(57)【要約】【課題】伝搬速度の低下や損失の増加を抑制することが可能なフィルタ機能付き伝送線路を提供する。【解決手段】フィルタ機能付き伝送線路は、絶縁性シート（５）と、絶縁性シート（５）上に複数列設けられた導体（１，２）と、前記複数列の導体（１，２）のうち信号線となる導体（１）の外周に間隙（Ａ）を隔てて覆う導電性シート（６）とを有し、導電性シート（６）は、絶縁性シート（５）の両面側にそれぞれ設けられると共に、複数列の導体（１，２）のうちグランド線となる導体（２）に電気的に接続され、且つ所定の幅を有するスリット（７）が形成されている。【選択図】図１
2009130453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性シートと、前記絶縁性シート上に複数列設けられた導体と、前記複数列の導体のうち信号線となる前記導体の外周に間隙を隔てて覆う導電性シートとを有し、
前記導電性シートは、前記絶縁性シートの両面側にそれぞれ設けられると共に、前記複数列の導体のうちグランド線となる前記導体に電気的に接続され、且つ所定の幅を有するスリットが形成されていることを特徴とするフィルタ機能付き伝送線路。
【請求項２】
前記導電性シートが、前記グランド線に電気的に接続される平面状部を有することを特徴とする請求項１に記載のフィルタ機能付き伝送線路。
【請求項３】
前記絶縁性シートの両面側に設けられた前記導電性シートは、前記グランド線に形成されたスルーホール内に導電性部材を設けることにより、互いに電気的に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載のフィルタ機能付き伝送線路。
【請求項４】
前記絶縁性シートには、貫通穴が分散して形成されていることを特徴とする請求項３に記載のフィルタ機能付き伝送線路。
【請求項５】
前記導電性シートに形成される前記スリットは、前記導体の長手方向に対して直交するように複数形成されていることを特徴とする請求項３または４に記載のフィルタ機能付き伝送線路。
【請求項６】
絶縁性シートと、前記絶縁性シート上に設けられた信号線と、前記絶縁性シート上の少なくとも片面に前記信号線に沿って設けられたグランド線と、前記絶縁性シートの両面側に前記グランド線に電気的に接続され、且つ前記信号線の外周に間隙を隔てて覆う導電性シートとを有し、
前記導電性シートの少なくとも一部には前記信号線の長手方向に沿って所定の間隔にスリットが形成され、且つ前記グランド線に形成されたスルーホール内に導電性部材を設けることにより前記絶縁性シートの両面側に設けられた前記導電性シートが互いに電気的に接続されていることを特徴とするフィルタ機能付き伝送線路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝送線路にフィルタ機能を付与したフィルタ機能付き伝送線路に関する。
【背景技術】
【０００２】
数１００ＭＨｚ以上の高周波帯域での信号伝送時に使用される平面型のフィルタとして、マイクロストリップやコプレーナ線路を用いた１／４波長共振器、あるいは１／２波長共振器が知られている。例えば、特許文献１には、１／４波長共振器型のトリプレートストリップ線路フィルタについて記載されており、線路の途中に信号線（入出力線路）とグランド（外導体）をつなぐ複数のショートスタブ（内導体、共振器）を備えている。また、外導体に局所的に信号線側へ段差（溝）を設け、さらに容量結合性を加えることで通過特性を調整している。
【０００３】
ショートスタブを用いたＢＰＦ（バンドパスフィルタ）として急峻な特性を得るためには、ショートスタブの特性インピーダンスを低くする必要がある。特性インピーダンスはインダクタンスとキャパシタンスの比で表されることから、ＢＰＦでは、キャパシタンス成分（容量成分）を大きくすることで急峻なフィルタ特性を得ることができる。つまり、特許文献１のストリップ線路フィルタは、キャパシタンス成分に依存するＢＰＦといえる。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１３６６０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、絶縁材料からなるプリント配線板上の信号線を伝搬する信号の伝搬速度ｖは、
ｖ＝ｃ／（εｒ）１／２    ……（１）
で表される。ここで、ｃは光速度、εｒは絶縁材料の比誘電率である。式（１）に示されるように、伝搬速度ｖは絶縁材料の比誘電率εｒの平方根の逆数に比例するので、絶縁材料の比誘電率εｒが大きいと伝搬速度ｖは遅くなる。
また、高周波では、絶縁材料の誘電損失に起因する伝送損失が大きな問題となる。絶縁材料による誘電損失ＬＤは、
