特許 6973662 フレキシブル基板及び電子機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6973662

(24)【登録日】2021年11月8日

(45)【発行日】2021年12月1日

(54)【発明の名称】フレキシブル基板及び電子機器

(51)【国際特許分類】

   H01P 5/18 20060101AFI20211118BHJP

   H05K 1/02 20060101ALI20211118BHJP

   H05K 3/46 20060101ALI20211118BHJP

【ＦＩ】

   H01P5/18 J

   H05K1/02 J

   H05K1/02 L

   H05K3/46 G

   H05K3/46 Z

【請求項の数】18

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2020-555675(P2020-555675)

(86)(22)【出願日】2019年11月11日

(86)【国際出願番号】JP2019044103

(87)【国際公開番号】WO2020100802

(87)【国際公開日】20200522

【審査請求日】2021年2月26日

(31)【優先権主張番号】特願2018-213675(P2018-213675)

(32)【優先日】2018年11月14日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000970

【氏名又は名称】特許業務法人 楓国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】永井 智浩

【審査官】 福田 正悟

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１７−７９４４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−８０３５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１５６６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−３３４３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０２１９２１３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｐ ５／１８

Ｈ０５Ｋ １／０２

Ｈ０５Ｋ ３／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

可撓性を有する基板と、
前記基板に形成され、実装回路部材に接続される接続部と、
前記基板に形成され、前記接続部に繋がる第１線路及び第２線路と、
を備え、
前記第１線路及び前記第２線路は、前記第１線路と前記第２線路とが並走する領域である第１領域と、前記第１線路と前記第２線路とが並走する領域である第２領域とを有し、
前記第２領域における前記第１線路と前記第２線路との最大間隔は、前記第１領域における前記第１線路と前記第２線路との最大間隔よりも小さく、
前記第２領域における前記第１線路及び前記第２線路の長さは、前記第１線路及び前記第２線路を伝搬する信号の波長の１／４波長である、
フレキシブル基板。

【請求項2】

可撓性を有する基板と、
前記基板に形成され、実装回路部材に接続される接続部と、
前記基板に形成され、前記接続部に繋がる第１線路及び第２線路と、
を備え、
前記第１線路及び前記第２線路は、前記第１線路と前記第２線路とが並走する領域である第１領域と、前記第１線路と前記第２線路とが並走する領域である第２領域とを有し、
前記第２領域における前記第１線路と前記第２線路との最大間隔は、前記第１領域における前記第１線路と前記第２線路との最大間隔よりも小さく、
前記第１領域は、前記第１線路と前記第２線路との間に層間接続導体を有する、
フレキシブル基板。

【請求項3】

可撓性を有する基板と、
前記基板に形成され、実装回路部材に接続される接続部と、
前記基板に形成され、前記接続部に繋がる第１線路及び第２線路と、
を備え、
前記第１線路及び前記第２線路は、前記第１線路と前記第２線路とが並走する領域である第１領域と、前記第１線路と前記第２線路とが並走する領域である第２領域とを有し、
前記第２領域における前記第１線路と前記第２線路との最大間隔は、前記第１領域における前記第１線路と前記第２線路との最大間隔よりも小さく、
前記基板は積層された複数の絶縁性基材の積層体であり、
前記第２領域の厚みは前記第１領域の厚みよりも厚い、
フレキシブル基板。

【請求項4】

前記第２領域における前記第１線路及び前記第２線路の長さは、前記第１線路及び前記第２線路を伝搬する信号の波長の１／４波長である、
請求項２又は３に記載のフレキシブル基板。

【請求項5】

前記第１領域は、前記第１線路と前記第２線路との間に層間接続導体を有する、
請求項３に記載のフレキシブル基板。

【請求項6】

前記第２領域は、前記第１線路と前記第２線路とが互いに段階的に近接する領域である、
請求項１から５のいずれかに記載のフレキシブル基板。

【請求項7】

前記基板は、前記第１線路又は前記第２線路に導通するアンテナ部を有する、
請求項１から６のいずれかに記載のフレキシブル基板。

【請求項8】

前記第１領域は曲げられた部分を有する、請求項１から７のいずれかに記載のフレキシブル基板。

【請求項9】

前記第１線路及び前記第２線路が延伸する方向において、前記第２領域の両側に前記第１領域が配置される、請求項１から８のいずれかに記載のフレキシブル基板。

【請求項10】

前記第１線路と前記第２線路は前記基板の異なる層に配置される、請求項１から９のいずれかに記載のフレキシブル基板。

【請求項11】

フレキシブル基板と、第１実装回路部材と、第２実装回路部材とを備え、前記第１実装回路部材と前記第２実装回路部材とが前記フレキシブル基板を介して接続されてなる電子機器であって、
前記フレキシブル基板は、
可撓性を有する基板と、
前記基板に形成され、前記第１実装回路部材に接続される第１接続部及び前記第２実装回路部材に接続される第２接続部と、
前記基板に形成され、前記第１接続部に繋がる第１線路及び前記第２接続部に繋がる第２線路と、
を備え、
前記第１線路及び前記第２線路は、前記第１線路と前記第２線路とが並走する領域である第１領域と、前記第１線路と前記第２線路とが並走する領域である第２領域とを有し、
前記第２領域における前記第１線路と前記第２線路との最大間隔は、前記第１領域における前記第１線路と前記第２線路との最大間隔よりも小さく、
前記第２領域における前記第１線路及び前記第２線路の長さは、前記第１線路及び前記第２線路を伝搬する信号の波長の１／４波長である、
電子機器。

