JP7359623B2 - フラットケーブル - Google Patents
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Description
前記本体部は、所定の間隔で幅方向に並べて配された複数の導体と、該導体を挟む接着性絶縁層と、該接着性絶縁層を挟む樹脂フィルムと、該樹脂フィルムの一方に積層されたシールド層とを有し、
前記端末部は、コネクタ接続部と該コネクタ接続部以外の部分とで構成され、前記コネクタ接続部は、露出した前記複数の導体と、前記補強材と、前記シールド層とがその順で積層されており、前記コネクタ接続部以外の部分は、前記複数の導体と、前記導体を挟む接着性絶縁層と、前記接着性絶縁層を挟む樹脂フィルムと、前記樹脂フィルムの一方に積層された前記補強材と、前記樹脂フィルムの他方に積層された金属テープと、前記補強材上に積層されたシールド層とを有する、ことを特徴とする。
本発明に係るフラットケーブル10は、図1及び図2に示すように、主にテレビ等に用いられる(8K映像の)高速信号の伝送に適したフラットケーブルである。具体的には、本体部31と、本体部31の長手方向Y両側に位置して補強材5を有する端末部11とで構成されている。本体部31は、所定の間隔で幅方向Xに並べて配された複数の導体1と、導体1を挟む接着性絶縁層2,2と、接着性絶縁層2,2を挟む樹脂フィルム3,3と、この樹脂フィルムのうち一方の樹脂フィルム3Aに積層されたシールド層6とを有している。端末部11は、コネクタ接続部40とコネクタ接続部以外の部分とで構成されている。コネクタ接続部40は、露出した複数の導体1と、補強材5と、シールド層6とがその順で積層されている。コネクタ接続部以外の部分は、複数の導体1と、導体1を挟む接着性絶縁層2,2と、接着性絶縁層2,2を挟む樹脂フィルム3,3と、この樹脂フィルム一方の樹脂フィルム3Aに積層された補強材5と、他方の樹脂フィルム3Bに積層された金属テープ9と、補強材5上に積層されたシールド層6とを有するように構成されている、ことを特徴とする。
フラットケーブル10は、図1及び図2に示すように、本体部31と、本体部31の長手方向Y両側に位置して補強材5を有する端末部11とで構成されている。本体部31は、所定の間隔で幅方向Xに並べて配された複数の導体1と、導体1を挟む接着性絶縁層2,2と、その接着性絶縁層2,2を挟む樹脂フィルム3,3と、樹脂フィルム3の少なくとも一方に積層されたシールド層6とを少なくとも有している部分である。端末部11は、コネクタ接続部40とコネクタ接続部以外の部分とで構成されており、本体部以外の先端側の部分である。本体部31との違いは、端末部11は、本体部31に設けられていない補強材5と金属テープ9とを有する部分ということができる。
導体1は、図1及び図2に示すように、フラットケーブル10の長手方向Yに延びる複数の導体であって、後述する接着性絶縁層2,2で両側から挟まれて並列(「横並び」ともいう。以下同じ。)に配された複数の良導電性金属導体である。導体1の種類は特に限定されないが、銅線、銅合金線、アルミニウム線、アルミニウム合金線、銅アルミニウム複合線等の良導電性の金属導体、又はそれらの表面にめっきが施されたものを好ましく挙げることができる。高周波伝送の観点からは、銅線、銅合金線が特に好ましい。めっきとしては、はんだめっき、錫めっき、金めっき、銀めっき、ニッケルめっき等を挙げることができる。導体1の断面形状も特に限定されず、断面形状が円形の丸線、断面形状が矩形状の平角線(圧延線、スリッター線ともいう。)等、各種のものを適用できる。導体1の直径や断面積も特に限定されないが、直径0.1mm以上、0.3mm以下の丸線又はその丸線を圧延等して厚さ0.03mm以上、0.1mm以下で幅0.2mm以上、0.8mm以下とした平角線を好ましく挙げることができる。並列に配された場合の導体1の間隔も特に限定されないが、例えば約0.5mm程度とすることができる。
接着性絶縁層2は、図1及び図2に示すように、フラットケーブル10の幅方向Xに間隔を空けて並列(横並び)に配した複数の導体1を挟んでいる絶縁層であり、接着性を有している。この接着性絶縁層2は接着性があるので、接着性絶縁層同士が貼り合わされて接着するとともに、導体1にも接着してその導体1を保持している。導体1を挟む接着性絶縁層2,2は、接着性の発泡絶縁層であってもよいし、接着性の非発泡絶縁層であってもよく、特に限定されない。例えば、一対の接着性の非発泡絶縁層で導体1を挟んでもよいし、一対の接着性の発泡絶縁層で導体1を挟んでもよいし、一方を接着性の発泡絶縁層とし、他方を接着性の非発泡絶縁層として導体1を挟んでもよい。
樹脂フィルム3(3A,3B)は、図1及び図2に示すように、上記した2層の接着性絶縁層2を挟むように配置されている。樹脂フィルム3は特に限定されず、一般的なフラットケーブルに用いられている各種のものを用いることができる。特に柔軟性や耐摩耗性等の性質を有するものであることが好ましく、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム等のポリエステルフィルムが好ましく用いられる。
