JP2007281145A

JP2007281145A - フレキシブル配線体

Info

Publication number: JP2007281145A
Application number: JP2006104477A
Authority: JP
Inventors: Junji Inai; 淳二井内; Takashi Miyamoto; 隆司宮本
Original assignee: Kenwood KK
Current assignee: Kenwood KK
Priority date: 2006-04-05
Filing date: 2006-04-05
Publication date: 2007-10-25

Abstract

【課題】折り曲げ時における引っ張り応力を受けることが少なく、シールド配線パターンの断線が起こり難く、シールド性とフレキシブル性とを両立させるシールド構造を備えるフレキシブル配線体を提供する。
【解決手段】ラインパターンLP1とシールドパターンSP1とが配線される長尺平板形状のフレキシブル配線体100において、フレキシブル配線体100は、ラインパターンLP1の配線方向と交差する位置に、折り曲げ部B1を有し、折り曲げ部B1は、折り曲げ方向と直交する折り曲げ線BS1を有し、シールドパターンSP1は、折り曲げ部B1において、折り曲げ線BS1と平行する配線を含んで構成されるフレキシブル配線体100とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、電磁波遮蔽層としてシールド用配線パターンを備えるフレキシブルプリント配線板(ＦＰＣ：Flexible Printed Circuits )、フレキシブルフラットケーブル(ＦＦＣ：Flexible Flat Cable)などのフレキシブル配線体に係り、より詳細には、繰り返し折り曲げ応力や摺動によるシールドパターン配線の断線を防止して、屈曲強度と可撓性を向上させることができるフレキシブル配線体に関するものである。

近年は、携帯電話機・パーソナルコンピュータ・カメラ・ラジオカセット等の電子機器においては、ユーザらの要望から、益々装置の小型化、軽量化および薄型化への移行が進んでいる。このため、これらの機器の内部に使用されているプリント配線板およびケーブル類も、小型軽量で薄型のフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）およびフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）が用いられている。

これらの機器に用いられるフレキシブルプリント配線板およびフレキシブルフラットケーブルなどの配線体では、外部および内部からのノイズに対して遮蔽対策を施さねばならない。遮蔽(シールド)をしないと、ノイズによって信号が影響を受け、本来の電送特性が低下してしまい、製品への障害が発生する虞があるためである。

図６は、従来のフレキシブルプリント配線板(ＦＰＣ)の構造例を外観斜視により示す説明図である。ここでのＦＰＣ６００は、シリカ、紙、漆、膠等の動植物繊維や生分解性プラスチック、難燃性ポリオレフィン、ポリエステルなどの材料を薄板状に形成したベース基材６１を備えており、この上には第一の金属層６２が設けられる。この金属層６２は、プリント技術などを用いて形成された導体パターン（信号パターン）が形成された導体パターン層６２である。また、この導体パターン層６２は、ポリイミド・ポリエステル等の絶縁被膜層（カバーレイ）６３によって被膜されており、この絶縁被膜層６３の上は第二の金属層６４が設けられる。

この第二金属層６４は、外部からのノイズ遮断を行う電磁波遮蔽層すなわちシールド層６４であって、例えば、プリント技術を用いて銅・銀またはカーボンの導電性ペースト（電磁波遮蔽層）を、ベタ塗りまたはメッシュ状にして印刷した後、これを熱硬化処理させて形成することができる。さらに、このシールド層６４を保護するために、その上にポリイミド・ポリエステル等からなる保護層６５（カバーレイ）を設けている。

本願発明のようなシールド層を備えるフレキシブル配線体に関連する技術分野においては、たとえば次のような特許文献が公知である。
特開２００３−１６８８６２号公報特開２００５−２５１９５８号公報