ＬＤ＝ｋ・ｆ・（εｒ）１／２・tanδ    ……（２）
で表される。ここで、ｋは定数、ｆは周波数、εｒは比誘電率、tanδは誘電正接である
。式（２）に示されるように、高周波における損失は、比誘電率εｒと誘電正接tanδが
小さいほど少なくなる。
【０００６】
上述したキャパシタンス成分に依存するＢＰＦでは、所望のキャパシタンス成分を得る（容量性結合を大きくする）ためには、内導体と外導体との間に比誘電率の大きい誘電体を用いる必要がある。しかし、比誘電率を大きくすると伝搬速度が低下すると共に伝送損失が増加するという問題が生じる。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決し、伝搬速度の低下や伝搬損失の増加を抑制することが可能なフィルタ機能付き伝送線路を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は次のように構成されている。
本発明の第１の態様は、絶縁性シートと、前記絶縁性シート上に複数列設けられた導体
と、前記複数列の導体のうち信号線となる前記導体の外周に間隙を隔てて覆う導電性シートとを有し、前記導電性シートは、前記絶縁性シートの両面側にそれぞれ設けられると共に、前記複数列の導体のうちグランド線となる前記導体に電気的に接続され、且つ所定の幅を有するスリットが形成されていることを特徴とするフィルタ機能付き伝送線路である。
【０００９】
本発明の第２の態様は、第１の態様のフィルタ機能付き伝送線路において、前記導電性シートが、前記グランド線に電気的に接続される平面状部を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の第３の態様は、第１の態様又は第２の態様のフィルタ機能付き伝送線路において、前記絶縁性シートの両面側に設けられた前記導電性シートは、前記グランド線に形成されたスルーホール内に導電性部材を設けることにより、互いに電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第４の態様は、第３の態様のフィルタ機能付き伝送線路おいて、前記絶縁性シートには、貫通穴が分散して形成されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第５の態様は、第３または第４の態様のフィルタ機能付き伝送線路おいて、前記導電性シートに形成される前記スリットは、前記導体の長手方向に対して直交するように複数形成されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第６の態様は、絶縁性シートと、前記絶縁性シート上に設けられた信号線と、前記絶縁性シート上の少なくとも片面に前記信号線に沿って設けられたグランド線と、前記絶縁性シートの両面側に前記グランド線に電気的に接続され、且つ前記信号線の外周に間隙を隔てて覆う導電性シートとを有し、前記導電性シートの少なくとも一部には前記信号線の長手方向に沿って所定の間隔にスリットが形成され、且つ前記グランド線に形成されたスルーホール内に導電性部材を設けることにより前記絶縁性シートの両面側に設けられた前記導電性シートが互いに電気的に接続されていることを特徴とするフィルタ機能付き伝送線路である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、フィルタ特性がキャパシタンス成分に依存しないフィルタ機能付き伝送線路を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係るフィルタ機能付き伝送線路の実施形態を図面を用いて説明する。
図１及び図２は、本実施形態のフィルタ機能付き伝送線路を示すもので、図１はフィルタ機能付き伝送線路の斜視図であり、図２は図１の断面図である。
【００１６】
図１、図２に示すように、この実施形態のフィルタ機能付き伝送線路は、可撓性の絶縁シートであるポリイミドシート５上に、導体である銅配線（信号線に相当し、以下、信号線とも呼ぶ）１が形成されると共に、信号線１の両側には一定間隔を隔てて、信号線１の幅と同等か信号線１よりも幅の広い導体である銅配線（グランド線に相当し、以下、グランド線とも呼ぶ）２が形成される。また、信号線１が形成された側をポリイミドシート５の表面とすると、グランド線２はポリイミドシート５の表面及び裏面に対になるよう形成される。
なお、図１及び図２において、グランド線２をポリイミドシート５の表面のみ、又は裏面のみに形成してもよい。絶縁性シートにポリイミド、導体に銅をそれぞれ選択したのは、フレキシブル配線板に一般的に使用されて実績があるからである。
【００１７】
