JP5765468B2 - 高周波信号線路 - Google Patents

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に関する発明としては、例えば、特許文献１に記載の高周波信号線路が知られている。該高周波信号線路は、誘電体素体、信号線及び２つのグランド導体を備えている。誘電体素体は、複数の誘電体シートが積層されて構成されている。信号線は、誘電体素体内に設けられている。２つのグランド導体は、誘電体素体において積層方向から信号線を挟んでいる。これにより、信号線と２つのグランド導体とは、ストリップライン構造をなしている。

更に、２つのグランド導体のそれぞれには、積層方向から平面視したときに、信号線と重なる複数の開口が設けられている。これにより、信号線と２つのグランド導体との間に容量が形成されにくくなる。よって、信号線とグランド導体との積層方向における距離を小さくすることが可能となり、高周波信号線路の薄型化を図ることが可能となる。

しかしながら、特許文献１に記載の高周波信号線路は、信号線の特性インピーダンスが変動するおそれがあるという問題を有している。より詳細には、特許文献１に記載の高周波信号線路は、バッテリーパック等の金属体に貼り付けられて用いられる。この際、両方のグランド導体に開口が設けられていると、高周波信号線路のいずれの面をバッテリーパックに対向させても、開口を介して信号線とバッテリーパックが対向してしまう。そのため、信号線とバッテリーパックとの間に容量が形成されて、信号線の特性インピーダンスが変動してしまう。

なお、特許文献２にも、ストリップライン構造を有する信号線路が記載されている。該信号線路においても、２つのグランド導体には開口が設けられているため、信号線の特性インピーダンスの変動の問題が発生する。

国際公開第２０１２／０７３５９１号パンフレット（図９参照） 国際公開第２０１１／００７６６０号パンフレット

そこで、本発明の目的は、薄型化を図ることができると共に、特性インピーダンスの変動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、複数の誘電体層が積層されてなる誘電体素体と、前記誘電体素体に設けられている線状の信号線路と、前記信号線路よりも積層方向の一方側に設けられている第１のグランド導体であって、前記信号線路に沿って並ぶ複数の第１の開口が設けられている第１のグランド導体と、前記信号線路よりも積層方向の他方側に設けられている第２のグランド導体であって、前記信号線路に沿って並ぶ複数の第２の開口が設けられている第２のグランド導体と、を備えており、積層方向から平面視したときに、前記第１の開口は前記第２の開口内に収まっており、かつ、前記第１の開口の外縁と前記第２の開口の外縁とは重なっていないこと、を特徴とする。

本発明によれば、薄型化を図ることができると共に、特性インピーダンスの変動を抑制できる。

本発明の一実施形態に係るフラットケーブルの外観斜視図である。 図１のフラットケーブルの誘電体素体の分解図である。 フラットケーブルの信号線路、基準グランド導体及び補助グランド導体を積層方向から平面視した図である。 図４（ａ）は、図３のフラットケーブルのＡ−Ａにおける断面構造図である。図４（ｂ）は、図３のフラットケーブルのＢ−Ｂにおける断面構造図である。 フラットケーブルのコネクタの外観斜視図及び断面構造図である。 フラットケーブル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の変形例に係るフラットケーブルの誘電体素体の分解図である。 第１の変形例に係るフラットケーブルをバッテリーパックに貼り付けたときの等価回路図である。 第２の変形例に係るフラットケーブルの誘電体素体の分解図である。

以下に、本発明の実施形態に係る高周波信号線路であるフラットケーブルについて図面を参照しながら説明する。

（フラットケーブルの構成）
以下に、本発明の一実施形態に係るフラットケーブル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フラットケーブル１０の外観斜視図である。図２は、図１のフラットケーブル１０の誘電体素体１２の分解図である。図３は、フラットケーブル１０の信号線路２０、基準グランド導体２２及び補助グランド導体２４を積層方向から平面視した図である。図４（ａ）は、図３のフラットケーブル１０のＡ−Ａにおける断面構造図である。図４（ｂ）は、図３のフラットケーブル１０のＢ−Ｂにおける断面構造図である。以下では、フラットケーブル１０の積層方向をｚ軸方向と定義する。また、フラットケーブル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。

フラットケーブル１０は、例えば、携帯電話等の電子機器内において、２つの高周波回路を接続するために用いられる。フラットケーブル１０は、図１及び図２に示すように、誘電体素体１２、外部端子１６ａ，１６ｂ、信号線路２０、基準グランド導体２２、補助グランド導体２４、ビアホール導体ｂ１，ｂ２，Ｂ１〜Ｂ４及びコネクタ１００ａ，１００ｂ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軸方向に延在する可撓性を有する板状部材であり、線路部１２ａ、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１８ａ〜１８ｃ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、図２に示すように、ｘ軸方向に延在している。接続部１２ｂ，１２ｃはそれぞれ、線路部１２ａのｘ軸方向の負方向側の端部及び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軸方向の幅よりも広い。

