JP2001043744A - フラットケーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温環境下に於いても、めっき平角導体から
ウイスカーの発生が無く、有害物質の鉛を含有せず、は
んだ濡れ性に優れ、更に高温環境下に於けるはんだ接合
強度が優れためっき平角導体を使用したフラットケーブ
ルを提供する。 【解決手段】 ４本の錫−銀−銅合金めっき平角導体
（２）を上下２枚の絶縁テープ（３、３）の間に所定の
導体間隔（ｐ）で並列配置し、該２枚の絶縁テープ
（３、３）の両端末部から前記めっき平角導体（２）の
各端末を露出させて接続端末部（導体露出部）（ｔ、
ｔ）を設け、２枚の絶縁テープ（３、３）を加熱融着し
て一体化する。また、前記接続端末部（ｔ、ｔ）の下面
には、比較的剛直性を有するプラスチック樹脂製の補強
用フィルム（４、４）を貼り付けてフラットケーブル
（１）とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はフラットケーブルに
関する。更に詳しくは平角導体として、めっき平角導体
を用いたフラットケーブルに関する。

【０００２】

【従来の技術】フラットケーブルとしては、２枚の絶縁
テープ間に複数本の平角導体を一定間隔をもって並列配
置し、両端部の導体を一定長に渡って露出して接続端末
部（導体露出部）を設けた構造のフラットケーブルがあ
る。このフラットケーブルは、コンピュータ機器など、
各種電子機器内のプリント基板間の接続などに使用され
る。このフラットケーブルとプリント基板との接続方式
には、フラットケーブルの接続端末部の各導体とプリン
ト基板の各接続端子部とを直接はんだ付けによって接続
するはんだ付け接続方式と、フラットケーブルの接続端
末部をプリント基板の接続コネクタ部に一括挿入して接
続するコネクタ接続方式とがある。いずれの接続方式の
場合であっても、接続品質を安定させるため、フラット
ケーブルの導体には外周にめっきを施しためっき平角導
体が使用されている。また、前記めっき平角導体として
は、通常、平角金属導体の外周に、錫−鉛合金をめっき
した錫−鉛合金めっき平角導体（以下、錫−鉛合金めっ
き導体と略記する）或いは錫めっき平角導体（以下、錫
めっき導体と略記する）が使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近時、コンピュータは
じめ各種電子機器の小型高性能化のなかで、プリント基
板は小型化、高密度化が進み、プリント基板の接続端子
間ピッチはますます狭小化されてきている。このため、
これらプリント基板間を接続するフラットケーブルにつ
いても、プリント基板の接続端子間ピッチに適合させる
べく導体間隔を狭めた高密度フラットケーブルが求めら
れている。例えば、従来導体間隔が１ｍｍであったもの
が、例えば０．３ｍｍといった高密度なフラットケーブ
ルの要求もなされてきている。また、電子機器の小型高
密度化に伴い、機器内が高温環境になることが多くなっ
ている。前記錫−鉛合金めっき導体および錫めっき導体
（以下、錫−鉛合金めっき導体等と略記する）には、め
っき加工後にめっき層から錫の髭状単結晶、いわゆるウ
イスカーが発生するという性質があり、しかもこのウイ
スカーは高温雰囲気に置かれるほど、長く多く成長する
傾向がみられる。そして、高温環境下で発生したウイス
カーは、フラットケーブルの導体間の短絡事故を起こす
原因となっていた。特に、前記錫−鉛合金めっき導体等
を導体間隔が狭い高密度フラットケーブルに使用し、高
温雰囲気となる電子機器内にて使用したとき、ウイスカ
ーの発生が原因で短絡事故を引き起こす危険性があり、
導体間隔が狭い高密度なフラットケーブルに使用するに
は問題があった。そのため、高温環境下に於ける機器の
信頼性を高める観点から、ウイスカーが発生しないめっ
き平角導体を使用したフラットケーブルが要求されるよ
うになっている。また、前記錫−鉛合金めっき導体は、
鉛を含有しているため、環境上の問題として、産業廃棄
物として処分された錫−鉛合金めっき導体から鉛が酸性
雨等によって地下水に溶出して環境を汚染し、更にはこ
れが人体内に摂取される危険性が指摘されるようになっ
た。鉛は体内に摂取されると、貧血、腹部疝痛、急性脳
症、末梢神経障害、腎障害といった中毒症状を引き起こ
すという問題があった。従って、有害物質の鉛による環
境汚染の問題がない、鉛を含有しないめっき導体を使用
したフラットケーブルが求められるようにもなってい
る。また、前記錫めっき平角導体は、鉛を含有していな
いので環境汚染の点では良いが、前記前記錫−鉛合金め
っき導体に比べると、はんだ濡れ性が悪く、はんだ接続
作業性が劣るため、はんだ濡れ性に優れためっき導体を
使用したフラットケーブルが求められるようになってい
る。また、前記錫−鉛合金めっき導体は、高温環境下に
於けるはんだ接合強度が劣るため、高温環境下に於ける
はんだ接合強度が向上するめっき導体を使用したフラッ
トケーブルが求められるようにもなってきている。本発
明は、上記従来技術が有する各種問題点を解決するため
になされたものであり、高温環境下に於いても、めっき
導体からウイスカーの発生が無く、有害物質の鉛を含有
せず、はんだ濡れ性に優れ、更に高温環境下に於けるは
んだ接合強度が優れためっき導体を使用したフラットケ
ーブルを提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】第１の観点として本発明
は、２枚の絶縁テープ（３、３）間に複数本の平角導体
（２）を一定間隔をもって並列配置し、両端部の導体を
一定長に渡って露出して接続端末部（導体露出部）
（４）を設けた構造のフラットケーブルに於いて、前記
平角導体は、平角導体素線（２ａ）の外周に、銀が０．
１〜１０．０重量％、銅が０．１〜５．０重量％、残部
が錫および不可避的不純物からなる錫−銀−銅合金めっ
き層（以下、特定合金めっき層ともいう）（２ｂ）を設
けた錫−銀−銅合金めっき平角導体（以下、特定合金め
っき平角導体ともいう）（２）であるフラットケーブル
（１）にある。

