CN204809363U - 高频信号传输线路及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种能在抑制电感值下降的同时,实现薄型化的高频信号传输线路及电子设备。接地导体(22)设置于电介质坯体(12)。信号线路(20a)设置于电介质坯体(12)中较接地导体(22)更靠电介质坯体(12)的法线方向的一侧,且与接地导体(22)相对。电感器(L)设置于电介质坯体(12)中较接地导体(22)更靠电介质坯体(12)的法线方向的一侧,且与信号线路(20a)相连,并绕与电介质坯体(12)的法线方向实际正交的线圈轴(Ax)的周围旋转。
Description
技术领域
本实用新型涉及高频信号传输线路及电子设备,更特别而言,涉及高频信号的传输所使用的高频信号传输线路及电子设备。
背景技术
作为现有的与高频信号传输线路相关的实用新型,已知有例如专利文献1所记载的微波电路。该微波电路包括基板、电感器及接地电极。基板是薄板状的绝缘性基板。从基板的法线方向俯视时,电感器呈螺旋状,且设置于基板的表面。接地电极覆盖基板背面的大致整个表面。在上述的微波电路中,电感器与接地电极隔着基板相对,因此电感器与接地电极呈微带线结构。
然而,专利文献1所记载的微波电路难以在抑制电感器的电感值下降的同时,实现微波电路的薄型化。更详细而言,该微波电路的电感器的卷绕轴沿着基板的法线方向延伸。因此,电感器所产生的磁通主要朝着基板的法线方向贯穿接地电极。若高频信号流过电感器,则贯穿接地电极的磁场的方向根据高频信号的电流方向的变化而变化。其结果是,接地电极中会产生涡流。这种涡流的产生导致电感器的电感值的下降。
因此,为了抑制电感器的电感值的下降,考虑增大电感器和接地电极之间的距离,来抑制涡流的产生。然而,在该情况下,会导致微波电路的厚度增加。如上所述,专利文献1所记载的微波电路难以在抑制电感器的电感值下降的同时,实现微波电路的薄型化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开平4-35202号公报
实用新型内容
实用新型所要解决的技术问题
因此,本实用新型的目的在于,提供一种能在抑制电感器的电感值下降的同时,实现薄型化的高频信号传输线路及电子设备。
解决技术问题的技术方案
本实用新型的一个方式所涉及的高频信号传输信号,其特征在于,包括:板状的电介质坯体;设置于所述电介质坯体的第一接地导体;第一信号线路,该第一信号线路呈线状,设置于所述电介质坯体中较所述第一接地导体更靠该电介质坯体的法线方向的一侧,且与该第一接地导体相对;以及电感器,该电感器设置于所述电介质坯体中较所述第一接地导体更靠该电介质坯体的法线方向的一侧,且与所述第一信号线路相连,呈绕与该电介质坯体的法线方向实际正交的线圈轴的周围旋转的螺旋状。
本实用新型的一个方式所涉及的电子设备包括高频信号传输信号、以及***述高频信号传输线路的壳体,该电子设备的特征在于,所述高频信号传输信号包括:板状的电介质坯体;设置于所述电介质坯体的第一接地导体;第一信号线路,该第一信号线路呈线状,设置于所述电介质坯体中较所述第一接地导体更靠该电介质坯体的法线方向的一侧,且与该第一接地导体相对;以及电感器,该电感器设置于所述电介质坯体中较所述第一接地导体更靠该电介质坯体的法线方向的一侧,且与所述第一信号线路相连,呈绕与该电介质坯体的法线方向实际正交的线圈轴的周围旋转的螺旋状。
实用新型效果
根据本实用新型,能在抑制电感器的电感值下降的同时,实现薄型化。
附图说明
图1是一实施方式所涉及的高频信号传输线路的外观立体图。
图2是一实施方式所涉及的高频信号传输线路的电介质坯体的分解图。
图3是高频信号传输线路的电感器附近的分解立体图。
图4是图3的A-A处高频信号传输线路的剖面结构图。
图5是连接器及连接部的外部立体图。
图6是连接器的剖面结构图。
图7是从y轴方向俯视使用了高频信号传输线路的电子设备的图。
图8是从z轴方向俯视使用了高频信号传输线路的电子设备的图。
图9是变形例1所涉及的高频信号传输线路的电介质坯体的分解图。
图10是变形例2所涉及的高频信号传输线路的电介质坯体的分解图。
图11是变形例3所涉及的高频信号传输线路的电介质坯体的分解图。
具体实施方式
下面,参照附图,对本实用新型的实施方式所涉及的高频信号传输线路及电子设备进行说明。
(高频信号传输线路的结构)
下面,参照附图,对本实用新型的一实施方式所涉及的高频信号传输线路的结构进行说明。图1是一实施方式所涉及的高频信号传输线路10的外观立体图。图2是一实施方式所涉及的高频信号传输线路10的电介质本体12的分解图。图3是高频信号传输线路10的电感器L附近的分解立体图。图4是图3的A-A处的高频信号传输线路10的剖面结构图。以下,将高频信号传输线路10的层叠方向及电介质坯体12的法线方向定义为z轴方向。此外,将高频信号传输线路10的长边方向定义为x轴方向,将与x轴方向及z轴方向正交的方向定义为y轴方向。
