WO2020129171A1 - 基板及び電子機器 - Google Patents

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signal
ground
impedance
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貴裕 篠島
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ソニー株式会社
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    • H05K2203/0242—Cutting around hole, e.g. for disconnecting land or Plated Through-Hole [PTH] or for partly removing a PTH

Definitions

  • the present disclosure relates to substrates and electronic devices.
  • a wiring board that includes a transmission line that transmits a signal, which is provided in a wireless terminal (for example, a smartphone) used in a wireless communication system. It is required to design. In other words, in the wiring board, it is required to accurately control the impedance so that the transmission line or the like for transmitting the signal has a desired impedance in a desired frequency band. Furthermore, in recent years, the frequency of wireless signals used in wireless communication systems has increased, and as the frequency increases, the propagation loss and reflection loss of signals increase, so it is better to control impedance with high accuracy. I was strongly sought after.
  • a second through hole provided adjacent to the first through hole, penetrating from the first surface to the second surface of the substrate and electrically connected to the ground;
  • An adjustment unit that adjusts the impedance between the connection end of the first through hole and the transmission line by adjusting the distance between the first through hole and the second through hole in a plan view.
  • a substrate comprising:
  • a first through hole penetrating from the first surface to the second surface of the substrate and electrically connected to a transmission line for transmitting a signal, and a plan view of the substrate A second through hole that is provided adjacent to the first through hole, penetrates from the first surface to the second surface of the substrate, and is electrically connected to a ground; A second through hole provided adjacent to the first through hole in a plan view of the substrate and electrically connected to the ground, and a connection end of the first through hole with the transmission line.
  • the adjusting unit has a second portion that penetrates halfway through the film thickness and a dividing portion that electrically separates the first portion and the second portion, and the adjusting unit has a thickness direction of the substrate.
  • a substrate is provided that adjusts the impedance by adjusting the length of the dividing portion along.
  • a first through hole penetrating from the first surface to the second surface of the substrate and electrically connected to a transmission line for transmitting a signal, and a plan view of the substrate.
  • a second through hole that is provided adjacent to the first through hole, penetrates from the first surface to the second surface of the substrate, and is electrically connected to a ground; Adjustment for adjusting impedance of a connection end of the first through hole with the transmission line by adjusting a distance between the first through hole and the second through hole in a plan view of the substrate.
  • An electronic device is provided that includes a substrate having a unit.
  • FIG. 1 is a perspective view of a substrate 100 according to a first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a signal through hole 200 according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the ground through hole 300 according to the first embodiment of the present disclosure.
  • It is a graph of the passage characteristic (S12) of the signal through hole in the substrate according to the comparative example.
  • 7 is a graph of the pass characteristic (S12) of the signal through hole 200 in the substrate 100 according to the example.
  • 9 is a Smith chart (S11) showing the impedance at the connection end of the signal through hole in the substrate according to the comparative example.
  • FIG. 6 is a Smith chart (S11) showing the impedance of the connection end of the signal through hole 200 in the substrate 100 according to the example. It is a perspective view (the 1) showing an example of substrate 100a concerning a 2nd embodiment of this indication. It is a perspective view (the 2) showing an example of substrate 100a concerning a 2nd embodiment of this indication. It is a perspective view (the 3) showing an example of substrate 100a concerning a 2nd embodiment of this indication. It is a perspective view (the 4) showing an example of substrate 100a concerning a 2nd embodiment of this indication. It is a graph of a passage characteristic (S12) of signal through hole 200 in substrate 100a concerning an example.
  • S12 passage characteristic
  • FIG. 1 It is a perspective view (the 1) showing an example of substrate 100b concerning a 3rd embodiment of this indication. It is a perspective view (the 2) showing an example of substrate 100b concerning a 3rd embodiment of this indication. It is a perspective view (the 3) showing an example of substrate 100b concerning a 3rd embodiment of this indication. It is a perspective view (the 4) showing an example of substrate 100b concerning a 3rd embodiment of this indication. It is a graph of a passage characteristic (S12) of signal through hole 200a in substrate 100b concerning an example. It is sectional drawing of the ground through hole 300a which concerns on 4th Embodiment of this indication. It is a graph of a passage characteristic (S12) of signal through hole 200 in substrate 100c concerning an example.
  • FIG. 16 is an external view (No. 1) showing an example of an electronic device to which the substrate 100 according to the embodiment of the present disclosure can be applied.
  • FIG. 16 is an external view (No. 2) showing an example of an electronic device to which the substrate 100 according to the embodiment of the present disclosure can be applied.
  • FIG. 11 is an external view (No. 3) showing an example of an electronic device to which the substrate 100 according to the embodiment of the present disclosure can be applied.
  • a plurality of components having substantially the same or similar functional configuration may be distinguished by attaching different numbers after the same reference numerals. However, when it is not necessary to specifically distinguish each of the plurality of constituent elements having substantially the same or similar functional configuration, only the same reference numeral is given.
  • similar components in different embodiments may be distinguished by attaching different alphabets after the same reference numerals. However, if there is no particular need to distinguish between similar components, only the same reference numerals will be given.
  • the description of specific lengths (numerical values) and shapes does not mean only the same numerically defined numerical values or geometrically defined shapes, but a substrate. In addition, it includes cases where there is an allowable degree of difference in the manufacturing process and use of electronic equipment and shapes similar to those.
  • the expression “circular shape” is used in the following description, it is not limited to a perfect circle, but means that it also includes shapes similar to a perfect circle such as an ellipse.
  • electrically connected means that electricity (signal) is conducted (transmitted) between a plurality of elements unless otherwise specified. Means to connect to.
  • electrically connected in the following description means not only a case where a plurality of elements are directly and electrically connected but also indirectly through another element and an electrical connection. Including the case of connecting to.
  • the transmission line and the through hole connected to the transmission line have a desired frequency in order to avoid signal loss. Accurate control is required so that a desired impedance is obtained in the band.
  • the frequency of wireless signals used in wireless communication systems has increased, and as the frequency increases, the propagation loss and reflection loss of signals increase, so it is better to control impedance accurately. I was strongly sought after.
  • millimeter wave such as 28 GHz or 39 GHz
  • a millimeter wave can increase the amount of information to be transmitted, as compared with a radio signal having a frequency of about 700 MHz to 3.5 GHz which has been generally used in mobile communication systems. Therefore, the propagation loss and the reflection loss tend to increase. Therefore, in the future, it is expected that there will be a stronger demand for accurate control of the impedance in order to further suppress the increase in signal propagation loss and reflection loss due to the use of millimeter waves.
  • the present inventor intends to realize accurate control of impedance even when the frequency of a wireless signal to be used is high, and the embodiments of the present disclosure described below will be described.
  • the impedance can be accurately controlled even when the design freedom of the pattern on the substrate (on the substrate surface) is limited.
  • FIG. 1 is a perspective view of a substrate 100 according to this embodiment.
  • the outline of the substrate 100 is shown by a broken line. By doing so, it is illustrated as being transmitted through the substrate 100.
  • FIG. 1 for convenience, only one signal through hole 200 and its peripheral region (a region of 5 mm ⁇ 5 mm square around the signal through hole 200) are shown.
  • the substrate 100 according to the present embodiment may include a plurality of signal through holes 200, in other words, a configuration in which a plurality of configurations shown in FIG. 1 are combined.
  • 2 is a cross-sectional view of the signal through hole 200 according to the present embodiment. Specifically, when the signal through hole 200 is cut along the film thickness direction of the substrate 100 (that is, A- in FIG. 1). It is a cross-sectional view of a case where the substrate 100 is cut along the line A′).
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the ground through hole 300 according to the present embodiment. Specifically, when the ground through hole 300 is cut along the film thickness direction of the substrate 100 (that is, B- in FIG. It is a cross-sectional view of a case where the substrate 100 is cut along the line B′).
  • a signal through hole 200 electrically connected to 400 is provided.
  • the substrate 100 is provided so as to be adjacent to the signal through hole 200 in a plan view of the substrate 100 (when the upper surface 102 is viewed from above the substrate 100).
  • a ground through hole 300 that penetrates up to the lower surface 104 and is electrically connected to a ground (not shown) is provided.
  • FR4 cured Frame Retardant Type 4
  • LCP liquid crystal polymer substrate
  • DF dielectric loss tangent
  • the substrate 100 may be a laminated body formed by laminating a plurality of dielectric layers as described above. Further, the substrate 100 may be an inflexible rigid substrate or a
  • the film thickness of the substrate 100 is not particularly limited, but can be, for example, about several mm (for example, about 1.3 mm). It should be noted that by attaching a metal film such as a copper foil to the upper surface 102 and the lower surface 104 of the substrate 100 as described above, electrodes and wiring patterns to be described later can be formed. Further, in the present embodiment, another substrate (not shown) that sandwiches the substrate 100 from the vertical direction in FIG. 1 may be provided, and such a substrate is electrically connected to the ground (ground). It may be the conductor layer 500 (see FIG. 3) made of the formed metal film.
  • the signal through hole 200 has a through hole 202 extending along a direction perpendicular to the upper surface 102 of the substrate 100 and penetrating the substrate 100 from the upper surface 102 to the lower surface 104. Further, the signal through hole 200 has a metal film 204 that covers the inner wall of the through hole 202 described above, and a signal contact (electrode) 206 provided at the end of the through hole 202.
  • the cross section of the through hole 202 taken along a plane parallel to the upper surface 102 is illustrated as a cylindrical shape having an outer diameter of 0.2 mm, for example.
  • the cross section is not limited to the cylindrical shape, and may be a polygonal tubular shape (for example, a triangular or quadrangular tubular shape).
  • the metal film 204 is, for example, a metal film of copper or the like having a film thickness of several tens of ⁇ m, and covers the inner wall of the through hole 202 to form a tubular conductor.
  • the signal contact (transmission line contact) 206 provided at the end of the through hole 202 is made of, for example, a copper foil having a film thickness of several tens of ⁇ m provided on the upper surface 102 and the lower surface 104 of the substrate 100. It is an electrode made of metal foil.
  • the signal contact 206 is illustrated as a disk shape having a radius of about 0.2 mm, for example.
  • the signal contact 206 is not limited to the disc shape, and may be, for example, a polygonal (for example, triangular or square) plate shape.
  • the transmission line 400 is a line through which a high frequency signal is transmitted, and is provided on both the upper surface 102 and the lower surface 104 of the substrate 100, or on one of them, and is made of a metal foil such as a copper foil (for example, several tens of ⁇ m). Film thickness).
  • the width, shape, and routing of the transmission line 400 are not particularly limited in the present embodiment, and can be selected according to the characteristics required for the transmission line 400 and the like.
  • the present embodiment is not limited to being provided on both or one of the upper surface 102 and the lower surface 104 of the substrate 100.
  • the transmission line 400 includes the intermediate surface (which is sandwiched between the dielectric layers). (Not shown) may be provided above.
  • the signal through hole 200 can be formed, for example, by forming a through hole 202 in the substrate 100 using a drill or the like and depositing a metal film 204 on the inner wall of the through hole 202 by plating.
  • the through hole 202 can be easily formed by making the cross section of the through hole 202 cylindrical.
  • the ground through hole 300 is provided so as to be adjacent to the signal through hole 200 in a plan view of the substrate 100. Further, as shown in FIG. 3, the ground through hole 300 has a through hole 302 extending along a direction perpendicular to the upper surface 102 of the substrate 100 and penetrating the substrate 100 from the upper surface 102 to the lower surface 104. .. Further, the ground through hole 300 has a metal film 304 that covers the inner wall of the through hole 302 described above, and a ground contact (electrode) 306 provided at the end of the through hole 302.
