(57)【要約】【課題】インピーダンスマッチングが良好な高速伝送用ＦＰＣを提供する。【解決手段】ＦＰＣ１０は、ベース１１と、複数の高速伝送路１１ａ及び第１グラウンドパターン１１ｂ、誘電体シート１２と、第１及び第２グラウンド層１３・１４と、を備える。一定の誘電率を有するベース１１には、複数の高速伝送路１１ａが配列され、各高速伝送路を挟むように複数の第１グラウンドパターン１１ｂが配列される。誘電体シート１２は複数の高速伝送路１１ａ及び第１グラウンドパターン１１ｂがベースの両端部に露出するようにベース１１に積層する。第１グラウンド層１３は、誘電体シート１２に積層している。第２グラウンド層１４は、ベース１１に積層する。複数のスルーホール１ｓは第１グラウンドパターン１１ｂと第１及び第２グラウンド層１３・１４とを接続している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定の誘電率を有するベース、このベースの一方の面に配列する複数の高速伝送路、及びこの各高速伝送路を挟むように略平行に前記ベースの一方の面に配列する複数の第１グラウンドパターンを備える高速伝送用ＦＰＣであって、
前記複数の高速伝送路及び第１グラウンドパターンが前記ベースの両端部に露出するように当該ベースの一方の面に積層する誘電体シートと、
この誘電体シートに積層する第１グラウンド層と、
前記ベースの他方の面に積層する第２グラウンド層と、を備え、
前記第１グラウンドパターンと前記第１及び第２グラウンド層を複数のスルーホールで接続している高速伝送用ＦＰＣ。
【請求項２】
前記ベースの両端部に前記第１グラウンド層が露出するように当該第１グラウンド層に積層する第１カバーレイと、前記第２グラウンド層に積層する第２カバーレイと、を備える請求項１記載の高速伝送用ＦＰＣ。
【請求項３】
前記第１及び第２グラウンド層は銀箔からなる請求項１又は２記載の高速伝送用ＦＰＣ。
【請求項４】
前記複数のスルーホールは、前記第１グラウンドパターンの伸長方向に等間隔で配置されている請求項１から３のいずれかに記載の高速伝送用ＦＰＣ。
【請求項５】
前記複数のスルーホールの配置間隔は、所定の高周波電磁波の共振波長以下となっている請求項４記載の高速伝送用ＦＰＣ。
【請求項６】
前記複数のスルーホールの配置間隔は、略５ｍｍである請求項４記載の高速伝送用ＦＰＣ。
【請求項７】
前記ベース及び前記誘電体シートがポリイミドからなる請求項１から４のいずれかに記載の高速伝送用ＦＰＣ。
【請求項８】
前記ベース及び前記誘電体シートがフッ素樹脂からなる請求項１から４のいずれかに記載の高速伝送用ＦＰＣ。
【請求項９】
前記高速伝送路は、対をなす差動信号路を含む請求項１から８のいずれかに記載の高速伝送用ＦＰＣ。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載の高速伝送用ＦＰＣに接続されるプリント基板であって、
絶縁基板の一方の面に形成し、前記第１グラウンド層の端部に接続する第１グラウンド領域と、
この第１グラウンド領域の近傍に形成し、前記複数の高速伝送路の端部に接続するプリントコンタクトと、
前記複数の第１グラウンドパターンの端部に接続する複数の第２グラウンドパターンと、を備え、
前記高速伝送用ＦＰＣの端部がプリント基板に押圧されることにより、当該プリント基板が当該高速伝送用ＦＰＣと接続するプリント基板。
【請求項１１】
前記絶縁基板の他方の面に形成する第２グラウンド領域を備え、前記第１グラウンド領域と前記第２グラウンド領域を複数のスルーホールで接続している請求項１０記載のプリント基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速伝送用ＦＰＣ及びこのＦＰＣに接続されるプリント基板に関する。特に、差動信号線等の高速伝送路が形成されるＦＰＣの構造及びこのＦＰＣに接続されるプリント基板の構造に関する。本明細書では、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＦＦＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｆｌａｔ  Ｃａｂｌｅ）等の平形柔軟ケーブルを総称してＦＰＣと呼称する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器、例えば、携帯電話機やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）に代表される携帯型情報機器に実装される電子部品モジュールやプリント基板間を接続するには、平型柔軟ケーブルであるＦＰＣが使用されている。又、通信基地局に設置される伝送機器にも、ＦＰＣは多用されている。