誘電体シート１８ａ〜１８ｃは、図２に示すように、ｚ軸方法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１８ａ〜１８ｃ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１８ａの厚さＴ１は、図４に示すように、誘電体シート１８ｂの厚さＴ２よりも大きい。誘電体シート１８ａ〜１８ｃの積層後において、厚さＴ１は、例えば、５０〜３００μｍである。本実施形態では、厚さＴ１は１００μｍである。また、厚さＴ２は、例えば、１０〜１００μｍである。本実施形態では、厚さＴ２は５０μｍである。

また、誘電体シート１８ａは、線路部１８ａ−ａ及び接続部１８ａ−ｂ，１８ａ−ｃにより構成されている。誘電体シート１８ｂは、線路部１８ｂ−ａ及び接続部１８ｂ−ｂ，１８ｂ−ｃにより構成されている。誘電体シート１８ｃは、線路部１８ｃ−ａ及び接続部１８ｃ−ｂ，１８ｃ−ｃにより構成されている。線路部１８ａ−ａ，１８ｂ−ａ，１８ｃ−ａは、線路部１２ａを構成している。接続部１８ａ−ｂ，１８ｂ−ｂ，１８ｃ−ｂは、接続部１２ｂを構成している。接続部１８ａ−ｃ，１８ｂ−ｃ，１８ｃ−ｃは、接続部１２ｃを構成している。

信号線路２０は、図２に示すように、高周波信号が伝送され、誘電体素体１２に設けられている線状の導体である。本実施形態では、信号線路２０は、誘電体シート１８ｂの表面上に形成されている。信号線路２０は、線路部１８ｂ−ａにおいてｘ軸方向に延在している。信号線路２０のｘ軸方向の負方向側の端部は、接続部１８ｂ−ｂの略中央に位置している。信号線路２０のｘ軸方向の正方向側の端部は、接続部１８ｂ−ｃの略中央に位置している。信号線路２０には高周波信号が伝送される。信号線路２０の線幅Ｗ０（図３参照）は、例えば、３００μｍ〜７００μｍである。本実施形態では、信号線路２０の線幅は３００μｍである。信号線路２０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。ここで、信号線路２０が誘電体シート１８ｂの表面に形成されているとは、誘電体シート１８ｂの表面にめっきにより形成された金属箔がパターニングされて信号線路２０が形成されていることや、誘電体シート１８ｂの表面に張り付けられた金属箔がパターニングされて信号線路２０が形成されていることを指す。また、信号線路２０の表面には平滑化が施されるので、信号線路２０が誘電体シート１８ｂに接している面の表面粗さは信号線路２０が誘電体シート１８ｂに接していない面の表面粗さよりも大きくなる。

基準グランド導体２２は、信号線路２０よりもｚ軸方向の正方向側に設けられている。基準グランド導体２２には、信号線路２０に沿って並ぶ複数の開口２９が設けられている。より詳細には、基準グランド導体２２は、誘電体シート１８ａの表面に形成され、誘電体シート１８ａを介して信号線路２０と対向している。基準グランド導体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。ここで、基準グランド導体２２が誘電体シート１８ａの表面に形成されているとは、誘電体シート１８ａの表面にめっきにより形成された金属箔がパターニングされて基準グランド導体２２が形成されていることや、誘電体シート１８ａの表面に張り付けられた金属箔がパターニングされて基準グランド導体２２が形成されていることを指す。また、基準グランド導体２２の表面には平滑化が施されるので、基準グランド導体２２が誘電体シート１８ａに接している面の表面粗さは基準グランド導体２２が誘電体シート１８ａに接していない面の表面粗さよりも大きくなる。

また、基準グランド導体２２は、線路部２２ａ、端子部２２ｂ，２２ｃにより構成されている。線路部２２ａは、線路部１８ａ−ａの表面に設けられ、ｘ軸方向に延在している。端子部２２ｂは、接続部１８ａ−ｂの表面に設けられ、矩形状の環をなしている。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１８ａ−ｃの表面に設けられ、矩形状の環をなしている。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。

また、線路部２２ａには、図２に示すように、ｘ軸方向に延在する長方形状をなす複数の開口２９が設けられている。これにより、線路部２２ａにおける基準グランド導体２２は、梯子状をなしている。また、基準グランド導体２２において、隣り合う開口２９に挟まれた部分をブリッジ部５９と呼ぶ。複数の開口２９及び複数のブリッジ部５９とは、ｚ軸方向から平面視したときに、信号線路２０に交互に重なっている。そして、本実施形態では、信号線路２０は、開口２９及びブリッジ部５９のｙ軸方向の略中央をｘ軸方向に横切っている。

