フレキシブルフラットケーブルおよびフレキシブルフラットケーブル用導体の製造方法
【課題】フレキシブルフラットケーブルにおいて、導体表面でのウイスカの発生を確実かつ大幅に抑制することを目的とする。
【解決手段】本発明のフレキシブルフラットケーブルは、Ｃｕ（銅）の基材１０上にＣｕ３Ｓｎ１（銅−錫系）の合金層１１が形成されているとともに、当該合金層１１上にＣｕ６Ｓｎ５（銅−錫系）の合金層１２が形成されている導体を有する。これにより、導体表面の硬度が高くなって当該導体表面の応力変形が軽減され、導体表面でのウイスカの発生が確実かつ大幅に抑制される。
【解決手段】本発明のフレキシブルフラットケーブルは、Ｃｕ（銅）の基材１０上にＣｕ３Ｓｎ１（銅−錫系）の合金層１１が形成されているとともに、当該合金層１１上にＣｕ６Ｓｎ５（銅−錫系）の合金層１２が形成されている導体を有する。これにより、導体表面の硬度が高くなって当該導体表面の応力変形が軽減され、導体表面でのウイスカの発生が確実かつ大幅に抑制される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブルフラットケーブルおよびフレキシブルフラットケーブル用導体の製造方法に関し、特にウイスカ（針状単結晶）の発生を抑制するための対策に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、デジタルカメラ、プリンタ、携帯電話機、パソコン等の各種外部記憶装置（ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ等）などの各種電子機器の内部配線材として、フレキシブルフラットケーブル（以下、ＦＦＣという）が用いられている。
【０００３】
このＦＦＣは、上記電子機器のプリント基板間の接続などに使用される。具体的には、たとえば、ＦＦＣの両端部において露出した導体（線材）を、プリント基板に取り付けられる嵌合型コネクタの端子部（コンタクト）に挿入し、その後、コネクタのロック機構部を閉じることで、コネクタの端子部の先端部（接点部）がＦＦＣの導体に接触する。
【０００４】
コネクタの端子部およびＦＦＣの導体は、従来、接続性能を向上させるためにその表面に金属メッキたとえば錫−鉛合金（Ｓｎ−Ｐｂ）メッキが施されていた。ところが、近年、環境上の問題から、Ｐｂフリー（非鉛）化の要求が高まってきたのに伴って、コネクタの端子部およびＦＦＣの導体には、錫（Ｓｎ）メッキが施されるようになってきた。
【０００５】
しかし、このＰｂフリー（非鉛）化に伴い、ＦＦＣの導体とコネクタの端子部とが接触された状態においては、コネクタの端子部にウイスカ（針状単結晶）が発生する場合がある。つまり、Ｐｂフリー化はウイスカ発生の原因となっていた。なお、ウイスカは、メッキ被膜表面に発生したヒゲ状の結晶生成物であり、導体間の短絡事故を発生させる原因となる。
【０００６】
このウイスカの発生を抑制する対策として、コネクタメーカにおいては、コネクタの端子部に、リフロー、ビスマス（Ｓｎ−Ｂｉ）メッキ、銀（Ａｇ）メッキ、錫−銅（Ｓｎ−Ｃｕ）メッキなどの各種対策処理を施した。
【０００７】
これにより、コネクタの端子部表面が硬くなり（硬度が高くなり）コネクタ側でのウイスカの発生は抑制されるようになったものの、ＦＦＣ側からウイスカが発生するようになった。
【０００８】
これは、Ｓｎメッキが施されたＦＦＣの導体の表面は、ウイスカ発生の対策として各種対策処理を施したコネクタの端子部の表面よりも柔らかいため（硬度が小さいため）、ＦＦＣの導体のＳｎメッキ層にコネクタの端子部からの圧縮応力が加わり、ＦＦＣの導体のＳｎメッキ層の「変形や盛り上がり」などによりウイスカが発生する、ものと考えられている。このようなＦＦＣ側におけるウイスカの発生を抑制する対策が求められている。
【０００９】
なお、ウイスカの発生を抑制する対策を施したものとしては、特許文献１に記載されているもＦＦＣおよびその製造方法が知られている。
【００１０】
この特許文献１には、圧延された導線素材上に錫合金メッキを施し、この錫合金メッキ導線素材を２００℃程度まで加熱処理を実行し、さらに、前記加熱処理された錫合金メッキ導線素材が加工処理された後の当該加工材つまり複数の導体と絶縁材とから成るメッキ導体部ユニットに対し、１８０〜２５０℃程度までアニールによる加熱処理を実行することにより、錫合金メッキ表面の結晶粒子が細かくなり、ウイスカの発生を抑制させることが開示されている。
【特許文献１】特許第３６７５４７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記特許文献１には、錫合金メッキ導線素材（導体）を有するメッキ導体部ユニットに対し最大２５０℃程度までアニールによる２回目の加熱処理が実行される旨が記載されているものの、錫合金メッキのメッキ厚が記載されておらず、また示唆もされていない。
【００１２】
そのため、特許文献１のものでは、錫合金メッキのメッキ厚は、当業者にとって一般的な厚みである１．５μｍ以上であるものと考えられる。
【００１３】
そして、例えばメッキ厚１．５μｍの錫合金メッキが施された錫合金メッキ導線素材（導体）を有するメッキ導体部ユニットに対し２回目の加熱処理が実施されたとしても、錫合金メッキ層が１．５μｍ存在するので、当該導体表面の硬さは増加しない。つまり導体表面の硬度は高くならない。
【００１４】
したがって、ＦＦＣをコネクタに嵌合させたときに、メッキ導体部ユニットを構成する錫合金メッキ導線素材（導体）のコネクタの端子部との接触部（嵌合部）に、コネクタの端子部より圧縮応力が加わった場合は、当該錫合金メッキ層に「変形や盛り上がり」が生じ、つまり応力の影響により転位現象が発生し、これによりウイスカが発生する。
【００１５】
すなわち、特許文献１では、確実にＦＦＣ側におけるウイスカの発生を抑制することができないという問題がある。
【００１６】
そこで、本発明は、導体表面でのウイスカの発生を確実かつ大幅に抑制することのできるフレキシブルフラットケーブルおよびフレキシブルフラットケーブル用導体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】
【００１７】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明のフレキシブルフラットケーブルは、Ｃｕ（銅）で形成された基材上にＣｕ３Ｓｎ１（銅−錫系）の合金層が形成されているとともに、当該合金層上にＣｕ６Ｓｎ５（銅−錫系）の合金層が形成されている導体を有することを特徴とする。
【００１８】
これにより、基材上に２層の合金層（銅−錫系の合金層）が形成されている導体は、当該導体表面の硬度が高くなっているので、当該導体表面の応力変形が軽減され、導体表面でのウイスカの発生を確実かつ大幅に抑制することができる。
【００１９】
上記課題を解決するため、請求項２に記載の本発明のフレキシブルフラットケーブル用導体の製造方法は、請求項１記載のフレキシブルフラットケーブルに使用される導体の製造方法であって、Ｃｕ（銅）で形成された基材の周囲にＳｎ（錫）メッキが施された当該基材に対し第１の温度で焼鈍処理を行う第１の工程と、前記焼鈍処理された基材に対し、当該基材上にＣｕ３Ｓｎ１（銅−錫系）の合金層が形成されるとともに当該合金層上にＣｕ６Ｓｎ５（銅−錫系）の合金層が形成されるべく第２の温度で焼鈍処理を行う第２の工程と、を含むことを特徴とする。
【００２０】
このように、導体に対し第１の工程による焼鈍処理および第２の工程による焼鈍処理の２回の焼鈍処理が行われることに起因してＳｎメッキ下部よりＣｕ３Ｓｎ１の合金層とＣｕ６Ｓｎ５の合金層が拡散生成される、すなわち基材上にＣｕ３Ｓｎ１の合金層が生成され、さらにこの合金層上にＣｕ６Ｓｎ５の合金層が拡散生成されることで、当該導体表面の硬度が高くなるので、当該導体表面の応力変形を軽減することができる。また、このように導体に対し２回の焼鈍処理が行われることに起因してＣｕ３Ｓｎ１の合金層およびＣｕ６Ｓｎ５の合金層が拡散生成されることによりＳｎメッキつまりＳｎ層の薄膜化が進行するので、より一層、導体表面の硬度が高くなり、より一層、導体表面の応力変形を軽減することができる。しかも、Ｓｎが結晶粒成長して結晶が大きく導体表面が均一になるので、導体表面の応力変形を軽減することができる。このように、導体に対し２回の焼鈍処理が行われることに起因して、拡散生成される２層の合金層により導体表面の硬度が高くなるとともにＳｎ層の薄膜化により導体表面の硬度が高くなり、さらにＳｎの結晶粒成長により結晶が大きく導体表面が均一になることにより、導体表面の応力変形が軽減され、導体表面でのウイスカの発生を確実かつ大幅に抑制することができる。