介在層4は、図1及び図2に示すように、少なくとも一方の樹脂フィルム3上に必要に応じて任意に設けられ、樹脂フィルム3と後述のシールド層6との間に設けられていることが好ましい。「任意」であるので、介在層4が設けられていなくてもよい。また、第1の樹脂フィルム3Aと第2の樹脂フィルム3Bの両方の上にそれぞれ設けられていてもよい。この介在層4は、粘着性を有するので、樹脂フィルム3上にシールド層6を貼り合わせる際に便利である。さらにこの介在層4は、インピーダンス制御層としての機能も備える誘電体層として機能させることもでき、導体1とシールド層6との距離を調整して、フラットケーブルのインピーダンスを微調整する役割も有している。
補強材5は、図1及び図2に示すように、長手方向Yの端末部11に設けられ、その端末部11の先端11aまで長さL1の長さで設けられている。そして、導体1を接着剤層5bを介して保持し、フラットケーブル10をコネクタに接続する際の補強として作用する。コネクタ接続部40では、図示のように、上側の第2の樹脂フィルム3Bはコネクタ接続部40の長さL3だけ除去されて後退しており、下側の第1の樹脂フィルム3Aは長さL2だけ除去されて後退している。したがって、補強材5は、第1の樹脂フィルム3Aの代わりに端末部11で導体1を接着保持する役割も併せ持っている。上側の第2の樹脂フィルム3Bが後退して導体1が露出している長さL3の部分が、コネクタ端子との接続部となる。なお、補強材5の長さL1は、例えば4~50mm程度であり、補強材5は、端末部11の幅方向Xと同じ幅又は略同じ幅で設けられている。
シールド層6は、樹脂フィルム3の少なくとも一方に設けられる。言い換えれば、フラットケーブル10の少なくとも一方の面に設けられている。すなわち、導体1を挟むように設けられた樹脂フィルム3(3A,3B)上に設けられていてもよいし(図示しない)、片面の樹脂フィルム3だけに設けられていてもよい(図1及び図2参照)。なお、図1及び図2の例では、本体部31に設けられた第1の樹脂フィルム3A上に介在層4と補強材5が設けられているので、シールド層6は、それらの上に設けられている。また、シールド層6は、フラットケーブル10の全面又は略全に設けられていることが好ましく、コネクタ接続部40となる長手方向Yの端末部11の先端11aにまで設けられていることが好ましい。
金属テープ9は、図1に示すように、端末部11のコネクタ接続部以外の部分であって、補強材5と反対側の位置に設けられている。金属テープ9は、接地接続用導電部材として接地接続のために設けられているとともに、インピーダンス不整合を調整するために設けられている。そうした位置に設けられている金属テープ9は、端末部11を、GND板を有しないコネクタに接続した場合やGND板を有しない基板に接続した場合であっても、インピーダンスの不整合を抑制して反射を抑えるように作用する。その結果、使用周波数が例えば2GHzから8GHzの高速信号の伝送に適したフラットケーブルとすることができる。こうしたフラットケーブル10は、コネクタの小型化とコストダウンを実現することができる。
保護フィルム8は、図1及び図2に示すように、フラットケーブルの片面又は両面に任意に設けられている。保護フィルム8は、ジャケットとも呼ばれ、ケーブル全体を保護するとともに、その機械的強度を補強し、屈曲等に耐えるように作用する。保護フィルム8としては、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン等のポリオレフィンフィルム、ポリウレタン樹脂とエチレン酢酸ビニル共重合樹脂との混合樹脂フィルム等を挙げることができる。また、保護フィルム8は、基材フィルム8aと接着剤層8bとで構成された保護テープであってもよく、その保護フィルム8をフラットケーブル10の片面又は両面に貼り合わせることができる。なお、接着剤層8bは、上記した接着剤層5bや接着剤層6bと同様のものとすることができるが、この保護フィルム8は端末部11を構成しないので、厚さや材質の制限はなく、保護フィルム8の厚さは例えば0.02~0.3mm程度とすることができる。
金属層形成シートは、図示しない任意の構成であり、フラットケーブル10の外周を取り囲むように覆ってもよい。金属層形成シートは、表面で電波を反射させ、電波の侵入や漏洩を防止するシールド導体として作用し、外部からのノイズ信号をシールドし、また、外部へのノイズ信号の放射をシールドするように作用する。金属層形成シートは、シールド層6に導電性接着剤層を介して機械的及び電気的に接合していることが好ましく、その結果、フラットケーブル10を屈曲させた場合であっても、シールド層6と金属層形成シートとの接触面が離れることがなく、全長に渡って接触抵抗の変化が少なくなるという利点がある。
