関係式と第２の関係式を利用してこの未決定の構造パラメータを算出する第２の演算の原理について説明する。
【００４４】
（第１の演算の原理）
第１の演算の原理においては、マイクロストリップ線路１の実効誘電率εｅｆｆを算出する。また、実効誘電率εｅｆｆを用いて、マイクロストリップ線路１の特性インピーダンスＺｃをさらに求めることができる。そこで、ます、こうした実効誘電率εｅｆｆ及び特性インピーダンスＺｃの具体的な算出方法について説明する。
【００４５】
特性インピーダンスＺｃは、実効誘電率εｅｆｆを用いて、下記式（４）のように表すことができる。
【００４６】
【数７】
2009093327.tif 000006
【００４７】
式（４）で、Ｚ０は、図１又は図２において、グランドプレーン１２と表層配線１３以外の要素を取り除き、グランドプレーン１２と表層配線１３を真空中においた場合の特性インピーダンスである。そして、式（４）は、真空中の上記特性インピーダンスＺ０と、グランドプレーン１２及び表層配線１３を実効比誘電率εｅｆｆの均一媒質中に置いた場合の特性インピーダンスＺｃと、の間に成立する一般的な関係式である。
【００４８】
真空中に置かれたマイクロストリップ線路の特性インピーダンスＺ０を求める方法はいくつか知られており、例えば、以下の式（５）や式（６）のような近似式が使用されている。そして式（７）は表層配線の配線幅の補正式である。
【００４９】
【数８】
2009093327.tif 000007
【００５０】
真空中における特性インピーダンスＺ０のマイクロストリップ線路を、実効誘電率（実効的な比誘電率）εｅｆｆの媒質中に置いた場合の特性インピーダンスは、上述の式（４）で与えられる。したがって、基板上に表層配線が形成される通常のマイクロストリップ線路のように、均一でない媒質中のマイクロストリップ線路の特性インピーダンスを求めるには、誘電体の分布によるマイクロストリップ線路の実効的な比誘電率（実効誘電率）を求め、その値をεｅｆｆとして式（４）に代入すればよい。
【００５１】
そして、表層配線１３が、誘電体２０や表層誘電体１０に覆われていないマイクロストリップ線路、すなわち基板１１及び表層配線１３が空気に接している場合の実効的な比誘電率（実効誘電率）εｅｆｆ’は、Ｍ．Ｖ．Ｓｃｈｎｅｉｄｅｒによって以下の式（８）に示す近似式として与えられている。
【００５２】
【数９】
2009093327.tif 000008
【００５３】
表層配線１３が空気にさらされている場合、伝送されるマイクロ波の媒質は比誘電率εｓｕｂの基板と、比誘電率１の空気である。式（８）は、第一項がεｓｕｂと１の相加平均であり、これに構造パラメータによる補正項である第二項と、表層配線１３の厚さｔが有限値であるための補正項である第三項からなっている。
【００５４】
本発明では、まず、この空気の部分を比誘電率ε’の誘電体で満たした場合について考える。これは、図２のマイクロストリップ線路２のように、比誘電率がε’であり厚さが無限大である誘電体２０が表層配線１３及び基板１１上に設けられた状態であり、図１のマイクロストリップ線路１において、比誘電率がε’であり厚さが無限大である誘電体２０が、表層誘電体１０の代わりに設けられている状態である。この場合、実効的な比誘電率（実効誘電率）ε１ｅｆｆは、式（８）を、εｓｕｂとε’の相加平均に補正項を加えた、式（９）の形に拡張することで表すことができると考える。
【００５５】
【数１０】
2009093327.tif 000009
【００５６】
上述のとおり、図２のマイクロストリップ線路２は、上記の考えを確かめるために行った電磁界解析のモデルとなっており、表層配線１３より上側の領域が比誘電率ε’の誘電体２０によって完全に覆われている。図３は、電磁解析モデル設定値から求めた比誘電率ε’と、近似式から算出した比誘電率ε’と、プロットしたグラフである。具体的には、図３においては、横軸に電磁界解析時に誘電体２０に設定した比誘電率ε’の値を、縦軸に電磁界解析結果の特性インピーダンスから、式（４）の関係を利用し、さらに、式（５）又は式（６）、式（７）、及び式（９）を用いて比誘電率ε’を求めた値をそれぞれプロットしたものである。式（９）が妥当性を持っていれば、これら二つのε’は一致し、プロットは傾き１の直線上に乗るはずである。そして、実際に、図３を見れば、両者のプロットはほぼ完全に傾き１の直線に乗っている。このことから、式（９）の拡張は十分妥当性を持っていることがわかる。そして、式（９）は、比誘電率がε’であり厚さが無限大である誘電体２０が、表層誘電体１０の代わりに設けられているとした場合における実効誘電率ε１ｅｆｆ、比誘電率ε’、比誘電率εｓｕｂ、厚さｈ、幅ｗ、及び厚さｔの間に成立する第１の関係式であることがわかる。なお電磁界解析に使用した構造パラメータは、εｓｕｂ＝４．２９、ｈ＝２００μｍ、ｗ＝９０μｍ、ｔ＝３５μｍ、である。
【００５７】
一方、ソルダーレジスト層のような表層誘電体１０は、図１のように有限の厚さＴを持っているため、表層誘電体１０の比誘電率εｓｒをそのまま式（９）における比誘電率ε’として使うことはできない。しかし、有限の厚さＴ、比誘電率εｓｒを持つ表層誘電体１０によって覆われた図１のマイクロストリップ線路１の伝送特性と、前記表層誘電体１０を取り除き、厚さ無限大、比誘電率ε’を持つ誘電体２０で置き換えた図２のマイクロストリップ線路２の伝送特性と、が一致する場合、より具体的には、式（９）の実効誘電率ε１ｅｆｆとマイクロストリップ線路１の実効誘電率εｅｆｆとが一致する場合の、誘電体２０の比誘電率ε’を表層誘電体１０の比誘電率εｓｒ及び厚さＴの関数として表現することができれば、その関数ε’（εｓｒ，Ｔ）を式（９）に代入することで、表層誘電体１０の構造パラメータから実効誘電率εｅｆｆを求めることができる。
