JPWO2014003089A1 - フラットケーブルおよび電子機器 - Google Patents
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Abstract
フラットケーブル(60)の伝送線路部(10)は、厚み方向の中間位置に信号導体(40)を備える誘電体素体(110)、第1グランド導体(20)、第2グランド導体(30)を備える。第1グランド導体(20)は、誘電体素体(110)の幅方向に間隔をおき、長手方向に伸延する長尺導体(21,22)と、長尺導体(21,22)を長手方向に沿って間隔をおいて接続するブリッジ導体(23)を備える。長手方向に沿った隣り合うブリッジ導体(23)の中間位置には、長尺導体(21,22)の幅よりも広い幅からなる幅広部(25)が形成されている。幅広部(25)は、長尺導体(21,22)の対向する方向に突出する形状で形成されている。幅広部(25)には、層間接続導体(50)が形成されており、当該層間接続導体(50)によって第1グランド導体(20)と第2グランド導体(30)が接続される。
Description
本発明は、高周波信号を伝送する薄型のフラットケーブルおよび当該フラットケーブルを備える電子機器に関するものである。
従来、高周波信号を伝送する高周波線路としては、同軸ケーブルが代表的である。同軸ケーブルは、一方向に延びる形状(信号伝送方向に延びる形状)の中心導体(信号導体)と、該中心導体の外周面に沿って同心円状に設けられたシールド導体とを備える。
ところで、近年、移動体通信端末を含む高周波機器の小型化、薄型化が進み、端末筐体内に同軸ケーブルを配置するスペースが確保できない場合がある。
このような端末筐体に対して、特許文献1および特許文献2に示すようなフラットケーブルを用いることが注目されている。フラットケーブルは、幅が同軸ケーブルよりも広いものの薄型にできるため、端末筐体内に薄い隙間しかないような場合に、特に有用である。
特許文献1、特許文献2に記載のフラットケーブルは、基本的な構造として、トリプレート型のストリップライン構造を有している。
特許文献1、特許文献2に示すようなフラットケーブルは、可撓性を有し絶縁性を有する平板状の誘電体素体を備える。誘電体素体は、一直線状に延びる長尺形状である。誘電体素体の厚み方向に直交する第2面には、第2グランド導体が配設されている。第2グランド導体は、基材シートの第2面を略全面で覆う、所謂ベタ導体パターンである。基材シートの第1面に対向する第1面には、第1グランド導体が配設されている。第1グランド導体は、長手方向に沿って延びる形状の長尺導体を、長手方向および厚み方向に直交する幅方向の両端に備える。二本の長尺導体は、長手方向に沿って所定間隔をおいて配置され、幅方向に延びる形状からなるブリッジ導体によって接続されている。これにより、第2グランド導体は、所定の開口長からなる開口部が長手方向に沿って配列形成された形状からなる。そして、この各開口部を形成するためのブリッジ導体は、一般的に、長手方向に沿って一定の間隔で配置されている。
誘電体素体の厚み方向の中間には、所定幅で所定厚みの信号導体が形成されている。信号導体は、第1グランド導体の長尺導体および第2グランド導体と平行な方向に伸延する長尺状からなる。信号導体は、誘電体素体の幅方向の略中央に形成されている。
このような構成により、フラットケーブルを平面視すると(第1面および第2面に直交する方向から見ると)、信号導体は、第1グランド導体に対して、ブリッジ導体で重なり合うだけで、他の領域では開口部内となるように配置される。
そして、特許文献1、特許文献2に示すようなフラットケーブルでは、第1グランド導体と第2グランド導体とを導通するために、誘電体素体を厚み方向に貫通する導電性ビアからなる層間接続導体を備える。層間接続導体は、第1グランド導体の長尺導体におけるブリッジ導体との接続領域に形成されている。
しかしながら、上述のような薄型のフラットケーブルに対して、さらに幅を狭くする要求がある。フラットケーブルの幅を狭くした状態でのフラットケーブルとしての特性インピーダンスを、幅を狭くする前と同じにするには、第1グランド導体の長尺導体の幅を狭くすることが必要である。
ところが、上述のように、長尺導体に導電性ビアからなる層間接続導体を形成する構造の場合、長尺導体の幅が狭くなることによって、層間接続導体の径も小さくしなければならない。層間接続導体は、貫通孔や掘り込み孔に導電ペーストを充填して硬化することで形成され、径が小さいと、フラットケーブルの折り曲げ時に係る応力によって破断し易くなってしまう。また、長尺導体の幅が狭いことにより、貫通孔や掘り込み孔を所定位置に形成することが難しく、作業負荷が増加したり、製造歩留まりが低下してしまう。さらに、ブリッジ導体が細い場合には、フラットケーブルの折り曲げ時に層間接続導体に係る応力が、高硬度の層間接続導体に近いブリッジ導体に係り、ブリッジ導体が破断してしまうこともある。このように、従来の構造では、フラットケーブルの幅を狭くした場合に、当該フラットケーブルの信頼性が低下してしまう。
