(57)【要約】伝送線回路は１つの誘電体層と第１の方向にほぼ沿って延びる複数の導電線対とを含む。各導電線対における導電線は誘電体層によって離隔され、各導電線対における導電線は第１の距離だけ離隔した交差点において断続的に交差する。隣接する導電線対の交差点は第１の方向に沿ってオフセットされる。
2012506203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送線回路であって、
誘電体層と、
第１の方向にほぼ沿って延びる複数の導電線対であって、該導電線対の各々における導電線が前記誘電体層によって離隔されており、該導電線対の各々における導電線が第１の距離だけ離隔した交差点で断続的に交差する、複数の導電線対と
を備えており、
隣接する導電線対の交差点が前記第１の方向に沿ってオフセットされている、
伝送線回路。
【請求項２】
前記導電線の各々がほぼ蛇行した形状を有している、請求項１に記載の伝送線回路。
【請求項３】
ほぼ蛇行した形状を有する各導電線が、該導電線が方向を変えるコーナーを有している、請求項２に記載の伝送線回路。
【請求項４】
各伝送線対における導電線の複数の部分が、該導電線対の導電線により画定される辺を有する多角形をほぼ形成する、請求項３に記載の伝送線回路。
【請求項５】
蛇行した形状を有する各導電線が、ほぼ滑らかな波状の形状を有している、請求項２に記載の伝送線回路。
【請求項６】
蛇行した形状を有する各導電線が、ほぼ正弦波状の形状を有している、請求項５に記載の伝送線回路。
【請求項７】
前記第１の距離が導電線の一波長の二分の一であり、前記オフセットが約90°であって前記一波長の四分の一である、請求項１に記載の伝送線回路。
【請求項８】
前記第１の距離が導電線の一波長の二分の一であり、前記オフセットが70〜110°である、請求項１に記載の伝送線回路。
【請求項９】
前記導電線及び前記誘電体層がフレックス回路を形成する、請求項１に記載の伝送線回路。
【請求項１０】
前記導電線対における導電線が、前記誘電体層の上面の第１の導電線と、該誘電体層の下面の第２の導電線とを含む、請求項１に記載の伝送線回路。
【請求項１１】
伝送線回路を提供する方法であって、
誘電体層上に複数の導電線対を配置し、該導電線対の各々が、該誘電体層により離隔された導電線を含み、該導電線対が、該伝送線回路の長手方向にほぼ沿って延びており、
各導電線対における導電線を、各導電線対における導電線の第１の波長の二分の一だけ離隔した交差点において断続的に交差させ、
隣接する導電線対の交差点間に前記長手方向に沿ったオフセットを与える、
という各ステップを含む、伝送線回路を提供する方法。
【請求項１２】
隣接する導電線対の交差点間のオフセットにより提供されるクロストークの低減に基づいて該隣接する導電線対間のピッチを小さくするステップを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
導電線対を配置する前記ステップが、各々が蛇行した形状を有する導電線対を配置するステップからなる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
電子装置であって、
複数の構成要素と、
該構成要素を相互接続する伝送線回路と
を備えており、該伝送線回路が、
誘電体層と、
第１の方向にほぼ沿って延びる複数の導電線対であって、該導電線対の各々における導電線が前記誘電体層によって離隔されており、該導電線対の各々における導電線が、第１の距離だけ離隔した複数の交差点において断続的に交差している、複数の導電線対と
を備えており、隣接する導電線対の交差点が前記第１の方向に沿ってオフセットされている、電子装置。
【請求項１５】
前記導電線の各々がほぼ蛇行した形状を有している、請求項１４に記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
可撓性回路（又はフレックス回路）は多くの異なるタイプの電子装置で使用されている。かかる電子装置の一つがテープ記憶システムであり、この場合には、フレックス回路を使用して、（典型的には回路基板上に取り付けられた）読み出し及び書き込み回路が、記憶テープに対する読み出し及び書き込みを行うための読み出し要素及び書き込み要素を含む変換器ヘッドに対して相互接続される。
【０００２】
可撓性回路は、多数の導電線を含む。典型的には、可撓性回路は、誘電体層と該誘電体層の２つの側面上に配設された複数の導電線とを含み、（該誘電体層により離隔された）複数の導電線対が信号を通信するための対応する伝送線を形成するようになっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
