JP6520544B2 - 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、ケーブル両端にグランド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。

特許文献１には、金属蒸着膜や金属箔の他、金属メッシュをシールド層としたフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）用いることが記載されている。ここでは、導体列の両側に設けた絶縁層及び低誘電層の表面に、金属メッシュや金属箔を貼り合せて金属シールド層を形成した構成が開示されている。

特開２０１４−９３２５６号公報

本発明は、電気コネクタとのグランド接続が電気的・機械的に損われず、シールド効果が確保される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、前記導体の並列面の少なくともいずれかに、前記導体と接触して設けられた層状の金属メッシュを有し、前記金属メッシュが設けられた前記導体の並列面の上下から絶縁フィルムを貼り合わせ、該導体の長さ方向の少なくとも一方の端部で、前記上下の絶縁フィルムの一方が除去されている、フラットケーブルである。

本発明によれば、フラットケーブルと電気コネクタとのグランド接続が電気的・機械的に損なわれず、フラットケーブルのシールド効果が確保される。

本発明に係る実施形態のフラットケーブルの外観構成を示す図である。 図１Ａのフラットケーブルにおける上側の絶縁フィルムを除去した状態を示す図である。 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。 フラットケーブルに熱伝導シートを付与した構成例を示す図である。 フラットケーブルにおける導電テープの貼り付け位置を調整可能とした構成例を説明するための図で、はフラットケーブルの斜視外観概略図である。 フラットケーブルにおける導電テープの貼り付け位置を調整可能とした構成例を説明するための図で、フラットケーブル端部を、フラットケーブルの下面側から見た状態を拡大した図である。 本発明に係る他の実施形態のフラットケーブルの外観構成を示す図である。 図４Ａのフラットケーブルのケーブル端における平角導体の設置部分の断面図である。 図４Ｂのケーブル端を上方から見た図である。

最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
（１）本願のフラットケーブルは、複数本の並列された導体を配し、前記導体の並列面の少なくともいずれかに、前記導体と接触して設けられた層状の金属メッシュを有し、前記金属メッシュが設けられた前記導体の並列面の上下から絶縁フィルムを貼り合わせ、前記導体の長さ方向の少なくとも一方の端部で、前記上下の絶縁フィルムの一方が除去されている、フラットケーブルである。これにより、電気コネクタとのグランド接続が電気的・機械的に損われず、フラットケーブルのシールド効果が確保される。

（２）前記フラットケーブルは、前記フラットケーブルを平面上に置いたときに、前記フラットケーブルの長さ方向の所定長の両端部を除き、前記平面上から離れるように曲げられている、ことが好ましい。これにより、基板上のデバイス上にフラットケーブルを重ねてシールド効果を付与することができる。

（３）前記フラットケーブルは、前記フラットケーブルの長さ方向の中央を含む所定領域で、前記絶縁フィルムの一方に熱伝導シートが貼り付けられていることが好ましい。これにより、フラットケーブルが重ねられたデバイスからの発熱を熱伝導シートを介して放熱させることができる。

（４）前記フラットケーブルは、前記導体の長さ方向の少なくとも一方の端部で、前記導体に導通する導電テープが固定されていることが好ましい。導電テープによりフラットケーブルと基板の端子とを簡単に接続させることができる。

（５）前記導電テープは、前記導体に接着されるとともに、前記導体と反対側の面に粘着層が貼られてその上に剥離紙が貼られ、前記剥離紙を部分的に剥離可能であることが好ましい。これにより、剥離紙を剥離する部分を選択することで、導電テープを接続端子に貼り付けて接地させる部分の長さ、および位置を変えることができる。

（６）前記フラットケーブルは、前記導体の長さ方向の少なくとも一方の端部で、前記導体に導通する金属プレートが固定されていることが好ましい。金属プレートによりフラットケーブルを基板の端子に簡単に接続させることができる。

（７）前記金属メッシュは、平角導体または金属箔による金属線を格子形状に組んだ構成を有することが好ましい。
（８）前記格子形状に組んだ前記金属メッシュの目開きが、１．０〜２．０ｍｍであることが好ましい。これによりデバイスの共振周波数に合わせて効果的にノイズをシールドすることができる。

