JP2003133659A - 屈曲性能を具備した高周波用フレキシブルプリント配線板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 隣接する信号線の間のクロストークを伴うこ
となく高周波帯（例えば６ＧＨｚ）の伝送が可能であ
り、屈曲性能が良好なフレキシブルプリント配線板を提
供する。 【解決手段】フレキシブルプリント配線板（１）は、フ
レキシブルな絶縁層（２）と、絶縁層の一側の表面に並
列して配設された複数の信号線（３）と、絶縁層の他側
の表面に前記信号線と対抗して形成されたメッシュ状の
グランド部（５ａ、５ｂ）と、各々の隣接する信号線の
間に位置し前記絶縁層の内部または表面に配列して配設
され前記グランド部と導通の取られた複数の補助導線
（４）とを備えるフレキシブルプリント配線板におい
て、前記メッシュ構造のグランド線は、縦方向の線（５
ａ）と横方向の線（５ｂ）から形成され縦方向の線は前
記信号線の幅より広くしかつ信号線の真下に平行に並列
し、横方向の線は縦方向の線と一定周期ごとに導通させ
た構造を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明は、複数の信号線を並列し
てなるフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）に係わ
り、特にインピーダンス整合と高屈曲性の図られたフレ
キシブルプリント配線板に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種計測器、高解像度ＬＣＤ（Ｌｉｑｕ
ｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）装置等の高速
ディジタル伝送及びアナログ伝送を使用する機器の配線
分野においては、現在益々高速化する高速伝送技術に伴
って、ケーブルの性能も高機能化の対応が必要になって
きている。又実際に使用する上で、配線上の理由からケ
ーブルの屈曲性や柔軟性も同時に要求されてきた。

【０００３】しかしながら、絶縁層と信号線と補助導線
とグランド板を設け、インピーダンスを整合したフレキ
シブルプリント配線板を使用する場合、高周波性能はあ
るが、屈曲性能、柔軟性がなく、ノートパソコン等の屈
曲する部分に使用される場合、簡単に導体が破断する等
の事故が生じるため、使用上の壁になっていた。又、フ
レキシブルプリント配線板を使用し、フレキシブルプリ
ント配線板に接続されたコネクタを介して各種装置の基
板等に接続する場合、コネクタの構造はフレキシブルプ
リント配線板の両面の導体を結合する方式がとられてい
るため、構造が複雑になり、コストが高く、品質安定に
対して壁となっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】フレキシブルプリント
配線板１００としては図４または図５に示すものが可能
である。図４にし示すフレキシブルプリント配線板１０
０は信号線１０１とグランド１０２とを片側面のみに配
列したものであり、図５に示すフレキシブルプリント配
線板１００は、絶縁体１０３の片側上面上に信号線１０
１，補助導線１０５を配列し絶縁体１０３の反対面上に
グランド板１０４を配設したものである。図４に示す例
では、共通のグランド部１０２が特定の場所に設けられ
るため信号線１０１と共通のグランド部１０２間の距離
が信号線１０１の位置により変化し、全ての信号線１０
１に対して特性インピーダンスを一定にすることができ
ず、また、フレキシブルプリント配線板１００の形状を
変える場合に、これに対応して信号線１０１の幅を変化
させる必要があるため長さ方向の特性インピーダンスが
不均一になる。このように、図４に示す例では、伝送帯
域は実験結果によると最大で１００ＭＨｚ程度であり、
高周波伝送には適しない。

【０００５】また、図５に示す例では、信号線１０１と
グランド部１０４間の距離が一定に保たれており、フレ
キシブルプリント配線板の形状を変える場合、これに対
応して信号線１０１の幅を変化させ、信号線１０１の導
体幅を調整することで伝送帯域を６ＧＨｚ以上拡大する
ことが可能で、隣接する信号間のクロストークについて
も考慮されている。しかしながら、グランド部が板で形
成されているため、屈曲性能に対しては考慮されておら
ず、例えば半径２．５ｍｍで屈曲させた場合１０回以上
屈曲させると信号線もしくはグランド板が破損するとい
う問題がある。

【０００６】また、屈曲性を改良するため、グランド部
をメッシュ構造にする方法があるが、本発明者が実験で
確認した結果、グランド線のメッシュ構造を変化させる
と特性インピーダンスは変化し、フレキシブルプリント
配線板の形状が変化した場合、特性インピーダンスをケ
ーブルの長さ方向に一定にすることが出来ないことが判
明した。

【０００７】そこで、本発明の目的は、上述の従来技術
の問題点を解消し、高周波伝送が可能であり、屈曲性能
が良好なフレキシブルプリント配線板を提供することで
ある。

