(57)【要約】【課題】コネクタ挿入部でのノイズの影響を抑制するとともに、差動インピーダンス整合をとることが可能なＦＰＣおよびその製造方法を提供する。【解決手段】ＦＰＣは、ベースフィルム１と、銅箔膜２ａ〜２ｄとを備えている。コネクタ挿入部２０に接地線パターンである銅箔膜２ｂを設け、コネクタ挿入部２０に隣接する部分ではベースフィルム１を露出させている。そのため、ＦＰＣの柔軟性を保ちつつ、ベースフィルム１が露出している部分から放射された外来ノイズを銅箔膜２ｂでシールドすることができ、コネクタ挿入部２０を通過する差動信号が外来ノイズの影響を受けにくくなる。また、コネクタ挿入部２０におけるベースフィルム１の両面に銅箔膜２ａ、２ｂを形成するため、コネクタ挿入部２０でも差動インピーダンス整合をとることができ、ＦＰＣ全体にわたって信号損失を抑えることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する第１および第２の面を有するベースフィルムと、
前記ベースフィルムの一端部側の前記第１および第２の面上に形成されるコネクタ挿入部と、
前記コネクタ挿入部から離間して配置され、前記第１の面上に形成される第１の導電膜と、を備え、
前記コネクタ挿入部は、
前記第１の面上に形成される第２の導電膜と、
前記第２の面上に形成される第３の導電膜と、を備え、
前記第２の導電膜は、基準電圧に設定可能な第１の基準電圧パターンを有し、
前記第３の導電膜は、互いに位相が逆の差動信号を伝送可能な第１の信号線パターン対を有し、
前記第１の導電膜は、基準電圧に設定可能な第２の基準電圧パターン、または、前記第１の信号線パターン対に電気的に接続される第２の信号線パターン対を有し、
前記第１および第２の導電膜の間の少なくとも一部では、前記ベースフィルムが露出され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】
少なくとも前記コネクタ挿入部での前記第１の信号パターン対の差動インピーダンスが所定の値となるように、前記ベースフィルムの厚さ、前記ベースフィルムの誘電率、前記第１の信号線パターン対を構成するパターン同士の間隔、前記第１の信号線パターン対の幅、前記第１の信号線パターン対の厚さのうちの少なくとも１つが調整されることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項３】
前記第３の導電膜から離間して配置され、前記第２の面上に形成される第４の導電膜と、
前記ベースフィルムを貫通するように形成され、前記第１の導電膜と前記第３の導電膜とを電気的に接続するコンタクトと、を備え、
前記第１の導電膜は、前記第１の信号線パターン対に電気的に接続される前記第２の信号線パターン対を有し、
前記第４の導電膜は、基準電圧に設定可能な第３の基準電圧パターンを有し、
前記第１の面は、前記コンタクトの形成位置よりも前記ベースフィルムの一端側で前記ベースフィルムが露出され、
前記第２の面は、前記コンタクトの形成位置よりも前記ベースフィルムの他端側で前記ベースフィルムが露出されることを特徴とする請求項１または２に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項４】
前記第２の導電膜上に、前記コネクタ挿入部が挿入されるコネクタの厚さに応じた硬化剤を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項５】
対向する第１および第２の面を有するベースフィルムの前記第１の面上に導電材料膜を形成する工程と、
前記導電材料膜の一部を除去して、前記ベースフィルムの一端部側の前記第１の面上に第１の導電膜を有するコネクタ挿入部を形成するとともに、前記コネクタ挿入部に隣接する箇所で前記ベースフィルムを露出させる工程と、
前記第１の面上に前記導電材料膜および前記第１の導電膜を形成する工程に前後して、前記コネクタ挿入部の前記第２の面上に第２の導電膜を形成する工程と、を備えることを特徴とするフレキシブルプリント基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、差動信号を伝送するフレキシブルプリント基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フレキシブルプリント基板（Flexible Printed Circuit、以下ＦＰＣ）は、柔軟性があり、大きく変形することが可能なため、携帯型電子機器の可動部等の信号伝送に広く用いられる。伝送する信号の周波数が高い場合、電磁ノイズを発生しやすくなるため、シングルエンド信号でなく差動信号を伝送する必要がある。
