CN102568669A

CN102568669A - 柔性扁平电缆及其制造方法

Info

Publication number: CN102568669A
Application number: CN2011103273098A
Authority: CN
Inventors: 鹫见亨; 青山正义; 黑田洋光; 佐川英之
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2010-10-20
Filing date: 2011-10-20
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2031-10-20
Also published as: JP5589756B2; US8779294B2; CN102568669B; JP2012089386A; US20120097422A1

Abstract

本发明的目的在于提供一种具备高导电性且具有高耐弯曲性的柔性扁平电缆及其制造方法。本发明为一种柔性扁平电缆，其特征在于，其具有用绝缘膜夹持导体的两面的结构，所述导体含有选自由Mg、Zr、Nb、Ca、V、Ni、Mn、Ti和Cr组成的组中的添加元素以及超过2mass ppm的氧，且余部为不可避免的杂质和铜；其为前述导体的内部晶粒大、表层具有比前述晶粒小的晶粒的再结晶组织。

Description

柔性扁平电缆及其制造方法

技术领域

本发明涉及新的柔性扁平电缆及其制造方法。

背景技术

在近年的科学技术中，电已被用于作为动力源的电力、电信号等所有的部分中，为了对其进行传导而使用电缆、引线等导线。并且，作为该导线中使用的原材料，使用的是铜、银等导电率高的金属，尤其是考虑到成本方面等，极大多数使用铜线。

所有铜中，根据其分子的排列等进行大致分类，可分为硬质铜和软质铜。并且根据利用目的而使用具有希望性质的种类的铜。

就电子部件用引线而言，大多使用硬质铜线，例如医疗设备、工业用机器人、笔记本型个人电脑等电子设备等中使用的电缆由于用在反复承受过度的弯曲、扭转、拉伸等组合外力的环境下，因此硬直的硬质铜线并不恰当，使用的是软质铜线。

对用于这类用途的导线而言，要求导电性良好(高导电率)且弯曲特性良好这样的相反的特性，但至今仍在进行维持高导电性和耐弯曲性的铜材料的开发(参照专利文献1、专利文献2)。

例如，专利文献1的发明是涉及拉伸强度、伸长率和导电率良好的耐弯曲电缆用导体的发明，特别记载了一种耐弯曲电缆用导体，其将在纯度99.99质量％以上的无氧铜中以0.05～0.70质量％的浓度范围含有纯度99.99质量％以上的铟、以0.0001～0.003质量％的浓度范围含有纯度99.9质量％以上的P的铜合金形成为线材而得到。

此外，专利文献2的发明中记载了铟为0.1～1.0质量％、硼为0.01～0.1质量％、余部为铜的耐弯曲性铜合金线。

通常，扁平电缆是将多根平板状的导体即所谓的平角导体并列配置在同一平面上，从导体厚度方向的两面、以粘接剂层位于内侧的方式用单面实施了粘接剂层的绝缘体膜夹持，从该绝缘膜的外侧利用加热辊等进行加热而熔接粘接剂层，从而使绝缘膜间层压一体化而得。

此外，就平角导体而言，应用镀锡或镀焊料的韧铜(Tough-Pitch Copper)或无氧铜的退火材料，此外，作为这种扁平电缆用的导体，应用Cu-Sn合金的例子有专利文献3，应用Cu-Ni-Si合金的例子有专利文献4。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-363668号公报

专利文献2：日本特开平9-256084号公报

专利文献3：日本实开昭63-61703号公报

专利文献4：日本特开平11-111070号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，专利文献1的发明始终是关于硬质铜线的发明，并未进行耐弯曲性相关的具体评价，丝毫未进行关于耐弯曲性更优异的软质铜线的研究。此外，由于添加元素的量多而导致导电性降低。关于软质铜线，可以说尚未进行充分研究。

此外，专利文献2的发明虽然是关于软质铜线的发明，但与专利文献1的发明同样由于添加元素的添加量多而导致导电性降低。

另一方面，可以考虑通过选择无氧铜(OFC)等高导电性铜材作为成为原料的铜材料来确保高导电性。

然而，以该无氧铜(OFC)作为原料且为了维持导电性而不添加其它元素地使用时，提高铜线坯的加工度且通过拉线使无氧铜线内部的结晶组织变细从而提高耐弯曲性虽然被认为也有效，但这种情况下，由于拉线加工导致的加工硬化，因此存在适合于作为硬质线材的用途而无法适用于软质线材这样的问题。

随着近年电子设备的小型化，对于作为设备内配线的扁平电缆也逐渐要求高导电性、高耐弯曲性。

另一方面，使用了专利文献3的Cu-Sn合金、专利文献4的Cu-Ni-Si合金、韧铜的导体虽然耐弯曲性优异，但在导电性方面还不能说是充分的。当重视导电性时，优选使用6N-OFC(纯度99.9999质量％以上的纯度)、无氧铜(氧含量小于2mass ppm)，但在耐弯曲性方面还不能说是充分的。

