JP6850501B1

JP6850501B1 - 伝送線路

Info

Publication number: JP6850501B1
Application number: JP2019211440A
Authority: JP
Inventors: 勇一竹村; 小野　賢一; 賢一小野
Original assignee: TENRYUSEIKI CO., LTD.
Current assignee: TENRYUSEIKI CO., LTD.
Priority date: 2019-11-22
Filing date: 2019-11-22
Publication date: 2021-03-31
Anticipated expiration: 2039-11-22
Also published as: JP2021083040A

Abstract

【課題】アンテナ構造体、バッテリ及び制御回路が内蔵されている電子機器において、シールドによってクロストークを低減しつつ、段差付きの分岐構造で薄型にすることで、省スペースを実現することが可能な構造の伝送線路を提供する。【解決手段】伝送線路２０の本体２１は、第１高さの第１端６１と屈曲形成された第１段差７１と第１線路３２ａとを有する第１伝送部８１と、第１端６１と第１間隔Ｋ１で配されるとともに第１端６１と同じ高さの第２端６２と屈曲形成された第２段差７２と第２線路３２ｂとを有する第２伝送部８２と、第１端６１と同じ高さの第３端６３と屈曲形成された第３段差７３を有するとともに第１線路３２ａと第２線路３２ｂとが第２高さＨ２の連結端６４から第３端６３に亘って並列に配された一体構造体の第３伝送部８３とを有する構成である。【選択図】図１

Description

本発明は、電子機器に用いられる伝送線路に関する。

近年、電子機器における高密度実装技術の発展は著しく、銅張積層板（ＣＣＬ）などを用いた薄型の伝送線路の需要は益々高まっている。

従来、バッテリの上を通って回路基板と回路基板とを接続するフレキシブル基板（伝送線路）が提案されている（特許文献１：特許第５９４３１６８号公報）。また、対向配置された銅張積層板を互いに接合する構成によって全周に亘ってシールドすることでクロストークを低減した薄型の伝送線路が提案されている（特許文献２：特許第６５０７３０２号公報）。

特許第５９４３１６８号公報特許第６５０７３０２号公報

携帯情報端末やＩｏＴ機器の普及に伴って、情報通信用の電子機器は、省スペースに対応した薄型構造が要求される。一例として、携帯情報端末はアンテナ構造体と制御回路とバッテリとが内蔵されており、アンテナ構造体と制御回路とは高周波伝送特性に優れた伝送線路によって接続されている。このような伝送線路は、筐体における配置構成上、外来ノイズを抑えるシールド性能を維持しつつバッテリを迂回して配されているのが、一般的である。近年、筐体は小型かつ薄型になり、次世代高速通信や映像等の大容量データの高速処理に対応して長時間使用できるようにバッテリ容量は大きくなってバッテリの筐体における占有率は増加傾向にある。また、より安定した高速通信ができるように複数のアンテナを配する構成の場合、従来技術によれば、複数のアンテナそれぞれに伝送線路を配線することになるが、複数の伝送線路を配線するには筐体における配線スペースが不足するという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされ、アンテナ構造体、バッテリ及び制御回路が内蔵されている電子機器において、シールドによってクロストークを低減しつつ、段差付きの分岐構造で薄型にすることで、省スペースを実現することが可能な構造の伝送線路を提供することを目的とする。

一実施形態として、以下に開示するような解決手段により、前記課題を解決する。

本発明の伝送線路は、熱可塑性樹脂からなる第１基材における第１主面に伝送線路導体が所定ピッチで複数形成されたベースと、各前記伝送線路導体を覆う熱可塑性樹脂からなるカバーレイと、第２導体が熱可塑性樹脂からなる第２基材における第２主面に形成された第１シールドと、第３導体が熱可塑性樹脂からなる第３基材に形成された第２シールドとを有し、前記第１基材における第１主面に前記カバーレイが接着されており、前記第１基材の第１主面の反対側の面に前記第１シールドの第２導体面が接着されており、前記カバーレイの前記第１基材との接着面の反対側の面に前記第２シールドの第３導体面が接着されており、前記第２導体面に前記第３導体面が接合されており、前記第２導体と前記第３導体とで前記伝送線路導体を各々囲むように配設されている薄型構造の本体を備え、バッテリが内蔵された電子機器に用いられる構成であって、前記本体は、第１高さの第１端と前記バッテリの厚みに対応して屈曲形成された第１段差と前記伝送線路導体のうちの第１線路とを有する第１伝送部と、前記第１端と第１間隔で配されるとともに前記第１端と同じ高さの第２端と前記バッテリの厚みに対応して屈曲形成された第２段差と前記伝送線路導体のうちの第２線路とを有する第２伝送部と、前記第１端と同じ高さの第３端と前記バッテリの厚みに対応して屈曲形成された第３段差と前記第１伝送部と前記第２伝送部とを有する第３伝送部とから構成されており、前記第３伝送部は前記第１線路と前記第２線路とが第２高さの連結端から前記第３端に亘って並列に配されており、かつ、前記第３伝送部は前記第１伝送部と前記第２伝送部とを一体にした構造であり、前記第１伝送部、前記第２伝送部及び前記第３伝送部は、前記カバーレイが熱圧着され前記伝送線路導体と前記伝送線路導体との間に貫通穴が形成されたことで前記第２シールドの前記第３導体面が凹凸に形成された第１領域と、前記貫通穴が形成されなかったことで前記第２シールドの前記第３導体面が前記第１領域よりも平坦に形成された第２領域とを有し、前記第２領域に前記連結端が配されており、前記第３導体における前記カバーレイの反対側の面の一部が外部接続可能に露出した窓部が所定間隔で形成されており、前記第１領域に前記窓部が配されており、前記第１伝送部は前記第２高さにおいて前記第１間隔を狭める方向に屈曲形成された第１節を有し、前記第２伝送部は前記第２高さにおいて前記第１間隔を狭める方向に屈曲形成された第２節を有し、且つ、前記第２領域のうちの前記連結端が配されていない領域に前記第１節及び前記第２節が配されており、前記第１節、前記第２節、及び前記第３段差を繋いだ区間を平面視でＹ字形状にした構成であり、前記第１端に第１アンテナ構造体に接続する第１コネクタが実装されており、前記第２端に第２アンテナ構造体に接続する第２コネクタが実装されており、前記第３端に前記第１アンテナ構造体および前記第２アンテナ構造体を制御する制御回路に接続する第３コネクタが実装されていることを特徴とする。一例として、前記第２高さと前記第１高さとの寸法差を前記バッテリの厚みと同じにしている。

