WO2014002764A1 - 積層型フラットケーブル及びその製造方法 - Google Patents

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加藤 登
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株式会社村田製作所
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    • H05K2201/09727Varying width along a single conductor; Conductors or pads having different widths

Definitions

  • the present invention relates to a laminated flat cable and a manufacturing method thereof, and more specifically to a laminated flat cable used for transmission of a high frequency signal and a manufacturing method thereof.
  • FIG. 14 is an exploded view of the high-frequency signal transmission line 500 described in Patent Document 1.
  • a signal line 500 shown in FIG. 14 includes a dielectric body 512, a ground conductor 530, a signal line 532, and an auxiliary ground conductor 534.
  • the dielectric body 512 is configured by laminating dielectric sheets 522a to 522c in this order.
  • the signal line 532 is provided on the dielectric sheet 522b.
  • the ground conductor 530 is provided on the dielectric sheet 522a and faces the signal line 532 through the dielectric sheet 522a.
  • the ground conductor 530 is provided with a plurality of openings 540 that overlap with the signal line 532.
  • the ground conductor 534 is provided on the dielectric sheet 522c and faces the signal line 532 through the dielectric sheet 522b.
  • the dielectric element body 512 can be thinned.
  • the characteristic impedance of the signal line 532 may vary as described below. More specifically, in the signal line 500, the ground conductor 530 is a conductor provided with an opening 540, and the ground conductor 534 is a solid conductor.
  • the signal line 532 has a characteristic impedance higher than a predetermined characteristic impedance (for example, 50 ⁇ ) when the ground conductor 534 is present and the ground conductor 530 is not present. And the distance between the ground conductor 534 and the ground conductor 534 are designed.
  • a predetermined characteristic impedance for example, 50 ⁇
  • the shape of the opening 540 of the ground conductor 530 and the signal line 532 and the ground conductor 530 are set so that the characteristic impedance of the signal line 532 with the ground conductor 530 added becomes a predetermined characteristic impedance (for example, 50 ⁇ ). Design the spacing.
  • the characteristic impedance of the signal line 532 in the state where the ground conductor 534 exists and the ground conductor 530 does not exist is determined by the distance between the signal line 532 and the ground conductor 534. Therefore, the signal line 500 is required to be manufactured so that the distance between the signal line 532 and the ground conductor 534 becomes a design value.
  • the signal line 532 is provided on the dielectric sheet 522b, and the ground conductor 534 is provided on the dielectric sheet 522c. For this reason, there is a possibility that the distance between the signal line 532 and the ground conductor 534 may deviate from the design value due to variations in the contact state between the dielectric sheets 522b and 522c when the dielectric sheets 522b and 522c are stacked. As a result, the characteristic impedance of the signal line 532 may vary.
  • an object of the present invention is to provide a laminated flat cable that can suppress the occurrence of variations in the characteristic impedance of a signal line and a method for manufacturing the same.
  • a laminated flat cable includes a first base layer having a first main surface and a second main surface, and a second base having a third main surface and a fourth main surface.
  • An auxiliary ground conductor formed and opposed to the signal line, and the auxiliary ground conductor is provided with a plurality of openings arranged along the signal line, Features.
  • the manufacturing method of the laminated flat cable which concerns on one form of this invention is a 1st process of forming a reference
  • FIG. 1 is an external perspective view of a laminated flat cable according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded view of a dielectric element body of the laminated flat cable of FIG. 1.
  • FIG. 2 is a cross-sectional structure diagram of the laminated flat cable of FIG. 1. It is a sectional structure figure of a lamination type flat cable. It is the figure which planarly viewed the signal track
  • FIG. 8 is a cross-sectional structure diagram at C in FIG. It is process sectional drawing at the time of manufacture of a laminated type flat cable. It is an exploded view of the laminated body of the laminated flat cable which concerns on a 1st modification. It is a sectional structure figure of a lamination type flat cable concerning the 2nd modification. It is the figure which planarly viewed the signal track
  • FIG. 1 is an external perspective view of a laminated flat cable 10 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded view of the dielectric body 12 of the multilayer flat cable 10 of FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional structure diagram of the laminated flat cable 10 of FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional structure diagram of the laminated flat cable 10.
  • FIG. 5 is a plan view of the signal line 20 and the auxiliary ground conductor 24 of the laminated flat cable 10 from the lamination direction. 1 to 5, the stacking direction of the stacked flat cable 10 is defined as the z-axis direction.
  • the longitudinal direction of the laminated flat cable 10 is defined as the x-axis direction, and the direction orthogonal to the x-axis direction and the z-axis direction is defined as the y-axis direction.
  • the laminated flat cable 10 is used for connecting two high-frequency circuits in an electronic device such as a mobile phone. As shown in FIGS. 1 to 3, the laminated flat cable 10 includes a dielectric body 12, external terminals 16 (16a, 16b), a signal line 20, a reference ground conductor 22, an auxiliary ground conductor 24, and through holes T1 to T1. T4 and connectors 100a and 100b are provided.
  • the dielectric body 12 is a flexible plate-like member that extends in the x-axis direction when viewed in plan from the z-axis direction, and includes a line portion 12 a, a connection portion 12 b, 12c is included.
  • the dielectric body 12 includes a protective layer 14, a dielectric sheet 18 a, an adhesive layer 19, a dielectric sheet 18 b, and a protective layer 15, from the positive side in the z-axis direction to the negative side. It is the laminated body comprised by laminating
  • the main surface on the positive side in the z-axis direction of the dielectric body 12 is referred to as the front surface
  • the main surface on the negative direction side in the z-axis direction of the dielectric body 12 is referred to as the back surface.
  • the line portion 12a extends in the x-axis direction.
  • the connecting portions 12b and 12c are respectively connected to the negative end portion in the x-axis direction and the positive end portion in the x-axis direction of the line portion 12a, and have a rectangular shape.
  • the widths of the connecting portions 12b and 12c in the y-axis direction are wider than the width of the line portion 12a in the y-axis direction.
  • the dielectric sheets 18 a and 18 b extend in the x-axis direction when viewed in plan from the z-axis method, and have the same shape as the dielectric body 12.
  • the dielectric sheets 18a and 18b are made of a flexible thermoplastic resin such as polyimide or liquid crystal polymer.
  • the main surface on the positive side in the z-axis direction of the dielectric sheet 18a is referred to as the front surface (first main surface), and the main surface on the negative direction side in the z-axis direction of the dielectric sheet 18a is the back surface (second surface).
  • the main surface ).
  • the main surface on the positive side in the z-axis direction of the dielectric sheet 18b is referred to as the front surface (third main surface), and the main surface on the negative direction side in the z-axis direction of the dielectric sheet 18b is the back surface (fourth main surface). )
  • the dielectric sheets 18a and 18b are laminated so that the back surface of the dielectric sheet 18a and the surface of the dielectric sheet 18b face each other. However, an adhesive layer 19 is provided between the back surface of the dielectric sheet 18a and the surface of the dielectric sheet 18b.
  • the thickness T11 of the dielectric sheet 18a is larger than the thickness T12 of the dielectric sheet 18b.
  • the thickness T11 is, for example, 50 to 300 ⁇ m. In the present embodiment, the thickness T11 is 100 ⁇ m.
  • the thickness T12 is, for example, 10 to 100 ⁇ m. In the present embodiment, the thickness T12 is 25 ⁇ m.
  • the dielectric sheet 18a includes a line portion 18a-a and connection portions 18a-b and 18a-c.
  • the dielectric sheet 18b includes a line portion 18b-a and connection portions 18b-b and 18b-c.
  • the line portions 18a-a and 18b-a constitute the line portion 12a.
  • the connecting portions 18a-b and 18b-b constitute the connecting portion 12b.
  • the connecting portions 18a-c and 18b-c constitute a connecting portion 12c.
  • the adhesive layer 19 extends in the x-axis direction when viewed in plan from the z-axis direction, and has the same shape as the dielectric body 12.
  • the adhesive layer 19 is an adhesive layer that adheres the back surface of the dielectric sheet 18a and the front surface of the dielectric sheet 18b, and is made of, for example, a resin adhesive such as polyimide or vinyl acetate.
  • the thickness T13 (see FIG. 4) of the adhesive layer 19 is, for example, 10 ⁇ m to 50 ⁇ m. In the present embodiment, the thickness T13 is 25 ⁇ m. As shown in FIG. 4, the thickness T11 is larger than the sum of the thickness T12 and the thickness T13.
  • the signal line 20 is a linear conductor that transmits a high-frequency signal and is formed on the back surface of the dielectric sheet 18a.
  • the signal line 20 extends in the x-axis direction along the line portion 18a-a.
  • the end of the signal line 20 on the negative direction side in the x-axis direction is located at the center of the connection portion 18a-b.
  • the end on the positive direction side in the x-axis direction of the signal line 20 is located at the center of the connecting portions 18a-c.
  • a high frequency signal is transmitted to the signal line 20.
  • the line width of the signal line 20 is, for example, 100 to 500 ⁇ m. In the present embodiment, the line width of the signal line 20 is 300 ⁇ m.
  • the signal line 20 is made of a metal material having a small specific resistance mainly composed of silver or copper.
  • the signal line 20 is formed on the back surface of the dielectric sheet 18a means that the signal line 20 is formed by patterning a metal foil formed by plating on the back surface of the dielectric sheet 18a, It means that the signal line 20 is formed by patterning the metal foil attached to the back surface of the dielectric sheet 18a.
  • the surface of the signal line 20 is smoothed, the surface roughness of the surface where the signal line 20 is in contact with the dielectric sheet 18a is the surface of the surface where the signal line 20 is not in contact with the dielectric sheet 18a. It becomes larger than the roughness.
  • the reference ground conductor 22 is formed on the surface of the dielectric sheet 18a and faces the signal line 20 through the dielectric sheet 18a. More specifically, the reference ground conductor 22 is a solid conductor extending in the x-axis direction on the surface of the dielectric sheet 18a.
  • the reference ground conductor 22 is made of a metal material having a small specific resistance mainly composed of silver or copper.