（前記誘電体層と共に伝送線を形成する）該導電線対の各々は、導電線及び誘電層からなるアセンブリに関するインダクタンス及びキャパシタンスによって決まる特性インピーダンスを有する。導電線の幅、各導電線対における導電線の間隔、及び各導電線対における導電線間の各層毎の位置合わせの（製造公差又は環境影響によって生じる）ばらつきは、各伝送線の特性インピーダンスを変化させ得るものである。場合によっては、特性インピーダンスの変動は、（通信帯域幅の縮小に通じ得る信号速度の低下等に起因して）フレックス回路の性能低下に通ずるものとなる。更に、各導電線対は、隣接する導電線対に信号を誘導し得るものである（クロストークと呼ばれる現象）。更に、時間の経過に伴って、フレックス回路の撓みによって幾つかの導電線の破損が生じ、これはフレックス回路の耐用年数を短くし得るものである。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】一実施形態によるフレックス回路が配設された電子装置の一例を示す。
【図２】一実施形態による伝送線フレックス回路の一部である導電線対の平面図である。
【図３】別の実施形態による伝送線フレックス回路の一部である導電線対の平面図である。
【図４】図３の伝送線の断面図である。
【図５】更に別の実施形態による伝送線フレックス回路の一部である導電線対の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
本発明の幾つかの実施形態を図１ないし図５に示す。
【０００６】
図１は、一実施形態による可撓性回路（又はフレックス回路）102を用いた電子装置の概略図である。可撓性回路又はフレックス回路とは、複数の導電線と該導電線の部分集合を離隔させる１つ又は２つ以上の誘電体層とからなるアセンブリを称するものであり、該アセンブリは、（剛性を有する場合とは対照的に）比較的容易に曲げること又は撓ませることができるものである。フレックス回路は、１本のケーブルとすることができ、代替的には、可撓性を有するタイプの回路基板とすることが可能である。幾つかの実施形態に関するフレックス回路の使用について言及するが、幾つかの実施形態による技術は、回路基板上に配設された導電性トレースといった非可撓性（剛性）回路にも適用可能なものであることに留意されたい。
【０００７】
図１に示すように、フレックス回路102は、複数の導電線対を有しており、第１の導電線対112及び第２の導電線対114が示されている。フレックス回路102が他の導電線対を含むことに留意されたい。
【０００８】
各導電線対の第１の導電線は、誘電体層により第２の導電線から離隔されている。換言すれば、導電線対のうちの第１の導電線は誘電体層の第１の表面上に形成され、該導電線対のうちの第２の導電線は該誘電体層の反対側の表面上に形成される。該導電線を被覆するために外側の誘電体層を配設することも可能である。
【０００９】
幾つかの実施形態によれば、各導電線対の導電線は、（該導電線対の導電線が全体的に延びる）フレックス回路102の長手方向に沿って多数の交差点において断続的に交差する。各導電線は、ほぼ波状の又は蛇行した形状を有している。２つの導電線は、フレックス回路の上方又は下方から見て該導電線の一方が他方の導電線と重なる際に「交差」する。各導電線対の交差点は、長手方向に沿って特定の距離（各導電線の波長の半分）だけ離隔している。導電線の「波長」とは、ほぼ波状の又は蛇行した導電線における同相の２点間の距離を称するものである。伝送線フレックス回路102の少なくとも幾つかの導電線対の各々の交差点間の距離は、（フレックス回路102の製造公差内で）ほぼ同一である。例えば、導電線対112の交差点間の距離は、導電線対114の交差点間の距離と同一である。
【００１０】
（第１の伝送線を介して伝送される信号が隣接する伝送線における干渉を生じさせる）クロストーク効果を低減させるために、隣接する導電線対の交差点が所定の長手方向距離だけオフセットされる。このため、図１の例では、導電線対112は、導電線対114の交差点に対してオフセットされた交差点を有している（隣接する導電線対間における交差点のオフセットは後述する図２及び図３に一層良好に示されている）。
【００１１】
図１に示す電子装置100は、テープ記憶装置であり、読み出し回路108及び書き込み回路110を備えた回路基板104と、伝送線フレックス回路102により該回路基板104に接続された変換器ヘッド106とを有している。該変換器ヘッド106は、テープ記憶媒体（図示せず）に対するデータの読み出し及び書き込みを行うための読み出し要素及び書き込み要素を有している。
【００１２】