  • the cross section of the through hole 302 taken along a plane parallel to the upper surface 102 is shown as a cylindrical shape having an outer diameter of, for example, 0.2 mm, like the signal through hole 200.
  • the cross section is not limited to the cylindrical shape like the signal through hole 200, but may be a polygonal cylindrical shape (for example, a triangular or quadrangular tube). It may be.
  • the metal film 304 is, for example, a metal film of copper or the like having a film thickness of several tens of ⁇ m, like the signal through hole 200, and by covering the inner wall of the through hole 302, a cylindrical conductor is formed. There is.
  • the ground contact 306 provided at the end of the through hole 302 is an electrode made of a metal film having a film thickness of, for example, several tens of ⁇ m provided on the upper surface 102 and the lower surface 104 of the substrate 100.
  • the ground contact 306 is connected to the conductor layer 500 that sandwiches the substrate 100 in the vertical direction in FIG. 3 and is made of a metal film connected to the ground (ground), so that the ground through hole 300 becomes the ground. It will be electrically connected.
  • the ground contact 306 is illustrated as a disk-shaped one having a radius of, for example, about 0.2 mm, like the signal through hole 200.
  • the ground contact 306 is not limited to the disk shape, and may be, for example, a polygonal (for example, triangular or quadrangular) plate shape.
  • the conductor layer 500 connected to the ground is not limited to being provided so as to sandwich the substrate 100 in the vertical direction. In the present embodiment, for example, when the substrate 100 is formed by stacking two or more different dielectric layers (not shown) stacked, the conductor layer 500 is sandwiched between the dielectric layers. May be provided.
  • the ground through hole 300 can be formed in the same manner as the signal through hole 200.
  • the substrate 100 including the signal through hole 200 and the ground through hole 300 may be formed by a 3D printer or the like.
  • the signal through hole 200 is connected to the transmission line 400 by adjusting the distance between the signal through hole 200 and the ground through hole 300 in a plan view of the substrate 100.
  • the impedance at the edges can be adjusted. That is, it can be said that the substrate 100 according to the present embodiment has an adjusting unit that adjusts the impedance by adjusting the distance between the signal through hole 200 and the ground through hole 300.
  • the impedance of the connection end of the signal through hole 200 can be adjusted to be a desired impedance (for example, 50 ⁇ ) at a specific frequency.
  • a desired impedance for example, 50 ⁇
  • the signal C is adjusted by adjusting the distance C shown in FIG. 1 (the distance from the central axis of the signal through hole 200 to the central axis of the ground through hole 300 in the plan view of the substrate 100).
  • the impedance of the connection end of the through hole 200 is adjusted.
  • a capacitance component and an inductor component are parasitically generated between the signal through hole 200 and the ground through hole 300.
  • the distance C the size and distribution of the capacitance component and the inductor component generated between the signal through hole 200 and the ground through hole 300 can be changed.
  • the distance C is changed to adjust the capacitance component and the inductor component described above, and the impedance of the connection end of the signal through hole 200 at a desired frequency becomes a target impedance (for example, 50 ⁇ ).
  • a target impedance for example, 50 ⁇ .
  • FIG. 4 is a graph of the pass characteristics (S12) of the signal through holes in the substrate according to the comparative example
  • FIG. 5 is a graph of the pass characteristics (S12) of the signal through holes 200 in the substrate 100 according to the example.
  • the passage characteristic is plotted when the distance C is 0.5 mm to 2.5 mm (in 0.2 mm increments).
  • FIG. 6 is a Smith chart (S11) showing the impedance of the connection end of the signal through hole in the substrate according to the comparative example
  • FIG. 11 shows the impedance of the connection end of the signal through hole in the substrate according to the comparative example
  • FIG. 7 shows the impedance of the connection end of the signal through hole 200 in the substrate 100 according to the embodiment. It is a Smith chart (S11). In FIG. 7, the impedance is plotted when the distance C is 0.5 mm to 2.5 mm (in steps of 0.1 mm). Since the center of these Smith charts shown in FIGS. 6 and 7 is 50 ⁇ , the closer to the center, the closer to the desired impedance. Further, the following examples are merely examples of the present embodiment, and the present embodiment is not limited to the following examples.
  • the substrate 100 according to the first embodiment shown in FIG. 1 was used.
  • one ground through hole 300 is provided on the substrate 100 so as to be adjacent to the signal through hole 200, and both ends of the ground through hole 300 are provided so as to sandwich the substrate 100 from above and below. Is electrically connected to the conductor layer 500 connected to.
  • the signal through hole 200 and the ground through hole 300 have a cylindrical shape having an outer diameter of 0.2 mm. Further, in the present embodiment, the distance C between the signal through hole 200 and the ground through hole 300 is set in steps of 0.1 mm to 0.5 mm to 2.5 mm.
  • Comparative example As a comparative example, a substrate including a signal through hole having the same form as that of the example was used.
  • the impedance is located near the center in the low frequency band, but as the frequency becomes higher, the impedance is located so as to spread to the outer peripheral side of the Smith chart. There is.
  • the impedance is located near the center even when the frequency becomes high. From the above results, it was found that the impedance can be changed by providing the ground through hole 300.
  • the smaller the distance C the less the loss tended to be.
  • the smaller the distance C the more the impedance tended to be located near the center of the Smith chart. From the above results, it was found that the impedance at the connection end of the signal through hole 200 can be changed by adjusting the distance C from the signal through hole 200 to the ground through hole 300.
  • the distance C was set to 1.8 mm or more, there was almost no difference in the vicinity of 20 GHz compared with the results of the comparative example. That is, when the distance C is set to 1.8 mm or more, the effect of improving the loss and impedance due to the provision of the ground through hole 300 tends to be saturated. It is considered preferable to set it to 1.7 mm or less.
  • the distance C is preferably in accordance with the design standard set by the manufacturer who manufactures the substrate 100.
  • the ground through hole 300 is provided so as to be adjacent to the signal through hole 200, and the distance C between the signal through hole 200 and the ground through hole 300 is adjusted, whereby the signal through The impedance of the hole 200 can be controlled accurately. That is, in the present embodiment, the impedance of the connection end of the signal through hole 200 can be adjusted to the target impedance. As a result, according to the present embodiment, it is possible to avoid impedance mismatch between the signal through hole 200 and the transmission line 400, and thus it is possible to further suppress an increase in signal propagation loss and reflection loss in the substrate 100. .. In addition, in the present embodiment, since the adjustment is performed by the ground through hole 300, the impedance can be accurately controlled even when the design freedom of the pattern on the substrate 100 is limited. ..
  • one ground through hole 300 is provided for one signal through hole 200.
  • one ground through hole 300 is not limited to one signal through hole 200, and a plurality of ground through holes 300 may be provided. ..
  • a substrate 100a according to the second embodiment of the present disclosure, in which a plurality of ground through holes 300 are provided for one signal through hole 200, will be described below with reference to FIGS. 8 to 11.
  • .. 8 to 11 are perspective views showing an example of the substrate 100a according to the present embodiment. In FIGS.
  • the contour line of the substrate 100a is shown by a broken line so that the substrate 100a is transparent. As illustrated. Further, in FIG. 8 to FIG. 11, for convenience, only one signal through hole 200 and its peripheral region (5 mm ⁇ 5 mm square region around the signal through hole 200) are shown. Therefore, the substrate 100a according to this embodiment may have a configuration in which a plurality of the configurations shown in FIGS. 8 to 11 are combined.
  • two ground through holes 300 may be provided adjacent to one signal through hole 200.
  • the signal through hole 200 and the ground through hole 300 may be provided so that one signal through hole 200 is surrounded by the three ground through holes 300.
  • the signal through hole 200 and the ground through hole 300 are provided so that one signal through hole 200 is surrounded by four or five ground through holes 300. It may be. That is, in this embodiment, the impedance can be accurately controlled by providing the plurality of ground through holes 300 for one signal through hole 200.
  • ground through holes 300 may be provided, and the present invention is not limited to the form shown in FIGS. 8 to 11. 8 to 11, all the ground through holes 300 are provided so that the distances from the central axis of the signal through hole 200 are equal to each other in the plan view of the substrate 100a.
  • the present invention is not limited to this.
  • the ground through holes 300 may be provided so that the distances from the central axis of the signal through hole 200 are different from each other.
  • the impedance may be controlled by adjusting the distance between each ground through hole 300 and the signal through hole 200, as in the first embodiment.
  • the impedance may be controlled by adjusting the distance between the ground through holes 300.
  • the ground through holes 300 are sandwiched between the dielectric layers. It may be electrically connected by a wiring (not shown) provided on the formed intermediate surface (not shown).
  • the arrangement and distance of the ground through holes 300 follow the design standard set by the manufacturer who manufactures the substrate 100a, as in the first embodiment.
  • FIG. 12 is a graph of the pass characteristic (S12) of the signal through hole 200 in the substrate 100a according to the example. Note that, in FIG. 12, the pass characteristics when the number of ground through holes 300 is 0 to 5 are plotted. Further, the following examples are merely examples of the present embodiment, and the present embodiment is not limited to the following examples.
  • the substrate 100a according to the second embodiment shown in FIGS. 8 to 11 was used.
  • the substrate 100a is provided with two to five ground through holes 300 so as to be adjacent to the signal through holes 200. Both ends of the ground through hole 300 are provided so as to sandwich the substrate 100a from above and below, and are electrically connected to the conductor layer 500 connected to the ground.
  • all the ground through holes 300 are provided so that the distances from the central axis of the signal through holes 200 are equal to each other, and even if the number of the ground through holes 300 changes, the distances are different. Has not changed.
  • Comparative example As a comparative example, the same substrate as that of the comparative example of the first embodiment was used.
  • the impedance of the signal through hole 200 can be accurately controlled by providing the plurality of ground through holes 300 adjacent to the signal through hole 200.
  • the impedance can be controlled with high accuracy, and the impedance mismatch between the signal through hole 200 and the transmission line 400 can be avoided, so that the signal propagation loss and the reflection loss can be prevented.
  • the increase can be further suppressed.
  • the cross-sectional shape of the signal through hole 200 is cylindrical.
  • the cross-sectional shape of the signal through hole 200 is not limited to the cylindrical shape, and may be a polygonal cylindrical shape.
  • the substrate 100b according to the third embodiment of the present disclosure having the signal through hole 200a having a polygonal tubular cross section will be described below with reference to FIGS. 13 to 16.
  • 13 to 16 are perspective views showing an example of the substrate 100b according to the present embodiment. 13 to 16, in order to clearly show the signal through hole 200a and the ground through hole 300 included in the substrate 100b, the outline of the substrate 100b is shown by a broken line so that the substrate 100b is transparent.
  • the substrate 100b according to this embodiment may have a configuration in which a plurality of the configurations shown in FIGS. 13 to 16 are combined.
  • the signal through hole 200a has a shape in which the cross-sectional shape when cut along a plane parallel to the upper surface 102 is a regular triangular tubular shape. Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 14, the signal through hole 200a has a shape in which the cross-sectional shape when cut along a plane parallel to the upper surface 102 is a square tubular shape. Further, in the present embodiment, as shown in FIGS. 15 and 16, the signal through hole 200a has a shape in which the cross-section has a regular pentagonal or regular hexagonal tubular shape. That is, in this embodiment, the impedance can be accurately controlled by changing the cross-sectional shape of the signal through hole 200a.
  • the present embodiment is not limited to the configurations shown in FIGS. 13 to 16, and may be a polygonal tubular shape having seven or more vertices and have the same distance from the center.
  • the shape does not have to be a regular polygonal cylinder having vertices.