高频信号传输线路10例如用于在移动电话等电子设备内连接2个高频电路。高频信号传输线路10如图1至图3所示那样,包括:电介质坯体12、外部端子16a、16b、信号线路20a、20b、接地导体22、过孔导体b1、b2、电感器L及连接器100a、100b。
从z轴方向俯视时,电介质坯体12是向x轴方向延伸的板状构件。电介质坯体12包含线路部12a、连接部12b、12c,是将图2所示的保护层14及电介质片材18a~18c按照此顺序从z轴方向的正方向侧到负方向侧层叠构成的层叠体。以下,将电介质坯体12的z轴方向的正方向侧的主面称为表面,将电介质坯体12的z轴方向的负方向侧的主面称为背面。
线路部12a呈向x轴方向延伸的带状。连接部12b、12c分别连接至线路部12a的x轴方向的负方向侧端部及x轴方向的正方向侧端部,且呈矩形。连接部12b、12c的y轴方向的宽度比线路部12a的y轴方向的宽度要宽。
从z轴方向俯视时,电介质片材18a~18c向x轴方向延伸,且其形状与电介质坯体12相同。电介质片材18a~18c由聚酰亚胺、液晶聚合物等具有可挠性的热塑性树脂构成。电介质片材18a~18c层叠后的厚度例如为50μm~200μm。下面,将电介质片材18a~18c的z轴方向的正方向侧的主面称作表面,将电介质片材18a~18c的z轴方向的负方向侧的主面称作背面。
此外,电介质片材18a由线路部18a-a及连接部18a-b、18a-c构成。电介质片材18b由线路部18b-a及连接部18b-b、18b-c构成。电介质片材18c由线路部18c-a及连接部18c-b、18c-c构成。线路部18a-a、18b-a、18c-a构成线路部12a。连接部18a-b、18b-b、18c-b构成连接部12b。连接部18a-c、18b-c、18c-c构成连接部12c。
如图2所示,信号线路20a、20b设置于电介质坯体12内,是沿x轴方向延伸的线状导体。在本实施方式中,信号线路20a、20b形成在电介质片材18b的表面上。从z轴方向俯视时,信号线路20a的x轴方向的负方向侧端部位于连接部18b-b的中央。信号线路20a的x轴方向的正方向侧端部位于线路部12a的x轴方向的中央附近。从z轴方向俯视时,信号线路20b的x轴方向的正方向侧端部位于连接部18b-c的中央。信号线路20b的x轴方向的负方向侧端部位于线路部12a的x轴方向的中央附近。信号线路20a和信号线路20b不直接连接,而是经由后述的电感器L相连接。
信号线路20a、20b由以银、铜为主要成分的电阻率较小的金属材料制作而成。这里,信号线路20a、20b形成于电介质片材18b的表面是指在电介质片材18b的表面上通过镀敷形成金属箔,并对金属箔进行图案形成来形成信号线路20a、20b,或者在电介质片材18b的表面粘贴金属箔,并对金属箔进行图案形成来形成信号线路20a、20b。另外,由于对信号线路20a、20b的表面实施平滑化处理,因此,信号线路20a、20b的与电介质片材18b相接的面的表面粗糙度要大于信号线路20a、20b的没有与电介质片材18b相接的面的表面粗糙度。
接地导体22(第一接地导体)起到与信号线路20a、20b相对应的接地导体的作用,如图2所示,该接地导体22设置于电介质坯体12内较信号线路20a、20b更靠z轴方向的正方向侧,更详细而言,形成于电介质片材18a的表面。由此,信号线路20a、20b在电介质坯体12中设置于较接地导体22更靠z轴方向的负方向侧。接地导体22在电介质片材18a的表面上沿着信号线路20a、20b在x轴方向上延伸,如图2所示,接地导体22隔着电介质片材18a与信号线路20a、20b相对。由此,信号线路20a、20b和接地导体22呈微带线结构。
接地导体22由以银、铜为主要成分的电阻率较小的金属材料制作而成。这里,接地导体22形成于电介质片材18a的表面是指在电介质片材18a的表面通过镀敷形成金属箔,并对金属箔进行图案形成来形成接地导体22,或者在电介质片材18a的表面粘贴金属箔,并对金属箔进行图案形成来形成接地导体22。另外,由于对接地导体22的表面实施平滑化处理,因此,如图4所示,接地导体22的与电介质片材18a相接的面的表面粗糙度要大于接地导体22的没有与电介质片材18a相接的面的表面粗糙度。
此外,接地导体22由主要导体22a、端子部22b、22c构成。主要导体22a设置在线路部18a-a的表面,为沿x轴方向延伸的带状。
端子导体22b设置在连接部18a-b的表面,且呈包围连接部18a-b的中央的矩形环。端子导体22b与主要导体22a的x轴方向的负方向侧端部相连。
端子导体22c设置在连接部18a-c的表面,且呈包围连接部18a-c的中央的矩形环。端子导体22c与主要导体22a的x轴方向的正方向侧端部相连。