【０００３】
プリント配線板は、電子部品又は電子機器間を電気的に接続している。プリント配線板は、伝送信号の高速化が進むにつれて特性インピーダンスの整合はもちろんのこと、高速高周波特性の向上や不要輻射の低減などの機能が要求されてきている。したがって、プリント配線板は、ストリップライン、マイクロストリップラインの構成をとることとなり、信号線の増大と相まって、多層基板化が進展している。
【０００４】
ストリップラインを構成する高速伝送用の多層プリント配線板においては、クロストークの問題や、外部からの電磁波の影響に対して、これまで様々な対策が発案されている。以下において、プリント配線板は、硬質基板（いわゆる、リジッド基板）に該当し、ＦＰＣは、リジッド基板に対比されるフレキシブル基板に該当するものとする。
【０００５】
例えば、信号線間のクロストークや信号干渉を軽減するプリント基板として、複数の定インピーダンスの線路が配設されたプリント基板は、隣接する各線路間に設けたグラウンドパターン領域と、このグラウンドパターン領域上であって、隣接する各線路に沿って前記グラウンドパターン領域及び他のグラウンドパターン領域に導通するように設けられたバイヤホール（Ｖｉａ  ｈｏｌｅ）と、を備え、隣接する各線路をシールドするようにした多層プリント配線板の発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
特許文献１に類似した技術として、高周波配線が容易で、伝送線路間の不要電磁的結合を低減した高周波回路用プリント配線板は、２層の接地用導体層の間に信号層を複数層含むストリップライン構造伝送線路の高周波回路用多層プリント配線板において、前記信号層に信号線と接地線を交互に配線し、隣接する信号層に関しては信号線と接地線は対向して配線されており、前記接地線が対向する信号線の幅より広い高周波回路用多層プリント配線板の発明が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
特許文献２による高周波回路用多層プリント配線板は、信号線間のクロストークや外部からの電磁波ノイズの影響を抑制しつつ、高密度配線を実現できる。又、表層にマイクロストリップライン構造部を設けることによって、クロストークの少ない信号などを流すためなどの信号線を設けることもできる。更に、内層に接地線を含まないストリップライン構造部の形態をとることもでき、この内層のストリップライン構造部の信号線にはクロストークの少ない信号などを流すことができる、としている。
【特許文献１】特開平８−２４２０７８号公報
【特許文献２】特開２００３−６９２３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１によれば、プリント配線板は、隣接する各線路に沿ってグラウンドパターン領域および他のグラウンドパターン領域に導電するように設けられたバイヤホールを備え、隣接する各線路をシールドするようにしたので、隣接する各線路に対して３次元的なシールドを施すことができ、これにより、各線路間のクロストークや信号干渉を軽減できる、としている。しかし、表層のプリント基板は、各線路が外部に表出しており、外部からの電磁波ノイズの影響を抑制している訳ではない。又、特許文献１による多層プリント配線板はコネクタを介してマザーボードと接続できるとしているが、インピーダンスマッチングの問題や、プリント基板間のグラウンドが等電位となっているかについては、何ら開示されていない。
【０００９】
特許文献２は、信号層に信号線と接地線を交互に配線することにより、クロストークの防止を可能としている。特に、接地線の幅を広くしたことにより、よりストリップライン構造に近づけ、層間のクロストークの影響を減らすことを目論んでいる。特許文献２においても、信号層に信号線と接地線を交互に配線することにより、クロストークの影響を軽減しようとしている点は同じである。
【００１０】
しかし、より高速の信号では、特許文献１及び特許文献２に示されたように、平面上に接地線を配置するだけでは、クロストークの影響を軽減できない。そして、クロストークの影響を軽減するために信号間の距離を大きくすれば、信号線の実装密度が下がるという非効率な構造となる。プリント基板によるこれらの課題は、離間した機器間を接続するＦＰＣにも共通の課題である。ＦＰＣに好適な信号線の実装密度を維持しつつ、クロストークの影響をより軽減できる新たな高速伝送用ＦＰＣ及びこのＦＰＣに接続されるプリント基板が求められる。そして、以上のことが、本発明の課題といってよい。