  • the reference ground conductor 22 is formed on the surface of the dielectric sheet 18a. That is, the reference ground conductor 22 is formed by patterning a metal foil formed by plating on the surface of the dielectric sheet 18a. Alternatively, the reference ground conductor 22 is formed by patterning the metal foil attached to the surface of the dielectric sheet 18a.
  • the surface roughness of the surface where the reference ground conductor 22 is in contact with the dielectric sheet 18a is not in contact with the dielectric sheet 18a. It becomes larger than the surface roughness of the surface.
  • the reference ground conductor 22 includes a line portion 22a and terminal portions 22b and 22c.
  • the line portion 22a is provided on the surface of the line portion 18a-a and extends in the x-axis direction.
  • the terminal portion 22b is provided on the surface of the line portion 18a-b and forms a rectangular ring.
  • the terminal portion 22b is connected to the end portion on the negative direction side in the x-axis direction of the line portion 22a.
  • the terminal portion 22c is provided on the surface of the line portion 18a-c and forms a rectangular ring.
  • the terminal portion 22c is connected to the end portion on the positive direction side in the x-axis direction of the line portion 22a.
  • the auxiliary ground conductor 24 is formed on the back surface of the dielectric sheet 18 b and faces the signal line 20 through the dielectric sheet 18 b and the adhesive layer 19. More specifically, the auxiliary ground conductor 24 is a conductor extending in the x-axis direction on the back surface of the dielectric sheet 18b.
  • the auxiliary ground conductor 24 is provided with a plurality of openings 30 arranged along the signal line 20. Hereinafter, the opening 30 will be described with reference to the drawings.
  • the opening 30 overlaps with the signal line 20 when viewed in plan from the z-axis direction, and has a cross shape. More specifically, the opening 30 has a shape in which four corners of a rectangle having a longitudinal direction in the x-axis direction are cut out. Therefore, the width W2 in the y-axis direction at both ends in the x-axis direction of the opening 30 is smaller than the width W1 in the y-axis direction in an intermediate portion excluding both ends in the x-axis direction of the opening 30.
  • the plurality of openings 30 are arranged in a line in the x-axis direction. Therefore, a part of the auxiliary ground conductor 24 exists between the adjacent openings 30. Therefore, a part of the auxiliary ground conductor 24 existing between the adjacent openings 30 is referred to as a bridge portion 60.
  • the auxiliary ground conductor 24 has a ladder shape.
  • a plurality of openings 30 and a plurality of bridge portions 60 are alternately overlapped.
  • the signal line 20 crosses the center of the opening 30 and the bridge portion 60 in the y-axis direction in the x-axis direction.
  • a region corresponding to both ends of the opening 30 in the x-axis direction is referred to as a region A3.
  • a region corresponding to an intermediate portion excluding both ends of the opening 30 in the x-axis direction is referred to as a region A1.
  • a region corresponding to the bridge portion 60 is referred to as A2.
  • the auxiliary ground conductor 24 is made of a metal material having a small specific resistance mainly composed of silver or copper.
  • the auxiliary ground conductor 24 is formed on the back surface of the dielectric sheet 18b means that the auxiliary ground conductor 24 is formed by patterning a metal foil formed by plating on the back surface of the dielectric sheet 18b.
  • the auxiliary ground conductor 24 is formed by patterning the metal foil attached to the back surface of the dielectric sheet 18b.
  • the surface of the auxiliary ground conductor 24 is smoothed, the surface roughness of the surface where the auxiliary ground conductor 24 is in contact with the dielectric sheet 18b is not in contact with the dielectric sheet 18b. It becomes larger than the surface roughness of the surface.
  • the auxiliary ground conductor 24 includes a line portion 24a and terminal portions 24b and 24c.
  • the line portion 24a is provided on the back surface of the line portion 18b-a and extends in the x-axis direction.
  • the terminal portion 24b is provided on the back surface of the line portion 18b-b and forms a rectangular ring.
  • the terminal portion 24b is connected to the end portion on the negative direction side in the x-axis direction of the line portion 24a.
  • the terminal portion 24c is provided on the surface of the line portion 18b-c and forms a rectangular ring.
  • the terminal portion 24c is connected to the end portion on the positive direction side in the x-axis direction of the line portion 24a.
  • the external terminal 16a is a rectangular conductor formed in the center on the surface of the connecting portion 18a-b, as shown in FIGS. Therefore, the external terminal 16a overlaps the end of the signal line 20 on the negative direction side in the x-axis direction when viewed in plan from the z-axis direction.
  • the external terminal 16b is a rectangular conductor formed at the center on the surface of the connecting portion 18a-c. Therefore, the external terminal 16b overlaps the end of the signal line 20 on the positive direction side in the x-axis direction when viewed in plan from the z-axis direction.
  • the external terminals 16a and 16b are made of a metal material having a small specific resistance mainly composed of silver or copper.
  • Ni / Au plating is applied to the surfaces of the external terminals 16a and 16b.
  • the external terminals 16a and 16b are formed on the surface of the dielectric sheet 18a.
  • the metal foil formed by plating on the surface of the dielectric sheet 18a is patterned to form the external terminals 16a and 16b. It indicates that the external terminals 16a and 16b are formed by patterning the metal foil attached to the surface of the dielectric sheet 18a. Since the surfaces of the external terminals 16a and 16b are smoothed, the surface roughness of the surface where the external terminals 16a and 16b are in contact with the dielectric sheet 18a is the same as that of the external terminals 16a and 16b. It becomes larger than the surface roughness of the non-contact surface.
  • the signal line 20 is sandwiched between the reference ground conductor 22 and the auxiliary ground conductor 24. That is, the signal line 20, the reference ground conductor 22, and the auxiliary ground conductor 24 have a triplate type stripline structure.
  • the distance between the signal line 20 and the reference ground conductor 22 is substantially equal to the thickness T11 of the dielectric sheet 18a, and is, for example, 50 ⁇ m to 300 ⁇ m. In the present embodiment, the distance between the signal line 20 and the reference ground conductor 22 is 175 ⁇ m.
  • the distance between the signal line 20 and the auxiliary ground conductor 24 is substantially equal to the sum of the thickness T12 of the dielectric sheet 18b and the thickness T13 of the adhesive layer 19 as shown in FIG.
  • the distance between the signal line 20 and the auxiliary ground conductor 24 is 25 ⁇ m. That is, the distance between the signal line 20 and the auxiliary ground conductor 24 is designed to be smaller than the distance between the signal line 20 and the reference ground conductor 22.
  • the through hole T1 (interlayer connection part) penetrates the connection part 18a-b of the dielectric sheet 18a, the adhesive layer 19 and the connection part 18b-b of the dielectric sheet 18b (that is, the dielectric body 12) in the z-axis direction.
  • the external terminal 16a is connected to the end of the signal line 20 on the negative side in the x-axis direction.
  • the through hole T2 (interlayer connection portion) penetrates the connection portion 18a-c of the dielectric sheet 18a, the adhesive layer 19 and the connection portion 18b-c (that is, the dielectric body 12) of the dielectric sheet 18b in the z-axis direction.
  • the external terminal 16b and the end of the signal line 20 on the positive side in the x-axis direction are connected. Thereby, the signal line 20 is connected between the external terminals 16a and 16b.
  • the through holes T1 and T2 are formed by filling a through hole formed in the dielectric body 12 with a metal material by Ni / Au plating.
  • the through hole T3 (interlayer connection portion) penetrates the line portion 18a-a of the dielectric sheet 18a, the adhesive layer 19, and the line portion 18ba-a of the dielectric sheet 18b (that is, the dielectric body 12) in the z-axis direction.
  • the reference ground conductor 22 and the auxiliary ground conductor 24 are connected.
  • the plurality of through holes T ⁇ b> 3 are provided on the positive direction side in the y-axis direction from the bridge portions 60, and are arranged in a line in the x-axis direction.
  • the through hole T3 is formed by filling a through hole formed in the dielectric element body 12 with a metal material by Ni / Au plating.
  • the through hole T4 (interlayer connection portion) penetrates the line portion 18a-a of the dielectric sheet 18a, the adhesive layer 19, and the line portion 18ba-a of the dielectric sheet 18b (that is, the dielectric element body 12) in the z-axis direction.
  • the reference ground conductor 22 and the auxiliary ground conductor 24 are connected.
  • the plurality of through holes T4 are provided on the negative direction side in the y-axis direction from the bridge portions 60, and are arranged in a line in the x-axis direction.
  • the through hole T4 is formed by filling the through hole formed in the dielectric element body 12 with a metal material by Ni / Au plating.
  • the protective layer 14 is an insulating film that covers substantially the entire surface of the dielectric sheet 18a. Thereby, the protective layer 14 covers the reference ground conductor 22.
  • the protective layer 14 is made of a flexible resin such as a resist material, for example.
  • the protective layer 14 includes a line portion 14a and connecting portions 14b and 14c.
  • the line portion 14a covers the line portion 22a by covering the entire surface of the line portion 18a-a.
  • the connecting portion 14b is connected to the end portion on the negative side in the x-axis direction of the line portion 14a and covers the surface of the connecting portion 18a-b.
  • openings Ha to Hd are provided in the connection portion 14b.
  • the opening Ha is a rectangular opening provided in the center of the connection portion 14b.
  • the external terminal 16a is exposed to the outside through the opening Ha.
  • the opening Hb is a rectangular opening provided on the positive side in the y-axis direction with respect to the opening Ha.
  • the opening Hc is a rectangular opening provided on the negative direction side in the x-axis direction from the opening Ha.
  • the opening Hd is a rectangular opening provided on the negative side in the y-axis direction with respect to the opening Ha.
  • the terminal portion 22b functions as an external terminal by being exposed to the outside through the openings Hb to Hd.
  • the connecting portion 14c is connected to the end portion on the positive side in the x-axis direction of the line portion 14a and covers the surface of the connecting portion 18a-c.
  • openings He to Hh are provided in the connection portion 14c.
  • the opening He is a rectangular opening provided in the center of the connection portion 14c.
  • the external terminal 16b is exposed to the outside through the opening He.