したがって、本発明の目的は、幅を狭くしても、幅が広い場合と比較して信頼性が低下しないフラットケーブルを提供することにある。
この発明のフラットケーブルは、次の特徴を有する。フラットケーブルは、誘電体素体、信号導体、第1グランド導体、第2グランド導体、層間接続導体を備える。誘電体素体は、長手方向に沿って伸延する形状で平板からなる。信号導体は、誘電体素体に配置され、長手方向に沿って伸延する形状からなる。第1グランド導体は、誘電体素体の厚み方向の一方端の面に形成され、長手方向に沿って伸延する形状からなる。第2グランド導体は、誘電体素体の厚み方向の他方端の面に形成され、長手方向に沿って伸延する形状からなる。層間接続導体は、誘電体素体の厚み方向に伸延する形状であり第1グランド導体と第2グランド導体とを接続する形状からなる。
そして、第1グランド導体は、幅方向の両端に互いに離間して配置された二つの長尺導体と、二つの長尺導体を長手方向に沿って間隔を空けて接続する複数のブリッジ導体と、を備える。第1グランド導体は、長尺導体における長手方向に沿ったブリッジ導体間の所定位置に形成され、二つの長尺導体が対向する方向に広がる幅広部を備える。層間接続導体は、幅広部に形成されている。
この構成では、長尺導体に設けられた幅広部に、層間接続導体を形成するので、層間接続導体の径を大きくすることができる。この際、幅広部は、長尺導体同士が対向する方向、言い換えれば、フラットケーブルの幅方向に中心方向に向かって広がる形状であるので、フラットケーブルの幅は広くならない。
また、この発明のフラットケーブルの幅広部は、長手方向に沿って長尺導体の幅から幅広部の幅へ徐々に幅が広くなる拡大部を備えることが好ましい。
このような構成とすることで、幅広部における特性インピーダンスの急激な変化を防止でき、伝送損失を低減できる。また、層間接続導体に形成可能範囲が広がるため、層間接続導体を形成しやすくなる。
また、この発明のフラットケーブルの幅広部は、長手方向に沿った隣り合うブリッジ導体の略中点位置に形成されていることが好ましい。
この構成では、特性インピーダンスの最大値が生じるブリッジ導体間の中間位置に、グランドに接続する層間接続導体が配置されるので、最大値を抑制できる。これにより、特性インピーダンスの調整を行うことができる。さらに、この特性インピーダンスの最大値の位置で決定する低周波数の不要な定在波の発生を抑制できる。
また、この発明のフラットケーブルは、第1の長尺導体に形成された幅広部の長手方向に沿った位置と、第2の長尺導体に形成された幅広部の長手方向に沿った位置とは、異なっていてもよい。
この構成では、幅広部を備えていても、長手方向のどの位置であっても、2つの長尺導体を所定間隔以上で離間させることができる。これにより、信号導体の幅を広くでき、伝送損失を向上させることができる。
また、この発明のフラットケーブルの層間接続導体の径は、長尺導体の径よりも大きいことが好ましい。
この構成では、層間接続導体の径の具体的な数値例を示しており、長尺導体の径よりも大きくできることで、長尺導体の形成が容易になり、且つ第1グランド導体と第2グランド導体との間の電位差をより確実に無くすことができる。また、フラットケーブルの折り曲げによる破断が生じ難い。
また、この発明のフラットケーブルのブリッジ導体の幅は、長尺導体の幅よりも狭くてもよい。
この構成では、ブリッジ導体の幅を狭くできることにより、当該ブリッジ導体のインダクタンスを大きくすることができる。これにより、特性インピーダンスの調整範囲を、より広げることができる。また、ブリッジ導体に対して厚み方向に対向する信号導体の幅を広げることができるので、信号導体の導体損を低減できる。
また、この発明のフラットケーブルでは、信号導体は、ブリッジ導体および長尺導体の幅広部と近接する箇所の導体幅がそれ以外の導体幅よりも小さいことが好ましい。
この構成では、ブリッジ導体および長尺導体と近接する箇所の容量性が大きくなることを抑制でき、所望の特性インピーダンスに調整することができる。
また、この発明のフラットケーブルは、長手方向の少なくとも一方端に、信号導体に接続するコネクタ部材を備えてもよい。
この構成では、コネクタ部材を備えることで、外部回路基板等に、フラットケーブルを容易に接続できる。
