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JP6699805B2 - インダクタブリッジおよび電子機器 - Google Patents

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Description

本発明は、二つの回路部間を接続する素子に関し、特にインダクタンス成分を有するインダクタブリッジおよびそれを備えた電子機器に関するものである。
従来、携帯端末等の小型電子機器において、回路基板等に形成された回路部と、この回路基板とは別の部材で構成されたアンテナ等の回路部とを備える場合に、例えば特許文献１に示されているように、可撓性を有するインダクタブリッジを介して、回路部間が接続されることがある。
国際公開第２０１４／１２９２７９号
上記可撓性を有するインダクタブリッジを回路基板等に実装する場合、限られた空間にインダクタブリッジが配置される構造上、インダクタブリッジは、単に屈曲部を有しているだけでなく、屈曲による応力を受けやすい。
インダクタブリッジの接合部には回路部が接合されるが、上記屈曲による応力はこの接合部に掛かりやすいので、接合部と回路部との接続不良を誘発する虞がある。
また、上記屈曲の影響でコイルが変形すると、コイルのインダクタンスが規定値からずれる虞もある。
そこで、本発明の目的は、屈曲に対する接合部と回路部との接続信頼性を高めたインダクタブリッジおよびそれを備える電子機器を提供することにある。また、本発明の目的は、屈曲に対するコイルのインダクタンスのずれを抑制したインダクタブリッジおよびそれを備える電子機器を提供することにある。
（１）本発明のインダクタブリッジは、
可撓性基板および当該可撓性基板に形成された導体パターンによるコイルを有し、複数の回路部間を接続するインダクタブリッジであり、
前記可撓性基板は少なくとも一つの幅の広いリジッド部と、少なくとも一つの幅の狭いフレキシブル部とを有し、
少なくとも一つの前記リジッド部に、他の回路に接続される接合部および前記コイルが形成されており、
前記コイルは平面視で、異なる位置に配置された複数のコイル部を有し、
前記リジッド部の一方側に隣接して前記フレキシブル部が位置し、
前記複数のコイル部のうち少なくとも２つの前記コイル部は、前記接合部から視て、前記一方側に位置していて、
前記接合部から視て一方側に位置する前記複数のコイル部は第１コイル部と第２コイル部とを含み、
前記第１コイル部よりも前記第２コイル部が前記一方側に位置し、
前記第２コイル部のインダクタンスは第１コイル部のインダクタンス以下である、
ことを特徴とする。
上記構成により、接合部が形成される幅広のリジッド部は、接合部からフレキシブル部までの長さが長く確保されるので、フレキシブル部の屈曲による応力が接合部に伝わりにくくなる。また、リジッド部のコイルの存在によって、リジッド部の剛性が更に高まり、接合部における接続不良が充分に抑制される。また、コイル全体の変形も抑制されるので、コイルのインダクタンスのずれも抑制される。
また、上記構成によれば、第２コイル部はフレキシブル部寄りにあるので、第１コイル部に比べて、曲げ応力による変形量が大きいが、第２コイル部の変形によるインダクタンスのずれは相対的に小さいので、コイル全体でのインダクタンスのずれは抑制される。
（２）前記可撓性基板は、積層された複数の絶縁基材を含む多層基板であり、
前記コイルを構成する導体パターンは、前記複数の絶縁基材に亘って形成されている、
ことが好ましい。
上記構成によれば、例えば単層の導体パターンでコイルが形成される構造に比べて、絶縁基材の層厚みの均一性が高いので、安定した特性が得られる。
（３）前記フレキシブル部に屈曲部を有することが好ましい。この構造であれば、リジッド部を屈曲させる構造に比べて、屈曲が容易であり、所定の形状に形成しやすい。また、フレキシブル部の屈曲による接合部の接続信頼性を維持でき、コイルのインダクタンスの変動も回避できる。
（４）本発明の電子機器は、
インダクタブリッジと、第１回路部と、第２回路部とを備え、前記第１回路部と前記第２回路部とが前記インダクタブリッジを介して接続されていて、
前記インダクタブリッジは、
可撓性基板および当該可撓性基板に形成された導体パターンによるコイルを有し、複数の回路部間を接続するインダクタブリッジであり、