【０００５】上記第１の観点のフラットケーブル（１）
に於いて、特定合金めっき平角導体（２）の特定合金め
っき層（２ｂ）の銀の含有量を０．１〜１０．０重量％
（以下、％ともいう）に限定した理由は、銀の含有量が
０．１％未満ではウイスカー発生に対する抑制効果が少
なく、はんだ濡れ性が向上せず、高温環境下におけるは
んだ接合強度が向上しないためであり、また銀の含有量
が１０．０％を超えるとめっき層の融点が上昇し、はん
だ濡れ性が劣るためである。また、特定合金めっき層
（２ｂ）の銅の含有量を０．１〜５．０重量％に限定し
た理由は、銅の含有量が０．１％未満ではウイスカー発
生に対する抑制効果が少なく、はんだ濡れ性が向上しな
いためであり、また銅の含有量が５．０％を超えるとめ
っき層の融点が上昇し、はんだ濡れ性が劣るためであ
る。

【０００６】上記第１の観点のフラットケーブル（１）
では、特定合金めっき層（２ｂ）が銀が０．１〜１０．
０重量％、銅が０．１〜５．０重量％、残部が錫および
不可避的不純物からなる錫−銀−銅合金（以下、特定合
金と略記する）で形成されているので、従来の錫−鉛合
金めっき導体等にみられるウイスカーの発生がなくなる
ため、例えば導体間隔が０．３ｍｍ近辺の導体間隔が狭
い高密度のフラットケーブル（以下、高密度フラットケ
ーブルと略記する）の製造が可能となる。また、本発明
のフラットケーブル（１）は、特定合金めっき平角導体
（２）に鉛を含有していないので、健康面や環境面に有
害な影響を及ぼすことがない。また、本発明のフラット
ケーブル（１）は、特定合金めっき平角導体（２）の特
定合金めっき層（２ｂ）が特定合金で形成されているの
で、従来の錫めっき導体に較べるとめっき金属の融点が
低いため、はんだ濡れ性に優れており、はんだ付け作業
性が向上する。また、本発明のフラットケーブル（１）
は、前記したように、特定合金めっき層（２ｂ）が特定
合金で形成されているので、高温環境下におけるはんだ
接合強度が向上する。

