WO2015108094A1 - 信号線路 - Google Patents

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WO2015108094A1
WO2015108094A1 PCT/JP2015/050870 JP2015050870W WO2015108094A1 WO 2015108094 A1 WO2015108094 A1 WO 2015108094A1 JP 2015050870 W JP2015050870 W JP 2015050870W WO 2015108094 A1 WO2015108094 A1 WO 2015108094A1
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ground conductor
signal line
ground
bent
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池本伸郎
白木浩司
藤井洋隆
Original Assignee
株式会社村田製作所
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Publication date
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    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P3/00Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
    • H01P3/02Waveguides; Transmission lines of the waveguide type with two longitudinal conductors
    • H01P3/08Microstrips; Strip lines
    • H01P3/085Triplate lines
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0213Electrical arrangements not otherwise provided for
    • H05K1/0216Reduction of cross-talk, noise or electromagnetic interference
    • H05K1/0218Reduction of cross-talk, noise or electromagnetic interference by printed shielding conductors, ground planes or power plane
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K1/00Printed circuits
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    • H05K1/0277Bendability or stretchability details
    • H05K1/028Bending or folding regions of flexible printed circuits
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    • H05K1/14Structural association of two or more printed circuits
    • H05K1/147Structural association of two or more printed circuits at least one of the printed circuits being bent or folded, e.g. by using a flexible printed circuit

Definitions

  • the present invention relates to a signal line for transmitting a high-frequency signal, and particularly to a signal line that can be bent and used.
  • ⁇ Signal lines that transmit high-frequency signals are required to have small dimensions in the thickness direction in order to pass narrow gaps inside the equipment.
  • a signal line conductor, a first ground conductor, and a second ground conductor are provided on a base material layer made of thermoplastic resin, and the first ground conductor and the second ground conductor are formed on both main surfaces of the signal line conductor.
  • the signal line is sometimes used by being bent so as to follow the shape of the space inside the casing in an electronic device such as a portable device.
  • the triplate type signal line is difficult to bend because a plurality of ground conductors overlap. If a strong force is applied at the time of bending, the ground conductor may be damaged.
  • an object of the present invention is to provide a signal line that is easy to be bent even if it is a triplate type signal line and that the ground conductor is hardly damaged even if it is bent.
  • the signal line of the present invention includes a laminate formed by laminating a flexible base material layer, a first ground conductor provided in the laminate, and the laminate facing the first ground conductor.
  • a triplate type signal line comprising a second ground conductor provided and a signal line conductor provided between the first ground conductor and the second ground conductor.
  • the second ground conductors are connected via the first connecting conductors at the non-overlapping positions that do not overlap the signal line conductor in plan view, with the second ground conductors provided across the non-overlapping positions. ing.
  • the first connecting conductor does not overlap the signal line conductor in plan view and has a bent or curved portion. The signal line is bent at the position where the first connecting conductor is provided.
  • the signal line of the present invention is easy to bend at the non-overlapping position because the number of ground conductors overlaps at the non-overlapping position. Further, since the second ground conductors are connected by the first connection conductor, the second ground conductor has the same potential as the entire second ground conductor, and high shielding properties can be ensured. Further, since the first connecting conductor has a bent or curved portion, it can be easily expanded and contracted. Therefore, when the signal line is bent, the connecting conductor itself expands and contracts, so that it is difficult to break.
  • the first ground conductor may have a configuration in which a bent or curved second connection conductor is provided at a position corresponding to the first connection conductor of the second ground conductor.
  • the first ground conductor is also less likely to break because the second connecting conductor itself expands and contracts when bent.
  • the signal line conductor may have an aspect in which the line width of the portion corresponding to the non-overlapping position of the second ground conductor is thick in plan view.
  • the width of the signal line conductor is larger than the width of the line conductors in the other signal line conductors, the capacitance reduced by the absence of the second ground conductor is reduced between the signal line conductor and the first line conductor. It can be compensated by the capacitance between the ground conductor and the impedance deviation can be prevented.
  • the present invention it is possible to realize a signal line that is easy to be bent even if it is a triplate type signal line and that the ground conductor is hardly damaged even if it is bent.
  • FIG. 1A is a perspective view of the flat cable 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the flat cable 1.
  • the flat cable 1 includes a laminated body 102 and a resist portion 109.
  • the laminated body 102 is formed by laminating a base material layer 11, a base material layer 12, a base material layer 13, a base material layer 14, and a base material layer 15 in this order from the upper surface side.
  • the base material layer 11, the base material layer 12, the base material layer 13, the base material layer 14, and the base material layer 15 are made of the same kind of thermoplastic resin.
  • the thermoplastic resin is, for example, a liquid crystal polymer resin.
  • thermoplastic resin other than the liquid crystal polymer resin examples include PEEK (polyether ether ketone), PEI (polyether imide), PPS (poniphenylene sulfide), PI (polyimide), etc., and the liquid crystal polymer resin. These may be used instead of.
  • the laminated body 102 is provided with a terminal portion 103 and a terminal portion 104 at both ends in the longitudinal direction (Y direction in the figure).
  • the laminated body 102 is provided with a line portion 105 between the terminal portion 103 and the terminal portion 104.
  • the terminal portion 103 and the terminal portion 104 have a square shape in plan view from the thickness direction (Z direction in the figure), and are thin flat plates.
  • a square land electrode 21A and a land electrode 21B are formed on the upper surfaces of the terminal portion 103 and the terminal portion 104, respectively.
  • the line portion 105 is shorter in the width direction (X direction in the drawing) than the terminal portion 103 and the terminal portion 104.
  • the line portion 105 has the same thickness as the terminal portion 103 and the terminal portion 104.
