特許 6013280 高周波伝送線路

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6013280

(24)【登録日】2016年9月30日

(45)【発行日】2016年10月25日

(54)【発明の名称】高周波伝送線路

(51)【国際特許分類】

   H01P 5/08 20060101AFI20161011BHJP

   H05K 3/46 20060101ALI20161011BHJP

【ＦＩ】

   H01P5/08 A

   H05K3/46 N

【請求項の数】7

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-126554(P2013-126554)

(22)【出願日】2013年6月17日

(65)【公開番号】特開2015-2454(P2015-2454A)

(43)【公開日】2015年1月5日

【審査請求日】2015年7月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004226

【氏名又は名称】日本電信電話株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100064621

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 政樹

(74)【代理人】

【識別番号】100098394

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 茂樹

(74)【代理人】

【識別番号】100153006

【弁理士】

【氏名又は名称】小池 勇三

(72)【発明者】

【氏名】吉田 英二

(72)【発明者】

【氏名】田野辺 博正

(72)【発明者】

【氏名】中島 史人

(72)【発明者】

【氏名】中西 泰彦

【審査官】 岸田 伸太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−２０４２０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３０８６１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０４８１９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｐ １／００−１１／００

Ｈ０５Ｋ ３／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

導体層と絶縁層とが交互に積層された多層配線基板と、
前記多層配線基板内を最上層から最下層まで垂直に貫通して形成された高周波信号ビアと、
前記最上層に平面視略円形状に形成されて、前記高周波信号ビアの上端と接続された上部導体パッドと、
前記最上層に線状に形成されて、先端が前記上部導体パッドと接続された上部高周波信号線路と、
前記最上層に形成されて、接地電位に接続された導体層からなり、当該導体層が選択的に除去された上部アンチパッド領域を挟んで、前記上部導体パッドおよび前記上部高周波信号線路の周囲に形成された上部グランドプレーンと、
前記最下層に平面視略円形状に形成されて、前記高周波信号ビアの下端と接続された下部導体パッドと、
前記最下層に線状に形成されて、先端が前記下部導体パッドと接続された下部高周波信号線路と、
前記最下層に形成されて、前記接地電位に接続された導体層からなり、当該導体層が選択的に除去された下部アンチパッド領域を挟んで、前記下部導体パッドおよび前記下部高周波信号線路の周囲に形成された下部グランドプレーンと、
前記多層配線基板内に形成されて、前記上部グランドプレーンおよび前記下部グランドプレーンと、これらグランドプレーン間に積層されている前記各導体層とを接続するグランドビアと、
前記接地電位に接続された厚肉の導体からなり、前記上部グランドプレーンの表面のうち前記上部アンチパッド領域と隣接して配置された上部導体ブロックとを備え、
前記上部導体ブロックは、前記上部導体パッドを挟む両側位置であって、かつ、前記上部高周波信号線路の伸延方向と直交する直交方向の一方と他方の位置に配置されている
ことを特徴とする高周波伝送線路。

【請求項2】

導体層と絶縁層とが交互に積層された多層配線基板と、
前記多層配線基板内を最上層から最下層まで垂直に貫通して形成された高周波信号ビアと、
前記最上層に平面視略円形状に形成されて、前記高周波信号ビアの上端と接続された上部導体パッドと、
前記最上層に線状に形成されて、先端が前記上部導体パッドと接続された上部高周波信号線路と、
前記最上層に形成されて、接地電位に接続された導体層からなり、当該導体層が選択的に除去された上部アンチパッド領域を挟んで、前記上部導体パッドおよび前記上部高周波信号線路の周囲に形成された上部グランドプレーンと、
前記最下層に平面視略円形状に形成されて、前記高周波信号ビアの下端と接続された下部導体パッドと、
前記最下層に線状に形成されて、先端が前記下部導体パッドと接続された下部高周波信号線路と、
前記最下層に形成されて、前記接地電位に接続された導体層からなり、当該導体層が選択的に除去された下部アンチパッド領域を挟んで、前記下部導体パッドおよび前記下部高周波信号線路の周囲に形成された下部グランドプレーンと、
前記多層配線基板内に形成されて、前記上部グランドプレーンおよび前記下部グランドプレーンと、これらグランドプレーン間に積層されている前記各導体層とを接続するグランドビアと、
前記接地電位に接続された厚肉の導体からなり、前記上部グランドプレーンの表面のうち前記上部アンチパッド領域と隣接して配置された上部導体ブロックと、
前記接地電位に接続された厚肉の導体からなり、前記下部グランドプレーンの表面のうち前記下部アンチパッド領域と隣接して配置された下部導体ブロックとを備え、
前記上部導体ブロックは、前記上部導体パッドを挟む両側位置であって、かつ、前記上部高周波信号線路の伸延方向と直交する方向の一方と他方の位置に配置されており、
前記下部導体ブロックは、前記下部導体パッドを挟む両側位置であって、かつ、前記下部高周波信号線路の伸延方向と直交する方向の一方と他方の位置に配置されている
ことを特徴とする高周波伝送線路。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の高周波伝送線路において、
前記上部導体ブロックは、前記上部導体パッドと対向する一端部が、当該上部導体パッドへ向けて前記上部グランドプレーンから前記上部アンチパッド領域上方へ突出するよう配置されていることを特徴とする高周波伝送線路。

