KR20140002159A - 연성 플랫 케이블 - Google Patents

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KR20140002159A KR1020120069869A KR20120069869A KR20140002159A KR 20140002159 A KR20140002159 A KR 20140002159A KR 1020120069869 A KR1020120069869 A KR 1020120069869A KR 20120069869 A KR20120069869 A KR 20120069869A KR 20140002159 A KR20140002159 A KR 20140002159A
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Abstract

본 발명은 FFC에 관한 것으로 인접하는 것과 서로 접촉되지 않도록 일정 간격으로 평행하게 배열되는 도전성 금속으로 형성된 다수 개의 도선과, 상기 다수 개의 도선을 개재시켜 라미네이트 가공에 의해 서로 합착되도록 열접착성 합성수지로 형성되되 어느 하나는 상기 다수 개의 도선의 길이와 동일하고 나머지 하나는 상기 다수 개의 도선의 길이보다 짧게 형성되어 상기 다수 개의 도선을 길이 방향으로 양측 끝단을 노출시키는 제 1 및 제 2 절연층과, 상기 제 1 및 제 2 절연층 중 어느 하나의 표면 상에 상기 다수 개의 도선을 길이 방향으로 양측 끝단을 노출시키도록 접착되게 탄성을 갖지 않으면서 유전율이 큰 무기재료로 형성되어 상기 다수 개의 도선의 임피던스를 조절하는 제 3 절연층과, 상기 제 3 절연층의 표면에 접착된 제 4 절연층과, 상기 제 4 절연층 표면에 도전성 금속으로 형성되어 전자파를 차폐하는 도전성 금속층과, 상기 제 1 절연층의 길이보다 짧게 형성되어 상기 도전성 금속층을 길이 방향으로 양측 끝단이 노출하도록 피복하여 접지부를 한정하는 제 5 절연층을 포함한다. 따라서, 임피던스를 매칭시키기 위한 유전층으로 사용되는 제 3 절연층이 탄성을 갖지 않는 것에 의해 유연성이 향상되므로 전자기기 내부의 좁은 공간에서도 잘 접혀져 사용하기 용이하다.

Description

연성 플랫 케이블{Flexible Flat Cable}
본 발명은 연성 플랫 케이블에 관한 것으로서, 특히, 전자 기기 제품 등에서 부품들의 중계 케이블로서 사용되는 연성 플랫 케이블에 관한 것이다.
일반적으로 프린터, 스캐너, TV, PC, 노트북, 모니터 및 복합기 등과 같은 각종 전자 기기 제품에서는 각각의 부품 사이를 전기적으로 연결하는 중계 케이블로 연성 플랫 케이블(Flexible Flat Cable; 이하, FFC라고 함)이 사용되고 있다. FFC는 가요성(可撓性, flexibility)이 우수하므로 휨과 같이 가동(可動)되는 것에도 사용할 수 있으며 연성인쇄회로(Flexible Printed Circuit; FPC)에 비해 제조 비용이 저렴하므로 폭넓은 분야에 이용되고 있다.
그런데 FFC는 종래에는 특성 임피던스 등의 전기적 특성이 요구되는 경우는 없었다. 그 때문에 FFC는 도전성 금속이 도선 형태로 형성되어 인접하는 것과 서로 접촉되지 않도록 일정 간격으로 평행하게 배열된 다수 개의 도선를 개재시켜 양측에 합성수지로 이루어진 절연층을 압착하는 것만으로 필요한 사양을 만족시키는 것이 가능했었다.
이에 대하여 최근에는 노트북형의 개인용 컴퓨터 또는 디지털 스캐너와 같은 화질의 고정밀화를 실현한 각종 전자 기기 제품이 개발됨에 따라, 신호 전송의 고속화가 요구되고 있다. 또한, 다른 전자 기기 제품에서도 디지털화가 진행됨에 따라, 신호 전송의 고속화가 필요 불가결한 기술적 과제가 되었다.
일반적으로 신호 전송용 케이블은 신호 전송 속도가 고속이 되면 노이즈에 대한 내성의 저하 등이 생기기 때문에, 고속 전송에 대응된 것이 요구되게 된다. 그러나 이러한 케이블에서는 신호 전송 속도의 고속화와 동시에 불필요한 전자파 장애(Electromagnetic Interference; EMI)가 문제가 된다. 즉, 신호의 고속 전송시 높은 주파수의 신호가 필요함에 따라 전자파가 쉽게 누설되어 인접하는 케이블 등에 주입되어 오동작 또는 전송 손실과 같은 악영향을 초래하는 경우가 알려져 있다.
