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傳輸線路裝置的制作方法

文檔序號:7222355閱讀:242來源:國知局

專利名稱::傳輸線路裝置的制作方法
技術領域
:本發(fā)明涉及傳輸微波段以及毫米波段等的模擬(analogy)高頻信號或者數(shù)字信號的傳輸線路裝置。
背景技術
:圖15(a)表示作為現(xiàn)有的傳輸線路(transmissionline)所使用的微帶線路(microstripline)的截面結構。在該圖15(a)中,在由介電體或者半導體構成的基板101上形成信號導體102,在基板101的背面形成接地導體層105。如果向該微帶線路中輸入高頻電力,則從信號導體102向接地導體層105的方向產生電場,并且與電力線垂直地沿著包圍信號導體102的方向產生磁場,該電磁場向與信號導體102的寬度方向正交的長度方向傳播高頻電力。另外,在微帶線路中,不一定必須在基板101的表面或者背面形成信號導體102或者接地導體層105,如果將基板101構造成多層電路基板,則也能夠將其形成在電路基板的內層導體面內。以上說明的是關于傳輸單端信號(singleendsignal)時的傳輸線路,而如在圖15(b)中表示的截面圖那樣,平行配置有兩條微帶線路構造,通過分別施加反相的信號,也能夠用作差動傳輸線路。在這種情況下,由于向一對信號導體102a、102b上提供并傳輸反相的信號,因此在一對信號導體102a、102b之間產生虛擬的接地面。由此,在原理上能夠省略接地導體層105而構成差動傳輸線路,但是,作為實際的電路結構,大多都使用伴有接地導體層的構造來實現(xiàn)差動傳輸線路。如圖16(a)以及圖16(b)所示,在模擬電路或者高速數(shù)字電路中,大多都是兩條以上的信號導體102a、102b鄰接并且平行、高密度地配置為傳輸線路,在鄰接的傳輸線路之間產生串音(干擾(crosstalk)),因此引起隔離惡化的問題。在專利文獻1中,將串音現(xiàn)象的原因理解說明為是在傳輸線路對中由互感(inductance)產生的負極性的感應電壓與由互電容(capacitance)產生的正極性的感應電壓的強度差。每單位長度的傳輸線路對的等效電路如圖17所示,由傳輸線路的串聯(lián)電感L、接地電容C、互感M、傳輸線路間的互電容Cm規(guī)定。如果在圖17表示的輸入端子106a上輸入高頻電壓Vo,在信號導體102a上行進,則在鄰接信號導體102b中產生起因于互感的感應電壓Vi和起因于互電容的感應電壓Vc。Vi與Vo符號相反,Vc與Vo符號相同。作為結果,在遠端串音端子106d中產生Vc—Vi強度的遠端串音電壓。在高密度地配置信號導體的一般的條件下,由于V(:比Vi的強度弱,因此其結果導致遠端串音電壓與輸入電壓Vo符號相反。這樣的串音問題在接近的傳輸線路的耦合線路長度Lcp大于等于傳輸信號頻率中的有效波長的四分之一的情況下非常顯著。在專利文獻l、2中,公開有用于抑制該串音現(xiàn)象的方法。在各情況下都是通過加入追加感應電壓Vadd增加Vc,由此抵消Vi與Vc的強度差的原理。即,通過新設置增加傳輸線路之間的互電容即所謂的追加電容元件,來抑制遠端串音。如圖18中表示的等效電路圖那樣,是在圖17的傳輸線路對的等效電路中,新添加有以Ca表示的傳輸線路之間的電容器。關于實現(xiàn)Ca的方法,在專利文獻l中具體公開有兩個結構例。如圖19所示,第一結構例是通過由電容器317來實現(xiàn)插入在第一信號導體102a與第二信號導體102b之間的Ca。第二結構例是通過分別擴大傳輸線路的信號導體寬度,來縮小信號導體間的間隔的例子。另外,在專利文獻2中,公開有導入作為串音抑制部件的追加部件的結構例。S卩,如圖20中所示的立體圖那樣,在第一信號導體102a與第二信號導體102b的各個面上有一部分交叉的位置,在其之間設置有由導體連接的結構的串音抑制部件319。串音抑制部件319與第一、第二信號導體102a、102b在交叉區(qū)域中分別得到充分的電容,通過將其電容串聯(lián)連接,得到與專利文獻1同樣的效果。作為專利文獻2的串音抑制部件319的例子,分別公開有在圖21(a)中表示上表面的矩形形狀的部件,或者如在圖21(b)中表示上表面那樣,設計成在與第一信號導體的交叉電容區(qū)域313a和與第二信號導體的交叉電容區(qū)域313b之間設置相位超前區(qū)313c的形狀的部件,在以后的說明中,分別作為專利文獻2的結構例1、2。另外,還同樣公開有專利文獻2的等效電路,如圖22所示,由電容器C1、C2的串聯(lián)電路實現(xiàn)在專利文獻1中公開的等效電路的追加電容器Ca。在專利文獻2的結構例2中,在電容器C1、C2之間有意識地追加電感器Lp。專利文獻l:日本特開2001—257509號公報專利文獻2:日本特開2004—015534號公報然而,在謀求串音抑制的現(xiàn)有的傳輸線路對中,例如存在以下表示的三個問題,不能夠有效地抑制串音。作為第一問題,在專利文獻1的結構例1中,需要新的電容器這樣的外裝的電路部件,從而具有在部件以及安裝中需要成本的問題。同樣,在專利文獻2中公開的串音抑制部件中也有相同的問題。另外,在發(fā)展薄形化的電路中,由于除去電路基板厚度以外還要加上芯片部件厚度,因此產生電路容積增大的問題。另外,在將上述外裝芯片部件或者成為串音抑制部件的外裝部件在傳輸高速信號的傳輸線路對中使用時,由于安裝的分散性、芯片部件的特性分散性等,在傳輸特性本身中也將發(fā)生分散性。