【００２１】
請求項３に記載の本発明は、請求項２に記載の発明の構成に加えて、前記Ｓｎ（錫）メッキのメッキ厚は０．７μｍであることを特徴とする。
【００２２】
このように、導体に対し２回の焼鈍処理が行われることに起因してＣｕ３Ｓｎ１の合金層およびＣｕ６Ｓｎ５の合金層が拡散生成され、しかも２層の合金層が拡散生成されることにより、メッキ厚が０．７μｍのＳｎメッキの薄膜化つまりＳｎ層の薄膜化が進行したときは、Ｓｎ層は０．７μｍ未満の厚さになるので、より一層、導体表面の硬度が高くなり、より一層、導体表面の応力変形を軽減することができ、導体表面でのウイスカの発生を確実かつ大幅に抑制することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、基材上に２層の合金層（銅−錫系の合金層）が形成されている導体は、当該導体表面の硬度が高くなっているので、当該導体表面の応力変形が軽減され、導体表面でのウイスカの発生を確実かつ大幅に抑制することができるという有効な効果が得られる。
【００２４】
また、本発明によれば、導体に対し２回の焼鈍処理が行われることに起因してＣｕ３Ｓｎ１の合金層およびＣｕ６Ｓｎ５の合金層が拡散生成されるので、導体表面の硬度が高くなり、しかも２層の合金層が拡散生成されることによりＳｎメッキの薄膜化つまりＳｎ層の薄膜化が進行して、より一層、導体表面の硬度が高くなるので、確実に導体表面の応力変形を軽減することができ、導体表面でのウイスカの発生を確実かつ大幅に抑制することができるという有効な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しつつさらに具体的に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、ここでの説明は本発明が実施される最良の形態であることから、本発明は当該形態に限定されるものではない。
【００２６】
（実施の形態）
【００２７】
図１は本発明に係るＦＦＣ用導体を説明する図、図２は本発明に係るＦＦＣ用導体の製造手順を示す工程図、図３は本実施の形態に係るＦＦＣを説明する図、図４は本発明に係るＦＦＣ用導体の断面を透過型電子顕微鏡により観察した結果の写真を示す図、図５は本発明に係るＦＦＣ用導体の表面を電子顕微鏡により観察した結果の写真を示す図、図６は比較例のＦＦＣ用導体の断面を透過型電子顕微鏡により観察した結果の写真を示す図、図７は比較例のＦＦＣ用導体の表面を電子顕微鏡により観察した結果の写真を示す図、図８は本発明に係るＦＦＣ用導体を有するＦＦＣを所定のコネクタに嵌合させた後の当該ＦＦＣ用導体の接点部（嵌合部）を金属顕微鏡により観察した結果の写真を示す図、図９は比較例のＦＦＣ用導体を有するＦＦＣを所定のコネクタに嵌合させた後の当該ＦＦＣ用導体の接点部（嵌合部）を金属顕微鏡により観察した結果の写真を示す図、図１０は本発明に係るＦＦＣ用導体を有するＦＦＣを所定のコネクタに嵌合した場合の接点部（嵌合部）におけるウイスカの抑制を説明する図、図１１は従来のＦＦＣ用導体を有するＦＦＣを所定のコネクタに嵌合した場合の接点部（嵌合部）におけるウイスカの発生を説明する図である。
【００２８】
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（ＦＦＣ）に使用される導体（導線）について、図１を参照して説明する。
【００２９】
なお、図１（ａ）はＦＦＣに使用される導体（以下、ＦＦＣ用導体という）１の概略を示す斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）の要部Ａを拡大した断面図である。
【００３０】
ＦＦＣ用導体１は、図１（ａ）に示すように平角軟銅線（Ｃｕ）の材質で形成された基材（平角導体）１０を有しており、しかも、図１（ｂ）に示すように、Ｃｕ（銅）の基材（平角導体）１０上にＣｕ３Ｓｎ１（銅−錫系）の第１の合金層１１が形成されているとともに、当該第１の合金層１１上にＣｕ６Ｓｎ５（銅−錫系）の第２の合金層１２が形成され、さらに第２の合金層１２上に純Ｓｎ（錫）の表面層１３が形成されている。
【００３１】
なお、本実施の形態では、第１の合金層１１、第２の合金層１２および表面層１３の合計の厚さＤは０．７μｍに設定されている。この厚さＤ０．７μｍは、後述するＳｎメッキ膜のメッキ厚（０．７μｍ）に相当する。
【００３２】
このＦＦＣ導体１の製造方法について、図２を参照して説明する。なお、図２は、ＦＦＣ導体１の製造手順を示す工程図である。
【００３３】
最初に、Ｃｕ（銅）で形成された線材の周囲に、所定のメッキ厚のＳｎ（錫）メッキ膜を電気メッキにより形成する（ステップＳ１０）。ここでは、Ｓｎメッキ膜のメッキ厚は０．７μｍに設定され、コクール法（電解式メッキ膜厚測定）により管理される。
【００３４】
本実施の形態においてＳｎメッキ膜のメッキ厚を０．７μｍに設定するのは次の理由からである。すなわち、ウイスカ抑制を基準にメッキ厚を選定すると、メッキ厚は薄い場合の方が厚い場合よりも有利であり、具体的には０．５μｍ以下が望ましい。一方、コネクタとの嵌合特性（接触信頼性）を基準にメッキ厚を選定すると、メッキ厚は厚い場合の方が薄い場合よりも有利であり、具体的には０．５μｍ超が望ましい。そこで、本実施の形態では、ウイスカ抑制および接触信頼性の両者を考慮（特に接触信頼性を考慮）するとともにメッキ厚の公差を考慮して、Ｓｎメッキのメッキ厚を０．７μｍに設定するようにしている。
【００３５】
なお、本明細書において、Ｓｎメッキとは、純Ｓｎメッキ、Ｓｎを含む合金（Ｓｎ合金）メッキを含むものである。ただし、以降の説明においては、Ｓｎメッキは純Ｓｎメッキとする。
【００３６】
メッキ厚０．７μｍの純Ｓｎメッキが施されたＣｕの線材に対し圧延処理（圧延加工）を施し（ステップＳ２０）、平角導体つまり基材１０を形成する。
【００３７】
次に、この基材（平角導体）１０に対し第１の温度で焼鈍処理（１回目の焼鈍処理）を行う（ステップＳ３０）。この１回目の焼鈍処理においては、基材１０を４００〜５００℃の温度で０．１〜０．３ｓｅｃ（秒）の時間だけ加熱し、この加熱時間が終了した後、基材１０を水中で冷やすなど急冷する。このような焼鈍処理を行うことにより、基材の元となる硬度化銅線を軟銅化させ、平角軟銅線の材質で形成された基材（平角導体）１０を形成することができる。
【００３８】
そして、１回目の焼鈍処理が施された基材１０に対し、図１（ｂ）に示すように、当該基材１０上にＣｕ３Ｓｎ１（銅−錫系）の第１の合金層１１が形成されるとともに当該第１の合金層１１上にＣｕ６Ｓｎ５（銅−錫系）の第２の合金層１２が形成されるべく第２の温度で焼鈍処理（２回目の焼鈍処理）を行う（ステップＳ４０）。
【００３９】
この２回目の焼鈍処理においては、基材１０を２７０〜２８０℃の温度で５〜１０ｓｅｃ（秒）の時間だけ加熱し、この加熱時間が終了した後、基材１０を自然冷却するなど徐冷する。
【００４０】
なお、本実施の形態では、第２回目の焼鈍処理は温度２７０〜２８０℃および時間５〜１０ｓｅｃに基づいて実施するようにしているが、これら加熱温度および加熱時間は例示に過ぎず、上記第１の合金層１１と上記第２の合金層１２とが拡散生成される条件を満足する加熱温度および加熱時間を採用することができる。例えば、加熱温度２６０℃で加熱時間２０ｓｅｃに設定することも可能である。
【００４１】
