JP2011029344A - フレキシブル配線板 - Google Patents

Abstract

【課題】インピーダンス整合の向上を図ることのできるフレキシブル配線板を提供する。
【解決手段】フレキシブル配線板のベースフィルム２の上面には信号線３とグランド線４とが形成される。ベースフィルム２の下面にはシールド層５が形成される。ベースフィルム２には、当該ベースフィルム２を貫通する孔であって、グランド線４に沿って伸びる長孔２１，２２，２３が形成される。グランド線４とシールド層５は、グランド線４に沿って伸びるように長孔２１，２２，２３内に形成された導体部５１，５２，５３を介して導通している。
【選択図】図３

Description

本発明は、フレキシブル配線板に関し、特に、伝送線路におけるインピーダンス整合の向上を図るための技術に関する。

従来、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）やＦＦＣ（Flexible Flat Cable）などフレキシブル配線板が利用されている。特許文献１には、絶縁性のベースフィルムの一方の面に信号線とグランド線とが形成され、他方の面に導電性のシールド層が形成されたフレキシブル配線板が開示されている。このフレキシブル配線板では、グランド線とベースフィルムとを貫通する１つの丸い孔が形成されている。シールド層は導電性ペーストによって構成され、導電性ペーストは貫通孔にも充填されている。これによって、シールド層とグランド線とが導通している。

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しかしながら、上記フレキシブル配線板の構造では、シールド層とグランド線との導通領域が小さいために、良好なインピーダンス整合が得られない場合がある。つまり、上記フレキシブル配線板ではグランド線上の一箇所に形成された貫通孔を介してシールド層とグランド線とが導通している。このような構造において、導電性ペーストなど抵抗の大きな材料がシールド層として利用された場合、貫通孔からの距離に応じてシールド層の電位が高くなる。その結果、インピーダンスも貫通孔からの距離に応じて上昇し、良好なインピーダンス整合が得られない。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、インピーダンス整合の向上を図ることのできるフレキシブル配線板を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係るフレキシブル配線板は、ベースフィルムと、前記ベースフィルムの第１の面側に形成された信号線とグランド線と、前記ベースフィルムの第１の面とは反対の第２の面側に形成されたシールド層と、を備える。前記ベースフィルムには、当該ベースフィルムを貫通する孔であって、前記グランド線に沿って伸びる長孔が形成される。前記グランド線と前記シールド層は、前記グランド線に沿って伸びるように前記長孔内に形成された導体部を介して導通している。

本発明によれば、シールド層とグランド線との導通領域が広がるので、シールド層の各位置での電位を下げることができ、インピーダンス整合の向上を図ることができる。

また、本発明の一態様では、前記グランド線は、前記フレキシブル配線板の表面において露出するとともに互いに離れて位置する２つの接続部と、前記２つの接続部の間に位置する部分である主線部と、を有し、１又は複数の前記長孔は、前記主線部の一端部から他端部まで連なってもよい。この態様によれば、主線部の全域に亘ってインピーダンスの整合が図りやすくなる。

また、本発明の一態様では、前記シールド層は導電性ペーストによって形成され、前記導体部は前記長孔を埋める前記導電性ペーストによって形成されてもよい。こうすることによって、フレキシブル配線板を曲げた場合でも導体部とグランド線との接触を維持できるので、フレキシブル配線板を曲げた場合におけるインピーダンスの変化を抑えることができる。

また、本発明の一態様では、前記ベースフィルムには、前記グランド線の延伸方向に並ぶ複数の前記長孔が形成され、互いに隣り合う２つの前記長孔は、異なる長さを有してもよい。同じ長さの長孔が等間隔で形成される場合、長孔の長さ、間隔に合致した周波数について良好な信号伝送が得られない可能性がある。この態様では、互いに隣り合う２つの長孔を異なる長さを有しているので、より多くの周波数について良好な信号伝送が可能となる。

また、本発明の一態様では、前記長孔はエッチング処理によって形成されてもよい。この態様によれば、複数の長孔又は大きな長孔を形成するのに要する製造工程を少なくできる。