由此,第一,在本發(fā)明的傳輸線路裝置中,必須不使用外裝部件,而使用集成在電路基板中的方法實現(xiàn)串音抑制方法。由于從高性能、與功能部件連接性的觀點出發(fā),傳輸線路優(yōu)選形成在基板表面上,因此必須提供以向作為與傳輸線路同一個面的基板表面或基板的內層面配置能夠得到串音抑制效果的追加電容元件為前提的串音抑制方法。第二,根據(jù)專利文獻1或者專利文獻2的提示,如果在電路內部配置追加電容元件,則當然在理想的等效電路中改善串音特性,但是在實際的電路中存在難以改善特性的問題。由此,第二,在本發(fā)明的傳輸線路裝置中,必須明確在專利文獻1和專利文獻2的原理中不完全的方面,在現(xiàn)實的電路中實現(xiàn)串音抑制效果。第三,在專利文獻1中表示的局部增大傳輸線路的線路寬度,增大部件之間的互電容的方法中,由于導致線路的特性阻抗的變化因此存在傳輸特性惡化的問題。由此,第三,在本發(fā)明的傳輸線路裝置中必須實現(xiàn)使傳輸特性沒有惡化的構造。
發(fā)明內容本發(fā)明為了解決上述問題,其目的在于提供一種以不需要追加部件的方法,并且在考慮到電路元件具有的寄生成分的影響的基礎上,尋求改善現(xiàn)實電路上的串音特性的方法,使傳輸特性沒有惡化的傳輸線路裝置。本發(fā)明的傳輸線路裝置包括具有接地導體面的基板、由上述基板支撐并列配置的第一信號導體以及第二信號導體,還包括與上述第一信號導體和上述第二信號導體連接的至少一個追加電容元件,上述追加電容元件具備與上述第一信號導體隔開空間配置的第一追加導體、與上述第二信號導體隔開空間配置的第二追加導體、與上述第一追加導體以及上述第二追加導體各自的一處連接的一個第三追加導體,令沿著信號傳輸方向定義的上述第三追加導體的導體寬度的最小值、上述第一追加導體的長度以及上述第二追加導體的長度分別為W3a、Ll以及L2,將W3a設定成比Ll以及L2的每一個值都小的值,而且,將上述追加電容元件的共振頻率(resonancefrequency)設定成比傳輸信號的頻率高的值。在優(yōu)選實施方式中,上述第一信號導體、上述第二信號導體以及上述追加電容元件位于同一個電路面上。在優(yōu)選實施方式中,上述第一信號導體以及上述第二信號導體配置在上述基板的表面上,上述追加電容元件位于上述基板的表面與上述接地導體面之間。在優(yōu)選實施方式中,上述追加電容元件與上述基板的表面相比較位于更接近上述接地導體面的位置。在優(yōu)選實施方式中,上述第一追加導體的長度L1與上述第二追加導體的長度L2相等,由上述第三追加導體連接上述第一追加導體的中點與上述第二追加導體的中點,上述第三追加導體與上述第一追加導體正交。在優(yōu)選實施方式中,沿著傳輸方向配置多個上述追加電容元件。在優(yōu)選實施方式中,將上述多個追加電容元件的間隔設定成小于等于與傳輸信號的頻率相對應的有效波長的四分之一。在優(yōu)選實施方式中,上述第一信號導體、上述第二信號導體、上述第一追加導體以及上述第二追加導體被配置在上述基板的表面上,在上述第一信號導體與上述第一追加導體之間的空間以及上述第二信號導體與上述第二追加導體之間的空間的至少一部分中由介電常數(shù)比空氣的介電常數(shù)高的介電體所充填。在優(yōu)選實施方式中,還包括與上述第一信號導體隔開空間配置的第三信號導體,上述第三信號導體與上述第一信號導體一起構成差動傳輸線路。在優(yōu)選實施方式中,與上述第一信號導體隔開空間配置有相對于上述差動傳輸線路的中央對稱面與上述第一追加導體呈對稱構造的第四追加導體。在優(yōu)選實施方式中,還包括與上述第二信號導體隔開空間配置的第三信號導體,上述第三信號導體與上述第二信號導體一起構成差動傳輸線路。在優(yōu)選實施方式中,與上述第二信號導體隔開空間配置有相對于上述差動傳輸線路的中央對稱面與上述第二追加導體呈對稱構造的第四追加導體。在本發(fā)明的傳輸線路裝置中,代替在現(xiàn)有的傳輸線路裝置中使用不能充分發(fā)揮串音抑制效果的追加電容元件,通過采用具備降低接地電容的新構造的追加電容元件,而能夠實際上有效地抑制串音。另外,在本發(fā)明中,由于不是將追加電容元件構成為芯片部件而是構成為集成元件,因此在設計時不需要考慮芯片部件的分散性,無論在成本上、電路容量上還是特性上都能實現(xiàn)有利的傳輸線路裝置。而且,與局部增大線路寬度,使線路之間接近的現(xiàn)有的傳輸線路裝置中的串音降低方法相比較,能夠得到能夠降低信號的傳輸特性惡化的有利效果。圖1(a)是本發(fā)明的傳輸線路裝置的實施方式的立體模式圖,(b)是其部分放大上表面圖。圖2(a)、(b)、(c)是與本發(fā)明的實施方式的追加電容器不相當?shù)碾娐窐嬙斓纳媳砻鎴D。圖3表示本發(fā)明的傳輸線路裝置的等效電路。圖4(a)、(b)是與本發(fā)明的實施方式的追加電容器不相當?shù)碾娐窐嬙斓纳媳砻鎴D,(c)是與本發(fā)明的實施方式的追加電容器相當?shù)碾娐窐嬙斓纳媳砻鎴D。圖5(a)、(b)是本發(fā)明的實施方式的追加電容器的上表面圖。圖6(a)、(b)是本發(fā)明的實施方式的追加電容器的上表面圖。圖7(a)是本發(fā)明的實施方式的部分放大上表面圖,(b)是本發(fā)明的實施方式的剖面構造圖。圖8(a)是本發(fā)明的實施方式的立體模式圖,(b)是本發(fā)明的實施方式的部分放大上表面圖。圖9(a)是本發(fā)明的實施方式的立體模式圖,(b)是本發(fā)明的實施方式的部分放大上表面圖。