［本発明の実施形態の詳細］
本発明に係るフラットケーブルの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれる。

図１Ａは、本発明に係る実施形態のフラットケーブルの外観構成を示す図で、図１Ｂは、図１Ａのフラットケーブルにおける上側の絶縁フィルム１２を除去した状態を示す図で、図１Ｃは、図１Ａのフラットケーブルを平角導体１３の設置部分における断面図である。各図において、１０はフラットケーブル、１１，１２は絶縁フィルム、１３は平角導体、１４は導電テープ、１５は金属メッシュである。

本実施形態のフラットケーブル１０は、断面が平型の複数本の平角導体１３を平行に並べ、その並列面の両側（上下面）を絶縁フィルム１１，１２で挟んで、絶縁被覆したフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）である。
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る。なお、平角導体１３に代えて、例えば絶縁フィルム１１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、絶縁フィルム１１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、絶縁フィルム１２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１０の長さ方向の全長は、例えば１０〜５５ｍｍであり、平角導体１３の幅方向の長さは例えば１ｍｍであり、平角導体１３の並列方向の並列ピッチは例えば０．５ｍｍであるが、これらの例に限定されない。

図１Ｂに示すように、並列した平角導体１３の並列面の少なくともいずれかの側（この例では、平角導体の上側）に、平角導体１３に物理的に接触する層状の金属メッシュ１５が設けられている。金属メッシュ１５は、平角導体１３の長手方向の両端部を除く中央の一定領域内に設けられている。
金属メッシュ１５は、平角導体または線状の金属箔を格子状に組んだものである。金属メッシュ１５の目開き（開口幅）は限定されないが、例えば１．０〜２．０ｍｍとされる。この場合の目開き（開口幅）とは、メッシュの縦線と横線とが交差した形成された１つの開口における天地幅または左右幅を指す。金属メッシュの目開きをノイズの共振周波数に合わせることが重要である。また、金属メッシュ１５の厚さについても限定されないが、例えば０．０２〜０．５ｍｍ程度の厚さとされる。金属メッシュ１５の目開きを適切に選択することで、デバイスの共振周波数に合わせて効果的にノイズをシールドすることができる。

並列した平角導体１３の下側の並列面には、下側の絶縁フィルム１１が貼られ、平角導体１３の上側の並列面には、平角導体１３に物理的に接触している金属メッシュ１５を介して、上側の絶縁フィルム１２が貼られる。
上下の絶縁フィルム１１，１２は、その内面（接合面）に接着層を有し、平角導体１３と金属メッシュ１５を間に挟んで、その接着層を対向させて貼り合せることができる。これにより平角導体１３と金属メッシュ１５は物理的に接触して、両者は絶縁フィルム１１、１４に挟まれて保持される。

絶縁フィルム１１，１２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。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。

フラットケーブル１０の少なくとも一方のケーブル端では、絶縁フィルム１１の一部を除去して、平角導体１３を部分的に露出させる。これにより平角導体１３は、長さ方向の少なくとも一方の端部で並列面に垂直な方向に他の導体（接地端子等）と接触可能となる。本実施形態では、ケーブル端の少なくとも一方で、露出された平角導体１３上に、フラットケーブル１０の幅方向の全域を覆う導電テープ１４が貼付され、導電テープ１４と各平角導体１３と２を導通させる。導電テープ１４は、例えば銅箔に粘着層が張られたテープであり粘着層は粘着性の樹脂に導電性のフィラーが混ぜられたものである。平角導体１３と導電テープはハンダ付けまたは導電性接着剤で接着される。導電テープの平角導体１３と反対側の表面には粘着層が貼られてその上に剥離紙が貼付され、剥離紙を剥離した状態で、接続相手となる電気コネクタ（図示せず）のグランドを含む接続端子に接続させることができる。導電テープ１４は、電気コネクタのグランドを含む接続端子との接触接続部となる。
上記の構成は、フラットケーブル１０の両方のケーブル端にて同様の構成とすることができる。