上述したように、本実施の形態においては、Ｓｎ（錫）メッキが施されたＣｕ（銅）の基材つまり導体に対し、第１の工程（ステップＳ３０）による焼鈍処理および第２の工程による焼鈍処理（ステップＳ４０）の２回の焼鈍処理を行うことになる。
【００４２】
このように、基材１０に対し２回の焼鈍処理が行われることに起因して、図１（ｂ）に示したように、純Ｓｎメッキ下部よりＣｕ３Ｓｎ１の第１の合金層１１とＣｕ６Ｓｎ５の第２の合金層１２が拡散生成される、すなわち基材１０上に第１の合金層（Ｃｕ３Ｓｎ１）が生成され、さらにこの第１の合金層１１上に第２の合金層（Ｃｕ６Ｓｎ５）が拡散生成される。そのため２層の合金層１１，１２によって、ＦＦＣ用導体１の表面硬度が高くなり、ＦＦＣ用導体１の表面（導体表面）の応力変形を軽減することができる。
【００４３】
また、上述したようにして２層の合金層１１，１２が拡散生成されることにより、純Ｓｎメッキ膜（Ｓｎ層）の薄膜化が進行し、表面層１３が形成される。そのため、薄膜化した純Ｓｎメッキ膜つまり表面層１３によって、ＦＦＣ用導体１の表面硬度が高くなり、より一層、ＦＦＣ用導体１の表面（導体表面）の応力変形を軽減することができる。
【００４４】
さらに、純Ｓｎが結晶粒成長してＳｎの結晶が大きくなり、ＦＦＣ用導体１の導体表面つまり表面層１３の表面が均一になるので、ＦＦＣ用導体１の表面（導体表面）の応力変形を軽減することができる。
【００４５】
上述したように、本実施の形態においては、基材１０に対し２回の焼鈍処理が行われることに起因して、拡散生成される２層の合金層１１，１２によりＦＦＣ用導体１の表面の硬度が高くなるとともに薄膜化される純Ｓｎメッキ膜（Ｓｎ層）つまり表面層１３の表面（ＦＦＣ用導体１の表面）の硬度が高くなり、さらに純Ｓｎが結晶粒成長して結晶が大きくＦＦＣ用導体１の表面が均一になることにより、ＦＦＣ用導体１の導体表面の応力変形が軽減され、当該導体表面でのウイスカの発生を確実かつ大幅に抑制することができる。
【００４６】
次に、本発明の実施の形態に係るＦＦＣについて、図３を参照して説明する。なお、図３（ａ）は片面導体露出タイプのＦＦＣの平面図を示し、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図を示している。
【００４７】
図３（ａ）、（ｂ）において、ＦＦＣは、複数の導体１と、これら各導体１を被覆する絶縁シート（絶縁体）２と、補強テープ３とを有している。
【００４８】
複数の導体１は、図２に示した製造手順で作製（製造）された導体であり、所定長Ｌのサイズに設定され、所定の間隔をもって並設されている。
【００４９】
２枚の絶縁シート（絶縁体）２は、所定長の複数の導体１の両端部から所定の長さｄ分だけ当該各導体１が露出されるべく長さ（Ｌ−２ｄ）に設定されている。
【００５０】
このような２枚の絶縁シート２間に、複数の導体１を両端部から所定の長さｄ分だけ導体が露出するように介在させ、さらに２枚の絶縁シート２を加熱融着して一体化させた。すなわち、複数の導体１においては、所定の長さｄの導体以外の部分は、表面および裏面の絶縁シート２によって被覆されている。絶縁シート４としては、例えばポリエステル系樹脂があげられる。
【００５１】
そして、ＦＦＣの両端部の表面（一方の面）側は導体１が露出されている。ＦＦＣの両端部の裏面（他方の面）は、補強テープ４が貼り付けら、この補強テープ３によって被覆されている。すなわち、このＦＦＣにおいては、両端部の片面のみに導体露出部が設けられている。
【実施例】
【００５２】
１：実施例に係るＦＦＣ用導体
【００５３】
本実施例では、メッキ材質＝純Ｓｎ、メッキ厚＝０．７μｍ（コクール法）、メッキ方法＝電気メッキ、１回目の焼鈍処理においては加熱温度＝４００〜５００℃、加熱時間＝０．１〜０．３ｓｅｃ、冷却方法＝急冷、２回目の焼鈍処理においては加熱温度＝２７０〜２８０℃、加熱時間＝５〜１０ｓｅｃ、冷却方法＝徐冷、の各条件の下で、上述した図２に示した導体の製造手順の工程に従って導体（ＦＦＣ用導体１）を製造した。この実施例に係るＦＦＣ用導体１の表面硬度は、ウイスカ抑制効果が得られる１００以上、多くは１５０〜２３０であった。
【００５４】
このようにして製造された導体の断面を透過型電子顕微鏡を用いて２１０００倍の倍率で撮影した。この撮影結果である写真を、図４（ａ）に示す。また、図４（ａ）に示す写真内容と同一の写真であって、図４（ａ）の写真に対し当該各合金層、Ｓｎ（スズ）層（表面層）の範囲を明確に表した様子を、図４（ｂ）に示す。
【００５５】
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、基材（Ｃｕ）１０上にＣｕ３Ｓｎ１の第１の合金層１１が形成され、この第１の合金層１１上にＣｕ６Ｓｎ５の第２の合金層１２が形成されている。さらに第２の合金層１２上にＳｎ層つまり表面層１３が形成されている。図４（ａ）、（ｂ）に示す構造は、図１（ｂ）に示した導体の断面の構造に対応する。
【００５６】
なお、図４（ａ）、（ｂ）からは、Ｓｎ層としての表面層１３は表面に均一に形成されるとは限らず、図４（ｂ）に示すように、符号１５で示される部分においては、Ｓｎ層は存在しておらず、Ｃｕ６Ｓｎ５の第２の合金層１２の表面が存在していることが分かる。
【００５７】
これは、純Ｓｎメッキが施された基材１０に対し２回の焼鈍処理が行われることに起因して、純Ｓｎメッキの下部よりＣｕと純Ｓｎの合金層であるＣｕ３Ｓｎ１およびＣｕ６Ｓｎ５が拡散生成されることにより、Ｓｎ層（純Ｓｎメッキ）の薄膜化が進行し、場合によってはＳｎ層が存在しない領域も存在するからである。
【００５８】
次に、上述したようにして製造されたＦＦＣ用導体１の表面を電子顕微鏡を用いて２００００倍の倍率で撮影した。この撮影結果である写真を、図５に示す。
【００５９】
基材（平角導体）１０に対し２回の焼鈍処理を施し、しかも２回目の焼鈍処理のときは徐冷するため、ＦＦＣ用導体１の表面のＳｎが結晶粒成長することにより、図５に示すようにＳｎ層の結晶が大きく、しかもＦＦＣ用導体（Ｓｎ層）の表面は均一となる。
【００６０】
２：比較例（従来のＦＦＣ用導体）
【００６１】
（比較例１）
【００６２】
メッキ材質＝純Ｓｎ、メッキ厚＝１．５μｍ（コクール法）、メッキ方法＝電気メッキ、１回目の焼鈍処理においては加熱温度＝４００〜５００℃、加熱時間＝０．１〜０．３ｓｅｃ、冷却方法＝急冷、の各条件の下で、導体（ＦＦＣ用導体）を製造した。つまり、前記各条件の下で、従来のＦＦＣ用導体の製造手順（これは図２にｓ目下製造手順のステップＳ１０〜Ｓ３０に相当）を実行した。この場合、焼鈍処理は１回のみである。この従来のＦＦＣ用導体の表面硬度は３０〜４０であった。
【００６３】
このようにして製造された従来のＦＦＣ用導体の断面を透過型電子顕微鏡を用いて２１０００倍の倍率で撮影した。この撮影結果である写真を、図６（ａ）に示す。また、図６（ａ）に示す写真内容と同一の写真であって、図６（ａ）の写真に対し当該合金層、Ｓｎ層（表面層）の範囲を明確に表した様子を、図６（ｂ）に示す。
【００６４】
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、基材（Ｃｕ）１０上にＣｕ６Ｓｎ５の合金層１６が形成され、さらに合金層１６上にＳｎ層としての表面層１７が形成されている。
【００６５】
なお、図６（ａ）、（ｂ）からは、合金層１６は層分けされた状態ではなく不均一な状態で形成され、Ｓｎ層つまり表面層１７が明確に存在していることが分かる。すなわち、加熱温度４００〜５００℃で加熱された導体が急冷されるので、合金層１６は層分けされることなく不均一な状態で存在する。
【００６６】
次に、上述したようにして製造された従来のＦＦＣ用導体の表面を電子顕微鏡を用いて２００００倍の倍率で撮影した。この撮影結果である写真を、図７に示す。
【００６７】
基材（平角導体）１０に対し１回の焼鈍処理を施し、急冷するため、ＦＦＣ用導体の表面は、図７に示すようにＳｎ層の結晶が小さく荒れた状態で、ＦＦＣ用導体（Ｓｎ層）の表面は不均一となる。
（比較例２）
【００６８】
