JP2006302519A

JP2006302519A - 高速伝送用基板

Info

Publication number: JP2006302519A
Application number: JP2005118152A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Niitsu; 俊博新津; Atsuto Noda; 野田　敦人
Original assignee: Molex LLC
Current assignee: Molex LLC
Priority date: 2005-04-15
Filing date: 2005-04-15
Publication date: 2006-11-02
Anticipated expiration: 2025-04-15
Also published as: JP4414365B2; WO2006113702A1

Abstract

【課題】誘電体から成る板材の両面に導電層を備える基板の内部に電線を埋設することによって、良好な減衰特性を備え、端末の加工を容易に行うことができ、耐ノイズ性が向上し、特性インピーダンスを容易にコントロールすることができるようにする。
【解決手段】誘電体から成る板材と、該板材の両面に形成された導電層と、前記板材内に埋設された電線とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、高速伝送用基板に関するものである。

従来、高速伝送用のケーブルとして、フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ：ＦｌｅｘｉｂｌｅＦｌａｔＣａｂｌｅ）、フレキシブル回路基板（ＦＰＣ：ＦｌｅｘｉｂｌｅＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）等のフラットケーブルが使用されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００１−２７４５８６号公報

しかしながら、前記従来のフラットケーブルにおいて、信号線として銅箔（はく）等の非常に薄い箔を使用しているので、良好な減衰特性を得ることができなかった。また、クロストークを低減するために、バンプを形成したり、めっきを施したりすることによってシールドを行うようになっているが、バンプを形成したり、めっきを施したりすると、フラットケーブルの製造コストが高くなり、また、フラットケーブルの屈曲性も損なわれる。

本発明は、前記従来の問題点を解決して、誘電体から成る板材の両面に導電層を備える基板の内部に電線を埋設することによって、良好な減衰特性を備え、端末の加工を容易に行うことができ、耐ノイズ性が向上し、特性インピーダンスを容易にコントロールすることができる高速伝送用基板を提供することを目的とする。

そのために、本発明の高速伝送用基板においては、誘電体から成る板材と、該板材の両面に形成された導電層と、前記板材内に埋設された電線とを有する。

本発明の他の高速伝送用基板においては、さらに、前記電線は、導電体から成る芯（しん）線及び該芯線の周囲を覆う絶縁性の被覆部材を備える。

本発明の更に他の高速伝送用基板においては、さらに、前記電線は、二本で一組と成るように配設され、同一の組内における電線同士は相互に接触し、隣接する組同士は離間するように配設されている。

本発明の更に他の高速伝送用基板においては、さらに、前記電線は、隣接する電線同士が相互に接触するように配設されている。

本発明の更に他の高速伝送用基板においては、さらに、前記板材内に埋設されたドレイン線を更に有し、該ドレイン線は前記電線の間に配設されている。

本発明によれば、高速伝送用基板は、誘電体から成る板材の両面に導電層を備える基板の内部に電線を埋設するようになっている。そのため、良好な減衰特性を備え、端末の加工を容易に行うことができ、耐ノイズ性が向上し、特性インピーダンスを容易にコントロールすることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態における高速伝送用基板の構成を示す図である。なお、図１（ａ）は一部切断斜視図、図１（ｂ）は横断面図である。

図において、１０は本実施の形態における高速伝送用基板であり、１１は主として高周波信号を伝達する電線としての信号線である。また、本実施の形態において、高速伝送用基板１０の各部の構成及び動作を説明するために使用される上、下、左、右、前、後等の方向を示す表現は、絶対的なものでなく相対的なものであり、高速伝送用基板１０が図に示される姿勢である場合に適切であるが、高速伝送用基板１０の姿勢が変化した場合には姿勢の変化に応じて変更して解釈されるべきものである。