本发明的目的在于提供一种具备高导电性且具有高耐弯曲性的柔性扁平电缆及其制造方法。

解决问题的方法

本发明涉及一种柔性扁平电缆，其特征在于，其具有用绝缘膜夹持导体的两面的结构，所述导体含有选自由Mg、Zr、Nb、Ca、V、Ni、Mn、Ti和Cr组成的组中的添加元素以及超过2mass ppm的氧，且余部为不可避免的杂质和铜，

其为前述导体的内部晶粒大、表层具有比前述晶粒小的晶粒的再结晶组织。

就前述导体而言，优选其导电率为101.5％IACS以上，此外优选含有Ti 4～25mass ppm、硫3～12mass ppm和氧2～30mass ppm且余部为不可避免的杂质和铜。

选择选自由Mg、Zr、Nb、Ca、V、Ni、Mn、Ti和Cr组成的组中的元素作为添加元素的理由在于，这些元素为易于与其它元素结合的活性元素，由于易于与S结合，因此能够捕获S，可以使铜母材(基材)高纯度化。添加元素可以含有1种以上。此外，合金中还可以含有不会对合金的性质造成不良影响的其它元素和杂质。

此外，在以下说明的优选实施方式中，说明了氧含量超过2且为30massppm以下是良好的，但根据添加元素的添加量和S的含量，可以在具备合金性质的范围内含有超过2且为400mass ppm。

本发明涉及一种柔性扁平电缆的制造方法，其特征在于，具备：通过SCR连续铸轧，在1100℃以上1320℃以下的铸造温度下将含有超过2mass ppm的氧和选自由Mg、Zr、Nb、Ca、V、Ni、Mn、Ti和Cr组成的组中的添加元素且余部为不可避免的杂质和铜的低浓度铜合金材料形成铸造材，由该铸造材制作盘条，对该盘条进行热轧，对其拉线而形成导体的工序；和用绝缘膜夹持该导体的两面的工序。

前述热轧时的温度条件优选为880℃以下、550℃以上。

前述添加元素优选一种或二种以上的合计量具有4～25mass ppm。

本发明的由含有Ti且余部包含不可避免的杂质和铜的软质低浓度铜合金材料构成的导体优选为具有从表面至50μm深度的平均晶粒尺寸为20μm以下的表层的软质低浓度铜合金。

就本发明的SCR连续铸轧系统(South Wire Continuous Rod System)而言，如下所述：在SCR连续铸轧装置的熔化炉内，将基础原材料熔化成为熔液，在该熔液中添加希望的金属并进行熔化，使用该熔液制作线坯(例如，直径)，通过热轧将该线坯例如拉线加工成直径

此外，也可以同样地加工成

以下的尺寸或板材、异形材。进而，将圆型线材轧制成角状或异形条也是有效的，还可以对铸造材进行保形(conform)挤压成型而制作异形材。

本发明的由软质低浓度铜合金构成的导体是对含有2～12mass ppm的硫、超过2且为30mass ppm以下的氧、4～25mass ppm的Ti且余部由不可避免的杂质和铜构成的软质低浓度铜合金材料进行加工、退火而形成的。由于含有超过2且为30mass ppm以下的氧，所以该实施方式中，以所谓的低氧铜(LOC)为对象。

就本发明的软质低浓度铜合金材料而言，优选前述硫和前述Ti主要以TiO、TiO₂、TiS、Ti-O-S的形态形成化合物或凝集物，剩余的Ti和S以固溶体的形态存在。

就本发明的软质低浓度铜合金材料而言，优选TiO的尺寸为200nm以下、TiO₂为1000nm以下、TiS为200nm以下、Ti-O-S为300nm以下地分布于晶粒内，500nm以下的粒子具有90％以上。

就本发明的软质低浓度铜合金线而言，优选制作盘条，对该盘条进行拉线加工时的导电率为98％IACS以上。

就本发明的软质低浓度铜合金线而言，优选其软化温度在直径

尺寸时为130℃～148℃。

以下详述本发明的优选实施方式。

首先，本发明的目的在于获得作为满足导电率101.5 IACS(以国际退火软铜标准(International Annealed Copper Standard)电阻率1.7241×10^-8Ωm作为100％的导电率)的软质型铜材的软质低浓度铜合金材料。此外，其次的目的是使用SCR连续铸造设备，表面损伤少，制造范围广、能够稳定生产。此外，还在于开发对盘条的加工度90％(例如，直径

