フレキシブルフラットケーブルおよびその製造方法
【課題】Ｓｎのウィスカが生成したり、接着剤が劣化する恐れがなく、かつＴＰＡ線に比べて材料コストが著しく増大することのないフレキシブルフラットケーブルを提供する。
【解決手段】複数本の導体が、２枚の絶縁テープ間に所定の間隔をもって並列に配置されたフレキシブルフラットケーブルであって、前記フレキシブルフラットケーブルの両端において、導体が所定の長さに亘って一方の絶縁テープより露出した露出部が形成されており、前記導体は、導電基体の表面にＳｎ層が設けられることにより形成されており、前記露出部の導体には、前記Ｓｎ層上に、Ｎｉ層が設けられ、さらに前記Ｎｉ層上にＡｕ層が設けられていることを特徴とするフレキシブルフラットケーブル。
【解決手段】複数本の導体が、２枚の絶縁テープ間に所定の間隔をもって並列に配置されたフレキシブルフラットケーブルであって、前記フレキシブルフラットケーブルの両端において、導体が所定の長さに亘って一方の絶縁テープより露出した露出部が形成されており、前記導体は、導電基体の表面にＳｎ層が設けられることにより形成されており、前記露出部の導体には、前記Ｓｎ層上に、Ｎｉ層が設けられ、さらに前記Ｎｉ層上にＡｕ層が設けられていることを特徴とするフレキシブルフラットケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数本の導体が、２枚の絶縁テープ間に所定の間隔をもって並列に配置されたフレキシブルフラットケーブルであって、前記フレキシブルフラットケーブルの両端において、導体が所定の長さに亘って前記２枚の絶縁テープのうち一方の絶縁テープより露出した露出部が形成されたフレキシブルフラットケーブルとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＯＡ機器などの需要拡大に伴い、フレキシブルフラットケーブルの使用が増加している。従来一般的に使用されているフレキシブルフラットケーブルは、ＣｕまたはＣｕ合金を導電基体とし、その周囲に、Ｓｎめっきを施し、伸線・圧延した複数本の導体（ＴＰＡ線）を並列配置してラミネート、即ち２枚の絶縁テープの間に挟み込んで製造されている。
前記Ｓｎめっきを施すことによって、導体の表面にＳｎの柔らかい層が形成されることにより、ケーブルをコネクタ類等に挿入したときに導体の変形を伴って挿入されるため、ケーブルとコネクタ類等との確実な接続を図ることができる。また、腐食防止の効果があり、さらに、ＣｕまたはＣｕ合金が、導体と絶縁テープを接着するための接着剤に接触して、接着剤が劣化することを防ぐことができる。
【０００３】
しかし、前記従来のフレキシブルフラットケーブルにおいては、ケーブルを例えばコネクタに勘合させる際などにＳｎのウィスカが発生し、特に並列に配置した導体間の距離（ピッチ）が例えば０．５ｍｍ以下に設定したファインピッチのケーブルに適用すると、前記ウィスカによって回路に短絡が生ずるという問題があった。
即ち、前記露出部においては、複数本の導体は、前記所定の間隔を保った状態で他方の絶縁テープの端部に接着されており、露出した複数本の導体および他方の絶縁テープの端部とで、ケーブルをコネクタに接続するための勘合部を形成しているが、コネクタとの勘合時にＳｎのウィスカが発生する。また、それ以外にもＳｎとＣｕとの化合物層が生成する過程で自然発生的にＳｎのウィスカが生成するため、前記短絡が生じる。
【０００４】
そこで、Ｓｎめっきに替えて導電基体の全面にＮｉめっきを施し（ＮＰＡ線）、ラミネートした後、さらに前記コネクタ等とのより確実な電気的接続を図るため、導体の露出部分にのみＮｉめっきの外周面にＡｕめっきを施したフレキシブルフラットケーブルが実用化されている。このようなＮＰＡ線を用いたケーブルでは、Ｓｎめっきに替えてＮｉめっきが施されているため、Ｓｎのウィスカが生成することがなく、また、導電基体のＣｕやＣｕ合金が前記接着剤を劣化させることもなく、さらに、より確実な電気的接続のためにめっきしたＡｕがＣｕやＣｕ合金と合金を形成することも防止される。
【０００５】
しかし、多量のＮｉを消費するためにＴＰＡ線を用いたケーブルに比べて、材料コストが著しく増大するという欠点がある。また、Ｎｉ層の硬度が大きいため、絶縁テープで被覆された部分も含めて導電基体の全面にＮｉ層を形成するとケーブルの柔軟性が損われ、さらに導体を製造するための伸線・圧延の工程でＮｉが欠けてＣｕが露出する等の不良が発生するという新たな問題が生じることが分かった。
【０００６】
一方、Ｓｎのウィスカの発生を防止するための別の方法として、前記の絶縁テープで被覆されている部分にはめっきを施さず、露出部分にのみＮｉめっきを施したフレキシブルフラットケーブルが提案されている（特許文献１）。
上記方法の場合、前記の通り、導電基体のＣｕやＣｕ合金が絶縁テープの接着剤に触れているため接着剤が劣化するという問題があったが、近年接着剤の劣化を防止する防止剤が提案され、この問題を解消することができるようになった。そして、特許文献１に提案されている方法によれば、Ｓｎめっきを施していないためＳｎのウィスカが生成することを防ぐことができ、また、Ｎｉの多量消費によるコストの増大や、ケーブルの柔軟性が損われるという問題もない。
【０００７】
しかし、特許文献１に提案されている方法では、導体と絶縁テープとを所定の強度で接着しようとすると、ラミネート工程に長時間を必要とし、生産性が著しく低下するという新たな問題が生じることが分かった。
【０００８】
また、安価で、柔かく、かつ導電基体による接着剤の劣化を防止するというＳｎ層の性質を生かしつつ、Ｓｎのウィスカの生成を防ぐ方法として、前記Ｓｎめっき層の厚さを２０μｍ未満とし、かつＳｎめっき後に熱処理を施すことにより、ＣｕおよびＳｎを含む金属間化合物拡散層を形成させたフレキシブルフラットケーブルが提案されている（特許文献２）。特許文献２に提案されているフレキシブルフラットケーブルにおいては、コストの増大を招くことがなく、かつ柔軟性が損われることがないフレキシブルフラットケーブルとすることができる。しかし、実際にはめっきの厚みおよび熱処理の制御が困難なため、特許文献２に提案されている方法では、短絡等を引き起す長いウィスカの発生を減らすことはできても、完全に防ぐことはできない。
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−９２８１９公報
【特許文献２】特開２００６−３１９２６９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、前記従来技術の欠点に鑑みなされたものであって、Ｓｎのウィスカが生成することがなく、接着剤が劣化する恐れもなく、さらに、生産性が低下することがなく、また、コネクタとの電気的接続が良いフレキシブルフラットケーブルを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者等は、前記ＴＰＡ線を用いたケーブルの構成を検討する中で、導体露出部分のＳｎ層上に、Ｎｉ層を形成し、さらにそのＮｉ層上にＡｕ層を形成することによって、前記課題を解決することができること、さらに、これまで、前記Ｓｎ層上にめっきによりＮｉ層を形成することは困難であり、Ｎｉ層を形成する技術が確立されていなかったが、Ｓｎ層表面に存在する酸化錫がＮｉめっきを阻害することを突き止め、Ｎｉめっきに先だって、Ｓｎ層を形成した導体に特定の前処理を施すことによりＳｎ層上に容易にＮｉ層を形成することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
以下、各請求項の発明について説明する。
【００１２】
請求項１に記載の発明は、
複数本の導体が、２枚の絶縁テープ間に所定の間隔をもって並列に配置されたフレキシブルフラットケーブルであって、
前記フレキシブルフラットケーブルの両端において、導体が所定の長さに亘って一方の絶縁テープより露出した露出部が形成されており、
前記導体は、導電基体の表面にＳｎ層が設けられることにより形成されており、
前記露出部の導体には、前記Ｓｎ層上に、Ｎｉ層が設けられ、さらに前記Ｎｉ層上にＡｕ層が設けられていることを特徴とするフレキシブルフラットケーブルである。
【００１３】
請求項１の発明においては、導電基体の表面にＳｎ層が設けられているため、接着剤が劣化することがなく、また、導電基体のＣｕやＣｕ合金が腐食することもない。
また、絶縁テープで被覆された部分にはＮｉめっき層のような大きな硬度を有する金属の層がないため、柔軟性が損われることがない他、前記伸線・圧延の工程でＮｉが欠け、Ｃｕが露出するという不良が発生することもない。
【００１４】