따라서, 절연층의 표면에 도전성을 갖는 금속층으로 이루어진 실드층(shielding layer)을 증착하거나 또는 실드 테이프를 접착하여 전자파를 차폐할 수 있는 FFC가 개발되었다.
종래 기술에 따른 전자파를 차폐할 수 있는 FFC는 등록특허 제 10-0899107 호(발명의 명칭 : 연성 플랫 케이블)에 개시되어 있다.
종래 기술에 따른 연성 플랫 케이블은 인접하는 것과 서로 접촉되지 않도록 일정 간격으로 평행하게 배열되는 도전성 금속으로 형성된 다수 개의 도선과, 상기 다수 개의 도선을 개재시켜 라미네이트 가공에 의해 서로 합착되도록 열접착성 합성수지로 형성되되 어느 하나는 상기 다수 개의 도선의 길이와 동일하고 나머지 하나는 상기 다수 개의 도선의 길이보다 짧게 형성되어 상기 다수 개의 도선의 양측 끝단을 노출시키는 제 1 및 제 2 절연층과, 상기 제 1 및 제 2 절연층 중 어느 하나의 표면에 접착되어 상기 다수 개의 도선의 임피던스를 조절하는 제 3 절연층과, 상기 제 3 절연층의 표면에 접착된 제 4 절연층과, 상기 제 4 절연층 표면에 도전성 금속으로 형성되어 전자파를 차폐하는 도전성 금속층과, 상기 도전성 금속층 상에 도전성 금속 또는 도전성 금속들의 합금으로 이루어진 금속 파우더를 포함하는 합성 수지로 코팅되어 형성되어 상기 도전성 금속층과 전기적으로 연결되면서 산화를 방지하는 도전성 산화방지층과, 상기 제 1 절연층의 길이보다 짧게 형성되어 상기 도전성 산화방지층을 길이 방향으로 양측 끝단이 노출하도록 피복하여 접지부를 한정하는 제 5 절연층을 포함한다.
상기에서 도전성 금속층 및 도전성 산화방지층은 전자파를 차폐하는 것으로 다수 개의 도선을 통하는 전기적 신호가 외부로 방사되거나 외부로부터 케이블 내로 입사되는 전자파를 차폐한다. 그리고, 제 3 절연층은 다수 개의 도선과 도전성 금속층 사이에서 전계가 발생되는 것을 감소시켜 임피던스를 매칭시켜 다수 개의 도선의 정전 용량을 감소시켜 전송 손실을 방지한다. 이에 의해, 제 3 절연층은 다수 개의 도선의 신호 전송 속도가 저하되는 것을 방지한다. 그러므로, 제 3 절연층은 나일론(nylon), 폴리이미드(polyimide), 폴리비닐아세테이트(polyvinylacetate), 폴리에스테르(polyester), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리에틸렌(polyethylene) 또는 폴리프로필렌(polypropylene) 등의 합성수지로 임피던스를 매칭시키기 위해 150 ∼ 400㎛ 정도의 두께로 형성된다.
그러나, 종래 기술에 따른 연성 플랫 케이블은 임피던스를 매칭시키기 위한 유전층으로 사용되는 합성수지로 이루어진 제 3 절연층이 탄성을 가질 뿐만 아니라 낮은 유전율에 의해 두껍게 형성되므로 유연성이 저하되므로 전자기기 내부의 좁은 공간에서 사용하기 어려운 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 정전 용량을 감소로 인한 도선의 신호 전송 속도를 감소시키지 않으면서 유연성이 저하되는 것을 방지하여 전자기기 내부의 좁은 공간에서도 사용하기 용이한 FFC를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 FFC는 인접하는 것과 서로 접촉되지 않도록 일정 간격으로 평행하게 배열되는 도전성 금속으로 형성된 다수 개의 도선과, 상기 다수 개의 도선을 개재시켜 라미네이트 가공에 의해 서로 합착되도록 열접착성 합성수지로 형성되되 어느 하나는 상기 다수 개의 도선의 길이와 동일하고 나머지 하나는 상기 다수 개의 도선의 길이보다 짧게 형성되어 상기 다수 개의 도선을 길이 방향으로 양측 끝단을 노출시키는 제 1 및 제 2 절연층과, 상기 제 1 및 제 2 절연층 중 어느 하나의 표면 상에 상기 다수 개의 도선을 길이 방향으로 양측 끝단을 노출시키도록 접착되게 탄성을 갖지 않으면서 유전율이 큰 무기재료로 형성되어 상기 다수 개의 도선의 임피던스를 조절하는 제 3 절연층과, 상기 제 3 절연층의 표면에 접착된 제 4 절연층과, 상기 제 4 절연층 표면에 도전성 금속으로 형성되어 전자파를 차폐하는 도전성 금속층과, 상기 제 1 절연층의 길이보다 짧게 형성되어 상기 도전성 금속층을 길이 방향으로 양측 끝단이 노출하도록 피복하여 접지부를 한정하는 제 5 절연층을 포함한다.
