JP2017092486A - 電気素子 - Google Patents

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Abstract

【課題】例えばフラットケーブルとして用いられる電気素子を簡易な工程で基板に実装できる構造を備えた電子機器、およびその電気素子を提供する。【解決手段】電子機器は、基板201と基板201に実装される電気素子101とを備える。電気素子101は、平坦な第1主面S1と第2主面S2を有する可変形性の基材10と、基材10に形成された導体パターンとを備える。これら導体パターンにより、第1接続部CN1、第2接続部CN2、伝送線路部CA、および電気素子側接合パターンB1が構成される。基板201には、電気素子の第1接続部が接続される第3接続部CN3、電気素子の第2接続部CN2が接続される第4接続部CN4、電気素子側接合パターンB1が接合される基板側接合パターンB2を備える。【選択図】図1

Description

本発明は、基板に実装される、平坦な可変形性を有する電気素子に関する発明である。
高周波回路や高周波素子を接続するための高周波伝送線路として、回路基板に形成される伝送線路以外は、一般的に同軸ケーブルが使用されている。近年は、移動体通信端末をはじめとする高周波電子機器の高機能化や小型化に伴って、端末筺体内に同軸ケーブルを収容するためのスペースを十分に確保できない場合がある。そこで、薄い基材シートにて積層化されたストリップライン型伝送線路を備えたフラットケーブルが利用されることがある。このフラットケーブルは、2つのグランド導体間に信号線路導体を挟み込んだ構造を有し、薄板状であるので、同軸ケーブルに比べて幅方向の寸法はやや大きいものの、厚み方向の寸法を小さくできるため、端末筺体に薄い隙間しかない場合に有用である。
しかし、フラットケーブルの両端に設けられる同軸コネクタは、金属薄板に折り曲げ加工を施し、これを樹脂モールドする等、複雑な製造プロセスを必要とするため、小型で高精度のものを作るのが難しく、高価である。また、コネクタをフラットケーブルに搭載するための実装工程も必要となり、コネクタが小型化するほど、高い位置精度が要求され、製造が難しくなる。
そこで、例えば特許文献1に開示されているように、着脱自在のコネクタを用いない構造のフラットケーブルが利用されることがある。
図30は、特許文献1に示されているフラットケーブル40の基板70への実装構造を示す斜視図である。このフラットケーブル40は、絶縁体54に、2つのグランド導体間に信号線路導体を挟み込んだ構造のストリップライン型伝送線路が構成されたケーブルである。基板70にはガイド部材80が実装される。ガイド部材80は、フラットケーブル40の接続部を備えている。フラットケーブル40の端部の下面には信号端子およびグランド端子が形成されている。フラットケーブルの端部には、上記信号端子およびグランド端子を貫通する貫通孔が形成されていて、それらの内部に導電性接合材PS1が印刷形成されている。
国際公開第2014/002757号
図30に示されるようなフラットケーブル40は次のような工程で基板70に実装される。
(1)先ず、ガイド部材80を基板70に表面実装する。
(2)フラットケーブル40をガイド部材80に装着する。
(3)導電性接合材PS1の形成位置に加熱治具を押し当てることにより、導電性接合材PS1を溶融させ、フラットケーブル40の信号端子およびグランド端子をガイド部材80に電気的に接続する。
上記工程では、工数が多く、従来のコネクタ付きフラットケーブルの場合と同様に、フラットケーブルを接続するためだけの工程が必要となる。
それゆえ、本発明の主たる目的は、例えばフラットケーブルとして用いられ、簡易な工程で基板に実装できる構造を備えた電気素子を提供することにある。
(1)本発明の電気素子は、
平坦な第1主面と第2主面を有する可変形性の基材と、前記基材に形成された導体パターンとを備え、
前記導体パターンにより、基板に形成された回路に接続するための第1接続部および第2接続部、前記第1接続部および前記第2接続部に接続される伝送線路部、ならびに、前記第1接続部および前記第2接続部とは異なる位置に配置され、前記基板に形成された導体に接続するための接合パターンが構成され、
前記第1接続部、前記第2接続部および前記接合パターンは、前記基材の第1主面に露出されており、
前記接合パターンは、前記伝送線路部の前記第1接続部近傍または前記第2接続部近傍の少なくとも一方に設けられる、
ことを特徴とする。
この構成により、電気素子をその他の表面実装部品と同様に基板上に一括して表面実装できるので、実装のための工程数を大幅に削減できる。また、コネクタを設ける必要がないので、部品点数を削減できる。さらに、コネクタ分の高さ(厚み)が低減できる。
また、この構成により、接合パターンによるセルフアライメント機能により第1接続部および第2接続部と基板との位置ズレを起こりにくくできる。したがって、第1接続部と基板との接続が安定し、第2接続部と基板との接続が安定する。
(2)上記(1)において、前記接合パターンは、前記第1接続部と前記伝送線路部との境界から前記伝送線路部の延伸方向の長さの1/3までの範囲内、および前記第2接続部と前記伝送線路部との境界から前記伝送線路部の延伸方向の長さの1/3までの範囲内の少なくとも一方に設けられていてもよい。
(3)上記(1)または(2)において、前記基材は、平面視で、前記基材の面方向にカーブしている部分を有していてもよい。
(4)上記(1)から(3)のいずれかにおいて、前記伝送線路部が形成された部分の基材は、前記第1接続部および前記第2接続部が形成された部分の基材よりも幅が狭くてもよい。
(5)上記(1)から(4)のいずれかにおいて、前記伝送線路部の延伸方向における前記接合パターンの長さは、前記延伸方向と直交する方向における前記接合パターンの幅よりも大きくてもよい。
(6)上記(1)から(5)のいずれかにおいて、前記接合パターンは、前記基材の面方向にカーブしている部分を有していてもよい。
(7)上記(1)から(6)のいずれかにおいて、前記接合パターンは複数形成されていてもよい。
(8)上記(7)において、前記基材の面方向において、異なる方向に長手方向を有する複数の前記接合パターンを含んでいてもよい。
(9)上記(1)から(8)のいずれかにおいて、前記伝送線路部は、グランド導体パターンと信号導体パターンとを備えるストリップライン構造、またはマイクロストリップライン構造を有していてもよい。
(10)上記(9)において、前記接合パターンは、前記グランド導体パターンと導通する導体パターン、または前記グランド導体パターンの一部であってもよい。
(11)上記(1)から(10)のいずれかにおいて、両面粘着テープをさらに備え、前記両面粘着テープは、前記伝送線路部の前記接合パターンが形成されていない部分に配置されていてもよい。
本発明によれば、電気素子をその他の表面実装部品と同様に基板上に一括して表面実装できるので、実装のための工程数を大幅に削減できる。また、コネクタやガイド部材を設ける必要がないので、部品点数の削減および低背化ができる。
図1は第1の実施形態に係る電子機器の主要部の分解斜視図である。 図2は第1の実施形態に係る電子機器301の主要部の斜視図である。 図3は電気素子101が備える各絶縁体層およびそれらに形成される各種導体パターンを示す平面図である。 図4は電気素子101の実装面側を見た平面図である。 図5は基板201への電気素子101の実装工程での状態を示す断面図である。 図6は基板201へ電気素子101を実装した状態を示す断面図である。 図7は第2の実施形態に係る電気素子102Aの平面図である。 図8は第2の実施形態に係る別の電気素子102Bの平面図である。 図9は第3の実施形態に係る電子機器303の主要部の断面図である。 図10(A)は、第4の実施形態に係る電気素子104Aの斜視図、図10(B)は、第4の実施形態に係る別の電気素子104Bの斜視図である。 図11は電気素子104Aが備える各絶縁体層およびそれらに形成される各種導体パターンを示す平面図である。 図12(A)は、第5の実施形態に係る電気素子105Aの斜視図、図12(B)は、第5の実施形態に係る別の電気素子105Bの斜視図である。 図13は第6の実施形態に係る電子機器の主要部の分解斜視図である。 図14は第6の実施形態に係る電子機器306の主要部の斜視図である。 図15(A)は第7の実施形態に係る電気素子107の斜視図であり、図15(B)は電気素子107の断面図である。 図16は電気素子107が備える各絶縁体層およびそれらに形成される各種導体パターンを示す平面図である。 図17は基板201へ電気素子107を実装した状態を示す断面図である。 図18は第7の実施形態に係る電子機器307の一部の簡易的な回路図である。 