一方、導体が所定の長さに亘って一方の絶縁テープより露出した導体のＳｎ層上にＮｉ層を有し、さらにＮｉ層上にＡｕ層を有しているため、Ｓｎのウィスカが生成する恐れがない。
なお、本発明におけるＡｕ層とはＡｕのみからなるものに限定されず、一部他の元素を含むＡｕ合金層であってもよい。例えば微量（０．１％程度）のＣｏ、Ｎｉを含むＡｕ合金は、硬質Ａｕと呼称されるものであって、純粋なＡｕからなる層に比べて適度の硬度を有しているため好ましい。
【００１５】
また、前記露出部に一方の絶縁テープより露出した複数本の導体の表面には、接触抵抗が小さくて電気的接続に優れるＡｕ層が形成されているため、コネクタとの接続が確実になされる。
さらに、Ａｕ層は耐酸化性に優れ、かつＳｎ層とＡｕ層の間には、ＳｎとＡｕが拡散して合金化することを防ぐ拡散バリア層の役目を果たすＮｉ層が設けられているため、長期間に亘り良好な電気的接続を維持することができる。
【００１６】
また、露出部に露出した導体上にのみＮｉ層およびＡｕ層が設けられた構成としているため、Ｎｉ、Ａｕの消費量が少なく、従来のＴＰＡ線に比べて著しく材料コストが増大することがない。
【００１７】
さらに、ＣｕやＣｕ合金は接着し難くラミネートに長時間を要するのに対して、請求項１の発明においてはＳｎ層を設けているため、接着剤と容易に接着させることができ、ラミネート工程で長時間を要することがなく、生産性が低くなることがない。
また、導体露出部分の構成以外は、従来のＴＰＡ線を用いたケーブルと同一の構成を有しているため、導電基体の表面にＳｎめっきを施し、伸線・圧延した後、複数本の導体を２枚の絶縁テープの間に並列に配置し、絶縁テープをラミネートする（以下ＦＦＣ化ともいう）工程は、従来のＴＰＡ線を用いたケーブルの製造技術、製造設備をそのまま用いて製造することができる。
【００１８】
請求項１の発明において、前記Ｓｎ層、Ｎｉ層、Ａｕ層の厚さは特に限定されないが、Ｓｎ層の厚さに関しては、接着剤の劣化をより防ぐために、０．１μｍ以上であることが好ましく、ケーブルの柔軟性をより確保するために、Ｓｎ層の厚さが１０μｍ以下であることが好ましい。
また、Ｎｉの厚さに関しては、Ｓｎのウィスカの生成を防ぎ、さらにＳｎがＡｕ層へ拡散するのをより防ぐためには、０．３μｍ以上であることが好ましく、勘合部の導体の変形性をより確保するために１０μｍ以下であることが好ましい。
さらにＡｕ層の厚さに関しては、コネクタ類等とより確実に接続するために、また、ピンホールからの腐食をできるだけ防止するために、０．０５μｍ以上であることが好ましく、コストの増大をより抑制するために、１μｍ以下であることが好ましい。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、
前記露出部のＳｎ層とＮｉ層との間に、Ｓｎに比べて酸化還元電位の貴なる金属により形成された中間層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルフラットケーブルである。
【００２０】
Ｓｎは酸化され易く、Ｓｎめっきを施したＣｕ線の伸線・圧延工程における加熱によって酸化され、生成した酸化錫がＮｉ層形成の障害となることが分かった。そして、Ｓｎ層上にＳｎに比べて酸化還元電位の貴なる金属からなる中間層を形成すると、中間層は酸化され難く、中間層の表面が、清浄な金属の状態に維持されるため、Ｎｉ層形成の障害とならないことが分かった。
【００２１】
このように、請求項２の発明においては、前記露出部のＳｎ層とＮｉ層との間に、Ｓｎに比べて酸化還元電位の貴なる金属により形成された中間層が設けられているため、Ｎｉ層形成の障害が取り除かれ、Ｓｎ層で被覆された導体上に、確実なＮｉ層が設けられたフレキシブルフラットケーブルを提供することができる。
【００２２】
ここで、Ｓｎに比べて酸化還元電位の貴なる金属としては、特に限定されるものではないが、Ｃｕの他、ＡｇやＰｄ等の貴金属がＳｎ層の表面に良好な層を形成することができ、かつその表面により容易にＮｉ層を形成することができるので好ましい。
【００２３】
前記中間層の厚さは特に限定されるものではないが、Ｎｉ層との密着性に優れた中間層を形成するためには、欠陥の少ない中間層であって、酸化錫が残らないようにすることが重要であり、そのためには、中間層の厚さが０．００１μｍ以上であることが好ましい。また、中間層自体が破壊してＮｉ層との密着不良が生じるのをより防ぐためには、０．３μｍ以下であることが好ましい。
【００２４】
請求項３に記載の発明は、
前記中間層を形成する金属は、粒径が０．３μｍ未満の粒子状であることを特徴とする請求項２に記載のフレキシブルフラットケーブルである。
【００２５】
本発明者は、前記中間層を形成する過程において、中間層の粒径がＮｉ層との密着性やＮｉ層の均一性に大きく影響することを見出した。
即ち、中間層が微細な粒子から形成されていると、密着性および均一性の良いＮｉ層を形成することができることが分かった。
【００２６】
具体的には、粒径が０．３μｍ未満という微細な粒子状の金属で形成することにより、前記密着性および均一性の良いＮｉ層を形成することができることが分かった。
なお、ここでいう粒径とは、平均粒径を指す。
【００２７】
請求項４に記載の発明は、
前記中間層を形成する金属は、Ｃｕであることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のフレキシブルフラットケーブルである。
【００２８】
Ｓｎより酸化還元電位が貴なる金属の中でも、Ｃｕを中間層として用いると、Ｓｎ層と中間層との間にＳｎとＣｕの拡散層が容易に形成され、Ｓｎ層と中間層の間により良好な密着性が得られる。
【００２９】
請求項５に記載の発明は、
複数本の導体が、２枚の絶縁テープ間に所定の間隔をもって並列に配置されたフレキシブルフラットケーブルの製造方法であって、
導電基体の表面にＳｎ層を設けて導体を形成する工程、
フレキシブルフラットケーブルの両端において、前記導体を所定の長さに亘って一方の絶縁テープより露出した露出部を形成する工程、
前記露出部のＳｎ層上にＮｉ層を設け、さらにＡｕ層を設ける工程
を有していることを特徴とするフレキシブルフラットケーブルの製造方法である。
【００３０】
請求項５の発明は、請求項１に係る発明を、その製造方法の面より捉えたものである。
【００３１】
請求項６に記載の発明は、
前記Ｓｎ層上にＮｉ層を設け、さらにＡｕ層を設ける工程が、めっきによる工程であることを特徴とする請求項５に記載のフレキシブルフラットケーブルの製造方法である。
【００３２】
本発明に係るフレキシブルフラットケーブルにおいては、露出した導体部分のＳｎ層上にＮｉ層を設け、さらにＡｕ層を設ける。そして前記のようにＮｉ層、Ａｕ層は共に極めて薄い層である。請求項６の発明においては、Ｓｎ層上にＮｉ層を設け、さらにＡｕ層を設ける手段として、めっき法という薄い層の形成に適した極めて簡易な手段を採用しているため、製造コストの上昇を招くことなく、効率的にフレキシブルフラットケーブルを製造することができる。
【００３３】
請求項７に記載の発明は、
前記Ｓｎ層上にＮｉ層を設ける前に、Ｓｎに比べて酸化還元電位の貴なる金属により形成された中間層を設ける工程を有していることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のフレキシブルフラットケーブルの製造方法である。
【００３４】
請求項７の発明は、請求項２に係る発明を、その製造方法の面より捉えたものである。
【００３５】
請求項８に記載の発明は、
前記Ｓｎ層上にＮｉ層あるいは中間層を設ける前に、前記露出部におけるＳｎ層表面の酸化錫を除去する工程を有していることを特徴とする請求項５ないし請求項７のいずれか１項に記載のフレキシブルフラットケーブルの製造方法である。
【００３６】
従来、Ｓｎ層の表面にＮｉめっきを施すことが困難であった。検討の結果、Ｓｎ層の表面に生成した酸化錫がＳｎ層上へのＮｉめっきの障害となっていること、そしてＮｉめっきを行う前にＳｎ層の酸化錫を除去することによって障害が取り除かれ、Ｓｎ層上へのＮｉめっきが容易に可能となることが分かった。また、Ｓｎ層上にめっきにより前記中間層を形成するに際しても酸化錫を除去すると、密着性および均一性の良い中間層が形成できることが分かった。
【００３７】
このように、請求項８の発明においては、Ｓｎ層の表面にＮｉ層または中間層をめっきにより形成するに際して、めっきを行う前に、前記露出部におけるＳｎ層の表面の酸化錫を除去する工程を有するため、従来困難であったＳｎ層上へ、Ｎｉ層を形成することができ、また、密着性および均一性の良い中間層を形成することができる。
【００３８】