【請求項4】

請求項２に記載の高周波伝送線路において、
前記下部導体ブロックは、前記下部導体パッドと対向する一端部が、当該下部導体パッドへ向けて前記下部グランドプレーンから前記下部アンチパッド領域下方へ突出するよう配置されていることを特徴とする高周波伝送線路。

【請求項5】

導体層と絶縁層とが交互に積層された多層配線基板と、
前記多層配線基板内を最上層から最下層まで垂直に貫通して形成された高周波信号ビアと、
前記最上層に平面視略円形状に形成されて、前記高周波信号ビアの上端と接続された上部導体パッドと、
前記最上層に線状に形成されて、先端が前記上部導体パッドと接続された上部高周波信号線路と、
前記最上層に形成されて、接地電位に接続された導体層からなり、当該導体層が選択的に除去された上部アンチパッド領域を挟んで、前記上部導体パッドおよび前記上部高周波信号線路の周囲に形成された上部グランドプレーンと、
前記最下層に平面視略円形状に形成されて、前記高周波信号ビアの下端と接続された下部導体パッドと、
前記多層配線基板内に形成されて、前記上部グランドプレーンと前記各導体層とを接続するグランドビアと、
前記接地電位に接続された厚肉の導体からなり、前記上部グランドプレーンの表面のうち前記上部アンチパッド領域と隣接して配置された上部導体ブロックとを備え、
前記上部導体ブロックは、前記上部導体パッドを挟む両側位置であって、かつ、前記上部高周波信号線路の伸延方向と直交する直交方向の一方と他方の位置に配置されている
ことを特徴とする高周波伝送線路。

【請求項6】

導体層と絶縁層とが交互に積層された多層配線基板と、
前記多層配線基板内を最上層から最下層まで垂直に貫通して形成された高周波信号ビアと、
前記最上層に平面視略円形状に形成されて、前記高周波信号ビアの上端と接続された上部導体パッドと、
前記最下層に平面視略円形状に形成されて、前記高周波信号ビアの下端と接続された下部導体パッドと、
前記最下層に線状に形成されて、先端が前記下部導体パッドと接続された下部高周波信号線路と、
前記最下層に形成されて、接地電位に接続された導体層からなり、当該導体層が選択的に除去された下部アンチパッド領域を挟んで、前記下部導体パッドおよび前記下部高周波信号線路の周囲に形成された下部グランドプレーンと、
前記多層配線基板内に形成されて、前記下部グランドプレーンと前記各導体層とを接続するグランドビアと、
前記接地電位に接続された厚肉の導体からなり、前記下部グランドプレーンの表面のうち前記下部アンチパッド領域と隣接して配置された下部導体ブロックを備え、
前記下部導体ブロックは、前記下部導体パッドを挟む両側位置であって、かつ、前記下部高周波信号線路の伸延方向と直交する直交方向の一方と他方の位置に配置されている
ことを特徴とする高周波伝送線路。

【請求項7】

請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の高周波伝送線路において、
前記グランドビアは、前記高周波信号ビアを囲うように並べて形成された複数のグランドビアからなり、前記高周波信号ビアに対して擬似同軸線路構造を形成することを特徴とする高周波伝送線路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、高周波伝送技術に関し、特に入力された高周波信号を、多層配線基板の最上層から最下層まで貫通して伝搬させるための高周波伝送線路に関する。

【背景技術】

【0002】

導体層と絶縁層とが交互に積層された多層配線基板において、入力された高周波信号を、最上層から最下層まで垂直方向に伝搬させる高周波伝送線路では、高周波信号の通過損失や反射損失をできるだけ少なくする必要がある。

【0003】

従来、このような高周波伝送線路として、高周波信号ビアを多層配線基板の最上層から最下層まで階段状に形成して伝搬させる技術が提案されている（例えば、非特許文献１など参照）。
図８は、従来の高周波伝送線路の構成を示す説明図であり、図８（ａ）は上面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のｂ−ｂ断面図、図８（ｃ）は底面図、図８（ｄ）は、図８（ｂ）のｄ−ｄ断面図である。