【００１１】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、クロストークや外部からの電磁波ノイズの影響を軽減し、インピーダンスマッチングが良好であり、機器間のグラウンドが等電位可能な高速伝送用ＦＰＣ及びこのＦＰＣに接続される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】
【００１２】
本発明者らは、高速伝送路を形成するベースに誘電体層を介して一対のグラウンド層を積層する多層のＦＰＣとし、高速伝送路を挟むグラウンドパターンを一対のグラウンド層にスルーホールで接続すると共に、誘電体層に積層するグラウンド層は接続されるプリント基板のグラウンドに接続することにより、これらの課題を解消することを見出し、これに基づいて、以下のような新たな高速伝送用ＦＰＣ及びこのＦＰＣに接続されるプリント基板を完成するに至った。
【００１３】
（１）  一定の誘電率を有するベース、このベースの一方の面に配列する複数の高速伝送路、及びこの各高速伝送路を挟むように略平行に前記ベースの一方の面に配列する複数の第１グラウンドパターンを備える高速伝送用ＦＰＣであって、前記複数の高速伝送路及び第１グラウンドパターンが前記ベースの両端部に露出するように当該ベースの一方の面に積層する誘電体シートと、この誘電体シートに積層する第１グラウンド層と、前記ベースの他方の面に積層する第２グラウンド層と、を備え、前記第１グラウンドパターンと前記第１及び第２グラウンド層を複数のスルーホールで接続している高速伝送用ＦＰＣ。
【００１４】
（１）の発明による高速伝送用ＦＰＣは、ベースと複数の高速伝送路と複数の第１グラウンドパターンを備えている。更に、誘電体シートと第１及び第２グラウンド層を備えている。ベースは一定の誘電率を有している。ベースの一方の面には、複数の高速伝送路が配列されている。又、ベースの一方の面には、各高速伝送路を挟むように略平行に複数の第１グラウンドパターンが配列されている。誘電体シートは、複数の高速伝送路及び第１グラウンドパターンがベースの両端部に露出するようにベースの一方の面に積層している。第１グラウンド層は、誘電体シートに積層している。第２グラウンド層は、ベースの他方の面に積層している。そして、第１グラウンドパターンと第１及び第２グラウンド層を複数のスルーホールで接続している。
【００１５】
ＦＰＣは、電子機器の各ユニット（プリント基板を含む）間を接続する多芯ケーブルとして機能し、薄さや軽さ及び屈曲性能を生かして、小型軽量の携帯電話機やＰＤＡの内部配線として活用されている。一般に、ＦＰＣは、絶縁性のベースに積層された銅箔がエッチングされて複数の導体パターンを形成している。そして、これらの導体パターンの両端部が接続端部となるように、ベースの導体パターン形成面に絶縁性のカバーレイが積層されている。このように、ＦＰＣは、配線材としての導体層と絶縁層が積層されたサンドイッチ構造を基本構造としている。
【００１６】
ここで、本発明によるベースは、所定の厚みを有すると共にこの厚さの一方の面に複数の高速伝送路及び第１グラウンドパターンを備える可撓性を有するシートで形成される。ベースは可撓性を有するとは、このベースが撓み得ることを意味しており、屈曲可能であることも意味している。シートで形成されるとは、通常のシートがもつ特徴を備えていることを意味しており、厚さより大きな寸法で規定される一方の面及び他方の面を有している。ベースは、本発明による高速伝送用ＦＰＣの厚さ以外の外形を略規定しているといってよく、本発明による高速伝送用ＦＰＣは、例えば長尺状に形成されるが、正方形又は長方形の態様や、一方の端部に対して他方の端部が分岐している態様を排除するものではない。
【００１７】
例えば、一定の誘電率を有するベースを基材とした銅張積層板の銅箔をエッチングすることにより、このベースの一方の面に複数の高速伝送路及び第１グラウンドパターンを配列することができる。又、アディティブ法によりベース上にメッキで銅箔を析出して複数の高速伝送路及び第１グラウンドパターンを形成してもよい。
【００１８】
誘電体シートを基材とした銅張積層板に積層された銅箔を第１グラウンド層としてもよく、誘電体シートに加熱加圧されて接着された銅箔を第１グラウンド層としてもよい。又、ベースの他方の面に加熱加圧されて接着された銅箔を第２グラウンド層としてもよい。第２グラウンド層、ベース、複数の高速伝送路及び第１グラウンドパターンを有する導体層、誘電体シート、第１グラウンド層の順番に積層されて、加熱加圧されて相互の層が結合する５層の高速伝送用ＦＰＣとすることができる。そして、この５層の高速伝送用ＦＰＣに穴明け加工した後にメッキ処理することにより、第１グラウンドパターンと第１及び第２グラウンド層を接続する複数のスルーホールを形成できる。
