JP5720853B2 - 高周波信号線路 - Google Patents

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Description

本発明は、高周波信号線路に関し、より特定的には、高周波信号の伝送に用いられる高周波信号線路に関する。
従来の高周波信号線路としては、例えば、特許文献１に記載の信号線路が知られている。図９は、特許文献１に記載の信号線路５００の分解図である。
図９に示す信号線路５００は、本体５１２、グランド導体５３０ａ，５３０ｂ，５３４及び信号線５３２を備えている。本体５１２は、絶縁シート５２２ａ〜５２２ｄがこの順に積層されて構成されている。
信号線５３２は、絶縁シート５２２ｃ上に設けられている。グランド導体５３０ａ，５３０ｂは、絶縁シート５２２ｂ上に設けられている。グランド導体５３０ａ，５３０ｂは、スリットＳを介して対向している。スリットＳは、積層方向から平面視したときに、信号線５３２と重なっている。したがって、グランド導体５３０ａ，５３０ｂは、信号線５３２とは対向していない。
グランド導体５３４は、絶縁シート５２２ｄ上に設けられており、絶縁シート５２２ｃを介して信号線５３２と対向している。
以上のように構成された信号線路５００では、グランド導体５３０ａ，５３０ｂが信号線５３２と対向していないので、グランド導体５３０ａ，５３０ｂと信号線５３２との間に容量が形成されにくくなる。そのため、グランド導体５３０ａ，５３０ｂと信号線５３２との積層方向の間隔を小さくしても、これらの間に形成される容量が大きくなりすぎて、信号線５３２の特性インピーダンスが所望の特性インピーダンスからずれることが抑制される。その結果、信号線路５００では、本体５１２の薄型化を図ることが可能である。
しかしながら、特許文献１に記載の信号線路５００では、以下に説明するように、比較的に低い周波数のノイズが発生しやすい。以下では、信号線路５００の両端を端部５４０ａ，５４０ｂとし、信号線路５００の端部５４０ａ，５４０ｂ間の部分を線路部５４２とする。
信号線路５００は、図９に示すように、線路部５４２において均一な断面構造を有している。そのため、線路部５４２における信号線５３２の特性インピーダンスは均一である。一方、端部５４０ａ，５４０ｂは、例えば、回路基板のソケットに挿入される。この際、ソケット内の端子と信号線５３２の両端とが接続されるので、これらの接続部分において寄生インピーダンスが発生する。更に、端部５４０ａ，５４０ｂにおける信号線５３２が回路基板のソケット内の導体と対向するため、端部５４０ａ，５４０ｂにおける信号線５３２と回路基板のソケット内の導体との間には寄生容量が形成される。その結果、端部５４０ａ，５４０ｂにおける信号線５３２の特性インピーダンスは、線路部５４２における信号線５３２の特性インピーダンスと異なってしまう。
ここで、端部５４０ａ，５４０ｂにおける信号線５３２の特性インピーダンスが線路部５４２における信号線５３２の特性インピーダンスと異なると、端部５４０ａ，５４０ｂにおいて高周波信号の反射が発生する。これにより、端部５４０ａ，５４０ｂ間の距離を１／２波長とする低い周波数の定在波が発生する。その結果、信号線路５００から低い周波数のノイズが放射される。
国際公開２０１１／０１８９３４号パンフレット
そこで、本発明の目的は、低い周波数のノイズの発生を抑制できる高周波信号線路を提供することである。
本発明の一形態に係る高周波信号線路は、第１の層及び第２の層を有する可撓性の本体と、前記第１の層において実質的に等間隔に設けられている複数の第１の線路部と、前記第２の層において実質的に等間隔に設けられている複数の第２の線路部と、該第１の線路部と該第２の線路部とを接続する第１の層間接続部とを含んでいる信号線路と、前記第１の層において前記第１の線路部に沿って延在している第１のグランド部、及び、前記第１の層において、前記第１の線路部に関して前記第１のグランド部の反対側に設けられ、かつ、該第１の線路部に沿って延在している第３のグランド部を含んでいる第１のグランド導体と、前記第２の層において前記第２の線路部に沿って延在している第２のグランド部、及び、前記第２の層において、前記第２の線路部に関して前記第２のグランド部の反対側に設けられ、かつ、該第２の線路部に沿って延在している第４のグランド部を含んでいる第２のグランド導体と、前記第１のグランド部と前記第２のグランド部とを接続する第２の層間接続部と、前記第３のグランド部と前記第４のグランド部とを接続する第３の層間接続部と、を備えており、前記第１の層間接続部と前記第２の層間接続部との距離は、前記第１の線路部と前記第１のグランド部との距離の最大値以上であり、かつ、前記第２の線路部と前記第２のグランド部との距離の最大値以上であり、前記第１の層間接続部と前記第３の層間接続部との距離は、前記第１の線路部と前記第３のグランド部との距離の最大値以上であり、かつ、前記第２の線路部と前記第４のグランド部との距離の最大値以上であり、前記複数の第１の線路部と前記複数の第２の線路部とは、実質的に等しい長さを有し、交互に並んでおり、前記第１の線路部及び前記第２の線路部における前記信号線路の特性インピーダンスは、前記第１の層間接続部における該信号線路の特性インピーダンスよりも低いこと、を特徴とする。
本発明によれば、低い周波数のノイズの発生を抑制できる。
一実施形態に係る高周波信号線路の外観斜視図である。 一実施形態に係る高周波信号線路の誘電体素体の分解図である。 一実施形態に係る高周波信号線路の信号線路及びグランド導体を平面視した図である。 高周波信号線路のコネクタの外観斜視図及び断面構造図である。 高周波信号線路が用いられた電子機器をｙ軸方向及びｚ軸方向から平面視した図である。 第１の変形例に係る高周波信号線路の誘電体素体の分解斜視図である。 第１の変形例に係る高周波信号線路の信号線路及びグランド導体を平面視した図である。 第２の変形例に係る高周波信号線路の誘電体素体の分解斜視図である。 特許文献１に記載の信号線路の分解図である。
