KR20100110008A - 개별 차폐 구조와 임피던스 매칭된 고속전송용 신호 라인을 갖는 연성 플랫 케이블 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연성플랫케이블에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각각의 신호라인이 개별 차폐되어 있을 뿐만 아니라 임피던스 매칭되어 EMI와 외부 노이즈에 강하며 초고속 전송이 가능한 연성플랫케이블에 관한 것이다.

본 발명의 개별 차폐 구조와 임피던스 매칭된 고속전송용 신호 라인을 갖는 연성 플랫 케이블은 각각 신호라인을 형성하는 금속제 도체와, 상기 도체에 저유전율 특성을 갖는 수지제로 피복된 제 1 절연층과, 상기 제 1 절연층 외면에 도전성물질을 코팅하여 형성된 차폐층으로 형성된 개별도체부와; 제 2 절연층과 필름층을 구비한 절연필름으로 이루어지며; 상기 제 2 절연층 내에서 상기 개별도체부들이 일정 간격으로 나란히 유지될 수 있도록 상기 개별도체부의 상하측에서 절연필름이 접착되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

개별차폐, FFC, 임피던스

Description

개별 차폐 구조와 임피던스 매칭된 고속전송용 신호 라인을 갖는 연성 플랫 케이블 및 그 제조방법{Flexible Flat Cable of Separate Shield Structure And Impedance Matching For Ultra High Speed Transmission Signal Line}

본 발명은 연성플랫케이블(Flexible Flat Cable, 이하, 'FFC'라 함.)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각각의 신호라인이 개별 차폐되어 있을 뿐만 아니라 임피던스 매칭되어 EMI와 외부 노이즈에 강하며 초고속 전송이 가능한 연성플랫케이블에 관한 것이다.

최근 PC, 디지털스캐너, 초고화질 TV, 게임기 등에서 초고화질 화면의 구현 에 따라 대용량 데이터 전송이 필요하게 되었으며, 상기 제품들의 디지털화에 따라 신호 전송의 고속화가 필요 불가결화 기술로 요구되고 있는데, 이러한 신호 전송에 사용되는 케이블로서는 FFC가 많이 사용되고 있다.

도 1에 도시한 바와 같이 종래의 FFC는 도체(10)의 상하에 절연필름(18)이 접착되며, 이러한 접착은 상하의 절연필름 사이에 도포된 접착제가 이루는 접착층(12)에 의해 이루어지며, 별다른 전기적 특성이 요구되지 않았다.

하지만 근래에 들어와서는 EMI 대책에 대한 요구가 증가하여 도 2와 같이 FFC의 절연필름(18) 외면에 알루미늄 박(11)을 증착하거나 접착시켜 EMI 차폐가 가능한 FFC가 시판되고 있지만, 알루미늄 박의 강성 등에 의해 FFC의 유연성이 감소하는 문제점이 있었다.

또한 전송 신호의 속도가 점점 고속화 되어감에 따라 FFC는 노이즈에 대한 내성이 저하되고 동시에 의도되지 않은 EMI 노이즈의 누설로 인해, 서로 인접 되어 있는 신호라인에 전자기 커플링 현상인 누화(Crosstalk)가 발생하여 신호전송이 방해받는 악영향을 초래 하는 경우도 발생되고 있다. 또한 임피던스 매칭이 이루어지 않아 고속 전송되는 신호가 반사되는 등 신호의 전송 손실이 커짐에 따라 초고속 및 대용량 데이터 전송에 많은 어려움이 발생하고 있다.

한편, 대한민국 공개특허 2007-8507호에는 신호라인 주변을 도체로 감싼 전선이 개시되어 있으나, 최근 사용되고 있는 FFC와 같이 초박형 신호라인을 구비한 경우 도체의 주변을 각각 금속제 호일이나 시트로 감싼다는 것은 거의 불가능한 것이어서, 초박형 신호라인을 구비한 FFC에 적용가능한 제조방법이 필요한 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 노이즈 및 EMI 등에 대한 강한 내성과 임피던스 매칭에 따라 전송손실이 적게 되어 초고속/대용량 전송이 가능하고 또한 우수한 연성(Flexibility)과 생산원가가 저렴한 FFC와 그 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 개별 차폐 구조와 임피던스 매칭된 고속전송용 신호 라인을 갖는 연성 플랫 케이블은

각각 신호라인을 형성하는 금속제 도체와,

상기 도체에 저유전율 특성을 갖는 수지제로 피복된 제 1 절연층과,

상기 제 1 절연층 외면에 도전성물질을 코팅하여 형성된 차폐층으로 형성된 개별도체부와;

제 2 절연층과 필름층을 구비한 절연필름으로 이루어지며;

상기 제 2 절연층 내에서 상기 개별도체부들이 일정 간격으로 나란히 유지될 수 있도록 상기 개별도체부의 상하측에서 절연필름이 접착되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 제 1 절연층 또는 제 2 절연층은 불소수지, 폴리이미드 수지, PET 수지, 에폭시 수지 , 우레탄 수지, 광경화성 수지 중 하나로 이루어진 것이 바람직하다.