図1に示す形態からなる端末部11を作製し、インピーダンス特性を測定した。導体1を厚さ50μmで幅0.3mmの銅平角線(51本)とした。樹脂フィルム3を厚さ25μmのPETフィルムとし、接着性絶縁層2を厚さ35μmの接着性ポリフェニレンエーテル樹脂層とした、導体1を挟むように、接着性絶縁層2を介して樹脂フィルム3を貼り合わせた。介在層4は、厚さ100μmの粘着テープ(ポリオレフィン樹脂)を用いた。補強材5は、厚さ33μmの接着性ポリフェニレンエーテル樹脂層からなる接着剤層5bと、厚さ225μmのPETフィルムからなる補強シート5aとで構成した合計258μmのものを用いた。シールド層6は、合計厚さ32μmであり、厚さ5μmの接着性ポリフェニレンエーテル樹脂層(接着剤層6b)と、厚さ15μmのアルミニウム箔6aが厚さ12μmのPETフィルム(基材フィルム)に貼り合わされたものとで構成されたものを用いた。これら各構成要素を図1に示す構成となるように積層して貼り合わせた。積層後のコネクタ接続部40の総厚さは340μmであった。
実施例2~11は、金属テープ9の厚さ以外は実施例1と同様の構成である。実施例2~11の金属テープ9は、表1に示す種々の厚さの接着性ポリフェニレンエーテル樹脂層(樹脂テープ9b)と、厚さ15μmのアルミニウム箔(金属層9a)とで構成されている。金属テープ9の厚さは、樹脂テープ9bの厚さを変化させて変更した。[金属テープ9の厚さ]/[補強材5の厚さ]も表1に示した。
実施例11は、金属テープ9として厚さ30μmのアルミニウム箔を用いた。このアルミニウム箔は、厚さ15μmの接着剤層で樹脂フィルム3B上に貼り合わせている。
比較例1~10は、実施例1~10の金属テープ9から金属層9aと樹脂テープ9bの一部(15μm)を除いた樹脂テープ9bだけを用いたものである。
比較例11は、実施例1~11の金属テープ9や比較例1~10の樹脂テープ9bを設けていないものである。
実施例1~11と比較例1~11について、インピーダンス特性を測定した。インピーダンス特性の測定は、Tektronix製の「Digital Serial Analyzer DSA8200」で行った。その結果を表1と表2に示した。
2 接着性絶縁層
3 樹脂フィルム
3A 第1の樹脂フィルム
3B 第2の樹脂フィルム
4 介在層
5 補強材
5a 補強シート
5b 接着剤層
6 シールド層
6a 金属箔
6b 接着剤層
8 保護フィルム
8a 基材フィルム
8b 接着剤層
9 金属テープ
9a 金属層
9b 樹脂テープ
10 フラットケーブル
11 長手方向の端末部
11a 端末部の先端
11b 第1の樹脂フィルムの端部
11c 第2の樹脂フィルムの端部
31 本体部
40 コネクタ接続部
X 幅方向
Y 長手方向
L1 補強材の長さ
L2 第1の樹脂フィルムの除去長さ(剥き代の長さ)
L3 第2の樹脂フィルムの除去長さ(剥き代の長さ=導体が露出した部分に位置する補強材長さ)
L4 金属箔の露出長さ(接地接続部の長さ)
L5 導体が露出しない部分に位置する補強材長さ
L6 金属テープの長さ
100 フラットケーブル
Claims (5)
- 本体部と、該本体部の長手方向両側に位置して補強材を有する端末部とで構成され、
前記本体部は、所定の間隔で幅方向に並べて配された複数の導体と、該導体を挟む接着性絶縁層と、該接着性絶縁層を挟む樹脂フィルムと、該樹脂フィルムの一方に積層されたシールド層とを有し、
前記端末部は、コネクタ接続部と該コネクタ接続部以外の部分とで構成され、前記コネクタ接続部は、露出した前記複数の導体と、前記補強材と、前記シールド層とがその順で積層されており、前記コネクタ接続部以外の部分は、前記複数の導体と、前記導体を挟む接着性絶縁層と、前記接着性絶縁層を挟む樹脂フィルムと、前記樹脂フィルムの一方に積層された前記補強材と、前記樹脂フィルムの他方に積層された金属テープと、前記補強材上に積層されたシールド層とを有し、
前記金属テープが、前記補強材のうち前記導体が露出しない部分に位置する補強材の反対位置にある樹脂フィルム上に設けられており、該金属テープの長さは、前記補強材の長さと同じ又は±2mmである、ことを特徴とするフラットケーブル。 - 前記金属テープの先端側の端部は、前記他方の樹脂フィルムの端部まで設けられている、請求項1に記載のフラットケーブル。
- 前記シールド層が、前記コネクタ接続部となる長手方向の端末部の先端にまで設けられている、請求項1又は2に記載のフラットケーブル。
- 前記金属テープが、金属層と樹脂テープとからなり、前記金属テープの厚さが、前記補強材の厚さの0.04倍~1.0倍である、請求項1~3のいずれか1項に記載のフラットケーブル。
- 前記金属テープが、前記シールド層と電気的に接続されている、請求書1~4のいずれか1項に記載のフラットケーブル。
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