WO2020100802A1 - フレキシブル基板及び電子機器 - Google Patents

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WO2020100802A1
WO2020100802A1 PCT/JP2019/044103 JP2019044103W WO2020100802A1 WO 2020100802 A1 WO2020100802 A1 WO 2020100802A1 JP 2019044103 W JP2019044103 W JP 2019044103W WO 2020100802 A1 WO2020100802 A1 WO 2020100802A1
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永井　智浩
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株式会社村田製作所
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Definitions

  • the present invention relates to a flexible substrate provided in an electronic device, particularly a flexible substrate having a signal coupling portion, and an electronic device including the flexible substrate.
  • a mounting circuit member is a flexible flat cable as shown in Patent Document 1, for example. The spaces are connected.
  • Patent Document 2 discloses an inductor bridge including an inductor part in the middle of a line of a cable connecting between mounted circuit members.
  • the flat cable shown in Patent Document 1 which includes a plurality of boards and connects the boards with each other by a flat cable, is used as a wiring that simply connects the boards, and electronic components are mounted on the boards as necessary, so that the board A circuit is configured in units.
  • the inductor bridge shown in Patent Document 2 is used as a cable including an inductor connected in series with the line in the middle of the line.
  • An object of the present invention is to provide a flexible substrate that enables indirect input / output of a signal with respect to a signal propagating on a line, and an electronic device including the flexible substrate.
  • a flexible substrate as an example of the present disclosure is A substrate having flexibility, A connection portion formed on the substrate and connected to the mounting circuit member; A first line and a second line formed on the substrate and connected to the connecting portion; Equipped with In the first line and the second line, a first region, which is a region in which the first line and the second line run in parallel, and the first line and the second line are more than the first region. Also has a second region which is a region that is bonded to each other in close proximity.
  • a flexible substrate as an example of the present disclosure is A substrate that is at least partially bent, A connection portion formed on the substrate and connected to the mounting circuit member; A first line and a second line formed on the substrate and connected to the connecting portion; Equipped with The first line and the second line are a first region which is a region where the first line and the second line run in parallel, and a region where the first line and the second line run in parallel. And a second region, The maximum distance between the first line and the second line in the second area is smaller than the maximum distance between the first line and the second line in the first area.
  • An electronic device as an example of the present disclosure is An electronic device comprising a flexible substrate, a first mounting circuit member, and a second mounting circuit member, wherein the first mounting circuit member and the second mounting circuit member are connected via the flexible substrate.
  • the flexible substrate is A substrate having flexibility, A first connecting portion formed on the substrate and connected to the first mounting circuit member, and a second connecting portion connected to the second mounting circuit member; A first line formed on the substrate and connected to the first connection part, and a second line connected to the second connection part; Equipped with In the first line and the second line, a first region, which is a region in which the first line and the second line run in parallel, and the first line and the second line are more than the first region. Also has a second region which is a region that is bonded to each other in close proximity.
  • An electronic device as an example of the present disclosure is An electronic device comprising a flexible substrate, a first mounting circuit member, and a second mounting circuit member, wherein the first mounting circuit member and the second mounting circuit member are connected via the flexible substrate.
  • the flexible substrate is A substrate that is at least partially bent, A connection portion formed on the substrate and connected to the mounting circuit member; A first line and a second line formed on the substrate and connected to the connecting portion; Equipped with The first line and the second line are a first region which is a region where the first line and the second line run in parallel, and a region where the first line and the second line run in parallel. And a second region, The maximum distance between the first line and the second line in the second area is smaller than the maximum distance between the first line and the second line in the first area.
  • a flexible substrate that functions as a cable that can indirectly input / output a signal with respect to a signal propagating on a line, and an electronic device including the flexible substrate.
  • FIG. 1 is a front view of a main part of a flexible board 101 according to the first embodiment and an electronic device 201A including the flexible board 101.
  • FIG. 2 is a vertical sectional view of the flexible substrate 101.
  • FIG. 3 is a plan view of the base material 30S2 in the flexible substrate.
  • FIG. 4 is a front view of the main part of another electronic device 201B according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the electronic device 201B.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the electronic device 201C.
  • FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the electronic device 201D.
  • FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the electronic device 201E.
  • FIG. 1 is a front view of a main part of a flexible board 101 according to the first embodiment and an electronic device 201A including the flexible board 101.
  • FIG. 2 is a vertical sectional view of the flexible substrate 101.
  • FIG. 3 is a plan
  • FIG. 9 is a front view of a main part of the electronic device 202 according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the electronic device 202.
  • 11A and 11B are front views of main parts of the electronic devices 203A and 203B according to the third embodiment.
  • FIG. 12 is a plan view of a predetermined base material of the flexible substrate according to the fourth embodiment, and particularly a plan view of a formation region of the directional coupler.
  • FIG. 13A is a plan view of a predetermined base material of the flexible substrate according to the fifth embodiment, and particularly a plan view of a formation region of the directional coupler.
  • FIG. 13B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 13A.
  • 14A and 14B are vertical cross-sectional views of the formation region of the directional coupler of the flexible substrate according to the sixth embodiment.
  • the flexible substrate according to the first aspect of the present invention is A substrate having flexibility, A connection portion formed on the substrate and connected to the mounting circuit member; A first line and a second line formed on the substrate and connected to the connecting portion; Equipped with In the first line and the second line, a first region, which is a region in which the first line and the second line run in parallel, and the first line and the second line are more than the first region. Also has a second region which is a region that is bonded to each other in close proximity.
  • the first region acts as a transmission line portion and the second region acts as a coupling line portion, and a signal propagating in the first line and the second line is a signal of a signal depending on the coupling between the lines in the second region. Indirect input / output is performed.
  • the length of the portion where the first line and the second line are close to each other in the second region propagates through the first line and the second line. It is a quarter wavelength of the signal wavelength.
  • the second region acts as a directional coupler.
  • the substrate is a laminated body of a plurality of insulating base materials laminated, and the thickness of the second region is thicker than the thickness of the first region. According to this structure, the structural rigidity of the second region is increased, and the operation as the coupled line portion is stabilized.
  • the second region is a region where the first line and the second line are gradually close to each other. According to this structure, signal reflection due to impedance mismatch at the boundary between the first region and the second region is suppressed.
  • the substrate has an antenna section that is electrically connected to the first line or the second line.
  • the antenna part can be used as a structure in which the antenna part is integrated together with the transmission line part that inputs and outputs signals to and from the antenna part.
  • An electronic device is An electronic device comprising a flexible substrate, a first mounting circuit member, and a second mounting circuit member, wherein the first mounting circuit member and the second mounting circuit member are connected via the flexible substrate.
  • the flexible substrate is A flexible substrate, A first connecting portion formed on the substrate and connected to the first mounting circuit member, and a second connecting portion connected to the second mounting circuit member; A first line formed on the substrate and connected to the first connection part, and a second line connected to the second claim part; Equipped with In the first line and the second line, a first region, which is a region in which the first line and the second line run in parallel, and the first line and the second line are more than the first region. Also has a second region which is a region that is bonded to each other in close proximity to each other.
  • signals propagating through the first line and the second line are indirectly input / output according to the coupling between the lines in the second region.
  • the first mounting circuit member is an antenna board on which an antenna is configured
  • the second mounting circuit member is a circuit board.
  • the second area is located closer to the antenna board than the circuit board. According to this structure, the power of the signal transmitted from the antenna can be detected with higher accuracy.
  • FIG. 1 is a front view of a main part of a flexible board 101 according to the first embodiment and an electronic device 201A including the flexible board 101.
  • the electronic device 201A includes a flexible board 101, an antenna board 10, and a circuit board 20.
  • the flexible substrate 101 includes a flexible substrate 30 and plugs 31 and 32. As will be shown later, a first line, a second line, a transmission line section and a coupling line section are formed on the substrate 30.
  • the antenna element is formed on the antenna substrate 10 by a conductor pattern.
  • a high frequency circuit connected to the antenna element is formed on the circuit board 20.
  • a receptacle 11 connected to the antenna element is mounted on the antenna substrate 10.
  • a receptacle 21 connected to the high frequency circuit is mounted on the circuit board 20.
  • the receptacle 11 and the plug 31 constitute one coaxial connector.
  • the receptacle 21 and the plug 32 constitute one coaxial connector.
  • the plugs 31 and 32 correspond to the "connecting portion” according to the present invention.
  • the plug 31 corresponds to the "first connecting portion” according to the present invention
  • the plug 32 corresponds to the "second connecting portion” according to the present invention.