本発明の一実施形態に係るフレキシブル配線板の斜視図である。 上記フレキシブル配線板の分解斜視図である。 上記フレキシブル配線板が有する信号線、グランド線、ベースフィルム及びシールド層の斜視図である。 図１に示すＩＶ−ＩＶ線での断面図であり、同図では上記フレキシブル配線板が有する信号線が示されている。 図１に示すＶ−Ｖ線での断面図であり、同図では上記フレキシブル配線板が有するグランド線が示されている。 上記フレキシブル配線板が有するベースフィルムの平面図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態の例であるフレキシブル配線板１の斜視図である。図２はフレキシブル配線板１の分解斜視図である。図３はフレキシブル配線板１が有する信号線３、グランド線４、ベースフィルム２及びシールド層５の斜視図である。図４は図１に示すＩＶ−ＩＶ線での断面図であり、同図ではフレキシブル配線板１が有する信号線３が示されている。図５は図１に示すＶ−Ｖ線での断面図であり、同図ではフレキシブル配線板１が有するグランド線４が示されている。図６はフレキシブル配線板１が有するベースフィルム２の平面図である。

この例のフレキシブル配線板１は互いに離れて配置される２つの回路基板（不図示）を繋ぐ平型のケーブルである。図２に示すように、フレキシブル配線板１は、絶縁体（ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、液晶ポリマーなど）によって形成されるベースフィルム２を有している。また、フレキシブル配線板１は、ベースフィルム２の上面側に形成された複数の信号線３及び複数のグランド線４と、ベースフィルム２の下面側に形成されたシールド層５とを有している。また、フレキシブル配線板１は、信号線３とグランド線４とを覆うカバー層６と、シールド層５を覆うカバー層７とを有している。

信号線３とグランド線４はフレキシブル配線板１の長さ方向に直線的に伸びる電線である。信号線３とグランド線４はフレキシブル配線板１の幅方向に並んでいる。信号線３は２つのグランド線４の間に形成されている。具体的には、図３に示す信号線３Ａのように、信号線３は例えば、グランド線４と交互に形成される。また、図３に示す信号線３Ｂように、互いに隣り合う複数の信号線３が２つのグランド線４の間に形成されてもよい。信号線３とグランド線４は、例えば銅など金属箔のエッチング処理によってベースフィルム２上にプリントされている。

図３又は図４に示すように、信号線３はフレキシブル配線板１の表面において露出するとともに互いに離れて位置する２つの接続部３１を有している。この例では、信号線３はその両端部に矩形の接続部３１を有し、接続部３１はカバー層６から露出している。フレキシブル配線板１が接続されるコネクタの信号端子は、接続部３１に接触する。また、信号線３は、２つの接続部３１の間の部分である主線部３２を有している。主線部３２は、一方の接続部３１から他方の接続部３１まで伸びるとともに、カバー層６によって覆われている。この例では、主線部３２は接続部３１より細い線状を呈している（図３参照）。

図３又は図５に示すように、グランド線４も、信号線３と同様に、フレキシブル配線板１の表面において露出するとともに互いに離れて位置する２つの接続部４１を有している。この例では、グランド線４はその両端部に矩形の接続部４１を有し、接続部４１はカバー層６から露出している。フレキシブル配線板１が接続されるコネクタのグランド端子は、接続部４１に接触する。また、グランド線４は、２つの接続部４１の間の部分である主線部４２を有している。主線部４２も、主線部３２と同様に、一方の接続部４１から他方の接続部４１まで伸びるとともに、カバー層６によって覆われている。この例では、グランド線４は細長い矩形であり、主線部４２の幅と接続部４１の幅は等しくなっている。

なお、フレキシブル配線板１は補強板８を有している。補強板８はフレキシブル配線板１の両端部に位置しており、接続部３１，接続部４１に沿って設けられている。この例では、補強板８はシールド層５を覆うカバー層７の下面に取り付けられている。

シールド層５はベースフィルム２の幅に対応する幅、すなわちベースフィルム２と等しい幅を有している。そのため、ベースフィルム２を挟んでシールド層５とは反対側に、全ての信号線３とグランド線４とが位置している。この例では、シールド層５の反対側に主線部３２，４２が位置し、接続部３１，４１の反対側には、このシールド層５は設けられていない。シールド層５は、例えば、金属粒子と、金属粒子を含有するバインダ樹脂とによって構成される導電性ペースト（例えば、銀ペーストや、銅ペースト、カーボンペースト）によって形成される。シールド層５の全体がカバー層７によって覆われている。

