JP6515817B2 - 配線基板及び電子機器 - Google Patents

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Description

本発明は、配線基板及び電子機器に関し、より特定的には、可撓性を有する基材を備えた配線基板及び電子機器に関する。
従来の配線基板に関する発明としては、例えば、特許文献1に記載のフレキシブルフラットケーブルが知られている。図12は、特許文献1に記載のフレキシブルフラットケーブル500の外観斜視図である。
フレキシブルフラットケーブル500は、複数の芯線501及び絶縁部503を備えている。絶縁部503は、複数の絶縁フィルムが積層されて構成されており、帯状をなしている。複数の芯線501は、複数の絶縁フィルムに挟まれている。また、絶縁部503には、蛇腹構造部551が設けられている。これにより、図12に示すように、フレキシブルフラットケーブル500を蛇腹構造部551において折り曲げることができる。
特開平6−36620号公報
ところで、特許文献1に記載のフレキシブルフラットケーブル500では、蛇腹構造部551においてノイズが伝達されやすい。図13は、蛇腹構造部551の芯線501を示した図である。なお、図13では、芯線501以外の構成について省略した。
図13に示すように、蛇腹構造部551では、芯線501が蛇行している。そのため、芯線501には山及び谷が形成される。一例として、芯線501の谷を構成している辺を辺501a,501bとする。辺501aと辺501bとは、対向している。そのため、例えば、辺501aにおいてノイズが発生すると、辺501bに該ノイズが伝達されやすい。
そこで、本発明の目的は、配線導体においてノイズが伝達されることを抑制できる配線基板及び電子機器を提供することである。
本発明の一形態に係る配線基板は、平板状かつ帯状をなし、可撓性を有する基材と、前記基材に沿って延在するように該基材に設けられている線状の第1の配線導体と、を備えており、前記基材は、該基材が延在する延在方向において互いに隣り合う第1の区間及び第2の区間を有しており、前記第2の区間における前記第1の配線導体は、前記第1の区間における該第1の配線導体よりも、前記基材の幅方向の一方側に位置しており、前記第2の区間には、前記基材の法線方向から見たときに、前記第1の配線導体と交差する少なくとも1以上の山折り線及び少なくとも1以上の谷折り線が設けられており前記第2の区間は、前記基材の法線方向から見たときに、前記幅方向の一方側に突出するように曲がっていること、を特徴とする。
本発明の一形態に係る電子機器は、第1の回路基板と、前記第1の回路基板に電気的に接続された配線基板と、を備えており、前記配線基板は、平板状かつ帯状をなし、可撓性を有する基材と、前記基材に沿って延在するように該基材に設けられている線状の第1の配線導体と、を備えており、前記基材は、該基材が延在する延在方向において互いに隣り合う第1の区間及び第2の区間を有しており、前記第2の区間における前記第1の配線導体は、前記第1の区間における該第1の配線導体よりも、前記基材の幅方向の一方側に位置しており、前記第2の区間には、前記基材の法線方向から見たときに、前記第1の配線導体と交差する少なくとも1以上の山折り線及び少なくとも1以上の谷折り線が設けられており、前記第2の区間は、前記基材の法線方向から見たときに、前記幅方向の一方側に突出するように曲がっていること、を特徴とする。
本発明によれば、配線導体においてノイズが伝達されることを抑制できる。
本発明の一実施形態に係る配線基板10の外観斜視図である。 図1の配線基板10の分解斜視図である。 図1の配線基板10を上側から見た透視図である。 コネクタ100aの断面構造図である。 使用時における配線基板10の外観斜視図である。 配線基板10が用いられた電子機器200を上側から見た図である。 配線基板10に谷折り線L1,L3,L5及び山折り線L2,L4を形成する際の工程断面図である。 図4の配線基板10のA−Aにおける断面構造図である。 図4の配線基板10のB−Bにおける断面構造図である。 図4の配線基板10のC−Cにおける断面構造図である。 配線基板10aを上側から平面視した図である。 配線基板10bを上側から平面視した図である。 配線基板10cを上側から平面視した図である。 配線基板10dを上側から平面視した図である。 配線基板10eの区間A2を前側から見た図である。 特許文献1に記載のフレキシブルフラットケーブル500の外観斜視図である。 蛇腹構造部551の芯線501を示した図である。
以下に、本発明の一実施形態に係る配線基板及び電子機器について図面を参照しながら説明する。
(配線基板の構成)
以下に、本発明の一実施形態に係る配線基板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配線基板10の外観斜視図である。図2は、図1の配線基板10の分解斜視図である。図3Aは、図1の配線基板10を上側から見た透視図である。図1ないし図3Aにおいて、配線基板10の積層方向を上下方向(基材の法線方向の一例)と定義する。また、配線基板10の長手方向を左右方向と定義し、配線基板10の短手方向を前後方向と定義する。上下方向、左右方向及び前後方向は互いに直交している。
配線基板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高周波信号伝送線路、又は、2つのデジタル回路を接続するためのデジタル信号伝送線路等である。配線基板10は、図1及び図2に示すように、基材12、外部端子16a,16b、配線導体層20、グランド導体層22,24、接続導体層30a〜30c,32a〜32c、ビアホール導体v1〜v14及びコネクタ100a,100bを備えている。
基材12は、平板状かつ帯状をなし、可撓性を有している。基材12は、上側から見たときに、左右方向に延在しており、前後方向において均一な幅を有している。以下では、基材12が延在している方向(図1及び図2では左右方向)を延在方向とも呼び、上側から見たときに延在方向と直交する方向(図1及び図2では前後方向)を幅方向とも呼ぶ。
