(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の絶縁フィルムを覆っている上下面の外部導体の内、上面の外部導体のみをエッチングして、一定幅並びに間隙を有する複数本並列配線された中心導体を一括形成することによって、角型高周波フレキシブル多芯同軸ケーブル基本部分を作成し、
次に、作成された角型高周波フレキシブル多芯同軸ケーブル基本部分を、第２の絶縁フィルムを挟んで多段に積層し、最上部に外部導体を重ねて各々の層を接着し、
次に、プレスを用いて上下に加圧して各層間を圧着し、
次に、この圧着したものを、前記中心導体が上下方向に並列するように切断して、複数の角型高周波フレキシブル多芯同軸ケーブルを切り出すことを特徴とする高周波フレキシブル多芯同軸ケーブルの製造方法。
【請求項２】
請求項１の高周波フレキシブル多芯同軸ケーブルの製造方法において
、複数の前記角型高周波フレキシブル多芯同軸ケーブル基本部分を積層、圧着する際に該角型高周波フレキシブル多芯同軸ケーブル基本部分の各々に中心導体の位置合わせを行うためのアライメントホールを設けると共に、アライメント用ピンを前記アライメントホールに挿通することを特徴とする高周波フレキシブル多芯同軸ケーブルの製造方法。
【請求項３】
表示画面を提供する液晶ディスプレイと制御回路とを接続するケーブルとの間を請求項１または２に記載の高周波フレキシブル多芯同軸ケーブルの製造方法を用いて製造した高周波フレキシブル多芯同軸ケーブルで接続したことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は電子機器、医療機器等で使われる高周波フレキシブル多芯同軸ケーブルの製造方法に係わり、特に、１ＧＨｚ以上の高周波特性を有し、且つ、従来の大略１／２のコストで実現できるフレキシブル多芯角型同軸ケーブルの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、動画や高速・大容量の広帯域サービスの要請が強まっており、パーソナルコンピュータ（以降、パソコンと略す）、デジタルカメラ、８ミリカメラ、情報通信携帯端末等の電子機器や医療機器の高速化が必須になっている。既に、これらの機器においては、表示画面を提供する液晶ディスプレイと制御回路とを接続するケーブルの信号授受速度が１GHｚを超えるものも出始めており、この高速化の傾向は今後も続くものと考えられている。ノートパソコン市場では、2000年度の年間出荷台数は2400万台であり、それらの６０〜７０％に細線同軸ケーブルが使用され、残りはフレキシブル多芯ケーブルが使用されている。
【０００３】
従来、これらの機器においては、表示画面を提供する液晶ディスプレイと制御回路とを接続するケーブルとして、フレキシブル多芯ケーブルやフレキシブル多芯細線同軸ケーブル等が使用されてきた。図６に、フレキシブル多芯ケーブルの従来構造例を示す。このケーブルは、図６に示すようにポリイミドやエポキシ樹脂などの絶縁フィルム１の上に信号を伝達するための中心導体２を複数本並列配線し、その後、絶縁フィルム３で中心導体２を被覆したマイクロストリップ構造をしている。図７に、フレキシブル多芯細線同軸ケーブルの従来構造例を示す。このケーブルは、信号を伝達する中心導体５を第１の絶縁フィルム６で取囲み、さらに、その外側を接地面となる外部導体７と第２の絶縁フィルム８で覆った細線同軸ケーブルを複数本並列配線した構造９をしている。前者は絶縁フィルム１上に中心導体２を形成する簡易な構造のため、安価であり、１００MHｚ以下の信号授受速度を要する電子機器に多く用いられている。後者は、主として、信号の授受速度が３００〜４００MHｚを要する医療機器のような電子機器のケーブル接続システムに使われており、高速の信号授受が可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述した電子機器や医療機器には、高速化と同時に小型・薄型化、低コスト化も要求されており、これに伴い使用されるケーブルにも細径・薄型化、コスト低減が必須となっている。しかし、ケーブルの細径・薄型化は伝送路の伝播損失や帯域劣化、伝送路間クロストークや外来雑音による伝送品質劣化等を招来するので、高品質、且つ、高速伝送を実現するには、これらの課題を克服することが必要不可欠となっている。図６に示すフレキシブル多芯ケーブルはマイクロストリップ構造をしているため、接地面と反対側に形成される中心導体２が開放されているため、中心導体間、即ち、信号伝送路間のクロストークや外来雑音の影響を受け易い上に、ケーブルが屈曲するとインピーダンスが変動するので、信号の伝送品質の劣化防止は難しい。