  • the antenna board 10 corresponds to the “first mounting circuit member” according to the present invention
  • the circuit board 20 corresponds to the “second mounting circuit member” according to the present invention.
  • FIG. 2 is a vertical sectional view of the flexible substrate 101.
  • the flexible substrate 101 includes a laminated body of insulating base materials 30S1, 30S2, 30S3 each having a conductor pattern formed thereon.
  • the base materials 30S1, 30S2, 30S3 are sheet materials of thermoplastic resin such as liquid crystal polymer.
  • the pad PD1 and the ground conductor G1 are formed on the upper surface of the base material 30S1, and the first line pattern SL1 is formed on the upper surface of the base material 30S2.
  • a pad PD2 and a ground conductor G2 are formed on the lower surface of the base material 30S3. Since FIG.
  • the second line pattern SL2 is also formed on the base material 30S2, which is not shown in FIG. Has been done.
  • the first line pattern SL1, the second line pattern SL2, and the ground conductors G1 and G2 are formed by patterning a Cu foil laminated on a base material.
  • the first line pattern SL1 and the ground conductors G1 and G2 sandwiching the first line pattern SL1 in the stacking direction form a first line having a stripline structure.
  • the second line pattern SL2 and the ground conductors G1 and G2 sandwiching the second line pattern SL2 in the stacking direction form a second line having a stripline structure.
  • the flexible substrate 101 has a coupling line portion A2.
  • the coupling line portion A2 is not configured by mounting components on the flexible substrate 101, but is configured by the flexible substrate 101 itself.
  • a via conductor V1 that connects the first line pattern SL1 and the pad PD1 is formed on the base material 30S1.
  • Via conductors V21 and V22 that connect the first line pattern SL1 and the pad PD2 are formed on the base materials 30S2 and 30S3.
  • These via conductors V1, V21, V22 are interlayer connecting conductors filled with conductive paste containing, for example, a conductive filler containing Sn filler, a resin material and flux, and solidified by hot pressing.
  • the flexible board 101 is connected to the antenna board 10 and the circuit board 20 via the plugs 31 and 32, but the flexible board 101 is not connected to the plugs 31 and 32. It may be connected to another substrate.
  • the flexible board 101 may be directly connected to the rigid circuit board 20. If a plug is used for the connecting portion, the connecting force can be increased, and if the plug is not used, the space can be saved by the amount of the plug.
  • Plugs 31 and 32 are mounted on the surface of the laminated body.
  • the center conductor (pin) of the plug 31 is electrically connected to the pad PD1, and the outer conductor is electrically connected to the ground conductor G1.
  • the center conductor (pin) of the plug 32 is electrically connected to the pad PD2, and the outer conductor is electrically connected to the ground conductor G2.
  • a region other than the mounting positions of the plugs 31 and 32 of the laminated body is covered with a resist film 33 such as epoxy or polyimide.
  • FIG. 3 is a plan view of the base material 30S2.
  • a first line pattern SL1 and a second line pattern SL2 are formed on the base material 30S2.
  • the transmission line portion A1 which is a region running in parallel with each other
  • the first line pattern SL1 and the second line pattern SL2 are closer to each other than the transmission line portion A1.
  • a coupled line portion A2 which is a region to be coupled with each other.
  • the first line pattern SL1 and the second line pattern SL2 have a transmission line portion A1 that is a region that runs in parallel with each other and a coupling line portion A2 that is a region that runs in parallel with each other.
  • the maximum distance between the first line pattern SL1 and the second line pattern SL2 in A2 is smaller than the maximum distance between the first line pattern SL1 and the second line pattern SL2 in the transmission line portion A1.
  • the transmission line section A1 corresponds to the "first area” according to the present invention
  • the coupling line section A2 corresponds to the "second area” according to the present invention.
  • the length of the portion where the first line pattern SL1 and the second line pattern SL2 are close to each other is 1 ⁇ 4 wavelength of the wavelength of the signal propagating in the first line pattern SL1 and the second line pattern SL2. Is. However, deviation due to measurement error is allowed.
  • the coupled line portion A2 acts as a directional coupler.
  • a plurality of via conductors V connecting between the ground conductors G1 and G2 shown in FIG. 2 are arranged on both sides of the flexible substrate 101 in a plan view.
  • a plurality of via conductors V connecting the ground conductors G1 and G2 are arranged between the first line pattern SL1 and the second line pattern SL2 in plan view.
  • the via conductors V are not arranged between the first line pattern SL1 and the second line pattern SL2 of the coupled line portion A2. In this way, since the via conductor V having the ground potential exists between the first line pattern SL1 and the second line pattern SL2 in the transmission line portion A1, the first line and the second line in the transmission line portion A1 are connected to each other. Unnecessary coupling is suppressed.
  • the coupling degree C the coupling degree between the first line pattern SL1 and the second line pattern SL2 in the transmission line portion A1 and the first line pattern SL1 and the second line pattern SL2 in the coupling line portion A2.
  • the coupling degree in the coupling line portion A2 is larger than that in the transmission line portion A1.
  • the transmission signal propagates through the first line including the first line pattern SL1, is input to the port P1, and is output from the port P2.
  • the signal output from the port P2 is guided to the antenna.
  • a signal propagating through the second line including the second line pattern SL2 from the port P4 of the coupling line portion A2 is treated as a monitoring signal of output power to the antenna.
  • the coupling line portion A2 is formed closer to the antenna board 10 than the circuit board 20. According to this structure, since the strength of the transmission signal supplied to the antenna element of the antenna substrate 10 is detected in the vicinity of the antenna element, the power of the signal transmitted from the antenna can be detected with higher accuracy.
  • FIG. 4 is a front view of a main part of another electronic device 201B according to the first embodiment.
  • the electronic device 201B includes a flexible board 101, an antenna board 10, and a circuit board 20.
  • the configuration of the flexible substrate 101 is the same as that of the flexible substrate 101 shown in FIG.
  • a mounting component 22 is mounted on the circuit board 20 in addition to the receptacle 21.
  • the mounting component 22 is an amplifier, a duplexer, an RFIC or the like which will be described later.
  • the present invention since it is not necessary to provide a directional coupler on the antenna board 10 or the circuit board 20, not only can the overall size be reduced, but also signals transmitted through the directional coupler can be transmitted between the antenna board 10 and the circuit board 20. Eliminates the need for special cables for transmission between. In addition, there is no loss at the cable connection.
  • the flexible substrate of the present invention can be used by being partially or wholly bent so as to avoid a housing and peripheral members, for example, to be arranged along a gap.
  • the flexible substrate of the present invention is a substrate that is at least partially bent.
  • the flexible substrate of the present invention is integrally formed of thermoplastic resin, it can be plastically deformed by heating. Therefore, the bending becomes easy.
  • FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the electronic device 201B.
  • the electronic device 201B includes a transmission / reception circuit 111, an antenna 12, and a flexible substrate 101 that connects the transmission / reception circuit 111 and the antenna 12 to each other.
  • the antenna 12 is an element formed on the antenna substrate 10 shown in FIG.
  • the antenna substrate 10 is provided with a terminating resistor RT.
  • the transmission / reception circuit 111 is a circuit configured on the circuit board 20.
  • the directional coupler formed in the flexible substrate 101 is represented by CP.
  • the ports P1 to P4 correspond to the ports P1 to P4 shown in FIG.
  • the port P3 is terminated by the termination resistor RT.
  • the transmission / reception circuit 111 includes a power amplifier PA, a duplexer DUP, a low noise amplifier LNA, and an RFIC.
  • the RFIC acts as a modem.
  • the common port of the duplexer DUP is connected to the receptacle 21 of the circuit board 20.
  • the transmission signal output from the power amplifier PA is input to the transmission signal input port of the duplexer DUP.
  • the low noise amplifier LNA amplifies the reception signal output from the reception signal output port of the duplexer DUP.
  • the RFIC outputs a transmission signal and a gain control signal to the power amplifier PA. Further, the RFIC inputs the reception signal output from the low noise amplifier LNA. Further, the RFIC inputs the signal output from the port P4 of the directional coupler CP of the flexible substrate 101, and controls the gain of the power amplifier PA according to its strength. That is, since the power of the signal output from the port P4 of the directional coupler CP is proportional to the transmission power output to the antenna 12, the gain of the power amplifier PA is optimized so that this power has a predetermined value. .