  • the impedance may be controlled by forming the ground through hole 300 into a polygonal cylindrical shape in the same manner as the signal through hole 200a.
  • FIG. 17 is a graph of the pass characteristic (S12) of the signal through hole 200a in the substrate 100b according to the example. Note that, in FIG. 17, passage characteristics are plotted when the cross-sectional shape of the signal through hole 200a is a circle, a regular triangle, a square, a regular hexagon, or a regular octagon. Further, the following examples are merely examples of the present embodiment, and the present embodiment is not limited to the following examples.
  • the cross-sectional shape when cut along a plane parallel to the upper surface 102 is circular, equilateral triangle, square, regular pentagon, regular hexagon, regular heptagon, regular octagon, regular octagon, regular. It has a decagonal tubular shape.
  • the board 100b is provided with two ground through holes 300 so as to sandwich the signal through hole 200a in a plan view of the board 100b. Both ends of the ground through hole 300 are provided so as to sandwich the substrate 100a from above and below, and are electrically connected to the conductor layer 500 connected to the ground.
  • all the ground through holes 300 are provided so that the distances from the central axis of the signal through holes 200a are equal to each other. Then, the present inventor performed an electromagnetic field analysis simulation on the substrate 100b of such an example, and obtained a result as shown in FIG.
  • the loss was changed by changing the cross-sectional shape of the signal through hole 200a. Specifically, in the example, it was found that in the 10 GHz band, the more the polygonal tubular shape having a small number of vertices, the closer to the result in the cylindrical cross-sectional shape, and the loss was improved.
  • the impedance of the signal through hole 200a can be accurately controlled by changing the cross-sectional shape of the signal through hole 200a.
  • the impedance can be controlled with high accuracy, and the impedance mismatch between the signal through hole 200a and the transmission line 400 can be avoided, so that the propagation loss and the reflection loss of the signal can be prevented. The increase can be further suppressed.
  • the ground through hole 300 extends along a direction perpendicular to the upper surface 102 of the substrate 100, and is provided so as to penetrate the substrate 100 from the upper surface 102 to the lower surface 104.
  • the ground through hole 300 may not be provided so as to penetrate the substrate 100 from the upper surface 102 to the lower surface 104.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of the ground through hole 300a according to the present embodiment. Specifically, when the ground through hole 300a is cut along the film thickness direction of the substrate 100c (that is, BB′ in FIG. 1). (Corresponding to the case of cutting along the line).
  • the ground through hole 300a extends along a direction perpendicular to the upper surface 102 of the substrate 100c, and the thickness of the film thickness of the substrate 100c from the upper surface 102 increases. It has a first portion 310 that penetrates halfway. Further, the ground through hole 300a has a second portion 312 extending along a direction perpendicular to the upper surface 102 of the substrate 100c and penetrating from the lower surface 104 to the middle of the film thickness of the substrate 100. Further, the ground through hole 300a may have a dividing portion 320 that electrically separates the first portion 310 and the second portion 312.
  • the ground contact 306 is provided at each of the end portion of the first portion 310 on the upper surface 102 side and the end portion of the second portion 312 on the lower surface 104 side. Therefore, the first portion 310 and the second portion 312 are electrically connected to the ground via the ground contact 306.
  • the substrate 100c according to the present embodiment by adjusting the length of the dividing portion 320 along the film thickness direction of the substrate 100 (the length along the direction perpendicular to the upper surface 102), the signal through The impedance of the connection end of the hole 200 with the transmission line 400 can be adjusted. That is, it can be said that the substrate 100c according to the present embodiment has an adjusting unit that adjusts the impedance by adjusting the length of the dividing unit 320.
  • the impedance of the connection end of the signal through hole 200 can be adjusted to be a desired impedance (for example, 50 ⁇ ) at a specific frequency.
  • a desired impedance for example, 50 ⁇
  • the distance D shown in FIG. 18 (the distance from the end of the first portion 310 on the dividing portion 320 side to the end of the second portion 312 on the dividing portion 320 side) is By adjusting, the impedance of the connection end of the signal through hole 200 is adjusted.
  • a capacitance component and an inductor component are parasitically generated between the first portion 310 and the second portion 312. Then, by adjusting the distance D, the size and distribution of the capacitance component and the inductor component generated between the first portion 310 and the second portion 312 can be changed.
  • the distance D is changed to adjust the capacitance component and the inductor component described above, and the impedance of the connection end of the signal through hole 200 at a desired frequency becomes a target impedance (for example, 50 ⁇ ).
  • a target impedance for example, 50 ⁇ .
  • the distance D is not particularly limited, but can be set to, for example, about 0.1 mm to 0.5 mm.
  • FIG. 19 is a graph of the pass characteristic (S12) of the signal through hole 200 in the substrate 100c according to the example.
  • the passage characteristic is plotted when the distance D is from 0.1 mm to 0.5 mm (in steps of 0.2 mm).
  • the substrate 100c according to the fourth embodiment shown in FIG. 18 was used.
  • the substrate 100c is provided with two ground through holes 300a having the same distance from the central axis of the signal through hole 200 so as to sandwich the signal through hole 200 in a plan view of the substrate 100b.
  • Each ground through hole 300a has first and second portions 310 and 312 divided by the dividing portion 320.
  • the end of the first portion 310 on the upper surface 102 side and the end of the second portion 312 on the lower surface 104 side are electrically connected to the ground. Furthermore, in the present embodiment, the length of the dividing portion 320 that divides the first and second portions 310 and 312 is set in steps of 0.2 mm and set to 0.1 mm to 0.5 mm. Then, the present inventor performed an electromagnetic field analysis simulation on the substrate 100c of such an example, and obtained the result as shown in FIG.
  • the impedance of the signal through hole 200 can be accurately controlled by changing the length of the dividing section 320.
  • the impedance can be controlled with high accuracy, and the impedance mismatch between the signal through hole 200 and the transmission line 400 can be avoided, so that the signal propagation loss and the reflection loss can be prevented.
  • the increase can be further suppressed.
  • the impedance of the signal through hole 200 can be accurately controlled. That is, in the present embodiment, the impedance of the connection end of the signal through hole 200 can be adjusted to the target impedance. As a result, according to the present embodiment, it is possible to avoid impedance mismatch between the signal through hole 200 and the transmission line 400, and thus it is possible to further suppress an increase in signal propagation loss and reflection loss in the substrate 100. .. In addition, in the present embodiment, since the adjustment is made by the number, position, shape, etc. of the signal through holes 200 and the ground through holes 300, there is a case where the degree of freedom in designing the pattern on the substrate 100 is limited. However, the impedance can be accurately controlled.
  • the substrate 100 according to the embodiment of the present disclosure can be manufactured by using the method, the apparatus, and the conditions used for manufacturing a general substrate.
  • the substrate 100 according to this embodiment can be manufactured by appropriately using a method such as metal plating. That is, the substrate 100 according to the present embodiment can be easily and inexpensively manufactured by using the existing substrate manufacturing process.
  • ground through hole 300a having a plurality of dividing portions 320 may be provided by combining the above-described second embodiment and fourth embodiment.
  • FIGS. 20 to 22 are external views showing an example of an electronic device to which the substrate 100 according to the embodiment of the present disclosure can be applied.
  • the substrate 100 according to the embodiment of the present disclosure can be applied to an electronic device other than a smartphone or the like. Therefore, in the following description, a camera device, an unmanned aerial vehicle, and the like will be given as examples of applicable electronic devices together with a smartphone.
  • the board 100 according to the embodiment of the present disclosure can be applied to a board in a wireless terminal such as a smartphone.
  • the smartphone 600 includes a housing unit 602 having a display unit that displays various kinds of information, a button that receives an operation input by the user, and the like. Further, inside the housing unit 602, for example, a substrate on which a front end circuit for wireless transmission/reception and various processing circuits are mounted is provided.
  • the substrate 100 according to the embodiment of the present disclosure can be applied to a substrate in a camera device 700 called an action camera that can be attached to various places.
  • a camera device 700 shown in FIG. 21 has, for example, a housing 702, and a board on which a front-end circuit for transmitting information of a captured image and various processing circuits are mounted in the housing 702. 704 is provided.
  • the substrate 100 according to the embodiment of the present disclosure can be applied to a substrate in an unmanned aerial vehicle called a drone.
  • the drone is an unmanned small airplane, which can fly with an autonomous flight function, an independent attitude control function, and the like.
  • the unmanned aerial vehicle 800 may include a main body 802, a propeller 804, and a camera device 806.
  • a main body 802 of the unmanned aerial vehicle 800 shown in FIG. 22 is provided with a board on which a front end circuit for transmitting information of a captured image and various processing circuits are mounted.
  • the substrate 100 according to the embodiment of the present disclosure is not limited to being applied to the unmanned aerial vehicle 800 as described above, and may be mounted on various moving devices such as an automatic mobile robot and an automobile. Good.
  • any electronic device for example, a camera or the like
  • a communication unit that performs communication using a high-frequency signal such as a millimeter wave
  • the substrate 100 according to the embodiment of the present disclosure can be applied.
  • the substrate 100 according to the embodiment of the present disclosure can be used as a substrate of a front end portion provided in the housing of these electronic devices, for example, located near the antenna.
  • the second through hole is provided so as to be adjacent to the first through hole in a plan view of the substrate, penetrates from the first surface to the second surface of the substrate, and is electrically connected to the ground.
  • Through holes By adjusting the distance between the first through hole and the second through hole in a plan view of the substrate, the impedance of the connection end of the first through hole with the transmission line is adjusted.
  • the adjustment section A substrate.
  • the substrate has a laminated structure of two or more different dielectric layers laminated.
  • the wiring is provided on an intermediate surface sandwiched between the dielectric layers, The substrate according to (3) above.
  • the second through hole is provided so as to be adjacent to the first through hole in a plan view of the substrate, penetrates from the first surface to the second surface of the substrate, and is electrically connected to the ground.
  • a second through hole provided so as to be adjacent to the first through hole in a plan view of the substrate and electrically connected to a ground;
  • An adjusting unit for adjusting the impedance of the connection end of the first through hole with the transmission line; Equipped with The second through hole is A first portion penetrating from the first surface to the middle of the film thickness of the substrate; A second portion penetrating from the second surface to the middle of the film thickness of the substrate; A dividing portion that electrically separates the first portion and the second portion, Have The adjusting unit adjusts the impedance by adjusting the length of the dividing unit along the film thickness direction of the substrate. substrate.
  • the first portion and the second portion are respectively connected to the ground, The substrate according to (5) above.
  • the adjusting unit adjusts the impedance by adjusting the shape of a cross section when the first through hole is cut along a plane parallel to the first plane.
  • the above (1) to (6) The substrate according to any one of claims.
  • (8) The substrate according to (7), wherein a cross section of the first through hole taken along a plane parallel to the first plane is cylindrical.
  • (9) The substrate according to (7) above, wherein a cross section of the first through hole taken along a plane parallel to the first plane has a polygonal tubular shape.
  • the adjusting unit adjusts the impedance by adjusting the shape of the cross section when the second through hole is cut along a plane parallel to the first plane.
  • the above (1) to (6) The substrate according to any one of claims.
  • the substrate according to (10) above, wherein a cross section of the second through hole taken along a plane parallel to the first plane is cylindrical.
  • the substrate according to (10) above, wherein a cross section of the second through hole taken along a plane parallel to the first plane has a polygonal tubular shape.
  • the first through hole and the second through hole are A through hole penetrating the substrate, A metal film covering the inner wall of the through hole, Respectively, The substrate according to any one of (1) to (12) above.
  • the transmission line is electrically connected to the transmission line by a transmission line contact provided on at least one surface of the first surface and the second surface.
