JP4816724B2 - シールドフラットケーブル - Google Patents

Description

本発明は、複数本の導体を平行に並べて絶縁フィルムで被覆し、その外側を共通のシールドフィルムで覆ってシールドし、少なくとも一方の端部に、コネクタ接続を行うための端末部を備えるシールドフラットケーブルに関する。

フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）は、ＣＤやＤＶＤプレーヤ等のＡＶ機器、コピー機やプリンタ等のＯＡ機器、その他電子・情報機器の内部配線等の多くの分野で、省スペース化と簡便な接続を目的として用いられている。また、機器の使用周波数が高くなるとノイズの影響が大きくなることから、シールドされたシールドフラットケーブルケーブルが用いられる。ケーブルのシールドは、例えば、ＦＦＣの外側をシールドフィルムで覆って形成される（例えば、特許文献１参照）。

また、シールドフラットケーブルは、配線を簡便にするためにケーブルの少なくとも一方の端部に、コネクタとの接続を形成する端末部を有している。この端末部は、例えば、ケーブル端部の一方の面側の絶縁フィルムを除去して、平行に並べられている複数本の平形導体の片面を露出させて接触接続部とし、コネクタの接触端子と電気的に接続される。この端末部で、シールドフィルムを電気的に接地接続するための構造が必要となる。

また、フラットケーブル等の電気配線用の導体には、導電性がよく、延性に富み、適度な強度を有し、他の金属によるコーティングが容易な銅が用いられる。この銅を用いた導体には、一般に耐腐食性、半田付け容易性を目的として錫メッキが施されている。錫メッキは、通常電気メッキにより形成されるが、この電気錫メッキの表面に針状結晶体（以下、ウイスカという）が発生することが知られている。

これは銅系の金属材料に錫メッキをすると、銅原子が錫メッキ中に拡散して、錫と結晶構造が異なる銅−錫金属間化合物を作り、格子間距離に歪ができるため、錫メッキ膜中に圧縮応力が生じる。この圧縮応力がウイスカ成長の駆動力となって、銅系材料上に錫メッキが施されている場合は、ウイスカが発生しやすいと言われている。また、挿抜タイプの電気コネクタを用いた接点部分で、特異的にウイスカが発生しやすいこともわかっている。これは、コネクタの接触端子によって錫メッキの表面に外部応力を受けることに起因するものとされ、このウイスカ発生は、導体間を電気的に短絡する原因となるため、今までに種々の改善策が提案されている。

例えば、電気導体の電気接続部分に１.０μｍ未満の薄い錫メッキを施し、さらにこれを錫の合金層とすることで、ウイスカ発生の実質的な発生源となる錫層の量を少なくすることでウイスカ発生を低減している（例えば、特許文献２参照）。また、フラットケーブルの銅導体全体に耐腐食性と半田付け性を高めるためにニッケルメッキを施すと共に、接続端末部分のみに金メッキを施し、ウイスカの発生を抑制する方法もある（例えば、特許文献３参照）。
特開２００５−９３１７８号公報 特開２００６−１２７９３９号公報 特開２００６−４９１８５号公報

シールドフラットケーブルは、高周波での使用に対して特性インピーダンスを一定にし、シールド機能を持たせるとすると、例えば、図４に示すような構成のものが想定される。このシールドフラットケーブル１は、図４（Ａ）に示すように、信号伝送用の複数本の平形導体３を平行に並べ、その両面（上下面）を絶縁フィルム４で挟んで絶縁被覆し、その端部で絶縁フィルム４の上側フィルム４ａを除去して、接触端子となる部分を露出させ、ケーブル端末部２とされる。また、ケーブル端末部２で除去されていない下側フィルム４ｂには、補強テープ６を貼り付けて電気コネクタへの挿抜が可能な強度を持たせた形態とされる。

絶縁フィルム４の上側フィルム４ａには、接地接続用のグランド部５を、平形導体３と電気短絡が生じない程度に離間した後方位置に貼り付ける。次いで、シールドフィルム７（例えば、絶縁層、金属層、導電接着層の３層形状からなるフィルム）を用いて、グランド部５に電気的に接続されるように重ねて被せ、ケーブル外面をシールドする。グランド部５は、コネクタ側のグランド用接続端子と接続するため、シールドフィルム７の前端より所定量だけ露出されている。