【０００８】

【問題を解決するための手段】本発明の構成を説明する
前に、本願発明者が本発明を想達しうるに至った背景を
説明する。６ＧＨｚ以上の伝送を、絶縁層を挟んで片面
側に信号線が配設され反対側にグランド層が配設された
フレキシブルプリント配線板を用いた伝送方式の電磁気
解析をし、これに基づいてフレキシブルプリント配線板
を試作し、伝送特性を測定した結果６ＧＨｚ以上の伝送
ができることを実証してきた。更に、グランド部をメッ
シュ構造にしたとき、メッシュ構造によって、特性イン
ピーダンスが変化し、信号線の反対側に配設されたグラ
ンド部をメッシュ構造にしたとき、グランド部のメッシ
ュの位置が信号線と平行に、かつ真下にあるとき、特性
インピーダンスが安定し、グランド部を板にしたときと
同様な特性が得られ、グランド部のメッシュの位置が信
号線の真下から外れると、特性インピーダンスは不安定
になり、クロストークも増大することを実証した。

【０００９】本発明者は、更に、上述のフレキシブルプ
リント配線板において信号線のピッチ間隔が狭くなると
隣接する信号線間の影響が大きくなりクロストークが問
題になることに着目した。これに対して信号線間にグラ
ンド部を挿入すれば、各信号線はシールド効果を受けク
ロストークは軽減する。しかし信号線間に直接グランド
部を挿入することは物理的に困難であり、グランド部を
信号線のごく近傍に配置することと、特性インピーダン
スを一定に調整することが難しくなる。さらに、フレキ
シブルプリント配線板の屈曲性能は、フレキシブルプリ
ント配線板を屈曲させたとき、導体が受ける歪み量を軽
減することであり、その解決方法としてグランド部をメ
ッシュ構造にすれば、改善されることは判明していた
が、高周波の伝送特性を損ねることなく実現する方法を
検討し、それを電磁界解析、実験した結果、本願発明を
想達するに至ったものである。

【００１０】上記目的を達成するため、本発明のフレキ
シブルプリント配線板は、フレキシブルな絶縁層と、前
記絶縁層の一側の表面に並列して配設された複数の信号
線と前記絶縁層の他側の表面に前記信号線と対抗して形
成されたメッシュ状のグランド部と各々の隣接する前記
信号線の間に位置し前記絶縁層の内部または表面に配列
して配設され前記グランド部と導通の取られた複数の補
助導線とを備えるフレキシブルプリント配線板において
前記メッシュ構造のグランド線は縦方向の線と横方向の
線から形成され縦方向の線は前記信号線の幅より広くし
かつ信号線の真下に平行に並列し、横方向の線は縦方向
の線と一定周期ごとに導通させた構造を特徴とする。

【００１１】これによって、補助導線が隣接する信号線
間に位置するとともに特に補助導線がグランド部と導通
を取られていることにより、信号線を流れる電流に基づ
く電磁界分布は信号線と補助導線と信号線の真下にある
メッシュ構造のグランド部との間で形成される閉空間に
形成され、複数の信号線間の間に生じるクロストークの
発生を防止することが出来る。

【００１２】また、フレキシブルプリント配線板の中心
と信号線およびグランド線の外側部分までの距離を屈曲
半径の２５分の１以下にしたことを特徴とする。

【００１３】これによってフレキシブルプリント配線板
は、屈曲させたとき、信号線、グランド部での歪みが小
さくなり、屈曲性能は格段に向上する。例えば、従来フ
レキシブルプリント配線板を半径２．５ｍｍで屈曲試験
した場合、最大５００回であるのに対し、３００００回
以上の屈曲回数が実証されている。

【００１４】また、補助導線の一部をフレキシブルプリ
ント配線板の幅方向の一番外側に配設したことを特徴と
する。

【００１５】これによってコネクタのコンタクト部分を
フレキシブルプリント配線板に結合する場合、フレキシ
ブルプリント配線板の片面側からのみ結合でき、コネク
タの構造を簡単にすることが可能となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、本発明に
係わるフレキシブルプリント配線板の実施の形態につい
て説明する。

【００１７】図１はこの発明の一の実施に係わるフレキ
シブルプリント配線板１の上面から見た斜視図であり、
図２はフレキシブルプリント配線板１の下面から見た斜
視図であり、図３はフレキシブルプリント配線板の断面
図である。

【００１８】図１または図２に示すようにフレキシブル
プリント配線板１はフレキシブルな一層以上の絶縁フィ
ルムで形成された絶縁層２と絶縁層２の一方の面側に並
列して一定間隔をおいて配設された信号伝達用の複数の
信号線３と絶縁層２の他方の面側に信号線３に対し厚み
方向に離間してエッチング等により共通に配設された信
号線３の真下に平行にあるグランド部の縦方向の線５ａ
と縦方向のグランド線に導通する横方向のグランド線５
ｂと各々の隣接する信号線２の間であって一定間隔をお
いて並列して配設されたグランド部５ａ、５ｂと導通の
取られた複数の補助導線４ａとフレキシブルプリント配
線板の一番外側に配設された補助導線４ｂとを備えてい
る。また、メッシュ構造のグランド線５ａ，５ｂの外側
には絶縁性の保護膜７が形成され、信号線の外側には絶
縁性の保護膜６が設けられている。信号線３の端部、補
助導線４ｂ、グランド線５ａ、５ｂの端接触部は剥がさ
れており、コネクタのコンタクトが接触する。さらに、
フレキシブルプリント配線板の中心８と信号線３の外側
との距離９及びフレキシブルプリント配線板の中心８と
グランド線の外側との距離１０を屈曲試験の屈曲半径、
例えば屈曲半径２．５ｍｍの２５分の１以下にしてい
る。