  • the second through hole is electrically connected to the ground by a ground contact provided on at least one surface of the first surface and the second surface.
  • the second through hole is provided so as to be adjacent to the first through hole in a plan view of the substrate, penetrates from the first surface to the second surface of the substrate, and is electrically connected to the ground.
  • Through holes By adjusting the distance between the first through hole and the second through hole in a plan view of the substrate, the impedance of the connection end of the first through hole with the transmission line is adjusted.
  • the adjustment section An electronic device including a substrate having a substrate.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

Abstract

【課題】インピーダンスを精度よく制御することができる技術の一例について提案する。 【解決手段】基板の第１の面から第２の面までを貫通し、信号が伝送される伝送線に電気的に接続された第１のスルーホールと、前記基板の平面視において前記第１のスルーホールに隣接するように設けられ、前記基板の前記第１の面から前記第２の面までを貫通し、グランドに電気的に接続された第２のスルーホールと、前記基板の平面視における前記第１のスルーホールと前記第２のスルーホールとの間の距離を調整することにより、前記第１のスルーホールの、前記伝送線との接続端のインピーダンスを調整する調整部と、を備える、基板を提供する。

Description

基板及び電子機器
　本開示は、基板及び電子機器に関する。
　無線通信システムで利用される無線端末（例えば、スマートフォン等）内に設けられた、信号を伝送する伝送線を含む配線基板の設計においては、信号の損失を避けるため、インピーダンスの不整合を避けるように設計することが求められる。言い換えると、上記配線基板においては、信号を伝送する伝送線等が所望の周波数帯で所望のインピーダンスになるようにインピーダンスを精度よく制御することが求められる。さらに、近年、無線通信システムで利用される無線信号の周波数が高くなってきており、周波数が高くなるに従い、信号の伝播ロスや反射損失が増加することから、インピーダンスを精度よく制御することがより強く求められるようになった。
　そこで、本開示では、インピーダンスを精度よく制御することができる基板の一例について提案する。
　本開示によれば、基板の第１の面から第２の面までを貫通し、信号が伝送される伝送線に電気的に接続された第１のスルーホールと、前記基板の平面視において前記第１のスルーホールに隣接するように設けられ、前記基板の前記第１の面から前記第２の面までを貫通し、グランドに電気的に接続された第２のスルーホールと、前記基板の平面視における前記第１のスルーホールと前記第２のスルーホールとの間の距離を調整することにより、前記第１のスルーホールの、前記伝送線との接続端のインピーダンスを調整する調整部と、を備える、基板が提供される。
　また、本開示によれば、基板の第１の面から第２の面までを貫通し、信号が伝送される伝送線に電気的に接続された第１のスルーホールと、前記基板の平面視において前記第１のスルーホールに隣接するように設けられ、前記基板の前記第１の面から前記第２の面までを貫通し、グランドに電気的に接続された第２のスルーホールと、前記基板の平面視において前記第１のスルーホールに隣接するように設けられ、グランドに電気的に接続された第２のスルーホールと、前記第１のスルーホールの、前記伝送線との接続端のインピーダンスを調整する調整部と、を備え、前記第２のスルーホールは、前記第１の面から前記基板の膜厚の途中まで貫通する第１の部分と、前記第２の面から前記基板の膜厚の途中まで貫通する第２の部分と、前記第１の部分と前記第２の部分とを電気的に分断する分断部と、を有し、前記調整部は、前記基板の膜厚方向に沿った前記分断部の長さを調整することにより、前記インピーダンスを調整する、基板が提供される。
　さらに、本開示によれば、基板の第１の面から第２の面までを貫通し、信号が伝送される伝送線に電気的に接続された第１のスルーホールと、前記基板の平面視において前記第１のスルーホールに隣接するように設けられ、前記基板の前記第１の面から前記第２の面までを貫通し、グランドに電気的に接続された第２のスルーホールと、前記基板の平面視における前記第１のスルーホールと前記第２のスルーホールとの間の距離を調整することにより、前記第１のスルーホールの、前記伝送線との接続端のインピーダンスを調整する調整部と、を有する基板を備える電子機器が提供される。
　以上説明したように本開示によれば、インピーダンスを精度よく制御することができる基板を提供することができる。
　なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、又は上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
本開示の第１の実施形態に係る基板１００の斜視図である。 本開示の第１の実施形態に係る信号スルーホール２００の断面図である。 本開示の第１の実施形態に係るグランドスルーホール３００の断面図である。 比較例に係る基板における信号スルーホールの通過特性（Ｓ１２）のグラフである。 実施例に係る基板１００における信号スルーホール２００の通過特性（Ｓ１２）のグラフである。 比較例に係る基板における信号スルーホールの接続端のインピーダンスを示すスミスチャート（Ｓ１１）である。 実施例に係る基板１００における信号スルーホール２００の接続端のインピーダンスを示すスミスチャート（Ｓ１１）である。 本開示の第２の実施形態に係る基板１００ａの一例を示す斜視図（その１）である。 本開示の第２の実施形態に係る基板１００ａの一例を示す斜視図（その２）である。 本開示の第２の実施形態に係る基板１００ａの一例を示す斜視図（その３）である。 本開示の第２の実施形態に係る基板１００ａの一例を示す斜視図（その４）である。 実施例に係る基板１００ａにおける信号スルーホール２００の通過特性（Ｓ１２）のグラフである。 本開示の第３の実施形態に係る基板１００ｂの一例を示す斜視図（その１）である。 本開示の第３の実施形態に係る基板１００ｂの一例を示す斜視図（その２）である。 本開示の第３の実施形態に係る基板１００ｂの一例を示す斜視図（その３）である。 本開示の第３の実施形態に係る基板１００ｂの一例を示す斜視図（その４）である。 実施例に係る基板１００ｂにおける信号スルーホール２００ａの通過特性（Ｓ１２）のグラフである。 本開示の第４の実施形態に係るグランドスルーホール３００ａの断面図である。 実施例に係る基板１００ｃにおける信号スルーホール２００の通過特性（Ｓ１２）のグラフである。 本開示の実施形態に係る基板１００が適用され得る電子機器の一例を示す外観図（その１）である。 本開示の実施形態に係る基板１００が適用され得る電子機器の一例を示す外観図（その２）である。 本開示の実施形態に係る基板１００が適用され得る電子機器の一例を示す外観図（その３）である。
　以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
　また、本明細書及び図面において、実質的に同一又は類似の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なる数字を付して区別する場合がある。ただし、実質的に同一又は類似の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。また、異なる実施形態の類似する構成要素については、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合がある。ただし、類似する構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。
　また、以下の説明で参照される図面は、本開示の実施形態の説明とその理解を促すための図面であり、わかりやすくするために、図中に示される形状や寸法、比などは実際と異なる場合がある。さらに、図中に示される基板や基板に含まれる各構成要素等は、以下の説明と公知の技術を参酌して適宜、設計変更することができる。
　また、以下の説明における具体的な長さ（数値）や形状についての記載は、数学的に定義される数値と同一の値や幾何学的に定義される形状だけを意味するものではなく、基板及び電子機器の製造工程及び使用において許容される程度の違いがある場合やその形状に類似する形状をも含むものとする。例えば、以下の説明において「円形状」と表現した場合には、真円に限定されるものではなく、楕円形等といった真円に類似する形状をも含むことを意味することとなる。
　さらに、以下の回路（電気的な接続）の説明においては、特段の断りがない限りは、「電気的に接続」とは、複数の要素の間を電気（信号）が導通（伝送）するように接続することを意味する。加えて、以下の説明における「電気的に接続」には、複数の要素を直接的に、且つ、電気的に接続する場合だけでなく、他の要素を介して間接的に、且つ、電気的に接続する場合も含むものとする。
　なお、説明は以下の順序で行うものとする。
　１．本発明者が本開示の実施形態を創作するに至った背景
　２．第１の実施形態
　　　２．１　　構成
　　　２．２　　実施例
　３．第２の実施形態
　　　３．１　　構成
　　　３．２　　実施例
　４．第３の実施形態
　　　４．１　　構成
　　　４．２　　実施例
　５．第４の実施形態
　　　５．１　　構成
　　　５．２　　実施例
　６．まとめ
　７．応用例
　８．補足
　＜＜１．　本発明者が本開示の実施形態を創作するに至った背景＞＞
　まず、本開示の実施形態の詳細を説明する前に、本発明者が本開示の実施形態を創作するに至った背景について説明する。
　先に説明したように、無線通信システムで利用される無線端末内に設けられた配線基板の設計においては、信号の損失を避けるため伝送線や伝送線に接続されたスルーホール等が所望の周波数帯で所望のインピーダンスになるように、精度よく制御することが求められる。特に、近年、無線通信システムで利用される無線信号の周波数が高くなってきており、周波数が高くなるに従い、信号の伝播ロスや反射損失が増加することから、インピーダンスを精度よく制御することがより強く求められるようになった。
　これまでは、例えば、配線基板上にスタブを設けるといった、伝送線等のパターンを工夫することにより、伝送線等のインピーダンスを制御することが一般的であった。しかしながら、無線信号の周波数が高くなるにつれて、上述のような伝送線等のパターンを、インダクタンス、キャパシタ、抵抗素子等を用いたシンプルな等価回路で置き換えることは難しくなる。従って、このような等価回路を用いて伝送線等のパターンを設計し、インピーダンスをより精度よく制御することには限界があった。さらに、無線端末が、より小型化され、より多機能化されてきていることから、配線基板は、より小さくなり、且つ、多くの機能ユニットを搭載するようになってきている。このような状況から、配線基板上の配線等のパターンのデザイン自由度も制限されるようになってきていることから、伝送線等のパターンにより、インピーダンスをより精度よく制御することには限界がある。
