JP2010170933A

JP2010170933A - フレキシブルフラットケーブル

Info

Publication number: JP2010170933A
Application number: JP2009014055A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Miyasaka; 栄一宮坂; Masanori Sugisaki; 正徳杉崎
Original assignee: BANDO DENSEN KK
Current assignee: BANDO DENSEN KK
Priority date: 2009-01-26
Filing date: 2009-01-26
Publication date: 2010-08-05
Anticipated expiration: 2029-01-26
Also published as: JP4363664B1

Abstract

【課題】フレキシブルフラットケーブルにおいて、ノイズ耐性を有するとともに端部における特性インピーダンスの低下を緩和する。
【解決手段】所定間隔を開けて相互に平行に配置された平板状の複数の導体１１と、導体１１の両端を露出するとともに導体１１を両面から挟んでこれを被覆する第１の絶縁体層１２ａおよび第２の絶縁体層１２ｂと、第１の絶縁体層１２ａの導体１１とは反対側の面に設けられた絶縁性を有する第１の調整材層１４ａと、第１の調整材層１４ａの第１の絶縁体層１２ａとは反対側の面の端部に設けられたグランド板１５と、第１の調整材層１４ａの第１の絶縁体層１２ａとは反対側の面に設けられ、グランド板１５と導通された第１のシールド層１６ａとを有する構造とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、フレキシブルフラットケーブルに関するものである。

今日、デジタルカメラ、プリンタ、携帯電話機、パソコン等の各種外部記憶装置（ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ等）などの各種電子機器の内部配線材として、フレキシブルフラットケーブル（以下、ＦＦＣという）が用いられている。

このＦＦＣは、所定間隔を開けて相互に平行に配置された複数の平板状の導体の両面を、接着剤層の形成されたポリエチレンテレフタレート等の樹脂フィルム（絶縁フィルム）で被覆した構造となっており、たとえば上記電子機器のプリント基板間の接続などに使用される。具体的には、ＦＦＣの両端部において露出した導体を、プリント基板に取り付けられる嵌合型コネクタの端子部（コンタクト）に挿入し、その後、コネクタのロック機構部を閉じることで、コネクタの端子部の先端部がＦＦＣの導体に接触する。

ここで、ＦＦＣを信号の高速伝送用の配線材として用いる場合には、ノイズ耐性劣化およびインピーダンス低下が問題となる。

ノイズ耐性の劣化問題とは、高速度伝送ではノイズが漏洩しやすくなり、漏洩したノイズが近隣の配線材に入り込んで誤動作や伝送損失などを引き起こすというものである。

また、インピーダンスの低下問題とは、高速度伝送では、回路要素のインピーダンスと伝送路である配線材（ここでは、ＦＦＣ）の特性インピーダンスとが異なると、電気エネルギー（信号）の一部が反射して伝達されなくなる（伝送損失が発生する）というものである。したがって、信号を効率よく伝達するために、回路要素と配線材との特性インピーダンスを統一することが必要とされる。

そして、これらの問題への対策として、ＦＦＣの全長に亘ってアルミニウムのシールド層を設け、これをＦＦＣの両端に設けられたグランド板（コネクタに挿入されたときにコネクタのグランド端子と接触する部材）と導通して接地電位とすることが知られている。

特開２００３−０３１０３３号公報特開２００５−３３９８３３号公報特開２００７−２０７６２９号公報特開２００８−０４７５０５号公報特許第３９８２２１０号明細書

しかしながら、従来のＦＦＣの構造では、導体とシールド層との間隔よりも導体とグランド板との間隔の方が狭くなってグランド板がシールド層よりも導体面に接近しているので、端部で特性インピーダンスが低下してしまう。

本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、ノイズ耐性を有するとともに端部における特性インピーダンスの低下を緩和することのできるフレキシブルフラットケーブルを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明のフレキシブルフラットケーブルは、所定間隔を開けて相互に平行に配置された平板状の複数の導体と、前記複数の導体を被覆する絶縁体層と、前記絶縁体層の一方面側において前記複数の導体と全域に亘って等間隔に設けられ、接続媒体のグランド端子と導通して接地電位となる接地電位層と、を有することを特徴とする。