図19は第8の実施形態に係る電気素子が備える各絶縁体層およびそれらに形成される各種導体パターンを示す平面図である。 図20は第9の実施形態に係る電子機器の主要部の斜視図である。 図21は第9の実施形態に係る電気素子109の第2接続部CN2付近の断面図である。 図22は電気素子109の第2接続部CN2付近の分解斜視図である。 図23は、基板210Aへ電気素子110Aを実装した状態の第2接続部CN2付近の様子を示す断面図である。 図24(A)は、基板210Bへ電気素子110Bを実装した状態の第2接続部CN2付近の様子を示す断面図であり、図24(B)は図24(A)において、電気素子110Bの実装する前の基板210Bの状態を示す断面図である。 図25は第11の実施形態に係る電気素子111が備える各絶縁体層およびそれらに形成される各種導体パターンを示す平面図である。 図26(A)は第11の実施形態に係る電気素子111の断面図である。図26(B)は電気素子111の基板201への実装工程での状態を示す概略断面図である。図26(C)は参考例の電気素子111Cの基板201への実装工程での状態を示す概略断面図である。 図27は、第12の実施形態に係る電気素子用トレイの構成を示す図であり、複数の電気素子112の収納時および搬送時の状態を示す斜視図である。 図28は、トレイ500の一部、電気素子112および先端治具400の構成を示す斜視図である。 図29は基板201への電気素子112の実装工程での状態を示す断面図である。 図30は、特許文献1に示されているフラットケーブル40の基板70への実装構造を示す斜視図である。
以降、図を参照して幾つかの具体的な例を挙げて、本発明を実施するための複数の形態を示す。各図中には同一箇所に同一符号を付す。第2の実施形態以降では第1の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点について説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。
《第1の実施形態》
図1は第1の実施形態に係る電子機器の主要部の分解斜視図であり、図2は電子機器の主要部の斜視図である。
図2に示すように、本実施形態の電子機器301は、基板201と、この基板201に実装された電気素子101とを備える。基板201には電気素子101以外の素子も実装されるが、図1、図2では現れていない。
図1、図2に示す電気素子101は、平坦な第1主面S1と第2主面S2を有する可変形性の基材10と、この基材10に形成された各種導体パターンとを備える。可変形性の基材10は、外力により弾性変形または塑性変形する可撓性の基材である。基材10は例えば液晶ポリマーシートの積層体である。各種導体パターンは液晶ポリマーシートに貼付された銅箔がパターンニングされたものである。
電気素子101は、基板201に形成された回路に接続するための第1接続部CN1および第2接続部CN2、第1接続部CN1および第2接続部CN2に接続される伝送線路部CA、ならびに、第1接続部CN1および第2接続部CN2とは異なる位置に配置された(露出された)電気素子側接合パターンB1を備える。
第1接続部CN1、第2接続部CN2および電気素子側接合パターンB1は、基材10の第1主面S1に露出されている。
第1接続部CN1は下部グランド導体パターン22E1および信号導体パターン31で構成される。また、第2接続部CN2は下部グランド導体パターン22E2および信号導体パターン32で構成される。
基板201は、電気素子101の第1接続部CN1が接続される第3接続部CN3、電気素子の第2接続部CN2が接続される第4接続部CN4、電気素子101の接合パターンB1が接合される基板側接合パターンB2を備える。
第3接続部CN3はグランド導体パターン51および信号導体パターン61で構成される。また、第4接続部CN4はグランド導体パターン52および信号導体パターン62で構成される。
第1接続部CN1の下部グランド導体パターン22E1および信号導体パターン31は、第3接続部CN3のグランド導体パターン51および信号導体パターン61にそれぞれはんだ付けされ、第2接続部CN2の下部グランド導体パターン22E2および信号導体パターン32は、第4接続部CN4のグランド導体パターン52および信号導体パターン62にそれぞれはんだ付けされる。
電気素子101の伝送線路部CAは、第1接続部CN1および第2接続部CN2よりも幅が狭く、電気素子側接合パターンB1は伝送線路部CAに設けられている。このことにより、電気素子101と基板201との電気的接続を容易に行うことができ、且つ伝送線路部CAを限られた範囲に通すことができ、伝送線路部CA付近の空間を有効利用できる。
電気素子側接合パターンB1および基板側接合パターンB2はそれぞれ複数形成されている。このことにより、伝送線路部CAの幅が狭く、第1接続部CN1と第2接続部CN2との間(第3接続部CN3と第4接続部CN4との間)が長い形状であっても、すなわち変形しやすい形状であっても、電気素子101の形状を一定に保ったまま、基板201に対して電気素子101を高精度に実装できる。
図3は電気素子101が備える各絶縁体層およびそれらに形成される各種導体パターンを示す平面図である。図4は電気素子101の実装面側を見た平面図である。
絶縁体層11,12,13には上部グランド導体パターン21、信号導体パターン30、下部グランド導体パターン22がそれぞれ形成されている。上部グランド導体パターン21には、複数の導体非形成部(導体開口)CWが形成されている。すなわち、上部グランド導体パターン21は梯子状またはメッシュ状に形成されている。上部グランド導体パターン21の第1端部は第1接続部用の上部グランド導体パターン21E1として形成されている。同様に、上部グランド導体パターン21の第2端部は第2接続部用の上部グランド導体パターン21E2として形成されている。下部グランド導体パターン22の第1端部は第1接続部用の下部グランド導体パターン22E1として形成されている。同様に、下部グランド導体パターン22の第2端部は第2接続部用の下部グランド導体パターン22E2として形成されている。上部グランド導体パターン21,21E1,21E2と下部グランド導体パターン22,22E1,22E2とは複数の層間接続導体VGを介して接続される。
絶縁体層13には、第1接続部用および第2接続部用の信号導体パターン31,32が形成されている。これら信号導体パターン31,32は層間接続導体VSを介して信号導体パターン30の両端に接続される。
保護膜9には、開口Ha,Hb,Hc,Hd,He,Hf,Hg,Hhおよび複数の開口H1が形成されている。開口Hb,Hc,Hdは絶縁体層13に形成されている下部グランド導体パターン22E1を部分的に露出させ、開口Haは絶縁体層13に形成されている信号導体パターン31を露出させる。同様に、開口Hf,Hg,Hhは絶縁体層13に形成されている下部グランド導体パターン22E2を部分的に露出させ、開口Heは絶縁体層13に形成されている信号導体パターン32を露出させる。
複数の開口H1は絶縁体層13に形成されている下部グランド導体パターン22を部分的に露出する。これら露出部が電気素子側接合パターンB1である。この構造により、電気素子側接合パターン専用の導体パターンを設ける必要がなく、電気素子101は薄型化できる。
図5は基板201への電気素子101の実装工程での状態を示す断面図である。図6は基板201へ電気素子101を実装した状態を示す断面図である。
基板201に形成されている、グランド導体パターン51,52、信号導体パターン61,62、および基板側接合パターンB2の表面にはそれぞれはんだが塗布されている。
電気素子101は、平坦な可変形性を有する電気素子であるが、真空吸着チャックに先端治具400を取り付ける。この先端治具400は電気素子101の第2主面全体を覆う大きさの吸着面を備える。複数の電気素子101は予めパレットに収納されている。先端治具400が取り付けられた真空吸着チャックはパレットから電気素子101をピックアップし、基板201の所定位置へ載置する。その後、基板201をリフロー炉を通過させることで、他の素子と共に一括リフローはんだ法によりはんだ付けされる。すなわち、電気素子101は他の素子と同様に、表面実装部品として実装される。
上記はんだ付け時に、保護膜9に形成された開口(窪み)にはんだが収まるようにセルフアライメント作用が発生する。このことにより、電気素子101は基板201に対して高精度に実装される。
また、電気素子側接合パターンB1および基板側接合パターンB2が等間隔で設けられていると、第1接続部CN1と第2接続部CN2との間(第3接続部CN3と第4接続部CN4との間)が長くても、リフローはんだ法による一括接合時に基板に対する電気素子の異常な移動を抑制できる。