  • the resist portion 109 is made of an insulating resist material and covers one main surface in the thickness direction of the line portion 105 with the terminal portion 103 and the terminal portion 104 exposed.
  • the resist part 109 is good also as an aspect which covers both the main surfaces of the track part 105.
  • a ground conductor 10 is provided on one main surface of the base material layer 11.
  • the ground conductor 10 corresponds to the first ground conductor of the present invention.
  • the ground conductor 10 is provided on almost the entire surface of the line portion 105.
  • the ground conductor 10 is formed in an annular shape so as to surround the land electrode 21 ⁇ / b> A and the land electrode 21 ⁇ / b> B in the terminal portion 103 and the terminal portion 104.
  • a signal line conductor 23 is provided on one main surface of the base material layer 13.
  • the signal line conductor 23 is provided in a straight line so as to connect the land electrode 21 ⁇ / b> A and the land electrode 21 ⁇ / b> B in a plan view of the multilayer body 102.
  • the signal line conductor 23 is shorter in the X direction than the ground conductor 10.
  • the signal line conductor 23 is electrically connected to the land electrode 21A and the land electrode 21B via a via conductor 22A and a via conductor 22B provided inside the base material layer 11 and the base material layer 12, respectively.
  • a ground conductor 25 ⁇ / b> A and a ground conductor 25 ⁇ / b> B are provided on one main surface of the base material layer 15.
  • the ground conductor 25A and the ground conductor 25B correspond to the second ground conductor of the present invention.
  • the ground conductor 25 ⁇ / b> A is provided from the terminal portion 103 side to the middle of the line portion 105 on the main surface of the base material layer 15.
  • the ground conductor 25 ⁇ / b> B is provided from the terminal portion 104 side to the middle of the line portion 105 on the main surface of the base material layer 15.
  • the ground conductor 25 ⁇ / b> A and the ground conductor 25 ⁇ / b> B have the same line width (length in the X direction) as the ground conductor 10 and are provided so as to face the ground conductor 10.
  • ground conductor 25A and the ground conductor 25B are electrically connected to the ground conductor 10 and the via conductor, respectively. That is, six via conductors 31 are provided in two rows on the lower surface side of the ground conductor 10 so as to sandwich the signal line conductor 23 in the width direction in the base layer 11 in a plan view. .
  • a via conductor 32 is provided inside the base material layer 12 at a position overlapping the via conductor 31 in plan view.
  • a via conductor 33 is provided inside the base material layer 13 at a position overlapping the via conductor 31 in plan view.
  • a via conductor 34 is provided inside the base material layer 14 at a position overlapping the via conductor 31 in plan view.
  • the number and position of via conductors are not limited to this example.
  • the ground conductor 10, the ground conductor 25A and the ground conductor 25B, and the signal line conductor 23 provided between the ground conductors are disposed on the line portion 105 of the laminated body 102 so as to face each other.
  • the distance between the signal line conductor 23 and the ground conductor 10 is substantially equal to the distance between the signal line conductor 23 and the ground conductor 25A (ground conductor 25B).
  • the line part 105 comprises a triplate type signal line.
  • Such a triplate type signal line has a high shielding property because the signal line conductor 23 is sandwiched between the ground conductor 10 and the ground conductor 25A (and the ground conductor 25B).
  • the line portion 105 has a portion (a non-overlapping position of the present invention) where the ground conductor 25A and the ground conductor 25B are not provided at a position overlapping the signal line conductor 23 in plan view.
  • a portion where the ground conductor 25A and the ground conductor 25B are provided is referred to as a conductor forming portion 106A, and a portion where the ground conductor 25A and the ground conductor 25B are not provided is referred to as a flexible portion 106B.
  • FIG. 3A, 3B, and 3C are plan views of the periphery of the flexible portion 106B in the base material layer 15.
  • FIG. 3A in the flexible portion 106B, the ground conductor 25A and the ground conductor 25B are not provided. That is, the ground conductor 25A and the ground conductor 25B are provided across the position of the flexible portion 106B.
  • the ground conductor 25A and the ground conductor 25B are connected via a connecting conductor 25C.
  • the ground conductor 25A and the ground conductor 25B have the same potential because they are connected by the connecting conductor 25C. Therefore, the ground potential is stabilized and high shielding properties can be ensured.
  • the connecting conductor 25C corresponds to the first connecting conductor of the present invention, and is provided at a position not overlapping the signal line conductor 23 in plan view.
  • the connecting conductor 25C is a conductor patterned in a mesh shape.
  • the connecting conductor 25C is arranged such that a plurality of linear conductors extend between the ground conductor 25A and the ground conductor 25B while being bent at approximately 90 degrees at predetermined positions.
  • the portion bent at about 90 degrees in the connecting conductor 25C is referred to as a bent portion 251.
  • the connecting conductor 25C is configured to easily expand and contract in the Y direction by changing the bending angle at the bent portion 251 from about 90 degrees.
  • FIG. 3B shows a state in which the bending angle becomes an obtuse angle and extends in the Y direction.
  • FIG. 3C shows a state where the angle of bending is an acute angle and contracted in the Y direction.
  • each base material layer constituting the flat cable 1 has flexibility, the flat cable 1 can be bent and used as a whole.
  • the flexible portion 106B is easier to bend than the conductor forming portion 106A because the number of overlapping ground conductors is reduced.
  • the connecting conductor 25C expands and contracts in the Y direction, and is not easily damaged. Therefore, if the flat cable 1 is bent at the position of the flexible portion 106B and used, the flat cable 1 can be arranged along the space shape inside the housing in an electronic device such as a portable device.
