JP5293661B2 - フラットケーブル - Google Patents

Description

本発明は、貼り合わされた上下の絶縁樹脂フィルムの間に、複数本の並列された導体が配され、ケーブル両端に電気コネクタと接続する接続端末を備えたフラットケーブルに関する。

フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）は、ＣＤやＤＶＤプレーヤ等のＡＶ機器、コピー機やプリンタ等のＯＡ機器、その他に電子・情報機器の内部配線等の多くの分野で、省スペース化と簡便な接続を目的として用いられている。また、機器の使用周波数が高くなるとノイズの影響が大きくなることから、シールドされたフラットケーブルが用いられる。ケーブルのシールドは、例えば、ＦＦＣの上下の両面をシールドフィルムで覆って形成される。

ＦＦＣのシールドは、例えば、特許文献１に開示されるように、シールドフィルム（またはシールドテープ）の金属箔あるいは導電接着剤層の面を内側にして、絶縁樹脂フィルム面に部分的または連続的な開口を開けて露出されたグランド導体に電気的に導通させている。また、特許文献２には、ＦＦＣの表面にシールド用の金属層を蒸着により形成した後、電気コネクタとグランド接続する部分が露出するように金属層の表面を絶縁体で絶縁することが開示されている。

特開平６−２８３０５３号公報 特開２００９−１８１７９２号公報

特許文献１に開示のフラットケーブルでは、絶縁樹脂フィルム面を開口してグランド導体を露出させる工程、また、シールド用の金属箔あるいは導電接着剤層とグランド導体とを接続固定する工程などが必要となり、コスト高となる。

特許文献２に開示のフラットケーブルでは、絶縁体で覆われていない蒸着金属層の露出された部分に、電気コネクタのグランド端子を直接接触させることにより、グランド接続を容易に行うことができる。しかし、シールド用の金属層は、蒸着により形成されるため、マスキング等の処理工程が必要で製造効率が悪く、コスト高となる。また、通常、蒸着による金属層は、サブミクロン以下の厚さであるためシールド効果が弱く、電気コネクタとのグランド接続においても、電気的・機械的に十分な接続が確保できない恐れがある。

本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、シールド効果を確保して、電気コネクタとのグランド接続を電気的・機械的に損なうことなく直接形成することが可能な安価なシールド手段を備えたフラットケーブルの提供を目的とする。

本発明によるフラットケーブルは、複数本の並列された導体を配し、その上下から絶縁樹脂フィルムを貼り合わせ、少なくとも一方のケーブル端に電気コネクタと接続される接続端末を備えたフラットケーブルである。前記の接続端末は、上下の絶縁樹脂フィルムの一方を除去して導体の一方の導体面が露出され、反対の導体面側は補強板の貼り付けにより補強される。前記の絶縁樹脂フィルム上には、シールド用の金属箔フィルムが金属面が外側になるように配され、該金属箔フィルムはグランド接続するグランド接続部を除いて保護樹脂フィルムにより覆われる。
また、グランド接続部においては、金属箔フィルムと絶縁樹脂フィルムとの間に厚さ調整用のスペーサを配してもよく、あるいは、金属箔フィルムが補強板上を覆って、グランド接続部とされていてもよい。

また、本発明によるフラットケーブルの製造方法は、複数本の導体を並列し、その上下から絶縁樹脂フィルムを貼り合わせ、少なくとも一方のケーブル端に電気コネクタと接続される接続端末を形成したフラットケーブルの製造方法である。前記の接続端末は、上下の絶縁樹脂フィルムの一方を除去して導体の一方の導体面を露出させ、反対の面側に補強板を貼り付けて補強される。この補強の後、絶縁樹脂フィルム上に、シールド用の金属箔フィルムの金属面が外側になるように配し、該金属箔フィルムの外面を電気コネクタとグランド接続するグランド接続部を除いて保護樹脂フィルムにより覆う。

本発明によるフラットケーブルは、他にグランド接続のための部品（例えば、グランド線、グランドバー）を要することなく、シールド用の金属箔フィルムにグランド接続部を設けることができ、電気コネクタのグランド端子との直接接触により確実にグランド接続される。また、フラットケーブルの製造に際して、特別な処理工程を必要とせず安価に製造することができる。

