JP5796256B2

JP5796256B2 - フレキシブルフラットケーブル

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Publication number: JP5796256B2
Application number: JP2011274832A
Authority: JP
Inventors: 快人近藤
Original assignee: Hosiden Corp
Current assignee: Hosiden Corp
Priority date: 2011-12-15
Filing date: 2011-12-15
Publication date: 2015-10-21
Anticipated expiration: 2031-12-15
Also published as: TW201324548A; JP2013125700A; EP2605624A1; KR20130069324A; CN103165228A; US20130153283A1

Description

本発明は、フレキシブルフラットケーブルに関する。

近年、コンピュータをはじめとして様々な電気機器や電子機器の内部配線にフレキシブルフラットケーブル（以下、フラットケーブルと称する）が用いられている。フラットケーブルは帯状に形成されているため、可撓性に優れており、機器内部での配線の取り回しが容易である。また、フラットケーブルは断面積が小さいため、小型の機器にも適している。

このようなフラットケーブルを高速伝送に用いる場合には、回路のインピーダンスとフラットケーブルのインピーダンスが異なると、信号の伝送効率が低下するため、これらのインピーダンスを合わせる必要がある。特に、フラットケーブルの端部にはコネクタと接続するための構造が設けられており、この構造のためにインピーダンスの変化が生じやすい。

上述の課題を解決するために、例えば、所定間隔を開けて相互に平行に配置された平板状の複数の導体と、当該複数の導体を両面から挟んでこれを被覆するとともに、前記導体の両端の一部を所定の信号端子と接触可能に露出させる第１の絶縁体層および第２の絶縁体層と、前記第１の絶縁体層の前記複数の導体とは反対側の面に設けられ、絶縁性を有する第１の調整材層と、前記第１の調整材層の前記第１の絶縁体層とは反対側の面の端部のみに設けられ、接地電位のグランド端子と接触されるグランド層と、前記第１の調整材層の前記第１の絶縁体層とは反対側の面に設けられ、前記グランド層と導通された第１のシールド層と、を有し、前記第１の調整材層は、前記端部において、前記導体と前記第１のシールド層との間隔と、前記導体と前記グランド層との間隔とが同じ厚さとなるように調整されているフレキシブルフラットケーブルが提案されている（特許文献１参照）。

この特許文献１のフラットケーブルでは、第１の調整材層によって、導体の端部において、導体と第１のシールド層との間隔と、導体とグランド層との間隔とが同じ厚さとなるように調整されている。これにより、導体の端部における静電容量の変動を抑制し、端部でのインピーダンスの低下を防止している。

特許第４３６３６６４号公報

上述したように、引用文献１のフラットケーブルでも、フラットケーブルの端部におけるインピーダンスを適正に保つことができる。引用文献１のフラットケーブルでは、上述したように、第１の調整材層によって、導体と第１のシールド層との間隔と、導体とグランド層との間隔と、を同じにしている。このフラットケーブルの端部には補強板が設けられており、グランド層は補強板よりも内側に設けられている。そのため、引用文献１の図３に示すように、このフラットケーブルを嵌合するコネクタの導体側の接点と、コネクタのグランド側の接点とにはずれが生じており、このようなずれがあるとコネクタが外れやすくなる等の問題が生じるおそれがある。

これに対して、グランド層をフラットケーブルの端部から、すなわち、補強板と重なる位置から設ければコネクタの導体側の接点と、コネクタのグランド側の接点とを同じ位置にすることができる。しかしながら、この場合には、補強板の位置でのインピーダンスの低下が生じてしまう。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、容易に端部におけるインピーダンスの調整を行うことが可能なフレキシブルフラットケーブルを提供することである。

