JP2007234500A - High-speed transmission fpc and printed circuit board to be connected to the fpc - Google Patents

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JP2007234500A JP2006057325A JP2006057325A JP2007234500A JP 2007234500 A JP2007234500 A JP 2007234500A JP 2006057325 A JP2006057325 A JP 2006057325A JP 2006057325 A JP2006057325 A JP 2006057325A JP 2007234500 A JP2007234500 A JP 2007234500A
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Kunihiko Yugawa
久仁彦 湯川
Hirobumi Yamagata
博文 山方
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Jst Mfg Co Ltd
日本圧着端子製造株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high speed transmission FPC excellent in impedance matching. <P>SOLUTION: An FPC 10 comprises a base 11; a plurality of high-speed transmission paths 11a and a first ground patterns 11b; a dielectric sheet 12; and a first and second ground layers 13, 14. A plurality of high-speed transmission paths 11a are arranged on the base 11 having a constant permittivity, and a plurality of the first ground patterns 11b are arranged so as to sandwitch each of the high-speed transmission paths. A dielectric sheet 12 is layered on the base 11 so that the plurality of high-speed transmission paths 11a and the first ground patterns 11b may be exposed at both ends of the base. A first ground layer 13 is layered on the dielectric sheet 12. A second ground layer 14 is layered on the base 11. A plurality of through-holes 1s connect the first ground patterns 11b with the first and second ground layers 13, 14. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、高速伝送用FPC及びこのFPCに接続されるプリント基板に関する。特に、差動信号線等の高速伝送路が形成されるFPCの構造及びこのFPCに接続されるプリント基板の構造に関する。本明細書では、FPC(Flexible Printed Circuit)やFFC(Flexible Flat Cable)等の平形柔軟ケーブルを総称してFPCと呼称する。   The present invention relates to a high-speed transmission FPC and a printed circuit board connected to the FPC. In particular, the present invention relates to an FPC structure in which a high-speed transmission line such as a differential signal line is formed and a printed circuit board connected to the FPC. In the present specification, flat flexible cables such as FPC (Flexible Printed Circuit) and FFC (Flexible Flat Cable) are collectively referred to as FPC.
近年の電子機器、例えば、携帯電話機やPDA(Personal Digital Assistance)に代表される携帯型情報機器に実装される電子部品モジュールやプリント基板間を接続するには、平型柔軟ケーブルであるFPCが使用されている。又、通信基地局に設置される伝送機器にも、FPCは多用されている。   FPC, which is a flat flexible cable, is used to connect electronic component modules and printed circuit boards mounted on portable information devices represented by recent electronic devices such as mobile phones and PDAs (Personal Digital Assistance). Has been. Also, FPC is frequently used for transmission equipment installed in a communication base station.
プリント配線板は、電子部品又は電子機器間を電気的に接続している。プリント配線板は、伝送信号の高速化が進むにつれて特性インピーダンスの整合はもちろんのこと、高速高周波特性の向上や不要輻射の低減などの機能が要求されてきている。したがって、プリント配線板は、ストリップライン、マイクロストリップラインの構成をとることとなり、信号線の増大と相まって、多層基板化が進展している。   The printed wiring board electrically connects electronic components or electronic devices. Printed wiring boards are required to have functions such as improvement of high-speed and high-frequency characteristics and reduction of unnecessary radiation as well as matching of characteristic impedance as the transmission signal speed increases. Therefore, the printed wiring board has a stripline or microstripline configuration, and the increase in the number of signal lines has led to the development of multilayer boards.
ストリップラインを構成する高速伝送用の多層プリント配線板においては、クロストークの問題や、外部からの電磁波の影響に対して、これまで様々な対策が発案されている。以下において、プリント配線板は、硬質基板(いわゆる、リジッド基板)に該当し、FPCは、リジッド基板に対比されるフレキシブル基板に該当するものとする。   In the multilayer printed wiring board for high-speed transmission constituting the stripline, various countermeasures have been proposed so far for the problem of crosstalk and the influence of electromagnetic waves from the outside. In the following description, the printed wiring board corresponds to a hard board (so-called rigid board), and the FPC corresponds to a flexible board compared to the rigid board.
例えば、信号線間のクロストークや信号干渉を軽減するプリント基板として、複数の定インピーダンスの線路が配設されたプリント基板は、隣接する各線路間に設けたグラウンドパターン領域と、このグラウンドパターン領域上であって、隣接する各線路に沿って前記グラウンドパターン領域及び他のグラウンドパターン領域に導通するように設けられたバイヤホール(Via hole)と、を備え、隣接する各線路をシールドするようにした多層プリント配線板の発明が開示されている(例えば、特許文献1参照)。   For example, as a printed circuit board that reduces crosstalk and signal interference between signal lines, a printed circuit board on which a plurality of constant impedance lines are arranged includes a ground pattern area provided between adjacent lines, and the ground pattern area. A via hole provided to be electrically connected to the ground pattern region and another ground pattern region along each adjacent line, and shield each adjacent line. The invention of the multilayer printed wiring board which did is disclosed (for example, refer patent document 1).
特許文献1に類似した技術として、高周波配線が容易で、伝送線路間の不要電磁的結合を低減した高周波回路用プリント配線板は、2層の接地用導体層の間に信号層を複数層含むストリップライン構造伝送線路の高周波回路用多層プリント配線板において、前記信号層に信号線と接地線を交互に配線し、隣接する信号層に関しては信号線と接地線は対向して配線されており、前記接地線が対向する信号線の幅より広い高周波回路用多層プリント配線板の発明が開示されている(例えば、特許文献2参照)。   As a technique similar to Patent Document 1, a printed wiring board for a high-frequency circuit that facilitates high-frequency wiring and reduces unnecessary electromagnetic coupling between transmission lines includes a plurality of signal layers between two ground conductor layers. In a multilayer printed wiring board for a high frequency circuit of a stripline structure transmission line, a signal line and a ground line are alternately wired to the signal layer, and the signal line and the ground line are wired opposite to each other for adjacent signal layers, An invention of a multilayer printed wiring board for a high-frequency circuit that is wider than the width of a signal line opposed to the ground line is disclosed (for example, see Patent Document 2).
特許文献2による高周波回路用多層プリント配線板は、信号線間のクロストークや外部からの電磁波ノイズの影響を抑制しつつ、高密度配線を実現できる。又、表層にマイクロストリップライン構造部を設けることによって、クロストークの少ない信号などを流すためなどの信号線を設けることもできる。更に、内層に接地線を含まないストリップライン構造部の形態をとることもでき、この内層のストリップライン構造部の信号線にはクロストークの少ない信号などを流すことができる、としている。
特開平8−242078号公報 特開2003−69239号公報
The multilayer printed wiring board for high-frequency circuits according to Patent Document 2 can realize high-density wiring while suppressing the influence of crosstalk between signal lines and external electromagnetic noise. In addition, by providing a microstrip line structure portion on the surface layer, a signal line for passing a signal with little crosstalk can be provided. Furthermore, it is also possible to take the form of a stripline structure portion that does not include a ground line in the inner layer, and a signal with little crosstalk can be passed through the signal line of the stripline structure portion in the inner layer.
Japanese Patent Laid-Open No. 8-242178 JP 2003-69239 A
特許文献1によれば、プリント配線板は、隣接する各線路に沿ってグラウンドパターン領域および他のグラウンドパターン領域に導電するように設けられたバイヤホールを備え、隣接する各線路をシールドするようにしたので、隣接する各線路に対して3次元的なシールドを施すことができ、これにより、各線路間のクロストークや信号干渉を軽減できる、としている。しかし、表層のプリント基板は、各線路が外部に表出しており、外部からの電磁波ノイズの影響を抑制している訳ではない。又、特許文献1による多層プリント配線板はコネクタを介してマザーボードと接続できるとしているが、インピーダンスマッチングの問題や、プリント基板間のグラウンドが等電位となっているかについては、何ら開示されていない。   According to Patent Document 1, the printed wiring board includes a via hole provided so as to conduct to the ground pattern region and another ground pattern region along each adjacent line, and shields each adjacent line. As a result, a three-dimensional shield can be applied to each adjacent line, thereby reducing crosstalk and signal interference between the lines. However, in the printed circuit board on the surface layer, each line is exposed to the outside, and the influence of electromagnetic noise from the outside is not suppressed. Moreover, although the multilayer printed wiring board by patent document 1 can be connected with a motherboard via a connector, it is not disclosed at all about the problem of impedance matching and whether the ground between printed circuit boards is equipotential.
