JPH0224047B2

JPH0224047B2 -

Info

Publication number: JPH0224047B2
Application number: JP3417079A
Authority: JP
Inventors: Tee Shii Chen Suchiibun
Original assignee: Hull Corp
Current assignee: Hull Corp
Priority date: 1979-03-23
Filing date: 1979-03-23
Publication date: 1990-05-28
Also published as: JPS55125712A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は電気的遅延線、特にハイブリツド回路
応用に適した超小型遅延線に関するものである。

市場においては、標準的なジユアル．イン．ラ
イン集積回路パツケージの形式になつている多く
の電気的遅延線が利用できる。しかし、ハイブリ
ツド回路用に適したチツプ型の遅延線はない。

本発明の基本的な概念においては、少なくとも
１対の直列接続超小型インダクタンスコイルが誘
電物質のフイルム間に挿入されており、前記物質
はパーマロイまたは他の高透磁率のフイルム間に
挿入されており、後者のフイルムのうちの１つは
インダクタンスコイルを横切つて延長しており、
かつ各コイルで中断され各コイルの中央軸でギヤ
ツプを形成しているストリツプを形成している電
気的遅延線を提供している。

本発明の主な目的が達成されるのは前記基本概
念によるものであり、すなわち、ハイブリツド回
路用途に適した超小型電気的遅延線を提供するも
のにある。

本発明の他の目的は、経済的に製造する簡素な
構成となつている前記種類の遅延線を提供するも
のである。

本発明の上記ならびに他の目的および利点は、
良好な実施例についての添付図面に関連して下記
の詳細な記載から明らかになるであろう。

第５図に示すように、本発明の遅延線は、誘導
ｍ形フイルタを利用するが、そのセクシヨンは一
対の直列接続インダクタンスコイル８（第１〜４
図）を備えており、それぞれがインダクタンス
L₁をもちかつその間で相互インダクタンスＭお
よび分岐キヤパシタンスC₁をもつている。この
遅延線は、所望によりそのようなセクシヨンをい
かなる数でも備えることができるが、許容されう
る減衰または損失によつてのみ制限される。

本発明によれば、遅延線はクオーツ（石英）、
ガラスまたは他の誘電物質など、好ましくは後ほ
ど述べるような遅延線要素の薄膜処理に適した物
質でできた基板１０で組立てられ支持される。本
発明のために、薄膜処理はプリント回路技術のみ
ならず蒸着技術による処理も含まれると理解され
たい。これらの中でも好ましいものは、米国特許
第3785046号に記載の蒸着方法である。この技術
によつて、種々のフイルムはマスク手段により適
用されるが前記マスクは、導電金属および誘電物
質の蒸着が行なわれる領域の形状を示している。

図示のように、パーマロイ、ミユーメタルまた
は他の適当な高透磁率の金属のフイルム１２が基
板１０の１つの全面に設けられ、一体に固着され
る。このフイルムは磁路の帰路として働きかつ遅
延線のキヤパシタンス用のアース面として働く。
このフイルムの適正な厚さは約5000オングストロ
ームである。

高透磁率金属のフイルム１２の全領域に設けら
れ一体に固着されるものは、二酸化シリコン、亜
硝酸塩シリコンクオーツ、または他の適正な誘電
物質のフイルム１４である。下記に述べるよう
に、このフイルムの厚さは変えることができる。

次に、一対の電導端子１６と１８は基板の１面
に隣接して誘電体フイルム１４上に設けられる
が、これは遅延線を関連したハイブリツド回路に
接続するのに用いる。所望により、これらの端末
は基板１０の裏側まで延長することができ前記裏
側のハイブリツド回路の取付架を収容している。
高透磁性金属基板１２は遅延線からのハイブリツ
ド回路を効果的に絶縁するような働きをする。

次に、少なくとも一対の超小型インダクタンス
コイル８が取付けられ、誘電体層１４へ一体に固
着される。第４図に示すように、10個のこのよう
なインダクタンスコイルが２行にして基板上に間
隔をとつて設けられている。