ケーブル端末部２において、露出された平形導体３の接触端子部分には、上述した種々の目的で錫メッキが施されている。また、この端子部分に上述したウイスカ発生を抑制するために、金メッキ等を施したり、その他の種々の対策を講じることができる。
他方、グランド部５においても、シールドフィルム７との電気接触を確保し、酸化防止や腐食防止のために錫メッキが施される。この結果、このグランド部５でも、コネクタ側のグランド用接触端子が接触するため、この接触による外部応力を受けて、ウイスカが発生する可能性がある。

グランド部５で生じたウイスカは、グランド部５自体では特に問題とならないが、このウイスカは、近接して位置する露出する平形導体３上に落ち込んで、信号伝送に障害を起こす恐れがある。そこで、グランド部５でのウイスカ発生を防止するのに、平形導体３と同様に金メッキを施すことが考えられるが、グランド部５の導体の表面積は比較的に広く金メッキはコスト高となる問題がある。

本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、シールドフィルムを接地接続するグランド部でのウイスカ発生による障害を、低コストで防止することができるシールドフラットケーブルの提供を目的とする。

本発明によるシールドフラットケーブルは、複数本の平形導体が平行に並べられて絶縁フィルムで被覆され、少なくとも一方の端部で平形導体の片面が露出されてケーブル端末部とされ、絶縁フィルムの外面がシールドフィルムで覆われたケーブルである。ケーブルの露出された平形導体部分に近接して、絶縁フィルム上に導体幅が０.１５ｍｍ〜１.０ｍｍのグランド導体を貼り付けた他の絶縁フィルムが貼り付けられ、グランド導体はシールドフィルムに電気的に接触され、少なくともシールドフィルムから露出する部分に金メッキが施されていることを特徴とする。

また、前記の他の絶縁フィルムに貼り付けられたグランド導体の両端の片面が露出するように、グランド導体の中間部を他の被覆フィルムで覆うようにしてもよい。

本発明によれば、シールドフィルムを接地接続するグランド導体は、細幅の導体でしかも露出された所定領域の部分に金メッキが施されているので、低コストとすることができ、ウイスカの発生を効率よく低減させることができる。

図１，２により本発明の実施の形態を説明する。図１（Ａ）は本発明のシールドフラットケーブルの概略を説明する図、図１（Ｂ）はそのケーブル断面を示す図、図２（Ａ），（Ｂ）は、グランド導体の形成例を示す図である。図中、１１はシールドフラットケーブル、１２はケーブル端末部、１３は平形導体、１４は絶縁フィルム、１４ａは上側フィルム、１４ｂは下側フィルム、１５はグランド導体、１６は補強テープ、１７はシールドフィルム、１９は金メッキ部分、２０は他の絶縁フィルム、２１は被覆フィルム、２２は接着層を示す。

本発明によるシールドフラットケーブル１１は、図１に示すように、例えば、断面が平角形状の複数本の平形導体１３を平行に並べ、その両面（上下面）を絶縁フィルム１４で挟んで絶縁被覆したフラットケーブルが用いられる。フラットケーブルの少なくとも一方の端部では、絶縁フィルム１４の上側フィルム１４ａを除去して、接触接続部となる部分を露出させてケーブル端末部１２とされる。また、ケーブル端末部１２で除去されていない下側フィルム１４ｂには、補強テープ１６が貼り付けられてコネクタ（雌型のエッジコネクタ）への挿抜が可能な強度を持たせている。

絶縁フィルム１４の上側フィルム１４ａには、例えば、細幅の平角形状で短尺のグランド導体１５を、ケーブルの長手方向に露出されている平形導体１３と電気短絡が生じない程度の距離Ｌ（０.２ｍｍ〜１０ｍｍ）を隔てた後方位置に設ける。グランド導体１５は、後述するように他の絶縁フィルム２０を介して上側フィルム１４ａに設けるのが、製造上好ましい。グランド導体１５を絶縁フィルム１４の外面に設けることにより、一列に配列された平形導体１３は、全て信号用に割り当てることができる。この結果、ケーブルの横幅を増加させることなく、信号線用の導体数を増やすことが可能となる。

絶縁フィルム１４の外面は、そのほぼ全面をシールドフィルム１７で覆ってシールドする。シールドフィルム１７は、例えば、絶縁層、金属層、導電接着層の３層形状からなるものが用いられ、その導電接着層を内側にして絶縁フィルム１４の外面に貼り付ける。また、シールドフィルム１７は、その端部がグランド導体１５の一部と重なるように貼り付けられ、上記の導電接着層を介してシールドフィルム１７とグランド導体１５とを電気的に接続し、これにより、シールドフィルム１７にシールド機能が与えられる。グランド導体１５の接地接続は、シールドフィルム１７の先端から露出されている部分に、コネクタ側のグランド用接続端子を接触させることにより実現される。