基材12は、図2に示すように、保護層14及び誘電体シート18a〜18c(複数の絶縁体層の一例・誘電体シート18aが第2の絶縁体層の一例・誘電体シート18bが第1の絶縁体層の一例・誘電体シート18cが第3の絶縁体層の一例)が上側から下側へと(積層方向の一例)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、基材12及び誘電体シート18a〜18cの上側の主面を表面と呼び、基材12及び誘電体シート18a〜18cの下側の主面を裏面と呼ぶ。
誘電体シート18a〜18cは、上側から見たときに、左右方向に延在しており、基材12と同じ形状をなしている。誘電体シート18a〜18cの材料は、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を含んでいる。
外部端子16aは、図2に示すように、誘電体シート18aの表面の左端近傍に設けられている矩形状の導体層である。外部端子16bは、図2に示すように、誘電体シート18aの表面の右端近傍に設けられている矩形状の導体層である。外部端子16a,16bは、誘電体シート18aの幅方向の中心に位置している。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、金めっきが施されている。
配線導体層20(第1の配線導体の一例)は、図2に示すように、基材12内に設けられており、基材12に沿って左右方向に延在する線状の導体層である。本実施形態では、配線導体層20は、誘電体シート18bの表面上に設けられている。配線導体層20の左端は、上側から見たときに、誘電体シート18bの左端近傍に位置しており、外部端子16aと重なっている。配線導体層20の右端は、上側から見たときに、誘電体シート18bの右端近傍に位置しており、外部端子16bと重なっている。配線導体層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。
接続導体層30a〜30cは、誘電体シート18bの表面の左端近傍に設けられている矩形状の導体層である。接続導体層30aは、配線導体層20の左端に対して後ろ側に位置している。接続導体層30bは、配線導体層20の左端に対して左側に位置している。接続導体層30cは、配線導体層20の左端に対して前側に位置している。接続導体層30a〜30c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。
接続導体層32a〜32cは、誘電体シート18bの表面の右端近傍に設けられている矩形状の導体層である。接続導体層32aは、配線導体層20の右端に対して後ろ側に位置している。接続導体層32bは、配線導体層20の右端に対して右側に位置している。接続導体層32cは、配線導体層20の右端に対して前側に位置している。接続導体層32a〜32c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。
グランド導体層22(第1のグランド導体層の一例)は、図2に示すように、基材12内において配線導体層20よりも上側に設けられており、基材12に沿って左右方向に延在する帯状の導体層である。本実施形態では、グランド導体層22は、誘電体シート18aの表面上に設けられており、誘電体シート18aの略全面を覆っている。これにより、グランド導体層22は、上側から見たときに、配線導体層20と重なっている。ただし、誘電体シート18aには、前記の通り、外部端子16a,16bが設けられている。従って、外部端子16a,16bとグランド導体層22とが短絡しないように、グランド導体層22には2つの開口が設けられており、該2つの開口内に外部端子16a,16bが位置している。グランド導体層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。
グランド導体層24(第2のグランド導体層の一例)は、図2に示すように、基材12内において配線導体層20よりも下側に設けられており、基材12に沿って左右方向に延在する帯状の導体層である。本実施形態では、グランド導体層24は、誘電体シート18cの表面上に設けられており、誘電体シート18cの略全面を覆っている。これにより、グランド導体層24は、上側から見たときに、配線導体層20と重なっている。グランド導体層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、図3Aに示すように、幅方向における基材12の中心と幅方向におけるグランド導体層22,24の中心とは一致している。以下では、幅方向における基材12及びグランド導体層22,24の中心線を中心線C1と呼ぶ。
以上のように、グランド導体層22、配線導体層20及びグランド導体層24は、この順に配置されており、配線導体層20は、上下方向の両側から誘電体シート18a,18bを介してグランド導体層22,24によって挟まれている。すなわち、配線導体層20及びグランド導体層22,24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。
ビアホール導体v1は、誘電体シート18aを上下方向に貫通しており、外部端子16aと配線導体層20の左端とを接続している。ビアホール導体v2は、誘電体シート18aを上下方向に貫通しており、外部端子16bと配線導体層20の右端とを接続している。
ビアホール導体v3〜v5はそれぞれ、誘電体シート18aを上下方向に貫通している。ビアホール導体v6〜v8はそれぞれ、誘電体シート18bを上下方向に貫通している。ビアホール導体v3とビアホール導体v6とは、互いに接続されることにより一連のビアホール導体を構成しており、グランド導体層22と接続導体層30aとグランド導体層24とを接続している。ビアホール導体v4とビアホール導体v7とは、互いに接続されることにより一連のビアホール導体を構成しており、グランド導体層22と接続導体層30bとグランド導体層24とを接続している。ビアホール導体v5とビアホール導体v8とは、互いに接続されることにより一連のビアホール導体を構成しており、グランド導体層22と接続導体層30cとグランド導体層24とを接続している。