第３図には、各コイルが示されており、それぞ
れ導電金属フイルムの複数の重畳同軸巻線２０を
備え、隣接した巻線は誘電物質の介在したフイル
ム２２によつて互に電気的に絶縁している。最も
内側および最も外側の巻線は反対方向でかつ横方
向に延長され終端子２４と２５となつている。

遅延線を形成しているインダクタンスコイル８
のすべてのうち、第４図に示したように10個は同
時に形成されるが、適正に構成したマスクによつ
て所望のパターンで間隔がおかれている。第６〜
１５図は第３図に示すインダクタンスコイルの形
成に用いられる順序ステツプを図解的に示してい
る。したがつて、第１のマスクは最初の導電コイ
ルの巻線セグメント３０の蒸着を行なうために利
用される。図示の実施例においては、上記セグメ
ントは横方向に突出している端子２４を備え、そ
の一部は、終端子１６，１８のうちの１つ、例え
ば端子１８の一部に設けてある。

次に、適正なマスキングによつて、クオーツの
フイルムまたは他の適正な誘電物質３２がセグメ
ント３０の中間部にわたつて蒸着され、次の導電
巻線セグメント３４（第７図）の立下り端子の導
電接続のために露出されたセグメントの立上り端
子を残している。

次に、誘電フイルム３６の第２の処理は導電セ
グメント３４の立下り部に行なわれる。上記の処
理を与えているマスクは、第１の誘電処理部３２
を行なつているマスクと実質的に同じであり、パ
ターンが180゜回転して下方の導電セグメント３４
の立上り端子を露出し後続の導伝セグメント３８
の立下り端子へ導電接続するようにしている。後
者のセグメントの形状は次に続く導電セグメント
３４の形状と実質的に同じであるが、明らかなよ
うに180゜回転している。

後続の誘電フイルム４０，４４，４８，５２，
５６，６０および６４と導電セグメント４２，４
６，５０，５４，５８，および６２は交互に設け
られており（第９図〜第１４図）、誘電フイルム
および下記する導電フイルムセグメントの処理を
行なつたマスクを利用し、各インダクタンスコイ
ル８に対する所望数の巻線を完了している。第６
図〜第１５図に示す実施例においては、シーケン
スによつて導電金属の４１／２巻数処理が行なわれ、各巻線は誘電体物質の介在されたフイルムによつ
て互に電気的に分離されている。

コイルは最後の導電性巻線セグメント６６およ
び開始端子２４に対抗する集積された端子２６の
付加により完成される。第１５図に示すように、
第１の巻線セグメント３０に設けられ、かつ端子
２４に接続されているが180゜回転したマスクのも
のと同じ形状の開口をもつマスクを利用すること
によつて達成される。第４図に示す遅延線を採用
するような、10個の間隔をとつたインダクタンス
コイルが設けられる場合においては、第６図〜第
１５図に示すシーケンスを述べる際に参照したマ
スクは10個のインダクタンスコイルの導入に要求
される同じ処理に必要な形をした開口を含む。

最後のインダクタンスコイル８の端子２６は最
初のコイルと対抗しているが、一対の端子１６と
１８の第２のもの、例えば後で理解されるよう
に、誘電フイルム１４に最初に設けた端子１６と
導電係合し、オーバーラツプ状態で設けられてい
る。隣接したコイル８の対立する端子２４，２６
は、導電金属フイルム、例えばアルミニウム、
金、または他の適当な金属のリンク６８によつて
電気的に相互接続される。

次に、二酸化シリコン、クオーツまたは他の適
当な誘電物質の第２のフイルム７０は、相互接続
リンク６８および誘電物質でできた隣接した第１
のフイルム１４のみならず、直列接続インダクタ
ンスコイル８に設けられる。このフイルム７０
は、第４図に示すように、端子１６と１８に届か
ずに終つている。

