CN102474980B - 信号线路 - Google Patents

Abstract

本发明提供能容易地进行弯曲、并能降低高频信号所产生的损耗的信号线路。主体(12)由包含柔性材料的多片绝缘片(22)层叠而成。接地导体(30a、30b)在主体(12)中设置于信号线(32)的z轴方向的正方向侧。在沿z轴方向进行俯视时，接地导体(30a、30b)形成有与信号线(32)重合的缝隙(S)。接地导体(34)在主体(12)中设置于信号线(32)的z轴方向的负方向侧，且在沿z轴方向进行俯视时，接地导体(34)与信号线(32)重合。接地导体(30a、30b、34)和信号线(32)构成带状线结构。接地导体(30a、30b)与信号线(32)之间的间隔(L1)比接地导体(34)与信号线(32)之间的间隔(L2)要小。

Description

信号线路

技术领域

本发明涉及信号线路，更特别涉及具备接地导体和信号线的信号线路。

背景技术

作为与现有的信号线路相关的发明，例如已知有专利文献1所记载的印刷布线板。图5是专利文献1所记载的印刷布线板500的剖面结构图。在图5中，将上下方向定义为z轴方向，将左右方向定义为y轴方向，将纸面垂直方向定义为x轴方向。

如图5所示，印刷布线板500包括绝缘层502、信号线504、以及电极面506、508。信号线504在绝缘层502内沿x轴方向延伸。电极面506设置于信号线504的z轴方向的正方向侧。电极面508设置于信号线504的z轴方向的负方向侧。另外，在电极面508上，设置有线状开口部510，使其与信号线504重合。高频信号在信号线504中进行传输。对电极面506、508施加接地电位。即，信号线504和电极面506、508构成带状线结构。

对于采用如上所述结构的印刷布线板500，易于使印刷布线板500弯曲。更详细而言，在电极面508上设置有线状开口部510。因此，电极面508比未设置线状开口部510的电极面506要易于进行弹性伸缩。由此，易于使印刷布线板500弯曲。

然而，印刷布线板500存在对于高频信号产生损耗的问题。更详细而言，若在信号线504内传输高频信号，则在信号线504的周围会产生贯穿电极面506、508的磁场。由于高频信号的电流值呈周期性地变动，因此，磁场也会呈周期性地变化。若磁场像这样呈周期性地变化，则在电极面506、508上，会因电磁感应而产生妨碍磁场变化的涡流。其结果是，对于在信号线504内进行传输的高频信号，会产生涡流损耗。

专利文献1：日本专利特开2009-54876号公报

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种能容易地进行弯曲、并能降低高频信号的损耗的信号线路。

本发明的一个方式所涉及的信号线路的特征在于，包括：主体，该主体由包含柔性材料的多片绝缘片层叠而成；信号线，该信号线设置于所述主体，包含线状导体；第一接地导体，该第一接地导体在所述主体中设置于所述信号线的层叠方向的一侧，且在沿层叠方向进行俯视时，该第一接地导体形成有与该信号线重合的缝隙；以及第二接地导体，该第二接地导体在所述主体中设置于所述信号线的层叠方向的另一侧，且在沿层叠方向进行俯视时，该第二接地导体与该信号线重合，所述第一接地导体、所述第二接地导体、以及所述信号线构成带状线结构，所述第一接地导体与所述信号线之间的、沿层叠方向的间隔比所述第二接地导体与该信号线之间的、沿层叠方向的间隔要小。

根据本发明，能容易地进行弯曲，并能降低高频信号的损耗。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式所涉及的信号线路的外观立体图。

图2是图1的信号线路的分解图。

图3是沿层叠方向对信号线路的绝缘片进行透视时所看到的图。

图4是在图1的A-A处的剖面结构图。

图5是专利文献1所记载的印刷布线板的剖面结构图。

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明的实施方式所涉及的信号线路进行说明。

(信号线路的结构)