ビアホール導体v9〜v11はそれぞれ、誘電体シート18aを上下方向に貫通している。ビアホール導体v12〜v14はそれぞれ、誘電体シート18bを上下方向に貫通している。ビアホール導体v9とビアホール導体v12とは、互いに接続されることにより一連のビアホール導体を構成しており、グランド導体層22と接続導体層32aとグランド導体層24を接続している。ビアホール導体v10とビアホール導体v13とは、互いに接続されることにより一連のビアホール導体を構成しており、グランド導体層22と接続導体層32bとグランド導体層24とを接続している。ビアホール導体v11とビアホール導体v14とは、互いに接続されることにより一連のビアホール導体を構成しており、グランド導体層22と接続導体層32cとグランド導体層24とを接続している。
以上のようなビアホール導体v1〜v14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。
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。これにより、保護層14は、グランド導体層22を覆っている。ただし、保護層14の左端近傍には、開口Ha〜Hdが設けられている。開口Haは、上側から見たときに、保護層14における外部端子16aと重なる位置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に対して後ろ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に対して左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に対して前側に設けられている矩形状の開口である。グランド導体層22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。
更に、保護層14の右端近傍には、開口He〜Hhが設けられている。開口Heは、上側から見たときに、保護層14における外部端子16bと重なる位置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に対して後ろ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に対して右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に対して前側に設けられている矩形状の開口である。グランド導体層22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。保護層14は、例えば、エポキシ樹脂のようなレジスト材等の可撓性樹脂からなる。
コネクタ100a,100bはそれぞれ、基材12の表面における左端及び右端に実装される。コネクタ100a,100bの構成は同じであるので、以下にコネクタ100aの構成を例に挙げて説明する。図3Bは、コネクタ100aの断面構造図である。
コネクタ100aは、図2及び図3Bに示すように、ベース部102、円筒部104、中心導体106及び外部導体108及び外部端子110a〜110dにより構成されている。ベース部102は、上側から見たときに矩形状をなす板状の部材である。円筒部104は、ベース部102の上面から上方に向かって延在する円筒状の部材である。中心導体106は、円筒部104の中心軸と重なるように位置しており、上下方向に延在する金属製の端子である。外部導体108は、円筒部104の内周面を覆う金属製の端子である。
外部端子110aは、ベース部102の下面の中央に設けられている矩形状の導体である。外部端子110aは、中心導体106に接続されている。外部端子110bは、ベース部102の下面に設けられている矩形状の導体であり、外部端子110aに対して後ろ側に位置している。外部端子110cは、ベース部102の下面に設けられている矩形状の導体であり、外部端子110aに対して左側に位置している。外部端子110dは、ベース部102の下面に設けられている矩形状の導体であり、外部端子110aに対して前側に位置している。外部端子110b〜110dは、外部導体108に接続されている。
以上のように構成されたコネクタ100aは、外部端子110aが外部端子16aと接続され、外部端子110b〜110dがそれぞれ開口Hb〜Hdから露出しているグランド導体層22と接続されるように、例えば、はんだにより実装される。これにより、配線導体層20は、中心導体106に電気的に接続されている。また、グランド導体層22,24は、外部導体108に電気的に接続されている。
ところで、配線基板10では、配線導体層20は、全体において直線をなしているのではなく、その一部において残余の部分よりも後ろ側に位置している。以下に、配線導体層20の構造についてより詳細に説明する。
基材12は、図2及び図3Aに示すように、区間A1(第1の区間の一例)、区間A2(第2の区間の一例)及び区間A3(第1の区間の一例)を有している。区間A1〜A3は、左側から右側へとこの順に並んでいる。よって、区間A1と区間A2とは、延在方向(すなわち、左右方向)において互いに隣り合っており、区間A2と区間A3とは、延在方向(すなわち、左右方向)において互いに隣り合っている。故に、区間A1の右端と区間A2の左端とは一致しており、区間A2の右端と区間A3の左端とは一致している。更に、区間A1の左端は、配線導体層20の左端と一致している。区間A3の右端は、配線導体層20の右端と一致している。
配線導体層20は、配線部20a〜20cを含んでいる。配線部20aは、区間A1における配線導体層20である。配線部20bは、区間A2における配線導体層20である。配線部20cは、区間A3における配線導体層20である。
配線部20a,20cは、上側から見たときに、幅方向における基材12及びグランド導体層22,26の中心に位置している。すなわち、配線部20a,20cは、上側から見たときに、幅方向における基材12及びグランド導体層22,26の中心線C1と重なっている。
