WO2019188785A1 - 伝送線路及びその実装構造 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a transmission line for transmitting a signal and a mounting structure for mounting the transmission line on a circuit board or the like.
- a transmission line composed of a laminate in which a plurality of insulating base materials are laminated has a structure in which an end of a signal conductor of the transmission line is connected to a terminal electrode formed on the upper surface or the lower surface of the laminate. Therefore, in a transmission line including a plurality of signal conductors, the positions of the plurality of signal conductors in the stacking direction are different, so the lengths of the interlayer connection conductors connected to each signal conductor are different. The electrical characteristics of the transmission line for each conductor are not uniform.
- Patent Document 1 discloses a transmission line that suppresses uneven electrical characteristics for each transmission line by forming a conductor pattern for adjusting the path length of the signal conductor at the end of each signal conductor. ing.
- an object of the present invention is to provide a transmission line that achieves impedance matching in the structure portion from the end portion of the signal conductor to the terminal electrode, and a mounting structure of the transmission line.
- a transmission line as an example of the present disclosure is: It comprises a plurality of connecting portions connected to the outside, and a main body portion located between the connecting portions.
- the connection portion includes a terminal electrode connected to an external electrode, a signal conductor, and a ground conductor, and at least one of the plurality of connection portions includes a first region including the terminal electrode, and a signal
- the second area is adjacent to the first area along the propagation path, and the third area is located between the second area and the main body.
- the first region has a larger capacitance component generated between the terminal electrode and the ground conductor than the capacitance component generated in the main body, and the second region has a signal conductor compared to the inductance component generated in the main body.
- the generated inductance component is large, and the third region has a larger capacitance component generated between the signal conductor and the ground conductor than the capacitance component generated in the main body.
- a CLC circuit is configured by the capacitance component in the first region, the inductance component in the second region, and the capacitance component in the third region. Therefore, the deviation in impedance due to the capacitance component generated in the first region is corrected by the inductance component in the second region and the capacitance component in the third region, and can be matched with the characteristic impedance of the main body of the transmission line. Therefore, an increase in reflection and insertion loss due to impedance discontinuity is suppressed.
- all of the plurality of connection portions are configured by a first region, a second region, and a third region. According to this configuration, the impedance is matched in all the connection portions, and an increase in reflection and insertion loss due to impedance discontinuity is further suppressed.
- an end portion and a main body portion of the transmission line are configured by an insulating base material and a conductor pattern that form a multilayer substrate. According to this structure, a transmission line can be easily manufactured with the manufacturing method of a multilayer substrate.
- the terminal electrode has a portion that is wider than the line width of the signal conductor of the main body. That is, the terminal electrode is an electrode having a portion wider than the line width of the signal conductor of the main body. According to this configuration, the connection structure between the terminal electrode and the signal conductor can be easily configured.
- the line width of the signal conductor in the second region is narrower than the line width of the signal conductor in the main body. According to this configuration, the second region can be easily configured simply by defining the signal conductor pattern.
- the distance between the signal conductor and the ground conductor in the third region is closer than the distance between the signal conductor and the ground conductor in the main body.
- the third region is configured without changing the line width of the signal conductor in the third region, that is, without providing the uneven portion or the edge portion in the conductor pattern. Loss in the part can be avoided.
- An example of the present disclosure includes a connector that is electrically connected to the terminal electrode and the ground conductor and connected to an external electrode.
- the connector is provided as described above, the capacitance component generated between the ground conductor of the connector and the terminal electrode tends to increase.
- impedance matching can be achieved by the CLC circuit structure.
- the second region and the third region can be determined in advance.
- the number of signal conductors and the number of terminal electrodes are plural. According to this configuration, in a transmission line including a plurality of signal conductors, impedance matching at the connection portion can be achieved.
- the number of the signal conductors and the number of the terminal electrodes are each plural, and among the plurality of signal conductors, adjacent signal conductors are in different layers. Has been placed. According to this configuration, the interval between adjacent signal conductors can be increased, and signal isolation between signal conductors can be easily ensured. Further, the isolation between the signal conductors is improved by the ground conductor existing between the signal conductors. Further, a transmission line having a narrow width as a whole can be configured as compared with a structure in which signal conductors are juxtaposed. In addition, according to this structure, although the distance of the thickness direction of a laminated body from a terminal electrode to a signal conductor changes for every signal conductor, impedance matching is made for every connection part.
- the distance between the ground conductor disposed between the adjacent signal conductors and the adjacent signal conductor is second. Narrower than the area and body. According to this configuration, since the pattern of the signal conductor can be made constant between the third region and the main body portion, it is possible to avoid a loss that occurs in the uneven portion or the edge portion of the signal conductor pattern.
- a transmission line mounting structure as an example of the present disclosure includes the transmission line according to any one of (1) to (7) above and a circuit board on which the transmission line is mounted.
- the terminal electrode is connected to an electrode formed on the surface of the circuit board. According to this configuration, it is possible to obtain a transmission line mounting structure in which impedance matching is achieved in the connection portion.
- FIG. 1A is a perspective view of the transmission line 101 according to the first embodiment
- FIG. 1B is a cross-sectional view of the transmission line 101
- FIG. 2 is a bottom view of each layer of the laminate constituting the transmission line 101
- FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the connection portion TA portion of the transmission line 101.
- FIG. 4 is a Smith chart showing the action of the first region A1, the second region A2, and the third region A3 formed in the connection portion TA.
- FIG. 5A is an exploded perspective view of the main part of the electronic device 301 according to the second embodiment
- FIG. 5B is a perspective view of the main part of the electronic device 301.
- FIG. 5A is an exploded perspective view of the main part of the electronic device 301 according to the second embodiment
- FIG. 6 is a partial enlarged cross-sectional view in a state where the transmission line 101 is mounted on the substrate 201.
- FIG. 7 is an exploded perspective view of the transmission line 103 according to the third embodiment.
- FIG. 8A is a cross-sectional view of the portable electronic device showing a mounted state of the transmission line 103 with a connector
- FIG. 8B is a plan view of the inside of the casing of the portable electronic device.
- FIG. 9 is a cross-sectional view of a transmission line 104 according to the fourth embodiment.
- FIG. 10 is a bottom view of each layer of the laminate constituting the transmission line according to the fifth embodiment.
- FIG. 11 is a bottom view of each layer of the laminated body constituting the transmission line according to the sixth embodiment.
- FIG. 12 is a cross-sectional view of the transmission line according to the sixth embodiment at a position along the signal conductor.
- FIG. 13 is a bottom view of each layer of the laminated body constituting the transmission line according to the seventh embodiment.
- FIG. 14A is a cross-sectional view of the transmission line according to the seventh embodiment at a position passing through the ground conductor protrusion 26E.
- FIG. 14B is a cross-sectional view of the transmission line according to the seventh embodiment at a position passing through the terminal electrodes 11A and 11B.
- FIG. 15 is a bottom view of each layer of the laminated body constituting the transmission line according to the eighth embodiment.
- FIG. 16 is a cross-sectional view of the transmission line according to the present embodiment at a position passing through the protruding portion 27E of the ground conductor.
- FIG. 1A is a perspective view of the transmission line 101 according to the first embodiment
- FIG. 1B is a cross-sectional view of the transmission line 101.
- the transmission line 101 is a laminate of the insulating base materials S1 to S4 and the cover film 3 on which a predetermined conductor pattern is formed.
- the transmission line 101 includes two connection portions TA that are respectively connected to the outside, and a main body portion BA that is positioned between the two connection portions TA-TA.
- the connection portion TA includes a terminal electrode 11, a signal conductor 10, and ground conductors 21 and 22 that are connected to external electrodes described later.
- the main body BA has a signal conductor 10 and ground conductors 21 and 22.
- the cover film 3 has an opening B1 that partially exposes the ground conductor 21.
- FIG. 2 is a bottom view of each layer of the laminate constituting the transmission line 101.
- the insulating base materials S1 to S4 have predetermined conductor patterns formed on their lower surfaces.
- FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the connection portion TA portion of the transmission line 101.
- hatching of the insulator layer portion is omitted for the sake of clarity. Also in each embodiment shown hereafter, in the cross-sectional view, the hatching of the insulator layer portion is omitted.
- a ground conductor 22 is formed on the entire surface of the insulating base S1.
- the insulating base S2 includes an electrode 24 that is electrically connected to the ground conductor 22 via the interlayer connection conductor (via conductor) V, and a ground conductor 23 that is electrically connected to the ground conductor 22 via the interlayer connection conductor (via conductor) V. Is formed.
- the signal conductor 10 is formed on the insulating base material S3.
- an electrode 25 connected to the electrode 24 through an interlayer connection conductor (via conductor) V is formed on the insulating base S3.
- the terminal electrode 11 and the ground conductor 21 are formed on the insulating base material S4.
- the terminal electrode 11 is connected to the end of the signal conductor 10 via an interlayer connection conductor (via conductor) V.
- the cover film 3 is formed with an opening B1 that exposes predetermined portions of the terminal electrode 11 and the ground conductor 21.
- the insulating substrates S1 to S4 are flexible resin sheets such as liquid crystal polymer (LCP) and poly ether ether ketone (PEEK).
- LCP liquid crystal polymer
- PEEK poly ether ether ketone
- Each electrode (conductor) is formed by attaching a copper foil to the insulating substrate and patterning the copper foil by photolithography.
- the cover film 3 is, for example, a polyimide film. In addition to attaching the cover film in this way, a resist film may be formed by printing.
- the main body BA has a stripline formed by the signal conductor 10, the ground conductors 21 and 22, and the insulating base material existing between the ground conductors 21 and 22 and the signal conductor 10.
- the connecting portion TA forms a strip line by the signal conductor 10, the ground conductors 21 and 22, and the insulating base material existing between the ground conductors 21 and 22 and the signal conductor 10.
- capacitance components are generated between the terminal electrode 11 and the ground conductor 21 and between the terminal electrode 11 and the electrode 25 adjacent thereto.
- the region where these capacitance components are generated corresponds to the “first region” A1 according to the present invention.
- the portion of the signal conductor 10 connected to the terminal electrode 11 is thinner than the line width of the signal conductor 10 of the main body BA.
- the inductance component of the narrow portion of the signal conductor 10 is larger than the inductance component of the signal conductor 10 in the main body BA.
- the thin portion of the signal conductor 10 corresponds to the “second region” A2 according to the present invention.
- a ground conductor 23 is formed at a position facing the portion of the signal conductor 10 between the second region A2 and the main body BA.
- the ground conductor 23 is electrically connected to the ground conductor 22 through the interlayer connection conductor V.
- a capacitance component is generated between the ground conductor 23 and the signal conductor 10. The region where the capacitance component occurs corresponds to the “third region” A3 according to the present invention.
- connection portion TA includes the first region A1 including the terminal electrode 11, the second region A2 adjacent to the first region A1 along the signal propagation path, and the second region A2 and the main body BA. It is comprised by 3rd area
- the first region A1 has a larger capacitance component generated between the terminal electrode 11 and the ground conductor 21 than the capacitance component generated in the main body BA.
- the inductance component generated in the signal conductor 10 is larger than the inductance component generated in the main body portion BA.
- the third region A3 has a larger capacitance component generated between the signal conductor 10 and the ground conductor 21 than the capacitance component generated in the main body BA.
- FIG. 4 is a Smith chart showing the action of the first region A1, the second region A2, and the third region A3 formed in the connection portion TA.
- each point represents the impedance in each part of the transmission line 101
- the curve represents a process of changing impedance by reactance insertion in the first region A1, the second region A2, and the third region A3.
- the impedance viewed from the front side of the first area A1 to the first area A1 side is displaced from the reference point P0 to P1 along the isoconductance circle.
- the impedance viewed from the front of the second region A2 to the second region A2 side is displaced to P2 along the isoresistance circle.
- the impedance of the third region A3 viewed from the front of the third region A3 is displaced to P0 along the isoconductance circle. That is, it matches the reference impedance (50 ⁇ ).
- the lumped constant circuit is constituted by the capacitance component and the inductance component which are the main contributions, giving priority to the ease of understanding. Since it is constituted by a circuit, there are also small inductances and capacitances other than the main capacitance component and inductance component described above, and the impedance changing process is disturbed by the example shown in FIG.
- the signal conductor 10 of the main body BA has a constant width, the change in the characteristic impedance of the main body BA is small and the transmission loss is small.
- the signal conductor 10 has a step shape at the boundary between the narrow line width portion and the main body BA (the wide line width portion) constituting the second region. It is preferable to moderate the change in the signal width along the signal propagation direction, for example, by tapering the boundary where the line width of the conductor 10 changes. This is because the loss that occurs at the line width change portion of the signal conductor 10 is suppressed.
- Second Embodiment An example of a transmission line mounting structure is shown.
- FIG. 5A is an exploded perspective view of the main part of the electronic device 301 according to the second embodiment
- FIG. 5B is a perspective view of the main part of the electronic device 301.
- the electronic device 301 of this embodiment includes a substrate 201 and a transmission line 101 mounted on the substrate 201. Although elements other than the transmission line 101 are also mounted on the substrate 201, they do not appear in FIGS. 5 (A) and 5 (B).
- the configuration of the transmission line 101 shown in FIGS. 5A and 5B is as shown in the first embodiment.
- the ground conductor 21 is exposed from the cover film 3 on the lower surface (mounting surface) of the transmission line 101.
- a resist film is formed on the mounting surface of the substrate 201.
- the substrate 201 includes a substrate-side connection electrode 61 to which the terminal electrode 11 of the transmission line 101 is connected, and this is exposed from the resist film. Further, the substrate-side ground conductor 51 is exposed on the mounting surface of the substrate 201.
- the terminal electrode 11 of the transmission line 101 is connected to the substrate-side connection electrode 61, and the ground conductor 21 of the transmission line 101 is connected to the substrate-side ground conductor 51.
- the ground conductor 21 of the transmission line 101 is connected to the substrate-side ground conductor 51.
- FIG. 6 is a partial enlarged cross-sectional view in a state where the transmission line 101 is mounted on the substrate 201.
- a capacitance component parasitsitic capacitance
- the parasitic capacitance of the transmission line 101 alone is as shown in FIG. That is, mounting the transmission line 101 on the substrate 201 increases the capacitance component added to the first region A1.
- the impedance matching circuit formed by the first region A1, the second region A2, and the third region A3 formed in the connection portion of the transmission line 101 responds to an increase in capacitance component added to the first region A1 when mounted on the substrate. Can be determined. As a result, impedance matching of the connecting portion is performed with higher accuracy in a state where the transmission line 101 is mounted on the substrate 201.
- FIG. 7 is an exploded perspective view of the transmission line 103 according to the third embodiment.
- the transmission line 103 includes two coaxial connectors 4.
- the basic structure of the transmission line before the coaxial connector 4 is attached is the same as that of the transmission line 101 shown in FIG.
- the central conductor of the coaxial connector 4 is connected to the terminal electrode 11, and the outer conductor of the coaxial connector 4 is connected to the ground conductor 21.
- the impedance matching circuit formed by the first region A1, the second region A2, and the third region A3 (see FIG. 3) formed in the connection portion of the transmission line 103 is connected to the first region A1 by the attachment of the connector 4. It may be determined according to the increase of the capacitance component added to. As a result, the impedance matching of the connecting portion is performed with higher accuracy in the mounted state of the connector 4.
- FIG. 8A is a cross-sectional view of the portable electronic device showing the mounting state of the transmission line 103 with the connector
- FIG. 8B is a plan view of the inside of the casing of the portable electronic device.
- the portable electronic device 302 includes a thin casing 210.
- circuit boards 202a and 202b, a battery pack 206, and the like are arranged.