ここで図３〜５を用いて、従来から用いられているフレキシブルプリント配線板(ＦＰＣ)のシールド構造例について具体的に説明する。
図３はＦＰＣのシールド構造の第一の例であり、ＦＰＣ３００は内部に配線ライン(ラインパターン)ＬＰ３を有する長尺平板形状の可撓性ケーブルであり、その中央部はややくびれていて、そのラインパターンの周りには、アルミ蒸着シートや銅箔シートなどの遮蔽用シートＳＴ３を巻きつけて、これによってシールド層を形成している。

図４は、ＦＰＣのシールド構造の第二の例であり、このＦＰＣ４００は、表面側にはラインパターンＬＰ４が、裏面側にはシールドパターンＳＰ４が併設されて配線された長尺平板形状の可撓性ケーブル体であって、ここでのシールドパターンＳＰ４はベタグランド構造からなるシールドパターンとなっている。
また図５は、ＦＰＣのシールド構造の第三の例であり、ＦＰＣ５００は、表面側にはラインパターンＬＰ５が裏面側にはシールドパターンＳＰ５が併設されて配線された長尺平板形状の可撓性ケーブル体であって、ここでのシールドパターンＳＰ５はメッシュ構造によるシールドパターンとなっている。

つぎに従来のＦＰＣにおけるシールド構造の問題点について述べる。
図３のＦＰＣ３００では、配線ラインの周りに巻きつけるアルミ蒸着シートや銅箔シートなどの遮蔽用シートＳＴ１が別途必要になるので、部品点数が増加する、取り付け作業の工程がさらに増える、などによるコストアップが問題となる。
また、図４のＦＰＣ４００と図５のＦＰＣ５００では、ＦＰＣの配線ライン(ラインパターン)の裏面に、ベタグラント構造またはメッシュ構造のシールド用ラインパターンを併設するものであるが、両面ＦＰＣのラインパターンは、銅箔とスルーホールメッキ(銅メッキ)とから構成されており、ライン数が多い程、またラインが太い程、ＦＰＣの剛性が上がってしまい、ＦＰＣ本来の特徴であるフレキシブル性(可撓性)の性能が発揮できなくなる。

そして、ＦＰＣ４００とＦＰＣ５００のようなベタグラント構造またはメッシュ構造のシールド用パターンを備える可撓性ケーブルでは、これを曲げるときの曲げ方向に対しては、シールドパターンが平行あるいは交差するような配線パターンとなっており、そのため、ＦＰＣを曲げる際には、パターンから引っ張られる(あるいは縮められる)方向に大きな力が発生することにより、パターン断線に至りやすくなるという問題がある。

図４のＦＰＣ４００についてより詳しく述べる。このＦＰＣ４００は、主部Ａ４−中間部Ｂ４−主部Ｃ４とからなる長尺平板形状の可撓性ケーブル体であり、中間部Ｂ４が折り曲げ部となっている。曲げ方向(Ｄ４とＤ４’)に応力がかけられると、折り曲げ部Ｂ４において折り曲げられ、その折り曲げ部Ｂ４には多くの折り曲げ線ＢＳ４が生じるが、これらの折り曲げ線ＢＳ４は、曲げ方向(Ｄ４−Ｄ４’)に直交するかそれに角度をもって交差される線となる。そして、このＦＰＣ４００のシールドパターンＳＰ４は、折り曲げられるときは外側となって、内側にあるラインパターンＬＰ４よりも大きな曲率半径を有するので、より大きな引っ張り応力がかかって、シールドパターンの断線が起こりやすい構造となっている。

本願発明では上記の問題点に鑑みてなされたものであって、アルミ蒸着シートや銅箔シートなどの別部品からなるシールド用シートが必要ではないシールド構造、確実なシールド性を確保しつつ、繰り返しの屈曲／ひねり／引っ張り／摺動などの動作に伴う応力が加わっても、シールトパターンが容易に断線することがなく、シールド性とフレキシブル性を両立させることができるシールド構造、を備えるフレキシブル配線体を提供することを目的としている。

