KR20160005589A

KR20160005589A - 저전압차동신호용 플렉시블 플랫 케이블

Info

Publication number: KR20160005589A
Application number: KR1020140084761A
Authority: KR
Inventors: 윤상보
Original assignee: 은성산업(주)
Priority date: 2014-07-07
Filing date: 2014-07-07
Publication date: 2016-01-15
Also published as: US20160005510A1; US9716328B2

Abstract

본 발명은 저전압차동신호(LVDS: Low Valtage Differential Signaling)용 플렉시블 플랫 케이블에 관한 것으로, 상부 절연필름 및 하부 절연필름과; 상기 상부 절연필름과 상기 하부 절연필름 사이에 서로 일정한 간격을 두고 병렬로 배치되어 끼워지는 도선들로 이루어지고, 각각의 상기 도선들은 각각 원형의 단면으로 된 중앙부분과 상기 중앙부분의 단말 부분이 압연되어 상부면과 하부면이 평면으로 되고 열처리된 압연부분을 가지며, 상기 압연부분의 끝 부분이 서로 일정한 간격을 두고 배치되어 외부로 노출되어 단말부분을 이루고; 상기 상부 절연필름과 상기 하부 절연필름 사이에 배치된 도선들은 몇 개씩 모여 스트립을 이루며, 상기 상부 절연필름으로부터 상기 스트립 사이를 지나 상기 하부 절연필름까지 관통된 커팅라인을 포함하여, 단말부분이 열처리되어 원래의 신율을 회복하게 되어 단말부분을 컨넥터에 삽입할 때 부러지는 것을 방지할 수 있다.

Description

저전압차동신호용 플렉시블 플랫 케이블{A Flexible Flat Cable for a Low Valtage Differential Signaling}

본 발명은 저전압차동신호(LVDS: Low Valtage Differential Signaling)용 플렉시블 플랫 케이블에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각각의 도선들이 중앙부분은 원형의 단면을 가지며, 단말부분은 상부면 및 하부면이 평면으로 된 플렉시블 플랫 케이블에 관한 것이다.

미국 공개특허공보 US2013/0037303호에는 “플렉시블 플랫 케이블”이 개시되어 있다. 게시된 플렉시블 플랫 케이블은 평행하게 배치된 복수 개의 도선과 복수개의 도선을 피복하는 절연층을 포함하고 있다. 미국 공개특허공보 US2013/0037303호에 개시된 플렉시블 플랫 케이블은 절연층으로 피복된 복수 개의 도선을 몇 개의 스트립으로 분리하여 적층시켜서 폭을 줄일 수 있도록 커팅 라인이 형성되어 있다. 그런데, 도선은 원형의 단면을 갖는 금속 와이어의 단면부분을 압연하여 평평하게 하여 단말부분을 만든 다음 이를 노출시킨 것이다.

이는 플렉시블 플랫 케이블을 이용해 여러 전자기기간의 배선할 때, 적층되는 부분의 도선이 유연성을 갖도록 단면을 원형으로 하고, 접속할 때는 압입 작업성이나 압입 후의 접속의 확실성의 확보라는 관점에서 접속부분을 평면으로 한 것이다.

원형의 단면을 갖는 금속 와이어의 단면부분을 압연하여 평평하게 하여 단말부분으로 만든 도선을 사용하는 플랫케이블이 일본 공개특허공보 2010-192287호에 개시되어 있다. 일본 공개특허공보 2010-192287호에 개시된 플랫케이블은 원형 단면의 도선을 병열로 배치하고, 이를 상부 및 하부를 절연체로 감싼 다음 단말부분을 노출시켜고, 노출된 원형 단면의 도선을 압연하여 상부면과 하부면이 평평한 단말부분이 되도록 한 구조이다.

또, 원형 단명의 도선을 압연하여 평평한 단말부분을 만든 다음, 이를 병열로 배치한 구조가 일본 공개특허공보 2002-56721호에 개시되어 있다. 일본 공개특허공보 2002-56721호에서는 원형단면의 도체나 평각도체를 사용자가 임의로 선택하여 사용할 수 있도록 한 것이다.

원형 단명의 도선의 단말부분을 압연하여 평평한 단말부분을 만든 다음, 이를 병열로 배치하여 플렉시블 플랫 케이블이 US 2012/0205138호에 공개되어 있다. US 2012/0205138호에 공개된 플렉시블 플랫 케이블은 병열로 배치된 원형 단면의 도선을 상부 절연필름과 하부 절연필름으로 피복하기 전에 원형단면의 도선의 일부를 압연하여 형성된 평평한 부분을 형성한 다음, 평평한 부분이 단자부에 노출되도록 한 후, 상부 절연필름과 하부 절연필름으로 피복한 것이다.