また、請求項２に記載の本発明のフレキシブルフラットケーブルは、所定間隔を開けて相互に平行に配置された平板状の複数の導体と、前記複数の導体の両端を露出するとともに、当該複数の導体を両面から挟んでこれを被覆する第１の絶縁体層および第２の絶縁体層と、前記第１の絶縁体層の前記複数の導体とは反対側の面に設けられ、絶縁性を有する第１の調整材層と、前記第１の調整材層の前記第１の絶縁体層とは反対側の面の端部に設けられ、接続媒体のグランド端子と導通して接地電位となるグランド層と、前記第１の調整材層の前記第１の絶縁体層とは反対側の面に設けられ、前記グランド層と導通された第１のシールド層と、を有することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、上記請求項２に記載の発明において、前記第２の絶縁体層の前記複数の導体とは反対側の面に設けられ、絶縁性を有する第２の調整材層と、前記第２の調整材層の前記第２の絶縁体層とは反対側の面に設けられた第２のシールド層と、をさらに有することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、上記請求項２または３に記載の発明において、前記第１の絶縁体層の前記複数の導体とは反対側の面の両端に設けられた補強板、をさらに有することを特徴とする。

本発明によれば、ノイズ耐性を有するとともに端部における特性インピーダンスの低下を緩和することが可能になる。

本発明の一実施の形態に係るフレキシブルフラットケーブルを示す平面図である。図１のフレキシブルフラットケーブルのＡ−Ａ’線に沿って破断した一方端部を示す断面図である。図２のフレキシブルフラットケーブルにコネクタに挿入された端子が嵌合した状態を示す図である。本発明の比較例としてのフレキシブルフラットケーブルを示す断面図である。図１のフレキシブルフラットケーブルの特性インピーダンスを示す図である。本発明の比較例としてのフレキシブルフラットケーブルの特性インピーダンスを示す図である。本発明の他の実施の形態に係るフレキシブルフラットケーブルを示す断面図図である。図７のフレキシブルフラットケーブルにコネクタに挿入された端子が嵌合した状態を示す図である。

以下、本発明の一例としての実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

図１および図２に示すように、本発明の一実施の形態に係るフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）１０は、所定の間隔を開けて互いに平行に配置された複数の導体１１と、これら複数の導体１１の両端部分を露出して他の部分を被覆する絶縁体層１２（第１の絶縁体層１２ａ、第２の絶縁体層１２ｂ）とを有している。

信号線である導体１１は屈撓性のある平板状の軟銅箔からなり、第１の絶縁体層１２ａと第２の絶縁体層１２ｂとに両面から挟まれて複数本（ここでは９本）が一括して被覆されている。なお、絶縁体層１２は、導体１１側に接着剤層が形成された例えばポリエステル系樹脂（ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリトリメチレンナフタレートなど）のフィルムからなり、導体１１を挟んで第１の絶縁体層１２ａと第２の絶縁体層１２ｂとをラミネート加工したものである。

但し、以下に説明する場合を含め、導体や絶縁体層などＦＦＣ１０を構成する材料は本実施の形態に示すものに限定されるのもではなく、各部材に求められる機能を有する様々な材料が適用可能である。また、材料同士の接合は接着剤による貼着に限定されるものではなく、様々な接合手段が適用可能である。

図２において、導体１１の下方に位置する第１の絶縁体層１２ａは、導体１１の全長を覆っている。これに対して導体１１の上方に位置する第２の絶縁体層１２ｂは、導体１１の両端部分以外の部分を覆っている。したがって、導体１１は第２の絶縁体層１２ｂが被覆された面の両端が露出した形状となっている。なお、導体１１の露出部分には金（Ａｕ）あるいは錫（Ｓｎ）のメッキ層１３が形成されて、コネクタ（図示せず）の端子（信号端子ＴＳ）との電気的な接触抵抗の低減が図られている。但し、メッキ層は形成されていなくてもよく、また金や錫以外で形成してもよい。

第１の絶縁体層１２ａにおける複数の導体１１との反対側の面には、例えばポリエステル系樹脂のフィルムからなる絶縁性を有した第１の調整材層１４ａが貼着されている。さらに、この第１の調整材層１４ａの第１の絶縁体層１２ａとは反対側の面であって第１の調整材層１４ａの端部には、例えば表面に錫メッキの施された軟銅箔からなるグランド板１５（グランド層、接地電位層の一部）が設けられている。このグランド板１５は、ＦＦＣ１０が、回路要素（図示せず）との接続媒体であるコネクタと嵌合されたときにコネクタのグランド端子ＴＧと導通して接地電位となる。