【００１９】
本発明において、これらのスルーホールは部品を実装することが目的ではなく、第１グラウンドパターンと第１及び第２グラウンド層を電気的に接続することが目的であり、特性インピーダンスに影響を与えないように、製造上や信頼性で許容できる範囲で小さい穴が明けられることが好ましい。又、同様の理由から、これらのスルーホールは、いわゆる貫通バイア（Ｖｉａ）である必要はなく、これらのスルーホールに導電性ペーストが充填されてもよく、パッドオンホール（Ｐａｄ  ｏｎ  ｈｏｌｅ）としてもよい。
【００２０】
（１）の発明による高速伝送用ＦＰＣは、複数の高速伝送路を配列するベースの共用平面上に各高速伝送を挟む第１グラウンドパターンを形成し、更に、第１及び第２グラウンド層が複数の高速伝送路で覆っているので、各高速伝送路は立体的にシールドされているといってもよく、高速伝送路に伝送される近年の高速信号に対して、クロストークや電磁波の影響を軽減できる。
【００２１】
又、（１）の発明による高速伝送用ＦＰＣは、両面にグラウンド層を有する誘電体層の内部に高速伝送路を配列するストリップライン構造となっているといってもよく、高速伝送路が両面のグラウンド層からの距離が異なる位置に配列されているオフセット・ストリップライン構造となっているといってもよく、複数のスルーホールが第１グラウンドパターンと第１及び第２グラウンド層を接続している。（１）の発明による高速伝送用ＦＰＣは、インピーダンスマッチングを容易とするために、第１グラウンドパターンと第１及び第２グラウンド層を複数のスルーホールで接続して等電位とした。（１）の発明による高速伝送用ＦＰＣのこれらグラウンドと、第１グラウンド層の端部が接続される機器のグラウンドとを接触することにより、これらグラウンドが全て等電位となる。
【００２２】
（２）  前記ベースの両端部に前記第１グラウンド層が露出するように当該第１グラウンド層に積層する第１カバーレイと、前記第２グラウンド層に積層する第２カバーレイと、を備える（１）記載の高速伝送用ＦＰＣ。
【００２３】
例えば、第１及び第２カバーレイは、ポリエステルやポリイミドなどからなる薄膜の絶縁性を有するシートであってよく、第１カバーレイは、ベースの両端部に第１グラウンド層が露出するように第１グラウンド層に積層している。第２カバーレイは、第２グラウンド層に積層している。
【００２４】
第１カバーレイが第１グラウンド層に積層しているとは、第１カバーレイが第１グラウンド層を被覆していることを意味しており、例えば、第１カバーレイは第１グラウンド層に接着される。第１グラウンド層の露出部は、接続される機器のグラウンドと接触するので、ニッケル／金メッキが施されてもよい。第２カバーレイが第２グラウンド層に積層しているとは、第２カバーレイが第２グラウンド層を被覆していることを意味しており、例えば、第２カバーレイは第１グラウンド層に接着される。（２）の発明による高速伝送用ＦＰＣは、第１及び第２グラウンド層が機器内部に短絡することを防止できる。
【００２５】
（３）  前記第１及び第２グラウンド層は銀箔からなる（１）又は（２）記載の高速伝送用ＦＰＣ。
【００２６】
シールド性能やＦＰＣに求められる屈曲性能及び導電率を考慮すると、第１及び第２グラウンド層は銀箔からなることが好ましい。又、第１グラウンド層の両端部の露出部は、外部への接続端子と成り得るので、金メッキが施されてもよい。
【００２７】
（４）  前記複数のスルーホールは、前記第１グラウンドパターンの伸長方向に等間隔で配置されている（１）から（３）のいずれかに記載の高速伝送用ＦＰＣ。
【００２８】
本発明において、スルーホールは、一定の高さを有するポールに相当し、一対のスルーホールは、特定電磁波の１／２波長以下となる所定の間隔を有している。複数のスルーホールを特定電磁波の１／２波長以下に等間隔で配置することより、特定電磁波以上の波長をもつ電磁波を遮断することが期待できる。
【００２９】
ここで、特定の電磁波の周波数ｆを２０ＧＨｚと想定すると、この電磁波の波長λ０は「１５」ｍｍとなる。１／２波長では「７．５」ｍｍとなる。
λ0＝Ｃ／ｆ＝（３×１０８）／（２０×１０9）＝１．５×１０-２ｍ＝１５ｍｍ
λ0：波長、Ｃ：光速度  ３×１０８ｍ／ｓ、ｆ：周波数
又、共振する実効波長λは、誘電体の誘電率に影響され、次式で求められる。
λ＝λ0／ルートεγ＝１０〜１２ｍｍ→λ／２＝５〜６ｍｍ
λ：実効波長、εγ：誘電率