以下に、本発明の実施形態に係る高周波信号線路について図面を参照しながら説明する。
（高周波信号線路の構成）
以下に、本発明の一実施形態に係る高周波信号線路の構成について図面を参照しながら説明する。図１は、一実施形態に係る高周波信号線路１０の外観斜視図である。図２は、一実施形態に係る高周波信号線路１０の誘電体素体１２の分解図である。図３は、一実施形態に係る高周波信号線路１０の信号線路Ｓ１及びグランド導体２２，２４を平面視した図である。図１ないし図３において、高周波信号線路１０の積層方向をｚ軸方向と定義する。また、高周波信号線路１０の長手方向をｘ軸方向と定義し、ｘ軸方向及びｚ軸方向に直交する方向をｙ軸方向と定義する。
高周波信号線路１０は、図１ないし図３に示すように、誘電体素体（本体）１２、信号線路Ｓ１、グランド導体２２，２４、コネクタ１００ａ，１００ｂ及びビアホール導体ｂ３〜ｂ６を備えている。
誘電体素体１２は、図１に示すように、ｚ軸方向から平面視したときに、ｘ軸方向に延在しており、線路部１２ａ及び接続部１２ｂ，１２ｃを含んでいる。誘電体素体１２は、図２に示すように、保護層１４、誘電体シート（シート部材）１８及び保護層１５がｚ軸方向の正方向側から負方向側へとこの順に積層されて構成されている可撓性の積層体である。以下では、誘電体素体１２のｚ軸方向の正方向側の主面を表面と称し、誘電体素体１２のｚ軸方向の負方向側の主面を裏面と称す。
線路部１２ａは、ｘ軸方向に延在している。接続部１２ｂは、線路部１２ａのｘ軸方向の負方向側の端部に接続されており、矩形状をなしている。接続部１２ｃは、線路部１２ａのｘ軸方向の正方向側の端部に接続されており、矩形状をなしている。接続部１２ｂ，１２ｃのｙ軸方向の幅は、線路部１２ａのｙ軸方向の幅と等しい。すなわち、誘電体素体１２は、ｚ軸方向から平面視したときに長方形状をなしている。
誘電体シート１８は、ｚ軸方向から平面視したときに、ｘ軸方向に延在しており、誘電体素体１２と同じ形状をなしている。誘電体シート１８は、ポリイミドや液晶ポリマー等の可撓性を有する熱可塑性樹脂により構成されている。誘電体シート１８の厚さは、例えば、２００μｍである。以下では、誘電体シート１８のｚ軸方向の正方向側の主面を表面と称し、誘電体シート１８のｚ軸方向の負方向側の主面を裏面と称す。
また、誘電体シート１８は、線路部１８ａ及び接続部１８ｂ，１８ｃにより構成されている。線路部１８ａは、線路部１２ａを構成している。接続部１８ｂは、接続部１２ｂを構成している。接続部１８ｃは、接続部１２ｃを構成している。
信号線路Ｓ１は、図２に示すように、誘電体素体１２に設けられている線状導体であり、ｘ軸方向に延在している。信号線路Ｓ１は、線路部２０，２１及びビアホール導体（層間接続部）ｂ１，ｂ２により構成されている。
線路部２０（第１の線路部）は、誘電体素体１２の誘電体シート１８の表面（第１の層）に設けられている。線路部２１（第２の線路部）は、誘電体素体１２の誘電体シート１８の裏面（第２の層）に設けられている。
線路部２０は、図２及び図３に示すように、誘電体シート１８の線路部１８ａの表面に設けられており、ｘ軸方向において等間隔に並ぶ長方形状の導体である。線路部２１は、誘電体シート１８の線路部１８ａの裏面に設けられており、ｘ軸方向において等間隔に並ぶ長方形状の導体である。ただし、線路部２０と線路部２１とは、ｘ軸方向においてずらされて配置されている。そして、線路部２０のｘ軸方向の正方向側の端部は、ｚ軸方向から平面視したときに、線路部２１のｘ軸方向の負方向側の端部と重なっている。線路部２０のｘ軸方向の負方向側の端部は、ｚ軸方向から平面視したときに、線路部２１のｘ軸方向の正方向側の端部と重なっている。よって、線路部２０，２１は、ｘ軸方向において交互に並んでいる。
また、ｘ軸方向の最も負方向側に位置する線路部２０のｘ軸方向の負方向側の端部は、接続部１８ｂの表面の中央に位置している。同様に、ｘ軸方向の最も正方向側に位置する線路部２０のｘ軸方向の正方向側の端部は、接続部１８ｃの表面の中央に位置している。ｘ軸方向の最も負方向側に位置する線路部２０のｘ軸方向の負方向側の端部及びｘ軸方向の最も正方向側に位置する線路部２０のｘ軸方向の正方向側の端部はそれぞれ、外部端子として用いられる。以下では、ｘ軸方向の最も負方向側に位置する線路部２０のｘ軸方向の負方向側の端部及びｘ軸方向の最も正方向側に位置する線路部２０のｘ軸方向の正方向側の端部を外部端子１６ａ，１６ｂと呼ぶ。外部端子１６ａ，１６ｂの表面には、金めっきが施されている。
線路部２０の長さＬ１（図３参照）及び線路部２１の長さＬ２（図３参照）は、信号線路Ｓ１を伝送される高周波信号の波長の１／２よりも短い。以上のような線路部２０，２１は、銀や銅やアルミニウムを主成分とする比抵抗の小さな金属材料により作製されている。
ビアホール導体ｂ１（第１の層間接続部）は、誘電体シート１８をｚ軸方向に貫通することにより、誘電体シート１８の表面と誘電体シート１８の裏面とを繋いでいる。そして、ビアホール導体ｂ１のｚ軸方向の正方向側の端部は、線路部２０のｘ軸方向の正方向側の端部に接続されている。ビアホール導体ｂ１のｚ軸方向の負方向側の端部は、線路部２１のｘ軸方向の負方向側の端部に接続されている。
ビアホール導体ｂ２（第１の層間接続部）は、誘電体シート１８をｚ軸方向に貫通することにより、誘電体シート１８の表面と誘電体シート１８の裏面とを繋いでいる。そして、ビアホール導体ｂ２のｚ軸方向の正方向側の端部は、線路部２０のｘ軸方向の負方向側の端部に接続されている。ビアホール導体ｂ２のｚ軸方向の負方向側の端部は、線路部２１のｘ軸方向の正方向側の端部に接続されている。ビアホール導体ｂ１，ｂ２は、銀や銅を主成分とする比抵抗の小さな金属材料により作製されている。なお、ビアホール導体ｂ１，ｂ２の代わりに、貫通孔の内周面にめっき等の導体層が形成されたスルーホールが用いられてもよい。
