JPWO2014057759A1 - 高周波信号伝送線路及び電子機器 - Google Patents

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Abstract

不要輻射を低減できると共に、特性インピーダンスが所定の特性インピーダンスからずれることを抑制できる高周波信号伝送線路及び電子機器を提供することである。誘電体素体(12)は、誘電体シート(18a〜18c)が積層されてなる。信号線(20)は、誘電体素体(18b)の裏面上に設けられている。補助グランド導体(24)は、信号線(20)に対してz軸方向の負方向側に設けられており、信号線(20)に沿って並ぶ複数の開口(30)が設けられている。z軸方向の最も負方向側に設けられている誘電体シート(18c)の裏面において、z軸方向から平面視したときに、開口(30)と重なる領域内には凹凸が設けられている。

Description

本発明は、高周波信号伝送線路及び電子機器に関し、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伝送線路及び電子機器に関する。
従来の高周波信号伝送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。図37は、特許文献1に記載の高周波信号線路500の断面構造図である。
高周波信号線路500は、誘電体素体512、高誘電率層515、信号線520及びグランド導体522,524を備えている。誘電体素体512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520は、誘電体素体512内に設けられている。グランド導体522は、信号線520のz軸方向の正方向側に設けられている。グランド導体524は、信号線520のz軸方向の負方向側に設けられている。グランド導体524には、開口530が設けられている。高誘電率層515は、誘電体素体512のz軸方向の負方向側の主面上に設けられている。高誘電率層515の比誘電率は、誘電体素体512の比誘電率よりも高い。
以上のように構成された高周波信号線路500では、高誘電率層515が開口530と重なっている。これにより、高誘電率層515と空気層との界面において、信号線520から放射された電磁界が高周波信号線路500内により多く反射されるようになる。その結果、不要輻射が低減される。
ところで、高周波信号線路500において、高誘電率層515の比誘電率を大きくすると、高周波信号線路500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)からずれるおそれがある。より詳細には、不要輻射の低減の観点からは、高誘電率層515の比誘電率は大きい方が好ましい。ところが、高誘電率層515の比誘電率が大きい場合には、開口530の近傍に金属物等が存在すると、信号線520と金属物等との間に大きな容量が形成されてしまう。その結果、高周波信号線路500の特性インピーダンスが所定の特性インピーダンスよりも低くなってしまう。
国際公開第2012/074100号パンフレット
そこで、本発明の目的は、不要輻射を低減できると共に、特性インピーダンスが所定の特性インピーダンスからずれることを抑制できる高周波信号伝送線路及び電子機器を提供することである。
本発明の第1の形態に係る高周波信号伝送線路は、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、前記信号線路に対して積層方向の一方側に設けられており、該信号線路に沿って並ぶ複数の開口が設けられている第1のグランド導体と、を備えており、積層方向の最も一方側に設けられている前記誘電体層の積層方向の一方側の主面において、積層方向から平面視したときに、前記開口と重なる領域内には凹凸が設けられていること、を特徴とする。
本発明の第1の形態に係る電子機器は、高周波信号伝送線路と、前記高周波信号伝送線路を収容する筐体と、を備えており、前記高周波信号伝送線路は、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、前記信号線路に対して積層方向の一方側に設けられており、該信号線路に沿って並ぶ複数の開口が設けられている第1のグランド導体と、を備えており、積層方向の最も一方側に設けられている前記誘電体層の積層方向の一方側の主面において、積層方向から平面視したときに、前記開口と重なる領域内には凹凸が設けられていること、を特徴とする。
本発明の第2の形態に係る高周波信号伝送線路は、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、前記信号線路に対して積層方向の一方側に設けられており、該信号線路に沿って並ぶ複数の開口が設けられている第1のグランド導体と、を備えており、前記誘電体素体の一方側の主面において、積層方向から平面視したときに、前記開口と重なる領域内には凹凸が設けられていること、を特徴とする。
本発明の第2の形態に係る電子機器は、高周波信号伝送線路と、前記高周波信号伝送線路を収容する筐体と、を備えており、前記高周波信号伝送線路は、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、前記信号線路に対して積層方向の一方側に設けられており、該信号線路に沿って並ぶ複数の開口が設けられている第1のグランド導体と、を備えており、前記誘電体素体の一方側の主面において、積層方向から平面視したときに、前記開口と重なる領域内には凹凸が設けられていること、を特徴とする。
本発明によれば、不要輻射を低減できると共に、特性インピーダンスが所定の特性インピーダンスからずれることを抑制できる。
本発明の一実施形態に係る高周波信号伝送線路の外観斜視図である。 図1の高周波信号伝送線路の積層体の分解図である。 高周波信号伝送線路の線路部の分解斜視図である。 高周波信号伝送線路の線路部を平面視した図である。 図3のA−Aにおける断面構造図である。 図3のB−Bにおける断面構造図である。 高周波信号伝送線路のコネクタの外観斜視図である。 高周波信号伝送線路のコネクタの断面構造図である。 高周波信号伝送線路が用いられた電子機器をy軸方向から平面視した図である。 高周波信号伝送線路が用いられた電子機器をz軸方向から平面視した図である。 高周波信号伝送線路の圧着時の工程断面図である。 高周波信号伝送線路の圧着時の工程断面図である。 高周波信号伝送線路の圧着時の工程断面図である。 高周波信号伝送線路の圧着時の工程断面図である。 第1の変形例に係る高周波信号伝送線路の線路部の断面構造図である。 第2の変形例に係る高周波信号伝送線路の積層体の分解図である。 高周波信号伝送線路の線路部を平面視した図である。 線路部のブリッジ部における断面構造図である。 線路部の開口における断面構造図である。 線路部の信号線に沿った断面構造図である。 第3の変形例に係る高周波信号伝送線路の分解図である。 高周波信号伝送線路の圧着時の工程断面図である。 高周波信号伝送線路の圧着時の工程断面図である。 高周波信号伝送線路の圧着時の工程断面図である。 高周波信号伝送線路の圧着時の工程断面図である。 第4の変形例に係る高周波信号伝送線路の外観斜視図である。 図26の高周波信号伝送線路の誘電体素体の分解図である。 図26の高周波信号伝送線路の区間A11,A13,A15,A17,A19における断面構造図である。 図26の高周波信号伝送線路の区間A12,A14,A16,A18における断面構造図である。 高周波信号伝送線路の圧着時の工程断面図である。 高周波信号伝送線路の圧着時の工程断面図である。 第5の変形例に係る高周波信号伝送線路の外観斜視図である。 図32の高周波信号伝送線路の誘電体素体の分解図である。 図32の高周波信号伝送線路の区間A11,A13,A15,A17,A19における断面構造図である。 図32の高周波信号伝送線路の区間A12,A14,A16,A18における断面構造図である。 第6の変形例に係る高周波信号伝送線路の断面構造図である。 特許文献1に記載の高周波信号伝送線路の断面構造図である。
以下に、本発明の実施形態に係る高周波信号伝送線路及び電子機器について図面を参照しながら説明する。
