JPWO2014084011A1 - 高周波信号線路及びこれを備えた電子機器 - Google Patents
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Abstract
層間接続導体が破損することを抑制できる高周波信号線路及びこれを備えた電子機器を提供することである。信号線路(20)は、線路部(21a〜12e)に沿って延在している。基準グランド導体(22)は、誘電体素体(12)において信号線路(20)よりもz軸方向の正方向側に設けられることにより信号線路(20)と対向している。補助グランド導体(24)は、誘電体素体(12)において信号線路(20)よりもz軸方向の負方向側に設けられることにより信号線路(20)と対向している。ビアホール導体(B1〜B4)は、基準グランド導体(22)と補助グランド導体(24)とを接続している。ビアホール導体(B1〜B4)は、線路部(12b)において、z軸方向から平面視したときに、信号線路(20)よりもx軸方向の負方向側には設けられていない。
Description
本発明は、高周波信号線路及びこれを備えた電子機器に関し、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線路及びこれを備えた電子機器に関する。
従来の高周波信号線路に関する発明としては、例えば、特許文献1に記載の高周波信号線路が知られている。該高周波信号線路は、誘電体素体、信号線及び2つのグランド導体を備えている。誘電体素体は、複数の誘電体シートが積層されて構成されている。信号線は、誘電体素体内に設けられている。2つのグランド導体は、誘電体素体において積層方向から信号線を挟んでいる。これにより、信号線と2つのグランド導体とは、ストリップライン構造をなしている。
更に、一方のグランド導体には、積層方向から平面視したときに、信号線と重なる複数の開口が設けられている。これにより、信号線と一方のグランド導体との間に容量が形成されにくくなる。よって、信号線と一方のグランド導体との積層方向における距離を小さくすることが可能となり、高周波信号線路の薄型化を図ることが可能となる。以上のような高周波信号線路は、例えば、2つの回路基板の接続に用いられる。
ところで、特許文献1に記載の高周波信号線路において、2つの回路基板を接続する作業を容易に行うために、高周波信号線路の長手方向の中央部分の形状をミアンダ形状にすることが考えられる。図31は、長手方向の中央部分がミアンダ形状を成している高周波信号線路500を示した図である。図32は、両端が引っ張られたときの高周波信号線路500を示した図である。
図31に示すように、高周波信号線路500の中央部分は、ミアンダ形状を成している。具体的には、高周波信号線路500は、線路部502a〜502eが接続されることにより構成されている。線路部502aは、左右方向に延在している。線路部502bは、線路部502aの右端から下側に向かって延在している。線路部502cは、線路部502bの下端から左側に向かって延在している。線路部502dは、線路部502cの左端から下側に向かって延在している。線路部502eは、線路部502dの下端から右側に向かって延在している。また、線路部502b,502dの長さは、線路部502a,502c,502eの長さに比べて十分に短い。
以上のような高周波信号線路500は、2つの回路基板を接続する際に、線路部502aの左端が左側に引っ張られ、線路部502eの右端が右側に引っ張られる。これにより、図32に示すように、高周波信号線路500がZ字型をなすように変形する。その結果、高周波信号線路500の両端に設けられている2つのコネクタ間の距離が大きくなる。よって、2つのコネクタをそれぞれ2つの回路基板に容易に接続することが可能となる。
しかしながら、前記高周波信号線路500では、内部に設けられている2つのグランド導体を接続するビアホール導体が破損するおそれがある。より詳細には、高周波信号線路500では、信号線と2つのグランド導体が内蔵されており、これらはストリップライン構造をなしている。そのため、2つのグランド導体は、ビアホール導体によって互いに接続されている。
ここで、線路部502aの左端が左側に引っ張られ、線路部502eの右端が右側に引っ張られると、線路部502b,502dにねじれが発生する。その結果、線路部502b,502d内に設けられたビアホール導体に力が加わり、ビアホール導体が破損するおそれがある。
そこで、本発明の目的は、層間接続導体が破損することを抑制できる高周波信号線路及びこれを備えた電子機器を提供することである。
本発明の一形態に係る高周波信号線路は、可撓性を有する複数の誘電体シートが積層されて構成されている誘電体素体であって、所定方向に延在している第1の線路部と、該第1の線路部に沿って延在している第2の線路部と、該第1の線路部の該所定方向における一方側の端部と該第2の線路部の該所定方向における一方側の端部とを接続し、かつ、該第1の線路部及び該第2の線路部よりも短い第3の線路部と、を含んでいる誘電体素体と、前記第1の線路部、前記第2の線路部、及び前記第3の線路部に沿って延在している信号線路と、前記誘電体素体において前記信号線路よりも積層方向の一方側に設けられることにより該信号線路と対向している第1のグランド導体と、前記誘電体素体において前記信号線路よりも積層方向の他方側に設けられることにより該信号線路と対向している第2のグランド導体と、前記第1の線路部及び前記第2の線路部の少なくとも一方において設けられ、かつ、前記誘電体シートを貫通することにより、前記第1のグランド導体と前記第2のグランド導体とを接続している1以上の層間接続導体と、を備えており、前記層間接続導体は、前記第3の線路部において、積層方向から平面視したときに、前記信号線路よりも前記所定方向の他方側には設けられていないこと、を特徴とする。
本発明の一形態に係る電子機器は、筐体と、前記筐体に収納されている高周波信号線路と、を備えており、前記高周波信号線路は、可撓性を有する複数の誘電体シートが積層されて構成されている誘電体素体であって、所定方向に延在している第1の線路部と、該第1の線路部に沿って延在している第2の線路部と、該第1の線路部の該所定方向における一方側の端部と該第2の線路部の該所定方向における一方側の端部とを接続し、かつ、該第1の線路部及び該第2の線路部よりも短い第3の線路部と、を含んでいる誘電体素体と、前記第1の線路部、前記第2の線路部及び前記第3の線路部に沿って延在している信号線路と、前記誘電体素体において前記信号線路よりも積層方向の一方側に設けられることにより該信号線路と対向している第1のグランド導体と、前記誘電体素体において前記信号線路よりも積層方向の他方側に設けられることにより該信号線路と対向している第2のグランド導体と、前記第1の線路部及び前記第2の線路部の少なくとも一方において設けられ、かつ、前記誘電体シートを貫通することにより、前記第1のグランド導体と前記第2のグランド導体とを接続している1以上の層間接続導体と、を備えており、前記層間接続導体は、前記第3の線路部において、積層方向から平面視したときに、前記信号線路よりも前記所定方向の他方側には設けられていないこと、を特徴とする。
本発明によれば、層間接続導体が破損することを抑制できる。
以下に、本発明の実施形態に係る高周波信号線路及びこれを備えた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線路10の外観斜視図である。図2ないし図6は、図1の高周波信号線路10の分解図である。図7は、図2のA−Aにおける断面構造図である。図8は、図2のB−Bにおける断面構造図である。以下では、高周波信号線路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。
以下に、本発明の一実施形態に係る高周波信号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線路10の外観斜視図である。図2ないし図6は、図1の高周波信号線路10の分解図である。図7は、図2のA−Aにおける断面構造図である。図8は、図2のB−Bにおける断面構造図である。以下では、高周波信号線路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。高周波信号線路10は、図1ないし図8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(層間接続部)b1,b2,B1〜B4及びコネクタ100a,100bを備えている。
誘電体素体12は、図1に示すように、z軸方向から平面視したときに、x軸方向に長手方向を有する可撓性を有する板状部材であり、x軸方向の中央部分においてy軸方向に振動するように延在するミアンダ形状をなしている。誘電体素体12は、線路部12a〜12e、接続部12f,12gを含んでいる。誘電体素体12は、図2ないし図6に示すように、保護層14、誘電体シート18a〜18cがz軸方向の正方向側から負方向側へとこの順に積層されて構成されている積層体である。以下では、誘電体素体12のz軸方向の正方向側の主面を表面と称し、誘電体素体12のz軸方向の負方向側の主面を裏面と称す。
線路部12a(第1の線路部)は、図1に示すように、x軸方向に延在しており、y軸方向に均一な幅を有する帯状をなしている。線路部12c(第2の線路部)は、図1に示すように、線路部12aに沿ってx軸方向に延在しており、y軸方向に均一な幅を有する帯状をなしている。また、線路部12cは、線路部12aよりもy軸方向の負方向側に設けられている。線路部12aのx軸方向の正方向側の端部と、線路部12cのx軸方向の正方向側の端部とはy軸方向において隣り合っている。ただし、線路部12aの長さは、線路部12cの長さよりも長いので、線路部12aのx軸方向の負方向側の端部と、線路部12cのx軸方向の負方向側の端部とは隣り合っていない。線路部12b(第3の線路部)は、y軸方向に延在しており、x軸方向に均一な幅を有する帯状をなしている。線路部12bは、線路部12aのx軸方向の正方向側の端部と線路部12cのx軸方向の正方向側の端部とを接続している。また、線路部12bの長さは、線路部12a,12cの長さよりも短い。
線路部12e(第4の線路部)は、図1に示すように、線路部12cに沿ってx軸方向に延在しており、y軸方向に均一な幅を有する帯状をなしている。また、線路部12cよりもy軸方向の負方向側に設けられている。すなわち、線路部12eは、線路部12cに関して線路部12aの反対側に設けられている。線路部12cのx軸方向の負方向側の端部と、線路部12eのx軸方向の負方向側の端部とはy軸方向において隣り合っている。ただし、線路部12eの長さは、線路部12cの長さよりも長いので、線路部12cのx軸方向の正方向側の端部と、線路部12eのx軸方向の正方向側の端部とは隣り合っていない。線路部12d(第5の線路部)は、y軸方向に延在しており、x軸方向に均一な幅を有する帯状をなしている。線路部12dは、線路部12cのx軸方向の負方向側の端部と線路部12eのx軸方向の負方向側の端部とを接続している。また、線路部12dの長さは、線路部12c,12eの長さよりも短い。なお、線路部12a,12c,12eのy軸方向の幅及び線路部12b,12dのx軸方向の幅は等しい。なお、図1では、線路部12a〜12eの境界については、点線で示した。
接続部12f,12gはそれぞれ、線路部12aのx軸方向の負方向側の端部及び線路部12eのx軸方向の正方向側の端部に接続されており、z軸方向から平面視したときに矩形状をなしている。接続部12f,12gのy軸方向の幅は、なお、線路部12a,12c,12eのy軸方向の幅及び線路部12b,12dのx軸方向の幅よりも大きい。
誘電体シート18a〜18cは、図2ないし図6に示すように、z軸方向から平面視したときに、誘電体素体12と同じ平面形状をなしている。誘電体シート18a〜18cは、ポリイミドや液晶ポリマー等の可撓性を有する熱可塑性樹脂により構成されている。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T1は、図7及び図8に示すように、誘電体シート18bの厚さT2よりも大きい。誘電体シート18a〜18cの積層後において、厚さT1は、例えば、50〜300μmである。本実施形態では、厚さT1は100μmである。また、厚さT2は、例えば、10〜100μmである。本実施形態では、厚さT2は50μmである。