)时的软化温度为148℃以下的材料。

就高纯度铜(6N，纯度99.9999％)而言，加工度为90％时的软化温度为130℃。因此，对于寻求作为在能够稳定生产的130℃以上且148℃以下的软化温度下能够稳定地制造软质材的导电率为101.5％IACS以上的软质铜的软质低浓度铜合金材料的原材料及其制造条件进行了研究。

这里，使用氧浓度1～2mass ppm的高纯度铜(4N)，在实验室中使用小型连续铸造机，将由在熔液中添加了数mass ppm的钛的熔液制造的直径

的盘条制成

(加工度为90％)，测定软化温度时为160～168℃，无法达到比这更低的软化温度。此外，导电率为101.7％IACS左右。由此可知，即使降低氧浓度、添加Ti，也无法降低软化温度，此外，比高纯度铜(6N)的导电率102.8％IACS差。

推测其原因在于，在熔液的制造中，作为不可避免的杂质，含有数massppm以上的硫，通过该硫和钛未充分形成TiS等硫化物，因此软化温度未下降。

因此，本发明中，为了降低软化温度和提高导电率，通过研究2个方案并结合2个效果而实现了目标。

[关于本发明的低浓度铜合金材料和SCR连续铸造设备的制造条件]

关于合金组成

在本发明中，使用的是含有选自由Mg、Zr、Nb、Ca、V、Ni、Mn、Ti和Cr组成的组中的添加元素以及超过2mass ppm的氧且余部为不可避免的杂质和铜的导体。

在获得导电率为101.5％IACS以上的软质铜材的情况下，可以使用在含有不可避免的杂质的纯铜中含有3～12mass ppm的硫、超过2且为30mass ppm以下的氧和4～25mass ppm的Ti的软质低浓度铜合金材料来制作盘条。

通常，在纯铜的工业制造中，制造电铜时，由于在铜中含有硫，因此难以使硫为3mass ppm以下。通用电解铜的硫浓度上限为12mass ppm。

如上所述，当进行控制的氧少时，软化温度难以降低，因此设为超过2massppm的量。此外，当氧过多时，在热轧工序中容易出现表面损伤，因此设为30mass ppm以下。

(2)关于分散粒子

优选分散粒子的尺寸小、大量分布。其理由在于，为了作为硫的析出位点而起作用，要求尺寸小、数量多。

制成如下的软质低浓度铜合金材料：硫和钛以TiO、TiO₂、TiS、Ti-O-S的形态形成化合物或凝集物，剩余的Ti和S以固溶体的形态存在，TiO的尺寸为200nm以下、TiO₂为1000nm以下、TiS为200nm以下、Ti-O-S为300nm以下地分布于晶粒内，500nm以下的粒子具有90％以上。

但是，由于形成的粒子尺寸根据铸造时熔融铜的保持时间、冷却状况而变化，因此还需要设定铸造条件。

(3)关于连续铸轧条件

就SCR连续铸轧系统(South Wire Continuous Rod System)而言，如下所述：在SCR连续铸轧装置的熔化炉内，将基础原材料熔化成为熔液，在该熔液中添加希望的金属并进行熔化，使用该熔液制作线坯(例如，直径

)，通过热轧将该线坯例如拉线加工成直径

此外，也可以同样加工成

以下的尺寸或板材、异形材。进而，将圆型线材轧制成角状或异形条也是有效的，还可以对铸造材进行保形挤压成型而制作异形材。

作为通过SCR连续铸轧、以铸块条的加工度为90％(30mm)～99.8％(5mm)制造盘条的一例，使用以加工度为99.3％来制造盘条的方法。

(a)熔化炉内的熔融铜温度设为1100℃以上1320℃以下。当熔融铜的温度高时，存在气孔增多、产生损伤且粒子尺寸变大的倾向，因此设为1320℃以下。设为1100℃以上是由于铜容易凝固、制造不稳定，但希望熔融铜温度为尽可能低的温度。

(b)就热轧温度而言，最初的轧辊处的温度设为880℃以下，最终轧辊处的温度设为550℃以上。

与通常的纯铜制造条件不同，熔融铜中硫的结晶和热轧中硫的析出是本发明的课题，因此为了进一步减小作为其驱动力的固溶限，可以将熔融铜温度和热轧温度设为(a)、(b)。

就现有的热轧温度而言，最初的轧辊处的温度为950℃，最终轧辊处的温度为600℃，但为了进一步减小固溶限，最初的轧辊处的温度设定为880℃以下，最终轧辊处的温度设定为550℃以上。

设为550℃以上的理由是，在该温度以下盘条的损伤多，因此无法成为制品。热轧温度在最初的轧辊处的温度为880℃以下，在最终轧辊处的温度为550℃以上，且希望尽量低。通过这样设定，软化温度(从