補助グランド導体２４は、信号線路２０よりもｚ軸方向の負方向側に設けられている。補助グランド導体２４には、信号線路２０に沿って並ぶ複数の開口３０が設けられている。より詳細には、補助グランド導体２４は、誘電体シート１８ｃの表面に形成され、誘電体シート１８ｂを介して信号線路２０と対向している。補助グランド導体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。ここで、補助グランド導体２４が誘電体シート１８ｃの表面に形成されているとは、誘電体シート１８ｃの表面にめっきにより形成された金属箔がパターニングされて補助グランド導体２４が形成されていることや、誘電体シート１８ｃの表面に張り付けられた金属箔がパターニングされて補助グランド導体２４が形成されていることを指す。また、補助グランド導体２４の表面には平滑化が施されるので、補助グランド導体２４が誘電体シート１８ｃに接している面の表面粗さは補助グランド導体２４が誘電体シート１８ｃに接していない面の表面粗さよりも大きくなる。

また、補助グランド導体２４は、線路部２４ａ、端子部２４ｂ，２４ｃにより構成されている。線路部２４ａは、線路部１８ｃ−ａの表面に設けられ、ｘ軸方向に延在している。端子部２４ｂは、接続部１８ｃ−ｂの表面に設けられ、矩形状の環をなしている。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−ｃの表面に設けられ、矩形状の環をなしている。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。

また、線路部２４ａには、図２に示すように、ｘ軸方向に延在する長方形状をなす複数の開口３０が設けられている。これにより、線路部２４ａにおける補助グランド導体２４は、梯子状をなしている。また、補助グランド導体２４において、隣り合う開口３０に挟まれた部分をブリッジ部６０と呼ぶ。ブリッジ部６０は、ｙ軸方向に延在している。複数の開口３０及び複数のブリッジ部６０とは、ｚ軸方向から平面視したときに、信号線路２０に交互に重なっている。そして、本実施形態では、信号線路２０は、開口３０及びブリッジ部６０のｙ軸方向の略中央をｘ軸方向に横切っている。

ここで、開口２９，３０及びブリッジ部５９，６０のサイズ及び位置関係について、図３を参照しながら説明する。図３に示すように、開口２９は開口３０と重なっている。開口２９のサイズは、開口３０のサイズよりも小さい。具体的には、信号線路２０が延在している方向（ｘ軸方向）に直交するｙ軸方向における開口２９の幅Ｗ１は、ｙ軸方向における開口３０の幅Ｗ２よりも小さい。開口２９の幅Ｗ１は、例えば、５００μｍ〜９００μｍである。開口３０の幅Ｗ２は、例えば、１０００μｍ〜２０００μｍである。また、ｘ軸方向における開口２９の長さＬ１は、ｘ軸方向における開口３０の長さＬ２よりも短い。開口２９の長さＬ１は、例えば、２ｍｍ〜７ｍｍである。開口３０の長さＬ２は、例えば、２ｍｍ〜７ｍｍである。そして、ｚ軸方向から平面視したときに、開口２９は、開口３０内に収まっている。これにより、ｚ軸方向から平面視したときに、開口２９の外縁と開口３０の外縁とは重なっていない。

また、図３に示すように、ブリッジ部６０はブリッジ部５９と重なっている。ブリッジ部５９の線幅Ｗ３は、ブリッジ部６０の線幅Ｗ４よりも大きい。ブリッジ部５９の線幅Ｗ３は、例えば、５０μｍ〜２００μｍである。ブリッジ部６０の線幅Ｗ４は、例えば、５０μｍ〜２００μｍである。これにより、ｚ軸方向から平面視したときに、ブリッジ部６０は、ブリッジ部５９からはみ出すことなく重なっている。

外部端子１６ａは、図１及び図２に示すように、接続部１８ａ−ｂの表面上の中央に形成されている矩形状の導体である。よって、外部端子１６ａは、ｚ軸方向から平面視したときに、信号線路２０のｘ軸方向の負方向側の端部と重なっている。外部端子１６ｂは、図１及び図２に示すように、接続部１８ａ−ｃの表面上の中央に形成されている矩形状の導体である。よって、外部端子１６ｂは、ｚ軸方向から平面視したときに、信号線路２０のｘ軸方向の正方向側の端部と重なっている。外部端子１６ａ，１６ｂ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。また、外部端子１６ａ，１６ｂの表面には、Ｎｉ／Ａｕめっきが施されている。ここで、外部端子１６ａ，１６ｂが誘電体シート１８ａの表面に形成されているとは、誘電体シート１８ａの表面にめっきにより形成された金属箔がパターニングされて外部端子１６ａ，１６ｂが形成されていることや、誘電体シート１８ａの表面に張り付けられた金属箔がパターニングされて外部端子１６ａ，１６ｂが形成されていることを指す。また、外部端子１６ａ，１６ｂの表面には平滑化が施されるので、外部端子１６ａ，１６ｂが誘電体シート１８ａに接している面の表面粗さは外部端子１６ａ，１６ｂが誘電体シート１８ａに接していない面の表面粗さよりも大きくなる。