特許文献2は、信号層に信号線と接地線を交互に配線することにより、クロストークの防止を可能としている。特に、接地線の幅を広くしたことにより、よりストリップライン構造に近づけ、層間のクロストークの影響を減らすことを目論んでいる。特許文献2においても、信号層に信号線と接地線を交互に配線することにより、クロストークの影響を軽減しようとしている点は同じである。   In Patent Document 2, crosstalk can be prevented by wiring signal lines and ground lines alternately in the signal layer. In particular, the aim is to reduce the influence of crosstalk between layers by making the width of the grounding line closer to a stripline structure. In Patent Document 2, the same point is intended to reduce the influence of crosstalk by alternately arranging signal lines and ground lines in the signal layer.
しかし、より高速の信号では、特許文献1及び特許文献2に示されたように、平面上に接地線を配置するだけでは、クロストークの影響を軽減できない。そして、クロストークの影響を軽減するために信号間の距離を大きくすれば、信号線の実装密度が下がるという非効率な構造となる。プリント基板によるこれらの課題は、離間した機器間を接続するFPCにも共通の課題である。FPCに好適な信号線の実装密度を維持しつつ、クロストークの影響をより軽減できる新たな高速伝送用FPC及びこのFPCに接続されるプリント基板が求められる。そして、以上のことが、本発明の課題といってよい。   However, with a higher-speed signal, as shown in Patent Document 1 and Patent Document 2, the influence of crosstalk cannot be reduced only by arranging a ground line on a plane. If the distance between the signals is increased in order to reduce the influence of the crosstalk, an inefficient structure in which the signal line mounting density is reduced is obtained. These problems caused by the printed circuit board are common to FPCs that connect devices that are separated from each other. There is a need for a new high-speed transmission FPC and a printed circuit board connected to the FPC that can reduce the influence of crosstalk while maintaining the signal line mounting density suitable for the FPC. The above can be said to be the subject of the present invention.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、クロストークや外部からの電磁波ノイズの影響を軽減し、インピーダンスマッチングが良好であり、機器間のグラウンドが等電位可能な高速伝送用FPC及びこのFPCに接続されるプリント基板を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and reduces the effects of crosstalk and external electromagnetic noise, provides good impedance matching, and enables high-speed transmission where the ground between devices is equipotential. An object is to provide an FPC and a printed circuit board connected to the FPC.
本発明者らは、高速伝送路を形成するベースに誘電体層を介して一対のグラウンド層を積層する多層のFPCとし、高速伝送路を挟むグラウンドパターンを一対のグラウンド層にスルーホールで接続すると共に、誘電体層に積層するグラウンド層は接続されるプリント基板のグラウンドに接続することにより、これらの課題を解消することを見出し、これに基づいて、以下のような新たな高速伝送用FPC及びこのFPCに接続されるプリント基板を完成するに至った。   The inventors have a multilayer FPC in which a pair of ground layers are stacked via a dielectric layer on a base that forms a high-speed transmission path, and a ground pattern sandwiching the high-speed transmission path is connected to the pair of ground layers through holes. In addition, the ground layer laminated on the dielectric layer is found to solve these problems by connecting to the ground of the printed circuit board to be connected. Based on this, the following new FPC for high-speed transmission and A printed circuit board connected to the FPC has been completed.
(1) 一定の誘電率を有するベース、このベースの一方の面に配列する複数の高速伝送路、及びこの各高速伝送路を挟むように略平行に前記ベースの一方の面に配列する複数の第1グラウンドパターンを備える高速伝送用FPCであって、前記複数の高速伝送路及び第1グラウンドパターンが前記ベースの両端部に露出するように当該ベースの一方の面に積層する誘電体シートと、この誘電体シートに積層する第1グラウンド層と、前記ベースの他方の面に積層する第2グラウンド層と、を備え、前記第1グラウンドパターンと前記第1及び第2グラウンド層を複数のスルーホールで接続している高速伝送用FPC。   (1) A base having a constant dielectric constant, a plurality of high-speed transmission lines arranged on one surface of the base, and a plurality of high-speed transmission lines arranged on one side of the base so as to sandwich each high-speed transmission line A high-speed transmission FPC having a first ground pattern, wherein the plurality of high-speed transmission paths and the first ground pattern are laminated on one surface of the base so as to be exposed at both ends of the base, and A first ground layer laminated on the dielectric sheet; and a second ground layer laminated on the other surface of the base, wherein the first ground pattern and the first and second ground layers are formed as a plurality of through holes. FPC for high-speed transmission connected by
(1)の発明による高速伝送用FPCは、ベースと複数の高速伝送路と複数の第1グラウンドパターンを備えている。更に、誘電体シートと第1及び第2グラウンド層を備えている。ベースは一定の誘電率を有している。ベースの一方の面には、複数の高速伝送路が配列されている。又、ベースの一方の面には、各高速伝送路を挟むように略平行に複数の第1グラウンドパターンが配列されている。誘電体シートは、複数の高速伝送路及び第1グラウンドパターンがベースの両端部に露出するようにベースの一方の面に積層している。第1グラウンド層は、誘電体シートに積層している。第2グラウンド層は、ベースの他方の面に積層している。そして、第1グラウンドパターンと第1及び第2グラウンド層を複数のスルーホールで接続している。   The high-speed transmission FPC according to the invention of (1) includes a base, a plurality of high-speed transmission paths, and a plurality of first ground patterns. Furthermore, a dielectric sheet and first and second ground layers are provided. The base has a constant dielectric constant. A plurality of high-speed transmission lines are arranged on one surface of the base. A plurality of first ground patterns are arranged on one surface of the base substantially in parallel so as to sandwich each high-speed transmission path. The dielectric sheet is laminated on one surface of the base so that the plurality of high-speed transmission lines and the first ground pattern are exposed at both ends of the base. The first ground layer is laminated on the dielectric sheet. The second ground layer is stacked on the other surface of the base. The first ground pattern and the first and second ground layers are connected by a plurality of through holes.
FPCは、電子機器の各ユニット(プリント基板を含む)間を接続する多芯ケーブルとして機能し、薄さや軽さ及び屈曲性能を生かして、小型軽量の携帯電話機やPDAの内部配線として活用されている。一般に、FPCは、絶縁性のベースに積層された銅箔がエッチングされて複数の導体パターンを形成している。そして、これらの導体パターンの両端部が接続端部となるように、ベースの導体パターン形成面に絶縁性のカバーレイが積層されている。このように、FPCは、配線材としての導体層と絶縁層が積層されたサンドイッチ構造を基本構造としている。   FPC functions as a multi-core cable that connects each unit of electronic equipment (including printed circuit boards), and is used as the internal wiring of small and lightweight mobile phones and PDAs by taking advantage of thinness, lightness, and bending performance. Yes. In general, in the FPC, a copper foil laminated on an insulating base is etched to form a plurality of conductor patterns. An insulating coverlay is laminated on the conductor pattern forming surface of the base so that both end portions of these conductor patterns become connection end portions. Thus, FPC has a basic structure of a sandwich structure in which a conductor layer as a wiring material and an insulating layer are stacked.
ここで、本発明によるベースは、所定の厚みを有すると共にこの厚さの一方の面に複数の高速伝送路及び第1グラウンドパターンを備える可撓性を有するシートで形成される。ベースは可撓性を有するとは、このベースが撓み得ることを意味しており、屈曲可能であることも意味している。シートで形成されるとは、通常のシートがもつ特徴を備えていることを意味しており、厚さより大きな寸法で規定される一方の面及び他方の面を有している。ベースは、本発明による高速伝送用FPCの厚さ以外の外形を略規定しているといってよく、本発明による高速伝送用FPCは、例えば長尺状に形成されるが、正方形又は長方形の態様や、一方の端部に対して他方の端部が分岐している態様を排除するものではない。   Here, the base according to the present invention is formed of a flexible sheet having a predetermined thickness and having a plurality of high-speed transmission lines and a first ground pattern on one surface of the thickness. The flexibility of the base means that the base can bend and that it can be bent. The term “formed by a sheet” means that the sheet has the characteristics of a normal sheet, and has one surface and the other surface defined by a dimension larger than the thickness. It can be said that the base substantially defines the outer shape other than the thickness of the FPC for high-speed transmission according to the present invention. The FPC for high-speed transmission according to the present invention is formed in a long shape, for example, a square or rectangular shape. It does not exclude an aspect or an aspect in which the other end is branched with respect to one end.