圖10(a)是本發(fā)明的實施方式的立體模式圖,(b)是本發(fā)明的實施方式的部分放大上表面圖。圖11表示現(xiàn)有例1中的串音強度的頻率依賴性。圖12表示現(xiàn)有例1和實施例1中的串音強度的頻率依賴性。圖13(a)表示現(xiàn)有例3和實施例3中的差動信號向差動端子輸入時的遠端串音端子中的差動信號輸出強度的頻率依賴性,(b)是現(xiàn)有例3和實施例3中的差動信號向差動端子輸入時的遠端串音端子中的同相信號輸出強度的頻率依賴性。圖14表示實施例3、3A、3B中的差動信號向差動端子輸入時的傳輸端子中的同相信號輸出強度的頻率依賴性。圖15表示現(xiàn)有傳輸線路的傳輸線路剖面構造,(a)表示單端傳輸?shù)那闆r,(b)表示差動信號傳輸?shù)那闆r。圖16(a)是平行配置有多條信號導體的電路的剖面構造圖,(b)是平行配置有多條信號導體的電路的上表面圖。圖17是傳輸線路對的等效電路圖。圖18是在專利文獻中公開的傳輸線路對的等效電路圖。圖19是在專利文獻1中用于實現(xiàn)Ca而公開的傳輸線路對的模式圖。圖20是在專利文獻2中公開的傳輸線路對的立體圖。圖21表示專利文獻2的串音抑制部件319的例子。圖22是在專利文獻1中公開的由電容器C1、C2的串聯(lián)電路實現(xiàn)等效電路的追加電容器Ca的位置的圖。圖23(a)是在基板內部設置有追加電容元件的本發(fā)明的傳輸線路裝置的實施方式的立體模式圖,(b)是其A—B線剖面圖。符號說明101:電路基板102:信號導體102a:第一信號導體102b:第二信號導體102c:第三信號導體102d:由第一信號導體和第二信號導體構成的差動傳輸線路105:接地導體106a、b、c、d:測定端子301:追加電容元件303:第一追加導體305:第二追加導體307:第三追加導體309:第一追加導體與第三追加導體的連接點311:第二追加導體與第三追加導體的連接點313b:串音抑制部件與第一信號導體的交叉電容區(qū)域313b:串音抑制部件與第二信號導體的交叉電容區(qū)域313c:相位行進區(qū)域315:導體317:電容器319:串音抑制部件321:第二介電體、追加介電體325:信號傳輸方向341:第一追加導體的開路終端343:第二追加導體的開路終端H:基板厚度W:信號導體的布線寬度Wl:第一信號導體的布線寬度W2:第二信號導體的布線寬度W3:沿著信號傳輸方向定義的第三信號導體的布線寬度W3a:W3的最小值Ll:第一信號導體沿著信號傳輸方向的長度L2:第二信號導體沿著信號傳中方向的長度L3:作為與第一信號導體正交方向的長度定義的第三信號導體的長度Lla:從開路終端341到連接點309的距離L2a:從開路終端343到連接點311的距離G-信號導體間的間隔寬度D:信號導體的配置間隔Lcp:耦合線路長度C:接地電容L:電感Cm:互電容M:互感Ca:追加電容器Cg:在第三追加導體中產生的接地電容具體實施例方式在本發(fā)明的傳輸線路裝置中,將追加電容元件插入到傳輸線路對之間來抑制串音。在使用追加電容元件這一點上與上述現(xiàn)有的傳輸線路裝置相同,但是在本發(fā)明中,由于追加電容元件具有適于集成化的結構,因此能夠利用傳輸線路的形成工藝而一體地對其進行制作。因此,與使用外裝部件電容器的現(xiàn)有傳輸線路裝置相比,能夠在降低制造成本以及電路占有容積的同時,還能夠解決伴隨著與外裝部件的連接而易于發(fā)生的線路分散性的問題。本發(fā)明人著眼于現(xiàn)有技術被忽視的追加電容元件與接地導體之間產生的接地電容,而明確在現(xiàn)有技術中,在基板上配置有追加電容元件的情況下,不能夠有效抑制串音的重要原因就是在于接地電容。在本發(fā)明中,由于能夠降低該接地電容,因此能夠在實際的裝置中改善串音特性。另外,在本發(fā)明中,由于能夠使信號導體的形狀不發(fā)生變化來實現(xiàn)串音抑制效果,因此不產生使信號線路的信號傳輸特性惡化的原因。首先,參照圖1(b)以及圖1(C),對本發(fā)明的傳輸線路裝置的第一實施方式進行說明。圖1(a)是本實施方式中的傳輸線路裝置的立體模式圖,圖1(b)是利用圖1(a)內的虛線表示的各部位的放大上表面圖。在本實施方式中,在使用電路基板101所形成的第一傳輸線路與第二傳輸線路之間,配置有分別通過電容耦合的追加電容元件301。在最佳方式中,追加電容元件301具有H字形的形狀。第一傳輸線路由第一信號導體102a和接地導體105構成,第二傳輸線路由第二信號導體102b和接地導體105構成。在本實施方式中,兩個傳輸線路的接地導體由一片導體層所共有。在圖示的例子中,接地導體105形成在電路基板101的背面,此外,接地導體105也可以從位于電路基板101的內部的內層面形成。以下,更詳細地說明本實施方式的傳輸線路裝置的結構。如圖l(b)所示,追加電容元件301包括最接近第一傳輸線路102a的第一追加導體303、以及最接近第二傳輸線路102b的第二追加導體305。第一追加導體303和第二追加導體305通過第三追加導體307連接。第三追加導體307具有相對于信號傳輸方向325正交的長度。如果將第三追加導體307的布線寬度W3定義為是沿著上述信號傳輸方向325的導體的寬度,則W3的最小值W3a被取為比第一追加導體303的平行于信號傳輸方向325的長度L1和第二追加導體305的平行于信號傳輸方向325的長度L2的每一個值都小的值。S卩,是W3a<U、L2。在沒有加入以上條件的情況下,追加電容元件301可以具有圖2(a)(c)所示的并不理想的形狀。