上記比較例１における上記各条件のうちメッキ厚を０．７μｍに変更してＦＦＣ用導体を作製した（１回の焼鈍処理）。この場合のＦＦＣ用導体の表面硬度は７０〜８０であり、Ｓｎ層の結晶が小さく荒れた状態で、ＦＦＣ用導体（Ｓｎ層）の表面は不均一であった。
（比較例３）
【００６９】
上記実施例１における上記各条件のうちメッキ厚を１．５μｍに変更してＦＦＣ用導体を作製した（２回の焼鈍処理）。この場合のＦＦＣ用導体の表面硬度は、実施例１の場合の多くが１５０〜２３０であるのに対し、７０〜８０であった。また、Ｓｎ層の結晶が小さく荒れた状態で、ＦＦＣ用導体（Ｓｎ層）の表面は不均一であった。この場合は、上記特許文献１の導体に対応するものである。
【００７０】
３：ＦＦＣ用導体におけるウイスカの抑制効果の比較
【００７１】
次に、本実施例に係るＦＦＣ用導体つまり本発明に係るＦＦＣ用導体の製造方法により製造されたＦＦＣ用導体（２回の焼鈍処理を施した導体）と、従来のＦＦＣ用導体（比較例）つまり従来技術のＦＦＣ用導体の製造方法により製造されたＦＦＣ用導体との、ウイスカの抑制効果を比較した。
【００７２】
つまり、本発明に係るＦＦＣ用導体を有するＦＦＣ、従来技術のＦＦＣ用導体を有するＦＦＣの何れの場合においても、３０芯数（極）のＦＦＣ用導体を有する２個のＦＦＣを所定のコネクタに嵌合し、接点部（嵌合部）をランダムに６箇所、金属顕微鏡で観察し、撮影した。
【００７３】
本発明に係るＦＦＣ用導体の接点部（嵌合部）を金属顕微鏡により観察した結果の写真を、図８に示す。この図８において、上段３枚、下段３枚の合計６枚の写真のうち、上段における左の写真は接点部を２００倍の倍率で撮影し、他の５枚の写真は接点部を５００倍の倍率で撮影したものである。
【００７４】
同図８を参照して明らかなように、メッキ厚０．７μｍの純Ｓｎメッキが施された基材に対し２回の焼鈍処理を実施した場合は、６箇所の接点部全てにおいてウイスカは発生していない。換言すれば、本発明に係るＦＦＣ用導体を有するＦＦＣを採用した場合は、ウイスカの発生を大幅に抑制（低減）することができると言える。
【００７５】
これに対し、比較例１のＦＦＣ用導体（メッキ厚１．５μｍの場合）を金属顕微鏡により観察した結果の写真を、図９に示す。この図９において、上段３枚、下段３枚の合計６枚の写真のうち、上段における左および真中の２枚の写真は接点部を２００倍の倍率で撮影し、他の４枚の写真は接点部を５００倍の倍率で撮影したものである。
【００７６】
同図９を参照して明らかなように、メッキ厚１．５μｍの純Ｓｎメッキが施された基材に対し１回の焼鈍処理を実施した場合は、６箇所の接点部全てにおいてウイスカ（図９中矢印で示されるヒゲ状の部分）が発生している。ちなみに、上段における左の写真においては１３０μｍの長さのウイスカが発生しているのが確認でき、また、下段における左の写真においては５０μｍの長さのウイスカが発生しているのが確認できる。
【００７７】
４：ウイスカ抑制の仕組み
【００７８】
図１０は、本発明に係るＦＦＣ用導体を有するＦＦＣを所定のコネクタに嵌合した場合の接点部（嵌合部）のウイスカ抑制を説明する図を示している。
【００７９】
なお、図１０において、銅層は図１（ｂ）の基材１０に対応し、合金層Ｃｕ３Ｓｎ１は図１（ｂ）の第１の合金層１１に対応し、合金層Ｃｕ６Ｓｎ５は図１（ｂ）の第２の合金層１２に対応し、スズ層は図１（ｂ）の表面層１３に対応する。
【００８０】
本発明に係るＦＦＣ用導体からのウイスカ発生を大幅に抑制できるのは、次の理由からである。
【００８１】
（１）図１０に示すように、Ｓｎ層（スズ層）が薄膜化しているため、ＦＦＣ用導体のＳｎ層（Ｓｎメッキ層）にコネクタの端子より圧縮応力が加わり、当該Ｓｎ層の「変形や盛り上がり」が生じても、Ｓｎの転位現象が生じたとしても、純Ｓｎの絶対量が少ないためウイスカの発生が低減され大幅に抑制される。
【００８２】
（２）また、図１０に示すように、Ｓｎメッキのメッキ厚を０．７μｍとし、従来の場合のメッキ厚１．５μｍと比較して薄くしているため、下地のＣｕの基材の硬さおよび２つの合金層（Ｃｕ３Ｓｎ１、Ｃｕ６Ｓｎ５）の硬さがＳｎ層側へ伝達されやすくなり、Ｓｎ層表面の硬度が高くなる。そのため、Ｓｎ層（Ｓｎメッキ）の応力変形が軽減され、応力ウイスカの発生が抑制される。
【００８３】
すなわち、上記（１）の理由によるウイスカ抑制効果と上記（２）の理由によるウイスカ抑制効果とが相まって、より一層、ウイスカの発生が抑制される。
【００８４】
図１１は、上記比較例１のＦＦＣ用導体（メッキ厚１．５μｍ、１回の焼鈍処理の場合）を有するＦＦＣを所定のコネクタに嵌合した場合の接点部（嵌合部）において、ウイスカが発生する様子を説明する図を示している。
【００８５】
上記比較例１のものにおいては、図１１に示すように、Ｓｎメッキのメッキ厚が１．５μｍで、本実施例の場合のメッキ厚０．７μｍと比較して厚いため、ＦＦＣ用導体のＳｎ層（Ｓｎメッキ層）にコネクタの端子より圧縮応力が加わった場合には、当該Ｓｎ層の「変形や盛り上がり」が生じ、つまり応力の影響により転位現象が発生し、これによりウイスカが発生する。
【００８６】
また、上記比較例２および上記比較例３のものも、上記比較例１の場合と同様の現象により、ウイスカが発生する。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、片面導体露出タイプのＦＦＣに加えて、ＦＦＣの一方の端部では導体の表面が露出し、他方の端部では導体の裏面が露出しているタイプのＦＦＣにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明に係るＦＦＣ用導体を説明する図である。
【図２】本発明に係るＦＦＣ用導体の製造手順を示す工程図である。
【図３】本実施の形態に係るＦＦＣを説明する図である。
【図４】本発明に係るＦＦＣ用導体の断面を透過型電子顕微鏡により観察した結果の写真を示す図である。
【図５】本発明に係るＦＦＣ用導体の表面を電子顕微鏡により観察した結果の写真を示す図である。
【図６】比較例のＦＦＣ用導体の断面を透過型電子顕微鏡により観察した結果の写真を示す図である。
【図７】比較例のＦＦＣ用導体の表面を電子顕微鏡により観察した結果の写真を示す図である。
【図８】本発明に係るＦＦＣ用導体を有するＦＦＣを所定のコネクタに嵌合させた後の当該ＦＦＣ用導体の接点部（嵌合部）を金属顕微鏡により観察した結果の写真を示す図である。
【図９】比較例のＦＦＣ用導体を有するＦＦＣを所定のコネクタに嵌合させた後の当該ＦＦＣ用導体の接点部（嵌合部）を金属顕微鏡により観察した結果の写真を示す図である。
【図１０】本発明に係るＦＦＣ用導体を有するＦＦＣを所定のコネクタに嵌合した場合の接点部（嵌合部）におけるウイスカの抑制を説明する図である。
【図１１】従来のＦＦＣ用導体を有するＦＦＣを所定のコネクタに嵌合した場合の接点部（嵌合部）におけるウイスカの発生を説明する図である。
【符号の説明】
【００８９】
１ フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）用導体
２ 絶縁シート
３ 補強テープ
１０ 基材（Ｃｕ）
１１ 第１の合金層（Ｃｕ３Ｓｎ１）
１２ 第２の合金層（Ｃｕ６Ｓｎ５）
１３ 表面層（Ｓｎ層）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブルフラットケーブルおよびフレキシブルフラットケーブル用導体の製造方法に関し、特にウイスカ（針状単結晶）の発生を抑制するための対策に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、デジタルカメラ、プリンタ、携帯電話機、パソコン等の各種外部記憶装置（ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ等）などの各種電子機器の内部配線材として、フレキシブルフラットケーブル（以下、ＦＦＣという）が用いられている。
【０００３】
このＦＦＣは、上記電子機器のプリント基板間の接続などに使用される。具体的には、たとえば、ＦＦＣの両端部において露出した導体（線材）を、プリント基板に取り付けられる嵌合型コネクタの端子部（コンタクト）に挿入し、その後、コネクタのロック機構部を閉じることで、コネクタの端子部の先端部（接点部）がＦＦＣの導体に接触する。