【００５８】
本発明では、表層誘電体１０の厚さＴに関する単調増加関数として式（２）、式（３）からなる式を使用し、式（９）を式（１）のように拡張できる。
【００５９】
【数１１】
2009093327.tif 000010
【００６０】
式（２）、（３）中、α，β，ａ，ｂ，ｃ，及びｄは、定数である。より具体的には、α，β，ａ，ｂ，ｃ，及びｄは、本近似式の計算結果を実測値又は電磁界解析の結果と一致させるために導入した、構造パラメータに依存しない定数である。パラメータα，βは、実測若しくは電磁界解析によって適宜決定することができる。ここでは、α＝２．２、β＝−０．２とした。また、パラメータａ，ｂ，ｃ，及びｄも、実測若しくは電磁界解析によって決定するが、以下に、決定方法の一例を説明する。
【００６１】
まず、Ｔ／ｔの値が異なる４つのマイクロストリップ線路について、時間領域における反射信号測定の実測、又は電磁界解析を行って算出した特性インピーダンスから、式（４）、式（１）、式（５）又は式（６）、及び式（７）を用い、４つ異なる構造に対応した比誘電率ε’を算出する。次にこれら四組の構造パラメータと比誘電率ε’を式（２）及び（３）に代入して連立方程式を解くことにより、パラメータａ，ｂ，ｃ，及びｄを決定することができる。
【００６２】
図４は、Ｔ／ｔと実効誘電率εｅｆｆとの関係を示すグラフであり、図５は、Ｔ／ｔと実効誘電率εｅｆｆとの関係を示す他のグラフである。具体的には、図４，５は、上記の方法により求めたパラメータａ，ｂ，ｃ，及びｄが、それぞれ０．０７６、０．２９１、０．１３５、及び１．６５１である場合の、式（１）、式（２）、及び式（３）から算出される実効誘電率εｅｆｆ（近似式計算結果）と、電磁界解析結果のＳパラメータから算出される実効誘電率εｅｆｆ（電磁界解析結果）と、を比較して示したものである。
【００６３】
図４，５に描かれた曲線は、式（１）、式（２）、及び式（３）から算出した実効誘電率εｅｆｆの表層誘電体１０の厚さＴに対する依存性を表す。一方、図４，５にプロットされた点は、図１のマイクロストリップ線路１において表層誘電体１０の厚さＴをいくつかの値に設定して行った電磁界解析Ｓパラメータから算出した実効誘電率εｅｆｆをプロットしたものである。また、図４，５はそれぞれ、表層誘電体１０の比誘電率εｓｒを４とした場合と、５とした場合と、の解析結果を表している。そして、図４の種類の異なる曲線は、表層配線１３の幅ｗを変えた場合の結果を表す。なお、図４，５の解析で使用した基板１１の比誘電率εｓｕｂ、及び基板１１の厚さｈは、それぞれεｓｕｂ＝４．２９、ｈ＝２００μｍである。
【００６４】
図４，５を見れば、式（１）、式（２）、及び式（３）を用いて算出される実効誘電率εｅｆｆは、マイクロストリップ線路１を定義する構造パラメータＴ／ｔ，ｗ／ｔ，及びεｓｒを変化させた場合でも、非常に高い精度で電磁界解析から求められる実効誘電率εｅｆｆに一致することがわかる。そして、式（１）〜（３）が、マイクロストリップ線路２の実効誘電率ε１ｅｆｆとマイクロストリップ線路１の実効誘電率εｅｆｆとが一致する場合に、比誘電率ε’、比誘電率εｓｕｂ、厚さｈ、幅ｗ、厚さｔ、比誘電率εｓｒ、及び厚さＴの間に成立する第２の関係式となっていることがわかる。
【００６５】
したがって、上記説明した解析の原理を用いて実効誘電率εｅｆｆの算出を行う手法を利用して、本発明のマイクロストリップ線路の解析装置、マイクロストリップ線路の解析方法、及びマイクロストリップ線路の解析プログラムを構成し、式（１）、式（２）、及び式（３）から計算した実効誘電率εｅｆｆと、式（５）又は式（６）で求めた真空中の特性インピーダンスＺ０と、を用いて式（４）を計算することで、マイクロストリップ線路１の構造パラメータ等のデータから、精度の高い特性インピーダンスＺｃを計算することができる。但し、真空中の特性インピーダンスＺ０の算出は、必ずしも式（５）、式（６）で求める必要はなく、他の一般に知られる計算式その他の方法を用いてもよい。
【００６６】
また、ここで使用したパラメータα、β、ａ，ｂ，ｃ，及びｄの値は、電磁界解析から算出される実効誘電率εｅｆｆをよく再現しているが、これらのパラメータは、必ずしもここで示した値に限らない。他の値を使用した場合も、精度に違いがあるものの、近似式を用いて特性インピーダンスＺｃを高速に算出するという、本発明の本質的な効果に何ら影響を与えるものではない。
【００６７】
さらに、上記の説明では、空気の比誘電率１を誘電体２０の比誘電率ε’に置き換えることで、一般に知られる式（８）の実効誘電率の近似式を式（９）の形に拡張し、さらに表層誘電体１０の厚さＴに関する単調増加関数として式（２）、式（３）を使用し、式（９）を式（１）のように拡張している。こうした拡張により、表層誘電体１０を持ったマイクロストリップ線路１の解析を可能としている。しかしながら、元となる実効誘電率の近似式は必ずしも式（８）の形式である必要はなく、他の実効誘電率の近似式を同様の考え方によって拡張することも当然考えられる。この場合もε’の値は式（２）及び式（３）を用いればよい。