【０００３】
ＦＰＣは一般に、絶縁体であるベースフィルムの表側と裏側とに銅箔膜が形成され、一方の銅箔膜は信号を伝送するために用いられ、他方の銅箔膜は接地端子に接続される。このように、ベースフィルムの両面に銅箔膜を形成することで、伝送経路の差動インピーダンス整合をとることができ、信号の損失を抑えることができる。
【０００４】
但し、ベースフィルムの両面に銅箔膜を形成すると、ＦＰＣの柔軟性が担保できなくなるため、ＦＰＣの端部に設けられるコネクタ挿入部や、このコネクタ挿入部に隣接する部分では、信号を伝送する銅箔膜のみを形成するのが一般的である。そのため、コネクタ挿入部では差動インピーダンス整合をとることができず、信号の損失が生じることがある。また、コネクタ接続部では、接地端子に接続される銅箔膜が形成されないために、伝送される信号が外来ノイズの影響を受けることもある。
【０００５】
伝送される信号の周波数がそれほど高くない場合は、差動インピーダンス整合がとれないことによる信号損失は小さい。しかも、伝送経路の他の部分ではインピーダンス整合がとれており、コネクタ挿入部で損失が生じるのみである。また、伝送される信号の電圧が高い場合は、ハイとロウとの電圧差が大きいため、多少の信号損失や、外来ノイズの影響を受けることがあっても、伝送エラーを生じることはない。そのため、従来はコネクタ挿入部でのインピーダンス整合やノイズ対策を講じる必要はなかった。
【０００６】
ところが、近年では、映像の高精細化等に伴って周波数が高い信号をＦＰＣで伝送する要求が高まっている。また、高精細の映像データ等の大量のデータを伝送する場合、伝送すべき信号量が大幅に増えるが、信号の本数を増やすと部品が大型化してコスト上昇を招くため、伝送周波数を高くして、信号を時分割で伝送することで、信号の本数増加を抑制することが行われる。その一方で、携帯型電子機器は、バッテリ（電池）で駆動されるため、低消費電力動作が強く要求され、信号の電圧も小さくする必要がある。
【０００７】
このように、伝送する信号の周波数が高くなって、信号電圧が小さくなると、従来では問題とならなかった、コネクタ挿入部での信号損失や外来ノイズの影響を無視できなくなり、伝送エラーを生じるおそれがある。
【０００８】
特許文献１には、部品接続の自由度を高める目的で、銅箔膜を露出させたフライングリード部をＦＰＣ上に設け、フライングリード部のインピーダンス整合をとる技術が開示されている。しかしながら、コネクタ挿入部でのインピーダンス整合をとることは念頭に置いていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−２２８３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、コネクタ挿入部でのノイズの影響を抑制するとともに、差動インピーダンス整合をとることが可能なＦＰＣおよびその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様によれば、対向する第１および第２の面を有するベースフィルムと、前記ベースフィルムの一端部側の前記第１および第２の面上に形成されるコネクタ挿入部と、前記コネクタ挿入部から離間して配置され、前記第１の面上に形成される第１の導電膜と、を備え、前記コネクタ挿入部は、前記第１の面上に形成される第２の導電膜と、前記第２の面上に形成される第３の導電膜と、を備え、前記第２の導電膜は、基準電圧に設定可能な第１の基準電圧パターンを有し、前記第３の導電膜は、互いに位相が逆の差動信号を伝送可能な第１の信号線パターン対を有し、前記第１の導電膜は、基準電圧に設定可能な第２の基準電圧パターン、または、前記第１の信号線パターン対に電気的に接続される第２の信号線パターン対を有し、前記第１および第２の導電膜の間の少なくとも一部では、前記ベースフィルムが露出されることを特徴とするフレキシブルプリント基板が提供される。
