JP2010225629A - 回路基板 - Google Patents

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Abstract

【課題】硬質基板に実装される回路基板であって、硬質基板が撓んだとしても、硬質基板との間の接続が外れることを抑制できる回路基板を提供する。
【解決手段】積層体11は、可撓性材料からなる複数の絶縁体層18が積層されてなる。外部電極14は、積層体11の下面において、長辺L1に沿って並ぶように設けられている。外部電極16は、積層体11の下面において、長辺L1に平行な長辺L2に沿って並ぶように設けられている。グランド導体20は、導電性材料からなる層が絶縁体層18e上に設けられてなる。導電性材料が設けられていない欠損部S1〜S3であって、z軸方向から平面視したときに、長辺L1から長辺L2に向かって延在するスリット状の欠損部S1〜S3が、グランド導体20に設けられている。
【選択図】図2

Description

本発明は、回路基板に関し、より特定的には、電子部品が実装される回路基板に関する。
従来の回路基板としては、例えば、特許文献1に記載のフレキシブル基板が知られている。図7は、特許文献1に記載のフレキシブル基板500及びプリント配線基板510の平面図である。
フレキシブル基板500は、基板本体501、固着用電極502及び端子電極504を備えている。基板本体501は、可撓性材料からなる長方形状の基板であり、長辺近傍が下方に折り曲げられた形状を有している。固着用電極502は、図示しない積層セラミック基板が実装されるランドである。端子電極504は、2つの長辺のそれぞれに沿って並ぶように設けられている。なお、図面が煩雑になることを避けるために、端子電極504には代表的なものにのみ参照符号を付してある。
また、プリント配線基板510は、基板本体511及び端子電極512を備えている。基板本体511は、硬質基板であり、基板本体501に比べて硬いため変形しにくい。端子電極512は、端子電極504に対応するように設けられている。なお、図面が煩雑になることを避けるために、端子電極512には代表的なものにのみ参照符号を付してある。
以上のように構成された、フレキシブル基板500は、プリント配線基板510上に実装される。この際、端子電極504と端子電極512とが接続される。以上のようなフレキシブル基板500によれば、基板本体501が可撓性を有している。そのため、落下等の衝撃によってプリント配線基板510が撓んだとしても、基板本体501が撓むことができるので、端子電極504と端子電極512とが外れることが抑制される。
しかしながら、フレキシブル基板500では、端子電極504と端子電極512とが外れることを十分に抑制することは困難である。より詳細には、フレキシブル基板500では、長辺に沿って並ぶように複数の端子電極504が設けられている。端子電極504は、基板本体501に比べて硬い。よって、フレキシブル基板500は、基板本体501の短辺が湾曲する方向には撓みやすく、基板本体501の長辺が湾曲する方向には撓みにくい。更に、基板本体501は、長辺近傍が下方に折り曲げられた構造を有している。以上より、フレキシブル基板500は、長辺が湾曲する方向には特に撓みにくい構造をとっている。そのため、フレキシブル基板500では、依然として、落下時の衝撃などにより、端子電極504と端子電極512とが外れるおそれがある。
特開平7−283502号公報
そこで、本発明の目的は、硬質基板に実装される回路基板であって、硬質基板が撓んだとしても、硬質基板との間の接続が外れることを抑制できる回路基板を提供することである。
本発明の一形態に係る回路基板は、可撓性材料からなる複数の絶縁体層が積層されてなる積層体と、前記積層体の下面において、第1の辺に沿って並ぶように設けられている複数の第1の外部電極と、前記積層体の下面において、前記第1の辺に平行な第2の辺に沿って並ぶように設けられている複数の第2の外部電極と、導電性材料からなる層が前記絶縁体層上に設けられてなる第1の内部導体であって、グランド導体又はコンデンサ導体として機能する第1の内部導体と、を備えており、前記導電性材料が設けられていない第1の欠損部であって、積層方向から平面視したときに、前記第1の辺から前記第2の辺に向かって延在するスリット状の第1の欠損部が、前記第1の内部導体に設けられていること、を特徴とする。