加工到

后)无限接近高纯度铜(6N，软化温度130℃)。

(c)可以获得直径

尺寸的盘条的导电率为102％IACS以上且冷拉线加工后的线材(例如，

)的软化温度为130℃～148℃的软质低浓度铜合金线或板状材料。

作为本发明的FFC用导体，优选具有比现有的韧铜更高的导电率，需要为101.5％IACS以上，软化温度从其工业价值来看为148℃以下。不添加Ti时为160～165℃。由于高纯度铜(6N)的软化温度为127～130℃，因此由获得的数据将界限值设为130℃。该微小的差别在于高纯度铜(6N)所没有的不可避免的杂质。

(4)关于利用井式炉时的铸造条件

可以是如下制造方法：铜在通过井式炉熔化后，在为了成为还原状态的槽而进行控制的、即还原气体(CO)气氛下，控制低浓度合金的构成元素的硫浓度、Ti浓度、氧浓度而进行铸造、轧制，从而稳定地制造盘条。由于铜氧化物的混入、粒子尺寸大，因而使品质降低。

这里，选择Ti作为添加物的理由如下。

(a)Ti在熔融铜中容易与硫结合形成化合物。

(b)与Zr等其它添加金属相比，可以加工、易于处理。

(C)与Nb等相比价廉。

(d)容易以氧化物为核而析出。

由上，本发明的低浓度铜合金材料可以用作镀熔融焊料材(线、板、箔)、软质纯铜、高导电率铜、软铜线，可以获得生产率高且导电率、软化温度、表面品质优异的实用的低浓度铜合金材料。

此外，在本发明的低浓度铜合金线的表面可以形成镀层。作为镀层，可以应用例如以锡、镍、银为主要成分的镀层，也可以使用所谓的无Pb镀。

此外，在上述实施方式中，以利用SCR连续铸轧法来制作盘条、利用热轧来制作软质材的例子进行了说明，但本发明也可以利用双辊式连续铸轧法或普洛佩兹(Properzi)式连续铸轧法来制造。

发明效果

根据本发明，发挥出可以提供由具有高导电性且即使在软质铜材中也具有高弯曲寿命的软质低浓度铜合金材料构成的柔性扁平电缆及其制造方法这样优异的效果。

附图说明

图1是表示TiS粒子的SEM像的图。

图2是表示图1的分析结果的图。

图3是表示TiO₂粒子的SEM像的图。

图4是表示图3的分析结果的图。

图5是表示本发明中Ti-O-S粒子的SEM像的图。

图6是表示图5的分析结果的图。

图7是表示弯曲疲劳试验装置的概略的图。

图8是测定在400℃下实施1小时退火处理后的、使用无氧铜线的比较材13和使用在低氧铜中添加了Ti的软质低浓度铜合金线的实施材7的弯曲寿命的图。

图9是测定在600℃下实施1小时退火处理后的、使用无氧铜线的比较材14和使用在低氧铜中添加了Ti的软质低浓度铜合金线的实施材8的弯曲寿命的图。

图10是表示实施材8的试样的宽度方向的断面组织照片的图。

图11是表示比较材14的宽度方向的断面组织照片的图。

图12是用于对试样表层的平均晶粒尺寸的测定方法进行说明的图。

图13是本发明的柔性扁平电缆的剖视图。

附图标记说明

1…平角导体、2…粘接剂层、3…绝缘性膜、10…弯曲头 10、11…环 11、12…试样 12、13…夹子 13、14…锤。

具体实施方式

[实施方式1]

表1表示关于本实施方式的软质低浓度铜合金材料的氧浓度、S浓度、Ti浓度以及半软化温度、导电率、分散粒子尺寸、综合评价的结果。

表1

首先，作为实验材，按照表1所示的氧浓度、硫浓度、Ti浓度分别制作直径

的铜线(盘条)：加工度99.3％。的铜线是通过SCR连续铸轧来实施热轧加工的。就Ti而言，使通过井式炉熔化的铜熔液在还原气体气氛下流入槽中，将流入槽中的铜熔液导入相同还原气体气氛的铸造釜中，在该铸造釜中添加Ti后，使其通过喷嘴，利用形成于铸造轮和环形带之间的铸模来制作铸块条。对该铸块条进行热轧加工，制成

的铜线。对该实验材进行冷拉线，测定直径的尺寸下的半软化温度和导电率，此外，评价

的铜线中的分散粒子尺寸。

氧浓度利用氧分析器(Leco(商标)氧分析器)进行测定。硫、Ti的各浓度是利用ICP发光分光分析器分析而得的结果。

就

的尺寸下的半软化温度的测定而言，在400℃以下在各温度保持1小时后，在水中急剧冷却，实施拉伸试验，由其结果而求出。使用室温下的拉伸试验结果和在400℃下进行了1小时油浴热处理后的软质铜线的拉伸试验的结果而求出，将该2个拉伸试验的拉伸强度求和后除以2，将与表示所得的值的强度对应的温度定义为半软化温度而求出。