(高周波信号伝送線路の構成)
以下に、本発明の一実施形態に係る高周波信号伝送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、本発明の一実施形態に係る高周波信号伝送線路10の外観斜視図である。図2は、図1の高周波信号伝送線路10の誘電体素体12の分解図である。図3は、高周波信号伝送線路10の線路部12aの分解斜視図である。図4は、高周波信号伝送線路10の線路部12aを平面視した図である。図5は、図3のA−Aにおける断面構造図である。図6は、図3のB−Bにおける断面構造図である。以下では、高周波信号伝送線路10の積層方向をz軸方向と定義する。また、高周波信号伝送線路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。
高周波信号伝送線路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である。高周波信号伝送線路10は、図1ないし図3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〜b4,B1〜B6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1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軸方向の幅よりも大きい。
誘電体シート18a〜18cは、図2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、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シートである。以下では、誘電体シート18a〜18c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18a〜18cのz軸方向の負方向側の主面を裏面と称す。
誘電体シート18aの厚さD1と誘電体シート18bの厚さD2との合計は、図5及び図6に示すように、誘電体シート18cの厚さD3の合計よりも大きい。誘電体シート18a〜18cの積層後において、厚さD1と厚さD2との合計は、例えば、50μm〜300μmである。本実施形態では、厚さD1と厚さD2との合計は150μmである。そして、厚さD1は、75μmである。厚さD2は、75μmである。また、厚さD3は、例えば、10μm〜100μmである。本実施形態では、厚さD3は50μmである。
また、誘電体シート18aは、図2に示すように、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、図2に示すように、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、図3、図5及び図6に示すように、高周波信号が伝送され、誘電体素体12内に設けられている導体である。本実施形態では、信号線路20は、誘電体シート18bの裏面上に形成されており、x軸方向に延在する直線状の導体である。信号線路20のx軸方向の負方向側の端部は、図2に示すように、接続部18b−bの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、図2に示すように、接続部18b−cの中央に位置している。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の裏面に形成されているとは、誘電体シート18bの裏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において誘電体シート18bに接している面の表面粗さは、信号線路20において誘電体シート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(第2のグランド導体)22は、図2、図3、図5及び図6に示すように、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ベタ状の導体層である。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,18b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には、信号線路20と重なる位置には開口が設けられていない。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において誘電体シート18aに接している面の表面粗さは、基準グランド導体22において誘電体シート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、図2に示すように、主要導体22a及び端子導体22b,22cにより構成されている。主要導体22aは、線路部18a−aの表面に設けられ、x軸方向に沿って延在している。端子導体22bは、線路部18a−bの表面に設けられ、矩形状の環をなしている。端子導体22bは、主要導体22aのx軸方向の負方向側の端部に接続されている。端子導体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。端子導体22cは、主要導体22aのx軸方向の正方向側の端部に接続されている。
補助グランド導体(第1のグランド導体)24は、図2に示すように、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導体層である。より詳細には、補助グランド導体24は、誘電体シート18cの裏面に形成され、誘電体シート18c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の裏面に形成されているとは、誘電体シート18cの裏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の裏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において誘電体シート18cに接している面の表面粗さは、補助グランド導体24において誘電体シート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、図2、図3、図5及び図6に示すように、主要導体24a及び端子導体24b,24cにより構成されている。主要導体24aは、線路部18c−aの裏面に設けられ、x軸方向に沿って延在している。端子導体24bは、線路部18c−bの裏面に設けられ、矩形状の環をなしている。端子導体24bは、主要導体24aのx軸方向の負方向側の端部に接続されている。端子導体24cは、接続部18c−cの裏面に設けられ、矩形状の環をなしている。端子導体24cは、主要導体24aのx軸方向の正方向側の端部に接続されている。
また、主要導体24aには、図2及び図3に示すように、x軸方向に沿って並び、かつ、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、主要導体24a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軸方向の中央をx軸方向に横切っている。
以上のように、基準グランド導体22には開口が設けられず、補助グランド導体24には開口が設けられている。よって、基準グランド導体22と信号線路20とが重なっている面積は、補助グランド導体24と信号線路20とが重なっている面積よりも大きい。
外部端子16aは、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。
外部端子16a,16b、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、略等しい厚さを有している。外部端子16a,16b、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の厚さは、例えば、10μm〜20μmである。