【0004】

この高周波伝送線路５０は、全体として導体層５１Ｍと絶縁体層５１Ｐとが交互に積層された多層配線基板５１において、階層ごとに導体層５１Ｍ間を接続する高周波信号ビア５２を階段状に形成し、この高周波信号ビア５２を介して、最上層の上部導体パッド５３Ａと最下層の下部導体パッド５３Ｂとを接続する構造を有している。

【0005】

最上層において、上部導体パッド５３Ａには線状の高周波信号線路５４Ａが接続されており、これら上部導体パッド５３Ａと上部高周波信号線路５４Ａとの周囲には、上部アンチパッド領域５５Ａを挟んで、上部グランドプレーン５６Ａが形成されている。
また、最下層において、下部導体パッド５３Ｂには線状の下部高周波信号線路５４Ｂが接続されており、これら下部導体パッド５３Ｂと下部高周波信号線路５４Ｂとの周囲には、下部アンチパッド領域５５Ｂを挟んで、下部グランドプレーン５６Ｂが形成されている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】Y. C .Lee,et al, "A Novel CPW-to-Stripline Vertical Via Transition Using a Stagger Via Structure and Embedded Air Cavities for V-band LTCC SiP Applications", APMC2005.

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

前述した従来技術によれば、多層配線基板５１において、最上層から最下層まで高周波信号ビア５２が階段状に形成されるため、高周波信号線路が小さな領域で垂直に折り曲げられることになる。しかしながら、このような高周波信号線路の屈曲部では、不要な放射が発生しやすく、屈曲部での実効的な曲げ半径を大きくすることにより、ある程度の放射を抑圧することは可能であるが、高周波信号の放射成分を完全には除去できず、通過損失や反射損失が増加するといった問題点があった。
また、高周波信号ビア５２を、多層配線基板５１の最上層から最下層まで階段状に形成するには、精密な加工が必要であるとともに、多層配線基板の体積拡大にも繋がるため、コストアップの原因となるという課題があった。

【0008】

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、基板平面方向から垂直方向への屈曲部において、高周波信号を少ない通過損失および反射損失で伝搬させることができる高周波伝送線路を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

このような目的を達成するために、本発明にかかる高周波伝送線路は、導体層と絶縁層とが交互に積層された多層配線基板と、前記多層配線基板内を最上層から最下層まで垂直に貫通して形成された高周波信号ビアと、前記最上層に平面視略円形状に形成されて、前記高周波信号ビアの上端と接続された上部導体パッドと、前記最上層に線状に形成されて、先端が前記上部導体パッドと接続された上部高周波信号線路と、前記最上層に形成されて、接地電位に接続された導体層からなり、当該導体層が選択的に除去された上部アンチパッド領域を挟んで、前記上部導体パッドおよび前記上部高周波信号線路の周囲に形成された上部グランドプレーンと、前記最下層に平面視略円形状に形成されて、前記高周波信号ビアの下端と接続された下部導体パッドと、前記最下層に線状に形成されて、先端が前記下部導体パッドと接続された下部高周波信号線路と、前記最下層に形成されて、前記接地電位に接続された導体層からなり、当該導体層が選択的に除去された下部アンチパッド領域を挟んで、前記下部導体パッドおよび前記下部高周波信号線路の周囲に形成された下部グランドプレーンと、前記多層配線基板内に形成されて、前記上部グランドプレーンおよび前記下部グランドプレーンと、これらグランドプレーン間に積層されている前記各導体層とを接続するグランドビアと、前記接地電位に接続された厚肉の導体からなり、前記上部グランドプレーンの表面のうち前記上部アンチパッド領域と隣接して配置された上部導体ブロックとを備え、前記上部導体ブロックは、前記上部導体パッドを挟む両側位置であって、かつ、前記上部高周波信号線路の伸延方向と直交する直交方向の一方と他方の位置に配置されている。

