JP6213682B2 - 電子機器 - Google Patents

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Description

本発明は、伝送線路を構成する伝送線路部材および電子機器に関する。
可撓性を有するフレキシブル基板やフラットケーブルには、ストリップライン型やマイクロストリップライン型の伝送線路が設けられることがある。ストリップライン型の伝送線路(例えば特許文献1参照)は、絶縁基板の厚み方向の途中位置に配置される信号導体と、絶縁基板の厚み方向に信号導体を挟んで配置される2つのグランド導体とを備える。マイクロストリップライン型の伝送線路は、絶縁基板の一方主面に配置される信号導体と、絶縁基板の他方主面側に配置される1つのグランド導体とを備える。
特許第4962660号明細書
本発明の目的は、伝送線路を構成する伝送線路部材を薄型化すること、および、薄型化した伝送線路部材を備える電子機器を提供することにある。
この発明の電子機器は、伝送線路部材と、金属部材と、を備える。伝送線路部材は、絶縁層からなる基板と、絶縁層の表面に設けられる平面導体からなり高周波信号を伝送する信号導体と、前記信号導体に沿った平面導体からなりグランド電位に接続されるグランド導体と、を備える。前記金属部材は、前記伝送線路部材とは別体に構成され、前記伝送線路部材の一方主面側に位置する。そして、伝送線路部材は、前記金属部材に沿って前記金属部材に対向して配置される第1部分と、前記金属部材に対して前記第1部分よりも大きく離間して配置される第2部分とを備え、前記グランド導体は、前記第1部分において前記信号導体の前記一方主面側に設けられておらず、少なくとも前記第2部分に設けられており、前記信号導体は、少なくとも前記第1部分において前記金属部材との間で容量を形成している。
この構成において、伝送線路部材の第2部分では、信号導体にグランド導体が沿うことで伝送線路が構成される。また、伝送線路部材の第1部分では、信号導体の少なくとも一方主面側に金属部材が位置し、金属部材がグランド導体として機能することで伝送線路が構成される。伝送線路部材の第1部分では、信号導体の一方主面側にグランド導体を設ける必要が無いため、伝送線路部材の厚みを抑制すること可能になる。
この発明の電子機器において、前記信号導体は、前記第1部分における導体幅が前記第2部分における導体幅よりも狭いことが好ましい。これにより、第1部分で形成される容量が第2部分で形成される容量に比べて過大になることを防ぐことができる。このことにより、第1部分と第2部分とで特性インピーダンスが著しく相違することを防ぐことができ、伝送損失の増大を防ぐことが可能になる。
この発明の電子機器および伝送線路部材において、前記グランド導体は、前記第1部分および前記第2部分の両方において前記信号導体の前記他方主面側に設けられ、前記信号導体の前記他方主面側に設けられた前記グランド導体と前記信号導体との間隔は、前記第2部分で前記第1部分よりも狭いことが好ましい。このようにしても、第1部分で形成される容量が第2部分で形成される容量に比べて過大になることを防ぐことができる。
この発明の電子機器および伝送線路部材において、前記グランド導体は、前記第2部分において前記信号導体の前記一方主面側および前記他方主面側に設けられていることが好ましい。このようにしても、第1部分で形成される容量が第2部分で形成される容量に比べて過大になることを防ぐことができる。
この発明の電子機器において、前記伝送線路部材の他方主面側に対向し、前記伝送線路部材が貼り付けられる対向部材を更に備え、前記第1部分と前記金属部材とが空間を隔てて対向することが好ましい。このようにすることで、第1部分における信号導体と金属部材との間隔を変動しにくくすることができる。
この発明の電子機器において、前記第1部分と前記金属部材との間に貼り付けられる貼り付け部材を更に備え、当該貼り付け部材は、前記第1部分と前記金属部材との間に部分的に空間を形成する形状を有することが好ましい。このようにしても、信号導体と金属部材の間隔を一定に保て、更に貼り付け部材が空間を有することで、信号導体と金属部材との間に生じる容量を低減できる。これにより、信号導体の線幅を広くして伝送損失を低減させることが可能になる。
また、この発明の伝送線路部材は、絶縁層からなる基板と、絶縁層の表面に設けられる平面導体からなり高周波信号を伝送する信号導体と、前記信号導体に対向する平面導体からなりグランド電位に接続されるグランド導体と、を備える。そして、伝送線路部材は、前記信号導体が延びる方向から視た断面において前記信号導体と前記グランド導体とのうちの少なくとも一方の配置が異なる第1部分と第2部分とを備え、前記グランド導体は、前記第1部分において前記信号導体の前記一方主面側に設けられておらず、少なくとも前記第2部分に設けられている。
この構成では、電子機器の金属部材を伝送線路部材の第1部分の一方主面側に配置させれば、第1部分及び第2部分に伝送線路を構成することができる。伝送線路部材の第1部分では、信号導体の一方主面側にグランド導体を設ける必要が無いため、厚みを抑制すること可能になる。
この発明によれば、薄型化した伝送線路部材と電子機器の金属部材とを用いて、ストリップライン型やマイクロストリップライン型の伝送線路を構成することができる。
本発明の第1実施形態に係る電子機器の部分断面図である。 本発明の第1実施形態に係る伝送線路部材の斜視図である。 本発明の第1実施形態に係る伝送線路部材の長さ方向から視た断面図である。 本発明の第2実施形態に係る伝送線路部材の斜視図である。 本発明の第2実施形態に係る伝送線路部材の長さ方向から視た断面図である。 本発明の第3実施形態に係る伝送線路部材の斜視図である。 本発明の第3実施形態に係る伝送線路部材の長さ方向から視た断面図である。 本発明の第4実施形態に係る伝送線路部材の斜視図である。 本発明の変形例に係る伝送線路部材の斜視図である。 本発明の第5実施形態に係る電子機器の部分断面図である。 本発明の第6実施形態に係る電子機器の部分断面図である。 本発明の第6実施形態に係る伝送線路部材の斜視図である。
以下、本発明に係る電子機器および伝送線路部材を実施するための複数の形態を示す。なお、各実施形態に示す各部の構成は、その他の実施形態における各部の構成と入れ替えることができる。