一方、配線部20bは、上側から見たときに、配線部20a,20cよりも、後ろ側(幅方向の一方側の一例)に位置している。より詳細には、配線部20bの左端は配線部20aの右端に接続され、配線部20bの右端は配線部20cの左端に接続されている。よって、配線部20bの両端は、基材12及びグランド導体層22,26の幅方向の中心に位置している。ただし、配線部20bは、配線部20bの左端から右側に離れるにしたがって後ろ側に変位する。同様に、配線部20bは、配線部20bの右端から左側に離れるにしたがって後ろ側に変位する。ただし、左右方向における配線部20bの中央近傍は、誘電体シート18bの後ろ側の辺近傍において左右方向に延在している。これにより、配線部20bは、上側から見たときに、配線部20a,20cよりも幅方向における基材12及びグランド導体層22,26の中心から離れている。
以上の説明から明らかなように、区間A2の左端は、配線導体層20が後ろ側に変位し始める位置(すなわち、配線部20bの左端)により定まる。同様に、区間A2の右端は、配線導体層20が後ろ側に変位し始める位置(すなわち、配線部20bの右端)により定まる。
また、上側から見たときに、区間A2の誘電体シート18bの表面上において、配線導体層20よりも前側(幅方向の他方側の一例)には、ビアホール導体等の層間接続導体やグランド導体層等の導体が設けられていない。更には、上側から見たときに、区間A2の誘電体シート18bの表面上には、配線導体層20以外の導体が設けられていない。ただし、上側から見たときに、区間A2の誘電体シート18a,18cの表面上において、配線導体層20よりも前側にはグランド導体層22,24の一部が設けられている。
更に、区間A2には、上側から見たときに、配線導体層20と交差する少なくとも1以上の谷折り線L1,L3,L5及び少なくとも1以上の山折り線L2,L4が設けられている。谷折り線L1,L3,L5は、基材12の表面が谷を形成するように折り曲げられた折り線である。山折り線L2,L4は、基材12の表面が山を形成するように折り曲げられた折り線である。本実施形態では、谷折り線L1,L3,L5及び山折り線L2,L4は、前後方向に延在している。また、谷折り線L1、山折り線L2、谷折り線L3、山折り線L4及び谷折り線L5は、左側から右側へとこの順に等間隔に並んでいる。これにより、谷折り線と山折り線とが左右方向において交互に並んでいる。その結果、区間A2は、前側から見たときに、ジグザグ形状をなしており、所謂蛇腹構造をなしている。また、谷折り線L1,L3,L5及び山折り線L2,L4では、基材12が塑性変形している。そのため、区間A2は、外力を受けることなく、蛇腹構造を維持することができる。
配線基板10は、以下に説明するように用いられる。図4は、使用時における配線基板10の外観斜視図である。図5は、配線基板10が用いられた電子機器200を上側から見た図である。
配線基板10は、図4に示すように、上側から見たときに、L字状に折り曲げられて用いられる。より詳細には、配線基板10の区間A2は、蛇腹構造をなしているので伸縮可能である。そこで、区間A2における前側の谷折り線L1、山折り線L2、谷折り線L3、山折り線L4及び谷折り線L5の間隔を、区間A2における後ろ側の谷折り線L1、山折り線L2、谷折り線L3、山折り線L4及び谷折り線L5の間隔よりも小さくするように、配線基板10に外力を加える。具体的には、図4に示すように、区間A1が左右方向に延在し、かつ、区間A3が前後方向に延在するように、配線基板10を曲げる。この際、区間A2は、右後ろ側(幅方向の一方側の一例)に突出するように曲がる。そして、配線基板10は、このように折り曲げられた状態で、電子機器200に用いられる。
電子機器200は、図5に示すように、配線基板10、回路基板202a,202bを備えており、携帯電話やゲーム機、ウェアラブル端末等である。なお、図5では、配線基板10及び回路基板202a,202bを収容するための筺体については省略してある。
回路基板202a(第1の回路基板の一例)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(第2の回路基板の一例)には、例えば、給電回路が設けられている。回路基板202bは、回路基板202aに対して左後ろ側に位置している。また、回路基板202a,202bの表面にはそれぞれ、図示しないコネクタが設けられている。
配線基板10は、図4に示すように、折り曲げられ、更に、表裏が反転された状態で用いられる。すなわち、配線基板10の表面が下側を向く。そして、コネクタ100aが回路基板202aに設けられているコネクタに接続され、コネクタ100bが回路基板202bに設けられているコネクタに接続される。これにより、コネクタ100a,100bの中心導体106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回路基板202a,202bに設けられているコネクタを介して印加される。また、コネクタ100a,100bの外部導体108には、回路基板202a,202bに設けられているコネクタを介してグランド電位が印加される。これにより、配線基板10は、回路基板202aと回路基板202bとを電気的に接続している。なお、配線基板10は、2つの回路基板202a,202bを電気的に接続するのではなく、例えば、回路基板202aに設けられている第1の電気回路と回路基板202aに設けられている第2の電気回路とを電気的に接続していもよい。
(配線基板の製造方法)
以下に、配線基板10の製造方法について図2及び図6を参照しながら説明する。図6は、配線基板10に谷折り線L1,L3,L5及び山折り線L2,L4を形成する際の工程断面図である。以下では、一つの配線基板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、同時に複数の配線基板10が作製される。
まず、表面の全面に銅箔が形成された熱可塑性樹脂(例えば、液晶ポリマー)からなる誘電体シート18a〜18cを準備する。誘電体シート18a〜18c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。