例えば、一定の誘電率を有するベースを基材とした銅張積層板の銅箔をエッチングすることにより、このベースの一方の面に複数の高速伝送路及び第1グラウンドパターンを配列することができる。又、アディティブ法によりベース上にメッキで銅箔を析出して複数の高速伝送路及び第1グラウンドパターンを形成してもよい。   For example, by etching a copper foil of a copper clad laminate using a base having a constant dielectric constant as a base material, a plurality of high-speed transmission lines and first ground patterns can be arranged on one surface of the base. . Alternatively, a plurality of high-speed transmission lines and first ground patterns may be formed by depositing a copper foil on the base by plating using an additive method.
誘電体シートを基材とした銅張積層板に積層された銅箔を第1グラウンド層としてもよく、誘電体シートに加熱加圧されて接着された銅箔を第1グラウンド層としてもよい。又、ベースの他方の面に加熱加圧されて接着された銅箔を第2グラウンド層としてもよい。第2グラウンド層、ベース、複数の高速伝送路及び第1グラウンドパターンを有する導体層、誘電体シート、第1グラウンド層の順番に積層されて、加熱加圧されて相互の層が結合する5層の高速伝送用FPCとすることができる。そして、この5層の高速伝送用FPCに穴明け加工した後にメッキ処理することにより、第1グラウンドパターンと第1及び第2グラウンド層を接続する複数のスルーホールを形成できる。   A copper foil laminated on a copper-clad laminate having a dielectric sheet as a base material may be used as the first ground layer, and a copper foil bonded to the dielectric sheet by being heated and pressurized may be used as the first ground layer. Moreover, it is good also considering the copper foil adhere | attached by heat-pressing on the other surface of the base as a 2nd ground layer. 5 layers in which a second ground layer, a base, a plurality of high-speed transmission lines and a conductor layer having a first ground pattern, a dielectric sheet, and a first ground layer are laminated in this order, and the layers are bonded by heating and pressing. FPC for high-speed transmission. A plurality of through-holes connecting the first ground pattern and the first and second ground layers can be formed by punching the five-layer high-speed transmission FPC and then performing plating.
本発明において、これらのスルーホールは部品を実装することが目的ではなく、第1グラウンドパターンと第1及び第2グラウンド層を電気的に接続することが目的であり、特性インピーダンスに影響を与えないように、製造上や信頼性で許容できる範囲で小さい穴が明けられることが好ましい。又、同様の理由から、これらのスルーホールは、いわゆる貫通バイア(Via)である必要はなく、これらのスルーホールに導電性ペーストが充填されてもよく、パッドオンホール(Pad on hole)としてもよい。   In the present invention, these through holes are not intended to mount components, but are intended to electrically connect the first ground pattern and the first and second ground layers, and do not affect the characteristic impedance. Thus, it is preferable that a small hole is drilled in a range acceptable in manufacturing and reliability. For the same reason, these through holes do not need to be so-called through vias, and these through holes may be filled with a conductive paste, or as pad-on-holes. Good.
(1)の発明による高速伝送用FPCは、複数の高速伝送路を配列するベースの共用平面上に各高速伝送を挟む第1グラウンドパターンを形成し、更に、第1及び第2グラウンド層が複数の高速伝送路で覆っているので、各高速伝送路は立体的にシールドされているといってもよく、高速伝送路に伝送される近年の高速信号に対して、クロストークや電磁波の影響を軽減できる。   The FPC for high-speed transmission according to the invention of (1) forms a first ground pattern sandwiching each high-speed transmission on a common shared plane of a base on which a plurality of high-speed transmission paths are arranged, and further includes a plurality of first and second ground layers. Therefore, it can be said that each high-speed transmission line is three-dimensionally shielded, and the effects of crosstalk and electromagnetic waves on the recent high-speed signals transmitted through the high-speed transmission line can be said. Can be reduced.
又、(1)の発明による高速伝送用FPCは、両面にグラウンド層を有する誘電体層の内部に高速伝送路を配列するストリップライン構造となっているといってもよく、高速伝送路が両面のグラウンド層からの距離が異なる位置に配列されているオフセット・ストリップライン構造となっているといってもよく、複数のスルーホールが第1グラウンドパターンと第1及び第2グラウンド層を接続している。(1)の発明による高速伝送用FPCは、インピーダンスマッチングを容易とするために、第1グラウンドパターンと第1及び第2グラウンド層を複数のスルーホールで接続して等電位とした。(1)の発明による高速伝送用FPCのこれらグラウンドと、第1グラウンド層の端部が接続される機器のグラウンドとを接触することにより、これらグラウンドが全て等電位となる。   The FPC for high-speed transmission according to the invention of (1) may be said to have a stripline structure in which high-speed transmission lines are arranged inside a dielectric layer having ground layers on both sides. It can be said that it has an offset stripline structure in which the distance from the ground layer is different from each other, and a plurality of through holes connect the first ground pattern and the first and second ground layers. Yes. In the FPC for high-speed transmission according to the invention of (1), in order to facilitate impedance matching, the first ground pattern and the first and second ground layers are connected by a plurality of through holes to be equipotential. By contacting these grounds of the FPC for high-speed transmission according to the invention of (1) and the ground of the device to which the end of the first ground layer is connected, all of these grounds become equipotential.
(2) 前記ベースの両端部に前記第1グラウンド層が露出するように当該第1グラウンド層に積層する第1カバーレイと、前記第2グラウンド層に積層する第2カバーレイと、を備える(1)記載の高速伝送用FPC。   (2) A first cover lay stacked on the first ground layer so that the first ground layer is exposed at both ends of the base, and a second cover lay stacked on the second ground layer ( 1) FPC for high-speed transmission as described.
例えば、第1及び第2カバーレイは、ポリエステルやポリイミドなどからなる薄膜の絶縁性を有するシートであってよく、第1カバーレイは、ベースの両端部に第1グラウンド層が露出するように第1グラウンド層に積層している。第2カバーレイは、第2グラウンド層に積層している。   For example, the first and second coverlays may be thin-film insulating sheets made of polyester, polyimide, or the like, and the first coverlay may be such that the first ground layer is exposed at both ends of the base. It is stacked on one ground layer. The second coverlay is stacked on the second ground layer.
第1カバーレイが第1グラウンド層に積層しているとは、第1カバーレイが第1グラウンド層を被覆していることを意味しており、例えば、第1カバーレイは第1グラウンド層に接着される。第1グラウンド層の露出部は、接続される機器のグラウンドと接触するので、ニッケル/金メッキが施されてもよい。第2カバーレイが第2グラウンド層に積層しているとは、第2カバーレイが第2グラウンド層を被覆していることを意味しており、例えば、第2カバーレイは第1グラウンド層に接着される。(2)の発明による高速伝送用FPCは、第1及び第2グラウンド層が機器内部に短絡することを防止できる。   The first cover lay is laminated on the first ground layer means that the first cover lay covers the first ground layer. For example, the first cover lay covers the first ground layer. Glued. Since the exposed part of the first ground layer is in contact with the ground of the device to be connected, nickel / gold plating may be applied. The fact that the second cover lay is laminated on the second ground layer means that the second cover lay covers the second ground layer. For example, the second cover lay covers the first ground layer. Glued. The FPC for high-speed transmission according to the invention of (2) can prevent the first and second ground layers from being short-circuited inside the device.
(3) 前記第1及び第2グラウンド層は銀箔からなる(1)又は(2)記載の高速伝送用FPC。   (3) The FPC for high-speed transmission according to (1) or (2), wherein the first and second ground layers are made of silver foil.