請求項８の発明において、Ｓｎ層の酸化錫を除去する方法は特に限定されるものではないが、塩酸や硫酸などの無機の酸の希薄溶液に浸漬すると短時間で除去することができるので好ましい。
なお、Ｎｉ層との間で良好な密着性を得るためには、酸化錫を除去した後もＳｎ層を残すことが好ましい。
【００３９】
請求項９に記載の発明は、
前記中間層を設ける工程が、前記露出部を前記Ｓｎに比べて酸化還元電位の貴なる金属のイオンを含むめっき浴中に浸漬する置換めっきにより中間層を形成する工程であることを特徴とする請求項７または請求項８に記載のフレキシブルフラットケーブルの製造方法である。
【００４０】
請求項９の発明においては、Ｓｎに比べて酸化還元電位の貴なる金属のイオンを含むめっき浴中に浸漬する置換メッキにより前記中間層を形成するため、前記露出部を単にめっき浴に浸漬するという簡単な操作で絶縁テープから露出した導体のＳｎ層上に前記中間層を生成させることができる。また、浸漬時間、めっき浴中の金属のイオン濃度、温度等の条件を調節するという簡単な方法により、所望の厚さの中間層を精度良く生成させることができる。
【００４１】
請求項１０に記載の発明は、
前記置換めっきにおけるめっき浴の温度が１５℃以下であり、めっき浴中のＳｎに比べて酸化還元電位の貴なる金属のイオンの濃度が０．０１モル／ｌ以下であることを特徴とする請求項９に記載のフレキシブルフラットケーブルの製造方法である。
【００４２】
置換めっきにより中間層を形成するに際して、めっき浴の温度を低温度（１５℃以下）に保ち、めっき浴中の前記金属のイオンの濃度を低濃度に設定すると、被めっき面上に多数の微細な粒子が析出して、微細な粒子からなる中間層を生成させることができる。そして前記の通り、このような微細な粒子からなる中間層上にＮｉめっきを施した場合、均一で良好な密着性および均一性の良いＮｉめっきを施すことができる。
【００４３】
請求項１１に記載の発明は、
前記Ａｕ層を設ける工程の後に、６０℃以上の温度で前記導体を加熱処理する工程を有していることを特徴とする請求項５ないし請求項１０のいずれか１項に記載のフレキシブルフラットケーブルの製造方法である。
【００４４】
請求項１１の発明においては、Ａｕ層を形成した後、６０℃以上の温度で前記導体を加熱処理することにより、異種金属界面において原子拡散が起きるため、露出部のＳｎ層、Ｎｉめっき層、Ａｕめっき層の間の密着性をより向上させることができる。
【００４５】
加熱処理に際しては絶縁テープが劣化変質しない温度で行う。例えば一般的に用いられるポリエステル製の絶縁テープを用いているケーブルにおいては、前記のように６０℃以上であって、かつ８０℃以下の温度で加熱処理を行う。
加熱処理の時間については、加熱処理による密着性向上において充分な効果を得るために、１時間以上とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００４６】
本発明においては、Ｓｎのウィスカが生成することがなく、接着剤が劣化する恐れもなく、さらに、生産性が低下することがなく、また、コネクタとの電気的接続が良いフレキシブルフラットケーブルを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する、なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、以下の実施形態に対して種々の変更を加えることが可能である。
【００４８】
本発明の実施の形態を理解し易くするために、本発明に係るフレキシブルフラットケーブルの構成を、図面を用いて説明する。なお、ケーブルの断面を示す図２〜図４において図面が煩雑で見難くなることを避けるため、ハッチングを一部省略してある。
図１は、本発明の実施の形態に係るフレキシブルフラットケーブル１を模式的に示す斜視図である。図１において、複数本の導体２が絶縁テープＡ（符号３）、絶縁テープＢ（符号４）の間に所定の間隔ｐ（ピッチともいう）をおいて並列に配置されている。３の絶縁テープＡおよび４の絶縁テープＢの内面には接着剤が配され、前記複数本の導体２は２枚の絶縁テープＡ、絶縁テープＢの間にラミネートされている。フレキシブルフラットケーブル１の両端には、３の絶縁テープＡを設けず、前記導体２が所定の長さ（露出長さ）Ｌに亘って絶縁テープＡより露出した露出部ｔが形成されている。
【００４９】
図２は、絶縁テープＡ（符号３）と絶縁テープＢ（符号４）およびその間に配置された導体２の断面構成を模式的に示す拡大断面図であって、絶縁テープと導体のみが接着され、２枚の絶縁テープ同士が未接着の状態における図である。
図２において、絶縁テープＡおよび絶縁テープＢは、それぞれポリエステルフィルムからなり、その内面に接着剤層３１、４１が設けられている。導体２は、Ｃｕ製の導電基体２１の表面にＳｎめっき層２２が設けてあり、角型の断面形状をなしている。
導体２は、接着剤層３１、４１を介して絶縁テープＡおよび絶縁テープＢに挟み込まれている。Ｓｎめっき層２２は、導電基体２１のＣｕが接着剤層３１、４１に接触することを妨げているため、接着剤が劣化することがない。また、Ｓｎめっき層２２は柔かく柔軟性に富むため、導体２が２枚の絶縁テープＡ、絶縁テープＢで被覆された部分も含めて導体の全面にＳｎめっきを施してもケーブルの柔軟性が損われることがない。
【００５０】
図３は、図１に示した露出部ｔにおける絶縁テープＢ（符号４）と導体２の断面構成を模式的に示す拡大断面図である。
図３において、導体２の露出した面には、Ｓｎめっき層２２上にＮｉめっき層２３が形成され、さらにＮｉめっき層２３上にＡｕめっき層２４が形成されている。このため、Ｓｎのウィスカが生成することがない。また、外周面に形成したＡｕめっき層２４が電気的接続に優れるため、露出した複数本の導体と他方の絶縁テープの端部で構成される勘合部をコネクタ等と勘合させたときに、確実に電気的に接続することができる。
また、Ｓｎめっき層２２とＡｕめっき層２４の間にＮｉめっき層２３を設けているためＡｕめっき層がＳｎやＣｕと合金化するこことを防ぐことができる。
【００５１】
図４は、別の実施の形態の露出部における絶縁テープＢ（符号４）と導体２の断面構成を模式的に示す拡大断面図である。図４に示す実施の形態においては、Ｓｎめっき層２２とＮｉめっき層２３の間に中間層としてＣｕめっき層２５が設けられている。
中間層（Ｃｕめっき層）２５は粒径が０．３μｍ未満の球状のＣｕの微粒子からなる。このため、その表面に形成されるＮｉめっき層２３との間に良好な密着性を得ることができる。また、均一なＮｉめっき層を形成することができる。
さらに、Ｓｎめっき層２２とＣｕ製の中間層２５の間でＳｎとＣｕの拡散が生じるため、Ｓｎめっき層２２と中間層２５の間に良好な密着性を得ることができる。
【００５２】
露出部が図３および図４の拡大断面図に示した断面構成を有するケーブルは、図５に示す工程図によって製造することができる。
即ち、第１の工程で所定の断面形状を有するＣｕ線の側面にＳｎめっきを施し、所定厚さのＳｎめっき層を形成した後、第２の工程で所定の条件で伸線し、さらに第３の工程で圧延して、所定の断面形状を有する導体を得る。
【００５３】
次いで、第４の工程で、ポリエステル製フィルムの片面に熱融着性の接着層を設けた所定厚さの絶縁テープ２枚を接着層が内側になるように配置し、２枚の絶縁テープの間に所定本数の導体を所定の間隔を置いて重ね合わせてラミネートする（ＦＦＣ化）。なお、前記２枚の絶縁テープのうち１枚のフィルムの長さを導体の長さと等しく設定し、他の１枚の長さを導体の長さに比べて短く設定しておき、導体の両端の片面が所定の長さに亘って、長さの短い絶縁テープより導体が露出するように配置したうえでラミネートを行い、両端に勘合部を形成する。
【００５４】
次に、第５の工程で露出部に露出した導体の前処理をおこなう。前処理の一つの方法は、露出部を希塩酸や希硫酸の溶液に浸漬する方法である。
前処理の他の方法は、上記酸に浸漬後に置換めっきにより厚さ０．０５μｍ程度の中間層を形成する方法である。
前記前処理後、第６の工程で、Ｓｎ層または中間層上に０．５μｍ程度のＮｉめっきを施す。
ＮｉめっきによりＮｉ層を形成後、ＡｕめっきによりＮｉ層上に厚さ０．１μｍ程度のＡｕめっき層を形成する。
Ａｕめっき終了後必要に応じて加熱処理を行い（図示せず）各めっき層間の密着性を向上させる。
Ａｕめっき層は、前記のように０．０５μｍ程度という極めて薄い層であっても、良好な電気的接続を得ることができる。しかし、このように、薄いめっきではめっき層のピンホールを無くすことは困難であり、使用条件によっては導体がＡｕめっきのピンホール部分から腐食を受ける恐れがある。従って、必要に応じて、露出部の導体表面に封孔処理を施す。具体的には露出導体表面にチオール系化合物を含む水溶液を塗布して本発明のフレキシブルフラットケーブルを得る。