【請求項12】

フレキシブル基板と、第１実装回路部材と、第２実装回路部材とを備え、前記第１実装回路部材と前記第２実装回路部材とが前記フレキシブル基板を介して接続されてなる電子機器であって、
前記フレキシブル基板は、
可撓性を有する基板と、
前記基板に形成され、前記第１実装回路部材に接続される第１接続部及び前記第２実装回路部材に接続される第２接続部と、
前記基板に形成され、前記第１接続部に繋がる第１線路及び前記第２接続部に繋がる第２線路と、
を備え、
前記第１線路及び前記第２線路は、前記第１線路と前記第２線路とが並走する領域である第１領域と、前記第１線路と前記第２線路とが並走する領域である第２領域とを有し、
前記第２領域における前記第１線路と前記第２線路との最大間隔は、前記第１領域における前記第１線路と前記第２線路との最大間隔よりも小さく、
前記第１領域は、前記第１線路と前記第２線路との間に層間接続導体を有する、
電子機器。

【請求項13】

フレキシブル基板と、第１実装回路部材と、第２実装回路部材とを備え、前記第１実装回路部材と前記第２実装回路部材とが前記フレキシブル基板を介して接続されてなる電子機器であって、
前記フレキシブル基板は、
可撓性を有する基板と、
前記基板に形成され、前記第１実装回路部材に接続される第１接続部及び前記第２実装回路部材に接続される第２接続部と、
前記基板に形成され、前記第１接続部に繋がる第１線路及び前記第２接続部に繋がる第２線路と、
を備え、
前記第１線路及び前記第２線路は、前記第１線路と前記第２線路とが並走する領域である第１領域と、前記第１線路と前記第２線路とが並走する領域である第２領域とを有し、
前記第２領域における前記第１線路と前記第２線路との最大間隔は、前記第１領域における前記第１線路と前記第２線路との最大間隔よりも小さく、
前記基板は積層された複数の絶縁性基材の積層体であり、
前記第２領域の厚みは前記第１領域の厚みよりも厚い、
電子機器。

【請求項14】

前記第１実装回路部材は、アンテナが構成されるアンテナ基板であり、
前記第２実装回路部材は回路基板である、
請求項１１から１３のいずれかに記載の電子機器。

【請求項15】

前記第２領域は前記回路基板よりも前記アンテナ基板に近い位置に有する、
請求項１４に記載の電子機器。

【請求項16】

前記第１領域は曲げられた部分を有する、請求項１１から１５のいずれかに記載の電子機器。

【請求項17】

前記第１線路及び前記第２線路が延伸する方向において、前記第２領域の両側に前記第１領域が配置される、請求項１１から１６のいずれかに記載の電子機器。

【請求項18】

前記第１線路と前記第２線路は前記基板の異なる層に配置される、請求項１１から１７のいずれかに記載の電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子機器内に設けられるフレキシブル基板、特に信号の結合部を有するフレキシブル基板及びそれを備える電子機器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、携帯端末等の小型電子機器において、筐体内に複数の基板等の実装回路部材を備える場合に、例えば特許文献１に示されているように、可撓性を有するフラットケーブルで実装回路部材間が接続されている。

【0003】

また、特許文献２には、実装回路部材間を接続するケーブルの線路の途中にインダクタ部を備えた、インダクタブリッジが示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２００５／１１４７７８号

【特許文献2】国際公開第２０１４／１２９２７９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

複数の基板を備え、基板同士をフラットケーブルで接続する、特許文献１に示されるフラットケーブルは、基板同士を単に接続する配線として使用され、必要に応じて基板に電子部品が実装されて、基板単位で回路が構成される。

【0006】

特許文献２に示されるインダクタブリッジは、線路の途中に、その線路に対して直列接続されたインダクタを備えるケーブルとして使用される。

【0007】

このようなケーブルを使用することで、限られた空間に収めつつ、回路基板等の実装回路部材に回路素子の実装が不要となるので、装置の小型化に有効である。

【0008】

しかし、従来構造のケーブルでは、線路に対してシリーズに接続される回路素子を設けるだけであり、このような回路素子は集中定数回路素子であるので、回路素子を付加する以外の機能性をケーブルにもたせることはできなかった。

【0009】

本発明の目的は、線路を伝搬する信号に対して信号の間接的な入出力を行えるようにしたフレキシブル基板及びそれを備える電子機器を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本開示の一例としてのフレキシブル基板は、
可撓性を有する基板と、
前記基板に形成され、実装回路部材に接続される接続部と、
前記基板に形成され、前記接続部に繋がる第１線路及び第２線路と、
を備え、
前記第１線路及び前記第２線路は、前記第１線路と前記第２線路とが並走する領域である第１領域と、前記第１線路と前記第２線路とが並走する領域である第２領域とを有し、
前記第２領域における前記第１線路と前記第２線路との最大間隔は、前記第１領域における前記第１線路と前記第２線路との最大間隔よりも小さい。

【0011】

さらに、前記第２領域における前記第１線路及び前記第２線路の長さは、前記第１線路及び前記第２線路を伝搬する信号の波長の１／４波長である。
あるいは、前記第１領域は、前記第１線路と前記第２線路との間に層間接続導体を有する。
あるいは、前記基板は積層された複数の絶縁性基材の積層体であり、前記第２領域の厚みは前記第１領域の厚みよりも厚い。