如图1及图2所示,外部端子16a是设置在连接部18a-b的表面的中央附近的矩形导体。如图1及图2所示,外部端子16b是设置在连接部18a-c的表面的中央附近的矩形导体。外部端子16a、16b由以银、铜为主要成分的电阻率较小的金属材料制作而成。此外,对外部端子16a、16b的表面实施镀金。这里,外部端子16a、16b形成于电介质片材18a的表面是指在电介质片材18a的表面上通过镀敷形成金属箔,并对金属箔进行图案形成来形成外部端子16a、16b,或者在电介质片材18a的表面粘贴金属箔,并对金属箔进行图案形成来形成外部端子16a、16b。另外,由于对外部端子16a、16b的表面实施平滑化处理,因此,外部端子16a、16b的与电介质片材18a相接的面的表面粗糙度要大于外部端子16a、16b的没有与电介质片材18a相接的面的表面粗糙度。
过孔导体b1在z轴方向上贯穿电介质片材18a的连接部18a-b。过孔导体b1连接外部端子16a和信号线路20a的x轴方向的负方向侧端部。过孔导体b2在z轴方向上贯穿电介质片材18a的连接部18a-c。过孔导体b2连接外部端子16b和信号线路20b的x轴方向的正方向侧端部。
保护层14覆盖电介质片材18a的大致整个表面。由此,保护层14覆盖接地导体22。保护层14例如由抗蚀剂材料等可挠性树脂构成。
此外,如图2所示,保护层14由线路部14a及连接部14b、14c构成。线路部14a通过覆盖线路部18a-a的整个表面而覆盖主要导体22a。
连接部14b与线路部14a的x轴方向的负方向侧端部相连接,并覆盖连接部18a-b的表面。其中,在连接部14b上设有开口Ha~Hd。开口Ha是设置于连接部14b大致中央处的矩形开口。外部端子16a经由开口Ha露出至外部,从而起到外部端子的作用。此外,开口Hb是设置在开口Ha的y轴方向的正方向侧的矩形开口。开口Hc是设置在开口Ha的x轴方向的负方向侧的矩形开口。开口Hd是设置在开口Ha的y轴方向的负方向侧的矩形开口。端子导体22b经由开口Hb~Hd露出至外部,从而起到外部端子的作用。
连接部14c与线路部14a的x轴方向的正方向侧端部相连接,并覆盖连接部18a-c的表面。其中,在连接部14c上设有开口He~Hh。开口He是设置于连接部14c大致中央处的矩形开口。外部端子16b经由开口He露出至外部,从而起到外部端子的作用。此外,开口Hf是设置在开口He的y轴方向的正方向侧的矩形开口。开口Hg是设置在开口He的x轴方向的正方向侧的矩形开口。开口Hh是设置在开口He的y轴方向的负方向侧的矩形开口。端子导体22c经由开口Hf~Hh露出至外部,从而起到外部端子的作用。
电感器L在电介质坯体12中设置于较接地导体22更靠z轴方向的负方向侧,且对信号线路20a和信号线路20b之间进行连接。电感器L作为例如高频信号传输线路10的特性阻抗的调整、或LC滤波器的电感器、LC谐振器的电感器、电路中的电感器元件等来使用。下面,参照图2至图4对电感器L的结构进行说明。
电感器L为线圈图案,呈绕在与电介质坯体12的法线方向实际正交的x轴方向上延伸的线圈轴Ax的周围旋转的螺旋状。如图2及图3所示,电感器L包含线状导体40a~40h、42a~42g及过孔导体b11~b17、b21~b27。线状导体40a~40h形成于电介质片材18b的表面,并按照此顺序排列在x轴方向(线圈轴Ax延伸的方向)上。由此,线状导体40a~40h在z轴方向上设置在与信号线路20a、20b相同的位置(即、相同的电介质片材18b)。
线状导体40a~40h沿与线圈轴Ax交叉的方向α延伸。方向α是边朝x轴方向的正方向侧行进边朝y轴方向的正方向侧行进的方向。线状导体40a的y轴方向的负方向侧端部与信号线路20a的x轴方向的正方向侧端部相连。线状导体40h的y轴方向的正方向侧端部与信号线路20b的x轴方向的负方向侧端部相连接。
线状导体40a~40h形成于电介质片材18b的表面是指在电介质片材18b的表面上通过镀敷形成金属箔,并对金属箔进行图案形成来形线状导体40a~40h,或者在电介质片材18b的表面粘贴金属箔,并对金属箔进行图案形成来形成线状导体40a~40h。另外,由于对线状导体40a~40h的表面实施平滑化处理,因此,如图4所示,线状导体40a~40h的与电介质片材18b相接的面的表面粗糙度要大于线状导体40a~40h的没有与电介质片材18b相接的面的表面粗糙度。
线状导体42a~42g形成于电介质片材18c的表面上,并较线状导体40a~40h更靠z轴方向的负方向侧,按照此顺序排列在x轴方向(线圈轴Ax延伸的方向)上。由此,线状导体42a~42g在设置于较线状导体40a~40h更靠z轴方向的负方向侧。
此外,线状导体42a~42g沿与方向α交叉的方向β延伸。方向β是边朝x轴方向的正方向侧行进边朝y轴方向的负方向侧行进的方向。从z轴方向俯视时,线状导体42a与在x轴方向上相邻的两个线状导体40a、40b内的线状导体40a的y轴方向的正方向侧端部重叠。从z轴方向俯视时,线状导体42a与在x轴方向上相邻的两个线状导体40a、40b内的线状导体40b的y轴方向的负方向侧端部重叠。此处,以线状导体42a为例进行了说明,但对于线状导体42b~42g的端部,与线状导体42a同样,与线状导体40b~40h的端部重叠。即,线状导体42a~42g的y轴方向的正方向侧端部分别与线状导体40a~40g的y轴方向的正方向侧端部重叠。此外,线状导体42a~42g的y轴方向的负方向侧端部分别与线状导体40b~40h的y轴方向的负方向侧端部重叠。由此,从z轴方向俯视时,线状导体40a~40h、42a~42g呈Z字形。