以上のように、信号線路Ｓ１は、線路部２０，２１がビアホール導体ｂ１，ｂ２によって交互に接続されている。これにより、信号線路Ｓ１は、図２に示すように、ｙ軸方向から平面視したときに、ｚ軸方向に振動しながらｘ軸方向に進行するジグザグ形状をなしている。
グランド導体２２（第１のグランド導体）は、図２及び図３に示すように、線路部２０が設けられている誘電体シート１８の表面に設けられ、ｚ軸方向（誘電体シート１８の表面の法線方向）から平面視したときに、複数の線路部２１と重なっていると共に、複数の線路部２０と重なっていない。グランド導体２２は、銀や銅を主成分とする比抵抗の小さな金属材料により作製されている。以下に、グランド導体２２についてより詳細に説明する。
グランド導体２２は、図２に示すように、線路部２２ａ及び端子部２２ｂ，２２ｃにより構成されている。線路部２２ａは、線路部１８ａの表面に設けられ、ｘ軸方向に延在している。線路部２２ａは、図２及び図３に示すように、グランド部２３ａ〜２３ｃを含んでいる。
グランド部２３ａ（第１のグランド部）は、線路部１８ａの表面において線路部２０よりもｙ軸方向の正方向側に設けられており、線路部２０に沿ってｘ軸方向に延在している。グランド部２３ｂ（第３のグランド部）は、線路部１８ａの表面において線路部２０よりもｙ軸方向の負方向側（すなわち、線路部２０に関してグランド部２３ａの反対側）に設けられており、線路部２０に沿ってｘ軸方向に延在している。
グランド部２３ｃ（第５のグランド部）は、隣り合う線路部２０の間に設けられており、ｚ軸方向から平面視したときに、線路部２１と重なっている。また、グランド部２３ｃは、ｘ軸方向の両側に位置しているグランド部２３ａ，２３ｂと接続されている。これにより、グランド部２３ａ〜２３ｃにより囲まれた開口部Ｏｐ１が形成されている。開口部Ｏｐ１内にはグランド導体２２が設けられていない。ただし、線路部２０は、開口部Ｏｐ１内に設けられている。これにより、線路部２０は、グランド導体２２とは絶縁された状態で、グランド導体２２に囲まれている。以上のような線路部２２ａは、図２に示すように、はしご型をなしている。
端子部２２ｂは、図２に示すように、接続部１８ｂの表面に設けられ、外部端子１６ａを囲むコ字型をなしている。端子部２２ｂは、線路部２２ａのｘ軸方向の負方向側の端部に接続されている。端子部２２ｃは、接続部１８ｃの表面に設けられ、外部端子１６ｂを囲むコ字型をなしている。端子部２２ｃは、線路部２２ａのｘ軸方向の正方向側の端部に接続されている。
グランド導体２４（第２のグランド導体）は、図２及び図３に示すように、線路部２１が設けられている誘電体シート１８の裏面に設けられ、ｚ軸方向（誘電体シート１８の裏面の法線方向）から平面視したときに、複数の線路部２０と重なっていると共に、複数の線路部２１と重なっていない。グランド導体２４は、銀や銅を主成分とする比抵抗の小さな金属材料により作製されている。以下に、グランド導体２４についてより詳細に説明する。
グランド導体２４は、図２に示すように、線路部２４ａ及び端子部２４ｂ，２４ｃにより構成されている。線路部２４ａは、線路部１８ａの裏面に設けられ、ｘ軸方向に延在している。線路部２４ａは、図２及び図３に示すように、グランド部２５ａ〜２５ｃを含んでいる。
グランド部２５ａ（第２のグランド部）は、線路部１８ａの裏面において線路部２１よりもｙ軸方向の正方向側に設けられており、線路部２１に沿ってｘ軸方向に延在している。グランド部２５ｂ（第４のグランド部）は、線路部１８ａの表面において線路部２１よりもｙ軸方向の負方向側（すなわち、線路部２１に関してグランド部２５ａの反対側）に設けられており、線路部２１に沿ってｘ軸方向に延在している。
グランド部２５ｃ（第６のグランド部）は、隣り合う線路部２１の間に設けられており、ｚ軸方向から平面視したときに、線路部２０と重なっている。また、グランド部２５ｃは、ｘ軸方向の両側に位置しているグランド部２５ａ，２５ｂと接続されている。これにより、グランド部２５ａ〜２５ｃにより囲まれた開口部Ｏｐ２が形成されている。開口部Ｏｐ２内にはグランド導体２４が設けられていない。ただし、線路部２１は、開口部Ｏｐ２内に設けられている。これにより、線路部２１は、グランド導体２４とは絶縁された状態で、グランド導体２４に囲まれている。以上のような線路部２４ａは、図２および図４に示すように、はしご型をなしている。
端子部２４ｂは、図２に示すように、接続部１８ｂの裏面に設けられ、ベタ状をなしている。端子部２４ｂは、線路部２４ａのｘ軸方向の負方向側の端部に接続されている。端子部２４ｃは、接続部１８ｃの裏面に設けられ、ベタ状をなしている。端子部２４ｃは、線路部２４ａのｘ軸方向の正方向側の端部に接続されている。
ビアホール導体ｂ３（第２の層間接続部）は、誘電体シート１８の線路部１８ａをｚ軸方向に貫通しており、線路部２０のｘ軸方向の正方向側の端部よりもｙ軸方向の正方向側に設けられている。ビアホール導体ｂ３のｚ軸方向の正方向側の端部は、グランド導体２２のグランド部２３ａに接続されている。ビアホール導体ｂ３のｚ軸方向の負方向側の端部は、グランド導体２４のグランド部２５ａに接続されている。
ビアホール導体ｂ５（第３の層間接続部）は、誘電体シート１８の線路部１８ａをｚ軸方向に貫通しており、線路部２０のｘ軸方向の正方向側の端部よりもｙ軸方向の負方向側に設けられている。ビアホール導体ｂ５のｚ軸方向の正方向側の端部は、グランド導体２２のグランド部２３ｂに接続されている。ビアホール導体ｂ５のｚ軸方向の負方向側の端部は、グランド導体２４のグランド部２５ｂに接続されている。