平行配置第一追加導體303和第二導體305,而且,在假設L1^L2(LKL2)的情況下,并不理想的追加電容元件中的第三追加導體307的形狀如圖2(a)所示,W3a=Ll,形成為以第一追加導體為上邊,以第二追加導體為下邊的梯形形狀。另外,在假設L1二L2的情況下,如圖2(b)所示,W3a=Ll=L2,并不理想的追加電容元件中的第三追加導體307的形狀形成為,以第一追加導體303為上邊,并且以第二追加導體305為下邊的平行四邊形。而且,在假設LI=L2,并且第一追加導體303與第二追加導體305處于沿著與信號傳輸方向325正交的方向相互平行移動的關系的情況下,如圖2(c)所示,并不優(yōu)選的追加電容元件中的第三追加導體307的形狀成為以第一追加導體303和第二追加導體305為相對邊的長方形形狀。然而,這些形狀的追加電容元件并不能有效地發(fā)現(xiàn)本發(fā)明或者專利文獻1、2作為目的的遠端串音降低效果。這是因為,在圖18表示的對專利文獻1或者專利文獻2的結構例1公開的等效電路圖中,沒有正確地表示第三追加導體起到的作用,或者第三追加導體具有的寄生電路參數(shù)。圖3表示的等效電路是本實施方式中的傳輸線路對的每單位長度的等效電路。在傳輸線路102a、102b之間電磁插入的追加電容元件301與在專利文獻l、2中公開的追加電容元件相同,起到由電容器將傳輸線路之間連接的電路的作用。即,起到生成Vi與Vc的差信號和反相位的信號Vadd的作用,使得抵消在通常的傳輸線路中產生的感應性串音電壓Vi與電容性的串音電壓Vc的差。如果更詳細地進行說明,則上述電容器是將兩個電容器Cl、C2串聯(lián)連接的電容器。Cl是在第一傳輸線路102a與第一追加導體303之間發(fā)生的電容,C2是在第二傳輸線路102b與第二追加導體305之間發(fā)生的電容。此外,在圖3中,如用虛線所示的那樣,在將兩條傳輸線路之間連接起來的Cl、C2之間,新添加并沒有在專利文獻1、2中公開的接地電容Cg。接地電容Cg是在追加電容元件中,特別是發(fā)生在第三追加導體部位中的寄生成分。該接地電容Cg起到相對于通過第三追加導體在第一追加導體與第二追加導體之間移動的信號使其相位翻轉的作用。另外,在現(xiàn)有的等效電路圖(圖22)中表示的通常傳輸線路具有的每單位長度的電感L、每單位長度的接地電容C、互感M、互電容Cm,在圖3中為了簡化而將其省略。當前,作為添加電容元件的電路成分,僅考慮第一電容C1、第二電容器C2,認為由此能夠實現(xiàn)串音強度的降低。即,認為通過在追加電容元件上新產生與通常的傳輸線路上存在的串音信號反相的信號,來抵消串音。例如,在專利文獻2中公開有使用等效電路所進行的仿真(simulation)結果,此外,在其等效電路中完全沒有考慮接地電容Cg。實際上,不能發(fā)現(xiàn)根據(jù)未考慮接地電容Cg狀態(tài)下的等效電路仿真得到的串音抑制效果。這是因為由于存在接地電容Cg,因此Vadd不能與Vi和Vc的差信號維持反相的關系。在專利文獻1中,雖然沒有明示電路特性是否是用電路仿真導出的,但完全沒有涉及到接地電容Cg。另外,在圖22表示的專利文獻2的結構例2的等效電路中,作為寄生電路參數(shù),雖然在與第三追加導體相當?shù)奈恢眉俣姼?,然而由于其與接地電容Cg完全不同,因此不能發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明同樣的效果。在本發(fā)明中,根據(jù)上述原理,采用具備降低接地電容Cg的結構的追加電容元件。第一追加導體303和第二追加導體305起到的作用與現(xiàn)有的追加電容元件中的作用相同。這是因為在等效電路上所必要的Cl、C2的值與現(xiàn)有的追加電容元件的情況相比較沒有變化。由此,第一追加導體303的長度Ll和第二追加導體305的長度L2與現(xiàn)有的傳輸線路對相比較不能縮短。由此,為了在追加電容元件中降低接地電容Cg,而需要通過優(yōu)化第三追加導體307的結構,來降低與接地導體105相對的面積。在沒有設置追加電容元件的情況下,在具有接地電容Cg對追加電容元件301的特性產生惡劣影響的結構時,加大追加電容元件的導入效果。接地電容Cg由于是在接地導體105與第三追加導體307之間發(fā)生的電容,因此接地導體105與第三追加導體307的距離越近,越不能忽視接地電容Cg。反之,在從追加電容元件301到接地導體105的距離比從第一信號導體102a到接地導體105的距離長的結構中,接地電容Cg相對減小。從而,如果與這種結構相比較,則在第一信號導體102a以及追加電容元件301配置在同一個電路面內的結構,或者從追加電容元件301到接地導體105的距離比從第一信號導體102a到接地導體105的距離短的結構中,能夠顯著出現(xiàn)本發(fā)明的效果。圖23表示在電路基板101的內部(電路內層面)形成有追加電容元件301的傳輸線路裝置。圖23(a)是傳輸線路裝置的立體透過圖,圖23(b)表示在圖23(a)的虛線AB切斷的剖面。為了電路小型化,不僅在電路基板101的表面,在電路基板101的內部也形成有布線構造。在電路基板101的內部形成布線構造的情況下,利用用于形成其布線構造的制造工藝,而能夠形成追加電容元件301。因此,如圖23所示,能夠不導入特殊的制造加工而容易地實現(xiàn)在基板的內層面上配置追加電容元件。一般地,在傳輸線路裝置中,為了傳輸高速信號而優(yōu)選使傳輸線路的有效介電常數(shù)降低,第一信號導體102a和第二信號導體102b分別形成在電路基板101的表面上是現(xiàn)實的。