  • connection conductor 25C changes due to the expansion and contraction of the connection conductor 25C when bent, and the signal line conductor 23 and the connection conductor 25C.
  • the impedance varies.
  • the connecting conductor 25C and the signal line conductor 23 are arranged so as not to overlap in a plan view, variation in impedance due to expansion and contraction of the connecting conductor 25C is suppressed. Can do.
  • FIG. 4A is a side sectional view of the electronic device 111 including the flat cable 1.
  • FIG. 4B is a cross-sectional plan view of the electronic device 111.
  • the electronic device 111 includes the flat cable 1, a housing 112, a circuit board 113, a circuit board 114, and a battery module 115.
  • the electronic device 111 is, for example, a mobile phone or a tablet terminal.
  • the flat cable 1, the circuit board 113, the circuit board 114, and the battery module 115 are disposed inside the housing 112.
  • the circuit board 113 and the circuit board 114 are arranged in the housing 112 so that their main surfaces are in different positions in the Z direction.
  • the battery module 115 is disposed in parallel with the circuit board 114.
  • the terminal portion 103 of the flat cable 1 is connected to the circuit board 113 by a joining member such as solder.
  • the terminal portion 104 of the flat cable 1 is connected to the circuit board 114 by a joining member such as solder. Thereby, the circuit board 113 and the circuit board 114 are electrically connected by the flat cable 1.
  • the flexible portion 106B is arranged near the center of the flat cable 1 in the longitudinal direction.
  • the flexible portion 106B is easy to bend and is not easily damaged even when it is bent. Therefore, even if the main surface of the circuit board 113 and the main surface of the circuit board 114 are arranged at different levels, the flat cable 1 can be bent and disposed at the different level. Further, since the flat cable 1 is thinner than the coaxial cable, the gap between the circuit board 113 and the housing 112 and the gap between the circuit board 114 and the battery module 115 are arranged in the coaxial cable. Even if it is so narrow that it cannot be done, it is easy to arrange.
  • FIG. 5A is an enlarged cross-sectional view of the flat cable 1.
  • the conductor forming portion 106A has a flat shape, and the flexible portion 106B is bent and used.
  • the flexible portion 106B is bent with the main surface on the side where the ground conductor 10 is provided as a valley fold.
  • the battery module 115 is disposed on the main surface side that is bent by the valley fold.
  • the flexible portion 106B has a structure in which only the ground conductor 10 faces the signal line conductor 23 and the ground conductor 25A and the ground conductor 25B do not face each other. Therefore, the number of conductors facing the flexible part 106B is smaller than that of the other conductor forming part 106A, and bending is easy.
  • the side where the mountain-folding is performed that is, the side where the connecting conductor 25C is provided extends in the longitudinal direction (Y direction).
  • the connecting conductor 25C is shown in FIG. As shown, the bending angle of the bent portion 251 becomes an obtuse angle and extends in the Y direction, so that the connecting conductor 25C is hardly damaged.
  • the battery module 115 faces the ground conductor 10. Therefore, the ground conductor 10 can suppress mutual interference with a metal body such as the battery module 115.
  • the flexible portion 106B is bent with the main surface on the side where the ground conductor 10 is provided as a mountain fold.
  • a circuit board 113 is disposed on the main surface side that is folded in a valley.
  • the connecting conductor 25C contracts in the longitudinal direction (Y direction), but the connecting conductor 25C is as shown in FIG. Since the bending angle of the bent portion 251 is an acute angle and contracts in the Y direction, the connecting conductor 25C is difficult to break.
  • the electromagnetic wave radiated from the electronic component of the circuit board 113 may affect the transmission characteristics of the signal line conductor 23 as noise. The nature is small. However, when electronic components on the circuit board 113 are present in the vicinity, noise radiated from the electronic components on the circuit board 113 may be shielded by valley-folding the ground conductor 10 side.
  • connecting conductor 25C when the connecting conductor 25C is disposed on the side that is valley-folded, that is, on the contracting side, patterning is performed so that the bending angle of the bent portion 251 is an obtuse angle in a state where the connecting conductor 25C is not expanded or contracted. It is also possible to make it easier to contract.
  • the connecting conductor 25C when the connecting conductor 25C is arranged on the side where the mountain is folded, that is, on the extending side, the patterning is performed so that the bending angle of the bent portion 251 becomes an acute angle in advance when the connecting conductor 25C is not expanded or contracted. It is possible to make it easier to stretch.
  • the flat cable 1 is manufactured by forming a circuit pattern on each base material layer shown in the exploded perspective view of FIG. 2 and then heating and pressurizing each base material layer. Prepared by cutting out the required area from the resin sheet in a state in which a metal (for example, copper foil) is previously attached to the entire main surface of one of the base material layer 11, the base material layer 13, and the base material layer 15. Is done.
  • the base material layer 12 and the base material layer 14 are prepared by cutting out a required area from a resin sheet having no copper foil.
  • a circuit pattern is formed by patterning a copper foil.
  • a patterning method for example, photolithography or screen printing is used.
  • the connecting conductor 25C in the base material layer 15 is also formed by the patterning. At this time, via holes are opened in the respective base material layers, and via conductors (via conductor 31, via conductor 32, via conductor 33, and via conductor 34) are formed by filling the via holes with conductive paste. .
  • the base material layer 11, the base material layer 12, the base material layer 13, the base material layer 14 and the base material layer 15 are laminated and heated and heated by a hot press machine.
  • the laminated body 102 is manufactured by being pressurized.
  • the thermoplastic resin flows, gaps between the base material layers (gap caused by the thickness of the copper foil) are filled with the thermoplastic resin, and the base material layers are welded to each other.
  • each base material layer is firmly bonded by hot pressing, and the conductive paste buried in the via hole described above is metalized, so that the via conductor has a strong interface. Be joined.