【0012】

本開示の一例としての電子機器は、
フレキシブル基板と、第１実装回路部材と、第２実装回路部材とを備え、前記第１実装回路部材と前記第２実装回路部材とが前記フレキシブル基板を介して接続されてなる電子機器であって、
前記フレキシブル基板は、
可撓性を有する基板と、
前記基板に形成され、前記第１実装回路部材に接続される第１接続部及び前記第２実装回路部材に接続される第２接続部と、
前記基板に形成され、前記第１接続部に繋がる第１線路及び前記第２接続部に繋がる第２線路と、
を備え、
前記第１線路及び前記第２線路は、前記第１線路と前記第２線路とが並走する領域である第１領域と、前記第１線路と前記第２線路とが並走する領域である第２領域とを有し、
前記第２領域における前記第１線路と前記第２線路との最大間隔は、前記第１領域における前記第１線路と前記第２線路との最大間隔よりも小さい。

【0013】

さらに、前記第２領域における前記第１線路及び前記第２線路の長さは、前記第１線路及び前記第２線路を伝搬する信号の波長の１／４波長である。
あるいは、前記第１領域は、前記第１線路と前記第２線路との間に層間接続導体を有する。
あるいは、前記基板は積層された複数の絶縁性基材の積層体であり、前記第２領域の厚みは前記第１領域の厚みよりも厚い。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、線路を伝搬する信号に対して信号の間接的な入出力を行えるケーブルとして作用するフレキシブル基板及びそれを備える電子機器が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は第１の実施形態に係るフレキシブル基板１０１及びそれを備える電子機器２０１Ａの主要部の正面図である。

【図2】図２はフレキシブル基板１０１の縦断面図である。

【図3】図３はフレキシブル基板内の基材３０Ｓ２の平面図である。

【図4】図４は、第１の実施形態に係る別の電子機器２０１Ｂの主要部の正面図である。

【図5】図５は電子機器２０１Ｂの構成を示すブロック図である。

【図6】図６は電子機器２０１Ｃの構成を示すブロック図である。

【図7】図７は電子機器２０１Ｄの構成を示すブロック図である。

【図8】図８は電子機器２０１Ｅの構成を示すブロック図である。

【図9】図９は第２の実施形態に係る電子機器２０２の主要部の正面図である。

【図10】図１０は電子機器２０２の構成を示すブロック図である。

【図11】図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）は、第３の実施形態に係る電子機器２０３Ａ，２０３Ｂの主要部の正面図である。

【図12】図１２は第４の実施形態に係るフレキシブル基板の所定の基材の平面図であり、特に方向性結合器の形成領域の平面図である。

【図13】図１３（Ａ）は第５の実施形態に係るフレキシブル基板の所定の基材の平面図であり、特に方向性結合器の形成領域の平面図である。図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）におけるＢ−Ｂ部分での断面図である。

【図14】図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）は、第６の実施形態に係るフレキシブル基板の方向性結合器の形成領域の縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

まず、本発明に係るフレキシブル基板及び電子機器における幾つかの態様について列挙する。

【0017】

本発明に係る第１の態様のフレキシブル基板は、
可撓性を有する基板と、
前記基板に形成され、実装回路部材に接続される接続部と、
前記基板に形成され、前記接続部に繋がる第１線路及び第２線路と、
を備え、
前記第１線路及び前記第２線路は、前記第１線路と前記第２線路とが並走する領域である第１領域と、前記第１線路と前記第２線路とが、前記第１領域よりも互いに近接して結合する領域である第２領域とを有する。

【0018】

上記構成により、第１領域は伝送線路部、第２領域は結合線路部として作用し、第１線路及び第２線路を伝搬する信号は、第２領域の線路同士の結合に応じて、信号の間接的な入出力が行われる。

【0019】

本発明に係る第２の態様のフレキシブル基板では、前記第２領域で前記第１線路と前記第２線路とが互いに近接する部分の長さは、前記第１線路及び前記第２線路を伝搬する信号の波長の１／４波長である。この構造によれば、第２領域が方向性結合器として作用する。

【0020】

本発明に係る第３の態様のフレキシブル基板では、前記基板は積層された複数の絶縁性基材の積層体であり、前記第２領域の厚みは第１領域の厚みよりも厚い。この構造によれば、第２領域の構造上の剛性が高まり、結合線路部として作用が安定化する。

【0021】

本発明に係る第４の態様のフレキシブル基板では、前記第２領域は、前記第１線路と前記第２線路とが互いに段階的に近接する領域である。この構造によれば、第１領域と第２領域との境界におけるインピーダンス不整合による信号の反射が抑制される。

【0022】

本発明に係る第５の態様のフレキシブル基板では、前記基板は、前記第１線路又は前記第２線路に導通するアンテナ部を有する。この構造によれば、アンテナ部に対して信号を入出力する伝送線路部と共にアンテナ部をも一体化された構造体として用いることができる。

【0023】

本発明に係る第６の態様の電子機器は、
フレキシブル基板と、第１実装回路部材と、第２実装回路部材とを備え、前記第１実装回路部材と前記第２実装回路部材とが前記フレキシブル基板を介して接続されてなる電子機器であって、
前記フレキシブル基板は、
可撓性を有する基板と、
前記基板に形成され、前記第１実装回路部材に接続される第１接続部及び前記第２実装回路部材に接続される第２接続部と、
前記基板に形成され、前記第１接続部に繋がる第１線路及び前記第２請求項部に繋がる第２線路と、
を備え、
前記第１線路及び前記第２線路は、前記第１線路と前記第２線路とが並走する領域である第１領域と、前記第１線路と前記第２線路とが、前記第１領域よりも互いに近接して結合する領域である第２領域とを有する。