ビアホール導体ｂ３，ｂ１，ｂ５は、図２及び図３に示すように、信号線路Ｓ１が延在している方向（ｘ軸方向）に対して直交する方向（ｙ軸方向）にこの順に一列に並んでいる。そして、ビアホール導体ｂ３，ｂ１，ｂ５は、ｚ軸方向に平行に延在している。
ビアホール導体ｂ４は、誘電体シート１８の線路部１８ａをｚ軸方向に貫通しており、線路部２０のｘ軸方向の負方向側の端部よりもｙ軸方向の正方向側に設けられている。ビアホール導体ｂ４のｚ軸方向の正方向側の端部は、グランド導体２２のグランド部２３ａに接続されている。ビアホール導体ｂ４のｚ軸方向の負方向側の端部は、グランド導体２４のグランド部２５ａに接続されている。
ビアホール導体ｂ６は、誘電体シート１８の線路部１８ａをｚ軸方向に貫通しており、線路部２０のｘ軸方向の負方向側の端部よりもｙ軸方向の負方向側に設けられている。ビアホール導体ｂ６のｚ軸方向の正方向側の端部は、グランド導体２２のグランド部２３ｂに接続されている。ビアホール導体ｂ６のｚ軸方向の負方向側の端部は、グランド導体２４のグランド部２５ｂに接続されている。
ビアホール導体ｂ４，ｂ２，ｂ６は、図２及び図３に示すように、信号線路Ｓ１が延在している方向（ｘ軸方向）に対して直交する方向（ｙ軸方向）にこの順に一列に並んでいる。そして、ビアホール導体ｂ４，ｂ２，ｂ６は、ｚ軸方向に平行に延在している。
ここで、ビアホール導体ｂ１〜ｂ６の配置についてより詳細に説明する。ビアホール導体ｂ１とビアホール導体ｂ３との距離Ｄ１は、線路部２０とグランド部２３ａとの距離の最大値ｄ１よりも大きい。以下では、線路部とグランド部との距離とは、線路部の各部分からグランド部までの最短距離を意味する。すなわち、線路部２０とグランド部２３ａとの間の隙間の幅が、距離Ｄ１よりも小さい。距離Ｄ１は、４００μｍ〜８００μｍであり、最大値ｄ１は、２００μｍ〜８００μｍである。
更に、ビアホール導体ｂ１とビアホール導体ｂ３との距離Ｄ１は、線路部２１とグランド部２５ａとの距離の最大値ｄ３よりも大きい。すなわち、線路部２１とグランド部２５ａとの間の隙間の幅が、距離Ｄ１よりも小さい。最大値ｄ３は、２００μｍ〜８００μｍである。
ビアホール導体ｂ１とビアホール導体ｂ５との距離Ｄ２は、線路部２０とグランド部２３ｂとの距離の最大値ｄ２よりも大きい。すなわち、線路部２０とグランド部２３ｂとの間の隙間の幅が、距離Ｄ２よりも小さい。距離Ｄ２は、４００μｍ〜８００μｍであり、最大値ｄ２は、２００μｍ〜８００μｍである。
更に、ビアホール導体ｂ１とビアホール導体ｂ５との距離Ｄ２は、線路部２１とグランド部２５ｂとの距離の最大値ｄ４よりも大きい。すなわち、線路部２１とグランド部２５ｂとの間の隙間の幅が、距離Ｄ２よりも小さい。最大値ｄ４は、２００μｍ〜８００μｍである。
ビアホール導体ｂ２とビアホール導体ｂ４との距離Ｄ３は、線路部２０とグランド部２３ａとの距離の最大値ｄ１よりも大きい。すなわち、線路部２０とグランド部２３ａとの間の隙間の幅が、距離Ｄ３よりも小さい。距離Ｄ３は、４００μｍ〜８００μｍである。
更に、ビアホール導体ｂ２とビアホール導体ｂ４との距離Ｄ３は、線路部２１とグランド部２５ａとの距離の最大値ｄ３よりも大きい。すなわち、線路部２１とグランド部２５ａとの間の隙間の幅が、距離Ｄ３よりも小さい。最大値ｄ３は、２００μｍ〜８００μｍである。
ビアホール導体ｂ２とビアホール導体ｂ６との距離Ｄ４は、線路部２０とグランド部２３ｂとの距離の最大値ｄ２よりも大きい。すなわち、線路部２０とグランド部２３ｂとの間の隙間の幅が、距離Ｄ４よりも小さい。距離Ｄ４は、４００μｍ〜８００μｍである。
更に、ビアホール導体ｂ２とビアホール導体ｂ６との距離Ｄ４は、線路部２１とグランド部２５ｂとの距離の最大値ｄ４よりも大きい。すなわち、線路部２１とグランド部２５ｂとの間の隙間の幅が、距離Ｄ４よりも小さい。
保護層１４は、誘電体シート１８の表面の略全面を覆っている。これにより、保護層１４は、グランド導体２２を覆っている。保護層１４は、例えば、レジスト材等の可撓性樹脂からなる。
また、保護層１４は、図２に示すように、線路部１４ａ及び接続部１４ｂ，１４ｃにより構成されている。線路部１４ａは、線路部１８ａの表面の全面を覆うことにより、線路部２２ａを覆っている。
接続部１４ｂは、線路部１４ａのｘ軸方向の負方向側の端部に接続されており、接続部１８ｂの表面を覆っている。ただし、接続部１４ｂには、開口Ｈａが設けられている。開口Ｈａは、接続部１４ｂの略中央に設けられている矩形状の開口である。外部端子１６ａ及び端子部２２ｂは、開口Ｈａを介して外部に露出している。端子部２２ｂは、開口Ｈａを介して外部に露出することにより、外部端子として機能する。
接続部１４ｃは、線路部１４ａのｘ軸方向の正方向側の端部に接続されており、接続部１８ｃの表面を覆っている。ただし、接続部１４ｃには、開口Ｈｂが設けられている。開口Ｈｂは、接続部１４ｃの略中央に設けられている矩形状の開口である。外部端子１６ｂ及び端子部２２ｃは、開口Ｈｂを介して外部に露出している。端子部２２ｃは、開口Ｈｂを介して外部に露出することにより、外部端子として機能する。
コネクタ１００ａ，１００ｂはそれぞれ、接続部１２ｂ，１２ｃの表面上に実装され、信号線路Ｓ１及びグランド導体２２，２４と電気的に接続される。コネクタ１００ａ，１００ｂの構成は同じであるので、以下にコネクタ１００ｂの構成を例に挙げて説明する。図４は、高周波信号線路１０のコネクタ１００ｂの外観斜視図及び断面構造図である。
コネクタ１００ｂは、図１及び図４に示すように、コネクタ本体１０２、外部端子１０４，１０６及び中心導体１０８及び外部導体１１０により構成されている。コネクタ本体１０２は、矩形状の板に円筒が連結された形状をなしており、樹脂等の絶縁材料により作製されている。