ここで、信号線１１は、金属等の導電体から成る芯線１１ａ及び該芯線１１ａの周囲を覆う樹脂等から成る絶縁性の被覆部材１１ｂを有する。前記芯線１１ａの外径は、例えば、０．３〔ｍｍ〕程度であるが、任意に変更することができる。また、図示される例において、前記芯線１１ａは断面形状が円形のものであるが、断面形状が矩（く）形のものであってもよい。そして、前記信号線１１は、二本で一組となるように配設され、同一の組内における信号線１１同士は相互に接触し、隣接する組同士は離間するように配設されている。これにより、隣接する組間のクロストークを低減することができる。

また、１２〜１５は、基板を構成する基板部材であり、誘電体から成る誘電体基板１２ａ〜１５ａ、及び、該誘電体基板１２ａ〜１５ａの片面に付着する金属等の導電体から成る導電層としての導電板１２ｂ〜１５ｂを各々備える。ここで、前記基板部材１２〜１５は、通常のプリント回路基板（ＰＣＢ：ＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔＢｏａｒｄ）に使用される基板と同様のものであるが、フレキシブル回路基板に使用される基板と同様のものであってもよい。そして、前記誘電体基板１２ａ〜１５ａは、例えば、ガラス繊維等のマトリックスに樹脂を含浸させたプリプレグから成るが、ポリイミド樹脂、液晶ポリマ等いかなる種類の誘電体から成るものであってもよい。また、前記導電板１２ｂ〜１５ｂは、例えば、銅箔等から成る薄膜であるが、誘電体基板１２ａ〜１５ａに付着する板状の導電体であれば、いかなる種類のものであってもよい。さらに、前記基板部材１２〜１５の厚さは、例えば、それぞれ、０．２５〔ｍｍ〕程度であるが、任意に変更することができる。なお、前記基板部材１２〜１５は、それぞれ、寸法、材質等が相違するものであってもよいが、ここでは、実質的に同一のものであるとして説明する。

そして、前記信号線１１は、基板部材１２及び１４によって上下から挟み込まれた状態となっている。この場合、誘電体基板１２ａ及び１４ａが内側になり、導電板１２ｂ及び１４ｂが外側になるように、基板部材１２及び１４が互いに接合される。なお、図１（ａ）に示される例においては、基板部材１２及び１４の誘電体基板１２ａ及び１４ａに信号線１１を収容するための断面半円形の溝があらかじめ形成されているが、誘電体基板１２ａ及び１４ａが、通常のプリプレグのように、樹脂を硬化させる前の段階においては、柔軟性を備え、容易に変形するものである場合には、前記溝を形成する必要がない。また、誘電体基板１２ａ及び１４ａが、通常のプリプレグのように、樹脂を硬化させる前の段階において、接着性を備えるものである場合には、信号線１１を上下から挟み込んだ状態の基板部材１２及び１４を互いに圧着させることによって、誘電体基板１２ａ及び１４ａを接合することができる。接合された前記誘電体基板１２ａ及び１４ａは、一体的な板材となる。

本実施の形態においては、前記基板部材１２及び１４の外側に、更に、基板部材１３及び１５が、各々、接合されている。この場合、誘電体基板１３ａ及び１５ａが内側になって導電板１２ｂ及び１４ｂに各々接合され、導電板１３ｂ及び１５ｂが外側になるように、基板部材１３及び１５が基板部材１２及び１４の外側に接合される。誘電体基板１３ａ及び１５ａが、通常のプリプレグのように、樹脂を硬化させる前の段階において、接着性を備えるものである場合には、基板部材１２及び１４に基板部材１３及び１５を圧着させることによって、導電板１２ｂ及び１４ｂに誘電体基板１３ａ及び１５ａを接合することができる。これにより、高速伝送用基板１０は、図１（ｂ）に示されるように、導電板１２ｂ〜１５ｂが、その間に誘電体基板１２ａ〜１５ａを介在させて、四層に積層された多層基板を備えるものとなる。すなわち、信号線１１が内部に埋設された誘電体基板１２ａ〜１５ａから成る板材の両面に導電板１３ｂ及び１５ｂから成る導電層を備える構造の高速伝送用基板１０となる。この場合、前記板材は、両面だけでなく、内部にも導電板１２ｂ及び１４ｂから成る導電層を備えている。