また、この発明は、電子機器に関するものであり、次の特徴を備える。電子機器は、上述のいずれかに記載のフラットケーブルと、該フラットケーブルによって接続される複数の実装回路基板と、フラットケーブルおよび実装回路基板が内蔵される筐体と、を備える。
この構成では、上述のフラットケーブルを用いた電子機器を示している。上述のフラットケーブルを用いることで、筐体内に配置される複数の実装回路基板の接続態様がどのような態様であっても、伝送損失を増加させることなく、実装回路基板間でRF信号を伝送することができる。
この発明によれば、高信頼性を有し、幅の狭いフラットケーブルを実現することができる。
本発明の第1の実施形態に係るフラットケーブルについて、図を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係るフラットケーブル60の外観斜視図である。図2は、伝送線路部の一部を示す分解斜視図である。図3は、伝送線路部の一部を示す平面図および断面図である。図3(A)は、誘電体素体110を省略した状態で伝送線路部10を第1主面側から見た平面図であり、図3(B)は、図3(A)のA−A断面図であり、図3(C)は図3(A)のB−B断面図である。図3(C)は、図3(A)のC−C断面図である。図3(A)は誘電体素体を省略した状態で伝送線路部10を第1主面側から見た平面図である。
フラットケーブル60は、伝送線路部10と、同軸コネクタ61とを備える。伝送線路部10は、平板状で且つ長尺状からなる。同軸コネクタ61は二個あり、伝送線路部10の長手方向の両端にそれぞれ設置されている。同軸コネクタ61は、伝送線路部10の第2主面(本発明の他方面に相当)側に設置されている。同軸コネクタ61の図示していない中心導体は、本伝送線路部10の信号導体40(図2、図3参照)の端部に接続されている。また、同軸コネクタ61の図示していない外部導体は、伝送線路部10の第2グランド導体30に接続されている。
なお、同軸コネクタ61は、省略することもでき、同軸の態様でなくてもよい。省略する場合には、伝送線路部10の両端付近の信号導体40や、第1グランド導体20および第2グランド導体30を外部に露出させればよい。また、同軸コネクタ61の設置面を異ならせてもよい。例えば、一方端の同軸コネクタ61を第1主面側に設置し、他方端の同軸コネクタ61を第2主面側に設置してもよい。
伝送線路部10は、外観上は、平板状の誘電体素体110を、当該誘電体素体110の厚み方向の両端から保護層120と保護層130ではさみ込む形状からなる。具体的には、誘電体素体110の厚み方向の一方端面である第1主面側には、誘電体素体110の略全面に亘り保護層120が形成されている。誘電体素体110の厚み方向の他方端面である第2主面側には、誘電体素体110の略全面に亘り保護層130が形成されている。
伝送線路部10は、長尺状で平板の誘電体素体110を備える。誘電体素体110は、例えば、ポリイミドや液晶ポリマ等の可撓性を有する素材からなる。
信号導体40は、平膜状からなり、誘電体素体110の幅方向の略中央に形成されている。信号導体40の幅Wdは、伝送線路部10として所望とする特性インピーダンスが得られるように設定されている。さらに、信号導体40の幅Wdは、後述する第1グランド導体20を構成する長尺導体21,22の幅方向の間隔Wonよりも狭い。より詳細には、長尺導体21,22に形成された幅広部25同士の幅方向の間隔Wovよりも狭い。
信号導体40は、誘電体素体110の厚み方向の中間に形成されている。信号導体40の厚み方向の位置は、伝送線路部10として所望とする特性インピーダンスが得られるように設定されている。信号導体40は、導電性が高い材料、例えば銅(Cu)等からなる。
第1グランド導体20は、誘電体素体110の第1主面に形成されている。第1グランド導体20は、長尺導体21,22とブリッジ導体23とを備える。第1グランド導体20も、導電性が高い材料、例えば銅(Cu)等からなる。
長尺導体21,22は、誘電体素体110の長手方向に沿って延びる長尺状である。長尺導体21は、誘電体素体110の幅方向の一方端に形成されており、長尺導体22は、誘電体素体110の幅方向の他方端に形成されている。長尺導体21,22は、誘電体素体110の幅方向に沿って、所定の間隔をおいて形成されている。
ブリッジ導体23は、誘電体素体110の幅方向に伸延する形状からなる。ブリッジ導体23は、誘電体素体110の長手方向に沿って間隔をおいて、複数形成されている。これにより、第1主面側に直交する方向から見て(厚み方向に沿って見て)、ブリッジ導体23間には、開口部24が形成される。
このように、第1グランド導体20は、長手方向に延びる梯子形状からなる。