外部端子１０４は、コネクタ本体１０２のｚ軸方向の負方向側の面において、外部端子１６ｂと対向する位置に設けられている。外部端子１０６は、コネクタ本体１０２のｚ軸方向の負方向側の面において、開口Ｈｂを介して露出している端子部２２ｃに対応する位置に設けられている。
中心導体１０８は、コネクタ本体１０２の円筒の中心に設けられており、外部端子１０４と接続されている。中心導体１０８は、高周波信号が入力又は出力する信号端子である。外部導体１１０は、コネクタ本体１０２の円筒の内周面に設けられており、外部端子１０６と接続されている。外部導体１１０は、接地電位に保たれるグランド端子である。
以上のように構成されたコネクタ１００ｂは、外部端子１０４が外部端子１６ｂと接続され、外部端子１０６が端子部２２ｃと接続されるように、接続部１２ｃの表面上に実装される。これにより、信号線路Ｓ１は、中心導体１０８に電気的に接続されている。また、グランド導体２２，２４は、外部導体１１０に電気的に接続されている。
以上のように構成された高周波信号線路１０では、線路部２０，２１の特性インピーダンスＺ１とビアホール導体ｂ１，ｂ２の特性インピーダンスＺ２とが異なっている。より詳細には、線路部２０は、グランド導体２４と対向していると共に、グランド導体２２と隣り合っている。これにより、線路部２０とグランド導体２２，２４との間には、相対的に大きな容量が形成されている。同様に、線路部２１は、グランド導体２２と対向していると共に、グランド導体２４と隣り合っている。これにより、線路部２１とグランド導体２２，２４との間には、相対的に大きな容量が形成されている。
一方、ビアホール導体ｂ１は、グランド導体２２，２４とは対向していない。これにより、ビアホール導体ｂ１とグランド導体２２，２４との間には、相対的に小さな容量しか形成されていない。また、ビアホール導体ｂ１とビアホール導体ｂ３との距離Ｄ１は、線路部２０とグランド部２３ａとの距離の最大値ｄ１よりも大きく、線路部２１とグランド部２５ａとの距離の最大値ｄ３よりも大きい。更に、ビアホール導体ｂ１とビアホール導体ｂ５との距離Ｄ２は、線路部２０とグランド部２３ｂとの距離の最大値ｄ２よりも大きく、線路部２１とグランド部２５ｂとの距離の最大値ｄ４よりも大きい。これにより、ビアホール導体ｂ１とビアホール導体ｂ３，ｂ５との間には、相対的に小さな容量しか形成されていない。
更に、ビアホール導体ｂ２は、グランド導体２２，２４とは対向していない。これにより、ビアホール導体ｂ２とグランド導体２２，２４との間には、相対的に小さな容量しか形成されていない。また、ビアホール導体ｂ２とビアホール導体ｂ４との距離Ｄ３は、線路部２０とグランド部２３ａとの距離の最大値ｄ１よりも大きく、線路部２１とグランド部２５ａとの距離の最大値ｄ３よりも大きい。更に、ビアホール導体ｂ２とビアホール導体ｂ６との距離Ｄ４は、線路部２０とグランド部２３ｂとの距離の最大値ｄ２よりも大きく、線路部２１とグランド部２５ｂとの距離の最大値ｄ４よりも大きい。これにより、ビアホール導体ｂ２とビアホール導体ｂ４，ｂ６との間には、相対的に小さな容量しか形成されていない。
以上より、線路部２０，２１に形成されている容量は、ビアホール導体ｂ１，ｂ２に形成されている容量よりも大きい。よって、線路部２０，２１の特性インピーダンスＺ１は、ビアホール導体ｂ１，ｂ２の特性インピーダンスＺ２よりも小さくなる。特性インピーダンスＺ１は、例えば、３０Ωであり、特性インピーダンスＺ２は、例えば、７０Ωである。また、信号線路Ｓ１の全体の特性インピーダンスは、例えば、５０Ωである。
また、高周波信号線路１０では、信号線路Ｓ１の両端（すなわち、外部端子１６ａ，１６ｂ）の特性インピーダンスＺ３は、線路部２０，２１の特性インピーダンスＺ１とビアホール導体ｂ１，ｂ２の特性インピーダンスＺ２との間の大きさとなっている。
高周波信号線路１０は、以下に説明するように用いられる。図５は、高周波信号線路１０が用いられた電子機器２００をｙ軸方向及びｚ軸方向から平面視した図である。
電子機器２００は、高周波信号線路１０、回路基板２０２ａ，２０２ｂ、レセプタクル２０４ａ，２０４ｂ、バッテリーパック（金属体）２０６及び筐体２１０を備えている。
バッテリーパック２０６は、例えば、リチウムイオン２次電池であり、その表面が金属カバーにより覆われた構造を有している。回路基板２０２ａ、バッテリーパック２０６及び回路基板２０２ｂは、ｘ軸方向の負方向側から正方向側へとこの順に並んでいる。
高周波信号線路１０の表面（より正確には、保護層１４）は、バッテリーパック２０６に対して接触している。そして、高周波信号線路１０の表面とバッテリーパック２０６とは、接着剤等により固定されている。
レセプタクル２０４ａ，２０４ｂはそれぞれ、回路基板２０２ａ，２０２ｂのｚ軸方向の負方向側の主面上に設けられている。レセプタクル２０４ａ，２０４ｂにはそれぞれ、コネクタ１００ａ，１００ｂが接続される。これにより、コネクタ１００ａ，１００ｂの中心導体１０８には、回路基板２０２ａ，２０２ｂとの間を伝送される例えば０．５ＧＨｚ〜３．０ＧＨｚの周波数を有する高周波信号がレセプタクル２０４ａ，２０４ｂを介して印加される。また、コネクタ１００ａ，１００ｂの外部導体１１０は、回路基板２０２ａ，２０２ｂ及びレセプタクル２０４ａ，２０４ｂを介して、グランド電位に保たれる。これにより、高周波信号線路１０は、回路基板２０２ａ，２０２ｂ間を接続している。
ここで、バッテリーパック２０６のｚ軸方向の負方向側の主面とレセプタクル２０４ａ，２０４ｂとの間には段差が存在する。よって、誘電体素体１２の線路部１２ａの両端が湾曲させられることによって、コネクタ１００ａ，１００ｂはそれぞれ、レセプタクル２０４ａ，２０４ｂに接続されている。
（高周波信号線路の製造方法）