  • the opening Hf is a rectangular opening provided on the positive direction side in the y-axis direction with respect to the opening He.
  • the opening Hg is a rectangular opening provided closer to the positive direction side in the x-axis direction than the opening He.
  • the opening Hh is a rectangular opening provided on the negative side in the y-axis direction with respect to the opening He.
  • the terminal portion 22c functions as an external terminal by being exposed to the outside through the openings Hf to Hh.
  • the protective layer 14 is provided with openings H1 and H2 at positions corresponding to the through holes T3 and T4, respectively.
  • the protective layer 15 is an insulating film covering substantially the entire back surface of the dielectric sheet 18b. Thereby, the protective layer 15 covers the auxiliary ground conductor 24 including the opening 30.
  • the protective layer 15 is made of a flexible resin such as a resist material, for example.
  • the protective layer 15 includes a line portion 15a and connecting portions 15b and 15c.
  • the line portion 15a covers the line portion 24a by covering the entire back surface of the line portion 18b-a.
  • the connecting portion 15b is connected to the end portion on the negative side in the x-axis direction of the line portion 15a and covers the back surface of the connecting portion 18b-b. Thereby, the connection part 15b has covered the terminal part 24b.
  • the connection portion 15c is connected to the end portion on the positive side in the x-axis direction of the line portion 15a and covers the back surface of the connection portion 18b-c. Thereby, the connection part 15c has covered the terminal part 24c.
  • the protective layer 15 is provided with openings H5, H6, H3, and H4 at positions corresponding to the through holes T1, T2, T3, and T4, respectively.
  • the characteristic impedance of the signal line 20 increases between the two adjacent bridge portions 60 in the order of the minimum value Z2, the intermediate value Z3, and the maximum value Z1, and then reaches the maximum. It fluctuates so as to decrease in order of the value Z1, the intermediate value Z3, and the minimum value Z2. More specifically, as shown in FIG. 5, the opening 30 has a width W1 in the region A1, and a width W2 smaller than the width W1 in the region A3. Therefore, the distance between the signal line 20 and the auxiliary ground conductor 24 in the region A1 is larger than the distance between the signal line 20 and the auxiliary ground conductor 24 in the region A3.
  • the strength of the magnetic field generated in the signal line 20 in the region A1 becomes larger than the strength of the magnetic field generated in the signal line 20 in the region A3, and the inductance component in the region A1 increases. That is, the L property is dominant in the region A1.
  • a bridge portion 60 is provided in the area A2. Therefore, the distance between the signal line 20 and the auxiliary ground conductor 24 in the region A3 is larger than the distance between the signal line 20 and the auxiliary ground conductor 24 in the region A2. Thereby, the capacity
  • the characteristic impedance of the signal line 20 increases as the L property becomes dominant, and decreases as the C property becomes dominant. Therefore, the characteristic impedance of the signal line 20 is the maximum value Z1 (for example, 70 ⁇ ) in the region A1.
  • the characteristic impedance of the signal line 20 is an intermediate value Z3 (for example, 55 ⁇ ) in the region A3. Further, the characteristic impedance of the signal line 20 is a minimum value Z2 (for example, 30 ⁇ ) in the region A2.
  • a plurality of openings 30 and a plurality of bridge portions 60 alternately overlap with the signal line 20. Therefore, the characteristic impedance of the signal line 20 varies periodically.
  • the characteristic impedance of the entire laminated flat cable 10 is a predetermined characteristic impedance (for example, 50 ⁇ ).
  • FIG. 6 is an external perspective view and a cross-sectional structure diagram of the connector 100 b of the laminated flat cable 10.
  • the connector 100b includes a connector main body 102, external terminals 104 and 106, a central conductor 108, and an external conductor 110 as shown in FIGS.
  • the connector main body 102 has a shape in which a cylindrical member is connected to a rectangular plate member, and is made of an insulating material such as a resin.
  • the external terminal 104 is provided at a position facing the external terminal 16b on the negative side surface in the z-axis direction of the plate member of the connector main body 102.
  • the external terminal 106 is provided at a position corresponding to the terminal portion 22c exposed through the openings Hf to Hh on the negative surface side in the z-axis direction of the plate member of the connector main body 102.
  • the center conductor 108 is provided at the center of the cylindrical member of the connector main body 102 and is connected to the external terminal 104.
  • the center conductor 108 is a signal terminal for inputting or outputting a high frequency signal.
  • the external conductor 110 is provided on the inner peripheral surface of the cylindrical member of the connector main body 102 and is connected to the external terminal 106.
  • the outer conductor 110 is a ground terminal that is maintained at a ground potential.
  • the connector 100 b configured as described above includes the connection portion 12 c such that the external terminal 104 is connected to the external terminal 16 b and the external terminal 106 is connected to the terminal portion 22 c. Mounted on the surface. Thereby, the signal line 20 is electrically connected to the central conductor 108. Further, the reference ground conductor 22 and the auxiliary ground conductor 24 are electrically connected to the external conductor 110.
  • FIG. 7 is a plan view of the electronic device 200 using the laminated flat cable 10 from the y-axis direction and the z-axis direction.
  • FIG. 8 is a cross-sectional structure diagram at C in FIG.
  • the electronic device 200 includes the laminated flat cable 10, circuit boards 202a and 202b, receptacles 204a and 204b, a battery pack (metal body) 206, and a casing 210.
  • the circuit board 202a is provided with a transmission circuit or a reception circuit including an antenna, for example.
  • a power supply circuit is provided on the circuit board 202b.
  • the battery pack 206 is a lithium ion secondary battery, for example, and has a structure in which the surface is covered with a metal cover.
  • the circuit board 202a, the battery pack 206, and the circuit board 202b are arranged in this order from the negative direction side to the positive direction side in the x-axis direction.
  • the receptacles 204a and 204b are provided on the main surfaces of the circuit boards 202a and 202b on the negative side in the z-axis direction, respectively.
  • Connectors 100a and 100b are connected to receptacles 204a and 204b, respectively.
  • a high frequency signal having a frequency of, for example, 2 GHz transmitted between the circuit boards 202a and 202b is applied to the central conductor 108 of the connectors 100a and 100b via the receptacles 204a and 204b.
  • the external conductor 110 of the connectors 100a and 100b is kept at the ground potential via the circuit boards 202a and 202b and the receptacles 204a and 204b.
  • the laminated flat cable 10 connects the circuit boards 202a and 202b.
  • the surface of the dielectric body 12 (more precisely, the protective layer 14) is in contact with the battery pack 206 as shown in FIG.
  • the dielectric body 12 and the battery pack 206 are fixed with an adhesive or the like.
  • the surface of the dielectric body 12 is a main surface located on the reference ground conductor 22 side with respect to the signal line 20. Therefore, a solid reference ground conductor 22 (continuously extending in the x-axis direction) is located between the signal line 20 and the battery pack 206.
  • FIG. 9 is a process cross-sectional view at the time of manufacturing the laminated flat cable 10.
  • a case where one laminated flat cable 10 is produced will be described as an example, but actually, a plurality of laminated flat cables 10 are produced simultaneously by laminating and cutting a large-sized dielectric sheet. Is done.
  • a dielectric sheet 18a made of a thermoplastic resin having a copper foil (metal film) formed on the entire surface on the front surface and the back surface is prepared. Specifically, copper foil is pasted on the front and back surfaces of the dielectric sheet 18a. Further, a copper foil is attached to the back surface of the dielectric sheet 18b. Furthermore, the surface of the copper foil of the dielectric sheets 18a and 18b is smoothed by, for example, applying zinc plating for rust prevention.
  • the dielectric sheets 18a and 18b are liquid crystal polymers.
  • the thickness of the copper foil is 10 ⁇ m to 20 ⁇ m.
  • the external terminals 16a and 16b and the reference ground conductor 22 shown in FIG. 2 are formed on the surface of the dielectric sheet 18a.
  • a resist having the same shape as the external terminals 16a and 16b and the reference ground conductor 22 shown in FIG. 2 is printed on the copper foil on the surface of the dielectric sheet 18a.
  • the copper foil of the part which is not covered with the resist is removed by performing an etching process with respect to copper foil. Thereafter, a resist solution is sprayed to remove the resist.
  • the external terminals 16 and the reference ground conductors 22 as shown in FIG. 2 are formed on the surface of the dielectric sheet 18a by a photolithography process.
  • the signal line 20 shown in FIG. It is formed on the back surface.
  • a resist having the same shape as the signal line 20 shown in FIG. 2 is printed on the copper foil on the back surface of the dielectric sheet 18a using the external terminals 16a and 16b or the reference ground conductor 22 as positioning marks.
  • the copper foil of the part which is not covered with the resist is removed by performing an etching process with respect to copper foil. Thereafter, the resist is removed.
  • the signal line 20 is formed on the back surface of the dielectric sheet 18a by a photolithography process.
  • the external terminals 16a and 16b and the reference ground conductor 22 and the signal line 20 are connected in the same process. You may form simultaneously. Further, after forming the signal line 20, the external terminals 16a and 16b and the reference ground conductor 22 may be formed using the signal line 20 as a positioning mark.
  • the auxiliary ground conductor 24 shown in FIG. 2 is formed on the back surface of the dielectric sheet 18b by patterning the copper foil formed on the back surface of the dielectric sheet 18b. Specifically, a resist having the same shape as the auxiliary ground conductor 24 shown in FIG. 2 is printed on the copper foil on the back surface of the dielectric sheet 18b. And the copper foil of the part which is not covered with the resist is removed by performing an etching process with respect to copper foil. Thereafter, the resist is removed. Thus, the auxiliary ground conductor 24 as shown in FIG. 2 is formed on the back surface of the dielectric sheet 18b by a photolithography process.
  • the dielectric element body 12 is formed by stacking the dielectric sheet 18a, the adhesive layer 19, and the dielectric sheet 18b in this order from the positive direction side to the negative direction side in the z-axis direction. Then, by applying heat and pressure to the dielectric sheet 18a, the adhesive layer 19 and the dielectric sheet 18b from the positive side and the negative side in the z-axis direction, the adhesive layer 19 is softened, and the dielectric sheet 18a The adhesive layer 19 and the dielectric sheet 18b are integrated.