  • 6 to 8 are block diagrams of electronic devices having a part of the configuration different from that of the electronic device 201B shown in FIG.
  • the port P3 of the directional coupler CP shown in FIG. 5 is opened.
  • Other configurations are the same as those of the electronic device 201B.
  • the reflected signal from the port P3 of the directional coupler CP is transmitted from the port P4 to the RFIC side. However, if the strength thereof does not matter, it may be opened without necessarily performing resistance termination.
  • the electronic device 201D shown in FIG. 7 is configured to return the signal output from the port P3 of the directional coupler CP shown in FIG. 5 to the transmission / reception circuit 111.
  • the port P3 of the directional coupler CP is grounded.
  • Other configurations are the same as those of the electronic device 201B.
  • the reflected signal from the port P3 of the directional coupler CP is transmitted from the port P4 to the RFIC side. However, if the strength thereof does not matter, it may be grounded without being resistively terminated. If the antenna substrate (antenna substrate 10 in FIG. 1) does not have a ground portion, the circuit substrate (circuit substrate 20 in FIG. 1) may be grounded as shown in this example. In addition, resistance termination may be performed on the circuit board side.
  • the electronic device 201E shown in FIG. 8 includes a transmission / reception circuit 112, an antenna 12, and a flexible substrate 101 connecting the transmission / reception circuit 112 and the antenna 12.
  • the electronic device 201E is configured to return not only the port P4 of the directional coupler CP but also the signal output from the port P3 to the transmission / reception circuit 112.
  • the RFIC inputs the signal output from the port P4 of the directional coupler CP, and as described above, optimizes the gain of the power amplifier PA according to its strength. Further, the RFIC detects the intensity of the reflected signal returning from the antenna 12 to the directional coupler CP according to the intensity of the signal output from the port P3 of the directional coupler CP.
  • the RFIC inputs the signal output from the port P3 of the directional coupler CP, and controls the gain of the power amplifier PA according to its strength. That is, the electric power of the signal output from the port P3 of the directional coupler CP is proportional to the electric power of the reflected wave resulting from the impedance mismatch between the antenna 12 and the space, and therefore the electric power depends on the reflection intensity from the antenna 12.
  • the gain of the amplifier PA is optimized.
  • Second Embodiment an example of a flexible substrate having an antenna portion and an electronic device including the flexible substrate will be described.
  • FIG. 9 is a front view of a main part of the electronic device 202 according to the second embodiment.
  • the electronic device 202 includes a flexible board 102 and a circuit board 20.
  • the flexible substrate 102 includes a flexible substrate 30 and a plug 32.
  • An antenna portion 12A is further formed on the substrate 30.
  • the antenna portion 12A is an antenna element having a conductor pattern, and is the same as the conductor pattern formed on the antenna substrate 10 in the first embodiment.
  • the antenna section 12A and the coupling line section A2 are arranged along the inner surface of the insulative housing 40 of the electronic device 202.
  • the antenna section 12A and the coupled line section A2 may be joined to the inner surface of the housing 40 of the electronic device 202.
  • the shape of the antenna portion 12A and the shape of the coupled line portion A2 are stabilized while the substrate 30 is flexible.
  • a high-frequency circuit connected to the antenna unit 12A is formed on the circuit board 20, and a receptacle 21 connected to the high-frequency circuit is mounted on the circuit board 20.
  • the receptacle 21 and the plug 32 constitute one coaxial connector.
  • FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the electronic device 202 according to the second embodiment.
  • the electronic device 202 includes a transmission / reception circuit 111 and a flexible substrate 102.
  • the antenna 12 corresponds to the antenna portion formed on the flexible substrate 102.
  • the transmission / reception circuit 111 is a circuit configured on the circuit board 20.
  • a directional coupler CP is formed in the flexible substrate 102.
  • the ports P1 to P4 correspond to the ports P1 to P4 shown in FIG. In this example, port P3 is open.
  • the configuration of the transmission / reception circuit 111 is as shown in FIG.
  • Third Embodiment an example of a flexible substrate having a structure different from that of the flexible substrate 101 described in the first embodiment and an electronic device including the flexible substrate will be described.
  • the electronic device 203A includes a flexible board 103A, an antenna board 10, and a circuit board 20.
  • the electronic device 203B also includes a flexible board 103B, an antenna board 10, and a circuit board 20.
  • the basic configuration of the flexible boards 103A and 103B is the same as that of the flexible board 101 shown in FIG. 1, but the coupling line portion A2 is thicker than the transmission line portion A1. According to this structure, since the structural rigidity of the coupled line portion A2 is high, the stability of the characteristics as a directional coupler is high. In particular, in the flexible substrate 103B shown in FIG. 11B, the thickness of the mounting region of the plug 31 is also thicker than the thickness of the transmission line portion A1. According to this structure, the structural rigidity of the connection portion with respect to the antenna substrate 10 is also high, and therefore the stability of the characteristics as the directional coupler is even higher.
  • the fourth embodiment shows another structural example of the directional coupler formed on the flexible substrate.
  • FIG. 12 is a plan view of a predetermined base material of the flexible substrate according to the fourth embodiment, particularly a plan view of a formation region of the directional coupler.
  • a first line pattern SL1 and a second line pattern SL2 are formed on this base material.
  • the transmission line portion A1 which is a region running in parallel with each other
  • the first line pattern SL1 and the second line pattern SL2 are closer to each other than the transmission line portion A1.
  • coupled line portions A20 and A21 which are regions to be coupled with each other.
  • the first line pattern SL1 and the second line pattern SL2 have the transmission line portions A1 that are regions that run in parallel with each other and the coupling line portions A20 and A21 that are regions that run in parallel with each other.
  • the maximum distance between the first line pattern SL1 and the second line pattern SL2 in the line portions A20 and A21 is smaller than the maximum distance between the first line pattern SL1 and the second line pattern SL2 in the transmission line portion A1.
  • the transmission line portion A1 corresponds to the "first region" according to the present invention
  • the coupling line portions A20 and A21 correspond to the "second region” according to the present invention.
  • the length of the portion where the first line pattern SL1 and the second line pattern SL2 are close to each other is 1 ⁇ 4 wavelength of the signal propagating through the first line pattern SL1 and the second line pattern SL2. is there.
  • the length of the portion where the first line pattern SL1 and the second line pattern SL2 are close to each other is also 1 ⁇ 4 wavelength.
  • the coupled line portions A20 and A21 that are coupled in multiple stages act as a directional coupler.
  • the line width of the first line pattern SL1 and the second line pattern SL2 at the coupling line portion A21 is smaller than the line width at the transmission line portion A1.
  • the line width of the first line pattern SL1 and the second line pattern SL2 in the coupling line portion A20 is smaller than the line width in the coupling line portion A20.
  • the frequency band that acts as a directional coupler becomes wider. In other words, the frequency dependence is reduced and the directional coupler operates over a wide band. Further, since the line width is narrower in the portion where the distance between the lines is smaller, the characteristic impedances of the first line and the second line can be approximated to a constant value, and the reflection of the signal at the directional coupler can be suppressed.
  • the fifth embodiment shows another structural example of the directional coupler formed on the flexible substrate.
  • FIG. 13A is a plan view of a predetermined base material of the flexible substrate according to the fifth embodiment, particularly a plan view of a formation region of the directional coupler.
  • FIG. 13B is a vertical cross-sectional view of the flexible substrate according to the fifth embodiment, and is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 13A.
  • FIGS. 13 (A) and 13 (B) an example in which the first line pattern SL1 and the second line pattern SL2 are formed on the same base material is shown, but FIGS. 13 (A) and 13 (B) ).
  • the first line pattern SL1 and the second line pattern SL2 are formed on different base materials.
  • the first line pattern SL1 and the second line pattern SL2 are close to each other in the stacking direction of the base material.
  • the distance between the first line pattern SL1 and the second line pattern SL2 in the coupling line portion A2 is narrower than the distance between the first line pattern SL1 and the second line pattern SL2 in the transmission line portion A1.
  • the sixth embodiment shows another structural example of the directional coupler formed on the flexible substrate.
  • 14 (A) and 14 (B) are vertical cross-sectional views of the formation region of the directional coupler of the flexible substrate according to the sixth embodiment.
  • the first line patterns SL1 and SL10 and the second line patterns SL2 and SL20 are formed inside the laminated body of a plurality of base materials.
  • the first line pattern SL1 and the first line pattern SL10 are connected via a via conductor.
  • the second line pattern SL2 and the second line pattern SL20 are connected via a via conductor.