【0024】

上記構成により、第１線路及び第２線路を伝搬する信号は第２領域の線路同士の結合に応じて、間接的な入出力が行われる。

【0025】

本発明に係る第７の態様の電子機器では、前記第１実装回路部材は、アンテナが構成されるアンテナ基板であり、前記第２実装回路部材は回路基板である。この構造では、送信回路や受信回路が構成された回路基板とアンテナ基板とをフレキシブル基板を介して接続する構造となり、アンテナを有する小型の電子機器が構成できる。

【0026】

本発明に係る第８の態様の電子機器では、前記第２領域は前記回路基板よりも前記アンテナ基板に近い位置に有する。この構造によれば、アンテナから送信される信号の電力をより高精度で検出できる。

【0027】

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、実施形態を説明の便宜上分けて示すが、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。

【0028】

《第１の実施形態》
図１は第１の実施形態に係るフレキシブル基板１０１及びそれを備える電子機器２０１Ａの主要部の正面図である。電子機器２０１Ａは、フレキシブル基板１０１、アンテナ基板１０及び回路基板２０を備える。フレキシブル基板１０１は、可撓性を有する基板３０と、プラグ３１，３２とを備える。後に示すように、基板３０には第１線路、第２線路、伝送線路部及び結合線路部が形成されている。

【0029】

アンテナ基板１０には導体パターンによるアンテナ素子が形成されている。回路基板２０には、上記アンテナ素子に繋がる高周波回路が形成されている。

【0030】

アンテナ基板１０には上記アンテナ素子に繋がるレセプタクル１１が実装されている。回路基板２０には上記高周波回路に繋がるレセプタクル２１が実装されている。レセプタクル１１とプラグ３１とで一つの同軸コネクタが構成されている。同様に、レセプタクル２１とプラグ３２とで一つの同軸コネクタが構成されている。プラグ３１，３２は本発明に係る「接続部」に相当する。また、プラグ３１は本発明に係る「第１接続部」に相当し、プラグ３２は本発明に係る「第２接続部」に相当する。

【0031】

アンテナ基板１０は本発明に係る「第１実装回路部材」に相当し、回路基板２０は本発明に係る「第２実装回路部材」に相当する。

【0032】

図２はフレキシブル基板１０１の縦断面図である。このフレキシブル基板１０１は、それぞれに導体パターンが形成された絶縁性の基材３０Ｓ１，３０Ｓ２，３０Ｓ３の積層体を含む。基材３０Ｓ１，３０Ｓ２，３０Ｓ３は例えば液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂のシート材である。基材３０Ｓ１の上面にはパッドＰＤ１及びグランド導体Ｇ１が形成されていて、基材３０Ｓ２の上面には第１線路パターンＳＬ１が形成されている。また、基材３０Ｓ３の下面にはパッドＰＤ２及びグランド導体Ｇ２が形成されている。図２は第１線路パターンＳＬ１に沿った位置での縦断面図であるので、図２には表れていないが、基材３０Ｓ２には第２線路パターン（後に示す第２線路パターンＳＬ２）も形成されている。これら第１線路パターンＳＬ１、第２線路パターンＳＬ２及びグランド導体Ｇ１，Ｇ２は、基材にラミネートされたＣｕ箔がパターンニングされたものである。第１線路パターンＳＬ１とそれを積層方向に挟むグランド導体Ｇ１，Ｇ２とでストリップライン構造の第１線路が構成されている。同様に、上記第２線路パターンＳＬ２とそれを積層方向に挟むグランド導体Ｇ１，Ｇ２とでストリップライン構造の第２線路が構成されている。後に示すとおり、フレキシブル基板１０１は結合線路部Ａ２を有する。この結合線路部Ａ２は、フレキシブル基板１０１に部品が実装されることで構成されたものではなく、フレキシブル基板１０１自体で構成されたものである。

【0033】

基材３０Ｓ１には、第１線路パターンＳＬ１とパッドＰＤ１とを接続するビア導体Ｖ１が形成されている。基材３０Ｓ２，３０Ｓ３には、第１線路パターンＳＬ１とパッドＰＤ２とを接続するビア導体Ｖ２１，Ｖ２２が形成されている。これらビア導体Ｖ１，Ｖ２１，Ｖ２２は、例えばＳｎフィラーを含む導電性フィラー、樹脂材及びフラックス等を含む導電性ペーストがビア孔に充填され、加熱プレスにより固化された層間接続導体である。

【0034】

なお、図１、図２では、フレキシブル基板１０１を、プラグ３１，３２を介してアンテナ基板１０及び回路基板２０に接続する例を示したが、フレキシブル基板１０１を、プラグ３１，３２を介することなく他の基板に接続してもよい。例えば、このフレキシブル基板１０１を、リジットな回路基板２０に直接的に接続していてもよい。接続部にプラグを用いれば接続力を高めることができ、プラグを用いなければ、そのプラグの分だけ省スペース化できる。

【0035】

積層体の表面にはプラグ３１，３２が実装されている。プラグ３１の中心導体（ピン）はパッドＰＤ１に導通し、外導体はグランド導体Ｇ１に導通する。また、プラグ３２の中心導体（ピン）はパッドＰＤ２に導通し、外導体はグランド導体Ｇ２に導通する。