前記可撓性基板は少なくとも一つの幅の広いリジッド部と、少なくとも一つの幅の狭いフレキシブル部とを有し、
少なくとも一つの前記リジッド部に、他の回路に接続される接合部および前記コイルが形成されており、
前記コイルは平面視で、異なる位置に配置された複数のコイル部を有し、
前記リジッド部の一方側に隣接して前記フレキシブル部が位置し、
前記複数のコイル部のうち少なくとも２つの前記コイル部は、前記接合部から視て、前記接合部の一方側に位置していて、
前記接合部から視て一方側に位置する前記複数のコイル部は第１コイル部と第２コイル部とを含み、
前記第１コイル部よりも前記第２コイル部が前記一方側に位置し、
前記第２コイル部のインダクタンスは第１コイル部のインダクタンス以下であり、
前記フレキシブル部が屈曲された状態で、前記第１回路部と、前記第２回路部とが前記インダクタブリッジを介して接続されている、
ことを特徴とする。
上記構成により、接合部における接続信頼性の高いインダクタブリッジを備える電子機器が得られる。また、コイルのインダクタンスのずれが抑制されたインダクタブリッジを備える電子機器が得られる。
本発明によれば、屈曲に対する接合部と回路部との接続信頼性を高めたインダクタブリッジおよびそれを備える電子機器が得られる。また、屈曲に対するコイルのインダクタンスのずれが抑制されたインダクタブリッジおよびそれを備える電子機器が得られる。
図１は第１の実施形態に係るインダクタブリッジ１０１の外観斜視図である。 図２はインダクタブリッジ１０１の各層の平面図である。 図３は第２の実施形態に係るインダクタブリッジ１０２の外観斜視図である。 図４はインダクタブリッジ１０２の各層の平面図である。 図５は第２の実施形態に係る電子機器４０２の主要部の断面図である。 図６（Ａ）は、電子機器４０２における、インダクタブリッジ１０２を含む部分の回路図である。図６（Ｂ）は、その等価回路図である。 図７は第３の実施形態に係るインダクタブリッジの各層の平面図である。 図８はインダクタブリッジ１０３の縦断面図である。
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。要点の説明また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また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は第１の実施形態に係るインダクタブリッジ１０１の外観斜視図である。このインダクタブリッジ１０１は、可撓性基板１０およびこの可撓性基板１０に形成された導体パターンによるコイルを有し、複数の回路部間を接続するインダクタブリッジである。
可撓性基板１０は幅の広いリジッド部ＲＰ１，ＲＰ２と、幅の狭いフレキシブル部ＦＰと、を有する。図１においてＹ軸に沿った方向が幅方向である。インダクタブリッジ１０１のリジッド部ＲＰ１に第１接合部１１が形成されており、リジッド部ＲＰ２に第２接合部１２が形成されている。
図２はインダクタブリッジ１０１の各層の平面図である。インダクタブリッジ１０１は絶縁基材９１，９２とレジスト膜８１を備える。絶縁基材９１には、第１接合部１１、第１コイル部２１Ａ、および第２コイル部２２Ａが形成されている。リジッド部ＲＰ２には第２接合部１２が形成されている。フレキシブル部ＦＰには、第２コイル部２２Ａと第２接合部１２とを接続する配線部３０が形成されている。絶縁基材９２には第１コイル部２１Ｂ、および第２コイル部２２Ｂが形成されている。
第１コイル部２１Ａの内周端と第１コイル部２１Ｂの内周端とは、層間接続導体を介して接続されている。同様に、第２コイル部２２Ａの内周端と第２コイル部２２Ｂの内周端とは、層間接続導体を介して接続されている。
レジスト膜８１には第１接合部１１と第２接合部１２をそれぞれ露出させる開口ＡＰが形成されている。
上記絶縁基材９１，９２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）等の可撓性の絶縁基材である。レジスト膜８１は印刷可能な絶縁性樹脂材料である。各導体パターンは例えばＣｕ箔をパターンニングしたものである。