【００６８】
（第２の演算の原理）
第２の演算の原理は、マイクロストリップ線路１の構造パラメータを決める場合に用いるものである。すなわち、第２の演算の原理においては、構造パラメータ（基板１１の比誘電率εｓｕｂ、基板１１の厚さｈ、表面配線１３の幅ｗ、表面配線１３の厚さｔ、表層誘電体１０の比誘電率εｓｒ、及び表層誘電体１０の厚さＴ）のうちの未決定の構造パラメータを決定する。ここで、「未決定の構造パラメータ」とは、決定されていない構造パラメータや不明の構造パラメータ等をいう。そして、未決定の構造パラメータを、この未決定の構造パラメータ以外の構造パラメータ、及びマイクロストリップ線路１の特性インピーダンスＺｃの値又はマイクロストリップ線路の実効誘電率εｅｆｆの値から算出する。特性インピーダンスＺｃや実効誘電率εｅｆｆは、マイクロストリップ線路１に所望される値（設計目標値）として決められることもあれば、実測によって求められることもある。
【００６９】
未決定の構造パラメータは、基板１１の比誘電率εｓｕｂ、基板１１の厚さｈ、表面配線１３の幅ｗ、表面配線１３の厚さｔ、表層誘電体１０の比誘電率εｓｒ、及び表層誘電体１０の厚さＴのいずれであってもよい。そこで、以下では、具体例として、表層配線１３の幅ｗを未決定の構造パラメータとする場合、表層誘電体１０の比誘電率εｓｒを未決定の構造パラメータとする場合について説明する。
【００７０】
図１のマイクロストリップ線路１を設計する場合、実際には材料の都合上、基板１１の比誘電率εｓｕｂ、基板１１の厚さｈ、表層配線１３の高さｔ、表層誘電体１０の比誘電率εｓｒ、及び表層誘電体１０の厚さＴは、変更が容易でないことが多い。こうした場合に、表層配線１３の幅ｗを最適な値にすることで所望の特性インピーダンスＺｃを実現させることが多い。このような場合に、上記の第１の関係式及び第２の関係式を用いて、未決定の構造パラメータである表層配線１３の幅ｗを、残りの構造パラメータ（基板１１の比誘電率εｓｕｂ、基板１１の厚さｈ、表層配線１３の高さｔ、表層誘電体１０の比誘電率εｓｒ、及び表層誘電体１０の厚さＴ）及びマイクロストリップ線路１に所望される特性インピーダンスＺｃの値（設計目標値）から算出する。これにより、マイクロストリップ線路１に求められる特性インピーダンスＺｃを実現するための最適な表層配線１３の幅ｗを決定することができる。
【００７１】
また、実際に製造されたマイクロストリップ線路１において、使用されている表層誘電体１０の比誘電率εｓｒが不明であることがある。こうした場合には、上記の第１の関係式及び第２の関係式を用いて、未決定の構造パラメータである比誘電率εｓｒを、残りの構造パラメータ（基板１１の比誘電率εｓｕｂ、基板１１の厚さｈ、表層配線１３の幅ｗ、表層配線１３の高さｔ、及び表層誘電体１０の厚さＴ）、及び実測によって得られたマイクロストリップ線路１の特性インピーダンスＺｃの値又は実測によって得られたマイクロストリップ線路の実効誘電率εｅｆｆの値から算出する。こうして実測した特性インピーダンスＺｃ又は実効誘電率εｅｆｆのデータを用いることにより、表層誘電体１０の比誘電率εｓｒを知ることができる。
【００７２】
第１の関係式及び第２の関係式については、すでに説明したとおりであるので、説明の重複を避けるためここでの説明は省略する。具体的には、上記の式（１）〜（４）に、未決定の構造パラメータ以外の構造パラメータ、及びマイクロストリップ線路１の特性インピーダンスＺｃ又は実効誘電率εｅｆｆをそれぞれ代入するとともに、式（５）又は式（６）に代表される真空中の特性インピーダンスＺ０に、所定のデータを代入し、これら連立方程式を未決定の構造パラメータについて解くことで、最適な未決定の構造パラメータ又は不明であった未決定の構造パラメータを求める。この解析の原理を用いて、本発明のマイクロストリップ線路の解析装置、マイクロストリップ線路の解析方法、及びマイクロストリップ線路の解析プログラムを構成すればよい。
【００７３】
なお、真空中の特性インピーダンスＺ０の算出は必ずしも式（５）、式（６）で求める必要はなく、他の一般に知られる計算式その他の方法を用いてもよいことは、第１の演算の原理の場合と同様である。
【００７４】
さらに、未決定の構造パラメータの算出においては、空気の比誘電率１を誘電体２０の比誘電率ε’に置き換えることで、一般に知られる式（８）の実効誘電率の近似式を式（９）の形に拡張し、さらに表層誘電体１０の厚さＴに関する単調増加関数として式（２）、式（３）を使用し、式（９）を式（１）のように拡張している。こうした拡張により、表層誘電体１０を持ったマイクロストリップ線路１の解析を可能としている。しかしながら、第１の演算の原理の場合と同様に、元となる実効誘電率の近似式は必ずしも式（８）の形式である必要はなく、他の実効誘電率の近似式を同様の考え方によって拡張することも当然考えられる。この場合もε’の値は式（２）及び式（３）を用いればよい。
【００７５】
［マイクロストリップ線路の解析装置］
本発明のマイクロストリップ線路の解析装置は、図１のマイクロストリップ線路１を解析対象とするものである。そして、上記の第１の演算の原理、第２の演算の原理で説明したとおり、第１の関係式と第２の関係式とを用いて、実効誘電率εｅｆｆを算出する第１の演算手段、又は、構造パラメータのうちに未決定の構造パラメータがある場合に、この未決定の構造パラメータ以外の構造パラメータ、及びマイクロストリップ線路の特性インピーダンスの値又は実効誘電率εｅｆｆの値から、上記の未決定の構造パラメータを算出する第２の演算手段、の少なくともいずれかを有する。すなわち、本発明のマイクロストリップ線路の解析装置は、第１の演算手段と第２の演算手段とのいずれか一方、又は、第１の演算手段及び第２の演算手段の両方を有している。