  • the first line pattern SL10 and the second line pattern SL20 are close to each other in the stacking direction.
  • the distance between the first line pattern SL10 and the second line pattern SL20 is narrower than the distance between the first line pattern SL1 and the second line pattern SL2 in the transmission line portion A1.
  • the line length of the first line pattern SL10 and the second line pattern SL20 is 1 ⁇ 4 wavelength of the signal propagating through the first line patterns SL1 and SL10 and the second line patterns SL2 and SL20. However, deviation due to measurement error is allowed.
  • the formation range of the first line pattern SL10 and the second line pattern SL20 is the coupled line portion A2. According to this structure, the coupled line portion A2 acts as a directional coupler.
  • the first line patterns SL1, SL10, SL11 and the second line patterns SL2, SL20, SL21 are formed inside the laminated body of a plurality of base materials.
  • the first line pattern SL1 and the first line pattern SL11 are connected via a via conductor.
  • the first line pattern SL11 and the first line pattern SL10 are connected via a via conductor.
  • the second line pattern SL2 and the second line pattern SL21 are connected via a via conductor
  • the second line pattern SL21 and the second line pattern SL20 are connected via a via conductor.
  • the first line pattern SL11 and the second line pattern SL21 are close to each other in the stacking direction.
  • the first line pattern SL10 and the second line pattern SL20 are closer to each other in the stacking direction.
  • the line length of the first line pattern SL10 and the second line pattern SL20 is 1 ⁇ 4 wavelength of the signal propagating through the first line patterns SL1 and SL10 and the second line patterns SL2 and SL20.
  • the line lengths of the first line pattern SL11 and the second line pattern SL21 are also 1/4 wavelength. However, deviation due to measurement error is allowed.
  • the formation range of the first line pattern SL10 and the second line pattern SL20 is the coupled line portion A20
  • the formation range of the first line pattern SL11 and the second line pattern SL21 is the coupled line portion A21. According to this structure, the coupled line portions A20 and A21 that are coupled in multiple stages act as a directional coupler.
  • the length of the portion of the coupling line portion A2 where the first line pattern SL1 and the second line pattern SL2 are close to each other propagates through the first line pattern SL1 and the second line pattern SL2.
  • the wavelength is 1 ⁇ 4 wavelength of the signal
  • special high precision is not required. Even if the length is not 1/4 wavelength, it is possible to detect the power proportional to the output power to the antenna or the like according to the degree of coupling in the coupling line portion.
  • Receptacle 22 ... Mounting component 30 ... Substrate 30S1, 30S2, 30S3 ... Base material 31, 32 ... Plug (connecting portion) 33 ... Resist film 40 ... Housings 101, 102, 103A, 103B ... Flexible substrates 111, 112 ... Transceiver circuits 201A, 201B, 201C, 201D, 201E ... Electronic devices 202, 203A, 203B ... Electronic devices

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Abstract

フレキシブル基板（１０１）は、可撓性を有する基板（３０）と、基板（３０）に形成され、アンテナ基板（１０）及び回路基板（２０）に接続される接続部と、基板（３０）に形成され、接続部に繋がる第１線路及び第２線路と、を備える。第１線路及び第２線路は、第１線路と第２線路とが並走する領域である第１領域と、第１線路と第２線路とが、第１領域よりも互いに近接して結合する領域である第２領域とを有し、第２領域によって方向性結合器が構成される。

Description

フレキシブル基板及び電子機器
　本発明は、電子機器内に設けられるフレキシブル基板、特に信号の結合部を有するフレキシブル基板及びそれを備える電子機器に関する。
　従来、携帯端末等の小型電子機器において、筐体内に複数の基板等の実装回路部材を備える場合に、例えば特許文献１に示されているように、可撓性を有するフラットケーブルで実装回路部材間が接続されている。
　また、特許文献２には、実装回路部材間を接続するケーブルの線路の途中にインダクタ部を備えた、インダクタブリッジが示されている。
国際公開第２００５／１１４７７８号 国際公開第２０１４／１２９２７９号
　複数の基板を備え、基板同士をフラットケーブルで接続する、特許文献１に示されるフラットケーブルは、基板同士を単に接続する配線として使用され、必要に応じて基板に電子部品が実装されて、基板単位で回路が構成される。
　特許文献２に示されるインダクタブリッジは、線路の途中に、その線路に対して直列接続されたインダクタを備えるケーブルとして使用される。
　このようなケーブルを使用することで、限られた空間に収めつつ、回路基板等の実装回路部材に回路素子の実装が不要となるので、装置の小型化に有効である。
　しかし、従来構造のケーブルでは、線路に対してシリーズに接続される回路素子を設けるだけであり、このような回路素子は集中定数回路素子であるので、回路素子を付加する以外の機能性をケーブルにもたせることはできなかった。
　本発明の目的は、線路を伝搬する信号に対して信号の間接的な入出力を行えるようにしたフレキシブル基板及びそれを備える電子機器を提供することにある。