（１）ラインパターンとシールドパターンとが併設配線される長尺平板形状のフレキシブル配線体において、
前記フレキシブル配線体は、前記ラインパターンの配線方向と交差する位置に折り曲げ部を有し、
前記折り曲げ部は、折り曲げ方向と直交する折り曲げ線を有し、
前記シールドパターンは、前記折り曲げ部において前記折り曲げ線と平行する配線を備えて構成される。

（２）(１)のフレキシブル配線体において、
前記シールドパターンは、前記折り曲げ部において、前記折り曲げ線に平行する配線と前記折り曲げ線と交差する配線とを備えて構成される。
（３）(２)のフレキシブル配線体において、
前記シールドパターンは、前記折り曲げ線に平行する複数の配線と、前記折り曲げ線と直交する少なくとも２本の配線とにより、梯子状のパターンに構成される。
（４）(１)のフレキシブル配線体において、
前記シールドパターンは、前記折り曲げ部における配線パターンと、前記折り曲げ部以外における配線パターンとを備え、
前記折り曲げ部以外における配線パターンは、メッシュ状パターンまたはベタグランドパターンによって構成される。

本願発明によるフレキシブル配線体では、ラインパターンの配線方向と交差する位置に折り曲げ部を有し、その折り曲げ部は折り曲げ方向と直交する折り曲げ線を有し、シールドパターンはその折り曲げ部において前記折り曲げ線と平行する配線を備えて構成されている。そのため、シールドパターンの折り曲げ線と平行する配線は、折り曲げ時においても引っ張り応力を受けることがなく、また、フレキシブル配線体自体が折り曲げ時に硬くなることもなく、シールドパターンの断線は起こり難くなり、シールド性とフレキシブル性とを両立させることができるシールド構造を備えるフレキシブル配線体を提供することができる。

さて、本発明によるフレキシブル配線体の実施の形態について、図１(第１の実施の形態)と図２(第２の実施の形態)を参照して説明する。
図１(１)は、主部Ａ１−中間部Ｂ１(折り曲げ部)−主部Ｃ１とからなる長尺平板形状の可撓性ケーブル体であるＦＰＣ１００を、表面／側面／背面(裏面)の３方向からみた外観図である。ＦＰＣ１００は、その一方の面側(表面側)にはラインパターンＬＰ１が長手方向に添って配線されており、中間部Ｂ１を経由して主部Ａ１(上部)と主部Ｃ１(下部)とが電気的に接続されている。また、他方の面側(裏面側)にはラインパターンＬＰ１と併設されてシールドパターンＳＰ１が配線されており、主部Ａ１(上部)と主部Ｃ１((下部)とが中間部Ｂ１を経由して電気的に接続されている。

図１(２)は、図１(１)のＦＰＣ１００を曲げ方向(Ｄ１とＤ１’)に応力をかけて曲げたときの様子を示す説明図である。図１(１)のＦＰＣ１００は、折り曲げ部Ｂ１において折り曲げられるが、その折り曲げ部Ｂ１には多くの折り曲げ線ＢＳ１が生じ、これらの折り曲げ線ＢＳ１は、曲げ方向(Ｄ１−Ｄ１’)に直交するかそれに角度をもって交差される線となる。そして、このＦＰＣ１００のシールドパターンＳＰ１は、図１(１)のように折り曲げられるときは、折り曲げ部Ｂ１の外側に位置していて、内側にあるラインパターンＬＰ１よりも大きな曲率半径を有するので、より大きな引っ張り応力がかかりやすい構造となっている。

図１(１)において、ＦＰＣ１００のシールドパターンＳＰ１の配線構造は、折り曲げ部Ｂ１における多数の折り曲げ線ＢＳ１と平行する多数の横配線(ｙ１〜ｙ１２)と、直交する両端２本の縦配線(ｘ１、ｘ２)とから構成され、全体としては「梯子(はしご)状」を成している。ここでの縦配線(ｘ１、ｘ２)は、ＦＰＣ１００の折り曲げ方向(Ｄ１とＤ１’)に略平行に配設されるグランドライン(シールドライン)であり、横配線(ｙ１〜ｙ１２)は縦配線(ｘ１、ｘ２)を繋ぐグランドライン(シールドライン)であって、ＦＰＣ１００の折り曲げ方向(Ｄ１とＤ１’)に略垂直にして配設されたラインとなっている。