　さらに、このような状況の中、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ　Ｔｅｒｍ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）／ＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄに続く第５世代（５Ｇ）移動体通信システムについて検討がなされている。このような検討においては、２８ＧＨｚや３９ＧＨｚといったミリ波と呼ばれる高周波数の無線信号（以下の説明においては、単に「ミリ波」と呼ぶ）を利用することが提案されている。例えば、これまで移動体通信システムで一般的に利用されている７００ＭＨｚ～３．５ＧＨｚ程度の周波数を持つ無線信号と比べて、ミリ波は、伝送される情報量を増加させることができるが、一方で伝搬ロスや反射損失が増加する傾向を持つ。従って、今後は、ミリ波の利用にともない、信号の伝播ロスや反射損失の増加をより抑えるために、インピーダンスを精度よく制御することがより強く求められるようになることが想定される。
　そこで、このような状況を鑑みて、本発明者は、利用される無線信号の周波数が高くなっても、インピーダンスを精度よく制御することを実現しようと、以下に説明する本開示の実施形態に係る基板を創作するに至った。本開示の実施形態によれば、利用される無線信号の周波数が高くなっても、インピーダンスを精度よく制御することができる基板を提供することができる。さらに、本開示の実施形態によれば、基板上（基板面上）のパターンのデザイン自由度に制約がある場合であっても、インピーダンスを精度よく制御することができる。以下に、このような本開示の実施形態の詳細について順次説明する。
　＜＜２．第１の実施形態＞＞
　＜２．１　　構成＞
　まずは、図１から図３を参照して、本開示の第１の実施形態に係る基板１００の構成を説明する。図１は、本実施形態に係る基板１００の斜視図である。図１においては、基板１００に含まれる信号スルーホール（第１のスルーホール）２００及びグランドスルーホール（第２のスルーホール）３００をわかりやすく示すために、基板１００の輪郭線を破線で図示しすることにより、基板１００を透過しているように図示している。さらに、図１においては、便宜上、１つの信号スルーホール２００とその周辺領域（信号スルーホール２００を中心にして、５ｍｍ×５ｍｍ四方の領域）のみを図示している。従って、本実施形態に係る基板１００は、複数の信号スルーホール２００を含んでいてもよく、言い換えると、図１に示すような形態が複数個組み合わされた形態であってもよい。また、図２は、本実施形態に係る信号スルーホール２００の断面図であり、詳細には、基板１００の膜厚方向に沿って信号スルーホール２００を切断した場合（すなわち、図１のＡ－Ａ´線に沿って基板１００を切断した場合）の断面図となる。さらに、図３は、本実施形態に係るグランドスルーホール３００の断面図であり、詳細には、基板１００の膜厚方向に沿ってグランドスルーホール３００を切断した場合（すなわち、図１のＢ－Ｂ´線に沿って基板１００を切断した場合）の断面図となる。
　図１に示すように、本実施形態においては、基板１００には、基板１００の上面（第１の面）１０２から下面（第２の面）１０４までを貫通し、信号が伝送される伝送線４００に電気的に接続された信号スルーホール２００が設けられている。さらに、本実施形態においては、基板１００には、基板１００の平面視（基板１００の上方から上面１０２を見た場合）において信号スルーホール２００に隣接するように設けられ、基板１００の上面１０２から下面１０４までを貫通し、グランド（図示省略）に電気的に接続されたグランドスルーホール３００が設けられている。以下に、本実施形態における、基板１００、信号スルーホール２００及びグランドスルーホール３００等の詳細構成について、順次説明する。
　（基板１００）
　基板１００は、例えば、ガラス繊維にエポキシ樹脂をしみこませた硬化させたＦｌａｍｅ　Ｒｅｔａｒｄａｎｔ　Ｔｙｐｅ　４（ＦＲ４）基板や、液晶ポリマー基板（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｐｏｌｙｍｅｒ；ＬＣＰ）基板等の、例えば、比誘電率ε＝３．０～５．０、誘電正接（ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ　ｆａｃｔｏｒ；ＤＦ）ｔａｎδ＝０．０１前後）を持つ誘電体層からなる基板である。また、本実施形態においては、基板１００は、上述したような誘電体層が複数積層させることによって形成された積層体であってもよい。さらに、基板１００は、柔軟性のないリジッド基板であってもよく、もしくは、自在に曲げることができるフレキシブル基板であってもよい。
　当該基板１００の膜厚は、特に限定されるものではないが、例えば、数ｍｍ程度（例えば、１．３ｍｍ程度）であることができる。なお、このような基板１００の上面１０２及び下面１０４に、例えば、銅箔等の金属膜を貼り付けることにより、後述するような電極や配線パターンを形成することができる。さらに、本実施形態においては、基板１００を図１中の上下方向から挟みこむ他の基板（図示省略）が設けられていてもよく、このような基板は、グランド（接地）と電気的に接続された金属膜からなる導電体層５００（図３　参照）であってもよい。
　（信号スルーホール２００）
　信号スルーホール２００は、図２に示すように、基板１００の上面１０２に対して垂直に交わる方向に沿って延伸し、基板１００を上面１０２から下面１０４までを貫通する貫通孔２０２を有する。さらに、信号スルーホール２００は、上述の貫通孔２０２の内壁を覆う金属膜２０４と、貫通孔２０２の端部に設けられた信号コンタクト（電極）２０６とを有する。
　図１及び図２においては、貫通孔２０２を上面１０２と平行な面で切断した際の断面は、例えば、０．２ｍｍの外径を有する円筒状のものとして図示されている。しかしながら、本実施形態においては、当該断面は、円筒状であることに限定されるものではなく、多角形の筒状（例えば、三角形や四角形の筒等）状であってもよい。
　また、金属膜２０４は、例えば、数１０μｍの膜厚を持つ銅等の金属膜であり、貫通孔２０２の内壁を覆うことにより、筒状の導電体をなしている。
　さらに、貫通孔２０２の端部に設けられた信号コンタクト（伝送線コンタクト）２０６は、基板１００の上面１０２及び下面１０４上に設けられた、例えば、数１０μｍの膜厚を持つ銅箔等からなる金属箔からなる電極である。当該信号コンタクト２０６が、上面１０２及び下面１０４上に設けられた伝送線４００と接続されることにより、信号スルーホール２００は、伝送線４００と電気的に接続されることとなる。図１及び図２においては、上記信号コンタクト２０６は、例えば０．２ｍｍ程度の半径を持つ円盤状のものとして図示されている。しかしながら、本実施形態においては、信号コンタクト２０６は、円盤状であることに限定されるものではなく、例えば、多角形（例えば、三角形や四角形等）の板状であってもよい。
　さらに、伝送線４００は、高周波信号が伝送される配線であり、基板１００の上面１０２及び下面１０４の両方、又は、一方の上に設けられた、銅箔等からなる金属箔（例えば、数１０μｍの膜厚）からなる。また、伝送線４００の幅や形状、引き回しに関しては、本実施形態においては、特に限定されるものではなく、伝送線４００に要求される特性等に応じて選択されることができる。なお、本実施形態においては、基板１００の上面１０２及び下面１０４の両方、又は、一方の上に設けられることに限定されるものではない。本実施形態においては、例えば、基板１００が積層された２つ以上の異なる誘電体層（図示省略）の積層からなる場合には、伝送線４００は、当該誘電体層に挟まれた中間面（図示省略）上に設けられていてもよい。
　上記信号スルーホール２００は、例えば、ドリル等を用いて基板１００に貫通孔２０２を形成し、貫通孔２０２の内壁に、メッキにより金属膜２０４を堆積させることにより形成することができる。なお、貫通孔２０２の断面を円筒状にすることにより、貫通孔２０２を形成が容易となる。
　（グランドスルーホール３００）
　グランドスルーホール３００は、基板１００の平面視において上記信号スルーホール２００に隣接するように設けられている。また、グランドスルーホール３００は、図３に示すように、基板１００の上面１０２に対して垂直に交わる方向に沿って延伸し、基板１００を上面１０２から下面１０４までを貫通する貫通孔３０２を有する。さらに、グランドスルーホール３００は、上述の貫通孔３０２の内壁を覆う金属膜３０４と、貫通孔３０２の端部に設けられたグランドコンタクト（電極）３０６とを有する。
　図１及び図３においては、貫通孔３０２を上面１０２と平行な面で切断した際の断面は、信号スルーホール２００と同様に、例えば、０．２ｍｍの外径を有する円筒状のものとして図示されている。しかしながら、本実施形態においては、当該断面は、信号スルーホール２００と同様に、円筒状であることに限定されるものではなく、多角形の筒状（例えば、三角形や四角形の筒等）状であってもよい。
　また、金属膜３０４は、信号スルーホール２００と同様に、例えば、数１０μｍの膜厚を持つ銅等の金属膜であり、貫通孔３０２の内壁を覆うことにより、筒状の導電体をなしている。
　さらに、貫通孔３０２の端部に設けられたグランドコンタクト３０６は、基板１００の上面１０２及び下面１０４上に設けられた、例えば、数１０μｍの膜厚を持つ金属膜からなる電極である。当該グランドコンタクト３０６が、基板１００を図３中の上下方向から挟みこむ、グランド（接地）と接続された金属膜からなる導電体層５００と接続されることにより、グランドスルーホール３００は、グランドと電気的に接続されることとなる。図１及び図３においては、上記グランドコンタクト３０６は、信号スルーホール２００と同様に、例えば０．２ｍｍ程度の半径を持つ円盤状のものとして図示されている。しかしながら、本実施形態においては、グランドコンタクト３０６は、円盤状であることに限定されるものではなく、例えば、多角形（例えば、三角形や四角形等）の板状であってもよい。さらに、本実施形態においては、グランドと接続された上記導電体層５００は、基板１００を上下方向から挟むように設けられていることに限定されるものではない。本実施形態においては、例えば、基板１００が積層された２つ以上の異なる誘電体層（図示省略）の積層からなる場合には、当該導電体層５００は、当該誘電体層に挟まれるようにして設けられていてもよい。
　また、上記グランドスルーホール３００は、上記信号スルーホール２００と同様に形成することができる。また、信号スルーホール２００及びグランドスルーホール３００を含む基板１００は、３Ｄプリンタ等によって形成されてもよい。
　そして、本実施形態に係る基板１００においては、基板１００の平面視における信号スルーホール２００とグランドスルーホール３００との間の距離を調整することにより、信号スルーホール２００の、伝送線４００との接続端のインピーダンスを調整することができる。すなわち、本実施形態に係る基板１００は、信号スルーホール２００とグランドスルーホール３００との間の距離を調整することにより、上記インピーダンスを調整する調整部を有していると言える。本実施形態においては、このような調整部を有することにより、信号スルーホール２００の接続端のインピーダンスを特定の周波数において所望のインピーダンス（例えば、５０Ω）になるように調整することができる。その結果、本実施形態においては、信号スルーホール２００と伝送線４００とのインピーダンスの不整合を避けることができることから、信号の伝播ロスや反射損失の増加をより抑えることができる。
　詳細には、本実施形態においては、図１に示す距離Ｃ（基板１００の平面視における、信号スルーホール２００の中心軸からグランドスルーホール３００の中心軸までの距離）を調整することにより、信号スルーホール２００の接続端のインピーダンスを調整している。信号スルーホール２００に隣接するように、グランドスルーホール３００を設けることにより、信号スルーホール２００とグランドスルーホール３００との間において寄生的に容量成分やインダクタ成分が生じることとなる。そして、距離Ｃを調整することにより、信号スルーホール２００とグランドスルーホール３００との間において生じた容量成分やインダクタ成分の大きさや分布を変化させることができる。そこで、本実施形態においては、距離Ｃを変化させて、上述の容量成分やインダクタ成分を調整し、所望の周波数における信号スルーホール２００の接続端のインピーダンスを目標のインピーダンス（例えば、５０Ω）になるようにすることができる。その結果、本実施形態によれば、信号スルーホール２００と伝送線４００とのインピーダンスの不整合を避けることができることから、信号の伝播ロスや反射損失の増加をより抑えることができる。なお、本実施形態においては、距離Ｃは、特に限定されるものではないが、例えば、０．５ｍｍから１．７ｍｍ程度に設定することができる。
　＜２．２　実施例＞