上記はんだ付けにより、基板201に形成されている第3接続部CN3のグランド導体パターン51および信号導体パターン61に第1接続部CN1の下部グランド導体パターン22E1および信号導体パターン31がそれぞれ接続される。同様に、第4接続部CN4のグランド導体パターン52および信号導体パターン62に第2接続部CN2の下部グランド導体パターン22E2および信号導体パターン32がそれぞれ接続される。また、基板側接合パターンB2に電気素子側接合パターンB1が接合される。
基板側接合パターンB2はグランド電極であり、電気素子101の伝送線路部CAのグランド導体パターンは基板側接合パターンB2に電気的にも導通される。このことにより、電気素子101の伝送線路のグランド電位が安定化される。
《第2の実施形態》
第2の実施形態では、端部の2つの接続部が長尺状部の両端にはない形状の電気素子の例、および3つ以上の接続部を備える電気素子の例について示す。
図7は第2の実施形態に係る電気素子102Aの平面図である。電気素子102Aは、基板に形成された回路に接続するための第1接続部CN1および第2接続部CN2を備える。また、電気素子102Aは、第1接続部CN1と第2接続部CN2に接続される伝送線路部CA1,CA2,CA3を備える。さらに、電気素子102Aは、第1接続部CN1と第2接続部CN2との間に配置された電気素子側接合パターンB1a,B1b,B1cを備える。
電気素子102Aの平面形状は第1の実施形態で示した電気素子101と異なるが、電気素子102Aの基本的な構成は電気素子101と同様である。このように、2つの接続部が長尺状部の両端にはない形状の電気素子についても本発明は適用できる。
図8は第2の実施形態に係る別の電気素子102Bの平面図である。電気素子102Bは、基板に形成された回路に接続するための第1接続部CN1、第2接続部CN2および第3接続部CN3を備える。また、電気素子102Bは、第1接続部CN1と第3接続部CN3に接続される伝送線路部CA1、および第2接続部CN2と第3接続部CN3に接続される伝送線路部CA2を備える。さらに、電気素子102Bは、第1接続部CN1と第3接続部CN3との間に配置された電気素子側接合パターンB1a、および第2接続部CN2と第3接続部CN3との間に配置された電気素子側接合パターンB1bを備える。
電気素子102Bは3つの接続部を備えている点で、第1の実施形態で示した電気素子101と異なるが、電気素子102Bの基本的な構成は電気素子101と同様である。このように、3つ以上の接続部を備える電気素子についても本発明は適用できる。
《第3の実施形態》
図9は第3の実施形態に係る電子機器303の主要部の断面図である。本実施形態の電子機器303は、基板203と、この基板203に実装された電気素子103とを備える。図9に示す電気素子103は、それぞれ部分的に平坦な第1主面S1と第2主面S2を有する可変形性の基材10と、この基材10に形成された各種導体パターンとを備える。
電気素子103の基本的構成は第1の実施形態で示した電気素子101と同じであるが、実装前に伝送線路部がクランク形状にフォーミングされたものである。基板203は段差部を備えている。
電気素子103は塑性変形性を有し、金型で容易にフォーミングでき、単体で所定形状を維持できる。したがって、この電気素子103をピックアップする場合、電気素子103の形状に合う真空吸着チャックの先端治具を用いる。または、電気素子103の主要な平坦部を吸着する。
《第4の実施形態》
第4の実施形態では、複数の信号導体パターンを備える電気素子の例を示す。
図10(A)は、第4の実施形態に係る電気素子104Aの斜視図、図10(B)は、第4の実施形態に係る別の電気素子104Bの斜視図である。先ず、主に図10(A)の構成について述べる。
図10(A)に示す電気素子104Aは、平坦な第1主面S1と第2主面S2を有する可変形性の基材10と、この基材10に形成された各種導体パターンとを備える。可変形性の基材10は、外力により弾性変形または塑性変形する可撓性の基材である。基材10は例えば液晶ポリマーシートの積層体である。各種導体パターンは液晶ポリマーシートに貼付された銅箔がパターンニングされたものである。
電気素子104Aは、基板に形成された回路に接続するための第1接続部CN1および第2接続部CN2、第1接続部CN1および第2接続部CN2に接続される伝送線路部CA、ならびに、第1接続部CN1および第2接続部CN2とは異なる位置に配置された(露出された)複数の電気素子側接合パターンB1を備える。
第1接続部CN1、第2接続部CN2および電気素子側接合パターンB1は、基材10の第1主面S1に露出されている(第1の実施形態で図1に示した視点とは逆に、電気素子104Aの実装面を上面にして描いている。)。
第1接続部CN1は下部グランド導体パターン22E1、第1信号導体パターン31Aおよび第2信号導体パターン31Bで構成される。また、第2接続部CN2は下部グランド導体パターン22E2、第1信号導体パターン32Aおよび第2信号導体パターン32Bで構成される。
図11は電気素子104Aが備える各絶縁体層およびそれらに形成される各種導体パターンを示す平面図である。
絶縁体層11には上部グランド導体パターン21が形成されている。絶縁体層12には、第2信号導体パターン30Bおよび複数の層間接続導体VGが形成されている。絶縁体層13には、中間グランド導体パターン23,23E1,23E2および複数の層間接続導体VG,VSBが形成されている。絶縁体層14には、第1信号導体パターン30A、グランド導体パターン24E1,24E2および複数の層間接続導体VG,VSBが形成されている。絶縁体層15には、下部グランド導体パターン22および複数の層間接続導体VG,VSA,VSBが形成されている。
上部グランド導体パターン21には、複数の導体非形成部(導体開口)CWが形成されている。すなわち、上部グランド導体パターン21は梯子状またはメッシュ状に形成されている。上部グランド導体パターン21の第1端部は第1接続部用の上部グランド導体パターン21E1として形成されている。同様に、上部グランド導体パターン21の第2端部は第2接続部用の上部グランド導体パターン21E2として形成されている。中間グランド導体パターン23の第1端部は第1接続部用の中間グランド導体パターン23E1として形成されている。同様に、中間グランド導体パターン23の第2端部は第2接続部用の中間グランド導体パターン23E2として形成されている。下部グランド導体パターン22の第1端部は第1接続部用の下部グランド導体パターン22E1として形成されている。同様に、下部グランド導体パターン22の第2端部は第2接続部用の下部グランド導体パターン22E2として形成されている。
上部グランド導体パターン21,21E1,21E2と中間グランド導体パターン23,23E1,23E2とは複数の層間接続導体VGを介して接続される。中間グランド導体パターン23,23E1,23E2と下部グランド導体パターン22,22E1,22E2とは複数の層間接続導体VGを介して接続される。
上記第1信号導体パターン30A、下部グランド導体パターン22、および中間グランド導体パターン23によって第1信号線路が構成される。また、第2信号導体パターン30B、上記上部グランド導体パターン21、および中間グランド導体パターン23によって第2信号線路が構成される。
第1信号導体パターン30Aの第1端は層間接続導体VSAを介して第1信号導体パターン31Aに接続される。同様に、第1信号導体パターン30Aの第2端は層間接続導体VSAを介して第1信号導体パターン32Aに接続される。
第2信号導体パターン30Bの第1端は複数の層間接続導体VSBを介して第2信号導体パターン31Bに接続される。同様に第2信号導体パターン30Bの第2端は複数の層間接続導体VSBを介して第2信号導体パターン32Bに接続される。
保護膜9には、開口H11A,H11B,H12A,H12B,複数の開口H24および複数の開口H1が形成されている。開口H24は絶縁体層15に形成されている下部グランド導体パターン22E1,22E2を部分的に露出させ、開口H11A,H12Aは絶縁体層15に形成されている第1信号導体パターン31A,32Aを露出させる。同様に、開口H11B,H12Bは絶縁体層15に形成されている第2信号導体パターン31B,32Bを露出させる。第1信号導体パターン31A,32Aは第1信号導体パターン30Aの信号端子、第2信号導体パターン31B,32Bは第2信号導体パターン30Bの信号端子として用いられる。複数の開口H24から露出する下部グランド導体パターン22E1,22E2はそれぞれグランド端子として用いられる。複数の開口H1は絶縁体層15に形成されている下部グランド導体パターン22を部分的に露出する。これら露出部が電気素子側接合パターンB1である。
上記構造により、電気素子104Aは、第1信号線路と第2信号線路を備えるフラットケーブルとして用いることができる。