【0036】

積層体の、プラグ３１，３２の実装位置以外の領域には、エポキシやポリイミド等のレジスト膜３３が被覆されている。

【0037】

図３は上記基材３０Ｓ２の平面図である。基材３０Ｓ２には、第１線路パターンＳＬ１及び第２線路パターンＳＬ２が形成されている。第１線路パターンＳＬ１及び第２線路パターンＳＬ２には、互いに並走する領域である伝送線路部Ａ１と、第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２とが、伝送線路部Ａ１よりも互いに近接して結合する領域である結合線路部Ａ２とを有する。換言すれば、第１線路パターンＳＬ１及び第２線路パターンＳＬ２には、互いに並走する領域である伝送線路部Ａ１と、互いに並走する領域である結合線路部Ａ２とを有し、結合線路部Ａ２における第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２との最大間隔は、伝送線路部Ａ１における第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２との最大間隔よりも小さい。

【0038】

伝送線路部Ａ１は本発明に係る「第１領域」に相当し、結合線路部Ａ２は本発明に係る「第２領域」に相当する。この結合線路部Ａ２で、第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２とが近接する部分の長さは、第１線路パターンＳＬ１及び第２線路パターンＳＬ２を伝搬する信号の波長の１／４波長である。ただし、測定誤差などによるずれは許容される。この構造によれば、結合線路部Ａ２が方向性結合器として作用する。

【0039】

平面視で、フレキシブル基板１０１の両側部に、図２に示したグランド導体Ｇ１−Ｇ２間を接続する複数のビア導体Ｖが配列されている。また、伝送線路部Ａ１において、平面視で、第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２との間にも、グランド導体Ｇ１−Ｇ２間を接続する複数のビア導体Ｖが配列されている。結合線路部Ａ２の第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２との間にはビア導体Ｖは配列されていない。このように、伝送線路部Ａ１における第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２との間に、グランド電位のビア導体Ｖが存在することにより、伝送線路部Ａ１における第１線路と第２線路との不要結合が抑制される。

【0040】

図３に示すように、伝送線路部Ａ１と結合線路部Ａ２との境界をポートＰ１〜Ｐ４として表すと、ポートＰ１への入力信号（入射波）の一部はポートＰ２に現れ、残りはポートＰ４に現れる。ポートＰ２に現れる信号強度とポートＰ４に現れる信号強度とは、結合線路部Ａ２の結合度に応じて定まる。また、結合線路部Ａ２からポートＰ１への反射波に比例する強度の信号がポートＰ３に現れる。

【0041】

ポートＰ１への入力信号の電力をPi、ポートＰ４に現れる信号の電力をpi、ポートＰ３から出力される反射信号の電力をpr、で表すと、
結合度Ｃは、C=10logPi／pi
方向性Dは、D=10logPi／pr
で表される。

【0042】

例えば、上記結合度Ｃを用いて、伝送線路部Ａ１における、第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２との結合度と、結合線路部Ａ２における、第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２との結合度を測定すると、結合線路部Ａ２における結合度の方が、伝送線路部Ａ１における結合度よりも大きい。結合線路部Ａ２での結合度Ｃは具体的にはＣ＝１０ｄＢ 〜 ４０ｄＢ程度である。

【0043】

後に例示するように、送信信号が第１線路パターンＳＬ１を含む第１線路を伝搬し、ポートＰ１に入力され、ポートＰ２から出力される。このポートＰ２から出力される信号はアンテナへ導かれる。結合線路部Ａ２のポートＰ４から、第２線路パターンＳＬ２を含む第２線路を伝搬する信号はアンテナへの出力電力のモニタリング信号として扱われる。

【0044】

図１に示したように、結合線路部Ａ２は回路基板２０よりもアンテナ基板１０に近い位置に形成されている。この構造によれば、アンテナ基板１０のアンテナ素子に供給される送信信号の強度がアンテナ素子の直近で検出されるので、アンテナから送信される信号の電力をより高精度で検出できる。

【0045】

図４は、第１の実施形態に係る別の電子機器２０１Ｂの主要部の正面図である。電子機器２０１Ｂは、フレキシブル基板１０１、アンテナ基板１０及び回路基板２０を備える。フレキシブル基板１０１の構成は、図１に示したフレキシブル基板１０１と同じである。

【0046】

回路基板２０には、レセプタクル２１以外に実装部品２２が実装されている。この実装部品２２は後に示す増幅器、デュプレクサ、ＲＦＩＣ等である。

【0047】

本発明によれば、アンテナ基板１０又は回路基板２０に方向性結合器を設ける必要がないので、全体に小型化できるだけでなく、方向性結合器を介する信号をアンテナ基板１０と回路基板２０との間で伝送するための特別なケーブルが不要となる。また、ケーブルの接続部での損失も無くなる。

【0048】

また、本発明のフレキシブル基板は、筐体や周辺の部材を回避するように、例えば隙間に沿って配置できるように、部分的に又は全体的に屈曲させて用いることができる。換言すれば、本発明のフレキシブル基板は、少なくとも部分的に曲げられた基板である。また、本発明のフレキシブル基板は、熱可塑性樹脂で一体形成されていることで、加熱により塑性変形させることができる。そのため、上記屈曲も容易となる。