このフラットケーブル１０は、水平面の平面上に置いたときに、そのフラットケーブル１０の長さ方向の所定長の両端部を除く中央部分が、平面上から上方に離れて浮くように曲げられている。図１Ａに示すように折り曲げられてもよく、それとは別にアーチ形状が維持されてもよい。平面上から離れて浮く中央部分は、例えば基板上のＣＰＵ（Central Processing Unit）や、メモリなどのＩＣ（Integrated Circuit）等のデバイスの上に重ねて配置することができる。導電テープ１４が基板上の電気コネクタのグランドに接続される。

フラットケーブル１０の金属メッシュ１５は、デバイスから輻射される電磁波や静電気などのノイズをシールドする。金属メッシュ１５によるシールドは、平角導体１３と導電テープ１４を介して、基板のグランドに接続される。これによりシールド用の金属メッシュ１５をグランド電位にすることができる。導電テープ１４によるグランド接続により、ワンタッチで簡単なグランド接続が可能である。メッシュは平角導体１３の上下それぞれにあってもよい。

図２は、フラットケーブルに熱伝導シートを付与した構成例を示す図である。図２の構成は、図１Ｃに示すフラットケーブル１０において、フラットケーブル１０の下面側の所定領域に、絶縁フィルム１１に対して熱伝導シート１６が貼付されている。この所定領域は、そのフラットケーブル１０の長さ方向の両端部を除く中央部分の所定領域である。
熱伝導シート１６は、熱伝導性に優れたシートであり、放熱シートともいわれる。熱伝導シート１６としては、例えばシリコーン、アクリル、ポリオフィレンなどの樹脂材料に対して、セラミックフィラーや金属フィラーを配合することで熱伝導性を高めたものを用いることができる。

フラットケーブル１０を基板上のデバイス上に重なるように配置した際に、フラットケーブル１０の下面側に貼付された熱伝導シート１６がデバイスの上面に接触するように配置する。これにより、デバイスが発熱することにより放熱される熱を、熱伝導シート１６を介してフラットケーブル１０から上方に放熱させる。熱伝導シート１６を付与することで、フラットケーブル１０によるノイズのシールド機能に加えて、デバイスの発熱を放熱する機能を付与することができる。フラットケーブル１０の下側に貼付される熱伝導シート１の形状や大きさは、その下側に配置されるデバイスの形状や大きさに応じて適宜設定することができる。

図３Ａおよび図３Ｂは、フラットケーブルにおける導電テープの貼り付け位置を調整可能とした実施形態を説明するための図で、図３Ａはフラットケーブル１０の斜視外観概略図で、図３Ｂはフラットケーブル端部を、フラットケーブルの下面側から見た状態を拡大した図である。図３Ａ、図３Ｂに示すＬ、Ｄは、それぞれフラットケーブル１０の長さ方向と幅方向を示している。

本実施形態のフラットケーブル１０は、図１Ａ〜図１Ｃのフラットケーブル１０と同様に、その少なくとも一方のケーブル端では、平角導体１３を部分的に露出させ、露出された平角導体１３上に導電テープ１４が接着され、導電テープ１４と各平角導体１３とを導通させる。導電テープ１４は、電気コネクタのグランドを含む接続端子接片との接触接続部となる。
導電テープ１４の平角導体１３と反対側には、図３Ｂに示す剥離紙１７（図３Ａには図示せず）が貼付され、剥離紙１７が導電テープ１４の粘着剤から剥離可能となっている。

ここで本実施形態では、フラットケーブル１０の長さ方向Ｌにおける導電テープ１４の長さをある程度長くし、その長さ方向に剥離紙を部分的に剥がすことができるように構成する。両ケーブル端の導電テープ１４の長さ方向Ｌの長さは、例えばそれぞれ１〜１０ｍｍであり、金属メッシュ１５が配された中央部分の長さは、例えば１０〜５０ｍｍである。
この例では、剥離紙１７は、フラットケーブル１０の長さ方向に複数の領域に分割され（図３Ｂの場合は三つの領域）、それぞれの領域の剥離紙１７を部分的に剥がすことができるようになっている。一つの領域の剥離紙の長さ方向Ｌの長さは、例えば０．５〜５ｍｍである。
剥離紙１７を剥がした領域では、導電テープ１４の粘着剤が露出するために、その領域で基板の電気コネクタのグランドを含む接続端子に導電テープ１４を貼り付けて、フラットケーブル１０を接続することができる。これにより、剥離紙１７を剥離する部分を選択することで、導電テープ１４を接続端子に貼り付けて接地させる部分の長さ、および位置を変えることができる。

