JP2018200779A - ケーブル接続構造及びケーブル接続方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ＦＰＣケーブルを基板に直接接合する場合、ＦＰＣケーブルの基板への接合を確実に行うとともに、接続部分に対する電磁干渉対策を簡易に行うことができるケーブル接続構造及びケーブル接続方法を提供すること。【解決手段】信号層１１の一方の面側にシールド層１３が形成されたＦＰＣケーブル１の接続部分Ｅ１と基板２側の接続部分Ｅ２との間に、熱硬化性樹脂系接着剤内に微小はんだ粒が密に散在した接続剤２１を介在させ、加熱によって接続部分Ｅ１と接続部分Ｅ２とをはんだ接続したケーブル接続構造であって、接続部分Ｅ１、及び／または接続部分Ｅ１の基端側から所定長さ離隔した位置までの領域部分に対応するシールド層１３を導電性メッシュ構造体１５にする。シールド層１３の他の領域は、導電性平板構造体１６である。【選択図】図１

Description

本発明は、ＦＰＣケーブルを基板に直接接合する場合、ＦＰＣケーブルの基板への接合を確実に行うとともに、接続部分に対する電磁干渉対策を簡易に行うことができるケーブル接続構造及びケーブル接続方法に関する。
従来、フレキシブルプリント基板（Flexible Printed Circuit：FPC）と硬質基板（Rigid Printed Circuit：RPC）との接続には，コネクタや異方性導電フィルム（Anisotropic Conductive Film, ACF）といった手段が用いられていた。そして、基板にＦＰＣケーブルを接続する場合、専用のコネクタを基板上に配置し、このコネクタにＦＰＣケーブルを接続するのが一般的である。コネクタを用いてＦＰＣケーブルを基板に接続する場合、ＦＰＣケーブルのシールド層でケーブル端子部分が覆われ、また、コネクタによって各信号線をシールドすることができる。これにより、ＦＰＣケーブルと基板との接続部分から漏れる電磁波をなくすことができる。
なお、特許文献１には、液晶ディスプレイ基板のＦＰＣ基板とを接続する場合であって、ＦＰＣが有する金属電極と液晶ディスプレイ基板が有する透明電極とをはんだ接続する構造が記載されている。
特開２０１６−２０７８４２号公報
ところで、近年の電子機器などでは、厚さを小さくして電子機器の小型化を図りたいという要望がある。このため、ＦＰＣケーブルを基板に直接接合することがある。この直接接合には、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）や、ＳＩＧ(Solder in Glue)を用いることができる。ＳＩＧ接合は、熱硬化性樹脂系接着剤内に微小はんだ粒が散在した接続剤に対して、熱を加えると、微小はんだ粒が溶融してはんだ接合を行うとともに接着剤が硬化し、電気的および物理的な接合を行う。この際、微小はんだ粒は散在しているため、隣り合った異なる信号端子間は電気的に短絡することはない。
少なくとも信号線群が配列された信号層の一方の面側にシールド層が形成されたＦＰＣケーブルを基板に直接接合する場合、ＦＰＣケーブルと基板との間に上述した接着剤を介在させ、ＦＰＣケーブルのシールド層側から基板側にホットバーを押圧し、はんだを溶融させる。ここで、シールド層は熱伝導性が高いため、ホットバーから供給される熱がシールド層を介して逃げてしまい、はんだ接続を確実に行うことができないため、接続部分のシールド層を除去することが行われる。しかし、シールド層を除去すると、シールド層を除去してはんだ接続を行った接続部分には、シールド層がないため、この接続部分から電磁波が漏れてしまう。