図10(A)および図11に示したように、第1信号導体パターン31Aと第2信号導体パターン31Bとの間に下部グランド導体パターン22E1が形成されていて、第1信号導体パターン32Aと第2信号導体パターン32Bとの間にそれぞれ下部グランド導体パターン22E2が形成されている。また、第1信号導体パターン30Aの信号端子(第1信号導体パターン31A,32A)および第2信号導体パターン30Bの信号端子(第2信号導体パターン31B,32B)に近接してグランド端子(開口H24の露出部)が配置されている。これにより、第1信号線路と第2信号線路とのクロストークを抑制できる。
なお、一般に、伝送信号の周波数が高いほど、伝送損失は大きくなるので、上記第1信号線路に周波数の高い信号を通過させ、第2信号線路に周波数の低い信号が通過するように、この2つの信号線路を割り当てることが好ましい。このことにより、配線の長い第2信号線路で発生する伝送ロスが特性に大きな影響を及ぼすことを抑制できる。
図10(B)に示す電気素子104Bは、伝送線路部CAに対する第1接続部CN1および第2接続部CN2の位置関係が上記電気素子104Aとは異なる。電気素子104Bでは、伝送線路部CAの延伸方向の中心線を軸として線対称の関係で第1接続部CN1および第2接続部CN2が設けられている。
図10(B)に示す電気素子104Bでは、幅広の接続部CN1,CN2および幅狭の伝送線路部CAの第1側面を3辺とする平面空間OP1が構成される。同様に、幅広の接続部CN1,CN2および幅狭の伝送線路部CAの第2側面を3辺とする平面空間OP2が構成される。これに対し、図10(A)に示す電気素子104Aでは、接続部CN1,CN2は、伝送線路部CAに対し伝送線路部CAの延伸方向の中心軸に直交する方向にオフセットし、第1接続部CN1と第2接続部CN2のオフセット方向は上記中心軸を基準にして逆方向である。これにより、幅広の接続部CN1および幅狭の伝送線路部CAの第1側面を2辺とする平面空間OP1が構成される。同様に、幅広の接続部CN2および幅狭の伝送線路部CAの第2側面を2辺とする平面空間OP2が構成される。図10(A)に示す電気素子104Aによれば、電気素子104Bと比較して空きスペースを大きく確保できるので、周辺部材の配置の自由度を高められる。
《第5の実施形態》
図12(A)は、第5の実施形態に係る電気素子105Aの斜視図、図12(B)は、第5の実施形態に係る別の電気素子105Bの斜視図である。先ず、主に図12(A)の構成について述べる。
本実施形態の電気素子105Aは、第4の実施形態で図10(B)に示した電気素子104Bとは、電気素子側接合パターンB1のパターンが異なる。伝送線路部CAの中央部には、電気素子側接合パターンB1は形成されていない。本実施形態では、電気素子側接合パターンB1は、伝送線路部CAの第1接続部CN1近傍および第2接続部CN2近傍にそれぞれ設けられている。
電気素子105Aでは、電気素子側接合パターンB1が、伝送線路部CAの第1接続部CN1近傍および第2接続部CN2近傍に設けられ、それぞれ基板側接合パターンに接合される。言い換えると、電気素子105Aでは、電気素子側接合パターンB1は、電気素子105の長さ方向の中央部よりも、第1接続部CN1近傍および第2接続部CN2側に偏って配置されている。これにより、電気素子側接合パターンB1によるセルフアライメント機能により第1接続部CN1および第2接続部CN2と基板との位置ズレを起こりにくくできる。したがって、第1接続部CN1の下部グランド導体パターン22E1、第1信号導体パターン31Aおよび第2信号導体パターン31Bと、基板に形成される第3接続部のグランド導体パターンおよび信号導体パターンとの間の接続が安定する。同様に、第2接続部CN2の下部グランド導体パターン22E2、第1信号導体パターン32Aおよび第2信号導体パターン32Bと、基板に形成される第4接続部のグランド導体パターンおよび信号導体パターンとの間の接続が安定する。
また、電気素子側接合パターンB1を第1接続部CN1近傍および第2接続部CN2近くに配置することで、電気素子105Aの基板への実装後に、振動等による応力が集中しやすい第1接続部CN1と伝送線路部CAとの境界や、第2接続部CN2と伝送線路部CAとの境界の変形が抑制される。したがって、第1接続部CN1の下部グランド導体パターン22E1、第1信号導体パターン31A、第2信号導体パターン31Bと、基板に形成される第3接続部のグランド導体パターンおよび信号導体パターンとの間の接続が安定する。同様に、第2接続部CN2の下部グランド導体パターン22E2、第1信号導体パターン32Aおよび第2信号導体パターン32Bと、基板に形成される第4接続部のグランド導体パターンおよび信号導体パターンとの間の接続が安定する。
なお、電気素子105Aでは、電気素子側接合パターンB1が、伝送線路部CAの第1接続部CN1近傍および第2接続部CN2近傍にそれぞれ設けられる構成例を示したが、これに限定されるものではない。電気素子側接合パターンB1は、伝送線路部CAの第1接続部CN1近傍のみに設けられていてもよいし、伝送線路部CAの第2接続部CN2近傍のみに設けられていてもよい。また、限られた数の基板側接合パターンB2で最良の効果を得ようとする場合には、電気素子側接合パターンB1は、第1接続部CN1および第2接続部CN2の一方または両方の近傍に設けられることが好ましい。
図12(B)に示す電気素子105Bは、伝送線路部CAに対する第1接続部CN1および第2接続部CN2の位置関係が上記電気素子105Aとは異なる。図12(B)に示す電気素子105Bでは、接続部CN1,CN2は、伝送線路部CAに対し伝送線路部CAの延伸方向の中心軸に直交する方向にずれた位置に形成され、第1接続部CN1と第2接続部CN2のずれた方向は上記中心軸を基準にして同方向である。すなわち、電気素子105Bの平面形状はコの字状(C字状)である。
また、電気素子105Bの電気素子側接合パターンB1は、伝送線路部CAの延伸方向に沿って設けられ、且つ、伝送線路部CAの第1接続部CN1近傍および第2接続部CN2近傍に設けられている。
電気素子105Bの平面形状は電気素子105Aと異なるが、電気素子105Bの基本的な構成は電気素子105Aと同様である。このように、2つの接続部が長尺状部の両端にはない形状の電気素子についても本発明は適用できる。
なお、本発明における「伝送線路部の第1接続部近傍」「伝送線路部の第2接続部近傍」とは、伝送線路部CAにおける第1接続部CN1および第2接続部CN2の極近傍のみを言うものではない。例えば、第1接続部CN1と伝送線路部CAとの境界から、伝送線路部CAの延伸方向の長さの1/3までの範囲を「伝送線路部の第1接続部近傍」といい、第2接続部CN2と伝送線路部CAとの境界から、伝送線路部CAの延伸方向の長さ1/3までの範囲を「伝送線路部の第2接続部近傍」という。
《第6の実施形態》
第6の実施形態では、伝送線路部に両面粘着テープを備える電気素子およびその電気素子を備える電子機器の例について示す。図13は第6の実施形態に係る電子機器の主要部の分解斜視図であり、図14は第6の実施形態に係る電子機器306の主要部の斜視図である。
図14に示すように、本実施形態の電子機器306は、基板206と、この基板206に実装された電気素子106および回路素子93とを備える。
本実施形態の電気素子106は、両面粘着テープT1をさらに備える点で、第5の実施形態で図12(A)に示した電気素子105Aと異なる。両面粘着テープT1は、伝送線路部CAの中央部に貼付されている。言い換えると、両面粘着テープT1は、伝送線路部CAの電気素子側接合パターンB1が形成されていない部分に配置されている。
基板206は、第3接続部CN3、第4接続部CN4、基板側接合パターンB2、回路素子93、回路素子93が接続される基板側配線パターンB3を備える。基板側配線パターンB3は、縦方向(伝送線路部CAの延伸方向とは直交する方向)に延びる導体パターンである。回路素子93の端子はこの基板側配線パターンB3にはんだ付けされ、電気的に接続される。
第3接続部CN3は複数のグランド導体パターン51および信号導体パターン61A,61Bで構成される。また、第4接続部CN4は複数のグランド導体パターン52および信号導体パターン62A,62Bで構成される。
第1接続部CN1の複数の下部グランド導体パターン22E1、第1信号導体パターン31Aおよび第2信号導体パターン31Bは、第3接続部CN3の複数のグランド導体パターン51および信号導体パターン61A,61Bにそれぞれはんだ付けされ、第2接続部CN2の複数の下部グランド導体パターン22E2、第1信号導体パターン32Aおよび第2信号導体パターン32Bは、第4接続部CN4の複数のグランド導体パターン52および信号導体パターン62A,62Bにそれぞれはんだ付けされる。