この構成によれば、第１端に配される第１コネクタが第１アンテナ構造体に接続され、第２端に配される第２コネクタが第２アンテナ構造体に接続され、第１伝送部、第２伝送部及び第３伝送部がバッテリの上を通って、第３端に配される第３コネクタが制御回路に接続されるので、ひとつの伝送線路で複数のアンテナ構造体それぞれと制御回路とをシールドによってクロストークを低減しつつ信号接続することができて、省スペースに対応した薄型構造にできる。

本発明の伝送線路によれば、アンテナ構造体、バッテリ及び制御回路が内蔵されている電子機器において、シールドによってクロストークを低減しつつ、省スペースに対応した薄型構造の伝送線路が実現できる。また、この伝送線路を採用することで、次世代高速通信や大容量データの高速処理に対応した小型かつ薄型の電子機器が実現できる。

図１は本発明の実施形態に係る伝送線路の一例を示す概略の斜視図である。図２は図１の伝送線路におけるII−II線断面図である。図３は図１の伝送線路におけるIII−III線断面図である。図４Ａは図１の伝送線路の側面図であり、図４Ｂは図１の伝送線路の平面図である。図５は図１の伝送線路を適用した電子機器の一例を示す概略の構造図である。図６Ａは本実施形態に係るベースを示す概略の断面図であり、図６Ｂは本実施形態に係るカバーレイがベースに熱圧着された第１中間体を示す概略の断面図であり、図６Ｃは本実施形態に係る貫通穴が形成された第２中間体を示す概略の断面図である。図７は本実施形態の伝送線路の製造装置の配置構成の一例を模式的に示す構成図である。図８は本実施形態の伝送線路の製造手順の一例を示すフローチャート図である。図９Ａは本実施形態に係る第１熱圧着機を模式的に示す図であり、図９Ｂは本実施形態に係る不要領域除去機を模式的に示す図であり、図９Ｃは本実施形態に係る第２熱圧着機を模式的に示す図である。図１０Ａは本実施形態に係る超音波接合機を模式的に示す図であり、図１０Ｂは本実施形態に係るレーザ加工機を模式的に示す図であり、図１０Ｃは本実施形態に係る検査機を模式的に示す図である。図１１は本実施形態に係る折り曲げ機を模式的に示す図である。図１２は本実施形態の伝送線路の他の例を示す概略の斜視図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳しく説明する。図１は本実施形態の伝送線路２０の例を概略の斜視図であり、図２は伝送線路２０のII−II線断面図であり、図３は伝送線路２０のIII−III線断面図であり、図４Ａは図１の伝送線路２０の側面図であり、図４Ｂは伝送線路２０の平面図である。そして、図５は伝送線路２０を適用した電子機器２００の一例を示す概略の構造図である。本実施形態の伝送線路２０は、アンテナ構造体、バッテリ及び回路基板が内蔵されている電子機器２００に適用される。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

図１〜図５に示すように、伝送線路２０は、フレキシブル多層配線基板からなる本体２１を有し、第１端６１に第１回路に接続する第１コネクタＣ１が実装され、前記第２端に第２回路に接続する第２コネクタＣ２が実装され、前記第３端に第３回路に接続する第３コネクタＣ３が実装される。図５の例では、第１回路は第１のアンテナ構造体Ｅ１であり、第２回路は第２のアンテナ構造体Ｅ２であり、第３回路は制御回路Ｅ３である。伝送線路２０は、バッテリＥ４を跨いで、第１のアンテナ構造体Ｅ１と第２のアンテナ構造体Ｅ２のそれぞれと制御回路Ｅ３とをシールドによってクロストークを低減しつつ信号接続する。

伝送線路２０は、一例として、第１線路３２ａと第２線路３２ｂとを含む伝送線路導体３２とグランド導体とからなる第１導体が熱可塑性樹脂からなる第１基材３４における第１主面に形成されるとともに第１導体のうち少なくとも伝送線路導体３２が所定ピッチで複数形成されたベース３０と、各伝送線路導体３２を覆う熱可塑性樹脂からなるカバーレイ３５と、第２導体４１が熱可塑性樹脂からなる第２基材４２における第２主面に形成された第１シールド４０と、第３導体４６が熱可塑性樹脂からなる第３基材４７に形成された第２シールド４５を有する。そして、第１基材３４における第１主面にカバーレイ３５が接着されており、第１基材３４の第１主面の反対側の面に第１シールド４０の第２導体面が接着されており、カバーレイ３５の第１基材３４との接着面の反対側の面に第２シールド４５の第３導体面が接着されており、前記第２導体面に前記第３導体面が接合されており、第２導体４１と第３導体４６とで伝送線路導体３２を各々囲むように配設されている薄型構造の本体２１を備え、バッテリＥ４が内蔵された電子機器２００に用いられる構成である。