信号用の平形導体１３は、例えば、銅箔、錫メッキ軟銅箔等の導電性金属箔からなり、信号伝送の電流値にもよるが、ケーブルの摺動性等を考慮すると、例えば、厚さｔが１２μｍ〜５０μｍで、幅Ｗが０.３ｍｍ程度で、ピッチＰが０.５ｍｍで配列される。この平形導体１３の配列状態は、絶縁フィルム１４の上下側フィルム１４ａ，１４ｂにより挟まれて保持される。

上下側フィルム１４ａ，１４ｂは、その内面（接合面）に接着層（図示省略）を有する。上下側フィルム１４ａ，１４ｂ自体は、柔軟性に優れた樹脂材料が使用され、例えば、ポリエステル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリイミド樹脂等の汎用性のある樹脂フィルムを用いることができる。この樹脂フィルムの厚さとしては、９μｍ〜５０μｍのものが用いられる。ポリエステル樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリブチレンナフタレート樹脂等の樹脂材料が挙げられる。なお、これらの樹脂フィルムのうち、電気的特性、機械的特性、コスト等の観点からは、ポリエチレンテレフタレート樹脂の使用が好ましい。

なお、上記の接着層は、樹脂材料からなるものが使用され、例えば、ポリエステル系樹脂やポリオレフィン系樹脂に難燃剤を添加した接着剤などが挙げられる。この接着層は、１０μｍ〜１００μｍで形成される。絶縁フィルム１４の上側フィルム１４ａと下側フィルム１４ｂは、平形導体１３を挟んで接着層を向き合わせ、加熱ローラで熱を加えながら接合することにより貼り合わされ一体化される。

シールドフィルム１７は、例えば、フィルム基材となる樹脂層と、この樹脂層に銀等の導電性金属を蒸着または金属箔（アルミニウム箔や銅箔）を樹脂層に貼り合わせたものなどで形成されたシールド層と、該シールド層上に導電性接着剤を塗布した３層構造のものが使用される。樹脂層には、ポリエチレンテレフタレート等の厚さ９μｍ程度の樹脂フィルムが用いられる。導電接着層は、絶縁フィルム１４への貼り付けの他に、グランド導体１５との電気的導通を得てシールド機能を生じさせるもので、シールド層の銀蒸着面に、例えば、銀ペースト等を塗布して形成される。

このシールドフィルム１７は、全体の厚みが３０μｍ程度で、その貼り付けの形態としては、図１（Ｂ）に示すように、１枚の幅広のフィルムで全体を包むようにして巻き付けて全体をシールドする。なお、細幅の２枚のシールドフィルムで絶縁フィルム１４を上下から挟み、その耳部を接着してフラットケーブルの外面を電気的に閉じ、ケーブル側面を完全に覆ってシールドするようにしてもよい。

グランド導体１５は、平形導体１３と同様な、例えば、錫メッキ軟銅箔等の導電性金属箔で形成され、厚さ１２μｍ〜５０μｍ、導体幅が０.１５ｍｍ〜１.０ｍｍ程度で短尺の平角導体が用いられる。このグランド導体１５は、図２に示すように、予め、他の絶縁フィルム２０に２〜数本を接着等により設け、他の絶縁フィルム２０の裏面には接着層２２（例えば、両面接着テープで形成）を設けて、グランド導体部材２３ａまたは２３ｂとして形成しておく。絶縁フィルム１４上に、このグランド導体部材２３ａまたは２３ｂを貼り付けることで、所定の位置にグランド導体１５を容易に設けることができる。

図２（Ａ）に示すグランド導体部材２３ａは、他の絶縁フィルム２０上に２本のグランド導体１５を貼り付け、背面に接着層２２を設けたものである。このグランド導体部材２３ａは、その接地接続を確実に形成するには、シールドフィルム１７との接触長さを２.５ｍｍ以上とし、シールドフィルム１７の先端より２.５ｍｍ以上露出させて外部の接地部材を接続する必要がある。したがって、グランド導体部材２３ａは、５.０ｍｍ以上の長さで形成される。