원형의 단면부분을 갖는 금속 와이어를 평평하게 하기 위해 압연을 하면, 압연된 부분은 원래 금속와이어가 갖고 있었던 신율을 잃어버리고 매우 견고하게 된다. 신율을 잃고 견고하게 된 단말부분은 구부러지는 성질, 즉 유연성이 저하되어, 구부러졌을 때 쉽게 부러지게 된다. 단말부분이 부러지게 되면 신호가 정확히 전달되지 못하여 기기가 동작하지 못하게 되거나 동작에러를 발생하게 된다. 특히, PCB 기판을 사용하지 않고 케이블의 단말부분을 직접 컨넥터에 삽입하는 플렉시블 플랫 케이블의 경우는 더욱 현저하다. 이러한 문제점을 없애기 위하여 단말부분은 일정 이상의 신율을 가질 것이 요구되는데, 순수 구리선의 경우 10% 이상의 신율과 0.2kgf 이상의 장력이 요구된다.

본 발명은 플렉시블 플랫 케이블을 이용해 여러 전자기기간의 배선할 때, 적층되는 부분의 도선이 유연성을 갖도록 하고, 압연된 단말부분을 원래의 도선이 갖는 신율로 회복한 평면으로 된 단말부분을 갖는 플렉시블 케이블을 제공하는데 있다.

본 발명은 플렉시블 플랫 케이블을 이용해 여러 전자기기간의 배선할 때, 적층되는 부분의 도선이 유연성을 갖도록 하고, 단말부분을 원래의 도선이 갖는 신율로 회복한 평면으로 하고, 플렉시블 플랫 케이블 내부를 몇 개의 스트립으로 분리하여 적층하여 폭을 줄일 수 있는 플렉시블 케이블을 제공하는데 있다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 상부 절연필름 및 하부 절연필름과; 상기 상부 절연필름과 상기 하부 절연필름 사이에 서로 일정한 간격을 두고 병렬로 배치되어 끼워지는 도선들로 이루어지고, 각각의 상기 도선들은 각각 원형의 단면으로 된 중앙부분과 상기 중앙부분의 단말 부분이 압연되어 상부면과 하부면이 평면으로 되고 열처리된 압연부분을 가지며, 상기 압연부분의 끝 부분이 서로 일정한 간격을 두고 배치되어 외부로 노출되고; 상기 상부 절연필름과 상기 하부 절연필름 사이에 배치된 도선들은 몇 개씩 모여 스트립을 이루며, 상기 상부 절연필름으로부터 상기 스트립 사이를 지나 상기 하부 절연필름까지 관통된 커팅라인을 포함한다.

상기 구성에서 도선은 원형 단면 부분과 상기 단말부분이 하나의 직선을 이루도록 할 수 있다.

또, 상기 구성에서 도선은 원형단면으로 된 상기 중앙부분과 상기 중앙부분으로부터 연장되는 전이부를 두고, 전이부로부터 연장되는 직선 연장 부분을 갖도록 하고, 이 직선 연장부분의 끝 부분을 압연하여 단말부분이 되도록 할 수 있다. 플렉시블 플랫 케이블에서 커팅라인이 형성된 구간을 절개구간이라고 하고, 직선 연장부분의 끝 부분은 전기적 접속부분이 되므로, 직선 연장부분을 접속구간이라고 한다. 그리고 절개구간과 접속구간 사이를 전이구간이라고 한다.

절개구간에서 도선은 몇 개씩 모여 하나의 도선그룹을 형성되고, 그룹과 그룹 사이에 커팅라인이 형성되어 있다. 그룹과 그룹 사이의 간격은 1.0mm의 폭을 가지며 폭의 중간부분을 가르도록 커팅라인이 형성된다. 커팅라인에 의해 분리된 도선그룹을 포함하는 부분을 스트립이라고 한다. 스트립은 중첩된 상태에서 바인딩 수단으로 묶을 수 있고, 중첩된 스트립은 상하좌우로 자유롭게 휘어지게 할 수 있다.

본 발명에서 원형의 단면을 갖는 금속 와이어를 평평하게 하기 위해 압연된 부분은 열처리되어 원래의 신율을 회복하게 되어 단말부분을 컨넥터에 삽입할 때 부러지는 것을 방지할 수 있다.

상기 구성에서 전이구간과 접속구간 하부에는 보강판이 부착되어 있다. 보강판은 컨넥터에 플렉시블 플랫 케이블의 삽입을 용이하게 한다.