상기에서 다수 개의 도선은 길이 방향으로 양측 끝단의 노출된 부분이 Ni/Au으로 도금된다.
상기에서 제 1, 제 2, 제 4 및 제 5 절연층이 나일론(nylon), 폴리이미드(polyimide), 폴리비닐아세테이트(polyvinylacetate), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리에스테르(polyester), 폴리에틸렌(polyethylene) 또는 폴리프로필렌(polypropylene)의 합성수지로 형성된다.
상기에서 제 3 절연층이 합성지, 섬유 또는 부직포가 10 ∼ 400㎛의 두께로 형성된다.
상기에서 제 3 절연층이 CaCO3, TiO2, SiO2 또는 질화물의 파우더가 10 ∼ 400㎛의 두께로 형성된다.
상기에서 제 4 절연층이 10 ∼ 15㎛의 두께로 형성된다.
상기에서 도전성 금속층은 도전성 금속의 포일(foil)로 형성된다.
상기에서 도전성 금속층은 도전성 금속이 증착 또는 도금되어 형성되며, 이러한 경우에 제 4 절연층과 상기 도전성 금속층 사이에 프라이머층을 더 포함하고, 도전성 금속층 상에 형성된 도전성 산화층을 더 포함한다.
따라서, 본 발명은 임피던스를 매칭시키기 위한 유전층으로 사용되는 제 3 절연층이 탄성을 갖지 않는 것에 의해 유연성이 향상되므로 전자기기 내부의 좁은 공간에서도 잘 접혀져 사용하기 용이한 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 FFC를 부분 절개한 평면도.
도 2는 도 1을 A-A 선으로 절단한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 FFC의 부분 절개 평면도이고, 도 2는 도 1을 A-A 선으로 절단한 단면도이다.
본 발명에 따른 FFC는 다수 개의 도선(11), 제 1 및 제 2 절연층(13)(15), 제 3 절연층(17), 제 4 절연층(19), 도전성 금속층(21) 및 제 5 절연층(25)을 포함한다.
다수 개의 도선(11)은 구리 또는 주석 등의 도전성 금속이 도선 형태로 형성되어 인접하는 것과 서로 접촉되지 않도록 일정 간격으로 평행하게 배열된다. 상기에서 도선(11)은 길이 방향의 양측 끝단이 Ni/Au 등으로 도금되어 도전성을 향상시키면서 산화되어 저항이 증가되는 것을 방지할 수 있다.
제 1 및 제 2 절연층(13)(15)은 다수 개의 도선(11)을 개재시켜 라미네이트 가공에 의해 서로 합착되어 도선(11)을 보호한다. 상기에서 제 1 및 제 2 절연층(13)(15) 중 어느 하나, 예를 들면, 제 2 절연층(15)은 도선(11)의 길이와 동일하고 나머지 하나, 예를 들면, 제 1 절연층(13)은 도선(11)의 길이보다 짧게 형성되어 도선(11)을 길이 방향으로 양측 끝단을 노출시킨다.
제 1 및 제 2 절연층(13)(15)은 인장 강도 등의 기계적 강도를 가지면서 절연성, 내열성, 유연성 및 복원성을 갖는 열접착성 합성 수지로 10 ∼ 250㎛ 정도의 두께로 형성된다. 그러므로, 제 1 및 제 2 절연층(13)(15)은 나일론(nylon), 폴리이미드(polyimide), 폴리비닐아세테이트(polyvinylacetate), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리에스테르(polyester), 폴리에틸렌(polyethylene) 또는 폴리프로필렌(polypropylene) 등의 합성수지로 형성될 수 있다.
제 3 절연층(17)은 제 1 및 제 2 절연층(13)(15) 중 어느 하나의 표면상에 부착되게 형성된다. 상기에서 제 3 절연층(17)이 제 1 절연층(13) 상에 형성되는 경우 도선(11)을 길이 방향으로 양측 끝단을 노출시키도록 하여야 한다.
