JP2007299704A

JP2007299704A - シールド付きフラットケーブル

Info

Publication number: JP2007299704A
Application number: JP2006128650A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamanobe; 寛山野辺; Hidenori Kobayashi; 秀徳小林; Katsuo Endo; 勝雄遠藤
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2006-05-02
Filing date: 2006-05-02
Publication date: 2007-11-15

Abstract

【課題】特性インピーダンスを整合させつつ、低価格化を図ったシールド付きフラットケーブルを提供するものである。
【解決手段】本発明に係るシールド付きフラットケーブル１２は、信号線１と接地線１０が並列配置された導体群２の上下両面に、絶縁性と難燃性を共有する接着剤３を塗布した接着剤付き絶縁プラスチックフィルム５を設け、その接着剤付き絶縁プラスチックフィルム５の少なくとも片側の面に、導電性を有する接着剤層、導電性金属層７、および絶縁プラスチックフィルム４で構成されるシールド材８を設けたものであり、シールド材８が配置される側の接着剤付き絶縁プラスチックフィルム５の厚さを１２０μｍ以上としたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気・電子機器に使用されるフラットケーブルに係り、特に特性インピーダンス整合を取れるシールド付きフラットケーブルに関するものである。

図５に示すフラットケーブル６は、厚みが０．１〜０．３ｍｍの薄いテープ状の電線であり、導体１を単数本から数十本並列配置した導体群２と、絶縁性と難燃性を共有する接着剤３を塗布した絶縁プラスチックフィルム４（以下、接着剤付き絶縁プラスチックフィルム５という）とを熱圧着などで積層することにより製造される。フラットケーブル６の両端部には、露出する導体群２を裏打ちするための補強板１５が設けられる。

フラットケーブルはその柔軟性を活かし、回路間のジャンパ線（固定配線）に用いられてきた。近年、フラットケーブルの屈曲特性向上が進み、フラットケーブルが電気・電子機器の可動部配線にフレキシブルプリント配線板代替として適用されるケースが増加している。特に、低価格化を狙ったパソコン用のインクジェット型プリンタ印字ヘッド部配線や、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、カーナビゲーション、ＤＶＤ（デジタル多用途ディスク）プレーヤのピックアップ部配線など電子機器への適用が進んでいる。

上記の通り、このフラットケーブルは種々の電気・電子機器配線に広く適用されている。さらにＶＴＲ、ＣＤプレーヤ、ＤＶＤプレーヤなどのＡＶ機器やコピー機、スキャナ、プリンタなどＯＡ機器、およびその他電気・電子機器などにおいては、磁気シールドの観点から、シールド材を被覆したタイプのフラットケーブルが適用されることがある。ここに言うシールド材とは、導電性を有する接着剤と導電性金属層と絶縁性プラスチックフィルムの積層構造から成るものである。導電性接着剤は、接着剤にＮｉやカーボンなどの導電性フィラーと呼ばれる導電性の微粒子を添加したものが一般的である。

さらに最近では、液晶ＴＶやプラズマＴＶなどデジタル機器の需要増と低価格化に伴い、高速かつ大容量の伝送が可能な低価格配線材が求められている。そのため、低価格なシールド付きフラットケーブルにおいて、特性インピーダンス整合の要求が高まってきている。

以上のニーズの下、特性インピーダンス整合を図ったシールド付きフラットケーブルが幾つか提案されている。例えば、導体幅や間隔などの導体構造を規定したもの（特許文献１）や、樹脂の誘電率を制御したもの（特許文献２，３）がある。

特開２００２−１８４２４５号公報特開２００３−３１０３３号公報特開２００５−３３９８３３号公報特開２００４−８７３１２号公報

しかしながら、特許文献１記載のシールド付きフラットケーブルは、導体について幅をプレスやエッチングで細くするなどの加工が必要である。また、特許文献２，３記載のシールド付きフラットケーブルは、高価な発泡樹脂を適用しなくてはならない。このように、従来のシールド付きフラットケーブルは、製造コストが高くなるという問題があった。

本発明の目的は、特性インピーダンスを整合させつつ、低価格化を図ったシールド付きフラットケーブルを提案することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、信号線と接地線が並列配置された導体群の上下両面に、絶縁性と難燃性を共有する接着剤を塗布した接着剤付き絶縁プラスチックフィルムを設け、その接着剤付き絶縁プラスチックフィルムの少なくとも片側の面に、導電性を有する接着剤層、導電性金属層、および絶縁プラスチックフィルムで構成されるシールド材を設けたシールド付きフラットケーブルにおいて、上記シールド材が配置される側の上記接着剤付き絶縁プラスチックフィルムの厚さが１２０μｍ以上であることを特徴とするシールド付きフラットケーブルである。