また、誘電体シート18aは、図2ないし図6に示すように、線路部18a−a〜18a−e及び接続部18a−f,18a−gにより構成されている。誘電体シート18bは、線路部18b−a〜18b−e及び接続部18b−f,18b−gにより構成されている。誘電体シート18cは、線路部18c−a〜18c−e及び接続部18c−f,18c−g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。線路部18a−b,18b−b,18c−bは、線路部12bを構成している。線路部18a−c,18b−c,18c−cは、線路部12cを構成している。線路部18a−d,18b−d,18c−dは、線路部12dを構成している。線路部18a−e,18b−e,18c−eは、線路部12eを構成している。接続部18a−f,18b−f,18c−fは、接続部12fを構成している。接続部18a−g,18b−g,18c−gは、接続部12gを構成している。
信号線路20は、図2ないし図6に示すように、高周波信号が伝送され、線路部12a〜12e及び接続部12f,12gに沿って延在している、すなわち、接続部12fから線路部12a〜12eの延びる方向に沿って接続部12gまで延在している線状の導体である。本実施形態では、信号線路20は、誘電体シート18bの表面上に形成されており、線路導体20a〜20fにより構成されている。
線路導体20aは、線路部18b−aにおいてx軸方向に沿って延在しており、線路部18b−aのy軸方向の略中央に位置している。線路導体20bは、線路部18b−bにおいてy軸方向に沿って延在しており、線路部18b−bのx軸方向の略中央に位置している。線路導体20cは、線路部18b−cにおいてx軸方向に沿って延在しており、線路部18b−cのy軸方向の略中央に位置している。線路導体20dは、線路部18b−dにおいてy軸方向に沿って延在しており、線路部18b−dのx軸方向の略中央に位置している。線路導体20eは、線路部18b−eにおいてx軸方向に沿って延在しており、線路部18b−eのy軸方向の略中央に位置している。線路導体20a〜20eは、この順に並ぶように接続されている。
線路導体20fは、線路導体20aのx軸方向の負方向側の端部に接続されており、接続部18b−fにおいてx軸方向に沿って延在している。線路導体20f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−fの略中央に位置している。線路導体20gは、線路導体20eのx軸方向の正方向側の端部に接続されており、接続部18b−gにおいてx軸方向に沿って延在している。線路導体20gのx軸方向の正方向側の端部は、図3に示すように、接続部18b−gの略中央に位置している。
信号線路20の線幅は、例えば、300μm〜700μmである。本実施形態では、信号線路20の線幅は300μmである。信号線路20は、銀や銅を主成分とする比抵抗の小さな金属材料により作製されている。ここで、信号線路20が誘電体シート18bの表面に形成されているとは、誘電体シート18bの表面にめっきにより形成された金属箔がパターニングされて信号線路20が形成されていることや、誘電体シート18bの表面に張り付けられた金属箔がパターニングされて信号線路20が形成されていることを指す。また、信号線路20の表面には平滑化が施されるので、信号線路20が誘電体シート18bに接している面の表面粗さは信号線路20が誘電体シート18bに接していない面の表面粗さよりも大きくなる。
基準グランド導体22は、図2ないし図6に示すように、誘電体素体12において信号線路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。高周波信号線路10の特性インピーダンスは、主に、信号線路20と基準グランド導体22との対向面積及び距離、並びに、誘電体シート18a〜18cの比誘電率に基づいて定まる。そこで、高周波信号線路10の特性インピーダンスを50Ωに設定する場合には、例えば、信号線路20と基準グランド導体22によって高周波信号線路10の特性インピーダンスが50Ωよりもやや高めの55Ωとなるように設計する。そして、信号線路20と基準グランド導体22と補助グランド導体24によって高周波信号線路10の特性インピーダンスが50Ωとなるように、後述する補助グランド導体24の形状を調整する。
基準グランド導体22は、銀や銅を主成分とする比抵抗の小さな金属材料により作製されている。ここで、基準グランド導体22が誘電体シート18aの表面に形成されているとは、誘電体シート18aの表面にめっきにより形成された金属箔がパターニングされて基準グランド導体22が形成されていることや、誘電体シート18aの表面に張り付けられた金属箔がパターニングされて基準グランド導体22が形成されていることを指す。また、基準グランド導体22の表面には平滑化が施されるので、基準グランド導体22が誘電体シート18aに接している面の表面粗さは基準グランド導体22が誘電体シート18aに接していない面の表面粗さよりも大きくなる。
また、基準グランド導体22は、図2ないし図6に示すように、主要導体22a〜22e及び端子導体22f,22g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。主要導体22bは、線路部18a−bの表面に設けられ、y軸方向に沿って延在している。主要導体22cは、線路部18a−cの表面に設けられ、x軸方向に沿って延在している。主要導体22dは、線路部18a−dの表面に設けられ、y軸方向に沿って延在している。主要導体22eは、線路部18a−eの表面に設けられ、x軸方向に沿って延在している。主要導体22a〜22eは、この順に並ぶように接続されている。
端子導体22fは、接続部18a−fの表面に設けられ、矩形状の環をなしている。端子導体22g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22gは、接続部18a−gの表面に設けられ、矩形状の環をなしている。端子導体22gは、主要導体22e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24は、図2ないし図6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。補助グランド導体24には、信号線路20に沿って並ぶ複数の開口30が設けられている。より詳細には、補助グランド導体24は、誘電体シート18cの表面に形成され、誘電体シート18bを介して信号線路20と対向している。補助グランド導体24は、シールドとしても機能するグランド導体である。以下では、補助グランド導体24のz軸方向の正方向側の主面を表面と称し、補助グランド導体24のz軸方向の負方向側の主面を裏面と称す。
補助グランド導体24は、銀や銅を主成分とする比抵抗の小さな金属材料により作製されている。ここで、補助グランド導体24が誘電体シート18cの表面に形成されているとは、誘電体シート18cの表面にめっきにより形成された金属箔がパターニングされて補助グランド導体24が形成されていることや、誘電体シート18cの表面に張り付けられた金属箔がパターニングされて補助グランド導体24が形成されていることを指す。また、補助グランド導体24の表面には平滑化が施されるので、補助グランド導体24が誘電体シート18cに接している面の表面粗さは補助グランド導体24が誘電体シート18cに接していない面の表面粗さよりも大きくなる。
また、補助グランド導体24は、図2ないし図6に示すように、線路導体24a〜24e及び端子導体24f,24gにより構成されている。主要導体24aは、線路部18c−aの表面に設けられ、x軸方向に沿って延在している。主要導体24bは、線路部18c−bの表面に設けられ、y軸方向に沿って延在している。主要導体24cは、線路部18c−cの表面に設けられ、x軸方向に沿って延在している。主要導体24dは、線路部18c−dの表面に設けられ、y軸方向に沿って延在している。主要導体24eは、線路部18c−eの表面に設けられ、x軸方向に沿って延在している。主要導体24a〜24eは、この順に並ぶように接続されている。
端子導体24fは、接続部18c−fの表面に設けられ、矩形状の環をなしている。端子導体24f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24gは、接続部18c−gの表面に設けられ、矩形状の環をなしている。端子導体24gは、主要導体24e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〜24eには、図2ないし図6に示すように、x軸方向に延在する長方形状をなす複数の開口30が設けられている。また、主要導体24a〜24eにおいて開口30に挟まれた部分をブリッジ部90と呼ぶ。ブリッジ部90は、y軸方向に延在している線状の導体である。これにより、主要導体24a〜24eは、梯子状をなしている。複数の開口30及び複数のブリッジ部90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90を横切っている。
また、補助グランド導体24は、前記の通り、高周波信号線路10の特性インピーダンスが50Ωとなるように微調整を行うために設計されている。更に、補助グランド導体24のブリッジ部90のx軸方向の間隔は、使用帯域内において輻射ノイズが発生しないように設計される。
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7及び図8に示すように誘電体シート18aの厚さT1と略等しく、例えば、50μm〜300μmである。本実施形態では、信号線路20と基準グランド導体22との間隔は、100μmである。一方、信号線路20と補助グランド導体24との間隔(z軸方向における距離)は、図7及び図8に示すように誘電体シート18bの厚さT2と略等しく、例えば、10μm〜100μmである。本実施形態では、信号線路20と補助グランド導体24との間隔は、50μmである。すなわち、補助グランド導体24と信号線路20とのz軸方向における距離は、基準グランド導体22と信号線路20とのz軸方向における距離よりも小さくなるように設計されている。
外部端子16aは、図1及び図2に示すように、接続部18a−f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の線路導体20fのx軸方向の負方向側の端部と重なっている。外部端子16bは、図1及び図3に示すように、接続部18a−g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の線路導体20g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。
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−fをz軸方向に貫通しており、外部端子16aと線路導体20fのx軸方向の負方向側の端部とを接続している。ビアホール導体b2は、図3に示すように、誘電体シート18aの接続部18a−gをz軸方向に貫通しており、外部端子16bと線路導体20gのx軸方向の正方向側の端部とを接続している。これにより、信号線路20は、外部端子16a,16b間に接続されている。ビアホール導体b1,b2は、誘電体シート18aに形成された貫通孔内に金属材料が充填されることによって形成されている。
複数のビアホール導体B1は、図2ないし図5に示すように、線路部18a−a,18a−b,18a−c,18a−eをz軸方向に貫通している。複数のビアホール導体B1は、図2及び図3に示すように、線路部18a−a,18a−eにおいて、各ブリッジ部90よりもy軸方向の正方向側に設けられており、x軸方向に一列に並んでいる。また、複数のビアホール導体B1は、図5に示すように、線路部18a−bにおいて、各ブリッジ部90よりもx軸方向の正方向側に設けられており、x軸方向に一列に並んでいる。また、複数のビアホール導体B1は、図4に示すように、線路部18a−cにおいて、各ブリッジ部90よりもy軸方向の負方向側に設けられており、x軸方向に一列に並んでいる。ただし、ビアホール導体B1は、図6に示すように、線路部18a−dには設けられていない。