最後に、パーマロイまたは他の高透磁率金属の
細長片７２がフイルムとして設けられるが、これ
は好ましくは約5000オングストロームの厚さとな
つており、誘電物質の第２の層７０を被つてお
り、直列接続コイル８の中心線に沿つて延長して
いる。高透磁率金属のこの狭い片は各コイルで中
断され、各コイルの軸で前記中心線上でギヤツプ
（溝）７４を形成している。コイルの巻線は、基
板１０の支持面に垂直に設けられた前記中心線の
まわりに同軸的に互に重ねられていることに注意
されたい。

隣接したインダクタンスコイルの中心間に延長
するパーマロイまたは他の高透磁率片（ピース）
７２は、必要な相互インダクタンスＭを与えるた
めにコイルの下にある高透磁率金属のフイルム１
２と協働している。片７２の巾とコイルの中心で
ギヤツプ７４の長さを変化させることによつて相
互インダクタンスの所望の値が得られる。誘電層
１４と７０の厚さも、相互インダクタンスに影響
を与えている。

遅延線のセクシヨン当りのキヤパシタンスC₁
は、一対の隣接したインダクタンスコイルの対立
する端子を相互接続しているリンク６８および端
子２４，２６の領域を含む高透磁率金属基板面１
２とインダクタンスコイルの下側との間のキヤパ
シタンスによつて与えられる。このキヤパシタン
スは、基板面と導電リンク６８の領域の上の誘電
層１４の厚さを変えることによつて、変化させる
ことができる。

下記のものは、代表的な遅延線を示す。フイル
タのインダクタンスL₁は45nHであると仮定する。
特性インピーダンスZ₀をもつｍ駆動フイルタに対
しては、L₁、C₁、Z₀の関係は下記の通りである。

Z₀＝√ L₁＝0.515L、C₁＝1.26C、Ｍ＝0.234L 但しＬとＣは一定Ｋフイルタのセクシヨン当り
のインダクタンスおよびキヤパシタンスである。
Z₀の値を100オームとすると、 C₁＝1.27Ｌ／Z₀₂＝11.1pf となる。

フイルタの１セクシヨン以上が直接に接続され
必要な遅延時間を得る場合には、いずれものイン
ダクタンスコイル８は、直列回路網の各終端での
ものを除いて、2L₁のインダクタンス値となる。
したがつて、２つの終端のものを除いてすべての
インダクタンスコイルは90nbのインダクタンス
をもたなければならず、２つの終端のものは、そ
れぞれ45nbのインダクタンスとなる。

先に述べたように、パーマロイまたは他の高透
磁率金属の磁気片７２およびフイルム１２は２つ
の隣接したコイル間で相互結合を与えている。こ
れらのものは各コイルの自己インダクタンスを高
めている。磁気片７２の幅とギヤツプ７４の長さ
を適正に選択することによつて、相互インダクタ
ンスと自己インダクタンスが独立して変化でき
る。したがつて、製造を容易にするために、全て
のコイルに対して同じ数の巻線をもたせることが
可能となる。磁気的な強化（エンハンスメント）
の程度を変えることによつて、終端コイルは他の
コイル２L₁のインダクタンスの半分L₁をもたせ
ることができる。このことは容易に達成される、
というのは複数の終端コイルは、両者を連結して
いるただ１つの磁気片を有しているのであつて、
他のコイルに対して２つの磁気片とはなつていな
い。

ここでリンク６８の幅は端子２４と２６と同じ
であると仮定する。それらは第１図では簡素化の
ために狭く示されている。コイルの全面積A₁は、
端子およびリンクは二酸化シリコンの誘電層１４
に直接にわたつているが、1.180平方ミリ、すな
わち7.61×10^-3cm²であり、かつ誘電層１４のわた
つているが第１の半巻線３０（第７図）となつて
いない第２の半巻線３４の一部の面積A₂は面積
ABCDEとし、150平方ミリ、すなわち0.967×
10^-3cm²となる。したがつて、セクシヨン当りの必
要なキヤパシタンスは C₁＝0.08842K（A₁／d₁＋A₂／d₁＋d₂）＝11.1pf となる。但し、Ｋは二酸化シリコンの誘電係数で
あり、その値は６であるとする。d₁は基板面１２
上の二酸化シリコン層１４の厚さであり、d₂はコ
イルの巻線間の二酸化シリコン部の厚さ５×10^-4
cm²である。