図２（Ｂ）に示すグランド導体部材２３ｂは、他の絶縁フィルム２０上に２〜数本のグランド導体１５を貼り付け、背面に接着層２２を設けると共に、グランド導体１５の両端を露出させて中間部分を被覆フィルム２１で被覆したものである。このグランド導体部材２３ｂは、その接地接続を確実に形成するには、シールドフィルム１７との接触長さを２.５ｍｍ以上とし、外部の接地導体との接触長さを２.５ｍｍ以上露出させ、中間部分の被覆フィルム２１の長さを製造上１５ｍｍ以上とする必要がある。したがって、グランド導体部材２３ｂは、２０ｍｍ以上の長さで形成される。

ケーブル端末部１２において、平形導体１３には上述したような種々の目的で錫メッキが施される。また、露出された接触端子部には、必要に応じ、ウイスカ発生を抑制するために、金メッキを施すなどの種々の対策を講じることができる。
また、グランド導体１５においても、シールドフィルム１７との電気接触の確保し、酸化防止や腐食防止のために錫メッキが施される。この場合、コネクタ側のグランド用接続端子を接触させることにより外部応力を受けると上述したようにウイスカの発生が予想される。

本発明においては、グランド導体１５をシールドフィルム１７の接地接続に必要な電気接触面を有する細幅の導体で形成すると共に、コネクタ側のグランド用接地端子のような接続部材が当たる露出された領域に金メッキ１９を施すことにより、上記のウイスカ発生を抑制している。金メッキ１９は、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、グランド導体１５が他の絶縁フィルム２０上に設けられた状態で、少なくとも一方の端部側の所定の領域に施される。なお、グランド導体１５の全体に金メッキ１９されていても良いが、少なくとも上記の領域で金メッキが施されていればよく、これにより、ウイスカ発生を効果的に防止することができ、そのためのコストを低価格に抑えることができる。

図３は、図２（Ｂ）に示したグランド導体部材２３ｂの製造方法の一例を示す図である。図３（Ａ）に示すように、連続供給される断面平角で長尺のグランド導体１５の一方の側（下面側）に、テープ状の他の絶縁フィルム２０を配し、他方の側（上面側）に開口窓２４を開けたテープ状の他の絶縁フィルム２１を配し、加熱ローラ２５等により積層一体化する。また、他の絶縁フィルム２０の下面側に接着層２２として両面接着テープを、同時に貼り付けて積層するようにしても良い。

他の絶縁フィルム２０、グランド導体１５、被覆フィルム２１を積層一体化した後、図３（Ｂ）に一点鎖線で示すように、両側縁部と開口窓２４の中心で切断することにより、図２（Ｂ）で示した形態のグランド導体部材２３ｂが得られる。また、グランド導体部材２３ｂに分断する前に金メッキ槽に連続的に送り込み、開口窓２４から露出しているグランド導体１５に金メッキを施すようにしてもよい。なお、金メッキを施す以外の部分は、開口窓２４に部分的にマスクをかけて、余分な領域へのメッキを行わないようにする。

本発明によるシールドフラットケーブルの概略を説明する図である。 本発明に用いるグランド導体部材の構成例を示す図である。 本発明に用いるグランド導体部材の製造例を示す図である。 従来技術を説明する図である。

符号の説明

１１…シールドフラットケーブル、１２…ケーブル端末部、１３…平形導体、１４…絶縁フィルム、１４ａ…上側フィルム、１４ｂ…下側フィルム、１５…グランド導体、１６…補強テープ、１７…シールドフィルム、１７ａ…耳部、１８…接地バー部材、１９…金メッキ、２０…他の絶縁フィルム、２１…被覆フィルム、２２…接着層、２３ａ，２３…グランド導体部材。

Claims (2)

1. 複数本の平形導体が平行に並べられて絶縁フィルムで被覆され、少なくとも一方の端部で前記平形導体の片面が露出されてケーブル端末部とされ、前記絶縁フィルムの外面がシールドフィルムで覆われたシールドフラットケーブルであって、
   前記露出された平形導体部分に近接して前記絶縁フィルム上に、導体幅が０.１５ｍｍ〜１.０ｍｍのグランド導体を貼り付けた他の絶縁フィルムが貼り付けられ、前記グランド導体は前記シールドフィルムに電気的に接触され、少なくとも前記シールドフィルムから露出する部分に金メッキが施されていることを特徴とするシールドフラットケーブル。
2. 前記他の絶縁フィルムに貼り付けられた前記グランド導体の両端の片面が露出するように、中間部が被覆フィルムで覆われていることを特徴とする請求項１に記載のシールドフラットケーブル。