- Chip components are mounted on the surfaces of the circuit boards 202a and 202b.
- the circuit boards 202a and 202b and the battery pack 206 are installed in the casing 210 so that the battery pack 206 is disposed between the circuit boards 202a and 202b when the casing 210 is viewed in plan. Since the casing 210 is formed as thin as possible, the distance between the battery pack 206 and the casing 210 in the thickness direction of the casing 210 is extremely narrow. Therefore, a normal coaxial cable cannot be arranged between them.
- the transmission line 103 of this embodiment Since the transmission line 103 of this embodiment has flexibility, it is bent along the gap.
- the transmission line 103 can be passed between the battery pack 206 and the casing 210 by arranging the transmission line 103 so that the thickness direction thereof matches the thickness direction of the casing 210.
- the circuit boards 202 a and 202 b which are spaced apart from each other with the battery pack 206 disposed in the middle can be connected by the transmission line 103.
- the transmission line of the present invention can simplify the process because the impedance matching circuit portion of the transmission line is composed only of a conductor pattern. Moreover, the tolerance with respect to a bending stress is high. In other words, unlike the case where a chip component for impedance matching is mounted on the transmission line, there is no problem that the chip component receives a bending stress and falls off as the transmission line is bent.
- FIG. 9 is a cross-sectional view of the transmission line 104 according to the fourth embodiment.
- the structure of the third region A3 is different from the transmission line 101 shown in FIG.
- the ground conductor 22 is formed on the lower surface of the insulating base material S1
- the signal conductor 10 is formed on the lower surface of the insulating base material S2.
- a signal conductor protrusion 12 is formed on the lower surface of the insulating base S3.
- an interlayer connection conductor (via conductor) that connects the signal conductor 10 and the signal conductor protrusion 12 is formed in the insulating base material S3.
- a terminal electrode 11 and a ground conductor 21 are formed on the insulating substrate S4.
- the capacitance component generated in the region surrounded by the broken line facing the signal conductor protrusion 12 and the ground conductor 21 is larger than the capacitor component generated in the main body BA.
- This region with a large capacitance component corresponds to the “third region” A3 according to the present invention.
- Other configurations are the same as those shown in the first embodiment.
- a capacitance component may be formed between the signal conductor 10 and the ground conductor 21 at a portion protruding in the stacking direction.
- FIG. 10 is a bottom view of each layer of the laminate constituting the transmission line according to the fifth embodiment.
- a predetermined conductor pattern is formed on the lower surfaces of the insulating base materials S1 to S3.
- a ground conductor 22 is formed on the insulating base S1.
- a ground conductor non-forming portion 22A is formed on the insulating base S1.
- an electrode 24 and a signal conductor 10 which are electrically connected to the ground conductor 22 through an interlayer connection conductor (via conductor) are formed.
- a terminal electrode 11 connected to the end 10E of the signal conductor 10 and a ground conductor 21 connected to the electrode 24 through an interlayer connection conductor (via conductor) are formed on the insulating base S3.
- the cover film 3 is formed with openings that expose predetermined portions of the terminal electrode 11 and the ground conductor 21.
- the opposing portion between the signal conductor 10 and the ground conductor non-forming portion 22A has a small capacitance component. Therefore, the inductance component in this portion is larger than the capacitance component generated in the main body BA.
- the facing portion between the signal conductor 10 and the ground conductor non-forming portion 22A corresponds to the “second region” A2 according to the present invention.
- the capacitance component of the opposing portion of the thick portion 10F of the signal conductor 10 and the ground conductors 21 and 22 is larger than the capacitance component generated in the main body BA.
- This region with a large capacitance component corresponds to the “third region” A3 according to the present invention.
- the third region can be easily configured with a small number of layers of the insulating base material.
- FIG. 11 is a bottom view of each layer of the laminate constituting the transmission line according to the sixth embodiment.
- FIG. 12 is a cross-sectional view of the transmission line according to the sixth embodiment at a position along the signal conductor.
- a ground conductor 22 is formed on the insulating base material S1.
- a ground conductor non-forming portion 22A is formed on the insulating base S1.
- An electrode 24 that is electrically connected to the ground conductor 22 via the interlayer connection conductor (via conductor) and a ground conductor 23 that is electrically connected to the ground conductor 22 via the interlayer connection conductor (via conductor) are formed on the insulating substrate S2. ing.
- An electrode 25 connected to the electrode 24 through an interlayer connection conductor (via conductor) and the signal conductor 10 are formed on the insulating base S3.
- a terminal electrode 11 connected to the end 10E of the signal conductor 10 via an interlayer connection conductor (via conductor) and a ground conductor 21 are formed on the insulating base S4.
- the cover film 3 is formed with an opening B1 that exposes predetermined portions of the terminal electrode 11 and the ground conductor 21.
- the opposing portion between the signal conductor 10 and the ground conductor non-forming portion 22A has a small capacitance component. Therefore, the inductance component in this portion is larger than the capacitance component generated in the main body BA.
- the facing portion between the signal conductor 10 and the ground conductor non-forming portion 22A corresponds to the “second region” A2 according to the present invention.
- a capacitance component is generated between the ground conductor 23 and the signal conductor 10.
- the region where the capacitance component occurs corresponds to the “third region” A3 according to the present invention.
- the configuration of the first region A1 shown in FIG. 12 is the same as the configuration of the first region A1 shown in the first embodiment.
- the line width of the signal conductor 10 is constant except for the end 10E, there is no loss that occurs in the line width changing portion, and the transmission loss of the entire line is small.
- Seventh Embodiment an example of a transmission line including a plurality of signal conductors will be described.
- FIG. 13 is a bottom view of each layer of the laminate constituting the transmission line according to the seventh embodiment.
- FIG. 14A is a cross-sectional view of the transmission line according to the present embodiment at a position passing through a ground conductor protrusion 26E described later.
- FIG. 14B is a cross-sectional view of the transmission line according to this embodiment at a position passing through terminal electrodes 11A and 11B described later.
- a predetermined conductor pattern is formed on the lower surface of the insulating base materials S1 to S4.
- a ground conductor 22 is formed on the entire surface of the insulating base S1.
- a ground conductor 26 is formed on the insulating base S2.
- the ground conductor 26 includes a frame-shaped portion 26F along the outer periphery, a cross-shaped portion 26B passing through the center, and a protruding portion 26E protruding from the frame-shaped portion 26F in the direction of the cross-shaped portion 26B.
- the ground conductor 26 is electrically connected to the ground conductor 22 through a plurality of interlayer connection conductors (via conductors).
- a ground conductor 27 is formed on the insulating base material S3.
- the ground conductor 27 has a frame-shaped portion 27F along the outer periphery and a cross-shaped portion 27B passing through the center.
- signal conductors 10A and 10B are formed in the insulating base material S3 in a region surrounded by the frame-shaped portion 27F and the cross-shaped portion 27B.
- the ground conductor 27 is electrically connected to the ground conductor 26 through a plurality of interlayer connection conductors.
- Terminal electrodes 11A and 11B and a ground conductor 21 are formed on the insulating base material S4.
- the terminal electrodes 11A and 11B are connected to the signal conductors 10A and 10B through interlayer connection conductors.
- the ground conductor 21 is electrically connected to the ground conductor 27 via a plurality of interlayer connection conductors.
- the signal conductors 10A and 10B are surrounded by ground conductors 21, 22, 26F, 26B, 27F, and 27B, thereby forming two strip lines whose sides are closed by the ground conductor.
- portions of the signal conductors 10A and 10B connected to the terminal electrodes 11A and 11B are narrower than the line widths of the signal conductors 10A and 10B of the main body BA.
- the inductance components of the narrow portions of the signal conductors 10A and 10B are larger than the inductance components of the signal conductors 10A and 10B in the main body BA.
- the narrow portions of the signal conductors 10A and 10B correspond to the “second region” A2 according to the present invention.
- Capacitance components are produced at the opposing portions of the ground conductor protrusion 26E and the signal conductors 10A and 10B.