（Ａ）本開示の一例としてのフレキシブル基板は、
　可撓性を有する基板と、
　前記基板に形成され、実装回路部材に接続される接続部と、
　前記基板に形成され、前記接続部に繋がる第１線路及び第２線路と、
　を備え、
　前記第１線路及び前記第２線路は、前記第１線路と前記第２線路とが並走する領域である第１領域と、前記第１線路と前記第２線路とが、前記第１領域よりも互いに近接して結合する領域である第２領域とを有する。
（Ｂ）本開示の一例としてのフレキシブル基板は、
　少なくとも部分的に曲げられた基板と、
　前記基板に形成され、実装回路部材に接続される接続部と、
　前記基板に形成され、前記接続部に繋がる第１線路及び第２線路と、
　を備え、
　前記第１線路及び前記第２線路は、前記第１線路と前記第２線路とが並走する領域である第１領域と、前記第１線路と前記第２線路とが並走する領域である第２領域とを有し、
　前記第２領域における前記第１線路と前記第２線路との最大間隔は、前記第１領域における前記第１線路と前記第２線路との最大間隔よりも小さい。
（Ｃ）本開示の一例としての電子機器は、
　フレキシブル基板と、第１実装回路部材と、第２実装回路部材とを備え、前記第１実装回路部材と前記第２実装回路部材とが前記フレキシブル基板を介して接続されてなる電子機器であって、
　前記フレキシブル基板は、
　可撓性を有する基板と、
　前記基板に形成され、前記第１実装回路部材に接続される第１接続部及び前記第２実装回路部材に接続される第２接続部と、
　前記基板に形成され、前記第１接続部に繋がる第１線路及び前記第２接続部に繋がる第２線路と、
　を備え、
　前記第１線路及び前記第２線路は、前記第１線路と前記第２線路とが並走する領域である第１領域と、前記第１線路と前記第２線路とが、前記第１領域よりも互いに近接して結合する領域である第２領域とを有する。
（Ｄ）本開示の一例としての電子機器は、
　フレキシブル基板と、第１実装回路部材と、第２実装回路部材とを備え、前記第１実装回路部材と前記第２実装回路部材とが前記フレキシブル基板を介して接続されてなる電子機器であって、
　前記フレキシブル基板は、
　少なくとも部分的に曲げられた基板と、
　前記基板に形成され、実装回路部材に接続される接続部と、
　前記基板に形成され、前記接続部に繋がる第１線路及び第２線路と、
　を備え、
　前記第１線路及び前記第２線路は、前記第１線路と前記第２線路とが並走する領域である第１領域と、前記第１線路と前記第２線路とが並走する領域である第２領域とを有し、
　前記第２領域における前記第１線路と前記第２線路との最大間隔は、前記第１領域における前記第１線路と前記第２線路との最大間隔よりも小さい。
　本発明によれば、線路を伝搬する信号に対して信号の間接的な入出力を行えるケーブルとして作用するフレキシブル基板及びそれを備える電子機器が得られる。
図１は第１の実施形態に係るフレキシブル基板１０１及びそれを備える電子機器２０１Ａの主要部の正面図である。 図２はフレキシブル基板１０１の縦断面図である。 図３はフレキシブル基板内の基材３０Ｓ２の平面図である。 図４は、第１の実施形態に係る別の電子機器２０１Ｂの主要部の正面図である。 図５は電子機器２０１Ｂの構成を示すブロック図である。 図６は電子機器２０１Ｃの構成を示すブロック図である。 図７は電子機器２０１Ｄの構成を示すブロック図である。 図８は電子機器２０１Ｅの構成を示すブロック図である。 図９は第２の実施形態に係る電子機器２０２の主要部の正面図である。 図１０は電子機器２０２の構成を示すブロック図である。 図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）は、第３の実施形態に係る電子機器２０３Ａ，２０３Ｂの主要部の正面図である。 図１２は第４の実施形態に係るフレキシブル基板の所定の基材の平面図であり、特に方向性結合器の形成領域の平面図である。 図１３（Ａ）は第５の実施形態に係るフレキシブル基板の所定の基材の平面図であり、特に方向性結合器の形成領域の平面図である。図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）におけるＢ－Ｂ部分での断面図である。 図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）は、第６の実施形態に係るフレキシブル基板の方向性結合器の形成領域の縦断面図である。
　まず、本発明に係るフレキシブル基板及び電子機器における幾つかの態様について列挙する。
　本発明に係る第１の態様のフレキシブル基板は、
　可撓性を有する基板と、
　前記基板に形成され、実装回路部材に接続される接続部と、
　前記基板に形成され、前記接続部に繋がる第１線路及び第２線路と、
　を備え、
　前記第１線路及び前記第２線路は、前記第１線路と前記第２線路とが並走する領域である第１領域と、前記第１線路と前記第２線路とが、前記第１領域よりも互いに近接して結合する領域である第２領域とを有する。
　上記構成により、第１領域は伝送線路部、第２領域は結合線路部として作用し、第１線路及び第２線路を伝搬する信号は、第２領域の線路同士の結合に応じて、信号の間接的な入出力が行われる。
　本発明に係る第２の態様のフレキシブル基板では、前記第２領域で前記第１線路と前記第２線路とが互いに近接する部分の長さは、前記第１線路及び前記第２線路を伝搬する信号の波長の１／４波長である。この構造によれば、第２領域が方向性結合器として作用する。
　本発明に係る第３の態様のフレキシブル基板では、前記基板は積層された複数の絶縁性基材の積層体であり、前記第２領域の厚みは第１領域の厚みよりも厚い。この構造によれば、第２領域の構造上の剛性が高まり、結合線路部として作用が安定化する。
　本発明に係る第４の態様のフレキシブル基板では、前記第２領域は、前記第１線路と前記第２線路とが互いに段階的に近接する領域である。この構造によれば、第１領域と第２領域との境界におけるインピーダンス不整合による信号の反射が抑制される。
　本発明に係る第５の態様のフレキシブル基板では、前記基板は、前記第１線路又は前記第２線路に導通するアンテナ部を有する。この構造によれば、アンテナ部に対して信号を入出力する伝送線路部と共にアンテナ部をも一体化された構造体として用いることができる。
　本発明に係る第６の態様の電子機器は、
　フレキシブル基板と、第１実装回路部材と、第２実装回路部材とを備え、前記第１実装回路部材と前記第２実装回路部材とが前記フレキシブル基板を介して接続されてなる電子機器であって、
　前記フレキシブル基板は、
　可撓性を有する基板と、
　前記基板に形成され、前記第１実装回路部材に接続される第１接続部及び前記第２実装回路部材に接続される第２接続部と、
　前記基板に形成され、前記第１接続部に繋がる第１線路及び前記第２請求項部に繋がる第２線路と、
　を備え、
　前記第１線路及び前記第２線路は、前記第１線路と前記第２線路とが並走する領域である第１領域と、前記第１線路と前記第２線路とが、前記第１領域よりも互いに近接して結合する領域である第２領域とを有する。
　上記構成により、第１線路及び第２線路を伝搬する信号は第２領域の線路同士の結合に応じて、間接的な入出力が行われる。
　本発明に係る第７の態様の電子機器では、前記第１実装回路部材は、アンテナが構成されるアンテナ基板であり、前記第２実装回路部材は回路基板である。この構造では、送信回路や受信回路が構成された回路基板とアンテナ基板とをフレキシブル基板を介して接続する構造となり、アンテナを有する小型の電子機器が構成できる。
　本発明に係る第８の態様の電子機器では、前記第２領域は前記回路基板よりも前記アンテナ基板に近い位置に有する。この構造によれば、アンテナから送信される信号の電力をより高精度で検出できる。
　以降、図を参照して幾つかの具体的な例を挙げて、本発明を実施するための複数の形態を示す。各図中には同一箇所に同一符号を付している。要点の説明又は理解の容易性を考慮して、実施形態を説明の便宜上分けて示すが、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせは可能である。第２の実施形態以降では第１の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。
《第１の実施形態》
　図１は第１の実施形態に係るフレキシブル基板１０１及びそれを備える電子機器２０１Ａの主要部の正面図である。電子機器２０１Ａは、フレキシブル基板１０１、アンテナ基板１０及び回路基板２０を備える。フレキシブル基板１０１は、可撓性を有する基板３０と、プラグ３１，３２とを備える。後に示すように、基板３０には第１線路、第２線路、伝送線路部及び結合線路部が形成されている。
　アンテナ基板１０には導体パターンによるアンテナ素子が形成されている。回路基板２０には、上記アンテナ素子に繋がる高周波回路が形成されている。
　アンテナ基板１０には上記アンテナ素子に繋がるレセプタクル１１が実装されている。回路基板２０には上記高周波回路に繋がるレセプタクル２１が実装されている。レセプタクル１１とプラグ３１とで一つの同軸コネクタが構成されている。同様に、レセプタクル２１とプラグ３２とで一つの同軸コネクタが構成されている。プラグ３１，３２は本発明に係る「接続部」に相当する。また、プラグ３１は本発明に係る「第１接続部」に相当し、プラグ３２は本発明に係る「第２接続部」に相当する。
　アンテナ基板１０は本発明に係る「第１実装回路部材」に相当し、回路基板２０は本発明に係る「第２実装回路部材」に相当する。