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＦＰＣケーブルを基板に直接接合する場合、ＦＰＣケーブルの基板への接合を確実に行うとともに、接続部分に対する電磁干渉対策を簡易に行うことができるケーブル接続構造及びケーブル接続方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるケーブル接続構造は、少なくとも信号線群が配列された信号層の一方の面側にシールド層が形成されたＦＰＣケーブルのケーブル側接続部分と前記ＦＰＣケーブルが接続される基板側接続部分との間に、熱硬化性樹脂系接着剤内に微小はんだ粒が密に散在した接続剤を介在させ、加熱によって前記ケーブル側接続部分と前記基板側接続部分とをはんだ接続したケーブル接続構造であって、前記ケーブル側接続部分、及び／または前記ケーブル側接続部分の基端側から所定長さ離隔した位置までの領域部分に対応するシールド層をメッシュ構造にしたことを特徴とする。
また、本発明にかかるケーブル接続構造は、上記の発明において、前記信号層のケーブル側接続部分の縁端部にシールドガードを設け、前記シールドガードと前記ケーブル側接続部分の前記シールド層の縁端部とをビア接合したことを特徴とする。
また、本発明にかかるケーブル接続構造は、上記の発明において、前記ケーブル側接続部分の前記シールド層は、前記信号層内のグランド線とビア接合したことを特徴とする。
また、本発明にかかるケーブル接続構造は、上記の発明において、前記ビア接合の間隔は、前記信号線群内を伝送する信号波長よりも短いことを特徴とする。
また、本発明にかかるケーブル接続構造は、上記の発明において、前記ケーブル側接続部分の前記シールド層は、さらに前記ＦＰＣケーブルの先端側に露出させて延びた延長領域を有し、前記基板側接続部分を有する基板は、前記延長領域に対応して前記基板側接続部分の縁端部に前記基板のグランドが露出した露出領域を形成し、前記延長領域と前記露出領域とをはんだ接続することを特徴とする。
また、本発明にかかるケーブル接続構造は、上記の発明において、前記ケーブル側接続部分の前記シールド層は、前記信号層内のグランド線とビア接合したことを特徴とする。
また、本発明にかかるケーブル接続方法は、少なくとも信号線群が配列された信号層の一方の面側にシールド層が形成されたＦＰＣケーブルのケーブル側接続部分と前記ＦＰＣケーブルが接続される基板側接続部分との間に、熱硬化性樹脂系接着剤内に微小はんだ粒が密に散在した接続剤を介在させるとともに、前記ケーブル側接続部分、及び／または前記ケーブル側接続部分の基端側から所定長さ離隔した位置までの領域部分に対応するシールド層をメッシュ構造にし、前記ケーブル側接続部分の前記シールド層側からホットバーを押圧し、加熱によって前記ケーブル側接続部分と前記基板側接続部分とをはんだ接続することを特徴とする。
また、本発明にかかるケーブル接続方法は、上記の発明において、前記信号層のケーブル側接続部分の縁端部にシールドガードを設け、前記シールドガードと前記ケーブル側接続部分の前記シールド層の縁端部とをビア接合したことを特徴とする。
また、本発明にかかるケーブル接続方法は、上記の発明において、前記ケーブル側接続部分の前記シールド層は、前記信号層内のグランド線とビア接合したことを特徴とする。
また、本発明にかかるケーブル接続方法は、上記の発明において、前記ビア接合の間隔は、前記信号線群内を伝送する信号波長よりも短いことを特徴とする。
また、本発明にかかるケーブル接続方法は、上記の発明において、前記ケーブル側接続部分の前記シールド層は、さらに前記ＦＰＣケーブルの先端側に露出させて延びた延長領域を有し、前記基板側接続部分を有する基板は、前記延長領域に対応して前記基板側接続部分の縁端部に前記基板のグランドが露出した露出領域を形成し、前記延長領域と前記露出領域とをはんだ接続することを特徴とする。
また、本発明にかかるケーブル接続方法は、上記の発明において、前記ケーブル側接続部分の前記シールド層は、前記信号層内のグランド線とビア接合したことを特徴とする。