  • FIG. 6 is a view showing a modified example of the connecting conductor.
  • the mode in which the two connecting conductors 25C are provided is shown.
  • three or more connecting conductors 25C may be provided as long as they do not overlap with the signal line conductor 23 in plan view.
  • the connecting conductor 25C is not limited to the mesh patterning.
  • the ground conductor 25A is bent while a single linear conductor is bent at a predetermined position at about 90 degrees. It is good also as an aspect arrange
  • the conductor is arranged so as to extend between the ground conductor 25A and the ground conductor 25B while the conductor is curved (the curved portion is referred to as a curved portion 252). Also good.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of the flat cable 151 according to the second embodiment.
  • the same configurations as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the flat cable 151 is different from the first embodiment in the shape of the conductor forming portion 106A out of the ground conductor 25A and the ground conductor 25B.
  • a plurality of rectangular openings 175C are formed in the ground conductor 25A and the ground conductor 25B so as to be arranged in the Y direction. That is, the ground conductor 25A and the ground conductor 25B are each formed in a ladder shape in plan view in the conductor forming portion 106A.
  • the opening area of these openings 175C is preferably equal to the area of the region surrounded by the two connecting conductors 25C in the flexible portion 106B.
  • the signal line conductor 23 is not opposed to the ground conductor 25A and the ground conductor 25B at the location where the opening 175C is provided. Decrease. Therefore, by reducing the thickness of the base material layer 14 or omitting the base material layer 14, the distance between the signal line conductor 23, the ground conductor 25A and the ground conductor 25B is shortened, and the reduced capacity is obtained. Make up. Thereby, it is possible to make the flat cable thinner than in the case where the opening 175C does not exist.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view of the flat cable 152 according to the third embodiment.
  • the same configurations as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the flat cable 152 includes, instead of the ground conductor 10, a ground conductor 10A and a ground conductor 10B provided in the conductor forming portion 106A, and a ground conductor 10C provided in the flexible portion 106B. .
  • the ground conductor 10C functions as a second connecting conductor that connects the ground conductor 10A and the ground conductor 10B.
  • the ground conductor 10C is arranged such that a plurality of linear conductors extend between the ground conductor 10A and the ground conductor 10B while being bent at about 90 degrees at predetermined positions.
  • the ground conductor 10C is provided at both a position where the connection conductor 25C is provided in a plan view and a position opposite to the position where the signal line conductor 23 is provided, and the conductor 10C is provided on the entire surface of the flexible portion 106B. Compared with the case of forming, the area does not change greatly.
  • the ground conductor 10C since the ground conductor 10C easily expands and contracts in the Y direction, the ground conductor 10C is damaged when bent by the flexible portion 106B while ensuring shielding properties. It has become difficult.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view of the flat cable 153 according to the fourth embodiment.
  • the same configurations as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the flat cable 153 is different from that of the first embodiment in that the line width of the signal line conductor 23 is large in the flexible portion 106B.
  • the signal line conductor 23 is not opposed to the ground conductor 25A and the ground conductor 25B, a capacitance is mainly generated between the signal line conductor 23 and the ground conductor 10. Therefore, if this capacitance is significantly different from the capacitance in the conductor forming portion 106A, the impedance will be greatly shifted. Therefore, in the flat cable 153 according to the fourth embodiment, among the signal line conductors 23, the widened portion 23C having a relatively large line width is provided in the flexible portion 106B.
  • the capacitance reduced by the absence of the ground conductor 25A and the ground conductor 25B in the flexible portion 106B can be compensated by the capacitance between the signal line conductor 23 and the ground conductor 10, and the impedance can be reduced. Deviation can be prevented.
  • the second to fourth embodiments can be appropriately combined.
  • a flat cable 154 combining the third embodiment and the fourth embodiment may be used.
  • the flat cable 154 includes a ground conductor 10A and a ground conductor 10B provided in the conductor forming portion 106A, and a ground conductor 10C provided in the flexible portion 106B.
  • the widened portion 23C having a relatively large line width is provided.

