JP2018074269A - 伝送線路 - Google Patents
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Abstract
【課題】製造面の煩雑化を抑えつつ、不要結合を抑制すると共に特性インピーダンスを安定させ、且つ導体損失を低減させることが可能な伝送線路を提供する。
【解決手段】伝送線路1は、信号の伝送路となる第1及び第2導体パターン11,12と、これらを挟み込む第1及び第2絶縁層21,22と、第1及び第2導体パターン11,12間に設けられ信号が伝送されない第3導体パターン40をさらに備え、第1及び第2導体パターン11,12間の距離をSとし、第1及び第2導体パターン11,12の幅をwとした場合、S≧2wを満たす範囲において、第1導体パターン11と第3導体パターン40との距離をS1とし、第2導体パターン12と第3導体パターン40との距離をS2とした場合、0.5w≦S1≦1.5w、且つ、0.5w≦S2≦1.5wを満たす。
【選択図】図2
【解決手段】伝送線路1は、信号の伝送路となる第1及び第2導体パターン11,12と、これらを挟み込む第1及び第2絶縁層21,22と、第1及び第2導体パターン11,12間に設けられ信号が伝送されない第3導体パターン40をさらに備え、第1及び第2導体パターン11,12間の距離をSとし、第1及び第2導体パターン11,12の幅をwとした場合、S≧2wを満たす範囲において、第1導体パターン11と第3導体パターン40との距離をS1とし、第2導体パターン12と第3導体パターン40との距離をS2とした場合、0.5w≦S1≦1.5w、且つ、0.5w≦S2≦1.5wを満たす。
【選択図】図2
Description
本発明は、伝送線路に関する。
従来、導体パターンを絶縁層にて挟み込んで形成した伝送線路が提案されている。このような伝送線路では、導体パターンが並列に複数設けられることがあり、例えば複数の導体パターンが信号線として用いられる場合には信号線同士の不要結合を抑えるために導体パターン間に空孔を形成したものも提案されている。さらには、導体パターンを上下方向にオフセットさせたものも提案されている。加えて、導体パターンを挟む絶縁層の表面にグランドパターンを形成し、導体パターンとグランドパターンとの表裏の表面粗さを調整して導体損失(信号減衰量)を低減させたものも提案されている(特許文献1参照)。
しかし、特許文献1に記載の伝送線路では、不要結合を抑えるために導体パターン間に空孔を設けたり、上下方向にオフセットしたりするなど、製造面において煩雑化を招いてしまうものであった。
さらに、特許文献1に記載の伝送線路では、導体損失を低減させるために導体パターンとグランドパターンとの表裏の表面粗さを調整する必要があり、化学的や物理的に導体表面を改質させる工程が増えて製造面の煩雑化を招いてしまうものであった。
加えて、このような伝送線路では特性インピーダンスを安定させる必要もある。
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、製造面の煩雑化を抑えつつ、不要結合を抑制すると共に特性インピーダンスを安定させ、且つ導体損失を低減させることが可能な伝送線路を提供することにある。
本発明に係る伝送線路は、信号の伝送路となる第1及び第2導体パターンと、前記第1及び第2導体パターンを挟み込む第1及び第2絶縁層とを備えた伝送線路であって、前記第1及び第2導体パターン間に設けられ信号が伝送されない第3導体パターンをさらに備え、前記第1及び第2導体パターン間の距離をSとし、前記第1及び第2導体パターンの幅をwとした場合、S≧2wを満たす範囲において、前記第1導体パターンと前記第3導体パターンとの距離をS1とし、前記第2導体パターンと前記第3導体パターンとの距離をS2とした場合、0.5w≦S1≦1.5w、且つ、0.5w≦S2≦1.5wを満たすことを特徴とする。
この伝送線路によれば、第1及び第2導体パターン間の距離をSとし、第1及び第2導体パターンの幅をwとした場合、S≧2wを満たすため、信号が流される導体パターン間の距離を充分に確保して不要結合による影響を抑えることができる。また、この距離を満たす範囲において、第1導体パターンと第3導体パターンとの距離をS1とし、第2導体パターンと第3導体パターンとの距離をS2とした場合、0.5w≦S1≦1.5w、且つ、0.5w≦S2≦1.5wを満たすため、信号が流されない第3導体パターンとの距離をある程度確保して特性インピーダンスを安定させると共に、信号が流されない第3導体パターンとの距離を所定内に収めて信号の減衰量を抑えることができる。特に、上記の構成においては、第3導体パターンを第1及び第2導体パターン間に設けて、これらの距離を調整すればよいことから、空孔及びオフセット構成並びに表面粗さの調整等を不要と出来、製造面の煩雑化を抑えることができる。従って、製造面の煩雑化を抑えつつ、不要結合を抑制すると共に特性インピーダンスを安定させ、且つ導体損失を低減させることが可能な伝送線路を提供することができる。
また、本発明に係る伝送線路において、前記第1、第2及び第3導体パターンは、略同じ幅、且つ、略同じ厚みとなっていることが好ましい。
この伝送線路によれば、第1、第2及び第3導体パターンは、略同じ幅、且つ、略同じ厚みとなっているため、同形状の3つのパターンを、第1、第2及び第3導体パターンとして構成することができ、一層製造面の煩雑化を抑えることができる。