另外,還為了容易進行與功能元件的電連接,第一信號導體102a和第二信號導體102b優(yōu)選形成在電路基板101的表面上。從以上的理由出發(fā),第一信號導體102a或者第二信號導體102b比追加電容元件更接近接地導體105的結構(專利文獻2)并不現(xiàn)實。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中,將追加電容元件配置在第一信號導體102a以及第二信號導體102b所配置的電路基板101的表面上或者配置在電路的內層面(電路基板的內部)上。通過采用這種結構,由于相對加大接地電容Cg,因此本發(fā)明的效果顯著。另外,第三追加導體307的條數(shù)僅限于1條。g卩,在第一追加導體303和第二追加導體305的兩個導體上分別連接的導體的條數(shù)僅限于1條。如圖4(a)所示,在第一追加導體303和第二追加導體305上共同連接的導體315的條數(shù)是兩條的情況下,不能充分地實現(xiàn)本發(fā)明的目的。這是因為第一追加導體303和第二追加導體305與導體315形成的閉路環(huán)有可能與沿著第一或者第二傳輸線路傳輸?shù)母哳l信號的磁場強烈耦合。另外,在本發(fā)明中也沒有采用圖4(b)所示那種形狀的導體。艮P,在圖4(b)表示的例子中,連接第一追加導體303和第二追加導體305的導體315在中途分開,相對于第二追加導體305在兩個位置連接。其結果,在由追加導體形成閉路環(huán)這一點上與圖4(a)的結構例沒有改變,不能充分地實現(xiàn)本發(fā)明的目的。另一方面,圖4(c)所示那種形狀的導體構造能夠在本發(fā)明中采用。即,與第一追加導體303以及第二追加導體305的兩個追加導體各在一個點連接的第三追加導體307在圖4(c)的構造內僅包括一個。導體315(為了方便而稱為"第四追加導體"。)雖然與第二追加導體305連接,然而由于與第一追加導體303不連接,因此在導體構造內部沒有實現(xiàn)閉路環(huán),不會阻礙本發(fā)明的追加電容元件起到的功能。然而,在本發(fā)明中并不存在第三追加導體307以外的導體(例如導體315)導入到本發(fā)明的追加電容元件中的積極的效果。相反,是通過追加導體315,使追加電容元件具有的共振頻率降低,產生本發(fā)明的傳輸線路裝置的使用頻帶的限制效果,因此如圖5所示,優(yōu)選采用第三追加導體307以外的導體沒有連接到第一追加導體303或者第二追加導體305上的追加電容元件。本發(fā)明的追加電容元件的尺寸設定為使得在傳輸頻帶不會產生共振。在共振狀態(tài)下,與沿著第一傳輸線路、第二傳輸線路傳輸?shù)母哳l信號中的共振頻率一致的頻率信號成分有可能經過追加電容元件向空間引起無用的輻射,從而并不優(yōu)選。另外,還謀求避免經過共振狀態(tài)中的追加電容元件的傳輸線路之間的串音特性惡化。在圖5(a)表示的例子中,將從第一追加導體303的開路終端點341經由第一追加導體303與第三追加導體307的連接點309、第三追加導體307以及第三追加導體307與第二追加導體305的連接點311,到達第二追加導體305的開路終端點343的長度記為Lres。Lres用以下的公式表示Lres=Lla+L3+L2a這里,Lla是從第一追加導體303的開路終端點341沿著第一追加導體303到第一追加導體303與第三追加導體307的連接點309的距離。同樣,L2a是從第二追加導體305的開路終端點343沿著第二追加導體305到第二追加導體305與第三追加導體307的連接點311的距離。在長度Lres相當于有效波長的二分之一時,發(fā)生二分之一波長共振。例如,如果假定L3的長度與有效波長相比較充分短,則Lla與L2a之和相當于共振器長度。共振器長度必須設定為小于二分之一波長。將追加電容元件的形狀設定成使得在傳輸頻帶內不發(fā)生上述共振現(xiàn)象。通常,在第一追加導體303中可以存在兩個位置的開路終端點,而以下的關系成立-Lla》0.5XLl在連接點309位于第一追加導體303的中點的情況下,上式中等號成立。如圖5(a)的例子那樣,在連接點309沒有位于第一追加導體303的中點的情況下,以距離連接點309遠一側的開路終端點341為基準定義Lla。第二追加導體305與L2a的關系也相同,下述的關系成立L2a^0.5XL2如從上述所明確的那樣,連接點309設定在第一追加導體的中點使Lla最短,同樣,如果將連接點311設定在第二追加導體的中點,則能夠使Llb也最短。由此,當將連接點309設定在第一追加導體303的中點,而且,將連接點311設定在第二追加導體305的中點時,可以得到最低的共振頻率。當在以上論述中忽略的第三追加導體307與第一追加導體303以及第二追加導體305正交而且以最短距離連接時,使共振頻率最低。這時的追加電容元件如圖5(b)所示,具有大寫字母H的形狀。根據(jù)以上的說明可知,如果連接點309或者連接點311分別設定在第一、第二追加導體303、305的開路終端位置,則導致共振頻率的降低。例如,在圖6(a)表示的例子中,通過將追加電容元件設定成片假名的U字形,由于成為Lla二Ll,L2a=L2,因此限制使用頻帶。另外,在圖6(b)表示的例子中,由于與圖6(a)的例子相比較,共振頻率還產生相當?shù)谌芳訉w307的電氣長度部分的降低,因此如果與圖5(b)方式的追加電容元件相比較則成為并不理想的方式。為了提高共振頻率,擴大使用頻帶,優(yōu)選采用字母H字形的形狀。追加電容元件也可以沿著傳輸方向設置有多個。