JPS62103906A - フラツトケ−ブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は可撓性を有するフラットケーブルに係り、特に
＋Ｉｎｓ以下の立上がり時間を有する超高速信号やＧ１
１ｚ帯の高周波信号の伝送に好適し２回路基板間の接続
に利用可能なフラットケーブルに関する。

〔従来の技術〕

従来、超高速信号の伝送に用いられる伝送用線路として
は、同軸ケーブルや、誘電体層の片面に導線路をその他
面に接地電極を貼付けたマイクロストリップ線路、さら
には誘電体層を介して導線路を２枚の接地電極で挟むよ
うに形成したストリップ線路等が知られている。

【発明が解決しようとする問題点〕

しかし、一般の同軸ケーブルは可撓性を有する利点があ
る反面、端末処理が面倒である。しかも。

複数の信号を伝送する場合には、その信号の数だけ同軸
ケーブルの本数を増加させなければならなず、専有容積
もかなりなものとなるうえ、ａ着も極めて面倒であるか
ら、同軸ケーブルを回路基板間における信号伝送に用い
るには困難が伴う。

その点、マイクロストリップ線路は、プリント基板にエ
ツチング等の手段によって複数の導線路を極めて簡単に
形成できるから、複数の線路を並行に配置して複数の信
号伝送ができる利点がある。

しかし、後述する理由によって可撓性が乏しいので１回
路基板間を接続するフラットケーブルの如き使い方が困
難であって、その用途は同一基板上の信号伝送に限定さ
れ、異なる回路基板間で超高速信号を伝送する場合には
不向きであった。

また、マイクロストリップ線路の諸寸法は、誘電体層の
比誘電率および厚み、導線路の幅および厚み、並びに特
性インピーダンスによって一義的に決定されるのが一般
的である。

従って２例えば特性インピーダンス、導線路の幅と厚み
、並びに誘電体層の比誘電率が決定されると、誘電体層
の厚みが決定され、誘電体層の厚みを薄くする等、厚み
を任意に選定することが困難である。一方２例えば誘電
体層の厚みを薄くすると、導線路の幅を小さくする必要
が生じて導線路の抵抗骨が増加し、損失の増加や超高速
特性の劣化を招くうえ、エツチング等の加工誤差の影響
を受は易くなって特性インピーダンスのばらつきが無視
できなくなる。

なお、ストリップ線路も同様であるが、マイクロストリ
ップ線路が可撓性に乏しい理由は、上述したように導線
路の幅をある程度の寸法以上に確保する必要性から誘電
体層の厚みをあまり薄くできないことに加えて、折り曲
げ時に誘電体層の両面に貼付けられた導線路や接地電極
等の導電性金属板に加わる引張応力や圧縮応力に対して
、それら金泥板が延びや縮み応力を殆ど吸収できないか
らと考えられる。

このように従来、超高速信号の伝送に用いる伝送用線路
であって２回路基板間の接続に好適する可撓性のフラッ
トケーブルが実現されておらず。

本発明はこのような状況の下になされたものである。

本発明の第１の目的は、可撓性を有し伝送用線路として
好適するフラットケーブルを得ることにある。

本発明の第２の目的は、複数の導線路が形成容易な伝送
用線路のフラットケーブルを得ることにある。

本発明の第３の目的は、導線路の幅を小さくすることな
く誘電体層の厚みを薄くすることが容易なフラットケー
ブルを得ることにある。

本発明の第４の目的は、損失の少ないフラ・ノドケーブ
ルを実現することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

そのような問題点を解決して上述した諸口的を達成する
ために本発明は、導線路および板状の接地電極が合成樹
脂製の誘電体層を挟んで重なるように平面的に対向する
とともに、その接地電極の全面に前記誘電体層を露出さ
せる小孔状の導体除去部を四方に配列するように形成し
たものである。

〔作　用〕

このような本発明の手段によれば、フラットケーブルを
曲げる場合にその導体除去部が伸びや縮み応力によって
変形し易く、その伸びや縮み応力による変形が導線路や
接地電極の金属部分に生じ難くても全体が曲がり易くな
る。それとともに。

導線路に対向する接地電極の面積が導体除去部の存在に
よって減少するので、導線路の特性インピーダンスが増
加し、この特性インピーダンスを所定の値２例えば５０
Ωや７５Ωに保つためには誘電体層の厚みを薄くしたり
導線路の幅を大きくする必要が生じる。