図３又は図６に示すように、ベースフィルム２には、当該ベースフィルム２を貫通する複数の長孔２１，２２，２３が形成されている。長孔２１，２２，２３はグランド線４に沿って直線的に伸びるよう形成されている。この例では、長孔２１，２２，２３は、グランド線４の主線部４２に沿って形成されている。長孔２１，２２，２３は細長い矩形を呈しており、その長さＬ１，Ｌ２，Ｌ３は、その幅Ｗより長くなっている。この例では、長孔２１，２２，２３の幅Ｗはグランド線４の幅に対応している。すなわち、幅Ｗはグランド線４の幅と等しくなっている。長孔２１，２２，２３は、ベースフィルム２から長孔２１，２２，２３の部分を除去する、ウェットエッチングやドライエッチングなどのエッチング処理によって形成される。こうすることによって、複数の長孔２１，２２，２３が少ない工程で形成され得る。

図３又は図５に示すように、シールド層５にはグランド線４に沿って伸びる導体部５１，５２，５３が設けられている。導体部５１，５２，５３は、それぞれ長孔２１，２２，２３内に形成され、グランド線４の下面に接触している。この例では、長孔２１，２２，２３は、グランド線４の主線部４２に沿って形成されており、導体部５１，５２，５３は主線部４２に接触している。これによって、グランド線４とシールド層５は導体部５１，５２，５３を介して導通している。また、この例では、シールド層５を形成する導電性ペーストが長孔２１，２２，２３に充填されることによって、導体部５１，５２，５３は形成されている。すなわち、導体部５１,５２，５３は導電性ペーストが長孔２１，２２，２３を埋めることによって形成され、導電性ペーストのうち長孔２１，２２，２３内に位置する部分が導体部５１,５２，５３となっている。そのため、導体部５１，５２，５３の形状は長孔２１，２２，２３の形状に対応している。

図３又は図５に示すように、複数（ここでは３つ）の長孔２１，２２は、互いに間隔を空けて、グランド線４の延伸方向に並んでいる。これら複数の長孔２１，２２は、グランド線４の主線部４２の一方の端部４２ａから他方の端部４２ｂまで連なっている。すなわち、グランド線４の延伸方向に並ぶ３つの長孔２１，２２のうち、両端に位置する２つの長孔２１の端部２１ａ，２１ｂ間の距離は、主線部４２の長さと概ね等しくなっている（図６参照）。また、互いに隣り合う２つの長孔２１，２２の間隔Ｇは、長孔２１，２２の長さＬ１，Ｌ２より小さくなっている。

このように、複数の長孔２１，２２が主線部４２の一方の端部４２ａから他方の端部４２ｂまで連なることによって、主線部４２の全域に亘ってインピーダンス整合の向上を図ることができる。また、１つのグランド線４に沿って複数の長孔２１、２２が形成されることによって、フレキシブル配線板１の剛性を調整できる。すなわち、長孔２１，２２の間隔や、長孔２１，２２の長さを調整することによって、フレキシブル配線板１の剛性を調整できる。

また、互いに隣り合う２つの長孔２１，２２は異なる長さを有している。この例では、２つの長孔２１の間に位置する長孔２２の長さＬ２は、長孔２１の長さＬ１より短くなっている。同じ長さの長孔が等間隔で形成される場合、長孔の長さ、間隔に合致した周波数について良好な信号伝送が得られない可能性がある。フレキシブル配線板１のように、互いに隣り合う２つの長孔２１，２２を異なる長さにすることによって、より多くの周波数について良好な信号伝送が得られるようになる。なお、ベースフィルム２には、同じ長さの複数の長孔が異なる間隔で形成されてもよい。これによっても、多くの周波数について良好な信号伝送が得られるようになる。

図３に示すように、長孔２３も主線部４２の一方の端部４２ａから他方の端部４２ｂまで連なっている。詳細には、長孔２３は主線部４２の一方の端部４２ａから他方の端部４２ｂまで伸びており、長孔２３の長さは主線部４２の長さと概ね等しくなっている。そのため、長孔２３内に形成された導体部５３は主線部４２の全域に接触している。なお、この例では、長孔２３内に形成される導体部５３はシールド層５の一方の縁から他方の縁まで伸びている。

以上説明したようにフレキシブル配線板１は、ベースフィルム２と、ベースフィルム２の上面（第１の面）側に形成された信号線３とグランド線４と、ベースフィルム２の下面（第２の面）側に形成されたシールド層５と、を備えている。ベースフィルム２には、当該ベースフィルム２を貫通する孔であって、グランド線４に沿って伸びる長孔２１，２２，２３が形成されている。グランド線４とシールド層５は、グランド線４に沿って伸びるように長孔２１，２２，２３内に形成された導体部５１，５２，５３を介して導通している。このようなフレキシブル配線板１によれば、シールド層５とグランド線４との導通領域を広げることができ、シールド層５の各位置での電位を下げることができる。その結果、インピーダンス整合の向上を図ることができる。また、ベースフィルム２に長孔２１，２２，２３が形成されているので、ベースフィルム２の柔軟性が増し、フレキシブル配線板１の屈曲性を向上できる。