상기에서 제 3 절연층(17)은 다수 개의 도선(11)의 임피던스를 매칭시켜 정전 용량의 감소로 인한 전송 손실을 방지하기 위한 유전층으로 사용된다. 상기에서 제 3 절연층(17)은 탄성을 갖지 않으면서 유전율이 큰 재료, 예를 들면, 합성지, 섬유 또는 부직포 등으로 10 ∼ 400㎛ 정도의 두께로 형성된다. 또한, 제 3 절연층(17)은 무기재료, 예를 들면, CaCO3, TiO2, SiO2 또는 질화물 등의 파우더로도 10 ∼ 400㎛ 정도의 두께로 형성될 수 있다.
제 4 절연층(19)은 제 3 절연층(17) 상에 부착되게 형성된다. 상기에서 제 4 절연층(19)은 제 1 및 제 2 절연층(13)(15)과 같이 나일론(nylon), 폴리이미드(polyimide), 폴리비닐아세테이트(polyvinylacetate), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리에스테르(polyester), 폴리에틸렌(polyethylene) 또는 폴리프로필렌(polypropylene) 등의 합성수지로 10 ∼ 15㎛ 정도의 얇은 두께로 형성된다. 상기에서 제 4 절연층(19)은 제 3 절연층(17) 상에 2액 반응형 폴리우레탄 접착제를 사용하여 층간 접착을 견고하도록 부착한다.
그리고, 제 4 절연층(19) 상에 알루미늄, 은, 금, 구리, 니켈, 몰리브덴, 니켈 또는 주석 등의 도전성 금속으로 이루어져 신호 전송시 도선(11)에서 발생되어 외부로 방사되거나 외부에서 도선(11)로 인가되는 전자파를 차폐하는 도전성 금속층(21)이 50 ∼ 1000Å 정도의 두께로 형성된다. 상기에서 알루미늄, 은, 금, 구리, 니켈, 몰리브덴, 니켈 또는 주석 등의 도전성 금속의 포일(foil)이 접착되어 형성될 수도 있다.
또한, 도전성 금속층(21)은 진공증착(evaporation), CVD(Chemical Vapor Deposition) 또는 PVD(Physical Vapor Deposition) 등의 증착 방법이나, 또는, 도금되어 형성될 수도 있다.
상기에서 도전성 금속층(21)이 증착 또는 도금 방법으로 형성되는 경우 제 4 절연층(19)과의 사이에 증착 또는 도금이 용이하도록 폴리우레탄(polyurethane)계 수지, 폴리에스테르(polyester)계 수지 또는 아크릴(acryl)계 수지 및 비닐(vinyl)계 수지 등의 합성 수지가 코팅된 프라이머층이 형성될 수도 있다.
또한, 도전성 금속층(21)이 증착 또는 도금 방법으로 형성되는 경우 이 도전성 금속층(21) 상에 도전성 산화방지층이 형성될 수 있다. 상기에서 도전성 산화방지층은 금속층(21)이 공기 중에 노출되어 산화되는 것을 방지하는 것으로 알루미늄, 구리, 니켈 등의 도전성 금속, 또는, 이들 금속들의 합금으로 이루어진 금속 파우더를 포함하는 폴리우레탄(polyurethane), 폴리에스테르(polyester), 아크릴(acryl) 또는 폴리 비닐(vinyl) 등의 합성 수지가 코팅 등의 방법에 의해 형성될 수 있다.
제 5 절연층(25)은 제 1 및 제 2 절연층(13)(15)과 같이 나일론(nylon), 폴리이미드(polyimide), 폴리비닐아세테이트(polyvinylacetate), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리에스테르(polyester), 폴리에틸렌(polyethylene) 또는 폴리프로필렌(polypropylene) 등의 합성 수지로 도전성 금속층(21) 상에 10 ∼ 15㎛ 정도의 얇은 두께로 형성된다. 상기에서 제 5 절연층(25)은 제 2 절연층(15)의 길이보다 짧게 형성되어 도전성 금속층(21)이 길이 방향으로 양측 끝단이 노출되도록 한다. 상기에서 도전성 금속층(21) 양측 끝단의 제 5 절연층(25)에 의해 피복되지 않고 노출된 부분은 접지부(27)가 된다.
상술한 구성의 FFC에 있어서 다수 개의 도선(11)를 사이에 두고 라미네이트(laminate) 가공에 의해 합착된 제 1 및 제 2 절연층(13)(15) 중 어느 하나, 예를 들면, 제 2 절연필름(13)은 도선(11)의 길이보다 짧게 형성되어 이 도선(11)을 길이 방향으로 양측 끝단을 노출시킨다. 그리고, 다수 개의 도선(11)의 양측 끝단의 노출된 부분은 Ni/Au 등으로 도금되어 도전성을 향상시킨다.