【０００７】第２の観点として本発明は、前記フラット
ケーブルの接続端末部（ｔ）には、補強用フィルム
（４）が貼り付けられているフラットケーブル（１）に
ある。上記第２の観点のフラットケーブル（１）では、
接続端末部（ｔ）には、補強用フィルム（４）が貼り付
けられているので、例えば、基板とのはんだ付け作業が
安定して行えるようになり、好ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の内容を、図に示す
実施の形態により更に詳細に説明する。なお、これによ
り本発明が限定されるものではない。図１は本発明のフ
ラットケーブルの一実施形態を説明するための斜視図で
ある。図２は本発明のフラットケーブルの特定合金めっ
き平角導体の一実施形態を説明するための略図である。
図３はめっき平角導体の高温環境下に於けるはんだ接合
強度の試験方法を説明するための略図である。これらの
図に於いて、１はフラットケーブル、２は錫−銀−銅合
金めっき平角導体（めっき平角導体）、２ａは平角導体
素線、２ｂは錫−銀−銅合金めっき層（めっき層）、３
は絶縁テープ、４は補強用フィルム、１１は試料（めっ
き平角導体(2) ）、１２は基板、１３は穴、１４ははん
だ付け部、１５は重り、ｐは導体間隔、またｔは接続端
末部（導体露出部）である。更に、図１、２について説
明する。図１において、フラットケーブル（１）は、複
数本，例えば４本の錫−銀−銅合金めっき平角導体
（２）を上下２枚の絶縁テープ（３、３）の間に所定の
導体間隔ｐで並列配置し、該２枚の絶縁テープ（３、
３）の両端末部から前記めっき平角導体（２）の各端末
を露出させて接続端末部（導体露出部）（ｔ、ｔ）を設
け、２枚の絶縁テープ（３、３）は加熱融着されて一体
化されている。また、前記接続端末部（ｔ、ｔ）の下面
には、比較的剛直性を有するプラスチック樹脂製の補強
用フィルム（４、４）が貼り付けられている。なお、必
要がない場合は、補強用フィルムを設けなくても良い。
また、図２において、錫−銀−銅合金めっき平角導体
（２）は、銅或いは銅合金等の平角導体素線（２ａ）の
外周に、銀が０．１〜１０．０重量％、銅が０．１〜
５．０重量％、残部が錫および不可避的不純物からなる
組成の錫−銀−銅合金めっき層（２ｂ）が施されて形成
される。なお、前記合金めっき層（２ｂ）は溶融めっき
法により形成してもよく、電気めっき法により形成して
もよい。

【０００９】−実施形態（実施例）１− 本発明のフラットケーブルの実施例１について図１、２
を用いて説明する。先ず、平角導体素線（２ａ）として
厚さ０．０５mm×幅０．８mmの平角銅線を用い、この外
周に溶融めっきにより、めっき厚さ１０μｍの銀：３．
５％、銅：０．７％、錫：残部からなる錫−銀−銅合金
めっき層（２ｂ）を設けて錫−銀−銅合金めっき平角導
体（２）を製造した。また、本発明に用いる２枚の絶縁
テープ（３、３）としては、各テープの片面に熱融着性
接着層（図示せず）を設けた厚さ０．０８ｍｍ、幅２５
ｍｍのポリエステルラミネートフィルムを用いた。次
に、前記２枚の絶縁テープ（３、３）を長さ３００ｍｍ
に切断し、接着層面を互いに内側にして、この間に、前
記特定合金めっき平角導体（２）の２０本（図１では４
本のみ示す）を絶縁テープ（３、３）の両端部から６ｍ
ｍ露出させて接続端末部（ｔ、ｔ）を形成した状態で、
各めっき平角導体（２）を導体間隔（導体エッヂと導体
エッヂの間隔）ｐ＝０．３ｍｍの定間隔で並列配置した
後、前記絶縁テープ（３、３）とを加熱融着して一体化
させた。次に前記接続端末部（ｔ、ｔ）の片面側で絶縁
テープ（３）にかけて、比較的剛直性を有するポリエス
テル樹脂製の補強用フィルム（４、４）を、各フィルム
の片面に塗布されている熱融着性接着剤（図示せず）を
介して加熱融着させて、本発明のフラットケーブル
（１）を製造した。