　図２はフレキシブル基板１０１の縦断面図である。このフレキシブル基板１０１は、それぞれに導体パターンが形成された絶縁性の基材３０Ｓ１，３０Ｓ２，３０Ｓ３の積層体を含む。基材３０Ｓ１，３０Ｓ２，３０Ｓ３は例えば液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂のシート材である。基材３０Ｓ１の上面にはパッドＰＤ１及びグランド導体Ｇ１が形成されていて、基材３０Ｓ２の上面には第１線路パターンＳＬ１が形成されている。また、基材３０Ｓ３の下面にはパッドＰＤ２及びグランド導体Ｇ２が形成されている。図２は第１線路パターンＳＬ１に沿った位置での縦断面図であるので、図２には表れていないが、基材３０Ｓ２には第２線路パターン（後に示す第２線路パターンＳＬ２）も形成されている。これら第１線路パターンＳＬ１、第２線路パターンＳＬ２及びグランド導体Ｇ１，Ｇ２は、基材にラミネートされたＣｕ箔がパターンニングされたものである。第１線路パターンＳＬ１とそれを積層方向に挟むグランド導体Ｇ１，Ｇ２とでストリップライン構造の第１線路が構成されている。同様に、上記第２線路パターンＳＬ２とそれを積層方向に挟むグランド導体Ｇ１，Ｇ２とでストリップライン構造の第２線路が構成されている。後に示すとおり、フレキシブル基板１０１は結合線路部Ａ２を有する。この結合線路部Ａ２は、フレキシブル基板１０１に部品が実装されることで構成されたものではなく、フレキシブル基板１０１自体で構成されたものである。
　基材３０Ｓ１には、第１線路パターンＳＬ１とパッドＰＤ１とを接続するビア導体Ｖ１が形成されている。基材３０Ｓ２，３０Ｓ３には、第１線路パターンＳＬ１とパッドＰＤ２とを接続するビア導体Ｖ２１，Ｖ２２が形成されている。これらビア導体Ｖ１，Ｖ２１，Ｖ２２は、例えばＳｎフィラーを含む導電性フィラー、樹脂材及びフラックス等を含む導電性ペーストがビア孔に充填され、加熱プレスにより固化された層間接続導体である。
　なお、図１、図２では、フレキシブル基板１０１を、プラグ３１，３２を介してアンテナ基板１０及び回路基板２０に接続する例を示したが、フレキシブル基板１０１を、プラグ３１，３２を介することなく他の基板に接続してもよい。例えば、このフレキシブル基板１０１を、リジットな回路基板２０に直接的に接続していてもよい。接続部にプラグを用いれば接続力を高めることができ、プラグを用いなければ、そのプラグの分だけ省スペース化できる。
　積層体の表面にはプラグ３１，３２が実装されている。プラグ３１の中心導体（ピン）はパッドＰＤ１に導通し、外導体はグランド導体Ｇ１に導通する。また、プラグ３２の中心導体（ピン）はパッドＰＤ２に導通し、外導体はグランド導体Ｇ２に導通する。
　積層体の、プラグ３１，３２の実装位置以外の領域には、エポキシやポリイミド等のレジスト膜３３が被覆されている。
　図３は上記基材３０Ｓ２の平面図である。基材３０Ｓ２には、第１線路パターンＳＬ１及び第２線路パターンＳＬ２が形成されている。第１線路パターンＳＬ１及び第２線路パターンＳＬ２には、互いに並走する領域である伝送線路部Ａ１と、第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２とが、伝送線路部Ａ１よりも互いに近接して結合する領域である結合線路部Ａ２とを有する。換言すれば、第１線路パターンＳＬ１及び第２線路パターンＳＬ２には、互いに並走する領域である伝送線路部Ａ１と、互いに並走する領域である結合線路部Ａ２とを有し、結合線路部Ａ２における第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２との最大間隔は、伝送線路部Ａ１における第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２との最大間隔よりも小さい。
　伝送線路部Ａ１は本発明に係る「第１領域」に相当し、結合線路部Ａ２は本発明に係る「第２領域」に相当する。この結合線路部Ａ２で、第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２とが近接する部分の長さは、第１線路パターンＳＬ１及び第２線路パターンＳＬ２を伝搬する信号の波長の１／４波長である。ただし、測定誤差などによるずれは許容される。この構造によれば、結合線路部Ａ２が方向性結合器として作用する。
　平面視で、フレキシブル基板１０１の両側部に、図２に示したグランド導体Ｇ１－Ｇ２間を接続する複数のビア導体Ｖが配列されている。また、伝送線路部Ａ１において、平面視で、第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２との間にも、グランド導体Ｇ１－Ｇ２間を接続する複数のビア導体Ｖが配列されている。結合線路部Ａ２の第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２との間にはビア導体Ｖは配列されていない。このように、伝送線路部Ａ１における第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２との間に、グランド電位のビア導体Ｖが存在することにより、伝送線路部Ａ１における第１線路と第２線路との不要結合が抑制される。
　図３に示すように、伝送線路部Ａ１と結合線路部Ａ２との境界をポートＰ１～Ｐ４として表すと、ポートＰ１への入力信号（入射波）の一部はポートＰ２に現れ、残りはポートＰ４に現れる。ポートＰ２に現れる信号強度とポートＰ４に現れる信号強度とは、結合線路部Ａ２の結合度に応じて定まる。また、結合線路部Ａ２からポートＰ１への反射波に比例する強度の信号がポートＰ３に現れる。
　ポートＰ１への入力信号の電力をPi、ポートＰ４に現れる信号の電力をpi、ポートＰ３から出力される反射信号の電力をpr、で表すと、
　結合度Ｃは、C=10logPi／pi
　方向性Dは、D=10logPi／pr
で表される。
　例えば、上記結合度Ｃを用いて、伝送線路部Ａ１における、第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２との結合度と、結合線路部Ａ２における、第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２との結合度を測定すると、結合線路部Ａ２における結合度の方が、伝送線路部Ａ１における結合度よりも大きい。結合線路部Ａ２での結合度Ｃは具体的にはＣ＝１０ｄＢ　～　４０ｄＢ程度である。
　後に例示するように、送信信号が第１線路パターンＳＬ１を含む第１線路を伝搬し、ポートＰ１に入力され、ポートＰ２から出力される。このポートＰ２から出力される信号はアンテナへ導かれる。結合線路部Ａ２のポートＰ４から、第２線路パターンＳＬ２を含む第２線路を伝搬する信号はアンテナへの出力電力のモニタリング信号として扱われる。
　図１に示したように、結合線路部Ａ２は回路基板２０よりもアンテナ基板１０に近い位置に形成されている。この構造によれば、アンテナ基板１０のアンテナ素子に供給される送信信号の強度がアンテナ素子の直近で検出されるので、アンテナから送信される信号の電力をより高精度で検出できる。
　図４は、第１の実施形態に係る別の電子機器２０１Ｂの主要部の正面図である。電子機器２０１Ｂは、フレキシブル基板１０１、アンテナ基板１０及び回路基板２０を備える。フレキシブル基板１０１の構成は、図１に示したフレキシブル基板１０１と同じである。
　回路基板２０には、レセプタクル２１以外に実装部品２２が実装されている。この実装部品２２は後に示す増幅器、デュプレクサ、ＲＦＩＣ等である。
　本発明によれば、アンテナ基板１０又は回路基板２０に方向性結合器を設ける必要がないので、全体に小型化できるだけでなく、方向性結合器を介する信号をアンテナ基板１０と回路基板２０との間で伝送するための特別なケーブルが不要となる。また、ケーブルの接続部での損失も無くなる。
　また、本発明のフレキシブル基板は、筐体や周辺の部材を回避するように、例えば隙間に沿って配置できるように、部分的に又は全体的に屈曲させて用いることができる。換言すれば、本発明のフレキシブル基板は、少なくとも部分的に曲げられた基板である。また、本発明のフレキシブル基板は、熱可塑性樹脂で一体形成されていることで、加熱により塑性変形させることができる。そのため、上記屈曲も容易となる。
　図５は電子機器２０１Ｂの構成を示すブロック図である。この電子機器２０１Ｂは、送受信回路１１１、アンテナ１２、及び送受信回路１１１とアンテナ１２との間を接続するフレキシブル基板１０１を備える。アンテナ１２は図４に示したアンテナ基板１０に形成された素子である。アンテナ基板１０には終端抵抗ＲＴが設けられている。送受信回路１１１は回路基板２０に構成された回路である。
　図５においてフレキシブル基板１０１内に形成された方向性結合器をＣＰで表している。ポートＰ１～Ｐ４は図３に示したポートＰ１～Ｐ４と対応している。この例ではポートＰ３は終端抵抗ＲＴで終端されている。
　送受信回路１１１は、電力増幅器ＰＡ、デュプレクサＤＵＰ、低雑音増幅器ＬＮＡ及びＲＦＩＣを備える。ＲＦＩＣはモデムとして作用する。
　回路基板２０のレセプタクル２１にはデュプレクサＤＵＰの共通ポートが接続される。電力増幅器ＰＡから出力される送信信号はデュプレクサＤＵＰの送信信号入力ポートに入力される。低雑音増幅器ＬＮＡはデュプレクサＤＵＰの受信信号出力ポートから出力される受信信号を増幅する。