本発明によれば、ケーブル側接続部分、及び／またはケーブル側接続部分の基端側から所定長さ離隔した位置までの領域部分に対応するシールド層をメッシュ構造にしたので、ＦＰＣケーブルを基板に直接接合する場合、ＦＰＣケーブルの基板への接合を確実に行うことができるとともに、接続部分に対する電磁干渉対策を簡易に行うことができる。
図１は、本実施の形態１である基板に対してＦＰＣケーブルを接合する状態を示す模式図である。 図２は、基板にＦＰＣケーブルが接合したケーブル接続構造を示す断面図である。 図３は、図１に示したＦＰＣケーブルの平面図である。 図４は、本実施の形態１の変形例であるＦＰＣケーブルの一例を示す平面図である。 図５は、本実施の形態１の変形例であるＦＰＣケーブルの他の例を示す平面図である。 図６は、本実施の形態２であるＦＰＣケーブルの構造を示す図である。 図７は、図６に示したＦＰＣケーブルと基板とのケーブル接続構造を示す断面図である。 図８は、本実施の形態３であるＦＰＣケーブルの構造を示す図である。 図９は、図８に示したＦＰＣケーブルが基板に接合した状態を示す平面図である。 図１０は、図８に示したＦＰＣケーブルが図９に示した基板に接合した状態を示す断面図である。
以下、添付図面を参照してこの発明を実施するための形態について説明する。
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１である基板２に対してＦＰＣケーブル１を接合する状態を示す模式図である。また、図２は、基板２にＦＰＣケーブル１が接合したケーブル接続構造を示す断面図である。さらに、図３は、ＦＰＣケーブル１の平面図である。
図１及び図３に示すようにＦＰＣケーブル１は、絶縁層１０、信号層１１、絶縁層１２、シールド層１３、絶縁層１４が順次積層されている。なお、図３では、絶縁層１４の接続部分Ｅ１側を一部破断して示している。ＦＰＣケーブル１の先端側の接続部分Ｅ１における絶縁層１０が取り除かれ、信号層１１が露出した状態となっている。また、シールド層１３の接続部分Ｅ１は、導電性メッシュ構造体１５となっている。一方、シールド層１３の接続部分Ｅ１以外の部分は、導電性平板構造体１６となっている。図３に示すように、信号層１１には、複数の信号線１７が配列された信号線群を有する。なお、信号線１７には、グランド線を含めても良い。導電性メッシュ構造体１５のメッシュ穴径は、信号線１７を流れる信号の波長未満である。
一方、基板２上には、電子部品２０が配置されているとともに、ＦＰＣケーブル１が接続される接続部分Ｅ２には、信号線１７が接続される図示しない信号線が露出している。この図示しない信号線は、信号線１７と同じ間隔で配列されている。この接続部分Ｅ２上には、ＳＩＧ接合を行うため、レジンなどの熱硬化性樹脂系接着剤内に微小はんだ粒が密に散在した接続剤２１が塗布される。そして、図１に示すように、ＦＰＣケーブル１の接続部分Ｅ１に対して導電性メッシュ構造体１５側からホットバー３０を押し当て、接続剤２１を介して、接続部分Ｅ１を基板２の接続部分Ｅ２に加熱しつつ押圧する。これにより、図２に示すように、信号線１７が存在する部分の接続剤２１内の微小はんだ粒は溶融し、ＦＰＣケーブル１と基板２とが電気的に接続されることになる。
ここで、シールド層１３の接続部分Ｅ１は導電性メッシュ構造体１５であるため、ホットバー３０の熱を導電性平板構造体１６側へ逃げるのを抑え、熱を効率よく接続部分Ｅ１の信号層に伝達している。しかも、図２に示すように、導電性メッシュ構造体１５は、接続部分Ｅ１，Ｅ２に対してシールドしているため、Ｚ方向への電磁波の漏れを抑えることができる。
なお、図４に示すように、導電性メッシュ構造体１５は、接続部分Ｅ１と基端側の領域Ｅ１１との境界線Ｌ１を超え、さらに基端側の領域Ｅ１１まで延長した構造としてもよい。この場合であっても、接続部分Ｅ１，Ｅ２のシールドを行いつつ、ホットバー３０の熱を導電性平板構造体１６側に逃げにくくしている。
