JP2018093418A - 高周波接続線路 - Google Patents
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Abstract
Description
図14は、特許文献1に開示された高周波接続線路の構成を模式的に示す図である。
図14には、高周波接続線路として、光半導体素子(例えば半導体レーザ)を収容したCANパッケージ88を備えた送信光モジュール800が示されている。送信光モジュール800において、光半導体素子80はハウジング81に備えられたレンズ82を介して光出力可能なように光学アライメントを考慮した位置に永久固定され、電気的には金ワイヤ83でガラスビーズを構成するグランドリードピン84Aの一端と信号線リードピン84Bの一端とに夫々接続されている。
図15は、特許文献2に開示された高周波接続線路の構成を模式的に示す図である。
図15には、ガラスビーズを用いずに、樹脂によるコネクタハウジング内部に埋め込まれたリードピンを備えた小型コネクタによって、フレキシブル基板に形成された高周波接続線路とプリント基板に形成された高周波接続線路とを接続した高周波接続線路900が開示されている。
図1は、本発明の実施の形態1に係る高周波接続線路の構造を示す鳥瞰図である。
同図に示される高周波接続線路100は、金属材料から成る固定部材3によって、高周波線路が形成された配線基板1上に、別の高周波線路が形成された配線基板4を固定することにより、配線基板1に形成された高周波線路と配線基板4に形成された高周波線路とを電気的に直列に接続した構造を有する。
なお、本実施の形態では、高周波接続線路100の特性インピーダンスが50Ωに設定された場合を例に挙げて説明する。
図2に示される配線基板1は、所定の厚みを有する基板11に高周波線路が形成されている。基板11は、例えばアルミナセラミクス(比誘電率:9.8)等の固体材料から成る基板(リジッド基板)である。以下、配線基板1を「固体材料基板1」とも表記する。
基板11の主面11Aには、金属(例えば、タングステン)から成り、固体材料基板1の基板端部から延在した信号線パタン14が形成されている。例えば、信号線パタン14は、固体材料基板1の基板端部11Cから基板端部11Dに向かって延在している。
これによれば、非導電性材料から成る上部部材2が配置された領域17における電気的な容量上昇による特性インピーダンスの低下を抑制することが可能となる。
図3は、固体材料基板1上に配置された上部部材2の構造を示す鳥瞰図である。
具体的に、上部部材2は、非導電性材料(誘電体)から成る基部21を含む。基部21は、例えばアルミナセラミクス(比誘電率:9.8)から成る。
以下、上部部材2を「上層誘電体2」とも表記する。
基部21の主面21Aには、金属(例えば、タングステン)から成るグランドパタン23が形成されている。グランドパタン23は、主面21Aを全体的に覆うベタパターンである。
これにより、固体材料基板1における上部誘電体2が配置される領域17に形成された高周波線路は、安定なストリップ線路として機能する。
図4Aは、固定部材3の構造を示す鳥瞰図であり、図4Bは、固定部材3の構造を示す3面図である。図5は、サブアセンブリ10の構造を示す鳥瞰図である。
図4Bにおける(a)には、固定部材3の上面図が示され、図4Bにおける(b)には、固定部材3の正面図が示され、図4Bにおける(c)には、固定部材3の側面図が示されている。
図6Aは、配線基板4の構造を示す上面図であり、図6Bは、配線基板4の構造を示す底面図である。
図6A,6Bに示される配線基板4は、可撓性を有する材料から成る基板41に高周波線路が形成された構造を有する。基板41は、例えばポリミィド(比誘電率:4)から成る可撓性を有する基板(フレキシブル基板)である。以下、配線基板4を「可撓性基板4」とも表記する。
基板41の主面41Aには、金属(例えば、銅)から成り、可撓性基板4の基板端部から延在した信号線パタン44が形成されている。例えば、信号線パタン44は、可撓性基板4の基板端部41Cから基板端部41Dに向かって延在している。
より具体的には、グランドパタン43Aは、平面視長方形状の基板41の一方の短辺に沿って、基板41の一方の長辺から信号線パタン44に向かって延在した平面視長方形状に形成されている。また、グランドパタン43Bは、平面視長方形状の基板41の上記短辺に沿って、基板41の他方の長辺から信号線パタン44に向かって延在した平面視長方形状に形成されている。ここで、グランドパタンと43Aと信号線パタン44との間の距離とグランドパタンと43Bと信号線パタン44との間の距離は、略等しい。
図7は、サブアセンブリ10と可撓性基板4とが接続された状態を示す鳥瞰図である。