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Abstract

 グランド導体(25A)およびグランド導体(25B)は、可撓部(106B)において、平面視して信号ライン用導体(23)と重なる位置には設けられていない。当該可撓部(106B)を挟んで設けられたグランド導体(25A)およびグランド導体(25B)は、連結導体(25C)を介して連結されている。連結導体(25C)は、屈曲部(251)を有する。可撓部(106B)は、グランド導体の重なる数が少なくなっているため、折り曲げが容易になる。グランド導体(25A)およびグランド導体(25B)は、連結導体(25C)により連結されているため同じ電位となる。さらに、可撓部(106B)で信号線路が折り曲げられたときには、屈曲部(251)の屈曲角度が変化して、連結導体(25C)が伸縮し、破損し難くなる。

Description

信号線路
 本発明は、高周波信号を伝送する信号線路に関し、特に折り曲げて用いることが可能な信号線路に関する。
 高周波信号を伝送する信号線路は、機器内部の狭い隙間を通すために、厚み方向の寸法が小さいことが求められる。
 そこで、可撓性を有する基材層を積層してなるトリプレート型の信号線路が提案されている(例えば特許文献1を参照)。
 トリプレート型の信号線路は、熱可塑性樹脂からなる基材層に信号ライン用導体、第1グランド導体および第2グランド導体を設け、信号ライン用導体の両主面に第1グランド導体および第2グランド導体を対向させたストリップラインである。
特開2011-71403号公報
 信号線路は、携帯機器等の電子機器において、筐体内部の空間形状に沿うように、折り曲げて用いられることがある。しかし、トリプレート型の信号線路は、複数のグランド導体が重なっているため、折り曲げ難くなっている。仮に折り曲げ時に強い力が加わると、グランド導体が破損する可能性がある。
 そこで、本発明の目的は、トリプレート型の信号線路であっても折り曲げが容易であり、かつ折り曲げてもグランド導体が破損し難い信号線路を提供することにある。
 本発明の信号線路は、可撓性を有する基材層を積層してなる積層体と、前記積層体に設けられた第1グランド導体と、前記積層体に前記第1グランド導体と対向して設けられた第2グランド導体と、前記第1グランド導体と前記第2グランド導体との間に設けられた信号ライン用導体と、を備えたトリプレート型の信号線路である。
 そして、第2グランド導体は、平面視して前記信号ライン用導体と重ならない非重なり位置において、非重なり位置を挟んで設けられた第2グランド導体同士が第1の連結導体を介して連結されている。また、第1の連結導体は、平面視して前記信号ライン用導体とは重ならないとともに、屈曲または湾曲した箇所を有する。信号線路は、第1の連結導体が設けられた位置で折り曲げられる。
 すなわち、本発明の信号線路は、非重なり位置ではグランド導体の重なる数が少なくなっているため、当該非重なり位置において折り曲げが容易になる。また、第2グランド導体同士は、第1の連結導体により連結されているため第2グランド導体全体として同じ電位となり、高いシールド性を確保することができる。さらに、第1の連結導体には、屈曲または湾曲した箇所が存在するため、伸縮が容易になっている。したがって、信号線路が折り曲げられたときには、連結導体自体が伸縮するため、破損し難くなる。
 なお、第1グランド導体は、上記第2グランド導体の前記第1の連結導体に対応する位置に、屈曲または湾曲した第2の連結導体が設けられた構成とすることも可能である。この場合、第1グランド導体についても、折り曲げられたときに第2の連結導体自体が伸縮するため、破損し難くなる。
 また、信号ライン用導体は、平面視して前記第2グランド導体の前記非重なり位置に対応する部分の線幅が太くなっている態様とすることも可能である。この場合、信号ライン用導体の幅が、他の信号ライン用導体におけるライン導体の幅よりも太くなっているため、第2グランド導体がないことにより小さくなった容量を信号ライン用導体と第1グランド導体との間の容量で補うことができ、インピーダンスのずれを防止することができる。
 本発明によれば、トリプレート型の信号線路であっても、折り曲げが容易であり、かつ折り曲げてもグランド導体が破損し難い信号線路を実現することができる。
第1の実施形態に係るフラットケーブルの斜視図および一部断面図である。 フラットケーブルの分解斜視図である。 折り曲げ部の平面図である。 電子機器の側面断面図および平面断面図である。 折り曲げ部の断面図である。 屈曲部または湾曲部の変形例を示す図である。 第2の実施形態に係るフラットケーブルの分解斜視図である。 第3の実施形態に係るフラットケーブルの分解斜視図である。 第4の実施形態に係るフラットケーブルの分解斜視図である。 第3の実施形態と第4の実施形態とを組み合わせた場合のフラットケーブルの分解斜視図である。
 図1(A)は、本発明の第1の実施形態に係るフラットケーブル1の斜視図である。図1(B)は、図1(A)中のA-A線で示した位置の断面図である。図2は、フラットケーブル1の分解斜視図である。
 フラットケーブル1は、積層体102と、レジスト部109と、を備えている。積層体102は、上面側から順に、基材層11、基材層12、基材層13、基材層14および基材層15が積層されてなる。基材層11、基材層12、基材層13、基材層14および基材層15は、同種の熱可塑性樹脂からなる。熱可塑性樹脂は、例えば液晶ポリマ樹脂である。なお、液晶ポリマ樹脂以外の熱可塑性樹脂の種類としては、例えばPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)、PEI(ポリエーテルイミド)、PPS(ポニフェニレンスルファイド)、PI(ポリイミド)等があり、液晶ポリマ樹脂に代えてこれらを用いてもよい。
 積層体102は、長手方向(図中のY方向)の両端において端子部103および端子部104が設けられている。積層体102は、端子部103および端子部104との間において、線路部105が設けられている。
 端子部103および端子部104は、厚み方向(図中のZ方向)から平面視した形状が正方形状であり、薄い平板状になっている。端子部103および端子部104の上面には、それぞれ正方形状のランド電極21Aおよびランド電極21Bが形成されている。線路部105は、端子部103および端子部104よりも幅方向(図中のX方向)の長さが短くなっている。線路部105は、端子部103および端子部104と同じ厚みからなる。