シールド性能やFPCに求められる屈曲性能及び導電率を考慮すると、第1及び第2グラウンド層は銀箔からなることが好ましい。又、第1グラウンド層の両端部の露出部は、外部への接続端子と成り得るので、金メッキが施されてもよい。   Considering the shielding performance and the bending performance and electrical conductivity required for FPC, the first and second ground layers are preferably made of silver foil. Moreover, since the exposed portions at both ends of the first ground layer can serve as connection terminals to the outside, gold plating may be performed.
(4) 前記複数のスルーホールは、前記第1グラウンドパターンの伸長方向に等間隔で配置されている(1)から(3)のいずれかに記載の高速伝送用FPC。   (4) The FPC for high-speed transmission according to any one of (1) to (3), wherein the plurality of through holes are arranged at equal intervals in the extending direction of the first ground pattern.
本発明において、スルーホールは、一定の高さを有するポールに相当し、一対のスルーホールは、特定電磁波の1/2波長以下となる所定の間隔を有している。複数のスルーホールを特定電磁波の1/2波長以下に等間隔で配置することより、特定電磁波以上の波長をもつ電磁波を遮断することが期待できる。   In the present invention, the through holes correspond to poles having a certain height, and the pair of through holes have a predetermined interval that is equal to or less than ½ wavelength of the specific electromagnetic wave. By arranging a plurality of through holes at equal intervals or less than ½ wavelength of the specific electromagnetic wave, it can be expected to block electromagnetic waves having a wavelength longer than the specific electromagnetic wave.
ここで、特定の電磁波の周波数fを20GHzと想定すると、この電磁波の波長λは「15」mmとなる。1/2波長では「7.5」mmとなる。
λ0=C/f=(3×10)/(20×109)=1.5×10-2m=15mm
λ0:波長、C:光速度 3×10m/s、f:周波数
又、共振する実効波長λは、誘電体の誘電率に影響され、次式で求められる。
λ=λ0/ルートεγ=10〜12mm→λ/2=5〜6mm
λ:実効波長、εγ:誘電率
すなわち、後述するように、複数のスルーホールの配置間隔を略5mmとすることにより、20GHzより低い周波数の電磁波をシールドできるようになる。
Here, assuming that the frequency f of a specific electromagnetic wave is 20 GHz, the wavelength λ 0 of this electromagnetic wave is “15” mm. At 1/2 wavelength, it is “7.5” mm.
λ 0 = C / f = (3 × 10 8 ) / (20 × 10 9 ) = 1.5 × 10 −2 m = 15 mm
λ 0 : wavelength, C: speed of light 3 × 10 8 m / s, f: frequency Also, the effective wavelength λ to be resonated is influenced by the dielectric constant of the dielectric and is obtained by the following equation.
λ = λ 0 / root εγ = 10-12 mm → λ / 2 = 5-6 mm
[lambda]: Effective wavelength, [epsilon] [gamma]: Dielectric constant That is, as described later, an electromagnetic wave having a frequency lower than 20 GHz can be shielded by setting the interval between the plurality of through holes to about 5 mm.
(5) 前記複数のスルーホールの配置間隔は、所定の高周波電磁波の共振波長以下となっている(4)記載の高速伝送用FPC。   (5) The FPC for high-speed transmission according to (4), wherein an interval between the plurality of through holes is equal to or less than a resonance wavelength of a predetermined high-frequency electromagnetic wave.
(6) 前記複数のスルーホールの配置間隔は、略5mmである(4)記載の高速伝送用FPC。   (6) The FPC for high-speed transmission according to (4), wherein an interval between the plurality of through holes is approximately 5 mm.
(7) 前記ベース及び前記誘電体シートがポリイミドからなる(1)から(4)のいずれかに記載の高速伝送用FPC。   (7) The FPC for high-speed transmission according to any one of (1) to (4), wherein the base and the dielectric sheet are made of polyimide.
一定の誘電率を有するベース及び誘電体シートには、誘電体として一般的なポリイミドを使用することが好ましい。このポリイミドは、薄膜のポリイミド板と薄膜の変性ポリイミド板を積層した多層板を含むこともできる。   For the base and the dielectric sheet having a constant dielectric constant, it is preferable to use general polyimide as a dielectric. The polyimide may include a multilayer board in which a thin film polyimide board and a thin film modified polyimide board are laminated.
本発明による高速伝送用FPCがインピーダンスマッチングするには、ベース及び誘電体シートは、例えば130μm程度の厚みが必要になる。ベース及び誘電体シートを薄くすると、高速伝送路の線路幅を細くする必要があり、目視による接続が困難となってくる。しかし、一般的には、薄膜のポリイミド板が市販されているので、薄膜のポリイミド板と薄膜の変性ポリイミド板とを交互に積層して、所要の板厚を確保してもよい。変性ポリイミド板は、加熱加圧することにより、接着剤を要することなく、ポリイミド板に積層できるという利点がある。   In order for the high-speed transmission FPC according to the present invention to perform impedance matching, the base and the dielectric sheet need to have a thickness of about 130 μm, for example. When the base and the dielectric sheet are made thin, it is necessary to narrow the line width of the high-speed transmission path, and visual connection becomes difficult. However, in general, since a thin film polyimide plate is commercially available, a thin film polyimide plate and a thin film modified polyimide plate may be alternately laminated to ensure a required plate thickness. The modified polyimide plate has an advantage that it can be laminated on the polyimide plate without requiring an adhesive by heating and pressing.
(8) 前記ベース及び前記誘電体シートがフッ素樹脂からなる(1)から(4)のいずれかに記載の高速伝送用FPC。   (8) The FPC for high-speed transmission according to any one of (1) to (4), wherein the base and the dielectric sheet are made of a fluororesin.
一定の誘電率を有するベース及び誘電体シートには、誘電体としてフッ素樹脂を使用することもできる。フッ素樹脂は、誘電率が低く、高速伝送路の線路幅を細くすることなく、一定の板厚を確保できる利点や柔軟性に優れるという特徴がある。   For the base and the dielectric sheet having a constant dielectric constant, a fluororesin can also be used as the dielectric. Fluororesin has a low dielectric constant, and is characterized in that it has a merit and flexibility that can ensure a certain thickness without reducing the line width of the high-speed transmission path.
(9) 前記高速伝送路は、対をなす差動信号路を含む(1)から(8)のいずれかに記載の高速伝送用FPC。   (9) The high-speed transmission FPC according to any one of (1) to (8), wherein the high-speed transmission path includes a pair of differential signal paths.
例えば、対をなす差動信号路は、LVDS(Low Voltage Differential Signaling:低電圧差動通信)に用いられる配線パターンであって、約350mVの超小振幅の差動信号でデータ通信を行うことができる。   For example, a pair of differential signal paths is a wiring pattern used for LVDS (Low Voltage Differential Signaling), and data communication can be performed with a differential signal having an ultra-small amplitude of about 350 mV. it can.
(10) (1)から(9)のいずれかに記載の高速伝送用FPCに接続されるプリント基板であって、絶縁基板の一方の面に形成し、前記第1グラウンド層の端部に接続する第1グラウンド領域と、この第1グラウンド領域の近傍に形成し、前記複数の高速伝送路の端部に接続するプリントコンタクトと、前記複数の第1グラウンドパターンの端部に接続する複数の第2グラウンドパターンと、を備え、前記高速伝送用FPCの端部がプリント基板に押圧されることにより、当該プリント基板が当該高速伝送用FPCと接続するプリント基板。   (10) A printed circuit board connected to the high-speed transmission FPC according to any one of (1) to (9), formed on one surface of an insulating substrate, and connected to an end of the first ground layer A first ground region, a print contact formed near the first ground region and connected to an end of the plurality of high-speed transmission lines, and a plurality of first contacts connected to an end of the plurality of first ground patterns. A printed circuit board that is connected to the FPC for high-speed transmission by pressing an end of the FPC for high-speed transmission against the printed circuit board.
(10)の発明によるプリント基板は、第1グラウンド領域とプリントコンタクト及び複数の第2グラウンドパターンを備えている。第1グラウンド領域は、絶縁基板の一方の面に形成され、第1グラウンド層の端部に接続する。プリントコンタクトは、第1グラウンド領域の近傍に形成し、複数の高速伝送路の端部に接続する。複数の第2グラウンドパターンは、複数の第1グラウンドパターンの端部に接続する。そして、高速伝送用FPCの端部がプリント基板に押圧されることにより、プリント基板が高速伝送用FPCと接続する。   The printed circuit board according to the invention of (10) includes a first ground region, a printed contact, and a plurality of second ground patterns. The first ground region is formed on one surface of the insulating substrate and is connected to the end of the first ground layer. The print contact is formed in the vicinity of the first ground region and connected to the ends of the plurality of high-speed transmission paths. The plurality of second ground patterns are connected to the ends of the plurality of first ground patterns. Then, the end of the high-speed transmission FPC is pressed against the printed circuit board, so that the printed circuit board is connected to the high-speed transmission FPC.