  • a protective layer 14 covering the reference ground conductor 22 is formed on the surface of the dielectric sheet 18a by applying a resin (resist) paste by screen printing. Further, a protective layer 15 covering the auxiliary ground conductor 24 is formed on the back surface of the dielectric sheet 18b by applying a resin (resist) paste by screen printing.
  • the through holes h1 to h4 are irradiated by irradiating the laser beam to the positions where the through holes T1 to T4 of the dielectric sheet 18a, the adhesive layer 19, and the dielectric sheet 18b are formed. (Only through-holes h3 and h4 are shown).
  • Ni / Au plating is performed to fill the through holes h1 to h4 with metal to form through holes T1 to T4.
  • Ni / Au plating films are also formed on the surfaces of the external terminals 16a and 16b and the terminal portions 22b and 22c.
  • the connectors 100a and 100b are mounted on the external terminals 16a and 16b on the connection parts 12b and 12c and the terminal parts 22b and 22c by using solder. Thereby, the laminated flat cable 10 shown in FIG. 1 is obtained.
  • the laminated flat cable 10 configured as described above and the manufacturing method thereof, it is possible to suppress the occurrence of variations in the characteristic impedance of the signal line 20. More specifically, when the multilayer flat cable 10 is designed, the characteristic impedance of the signal line 20 in the state where the reference ground conductor 22 is present and the auxiliary ground conductor 24 is not present is higher than a predetermined characteristic impedance (for example, 50 ⁇ ). As described above, the distance between the signal line 20 and the reference ground conductor 22 is designed.
  • a predetermined characteristic impedance for example, 50 ⁇
  • the shape of the opening 30 of the auxiliary ground conductor 24 and the signal line 20 and the auxiliary ground conductor are set so that the characteristic impedance of the signal line 20 with the auxiliary ground conductor 24 added becomes a predetermined characteristic impedance (for example, 50 ⁇ ). 24 is designed.
  • the characteristic impedance of the signal line 20 in the state where the reference ground conductor 22 exists and the auxiliary ground conductor 24 does not exist is determined by the distance between the signal line 20 and the reference ground conductor 22. Therefore, the laminated flat cable 10 is required to be manufactured so that the distance between the signal line 20 and the reference ground conductor 22 becomes a design value.
  • the signal line 20 is formed on the back surface of the dielectric sheet 18a.
  • the reference ground conductor 22 provided with the opening 30 is formed on the surface of the dielectric sheet 18a. That is, the signal line 20 and the reference ground conductor 22 are formed on both main surfaces of the same dielectric sheet 18a.
  • the distance between the signal line 20 and the reference ground conductor 22 is maintained at the thickness of the dielectric sheet 18a. That is, by designing the laminated flat cable 10 so that the dielectric sheet 18a after lamination has the design value, the distance between the signal line 20 and the reference ground conductor 22 can be made closer to the design value. As a result, the occurrence of variations in the characteristic impedance of the signal line 20 can be suppressed.
  • the distance between the signal line 20 and the reference ground conductor 22 can be brought close to the design value with high accuracy. More specifically, when a dielectric sheet is pressure-bonded without using an adhesive layer, the dielectric sheet softens, and therefore the distance between the signal line and the reference ground varies depending on heat treatment conditions and pressure conditions. . On the other hand, in the laminated flat cable 10 and the manufacturing method thereof, since the adhesive layer 19 is used, the dielectric sheet 18a is not greatly softened. As a result, the distance between the signal line 20 and the reference ground conductor 22 can be brought close to the design value with high accuracy. This is because the adhesive layer 19 bonds (bonds) the dielectric sheet 18a and the dielectric sheet 18b in a state where the dielectric sheet 18a is not substantially softened.
  • the signal line 20 and the reference ground conductor 22 are formed on both main surfaces of the dielectric sheet 18a. For this reason, the positional accuracy of the signal line 20 and the reference ground conductor 22 is determined by the processing accuracy of the photolithography process. Since the processing accuracy of the photolithography process is generally very high, the positional accuracy of the signal line 20 and the reference ground conductor 22 is also very high. As a result, the occurrence of misalignment between the signal line 20 and the reference ground conductor 22 is suppressed.
  • the signal line 20 is formed on the back surface of the dielectric sheet 18a.
  • the external terminals 16a and 16b are formed on the surface of the dielectric sheet 18a. That is, the signal line 20 and the external terminals 16a and 16b are formed on both main surfaces of the same dielectric sheet 18a. For this reason, the positional accuracy of the external terminals 16a and 16b and the signal line 20 is determined by the processing accuracy of the photolithography process.
  • the positional accuracy of the external terminals 16a and 16b and the signal line 20 is also very high. Further, when the dielectric sheet 18a, the adhesive layer 19 and the dielectric sheet 18b are laminated, a laminating deviation occurs between the dielectric sheet 18a and the dielectric sheet 18b, so that the signal line 20 and the external terminals 16a and 16b are separated. Occurrence of misalignment between them is suppressed. As a result, disconnection between the signal line 20 and the external terminals 16a and 16b and the characteristic impedance between the signal line 20 and the external terminals 16a and 16b are prevented from deviating from a predetermined characteristic impedance.
  • the laminated flat cable 10 since the plurality of openings 30 are provided in the auxiliary ground conductor 24, the laminated flat cable 10 can be easily bent.
  • the laminated flat cable 10 it is possible to suppress the characteristic impedance of the signal line 20 from deviating from a predetermined characteristic impedance (for example, 50 ⁇ ).
  • a predetermined characteristic impedance for example, 50 ⁇
  • the surface of the dielectric body 12 positioned on the reference ground conductor 22 side with respect to the signal line 20 is in contact with the battery pack 206. That is, a solid reference ground conductor 22 is provided between the signal line 20 and the battery pack 206 instead of the auxiliary ground conductor 24 provided with the opening 30.
  • the occurrence of electromagnetic coupling between the signal line 20 and the battery pack 206 is suppressed.
  • the characteristic impedance of the signal line 20 is suppressed from deviating from the predetermined characteristic impedance.
  • the dielectric element body 12 can be thinned. More specifically, the auxiliary ground conductor 24 is provided with an opening 30. The signal line 20 overlaps the opening 30. Thereby, it is difficult to form a capacitance between the signal line 20 and the auxiliary ground conductor 24. Therefore, the signal line 20 and the auxiliary ground conductor 24 can be brought close to each other while the characteristic impedance of the signal line 20 is maintained at a predetermined characteristic impedance (for example, 50 ⁇ ). As a result, the laminated flat cable 10 can be thinned. When the thickness of the laminated flat cable 10 is reduced, the laminated flat cable 10 can be easily bent.
  • a predetermined characteristic impedance for example, 50 ⁇
  • the auxiliary ground conductor 24 is covered with the protective layer 15. Thereby, the auxiliary ground conductor 24 is not exposed on the back surface of the dielectric body 12. Therefore, even if another article is disposed on the back surface of the dielectric element body 12, the auxiliary ground conductor 24 and the other article do not directly face each other, so that fluctuations in the characteristic impedance of the signal line 20 are suppressed.
  • FIG. 10 is an exploded view of the dielectric body 12 of the laminated flat cable 10a according to the first modification.
  • the laminated flat cable 10a is different from the laminated flat cable 10 in that dielectric sheets 18c and 18d and adhesive layers 19a and 19b are provided instead of the protective layers 14 and 15.
  • an adhesive layer 19a is laminated on the positive side of the dielectric sheet 18a in the z-axis direction. Further, a dielectric sheet 18c is laminated on the positive side of the adhesive layer 19a in the z-axis direction. Openings Ha to Hh provided in the protective layer 14 are provided in the dielectric sheet 18c and the adhesive layer 19a. As a result, the external terminals 16a and 16b and the terminal portions 22b and 22c are exposed.
  • an adhesive layer 19b is laminated on the negative side of the dielectric sheet 18b in the z-axis direction. Further, a dielectric sheet 18d is laminated on the negative side of the adhesive layer 19b in the z-axis direction.
  • the laminated flat cable 10 a configured as described above can achieve the same effects as the laminated flat cable 10.
  • the dielectric sheets 18c and 18d made of polyimide or liquid crystal polymer have higher strength than the protective layers 14 and 15 made of resist material. Therefore, according to the laminated flat cable 10a, the strength of the dielectric body 12 is improved.
  • FIG. 11 is a cross-sectional structure diagram of the laminated flat cable 10b according to the first modification.
  • the laminated flat cable 10b is different from the laminated flat cable 10 in the structure of the through holes T1 to T4. More specifically, in the laminated flat cable 10b, the through holes T1 to T4 are not filled with conductors and have a hollow structure. The through holes T1 to T4 are configured by covering the inner peripheral surface of the through hole with a metal film formed by plating.
  • the through holes T1 to T4 of the laminated flat cable 10b are more easily deformed than the through holes T1 to T4 of the laminated flat cable 10. Therefore, the laminated flat cable 10b can be deformed more easily than the laminated flat cable 10.
  • FIG. 12 is a plan view of the signal line 20 and the auxiliary ground conductor 24 of the laminated flat cable 10c as seen from the lamination direction.
  • the laminated flat cable 10 c is different from the laminated flat cable 10 in the shape of the signal line 20 and the opening 30.
  • the opening 30 is tapered in the region A3. Further, the line width W11 of the signal line 20 in the region A1 is larger than the line width W12 of the signal line 20 in the region A2. In the region A3, the signal line 20 has a tapered shape in which the line width becomes narrower as the region A2 is approached.
  • the distance between the signal line 20 and the reference ground conductor 22 in the region A3 gradually decreases as the region A1 approaches the region A2. Therefore, the capacitance formed between the signal line 20 and the reference ground conductor 22 in the region A3 gradually increases as the region A1 approaches the region A2. As a result, the characteristic impedance Z3 of the signal line 20 in the region A3 is suppressed from abruptly changing, and reflection of high-frequency signals in the signal line 20 is suppressed.