本発明によれば、硬質基板が撓んだとしても、硬質基板との間の接続が外れることを抑制できる。
本発明の一実施形態に係る回路基板及び電子部品の外観斜視図である。 図1の回路基板の分解斜視図である。 図1の回路基板のA−Aにおける断面構造図である。 回路基板をz軸方向の正方向側から透視した図である。 変形例に係るグランド導体が設けられた絶縁体層の外観斜視図である。 その他の実施形態に係る回路基板の分解斜視図である。 特許文献1に記載のフレキシブル基板及びプリント配線基板の平面図である。
以下に、本発明の実施形態に係る回路基板について図面を参照しながら説明する。
(回路基板の構成)
以下に、本発明の一実施形態に係る回路基板の構成について図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る回路基板10及び電子部品50の外観斜視図である。図2は、図1の回路基板10の分解斜視図である。図3は、図1の回路基板10のA−Aにおける断面構造図である。図1ないし図3において、回路基板10の形成時に、絶縁体層が積層される方向を積層方向と定義する。そして、この積層方向をz軸方向とし、回路基板10の長辺に沿った方向をx軸方向とし、回路基板10の短辺に沿った方向をy軸方向とする。
回路基板10は、図1及び図2に示すように、積層体11、外部電極12(12a,12b),14(14a〜14d),16(16a〜16d)、グランド導体20及びビアホール導体b1〜b18を備えている。積層体11は、図2に示すように、可撓性材料(例えば、液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂)からなる長方形状の絶縁体層18a〜18fが積層されて構成されている。以下では、絶縁体層18の表面とは、z軸方向の正方向側の主面を指し、絶縁体層18の裏面とは、z軸方向の負方向側の主面を指すものとする。
また、積層体11は、図3に示すように、コイルL及びコンデンサCを内蔵している。コイルL及びコンデンサCは、図2の絶縁体層18b〜18dの表面に設けられた内部導体(図2では省略)により構成されている。なお、コイルL及びコンデンサCの構成は、回路基板10の構成において特に重要ではないので、これ以上の説明を省略する。
外部電極12は、導電性材料(例えば、銅)からなる層であって、絶縁体層18aの表面に設けられている。外部電極12a,12bは、互いに間隔をあけた状態で設けられている。
外部電極14は、図1に示すように、積層体11の下面において、長辺L1に添って並ぶように設けられている。より詳細には、外部電極14は、z軸方向の最も負方向側に位置する絶縁体層18fの裏面に設けられている。そして、外部電極14a〜14dが、長辺L1近傍において、x軸方向の負方向側から正方向側へとこの順に等間隔に並んでいる。
外部電極16は、図1に示すように、積層体11の下面において、長辺L1に平行な長辺L2に添って並ぶように設けられている。より詳細には、外部電極16は、z軸方向の最も負方向側に位置する絶縁体層18fの裏面に設けられている。そして、外部電極16a〜16dが、長辺L2近傍において、x軸方向の負方向側から正方向側へとこの順に等間隔に並んでいる。
図4(a)は、回路基板10をz軸方向の正方向側から透視した図である。図4(b)は、長辺L1,L2が湾曲する方向に撓んだときの回路基板10を示した図である。図4(c)は、短辺L3,L4が湾曲する方向に撓んだときの回路基板10を示した図である。外部電極14a〜14dはそれぞれ、外部電極16a〜16dと対をなしている。そして、外部電極14と外部電極16とは、図4(a)に示す領域E1〜E4を形成している。具体的には、領域E1は、外部電極14aと外部電極16aとにより挟まれて形成され、y軸方向に延在している領域である。領域E2は、外部電極14bと外部電極16bとにより挟まれて形成され、y軸方向に延在している領域である。領域E3は、外部電極14cと外部電極16cとにより挟まれて形成され、y軸方向に延在している領域である。領域E4は、外部電極14dと外部電極16dとにより挟まれて形成され、y軸方向に延在している領域である。