- the region where the capacitance component occurs corresponds to the “third region” A3 according to the present invention.
- the protruding portion 26E of the ground conductor may be provided on the cross-shaped portion 26B.
- the shape which connects the frame-shaped part 26F and the cross-shaped part 26B may be sufficient.
- a transmission line including two signal conductors has been shown, but similarly, a plurality of beam-like portions 26B and 27B may be provided and three or more signal conductors may be provided.
- the third region can be easily configured with a small number of layers of the insulating base material.
- FIG. 15 is a bottom view of each layer of the laminate constituting the transmission line according to the eighth embodiment.
- FIG. 16 is a cross-sectional view of the transmission line according to the present embodiment at a position passing through a ground conductor protrusion 27E described later.
- a predetermined conductor pattern is formed on the lower surface thereof.
- a ground conductor 22 is formed on the entire surface of the insulating base S1.
- a ground conductor 26 is formed on the insulating base S2.
- the ground conductor 26 has a frame-shaped portion 26F along the outer periphery and a cross-shaped portion 26B passing through the center.
- a signal conductor 10B is formed in this insulating base material S2 in one region surrounded by the frame-shaped portion 26F and the cross-shaped portion 26B.
- the ground conductor 26 is electrically connected to the ground conductor 22 through a plurality of interlayer connection conductors (via conductors).
- a ground conductor 27 is formed on the insulating base material S3.
- the ground conductor 27 has a frame-shaped portion 27F along the outer periphery, a cross-shaped portion 27B passing through the center, and a protruding portion 27E protruding from the cross-shaped portion 27B toward the frame-shaped portion 27F.
- a ground conductor 28 is formed on the insulating base material S4.
- the ground conductor 28 has a frame-shaped portion 28F along the outer periphery and a cross-shaped portion 28B passing through the center.
- a signal conductor 10A is formed in the insulating base material S4 in one region surrounded by the frame-shaped portion 28F and the cross-shaped portion 28B.
- the ground conductor 28 is electrically connected to the ground conductor 27 through a plurality of interlayer connection conductors (via conductors).
- Terminal electrodes 11A and 11B and a ground conductor 21 are formed on the insulating base S5.
- the terminal electrodes 11A and 11B are connected to the signal conductors 10A and 10B through interlayer connection conductors.
- the ground conductor 21 is electrically connected to the ground conductor 28 through a plurality of interlayer connection conductors.
- the signal conductors 10A and 10B are surrounded by ground conductors 21, 22, 26F, 26B, 27F, 27B, 28F and 28B, thereby forming two strip lines whose sides are closed by ground conductors.
- portions of the signal conductors 10A and 10B connected to the terminal electrodes 11A and 11B are narrower than the line widths of the signal conductors 10A and 10B of the main body BA.
- the inductance components of the narrow portions of the signal conductors 10A and 10B are larger than the inductance components of the signal conductors 10A and 10B in the main body BA.
- the narrow portions of the signal conductors 10A and 10B correspond to the “second region” A2 according to the present invention.
- a part of the signal conductors 10A and 10B is opposed to the protruding portion 27E of the ground conductor in the stacking direction. Capacitance components are generated in the opposing portions of the ground conductor protrusion 27E and the signal conductors 10A and 10B.
- the region where the capacitance component occurs corresponds to the “third region” A3 according to the present invention.
- protruding portion 27E of the ground conductor may be connected to the frame-shaped portion 27F.