沿著信號傳輸方向連續(xù)配置的多個追加電容元件的形狀也可以相互不同。然而,由于各追加電容元件最優(yōu)選的形狀如圖5(b)所示是H字形,因此最優(yōu)選排列H字形的追加電容元件。追加電容元件之間的距離被設定為小于傳輸頻帶的信號頻率中的有效波長的四分之一。通過滿足該條件,能夠有效地降低在單位長度中產生的串音信號。另外,例如在基板表面形成所有第一信號導體102a或者追加電容元件的一般結構的情況下,也能夠將第一信號導體102a與第一追加導體305之間的空間從空氣置換成介電體。圖7(a)是本發(fā)明其它實施方式的上表面模式圖,圖7(b)表示圖7(a)中的線段AB中的剖面構造圖。如圖7中以虛線表示的那樣,通過由具有介電常數(shù)比1高的值的介電體321置換第一信號導體102a與第一追加導體303、第二信號導體102b與第二追加導體305之間的通常由介電常數(shù)是1的空氣所充填的空間,由于能夠增大追加電容元件的C1、C2,因此是優(yōu)選的。在印刷基板的布線工藝中,為了防止實際安裝指定位置以外的導通,將環(huán)氧樹脂等樹脂作為保護層材料,能夠容易地形成在基板表面上。另外,在半導體工藝中,也在制造工藝過程內頻繁地使用聚酰亞胺等樹脂材料。作為介電體321,通過使用這些材料,能夠使C1、C2很容易地增大。以上,對于本發(fā)明的傳輸線路裝置說明了傳輸單端信號的實施方式,而在傳輸差動信號的系統(tǒng)中也能夠適用本發(fā)明。依據(jù)本發(fā)明,也可以如圖8(a)以及圖8(b)所示,在第一信號導體102a的附近設置有第三信號導體102c,由第一信號導體102a和第三信號導體102c構成差動傳輸線路102d。在這種情況下,根據(jù)追加電容元件301的作用,而能夠抑制差動傳輸線路102d與第二信號導體102b(其它的傳輸線路)之間的串音。如圖8(b)所示,在構成差動傳輸線路102d的兩條信號導體102a、102c中最接近第二信號導體102b的是第一信號導體102a,從而,在第一信號導體102a與第二信號導體102b之間配置追加電容元件301。由于三條信號導體102a、102b、102c中最接近的傳輸線路之間的串音限制差動傳輸線路之間的串音特性,因此如果在接近的傳輸線路之間配置追加電容元件301,則能夠改善差動傳輸線路102d與單端傳輸線路(第二信號導體102b)之間的串音特性。與單端信號傳輸系統(tǒng)的實施方式相同,追加電容元件301具備第一追加導體303以及第二追加導體305、和與第一追加導體303以及第二追加導體305各自的一個位置連接的一個第三追加導體307。另外,在圖8(b)表示的例子中,差動傳輸線路102d被配置在接近第一追加導體303的一側,此外,也可以通過將第三信號導體102c形成在第二信號導體102b的附近,而將由第三信號導體102c和第二信號導體102b構成的差動傳輸線路102d配置在接近第二追加導體305的一側。另外,也可以使用四條信號導體形成第一以及第二差動傳輸線路,在第一差動傳輸線路與第二差動傳輸線路之間配置上述追加電容元件。圖9(a)表示本實施方式的傳輸線路裝置的又一個結構例。差動傳輸線路由于是通過使用兩條完全對稱的線路才能夠充分發(fā)揮其特性的傳輸方式,因此如果在兩條線路中存在非對稱性,則輸入的差動信號被變換成同相信號,成為噪聲或者無用輻射的原因。因此,在圖9表示的傳輸線路裝置中,不僅在第一差動傳輸線路102d與第二信號導體102b之間配置第一追加電容元件301,還配置有相對于第一差動傳輸線路102d與第二追加電容元件301處于鏡面對稱的配置關系的第三追加電容元件301a,抑制向同相模式的無用的變換。更詳細地講,追加電容元件301a由相對于第一差動傳輸線路102d與第一追加導體303處于鏡面對稱關系的第一追加導體303a、相對于第一差動傳輸線路102d與第二追加導體305處于鏡面對稱關系的第二追加導體305a、以及相對于第一差動傳輸線路102d與第三追加導體307處于鏡面對稱關系的第三追加導體307a所構成。另外,如圖10所示,即使去除第二追加電容元件301a的一部分,本發(fā)明的傳輸線路裝置中的差動傳輸線路對也能夠發(fā)現(xiàn)同相模式降低效果。在追加電容元件301a中,最接近第一差動傳輸線路102d的是第一追加導體303a。由此,要構筑相對于第一差動傳輸線路102d與追加電容元件301鏡面對稱配置關系的追加電容元件301a的最低限度的構造是相對于第一差動傳輸線路102d與第一追加導體303鏡面對稱的構造。這里,與現(xiàn)有的追加電容元件相比較,本發(fā)明的追加電容元件301再次發(fā)揮第三追加導體307中的降低接地電容的優(yōu)越性。即,在本發(fā)明的傳輸線路裝置中,由于用第三追加導體307預先減少接地電容,因此難以在從第一信號導體102a面對的追加電容元件301的特性中反映第三追加導體307部分的特性。由此,即使從追加電容元件301a、301b減去與第三追加導體307相對應的鏡面對稱構造,與現(xiàn)有的追加電容元件的情況相比較,也難以發(fā)生同相模式。另外,在上述實施方式中,抑制了差動傳輸線路與單端傳輸線路之間的串音,而依據(jù)本發(fā)明,也能夠抑制差動傳輸線路之間的串音。(實施例)作為實施例,將介電常數(shù)為3、總厚度為150微米(micron)的介電體基板的表面作為電路基板,制作出與本發(fā)明的實施例以及現(xiàn)有例相當?shù)膫鬏斁€路構造。背面整體用厚度為40微米(micron)的銅布線而將整個面構成導體,以作為接地導體。