　以上、第１の実施形態に係る基板１００の構成の詳細について説明した。次に、具体的な実施例を示しながら、本実施形態の例について、図４から図７を参照してより具体的に説明する。図４は、比較例に係る基板における信号スルーホールの通過特性（Ｓ１２）のグラフであり、図５は、実施例に係る基板１００における信号スルーホール２００の通過特性（Ｓ１２）のグラフである。なお、図５においては、距離Ｃが０．５ｍｍから２．５ｍｍ（０．２ｍｍ刻み）である場合の通過特性がプロットされている。図６は、比較例に係る基板における信号スルーホールの接続端のインピーダンスを示すスミスチャート（Ｓ１１）であり、図７は、実施例に係る基板１００における信号スルーホール２００の接続端のインピーダンスを示すスミスチャート（Ｓ１１）である。なお、図７においては、距離Ｃが０．５ｍｍから２．５ｍｍ（０．１ｍｍ刻み）である場合のインピーダンスがプロットされている。なお、図６及び図７に示すこれらスミスチャートの中心は５０Ωとなっていることから、中心に近いほど、所望するインピーダンスに近づいていることを意味する。また、以下に示す実施例は、本実施形態のあくまでも一例であって、本実施形態が下記の例に限定されるものではない。
　（実施例）
　実施例においては、図１に示す、第１の実施形態に係る基板１００を用いた。詳細には、当該基板１００（膜厚１．３ｍｍ、比誘電率ε＝３．０、誘電正接ｔａｎδ＝０．０１前後）は、１つの信号スルーホール２００を含み、その両端は、基板１００の上面１０２及び下面１０４上に設けられた伝送線４００に電気的に接続されている。また、上記基板１００には、上記信号スルーホール２００に隣接するように、１つのグランドスルーホール３００が設けられ、当該グランドスルーホール３００の両端は、基板１００を上下方向から挟むよう設けられ、グランドと接続された導電体層５００と電気的に接続している。また、信号スルーホール２００及びグランドスルーホール３００は、０．２ｍｍの外径を有する円筒状のものとする。さらに、本実施例においては、信号スルーホール２００とグランドスルーホール３００との間の距離Ｃを、０．１ｍｍきざみで、０．５ｍｍから２．５ｍｍに設定した。
　（比較例）
　比較例としては、実施例と同様の形態を持つ信号スルーホールを含む基板を用いた。
　そして、本発明者は、そのような実施例及び比較例の基板に対して、電磁界解析シミュレーションを行い、図４から図７に示されるような結果を得た。
　図４からわかるように、グランドスルーホール３００を設けていない比較例においては、１０ＧＨｚで２．０ｄＢ程度の損失、１５ＧＨｚで４．０ｄＢ程度の損失が発生していることが分かった。一方、図５からわかるように、本実施例においては（距離Ｃが０．５ｍｍ～１．７ｍｍ）、グランドスルーホール３００を設けることにより、高い周波数帯においては、比較例に比べて損失が少なくなっていることがわかった。具体的には、実施例においては、比較例に比べて、１０ＧＨｚで、０．１ｄＢから１．５ｄＢ程度の改善、１５ＧＨｚで、０．２ｄＢから２．４ｄＢ程度の改善が見られた。
　さらに、図６からわかるように、比較例においては、低周波数帯では中心に近くインピーダンスが位置しているが、周波数が高くなるにつれて、インピーダンスは、スミスチャートの外周側に広がるように位置している。一方、本実施例においては、図７からわかるように、周波数が高くなっても、インピーダンスが中心近くに位置している。以上の結果から、グランドスルーホール３００を設けることにより、インピーダンスを変化させることが可能であることが分かった。
　また、図５からわかるように、実施例においては、距離Ｃが小さいほど、損失が少なくなる傾向があった。また、図７からわかるように、実施例においては、距離Ｃが小さいほど、インピーダンスが、スミスチャートの中心近くに位置している傾向があった。以上の結果から、信号スルーホール２００からグランドスルーホール３００までの距離Ｃを調整することにより、信号スルーホール２００の接続端のインピーダンスを変化させることが可能であることがわかった。
　さらに、これらの結果から、距離Ｃを１．８ｍｍ以上に設定した場合、２０ＧＨｚ付近において比較例の結果と比べて差異がほとんどないことがわかった。すなわち、距離Ｃを１．８ｍｍ以上に設定した場合には、グランドスルーホール３００を設けることによる損失やインピーダンスの改善の効果が飽和する傾向があることから、効果を得るためには、距離Ｃを１．７ｍｍ以下に設定することが好ましいと考えられる。なお、距離Ｃについては、基板１００を製造する製造者が設定した設計基準に従うことが好ましい。
　以上のように、本実施形態においては、信号スルーホール２００に隣接するようにグランドスルーホール３００を設け、信号スルーホール２００とグランドスルーホール３００との間の距離Ｃを調整することにより、信号スルーホール２００のインピーダンスを精度よく制御することができる。すなわち、本実施形態においては、信号スルーホール２００の接続端のインピーダンスを目標のインピーダンスになるように調整することができる。その結果、本実施形態によれば、信号スルーホール２００と伝送線４００とのインピーダンスの不整合を避けることができることから、基板１００における、信号の伝播ロスや反射損失の増加をより抑えることができる。加えて、本実施形態においては、グランドスルーホール３００により調整を行っていることから、基板１００上のパターンのデザイン自由度に制約がある場合であっても、インピーダンスを精度よく制御することができる。
　＜＜３．第２の実施形態＞＞
　＜３．１　　構成＞
　上述の第１の実施形態においては、１つの信号スルーホール２００に対して、１つのグランドスルーホール３００が設けられていた。しかしながら、本開示の実施形態においては、１つの信号スルーホール２００に対して、１つのグランドスルーホール３００が設けられることに限定されるものではなく、複数のグランドスルーホール３００が設けられてもよい。以下に、図８から図１１を参照して、１つの信号スルーホール２００に対して、複数のグランドスルーホール３００が設けられている、本開示の第２の実施形態に係る基板１００ａを説明する。図８から図１１は、本実施形態に係る基板１００ａの一例を示す斜視図である。図８から図１１においては、基板１００ａに含まれる信号スルーホール２００及びグランドスルーホール３００をわかりやすく示すために、基板１００ａの輪郭線を破線で図示しすることにより、基板１００ａを透過しているように図示している。さらに、図８から図１１においては、便宜上、１つの信号スルーホール２００とその周辺領域（信号スルーホール２００を中心にして、５ｍｍ×５ｍｍ四方の領域）のみを図示している。従って、本実施形態に係る基板１００ａは、図８から図１１に示すような各形態が複数個組み合わされた形態であってもよい。
　本実施形態においては、図８に示すように、１つの信号スルーホール２００に隣接するように、２つのグランドスルーホール３００が設けられていてもよい。また、本実施形態においては、図９に示すように、１つの信号スルーホール２００を３つのグランドスルーホール３００が取り囲むように、信号スルーホール２００及びグランドスルーホール３００が設けられていてもよい。さらに、本実施形態においては、図１０及び図１１に示すように、１つの信号スルーホール２００を４つ又は５つのグランドスルーホール３００が取り囲むように、信号スルーホール２００及びグランドスルーホール３００が設けられていてもよい。すなわち、本実施形態においては、１つの信号スルーホール２００に対して、複数のグランドスルーホール３００を設けることにより、インピーダンスを精度よく制御することができる。
　なお、本実施形態においては、６つ以上のグランドスルーホール３００が設けられていてもよく、図８から図１１に示されるような形態に限定されるものではない。また、図８から図１１においては、基板１００ａの平面視において、全てのグランドスルーホール３００は、信号スルーホール２００の中心軸からの距離が互いに等しくなるように設けられているが、本実施形態においては、これに限定されるものではない。本実施形態においては、例えば、各グランドスルーホール３００が、信号スルーホール２００の中心軸からの距離が互いに異なるように設けられていてもよい。
　さらに、本実施形態においては、第１の実施形態と同様に、各グランドスルーホール３００と信号スルーホール２００との間の距離を調整して、インピーダンスを制御してもよい。加えて、本実施形態においては、各グランドスルーホール３００間の距離を調整して、インピーダンスを制御してもよい。
　さらに、本実施形態においては、例えば、基板１００ａが、積層された２つ以上の異なる誘電体層（図示省略）の積層からなる場合、各グランドスルーホール３００の間を、当該誘電体層に挟まれた中間面（図示省略）上に設けられた配線（図示省略）によって電気的に接続してもよい。
　なお、本実施形態においても、グランドスルーホール３００の配置や距離については、第１の実施形態と同様に、基板１００ａを製造する製造者が設定した設計基準に従うことが好ましい。
　＜３．２　実施例＞
　以上、第２の実施形態に係る基板１００ａの構成の詳細について説明した。次に、具体的な実施例を示しながら、本実施形態の例について、図１２を参照してより具体的に説明する。図１２は、実施例に係る基板１００ａにおける信号スルーホール２００の通過特性（Ｓ１２）のグラフである。なお、図１２においては、グランドスルーホール３００の本数が、０本から５本である場合の通過特性がプロットされている。また、以下に示す実施例は、本実施形態のあくまでも一例であって、本実施形態が下記の例に限定されるものではない。
　（実施例）
　実施例においては、図８から図１１に示す、第２の実施形態に係る基板１００ａを用いた。詳細には、当該基板１００ａ（膜厚１．３ｍｍ、比誘電率ε＝３．０、誘電正接ｔａｎδ＝０．０１前後）は、１つの信号スルーホール２００を含み、その両端は、基板１００ａの上面１０２及び下面１０４上に設けられた伝送線４００に電気的に接続されている。また、上記基板１００ａには、上記信号スルーホール２００に隣接するように、２つから５つのグランドスルーホール３００が設けられている。当該グランドスルーホール３００の両端は、基板１００ａを上下方向から挟みこむように設けられ、グランドと接続された導電体層５００と電気的に接続している。なお、実施例においては、全てのグランドスルーホール３００は、信号スルーホール２００の中心軸からの距離が互いに等しくなるように設けられており、グランドスルーホール３００の数が変化しても、当該距離は変化していないものとする。
　（比較例）
　比較例としては、第１の実施形態の比較例と同様の基板を用いた。
　そして、本発明者は、そのような実施例及び比較例の基板に対して、電磁界解析シミュレーションを行い、図１２に示されるような結果を得た。
　図１２からわかるように、本実施例においては、複数のグランドスルーホール３００を設けることにより、比較例に比べて損失が少なくなっていることがわかった。具体的には、実施例においては、比較例に比べて、１０ＧＨｚで、０．５ｄＢ程度の改善が見られた。
　以上のように、本実施形態においては、信号スルーホール２００に隣接するように複数のグランドスルーホール３００を設けることにより、信号スルーホール２００のインピーダンスを精度よく制御することができる。その結果、本実施形態によれば、インピーダンスを精度よく制御することができることから、信号スルーホール２００と伝送線４００とのインピーダンスの不整合を避けることができることから、信号の伝播ロスや反射損失の増加をより抑えることができる。
　＜＜４．第３の実施形態＞＞
　＜４．１　　構成＞
　上述の第１の実施形態においては、信号スルーホール２００の断面の形状は、円筒状であった。しかしながら、本開示の実施形態においては、信号スルーホール２００の断面の形状は、円筒状であることに限定されるものではなく、多角形の筒状であってもよい。以下に、図１３から図１６を参照して、多角形の筒状の断面を持つ信号スルーホール２００ａを有する、本開示の第３の実施形態に係る基板１００ｂを説明する。図１３から図１６は、本実施形態に係る基板１００ｂの一例を示す斜視図である。なお、図１３から図１６においては、基板１００ｂに含まれる信号スルーホール２００ａ及びグランドスルーホール３００をわかりやすく示すために、基板１００ｂの輪郭線を破線で図示しすることにより、基板１００ｂを透過しているように図示している。また、これら図においては、信号スルーホール２００ａの形状をわかりやすくするために、信号スルーホール２００ａの一部を抜き出して図示している。さらに、図１３から図１６においては、便宜上、１つの信号スルーホール２００ａとその周辺領域（信号スルーホール２００ａを中心にして、５ｍｍ×５ｍｍ四方の領域）のみを図示している。従って、本実施形態に係る基板１００ｂは、図１３から図１６に示すような各形態が複数個組み合わされた形態であってもよい。