前記課題を解決するために、本発明のフレキシブルフラットケーブルは、シート状の第１の絶縁体層と、前記第１の絶縁体層と対向するように配置されたシート状の第２の絶縁体層と、前記第１の絶縁体層と前記第２の絶縁体層との間に、互いに平行になるように配置された複数の線状の導体と、を備えたフレキシブルフラットケーブルであって、前記第１の絶縁体層の前記導体が位置する側とは反対側の面に、前記フレキシブルフラットケーブルの端部から所定の距離をあけて設けられた第１の調整材層と、前記第１の絶縁体層の前記導体が位置する側とは反対側の面に、前記フレキシブルフラットケーブルの端部と前記第１の調整材層との間に設けられた補強板と、前記補強板の前記第１の絶縁体層が位置する側とは反対側の面と、前記第１の調整材層の前記第１の絶縁体層が位置する側とは反対側の面の一部を覆うように設けられたシールド部材と、前記シールド部材の前記補強板が位置する側とは反対の面から前記第１の調整材層の前記第１の絶縁体層が位置する側とは反対側の面にわたって、前記シールド部材の前記補強板が位置する側とは反対側の面の一部が露出するように設けられた第１のシールド層と、を備え、前記第２の絶縁体層は前記フレキシブルフラットケーブルの端部側において、前記導体を露出させるように構成され、露出した前記導体および前記シールド部材がコネクタの信号端子およびグランド端子と接触するように構成され、前記シールド部材はインピーダンス調整手段を備えている。

この構成では、互いに平行になるように配置された複数の線状の導体は、第１の絶縁体層と第２の絶縁体層とにより挟まれるように被覆されているが、第２の絶縁体層は導体の全長を覆うのではなく、フレキシブルフラットケーブルの端部側で導体が露出するように構成されている。シールド部材もフレキシブルフラットケーブルの端部側で露出している。そのため、コネクタの信号端子とグランド端子とを対向して配置することができる。これにより、コネクタが抜け易くなることを防止することができる。また、シールド部材には、インピーダンス調整手段が備えられているため、フレキシブルフラットケーブルの端部におけるインピーダンスを所望の値に調整することができる。

インピーダンス調整手段は、例えば、シールド部材の前記補強板が位置する側とは反対側の面の面積を減少させることで実現することができる。インピーダンスはシールド部材の面積に依存するため、面積を変更することにより所望のインピーダンスを得ることができる。

フレキシブルフラットケーブルの製造方法によっては、シールド部材と第１の調整材層との間に隙間が形成される。このような場合には、その隙間部分でシールド部材が第１の絶縁体層と接することにより、その隙間部分でのインピーダンスが低下する。そのため、本発明のフレキシブルフラットケーブルの好適な実施形態の一つでは、前記補強板と前記第１の調整材層との間に隙間が形成され、前記シールド部材は前記隙間において前記第１の絶縁体層と接触し、前記シールド部材の前記補強板を覆う部位における面積の減少割合よりも、前記隙間における面積の減少割合が大きくなるように構成されている。

この構成では、上述した隙間部分のシールド部材の面積の減少割合を大きくすることにより、隙間部分におけるインピーダンスの低下を抑制することができる。

シールド部材の面積の減少は、例えば、記シールド部材に貫通する貫通孔を形成することによって実現することができる。このような貫通孔は容易に形成できるため、製造コストを増大させることなく、所望のインピーダンスを得ることができる。

貫通孔は様々な位置に設けることができるが、貫通孔を平面視において導体に重なる位置に形成することも望ましい形態である。このように貫通孔を形成することにより、よりインピーダンスの調整を行い易くなる。

本発明のフレキシブルフラットケーブルの好適な実施形態の一つでは、前記フレキシブルフラットケーブルの端部から所定の距離をあけて、前記第２の絶縁体層の前記導体が位置する側とは反対側の面に設けられた第２の調整材層と、前記フレキシブルフラットケーブルの端部から所定の距離をあけて、前記第２の調整材層の前記第２の絶縁体層が位置する側とは反対側の面に設けられた第２のシールド層と、を備えている。

この構成では、導体の両面側に調整材層とシールド層とが設けられているため、よりインピーダンスの調整が行い易くなる。

本発明のフレキシブルフラットケーブルの第２の絶縁体層側から見た平面図である。本発明のフレキシブルフラットケーブルの断面図である。本発明のフレキシブルフラットケーブルの第１の絶縁体層側から見た平面図である。本発明のフレキシブルフラットケーブルの断面図である。フレキシブルフラットケーブルの各位置におけるインピーダンスを表す図である。本発明のフレキシブルフラットケーブルの第１の絶縁体層側から見た平面図である。本発明のフレキシブルフラットケーブルの第１の絶縁体層側から見た平面図である。本発明のフレキシブルフラットケーブルの他の実施形態における断面図である。