(第1実施形態)
まず、本発明の第1実施形態に係る電子機器9および伝送線路部材10について、図を参照して説明する。図1は、電子機器9の部分断面図である。
電子機器9は、筐体1と、内蔵モジュール2と、内蔵基板3,4と、貼り付け部材5と、伝送線路部材10とを備えている。
内蔵モジュール2および内蔵基板3,4は、筐体1の内部に筐体1の内壁と平行な方向に並ぶように配置され、それぞれが筐体1の内壁と対面する。内蔵モジュール2は、内蔵基板3と内蔵基板4との間に配置される。伝送線路部材10は、可撓性を有するフラットケーブル(フレキシブル基板)として構成され、筐体1の内壁と内蔵モジュール2および内蔵基板3,4との間の隙間部分に配置され、両端部が曲げられた状態で内蔵基板3と内蔵基板4とに接続される。貼り付け部材5は、伝送線路部材10と内蔵モジュール2とに貼り付けられ、伝送線路部材10を内蔵モジュール2に固定させる。
ここで、筐体1は金属材料で構成し、伝送線路部材10の一方主面側に配置している。したがって、筐体1は、本発明の「金属部材」に相当する。また、内蔵モジュール2は、伝送線路部材10の他方主面側に配置している。したがって、内蔵モジュール2は、本発明の「対向部材」に相当する。
また、伝送線路部材10は、内蔵モジュール2と対向する部分が筐体1の内壁と平行な方向に延び、両端部に至る手前部分で筐体1から離れる方向に曲げられて、両端部が再び筐体1の内壁と平行な方向に延びている。このように電子機器9に装着されている伝送線路部材10は、曲げ状態が互いに異なる複数の部分として、第1部分111と第2部分121,122と第3部分131,132とを有している。
第1部分111は、筐体1の内壁と内蔵モジュール2との間に配置され、筐体1の内壁に近接して筐体1の内壁と並行に延びる部分である。第2部分121は、第1部分111の一方端側(内蔵基板3との接続端側)に連なり、第1部分111から他方主面側(内蔵モジュール2側)に曲げられて筐体1の内壁から大きく離れていく部分である。第2部分122は、第1部分111の他方端側(内蔵基板4との接続端側)に連なり、第1部分111から他方主面側(内蔵モジュール2側)に曲げられて筐体1の内壁から大きく離れていく部分である。第3部分131は、第2部分121の一方端側(内蔵基板3との接続端側)に連なり、筐体1の内壁から大きく離れる位置で筐体1の内壁と並行に延び、内蔵基板3に接続される部分である。第3部分132は、第2部分122の他方端側(内蔵基板4との接続端側)に連なり、筐体1の内壁から大きく離れる位置で筐体1の内壁と並行に延び、内蔵基板4に接続される部分である。
次に、伝送線路部材10の単体状態での詳細構成について説明する。
図2(A)は、伝送線路部材10の一方主面側を視た外観斜視図である。図2(B)は、伝送線路部材10の他方主面側を視た外観斜視図である。図2(C)は、伝送線路部材10の他方主面側を視た分解斜視図である。
また、図3(A)は、第1部分111を長さ方向から視た断面図である。図3(B)は、第2部分121を長さ方向から視た断面図である。図3(C)は、第3部分131を長さ方向から視た断面図である。
伝送線路部材10は、フレキシブル基板11と、信号導体21と、グランド導体31と、ランド導体41,42と、層間接続導体51,52と、コネクタ61,62と、を備えている。
フレキシブル基板11は、単層の絶縁層からなり、厚み方向に薄手であり、長さ方向に長尺であり、幅方向に幅狭であり、一定の幅で長さ方向に延びる帯状である。絶縁層の材質としては、例えば液晶ポリマ樹脂やポリエチレンテレフタラート樹脂などの可撓性を有する樹脂材料を採用することができる。信号導体21とグランド導体31とランド導体41,42とは、フレキシブル基板11の絶縁層表面に設けられる平面導体からなる。平面導体の材質としては、例えば銅箔を採用することができる。
信号導体21は、フレキシブル基板11の一方主面上で長さ方向に延び、高周波信号を伝送する。グランド導体31は、フレキシブル基板11の他方主面上で信号導体21の全面に対向して長さ方向に延び、グランド電位に接続される。層間接続導体51,52は、信号導体21の両端に接続され、フレキシブル基板11を厚み方向に貫通する。ランド導体41,42は、フレキシブル基板11の他方主面に設けられ、層間接続導体51,52を介して信号導体21の両端に接続される。コネクタ61は、フレキシブル基板11の長さ方向の一方端で厚み方向の他方主面に実装されており、ランド導体41およびグランド導体31に電気的および機械的に接続されている。コネクタ62は、フレキシブル基板11の長さ方向の他方端で厚み方向の他方主面に実装されており、ランド導体42およびグランド導体31に電気的および機械的に接続されている。
そして、信号導体21は、第1部分111に第1導体部211を備える。第1導体部211は一定の導体幅で長さ方向に延びる長尺状である。また、信号導体21は、第2部分121,122に第2導体部221,222を備える。第2導体部221,222は、第1導体部211の導体幅よりも広い一定の導体幅で長さ方向に延びる長尺状である。また、信号導体21は、第3部分131,132に第3導体部231,232を備える。第3導体部231,232は、第2導体部221,222の導体幅よりも各辺寸法が大きい四角状である。したがって、信号導体21は、図3に示すように、第1部分111、第2部分121、第3部分131のそれぞれにおいて、長さ方向から視た断面での形状および配置が異なっている。
グランド導体31は、第1部分111と第2部分121,122において、対向する信号導体21の導体幅よりも広い一定の導体幅で長さ方向に延びる長尺状である。また、グランド導体31は、第3部分131,132においてランド導体41,42の周囲を囲む開口部が設けられた矩形環状である。
以上のように、本実施形態の伝送線路部材10は構成しており、グランド導体31は、信号導体21の一方主面側に設けられておらず、信号導体21の他方主面側にのみ設けられている。したがって、伝送線路部材10は、信号導体21の一方主面側にグランド導体が設けられておらず、フレキシブル基板11を単層の絶縁層から構成することができ、全体として厚みを抑制できる。