以下、１実施例に基づき、本発明を詳細に説明する。
【実施例】
【００５５】
イ．導体の製造
Ｓｎめっきを施したＣｕ線に伸線・圧延を施し、長さが２００ｍ、幅０．３ｍｍ、厚さ０．０３５ｍｍの平角型（断面形状が横長の長方形）の導体を製造した。なお、導体のＳｎめっき層の厚さは約１μｍであった。
【００５６】
ロ．ラミネート
厚さが２５μｍのポリエステルフィルム（東レ社製、ルミラーＳ１０）の片面に熱融着性の接着剤層を設けた絶縁テープを用いてＦＦＣ化を行った。具体的には、長さが２００ｍの絶縁テープ（絶縁テープＢという）の接着剤層を設けた面上に、前記導体４０本を導体の両端と絶縁テープＢの両端を一致させ、０．２ｍｍの間隔をおいて並列配置した。導体の上側に長さが９２ｍｍの絶縁テープ（絶縁テープＡという）を導体の端から４ｍｍ離して載置し、加熱圧着した。さらに、絶縁テープＡ同士の間隔が８ｍｍとなるように、合計１９９９枚（前記最初に配置した絶縁テープＡ、１枚をあわせると合計２０００枚）を、絶縁テープＡ同士の間隔が８ｍｍとなるように順次載置し、加熱圧着した。
【００５７】
ハ．前処理その１（Ｓｎ層の酸化錫の除去）
ａ．電解脱脂
ラミネート後のケーブルを、１ｌ中に１００ｍｌの濃硫酸を溶解させた３０℃の水溶液中に浸漬し導体を負極として電流密度２５Ａ／ｄｍ２で２４秒間電解することにより露出した導体表面の脱脂を行った後、流水により５秒間、さらに純水により５秒間水洗を行った。
【００５８】
ｂ．次いで、絶縁テープより露出した導体を、１ｌ（リットル）中に１００ｍｌの濃硫酸を溶解させた５０℃の水溶液中に１２秒間浸漬してＳｎ層表面の酸化錫を除去した後、前記と同じ条件で水洗を行った。
【００５９】
ニ．前処理その２（置換めっきによる中間層の形成）
前記水洗後、直ちに中間層の形成を行った。１ｌ中に濃硫酸５０ｍｌ、硫酸銅２ｇを溶解した温度１５℃のめっき浴を用意し、前記電解脱脂後のケーブルを１分間めっき浴中に浸漬した後、前記と同じ条件で水洗を行った。
顕微鏡により露出した導体の表面を観察したところ導体表面が粒径が最大でも０．３μｍに満たない微細な粒子状のＣｕで被覆されていることが確認された。
【００６０】
ホ．Ｎｉめっき
中間層形成後の前記ケーブルを、温度５０℃のワット浴に浸漬し、電流密度８．３Ａ／ｄｍ２で２分間電解してＮｉめっきを行った後、前記と同じ条件で水洗を行った。
Ｎｉめっき後の露出した導体の表面および断面を顕微鏡により観察したところ、導体表面にＮｉがむらなくＮｉめっきされており、Ｎｉめっきの厚さが３μｍであることが確認された。そして、テープ剥離試験を行ってもＮｉめっき層が剥離することがなく、良好な密着性を有していることが確認された。
【００６１】
ヘ．Ａｕめっき
ａ．酸による活性化処理
Ｎｉめっき後の前記ケーブルを１ｌ中に５０ｍｌの塩酸を含む室温の溶液中に３０秒間浸漬した後、前記と同じ条件で水洗を行った。
ｂ．Ａｕストライクめっき
前記活性化処理後の前記絶縁テープより露出した導体を４０℃の日本高純度化学社製のアシドストライクめっき浴中に浸漬し、電流密度０．７Ａ／ｄｍ２で６秒間電解してＡｕストライクめっきを行った後、前記と同じ条件で水洗を行った。
ｃ．ＡｕＣｏめっき
Ａｕアシドストライクめっき後の前記ケーブルを温度５０℃の日本高純度化学社製のワット浴（オーロブライトＨＳ−２）中に浸漬し電流密度２．５Ａ／ｄｍ２で１４秒間電解してＡｕＣｏめっきを行った後、前記と同じ条件で水洗を行った。
【００６２】
ト．封孔処理
ＡｕＣｏめっきの水洗後、直ちに前記ケーブルを温度４０℃のチオール系化合物を含む水溶液に３０秒間浸漬した後、前記と同じ条件で水洗し、その後７０℃の温風中で１分間放置し乾燥した。
【００６３】
チ．切断
封孔処理後のケーブルを長手方向に対して垂直に切断し、長さが１００ｍｍ、両端に各４ｍｍの導体の露出部を設けたフレキシブルフラットケーブルを製造した。
【００６４】
リ．熱処理
前記フレキシブルフラットケーブルを、大気中で６０℃において１時間熱処理を行った。
【００６５】
上記した実施例により製造されたフレキシブルフラットケーブルは、コネクタに勘合させたときや自然にＳｎのウィスカが生成することがなく、長期に亘って使用しても接着剤が劣化することがないことが確認された。また、ＴＰＡ線を用いたケーブルに比べて材料コストが著しく増大することがなくＦＦＣ化までの工程には従来のＴＰＡ線を用いたフラットフレキシブルケーブル製造用の製造装置を用いて同様の製造条件で製造できることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施の形態のフレキシブルフラットケーブルの構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態のフレキシブルフラットケーブルの絶縁テープで被覆された部分の断面構成を模式的に示す拡大断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るフレキシブルフラットケーブルの露出部の断面構成を模式的に示す拡大断面図である。
【図４】本発明の別の実施形態に係るフレキシブルフラットケーブルの露出部の断面構成を模式的に示す拡大断面図である。
【図５】本発明に係るフレキシブルフラットケーブルの製造工程を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１ フレキシブルフラットケーブル
２ 導体
２１ 導電基体
２２ Ｓｎめっき層
２３ Ｎｉめっき層
２４ Ａｕめっき層
２５ 中間層
３ 絶縁テープＡ
４ 絶縁テープＢ
３１、４１ 接着剤層
ｔ 露出部
Ｌ 露出長さ
ｐ ピッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数本の導体が、２枚の絶縁テープ間に所定の間隔をもって並列に配置されたフレキシブルフラットケーブルであって、前記フレキシブルフラットケーブルの両端において、導体が所定の長さに亘って前記２枚の絶縁テープのうち一方の絶縁テープより露出した露出部が形成されたフレキシブルフラットケーブルとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＯＡ機器などの需要拡大に伴い、フレキシブルフラットケーブルの使用が増加している。従来一般的に使用されているフレキシブルフラットケーブルは、ＣｕまたはＣｕ合金を導電基体とし、その周囲に、Ｓｎめっきを施し、伸線・圧延した複数本の導体（ＴＰＡ線）を並列配置してラミネート、即ち２枚の絶縁テープの間に挟み込んで製造されている。
前記Ｓｎめっきを施すことによって、導体の表面にＳｎの柔らかい層が形成されることにより、ケーブルをコネクタ類等に挿入したときに導体の変形を伴って挿入されるため、ケーブルとコネクタ類等との確実な接続を図ることができる。また、腐食防止の効果があり、さらに、ＣｕまたはＣｕ合金が、導体と絶縁テープを接着するための接着剤に接触して、接着剤が劣化することを防ぐことができる。
【０００３】
しかし、前記従来のフレキシブルフラットケーブルにおいては、ケーブルを例えばコネクタに勘合させる際などにＳｎのウィスカが発生し、特に並列に配置した導体間の距離（ピッチ）が例えば０．５ｍｍ以下に設定したファインピッチのケーブルに適用すると、前記ウィスカによって回路に短絡が生ずるという問題があった。
即ち、前記露出部においては、複数本の導体は、前記所定の間隔を保った状態で他方の絶縁テープの端部に接着されており、露出した複数本の導体および他方の絶縁テープの端部とで、ケーブルをコネクタに接続するための勘合部を形成しているが、コネクタとの勘合時にＳｎのウィスカが発生する。また、それ以外にもＳｎとＣｕとの化合物層が生成する過程で自然発生的にＳｎのウィスカが生成するため、前記短絡が生じる。
【０００４】
そこで、Ｓｎめっきに替えて導電基体の全面にＮｉめっきを施し（ＮＰＡ線）、ラミネートした後、さらに前記コネクタ等とのより確実な電気的接続を図るため、導体の露出部分にのみＮｉめっきの外周面にＡｕめっきを施したフレキシブルフラットケーブルが実用化されている。このようなＮＰＡ線を用いたケーブルでは、Ｓｎめっきに替えてＮｉめっきが施されているため、Ｓｎのウィスカが生成することがなく、また、導電基体のＣｕやＣｕ合金が前記接着剤を劣化させることもなく、さらに、より確実な電気的接続のためにめっきしたＡｕがＣｕやＣｕ合金と合金を形成することも防止される。
【０００５】