A₂はA₁よりも小さいのでかつ二次方程式を解
くのを避けると、d₁の近似値が下記の式より得ら
れる、すなわち d₁＝0.08842KA₁＋A₂／C₁＝41.000オングストロームこのことから、１セクシヨン当りの遅延時間は t₁＝1.20、 LC＝1.049ns となる。

したがつて、9nsの全遅延時間を与えるために
は、遅延線のセクシヨンの総数は９となる。第４
図に示すように、これはチツプ上にそれぞれ５個
のインダクタを２行にして10個の超小型インダク
タンスコイルを配置することによつて設けられる
が前記チツプは約１センチの長さで幅は1/4セン
チである。

前記した点から、本発明はハイブリツド回路用
に適した経済的に製造するための簡素化された構
造の超小型遅延線を提供するものであり、該遅延
線においては、セクシヨン当りの相互インピーダ
ンスおよびキヤパシタンスの値は製造中に構成要
素の物理的な寸法を変えることで必要に応じて変
化させることができることが判る。

上記した構成要素の大きさ、形状、形式、数お
よび配列において種々の変更が本発明の精神から
逸脱せずに行ないうることは当業者においては明
らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の特徴を具体化している電気的
遅延線の拡大した規模の部分平面図、第２図は第
１図の線２−２からの部分断面図、第３図は上記
遅延線の一部を形成しているインダクタンスコイ
ルの良好な構成を拡大した断面図、第４図は本発
明の特徴を具体化しているチツプ形式における遅
延線の平面図、第５図は本発明の遅延線に用いら
れる誘導ｍ型フイルタについての中間数のセクシ
ヨンの図解、第６図〜第１５図は第３図に示すイ
ンダクタンスコイルの形成における良好なシーケ
ンスステツプを図解して示す平面図をそれぞれ示
す。８はコイル、２４，２６は端子、６８は相互接
続リンク、７２は細長片（ストリツプ）、７４は
ギヤツプを示す。

Claims

【特許請求の範囲】１ａ）高透磁率金属の第１のフイルム１２
と、ｂ）高透磁率金属の第１のフイルムの上に設け
られかつ固着された誘電物質の第１のフイルム
１４と、ｃ）上記誘電物質の第１のフイルムの上に垂直
に設けられ固着された複数の直列接続超小型イ
ンダクタンスコイル８と、ｄ）上記インダクタンスコイルの上に設けられ
かつ固着された誘電物質の第２のフイルム７０
と、およびｅ）上記誘電物質の第２のフイルム上に設けら
れかつ固着されておりかつ上記複数の直列接続
超小型インダクタンスコイルの各中心線を結ぶ
線上に沿つて延長している狭い片の高透磁率金
属の第２のフイルム７２を有し、該第２のフイ
ルムは該各コイルの中心線上でギヤツプ７４を
形成するために該各コイル上で中断されるよう
に集積されたセクシヨンを備えた超小型電気遅
延線。２誘電物質の基板１０が上記高透磁率金属の第
１のフイルム１２の下に設けられ固着されている
特許請求の範囲第１項記載の超小型電気遅延線。３上記複数の各コイル８は一列に間隔を置かれ
て配置されると共に上記基板の面に垂直に延長し
ている前記ギヤツプ７４上の中心線を中心に上記
列上で上記コイルから反対方向に延長している対
向端子２４，２６とを有し、かつ導電金属６８が
隣接したコイルの対向端子を接続している特許請
求の範囲第２項記載の超小型電気遅延線。４上記基板１０はクオーツであり、高透磁率金
属のフイルム１２はパーマロイであり、かつ誘電
物質フイルム１４は二酸化シリコンである特許請
求の範囲第２項記載の超小型電気遅延線。