第１の調整材層１４ａの第１の絶縁体層１２ａとは反対側の面（換言すれば、絶縁体層１２の一方面側）には、例えばアルミニウム箔など屈撓性を有する導電性金属からなる第１のシールド層１６ａ（接地電位層の一部）が設けられている。この第１のシールド層１６ａは導電性を有する接着剤を介してグランド板１５の一部（より正確には、ＦＦＣのコネクタ挿入方向と反対側）を覆うように導体１１に沿って貼着されており、したがってグランド板１５と第１のシールド層１６ａとは当該接着剤を介して導通され、ＦＦＣ１０がコネクタと嵌合されると第１のシールド層１６ａは接地電位となる。

したがって、本実施の形態のＦＦＣ１０では、回路要素との接続媒体であるコネクタのグランド端子ＴＧと接触して接地電位となるグランド板１５、およびグランド板１５と導通して当該グランド板１５が接地電位となったときに接地電位となる第１のシールド層１６ａにより、ＦＦＣ１０の全長に亘って延びる接地電位層が構成されている。

前述した第１の絶縁体層１２ａにおける複数の導体１１との反対側の面の両端には、例えばポリエステル系樹脂からなる所定の剛性を有する絶縁性の補強板１７が設けられている。

前述のように、ＦＦＣ１０に屈撓性を持たせるため、必然的にその構成部材は何れも屈撓性に優れたものが使用されている。したがって、これら構成部材だけではコネクタに挿入するための剛性が不足してしまい、組み立て作業性が著しく劣ることになる。そこで、ＦＦＣの両端に補強板１７を設けて幅方向に剛性を持たせている。なお、本発明において、補強板１７は設けられていなくてもよい。

なお、本実施の形態のＦＦＣ１０の寸法は、導体露出長Ｌ１＝３ｍｍ、補強板長＝４ｍｍ、補強板を含んだ部分の厚さＴ１＝０．２５ｍｍ、グランド板を含んだ部分の厚さＴ２＝０．３６ｍｍ、第１のシールド層および絶縁体層（第１の絶縁体層および第２の絶縁体層）を含んだ部分の厚さＴ３＝０．４５ｍｍである。また、導体の厚さ＝０．０３５ｍｍ、導体の幅０．３２ｍｍ、ピッチＰ（導体の中心間距離）＝０．５ｍｍ、全幅Ｋ＝６ｍｍである。また、ＦＦＣ１０の全長は、接続される回路要素との距離に応じて任意に設定される。なお、本発明のＦＦＣはこれらの寸法に限定されるものではなく、自由に設定することができる。

以上の構成を有する本実施の形態のＦＦＣがコネクタに挿入されときの端子の嵌合状態を図３に示す。図示するように、導体１１にはコネクタの信号端子ＴＳが接触し、グランド板１５にはグランド端子ＴＧが接触している。

前述した第１のシールド層１６ａは、ノイズ耐性の劣化および特性インピーダンスの低下を防止するために設けられる。すなわち、第１のシールド層１６ａを設けることにより、高速度伝送において漏洩した他の信号線からのノイズの進入が防止され、また、接続される回路要素との特性インピーダンスのマッチングが図られる。

ここで、本発明の比較例としてのＦＦＣの断面図を図４に示す。

図４に示すＦＦＣ１１０は、所定の間隔を開けて互いに平行に配置された複数の導体１１１と、導体１１１の両端部分を露出して他の部分を被覆する絶縁体層１１２（１１２ａ、１１２ｂ）とを有している。絶縁体層１１２ａの導体１１１との反対面には、両端にグランド板１１５（ＦＦＣ１１０がコネクタに挿入されたときにコネクタのグランド端子と接触して接地電位となる部材）が配置され、両端のグランド板１１５に挟まれるようにして絶縁性の調整材層１１４が貼着されている。そして、調整材層１１４の絶縁体層１１２ａとの反対面には、シールド層１１６が、その両端がグランド板１１５と接触して設けられている。つまり、調整材層１１４は、シールド層１１６と絶縁体層１１２ａとの間に発生するグランド板１１５の厚み相当の隙間を埋める部材として設けられている。

本実施の形態のＦＦＣ（図１〜図３）の特性インピーダンスを図５に、比較例であるＦＦＣ（図４）の特性インピーダンスを図６に、それぞれ示す。これらの図面において、波形の左側がＦＦＣの端部に相当する。なお、測定器は、Ａｇｉｌｅｎｔ８６１００ＣＤＣＡ−Ｊ、測定条件は、ディファレンシャルモードの伝送方式で、ライズタイムは３５ｐｓである。

これらの図面に示すように、要求される特性インピーダンス１００Ωに対して、何れのＦＦＣも端部以外ではほぼ要求を満たしている。一方、本実施の形態のＦＦＣでは、端部で劣化が認められるものの、それでも約９３Ωのレベルは維持されている。これに対して比較例のＦＦＣでは、端部で約６７Ωと、大幅に劣化している。