본 발명에서 도선은 원형의 단면을 갖는 금속 와이어를 평평하게 하기 위해 압연을 한 후, 압연된 부분을 열처리하여 원래의 신율 또는 이에 근접한 신율로 회복되어 단말부분을 컨넥터에 삽입할 때 부러지는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 플렉시블 플랫 케이블을 도시한 사시도
도 2은 본 발명에 따른 제1 실시예의 플렉시블 플랫 케이블의 부분 분해 사시도
도 3는 본 발명에 따른 제1 실시예의 플렉시블 플랫 케이블에서 도선의 배치를 나타내는 부분 평면도
도 4는 도 1에서 절단선 IV-IV으로 절단한 후의 좌측 단면도
도 5은 도 1에서 절단선 V-V로 절단한 후의 좌측 단면도
도 6은 도 1에서 절단선 VI-VI로 절단한 후의 좌측 단면도
도 7은 본 발명의 도선에 대한 확대도
도 8은 본 발명에 따른 제2 실시예의 플렉시블 플랫 케이블의 부분 분해 사시도
도 9는 본 발명에 따른 제2 실시예의 플렉시블 플랫 케이블에서 도선의 배치를 나타내는 부분 평면도
도 10는 압연부분을 열처리하는 장치의 한 실시예
도 11은 절개구간에서 도선그룹과 도선그룹 사이의 커팅라인(109)으로 각각의 분리한 스트립(S1 ~ S5))을 적층한 모양

먼저, 본 발명에 따르는 제1 실시예에 대하여 설명한다.

도 1을 참조하면, 대략 직사각형 형상으로 된 플렉시블 플랫 케이블(100)은 상부 절연필름(120)과 상부 절연필름(120)과 접합된 하부 절연필름(140) 그리고, 상부 절연필름(120)과 하부 절연필름(140) 사이에 끼워진 복수개의 도선들을 포함한다. 상부 절연필름(120)은 하부 절연필름(140) 폭은 동일하나, 상부절연필름의 길이는 하부 절연필름의 길이보다 짧게 되어 있어 상부 절연필름(120)과 상부 절연필름(120) 사이에 끼워진 도선의 단말부분의 일부가 외부로 노출되어 있다. 플렉시블 플랫 케이블(100)의 끝 부분은 컨넥터에 끼워질 수 있도록 컨넥터의 폭으로 되어 있는 축소부(121)를 가지며, 축소부(121) 끝 부분에서 도선의 단말부분(134)의 일부가 외부로 노출되어 있다. 노출된 단말부분(134)은 컨넥터(400)에 끼워져 컨넥터에 연결된 케이블 또는 접속단자와 전기적으로 연결된다. 플렉시블 플랫 케이블(100)은 복수개의 스트립(S1 ~ S5)으로 분리되어 적층될 수 있도록 내부에 길이방향을 따라 커팅라인(109)이 형성되어 있다. 내부에 커팅라인(109)이 형성되어 구간을 설명의 편의를 위해 절개구간이라고 한다.

도 2에는 본 발명에 따르는 플렉시블 플랫 케이블(100)의 부분 분해사시도가 나타있고, 도 3에는 도선들이 하부 절연필름(140) 상에 배치된 상태를 나타내는 부분 평면도가 나타나 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상부 절연필름(120)과 하부 절연필름(140) 사이에 끼워진 도선들은 직선으로 연장된 중앙부분이 서로 평행하게 배치되어 있는데, 평행하게 배치된 도선들은 몇 개씩 그룹(G1 ~ G5)을 이루고 있다. 각 그룹(G1 ~ G5)에서 도선의 직선으로 연장된 중앙부분(D)은 동일 피치(P1)로 배치되고, 그룹과 그룹 사이의 피치는 하나의 그룹 내에서 도선과 도선의 피치(P1) 보다 2배의 간격(P2 = P1 × 2)로 배치된다. 그룹과 그룹 사이의 간격(P2)를 하나의 그룹 내에서의 도선과 도선의 간격(P1) 보다 2배로 한 것은 커팅라인(109)을 용이하게 형성하기 위한 것이다.

예를 들면, 하나의 그룹에서 일정한 0.5mm 간격으로 된 플레시블 플랫 케이블이 있다. 이 경우, 도선과 도선 사이의 간격이 매우 좁아 그대로는 커팅라인(109)을 형성하기 어렵다. 이에 그룹과 그룹에서 인접하는 도선의 간격을 1.0mm으로 하여 커팅라인을 형성한다.

