JP3564053B2 - フレキシブルケーブル - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器に用いられる信号伝送用ケーブルにおいて特に電子機器内部の回路基板間の信号伝送に用いられるシート状のフレキシブルケーブルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電子機器の筐体内部の回路基板間で信号伝送を行うために信号伝送用ケーブルが用いられている。そのケーブルとして近年では、電子機器の小型化、高密度化に応じて、従来のフラットケーブルよりコネクタが小さく回路基板上の実装面積が小さい、ケーブルが薄く柔軟性があり、自由度が大きいなどの理由で、薄いシート状のフレキシブルケーブル(一般的にFFC(Flexible Flat Cable)、FPC(Flexible Printed Circuit)と呼ばれている)が使用されることが多くなっている。
【0003】
その一方で、伝送する信号の高速化(高周波数化)により、電子機器内部の回路基板間の信号伝送を行なうこれらのケーブルから放射される電磁波ノイズの問題が顕在化してきている。この電磁波ノイズの放射を抑制するため、薄いシート状のフレキシブルケーブルにおいてもシールドを施す場合がある。図9にそのシールドを施したフレキシブルケーブルの従来例の構造を概略的に示す。
【0004】
この従来例のフレキシブルケーブル108では、シート状のシールド導体102とシート状の絶縁体101が積層され、絶縁体101中に複数の導線が平行に設けられており、さらに全体が絶縁被覆107により被覆されている。絶縁体101中の複数の導線のうち、103はクロック信号線などの高速信号線、104はグラウンド線、105はシールドグラウンド線(シールドドレイン線)、106はコントロール信号線などの低速信号線である。シールドグラウンド線105は、シールド導体102をフレキシブルケーブルが接続される回路基板のグラウンドに接続するためのもので、シールド導体102に接続されている。グラウンド線104はシールド導体102に接続されておらず、独立している。シールドのために高速信号線103とシールドグラウンド線105が隣り合うように配置されている。なお、この他にも電源線や他の信号線が設けられるが、その図示は省略し、次に述べる従来の問題点に関わる導線のみ図示している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなシールドを施した従来のフレキシブルケーブル108では、シールド導体102とシールドグラウンド線105によって一応は電磁波ノイズ抑制効果が得られるが、その効果が充分でなく、電磁波ノイズが放射され、クロストークノイズも発生する場合がある。その理由を以下に説明する。
【0006】
一般的に信号伝送用ケーブルや回路基板における信号線の配置としてクロック信号線などの高速信号線は、その高速信号線の両隣にグラウンド線を配置し、高速信号線をグラウンド線でガードすることにより、他の信号線へのクロストークノイズ、あるいは電磁波ノイズ放射を抑制している。
【0007】
しかしながら、図9のようにシールドを施したシート状のフレキシブルケーブル108において、高速信号線103のガードグラウンドとしてシールドグラウンド線105を高速信号線103と隣り合うように配置すると、ある程度のシールド効果は得られるものの、図10に矢印で示すように、高速信号線103で伝送される信号の高調波成分がこれをガードしているシールドグラウンド線105に電磁的結合により伝わってシールド導体102に広がることにより、シールド導体102から電磁波ノイズが放射され、その一部は他の低速信号線106にクロストークノイズを引き起こしてしまい、電子機器の誤動作の原因となる場合がある。
【0008】
そこで本発明の課題は、この種のフレキシブルケーブルにおいて、電磁波ノイズ及びクロストークノイズを効果的に抑制できる構成であって簡単で安価に実施できる構成を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明によれば、図8に示すように、シート状のシールド導体2とシート状の絶縁体1が積層され、絶縁体1中に複数の導線が平行に設けられたシート状のフレキシブルケーブルにおいて、前記複数の導線には、シールド導体2に接続されたシールドグラウンド線5、シールド導体2に接続されていない独立したグラウンド線4、及び高速信号線3が含まれており、シールドグラウンド線5とグラウンド線4は隣り合い、高速信号線3はグラウンド線4と隣り合ってシールドグラウンド線5と隣り合わないように配置された構成を採用した。