【0049】

図５は電子機器２０１Ｂの構成を示すブロック図である。この電子機器２０１Ｂは、送受信回路１１１、アンテナ１２、及び送受信回路１１１とアンテナ１２との間を接続するフレキシブル基板１０１を備える。アンテナ１２は図４に示したアンテナ基板１０に形成された素子である。アンテナ基板１０には終端抵抗ＲＴが設けられている。送受信回路１１１は回路基板２０に構成された回路である。

【0050】

図５においてフレキシブル基板１０１内に形成された方向性結合器をＣＰで表している。ポートＰ１〜Ｐ４は図３に示したポートＰ１〜Ｐ４と対応している。この例ではポートＰ３は終端抵抗ＲＴで終端されている。

【0051】

送受信回路１１１は、電力増幅器ＰＡ、デュプレクサＤＵＰ、低雑音増幅器ＬＮＡ及びＲＦＩＣを備える。ＲＦＩＣはモデムとして作用する。

【0052】

回路基板２０のレセプタクル２１にはデュプレクサＤＵＰの共通ポートが接続される。電力増幅器ＰＡから出力される送信信号はデュプレクサＤＵＰの送信信号入力ポートに入力される。低雑音増幅器ＬＮＡはデュプレクサＤＵＰの受信信号出力ポートから出力される受信信号を増幅する。

【0053】

ＲＦＩＣは電力増幅器ＰＡへ送信信号及びゲイン制御信号を出力する。また、ＲＦＩＣは低雑音増幅器ＬＮＡから出力される受信信号を入力する。さらに、ＲＦＩＣはフレキシブル基板１０１の方向性結合器ＣＰのポートＰ４から出力される信号を入力し、その強度に応じて電力増幅器ＰＡのゲインを制御する。つまり、方向性結合器ＣＰのポートＰ４から出力される信号の電力はアンテナ１２へ出力される送信電力に比例するので、この電力が所定値となるように、電力増幅器ＰＡのゲインを適正化する。

【0054】

図６〜図８は、図５に示した電子機器２０１Ｂとは一部の構成が異なる電子機器のブロック図である。

【0055】

図６に示す電子機器２０１Ｃは、図５に示した方向性結合器ＣＰのポートＰ３が開放されている。その他の構成は電子機器２０１Ｂと同じである。方向性結合器ＣＰのポートＰ３からの反射信号はポートＰ４からＲＦＩＣ側へ伝送されるが、その強度が問題とならない場合には、必ずしも抵抗終端させずに、開放させてもよい。

【0056】

図７に示す電子機器２０１Ｄは、図５に示した方向性結合器ＣＰのポートＰ３から出力される信号を送受信回路１１１へ戻すように構成されている。また、方向性結合器ＣＰのポートＰ３は接地されている。その他の構成は電子機器２０１Ｂと同じである。上述のとおり、方向性結合器ＣＰのポートＰ３からの反射信号はポートＰ４からＲＦＩＣ側へ伝送されるが、その強度が問題とならない場合には、必ずしも抵抗終端させずに接地させてもよい。また、アンテナ基板（図１におけるアンテナ基板１０）に接地部が存在しない場合、この例で示すように、回路基板（図１における回路基板２０）側で接地してもよい。また、回路基板側で抵抗終端してもよい。

【0057】

図８示す電子機器２０１Ｅは、送受信回路１１２、アンテナ１２、及び送受信回路１１２とアンテナ１２との間を接続するフレキシブル基板１０１を備える。この電子機器２０１Ｅは、方向性結合器ＣＰのポートＰ４だけでなく、ポートＰ３から出力される信号も送受信回路１１２へ戻すように構成されている。

【0058】

この電子機器２０１Ｅにおいて、ＲＦＩＣは、方向性結合器ＣＰのポートＰ４から出力される信号を入力し、前述のとおり、その強度に応じて電力増幅器ＰＡのゲインを適正化する。また、ＲＦＩＣは方向性結合器ＣＰのポートＰ３から出力される信号の強度に応じて、アンテナ１２から方向性結合器ＣＰへ戻る反射信号の強度を検出する。

【0059】

ＲＦＩＣは方向性結合器ＣＰのポートＰ３から出力される信号を入力し、その強度に応じても電力増幅器ＰＡのゲインを制御する。つまり、方向性結合器ＣＰのポートＰ３から出力される信号の電力はアンテナ１２と空間とのインピーダンス不整合に起因する反射波の電力に比例するので、アンテナ１２からの反射強度に応じても電力増幅器ＰＡのゲインを適正化する。

【0060】

《第２の実施形態》
第２の実施形態では、アンテナ部を有するフレキシブル基板及びそれを備える電子機器の例を示す。

【0061】

図９は第２の実施形態に係る電子機器２０２の主要部の正面図である。電子機器２０２は、フレキシブル基板１０２及び回路基板２０を備える。フレキシブル基板１０２は、可撓性を有する基板３０と、プラグ３２とを備える。基板３０には、第１の実施形態で示した例と同様の第１線路、第２線路、伝送線路部Ａ１及び結合線路部Ａ２が形成されている。基板３０には更にアンテナ部１２Ａが形成されている。このアンテナ部１２Ａは導体パターンによるアンテナ素子であり、第１の実施形態ではアンテナ基板１０に形成されていた導体パターンと同じものである。

【0062】

図９に示すように、上記アンテナ部１２Ａ及び結合線路部Ａ２は電子機器２０２の絶縁性の筐体４０の内面に沿って配置されている。アンテナ部１２Ａ及び結合線路部Ａ２は電子機器２０２の筐体４０の内面に接合されていてもよい。これらのことにより、基板３０がフレキシブルでありながら、アンテナ部１２Ａの形状及び結合線路部Ａ２の形状が安定化される。