また、伝送線路部材10は、信号導体21の他方主面側のみにグランド導体31が対向するので、単体では第1部分111、第2部分121,122、および第3部分131,132にかけて連続する、いわゆるマイクロストリップライン型の伝送線路を構成している。該伝送線路部材10は、他方主面にグランド導体31が配置されているので、他方主面側の外部に高周波ノイズを放射することや、他方主面側から外部のノイズが流入することを抑制できる。
ただし、伝送線路部材10は、図1に示すように電子機器9の内部で、金属材料からなる筐体1に対して第1部分111を部分的に近接させた状態で配置されるために、第1部分111では、信号導体21の一方主面側で筐体1がグランド導体として機能し、実質的には、いわゆるストリップライン型の伝送線路を構成することになる。
したがって、伝送線路部材10は、第1部分111と第2部分121,122とで伝送線路の構成が不連続なものになり、第1部分111と第2部分121,122とで特性インピーダンスが相違する恐れがある。そこで、上記構成では、筐体1により近接することになる第1部分111に設ける第1導体部211を導体幅が狭い構成にし、筐体1からより離れることになる第2部分121,122に設ける第2導体部221,222を導体幅が広い構成にすることで、第1部分111でグランド導体31と第1導体部211との間に生じる単位長さ当たりの容量を、第2部分121,122でグランド導体31と第2導体部221,222との間に生じる単位長さ当たりの容量よりも抑制している。これにより、第1部分111に筐体1が近接しても、第1導体部211で生じる単位長さ当たりの容量が、第2導体部221,222で生じる単位長さ当たりの容量に比べて過大になることを防いでいる。このことにより、第1部分111と第2部分121,122とで特性インピーダンスが著しく相違することを防ぐことができ、第1部分111と第2部分121,122との間でのインピーダンス整合を高めることができる。したがって、伝送線路部材10において伝送損失が増大することを防ぐことができる。
また、本実施形態では、図1に示すように、伝送線路部材10の他方主面側に対向する内蔵モジュール2に対して、伝送線路部材10を貼り付け部材5を介して貼り付け、伝送線路部材10の一方主面側に筐体1に対する隙間空間を一定間隔で設けている。このことにより、伝送線路部材10と筐体1との間に比誘電率が略1の誘電体が存在することになるので、やはり、第1部分111に筐体1が近接していても、第1導体部211で生じる単位長さ当たりの容量を抑制することができる。このことによっても、第1部分111と第2部分121,122とで特性インピーダンスが著しく相違することを防ぐことができる。したがって、伝送線路部材10の一方主面側に一定間隔の隙間空間を設ける場合には、第1導体部211の導体幅をより太く設定することが可能になり、信号導体21をより低抵抗に構成することができる。このため、伝送線路部材10の一方主面側に一定間隔の隙間空間を設ける場合には、第1導体部211の導体幅は、必ずしも第2導体部221,222の導体幅よりも狭くしなくてもよい。
なお、本実施形態では、第1部分111の長さ方向の両端それぞれに第2部分121,122および第3部分131,132を設ける構成例を示したが、第2部分及び第3部分は第1部分111の長さ方向の一端側のみに設け、コネクタ61,62の一方を第1部分111に実装するように構成し、伝送線路部材10を一端側でのみ曲げるように構成してもよい。
また、本実施形態では、伝送線路部材10をフレキシブルケーブルとする構成例を示したが、伝送線路部材10は平板状の一般的なフレキシブル基板として構成してもよい。また、伝送線路部材10を一部に曲げ形状を有するリジッド基板として構成することもできる。
また、本実施形態では、金属材料からなる筐体1の内壁に伝送線路部材10の一方主面側を対向させ、内蔵モジュール2に伝送線路部材10の他方主面側を対向させる構成例を示したが、逆に、金属部材を有する内蔵モジュール2に伝送線路部材10の一方主面側を対向させ、筐体1の内壁に伝送線路部材10の他方主面側を対向させるようにしてもよい。
また、本実施形態では、グランド導体31を第2部分121,122において他方主面側に設ける構成例を示したが、逆に、グランド導体31を第2部分121,122において一方主面側に設けるようにしてもよい。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る伝送線路部材10Aについて、図を参照して説明する。図4(A)は、伝送線路部材10Aの一方主面側を視た外観斜視図である。図4(B)は、伝送線路部材10Aの他方主面側を視た外観斜視図である。図4(C)は、伝送線路部材10Aの他方主面側を視た分解斜視図である。
本実施形態に係る伝送線路部材10Aは、第1部分111Aと第2部分121A,122Aと第3部分131A,132Aとを有している。
図5(A)は、第1部分111Aを長さ方向から視た断面図である。図5(B)は、第2部分121Aを長さ方向から視た断面図である。図5(C)は、第1部分111Aと第2部分121Aとの境界付近を長さ方向から視た断面図である。第1部分111Aと第2部分121A,122Aとは、長さ方向から視た断面において、グランド導体31A,32Aとグランド導体33Aの配置が異なっている。
伝送線路部材10Aは、図4に示すように、フレキシブル基板11Aと、信号導体21Aと、グランド導体31A,32A,33Aと、ランド導体41,42と、層間接続導体51,52,53A,54Aと、コネクタ61,62と、を備えている。
フレキシブル基板11Aは、第1の絶縁層12Aと第2の絶縁層13Aとを備え、第1の絶縁層12Aの他方主面側に第2の絶縁層13Aを積層して構成されている。第1の絶縁層12Aは、第1部分111Aと第2部分121A,122Aと第3部分131A,132Aとにかけて連続する形状である。一方、第2の絶縁層13Aは、ほぼ第1部分111Aのみに重なる形状である。第1の絶縁層12Aおよび第2の絶縁層13Aは、合計の厚みを、第1実施形態におけるフレキシブル基板の厚みと同程度としている。即ち、第1部分111Aの厚み(図5(A)参照。)は第1実施形態におけるフレキシブル基板の厚みと同程度であるが、第2部分121A,122Aおよび第3部分131A,132Aの厚み(図5(B)参照。)は、第1実施形態におけるフレキシブル基板の厚みよりも薄くしている。