 レジスト部109は、絶縁性を有するレジスト材からなり、端子部103および端子部104を露出させた状態で、線路部105の厚み方向の一方の主面を覆っている。なお、レジスト部109は、線路部105の両方の主面を覆う態様としてもよい。
 基材層11の一方の主面には、グランド導体10が設けられている。グランド導体10は、本発明の第1グランド導体に相当する。グランド導体10は、線路部105のほぼ全面に設けられている。また、グランド導体10は、端子部103および端子部104において、ランド電極21Aおよびランド電極21Bを囲むように環状に形成されている。
 基材層13の一方の主面には、信号ライン用導体23が設けられている。信号ライン用導体23は、積層体102を平面視してランド電極21Aおよびランド電極21Bと重なる位置を結ぶように、直線状に設けられている。信号ライン用導体23は、グランド導体10よりもX方向の長さが短くなっている。信号ライン用導体23は、基材層11および基材層12の内部に設けられたビア導体22Aおよびビア導体22Bを介してランド電極21Aおよびランド電極21Bに電気的に接続されている。
 基材層15の一方の主面には、グランド導体25Aおよびグランド導体25Bが設けられている。グランド導体25Aおよびグランド導体25Bは、本発明の第2グランド導体に相当する。グランド導体25Aは、基材層15の主面のうち、端子部103側から線路部105の途中まで設けられている。グランド導体25Bは、基材層15の主面のうち、端子部104側から線路部105の途中まで設けられている。グランド導体25Aおよびグランド導体25Bは、グランド導体10と同じ線幅(X方向の長さ)を有し、グランド導体10と対向するように設けられている。
 また、グランド導体25Aおよびグランド導体25Bは、それぞれグランド導体10とビア導体によって電気的に接続される。すなわち、基材層11の内部には、平面視して信号ライン用導体23を幅方向に挟むように、グランド導体10の下面側に2列にわたって6つずつ、ビア導体31が設けられている。同様に、基材層12の内部には、平面視してビア導体31と重なる位置にビア導体32が設けられている。基材層13の内部には、平面視してビア導体31と重なる位置にビア導体33が設けられている。基材層14の内部には、平面視してビア導体31と重なる位置にビア導体34が設けられている。なお、ビア導体の数および位置はこの例に限るものではない。
 積層体102のうち線路部105には、グランド導体10と、グランド導体25Aおよびグランド導体25Bと、これらグランド導体の間に設けられた信号ライン用導体23と、が対向して配置される。信号ライン用導体23およびグランド導体10の距離と、信号ライン用導体23およびグランド導体25A(グランド導体25B)の距離は、ほぼ等しい。これにより、線路部105は、トリプレート型の信号線路を構成する。このようなトリプレート型の信号線路は、グランド導体10とグランド導体25A(およびグランド導体25B)とによって信号ライン用導体23が挟まれているため、高いシールド性を有する。
 そして、線路部105は、一部においてグランド導体25Aおよびグランド導体25Bが平面視して信号ライン用導体23と重なる位置には設けられていない箇所(本発明の非重なり位置)を有する。以下、線路部105において、グランド導体25Aおよびグランド導体25Bが設けられた箇所を導体形成部106Aと称し、グランド導体25Aおよびグランド導体25Bが設けられていない箇所を可撓部106Bと称する。
 図3(A)、図3(B)および図3(C)は、基材層15のうち、可撓部106Bの周囲の平面図である。図3(A)に示すように、可撓部106Bでは、グランド導体25Aおよびグランド導体25Bが設けられていない。すなわち、グランド導体25Aおよびグランド導体25Bは、当該可撓部106Bの位置を挟んで設けられていることになる。
 そして、グランド導体25Aおよびグランド導体25Bは、連結導体25Cを介して連結されている。グランド導体25Aおよびグランド導体25Bは、連結導体25Cにより連結されていることで、同じ電位となる。したがって、グランド電位が安定し、高いシールド性を確保することができる。
 連結導体25Cは、本発明の第1の連結導体に相当し、平面視して信号ライン用導体23と重ならない位置に設けられている。連結導体25Cは、網目状にパターニングされた導体である。連結導体25Cは、複数の直線状の導体が、それぞれ所定の位置で約90度に屈曲しながらグランド導体25Aとグランド導体25Bとの間にわたって延びるように配置されている。以下、連結導体25Cのうち、この約90度に屈曲した箇所を屈曲部251と称する。
 連結導体25Cは、屈曲部251における屈曲の角度が約90度から変化することで、Y方向に伸縮し易いようになっている。例えば、図3(B)は、屈曲の角度が鈍角となってY方向に伸張した状態を示している。図3(C)は、屈曲の角度が鋭角となってY方向に収縮した状態を示している。
 フラットケーブル1を構成する各基材層は、それぞれ可撓性を有しているため、フラットケーブル1全体として折り曲げて用いることができる。特に、可撓部106Bは、グランド導体の重なる数が少なくなっているため、導体形成部106Aよりも折り曲げが容易である。そして、可撓部106Bが折り曲げられたとき、連結導体25CがY方向に伸縮するため、破損し難くなっている。したがって、フラットケーブル1は、この可撓部106Bの位置で折り曲げて使用すれば、携帯機器等の電子機器において、筐体内部の空間形状に沿うように配置することができる。
 なお、仮に、信号ライン用導体23と連結導体25Cが平面視して重なっていると、折り曲げ時に、連結導体25Cの伸縮により連結導体25Cの幅が変化して信号ライン用導体23と連結導体25Cの対向面積が変動してしまう。その結果、インピーダンスにバラツキが生じる。これに対して、本実施形態の構成では、連結導体25Cと信号ライン用導体23が平面視で重ならないように配置しているため、連結導体25Cの伸縮に起因するインピーダンスのバラツキを抑制することができる。