〔実　施　例〕

以下１本発明の詳細な説明する。

まず１本発明の具体的な実施例を説明する前に本発明の
詳細な説明する。

第６図は本発明のフラットケーブルの原理をマイクロス
トリップ線路の構成を例にして示す部分斜視図である。

図において、薄板状の細長い誘電体層１の一生面（図中
上面）全面には接地電極３が形成されており、対向する
主面（図中下面）には接地電極３と重なるように幅ωの
細長い直線伏の導線路５が形成され、マイクロストリッ
プ線路７が構成されている。

接地電極３において導線路５と重なり合うように対向す
る領域には、導体除去部９がピッチｄで導線路５に沿っ
て複数並行に形成されている。この導体除去部９は、導
線路５の長手方向と同方向の辺ａおよび幅ωと同方向の
辺すを有する方形となっており、導体除去部９では誘電
体Ｗ１１が露出している。

次に、このように構成されたマイクロストリップ線路７
について考察する。

第７図は第６図に示すマイクロストリップ線路７の特性
変化を示す図であり、誘電体層ｌとして超高周波帯にお
ける実効比誘電率２．２５を有する厚さｈ　＝（１，７
ｍｍのふっ素樹脂板の上面に接地電極３を形成し、その
ふっ素樹脂板の下面に厚さｔ−０，０３５ｍｍ　、幅ω
＝３．５１ＩＩＩ１１の導線路５を形成した長さ１００
ｍｍの試料を用い、導体除去部９間のピッチｄを２．５
ｍ＋ａとするとともに辺すを３．５ＩＩＩＩｌとして。

辺ａを変化させた場合（便宜上、ａ／ｄで示す）。

特性インピーダンスＺｏおよび伝播遅延時間ｔｄＯ値を
測定したものである。

これによると、ａ／ｄ＝ｏの構成では、特性インピーダ
ンスＺｏ　＝　３３Ω、伝播遅延時間ｔｄ＝０．５ｎｓ
となっている。ａ　／　ｄを増加させると、当初は導線
路５に対向する接地電極３の面積が減少することによっ
て生じる静電容量の減少率以上に導線路５のインダクタ
ンスが増加し、特性インピーダンスＺｏおよび伝播遅延
時間ｔｄが共に増加する。

さらに、ａ／ｄの増加によって静電容量は減少をつづけ
るが、インダクタンスは増加率が少なくなるので、特性
インピーダンスＺｏは増加をつづける反面、伝播遅延時
間ｔｄは０．５９ｎｓ程度を最大値として以降は逆に減
少する。

そして、ａ／ｄ＝ｌ、すなわち接地電極３における導線
路５に重なって対向する部分を連続的に除去した場合に
は、特性インピーダンスＺｏ＝６１．９Ω、伝播遅延時
間ｔｄ＝０．４３ｎｓとなり、伝播遅延時間ｔｄはａ　
／　ｄ　＝　０の場合よりも逆に減少する。これは、誘
電体層１の比誘電率と伝播遅延時間に係る従来の考え方
からすると、ふっ素樹脂の比誘電率が１．６６〜３．１
３の範囲で等価的に増減したことに相当する。

また、マイクロストリップ線路７の立ち上がり時間は、
ａ／ｄの変化範囲全てにおいて１００ｐｓよりも低い超
高速性が得られた。

第８図は、上述した第６図と同様なマイクロストリップ
線路７を用い、ピッチｄも同じ２．５ａ＋ｍとするとと
もに導体除去部９の辺ａを０．２５ｍ−に一定にしてお
き、導体除去部９の辺すを変化させた場合（便宜上、ｂ
／ωで示す）、特性インピーダンスＺｏおよび伝播遅延
時間ｔｄの変化を測定したものである。

これによると１辺すを細長く延ばしてゆ（と。

静電容量の減少率に比較してインダクタンスの増加率が
大きくなり、特性インピーダンスＺｏの増加率および伝
播遅延時間ｔｄの増加率を同じ傾向にすることができる
。

なお、この場合にも１００ｐｓよりも低い超高速の立ち
上がり時間が得られた。

これらから分かることは、接地電極３において導線路５
と重なるように対向する領域を含めて部分的に除去した
場合の特性変化が、単に導体除去部９の面積のみならず
その形状や寸法により影響を受け、導体除去部９の形状
や寸法的な選択によってマイクロストリップ線路７にお
ける単位長さ当たりの伝播遅延時間ｔｄや特性インピー
ダンスＺ。