このように、平面視で異なる位置に配置された二つのコイル部で、インダクタとしてのコイルが構成されている。第１コイル部２１Ａ，２１Ｂと第２コイル部２２Ａ，２２Ｂとは、それらを鎖交する閉ループの磁束を介して磁界結合する。この磁界結合は第１コイル部２１Ａ，２１Ｂと第２コイル部２２Ａ，２２Ｂとを加極性結合する。したがって、コイル全体のインダクタンスは、第１コイル部２１Ａ，２１Ｂの自己インダクタンスと、第２コイル部２２Ａ，２２Ｂの自己インダクタンスと、上記磁界結合による相互インダクタンスとが加算されたものとなる。
図２に表れているように、リジッド部ＲＰ１の一方側（Ｘ軸に沿った方向）に隣接してフレキシブル部ＦＰが位置している。そして、第１コイル部２１Ａ，２１Ｂと第２コイル部２２Ａ，２２Ｂは、第１接合部１１から視て、上記一方側（Ｘ軸に沿った方向）に位置している。
本実施形態によれば、第１接合部１１が形成される幅広のリジッド部ＲＰ１は、第１接合部１１からフレキシブル部ＦＰまでの長さが長く確保されるので、フレキシブル部ＦＰの屈曲による応力が第１接合部１１にまで伝わりにくい。また、リジッド部ＲＰ１のコイルの存在によって、リジッド部ＲＰ１の剛性は高い。特に、第１コイル部２１Ａ，２１Ｂ、第２コイル部２２Ａ，２２Ｂは渦巻状であって、高密度な導体パターンが実質的に均等に配置されるので、リジッド部ＲＰ１の全体の剛性は高い。そのため、第１接合部１１における接続不良が充分に抑制される。また、コイル全体の変形も抑制されるので、コイルのインダクタンスのずれが抑制される。
《第２の実施形態》
第２の実施形態では、第１の実施形態とはコイルの構成が異なるインダクタブリッジの例を示す。
図３は第２の実施形態に係るインダクタブリッジ１０２の外観斜視図である。このインダクタブリッジ１０２は、可撓性基板１０およびこの可撓性基板１０に形成された導体パターンによるコイルを有し、二つの回路部間を接続するインダクタブリッジである。このインダクタブリッジ１０２はコネクタ５１，５２を備える。コネクタ５１は後に示す第１接合部に接合されている。コネクタ５２は後に示す第２接合部に接合されている。
図４はインダクタブリッジ１０２の各層の平面図である。インダクタブリッジ１０２は絶縁基材９１，９２とレジスト膜８１、８２を備える。絶縁基材９１のリジッド部ＲＰ１には第１接合部１１、第１コイル部２１Ａ、および第２コイル部２２Ａが形成されている。リジッド部ＲＰ２には第２接合部の内部電極１２Ｓが形成されている。フレキシブル部ＦＰには、第２コイル部２２Ａと第２接合部の内部電極１２Ｓとを接続する配線部３０が形成されている。絶縁基材９２には第２接合部１２、第１コイル部２１Ｂ、および第２コイル部２２Ｂが形成されている。
第１コイル部２１Ａの内周端と第１コイル部２１Ｂの内周端とは、層間接続導体を介して接続されている。同様に、第２コイル部２２Ａの内周端と第２コイル部２２Ｂの内周端とは、層間接続導体を介して接続されている。また、第２接合部の内部電極１２Ｓと第２接合部１２とは層間接続導体を介して接続されている。
レジスト膜８１には第１接合部１１を露出させる開口ＡＰが形成されている。また、レジスト膜８２には第２接合部１２を露出させる開口ＡＰが形成されている。
第１接合部１１にはコネクタ５１が接合され、第２接合部１２にはコネクタ５２が接合される。
本実施形態では、第２コイル部２２Ａ，２２Ｂのコイル巻回数は第１コイル部２１Ａ，２１Ｂのコイル巻回数より少ない。言い換えると、第２コイル部２２Ａ，２２Ｂのインダクタンスは第１コイル部２１Ａ，２１Ｂのインダクタンスより小さい。
図５は第２の実施形態に係る電子機器４０２の主要部の断面図である。この電子機器４０２は、アンテナ基板３０１、回路基板２０１、およびインダクタブリッジ１０２を備える。
アンテナ基板３０１にはアンテナ素子パターンが形成されている。このアンテナ素子パターンの所定箇所にインダクタブリッジ１０２の第１コネクタ５１が接続される。インダクタブリッジ１０２の第２コネクタ５２は回路基板２０１の上面に形成されている接続部に接続される。この図５においては、第１コイル部２１Ａ，２１Ｂをまとめて第１コイル部２１として表している。同様に、第２コイル部２２Ａ，２２Ｂをまとめて第２コイル部２２として表している。
図５に表れているように、インダクタブリッジ１０２は、そのフレキシブル部ＦＰで屈曲されている。