【0063】

回路基板２０にはアンテナ部１２Ａに繋がる高周波回路が形成されていて、回路基板２０にはこの高周波回路に繋がるレセプタクル２１が実装されている。レセプタクル２１とプラグ３２とで一つの同軸コネクタが構成されている。

【0064】

図１０は第２の実施形態に係る電子機器２０２の構成を示すブロック図である。この電子機器２０２は、送受信回路１１１とフレキシブル基板１０２とを備える。アンテナ１２はフレキシブル基板１０２に形成されたアンテナ部に相当する。送受信回路１１１は回路基板２０に構成された回路である。

【0065】

図１０に示すように、フレキシブル基板１０２内に方向性結合器ＣＰが形成されている。ポートＰ１〜Ｐ４は図３に示したポートＰ１〜Ｐ４と対応している。この例ではポートＰ３は開放している。送受信回路１１１の構成は図５等に示したとおりである。

【0066】

《第３の実施形態》
第３の実施形態では、第１の実施形態で示したフレキシブル基板１０１とは構造が異なるフレキシブル基板及びそれを備える電子機器の例を示す。

【0067】

図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）は、第３の実施形態に係る電子機器２０３Ａ，２０３Ｂの主要部の正面図である。電子機器２０３Ａは、フレキシブル基板１０３Ａ、アンテナ基板１０及び回路基板２０を備える。また、電子機器２０３Ｂは、フレキシブル基板１０３Ｂ、アンテナ基板１０及び回路基板２０を備える。

【0068】

フレキシブル基板１０３Ａ，１０３Ｂの基本的な構成は図１に示したフレキシブル基板１０１と同じであるが、結合線路部Ａ２の厚みが伝送線路部Ａ１の厚みより厚い。この構造によれば、結合線路部Ａ２の構造上の剛性が高いので、方向性結合器としての特性の安定性が高い。特に、図１１（Ｂ）に示すフレキシブル基板１０３Ｂでは、プラグ３１の実装領域の厚みも伝送線路部Ａ１の厚みに比べて厚い。この構造によれば、アンテナ基板１０に対する接続部の構造上の剛性も高いので、方向性結合器としての特性の安定性は更に高い。

【0069】

《第４の実施形態》
第４の実施形態では、フレキシブル基板に形成される方向性結合器の他の構造例を示す。

【0070】

図１２は第４の実施形態に係るフレキシブル基板の所定の基材の平面図であり、特に方向性結合器の形成領域の平面図である。この基材には、第１線路パターンＳＬ１及び第２線路パターンＳＬ２が形成されている。第１線路パターンＳＬ１及び第２線路パターンＳＬ２には、互いに並走する領域である伝送線路部Ａ１と、第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２とが、伝送線路部Ａ１よりも互いに近接して結合する領域である結合線路部Ａ２０，Ａ２１とを有する。換言すれば、第１線路パターンＳＬ１及び第２線路パターンＳＬ２には、互いに並走する領域である伝送線路部Ａ１と、互いに並走する領域である結合線路部Ａ２０，Ａ２１とを有し、結合線路部Ａ２０，Ａ２１における第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２との最大間隔は、伝送線路部Ａ１における第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２との最大間隔よりも小さい。伝送線路部Ａ１は本発明に係る「第１領域」に相当し、結合線路部Ａ２０，Ａ２１は本発明に係る「第２領域」に相当する。

【0071】

結合線路部Ａ２０で、第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２とが近接する部分の長さは、第１線路パターンＳＬ１及び第２線路パターンＳＬ２を伝搬する信号の波長の１／４波長である。同様に、結合線路部Ａ２１で、第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２とが近接する部分の長さも１／４波長である。ただし、測定誤差などによるずれは許容される。この構造によれば、多段階で結合する結合線路部Ａ２０，Ａ２１が方向性結合器として作用する。

【0072】

第１線路パターンＳＬ１及び第２線路パターンＳＬ２の、結合線路部Ａ２１での線幅は伝送線路部Ａ１での線幅より細い。また、第１線路パターンＳＬ１及び第２線路パターンＳＬ２の、結合線路部Ａ２０での線幅は結合線路部Ａ２０での線幅より更に細い。

【0073】

本実施形態のように、結合線路部の線間が段階的に変化する構造であれば方向性結合器として作用する周波数帯域が広くなる。つまり周波数依存性が小さくなって、広帯域に亘って方向性結合器として作用する。また、線間が狭い箇所ほど線幅が細い構造であることにより、第１線路及び第２線路の特性インピーダンスを一定値に近似でき、方向性結合器での信号の反射が抑制される。

【0074】

このような結合線路部は所定の長さを要するので、結合線路機能を有する素子を回路基板に実装しようとすると、その素子を実装するための広いスペースが必要となるが、本発明では、全体の長さが相対的に長いフレキシブル基板内に結合線路部を形成するので、全体的に省スペース化できる。

【0075】

《第５の実施形態》
第５の実施形態では、フレキシブル基板に形成される方向性結合器の他の構造例を示す。

【0076】

図１３（Ａ）は第５の実施形態に係るフレキシブル基板の所定の基材の平面図であり、特に方向性結合器の形成領域の平面図である。図１３（Ｂ）は第５の実施形態に係るフレキシブル基板の縦断面図であり、図１３（Ａ）におけるＢ−Ｂ部分での断面図である。

