(57)【要約】【課題】低コスト化を図ることができる高周波特性の優れたフレキシブルプリント基板を提供する。【解決手段】一対の接地導体（ＧＮＤパターン）６Ａ及び６Ｂ並びにその間に形成された一対の中心導体（信号線）６Ｃ及び６Ｄからなる差動信号伝送用コプレーナ線路と、導電性のトップコート層３及び銀ペースト層４からなるシールドと、前記伝送線路のＧＮＤパターン及び前記シールドを電気的に接続するレーザービアホール１０とを備えるフレキシブルプリント基板。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送線路と、
シールドと、
前記伝送線路のＧＮＤパターン及び前記シールドを電気的に接続するビアホールとを備えることを特徴とするフレキシブルプリント基板。
【請求項２】
前記伝送線路を伝送する信号の波長の１／８以下の間隔で、前記ビアホールを複数設けている請求項１に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項３】
前記伝送線路が差動信号伝送用コプレーナ線路である請求項１又は請求項２に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項４】
前記伝送線路がマイクロストリップ線路である請求項１又は請求項２に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項５】
前記ビアホールがレーザービアホールである請求項１〜４のいずれか１項に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項６】
前記伝送線路が形成される基板の材料がポリイミド系樹脂である請求項１〜５のいずれか１項に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項７】
フレキシブルプリント基板部と、前記フレキシブルプリント基板部に接続されるリジッド部とを備え、
前記フレキシブルプリント基板部が請求項１〜６のいずれか１項に記載のフレキシブルプリント基板であることを特徴とするリジッドフレキシブルプリント基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣともいう）及びこれを備えたリジッドフレキシブルプリント基板に関し、特に、高周波数信号を伝送するＦＰＣ及びこれを備えたリジッドフレキシブルプリント基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＰＣは、柔軟性のある耐熱絶縁フィルムと金属箔（例えば銅箔）とを接着剤で張り合わせた積層板をコアにした基板であり、基板とケーブルとが一体となった構造である。また、ＦＰＣは、軽く、薄く、また折り曲げが可能な性質を有していることから、携帯電話、デジタルスチルカメラを初めとする小型モバイル機器に多く採用されている（例えば、特許文献１、特許文献３、及び特許文献４参照）。
【０００３】
そして、最近では小型モバイル機器に搭載されるデバイスが高速化してきていることから、従来では問題にならなかったＦＰＣ上の伝送特性（rise/fall time）の改善が求められるようになってきている。ＦＰＣ上の伝送特性が劣っていると、伝送信号波形の立ち上がり遅延によってアイパターンで歪等が発生するなどの問題が生じる。
【０００４】
特に伝送速度がＧｐｂｓ程度に高速化したシリアルインターフェイス等においては、伝送信号の基本波のみならず高調波成分の伝送損失やインピーダンスミスマッチングが生じる。このため、伝送特性の改善策として、低誘電率、低誘電正接の材料やコネクタの開発が多く見受けられる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２３４５００号公報（段落０００２）
【特許文献２】特開２０００−７７８０２号公報
【特許文献３】特開２００６−１７９８２１号公報（段落０００２）
【特許文献４】特開平１０−２７１０４８号公報（段落０００４）
【特許文献５】特開２００３−１３３６６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、現在主流となっている耐熱絶縁フィルムであるポリイミドと比べ、高周波特性の優れた耐熱絶縁材料（例えば液晶ポリマーなど）はまだまだ高価であるため、低コスト化の要求が厳しい携帯電話のような民生機器に搭載されるＦＰＣでの採用は困難であることも多い。
【０００７】
本発明は、上記の状況に鑑み、低コスト化を図ることができる高周波伝送特性（例えばシグナルインテグリティ）の優れたフレキシブルプリント基板及びこれを備えたリジッドフレキシブルプリント基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明に係るフレキシブルプリント基板は、伝送線路と、シールドと、前記伝送線路のＧＮＤパターン及び前記シールドを電気的に接続するビアホールとを備える構成とする。
【０００９】
このような構成によると、伝送線路のＧＮＤパターンとシールドとが電気的に接続されるので、高周波成分が伝送線路のＧＮＤパターンを介して漏れ電流となることを防ぐことができ、優れた高周波伝送特性を得ることができる。また、高周波特性の優れた高価な耐熱絶縁材料（例えば液晶ポリマーなど）を用いなくても、優れた高周波伝送特性を得ることができるので、低コスト化を図ることができる。