例えば、このプリント基板は、絶縁基板の両面に導体層を形成する両面プリント基板であってよく、導体層の一方の面には、第1グラウンド領域とプリントコンタクト及び複数の第2グラウンドパターンが形成される。導体層の他方の面には、後述する第2グラウンド領域が形成される。ここで、第1グラウンド領域は、導体層の特定領域であって、第1グラウンド層の端部が接触する面積を有している。プリントコンタクトは、エッジコネクタとも呼ばれる。プリントコンタクトは、複数の高速伝送路と同列に配列される。複数の第2グラウンドパターンは、各プリントコンタクトを挟むように略平行に複数の第1グラウンドパターンと合同に配列される。実体として、第1グラウンド領域とプリントコンタクト及び複数の第2グラウンドパターンは、金メッキが施され、ソルダレジストで囲われる。   For example, the printed circuit board may be a double-sided printed circuit board in which a conductor layer is formed on both sides of an insulating substrate, and a first ground region, a printed contact, and a plurality of second ground patterns are formed on one surface of the conductive layer. Is done. A second ground region to be described later is formed on the other surface of the conductor layer. Here, the first ground region is a specific region of the conductor layer and has an area where the end portion of the first ground layer contacts. The printed contact is also called an edge connector. The print contacts are arranged in the same row as the plurality of high-speed transmission lines. The plurality of second ground patterns are arranged congruently with the plurality of first ground patterns so as to sandwich each print contact. As a matter of fact, the first ground region, the printed contact, and the plurality of second ground patterns are gold-plated and surrounded by a solder resist.
(10)の発明によるプリント基板は、高速伝送用FPCの端部が適宜な押圧手段でプリント基板に押圧されことにより、第1グラウンド層の端部とグラウンド領域が面接触する。又、複数の高速伝送路の端部とプリントコンタクトが面接触する。更に、複数の第2グラウンドパターンは、複数の第1グラウンドパターンの端部に接続する。したがって、コンタクトを有するコネクタを用いて、高速伝送用FPCとプリント基板を接続した場合と比較して、反射による電力損失が小さくなる。   In the printed circuit board according to the invention of (10), the end portion of the first ground layer and the ground region are brought into surface contact with each other when the end portion of the FPC for high-speed transmission is pressed against the printed circuit board by an appropriate pressing means. Further, the end portions of the plurality of high-speed transmission paths and the printed contacts are in surface contact. Furthermore, the plurality of second ground patterns are connected to the ends of the plurality of first ground patterns. Therefore, the power loss due to reflection is reduced as compared with the case where the FPC for high-speed transmission and the printed board are connected using the connector having contacts.
(11) 前記絶縁基板の他方の面に形成する第2グラウンド領域を備え、前記第1グラウンド領域と前記第2グラウンド領域を複数のスルーホールで接続している(10)記載のプリント基板。   (11) The printed circuit board according to (10), further including a second ground region formed on the other surface of the insulating substrate, wherein the first ground region and the second ground region are connected by a plurality of through holes.
本発明による高速伝送用FPCは、複数の高速伝送路を配列するベースの共用平面上に各高速伝送路を挟む第1グラウンドパターンを形成し、更に、第1及び第2グラウンド層が複数の高速伝送路で覆っているので、各高速伝送路は立体的にシールドされ、高速伝送路に伝送される近年の高速信号に対して、クロストークや電磁波の影響を軽減できる。又、本発明による高速伝送用FPCは、インピーダンスマッチングを容易とするために、第1グラウンドパターンと第1及び第2グラウンド層を複数のスルーホールで接続して等電位とした。本発明による高速伝送用FPCのこれらグラウンドと、第1グラウンド層の端部が接続される機器のグラウンドとを接触することにより、これらグラウンドが全て等電位となる。   The FPC for high-speed transmission according to the present invention forms a first ground pattern sandwiching each high-speed transmission path on a common shared plane of a base on which a plurality of high-speed transmission paths are arranged, and the first and second ground layers have a plurality of high-speed transmission paths. Since it is covered with a transmission line, each high-speed transmission line is three-dimensionally shielded, and the influence of crosstalk and electromagnetic waves can be reduced on recent high-speed signals transmitted to the high-speed transmission line. Further, the FPC for high-speed transmission according to the present invention is equipotential by connecting the first ground pattern and the first and second ground layers through a plurality of through holes in order to facilitate impedance matching. By bringing these grounds of the FPC for high-speed transmission according to the present invention into contact with the ground of the device to which the end of the first ground layer is connected, all these grounds become equipotential.
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明による高速伝送用FPC及びこのFPCに接続されるプリント基板の一実施形態の構成を示す斜視図である。図2は、前記実施形態による高速伝送用FPCの斜視分解組立図である。図3は、前記実施形態による高速伝送用FPCの平面図であり、接続端部を拡大して示している。図4は、前記実施形態による高速伝送用FPCの縦断面図であり、図3のX−X矢視図である。図5は、前記実施形態による高速伝送用FPCの縦断面図であり、図3のY−Y矢視図である。図6は、前記実施形態による高速伝送用FPCとプリント基板との接続状態図である。図7は、前記実施形態によるプリント基板の平面図であり、接続部を拡大して示している。   FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an embodiment of a high-speed transmission FPC and a printed circuit board connected to the FPC according to the present invention. FIG. 2 is a perspective exploded view of the FPC for high-speed transmission according to the embodiment. FIG. 3 is a plan view of the FPC for high-speed transmission according to the embodiment, and shows an enlarged connection end. 4 is a longitudinal sectional view of the FPC for high-speed transmission according to the embodiment, and is a view taken along the line XX of FIG. FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the FPC for high-speed transmission according to the embodiment, and is a view taken in the direction of arrows YY in FIG. FIG. 6 is a connection state diagram of the FPC for high-speed transmission and the printed circuit board according to the embodiment. FIG. 7 is a plan view of the printed circuit board according to the embodiment, and shows an enlarged connection portion.
最初に、本発明による高速伝送用FPC(以下、FPCと略称する)及びこのFPCに接続されるプリント基板の構成を説明する。   First, the configuration of a high-speed transmission FPC (hereinafter abbreviated as FPC) and a printed circuit board connected to the FPC according to the present invention will be described.
図1又は図2において、FPC10は、ベース11と複数の高速伝送路11aと複数の第1グラウンドパターン11bを備えている。又、FPC10は、誘電体シート12と第1及び第2グラウンド層13・14を備えている。更に、FPC10は、第1及び第2カバーレイ15・16を備えている。   1 or 2, the FPC 10 includes a base 11, a plurality of high-speed transmission paths 11a, and a plurality of first ground patterns 11b. The FPC 10 includes a dielectric sheet 12 and first and second ground layers 13 and 14. Further, the FPC 10 includes first and second coverlays 15 and 16.
図1又は図2において、ベース11は一定の誘電率を有している。ベース11の一方の面には、複数の高速伝送路11aが配列されている。又、ベース11の一方の面には、複数の第1グラウンドパターン11bが配列されている。第1グラウンドパターン11bは各高速伝送路11aを挟むように略平行に配列されている。誘電体シート12は、複数の高速伝送路11a及び第1グラウンドパターン11bがベース11の両端部に露出するように、ベース11の一方の面に積層している。   In FIG. 1 or FIG. 2, the base 11 has a constant dielectric constant. A plurality of high-speed transmission lines 11 a are arranged on one surface of the base 11. A plurality of first ground patterns 11 b are arranged on one surface of the base 11. The first ground patterns 11b are arranged substantially in parallel so as to sandwich each high-speed transmission path 11a. The dielectric sheet 12 is laminated on one surface of the base 11 so that the plurality of high-speed transmission paths 11 a and the first ground pattern 11 b are exposed at both ends of the base 11.