なお、前記導電板１２ｂ〜１５ｂの中の任意のものにフォトリソグラフィ等の加工を施すことによって所定のパターンの電気配線を形成し、配線層とすることができる。例えば、高速伝送用基板１０の最外側層である導電板１３ｂ及び１５ｂに所定のパターンの電気配線を形成することによって、前記高速伝送用基板１０を多層プリント回路基板として使用することができる。この場合、内側の二枚の導電板１２ｂ及び１４ｂを接地層、すなわち、グランド層として使用することが望ましい。また、必要に応じて、内側の二枚の導電板１２ｂ及び１４ｂに電気配線を形成し、配線層とすることもできる。なお、該配線層を形成した場合には、誘電体基板１２ａ〜１５ａの任意の箇所に上下方向に延在する導電性の孔（あな）としてのビア（Ｖｉａ）を形成し、配線の所望の箇所と所望の芯線１１ａとを電気的に接続することもできる。

さらに、図示される例においては、四枚の基板部材１２〜１５を積層して高速伝送用基板１０を得るようになっているが、基板部材１２〜１５の中の任意のものを省略することもできる。例えば、外側の基板部材１３及び１５を省略することもできる。この場合、高速伝送用基板１０は、信号線１１を基板部材１２及び１４によって上下から挟み込んだものとなる。すなわち、信号線１１が内部に埋設された誘電体基板１２ａ及び１４ａから成る板材の両面に導電板１２ｂ及び１４ｂから成る導電層を備える構造の高速伝送用基板１０となる。この場合、前記板材は、両面のみに導電板１２ｂ及び１４ｂから成る導電層を備えている。

また、更に多くの基板部材を積層して高速伝送用基板１０を得ることもできる。この場合、図１に示される高速伝送用基板１０における基板部材１３及び１５の外側に任意の数の基板部材を積層したものとなる。そして、誘電体から成る板材は、両面だけでなく、内部にも複数の導電層を備えている。

このように、本実施の形態において、高速伝送用基板１０は、芯線１１ａ及び該芯線１１ａの周囲を覆う樹脂等の被覆部材１１ｂから成る信号線１１が内部に埋設された誘電体基板１２ａ〜１５ａから成る板材の両面に導電板１２ｂ〜１５ｂから成る導電層を備える。そのため、断面積の十分に大きな芯線１１ａを通して信号を伝達することができるので、良好な減衰特性を得ることができる。特に、高周波信号を伝達する場合には、減衰特性の良さが従来のフラットケーブル等と比較して顕著なものとなる。また、シールドとして機能する導電板１２ｂ〜１５ｂの長手方向における端末の加工が容易なので、特に、細線同軸ケーブルと比較して、外部被覆層や外部導体を除去することがないため、端末の加工が容易になる。さらに、信号線１１の両側に導電板１２ｂ〜１５ｂが配設されたストリップ構造となるので、前記導電板１２ｂ〜１５ｂをグランド層とすることによって、耐ノイズ性が向上する。さらに、信号線１１同士の間隔、及び、信号線１１と導電板１２ｂ〜１５ｂとの間隔を調整することによって、特性インピーダンスを容易にコントロールすることができる。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。

図２は本発明の第２の実施の形態における高速伝送用基板の構成を示す図である。なお、図２（ａ）は一部切断斜視図、図２（ｂ）は横断面図である。

前記第１の実施の形態においては、信号線１１が二本で一組と成るように配設され、同一の組内における信号線１１同士は相互に接触し、隣接する組同士は離間するように配設されているのに対し、本実施の形態においては、隣接する信号線１１同士が相互に接触するように配設されている。そのため、限られたスペースに多数の信号線１１を配設することができ、高速伝送用基板１０の幅を減少させることができる。なお、その他の点の構成及び効果については、前記第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。