希望分散粒子的尺寸小、大量分布。其理由在于，为了作为硫的析出位点而起作用，要求尺寸小、数量多。即，将直径500μm以下的分散粒子为90％以上的情况作为合格。这里，“尺寸”是化合物的尺寸，是指化合物形状的长径和短径中长径的尺寸。此外，“粒子”表示前述TiO、TiO₂、TiS、Ti-O-S。此外，“90％”表示该粒子数相对于全部粒子数的比例。

表1中，比较材1是在实验室中、在Ar气氛下试制直径

的铜线的结果，是添加了0～18mass ppm的Ti的结果。

通过该Ti的添加，相对于Ti添加量为零时的半软化温度215℃，添加13mass ppm时降至160℃而达到最小，添加15、18mass ppm时变高，没有达到希望的软化温度148℃以下。此外，由于不满足导电率102％以上，因此综合评价为×。

因此，接着通过SCR连续铸轧法，将氧浓度调整至7～8mass ppm来进行

铜线(盘条)的试制。

比较材2是在通过SCR连续铸轧法进行试制的过程中，Ti浓度少(0、2massppm)的材料，虽然导电率为101.5％IACS以上，但半软化温度为164℃、157℃，由于不满足要求的148℃以下，因此综合评价为×。

关于实施材1，是氧浓度7～8mass ppm和硫浓度5mass ppm大体固定、Ti浓度不同(4～25mass ppm)的试制材料的结果。

当该Ti浓度在4～25mass ppm的范围内时，软化温度为148℃以下，导电率也为101.5％IACS以上，分散粒子尺寸也是500nm以下的粒子为90％以上，是良好的。并且盘条的表面也美观，满足所有制品性能(综合评价○)。

这里，满足导电率101.5％IACS以上的情况是Ti浓度为4～25mass ppm时。在Ti浓度为13mass ppm时，导电率显示最大值102.4％IACS，在该浓度周边，导电率为稍低的值。这是由于，在Ti为13mass ppm时，通过将铜中的硫成分作为化合物而捕捉，从而显示接近高纯度铜(6N)的导电率。

因此，通过提高氧浓度并添加Ti，可以满足半软化温度和导电率双方。

比较材3是Ti浓度超过25mass ppm的试制材料。该比较材3虽然半软化温度满足要求，但导电率低于101.5％IACS，因此综合评价为×。

比较材4是将Ti浓度提高至60mass ppm的试制材料。该比较材4虽然导电率满足要求，但半软化温度为148℃以上，不满足制品性能。进而，盘条的表面损伤也多，所以难以制成制品。因此，Ti的添加量以低于60mass ppm为宜。

接着，关于实施材2，是使硫浓度为5mass ppm，使Ti浓度为10～13massppm，改变氧浓度来研究氧浓度的影响的试制材料。

对于氧浓度，制作了超过2mass ppm至30mass ppm以下的浓度差异大的试制材料。其中，当氧不足2mass ppm时，生产困难，无法稳定制造，因此综合评价为△。此外获知，即使将氧浓度提高到30mass ppm，也满足半软化温度和导电率双方。

此外，如比较材5所示，当氧为40mass ppm时，为盘条表面损伤多、无法制成制品的状况。

因此，通过将氧浓度设在超过2且为30mass ppm以下的范围，可以满足半软化温度、导电率101.5％IACS以上、分散粒子尺寸中的任一特性，此外，盘条的表面也美观，可以满足所有制品性能。

接着，实施材3是分别将氧浓度和Ti浓度设为比较接近的浓度并将硫浓度变为2～12mass ppm的试制材料的例子。在该实施材3中，硫少于2mass ppm的试制材料从其原料方面无法实现，但通过控制Ti和硫的浓度可以满足半软化温度和导电率双方。

比较材6的硫浓度是18mass ppm、Ti浓度是13mass ppm的情况下，半软化温度为162℃，较高，不满足要求特性。此外，尤其是盘条的表面品质差，因此难以制品化。

由上可知，在硫浓度为2～12mass ppm时，满足半软化温度、导电率101.5％IACS以上、分散粒子尺寸中的任一特性，盘条的表面也美观，满足所有的制品性能。

此外，显示了作为比较材7而使用Cu(6N)的研究结果，半软化温度为127～130℃，导电率也为102.8％IACS，完全无法确认分散粒子尺寸也为500μm以下的粒子。