さらに、第1グランド導体20は、長尺導体21,22の長手方向の所定位置に幅広部25を備える。
幅広部25は、長尺導体21,22の幅WLdよりも広い幅WLVで形成されている。この幅WLVにより、上述の長尺導体21,22の幅広部25間の幅Wovが決定される。
幅広部25は、長尺導体21,22の長手方向に沿った、隣り合うブリッジ導体23の略中間位置に形成されている。言い換えれば、幅広部25は、第1グランド導体20の開口部24における長手方向に沿った略中央の位置に形成されている。例えば、開口部24の長手方向の長さがLoであれば、幅広部25の長手方向の中心位置と、開口部24の長手方向の端部との間隔がLo/2となるように、幅広部25が形成されている。
幅広部25は、長尺導体21,22が幅方向に沿って対向する側に突出する形状で形成されている。言い換えれば、幅広部25は、伝送線路部10(フラットケーブル60)の幅方向の中心に向かって突出する形状で形成されている。これにより、幅広部25を形成しても、伝送線路部10の幅が広がらない。
幅広部25の長手方向に沿った長さは、ブリッジ導体23の幅(長手方向に沿った長さ)Wbよりも大きい。さらに、より具体的な設計値として、幅広部25の長手方向の長さは、第1グランド導体20と第2グランド導体30とを接続する層間接続導体50の径(直径)φに基づいて、適宜設定されている。例えば、層間接続導体50の径φに、層間接続導体50の製造誤差を加算した値に設定されている。
第2グランド導体30は、誘電体素体110の第2主面に形成されている。第2グランド導体30は、誘電体素体110の略全面に亘り形成されている。第2グランド導体30も、導電性が高い材料、例えば銅(Cu)等からなる。
層間接続導体50は、所謂導電性ビア導体であり、誘電体素体110を厚み方向に貫通する導体である。層間接続導体50は、誘電体素体110に形成された貫通孔に導電性ペーストを充填し、硬化させることによって形成される。これにより、層間接続導体50は、第1グランド導体20と第2グランド導体30とを接続している。
層間接続導体50は、第1グランド導体20における長尺導体21,22の幅広部25に形成されている。層間接続導体50の径φは、幅広部25の幅WLVおよび長手方向の長さよりも短い。この際、層間接続導体50の径φは、ブリッジ導体23の幅Wbよりも大きいと好適である。層間接続導体50は、平面視した中心が、幅広部25の平面視した中心と略一致するように形成されると好適である。
このような構成とすることで、誘電体素体110内に形成された信号導体40を第1グランド導体20と第2グランド導体30とではさみ込む形状からなる所謂トリプレート型の伝送線路を実現できる。そして、このように形成されたトリプレート型の伝送線路に対して、上述のように、誘電体素体110の第1主面側に保護層120を形成し、誘電体素体110の第2主面側に保護層130を形成する。これにより、本実施形態に係る伝送線路部10が実現される。
そして、本実施形態の構成を用いれば、長尺導体21,22の幅WLdを狭くしても、層間接続導体50の径を小さくすることなく形成できる。これにより、伝送線路部10の幅を狭くしても、径の大きな層間接続導体50を形成できる。
さらに、本実施形態の構成では、層間接続導体50の径φを大きくできることにより、伝送線路部10を折り曲げても、層間接続導体50が破断し難い。また、層間接続導体50がブリッジ導体23に近接する位置に配置されていることによる伝送線路部10の折り曲げ時に生じるブリッジ導体23に係る応力が低減する。これにより、ブリッジ導体23の破断も抑制することができる。
また、層間接続導体50の径φが大きいことにより、層間接続導体50の抵抗が低くなり、第1グランド導体20と第2グランド導体30との間を、より低抵抗で接続することができる。したがって、主たるグランドである第2グランド導体30と、補助的グランドである第1グランド導体20との間の電位差を、ほぼ「0」にすることができ、第1グランド導体20と第2グランド導体30とが略同電位となる理想的なグランドをすることができる。
なお、層間接続導体50の径φは、長尺導体21,22の幅WLdよりも大きいことが好ましいが、同じにしたり小さくしたりすることもできる。さらに、層間接続導体50の径φは、ブリッジ導体23の幅Wbよりも大きいことが好ましいが、同じにしたり小さくしたりすることもできる。このような構成であっても、ブリッジ導体23の破断を抑制する作用効果を得ることができる。