以下に、高周波信号線路１０の製造方法について図２を参照しながら説明する。以下では、一つの高周波信号線路１０が作製される場合を例にとって説明するが、実際には、大判の誘電体シートが積層及びカットされることにより、同時に複数の高周波信号線路１０が作製される。
まず、両面の全面に銅箔が形成された熱可塑性樹脂からなる誘電体シート１８を準備する。誘電体シート１８の銅箔の表面は、例えば、防錆のための亜鉛鍍金が施されることにより、平滑化されている。銅箔の厚さは、１０μｍ〜２０μｍである。
次に、フォトリソグラフィ工程により、図２に示す線路部２０及びグランド導体２２を誘電体シート１８の表面に形成する。具体的には、誘電体シート１８の銅箔上に、図２に示す線路部２０及びグランド導体２２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、線路部２０及びグランド導体２２が誘電体シート１８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２に示す線路部２１及びグランド導体２４を誘電体シート１８の裏面に形成する。なお、ここでのフォトリソグラフィ工程は、線路部２０及びグランド導体２２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、誘電体シート１８のビアホール導体ｂ１〜ｂ６が形成される位置に対して、裏面側からレーザービームを照射して、貫通孔を形成する。その後、誘電体シート１８に形成した貫通孔に対して、導電性ペーストを充填してビアホール導体ｂ１〜ｂ６を形成する。なお、ビアホール導体ｂ１〜ｂ６は必ずしも貫通孔が導体で完全に埋められている必要はなく、例えば貫通孔の内周面のみに沿って導体を形成することによって形成されてもよい。
最後に、樹脂（レジスト）ペーストを塗布することにより、誘電体シート１８の表面及び裏面のそれぞれに保護層１４，１５を形成する。
（効果）
以上のように構成された高周波信号線路１０によれば、低い周波数のノイズの発生を抑制できる。より詳細には、特許文献１に記載の信号線路５００では、端部５４０ａ，５４０ｂにおける信号線５３２の特性インピーダンスが線路部５４２における信号線５３２の特性インピーダンスと異なっている。そのため、端部５４０ａ，５４０ｂにおいて高周波信号の反射が発生する。これにより、端部５４０ａ，５４０ｂ間の距離を１／２波長とする低い周波数の定在波が発生する。その結果、信号線路５００から低い周波数のノイズが放射される。
一方、高周波信号線路１０では、前記の通り、線路部２０，２１の特性インピーダンスＺ１とビアホール導体ｂ１，ｂ２の特性インピーダンスとは異なっている。具体的には、特性インピーダンスＺ１が特性インピーダンスＺ２よりも低くなる。よって、信号線路Ｓ１の特性インピーダンスは、特性インピーダンスＺ１と特性インピーダンスＺ２との間を周期的に変動するようになる。その結果、信号線路Ｓ１では、ビアホール導体ｂ１，ｂ２間の距離（すなわち、信号線路２０，２１の長さＬ１，Ｌ２）を１／２波長とする短い波長（すなわち、高い周波数）の定在波が発生するようになる。一方、外部端子１６ａ，１６ｂ間の距離を１／２波長とするに長い波長（すなわち、低い周波数）の定在波が発生しにくくなる。以上より、高周波信号線路１０では、低い周波数のノイズの発生が抑制される。
なお、高周波信号線路１０では、ビアホール導体ｂ１，ｂ２間において発生した定在波により高い周波数のノイズが発生する。そこで、ビアホール導体ｂ１，ｂ２間の距離（すなわち、線路部２０，２１の長さＬ１，Ｌ２）を十分に短く設計することによって、信号線路Ｓ１を伝送される高周波信号の帯域外にノイズの周波数を設定することが可能である。そのためには、信号線路Ｓ１を伝送される高周波信号の波長の１／２より、隣り合うビアホール導体ｂ１，ｂ２間の距離（すなわち、線路部２０，２１の長さＬ１，Ｌ２）を短くすればよい。
また、高周波信号線路１０では、信号線路Ｓ１の両端の特性インピーダンスは、線路部２０，２１の特性インピーダンスＺ１とビアホール導体ｂ１，ｂ２の特性インピーダンスＺ２との間の大きさである。これにより、信号線路Ｓ１では、ビアホール導体ｂ１，ｂ２間において短い波長の定在波が発生しやすくなり、信号線路Ｓ１の両端間において長い波長の定在波が発生しにくくなる。その結果、高周波信号線路１０では、低い周波数のノイズの発生がより効果的に抑制される。
また、高周波信号線路１０では、線路部２０とグランド導体２２との間の隙間の幅を調整することによって、線路部２０とグランド導体２２との間に形成される容量の大きさを調整することが可能である。具体的には、線路部２０とグランド導体２２との間の隙間の幅が小さくなれば、線路部２０とグランド導体２２との間に形成される容量が大きくなる。一方、線路部２０とグランド導体２２との間の隙間の幅が大きくなれば、線路部２０とグランド導体２２との間に形成される容量が小さくなる。
また、高周波信号線路１０では、線路部２０とグランド導体２２との間の隙間の幅を小さくすることによって、線路部２０から出る電気力線がグランド導体２２に吸収されやすくなる。その結果、線路部２０からノイズが輻射されることが抑制されるようになる。
また、高周波信号線路１０では、以下に説明するように、高周波信号線路１０の薄型化を図ることが可能である。より詳細には、グランド導体２２には、ｚ軸方向から平面視したときに、開口部Ｏｐ１が設けられている。そして、線路部２０は、開口部Ｏｐ１内に設けられている。これにより、線路部２０は、グランド導体２２と対向していない。そのため、線路部２０とグランド導体２２との間には小さな容量しか形成されていない。したがって、線路部２０の特性インピーダンスＺ１を所定の特性インピーダンス（例えば、３０Ω）に維持した状態で、線路部２０とグランド導体２２とを近づけることが可能となる。本実施形態では、線路部２０とグランド導体２２とは同じ誘電体シート１８に設けられている。その結果、高周波信号線路１０の薄型化が図られる。高周波信号線路１０の薄型化が図られると、高周波信号線路１０を容易に曲げることが可能となる。