これら銅配線１，２が形成されたポリイミドシート５の両面側に、リン青銅シートを用いた導電性シートである外部導体６が設けられる。外部導体６は、信号線１を挟んで両側に所定の間隔を隔てて形成されたグランド線２、２間にまたがり、且つ信号線１の外周部にほぼ楕円形状断面の間隙Ａを形成して設けられる。即ち、外部導体６は、グランド線２に電気的に接続される平面状部６ｂと、信号線１の外周に間隙Ａを隔てて覆うアーチ状部６ａとを有し、平面状部６ｂとアーチ状部６ａとが交互に連続してつながった形状となっている。また、外部導体６にアーチ状部６ａを形成することで、外部導体６に覆われた領域の略中央に、内部導体となる信号線１を設けた略同軸形状が形成される。
外部導体６にリン青銅シートを用いたのは、リン青銅がバネ特性の良好な導電性材料であることによるが、外部導体６の材料は、銅合金等に限定されるものではなく、上述した特性を備えるものであればよい。
なお、外部導体６の上記アーチ状部６ａを、例えば、コの字形の樋状に形成し、この外部導体によって信号線１の外周を覆って矩形断面の間隙を形成してもよい。
【００１８】
外部導体６のアーチ状部６ａには、信号線１に沿って一定間隔でスリット７が設けられている。スリット７は、後述するように伝送線路にフィルタ機能を与えるものであるが、伝送線路の可撓性を高める構造にもなっている。
なお、平面状部６ｂにも同様に、スリットを設けるようにしても良い。        
【００１９】
グランド線２部における、ポリイミドシート５及び表裏面のグランド線２，２を貫通させてスルーホール３が形成されている。スルーホール３はグランド線２の長手方向に沿って一定間隔に形成されている。各スルーホール３内及びグランド線２，２表面には導電性ペースト４が塗布または充填されており、ポリイミドシート５表面側の外部導体６及びグランド線２と、ポリイミドシート５裏面側のグランド線２及び外部導体６とが構造的にも電気的にも接続されている。
なお、図１及び図２では、信号線１が２本、即ち２本の伝送線路のみ描かれているが、次に述べるフレキシブルプリント配線板の製造技術を応用して作製されるフィルタ機能付き伝送線路では、より多くの本数の伝送線路が同時に作製されるが、便宜上、その分は図示省略している。
【００２０】
次に、上記構造のフィルタ機能付き伝送線路の作製方法の一例を説明する。
ポリイミドシート５及び銅配線１、２を作成する素材には、例えば、２層フレキシブル銅張積層板を使用する。この２層フレキシブル銅張積層板は、ポリイミドシート上に接着剤を用いず直接銅箔が貼り付けられたもの、又はポリイミドシート上に銅めっき層が形成されたものである。このような２層フレキシブル銅張積層板を用いることにより、接着剤を用いることなくポリイミドシート５上に銅配線１、２を形成でき、接着剤による誘電率の増加を防ぐことができる。ポリイミドシート５の厚さは、例えば、５０μｍ、３８μｍ、２５μｍ、１２.５μｍなどがあり、銅配線１、２の厚さは、例えば、キャスト法（銅
箔上にペースト状のポリイミド樹脂を塗布する方法）で５〜７０μｍ、めっき法（ポリイミドシート上に銅をめっき法で成長させる方法）で０.２〜２０μｍに形成される。
この２層フレキシブル銅張積層板の銅箔・銅めっき層をエッチングすることにより、銅配線１、２を複数列形成する。これら銅配線１、２は通常のフレキシブルプリント配線板のようにカバーレイで保護されないので、必要に応じて銅配線１、２の表面を金などでめっきして保護するようにしてもよい。
【００２１】
グランド線となる銅配線２の部分には、レーザー加工により、銅配線２の長手方向に沿って一定間隔でスルーホール３が設けられ、グランド線２，２表面及びスルーホール３内に導電性ペースト４が塗布ないし充填される。外部導体６であるリン青銅シートには、パンチング又はエッチングによりスリット７が設けられ、その後、プレス機により、アーチ状部６ａのアーチ形状が成形加工される。成形加工後のリン青銅シートの平面状部６ｂは
、導電性ペースト４を介して、グランド線２部分に接着される。
【００２２】
上記フィルタ機能付き伝送線路において、信号線１に対する外部導体６上のスリット７の構造は、信号線とグランドとをつながない複数のオープンスタブからなるフィルタ機構と見なすことができる。このオーブンスタブによるＢＥＦ（バンドエリミネーションフィルタ）が急峻なフィルタ特性を持つためには、オープンスタブの特性インピーダンスを高くする必要がある。特性インピーダンスはインダクタンスとキャパシタンスの比で表されることから、このＢＥＦにおいて、特性インピーダンスを高くするには、スリットの幅などを調整し、インダクタンス成分を大きくすればよい。つまり、このＢＥＦでは、キャパシタンス成分を大きくすることなく特性インピーダンスを高くして、急峻なフィルタ特性を実現できる。