　ＲＦＩＣは電力増幅器ＰＡへ送信信号及びゲイン制御信号を出力する。また、ＲＦＩＣは低雑音増幅器ＬＮＡから出力される受信信号を入力する。さらに、ＲＦＩＣはフレキシブル基板１０１の方向性結合器ＣＰのポートＰ４から出力される信号を入力し、その強度に応じて電力増幅器ＰＡのゲインを制御する。つまり、方向性結合器ＣＰのポートＰ４から出力される信号の電力はアンテナ１２へ出力される送信電力に比例するので、この電力が所定値となるように、電力増幅器ＰＡのゲインを適正化する。
　図６～図８は、図５に示した電子機器２０１Ｂとは一部の構成が異なる電子機器のブロック図である。
　図６に示す電子機器２０１Ｃは、図５に示した方向性結合器ＣＰのポートＰ３が開放されている。その他の構成は電子機器２０１Ｂと同じである。方向性結合器ＣＰのポートＰ３からの反射信号はポートＰ４からＲＦＩＣ側へ伝送されるが、その強度が問題とならない場合には、必ずしも抵抗終端させずに、開放させてもよい。
　図７に示す電子機器２０１Ｄは、図５に示した方向性結合器ＣＰのポートＰ３から出力される信号を送受信回路１１１へ戻すように構成されている。また、方向性結合器ＣＰのポートＰ３は接地されている。その他の構成は電子機器２０１Ｂと同じである。上述のとおり、方向性結合器ＣＰのポートＰ３からの反射信号はポートＰ４からＲＦＩＣ側へ伝送されるが、その強度が問題とならない場合には、必ずしも抵抗終端させずに接地させてもよい。また、アンテナ基板（図１におけるアンテナ基板１０）に接地部が存在しない場合、この例で示すように、回路基板（図１における回路基板２０）側で接地してもよい。また、回路基板側で抵抗終端してもよい。
　図８示す電子機器２０１Ｅは、送受信回路１１２、アンテナ１２、及び送受信回路１１２とアンテナ１２との間を接続するフレキシブル基板１０１を備える。この電子機器２０１Ｅは、方向性結合器ＣＰのポートＰ４だけでなく、ポートＰ３から出力される信号も送受信回路１１２へ戻すように構成されている。
　この電子機器２０１Ｅにおいて、ＲＦＩＣは、方向性結合器ＣＰのポートＰ４から出力される信号を入力し、前述のとおり、その強度に応じて電力増幅器ＰＡのゲインを適正化する。また、ＲＦＩＣは方向性結合器ＣＰのポートＰ３から出力される信号の強度に応じて、アンテナ１２から方向性結合器ＣＰへ戻る反射信号の強度を検出する。
　ＲＦＩＣは方向性結合器ＣＰのポートＰ３から出力される信号を入力し、その強度に応じても電力増幅器ＰＡのゲインを制御する。つまり、方向性結合器ＣＰのポートＰ３から出力される信号の電力はアンテナ１２と空間とのインピーダンス不整合に起因する反射波の電力に比例するので、アンテナ１２からの反射強度に応じても電力増幅器ＰＡのゲインを適正化する。
《第２の実施形態》
　第２の実施形態では、アンテナ部を有するフレキシブル基板及びそれを備える電子機器の例を示す。
　図９は第２の実施形態に係る電子機器２０２の主要部の正面図である。電子機器２０２は、フレキシブル基板１０２及び回路基板２０を備える。フレキシブル基板１０２は、可撓性を有する基板３０と、プラグ３２とを備える。基板３０には、第１の実施形態で示した例と同様の第１線路、第２線路、伝送線路部Ａ１及び結合線路部Ａ２が形成されている。基板３０には更にアンテナ部１２Ａが形成されている。このアンテナ部１２Ａは導体パターンによるアンテナ素子であり、第１の実施形態ではアンテナ基板１０に形成されていた導体パターンと同じものである。
　図９に示すように、上記アンテナ部１２Ａ及び結合線路部Ａ２は電子機器２０２の絶縁性の筐体４０の内面に沿って配置されている。アンテナ部１２Ａ及び結合線路部Ａ２は電子機器２０２の筐体４０の内面に接合されていてもよい。これらのことにより、基板３０がフレキシブルでありながら、アンテナ部１２Ａの形状及び結合線路部Ａ２の形状が安定化される。
　回路基板２０にはアンテナ部１２Ａに繋がる高周波回路が形成されていて、回路基板２０にはこの高周波回路に繋がるレセプタクル２１が実装されている。レセプタクル２１とプラグ３２とで一つの同軸コネクタが構成されている。
　図１０は第２の実施形態に係る電子機器２０２の構成を示すブロック図である。この電子機器２０２は、送受信回路１１１とフレキシブル基板１０２とを備える。アンテナ１２はフレキシブル基板１０２に形成されたアンテナ部に相当する。送受信回路１１１は回路基板２０に構成された回路である。
　図１０に示すように、フレキシブル基板１０２内に方向性結合器ＣＰが形成されている。ポートＰ１～Ｐ４は図３に示したポートＰ１～Ｐ４と対応している。この例ではポートＰ３は開放している。送受信回路１１１の構成は図５等に示したとおりである。
《第３の実施形態》
　第３の実施形態では、第１の実施形態で示したフレキシブル基板１０１とは構造が異なるフレキシブル基板及びそれを備える電子機器の例を示す。
　図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）は、第３の実施形態に係る電子機器２０３Ａ，２０３Ｂの主要部の正面図である。電子機器２０３Ａは、フレキシブル基板１０３Ａ、アンテナ基板１０及び回路基板２０を備える。また、電子機器２０３Ｂは、フレキシブル基板１０３Ｂ、アンテナ基板１０及び回路基板２０を備える。
　フレキシブル基板１０３Ａ，１０３Ｂの基本的な構成は図１に示したフレキシブル基板１０１と同じであるが、結合線路部Ａ２の厚みが伝送線路部Ａ１の厚みより厚い。この構造によれば、結合線路部Ａ２の構造上の剛性が高いので、方向性結合器としての特性の安定性が高い。特に、図１１（Ｂ）に示すフレキシブル基板１０３Ｂでは、プラグ３１の実装領域の厚みも伝送線路部Ａ１の厚みに比べて厚い。この構造によれば、アンテナ基板１０に対する接続部の構造上の剛性も高いので、方向性結合器としての特性の安定性は更に高い。
《第４の実施形態》
　第４の実施形態では、フレキシブル基板に形成される方向性結合器の他の構造例を示す。
　図１２は第４の実施形態に係るフレキシブル基板の所定の基材の平面図であり、特に方向性結合器の形成領域の平面図である。この基材には、第１線路パターンＳＬ１及び第２線路パターンＳＬ２が形成されている。第１線路パターンＳＬ１及び第２線路パターンＳＬ２には、互いに並走する領域である伝送線路部Ａ１と、第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２とが、伝送線路部Ａ１よりも互いに近接して結合する領域である結合線路部Ａ２０，Ａ２１とを有する。換言すれば、第１線路パターンＳＬ１及び第２線路パターンＳＬ２には、互いに並走する領域である伝送線路部Ａ１と、互いに並走する領域である結合線路部Ａ２０，Ａ２１とを有し、結合線路部Ａ２０，Ａ２１における第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２との最大間隔は、伝送線路部Ａ１における第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２との最大間隔よりも小さい。伝送線路部Ａ１は本発明に係る「第１領域」に相当し、結合線路部Ａ２０，Ａ２１は本発明に係る「第２領域」に相当する。
　結合線路部Ａ２０で、第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２とが近接する部分の長さは、第１線路パターンＳＬ１及び第２線路パターンＳＬ２を伝搬する信号の波長の１／４波長である。同様に、結合線路部Ａ２１で、第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２とが近接する部分の長さも１／４波長である。ただし、測定誤差などによるずれは許容される。この構造によれば、多段階で結合する結合線路部Ａ２０，Ａ２１が方向性結合器として作用する。
　第１線路パターンＳＬ１及び第２線路パターンＳＬ２の、結合線路部Ａ２１での線幅は伝送線路部Ａ１での線幅より細い。また、第１線路パターンＳＬ１及び第２線路パターンＳＬ２の、結合線路部Ａ２０での線幅は結合線路部Ａ２０での線幅より更に細い。
　本実施形態のように、結合線路部の線間が段階的に変化する構造であれば方向性結合器として作用する周波数帯域が広くなる。つまり周波数依存性が小さくなって、広帯域に亘って方向性結合器として作用する。また、線間が狭い箇所ほど線幅が細い構造であることにより、第１線路及び第２線路の特性インピーダンスを一定値に近似でき、方向性結合器での信号の反射が抑制される。
　このような結合線路部は所定の長さを要するので、結合線路機能を有する素子を回路基板に実装しようとすると、その素子を実装するための広いスペースが必要となるが、本発明では、全体の長さが相対的に長いフレキシブル基板内に結合線路部を形成するので、全体的に省スペース化できる。
《第５の実施形態》
　第５の実施形態では、フレキシブル基板に形成される方向性結合器の他の構造例を示す。
　図１３（Ａ）は第５の実施形態に係るフレキシブル基板の所定の基材の平面図であり、特に方向性結合器の形成領域の平面図である。図１３（Ｂ）は第５の実施形態に係るフレキシブル基板の縦断面図であり、図１３（Ａ）におけるＢ－Ｂ部分での断面図である。
　第１の実施形態や第４の実施形態では、第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２とが同一の基材に形成された例を示したが、図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）に示す例では、第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２とが、互いに異なる基材に形成されている。そして、結合線路部Ａ２で、第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２とは、基材の積層方向に近接する。結合線路部Ａ２での第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２との間隔は、伝送線路部Ａ１での第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２との間隔より狭い。