本発明によれば、製造面の煩雑化を抑えつつ、不要結合を抑制すると共に特性インピーダンスを安定させ、且つ導体損失を低減させることが可能な伝送線路を提供することができる。
以下、本発明を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾が生じない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用されていることはいうまでもない。
図1は、本発明の実施形態に係る伝送線路を示す斜視図であり、図2は、図1に示した伝送線路の断面図である。図1及び図2に示すように、伝送線路1は、並列配置され信号の伝送路となる第1及び第2導体パターン11,12と、第1及び第2導体パターン11,12が同一面に位置するように両者を挟み込む第1及び第2絶縁層21,22とを備えたものである。さらに、伝送線路1は、第1及び第2絶縁層21,22の表面(外側表面であって各導体パターン11,12に接しない側の表面)に、グランドパターン31,32が設けられている。
本実施形態において第1及び第2導体パターン11,12は、高周波信号伝送用の平面回路であって、例えば銅材によって構成されている。第1及び第2絶縁層21,22は例えば液晶ポリマー(LCP)のシートで構成されている。また、グランドパターン31,32は、第1及び第2導体パターン11,12と同様に例えば銅材によって構成されている。
ここで、第1及び第2導体パターン11,12は、高さ方向にオフセットされることなく、同一高さに設けられている。このため、第1及び第2絶縁層21,22は、それぞれ多層にされる必要がなく、それぞれが1層のもので構成されている。なお、第1及び第2導体パターン11,12を同一面に位置させていれば、第1及び第2絶縁層21,22は、少なくとも一方が2以上の層から構成されていてもよい。
さらに、本実施形態における伝送線路1は、第1及び第2導体パターン11,12の間に設けられた第3導体パターン40を備えている。この第3導体パターン40は、信号が伝送されない減衰抑制用の導体パターンとなっている。減衰抑制については後述する。第3導体パターン40は、第1及び第2導体パターン11,12の間に設けられる関係上、第1及び第2導体パターン11,12と同一高さに設けられている。また、本実施形態において第1及び第2導体パターン11,12並びに第3導体パターン40は、略同じ幅、且つ、略同じ厚みとなっている。
このような伝送線路1は、空孔及びオフセット構成並びに表面粗さの調整等を不要とできることから、製造面の煩雑化を抑えることができる構造となっている。
ここで、本実施形態において第1及び第2導体パターン11,12間の距離Sは、第1及び第2導体パターン11,12の幅をwとした場合、S≧2wを満たす。さらに、第1導体パターン11と第3導体パターン40との距離S1は、0.5w≦S1≦1.5wを満たし、第2導体パターン12と第3導体パターン40との距離S2は、0.5w≦S2≦1.5wを満たす。
本実施形態に係る伝送線路1は、上記の条件を満たすことで、不要結合を抑制すると共に特性インピーダンスを安定させ、且つ導体損失を低減させることができる。
次に、本実施形態に係る伝送線路1の作用を説明するが、それに先立って、比較例に係る伝送線路の構成及び作用を説明する。
図3は、比較例に係る伝送線路の断面図である。図3に示す伝送線路100は、図2に示した伝送線路1から第3導体パターン40を取り除いた構造となっており、第1及び第2導体パターン111,112を有し、これらを第1及び第2絶縁層121,122によって挟み込み、第1及び第2絶縁層121,122の表面に、グランドパターン131,132を設けた構造となっている。なお、第1及び第2導体パターン111,112の幅はwとなっている。また、これらの導体パターン111,112の間の距離をSとする。
図4は、導体パターン間距離Sと不要結合との相関を示すグラフである。図4に示すように、不要結合は、導体パターン111,112の間の距離Sが大きくなるほど減少する傾向にあり、距離Sが幅wの2倍以上となると略ゼロとなる。このため、不要結合を略ゼロとするためには、S≧2wであることが良いといえる。
図5は、導体パターン間距離Sと特性インピーダンスとの相関を示すグラフである。図5に示すように、特性インピーダンスは、導体パターン111,112の間の距離Sが大きくなるほど安定する傾向にあり、距離Sが幅wの0.5倍以上となると安定する。このため、特性インピーダンスを安定させるためには、S≧0.5wであることが良いといえる。
よって、比較例に係る伝送線路100において、不要結合を抑えつつ特性インピーダンスを安定させるためには、導体パターン間距離Sを幅wの2倍以上、すなわちS≧2wとすればよい。
図6は、導体パターン間距離Sと減衰量との相関を示すグラフである。なお、図6では、10MHzに対する信号の減衰量と導体パターン間距離Sと相関を示している。図6に示すように、導体パターン111,112の間の距離Sが大きくなるほど、減衰量は大きくなる傾向にあり、距離Sが幅wの1.5倍を超えると最大値となってしまう。このため、信号の減衰を小さくするためにはS≦1.5wであることが良いといえる。
