(57)【要約】【課題】インピーダンス不整合のない導波管接続をなし得ること。【解決手段】導波管構造を有する第１誘電体基板１００と、導波管構造を有する第２誘電体基板２００とを、第１誘電体基板１００および第２誘電体基板２００との間であって導波管構造の少なくとも周囲に形成された複数のバンプ３０によって接続する導波管の接続構造において、複数のバンプ３０によって構成される擬似導波管をリッジ導波管構造とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導波管構造を有する第１誘電体基板と、導波管構造を有する第２誘電体基板とを、第１誘電体基板および第２誘電体基板との間であって前記導波管構造の少なくとも周囲に形成された複数のバンプによって接続する導波管の接続構造において、
前記複数のバンプによって構成される擬似導波管をリッジ導波管構造とすることを特徴とする導波管の接続構造。
【請求項２】
前記第１及び第２誘電体基板に形成される導波管構造は、接地導体が露出された導体開口部の周囲に配置され、接地導体に接続される複数のビアによって構成され、
前記リッジ導波管構造は、第１誘電体基板の第２誘電体基板と対向する面に形成され、前記導体開口部が形成された第１接地導体と、該第１接地導体から前記導体開口部側に突出形成された第１リッジ部と、第２誘電体基板の第１誘電体基板と対向する面に形成され、前記導体開口部が形成された第２接地導体と、該第２接地導体から前記導体開口部側に突出形成された第２リッジ部と、前記第１リッジ部と第２リッジ部との間および前記導体開口部の周囲に形成された複数のバンプとを有していることを特徴とする請求項１に記載の導波管の接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導波管構造を有する第１誘電体基板と、導波管構造を有する第２誘電体基板とを、第１誘電体基板および第２誘電体基板の導波管接続部の周囲に形成された複数のバンプによって接続する導波管の接続構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、接地面に接続されたスルーホールによって形成された擬似導波管が形成されたセラミック基板と、擬似導波管としての開口穴が形成された樹脂基板とを接続する際、セラミック基板および樹脂基板の擬似導波管の周囲にランドを形成し、セラミック基板のランドと樹脂基板のランドとをバンプによって接続することで、セラミック基板と樹脂基板との間に、複数のバンプによって擬似導波管部を形成し、基板間の導波管接続を実現している（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２６１２７５号公報（図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来方式にて基板間接続を実現する場合、バンプにて形成される擬似導波管部は空気（誘電率＝１．０)の周りにバンプを形成することによって形成されるが、セラミック基板に形成される擬似道波管部は誘電体基板(誘電率＝基板の誘電率)にスルーホールを用いて形成されるので、両者にインピーダンスの不整合が発生し、ＲＦ伝搬性能を劣化させるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、インピーダンス不整合のない導波管接続をなし得る導波管の接続構造を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、導波管構造を有する第１誘電体基板と、導波管構造を有する第２誘電体基板とを、第１誘電体基板および第２誘電体基板との間であって前記導波管構造の少なくとも周囲に形成された複数のバンプによって接続する導波管の接続構造において、前記複数のバンプによって構成される擬似導波管をリッジ導波管構造とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、複数のバンプによって構成される擬似導波管をリッジ導波管構造としているので、第１誘電体基板に形成された導波管構造と第２誘電体基板に形成された導波管構造とをインピーダンス不整合なく接続することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明にかかる導波管の接続構造の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【０００９】
実施の形態１．
図１は本実施の形態にかかる導波管接続構造を示す断面図である。図２〜図６は、図１の各層を平面視した断面図である。図２は図１のＡ−Ａ部断面に対応し、図３は図１のＢ−Ｂ部断面に対応し、図４は図１のＣ−Ｃ部断面に対応し、図５は図１のＤ−Ｄ部断面に対応し、図６は図１のＥ−Ｅ部断面に対応し、図７は図１のＦ−Ｆ部断面に対応している。この実施の形態の導波管接続構造は、例えば、ＦＭ／ＣＷレーダなどのミリ波あるいは  マイクロ波レーダなどに適用される。この導波管接続構造においては、第２誘電体基板２００上に、第１誘電体基板１００が積層されている。
【００１０】