本発明のフラットケーブル概略を説明する斜視図である。 本発明のフラットケーブルの概略を説明する断面図である。

図１により本発明の概略を説明する。図１（Ａ）はグランド接続部を導体の露出側に設けた例を示す図、図１（Ｂ）はグランド接続部を導体の露出側と反対側に設けた例を示す図である。図中、１１はフラットケーブル、１２は接続端末、１３は平角導体、１４は絶縁樹脂フィルム、１４ａは上側フィルム、１４ｂは下側フィルム、１５は金属箔フィルム、１６ａ，１６ｂはグランド接続部、１７は補強板、１８は保護樹脂フィルムを示す。

本発明によるフラットケーブル１１は、図１（Ａ）に示すように、例えば、断面が平形の複数本の平角導体１３を平行に並べ、その両面（上下面）を絶縁樹脂フィルム１４で挟んで絶縁被覆したフラットケーブルが用いられる。なお、平角導体１３に代えて、絶縁樹脂フィルムの一方にプリント回路技術（金属箔をエッチングして導体パターン形成する方法）で導体を形成したり、また、絶縁樹脂フィルムの一方に導電性ペーストや導電性インクを塗布して導体を形成し、これに、もう一方の絶縁樹脂フィルムをラミネートして一体化してなるフラットケーブルを用いることもできる。

フラットケーブル１１の少なくとも一方のケーブル端は、絶縁樹脂フィルム１４の上側フィルム１４ａを除去して、電気コネクタ（図示せず）の接触端子接片との接触接続部となる平角導体部分を露出させて接続端末１２とされる。また、接続端末１２で除去されていない下側フィルム１４ｂには、樹脂性の補強板１７が貼り付けられて電気コネクタへの着脱が可能な強度を持たせている。ケーブルの両端とも同様な構造とすることができるが、一方の端は平角導体13の上下の絶縁フィルム14を除去し、基板やＦＰＣに直接に接続する構造とすることもできる。

絶縁樹脂フィルム１４の外面（上下面と両側面）は、シールド用の金属箔フィルム１５で覆ってケーブル全体をシールドし、シールドフラットケーブルとされる。金属箔フィルム１５は、例えば、樹脂フィルムからなるベースフィルムの一方の面に金属箔を貼り付け、反対側の面に接着剤層を有する層形状からなるものが用いられ、その金属箔を外側にして絶縁樹脂フィルム１４の上下外面および両側面に連続するように巻き付けて貼り付ける。また、金属箔フィルム１５は、絶縁樹脂フィルム１４の上側フィルム１４ａに貼り付ける部分を上側フィルム１４ａ端部の際近くまで延ばし、グランド接続部１６ａとする。

このグランド接続部１６ａの先端は、露出されている平角導体１３と電気短絡が生じない程度の距離Ｌ（０.２ｍｍ〜１０ｍｍ）を隔てた後方に、端部エッジが位置するように貼り付ける。
金属箔フィルム１５の外面は、上記のグランド接続部１６ａを除いたほぼ全面を保護樹脂フィルム１８で被覆し、電気的に絶縁すると共に外力による損傷から保護する。

図１（Ｂ）に示す例は、図１（Ａ）の例と同様に、シールド用の金属箔フィルム１５の金属箔を外側にして、絶縁樹脂フィルム１４の上下外面および両側面に連続するように巻き付けて貼り、ケーブル全体をシールドし、シールドフラットケーブルとされる。絶縁樹脂フィルム１４の下側フィルム１４ｂの端部には、補強板１７が貼り付けられているが、金属箔フィルム１５は、その絶縁樹脂フィルム１４の下側フィルム１４ｂに貼り付ける部分を補強板１７の外面を覆うように補強板１７の際近くまで延ばし、グランド接続部１６ｂとする。

そして、金属箔フィルム１５は、補強板１７の後端付近の位置から、絶縁樹脂フィルム１４の上下側フィルム１４ａ、１４ｂおよび側部の全体を覆うようにして貼り付けられる。また、金属箔フィルム１５の外面は、補強板１７上に延びて貼り付けられたグランド接続部１６ｂを除いたほぼ全面を保護樹脂フィルム１８で被覆し、電気的に絶縁すると共に外力による損傷から保護する。

図１（Ａ）（Ｂ）において、信号用の平角導体１３は、例えば、銅箔、錫メッキ軟銅箔等の導電性金属からなり、信号伝送の電流値にもよるが、例えば、厚さが１２μｍ〜１００μｍで、幅が０.２〜０.８ｍｍ程度で、ピッチＰが０.５〜１.０ｍｍで配列される。この平角導体１３の配列状態は、絶縁フィルム１４の上下側フィルム１４ａ，１４ｂにより挟まれて保持される。