〔全体構成〕
以下、図面を用いて本発明のフレキシブルフラットケーブル（以下、フラットケーブル１と略称する）の実施形態を説明する。図１は後述する第２の絶縁体層１３側から見たフラットケーブル１の平面図であり、図２はフラットケーブル１の端部付近の断面図である。

図１に示すように、フラットケーブル１は、互いに平行となるように配置された線状の複数の導体１１を備えている。この導体１１は各々が信号を伝達する信号線であり、導体１１の本数は伝達する信号の規格に応じて定められる。導体１１の素材としては、導電性が高く、可撓性の高い銅等が好ましい。また、導体１１としては、線状の導線を複数本用いても構わないし、可撓性の高い基板上に形成された導電性の箔をエッチング等により複数の線状に形成されたものを用いても構わない。

また、図２に示すように、導体１１は第１の絶縁体層１２および第２の絶縁体層１３により挟み込まれて被覆されている。第１の絶縁体層１２および第２の絶縁体層１３にはポリエステル系樹脂を用いることができる。なお、以下の説明では、図２の配置を基準として、導体１１から第１の絶縁体層１２側を上、第２の絶縁体層１３側を下と称する。

図に示すように、第１の絶縁体層１２の長さは導体１１の長さと同じであり、第２の絶縁体層１３の長さは導体１１の長さよりも短くなっている。そのため、フラットケーブル１の端部では導体１１は第１の絶縁体層１２には覆われているが、第２の絶縁体層１３には覆われていない。すなわち、導体１１はフラットケーブル１の端部では、下側（第２の絶縁体層１３側）に露出している。

第１の絶縁体層１２の上側には絶縁性の第１の調整材層１４が設けられている。この第１の調整材層１４は、フラットケーブル１の端部から所定の距離をあけて設けられている。すなわち、第１の調整材層１４とフラットケーブル１の端部との間には隙間が形成されている。なお、以下の説明では、第１の調整材層１４が設けられている部分を領域ｃと称する。

また、第１の絶縁体層１２の上側には、フラットケーブルの端部の強度を高めるための補強板１８が設けられている。その補強板１８は、第１の調整材層１４とフラットケーブルの１の端部との隙間に設けられている。本実施形態のフラットケーブル１では、補強板１８は第１の調整材層１４とは当接しておらず、補強板１８と第１の調整材層１４との間には隙間１ａが形成されている。なお、以下の説明では、補強板１８が設けられている部分を領域ａ、隙間１ａが形成されている部分を領域ｂと称する。

この補強板１８と第１の調整材層１４との間の隙間１ａは、必須の構成ではなく、この隙間１ａが形成されないようにフラットケーブル１を製造可能であれば、設ける必要はない。

補強板１８の上面から第１の調整材層１４の端部の上面にわたって、導電性のシールド部材１９が設けられている。このシールド部材１９は、フラットケーブル１の端部から突出しないように、端部から少しだけ引退した位置から設けられている。上述したように、補強板１８と第１の調整材層１４との間の隙間１ａがあり、その隙間１ａと第１の絶縁体層１２とによって凹部が形成されている。そのため、領域ｂでは、シールド部材１９は凹部の形状に沿うように下側に折り曲げられ、凹部の底面を形成している第１の絶縁体層１２と接触している。

また、シールド部材１９の上面から第１の調整材層１４の上面にわたって、導電性の第１のシールド層１６が設けられている。なお、この第１のシールド層１６は、フラットケーブル１の端部から所定の距離をあけた位置から設けられている。したがって、この第１のシールド層１６は第１の調整材層１４の全体を覆うが、シールド部材１９のフラットケーブル１の端部側の上面を露出させている。

上述のように構成されたフラットケーブル１の端部に対してコネクタ２が接続される。コネクタ２には、導体１１に接続するための信号端子２１と接地電位を伝達するためのグランド端子２２が備えられている。上述したように、導体１１は下側に露出しており、シールド部材１９は上側に露出している。したがって、上方からグランド端子２２がシールド部材１９に接触し、下方から信号端子２１が導体１１に接触する。したがって、図に示すように、信号端子２１とグランド端子２２とを対向した位置に配置することができる。これにより、信号端子２１とグランド端子２２がフラットケーブル１に対して作用させる挟持力が対向する。よって、コネクタ２が抜け易くなるのを防止することができる。