表2

表2表示的是作为制造条件的熔融铜的温度和轧制温度以及半软化温度、导电率、表面状况、分散粒子尺寸、综合评价。

比较材8表示在熔融铜温度为较高的1330～1350℃且轧制温度为950～600℃下试制

的盘条的结果。

该比较材8虽然满足半软化温度和导电率，但关于分散粒子的尺寸，存在1000nm左右的粒子，500nm以上的粒子也超过10％。因此，其不适合，综合评价为×。

实施材4表示在熔融铜温度为1200～1320℃且轧制温度为较低的880～550℃下试制的盘条的结果。关于该实施材4，电线表面品质、分散粒子尺寸均良好，综合评价为○。

比较材9表示在熔融铜温度为1100℃且轧制温度为较低的880～550℃下试制的盘条的结果。该比较材9由于熔融铜温度低，因此盘条的表面损伤多而不适用于制品。这是由于熔融铜温度低，因此轧制时容易产生损伤，综合评价为×。

比较材10是在熔融铜温度为1300℃且轧制温度为较高的950～600℃下试制

的盘条的结果。该比较材10由于热轧温度高，因此盘条的表面品质良好，但也存在分散粒子尺寸大的粒子，综合评价为×。

比较材11表示在熔融铜温度为1350℃且轧制温度为较低的880～550℃下试制

的盘条的结果。该比较材11由于熔融铜温度高，因此存在分散粒子尺寸大的粒子，综合评价为×。

[关于分散粒子]

(a)将原材料的氧浓度增加至超过2mass ppm的量，添加钛。由此可认为先在熔融铜中形成TiS和钛氧化物(TiO₂)、Ti-O-S粒子(参照图1、图3的SEM像和图2、图4的分析结果)。另外，在图2、图4、图6中，Pt和Pd为用于观察的蒸镀元素。

(b)接着，通过将热轧温度设定为比通常的铜制造条件(最初的轧辊处950℃～最终的轧辊处600℃)更低(最初的轧辊处880℃～最终的轧辊处550℃)，从而在铜中导入位错，使S易于析出。由此，使得S在位错上析出或以钛的氧化物(TiO₂)为核而使S析出，作为其一例，与熔融铜同样地形成Ti-O-S粒子等(参照图5的SEM像和图6的分析结果)。图1～6是利用SEM观察和EDX分析对具有表1的实施例1的上数第三段所示的氧浓度、硫浓度、Ti浓度的

的铜线(盘条)的横截面进行评价的图。观察条件设为：加速电压15keV、发射电流10μA。

通过(a)和(b)，铜中的硫进行结晶和析出，在冷拉线加工后可以制成满足软化温度和导电率的铜盘条。

[关于软质低浓度铜合金线的软质特性]

表3表示以使用无氧铜线的比较材12和使用在低氧铜中含有13mass ppm的Ti的软质低浓度铜合金线的实施材5为试样，检测在不同的退火温度下实施1小时退火后的维氏硬度(Hv)的结果。

实施材5使用的是表1的实施材1中记载的含有13mass ppm的Ti的合金组成的材料。另外，作为试样，使用的是2.6mm直径的试样。根据该表，退火温度为400℃时，比较材12和实施材5的维氏硬度(Hv)为同等水平，在退火温度为600℃下也显示同等的维氏硬度(Hv)。由此可知，本发明的软质低浓度铜合金线具有充分的软质特性，且即使与无氧铜线相比，特别是在退火温度超过400℃的区域内也具有优异的软质特性。

如上所述，根据本实施材，可以获得作为在FFC中使用的低浓度铜合金材料的、生产率高且导电率、软化温度、表面品质优异的实用的材料。

但是，就所有的比较材而言，均是生产率低且导电率、软化温度、表面品质差的材料，无法获得作为在FFC中使用的低浓度铜合金材料的实用的材料。

表3

	20℃	400℃	600℃
				实施材5	120	52	48
比较材12	124	53	56

(单位：Hv)

[关于软质低浓度铜合金线的耐力和弯曲寿命]

表4表示以使用无氧铜线的比较材13和使用实施材1的含有13mass ppm的Ti的软质低浓度铜合金线的实施材6为试样、检测在不同的退火温度下实施1小时的退火后的0.2％耐力值的推移的结果。另外，作为试样，使用的是2.6mm直径的试样。

根据该表可知，在退火温度为400℃时，比较材13和实施材6的0.2％耐力值为同等水平，在退火温度600℃下，实施材6也和比较材13具有大体同等的0.2％耐力值。

表4

	20℃	250℃	400℃	600℃	700℃
						实施材6	421	80	58	35	25
比较材13	412	73	53	32	24

(单位：MPa)