【００７６】
上記で説明した第１の関係式と第２の関係式とを用いて、第１の演算手段で実効誘電率εｅｆｆを算出する演算の原理については、上記で説明したとおりである。より具体的には、図１に示す表層誘電体１０によって表層配線１３が覆われたマイクロストリップ線路１の実効誘電率εｅｆｆ及び特性インピーダンスＺｃと、断面寸法及び材料の比誘電率と、の関係を近似的に表現した関係式を用意する。そして、この関係式を用い、所定のパラメータを入力し、対応する効誘電率εｅｆｆ及び特性インピーダンスＺｃを算出する。
【００７７】
また、上記で説明した第１の関係式と第２の関係式とを用いて、第２の演算手段で未決定の構造パラメータを算出する演算の原理についても、上記で説明したとおりである。具体的には、図１に示す表層誘電体１０によって表層配線１３が覆われたマイクロストリップ線路１の実効誘電率εｅｆｆ及び特性インピーダンスＺｃと、断面寸法及び材料の比誘電率と、の関係を近似的に表現した関係式を用意する。そして、この関係式を用い、設計目標値又は実測値である特性インピーダンスＺｃ又は実効誘電率εｅｆｆ、及び既知の構造パラメータの各データを入力し、所定の特性インピーダンスＺｃ又は実効誘電率εｅｆｆを実現するために必要な未決定の構造パラメータを算出する。
【００７８】
そこで、上記原理を用いた、第１の演算手段を有するマイクロストリップ線路の解析装置、及び第２の演算手段を有するマイクロストリップ線路の解析装置の具体例について以下に説明する。
【００７９】
（第１の演算手段を有するマイクロストリップ線路の解析装置）
図６は、第１の演算手段を有するマイクロストリップ線路の解析装置の一例の構成を機能的に示すブロック図である。第１の演算手段を有するマイクロストリップ線路の解析装置１００は、第１の構造パラメータ入力手段と、第１の演算手段と、第１の計算結果出力手段と、を有する。
【００８０】
第１の構造パラメータ入力手段は、構造パラメータを入力する機能を有する。より具体的には、第１の構造パラメータ入力手段では、図１のマイクロストリップ線路１の構造パラメータ（基板１１の比誘電率εｓｕｂ、基板１１の厚さｈ、表層配線１３の幅ｗ、表層配線１３の高さｔ、表層誘電体１０の比誘電率εｓｒ、及び表層誘電体１０の厚さＴ）の入力と認識が行われる。ここで、基板１１の比誘電率εｓｕｂ及び表層誘電体１０の比誘電率εｓｒの周波数依存性を入力し、第１の構造パラメータ入力手段で、各周波数ごとの比誘電率εｓｕｂ及び比誘電率εｓｒの値の認識を行うようにしてもよい。
【００８１】
第１の演算手段は、上記説明した第１の関係式と第２の関係式とを用いて実効誘電率εｅｆｆを算出する機能を有する。具体的には、第１の演算手段は、式（１），（２），（３）を用いて、マイクロストリップ線路１の実効誘電率εｅｆｆを算出する。そして、第１の演算手段は、得られた実効誘電率εｅｆｆを用いて、マイクロストリップ線路１の特性インピーダンスＺｃをさらに求める機能を有する。より具体的には、第１の演算手段には、式（５）又は（６）、式（７）、式（４）と、得られた実効誘電率εｅｆｆの値と、から特性インピーダンスＺｃの算出を行う機能が付加されている。なお、基板１１の比誘電率εｓｕｂ及び表層誘電体１０の比誘電率εｓｒの周波数依存性が入力され、第１の構造パラメータ入力手段が、各周波数ごとの比誘電率εｓｕｂ及び比誘電率εｓｒのデータの入力を認識した場合には、第１の演算手段では、実効誘電率εｅｆｆや特性インピーダンスＺｃの算出は、各周波数ごとに繰り返し行われる。このように、第１の演算手段は、実効誘電率εｅｆｆや特性インピーダンスＺｃの周波数依存性を求める機能も有している。
【００８２】
第１の計算結果出力手段は、第１の演算手段で算出された実効誘電率εｅｆｆや特性インピーダンスＺｃを出力する機能を有する。
【００８３】
図７は、マイクロストリップ線路の解析装置のハードウエア構成の一例を示す模式的な説明図である。第１の演算手段を有するマイクロストリップ線路の解析装置１００は、本発明のマイクロストリップ線路の解析プログラム又はデータが記録された記録媒体２０６と、解析装置２００とからなる。そして、解析装置２００は、データの入出力を行う入出力装置２０１と、読み込まれたプログラム又はデータを記録するメモリ２０２と、解析装置２００全体を制御したり計算等の処理を行う演算装置２０３と、計算結果を出力する表示装置２０４と、で構成されている。また、パス２０５は、上記各部を接続するためのパスを示している。
【００８４】
第１の構造パラメータ入力手段は、第１の演算手段を有するマイクロストリップ線路の解析装置１００において、入出力装置２０１で構成される。そして、構造パラメータ等のデータ値の入力とその入力の認識は、入出力装置２０１によって行われる。
【００８５】
第１の演算手段は、第１の演算手段を有するマイクロストリップ線路の解析装置１００において、メモリ２０２、記録媒体２０６、及び演算装置２０３で構成される。そして、第１の演算手段における各種の機能は、メモリ２０２又は記録媒体２０６に記録された本発明のマイクロストリップ線路の解析プログラムに記載された命令に従って、演算装置２０３が命令処理を実行することによって実現される。