下面，参照附图，对本发明的一个实施方式所涉及的信号线路的结构进行说明。图1是本发明的一个实施方式所涉及的信号线路10的外观立体图。图2是图1的信号线路10的分解图。图3是沿层叠方向对信号线路10的绝缘片22b、22c进行透视时所看到的图。图4是在图1的A-A处的剖面结构图。在图1至图4中，将信号线路10的层叠方向定义为z轴方向。另外，将信号线路10的长度方向定义为x轴方向，将与x轴方向和z轴方向正交的方向定义为y轴方向。

例如在移动电话等电子设备内，信号线路10连接两块电路基板。如图1和图2所示，信号线路10包括主体12、外部端子14(14a～14f)、接地导体30(30a、30b)、34、信号线32、以及通孔导体b1～b16。

如图1所示，主体12包含信号线部16和连接器部18、20。信号线部16沿x轴方向延伸，并内置有信号线32、以及接地导体30、34。信号线部16具有能弯曲成U字形的结构。连接器部18、20设置于信号线部16的x轴方向的两端，与未图示的电路基板的连接器相连接。将图2所示的绝缘片22(22a～22d)依次从z轴方向的正方向侧向负方向侧进行层叠，以构成主体12。

绝缘片22由具有柔性的液晶聚合物等热塑性树脂构成。如图2所示，绝缘片22a～22d分别由信号线部24a～24d、以及连接器部26a～26d、28a～28d构成。信号线部24构成主体12的信号线部16，连接器部26、28分别构成主体12的连接器部18、20。此外，在下面，将绝缘片22的、z轴方向的正方向侧的主面称为表面，将绝缘片22的、z轴方向的负方向侧的主面称为背面。

如图2所示，外部端子14a～14c设置于连接器部26a的表面，使它们沿y轴方向排成一排。在将连接器部18插入电路基板的连接器时，外部端子14a～14c与连接器内的端子相接触。具体而言，外部端子14a、14c与连接器内的接地端子相接触，外部端子14b与连接器内的信号端子相接触。因而，对外部端子14a、14c施加接地电位，对外部端子14b施加高频信号。

如图2所示，外部端子14d～14f设置于连接器部28a的表面，使它们沿y轴方向排成一排。在将连接器部20插入电路基板的连接器时，外部端子14d～14f与连接器内的端子相接触。具体而言，外部端子14d、14f与连接器内的接地端子相接触，外部端子14e与连接器内的信号端子相接触。因而，对外部端子14d、14f施加接地电位，对外部端子14e施加高频信号。

如图2所示，信号线32设置于绝缘片22c的表面，从而成为设置于主体12内的线状导体。具体而言，信号线32在信号线部24c的表面上沿x轴方向延伸。而且，信号线32的两端分别位于连接器部26c、28c。

如图2所示，接地导体30a、30b在主体12中设置于信号线32的z轴方向的正方向侧，更详细而言，设置于绝缘片22b的表面。接地导体30a、30b在信号线部24b的表面上沿x轴方向相互平行地延伸。接地导体30a、30b的一端位于连接器部26b，接地导体30a、30b的另一端位于连接器部28b。在沿z轴方向进行俯视时，对于接地导体30a、30b形成有沿x轴方向延伸的缝隙S。以下，对缝隙S进一步进行详细说明。

在沿z轴方向进行俯视时，缝隙S与信号线32重合。具体而言，如图2所示，信号线32具有沿x轴方向延伸的两条边缘部E1、E2。另外，接地导体30a、30b分别具有沿x轴方向延伸的边缘部E3、E4。缝隙S存在于边缘部E3、E4之间。即，缝隙S是夹在边缘部E3、E4之间的区域。而且，在绝缘片22c上层叠有绝缘片22b时，如图3所示，边缘部E3位于边缘部E1的y轴方向的正方向侧，边缘部E4位于边缘部E2的y轴方向的负方向侧。由此，在沿z轴方向进行俯视时，信号线32在收于该缝隙S内而不从缝隙S沿y轴方向露出的状态下，沿x轴方向延伸。即，如图3所示，在沿z轴方向进行俯视时，在边缘部E1与边缘部E3之间、以及边缘部E2与边缘部E4之间，分别存在间隙G1、G2，所述间隙G1、G2中不存在接地导体30a、30b、以及信号线32。但是，信号线32的x轴方向的两端从缝隙S露出。