【００１２】
また、本発明の一態様によれば、対向する第１および第２の面を有するベースフィルムの前記第１の面上に導電材料膜を形成する工程と、前記導電材料膜の一部を除去して、前記ベースフィルムの一端部側の前記第１の面上に第１の導電膜を有するコネクタ挿入部を形成するとともに、前記コネクタ挿入部に隣接する箇所で前記ベースフィルムを露出させる工程と、前記第１の面側に前記導電材料膜および前記第１の導電膜を形成する工程に前後して、前記コネクタ挿入部の前記第２の面上に第２の導電膜を形成する工程と、を備えることを特徴とするフレキシブルプリント基板の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ＦＰＣのコネクタ挿入部でのノイズの影響を抑制できるとともに、差動インピーダンス整合をとることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るＦＰＣの断面図。
【図２】図１のｐ−ｑ線の断面図。
【図３】図１の変形例であるＦＰＣの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係るＦＰＣおよびその製造方法の実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係るＦＰＣの断面図であり、図２は、図１のｐ−ｑ線の断面図である。図１のＦＰＣは、ベースフィルム１と、銅箔膜２ａ〜２ｄと、コンタクトメッキ３ａ〜３ｄと、カバー層用接着剤４と、カバー層５と、ニッケルメッキ６と、金メッキ７と、硬化剤用接着剤８と、硬化剤９と、コンタクト１０とを備えている。また、ＦＰＣの端部には、図１の一点鎖線で囲まれたコネクタ挿入部２０が設けられている。このコネクタ挿入部２０は不図示のコネクタに挿入される。
【００１７】
銅箔膜２ｂ（第２の導電膜）と２ｄ（第１の導電膜）は、ベースフィルム１の表側の面（第１の面）に、互いに分離して形成されている。銅箔膜２ｂと２ｄの間では、ベースフィルム１が露出している。銅箔膜２ｂの上には、コンタクトメッキ３ｂ、カバー層用接着剤４、カバー層５、硬化剤用接着剤８および硬化剤９が順に形成されている。銅箔膜２ｄの上には、コンタクトメッキ３ｄ、カバー層用接着剤４およびカバー層５が順に形成されている。
【００１８】
銅箔膜２ａ（第３の導電膜）、２ｃ（第４の導電膜）は、ベースフィルム１の裏側の面（第２の面）に、互いに分離して形成されている。銅箔膜２ａと２ｃの間では、ベースフィルム１が露出している。銅箔膜２ａの上には、コンタクトメッキ３ａ、ニッケルメッキ６および金メッキ７が順に形成されたコネクタ挿入部２０に対応する箇所と、コンタクトメッキ３ａ、カバー層用接着剤４およびカバー層５が順に形成された箇所とがある。銅箔膜２ｃの上には、コンタクトメッキ３ｃ、カバー層用接着剤４およびカバー層５が順に形成されている。
【００１９】
ベースフィルム１は、ポリイミドなどの材料を用いた、例えば３５μｍのフィルムである。銅箔膜２ａ〜２ｄの厚さは、例えば１５μｍである。コンタクトメッキ３ａ〜３ｄは、銅などの材料を用いた、例えば１９μｍの膜である。カバー層用接着剤４の厚さは、例えば２５μｍである。カバー層５は、ポリイミドなどの材料を用いた、例えば２０μｍの膜である。ニッケルメッキ６の厚さは、例えば７μｍである。金メッキ７の厚さは、例えば０．２μｍである。硬化剤用接着剤８の厚さは、例えば４５μｍである。硬化剤９の材料は、ポリイミドなどである。
【００２０】
この硬化剤９の厚さは、挿入されるコネクタの厚さに応じて設定される。例えば、厚さ３００μｍのＦＰＣが挿入されることを念頭に置いたコネクタを用いる場合、硬化剤９の厚さを１００μｍに設定し、コネクタ挿入部２０の金メッキ７から硬化剤９までの厚さを３００μｍとする。このように、硬化剤９の厚さを調整することで、種々のサイズのコネクタに対応可能となる。
【００２１】
図１のＦＰＣは、ベースフィルム１の表側と裏側とに銅箔膜２ａ〜２ｄを設けた、いわゆるマイクロストリップライン構造である。ＦＰＣの柔軟性を確保するため、コネクタ挿入部２０と隣接する部分には銅箔膜が設けられず、ベースフィルム１が露出している。ただし、図１の例では、ベースフィルム１が露出する箇所が第１の面側と第２の面側で左右にずれている。