【００８６】
第１の計算結果出力手段は、第１の演算手段を有するマイクロストリップ線路の解析装置１００において、表示装置２０４や入出力装置２０１で構成される。そして、表示装置２０４に、計算された実効誘電率εｅｆｆや特性インピーダンスＺｃの結果を、数値又は周波数依存性等のグラフの形で表示する。また、入出力装置２０１の出力装置としてプリンタ等を用いて、計算された実効誘電率εｅｆｆや特性インピーダンスＺｃの結果を印刷等するようにしてもよい。
【００８７】
図９は、第１の演算手段を有するマイクロストリップ線路の解析装置の処理手順を示すフローチャートである。図９のフローチャートにおいて、まず、構造パラメータに関する情報を入力する（ステップＳ３０１）。なお、ステップＳ３０１では、基板１１の比誘電率εｓｕｂ及び表層誘電体１０の比誘電率εｓｒの周波数依存性を入力できるようにしてもよい。次に、与えられた構造パラメータに基づいて、実効誘電率εｅｆｆや特性インピーダンスＺｃの演算（ステップＳ３０２）を実行する。ここで、ステップＳ３０１で上記の比誘電率εｓｕｂ及びεｓｒの各周波数ごとの値が入力されている場合は、ステップＳ３０３において全周波数で計算が終了しているかを判断し、未計算の周波数があればステップＳ３０２の演算を繰り返す。計算された実効誘電率εｅｆｆや特性インピーダンスを出力し（ステップＳ３０４）、すべての処理を終了する。ステップ３０４では各周波数における実効誘電率εｅｆｆや特性インピーダンスＺｃを出力できるようにしてもよい。
【００８８】
（第２の演算手段を有するマイクロストリップ線路の解析装置）
図８は、第２の演算手段を有するマイクロストリップ線路の解析装置の一例の構成を機能的に示すブロック図である。第２の演算手段を有するマイクロストリップ線路の解析装置１０１は、第２の構造パラメータ入力手段と、特性インピーダンス・実効誘電率入力手段と、第２の演算手段と、第２の計算結果出力手段と、を有する。なお、第２の演算手段を有するマイクロストリップ線路の解析装置１０１のハードウエア構成は、図７に示すように、第１の演算手段を有するマイクロストリップ線路の解析装置１００と同様のものを用いることができる。
【００８９】
第２の構造パラメータ入力手段は、未決定の構造パラメータ以外の構造パラメータ（決定している構造パラメータ）の値を入力する機能を有する。具体的には、第２の構造パラメータ入力手段では、図１のマイクロストリップ線路１において決定している構造パラメータの入力と認識が行われる。第２の演算手段を有するマイクロストリップ線路の解析装置１０１のハードウエア構成上では、図７の入出力装置２０１により、決定している構造パラメータの入力・認識が行われる。
【００９０】
特性インピーダンス・実効誘電率入力手段は、マイクロストリップ線路１の設計目標値若しくは実測値としての特性インピーダンスＺｃの値、又はマイクロストリップ線路１の設計目標値若しくは実測値としての実効誘電率εｅｆｆの値を入力する機能を有する。ここで、設計目標値とは、マイクロストリップ線路１が有すべき所望の特性インピーダンスＺｃの値又は実効誘電率εｅｆｆの値であり、実測値とは、得られたマイクロストリップ線路１において実際に測定される特性インピーダンスＺｃの値又は実効誘電率εｅｆｆの値をいう。具体的には、特性インピーダンス・実効誘電率入力手段では、特性インピーダンスＺｃの値又は実効誘電率εｅｆｆの値の入力と認識が行われる。第２の演算手段を有するマイクロストリップ線路の解析装置１０１のハードウエア構成上では、図７の入出力装置２０１により特性インピーダンスＺｃの値又は実効誘電率εｅｆｆの値の入力・認識が行われる。
【００９１】
第２の演算手段は、上記説明した第１の関係式と第２の関係式とを用いて、構造パラメータに未決定の構造パラメータがある場合に、この未決定の構造パラメータ以外の構造パラメータ、及びマイクロストリップ線路１の特性インピーダンスＺｃの値又はマイクロストリップ線路１の実効誘電率εｅｆｆの値から、上記の未決定の構造パラメータを算出する機能を有する。具体的には、第２の演算手段では、未決定の構造パラメータ以外の構造パラメータ、マイクロストリップ線路１の特性インピーダンスの値又はマイクロストリップ線路１の実効誘電率εｅｆｆの値、及び式（１），（２），（３）を用いて未決定の構造パラメータが算出される。算出方法の詳細については上記で説明したとおりであるが、式（１）〜（４）と、式（５）又は式（６）に代表される真空中の特性インピーダンスＺ０を算出する式と、に入力されたデータを代入し、これら連立方程式を未決定パラメータについて解くことで、未決定の構造パラメータを求める。第２の演算手段を有するマイクロストリップ線路の解析装置１０１のハードウエア構成上では、第２の演算手段における機能は、図７のメモリ２０２又は記録媒体２０６に記録された本発明のマイクロストリップ線路の解析プログラムに記載された命令に従って、演算装置２０３が命令処理を実行することによって実現される。
【００９２】
第２の計算結果出力手段は、第２の演算手段で算出された未決定の構造パラメータを出力する機能を有する。第２の演算手段を有するマイクロストリップ線路の解析装置１０１のハードウエア構成上では、第２の計算結果出力手段の機能は、図７における表示装置２０４に、計算された未決定の構造パラメータを数値等の形で表示することによって実現される。また、第２の計算結果出力手段の機能は、入出力装置２０１の出力装置としてプリンタ等を用いて、計算された未決定の構造パラメータの結果を印刷等するようにしてもよい。