信号導体21Aは、第1の絶縁層12Aの一方主面上に設けられており、第1部分111Aと第2部分121A,122Aと第3部分131A,132Aとにかけて長さ方向に一定の幅で延びる形状である。
グランド導体31Aは、第1の絶縁層12Aの他方主面において、第3部分131Aおよび第2部分121Aのほぼ全面に設けられている。グランド導体32Aは、第1の絶縁層12Aの他方主面において、第3部分132Aおよび第2部分122Aのほぼ全面に設けられている。グランド導体33Aは、第2の絶縁層13Aの他方主面のほぼ全面、即ち、第1部分111Aのほぼ全面に設けられている。
第1部分111Aと第2部分121Aとの境界近傍(図5(C)参照。)において、グランド導体31Aとグランド導体33Aとは厚み方向に部分的に重なっている。また、第1部分111Aと第2部分122Aとの境界近傍において、グランド導体32Aとグランド導体33Aとは厚み方向に部分的に重なっている。
層間接続導体53Aは、第1部分111Aと第2部分121Aとの境界近傍(図5(C)参照。)において、第2の絶縁層13Aを貫通して設けられており、グランド導体31Aとグランド導体33Aとを導通させている。層間接続導体54Aは、第1部分111Aと第2部分122Aとの境界近傍において、第2の絶縁層13Aを貫通して設けられており、グランド導体32Aとグランド導体33Aとを導通させている。
以上のように構成した本実施形態の伝送線路部材10Aにおいても、グランド導体31A,32A,33Aは、信号導体21Aの一方主面側に設けられておらず、信号導体21Aの他方主面側にのみ設けられている。したがって、伝送線路部材10Aの厚みを抑制できる。
また、本実施形態の伝送線路部材10Aにおいては、第2部分121A,122Aおよび第3部分131A,132Aにおける厚みを第1部分111Aにおける厚みよりも薄くすることで、第2部分121A,122Aおよび第3部分131A,132Aの可撓性を高めることができる。これにより、コネクタ61,62のフレキシブル基板11Aへの実装時や、コネクタ61,62の外部接続時の作業性を高めることができ、実装作業や外部接続作業を容易に行えるようになる。
また、本実施形態の伝送線路部材10Aにおいては、第2部分121A,122Aおよび第3部分131A,132Aにおける信号導体21Aとグランド導体31A,32Aとの間隔を、第1部分111Aにおける信号導体21Aとグランド導体33Aとの間隔よりも狭い構成にすることで、第2部分121A,122Aおよび第3部分131A,132Aで生じる単位長さ当たりの容量を増大させている。これにより、電子機器の金属部材が第1部分111Aの一方主面側に近接する状態で、第1部分111Aに生じる単位長さ当たりの容量が、第2部分121A,122Aに生じる単位長さ当たりの容量に比べて過大になることを防いでいる。このことにより、第1部分111Aと第2部分121A,122Aとで特性インピーダンスが著しく相違することを防ぐことができ、第1部分111Aと第2部分121A,122Aとの間での整合を高めることができる。したがって、伝送線路部材10Aにおいて伝送損失が増大することを防ぐことができる。そして、このように信号導体21Aとグランド導体31A,32A,33Aとの間隔を第1部分111Aと第2部分121A,122Aとで異ならせる場合には、信号導体21Aの導体幅は比較的広い一定の幅とすることができ、このことによって、信号導体21Aを低抵抗に構成することが可能になる。
なお、本実施形態においては信号導体を一様な導体幅とする構成例を示したが、本実施形態においても第1の実施形態と同様に、信号導体の導体幅を第1部分と第2部分とで異ならせるようにしてもよい。
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態に係る伝送線路部材10Bについて、図を参照して説明する。図6(A)は、伝送線路部材10Bの一方主面側を視た外観斜視図である。図6(B)は、伝送線路部材10Bの他方主面側を視た外観斜視図である。図6(C)は、伝送線路部材10Bの他方主面側を視た分解斜視図である。
本実施形態に係る伝送線路部材10Bは、第1部分111Bと第2部分121B,122Bと第3部分131B,132Bとを有している。
図7(A)は、第1部分111Bを長さ方向から視た断面図である。図7(B)は、第2部分121Bを長さ方向から視た断面図である。第1部分111Bと第2部分121B,122Bとは、長さ方向から視た断面で、グランド導体31B,32B,33Bの配置が異なっている。
伝送線路部材10Bは、図6に示すように、フレキシブル基板11Bと、信号導体21Bと、グランド導体31B,32B,33Bと、ランド導体41,42(不図示)と、層間接続導体51,52,53B,54B,55B,56Bと、コネクタ61,62と、を備えている。
フレキシブル基板11Bは、第1の絶縁層12Bと第2の絶縁層13B,14Bとを備え、第1の絶縁層12Bの一方主面側の両端部に第2の絶縁層13B,14Bを積層して構成されている。第1の絶縁層12Bは、第1部分111Bと第2部分121B,122Bと第3部分131B,132Bとにかけて連続する形状である。一方、第2の絶縁層13B,14Bは、ほぼ第2部分121B,122Bおよび第3部分131B,132Bのみに重なる形状である。
信号導体21Bは、第1の絶縁層12Bの一方主面上に設けられており、第1部分111Bと第2部分121B,122Bと第3部分131B,132Bとにかけて長さ方向に一定の幅で延びる形状である。
グランド導体31Bは、第1の絶縁層12Bの他方主面のほぼ全面に設けられている。グランド導体32Bは、第2の絶縁層13Bの一方主面において、第3部分131Bおよび第2部分121Bのほぼ全面に設けられている。グランド導体33Bは、第2の絶縁層14Bの一方主面において、第3部分132Bおよび第2部分122Bのほぼ全面に設けられている。
第2部分121Bと第3部分131Bとにおいて、グランド導体31Bとグランド導体32Bとは厚み方向に重なっている。また、第2部分122Bと第3部分132Bとにおいて、グランド導体31Bとグランド導体33Bとは厚み方向に重なっている。