本実施形態では、伝送線路部CAの中央部は、両面粘着テープT1によって基板206上に接続される。これにより、基板206側に基板側接合パターンB2を形成するスペースがない等の事情がある場合、すなわち本実施形態では基板側配線パターンB3の存在により、基板側接合パターンB2が配置できない場合であっても、両面粘着テープT1により伝送線路部CAを基板206に接合できるため、伝送線路部CAの位置ずれを防止でき、電気素子106の形状を一定に保つことができる。
なお、本実施形態では、一つの両面粘着テープT1を伝送線路部CAの中央部に配置した例を示したが、これに限定されるものではない。電気素子は、複数の両面粘着テープT1を備えていてもよいし、伝送線路部CAの中央部以外に両面粘着テープT1が配置されていてもよい。
《第7の実施形態》
第7の実施形態では、チップ部品を備える電気素子およびその電気素子を備える電子機器の例について示す。図15(A)は第7の実施形態に係る電気素子107の斜視図であり、図15(B)は電気素子107の断面図である。
電気素子107は、平坦な第1主面S1と第2主面S2を有する可変形性の基材10と、この基材10に形成された各種導体パターンとを備える。可変形性の基材10は、外力により弾性変形または塑性変形する可撓性の基材である。基材10は例えば液晶ポリマーシートの積層体である。各種導体パターンは例えば液晶ポリマーシートに貼付された銅箔がパターンニングされたものである。
電気素子107は、実装先の基板に形成された回路に接続するための第1接続部CN1、第2接続部CN2および第5接続部CN5を備える。また、電気素子107は、第1接続部CN1および第5接続部CN5に接続される伝送線路部CA1、ならびに、第2接続部CN2および第5接続部CN5に接続される伝送線路部CA2を備える。伝送線路部CA1,CA2には、電気素子側接合パターンB1を備える。
第1接続部CN1、第2接続部CN2および電気素子側接合パターンB1は、基材10の第1主面S1に露出されている。
第1接続部CN1は下部グランド導体パターン22E1および信号導体パターン31で構成される。また、第2接続部CN2は下部グランド導体パターン22E2および信号導体パターン32で構成される。
第5接続部CN5には、キャビティCVが形成されていて、このキャビティCV内にチップ部品90が設けられている。チップ部品90は、第1端子91および第2端子92を有し、第1端子91は信号導体パターン30の所定位置に接続されている。第2端子92は露出されている。このチップ部品90の第2端子は下部グランド導体パターン22E1,22E2、信号導体パターン31,32および電気素子側接合パターンB1と実質的に同じ高さにある。
図16は電気素子107が備える各絶縁体層およびそれらに形成される各種導体パターンを示す平面図である。
絶縁体層11,12,13には上部グランド導体パターン21、信号導体パターン30、下部グランド導体パターン22がそれぞれ形成されている。上部グランド導体パターン21の第1端部は第1接続部用の上部グランド導体パターン21E1として形成されている。同様に、上部グランド導体パターン21の第2端部は第2接続部用の上部グランド導体パターン21E2として形成されている。下部グランド導体パターン22の第1端部は第1接続部用の下部グランド導体パターン22E1として形成されている。同様に、下部グランド導体パターン22の第2端部は第2接続部用の下部グランド導体パターン22E2として形成されている。上部グランド導体パターン21,21E1,21E2と下部グランド導体パターン22,22E1,22E2とは複数の層間接続導体VGを介して接続される。
絶縁体層13には、第1接続部用および第2接続部用の信号導体パターン31,32が形成されている。これら信号導体パターン31,32は層間接続導体VSを介して信号導体パターン30の両端に接続される。
保護膜9には、開口Ha,Hb,Hc,Hd,He,Hf,Hg,Hhおよび複数の開口H1が形成されている。開口Hb,Hc,Hdは絶縁体層13に形成されている下部グランド導体パターン22E1を部分的に露出させ、開口Haは絶縁体層13に形成されている信号導体パターン31を露出させる。同様に、開口Hf,Hg,Hhは絶縁体層13に形成されている下部グランド導体パターン22E2を部分的に露出させ、開口Heは絶縁体層13に形成されている信号導体パターン32を露出させる。
複数の開口H1は絶縁体層13に形成されている下部グランド導体パターン22を部分的に露出する。これら露出部が電気素子側接合パターンB1である。
絶縁体層13にはキャビティCV(絶縁体層13の状態では貫通孔)が形成されている。このキャビティCVに入れられるチップ部品90(図15(A)(B)に示したチップ部品90)の第1端子91は信号導体パターン30に電気的に接続される。
図17は、電気素子107が基板201に実装されて構成される電子機器307の断面図である。基板201は、電気素子107の第1接続部CN1が接続される第3接続部CN3、電気素子の第2接続部CN2が接続される第4接続部CN4、電気素子107の接合パターンB1が接合される基板側接合パターンB2、第5接続部53を備える。
第3接続部CN3はグランド導体パターン51および信号導体パターン61で構成される。また、第4接続部CN4はグランド導体パターン52および信号導体パターン62で構成される。グランド導体パターン51,52および信号導体パターン61,62は端子として用いられるパッド状導体パターンとして形成されていてもよい。
第1接続部CN1の下部グランド導体パターン22E1および信号導体パターン31は、第3接続部CN3のグランド導体パターン51および信号導体パターン61にそれぞれはんだ付けされ、第2接続部CN2の下部グランド導体パターン22E2および信号導体パターン32は、第4接続部CN4のグランド導体パターン52および信号導体パターン62にそれぞれはんだ付けされる。チップ部品90の第2端子92は基板201側の第5接続部53にはんだ付けされる。本実施形態において第5接続部53はグランド導体パターンである。
図18は本実施形態の電子機器307の一部の簡易的な回路図である。図18において、伝送線路L1は第1接続部CN1および第3接続部CN3から第5接続部53までの部分に相当する。伝送線路L2は第2接続部CN2および第4接続部CN4から第5接続部53までの部分に相当する。キャパシタCはチップ部品90に相当する。
本実施形態によれば、伝送線路の所定位置に回路素子がシャントに接続された回路を容易に構成できる。
《第8の実施形態》
第8の実施形態では、各絶縁体層に形成される各種導体パターンのうち、特に接続部の導体パターンに特徴を有する電気素子の例を示す。
図19は第8の実施形態に係る電気素子が備える各絶縁体層およびそれらに形成される各種導体パターンを示す平面図である。第4の実施形態で図11に示した電気素子とは特に接続部の導体パターンが異なる。
本実施形態では、第1信号導体パターン30Aに繋がる層間接続導体VSAと周囲の下部グランド導体パターン22E1との間隔よりも、第2信号導体パターン30Bに繋がる層間接続導体VSBと周囲の下部グランド導体パターン22E1との間隔が狭い。
なお、本実施形態では、上部グランド導体パターン21には、図11に示した複数の導体非形成部(導体開口)CWは形成されていない。
層間接続導体VSBは層間接続導体VSAに比べて積層方向に長いので、層間接続導体VSBは層間接続導体VSAに比べてインダクタンス成分が大きい。一方、層間接続導体VSBと、下部グランド導体パターン22E1、グランド導体パターン24E1、中間グランド導体パターン23E1との間に生じるキャパシタンス成分は、層間接続導体VSAと、下部グランド導体パターン22E1、グランド導体パターン24E1との間に生じるキャパシタンス成分より大きい。そのため、第1信号導体パターン30Aを含む伝送線路の接続部におけるインピーダンスと第2信号導体パターン30Bを含む伝送線路の接続部におけるインピーダンスとを、揃えることができる。
《第9の実施形態》
第9の実施形態では、第8の実施形態と同様に、各絶縁体層に形成される各種導体パターンのうち、特に接続部の導体パターンに特徴を有する電気素子の例を示す。
図20は第9の実施形態に係る電子機器の主要部の斜視図である。図21は第9の実施形態に係る電気素子109の第2接続部CN2付近の断面図である。本実施形態に係る電気素子109は、第8の実施形態で示した電気素子108とは特に接続部の導体パターン、および基材を構成する絶縁体層の積層数が異なる。電気素子109は他の表面実装部品94A,94B等と同様に、基板209に実装されている。
図21に示す電気素子109は、平坦な第1主面S1と第2主面を有する可変形性の基材10と、この基材10に形成された各種導体パターンとを備える。電気素子109の第2接続部CN2は、図21に示すように、第2接続端部32AE,32BEで構成される。これら第2接続端部32AE,32BEは、基板209にそれぞれ接続される。