第1グラウンド層13は、誘電体シート12に積層している。第2グラウンド層14は、ベース11の他方の面に積層している。第1グラウンドパターン11bと第1及び第2グラウンド層13・14を複数のスルーホール1sで接続している(図5参照)。第1カバーレイ15は、第1グラウンド層13が両端部に露出するように、第1グラウンド層13に積層している。第2カバーレイ16は、第2グラウンド層14に積層している。   The first ground layer 13 is laminated on the dielectric sheet 12. The second ground layer 14 is stacked on the other surface of the base 11. The first ground pattern 11b and the first and second ground layers 13 and 14 are connected by a plurality of through holes 1s (see FIG. 5). The first coverlay 15 is laminated on the first ground layer 13 so that the first ground layer 13 is exposed at both ends. The second coverlay 16 is stacked on the second ground layer 14.
図1又は図2において、ベース11は、所定の厚みを有し、この厚さ方向の一方の面に複数の高速伝送路11a及び第1グラウンドパターン11bを備える可撓性を有するシートで形成されている。ベース11は、FPC10の厚さ以外の外形を略規定しているといってよく、長尺状に形成されている。一定の誘電率を有するベース11を基材とした銅張積層板の銅箔をエッチングすることにより、ベース11の一方の面に複数の高速伝送路11a及び第1グラウンドパターン11bを配列することができる。   1 or 2, the base 11 has a predetermined thickness, and is formed of a flexible sheet having a plurality of high-speed transmission lines 11a and first ground patterns 11b on one surface in the thickness direction. ing. It can be said that the base 11 substantially defines an outer shape other than the thickness of the FPC 10, and is formed in a long shape. It is possible to arrange a plurality of high-speed transmission lines 11a and first ground patterns 11b on one surface of the base 11 by etching the copper foil of the copper clad laminate using the base 11 having a constant dielectric constant as a base material. it can.
図1又は図2において、誘電体シート12を基材とした銅張積層板に積層された銅箔を第1グラウンド層13とすることができる。又、ベース11の他方の面に加熱加圧されて接着された銅箔を第2グラウンド層14とすることができる。   In FIG. 1 or FIG. 2, the copper foil laminated | stacked on the copper clad laminated board which used the dielectric material sheet 12 as the base material can be used as the 1st ground layer 13. FIG. In addition, a copper foil bonded to the other surface of the base 11 by heating and pressing can be used as the second ground layer 14.
第2グラウンド層14、ベース11、複数の高速伝送路11a及び第1グラウンドパターン11bを有する導体層、誘電体シート12、第1グラウンド層13の順番に積層されて、加熱加圧されて相互の層が結合する5層のFPC10とすることができる(図1参照)。そして、5層のFPC10に穴明け加工した後にメッキ処理することにより、第1グラウンドパターン11bと第1及び第2グラウンド層13・14を接続する複数のスルーホール1sを形成できる。   A second ground layer 14, a base 11, a conductor layer having a plurality of high-speed transmission lines 11a and a first ground pattern 11b, a dielectric sheet 12, and a first ground layer 13 are laminated in this order, and heated and pressurized to each other. It can be a five-layer FPC 10 where the layers are joined (see FIG. 1). A plurality of through-holes 1s connecting the first ground pattern 11b and the first and second ground layers 13 and 14 can be formed by carrying out a plating process after drilling the five-layer FPC 10.
図1又は図2において、第1及び第2カバーレイ15・16は、ポリエステルやポリイミドなどからなる薄膜の絶縁性を有するシートとなっている。第1カバーレイ15は、第1グラウンド層13に接着している。第1カバーレイ15は、第1グラウンド層13を被覆している。第2カバーレイ16は、第2グラウンド層14に接着している。第2カバーレイ16は、第2グラウンド層14を被覆している。第1及び第2カバーレイ15・16が積層された7層のFPC10は、第1及び第2グラウンド層13・14が機器内部に短絡することを防止できる。   In FIG. 1 or FIG. 2, the first and second coverlays 15 and 16 are thin-film insulating sheets made of polyester or polyimide. The first coverlay 15 is bonded to the first ground layer 13. The first coverlay 15 covers the first ground layer 13. The second coverlay 16 is bonded to the second ground layer 14. The second coverlay 16 covers the second ground layer 14. The seven-layer FPC 10 in which the first and second coverlays 15 and 16 are laminated can prevent the first and second ground layers 13 and 14 from being short-circuited inside the device.
シールド性能やFPCに求められる屈曲性能及び導電率を考慮すると、第1及び第2グラウンド層13・14は銀箔からなることが好ましく、第1グラウンド層13における両端部の露出部13a・13bは、接続される機器のグラウンド(図示せず)と接触するので、ニッケル/金メッキが施されている(図1参照)。   In consideration of shielding performance and bending performance and conductivity required for FPC, the first and second ground layers 13 and 14 are preferably made of silver foil, and the exposed portions 13a and 13b at both ends of the first ground layer 13 are: Since it contacts with the ground (not shown) of the device to be connected, nickel / gold plating is applied (see FIG. 1).
一方、図1において、プリント基板20は、絶縁基板21の一方の面に形成される第1グラウンド領域21aを備えている。又、プリント基板20は、第1グラウンド領域21aの近傍に形成されるプリントコンタクト21bを備えている。第1グラウンド領域21aは、第1グラウンド層13の露出部13bに接続する。プリントコンタクト21bは、複数の高速伝送路11aの端部に接続する。複数の第2グラウンドパターン21cは、複数の第1グラウンドパターン11bの端部に接続する。そして、FPC10の端部が図視されない押圧手段でプリント基板20に押圧されことにより、プリント基板20がFPC10と接続することができる(図6参照)。   On the other hand, in FIG. 1, the printed circuit board 20 includes a first ground region 21 a formed on one surface of the insulating substrate 21. The printed circuit board 20 includes a printed contact 21b formed in the vicinity of the first ground region 21a. The first ground region 21 a is connected to the exposed portion 13 b of the first ground layer 13. The print contact 21b is connected to the ends of the plurality of high-speed transmission paths 11a. The plurality of second ground patterns 21c are connected to the ends of the plurality of first ground patterns 11b. And the printed circuit board 20 can be connected with FPC10 by the edge part of FPC10 being pressed by the printed circuit board 20 by the press means which is not illustrated (refer FIG. 6).
プリント基板20は、絶縁基板21の両面に導体層を形成する両面プリント基板であって、導体層の一方の面には、第1グラウンド領域21aとプリントコンタクト21b及び複数の第2グラウンドパターン21cが形成されている。導体層の他方の面には、第2グラウンド領域22aが形成されている(図6参照)。第1グラウンド領域21aは、導体層の特定領域であって、第1グラウンド層の露出部13bが接触する面積を有している。プリントコンタクト21bは、複数の高速伝送路11aと同列に配列されている。複数の第2グラウンドパターン21cは、各プリントコンタクト21bを挟むように略平行に複数の第1グラウンドパターン11bと合同に配列されている。(図1及び図7参照)。図1及び図6において、第1グラウンド領域21a及びプリントコンタクト21bは、金メッキが施され、ソルダレジストで囲われている。   The printed circuit board 20 is a double-sided printed circuit board in which a conductor layer is formed on both surfaces of an insulating substrate 21, and a first ground region 21a, a printed contact 21b, and a plurality of second ground patterns 21c are formed on one surface of the conductor layer. Is formed. A second ground region 22a is formed on the other surface of the conductor layer (see FIG. 6). The first ground region 21a is a specific region of the conductor layer and has an area with which the exposed portion 13b of the first ground layer is in contact. The print contacts 21b are arranged in the same row as the plurality of high-speed transmission paths 11a. The plurality of second ground patterns 21c are arranged congruently with the plurality of first ground patterns 11b so as to sandwich each print contact 21b. (See FIGS. 1 and 7). 1 and 6, the first ground region 21a and the printed contact 21b are plated with gold and surrounded by a solder resist.
図6において、プリント基板20は、絶縁基板21の他方の面に形成する第2グラウンド領域22aを備えている。複数のスルーホール2sは、第1グラウンド領域21aと第2グラウンド領域22aとを接続している(図7参照)。   In FIG. 6, the printed circuit board 20 includes a second ground region 22 a formed on the other surface of the insulating substrate 21. The plurality of through holes 2s connect the first ground region 21a and the second ground region 22a (see FIG. 7).