図１と図４Ａに示すように、本体２１は、第１高さＨ１の第１端６１とバッテリＥ４の厚みに一対一で対応して屈曲形成された第１段差７１と第１線路３２ａとを有する第１伝送部８１と、第１端６１と短手方向の第１間隔Ｋ１で配されるとともに第１高さＨ１の第２端６２とバッテリＥ４の厚みに一対一で対応して屈曲形成された第２段差７２と第２線路３２ｂとを有する第２伝送部８２と、第１高さＨ１の第３端６３とバッテリＥ４の厚みに一対一で対応して屈曲形成された第３段差７３を有するとともに第１線路３２ａと第２線路３２ｂとが第２高さＨ２の連結端６４から第３端６３に亘って並列に配された一体構造の第３伝送部８３とを有する構成である。この構成によれば、シールドによってクロストークを低減しつつ信号接続することができて、省スペースに対応した薄型構造にできる。ここで、図４Ａに示す、第２高さＨ２と第１高さＨ１との寸法差ΔＨはバッテリＥ４の厚みと同じであり、寸法差ΔＨがバッテリＥ４の厚みプラスマイナス２０[％]以内のとき、寸法差ΔＨはバッテリＥ４の厚みと同じであるとみなしている。

図１〜図３、図４Ｂに示すように、第１伝送部８１、第２伝送部８２及び第３伝送部８３は、カバーレイ３５が熱圧着され伝送線路導体３２と伝送線路導体３２との間に貫通穴Ｕ１が形成されたことで凹凸の面が形成された第１領域Ｑ１と、貫通穴Ｕ１が形成されなかったことで第１領域Ｑ１よりも平坦な面が形成された第２領域Ｑ２とを有し、第２領域Ｑ２に連結端６４が配されている。第１領域Ｑ１と第２領域Ｑ２とは交互に形成される。本実施形態によれば、第１領域Ｑ１よりも高強度の第２領域Ｑ２に連結端６４を設けた構成によって、応力が集中し易い連結端６４の強度を高められるので、伝送線路導体３２の歪みや捻じれに起因する亀裂などの不具合を防止できる。

本体２１は、第３導体４６におけるカバーレイ３５の反対側の面の一部が外部接続可能に露出した窓部Ｖ１が所定間隔で形成されており、第１領域Ｑ１に窓部Ｖ１が配されている。本実施形態によれば、凹凸の面が形成された第１領域Ｑ１に窓部Ｖ１を設けた構成によって、外部接続が容易になり、シールド効果を高めることができる。

第１伝送部８１は第２高さＨ２において第１間隔Ｋ１を狭める方向に屈曲形成された第１節９１を有し、第２伝送部８２は第２高さＨ２において第１間隔Ｋ１を狭める方向に屈曲形成された第２節９２を有し、且つ、第２領域Ｑ２に第１節９１及び第２節９２が配されている。本実施形態によれば、第１領域Ｑ１よりも高強度の第２領域Ｑ２に第１節９１及び第２節９２を設けた構成によって、応力が集中し易い第１節９１及び第２節９２の強度を高められるので、伝送線路導体３２の歪みや捻じれに起因する亀裂などの不具合を防止できる。

図１と図４Ｂに示すように、本体２１における連結端６４を含むエリアは、平面視でＹ字形状またはＶ字形状になっている構成である。この構成により、高周波信号の減衰を極力抑えてＳ／Ｎ比の高い信号伝送を行うことができる。伝送線路２０は、図１２に示すように、第１節９１及び第２節９２を省略する場合があり、また、第３伝送部８３を極力短くする場合がある。上記以外に、本体２１における連結端６４を含むエリアは、平面視でＵ形状にする場合がある。伝送線路２０は、バッテリＥ４のサイズまたは形状に応じて全長が適宜設定される。また、伝送線路２０を構成する伝送線路導体３２の材質やサイズや形状は、第１アンテナ構造体Ｅ１や第２アンテナ構造体Ｅ２の使用周波数帯や整合インピーダンスなどのアンテナ特性に応じて適宜設定される。そして、伝送線路２０を構成する熱可塑性樹脂の材質やサイズや形状についても、第１アンテナ構造体Ｅ１や第２アンテナ構造体Ｅ２の使用周波数帯などのアンテナ特性に応じて適宜設定される。

図７は本実施形態の伝送線路の製造装置１の例を模式的に示す構成図であり、図中の左側が上流側であり、図中の右側が下流側である。伝送線路の製造装置１は、上流側から順に、第１熱圧着機２、不要領域除去機３、第２熱圧着機４、第１接合機５、第２接合機６、レーザ加工機７、検査機８ａ、分割取出し機９、折り曲げ機１０、検査機８ｂ、移載機１７が配設されており、そして、これらを制御するコントローラ１９を備える。

第１熱圧着機２の上流側には、ベース供給機１１およびテンション調節機１５と、カバーレイ供給機１２およびテンション調節機１５とがそれぞれ配設されている。第２熱圧着機４の上流側には、第１シールド供給機１３とテンション調節機１５、および、第２シールド供給機１４とテンション調節機１５が配設されている。ここで、テンション調節機１５は一例としてテンションローラを有し、当該テンションローラの位置によってシート状のワーク（ベース３０、カバーレイ３５、第１中間体５１、第１シールド４０、第２シールド４５）の張力を一定範囲内に保っている。そして、第２熱圧着機４の上流側にはピッチ送り機１６が配設されており、また、検査機８の上流側にはピッチ送り機１６が配設されている。ピッチ送り機１６は一例として送りローラを有し、前記送りローラの送り量によって第１中間体５１や第６中間体５６などのシート状のワークの送りピッチを一定値に保っている。