【0077】

第１の実施形態や第４の実施形態では、第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２とが同一の基材に形成された例を示したが、図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）に示す例では、第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２とが、互いに異なる基材に形成されている。そして、結合線路部Ａ２で、第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２とは、基材の積層方向に近接する。結合線路部Ａ２での第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２との間隔は、伝送線路部Ａ１での第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２との間隔より狭い。

【0078】

本実施形態によれば、フレキシブル基板の幅方向（線間方向、線幅方向）寸法を縮小化できる。

【0079】

《第６の実施形態》
第６の実施形態では、フレキシブル基板に形成される方向性結合器の他の構造例を示す。

【0080】

図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）は、第６の実施形態に係るフレキシブル基板の方向性結合器の形成領域の縦断面図である。

【0081】

図１４（Ａ）に示す例では、複数の基材の積層体の内部に第１線路パターンＳＬ１，ＳＬ１０、第２線路パターンＳＬ２，ＳＬ２０が形成されている。第１線路パターンＳＬ１と第１線路パターンＳＬ１０とはビア導体を介して接続されている。同様に、第２線路パターンＳＬ２と第２線路パターンＳＬ２０とはビア導体を介して接続されている。第１線路パターンＳＬ１０と第２線路パターンＳＬ２０とは、積層方向に近接する。第１線路パターンＳＬ１０と第２線路パターンＳＬ２０との間隔は、伝送線路部Ａ１での第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２との間隔より狭い。第１線路パターンＳＬ１０と第２線路パターンＳＬ２０の線長は、第１線路パターンＳＬ１，ＳＬ１０及び第２線路パターンＳＬ２，ＳＬ２０を伝搬する信号の波長の１／４波長である。ただし、測定誤差などによるずれは許容される。これら第１線路パターンＳＬ１０及び第２線路パターンＳＬ２０の形成範囲が結合線路部Ａ２である。この構造によれば、結合線路部Ａ２が方向性結合器として作用する。

【0082】

図１４（Ｂ）に示す例では、複数の基材の積層体の内部に第１線路パターンＳＬ１，ＳＬ１０，ＳＬ１１、第２線路パターンＳＬ２，ＳＬ２０，ＳＬ２１が形成されている。第１線路パターンＳＬ１と第１線路パターンＳＬ１１とはビア導体を介して接続されている。また、第１線路パターンＳＬ１１と第１線路パターンＳＬ１０とはビア導体を介して接続されている。同様に、第２線路パターンＳＬ２と第２線路パターンＳＬ２１とはビア導体を介して接続されていて、第２線路パターンＳＬ２１と第２線路パターンＳＬ２０とはビア導体を介して接続されている。第１線路パターンＳＬ１１と第２線路パターンＳＬ２１とは積層方向に近接する。第１線路パターンＳＬ１０と第２線路パターンＳＬ２０とは積層方向に更に近接する。第１線路パターンＳＬ１０と第２線路パターンＳＬ２０の線長は、第１線路パターンＳＬ１，ＳＬ１０及び第２線路パターンＳＬ２，ＳＬ２０を伝搬する信号の波長の１／４波長である。また、第１線路パターンＳＬ１１と第２線路パターンＳＬ２１の線長も１／４波長である。ただし、測定誤差などによるずれは許容される。これら第１線路パターンＳＬ１０及び第２線路パターンＳＬ２０の形成範囲が結合線路部Ａ２０であり、第１線路パターンＳＬ１１及び第２線路パターンＳＬ２１の形成範囲が結合線路部Ａ２１である。この構造によれば、多段階で結合する結合線路部Ａ２０，Ａ２１が方向性結合器として作用する。

【0083】

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。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。

【0084】

例えば、以上に示した例では、結合線路部Ａ２で、第１線路パターンＳＬ１と第２線路パターンＳＬ２とが近接する部分の長さは、第１線路パターンＳＬ１及び第２線路パターンＳＬ２を伝搬する信号の波長の１／４波長である例を示したが、特別な高精度が要求されるわけではない。上記長さが１／４波長でなくても、結合線路部での結合度に応じて、アンテナ等への出力電力に比例する電力を検出することはできる。

【符号の説明】

【0085】

Ａ１…伝送線路部（第１領域）
Ａ２，Ａ２０，Ａ２１…結合線路部（第２領域）
ＣＰ…方向性結合器
ＤＵＰ…デュプレクサ
Ｇ１，Ｇ２…グランド導体
ＬＮＡ…低雑音増幅器
ＰＤ１，ＰＤ２…パッド
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４…ポート
ＰＡ…電力増幅器
ＲＴ…終端抵抗
ＳＬ１，ＳＬ１０，ＳＬ１１…第１線路パターン
ＳＬ２，ＳＬ２０，ＳＬ２１…第２線路パターン
Ｖ１，Ｖ２１，Ｖ２２…ビア導体
１０…アンテナ基板（第１実装回路部材）
１１…レセプタクル
１２…アンテナ
１２Ａ…アンテナ部
２０…回路基板（第２実装回路部材）
２１…レセプタクル
２２…実装部品
３０…基板
３０Ｓ１，３０Ｓ２，３０Ｓ３…基材
３１，３２…プラグ（接続部）
３３…レジスト膜
４０…筐体
１０１，１０２，１０３Ａ，１０３Ｂ…フレキシブル基板
１１１，１１２…送受信回路
２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃ，２０１Ｄ，２０１Ｅ…電子機器
２０２，２０３Ａ，２０３Ｂ…電子機器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】