以上のように、信号線路２０は、基準グランド導体２２及び補助グランド導体２４によってｚ軸方向から挟まれている。すなわち、信号線路２０、基準グランド導体２２及び補助グランド導体２４は、トリプレート型のストリップライン構造をなしている。また、信号線路２０と基準グランド導体２２との間隔（ｚ軸方向における距離）は、図４に示すように誘電体シート１８ａの厚さＴ１と略等しく、例えば、５０μｍ〜３００μｍである。本実施形態では、信号線路２０と基準グランド導体２２との間隔は、１００μｍである。一方、信号線路２０と補助グランド導体２４との間隔（ｚ軸方向における距離）は、図４に示すように誘電体シート１８ｂの厚さＴ２と略等しく、例えば、１０μｍ〜１００μｍである。本実施形態では、信号線路２０と補助グランド導体２４との間隔は、５０μｍである。すなわち、基準グランド導体２２と信号線路２０とのｚ軸方向における距離は、補助グランド導体２４と信号線路２０とのｚ軸方向における距離よりも大きくなるように設計されている。

ビアホール導体ｂ１は、誘電体シート１８ａの接続部１８ａ−ｂをｚ軸方向に貫通しており、外部端子１６ａと信号線路２０のｘ軸方向の負方向側の端部とを接続している。ビアホール導体ｂ２は、誘電体シート１８ａの接続部１８ａ−ｃをｚ軸方向に貫通しており、外部端子１６ｂと信号線路２０のｘ軸方向の正方向側の端部とを接続している。これにより、信号線路２０は、外部端子１６ａ，１６ｂ間に接続されている。ビアホール導体ｂ１，ｂ２は、誘電体シート１８ａに形成された貫通孔内に金属材料が充填されることによって形成されている。

複数のビアホール導体Ｂ１は、誘電体シート１８ａの線路部１８ａ−ａをｚ軸方向に貫通している。複数のビアホール導体Ｂ１は、図２に示すように、各ブリッジ部５９，６０よりもｙ軸方向の正方向側に設けられており、ｘ軸方向に一列に並んでいる。複数のビアホール導体Ｂ２は、誘電体シート１８ｂの線路部１８ｂ−ａをｚ軸方向に貫通している。複数のビアホール導体Ｂ２は、図２に示すように、各ブリッジ部５９，６０よりもｙ軸方向の正方向側に設けられており、ｘ軸方向に一列に並んでいる。ビアホール導体Ｂ１とビアホール導体Ｂ２とは、互いに接続されることによって一本のビアホール導体を構成しており、基準グランド導体２２と補助グランド導体２４とを接続している。ビアホール導体Ｂ１，Ｂ２は、誘電体シート１８ａ，１８ｂに形成された貫通孔内に金属材料が充填されることによって形成されている。

複数のビアホール導体Ｂ３は、誘電体シート１８ａの線路部１８ａ−ａをｚ軸方向に貫通している。複数のビアホール導体Ｂ３は、図２に示すように、各ブリッジ部５９，６０よりもｙ軸方向の負方向側に設けられており、ｘ軸方向に一列に並んでいる。複数のビアホール導体Ｂ４は、誘電体シート１８ｂの線路部１８ｂ−ａをｚ軸方向に貫通している。複数のビアホール導体Ｂ４は、図２に示すように、各ブリッジ部５９，６０よりもｙ軸方向の負方向側に設けられており、ｘ軸方向に一列に並んでいる。ビアホール導体Ｂ３とビアホール導体Ｂ４とは、互いに接続されることによって一本のビアホール導体を構成しており、基準グランド導体２２と補助グランド導体２４とを接続している。ビアホール導体Ｂ３，Ｂ４は、誘電体シート１８ａ，１８ｂに形成された貫通孔内に金属材料が充填されることによって形成されている。