このように、フィルタ特性がキャパシタンス成分に依存しない構造とすることで、伝搬速度の低下や損失の増加を抑制できるＢＥＦが得られる。また、従来のコイルとコンデンサから作るフィルタ素子ではなく、伝送線路にフィルタ機能を付与したものなので、狭隘部にも配設でき、或いは線路を兼ねて配線したり、更には、例えば、外部導体６にスリット７を形成しない伝送線路の途中に、外部導体６にスリット７を形成したフィルタを設けたりするなど、レイアウトの自由度を高めることができる。
【００２３】
上記フィルタ機能付き伝送線路におけるスリット７の幅、長さなどの形状・構造がインダクタンスのパラメータとなる。ここで、スリットの幅とは、導体（信号線１）の長手方向のスリットの寸法、スリットの長さとは、導体（信号線１）の長手方向に対して直交する方向のスリットの寸法を意味する。
具体的には、スリットの幅により、ＢＥＦの遮断帯域が決定される。また、スリットの長さにより、ＢＥＦの減衰量が決定される。例えば、スリットの長さを短くすると、減衰量が小さくなる。更に、スリットの数によっても減衰量を調整でき、例えば、スリットの数を増やすと、減衰量が大きくなる。
【００２４】
また、上記実施形態では、信号線１を絶縁性シートであるポリイミドシート５のみで支持し、信号線１の外周部に形成される間隙Ａを空隙とした。これにより、上記実施形態における実効的な比誘電率を大幅に下げることができ、伝搬速度の低下、伝送損失を大幅に抑えることができる。なお、上記実施形態のポリイミドシート５に、パンチング加工などより、貫通孔を分散して形成するようにしても良い。これにより、ポリイミドシート５による実効的な誘電率を更に下げることにができる。
【００２５】
なお、図１に示す実施形態では、ポリイミドシート５の両面側の外部導体６，６にそれぞれスリット７を形成したが、片面側の外部導体６にだけスリット７を形成するようにしてもよい。また、フィルタ機能付き伝送線路の形状・寸法は、上記実施形態に限定されるものではなく、求められるフィルタ特性や特性インピーダンス、信号線の形状・寸法などに応じて適宜決定される。
また、外部導体６の周囲に、図示しない外部絶縁層、例えばポリイミドフィルムを設けてもよい。外部絶縁層の形成方法としては、外部導体６の周囲にポリイミドフィルムを貼り付けて形成される。これにより、スリット７からのゴミの混入などを防ぐことができる。
【実施例】
【００２６】
次に、本発明の実施例を説明する。
この実施例では、図１の実施形態と同一構造のフィルタ機能付き伝送線路を作製した。この実施例では、線路の特性インピーダンスが５０Ωとなるように、信号線１の厚さを０.０７ｍｍ、信号線１の幅を２.０ｍｍとし、信号線１と隣り合うグランド線２との間隔、および信号線１表面とこれに対向する外部導体６内面との間隔を０.８〜１.０ｍｍとした
。また、外部導体６としてリン青銅シートを用いた。ここで、リン青銅シートの厚さを０.３５ｍｍ、スリット７の幅を２.０ｍｍ、スリット７，７間のアーチ状部６ａの幅を２.
０ｍｍとした。
このフィルタ機能付き伝送線路により、図３に示すような、３ＧＨｚ近傍に遮断域を持つＢＥＦを実現することができた。
【００２７】
本実施例では、長手方向の全長に渡って外部導体６のアーチ状部６ａにスリット７を形成した例で説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、外部導体の一部にのみスリットを設ける構成としてもよい。これは、求められるフィルタ特性や機械強度により適宜決定すればよい。
さらに、使用される環境によっては間隙Ａに絶縁体を充填してもよい。間隙に絶縁体を充填することで、伝送速度は低下するが、外部導体内へのゴミ等の混入を防ぐことができ、さらに、外部から力（例えば、押圧力）がかかった場合でも、外部導体の変形を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係るフィルタ機能付き伝送線路の実施形態及び実施例を示す斜視図である。
【図２】図１の断面図である。
【図３】実施例のフィルタ特性を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  銅配線（信号線）
２  銅配線（グランド線）
３  スルーホール
４  導電性ペースト
５  ポリイミドシート（絶縁性シート）
６  外部導体（導電性シート）
６ａ  アーチ状部
６ｂ  平面状部
７  スリット
Ａ  間隙
【図１】
2009130453.tif 000003
【図２】
2009130453.tif 000004
【図３】
2009130453.tif 000005