【0010】
また、前記複数の導線に低速信号線6を含むものとして、図8におけるグラウンド線4の位置に低速信号線6が配置されて、シールドグラウンド線5と低速信号線6は隣り合い、高速信号線3は低速信号線6と隣り合ってシールドグラウンド線5と隣り合わないように配置された構成も採用した。
【0011】
このような構成によれば、シールドグラウンド線5をグラウンド線4あるいは低速信号線6で高速信号線3からガードすることにより、高速信号線3から高速信号の高調波成分が電磁的結合によりシールドグラウンド線5に伝わってシールド導体2に広がることが防止される。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、ここでは図1〜図7を参照して第1〜第5の実施形態を説明するが、各図中で共通ないし対応する部分には共通の符号を付してある。第2以後の実施形態において第1の実施形態或いは自らより前の他の実施形態と共通な部分の説明は省略する。
【0013】
[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態を図1及び図2により説明する。まず、図1は本発明の第1の実施形態におけるシート状のフレキシブルケーブルの構造を示す概略的な断面図である。
【0014】
ここに示すフレキシブルケーブル8の構造では、柔軟性のあるシート状の絶縁体1の図中で下面にシート状のシールド導体2が積層されており、絶縁体1中には複数の導線が平行に設けられており、さらに全体が絶縁被覆7により被覆されている。これらの各部材は互いに接着固定されている。
【0015】
絶縁体1中の複数の導線のうち、3はクロック信号線などの高周波の高速信号を伝送する高速信号線、4はグラウンド線、5はシールドグラウンド線(シールドドレイン線)である。シールドグラウンド線5は、シールド導体2をフレキシブルケーブルが接続される回路基板のグラウンドに接続するためのもので、シールド導体2に対して導電性接着剤、溶接、はんだ、導電性スルーホールなどにより接続されている。グラウンド線4はシールド導体2に接続されておらず、独立している。なお、実際にはこの他にも例えばコントロール信号線などの低周波の低速信号を伝送する低速信号線などの他の信号線や電源線などの導線が設けられるが、その図示は省略してあり、本発明の特徴とする導線の配置に関わる種類の導線のみを示してある。これは他の実施形態の各図においても同様とする。
【0016】
図1に示すフレキシブルケーブル8における各導線の配置では、3本のシールドグラウンド線5が図中で左右の両端と中央に配置され、4本のグラウンド線4が両端のシールドグラウンド線5の内側の隣りと中央のシールドグラウンド線5の両隣りに配置され、2本の高速信号線3がそれぞれ左右2本ずつのグラウンド線4の間に配置されている。すなわち、シールドグラウンド線5とグラウンド線4は隣り合い、高速信号線3はグラウンド線4と隣り合ってシールドグラウンド線5と隣り合わないように配置されている。
【0017】
次に、図2は本実施形態のフレキシブルケーブル8の回路基板への接続の様子を示す斜視図である。なお、ここではケーブル8をその絶縁被覆7を取り払い、かつ図1と上下逆向きにした状態で示してある。
【0018】
図2に矢印で示すように、フレキシブルケーブル8は、高速信号線3、グラウンド線4、シールドグラウンド線5が露出した端部を回路基板10上に実装されたコネクタ9のスリット状のケーブル挿入口9aに挿入してコネクタ9に接続され、コネクタ9を介して高速信号線3、グラウウンド線4、シールドグラウンド線5のそれぞれが回路基板10上の不図示の高速信号線のパターンとグラウンドパターンに接続される。回路基板10上でグラウンド線4が接続されるグラウンドパターンと、シールドグラウンド線5が接続されるグラウンドパターンは共通のものでも、分離されたものでもどちらでもよい。
【0019】
以上のような本実施形態のフレキシブルケーブル8によれば、シールドグラウンド線5をグラウンド線4で高速信号線3からガードすることにより、高速信号線3から高速信号の高調波成分がシールドグラウンド線5に伝わってシールド導体2に広がることを防止でき、電磁波ノイズ及びクロストークノイズを効果的に抑制できる。しかも本実施形態の構成は簡単で安価に実施できる。
【0020】
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態を図3及び図4により説明する。
【0021】