 図4(A)は、フラットケーブル1を備えた電子機器111の側面断面図である。図4(B)は、電子機器111の平面断面図である。電子機器111は、フラットケーブル1と、筐体112と、回路基板113と、回路基板114と、バッテリモジュール115と、を備えている。電子機器111は、例えば携帯電話やタブレット型端末である。フラットケーブル1、回路基板113、回路基板114、およびバッテリモジュール115は、筐体112の内部に配置されている。回路基板113および回路基板114は、筐体112の内部で、それぞれの主面がZ方向で異なる位置になるように配置されている。また、バッテリモジュール115は、回路基板114と平行に配置されている。
 フラットケーブル1の端子部103は、はんだ等の接合部材により回路基板113に接続されている。また、フラットケーブル1の端子部104は、はんだ等の接合部材により回路基板114に接続されている。これにより、回路基板113と回路基板114とは、フラットケーブル1によって電気的に接続される。
 この例では、フラットケーブル1の長手方向の中央付近に可撓部106Bが配置されている。可撓部106Bは、折り曲げが容易であり、折り曲げた場合にも破損し難くなっている。したがって、回路基板113の主面と回路基板114の主面とが段違いに配置されていても、フラットケーブル1を折り曲げて当該段違いの部分に配設することができる。また、フラットケーブル1は、同軸ケーブルに比べると厚みが薄いため、回路基板113と筐体112との間の隙間や、回路基板114とバッテリモジュール115との間の隙間が、同軸ケーブルを配設することができないほど狭くても配設することが容易である。
 図5(A)は、フラットケーブル1の拡大断面図である。フラットケーブル1は、導体形成部106Aが平坦な形状になっており、可撓部106Bが折り曲げて用いられる。可撓部106Bは、グランド導体10が設けられている側の主面を谷折りにして折り曲げられている。当該谷折りにして折り曲げられる主面側には、バッテリモジュール115が配置されている。
 可撓部106Bでは、信号ライン用導体23にグランド導体10のみが対向しており、グランド導体25Aおよびグランド導体25Bが対向していない構造になっている。したがって、可撓部106Bでは他の導体形成部106Aよりも対向する導体の数が少なく、折り曲げが容易となっている。
 そして、可撓部106Bでは、山折りにされる側、すなわち連結導体25Cが設けられている側が長手方向(Y方向)に伸張することになるが、連結導体25Cは、図3(B)に示したように、屈曲部251の屈曲する角度が鈍角となってY方向に伸張するため、当該連結導体25Cが破損し難くなっている。
 また、図5(A)の状態では、バッテリモジュール115がグランド導体10に対向している。したがって、グランド導体10により、バッテリモジュール115のような金属体との相互干渉を抑制することができる。
 一方、図5(B)の状態では、可撓部106Bは、グランド導体10が設けられている側の主面を山折りにして折り曲げられている。谷折りにして折り曲げられる主面側には、回路基板113が配置されている。
 この状態では、谷折りにされる側、すなわち連結導体25Cが設けられている側が長手方向(Y方向)に収縮することになるが、連結導体25Cは、図3(C)に示したように、屈曲部251の屈曲する角度が鋭角となってY方向に収縮するため、当該連結導体25Cが破損し難くなっている。
 なお、この例では、可撓部106Bの近くに回路基板113の電子部品が存在しないため、回路基板113の電子部品から放射される電磁波がノイズとして信号ライン用導体23の伝送特性に影響する可能性が小さい。ただし、回路基板113の電子部品が近くに存在する場合には、グランド導体10側を谷折りにして回路基板113の電子部品から放射されるノイズをシールドするようにしてもよい。
 また、連結導体25Cが谷折りにされる側、すなわち収縮する側に配置される場合には、連結導体25Cが伸縮していない状態において予め屈曲部251の屈曲角度が鈍角になるようにパターニングしておくことで、より収縮しやすくすることも可能である。逆に、連結導体25Cが山折りにされる側、すなわち伸張する側に配置される場合には、連結導体25Cが伸縮していない状態において予め屈曲部251の屈曲角度が鋭角になるようにパターニングしておくことで、より伸張しやすくすることも可能である。
 なお、フラットケーブル1は、図2の分解斜視図で示した各基材層に回路パターンを形成した後に、各基材層を重ねて加熱および加圧することにより製造する。基材層11、基材層13および基材層15には、一方の主面全体に予め金属(例えば銅箔)が貼り付けられた状態の樹脂シートから、必要とする面積を切り出すことで用意される。基材層12および基材層14は、銅箔がない樹脂シートから、必要とする面積を切り出すことで用意される。基材層11、基材層13および基材層15においては、銅箔をパターニングすることで、回路パターンが形成される。パターニングの手法は、例えばフォトリソグラフィやスクリーン印刷を用いる。基材層15における連結導体25Cも当該パターニングによって形成される。また、このとき、各基材層にはビアホールが開けられ、当該ビアホールに導電性ペーストが埋められることによりビア導体(ビア導体31、ビア導体32、ビア導体33およびビア導体34)が形成される。
 以上のようにして回路パターンおよびビア導体が形成された後、基材層11、基材層12、基材層13、基材層14および基材層15が積層され、加熱プレス機により加熱および加圧されることにより積層体102が製造される。この際、熱可塑性樹脂が流動して基材層間の隙間(銅箔の厚みに起因する隙間)が熱可塑性樹脂により埋められるとともに各基材層が互いに溶着される。このようにして製造された積層体102は、各基材層が熱プレスにより強固に接合され、かつ上述のビアホールに埋められた導電性ペーストが金属化するため、ビア導体は、界面が強固に接合される。
 次に、図6は、連結導体の変形例を示した図である。上述の例では、2つの連結導体25Cを設ける態様を示したが、例えば図6(A)に示すように、1つの連結導体25Cを設ける態様としてもよい。無論、平面視して信号ライン用導体23と重ならない位置であれば、3つ以上の連結導体25Cを設ける態様としてもよい。
 また、連結導体25Cは、網目状のパターニングに限るものではなく、例えば図6(B)に示すように、1本の直線状の導体が所定の位置で約90度に屈曲しながらグランド導体25Aとグランド導体25Bとの間にわたって延びるように配置される態様としてもよい。また、例えば図6(C)に示すように、導体が湾曲しながら(当該湾曲する箇所を湾曲部252と称する。)グランド導体25Aとグランド導体25Bとの間にわたって延びるように配置される態様としてもよい。