すなわち、後述するように、複数のスルーホールの配置間隔を略５ｍｍとすることにより、２０ＧＨｚより低い周波数の電磁波をシールドできるようになる。
【００３０】
（５）  前記複数のスルーホールの配置間隔は、所定の高周波電磁波の共振波長以下となっている（４）記載の高速伝送用ＦＰＣ。
【００３１】
（６）  前記複数のスルーホールの配置間隔は、略５ｍｍである（４）記載の高速伝送用ＦＰＣ。
【００３２】
（７）  前記ベース及び前記誘電体シートがポリイミドからなる（１）から（４）のいずれかに記載の高速伝送用ＦＰＣ。
【００３３】
一定の誘電率を有するベース及び誘電体シートには、誘電体として一般的なポリイミドを使用することが好ましい。このポリイミドは、薄膜のポリイミド板と薄膜の変性ポリイミド板を積層した多層板を含むこともできる。
【００３４】
本発明による高速伝送用ＦＰＣがインピーダンスマッチングするには、ベース及び誘電体シートは、例えば１３０μｍ程度の厚みが必要になる。ベース及び誘電体シートを薄くすると、高速伝送路の線路幅を細くする必要があり、目視による接続が困難となってくる。しかし、一般的には、薄膜のポリイミド板が市販されているので、薄膜のポリイミド板と薄膜の変性ポリイミド板とを交互に積層して、所要の板厚を確保してもよい。変性ポリイミド板は、加熱加圧することにより、接着剤を要することなく、ポリイミド板に積層できるという利点がある。
【００３５】
（８）  前記ベース及び前記誘電体シートがフッ素樹脂からなる（１）から（４）のいずれかに記載の高速伝送用ＦＰＣ。
【００３６】
一定の誘電率を有するベース及び誘電体シートには、誘電体としてフッ素樹脂を使用することもできる。フッ素樹脂は、誘電率が低く、高速伝送路の線路幅を細くすることなく、一定の板厚を確保できる利点や柔軟性に優れるという特徴がある。
【００３７】
（９）  前記高速伝送路は、対をなす差動信号路を含む（１）から（８）のいずれかに記載の高速伝送用ＦＰＣ。
【００３８】
例えば、対をなす差動信号路は、ＬＶＤＳ（Ｌｏｗ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ：低電圧差動通信）に用いられる配線パターンであって、約３５０ｍＶの超小振幅の差動信号でデータ通信を行うことができる。
【００３９】
（１０）  （１）から（９）のいずれかに記載の高速伝送用ＦＰＣに接続されるプリント基板であって、絶縁基板の一方の面に形成し、前記第１グラウンド層の端部に接続する第１グラウンド領域と、この第１グラウンド領域の近傍に形成し、前記複数の高速伝送路の端部に接続するプリントコンタクトと、前記複数の第１グラウンドパターンの端部に接続する複数の第２グラウンドパターンと、を備え、前記高速伝送用ＦＰＣの端部がプリント基板に押圧されることにより、当該プリント基板が当該高速伝送用ＦＰＣと接続するプリント基板。
【００４０】
（１０）の発明によるプリント基板は、第１グラウンド領域とプリントコンタクト及び複数の第２グラウンドパターンを備えている。第１グラウンド領域は、絶縁基板の一方の面に形成され、第１グラウンド層の端部に接続する。プリントコンタクトは、第１グラウンド領域の近傍に形成し、複数の高速伝送路の端部に接続する。複数の第２グラウンドパターンは、複数の第１グラウンドパターンの端部に接続する。そして、高速伝送用ＦＰＣの端部がプリント基板に押圧されることにより、プリント基板が高速伝送用ＦＰＣと接続する。
【００４１】
例えば、このプリント基板は、絶縁基板の両面に導体層を形成する両面プリント基板であってよく、導体層の一方の面には、第１グラウンド領域とプリントコンタクト及び複数の第２グラウンドパターンが形成される。導体層の他方の面には、後述する第２グラウンド領域が形成される。ここで、第１グラウンド領域は、導体層の特定領域であって、第１グラウンド層の端部が接触する面積を有している。プリントコンタクトは、エッジコネクタとも呼ばれる。プリントコンタクトは、複数の高速伝送路と同列に配列される。複数の第２グラウンドパターンは、各プリントコンタクトを挟むように略平行に複数の第１グラウンドパターンと合同に配列される。実体として、第１グラウンド領域とプリントコンタクト及び複数の第２グラウンドパターンは、金メッキが施され、ソルダレジストで囲われる。
【００４２】
（１０）の発明によるプリント基板は、高速伝送用ＦＰＣの端部が適宜な押圧手段でプリント基板に押圧されことにより、第１グラウンド層の端部とグラウンド領域が面接触する。又、複数の高速伝送路の端部とプリントコンタクトが面接触する。更に、複数の第２グラウンドパターンは、複数の第１グラウンドパターンの端部に接続する。したがって、コンタクトを有するコネクタを用いて、高速伝送用ＦＰＣとプリント基板を接続した場合と比較して、反射による電力損失が小さくなる。