グランド導体20は、積層体11内に設けられ、接地電位が印加される。具体的には、グランド導体20は、図2に示すように、絶縁体層18eの表面に設けられている。該絶縁体層18eは、外部電極14,16が設けられている絶縁体層18fに隣接している。また、グランド導体20は、比較的に大きな面積を有する導電性材料(例えば、銅等の金属箔)からなる層である。具体的には、グランド導体20は、図4(a)に示すように、z軸方向から平面視したときに、領域E1〜E4を跨ぐように設けられている。更に、グランド導体20は、図4(a)に示すように、z軸方向から平面視したときに、外部電極14b,14c,16b,16cにも重なっている。
ところで、グランド導体20には、導電性材料が設けられていない欠損部S1〜S3が設けられている。欠損部S1〜S3は、z軸方向から平面視したときに、長辺L1から長辺L2に向かってy軸方向に延在するスリットである。欠損部S1〜S3は、図4(a)に示すように、z軸方向から平面視したときに、領域E1〜E4の間に設けられている。より詳細には、欠損部S1は、z軸方向から平面視したときに、領域E1と領域E2との中間に位置している。欠損部S2は、z軸方向から平面視したときに、領域E2と領域E3との中間に位置している。欠損部S3は、z軸方向から平面視したときに、領域E3と領域E4との中間に位置している。
ビアホール導体b1〜b18は、外部電極12,14,16、グランド導体20、コイルL及びコンデンサCを接続し、絶縁体層18をz軸方向に貫通するように設けられている。具体的には、ビアホール導体b1,b2はそれぞれ、図2に示すように、絶縁体層18aをz軸方向に貫通しており、外部電極12a,12bに接続されている。また、ビアホール導体b1,b2は、絶縁体層18b〜18dに設けられているコイルLやコンデンサC等(図2には図示せず)にも接続されている。
ビアホール導体b3〜b10は、図2に示すように、絶縁体層18eをz軸方向に貫通している。ビアホール導体b3,b6,b7,b10は、絶縁体層18b〜18dに設けられているコイルLやコンデンサC等(図2には図示せず)に接続されている。一方、ビアホール導体b4,b5,b8,b9は、グランド導体20に接続されている。
ビアホール導体b11〜b18は、図2に示すように、絶縁体層18fをz軸方向に貫通している。ビアホール導体b11〜b18はそれぞれ、外部電極14a〜14d,16a〜16bに接続されていると共に、ビアホール導体b3〜b10に接続されている。
以上のように構成された絶縁体層18a〜18fが積層されることにより、図1に示すような回路基板10が得られる。
電子部品50は、図1に示すように、回路基板10に実装されるコイルやコンデンサ等の素子である。電子部品50は、外部電極52a,52bを有している。外部電極52a,52bはそれぞれ、外部電極12a,12bにはんだ等により接続される。
以上のように、電子部品50が実装された回路基板10は、図示しない硬質基板上に実装される。この際、硬質基板側の外部電極と、外部電極14,16とがはんだにより固定される。
(回路基板の製造方法)
以下に、回路基板10の製造方法について図面を参照しながら説明する。以下では、一つの回路基板10が作製される場合を例にとって説明するが、実際には、大判の絶縁体層18が積層及びカットされることにより、同時に複数の回路基板10が作製される。
まず、一方の主面の全面に銅箔が形成された絶縁体層18を準備する。ここで、絶縁体層18a〜18eでは、銅箔が形成された主面を表面とする。一方、絶縁体層18fでは、銅箔が形成された主面を裏面とする。
次に、絶縁体層18a,18eのビアホール導体b1〜b10が形成される位置(図2参照)に対して、裏面側からレーザービームを照射して、ビアホールを形成する。また、絶縁体層18fのビアホール導体b11〜b18が形成される位置(図2参照)に対して、表面側からレーザービームを照射して、ビアホールを形成する。また、絶縁体層18b〜18dに対しても、必要に応じてビアホールを形成する。
次に、フォトリソグラフィ工程により、図2に示す外部電極12を絶縁体層18aの表面に形成する。具体的には、絶縁体層18aの銅箔上に、図2に示す外部電極12と同じ形状のレジストを印刷する。そして、銅箔に対してエッチング処理を施すことにより、レジストにより覆われていない部分の銅箔を除去する。その後、レジストを除去する。これにより、図2に示すような、外部電極12が絶縁体層18aの表面に形成される。