まず、図3は第2の実施形態におけるシート状のフレキシブルケーブルの構造を示す概略的な断面図である。ここに示すように本実施形態のフレキシブルケーブル8では、シート状の絶縁体1中に平行に設けられる複数の導線の配置が先述した第1の実施形態と異なっている。すなわち、3本のシールドグラウンド線5が左右の両端と中央に配置され、両端のシールドグラウンド線5のそれぞれの内側の隣りにはグラウンド線4が配置されているが、中央のシールドグラウンド線5の両隣りには、例えばコントロール信号線などの低周波の低速信号を伝送する低速信号線6が配置されており、その低速信号線6のそれぞれと前記のグラウンド線4のそれぞれとの間に高速信号線3が配置されている。つまり、両端のシールドグラウンド線5がグラウンド線4と隣り合っているのは同様であるが、中央のシールドグラウンド線5が低速信号線6と隣り合っている点が異なっている。また、高速信号線3は片側ではグラウンド線4と隣り合っているが反対側では低速信号線6と隣り合っている点が異なる。高速信号線3がシールドグラウンド線5と隣り合っていないことは同様である。
【0022】
次に、図4は本実施形態のフレキシブルケーブル8の回路基板への接続の様子を示す斜視図である。なお、ここでは第1の実施形態の図2と同様に、ケーブル8をその絶縁被覆7を取り払い、かつ図3と上下逆向きにした状態で示してある。
【0023】
図4に示すように、フレキシブルケーブル8の端部にはケーブルコネクタ11が結合されており、ケーブル8の各導線に対応してケーブルコネクタ11に設けられたコネクタピン12のそれぞれに対してケーブル8の高速信号線3、グラウンド線4、シールドグラウンド線5、及び低速信号線6のそれぞれが半田付けで接続されている。そして、回路基板10に実装された基板コネクタ13に対してケーブルコネクタ11を嵌合して接続することにより、ケーブル8の高速信号線3、グラウンド線4、シールドグラウンド線5、及び低速信号線6のそれぞれがコネクタ11,13を介して回路基板10上の不図示の高速信号線パターン、グランドパターン、低速信号線パターンのそれぞれに接続される。
【0024】
本実施形態のケーブル8のこのような接続の仕方と上述した導線の配置以外は第1の実施形態のケーブル8と共通とする。
【0025】
このような、本実施形態のケーブルによれば、シールドグラウンド線5をグラウンド線4ないしは低速信号線6で高速信号線3からガードすることにより、第1の実施形態と同様に、高速信号線3から高速信号の高調波成分がシールドグラウンド線5に伝わってシールド導体2に広がることを防止でき、電磁波ノイズ及びクロストークノイズを効果的に抑制できる。しかも本実施形態の構成も簡単で安価に実施できる。
【0026】
[第3の実施形態]
次に、図5は本発明の第3の実施形態におけるシート状のフレキシブルケーブルの構造を示す概略的な断面図である。ここに示すように本実施形態のフレキシブルケーブル8では、第1の実施形態と異なる点として、シート状のシールド導体2がシート状の絶縁体1の図中で上下の両面に積層され、さらに絶縁体1の左右の両側縁をも覆って絶縁体1の全体を包み込んでいる。
【0027】
また、絶縁体1中の導線の配置が1本だけ第1の実施形態と異なっており、第1の実施形態では図中右側の2本のグラウンド線4の間に高速信号線3が配置されていたのに対して本実施形態ではその2本のグラウンド線4の間に低速信号線6が配置されている。
【0028】
このような本実施形態によれば、シールド導体2が絶縁体1の全体を包み込んでいることにより、第1及び第2の実施形態よりシールド効果を向上させることができる。
【0029】
[第4の実施形態]
次に、図6は本発明の第4の実施形態におけるフレキシブルケーブルの構造を示す概略的な断面図である。ここに示すように本実施形態のフレキシブルケーブル8では、第3の実施形態と同様に、シールド導体2が絶縁体1の全体を包みこんでいるが、異なる点として、シールドグラウンド線5のそれぞれがシールド導体2の上下両側の部分(絶縁体1の図中上面に積層された部分と下面に積層された部分)に接続されている。なお、絶縁体1中の導線の配置は第2の実施形態と共通である。
【0030】
このような本実施形態によれば、シールドグラウンド線5がシールド導体2の下側部分だけに接続された第3の実施形態よりもシールドグラウンド線5とシールド導体2の接続を確実にすることができる。
【0031】
[第5の実施形態]
次に、図7は本発明の第5の実施形態におけるシート状のフレキシブルケーブルの構造を示す概略的な断面図である。ここに示すように本実施形態のフレキシブルケーブル8では、左右の両端と中央にシールドグラウンド線5が配置され、左端のシールドグラウンド線5の右隣りと中央のシールドグラウンド線5の左隣りのそれぞれにグラウンド線4が配置され、この2本のグラウンド線4の間に高速信号線として、同波形で互いに位相が180°ずらされた高速差動信号を伝送するための2本の高速差動信号線3´が隣り合って配置されている。また、右端のシールドグラウンド線5の左隣りと中央のシールドグラウンド線5の右隣りのそれぞれに低速信号線6が配置され、この2本の低速信号線6の間に2本の高速差動信号線3´が隣り合って配置されている。