次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１及び第２の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１及び第２の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。

図３は本発明の第３の実施の形態における高速伝送用基板の構成を示す図である。なお、図３（ａ）は一部切断斜視図、図３（ｂ）は横断面図である。

本実施の形態においては、信号線１１の間にドレイン線１６が配設される。該ドレイン線１６は、隣接する信号線１１と接触する。なお、前記ドレイン線１６は、金属等の導電体から成る線であり、絶縁性の被覆部材を有していない、いわゆる、裸線である。図示される例において、前記ドレイン線１６の外径は、被覆部材１１ｂを含む信号線１１の外径とほぼ同一であるが、任意に変更することができ、例えば、芯線１１ａの外径と同程度のものとすることもできる。

また、図示される例においては、信号線１１が二本で一組と成るように配設され、同一の組内における信号線１１同士は相互に接触し、隣接する組同士の間にドレイン線１６が配設されている。すなわち、二本の信号線１１毎に一本のドレイン線１６が配設されている。しかし、該ドレイン線１６の配列は適宜変更することができ、例えば、信号線１１とドレイン線１６とが交互になるように、すなわち、一本の信号線１１毎に一本のドレイン線１６が配設されるようにすることもできる。

そして、前記ドレイン線１６を接地線、すなわち、グランド線として使用することによって、耐ノイズ性を向上させることができ、また、信号線１１間のクロストークを減少させることができる。例えば、信号線１１とドレイン線１６とが交互になるように配設すると、すべての信号線１１の両側にグランド線が配設されることになる。そのため、擬似的に同軸ケーブルと同様の構造を得ることができるので、隣接する信号線１１間のクロストークを減少させることができる。また、隣接する信号線１１の組同士の間にドレイン線１６が配設されるようにすると、二本の信号線１１から成る組の両側にグランド線が配設されることになる。そのため、擬似的に二芯同軸ケーブルと同様の構造を得ることができるので、隣接する組間のクロストークを減少させることができる。なお、その他の点の構成及び効果については、前記第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。

また、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の第１の実施の形態における高速伝送用基板の構成を示す図である。本発明の第２の実施の形態における高速伝送用基板の構成を示す図である。本発明の第３の実施の形態における高速伝送用基板の構成を示す図である。

符号の説明

１０高速伝送用基板
１１信号線
１１ａ芯線
１１ｂ被覆部材
１２、１３、１４、１５基板部材
１２ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａ誘電体基板
１２ｂ、１３ｂ、１４ｂ、１５ｂ導電板
１６ドレイン線

Claims

（ａ）誘電体から成る板材（１２ａ〜１５ａ）と、
（ｂ）該板材（１２ａ〜１５ａ）の両面に形成された導電層（１２ｂ〜１５ｂ）と、
（ｃ）前記板材（１２ａ〜１５ａ）内に埋設された電線（１１）とを有すること特徴とする高速伝送用基板（１０）。
前記電線（１１）は、導電体から成る芯線（１１ａ）及び該芯線（１１ａ）の周囲を覆う絶縁性の被覆部材（１１ｂ）を備える請求項１に記載の高速伝送用基板（１０）。
前記電線（１１）は、二本で一組と成るように配設され、同一の組内における電線（１１）同士は相互に接触し、隣接する組同士は離間するように配設されている請求項２に記載の高速伝送用基板（１０）。
前記電線（１１）は、隣接する電線（１１）同士が相互に接触するように配設されている請求項２に記載の高速伝送用基板（１０）。
前記板材（１２ａ〜１５ａ）内に埋設されたドレイン線（１６）を更に有し、該ドレイン線（１６）は前記電線（１１）の間に配設されている請求項２に記載の高速伝送用基板（１０）。