JP7136288B2 - シールドフラットケーブル - Google Patents
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Description
上述したような機器で用いる信号周波数が高くなっており、ノイズの影響を極力減らすことが求められている。
そこで、近年ではシールドされたシールドフラットケーブルが用いられている。
そして、端子部において、絶縁樹脂フィルムの上下面と側面とをシールド用の金属箔フィルムで覆い、この金属箔フィルムの上下面のいずれか一方で、電気コネクタとグランド接続させている。
シールドフラットケーブルで用いる信号周波数を高くするためには、絶縁樹脂フィルムとして低誘電率の材料を用いることが必要となるが、低誘電率の材料は一般に他の部材との接着性に乏しい。
したがって、絶縁樹脂フィルムの上から補強板を貼り付けて、十分な接続端部の強度を得ることは難しい。
これにより、シールドとしての上下面のバランスが崩れ、放射ノイズが増加してしまう恐れがある。
本開示によれば、端子部の機械的強度を確保しつつ、端子部の特性インピーダンス不整合を軽減することができる。
最初に本開示の実施態様の内容を列記して説明する。
本開示のシールドフラットケーブルは、(1)コネクタに挿入されるシールドフラットケーブルであって、並設されている複数本の平板状の導体と、複数本の前記導体の上面に貼り合わされた第1の誘電体層と、前記第1の誘電体層の上面に貼り合わされた第2の誘電体層と、前記第2の誘電体層の上面に貼り合わされた上部シールド層と、複数本の前記導体の下面に貼り合わされた第3の誘電体層と、前記第3の誘電体層の下面に貼り合わされた第4の誘電体層と、前記第4の誘電体層の下面に貼り合わされた下部シールド層と、長手方向の端部に前記導体が露出した端子部と、前記第3の誘電体層の下面と前記端子部における前記導体の下面とに貼り合わされた補強板と、前記補強板の下面と前記下部シールド層の下面とに貼り合わされて前記下部シールド層と電気的に導通する接地部材とをさらに備え、前記接地部材が、前記端子部の下方まで延びている。
このように構成されたシールドフラットケーブルにおいて、導体の上面側の上部シールド層と、接地部材を介して導体の下面側の下部シールド層とがそれぞれ個別にコネクタのグランド用コンタクト部材と当接可能であるため、上部シールド層を伝わるノイズの伝送距離と下部シールド層を伝わるノイズの伝送距離との差が小さくなり、シールドフラットケーブルにおけるノイズの伝送距離が平準化されるため、NEXT(近端漏話)値やFEXT(遠端漏話)値といったシールドフラットケーブルの伝送特性を向上させることができる。
加えて、接地部材が、端子部の下方まで延びていることにより、接地部材を設けない場合に比べて、インピーダンス不整合が改善され、シールドフラットケーブルの伝送特性をさらに向上させることができる。
さらに、露出した導体に補強板を強固に貼り付けることができるため、コネクタと当接する端子部の機械的強度を確保することができる。
このように構成されたシールドフラットケーブルにおいて、導体が、接地部材より長手方向に突出していることにより、導体とコネクタの導体用コンタクト部材との接触点を接地部材とコネクタのグランド用コンタクト部材との接触点よりも長手方向で前方に設けることが可能となるため、よりインピーダンス不整合を改善することができる。
このように構成されたシールドフラットケーブルにおいては、上記(1)のシールドフラットケーブルと同様の効果を奏することができる。
このように構成されたシールドフラットケーブルにおいて、導体の上面側の上部シールド層と、導体の下面側の下部シールド層とが、それぞれ個別にコネクタのグランド用コンタクト部材と当接可能となり、上部シールド層を流れるノイズの伝送距離と下部シールド層を流れるノイズの伝送距離との差が小さくなり、シールドフラットケーブルにおけるノイズの伝送距離が平準化されるため、NEXT(近端漏話)値やFEXT(遠端漏話)値といったシールドフラットケーブルの伝送特性を向上させることができる。
このように構成されたシールドフラットケーブルにおいて、導体が、下部シールド層より長手方向に突出していることにより、導体とコネクタの導体用コンタクト部材との接触点を下部シールド層とコネクタのグランド用コンタクト部材との接触点よりも長手方向で前方に設けることが可能となるため、よりインピーダンス不整合を改善することができる。
[本開示の第1実施形態]
以下、図1および図2に基づいて、本開示の第1実施形態であるシールドフラットケーブルを説明する。
図1は第1実施形態に係るシールドフラットケーブルを示す斜視図であり、図2は第1実施形態に係るシールドフラットケーブルのコネクタとの接続状態を示す側面断面図である。
なお、図2は、導体のうち信号線として使用する導体における断面図である。
また、以下の説明において、異なる図面においても同じ符号を付した構成は、同様のものであるとして、その説明を省略する場合がある。