このように、第１接合部１１（コネクタ５１）が形成される幅広のリジッド部ＲＰ１が、第１接合部１１からフレキシブル部ＦＰまでの長さが長く確保されるので、フレキシブル部ＦＰの屈曲による応力が第１接合部１１にまで伝わりにくい。また、リジッド部ＲＰ１の二つのコイル部（２１Ａ，２１Ｂ），（２２Ａ，２２Ｂ）の存在によって、リジッド部ＲＰ１の剛性は高く、第１接合部１１における接続不良が充分に抑制される。また、相対的に巻回数の多い第１コイル部２１Ａ，２１Ｂは、巻回数の少ない第２コイル部２２Ａ，２２Ｂよりもフレキシブル部ＦＰから離れているので、第１コイル部２１Ａ，２１Ｂの変形は少ない。そのため、コイルのインダクタンスのずれは効果的に抑制される。
図６（Ａ）は、上記電子機器４０２における、インダクタブリッジ１０２を含む部分の回路図である。図６（Ｂ）は、その等価回路図である。図６（Ａ）においてアンテナＡＮＴは上記アンテナ基板３０１に形成されたアンテナ素子パターンによるアンテナである。この例は、逆Ｆ型アンテナにおけるグランド接続点とグランドとの間にインダクタとキャパシタの直列回路が挿入されたアンテナを構成する例である。このキャパシタは、例えばインダクタブリッジ１０２に実装されたチップキャパシタである。
《第３の実施形態》
第３の実施形態では、第１、第２の実施形態とはコイルの構成が更に異なるインダクタブリッジの例を示す。
図７は第３の実施形態に係るインダクタブリッジの各層の平面図である。また、図８はこのインダクタブリッジ１０３の縦断面図である。インダクタブリッジ１０３は絶縁基材９１，９２，９３，９４を備える。絶縁基材９１のリジッド部ＲＰには第１接合部１１、第１コイル部２１Ａ、および第２コイル部２２Ａが形成されている。絶縁基材９２のリジッド部ＲＰには第１接合部の内部電極１１Ｓ、第１コイル部２１Ｂ、および第２コイル部２２Ｂが形成されている。絶縁基材９４のリジッド部ＲＰには第１接合部の内部電極１１Ｓ、第１コイル部２１Ｃ、および第２コイル部２２Ｃが形成されている。
絶縁基材９３のリジッド部ＲＰには、第１接合部１１および第１接合部の内部電極１１Ｓと第１コイル部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃの内周端とを接続する配線導体が形成されている。
フレキシブル部ＦＰには、第２コイル部２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃの内周端から引き出された配線部３０が形成されている。
本実施形態のインダクタブリッジ１０３のコイルは、第１コイル部２１Ａと第２コイル部２２Ａの直列回路と、第１コイル部２１Ｂと第２コイル部２２Ｂの直列回路と、第１コイル部２１Ｃと第２コイル部２２Ｃの直列回路と、がそれぞれ並列接続されている。
このように、可撓性基板が、積層された複数の絶縁基材を含む多層基板であって、コイルを構成する導体パターンが、複数の絶縁基材に亘って形成されている。
上記構成によれば、例えば単層の導体パターンでコイルが形成される構造に比べて、絶縁基材の層厚みの均一性が高くなって、安定した特性が得られる。また、各層の導体パターンの厚みが薄くても、複数のコイル部が並列接続されることで、コイルの直流抵抗成分を低減できる。
また、本実施形態によれば、第１接合部１１に第１接合部の内部電極１１Ｓが積層されるので、第１接合部の剛性をより高めることができる。
なお、図８に表れているように、配線部３０を引き出す層を、二つのコイル用の導体パターン形成層の間（コイル部２１Ｂ，２２Ｂの形成層と、コイル部２１Ｃ，２２Ｃの形成層との間）に配置することで、その二つのコイル用導体パターンの層間隔、およびその二つのコイル用導体パターンと配線部３０との層間隔を適正に確保できる。さらに、層間接続導体同士が連続的に配置される絶縁基材９１と９２との間に配線部３０を配置しないことで、それら層間接続導体で接続される二つのコイル用導体パターン（コイル部２１Ａ，２２Ａとコイル部２１Ｂ，２２Ｂ）と配線部３０との接触を防止できる。
なお、絶縁基材９１，９４の外面には必要に応じてレジスト膜が設けられる。
《他の実施形態》
上述の各実施形態の説明は、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および変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。