如图2所示，接地导体34设置于信号线32的z轴方向的负方向侧，更详细而言，设置于绝缘片22d的表面。接地导体34在信号线部24d的表面上沿x轴方向延伸。接地导体34的一端以一分为二的状态位于连接器部26d中，接地导体34的另一端以一分为二的状态位于连接器部28d中。而且，如图2所示，在沿z轴方向进行俯视时，接地导体34与信号线32重合。

具有如上所述结构的接地导体30a、30b、34和信号线32构成带状线结构。即，在接地导体30a、30b与信号线32之间，产生有电容，在接地导体34与信号线32之间，产生有电容。而且，这两个电容具有基本相等的大小。

如图2所示，通孔导体b1、b3分别设置成沿z轴方向贯穿连接器部26a，并分别将外部端子14a、14c与接地导体30a、30b相连接。如图2所示，通孔导体b2设置成沿z轴方向贯穿连接器部26a，并与外部端子14b相连接。

如图2所示，通孔导体b7、b9分别设置成沿z轴方向贯穿连接器部26b，并分别与接地导体30a、30b相连接。如图2所示，通孔导体b8设置成沿z轴方向贯穿连接器部26b，并将通孔导体b2与信号线32相连接。

如图2所示，通孔导体b13、b14分别设置成沿z轴方向贯穿连接器部26c，并分别将通孔导体b7、b9与接地导体34相连接。由此，外部端子14a、接地导体30a、以及接地导体34经由通孔导体b1、b7、b13进行连接，外部端子14c、接地导体30b、以及接地导体34通过通孔导体b3、b9、b14进行连接。另外，外部端子14b与信号线32通过通孔导体b2、b8进行连接。

如图2所示，通孔导体b4、b6分别设置成沿z轴方向贯穿连接器部28a，并分别将外部端子14d、14f与接地导体30a、30b相连接。如图2所示，通孔导体b5设置成沿z轴方向贯穿连接器部28a，并与外部端子14e相连接。

如图2所示，通孔导体b10、b12分别设置成沿z轴方向贯穿连接器部28b，并分别与接地导体30a、30b相连接。如图2所示，通孔导体b11设置成沿z轴方向贯穿连接器部28b，并将通孔导体b5与信号线32相连接。

如图2所示，通孔导体b15、b16分别设置成沿z轴方向贯穿连接器部28c，并分别将通孔导体b10、b12与接地导体34相连接。由此，外部端子14d、接地导体30a、以及接地导体34经由通孔导体b4、b10、b15进行连接，外部端子14f、接地导体30b、以及接地导体34通过通孔导体b6、b12、b16进行连接。另外，外部端子14e与信号线32通过通孔导体b5、b11进行连接。

接着，参照图4，对信号线部16的剖面结构进行说明。接地导体30a、30b与信号线32之间的、z轴方向上的间隔L1(以下，称为接地导体30a、30b与信号线32之间的间隔L1)比接地导体34与信号线32之间的、z轴方向上的间隔L2(以下，称为接地导体34与信号线32之间的间隔L2)要小。更详细而言，绝缘片22a、22b、22d在z轴方向上具有相同的厚度。另一方面，绝缘片22c在z轴方向上具有比绝缘片22a、22b、22d都要大的厚度。而且，在接地导体30a、30b与信号线32之间，设置有绝缘片22b。另外，在接地导体34与信号线32之间，设置有绝缘片22c。其结果是，接地导体30a、30b与信号线32之间的间隔L1比接地导体34与信号线32之间的间隔L2要小。