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軸方向の両側から挟まれている。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5及び図6に示すように誘電体シート18aの厚さD1及び誘電体シート18bの厚さD2の合計と略等しく、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、150μmである。また、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5及び図6に示すように誘電体シート18cの厚さD3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。よって、信号線路20と基準グランド導体22とのz軸方向の距離は、信号線路20と補助グランド導体24とのz軸方向の距離よりも大きい。
複数のビアホール導体B1は、図2に示すように、信号線路20よりもy軸方向の正方向側において誘電体シート18aをz軸方向に貫通しており、x軸方向に一列に等間隔に並んでいる。複数のビアホール導体B2は、図2に示すように、信号線路20よりもy軸方向の正方向側において誘電体シート18bをz軸方向に貫通しており、x軸方向に一列に等間隔に並んでいる。複数のビアホール導体B3は、図2に示すように、信号線路20よりもy軸方向の正方向側において誘電体シート18cをz軸方向に貫通しており、x軸方向に一列に等間隔に並んでいる。ビアホール導体B1〜B3は、互いに接続されることにより1本のビアホール導体を構成している。また、ビアホール導体B1のz軸方向の正方向側の端部は、基準グランド導体22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、補助グランド導体24に接続されており、より詳細には、ブリッジ部60よりもy軸方向の正方向側において補助グランド導体24に接続されている。ビアホール導体B1〜B3は、誘電体シート18a〜18cに形成されたビアホールに対して銀、スズ、または銅等を主成分とする導電性ペーストが充填され、固化されることによって形成される。
複数のビアホール導体B4は、図2に示すように、信号線路20よりもy軸方向の負方向側において誘電体シート18aをz軸方向に貫通しており、x軸方向に一列に等間隔に並んでいる。複数のビアホール導体B5は、図2に示すように、信号線路20よりもy軸方向の負方向側において誘電体シート18bをz軸方向に貫通しており、x軸方向に一列に等間隔に並んでいる。複数のビアホール導体B6は、図2に示すように、信号線路20よりもy軸方向の負方向側において誘電体シート18cをz軸方向に貫通しており、x軸方向に一列に等間隔に並んでいる。ビアホール導体B4〜B6は、互いに接続されることにより1本のビアホール導体を構成している。また、ビアホール導体B4のz軸方向の正方向側の端部は、基準グランド導体22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、補助グランド導体24に接続されており、より詳細には、ブリッジ部60よりもy軸方向の負方向側において補助グランド導体24に接続されている。ビアホール導体B4〜B6は、誘電体シート18a〜18cに形成されたビアホールに対して銀、スズ、または銅等を主成分とする導電性ペーストが充填され、固化されることによって形成される。
ビアホール導体b1は、図2に示すように、誘電体シート18aの接続部18a−bをz軸方向に貫通している。ビアホール導体b3は、図2に示すように、誘電体シート18bの接続部18b−bをz軸方向に貫通している。ビアホール導体b1,b3は、互いに接続されることにより1本のビアホール導体を構成している。また、ビアホール導体b1のz軸方向の正方向側の端部は、外部端子16a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、信号線路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は、図2に示すように、誘電体シート18aの接続部18a−cをz軸方向に貫通している。ビアホール導体b4は、図2に示すように、誘電体シート18bの接続部18b−cをz軸方向に貫通している。ビアホール導体b2,b4は、互いに接続されることにより1本のビアホール導体を構成している。また、ビアホール導体b2のz軸方向の正方向側の端部は、外部端子16b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、信号線路20のx軸方向の正方向側の端部に接続されている。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〜b4は、誘電体シート18a,18bに形成されたビアホールに対して銀、スズ、または銅等を主成分とする導電性ペーストが充填され、固化されることによって形成される。
保護層14は、z軸方向の最も正方向側に設けられている誘電体シート18aの表面上に設けられている絶縁膜であり、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、誘電体シート18a〜18cの比誘電率ε1よりも大きな比誘電率ε2を有している。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、主要導体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。端子導体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。端子導体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。
保護層15は、z軸方向の最も負方向側に設けられている誘電体シート18cの裏面上に設けられている絶縁膜であり、誘電体シート18cの裏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15は、補助グランド導体24を覆っている。保護層15は、誘電体シート18a〜18cの比誘電率ε1よりも大きな比誘電率ε2を有している。保護層15は、例えば、レジスト材等の可撓性樹脂からなる。
ところで、高周波信号伝送線路10では、図3ないし図6に示すように、z軸方向の最も負方向側に設けられている誘電体シート18cの裏面において、z軸方向から平面視したときに、開口30と重なる領域内に凹凸が設けられている。より詳細には、信号線路20に沿ってx軸方向に延在する溝G1,G2が、誘電体シート18cの裏面に設けられることにより、誘電体シート18cの裏面に凹凸が形成されている。溝G1は、z軸方向から平面視したときに、信号線路20よりもy軸方向の負方向側に設けられており、誘電体シート18cの裏面がz軸方向の正方向側に窪んでいることにより形成されている。溝G2は、z軸方向から平面視したときに、信号線路20よりもy軸方向の正方向側に設けられており、誘電体シート18cの裏面がz軸方向の正方向側に窪んでいることにより形成されている。溝G1,G2は、z軸方向から平面視したときに、信号線路20と重なっていない。すなわち、溝G1,G2は、z軸方向から平面視したときに、信号線路20よりもy軸方向(信号線路20の線幅方向)の両側に設けられている。
また、溝G1,G2は、前記の通り、x軸方向に延在しているので、図4に示すように、z軸方向から平面視したときに、補助グランド導体24のブリッジ部60と重なっている。これにより、ブリッジ部60にも、誘電体シート18cと同様に凹凸が形成されている。これにより、図5に示すように、ブリッジ部60において、z軸方向から平面視したときに信号線路20と重ならない部分(溝G1,G2と重なる部分)は、z軸方向から平面視したときに信号線路20と重なる部分よりもz軸方向の正方向側に突出している。