また、図５に示すように、ホットバー３０の熱を導電性平板構造体１６側（Ｙ方向側）に逃げにくくする構造としては、上述した領域Ｅ１１の部分のみを導電性メッシュ構造体１５´としてもよい。この場合、接続部分Ｅ１のシールド層１３は、導電性平板構造体１６´とする。導電性平板構造体１６´は、ホットバー３０の熱を信号線１７側に効率よく伝達するとともに、導電性メッシュ構造体１５´の存在で、ホットバー３０の熱を導電性平板構造体１６側に逃げにくくしている。なお、導電性メッシュ構造体１５´は、境界線Ｌ１に接することなく離隔していてもよい。
（実施の形態２）
図６は、本実施の形態２であるＦＰＣケーブル１Ａの構造を示す図である。図６（ａ）は、ＦＰＣケーブル１Ａの断面図である。図６（ｂ）は、ＦＰＣケーブル１Ａの一部を破断した平面図である。本実施の形態２のＦＰＣケーブル１Ａは、信号層１１の接続部分Ｅ１の縁端部に、信号線１７をＸＹ平面上で取り囲む形状としたシールドガード１８を設けている。また、導電性メッシュ構造体１５とシールドガード１８との間の絶縁層１２にビアホール１９を形成して、導電性メッシュ構造体１５とシールドガード１８との間をビア接合している。また、図６では、信号層１１内に信号線１７以外にグランド線１７ａが存在し、このグランド線１７ａは、シールドガード１８と接続するとともに、導電性メッシュ構造体１５との間をビア接合している。なお、ビア接合の間隔は、信号線１７を流れる信号の波長未満であることが好ましい。
図７は、ＦＰＣケーブル１Ａと基板２とのケーブル接続構造を示す断面図である。図７に示すように、本実施の形態２では、接続部分Ｅ１，Ｅ２において、実施の形態１と同様にＺ方向への電磁波の漏れ防止に加え、シールドガード１８によって信号層１１から−Ｙ方向への電磁波の漏れを抑えることができる。また、ビア接合によって、絶縁層１２から−Ｙ方向への電磁波の漏れを抑えることができる。
（実施の形態３）
図８は、本実施の形態３であるＦＰＣケーブル１Ｂの構造を示す図である。図８（ａ）は、ＦＰＣケーブル１Ｂの断面図である。図８（ｂ）は、ＦＰＣケーブル１Ｂの一部を破断した平面図である。また、図９は、ＦＰＣケーブル１Ｂが基板２に接合した状態を示す平面図である。さらに、図１０は、ＦＰＣケーブル１Ｂが基板２に接合した状態を示す断面図である。
図８に示すように、本実施の形態３のＦＰＣケーブル１Ｂは、導電性メッシュ構造体１５の先端部をさらに先端方向（−Ｙ方向）に伸ばした領域Ｅ１２まで形成した導電性メッシュ構造体１５ａを設けている。なお、グランド線１７ａと導電性メッシュ構造体１５との間の絶縁層１２には、ビアホール１９が形成されている。
一方、図９に示すように、基板２上で、接続部分Ｅ１と領域Ｅ１２とを含む領域の縁端部には、基板２側の信号線が配置された領域を覗いて、グランドが露出した露出領域４０が形成されている。また、基板２上の接続剤２１は、接続部分Ｅ１と領域Ｅ１２とを含む領域に対応する部分まで塗布される。
導電性メッシュ構造体１５ａの縁端部と露出領域４０とがＳＩＧ接合される。なお、グランド線１７ａと導電性メッシュ構造体１５ａとはビア接合される。これにより、接続部分Ｅ１，Ｅ２の上方（Ｙ方向）及び側方（−Ｙ方向）への電磁波の漏れを確実に抑えることができる。特に、信号線１７間から側方方向に対しては導電性メッシュ構造体１５ａによって覆われ、信号線１７間から側方方向への電磁波の漏れは実施の形態２に比してさらに抑えることができる。
１，１Ａ，１Ｂ ＦＰＣ ケーブル
２ 基板
１０，１２，１４ 絶縁層
１１ 信号層
１３ シールド層
１５，１５ａ 導電性メッシュ構造体
１６ 導電性平板構造体
１７ 信号線
１７ａ グランド線
１８ シールドガード