下面，列举信号线路10的各部分的尺寸的一个例子。在沿z轴方向进行俯视时，边缘部E1与边缘部E3之间的间隔L3和边缘部E2与边缘部E4之间的间隔L3为大于等于32.5μm、小于等于97.5μm。间隔L3特别优选为在65μm左右。另外，接地导体30a、30b与信号线32之间的间隔L1为大于等于25μm、小于等于75μm。间隔L1例如优选为在50μm左右。接地导体34与信号线32之间的间隔L2为大于等于50μm、小于等于150μm。间隔L2例如优选为在100μm左右。另外，信号线32的、y轴方向上的宽度W为140μm。另外，信号线32、接地导体30a、30b、34的、z轴方向上的厚度为18μm。

(信号线路的制造方法)

下面，参照附图，对信号线路10的制造方法进行说明。下面，以制作一个信号线路10的情况为例进行说明，但实际上，可通过将大尺寸的绝缘片进行层叠和切割，来同时制作多个信号线路10。

首先，准备整个表面形成有铜箔的、包含液晶聚合物等热塑性树脂的绝缘片22。接着，在绝缘片22a的表面形成图2所示的外部端子14。具体而言，利用光刻工序，在绝缘片22a的铜箔上，形成与图2所示的外部电极14相同形状的抗蚀剂。然后，对铜箔实施蚀刻处理，从而除去未被抗蚀剂覆盖的部分的铜箔。之后，除去抗蚀剂。由此，在绝缘片22a的表面形成如图2所示的外部端子14。

接着，在绝缘片22b的表面形成图2所示的接地导体30a、30b。另外，利用光刻工序，在绝缘片22c的表面形成图2所示的信号线32。另外，利用光刻工序，在绝缘片22d的表面形成图2所示的接地导体34。此外，由于这些光刻工序与形成外部端子14时的光刻工序相同，因此，省略说明。

接着，对绝缘片22a～22c的要形成通孔导体b1～b16的位置，从背面侧照射激光束，形成通孔。之后，对形成于绝缘片22a～22c的通孔，填充以铜为主要组分的导电性糊料，形成图2所示的通孔导体b1～b16。

接着，依次将绝缘片22a～22d进行堆叠。然后，从z轴方向的正方向侧及负方向侧各向同性地、或经由弹性体对绝缘片22a～22d施加力，从而将绝缘片22a～22d进行压接。由此，得到图1所示的信号线路10。

(效果)

根据如上所述的信号线路10，能容易地使主体12弯曲成U字形而使得向z轴方向的正方向侧突出。更详细而言，对于采用专利文献1那样的结构的印刷布线板500，容易使印刷布线板500弯曲。更详细而言，在电极面508上设置有线状开口部510。因此，电极面508比未设置线状开口部510的电极面506要易于进行弹性伸缩。由此，易于使印刷布线板500弯曲。

另外，在信号线路10中，由于对于接地导体30a、30b设置有缝隙S，因此，接地导体30a、30b的面积比接地导体34的面积要小。由此，接地导体30a、30b比接地导体34要易于伸展。其结果是，易于使主体12弯曲而使得向z轴方向的正方向侧、即第一接地导体一侧突出，使得接地导体30a、30b位于接地导体34的外周侧。

另外，根据信号线路10，由于以下的原因，也会导致易于使主体12弯曲成U字形而使得向z轴方向的正方向侧、即第一接地导体一侧突出。更详细而言，在信号线路10中，信号线32必须具有规定的特性阻抗(例如50Ω)。这里，在信号线路10中设置有缝隙S的情况下，与信号线路10中未设置有缝隙S的情况相比，接地导体30a、30b与信号线32相对的面积减小，接地导体30a、30b与信号线32之间所产生的电容也减小。因此，如图4所示，在信号线路10中，减小绝缘片22b的、z轴方向上的厚度，以减小接地导体30a、30b与信号线32之间的间隔L1。由此，增大接地导体30a、30b与信号线32之间所产生的电容，以使信号线32获得规定的特性阻抗。此外，由于减小绝缘片22b的、z轴方向上的厚度，从而主体12的、z轴方向上的厚度减小，因此，主体12的刚性降低。其结果是，对于信号线路10，易于使主体12弯曲。