　本実施形態によれば、フレキシブル基板の幅方向（線間方向、線幅方向）寸法を縮小化できる。
《第６の実施形態》
　第６の実施形態では、フレキシブル基板に形成される方向性結合器の他の構造例を示す。
　図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）は、第６の実施形態に係るフレキシブル基板の方向性結合器の形成領域の縦断面図である。
　図１４（Ａ）に示す例では、複数の基材の積層体の内部に第１線路パターンＳＬ１，ＳＬ１０、第２線路パターンＳＬ２，ＳＬ２０が形成されている。第１線路パターンＳＬ１と第１線路パターンＳＬ１０とはビア導体を介して接続されている。同様に、第２線路パターンＳＬ２と第２線路パターンＳＬ２０とはビア導体を介して接続されている。第１線路パターンＳＬ１０と第２線路パターンＳＬ２０とは、積層方向に近接する。第１線路パターンＳＬ１０と第２線路パターンＳＬ２０との間隔は、伝送線路部Ａ１での第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２との間隔より狭い。第１線路パターンＳＬ１０と第２線路パターンＳＬ２０の線長は、第１線路パターンＳＬ１，ＳＬ１０及び第２線路パターンＳＬ２，ＳＬ２０を伝搬する信号の波長の１／４波長である。ただし、測定誤差などによるずれは許容される。これら第１線路パターンＳＬ１０及び第２線路パターンＳＬ２０の形成範囲が結合線路部Ａ２である。この構造によれば、結合線路部Ａ２が方向性結合器として作用する。
　図１４（Ｂ）に示す例では、複数の基材の積層体の内部に第１線路パターンＳＬ１，ＳＬ１０，ＳＬ１１、第２線路パターンＳＬ２，ＳＬ２０，ＳＬ２１が形成されている。第１線路パターンＳＬ１と第１線路パターンＳＬ１１とはビア導体を介して接続されている。また、第１線路パターンＳＬ１１と第１線路パターンＳＬ１０とはビア導体を介して接続されている。同様に、第２線路パターンＳＬ２と第２線路パターンＳＬ２１とはビア導体を介して接続されていて、第２線路パターンＳＬ２１と第２線路パターンＳＬ２０とはビア導体を介して接続されている。第１線路パターンＳＬ１１と第２線路パターンＳＬ２１とは積層方向に近接する。第１線路パターンＳＬ１０と第２線路パターンＳＬ２０とは積層方向に更に近接する。第１線路パターンＳＬ１０と第２線路パターンＳＬ２０の線長は、第１線路パターンＳＬ１，ＳＬ１０及び第２線路パターンＳＬ２，ＳＬ２０を伝搬する信号の波長の１／４波長である。また、第１線路パターンＳＬ１１と第２線路パターンＳＬ２１の線長も１／４波長である。ただし、測定誤差などによるずれは許容される。これら第１線路パターンＳＬ１０及び第２線路パターンＳＬ２０の形成範囲が結合線路部Ａ２０であり、第１線路パターンＳＬ１１及び第２線路パターンＳＬ２１の形成範囲が結合線路部Ａ２１である。この構造によれば、多段階で結合する結合線路部Ａ２０，Ａ２１が方向性結合器として作用する。
　最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形及び変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。
　例えば、以上に示した例では、結合線路部Ａ２で、第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２とが近接する部分の長さは、第１線路パターンＳＬ１及び第２線路パターンＳＬ２を伝搬する信号の波長の１／４波長である例を示したが、特別な高精度が要求されるわけではない。上記長さが１／４波長でなくても、結合線路部での結合度に応じて、アンテナ等への出力電力に比例する電力を検出することはできる。
Ａ１…伝送線路部（第１領域）
Ａ２，Ａ２０，Ａ２１…結合線路部（第２領域）
ＣＰ…方向性結合器
ＤＵＰ…デュプレクサ
Ｇ１，Ｇ２…グランド導体
ＬＮＡ…低雑音増幅器
ＰＤ１，ＰＤ２…パッド
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４…ポート
ＰＡ…電力増幅器
ＲＴ…終端抵抗
ＳＬ１，ＳＬ１０，ＳＬ１１…第１線路パターン
ＳＬ２，ＳＬ２０，ＳＬ２１…第２線路パターン
Ｖ１，Ｖ２１，Ｖ２２…ビア導体
１０…アンテナ基板（第１実装回路部材）
１１…レセプタクル
１２…アンテナ
１２Ａ…アンテナ部
２０…回路基板（第２実装回路部材）
２１…レセプタクル
２２…実装部品
３０…基板
３０Ｓ１，３０Ｓ２，３０Ｓ３…基材
３１，３２…プラグ（接続部）
３３…レジスト膜
４０…筐体
１０１，１０２，１０３Ａ，１０３Ｂ…フレキシブル基板
１１１，１１２…送受信回路
２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃ，２０１Ｄ，２０１Ｅ…電子機器
２０２，２０３Ａ，２０３Ｂ…電子機器

Claims (11)

  1. 　可撓性を有する基板と、
    　前記基板に形成され、実装回路部材に接続される接続部と、
    　前記基板に形成され、前記接続部に繋がる第１線路及び第２線路と、
    　を備え、
    　前記第１線路及び前記第２線路は、前記第１線路と前記第２線路とが並走する領域である第１領域と、前記第１線路と前記第２線路とが、前記第１領域よりも互いに近接して結合する領域である第２領域とを有する、
    　フレキシブル基板。
  2. 　少なくとも部分的に曲げられた基板と、
    　前記基板に形成され、実装回路部材に接続される接続部と、
    　前記基板に形成され、前記接続部に繋がる第１線路及び第２線路と、
    　を備え、
    　前記第１線路及び前記第２線路は、前記第１線路と前記第２線路とが並走する領域である第１領域と、前記第１線路と前記第２線路とが並走する領域である第２領域とを有し、
    　前記第２領域における前記第１線路と前記第２線路との最大間隔は、前記第１領域における前記第１線路と前記第２線路との最大間隔よりも小さい、
    　フレキシブル基板。
  3. 　前記第２領域における前記第１線路及び前記第２線路の長さは、前記第１線路及び前記第２線路を伝搬する信号の波長の１／４波長である、
    　請求項１又は２に記載のフレキシブル基板。
  4. 　前記第１領域は、前記第１線路と前記第２線路との間に層間接続導体を有し、前記第２領域は、前記第１線路と前記第２線路との間に層間接続導体を有しない、
    　請求項１から３のいずれかに記載のフレキシブル基板。
  5. 　前記基板は積層された複数の絶縁性基材の積層体であり、
    　前記第２領域の厚みは第１領域の厚みよりも厚い、
    　請求項１から４のいずれかに記載のフレキシブル基板。
  6. 　前記第２領域は、前記第１線路と前記第２線路とが互いに段階的に近接する領域である、
    　請求項１から５のいずれかに記載のフレキシブル基板。
  7. 　前記基板は、前記第１線路又は前記第２線路に導通するアンテナ部を有する、
    　請求項１から６のいずれかに記載のフレキシブル基板。
  8. 　フレキシブル基板と、第１実装回路部材と、第２実装回路部材とを備え、前記第１実装回路部材と前記第２実装回路部材とが前記フレキシブル基板を介して接続されてなる電子機器であって、
    　前記フレキシブル基板は、
    　可撓性を有する基板と、
    　前記基板に形成され、前記第１実装回路部材に接続される第１接続部及び前記第２実装回路部材に接続される第２接続部と、
    　前記基板に形成され、前記第１接続部に繋がる第１線路及び前記第２接続部に繋がる第２線路と、
    　を備え、
    　前記第１線路及び前記第２線路は、前記第１線路と前記第２線路とが並走する領域である第１領域と、前記第１線路と前記第２線路とが、前記第１領域よりも互いに近接して結合する領域である第２領域とを有する、
    　電子機器。
  9. 　フレキシブル基板と、第１実装回路部材と、第２実装回路部材とを備え、前記第１実装回路部材と前記第２実装回路部材とが前記フレキシブル基板を介して接続されてなる電子機器であって、
    　前記フレキシブル基板は、
    　少なくとも部分的に曲げられた基板と、
    　前記基板に形成され、実装回路部材に接続される接続部と、
    　前記基板に形成され、前記接続部に繋がる第１線路及び第２線路と、
    　を備え、
    　前記第１線路及び前記第２線路は、前記第１線路と前記第２線路とが並走する領域である第１領域と、前記第１線路と前記第２線路とが並走する領域である第２領域とを有し、
    　前記第２領域における前記第１線路と前記第２線路との最大間隔は、前記第１領域における前記第１線路と前記第２線路との最大間隔よりも小さい、
    　電子機器。
  10. 　前記第１実装回路部材は、アンテナが構成されるアンテナ基板であり、
    　前記第２実装回路部材は回路基板である、
    　請求項８又は９に記載の電子機器。
  11. 　前記第２領域は前記回路基板よりも前記アンテナ基板に近い位置に有する、
    　請求項１０に記載の電子機器。
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