次に、フォトリソグラフィ工程により、図2に示す外部端子16a,16b及びグランド導体層22を誘電体シート18aの表面に形成する。具体的には、誘電体シート18aの銅箔上に、図2に示す外部端子16a,16b及びグランド導体層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、外部端子16a,16b及びグランド導体層22が誘電体シート18a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に示す配線導体層20及び接続導体層30a〜30c,32a〜32cを誘電体シート18bの表面に形成する。また、フォトリソグラフィ工程により、図2に示すグランド導体層24を誘電体シート18cの表面に形成する。なお、これらのフォトリソグラフィ工程は、外部端子16a,16b及びグランド導体層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18a,18bのビアホール導体v1〜v14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18a,18bに形成した貫通孔に対して、導電性ペーストを充填する。
次に、グランド導体層22、配線導体層20及びグランド導体層24がストリップライン構造をなすように、誘電体シート18a〜18cを上側から下側へとこの順に積み重ねる。そして、誘電体シート18a〜18cに対して加熱処理及び加圧処理を施し、誘電体シート18a〜18cを軟化させて圧着・一体化すると共に、貫通孔に充填された導電性ペーストを固化させて、ビアホール導体v1〜v14を形成する。
次に、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18a上に保護層14を形成する。
最後に、図6に示すように、金型T1,T2により、基材12に谷折り線L1,L3,L5及び山折り線L2,L4を形成する。より詳細には、金型T1は、下面S1を有する。下面S1には、下側に突出する山M1と上側に窪む谷V1,V2が形成されている。山M1及び谷V1,V2は前後方向に延在している。金型T2は、上面S2を有する。上面S2には、上側に突出する山M2,M3と下側に窪む谷V3が形成されている。山M2,M3及び谷V3は前後方向に延在している。また、上側から見たときに、谷V1、山M1及び谷V2はそれぞれ、山M2、谷V3及び山M3と一致している。
以上のような金型T1,T2には、図示しないヒーターが設けられている。これにより、金型T1,T2が加熱される。そして、金型T1,T2により、基材12を上下方向から挟んで加圧する。これにより、基材12が軟化し、山M1〜M3及び谷V1〜V3により基材12が塑性変形させられる。その結果、基材12の区間A2に谷折り線L1,L3,L5及び山折り線L2,L4が形成される。以上の工程を経て、図1に示す配線基板10が得られる。
(効果)
以上のように構成された配線基板10によれば、配線導体層20においてノイズが伝達されることを抑制できる。より詳細には、図7Aは、図4の配線基板10のA−Aにおける断面構造図である。図7Bは、図4の配線基板10のB−Bにおける断面構造図である。図7Cは、図4の配線基板10のC−Cにおける断面構造図である。
配線基板10では、図7Aないし図7Cに示すように、区間A2において、基材12が蛇行している。ただし、図4に示すように、区間A2は、右後ろ側(幅方向の一方側の一例)に突出するように曲げられている。そのため、図7Aないし図7Cに示すように、線幅方向の位置によって、蛇行の周期が変動する。具体的には、最も内周側の断面構造図である図7Aに示す蛇行の周期が最も短く、最も外周側の断面構造図である図7Cに示す蛇行の周期が最も長くなる。よって、図7Cに示す位置に配線導体層20が配置された場合の方が、図7A及び図7Bに示す位置に配線導体層20が配置された場合よりも、配線導体層20が近接しない。そこで、配線基板10では、配線部20bは、配線部20a,20cよりも、基材12の後ろ側(幅方向の一方側の一例)に位置している。その結果、配線導体層20においてノイズが伝達されることが抑制されている。
また、配線基板10によれば、設計の自由度が高くなる。より詳細には、特許文献1に記載のフレキシブルフラットケーブル500は、複数の芯線501を備えている。そして、図12において、最も外周側の芯線501の蛇行の周期が残余の芯線501の蛇行の周期よりも長い。そのため、最も外周側の芯線501では、残余の芯線501に比べて、ノイズが伝達されにくい。ただし、フレキシブルフラットケーブル500では、最も外周側の芯線501は、図12に示すように、常に絶縁部503の紙面奥側の辺近傍に位置している。よって、フレキシブルフラットケーブル500では、ノイズの伝達を抑制するためには、芯線501を外周側に配置する必要があり、芯線501の配置に制約が生じる。
一方、配線基板10では、配線部20bは、配線部20a,20cよりも、基材12の後ろ側(幅方向の一方側の一例)に位置している。これにより、配線部20a,20cが常に基材12の後ろ側の辺近傍に位置する必要がなくなる。従って、配線部20a,20cを基材12の後ろ側の辺近傍以外の位置に配置することが可能となる。その結果、配線基板10によれば、設計の自由度が高くなる。
また、配線基板10では、配線導体層20にノイズが侵入することが抑制される。より詳細には、配線基板10が電子機器200に用いられた際には、配線基板10の周囲には回路基板や電子部品等が存在する。このような回路基板や電子部品等は、ノイズを放射する。従って、配線導体層20と回路基板や電子部品等とはできるだけ近づけないことが好ましい。
そこで、配線部20a,20cは、図3Aに示すように、上側から見たときに、幅方向における基材12の中心に位置している。これにより、回路基板や電子部品等が基材12の前側又は後ろ側のいずれから近づいたとしても、回路基板や電子部品等が、上側から見たときに、基材12の幅の半分よりも配線導体層20に近づくことが抑制される。よって、配線基板10では、配線導体層20にノイズが侵入することが抑制される。なお、同じ理由により、配線導体層20から放射されるノイズが回路基板や電子部品等に侵入することが抑制される。