請求項２の発明は、信号線と接地線が並列配置された導体群の上下両面に、絶縁性と難燃性を共有する接着剤を塗布した接着剤付き絶縁プラスチックフィルムを設け、その接着剤付き絶縁プラスチックフィルムの少なくとも片側の面に、導電性を有する接着剤層、導電性金属層、および絶縁プラスチックフィルムで構成されるシールド材を設けたシールド付きフラットケーブルにおいて、上記シールド材が配置される側の上記接着剤付き絶縁プラスチックフィルムは、総厚が１２０μｍ以上になるよう接着剤付き絶縁プラスチックフィルムを２枚以上重ねたものであることを特徴とするシールド付きフラットケーブルである。

請求項３の発明は、上記絶縁プラスチックフィルムをポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、又はポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）で構成し、上記絶縁性と難燃性を共有する接着剤をポリエステル系樹脂又はポリオレフィン系樹脂で構成した請求項１又は２記載のシールド付きフラットケーブルである。

請求項４の発明は、上記導電性金属層がＡｌ、Ａｇ、又はＣｕで構成され、その厚さを１．０μｍ以下とした請求項１〜３いずれかに記載のシールド付きフラットケーブルである。

請求項５の発明は、上記導電性金属層をＡｌ、Ａｇ、又はＣｕの蒸着膜で構成した請求項４記載のシールド付きフラットケーブルである。

本発明によれば、特性インピーダンスが整合され、かつ、安価なシールド付きフラットケーブルを実現することができる。

以下本発明の実施の形態を添付図面により説明する。

前述した特許文献１〜３記載の発明から、フラットケーブルの特性インピーダンス整合のためには、１）導体間距離の制御、２）低誘電率絶縁体の適用が有効である。しかしながら、これらの手法はコスト面からは適正とは言えなかった。

そこで、本発明者らはさらに検討を進めた結果、特性インピーダンス整合を図る上で、導体とシールド材における導電性接着剤層までの距離も重要なファクターであることを突き止め、具体的手段として接着剤付き絶縁プラスチックフィルムの厚みを規定した。

図１に本発明の好適一実施の形態に係るシールド付きフラットケーブルの斜視図を、図２に図１の２Ａ−２Ａ線断面図を示す。尚、図５と同様の部材には同じ符号を付しており、これらの部材については説明を省略する。

図１に示すように、本実施の形態に係るシールド付きフラットケーブル１２は、信号線（導体）１と接地線（導体）１０が並列配置された導体群２の上下両面に、絶縁性と難燃性を共有する接着剤３が塗布され、厚さが１２０μｍ以上の接着剤付き絶縁プラスチックフィルム５を設け、その接着剤付き絶縁プラスチックフィルム５の上下両面にシールド材８を設けたものである。接地線１０の片面（図２中では上面）にはシールド側接地線１６が重ねられており、このシールド側接地線１６の両端部（折り返し部１１）をケーブル中央側に折り返した部分が、接地線１０の露出部（両端部）である。

厚さが１２０μｍ以上の接着剤付き絶縁プラスチックフィルム５は、１枚もの又は薄膜の接着剤付き絶縁プラスチックフィルムを２枚以上貼り合わせたもののいずれであってもよい。

接着剤付き絶縁プラスチックフィルム５は、図２に示すように、接着剤層３と絶縁プラスチックフィルム４で構成される。また、シールド材８は、導電性を有する接着剤層（以下、導電性接着剤層という）、導電性金属層７、および絶縁プラスチックフィルム４で構成される。導電性接着剤層は、接着剤９中に導電性の微粒子１９を添加、分散したもので構成される。

絶縁プラスチックフィルム４の構成材としてはＰＥＴ、ＰＥＮ、あるいはＰＰＳなどが好ましく、価格面からＰＥＴがより好ましい。

また、接着剤３としては、ポリエステル系樹脂、またはポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂が挙げられる。

また、シールド材８の導電性金属層７は薄いほど良好であり、厚みが１．０μｍ以下で、Ａｇ、Ｃｕ、又はＡｌの蒸着膜が好ましく、コスト面からＡｌ蒸着膜がより好ましい。さらに好ましくは０．３μｍ以下であり、より好ましくは０．１μｍ以下である。