層間接続導体53Bは、第2部分121Bまたは第3部分131Bにおいて、第2の絶縁層13Bを貫通して設けられている。層間接続導体55Bは、第2部分121Bまたは第3部分131Bにおいて、第1の絶縁層12Bを貫通して設けられている。そして、層間接続導体53Bと層間接続導体55Bとは、グランド導体31Bとグランド導体32Bとを導通させている。層間接続導体54Bは、第2部分122Bまたは第3部分132Bにおいて、第2の絶縁層14Bを貫通して設けられている。層間接続導体56Bは、第2部分122Bまたは第3部分132Bにおいて、第1の絶縁層12Bを貫通して設けられている。そして、層間接続導体54Bと層間接続導体56Bとは、グランド導体31Bとグランド導体33Bとを導通させている。
以上のように構成した本実施形態の伝送線路部材10Bにおいては、グランド導体31,32B,33Bは、第1部分111Bにおいて信号導体21Bの一方主面側に設けられておらず、第1部分111Bにおいて信号導体21Bの他方主面側にのみ設けられている。したがって、伝送線路部材10Bの第1部分111Bにおいて厚みを抑制できる。
また、本実施形態の伝送線路部材10Bにおいては、第2部分121B,122Bおよび第3部分131B,132Bにおける厚みを第1部分111Bにおける厚みよりも厚くすることで、第2部分121B,122Bおよび第3部分131B,132Bの頑健性を高めることができる。これにより、コネクタ61,62のフレキシブル基板11Bへの接合強度を高め、コネクタ61,62に接合不良などが発生することを防ぐことができる。
また、本実施形態の伝送線路部材10Bにおいては、第2部分121B,122Bおよび第3部分131B,132Bを、いわゆるストリップライン型の伝送線路として構成することができる。これにより、第2部分121B,122Bに生じる単位長さ当たりの容量を増大させている。したがって、電子機器の金属部材が第1部分111Bの一方主面側に近接する状態での、第1部分111Bに生じる単位長さ当たりの容量が、第2部分121B,122Bに生じる単位長さ当たりの容量に比べて過大になることを防ぐことができる。このことにより、第1部分111Bと第2部分121B,122Bとで特性インピーダンスが著しく相違することを防ぐことができ、第1部分111Bと第2部分121B,122Bとの間での整合を高めることができる。したがって、伝送線路部材10Bにおいて伝送損失が増大することを防ぐことができる。そして、このように第2部分121B,122Bをストリップライン型の伝送線路として構成する場合には、信号導体21Bの導体幅は比較的広い一定の幅とすることができ、このことによって、信号導体21Bを低抵抗に構成することが可能になる。また、第1部分111Bと第2部分121B,122Bとで信号導体とグランド導体とが対向する間隔を異ならせる必要性が低減するため、伝送線路部材10Bを全体として薄くすることが可能になる。また、第2部分121B,122Bがストリップライン型の伝送線路として構成されることで、伝送線路部材10Bは第2部分121B,122Bにおいて一方主面側にもグランド導体32B,33Bを有することになるので、第2部分121B,122Bから一方主面側への不要輻射の発生を防ぐ(抑制する)こともできる。
なお、本実施形態においては信号導体を一様な導体幅とする構成例を示したが、本実施形態においても第1の実施形態と同様に、信号導体の導体幅を第1部分と第2部分とで異ならせるようにしてもよい。また、本実施形態において第2の実施形態と同様に、フレキシブル基板を第1部分において複数の絶縁層で構成し、信号導体とグランド導体との間隔を離すようにしてもよい。また、そのほかにも第2の絶縁層13Bと第2の絶縁層14Bとの間に挟まれる位置に、信号導体21Bの一方主面側を覆う容量調整用の絶縁層を別途設けるようにしてもよい。
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態に係る伝送線路部材10Cについて、図を参照して説明する。図8(A)は、伝送線路部材10Cの一方主面側を視た外観斜視図である。図8(B)は、伝送線路部材10Cの他方主面側を視た外観斜視図である。
本実施形態に係る伝送線路部材10Cは、第1部分111Cと第2部分121C,122Cと第3部分131C,132Cとを有している。また、伝送線路部材10Cは、フレキシブル基板11Cと、信号導体21Cと、グランド導体31C,32Cと、ランド導体41,42(不図示)と、層間接続導体51,52と、コネクタ61,62と、を備えている。
フレキシブル基板11Cは、単層の絶縁層からなる。信号導体21Cは、第1部分111Cと第2部分121C,122Cと第3部分131C,132Cとにかけて長さ方向に一定の幅で延びる形状である。グランド導体31Cは、フレキシブル基板11の他方主面において、第3部分131Cおよび第2部分121Cのほぼ全面に設けられている。グランド導体32Cは、フレキシブル基板11の他方主面において、第3部分132Cおよび第2部分122Cのほぼ全面に設けられている。
以上のように構成した本実施形態の伝送線路部材10Cにおいて、グランド導体31C,32Cは、第1部分111Cでは信号導体21Cの一方主面側および他方主面側の両側に設けられておらず、第2部分121C、122Cおよび第3部分131C,132Cで信号導体21Cの他方主面側にのみ設けられている。したがって、第1部分111Cと第2部分121C,122Cとで、長さ方向から視た断面において、グランド導体の配置が異なっている。このように構成することで、伝送線路部材10Cは全体として厚みを抑制できる。
また、本実施形態の伝送線路部材10Cにおいては、第2部分121C,122Cを、いわゆるストリップライン型の伝送線路として構成するが、第1部分111Cは信号導体21Cのみを設けており、単体では伝送線路を構成せず、電子機器の金属部材が第1部分111Cの一方主面側に近接することにより、実質的にストリップライン型の伝送線路を構成するようにしている。このようにすることで、電子機器の金属部材が第1部分111Cの一方主面側に近接する状態での、第1部分111Cに生じる単位長さ当たりの容量が、第2部分121C,122Cに生じる単位長さ当たりの容量に比べて過大になることを防いでいる。このことにより、第1部分111Cと第2部分121C,122Cとで特性インピーダンスが著しく相違することを防ぐことができ、第1部分111Cと第2部分121C,122Cとの間での整合を高めることができる。したがって、伝送線路部材10Cにおいて伝送損失が増大することを防ぐことができる。そして、このようにグランド導体31C,32Cを第1部分111Cに設けずに第2部分121C,122Cに設けるようにする場合には、信号導体21Cの導体幅は比較的広い一定の幅とすることができ、このことによって、信号導体21Cを低抵抗に構成することが可能になる。また、第1部分111Cと第2部分121C,122Cとで信号導体とグランド導体とが対向する間隔を異ならせる必要性や、第2部分121C,122Cで信号導体の両主面側にグランド導体を配置する必要性が低減するため、伝送線路部材10Cを全体として薄くすることが可能になる。