例えば、リジッド部に形成されるコイル部は、二つのコイル部で構成されるものに限らず、二つ以上のコイル部を備え、そのうち２つのコイル部が、第１接合部１１から視て一方側（Ｘ軸方向側）に位置していればよい。
また、リジッド部とフレキシブル部とで、絶縁基材の積層数が異なっていてもよい。特に、リジッド部の積層数を多くすることは、その剛性を高める点で有効である。
また、フレキシブル部の屈曲方向は、可撓性基板の面を屈曲させる方向に限らず、面に沿った方向に屈曲する成分があってもよい。また、ねじり成分があってもよい。
また、コイルは単層の導体パターンで構成されてもよい。また、コイルは渦巻状に限らず、各層のコイル部が実質的に１ターンのコイルパターンであってもよい。
ＡＰ…開口
ＦＰ…フレキシブル部
ＲＰ，ＲＰ１，ＲＰ２…リジッド部
１０…可撓性基板
１１…第１接合部
１１Ｓ…第１接合部の内部電極
１２…第２接合部
１２Ｓ…第２接合部の内部電極
２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ…第１コイル部
２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ…第２コイル部
３０…配線部
５１…第１コネクタ
５２…第２コネクタ
８１，８２…レジスト膜
９１，９２，９３，９４…絶縁基材
１０１，１０２，１０３…インダクタブリッジ
２０１…回路基板
３０１…アンテナ基板
４０２…電子機器

Claims (4)

  1. 可撓性基板および当該可撓性基板に形成された導体パターンによるコイルを有し、複数の回路部間を接続するインダクタブリッジであり、
    前記可撓性基板は少なくとも一つの幅の広いリジッド部と、少なくとも一つの幅の狭いフレキシブル部とを有し、
    少なくとも一つの前記リジッド部に、他の回路に接続される接合部および前記コイルが形成されており、
    前記コイルは平面視で、異なる位置に配置された複数のコイル部を有し、
    前記リジッド部の一方側に隣接して前記フレキシブル部が位置し、
    前記複数のコイル部のうち少なくとも２つの前記コイル部は、前記接合部から視て、前記一方側に位置していて、
    前記接合部から視て一方側に位置する前記複数のコイル部は第１コイル部と第２コイル部とを含み、
    前記第１コイル部よりも前記第２コイル部が前記一方側に位置し、
    前記第２コイル部のインダクタンスは第１コイル部のインダクタンス以下である、
    インダクタブリッジ。
  2. 前記可撓性基板は、積層された複数の絶縁基材を含む多層基板であり、
    前記コイルを構成する導体パターンは、前記複数の絶縁基材に亘って形成されている、
    請求項１に記載のインダクタブリッジ。
  3. 前記フレキシブル部に屈曲部を有する、
    請求項１または２に記載のインダクタブリッジ。
  4. インダクタブリッジと、第１回路部と、第２回路部とを備え、前記第１回路部と前記第２回路部とが前記インダクタブリッジを介して接続されている電子機器であって、
    前記インダクタブリッジは、
    可撓性基板および当該可撓性基板に形成された導体パターンによるコイルを有し、複数の回路部間を接続するインダクタブリッジであり、
    前記可撓性基板は少なくとも一つの幅の広いリジッド部と、少なくとも一つの幅の狭いフレキシブル部とを有し、
    少なくとも一つの前記リジッド部に、他の回路に接続される接合部および前記コイルが形成されており、
    前記コイルは平面視で、異なる位置に配置された複数のコイル部を有し、
    前記リジッド部の一方側に隣接して前記フレキシブル部が位置し、
    前記複数のコイル部のうち少なくとも２つの前記コイル部は、前記接合部から視て、前記接合部の一方側に位置していて、
    前記接合部から視て一方側に位置する前記複数のコイル部は第１コイル部と第２コイル部とを含み、
    前記第１コイル部よりも前記第２コイル部が前記一方側に位置し、
    前記第２コイル部のインダクタンスは第１コイル部のインダクタンス以下であり、
    前記フレキシブル部が屈曲された状態で、前記第１回路部と、前記第２回路部とが前記インダクタブリッジを介して接続されている、
    電子機器。
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