上下側フィルム１４ａ，１４ｂは、その内面（接合面）に接着層（図示省略）を有する。上下側フィルム１４ａ，１４ｂ自体は、柔軟性に優れた一般的な樹脂フィルムが使用され、例えば、ポリエステル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリイミド樹脂等の汎用性のある樹脂フィルムを用いることができる。この樹脂フィルムの厚さとしては、９μｍ〜１００μｍのものが用いられる。ポリエステル樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリブチレンナフタレート樹脂等の樹脂材料が挙げられる。なお、これらの樹脂フィルムのうち、電気的特性、機械的特性、コスト等の観点からは、ポリエチレンテレフタレート樹脂の使用が好ましい。

金属箔フィルム１５は、例えば、アルミニウム箔や銅箔（厚さ３μｍ〜２０μｍ）等の金属箔を、ベースとなる樹脂フィルムにラミネートし、この樹脂フィルムの反対の面に熱可塑性接着剤層を有する３層構造のものなどが使用される。なお、上記の樹脂フィルムには、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の厚さ５μｍ〜３０μｍ程度のものが用いられるが、金属箔の強度が十分である場合は、該樹脂層は省略することもできる。

図２は、本発明の実施形態を説明する断面図で、図２（Ａ）は図１（Ａ）で説明した形態のフラットケーブルに対応するものであり、図２（Ｂ）はその変形例を示し、図２（Ｃ）は図１（Ｂ）で説明した形態のフラットケーブルに対応するものである。図中、１５ａは上側金属箔、１５ｂは下側金属箔、１８ａ，１８ｂは上下の保護樹脂フィルム、１９はスペーサを示す。その他の符号は図１の説明で用いたのと同じ符号を用いることにより、詳細な説明を省略する。

図２（Ａ）に示すフラットケーブル１１は、その接続端末１２で平角導体１３を露出して電気コネクタとの接触接続部とするために上側フィルム１４ａの端部が除去され、下側フィルム１４ｂには接触接続部の強度を補強するための補強板１７が貼り付けられる。フラットケーブル１１の外側を覆う金属箔フィルム１５は、外側が金属箔面となるように貼り付け、上側フィルム１４ａを覆う上側金属箔１５ａが上側フィルム１４ａの先端部近くまで延び、下側フィルム１４ｂを覆う下側金属箔１５ｂが補強板１７の後端に当接するようにされている。

上側金属箔１５ａの先端部分は、電気コネクタのグランド端子等に接続するためにグランド接続部１６ａとされる。このグランド接続部１６ａを除いて、金属箔フィルム１５の全面を上下の保護樹脂フィルム１８ａ，１８ｂで挟んで覆い、電気的に絶縁すると共に外力による損傷から保護する。なお、上下の２枚の保護樹脂フィルム１８ａ，１８ｂは、図１（Ａ）に示すように、一枚の保護樹脂フィルム１８で金属箔フィルムの表面を巻き付けるようにしてもよい。

図２（Ｂ）示すフラットケーブル１１は、図２（Ａ）の変形例で、上側フィルム１４ａとグランド接続部１６ａとの間に、スペーサ１９を介在させた例である。接続される電気コネクタのグランド端子の位置に対してフラットケーブルが薄くて接続端末のグランド接続部１６ａとグランド端子間で隙間が生じる場合もあるが、スペーサを用いることによりグランド接続部１６ａの表面位置を調整してグランド接続部１６ａとグランド端子とを確実に接触させることが可能となる。なお、スペーサ１９の厚さとして１０μｍ〜３００μｍのものが用いられる。スペーサ１９は金属箔に比べてかなり厚手のものを使用して、電気コネクタに応じて、スペーサ厚さを選択することで、最適なグランド接続を得ることができる。

図２（Ｃ）に示すフラットケーブル１１は、図２（Ａ）におけるグランド接続部を補強板１７側に形成する例である。すなわち、フラットケーブル１１の外側を覆う金属箔フィルム１５は外側が金属箔面となるように貼り付け、下側フィルム１４ｂを覆う下側金属箔１５ｂが補強板１７の先端部近くまで延びるようにする。上側フィルム１４ａを覆う上側金属箔１５ａは補強板１７の後端またはそれに近い位置が先端となるようにされる。