【００１９】補助導体４ａは絶縁層２に埋設されてもよ
いし、絶縁層２の上面に配設されてもよい。補助導体４
ａ、４ｂはグランド部の先端部近傍または中間部に導通
接続される。またグランド線５ｂはグランド線５ａに直
角にしてもよいし、斜めにしてもよい。

【００２０】上述したように、本発明では、グランド線
５ａは信号線３の真下でかつ平行に配設され、隣接する
信号線３の間にグランド部５ａ，５ｂと導通接続された
補助導線４ａ、４ｂが配設されているので、複数の信号
線３に生じるクロストークの発生を有効に防止すること
ができる。また、グランド部５ａ，５ｂはメッシュ構造
であり、フレキシブルプリント配線板の中心部８と信号
線、メッシュ構造のグランド線５ａ、５ｂのフレキシブ
ルプリント配線板の中心から離れた外側の距離を屈曲試
験の屈曲半径の２５分の１以下にしているので屈曲試験
をしたとき導体の歪みが緩和され、屈曲性能は半径２．
５ｍｍの屈曲試験で３００００回以上の性能が得られて
いる。このことは、電磁界解析及び実際の電気計測、屈
曲試験の計測によって確認された。

【００２１】図１に示すように、フレキシブルプリント
配線板１はコネクタに結合される端部において絶縁層２
の片側上面に複数の信号線３及び、グランド部５ａ，５
ｂと導通し、フレキシブルプリント配線板１の外側に配
列してあるので、コネクタのコンタクトを接触する場
合、片面側で接触可能なため、コネクタの構造を簡単に
できる。

【００２２】

【発明の効果】以上、本発明によれば、複数の信号線間
に生じるクロストークの発生を有効に防止し、高周波帯
の伝送を確実に行うことができ、屈曲性能を半径２．５
ｍｍの屈曲試験で３００００回以上の性能を得ることが
できる。また、片面から接触可能なコネクタのコンタク
ト方式が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるフレキシブルプリント配線板を
示す上面から見た斜視図

【図２】本発明に係わるフレキシブルプリント配線板を
示す下面から見た斜視図

【図３】図１のＣ−Ｃ断面を示す図

【図４】従来のフレキシブルプリント配線板を示す断面
図

【図５】従来のフレキシブルプリント配線板を示す断面
図

【符号の説明】

１ フレキシブルプリント配線板 ２ 絶縁層 ３ 信号線 ４ａ 信号線間に挟まれた補助導線 ４ｂ フレキシブルプリント配線板の外側部の補助導線 ５ａ 信号線の真下に平行に配設された縦方向のグラン
ド線 ５ｂ 縦方向と導通した横方向のグランド線 ６ 保護膜 ７ 保護膜 ８ フレキシブルプリント配線板の中心 ９ フレキシブルプリント配線板の中心と信号線の外側
間との距離 １０フレキシブルプリント配線板の中心とグランド部の
外側間との距離

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5E338 AA12 BB02 CC01 CC06 CD02 CD13 CD40 EE13 5J014 CA08 CA23 CA33 CA53

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フレキシブルな絶縁層と、前記絶縁層の一
   側の表面に並列して配設された複数の信号線と、前記絶
   縁層の他側の表面に前記信号線と対抗して形成されたメ
   ッシュ状のグランド部と、各々の隣接する前記信号線の
   間に位置し前記絶縁層の内部または表面に配列して配設
   され前記グランド部と導通の取られた複数の補助導線と
   を備えるフレキシブルプリント配線板において、前記メ
   ッシュ構造のグランド線は、縦方向の線と横方向の線か
   ら形成され、縦方向は、前記信号線の幅より広く、且つ
   信号線の真下に平行に並列し、横方向の線は縦方向の線
   と一定周期ごとに導通させた構造のフレキシブルプリン
   ト配線板。
2. 【請求項２】フレキシブルプリント配線板の中心と前記
   信号線および前記グランド線の外側部分までの距離を屈
   曲半径の２５分の１以下にした請求項１記載のフレキシ
   ブルプリント配線板。
3. 【請求項３】前記補助導線の一部をフレキシブルプリン
   ト配線板の幅方向の一番外側に配設した請求項１項記載
   のフレキシブルプリント配線板。