【0010】

また、本発明にかかる高周波伝送線路の他の構成例は、導体層と絶縁層とが交互に積層された多層配線基板と、前記多層配線基板内を最上層から最下層まで垂直に貫通して形成された高周波信号ビアと、前記最上層に平面視略円形状に形成されて、前記高周波信号ビアの上端と接続された上部導体パッドと、前記最上層に線状に形成されて、先端が前記上部導体パッドと接続された上部高周波信号線路と、前記最上層に形成されて、接地電位に接続された導体層からなり、当該導体層が選択的に除去された上部アンチパッド領域を挟んで、前記上部導体パッドおよび前記上部高周波信号線路の周囲に形成された上部グランドプレーンと、前記最下層に平面視略円形状に形成されて、前記高周波信号ビアの下端と接続された下部導体パッドと、前記最下層に線状に形成されて、先端が前記下部導体パッドと接続された下部高周波信号線路と、前記最下層に形成されて、前記接地電位に接続された導体層からなり、当該導体層が選択的に除去された下部アンチパッド領域を挟んで、前記下部導体パッドおよび前記下部高周波信号線路の周囲に形成された下部グランドプレーンと、前記多層配線基板内に形成されて、前記上部グランドプレーンおよび前記下部グランドプレーンと、これらグランドプレーン間に積層されている前記各導体層とを接続するグランドビアと、前記接地電位に接続された厚肉の導体からなり、前記上部グランドプレーンの表面のうち前記上部アンチパッド領域と隣接して配置された上部導体ブロックと、前記接地電位に接続された厚肉の導体からなり、前記下部グランドプレーンの表面のうち前記下部アンチパッド領域と隣接して配置された下部導体ブロックとを備え、前記上部導体ブロックは、前記上部導体パッドを挟む両側位置であって、かつ、前記上部高周波信号線路の伸延方向と直交する方向の一方と他方の位置に配置されており、前記下部導体ブロックは、前記下部導体パッドを挟む両側位置であって、かつ、前記下部高周波信号線路の伸延方向と直交する方向の一方と他方の位置に配置されている。

【0011】

また、本発明にかかる上記高周波伝送線路の一構成例は、前記上部導体ブロックが、前記上部導体パッドと対向する一端部が、当該上部導体パッドへ向けて前記上部グランドプレーンから前記上部アンチパッド領域上方へ突出するよう配置されている。

【0012】

また、本発明にかかる上記高周波伝送線路の一構成例は、前記下部導体ブロックが、前記下部導体パッドと対向する一端部が、当該下部導体パッドへ向けて前記下部グランドプレーンから前記下部アンチパッド領域下方へ突出するよう配置されている。

【0013】

また、本発明にかかる高周波伝送線路の他の構成例は、導体層と絶縁層とが交互に積層された多層配線基板と、前記多層配線基板内を最上層から最下層まで垂直に貫通して形成された高周波信号ビアと、前記最上層に平面視略円形状に形成されて、前記高周波信号ビアの上端と接続された上部導体パッドと、前記最上層に線状に形成されて、先端が前記上部導体パッドと接続された上部高周波信号線路と、前記最上層に形成されて、接地電位に接続された導体層からなり、当該導体層が選択的に除去された上部アンチパッド領域を挟んで、前記上部導体パッドおよび前記上部高周波信号線路の周囲に形成された上部グランドプレーンと、前記最下層に平面視略円形状に形成されて、前記高周波信号ビアの下端と接続された下部導体パッドと、前記多層配線基板内に形成されて、前記上部グランドプレーンと前記各導体層とを接続するグランドビアと、前記接地電位に接続された厚肉の導体からなり、前記上部グランドプレーンの表面のうち前記上部アンチパッド領域と隣接して配置された上部導体ブロックとを備え、前記上部導体ブロックは、前記上部導体パッドを挟む両側位置であって、かつ、前記上部高周波信号線路の伸延方向と直交する直交方向の一方と他方の位置に配置されている。

【0014】

また、本発明にかかる高周波伝送線路の他の構成例は、導体層と絶縁層とが交互に積層された多層配線基板と、前記多層配線基板内を最上層から最下層まで垂直に貫通して形成された高周波信号ビアと、前記最上層に平面視略円形状に形成されて、前記高周波信号ビアの上端と接続された上部導体パッドと、前記最下層に平面視略円形状に形成されて、前記高周波信号ビアの下端と接続された下部導体パッドと、前記最下層に線状に形成されて、先端が前記下部導体パッドと接続された下部高周波信号線路と、前記最下層に形成されて、接地電位に接続された導体層からなり、当該導体層が選択的に除去された下部アンチパッド領域を挟んで、前記下部導体パッドおよび前記下部高周波信号線路の周囲に形成された下部グランドプレーンと、前記多層配線基板内に形成されて、前記下部グランドプレーンと前記各導体層とを接続するグランドビアと、前記接地電位に接続された厚肉の導体からなり、前記下部グランドプレーンの表面のうち前記下部アンチパッド領域と隣接して配置された下部導体ブロックを備え、前記下部導体ブロックは、前記下部導体パッドを挟む両側位置であって、かつ、前記下部高周波信号線路の伸延方向と直交する直交方向の一方と他方の位置に配置されている。