等を変化できることである。

しかも、マイクロストリップ線路７の接地電極３に、導
体除去部９を形成してその割合を大きくすれば、導線路
５の特性インピーダンスＺｏが増加するから、この特性
インピーダンスＺｏを実用的な例えば５０Ωや７５Ωに
保つためには、誘電体層１の厚みｈを薄くするか導線路
５の幅Ｗを大きくするか、またはその双方を実施する必
要が生じる。

さらに９本発明の原理による導体除去部９を設けること
により、導線路５や接地電極３の金属部に延びや縮みが
生じ難くとも、導体除去部９で必要な延びや縮みを受は
持たせることが可能となり。

マイクロストリップ線路全体の可撓性が得られることが
分かった。

一実施例を示す図である。

図において、ふっ素樹脂からなる薄板状の細長い誘電体
層１１の上面には、３本の細長い導線路１３が互い辷間
隔を置いて並行に形成されて誘電体層１１の長手方向に
延びており、各導線路１３相互間にはこれらと間隔を置
いて細長い遮蔽導体１５が形成されている。この遮蔽導
体１５は静電誘導等による導線路１３間の結合を防ぐも
のである。

誘電体層１１の下面には、これら導線路１３や遮蔽導体
１５とは約４５°の傾きを有する格子状の薄板状の接地
電極１７が形成され、この接地電極１７は菱形をした小
孔状の導体除去部１９を四方に配列するように有してい
る。その導体除去部１９内では誘電体層１１の表面が露
出しており。

その接地電極１７は遮蔽導体１５と共に接地されている
。

なお、導線路１３．遮蔽導体１５および接地電極１７は
エツチングやプリント加工等の公知技術で形成されるが
、遮蔽導体１５は本発明に必須のものではない。

そして、このフラットケーブルは、用途によっては接続
用にその端部を残し、第３図に示すように、絶縁性材料
によって外装被覆２１が施される。

このように構成された本発明のフラットケーブルにあっ
ては１例えば導線路１３を内側にして長さ方向に折り曲
げるようにしてカを加えると、導線路工３が長さ方向で
圧縮応力を、接地電極１７が長さ方向で引張応力を受け
る。

導線路１３は殆ど縮むことはないが、接地電極１７は第
４図の破線のように、導体除去部１９が変形することに
よって長さ方向に捻れるようにして寸法が延びるので、
結局フラットケーブルが折り曲げられ、力を除（と元の
形状に戻る。

また、導線路１３を外側にして折り曲げると。

第５図に示すように導体除去部１９が破線の如く変形し
てフラットケーブルが折り曲げられる。

さらに、接地電極１７には導体除去部１９が形成されて
いるので、導線路１３の特性インピーダンスＺｏが増加
し、この特性インピーダンスＺｏを実用的な値に保ため
に誘電体層１の厚みを薄くすることが必要となるから、
その導体除去部１９の変形動作と相いまって良好な可撓
性が得られるし。

導線路１３の幅を大きく保つことも必要となって超高速
信号における損失も改善される。

本発明のフラットケーブルにおいて、接地電極１７に形
成する導体除去部１９の形状は、上述したように菱形に
限定されない。例えば、第９図Ａ〜Ｃに示すように、六
角形、四角形９円形の導体除去部２３，２５．２７等で
あってもよく、その寸法や相互の間隔も一律にする必要
はなく目的に合わせて選定すればよいが、良好な可撓性
を得るためには、小孔状の導体除去部を互いに接近させ
て縦横や斜め等四方に等間隔で配列することが好ましい
。

また、導線路も第１図に示すような直線状に限らず、第
１０図に示すようなじぐざぐ状の導線路２９を用いるこ
とも可能であり、このようなじぐざぐ状の導線路２９を
用いれば、フラットケーブル全体の可撓性が更に良好と
なることが期待できる。

上述した実施例のフラットケーブルは、マイクロストリ
ップ線路の構成を用いた例を示しているが１本発明のフ
ラットケーブルは第１１図〜第１３図に示すようにスト
リップ線路の構成を用いて実施することも可能である。

第１１図の構成は、板状の誘電体Ｊ’ｔｉｉｆ３１の中
に第１図に示す如き導線路１３や遮蔽導体１５を埋設す
るように配置し、その誘電体［３１の対向主面に接地電
極３３．３５を形成し、この接地電極３３．３５にやは
り第２図に示すような導体除去部を形成してなるもので
ある。