【００１０】
尚、従来のフレキシブルプリント基板では、高周波伝送特性を改善するためにビアホールが設けられることはなかった。屈曲性が求められるフレキシブルプリント基板では、ビアホールを設けることで柔軟性を失う可能性があることから通常ビアホールの設置を極力少なくすること、及び、高周波伝送特性の問題は最近になって注目され始めた内容であることがその理由である。
【００１１】
また、前記伝送線路を伝送する信号の波長の１／８以下の間隔で、前記ビアホールを複数設けることが望ましい。
【００１２】
伝送線路を伝送する信号の波長の１／８以下の間隔でビアホールを配置することにより、ビアホールがアンテナにならず、また、ビアホールの間隔が伝送線路を伝送する信号の周波数で共振モードを発生させない間隔となり、伝送線路を伝送する信号の波長において伝送線路のＧＮＤパターンの信号線近傍領域が接地同電位と見なせるため、伝送信号の反射が少なくなり、放射やリターン電流の影響が少なくなる。したがって、より一層優れた高周波伝送特性を得ることができる。
【００１３】
また、前記伝送線路として、例えば、差動信号伝送用コプレーナ線路、マイクロストリップ線路等を採用することができる。
【００１４】
また、前記ビアホールとして、例えば、レーザービアホールを採用することができる。
レーザービアホールは従来から多層配線に用いられているため、従来の製造プロセスを変更することなく作製可能である。
【００１５】
また、低コスト化の観点から、前記伝送線路が形成される基板の材料を、ポリイミド系樹脂にすることが望ましい。
【００１６】
上記目的を達成するために本発明に係るリジッドフレキシブルプリント基板は、フレキシブルプリント基板部と、前記フレキシブルプリント基板部に接続されるリジッド部とを備え、前記フレキシブルプリント基板部が上記いずれかの構成のフレキシブルプリント基板である構成とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、伝送線路のＧＮＤパターンとシールドとが電気的に接続されるので、高周波成分が伝送線路のＧＮＤパターンを介して漏れ電流となることを防ぐことができ、優れた高周波特性を得ることができる。また、高周波特性の優れた高価な耐熱絶縁材料（例えば液晶ポリマーなど）を用いなくても、優れた高周波伝送特性を得ることができるので、低コスト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。本発明に係る多層リジッドフレキシブルプリント基板の上面図を図１に示し、分解断面図を図２に示す。
【００１９】
本発明に係る多層リジッドフレキシブルプリント基板は、フレキシブルプリント基板部（以下、ＦＰＣ部）１と、ＦＰＣ部１の両端にそれぞれ接続されるリジット部２Ａ及び２Ｂとを備えている。リジット部２Ａ及び２Ｂを設けることにより、本発明に係る多層リジッドフレキシブルプリント基板のコネクタ実装が可能となっている。
【００２０】
本発明に係る多層リジッドフレキシブルプリント基板は、図２に示すように、導電性のトップコート層３と、銀ペースト層４と、半田の付着を防止するためのソルダーレジスト層５と、エッチングによりパターン形成され信号線やＧＮＤパターンとして機能する銅箔６と、ポリイミド層７と、カバーレイ８と、熱硬化性樹脂組成物であるプリプレグ層９とを有する積層構造である。尚、導電性のトップコート層３及び銀ペースト層４は、ＥＭＣ（電磁環境適合性；Electro-Magnetic Compatibility）の観点から設けられており、シールドとして機能する。
【００２１】
ここで、図２で示す領域Ｒ１の断面図である図３と図２で示す領域Ｒ１の分解斜視図である図４とを参照して、本発明の特徴部分について説明する。なお、図３及び図４において図２と同一の部分には同一の符号を付す。
【００２２】
ポリイミド層７の一方の面には、一対の接地導体（ＧＮＤパターン）６Ａ及び６Ｂと、その間に形成された一対の中心導体（信号線）６Ｃ及び６Ｄとからなる差動信号伝送用コプレーナ線路が形成されている。そして、その差動信号伝送用コプレーナ線路を覆うポリイミド層８Ｂが接着剤８Ａによってポリイミド層７の一方の面に固定される。また、ポリイミド層７の他方の面には、導電性のトップコート層３及び銀ペースト層４からなるシールドが形成されている。
【００２３】
本発明の特徴は、ＦＰＣ及びこれを備えたリジッドフレキシブルプリント基板において、シールドと伝送線路のＧＮＤパターンとがレーザービアホールを介して電気的に接続されていることである。図３及び図４においては、導電性のトップコート層３及び銀ペースト層４からなるシールドと、差動信号伝送用コプレーナ線路のＧＮＤパターン６Ａ及び６Ｂとがレーザービアホール１０を介して電気的に接続されている。
【００２４】
従来のＦＰＣでもシールドと伝送線路のＧＮＤパターンとは共にＧＮＤであり、元より同電位であるが、本発明に係るＦＰＣ及びこれを備えたリジッドフレキシブルプリント基板では、伝送線路の信号線近傍でシールドと伝送線路のＧＮＤパターンとの導通が得られるように、わざわざレーザービアホールを設けている。このような構成にすることにより、高周波成分が伝送線路のＧＮＤパターンを介して漏れ電流となることを防ぐことができ、優れた高周波伝送特性を得ることができる。また、漏れ電流を抑制することができるので、信号線間のクロストークなどの改善、すなわちＥＭＣの改善にもつながる。