図22は電気素子109の第2接続部CN2付近の分解斜視図である。
絶縁体層11には上部グランド導体パターン21が形成されている。絶縁体層12には第2線状導体30BPおよび層間接続導体VSBが形成されている。第2線状導体30BPは、一端に形成された平面状の導体パターンである平面導体C32BPを有する。絶縁体層13には、中間グランド導体パターン23および層間接続導体VSBが形成されている。絶縁体層14には、第1線状導体30AP、平面導体C32BVおよび層間接続導体VSA,VSBが形成されている。平面導体C32BVは、図21に示すように、層間接続導体VSBに接続された平面状の導体パターンである。絶縁体層15には、下部グランド導体パターン22および層間接続導体VSA,VSBが形成されている。絶縁体層16には第2接続端部32AE,32BEおよび層間接続導体VSA,VSBが形成されている。第2接続端部32AEは層間接続導体VSAの一端に接続され、第2接続端部32BEは層間接続導体VSBの一端に接続される。
本実施形態では、第1線状導体30APが第1主面S1に平行である。層間接続導体VSAは、第1線状導体30APと第1接続端部(図示省略)との間を接続し、第1線状導体30APと第2接続端部32AEとの間を接続する。
本実施形態に係る第1信号導体パターンは、第1線状導体30APと、第1接続部の第1主面S1に露出する第1接続端部と、第2接続部CN2の第1主面S1に露出する第2接続端部32AEと、第1層間接続導体(層間接続導体VSA)とで構成される。
本実施形態では、第2線状導体30BPが第1主面S1に平行である。また、平面導体C32BP,C32BVおよび第2接続端部32BEは、本発明における「容量形成用平面導体」に相当する。層間接続導体VSBは、第2線状導体30BPと第1接続端部(図示省略)との間を接続し、および第2線状導体30BPと第2接続端部32BEとの間を接続する、本発明における「第2層間接続導体」に相当する。
本実施形態に係る第2信号導体パターンは、第2線状導体30BPと、第1接続部の第1主面S1に露出する第1接続端部と、第2接続部CN2の第1主面S1に露出する第2接続端部32BEと、第2層間接続導体(層間接続導体VSB)とで構成される。
また、本実施形態では、容量形成用平面導体(平面導体C31B,C32Bおよび信号導体パターン32B)が第2信号導体パターンの一部である導体パターンであり、また第2信号導体パターンの複数箇所に接続されている。具体的に説明すると、それぞれの容量形成用平面導体は、第2線状導体30BPの一部であって第2層間接続導体とつながる一端に形成される導体パターン、第2接続端部32BE、および第2層間接続導体の経路の途中に接続される導体パターンである。
第2線状導体30BPは、図21に示すように、基材10の厚み方向(図21における上下方向)において、第1線状導体30APよりも第2主面S2側に配置されている。そのため、第1線状導体30APおよび第1層間接続導体等で構成される第1信号導体パターンよりも、第2線状導体30BPおよび第2層間接続導体等で構成される第2信号導体パターンの線路長の方が長い。したがって、第2信号導体パターンのインダクタンス成分は第1信号導体パターンのインダクタンス成分に比べて大きくなりやすい。
一方、図21に示すように、容量形成用平面導体は、基材10の厚み方向から視て、その一部がグランド導体パターン(上部グランド導体パターン21、中間グランド導体パターン23および下部グランド導体パターン22)に重なる。
言い換えると、容量形成用平面導体は、その一部がグランド導体パターンと対向するため、容量形成用平面導体とグランド導体パターンとが対向する部分にそれぞれ容量が形成される。したがって、第1信号導体パターンよりも経路長の長い第2信号導体パターンに、グランド導体パターンに重なる容量形成用平面導体を設けることにより、第2信号導体パターンの端部まで規定(例えば50Ω)の特性インピーダンスに定めることができる(調整できる)。
なお、本実施形態では、容量形成用平面導体の一部がグランド導体パターンに重なる電気素子を例として示したが、この構成に限定されるものではない。容量形成用平面導体の全体がグランド導体パターンに重なる構成であってもよい。
また、容量形成用平面導体とグランド導体パターンとが対向する部分に形成される容量を調整するため、容量形成用平面導体の面積を大きくしたり、グランド導体パターンの導体開口部(図21における中間グランド導体パターン23の導体開口部CP1、および下部グランド導体パターン22の導体開口部CP2)を小さくすることで、容量形成用平面導体とグランド導体パターンとの対向面積を大きくしてもよい。また、対向する容量形成用平面導体とグランド導体パターンとの間隙を調整することによって、容量形成用平面導体とグランド導体パターンとが対向する部分に形成される容量を調整してもよい。
本実施形態では、容量形成用平面導体が、第2線状導体30BPの一部である導体パターン、第2層間接続導体の経路の途中に接続される導体パターン、および第2接続端部32BEである例を示したが、この構成に限定されるものではない。容量形成用平面導体は、第2線状導体30BPの一部である導体パターン、第2層間接続導体の経路の途中に接続される導体パターン、および第2接続端部のいずれかいずれかであればよい。また、本実施形態では、電気素子109が3つのグランド導体パターン(上部グランド導体パターン21、中間グランド導体パターン23および下部グランド導体パターン22)を備える例を示したが、この構成に限定されるものではない。電気素子が備えるグランド導体パターンは1つであってもよく、4つ以上であってもよい。
また、本実施形態では、容量形成用平面導体が、電気素子109の第2接続部CN2側にのみ設けられている例を示したが、この構成に限定されるものではない。容量形成用平面導体は、電気素子の第1接続部側(例えば、図1における第1接続部CN1)にのみ設けられていてもよい。すなわち、容量形成用平面導体は、第2線状導体30BPの一部であって、他端に形成された平面状の導体パターン、第1接続端部、および第2線状導体30BPと第1接続端部との間を接続する層間接続導体の経路の途中に接続されている導体パターンのいずれかであってもよい。さらに、電気素子の第1接続部側および第2接続部CN2側の両方に設けられていてもよい。
《第10の実施形態》
第10の実施形態では、基板に形成されたグランド導体と電気素子との間に容量を形成する構成の例と、第2信号導体パターンの端部の特性インピーダンスを調整する他の例を示す。
図23は、基板210Aへ電気素子110Aを実装した状態の第2接続部CN2付近の様子を示す断面図である。電気素子110Aは、基板210Aに実装されている。基板210Aは内部に基板側グランド導体71が形成されている。
図23に示す電気素子110Aは、平坦な第1主面S1と第2主面を有する可変形性の基材10と、この基材10に形成された各種導体パターンとを備える。電気素子110Aの第2接続部CN2は、図23に示すように、第2接続端部32AE32BEおよび下部グランド導体パターン22E2で構成される。
第2接続部CN2の第2接続端部32AE,32BEおよび下部グランド導体パターン22E2は、第4接続部CN4の信号導体パターン62A,62Bおよびグランド導体パターン52にそれぞれはんだ付けされる。
本実施形態では、第1線状導体30APが第1主面S1に平行であり、第2接続端部32AEは、第2接続部CN2の第1主面に露出して基板210Aに接続される。層間接続導体VSAは、第1線状導体30APと第1接続端部との間を接続し、第1線状導体30APと第2接続端部32AEとの間を接続する、本発明における「第1層間接続導体」に相当する。
本実施形態に係る第1信号導体パターンは、第1線状導体30APと、第1接続部の第1主面S1に露出して基板210Aに接続される第1接続端部(図示省略)と、第2接続端部32AEと、第1層間接続導体(層間接続導体VSA)とで構成される。
本実施形態では、第2線状導体30BPが第1主面S1に平行であり、第2接続端部32BEが、第2接続部CN2の第1主面に露出して基板210Aに接続される。層間接続導体VSBは、第2線状導体30BPと第1接続端部との間を接続し、第2線状導体30BPと第2接続端部32BEとの間を接続する、本発明における「第2層間接続導体」に相当する。
本実施形態に係る第2信号導体パターンは、第2線状導体30BPと、第1接続部の第1主面S1に露出して基板210Aに接続される第1接続端部(図示省略)と、第2接続端部32BEと、第2層間接続導体(層間接続導体VSB)とで構成される。