  • the line width W12 of the signal line 20 in the region A2 is smaller than the line width W11 of the signal line 20 in the region A1. Therefore, it is possible to suppress the capacitance formed between the signal line 20 and the bridge portion 60 from becoming too large. As a result, the characteristic impedance Z2 of the signal line 20 in the region A2 is suppressed from becoming too small.
  • FIG. 13 is an exploded view of the dielectric element body 12 of the laminated flat cable 10d according to the fourth modification.
  • the laminated flat cable 10d is different from the laminated flat cable 10 in that the adhesive layer 19 is not provided. Therefore, the dielectric sheet 18a and the dielectric sheet 18b are laminated so that the back surface of the dielectric sheet 18a and the surface of the dielectric sheet 18b are in contact with each other.
  • the heat treatment is performed when the dielectric sheets 18a and 18b are stacked, so that the back surface of the dielectric sheet 18a and the surface of the dielectric sheet 18b are softened and melted to bond the dielectric sheets 18a and 18b. .
  • via hole conductors B1 to B6 are provided instead of the through holes T1 to T4. More specifically, the via-hole conductor B1 passes through the dielectric sheet 18a in the z-axis direction, and connects the external terminal 16a and the end of the signal line 20 on the negative direction side in the x-axis direction. The via-hole conductor B2 passes through the dielectric sheet 18a in the z-axis direction, and connects the external terminal 16b and the end of the signal line 20 on the positive direction side in the x-axis direction.
  • the via-hole conductor B3 passes through the line portion 18a-a of the dielectric sheet 18a in the z-axis direction, and is provided on the positive direction side in the y-axis direction with respect to the signal line 20.
  • the via-hole conductor B5 passes through the line portion 18b-a of the dielectric sheet 18b in the z-axis direction, and is provided on the positive direction side in the y-axis direction with respect to the signal line 20.
  • the via-hole conductors B3 and B5 constitute one via-hole conductor by being connected to each other, and connect the reference ground conductor 22 and the auxiliary ground conductor 24.
  • the via-hole conductor B4 passes through the line portion 18a-a of the dielectric sheet 18a in the z-axis direction and is provided on the negative direction side in the y-axis direction with respect to the signal line 20.
  • the via-hole conductor B6 passes through the line portion 18b-a of the dielectric sheet 18b in the z-axis direction, and is provided on the negative direction side in the y-axis direction with respect to the signal line 20.
  • the via-hole conductors B4 and B6 constitute one via-hole conductor by being connected to each other, and connect the reference ground conductor 22 and the auxiliary ground conductor 24.
  • the laminated flat cable 10 d configured as described above can achieve the same effects as the laminated flat cable 10.
  • the dielectric element body 12 can be thinned.
  • the via hole conductors B1 to B6 can be used instead of the through holes T1 to T4. Therefore, the via-hole conductors B1 to B6 are not exposed on the surface of the laminated flat cable 10d. As a result, corrosion of the via-hole conductors B1 to B6 is suppressed. Further, when the external terminals 16a and 16b are plated, the via-hole conductors B1 to B6 are suppressed from being melted by the plating solution.
  • the laminated flat cable according to the present invention is not limited to the laminated flat cables 10, 10a to 10d, and can be changed within the scope of the gist thereof.
  • the protective layers 14 and 15 are formed by screen printing, but may be formed by a photolithography process.
  • the reference ground conductor 22 is a solid conductor. However, the reference ground conductor 22 may be provided with an opening. However, the area of the opening provided in the reference ground conductor 22 is smaller than the area of the opening provided in the auxiliary ground conductor 24.
  • the auxiliary ground conductor 24 may be formed on the surface of the dielectric sheet 18b.
  • the present invention is useful for a laminated flat cable and a method for manufacturing the same, and is particularly excellent in that variation in characteristic impedance of a signal line can be suppressed.

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Abstract

 信号線路の特性インピーダンスにばらつきが発生することを抑制できる積層型フラットケーブル及びその製造方法を提供することである。 誘電体素体12は、表面及び裏面を有する誘電体素体18a及び表面及び裏面を有する誘電体素体18bが積層されてなる。信号線路20は、高周波信号が伝送され、誘電体シート18aの裏面上に形成されている。基準グランド導体22は、誘電体シート18aの表面上に形成され、かつ、信号線路20と対向している。補助グランド導体24は、誘電体シート18bの裏面上に形成され、かつ、信号線路20と対向している。補助グランド導体24には、信号線路20に沿って並んでいる複数の開口30が設けられている。

Description

積層型フラットケーブル及びその製造方法
 本発明は、積層型フラットケーブル及びその製造方法に関し、より特定的には、高周波信号の伝送に用いられる積層型フラットケーブル及びその製造方法に関する。
 従来の積層型フラットケーブルとしては、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14は、特許文献1に記載の高周波信号線路500の分解図である。
 図14に示す信号線路500は、誘電体素体512、グランド導体530、信号線532及び補助グランド導体534を備えている。誘電体素体512は、誘電体シート522a~522cがこの順に積層されて構成されている。
 信号線532は、誘電体シート522b上に設けられている。グランド導体530は、誘電体シート522a上に設けられており、誘電体シート522aを介して信号線532と対向している。また、グランド導体530には、信号線532と重なる複数の開口540が設けられている。
 グランド導体534は、誘電体シート522c上に設けられており、誘電体シート522bを介して信号線532と対向している。
 以上のように構成された信号線路500では、グランド導体530に開口540が設けられているので、グランド導体530と信号線532との間に容量が形成されにくくなる。そのため、グランド導体530と信号線532との積層方向の間隔を小さくしても、これらの間に形成される容量が大きくなりすぎて、信号線532の特性インピーダンスが所望の特性インピーダンスからずれることが抑制される。その結果、信号線路500では、誘電体素体512の薄型化を図ることが可能である。
 しかしながら、特許文献1に記載の信号線路500では、以下に説明するように、信号線532の特性インピーダンスにばらつきが発生するおそれがある。より詳細には、信号線路500では、グランド導体530は開口540が設けられた導体であり、グランド導体534はベタ状の導体である。このような信号線路500の設計時には、グランド導体534が存在しグランド導体530が存在しない状態における信号線532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)よりも高くなるように、信号線532とグランド導体534との間隔の設計を行う。次に、グランド導体530を追加した状態における信号線532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)となるように、グランド導体530の開口540の形状や信号線532とグランド導体530との間隔の設計を行う。
 ここで、グランド導体534が存在しグランド導体530が存在しない状態における信号線532の特性インピーダンスは、信号線532とグランド導体534との間隔によって定まる。よって、信号線路500は、信号線532とグランド導体534との間隔が設計値となるように、製造されることが要求される。
 ところが、信号線532は誘電体シート522b上に設けられ、グランド導体534は、誘電体シート522c上に設けられている。そのため、誘電体シート522b,522cの積層時における、誘電体シート522b,522c同士の接触状態のばらつきによって、信号線532とグランド導体534との間隔が設計値からずれてしまうおそれがある。その結果、信号線532の特性インピーダンスにばらつきが発生するおそれがある。
実用新案登録第3173143号公報
 そこで、本発明の目的は、信号線路の特性インピーダンスにばらつきが発生することを抑制できる積層型フラットケーブル及びその製造方法を提供することである。