保護層１４は、誘電体シート１８ａの表面の略全面を覆っている絶縁膜である。これにより、保護層１４は、基準グランド導体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−ａ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１８ａ−ｂの表面を覆っている。ただし、接続部１４ｂには、開口Ｈａ〜Ｈｄが設けられている。開口Ｈａは、接続部１４ｂの中央に設けられている矩形状の開口である。外部端子１６ａは、開口Ｈａを介して外部に露出している。また、開口Ｈｂは、開口Ｈａよりもｙ軸方向の正方向側に設けられている矩形状の開口である。開口Ｈｃは、開口Ｈａよりもｘ軸方向の負方向側に設けられている矩形状の開口である。開口Ｈｄは、開口Ｈａよりもｙ軸方向の負方向側に設けられている矩形状の開口である。端子部２２ｂは、開口Ｈｂ〜Ｈｄ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１８ａ−ｃの表面を覆っている。ただし、接続部１４ｃには、開口Ｈｅ〜Ｈｈが設けられている。開口Ｈｅは、接続部１４ｃの中央に設けられている矩形状の開口である。外部端子１６ｂは、開口Ｈｅを介して外部に露出している。また、開口Ｈｆは、開口Ｈｅよりもｙ軸方向の正方向側に設けられている矩形状の開口である。開口Ｈｇは、開口Ｈｅよりもｘ軸方向の正方向側に設けられている矩形状の開口である。開口Ｈｈは、開口Ｈｅよりもｙ軸方向の負方向側に設けられている矩形状の開口である。端子部２２ｃは、開口Ｈｆ〜Ｈｈ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。

以上のように構成されたフラットケーブル１０では、信号線路２０の特性インピーダンスは、インピーダンスＺ１とインピーダンスＺ２との間を周期的に変動する。より詳細には、信号線路２０において開口２９，３０と重なっている部分は、信号線路２０と基準グランド導体２２及び補助グランド導体２４との間に相対的に小さな容量が形成される。そのため、信号線路２０において開口２９，３０と重なっている部分の特性インピーダンスは、相対的に高いインピーダンスＺ１となる。

一方、信号線路２０においてブリッジ部５９，６０と重なっている部分は、信号線路２０と基準グランド導体２２及び補助グランド導体２４との間に相対的に大きな容量が形成される。そのため、信号線路２０においてブリッジ部５９，６０と重なっている部分の特性インピーダンスは、相対的に低いインピーダンスＺ２となる。そして、開口２９とブリッジ部５９とはｘ軸方向に交互に並んでいると共に、開口３０とブリッジ部６０とはｘ軸方向に交互に並んでいる。そのため、信号線路２０の特性インピーダンスは、インピーダンスＺ１とインピーダンスＺ２との間を周期的に変動する。インピーダンスＺ１は、例えば、５５Ωであり、インピーダンスＺ２は、例えば、４５Ωである。そして、信号線路２０全体の平均の特性インピーダンスは、例えば、５０Ωである。

コネクタ１００ａ，１００ｂはそれぞれ、図１に示すように、接続部１２ｂ，１２ｃの表面上に実装される。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５は、フラットケーブル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５に示すように、コネクタ本体１０２、外部端子１０４，１０６、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、矩形状の板部材に円筒部材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の板部材の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の板部材のｚ軸方向の負方向側の面において、開口Ｈｆ〜Ｈｈ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の円筒部材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の円筒部材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、図５に示すように、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２０は、中心導体１０８に電気的に接続されている。また、基準グランド導体２２及び補助グランド導体２４は、外部導体１１０に電気的に接続されている。

なお、コネクタ１００ａ，１００ｂは必ずしも設けられなくてもよい。すなわち、接続部１２ｂ，１２ｃの表面上に外部端子１０４，１０６などの外部接続用電極を設け、その外部接続用電極を介して外部と接続するようにしてもよい。

フラットケーブル１０は、以下に説明するように用いられる。図６は、フラットケーブル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、フラットケーブル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。

回路基板２０２ａには、例えば、アンテナを含む送信回路又は受信回路が設けられている。回路基板２０２ｂには、例えば、給電回路が設けられている。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。

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間を伝送される例えば２ＧＨz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には、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、フラットケーブル１０は、回路基板２０２ａ，２０２ｂ間を接続している。

ここで、誘電体素体１２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、誘電体素体１２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。誘電体素体１２の表面は、信号線路２０に関して基準グランド導体２２側に位置する主面である。よって、信号線路２０とバッテリーパック２０６との間には、相対的に小さなサイズの開口２９が設けられた基準グランド導体２２が位置している。

なお、図６に示した電子機器２００に用いられるフラットケーブル１０ではコネクタ１００ａ，１００ｂとレセプタクル２０４ａ，２０４ｂとを接続することにより回路基板２０２ａ，２０２ｂ間を接続していたが、例えば、フラットケーブル１０にコネクタを設けず、フラットケーブルの外部接続用電極と回路基板２０２ａ，２０２ｂのランド電極とを導電材等で接続してもよい。

（フラットケーブルの製造方法）
以下に、フラットケーブル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、一つのフラットケーブル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、同時に複数のフラットケーブル１０が作製される。