线状导体42a~42g形成于电介质片材18c的表面是指在电介质片材18c的表面上通过镀敷形成金属箔,并对金属箔进行图案形成来形成线状导体42a~42g,或者在电介质片材18c的表面粘贴金属箔,并对金属箔进行图案形成来形成线状导体42a~42g。另外,由于对线状导体42a~42g的表面实施平滑化处理,因此,如图4所示,线状导体42a~42g的与电介质片材18c相接的面的表面粗糙度要大于线状导体42a~42g的没有与电介质片材18c相接的面的表面粗糙度。
过孔导体b11~b17分别在电介质坯体12内沿电介质坯体12的法线方向延伸。本实施方式中,过孔导体b11~b17在z轴方向上贯穿电介质片材18b,且按照此顺序从x轴方向的负方向侧到正方向侧排成一列。过孔导体b11连接线状导体40a的y轴方向的正方向侧端部和线状导体42a的y轴方向的正方向侧端部。过孔导体b12连接线状导体40b的y轴方向的正方向侧端部和线状导体42b的y轴方向的正方向侧端部。过孔导体b13连接线状导体40c的y轴方向的正方向侧端部和线状导体42c的y轴方向的正方向侧端部。过孔导体b14连接线状导体40d的y轴方向的正方向侧端部和线状导体42d的y轴方向的正方向侧端部。过孔导体b15连接线状导体40e的y轴方向的正方向侧端部和线状导体42e的y轴方向的正方向侧端部。过孔导体b16连接线状导体40f的y轴方向的正方向侧端部和线状导体42f的y轴方向的正方向侧端部。过孔导体b17连接线状导体40g的y轴方向的正方向侧端部和线状导体42g的y轴方向的正方向侧端部。
过孔导体b21~b27分别在电介质坯体12内沿电介质坯体12的法线方向延伸。本实施方式中,过孔导体b21~b27在z轴方向上贯穿电介质片材18b,且按照此顺序从x轴方向的负方向侧到正方向侧排成一列。过孔导体b21连接线状导体40b的y轴方向的负方向侧端部和线状导体42a的y轴方向的负方向侧端部。过孔导体b22连接线状导体40c的y轴方向的负方向侧端部和线状导体42b的y轴方向的负方向侧端部。过孔导体b23连接线状导体40d的y轴方向的负方向侧端部和线状导体42c的y轴方向的负方向侧端部。过孔导体b24连接线状导体40e的y轴方向的负方向侧端部和线状导体42d的y轴方向的负方向侧端部。过孔导体b25连接线状导体40f的y轴方向的负方向侧端部和线状导体42e的y轴方向的负方向侧端部。过孔导体b26连接线状导体40g的y轴方向的负方向侧端部和线状导体42f的y轴方向的负方向侧端部。过孔导体b27连接线状导体40h的y轴方向的负方向侧端部和线状导体42g的y轴方向的负方向侧端部。
此处,信号线路20a、20b分别从电感器L的连接部分向x轴方向的负方向侧及正方向侧延伸。电感器L的线圈轴Ax向x轴方向延伸。即,在高频信号传输线路10中,线圈轴Ax延伸的方向和信号线路20a、20b从电感器L的连接部分延伸的方向相一致。
连接器100a、100b分别安装在连接部12b、12c的表面上,且与信号线路20a、20b、电感器L及接地导体22电连接。连接器100a、100b的结构相同,因此,以下以连接器100b的结构为例进行说明。图5是连接器100b及连接部12c的外观立体图。图6是连接器100b的剖面结构图。
如图5及图6所示,连接器100b由连接器主体102、外部端子104、106、中心导体108、及外部导体110构成。连接器主体102呈矩形板上连结有圆筒的形状,由树脂等绝缘材料制成。
外部端子104设置于连接器主体102的板的z轴方向的负方向侧的面上的、与外部端子16b相对的位置。外部端子106设置在连接器主体102的板的z轴方向的负方向侧的面上的、与经由开口Hf~Hh露出的端子部22c相对的位置。
中心导体108设置在连接器主体102的圆筒的中心,并与外部端子104相连接。中心导体108是输入或输出高频信号的信号端子。外部导体110设置于连接器主体102的圆筒的内周面,并与外部端子106相连接。外部导体110是保持接地电位的接地端子。
具有以上结构的连接器100b安装在连接部12c的表面上,以使外部端子104与外部端子16b相连接,外部端子106与端子导体22c相连接。由此,信号线路20a、20b及电感器L与中心导体108电连接。此外,接地导体22与外部导体110电连接。
高频信号传输线路10按以下说明的方式使用。图7是从y轴方向俯视使用了高频信号传输线路10的电子设备200的图。图8是从z轴方向俯视使用了高频信号传输线路10的电子设备200的图。
电子设备200包括高频信号传输线路10、电路基板202a、202b、插座204a、204b、电池组(金属体)206及壳体210。
壳体210将高频信号传输线路10、电路基板202a、202b、插座204a、204b、及电池组(金属体)206收纳在内。在电路基板202a上设置有例如包含天线的发送电路或接收电路。电路基板202b设有例如供电电路。电池组206例如是锂离子充电电池,具有其表面被金属盖板覆盖的结构。电路基板202a、电池组206及电路基板202b按照此顺序从x轴方向的负方向侧向正方向侧排列。