そして、補強板１７上に延びて貼り付けられた下側金属箔１５ｂの先端部分は、電気コネクタのグランド端子等に接続するためにグランド接続部１６ｂとされる。このグランド接続部１６ｂを除いて、金属箔フィルム１５の全面が上下の保護樹脂フィルム１８ａ，１８ｂで挟んで覆い、電気的に絶縁すると共に外力による損傷から保護する。なお、補強板１７に図２（Ｂ）のスペーサとしての機能を兼ねさせ、その厚さを変えることにより、電気コネクタに確実に嵌合するように調整するようにしてもよい。また、上下の２枚の保護樹脂フィルム１８ａ，１８ｂは、図１（Ｂ）に示すように、一枚の保護樹脂フィルム１８で金属箔フィルムの表面を巻き付けるようにしてもよい。

なお、上記図２の実施形態で、金属箔フィルム１５は、絶縁樹脂フィルム１４ａ，１４ｂの上下両面に貼り付けた例で説明したが、グランド接続部１６ａまたは１６ｂを有しない側の金属箔フィルムは省略することもできる。すなわち、図２（Ａ）および（Ｂ）の例で、補強板１７のある下側はグランド接続部を有しないので、下側金属箔１５ｂは省略してもよい。また、これに伴って下側の保護樹脂フィルム１８ｂも省略することができる。図２（Ｃ）の例においては、上側にグランド接続部を有しないので、上側金属箔１５ａは省略してもよい。また、これに伴って上側の保護樹脂フィルム１８ａも省略することができる。

上述した構成のフラットケーブルは、接続端末に電気コネクタを接続するとき、電気コネクタのグランド端子が金属箔フィルムの露出されたグランド接続部に直接接触して、シールド用の金属箔フィルムをグランド電位にすることができる。このため、金属箔フィルムをグランド接続するためのグランド線やグランドバーを用いる必要がなく、金属箔フィルムとグランド線やグランドバーとの接続する工程がなく、製造コストを抑制することができる。また、蒸着により金属層に比べて、金属箔は比較的に厚く、電気コネクタとのグランド接続が確実で信頼性が高く、シールド機能も十分に確保することができる。

１１…フラットケーブル、１２…接続端末、１３…平角導体、１４…絶縁樹脂フィルム、１４ａ…上側フィルム、１４ｂ…下側フィルム、１５…金属箔フィルム、１５ａ…上側金属箔，１５ｂ下側金属箔、１６ａ，１６ｂ…グランド接続部、１７…補強板、１８…保護樹脂フィルム、１８ａ，１８ｂ…上下の保護樹脂フィルム、１９…スペーサ。

Claims (4)

1. 複数本の並列された導体を配し、その上下から絶縁樹脂フィルムを貼り合わせ、少なくとも一方のケーブル端に電気コネクタと接続される接続端末を備えたフラットケーブルであって、
   前記接続端末は、前記上下の絶縁樹脂フィルムの一方を除去して前記導体の一方の導体面が露出され、反対の導体面側は補強板の貼り付けにより補強され、
   前記絶縁樹脂フィルム上には、シールド用の金属箔フィルムが金属面が外側になるように配され、該金属箔フィルムは前記電気コネクタとグランド接続するグランド接続部を除いて保護樹脂フィルムにより覆われていることを特徴とするフラットケーブル。
2. 前記グランド接続部において、前記金属箔フィルムと前記絶縁樹脂フィルムとの間に厚さ調整用のスペーサを配したことを特徴とする請求項１に記載のフラットケーブル。
3. 前記金属箔フィルムが前記補強板上を覆って、グランド接続部とされていることを特徴とする請求項１に記載のフラットケーブル。
4. 複数本の導体を並列し、その上下から絶縁樹脂フィルムを貼り合わせて、さらに少なくとも一方のケーブル端に電気コネクタと接続される接続端末を形成したフラットケーブルの製造方法であって、
   前記接続端末は、前記上下の絶縁樹脂フィルムの一方を除去して前記導体の一方の導体面を露出させ、反対の導体面側に補強板を貼り付けて補強した後、
   前記絶縁樹脂フィルム上に、シールド用の金属箔フィルムを金属面が外側になるように貼り、該金属箔フィルムの外面を前記電気コネクタとグランド接続するグランド接続部を除いて保護樹脂フィルムにより覆うことを特徴とするフラットケーブルの製造方法。

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