JP2009037959A - シールドフラットケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁フィルムに開口を設ける必要がなく、また、グランド用導体として２枚重ねの平角導体を設けることなく、シールドフィルムとグランド用導体との電気接続が確実で、容易に形成できるシールドフラットケーブルを提供する。
【解決手段】グランド用導体を含む複数本の平角導体３が所定の間隔で平面上に配列され、平角導体３の配列面の両面が絶縁フィルム４ａ，４ｂで被覆され、絶縁フィルムの外側がシールドフィルム５で被覆され、端末に導体露出部２ａ，２ｂを有するシールドフラットケーブルである。そして、少なくとも一方の前記の導体露出部２ａにおいて、グランド用導体３ｂが導体露出面の反対側に折り返され、グランド用導体３ｂの先端３ｂ_２がシールドフィルム５に電気接続されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子機器の内部配線等に用いられる電磁シールド機能を有するシールドフラットケーブルに関する。

電子機器の小型化、軽量化に伴い、これらに搭載される電子部品、配線部品の小型化が要求されている。特に、小型機器配線のための配線部材に対しては、限られたスペースで高密度、高信頼性での実装が求められるとともに、ノイズ防止に対する要望も高レベル化されたものが求められている。これらの要求を満たすものとして、一般的には、屈曲が容易で可撓性を有するフラットケーブルに、シールド機能を持たせたシールドフラットケーブルが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このシールドフラットケーブルは、一般的には、複数本の平角導体を所定の間隔で平面上に配列し、導体配列面の両面から絶縁フィルムで挟んで接着一体化して絶縁層とし、絶縁層の外側をシールドフィルムで覆って構成される。そして、複数本の平角導体の一部は、グランド用導体としてシールドフィルムと電気的に接続される。

図５は、上記特許文献１に開示のシールドフラットケーブル２０を示す図で、複数本の平角導体２１を平面上で横一列に所定の間隔をもたせて配列し、そのうちの一部（例えば、両端の平角導体）をグランド用の平角導体２１ａとしている。そして、複数本の平角導体２１が配列された上下面に絶縁フィルム２２ａ，２２ｂを接合して電気的に絶縁し、その外側にシールドフィルム２５を接合してシールド層としている。

平角導体２１，２１ａは、例えば、幅０.７ｍｍ×厚さ０.０５ｍｍの平角の軟銅線で形成され、絶縁フィルム２２ａ，２２ｂは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂等からなる絶縁層２３と、難燃性ポリエステル接着剤からなる絶縁性接着層２４とを積層したものが用いられている。また、シールドフィルム２５は、最外層をＰＥＴなどの樹脂層２６（厚さ数μｍ〜数十μｍ）、中層を銅やアルミなどの金属層２７（厚さ０.１μｍ〜数十μｍ）、最内層を絶縁性接着剤層２８（厚さ数μｍ〜数十μｍ）を積層したものが用いられている。

そして、グランド用の平角導体２１ａの上面側で絶縁フィルム２２ａの適当な位置に開口３０を設け、また、上側のシールドフィルム２５ａの絶縁性接着剤層２８を部分的に除去して、金属層２７をグランド用の平角導体２１ａに超音波接合、スポット溶接あるいはレーザ溶接などで直接接合して接合部３１とするようにしている。

また、図６に示すシールドフラットケーブル２０’は、従来から知られている他の例で、図６（Ａ）に示すように、複数本の平角導体２１のうちグランド用の平角導体２１ａを上下２枚重ねで形成する例である。なお、平角導体２１，２１ａ並びに絶縁フィルム２２ａ，２２ｂは、図５と同様な材料を用いて形成することができる。しかし、シールドフィルム２５’は、最外層をＰＥＴなどの樹脂層２６、中層を銅やアルミなどの金属層２７、最内層を導電性接着剤層２９を積層したものを用いることができる。

このシールドフラットケーブル２０’は、コネクタ等に接続するための端末において、平角導体２１，２１ａの上面側が露出されるが、２枚重ねのグランド用の平角導体２１ａの上側の平角導体２１ａ_１は、上方に折り返してシールドフィルム２５’の導電性接着剤層２９と接触させて電気的に接続する。そして、下側のグランド用の平角導体２１ａ_２は、そのまま絶縁フィルム２２ｂの上面に信号用の平角導体２１と並ぶように配列し、絶縁フィルム２２ｂの背面に端末補強のための補強テープ３２を貼り付けて、電気コネクタへの挿入接続が可能なようにしている。
特開２００５−６３７４４号公報

