高频线路及高频电路制造技术

用以处理微波波段和毫米波波段的高频信号的高频线路，包括：半导体基片２１；半导体基片２１下侧设置的接地导体２２；半导体基片２１上侧设置的、比半导体基片２１具有更高有效介电常数的绝缘体２３；设置在绝缘体２３上侧形成的沟部２４且形成有中央部分低于端部的凹状的带状导体２５。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及形成于半导体基片上、用以处理微波波段和毫米波波段等高频信号的高频线路及该高频线路构成的高频电路，具体地说，涉及能够实现低功率损耗的高频线路及高频电路。以下，说明图1所示微带线路的操作。在带状导体1与接地导体3之间有大致垂直方向的电力线，带状导体1端面附近的电力线则向基片上的空间放射。这样的微带线路中，集中在带状导体1与接地导体3之间传播能量，在带状导体1端面附近放射的电力线引起导体损耗。图2是表示流经图1所示微带线路的带状导体的电流沿带状导体的宽度方向的电流量的图。图2中，W表示带状导体1的宽度的一半，X轴方向上坐标值为0的点相当于带状导体1的中央部分。如图2所示，流经带状导体1的高频电流集中在带状导体1的端部。如上所述，带状导体1端面附近容易发生电力线向空间放射，流经端部电流的电流量越大，导体损耗越大。为了解决上述微带线路的传输损耗的问题进行了许多研究，例如，发表有“U形沟微带线路的特性分析”(1994年电子信息通信学会春季全国大会C-144)等。图3是表示具有该文发表的U字形带状导体的微带线路结构的截面图。图3中，11是上侧形成有U字形沟部的绝缘体，12是设置于绝缘体11的沟部表面形成的带状导体，13是接地导体，14是半导体基片。另外，带状导体12在水平方向具有2W的宽度。图4是表示流经图1及图3所示微带线路的带状导体的电流沿带状导体的宽度方向的电流量的图。图4中，符号A表示的实线表示流经具有图1所示结构的微带线路的带状导体1的电流，符号B表示的虚线表示流经具有图3所示结构的微带线路的带状导体12的电流。如图4所示，通过在设置于绝缘体11的U字形沟部表面形成带状导体12，能够减少电流向带状导体12端部的集中，降低导体损耗。将图3所示的微带线路与图1所示的微带线路比较，通过空气的电力线密度减少了，而通过绝缘体11的电力线密度增加了。即，图3所示的微带线路有绝缘体损耗变大的问题。另外，由于只有绝缘体11插入带状导体12和接地导体13之间，有无法调整通过绝缘体11的电力线的绝缘体损耗的问题。另外，利用具有图1或图3所示结构的传统的微带线路构成产生容性或感性的开路短截线或短路短截线时，微带线路的导体损耗或绝缘体损耗会引起短截线中的传输损耗的问题。而且，利用具有图1或图3所示结构的传统的微带线路构成螺旋形电感器时，微带线路的导体损耗或绝缘体损耗会引起螺旋形电感器中的传输损耗的问题。因而，如果将具有传输损耗的螺旋形电感器应用于高频放大器、高频振荡器等的高频装置时，会有高频装置的噪音特性劣化的问题。本专利技术针对上述问题的解决，其目的在于提供具有抑制导体损耗或绝缘体损耗、降低整体传输损耗的低损耗特性的高频线路及该高频线路构成的高频电路。本专利技术的高频线路包括电介质；电介质下侧设置的接地导体；电介质上侧设置的、比电介质具有更高介电常数的绝缘体；设置在绝缘体上侧形成的沟部且形成有中央部分低于端部的凹状的带状导体。从而，通过在带状导体和接地导体之间插入绝缘体和具有有效介电常数低于绝缘体的电介质，能够抑制通过带状导体和接地导体之间电力线的绝缘体损耗，同时，通过利用电磁场模拟电路等实现高频线路的形状的最佳化，能够调整流经带状导体的高频电流的电流分布，减少电流向端部的集中，抑制导体损耗，因而能够降低整体的高频线路的传输损耗。本专利技术的高频线路包括电介质；电介质下侧设置的接地导体；设置在电介质上侧，比电介质具有更高介电常数且具有互不相同的介电常数，并通过逐步叠层而形成沟部的多个平板状绝缘体；设置在由多个绝缘体形成的沟部且形成有中央部分低于端部的凹状的带状导体。