しかし、多量のＮｉを消費するためにＴＰＡ線を用いたケーブルに比べて、材料コストが著しく増大するという欠点がある。また、Ｎｉ層の硬度が大きいため、絶縁テープで被覆された部分も含めて導電基体の全面にＮｉ層を形成するとケーブルの柔軟性が損われ、さらに導体を製造するための伸線・圧延の工程でＮｉが欠けてＣｕが露出する等の不良が発生するという新たな問題が生じることが分かった。
【０００６】
一方、Ｓｎのウィスカの発生を防止するための別の方法として、前記の絶縁テープで被覆されている部分にはめっきを施さず、露出部分にのみＮｉめっきを施したフレキシブルフラットケーブルが提案されている（特許文献１）。
上記方法の場合、前記の通り、導電基体のＣｕやＣｕ合金が絶縁テープの接着剤に触れているため接着剤が劣化するという問題があったが、近年接着剤の劣化を防止する防止剤が提案され、この問題を解消することができるようになった。そして、特許文献１に提案されている方法によれば、Ｓｎめっきを施していないためＳｎのウィスカが生成することを防ぐことができ、また、Ｎｉの多量消費によるコストの増大や、ケーブルの柔軟性が損われるという問題もない。
【０００７】
しかし、特許文献１に提案されている方法では、導体と絶縁テープとを所定の強度で接着しようとすると、ラミネート工程に長時間を必要とし、生産性が著しく低下するという新たな問題が生じることが分かった。
【０００８】
また、安価で、柔かく、かつ導電基体による接着剤の劣化を防止するというＳｎ層の性質を生かしつつ、Ｓｎのウィスカの生成を防ぐ方法として、前記Ｓｎめっき層の厚さを２０μｍ未満とし、かつＳｎめっき後に熱処理を施すことにより、ＣｕおよびＳｎを含む金属間化合物拡散層を形成させたフレキシブルフラットケーブルが提案されている（特許文献２）。特許文献２に提案されているフレキシブルフラットケーブルにおいては、コストの増大を招くことがなく、かつ柔軟性が損われることがないフレキシブルフラットケーブルとすることができる。しかし、実際にはめっきの厚みおよび熱処理の制御が困難なため、特許文献２に提案されている方法では、短絡等を引き起す長いウィスカの発生を減らすことはできても、完全に防ぐことはできない。
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−９２８１９公報
【特許文献２】特開２００６−３１９２６９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、前記従来技術の欠点に鑑みなされたものであって、Ｓｎのウィスカが生成することがなく、接着剤が劣化する恐れもなく、さらに、生産性が低下することがなく、また、コネクタとの電気的接続が良いフレキシブルフラットケーブルを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者等は、前記ＴＰＡ線を用いたケーブルの構成を検討する中で、導体露出部分のＳｎ層上に、Ｎｉ層を形成し、さらにそのＮｉ層上にＡｕ層を形成することによって、前記課題を解決することができること、さらに、これまで、前記Ｓｎ層上にめっきによりＮｉ層を形成することは困難であり、Ｎｉ層を形成する技術が確立されていなかったが、Ｓｎ層表面に存在する酸化錫がＮｉめっきを阻害することを突き止め、Ｎｉめっきに先だって、Ｓｎ層を形成した導体に特定の前処理を施すことによりＳｎ層上に容易にＮｉ層を形成することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
以下、各請求項の発明について説明する。
【００１２】
請求項１に記載の発明は、
複数本の導体が、２枚の絶縁テープ間に所定の間隔をもって並列に配置されたフレキシブルフラットケーブルであって、
前記フレキシブルフラットケーブルの両端において、導体が所定の長さに亘って一方の絶縁テープより露出した露出部が形成されており、
前記導体は、導電基体の表面にＳｎ層が設けられることにより形成されており、
前記露出部の導体には、前記Ｓｎ層上に、Ｎｉ層が設けられ、さらに前記Ｎｉ層上にＡｕ層が設けられていることを特徴とするフレキシブルフラットケーブルである。
【００１３】
請求項１の発明においては、導電基体の表面にＳｎ層が設けられているため、接着剤が劣化することがなく、また、導電基体のＣｕやＣｕ合金が腐食することもない。
また、絶縁テープで被覆された部分にはＮｉめっき層のような大きな硬度を有する金属の層がないため、柔軟性が損われることがない他、前記伸線・圧延の工程でＮｉが欠け、Ｃｕが露出するという不良が発生することもない。
【００１４】
一方、導体が所定の長さに亘って一方の絶縁テープより露出した導体のＳｎ層上にＮｉ層を有し、さらにＮｉ層上にＡｕ層を有しているため、Ｓｎのウィスカが生成する恐れがない。
なお、本発明におけるＡｕ層とはＡｕのみからなるものに限定されず、一部他の元素を含むＡｕ合金層であってもよい。例えば微量（０．１％程度）のＣｏ、Ｎｉを含むＡｕ合金は、硬質Ａｕと呼称されるものであって、純粋なＡｕからなる層に比べて適度の硬度を有しているため好ましい。
【００１５】
また、前記露出部に一方の絶縁テープより露出した複数本の導体の表面には、接触抵抗が小さくて電気的接続に優れるＡｕ層が形成されているため、コネクタとの接続が確実になされる。
さらに、Ａｕ層は耐酸化性に優れ、かつＳｎ層とＡｕ層の間には、ＳｎとＡｕが拡散して合金化することを防ぐ拡散バリア層の役目を果たすＮｉ層が設けられているため、長期間に亘り良好な電気的接続を維持することができる。
【００１６】
また、露出部に露出した導体上にのみＮｉ層およびＡｕ層が設けられた構成としているため、Ｎｉ、Ａｕの消費量が少なく、従来のＴＰＡ線に比べて著しく材料コストが増大することがない。
【００１７】
さらに、ＣｕやＣｕ合金は接着し難くラミネートに長時間を要するのに対して、請求項１の発明においてはＳｎ層を設けているため、接着剤と容易に接着させることができ、ラミネート工程で長時間を要することがなく、生産性が低くなることがない。
また、導体露出部分の構成以外は、従来のＴＰＡ線を用いたケーブルと同一の構成を有しているため、導電基体の表面にＳｎめっきを施し、伸線・圧延した後、複数本の導体を２枚の絶縁テープの間に並列に配置し、絶縁テープをラミネートする（以下ＦＦＣ化ともいう）工程は、従来のＴＰＡ線を用いたケーブルの製造技術、製造設備をそのまま用いて製造することができる。
【００１８】
請求項１の発明において、前記Ｓｎ層、Ｎｉ層、Ａｕ層の厚さは特に限定されないが、Ｓｎ層の厚さに関しては、接着剤の劣化をより防ぐために、０．１μｍ以上であることが好ましく、ケーブルの柔軟性をより確保するために、Ｓｎ層の厚さが１０μｍ以下であることが好ましい。
また、Ｎｉの厚さに関しては、Ｓｎのウィスカの生成を防ぎ、さらにＳｎがＡｕ層へ拡散するのをより防ぐためには、０．３μｍ以上であることが好ましく、勘合部の導体の変形性をより確保するために１０μｍ以下であることが好ましい。
さらにＡｕ層の厚さに関しては、コネクタ類等とより確実に接続するために、また、ピンホールからの腐食をできるだけ防止するために、０．０５μｍ以上であることが好ましく、コストの増大をより抑制するために、１μｍ以下であることが好ましい。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、
前記露出部のＳｎ層とＮｉ層との間に、Ｓｎに比べて酸化還元電位の貴なる金属により形成された中間層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルフラットケーブルである。
【００２０】
Ｓｎは酸化され易く、Ｓｎめっきを施したＣｕ線の伸線・圧延工程における加熱によって酸化され、生成した酸化錫がＮｉ層形成の障害となることが分かった。そして、Ｓｎ層上にＳｎに比べて酸化還元電位の貴なる金属からなる中間層を形成すると、中間層は酸化され難く、中間層の表面が、清浄な金属の状態に維持されるため、Ｎｉ層形成の障害とならないことが分かった。
【００２１】
このように、請求項２の発明においては、前記露出部のＳｎ層とＮｉ層との間に、Ｓｎに比べて酸化還元電位の貴なる金属により形成された中間層が設けられているため、Ｎｉ層形成の障害が取り除かれ、Ｓｎ層で被覆された導体上に、確実なＮｉ層が設けられたフレキシブルフラットケーブルを提供することができる。
【００２２】
ここで、Ｓｎに比べて酸化還元電位の貴なる金属としては、特に限定されるものではないが、Ｃｕの他、ＡｇやＰｄ等の貴金属がＳｎ層の表面に良好な層を形成することができ、かつその表面により容易にＮｉ層を形成することができるので好ましい。
【００２３】