插座204a、204b分别设置在电路基板202a、202b的z轴方向的负方向侧的主面上。插座204a、204b分别与连接器100a、100b相连接。由此,经由插座204a、204b,向连接器100a、100b的中心导体108施加在电路基板202a、202b之间进行传输的例如具有2GHz频率的高频信号。此外,经由电路基板202a、202b及插座204a、204b,将连接器100a、100b的外部导体110保持在接地电位。由此,高频信号传输线路10电连接在电路基板202a、202b之间。
这里,电介质坯体12的表面(更确切而言是保护层14)与电池组206相接触。而且,电介质坯体12的表面与电池组206通过粘接剂等进行固定。
(高频信号传输线路的制造方法)
下面,参照图2对高频信号传输线路10的制造方法进行说明。下面,以制作一个高频信号传输线路10的情况为例进行说明,但实际上是通过层叠和切割大型电介质片材来同时制作多个高频信号传输线路10。
首先,准备电介质片材18a~18c,该电介质片材18a~18c由整个表面形成有铜箔的热塑性树脂形成。对电介质片材18a~18c的铜箔的表面例如实施用于防锈的镀锌来进行平滑化。铜箔的厚度为10μm~20μm。
接着,利用光刻工序,在电介质片材18a的表面形成图2所示的外部端子16a、16b和接地导体22。具体而言,在电介质片材18a的铜箔上印刷其形状与图2所示的外部端子16a、16b及接地导体22相同的抗蚀剂。接着,对铜箔实施蚀刻处理,从而去除未被抗蚀剂覆盖的部分的铜箔。然后,去除抗蚀剂。由此,在电介质片材18a的表面形成如图2所示的外部端子16a、16b及接地导体22。
接着,利用光刻工序,在电介质片材18b的表面形成图2所示的信号线路20a、20b及线状导体40a~40h。利用光刻工序,在电介质片材18c的表面形成图2所示的线状导体42a~42g。另外,上述光刻工序与形成外部端子16a、16b及接地导体22时的光刻工序相同,因此省略其说明。
接下来,从背面侧对电介质片材18a~18c的形成过孔导体b1、b2、b11~b17、b21~b27的位置照射激光束来形成贯通孔。之后,将导电性糊料填充到形成于电介质片材18a~18c的贯通孔内。
接下来,将电介质片材18a~18c从z轴方向的正方向侧朝负方向侧按照此顺序层叠。然后,从z轴方向的正方向侧及负方向侧对电介质片材18a~18c施加热及压力,从而将电介质片材18a~18c软化并进行压接/一体化,并且,对填充至贯穿孔中的导电性糊料进行固化,以形成图2所示的过孔导体b1、b2、b11~b17、b21~b27。此外,过孔导体b1、b2、b11~b17、b21~b27既可以在使电介质片材18a~18c一体化之后形成贯通孔、将导电性糊料填充到贯通孔内来形成,也可以通过形成镀膜来形成。另外,对于过孔导体b1、b2、b11~b17、b21~b27,不一定要用导体完全填满贯通孔,例如可通过仅沿贯通孔内周面形成导体来形成过孔导体。
接着,通过涂布树脂(抗蚀剂)糊料,从而在电介质片材18a上形成保护层14。
最后,在连接部12b、12c的表面上安装连接器100a、100b。由此,得到图1所示的高频信号传输线路10。
(效果)
根据具有以上结构的高频信号传输线路10,能在抑制电感器L的电感值下降的同时,实现高频信号传输线路10的薄型化。更详细而言,在高频信号传输线路10中,电感器L的线圈轴Ax沿x轴方向延伸,与接地导体22的主面大致平行。因此,电感器L所产生的磁通主要朝着x轴方向,而难以贯穿接地导体22。因而,即使为了实现高频信号传输线路10的薄型化而缩小电感器L和接地导体22之间的距离,接地导体22中产生的涡流也难以增大。其结果是,高频信号传输线路10中,能在抑制电感器L的电感值下降的同时,实现高频信号传输线路10的薄型化。这样的高频信号传输线路10特别适用于扁平电缆型的高频信号传输线路。
此外,根据高频信号传输线路10,能降低电感器L的电感值的偏差。更详细而言,专利文献1所述的微波电路中,电感器产生的磁通易于通过接地电极,因此电感器的电感值容易降低。然后,若基板的厚度存在偏差,则电感器的电感值的下降量会产生偏差。其结果是,微波电路中,电感器的电感值容易产生偏差。
另一方面,高频信号传输线路10中,能抑制电感器L的电感值的下降。若电感器L的电感值下降量减小,则电感器L的电感值下降量的偏差减小。其结果是,高频信号传输线路10中,能降低电感器L的电感值的偏差。
此外,根据高频信号传输线路10,能降低电感器L中的传输损耗。更详细而言,在专利文献1所记载的微波电路中,电感器呈螺旋状。在高频信号流过这样的电感器的情况下,因趋肤效应,电流集中流过构成电感器的线状导体的内周侧的面(即,接近线圈轴的面)。在专利文献1所记载的微波电路中,线状导体的截面形状为横向长的长方形,因此电流集中流过横向长的长方形中的内周侧的短边附近。