また、層間接続導体50は、幅広部25のみに形成するだけでなく、ブリッジ導体23が長尺導体21,22に接続する領域等に、追加で形成することもできる。ただし、本実施形態の構成に示すように、幅広部25にのみ層間接続導体50を形成することで、層間接続導体50の径φに無関係にブリッジ導体23の幅を設定できる。これにより、ブリッジ導体23の幅Wbを狭くすることができる。したがって、ブリッジ導体23のインダクタンスを大きくすることができ、ブリッジ導体23のインダクタンスの設定可能範囲を広げることができる。これにより、所望の特性インピーダンスをより実現し易くすることができる。
また、幅広部25および層間接続導体50は、ブリッジ導体23の長手方向の略中間の位置にあることが好ましいが、この位置から長手方向に沿ってずれていてもよい。
特に、幅広部25および層間接続導体50がブリッジ導体23の長手方向の略中間の位置にある場合に次の作用効果を得られる。図4は、本発明の第1の実施形態に係るフラットケーブルの長手方向に沿った特性インピーダンスの分布を示す図である。図4において、実線が本実施形態に係るフラットケーブルの特性インピーダンスを示し、点線が従来のフラットケーブルの特性インピーダンスを示す。図4に示すように、本実施形態および従来のフラットケーブルでは、特性インピーダンスは、基本的にはブリッジ導体23の設置間隔に応じて周期性を有し、全体として所望の特性インピーダンスZoになるように設定されている。
具体的に、従来の構造からなるフラットケーブルでは、図4の点線に示すように、開口部24の中央位置(ブリッジ導体23の間の中間位置)でインダクタンスが最大となるので、特性インピーダンスも、開口部24の中央位置で最大値となる。
ここで、本実施形態の構成を用いた場合、幅広部25および層間接続導体50が形成される部分での幅広部25および層間接続導体50と信号導体40との距離は、長尺導体21,22における幅広部25が形成されていない部分と比較して、近くなる。したがって、幅広部25および層間接続導体50が形成される部分では、長尺導体21,22における幅広部25が形成されていない部分よりも幅広部25および層間接続導体50と信号導体40との容量性結合が強くなる。すなわち、C性が強くなる。
このように開口部24の中央位置でのC性を大きくできることで、図4の実線に示すように、特性インピーダンスが最大値となる位置に特性インピーダンスが低下する凹みを形成することができる。これにより、特性インピーダンスの最大値を抑制することができる。そして、この抑制値は、幅広部25および層間接続導体50の形状によって調整できる。したがって、本実施形態の構成を用いることで、所望の特性インピーダンスを実現するための調整範囲を広くすることができ、所望の特性インピーダンスを実現し易くなる。
また、この特性インピーダンスの最大値の間隔によって、不要な定在波が発生してしまうが、本実施形態の構成を用いることで、特性インピーダンスの最大値を抑制することができ、不要な定在波の発生を抑制できる。これにより、例えば、特性インピーダンスの最大値の間隔によって(開口部の長さによって)、不要な定在波の周波数が伝送線路部10で伝送する高周波信号の周波数に近づいてS/N比が劣化する等の問題になる場合があるが、このような問題の発生を抑制できる。なお、この問題は、幅広部25および層間接続導体50の配置位置を調整することによっても解決することができる。
以上のような構造からなるフラットケーブルは、例えば次に示すように製造される。
まず、両面銅貼りの第1の絶縁性シートと、片面銅貼りの第2の絶縁性シートを用意する。
第1の絶縁性シートの第1主面側に、長尺導体21,22、ブリッジ導体23、幅広部25を備える第1グランド導体20を、所謂パターニング処理により形成する。第1の絶縁性シートの第2主面側にパターニング処理により、信号導体40を形成する。なお、第1の絶縁性シートには、第1グランド導体20と信号導体40との組が、複数個、配列形成されている。
第2の絶縁性シートの第2主面側に、第2グランド導体30を所謂パターニング処理により形成する。なお、第2の絶縁性シートには、第2グランド導体30が、複数個、配列形成されている。
各第1グランド導体20と第2グランド導体30とが対向するように、第1の絶縁性シートと第2の絶縁性シートとを貼り合わせる。この際、信号導体40が第1の絶縁性シートと第2の絶縁フィルムとの間に配置されるように、第1の絶縁性シートと第2の絶縁性シートを貼り合わせる。これにより、信号導体40を厚み方向の中間位置に備える誘電体素体の両面に第1グランド導体20と第2グランド導体30とが形成された複合体を、複数得られる。