まず、表面上の全面に銅箔（金属膜）が形成された熱可塑性樹脂からなる誘電体シート１８ａ〜１８ｃを準備する。具体的には、誘電体シート１８ａ〜１８ｃの表面に銅箔を張り付ける。また、更に、誘電体シート１８ａ〜１８ｃの銅箔の表面に、例えば、防錆のための亜鉛鍍金を施して、平滑化する。誘電体シート１８ａ〜１８ｃは、液晶ポリマーである。また、銅箔の厚さは、１０μｍ〜２０μｍである。

次に、誘電体シート１８ａの表面上に形成された銅箔をパターニングすることにより、図２に示す外部端子１６ａ，１６ｂ及び基準グランド導体２２を誘電体シート１８ａの表面上に形成する。具体的には、誘電体シート１８ａの表面の銅箔上に、図２に示す外部端子１６ａ，１６ｂ及び基準グランド導体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、レジスト液を吹き付けてレジストを除去する。これにより、図２に示すような、外部端子１６ａ，１６ｂ及び基準グランド導体２２が誘電体シート１８ａの表面上にフォトリソグラフィ工程により形成される。

次に、図２に示す信号線路２０を誘電体シート１８ｂの表面上に形成する。更に、図２に示す補助グランド導体２４を誘電体シート１８ｃの表面に形成する。なお、信号線路２０及び補助グランド導体２４の形成工程は、外部端子１６ａ，１６ｂ及び基準グランド導体２２の形成工程と同じであるので説明を省略する。

次に、誘電体シート１８ａ，１８ｂのビアホール導体ｂ１，ｂ２，Ｂ１〜Ｂ４が形成される位置にレーザービームを照射することによって貫通孔を形成する。そして、貫通孔に導電性ペーストをを充填し、ビアホール導体ｂ１，ｂ２，Ｂ１〜Ｂ４を形成する。なお、ビアホール導体ｂ１，ｂ２，Ｂ１〜Ｂ４の代わりに、貫通孔にめっきなどの方法によりスルーホール導体を形成することにより、誘電体シート１８ａの層間接続をするようにしてもよい。

次に、誘電体シート１８ａ〜１８ｃをｚ軸方向の正方向側から負方向側へとこの順に積み重ねて誘電体素体１２を形成する。そして、誘電体シート１８ａ〜１８ｃに対してｚ軸方向の正方向側及び負方向側から熱及び圧力を加えることにより、誘電体シート１８ａ〜１８ｃを一体化する。

次に、樹脂（レジスト）ペーストをスクリーン印刷により塗布することにより、誘電体シート１８ａの表面上に基準グランド導体２２を覆う保護層１４を形成する。

最後に、接続部１２ｂ，１２ｃ上の外部端子１６ａ，１６ｂ及び端子部２２ｂ，２２ｃ上にはんだを用いてコネクタ１００ａ，１００ｂを実装する。これにより、図１に示すフラットケーブル１０が得られる。

（効果）
以上のように構成されたフラットケーブル１０によれば、薄型化を図ることができる。より詳細には、フラットケーブル１０では、基準グランド導体２２には開口２９が設けられており、補助グランド導体２４には開口３０が設けられている。これにより、信号線路２０と基準グランド導体２２及び補助グランド導体２４との間に容量が形成されにくくなる。したがって、信号線路２０と基準グランド導体２２とのｚ軸方向における距離を小さくし、信号線路２０と補助グランド導体２４とのｚ軸方向における距離を小さくしても、信号線路２０と基準グランド導体２２及び補助グランド導体２４との間に形成される容量が大きくなり過ぎない。よって、信号線路２０の特性インピーダンスが所定の特性インピーダンス（例えば、５０Ω）に調整しやすくなる。その結果、フラットケーブル１０によれば、信号線路２０の特性インピーダンスを所定の特性インピーダンスに維持しつつ、薄型化を図ることが可能である。

また、フラットケーブル１０によれば、信号線路２０の特性インピーダンスの変動を抑制できる。より詳細には、フラットケーブル１０では、開口２９のサイズは、開口３０のサイズよりも小さい。具体的には、開口２９の幅Ｗ１は開口３０の幅Ｗ２よりも小さく、開口２９の長さＬ１は開口３０の長さＬ２よりも短い。そこで、フラットケーブル１０の表面をバッテリーパック２０６に貼り付ける。フラットケーブル１０の表面は、信号線路２０に関して基準グランド導体２２側に位置する主面である。基準グランド導体２２には、相対的に小さなサイズの開口２９が設けられている。よって、フラットケーブル１０において、信号線路２０から開口２９を介してバッテリーパック２０６へと向かう電気力線の本数が少なくて済む。その結果、信号線路２０とバッテリーパック２０６との間に形成される浮遊容量が小さくなり、信号線路２０の特性インピーダンスの変動が抑制される。また、信号線路２０とバッテリーパック２０６との間に浮遊容量が形成されにくくなるので、フラットケーブル１０とバッテリーパック２０６とを近づけて配置することが可能となる。