【0015】

また、本発明にかかる上記高周波伝送線路の一構成例は、前記グランドビアが、前記高周波信号ビアを囲うように並べて形成された複数のグランドビアからなり、前記高周波信号ビアに対して擬似同軸線路構造を形成する。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、上部アンチパッド領域を挟んで上部導体パッドと接地電位との間に発生する電気容量成分のうち、上部高周波信号線路の伸延方向に沿って発生する伸延電気容量成分に比較して、当該伸延方向と直交する直交方向に沿って発生する直交電気容量成分が大きくなる。したがって、上部導体パッドにおける電界密度に異方性が発生して、伸延方向に比較して直交方向の電気力線が集中して電界密度が高くなる。これにより、不要放射が抑制されるため、不要放射の発生が抑制された状態で、伸延方向に伝搬する高周波信号と、垂直方向に伝搬する高周波信号との電磁界を効率よく結合することができ、屈曲部において少ない通過損失や反射損失で高周波信号を多層配線基板の最上層から最下層まで伝搬させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】第１の実施の形態にかかる高周波伝送線路の構成を示す上面図である。

【図2】図１のII−II断面図である。

【図3】図１のIII−III断面図である。

【図4】図２および図３のIV−IV断面図である。

【図5】第１の実施の形態にかかる高周波伝送線路の他の構成を示す底面図である。

【図6】第２の実施の形態にかかる高周波伝送線路の構成を示す断面図である。

【図7】第３の実施の形態にかかる高周波伝送線路の他の構成を示す断面図である。

【図8】従来の高周波伝送線路の構成を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１〜図４を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかる高周波伝送線路１０について説明する。図１は、第１の実施の形態にかかる高周波伝送線路の構成を示す上面図である。図２は、図１のII−II断面図である。図３は、図１のIII−III断面図である。図４は、図２および図３のIV−IV断面図である。

【0019】

本実施の形態にかかる高周波伝送線路１０は、導体層１１Ｍと絶縁層１１Ｐとが交互に積層された多層配線基板１１において、入力された高周波信号を、最上層（基板上面）から最下層（基板底面）まで垂直方向に伝搬させるための高周波伝送線路である。この高周波伝送線路１０は、例えば、１０ＧＨｚ〜１００ＧＨｚ以下の高速電気信号が多層配線基板１１内を伝搬する電子機器や電子部品などに好適である。

【0020】

図１〜図４に示すように、高周波伝送線路１０は、主に、多層配線基板１１、高周波信号ビア１２、上部導体パッド１３Ａ、上部高周波信号線路１４Ａ、上部グランドプレーン１６Ａ、下部導体パッド１３Ｂ、下部高周波信号線路１４Ｂ、下部グランドプレーン１６Ｂ、グランドビア１７、および上部導体ブロック１８Ａ，１８Ｂから構成されている。

【0021】

高周波信号ビア１２は、金属などの導体からなり、多層配線基板１１内を最上層から最下層まで垂直に貫通して形成されたビアである。
上部導体パッド１３Ａは、金属などの導体からなり、最上層に平面視略円形状に形成されて、高周波信号ビア１２の上端と接続された導体パッドである。

【0022】

上部高周波信号線路１４Ａは、金属などの導体からなり、最上層に線状に形成されて、先端が上部導体パッド１３Ａと接続された高周波信号用線路である。
上部グランドプレーン１６Ａは、最上層に形成されて、接地電位に接続された金属などの導体層からなり、当該導体層が上部導体パッド１３Ａを中心とする平面視略円環状に選択除去されてなる上部アンチパッド領域１５Ａを挟んで、上部導体パッド１３Ａおよび上部高周波信号線路１４Ａの周囲に形成された接地導体である。

【0023】

下部導体パッド１３Ｂは、金属などの導体からなり、最下層に平面視略円形状に形成されて、高周波信号ビア１２の下端と接続された導体パッドである。
下部高周波信号線路１４Ｂは、金属などの導体からなり、最下層に線状に形成されて、先端が下部導体パッド１３Ｂと接続された高周波信号線路である。

【0024】

下部グランドプレーン１６Ｂは、最下層に形成されて、接地電位に接続された金属などの導体層からなり、当該導体層が下部導体パッド１３Ｂを中心とする平面視略円環状に選択除去されてなる下部アンチパッド領域１５Ｂを挟んで、下部導体パッド１３Ｂおよび下部高周波信号線路１４Ｂの周囲に形成された接地導体である。
グランドビア１７は、金属などの導体からなり、多層配線基板１１内に形成されて、上部グランドプレーン１６Ａおよび下部グランドプレーン１６Ｂと、これらグランドプレーン１６Ａ，１６Ｂ間に積層されている各導体層１１Ｍとを接続するビアである。