【００２２】
銅箔膜２ｂ，２ｃは、接地電圧（基準電圧）端子に接続される接地線パターン（基準電圧パターン）である。銅箔膜２ｂと銅箔膜２ｃとは、ＦＰＣに設けられた不図示の配線やコンタクトで電気的に接続されていてもよい。
【００２３】
銅箔膜２ａ，２ｄは、位相が互いに逆のデジタル差動信号を伝送する信号線パターン対を有する。より具体的には、図２に示すように、銅箔膜２ａ（銅箔膜２ｄも同様）は差動信号１ビットにつき、正相および逆相の信号をそれぞれ伝送する２本の信号線パターン対を有する。シングルエンド信号でなく差動信号を伝送する理由は、正相および逆相の信号の論理が遷移する際に発生するノイズ同士が互いに打ち消し合い、結果として、電磁ノイズを低減できるからである。
【００２４】
図１のＦＰＣには、例えばホストコンピュータ（不図示）から、ＦＰＣの一端側であるコネクタ挿入部２０を通して差動信号が入力される。この差動信号は、金メッキ７、ニッケルメッキ６、コンタクトメッキ３ａ、銅箔膜２ａ、コンタクト１０、銅箔膜２ｄを経てＦＰＣの他端側へ伝送され、ＦＰＣまたは他の基板上に実装された例えば液晶パネル駆動用ＩＣ（不図示）へ入力される。なお、金メッキ７は、銅箔膜２ａの酸化を防止するために、ニッケルメッキ６は、金がコンタクトメッキ３ａや銅箔膜２ａ中に拡散するのを防止するために、それぞれ設けられている。
【００２５】
ＦＰＣ上には、種々の部品を実装することも可能であり、これら部品同士を絶縁する感光性レジストや熱印化油墨などの材料からなる絶縁膜をＦＰＣ上に形成してもよい。
【００２６】
本実施形態の特徴の一つは、コネクタ挿入部２０の表側の構造であり、具体的には接地線パターンである銅箔膜２ｂを備える点である。これにより、以下の効果が得られる。
【００２７】
銅箔膜２ｂがない場合、ベースフィルム１が露出している部分から外来ノイズを受けて、銅箔膜２ｄで伝送される差動信号に悪影響を与えるおそれがある。これに対し、本実施形態では、接地線パターンである銅箔膜２ｂが外来ノイズを抑制するシールド効果を有するため、差動信号が外来ノイズの影響を受けにくくなる。
【００２８】
さらに、本実施形態では、図２に示すように、コネクタ挿入部２０においても、銅箔膜２ａに対向して銅箔膜２ｂを設けるため、差動インピーダンス整合をとることができる。ここで、差動インピーダンスとは、信号線パターン対である銅箔膜２ａの幅ｗと厚さｔ、差動信号の正相および逆相の信号を伝送する銅箔膜２ａ同士の間隔ｓ、銅箔膜２ａと接地線パターンである銅箔膜２ｂとの距離（すなわち、ベースフィルム１の厚さ）ｈ、銅箔膜２ａと銅箔膜２ｂとの間の絶縁体（すわなち、ベースフィルム１）の誘電率εに基づいて定まる値であり、銅箔膜２ａの長さにはほとんど依存しない。
【００２９】
この差動インピーダンスを、コネクタに接続される配線等に基づいて定まる所定の値（例えば１００Ω）になるよう調整することを、差動インピーダンス整合をとるという。差動インピーダンス整合をとらないと、信号線パターン対の終端で信号が反射され、信号損失が生じる。信号の周波数が高いほど、この損失量は大きい。
【００３０】
銅箔膜２ｂがないと、距離ｈや誘電率εが一意に定まらないため、差動インピーダンス整合をとることができない。本実施形態では、図２に示すように２層の銅箔膜２ａ，２ｂが設けられるため、上記の幅ｗ等を調整することにより、差動インピーダンスを所望の値に設定でき、差動インピーダンス整合をとることができる。また、これらを調整することで、コネクタ挿入部２０以外の銅箔膜２ｃ，２ｄ等の部分も差動インピーダンス整合をとることができる。その結果、ＦＰＣ全体にわたって信号損失を抑えることができる。
【００３１】
以上のように、図１のＦＰＣは、コネクタ挿入部２０で外来ノイズの影響を受けにくく、信号損失も少ないので、差動信号は低電圧であっても伝送エラーが生じにくくなる。そのため、図１のＦＰＣは、低電圧で高周波数の差動信号を、安定に伝送することができる。より具体的には、数百ＭＨｚ程度の差動信号を、例えば１．２Ｖの電圧で伝送できる。
【００３２】