【０００４】
コネクタの端子部およびＦＦＣの導体は、従来、接続性能を向上させるためにその表面に金属メッキたとえば錫−鉛合金（Ｓｎ−Ｐｂ）メッキが施されていた。ところが、近年、環境上の問題から、Ｐｂフリー（非鉛）化の要求が高まってきたのに伴って、コネクタの端子部およびＦＦＣの導体には、錫（Ｓｎ）メッキが施されるようになってきた。
【０００５】
しかし、このＰｂフリー（非鉛）化に伴い、ＦＦＣの導体とコネクタの端子部とが接触された状態においては、コネクタの端子部にウイスカ（針状単結晶）が発生する場合がある。つまり、Ｐｂフリー化はウイスカ発生の原因となっていた。なお、ウイスカは、メッキ被膜表面に発生したヒゲ状の結晶生成物であり、導体間の短絡事故を発生させる原因となる。
【０００６】
このウイスカの発生を抑制する対策として、コネクタメーカにおいては、コネクタの端子部に、リフロー、ビスマス（Ｓｎ−Ｂｉ）メッキ、銀（Ａｇ）メッキ、錫−銅（Ｓｎ−Ｃｕ）メッキなどの各種対策処理を施した。
【０００７】
これにより、コネクタの端子部表面が硬くなり（硬度が高くなり）コネクタ側でのウイスカの発生は抑制されるようになったものの、ＦＦＣ側からウイスカが発生するようになった。
【０００８】
これは、Ｓｎメッキが施されたＦＦＣの導体の表面は、ウイスカ発生の対策として各種対策処理を施したコネクタの端子部の表面よりも柔らかいため（硬度が小さいため）、ＦＦＣの導体のＳｎメッキ層にコネクタの端子部からの圧縮応力が加わり、ＦＦＣの導体のＳｎメッキ層の「変形や盛り上がり」などによりウイスカが発生する、ものと考えられている。このようなＦＦＣ側におけるウイスカの発生を抑制する対策が求められている。
【０００９】
なお、ウイスカの発生を抑制する対策を施したものとしては、特許文献１に記載されているもＦＦＣおよびその製造方法が知られている。
【００１０】
この特許文献１には、圧延された導線素材上に錫合金メッキを施し、この錫合金メッキ導線素材を２００℃程度まで加熱処理を実行し、さらに、前記加熱処理された錫合金メッキ導線素材が加工処理された後の当該加工材つまり複数の導体と絶縁材とから成るメッキ導体部ユニットに対し、１８０〜２５０℃程度までアニールによる加熱処理を実行することにより、錫合金メッキ表面の結晶粒子が細かくなり、ウイスカの発生を抑制させることが開示されている。
【特許文献１】特許第３６７５４７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記特許文献１には、錫合金メッキ導線素材（導体）を有するメッキ導体部ユニットに対し最大２５０℃程度までアニールによる２回目の加熱処理が実行される旨が記載されているものの、錫合金メッキのメッキ厚が記載されておらず、また示唆もされていない。
【００１２】
そのため、特許文献１のものでは、錫合金メッキのメッキ厚は、当業者にとって一般的な厚みである１．５μｍ以上であるものと考えられる。
【００１３】
そして、例えばメッキ厚１．５μｍの錫合金メッキが施された錫合金メッキ導線素材（導体）を有するメッキ導体部ユニットに対し２回目の加熱処理が実施されたとしても、錫合金メッキ層が１．５μｍ存在するので、当該導体表面の硬さは増加しない。つまり導体表面の硬度は高くならない。
【００１４】
したがって、ＦＦＣをコネクタに嵌合させたときに、メッキ導体部ユニットを構成する錫合金メッキ導線素材（導体）のコネクタの端子部との接触部（嵌合部）に、コネクタの端子部より圧縮応力が加わった場合は、当該錫合金メッキ層に「変形や盛り上がり」が生じ、つまり応力の影響により転位現象が発生し、これによりウイスカが発生する。
【００１５】
すなわち、特許文献１では、確実にＦＦＣ側におけるウイスカの発生を抑制することができないという問題がある。
【００１６】
そこで、本発明は、導体表面でのウイスカの発生を確実かつ大幅に抑制することのできるフレキシブルフラットケーブルおよびフレキシブルフラットケーブル用導体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】
【００１７】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明のフレキシブルフラットケーブルは、Ｃｕ（銅）で形成された基材上にＣｕ３Ｓｎ１（銅−錫系）の合金層が形成されているとともに、当該合金層上にＣｕ６Ｓｎ５（銅−錫系）の合金層が形成されている導体を有することを特徴とする。
【００１８】
これにより、基材上に２層の合金層（銅−錫系の合金層）が形成されている導体は、当該導体表面の硬度が高くなっているので、当該導体表面の応力変形が軽減され、導体表面でのウイスカの発生を確実かつ大幅に抑制することができる。
【００１９】
上記課題を解決するため、請求項２に記載の本発明のフレキシブルフラットケーブル用導体の製造方法は、請求項１記載のフレキシブルフラットケーブルに使用される導体の製造方法であって、Ｃｕ（銅）で形成された基材の周囲にＳｎ（錫）メッキが施された当該基材に対し第１の温度で焼鈍処理を行う第１の工程と、前記焼鈍処理された基材に対し、当該基材上にＣｕ３Ｓｎ１（銅−錫系）の合金層が形成されるとともに当該合金層上にＣｕ６Ｓｎ５（銅−錫系）の合金層が形成されるべく第２の温度で焼鈍処理を行う第２の工程と、を含むことを特徴とする。
【００２０】
このように、導体に対し第１の工程による焼鈍処理および第２の工程による焼鈍処理の２回の焼鈍処理が行われることに起因してＳｎメッキ下部よりＣｕ３Ｓｎ１の合金層とＣｕ６Ｓｎ５の合金層が拡散生成される、すなわち基材上にＣｕ３Ｓｎ１の合金層が生成され、さらにこの合金層上にＣｕ６Ｓｎ５の合金層が拡散生成されることで、当該導体表面の硬度が高くなるので、当該導体表面の応力変形を軽減することができる。また、このように導体に対し２回の焼鈍処理が行われることに起因してＣｕ３Ｓｎ１の合金層およびＣｕ６Ｓｎ５の合金層が拡散生成されることによりＳｎメッキつまりＳｎ層の薄膜化が進行するので、より一層、導体表面の硬度が高くなり、より一層、導体表面の応力変形を軽減することができる。しかも、Ｓｎが結晶粒成長して結晶が大きく導体表面が均一になるので、導体表面の応力変形を軽減することができる。このように、導体に対し２回の焼鈍処理が行われることに起因して、拡散生成される２層の合金層により導体表面の硬度が高くなるとともにＳｎ層の薄膜化により導体表面の硬度が高くなり、さらにＳｎの結晶粒成長により結晶が大きく導体表面が均一になることにより、導体表面の応力変形が軽減され、導体表面でのウイスカの発生を確実かつ大幅に抑制することができる。
【００２１】
請求項３に記載の本発明は、請求項２に記載の発明の構成に加えて、前記Ｓｎ（錫）メッキのメッキ厚は０．７μｍであることを特徴とする。
【００２２】
このように、導体に対し２回の焼鈍処理が行われることに起因してＣｕ３Ｓｎ１の合金層およびＣｕ６Ｓｎ５の合金層が拡散生成され、しかも２層の合金層が拡散生成されることにより、メッキ厚が０．７μｍのＳｎメッキの薄膜化つまりＳｎ層の薄膜化が進行したときは、Ｓｎ層は０．７μｍ未満の厚さになるので、より一層、導体表面の硬度が高くなり、より一層、導体表面の応力変形を軽減することができ、導体表面でのウイスカの発生を確実かつ大幅に抑制することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、基材上に２層の合金層（銅−錫系の合金層）が形成されている導体は、当該導体表面の硬度が高くなっているので、当該導体表面の応力変形が軽減され、導体表面でのウイスカの発生を確実かつ大幅に抑制することができるという有効な効果が得られる。
【００２４】