複数のビアホール導体B2は、図2ないし図5に示すように、線路部18b−a,18b−b,18b−c,18b−eをz軸方向に貫通している。複数のビアホール導体B2は、図2及び図3に示すように、線路部18b−a,18b−eにおいて、各ブリッジ部90よりもy軸方向の正方向側に設けられており、x軸方向に一列に並んでいる。また、複数のビアホール導体B2は、図5に示すように、線路部18b−bにおいて、各ブリッジ部90よりもx軸方向の正方向側に設けられており、x軸方向に一列に並んでいる。また、複数のビアホール導体B2は、図4に示すように、線路部18b−cにおいて、各ブリッジ部90よりもy軸方向の負方向側に設けられており、x軸方向に一列に並んでいる。ただし、ビアホール導体B2は、図6に示すように、線路部18b−dには設けられていない。
ビアホール導体B1とビアホール導体B2とは、互いに接続されることによって1本のビアホール導体を構成しており、基準グランド導体22と補助グランド導体24とを接続している。ビアホール導体B1,B2は、誘電体シート18a,18bに形成された貫通孔内に金属材料が充填されることによって形成されている。
複数のビアホール導体B3は、図2ないし図4及び図6に示すように、線路部18a−a,18a−c,18a−d,18a−eをz軸方向に貫通している。複数のビアホール導体B3は、図2及び図3に示すように、線路部18a−a,18a−eにおいて、各ブリッジ部90よりもy軸方向の負方向側に設けられており、x軸方向に一列に並んでいる。また、複数のビアホール導体B3は、図4に示すように、線路部18a−cにおいて、各ブリッジ部90よりもy軸方向の正方向側に設けられており、x軸方向に一列に並んでいる。また、複数のビアホール導体B3は、図6に示すように、線路部18a−dにおいて、各ブリッジ部90よりもx軸方向の負方向側に設けられており、y軸方向に一列に並んでいる。ただし、ビアホール導体B3は、図5に示すように、線路部18a−bには設けられていない。
複数のビアホール導体B4は、図2ないし図4及び図6に示すように、線路部18b−a,18b−c,18b−d,18b−eをz軸方向に貫通している。複数のビアホール導体B4は、図2及び図3に示すように、線路部18b−a,18b−eにおいて、各ブリッジ部90よりもy軸方向の負方向側に設けられており、x軸方向に一列に並んでいる。また、複数のビアホール導体B4は、図4に示すように、線路部18b−cにおいて、各ブリッジ部90よりもy軸方向の正方向側に設けられており、x軸方向に一列に並んでいる。また、複数のビアホール導体B4は、図6に示すように、線路部18b−dにおいて、各ブリッジ部90よりもx軸方向の負方向側に設けられており、y軸方向に一列に並んでいる。ただし、ビアホール導体B4は、図5に示すように、線路部18b−bには設けられていない。
ビアホール導体B3とビアホール導体B4とは、互いに接続されることによって1本のビアホール導体を構成しており、基準グランド導体22と補助グランド導体24とを接続している。ビアホール導体B3,B4は、誘電体シート18a,18bに形成された貫通孔内に金属材料が充填されることによって形成されている。
以上のように、ビアホール導体B1,B2は、図6に示すように、線路部12dにおいて、z軸方向から平面視したときに、信号線路20の線路導体20dよりもx軸方向の正方向側には設けられていない。すなわち、z軸方向から平面視したときに、線路部12dにおいて線路導体20dよりも線路部12c,12eに近い領域にはビアホール導体が設けられていない。また、ビアホール導体B3,B4は、図5に示すように、線路部12bにおいて、z軸方向から平面視したときに、信号線路20の線路導体20bよりもx軸方向の負方向側には設けられていない。すなわち、z軸方向から平面視したときに、線路部12bにおいて線路導体20bよりも線路部12a,12cに近い領域にはビアホール導体が設けられていない。
保護層14は、誘電体シート18aの表面の略全面を覆っている絶縁膜である。これにより、保護層14は、基準グランド導体22を覆っている。保護層14は、例えば、レジスト材等の可撓性樹脂からなる。
また、保護層14は、図2に示すように、線路部14a〜14e及び接続部14f,14gにより構成されている。線路部14a〜14eは、線路部18a−a〜18a−eの表面の全面を覆うことにより、主要導体22a〜22eを覆っている。
接続部14f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−fの表面を覆っている。ただし、接続部14fには、開口Ha〜Hdが設けられている。開口Haは、接続部14f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22f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14gは、線路部14e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−gの表面を覆っている。ただし、接続部14gには、開口He〜Hhが設けられている。開口Heは、接続部14g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22gは、開口Hf〜Hhを介して外部に露出することにより、外部端子として機能する。
以上のように構成された高周波信号線路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と重なっている部分では、信号線路20と基準グランド導体22及び補助グランド導体24との間に相対的に小さな容量が形成される。そのため、信号線路20において開口30と重なっている部分の特性インピーダンスは、相対的に高いインピーダンスZ1となる。
一方、信号線路20においてブリッジ部90と重なっている部分では、信号線路20と基準グランド導体22及び補助グランド導体24との間に相対的に大きな容量が形成される。そのため、信号線路20においてブリッジ部90と重なっている部分の特性インピーダンスは、相対的に低いインピーダンスZ2となる。そして、開口30とブリッジ部90とはx軸方向に交互に並んでいる。そのため、信号線路20の特性インピーダンスは、インピーダンスZ1とインピーダンスZ2との間を周期的に変動する。インピーダンスZ1は、例えば、55Ωであり、インピーダンスZ2は、例えば、45Ωである。そして、信号線路20全体の平均の特性インピーダンスは、例えば、50Ωである。
コネクタ100a,100bはそれぞれ、図1に示すように、接続部12f,12g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9は、高周波信号線路10のコネクタ100bの外観斜視図である。図10は、高周波信号線路10の断面構造図である。
コネクタ100bは、図9及び図10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22g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9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22gと接続されるように、接続部12g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。
高周波信号線路10は、以下に説明するように用いられる。図11は、高周波信号線路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12は、高周波信号線路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。図13は、回路基板202a,202bに取り付ける際の高周波信号線路10を示した図である。
高周波信号線路10は、図11及び図12に示すように、電子機器200に用いられる。電子機器200は、高周波信号線路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。誘電体素体12の表面は、信号線路20に関して基準グランド導体22側に位置する主面である。よって、信号線路20とバッテリーパック206との間には、ベタ状の基準グランド導体22が位置している。
ところで、高周波信号線路10を回路基板202a,202bに取り付ける際には、コネクタ100aをx軸方向の負方向側に引っ張り、コネクタ100bをx軸方向の正方向側に引っ張る。これにより、線路部12aがx軸方向の負方向側に引っ張られ、線路部12eがx軸方向の正方向側に引っ張られる。そのため、線路部12cのx軸方向の正方向側の端部が線路部12bを介して線路部12aによりx軸方向の負方向側に引っ張られ、線路部12cのx軸方向の負方向側の端部が線路部12dを介して線路部12eによりx軸方向の負方向側に引っ張られる。その結果、線路部12cは、y軸方向の正方向側から平面視したときに、反時計回りに回転し、線路部12b,12dにねじれが発生する。以上の動作により、引っ張られた状態の図13におけるコネクタ100a,100b間の距離は、引っ張られていない状態の図1におけるコネクタ100a,100b間の距離よりも長くなる。よって、高周波信号線路10の長さを一定調整することができるので、コネクタ100a,100bをコネクタ204a,204bに容易に装着することが可能となる。
(高周波信号線路の製造方法)
以下に、高周波信号線路10の製造方法について図2ないし図6を参照しながら説明する。以下では、一つの高周波信号線路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線路10が作製される。
以下に、高周波信号線路10の製造方法について図2ないし図6を参照しながら説明する。以下では、一つの高周波信号線路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線路10が作製される。
まず、表面上の全面に銅箔(金属膜)が形成された熱可塑性樹脂からなる誘電体シート18a〜18cを準備する。具体的には、誘電体シート18a〜18cの表面に銅箔を張り付ける。更に、誘電体シート18a〜18cの銅箔の表面に、例えば、防錆のための亜鉛鍍金を施して、平滑化する。誘電体シート18a〜18cは、液晶ポリマーである。また、銅箔の厚さは、10μm〜20μmである。
次に、誘電体シート18aの表面上に形成された銅箔をパターニングすることにより、図2ないし図6に示す外部端子16a,16b及び基準グランド導体22を誘電体シート18aの表面上に形成する。具体的には、誘電体シート18aの表面の銅箔上に、図2ないし図6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、レジスト除去液を吹き付けてレジストを除去する。これにより、図2ないし図6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ないし図6に示す信号線路20を誘電体シート18bの表面上に形成する。更に、図2ないし図6に示す補助グランド導体24を誘電体シート18cの表面に形成する。なお、信号線路20及び補助グランド導体24の形成工程は、外部端子16a,16b及び基準グランド導体22の形成工程と同じであるので説明を省略する。
次に、誘電体シート18a,18bのビアホール導体b1,b2,B1〜B4が形成される位置にレーザービームを照射することによって貫通孔を形成する。そして、貫通孔に導電性ペーストを充填し、ビアホール導体b1,b2,B1〜B4を形成する。
次に、誘電体シート18a〜18cをz軸方向の正方向側から負方向側へとこの順に積み重ねて誘電体素体12を形成する。そして、誘電体シート18a〜18cに対してz軸方向の正方向側及び負方向側から熱及び圧力を加えることにより、誘電体シート18a〜18cを一体化する。
次に、樹脂(レジスト)ペーストをスクリーン印刷により塗布することにより、誘電体シート18aの表面上に基準グランド導体22を覆う保護層14を形成する。