次に、本発明によるFPC及びこのFPCに接続されるプリント基板の作用を説明する。   Next, the operation of the FPC according to the present invention and the printed circuit board connected to the FPC will be described.
図1又は図2において、複数の高速伝送路11aを配列するベース11の共用平面上に各高速伝送路11aを挟む複数の第1グラウンドパターン11bを形成している。更に、第1及び第2グラウンド層13・14が複数の高速伝送路11aを覆っている。したがって、各高速伝送路11aは立体的にシールドされているといってよく、高速伝送路11aに伝送される高速信号に対して、高速信号間のクロストークや外部の電磁波の影響を軽減できる。   In FIG. 1 or FIG. 2, a plurality of first ground patterns 11b sandwiching each high-speed transmission path 11a are formed on a common plane of the base 11 on which the plurality of high-speed transmission paths 11a are arranged. Further, the first and second ground layers 13 and 14 cover the plurality of high-speed transmission lines 11a. Therefore, it can be said that each high-speed transmission path 11a is three-dimensionally shielded, and the influence of crosstalk between high-speed signals and external electromagnetic waves can be reduced with respect to the high-speed signal transmitted to the high-speed transmission path 11a.
図1又は図2において、第1及び第2グラウンド層13・14は銀箔からなり、シールド性能を高めている。シールド性能の観点からは、第1及び第2グラウンド層13・14は銅箔も考えられるが、FPCに求められる屈曲性能や導電率を考慮すると、柔軟性に優れ、導電率の良い銀箔が好ましい。又、第1グラウンド層13の両端部の露出部13a・13bは、外部への接続端子と成り得るので金メッキが施されている。   In FIG. 1 or FIG. 2, the first and second ground layers 13 and 14 are made of silver foil to enhance the shielding performance. From the viewpoint of shielding performance, the first and second ground layers 13 and 14 may be copper foils, but in consideration of bending performance and conductivity required for FPC, a silver foil having excellent flexibility and good conductivity is preferable. . In addition, the exposed portions 13a and 13b at both ends of the first ground layer 13 are gold-plated because they can serve as connection terminals to the outside.
更に、図1において、FPC10には、複数のスルーホール2sが第1グラウンドパターン11bの伸長方向に等間隔で配置されている。複数のスルーホール2sの配置間隔Pは、所定の高周波電磁波の共振波長以下となっている。例えば、複数のスルーホール1sの配置間隔Pは、5mmとなっている。   Further, in FIG. 1, the FPC 10 has a plurality of through holes 2s arranged at equal intervals in the extending direction of the first ground pattern 11b. The arrangement interval P between the plurality of through holes 2s is equal to or less than the resonance wavelength of a predetermined high-frequency electromagnetic wave. For example, the arrangement interval P of the plurality of through holes 1s is 5 mm.
ここで、スルーホール1sは、一定の高さを有するポールに相当し、一対のスルーホール1sは、特定電磁波の1/2波長以下となる所定の間隔を有している。複数のスルーホール1sを特定電磁波の1/2波長以下に等間隔で配置することより、特定電磁波以上の波長をもつ電磁波を遮断することが期待できる。   Here, the through-hole 1s corresponds to a pole having a certain height, and the pair of through-holes 1s have a predetermined interval that is equal to or less than ½ wavelength of the specific electromagnetic wave. By arranging the plurality of through holes 1s at equal intervals or less than ½ wavelength of the specific electromagnetic wave, it can be expected to block the electromagnetic wave having a wavelength longer than the specific electromagnetic wave.
現状において、金属線を利用した通信分野では、使用される周波数は一定の限界があると考えられる。特定の電磁波の周波数を20GHzと想定し、所定の計算式に基づき、共振波長を算出すると、一対のスルーホール2sの配置間隔Pは、約5mmとなる。すなわち、複数のスルーホール1sの配置間隔を略5mmとすることにより、20GHzより低い周波数の電磁波をシールドできる。   At present, in the communication field using metal wires, it is considered that there is a certain limit to the frequency used. Assuming that the frequency of the specific electromagnetic wave is 20 GHz and calculating the resonance wavelength based on a predetermined calculation formula, the arrangement interval P of the pair of through holes 2s is about 5 mm. That is, electromagnetic waves having a frequency lower than 20 GHz can be shielded by setting the interval between the plurality of through holes 1 s to about 5 mm.
一方、FPC10は、両面に第1及び第2グラウンド層13・14を有する誘電体層の内部に高速伝送路11aを配列するストリップライン構造となっているといってもよく、高速伝送路11aが両面の第1及び第2グラウンド層13・14からの距離が異なる位置に配列されているオフセット・ストリップライン構造となっているということもできる(図4及び図5参照)。そして、複数のスルーホール1sが第1グラウンドパターン11bと第1及び第2グラウンド層13・14とを接続している(図5参照)。FPC10は、インピーダンスマッチングを容易とするために、第1グラウンドパターン11bと第1及び第2グラウンド層13・14を複数のスルーホール1sで接続して等電位とした。FPC10のこれらグラウンドと、第1グラウンド層の端部が接続される機器のグラウンドとを接触することにより、これらグラウンドが全て等電位となる。   On the other hand, the FPC 10 may be said to have a stripline structure in which high-speed transmission lines 11a are arranged inside a dielectric layer having first and second ground layers 13 and 14 on both sides. It can also be said that it has an offset stripline structure in which the distances from the first and second ground layers 13 and 14 on both sides are arranged at different positions (see FIGS. 4 and 5). A plurality of through holes 1s connect the first ground pattern 11b to the first and second ground layers 13 and 14 (see FIG. 5). In order to facilitate impedance matching, the FPC 10 is connected to the first ground pattern 11b and the first and second ground layers 13 and 14 through a plurality of through holes 1s to be equipotential. By contacting these grounds of the FPC 10 and the ground of the device to which the end of the first ground layer is connected, all of these grounds become equipotential.
例えば、一定の誘電率を有するベース11及び誘電体シート12には、誘電体として一般的なポリイミドを使用することができる。このポリイミドは、薄膜のポリイミド板と薄膜の変性ポリイミド板を積層した多層板を含むこともできる。変性ポリイミド板は、加熱加圧することにより、接着剤を要することなく、ポリイミド板に積層できるという利点がある。   For example, a general polyimide can be used as the dielectric for the base 11 and the dielectric sheet 12 having a constant dielectric constant. The polyimide may include a multilayer board in which a thin film polyimide board and a thin film modified polyimide board are laminated. The modified polyimide plate has an advantage that it can be laminated on the polyimide plate without requiring an adhesive by heating and pressing.
又、一定の誘電率を有するベース11及び誘電体シート12には、誘電体としてフッ素樹脂を使用することもできる。誘電率の低いフッ素樹脂は、高速伝送路の線路幅を細くすることなく、一定の板厚が確保できる利点や柔軟性に優れるという特徴がある。   Further, for the base 11 and the dielectric sheet 12 having a constant dielectric constant, a fluororesin can be used as a dielectric. A fluororesin having a low dielectric constant has the advantage that a certain plate thickness can be secured without reducing the line width of the high-speed transmission path, and that it has excellent flexibility.
高速伝送路11aとしては、LVDSで規定される、対をなす差動信号路を用いることができる。LVDSは、消費電力が少なく、かつ高速でデータ伝送できるというメリットがある。そして、この対をなす差動信号路の線路幅、線路の厚さ、グラウンド層との距離、誘電体の誘電率を適宜に設計することにより、この対をなす差動信号路の終端のインピーダンスを設定できる。   As the high-speed transmission path 11a, a pair of differential signal paths defined by LVDS can be used. LVDS has the advantages of low power consumption and high-speed data transmission. And by designing the line width of the differential signal path forming the pair, the thickness of the line, the distance to the ground layer, and the dielectric constant of the dielectric appropriately, the impedance of the terminal of the differential signal path forming the pair is determined. Can be set.