しかしながら、図５の絶縁フィルムに開口３０を設けて、シールドフィルム２５ａとグランド用の平角導体２１ａを電気的に接続する場合は、絶縁フィルム２２ａに開口３０を設ける工程、シールドフィルム２５の対応個所の絶縁性接着剤の除去などの工程が必要となり、コスト高となる。また、開口３０を設ける際に、絶縁性接着剤の除去が完全に行われていないと電気接続が不良となる。

また、図６のグランド用導体として２枚重ねの平角導体２１ａ_１、２１ａ_２を用いる場合は、２枚重ね部分のケーブル厚さが増加し、また、端末の露出部に、ウィスカ発生を抑制するために金メッキを施すようなケースでは、グランド用導体が２枚重ねられた状態で金メッキされるので、下側のグランド用の平角導体２１ａ_２の表面にメッキが施されないという問題がある。

本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、絶縁フィルムに開口を設ける必要がなく、また、グランド用導体として２枚重ねの平角導体を設けることなく、シールドフィルムとグランド用導体との電気接続が確実で、容易に形成できるシールドフラットケーブルの提供を目的とする。

本発明によるシールドフラットケーブルは、グランド用導体を含む複数本の平角導体が所定の間隔で平面上に配列され、平角導体の配列面の両面が絶縁フィルムで被覆され、絶縁フィルムの外側がシールドフィルムで被覆され、端末に導体露出部を有するシールドフラットケーブルである。そして、前記の導体露出部において、グランド用導体が導体露出面の反対側に折り返され、グランド用導体の先端がシールドフィルムに電気接続されていることを特徴とする。

本発明によれば、シールドフィルムとグランド用導体との電気接続に絶縁フィルムに開口を設ける必要がないので、作業工程を短縮でき接続不良を低減することができる。また、端末の露出導体部に効率的にメッキ処理を実施することができ、ウィスカ防止を安価に実施することが可能となる。

図により本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明によるシールドフラットケーブルの概略を説明する図、図２は本発明によるグランド用導体の接続形態を説明する図である。図中、１はシールドフラットケーブル、２ａ，２ｂは導体露出部、３は平角導体、３ａは信号用導体、３ｂはグランド用導体、４ａ，４ｂは絶縁フィルム、５はシールドフィルム、６は絶縁層、７は絶縁性接着層、８は樹脂層、９はシールド層（金属層）、１０は導電性接着層、１１は補強テープを示す。

図１（Ａ）に示すように、本発明によるシールドフラットケーブル１は、複数本の平角導体３を所定の間隔で平面上に一列に配列してなり、その配列面の両面（上下面）から絶縁フィルム４ａ、４ｂを接合接着して絶縁被覆とされる。ケーブル両端の端末は、導体露出部２ａ又は２ｂ（図１には、２ａ側のみを図示）として、少なくとも、平角導体３の片面（例えば、上面側）が露出された状態とされ、背面側に端末補強のための補強テープ１１を接着して電気コネクタ等との電気接続に供される形状とされる。この導体露出部２ａ，２ｂにおける導体表面は、良好な電気接続が得られるように金属メッキ等が施される。この金属メッキには、電気コネクタの接触子による圧縮応力を受けることに起因するウィスカ発生を抑制することから金メッキを施すの好ましい。

平面上に一列に配列された複数本の平角導体３の一部、例えば、１０本の平角導体のうちの図示手前側から２番目と８番目の導体をグランド用導体３ｂとし、その他の導体を信号用導体３ａあるいは電源用導体として、電気コネクタの接触子と接続されるようにする。また、絶縁フィルム４ａ、４ｂの外側の全体を、シールドフィルム５で被覆し、後述するようにグランド用導体３ｂと電気接続してグランド電位を付与し、ケーブルを電磁的あるいは静電的にシールドする。