最後に、接続部12f,12g上の外部端子16a,16b及び端子導体22f,22g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線路10によれば、ビアホール導体B1〜B4が破損することを抑制できる。より詳細には、図13に示すように、高周波信号線路10が回路基板202a,202bに取り付けられる際には、コネクタ100aがx軸方向の負方向側に引っ張られ、コネクタ100bがx軸方向の正方向側に引っ張られる。この際、線路部12bにねじれが生じる。線路部12bのx軸方向の負方向側の長辺には線路部12aのx軸方向の正方向側の端部及び線路部12cのx軸方向の正方向側の端部が接続されている。そのため、線路部12bにおいて線路導体20bよりもx軸方向の負方向側の領域において大きなねじれが発生する。
以上のように構成された高周波信号線路10によれば、ビアホール導体B1〜B4が破損することを抑制できる。より詳細には、図13に示すように、高周波信号線路10が回路基板202a,202bに取り付けられる際には、コネクタ100aがx軸方向の負方向側に引っ張られ、コネクタ100bがx軸方向の正方向側に引っ張られる。この際、線路部12bにねじれが生じる。線路部12bのx軸方向の負方向側の長辺には線路部12aのx軸方向の正方向側の端部及び線路部12cのx軸方向の正方向側の端部が接続されている。そのため、線路部12bにおいて線路導体20bよりもx軸方向の負方向側の領域において大きなねじれが発生する。
そこで、高周波信号線路10では、線路部12bにおいて線路導体20bよりもx軸方向の負方向側の領域には、ビアホール導体が設けられていない。これにより、線路部12bがねじれることによって、ビアホール導体が破損することが抑制される。
また、コネクタ100aがx軸方向の負方向側に引っ張られ、コネクタ100bがx軸方向の正方向側に引っ張られると、線路部12dにもねじれが生じる。線路部12dのx軸方向の正方向側の長辺には線路部12cのx軸方向の負方向側の端部及び線路部12eのx軸方向の負方向側の端部が接続されている。そのため、線路部12dにおいて線路導体20dよりもx軸方向の正方向側の領域において大きなねじれが発生する。
そこで、高周波信号線路10では、線路部12dにおいて線路導体20dよりもx軸方向の正方向側の領域には、ビアホール導体が設けられていない。これにより、線路部12dがねじれることによって、ビアホール導体が破損することが抑制される。一方、線路部12a,12c,12eにはビアホール導体B1〜B4が設けられるので、その部分においてはグランド電位を安定させることができる。
また、高周波信号線路10によれば、薄型化を図ることができる。より詳細には、高周波信号線路10では、補助グランド導体24には開口30が設けられている。これにより、信号線路20と補助グランド導体24との間に容量が形成されにくくなる。したがって、信号線路20と補助グランド導体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、高周波信号線路10によれば、高周波信号線路10がバッテリーパック206のような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。
(第1の変形例)
以下に、第1の変形例に係る高周波信号線路の構成について図面を参照しながら説明する。図14及び図15は、第1の変形例に係る高周波信号線路10aの分解図である。なお、第1の変形例に係る高周波信号線路10aの外観斜視図については図1を援用する。
以下に、第1の変形例に係る高周波信号線路の構成について図面を参照しながら説明する。図14及び図15は、第1の変形例に係る高周波信号線路10aの分解図である。なお、第1の変形例に係る高周波信号線路10aの外観斜視図については図1を援用する。
高周波信号線路10aは、線路部12b,12dにビアホール導体B1〜B4が設けられていない点において高周波信号線路10と相違する。以下に、かかる相違点を中心に高周波信号線路10aについて説明する。
図14に示すように、線路部12bにおいて、線路導体20bのx軸方向の正方向側及び負方向側にビアホール導体B1〜B4が設けられていない。同様に、図15に示すように、線路部12dにおいて、線路導体20dのx軸方向の正方向側及び負方向側にビアホール導体B1〜B4が設けられていない。
以上のように構成された高周波信号線路10aでは、線路部12a,12c,12eにはビアホール導体B1〜B4が設けられるが、ねじれが発生する線路部12b,12dにはビアホール導体が設けられていない。これにより、ビアホール導体が破損することがより効果的に抑制される。
(第2の変形例)
以下に、第2の変形例に係る高周波信号線路の構成について図面を参照しながら説明する。図16ないし図20は、第2の変形例に係る高周波信号線路10bの分解図である。なお、第2の変形例に係る高周波信号線路10bの外観斜視図については図1を援用する。
以下に、第2の変形例に係る高周波信号線路の構成について図面を参照しながら説明する。図16ないし図20は、第2の変形例に係る高周波信号線路10bの分解図である。なお、第2の変形例に係る高周波信号線路10bの外観斜視図については図1を援用する。
高周波信号線路10bは、信号線路20及び補助グランド導体24の形状において高周波信号線路10と相違する。以下に、かかる相違点を中心に高周波信号線路10bについて説明する。
補助グランド導体24の主要導体24a,24eには、図16及び図17に示すように、x軸方向に延在する平行四辺形状をなす複数の開口30,32が設けられている。より詳細には、主要導体24a,24eは、複数の接続部70,72、辺74,76及び複数のブリッジ部78,80,86,88を有している。辺74は、主要導体24aのy軸方向の負方向側の辺を構成している線状導体であり、x軸方向に延在している。辺76は、主要導体24aのy軸方向の正方向側の辺を構成している線状導体であり、x軸方向に延在している。複数の接続部70は、辺74からy軸方向の正方向側に突出しており、半円状をなしている。複数の接続部70は、x軸方向に等間隔に一列に並んでいる。複数の接続部72は、辺76からy軸方向の負方向側に突出しており、半円状をなしている。複数の接続部72は、x軸方向に等間隔に一列に並んでいる。接続部70と接続部72とはx軸方向において異なる位置に設けられている。本実施形態では、接続部70と接続部72とは、x軸方向に交互に並んでいる。そして、接続部72は、x軸方向において、x軸方向に隣り合う2つの接続部70の中間に位置している。接続部70は、x軸方向において、x軸方向に隣り合う2つの接続部72の中間に位置している。
ブリッジ部78は、接続部70からy軸方向の正方向側に進行しながらx軸方向の正方向側に進行するように傾斜している線状導体であり、辺76に接続されている。ブリッジ部80は、接続部72からy軸方向の負方向側に進行しながらx軸方向の負方向側に進行するように傾斜している線状導体であり、辺74に接続されている。ブリッジ部78とブリッジ部80とは平行である。これにより、辺74,76及びブリッジ部78,80に囲まれた領域に開口30が形成されている。
ブリッジ部86は、接続部72からy軸方向の負方向側に進行しながらx軸方向の正方向側に進行するように傾斜している線状導体であり、辺74に接続されている。ブリッジ部88は、接続部70からy軸方向の正方向側に進行しながらx軸方向の負方向側に進行するように傾斜している線状導体であり、辺76に接続されている。ブリッジ部86とブリッジ部88とは平行である。これにより、辺74,76及びブリッジ部86,88に囲まれた領域に開口32が形成されている。
ここで、主要導体24a,24eの辺74には切り欠きC1が設けられている。切り欠きC1は、主要導体24a,24eにおいて接続部72よりもy軸方向の負方向側に設けられている。これにより、切り欠きC1において、辺74が分離されている。
また、主要導体24a,24eの辺76には切り欠きC2が設けられている。切り欠きC2は、主要導体24a,24eにおいて接続部70よりもy軸方向の正方向側に設けられている。これにより、切り欠きC2において、辺76が分離されている。
補助グランド導体24の主要導体24cには、図18に示すように、x軸方向に延在する平行四辺形状をなす複数の開口30,32が設けられている。主要導体24cは、z軸を中心として主要導体24a,24eを180度回転させた構造を有している。よって、主要導体24cについて詳細な説明を省略する。
補助グランド導体24の主要導体24bは、図19に示すように、接続部72、辺76及び複数のブリッジ部80,86を有している。辺76は、主要導体24bのx軸方向の正方向側の辺を構成している線状導体であり、y軸方向に延在している。接続部72は、辺76からx軸方向の負方向側に突出しており、半円状をなしている。接続部72は、辺76のy軸方向の中央に設けられている。
ブリッジ部80は、接続部72からx軸方向の負方向側に進行しながらy軸方向の正方向側に進行するように傾斜している線状導体である。ブリッジ部80は、線路部12aの辺74に接続されている。
ブリッジ部86は、接続部72からx軸方向の負方向側に進行しながらy軸方向の負方向側に進行するように傾斜している線状導体である。ブリッジ部86は、線路部12cの辺74に接続されている。
ここで、主要導体24bには、辺74が設けられていない。これにより、切り欠きC1が設けられている。
補助グランド導体24の主要導体24dは、図20に示すように、接続部70、辺74及び複数のブリッジ部78,88を有している。辺74は、主要導体24dのx軸方向の負方向側の辺を構成している線状導体であり、y軸方向に延在している。接続部70は、辺74からx軸方向の正方向側に突出しており、半円状をなしている。接続部70は、辺74のy軸方向の中央に設けられている。
ブリッジ部78は、接続部70からx軸方向の正方向側に進行しながらy軸方向の負方向側に進行するように傾斜している線状導体である。ブリッジ部78は、線路部12eの辺76に接続されている。
ブリッジ部88は、接続部70からx軸方向の正方向側に進行しながらy軸方向の正方向側に進行するように傾斜している線状導体である。ブリッジ部88は、線路部12cの辺76に接続されている。
ここで、主要導体24dには、辺76が設けられていない。これにより、切り欠きC2が設けられている。
複数のビアホール導体B11は、図16ないし図20に示すように、線路部18a−a,18a−c,18a−d,18a−eをz軸方向に貫通している。複数のビアホール導体B11は、図16及び図17に示すように、線路部18a−a,18a−eにおいて、線路部12a,12eのy軸方向の中心線Lよりもy軸方向の負方向側に設けられており、x軸方向に一列に並んでいる。また、複数のビアホール導体B11は、図18に示すように、線路部18a−cにおいて、線路部12cのy軸方向の中心線Lよりもy軸方向の正方向側に設けられており、x軸方向に一列に並んでいる。また、複数のビアホール導体B11は、図20に示すように、線路部18a−dにおいて、線路部12dのx軸方向の中心線Lよりもx軸方向の負方向側に設けられている。ただし、ビアホール導体B11は、図19に示すように、線路部18a−bには設けられていない。
複数のビアホール導体B12は、図16ないし図20に示すように、線路部18b−a,18b−c,18b−d,18b−eをz軸方向に貫通している。複数のビアホール導体B12は、図16及び図17に示すように、線路部18b−a,18b−eにおいて、線路部12a,12eのy軸方向の中心線Lよりもy軸方向の負方向側に設けられており、x軸方向に一列に並んでいる。また、複数のビアホール導体B12は、図18に示すように、線路部18b−cにおいて、線路部12cのy軸方向の中心線Lよりもy軸方向の正方向側に設けられており、x軸方向に一列に並んでいる。また、複数のビアホール導体B12は、図20に示すように、線路部18b−dにおいて、線路部12dのx軸方向の中心線Lよりもx軸方向の負方向側に設けられている。ただし、ビアホール導体B12は、図19に示すように、線路部18b−bには設けられていない。
ビアホール導体B11とビアホール導体B12とは、互いに接続されることによって1本のビアホール導体を構成しており、基準グランド導体22と補助グランド導体24の接続部70とを接続している。ビアホール導体B11,B12は、誘電体シート18a,18bに形成された貫通孔内に金属材料が充填されることによって形成されている。