図8は、サブアセンブリ10と可撓性基板4との接続部分を示す上面図である。
図9には、実施の形態1に係る高周波接続線路100の特性と、比較例として、金属固定具3を用いずに、上層誘電体2が載置された固体材料基板1を可撓性基板4の基板端部41Cに接続した構造を有する高周波接続線路の特性が夫々示されている。
具体的には、参照符号500で示される実線グラフが高周波接続線路100の通過損失を示し、参照符号501で示される点線グラフが金属固定具3なしの高周波接続線路の通過損失を示している。また、参照符号502で示される実線グラフが高周波接続線路100の反射損失を示し、参照符号503で示される点線グラフが金属固定具3なしの高周波接続線路の反射損失を示している。
図10は、本発明の実施の形態2に係る高周波接続線路の構造を示す鳥瞰図である。
以下の説明では、実施の形態2に係る高周波接続線路101の構成要素のうち、実施の形態1に係る高周波線路100の構成要素と共通する構成要素には同一の符号を付し、きその共通する構成要素についての詳細な説明を省略する。
図11A,11Bに示される配線基板5は、可撓性を有する材料から成る基板51に高周波線路が形成された構造を有する。基板51は、例えばポリミィド(比誘電率:4)から成る可撓性を有する基板(フレキシブル基板)である。以下、配線基板5を「可撓性基板5」とも表記する。
基板51の主面51Aには、金属(例えば、銅)から成り、可撓性基板5の一端から延在した信号線パタン54が形成されている。例えば、信号線パタン54は、可撓性基板5の基板端部51Cから基板端部51Dに向かって延在している。
図13には、実施の形態2に係る高周波接続線路101の特性と、比較例として、金属固定具3を用いずに、上層誘電体2が載置された固体材料基板1を可撓性基板5の基板端部51C,51Dに夫々接続した構造を有する高周波接続線路の特性が夫々示されている。
Claims (8)
- 第1グランドプレーンおよび第1信号配線から成る第1高周波線路が形成された第1配線基板と、
第2グランドプレーンおよび第2信号配線から成る第2高周波線路が形成された第2配線基板と、
金属から成り、前記第2配線基板を前記第1配線基板上に固定し、前記第1高周波線路と前記第2高周波線路とを電気的に直列に接続する第1部材と、
非導電性材料から成り、前記第1部材を前記第1配線基板上で固定し、前記第1高周波線路と前記第2高周波線路との特性インピーダンスを整合するように構成された第2部材とを有し、
前記第1配線基板の前記第1高周波線路の一端が配置された第1基板端部と、前記第2配線基板の前記第2高周波線路の一端が配置された第2基板端部とは、前記第1グランドプレーンの一部と前記第2グランドプレーンの一部とが対面接触し、且つ前記第1信号配線の一部と前記第2信号配線の一部とが対面接触した状態で、前記第1配線基板の平面に垂直な方向に積層され、
前記第1部材は、前記第1グランドプレーンの一部と対面接触した状態で前記第1配線基板上に固定されるとともに、前記第1基板端部と前記第2基板端部とが積層する領域において前記第2グランドパタンの一部と対面接触した状態で、前記第2配線基板の前記第2基板端部を前記第1配線基板との間に挟んで固定する
ことを特徴とする高周波接続線路。 - 請求項1に記載の高周波接続線路において、
前記第1配線基板は、
第1主面および前記第1主面と反対側の第1裏面とを有する第1基板と、
金属から成り、前記第1基板の前記第1主面において、前記第1基板端部から延在して形成され、前記第1信号配線を構成する第1信号線パタンと、
金属から成り、前記第1基板の前記第1主面において、前記第1信号線パタンと離間し、前記第1信号線パタンを挟んで形成され、前記第1グランドプレーンを構成する第1グランドパタンと、
金属から成り、前記第1基板の前記第1裏面に形成されるとともに、前記第1グランドパタンと電気的に接続され、前記第1グランドプレーンを構成する第2グランドパタンと、を含み、
前記第2配線基板は、
第2主面および前記第2主面と反対側の第2裏面とを有する第2基板と、
金属から成り、前記第2基板の前記第2主面において、前記第2基板端部から延在して形成され、前記第2信号配線を構成する第2信号線パタンと、
金属から成り、前記第2基板の前記第2主面において、前記第2信号線パタンと離間し、前記第2信号線パタンを挟んで形成され、前記第2グランドプレーンを構成する第3グランドパタンと、
金属から成り、前記第2基板の前記第2裏面に形成され、前記第3グランドパタンと電気的に接続され、前記第2グランドプレーンを構成する第4グランドパタンと、を含み、