また、ノートパソコンのヒンジ部におけるケーブルの可撓性が劣っており（半径2.5mmの屈曲試験にて、2,000回にて破断：目標の約十分の一）、伝送帯域として約１００MHｚまでしか対応していない。図７に示す細線同軸ケーブルは、図６のフレキシブルケーブル構造で問題となった高速伝送や高い雑音耐性、ケーブル屈曲時に生じるインピーダンス変動の抑圧を実現するために開発されたもので、広帯域サービス対応のパソコンや医療機器に広く用いられてきた。しかし、細線同軸ケーブルの価格は、フレキシブルケーブルの価格の約４倍であり、非常に高価であるという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、上記従来技術および先行技術の問題点を解決し、高速伝送が可能であり、且つ、安価で耐雑音特性に優れ、ケーブル屈曲時のインピーダンス変動の小さい高周波フレキシブル多芯同軸ケーブルの製造方法を提供することにある。
【０００６】
本発明の高周波フレキシブル多芯同軸ケーブルの製造方法は、第１の絶縁フィルムを覆っている上下面の外部導体の内、上面の外部導体のみをエッチングして、一定幅並びに間隙を有する複数本並列配線された中心導体を一括形成することによって、角型高周波フレキシブル多芯同軸ケーブル基本部分を作成し、
次に、作成された角型高周波フレキシブル多芯同軸ケーブル基本部分を、第２の絶縁フィルムを挟んで多段に積層し、最上部に外部導体を重ねて各々の層を接着し、
次に、プレスを用いて上下に加圧して各層間を圧着し、
次に、この圧着したものを、前記中心導体が上下方向に並列するように切断して、複数の角型高周波フレキシブル多芯同軸ケーブルを切り出すことを特徴とする。
すなわち、第1の絶縁フィルムの上に並列に形成された複数本の中心導体を第２の絶縁
フィルムで埋込み、その絶縁フィルムをさらに接地面となる外部導体で一括被覆した角型同軸構造を持つフレキシブル多芯ケーブルの製造方法を提供する。その製造方法は以下の通りである。最初に、上下面の全面を外部導体で被覆された絶縁フィルムの上面導体のみをエッチングにより、信号が伝達される一定幅並びに間隙を有する複数本の中心導体を一括形成する。この時、中心導体の幅および間隙は使用されるケーブルの所定インピーダンス、例えば、５０Ωとなるように決められる。次に、外部導体が形成されていない第２の絶縁フィルムを上記中心導体が形成されている面に貼り合わせて、一層に相当するフレキシケーブルを形成する。従って、この一層のフレキシブルケーブルを多数積層した後、プレス機によって加圧し、各層を圧着してから縦方向にスライスすれば、所望の角型高周波フレキシブル多芯同軸ケーブルを得ることができる。この時点では、まだ、側面は絶縁フィルムが剥き出しの状態であるので、次に鍍金等の手段を用いて側面に外部導体を形成すれば角型のフレキシブル多芯同軸ケーブルを実現できる。本発明が提供する手段によるフレキシブル多芯同軸ケーブルは、従来の丸型細線同軸ケーブルと基本的には同じ構造をしており、信号が伝達される中心導体が接地面を形成する外部導体で周囲を囲まれている。このため、任意の線路インピーダンスを設定でき、高速伝送が可能あり、ケーブル屈曲時のインピーダンス変動も小さく抑えることが可能となる。また、本発明は、外部導体により中心導体から放射される電磁界を絶縁フィルム内に閉じ込められるので、伝送路間のクロストークを防止できる、外部から飛び込んで来る種々の雑音に対する影響を遮断できる等、耐雑音特性の向上が可能となる。さらに、本発明は従来のフレキシブルケーブルと同様な性質を持つため、可撓性があり、且つ、従来の細線同軸ケーブルの約１／２の価格で実現できることであり、安価な高周波フレキシブル多芯ケーブルの実現手段の提供が可能となる。
また、上記の高周波フレキシブル多芯同軸ケーブルを製造方法において、複数の前記角型高周波フレキシブル多芯同軸ケーブル基本部分を積層、圧着する際に該角型高周波フレキシブル多芯同軸ケーブル基本部分の各々に中心導体の位置合わせを行うためのアライメントホールを設けると共に、アライメント用ピンを前記アライメントホールに挿通してもよい。
本発明の電子機器は、表示画面を提供する液晶ディスプレイと制御回路とを接続するケーブルとの間を請求項１または２に記載の高周波フレキシブル多芯同軸ケーブルの製造方法を用いて製造した高周波フレキシブル多芯同軸ケーブルで接続したことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１に一実施例として、本発明の製造方法による高周波フレキシブル多芯同軸ケーブルの構造を、図２にその製造方法の基本フローを示す。本実施例の高周波フレキシブル多芯同軸ケーブル１５は図１(ａ)に示すように、中心導体１０を絶縁フィルム１１で埋込み、さらにその絶縁フィルム１１を外部導体１２で被覆した角型同軸構造を持ち、それらを複数本並列に束ねることにより形成される。この構造では、信号電流は中心導体１０と接地面として機能する外部導体１２を介して伝達される。本発明によるケーブルは、従来の同軸ケーブルと基本的には同じシングルストリップライン構造をしており、任意の線路インピーダンスを設定でき、高速伝送が可能ある。例えば、伝送路の特性インピーダンスＺoは図１(ｂ)に示す角型同軸ケーブルの基本的なシングルストリップライン構造の断面図を使って、次式で計算できる。