また、本発明によれば、導体に対し２回の焼鈍処理が行われることに起因してＣｕ３Ｓｎ１の合金層およびＣｕ６Ｓｎ５の合金層が拡散生成されるので、導体表面の硬度が高くなり、しかも２層の合金層が拡散生成されることによりＳｎメッキの薄膜化つまりＳｎ層の薄膜化が進行して、より一層、導体表面の硬度が高くなるので、確実に導体表面の応力変形を軽減することができ、導体表面でのウイスカの発生を確実かつ大幅に抑制することができるという有効な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しつつさらに具体的に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、ここでの説明は本発明が実施される最良の形態であることから、本発明は当該形態に限定されるものではない。
【００２６】
（実施の形態）
【００２７】
図１は本発明に係るＦＦＣ用導体を説明する図、図２は本発明に係るＦＦＣ用導体の製造手順を示す工程図、図３は本実施の形態に係るＦＦＣを説明する図、図４は本発明に係るＦＦＣ用導体の断面を透過型電子顕微鏡により観察した結果の写真を示す図、図５は本発明に係るＦＦＣ用導体の表面を電子顕微鏡により観察した結果の写真を示す図、図６は比較例のＦＦＣ用導体の断面を透過型電子顕微鏡により観察した結果の写真を示す図、図７は比較例のＦＦＣ用導体の表面を電子顕微鏡により観察した結果の写真を示す図、図８は本発明に係るＦＦＣ用導体を有するＦＦＣを所定のコネクタに嵌合させた後の当該ＦＦＣ用導体の接点部（嵌合部）を金属顕微鏡により観察した結果の写真を示す図、図９は比較例のＦＦＣ用導体を有するＦＦＣを所定のコネクタに嵌合させた後の当該ＦＦＣ用導体の接点部（嵌合部）を金属顕微鏡により観察した結果の写真を示す図、図１０は本発明に係るＦＦＣ用導体を有するＦＦＣを所定のコネクタに嵌合した場合の接点部（嵌合部）におけるウイスカの抑制を説明する図、図１１は従来のＦＦＣ用導体を有するＦＦＣを所定のコネクタに嵌合した場合の接点部（嵌合部）におけるウイスカの発生を説明する図である。
【００２８】
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（ＦＦＣ）に使用される導体（導線）について、図１を参照して説明する。
【００２９】
なお、図１（ａ）はＦＦＣに使用される導体（以下、ＦＦＣ用導体という）１の概略を示す斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）の要部Ａを拡大した断面図である。
【００３０】
ＦＦＣ用導体１は、図１（ａ）に示すように平角軟銅線（Ｃｕ）の材質で形成された基材（平角導体）１０を有しており、しかも、図１（ｂ）に示すように、Ｃｕ（銅）の基材（平角導体）１０上にＣｕ３Ｓｎ１（銅−錫系）の第１の合金層１１が形成されているとともに、当該第１の合金層１１上にＣｕ６Ｓｎ５（銅−錫系）の第２の合金層１２が形成され、さらに第２の合金層１２上に純Ｓｎ（錫）の表面層１３が形成されている。
【００３１】
なお、本実施の形態では、第１の合金層１１、第２の合金層１２および表面層１３の合計の厚さＤは０．７μｍに設定されている。この厚さＤ０．７μｍは、後述するＳｎメッキ膜のメッキ厚（０．７μｍ）に相当する。
【００３２】
このＦＦＣ導体１の製造方法について、図２を参照して説明する。なお、図２は、ＦＦＣ導体１の製造手順を示す工程図である。
【００３３】
最初に、Ｃｕ（銅）で形成された線材の周囲に、所定のメッキ厚のＳｎ（錫）メッキ膜を電気メッキにより形成する（ステップＳ１０）。ここでは、Ｓｎメッキ膜のメッキ厚は０．７μｍに設定され、コクール法（電解式メッキ膜厚測定）により管理される。
【００３４】
本実施の形態においてＳｎメッキ膜のメッキ厚を０．７μｍに設定するのは次の理由からである。すなわち、ウイスカ抑制を基準にメッキ厚を選定すると、メッキ厚は薄い場合の方が厚い場合よりも有利であり、具体的には０．５μｍ以下が望ましい。一方、コネクタとの嵌合特性（接触信頼性）を基準にメッキ厚を選定すると、メッキ厚は厚い場合の方が薄い場合よりも有利であり、具体的には０．５μｍ超が望ましい。そこで、本実施の形態では、ウイスカ抑制および接触信頼性の両者を考慮（特に接触信頼性を考慮）するとともにメッキ厚の公差を考慮して、Ｓｎメッキのメッキ厚を０．７μｍに設定するようにしている。
【００３５】
なお、本明細書において、Ｓｎメッキとは、純Ｓｎメッキ、Ｓｎを含む合金（Ｓｎ合金）メッキを含むものである。ただし、以降の説明においては、Ｓｎメッキは純Ｓｎメッキとする。
【００３６】
メッキ厚０．７μｍの純Ｓｎメッキが施されたＣｕの線材に対し圧延処理（圧延加工）を施し（ステップＳ２０）、平角導体つまり基材１０を形成する。
【００３７】
次に、この基材（平角導体）１０に対し第１の温度で焼鈍処理（１回目の焼鈍処理）を行う（ステップＳ３０）。この１回目の焼鈍処理においては、基材１０を４００〜５００℃の温度で０．１〜０．３ｓｅｃ（秒）の時間だけ加熱し、この加熱時間が終了した後、基材１０を水中で冷やすなど急冷する。このような焼鈍処理を行うことにより、基材の元となる硬度化銅線を軟銅化させ、平角軟銅線の材質で形成された基材（平角導体）１０を形成することができる。
【００３８】
そして、１回目の焼鈍処理が施された基材１０に対し、図１（ｂ）に示すように、当該基材１０上にＣｕ３Ｓｎ１（銅−錫系）の第１の合金層１１が形成されるとともに当該第１の合金層１１上にＣｕ６Ｓｎ５（銅−錫系）の第２の合金層１２が形成されるべく第２の温度で焼鈍処理（２回目の焼鈍処理）を行う（ステップＳ４０）。
【００３９】
この２回目の焼鈍処理においては、基材１０を２７０〜２８０℃の温度で５〜１０ｓｅｃ（秒）の時間だけ加熱し、この加熱時間が終了した後、基材１０を自然冷却するなど徐冷する。
【００４０】
なお、本実施の形態では、第２回目の焼鈍処理は温度２７０〜２８０℃および時間５〜１０ｓｅｃに基づいて実施するようにしているが、これら加熱温度および加熱時間は例示に過ぎず、上記第１の合金層１１と上記第２の合金層１２とが拡散生成される条件を満足する加熱温度および加熱時間を採用することができる。例えば、加熱温度２６０℃で加熱時間２０ｓｅｃに設定することも可能である。
【００４１】
上述したように、本実施の形態においては、Ｓｎ（錫）メッキが施されたＣｕ（銅）の基材つまり導体に対し、第１の工程（ステップＳ３０）による焼鈍処理および第２の工程による焼鈍処理（ステップＳ４０）の２回の焼鈍処理を行うことになる。
【００４２】
このように、基材１０に対し２回の焼鈍処理が行われることに起因して、図１（ｂ）に示したように、純Ｓｎメッキ下部よりＣｕ３Ｓｎ１の第１の合金層１１とＣｕ６Ｓｎ５の第２の合金層１２が拡散生成される、すなわち基材１０上に第１の合金層（Ｃｕ３Ｓｎ１）が生成され、さらにこの第１の合金層１１上に第２の合金層（Ｃｕ６Ｓｎ５）が拡散生成される。そのため２層の合金層１１，１２によって、ＦＦＣ用導体１の表面硬度が高くなり、ＦＦＣ用導体１の表面（導体表面）の応力変形を軽減することができる。
【００４３】
また、上述したようにして２層の合金層１１，１２が拡散生成されることにより、純Ｓｎメッキ膜（Ｓｎ層）の薄膜化が進行し、表面層１３が形成される。そのため、薄膜化した純Ｓｎメッキ膜つまり表面層１３によって、ＦＦＣ用導体１の表面硬度が高くなり、より一層、ＦＦＣ用導体１の表面（導体表面）の応力変形を軽減することができる。
【００４４】
さらに、純Ｓｎが結晶粒成長してＳｎの結晶が大きくなり、ＦＦＣ用導体１の導体表面つまり表面層１３の表面が均一になるので、ＦＦＣ用導体１の表面（導体表面）の応力変形を軽減することができる。
【００４５】
上述したように、本実施の形態においては、基材１０に対し２回の焼鈍処理が行われることに起因して、拡散生成される２層の合金層１１，１２によりＦＦＣ用導体１の表面の硬度が高くなるとともに薄膜化される純Ｓｎメッキ膜（Ｓｎ層）つまり表面層１３の表面（ＦＦＣ用導体１の表面）の硬度が高くなり、さらに純Ｓｎが結晶粒成長して結晶が大きくＦＦＣ用導体１の表面が均一になることにより、ＦＦＣ用導体１の導体表面の応力変形が軽減され、当該導体表面でのウイスカの発生を確実かつ大幅に抑制することができる。
【００４６】