그리고, 제 3 절연층(17)은 다수 개의 도선(11)와 도전성 금속층(21) 사이의 임피던스를 매칭시켜 다수 개의 도선(11)의 신호의 전송 속도가 저하되는 것을 방지하는 것으로 탄성을 갖지 않으면서 유전율이 큰 합성지, 섬유 또는 부직포 등으로 10 ∼ 400㎛ 정도의 두께로 형성된다. 그러므로, 제 3 절연층(17)은 탄성을 갖지 않으므로 유연성이 향상되므로, 본 발명에 따른 FFC는 전자기기 내부의 좁은 공간에서도 사용하기 용이하다.
또한, 신호 전송시 도선(11)에서 발생되어 외부로 방사되거나 외부에서 도선(11)로 인가되는 전자파를 차폐하는 도전성 금속층(21)의 제 5 절연층(25)에 의해 노출되는 양측 끝단이 접지부(27)가 된다.
또한, 다수 개의 도선(11)의 노출된 길이 방향의 양측 끝단이 Ni/Au 등으로 도금되어 도전성이 향상되면서 산화되는 것을 방지하여 저항이 증가되는 것을 방지할 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은 실시 예에 불과한 것으로, 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
11 : 도선 13, 15 : 제 1 및 제 2 절연층
17 : 제 3 절연층 19 : 제 4 절연층
21 : 도전성 금속층 25 : 제 5 절연층
27 : 접지부

Claims (10)

  1. 인접하는 것과 서로 접촉되지 않도록 일정 간격으로 평행하게 배열되는 도전성 금속으로 형성된 다수 개의 도선과,
    상기 다수 개의 도선을 개재시켜 라미네이트 가공에 의해 서로 합착되도록 열접착성 합성수지로 형성되되 어느 하나는 상기 다수 개의 도선의 길이와 동일하고 나머지 하나는 상기 다수 개의 도선의 길이보다 짧게 형성되어 상기 다수 개의 도선을 길이 방향으로 양측 끝단을 노출시키는 제 1 및 제 2 절연층과,
    상기 제 1 및 제 2 절연층 중 어느 하나의 표면 상에 상기 다수 개의 도선을 길이 방향으로 양측 끝단을 노출시키도록 접착되게 탄성을 갖지 않으면서 유전율이 큰 무기재료로 형성되어 상기 다수 개의 도선의 임피던스를 조절하는 제 3 절연층과,
    상기 제 3 절연층의 표면에 접착된 제 4 절연층과,
    상기 제 4 절연층 표면에 도전성 금속으로 형성되어 전자파를 차폐하는 도전성 금속층과,
    상기 제 1 절연층의 길이보다 짧게 형성되어 상기 도전성 금속층을 길이 방향으로 양측 끝단이 노출하도록 피복하여 접지부를 한정하는 제 5 절연층을 포함하는 연성 플랫 케이블.
  2. 청구항 1에 있어서 상기 다수 개의 도선은 길이 방향으로 양측 끝단의 노출된 부분이 Ni/Au으로 도금된 연성 플랫 케이블.
  3. 청구항 1에 있어서 상기 제 1, 제 2, 제 4 및 제 5 절연층이 나일론(nylon), 폴리이미드(polyimide), 폴리비닐아세테이트(polyvinylacetate), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리에스테르(polyester), 폴리에틸렌(polyethylene) 또는 폴리프로필렌(polypropylene)의 합성수지로 형성된 연성 플랫 케이블.
  4. 청구항 1에 있어서 상기 제 3 절연층이 합성지, 섬유 또는 부직포가 10 ∼ 400㎛의 두께로 형성된 연성 플랫 케이블.
  5. 청구항 1에 있어서 상기 제 3 절연층이 CaCO3, TiO2, SiO2 또는 질화물의 파우더가 10 ∼ 400㎛의 두께로 형성된 연성 플랫 케이블.
  6. 청구항 1에 있어서 상기 제 4 절연층이 10 ∼ 15㎛의 두께로 형성된 연성 플랫 케이블.
  7. 청구항 1에 있어서 도전성 금속층은 도전성 금속의 포일(foil)로 형성된 연성 플랫 케이블.
  8. 청구항 1에 있어서 도전성 금속층은 도전성 금속이 증착 또는 도금되어 형성된 연성 플랫 케이블.
  9. 청구항 8에 있어서 상기 제 4 절연층과 상기 도전성 금속층 사이에 프라이머층을 더 포함하는 연성 플랫 케이블.
  10. 청구항 8에 있어서 도전성 금속층 상에 형성된 도전성 산화층을 더 포함하는 연성 플랫 케이블.
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