Ｚo＝６０／√εr＊ln{２*(２Ｈ＋Ｔ)／(０.８Ｗ＋Ｔ)}        （１）
ここで、εrは絶縁フィルム１１の比誘電率、Ｈは絶縁フィルム１１の厚さ、ＴとＷは中心導体１０の厚さと幅である。式(１)より、中心導体１０と絶縁フィルム１１の幅や厚さ、比誘電率を適当に選べば、任意のインピーダンスを実現できることが分かる。ちなみに、Ｚoを５０Ω、εrを３.４、Ｔを２５μｍ、Ｗを３０μｍとして絶縁フィルム１１の厚さＨを求めると４７.５μｍとなる。従って、外部導体１２の厚さを３０μｍとしてもケーブル一本の幅を１５０μｍで構成できることになる。この構造におけるシミュレーション結果によれば、線路インピーダンス５０Ωにおいて、３ＧＨｚまで定在波比１.１以下を実現できることを確認している。なお、図１(ａ)で示されている外部被覆絶縁フィルム１３は同軸ケーブルの保護のためのもので、高周波伝送特性には影響しないため、本質的には無くても良い。
【０００８】
次に、図２の実施例を用いて、本発明による角型高周波フレキシブル多芯同軸ケーブルの製造方法を説明する。最初に、図２(ａ)に示す素材として用意された第１の絶縁フィルム２３を覆っている上下面の外部導体２１、２２の内、上面の外部導体２１のみをエッチングによって、ケーブルの所定インピーダンスより決定される一定幅並びに間隙を有する複数本並列配線された中心導体２４を一括形成する。この時の加工断面を図２(ｂ)に示すが、同図より角型高周波フレキシブル多芯同軸ケーブルの基本部分２５を形成していることが分かる。エッチング方法としては、ドライエッチング、若しくは、ウエットエッチングの何れの方法を用いても良い。また、中心導体２４の電極材料としては銅、或いは、銅―ニッケル―金等を、絶縁フィルムとしてエポシキ系やポリイミド系フィルム等を用いることができる。なお、中心導体２４と絶縁フィルム２３との接着力を強化するために間に接着層を挟んでも良い。次に、図２(ｃ)に示すように、作成された角型高周波フレキシブル多芯同軸ケーブル基本部分２５を上面の外部導体を形成するための第２の絶縁フィルム２６−１〜２６−５を挟んで多段に積層し、最上部に外部導体２７を重ねて各々の層を接着する。この状態で、図２(ｄ)に示すように、プレスを用いて上下に加圧して各層間を圧着する。この時、プレスが場所によって不均一になると気泡が混入するため、完全な同軸ケーブルを実現できなくなる。それ故、気泡の混入を避けるには、真空ホットプレス技術の導入などが有効である。また、プレスに要する時間や温度等の最適化も重要なファクターとなる。次に、図２(ｄ)の状態で、
図２(ｅ)に示すように、スライサーなどを用いて縦方向に切断すれば、多数の角型高周波フレキシブル多芯同軸ケーブル２８を切り出すことができるが、まだ、この時点では、絶縁フィルム２３の側面が剥き出しの状態である。従って、角型高周波フレキシブル多芯同軸ケーブル２８の側面に鍍金等によって外部導体２９−１、２９−２を形成すれば、図２(ｆ)で示す角型高周波フレキシブル多芯同軸ケーブル１５を実現できる。図２(ｇ)は、以上のように作製された角型高周波フレキシブル多芯同軸ケーブル２８を保護するために絶縁フィルム３０で被覆したものであるが、絶縁フィルム３０の被覆による高周波特性への影響はない。なお、図２で説明した本発明の実施例では同軸構造の層数を５層としたが、層数には制限が無いことは自明である。
【０００９】
図３に角型高周波フレキシブル多芯同軸ケーブル３１の一実施例を示す。同図は、図２(ｅ)において作製された角型高周波フレキシブル多芯同軸ケーブル２８と同じ構造を持つ。式(１)で定義された絶縁フィルム３２、３３の厚さHが幅方向の約１／３になるような場合には側面の外部導体を省いても良い。これは、中心導体３４から放射される電磁界が外部導体３５で殆ど吸収されるため、隣接する中心導体に与える影響、即ち、クロストーク量を大きく軽減できることによる。また、外部から飛来してくる外部雑音電波もその殆どが外部導体３５に吸収されるので、信号伝送品質に与える影響は小さい。図３の実施例におけるケーブルの寸法は、ちなみに、中心導体３４と外部導体３５間の幅比を３倍に設定したとすると厚さは３４５μｍとなり、従来の細線同軸ケーブルの厚さの約７０％で実現できることになる。なお、本実施例では側面の外部導体を被着する工程を省略できるので、工程の簡略化による製造期間の短縮やコスト削減に有効となる。