同様に、グランド導体２４には、ｚ軸方向から平面視したときに、開口部Ｏｐ２が設けられている。そして、線路部２１は、開口部Ｏｐ２内に設けられている。これにより、線路部２１は、グランド導体２４と対向していない。そのため、線路部２１とグランド導体２４との間には小さな容量しか形成されていない。したがって、線路部２１の特性インピーダンスＺ１を所定の特性インピーダンス（例えば、３０Ω）に維持した状態で、線路部２１とグランド導体２４とを近づけることが可能となる。本実施形態では、線路部２１とグランド導体２４とは同じ誘電体シート１８に設けられている。その結果、高周波信号線路１０の薄型化が図られる。高周波信号線路１０の薄型化が図られると、高周波信号線路１０を容易に曲げることが可能となる。
また、高周波信号線路１０によれば、高周波信号線路１０から磁束が漏れることが抑制される。より詳細には、線路部２０に電流ｉ１（図３参照）が流れると、線路部２０を中心軸として、線路部２０を周回する磁束が発生する。このような磁束が高周波信号線路１０外に漏れると、他の回路の信号線と線路部２０とが磁界結合するおそれがある。その結果、高周波信号線路１０において、所望の特性を得ることが困難となる。
そこで、高周波信号線路１０では、線路部２０がグランド導体２２の開口部Ｏｐ１内に設けられている。更に、線路部２０とグランド導体２４とが対向している。これにより、線路部２０とグランド導体２２，２４とが近接するようになる。線路部２０に電流ｉ１が流れると、グランド導体２２には該電流ｉ１と逆向きの帰還電流ｉ２が流れ、グランド導体２４に該電流ｉ１と逆向きの帰還電流ｉ３が流れる。これにより、高周波信号線路１０外の領域では磁束が打ち消し合う。その結果、高周波信号線路１０外に磁束が漏れることが抑制される。すなわち、ノイズの発生が抑制される。
更に、高周波信号線路１０では、線路部２１がグランド導体２４の開口部Ｏｐ２内に設けられている。更に、線路部２１とグランド導体２２とが対向している。これにより、線路部２１とグランド導体２２，２４とが近接するようになる。線路部２１に電流ｉ４が流れると、グランド導体２４には該電流ｉ４と逆向きの帰還電流ｉ５が流れ、グランド導体２２に該電流ｉ４と逆向きの帰還電流ｉ６が流れる。これにより、高周波信号線路１０外の領域では磁束が打ち消し合う。その結果、高周波信号線路１０外に磁束が漏れることが抑制される。すなわち、ノイズの発生が抑制される。
（第１の変形例）
以下に、第１の変形例に係る高周波信号線路１０ａについて図面を参照しながら説明する。図６は、第１の変形例に係る高周波信号線路１０ａの誘電体素体１２の分解斜視図である。図７は、第１の変形例に係る高周波信号線路１０ａの信号線路Ｓ１及びグランド導体２２，２４を平面視した図である。
高周波信号線路１０ａは、線路部２０，２１及び開口部Ｏｐ１，Ｏｐ２の形状において高周波信号線路１０と相違する。より詳細には、図６及び図７に示すように、線路部２０，２１は、ｘ軸方向の両端近傍においてテーパー状をなしている。また、開口部Ｏｐ１，Ｏｐ２も、ｘ軸方向の両端近傍においてテーパー状をなしている。
また、線路部２０とグランド導体２２との隙間の幅は、ｘ軸方向の両端に近づくにしたがって小さくなっている。具体的には、線路部２０のｘ軸方向の中央近傍における線路部２０とグランド導体２２との隙間の幅Ｗ１は、３００μｍである。一方、線路部２０のｘ軸方向の両端における線路部２０とグランド導体２２との隙間の幅Ｗ２は、１５０μｍである。
同様に、線路部２１とグランド導体２４との隙間の幅は、ｘ軸方向の両端に近づくにしたがって小さくなっている。具体的には、線路部２１のｘ軸方向の中央近傍における線路部２１とグランド導体２４との隙間の幅Ｗ１は、３００μｍである。一方、線路部２１のｘ軸方向の両端における線路部２１とグランド導体２４との隙間の幅Ｗ２は、１５０μｍである。
以上のような構成を有する高周波信号線路１０ａでは、信号線路Ｓ１の特性インピーダンスが急激に変動することが抑制される。より詳細には、線路部２０の両端は、グランド導体２４と対向していない。そのため、線路部２０のｘ軸方向の両端とグランド導体２４との間に形成される容量は、線路部２０のｘ軸方向の中央近傍とグランド導体２４との間に形成される容量よりも小さい。したがって、線路部２０のｘ軸方向の両端の特性インピーダンスは、線路部２０のｘ軸方向の中央近傍の特性インピーダンスよりも大きくなる。同じ理由により、線路部２１のｘ軸方向の両端の特性インピーダンスは、線路部２１のｘ軸方向の中央近傍の特性インピーダンスよりも大きくなる。
そこで、高周波信号線路１０ａでは、線路部２０とグランド導体２２との隙間の幅は、ｘ軸方向の両端に近づくにしたがって小さくなっている。また、線路部２１とグランド導体２４との隙間の幅は、ｘ軸方向の両端に近づくにしたがって小さくなっている。これにより、線路部２０のｘ軸方向の両端とグランド導体２２との間に形成される容量が大きくなる。同様に、線路部２１のｘ軸方向の両端とグランド導体２４との間に形成される容量が大きくなる。その結果、線路部２０，２１の特性インピーダンスが線路部２０，２１のｘ軸方向の両端において急激に増加することが抑制される。
（第２の変形例）
以下に、第２の変形例に係る高周波信号線路１０ｂについて図面を参照しながら説明する。図８は、第２の変形例に係る高周波信号線路１０ｂの誘電体素体１２の分解斜視図である。
高周波信号線路１０ｂは、グランド部２３ｃ，２５ｃが設けられていない点において高周波信号線路１０と相違する。これにより、線路部２０とグランド導体２２とがコプレナー構造をなし、線路部２１とグランド導体２４とがコプレナー構造をなし、ビアホール導体ｂ１，ｂ３，ｂ５がコプレナー構造をなし、ビアホール導体ｂ２，ｂ４，ｂ６がコプレナー構造をなすようになる。