次に、フォトリソグラフィ工程により、図3のコイルL及びコンデンサCとなる内部導体(図2には図示せず)を絶縁体層18b〜18dの表面に形成する。また、フォトリソグラフィ工程により、図2に示すグランド導体20を絶縁体層18eの表面に形成する。また、フォトリソグラフィ工程により、図2に示す外部電極14,16を絶縁体層18fの裏面に形成する。なお、これらのフォトリソグラフィ工程は、外部電極12を形成する際のフォトリソグラフィ工程と同様であるので、説明を省略する。
次に、絶縁体層18a〜18fに形成したビアホールに対して、銅を主成分とする導電性ペーストを充填し、図2に示すビアホール導体b1〜b18を形成する。
次に、絶縁体層18a〜18fをこの順に積み重ねる。そして、絶縁体層18a〜18fに対して積層方向の上下方向から力を加えることにより、絶縁体層18a〜18fを圧着する。これにより、図1に示す回路基板10が得られる。
(効果)
回路基板10によれば、以下に説明するように、硬質基板が撓んだとしても、硬質基板との間の接続が外れることを抑制できる。より詳細には、図7に示す従来のフレキシブル基板500では、長辺に沿って並ぶように複数の端子電極504が設けられている。端子電極504は、基板本体501に比べて硬い。よって、フレキシブル基板500は、基板本体501の短辺が湾曲する方向には撓みやすく、基板本体501の長辺が湾曲する方向には撓みにくい。更に、基板本体501は、長辺近傍が下方に折り曲げられた構造を有している。以上より、フレキシブル基板500は、長辺が湾曲する方向には特に撓みにくい構造をとっている。そのため、フレキシブル基板500では、依然として、落下時の衝撃などにより、端子電極504と端子電極512とが外れるおそれがある。
これに対して、回路基板10は、以下に説明するように、図4(c)に示すように、短辺L3,L4が湾曲する方向にも容易に撓むことができ、かつ、図4(b)に示すように、長辺L1,L2が湾曲する方向にも容易に撓むことができる。より詳細には、回路基板10では、図2に示すように、外部電極14,16はそれぞれ、長辺L1,L2に沿って並ぶように設けられている。そのため、回路基板10は、図4(c)に示すように、積層体11の短辺L3,L4が湾曲する方向には容易に撓むようになる。一方、回路基板10では、図2に示すように、グランド導体20に、欠損部S1〜S3が設けられている。欠損部S1〜S3は、図2に示すように、y軸方向に延在している。そのため、欠損部S1〜S3が設けられた領域において、導電性材料が設けられた領域のy軸方向の幅は、欠損部S1〜S3のy軸方向の長さの分だけ、グランド導体20の幅よりも狭くなる。グランド導体20において、導電性材料が設けられた領域のy軸方向の幅が狭くなった領域では、x軸方向に延び縮みしやすくなる。よって、回路基板10は、長辺L1,L2に沿って並ぶように外部電極14,16が設けられたとしても、図4(b)に示すように、長辺L1,L2が湾曲する方向にも容易に撓むことができる。その結果、回路基板10によれば、硬質基板が撓んだとしても、回路基板10が硬質基板に追随して撓むことができるので、硬質基板との間の接続が外れることを抑制できる。
特に、回路基板10では、欠損部S1〜S3が、図4(a)に示すように、領域E1〜E4の間に位置しているので、以下に説明するように、回路基板10は、長辺L1,L2が湾曲する方向に容易に撓むことができる。より詳細には、外部電極14,16は、絶縁体層18に比べて硬い。そのため、回路基板10において、外部電極14,16が設けられている領域は、殆ど撓まない。したがって、回路基板10が長辺L1,L2が湾曲する方向に撓んだ際には、回路基板10の領域E1〜E4に挟まれた領域が撓んでいることになる。そこで、回路基板10において、領域E1〜E4に挟まれた領域に、欠損部S1〜S3が設けられることにより、回路基板10の領域E1〜E4に挟まれた領域が撓みやすくなる。その結果、回路基板10は、長辺L1,L2が湾曲する方向により撓みやすくなる。