 本発明の一形態に係る積層型フラットケーブルは、第1の主面及び第2の主面を有する第1の基材層及び第3の主面及び第4の主面を有する第2の基材層が該第2の主面と該第3の主面とが対向するように積層されてなる積層体と、高周波信号が伝送される信号線路であって、前記第2の主面上に形成されている信号線路と、前記第1の主面上に形成され、かつ、前記信号線路と対向している基準グランド導体と、前記第3の主面上又は前記第4の主面上に形成され、かつ、前記信号線路と対向している補助グランド導体と、を備えており、前記補助グランド導体には、前記信号線路に沿って並んでいる複数の開口が設けられていること、を特徴とする。
 また、本発明の一形態に係る積層型フラットケーブルの製造方法は、第1の基材層の第1の主面上に基準グランド導体を形成する第1の工程と、前記第1の基材層の第2の主面上に、該第2の主面の法線方向から平面視したときに、前記基準グランド導体と重なる信号線路を形成する第2の工程と、第2の基材層の第3の主面上又は第4の主面上に、複数の開口が設けられた補助グランド導体を形成する第3の工程と、前記複数の開口が前記信号線路に沿って並び、かつ、前記第2の主面と前記第3の主面とが対向するように、前記第1の基材層と前記第2の基材層とを積層する第4の工程と、を備えていること、を特徴とする。
 本発明によれば、信号線路の特性インピーダンスにばらつきが発生することを抑制できる。
本発明の一実施形態に係る積層型フラットケーブルの外観斜視図である。 図1の積層型フラットケーブルの誘電体素体の分解図である。 図1の積層型フラットケーブルの断面構造図である。 積層型フラットケーブルの断面構造図である。 積層型フラットケーブルの信号線路及び補助グランド導体を積層方向から平面視した図である。 積層型フラットケーブルのコネクタの外観斜視図及び断面構造図である。 積層型フラットケーブルが用いられた電子機器をy軸方向及びz軸方向から平面視した図である。 図7(a)のCにおける断面構造図である。 積層型フラットケーブルの製造時の工程断面図である。 第1の変形例に係る積層型フラットケーブルの積層体の分解図である。 第2の変形例に係る積層型フラットケーブルの断面構造図である。 第3の変形例に係る高周波信号線路の信号線路及び補助グランド導体を積層方向から平面視した図である。 第4の変形例に係る積層型フラットケーブルの積層体の分解図である。 特許文献1に記載の高周波信号線路の分解図である。
 以下に、本発明の実施形態に係る高周波信号線路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。
(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積層型フラットケーブル10の外観斜視図である。図2は、図1の積層型フラットケーブル10の誘電体素体12の分解図である。図3は、図1の積層型フラットケーブル10の断面構造図である。図4は、積層型フラットケーブル10の断面構造図である。図5は、積層型フラットケーブル10の信号線路20及び補助グランド導体24を積層方向から平面視した図である。図1ないし図5において、積層型フラットケーブル10の積層方向をz軸方向と定義する。また、積層型フラットケーブル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。
 積層型フラットケーブル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。積層型フラットケーブル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16(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、スルーホールT1~T4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、接着層19、誘電体シート18b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2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軸方向の幅よりも広い。
 誘電体シート18a,18bは、図2に示すように、z軸方法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,18b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のz軸方向の正方向側の主面を表面(第1の主面)と称し、誘電体シート18aのz軸方向の負方向側の主面を裏面(第2の主面)と称す。誘電体シート18bのz軸方向の正方向側の主面を表面(第3の主面)と称し、誘電体シート18bのz軸方向の負方向側の主面を裏面(第4の主面)と称す
 誘電体シート18a,18bは、誘電体シート18aの裏面と誘電体シート18bの表面とが対向するように積層されている。ただし、誘電体シート18aの裏面と誘電体シート18bの表面との間には、接着層19が設けられている。
 誘電体シート18aの厚さT11は、図4に示すように、誘電体シート18bの厚さT12よりも大きい。誘電体シート18a,18bの積層後において、厚さT11は、例えば、50~300μmである。本実施形態では、厚さT11は100μmである。また、厚さT12は、例えば、10~100μmである。本実施形態では、厚さT12は25μmである。
 また、誘電体シート18aは、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、線路部18b-a及び接続部18b-b,18b-cにより構成されている。線路部18a-a,18b-aは、線路部12aを構成している。接続部18a-b,18b-bは、接続部12bを構成している。接続部18a-c,18b-cは、接続部12cを構成している。
 接着層19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。接着層19は、誘電体シート18aの裏面と誘電体シート18bの表面とを接着する接着剤の層であり、例えば、ポリイミドや酢酸ビニル等の樹脂系接着剤により構成されている。誘電体シート18a,18bの積層後において、接着層19の厚さT13(図4参照)は、例えば、10μm~50μmである。本実施形態では、厚さT13は25 μmである。図4に示すように、厚さT11は、厚さT12と厚さT13との合計よりも大きい。
 信号線路20は、図2に示すように、高周波信号が伝送され、誘電体シート18aの裏面上に形成されている線状導体である。信号線路20は、線路部18a-aをx軸方向に延在している。信号線路20のx軸方向の負方向側の端部は、接続部18a-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、接続部18a-cの中央に位置している。信号線路20には高周波信号が伝送される。信号線路20の線幅は、例えば100~500μm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18aの裏面に形成されているとは、誘電体シート18a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18aの裏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18a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18a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に示すように、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。より詳細には、基準グランド導体22は、誘電体シート18aの表面においてx軸方向に延在しているベタ状の導体である。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、線路部22a、端子部22b,22cにより構成されている。線路部22aは、線路部18a-aの表面に設けられ、x軸方向に延在している。端子部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。端子部22bは、線路部22aのx軸方向の負方向側の端部に接続されている。端子部22cは、線路部18a-cの表面に設けられ、矩形状の環をなしている。端子部22cは、線路部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24は、図2に示すように、誘電体シート18bの裏面に形成され、誘電体シート18b及び接着層19を介して信号線路20と対向している。より詳細には、補助グランド導体24は、誘電体シート18bの裏面においてx軸方向に延在している導体である。補助グランド導体24には、信号線路20に沿って並んでいる複数の開口30が設けられている。以下に、開口30について図面を参照しながら説明する。
 開口30は、図2及び図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と重なっており、十字型をなしている。より詳細には、開口30は、x軸方向に長手方向を有する長方形の四隅が切り欠かれた形状をなしている。よって、開口30のx軸方向の両端におけるy軸方向の幅W2は、開口30のx軸方向の両端を除く中間部分におけるy軸方向の幅W1よりも小さくなっている。
 また、複数の開口30は、x軸方向に一列に並んでいる。したがって、隣り合う開口30間には補助グランド導体24の一部が存在している。そこで、隣り合う開口30間に存在している補助グランド導体24の一部をブリッジ部60と呼ぶ。これにより、補助グランド導体24は、はしご状をなしている。また、信号線路20は、複数の開口30と複数のブリッジ部60とが交互に重なっている。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。
 また、以下では、積層型フラットケーブル10において、開口30のx軸方向の両端に対応する領域を領域A3と呼ぶ。また、積層型フラットケーブル10において、開口30のx軸方向の両端を除く中間部分に対応する領域を領域A1と呼ぶ。また、積層型フラットケーブル10において、ブリッジ部60に対応する領域をA2と呼ぶ。
 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18b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が誘電体シート18b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18b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、線路部24a、端子部24b,24cにより構成されている。線路部24aは、線路部18b-aの裏面に設けられ、x軸方向に延在している。端子部24bは、線路部18b-bの裏面に設けられ、矩形状の環をなしている。端子部24bは、線路部24aのx軸方向の負方向側の端部に接続されている。端子部24cは、線路部18b-cの表面に設けられ、矩形状の環をなしている。端子部24cは、線路部24aのx軸方向の正方向側の端部に接続されている。
 外部端子16aは、図1及び図2に示すように、接続部18a-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1及び図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。
 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との間隔は、図4に示すように誘電体シート18aの厚さT11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、175μmである。一方、信号線路20と補助グランド導体24との間隔は、図4に示すように誘電体シート18bの厚さT12及び接着層19の厚さT13の合計と略等しく、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、25μmである。すなわち、信号線路20と補助グランド導体24との間隔は、信号線路20と基準グランド導体22との間隔よりも小さくなるように設計されている。
 スルーホールT1(層間接続部)は、誘電体シート18aの接続部18a-b、接着層19及び誘電体シート18bの接続部18b-b(すなわち、誘電体素体12)をz軸方向に貫通しており、外部端子16aと信号線路20のx軸方向の負方向側の端部とを接続している。スルーホールT2(層間接続部)は、誘電体シート18aの接続部18a-c、接着層19及び誘電体シート18bの接続部18b-c(すなわち、誘電体素体12)をz軸方向に貫通しており、外部端子16bと信号線路20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。スルーホールT1,T2は、誘電体素体12に形成された貫通孔内にNi/Auめっきにより金属材料が充填されることによって形成されている。
 スルーホールT3(層間接続部)は、誘電体シート18aの線路部18a-a、接着層19及び誘電体シート18bの線路部18b-a(すなわち、誘電体素体12)をz軸方向に貫通しており、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。複数のスルーホールT3は、図2に示すように、各ブリッジ部60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。スルーホールT3は、誘電体素体12に形成された貫通孔内にNi/Auめっきにより金属材料が充填されることによって形成されている。
 スルーホールT4(層間接続部)は、誘電体シート18aの線路部18a-a、接着層19及び誘電体シート18bの線路部18b-a(すなわち、誘電体素体12)をz軸方向に貫通しており、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。複数のスルーホールT4は、図2に示すように、各ブリッジ部60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。スルーホールT4は、誘電体素体12に形成された貫通孔内にNi/Auめっきにより金属材料が充填されることによって形成されている。
 保護層14は、誘電体シート18aの表面の略全面を覆っている絶縁膜である。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、線路部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。端子部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。端子部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。