以上のように構成された高周波信号伝送線路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30と重なっている区間A1では、信号線路20と補助グランド導体24との間に相対的に小さな容量が形成される。そのため、区間A1における信号線路20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60と重なっている区間A2では、信号線路20と補助グランド導体24との間に相対的に大きな容量が形成される。そのため、区間A2における信号線路20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、区間A1と区間A2とは、x軸方向に交互に並んでいる。よって、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7は、高周波信号伝送線路10のコネクタ100bの外観斜視図である。図8は、高周波信号伝送線路10のコネクタ100bの断面構造図である。
コネクタ100bは、図1、図7及び図8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導体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7及び図8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が端子導体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。
高周波信号伝送線路10は、以下に説明するように用いられる。図9は、高周波信号伝送線路10が用いられた電子機器200をy軸方向から平面視した図である。図10は、高周波信号伝送線路10が用いられた電子機器200をz軸方向から平面視した図である。
電子機器200は、高周波信号伝送線路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。
筐体210は、高周波信号伝送線路10、回路基板202a,202b、レセプタクル204a,204b及びバッテリーパック206を収容している。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、高周波信号伝送線路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。これにより、信号線路20とバッテリーパック206との間には、開口が設けられていないベタ状の基準グランド導体22が存在している。
(高周波信号伝送線路の製造方法)
以下に、高周波信号伝送線路10の製造方法について図面を参照しながら説明する。図11ないし図14は、高周波信号伝送線路10の圧着時の工程断面図である。以下では、一つの高周波信号伝送線路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伝送線路10が作製される。
まず、一方の主面の全面に銅箔(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の一方の主面に銅箔を張り付ける。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に示すように、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に示すように、信号線路20を誘電体シート18bの裏面上に形成する。また、図2に示すように、補助グランド導体24を誘電体シート18cの裏面上に形成する。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、信号線路20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〜18cのビアホール導体b1〜b4,B1〜B6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充填し、ビアホール導体b1〜b4,B1〜B6を形成する。
次に、図11及び図12に示すように、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、圧着ツールT1,T2により誘電体シート18a〜18cに対して圧着処理及び加熱処理を施す。以下に、圧着ツールT1,T2について説明する。
圧着ツールT1は、図13及び図14に示すように、誘電体シート18aの表面に接触する。誘電体シート18aの表面に対する圧着ツールT1の接触面は平坦面である。一方、圧着ツールT2は、図13及び図14に示すように、誘電体シート18cの裏面に接触する。誘電体シート18cの裏面に対する圧着ツールT2の接触面は凹凸面である。より詳細には、圧着ツールT2の接触面には、z軸方向に向かって突出し、かつ、x軸方向に延在する突起P1,P2が設けられている。突起P1が設けられている位置は、溝G1が形成される位置に対応しており、突起P2が設けられている位置は、溝G2が形成される位置に対応している。以上のような圧着ツールT1,T2には、ヒータが内蔵されている。そして、圧着ツールT1,T2により、誘電体シート18a〜18cに対して加熱処理及び加圧処理を施すことにより、誘電体シート18a〜18cが軟化する。これにより、図13及び図14に示すように、誘電体シート18a〜18cが接合されると共に、誘電体シート18cの裏面に突起P1,P2に倣った形状の溝G1,G2が形成される。
次に、図2に示すように、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。
次に、図2に示すように、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18cの裏面上に補助グランド導体24を覆う保護層15を形成する。なお、保護層15の裏面には凹凸が形成されていない。
最後に、接続部12b,12c上の外部端子16a,16b及び端子導体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に示す高周波信号伝送線路10が得られる。
(効果)
以上のように構成された高周波信号伝送線路10によれば、不要輻射を低減できる。より詳細には、高周波信号伝送線路10では、誘電体シート18cの裏面に凹凸が形成されているので、誘電体シート18cの裏面の凹凸において電磁界が乱反射して高周波信号伝送線路10内に戻る。これにより、乱反射した電磁界エネルギーが、基準グランド導体22又は補助グランド導体24や誘電体素体12にて消費される。その結果、高周波信号伝送線路10では、不要輻射が低減される。
また、高周波信号伝送線路10では、保護層15は、誘電体シート18a〜18cの比誘電率ε1よりも高い比誘電率ε2を有している。これにより、保護層15と空気層との界面において、信号線路20から放射された電磁界が高周波信号伝送線路10内により多く反射されるようになる。その結果、高周波信号伝送線路10では、不要輻射が低減される。なお、高周波信号伝送線路10では、誘電体シート18cの裏面に凹凸が形成されることにより、不要輻射が低減されている。そのため、高周波信号伝送線路10における保護層15の比誘電率ε2は、高周波信号線路500の高誘電率層515の比誘電率よりも低いか同等でもよい。
また、高周波信号伝送線路10の特性インピーダンスが所定の特性インピーダンスからずれることを抑制できる。より詳細には、高周波信号伝送線路10では、誘電体シート18cの裏面に凹凸が形成されることによって、不要輻射が低減されている。そのため、高周波信号伝送線路10における保護層15の比誘電率ε2は、高周波信号線路500の高誘電率層515の比誘電率よりも低いか同等でもよい。これにより、高周波信号伝送線路10の開口30近傍に電子機器の筐体等の金属体が存在している場合に、信号線路20と金属体との間に形成される容量が大きくなり過ぎることが抑制される。その結果、高周波信号伝送線路10の特性インピーダンスが所定の特性インピーダンスからずれることが抑制される。また、製造ばらつきによって高周波信号伝送線路10と金属体との距離にばらつきが生じたとしても、信号線路20と金属体との間に形成される容量が小さいので、該容量のばらつきも小さい。その結果、高周波信号伝送線路10の特性インピーダンスがばらつくことが抑制される。