前記中間層の厚さは特に限定されるものではないが、Ｎｉ層との密着性に優れた中間層を形成するためには、欠陥の少ない中間層であって、酸化錫が残らないようにすることが重要であり、そのためには、中間層の厚さが０．００１μｍ以上であることが好ましい。また、中間層自体が破壊してＮｉ層との密着不良が生じるのをより防ぐためには、０．３μｍ以下であることが好ましい。
【００２４】
請求項３に記載の発明は、
前記中間層を形成する金属は、粒径が０．３μｍ未満の粒子状であることを特徴とする請求項２に記載のフレキシブルフラットケーブルである。
【００２５】
本発明者は、前記中間層を形成する過程において、中間層の粒径がＮｉ層との密着性やＮｉ層の均一性に大きく影響することを見出した。
即ち、中間層が微細な粒子から形成されていると、密着性および均一性の良いＮｉ層を形成することができることが分かった。
【００２６】
具体的には、粒径が０．３μｍ未満という微細な粒子状の金属で形成することにより、前記密着性および均一性の良いＮｉ層を形成することができることが分かった。
なお、ここでいう粒径とは、平均粒径を指す。
【００２７】
請求項４に記載の発明は、
前記中間層を形成する金属は、Ｃｕであることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のフレキシブルフラットケーブルである。
【００２８】
Ｓｎより酸化還元電位が貴なる金属の中でも、Ｃｕを中間層として用いると、Ｓｎ層と中間層との間にＳｎとＣｕの拡散層が容易に形成され、Ｓｎ層と中間層の間により良好な密着性が得られる。
【００２９】
請求項５に記載の発明は、
複数本の導体が、２枚の絶縁テープ間に所定の間隔をもって並列に配置されたフレキシブルフラットケーブルの製造方法であって、
導電基体の表面にＳｎ層を設けて導体を形成する工程、
フレキシブルフラットケーブルの両端において、前記導体を所定の長さに亘って一方の絶縁テープより露出した露出部を形成する工程、
前記露出部のＳｎ層上にＮｉ層を設け、さらにＡｕ層を設ける工程
を有していることを特徴とするフレキシブルフラットケーブルの製造方法である。
【００３０】
請求項５の発明は、請求項１に係る発明を、その製造方法の面より捉えたものである。
【００３１】
請求項６に記載の発明は、
前記Ｓｎ層上にＮｉ層を設け、さらにＡｕ層を設ける工程が、めっきによる工程であることを特徴とする請求項５に記載のフレキシブルフラットケーブルの製造方法である。
【００３２】
本発明に係るフレキシブルフラットケーブルにおいては、露出した導体部分のＳｎ層上にＮｉ層を設け、さらにＡｕ層を設ける。そして前記のようにＮｉ層、Ａｕ層は共に極めて薄い層である。請求項６の発明においては、Ｓｎ層上にＮｉ層を設け、さらにＡｕ層を設ける手段として、めっき法という薄い層の形成に適した極めて簡易な手段を採用しているため、製造コストの上昇を招くことなく、効率的にフレキシブルフラットケーブルを製造することができる。
【００３３】
請求項７に記載の発明は、
前記Ｓｎ層上にＮｉ層を設ける前に、Ｓｎに比べて酸化還元電位の貴なる金属により形成された中間層を設ける工程を有していることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のフレキシブルフラットケーブルの製造方法である。
【００３４】
請求項７の発明は、請求項２に係る発明を、その製造方法の面より捉えたものである。
【００３５】
請求項８に記載の発明は、
前記Ｓｎ層上にＮｉ層あるいは中間層を設ける前に、前記露出部におけるＳｎ層表面の酸化錫を除去する工程を有していることを特徴とする請求項５ないし請求項７のいずれか１項に記載のフレキシブルフラットケーブルの製造方法である。
【００３６】
従来、Ｓｎ層の表面にＮｉめっきを施すことが困難であった。検討の結果、Ｓｎ層の表面に生成した酸化錫がＳｎ層上へのＮｉめっきの障害となっていること、そしてＮｉめっきを行う前にＳｎ層の酸化錫を除去することによって障害が取り除かれ、Ｓｎ層上へのＮｉめっきが容易に可能となることが分かった。また、Ｓｎ層上にめっきにより前記中間層を形成するに際しても酸化錫を除去すると、密着性および均一性の良い中間層が形成できることが分かった。
【００３７】
このように、請求項８の発明においては、Ｓｎ層の表面にＮｉ層または中間層をめっきにより形成するに際して、めっきを行う前に、前記露出部におけるＳｎ層の表面の酸化錫を除去する工程を有するため、従来困難であったＳｎ層上へ、Ｎｉ層を形成することができ、また、密着性および均一性の良い中間層を形成することができる。
【００３８】
請求項８の発明において、Ｓｎ層の酸化錫を除去する方法は特に限定されるものではないが、塩酸や硫酸などの無機の酸の希薄溶液に浸漬すると短時間で除去することができるので好ましい。
なお、Ｎｉ層との間で良好な密着性を得るためには、酸化錫を除去した後もＳｎ層を残すことが好ましい。
【００３９】
請求項９に記載の発明は、
前記中間層を設ける工程が、前記露出部を前記Ｓｎに比べて酸化還元電位の貴なる金属のイオンを含むめっき浴中に浸漬する置換めっきにより中間層を形成する工程であることを特徴とする請求項７または請求項８に記載のフレキシブルフラットケーブルの製造方法である。
【００４０】
請求項９の発明においては、Ｓｎに比べて酸化還元電位の貴なる金属のイオンを含むめっき浴中に浸漬する置換メッキにより前記中間層を形成するため、前記露出部を単にめっき浴に浸漬するという簡単な操作で絶縁テープから露出した導体のＳｎ層上に前記中間層を生成させることができる。また、浸漬時間、めっき浴中の金属のイオン濃度、温度等の条件を調節するという簡単な方法により、所望の厚さの中間層を精度良く生成させることができる。
【００４１】
請求項１０に記載の発明は、
前記置換めっきにおけるめっき浴の温度が１５℃以下であり、めっき浴中のＳｎに比べて酸化還元電位の貴なる金属のイオンの濃度が０．０１モル／ｌ以下であることを特徴とする請求項９に記載のフレキシブルフラットケーブルの製造方法である。
【００４２】
置換めっきにより中間層を形成するに際して、めっき浴の温度を低温度（１５℃以下）に保ち、めっき浴中の前記金属のイオンの濃度を低濃度に設定すると、被めっき面上に多数の微細な粒子が析出して、微細な粒子からなる中間層を生成させることができる。そして前記の通り、このような微細な粒子からなる中間層上にＮｉめっきを施した場合、均一で良好な密着性および均一性の良いＮｉめっきを施すことができる。
【００４３】
請求項１１に記載の発明は、
前記Ａｕ層を設ける工程の後に、６０℃以上の温度で前記導体を加熱処理する工程を有していることを特徴とする請求項５ないし請求項１０のいずれか１項に記載のフレキシブルフラットケーブルの製造方法である。
【００４４】
請求項１１の発明においては、Ａｕ層を形成した後、６０℃以上の温度で前記導体を加熱処理することにより、異種金属界面において原子拡散が起きるため、露出部のＳｎ層、Ｎｉめっき層、Ａｕめっき層の間の密着性をより向上させることができる。
【００４５】
加熱処理に際しては絶縁テープが劣化変質しない温度で行う。例えば一般的に用いられるポリエステル製の絶縁テープを用いているケーブルにおいては、前記のように６０℃以上であって、かつ８０℃以下の温度で加熱処理を行う。
加熱処理の時間については、加熱処理による密着性向上において充分な効果を得るために、１時間以上とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００４６】
本発明においては、Ｓｎのウィスカが生成することがなく、接着剤が劣化する恐れもなく、さらに、生産性が低下することがなく、また、コネクタとの電気的接続が良いフレキシブルフラットケーブルを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する、なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、以下の実施形態に対して種々の変更を加えることが可能である。
【００４８】
本発明の実施の形態を理解し易くするために、本発明に係るフレキシブルフラットケーブルの構成を、図面を用いて説明する。なお、ケーブルの断面を示す図２〜図４において図面が煩雑で見難くなることを避けるため、ハッチングを一部省略してある。
図１は、本発明の実施の形態に係るフレキシブルフラットケーブル１を模式的に示す斜視図である。図１において、複数本の導体２が絶縁テープＡ（符号３）、絶縁テープＢ（符号４）の間に所定の間隔ｐ（ピッチともいう）をおいて並列に配置されている。３の絶縁テープＡおよび４の絶縁テープＢの内面には接着剤が配され、前記複数本の導体２は２枚の絶縁テープＡ、絶縁テープＢの間にラミネートされている。フレキシブルフラットケーブル１の両端には、３の絶縁テープＡを設けず、前記導体２が所定の長さ（露出長さ）Ｌに亘って絶縁テープＡより露出した露出部ｔが形成されている。