図1に示すように、シールドフラットケーブル100は、銀メッキされた銅箔からなる導体110と、この導体110よりも誘電率の高い誘電体(ポリオレフィン系樹脂)からなる絶縁層120および誘電体層130と、アルミニウム箔からなるシールド層140と、絶縁性樹脂フィルムからなる保護層150とを備えている。
この導体110は、厚さが例えば10μm~250μmで、幅が0.2mm~0.8mm程度となっている。
そして、導体110の並設ピッチは0.4mm~2.0mm程度となっており、導体110間には図1に示すように絶縁層120が設けられている。
この上部絶縁層121と下部絶縁層122の厚さは等しく、9μm~100μm程度となっている。
次に、シールドフラットケーブル100の長手方向の端部に形成され、コネクタ10に挿入される端子部T周辺の構造について説明する。
端子部Tでは、絶縁層120と誘電体層130とシールド層140と保護層150とが除去されている。
したがって、端子部Tでは、導体110が露出していると共に上部シールド層141が最上面に形成されている。
したがって、側面視において、上部誘電体層131および上部シールド層141は、下部誘電体層132および下部シールド層142よりも長手方向に突出している。
また、本実施形態においては、誘電体層130の除去量とシールド層140の除去量は等しくなっている。
上部シールド層141側を覆う上部保護層151の先端151aと上部シールド層141の先端141aとの間の距離L1は、シールドフラットケーブル100を後述するコネクタ10に挿入した際にコネクタ10の第1グランド用コンタクト部材12aが当接できる程度の距離となっている。
下部シールド層142側を覆う下部保護層152は、上部保護層151に比べてより多く露出している。
したがって、側面視において、上部保護層151は下部保護層152よりも長手方向に突出している。
したがって、端子部Tでは、導体110の上面111のみが露出する。
また、補強板160の先端161は、導体110の先端とほぼ等しくなっている。
この接地部材170は、側面視において、絶縁層120および誘電体層130よりも長手方向に突出している。
また、導体110および補強板160は、側面視において、接地部材170よりも長手方向に突出しており、補強板160の先端160aと接地部材170の先端170aとの間の距離L2は、例えば0.5mmとなっている。
したがって、接地部材170は、端子部Tにおいて最下面に形成されていると共にシールドフラットケーブル100のシールドとして機能する。
次に、図2を用いて、シールドフラットケーブル100とコネクタ10との接続関係を説明する。
筐体11は、側面視においてC字状の部材であり、コネクタ10が装着される基板と当接する底部11aと、この底部11aから立ち上がる側壁部11bと、この側壁部11bの上部から水平方向に伸び底部11aと対向する頂部11cとを有している。
第1グランド用コンタクト部材12aは、ケーブル挿入空間Aに一部が露出しており、底部11aに向けて突出した接点部P1を有している。
導体用コンタクト部材12bも、ケーブル挿入空間Aに一部が露出しており、底部11aに向けて突出した接点部P2を有している。
第2グランド用コンタクト部材12cは、底部11aと側壁部11bと頂部11cとにより形成されるケーブル挿入空間Aに一部が露出しており、頂部11cに向けて突出した接点部P3を有している。
第1グランド用コンタクト部材12aの接点部P1は、側面視において、第2グランド用コンタクト部材12cの接点部P3よりも開口方向に形成されており、第2グランド用コンタクト部材12cの接点部P3は、側面視において、導体用コンタクト部材12bの接点部P2よりも開口方向に形成されている。
シールドフラットケーブル100がコネクタ10に十分に挿入されると、コネクタ10の第1グランド用コンタクト部材12aはシールドフラットケーブル100の上部シールド層141と当接し、コネクタ10の導体用コンタクト部材12bはシールドフラットケーブル100の導体110と当接し、コネクタ10の第2グランド用コンタクト部材12cはシールドフラットケーブル100の接地部材170と当接する。
次に、図3および図4に基づいて、本開示の第2実施形態であるシールドフラットケーブルを説明する。
図3は第2実施形態に係るシールドフラットケーブルを示す斜視図であり、図4は第2実施形態に係るシールドフラットケーブルのコネクタとの接続状態を示す側面断面図である。
なお、図4は、導体のうち信号線として使用する導体における断面図である。
また、誘電体層230、シールド層240、保護層250についても、端子部T周辺を除いて第1実施形態のシールドフラットケーブル100と同様であるため、説明を省略する。
次に、シールドフラットケーブル200の長手方向の端部に形成され、コネクタ10に挿入される端子部T周辺の構造について説明する。
端子部Tでは、絶縁層220と上部誘電体層231と上部シールド層241と保護層250とが除去されている。
したがって、端子部Tでは、導体210の上面211が露出している。