从而，通过在带状导体和接地导体之间不仅插入绝缘体，还插入有效介电常数低于绝缘体的电介质，能够抑制通过带状导体和接地导体之间电力线的绝缘体损耗，同时，通过利用电磁场模拟电路等实现微带线路的形状的最佳化，能够调整流经带状导体的高频电流的电流分布，减少电流向端部的集中，抑制导体损耗，因而能够降低整体的高频线路的传输损耗。另外，通过多个绝缘体适当叠层形成近似曲线或直线状的沟部，从而不需要进行三维的加工，因而能够容易且低成本地实现微带线路的制作。而且，通过分别调整形成平板状的多个绝缘体的有效介电常数，能够容易地制作具有最佳高频电流的电流分布的高频电路的形状。本专利技术的高频线路包括电介质；电介质下侧设置的接地导体；电介质上侧设置的、比电介质具有更高介电常数的一个或多个第一绝缘体；设置在第一绝缘体上侧形成的沟部且通过多个带状导体及多个第二绝缘体交互叠层而形成整体凹状的叠层体。从而，通过在一个带状导体形成的叠层体和接地导体之间插入第一绝缘体和具有有效介电常数低于绝缘体的电介质，能够抑制通过叠层体和接地导体之间电力线的绝缘体损耗，另外，由于叠层体中多个带状导体及多个第二绝缘体交互叠层，能够抑制由集肤效应引起的高频电流的集中，降低带状导体的导体损耗。而且，通过适当调整交互叠层的多个带状导体及多个第二绝缘体在宽度方向上的长度，能够使可以作为一个带状导体处理的叠层体的端面和角部形成近似的曲线形状，因而能够抑制端面和角部的放射，降低传输损耗。本专利技术的高频线路具有使构成叠层体的多个带状导体相互电气连接的一个或多个通孔。从而，能够使流经构成叠层体的多个带状导体的高频电流的电流分布最佳化，降低导体损耗。本专利技术的高频电路是通过将利用上述的任何一个高频线路形成的主线路和利用该高频线路形成的一个或多个短截线连接在一起而构成的。从而，能够获得具有容性或感性的低损耗的高频电路。另外，通过将该高频电路应用于高频放大器、高频振荡器等的高频装置，能够改善高频装置的噪音特性。本专利技术的高频电路是配备有利用上述的任何一个高频线路形成的螺旋形电感器的高频电路。从而，能够获得具有低损耗螺旋形电感器的高频电路。另外，通过将该高频电路应用于高频放大器、高频振荡器等的高频装置，能够改善高频装置的噪音特性。图2是表示流经带状导体的电流沿带状导体的宽度方向的电流量的图。图3是表示传统的微带线路结构的其他例子的截面图。图4是表示流经带状导体的电流沿带状导体的宽度方向的电流量的图。图5是表示本专利技术实施例1的微带线路结构的截面图。图6是表示流经带状导体的电流沿带状导体的宽度方向的电流量的图。图7是表示本专利技术实施例1的微带线路变形例的结构的截面图。图8是表示本专利技术实施例2的微带线路结构的截面图。图9是表示本专利技术实施例3的微带线路结构的截面图。图10是表示本专利技术实施例4的微带线路结构的截面图。图11是表示本专利技术实施例5的高频电路结构的一个例子的平面图。图12是表示本专利技术实施例5的高频电路结构的其他例子的平面图。图13是表示本专利技术实施例6的高频电路结构的一个例子的平面图。实施专利技术的最佳实施例以下，为了更详细地说明本专利技术，参考附图说明实施本专利技术的最佳实施例。(实施例1)图5是表示本专利技术实施例1的微带线路(高频线路)结构的截面图。图5中，21是半导体基片(电介质)，22是半导体基片21下侧设置的接地导体，23是半导体基片21上侧设置的、比半导体基片21具有更高有效介电常数的绝缘体，24是绝缘体23上侧形成的沟部，25是设置在绝缘体23的沟部24、通过蚀刻法等印刷工序形成具有大体上一定高度且其端部延伸到沟部24的外侧的带状导体。由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高频线路，其特征在于包括：电介质；所述电介质下侧设置的接地导体；所述电介质上侧设置的、比所述电介质具有更高有效介电常数的绝缘体；设置在所述绝缘体上侧形成的沟部且形成有中央部分低于端部的凹状的带状导体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：田岛贤一，津留正臣，上杉美喜夫，伊东健治，矶田阳次，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]