상기 차폐층은 도전성 폴리머 또는 은(Ag) 페이스트를 제 1 절연층 외면에 도포하여 경화시키는 형태로 코팅하거나, 구리 또는 은 또는 알루미늄을 제 1 절연층 외면에 증착하여 코팅하는 것이 바람직하다.

상기 절연필름은 불소수지, 폴리이미드 수지, PET 수지, 에폭시 수지 , 우레탄 수지, 광경화성 수지 중 하나를 소재로 한 필름인 것이 바람직하다.

각각 신호라인을 형성하는 금속제 도체를 준비하는 제 1 단계와,

상기 도체를 불소수지, 폴리이미드 수지, PET 수지, 에폭시 수지 , 우레탄 수지, 광경화성 수지 중 하나를 사용하여 제 1 절연층으로 피복하는 제 2 단계와,

도전성 폴리머 또는 은 페이스트를 제 1 절연층 외면에 도포하는 형태로 코팅하거나, 구리 또는 은 또는 알루미늄을 제 1 절연층 외면에 증착하여 코팅하여 차폐층을 형성하는 제 3 단계와,

접착가능한 제2절연층을 구비한 절연필름을 상기 제 3 단계를 거친 개별도체부의 양측에 접착시키는 제 4 단계를 포함하는 제조방법으로 본 발명의 FFC가 제조 될 수 있는 것이다.

본 발명에 의하면, 노이즈 및 EMI 등에 대한 강한 내성과 임피던스 매칭에 의해 신호의 전송손실이 적어 초고속/대용량 전송이 가능하고 또한 우수한 연성(Flexibility)과 생산원가가 저렴한 FFC를 얻을 수 있으며, 초박형으로 이루어지는 FFC를 보다 간편하게 제조할 수 있을 뿐만 아니라 대량생산이 가능하게 하는 효과를 얻을 수 있다.

이하, 본 발명을 그 실시예에 따라 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 3은 개별도체부의 형상을 나타낸 것으로, 개별도체부는 신호라인을 형성하는 금속제 도체(10)와, 상기 도체(10)에 저유전율 특성을 갖는 수지제로 피복된 제 1 절연층(13)과, 상기 제 1 절연층(13) 외면에 도전성물질을 코팅하여 형성된 차폐층(14)으로 이루어진다.

본 실시예에서는 폭 0.15~0.3mm, 두께 0.025~0.035mm 정도의 범위를 갖는 다양한 초박형 금속제 도체를 사용하였다.

도체에 제 1 절연층을 피복하기 위하여는 도체 표면의 때나 부식층을 제거하는 것이 바람직한데, 공지의 초음파 탈지 또는 전해 탈지 처리를 사용할 수 있다.

또한, 제 1 절연층은 저유전율 특성을 갖는 수지제를 사용하여 도체의 표면을 피복하게 되는 것인데, 공지의 압출이나 분사 공정에 의해 피복이 가능하다. 제 1 절연층의 두께는 약 10~100㎛ 사이가 적당하다.

이후, 제 1 절연층 외면은 도전성 물질을 코팅함으로써 차폐층을 형성하게 되는데, 도전성 폴리머 또는 은 페이스트를 제 1 절연층 외면에 도포하여 경화시키는 형태로 코팅하거나, 구리 또는 은 또는 알루미늄을 제 1 절연층 외면에 증착하여 코팅하여 차폐층을 형성할 수 있다.

제 1 절연층 외면에 차폐층을 코팅하면, 외부 노이즈 및 EMI를 차단하는 효과가 있는 반면 도체와 제 1 절연층 사이의 정전용량이 증대되어 임피던스 저하가 초래될 수 있다. 이때는 제 1 절연층을 이루는 수지제를 유전율이 더 낮은 재료로 교체하거나 도체의 단면적을 축소시킴으로서 임피던스의 저하를 막을 수 있게 된다.