そして、図6に示されるように、FPC10の端部が適宜な押圧手段でプリント基板20に押圧されことにより、第1グラウンド層13の端部とグラウンド領域21aが面接触する。又、複数の高速伝送路11aの端部とプリントコンタクト21bが面接触する。更に、複数の第2グラウンドパターン21cは、複数の第1グラウンドパターン11bの端部に接続する。したがって、コンタクトを有するコネクタを用いて、FPC10とプリント基板20を接続した場合と比較して、反射による電力損失が小さくなる。又、第1グラウンド領域21aと第2グラウンド領域22aを複数のスルーホール2sで接続しているので、グラウンドが強化される。   Then, as shown in FIG. 6, the end of the FPC 10 is pressed against the printed circuit board 20 by an appropriate pressing means, so that the end of the first ground layer 13 and the ground region 21 a are in surface contact. Further, the end portions of the plurality of high-speed transmission paths 11a and the printed contacts 21b are in surface contact. Furthermore, the plurality of second ground patterns 21c are connected to the ends of the plurality of first ground patterns 11b. Therefore, the power loss due to reflection is smaller than when the FPC 10 and the printed circuit board 20 are connected using a connector having contacts. Further, since the first ground region 21a and the second ground region 22a are connected by the plurality of through holes 2s, the ground is strengthened.
本発明は、FPCのグラウンド層とがプリント基板のグラウンド層が面接触して接続しているので、FPCのグラウンドとプリント基板のグラウンドが等電位となり、インピーダンスの不整合を防止することができる。   In the present invention, since the ground layer of the printed circuit board is in surface contact with the ground layer of the FPC, the ground of the FPC and the ground of the printed circuit board become equipotential, and impedance mismatching can be prevented.
本発明による高速伝送用FPC及びこのFPCに接続されるプリント基板の一実施形態の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of one Embodiment of FPC for high-speed transmission by this invention, and the printed circuit board connected to this FPC. 前記実施形態による高速伝送用FPCの斜視分解組立図である。It is a perspective exploded view of the FPC for high-speed transmission according to the embodiment. 前記実施形態による高速伝送用FPCの平面図であり、接続端部を拡大して示している。It is a top view of FPC for high-speed transmission by the said embodiment, and has expanded and showed the connection edge part. 前記実施形態による高速伝送用FPCの縦断面図であり、図3のX−X矢視図である。It is a longitudinal cross-sectional view of FPC for high-speed transmission by the said embodiment, and is a XX arrow line view of FIG. 前記実施形態による高速伝送用FPCの縦断面図であり、図3のY−Y矢視図である。It is a longitudinal cross-sectional view of FPC for high-speed transmission by the said embodiment, and is a YY arrow line view of FIG. 前記実施形態による高速伝送用FPCとプリント基板との接続状態図である。It is a connection state figure of FPC for high-speed transmission and a printed circuit board by the embodiment. 前記実施形態によるプリント基板の平面図であり、接続部を拡大して示している。It is a top view of the printed circuit board by the said embodiment, and has expanded and showed the connection part.
符号の説明Explanation of symbols
1s スルーホール
1 FPC(高速伝送用FPC)
11 ベース
11a 高速伝送路
11b 第1グラウンドパターン
12 誘電体シート
13 第1グラウンド層
14 第2グラウンド層
1s through hole 1 FPC (FPC for high-speed transmission)
11 Base 11a High-speed transmission line 11b First ground pattern 12 Dielectric sheet 13 First ground layer 14 Second ground layer

Claims (11)

  1. 一定の誘電率を有するベース、このベースの一方の面に配列する複数の高速伝送路、及びこの各高速伝送路を挟むように略平行に前記ベースの一方の面に配列する複数の第1グラウンドパターンを備える高速伝送用FPCであって、
    前記複数の高速伝送路及び第1グラウンドパターンが前記ベースの両端部に露出するように当該ベースの一方の面に積層する誘電体シートと、
    この誘電体シートに積層する第1グラウンド層と、
    前記ベースの他方の面に積層する第2グラウンド層と、を備え、
    前記第1グラウンドパターンと前記第1及び第2グラウンド層を複数のスルーホールで接続している高速伝送用FPC。
    A base having a constant dielectric constant, a plurality of high-speed transmission lines arranged on one side of the base, and a plurality of first grounds arranged on one side of the base substantially in parallel so as to sandwich each high-speed transmission line An FPC for high-speed transmission with a pattern,
    A dielectric sheet that is laminated on one surface of the base such that the plurality of high-speed transmission lines and the first ground pattern are exposed at both ends of the base;
    A first ground layer laminated on the dielectric sheet;
    A second ground layer laminated on the other surface of the base,
    An FPC for high-speed transmission in which the first ground pattern and the first and second ground layers are connected by a plurality of through holes.
  2. 前記ベースの両端部に前記第1グラウンド層が露出するように当該第1グラウンド層に積層する第1カバーレイと、前記第2グラウンド層に積層する第2カバーレイと、を備える請求項1記載の高速伝送用FPC。   The 1st cover lay laminated | stacked on the said 1st ground layer so that the said 1st ground layer may be exposed to the both ends of the said base, The 2nd cover lay laminated | stacked on the said 2nd ground layer is provided. FPC for high speed transmission.
  3. 前記第1及び第2グラウンド層は銀箔からなる請求項1又は2記載の高速伝送用FPC。   The FPC for high-speed transmission according to claim 1 or 2, wherein the first and second ground layers are made of silver foil.
  4. 前記複数のスルーホールは、前記第1グラウンドパターンの伸長方向に等間隔で配置されている請求項1から3のいずれかに記載の高速伝送用FPC。   4. The FPC for high-speed transmission according to claim 1, wherein the plurality of through holes are arranged at equal intervals in an extending direction of the first ground pattern. 5.
  5. 前記複数のスルーホールの配置間隔は、所定の高周波電磁波の共振波長以下となっている請求項4記載の高速伝送用FPC。   The FPC for high-speed transmission according to claim 4, wherein an interval between the plurality of through holes is equal to or less than a resonance wavelength of a predetermined high-frequency electromagnetic wave.
  6. 前記複数のスルーホールの配置間隔は、略5mmである請求項4記載の高速伝送用FPC。   5. The FPC for high-speed transmission according to claim 4, wherein an interval between the plurality of through holes is about 5 mm.
  7. 前記ベース及び前記誘電体シートがポリイミドからなる請求項1から4のいずれかに記載の高速伝送用FPC。   The FPC for high-speed transmission according to any one of claims 1 to 4, wherein the base and the dielectric sheet are made of polyimide.
  8. 前記ベース及び前記誘電体シートがフッ素樹脂からなる請求項1から4のいずれかに記載の高速伝送用FPC。   The FPC for high-speed transmission according to any one of claims 1 to 4, wherein the base and the dielectric sheet are made of a fluororesin.
  9. 前記高速伝送路は、対をなす差動信号路を含む請求項1から8のいずれかに記載の高速伝送用FPC。   The high-speed transmission FPC according to claim 1, wherein the high-speed transmission path includes a pair of differential signal paths.
  10. 請求項1から9のいずれかに記載の高速伝送用FPCに接続されるプリント基板であって、
    絶縁基板の一方の面に形成し、前記第1グラウンド層の端部に接続する第1グラウンド領域と、
    この第1グラウンド領域の近傍に形成し、前記複数の高速伝送路の端部に接続するプリントコンタクトと、
    前記複数の第1グラウンドパターンの端部に接続する複数の第2グラウンドパターンと、を備え、
    前記高速伝送用FPCの端部がプリント基板に押圧されることにより、当該プリント基板が当該高速伝送用FPCと接続するプリント基板。
    A printed circuit board connected to the high-speed transmission FPC according to claim 1,
    A first ground region formed on one surface of the insulating substrate and connected to an end of the first ground layer;
    Print contacts formed near the first ground region and connected to the ends of the plurality of high-speed transmission paths;
    A plurality of second ground patterns connected to ends of the plurality of first ground patterns,
    A printed circuit board in which the printed circuit board is connected to the high-speed transmission FPC when an end of the high-speed transmission FPC is pressed against the printed circuit board.
  11. 前記絶縁基板の他方の面に形成する第2グラウンド領域を備え、前記第1グラウンド領域と前記第2グラウンド領域を複数のスルーホールで接続している請求項10記載のプリント基板。   The printed circuit board according to claim 10, further comprising a second ground region formed on the other surface of the insulating substrate, wherein the first ground region and the second ground region are connected by a plurality of through holes.
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