１９ ビアホール
２０ 電子部品
２１ 接続剤
３０ ホットバー
４０ 露出領域
Ｅ１，Ｅ２ 接続部分
Ｅ１１，Ｅ１２ 領域
Ｌ１ 境界線

Claims (12)

  1. 少なくとも信号線群が配列された信号層の一方の面側にシールド層が形成されたＦＰＣケーブルのケーブル側接続部分と前記ＦＰＣケーブルが接続される基板側接続部分との間に、熱硬化性樹脂系接着剤内に微小はんだ粒が密に散在した接続剤を介在させ、加熱によって前記ケーブル側接続部分と前記基板側接続部分とをはんだ接続したケーブル接続構造であって、
    前記ケーブル側接続部分、及び／または前記ケーブル側接続部分の基端側から所定長さ離隔した位置までの領域部分に対応するシールド層をメッシュ構造にしたことを特徴とするケーブル接続構造。
  2. 前記信号層のケーブル側接続部分の縁端部にシールドガードを設け、
    前記シールドガードと前記ケーブル側接続部分の前記シールド層の縁端部とをビア接合したことを特徴とする請求項１に記載のケーブル接続構造。
  3. 前記ケーブル側接続部分の前記シールド層は、前記信号層内のグランド線とビア接合したことを特徴とする請求項２に記載のケーブル接続構造。
  4. 前記ビア接合の間隔は、前記信号線群内を伝送する信号波長よりも短いことを特徴とする請求項３に記載のケーブル接続構造。
  5. 前記ケーブル側接続部分の前記シールド層は、さらに前記ＦＰＣケーブルの先端側に露出させて延びた延長領域を有し、
    前記基板側接続部分を有する基板は、前記延長領域に対応して前記基板側接続部分の縁端部に前記基板のグランドが露出した露出領域を形成し、
    前記延長領域と前記露出領域とをはんだ接続することを特徴とする請求項１に記載のケーブル接続構造。
  6. 前記ケーブル側接続部分の前記シールド層は、前記信号層内のグランド線とビア接合したことを特徴とする請求項５に記載のケーブル接続構造。
  7. 少なくとも信号線群が配列された信号層の一方の面側にシールド層が形成されたＦＰＣケーブルのケーブル側接続部分と前記ＦＰＣケーブルが接続される基板側接続部分との間に、熱硬化性樹脂系接着剤内に微小はんだ粒が密に散在した接続剤を介在させるとともに、前記ケーブル側接続部分、及び／または前記ケーブル側接続部分の基端側から所定長さ離隔した位置までの領域部分に対応するシールド層をメッシュ構造にし、
    前記ケーブル側接続部分の前記シールド層側からホットバーを押圧し、加熱によって前記ケーブル側接続部分と前記基板側接続部分とをはんだ接続することを特徴とするケーブル接続方法。
  8. 前記信号層のケーブル側接続部分の縁端部にシールドガードを設け、
    前記シールドガードと前記ケーブル側接続部分の前記シールド層の縁端部とをビア接合したことを特徴とする請求項７に記載のケーブル接続方法。
  9. 前記ケーブル側接続部分の前記シールド層は、前記信号層内のグランド線とビア接合したことを特徴とする請求項８に記載のケーブル接続方法。
  10. 前記ビア接合の間隔は、前記信号線群内を伝送する信号波長よりも短いことを特徴とする請求項９に記載のケーブル接続方法。
  11. 前記ケーブル側接続部分の前記シールド層は、さらに前記ＦＰＣケーブルの先端側に露出させて延びた延長領域を有し、
    前記基板側接続部分を有する基板は、前記延長領域に対応して前記基板側接続部分の縁端部に前記基板のグランドが露出した露出領域を形成し、
    前記延長領域と前記露出領域とをはんだ接続することを特徴とする請求項７に記載のケーブル接続方法。
  12. 前記ケーブル側接続部分の前記シールド層は、前記信号層内のグランド線とビア接合したことを特徴とする請求項１１に記載のケーブル接続方法。
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