下部誘電体層232および下部シールド層242についても、端子部Tでは一部除去されている。
したがって、側面視において、導体210は下部誘電体層232および下部シールド層242よりも長手方向に突出している。
この補強板260は、下部絶縁層222とも貼り合わされている。
すなわち、補強板260は、導体210の下面212および下部絶縁層222の下面222aと下部誘電体層232の上面232bとに貼り付けられている。
また、補強板260の先端261は、導体210の先端とほぼ等しくなっている。
補強板260の先端260aと下部シールド層242の先端242bとの間の距離L3は、例えば0.5mmとなっている。
したがって、補強板260は導体210から完全に剥離されにくくなっている。
したがって、側面視において、下部誘電体層232および下部シールド層242は、上部誘電体層231および上部シールド層241よりも長手方向に突出している。
上部シールド層241側を覆う上部保護層251の先端251aと上部シールド層241の先端241aとの間の距離L1は、第1実施形態のシールドフラットケーブル100と同様に、シールドフラットケーブル200を後述するコネクタ10に挿入した際にコネクタ10の第1グランド用コンタクト部材12aが当接できる程度の距離となっている。
また、下部シールド層242側を覆う下部保護層252は、上部保護層251に比べてより多く露出している。
したがって、側面視において、上部保護層251は、下部保護層252よりも長手方向に突出している。
次に、図4を用いて、シールドフラットケーブル200とコネクタ10との接続関係を説明する。
シールドフラットケーブル200がコネクタ10に十分に挿入されると、コネクタ10の第1グランド用コンタクト部材12aはシールドフラットケーブル200の上部シールド層241と当接し、コネクタ10の導体用コンタクト部材12bはシールドフラットケーブル200の導体210と当接し、コネクタ10の第2グランド用コンタクト部材12cはシールドフラットケーブル200の下部シールド層242と当接する。
次に、本開示のシールドフラットケーブルの伝送特性について、説明する。
なお、第1実施形態のシールドフラットケーブル100と第2実施形態のシールドフラットケーブル200では、コネクタ10の第2グランド用コンタクト部材12cと当接する部材が2部材(第1実施形態;接地部材170)であるか1部材(第2実施形態;下部シールド層242)であるかの違いであり、伝送特性はほぼ等価であるため、以下、第2実施形態のシールドフラットケーブル200を用いて説明する。
まず、図5~図6Bを用いて、NEXT値およびFEXT値の特性について説明する。
図5は本開示のシールドフラットケーブルの第1比較例であるシールドフラットケーブルを示す側面図であり、図6Aは本開示のシールドフラットケーブルおよび第1比較例のシールドフラットケーブルのNEXTの特性を示す図であり、図6Bは本開示のシールドフラットケーブルおよび第1比較例のシールドフラットケーブルとのFEXTの特性を示す図である。
シールドフラットケーブル500は、図5に示すように、断面が平面形状でX軸方向に延びる導体510と、この導体510のX方向と直交する方向(Z方向)の両面に貼り合わされた絶縁層520と、この絶縁層520のZ方向の両面に貼り合わされた誘電体層530と、この誘電体層530のZ方向の両面に貼り合わされたシールド層540とを備えている。
絶縁層520は、導体510の上面511に貼り合わされる上部絶縁層521と、導体510の下面512に貼り合わされる下部絶縁層522とから構成されている。
誘電体層530は、上部絶縁層521の上面521aに貼り合わされる上部誘電体層531と、下部絶縁層522の下面522aに貼り合わされる下部誘電体層532とから構成されている。
シールド層540は、上部誘電体層531の上面531aに貼り合わされる上部シールド層541と、下部誘電体層532の下面532aに貼り合わされる下部シールド層542とを有している。
なお、導体510、絶縁層520、誘電体層530、シールド層540の材質や諸元は第2実施形態のシールドフラットケーブル200と同一となっている。
この露出している導体510の下面512には補強板550が貼り合わされており、導体510を補強している。
また、誘電体層530、シールド層540は、端子部Tに加え、さらに中心側に向かって除去されており、その除去量は等しくなっている。
図6Aおよび図6Bは、周波数に対する信号の減衰量を示しており、本開示の本実施例の場合を実線で、第1比較例の場合を点線で示している。
図6Bに示すように、FEXTについても、ほぼ5GHz以下の周波数帯域におけるクロストーク(漏話)は、第1比較例の場合よりも本開示の実施形態の場合の方が著しく低下している。
続いて図7を用いて、本開示の第2実施形態のシールドフラットケーブル200と第2比較例のシールドフラットケーブル600の伝送特性について説明する。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記に限定されるものではない。