　本実施形態においては、図１３に示すように、信号スルーホール２００ａは、上面１０２と平行な面で切断した際の断面の形状が正三角形の筒状の形状となるような形態を有する。また、本実施形態においては、図１４に示すように、信号スルーホール２００ａは、上面１０２と平行な面で切断した際の断面の形状が正方形の筒状の形状となるような形態を有する。さらに、本実施形態においては、図１５及び図１６に示すように、信号スルーホール２００ａは、断面の形状が正五角形又は正六角形の筒状の形状となるような形態を有する。すなわち、本実施形態においては、信号スルーホール２００ａの断面形状を変化させることにより、インピーダンスを精度よく制御することができる。
　なお、本実施形態においては、図１３から図１６に示される形態に限定されるものではなく、７つ以上の頂点を持つ多角形の筒状であってもよく、中心から同一の距離を持つ頂点からなる正多角形の筒状でなくてもよい。また、本実施形態においては、信号スルーホール２００ａと同様に、グランドスルーホール３００の断面の形状を多角形の筒状にして、インピーダンスを制御してもよい。
　＜４．２　実施例＞
　以上、第３の実施形態に係る基板１００ｂの構成の詳細について説明した。次に、具体的な実施例を示しながら、本実施形態の例について、図１７を参照してより具体的に説明する。図１７は、実施例に係る基板１００ｂにおける信号スルーホール２００ａの通過特性（Ｓ１２）のグラフである。なお、図１７においては、信号スルーホール２００ａの断面の形状が、円形、正三角形、正方形、正六角形、正八角形である場合の通過特性がプロットされている。また、以下に示す実施例は、本実施形態のあくまでも一例であって、本実施形態が下記の例に限定されるものではない。
　実施例においては、図１３から図１６に示す、第３の実施形態に係る基板１００ｂを用いた。さらに、実施例として、断面形状が、正七角形、正八角形、正九角形、正十角形の筒状の形状を持つ信号スルーホール２００ａを有する基板１００ｂを用いた。詳細には、当該基板１００ｂ（膜厚１．３ｍｍ、比誘電率ε＝３．０、誘電正接ｔａｎδ＝０．０１前後）は、１つの信号スルーホール２００ａを含み、その両端は、基板１００ａの上面１０２及び下面１０４上に設けられた伝送線４００に電気的に接続されている。また、当該信号スルーホール２００ａにおいては、上面１０２と平行な面で切断した際の断面の形状が、円形、正三角形、正方形、正五角形、正六角形、正七角形、正八角形、正九角形、正十角形での筒状の形状を持つ。さらに、上記基板１００ｂには、基板１００ｂの平面視において上記信号スルーホール２００ａを挟み込むように、２つのグランドスルーホール３００が設けられている。当該グランドスルーホール３００の両端は、基板１００ａを上下方向から挟みこむように設けられ、グランドと接続された導電体層５００と電気的に接続している。なお、実施例においては、全てのグランドスルーホール３００は、信号スルーホール２００ａの中心軸からの距離が互いに等しくなるように設けられている。そして、本発明者は、そのような実施例の基板１００ｂに対して、電磁界解析シミュレーションを行い、図１７に示されるような結果を得た。
　図１７からわかるように、本実施例においては、信号スルーホール２００ａの断面形状を変化させることにより、損失が変化することがわかった。具体的には、実施例においては、１０ＧＨｚ帯においては、頂点の少ない多角形の筒状形状を持つ場合ほど、円筒状の断面形状における結果に近づき、損失が改善されることがわかった。
　以上のように、本実施形態においては、信号スルーホール２００ａの断面形状を変化させることにより、信号スルーホール２００ａのインピーダンスを精度よく制御することができる。その結果、本実施形態によれば、インピーダンスを精度よく制御することができることから、信号スルーホール２００ａと伝送線４００とのインピーダンスの不整合を避けることができることから、信号の伝播ロスや反射損失の増加をより抑えることができる。
　＜＜５．第４の実施形態＞＞
　＜５．１　　構成＞
　上述の第１の実施形態においては、グランドスルーホール３００は、基板１００の上面１０２に対して垂直に交わる方向に沿って延伸し、基板１００を上面１０２から下面１０４までを貫通するように設けられていた。しかしながら、本開示の実施形態においては、グランドスルーホール３００は、基板１００を上面１０２から下面１０４までを貫通するように設けられていなくてもよく、例えば、基板１００の膜厚の途中で、２つに分断されていてもよい。以下に、図１８を参照して、分断されたグランドスルーホール３００ａを有する、本開示の第４の実施形態を説明する。図１８は、本実施形態に係るグランドスルーホール３００ａの断面図であり、詳細には、基板１００ｃの膜厚方向に沿ってグランドスルーホール３００ａを切断した場合（すなわち、図１のＢ－Ｂ´線に沿って切断した場合に相当する）の断面図となる。
　詳細には、図１８に示すように、本実施形態においては、グランドスルーホール３００ａは、基板１００ｃの上面１０２に対して垂直に交わる方向に沿って延伸し、上面１０２から基板１００ｃの膜厚の途中まで貫通する第１の部分３１０を有する。また、当該グランドスルーホール３００ａは、基板１００ｃの上面１０２に対して垂直に交わる方向に沿って延伸し、下面１０４から基板１００の膜厚の途中まで貫通する第２の部分３１２を有する。さらに、上記グランドスルーホール３００ａは、第１の部分３１０と第２の部分３１２とを電気的に分断する分断部３２０を有していてもよい。さらに、本実施形態においては、第１の部分３１０の上面１０２側の端部と、第２の部分３１２の下面１０４側の端部とには、グランドコンタクト３０６がそれぞれ設けられている。従って、第１の部分３１０及び第２の部分３１２は、グランドコンタクト３０６を介して、それぞれグランドに電気的に接続されていることとなる。
　そして、本実施形態に係る基板１００ｃにおいては、分断部３２０の、基板１００の膜厚方向に沿った長さ（上面１０２と垂直に交わる方向の沿った長さ）を調整することにより、信号スルーホール２００の、伝送線４００との接続端のインピーダンスを調整することができる。すなわち、本実施形態に係る基板１００ｃは、分断部３２０の長さを調整することにより、上記インピーダンスを調整する調整部を有していると言える。本実施形態においては、このような調整部を有することにより、信号スルーホール２００の接続端のインピーダンスを特定の周波数において所望のインピーダンス（例えば、５０Ω）になるように調整することができる。その結果、本実施形態においては、信号スルーホール２００と伝送線４００とのインピーダンスの不整合を避けることができることから、信号の伝播ロスや反射損失の増加をより抑えることができる。
　詳細には、本実施形態においては、図１８に示す距離Ｄ（第１の部分３１０の分断部３２０側の端部から第２の部分３１２の分断部３２０側の端部からまでの距離）を調整することにより、信号スルーホール２００の接続端のインピーダンスを調整している。上述したような分断部３２０を設けることにより、第１の部分３１０と第２の部分３１２との間において寄生的に容量成分やインダクタ成分が生じることとなる。そして、距離Ｄを調整することにより、第１の部分３１０と第２の部分３１２との間において生じた容量成分やインダクタ成分の大きさや分布を変化させることができる。そこで、本実施形態においては、距離Ｄを変化させて、上述の容量成分やインダクタ成分を調整し、所望の周波数における信号スルーホール２００の接続端のインピーダンスを目標のインピーダンス（例えば、５０Ω）になるようにすることができる。その結果、本実施形態によれば、信号スルーホール２００と伝送線４００とのインピーダンスの不整合を避けることができることから、信号の伝播ロスや反射損失の増加をより抑えることができる。なお、本実施形態においては、距離Ｄは、特に限定されるものではないが、例えば、０．１ｍｍから０．５ｍｍ程度に設定することができる。
　＜５．２　実施例＞
　以上、第４の実施形態に係る基板１００ｃの構成の詳細について説明した。次に、具体的な実施例を示しながら、本実施形態の例について、図１９を参照してより具体的に説明する。図１９は、実施例に係る基板１００ｃにおける信号スルーホール２００の通過特性（Ｓ１２）のグラフである。なお、図１９においては、距離Ｄが０．１ｍｍから０．５ｍｍ（０．２ｍｍ刻み）である場合の通過特性がプロットされている。また、以下に示す実施例は、本実施形態のあくまでも一例であって、本実施形態が下記の例に限定されるものではない。
　実施例においては、図１８に示す、第４の実施形態に係る基板１００ｃを用いた。詳細には、当該基板１００ｃ（膜厚１．３ｍｍ、比誘電率ε＝３．０、誘電正接ｔａｎδ＝０．０１前後）は、１つの信号スルーホール２００を含み、その両端は、基板１００ａの上面１０２及び下面１０４上に設けられた伝送線４００に電気的に接続されている。さらに、上記基板１００ｃには、基板１００ｂの平面視において上記信号スルーホール２００を挟み込むように、信号スルーホール２００の中心軸からの距離が互いに等しい、２つのグランドスルーホール３００ａが設けられている。各グランドスルーホール３００ａは、分断部３２０によって分断された第１及び第２の部分３１０、３１２を有する。また、本実施例においては、第１の部分３１０の上面１０２側の端部と、第２の部分３１２の下面１０４側の端部とは、グランドに電気的に接続されている。さらに、本実施例においては、第１及び第２の部分３１０、３１２を分断する分断部３２０の長さを０．２ｍｍきざみで、０．１ｍｍから０．５ｍｍに設定した。そして、本発明者は、そのような実施例の基板１００ｃに対して、電磁界解析シミュレーションを行い、図１９に示されるような結果を得た。
　図１９からわかるように、本実施例においては、分断部３２０の長さを変化させることにより、１０ＧＨｚより高い周波数帯において、損失が大きく変化することがわかった。
　以上のように、本実施形態においては、分断部３２０の長さを変化させることにより、信号スルーホール２００のインピーダンスを精度よく制御することができる。その結果、本実施形態によれば、インピーダンスを精度よく制御することができることから、信号スルーホール２００と伝送線４００とのインピーダンスの不整合を避けることができることから、信号の伝播ロスや反射損失の増加をより抑えることができる。
　＜＜６．まとめ＞＞
　以上のように、本開示の各実施形態によれば、信号スルーホール２００のインピーダンスを精度よく制御することができる。すなわち、本実施形態においては、信号スルーホール２００の接続端のインピーダンスを目標のインピーダンスになるように調整することができる。その結果、本実施形態によれば、信号スルーホール２００と伝送線４００とのインピーダンスの不整合を避けることができることから、基板１００における、信号の伝播ロスや反射損失の増加をより抑えることができる。加えて、本実施形態においては、信号スルーホール２００及びグランドスルーホール３００の数、位置、形状等によって調整を行っていることから、基板１００上のパターンのデザイン自由度に制約がある場合であっても、インピーダンスを精度よく制御することができる。
　また、本開示の実施形態に係る基板１００は、一般的な基板の製造に用いられる、方法、装置、及び条件を用いることで製造することが可能である。例えば、本実施形態に係る基板１００は、金属メッキ等の方法を適宜用いることで製造することが可能である。すなわち、本実施形態に係る基板１００は、既存の基板の製造工程を用いて、容易に、且つ、安価に製造することが可能である。
　さらに、上述した本開示の各実施形態は、互いに組み合わせて実施することが可能である。例えば、上述した第２の実施形態と第４の実施形態とを組み合わせて、複数の、分断部３２０を有するグランドスルーホール３００ａを設けてもよい。
　＜＜７．適用例＞＞
　続いて、本開示の実施形態に係る基板１００を適用することができる電子機器の例を、図２０から図２２を参照して説明する。図２０から図２２は、本開示の実施形態に係る基板１００が適用され得る電子機器の一例を示す外観図である。
　ところで、近年では、ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　ｏｆ　Ｔｈｉｎｇｓ）と呼ばれる、多様なモノをネットワークにつなげる技術が注目されており、スマートフォンやタブレット端末以外の電子機器についても、無線通信を行うことが可能となる。そのため、例えば、スマートフォン等以外の電子機器に対して、本開示の実施形態に係る基板１００を適用することが可能になると考えられる。そこで、以下の説明においては、適用可能な電子機器として、スマートフォンとともに、カメラデバイスや無人航空機等を例として挙げる。