図９Ａは第１熱圧着機２を模式的に示す図である。第１熱圧着機２は一例としてヒータが内蔵されたプレス板を有し、対向配置された２つの前記プレス板によって、ベース３０およびカバーレイ３５を上下方向から挟んで加圧するとともに加熱して第１中間体５１を形成する構成である。図９Ｂは不要領域除去機３を模式的に示す図である。不要領域除去機３は一例として打ち抜き刃および打ち抜き刃を受ける受台を有し、前記打ち抜き刃によって第１中間体５１の不要領域Ｒ１を打ち抜くことで当該不要領域Ｒ１を除去して第１中間体５１を貫通する貫通穴Ｕ１を形成し、第２中間体５２を形成する構成である。上記以外の構成として、不要領域除去機３は、レーザ照射によって不要領域Ｒ１を除去するレーザ加工機を適用可能である。図９Ｃは第２熱圧着機４を模式的に示す図である。第２熱圧着機４は一例としてヒータが内蔵されたプレス板を有し、対向配置された２つの前記プレス板によって、第１シールド４０および第２中間体５２を上下方向から挟んで加圧するとともに加熱する構成であり、かつ、ベース３０に第１シールド４０を熱圧着すると同時に、カバーレイ３５に第２シールド４５を熱圧着する構成である。ここで、第１熱圧着機２と第２熱圧着機４とは、同様の装置構成とすることができる。これにより、装置のメンテナンスがし易くなる。

図１０Ａは第１接合機５（第１超音波接合機）または第２接合機６（第２超音波接合機）を模式的に示す図である。第１接合機５は一例として振動体が内蔵された本体部と当該本体部に付設されて振動体から伝達された振動で超音波振動するヘッド部（ホーン）と当該ヘッド部を受ける受け部とを有する。第１接合機５（第１超音波接合機）は、対向配置された前記ヘッド部および受け部によって、ベース３０に第１シールド４０が熱圧着されるとともに、カバーレイ３５に第２シールド４５が熱圧着された状態のワークを上下方向から挟んで挟持するとともに前記ヘッド部を超音波振動させて超音波接合によって第４中間体５４を形成する構成である。若しくは、第１接合機５（第１超音波接合機）は、対向配置された前記ヘッド部および受け部によって、ベース３０に第１シールド４０が熱圧着された第３中間体５３に第２シールド４５が重なった状態のワークを上下方向から挟んで挟持するとともに前記ヘッド部を超音波振動させて超音波接合によって第４中間体５４を形成する構成である。ここで、第４中間体５４は、伝送線路２０となる前段階の半製品であって、全周に亘ってシールドする構造となっている状態の半製品を指している。

第２接合機６（第２超音波接合機）は一例として振動体が内蔵された本体部と当該本体部に付設されて振動体から伝達された振動で超音波振動するヘッド部（ホーン）と当該ヘッド部を受ける受け部とを有し、対向配置された前記ヘッド部および受け部によって、第４中間体５４を上下方向から挟んで挟持するとともに前記ヘッド部を超音波振動させて超音波接合によって第５中間体５５を形成する構成である。ここで、第１接合機５と第２接合機６とは、同様の装置構成とすることができる。これにより、装置のメンテナンスがし易くなる。または、超音波振動するヘッド部を対向配置して第１接合機５と第２接合機６の両方の機能を兼ねた構成とする場合もある。

図１０Ｂはレーザ加工機７を模式的に示す図である。レーザ加工機７は、レーザ照射によって所定領域を除去して第３導体４６を一部露出させて第６中間体５６を形成する構成である。図１０Ｃは検査機８ａまたは検査機８ｂを模式的に示す図である。検査機８ａ（検査機８ｂ）は、一例として、所定間隔で下向きに突出した接触ピンを伝送線路導体３２に接触させて通電することで伝送線路導体３２が断線していないかと導通レベルが正常範囲内であるか否かを検査する構成である。上記以外の構成として、検査機８ａ（検査機８ｂ）は、一例として、カメラによって伝送線路導体３２の画像を撮像し画像解析することで伝送線路導体３２が断線していないかと導通レベルが正常範囲内であるか否かを検査する構成とする場合があり、または、検査機８ａ（検査機８ｂ）は、一例として、伝送線路導体３２を通電する電気特性検査と、伝送線路導体３２を撮像し画像解析する外観特性検査との両方を行う構成とする場合がある。なお、検査機８ａと検査機８ｂのいずれか一方は省略する場合がある。

検査機８ａの下流側には第６中間体５６から伝送線路２０になる主要部分である第７中間体５７を取り出す分割取出し機９が配設されている。分割取出し機９は一例として打ち抜き刃および打ち抜き刃を受ける受台を有し、前記打ち抜き刃によって、インライン検査された第６中間体５６を所定のカットラインに沿って打ち抜くことで第７中間体５７を分離する構成である。上記以外の構成として、分割取出し機９は、第６中間体５６を所定のカットラインに沿ってレーザ加工することで第７中間体５７を分離可能な状態にする場合がある。

図１１は折り曲げ機１０を模式的に示す図である。折り曲げ機１０は、一例として、加熱温度が１５０[℃]〜２３０[℃]に加熱された上型１０ａ及び下型１０ｂによって第７中間体５７を上下に挟みつつ、上型１０ａを矢印方向Ｆａに動かすとともに下型１０ｂを矢印方向Ｆｂに動かすことで、第７中間体５７をしごいて屈曲部を形成する。すなわち、第１段差７１、第２段差７２及び第３段差７３を形成する。第７中間体５７に屈曲部を形成する際に、熱可塑性樹脂の復元力によってスプリングバックが生じるので、上型１０ａ及び下型１０ｂは曲げ角度が９０[度]超９５[度]以下の範囲内になるように形状を設定することで、屈曲部を曲げ角度が９０[度]プラスマイナス５[度]以内にできる。また、第１高さＨ１側の曲げ部分に上型１０ａ及び下型１０ｂが突き出る型形状とすることで、第７中間体５７が位置ずれし難い状態で屈曲部を形成し、キズが付かないように屈曲部を形成した第８中間体５８にできる。ここで、加熱温度は熱可塑性樹脂が熱変形可能であり、かつ、熱可塑性樹脂が溶融しない温度に設定される。熱伝達ロスを考慮して、一例として、加熱温度は熱可塑性樹脂の熱変形温度よりも２[℃]〜１０[℃]高い温度に設定される。