更に、回路基板10では、欠損部S1〜S3は、図4(a)に示すように、領域E1〜E4の中間に位置しているので、以下に説明するように、回路基板10は、長辺L1,L2が湾曲する方向に容易に撓むようになる。より詳細には、長辺L1,L2が湾曲する方向に回路基板10が撓む際には、領域E1〜E4の中間において積層体11が最も大きく撓む。そのため、領域E1〜E4の中間に欠損部S1〜S3が設けられることにより、積層体11の領域E1〜E4の中間の領域が撓みやすくなる。その結果、回路基板10は、欠損部S1〜S3が他の位置に設けられた場合に比べて、撓みやすくなる。
(変形例)
以下に、グランド導体20の変形例について図面を参照しながら説明する。図5は、変形例に係るグランド導体20a,20bが設けられた絶縁体層18eの外観斜視図である。
図2に示したグランド導体20では、欠損部S1〜S3は、グランド導体20内に設けられた長方形状の孔であった。これに対し、図5(a)に示すグランド導体20aでは、欠損部S1〜S3は、グランド導体20の外縁まで延在している。すなわち、グランド導体20aに設けられている欠損部S1〜S3は、グランド導体20aの外縁が切り欠かれたものである。
なお、図2及び図5(a)に示した欠損部S1〜S3は、スリットであった。しかしながら、欠損部S1〜S3は、必ずしもスリットである必要はない。よって、図5(b)に示すように、欠損部S1〜S3は、小さな孔が連続して並んでいる構造であってもよい。ただし、図5(b)に示したような構造の欠損部S1〜S3も、小さな穴が連続することにより全体としてスリット(細長い狭い隙間)状をなしているものとする。
(その他の実施形態)
本発明に係る回路基板は、前記実施形態に示した回路基板10に限らず、その要旨の範囲内において変更可能である。以下に、その他の実施形態に係る回路基板10'について図面を参照しながら説明する。図6は、その他の実施形態に係る回路基板10'の分解斜視図である。なお、図6では、絶縁体層18a〜18dの構造は、図2に示した絶縁体層18a〜18dの構造と同じであるので、絶縁体層18dよりもz軸方向の負方向側の絶縁体層18e〜18hのみを記載してある。
回路基板10'は、回路基板10の構成に更に、絶縁体層18g,18h、グランド導体30、コンデンサ導体32,34及びビアホール導体b19〜b34を備えている。絶縁体層18g,18hは、絶縁体層18d(図6では図示せず)と絶縁体層18eとの間に積層されている。
グランド導体30は、絶縁体層18gの表面に設けられ、グランド導体20と同じ構造を有している。コンデンサ導体32,34は、絶縁体層18hの表面に設けられている。コンデンサ導体32,34は、z軸方向から平面視したときに絶縁体層18g,18hを挟んでグランド導体20,30と対向することにより、コンデンサの一方の電極を構成している。
ビアホール導体b19〜b34は、ビアホール導体b1〜b18と共に、外部電極12,14,16、グランド導体20,30、コンデンサ導体32,34、コイルL及びコンデンサCを接続し、絶縁体層18をz軸方向に貫通するように設けられている。具体的には、ビアホール導体b19〜b26は、図2に示すように、絶縁体層18gをz軸方向に貫通している。ビアホール導体b19,b22,b23,b26は、絶縁体層18b〜18dに設けられているコイルLやコンデンサC等(図2には図示せず)に接続されている。一方、ビアホール導体b20,b21,b24,b25は、グランド導体30に接続されている。
ビアホール導体b27〜b34は、図2に示すように、絶縁体層18hをz軸方向に貫通している。ビアホール導体b28,b29,b32,b33は、グランド導体20に接続されていると共に、ビアホール導体b20,b21,b24,b25にも接続されている。一方、ビアホール導体b27,b30,b31,b34は、コンデンサ導体32,34に接続されていると共に、ビアホール導体b3,b6,b7,b10にも接続されている。
ところで、グランド導体30及びコンデンサ導体32,34には、導電性材料が設けられていない欠損部S4〜S8が設けられている。欠損部S4〜S8は、z軸方向から平面視したときに、長辺L1から長辺L2に向かってy軸方向に延在するスリットである。そして、欠損部S4,S7は、z軸方向から平面視したときに、欠損部S1に重なっている。欠損部S5は、z軸方向から平面視したときに、欠損部S2に重なっている。欠損部S6,S8は、z軸方向から平面視したときに、欠損部S3に重なっている。