図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のシールドフラットケーブル１のａ−ａ断面を示し、ケーブル構造の概略を説明する図である。平角導体３は、例えば、銅または銅合金の基材に錫メッキが施され、厚さ０.０３５ｍｍ程度、幅０.３ｍｍ程度で、０.５ｍｍ間隔で配列される。絶縁フィルム４ａ，４ｂは、例えば、図５，６で説明したのと同様な構成で、絶縁層６と絶縁性接着層７からなる。絶縁層６は、ポリエステルまたはポリイミドあるいはＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂が用いられ、絶縁性接着層７は、ポリエステル系接着剤もしくは難燃ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）が用いられる。この絶縁フィルム４ａ，４ｂは、平角導体３を挟んで絶縁性接着層７を向き合わせて加熱ローラで熱を加えながら接合することにより貼り合わされ一体化される。

シールドフィルム５は、例えば、図６で説明したのと同様な構成で、樹脂層８とシールド層９と導電性接着層１０からなる。樹脂層８にはＰＥＴ等のポリエステルが用いられ、シールド層９にはアルミまたは銅等の導電性金属が用いられ、導電性接着層１０は導電フィラー含有の接着剤が用いられる。導電性接着層１０は、絶縁フィルム４ａ，４ｂとの接着の他にグランド用導体３ｂとシールド層９との電気接続を形成し、シールド層９にシールド機能を生じさせている。樹脂層８は、シールド層９の剥離や腐食を防止し、シールドフラットケーブル１の信頼性維持を図っている。

図２（Ａ）は、本発明によるシールドフラットケーブル１の全体を示す図で、両端の端末部分を除いてシールドフィルム５で被覆され電気的にシールドされると共に、両端の端末には、導体露出部２ａまたは２ｂを備え、電気コネクタへの挿入接続が可能とされている。導体露出部２ａまたは２ｂは、複数本の平角導体３の上半部が露出され、導体の露出部分に金メッキ等が施されて電気コネクタとの接続用の接触端子とされ、そのうちの一部は、前述したようにグランド接続されるグランド用導体３ｂとされる。

図２（Ｂ）は、図２（Ａ）における導体露出部２ａ（左側の端末部分）と導体露出部２ｂ（右側の端末部分）の長手方向のｂ−ｂ断面を示している。この図２（Ｂ）に示す導体端末構造は、一般的なフラットケーブルの端末部における信号用導体３ａの導体露出形状の一例を示すものである。左側の導体露出部２ａでは、信号用導体３ａが補強テープ１１の先端から突き出るように形成され、その突き出る導体部分３ａ_１は、下面側で接着されている絶縁フィルム４ｂ’と共に、補強テープ１１の先端を巻き込むようにして折り返され、接着剤等により固定される。右側の導体露出部２ｂでは、信号用導体３ａの先端位置を補強テープ１１の先端位置と一致するように形成した例である。信号用導体３ａの導体端末構造については、電気コネクタへの挿入接続が可能な形状であれば、上記した何れの形態であってもよい。

図２（Ｃ）は、図２（Ａ）における導体露出部２ａ側の長手方向のｃ−ｃ断面を示している。この図２（Ｃ）に示す導体端末構造は、本発明によるグランド用導体３ｂとシールドフィルム５との電気接続を形成するための一例を示すものである。グランド用導体３ｂとされた平角導体は、シールドフラットケーブル１の少なくとも一方の端末側（図２では、左側の端末の導体露出部２ａ）で折り返した際に、補強テープ１１ａの後端を越えて折り返されるような長さで、突き出るように形成される。

このグランド用導体３ｂの突き出る導体部分３ｂ_１は、接着している下側の絶縁フィルム４ｂ’と共に、補強テープ１１の先端を巻き込むようにして折り返される。導体部分３ｂ_１の先端部分３ｂ_２は、補強テープ１１の後端（図２では右端）を越えて折り曲げられ、絶縁フィルム４ｂの背面（導体に接しない面）に添わせられる。次いで、シールドフィルム５が、絶縁フィルム４ａ，４ｂの外側に巻付けられた際に、シールドフィルム５の最内層に設けられている導電性接着層１０（図１参照）により、グランド用導体３ｂの先端部分３ｂ_２を押えると共に電気的に接続（グランド接続）させることができる。

これにより、シールドフィルム５にグランド電位が付与され、平角導体３に対するシールド機能を生じさせることができる。なお、反対側の端末の導体露出部２ｂでも、シールドフラットケーブル１が長い場合は、グランド用導体３ｂに対して、同様の構成とするのが望ましい。しかし、シールドフラットケーブル１が比較的に短い場合は、一方の導体露出部２ａ側でグランド接続が形成されているので、他方の導体露出部２ｂ側では、グランド用導体３ｂとシールドフィルム５のグランド接続を省略して、信号用導体３ａと同じ導体端末構造とするようにしてもよい。この場合、導体露出部２ｂ側の端末形状は、図の右側に示すように、信号用導体３ａ及びグランド用導体３ｂの端部が、補強テープ１１の先端で揃うようにしてもよい。

