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高周波信号伝送装置 新技術説明会

国内特許コード P08A013398
整理番号 TUK20030901
掲載日 2008年5月23日
出願番号 特願2006-242098
公開番号 特開2008-067012
登録番号 特許第4835334号
出願日 平成18年9月6日(2006.9.6)
公開日 平成20年3月21日(2008.3.21)
登録日 平成23年10月7日(2011.10.7)
発明者
  • 大野 泰夫
  • 粟井 郁雄
  • 佐藤 弘明
  • 菅 良太
出願人
  • 国立大学法人徳島大学
  • 学校法人 龍谷大学
発明の名称 高周波信号伝送装置 新技術説明会
発明の概要

【課題】異なる平面上の回路間で効率よく高周波信号を伝送することが可能な高周波信号伝送装置を実現する。
【解決手段】本発明の高周波信号伝送装置1は、異なる平面P-a・P-b上の回路間で高周波信号を伝送する装置であって、両平面上に、閉曲線線路の一部が開放された構造もしくはスパイラル構造を有する共振器2と、当該共振器2に接続され、当該共振器2に対して高周波信号の入出力を行う入出力線路3とが形成されており、上記両平面上に形成された共振器2同士を電磁結合させて、高周波信号を伝送させる
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


近年、デジタルLSIのような半導体チップにおいて内部動作の高速化が進んでおり、内部クロック信号は、2GHzを超えるようになっている。しかしながら、このような高周波信号を半導体チップの外に取り出す際の速度は800MHz程度に留まっている。その理由は、半導体チップから樹脂やセラミックで作製された基板への信号取り出しを、ボンディングワイアなどの金属配線を用いて行うためである。これらの配線ではボンディングパッド、ボンディング配線が不安定な寄生容量や寄生インダクタンスを生じさせるため、この部分で高周波信号の劣化をもたらす。また、高周波信号を効率的に半導体チップの外に伝送するためには、インピーダンス整合の調整を精度よく行わなければ、反射や不要輻射のため伝送ロスが発生してしまう。特に、電気的接続を用いる装置では、接続の機械加工の精度や、接続の信頼性などの問題も発生する。



この問題を解決するため、半導体チップと外部との信号のやりとりを光で行う光配線や光電子集積回路技術が研究されている(特許文献1参照)。



また、半導体チップと外部との信号のやりとりを、一般の無線通信に使うようなアンテナを用いる方法(特許文献2,3、4)がある。また、コイルを用いて磁界結合を利用する方法(特許文献5,6)等がある。これは、誘導結合や容量結合といった低周波回路で用いられる技術を、異なる基板間の高周波信号の伝送に応用する考えである。その他、スロットアンテナを用いる方法(特許文献7)、リングスロットを介する方法(特許文献8)、誘電体共振器を介する方法(特許文献9)、金属板に形成したスロットを介する方法(特許文献10)などが提案されている。これらの無線接続は既存の半導体技術の組み合わせで可能である。



さらに、線路の端部に配置した片端開放の矩形λ/4-TEモード共振器を対向させ、共振器間の電磁結合により基板間のRF信号の伝送を行う方法が非特許文献1に開示されている。



なお、非特許文献2には、広帯域の周波数の信号を取り出すためのフィルタとして、2つのオープンリング共振器を電磁結合させたものが記載されている。ただし、これは、バンドパスフィルタとして用いるものであり、ある基板上の信号を他の基板上へ無線伝送する際に用いられるものではない。

【特許文献1】特開2002-9379(2002年1月11日公開)

【特許文献2】特開平11-68033(1999年3月9日公開)

【特許文献3】特開2004-327568(2004年11月18日公開)

【特許文献4】特開2000-68904(2000年3月3日公開)

【特許文献5】特開2005-203657(2005年7月28日公開)

【特許文献6】特開2005-228981(2005年8月25日公開)

【特許文献7】特開平6-85513(1994年3月25日公開)

【特許文献8】特開2000-269708(2000年9月29日公開)

【特許文献9】特開2004-159247(2004年6月6日公開)

【特許文献10】特開2004-187281(2004年7月2日公開)

【非特許文献1】向山和孝 他,”電磁結合を用いた60GHz帯非接触回路接続構造”,電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会,C-2-95,2004年

【非特許文献2】IKuo Awai, "Open Ring Resonators Applicable to Wide-band BPF", 2006年度輻射科学研究会資料 RS06-02,2006年5月23日

産業上の利用分野


本発明は、高周波信号を伝送する伝送装置に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
異なる平面上の回路間で高周波信号を伝送する高周波信号伝送装置であって、
上記両平面上に、閉曲線線路の一部が開放部として開放されたオープンリング造を有する共振器と、当該共振器にインピーダンス整合が可能な取り付け位置で接続され、当該共振器に対して高周波信号の入出力を行う入出力線路とが形成されており、
上記両平面上に形成された共振器同士を電磁結合させて、高周波信号を伝送させ
一方の共振器における開放部と中心点とを結ぶ線と、他方の共振器における開放部と中心点とを結ぶ線とのなす角度が90度以上であることを特徴とする高周波信号伝送装置。

【請求項2】
上記共振器の線路長が、上記高周波信号の波長の1/2の奇数倍であることを特徴とする請求項1に記載の高周波信号伝送装置。

【請求項3】
上記両平面上に備えられた各共振器の中心軸は、一致する、もしくは、一致する位置から当該両共振器の開放部同士が近づく方向にずれていることを特徴とする請求項2に記載の高周波信号伝送装置。

【請求項4】
上記角度が180度であることを特徴とする請求項1に記載の高周波信号伝送装置。

【請求項5】
上記両平面上に備えられた共振器間の距離が、上記高周波信号の共振器間の媒質における波長の0.15倍以下であることを特徴とする請求項1に記載の高周波信号伝送装置。

【請求項6】
少なくとも一方の上記平面上の共振器が導電性の基板上に形成されているとき、
上記基板上に、金属膜、絶縁膜、上記共振器がこの順で積層されていることを特徴とする請求項1に記載の高周波信号伝送装置。

【請求項7】
上記両平面の各々は、異なる基板の表面であり、
両基板上に形成された上記共振器が互いに対向するように当該両基板が配置されており、かつ、両基板間に絶縁性のシートを挟んだことを特徴とする請求項1に記載の高周波信号伝送装置。

【請求項8】
上記共振器と当該共振器に接続される上記入出力線路とのインピーダンス整合が、当該共振器と当該入出力線路との接続位置によって調整されていることを特徴とする請求項1に記載の高周波信号伝送装置。

【請求項9】
一方の上記共振器が電力を送信する送電装置に備えられており、他方の上記共振器が当該電力を受信する受電装置に備えられていることを特徴とする請求項1に記載の高周波信号伝送装置。

【請求項10】
異なる平面上の回路間で高周波信号を伝送する高周波信号伝送装置であって、
上記両平面上に、閉曲線線路の一部が開放された構造もしくはスパイラル構造を有する共振器と、当該共振器に接続され、当該共振器に対して高周波信号の入出力を行う入出力線路とが形成されており、
上記両平面上に形成された共振器同士を電磁結合させて、高周波信号を伝送させ、
少なくとも一方の上記平面上の共振器が導電性の基板上に形成されているとき、
上記基板上に、金属膜、絶縁膜、上記共振器がこの順で積層されていることを特徴とする高周波信号伝送装置。
産業区分
  • 伝送回路空中線
  • 工業用ロボット
  • 固体素子
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2006242098thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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