また、配線基板10では、以下の理由によっても、配線導体層20にノイズが侵入することが抑制される。より詳細には、配線部20a,20cは、図3Aに示すように、上側から見たときに、幅方向におけるグランド導体層22,24の中心に位置している。これにより、ノイズが基材12の前側又は後ろ側のいずれから侵入しようとしたとしても、グランド導体層22,24によりノイズが吸収されやすくなる。よって、配線基板10では、配線導体層20にノイズが侵入することが抑制される。なお、同じ理由により、配線導体層20から放射されるノイズが配線基板10の周囲に配置された回路基板や電子部品等に侵入することが抑制される。
また、配線基板10によれば、谷折り線L1,L3,L5及び山折り線L2,L4を容易に形成できる。より詳細には、ビアホール導体等の層間接続導体やグランド導体層等の導体は、誘電体シート18bよりも硬いので、谷折り線L1,L3,L5及び山折り線L2,L4の形成を阻害する。そこで、配線基板10では、区間A2の誘電体シート18bの表面上には、配線導体層20以外の導体が設けられていない。すなわち、谷折り線L1,L3,L5及び山折り線L2,L4の形成を阻害するような導体が誘電体シート18bには設けられていない。よって、配線基板10によれば、谷折り線L1,L3,L5及び山折り線L2,L4を容易に形成できる。
また、配線基板10によれば、区間A2を容易にL字状やV字状に折り曲げることができる。より詳細には、ビアホール導体等の層間接続導体やグランド導体層等の導体は、誘電体シート18bよりも硬い。このような導体は、図7Aに示すように蛇行の周期が短くなるように基材12がジグザグに折れ曲がることを阻害する。
しかしながら、区間A2が右後ろ側(幅方向の一方側の一例)に突出するように曲がるためには、区間A2の内周側では区間A2の外周側よりも、蛇行の周期が短くなるように基材12がジグザグに折れ曲がる必要がある。
そこで、区間A2の誘電体シート18bの表面上において、配線導体層20よりも前側(幅方向の他方側の一例)には、ビアホール導体等の層間接続導体やグランド導体層等の導体が設けられていない。すなわち、蛇行の周期が短くなるように基材12がジグザグに大きく折れ曲がることを阻害するような導体が誘電体シート18bには設けられていない。その結果、配線基板10によれば、区間A2を容易にL字状やV字状に折り曲げることができる。
(第1の変形例)
以下に第1の変形例にかかる配線基板10aについて図面を参照しながら説明する。図7Dは、配線基板10aを上側から平面視した図である。なお、図7Dでは、図5のように基材12の裏面を上側から見ているのではなく、基材12の表面を上側から見ている。また、図7Dでは、配線基板10aは折り曲げられた状態である。
配線基板10aは、2箇所において折り曲げられている点において、配線基板10と相違する。以下に、かかる相違点を中心に配線基板10aについて説明する。
基材12は、図7Dに示すように、区間A1〜A5を有している。区間A1,A2,A4,A5,A3は、この順に並んでいる。また、区間A1〜A5における配線導体層20をそれぞれ、配線部20a〜20eとする。区間A5には、上側から見たときに、配線部20eと交差する谷折り線L11,L13,L15及び山折り線L12,L14が形成されている。区間A5は、左前側(幅方向の他方側の一例)に突出するように曲っている。更に、配線部20eは、配線部20c,20dよりも幅方向の他方側に位置している。
以上のように構成された配線基板10aも、配線基板10と同じ作用効果を奏することができる。
(第2の変形例)
以下に第2の変形例にかかる配線基板10bについて図面を参照しながら説明する。図8は、配線基板10bを上側から平面視した図である。なお、図8では、配線基板10bは折り曲げられていない状態である。
配線基板10bは、区間A2に切り欠き150が設けられている点において配線基板10と相違する。より詳細には、区間A2における基材には、上側から見たときに、配線導体層20よりも前側(幅方向の他方側の一例)に切り欠き150が設けられている。配線基板10bのその他の構成は、配線基板10と同じであるので説明を省略する。
以上のように構成された配線基板10bも、配線基板10と同じ作用効果を奏することができる。
また、配線基板10bでは、折り曲げられる区間A2の内周側に切り欠き150が設けられている。これにより、区間A2の幅が細くなるので、区間A2を容易に折り曲げることができる。
なお、区間A2の長さは、区間A1,A3に比べて十分に短い。そのため、切り欠き150の長さも、区間A2の長さと同様に、区間A1,A3に比べて十分に短い。そこで、便宜上、幅方向における区間A2の中心は、幅方向における区間A1,A2の中心と同じであるものとする。すなわち、幅方向における基材12の中心線C1は、図8に示すように、左右方向に一直線に延在している。
(第3の変形例)
以下に第3の変形例にかかる配線基板10cについて図面を参照しながら説明する。図9は、配線基板10cを上側から平面視した図である。なお、図9では、配線基板10cは折り曲げられていない状態である。
配線基板10cは、区間A1の代わりに基板部300を備えている点において配線基板10と相違する。以下に、かかる相違点を中心に配線基板10cについて説明する。
配線基板10cでは、基材12は、区間A2(第2の区間の一例)及び区間A3(第1の区間の一例)を有しており、区間A1を有していない。また、基材12の左端は、基板部300に対して接続されている。基板部300は、基材12と同じように、3層の誘電体シートが積層されて構成されており、矩形状をなしている。基板部300と基材12とは連続して繋がっており一体である。基板部300の表面又は裏面には、半導体集積回路や電子部品等が実装される。また、基板部300の表面、裏面及び内部には、回路が設けられている。以上のような配線基板10cも、区間A2が折り曲げて用いられる。