また、第1実施形態においては、下部保護層152と接地部材170とが離間していたが、下部保護層152で接地部材170を覆ってもよい。
11 …筐体
11a …底部
11b …側壁部
11c …頂部
12 …コンタクト部材
12a …第1グランド用コンタクト部材
12b …導体用コンタクト部材
12c …第2グランド用コンタクト部材
100、 200 …シールドフラットケーブル
110、 210 …導体
111、 211 …上面
112 、212 …下面
120、 220 …絶縁層
121、 221 …上部絶縁層(第1の誘電体層)
121a、221a…上面
122、 222 …下部絶縁層(第3の誘電体層)
122a、222a…下面
130、 230 …誘電体層
131、 231 …上部誘電体層(第2の誘電体層)
131a、231a…上面
132、 232 …下部誘電体層(第4の誘電体層)
132a、232a…下面
232b…上面
140、 240 …シールド層
141、 241 …上部シールド層
141a、241a…先端
142、 242 …下部シールド層
142a …下面
242b…先端
150、 250 …保護層
151、 251 …上部保護層
151a、251a…先端
152、 252 …下部保護層
152a、252a…先端
160、 260 …補強板
161、 261 …先端
162、 262 …下面
170 …接地部材
170a …先端
500、 600 …比較例のシールドフラットケーブル
510 …導体
511 …上面
512 …下面
520 …絶縁層
521 …上部絶縁層
521a …上面
522 …下部絶縁層
522a …下面
530 …誘電体層
531 …上部誘電体層
531a …上面
532 …下部誘電体層
532a …下面
540 …シールド層
541 …上部シールド層
542 …下部シールド層
543 …連結部
544 …コンタクト部
550 …補強板
T …端子部
G …グランド線
S …信号線
A …ケーブル挿入空間
L1 …上部保護層の先端と上部シールド層の先端との距離
L2 …補強板の先端と接地部材の先端との間の距離
L3 …補強板の先端と下部シールド層の先端との間の距離
P1、P2、P3 …接点部
Claims (7)
- コネクタに挿入されるシールドフラットケーブルであって、
並設されている複数本の平板状の導体と、
複数本の前記導体の上に設けられた上部絶縁層と、
前記上部絶縁層の上に設けられた上部シールド層と、
前記上部シールド層の上に設けられた上部保護層と、
前記コネクタの第1コンタクト部材と当接するために設けられるとともに、前記上部シールド層と電気的に接続し、前記上部保護層から露出する上部コンタクト部と、
複数本の前記導体の下に設けられた下部絶縁層と、
前記下部絶縁層の下に設けられた下部シールド層と、
前記下部シールド層の下に設けられた下部保護層と、
前記コネクタの第2コンタクト部材と当接するために設けられるとともに、前記下部シールド層と電気的に接続し、前記下部保護層から露出する下部コンタクト部と、
長手方向の端部に前記導体が露出した端子部と、
前記下部絶縁層の下と前記端子部における前記導体の下とに設けられた補強板と、を備え、
前記導体が、前記下部絶縁層と前記補強板とに沿って直線状に延び、
前記下部コンタクト部と前記端子部とが、側面視において重畳している、シールドフラットケーブル。 - 前記上部コンタクト部は、前記上部保護層から露出する前記上部シールド層であって、長手方向の側面断面から見て、前記上部保護層と接する一方の端部から、前記端子部側の他方の端部まで、直線状に延伸する、請求項1に記載のシールドフラットケーブル。
- 前記下部コンタクト部が、前記補強板の端部に対応するように屈曲部を有し、
前記上部コンタクト部と前記屈曲部とが、側面視において重畳している、請求項1または請求項2に記載のシールドフラットケーブル。 - 前記下部コンタクト部が、前記補強板の下面と前記下部シールド層の下面とに貼り合わされる接地部材であって、
前記接地部材が、前記端子部の下方まで延びている、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のシールドフラットケーブル。 - 前記上部保護層から露出する前記上部シールド層が、前記下部保護層から露出する前記下部シールド層よりも多く露出している、請求項4に記載のシールドフラットケーブル。
- 下部コンタクト部が、前記下部シールド層であって、
前記下部シールド層が、前記端子部の下方まで延びている、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のシールドフラットケーブル。 - 前記上部保護層から露出する前記上部シールド層が、前記下部保護層から露出する前記下部シールド層よりも小さく露出している、請求項6に記載のシールドフラットケーブル。
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