また、高周波信号伝送線路10によれば、薄型化を図ることができる。より詳細には、高周波信号伝送線路10では、区間A1において、信号線路20は、z軸方向から平面視したときに、補助グランド導体24と重なっていない。そのため、信号線路20と補助グランド導体24との間に容量が形成されにくい。したがって、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)からずれにくい。その結果、高周波信号伝送線路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、高周波信号伝送線路10によれば、高周波信号伝送線路10がバッテリーパック206等の金属体に貼り付けられた場合に、信号線路20の特性インピーダンスが変動することが抑制される。より詳細には、高周波信号伝送線路10は、信号線路20とバッテリーパック206との間にベタ状の基準グランド導体22が位置するように、バッテリーパック206に貼り付けられる。これにより、信号線路20とバッテリーパック206とが開口を介して対向しなくなり、信号線路20とバッテリーパック206との間に容量が形成されることが抑制される。その結果、高周波信号伝送線路10がバッテリーパック206に貼り付けられることによって、信号線路20の特性インピーダンスが低下することが抑制される。
また、高周波信号伝送線路10では、挿入損失を低減できる。より詳細には、信号線路20に電流が流れると、基準グランド導体22と信号線路20との間に電気力線が発生する。この電気力線は、距離が小さいところほど電流密度が高くなる。よって、基準グランド導体22において電流が流れる領域が狭くなり、基準グランド導体22に電流が流れにくくなる。
そこで、溝G1,G2は、図5に示すように、z軸方向から平面視したときに、信号線路20のy軸方向の両側に設けられている。これにより、基準グランド導体22において信号線路20とほぼ等距離となる領域が広くなる。その結果、基準グランド導体22のより広い領域に電流が流れるようになり、信号線路20に電流が流れやすくなる。以上より、高周波信号伝送線路10における、挿入損失が低減される。
また、高周波信号伝送線路10によれば、x軸方向の位置によって特性インピーダンスが変動することが抑制される。より詳細には、高周波信号伝送線路10では、溝G1,G2が線路部12aの全体にわたって設けられている。そのため、線路部12aの断面構造が均一に近くなる。その結果、高周波信号伝送線路10では、x軸方向の位置によって特性インピーダンスが変動することが抑制される。
また、誘電体素体12には信号線路20に沿って溝G1,G2が設けられているため、信号線路20の長さ方向において誘電体素体12を曲がりにくくすることができる。
(第1の変形例)
以下に、第1の変形例に係る高周波信号伝送線路について図面を参照しながら説明する。図15は、第1の変形例に係る高周波信号伝送線路10aの線路部12aの断面構造図である。高周波信号伝送線路10aの外観斜視図について図1を援用する。
高周波信号伝送線路10aは、溝の本数において高周波信号伝送線路10と相違する。より詳細には、高周波信号伝送線路10aでは、4本の溝G1〜G4が設けられることによって、誘電体シート18cの裏面において、z軸方向から平面視したときに、開口30と重なる領域内に凹凸が設けられている。そして、溝G2,G3は、z軸方向から平面視したときに、信号線路20と重なっている。
以上のように構成された高周波信号伝送線路10aでは、高周波信号伝送線路10よりも多くの溝G1〜G4が設けられているので、誘電体シート18cの裏面において電磁界が乱反射しやすくなる。その結果、高周波信号伝送線路10aでは、不要輻射がより効果的に低減される。
なお、高周波信号伝送線路10aは、高周波信号伝送線路10と同じ製造方法により作製できる。ただし、高周波信号伝送線路10aでは、信号線路20と溝G2,G3とが重なっている。信号線路20は、誘電体シート18a〜18cよりも変形しにくい。そのため、高周波信号伝送線路10aでは、溝G1,G4に比べて溝G2,G3を形成することが難しい。換言すれば、高周波信号伝送線路10では、溝G1,G2が信号線路20と重なっていないので、凹凸を容易に形成することが可能である。また、高周波信号伝送線路10では、溝G1,G2が信号線路20と重なっていないので、溝G1,G2の凹凸の大きさなどにおいて製造バラツキが発生したとしても高周波信号伝送線路10の特性インピーダンスが変動しにくい。
(第2の変形例)
以下に、第2の変形例に係る高周波信号伝送線路について図面を参照しながら説明する。図16は、第2の変形例に係る高周波信号伝送線路10bの誘電体素体12の分解図である。図17は、高周波信号伝送線路10bの線路部12aを平面視した図である。図18は、線路部12aのブリッジ部60における断面構造図である。図19は、線路部12aの開口30における断面構造図である。図20は、線路部12aの信号線路20に沿った断面構造図である。高周波信号伝送線路10bの外観斜視図は図1を援用する。
高周波信号伝送線路10bは、図16ないし図19に示すように、信号線路20の線幅が均一ではない点において高周波信号伝送線路10と相違する。より詳細には、図20に示すように、区間A2にはブリッジ部60が設けられているので、区間A2における高周波信号伝送線路10bのz軸方向の厚みは、区間A1における高周波信号伝送線路10bのz軸方向の厚みよりもブリッジ部60の厚みの分だけ大きい。よって、圧着時に、区間A2における信号線路20は、ブリッジ部60によってz軸方向の正方向側に押される。その結果、図20に示すように、信号線路20は、xz断面において蛇行する。具体的には、信号線路20においてブリッジ部60と重なる部分と基準グランド導体22とのz軸方向の距離D5は、信号線路20において開口30と重なる部分と基準グランド導体22とのz軸方向の距離D4よりも小さい。これにより、区間A1では区間A2よりも、信号線路20と基準グランド導体22との間に容量が形成されにくくなる。
そこで、図16ないし図19に示すように、信号線路20において開口30と重なる部分(区間A1における信号線路20)の線幅を、信号線路20においてブリッジ部60と重なる部分(区間A2における信号線路20)の線幅よりも大きくしてもよい。これにより、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を大きくすることなく、信号線路20の抵抗値を低減できる。すなわち、高周波信号伝送線路10bの特性インピーダンスを所定の特性インピーダンスから変動させることなく、高周波信号伝送線路10bの挿入損失を低減できる。
(第3の変形例)
以下に、第3の変形例に係る高周波信号伝送線路10c及びその製造方法について図面を参照しながら説明する。図21は、第3の変形例に係る高周波信号伝送線路10cの分解図である。高周波信号伝送線路10cの外観斜視図については図1を援用する。
高周波信号伝送線路10cでは、図21に示すように、補強グランド導体40,42が設けられている点において、高周波信号伝送線路10と相違する。より詳細には、補強グランド導体40は、誘電体シート18bの裏面に形成されており、x軸方向に延在している。補強グランド導体40は、z軸方向から平面視したときに、信号線路20よりも、y軸方向の正方向側に設けられており、開口30及びブリッジ部60とは重なっておらず、補助グランド導体24と重なっている。
また、補強グランド導体42は、誘電体シート18bの裏面に形成されており、x軸方向に延在している。補強グランド導体42は、z軸方向から平面視したときに、信号線路20よりも、y軸方向の負方向側に設けられており、開口30及びブリッジ部60とは重なっておらず、補助グランド導体24と重なっている。
以上のように構成された高周波信号伝送線路10cの製造方法について図面を参照しながら説明する。図22ないし図25は、高周波信号伝送線路10cの圧着時の工程断面図である。以下では、一つの高周波信号伝送線路10c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伝送線路10cが作製される。