これは、図４に示す比較例のＦＦＣの構造では、導体１１１とシールド層１１６との間隔Ｒ３よりも導体１１１とグランド板１１５との間隔Ｒ４の方が狭くなってグランド板１１５がシールド層１１６よりも導体面に接近しているので、つまり、ともに接地電位となるグランド板１１５とシールド層１１６における導体１１１との間隔が異なっているので、当該箇所で静電容量が大きく変化しているためである。

これに対して、図１〜図３に示す本実施の形態のＦＦＣの構造では、導体１１と第１のシールド層１６との間隔Ｒ１と導体１１とグランド板１５との間隔Ｒ２とが同じになっているので、つまり第１のシールド層１６ａおよびグランド板１５という接地電位層の導体１１との間隔が全域に亘って等しくなっているので、ＦＦＣの端部で静電容量は大きく変化していないためである。

このように、本実施の形態によれば、導体１１と第１のシールド層１６との間隔Ｒ１と導体１１とグランド板１５との間隔Ｒ２とが同じとなる構造のＦＦＣであることから、ノイズ耐性を有するとともに端部における特性インピーダンスの低下を緩和することが可能になる。

以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって、開示された技術に限定されるものではないと考えるべきである。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈されるべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲の要旨を逸脱しない限りにおけるすべての変更が含まれる。

たとえば、以上の説明においてはシールド層（第１のシールド層１６ａ）は導体１１の片面側にのみ設けられているが、両面に設けるようにしてもよい。

すなわち、図７に示すように、第２の絶縁体層１２ｂにおける複数の導体１１とは反対側の面に第２の調整材層１４ｂを貼着し、この第２の調整材層１４ｂの第２の絶縁体層１２ｂとは反対側の面に第２のシールド層１６ｂを貼着するようにしてもよい。

なお、このような構成のＦＦＣがコネクタに挿入されときの端子の嵌合状態を図８に示す。図３に示す場合と同様、導体１１にはコネクタの信号端子ＴＳが接触し、グランド板１５にはグランド端子ＴＧが接触している。したがって、第１のシールド層１６ａは接地電位とされるが、グランド端子ＴＧと導通していない第２のシールド層１６ｂの電位は不定となっている。

以上の説明では、本発明のフレキシブルフラットケーブルは、電子機器の内部配線材としてのみならず、電子機器同士の接続配線材としても用いることができる。

１０フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）
１１導体
１２絶縁体層
１２ａ第１の絶縁体層
１２ｂ第２の絶縁体層
１３メッキ層
１４ａ第１の調整材層
１４ｂ第２の調整材層
１５グランド板（グランド層、接地電位層の一部）
１６ａ第１のシールド層（接地電位層の一部）
１６ｂ第２のシールド層
１７補強板
ＴＧグランド端子
ＴＳ信号端子

上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明のフレキシブルフラットケーブルは、所定間隔を開けて相互に平行に配置された平板状の複数の導体と、
当該複数の導体を両面から挟んでこれを被覆するとともに、前記導体の両端の一部を所定の信号端子と接触可能に露出させる第１の絶縁体層および第２の絶縁体層と、前記第１の絶縁体層の前記複数の導体とは反対側の面に設けられ、絶縁性を有する第１の調整材層と、前記第１の調整材層の前記第１の絶縁体層とは反対側の面の端部に設けられ、接地電位のグランド端子と接触されるグランド層と、前記第１の調整材層の前記第１の絶縁体層とは反対側の面に設けられ、前記グランド層と導通された第１のシールド層とを有し、前記第１の調整材層は、前記端部において、前記導体と前記第１のシールド層との間隔と、前記導体と前記グランド層との間隔とが同じ厚さとなるように調整されることを特徴とする。

また、請求項２に記載の本発明のフレキシブルフラットケーブルは、上記請求項１に記載の発明において、前記第２の絶縁体層の前記複数の導体とは反対側の面に設けられ、絶縁性を有する第２の調整材層と、前記第２の調整材層の前記第２の絶縁体層とは反対側の面に設けられた第２のシールド層と、をさらに有することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、上記請求項１または請求項２の何れかに記載の発明において、前記第１の絶縁体層の前記複数の導体とは反対側の面の両端において、前記第１の調整材層が設けられていない前記第１の絶縁体層の上に設けられた補強板をさらに有することを特徴とする。