- the present embodiment it is possible to increase the interval between the adjacent signal conductors 10A-10B, and it is easy to ensure signal isolation between the signal conductors 10A-10B. Further, the isolation between the signal conductors 10A and 10B is improved by the ground conductor rail 27B existing between the signal conductors 10A and 10B. Further, a transmission line that is narrower than the structure in which signal conductors are juxtaposed can be configured. In addition, according to this structure, although the distance of the thickness direction of a laminated body from terminal electrode 11A, 11B to signal conductor 10A, 10B differs for every signal conductor, it is made so that appropriate impedance matching is made for every connection part. The magnitude of the inductance component in the second area A2 and the magnitude of the capacitance component in the third area A3 may be determined.
- the number of connecting portions is not limited to one pair, but may be a plurality of pairs.
- the present invention can be similarly applied to a structure in which a signal conductor branches between a plurality of connection portions and one connection portion.
- connection portions TA may have the structure of the transmission line connection portion TA shown in each embodiment.
- the signal conductor 10 in the second region A2 may have a bypass pattern such as a meander line to increase the inductance component.
- the second region A2 may have a larger inductance component by providing a ground conductor non-forming portion (conductor opening) in the ground conductor facing the signal conductor 10.
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Abstract
伝送線路(101)は、外部にそれぞれ接続される複数の接続部(TA)と、この接続部(TA)同士の間に位置する本体部(BA)と、で構成される。接続部(TA)は、外部の電極に接続される端子電極(11)と、信号導体(10)と、グランド導体(21,22)と、を有する。本体部(BA)は信号導体(10)とグランド導体(21,22)とを有する。複数の接続部(TA)のうち少なくとも一つは、端子電極(11)を含む第1領域と、信号伝搬経路に沿って第1領域に隣接する第2領域と、当該第2領域と本体部(BA)との間に位置する第3領域とで構成される。これら第1領域、第2領域、第3領域によって、接続部(TA)でのインピーダンス整合が図られる。
Description
本発明は、信号を伝送する伝送線路と、この伝送線路を回路基板等へ実装する実装構造に関する。
複数の絶縁基材を積層した積層体で構成される伝送線路は、伝送線路の信号導体の端部を、積層体の上面又は下面に形成された端子電極に接続する構造を備える。そのため、複数の信号導体を備える伝送線路においては、複数の信号導体の積層方向の位置が異なるので、各信号導体に接続される層間接続導体の長さが異なり、そのことに起因して、信号導体ごとの伝送線路の電気的特性が不揃いとなる。
特許文献1には、各信号導体の端部に、信号導体の経路長を調整するための導体パターンを形成することによって、上記伝送線路ごとの電気的特性の不揃いを抑制した伝送線路が示されている。
特許文献1に示されるような、伝送線路の信号導体の端部から端子電極が引き出された伝送線路においては、信号導体の端部から端子電極までの構造部に、その他の構造部(主要な伝送線路部)とは異なる寄生容量や寄生インダクタンス等の寄生成分が生じる。そのため、信号導体の端部から端子電極までの構造部でインピーダンス不整合が生じやすい。このようなインピーダンス不整合が生じると、挿入損失が増大し、また信号の反射による高周波回路上の不具合が生じる。
そこで、本発明の目的は、信号導体の端部から端子電極までの構造部におけるインピーダンス整合を図った伝送線路及びその伝送線路の実装構造を提供することにある。
(1)本開示の一例としての伝送線路は、
外部にそれぞれ接続される複数の接続部と、当該接続部同士の間に位置する本体部と、で構成される。前記接続部は、外部の電極に接続される端子電極と、信号導体と、グランド導体と、を有し、前記複数の接続部のうち少なくとも一つは、端子電極を含む第1領域と、信号伝搬経路に沿って第1領域に隣接する第2領域と、当該第2領域と本体部との間に位置する第3領域とで構成される。そして、第1領域は、本体部に生じるキャパシタンス成分に比べて、端子電極とグランド導体との間に生じるキャパシタンス成分が大きく、第2領域は、本体部に生じるインダクタンス成分に比べて、信号導体に生じるインダクタンス成分が大きく、第3領域は、本体部に生じるキャパシタンス成分に比べて、信号導体とグランド導体との間に生じるキャパシタンス成分が大きい。
外部にそれぞれ接続される複数の接続部と、当該接続部同士の間に位置する本体部と、で構成される。前記接続部は、外部の電極に接続される端子電極と、信号導体と、グランド導体と、を有し、前記複数の接続部のうち少なくとも一つは、端子電極を含む第1領域と、信号伝搬経路に沿って第1領域に隣接する第2領域と、当該第2領域と本体部との間に位置する第3領域とで構成される。そして、第1領域は、本体部に生じるキャパシタンス成分に比べて、端子電極とグランド導体との間に生じるキャパシタンス成分が大きく、第2領域は、本体部に生じるインダクタンス成分に比べて、信号導体に生じるインダクタンス成分が大きく、第3領域は、本体部に生じるキャパシタンス成分に比べて、信号導体とグランド導体との間に生じるキャパシタンス成分が大きい。
上記構成により、第1領域のキャパシタンス成分と第2領域のインダクタンス成分と第3領域のキャパシタンス成分とでC-L-C回路が構成される。そのため、第1領域に生じるキャパシタンス成分によるインピーダンスのずれは、第2領域のインダクタンス成分及び第3領域のキャパシタンス成分によって補正され、伝送線路の本体部の特性インピーダンスに整合させることができる。したがって、インピーダンスの不連続性による反射及び挿入損失の増加が抑制される。
(2)本開示の一例では、前記複数の接続部の全てが、第1領域、第2領域及び第3領域で構成される。この構成によれば、全ての接続部においてインピーダンスが整合して、インピーダンスの不連続性による反射及び挿入損失の増加がより抑制される。
(3)本開示の一例では、伝送線路の端部及び本体部は、多層基板を構成する絶縁基材及び導体パターンで構成される。この構成によれば、多層基板の製造方法で伝送線路が容易に製造できる。
(4)本開示の一例では、端子電極は、本体部の信号導体の線幅よりも幅が広い部分を有する。つまり、端子電極は、本体部の信号導体の線幅よりも幅が広い部分を有する電極である。この構成によれば、端子電極と信号導体との接続構造を容易に構成できる。
(5)本開示の一例では、前記第2領域の信号導体の線幅は本体部の信号導体の線幅よりも細い。この構成によれば、信号導体のパターンを定めるだけで第2領域を容易に構成できる。
(6)本開示の一例では、第3領域の信号導体とグランド導体との間隔は、本体部の信号導体とグランド導体との間隔に比較して近接している。この構成によれば、第3領域の信号導体の線幅を変えることなく、つまり導体パターンに凹凸部やエッジ部を設けることなく第3領域が構成されるので、信号導体パターンの凹凸部やエッジ部に生じる損失が回避できる。
(7)本開示の一例では、端子電極及びグランド導体にそれぞれ導通して、外部の電極に接続されるコネクタを備える。このようにコネクタを備えると、コネクタのグランド導体と端子電極との間に生じるキャパシタンス成分が大きくなる傾向があるが、本発明によれば、上記C-L-C回路構造によって、インピーダンス整合が図れるように第2領域及び第3領域を予め定めておくことができる。
(8)本開示の一例では、上記(1)から(7)に記載の構造において、信号導体の数及び端子電極の数はそれぞれ複数である。この構成によれば、複数の信号導体を備える伝送線路において、接続部におけるインピーダンス整合を図れる。
(9)本開示の一例では、上記(3)に記載の構造において、前記信号導体の数及び前記端子電極の数はそれぞれ複数であり、複数の信号導体うち、隣接する信号導体が異なる層に配置されている。この構成によれば、隣接する信号導体間の間隔を大きくすることができ、信号導体間の信号のアイソレーションを確保しやすい。また、信号導体間に存在するグランド導体によって、信号導体間のアイソレーションが向上する。また、信号導体が並置される構造に比べて、全体に幅の細い伝送線路が構成できる。なお、この構成によれば、端子電極から信号導体までの、積層体の厚み方向の距離が信号導体ごとに異なるが、接続部ごとにインピーダンス整合がなされる。