以上のような回路基板10'は、回路基板10と同様に、長辺L1,L2に沿って並ぶように外部電極14,16が設けられたとしても、長辺L1,L2が湾曲する方向にも容易に撓むようになる。よって、回路基板10'によれば、回路基板10と同様に、硬質基板が撓んだとしても、硬質基板との間の接続が外れることを抑制できる。
特に、回路基板10'では、欠損部S4,S7は、z軸方向から平面視したときに、欠損部S1に重なっている。また、欠損部S5は、z軸方向から平面視したときに、欠損部S2に重なっている。また、欠損部S6,S8は、z軸方向から平面視したときに、欠損部S3に重なっている。このように、欠損部S1〜S8が重なることにより、回路基板10'は、長辺L1,L2が湾曲する方向により容易に撓むことができるようになる。
本発明は、回路基板に有用であり、特に、硬質基板が撓んだとしても、硬質基板との間の接続が外れることを抑制できる点において優れている。
L1,L2 長辺
L3,L4 短辺
S1〜S8 欠損部
b1〜b34 ビアホール導体
10,10' 回路基板
11 積層体
12a,12b,14a〜14d,16a〜16d 外部電極
18a〜18h 絶縁体層
20,20a,20b,30 グランド導体
32,34 コンデンサ導体
E1〜E4 領域

Claims (8)

  1. 可撓性材料からなる複数の絶縁体層が積層されてなる積層体と、
    前記積層体の下面において、第1の辺に沿って並ぶように設けられている複数の第1の外部電極と、
    前記積層体の下面において、前記第1の辺に平行な第2の辺に沿って並ぶように設けられている複数の第2の外部電極と、
    導電性材料からなる層が前記絶縁体層上に設けられてなる第1の内部導体であって、グランド導体又はコンデンサ導体として機能する第1の内部導体と、
    を備えており、
    前記導電性材料が設けられていない第1の欠損部であって、積層方向から平面視したときに、前記第1の辺から前記第2の辺に向かって延在するスリット状の第1の欠損部が、前記第1の内部導体に設けられていること、
    を特徴とする回路基板。
  2. 前記複数の第1の外部電極はそれぞれ、前記複数の第2の外部電極と対をなしており、
    前記第1の内部導体は、積層方向から平面視したときに、対をなしている前記第1の外部電極と前記第2の外部電極とに挟まれている領域を少なくとも2以上にわたって跨っていること、
    を特徴とする請求項1に記載の回路基板。
  3. 前記第1の欠損部は、積層方向から平面視したときに、前記複数の領域の間に設けられていること、
    を特徴とする請求項2に記載の回路基板。
  4. 前記第1の欠損部は、積層方向から平面視したときに、互いに隣り合う前記領域の中間に位置していること、
    を特徴とする請求項3に記載の回路基板。
  5. 前記第1の内部導体は、前記積層体内に設けられていること、
    を特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の回路基板。
  6. 前記第1の内部導体は、前記複数の第1の外部電極及び前記複数の第2の外部電極が設けられている前記絶縁体層に隣接している前記絶縁体層に設けられていること、
    を特徴とする請求項5に記載の回路基板。
  7. 導電性材料からなる層が前記絶縁体層上に設けられてなる第2の内部導体であって、グランド導体又はコンデンサ導体として機能する第2の内部導体を、
    更に備えており、
    前記導電性材料が設けられていない第2の欠損部であって、積層方向から平面視したときに、前記第1の辺から前記第2の辺に向かって延在するスリット状の第2の欠損部が、前記第2の内部導体に設けられており、
    前記第1の内部導体と前記第2の内部導体とは、前記絶縁体層を挟んで対向しており、
    前記第1の欠損部と前記第2の欠損部とは、積層方向から平面視したときに、重なっていること、
    を特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の回路基板。
  8. 前記第1の欠損部は、積層方向から平面視したときに、複数の孔が並ぶことにより構成されていること、
    を特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の回路基板。
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