另外,基板表面也用厚度為40微米的銅布線而將整個面構成導體以后,通過濕蝕刻(wetetching)部分地去除導體,從而形成圖形。作為特性阻抗與50Q相當?shù)臈l件,并列配置兩條信號導體的線路寬度為350微米的微帶線路,分別作為單端信號傳輸系統(tǒng)的第一傳輸線路和第二傳輸線路,在至30GHz的頻帶測定出傳輸線路之間的串音特性。在耦合線路長度Lcp是lcm,4端子的高頻測定下評價特性。制作有無追加電容元件、追加電容元件的參數(shù)不同的實施例和比較例,并進行了特性比較。線路間隔G設定為線路寬度2倍的700微米。在現(xiàn)有例1中沒有配置一切追加電容元件。另一方面,制作出將圖2(c)表示的形狀的矩形追加電容元件導入到兩條線路之間的現(xiàn)有例2。將線路的邊緣與追加電容元件之間的間隔取為80微米。追加電容元件從第一追加導體到第二追加導體的總導體寬度是580微米,信號傳輸方向的導體長度L1=L2是1.9毫米(mmi)。追加電容元件以2毫米(milli)周期,沿著長度方向并列配置有5個。追加電容元件之間的間距設定為100微米。圖11表示現(xiàn)有例1中的串音特性的頻率依賴性。確認出頻率越高,串音特性越單調惡化。另外,在現(xiàn)有例2中,盡管在現(xiàn)有例1的構造中新導入有追加電容元件,但是幾乎不能得到串音改善效果。例如,在lOGHz中,現(xiàn)有例1的串音強度是一22.7dB,現(xiàn)有例2的串音強度是一22.4dB,特性惡化0.3dB。在所測定的整個頻帶中,現(xiàn)有例2的特性與現(xiàn)有例1的特性的差異在士0.5dB以內。另一方面,圖12表示在以現(xiàn)有例1為比較對象的實施例1中的串音強度的抑制量的頻率依賴性。實施例1是將現(xiàn)有例2中的追加電容元件置換成圖5(b)所示的H字形的傳輸線路裝置。第三追加導體307將第一追加導體303和第二追加導體305的各個中點之間相互連接。第三追加導體的線路寬度W3取為80微米。第一追加導體的線路寬度Wl、第二追加導體的線路寬度W2也同樣取為80微米。實施例1在所測定的整個頻帶中表現(xiàn)出比現(xiàn)有例1良好的隔離(isolation)特性,顯示出本發(fā)明的有利的效果。例如,10GHz中的實施例1的串音強度是—29.4dB,比現(xiàn)有例1得到6.7dB的特性改善。另夕卜,在更高的頻段中進行測定的結果,確認出在本實施例中采用的追加電容元件的共振頻率是37.5GHz。其次,制作出將實施例1中的追加電容元件中的W3的值變更成500微米、1000微米、1500微米的實施例1A到1C。在表1中匯總表示出實施例1和實施例1A、1B、1C在10GHz下相對于現(xiàn)有例1的串音抑制強度的比較。表1<table>complextableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>明確表示出,在10GHz下的串音特性強度,實施例1A是一25.8dB,實施例1B是一24.1dB,實施例1C是—23.4dB,通過Cg的降低而改善串音特性。其次,制作出變更實施例1中的追加電容元件的形狀的實施例2A到2B。追加電容元件全部以導體寬度80微米形成。在實施例2A中將追加電容元件的形狀取為字母N字形,在實施例2B中將追加電容元件的形狀取為片假名的U字形(參照圖6(a))。表2匯總表示出實施例1和實施例2A、2B在lOGHz下相對于現(xiàn)有例1的串音抑制強度和共振頻率的比較。表2<table>complextableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>在第三追加導體中,減去接地電容的實施例2A、2B的每一個都實現(xiàn)良好的串音抑制,顯示出本發(fā)明的效果。另外,從共振頻率的比較出發(fā),可知H字形的追加電容元件是最有效的構造。其次,使用與現(xiàn)有例1或者實施例1相同的電路基板,制作出具有兩對差動傳輸線路的現(xiàn)有例3和實施例3,測定出差動傳輸線路對之間的串音特性。耦合線路長度Lcp取為lcm。差動傳輸線路以線路寬度200微米,線路之間間隔120微米寬度的平行耦合線實現(xiàn)。差動傳輸線路對之間的距離設定為信號導體線路寬度2倍的400微米。將沒有設定一切追加電容元件的狀態(tài)的電路作為現(xiàn)有例3。另外,在現(xiàn)有例3的差動傳輸線路對之間配置有與實施例1相同形狀的H字形的追加電容元件。與線路之間間隔700微米的實施例1相比較,由于實施例3的線路之間間隔減少到400微米,因此實施例3中的追加電容元件與實施例1的追加電容元件相比較,第一追加導體和第二追加導體成為接近300微米的配置。實施例3的追加電容元件也與實施例1的追加電容元件相同,以2mm周期配置有5個。圖13中表示實施例3和現(xiàn)有例3的特性比較。在差動傳輸線路對中,與單端傳輸系統(tǒng)不同,在遠端串音中也必須改善兩種規(guī)范(spec)。圖13(a)表示的結果是在差動端子上輸入差動信號時,在遠端串音差動端子中輸出差動串音信號的強度,圖13(b)表示的結果是在差動端子上輸入差動信號時,在遠端串音差動端子上輸出同相串音信號的強度。每一種情況下實施例3都比現(xiàn)有例3明確地產生良好的串音改善效果。例如,在10GHz下差動串音信號強度從一37.7dB改善為_66.2dB,同相串音信號強度從一30.6dB改善為一37.7dB。