(10)本開示の一例では、上記(9)に記載の構造において、第3領域で、前記隣接する信号導体間に配置されるグランド導体と、前記隣接する信号導体との間隔は、第2領域及び本体部に比べて狭い。この構成によれば、信号導体のパターンは第3領域と本体部とで一定にできるので、信号導体パターンの凹凸部やエッジ部に生じる損失が回避できる。
(11)本開示の一例としての伝送線路の実装構造は、上記(1)~(7)のいずれかに記載の伝送線路と、当該伝送線路が実装される回路基板とを備え、伝送線路の端子電極は回路基板の表面に形成されている電極に接続されている。この構成によれば、接続部におけるインピーダンス整合が図られた伝送線路の実装構造が得られる。
本発明によれば、外部に接続される接続部におけるインピーダンス整合を図った伝送線路及びその伝送線路の実装構造が得られる。
以降、図を参照して幾つかの具体的な例を挙げて、本発明を実施するための複数の形態を示す。各図中には同一箇所に同一符号を付している。要点の説明又は理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態を分けて示すが、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせは可能である。第2の実施形態以降では第1の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。
《第1の実施形態》
図1(A)は第1の実施形態に係る伝送線路101の斜視図、図1(B)は伝送線路101の断面図である。
図1(A)は第1の実施形態に係る伝送線路101の斜視図、図1(B)は伝送線路101の断面図である。
伝送線路101は、所定の導体パターンが形成された絶縁基材S1~S4とカバーフィルム3との積層体である。
伝送線路101は、外部にそれぞれ接続される二つの接続部TAと、二つの接続部TA-TA間に位置する本体部BAと、で構成される。接続部TAは、後に示す外部の電極に接続される端子電極11と信号導体10とグランド導体21,22とを有する。本体部BAは信号導体10とグランド導体21,22とを有する。カバーフィルム3には、グランド導体21を部分的に露出させる開口B1が形成されている。
図2は伝送線路101を構成する積層体の各層の下面図である。図1(A)、図1(B)に示す向きで、絶縁基材S1~S4には、それらの下面に所定の導体パターンが形成されている。また、図3は伝送線路101の、接続部TA部分の拡大断面図である。図1(B)、図3においては、図の明瞭化のため、絶縁体層部分のハッチングは省略している。以降に示す各実施形態においても、断面図には、絶縁体層部分のハッチングを省略して図示する。
絶縁基材S1には、その全面にグランド導体22が形成されている。
絶縁基材S2には、層間接続導体(ビア導体)Vを介してグランド導体22と導通する電極24と、層間接続導体(ビア導体)Vを介してグランド導体22と導通するグランド導体23とが形成されている。
絶縁基材S3には信号導体10が形成されている。また、絶縁基材S3には層間接続導体(ビア導体)Vを介して電極24に繋がる電極25が形成されている。
絶縁基材S4には端子電極11とグランド導体21が形成されている。端子電極11は層間接続導体(ビア導体)Vを介して信号導体10の端部に接続されている。カバーフィルム3には、上記端子電極11及びグランド導体21の所定箇所を露出させる開口B1が形成されている。
上記絶縁基材S1~S4は例えば液晶ポリマー(LCP)やポリ・エーテル・エーテル・ケトン(PEEK)等の可撓性を有する樹脂シートである。また、上記各電極(導体)は、上記絶縁基材に銅箔を張り付け、その銅箔をフォトリソグラフィによってパターニングすることによって形成されたものである。カバーフィルム3は例えばポリイミドフィルムである。なお、このようにカバーフィルムを貼付する以外に、レジスト膜を印刷形成してもよい。
本体部BAは、信号導体10とグランド導体21,22と、これらグランド導体21,22と信号導体10との間に存在する絶縁基材とによってストリップラインが構成されている。同様に、接続部TAは、信号導体10とグランド導体21,22と、これらグランド導体21,22と信号導体10との間に存在する絶縁基材とによってストリップラインが構成されている。
図3においてキャパシタの記号で表すように、端子電極11とグランド導体21との間、端子電極11とそれに隣接する電極25との間にキャパシタンス成分(寄生容量)が生じる。これらキャパシタンス成分が生じる領域は本発明に係る「第1領域」A1に相当する。
図2に表れているように、信号導体10のうち端子電極11に繋がる部分は、本体部BAの信号導体10の線幅より細い。この信号導体10の線幅の細い部分のインダクタンス成分は、本体部BAにおける信号導体10のインダクタンス成分より大きい。この信号導体10の線幅の細い部分は、本発明に係る「第2領域」A2に相当する。
信号導体10のうち第2領域A2と本体部BAとの間の部分に対向する位置にグランド導体23が形成されている。このグランド導体23は層間接続導体Vを介してグランド導体22と導通している。グランド導体23と信号導体10との間にキャパシタンス成分が生じる。このキャパシタンス成分が生じる領域は本発明に係る「第3領域」A3に相当する。
このように、接続部TAは、端子電極11を含む第1領域A1と、信号伝搬経路に沿って第1領域A1に隣接する第2領域A2と、この第2領域A2と本体部BAとの間に位置する第3領域A3とで構成される。そして、第1領域A1は、本体部BAに生じるキャパシタンス成分に比べて、端子電極11とグランド導体21との間に生じるキャパシタンス成分が大きい。また、第2領域A2は、本体部BAに生じるインダクタンス成分に比べて、信号導体10に生じるインダクタンス成分が大きい。さらに、第3領域A3は、本体部BAに生じるキャパシタンス成分に比べて、信号導体10とグランド導体21との間に生じるキャパシタンス成分が大きい。
図4は接続部TAに形成された、第1領域A1、第2領域A2、第3領域A3による作用を示すスミスチャートである。図4において、各点は、伝送線路101の各部におけるインピーダンスを表し、曲線は第1領域A1、第2領域A2、第3領域A3によるリアクタンスの挿入によるインピーダンスの変化過程を表している。
図3に示した第1領域A1のキャパシタンス成分の影響で、この第1領域A1の手前から第1領域A1側をみたインピーダンスは、基準点P0から等コンダクタンス円に沿ってP1へ変位する。また、第2領域A2のインダクタンス成分の作用で、第2領域A2の手前から第2領域A2側をみたインピーダンスは等抵抗円に沿ってP2へ変位する。そして、第3領域A3のキャパシタンス成分の作用で、第3領域A3の手前から第3領域A3側をみたインピーダンスは等コンダクタンス円に沿ってP0へ変位する。つまり、基準インピーダンス(50Ω)に整合する。
なお、上述の説明では、理解の容易性を優先して、主たる寄与分であるキャパシタンス成分及びインダクタンス成分による集中定数回路が構成されているものとしたが、実際には、接続部TAは分布定数回路で構成されているので、上記主たるキャパシタンス成分やインダクタンス成分以外の小さなインダクタンスやキャパシタンスも存在し、それらによってインピーダンスの変化過程は、図4に示した例より乱れる。
本体部BAの信号導体10は一定幅であるので、この本体部BAの特性インピーダンスの変化は小さく、伝送損失は小さい。
なお、図2に示した例では、信号導体10は、第2領域を構成する線幅の細い部分と本体部BA(線幅の太い部分)との境界で段差形状となっているが、信号導体10の線幅の変化する境界をテーパー状にする等して、線幅の信号伝搬方向に沿った変化を緩やかにする方が好ましい。信号導体10の線幅の変化部で生じる損失が抑制されるからである。
《第2の実施形態》
第2の実施形態では伝送線路の実装構造の例を示す。
第2の実施形態では伝送線路の実装構造の例を示す。
図5(A)は第2の実施形態に係る電子機器301の主要部の分解斜視図であり、図5(B)は電子機器301の主要部の斜視図である。
図5(B)に示すように、本実施形態の電子機器301は、基板201と、この基板201に実装された伝送線路101とを備える。基板201には伝送線路101以外の素子も実装されるが、図5(A)、図5(B)では現れていない。
図5(A)、図5(B)に示す伝送線路101の構成は第1の実施形態で示したとおりである。
伝送線路101の下面(実装面)には、カバーフィルム3からグランド導体21を露出させている。
基板201の実装面にはレジスト膜が形成されている。基板201は、伝送線路101の端子電極11が接続される基板側接続電極61を備え、これがレジスト膜から露出している。また、基板201の実装面には、基板側グランド導体51を露出させている。
基板201に伝送線路101が表面実装されることで、伝送線路101の端子電極11は基板側接続電極61に接続され、伝送線路101のグランド導体21は基板側グランド導体51に接続される。また、伝送線路101のグランド導体21は基板側グランド導体51に接続される。これらの接続は例えばはんだ付けにより行われる。