【００４３】
（１１）  前記絶縁基板の他方の面に形成する第２グラウンド領域を備え、前記第１グラウンド領域と前記第２グラウンド領域を複数のスルーホールで接続している（１０）記載のプリント基板。
【発明の効果】
【００４４】
本発明による高速伝送用ＦＰＣは、複数の高速伝送路を配列するベースの共用平面上に各高速伝送路を挟む第１グラウンドパターンを形成し、更に、第１及び第２グラウンド層が複数の高速伝送路で覆っているので、各高速伝送路は立体的にシールドされ、高速伝送路に伝送される近年の高速信号に対して、クロストークや電磁波の影響を軽減できる。又、本発明による高速伝送用ＦＰＣは、インピーダンスマッチングを容易とするために、第１グラウンドパターンと第１及び第２グラウンド層を複数のスルーホールで接続して等電位とした。本発明による高速伝送用ＦＰＣのこれらグラウンドと、第１グラウンド層の端部が接続される機器のグラウンドとを接触することにより、これらグラウンドが全て等電位となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００４６】
図１は、本発明による高速伝送用ＦＰＣ及びこのＦＰＣに接続されるプリント基板の一実施形態の構成を示す斜視図である。図２は、前記実施形態による高速伝送用ＦＰＣの斜視分解組立図である。図３は、前記実施形態による高速伝送用ＦＰＣの平面図であり、接続端部を拡大して示している。図４は、前記実施形態による高速伝送用ＦＰＣの縦断面図であり、図３のＸ−Ｘ矢視図である。図５は、前記実施形態による高速伝送用ＦＰＣの縦断面図であり、図３のＹ−Ｙ矢視図である。図６は、前記実施形態による高速伝送用ＦＰＣとプリント基板との接続状態図である。図７は、前記実施形態によるプリント基板の平面図であり、接続部を拡大して示している。
【００４７】
最初に、本発明による高速伝送用ＦＰＣ（以下、ＦＰＣと略称する）及びこのＦＰＣに接続されるプリント基板の構成を説明する。
【００４８】
図１又は図２において、ＦＰＣ１０は、ベース１１と複数の高速伝送路１１ａと複数の第１グラウンドパターン１１ｂを備えている。又、ＦＰＣ１０は、誘電体シート１２と第１及び第２グラウンド層１３・１４を備えている。更に、ＦＰＣ１０は、第１及び第２カバーレイ１５・１６を備えている。
【００４９】
図１又は図２において、ベース１１は一定の誘電率を有している。ベース１１の一方の面には、複数の高速伝送路１１ａが配列されている。又、ベース１１の一方の面には、複数の第１グラウンドパターン１１ｂが配列されている。第１グラウンドパターン１１ｂは各高速伝送路１１ａを挟むように略平行に配列されている。誘電体シート１２は、複数の高速伝送路１１ａ及び第１グラウンドパターン１１ｂがベース１１の両端部に露出するように、ベース１１の一方の面に積層している。
【００５０】
第１グラウンド層１３は、誘電体シート１２に積層している。第２グラウンド層１４は、ベース１１の他方の面に積層している。第１グラウンドパターン１１ｂと第１及び第２グラウンド層１３・１４を複数のスルーホール１ｓで接続している（図５参照）。第１カバーレイ１５は、第１グラウンド層１３が両端部に露出するように、第１グラウンド層１３に積層している。第２カバーレイ１６は、第２グラウンド層１４に積層している。
【００５１】
図１又は図２において、ベース１１は、所定の厚みを有し、この厚さ方向の一方の面に複数の高速伝送路１１ａ及び第１グラウンドパターン１１ｂを備える可撓性を有するシートで形成されている。ベース１１は、ＦＰＣ１０の厚さ以外の外形を略規定しているといってよく、長尺状に形成されている。一定の誘電率を有するベース１１を基材とした銅張積層板の銅箔をエッチングすることにより、ベース１１の一方の面に複数の高速伝送路１１ａ及び第１グラウンドパターン１１ｂを配列することができる。
【００５２】
図１又は図２において、誘電体シート１２を基材とした銅張積層板に積層された銅箔を第１グラウンド層１３とすることができる。又、ベース１１の他方の面に加熱加圧されて接着された銅箔を第２グラウンド層１４とすることができる。
【００５３】
第２グラウンド層１４、ベース１１、複数の高速伝送路１１ａ及び第１グラウンドパターン１１ｂを有する導体層、誘電体シート１２、第１グラウンド層１３の順番に積層されて、加熱加圧されて相互の層が結合する５層のＦＰＣ１０とすることができる（図１参照）。そして、５層のＦＰＣ１０に穴明け加工した後にメッキ処理することにより、第１グラウンドパターン１１ｂと第１及び第２グラウンド層１３・１４を接続する複数のスルーホール１ｓを形成できる。