【0025】

上部導体ブロック１８Ａ，１８Ｂは、接地電位に接続された金属などの厚肉（略直方体）の導体からなり、上部グランドプレーン１６Ａの表面のうち上部アンチパッド領域１５Ａと隣接して配置されている。この上部導体ブロック１８Ａ，１８Ｂは、上部アンチパッド領域１５Ａを挟んで上部導体パッド１３Ａと接地電位との間に発生する電気容量成分のうち、上部高周波信号線路１４Ａの伸延方向Ｘに沿って発生する伸延電気容量成分ＣＸＡに比較して、当該伸延方向Ｘと直交する直交方向Ｙに沿って発生する直交電気容量成分ＣＡ（上部導体ブロック１８Ａ側）および直交電気容量成分ＣＢ（上部導体ブロック１８Ｂ側）を大きくするために、上部導体パッド１３Ａを挟む両側位置であって、かつ、直交方向Ｙの一方と他方の位置に配置されている。

【0026】

図２に示すように、基板平面に沿って伸延方向Ｘに形成された上部高周波信号線路１４Ａを、基板平面に垂直な垂直方向Ｚに形成された高周波信号ビア１２と、上部導体パッド１３Ａで接続した高周波伝送線路では、高周波信号の伝搬方向が、伸延方向Ｘから垂直方向Ｚへ折り曲げられる。したがって、この高周波伝送線路の屈曲部において、高周波信号の不要な放射が発生し、通過損失や反射損失が増大する。

【0027】

本発明は、このような不要放射を、上部導体パッド１３Ａにおける電界密度の異方性により抑制でき、これにより、伸延方向Ｘに伝搬する高周波信号と、垂直方向Ｚに伝搬する高周波信号との電磁界を効率よく結合させることができることに着目したものである。
そして、このような電界密度の異方性を発生させる具体的方法として、上部導体パッド１３Ａを挟む両側位置であって、かつ、直交方向Ｙの一方と他方の位置に、上部導体ブロック１８Ａ，１８Ｂを配置したものである。

【0028】

これにより、上部導体パッド１３Ａから上部グランドプレーン１６Ａへ延びる電気力線の密度が増加して、上部アンチパッド領域１５Ａを挟んで上部導体パッド１３Ａと接地電位である上部グランドプレーン１６Ａとの間に発生する電気容量成分のうち、上部高周波信号線路１４Ａの伸延方向Ｘに沿って発生する伸延電気容量成分ＣＸＡに比較して、当該伸延方向Ｘと直交する直交方向Ｙに沿って発生する直交電気容量成分ＣＡ，ＣＢが大きくなる。したがって、上部導体パッド１３Ａにおける電界密度に異方性が発生して、伸延方向Ｘに比較して直交方向Ｙの電気力線が集中して電界密度が高くなる。

【0029】

図２において、電界強度分布２０は、上部導体ブロック１８Ａ，１８Ｂを配置した場合の上部導体パッド１３Ａにおける電界強度分布（シミュレーション結果）を示しており、電界強度分布２１は、上部導体ブロック１８Ａ，１８Ｂを配置していない場合の電界強度分布（シミュレーション結果）を示している。
このようにして、上部導体ブロック１８Ａ，１８Ｂを配置したことにより、不要放射が抑制されるため、不要放射の発生が抑制された状態で、伸延方向Ｘに伝搬する高周波信号と、垂直方向Ｚに伝搬する高周波信号との電磁界を効率よく結合することができ、基板平面方向から垂直方向への屈曲部において、高周波信号を少ない通過損失および反射損失で伝搬させることが可能となる。

【0030】

また、本実施の形態では、上部導体パッド１３Ａにおける電界密度の異方性を与えるための上部導体ブロック１８Ａ，１８Ｂとして、接地電位に接続された厚肉の導体、例えば略直方体をなす接地導体により実現したので、上部導体ブロック１８Ａ，１８Ｂを、上部グランドプレーン１６Ａの表面に導体を形成するという、極めて簡素な工程で形成することができ、高周波伝送線路の低コスト化を実現することができる。

【0031】

この際、上部導体ブロック１８Ａ，１８Ｂを肉厚とすることで、上部導体パッド１３Ａとの対向面積を増加させることができ、これにより直交電気容量成分ＣＡ，ＣＢが増大して、より効果的に電界密度の異方性を与えることができる。

【0032】

また、上部導体ブロック１８Ａ，１８Ｂを、上部導体パッド１３Ａと対向する一端部が、当該上部導体パッド１３Ａへ向けて上部グランドプレーン１６Ａから上部アンチパッド領域１５Ａの上方へ突出するよう配置するようにしてもよい。これにより、伸延方向Ｘに対向する上部導体パッド１３Ａと上部グランドプレーン１６Ａとの距離に比較して、上部導体パッド１３Ａと上部導体ブロック１８Ａ，１８Ｂとの距離が短くなるため、直交電気容量成分ＣＡ，ＣＢが増大して、より効果的に電界密度の異方性を与えることができる。