図6は、基板201に伝送線路101が実装された状態での部分拡大断面図である。図6においてキャパシタの記号で表すように、基板側接続電極61と基板側グランド導体51との間にもキャパシタンス成分(寄生容量)が生じる。伝送線路101単独での寄生容量は図3に示したとおりである。つまり、伝送線路101を基板201に実装することで、第1領域A1に付加されるキャパシタンス成分が増大する。伝送線路101の接続部に形成する第1領域A1、第2領域A2、第3領域A3によるインピーダンス整合回路は、上記基板への実装状態で第1領域A1に付加されるキャパシタンス成分の増大に応じて定めればよい。そのことで、伝送線路101を基板201に実装した状態で接続部のインピーダンス整合がより高精度に行われる。
《第3の実施形態》
第3の実施形態では、コネクタ付き伝送線路及びその実装構造の例について示す。
第3の実施形態では、コネクタ付き伝送線路及びその実装構造の例について示す。
図7は第3の実施形態に係る伝送線路103の分解斜視図である。この伝送線路103は、二つの同軸コネクタ4を備える。この同軸コネクタ4を取り付ける前の伝送線路の基本的な構造は図1(A)に示した伝送線路101と同じである。同軸コネクタ4の中心導体は端子電極11に接続され、同軸コネクタ4の外導体はグランド導体21に接続される。
このように、コネクタ4を設けると、コネクタ4の外導体と端子電極11との間に寄生容量が生じ、この寄生容量が伝送線路の第1領域A1に付加される。このような場合でも、伝送線路103の接続部に形成する第1領域A1、第2領域A2、第3領域A3(図3参照)によるインピーダンス整合回路は、上記コネクタ4の取り付けによって第1領域A1に付加されるキャパシタンス成分の増大に応じて定めればよい。そのことで、コネクタ4の取付状態で、接続部のインピーダンス整合がより高精度に行われる。
図8(A)は、上記コネクタ付き伝送線路103の実装状態を示す、携帯電子機器の断面図であり、図8(B)は当該携帯電子機器の筐体内部の平面図である。
携帯電子機器302は、薄型の筐体210を備える。筐体210内には、回路基板202a,202bと、バッテリーパック206等が配置される。回路基板202a,202bの表面には、チップ部品が実装される。回路基板202a,202b及びバッテリーパック206は、筐体210を平面視して、回路基板202a,202b間にバッテリーパック206が配置されるように、筐体210に設置される。筐体210はできる限り薄型に形成されるので、筐体210の厚み方向での、バッテリーパック206と筐体210との間隔は極狭い。したがって、この間に通常の同軸ケーブルを配置することはできない。
本実施形態の伝送線路103は可撓性を有するので隙間に沿って曲げられる。この伝送線路103は、その厚み方向と、筐体210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206と筐体210との間に、伝送線路103を通すことができる。これにより、バッテリーパック206を中間に配して離間された回路基板202a,202bを伝送線路103で接続できる。
本発明の伝送線路は伝送線路のインピーダンス整合回路部が導体パターンのみで構成されているのでプロセスが簡素化できる。また、曲げ応力に対する耐性が高い。つまり、インピーダンス整合のためのチップ部品を伝送線路に搭載した場合のように、伝送線路の曲げに伴ってチップ部品が曲げ応力を受けて脱落する、といった不具合が生じない。
《第4の実施形態》
第4の実施形態では、第1の実施形態で示した伝送線路とは第3領域の構造が異なる伝送線路について示す。
第4の実施形態では、第1の実施形態で示した伝送線路とは第3領域の構造が異なる伝送線路について示す。
図9は第4の実施形態に係る伝送線路104の断面図である。図1(B)に示した伝送線路101とは、第3領域A3の構造が異なる。本実施形態の伝送線路104では、絶縁基材S1の下面にグランド導体22が形成されていて、絶縁基材S2の下面に信号導体10形成されている。絶縁基材S3の下面には信号導体突出部12が形成されている。また、絶縁基材S3には、信号導体10と信号導体突出部12とを導通させる層間接続導体(ビア導体)が形成されている。絶縁基材S4には端子電極11とグランド導体21が形成されている。
信号導体突出部12とグランド導体21との対向する、破線で囲んで示す領域に生じるキャパシタンス成分は本体部BAに生じるキャパシタ成分に比べて大きい。このキャパシタンス成分の大きな領域が本発明に係る「第3領域」A3に相当する。その他の構成は第1の実施形態で示した構成と同じである。
このように、信号導体10側から積層方向に突出する部分で、グランド導体21との間にキャパシタンス成分を形成してもよい。
《第5の実施形態》
第5の実施形態では、第1の実施形態で示した伝送線路とは第3領域の構造が異なる伝送線路について示す。
第5の実施形態では、第1の実施形態で示した伝送線路とは第3領域の構造が異なる伝送線路について示す。
図10は第5の実施形態に係る伝送線路を構成する積層体の各層の下面図である。絶縁基材S1~S3には、それらの下面に所定の導体パターンが形成されている。
図10に表れているように、絶縁基材S1にはグランド導体22が形成されている。また、この絶縁基材S1には、グランド導体非形成部22Aが形成されている。絶縁基材S2には、層間接続導体(ビア導体)を介してグランド導体22と導通する電極24と、信号導体10と、が形成されている。絶縁基材S3には、信号導体10の端部10Eに繋がる端子電極11と、層間接続導体(ビア導体)を介して電極24に繋がるグランド導体21が形成されている。カバーフィルム3には、上記端子電極11及びグランド導体21の所定箇所を露出させる開口が形成されている。
信号導体10とグランド導体非形成部22Aとの対向部分はキャパシタンス成分が小さい。そのためこの部分のインダクタンス成分は本体部BAに生じるキャパシタンス成分に比べて大きい。この信号導体10とグランド導体非形成部22Aとの対向部分は本発明に係る「第2領域」A2に相当する。
信号導体10の太い部分10Fとグランド導体21,22との対向部分のキャパシタンス成分は本体部BAに生じるキャパシタンス成分に比べて大きい。このキャパシタンス成分の大きな領域が本発明に係る「第3領域」A3に相当する。
本実施形態によれば、少ない絶縁基材の層数で第3領域を容易に構成できる。
《第6の実施形態》
第6の実施形態では、信号導体の線幅の変化が少ない伝送線路の例について示す。
第6の実施形態では、信号導体の線幅の変化が少ない伝送線路の例について示す。
図11は第6の実施形態に係る伝送線路を構成する積層体の各層の下面図である。図12は第6の実施形態に係る伝送線路の、信号導体に沿った位置の断面図である。
図11に表れているように、絶縁基材S1にはグランド導体22が形成されている。また、この絶縁基材S1には、グランド導体非形成部22Aが形成されている。絶縁基材S2には、層間接続導体(ビア導体)を介してグランド導体22と導通する電極24と、層間接続導体(ビア導体)を介してグランド導体22と導通するグランド導体23とが形成されている。絶縁基材S3には、層間接続導体(ビア導体)を介して電極24に繋がる電極25と、信号導体10と、が形成されている。絶縁基材S4には、層間接続導体(ビア導体)を介して信号導体10の端部10Eに繋がる端子電極11と、グランド導体21とが形成されている。カバーフィルム3には、上記端子電極11及びグランド導体21の所定箇所を露出させる開口B1が形成されている。
信号導体10とグランド導体非形成部22Aとの対向部分はキャパシタンス成分が小さい。そのためこの部分のインダクタンス成分は本体部BAに生じるキャパシタンス成分に比べて大きい。この信号導体10とグランド導体非形成部22Aとの対向部分は本発明に係る「第2領域」A2に相当する。
また、グランド導体23と信号導体10との間にキャパシタンス成分が生じる。このキャパシタンス成分が生じる領域は本発明に係る「第3領域」A3に相当する。
図12に示す第1領域A1の構成は、第1の実施形態で示した第1領域A1の構成と同じである。
本実施形態によれば、信号導体10の線幅は、その端部10Eを除いて一定であるので、線幅の変化部で生じる損失が無く、線路全体の伝送損失が小さい。
《第7の実施形態》
第7の実施形態では、複数の信号導体を備える伝送線路の例について示す。
第7の実施形態では、複数の信号導体を備える伝送線路の例について示す。
図13は第7の実施形態に係る伝送線路を構成する積層体の各層の下面図である。図14(A)は、本実施形態に係る伝送線路の、後に示すグランド導体の突出部26Eを通る位置での断面図である。図14(B)は、本実施形態に係る伝送線路の、後に示す端子電極11A,11Bを通る位置での断面図である。
絶縁基材S1~S4には、それらの下面に所定の導体パターンが形成されている。
絶縁基材S1には、その全面にグランド導体22が形成されている。
絶縁基材S2には、グランド導体26が形成されている。このグランド導体26は、外周に沿った枠状部26Fと中央を通る桟状部26Bと、枠状部26Fから桟状部26B方向へ突出する突出部26Eとを有する。グランド導体26は複数の層間接続導体(ビア導体)を介してグランド導体22と導通する。
絶縁基材S3には、グランド導体27が形成されている。このグランド導体27は、外周に沿った枠状部27Fと中央を通る桟状部27Bと、を有する。また、この絶縁基材S3には、枠状部27Fと桟状部27Bとで囲まれる領域内に信号導体10A,10Bが形成されている。グランド導体27は複数の層間接続導体を介してグランド導体26と導通する。
絶縁基材S4には端子電極11A,11Bとグランド導体21とが形成されている。端子電極11A,11Bは層間接続導体を介して信号導体10A,10Bに接続される。また、グランド導体21は複数の層間接続導体を介してグランド導体27と導通する。
上記信号導体10A,10Bは、それらの周囲がグランド導体21,22,26F,26B,27F,27Bで囲まれることにより、側方がグランド導体で閉じた二つのストリップラインが構成される。