複数のビアホール導体B13は、図16ないし図20に示すように、線路部18a−a,18b−b,18a−c,18a−eをz軸方向に貫通している。複数のビアホール導体B13は、図16及び図17に示すように、線路部18a−a,18a−eにおいて、線路部12a,12eのy軸方向の中心線Lよりもy軸方向の正方向側に設けられており、x軸方向に一列に並んでいる。また、複数のビアホール導体B13は、図18に示すように、線路部18a−cにおいて、線路部12cのy軸方向の中心線Lよりもy軸方向の負方向側に設けられており、x軸方向に一列に並んでいる。また、複数のビアホール導体B13は、図19に示すように、線路部18a−bにおいて、線路部12bのx軸方向の中心線Lよりもx軸方向の正方向側に設けられている。ただし、ビアホール導体B13は、図20に示すように、線路部18a−dには設けられていない。
複数のビアホール導体B14は、図16ないし図20に示すように、線路部18b−a,18b−b,18b−c,18b−eをz軸方向に貫通している。複数のビアホール導体B14は、図16及び図17に示すように、線路部18b−a,18b−eにおいて、線路部12a,12eのy軸方向の中心線Lよりもy軸方向の正方向側に設けられており、x軸方向に一列に並んでいる。また、複数のビアホール導体B14は、図18に示すように、線路部18b−cにおいて、線路部12cのy軸方向の中心線Lよりもy軸方向の負方向側に設けられており、x軸方向に一列に並んでいる。また、複数のビアホール導体B14は、図19に示すように、線路部18b−bにおいて、線路部12bのx軸方向の中心線Lよりもx軸方向の正方向側に設けられている。ただし、ビアホール導体B14は、図20に示すように、線路部18b−dには設けられていない。
ビアホール導体B13とビアホール導体B14とは、互いに接続されることによって1本のビアホール導体を構成しており、基準グランド導体22と補助グランド導体24の接続部72とを接続している。ビアホール導体B13,B14は、誘電体シート18a,18bに形成された貫通孔内に金属材料が充填されることによって形成されている。
以下では、高周波信号線路10bの線路部12a,12c,12eにおいて、ビアホール導体B11,B12が設けられている区間を区間A2と呼ぶ。高周波信号線路10bの線路部12a,12c,12eにおいて、区間A2とは、ビアホール導体B11,B12とy軸方向に重なる領域を意味する。また、高周波信号線路10bの線路部12a,12c,12eにおいて、ビアホール導体B13,B14が設けられている区間を区間A3と呼ぶ。区間A3とは、ビアホール導体B13,B14とy軸方向に重なる領域を意味する。
ここで、ビアホール導体B11,B12とビアホール導体B13,B14とは、線路部12a,12c,12eではx軸方向において異なる位置に設けられている。本実施形態では、ビアホール導体B11,B12とビアホール導体B13,B14とは、x軸方向に交互に並んでいる。そして、ビアホール導体B11,B12は、x軸方向において、x軸方向に隣り合う2つのビアホール導体B13,B14の中間に位置している。ビアホール導体B13,B14は、x軸方向において、x軸方向に隣り合う2つのビアホール導体B11,B12の中間に位置している。
また、高周波信号線路10bの線路部12a,12c,12eにおいて、区間A2と区間A3とに挟まれた区間を区間A1と呼ぶ。区間A1は、ビアホール導体B11〜B14が設けられていない区間である。
ここで、信号線路20は、図16ないし図20に示すように、蛇行している。まず、線路部12a,12eにおける線路導体20a,20eについて説明する。
区間A1における線路導体20a,20eは、区間A2における線路導体20a,20eよりもy軸方向の負方向側に位置している。更に、区間A1における線路導体20a,20eは、区間A3における線路導体20a,20eよりもy軸方向の正方向側に位置している。これにより、信号線路20は、ビアホール導体B11,B12及びビアホール導体B13,B14を迂回している。
また、線路導体20a,20eは、太線部50,52,54及び細線部56,58,60,62を有している。太線部50,52,54の線幅は、線幅W1である。細線部56,58,60,62の線幅は、線幅W2である。線幅W1は、線幅W2よりも大きい。太線部50は、区間A1において、線路部18b−a,18b−eのy軸方向の中心線L上をx軸方向に延在している。太線部50は、z軸方向から平面視したときに、開口30,32と重なっている。よって、太線部50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。
太線部52は、区間A2において、線路部18b−a,18b−eのy軸方向の中心線Lよりもy軸方向の正方向側をx軸方向に延在している。ただし、太線部52のx軸方向の両端は、区間A1にはみ出している。太線部52は、z軸方向から平面視したときに、切り欠きC2と重なっている。よって、太線部52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。
太線部54は、区間A3において、線路部18b−a,18b−eのy軸方向の中心線Lよりもy軸方向の負方向側をx軸方向に延在している。ただし、太線部54のx軸方向の両端は、区間A1にはみ出している。太線部54は、z軸方向から平面視したときに、切り欠きC1と重なっている。よって、太線部54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。以上のような太線部50,52,54の両端はテーパ形状をなしている。
細線部56は、区間A1において、太線部52のx軸方向の正方向側の端部と太線部50のx軸方向の負方向側の端部とを接続している。細線部56は、y軸方向の負方向側に進行しながらx軸方向の正方向側に進行するように傾斜している。また、細線部56は、図16及び図17に示すように、y軸方向から平面視したときに、ブリッジ部78と重なっている。
細線部58は、区間A1において、太線部50のx軸方向の正方向側の端部と太線部54のx軸方向の負方向側の端部とを接続している。細線部58は、y軸方向の負方向側に進行しながらx軸方向の正方向側に進行するように傾斜している。また、細線部58は、図16及び図17に示すように、y軸方向から平面視したときに、ブリッジ部80と重なっている。
細線部60は、区間A1において、太線部50のx軸方向の正方向側の端部と太線部52のx軸方向の負方向側の端部とを接続している。細線部60は、y軸方向の正方向側に進行しながらx軸方向の正方向側に進行するように傾斜している。また、細線部60は、図16及び図17に示すように、y軸方向から平面視したときに、ブリッジ部88と重なっている。
細線部62は、区間A1において、太線部54のx軸方向の正方向側の端部と太線部50のx軸方向の負方向側の端部とを接続している。細線部62は、y軸方向の正方向側に進行しながらx軸方向の正方向側に進行するように傾斜している。また、細線部62は、図16及び図17に示すように、y軸方向から平面視したときに、ブリッジ部86と重なっている。
次に、線路部12cにおける線路導体20cについて説明する。線路導体20cは、z軸を中心として線路導体20a,20eを180度回転させた構造を有している。よって、線路導体20cについて詳細な説明を省略する。
次に、線路部12bにおける線路導体20bについて説明する。線路導体20bは、図19に示すように、ビアホール導体B13,B14を迂回している。より詳細には、線路導体20bは、太線部54及び細線部58,62を有している。太線部54の線幅は、線幅W1である。細線部58,62の線幅は、線幅W2である。線幅W1は、線幅W2よりも大きい。
太線部54は、線路部12bのy軸方向の中央において、線路部18b−bのx軸方向の中心線Lよりもx軸方向の負方向側をy軸方向に延在している。太線部54は、z軸方向から平面視したときに、切り欠きC1と重なっている。よって、太線部54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。以上のような太線部54の両端はテーパ形状をなしている。
細線部58は、太線部54のy軸方向の正方向側の端部と線路部12aの太線部50のx軸方向の正方向側の端部とを接続している。また、細線部58は、図19に示すように、y軸方向から平面視したときに、ブリッジ部80と重なっている。
細線部62は、太線部54のy軸方向の負方向側の端部と線路部12cの太線部50のx軸方向の正方向側の端部とを接続している。また、細線部62は、図19に示すように、y軸方向から平面視したときに、ブリッジ部86と重なっている。
次に、線路部12dにおける線路導体20dについて説明する。線路導体20dは、図20に示すように、ビアホール導体B11,B12を迂回している。より詳細には、線路導体20dは、太線部52及び細線部56,60を有している。太線部52の線幅は、線幅W1である。細線部56,60の線幅は、線幅W2である。線幅W1は、線幅W2よりも大きい。
太線部52は、線路部12dのy軸方向の中央において、線路部18b−dのx軸方向の中心線Lよりもx軸方向の正方向側をy軸方向に延在している。太線部52は、z軸方向から平面視したときに、切り欠きC2と重なっている。よって、太線部52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。以上のような太線部52の両端はテーパ形状をなしている。
細線部56は、太線部52のy軸方向の負方向側の端部と線路部12eの太線部50のx軸方向の負方向側の端部とを接続している。また、細線部56は、図20に示すように、y軸方向から平面視したときに、ブリッジ部78と重なっている。
細線部60は、太線部52のy軸方向の正方向側の端部と線路部12cの太線部50のx軸方向の負方向側の端部とを接続している。また、細線部60は、図20に示すように、y軸方向から平面視したときに、ブリッジ部88と重なっている。
(効果)
以上のように構成された高周波信号線路10bによれば、高周波信号線路10と同様に、ビアホール導体が破損することを抑制できる。また、高周波信号線路10bによれば、高周波信号線路10のように信号線路20に沿って2つずつのビアホール導体を形成する必要がない。したがって、信号線路20を幅を大きくすることができ、伝送ロスを低減させることができる。また、高周波信号線路10のように線路部12b,12dにおいてビアホール導体の配置バランスを異ならせる必要がない。したがって、線路部12b,12dにおいて、他の線路部とグランド電位のバランスが崩れることを抑制できる。
以上のように構成された高周波信号線路10bによれば、高周波信号線路10と同様に、ビアホール導体が破損することを抑制できる。また、高周波信号線路10bによれば、高周波信号線路10のように信号線路20に沿って2つずつのビアホール導体を形成する必要がない。したがって、信号線路20を幅を大きくすることができ、伝送ロスを低減させることができる。また、高周波信号線路10のように線路部12b,12dにおいてビアホール導体の配置バランスを異ならせる必要がない。したがって、線路部12b,12dにおいて、他の線路部とグランド電位のバランスが崩れることを抑制できる。
(第3の変形例)
以下に、第3の変形例に係る高周波信号線路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線路10cをz軸方向から平面視した図である。図21では、線路部12a〜12eの境界については点線で示した。
以下に、第3の変形例に係る高周波信号線路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線路10cをz軸方向から平面視した図である。図21では、線路部12a〜12eの境界については点線で示した。
高周波信号線路10cは、線路部12a〜12cの接続部分及び線路部12c〜12eの接続部分の構成において高周波信号線路10と相違する。以下に、かかる相違点を中心に高周波信号線路10cについて説明する。