【0033】

なお、本実施の形態では、上部導体ブロック１８Ａ，１８Ｂが、接地電位に接続された厚肉の導体、例えば略直方体をなす接地導体からなる場合を例として説明したが、形状、数量、配置パターンなどの構成に限定されるものではない。例えば、上部導体ブロック１８Ａ，１８Ｂについて、略直方体ではなく他の形状を用いてもよく、それぞれ複数の導体ブロックから構成してもよく、これら複数の導体ブロックを上部導体パッド１３Ａを挟む両側位置であって、かつ、直交方向Ｙの一方と他方の位置に、直線状あるいは円弧状に並べて配置してもよい。

【0034】

また、上部導体パッド１３Ａを挟む両側位置であって、かつ、直交方向Ｙの一方と他方の位置において、上部グランドプレーン１６Ａの一端部の形状を変更することにより、上部導体ブロック１８Ａ，１８Ｂを形成してもよい。例えば、上部グランドプレーン１６Ａの一端部に、上部導体パッド１３Ａ側に突出する突出部や、櫛形形状をなす櫛形部を形成することにより、上部導体パッド１３Ａにおける電界密度の異方性を与えることができる。

【0035】

また、上部グランドプレーン１６Ａに代えて、あるいは上部グランドプレーン１６Ａに加えて、上部導体パッド１３Ａの一端部の形状を、上記と同様にして変更するようにしてもよい。
さらには、上部グランドプレーン１６Ａや上部導体パッド１３Ａのうち、上部アンチパッド領域１５Ａを挟んで直交方向Ｙに対向する一端部ではなく、伸延方向Ｘに対向する一端部の形状を変化させることにより、伸延電気容量成分ＣＸＡを小さくするようにしてもよい。

【0036】

また、本実施の形態では、高周波信号ビア１２を囲うように並べて複数のグランドビア１７を形成し、高周波信号ビア１２に対して擬似同軸線路構造を形成するようにしてもよい。これにより、擬似同軸線路構造における電界強度分布が、図４に示すように、楕円等の歪みを生じることなく、基板平面において、高周波信号ビア１２を中心とした円形状となり、高周波信号ビア１２を伝搬する高周波信号の電界分布強度とほぼ等しくなる。これは、擬似同軸線路構造の基本モードのみを励振させ伝搬させること、すなわち基本モードと良好に結合していることを意味している。

【0037】

基本モードと良好に結合していない場合、図４に示した擬似同軸線路構造における電界強度分布が、円形状ではなく、上部高周波信号線路１４Ａの伸延方向Ｘに対して中心が前後にぶれながら、高周波信号ビア１２の垂直方向Ｚに蛇行するように伝搬することとなる。この際、電界が多層配線基板１１内層のグランドプレーンに重なると、その重なった量に応じて、高周波信号のエネルギーが接地電位に吸収されてしまうため、安定した伝搬が得られない。

【0038】

一方、本実施の形態によれば、前述したように、擬似同軸線路構造の基本モードと良好に結合していることから、擬似同軸線路構造の線路長、すなわち上部導体パッド１３Ａや下部導体パッド１３Ｂと接続される高周波信号ビア１２の線路長にかかわらず、高周波信号を低損失かつ低反射で安定して伝搬させることができる。

【0039】

また、本実施の形態において、多層配線基板１１の層数を増やすことにより、電源層や定速度信号層も同時に形成することができるため、高周波信号線路専用ではなく、多機能な多層配線基板を提供することも可能となる。

【0040】

次に、図５を参照して、本実施の形態にかかる他の高周波伝送線路１０について説明する。図５は、第１の実施の形態にかかる他の高周波伝送線路の構成を示す底面図である。
前述した図１−４では、上部グランドプレーン１６Ａの表面に上部導体ブロック１８Ａ，１８Ｂを配置した場合を例として説明したが、図５の例は、下部グランドプレーン１６Ｂの表面にも上部導体ブロック１８Ａ，１８Ｂと同様にして、下部導体ブロック１８Ｃ，１８Ｄを配置したものである。