上記に加えて、上型１０ａ及び下型１０ｂの上流側に、プリヒート用の平らな金型で第７中間体５７を挟むことで屈曲部の形成時間を短縮できる。また、上記に加えて、上型１０ａ及び下型１０ｂの下流側に、冷却用の金型で第８中間体５８を挟むことで屈曲部の形成時間を短縮できる。冷却用の金型は、一例として、上型１０ａ及び下型１０ｂと同じ金型でヒータを省いた構造である。

折り曲げ機１０の下流側には伝送線路２０を収納するトレイ１８が配置されている。上述の一貫した製造ラインで製造されインライン検査された伝送線路２０は、移載機１７によって、一例として、真空吸着された状態で搬送されてトレイ１８に収納される。

本実施形態によれば、全周に亘ってシールドしてクロストークを低減した薄型の伝送線路２０を一つの製造ラインで一貫して製造できる。そして、接着剤や導電ペーストを用いずに、熱圧着や超音波接合を行って伝送線路２０を製造するので、生産時間（タクトタイム）を導電ペーストや接着剤の熱硬化時間よりも短くすることができ、必要な構成部材も最小限に抑えられる。また、バッテリの上を通って複数位置に配されたアンテナ構造体と制御回路とを接続する段差付きの分岐構造で薄型の伝送線路２０を一つの製造ラインで一貫して製造できる。

上述のとおり、第２熱圧着機４は、ベース３０に第１シールド４０を熱圧着するとともに、第２シールド４５を熱圧着する構成である。この構成によれば、第１シールド４０と第２シールド４５とを一括して同時に熱圧着するので、熱圧着の際に、第１シールド４０や第２シールド４５に皺が出来るのを防止できる。上述の製造装置は一例である。検査機８ａの上流側の設備は、一例として、上述の特許文献２の技術が適用できる。

続いて、本発明に係る伝送線路２０の製造方法について、以下に説明する。

図８は、伝送線路２０の製造手順を示すフローチャート図である。伝送線路２０は一例として、第１熱圧着ステップＳ１、不要領域除去ステップＳ２、第２熱圧着ステップＳ３、第１接合ステップＳ４、第２接合ステップＳ５、レーザ加工ステップＳ６、分割ステップＳ７、折り曲げステップＳ８、検査ステップＳ９の順に製造される。

上記の製造手順は一例である。伝送線路２０の製造手順は、上記以外の構成として、第１接合ステップＳ４と第２接合ステップＳ５とを同時に行うことが可能であり、第２接合ステップＳ５を省くことが可能である。また、レーザ加工ステップＳ６と折り曲げステップＳ８の間に検査ステップＳ９を入れる場合がある。

ベース３０は銅張積層板（ＣＣＬ）からなり、伝送線路導体３２が長手方向の所定ピッチでシート状の第１基材３４の第１主面３４ａに形成されている。第１導体は、直線状に形成された伝送線路導体３２と、伝送線路導体３２の入力端と出力端とにそれぞれ近接し、入力端や出力端に近接する側が「Ｕ字状」または「コ字状」に形成されたグランド導体とからなる。一例として、グランド導体および伝送線路導体３２の入力端および出力端に、一例として、はんだや導電ペーストを介して第１コネクタＣ１、第２コネクタＣ２及び第３コネクタＣ３が実装される。上記以外の構成として、第１導体が、伝送線路導体３２の入力端と出力端とにそれぞれ一対一で近接し、「Ｕ字状」または「コ字状」に形成された複数のグランド導体とからなる場合がある。ベース３０は、シート状の第１基材３４に、伝送線路導体３２が長手方向の所定ピッチで複数配されており、伝送線路導体３２と伝送線路導体３２との間に不要領域がある。

第１導体は一例として、銅箔からなる。第１基材３４は一例として、熱可塑性樹脂からなる。第１基材３４は一例として、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、またはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、フッ素樹脂、その他既知の熱可塑性樹脂からなる。シート状のベース３０は一例として、リール状態でベース供給機１１に取り付けられて、連続加工可能に供給される。

第１導体は一例として、厚みが５[μｍ]以上かつ２５[μｍ]以下の銅箔である。第１基材３４は一例として、厚みが５０[μｍ]以上かつ１５０[μｍ]以下の液晶ポリマー（ＬＣＰ）である。第１導体は一例として、銅張積層板（ＣＣＬ）をパターンエッチングして形成される。

ベース３０は一例として、第１熱圧着ステップＳ１の前処理として、プラズマ照射装置によって、第１導体が貼り合わさった側の面（第１主面３４ａ）に酸素含有プラズマを照射して、有機物を除去するとともに、改質する。酸素含有プラズマを照射することで、第１熱圧着の際、密着度が向上する。上記以外に、第１熱圧着機２の上流側にプラズマ照射装置を配設して、第１主面３４ａに酸素含有プラズマを照射する場合がある（不図示）。

カバーレイ３５は一例として、熱可塑性樹脂からなる。カバーレイ３５は一例として、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、またはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、フッ素樹脂、その他既知の熱可塑性樹脂からなる。一例として、カバーレイ３５は、リール状態でカバーレイ供給機１２に取り付けられて、連続加工可能に供給される。