図２（Ｄ）は、他の実施形態の一例を示し、前記と同様に図２（Ａ）における導体露出部２ａの長手方向のｃ−ｃ断面で示してある。この図２（Ｄ）に示す導体端末構造は、グランド用導体３ｂの下面側に接着されている絶縁フィルムが、補強テープ１１の先端で除去されている形態とした例である。補強テープ１１の先端から突き出る導体部分３ｂ_１は、図２（Ｃ）の例と同様に、先端部分３ｂ_２は、補強テープ１１の後端を越えて折り曲げられ、絶縁フィルム４ｂの背面に添わせられる。次いで、シールドフィルム５が、絶縁フィルム４ａ，４ｂの外側に巻付けられ電気的に接続（グランド接続）させることができる。この例は、図２（Ｃ）と比べて、導体露出部の全体の厚さを薄くすることができる。

上述したシールドフラットケーブル１は、端末の導体露出部２ａ，２ｂで露出されている信号用導体３ａ及びグランド用導体３ｂは、その導体表面に金メッキが施され、電気コネクタへの接続に対して良好な電気接触状態を形成すると共に、ウィスカ発生を低減させることができる。露出導体の表面に施される金メッキは、シールドフラットケーブル１として、形成した後に施すこともできるが、後述する製造段階のケーブルラミネート材の巻取時または巻戻し段階で連続的に施すようにしてもよい。
また、グランド用導体３ｂは、単一の平角導体で形成でき、絶縁フィルム４ａ，４ｂに開口を設けるなどの特別の加工処理を行うことなく、グランド用導体３ｂとシールドフィルム５との電気接続を形成することができる。

図３及び図４は、上述したシールドフラットケーブルを製造する方法の一例を説明する図で、図中、１２はフラットケーブル素材、１３は平角導体線、１４ａ，１４ｂは絶縁フィルムテープ、１５は切欠窓、１７は加圧ローラ、１８はカッター、１９は切断装置を示す。その他の符号は、図１及び図２で用いたのと同じ符号を用いることにより説明を省略する。

先ず、図３（Ａ）に示すように、複数本の平角導体線１３が供給リール（図示せず）から連続的に供給され、所定の間隔で一列に配列され、これらの平角導体線１３を上下面から挟むようにして、絶縁フィルムテープ１４ａ，１４ｂが供給される。絶縁フィルムテープ１４ａと１４ｂは、複数本の平角導体線１３を挟んで内側の接着剤層が互いに向き合うようにして接合され、加圧ローラ１７（加熱を含む）で接着一体化される。上側の絶縁フィルムテープ１４ａには、平角導体の上面を露出させるための切欠窓１５を形成されている。なお、図２（Ｄ）に示した形態のシールドフラットケーブルを製造する場合は、下側の絶縁フィルムテープ１４ｂにも、平角導体の下面を露出させるための切欠窓を形成しておく。

絶縁フィルムテープ１４ａ，１４ｂと平角導体線１３とのラミネート体はカッター１８により、所定の導体本数と幅寸法に分断されると共に、幅方向の両端（耳部）等の余分な部分も落として、一旦、シールドフラットケーブル用のフラットケーブル素材１２として巻き取られる。次いで、図３（Ｂ）に示すように、このフラットケーブル素材１２を巻き戻し、切欠窓１５の反対側に補強テープ１１ａ，１１ｂが所定の位置で接着固定される。この後、切断装置１９において、絶縁フィルムテープ１４ａ，１４ｂの切欠窓１５及び窓内に露出する平角導体１３を、次に説明する所定の形態で切断し、本発明によるシールドフラットケーブルの基材となるフラットケーブル１’を形成する。

このフラットケーブル１’は、分断された平角導体が絶縁フィルム４ａ，４ｂで絶縁被覆され、両端に導体露出部２ａ，２ｂを備えた構成とされる。なお、切断装置１９でフラットケーブル１’に切断する前に、メッキ浴槽に連続的に浸漬させて、切欠窓１５で露出されている平角導体線１３の導体表面に金メッキ等を行うことができる。しかし、フラットケーブル１’に分断した後に、導体露出部２ａ，２ｂの金メッキを行うようにしてもよい。