【００９３】
図１０は、第２の演算手段を有するマイクロストリップ線路の解析装置の処理手順を示すフローチャートである。図１０のフローチャートにおいて、まず、すでに決定している構造パラメータ、及び特性インピーダンスＺｃ又は実効誘電率εｅｆｆを入力する（ステップＳ４０１）。ここで、特性インピーダンスＺｃや実効誘電率εｅｆｆは、設計目標値又は実測値が用いられる。次に、上記の与えられた構造パラメータ、及び特性インピーダンスＺｃ又は実効誘電率εｅｆｆに基づいて、未決定の構造パラメータの値の演算（ステップＳ４０２）を実行する。そして、計算された未決定の構造パラメータを出力し（ステップＳ４０３）、すべての処理を終了する。
【００９４】
［マイクロストリップ線路の解析方法］
本発明のマイクロストリップ線路の解析方法は、図１のマイクロストリップ線路１を解析対象とするものである。そして、上記で説明した第１の関係式と第２の関係式とを用いて、実効誘電率εｅｆｆを算出する第１の演算ステップ、又は、構造パラメータのうちに未決定の構造パラメータがある場合に、この未決定の構造パラメータ以外の構造パラメータ、及びマイクロストリップ線路１の特性インピーダンスの値又はマイクロストリップ線路１の実効誘電率εｅｆｆの値から、上記の未決定の構造パラメータを算出する第２の演算ステップ、の少なくともいずれかを有する。すなわち、本発明のマイクロストリップ線路の解析方法は、第１の演算ステップと第２の演算ステップとのいずれか一方、又は、第１の演算ステップ及び第２の演算ステップの両方を有している。
【００９５】
第１の関係式と第２の関係式とを用いて、第１の演算ステップで実効誘電率εｅｆｆを算出する演算の原理については、上記で説明したとおりである。このため、説明の重複を避けるためにここでの説明は省略する。
【００９６】
また、第１の関係式と第２の関係式とを用いて、第２の演算ステップで未決定の構造パラメータを算出する演算の原理についても、上記で説明したとおりである。このため、説明の重複を避けるためにここでの説明は省略する。
【００９７】
本発明のマイクロストリップ線路の解析方法は、上記説明した本発明のマイクロストリップ線路の解析装置を動作させることによって実施することができる。例えば、図６，７に示したマイクロストリップ線路の解析装置１００における第１の演算手段が動作することにより、第１の演算ステップとして機能し、図７，８に示したマイクロストリップ線路の解析装置１０１における第２の演算手段が動作することにより、第２の演算ステップとして機能する。その他の各種の手段もそれぞれ動作することによって同様に各種のステップとして機能する。より具体的には、マイクロストリップ線路解析方法は、あらかじめ用意された本発明のマイクロストリップ線路の解析プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することにより実現される。上記のプログラムはハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。以下では、マイクロストリップ線路の解析装置での説明との重複を避けるため、第１の演算ステップを有するマイクロストリップ線路の解析方法、第２の演算ステップを有するマイクロストリップ線路の解析方法における代表的な事項について説明を行う。
【００９８】
（第１の演算ステップを有するマイクロストリップ線路の解析方法）
第１の演算ステップを有するマイクロストリップ線路の解析方法は、第１の構造パラメータ入力ステップと、第１の演算ステップと、第１の計算結果出力ステップと、を有する。第１の構造パラメータ入力ステップでは、構造パラメータの入力が行われる。第１の演算ステップでは、上記説明した第１の関係式と第２の関係式とを用いて実効誘電率εｅｆｆの算出が行われる。具体的には、第１の演算ステップでは、式（１），（２），（３）を用いて、マイクロストリップ線路１の実効誘電率εｅｆｆの算出が行われる。そして、第１の計算結果出力ステップでは、第１の演算ステップで算出された実効誘電率εｅｆｆの出力が少なくとも行われる。
【００９９】
第１の演算ステップを有するマイクロストリップ線路の解析方法は、第１の演算ステップが、得られた実効誘電率εｅｆｆを用いて、マイクロストリップ線路１の特性インピーダンスＺｃを求める機能を有してもよい。また、第１の演算ステップにおいて、入力された各周波数ごとの基板１１の比誘電率εｓｕｂ及び表層誘電体１０の比誘電率εｓｒの値から、実効誘電率εｅｆｆの周波数依存性を求めることができるようにしてもよく、さらに、特性インピーダンスＺｃの周波数依存性を求めることができるようにしてもよい。そして、第１の計算結果出力ステップで、第１の演算ステップで算出された上記の特性インピーダンスＺｃの出力を行ってもよい。
【０１００】
（第２の演算ステップを有するマイクロストリップ線路の解析方法）
第２の演算ステップを有するマイクロストリップ線路の解析方法は、第２の構造パラメータ入力ステップと、特性インピーダンス・実効誘電率入力ステップと、第２の演算ステップと、第２の計算結果出力ステップと、を有する。
【０１０１】