高周波信号伝送線路10cの製造方法は、圧着工程において高周波信号伝送線路10の製造方法と相違する。そこで、以下では、圧着工程について説明する。
まず、図22及び図23に示すように、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、圧着ツールT3,T4により誘電体シート18a〜18cに対して圧着処理及び加熱処理を施す。圧着ツールT3は、誘電体シート18aの表面を押圧する。誘電体シート18aの表面に対する圧着ツールT3の接触面は平坦面である。一方、圧着ツールT4は、クッション材C1を介して誘電体シート18cの裏面を押圧する。クッション材C1に対する圧着ツールT4の接触面は平坦面である。クッション材C1は、ゴム等の弾性体からなるシートである。以上のような圧着ツールT3,T4には、ヒータが内蔵されている。
以上のような圧着ツールT3,T4により、誘電体シート18a〜18cに対して加熱処理及び加圧処理を施すと、誘電体シート18a〜18cが軟化する。ここで、誘電体シート18bの裏面上には信号線路20及び補強グランド導体40,42が設けられている。これにより、z軸方向から平面視したときに、誘電体シート18cにおいて開口30と重なる部分は、z軸方向から平面視したときに、誘電体シート18cにおいて信号線路20及び補強グランド導体40,42と重なる部分よりも変形しやすくなる。その結果、図24及び図25に示すように、クッション材C1が変形して、誘電体シート18cの裏面に溝G1,G2が形成される。
以上のように構成された高周波信号伝送線路10cでは、信号線路20から放射された電磁界が補強グランド導体40,42により吸収されるようになる。その結果、高周波信号伝送線路10cでは、不要輻射がより効果的に低減される。
(第4の変形例)
以下に、第4の変形例に係る高周波信号伝送線路の構成について図面を参照しながら説明する。図26は、第4の変形例に係る高周波信号伝送線路10dの外観斜視図である。図27は、図26の高周波信号伝送線路10dの誘電体素体12の分解図である。図28は、図26の高周波信号伝送線路10dの区間A11,A13,A15,A17,A19における断面構造図である。図29は、図26の高周波信号伝送線路10dの区間A12,A14,A16,A18における断面構造図である。
高周波信号伝送線路10dは、溝G1,G2の代わりに、溝G11,G12,G21〜G23が設けられている点において高周波信号伝送線路10と相違する。以下に、かかる相違点を中心に高周波信号伝送線路10dについて説明する。高周波信号伝送線路10dの構成において高周波信号伝送線路10と同じ構成については同じ参照符号を付した。
高周波信号伝送線路10dの誘電体素体12は、誘電体シート18d,18a〜18c,18eがz軸方向の正方向側から負方向側へとこの順に並ぶように積層されてなる。誘電体シート18d,18eは、誘電体シート18a〜18cと同じ形状を有している。また、誘電体シート18dには、開口Ha〜Hhが設けられている。誘電体シート18dの開口Ha〜Hhは、保護層14の開口Ha〜Hhと同じであるので説明を省略する。
また、誘電体素体12には、図26に示すように、区間A11〜A19がx軸方向の負方向側から正方向側へとこの順に並ぶように設けられている。区間A11,A13,A15,A17,A19は、使用時に折り曲げられない区間である。一方、区間A12,A14,A16,A18は、使用時に折り曲げられる区間である。
高周波信号伝送線路10dでは、図27ないし図29に示すように、z軸方向の最も負方向側に設けられている誘電体シート18eのz軸方向の負方向側の主面(裏面)において、z軸方向から平面視したときに、開口30と重なる領域内に凹凸が設けられている。より詳細には、信号線路20に沿ってx軸方向に延在する溝G11,G12が、誘電体シート18eの裏面に設けられることにより、誘電体シート18eの裏面に凹凸が形成されている。誘電体シート18eの裏面は誘電体素体12の裏面を構成しているので、溝G11,G12は誘電体素体12の裏面に設けられている。
溝G11は、z軸方向から平面視したときに、信号線路20よりもy軸方向の負方向側に設けられており、誘電体シート18eの裏面がz軸方向の正方向側に窪んでいることにより形成されている。溝G12は、z軸方向から平面視したときに、信号線路20よりもy軸方向の正方向側に設けられており、誘電体シート18eの裏面がz軸方向の正方向側に窪んでいることにより形成されている。溝G11,G12は、z軸方向から平面視したときに、信号線路20と重なっていない。すなわち、溝G11,G12は、z軸方向から平面視したときに、信号線路20よりもy軸方向(信号線路20の線幅方向)の両側に設けられている。
また、溝G11,G12は、前記の通り、x軸方向に延在しているので、図27に示すように、z軸方向から平面視したときに、補助グランド導体24のブリッジ部60と重なっている。ただし、高周波信号伝送線路10dでは、高周波信号伝送線路10と異なり、ブリッジ部60には、凹凸が形成されていない。
また、溝G21〜G23は、図27ないし図29に示すように、z軸方向の最も正方向側に設けられている誘電体シート18dのz軸方向の正方向側の主面(表面)に設けられている。誘電体シート18dの表面は誘電体素体12の表面を構成しているので、溝G11,G12は誘電体素体12の表面に設けられている。
溝G21は、z軸方向から平面視したときに、信号線路20よりもy軸方向の負方向側に設けられており、誘電体シート18dの表面がz軸方向の負方向側に窪んでいることにより形成されている。溝G22は、z軸方向から平面視したときに、信号線路20と重なっており、誘電体シート18dの表面がz軸方向の負方向側に窪んでいることにより形成されている。溝G23は、z軸方向から平面視したときに、信号線路20よりもy軸方向の正方向側に設けられており、誘電体シート18dの表面がz軸方向の負方向側に窪んでいることにより形成されている。
また、溝G21〜G23は、図26に示すように、区間A11,A13,A15,A17,A19に設けられており、区間A12,A14,A16,A18に設けられていない。これにより、後述するように、誘電体素体12の区間A11,A13,A15,A17,A19は、誘電体素体12の区間A12,A14,A16,A18に比べて曲がりにくくなるように構成されている。高周波信号伝送線路10dのその他の構成は、高周波信号伝送線路10と同じであるので説明を省略する。
次に、高周波信号伝送線路10dの製造方法について図面を参照しながら説明する。図30及び図31は、高周波信号伝送線路10dの圧着時の工程断面図である。
高周波信号伝送線路10dの製造方法は、誘電体素体12の圧着工程において高周波信号伝送線路10の製造方法と相違する。そこで、以下では、誘電体素体12の圧着工程について説明し、他の工程の説明については省略する。
図30に示すように、誘電体シート18d,18a〜18c,18e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、図31に示すように、圧着ツールT11,T12により誘電体シート18d,18a〜18c,18eに対して圧着処理及び加熱処理を施す。以下に、圧着ツールT11,T12について説明する。
圧着ツールT11は、図31に示すように、誘電体シート18dの表面に接触する。誘電体シート18dの表面に対する圧着ツールT11の接触面は凹凸面である。より詳細には、圧着ツールT11の接触面には、z軸方向の負方向側に向かって突出し、かつ、x軸方向に延在する突起P21〜P23が設けられている。突起P21が設けられている位置は、溝G21が形成される位置に対応しており、突起P22が設けられている位置は、溝G22が形成される位置に対応しており、突起P23が設けられている位置は、溝G23が形成される位置に対応している。一方、圧着ツールT12は、図31に示すように、誘電体シート18eの裏面に接触する。誘電体シート18eの裏面に対する圧着ツールT12の接触面は凹凸面である。より詳細には、圧着ツールT12の接触面には、z軸方向の正方向側に向かって突出し、かつ、x軸方向に延在する突起P11,P12が設けられている。突起P11が設けられている位置は、溝G11が形成される位置に対応しており、突起P12が設けられている位置は、溝G12が形成される位置に対応している。以上のような圧着ツールT11,T12には、ヒータが内蔵されている。そして、圧着ツールT11,T12により、誘電体シート18a〜18eに対して加熱処理及び加圧処理を施すことにより、誘電体シート18a〜18eが軟化する。これにより、図31に示すように、誘電体シート18a〜18eが接合されると共に、誘電体シート18dの表面に突起P21〜P23に倣った形状の溝G21〜G23が形成され、誘電体シート18eの裏面に突起P11,P12に倣った形状の溝G11,G12が形成される。