なお、本実施形態においては信号導体を一様な導体幅とする構成例を示したが、本実施形態においても第1の実施形態と同様に、信号導体の導体幅を第1部分と第2部分とで異ならせるようにしてもよい。また、第2の実施形態と同様に、第2部分にストリップライン型の伝送線路を構成するようにしてもよい。
(変形例)
次に、第1乃至第4の実施形態の変形例について、図を参照して説明する。ここでは、第4の実施形態の変形例に係る伝送線路部材10Dを示す。図9(A)は、伝送線路部材10Dの一方主面側を視た外観斜視図である。図9(B)は、伝送線路部材10Dの他方主面側を視た外観斜視図である。
本変形例に係る伝送線路部材10Dは、第1部分111Dと第2部分121D,122Dと第3部分131D,132Dとを有している。また、伝送線路部材10Dは、フレキシブル基板11Dと、信号導体21Dと、グランド導体31D,32Dと、層間接続導体51,52,53D,54Dと、コネクタ61,62と、を備えている。ここでは、グランド導体31D,32Dは、第3部分131D,132Dおよび第2部分121D,122Dにおいて、フレキシブル基板11Dの他方主面ではなく、フレキシブル基板11Dの一方主面で信号導体21の幅方向の両脇に配置され、信号導体21の幅方向に一定間隔を空けて対向している。層間接続導体53D,54Dは、第3部分131D,132Dにおいて、グランド導体31D,32Dをコネクタ61,62に電気的に接続している。
このように構成された伝送線路部材10Dにおいては、第2部分121D,122Dおよび第3部分131D,132Dが、いわゆるコプレナー型の伝送線路として構成されている。このように本発明は、第2部分をコプレナー型に構成してもよく、この場合には、フレキシブル基板の片面のみに銅箔を設けてパターン形成するだけで伝送線路部材を製造することができるために、伝送線路部材の製造を容易化することができる。
(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態に係る電子機器9Eについて、図を参照して説明する。図10は、電子機器9Eの部分断面図である。
電子機器9Eは、筐体1と、内蔵モジュール2と、内蔵基板3,4と、貼り付け部材5Eと、伝送線路部材10とを備えている。なお、ここでの伝送線路部材10は、第1の実施形態で示した構成と同じ構成とするが、第2乃至第4の実施形態で示した構成であってもよい。ここでは貼り付け部材5Eは、伝送線路部材10Eと筐体1の内壁とに貼り付けられ、伝送線路部材10を筐体1の内壁に固定させている。また、貼り付け部材5Eには、厚み方向に貫通する複数の開口部6Eが、幅方向および長さ方向に分散した状態で設けられている。なお、貼り付け部材5Eは、複数の小面積の貼り付け部材を互いの間に隙間を開けた状態で、伝送線路部材10と筐体1の内壁とに貼り付けて構成してもよい。
このように、伝送線路部材10を金属部材である筐体1の内壁に貼り付けるようにしてもよく、その場合には、開口部6Eを有する貼り付け部材5Eを用いることで、伝送線路部材10と筐体1の内壁との間に隙間空間を設けることができる。これにより、伝送線路部材10と筐体1との間に比誘電率が略1の誘電体が存在することになり、やはり、第1部分111に生じる単位長さ当たりの容量を抑制することができる。このことによっても、第1部分111と第2部分121,122とで特性インピーダンスが著しく相違することを防ぐことができる。したがって、第1部分111で導体幅をより太く設定して信号導体21を低抵抗に構成することが可能になる。また、第1部分111と第2部分121,122とで信号導体とグランド導体とが対向する間隔を異ならせる必要性や、第2部分121,122で信号導体の両主面側にグランド導体を配置する必要性が低減するため、伝送線路部材10を全体として薄くすることが可能になる。
また、このように伝送線路部材10を金属部材に貼り付ける場合には、金属部材の貼り付け面が平坦状でなくてもよい。図10(B)は、第5実施形態の変形例に係る電子機器9Fの部分断面図である。電子機器9Fは、一部にへこみを有する形状の金属材料からなる筐体1Eを備える。伝送線路部材10は、筐体1Fのへこみ部分に対向する内壁の盛り上がり部分に、貼り付け部材5Eを介して第1部分111が貼り付けられる。
本発明の電子機器はこのように構成されていてもよく、この場合には、伝送線路部材10の一方主面側を金属部材に直接貼り付けることにより、貼り付け位置において信号導体と金属部材とを一様な間隔とすることができる。したがって、貼り付け位置にあたる第1部分111の特性インピーダンスを一定にすることができる。
(第6実施形態)
次に、本発明の第6実施形態に係る電子機器9Gについて、図を参照して説明する。本実施形態に係る電子機器9Gは、無線通信機能を有するものである。
図11は、電子機器9Gの部分断面図である。電子機器9Gは、筐体1Gと、内蔵基板3Gと、貼り付け部材5Gと、伝送線路部材10Gとを備えている。筐体1Gは、内部空間および内壁を有する箱状であり、ここでは樹脂材料で構成されている。内蔵基板3G、貼り付け部材5G、および伝送線路部材10Gは、筐体1Gに内蔵されている。内蔵基板3Gは、取付金具69Gを介して筐体1Gに取り付けられ、筐体1Gのいずれかの内壁に対して主面が間隔を空けて対向している。
内蔵基板3Gが対向する筐体1Gの内壁には、平面導体からなるアンテナパターン6Gとグランドパターン8Gとが付設されている。アンテナパターン6Gは、無線通信信号を送受するものである。グランドパターン8Gは、本発明の「金属部材」に相当するものである。また、内蔵基板3Gは、無線通信信号に対する周波数分別器やフィルタ等を有し、アンテナフロントエンド回路を構成するものである。