第2線状導体は、図23に示すように、基材10の厚み方向(図23における上下方向)において、第1線状導体30APよりも第2主面S2側に配置されている。そのため、少なくとも第2層間接続導体の分だけ第2信号導体パターンよりも第1信号導体パターンの線路長の方が長くなる。したがって、第2信号導体パターンのインダクタンス成分は第2信号導体パターンよりも大きくなりやすく、第1信号導体パターンと第2信号導体パターンとの間に特性インピーダンスのずれが生じやすくなる。
しかし、図23に示すように、第2信号導体パターンの第2接続端部32BEは、基板210Aを平面視して、その一部が基板側グランド導体71に近接して重なる。
言い換えると、第2接続端部32BEは、その一部が基板側グランド導体71と対向するため、第2信号導体パターンの第2接続端部32BEと基板側グランド導体71とが対向する部分に容量が形成される。したがって、第2信号導体パターンの第2接続端部32BEと基板側グランド導体71との間に容量を形成することにより、第2信号導体パターンの端部まで規定(例えば50Ω)の特性インピーダンスに定めることができる(調整できる)。
なお、本実施形態では、第2信号導体パターンの第2接続端部32BEの一部がグランド導体に重なる構成を例として示したが、この構成に限定されるものではない。第2信号導体パターンの第2接続端部32BEの全体が、基板側グランド導体71に重なる構成であってもよい。
また、第2信号導体パターンの第2接続端部32BEと基材側グランド導体71とが対向する部分に形成される容量を調整するため、第2接続端部32BEおよび基板側グランド導体71の面積を大きくすることで、第2接続端部32BEと基板側グランド導体71との対向面積を大きくしてもよい。また、対向する第2信号導体パターンの第2接続端部32BEと基板側グランド導体71との間隙を調整することによって、第2接続端部32BEと基板側グランド導体71とが対向する部分に形成される容量を調整してもよい。
なお、図23に示す電気素子110Aでは、第2信号導体パターンの第2接続端部32BEと基板側グランド導体71との間にのみ容量を形成する例を示したが、この構成に限定されるものではない。第2信号導体パターンの第1接続端部と基板側グランド導体71との間にのみ容量を形成してもよい。また、第2信号導体パターンの第1接続端部と基板側グランド導体71との間、および第2接続端部32BEと基板側グランド導体71との間の両方に容量を形成してもよい。
次に、第2信号導体パターンの端部の特性インピーダンスを調整する他の例を示す。
図24(A)は、基板210Bへ電気素子110Bを実装した状態の第2接続部CN2付近の様子を示す断面図であり、図24(B)は図24(A)において、電気素子110Bの実装する前の基板210Bの状態を示す断面図である。基板210Bは実装面の構造が基板210Aと異なり、電気素子110Bは第1主面S1の構造が電気素子110Aと異なる。電気素子110Bは、基板210Bに実装されている。基板210Bは内部に基板側グランド導体71が形成されている。
第2接続部CN2の第2接続端部32A,32Bおよび下部グランド導体パターン22E2は、第4接続部CN4の信号導体パターン62A,62Bおよびグランド導体パターン52にそれぞれはんだ付けされる。
基板210Bは、図24(B)に示すように、第1領域E1および第2領域E2を有する(含む)。第1領域E1は、基板210Bの、第1信号導体パターンの第2接続端部32AEに接続される部分(信号導体パターン62A)を含んだ領域である。第2領域E2は、第2信号導体パターンの第2接続端部32BEに接続される部分(信号導体パターン62B)を含んだ領域である。
図24(A)および図24(B)に示すように、基板210Bの第2領域E2の実装面の高さは、第1領域E1の実装面の高さよりも高く、基板210Bに実装された電気素子110Bの第1主面S1が、基板210Bの第1領域E1および第2領域E2に沿って配置されている。そのため、第2接続部CN2の第2層間接続導体(層間接続導体VSB)の長さは、図23に示す電気素子110Aにおける第2接続部CN2の第2層間接続導体の長さよりも短い。
電気素子110Bでは、第2層間接続導体の合計長さ(第1接続部および第2接続部CN2の層間接続導体VSBの合計長さ)が、第1層間接続導体の合計長さ(第1接続部および第2接続部CN2の層間接続導体VSAの合計長さ)と近似する(図示省略)。
そのため、第2線状導体30BPが、基材10の厚み方向において、第1線状導体30APよりも第2主面S2側に配置されている構成であっても、第1信号導体パターンと第2信号導体パターンとの線路長の差は小さくなる。したがって、第2信号導体パターンのインダクタンス成分と第1信号導体パターンのインダクタンス成分とが揃い、第1信号導体パターンと第2信号導体パターンとの間に生じる特性インピーダンスのずれを小さくできる。
なお、第1領域E1は、基板210Bの、第1信号導体パターンの第1接続端部にのみ接続される部分を含んだ領域であってもよく、第1信号導体パターンの第1接続端部および第2接続端部の両方に接続される部分を含んだ領域であってもよい。すなわち、第1領域は、第1信号導体パターンの第1接続端部および第2接続端部の少なくとも一方に接続される部分を含んだ領域であればよい。
また、第2領域E2も同様に、基板210Bの、第2信号導体パターンの第1接続端部にのみ接続される部分を含んだ領域であってもよく、第2信号導体パターンの第1接続端部および第2接続端部の両方に接続される部分を含んだ領域であってもよい。すなわち、第2領域は、第2信号導体パターンの第1接続端部および第2接続端部の少なくとも一方に接続される部分を含んだ領域であればよい。
《第11の実施形態》
第11の実施形態では、各絶縁体層に形成される各種導体パターンのうち、特に積層方向の厚みの異なる導体パターンを有する電気素子の例を示す。
図25は第11の実施形態に係る電気素子111が備える各絶縁体層およびそれらに形成される各種導体パターンを示す平面図である。図26(A)は第11の実施形態に係る電気素子111の断面図である。図26(B)は電気素子111の基板201への実装工程での状態を示す概略断面図である。図26(C)は参考実施例の電気素子111Cの基板201への実装工程での状態を示す概略断面図である。
本実施形態の電気素子111は、第1の実施形態で図3、図5等に示した電気素子101とは、上部グランド導体パターン21のパターンおよび膜厚が異なる。電気素子111の上部グランド導体パターン21には、図3に示した導体非形成部CWは形成されていない。本実施形態では、上部グランド導体パターン21の厚みは、下部グランド導体パターン22や信号導体パターン30の厚みより厚く、この例では2倍の厚みである。
なお、カバーフィルム17に形成された、開口Ha,Hb,Hc,Hd,He,Hf,Hg,Hhおよび複数の開口H1は、第1の実施形態で図3に示した保護膜9に形成されたものと同じである。図26(A)に表れているように、開口H1にはプリコートはんだSOが形成されている。
参考実施例の電気素子111Cは、上部グランド導体パターン21の厚みは、下部グランド導体パターン22や信号導体パターン30の厚みと同じである。
絶縁体層11,12,13およびカバーフィルム17は加熱プレスにより圧着されるが、この圧着時、樹脂である絶縁体層11,12,13およびカバーフィルム17の収縮により、積層方向の断面で樹脂の比率が異なると、樹脂比率の高い側が凹側になるように、電気素子が反る可能性がある。
本実施形態の電気素子111では、実装面側A1の導体パターン(下部グランド導体パターン22、信号導体パターン30等)の導体比率Ra1と、実装面とは反対側A2の導体パターン(上部グランド導体パターン21等)の導体比率Ra2の関係は、Ra1≦Ra2である。例えば、実装面側A1の銅箔厚みは18μm、実装面とは反対側A2の銅箔厚みは36μmである。ここで、実装面側A1とそれとは反対側A2は、カバーフィルム17を含めた樹脂層全体の積層方向の中心から実装面側がA1、中心から実装面とは反対面側がA2である。また、ここでいう導体パターンには、層間接続導体(ビア)やプリコートはんだSOは含まない。
本実施形態によれば、電気素子111の実装面とは反対側の面において凹となるような反りが抑制される。なお、実装面側A1とそれとは反対側A2の導体比率を調整するために、本実施形態のように銅箔厚みを調整する代わりにA1側またはA2側にダミーの導体パターンを設けることも有効である。
基板201への電気素子111の実装工程は、第1の実施形態で図5等に示したとおりである。参考実施例の電気素子111Cでは、図26(C)に示すように、反っているため、先端治具400が取り付けられた真空吸着チャックによる電気素子111Cのピックアップ、搬送のいずれも行ないにくい可能性がある。また、電気素子111C側接合パターンと基板側接合パターンとが接触しにくく接合が行いにくい可能性がある。