图7是弯曲疲劳试验机的正视图，弯曲寿命的测定方法是使用弯曲疲劳试验机来进行。弯曲疲劳试验装置具有弯曲头10、相对配置的环11、将试样12固定在弯曲头10上的夹子13、对试样12施加载荷的锤14，该试验是对试样表面反复拉伸和压缩而赋予弯曲应变的试验。

弯曲疲劳试验是施加载荷以对试样表面反复拉伸和压缩而赋予弯曲应变的试验。试样如(A)那样设置在弯曲夹具(图中记载为环)之间，在施加载荷的状态下如(B)那样将夹具旋转90度而赋予弯曲。通过该操作，对与弯曲夹具接触的线材表面施加压缩应变，而与之相应地对相反侧的表面施加拉伸应变。然后，再次恢复至(A)的状态。接着旋转90度至与(B)所示的方向相反的方向，赋予弯曲。此时也对与弯曲夹具接触的线材表面施加压缩应变，而与之相应地对相反侧的表面施加拉伸应变，变成(C)的状态。然后，从(C)恢复至最初的状态(A)。该弯曲疲劳1个循环(A)(B)(A)(C)(A)需要的时间为4秒。表面弯曲应变可以通过下式求出。

表面弯曲应变(％)＝r/(R+r)×100

[R：芯线弯曲半径(30mm)，r＝芯线半径]

图8是表示测定使用无氧铜线的比较材14和使用实施材1的添加了13mass ppm的Ti的软质低浓度铜合金线的实施材7的弯曲寿命的结果的图。这里，作为试样，使用的是对0.26mm直径的线材在退火温度400℃下实施1小时的退火而得的材料，比较材14是与比较材12同样的成分组成，实施材7也使用与实施材5同样的成分组成的材料。予以说明，本发明的软质低浓度铜合金线要求较高的弯曲寿命。根据图8的实验数据，本发明的实施材7与比较材12相比，显示出更高的弯曲寿命。

图9是表示测定使用无氧铜线的比较材13和使用在低氧铜中添加了Ti的软质低浓度铜合金线的实施材8的弯曲寿命的结果的图。这里，作为试样，使用的是对0.26mm直径的线材在退火温度600℃下实施1小时的退火而得的材料，比较材15是与比较材11同样的成分组成，实施材8也使用与实施材5同样的成分组成的材料。弯曲寿命的测定方法通过与图8的测定方法同样的条件来进行。此时，本发明的实施材8与比较材14相比，也显示出更高的弯曲寿命。该结果的原因可以理解为，在任一退火条件下，实施材7、8与比较材14、15相比，0.2％耐力值均显示出更大的值。

[关于软质低浓度铜合金线的晶体结构]

图10表示实施材8的试样的宽度方向的断面组织照片，图11表示比较材14的宽度方向的断面组织照片。

观察上述图可知，比较材15的晶体结构是从表面部至中央部整体上均匀排列着大小相等的晶粒。与此相对，实施材8的晶体结构是整体上晶粒的大小稀疏，值得一提的是，在试样的断面方向的表面附近薄薄地形成的层中的晶粒尺寸与内部的晶粒尺寸相比变得极小。

发明人等认为，比较材15中未形成的、表层中出现的微细晶粒层有助于提高实施材8的弯曲特性。这可以理解为，通常若在退火温度600℃下进行1小时的退火处理，则如比较材15那样由于再结晶而形成均匀、粗大的晶粒，但本发明的情况下，认为即使在退火温度600℃下进行1小时的退火处理，也由于其表层残存着微细晶粒层，所以能够获得为软质铜材且弯曲特性良好的软质低浓度铜合金材料。

图12是说明表层中的平均晶粒尺寸的测定方法的图，以图10和图11所示的晶体结构的断面照片为基础，测定实施材8和比较材15的试样表层的平均晶粒尺寸。这里，表层的平均晶粒尺寸的测定是测定以10μm间隔从0.26mm直径的宽度方向断面的表面向深度方向直至50μm深度处的长度1mm的线上的范围内的晶粒尺寸，将各实测值的平均值作为表层中的平均晶粒尺寸。

测定的结果是，比较材15的表层中的平均晶粒尺寸为50μm左右，与此相对，实施材8的表层中的平均晶粒尺寸为10μm，这方面二者差异很大。可以认为，由于表层的平均晶粒尺寸微细，因此可以抑制弯曲疲劳试验所致的龟裂进一步发展，从而延长弯曲疲劳寿命(晶粒尺寸大时，龟裂会沿着晶界进一步发展，晶粒尺寸小时，由于龟裂的发展方向改变而使发展受到抑制)。如上所述，可认为这是比较材和实施材在弯曲特性方面产生较大差异的原因。