以上のように構成された高周波信号伝送線路10dによれば、高周波信号伝送線路10と同様に、不要輻射を低減できる。より詳細には、高周波信号伝送線路10dでは、誘電体シート18eの裏面に凹凸が形成されているので、誘電体シート18eの裏面の凹凸において電磁界が乱反射して高周波信号伝送線路10d内に戻る。これにより、乱反射した電磁界エネルギーが、基準グランド導体22又は補助グランド導体24や誘電体素体12にて消費される。その結果、高周波信号伝送線路10dでは、不要輻射が低減される。
また、高周波信号伝送線路10dでは、区間A11,A13,A15,A17,A19において誘電体素体12が曲がりにくい。より詳細には、高周波信号伝送線路10dでは、誘電体素体12の圧着時に、突起P21〜P23が設けられた圧着ツールT11を用いている。圧着の際に、突起P21〜P23は、誘電体シート18dの表面に対して減り込む。圧着ツールT11にはヒータが内蔵されているので、誘電体シート18dが加熱されて軟化及び流動する。突起P21〜P23が減り込んだ部分の誘電体材料が突起P21〜P23のy軸方向の両側に移動する。これにより、誘電体素体12において溝G21〜G23が設けられていない部分のz軸方向の厚みが大きくなる。その結果、誘電体素体12の断面二次モーメントが大きくなる。溝G21〜G23は、区間A11,A13,A15,A17,A19に設けられている。よって、高周波信号伝送線路10dでは、区間A11,A13,A15,A17,A19において誘電体素体12が曲がりにくい。
なお、誘電体素体12の区間A12,A14,A16,A18には、溝G21〜G23が設けられていない。したがって、図9に示すように、高周波信号伝送線路10dを曲げて用いることができる。
(第5の変形例)
以下に、第5の変形例に係る高周波信号伝送線路の構成について図面を参照しながら説明する。図32は、第5の変形例に係る高周波信号伝送線路10eの外観斜視図である。図33は、図32の高周波信号伝送線路10eの誘電体素体12の分解図である。図34は、図32の高周波信号伝送線路10eの区間A11,A13,A15,A17,A19における断面構造図である。図35は、図32の高周波信号伝送線路10eの区間A12,A14,A16,A18における断面構造図である。
高周波信号伝送線路10eは、誘電体シート18d,18eの代わりに保護層14,15が設けられている点において高周波信号伝送線路10dと相違する。以下に、かかる相違点を中心に高周波信号伝送線路10dについて説明する。高周波信号伝送線路10eの構成において高周波信号伝送線路10dと同じ構成については同じ参照符号を付した。
高周波信号伝送線路10eの誘電体素体12は、保護層14、誘電体シート18a〜18c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並ぶように積層されてなる。高周波信号伝送線路10eの保護層14,15は、高周波信号伝送線路10の保護層14,15と同じであるので説明を省略する。
高周波信号伝送線路10eでは、図32ないし図35に示すように、誘電体素体12のz軸方向の負方向側の主面(裏面)において、z軸方向から平面視したときに、開口30と重なる領域内に凹凸が設けられている。より詳細には、信号線路20に沿ってx軸方向に延在する溝G11,G12が、保護層15の裏面に設けられることにより、保護層15の裏面に凹凸が形成されている。保護層15の裏面は誘電体素体12の裏面を構成しているので、溝G11,G12は誘電体素体12の裏面に設けられている。
溝G11は、z軸方向から平面視したときに、信号線路20よりもy軸方向の負方向側に設けられており、保護層15の裏面がz軸方向の正方向側に窪んでいることにより形成されている。溝G12は、z軸方向から平面視したときに、信号線路20よりもy軸方向の正方向側に設けられており、保護層15の裏面がz軸方向の正方向側に窪んでいることにより形成されている。溝G11,G12は、z軸方向から平面視したときに、信号線路20と重なっていない。すなわち、溝G11,G12は、z軸方向から平面視したときに、信号線路20よりもy軸方向(信号線路20の線幅方向)の両側に設けられている。
また、高周波信号伝送線路10eでは、図32ないし図35に示すように、誘電体素体12のz軸方向の正方向側の主面(表面)において、z軸方向から平面視したときに、凹凸が設けられている。より詳細には、溝G21〜G23は、図32ないし図35に示すように、保護層14のz軸方向の正方向側の主面(表面)に設けられている。保護層14の表面は誘電体素体12の表面を構成しているので、溝G11,G12は誘電体素体12の表面に設けられている。
溝G21は、z軸方向から平面視したときに、信号線路20よりもy軸方向の負方向側に設けられており、保護層14の表面がz軸方向の負方向側に窪んでいることにより形成されている。溝G22は、z軸方向から平面視したときに、信号線路20と重なっており、保護層14の表面がz軸方向の負方向側に窪んでいることにより形成されている。溝G23は、z軸方向から平面視したときに、信号線路20よりもy軸方向の正方向側に設けられており、保護層14の表面がz軸方向の負方向側に窪んでいることにより形成されている。
また、溝G21〜G23は、図32に示すように、区間A11,A13,A15,A17,A19に設けられており、区間A12,A14,A16,A18に設けられていない。これにより、誘電体素体12の区間A11,A13,A15,A17,A19は、誘電体素体12の区間A12,A14,A16,A18に比べて曲がりにくくなるように構成されている。高周波信号伝送線路10eのその他の構成は、高周波信号伝送線路10d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高周波信号伝送線路10eによれば、高周波信号伝送線路10dと同様に、不要輻射を低減できる。
また、高周波信号伝送線路10eでは、高周波信号伝送線路10dと同様に、区間A11,A13,A15,A17,A19において誘電体素体12が曲がりにくい。また、誘電体素体12の区間A12,A14,A16,A18には、溝G21〜G23が設けられていない。したがって、図9に示すように、高周波信号伝送線路10eを曲げて用いることができる。
(第6の変形例)
以下に、第6の変形例に係る高周波信号伝送線路の構成について図面を参照しながら説明する。図36は、第6の変形例に係る高周波信号伝送線路10fの断面構造図である。高周波信号伝送線路10fの外観斜視図は、図1を援用する。
高周波信号伝送線路10fは、溝G21〜G23が設けられていない点において高周波信号伝送線路10eと相違する。高周波信号伝送線路10fにおいて、折り曲げにくい区間を設ける必要がない場合には、溝G21〜G23は不要である。
(その他の実施形態)
本発明に係る高周波信号伝送線路は、高周波信号伝送線路10,10a〜10f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、高周波信号伝送線路10,10a〜10fの構成や製造方法の各工程を組み合わせてもよい。
保護層14,15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、高周波信号伝送線路10,10a〜10fにおいて、コネクタ100a,100bが実装されていなくてもよい。この場合、高周波信号伝送線路10,10a〜10fの端部と回路基板とがはんだによって接続される。なお、高周波信号伝送線路10,10a〜10fの一方の端部のみにコネクタ100aが実装されてもよい。