次に、本実施の形態の作用を説明する。

本実施の形態に係るシールド付きフラットケーブルでは、特性インピーダンス整合のため、接着剤付き絶縁プラスチックフィルム５の厚膜化を図り、具体的にはその厚さを１２０μｍ以上、好ましくは１２０〜２００μｍとした。

接着剤付き絶縁プラスチックフィルム５の厚さを１２０μｍ以上と限定した理由は、１２０μｍ未満だと、信号線１と導電性接着剤層との距離が近すぎるため、フラットケーブルの特性インピーダンス整合を図ることができなくなる。廉価な薄膜汎用品を複数枚重ねて貼り合わせて総厚を厚くし、例えば、２００μｍ以上とすることで、特性インピーダンスはより安定するが、コストが高くなる。従って、総厚が２００μｍ以上のものは用途に応じて使用するものとする。

以上の構造により、本実施の形態に係るシールド付きフラットケーブルでは、前述した特許文献１記載のシールド付きフラットケーブルのように導体幅や間隔などの導体構造を規定する必要はなく、一般のフラットケーブルと同様の導体寸法、例えば、導体幅０．３ｍｍ、導体間距離（ピッチ）０．５ｍｍが適用可能となる。つまり、汎用の導体を適用することができるため、低価格化が図れる。

また、本実施の形態に係るシールド付きフラットケーブルは、接着剤付き絶縁プラスチックフィルム５の厚膜化を図ったものであり、その構成樹脂自体は発泡樹脂などのように高価なものに変える必要はない。接着剤付き絶縁プラスチックフィルム５の厚膜化は、廉価な薄膜汎用品を複数枚貼り合わせることで達成可能であるため、本実施の形態に係るシールド付きフラットケーブルは、従来構造品（前述した特許文献２，３記載のシールド付きフラットケーブルなど）と比べて低価格で生産可能である。

よって、本実施の形態に係るシールド付きフラットケーブルは、特性インピーダンスの整合を図りつつ、低価格化を実現することができる。

単独で厚さが１２０μｍ以上の接着剤付き絶縁プラスチックフィルム５は需要が非常に少なく、汎用の薄膜品と比べて価格が数倍にもなってしまう。このため、廉価な薄膜汎用品を２枚もしくはそれ以上重ねて貼り合わせ、総厚を１２０μｍ以上としても構わない。接着剤付き絶縁プラスチックフィルムを複数枚貼り合わせる際、フィルム全体における難燃性が規格を十分満たしているならば、貼り合わせる接着剤付き絶縁プラスチックフィルムの一部については難燃性を付与していないものであっても構わない。

本発明の効果を検証するため、２芯対撚シールド線（通称：ツインナックスケーブル）を模擬した１５種類のディファレンシャル型シールド付きフラットケーブル（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１５）を試作し、特性インピーダンスを評価した。特性インピーダンス目標値は１００±１０Ωとした。特性インピーダンスは、オシロスコープ（ソニーテクトロニクス社製、１１８０１Ｂ）を用い、ＴＤＲ（Time domain reflectometry）法にて測定した。

試作したシールド付きフラットケーブルの導体は標準的なＳｎめっき平角軟銅線とした。フラットケーブルの接着剤には、フラットケーブルとしてＵＬ規格のＶＷ−１を満たすための難燃剤や白色顔料を添加した。評価したフラットケーブルの共通仕様は、
導体：Ｓｎめっき平角軟銅線（幅０．３ｍｍ×厚み３５μｍ）
導体ピッチ：０．５ｍｍ
導体芯数：４本（グランド線は両端の２本）
ケーブル長さ：１０００ｍｍ
とした。

試作したシールド付きフラットケーブルは、シールド材を片面貼り付けたものとし、その構造を図３、図４に示す。図中、１３は接着剤付き絶縁プラスチックフィルムＡ（厚さ：Ｔ１）、１４は接着剤付き絶縁プラスチックフィルムＢ（厚さ：Ｔ２）を示している。図３では接着剤付き絶縁プラスチックフィルムＡのみで、上側の接着剤付き絶縁プラスチックフィルムが構成され、図４では接着剤付き絶縁プラスチックフィルムＡ，Ｂで、上側の接着剤付き絶縁プラスチックフィルムが構成される。