此外，对于2.6mm直径的实施材6、比较例13的表层中的平均晶粒尺寸，测定从2.6mm直径的宽度方向断面的表面至深度方向50μm深度处的长度10mm的范围内的晶粒尺寸。测定的结果是，比较材13的表层中的平均晶粒尺寸为100μm，与此相对，实施材6的表层30μm中的平均晶粒尺寸为20μm。作为发挥本发明效果的、表层的平均晶粒尺寸的上限值优选为20μm以下，从制造上的界限值考虑，估计为5μm以上。

如上所述，本发明的实施材5～8与比较材相比，均获得了硬度低、耐力高、弯曲次数多的优异特性。

[实施方式2]

实施例1

图13是本实施例的柔性扁平电缆的剖视图。如图13所示，将多根利用本发明材料获得的平角导体1并列配置在同一平面上，从导体扁平面的两面以粘接剂层2位于内侧的方式用单面带粘接剂层的绝缘性膜3夹持，通过加热进行熔接一体化，从而获得。粘接剂层2通过熔接在平角导体1的面和平角导体1之间以及平角导体的两外侧进行一体化。以下将本发明的实施例与比较例一并示出。

本实施例中，对使用实施材1的上数第3个原材料中记载的含有13massppm的Ti的合金组成的材料制作的芯线进行镀Sn，将其轧制成宽0.2mm、厚0.02mm，获得平角导体，在获得的平角导体上使用PET膜作为绝缘体膜、使用聚酯作为粘接剂层，制作图13所示结构的柔性扁平电缆。这里，上述导体中使用的芯线的制造方法如下：利用SCR连续铸轧，在熔融铜温度1320℃下，以热轧时的最初的轧辊温度为880℃以下～最终轧辊温度为550℃以上制作直径的盘条，对其进行拉线加工，获得直径32μm的芯线，进而，将其加工成平角导体并进行退火，制作的平角导体的内部平均晶粒径为50μm左右，在其表面深度50μm中形成了平均晶粒径为10μm左右的微细结晶层。

[比较材14]

使用无氧铜(OFC)作为导体，与实施例1同样制作FFC。

[比较材15]

使用韧铜(TPC)作为导体，与实施例1同样制作FFC。

[比较材16]

使用Cu-0.3％Sn合金作为导体，与实施例1同样制作FFC。

表5

	实施例	比较材14(OFC)	比较材15(TPC)	比较材16(Cu-Sn合金)
					弯曲试验	○	△	○	○
导电性(％)	○	○	×	×

表5表示关于本实施方式的弯曲试验和导电性的结果。

弯曲试验使用前述的弯曲试验机进行左右90°弯曲试验，利用与前述弯曲试验同样的方法。在弯曲试验的评价中，○记号设为以比较例14为基准时弯曲寿命超过比较例14者。△记号设为与比较例1为同等程度者。

导电性的评价中，○记号设为以比较材14为基准时导电率与其为同等程度者。×记号设为显示出低于比较例14的值者。

与使用比较例14的OFC原材料时相比，比较例15、16的结构的情况下弯曲次数多，但导电性均差。

与此相对，可知与比较例14相比，实施例1的结构的情况下弯曲次数多且导电性方面也为同等水平。

如上所述，本实施例中，在导体的结晶组织中具有再结晶组织，所述再结晶组织具有内部晶粒大、外周部晶粒比其内部小的粒度分布，其结果，能够获得弯曲次数多、且导电性高的优异的柔性扁平电缆。

Claims

1.一种柔性扁平电缆，其特征在于，其具有用绝缘膜夹持导体的两面的结构，所述导体含有选自由Mg、Zr、Nb、Ca、V、Ni、Mn、Ti和Cr组成的组中的添加元素以及超过2mass ppm的氧，且余部为不可避免的杂质和铜，

其为所述导体的内部晶粒大、表层具有比所述晶粒小的晶粒的再结晶组织。

2.根据权利要求1所述的柔性扁平电缆，其特征在于，所述导体的导电率为101.5％IACS以上。

3.根据权利要求1或2所述的柔性扁平电缆，其特征在于，所述导体含有Ti 4～25mass ppm、硫3～12mass ppm和氧2～30mass ppm，且余部为不可避免的杂质和铜。

4.一种柔性扁平电缆的制造方法，其特征在于，具备：通过SCR连续铸轧，在1100℃以上1320℃以下的铸造温度下将含有超过2mass ppm的氧和选自由Mg、Zr、Nb、Ca、V、Ni、Mn、Ti和Cr组成的组中的添加元素且余部为不可避免的杂质和铜的低浓度铜合金材料形成铸造材，由所述铸造材制作盘条，对该盘条进行热轧，对其拉线而形成导体的工序；和用绝缘膜夹持该导体的两面的工序。

5.根据权利要求4所述的柔性扁平电缆的制造方法，其特征在于，所述热轧时的温度条件为880℃以下、550℃以上。