この複合体の幅広部25が形成されている部分に、レーザ等により孔を形成する。このように形成された孔に、銅、銀等の金属粉末を主成分とする導電性ペーストを充填して、当該導電性ペーストを熱処理して焼結することで、層間接続導体50を形成する。ここで、上述のように、幅広部25の面積が大きいので、レーザによる孔の形成が、幅広部25からずれにくい。これにより、孔を形成しやすい。また、層間接続導体50は、大きな径φで形成されているので、導電性ペーストの充填が容易である。このように、本実施形態の構成を用いることで、層間接続導体50を容易に形成することができる。
この複合体から、それぞれ個別の伝送線路部10を切り出す。伝送線路部10に保護層120、130を形成する。伝送線路部10の長手方向の両端で、且つ、保護層130の形成される側の面に同軸コネクタ61を設置する。
上述の構造からなるフラットケーブル60は、次に示す携帯電子機器に用いることができる。図5(A)は本発明の第1の実施形態に係る携帯電子機器の部品構成を示す側面断面図であり、図5(B)は当該携帯電子機器の部品構成を説明する平面断面図である。
携帯電子機器1は、薄型の機器筐体2を備える。機器筐体2内には、実装回路基板3A,3Bと、バッテリーパック4が配置されている。実装回路基板3A,3Bの表面には、複数のICチップ5および実装部品6が実装されている。実装回路基板3A,3Bおよびバッテリーパック4は、機器筐体2を平面視して、実装回路基板3A,3B間にバッテリーパック4が配置されるように、機器筐体2に設置されている。ここで、機器筐体2はできる限り薄型に形成されているので、機器筐体2の厚み方向においては、バッテリーパック4と機器筐体2との間隔が極狭い。したがって、この間に同軸ケーブルを配置することができない。なお、このフラットケーブル60は、アンテナ素子と給電回路とを接続するために用いられている。
しかしながら、本実施形態に示したフラットケーブル60を、当該フラットケーブル60の厚み方向と、機器筐体2の厚み方向とが一致するように配置することで、バッテリーパック4と機器筐体2との間に、フラットケーブル60を通すことができる。これにより、バッテリーパック4を中間に配して離間された実装回路基板3A,3Bをフラットケーブル60で接続することができる。
さらに、本実施形態の構成からなるフラットケーブル60を用いることで、フラットケーブル60の幅を狭くすることができる。これにより、フラットケーブル60が引き回される領域を小さくでき、例えば、バッテリーパックの表面における電子部品の実装領域を、より大きく確保することができる。
次に、本発明の第2の実施形態に係るフラットケーブルについて、図を参照して説明する。図6は本発明の第2の実施形態に係るフラットケーブルの伝送線路部の一部を示す平面図である。図6では、誘電体素体の図示は省略している。
本実施形態のフラットケーブルの伝送線路部10Aは、幅広部25A、ブリッジ導体23A、および信号導体40Aの構造が、第1の実施形態に係る伝送線路部10と異なるものであり、他の構成は、第1の実施形態に係る伝送線路部10と同じである。したがって、第1の実施形態に係る伝送線路部10と異なる箇所のみを説明する。
幅広部25Aは、伝送線路部10Aの長手方向に沿った両端に、拡大部250を備える。拡大部250は、幅広部25に近づくほど長尺導体21,22からの突出量が大きくなり、ブリッジ導体23に近づくほど長尺導体21,22からの突出量が小さくなる形状である。拡大部250の長手方向に沿った長さは、適宜設定すればよい。このような構造とすることで、幅広部25Aが形成されている領域と幅広部25Aが形成されていない領域との境界で特性インピーダンスが急激に変化することを防止できる。これにより、伝送損失を低減することができる。
また、層間接続導体50の形成可能な領域が広がるため、より容易に層間接続導体50を形成することができる。また、特性インピーダンスの設定可能な範囲が広がり、より所望の特性インピーダンスを実現し易くなる。
ブリッジ導体23Aは、長尺導体21,22に接続する両端に近づくほど幅(伝送線路部10Aの長手方向に沿った長さ)が大きくなる形状からなる。このような形状とすることで、ブリッジ導体23Aの設置部分と開口部24Aとの境界で特性インピーダンスが急激に変化することを防止できる。これにより、伝送損失を低減することができる。また、ブリッジ導体23Aと長尺導体21,22との接続領域に、補助的に層間接続導体を形成する場合に、形成可能な面積を大きくできる。これにより、層間接続導体を形成し易い。また、この補助的な層間接続導体の径を大きくすることができる。