另一方面,高效信号传输线路10中,线圈轴Ax向x轴方向延伸。因此,在高频信号流过电感器L的情况下,电流集中流过线状导体40a~40h截面中的z轴方向的负方向侧的长边附近。同样,电流集中流过线状导体42a~42g截面中的z轴方向的正方向侧的长边附近。由此,高频信号传输线路10中电流集中流过的区域比微波电路中电流集中流过的区域要广。其结果是,根据高频信号传输线路10,相比专利文献1所记载的微波电路,能降低电感器L中的传输损耗。
此外,根据高频信号传输线路10,能容易地弯曲高频信号传输线路10。更详细而言,从z轴方向俯视时,高频信号传输线路10的线状导体40a~40h、42a~42g呈Z字形。因此,从z轴方向俯视时,在设有电感器L的区间中,在x方向上因设有线状导体40a~40h、42a~42g而较硬的部分和未设有线状导体40a~40h、42a~42g而较软的部分在x轴方向上交替排列。即,在设有电感器L的区间形成柔软的部分。因此,若高频信号传输线路10在xz平面内弯曲,则由于没有设置线状导体40a~40h、42a~42g而柔软的部分发生变形。因此,能容易地弯曲高频信号传输线路10。
(变形例1)
下面,参照附图,对变形例1所涉及的高频信号传输线路10a进行说明。图9是变形例1所涉及的高频信号传输线路10a的电介质坯体12的分解图。对于高频信号传输线路10a的外观立体图,引用图1。
高频信号传输线路10a主要在线圈轴Ax延伸的方向上与高频信号传输线路10不同。更详细而言,如图9所示,高频信号传输线路10a中,线圈轴Ax向y轴方向延伸。由此,线圈轴Ax与从信号线路20a、20b和电感器L的连接部分起延伸的方向(x轴方向)正交。
在如上所述的高频信号传输线路10a中,与高频信号传输线路10同样,也能在抑制电感器L的电感值的下降的同时,实现高频信号传输线路10a的薄型化。
此外,高频信号传输线路10a中,线状导体40a~40f、42a~42e向相对于x轴方向稍稍倾斜的方向延伸。信号线路20a、20b向x轴方向延伸。由此,信号线路20a、20b及线状导体40a~40f、42a~42e向大致相同的方向延伸,流过它们的电流方向也大致为相同方向。因此,信号线路20a、20b及线状导体40a~40f、42a~42e中产生的电磁场的方向也大致相同。其结果是,能抑制线状导体40a~40f、42a~42e产生的电磁场干扰信号线路20a、20b产生的电磁场。因此,通过设置电感器L,抑制了信号线路20a、20b的传输特性的变动。
(变形例2)
下面,参照附图,对变形例2所涉及的高频信号传输线路10b进行说明。图10是变形例2所涉及的高频信号传输线路10b的电介质坯体12的分解图。关于高频信号传输线路10b的外观立体图,沿用图1。
高频信号传输线路10b主要在线圈轴Ax(未图示)延伸的方向上与高频信号传输线路10不同。更详细而言,如图10所示,高频信号传输线路10b中,线圈轴Ax与x轴方向和y轴方向均不平行。由此,线圈轴Ax相对于信号线路20a、20b从电感器L起延伸的方向(x轴方向)呈大于0°小于90°的角度。
在如上所述的高频信号传输线路10b中,与高频信号传输线路10同样,也能在抑制电感器L的电感值的下降的同时,实现高频信号传输线路10b的薄型化。
(变形例3)
下面,参照附图,对变形例3所涉及的高频信号传输线路10c进行说明。图11是变形例3所涉及的高频信号传输线路10c的电介质坯体12的分解图。关于高频信号传输线路10c的外观立体图,沿用图1。
高频信号传输线路10c与高频信号传输线路10的不同点在于还包括接地导体24。接下来,以上述不同点为中心来说明高频信号传输线路10c。另外,对于高频信号传输线路10c中的与高频信号传输线路10相同的结构,标注相同的参照标号。
高频信号传输线路10c的电介质坯体12通过将保护层14及电介质片材18a~18d按照此顺序从z轴方向的正方向侧向负方向侧层叠而构成。
高频信号传输线路10c的线状导体42a~42g形成于电介质片材18b的表面上。高频信号传输线路10c的线状导体42a~42g的结构与高频信号传输线路10的线状导体42a~42g的结构相同,因此省略说明。
高频信号传输线路10c中,信号线路20a、20b及线状导体40a~40h形成于电介质片材18c的表面上。另外,高频信号传输线路10c的信号线路20a、20b及线状导体40a~40h的结构与高频信号传输线路10的信号线路20a、20b及线状导体40a~40h的结构相同,因此省略说明。
此外,高频信号传输线路10c还包括过孔导体b3、b4。过孔导体b3在z轴方向上贯穿连接部18b-b的中央附近。过孔导体b1、b3彼此相连从而构成一根过孔导体,将外部端子16a与信号线20a的x轴方向的负方向侧端部相连。
过孔导体b4在z轴方向上贯穿连接部18b-c的中央附近。过孔导体b2、b4彼此相连从而构成一根过孔导体,将外部端子16a与信号线20b的x轴方向的正方向侧端部相连。