フレックス回路102をテープ記憶装置に配設する代わりに、コンピュータ、ディスクドライブ、通信機器といった他のタイプの電子装置に幾つかの実施形態によるフレックス回路102を使用することが可能である、ということに留意されたい。
【００１３】
図２は、一実施形態によるフレックス回路102の一部の平面図を示している。該フレックス回路は誘電体層200を有しており、該誘電体層200は、図２の例では、該誘電層200の底面上の導電線を図２で見ることができるように透明なものとして示されている。誘電体層200は、不透明又は半透明の電気絶縁材料から形成することが可能である、ということに留意されたい。
【００１４】
多数の導電線対202,204,206,208,210,212が図２に示されている。各導電線対は、誘電体層200の上面上の第１の導電線と、誘電体層200の下面上の第２の導電線とを含む。例えば、導電線対202は、誘電体層200の上面上の第１の導電線202Aと、誘電体層200の下面上の第２の導電線202Bとを有する。他の導電線対204,206,208,210,212の各々は、同様に、それぞれの導電線対204A,204B;206A,206B;208A,208B;210A,210B;212A,212Bを備えている。導電線「A」は、誘電体層200の上面上に配設され、導電線「B」は、誘電体層200の下面上に配設されている。
【００１５】
図２の導電線の各々は、ほぼ波状の又は蛇行した形状を有している。各導電線対の導電線は、該導電線が延びている長手方向に沿って多数の交差点で互いに交差している。各導電線対において、その導電線の２つの隣接する交差点は、一波長の半分である距離Dだけ離隔している（該一波長は導電線対202についてW1として示されている）。図２に更に示すように、導電線対204は、一波長の半分W2だけ離隔した交差点を有している。該波長W1及び波長W2は（製造公差内で）ほぼ同一である。一般に、少なくとも幾つかの導電線対は、同一距離Dだけ離隔した交差点を有している。実施形態によっては、導電線の波長W1,W2は、信号品位に対する悪影響を回避するために、導電線対を介して通信される信号の最短波長と比較して相対的に小さなものとなる。
【００１６】
導電線対はまた、基本的に各導電線対の横方向（フレックス回路の長手方向と直交する方向）の幅である振幅を有している。各導電線対の横方向の幅は、一導電線対における導電線の第１の縁部形状と第２の縁部形状との間の距離によって画定される。例えば、導電線対202は振幅A1を有し、導電線対204は振幅A2を有している（以下同様）。一般に、導電線対の振幅は（製造公差内で）実質的に同一である。
【００１７】
図２に示すように、導電線対202の交差点220と隣接する導電線対204の交差点222との間にオフセットが画定されている。一実施形態では、該導電線対間のオフセットは（製造公差内で）約90°であり、これは一波長の四分の一に等しい。このオフセットは、導電線対202,204の長さに沿って各交差点間で繰り返される。隣接する導電線対間（例えば、隣接する導電線対202,204間）に画定されるオフセットは、該導電線対間のクロストークの量を低減させるものとなる。
【００１８】
同様に、他の隣接する導電線対204,206の組もまた、互いに約90°だけオフセットされている。一方、一実施形態によれば、中間の導電線対204により隔てられた導電線対202,206は、互いにほぼ整列させることが可能である（換言すれば、導電線対202,206間のオフセットは存在しない）。この隣接する導電線対間のオフセットパターンは、図２の全体にわたって繰り返される。代替的な実施形態では、導電線対202,206間のオフセットは、一波長の二分の一にすることが可能である。
【００１９】
図２では、導電線対212と導電線対210との間のオフセットが＋90°であり、導電線対210と導電線対208との間のオフセットが−90°であり、導電線対208と導電線対206との間のオフセットが＋90°であり、導電線対206と導電線対204との間のオフセットが−90°である（以下同様）、ということに留意されたい。このため、図２の構成のオフセットパターンは、＋90°,−90°,＋90°,−90°といったものである。
【００２０】
代替的な実施形態では、図５に示すように、オフセットパターンは、＋90°,＋90°,＋90°,＋90°といったものとすることが可能である。図５では、導電線対412と導電線対410との間のオフセットが＋90°であり、導電線対410と導電線対408との間のオフセットが＋90°であり、導電線対408と導電線対406との間のオフセットが＋90°（以下同様）である。
【００２１】