多層構造を有する第１誘電体基板１００の表層（上面）には、図２にも示すように、表層接地導体１０が形成されており、この表層接地導体１０には、表層接地導体１０の抜きパターンとしての矩形状の開口部（導体開口部）１１が設けられている。第１誘電体基板１００の中間層には、図３にも示すように、内層接地導体１２が形成されており、この内層接地導体１２には、内層接地導体１２の抜きパターンとしての矩形状の開口部１３が設けられている。
【００１１】
第１誘電体基板１００の下面には、図４にも示すように、下面接地導体１４が設けられている。この下面接地導体１４には、下面接地導体１４の抜きパターンとしての矩形状の開口部１５が形成され、この開口部１５の各長辺側には、突出した下面接地導体１４で構成される矩形状のリッジ部１６が形成されている。各リッジ部１６は対向しており、これら一対のリッジ部１６によってダブルリッジ部を形成している。
【００１２】
また、第１誘電体基板１００においては、表層接地導体１０、内層接地導体１２および下面接地導体１４は、所定の間隔（誘電体基板内実効波長λ／４以下の間隔）で配列された複数の接地導体ビア１７を介して接続されている。接地導体ビア１７は、開口部１１、１３、１５の周囲に２列形成されている。接地導体ビア１７を３列以上配設して、隣接する導波管とのアイショレーション特性を向上させるようにしてもよい。また、この場合、内側の列の接地導体ビア１７は、開口部１１、１３、１５に対し、５０〜６０％程度はみ出すように配置されている。
【００１３】
つぎに、多層構造を有する第２誘電体基板２００の下面には、図５にも示すように、下面接地導体２０が形成されており、この下面接地導体２０には、下面接地導体２０の抜きパターンとしての矩形状の開口部（導体開口部）２１が設けられている。第２誘電体基板２００の中間層には、図６にも示すように、内層接地導体２２が形成されており、この内層接地導体２２には、内層接地導体２２の抜きパターンとしての矩形状の開口部２３が設けられている。
【００１４】
第２誘電体基板２００の上面には、図７にも示すように、上面接地導体２４が設けられている。この上面接地導体２４には、上面接地導体２４の抜きパターンとしての矩形状の開口部２５が形成され、この開口部２５の各長辺側には、突出した上面接地導体２４で構成される矩形状のリッジ部２６が形成されている。各リッジ部２６は対向しており、これら一対のリッジ部２６によってダブルリッジ部を形成している。
【００１５】
また、第２誘電体基板２００においては、下面接地導体２０、内層接地導体２２および上面接地導体２４は、所定の間隔（誘電体基板内実効波長λ／４以下の間隔）で配列された複数の接地導体ビア２７を介して接続されている。接地導体ビア２７は、開口部２１、２３、２５の周囲に２列形成されている。接地導体ビア１７を３列以上配設して、隣接する導波管とのアイショレーション特性を向上させるようにしてもよい。また、この場合、内側の列の接地導体ビア２７は、開口部２１、２３、２５に対し、５０〜６０％程度はみ出すように配置されている。
【００１６】
このように第１誘電体基板１００には、接地導体に接続される接地導体ビア１７および誘電体によって擬似導波管１１０が構成されており、第２誘電体基板にも接地導体に接続される接地導体ビア２７および誘電体によって擬似導波管２１０が構成されており、これら各擬似導波管１１０、２１０は、その中心を一致させるように対向配置されている。
【００１７】
第１誘電体基板１００と第２誘電体基板１００とは、複数の金属バンプ３０によって接続固定されている。すなわち、第１誘電体基板１００の下面接地導体２０と、第２誘電体基板２００の上面接地導体２４との間に複数の金属バンプ３０が形成されており、これらのバンプ３０によって第１誘電体基板１００と第２誘電体基板１００とが接続固定される。各バンプ３０は、縦横８０μｍ、高さ６０〜８０μｍ程度の大きさを有し、その縦横寸法は、接地導体ビア１７、２７の径とほぼ同程度である。
【００１８】
これらバンプ３０は、擬似導波管１１０および２１０が接続される導波管接続部においては、対向対置される第１誘電体基板１００の開口部１５および第２誘電体基板１００の開口部２５の周囲の外縁部に少なくとも２列配置される。開口部１５、２５には、リッジ部１６、２６が突出形成されており、バンプ３０は、リッジ部１６とリッジ部２６との間にも配設される。また、擬似導波管１１０および２１０が接続される導波管接続部においては、各バンプ３０は、接地導体ビア１７、２７と同様、所定の間隔（誘電体基板内実効波長λ／４以下の間隔）で配置されている。また、この場合、内側の列のバンプ３０は、開口部１５、２５に対し、５０〜６０％程度はみ出すように、下面接地導体１４と上面接地導体２４との間に配置されている。
【００１９】
このように擬似導波管１１０および２１０の間には、複数のバンプ３０によって空気を信号伝送媒体とする擬似導波管３００が形成されているが、この実施の形態においては、第１誘電体基板１００の下面接地導体１４にリッジ部１６を形成し、第２誘電体基板２００の上面接地導体２４にリッジ部２６を形成し、さらに、バンプ３０をリッジ部１６とリッジ部２６との間を含む開口部１５、２５の周囲に形成するようにしているので、誘電体を信号伝送媒体とする擬似導波管１１０および２１０との間には、空気を信号伝送媒体とするリッジ型の擬似導波管３００が形成されることになる。
【００２０】