【００１０】−比較の形態（比較例）− 比較例１ 上記実施例１のフラットケーブルの特定合金めっき平角
導体（２）の代わりに、該めっき平角導体（２）と同一
めっき厚さ、寸法（めっき厚さ１０μｍ、厚さ０．０５
mm×幅０．８mm）の錫−鉛合金めっき平角導体（めっき
組成、鉛：５％、錫：残部）を用いる以外は、前記実施
例１と同様にしてフラットケーブルを製造した。

【００１１】比較例２ 上記実施例１のフラットケーブルの特定合金めっき平角
導体（２）の代わりに、該めっき平角導体（２）と同一
寸法、めっき厚さの錫めっき平角導体（めっき組成、
錫：１００％）を用いる以外は、前記実施例１と同様に
してフラットケーブルを製造した。

【００１２】比較例３ 上記実施例１のフラットケーブルの特定合金めっき平角
導体（２）の代わりに、該めっき平角導体（２）と同一
寸法、めっき厚さの錫−鉛合金めっき平角導体（めっき
組成、鉛：４０％、錫：残部）を用いる以外は、前記実
施例１と同様にしてフラットケーブルを製造した。

【００１３】−特性試験− 本発明のフラットケーブルおよび比較例のフラットケー
ブルについて、ウイスカー発生試験、はんだ濡れ性試験
および高温環境下に於けるはんだ接合強度試験を行っ
た。それらの結果を以下に記す。

【００１４】ウイスカー発生試験 前記実施例１および比較例１、２のフラットケーブルの
各５本を試料として用いウイスカー発生試験を行った。
ウイスカー発生試験の方法は、特に図示はしないが、各
試料を５０℃の恒温槽に入れ、恒温槽に入れてから2000
時間後に取り出して冷却後、各試料の導体露出部のめっ
き平角導体の表面を走査型電子顕微鏡を用い、倍率1000
倍にて観察し、めっき表面のウイスカーの有無を試験し
た。その試験結果を下記表１に示す。

【００１５】

【表１】

【００１６】上記表１から明らかなように、本発明のフ
ラットケーブルは短絡事故の原因となるウイスカーの発
生がないことが確認された。従って、本発明のフラット
ケーブルは、高密度フラットケーブルにも適用が可能で
ある。

【００１７】はんだ濡れ性試験 前記実施例１および比較例２のフラットケーブルを試料
として用い、導体露出部のめっき平角導体のはんだ濡れ
性試験を実施した。はんだ濡れ性試験の方法は、特に図
示はしないが、はんだ濡れ性試験機を使用し、メニスコ
グラフ法により測定した。この際使用したはんだは２３
０℃の溶融した錫63％- 鉛37％合金はんだで、各試料と
もロジンを３５％含有したイソプロピルアルコールのフ
ラックスを塗布して試験を行い、はんだ濡れ時間を測定
した。その試験結果を下記表２に示す。なお、表２のは
んだ濡れ時間は試料５本の平均値である。

【００１８】

【表２】

【００１９】上記表２から明らかなように、本発明のフ
ラットケーブルの特定合金めっき平角導体は、はんだ濡
れ時間が短く、はんだ濡れ性に優れていることが確認さ
れた。