カバーレイ３５は一例として、厚みが２５[μｍ]以上かつ１２５[μｍ]以下の液晶ポリマー（ＬＣＰ）である。

第１シールド４０は一例として銅張積層板（ＣＣＬ）からなり、第２導体４１がシート状の第２基材４２の第２主面４２ａに形成されている。第２導体４１は、第２基材４２の全面に貼り合わされている場合、若しくはメッシュ状で貼り合わされている場合がある。

第２導体４１は一例として、銅箔からなる。第２基材４２は一例として、熱可塑性樹脂からなる。第２基材４２は一例として、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、またはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、フッ素樹脂、その他既知の熱可塑性樹脂からなる。第１シールド４０は一例として、リール状態で第１シールド供給機１３に取り付けられて、連続加工可能に供給される。

第２導体４１は一例として、厚みが５[μｍ]以上かつ２５[μｍ]以下の銅箔である。第２基材４２は一例として、厚みが５[μｍ]以上かつ２５[μｍ]以下のポリイミド（ＰＩ）である。第１シールド４０は一例として、銅張積層板（ＣＣＬ）がそのままの状態で用いられる。

第１シールド４０は一例として、第２熱圧着ステップＳ３の前処理として、プラズマ照射装置によって、第２導体４１が貼り合わされている側の面（第２主面４２ａ）に酸素含有プラズマを照射して、有機物を除去するとともに、改質する。酸素含有プラズマを照射することで、第２熱圧着の際、密着度が向上する。上記以外に、第２熱圧着機４の上流側にプラズマ照射装置を配設して、第２主面４２ａに酸素含有プラズマを照射する場合がある（不図示）。

第２シールド４５は一例として、銅張積層板（ＣＣＬ）からなり、第３導体４６がシート状の第３基材４７の片面に形成されている。第３導体４６は、第３基材４７の全面に貼り合わされている場合、若しくはメッシュ状で貼り合わされている場合がある。

第３導体４６は一例として、銅箔からなる。第３基材４７は一例として、熱可塑性樹脂からなる。第３基材４７は一例として、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、またはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、フッ素樹脂、その他既知の熱可塑性樹脂からなる。第２シールド４５は一例として、リール状態で第２シールド供給機１４に取り付けられて、連続加工可能に供給される。

第３導体４６は一例として、厚みが５[μｍ]以上かつ２５[μｍ]以下の銅箔である。第３基材４７は一例として、厚みが５[μｍ]以上かつ２５[μｍ]以下のポリイミド（ＰＩ）である。第２シールド４５は一例として、銅張積層板（ＣＣＬ）がそのままの状態で用いられる。第２シールド４５は一例として、第１シールド４０と同一材料構成である。

第２シールド４５は一例として、第１接合ステップＳ４の前処理として、プラズマ照射装置によって、第３導体４６が貼り合わされている側の面に酸素含有プラズマを照射して、有機物を除去するとともに、改質する。酸素含有プラズマを照射することで、第１接合ステップＳ４における、密着度が向上する。上記以外に、第１接合機５の上流側にプラズマ照射装置を配設して、第３導体４６が貼り合わさった側の面に酸素含有プラズマを照射する場合がある（不図示）。

第１熱圧着ステップＳ１は、第１基材３４の第１主面３４ａにカバーレイ３５を熱圧着する。一例として、第１基材３４とカバーレイ３５を同種材料として、第１基材３４及びカバーレイ３５の融点以下の加熱温度であり、かつ、荷重たわみ温度または荷重たわみ温度を中心としてプラスマイナス５０[℃]以内の加熱温度で、所定圧力で所定時間加圧しながら加熱して熱圧着し、第１中間体５１とする。

第１熱圧着ステップＳ１は一例として、１８０[℃]以上で２８０[℃]以下の加熱温度、１０[ＭＰａ]以上で６０[ＭＰａ]以下の加圧力、５[秒]以上で２４０[秒]以下の加熱・加圧時間で熱圧着する。熱圧着は一例として、大気中で行う。

不要領域除去ステップＳ２は、第１中間体５１に対し、伝送線路導体３２と伝送線路導体３２との間の不要領域を打ち抜くことで除去して第１中間体５１を貫通する貫通穴Ｕ１を形成し、第２中間体５２とする。貫通穴Ｕ１は一例として、長方形状、または角丸の長方形状であり、長手方向に所定間隔Ｐ２で形成される。所定間隔Ｐ２は２．５[ｍｍ]以下が好ましい。これにより、クロストークの低減効果が高くなる。一例として、貫通穴Ｕ１の長さは伝送線路導体３２の全長に対して０．２倍以上かつ１．０倍未満に設定される。

伝送線路導体３２の全長が５００[ｍｍ]超の場合、一例として、所定間隔は１．５[ｍｍ]以上に設定される。これにより、第２導体４１と第３導体４６との接合が容易となる。伝送線路導体３２の全長が５００[ｍｍ]以下の場合、一例として、所定間隔は０．５[ｍｍ]未満に設定される。これにより、クロストークの低減効果がより高くなる。一例として、所定間隔Ｐ２は０．０[ｍｍ]に設定される。これにより、クロストークの低減効果が最も高くなる。

第２熱圧着ステップＳ３は、第２中間体５２に対し、ベース３０における第１主面３４ａと反対側の面に、第１シールド４０の第２主面４２ａの側を熱圧着する、それと同時に、ベース３０における第１主面３４ａに第２シールド４５を熱圧着する。一例として、第１基材３４と第２基材４２とを異種材料として、第２基材４２と第３基材４７とを同一材料として、第１基材３４の融点以下の加熱温度であり、かつ、第１基材３４の荷重たわみ温度または第１基材３４の荷重たわみ温度を中心としてプラスマイナス５０[℃]以内の加熱温度で、所定圧力で所定時間加圧しながら加熱して熱圧着する。若しくは、第２熱圧着ステップＳ３は、第２中間体５２に対し、ベース３０における第１主面３４ａの反対側の面に、第１シールド４０の第２主面４２ａの側を熱圧着する。一例として、第１基材３４と第２基材４２を異種材料として、第１基材３４の融点以下の加熱温度であり、かつ、第１基材３４の荷重たわみ温度または第１基材３４の荷重たわみ温度を中心としてプラスマイナス５０[℃]以内の加熱温度で、所定圧力で所定時間加圧しながら加熱して熱圧着する。