内蔵基板3Gが対向する筐体1Gの内壁には、アンテナパターン6Gと接続してコネクタ63Gが付設されている。内蔵基板3Gには、コネクタ64Gが付設されている。伝送線路部材10Gには、両端にそれぞれコネクタ65Gとコネクタ66Gとが付設されている。伝送線路部材10Gのコネクタ65Gは、筐体1Gの内壁に設けられているコネクタ63Gに接続されている。伝送線路部材10Gのコネクタ66Gは、内蔵基板3Gのコネクタ64Gに接続されている。したがって、伝送線路部材10Gは、アンテナパターン6Gと内蔵基板3Gとの間を電気的に接続している。なお、ここでは、伝送線路部材10Gには更に受動素子67Gが付設されている。受動素子67Gは、アンテナパターン6Gとの整合回路の一部もしくは全部を構成するものである。
また伝送線路部材10Gは、アンテナパターン6Gに接続される一方端から、内蔵基板3Gが対向する筐体1Gの内壁に沿って延びる第1部分111Gと、内蔵基板3Gに接続される他方端から内蔵基板3Gの主面に沿って延びる第3部分131Gと、第1部分111Gと第3部分131Gとの間で折り曲げられた第2部分121Gとを備えている。伝送線路部材10Gの第1部分111Gと、筐体1Gのグランドパターン8Gとは、互いの一部が重なりあい、貼り付け部材5Gは、この重なり合う位置で伝送線路部材10Gとグランドパターン8Gとに貼り付けられている。
このように構成された電子機器9Gにおいては、他の各実施形態と同様に、伝送線路部材10Gと電子機器の金属部材とを用いて、ストリップライン型やマイクロストリップライン型の伝送線路を構成することができる。また、電子機器9Gにおいては、筐体1Gに設けられたアンテナパターン6Gに対して伝送線路部材10Gが接続され、また、その伝送線路部材10Gが内蔵基板3Gに直接接続されることにより、アンテナパターン6Gと内蔵基板3Gとの相対的な位置関係を高い設計自由度で設定することができる。その上、アンテナパターン6Gと内蔵基板3Gとがどのような位置関係にあっても、アンテナパターン6Gと内蔵基板3Gとの間を接続する伝送線路の線路長を最短の線路長に近づけることができる。このため、伝送線路で生じる伝送損失を抑制することができ、無線通信機器である電子機器9Gにおいて良好な通信利得を得ることができる。
次に、伝送線路部材10Gの詳細構成について説明する。
図12(A)は、単体状態で伝送線路部材10Gの一方主面側を視た分解斜視図である。図12(B)は、単体状態で伝送線路部材10Gの他方主面側を視た分解斜視図である。
伝送線路部材10Gは、フレキシブル基板11Gと、レジスト膜12Gと、信号導体21Gと、グランド導体31G,32Gと、ランド導体41G,42G,43Gと、複数の層間接続導体51Gと、コネクタ65G,66Gと、を備えている。
フレキシブル基板11Gは、一定の幅で長さ方向に延びる帯状であり、単層の絶縁層からなる。信号導体21Gは、フレキシブル基板11Gの一方主面上に設けられた線路状の平面導体からなる。グランド導体31Gは、フレキシブル基板11Gの他方主面の略全面に設けられた平面導体からなる。グランド導体32Gは、フレキシブル基板11Gの一方主面において、コネクタ65Gが搭載された位置の一部に設けられたパッド状の複数の平面導体からなる。ランド導体41Gは、フレキシブル基板11Gの一方主面において、コネクタ65Gが搭載された位置の一部に設けられたパッド状の平面導体からなる。ランド導体42Gは、フレキシブル基板11Gの他方主面において、コネクタ66Gが搭載された位置の一部に設けられたパッド状の平面導体からなる。ランド導体43Gは、フレキシブル基板11Gの他方主面において、受動素子67Gが搭載された位置の一部に設けられたパッド状の平面導体からなる。レジスト膜12Gは、フレキシブル基板11Gの他方主面において略全面に設けられ、受動素子67Gの実装電極に重なるように開口が設けられている。
コネクタ65Gは、フレキシブル基板11Gの長さ方向の一方端で厚み方向の一方主面に実装されており、ランド導体41Gおよびグランド導体32Gに電気的および機械的に接続されている。コネクタ66Gは、フレキシブル基板11Gの長さ方向の他方端で厚み方向の他方主面に実装されており、ランド導体42Gおよびグランド導体31Gに電気的および機械的に接続されている。受動素子67Gは、フレキシブル基板11Gの長さ方向の一方端で厚み方向の他方主面に実装されており、ランド導体43Gやグランド導体31Gに電気的および機械的に接続されている。複数の層間接続導体51Gは、それぞれフレキシブル基板11Gを貫通して、フレキシブル基板11Gの一方主面側の平面導体と他方主面側の平面導体とを導通させている。
グランド導体31Gは、コネクタ65Gにおけるグランド接続端が接続されている。グランド導体32Gは、コネクタ66Gにおけるグランド接続端が接続されている。グランド導体31Gとグランド導体32Gとは、互いに層間接続導体51Gを介して導通している。ランド導体41Gは、コネクタ65Gにおける信号線接続端が接続されている。ランド導体42Gは、コネクタ66Gにおける信号線接続端が接続されている。ランド導体43Gは、受動素子67Gが接続されている。ランド導体41Gとランド導体43Gは、層間接続導体51Gを介して互いに接続されている。ランド導体41Gと信号導体21Gの他方端とは、層間接続導体51Gを介して互いに接続されている。信号導体21Gの一方端とランド導体43Gとは、層間接続導体51Gを介して互いに接続されている。2つのランド導体43G間は、受動素子67Gを介して接続されている。このようにして、コネクタ65Gとコネクタ66Gとの間は、信号導体21Gおよび受動素子67Gを介して、または、グランド導体31G,32Gを介して電気的に接続されている。
そして、信号導体21Gは、第1部分111Gに第1導体部211Gを備える。第1導体部211Gは一定の導体幅で長さ方向に延びる長尺状である。また、信号導体21Gは、第2部分121Gおよび第3部分131Gに第2導体部221Gを備える。第2導体部221Gは、第1導体部211Gの導体幅よりも広い一定の導体幅で長さ方向に延びる長尺状である。