なお、図３Ａ、図３Ｂに示す構成においても、図２に示すように、フラットケーブル１０の下面側の所定領域に、絶縁フィルム１１に対して熱伝導シート１６を貼付する構成とすることができる。

図４Ａは、本発明に係る他の実施形態のフラットケーブルの外観構成を示す図で、図４Ｂは図４Ａのフラットケーブルのケーブル端における平角導体１３の設置部分の断面図で、図４Ｃは図４Ｂのケーブル端を上方から見た図である。
本実施計形態においては、ケーブル端の平角導体１３に、導電テープではなく金属プレート１８を取り付けた構成を有する。他の構成については、上記図１Ａ〜図１Ｃのフラットケーブルと同様の構成を有する。すなわち、並列した平角導体１３の並列面の上側に、平角導体１３に物理的に接触して配される層状の金属メッシュ１５（図４Ａ〜図４Ｃでは図示せず）が設けられている。金属メッシュ１５は、平角導体１３の長手方向の両端部を除く中央の一定領域内に設けられている。並列した平角導体１３の下側の並列面には、下側の絶縁フィルム１１が貼られ、平角導体１３の上側の並列面には、平角導体１３に物理的に接触している金属メッシュ１５を介して、上側の絶縁フィルム１２が貼られている。

そして本実施形態では、図４Ａ〜図４Ｃに示すように、ケーブル端で平角導体１３を部分的に露出させ、その平角導体１３に対して金属プレート１８が固定される。
金属プレート１８としては、例えば錫めっきした銅プレートが用いられる。図４Ｂに示すように金属プレート１８は、半田もしくは銀入り半田による接着剤１９により、平角導体１３に固定される。図４Ａでは接着剤１９の図示を省略している。金属プレート１８は、フラットケーブルの幅方向の全域を覆い、さらにフラットケーブル１０よりも幅方向の外側に突出させた形状とされる。
フラットケーブル１０の平角導体１３に固定された金属プレート１８を基板のグランドとなるコネクタにそのまま接続できる構成とすることで、フラットケーブル１０を基板の電気コネクタのグランドを含む接続端子に簡単に接続させることができる。

１０…フラットケーブル、１１…絶縁フィルム、１２…絶縁フィルム、１３…平角導体、１４…導電テープ、１５…金属メッシュ、１６…熱伝導シート、１７…剥離紙、１８…金属プレート、１９…接着剤。

Claims (8)

1. 複数本の並列された導体を配し、前記導体の並列面の少なくともいずれかに、前記導体と接触して設けられた層状の金属メッシュを有し、前記金属メッシュが設けられた前記導体の並列面の上下から絶縁フィルムを貼り合わせ、前記導体の長さ方向の少なくとも一方の端部で、前記上下の絶縁フィルムの一方が除去されている、フラットケーブル。
2. 前記フラットケーブルは、前記フラットケーブルを平面上に置いたときに、前記フラットケーブルの長さ方向の所定長の両端部を除き、前記平面上から離れるように曲げられている、請求項１に記載のフラットケーブル。
3. 前記フラットケーブルは、前記フラットケーブルの長さ方向の中央を含む所定領域で、前記絶縁フィルムの一方に熱伝導シートが貼り付けられている、請求項２に記載のフラットケーブル。
4. 前記フラットケーブルは、前記導体の長さ方向の少なくとも一方の端部で、前記導体に導通する導電テープが固定されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のフラットケーブル。
5. 前記導電テープは、前記導体に接着されるとともに、前記導体と反対側の面に粘着層が貼られてその上に剥離紙が貼られ、前記剥離紙を部分的に剥離可能である、請求項４に記載のフラットケーブル
6. 前記フラットケーブルは、前記導体の長さ方向の少なくとも一方の端部で、前記導体に導通する金属プレートが固定されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のフラットケーブル。
7. 前記金属メッシュは、平角導体または金属箔による金属線を格子形状に組んだ構成を有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載のフラットケーブル。
8. 前記格子形状に組んだ前記金属メッシュの目開きが、１．０〜２．０ｍｍである、請求項７に記載のフラットケーブル。
   

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