【００２０】高温環境下に於けるはんだ接合強度試験 高温環境下に於けるはんだ接合強度試験について、図３
を用いて説明する。本試験に用いる試料(11)としては、
前記実施例１のフラットケーブルに用いた特定合金めっ
き平角導体と、比較例３の錫−鉛合金めっき平角導体を
用いた。はんだ接合強度試験の方法は、先ず、上記各試
料を５本用意し、図３に示すように、各試料(11)を基板
(12)に設けた１mmφの穴(13)に通し、錫63％- 鉛37％合
金はんだにてはんだ付けを行い、はんだ付け部(14)を設
ける。次に、各試料(11)の端部に500 ｇの重り(15)を吊
り下げ、これを温度１３０℃の恒温槽（図示せず）に入
れ放置する。すると、放置後からはんだ付け部(14)にお
いてクリープ現象が起こり、やがて試料(11)は基板(12)
の穴(13)から抜け落ちてしまう。そこで、試料(11)が穴
(13)から抜け落ちるまでの時間を測定し、はんだ接合強
度を試験した。その試験結果を下記表３に示す。なお、
表３の時間は試料５本についての平均値である。

【００２１】

【表３】

【００２２】上記表３から明らかなように、本発明のフ
ラットケーブルの特定合金めっき平角導体は、はんだ接
合強度が強いことが分かる。従って、本発明のフラット
ケーブルを使用し、各種電子機器内において基板へはん
だ付けにより接続した場合、優れた耐熱強度を有するこ
とが分かる。

【００２３】

【発明の効果】本発明のフラットケーブルは、平角導体
のめっき層が錫−銀−銅合金めっき層より形成されてい
る。従って、めっき層からのウイスカー発生が抑制さ
れ、ウイスカーに起因する導体間の短絡事故が防止され
るので、導体間隔を狭めた高密度フラットケーブルにも
適用が可能であり、各種電子機器類の小型化、高性能化
並びに信頼性の向上に大いに貢献することができる。ま
た、めっき層のはんだ濡れ性に優れるので、はんだ接続
作業の生産性向上に寄与する。また、めっき層の耐熱性
に優れるので、高温環境下で使用した場合にもフラット
ケーブル導体のはんだ付け部からの脱落事故が防止さ
れ、高温雰囲気となる電子機器に使用するフラットケー
ブルとして優れた信頼性を有する。また、めっき層に人
体に有害な鉛成分を含有しないので、健康面、環境面に
おける安全性に優れる。従って、本発明は産業に寄与す
る効果が極めて大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフラットケーブルの一実施形態を説明
するための斜視図である。

【図２】本発明のフラットケーブルの特定合金めっき平
角導体の一実施形態を説明するための略図である。

【図３】めっき平角導体の高温環境下に於けるはんだ接
合強度の試験方法を説明するための略図である。

【符号の説明】

１ フラットケーブル ２ 錫−銀−銅合金めっき平角導体（めっき平角導体） ２ａ 平角導体素線 ２ｂ 錫−銀−銅合金めっき層（めっき層） ３ 絶縁テープ ４ 補強用フィルム １１ 試料（めっき平角導体） １２ 基板 １３ 穴 １４ はんだ付け部 １５ 重り ｐ 導体間隔 ｔ 接続端末部（導体露出部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗屋 豊 長野県小県郡丸子町上丸子1788番地 東京 特殊電線株式会社マテリアル製品部内 (72)発明者 滝沢 守 長野県小県郡丸子町上丸子1788番地 東京 特殊電線株式会社マテリアル製品部内 Ｆターム(参考） 4K024 AA21 AB01 BA09 BB10 BC03 GA14 GA16 4K027 AA02 AA06 AA25 AB01 AB12 AB46 5G311 CA01 CB01 CC01 CC04 CD03 CF04

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２枚の絶縁テープ間に複数本の平角導体
   を一定間隔をもって並列配置し、両端部の導体を一定長
   に渡って露出して接続端末部（導体露出部）を設けた構
   造のフラットケーブルにおいて、 前記平角導体は、平角導体素線の外周に、銀が０．１〜
   １０．０重量％、銅が０．１〜５．０重量％、残部が錫
   および不可避的不純物からなる錫−銀−銅合金めっき層
   を設けた錫−銀−銅合金めっき平角導体であることを特
   徴とするフラットケーブル。
2. 【請求項２】 前記フラットケーブルの接続端末部に
   は、補強用フィルムが貼り付けられていることを特徴と
   する請求項１記載のフラットケーブル。