以上のような高周波信号線路１０ｂによれば、高周波信号線路１０ｂを曲げて用いることが容易となる。
（その他の実施形態）
本発明に係る高周波信号線路は、前記実施形態に係る高周波信号線路１０，１０ａ，１０ｂに限らず、その要旨の範囲内において変更可能である。
なお、高周波信号線路１０，１０ａ，１０ｂの構成を組み合わせてもよい。
また、高周波信号線路１０，１０ａ，１０ｂと回路基板等との接続に、コネクタ１００ａ，１００ｂ以外の構成が用いられてもよい。コネクタ１００ａ，１００ｂ以外の構成とは、例えば、フラットケーブル用のコネクタや異方性導電性接着剤等が挙げられる。
なお、ビアホール導体ｂ１とビアホール導体ｂ３との距離Ｄ１は、線路部２０とグランド部２３ａとの距離の最大値ｄ１以上であり、線路部２１とグランド部２５ａとの距離の最大値ｄ３以上であればよい。すなわち、距離Ｄ１は、最大値ｄ１，ｄ３と略等しくてもよい。更に、ビアホール導体ｂ１とビアホール導体ｂ５との距離Ｄ２は、線路部２０とグランド部２３ｂとの距離の最大値ｄ２以上であり、線路部２１とグランド部２５ｂとの距離の最大値ｄ４以上であればよい。すなわち、距離Ｄ２は、最大値ｄ２，ｄ４と略等しくてもよい。同様に、ビアホール導体ｂ２とビアホール導体ｂ４との距離Ｄ３は、線路部２０とグランド部２３ａとの距離の最大値ｄ１以上であり、線路部２１とグランド部２５ａとの距離の最大値ｄ３以上であればよい。すなわち、距離Ｄ３は、最大値ｄ１，ｄ３と略等しくてもよい。更に、ビアホール導体ｂ２とビアホール導体ｂ６との距離Ｄ４は、線路部２０とグランド部２３ｂとの距離の最大値ｄ２以上であり、線路部２１とグランド部２５ｂとの距離の最大値ｄ４以上であればよい。すなわち、距離Ｄ４は、最大値ｄ２，ｄ４と略等しくてもよい。
本発明は、高周波信号線路に有用であり、特に、低い周波数のノイズの発生を抑制できる点において優れている。
Ｏｐ１，Ｏｐ２ 開口部
Ｓ１ 信号線路
ｂ１〜ｂ６ ビアホール導体
１０，１０ａ，１０ｂ 高周波信号線路
１２ 誘電体素体
１８ 誘電体シート
２０，２１ 線路部
２２，２４ グランド導体
２３ａ〜２３ｃ，２５ａ〜２５ｃ グランド部

Claims (6)

  1. 第１の層及び第２の層を有する可撓性の本体と、
    前記第１の層において実質的に等間隔に設けられている複数の第１の線路部と、前記第２の層において実質的に等間隔に設けられている複数の第２の線路部と、該第１の線路部と該第２の線路部とを接続する第１の層間接続部とを含んでいる信号線路と、
    前記第１の層において前記第１の線路部に沿って延在している第１のグランド部、及び、前記第１の層において、前記第１の線路部に関して前記第１のグランド部の反対側に設けられ、かつ、該第１の線路部に沿って延在している第３のグランド部を含んでいる第１のグランド導体と、
    前記第２の層において前記第２の線路部に沿って延在している第２のグランド部、及び、前記第２の層において、前記第２の線路部に関して前記第２のグランド部の反対側に設けられ、かつ、該第２の線路部に沿って延在している第４のグランド部を含んでいる第２のグランド導体と、
    前記第１のグランド部と前記第２のグランド部とを接続する第２の層間接続部と、
    前記第３のグランド部と前記第４のグランド部とを接続する第３の層間接続部と、
    を備えており、
    前記第１の層間接続部と前記第２の層間接続部との距離は、前記第１の線路部と前記第１のグランド部との距離の最大値以上であり、かつ、前記第２の線路部と前記第２のグランド部との距離の最大値以上であり、
    前記第１の層間接続部と前記第３の層間接続部との距離は、前記第１の線路部と前記第３のグランド部との距離の最大値以上であり、かつ、前記第２の線路部と前記第４のグランド部との距離の最大値以上であり、
    前記複数の第１の線路部と前記複数の第２の線路部とは、実質的に等しい長さを有し、交互に並んでおり、
    前記第１の線路部及び前記第２の線路部における前記信号線路の特性インピーダンスは、前記第１の層間接続部における該信号線路の特性インピーダンスよりも低いこと、
    を特徴とする高周波信号線路。
  2. 前記第１の層間接続部ないし第３の層間接続部は、前記信号線路が延在している方向に対して直交する方向に並んでいること、
    を特徴とする請求項１に記載の高周波信号線路。
  3. 前記第１のグランド導体は、前記第１の層の法線方向から平面視したときに、前記第２の線路部と重なっている第５のグランド部を更に含んでおり、
    前記第２のグランド導体は、前記第２の層の法線方向から平面視したときに、前記第１の線路部と重なっている第６のグランド部を更に含んでいること、
    を特徴とする請求項１及び請求項２のいずれかに記載の高周波信号線路。
  4. 前記本体は、１枚のシート部材を含んでおり、
    前記第１の層は、前記シート部材の表面であり、
    前記第２の層は、前記シート部材の裏面であること、
    を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の高周波信号線路。
  5. 隣り合う前記第１の層間接続部間の距離は、前記信号線路を伝送する高周波信号の波長の１／２より短いこと、
    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高周波信号線路。
  6. 前記本体は、帯状をなしていること、
    を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の高周波信号線路。
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