本発明の一実施の形態に係るフレキシブルフラットケーブルを示す平面図である。図１のフレキシブルフラットケーブルのＡ−Ａ’線に沿って破断した一方端部を示す断面図である。図２のフレキシブルフラットケーブルにコネクタに挿入された端子が嵌合した状態を示す図である。本発明の比較例としてのフレキシブルフラットケーブルを示す断面図である。図１のフレキシブルフラットケーブルの特性インピーダンスを示す図である。本発明の比較例としてのフレキシブルフラットケーブルの特性インピーダンスを示す図である。本発明の他の実施の形態に係るフレキシブルフラットケーブルを示す断面図である。図７のフレキシブルフラットケーブルにコネクタに挿入された端子が嵌合した状態を示す図である。

これに対して、図１〜図３に示す本実施の形態のＦＦＣの構造では、導体１１と第１のシールド層１６との間隔Ｒ１と導体１１とグランド板１５との間隔Ｒ２とが同じになっているので、つまり第１のシールド層１６ａおよびグランド板１５という接地電位層の導体１１との間隔が全域に亘って等しくなっているので、ＦＦＣの端部で静電容量は大きく変化していない。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明のフレキシブルフラットケーブルは、所定間隔を開けて相互に平行に配置された平板状の複数の導体と、当該複数の導体を両面から挟んでこれを被覆するとともに、前記導体の両端の一部を所定の信号端子と接触可能に露出させる第１の絶縁体層および第２の絶縁体層と、前記第１の絶縁体層の前記複数の導体とは反対側の面に設けられ、絶縁性を有する第１の調整材層と、前記第１の調整材層の前記第１の絶縁体層とは反対側の面のみの端部に設けられ、接地電位のグランド端子と接触されるグランド層と、前記第１の調整材層の前記第１の絶縁体層とは反対側の面に設けられ、前記グランド層と導通された第１のシールド層とを有し、前記第１の調整材層は、前記端部において、前記導体と前記第１のシールド層との間隔と、前記導体と前記グランド層との間隔とが同じ厚さとなるように調整されることを特徴とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明のフレキシブルフラットケーブルは、所定間隔を開けて相互に平行に配置された平板状の複数の導体と、当該複数の導体を両面から挟んでこれを被覆するとともに、前記導体の両端の一部を所定の信号端子と接触可能に露出させる第１の絶縁体層および第２の絶縁体層と、前記第１の絶縁体層の前記複数の導体とは反対側の面に設けられ、絶縁性を有する第１の調整材層と、前記第１の調整材層の前記第１の絶縁体層とは反対側の面の端部のみに設けられ、接地電位のグランド端子と接触されるグランド層と、前記第１の調整材層の前記第１の絶縁体層とは反対側の面に設けられ、前記グランド層と導通された第１のシールド層とを有し、前記第１の調整材層は、前記端部において、前記導体と前記第１のシールド層との間隔と、前記導体と前記グランド層との間隔とが同じ厚さとなるように調整されることを特徴とする。

Claims

所定間隔を開けて相互に平行に配置された平板状の複数の導体と、
前記複数の導体を被覆する絶縁体層と、
前記絶縁体層の一方面側において前記複数の導体と全域に亘って等間隔に設けられ、接続媒体のグランド端子と導通して接地電位となる接地電位層と、
を有することを特徴とするフレキシブルフラットケーブル。
所定間隔を開けて相互に平行に配置された平板状の複数の導体と、
前記複数の導体の両端を露出するとともに、当該複数の導体を両面から挟んでこれを被覆する第１の絶縁体層および第２の絶縁体層と、
前記第１の絶縁体層の前記複数の導体とは反対側の面に設けられ、絶縁性を有する第１の調整材層と、
前記第１の調整材層の前記第１の絶縁体層とは反対側の面の端部に設けられ、接続媒体のグランド端子と導通して接地電位となるグランド層と、
前記第１の調整材層の前記第１の絶縁体層とは反対側の面に設けられ、前記グランド層と導通された第１のシールド層と、
を有することを特徴とするフレキシブルフラットケーブル。
前記第２の絶縁体層の前記複数の導体とは反対側の面に設けられ、絶縁性を有する第２の調整材層と、
前記第２の調整材層の前記第２の絶縁体層とは反対側の面に設けられた第２のシールド層と、
をさらに有することを特徴とする請求項２記載のフレキシブルフラットケーブル。
前記第１の絶縁体層の前記複数の導体とは反対側の面の両端に設けられた補強板、
をさらに有することを特徴とする請求項２または３記載のフレキシブルフラットケーブル。