이후 개별도체부는 일정간격(본 실시예에서는 0.3~0.5mm)의 피치로 배열한 후 양측에 절연필름을 라미네이션 장비에 의해 부착함으로서 도 4와 같은 형태로 본 발명의 FFC가 완성되게 된다. 절연필름에는 접착가능한 제2절연층(15)이 형성되어 있으며, 이러한 제 2 절연층(15)에는 접착성분이 함유되는 것이 보다 바람직하다.

절연필름을 이루는 제 2 절연층(15)과 필름층(16)은 동일 재료로서 제작될 수 있으며, 가압/가열 성형에 의해 개별도체부가 절연필름 내에 유지될 수 있을 것 이다.

상기 설명한 바와 같이 제조된 FFC는 커넥터나 인쇄회로기판에 부착되기 위해 도체가 외부로 노출되는 접속부를 형성하여야 하는데, 이러한 접속부의 형성은 도 5와 같이 절연필름의 대응부위(17)를 제거한 채 라미네이션 공정을 거친 다음 화학적 에칭이나 기계적 스트립에 의해 제1절연층과 차폐층을 제거함에 따라 형성할 수 있다.

이후 노출된 도체에 대하여는 필요에 따라 니켈 도금을 실시하고, 선택적으로 금 도금이나 주석도금을 더 실시할 수도 있을 것이다. 주석이나 은으로 도금되어 있는 도체를 사용하여 FFC를 제작한 경우 별도의 도금공정이 필요없음은 물론이라 하겠다.

도 1은 종래 FFC의 단면을 나타낸 단면도.

도 2는 종래 FFC외면을 차폐처리한 형태를 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명의 개별도체부의 구성을 나타낸 단면사시도.

도 4는 본 발명 FFC의 단면을 나타낸 단면도.

도 5는 본 발명 FFC의 접속부 형성을 설명하기 위한 도.

Claims (5)

1. 각각 신호라인을 형성하는 금속제 도체와,

   상기 도체에 저유전율 특성을 갖는 수지제로 피복된 제 1 절연층과,

   상기 제 1 절연층 외면에 도전성물질을 코팅하여 형성된 차폐층으로 형성된 개별도체부와;

   제 2 절연층과 필름층을 구비한 절연필름으로 이루어지며;

   상기 제 2 절연층 내에서 상기 개별도체부들이 일정 간격으로 나란히 유지될 수 있도록 상기 개별도체부의 상하측에서 절연필름이 접착되어 이루어진 것을 특징으로 하는 개별 차폐 구조와 임피던스 매칭된 고속전송용 신호 라인을 갖는 연성 플랫 케이블.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 절연층 또는 제 2 절연층은 불소수지, 폴리이미드 수지, PET 수지, 에폭시 수지 , 우레탄 수지, 광경화성 수지 중 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 개별 차폐 구조와 임피던스 매칭된 고속전송용 신호 라인을 갖는 연성 플랫 케이블.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 차폐층은 도전성 폴리머 또는 은 페이스트를 제 1 절연층 외면에 도포하여 경화시키는 형태로 코팅하거나, 구리 또는 은 또는 알루미늄을 제 1 절연층 외면에 증착하여 코팅하는 것을 특징으로 하는 개별 차폐 구조와 임피던스 매칭된 고속전송용 신호 라인을 갖는 연성 플랫 케이블.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 절연필름은 불소수지, 폴리이미드 수지, PET 수지, 에폭시 수지 , 우레탄 수지, 광경화성 수지 중 하나를 소재로 한 필름인 것을 특징으로 하는 개별 차폐 구조와 임피던스 매칭된 고속전송용 신호 라인을 갖는 연성 플랫 케이블.
5. 각각 신호라인을 형성하는 금속제 도체를 준비하는 제 1 단계와,

   상기 도체를 불소수지, 폴리이미드 수지, PET 수지, 에폭시 수지 , 우레탄 수지, 광경화성 수지 중 하나를 사용하여 제 1 절연층으로 피복하는 제 2 단계와,

   도전성 폴리머 또는 은 페이스트를 제 1 절연층 외면에 도포하여 경화시키는 형태로 코팅하거나, 구리 또는 은 또는 알루미늄을 제 1 절연층 외면에 증착하여 코팅하여 차폐층을 형성하는 제 3 단계와,

   접착가능한 제2절연층을 구비한 절연필름을 상기 제 3 단계를 거친 개별도체부의 양측에 접착시키는 제 4 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 개별 차폐 구조와 임피던스 매칭된 고속전송용 신호 라인을 갖는 연성 플랫 케이블의 제조방법.

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