また、フラットケーブル１０によれば、挿入損失の低減を図ることができる。より詳細には、フラットケーブル１０では、図３に示すように、信号線路２０に電流ｉ１が流れると、基準グランド導体２２に帰還電流（反電流）ｉ２が流れ、補助グランド導体２４に帰還電流（反電流）ｉ３が流れる。フラットケーブル１０では、開口２９の外縁と開口３０の外縁とが、ｚ軸方向から平面視したときに、重なっていない。これにより、帰還電流（反電流）ｉ２が流れる位置と帰還電流（反電流）ｉ３が流れる位置とを離すことができる。その結果、帰還電流（反電流）ｉ２と帰還電流（反電流）ｉ３とが流れることにより発生する磁界の結合を弱めることができ、電流ｉ１が流れやすくなるので、フラットケーブル１０の挿入損失の低減が図られる。また、帰還電流（反電流）ｉ２と帰還電流（反電流）ｉ３とはそれぞれ独立して流れているので、基準グランド導体２２と補助グランド導体２４に流れる電流に対する抵抗値が小さくなり、電流ｉ１が流れやすくなる。

また、フラットケーブル１０では、以下の理由によっても、信号線路２０の特性インピーダンスの変動を抑制できる。より詳細には、特許文献１に記載の高周波信号線路では、両方のグランド導体に設けられている開口は、同じ形状を有し、かつ、積層方向から平面視したときに、一致した状態で重なっている。そのため、高周波信号線路の誘電体素体の積層時に積層ずれがわずかでも発生すると、２つの開口がずれてしまう。これにより、２つのグランド導体同士が対向する面積が変動し、２つのグランド導体間に形成される容量が変動してしまう。その結果、信号線の特性インピーダンスが変動してしまう。

そこで、フラットケーブル１０では、ｚ軸方向から平面視したときに、開口２９は、開口３０内に収まっている。これにより、誘電体素体１２の積層時に積みずれが発生して開口２９と開口３０との位置関係にずれが生じたとしても、開口２９が開口３０からはみ出すことが抑制される。すなわち、基準グランド導体２２と補助グランド導体２４とが対向する面積の変動が抑制され、基準グランド導体２２と補助グランド導体２４との間に形成される容量の変動が抑制される。その結果、信号線路２０の特性インピーダンスの変動が抑制される。

（第１の変形例）
以下に、第１の変形例に係るフラットケーブルの構成について図面を参照しながら説明する。図７は、第１の変形例に係るフラットケーブル１０ａの誘電体素体１２の分解図である。図８は、第１の変形例に係るフラットケーブル１０ａをバッテリーパック２０６に貼り付けたときの等価回路図である。

フラットケーブル１０ａは、浮遊導体７０を備えている点においてフラットケーブル１０と相違する。浮遊導体７０は、信号線路２０よりもｚ軸方向の正方向側に設けられ、かつ、他の導体と接続されていない。そして、浮遊導体７０は、ｚ軸方向から平面視したときに、開口２９と重なっている。本実施形態では、浮遊導体７０は、基準グランド導体２２が設けられている誘電体シート１８ａの表面において開口２９内に設けられている。ただし、浮遊導体７０は、開口２９よりも小さな長方形状をなしており、基準グランド導体２２には接触していない。

以上のようなフラットケーブル１０ａによれば、開口２９内に浮遊導体７０が設けられているので、開口２９を介して不要輻射が外部に放出されることが抑制される。

また、信号線路２０の特性インピーダンスの変動を抑制できる。より詳細には、フラットケーブル１０ａに浮遊導体７０が設けられると、図８に示すように、信号線路２０と浮遊導体７０との間に容量Ｃ１が形成され、浮遊導体７０と基準グランド導体２２との間に容量Ｃ２が形成される。容量Ｃ１は、信号線路２０と浮遊導体７０とは対向しているので大きい。一方、容量Ｃ２は、基準グランド導体２２と浮遊導体７０が対向していないので微小である。そして、容量Ｃ１と容量Ｃ２とは直列接続されているので、容量Ｃ１と容量Ｃ２との合成容量は、容量Ｃ２に略等しくなる。よって、浮遊導体７０が設けられたことによって信号線路２０と基準グランド導体２２との間に形成される容量の増加分は、容量Ｃ２に略等しく微小である。したがって、フラットケーブル１０ａでは、浮遊導体７０による信号線路２０の特性インピーダンスの変動が小さい。