 次に、図7は、第2の実施形態に係るフラットケーブル151の分解斜視図である。第1の実施形態と同じ構成は、同じ符号を付し、説明を省略する。フラットケーブル151は、グランド導体25Aおよびグランド導体25Bのうち導体形成部106Aにおける形状が第1の実施形態と異なる。
 グランド導体25Aおよびグランド導体25Bには、Y方向に沿って並ぶように複数の長方形状の開口部175Cが形成されている。すなわち、グランド導体25Aおよびグランド導体25Bは、導体形成部106Aにおいてそれぞれ平面視してはしご状に成形されている。これら開口部175Cの開口面積は、可撓部106Bにおける2つの連結導体25Cで囲まれた領域の面積に等しくすることが好ましい。
 第2の実施形態に係るフラットケーブル151は、開口部175Cが設けられている箇所では、信号ライン用導体23とグランド導体25Aおよびグランド導体25Bとが対向していないため、高周波伝送路としての容量が減少する。したがって、基材層14の厚みを薄くするか、または基材層14を省略することで、信号ライン用導体23とグランド導体25Aおよびグランド導体25Bとの距離を短くして、減少した分の容量を補う。これにより、開口部175Cが存在しない場合に比べて、より薄型のフラットケーブルとすることが可能となる。
 次に、図8は、第3の実施形態に係るフラットケーブル152の分解斜視図である。第1の実施形態と同じ構成は、同じ符号を付し、説明を省略する。フラットケーブル152は、グランド導体10に変えて、導体形成部106Aの部分に設けられたグランド導体10Aおよびグランド導体10Bと、可撓部106Bの部分に設けられたグランド導体10Cと、を備えている。
 グランド導体10Cは、グランド導体10Aおよびグランド導体10Bを連結する第2の連結導体として機能する。グランド導体10Cは、連結導体25Cと同様に、複数の直線形状の導体が、それぞれ所定の位置で約90度に屈曲しながらグランド導体10Aとグランド導体10Bとの間にわたって延びるように配置されている。ただし、グランド導体10Cは、平面視して連結導体25Cが設けられた位置と信号ライン用導体23が設けられた位置とに対向する位置との両方に設けられ、可撓部106Bの全面に導体を形成した場合に比べて大きく面積が変わらないようになっている。
 第3の実施形態に係るフラットケーブル152では、グランド導体10CがY方向に伸縮し易くなっているため、シールド性を確保しながらも、可撓部106Bで折り曲げたときにグランド導体10Cが破損し難いようになっている。
 次に、図9は、第4の実施形態に係るフラットケーブル153の分解斜視図である。第1の実施形態と同じ構成は、同じ符号を付し、説明を省略する。フラットケーブル153は、可撓部106Bの部分において、信号ライン用導体23の線幅が太くなっている点で第1の実施形態と異なる。
 可撓部106Bでは、信号ライン用導体23とグランド導体25Aおよびグランド導体25Bとが対向していないため、主に信号ライン用導体23とグランド導体10との間において容量が発生する。したがって、仮にこの容量が、導体形成部106Aにおける容量と大きく異なっていれば、インピーダンスが大きくずれてしまう。そのため、第4の実施形態に係るフラットケーブル153では、信号ライン用導体23のうち、可撓部106Bにおいて相対的に線幅の太い拡幅部23Cを設ける態様としている。これにより、可撓部106Bにおいてグランド導体25Aおよびグランド導体25Bが設けられていないことにより小さくなった容量を、信号ライン用導体23とグランド導体10との間の容量で補うことができ、インピーダンスのずれを防止することができる。
 なお、第2の実施形態乃至第4の実施形態は、適宜組み合わせた態様とすることも可能である。例えば、図10に示すように、第3の実施形態と第4の実施形態を組み合わせたフラットケーブル154とすることも可能である。フラットケーブル154は、導体形成部106Aの部分に設けられたグランド導体10Aおよびグランド導体10Bと、可撓部106Bの部分に設けられたグランド導体10Cと、を備え、かつ信号ライン用導体23のうち、可撓部106Bにおいて相対的に線幅の太い拡幅部23Cを設ける態様としている。
1…フラットケーブル
10…グランド導体
11,12,13,14,15…基材層
21A,21B…ランド電極
22A,22B,31,32,33,34…ビア導体
23…ライン用導体
25A,25B…グランド導体
25C…連結導体
102…積層体
103,104…端子部
105…線路部
106A…導体形成部
106B…可撓部
109…レジスト部
111…電子機器
112…筐体
113,114…回路基板
115…バッテリモジュール
251…屈曲部

Claims (4)

  1.  可撓性を有する基材層を積層してなる積層体と、
     前記積層体に設けられた第1グランド導体と、
     前記積層体に、前記第1グランド導体と対向して設けられた第2グランド導体と、
     前記第1グランド導体と前記第2グランド導体との間に設けられた信号ライン用導体と、
     を備えた信号線路であって、
     前記第2グランド導体は、平面視して前記信号ライン用導体と重ならない非重なり位置において、前記非重なり位置を挟んで設けられた第2グランド導体同士が第1の連結導体を介して連結され、
     前記第1の連結導体は、平面視して前記信号ライン用導体とは重ならないとともに、屈曲または湾曲した箇所を有し、
     前記第1の連結導体が設けられた位置で折り曲げられる信号線路。
  2.  前記第1グランド導体は、前記第2グランド導体の前記第1の連結導体に対応する位置に、屈曲または湾曲した第2の連結導体が設けられたことを特徴とする請求項1に記載の信号線路。
  3.  前記信号ライン用導体は、平面視して前記第2グランド導体の前記非重なり位置に対応する部分の線幅が太くなっていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の信号線路。
  4.  前記第1グランド導体および前記第2グランド導体がそれぞれ内側および外側になるように、前記第1の連結導体が設けられた位置で折り曲げられることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の信号線路。
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