그런데, 도선이 하나의 그룹에서는 0.5mm 간격으로 배치되고, 그룹과 그룹 사이에서는 1.0mm 간격으로 배치됨으로써, 도선의 단말부분의 간격이 일정하게 되지 않는데, 도선의 단말부분에서의 간격을 일정하게 하기 위하여 도선의 형태를 변형하여 배치함으로써 이러한 문제를 해결한다.

즉, 커팅라인이 형성되는 절개구간(D)에서 도선과 도선을 평행으로 배치하고, 평행으로 배치되는 도선으로부더 연장되는 전이구간(C)을 두어 절개구간(D)으로부터 연장되는 모든 도선들이 일정한 간격을 이루도록 모여지게 하고, 다시 직선으로 연장하여 직선구간(B)에서 도선의 단말부분이 일정한 간격을 유지하도록 한다. 직선으로 연장하여 직선구간의 일부분은 압연되어 상부면과 하부면이 평면이 되어 단말부분이 된다.

도 4 내지 도 6은 도 1에서 각 절단선으로 절단한 후의 좌측 단면도를 나타나낸다.

도 4는 직선으로 연장하여 직선구간의 일부분이 압연되어 상부면과 하부면이 평면이 되어 단말부분이 일정한 간격을 유지하는 모양을 나타낸다.

도 5는 직선으로부터 연장된 전이구간에서는 각 도선의 간격이 좁혀져 있는 모양을 나타낸다.

도 6은 도선이 하나의 그룹에서는 P1의 간격으로 배치되고, 그룹과 그룹 사이에서는 P2(= P1 × P2)의 간격으로 배치되어 있는 모양을 나타낸다.

도 7은 상부 절연필름(120)과 하부 절연필름(140) 사이에 끼워지는 도선(130)을 나타내는데, 도선은 전처리되어 원형의 단면으로 되고 최소한 일부 구간에서 직선으로 연장된 중앙부분(131)과 중앙부분으로부터 연장되는 양쪽 끝 부분이 압연되어 상부면과 하부면이 평면으로 된 단말부분(134)으로 되어 있다. 상부면과 하부면이 평면으로 된 단말부분의 끝 부분은 최종제품에서 컨넥터에 끼워져 전기적 접촉단자 역할을 하는데, 컨넥터에 끼울 때 부러지는 것을 방지하기 위하여 열처리되어 신율이 부여되어 있다.

복수개의 도선들의 노출외어 전기적 접촉단자가 되는 단말부분의 하부 절연필름 아래에는 보강필름(160)이 부착되어 있다.

다음은 제2 실시예에 대하여 설명한다.

도 1을 참조하면, 대략 직사각형 형상으로 된 플렉시블 플랫 케이블(200)은 상부 절연필름(220)과 상부 절연필름(220)과 접합된 하부 절연필름(240) 그리고, 상부 절연필름(220)과 하부 절연필름(240) 사이에 끼워진 복수개의 도선들을 포함한다.

상부 절연필름(220)과 하부 절연필름(240) 사이에 끼워지는 도선은 도1/에 나타나 있는 바와 같이, 전처리되어 원형의 단면으로 되고 최소한 일부 구간에서 직선으로 연장된 중앙부분과 중앙부분으로부터 연장되는 양쪽 끝 부분이 압연되어 상부면과 하부면이 평면으로 된 단말부분으로 되어 있다. 상부면과 하부면이 평면으로 된 단말부분의 끝 부분은 최종제품에서 컨넥터에 끼워져 전기적 접촉단자 역할을 하는데, 컨넥터에 끼울 때 부러지는 것을 방지하기 위하여 열처리되어 신율이 부여되어 있다.

상부 절연필름(220)은 하부 절연필름(240) 폭은 동일하나, 상부절연필름의 길이는 하부 절연필름의 길이보다 짧게 되어 있어 상부 절연필름(220)과 상부 절연필름(220) 사이에 끼워진 각각의 도선의 단말부분의 일부가 외부로 노출된다. 복수개의 도선들의 노출된 단말부분은 전기적 접속단자가 된다.

상부 절연필름(220)과 하부 절연필름(240) 사이에 끼워진 도선들은 직선으로 연장된 중앙부분이 동일한 간격(P3)으로 서로 평행하도록 배치된다. 평행하게 배치된 도선들은 몇 개씩 그룹을 이룬다.

예를 들면, 도선과 도선 사이의 간격은 모두 1.0mm으로 되어 있어, 실시예 1과는 달리 커팅라인(209)을 형성하기 위하여 좀더 넓은 도선과 도선 사이의 간격의 필요성이 없어진다.