図１(１)のＦＰＣ１００のシールドパターンＳＰ１の配線は、ラインパターンの配線方向と交差する位置に折り曲げ部Ｂ１を有し、その折り曲げ部Ｂ１は折り曲げ方向と直交する折り曲げ線ＢＳ１を有し、シールドパターンＳＰ１はその折り曲げ部Ｂ１において前記折り曲げ線と平行する多くの配線(横配線：ｙ１〜ｙ１２)を備えて構成されている。そのため、シールドパターンＳＰ１の横配線(ｙ１〜ｙ１２)は、折り曲げ時においても引っ張り方向のストレスを受けることがなく、シールドパターンＳＰ１の断線は起こり難くなっている。また、フレキシブル配線体(ＦＰＣ１００)自体が折り曲げ時に硬くなることもなく、シールド性とフレキシブル性とを両立させることができるシールド構造を備えるフレキシブル配線体１００が得られる。

つぎの図２は、ＦＰＣ１００とは異なるシールド構造を有するＦＰＣ２００を背面(裏面、シールドパターン側)の方向からみた外観図である。ここでのＦＰＣ２００は、主部Ａ２−中間部Ｂ２(折り曲げ部)−主部Ｃ２とからなる長尺平板形状の可撓性ケーブル体であるのはＦＰＣ１００と同様であるが、このＦＰＣ２００の裏面側には別のシールドパターンＳＰ２が配線されており、主部Ａ２(上部)と主部Ｃ２((下部)とが中間部Ｂ２(折り曲げ部)を経由して電気的に接続されている。

図２において、ＦＰＣ２００の折り曲げ部Ｂ２におけるシールドパターンＳＰ２の配線は、パターンＰ１とＰ２とＰ３とが平板状に一体的に組み合わされた構造「Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３」からなるものであり、パターンＰ１とＰ３とは同じメッシュ構造によるシールドパターンからなり、パターンＰ２は図１のシールドパターンＳＰ１と同様の梯子状シールド構造からなるものが用いられている。

折り曲げ部Ｂ２の中心部にあるパターンＰ２は、折り曲げ線ＢＳ２と平行する複数の横配線(ｙ２２、ｙ２２)と、それに直交する両端２本の縦配線(ｘ２１、ｘ２２)とから構成されていて、全体としては低い「梯子(はしご)状」のシールド構造を成している。また、このＦＰＣ２００では、パターンＰ２の両端側(上下部)には従来のシールド構造によるパターン(Ｐ１とＰ３)を平面的に連結接続して組み合わせたものであり、折り曲げ部Ｂ２の実質的な折り曲げ個所として広い面積を確保する必要のないときには、パターンＰ２の個所だけを「梯子(はしご)状」のシールド構造に形成することができる。なお、ここでは、メッシュ構造によるシールドパターンを採用したが、ベタグランド構造によるシールドパターンを用いてもよい。

これまでは、本発明によるフレキシブル配線体を、フレキシブルプリント配線板(ＦＰＣ：Flexible Printed Circuits )に適用する例について主に述べてきたが、他のフレキシブル配線体、例えばフレキシブルフラットケーブル(ＦＦＣ：Flexible Flat Cable)についても適用することが可能である。