本発明の実施例である各フラットケーブル（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１０）の構造（サイズ、材料構成）を表１，表２に示す。価格面から、厚さ５０μｍを超えて接着剤を塗布する場合はポリオレフィン系を用い、それ以下の厚さで接着剤を塗布する場合はポリエステル系を用いた。また、Ｎｏ．１，２については、接着剤付き絶縁プラスチックフィルムＡの１枚貼り付け、Ｎｏ．３〜Ｎｏ．１０については、接着剤付き絶縁プラスチックフィルムＡ，Ｂの２枚貼り付けとした。

比較例である各フラットケーブル（Ｎｏ．１１〜Ｎｏ．１５）の構造を表３に示す。Ｎｏ．１１〜Ｎｏ．１３は、接着剤付き絶縁プラスチックフィルムＡを１枚だけ貼り付けた例、Ｎｏ．１４，１５は、接着剤付き絶縁プラスチックフィルムＡ，Ｂを２枚貼り付けた例であり、またＮｏ．１５は、シールド材における導電性金属層をＡｌの箔とした。

Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１５の特性インピーダンス測定結果を表４に示す。

表４に示すように、接着剤付き絶縁プラスチックフィルムの総厚（ＴＩ＋Ｔ２）を１２０μｍ以上とした本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１０）では、特性インピーダンスが目標の１００±１０Ωを満たしていた。

これに対して、比較例のＮｏ．１１〜Ｎｏ．１４では、接着剤付き絶縁プラスチックフィルムの総厚（ＴＩ＋Ｔ２）が１２０μｍ未満であるため、特性インピーダンスが目標の１００±１０Ωを満たすことができなかった。また、シールド材における導電性金属層をＡｌ箔としたＮｏ．１５は、導電性金属層の厚さが１．０μｍ超であるため、同様に特性インピーダンスが目標の１００±１０Ωを満たすことができなかった。

以上の結果から、接着剤付き絶縁プラスチックフィルムの総厚を１２０μｍ以上とし、シールド材における導電性金属層を蒸着品としたものは、特性インピーダンスが目標値を満足するため、特性インピーダンス整合が可能となることが検証出来た。

本発明の好適一実施の形態に係るシールド付きフラットケーブルの斜視図である。図１の２Ａ−２Ａ線断面図である。実施例におけるシールド付きフラットケーブルの横断面図であり、上側の接着剤付き絶縁プラスチックフィルムが１枚タイプのものである。実施例におけるシールド付きフラットケーブルの横断面図であり、上側の接着剤付き絶縁プラスチックフィルムが２枚貼り合わせタイプのものである。従来のシールド付きフラットケーブルの斜視図である。

符号の説明

１信号線
２導体群
３絶縁性接着剤
４絶縁プラスチックフィルム
５接着剤付き絶縁プラスチックフィルム
７導電性金属層
８シールド材
１０接地線
１２シールド付きフラットケーブル

Claims

信号線と接地線が並列配置された導体群の上下両面に、絶縁性と難燃性を共有する接着剤を塗布した接着剤付き絶縁プラスチックフィルムを設け、その接着剤付き絶縁プラスチックフィルムの少なくとも片側の面に、導電性を有する接着剤層、導電性金属層、および絶縁プラスチックフィルムで構成されるシールド材を設けたシールド付きフラットケーブルにおいて、上記シールド材が配置される側の上記接着剤付き絶縁プラスチックフィルムの厚さが１２０μｍ以上であることを特徴とするシールド付きフラットケーブル。
信号線と接地線が並列配置された導体群の上下両面に、絶縁性と難燃性を共有する接着剤を塗布した接着剤付き絶縁プラスチックフィルムを設け、その接着剤付き絶縁プラスチックフィルムの少なくとも片側の面に、導電性を有する接着剤層、導電性金属層、および絶縁プラスチックフィルムで構成されるシールド材を設けたシールド付きフラットケーブルにおいて、上記シールド材が配置される側の上記接着剤付き絶縁プラスチックフィルムは、総厚が１２０μｍ以上になるよう接着剤付き絶縁プラスチックフィルムを２枚以上重ねたものであることを特徴とするシールド付きフラットケーブル。
上記絶縁プラスチックフィルムをポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、又はポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）で構成し、上記絶縁性と難燃性を共有する接着剤をポリエステル系樹脂又はポリオレフィン系樹脂で構成した請求項１又は２記載のシールド付きフラットケーブル。
上記導電性金属層がＡｌ、Ａｇ、又はＣｕで構成され、その厚さを１．０μｍ以下とした請求項１〜３いずれかに記載のシールド付きフラットケーブル。
上記導電性金属層をＡｌ、Ａｇ、又はＣｕの蒸着膜で構成した請求項４記載のシールド付きフラットケーブル。