線路部12a〜12cが接続されることにより形成されている内周部分は、円形に打ち抜かれている。これにより、円形の孔H1が形成されている。同様に、線路部12c〜12eが接続されることにより形成されている内周部分は、円形に打ち抜かれている。これにより、円形の孔H2が形成されている。
以上のように構成された高周波信号線路10cでは、高周波信号線路10と同様に、ビアホール導体B1〜B4が破損することを抑制できる。
また、高周波信号線路10cでは、線路部12a〜12cが接続されることにより形成されている内周部分に角が存在しない。よって、線路部12bにねじれが発生した際に、内周部分の角から線路部12bが破れることが抑制される。
同様に、線路部12c〜12eが接続されることにより形成されている内周部分に角が存在しない。よって、線路部12dにねじれが発生した際に、内周部分の角から線路部12dが破れることが抑制される。
(第4の変形例)
以下に、第4の変形例に係る高周波信号線路について図面を参照しながら説明する。図22は、第4の変形例に係る高周波信号線路10dをz軸方向から平面視した図である。図22では、線路部12a〜12eの境界については点線で示した。
以下に、第4の変形例に係る高周波信号線路について図面を参照しながら説明する。図22は、第4の変形例に係る高周波信号線路10dをz軸方向から平面視した図である。図22では、線路部12a〜12eの境界については点線で示した。
高周波信号線路10dは、孔H1,H2の位置において高周波信号線路10cと相違する。以下に、かかる相違点を中心に高周波信号線路10dについて説明する。
高周波信号線路10dの孔H1は、高周波信号線路10cの孔H1よりもy軸方向の正方向側に設けられている。これにより、高周波信号線路10dでは、孔H1は、線路部12cには突出せず、線路部12aにのみ突出している。
また、高周波信号線路10dの孔H2は、高周波信号線路10cの孔H2よりもy軸方向の負方向側に設けられている。これにより、高周波信号線路10dでは、孔H2は、線路部12cには突出せず、線路部12eにのみ突出している。
以上のように構成された高周波信号線路10dでは、高周波信号線路10cと同様に、ビアホール導体B1〜B4が破損することを抑制できる。
また、高周波信号線路10dでは、線路部12a〜12cが接続されることにより形成されている内周部分に角が存在しない。よって、線路部12bにねじれが発生した際に、内周部分の角から線路部12bが破れることが抑制される。
同様に、線路部12c〜12eが接続されることにより形成されている内周部分に角が存在しない。よって、線路部12dにねじれが発生した際に、内周部分の角から線路部12dが破れることが抑制される。
また、孔H1,H2が線路部12cに突出していないので、高周波信号線路10dの孔H1,H2の直径を高周波信号線路10cの孔H1,H2の直径よりも小さくすることができる。これにより、線路部12c内において、信号線路20、基準グランド導体22、補助グランド導体24及びビアホール導体B1〜B4の設計の自由度が高くなる。
(第5の変形例)
以下に、第5の変形例に係る高周波信号線路10eについて図面を参照しながら説明する。図23は、第5の変形例に係る高周波信号線路10eをz軸方向から平面視した図である。図24は、複数の高周波信号線路10eの集合体であるマザー積層体300を平面視した図である。図23では、線路部12a〜12eの境界については点線で示した。
以下に、第5の変形例に係る高周波信号線路10eについて図面を参照しながら説明する。図23は、第5の変形例に係る高周波信号線路10eをz軸方向から平面視した図である。図24は、複数の高周波信号線路10eの集合体であるマザー積層体300を平面視した図である。図23では、線路部12a〜12eの境界については点線で示した。
高周波信号線路10eは、外縁が長方形状をなしている点において高周波信号線路10と相違する。以下に、かかる相違点を中心に高周波信号線路10eについて説明する。
高周波信号線路10eでは、誘電体素体12のy軸方向の中心よりもy軸方向の正方向側においてx軸方向に延在するカット線C11が設けられている。カット線C11は、誘電体素体12のx軸方向の負方向側の短辺からx軸方向の正方向側に向かって延在している。ただし、カット線C11は、誘電体素体12のx軸方向の正方向側の短辺には到達していない。これにより、線路部12a〜12cが形成されている。
また、高周波信号線路10eでは、誘電体素体12のy軸方向の中心よりもy軸方向の負方向側においてx軸方向に延在するカット線C12が設けられている。カット線C12は、誘電体素体12のx軸方向の正方向側の短辺からx軸方向の負方向側に向かって延在している。ただし、カット線C12は、誘電体素体12のx軸方向の負方向側の短辺には到達していない。これにより、線路部12c〜12eが形成されている。
以上のような構成を有する高周波信号線路10eにおいても、高周波信号線路10aと同様に、ビアホール導体が破損することが抑制される。
また、高周波信号線路10eは、長方形状をなしている。そのため、図24に示すように、マザー積層体300において隙間を形成することなく高周波信号線路10eをマトリクス状に配列することが可能となる。その結果、マザー積層体300からより多くの高周波信号線路10eを作製することが可能となる。
(第6の変形例)
以下に、第6の変形例に係る高周波信号線路10fについて図面を参照しながら説明する。図25は、第6の変形例に係る高周波信号線路10fをz軸方向から平面視した図である。図25では、線路部12a〜12eの境界については点線で示した。
以下に、第6の変形例に係る高周波信号線路10fについて図面を参照しながら説明する。図25は、第6の変形例に係る高周波信号線路10fをz軸方向から平面視した図である。図25では、線路部12a〜12eの境界については点線で示した。
高周波信号線路10fは、カット線C11のx軸方向の正方向側の端部に孔H4が形成されており、カット線C12のx軸方向の負方向側の端部に孔H5が形成されている点において高周波信号線路10eと相違する。
以上のような構成を有する高周波信号線路10fにおいても、高周波信号線路10eと同様に、ビアホール導体B1〜B4が破損することが抑制される。
高周波信号線路10fでは、カット線C11のx軸方向の正方向側の端部に円形の孔H4が設けられることにより、線路部12bにねじれが発生した際に、線路部12bが破れることが抑制される。
同様に、カット線C12のx軸方向の負方向側の端部に円形の孔H5が設けられることにより、線路部12dにねじれが発生した際に、線路部12dが破れることが抑制される。
(第7の変形例)
以下に、第7の変形例に係る高周波信号線路10gについて図面を参照しながら説明する。図26は、第7の変形例に係る高周波信号線路10gをz軸方向から平面視した図である。図26では、線路部12a〜12eの境界については点線で示した。
以下に、第7の変形例に係る高周波信号線路10gについて図面を参照しながら説明する。図26は、第7の変形例に係る高周波信号線路10gをz軸方向から平面視した図である。図26では、線路部12a〜12eの境界については点線で示した。
高周波信号線路10gは、カット線C11,C12の形状において高周波信号線路10eと相違する。以下に、かかる相違点を中心に高周波信号線路10gについて説明する。
高周波信号線路10gでは、カット線C11,C12は、L字型をなしている。より詳細には、カット線C11は、誘電体素体12のx軸方向の負方向側であってy軸方向の負方向側の角近傍からy軸方向の正方向側に向かって延在した後に、x軸方向の正方向側に折れ曲がっている。また、線路部12aと線路部12cとの間には隙間が形成されるように打ち抜かれている。
カット線C12は、誘電体素体12のx軸方向の正方向側であってy軸方向の正方向側の角近傍からy軸方向の負方向側に向かって延在した後に、x軸方向の負方向側に折れ曲がっている。また、線路部12cと線路部12eとの間には隙間が形成されるように打ち抜かれている。
以上のような構成を有する高周波信号線路10gにおいても、高周波信号線路10eと同様に、ビアホール導体B1〜B4が破損することが抑制される。
(第8の変形例)
以下に、第8の変形例に係る高周波信号線路10hについて図面を参照しながら説明する。図27は、第8の変形例に係る高周波信号線路10hをz軸方向から平面視した図である。図27では、線路部12a〜12eの境界については点線で示した。
以下に、第8の変形例に係る高周波信号線路10hについて図面を参照しながら説明する。図27は、第8の変形例に係る高周波信号線路10hをz軸方向から平面視した図である。図27では、線路部12a〜12eの境界については点線で示した。
高周波信号線路10hは、接続部12fと線路部12dとの間に隙間が形成されている点、及び、接続部12gと線路部12bとの間に隙間が形成されている点において、高周波信号線路10gと相違する。
以上のような構成を有する高周波信号線路10hにおいても、高周波信号線路10gと同様に、ビアホール導体B1〜B4が破損することが抑制される。
(第9の変形例)
以下に、第9の変形例に係る高周波信号線路10iについて図面を参照しながら説明する。図28は、第9の変形例に係る高周波信号線路10iをz軸方向から平面視した図である。図28では、線路部12a〜12eの境界については点線で示した。
以下に、第9の変形例に係る高周波信号線路10iについて図面を参照しながら説明する。図28は、第9の変形例に係る高周波信号線路10iをz軸方向から平面視した図である。図28では、線路部12a〜12eの境界については点線で示した。
高周波信号線路10iは、x軸方向の長さにおいて高周波信号線路10hと相違する。具体的には、高周波信号線路10iのx軸方向の長さは、高周波信号線路10hのx軸方向の長さよりも長い。
以上のような構成を有する高周波信号線路10iにおいても、高周波信号線路10gと同様に、ビアホール導体B1〜B4が破損することが抑制される。
(第10の変形例)
以下に、第10の変形例に係る高周波信号線路10jについて図面を参照しながら説明する。図29Aは、第10の変形例に係る高周波信号線路10jの線路部12a〜12cをz軸方向から平面視した図である。図29Bは、第10の変形例に係る高周波信号線路10jの線路部12c〜12eをz軸方向から平面視した図である。
以下に、第10の変形例に係る高周波信号線路10jについて図面を参照しながら説明する。図29Aは、第10の変形例に係る高周波信号線路10jの線路部12a〜12cをz軸方向から平面視した図である。図29Bは、第10の変形例に係る高周波信号線路10jの線路部12c〜12eをz軸方向から平面視した図である。
高周波信号線路10jは、ビアホール導体の間隔において高周波信号線路10aと相違する。以下に、かかる相違点を中心に高周波信号線路10jについて説明する。
図29Aに示すように、線路部12aにおいてx軸方向の正方向側の端部に対して最も近くに設けられているビアホール導体をビアホール導体Baと呼ぶ。また、線路部12cにおいてx軸方向の正方向側の端部に対して最も近くに設けられているビアホール導体をビアホール導体Bbと呼ぶ。更に、信号線路20においてビアホール導体Baに最も近接している部分を部分Paとする。信号線路20においてビアホール導体Bbに最も近接している部分を部分Pbとする。このとき、部分Paと部分Pbとの間の信号線路20の長さLaは、信号線路20を伝送される高周波信号の波長の1/2以下が好ましく、1/4以下がより好ましい。例えば、高周波信号の周波数が2GHzである場合には、部分Paと部分Pbとの間の信号線路20の長さLaは、高周波信号の1/4以下である場合には0.0375m以下である。
図29Bに示すように、線路部12cにおいてx軸方向の負方向側の端部に対して最も近くに設けられているビアホール導体をビアホール導体Bcと呼ぶ。また、線路部12eにおいてx軸方向の負方向側の端部に対して最も近くに設けられているビアホール導体をビアホール導体Bdと呼ぶ。更に、信号線路20においてビアホール導体Bcに最も近接している部分を部分Pcとする。信号線路20においてビアホール導体Bdに最も近接している部分を部分Pdとする。このとき、部分Pcと部分Pdとの間の信号線路20の長さLbは、信号線路20を伝送される高周波信号の波長の1/2以下が好ましく、1/4以下がより好ましい。例えば、高周波信号の周波数が2GHzである場合には、部分Pcと部分Pdとの間の信号線路20の長さLbは、高周波信号の1/4以下である場合には0.0375m以下である。