図７は、フレキシブルフラットケーブル(ＦＦＣ)の構造例を外観斜視により示す説明図である。このＦＦＣ７００は、導体パターン７１を絶縁被膜層７２でフラットケーブル形状になるように絶縁被膜し、次に、導体パターン７１中のグランド線７１Ｇの部分の絶縁被膜層７２のみを剥離した後、アクリル系導電性の粘着剤付きの銅箔（またはアルミニウム箔等）で全体を覆うように巻き付けて電磁波遮蔽層７３を形成したものである。このような構造のＦＦＣ７００では、ケーブル自体の曲げやひねり等のストレスによって、ノイズ遮断のための金属箔がとれてしまわないように、電磁波遮蔽層７３とグランド線７１とを強く接続させて接合力を高めておく必要がある。

図７のＦＰＣ７００は、中心部にはラインパターン７１(導体パターン)を、表面側にはシールドパターン７３を有する長尺平板形状のフレキシブルケーブルである。このＦＰＣ７００は、ラインパターン７１の配線方向と交差する位置において折り曲げ部(図示せず)を有し、その折り曲げ部は、折り曲げ方向と直交する折り曲げ線(図示せず)を有している。そして、ＦＰＣ７００の表面に配設されたシールドパターン７３として、その折り曲げ部において、折り曲げ線と平行する配線を備えさせれば、図１または図２のシールドパターンと同様のシールド構造として形成されることができる。

本発明をフレキシブルプリント配線板(ＦＰＣ)に適用した例を示す構造図および説明図である。本発明をフレキシブルプリント配線板(ＦＰＣ)に適用したときのまた別の構造を示す図である。ＦＰＣにおける従来のシールド構造の第一の例を示す図である。ＦＰＣにおける従来のシールド構造の第二の例を示す図である。ＦＰＣにおける従来のシールド構造の第三の例を示す図である。本発明が適用されるＦＰＣ(フレキシブルプリント配線板)の構造例を示す図である。本発明が適用されるＦＰＣ(フレキシブルフラットケーブル)の構造例を示す図である。

符号の説明

１００、２００ＦＰＣ (フレキシブルプリント配線板)
ＬＰ１ラインパターン (配線パターン)
ＳＰ１シールドパターン (遮蔽パターン)
Ａ１主部Ａ１(上部配線部)
Ｂ１中間部(折り曲げ部)
Ｃ１主部Ｃ１(下部配線部)
Ｄ１、Ｄ１’ 曲げ方向
ＢＳ１折り曲げ線
ｙ１〜ｙ１２横配線
ｘ１、ｘ２縦配線
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３シールドパターン
ｙ２２、ｙ２２横配線
ｘ２１、ｘ２２縦配線
７００ＦＰＣ (フレキシブルフラットケーブル)
７１ラインパターン (導体層)
７３シールドパターン(遮蔽層)

Claims

ラインパターンとシールドパターンとが併設配線される長尺平板形状のフレキシブル配線体において、
前記フレキシブル配線体は、前記ラインパターンの配線方向と交差する位置に折り曲げ部を有し、
前記折り曲げ部は、折り曲げ方向と直交する折り曲げ線を有し、
前記シールドパターンは、前記折り曲げ部において前記折り曲げ線と平行する配線を備えて構成される、ことを特徴とするフレキシブル配線体。
請求項１に記載のフレキシブル配線体において、
前記シールドパターンは、前記折り曲げ部において、前記折り曲げ線に平行する配線と前記折り曲げ線と交差する配線とを備えて構成される、ことを特徴とするフレキシブル配線体。
請求項２に記載のフレキシブル配線体において、
前記シールドパターンは、前記折り曲げ線に平行する複数の配線と、前記折り曲げ線と直交する少なくとも２本の配線とにより、梯子状のパターンに構成される、ことを特徴とするフレキシブル配線体。
請求項１に記載のフレキシブル配線体において、
前記シールドパターンは、前記折り曲げ部における配線パターンと、前記折り曲げ部以外における配線パターンとを備え、
前記折り曲げ部以外における配線パターンは、メッシュ状パターンまたはベタグランドパターンによって構成される、ことを特徴とするフレキシブル配線体。