　（スマートフォン６００）
　例えば、本開示の実施形態に係る基板１００は、スマートフォン等の無線端末内の基板に適用することができる。具体的には、図２０に示すように、スマートフォン６００は、各種情報を表示する表示部やユーザによる操作入力を受け付けるボタン等を有する筐体部６０２を有する。さらに、筐体部６０２の内部には、例えば、無線送受信のためのフロントエンド回路や各種の処理回路が搭載された基板が設けられている。
　（カメラデバイス７００）
　例えば、本開示の実施形態に係る基板１００は、様々な箇所に装着可能な、アクションカメラと呼ばれるカメラデバイス７００内の基板に適用することができる。図２１に示すカメラデバイス７００は、例えば、筐体部７０２内を持ち、筐体部７０２内には、撮像した映像の情報を送信するためのフロントエンド回路や各種の処理回路が搭載された基板７０４が設けられている。
　（無人航空機８００）
　また、本開示の実施形態に係る基板１００は、ドローンと呼ばれる無人航空機内の基板に適用することができる。ドローンは、無人の小型飛行機であって、自律飛行機能及び自立姿勢制御機能等により飛行することができる。図２２に示すように、無人航空機８００は、本体部８０２と、プロペラ８０４と、カメラデバイス８０６とを有することができる。図２２に示す無人航空機８００の本体部８０２内には、撮像した映像の情報を送信するためのフロントエンド回路や各種の処理回路が搭載された基板が設けられている。
　なお、本開示の実施形態に係る基板１００は、上述のような無人航空機８００に適用されることに限定されるものではなく、例えば、自動移動ロボットや自動車等の各種の移動装置に搭載されてもよい。
　なお、図２０から図２２を参照して説明した例はあくまで一例であり、ミリ波等の高周波の信号を用いて通信を行う通信ユニットが搭載された電子機器（例えば、カメラ等）であれば、本開示の実施形態に係る基板１００を適用することができる。特に、本開示の実施形態に係る基板１００は、これら電子機器の筐体内に、例えばアンテナ近傍に位置して設けられるフロントエンド部の基板として用いることができる。
　＜＜８．補足＞＞
　以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
　また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的又は例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、又は上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
　なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
　基板の第１の面から第２の面までを貫通し、信号が伝送される伝送線に電気的に接続された第１のスルーホールと、
　前記基板の平面視において前記第１のスルーホールに隣接するように設けられ、前記基板の前記第１の面から前記第２の面までを貫通し、グランドに電気的に接続された第２のスルーホールと、
　前記基板の平面視における前記第１のスルーホールと前記第２のスルーホールとの間の距離を調整することにより、前記第１のスルーホールの、前記伝送線との接続端のインピーダンスを調整する調整部と、
　を備える、基板。
（２）
　複数の前記第２のスルーホールを備える、上記（１）に記載の基板。
（３）
　前記複数の第２のスルーホールは、配線によって互いに電気的に接続されている、上記（２）に記載の基板。
（４）
　前記基板は、積層された２つ以上の異なる誘電体層の積層構造からなり、
　前記配線は、前記誘電体層に挟まれた中間面上に設けられている、
　上記（３）に記載の基板。
（５）
　基板の第１の面から第２の面までを貫通し、信号が伝送される伝送線に電気的に接続された第１のスルーホールと、
　前記基板の平面視において前記第１のスルーホールに隣接するように設けられ、前記基板の前記第１の面から前記第２の面までを貫通し、グランドに電気的に接続された第２のスルーホールと、
　前記基板の平面視において前記第１のスルーホールに隣接するように設けられ、グランドに電気的に接続された第２のスルーホールと、
　前記第１のスルーホールの、前記伝送線との接続端のインピーダンスを調整する調整部と、
　を備え、
　前記第２のスルーホールは、
　前記第１の面から前記基板の膜厚の途中まで貫通する第１の部分と、
　前記第２の面から前記基板の膜厚の途中まで貫通する第２の部分と、
　前記第１の部分と前記第２の部分とを電気的に分断する分断部と、
　を有し、
　前記調整部は、前記基板の膜厚方向に沿った前記分断部の長さを調整することにより、前記インピーダンスを調整する、
　基板。
（６）
　前記第１の部分と、前記第２の部分とは、それぞれ前記グランドに接続される、
　上記（５）に記載の基板。
（７）
　前記調整部は、前記第１のスルーホールを前記第１の面と平行な面で切断した際の断面の形状を調整することにより、前記インピーダンスを調整する、上記（１）～（６）のいずれか１つに記載の基板。
（８）
　前記第１のスルーホールを前記第１の面と平行な面で切断した際の断面は、円筒状である、上記（７）に記載の基板。
（９）
　前記第１のスルーホールを前記第１の面と平行な面で切断した際の断面は、多角形の筒状である、上記（７）に記載の基板。
（１０）
　前記調整部は、前記第２のスルーホールを前記第１の面と平行な面で切断した際の断面の形状を調整することにより、前記インピーダンスを調整する、上記（１）～（６）のいずれか１つに記載の基板。
（１１）
　前記第２のスルーホールを前記第１の面と平行な面で切断した際の断面は、円筒状である、上記（１０）に記載の基板。
（１２）
　前記第２のスルーホールを前記第１の面と平行な面で切断した際の断面は、多角形の筒状である、上記（１０）に記載の基板。
（１３）
　前記第１のスルーホール及び前記第２のスルーホールは、
　前記基板を貫通する貫通孔と、
　前記貫通孔の内壁を覆う金属膜と、
をそれぞれ有する、
　上記（１）～（１２）のいずれか１つに記載の基板。
（１４）
　前記伝送線は、前記第１の面及び前記第２の面の少なくとも一方の面上に設けられていた伝送線コンタクトにより、前記伝送線に電気的に接続される、上記（１）～（１３）のいずれか１つに記載の基板。
（１５）
　前記第２のスルーホールは、前記第１の面及び前記第２の面の少なくとも一方の面上に設けられたグランドコンタクトにより、前記グランドに電気的に接続される、上記（１）～（１４）のいずれか１つに記載の基板。
（１６）
　基板の第１の面から第２の面までを貫通し、信号が伝送される伝送線に電気的に接続された第１のスルーホールと、
　前記基板の平面視において前記第１のスルーホールに隣接するように設けられ、前記基板の前記第１の面から前記第２の面までを貫通し、グランドに電気的に接続された第２のスルーホールと、
　前記基板の平面視における前記第１のスルーホールと前記第２のスルーホールとの間の距離を調整することにより、前記第１のスルーホールの、前記伝送線との接続端のインピーダンスを調整する調整部と、
　を有する基板を備える電子機器。
　１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、７０４　　基板
　１０２　　上面
　１０４　　下面
　２００、２００ａ　　信号スルーホール
　２０２、３０２　　貫通孔
　２０４、３０４　　金属膜
　２０６　　信号コンタクト
　３００、３００ａ　　グランドスルーホール
　３０６　　グランドコンタクト
　３１０　　第１の部分
　３１２　　第２の部分
　３２０　　分断部
　４００　　伝送線
　５００　　導電体層
　６００　　スマートフォン
　６０２、７０２　　筐体部
　７００、８０６　　カメラデバイス
　８００　　無人航空機
　８０２　　本体部
　８０４　　プロペラ

Claims (16)

  1. 　基板の第１の面から第２の面までを貫通し、信号が伝送される伝送線に電気的に接続された第１のスルーホールと、
    　前記基板の平面視において前記第１のスルーホールに隣接するように設けられ、前記基板の前記第１の面から前記第２の面までを貫通し、グランドに電気的に接続された第２のスルーホールと、
    　前記基板の平面視における前記第１のスルーホールと前記第２のスルーホールとの間の距離を調整することにより、前記第１のスルーホールの、前記伝送線との接続端のインピーダンスを調整する調整部と、
    　を備える、基板。
  2. 　複数の前記第２のスルーホールを備える、請求項１に記載の基板。
  3. 　前記複数の第２のスルーホールは、配線によって互いに電気的に接続されている、請求項２に記載の基板。
  4. 　前記基板は、積層された２つ以上の異なる誘電体層の積層構造からなり、
    　前記配線は、前記誘電体層に挟まれた中間面上に設けられている、
    　請求項３に記載の基板。
  5. 　基板の第１の面から第２の面までを貫通し、信号が伝送される伝送線に電気的に接続された第１のスルーホールと、
    　前記基板の平面視において前記第１のスルーホールに隣接するように設けられ、前記基板の前記第１の面から前記第２の面までを貫通し、グランドに電気的に接続された第２のスルーホールと、
    　前記基板の平面視において前記第１のスルーホールに隣接するように設けられ、グランドに電気的に接続された第２のスルーホールと、
    　前記第１のスルーホールの、前記伝送線との接続端のインピーダンスを調整する調整部と、
    　を備え、
    　前記第２のスルーホールは、
    　前記第１の面から前記基板の膜厚の途中まで貫通する第１の部分と、
    　前記第２の面から前記基板の膜厚の途中まで貫通する第２の部分と、
    　前記第１の部分と前記第２の部分とを電気的に分断する分断部と、
    　を有し、
    　前記調整部は、前記基板の膜厚方向に沿った前記分断部の長さを調整することにより、前記インピーダンスを調整する、
    　基板。
  6. 　前記第１の部分と、前記第２の部分とは、それぞれ前記グランドに接続される、
    　請求項５に記載の基板。
  7. 　前記調整部は、前記第１のスルーホールを前記第１の面と平行な面で切断した際の断面の形状を調整することにより、前記インピーダンスを調整する、請求項１に記載の基板。
  8. 　前記第１のスルーホールを前記第１の面と平行な面で切断した際の断面は、円筒状である、請求項７に記載の基板。
  9. 　前記第１のスルーホールを前記第１の面と平行な面で切断した際の断面は、多角形の筒状である、請求項７に記載の基板。
  10. 　前記調整部は、前記第２のスルーホールを前記第１の面と平行な面で切断した際の断面の形状を調整することにより、前記インピーダンスを調整する、請求項１に記載の基板。
  11. 　前記第２のスルーホールを前記第１の面と平行な面で切断した際の断面は、円筒状である、請求項１０に記載の基板。
  12. 　前記第２のスルーホールを前記第１の面と平行な面で切断した際の断面は、多角形の筒状である、請求項１０に記載の基板。
  13. 　前記第１のスルーホール及び前記第２のスルーホールは、
    　前記基板を貫通する貫通孔と、
    　前記貫通孔の内壁を覆う金属膜と、
    をそれぞれ有する、
    　請求項１に記載の基板。
  14. 　前記伝送線は、前記第１の面及び前記第２の面の少なくとも一方の面上に設けられていた伝送線コンタクトにより、前記伝送線に電気的に接続される、請求項１に記載の基板。
  15. 　前記第２のスルーホールは、前記第１の面及び前記第２の面の少なくとも一方の面上に設けられたグランドコンタクトにより、前記グランドに電気的に接続される、請求項１に記載の基板。
  16. 　基板の第１の面から第２の面までを貫通し、信号が伝送される伝送線に電気的に接続された第１のスルーホールと、
    　前記基板の平面視において前記第１のスルーホールに隣接するように設けられ、前記基板の前記第１の面から前記第２の面までを貫通し、グランドに電気的に接続された第２のスルーホールと、
    　前記基板の平面視における前記第１のスルーホールと前記第２のスルーホールとの間の距離を調整することにより、前記第１のスルーホールの、前記伝送線との接続端のインピーダンスを調整する調整部と、
    　を有する基板を備える電子機器。
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