【0041】

図５において、下部導体ブロック１８Ｃ，１８Ｄは、接地電位に接続された金属などの厚肉（略直方体）の導体からなり、下部グランドプレーン１６Ｂの表面のうち下部アンチパッド領域１５Ｂと隣接して配置されている。この下部導体ブロック１８Ｃ，１８Ｄは、下部アンチパッド領域１５Ｂを挟んで下部導体パッド１３Ｂと接地電位との間に発生する電気容量成分のうち、下部高周波信号線路１４Ｂの伸延方向Ｘに沿って発生する伸延電気容量成分ＣＸＢに比較して、当該伸延方向Ｘと直交する直交方向Ｙに沿って発生する直交電気容量成分ＣＣ（下部導体ブロック１８Ｃ側）および直交電気容量成分ＣＤ（下部導体ブロック１８Ｄ側）を大きくするために、下部導体パッド１３Ｂを挟む両側位置であって、かつ、直交方向Ｙの一方と他方の位置に、下部アンチパッド領域１５Ｂ下方へ突出するよう配置されている。

【0042】

これにより、下部アンチパッド領域１５Ｂを挟んで下部導体パッド１３Ｂと接地電位との間に発生する電気容量成分のうち、下部高周波信号線路１４Ｂの伸延方向Ｘに沿って発生する伸延電気容量成分ＣＸＢに比較して、当該伸延方向Ｘと直交する直交方向Ｙに沿って発生する直交電気容量成分ＣＣ，ＣＤが大きくなる。このため、下部導体パッド１３Ｂにおける電界密度に異方性が発生して、伸延方向Ｘに比較して直交方向Ｙの電気力線が集中して電界密度が高くなる。

【0043】

したがって、下部導体ブロック１８Ｃ，１８Ｄを配置したことにより、不要放射が抑制されるため、不要放射の発生が抑制された状態で、伸延方向Ｘに伝搬する高周波信号と、垂直方向Ｚに伝搬する高周波信号との電磁界を効率よく結合することができ、基板平面方向から垂直方向への屈曲部において、高周波信号を少ない通過損失および反射損失で伝搬させることが可能となる。

【0044】

［第２の実施例の形態］
次に、図６を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかる高周波伝送線路１０について説明する。図６は、第２の実施の形態にかかる高周波伝送線路の構成を示す断面図である。この図６は、本実施の形態にかかる高周波伝送線路１０のうち、図２と同じ位置における断面、すなわち図１のII−II断面図に相当している。

【0045】

図１−４の構成と比較して、図６の構成は、最下層において、下部高周波信号線路１４Ｂ、下部アンチパッド領域１５Ｂ、下部グランドプレーン１６Ｂを形成せずに、下部導体パッド１３Ｂだけ残したものである。この際、最上層に関する構成は、図１−４と同様である。
これにより、高周波信号ビア１２の最下端まで伝搬してきた高周波信号を、最下層で垂直方向Ｚから基板平面方向に直角に折り曲げることなく、下部導体パッド１３Ｂに対して電気的に接続したコネクタ（図示せず）から出力することができ、最下層の屈曲部における、高周波信号の通過損失や反射損失の発生を回避することができる。

【0046】

［第３の実施例の形態］
次に、図７を参照して、本発明の第３の実施の形態にかかる高周波伝送線路１０について説明する。図７は、第３の実施の形態にかかる高周波伝送線路の構成を示す断面図である。この図７は、本実施の形態にかかる高周波伝送線路１０のうち、図２と同じ位置における断面、すなわち図１のII−II断面図に相当している。

【0047】

図１−４の構成と比較して、図７の構成は、最上層において、上部高周波信号線路１４Ａ、上部アンチパッド領域１５Ａ、上部グランドプレーン１６Ａを形成せずに、上部導体パッド１３Ａだけ残したものである。この際、最下層における構成は、図５と同様である。
これにより、高周波信号ビア１２の最上端から入力する高周波信号を、最上層で基板平面方向から垂直方向Ｚに直角に折り曲げることなく、上部導体パッド１３Ａに対して電気的に接続したコネクタ（図示せず）から入力することができ、最上層の屈曲部における、高周波信号の通過損失や反射損失の発生を回避することができる。

【0048】

［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。

【符号の説明】

【0049】

１０…高周波伝送線路、１１…多層配線基板、１１Ｍ…導体層、１１Ｐ…絶縁層、１２…高周波信号ビア、１３Ａ…上部導体パッド、１３Ｂ…下部導体パッド、１４Ａ…上部高周波信号線路、１４Ｂ…下部高周波信号線路、１５Ａ…上部アンチパッド領域、１５Ｂ…下部アンチパッド領域、１６Ａ…上部グランドプレーン、１６Ｂ…下部グランドプレーン、１７…グランドビア、１８Ａ，１８Ｂ…上部導体ブロック、１８Ｃ，１８Ｄ…下部導体ブロック、ＣＡ，ＣＢ，ＣＣ，ＣＤ…直交電気容量成分、ＣＸＡ，ＣＸＢ…伸延電気容量成分。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】