第２熱圧着ステップＳ３は一例として、１８０[℃]以上で２８０[℃]以下の加熱温度、１０[ＭＰａ]以上で６０[ＭＰａ]以下の加圧力、５[秒]以上で２４０[秒]以下の加熱・加圧時間で熱圧着する。熱圧着は一例として、大気中で行う。

第２熱圧着ステップＳ３に続いて、第１接合ステップＳ４は、第２導体４１の露出面に第３導体４６の露出面を超音波接合する。一例として、第２導体４１と第３導体４６を同一材料として、ホーンの押圧力が５００[Ｎ]以上かつ２５００[Ｎ]以下の押圧力で押圧しながら、周波数が１５[ｋＨｚ]以上かつ２００[ｋＨｚ]以下の超音波振動を加えることで超音波接合し、第４中間体５４とする。

第１接合ステップＳ４に続いて第２接合ステップＳ５を行う。第２接合ステップＳ５は、第４中間体５４に対し、グランド導体の端部に第３導体４６の端部を超音波接合する。ここで、グランド導体の端部は、伝送線路導体３２の側の各々の端部である。また、第３導体４６の端部は、両方の端部である。一例として、第２導体４１と第３導体４６を同一材料として、ホーンの押圧力が５００[Ｎ]以上かつ２５００[Ｎ]以下の押圧力で押圧しながら、周波数が１５[ｋＨｚ]以上かつ２００[ｋＨｚ]以下の超音波振動を加えることで超音波接合し、第５中間体５５とする。

第２接合ステップＳ５に続いてレーザ加工ステップＳ６を行う。レーザ加工ステップＳ６は、第５中間体５５に対し、第３導体４６におけるグランド導体との接合面の反対側の面を、レーザ照射にて一部露出させて所定間隔で窓部Ｖ１を形成し、第６中間体５６とする。窓部Ｖ１は一例として、四角形状または角丸四角形状であり、所定間隔で複数形成される。レーザ照射は、所定出力で所定時間照射する。レーザ照射は、既知の設備と既知の工法が適用可能である。なお、レーザ加工ステップＳ６は、省く場合がある。

レーザ加工ステップＳ６に続いて分割ステップＳ７を行う。分割ステップＳ７は、分割取出し機９の打ち抜き刃によって、第６中間体５６を所定のカットラインに沿って打ち抜くことで、第７中間体５７にする。一例として、材料の幅方向に向かい合わせに設けた第６中間体５６として、第７中間体５７を２個ずつ取り出す場合がある。一例として、材料の長さ方向に互い違いに設けた第６中間体５６として、第７中間体５７を順次取り出す場合がある。

分割ステップＳ７に続いて折り曲げステップＳ８を行う。折り曲げステップＳ８は、加熱された上型１０ａ及び下型１０ｂによって第７中間体５７を上下に挟みつつ、第７中間体５７をしごいて屈曲部を形成して第８中間体５８にする。折り曲げ機１０は、一例として、加熱温度が１５０[℃]〜２３０[℃]に加熱された上型１０ａ及び下型１０ｂによって第７中間体５７を上下に挟みつつ、第７中間体５７をしごいて、第１段差７１、第２段差７２及び第３段差７３を形成する。

折り曲げステップＳ８に続いて検査ステップＳ９を行う。検査ステップＳ９は、第８中間体５８に対し、一例として、検査機８の接触ピンを伝送線路導体３２に接触させて通電することで伝送線路導体３２が断線していないこと、及び導通レベルが正常範囲内であることを検査する。そして、上述のように、一貫した製造ラインで製造されてインライン検査された伝送線路２０は、移載機１７によって、一例として、真空吸着された状態で搬送されてトレイ１８に収納される。

本実施形態によれば、ベース３０、カバーレイ３５、第１シールド４０、及び第２シールド４５を所定ピッチで送ることで、第１熱圧着ステップＳ１、不要領域除去ステップＳ２、第２熱圧着ステップＳ３、および、第１接合ステップＳ４を経て、全周に亘ってシールドしてクロストークを低減した薄型の伝送線路２０を一貫したラインで製造できる。そして、接着剤や導電ペーストを用いずに、第１シールド４０の第２導体と第２シールド４５の第３導体とを超音波接合するので、生産時間（タクトタイム）を導電ペーストや接着剤の熱硬化時間よりも短くすることができ、必要な構成部材も最小限に抑えられる。この構成によれば、第２導体４１と第３導体４６とが超音波接合された状態で、伝送線路導体３２の入力端および出力端に近接配置されたグランド導体３３を同時に第３導体４６に超音波接合することができる。そして、第１シールド４０と第２シールド４５とが一体構造体となっているので、グランド導体３３を同時に第３導体４６に超音波接合する際の皺の発生や応力歪みを防止できる。そして、この構成によれば、第３導体４６は第２シールド４５と一体構造体となっているので、第３導体４６におけるグランド導体３３との接合面の反対側の面をレーザにて一部露出させる窓部Ｖ１を所定間隔で形成することが容易にできる。そして、この構成によれば、バッテリの上を通って複数位置に配されたアンテナ構造体と制御回路とを接続する段差付きで分岐構造の薄型の伝送線路２０を容易に製造できる。