【００５４】
図１又は図２において、第１及び第２カバーレイ１５・１６は、ポリエステルやポリイミドなどからなる薄膜の絶縁性を有するシートとなっている。第１カバーレイ１５は、第１グラウンド層１３に接着している。第１カバーレイ１５は、第１グラウンド層１３を被覆している。第２カバーレイ１６は、第２グラウンド層１４に接着している。第２カバーレイ１６は、第２グラウンド層１４を被覆している。第１及び第２カバーレイ１５・１６が積層された７層のＦＰＣ１０は、第１及び第２グラウンド層１３・１４が機器内部に短絡することを防止できる。
【００５５】
シールド性能やＦＰＣに求められる屈曲性能及び導電率を考慮すると、第１及び第２グラウンド層１３・１４は銀箔からなることが好ましく、第１グラウンド層１３における両端部の露出部１３ａ・１３ｂは、接続される機器のグラウンド（図示せず）と接触するので、ニッケル／金メッキが施されている（図１参照）。
【００５６】
一方、図１において、プリント基板２０は、絶縁基板２１の一方の面に形成される第１グラウンド領域２１ａを備えている。又、プリント基板２０は、第１グラウンド領域２１ａの近傍に形成されるプリントコンタクト２１ｂを備えている。第１グラウンド領域２１ａは、第１グラウンド層１３の露出部１３ｂに接続する。プリントコンタクト２１ｂは、複数の高速伝送路１１ａの端部に接続する。複数の第２グラウンドパターン２１ｃは、複数の第１グラウンドパターン１１ｂの端部に接続する。そして、ＦＰＣ１０の端部が図視されない押圧手段でプリント基板２０に押圧されことにより、プリント基板２０がＦＰＣ１０と接続することができる（図６参照）。
【００５７】
プリント基板２０は、絶縁基板２１の両面に導体層を形成する両面プリント基板であって、導体層の一方の面には、第１グラウンド領域２１ａとプリントコンタクト２１ｂ及び複数の第２グラウンドパターン２１ｃが形成されている。導体層の他方の面には、第２グラウンド領域２２ａが形成されている（図６参照）。第１グラウンド領域２１ａは、導体層の特定領域であって、第１グラウンド層の露出部１３ｂが接触する面積を有している。プリントコンタクト２１ｂは、複数の高速伝送路１１ａと同列に配列されている。複数の第２グラウンドパターン２１ｃは、各プリントコンタクト２１ｂを挟むように略平行に複数の第１グラウンドパターン１１ｂと合同に配列されている。（図１及び図７参照）。図１及び図６において、第１グラウンド領域２１ａ及びプリントコンタクト２１ｂは、金メッキが施され、ソルダレジストで囲われている。
【００５８】
図６において、プリント基板２０は、絶縁基板２１の他方の面に形成する第２グラウンド領域２２ａを備えている。複数のスルーホール２ｓは、第１グラウンド領域２１ａと第２グラウンド領域２２ａとを接続している（図７参照）。
【００５９】
次に、本発明によるＦＰＣ及びこのＦＰＣに接続されるプリント基板の作用を説明する。
【００６０】
図１又は図２において、複数の高速伝送路１１ａを配列するベース１１の共用平面上に各高速伝送路１１ａを挟む複数の第１グラウンドパターン１１ｂを形成している。更に、第１及び第２グラウンド層１３・１４が複数の高速伝送路１１ａを覆っている。したがって、各高速伝送路１１ａは立体的にシールドされているといってよく、高速伝送路１１ａに伝送される高速信号に対して、高速信号間のクロストークや外部の電磁波の影響を軽減できる。
【００６１】
図１又は図２において、第１及び第２グラウンド層１３・１４は銀箔からなり、シールド性能を高めている。シールド性能の観点からは、第１及び第２グラウンド層１３・１４は銅箔も考えられるが、ＦＰＣに求められる屈曲性能や導電率を考慮すると、柔軟性に優れ、導電率の良い銀箔が好ましい。又、第１グラウンド層１３の両端部の露出部１３ａ・１３ｂは、外部への接続端子と成り得るので金メッキが施されている。
【００６２】
更に、図１において、ＦＰＣ１０には、複数のスルーホール２ｓが第１グラウンドパターン１１ｂの伸長方向に等間隔で配置されている。複数のスルーホール２ｓの配置間隔Ｐは、所定の高周波電磁波の共振波長以下となっている。例えば、複数のスルーホール１ｓの配置間隔Ｐは、５ｍｍとなっている。
【００６３】
ここで、スルーホール１ｓは、一定の高さを有するポールに相当し、一対のスルーホール１ｓは、特定電磁波の１／２波長以下となる所定の間隔を有している。複数のスルーホール１ｓを特定電磁波の１／２波長以下に等間隔で配置することより、特定電磁波以上の波長をもつ電磁波を遮断することが期待できる。
【００６４】