【００２５】
尚、レーザービアホールは、図４に示すように、伝送線路の信号線近傍で伝送線路の長手方向に沿って、伝送線路を伝送する信号の波長λの１／８以下の間隔で配置されることが望ましい。例えば、図４において、差動信号伝送用コプレーナ線路を伝送する信号が２ＧＨｚの高周波信号であるとき、真空中の波長λoは１５０ｍｍであるため、ポリイミドの誘電率εｒを３．３とした場合、ポリイミド基板７上での波長λ（＝λo／√εｒ）は８３ｍｍとなる。したがって、図４において、差動信号伝送用コプレーナ線路を伝送する信号が２ＧＨｚの高周波信号であるとき、レーザービアホール１０の間隔は１０ｍｍ（≒λ／８）以下にすることが望ましい。
【００２６】
伝送線路の信号線近傍で伝送線路の長手方向に沿って、伝送線路を伝送する信号の波長λの１／８以下の間隔でレーザービアホールを配置することにより、レーザービアホールがアンテナにならず、また、レーザービアホールの間隔が伝送線路を伝送する信号の周波数で共振モードを発生させない間隔となり、波長λにおいて伝送線路のＧＮＤパターンの信号線近傍領域が接地同電位と見なせるため、伝送信号の反射が少なくなり、放射やリターン電流の影響が少なくなる。したがって、より一層優れた高周波伝送特性を得ることができる。
【００２７】
また、本発明に係るＦＰＣ及びこれを備えたリジッドフレキシブルプリント基板は、シールドと伝送線路のＧＮＤパターンとを、基板を貫通するスルーホールによって電気的に接続するのではなく、基板を貫通しないレーザービアホールによって電気的に接続しているため、比較的柔軟な構造となっている。このように、本発明に係るＦＰＣ及びこれを備えたリジッドフレキシブルプリント基板では、シールドと伝送線路のＧＮＤパターンとを電気的に接続する構造にしたことによる屈曲性の劣化が少なくなるようにしている。
【００２８】
上述した実施形態では、伝送線路として差動信号伝送用コプレーナ線路を採用した構成（図３及び図４参照）について説明したが、伝送線路としてマイクロストリップ線路を採用した構成であってもよい。
【００２９】
伝送線路としてシングルエンド信号伝送用マイクロストリップ線路を採用した場合の、図２で示す領域Ｒ１の断面図及び分解斜視図を図５、図６にそれぞれ示す。なお、図５及び図６において図２と同一の部分には同一の符号を付す。
【００３０】
ポリイミド層７の一方の面には、一対の接地導体（ＧＮＤパターン）６Ｅ及び６Ｆと、その間に形成された一つの中心導体（信号線）６Ｇとからなるシングルエンド信号伝送用マイクロストリップ線路が形成されている。そして、そのシングルエンド信号伝送用マイクロストリップ線路を覆うポリイミド層８Ｂが接着剤８Ａによってポリイミド層７の一方の面に固定される。また、ポリイミド層７の他方の面には、導電性のトップコート層３及び銀ペースト層４からなるシールドが形成されている。また、導電性のトップコート層３及び銀ペースト層４からなるシールドと、シングルエンド信号伝送用マイクロストリップ線路のＧＮＤパターン６Ｅ及び６Ｆとがレーザービアホール１０を介して電気的に接続されている。
【００３１】
高周波伝送特性やレーザービアホール１０の間隔については、伝送線路として差動信号伝送用コプレーナ線路を採用した場合と同様であるので、説明を省略する。
【００３２】
また、上述した実施形態では、多層リジッドフレキシブルプリント基板について説明したが、当然の事ながら、フレキシブルプリント基板単体での実施も可能である。
【００３３】
また、上述した実施形態では、ビアホールとしてレーザービアホールを用いたが、他のビアホール（例えばフォトビアホール）を用いても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】は、本発明に係る多層リジッドフレキシブルプリント基板の上面図である。
【図２】は、本発明に係る多層リジッドフレキシブルプリント基板の分解断面図である。
【図３】は、本発明に係る多層リジッドフレキシブルプリント基板の部分断面図である。
【図４】は、本発明に係る多層リジッドフレキシブルプリント基板の部分分解斜視図である。
【図５】は、マイクロストリップ線路を有する本発明に係る多層リジッドフレキシブルプリント基板の部分断面図である。
【図６】は、マイクロストリップ線路を有する本発明に係る多層リジッドフレキシブルプリント基板の部分分解斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
１    ＦＰＣ部
２Ａ、２Ｂ    リジット部
３    トップコート層
４    銀ペースト層
５    ソルダーレジスト層
６    銅箔
６Ａ、６Ｂ    接地導体（ＧＮＤパターン）
６Ｃ、６Ｄ    中心導体（信号線）
６Ｅ、６Ｆ    接地導体（ＧＮＤパターン）
６Ｇ    中心導体（信号線）
７    ポリイミド層
８    カバーレイ
８Ａ    接着剤
８Ｂ    ポリイミド層
９    プリプレグ層
１０    レーザービアホール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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