上述した実施形態の伝送線路の製造装置１並びに伝送線路の製造方法によって、シールド性能に優れるとともに伝送線路間のクロストークを低減しつつ、段差付きの分岐構造で、省スペースに対応した構造の伝送線路２０が製造できる。また、この伝送線路２０を採用することで、次世代高速通信や大容量データの高速処理に対応した小型かつ薄型の電子機器が実現できる。

以上、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。上述の例では、一連の製造ラインで折り曲げる構成としたが、これに限定されず、折り曲げステップＳ８を別ラインにして、電子機器の機種やバッテリのサイズに対応させて、折り曲げ位置や折り曲げ量を都度変更する場合がある。上述の例では、伝送線路２０は、連結端６４を含むエリアが平面視でＹ字形状またはＶ字形状になっている構成を説明したが、これに限定されず、Ｕ字形状やＬ字形状にすることも可能である。伝送線路導体３２は、アンテナ構造体や制御回路の配線構成によって、適宜、ダミー導体を設ける場合がある。

１伝送線路の製造装置
２第１熱圧着機
３不要領域除去機
４第２熱圧着機
５接合機（第１超音波接合機）
６接合機（第２超音波接合機）
７レーザ加工機
８ａ、８ｂ検査機
９分割取出し機
１０折り曲げ機
１１ベース供給機
１２カバーレイ供給機
１３第１シールド供給機
１４第２シールド供給機
１５テンション調節機
１６ピッチ送り機
１７移載機
１８トレイ
１９コントローラ
２０伝送線路
２１本体
３０ベース
３２伝送線路導体、３２ａ第１線路、３２ｂ第２線路
３４第１基材
３５カバーレイ
４０第１シールド
４１第２導体
４２第２基材
４５第２シールド
４６第３導体
４７第３基材
５１第１中間体
５２第２中間体
５３第３中間体
５４第４中間体
５５第５中間体
５６第６中間体
５７第７中間体
５８第８中間体
６１第１端
６２第２端
６３第３端
６４連結端
７１第１段差
７２第２段差
７３第３段差
８１第１伝送部
８２第２伝送部
８３第３伝送部
９１第１節
９２第２節
２００電子機器
Ｃ１第１コネクタ
Ｃ２第２コネクタ
Ｃ３第３コネクタ
Ｅ１第１回路（第１アンテナ構造体）
Ｅ２第２回路（第２アンテナ構造体）
Ｅ３第３回路（制御回路）
Ｅ４バッテリ
Ｈ１第１高さ
Ｈ２第２高さ
Ｋ１第１間隔
Ｑ１第１領域
Ｑ２第２領域
Ｕ１貫通穴
Ｖ１窓部

Claims

熱可塑性樹脂からなる第１基材における第１主面に伝送線路導体が所定ピッチで複数形成されたベースと、各前記伝送線路導体を覆う熱可塑性樹脂からなるカバーレイと、第２導体が熱可塑性樹脂からなる第２基材における第２主面に形成された第１シールドと、第３導体が熱可塑性樹脂からなる第３基材に形成された第２シールドとを有し、前記第１基材における第１主面に前記カバーレイが接着されており、前記第１基材の第１主面の反対側の面に前記第１シールドの第２導体面が接着されており、前記カバーレイの前記第１基材との接着面の反対側の面に前記第２シールドの第３導体面が接着されており、前記第２導体面に前記第３導体面が接合されており、前記第２導体と前記第３導体とで前記伝送線路導体を各々囲むように配設されている薄型構造の本体を備え、バッテリが内蔵された電子機器に用いられる構成であって、
前記本体は、第１高さの第１端と前記バッテリの厚みに対応して屈曲形成された第１段差と前記伝送線路導体のうちの第１線路とを有する第１伝送部と、前記第１端と第１間隔で配されるとともに前記第１端と同じ高さの第２端と前記バッテリの厚みに対応して屈曲形成された第２段差と前記伝送線路導体のうちの第２線路とを有する第２伝送部と、前記第１端と同じ高さの第３端と前記バッテリの厚みに対応して屈曲形成された第３段差と前記第１伝送部と前記第２伝送部とを有する第３伝送部とから構成されており、前記第３伝送部は前記第１線路と前記第２線路とが第２高さの連結端から前記第３端に亘って並列に配されており、かつ、前記第３伝送部は前記第１伝送部と前記第２伝送部とを一体にした構造であり、
前記第１伝送部、前記第２伝送部及び前記第３伝送部は、前記カバーレイが熱圧着され前記伝送線路導体と前記伝送線路導体との間に貫通穴が形成されたことで前記第２シールドの前記第３導体面が凹凸に形成された第１領域と、前記貫通穴が形成されなかったことで前記第２シールドの前記第３導体面が前記第１領域よりも平坦に形成された第２領域とを有し、前記第２領域に前記連結端が配されており、前記第３導体における前記カバーレイの反対側の面の一部が外部接続可能に露出した窓部が所定間隔で形成されており、前記第１領域に前記窓部が配されており、
前記第１伝送部は前記第２高さにおいて前記第１間隔を狭める方向に屈曲形成された第１節を有し、前記第２伝送部は前記第２高さにおいて前記第１間隔を狭める方向に屈曲形成された第２節を有し、且つ、前記第２領域のうちの前記連結端が配されていない領域に前記第１節及び前記第２節が配されており、前記第１節、前記第２節、及び前記第３段差を繋いだ区間を平面視でＹ字形状にした構成であり、
前記第１端に第１アンテナ構造体に接続する第１コネクタが実装されており、前記第２端に第２アンテナ構造体に接続する第２コネクタが実装されており、前記第３端に前記第１アンテナ構造体および前記第２アンテナ構造体を制御する制御回路に接続する第３コネクタが実装されていること
を特徴とする伝送線路。
前記第２高さと前記第１高さとの寸法差を前記バッテリの厚みと同じにしていること
を特徴とする請求項１記載の伝送線路。