以上のように構成された配線基板10cも、配線基板10と同じ作用効果を奏することができる。
(第4の変形例)
以下に第4の変形例にかかる配線基板10dについて図面を参照しながら説明する。図10は、配線基板10dを上側から平面視した図である。なお、図10では、配線基板10dは折り曲げられていない状態である。
配線基板10dは、配線導体層20に加えて、配線導体層21(第2の配線導体の一例)を更に備えている点において、配線基板10と相違する。以下にかかる相違点を中心に配線基板10dについて説明する。
配線導体層21は、基材12に沿って延在するように基材12内に設けられており、本実施形態では、誘電体シート18bの表面上に設けられている線状の導体層である。配線導体層21は、配線導体層20と実質的に平行であり、配線導体層20よりも前側に位置している。また、配線導体層21は、配線部21a〜21cを含んでいる。配線部21aは、区間A1における配線導体層21である。配線部21bは、区間A2における配線導体層21である。配線部21cは、区間A3における配線導体層21である。そして、配線部21bは、上側から見たときに、配線部21a,21cよりも、後ろ側(幅方向の一方側の一例)に位置している。すなわち、配線導体層21は、配線導体層20と実質的に同じ形状をなしている。更に、谷折り線L1,L3,L5及び山折り線L2,L4は、上側から見たときに、区間A2において配線導体層21と交差している。
以上のように構成された配線基板10dも、配線基板10と同じ作用効果を奏することができる。
(第5の変形例)
以下に第5の変形例にかかる配線基板10eについて図面を参照しながら説明する。図11は、配線基板10eの区間A2を前側から見た図である。
配線基板10では、基材12は、谷折り線L1,L3,L5及び山折り線L2,L4において角を有するように蛇行している。一方、配線基板10eでは、基材12は、谷折り線L1,L3,L5及び山折り線L2,L4において角を有さないように蛇行している。この場合、谷折り線L1,L3,L5は、基材12が下側に突出するように緩くカーブして形成されている谷底を指す。また、山折り線L2,L4は、基材12が上側に突出するように緩くカーブして形成されている山頂を指す。
以上のように構成された配線基板10eも、配線基板10と同じ作用効果を奏することができる。
また、配線基板10eでは、前側から見たときに、基材12が角を有さないように蛇行している。そのため、配線導体層20も、前側から見たときに、角を有さないように蛇行している。そのため、配線導体層20が谷折り線L1,L3,L5及び山折り線L2,L4において断線することが抑制される。
(その他の実施形態)
本発明に係る配線基板及び電子機器は、前記配線基板10,10a〜10e及び電子機器200に限らず、その要旨の範囲内において変更可能である。
また、配線基板10,10a〜10e及び電子機器200の構成を任意に組み合わせてもよい。
また、配線導体層20は、高周波信号等が伝送される信号線であるとしたが、信号線以外に電源線やグランド線等であってもよい。
また、配線基板10,10a〜10e及び電子機器200において、グランド導体層22,24は必須の構成ではない。よって、グランド導体層22,24の両方又はグランド導体層22,24のいずれか一方が設けられていなくてもよい。
また、幅方向におけるグランド導体層22,24の中心と幅方向における基材12の中心は一致していなくてもよい。
また、配線基板10,10a〜10eでは、3本の谷折り線L1,L3,L5及び2本の山折り線L2,L4が形成されているが、少なくとも1本以上の谷折り線及び少なくとも1本以上の山折り線が設けられていればよい。
なお、谷折り線L1,L3,L5及び山折り線L2,L4は前後方向に延在している必要はなく、前後方向に対して傾いていてもよい。例えば、谷折り線L1、山折り線L2、谷折り線L3、山折り線L4及び谷折り線L5の後端の間隔が、谷折り線L1、山折り線L2、谷折り線L3、山折り線L4及び谷折り線L5の前端の間隔よりも広くなっていてもよい。
なお、配線導体層20,21の代わりに丸線や平角線の配線導体が用いられてもよい。
なお、基材12は、3層の誘電体シート18a〜18cが積層されて構成されているが、少なくとも1層のシートにより構成されていればよい。
なお、コネクタ100a,100bは、必須の構成ではない。コネクタ100a,100bが用いられることなく、外部端子16a,b16及びグランド導体層22が回路基板のランド電極にはんだにより接続されてもよい。
なお、配線導体層20は、誘電体シート18aの裏面に設けられていてもよい。同様に、グランド導体層24は、誘電体シート18bの裏面に設けられていてもよい。
以上のように、本発明は、配線基板及び電子機器に有用であり、特に、配線導体においてノイズが伝達されることを抑制できる点で優れている。
10,10a〜10e:配線基板
12:基材
14:保護層
16a,16b:外部端子
18a〜18c:誘電体シート
20,21:配線導体層
20a〜20e,21a〜21c:配線部
22,24:グランド導体層
30a〜30c,32a〜32c:接続導体層
100a,100b:コネクタ
102:ベース部
104:円筒部
106:中心導体
108:外部導体
110a〜110d:外部端子
150:切り欠き
200:電子機器
202a,202b:回路基板
300:基板部
A1〜A5:区間
C1:中心線
L1,L3,L5:谷折り線
L2,L4:山折り線
v1〜v14:ビアホール導体

Claims (14)

  1. 平板状かつ帯状をなし、可撓性を有する基材と、
    前記基材に沿って延在するように該基材に設けられている線状の第1の配線導体と、
    を備えており、
    前記基材は、該基材が延在する延在方向において互いに隣り合う第1の区間及び第2の区間を有しており、
    前記第2の区間における前記第1の配線導体は、前記第1の区間における該第1の配線導体よりも、前記基材の幅方向の一方側に位置しており、