前記第2基板端部は、前記第2主面上の前記第2信号線パタンが前記第1配線基板の前記第1主面上の前記第1信号線パタンと対面接触し、且つ前記第2主面上の前記第3グランドパタンが前記第1配線基板の前記第1主面上の前記第1グランドパタンと対面接触した状態で、前記第1基板端部の前記第1主面上に配置され、
前記第1部材は、前記第1配線基板の前記第1主面上の前記第1グランドパタンに対面接触して固定されるとともに、前記第2基板端部を、前記第1基板端部の前記第1主面との間に挟んで固定して、前記第4グランドパタンと対面接触している
ことを特徴とする高周波接続線路。 - 請求項2に記載の高周波接続線路において、
前記第1部材は、
前記第1基板端部の前記第1主面上に固定された平面視長方形状の固定部を含み、
前記固定部は、前記第1主面との間に前記第1配線基板の平面方向に形成された開口部を有し、
前記第2基板端部は、前記固定部の前記開口部に嵌挿され、
前記第2基板端部における前記第4グランドパタンは、前記開口部の内壁に対面接触している
ことを特徴とする高周波接続線路。 - 請求項3に記載の高周波接続線路において、
前記第2部材は、
非導電性材料から成り、第3主面および前記第3主面と反対側の第3裏面とを有し、前記第1配線基板の前記第1主面に前記第3裏面が接触し、平面視で前記第1信号線パタンおよび前記第1グランドパタンの少なくとも一部と重なりを有して配置された基部と、
金属から成り、前記基部の前記第3主面に形成された第5グランドパタンと、
前記基部の前記第3主面と垂直な側面に、前記第3主面の平面方向に形成された複数の凹部とを含み、
前記複数の凹部は、その表面に金属膜が形成され、前記第5グランドパタンおよび前記第1配線基板の第1グランドパタンに接触し、
前記第1部材は、
前記固定部の一方の端部から延在し、前記基部の前記複数の凹部のうちいずれか一つの前記凹部と嵌合した第1凸部が形成された第1腕部と、
前記固定部の他方の端部から延在し、前記基部の前記複数の凹部のうち前記第1凸部と嵌合していない他の一つの前記凹部と嵌合した第2凸部が形成された第2腕部とを更に含む
ことを特徴とする高周波接続線路。 - 請求項4に記載の高周波接続線路において、
前記第1配線基板の前記第1主面において平面視で前記第2部材と重なりを有する領域に形成された前記第1信号線パタンと前記第1グランドパタンとの間の距離は、前記第1配線基板の前記第1主面において平面視で前記第2部材と重なりを有しない領域に形成された前記第1信号線パタンと前記第1グランドパタンとの間の距離よりも長い
ことを特徴とする高周波接続線路。 - 請求項4または5に記載の高周波接続線路において、
前記第1配線基板の前記第1主面において平面視で前記第2部材と重なりを有する領域に形成された前記第1信号線パタンの幅は、前記第1配線基板の前記第1主面において平面視で前記第2部材と重なりを有しない領域に形成された前記第1信号線パタンの幅よりも短い
ことを特徴とする高周波接続線路。 - 請求項4乃至6の何れか一項に記載の高周波接続線路において、
前記第1配線基板、前記第1部材、および前記第2部材から成るサブアセンブリを2組有し、
前記第2基板端部は、一方の前記サブアセンブリを構成する前記固定部の前記開口部に嵌挿され、
前記第2配線基板の前記第2高周波線路の他端が配置された第3基板端部は、他方の前記サブアセンブリを構成する前記固定部の前記開口部に嵌挿され、
前記第2配線基板の前記第2基板端部において、前記第2配線基板の前記第2信号線パタンが、前記一方の前記サブアセンブリを構成する前記第1配線基板の前記第1信号線パタンと対面接触し、前記第2配線基板の前記第3グランドパタンが前記一方の前記サブアセンブリを構成する前記第1配線基板の前記第1主面上の前記第1グランドパタンと対面接触し、且つ前記第2配線基板の前記第4グランドパタンが前記一方の前記サブアセンブリを構成する前記固定部の前記開口部の内壁に対面接触し、
前記第2配線基板の前記第3基板端部において、前記第2配線基板の前記第2信号線パタンが前記他方の前記サブアセンブリを構成する前記第1配線基板の前記第1信号線パタンと対面接触し、前記第2配線基板の前記第3グランドパタンが前記他方の前記サブアセンブリを構成する前記第1配線基板の前記第1グランドパタンと対面接触し、且つ前記第2配線基板の前記第4グランドパタンが前記他方の前記サブアセンブリを構成する前記固定部の前記開口部の内壁に対面接触する
ことを特徴とする高周波接続線路。 - 請求項7に記載の高周波接続線路において、
前記第2配線基板は、前記第2配線基板の前記第2基板端部と前記第2配線基板の前記第3基板端部との間に、変形可能な屈曲部を有する
ことを特徴とする高周波接続線路。
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