上述のように構成されたフラットケーブル１では、図５（ａ）に示すように、領域ａ，ｃにおけるインピーダンスに変化が見られる。具体的には、領域ａ、すなわち、フラットケーブル１の端部付近のインピーダンスは、領域ｃ、すなわち、フラットケーブル１の中央付近のインピーダンスよりも小さくなっている。このフラットケーブル１の端部付近のインピーダンスの低下は、上述したように、高速通信においては特に好ましくない。

そのため、本発明のフラットケーブル１のシールド部材１９はインピーダンス調整手段３０を備えている。図３は、フラットケーブル１の端部付近を上側、すなわち、第１の絶縁体層１２側から見た平面図である。この図では、インピーダンス調整手段３０として、スリット３０ａ（本発明の貫通孔の例）を設けている。スリット３０ａは、領域ａ，ｂのシールド部材１９を第１のシールド層１６側から補強板１８側に貫通するよう設けられている。図４は、スリット３０ａを通る切断線により切断したフラットケーブル１の断面図であり、この図にはスリット３０ａの状態が表されている。

このように、シールド部材１９にスリット３０ａのような貫通孔を設けると、シールド部材１９の上面、すなわち、グランド端子２２が接触する側の表面積が小さくなる。そのため、シールド部材１９の上面の面積が低減された付近ではインピーダンスが高くなる。これにより、フラットケーブル１の端部付近のインピーダンスの低下を抑制することができる。

また、上述したように、本実施形態のフラットケーブル１は、領域ｂにおいて、シールド部材１９が第１の絶縁体層１２と接触している。そのため、図５（ａ）に示すように、領域ｂでのインピーダンスの低下は、領域ａでのインピーダンスの低下よりも大きくなる。そのため、本実施形態では、図３に示すように、領域ａにおけるシールド部材１９の面積の低減割合よりも、領域ｂにおけるシールド部材１９の面積の低減割合を大きくしている。具体的には、領域ａにおけるスリット３０ａの幅よりも、領域ｂにおけるスリット３０ａの幅を大きく設定している。

このように、シールド部材１９にスリット３０ａを設けることにより、各領域におけるインピーダンスは図５（ｂ）のようになり、スリット３０ａを設けない場合と比べて、インピーダンスの変化が平坦に近づいていることがわかる。

スリット３０ａを形成する位置は適宜変更可能であるが、平面視において導体１１と重なるようにスリット３０ａを形成することが好ましい。なお、図３では、図面を見やすくなるために導体１１を図示していないが、スリット３０ａは平面視において導体１１と重なるように形成されており、また、導体１１は実際には導体１１は図４に示すようにフラットケーブル１の一方の端部から他方の端部まで延びている。また、スリット３０ａの大きさは、調整するインピーダンスの大きさに応じて設定すればよい。

また、インピーダンス調整手段３０としての貫通孔の形状はスリットに限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、図６に示すように、インピーダンス調整手段３０としての矩形孔３０ｂ（本発明の貫通孔の例）をマトリクス状に配列したものである。

また、図７に示すように、インピーダンス調整手段３０としての菱形孔３０ｃ（本発明の貫通孔の例）を市松模様状に配置することもできる。

当然ながら、インピーダンス調整手段３０としての貫通孔の形状や配置はこれらに限定されるものではなく、本発明の目的を達する限りにおいて、適宜変更可能である。なお、これらの貫通孔の変形例においても、平面視において、貫通孔と導体１１とが重なるように配置することが好ましい。また、領域ａでの貫通孔の開口面積よりも、領域ｂでの貫通孔の開口面積を大きくすることが好ましい。

また、インピーダンス調整手段３０は貫通孔に限定されるものではない。例えば、シールド部材１９に絶縁層を形成しても構わない。この場合、絶縁層は上述した貫通孔と同様の形状に形成すればよい。