以上のように構成された高周波信号線路10jによれば、高周波信号線路10aと同様に、ビアホール導体が破損することがより効果的に抑制される。
また、高周波信号線路10jによれば、線路部12b,12d及びその近傍からx軸方向及びy軸方向にノイズが放射されることが抑制される。以下に、線路部12bを例に挙げて説明する。図29Aに示すように、部分Pa,Pbでは、信号線路20にビアホール導体Ba,Bbが近接しているので、これらの間において容量が形成されている。そのため、部分Pa,Pbにおける信号線路20の特性インピーダンスは、部分Paと部分Pbとの間における信号線路20の特性インピーダンスよりも低い。よって、部分Pa,Pbにおいて高周波信号の反射が発生し、部分Paと部分Pbとの間において部分Pa,Pbを腹とする定在波が発生する。このような定在波は、ノイズの原因となるおそれがある。
そこで、高周波信号線路10jでは、部分Paと部分Pbとの間の信号線路20の長さLaは、信号線路20を伝送される高周波信号の波長の1/2以下である。これにより、部分Paと部分Pbとの間において定在波が発生することが抑制される。その結果、線路部12b及びその近傍からx軸方向及びy軸方向にノイズが放射されることが抑制される。同じ理由により、線路部12d及びその近傍からx軸方向及びy軸方向にノイズが放射されることが抑制される。
また、高周波信号線路10jでは、線路部12b,12d及びその近傍において、信号線路20を伝送される高周波信号にノイズが混入することが抑制される。以下に、線路部12b及びその近傍を例に挙げて説明する。
信号線路20はz軸方向の両側から基準グランド導体22と補助グランド導体24とにより挟まれているので、信号線路20からz軸方向にノイズが放射されることが抑制されている。一方、信号線路20のx軸方向又はy軸方向には、ビアホール導体しか存在しない。そのため、信号線路20からx軸方向又はy軸方向にノイズが放射されやすい。
ここで、線路部12aと線路部12bとの接続部分では、線路部12aの線路導体20aと線路部12bの線路導体20bとが近接する。そのため、図29Aの矢印Mに示すように、線路部12aからx軸方向又はy軸方向にノイズが放射されると、信号線路12bを伝送される高周波信号にノイズが混入するおそれがある。同様に、図29Aの矢印Mに示すように、線路部12bからx軸方向又はy軸方向にノイズが放射されると、信号線路12aを伝送される高周波信号にノイズが混入するおそれがある。その結果、線路部12aと線路部12bとが電磁界結合し、伝送ロスが発生するおそれがある。
そこで、高周波信号線路10jでは、部分Paと部分Pbとの間の信号線路20の長さLaは、信号線路20を伝送される高周波信号の波長の1/4以下である。これにより、部分Paと部分Pbとの間において、信号線路20を伝送される高周波信号の2倍以下の周波数を有する定在波が発生することが抑制される。例えば、信号線路20を伝送される高周波信号の周波数が2GHzである場合には、4GHz以下の定在波が発生することが抑制される。信号線路20を伝送される高周波信号の周波数が2GHzである場合には、一般的に、信号線路20には1GHz〜3GHzの帯域幅を有する高周波信号が伝送される。よって、4GHz以下の定在波の発生が抑制されることにより、信号線路20を伝送される高周波信号の帯域内の周波数を有するノイズの発生が抑制されることになる。その結果、高周波信号線路10jでは、線路部12b及びその近傍において、信号線路20を伝送される高周波信号にノイズが混入することが抑制される。同じ理由により、線路部12d及びその近傍において、信号線路20を伝送される高周波信号にノイズが混入することが抑制される。
(第11の変形例)
以下に、第11の変形例に係る高周波信号線路10kについて図面を参照しながら説明する。図30Aは、第11の変形例に係る高周波信号線路10kの線路部12a〜12cをz軸方向から平面視した図である。図30Bは、第11の変形例に係る高周波信号線路10kの線路部12c〜12eをz軸方向から平面視した図である。
以下に、第11の変形例に係る高周波信号線路10kについて図面を参照しながら説明する。図30Aは、第11の変形例に係る高周波信号線路10kの線路部12a〜12cをz軸方向から平面視した図である。図30Bは、第11の変形例に係る高周波信号線路10kの線路部12c〜12eをz軸方向から平面視した図である。
高周波信号線路10kは、ビアホール導体の間隔において高周波信号線路10bと相違する。以下に、かかる相違点を中心に高周波信号線路10kについて説明する。
図30Aに示すように、線路部12aにおいてx軸方向の正方向側の端部に対して最も近くに設けられているビアホール導体をビアホール導体Beと呼ぶ。線路部12cにおいてx軸方向の正方向側の端部に対して最も近くに設けられているビアホール導体をビアホール導体Bfと呼ぶ。また、線路部12bにおいて該線路部12aに対して最も近くに設けられているビアホール導体をビアホール導体Bgと呼ぶ。線路部12bには、ビアホール導体は、ビアホール導体Bgのみが設けられている。よって、ビアホール導体Bgは、線路部12bにおいて該線路部12cに対しても最も近くに設けられている。
更に、信号線路20においてビアホール導体Beに最も近接している部分を部分Peとする。信号線路20においてビアホール導体Bfに最も近接している部分を部分Pfとする。信号線路20においてビアホール導体Bgに最も近接している部分を部分Pgとする。このとき、部分Peと部分Pgとの間の信号線路20の長さLcは、信号線路20を伝送される高周波信号の波長の1/2以下が好ましく、1/4以下がより好ましい。同様に、部分Pfと部分Pgとの間の信号線路20の長さLdは、信号線路20を伝送される高周波信号の波長の1/2以下が好ましく、1/4以下がより好ましい。
図30Bに示すように、線路部12cにおいてx軸方向の負方向側の端部に対して最も近くに設けられているビアホール導体をビアホール導体Bhと呼ぶ。線路部12eにおいてx軸方向の負方向側の端部に対して最も近くに設けられているビアホール導体をビアホール導体Biと呼ぶ。また、線路部12dにおいて該線路部12cに対して最も近くに設けられているビアホール導体をビアホール導体Bjと呼ぶ。線路部12dには、ビアホール導体は、ビアホール導体Bjのみが設けられている。よって、ビアホール導体Bjは、線路部12dにおいて該線路部12eに対しても最も近くに設けられている。
更に、信号線路20においてビアホール導体Bhに最も近接している部分を部分Phとする。信号線路20においてビアホール導体Biに最も近接している部分を部分Piとする。信号線路20においてビアホール導体Bjに最も近接している部分を部分Pjとする。このとき、部分Phと部分Pjとの間の信号線路20の長さLeは、信号線路20を伝送される高周波信号の波長の1/2以下が好ましく、1/4以下がより好ましい。同様に、部分Piと部分Pjとの間の信号線路20の長さLfは、信号線路20を伝送される高周波信号の波長の1/2以下が好ましく、1/4以下がより好ましい。
以上のように構成された高周波信号線路10kによれば、高周波信号線路10bと同様に、ビアホール導体が破損することがより効果的に抑制される。
また、高周波信号線路10kによれば、線路部12b,12d及びその近傍からx軸方向及びy軸方向にノイズが放射されることが抑制される。以下に、線路部12bを例に挙げて説明する。図30Aに示すように、部分Pe,Pgでは、信号線路20にビアホール導体Be,Bgが近接しているので、これらの間において容量が形成されている。そのため、部分Pe,Pgにおける信号線路20の特性インピーダンスは、部分Peと部分Pgとの間における信号線路20の特性インピーダンスよりも低い。よって、部分Pe,Pgにおいて高周波信号の反射が発生し、部分Peと部分Pgとの間において部分Pe,Pgを腹とする定在波が発生する。このような定在波は、ノイズの原因となるおそれがある。
そこで、高周波信号線路10kでは、部分Peと部分Pgとの間の信号線路20の長さLcは、信号線路20を伝送される高周波信号の波長の1/2以下である。これにより、部分Peと部分Pgとの間において定在波が発生することが抑制される。同様の理由により、部分Pfと部分Pgとの間において定在波が発生することが抑制される。その結果、線路部12b及びその近傍からx軸方向及びy軸方向にノイズが放射されることが抑制される。同じ理由により、線路部12d及びその近傍からx軸方向及びy軸方向にノイズが放射されることが抑制される。
また、高周波信号線路10kでは、線路部12b,12d及びその近傍において、信号線路20を伝送される高周波信号にノイズが混入することが抑制される。以下に、線路部12b及びその近傍を例に挙げて説明する。
信号線路20はz軸方向の両側から基準グランド導体22と補助グランド導体24とにより挟まれているので、信号線路20からz軸方向にノイズが放射されることが抑制されている。一方、信号線路20のx軸方向又はy軸方向には、ビアホール導体しか存在しない。そのため、信号線路20からx軸方向又はy軸方向にノイズが放射されやすい。
ここで、線路部12aと線路部12bとの接続部分では、線路部12aの線路導体20aと線路部12bの線路導体20bとが近接する。そのため、図30Aの矢印Mに示すように、線路部12aからx軸方向又はy軸方向にノイズが放射されると、信号線路12bを伝送される高周波信号にノイズが混入するおそれがある。同様に、図30Aの矢印Mに示すように、線路部12bからx軸方向又はy軸方向にノイズが放射されると、信号線路12aを伝送される高周波信号にノイズが混入するおそれがある。その結果、線路部12aと線路部12bとが電磁界結合し、伝送ロスが発生するおそれがある。
そこで、高周波信号線路10kでは、部分Peと部分Pgとの間の信号線路20の長さLcは、信号線路20を伝送される高周波信号の波長の1/4以下である。これにより、部分Peと部分Pgとの間において、信号線路20を伝送される高周波信号の2倍以下の周波数を有する定在波が発生することが抑制される。同じ理由により、部分Pfと部分Pgとの間において、信号線路20を伝送される高周波信号の2倍以下の周波数を有する定在波が発生することが抑制される。例えば、信号線路20を伝送される高周波信号の周波数が2GHzである場合には、4GHz以下の定在波が発生することが抑制される。信号線路20を伝送される高周波信号の周波数が2GHzである場合には、一般的に、信号線路20には1GHz〜3GHzの帯域幅を有する高周波信号が伝送される。よって、4GHz以下の定在波の発生が抑制されることにより、信号線路20を伝送される高周波信号の帯域内の周波数を有するノイズの発生が抑制されることになる。その結果、高周波信号線路10kでは、線路部12b及びその近傍において、信号線路20を伝送される高周波信号にノイズが混入することが抑制される。同じ理由により、線路部12d及びその近傍において、信号線路20を伝送される高周波信号にノイズが混入することが抑制される。
なお、線路部12bに複数のビアホール導体B13,B14が設けられていてもよい。同様に、線路部12dに複数のビアホール導体B11,B12が設けられていてもよい。
(その他の実施形態)
本発明に係る高周波信号線路は、高周波信号線路10,10a〜10kに限らず、その要旨の範囲内において変更可能である。
本発明に係る高周波信号線路は、高周波信号線路10,10a〜10k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、高周波信号線路10,10a〜10kの構成を組み合わせてもよい。
保護層14は、スクリーン印刷によって形成されているが、フォトリソグラフィ工程によって形成されてもよい。
なお、高周波信号線路10,10a〜10k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、高周波信号線路10,10a〜10kの端部と回路基板とがはんだ等によって接続される。なお、高周波信号線路10,10a〜10kの一方の端部のみにコネクタ100aが実装されてもよい。
なお、ビアホール導体の代わりに、スルーホール導体が用いられてもよい。スルーホール導体とは、誘電体素体12に設けられた貫通孔の内周面にめっき等の手段により導体を形成した層間接続部である。