    前記第2の区間には、前記基材の法線方向から見たときに、前記第1の配線導体と交差する少なくとも1以上の山折り線及び少なくとも1以上の谷折り線が設けられており
    前記第2の区間は、前記基材の法線方向から見たときに、前記幅方向の一方側に突出するように曲がっていること、
    を特徴とする配線基板。
  2. 前記基材の法線方向から見たときに、前記第1の配線導体と重なる第1のグランド導体層を、
    更に備えていること、
    を特徴とする請求項1に記載の配線基板。
  3. 前記基材は、第1の絶縁体層及び第2の絶縁体層を含む複数の絶縁体層が積層方向に積層されることにより構成されており、
    前記第1の配線導体は、前記第1の絶縁体層上に設けられている導体層であり、
    前記第1のグランド導体層は、前記基材に沿って延在するように前記第2の絶縁体層上に設けられていること、
    を特徴とする請求項2に記載の配線基板。
  4. 前記第2の区間における前記第1の配線導体は、前記基材の法線方向から見たときに、前記第1の区間における該第1の配線導体よりも、前記幅方向における前記第1のグランド導体層の中心から離れていること、
    を特徴とする請求項2又は請求項3のいずれかに記載の配線基板。
  5. 前記基材の法線方向から見たときに、前記第1の配線導体と重なる第2のグランド導体層を、
    更に備えており、
    前記第1のグランド導体層、前記第1の配線導体及び前記第2のグランド導体層は、この順に配置されていること、
    を特徴とする請求項2ないし請求項4のいずれかに記載の配線基板。
  6. 前記基材は、第1の絶縁体層、第2の絶縁体層及び第3の絶縁体層を含む複数の絶縁体層が積層方向に積層されることにより構成されており、
    前記第2の絶縁体層、前記第1の絶縁体層及び前記第3の絶縁体層は、この順に積層されており、
    前記第1の配線導体は、前記第1の絶縁体層上に設けられている導体層であり、
    前記第1のグランド導体層は、前記基材に沿って延在するように前記第2の絶縁体層上に設けられており、
    前記第2のグランド導体層は、前記基材に沿って延在するように前記第3の絶縁体層上に設けられていること、
    を特徴とする請求項5に記載の配線基板。
  7. 前記基材は、第1の絶縁体層を含んでおり、
    前記第1の配線導体は、前記第1の絶縁体層上に設けられている導体層であり、
    前記基材の法線方向から見たときに、前記第2の区間の前記第1の絶縁体層上において、前記第1の配線導体よりも前記幅方向の他方側には、導体が設けられていないこと、
    を特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の配線基板。
  8. 前記基材は、第1の絶縁体層を含んでおり、
    前記第1の配線導体は、前記第1の絶縁体層上に設けられている導体層であり、
    前記基材の法線方向から見たときに、前記第2の区間の前記第1の絶縁体層上において
    、前記第1の配線導体以外の導体が設けられていないこと、
    を特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の配線基板。
  9. 前記第2の区間における前記第1の配線導体は、前記基材の法線方向から見たときに、
    前記第1の区間における該第1の配線導体よりも、前記幅方向における該基材の中心から離れていること、
    を特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれかに記載の配線基板。
  10. 前記第2の区間における前記基材には、前記基材の法線方向から見たときに、前記第1の配線導体よりも前記幅方向における他方側に切り欠きが設けられていること、
    を特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれかに記載の配線基板。
  11. 前記基材の材料は、熱可塑性樹脂を含んでおり、
    前記少なくとも1以上の山折り線及び前記少なくとも1以上の谷折り線では、前記基材が塑性変形していること、
    を特徴とする請求項1ないし請求項10のいずれかに記載の配線基板。
  12. 前記基材に沿って延在するように該基材に設けられている線状の第2の配線導体を、
    更に備えており、
    前記第2の区間における前記第2の配線導体は、前記第1の区間における該第2の配線導体よりも、前記基材の幅方向の一方側に位置しており、
    前記少なくとも1以上の山折り線及び前記少なくとも1以上の谷折り線は、前記基材の法線方向から見たときに、前記第2の区間において前記第2の配線導体と交差していること、
    を特徴とする請求項1ないし請求項11のいずれかに記載の配線基板。
  13. 第1の回路基板と、
    前記第1の回路基板に電気的に接続された配線基板と、
    を備えており、
    前記配線基板は、
    平板状かつ帯状をなし、可撓性を有する基材と、
    前記基材に沿って延在するように該基材に設けられている線状の第1の配線導体と、
    を備えており、
    前記基材は、該基材が延在する延在方向において互いに隣り合う第1の区間及び第2の区間を有しており、
    前記第2の区間における前記第1の配線導体は、前記第1の区間における該第1の配線導体よりも、前記基材の幅方向の一方側に位置しており、
    前記第2の区間には、前記基材の法線方向から見たときに、前記第1の配線導体と交差する少なくとも1以上の山折り線及び少なくとも1以上の谷折り線が設けられており、
    前記第2の区間は、前記基材の法線方向から見たときに、前記幅方向の一方側に突出するように曲がっていること、
    を特徴とする電子機器。
  14. 第2の回路基板を、
    更に備えており、
    前記配線基板は、前記第1の回路基板と前記第2の回路基板とを電気的に接続すること、
    を特徴とする請求項1に記載の電子機器。
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