信号導体40Aでは、ブリッジ導体23Aと対向する領域の幅、および、長手方向に沿って幅広部25Aと同じ位置になる領域の幅Wdと比較して、それ以外の領域の幅Wdwが広い。このような構成とすることで、信号導体40Aの高周波抵抗を低減することができる。これにより、伝送線路部10Aの導体損を低減することができる。また、逆に、ブリッジ導体23Aと対向する領域の幅、および、長手方向に沿って幅広部25Aと同じ位置になる領域の幅Wdを狭くすることで、ブリッジ導体23Aおよび幅広部25Aに近接する箇所での容量性が高くなることを抑制できる。これにより、所望とする特性インピーダンスを実現することができる。
次に、本発明の第3の実施形態に係るフラットケーブルについて、図を参照して説明する。図7は本発明の第3の実施形態に係るフラットケーブルの伝送線路部の一部を示す平面図である。図7では、誘電体素体の図示は省略している。
本実施形態のフラットケーブルの伝送線路部10Bは、ブリッジ導体23B、および信号導体40Bの構造が、第2の実施形態に係る伝送線路部10Aと異なるものであり、他の構成は、第2の実施形態に係る伝送線路部10Aと同じである。したがって、第2の実施形態に係る伝送線路部10Aと異なる箇所のみを説明する。
ブリッジ導体23Bの幅Wbbは、所望とするインダクタンスに応じて、より細い。これにより、上述の従来技術や各実施形態の構造では実現できないインダクタンスを実現できる。したがって、より特性インピーダンスの設定し得る範囲を広くすることができる。
信号導体40Bは、ブリッジ導体23Bに対向する領域の幅Wcが大きい。例えば、図7に示すように、ブリッジ導体23Bに対向する領域の幅Wcは、幅広部25と同じ位置になる領域の幅Wdよりも大きく、それ以外の領域の幅Wdwbよりも小さい。このような構造であっても、ブリッジ導体23Bの幅を狭くできることで、ブリッジ導体23Bと信号導体40Bとの間に生じるキャパシタンスを、所望値に設定することができる。さらに、信号導体40Bの幅が広がることで、信号導体40Bの高周波抵抗をさらに低減することができる。これにより、伝送線路部10Bの導体損をさらに低減することができる。
次に、本発明の第4の実施形態に係るフラットケーブルについて、図を参照して説明する。図8は、本発明の第4の実施形態に係るフラットケーブルの伝送線路部の一部を示す分解斜視図である。図9は、本発明の第4の実施形態に係るフラットケーブルの伝送線路部の一部を示す平面図である。図9では、誘電体素体の図示は省略している。
本実施形態のフラットケーブルの伝送線路部10Cは、幅広部25C1,25C2、および信号導体40Cの構造が、第1の実施形態に係る伝送線路部10と異なるものであり、他の構成は、第1の実施形態に係る伝送線路部10と同じである。したがって、第1の実施形態に係る伝送線路部10と異なる箇所のみを説明する。
幅広部25C1は、長尺導体21に形成されており、幅広部25C2は、長尺導体22に形成されている。幅広部25C1と幅広部25C2は、長尺導体21,22の長手方向に沿って、異なる位置に配置されている。この際、幅広部25C1と幅広部25C2の長尺導体21,22の長手方向に沿った位置は、全く重ならない。言い換えれば、幅広部25C1の幅広部25C2側の端辺と、幅広部25C2の幅広部25C1の端辺との間には、長尺導体21,22の長手方向に沿って間隔Gdが空いている。
このような構成とすることで、幅広部25C1を備える長尺導体21と幅広部25C2を備える長尺導体22との間を、伝送線路部10Cの長手方向のどの位置においても、所定間隔以上で離間させることができる。
信号導体40Cは、伝送線路部10Cの長手方向に沿って蛇行する形状で形成されている。より具体的には、伝送線路部10Cを平面視して、長手方向における幅広部25C1が形成されている領域では、信号導体40Cは、幅広部25C1と長尺導体22との間を通るように形成されている。伝送線路部10Cを平面視して、長手方向における幅広部25C2が形成されている領域では、信号導体40Cは、長尺導体21と幅広部25C2との間を通るように形成されている。そして、伝送線路部10Cを平面視して、長手方向における幅広部25C1,25C2間の領域では、信号導体40Cは、幅広部25C1,25C2から略同距離で幅広部25C1,25C2間を通るように形成されている。
信号導体40Cの幅Wdc、すなわち、信号導体40Cの伸延する方向に直交する方向の長さは、一定である。
ここで、上述のように、幅広部25C1と幅広部25C2は、長手方向の位置が異なっているので、幅広部25C1,25C2が対向する第1の実施形態の構成よりも、幅広部25C1を備える長尺導体21と幅広部25C2を備える長尺導体22との間隔は、広くなる。
したがって、信号導体40Cの幅Wdcを、第1の実施形態に示した信号導体40の幅Wdよりも、伸延方向のどの位置においても広くすることができる。これにより、信号導体40Cの導体損を低減することができ、伝送線路部10Cの伝送特性を、さらに向上させることができる。