次に、本発明の実施の形態に係るＦＦＣについて、図３を参照して説明する。なお、図３（ａ）は片面導体露出タイプのＦＦＣの平面図を示し、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図を示している。
【００４７】
図３（ａ）、（ｂ）において、ＦＦＣは、複数の導体１と、これら各導体１を被覆する絶縁シート（絶縁体）２と、補強テープ３とを有している。
【００４８】
複数の導体１は、図２に示した製造手順で作製（製造）された導体であり、所定長Ｌのサイズに設定され、所定の間隔をもって並設されている。
【００４９】
２枚の絶縁シート（絶縁体）２は、所定長の複数の導体１の両端部から所定の長さｄ分だけ当該各導体１が露出されるべく長さ（Ｌ−２ｄ）に設定されている。
【００５０】
このような２枚の絶縁シート２間に、複数の導体１を両端部から所定の長さｄ分だけ導体が露出するように介在させ、さらに２枚の絶縁シート２を加熱融着して一体化させた。すなわち、複数の導体１においては、所定の長さｄの導体以外の部分は、表面および裏面の絶縁シート２によって被覆されている。絶縁シート４としては、例えばポリエステル系樹脂があげられる。
【００５１】
そして、ＦＦＣの両端部の表面（一方の面）側は導体１が露出されている。ＦＦＣの両端部の裏面（他方の面）は、補強テープ４が貼り付けら、この補強テープ３によって被覆されている。すなわち、このＦＦＣにおいては、両端部の片面のみに導体露出部が設けられている。
【実施例】
【００５２】
１：実施例に係るＦＦＣ用導体
【００５３】
本実施例では、メッキ材質＝純Ｓｎ、メッキ厚＝０．７μｍ（コクール法）、メッキ方法＝電気メッキ、１回目の焼鈍処理においては加熱温度＝４００〜５００℃、加熱時間＝０．１〜０．３ｓｅｃ、冷却方法＝急冷、２回目の焼鈍処理においては加熱温度＝２７０〜２８０℃、加熱時間＝５〜１０ｓｅｃ、冷却方法＝徐冷、の各条件の下で、上述した図２に示した導体の製造手順の工程に従って導体（ＦＦＣ用導体１）を製造した。この実施例に係るＦＦＣ用導体１の表面硬度は、ウイスカ抑制効果が得られる１００以上、多くは１５０〜２３０であった。
【００５４】
このようにして製造された導体の断面を透過型電子顕微鏡を用いて２１０００倍の倍率で撮影した。この撮影結果である写真を、図４（ａ）に示す。また、図４（ａ）に示す写真内容と同一の写真であって、図４（ａ）の写真に対し当該各合金層、Ｓｎ（スズ）層（表面層）の範囲を明確に表した様子を、図４（ｂ）に示す。
【００５５】
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、基材（Ｃｕ）１０上にＣｕ３Ｓｎ１の第１の合金層１１が形成され、この第１の合金層１１上にＣｕ６Ｓｎ５の第２の合金層１２が形成されている。さらに第２の合金層１２上にＳｎ層つまり表面層１３が形成されている。図４（ａ）、（ｂ）に示す構造は、図１（ｂ）に示した導体の断面の構造に対応する。
【００５６】
なお、図４（ａ）、（ｂ）からは、Ｓｎ層としての表面層１３は表面に均一に形成されるとは限らず、図４（ｂ）に示すように、符号１５で示される部分においては、Ｓｎ層は存在しておらず、Ｃｕ６Ｓｎ５の第２の合金層１２の表面が存在していることが分かる。
【００５７】
これは、純Ｓｎメッキが施された基材１０に対し２回の焼鈍処理が行われることに起因して、純Ｓｎメッキの下部よりＣｕと純Ｓｎの合金層であるＣｕ３Ｓｎ１およびＣｕ６Ｓｎ５が拡散生成されることにより、Ｓｎ層（純Ｓｎメッキ）の薄膜化が進行し、場合によってはＳｎ層が存在しない領域も存在するからである。
【００５８】
次に、上述したようにして製造されたＦＦＣ用導体１の表面を電子顕微鏡を用いて２００００倍の倍率で撮影した。この撮影結果である写真を、図５に示す。
【００５９】
基材（平角導体）１０に対し２回の焼鈍処理を施し、しかも２回目の焼鈍処理のときは徐冷するため、ＦＦＣ用導体１の表面のＳｎが結晶粒成長することにより、図５に示すようにＳｎ層の結晶が大きく、しかもＦＦＣ用導体（Ｓｎ層）の表面は均一となる。
【００６０】
２：比較例（従来のＦＦＣ用導体）
【００６１】
（比較例１）
【００６２】
メッキ材質＝純Ｓｎ、メッキ厚＝１．５μｍ（コクール法）、メッキ方法＝電気メッキ、１回目の焼鈍処理においては加熱温度＝４００〜５００℃、加熱時間＝０．１〜０．３ｓｅｃ、冷却方法＝急冷、の各条件の下で、導体（ＦＦＣ用導体）を製造した。つまり、前記各条件の下で、従来のＦＦＣ用導体の製造手順（これは図２にｓ目下製造手順のステップＳ１０〜Ｓ３０に相当）を実行した。この場合、焼鈍処理は１回のみである。この従来のＦＦＣ用導体の表面硬度は３０〜４０であった。
【００６３】
このようにして製造された従来のＦＦＣ用導体の断面を透過型電子顕微鏡を用いて２１０００倍の倍率で撮影した。この撮影結果である写真を、図６（ａ）に示す。また、図６（ａ）に示す写真内容と同一の写真であって、図６（ａ）の写真に対し当該合金層、Ｓｎ層（表面層）の範囲を明確に表した様子を、図６（ｂ）に示す。
【００６４】
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、基材（Ｃｕ）１０上にＣｕ６Ｓｎ５の合金層１６が形成され、さらに合金層１６上にＳｎ層としての表面層１７が形成されている。
【００６５】
なお、図６（ａ）、（ｂ）からは、合金層１６は層分けされた状態ではなく不均一な状態で形成され、Ｓｎ層つまり表面層１７が明確に存在していることが分かる。すなわち、加熱温度４００〜５００℃で加熱された導体が急冷されるので、合金層１６は層分けされることなく不均一な状態で存在する。
【００６６】
次に、上述したようにして製造された従来のＦＦＣ用導体の表面を電子顕微鏡を用いて２００００倍の倍率で撮影した。この撮影結果である写真を、図７に示す。
【００６７】
基材（平角導体）１０に対し１回の焼鈍処理を施し、急冷するため、ＦＦＣ用導体の表面は、図７に示すようにＳｎ層の結晶が小さく荒れた状態で、ＦＦＣ用導体（Ｓｎ層）の表面は不均一となる。
（比較例２）
【００６８】
上記比較例１における上記各条件のうちメッキ厚を０．７μｍに変更してＦＦＣ用導体を作製した（１回の焼鈍処理）。この場合のＦＦＣ用導体の表面硬度は７０〜８０であり、Ｓｎ層の結晶が小さく荒れた状態で、ＦＦＣ用導体（Ｓｎ層）の表面は不均一であった。
（比較例３）
【００６９】
上記実施例１における上記各条件のうちメッキ厚を１．５μｍに変更してＦＦＣ用導体を作製した（２回の焼鈍処理）。この場合のＦＦＣ用導体の表面硬度は、実施例１の場合の多くが１５０〜２３０であるのに対し、７０〜８０であった。また、Ｓｎ層の結晶が小さく荒れた状態で、ＦＦＣ用導体（Ｓｎ層）の表面は不均一であった。この場合は、上記特許文献１の導体に対応するものである。
【００７０】
３：ＦＦＣ用導体におけるウイスカの抑制効果の比較
【００７１】
次に、本実施例に係るＦＦＣ用導体つまり本発明に係るＦＦＣ用導体の製造方法により製造されたＦＦＣ用導体（２回の焼鈍処理を施した導体）と、従来のＦＦＣ用導体（比較例）つまり従来技術のＦＦＣ用導体の製造方法により製造されたＦＦＣ用導体との、ウイスカの抑制効果を比較した。
【００７２】
つまり、本発明に係るＦＦＣ用導体を有するＦＦＣ、従来技術のＦＦＣ用導体を有するＦＦＣの何れの場合においても、３０芯数（極）のＦＦＣ用導体を有する２個のＦＦＣを所定のコネクタに嵌合し、接点部（嵌合部）をランダムに６箇所、金属顕微鏡で観察し、撮影した。
【００７３】
本発明に係るＦＦＣ用導体の接点部（嵌合部）を金属顕微鏡により観察した結果の写真を、図８に示す。この図８において、上段３枚、下段３枚の合計６枚の写真のうち、上段における左の写真は接点部を２００倍の倍率で撮影し、他の５枚の写真は接点部を５００倍の倍率で撮影したものである。
【００７４】
同図８を参照して明らかなように、メッキ厚０．７μｍの純Ｓｎメッキが施された基材に対し２回の焼鈍処理を実施した場合は、６箇所の接点部全てにおいてウイスカは発生していない。換言すれば、本発明に係るＦＦＣ用導体を有するＦＦＣを採用した場合は、ウイスカの発生を大幅に抑制（低減）することができると言える。
【００７５】