【0032】
すなわちシールドグラウンド線5とグラウンド線4ないしは低速信号線6とが隣り合い、高速差動信号線3´はグラウンド線4ないしは低速信号線6と隣り合ってシールドグラウンド線5と隣り合わないように配置されている。
【0033】
このような本実施形態によれば、2本ずつ2組の高速差動信号線3´によって高速差動信号を伝送する点で、他の実施形態よりノイズを抑制することができる。
【0034】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、シート状のシールド導体とシート状の絶縁体が積層され、前記絶縁体中に、前記シールド導体に接続されたシールドグラウンド線、シールド導体に接続されていない独立したグラウンド線、高速信号線ないしは低速信号線などの複数の導線が平行に設けられたシート状のフレキシブルケーブルにおいて、前記の各導線の配置を工夫して、簡単で安価に実施できる構成により、ケーブルから放射される電磁波ノイズ及びケーブルにおけるクロストークノイズを効果的に抑制することができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態におけるフレキシブルケーブルの構造を示す概略的な断面図である。
【図2】同ケーブルの回路基板への接続の様子を示す斜視図である。
【図3】第2の実施形態におけるフレキシブルケーブルの構造を示す概略的な断面図である。
【図4】同ケーブルの回路基板への接続の様子を示す斜視図である。
【図5】第3の実施形態におけるフレキシブルケーブルの構造を示す概略的な断面図である。
【図6】第4の実施形態におけるフレキシブルケーブルの構造を示す概略的な断面図である。
【図7】第5の実施形態におけるフレキシブルケーブルの構造を示す概略的な断面図である。
【図8】本発明に係るフレキシブルケーブルの導線の配置を示す概略的な断面図である。
【図9】従来のフレキシブルケーブルの構造を示す概略的な断面図である。
【図10】従来のフレキシブルケーブルにおける電磁波ノイズの放射及びクロストークノイズを説明する説明図である。
【符号の説明】
1 絶縁体
2 シールド導体
3 高速信号線
3´ 高速差動信号線
4 グラウンド線
5 シールドグラウンド線
6 低速信号線
7 絶縁被覆
8 フレキシブルケーブル
9 コネクタ
10 回路基板
11 ケーブルコネクタ
12 コネクタピン
13 基板コネクタ
Claims (5)
- シート状のシールド導体とシート状の絶縁体が積層され、前記絶縁体中に複数の導線が平行に設けられたシート状のフレキシブルケーブルにおいて、
前記複数の導線には、前記シールド導体に接続されたシールドグラウンド線、前記シールド導体に接続されていない独立したグラウンド線、及び高速信号線が含まれており、
前記シールドグラウンド線と前記独立したグラウンド線は隣り合い、前記高速信号線は前記独立したグラウンド線と隣り合って前記シールドグラウンド線と隣り合わないように配置されたことを特徴とするフレキシブルケーブル。 - シート状のシールド導体とシート状の絶縁体が積層され、前記絶縁体中に複数の導線が平行に設けられたシート状のフレキシブルケーブルにおいて、
前記複数の導線には、前記シールド導体に接続されたシールドグラウンド線、低速信号線、及び高速信号線が含まれており、
前記シールドグラウンド線と前記低速信号線は隣り合い、前記高速信号線は前記低速信号線と隣り合って前記シールドグラウンド線と隣り合わないように配置されたことを特徴とするフレキシブルケーブル。 - 前記シート状のシールド導体が前記シート状の絶縁体の片面のみに積層された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ケーブル。
- 前記シート状のシールド導体が前記シート状の絶縁体の両面に積層され、該絶縁体の全体を包み込んでい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ケーブル。
- 前記高速信号線として、同波形で互いに位相が180°ずらされた高速差動信号を伝送するための2本の高速差動信号線が隣り合って配置されたことを特徴とする請求項1から4までのいずれか1項に記載のフレキシブルケーブル。
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