另外,關于將實施例3中的追加串音元件取為矩形時的現(xiàn)有例4,是與現(xiàn)有例3同等的特性。其次,制作出在實施例3中將僅在差動傳輸線路之間配置的追加電容元件群以相對于兩條差動傳輸線路呈鏡面對稱的關系,在兩條差動傳輸線路的左右配置成對稱的實施例3A、在實施例3中將僅在差動傳輸線路之間配置的追加電容元件群中僅相對于各差動傳輸線路最接近的追加導體以相對于兩條線差動傳輸線路呈鏡面對稱的關系,在兩條差動傳輸線路的左右配置成對稱的實施例3B。實施例3A和實施例3B的串音特性與圖13表示的實施例3的特性相同。另一方面,圖14表示在差動端子上輸入差動信號時,在傳輸端子中輸出的同相信號的強度(同相模式變換強度)。電路對稱性最高的實施例3A表示出最低的同相模式變換強度。另外,雖然電路對稱性沒有實施例3A那樣高,然而通過比實施例3提高電路對稱性,而可以得到實施例3B中同相模式變換的抑制效果。另外,現(xiàn)有例1的同相模式變換強度與實施例3A的特性幾乎相同。產業(yè)可利用性本發(fā)明的傳輸線路裝置能夠降低線路之間的串音強度,以較低損失來傳輸信號。因此,在具備本發(fā)明的傳輸線路裝置的高頻電路中,能夠實現(xiàn)基于密布線的電路面積縮小、當前由于信號泄漏的原因難以實現(xiàn)的電路的高速動作、電路的省電動作。另外,不僅能夠應用于數(shù)據(jù)傳輸領域中,而且還能夠廣泛應用在微波器、天線、移相器、開關、振蕩器等通信領域的用途中,也能夠在使用電力傳輸或者ID標簽等無線技術的各領域中運用。權利要求1.一種傳輸線路裝置,其特征在于,包括具有接地導體面的基板、由所述基板支撐并列配置的第一信號導體以及第二信號導體,還包括與所述第一信號導體和所述第二信號導體連接的至少一個追加電容元件,所述追加電容元件包括與所述第一信號導體隔開空間配置的第一追加導體;與所述第二信號導體隔開空間配置的第二追加導體;和在所述第一追加導體以及所述第二追加導體上各在一處連接的一個第三追加導體,令沿著信號傳輸方向定義的所述第三追加導體的導體寬度的最小值、所述第一追加導體的長度以及所述第二追加導體的長度分別為W3a、L1以及L2,將W3a設定為比L1以及L2的每一個值都小的值,而且,將所述追加電容元件的共振頻率設定成比傳輸信號的頻率高的值。2.根據(jù)權利要求1所述的傳輸線路裝置,其特征在于所述第一信號導體、所述第二信號導體以及所述追加電容元件位于同一個電路面上。3.根據(jù)權利要求l所述的傳輸線路裝置,其特征在于所述第一信號導體以及所述第二信號導體被配置在所述基板的表面上,所述追加電容元件位于所述基板的表面與所述接地導體面之間。4.根據(jù)權利要求3所述的傳輸線路裝置,其特征在于所述追加電容元件被設置在與所述基板的表面相比更接近所述接地導體面的位置。5.根據(jù)權利要求1所述的傳輸線路裝置,其特征在于所述第一追加導體的長度L1與所述第二追加導體的長度L2相等,由所述第三追加導體連接所述第一追加導體的中點與所述第二追加導體的中點,所述第三追加導體與所述第一追加導體正交。6.根據(jù)權利要求1所述的傳輸線路裝置,其特征在于沿著傳輸方向配置多個所述追加電容元件。7.根據(jù)權利要求6所述的傳輸線路裝置,其特征在于所述多個追加電容元件的間隔被設定成小于等于與傳輸信號的頻率相對應的有效波長的四分之一。8.根據(jù)權利要求l所述的傳輸線路裝置,其特征在于所述第一信號導體、所述第二信號導體、所述第一追加導體以及所述第二追加導體被配置在所述基板的表面上,在所述第一信號導體與所述第一追加導體之間的空間、以及所述第二信號導體與所述第二追加導體之間的空間的至少一部分由介電常數(shù)比空氣的介電常數(shù)高的介電體所充填。9.根據(jù)權利要求1所述的傳輸線路裝置,其特征在于還包括與所述第一信號導體隔開空間配置的第三信號導體,所述第三信號導體與所述第一信號導體一起構成差動傳輸線路。10.根據(jù)權利要求9所述的傳輸線路裝置,其特征在于與所述第一信號導體隔開空間配置有相對于所述差動傳輸線路的中央對稱面與所述第一追加導體呈對稱構造的第四追加導體。11.根據(jù)權利要求1所述的傳輸線路裝置,其特征在于還包括與所述第二信號導體隔開空間配置的第三信號導體,所述第三信號導體與所述第二信號導體一起構成差動傳輸線路。12.根據(jù)權利要求ll所述的傳輸線路裝置,其特征在于與所述第二信號導體隔開空間配置有相對于所述差動傳輸線路的中央對稱面與所述第二追加導體呈對稱構造的第四追加導體。全文摘要本發(fā)明的傳輸線路裝置包括具有接地導體面的基板(101)、由基板支撐并列配置的第一信號導體(102a)和第二信號導體(102b),還包括與第一信號導體和第二信號導體連接的至少一個追加電容元件(301),其具備與第一信號導體隔開空間配置的第一追加導體(303)、與第二信號導體隔開空間配置的第二追加導體(305)、與第一追加導體(303)和第二追加導體(305)各自的一處連接的一個第三追加導體(307),設定沿信號傳輸方向定義的第三追加導體(307)的導體寬度最小值(W3a)比第一追加導體長度(L1)和第二追加導體長度(L2)的任一個都小,設定追加電容元件(301)的共振頻率比傳輸信號的頻率高。文檔編號H01P3/08GK101199081SQ200680021529公開日2008年6月11日申請日期2006年6月12日優(yōu)先權日2005年6月14日發(fā)明者寒川潮,崎山一幸,菅野浩,藤島丈泰申請人:松下電器產業(yè)株式會社
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