図13に表れているように、信号導体10A,10Bのうち端子電極11A,11Bに繋がる部分は、本体部BAの信号導体10A,10Bの線幅より細い。この信号導体10A,10Bの線幅の細い部分のインダクタンス成分は、本体部BAにおける信号導体10A,10Bのインダクタンス成分より大きい。この信号導体10A,10Bの線幅の細い部分が、本発明に係る「第2領域」A2に相当する。
信号導体10A,10Bの一部はグランド導体の突出部26Eと積層方向に対向する。このグランド導体の突出部26Eと信号導体10A,10Bとの対向部分にキャパシタンス成分が生じる。このキャパシタンス成分が生じる領域が本発明に係る「第3領域」A3に相当する。
なお、グランド導体の突出部26Eは、桟状部26Bに設けてもよい。また、枠状部26Fと桟状部26Bとを連結する形状であってもよい。
本実施形態では、二つの信号導体を備える伝送線路の例を示したが、同様に、桟状部26B,27Bを複数本にし、信号導体を3本以上設けてもよい。
本実施形態によれば、少ない絶縁基材の層数で第3領域を容易に構成できる。
《第8の実施形態》
第8の実施形態では、異なる層に形成された複数の信号導体を備える伝送線路の例を示す。
第8の実施形態では、異なる層に形成された複数の信号導体を備える伝送線路の例を示す。
図15は第8の実施形態に係る伝送線路を構成する積層体の各層の下面図である。図16は、本実施形態に係る伝送線路の、後に示すグランド導体の突出部27Eを通る位置での断面図である。
絶縁基材S1~S5には、それらの下面に所定の導体パターンが形成されている。
絶縁基材S1には、その全面にグランド導体22が形成されている。
絶縁基材S2には、グランド導体26が形成されている。このグランド導体26は、外周に沿った枠状部26Fと中央を通る桟状部26Bと、を有する。また、この絶縁基材S2には、枠状部26Fと桟状部26Bとで囲まれる一つの領域内に信号導体10Bが形成されている。グランド導体26は複数の層間接続導体(ビア導体)を介してグランド導体22と導通する。
絶縁基材S3には、グランド導体27が形成されている。このグランド導体27は、外周に沿った枠状部27Fと中央を通る桟状部27Bと、桟状部27Bから枠状部27F方向へ突出する突出部27Eとを有する。
絶縁基材S4には、グランド導体28が形成されている。このグランド導体28は、外周に沿った枠状部28Fと中央を通る桟状部28Bと、を有する。また、この絶縁基材S4には、枠状部28Fと桟状部28Bとで囲まれる一つの領域内に信号導体10Aが形成されている。グランド導体28は複数の層間接続導体(ビア導体)を介してグランド導体27と導通する。
絶縁基材S5には端子電極11A,11Bとグランド導体21とが形成されている。端子電極11A,11Bは層間接続導体を介して信号導体10A,10Bに接続される。また、グランド導体21は複数の層間接続導体を介してグランド導体28と導通する。
上記信号導体10A,10Bは、それらの周囲がグランド導体21,22,26F,26B,27F,27B,28F,28Bで囲まれることにより、側方がグランド導体で閉じた二つのストリップラインが構成される。
図15に表れているように、信号導体10A,10Bのうち端子電極11A,11Bに繋がる部分は、本体部BAの信号導体10A,10Bの線幅より細い。この信号導体10A,10Bの線幅の細い部分のインダクタンス成分は、本体部BAにおける信号導体10A,10Bのインダクタンス成分より大きい。この信号導体10A,10Bの線幅の細い部分が、本発明に係る「第2領域」A2に相当する。
信号導体10A,10Bの一部はグランド導体の突出部27Eと積層方向に対向する。このグランド導体の突出部27Eと信号導体10A,10Bとの対向部分にキャパシタンス成分が生じる。このキャパシタンス成分が生じる領域が本発明に係る「第3領域」A3に相当する。
なお、グランド導体の突出部27Eは、枠状部27Fと連結する形状であってもよい。
本実施形態によれば、隣接する信号導体10A―10B間の間隔を大きくとることができ、信号導体10A―10B間の信号のアイソレーションを確保しやすい。また、信号導体10A―10B間に存在する、グランド導体の桟状部27Bによって、信号導体10A―10B間のアイソレーションが向上する。また、信号導体が並置される構造に比べて幅の細い伝送線路が構成できる。なお、この構成によれば、端子電極11A,11Bから信号導体10A,10Bまでの、積層体の厚み方向の距離が信号導体ごとに異なるが、接続部ごとに適正なインピーダンス整合がなされるように、第2領域A2のインダクタンス成分の大きさ及び第3領域A3のキャパシタンス成分の大きさを定めればよい。
最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形及び変更が適宜可能である。
例えば、接続部は1対に限らず、複数対であってもよい。また、複数の接続部と一つの接続部との間で信号導体が分岐する構造であっても、同様に適用できる。
また、例えば複数の接続部TAのうち一つ又は幾つかだけが各実施形態で示した伝送線路の接続部TAの構造であってもよい。
また、例えば第2領域A2の信号導体10はミアンダライン状等、迂回パターンにすることでインダクタンス成分を大きくしてもよい。また、第2領域A2は、信号導体10と対向するグランド導体にグランド導体非形成部(導体開口)を設けることで、インダクタンス成分を大きくしてもよい。
A1…第1領域
A2…第2領域
A3…第3領域
B1…開口
BA…本体部
P0…基準点
S1~S5…絶縁基材
TA…接続部
3…カバーフィルム
4…同軸コネクタ
10,10A,10B…信号導体
10E…信号導体の端部
10F…信号導体の太い部分
11,11A,11B…端子電極
12…信号導体突出部
21,22,23,26,27,28…グランド導体
22A…グランド導体非形成部
24,25…電極
26B,27B,28B…グランド導体の桟状部
26E,27E…突出部
26F,27F,28F…グランド導体の枠状部
51…基板側グランド導体
61…基板側接続電極
101,103,104…伝送線路
201…基板
202a,202b…回路基板
206…バッテリーパック
210…筐体
301…電子機器
302…携帯電子機器
A2…第2領域
A3…第3領域
B1…開口
BA…本体部
P0…基準点
S1~S5…絶縁基材
TA…接続部
3…カバーフィルム
4…同軸コネクタ
10,10A,10B…信号導体
10E…信号導体の端部
10F…信号導体の太い部分
11,11A,11B…端子電極
12…信号導体突出部
21,22,23,26,27,28…グランド導体
22A…グランド導体非形成部
24,25…電極
26B,27B,28B…グランド導体の桟状部
26E,27E…突出部
26F,27F,28F…グランド導体の枠状部
51…基板側グランド導体
61…基板側接続電極
101,103,104…伝送線路
201…基板
202a,202b…回路基板
206…バッテリーパック
210…筐体
301…電子機器
302…携帯電子機器
Claims (11)
- 外部にそれぞれ接続される複数の接続部と、当該接続部同士の間に位置する本体部と、で構成される伝送線路であって、
前記接続部は、外部の電極に接続される端子電極と、信号導体と、グランド導体と、を有し、
前記本体部は信号導体とグランド導体とを有し、
前記複数の接続部のうち少なくとも一つは、前記端子電極を含む第1領域と、信号伝搬経路に沿って前記第1領域に隣接する第2領域と、当該第2領域と前記本体部との間に位置する第3領域とで構成され、
前記第1領域は、前記本体部に生じるキャパシタンス成分に比べて、前記端子電極と前記グランド導体との間に生じるキャパシタンス成分が大きく、
前記第2領域は、前記本体部に生じるインダクタンス成分に比べて、前記信号導体に生じるインダクタンス成分が大きく、
前記第3領域は、前記本体部に生じるキャパシタンス成分に比べて、前記信号導体と前記グランド導体との間に生じるキャパシタンス成分が大きい、
伝送線路。 - 前記複数の接続部の全てが、前記第1領域、前記第2領域及び前記第3領域で構成される、
請求項1に記載の伝送線路。 - 前記接続部及び前記本体部は、多層基板を構成する絶縁基材及び導体パターンで構成される、
請求項1又は2に記載の伝送線路。 - 前記端子電極は、前記本体部の信号導体の線幅よりも幅が広い部分を有する、
請求項1から3のいずれかに記載の伝送線路。 - 前記第2領域の前記信号導体の線幅は前記本体部の前記信号導体の線幅よりも細い、
請求項1から4のいずれかに記載の伝送線路。 - 前記第3領域の前記信号導体と前記グランド導体との間隔は、前記本体部の前記信号導体と前記グランド導体との間隔に比較して近接している、
請求項1から5のいずれかに記載の伝送線路。 - 前記端子電極及び前記グランド導体にそれぞれ導通し、前記外部の電極に接続されるコネクタを備える、
請求項1から6のいずれかに記載の伝送線路。 - 前記信号導体の数及び前記端子電極の数はそれぞれ複数である、
請求項1から7のいずれかに記載の伝送線路。 - 前記信号導体の数及び前記端子電極の数はそれぞれ複数であり、
前記複数の信号導体うち、隣接する信号導体が異なる層に配置されている、
請求項3に記載の伝送線路。 - 前記第3領域で、前記隣接する信号導体間に配置される前記グランド導体と、前記隣接する信号導体との間隔は、前記第2領域及び前記本体部に比べて狭い、
請求項9に記載の伝送線路。 - 請求項1から7のいずれかに記載の伝送線路と、当該伝送線路が実装される回路基板とを備え、
前記伝送線路の前記端子電極は前記回路基板の表面に形成されている電極に接続されている、
伝送線路の実装構造。
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