図４は、図３における切断装置１９での切断形態と、グランド用導体及び信号用導体の折り返しの状態を説明する図である。先ず、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、上側の絶縁フィルムテープ１４ａ側に露出されている平角導体１３（図３の切欠窓１５により露出）を所定の位置で切断する。例えば、第１の切断個所Ｓ１では、鎖線で示すように、下側の絶縁フィルムシート１４ｂの下面に貼り付けられている補強テープ１１ａの先端側のエッジ１１ａ’から所定長さが突き出るような位置を切断位置として、グランド用導体１３ｂを残して、信号用導体１３ａのみを切断する。また、第２の切断個所Ｓ２では、例えば、補強テープ１１ｂの先端側のエッジ１１ｂ’を切断位置として、全ての平角導体１３（信号用導体１３ａとグランド用導体１３ｂ）を同時に切断する。

第２の切断個所Ｓ２による切断で、長尺状のフラットケーブル素材１２は、図４（Ｃ）に示すように、単品のフラットケーブル１’に分断される。切断位置を上記のように切断個所Ｓ１とＳ２とすることにより、左側の端末構造は、図２で説明した導体露出部２ａで示す形状となり、右側の端末構造は、導体露出部２ｂで示す形状となる。分断されたフラットケーブル１’は、補強テープ１１ａのエッジ１１ａ’から突き出る平角導体３ａ，３ｂを下面に接着されている絶縁フィルム４ｂと共に、補強テープ１１ａを巻き込むようにして折り返す。

次いで、図４（Ｄ）に示すように、グランド用の折り返した導体部分３ｂ_１の先端部分３ｂ_２を絶縁フィルムの下面に添わせる。この後、図４（Ｅ）に示すように、絶縁フィルム４ａ，４ｂの外側にシールドフィルム５を巻付けるようにして接合し、グランド用導体３ｂの先端部分３ｂ_２をシールドフィルム５の内面に挟み込む。シールドフィルム５の内面には、導電性接着層が付与されていて、グランド用導体３ｂと電気的に接続される。

グランド用導体３ｂより短い信号用導体３ａは、図４（Ｆ）に示すように、折り返した導体部分３ａ_１は、補強テープ１１ａの途中部分で接着剤等により固定され、次いで、図４（Ｇ）に示すように、シールドフィルム５で被覆して図１で説明したシールドフラットケーブル１とされる。
また、補強テープ１１ｂのエッジ１１ｂ’の位置で切断された信号用導体３ａ及びグランド用導体３ｂは、何れも図４（Ｃ）〜図４（Ｇ）の右側に示すように、補強テープ１１ｂ’のエッジ１１ｂ’に端部が揃う形状とされる。

本発明によるシールドフラットケーブルの概略を説明する図である。 本発明におけるグランド用導体の構成例を説明する図である。 本発明によるシールドフラットケーブルの製造例を説明する図である。 本発明におけるグランド用導体の形成方法の一例を説明する図である。 従来技術を説明する図である。 他の従来技術を説明する図である。

符号の説明

１、１’…シールドフラットケーブル、２ａ，２ｂ…導体露出部、３…平角導体、３ａ…信号用導体、３ｂ…グランド用導体、４ａ，４ｂ…絶縁フィルム、５…シールドフィルム、６…絶縁層、７…絶縁性接着層、８…樹脂層、９…シールド層（金属層）、１０…導電性接着層、１１，１１ａ，１１ｂ…補強テープ。

Claims (3)

1. グランド用導体を含む複数本の平角導体が所定の間隔で平面上に配列され、前記平角導体の配列面の両面が絶縁フィルムで被覆され、前記絶縁フィルムの外側がシールドフィルムで被覆され、端末に導体露出部を有するシールドフラットケーブルであって、
   前記導体露出部において、前記グランド用導体が導体露出面の反対側に折り返され、前記グランド用導体の先端が前記シールドフィルムに電気接続されていることを特徴とするシールドフラットケーブル。
2. 前記グランド用導体が、端末補強テープを巻くように折り返されていることを特徴とする請求項１に記載のシールドフラットケーブル。
3. 前記端末の導体露出部に金メッキが施されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のシールドフラットケーブル。

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