如图11所示,接地导体24(第二接地导体)设置成在电介质坯体12内较信号线路20a、20b更靠z轴方向的负方向侧,更详细而言,将接地导体24设置在电介质片材18d的表面。接地导体24在电介质片材18d的表面沿着信号线路20a、20b在x轴方向上延伸,如图11所示,接地导体24隔着电介质片材18c与信号线路20a、20b相对。接地导体24由以银、铜为主要成分的电阻率较小的金属材料制作而成。
接地导体24形成于电介质片材18d的表面是指在电介质片材18d的表面通过镀敷形成金属箔,并对金属箔进行图案形成来形成接地导体24,或者在电介质片材18d的表面粘贴金属箔,并对金属箔进行图案形成来形成接地导体24。另外,由于对接地导体24的表面实施平滑化处理,因此,接地导体24的与电介质片材18d相接的面的表面粗糙度要大于接地导体24的没有与电介质片材18d相接的面的表面粗糙度。
此外,接地导体24由主要导体24a、端子导体24b、24c构成。主要导体24a设置在线路部18d-a的表面,并在x轴方向上延伸。而且,主要导体24a通过沿着信号线路20a、20b交替地设置未形成有导体层的多个开口30和形成有导体层的部分即多个桥接部60,从而呈阶梯状。如图11所示,从z轴方向俯视时,开口30呈x轴方向为长边方向的长方形,与信号线路20a、20b重叠。由此,从z轴方向俯视时,信号线路20a、20b与开口30和桥接部60交替地重叠。此外,开口30等间隔地排列。
端子导体24b设置在连接部18d-b的表面,且呈包围连接部18d-b的中央的矩形环。端子导体24b与主要导体24a的x轴方向的负方向侧端部相连。
端子导体24c设置在连接部18d-c的表面上,且呈包围连接部18d-c的中央的矩形环。端子导体24c与主要导体24a的x轴方向的正方向侧端部相连。
如上所述,接地导体22未设有开口,而在接地导体24设有开口30。从而,接地导体24与信号线路20a、20b相对的面积要小于接地导体22与信号线路20a、20b相对的面积。
此外,信号线路20a、20b与接地导体22在z轴方向上的距离比信号线路20a、20b与接地导体24在z轴方向上的距离大。
这里,高频信号传输线路10c的特性阻抗主要基于信号线路20与接地导体22之间的相对面积和距离、以及电介质片材18a、18b的相对介电常数而定。因此,在将高频信号传输线路10c的特性阻抗设定为50Ω的情况下,例如,通过信号线路20和接地导体22将高频信号传输线路10c的特性阻抗设定为比50Ω略高的55Ω。然后,对接地导体24的形状进行调整,使得高频信号传输线路10c的特性阻抗因信号线路20、接地导体22以及接地导体24而变为50Ω。如上所述,接地导体22起到基准接地导体的作用。
接地导体24是还起到屏蔽作用的辅助接地导体。此外,如上所述,设计接地导体24是为了进行最终调整以使得高频信号传输线路10c的特性阻抗成为50Ω。具体而言,对开口30的大小、桥接部60的线宽等进行设计。
如图11所示,高频信号传输线路10c中,将设有开口30的区域称作区域A1,将设有桥接部60的区域称作区域A2。即,区域A1中,信号线路20a、20b与开口30重叠,区域A2中信号线路20a、20b与桥接部60重叠,不与开口30重叠。区域A1和区域A2在x轴方向上交替排列。区域A1的高频信号传输线路10c的特性阻抗比区域A2的高频信号传输线路10c的特性阻抗高。
多个过孔导体B1~B3分别沿z轴方向贯穿电介质片材18a、18b、18c的线路部18a-a、18b-a、18c-a,在线路部18a-a、18b-a、18c-a上等间隔地排成一列。从z轴方向俯视时,过孔导体B1~B3设置在信号线路20的y轴方向的正方向侧。而且,过孔导体B1~B3彼此连接,从而构成一根过孔导体,从而连接接地导体22和接地导体24。过孔导体B1~B3由以银、铜为主要成分、且电阻率较小的金属材料制成。
多个过孔导体B4~B6分别沿z轴方向贯穿电介质片材18a、18b、18c的线路部18a-a、18b-a、18c-a,在线路部18a-a、18b-a、18c-a上等间隔地排成一列。从z轴方向俯视时,过孔导体B4~B6设置在较信号线路20更靠y轴方向的负方向侧。而且,过孔导体B4~B6彼此连接,从而构成一根过孔导体,从而连接接地导体22和接地导体24。过孔导体B4~B6由以银、铜为主要成分、且电阻率较小的金属材料制成。
如上所述,信号线路20a、20b及接地导体22、24呈三板型带状线结构。
在如上所述的高频信号传输线路10c中,与高频信号传输线路10同样,也能在抑制电感器L的电感值的下降的同时,实现高频信号传输线路10c的薄型化。
(其它实施方式)
本实用新型所涉及的高频信号传输线路不限于高频信号传输线路10、10a~10c,可在其要点范围内进行变更。
另外,高频信号传输线路10中,可以在电介质片材18a和电介质片材18b之间进一步层叠电介质片材,在该电介质片材的表面形成线状导体40a~40h。由此,信号线路20a、20b与线状导体40a~40h在z轴方向上的距离和信号线路20a、20b与线状导体42a~42g在z轴方向上的距离相接近。因此,信号线路20a、20b接近电感器L的线圈轴Ax。由于在线圈轴Ax附近难以产生磁通,因此抑制了因磁通的影响而导致信号线路20a、20b的传输特性发生变动。