上述の実施形態では、第１の絶縁体層１２側にのみ調整材層（第１の調整材層１４）およびシールド層（第１のシールド層１６）を設けたが、図８に示すように、第２の絶縁体層１３の下側に第２の調整材層１５を設け、第２の調整材層１５の下側に第２のシールド層１７を設けても構わない。なお、第２のシールド層１７は、第２の調整材層１５の端部を覆うように設けることが望ましい。また、第２のシールド層１７は、第２の絶縁体層１３よりも短くなっており、第２の絶縁体層１３の端部が露出している。

なお、図２，４，８において、領域ｂと領域ｃとの接続部分（層が斜めに形成されている部分）での層の厚みが平坦部分での層の厚みと異なっているように見えるが、特段の説明がない限り、いずれの箇所においても厚みは均一である。

本発明はフレキシブルフラットケーブルに用いることができる。

１：フラットケーブル（フレキシブルフラットケーブル）
１ａ：隙間
１１：導体
１２：第１の絶縁体層
１３：第２の絶縁体層
１４：第１の調整材層
１５：第２の調整材層
１６：第１のシールド層
１７：第２のシールド層
１８：補強板
１９：シールド部材
２：コネクタ
２１：信号端子
２２：グランド端子
３０：インピーダンス調整手段
３０ａ：スリット（インピーダンス調整手段、貫通孔）
３０ｂ：矩形孔（インピーダンス調整手段、貫通孔）
３０ｃ：菱形孔（インピーダンス調整手段、貫通孔）

Claims

シート状の第１の絶縁体層と、
前記第１の絶縁体層と対向するように配置されたシート状の第２の絶縁体層と、
前記第１の絶縁体層と前記第２の絶縁体層との間に、互いに平行になるように配置された複数の線状の導体と、を備えたフレキシブルフラットケーブルであって、
前記第１の絶縁体層の前記導体が位置する側とは反対側の面に、前記フレキシブルフラットケーブルの端部から所定の距離をあけて設けられた第１の調整材層と、
前記第１の絶縁体層の前記導体が位置する側とは反対側の面に、前記フレキシブルフラットケーブルの端部と前記第１の調整材層との間に設けられた補強板と、
前記補強板の前記第１の絶縁体層が位置する側とは反対側の面と、前記第１の調整材層の前記第１の絶縁体層が位置する側とは反対側の面の一部を覆うように設けられたシールド部材と、
前記シールド部材の前記補強板が位置する側とは反対の面から前記第１の調整材層の前記第１の絶縁体層が位置する側とは反対側の面にわたって、前記シールド部材の前記補強板が位置する側とは反対側の面の一部が露出するように設けられた第１のシールド層と、を備え、
前記第２の絶縁体層は前記フレキシブルフラットケーブルの端部側において、前記導体を露出させるように構成され、
露出した前記導体および前記シールド部材がコネクタの信号端子およびグランド端子と接触するように構成され、
前記シールド部材はインピーダンス調整手段を備えているフレキシブルフラットケーブル。
前記インピーダンス調整手段は、前記シールド部材の前記補強板が位置する側とは反対側の面の面積を減少させるものである請求項１記載のフレキシブルフラットケーブル。
前記補強板と前記第１の調整材層との間に隙間が形成され、
前記シールド部材は前記隙間において前記第１の絶縁体層と接触し、
前記シールド部材の前記補強板を覆う部位における面積の減少割合よりも、前記隙間における面積の減少割合が大きくなるように構成されている請求項２記載のフレキシブルフラットケーブル。
前記シールド部材を貫通する貫通孔を形成することによって当該シールド部材の面積を減少させている請求項２または３記載のフレキシブルフラットケーブル。
前記貫通孔は、平面視において、前記導体に重なる位置に形成されている請求項４記載のフレキシブルフラットケーブル。
前記フレキシブルフラットケーブルの端部から所定の距離をあけて、前記第２の絶縁体層の前記導体が位置する側とは反対側の面に設けられた第２の調整材層と、
前記フレキシブルフラットケーブルの端部から所定の距離をあけて、前記第２の調整材層の前記第２の絶縁体層が位置する側とは反対側の面に設けられた第２のシールド層と、を備えた請求項１から５のいずれか一項に記載のフレキシブルフラットケーブル。