【００４９】
図２は、絶縁テープＡ（符号３）と絶縁テープＢ（符号４）およびその間に配置された導体２の断面構成を模式的に示す拡大断面図であって、絶縁テープと導体のみが接着され、２枚の絶縁テープ同士が未接着の状態における図である。
図２において、絶縁テープＡおよび絶縁テープＢは、それぞれポリエステルフィルムからなり、その内面に接着剤層３１、４１が設けられている。導体２は、Ｃｕ製の導電基体２１の表面にＳｎめっき層２２が設けてあり、角型の断面形状をなしている。
導体２は、接着剤層３１、４１を介して絶縁テープＡおよび絶縁テープＢに挟み込まれている。Ｓｎめっき層２２は、導電基体２１のＣｕが接着剤層３１、４１に接触することを妨げているため、接着剤が劣化することがない。また、Ｓｎめっき層２２は柔かく柔軟性に富むため、導体２が２枚の絶縁テープＡ、絶縁テープＢで被覆された部分も含めて導体の全面にＳｎめっきを施してもケーブルの柔軟性が損われることがない。
【００５０】
図３は、図１に示した露出部ｔにおける絶縁テープＢ（符号４）と導体２の断面構成を模式的に示す拡大断面図である。
図３において、導体２の露出した面には、Ｓｎめっき層２２上にＮｉめっき層２３が形成され、さらにＮｉめっき層２３上にＡｕめっき層２４が形成されている。このため、Ｓｎのウィスカが生成することがない。また、外周面に形成したＡｕめっき層２４が電気的接続に優れるため、露出した複数本の導体と他方の絶縁テープの端部で構成される勘合部をコネクタ等と勘合させたときに、確実に電気的に接続することができる。
また、Ｓｎめっき層２２とＡｕめっき層２４の間にＮｉめっき層２３を設けているためＡｕめっき層がＳｎやＣｕと合金化するこことを防ぐことができる。
【００５１】
図４は、別の実施の形態の露出部における絶縁テープＢ（符号４）と導体２の断面構成を模式的に示す拡大断面図である。図４に示す実施の形態においては、Ｓｎめっき層２２とＮｉめっき層２３の間に中間層としてＣｕめっき層２５が設けられている。
中間層（Ｃｕめっき層）２５は粒径が０．３μｍ未満の球状のＣｕの微粒子からなる。このため、その表面に形成されるＮｉめっき層２３との間に良好な密着性を得ることができる。また、均一なＮｉめっき層を形成することができる。
さらに、Ｓｎめっき層２２とＣｕ製の中間層２５の間でＳｎとＣｕの拡散が生じるため、Ｓｎめっき層２２と中間層２５の間に良好な密着性を得ることができる。
【００５２】
露出部が図３および図４の拡大断面図に示した断面構成を有するケーブルは、図５に示す工程図によって製造することができる。
即ち、第１の工程で所定の断面形状を有するＣｕ線の側面にＳｎめっきを施し、所定厚さのＳｎめっき層を形成した後、第２の工程で所定の条件で伸線し、さらに第３の工程で圧延して、所定の断面形状を有する導体を得る。
【００５３】
次いで、第４の工程で、ポリエステル製フィルムの片面に熱融着性の接着層を設けた所定厚さの絶縁テープ２枚を接着層が内側になるように配置し、２枚の絶縁テープの間に所定本数の導体を所定の間隔を置いて重ね合わせてラミネートする（ＦＦＣ化）。なお、前記２枚の絶縁テープのうち１枚のフィルムの長さを導体の長さと等しく設定し、他の１枚の長さを導体の長さに比べて短く設定しておき、導体の両端の片面が所定の長さに亘って、長さの短い絶縁テープより導体が露出するように配置したうえでラミネートを行い、両端に勘合部を形成する。
【００５４】
次に、第５の工程で露出部に露出した導体の前処理をおこなう。前処理の一つの方法は、露出部を希塩酸や希硫酸の溶液に浸漬する方法である。
前処理の他の方法は、上記酸に浸漬後に置換めっきにより厚さ０．０５μｍ程度の中間層を形成する方法である。
前記前処理後、第６の工程で、Ｓｎ層または中間層上に０．５μｍ程度のＮｉめっきを施す。
ＮｉめっきによりＮｉ層を形成後、ＡｕめっきによりＮｉ層上に厚さ０．１μｍ程度のＡｕめっき層を形成する。
Ａｕめっき終了後必要に応じて加熱処理を行い（図示せず）各めっき層間の密着性を向上させる。
Ａｕめっき層は、前記のように０．０５μｍ程度という極めて薄い層であっても、良好な電気的接続を得ることができる。しかし、このように、薄いめっきではめっき層のピンホールを無くすことは困難であり、使用条件によっては導体がＡｕめっきのピンホール部分から腐食を受ける恐れがある。従って、必要に応じて、露出部の導体表面に封孔処理を施す。具体的には露出導体表面にチオール系化合物を含む水溶液を塗布して本発明のフレキシブルフラットケーブルを得る。
以下、１実施例に基づき、本発明を詳細に説明する。
【実施例】
【００５５】
イ．導体の製造
Ｓｎめっきを施したＣｕ線に伸線・圧延を施し、長さが２００ｍ、幅０．３ｍｍ、厚さ０．０３５ｍｍの平角型（断面形状が横長の長方形）の導体を製造した。なお、導体のＳｎめっき層の厚さは約１μｍであった。
【００５６】
ロ．ラミネート
厚さが２５μｍのポリエステルフィルム（東レ社製、ルミラーＳ１０）の片面に熱融着性の接着剤層を設けた絶縁テープを用いてＦＦＣ化を行った。具体的には、長さが２００ｍの絶縁テープ（絶縁テープＢという）の接着剤層を設けた面上に、前記導体４０本を導体の両端と絶縁テープＢの両端を一致させ、０．２ｍｍの間隔をおいて並列配置した。導体の上側に長さが９２ｍｍの絶縁テープ（絶縁テープＡという）を導体の端から４ｍｍ離して載置し、加熱圧着した。さらに、絶縁テープＡ同士の間隔が８ｍｍとなるように、合計１９９９枚（前記最初に配置した絶縁テープＡ、１枚をあわせると合計２０００枚）を、絶縁テープＡ同士の間隔が８ｍｍとなるように順次載置し、加熱圧着した。
【００５７】
ハ．前処理その１（Ｓｎ層の酸化錫の除去）
ａ．電解脱脂
ラミネート後のケーブルを、１ｌ中に１００ｍｌの濃硫酸を溶解させた３０℃の水溶液中に浸漬し導体を負極として電流密度２５Ａ／ｄｍ２で２４秒間電解することにより露出した導体表面の脱脂を行った後、流水により５秒間、さらに純水により５秒間水洗を行った。
【００５８】
ｂ．次いで、絶縁テープより露出した導体を、１ｌ（リットル）中に１００ｍｌの濃硫酸を溶解させた５０℃の水溶液中に１２秒間浸漬してＳｎ層表面の酸化錫を除去した後、前記と同じ条件で水洗を行った。
【００５９】
ニ．前処理その２（置換めっきによる中間層の形成）
前記水洗後、直ちに中間層の形成を行った。１ｌ中に濃硫酸５０ｍｌ、硫酸銅２ｇを溶解した温度１５℃のめっき浴を用意し、前記電解脱脂後のケーブルを１分間めっき浴中に浸漬した後、前記と同じ条件で水洗を行った。
顕微鏡により露出した導体の表面を観察したところ導体表面が粒径が最大でも０．３μｍに満たない微細な粒子状のＣｕで被覆されていることが確認された。
【００６０】
ホ．Ｎｉめっき
中間層形成後の前記ケーブルを、温度５０℃のワット浴に浸漬し、電流密度８．３Ａ／ｄｍ２で２分間電解してＮｉめっきを行った後、前記と同じ条件で水洗を行った。
Ｎｉめっき後の露出した導体の表面および断面を顕微鏡により観察したところ、導体表面にＮｉがむらなくＮｉめっきされており、Ｎｉめっきの厚さが３μｍであることが確認された。そして、テープ剥離試験を行ってもＮｉめっき層が剥離することがなく、良好な密着性を有していることが確認された。
【００６１】
ヘ．Ａｕめっき
ａ．酸による活性化処理
Ｎｉめっき後の前記ケーブルを１ｌ中に５０ｍｌの塩酸を含む室温の溶液中に３０秒間浸漬した後、前記と同じ条件で水洗を行った。
ｂ．Ａｕストライクめっき
前記活性化処理後の前記絶縁テープより露出した導体を４０℃の日本高純度化学社製のアシドストライクめっき浴中に浸漬し、電流密度０．７Ａ／ｄｍ２で６秒間電解してＡｕストライクめっきを行った後、前記と同じ条件で水洗を行った。
ｃ．ＡｕＣｏめっき
Ａｕアシドストライクめっき後の前記ケーブルを温度５０℃の日本高純度化学社製のワット浴（オーロブライトＨＳ−２）中に浸漬し電流密度２．５Ａ／ｄｍ２で１４秒間電解してＡｕＣｏめっきを行った後、前記と同じ条件で水洗を行った。
【００６２】
ト．封孔処理
ＡｕＣｏめっきの水洗後、直ちに前記ケーブルを温度４０℃のチオール系化合物を含む水溶液に３０秒間浸漬した後、前記と同じ条件で水洗し、その後７０℃の温風中で１分間放置し乾燥した。
【００６３】
チ．切断
封孔処理後のケーブルを長手方向に対して垂直に切断し、長さが１００ｍｍ、両端に各４ｍｍの導体の露出部を設けたフレキシブルフラットケーブルを製造した。
【００６４】
リ．熱処理
前記フレキシブルフラットケーブルを、大気中で６０℃において１時間熱処理を行った。
【００６５】