なお、本実施形態の構成は、上述の第2、第3の実施形態に示した構成とを組み合わせることもできる。
また、上述の各実施形態では、隣り合うブリッジ導体の間の全てに幅広部を設ける例を示したが、隣り合うブリッジ導体間に幅広部を設けない領域を、長手方向に沿って部分的に設けてもよい。また、長尺導体21,22のいずれか一方にのみ形成する態様であってもよい。また、隣り合うブリッジ導体間に複数設けることも可能である。また、形成する位置毎に、幅広部の突出量や幅を異ならせてもよく、これに応じて、層間接続導体の径を異ならせてもよい。
また、上述の実施形態では、層間接続導体を絶縁性シートに形成した孔に導電性ペーストを充填し、金属化させたいわゆるビアホール導体として説明したが、これに限定するものではなく、孔の内周にめっき膜を付与してなるいわゆるスルーホール導体であってもよい。
1:携帯電子機器、
2:機器筐体、
3A,3B:実装回路基板、
4:バッテリーパック、
5:ICチップ、
6:実装部品、
10,10A,10B,10C:伝送線路部、
20:第1グランド導体、
21,22:長尺導体、
23,23A,23B:ブリッジ導体、
24,24A,24B:開口部、
25,25A,25C,25C2:幅広部、
30:第2グランド導体、
40,40A,40B:信号導体、
50:層間接続導体、
60:フラットケーブル、
61:同軸コネクタ
2:機器筐体、
3A,3B:実装回路基板、
4:バッテリーパック、
5:ICチップ、
6:実装部品、
10,10A,10B,10C:伝送線路部、
20:第1グランド導体、
21,22:長尺導体、
23,23A,23B:ブリッジ導体、
24,24A,24B:開口部、
25,25A,25C,25C2:幅広部、
30:第2グランド導体、
40,40A,40B:信号導体、
50:層間接続導体、
60:フラットケーブル、
61:同軸コネクタ
Claims (9)
- 長手方向に沿って伸延する形状で平板状の誘電体素体と、
該誘電体素体に配置され、前記長手方向に沿って伸延する形状の信号導体と、
前記誘電体素体の厚み方向の一方端の面に形成され、前記長手方向に沿って伸延する形状の第1グランド導体と、
前記誘電体素体の厚み方向の他方端の面に形成され、前記長手方向に沿って伸延する形状の第2グランド導体と、
前記誘電体素体の厚み方向に伸延する形状であり前記第1グランド導体と前記第2グランド導体とを接続する層間接続導体と、
を備えるフラットケーブルであって、
前記第1グランド導体は、
前記幅方向の両端に互いに離間して配置された二つの長尺導体と、
該二つの長尺導体を前記長手方向に沿って間隔を空けて接続する複数のブリッジ導体と、
前記長尺導体における前記長手方向に沿ったブリッジ導体間の所定位置に形成され、前記二つの長尺導体が対向する方向に広がる幅広部と、
を備え、
前記層間接続導体は、前記幅広部に形成されている、フラットケーブル。 - 前記幅広部は、前記長手方向に沿って前記長尺導体の幅から前記幅広部の幅へ徐々に幅が広くなる拡大部を備える、請求項1に記載のフラットケーブル。
- 前記幅広部は、前記長手方向に沿った隣り合うブリッジ導体の略中点位置に形成されている、請求項1または請求項2に記載のフラットケーブル。
- 第1の長尺導体に形成された前記幅広部の前記長手方向に沿った位置と、第2の長尺導体に形成された前記幅広部の長手方向に沿った位置とは、異なる、
請求項1または請求項2に記載のフラットケーブル。 - 前記層間接続導体の径は、前記長尺導体の幅よりも大きい、請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のフラットケーブル。
- 前記ブリッジ導体の幅は、前記長尺導体の幅よりも狭い、請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のフラットケーブル。
- 前記信号導体は、前記ブリッジ導体および前記長尺導体の幅広部と近接する箇所の導体幅がそれ以外の導体幅よりも小さい、請求項1乃至請求項6のいずれかに記載のフラットケーブル。
- 前記長手方向の少なくとも一方端に、前記信号導体に接続するコネクタ部材を備える、請求項1乃至請求項7のいずれかに記載のフラットケーブル。
- 請求項1乃至請求項8のいずれかに記載のフラットケーブルと、
該フラットケーブルによって接続される複数の実装回路基板と、
前記実装回路基板が内蔵される筐体と、を備えた電子機器。
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