【００１０】
ところで、図２(ｃ)で、各層における中心導体間の位置がずれると、図２(ｅ)の工程でケーブルを切り出す時に中心導体が絶縁フィルム２３、２６の中心よりずれるため、層によってインピーダンスが所定値とは異なる値をとる。このため、各層によって伝送特性に若干の差異を生じる。これを回避するために、本発明によって作製された角型高周波フレキシブル多芯同軸ケーブル１５の中心導体間位置合わせ方法の一実施例を図４に示す。本発明では各層の中心導体２４間の位置合わせを行うために、各層毎に２〜４箇所程度のアライメントホールを形成して、その夫々に位置決めピン４１を立て、中心導体２４間のアライメントを行いながらプレス加工を行う。この方法を用いれば、数μｍオーダーの位置合わせは可能である。
【００１１】
図５に本発明により作製された角型高周波フレキシブル多芯同軸ケーブルを搭載したパソコン５１の一実施例を示す。パソコンはキーボード５２の叩打によって入力される情報に従ってデータの読み出し、書き込み、演算、制御等を行う信号処理部５３とその処理結果を表示する液晶ディスプレイ５４から成り、両者間を接続し、多数の並列データの一括授受に本発明によるケーブル５５が用いられる。なお、図５ではパソコンの例を適用例として説明したが、液晶ディスプレイと信号処理部、制御回路を具備する電子機器であれば、本発明を適用できることは明らかである。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によるケーブル部は従来の同軸ケーブルと基本的には同じ構造をしており、信号が伝送される中心導体が絶縁フィルムを挟んで接地面を形成する外部導体で囲まれている。このため、任意の線路インピーダンスを設定でき、高速伝送が可能ある上、ケーブル屈曲時のインピーダンス変動を抑えることもできる。また、中心導体から放射される電磁波は外部導体により絶縁フィルム内に閉じ込めることができるので伝送路間のクロストークの防止が可能となる上、外部から飛び込んで来る種々の雑音に対する影響を遮断できる等耐雑音特性の向上が可能となる。さらに、本発明のもう一つの利点は従来のフレキシブルケーブルと同様な性質を持つため、可撓性があり、且つ、安価に実現できることである。それ故、高速化の要請が強まっているパソコン、デジタルカメラ、ハンディカム、広帯域サービス対応の情報通信携帯端末等の電子機器や医療機器に広く適用され、システムの高速化や小型化、低コスト化に寄与できる。また、本発明によれば、現在、高速伝送路として主に使われている細線同軸ケーブルもコスト競争力の点で、本発明による角型高周波フレキシブル多芯同軸ケーブルに置き換わって行くものと思われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によって製造される高周波フレキシブル多芯同軸ケーブルの基本構造の一実施例を示す図である。
【図２】本発明における高周波フレキシブル多芯同軸ケーブルの製造方法を示す基本製造フロー図である。
【図３】本発明の一実施例を示す図である。
【図４】本発明による高周波フレキシブル多芯同軸ケーブルの製造方法の内、中心導体間の位置をアライメントする方法の一実施例を示す図である。
【図５】本発明を適用した電子機器の一実施例を示す図である。
【図６】フレキシブル多芯ケーブルの従来例を示す図である。
【図７】フレキシブル多芯ケーブルの他の従来例を示す図である。
【符号の説明】
１、３、６、８：絶縁フィルム
２、５：中心導体
７：外部導体
９：高周波フレキシブル多芯同軸ケーブル
１０：中心導体
１１、１３：絶縁フィルム
１２：外部導体
１５：角型高周波フレキシブル多芯同軸ケーブル
２１、２２：外部導体
２３：絶縁フィルム
２４：中心導体
２５：角型高周波フレキシブル多芯同軸ケーブル
２６−１〜２６−５：絶縁フィルム
２７：外部導体
２８：角型高周波フレキシブル多芯同軸ケーブル
２９−１、２９−２：外部導体
３０：絶縁フィルム
３１：角型高周波フレキシブル多芯同軸ケーブル
３２、３３：絶縁フィルム
３４：中心導体
３５：外部導体
４１：アライメントピン
５１：パソコン
５２：キーボード
５３：信号処理部
５４：液晶ディスプレイ
５５：角型高周波フレキシブル多芯同軸ケーブル
【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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【図７】
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