第２の構造パラメータ入力ステップでは、未決定の構造パラメータ以外の構造パラメータの入力が行われる。特性インピーダンス・実効誘電率入力ステップでは、マイクロストリップ線路１の設計目標値又は実測値としての、特性インピーダンスＺｃの値又は実効誘電率εｅｆｆの値の入力が行われる。ここで、設計目標値とは、マイクロストリップ線路１が有すべき所望の特性インピーダンスＺｃの値又は実効誘電率εｅｆｆの値であり、実測値とは、得られたマイクロストリップ線路１において実際に測定される特性インピーダンスＺｃの値又は実効誘電率εｅｆｆの値をいう。
【０１０２】
第２の演算ステップでは、上記説明した第１の関係式と第２の関係式とを用いて、構造パラメータに未決定の構造パラメータがある場合に、この未決定の構造パラメータ以外の構造パラメータ、及びマイクロストリップ線路１の特性インピーダンスＺｃの値又は実効誘電率εｅｆｆの値から、上記の未決定の構造パラメータの算出が行われる。より具体的には、第２の演算ステップでは、未決定の構造パラメータ以外の構造パラメータ、マイクロストリップ線路１の特性インピーダンスＺｃの値又は実効誘電率εｅｆｆの値、及び式（１），（２），（３）を用いて未決定の構造パラメータが算出される。そして、第２の計算結果出力ステップでは、第２の演算ステップで算出された未決定の構造パラメータを出力する。
【０１０３】
［マイクロストリップ線路の解析プログラム］
本発明のマイクロストリップ線路の解析プログラムは、図１のマイクロストリップ線路１を解析対象とするものである。そして、コンピュータに、上記で説明した第１の関係式と第２の関係式とを用いて、実効誘電率εｅｆｆを算出する第１の演算処理手順、又は、構造パラメータのうちに未決定の構造パラメータがある場合に、この未決定の構造パラメータ以外の構造パラメータ、及びマイクロストリップ線路の特性インピーダンスの値又は実効誘電率εｅｆｆの値から、上記の未決定の構造パラメータを算出する第２の演算処理手順、の少なくともいずれかを実行させる。すなわち、本発明のマイクロストリップ線路の解析プログラムは、コンピュータに、第１の演算処理手順と第２の演算処理手順とのいずれか一方、又は、第１の演算処理手順及び第２の演算処理手順の両方を実行させるようになっている。
【０１０４】
第１の関係式と第２の関係式とを用いて、第１の演算処理手順で実効誘電率εｅｆｆを算出する演算の原理については、上記で説明したとおりである。より具体的には、図１に示す表層誘電体１０によって表層配線１３が覆われたマイクロストリップ線路１の実効誘電率εｅｆｆ及び特性インピーダンスＺｃと、断面寸法及び材料の比誘電率と、の関係を近似的に表現した関係式を用意する。そして、コンピュータに、上記の関係式を用い、入力された所定のパラメータより、対応する効誘電率εｅｆｆ及び特性インピーダンスＺｃを算出する処理を実行させるものである。
【０１０５】
また、第１の関係式と第２の関係式とを用いて、第２の演算処理手順で未決定の構造パラメータを算出する演算の原理についても、上記で説明したとおりである。具体的には、図１に示す表層誘電体１０によって表層配線１３が覆われたマイクロストリップ線路１の実効誘電率εｅｆｆ及び特性インピーダンスＺｃと、断面寸法及び材料の比誘電率と、の関係を近似的に表現した関係式を用意する。そして、コンピュータに、上記の関係式を用い、入力された設計目標値又は実測値である特性インピーダンスＺｃ又は実効誘電率εｅｆｆ、及び既知の構造パラメータより、所定の特性インピーダンスＺｃ又は実効誘電率εｅｆｆを実現するために必要な未決定の構造パラメータを算出する処理を実行させるものである。
【０１０６】
本発明のマイクロストリップ線路の解析プログラムは、上記説明した本発明のマイクロストリップ線路の解析装置を動作させるために用いられるものである。そして、本発明のマイクロストリップ線路の解析装置が動作することになり、本発明のマイクロストリップ線路の解析方法が実施されることになる。例えば、コンピュータに第１の演算処理手順を実行させると、図６，７に示したマイクロストリップ線路の解析装置１００における第１の演算手段が動作して、本発明のマイクロストリップ線路の解析方法の第１の演算ステップが実施されることになる。同様に、コンピュータに第２の演算処理手順を実行させると、図７，８に示したマイクロストリップ線路の解析装置１０１における第２の演算手段が動作することになり、本発明のマイクロストリップ線路の解析方法の第２の演算ステップが実施されることになる。その他の各種の処理手順と、手段及びステップとの関係も同様である。より具体的には、マイクロストリップ線路解析プログラムは、パーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することにより実現される。そして、このプログラムはハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。以下では、マイクロストリップ線路の解析装置での説明との重複を避けるため、第１の演算処理手順を有するマイクロストリップ線路の解析プログラム、第２の演算処理手順を有するマイクロストリップ線路の解析プログラムにおける代表的な事項について説明を行う。
【０１０７】
（第１の演算処理手順を有するマイクロストリップ線路の解析プログラム）
第１の演算処理手順を有するマイクロストリップ線路の解析プログラムは、コンピュータに、第１の構造パラメータ入力処理手順と、第１の演算処理手順と、第１の計算結果出力処理手順と、を実行させる。
【０１０８】