（第２の変形例）
以下に、第２の変形例に係るフラットケーブルの構成について図面を参照しながら説明する。図９は、第２の変形例に係るフラットケーブル１０ｂの誘電体素体１２の分解図である。

フラットケーブル１０ｂは、信号線路２０の形状及び開口２９，３０の形状においてフラットケーブル１０と相違する。より詳細には、開口２９，３０のｘ軸方向の両端にはテーパーが設けられている。すなわち、開口２９，３０のｙ軸方向の幅は、ｘ軸方向の両端近傍において、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、フラットケーブル１０ｂでは、ｚ軸方向から平面視したときに、信号線路２０における開口２９，３０と重なっている部分の線幅Ｗａは、信号線路２０におけるブリッジ部５９，６０と重なっている部分の線幅Ｗｂよりも大きい。更に、信号線路２０の線幅が変化する部分には、テーパーが設けられている。

フラットケーブル１０ｂでは、開口２９，３０のｘ軸方向の両端にテーパーが設けられているので、開口２９，３０と信号線路２０との間の隙間の幅がｘ軸方向の両端に近づくにしたがって徐々に減少する。これにより、開口２９，３０のｘ軸方向の両端に近づくにしたがって、該隙間を通過する磁束の本数が徐々に減少するようになり、信号線路２０のインダクタンス値も徐々に減少するようになる。その結果、信号線路２０の特性インピーダンスの変動が緩やかになり、信号線路２０において高周波信号の反射が発生することが抑制される。

また、フラットケーブル１０ｂでは、信号線路２０における開口２９，３０と重なっている部分では、信号線路２０と基準グランド導体２２及び補助グランド導体２４との間に容量が形成されにくい。そこで、信号線路２０の挿入損失の低減のために線幅Ｗａを大きくしても、信号線路２０と基準グランド導体２２及び補助グランド導体２４との間に形成される容量が大きくなり過ぎない。これにより、信号線路２０の特性インピーダンスの変動を抑制しつつ、フラットケーブル１０ｂの挿入損失を低減できる。

（その他の実施形態）
本発明に係る高周波信号線路は、フラットケーブル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。

保護層１４は、スクリーン印刷によって形成されているが、フォトリソグラフィ工程によって形成されてもよい。

なお、開口２９の長さＬ１は、開口３０の長さＬ２と等しくてもよいし、開口３０の長さＬ２よりも長くてもよい。

なお、開口２９は、ｚ軸方向から平面視したときに、開口３０から一部はみ出していてもよい。

なお、バッテリーパック２０６の代わりに金属体が用いられてもよい。金属体としては、例えば、筐体やプリント基板等が挙げられる。

以上のように、本発明は、フラットケーブルに有用であり、特に、薄型化を図ることができると共に、特性インピーダンスの変動を抑制できる点において優れている。

１０，１０ａ，１０ｂ フラットケーブル
１２ 誘電体素体
１８ａ〜１８ｃ 誘電体シート
２０ 信号線路
２２ 基準グランド導体
２４ 補助グランド導体
２９，３０ 開口
５９，６０ ブリッジ部
７０ 浮遊導体

Claims (5)

1. 複数の誘電体層が積層されてなる誘電体素体と、
   前記誘電体素体に設けられている線状の信号線路と、
   前記信号線路よりも積層方向の一方側に設けられている第１のグランド導体であって、前記信号線路に沿って並ぶ複数の第１の開口が設けられている第１のグランド導体と、
   前記信号線路よりも積層方向の他方側に設けられている第２のグランド導体であって、前記信号線路に沿って並ぶ複数の第２の開口が設けられている第２のグランド導体と、
   を備えており、
   積層方向から平面視したときに、前記第１の開口は前記第２の開口内に収まっており、かつ、前記第１の開口の外縁と前記第２の開口の外縁とは重なっていないこと、
   を特徴とする高周波信号線路。
2. 前記信号線路は、前記第１の開口および前記第２の開口の両方に重なるように配置されること、
   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、隣り合う前記第１の開口に挟まれた第１のブリッジ部を有しており、
   前記第２のグランド導体は、隣り合う前記第２の開口に挟まれた第２のブリッジ部を有しており、
   積層方向から平面視したときに、前記信号線路における前記第１の開口及び前記第２の開口と重なっている部分の線幅は、該信号線路における前記第１のブリッジ部及び前記第２のブリッジ部と重なっている部分の線幅よりも大きいこと、
   を特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の高周波信号線路。
4. 前記信号線路よりも積層方向の一方側に設けられ、かつ、他の導体と接続されていない浮遊導体であって、積層方向から平面視したときに、前記第１の開口と重なっている浮遊導体を、更に備えていること、
   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. 前記誘電体素体は可撓性を有していること、
   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高周波信号線路。

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