なお、本発明は以上説明したフレキシブル配線板１に限られず、種々の変更が可能である。例えば、以上の説明では、導体部５１，５２，５３は、シールド層５と同様の導電性ペーストであり、当該導電性ペーストが長孔２１，２２，２３に充填されることによって形成されていた。しかしながら、導体部５１，５２，５３とシールド層５は別体に構成されてもよい。例えば、導体部５１，５２，５３が導電性ペーストで構成される一方で、シールド層５は導電性を有するフィルムでもよい。また、導体部５１，５２，５３はグランド線４と一体的に形成され、シールド層５と接触してもよい。

また、以上の説明では、長孔２１，２２，２３は、グランド線４の接続部４１を除く部分、すなわち主線部４２に沿って形成されていた。しかしながら、長孔２１，２２，２３は主線部４２だけでなく接続部４１に沿って形成されてもよい。

また、以上の説明では、長孔２１，２２は異なる長さを有していた。しかしながら、長孔２１，２２は等しい長さを有し、且つ、等間隔に配置されてもよい。

また、以上の説明では、フレキシブル配線板１は真っ直ぐに伸びるように形成され、信号線３とグランド線４はベースフィルム２上に直線的に形成されていた。しかしながら、フレキシブル配線板１、信号線３及びグランド線４は曲がっていてもよい。この場合、長孔２１，２２，２３も、グランド線４に合わせて曲がっていてもよい。

また、以上の説明では、信号線３とグランド線４はベースフィルム２上に形成されていた。しかしながら、ベースフィルム２上には他の絶縁層が形成され、信号線３とグランド線４はこの絶縁層上に形成されてもよい。同様に、ベースフィルム２の下面にもさらに絶縁層が形成され、シールド層５はこの絶縁層上に形成されてもよい。この場合、長孔２１,２２，２３はベースフィルム２とともに、これらの絶縁層をも貫通する。こうすることによって、この長孔２１，２２，２３内に形成される導体部５１，５２，５３を介してグランド線４とシールド層５とが導通する。

１ フレキシブル配線板、２ ベースフィルム、３ 信号線、４ グランド線、５ シールド層、６ カバー層、７ カバー層、８ 補強板、２１，２２，２３ 長孔、２１ａ，２１ｂ 端部、３１ 接続部、３２ 主線部、４１ 接続部、４２ 主線部、４２ａ，４２ｂ 端部、５１，５２，５３ 導体部。

Claims (5)

1. ベースフィルムと、
   前記ベースフィルムの第１の面側に形成された信号線とグランド線と、
   前記ベースフィルムの第１の面とは反対の第２の面側に形成されたシールド層と、を備え、
   前記ベースフィルムには、当該ベースフィルムを貫通する孔であって、前記グランド線に沿って伸びる長孔が形成され、
   前記グランド線と前記シールド層は、前記グランド線に沿って伸びるように前記長孔内に形成された導体部を介して導通している、
   ことを特徴とするフレキシブル配線板。
2. 請求項１に記載のフレキシブル配線板において、
   前記グランド線は、前記フレキシブル配線板の表面において露出するとともに互いに離れて位置する２つの接続部と、前記２つの接続部の間に位置する部分である主線部と、を有し、
   １又は複数の前記長孔が、前記主線部の一方の端部から他方の端部まで連なっている、
   ことを特徴とするフレキシブル配線板。
3. 請求項１に記載のフレキシブル配線板において、
   前記シールド層は導電性ペーストによって形成され、
   前記導体部は前記長孔を埋める前記導電性ペーストによって形成されている、
   ことを特徴とするフレキシブル配線板。
4. 請求項１に記載のフレキシブル配線板において、
   前記ベースフィルムには、前記グランド線の延伸方向に並ぶ複数の前記長孔が形成され、
   互いに隣り合う２つの前記長孔は、異なる長さを有している、
   ことを特徴とするフレキシブル配線板。
5. 請求項１に記載のフレキシブル配線板において、
   前記長孔はエッチング処理によって形成されている、
   ことを特徴とするフレキシブル配線板。

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