現状において、金属線を利用した通信分野では、使用される周波数は一定の限界があると考えられる。特定の電磁波の周波数を２０ＧＨｚと想定し、所定の計算式に基づき、共振波長を算出すると、一対のスルーホール２ｓの配置間隔Ｐは、約５ｍｍとなる。すなわち、複数のスルーホール１ｓの配置間隔を略５ｍｍとすることにより、２０ＧＨｚより低い周波数の電磁波をシールドできる。
【００６５】
一方、ＦＰＣ１０は、両面に第１及び第２グラウンド層１３・１４を有する誘電体層の内部に高速伝送路１１ａを配列するストリップライン構造となっているといってもよく、高速伝送路１１ａが両面の第１及び第２グラウンド層１３・１４からの距離が異なる位置に配列されているオフセット・ストリップライン構造となっているということもできる（図４及び図５参照）。そして、複数のスルーホール１ｓが第１グラウンドパターン１１ｂと第１及び第２グラウンド層１３・１４とを接続している（図５参照）。ＦＰＣ１０は、インピーダンスマッチングを容易とするために、第１グラウンドパターン１１ｂと第１及び第２グラウンド層１３・１４を複数のスルーホール１ｓで接続して等電位とした。ＦＰＣ１０のこれらグラウンドと、第１グラウンド層の端部が接続される機器のグラウンドとを接触することにより、これらグラウンドが全て等電位となる。
【００６６】
例えば、一定の誘電率を有するベース１１及び誘電体シート１２には、誘電体として一般的なポリイミドを使用することができる。このポリイミドは、薄膜のポリイミド板と薄膜の変性ポリイミド板を積層した多層板を含むこともできる。変性ポリイミド板は、加熱加圧することにより、接着剤を要することなく、ポリイミド板に積層できるという利点がある。
【００６７】
又、一定の誘電率を有するベース１１及び誘電体シート１２には、誘電体としてフッ素樹脂を使用することもできる。誘電率の低いフッ素樹脂は、高速伝送路の線路幅を細くすることなく、一定の板厚が確保できる利点や柔軟性に優れるという特徴がある。
【００６８】
高速伝送路１１ａとしては、ＬＶＤＳで規定される、対をなす差動信号路を用いることができる。ＬＶＤＳは、消費電力が少なく、かつ高速でデータ伝送できるというメリットがある。そして、この対をなす差動信号路の線路幅、線路の厚さ、グラウンド層との距離、誘電体の誘電率を適宜に設計することにより、この対をなす差動信号路の終端のインピーダンスを設定できる。
【００６９】
そして、図６に示されるように、ＦＰＣ１０の端部が適宜な押圧手段でプリント基板２０に押圧されことにより、第１グラウンド層１３の端部とグラウンド領域２１ａが面接触する。又、複数の高速伝送路１１ａの端部とプリントコンタクト２１ｂが面接触する。更に、複数の第２グラウンドパターン２１ｃは、複数の第１グラウンドパターン１１ｂの端部に接続する。したがって、コンタクトを有するコネクタを用いて、ＦＰＣ１０とプリント基板２０を接続した場合と比較して、反射による電力損失が小さくなる。又、第１グラウンド領域２１ａと第２グラウンド領域２２ａを複数のスルーホール２ｓで接続しているので、グラウンドが強化される。
【００７０】
本発明は、ＦＰＣのグラウンド層とがプリント基板のグラウンド層が面接触して接続しているので、ＦＰＣのグラウンドとプリント基板のグラウンドが等電位となり、インピーダンスの不整合を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明による高速伝送用ＦＰＣ及びこのＦＰＣに接続されるプリント基板の一実施形態の構成を示す斜視図である。
【図２】前記実施形態による高速伝送用ＦＰＣの斜視分解組立図である。
【図３】前記実施形態による高速伝送用ＦＰＣの平面図であり、接続端部を拡大して示している。
【図４】前記実施形態による高速伝送用ＦＰＣの縦断面図であり、図３のＸ−Ｘ矢視図である。
【図５】前記実施形態による高速伝送用ＦＰＣの縦断面図であり、図３のＹ−Ｙ矢視図である。
【図６】前記実施形態による高速伝送用ＦＰＣとプリント基板との接続状態図である。
【図７】前記実施形態によるプリント基板の平面図であり、接続部を拡大して示している。
【符号の説明】
【００７２】
１ｓ  スルーホール
１  ＦＰＣ（高速伝送用ＦＰＣ）
１１  ベース
１１ａ  高速伝送路
１１ｂ  第１グラウンドパターン
１２  誘電体シート
１３  第１グラウンド層
１４  第２グラウンド層
【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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【図７】
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