このように、本発明の形態では、複数のバンプ３０によって構成される擬似導波管３００において、接地導体１４、２４およびバンプ３０を擬似導波管３００の内部にオフセットさせ、擬似導波管３００をリッジ導波管形状とするようにしているので、擬似導波管３００の内部に容量成分が発生し、これにより擬似導波管１１０、２１０と、擬似導波管３００との間のインピーダンスの不整合なく、第１誘電体基板１００および第２誘電体基板２００の基板接続を実現することができ、ＲＦ信号の伝送性能を向上させることが可能となる。また、第１誘電体基板１００および第２誘電体基板２００をインピーダンスのミスマッチなく基板接続することができるので、これまで困難であった誘電体基板の多層化が可能となり、かつ多層基板を使用したデバイスの高密度実装(部品内蔵の多層基板)が可能となり、デバイスの小型化に寄与することができる。
【００２１】
なお、リッジ型の擬似導波管３００におけるリッジ部１６、２６のａ：ｂ（図４参照）の比率を変化させることで、所望の周波数の高周波信号に対して良好な反射通過特性をもつ導波管接続構造を実現することができる。また、上記では、導波管接続部におけるバンプ３０の配置間隔と、接地導体ビア１７、２７との配置間隔を、ほぼ同程度としたが、接地導体ビア１７、２７との配置間隔を導波管接続部におけるバンプ３０の配置間隔の１〜２倍程度とするようにしてもよい。
【００２２】
図８は、リッジ導波管構造を有する本実施の形態と、リッジ導波管構造を持たない従来技術による反射特性を示すものであり、図９はリッジ導波管構造を有する本実施の形態と、リッジ導波管構造を持たない従来技術による通過特性を示すものである。図８、図９は、リッジ部１６、２６を有する擬似導波管３００部分における一箇所の反射、通過特性を示すもので、９０ＧＨｚをターゲット周波数としている。これらの図からも、リッジ導波管構造を有する本実施の形態のほうが従来技術に比べＲＦ性能が向上していることが判る。
【００２３】
なお、上記実施の形態においては、ダブルリッジ導波管構造を採用するようにしたが、図１０に示すようなシングルリッジ導波管構造を採用するようにしてもよい。
【００２４】
図１１は、上記した、リッジ導波管による基板接続構造を採用した高周波モジュール（レーダ装置）を示すものである。この高周波モジュールにおいては、多層誘電体基板が多層化され、多層化された多層誘電体基板４００上には、電磁シールドとしての電磁カバー４０１が配置されている。電磁カバー４０１によって、多層誘電体基板４００上には、電磁密閉空間としてのキャビティ４０２が形成されている。
【００２５】
多層誘電体基板の内部に形成された内蔵高周波部品４０３から送信波が発生され、この送信波は、多層誘電体基板表面に形成されたストリップ線路（図示せず）、リッジ導波管による基板接続により形成された送信用導波管４０４を介して送信される。受信波は、リッジ導波管による基板接続により形成された受信用導波管４０５、多層誘電体基板表面に形成されたストリップ線路（図示せず）を介して内蔵高周波部品４０３に入力され、ここで信号処理される。
【００２６】
このように、図１１に示した高周波モジュールにおいては、リッジ導波管による基板接続を採用することで、導波管を有する多層誘電体基板の多層化が可能となり、さらに高周波部品の内部実装を行っているので、高周波モジュールの小型化、キャビティ構造の小型化が実現され、キャビティ４０２内での不要な共振を抑圧することが可能となる。なお、図１１に示したような複雑なモジュール構成とした場合は、リッジ構造の上記したａ：ｂの比率を変化させて、所望の周波数に対して、反射損、通過損失を最適化することが必要となる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
以上のように、本発明にかかる導波管の接続構造は、導波管構造を有する第１誘電体基板と導波管構造を有する第２誘電体基板とを複数のバンプによって接続する導波管の接続構造に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明にかかる導波管の接続構造を示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】図１のＤ−Ｄ断面図である。
【図６】図１のＥ−Ｅ断面図である。
【図７】図１のＦ−Ｆ断面図である。
【図８】反射特性を示す図である。
【図９】通過特性を示す図である。
【図１０】他の実施の形態を示す図である。
【図１１】本発明が適用される高周波モジュールを示す断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  表層接地導体
１１  開口部
１２  内層接地導体
１３  開口部
１４  下面接地導体
１５  開口部
１６  リッジ部
１７  接地導体ビア
２０  下面接地導体
２１  開口部
２２  内層接地導体
２３  開口部
２４  上面接地導体
２５  開口部
２６  リッジ部
２７  接地導体ビア
３０  金属バンプ（バンプ）
１００  第１誘電体基板
１１０  擬似導波管
２００  第２誘電体基板
２１０  擬似導波管
３００  擬似導波管
【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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