一例としての実施形態における90°のオフセットについて言及したが、他の実施形態では、該オフセットは、70°〜110°の範囲内の任意の値とすることが可能である、ということに留意されたい。隣接する導電線対間のオフセット位相の使用によるクロストークの低減により、フレックス回路102のピッチを小さくすることが可能となる。ここで、該「ピッチ」とは、フレックス回路102の横方向における伝送線間の距離を指している。該ピットの改善により、所与の幅のフレックス回路102に一層多数の伝送線を配設することが可能となり、又は代替的に、所与の本数の伝送線に合わせてフレックス回路102の幅を狭くすることが可能となる。このため、本発明の何れかの実施形態を用いた多数の伝送線を有するフレックス回路は、従来技術と比較してクロストークを最小限に維持しつつ小さなスペースに収めることが可能なものとなる。
【００２２】
図３は、別の実施形態による、図２の波状の導電線の比較的鋭いコーナーを有さない波状の又は蛇行したパターンを有する導電線を有する導電線対302,304,306,308,310,312を示している。図２の波状の導電線は、該導電線が方向を変える位置で比較的鋭いコーナーを有している。比較的鋭いコーナーが存在する結果として、上面から見た場合に、各導電線対における導電線が、ほぼ多角形形状の部分を形成し、この場合、該多角形の各辺は、該導電線対の導電線によりもたらされる。一方、図３の実施形態は、ほぼ正弦波状の形状（又は一層滑らかな波状の形状）の導電線を使用する。図３の実施形態における導電線の正弦波状の形状は、フレックス回路102の繰り返しの曲げによってひび割れが形成される蓋然性を低くする。
【００２３】
各導電線対は、図４の断面図に示すように、誘電体層300によって離隔された導電線を有している。図４において、導電線対302の導電線302Aは誘電体層300の上面に配設され、導電線対302の導電線302Bは誘電体層300の下面に配設される。図３及び図４に更に示すように、導電線対302の振幅はB1である。
【００２４】
図２及び図３は２つの典型的な実施形態を示したものであるが、導電線対の他の実施形態及び他のパターンを採用することが可能である、ということに留意されたい。
【００２５】
図２及び図３に示すように導電線が多数の交差点で互いに交差する導電線対を使用することにより、各導電線対の特性インピーダンスが製造公差及び／又は環境影響（導電線の幅及び誘電体層による導電線間の離隔距離の変動、並びに異なる層の導電線の位置ずれを生じさせ得るもの）の影響を受け難くなる。また、導電線対の振幅を調節することにより、各導電線対の特性インピーダンスを調整して目的の特性インピーダンスを達成することが可能である。実施形態によっては、製造者は、目的の特性インピーダンスを任意の様々なインピーダンス（例えば50〜100Ω又はそれ以上（例えば110Ω））に設定することが可能である。導電線対の振幅を調節することにより、フレックス回路102の製造者が50Ωよりも高い特性インピーダンスを提供することが可能となる。例えば、高性能伝送線回路によっては、最大110Ωの特性インピーダンスを有する伝送線を提供することが望ましい。
【００２６】
幾つかの実施形態による利点は、製造者が伝送線の特性インピーダンスを50〜100Ωの間の任意の値に（又は必要に応じて更に高い値に）容易に調節することができることである。幾つかの従来のフレックス回路の場合、伝送線の特性インピーダンスを50Ωよりも高くすることが困難であり、別の従来のフレックス回路の場合には、伝送線の特性インピーダンスを100Ωよりも低くすることが困難であった。
【００２７】
更に、導電線の幾つかの実施形態による波状の又は蛇行したパターンは、超薄基板を使用して疲労寿命を最大限にすることを可能とする。これは、所望のインピーダンス（特に50Ωを超えるインピーダンス）を達成するのが困難であったため、これまでは実現不可能であった。超薄基板を使用してフレックス回路102を形成するということは、フレックス回路102に長期的な損傷（疲労）を生じさせることなく該フレックス回路102が一層容易に撓むことを意味している。これは、金属（例えば銅）層が曲げの中立軸に一層近い（これにより応力が低減される）ことによるものである。
【００２８】
上記説明では、本発明の理解を提供するために多数の細部について説明した。しかし、、本発明はこれらの細部なしで実施可能であることが当業者には理解されよう。限られた数の実施形態に関して本発明を説明したが、当業者にはそれら実施形態の多数の修正及び変形が理解されよう。特許請求の範囲は、かかる修正及び変形を本発明の真の思想及び範囲内のものとして包含するものである、ということが意図されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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