なお、補助グランド導体24には開口90が設けられていなくてもよい。
なお、ビアホール導体B1〜B4は、線路部12a,12b,12eの全てに設けられている必要はなく、少なくとも1つの線路部にのみ設けられていてもよい。ただし、ビアホール導体B1〜B4は、グランド電位の安定化のために、線路部12a,12b,12eの全てに設けられていることが好ましい。
なお、高周波信号線路10,10a〜10k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線路として用いられてもよい。
以上のように、本発明は、高周波信号線路及びこれを備えた電子機器に有用であり、特に、層間接続導体が破損することを抑制できる点において優れている。
B1〜B4,B11〜B14 ビアホール導体
10,10a〜10k 高周波信号線路
12 誘電体素体
12a〜12g 線路部
14 保護層
18a〜18c 誘電体シート
20 信号線路
22 基準グランド導体
24 補助グランド導体
30,32 開口
100a,100b コネクタ
200 電子機器
10,10a〜10k 高周波信号線路
12 誘電体素体
12a〜12g 線路部
14 保護層
18a〜18c 誘電体シート
20 信号線路
22 基準グランド導体
24 補助グランド導体
30,32 開口
100a,100b コネクタ
200 電子機器
本発明の一形態に係る高周波信号線路は、可撓性を有する複数の誘電体シートが積層されて構成されている誘電体素体であって、所定方向に延在している第1の線路部と、該第1の線路部に沿って延在している第2の線路部と、該第1の線路部の該所定方向における一方側の端部と該第2の線路部の該所定方向における一方側の端部とを接続し、かつ、該第1の線路部及び該第2の線路部よりも短い第3の線路部と、を含んでいる誘電体素体と、前記第1の線路部、前記第2の線路部、及び前記第3の線路部に沿って延在している信号線路と、前記誘電体素体において前記信号線路よりも積層方向の一方側に設けられることにより該信号線路と対向している第1のグランド導体と、前記誘電体素体において前記信号線路よりも積層方向の他方側に設けられることにより該信号線路と対向している第2のグランド導体と、前記誘電体シートを貫通することにより、前記第1のグランド導体と前記第2のグランド導体とを接続している1以上の層間接続導体と、を備えており、前記層間接続導体は、前記第3の線路部において、積層方向から平面視したときに、前記信号線路よりも前記所定方向の他方側には設けられておらず、かつ、前記第1の線路部及び前記第2の線路部の少なくとも一方において設けられていること、を特徴とする。
本発明の一形態に係る電子機器は、筐体と、前記筐体に収納されている高周波信号線路と、を備えており、前記高周波信号線路は、可撓性を有する複数の誘電体シートが積層されて構成されている誘電体素体であって、所定方向に延在している第1の線路部と、該第1の線路部に沿って延在している第2の線路部と、該第1の線路部の該所定方向における一方側の端部と該第2の線路部の該所定方向における一方側の端部とを接続し、かつ、該第1の線路部及び該第2の線路部よりも短い第3の線路部と、を含んでいる誘電体素体と、前記第1の線路部、前記第2の線路部及び前記第3の線路部に沿って延在している信号線路と、前記誘電体素体において前記信号線路よりも積層方向の一方側に設けられることにより該信号線路と対向している第1のグランド導体と、前記誘電体素体において前記信号線路よりも積層方向の他方側に設けられることにより該信号線路と対向している第2のグランド導体と、前記誘電体シートを貫通することにより、前記第1のグランド導体と前記第2のグランド導体とを接続している1以上の層間接続導体と、を備えており、前記層間接続導体は、前記第3の線路部において、積層方向から平面視したときに、前記信号線路よりも前記所定方向の他方側には設けられておらず、かつ、前記第1の線路部及び前記第2の線路部の少なくとも一方において設けられていること、を特徴とする。
Claims (11)
- 可撓性を有する複数の誘電体シートが積層されて構成されている誘電体素体であって、所定方向に延在している第1の線路部と、該第1の線路部に沿って延在している第2の線路部と、該第1の線路部の該所定方向における一方側の端部と該第2の線路部の該所定方向における一方側の端部とを接続し、かつ、該第1の線路部及び該第2の線路部よりも短い第3の線路部と、を含んでいる誘電体素体と、
前記第1の線路部、前記第2の線路部、及び前記第3の線路部に沿って延在している信号線路と、
前記誘電体素体において前記信号線路よりも積層方向の一方側に設けられることにより該信号線路と対向している第1のグランド導体と、
前記誘電体素体において前記信号線路よりも積層方向の他方側に設けられることにより該信号線路と対向している第2のグランド導体と、
前記第1の線路部及び前記第2の線路部の少なくとも一方において設けられ、かつ、前記誘電体シートを貫通することにより、前記第1のグランド導体と前記第2のグランド導体とを接続している1以上の層間接続導体と、
を備えており、
前記層間接続導体は、前記第3の線路部において、積層方向から平面視したときに、前記信号線路よりも前記所定方向の他方側には設けられていないこと、
を特徴とする高周波信号線路。 - 前記層間接続導体は、前記第3の線路部には設けられていないこと、
を特徴とする請求項1に記載の高周波信号線路。 - 前記第1の線路部において前記所定方向における一方側の端部に対して最も近くに設けられている前記層間接続導体を第1の層間接続導体とし、前記第2の線路部において該所定方向における一方側の端部に対して最も近くに設けられている前記層間接続導体を第2の層間接続導体とし、
前記信号線路において前記第1の層間接続導体に最も近接している第1の部分と該信号線路において前記第2の層間接続導体に最も近接している第2の部分との間における該信号線路の長さは、該信号線路を伝送される電磁波の波長の1/4以下であること、
を特徴とする請求項2に記載の高周波信号線路。 - 前記誘電体素体は、前記第2の線路部に関して前記第1の線路部の反対側に設けられ、かつ、該第2の線路部に沿って延在している第4の線路部と、該第2の線路部の前記所定方向における他方側の端部と該第4の線路部の該所定方向における他方側の端部とを接続し、かつ、該第2の線路部及び該第4の線路部よりも短い第5の線路部と、を更に含んでおり、
前記層間接続導体は、前記第5の線路部において、積層方向から平面視したときに、前記信号線路よりも前記所定方向の一方側には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3のいずれかに記載の高周波信号線路。 - 前記層間接続導体は、前記第5の線路部には設けられておらず、
前記第2の線路部において前記所定方向における他方側の端部に対して最も近くに設けられている前記層間接続導体を第3の層間接続導体とし、前記第4の線路部において該所定方向における他方側の端部に対して最も近くに設けられている前記層間接続導体を第4の層間接続導体とし、
前記信号線路において前記第3の層間接続導体に最も近接している第3の部分と該信号線路において前記第4の層間接続導体に最も近接している第4の部分との間における該信号線路の長さは、該信号線路を伝送される電磁波の波長の1/4以下であること、
を特徴とする請求項4に記載の高周波信号線路。 - 前記第1の線路部が前記所定方向の他方側に引っ張られ、かつ、前記第5の線路部が該所定方向の一方側に引っ張られること、
を特徴とする請求項4又は請求項5のいずれかに記載の高周波信号線路。 - 前記層間接続導体は、前記第1の線路部ないし前記第3の線路部に設けられており、
前記第1の線路部において前記所定方向における一方側の端部に対して最も近くに設けられている前記層間接続導体を第5の層間接続導体とし、前記第3の線路部において該第1の線路部に対して最も近くに設けられている前記層間接続導体を第6の層間接続導体とし、
前記信号線路において前記第5の層間接続導体に最も近接している第5の部分と該信号線路において前記第6の層間接続導体に最も近接している第6の部分との間における該信号線路の長さは、該信号線路を伝送される電磁波の波長の1/4以下であること、
を特徴とする請求項1に記載の高周波信号線路。 - 前記第2の線路部において前記所定方向における一方側の端部に対して最も近くに設けられている前記層間接続導体を第7の層間接続導体とし、前記第3の線路部において該第2の線路部に対して最も近くに設けられている前記層間接続導体を第8の層間接続導体とし、
前記信号線路において前記第7の層間接続導体に最も近接している第7の部分と該信号線路において前記第8の層間接続導体に最も近接している第8の部分との間における該信号線路の長さは、該信号線路を伝送される電磁波の波長の1/4以下であること、
を特徴とする請求項7に記載の高周波信号線路。 - 前記誘電体素体は、前記第2の線路部に関して前記第1の線路部の反対側に設けられ、かつ、該第2の線路部に沿って延在している第4の線路部と、該第2の線路部の前記所定方向における他方側の端部と該第4の線路部の該所定方向における他方側の端部とを接続し、かつ、該第2の線路部及び該第4の線路部よりも短い第5の線路部と、を更に含んでおり、
前記層間接続導体は、前記第5の線路部において、積層方向から平面視したときに、前記信号線路よりも前記所定方向の一方側には設けられておらず、
前記層間接続導体は、前記第2の線路部、前記第4の線路部及び前記第5の線路部に設けられており、
前記第2の線路部において前記所定方向における他方側の端部に対して最も近くに設けられている前記層間接続導体を第9の層間接続導体とし、前記第5の線路部において該第2の線路部に対して最も近くに設けられている前記層間接続導体を第10の層間接続導体とし、
前記信号線路において前記第9の層間接続導体に最も近接している第9の部分と該信号線路において前記第10の層間接続導体に最も近接している第10の部分との間における該信号線路の長さは、該信号線路を伝送される電磁波の波長の1/4以下であること、
を特徴とする請求項7又は請求項8のいずれかに記載の高周波信号線路。 - 前記第4の線路部において前記所定方向における他方側の端部に対して最も近くに設けられている前記層間接続導体を第11の層間接続導体とし、前記第5の線路部において該第4の線路部に対して最も近くに設けられている前記層間接続導体を第12の層間接続導体とし、
前記信号線路において前記第11の層間接続導体に最も近接している第11の部分と該信号線路において前記第12の層間接続導体に最も近接している第12の部分との間における該信号線路の長さは、該信号線路を伝送される電磁波の波長の1/4以下であること、
を特徴とする請求項9に記載の高周波信号線路。 - 筐体と、
前記筐体に収納されている高周波信号線路と、
を備えており、
前記高周波信号線路は、
可撓性を有する複数の誘電体シートが積層されて構成されている誘電体素体であって、所定方向に延在している第1の線路部と、該第1の線路部に沿って延在している第2の線路部と、該第1の線路部の該所定方向における一方側の端部と該第2の線路部の該所定方向における一方側の端部とを接続し、かつ、該第1の線路部及び該第2の線路部よりも短い第3の線路部と、を含んでいる誘電体素体と、
前記第1の線路部、前記第2の線路部及び前記第3の線路部に沿って延在している信号線路と、
前記誘電体素体において前記信号線路よりも積層方向の一方側に設けられることにより該信号線路と対向している第1のグランド導体と、
前記誘電体素体において前記信号線路よりも積層方向の他方側に設けられることにより該信号線路と対向している第2のグランド導体と、
前記第1の線路部及び前記第2の線路部の少なくとも一方において設けられ、かつ、前記誘電体シートを貫通することにより、前記第1のグランド導体と前記第2のグランド導体とを接続している1以上の層間接続導体と、
を備えており、
前記層間接続導体は、前記第3の線路部において、積層方向から平面視したときに、前記信号線路よりも前記所定方向の他方側には設けられていないこと、
を特徴とする電子機器。
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