以上より、比較例に係る伝送線路100では、不要結合を抑えること(すなわちS≧2wとすること)と、信号の減衰を小さくすること(すなわちS≦1.5wとすること)について両立することができなくなっている。
そこで、本実施形態に係る伝送線路1は、第1及び第2導体パターン11,12の間に第3導体パターン40を備え、第1及び第2導体パターン11,12の間の距離SがS≧2wとなっており、第1導体パターン11と第3導体パターン40との距離S1が、0.5w≦S1≦1.5wとなっており、且つ、第2導体パターン12と第3導体パターン40との距離S2が、0.5w≦S2≦1.5wとなっている。
まず、本実施形態に係る伝送線路1は、導体パターン間距離SがS≧2wとなっている。このため、図4に示したように、不要結合を略ゼロとすることができる。なお、本実施形態では第1及び第2導体パターン11,12の間に第3導体パターン40を備えているが、第3導体パターン40には信号が流れないことから、第1及び第2導体パターン11,12への誘導も生じず、不要結合には影響を及ぼさないこととなる。
また、本実施形態に係る伝送線路1は、第1導体パターン11と第3導体パターン40との距離S1が、0.5w≦S1≦1.5wとなっており、且つ、第2導体パターン12と第3導体パターン40との距離S2が、0.5w≦S2≦1.5wとなっている。ここで、距離S1,S2が、0.5w以上とされている。このため、図5に示したように、特性インピーダンスを安定させることができる。さらに、距離S1,S2が、1.5w以下とされている。このため、図6に示したように、減衰量を抑えることができる。
以上より、本実施形態では不要結合を抑制することと、信号の減衰を小さくすることについて両立を図ることができることとなる。
このようにして、本実施形態に係る伝送線路1によれば、第1及び第2導体パターン11,12間の距離をSとし、第1及び第2導体パターン11,12の幅をwとした場合、S≧2wを満たすため、信号が流される第1及び第2導体パターン11,12の間の距離を充分に確保して不要結合による影響を抑えることができる。また、この距離を満たす範囲において、第1導体パターン11と第3導体パターン40との距離をS1とし、第2導体パターン12と第3導体パターン40との距離をS2とした場合、0.5w≦S1≦1.5w、且つ、0.5w≦S2≦1.5wを満たすため、第3導体パターン40との距離をある程度確保して特性インピーダンスを安定させると共に、第3導体パターン40との距離を所定内に収めて信号の減衰量を抑えることができる。特に、上記の構成においては、第3導体パターン40を第1及び第2導体パターン11,12間に設けて、これらの距離を調整すればよいことから、空孔及びオフセット構成並びに表面粗さの調整等を不要と出来、製造面の煩雑化を抑えることができる。従って、製造面の煩雑化を抑えつつ、不要結合を抑制すると共に特性インピーダンスを安定させ、且つ導体損失を低減させることが可能な伝送線路1を提供することができる。
また、第1、第2及び第3導体パターン11,12,40は、略同じ幅、且つ、略同じ厚みとなっているため、同形状の3つのパターンを、第1、第2及び第3導体パターン11,12,40として構成することができ、一層製造面の煩雑化を抑えることができる。
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、可能な範囲で適宜他の公知や周知の技術を組み合わせてもよい。
例えば、上記実施形態において第3導体パターン40は、第1及び第2導体パターン11,12と略同じ幅、且つ、略同じ厚みとなっているが、これに限らず、幅又は厚みの少なくとも一方が異なっていてもよい。さらに、第3導体パターン40は、両導体パターン間11,12を高さ方向に隔てるように高さ方向に長尺に形成されていてもよい。
さらに、上記では、第1及び第2導体パターン11,12の幅が同じであるものとして説明したが、これに限らず、異なっていてもよい。この場合、上記のwは、小さい方の幅の値となる。
1 :伝送線路
11 :第1導体パターン
12 :第2導体パターン
21 :第1絶縁層
22 :第2絶縁層
31 :グランドパターン
32 :グランドパターン
40 :第3導体パターン
11 :第1導体パターン
12 :第2導体パターン
21 :第1絶縁層
22 :第2絶縁層
31 :グランドパターン
32 :グランドパターン
40 :第3導体パターン
Claims (2)
- 信号の伝送路となる第1及び第2導体パターンと、前記第1及び第2導体パターンを挟み込む第1及び第2絶縁層とを備えた伝送線路であって、
前記第1及び第2導体パターン間に設けられ信号が伝送されない第3導体パターンをさらに備え、
前記第1及び第2導体パターン間の距離をSとし、前記第1及び第2導体パターンの幅をwとした場合、S≧2wを満たす範囲において、
前記第1導体パターンと前記第3導体パターンとの距離をS1とし、前記第2導体パターンと前記第3導体パターンとの距離をS2とした場合、0.5w≦S1≦1.5w、且つ、0.5w≦S2≦1.5wを満たす
ことを特徴とする伝送線路。 - 前記第1、第2及び第3導体パターンは、略同じ幅、且つ、略同じ厚みとなっている
ことを特徴とする請求項1に記載の伝送線路。
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