另外，在信号线路10中，能降低高频信号产生的损耗。更详细而言，在专利文献1所记载的印刷布线板500中，若在信号线504内传输高频信号，则在信号线504的周围会产生贯穿电极面506、508的磁场。由于高频信号的电流值呈周期性地变动，因此，磁场也会呈周期性地变化。若磁场像这样呈周期性地变化，则在电极面506、508上，会因电磁感应而产生妨碍磁场变化的涡流。其结果是，对于信号线504内进行传输的高频信号，会产生涡流损耗。特别是在印刷布线板500中，如图5所示，电极面506与信号线504之间的间隔、和电极面508与信号线504之间的间隔相等，此外，在电极面508上，设置有线状开口部510。由此，涡流主要产生于电极面506，在电极面508上几乎不产生涡流。由上述可知，对于印刷布线板500，在未设置有缝隙S的电极面506上抑制所产生的涡流，这点非常重要。

因此，在信号线路10中，如图4所示，使接地导体30a、30b与信号线32之间的间隔L1比接地导体34与信号线32之间的间隔L2要小。即，使信号线32远离接地导体34，并使其接近接地导体30a、30b。由此，能降低由在信号线32中进行传输的高频信号所引起的、接地导体34中所产生的涡流。另一方面，由于对于接地导体30a、30b设置有缝隙S，因此，由在信号线32中进行传输的高频信号所引起的、接地导体30a、30b中所产生的涡流几乎不会增加。由此，当从整个信号线路10来看时，涡流会减少。其结果是，在信号线路10中，能降低高频信号的损耗。

另外，在信号线路10中，如以下所说明的那样，能降低由制造偏差所引起的特性阻抗的偏差。更详细而言，在将绝缘片22a～22d进行层叠时，有可能产生层叠偏移。在这种情况下，在图4中，若对信号线路10进行设计，使得边缘部E1与边缘部E3重合，并使得边缘部E2与边缘部E4重合，则些许的层叠偏移就会导致接地导体30a或接地导体30b与信号线32在沿z轴方向进行俯视时发生重合。其结果是，在接地导体30a或接地导体30b与信号线32之间会产生较大的电容，信号线路10的特性阻抗会发生较大的变化。

因此，如图3所示，在信号线路10中，在沿z轴方向进行俯视时，在边缘部E1与边缘部E3之间、以及边缘部E2与边缘部E4之间，分别设置间隙G1、G2，所述间隙G1、G2中不存在接地导体30a、30b、以及信号线32。由此，即使绝缘片22a～22d产生层叠偏移，也能防止接地导体30a、30b与信号线32在沿z轴方向进行俯视时发生重合。其结果是，能防止在接地导体30a或接地导体30b与信号线32之间产生较大的电容，从而能防止信号线路10的特性阻抗发生较大的变化。

另外，在信号线路10中，间隔L2为大于等于50μm、小于等于75μm，间隔L3为大于等于32.5μm、小于等于97.5μm。而且，优选为间隔L2在100μm左右，间隔L3在65μm左右。由此，能使缝隙S的、y轴方向上的宽度、和接地导体30a、30b与信号线32之间的间隔L1保持适当的关系。其结果是，能防止由在信号线32内进行传输的高频信号所引起的不需要的辐射从缝隙S辐射出来。

另外，在信号线路10中，如以下所说明的那样，易于使主体12弯曲，并能降低直流电阻值。更详细而言，在信号线路10中，为了使主体12易于弯曲，例如可以举出减小主体12的、z轴方向上的厚度。但是，在减小主体12的、z轴方向上的厚度而不设置有缝隙S的情况下，信号线32与接地导体30a、30b、34之间所产生的电容较大。因而，在这种情况下，需要减小信号线32的、y轴方向上的宽度W，以减小电容。然而，若减小信号线32的、y轴方向上的宽度W，则信号线32的直流电阻值会增大。

因此，在信号线路10中，对于接地导体30a、30b设置有缝隙S。由此，由于在接地导体30a、30b与信号线32之间不容易产生电容，因此，能使接地导体30a、30b与信号线32相互接近，而不改变信号线32的、y轴方向上的宽度W。即，能减小主体12的、z轴方向上的厚度，而不增大信号线32的直流电阻。其结果是，对于信号线路10，易于使主体12弯曲，并能降低直流电阻值。