上記した実施例により製造されたフレキシブルフラットケーブルは、コネクタに勘合させたときや自然にＳｎのウィスカが生成することがなく、長期に亘って使用しても接着剤が劣化することがないことが確認された。また、ＴＰＡ線を用いたケーブルに比べて材料コストが著しく増大することがなくＦＦＣ化までの工程には従来のＴＰＡ線を用いたフラットフレキシブルケーブル製造用の製造装置を用いて同様の製造条件で製造できることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施の形態のフレキシブルフラットケーブルの構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態のフレキシブルフラットケーブルの絶縁テープで被覆された部分の断面構成を模式的に示す拡大断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るフレキシブルフラットケーブルの露出部の断面構成を模式的に示す拡大断面図である。
【図４】本発明の別の実施形態に係るフレキシブルフラットケーブルの露出部の断面構成を模式的に示す拡大断面図である。
【図５】本発明に係るフレキシブルフラットケーブルの製造工程を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１ フレキシブルフラットケーブル
２ 導体
２１ 導電基体
２２ Ｓｎめっき層
２３ Ｎｉめっき層
２４ Ａｕめっき層
２５ 中間層
３ 絶縁テープＡ
４ 絶縁テープＢ
３１、４１ 接着剤層
ｔ 露出部
Ｌ 露出長さ
ｐ ピッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の導体が、２枚の絶縁テープ間に所定の間隔をもって並列に配置されたフレキシブルフラットケーブルであって、
前記フレキシブルフラットケーブルの両端において、導体が所定の長さに亘って一方の絶縁テープより露出した露出部が形成されており、
前記導体は、導電基体の表面にＳｎ層が設けられることにより形成されており、
前記露出部の導体には、前記Ｓｎ層上に、Ｎｉ層が設けられ、さらに前記Ｎｉ層上にＡｕ層が設けられていることを特徴とするフレキシブルフラットケーブル。
【請求項２】
前記露出部のＳｎ層とＮｉ層との間に、Ｓｎに比べて酸化還元電位の貴なる金属により形成された中間層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルフラットケーブル。
【請求項３】
前記中間層を形成する金属は、粒径が０．３μｍ未満の粒子状であることを特徴とする請求項２に記載のフレキシブルフラットケーブル。
【請求項４】
前記中間層を形成する金属は、Ｃｕであることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のフレキシブルフラットケーブル。
【請求項５】
複数本の導体が、２枚の絶縁テープ間に所定の間隔をもって並列に配置されたフレキシブルフラットケーブルの製造方法であって、
導電基体の表面にＳｎ層を設けて導体を形成する工程、
フレキシブルフラットケーブルの両端において、前記導体を所定の長さに亘って一方の絶縁テープより露出した露出部を形成する工程、
前記露出部のＳｎ層上にＮｉ層を設け、さらにＡｕ層を設ける工程
を有していることを特徴とするフレキシブルフラットケーブルの製造方法。
【請求項６】
前記Ｓｎ層上にＮｉ層を設け、さらにＡｕ層を設ける工程が、めっきによる工程であることを特徴とする請求項５に記載のフレキシブルフラットケーブルの製造方法。
【請求項７】
前記Ｓｎ層上にＮｉ層を設ける前に、Ｓｎに比べて酸化還元電位の貴なる金属により形成された中間層を設ける工程を有していることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のフレキシブルフラットケーブルの製造方法。
【請求項８】
前記Ｓｎ層上にＮｉ層あるいは中間層を設ける前に、前記露出部におけるＳｎ層表面の酸化錫を除去する工程を有していることを特徴とする請求項５ないし請求項７のいずれか１項に記載のフレキシブルフラットケーブルの製造方法。
【請求項９】
前記中間層を設ける工程が、前記露出部を前記Ｓｎに比べて酸化還元電位の貴なる金属のイオンを含むめっき浴中に浸漬する置換めっきにより中間層を形成する工程であることを特徴とする請求項７または請求項８に記載のフレキシブルフラットケーブルの製造方法。
【請求項１０】
前記置換めっきにおけるめっき浴の温度が１５℃以下であり、めっき浴中のＳｎに比べて酸化還元電位の貴なる金属のイオンの濃度が０．０１モル／ｌ以下であることを特徴とする請求項９に記載のフレキシブルフラットケーブルの製造方法。
【請求項１１】
前記Ａｕ層を設ける工程の後に、６０℃以上の温度で前記導体を加熱処理する工程を有していることを特徴とする請求項５ないし請求項１０のいずれか１項に記載のフレキシブルフラットケーブルの製造方法。
【請求項１】
複数本の導体が、２枚の絶縁テープ間に所定の間隔をもって並列に配置されたフレキシブルフラットケーブルであって、
前記フレキシブルフラットケーブルの両端において、導体が所定の長さに亘って一方の絶縁テープより露出した露出部が形成されており、
前記導体は、導電基体の表面にＳｎ層が設けられることにより形成されており、
前記露出部の導体には、前記Ｓｎ層上に、Ｎｉ層が設けられ、さらに前記Ｎｉ層上にＡｕ層が設けられていることを特徴とするフレキシブルフラットケーブル。
【請求項２】
前記露出部のＳｎ層とＮｉ層との間に、Ｓｎに比べて酸化還元電位の貴なる金属により形成された中間層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルフラットケーブル。
【請求項３】
前記中間層を形成する金属は、粒径が０．３μｍ未満の粒子状であることを特徴とする請求項２に記載のフレキシブルフラットケーブル。
【請求項４】
前記中間層を形成する金属は、Ｃｕであることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のフレキシブルフラットケーブル。
【請求項５】
複数本の導体が、２枚の絶縁テープ間に所定の間隔をもって並列に配置されたフレキシブルフラットケーブルの製造方法であって、
導電基体の表面にＳｎ層を設けて導体を形成する工程、
フレキシブルフラットケーブルの両端において、前記導体を所定の長さに亘って一方の絶縁テープより露出した露出部を形成する工程、
前記露出部のＳｎ層上にＮｉ層を設け、さらにＡｕ層を設ける工程
を有していることを特徴とするフレキシブルフラットケーブルの製造方法。
【請求項６】
前記Ｓｎ層上にＮｉ層を設け、さらにＡｕ層を設ける工程が、めっきによる工程であることを特徴とする請求項５に記載のフレキシブルフラットケーブルの製造方法。
【請求項７】
前記Ｓｎ層上にＮｉ層を設ける前に、Ｓｎに比べて酸化還元電位の貴なる金属により形成された中間層を設ける工程を有していることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のフレキシブルフラットケーブルの製造方法。
【請求項８】
前記Ｓｎ層上にＮｉ層あるいは中間層を設ける前に、前記露出部におけるＳｎ層表面の酸化錫を除去する工程を有していることを特徴とする請求項５ないし請求項７のいずれか１項に記載のフレキシブルフラットケーブルの製造方法。
【請求項９】
前記中間層を設ける工程が、前記露出部を前記Ｓｎに比べて酸化還元電位の貴なる金属のイオンを含むめっき浴中に浸漬する置換めっきにより中間層を形成する工程であることを特徴とする請求項７または請求項８に記載のフレキシブルフラットケーブルの製造方法。
【請求項１０】
前記置換めっきにおけるめっき浴の温度が１５℃以下であり、めっき浴中のＳｎに比べて酸化還元電位の貴なる金属のイオンの濃度が０．０１モル／ｌ以下であることを特徴とする請求項９に記載のフレキシブルフラットケーブルの製造方法。
【請求項１１】
前記Ａｕ層を設ける工程の後に、６０℃以上の温度で前記導体を加熱処理する工程を有していることを特徴とする請求項５ないし請求項１０のいずれか１項に記載のフレキシブルフラットケーブルの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−７６３２２（Ｐ２００９−７６３２２Ａ）
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４４２６４（Ｐ２００７−２４４２６４）
【出願日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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