 また、保護層14には、スルーホールT3,T4に対応する位置にそれぞれ開口H1,H2が設けられている。
 保護層15は、誘電体シート18b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、開口30を含む補助グランド導体24を覆っている。保護層15は、例えば、レジスト材等の可撓性樹脂からなる。
 また、保護層15は、図2に示すように、線路部15a及び接続部15b,15cにより構成されている。線路部15aは、線路部18b-aの裏面の全面を覆うことにより、線路部24aを覆っている。
 接続部15bは、線路部15a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-bの裏面を覆っている。これにより、接続部15bは、端子部24bを覆っている。接続部15cは、線路部15a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-cの裏面を覆っている。これにより、接続部15cは、端子部24cを覆っている。
 また、保護層15には、スルーホールT1,T2,T3,T4に対応する位置にそれぞれ開口H5,H6,H3,H4が設けられている。
 以上のように構成された積層型フラットケーブル10では、信号線路20の特性インピーダンスは、隣り合う2つのブリッジ部60間において、最小値Z2、中間値Z3、最大値Z1の順に増加した後に、最大値Z1、中間値Z3、最小値Z2の順に減少するように変動する。より詳細には、開口30は、図5に示すように、領域A1において幅W1を有しており、領域A3において幅W1よりも小さな幅W2を有している。そのため、領域A1における信号線路20と補助グランド導体24との距離は、領域A3における信号線路20と補助グランド導体24との距離よりも大きい。これにより、領域A1における信号線路20に発生する磁界の強度が、領域A3における信号線路20に発生する磁界の強度よりも大きくなり、領域A1におけるインダクタンス成分が大きくなる。つまり、領域A1においてはL性が支配的になる。
 更に、領域A2には、ブリッジ部60が設けられている。そのため、領域A3における信号線路20と補助グランド導体24との距離は、領域A2における信号線路20と補助グランド導体24との距離よりも大きい。これにより、領域A2における信号線路20に形成される容量が、領域A3における信号線路20に形成される容量よりも大きくなる。更に、領域A2における磁界強度が領域A3における磁界強度より小さくなる。つまり、領域A2においてはC性が支配的になる。
 ここで、信号線路20の特性インピーダンスは、L性が支配的になれば大きくなり、C性が支配的になれば小さくなる。よって、信号線路20の特性インピーダンスは、領域A1において、最大値Z1(例えば、70Ω)となっている。また、信号線路20の特性インピーダンスは、領域A3において、中間値Z3(例えば、55Ω)となっている。また、信号線路20の特性インピーダンスは、領域A2において、最小値Z2(例えば、30Ω)となっている。信号線路20には、複数の開口30及び複数のブリッジ部60が交互に重なっている。そのため、信号線路20の特性インピーダンスは、周期的に変動する。そして、積層型フラットケーブル10全体の特性インピーダンスは、所定の特性インピーダンス(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6は、積層型フラットケーブル10のコネクタ100bの外観斜視図及び断面構造図である。
 コネクタ100bは、図1及び図6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部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3及び図6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が端子部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。
 積層型フラットケーブル10は、以下に説明するように用いられる。図7は、積層型フラットケーブル10が用いられた電子機器200をy軸方向及びz軸方向から平面視した図である。図8は、図7(a)のCにおける断面構造図である。
 電子機器200は、積層型フラットケーブル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。
 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、積層型フラットケーブル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、図8に示すように、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(x軸方向に連続的に延在する)基準グランド導体22が位置している。
(積層型フラットケーブルの製造方法)
 以下に、積層型フラットケーブル10の製造方法について図2及び図9を参照しながら説明する。図9は、積層型フラットケーブル10の製造時の工程断面図である。以下では、一つの積層型フラットケーブル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、同時に複数の積層型フラットケーブル10が作製される。
 まず、表面上及び裏面上の全面に銅箔(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を準備する。具体的には、誘電体シート18aの表面及び裏面に銅箔を張り付ける。また、誘電体シート18bの裏面に銅箔を張り付ける。更に、誘電体シート18a,18b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,18b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16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、外部端子16a,16b又は基準グランド導体22を位置決めマークとして用いて誘電体シート18aの裏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に示す信号線路20を誘電体シート18aの裏面上に形成する。具体的には、誘電体シート18aの裏面の銅箔上に、図2に示す信号線路20と同じ形状のレジストを外部端子16a,16b又は基準グランド導体22を位置決めマークとして用いて印刷する。そして、銅箔に対してエッチング処理を施すことにより、レジストにより覆われていない部分の銅箔を除去する。その後、レジストを除去する。これにより、図2に示すような、信号線路20が誘電体シート18aの裏面上にフォトリソグラフィ工程により形成されるなお、外部端子16a,16b及び基準グランド導体22と信号線路20とを同じ工程において同時に形成してもよい。また、信号線路20を形成した後に、信号線路20を位置決めマークとして用いて外部端子16a,16b及び基準グランド導体22を形成してもよい。
 次に、誘電体シート18bの裏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に示す補助グランド導体24を誘電体シート18bの裏面上に形成する。具体的には、誘電体シート18bの裏面の銅箔上に、図2に示す補助グランド導体24と同じ形状のレジストを印刷する。そして、銅箔に対してエッチング処理を施すことにより、レジストにより覆われていない部分の銅箔を除去する。その後、レジストを除去する。これにより、図2に示すような、補助グランド導体24が誘電体シート18bの裏面にフォトリソグラフィ工程により形成される。
 次に、図9(a)及び図9(b)に示すように、複数の開口30が信号線路20に沿って並び、かつ、誘電体シート18aの裏面と誘電体シート18bの表面とが対向するように、誘電体シート18a、接着層19及び誘電体シート18b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、接着層19及び誘電体シート18b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、接着層19を軟化させて、誘電体シート18a、接着層19及び誘電体シート18bを一体化する。
 次に、図9(c)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。更に、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18b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。
 次に、図9(d)に示すように、誘電体シート18a、接着層19及び誘電体シート18bのスルーホールT1~T4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h1~h4(貫通孔h3,h4のみ図示)を形成する。そして、図9(e)に示すように、Ni/Auのめっきを施すことによって、貫通孔h1~h4内に金属を充填し、スルーホールT1~T4を形成する。めっき工程において、外部端子16a,16b及び端子部22b,22cの表面にもNi/Auのめっき膜が形成される。
 最後に、接続部12b,12c上の外部端子16a,16b及び端子部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に示す積層型フラットケーブル10が得られる。
(効果)
 以上のように構成された積層型フラットケーブル10及びその製造方法によれば、信号線路20の特性インピーダンスにばらつきが発生することを抑制できる。より詳細には、積層型フラットケーブル10の設計時には、基準グランド導体22が存在し補助グランド導体24が存在しない状態における信号線路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)よりも高くなるように、信号線路20と基準グランド導体22との間隔の設計を行う。次に、補助グランド導体24を追加した状態における信号線路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)となるように、補助グランド導体24の開口30の形状及び信号線路20と補助グランド導体24との間隔の設計を行う。
 ここで、基準グランド導体22が存在し補助グランド導体24が存在しない状態における信号線路20の特性インピーダンスは、信号線路20と基準グランド導体22との間隔によって定まる。よって、積層型フラットケーブル10は、信号線路20と基準グランド導体22との間隔が設計値となるように、製造されることが要求される。
 そこで、積層型フラットケーブル10では、信号線路20は、誘電体シート18aの裏面上に形成されている。開口30が設けられている基準グランド導体22は、誘電体シート18aの表面上に形成されている。すなわち、信号線路20及び基準グランド導体22は、同一の誘電体シート18aの両主面に形成されている。これにより、信号線路20と基準グランド導体22との間隔は、誘電体シート18aの厚さに保たれるようになる。すなわち、積層後の誘電体シート18aが前記設計値となるように積層型フラットケーブル10を設計することによって、信号線路20と基準グランド導体22との間隔を設計値に近づけることが可能となる。その結果、信号線路20の特性インピーダンスにばらつきが発生することを抑制できる。
 また、積層型フラットケーブル10及びその製造方法によれば、信号線路20と基準グランド導体22との間隔を設計値に精度よく近づけることができる。より詳細には、接着層が用いられずに、誘電体シートを圧着する場合には、誘電体シートが軟化するため、信号線路と基準グランドとの間隔が熱処理条件や加圧条件によってばらついてしまう。一方、積層型フラットケーブル10及びその製造方法では、接着層19が用いられているため、誘電体シート18aが大きく軟化しない。その結果、信号線路20と基準グランド導体22との間隔を設計値に精度良く近づけることができる。これは、誘電体シート18aが略軟化しない状態で接着層19が誘電体シート18aと誘電体シート18bとを接着(接合)しているためである。
 更に、積層型フラットケーブル10及びその製造方法によれば、誘電体シート18aの両主面に信号線路20及び基準グランド導体22が形成される。このため、信号線路20及び基準グランド導体22の位置精度は、フォトリソグラフィ工程の加工精度によって決定される。フォトリソグラフィ工程の加工精度は一般的に非常に高いので、信号線路20及び基準グランド導体22の位置精度も非常に高くなる。その結果、信号線路20と基準グランド導体22との間に位置ずれが発生することが抑制される。
 また、積層型フラットケーブル10では、外部端子16a,16bと信号線路20とに位置ずれが生じることが抑制される。より詳細には、積層型フラットケーブル10では、信号線路20は、誘電体シート18aの裏面上に形成されている。外部端子16a,16bは、誘電体シート18aの表面上に形成されている。すなわち、信号線路20及び外部端子16a,16bは、同一の誘電体シート18aの両主面に形成されている。このため、外部端子16a,16b及び信号線路20の位置精度は、フォトリソグラフィ工程の加工精度によって決定される。フォトリソグラフィ工程の加工精度は一般的に非常に高いので、外部端子16a,16b及び信号線路20の位置精度も非常に高くなる。更に、誘電体シート18a、接着層19及び誘電体シート18bの積層時に誘電体シート18aと誘電体シート18bとの間で積層ずれが発生することによって、信号線路20と外部端子16a,16bとの間に位置ずれが発生することが抑制される。その結果、信号線路20と外部端子16a,16bとの間で断線が発生したり、信号線路20と外部端子16a,16bとの間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たりすることが抑制される。
 また、積層型フラットケーブル10によれば、補助グランド導体24に複数の開口30が設けられているので、積層型フラットケーブル10を容易に曲げることができる。