以下、図１のＦＰＣの製造方法を説明する。まず、ベースフィルム１の表側に、銅箔膜２ｂ，２ｄの材料となる銅箔膜を形成した後、その上面にコンタクトメッキ３ｂ，３ｄの材料となるメッキ層を形成する。次に、カバー層用接着剤４、およびカバー層５の各膜材料を順に堆積する。次に、リソグラフィ等によりコネクタ挿入部２０に隣接する部分の膜材料を全て除去してベースフィルム１を部分的に露出させる。これによりコネクタ挿入部２０が形成されるとともに、銅箔膜２ｂによる接地線パターンと、銅箔膜２ｄによる信号線パターン対とが形成される。
【００３３】
このとき、銅箔膜２ｂ上には、コンタクトメッキ３ｂ、カバー層用接着剤４およびカバー層５が形成され、銅箔膜２ｄの上には、コンタクトメッキ３ｄ、カバー層用接着剤４およびカバー層５が形成される。その後、コネクタ挿入部２０におけるカバー層５上に硬化剤用接着剤８および硬化剤９を形成し、コネクタ挿入部２０の厚さを調整する。
【００３４】
このように、ベースフィルム１の表側では、各膜材料を堆積した後にベースフィルム１を露出させることにより、コネクタ挿入部２０の各層と銅箔膜２ｄ上の各層とを同時に形成できる。すなわち、ベースフィルム１の表側に各層を形成する工程の中で、ベースフィルム１の露出やコネクタ挿入部２０の作製を行うことができ、製造工程の簡略化を図ることができる。
【００３５】
その後、ベースフィルム１の裏面側からベースフィルム１を貫通して銅箔膜２ｄに達するコンタクトホールを形成し、その中に導電性材料を充填してコンタクト１０を形成する。続いて、ベースフィルム１の表側と同様の手順で、ベースフィルム１の裏側にも銅箔膜２ａ，２ｃ、コンタクトメッキ３ａ，３ｃ、カバー層用接着剤４およびカバー層５を順に形成し、コネクタ挿入部２０ではさらにニッケルメッキ６と金メッキ７とを形成する。
【００３６】
なお、信号線パターン対や接地線パターンは銅以外の導電性材料で形成してもよい。また、上述の製造方法では、ベースフィルム１の表側の各層を形成した後に、ベースフィルム１の裏側の各層を形成する例を示したが、裏面側から形成してもよい。
【００３７】
図３は、図１の変形例であるＦＰＣの断面図である。図１のＦＰＣの場合、差動信号は、ベースフィルム１の裏側の銅箔膜２ａから入力された後、コンタクト１０を介してベースフィルム１の表側の銅箔膜２ｄに伝送される。これに対し、図３のＦＰＣの場合、差動信号はベースフィルム１の裏側に形成された銅箔膜２ａで他端まで伝送され、ベースフィルム１の表側の銅箔膜２ｄは接地線パターンとして用いる。図３の場合、コンタクト１０が不要となり、ベースフィルム１の裏側ではベースフィルムは露出されない。このため、図１のＦＰＣよりも製造が容易になる。
【００３８】
このように、本実施形態では、コネクタ挿入部２０に接地線パターンである銅箔膜２ｂを設け、コネクタ挿入部２０に隣接する部分ではベースフィルム１を露出させている。そのため、ＦＰＣの柔軟性を保ちつつ、コネクタ挿入部２０やベースフィルム１が露出している部分からの外来ノイズを銅箔膜２ｂでシールドすることができ、差動信号が外来ノイズの影響を受けにくくなる。また、コネクタ挿入部２０におけるベースフィルム１の両面に銅箔膜２ａ、２ｂを形成するため、コネクタ挿入部２０でも差動インピーダンス整合をとることができ、ＦＰＣ全体にわたって信号損失を抑えることができる。その結果、低電圧で高周波数の差動信号を、安定に伝送することができる。さらに、銅箔膜２ｂ上の硬化剤９の厚さを調整して、コネクタ挿入部２０の厚さをコネクタの厚さに合わせることができ、種々のコネクタに対応したＦＰＣを作製でき、汎用性が向上する。
【００３９】
また、銅箔膜２ｂ，２ｄからカバー層５までの各膜材料を堆積した後にベースフィルム１を露出させるため、ベースフィルム１の表側に各層を形成する工程の中で、ベースフィルム１の露出やコネクタ挿入部２０の形成を行うことができ、製造工程の簡略化が図れる。
【００４０】
上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した個々の実施形態には限定されるものではない。特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１  ベースフィルム
２ａ〜２ｄ  銅箔膜
９  硬化剤
１０  コンタクト
２０  コネクタ挿入部
【図１】
2010251587.tif 000003
【図２】
2010251587.tif 000004
【図３】
2010251587.tif 000005