以上のように、本実施形態の伝送線路部材10Gを構成することにより、信号導体21Gの一方主面側にグランド導体を設けずに伝送線路部材10Gの厚みを抑制できる。また、伝送線路部材10Gは、第1部分111G、第2部分121G、および第3部分131Gにかけて単体でマイクロストリップライン型の伝送線路を構成するが、図11に示すように電子機器9Gの内部では第1部分111Gがグランドパターン8Gに近接するので、第1部分111Gが実質的にストリップライン型の伝送線路を構成する。したがって、第1部分111Gに設ける第1導体部211Gを導体幅が狭い構成にし、第2部分121Gに設ける第2導体部221Gを導体幅が広い構成にすることで、第1部分111Gと第2部分121Gとで特性インピーダンスが著しく相違することを防いでインピーダンス整合させることができる。これにより、伝送線路部材10Gは、電子機器9Gに接続した状態で、マイクロストリップライン型の伝送線路とストリップライン型の伝送線路とが接続されるような構成であっても、伝送損失を抑制でき、このことによっても、無線通信機器である電子機器9Gにおいて良好な通信利得を得ることができる。
なお、本実施形態においては、伝送線路部材10Gを、第1の実施形態や第3の実施形態と同様の構成、すなわち、マイクロストリップライン型の伝送線路とストリップライン型の伝送線路とが接続される構成としたが、第2の実施形態や第4の実施形態と同様の構成、すなわち、特性インピーダンスが異なるマイクロストリップライン型の伝送線路同士が接続される構成とすることもできる。また、変形例と同様の構成、すなわち信号線とコプレナー型の伝送線路とが接続される構成とすることもできる。
また、本実施形態においては、貼り付け部材5Gを開口が設けられていない構成としたが、第5の実施形態と同様の構成、すなわち、貼り付け部材に開口が設けられた構成とすることもできる。
また、上述の各実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。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。
1,1G…筐体
2…内蔵モジュール
3,4,3G…内蔵基板
5,5D,5G…貼り付け部材
9,9D,9E,9F,9G…電子機器
10,10A,10B,10C,10D,10G…伝送線路部材
11,11A,11B,11C,11D,11G…フレキシブル基板
12A,13A,12B,13B,14B…絶縁層
111,111A,111B,111C,111D,111G…第1部分
121,122,121A,122A,121B,122B,121C,122C,121D,122D,121G…第2部分
131,132,131A,132A,131B,132B,131C,132C,131D,132D,131G…第3部分
21,21A,21B,21C,21D,21G…信号導体
211,211G…第1導体部
221,222,221G…第2導体部
231,232…第3導体部
31,31A,31A,32A,31B,32B,33B,31C,32C,31D,32D,31G,32G…グランド導体
41,42,41G,42G,43G…ランド導体
51,52,53A,54A,53B,54B,55B,56B,53D,54D,51G…層間接続導体
61,62,63G,64G,65G,66G…コネクタ

Claims (5)

  1. 絶縁層からなる基板、絶縁層の表面に設けられる平面導体からなり高周波信号を伝送する信号導体、および、前記信号導体に沿った平面導体からなりグランド電位に接続されるグランド導体を備える伝送線路部材と、
    前記伝送線路部材とは別体に構成され、前記伝送線路部材の一方主面側に位置する金属部材と、を備える電子機器であって、
    前記伝送線路部材は、前記金属部材に沿って前記金属部材に対向して配置される第1部分と、前記金属部材に対して前記第1部分よりも大きく離間して配置される第2部分とを備え、
    前記グランド導体は、前記第1部分において前記信号導体の前記一方主面側には設けられておらず、少なくとも前記第2部分に設けられており、
    前記信号導体は、少なくとも前記第1部分において前記金属部材との間で容量を形成しており、
    前記伝送線路部材とは別体に設けられ、前記伝送線路部材の他方主面側に位置し、前記伝送線路部材が貼り付けられる対向部材を更に備え、
    前記第1部分と前記金属部材とが空間を隔てて対向する電子機器。
  2. 絶縁層からなる基板、絶縁層の表面に設けられる平面導体からなり高周波信号を伝送する信号導体、および、前記信号導体に沿った平面導体からなりグランド電位に接続されるグランド導体を備える伝送線路部材と、
    前記伝送線路部材とは別体に構成され、前記伝送線路部材の一方主面側に位置する金属部材と、を備える電子機器であって、
    前記伝送線路部材は、前記金属部材に沿って前記金属部材に対向して配置される第1部分と、前記金属部材に対して前記第1部分よりも大きく離間して配置される第2部分とを備え、
    前記グランド導体は、前記第1部分において前記信号導体の前記一方主面側には設けられておらず、少なくとも前記第2部分に設けられており、
    前記信号導体は、少なくとも前記第1部分において前記金属部材との間で容量を形成しており、
    前記第1部分と前記金属部材との間に貼り付けられる貼り付け部材を更に備え、
    当該貼り付け部材は、前記第1部分と前記金属部材との間に部分的に空間を形成する電子機器。
  3. 前記信号導体は、前記第1部分における導体幅が前記第2部分における導体幅よりも狭い、請求項1または請求項2に記載の電子機器。
  4. 前記グランド導体は、前記第1部分および前記第2部分の両方において前記信号導体の前記他方主面側に設けられ、前記信号導体の前記他方主面側に設けられた前記グランド導体と前記信号導体との間隔は、前記第2部分で前記第1部分よりも狭い、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の電子機器。
  5. 前記グランド導体は、前記第2部分において前記信号導体の前記一方主面側および前記他方主面側に設けられている、請求項1乃至請求項のいずれかに記載の電子機器。
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