これに対し、比較例１のＦＦＣ用導体（メッキ厚１．５μｍの場合）を金属顕微鏡により観察した結果の写真を、図９に示す。この図９において、上段３枚、下段３枚の合計６枚の写真のうち、上段における左および真中の２枚の写真は接点部を２００倍の倍率で撮影し、他の４枚の写真は接点部を５００倍の倍率で撮影したものである。
【００７６】
同図９を参照して明らかなように、メッキ厚１．５μｍの純Ｓｎメッキが施された基材に対し１回の焼鈍処理を実施した場合は、６箇所の接点部全てにおいてウイスカ（図９中矢印で示されるヒゲ状の部分）が発生している。ちなみに、上段における左の写真においては１３０μｍの長さのウイスカが発生しているのが確認でき、また、下段における左の写真においては５０μｍの長さのウイスカが発生しているのが確認できる。
【００７７】
４：ウイスカ抑制の仕組み
【００７８】
図１０は、本発明に係るＦＦＣ用導体を有するＦＦＣを所定のコネクタに嵌合した場合の接点部（嵌合部）のウイスカ抑制を説明する図を示している。
【００７９】
なお、図１０において、銅層は図１（ｂ）の基材１０に対応し、合金層Ｃｕ３Ｓｎ１は図１（ｂ）の第１の合金層１１に対応し、合金層Ｃｕ６Ｓｎ５は図１（ｂ）の第２の合金層１２に対応し、スズ層は図１（ｂ）の表面層１３に対応する。
【００８０】
本発明に係るＦＦＣ用導体からのウイスカ発生を大幅に抑制できるのは、次の理由からである。
【００８１】
（１）図１０に示すように、Ｓｎ層（スズ層）が薄膜化しているため、ＦＦＣ用導体のＳｎ層（Ｓｎメッキ層）にコネクタの端子より圧縮応力が加わり、当該Ｓｎ層の「変形や盛り上がり」が生じても、Ｓｎの転位現象が生じたとしても、純Ｓｎの絶対量が少ないためウイスカの発生が低減され大幅に抑制される。
【００８２】
（２）また、図１０に示すように、Ｓｎメッキのメッキ厚を０．７μｍとし、従来の場合のメッキ厚１．５μｍと比較して薄くしているため、下地のＣｕの基材の硬さおよび２つの合金層（Ｃｕ３Ｓｎ１、Ｃｕ６Ｓｎ５）の硬さがＳｎ層側へ伝達されやすくなり、Ｓｎ層表面の硬度が高くなる。そのため、Ｓｎ層（Ｓｎメッキ）の応力変形が軽減され、応力ウイスカの発生が抑制される。
【００８３】
すなわち、上記（１）の理由によるウイスカ抑制効果と上記（２）の理由によるウイスカ抑制効果とが相まって、より一層、ウイスカの発生が抑制される。
【００８４】
図１１は、上記比較例１のＦＦＣ用導体（メッキ厚１．５μｍ、１回の焼鈍処理の場合）を有するＦＦＣを所定のコネクタに嵌合した場合の接点部（嵌合部）において、ウイスカが発生する様子を説明する図を示している。
【００８５】
上記比較例１のものにおいては、図１１に示すように、Ｓｎメッキのメッキ厚が１．５μｍで、本実施例の場合のメッキ厚０．７μｍと比較して厚いため、ＦＦＣ用導体のＳｎ層（Ｓｎメッキ層）にコネクタの端子より圧縮応力が加わった場合には、当該Ｓｎ層の「変形や盛り上がり」が生じ、つまり応力の影響により転位現象が発生し、これによりウイスカが発生する。
【００８６】
また、上記比較例２および上記比較例３のものも、上記比較例１の場合と同様の現象により、ウイスカが発生する。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、片面導体露出タイプのＦＦＣに加えて、ＦＦＣの一方の端部では導体の表面が露出し、他方の端部では導体の裏面が露出しているタイプのＦＦＣにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明に係るＦＦＣ用導体を説明する図である。
【図２】本発明に係るＦＦＣ用導体の製造手順を示す工程図である。
【図３】本実施の形態に係るＦＦＣを説明する図である。
【図４】本発明に係るＦＦＣ用導体の断面を透過型電子顕微鏡により観察した結果の写真を示す図である。
【図５】本発明に係るＦＦＣ用導体の表面を電子顕微鏡により観察した結果の写真を示す図である。
【図６】比較例のＦＦＣ用導体の断面を透過型電子顕微鏡により観察した結果の写真を示す図である。
【図７】比較例のＦＦＣ用導体の表面を電子顕微鏡により観察した結果の写真を示す図である。
【図８】本発明に係るＦＦＣ用導体を有するＦＦＣを所定のコネクタに嵌合させた後の当該ＦＦＣ用導体の接点部（嵌合部）を金属顕微鏡により観察した結果の写真を示す図である。
【図９】比較例のＦＦＣ用導体を有するＦＦＣを所定のコネクタに嵌合させた後の当該ＦＦＣ用導体の接点部（嵌合部）を金属顕微鏡により観察した結果の写真を示す図である。
【図１０】本発明に係るＦＦＣ用導体を有するＦＦＣを所定のコネクタに嵌合した場合の接点部（嵌合部）におけるウイスカの抑制を説明する図である。
【図１１】従来のＦＦＣ用導体を有するＦＦＣを所定のコネクタに嵌合した場合の接点部（嵌合部）におけるウイスカの発生を説明する図である。
【符号の説明】
【００８９】
１ フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）用導体
２ 絶縁シート
３ 補強テープ
１０ 基材（Ｃｕ）
１１ 第１の合金層（Ｃｕ３Ｓｎ１）
１２ 第２の合金層（Ｃｕ６Ｓｎ５）
１３ 表面層（Ｓｎ層）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃｕ（銅）で形成された基材上にＣｕ３Ｓｎ１（銅−錫系）の合金層が形成されているとともに、当該合金層上にＣｕ６Ｓｎ５（銅−錫系）の合金層が形成されている導体を有する
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】
請求項１記載のフレキシブルフラットケーブルに使用される導体の製造方法であって、
Ｃｕ（銅）で形成された基材の周囲にＳｎ（錫）メッキが施された当該基材に対し第１の温度で焼鈍処理を行う第１の工程と、
前記焼鈍処理された基材に対し、当該基材上にＣｕ３Ｓｎ１（銅−錫系）の合金層が形成されるとともに当該合金層上にＣｕ６Ｓｎ５（銅−錫系）の合金層が形成されるべく第２の温度で焼鈍処理を行う第２の工程と、
を含むことを特徴とするフレキシブルフラットケーブル用導体の製造方法。
【請求項３】
前記Ｓｎ（錫）メッキのメッキ厚は０．７μｍであること
を特徴とする請求項２記載のフレキシブルフラットケーブル用導体の製造方法。
【請求項１】
Ｃｕ（銅）で形成された基材上にＣｕ３Ｓｎ１（銅−錫系）の合金層が形成されているとともに、当該合金層上にＣｕ６Ｓｎ５（銅−錫系）の合金層が形成されている導体を有する
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】
請求項１記載のフレキシブルフラットケーブルに使用される導体の製造方法であって、
Ｃｕ（銅）で形成された基材の周囲にＳｎ（錫）メッキが施された当該基材に対し第１の温度で焼鈍処理を行う第１の工程と、
前記焼鈍処理された基材に対し、当該基材上にＣｕ３Ｓｎ１（銅−錫系）の合金層が形成されるとともに当該合金層上にＣｕ６Ｓｎ５（銅−錫系）の合金層が形成されるべく第２の温度で焼鈍処理を行う第２の工程と、
を含むことを特徴とするフレキシブルフラットケーブル用導体の製造方法。
【請求項３】
前記Ｓｎ（錫）メッキのメッキ厚は０．７μｍであること
を特徴とする請求項２記載のフレキシブルフラットケーブル用導体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−１２３２０９（Ｐ２００７−１２３２０９Ａ）
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３１７６８２（Ｐ２００５−３１７６８２）
【出願日】平成１７年１０月３１日（２００５．１０．３１）
【出願人】（３９１０２５５３４）坂東電線株式会社 (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月３１日（２００５．１０．３１）
【出願人】（３９１０２５５３４）坂東電線株式会社 (5)
【Ｆターム（参考）】
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