また、コネクタ100a,100bは、高周波信号伝送線路10,10a〜10fの表面に実装されているが、高周波信号伝送線路10,10a〜10fの裏面に実装されていてもよい。また、コネクタ100aが高周波信号伝送線路10,10a〜10fの表面に実装され、コネクタ100bが高周波信号伝送線路10,10a〜10fの裏面に実装されてもよい。
また、高周波信号伝送線路10,10a〜10fにおいて、基準グランド導体22が設けられていなくてもよい。
また、補助グランド導体24は、誘電体シート18bの表面に設けられていてもよい。
また、高周波信号伝送線路10,10a〜10fでは、溝G1,G2、溝G1〜G4、又は溝溝G11,G12が誘電体シート18c,18e又は保護層15の裏面に形成されることによって、誘電体シート18c,18e又は保護層15の裏面において、z軸方向から平面視したときに、開口30と重なる領域内に凹凸が設けられている。しかしながら、誘電体シート18cの裏面において、z軸方向から平面視したときに、開口30と重なる領域内に凹凸が設ける方法はこれに限らない。溝G1,G2は、y軸方向に延在していてもよいし、x軸方向又はy軸方向に対して傾いた方向に延在していてもよい。また、複数の溝が2方向に延在することによってメッシュ状をなしていてもよい。また、ドット状の複数の窪みが溝の代わりに形成されて凹凸が設けられていてもよい。
なお、高周波信号伝送線路10,10a〜10fは、アンテナフロントエンドモジュールなどRF回路基板における高周波信号伝送線路として用いられてもよい。
なお、高周波信号伝送線路10,10a〜10d,10fにおいて、誘電体シート18a〜18c(又は誘電体シート18a〜18e)を圧着した後に、誘電体シート18c又は誘電体シート18eの裏面をひっかくことによって溝G1〜G4,G11,G12を形成してもよい。同様に、高周波信号伝送線路10eにおいて、保護層15の裏面をひっかくことによって溝G11,G12を形成してもよい。
なお、保護層14,15の比誘電率ε2は、誘電体シート18a〜18c(又は誘電体シート18a〜18e)の比誘電率ε1よりも必ずしも大きくなくてもよい。
なお、高周波信号伝送線路10,10b〜10fにおいて、溝G1,G2、溝G11,G12は、信号線路20のy軸方向の両側に設けられているが、信号線路20のy軸方向のいずれか一方に設けられていてもよい。
なお、高周波信号伝送線路10a〜10fも、高周波信号伝送線路10と同様に、電子機器に用いられる。
以上のように、本発明は、高周波信号伝送線路及び電子機器に有用であり、特に、不要輻射を低減できると共に、特性インピーダンスが所定の特性インピーダンスからずれることを抑制できる点において優れている。
G1〜G4,G11,G12,G21〜G23 溝
10,10a〜10f 高周波信号伝送線路
12 誘電体素体
14,15 保護層
20 信号線路
22 基準グランド導体
24 補助グランド導体
30 開口
40,42 補強グランド導体

Claims (12)

  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、
    前記信号線路に対して積層方向の一方側に設けられており、該信号線路に沿って並ぶ複数の開口が設けられている第1のグランド導体と、
    を備えており、
    積層方向の最も一方側に設けられている前記誘電体層の積層方向の一方側の主面において、積層方向から平面視したときに、前記開口と重なる領域内には凹凸が設けられていること、
    を特徴とする高周波信号伝送線路。
  2. 前記凹凸は、前記信号線路に沿って延在する溝が、積層方向の最も一方側に設けられている前記誘電体層の積層方向の一方側の主面に設けられることによって形成されていること、
    を特徴とする請求項1に記載の高周波信号伝送線路。
  3. 前記溝は、積層方向から平面視したときに、前記信号線路よりも該信号線路の線幅方向の一方側又は両側に設けられていること、
    を特徴とする請求項2に記載の高周波信号伝送線路。
  4. 前記第1のグランド導体は、隣り合う前記開口間にブリッジ部が設けられることにより梯子状をなしており、
    前記溝は、積層方向から平面視したときに、前記ブリッジ部と重なっていること、
    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高周波信号伝送線路。
  5. 前記信号線路に対して積層方向の他方側に設けられている第2のグランド導体を、
    更に備えており、
    前記信号線路と前記第1のグランド導体との積層方向の距離は、該信号線路と前記第2のグランド導体との積層方向の距離よりも小さいこと、
    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伝送線路。
  6. 前記第1のグランド導体は、隣り合う前記開口間にブリッジ部が設けられることにより梯子状をなしており、
    前記信号線路において前記ブリッジ部と重なる部分と前記第2のグランド導体との積層方向の距離は、該信号線路において前記開口と重なる部分と該第2のグランド導体との積層方向の距離よりも小さいこと、
    を特徴とする請求項5に記載の高周波信号伝送線路。
  7. 前記信号線路において前記開口と重なる部分の線幅は、該信号線路において前記ブリッジ部と重なる部分の線幅よりも大きいこと、
    を特徴とする請求項6に記載の高周波信号伝送線路。
  8. 前記誘電体素体は、積層方向の最も一方側に設けられている前記誘電体層の積層方向の一方側の主面上に設けられており、かつ、該誘電体層の比誘電率よりも大きな比誘電率を有するレジスト層を含んでいること、
    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高周波信号伝送線路。
  9. 前記誘電体層の積層方向の一方側の主面に凹凸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8のいずれかに記載の高周波信号伝送線路。
  10. 高周波信号伝送線路と、
    前記高周波信号伝送線路を収容する筐体と、
    を備えており、
    前記高周波信号伝送線路は、
    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、
    前記信号線路に対して積層方向の一方側に設けられており、該信号線路に沿って並ぶ複数の開口が設けられている第1のグランド導体と、
    を備えており、
    積層方向の最も一方側に設けられている前記誘電体層の積層方向の一方側の主面において、積層方向から平面視したときに、前記開口と重なる領域内には凹凸が設けられていること、
    を特徴とする電子機器。
  11. 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、
    前記信号線路に対して積層方向の一方側に設けられており、該信号線路に沿って並ぶ複数の開口が設けられている第1のグランド導体と、
    を備えており、
    前記誘電体素体の一方側の主面において、積層方向から平面視したときに、前記開口と重なる領域内には凹凸が設けられていること、
    を特徴とする高周波信号伝送線路。
  12. 高周波信号伝送線路と、
    前記高周波信号伝送線路を収容する筐体と、
    を備えており、
    前記高周波信号伝送線路は、
    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、
    前記信号線路に対して積層方向の一方側に設けられており、該信号線路に沿って並ぶ複数の開口が設けられている第1のグランド導体と、
    を備えており、
    前記誘電体素体の一方側の主面において、積層方向から平面視したときに、前記開口と重なる領域内には凹凸が設けられていること、
    を特徴とする電子機器。
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