为进一步明确信号线路10所具有的效果，本申请发明人进行了以下所说明的实验。作为信号线路10的模型，制成了宽度W为140μm、接地导体30a、30b与接地导体34之间的、z轴方向上的间隔为150μm的第一模型。另外，作为比较例所涉及的模型，制成了在信号线路10中未设置有缝隙S、且宽度W为70μm、接地导体30a、30b与接地导体34之间的、z轴方向上的间隔为150μm的第二模型。此外，对第一模型和第二模型进行设计，使它们的特性阻抗相等。

对如上所述的第一模型和第二模型，使其传输具有2GHz的频率的高频信号，计算高频信号所产生的损耗。其结果是，在第一模型中，高频信号所产生的损耗为0.15dB，与此不同的是，在第二模型中，高频信号所产生的损耗为0.22dB。这是由于，第二模型的信号线32的宽度W比第一模型要小，信号线32的直流电阻值较大。由此可知，在信号线路10中，能维持所希望的特性阻抗，并能降低直流电阻值。

工业上的实用性

本发明适用于信号线路，特别在能容易地进行弯曲、并能降低高频信号所产生的损耗等方面较为优异。

标号说明

b1～b16通孔导体

10信号线路

12主体

14a～14f外部端子

16信号线部

18、20连接器部

22a～22d  绝缘片

30a、30b、34接地导体

32信号线

Claims (6)

1.一种信号线路，其特征在于，包括：

主体，该主体由包含柔性材料的多片绝缘片层叠而成；

信号线，该信号线设置于所述主体，包含线状导体；

第一接地导体，该第一接地导体在所述主体中设置于所述信号线的层叠方向的一侧，且在沿层叠方向进行俯视时，该第一接地导体形成有与该信号线重合的缝隙；以及

第二接地导体，该第二接地导体在所述主体中设置于所述信号线的层叠方向的另一侧，且在沿层叠方向进行俯视时，该第二接地导体与该信号线重合，

所述第一接地导体、所述第二接地导体、以及所述信号线构成带状线结构，

所述第一接地导体与所述信号线之间的、沿层叠方向的间隔比所述第二接地导体与该信号线之间的、沿层叠方向的间隔要小，

所述主体包含：信号线部；以及设置于信号线部的端部的连接器部，

所述连接器部上设有外部端子，

在沿层叠方向进行俯视时，在与所述主体的长度方向正交的方向上，所述连接器部的所述主体上的宽度比所述信号线部的所述主体上的宽度要大。

2.如权利要求1所述的信号线路，其特征在于，

所述第一接地导体具有两条沿规定方向延伸的第一边缘部，

所述缝隙存在于所述两条第一边缘部之间，

所述信号线具有两条沿规定方向延伸的第二边缘部，

在沿层叠方向进行俯视时，在所述第一边缘部与所述第二边缘部之间，分别都不存在所述第一接地导体或所述信号线。

3.如权利要求2所述的信号线路，其特征在于，

在沿层叠方向进行俯视时，所述第一边缘部与所述第二边缘部之间的间隔为大于等于32.5μm小于等于97.5μm，

所述第一接地导体与所述信号线之间的沿层叠方向的间隔为大于等于25μm小于等于75μm，

所述第二接地导体与所述信号线之间的沿层叠方向的间隔为大于等于50μm小于等于150μm。

4.如权利要求1至3的任一项所述的信号线路，其特征在于，还包括：

通孔导体，该通孔导体将所述第一接地导体与所述第二接地导体相连接。

5.如权利要求4所述的信号线路，其特征在于，

连接所述第一接地导体与所述第二接地导体的所述通孔导体设置于所述连接器部。

6.如权利要求1至3的任一项所述的信号线路，其特征在于，

使所述主体弯曲而使得向层叠方向的所述第一接地导体一侧突出，使得所述第一接地导体位于第二接地导体的外周侧。