第１の構造パラメータ入力処理手段では、コンピュータでの構造パラメータの入力と認識が行われる。
【０１０９】
第１の演算処理手順では、コンピュータに、上記説明した第１の関係式と第２の関係式とを用いて、実効誘電率εｅｆｆを算出させる処理が行われる。具体的には、第１の演算処理手順では、コンピュータに、式（１），（２），（３）を用いてマイクロストリップ線路１の実効誘電率εｅｆｆを算出させる処理が行われる。そして、第１の計算結果出力処理手順では、コンピュータに第１の演算処理手順で算出された実効誘電率εｅｆｆの出力処理を少なくとも行わせる。
【０１１０】
第１の演算処理手順を有するマイクロストリップ線路の解析プログラムは、第１の演算処理手順において、得られた実効誘電率εｅｆｆを用いて、マイクロストリップ線路１の特性インピーダンスＺｃを求める処理をコンピュータに実行させてもよい。また、第１の演算処理手順において、入力された各周波数ごとの基板１１の比誘電率εｓｕｂ及び表層誘電体１０の比誘電率εｓｒの値から、少なくとも実効誘電率εｅｆｆの周波数依存性を求める処理を前記コンピュータに実行させてもよく、さらに、特性インピーダンスＺｃの周波数依存性を求める処理を前記コンピュータに実行させてもよい。そして、第１の計算結果出力処理手順で、コンピュータに第１の演算処理手順で算出された上記の特性インピーダンスＺｃの出力処理を行わせてもよい。
【０１１１】
（第２の演算処理手順を有するマイクロストリップ線路の解析プログラム）
第２の演算処理手順を有するマイクロストリップ線路の解析プログラムは、コンピュータに、第２の構造パラメータ入力処理手順と、特性インピーダンス・実効誘電率入力処理手順と、第２の演算処理手順と、第２の計算結果出力処理手順と、を実行させる。
【０１１２】
第２の構造パラメータ入力処理手順では、コンピュータへの未決定の構造パラメータ以外の構造パラメータの入力と認識が行われる。特性インピーダンス・実効誘電率入力処理手順では、コンピュータへの、マイクロストリップ線路１の設計目標値又は実測値としての特性インピーダンスＺｃの値又は実効誘電率εｅｆｆの値の入力と認識が行われる。ここで、設計目標値及び実測値については上記で説明したとおりである。
【０１１３】
第２の演算処理手順では、コンピュータに、上記説明した第１の関係式と第２の関係式とを用いて、構造パラメータに未決定の構造パラメータがある場合に、この未決定の構造パラメータ以外の構造パラメータ、及びマイクロストリップ線路１の特性インピーダンスＺｃの値又は実効誘電率εｅｆｆの値から、上記の未決定の構造パラメータの算出を実行させる。より具体的には、第２の演算処理手順では、コンピュータに、未決定の構造パラメータ以外の構造パラメータ、マイクロストリップ線路１の特性インピーダンスＺｃの値又は実効誘電率εｅｆｆの値、及び式（１），（２），（３）を用いて未決定の構造パラメータの算出を実行させる。そして、第２の計算結果出力処理手順では、第２の演算処理手順によって算出された未決定の構造パラメータを少なくとも出力する処理をコンピュータに実行させる。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明のマイクロストリップ線路の解析装置、解析方法、及び解析プログラムが解析対象とするマイクロストリップ線路の模式的な断面図の一例である。
【図２】表層誘電体の代わりに比誘電率がε’であり厚さが無限大である誘電体を有するマイクロストリップ線路の模式的な断面図である。
【図３】電磁解析モデル設定値から求めた比誘電率ε’と、近似式から算出した比誘電率ε’と、プロットしたグラフである。
【図４】Ｔ／ｔと実効誘電率εｅｆｆとの関係を示すグラフである。
【図５】Ｔ／ｔと実効誘電率εｅｆｆとの関係を示す他のグラフである。
【図６】第１の演算手段を有するマイクロストリップ線路の解析装置の一例の構成を機能的に示すブロック図である。
【図７】マイクロストリップ線路の解析装置のハードウエア構成の一例を示す模式的な説明図である。
【図８】第２の演算手段を有するマイクロストリップ線路の解析装置の一例の構成を機能的に示すブロック図である。
【図９】第１の演算手段を有するマイクロストリップ線路の解析装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】第２の演算手段を有するマイクロストリップ線路の解析装置の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１５】
１，２    マイクロストリップ線路
１０  表層誘電体
１１  基板
１２  グランドプレーン
１３  表層配線
２０  誘電体
１００  第１の演算手段を有するマイクロストリップ線路の解析装置
１０１  第２の演算手順を有するマイクロストリップ線路の解析装置
２００  解析装置
２０１  入出力装置
２０２  メモリ
２０３  演算装置
２０４  表示装置
２０５  パス
２０６  記憶媒体
【図１】
2009093327.tif 000014
【図２】
2009093327.tif 000015
【図３】
2009093327.tif 000016
【図４】
2009093327.tif 000017
【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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