 また、積層型フラットケーブル10によれば、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)からずれることを抑制できる。積層型フラットケーブル10では、信号線路20に関して基準グランド導体22側に位置する誘電体素体12の表面が、バッテリーパック206に対して接触している。すなわち、信号線路20とバッテリーパック206との間には、開口30が設けられた補助グランド導体24ではなく、ベタ状の基準グランド導体22が設けられている。これにより、信号線路20とバッテリーパック206との間で電磁界結合が発生することが抑制される。その結果、積層型フラットケーブル10では、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からずれることが抑制される。
 また、積層型フラットケーブル10によれば、誘電体素体12の薄型化を図ることができる。より詳細には、補助グランド導体24には開口30が設けられている。信号線路20は、開口30と重なっている。これにより、信号線路20と補助グランド導体24との間には、容量が形成されにくくなる。したがって、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(例えば、50Ω)に維持した状態で、信号線路20と補助グランド導体24とを近づけることが可能となる。その結果、積層型フラットケーブル10の薄型化が図られる。積層型フラットケーブル10の薄型化が図られると、積層型フラットケーブル10を容易に曲げることが可能となる。
 また、積層型フラットケーブル10によれば、補助グランド導体24は、保護層15により覆われている。これにより、補助グランド導体24は、誘電体素体12の裏面において露出しない。そのため、誘電体素体12の裏面に他の物品が配置されたとしても、補助グランド導体24と他の物品とが直接に対向しないので、信号線路20の特性インピーダンスの変動が抑制される。
(第1の変形例)
 以下に、第1の変形例に係る積層型フラットケーブルの構成について図面を参照しながら説明する。図10は、第1の変形例に係る積層型フラットケーブル10aの誘電体素体12の分解図である。
 積層型フラットケーブル10aは、保護層14,15の代わりに、誘電体シート18c,18d及び接着層19a,19bが設けられている点において、積層型フラットケーブル10と相違する。
 より詳細には、誘電体シート18aのz軸方向の正方向側には、接着層19aが積層されている。更に、接着層19aのz軸方向の正方向側には、誘電体シート18cが積層されている。誘電体シート18c及び接着層19aには、保護層14に設けられていた開口Ha~Hhが設けられている。これにより、外部端子16a,16b及び端子部22b,22cが露出している。
 また、誘電体シート18bのz軸方向の負方向側には、接着層19bが積層されている。更に、接着層19bのz軸方向の負方向側には、誘電体シート18dが積層されている。
 以上のように構成された積層型フラットケーブル10aは、積層型フラットケーブル10と同じ効果を奏することができる。
 また、ポリイミドや液晶ポリマーからなる誘電体シート18c,18dは、レジスト材からなる保護層14,15に比べて強度が高い。そのため、積層型フラットケーブル10aによれば、誘電体素体12の強度が向上する。
(第2の変形例)
 以下に、第2の変形例に係る積層型フラットケーブルの構成について図面を参照しながら説明する。図11は、第1の変形例に係る積層型フラットケーブル10bの断面構造図である。
 積層型フラットケーブル10bは、スルーホールT1~T4の構造において積層型フラットケーブル10と相違する。より詳細には、積層型フラットケーブル10bでは、スルーホールT1~T4は、貫通孔の内部が導体によって充填されておらず、中空構造をなしている。スルーホールT1~T4は、めっきにより形成された金属膜によって貫通孔の内周面が覆われることによって構成されている。
 積層型フラットケーブル10bのスルーホールT1~T4は、積層型フラットケーブル10のスルーホールT1~T4よりも変形しやすい。よって、積層型フラットケーブル10bを積層型フラットケーブル10よりも容易に変形させることが可能となる。
(第3の変形例)
 以下に、第3の変形例に係る積層型フラットケーブルの構成について図面を参照しながら説明する。図12は、積層型フラットケーブル10cの信号線路20及び補助グランド導体24を積層方向から平面視した図である。
 積層型フラットケーブル10cは、信号線路20及び開口30の形状において積層型フラットケーブル10と相違する。
 より詳細には、開口30は、領域A3においてテーパー状をなしている。また、領域A1における信号線路20の線幅W11は、領域A2における信号線路20の線幅W12よりも大きい。そして、領域A3では、信号線路20は領域A2に近づくにつれて線幅が細くなるテーパー状をなしている。
 積層型フラットケーブル10dによれば、領域A3において信号線路20と基準グランド導体22との間隔は、領域A1から領域A2に近づくにしたがって徐々に小さくなる。よって、領域A3において信号線路20と基準グランド導体22との間に形成される容量は、領域A1から領域A2に近づくにしたがって徐々に大きくなる。その結果、領域A3における信号線路20の特性インピーダンスZ3が急激に変動することが抑制され、信号線路20において高周波信号の反射が発生することが抑制される。
 また、領域A2における信号線路20の線幅W12は、領域A1における信号線路20の線幅W11よりも小さい。よって、信号線路20とブリッジ部60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、領域A2における信号線路20の特性インピーダンスZ2が小さくなり過ぎることが抑制される。
(第4の変形例)
 以下に、第4の変形例に係る積層型フラットケーブルの構成について図面を参照しながら説明する。図13は、第4の変形例に係る積層型フラットケーブル10dの誘電体素体12の分解図である。
 積層型フラットケーブル10dは、接着層19が設けられていない点において、積層型フラットケーブル10と相違する。よって、誘電体シート18aと誘電体シート18bとは、誘電体シート18aの裏面と誘電体シート18bの表面とが接触するように積層されている。誘電体シート18a,18bの積層時に加熱処理が施されることによって、誘電体シート18aの裏面と誘電体シート18bの表面とが軟化・溶融することによって、誘電体シート18a,18bが接着される。
 なお、積層型フラットケーブル10dでは、スルーホールT1~T4の代わりに、ビアホール導体B1~B6が設けられている。より詳細には、ビアホール導体B1は、誘電体シート18aをz軸方向に貫通しており、外部端子16aと信号線路20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、誘電体シート18aをz軸方向に貫通しており、外部端子16bと信号線路20のx軸方向の正方向側の端部とを接続している。
 また、ビアホール導体B3は、誘電体シート18aの線路部18a-aをz軸方向に貫通しており、信号線路20よりもy軸方向の正方向側に設けられている。ビアホール導体B5は、誘電体シート18bの線路部18b-aをz軸方向に貫通しており、信号線路20よりもy軸方向の正方向側に設けられている。ビアホール導体B3,B5は、互いに接続されることにより一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。
 また、ビアホール導体B4は、誘電体シート18aの線路部18a-aをz軸方向に貫通しており、信号線路20よりもy軸方向の負方向側に設けられている。ビアホール導体B6は、誘電体シート18bの線路部18b-aをz軸方向に貫通しており、信号線路20よりもy軸方向の負方向側に設けられている。ビアホール導体B4,B6は、互いに接続されることにより一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。
 以上のように構成された積層型フラットケーブル10dは、積層型フラットケーブル10と同じ効果を奏することができる。
 また、積層型フラットケーブル10dでは、接着層19が不要であるので、誘電体素体12の薄型化が図られる。
 また、積層型フラットケーブル10dでは、ビアホール導体を形成できない接着層19を用いていないので、スルーホールT1~T4の代わりにビアホール導体B1~B6を用いることが可能となる。そのため、ビアホール導体B1~B6は、積層型フラットケーブル10dの表面に露出することがない。その結果、ビアホール導体B1~B6の腐食が抑制される。また、外部端子16a,16bのめっき時に、ビアホール導体B1~B6がめっき液によって溶け出すことが抑制される。
(その他の実施形態)
 本発明に係る積層型フラットケーブルは、積層型フラットケーブル10,10a~10dに限らず、その要旨の範囲内において変更可能である。
 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。
 また、基準グランド導体22は、ベタ状の導体である。しかしながら、基準グランド導体22には、開口が設けられていてもよい。ただし、基準グランド導体22に設けられている開口の面積は、補助グランド導体24に設けられている開口の面積よりも小さい。
 また、積層型フラットケーブル10,10a~10cにおいて、補助グランド導体24は、誘電体シート18bの表面に形成されていてもよい。
 本発明は、積層型フラットケーブル及びその製造方法に有用であり、特に、信号線路の特性インピーダンスにばらつきが発生することを抑制できる点において優れている。
B1~B6 ビアホール導体
T1~T4 スルーホール
10,10a~10d 積層型フラットケーブル
12 誘電体素体
14,15 保護層
16a,16b 外部端子
18a~18d 誘電体シート
19,19a,19b 接着層
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
60 ブリッジ部
100a,100b コネクタ

Claims (13)

  1.  第1の主面及び第2の主面を有する第1の基材層及び第3の主面及び第4の主面を有する第2の基材層が該第2の主面と該第3の主面とが対向するように積層されてなる積層体と、
     高周波信号が伝送される信号線路であって、前記第2の主面上に形成されている信号線路と、
     前記第1の主面上に形成され、かつ、前記信号線路と対向している基準グランド導体と、
     前記第3の主面上又は前記第4の主面上に形成され、かつ、前記信号線路と対向している補助グランド導体と、
     を備えており、
     前記補助グランド導体には、前記信号線路に沿って並んでいる複数の開口が設けられていること、
     を特徴とする積層型フラットケーブル。
  2.  積層方向から平面視したときに、前記信号線路の一端と重なっている外部端子であって、前記第1の主面上に形成されている外部端子と、
     前記信号線路と前記外部端子とを接続し、かつ、前記第1の基材層を積層方向に貫通している層間接続部を、
     更に備えていること、
     を特徴とする請求項1に記載の積層型フラットケーブル。
  3.  前記積層体は、前記第1の基材層と前記第2の基材層とを接着する接着層を更に有していること、
     を特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の積層型フラットケーブル。
  4.  前記補助グランド導体は、前記第4の主面上に形成されており、
     前記第1の基材層と前記第2の基材層とは、前記第2の主面と前記第3の主面とが接触するように積層されていること、
     を特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の積層型フラットケーブル。
  5.  前記第1の基材層の厚さは、前記第2の基材層の厚さよりも大きいこと、
     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積層型フラットケーブル。
  6.  前記基準グランド導体は、ベタ状の導体であること、
     を特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の積層型フラットケーブル。
  7.  第1の基材層の第1の主面上に基準グランド導体を形成する第1の工程と、
     前記第1の基材層の第2の主面上に、該第2の主面の法線方向から平面視したときに、前記基準グランド導体と重なる信号線路を形成する第2の工程と、
     第2の基材層の第3の主面上又は第4の主面上に、複数の開口が設けられた補助グランド導体を形成する第3の工程と、
     前記複数の開口が前記信号線路に沿って並び、かつ、前記第2の主面と前記第3の主面とが対向するように、前記第1の基材層と前記第2の基材層とを積層する第4の工程と、
     を備えていること、
     を特徴とする積層型フラットケーブルの製造方法。
  8.  前記第1の工程では、前記第1の主面の法線方向から平面視したときに、前記信号線路の一端と重なっている外部端子を該第1の主面上に形成すること、
     を特徴とする請求項7に記載の積層型フラットケーブルの製造方法。
  9.  前記第4の工程では、前記第1の基材層と前記第2の基材層とを接着層によって接着し、
     前記積層型フラットケーブルの製造方法は、
     前記信号線路と前記外部端子とを接続し、かつ、前記第1の基材層、前記第2の基材層及び前記接着層を積層方向に貫通するスルーホールを形成する第5の工程を、
     更に備えていること、
     を特徴とする請求項8に記載の積層型フラットケーブルの製造方法。
  10.  前記第3の工程では、前記第4の主面上に前記補助グランド導体を形成し、
     前記第4の工程では、前記第2の主面と前記第3の主面とが接触するように前記第1の基材層と前記第2の基材層とを積層し、
     前記積層型フラットケーブルの製造方法は、
     前記第4の工程の後に、前記信号線路と前記外部端子とを接続し、かつ、前記第1の基材層を積層方向に貫通するスルーホールを形成する第5の工程を、
     更に備えていること、
     を特徴とする請求項8に記載の積層型フラットケーブルの製造方法。
  11.  前記外部端子上にコネクタを実装する第6の工程を、
     更に備えていること、
     を特徴とする請求項8ないし請求項10のいずれかに記載の積層型フラットケーブルの製造方法。
  12.  前記第1の基材層の厚さは、前記第2の基材層の厚さよりも大きいこと、
     を特徴とする請求項7ないし請求項11のいずれかに記載の積層型フラットケーブルの製造方法。
  13.  前記基準グランド導体は、ベタ状の導体であること、
     を特徴とする請求項7ないし請求項12のいずれかに記載の積層型フラットケーブルの製造方法。
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