另外,电介质坯体12也可以是不具有可挠性的硬质的基板。
此外,高频信号传输线路10、10a~10c也可用作为天线前端模块等RF电路基板的高频信号传输线路。
另外,高频信号传输线路10、10a~10c可以不经由连接器100a、100b,而经由外部端子16a、16b及端子导体22b、22c并利用焊料连接到其他电路基板。
另外,连接器100a、100b的至少一个可以安装于电介质坯体12的背面。
另外,也可以将高频信号传输线路10、10a~10c的结构进行组合。
另外,高频信号传输线路10、10a~10c中,也可以不设置信号线路20a、20b中的某一个。
工业上的实用性
如上所述,本实用新型对于高频信号传输线路及电子设备有用,在如下这一点表现优异:能在抑制电感器的电感值下降的同时,实现薄型化。
标号说明
L电感器
10、10a~10c高频信号传输线路
12电介质坯体
18a~18d电介质片材
20a、20b信号线路
22、24接地导体
40a~40h、42a~42g线状导体
Claims (11)
1.一种高频信号传输线路,其特征在于,包括:
板状的电介质坯体;
设置于所述电介质坯体的第一接地导体;
第一信号线路,该第一信号线路呈线状,设置于所述电介质坯体中较所述第一接地导体更靠该电介质坯体的法线方向的一侧,且与该第一接地导体相对;以及
电感器,该电感器设置于所述电介质坯体中较所述第一接地导体更靠该电介质坯体的法线方向的一侧,且与所述第一信号线路相连,呈绕与该电介质坯体的法线方向实际正交的线圈轴的周围旋转的螺旋状。
2.如权利要求1所述的高频信号传输线路,其特征在于,
从所述电介质坯体的法线方向观察时,螺旋状的所述电感器配置在与所述第一接地导体重叠的位置。
3.如权利要求1所述的高频信号传输线路,其特征在于,
所述电感器包括:
多个第一线状导体,该多个第一线状导体排列在所述线圈轴延伸的方向上,且向与该线圈轴交叉的第一方向延伸;
多个第二线状导体,该多个第二线状导体在较所述第一线状导体更靠所述电介质坯体的法线方向的一侧,排列在所述线圈轴延伸的方向上,且向与所述第一方向交叉的第二方向延伸,该多个第二线状导体的一端与在该线圈轴延伸的方向上相邻的两个所述第一线状导体内的一个该第一线状导体的一端重叠,且该多个第二线状导体的另一端与另一个该第一线状导体的另一端重叠;
多个第一过孔导体,该多个第一过孔导体在所述电介质坯体内向所述电介质坯体的法线方向延伸,且连接所述第一线状导体的一端和所述第二线状导体的一端;以及
多个第二过孔导体,该多个第二过孔导体在所述电介质坯体内向所述电介质坯体的法线方向延伸,且连接所述第一线状导体的另一端和所述第二线状导体的另一端。
4.如权利要求3所述的高频信号传输线路,其特征在于,
多个所述第一线状导体在所述电介质坯体的法线方向上,设置在与所述第一信号线路相同的位置。
5.如权利要求1至4的任一项所述的高频信号传输线路,其特征在于,
还包括第二信号线路,该第二信号线路呈线状,设置于所述电介质坯体中较所述第一接地导体更靠该电介质坯体的法线方向的一侧,且与该第一接地导体相对,
所述电感器连接在所述第一信号线路和所述第二信号线路之间。
6.如权利要求5所述的高频信号传输线路,其特征在于,
所述第一信号线路及所述第二信号线路从与所述电感器的连接部分起向规定方向延伸,
所述线圈轴向所述规定方向延伸。
7.如权利要求5所述的高频信号传输线路,其特征在于,
所述第一信号线路及所述第二信号线路从与所述电感器的连接部分起向规定方向延伸,
所述线圈轴向与所述规定方向正交的方向延伸。
8.如权利要求5所述的高频信号传输线路,其特征在于,
所述第一信号线路及所述第二信号线路从与所述电感器的连接部分起向规定方向延伸,
所述线圈轴相对于所述规定方向呈大于0°小于90°的角度。
9.如权利要求1至4的任一项所述的高频信号传输线路,其特征在于,
还包括第二接地导体,该第二接地导体设置于所述电介质坯体中较所述第一信号线路更靠该电介质坯体的法线方向的一侧,且与该第一信号线路相对。
10.一种电子设备,包括:
高频信号传输线路;以及
收纳所述高频信号传输线路的壳体,该电子设备的特征在于,
所述高频信号传输线路包括:
板状的电介质坯体;
设置于所述电介质坯体的第一接地导体;
第一信号线路,该第一信号线路呈线状,设置于所述电介质坯体中较所述第一接地导体更靠该电介质坯体的法线方向的一侧,且与该第一接地导体相对;以及
电感器,该电感器设置于所述电介质坯体中较所述第一接地导体更靠该电介质坯体的法线方向的一侧,且与所述第一信号线路相连,呈绕与该电介质坯体的法线方向实际正交的线圈轴的周围旋转的螺旋状。
11.如权利要求10所述的电子设备,其特征在于,从所述电介质坯体的法线方向观察时,螺旋状的所述电感器配置在与所述第一接地导体重叠的位置。
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