상부 절연필름(220) 내부에는 길이방향을 커팅라인이 형성되어 있다. 커팅라인은 상부 절연필름(220) 으로부터 도선의 직선부분과 평행하게 또 대략 직선의 길이로 그룹과 그룹 사이를 지나 대략 도선의 직선의 연장된 부분 하부 절연필름까지 관통하고 있다. 커팅라인에 의해 플렉시블 케이블의 내부는 몇 개의 스트립으로 분리될 수 있는데, 각각의 스트립 내에는 그룹 지어져 있는 도선들이 위치한다.

복수개의 도선들의 단말부분은 일정한 간격을 두고 배치되어 외부로 노출된다.

복수개의 도선들의 노출되어 전기적 접촉단자가 되는 단말부분의 하부 절연필름 아래에는 보강필름(260)이 부착되어 있다.

다음으로 상술한 플렉시블 플랫 케이블의 제조 방법에 대하여 설명한다.

플렉시블 플랫 케이블의 제조 장치는, 도 5에 나타나 있다. 도 5에서 원형단면의 도선(10)은 도선용 리와인딩 로울러(301)으로부터 병열로 정열되면서 풀려나온다.

도선용 보빈 301으로부터 풀려 나온 도선은 압연로울러(303U, 303L) 사이를 통과하면서 단말부분이 되는 위치에서 부분적으로 압연되어 상부면과 하부면이 평면으로 된 단말부분(143a)이 만들어진다. 부분적으로 압연되어 상부면과 하부면이 평면으로 된 단말부분이 만들어진 도선은 플러스(+)전극 로울러(305)와 마이너스(-) 전극로울러(307) 사이를 통과하면서 가열된다. 가열된 도선은 필름 접합로울러(309a, 309b)로 공급되면서 공기 중에서 서서히 냉각되면서 압연과정에서 잃어버린 원래의 도선이 갖는 신율을 회복한다.

원래의 신율을 회복한 도선은 상부 절연필름 리와인딩 로울러(311)로부터 풀러나오는 상부 절연필름과 하부 절연필름 리와인딩 로울러(313)로부터 풀러나오는 하부 절연필름 사이로 공급되고 필름 접합로울러(309a, 309b)에 의해 접합된다. 상부 절연필름과 하부 절연필름 사이에 도선이 들어간 제품은 권취 로울러(320)에 권취된다. 권취 로울러(320)에 권취된 제품은 다음 과정에서 커팅라인을 형성하면서 필요한 길이로 절단된다.

도 11은 절개구간에서 도선그룹과 도선그룹 사이의 커팅라인(109)으로 각각의 도선그룹을 스트립(S1 ~ S5))으로 분리하여 적층한 모양을 나타낸다.

100: 플레시블 플랫 케이블

Claims

상부 절연필름 및 하부 절연필름과;
상기 상부 절연필름과 상기 하부 절연필름 사이에 서로 일정한 간격을 두고 병렬로 배치되어 끼워지는 도선들로 이루어지고, 각각의 상기 도선들은 각각 원형의 단면으로 된 중앙부분과 상기 중앙부분의 단말 부분이 압연되어 상부면과 하부면이 평면으로 되고 열처리된 압연부분을 가지며, 상기 압연부분의 끝 부분이 서로 일정한 간격을 두고 배치되어 외부로 노출되어 단말부분을 이루고;
상기 상부 절연필름과 상기 하부 절연필름 사이에 배치된 도선들은 몇 개씩 모여 스트립을 이루며, 상기 상부 절연필름으로부터 상기 스트립 사이를 지나 상기 하부 절연필름까지 관통된 커팅라인을 포함하는 플렉시블 플랫 케이블.
제1항에 있어서,
상기 원형 단면 부분과 상기 단말부분을 일직선상을 이루는 플렉시블 플랫 케이블.
청구항 3에 있어서,
상기 도선들은 1.0mm의 폭을 갖고 병렬로 배치되는 플렉시블 플랫 케이블.
청구항 1에 있어서,
상기 도선들은 1.0mm의 폭을 갖고 병렬로 배치되는 플렉시블 플랫 케이블.
청구항 1에 있어서,
상기 도선은 원형단면으로 된 상기 중앙부분과 상기 직선부분은 사이에 전이부를 걸쳐 연장되는 직선 연장 부분을 가지며 상기 직선 연장부분이 압연되어 단말부분을 이루는 플랙시블 플랫 케이블.
청구항 5에 있어서, 하나의 상기 스트립 내에서는 상기 도선들은 0.5mm의 폭을 갖고 병렬로 배치되고, 상기 스트립과 스트립 사이는 1mm 간격으로 배치되는 플렉시블 플랫 케이블.