このような構成のフラットケーブルは、導線路１３の両
面に接地電極３３．３５が配置されているから、上述し
た第１図や第２図の構成に比べて外部回路との誘導が少
なくなって安定した伝送特性が期待できる。

さらに、第１２図の構成は、遮蔽導体１５に対向する位
置に切れ目３７ａ、３７ｂ、３９ａ、３９ｂを設けて接
地電極を分離し、各導線路１３毎に独立した接地電極３
３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３５ａ、３５ｂ、３５ｃを対向
させたものであり。

小さい振幅の信号伝送に好適する。

なお、このように接地電極を導線路毎に分割する構成は
、第１図および第２図におけるマイクロストリップ線路
の構成を用いたフラットケーブルにおいても実施できる
。

また、第１３図に示すフラットケーブルは、遮蔽導体を
省略するとともに、隣合う導線路１３の間において対向
する接地電極３３．３５を接合させ、誘電体層３１を介
して接地電極３３．３５で導線路１３を囲んで構成した
ものである。

この構成では、各導線路１３の周囲に接地電極３３．３
５による閉回路が形成され、各導線路１３毎に完全な遮
蔽がなされる。

また、第１３図の構成では、接地電極３３，３５を各導
線路１３毎に分離独立する必要がある場合に、接地電極
３３．３５の接合部４１で互いに切り離した後、一定の
間隔を置いて配置して、外周被覆（図示せず）で覆って
一体的なフラットケーブルに構成すればよい。

ところで１本発明における誘電体層１１．３１の材料と
しては、純然たる合成樹脂の他、これと無機材料例えば
ガラス繊維との複合体も含まれるものである。

以上の各実施例では、導線路が複数本ある場合を示した
が１本発明においてはその数は任意であるし、導線路が
１本の場合にも構成が簡単で端末処理の容易なフラット
ケーブルが得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明のフラットケーブル番よ、接
地電極に導体除去部を四方に配列するように形成したか
ら、折り曲げ時にその導体除去部が伸びや縮み応力を吸
収して曲がり易くなるとともに、導線路の特性インピー
ダンスが増加して誘電体層の厚みを薄（する必要が生じ
るから良好な可撓性が得られるし、導線路の幅を小さく
する必要がなくむしろ大きくする必要も生じるから超高
速信号に対する損失も少ない。

また、エツチング等の製造技術によって簡単に形成可能
であるから、複数の導線路を簡単に具備させることがで
きる。

そのため、可撓性が良好でその端部を回路基板に重ねて
回路基板に接続可能となるから、扱いが簡単で回路基板
間の接続に好適する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明に係るフラットケーブルの一実
施例を示す部分斜視図および側面図、第４図および第５
図は第１図に示すフラットケーブルにおける動作の概要
を示す図、第６図は本発明の詳細な説明するために参考
となるマイクロストリップ線路の斜視図、第７図および
第８図は第６図のフラットケーブルにおける特性図、第
９図Ａ。 Ｂ、Ｃは第２図のフラットケーブルにおける導体除去部
の他の例を示す図、第１０図は本発明における導線路の
他の例を示す図、第１１図〜第１３図は本発明の他の実
施例を示す側面図である。 １．１１．３１・・誘電体層 ３．１７．３３．３３ａ〜３３ｃ、３５゜３５ａ〜３５
ｃ・・接地電極 ５．１３．２９・・導線路 ７・・・・・自・マイクロストリップ線路９．１９，２
３，２５．２７ ・・導体除去部 １５・・・・・・・・遮蔽導体 特許出願人　　エルメック株式会社 第　１　図　　　　　　　第　２　。 第　３　図 Ｉ 第４図　第５ｍ 第６図 第　　７　　図 Ｚｏ（ｎＪ　ｔｄ（ｎＳ） ｕ　　　　ｕ、ｔ　　　ＬＩＡ　　　　ＩＪｊ＋　　　
　０．８　　　１０　　　　　　　　’第　８　図 第９図 （Ａ）　　　　　　　　　　　　　　（Ｂ）再　１０　
図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 導線路および接地電極が合成樹脂製の誘電体層を挟んで
   重なるように対向され、 前記接地電極の全面に前記誘電体層を露出させる導体除
   去部が四方に配列するように形成されてなることを特徴
   とするフラットケーブル。