これに対し、本実施形態によれば、図26(B)に示すように、電気素子111は平坦性が高い。特に、実装面とは反対側の面で、剛体としての導体パターンの比率が高いことにより平坦性を高くできるので、上記ピックアップおよび搬送のいずれも行いやすく、基板側接合パターンとの接合が行いやすくなる。
《第12の実施形態》
第12の実施形態では、電子機器の製造方法に関する、電気素子の搬送時および基板への実装時の取り扱い方法の例について示す。
図27は複数の電気素子112の収納時および搬送時の状態を示す斜視図である。トレイ500は複数の電気素子112を載置する載置部を備える。電気素子112の構成は第1の実施形態で示した電気素子101と基本的に同じである。違いは後述する。
図28は、上記トレイ500の一部、電気素子112および搬送装置の先端治具400の構成を示す斜視図である。トレイ500には凹部500Gおよび凸部500Mが形成されている。電気素子112は凹部500Gに収納された状態で、凸部500Mにより面方向の移動が制限される。すなわち凹部500Gおよび凸部500Mは電気素子112の位置ずれを防止する。特に、凸部500Mは電気素子105の伝送線路部CAを幅方向に挟むように形成されている。そのため、伝送線路部CAでも正確に吸着できるようになる。
先端治具400は、搬送装置の真空吸着チャックに取り付けられて、吸着ヘッドを構成する。先端治具400の下面には、第1接続部CN1、第2接続部CN2および伝送線路部CAをそれぞれ吸着する吸着部400C1,400C2,400C3を備えている。吸着部400C1,400C2,400C3にはそれぞれ吸引口400Sが形成されている。
トレイ500に形成されている凹部500Gのうち、縦方向(伝送線路部CAの延伸方向とは直交する方向)に溝状に延びる部分は吸着部400C3が干渉しない位置に形成されている。そのため、吸着部400C3はトレイ500を吸引することなく、電気素子112の伝送線路部CAを適切に吸引できる。
製造した電気素子112を搬送する際、トレイ500に多数の電気素子112を載置し、このトレイの単位で扱う。また、電気素子112を基板に実装する際には、自動実装機を用いて、トレイ500から電気素子112をピックアップし、基板へ搭載する。
図29は基板201への電気素子112の実装工程での状態を示す断面図である。基板201への電気素子112の実装方法は、第1の実施形態で図5に示した方法と基本的には同じである。第12の実施形態の電気素子112は、伝送線路部用の吸着部400C3の近傍に電気素子側接合パターンB1が形成されていない。(吸着部400C3は少なくとも平面視で電気素子側接合パターンB1と重ならない。)したがって、伝送線路部用の吸着部400C3の近傍に電気素子側接合パターンB1が形成されているときと比較して、電気素子101の基板201への搭載時に、吸着部400C3が、基板側接合パターンB2に印刷されているはんだを吸着しにくい。そのため、吸着部400C3のはんだ吸い込みによる目詰まりが防止される。
なお、第1接続部CN1、第2接続部CN2用の吸着部400C1,400C2は幅広の第1接続部CN1、第2接続部CN2を吸着するので、第1接続部CN1、第2接続部CN2の近傍に基板側接合パターンB2があっても、搭載時に吸着部400C1,400C2が基板側接合パターンB2に印刷されているはんだを吸着することはない。
《他の実施形態》
以上に示した実施形態では、伝送線路部に1つのストリップラインが構成された例を示したが、グランド導体パターンを共用し、複数の信号導体パターンを備える(複数芯の)ストリップラインを構成する場合にも同様に適用できる。
以上に示した実施形態では、ストリップライン型の伝送線路を構成する例を示したが、マイクロストリップライン、コプレーナライン、またはスロットライン等の他の形式の伝送線路を構成する場合にも同様に適用できる。
最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。例えば、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
B1,B1a,B1b,B1c…電気素子側接合パターン
B2…基板側接合パターン
B3…基板側配線パターン
CA,CA1,CA2,CA3…伝送線路部
CN1…第1接続部
CN2…第2接続部
CN3…第3接続部
CN4…第4接続部
CP1,CP2…導体開口部
CV…キャビティ
CW…導体非形成部
E1…第1領域
E2…第2領域
H1…開口
Ha,Hb,Hc,Hd,He,Hf,Hg,Hh…開口
OP1,OP2…空間
PS1…導電性接合材
S1…第1主面
S2…第2主面
SO…プリコートはんだ
T1…両面粘着テープ
VG,VS,VSA,VSB…層間接続導体
9…保護膜
10…基材
11〜16…絶縁体層
17…カバーフィルム
21,21E1,21E2…上部グランド導体パターン
22,22E1,22E2…下部グランド導体パターン
23,23E1,23E2…中間グランド導体パターン
24E1,24E2…グランド導体パターン
30,31,32…信号導体パターン
30A,31A,32A…第1信号導体パターン
30B,31B,32B…第2信号導体パターン
30AP…第1線状導体
30BP…第2線状導体
32AE…第1信号導体パターンの第2接続端部
32BE…第2信号導体パターンの第2接続端部(容量形成用平面導体)
C32BP,C32BV…平面導体(容量形成用平面導体)
40…フラットケーブル
51,52…グランド導体パターン
53…第5接続部(グランド導体パターン)
54…絶縁体
61,62…信号導体パターン
70…基板
71…基板側グランド導体
80…ガイド部材
90…チップ部品
91…第1端子
92…第2端子
93…回路素子
101,102A,102B,103,104A,104B,105A,105B,106,107,109,110A,110B,111,111C,112…電気素子
201,203,206,208,209,210A,210B…基板
301,303,305,306…電子機器
400…先端治具
400C1,400C2,400C3…吸引部
400S…吸引口
500…トレイ
500G…凹部
500M…凸部

Claims (11)

  1. 平坦な第1主面と第2主面を有する可変形性の基材と、前記基材に形成された導体パターンとを備え、
    前記導体パターンにより、基板に形成された回路に接続するための第1接続部および第2接続部、前記第1接続部および前記第2接続部に接続される伝送線路部、ならびに、前記第1接続部および前記第2接続部とは異なる位置に配置され、前記基板に形成された導体に接続するための接合パターンが構成され、
    前記第1接続部、前記第2接続部および前記接合パターンは、前記基材の第1主面に露出されており、
    前記接合パターンは、前記伝送線路部の前記第1接続部近傍または前記第2接続部近傍の少なくとも一方に設けられる、
    ことを特徴とする電気素子。
  2. 前記接合パターンは、前記第1接続部と前記伝送線路部との境界から前記伝送線路部の延伸方向の長さの1/3までの範囲内、および前記第2接続部と前記伝送線路部との境界から前記伝送線路部の延伸方向の長さの1/3までの範囲内の少なくとも一方に設けられる、請求項1に記載の電気素子。
  3. 前記基材は、平面視で、前記基材の面方向にカーブしている部分を有する、請求項1または2に記載の電気素子。
  4. 前記伝送線路部が形成された部分の基材は、前記第1接続部および前記第2接続部が形成された部分の基材よりも幅が狭い、請求項1から3のいずれかに記載の電気素子。
  5. 前記伝送線路部の延伸方向における前記接合パターンの長さは、前記延伸方向と直交する方向における前記接合パターンの幅よりも大きい、請求項1から4のいずれかに記載の電気素子。
  6. 前記接合パターンは、前記基材の面方向にカーブしている部分を有する、請求項1から5のいずれかに記載の電気素子。
  7. 前記接合パターンは複数形成されている、請求項1から請求項6のいずれかに記載の電気素子。
  8. 前記基材の面方向において、異なる方向に長手方向を有する複数の前記接合パターンを含む、請求項7に記載の電気素子。
  9. 前記伝送線路部は、グランド導体パターンと信号導体パターンとを備えるストリップライン構造、またはマイクロストリップライン構造を有する、請求項1から8のいずれかに記載の電気素子。
  10. 前記接合パターンは、前記グランド導体パターンと導通する導体パターン、または前記グランド導体パターンの一部である、請求項9に記載の電気素子。
  11. 両面粘着テープをさらに備え、
    前記両面粘着テープは、前記伝送線路部の前記接合パターンが形成されていない部分に配置されている、請求項1から10のいずれかに記載の電気素子。
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