JP2001043745A - フラットケーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウイスカーによる導体間短絡事故の発生がな
く、はんだ濡れ性に優れるとともに高温下におけるはん
だ接合強度に優れ、環境上有害な鉛成分を含有しない、
高密度フラットケーブル用途に好適なフラットケーブル
を提供する。 【解決手段】 銀が０．１〜１０．０重量％、残部が錫
からなる銀ー錫合金めっき平角導体２の複数本を上下２
枚のテープ状絶縁性プラスチックフィルム３，４間に間
隔Ｐで並列配置し、テープ状絶縁性プラスチックフィル
ム３，４の両端末部から銀ー錫合金めっき平角導体２の
各端末を所定長さ露出させ接続端末部５，６を設けた状
態で、２枚のテープ状絶縁性プラスチックフィルム３，
４を熱融着性接着層３Ａ，４Ａを介して加熱融着し、更
に接続端末部５，６の銀ー錫合金めっき平角導体２の片
面に補強用フィルム７，８を貼着してフラットケーブル
１を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数本のめっき平角導
体を並列配置したフラットケーブルに関するもので、特
に並列配置した平角導体間のブリッジングによる短絡を
防止したフラットケーブルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、フラットケーブルは、２枚のテ
ープ状絶縁性プラスチックフィルム間に複数本の導体を
所定の間隔で並列配置し、その両端末部の導体を所要長
さ露出させ接続端末部を設けた構造を有する。かかるフ
ラットケーブルは、コンピュータ機器等の各種電子機器
内のプリント基板間の接続ケーブルとして使用される。
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。従来、これらフラットケーブルの平
角めっき導体には、錫めっき平角導体或いは錫ー鉛合金
めっき平角導体が使用されていた。しかし、近時のコン
ピュータはじめ各種電子機器の小型高性能化の趨勢のな
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、従来導体間隔が１ｍｍであったも
のが、例えば導体間隔が０．３ｍｍといった高密度フラ
ットケーブルの要求もきている。また更には、電子機器
の小型高密度化に伴い、機器内が高温環境に曝されるこ
とが多くなり、高温環境下における機器の信頼性を高め
る観点から、機器内に使用されるフラットケーブルの導
体めっき層についても高耐熱性のものが求められるよう
になってきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のようなフラット
ケーブルの導体間隔の狭小化や導体めっき層の高耐熱化
の趨勢のなかで、従来の錫単体めっき導体或いは錫ー鉛
合金めっき導体を使用したフラットケーブルでは、この
ような要求に対応し得ない問題が生じてきた。その第１
は、従来のフラットケーブルは高温雰囲気中で使用した
とき、フラットケーブル導体の錫めっき層或いは錫ー鉛
合金めっき層からウイスカーが発生し、このウイスカー
により並列配置した導体間で短絡事故を引き起こすとい
う問題であった。ウイスカーは、雰囲気温度が高温にな
るほど、また時間の経過とともに長く多く成長する性質
があるため、錫単体めっき導体或いは錫ー鉛合金めっき
導体を使用した従来のフラットケーブルでは導体間隔の
狭められた高密度フラットケーブルとして使用するには
問題があった。

【０００４】また、別に環境上の問題として、従来の錫
ー鉛合金めっき導体を用いたフラットケーブルは、産業
廃棄物として処分されたとき、酸性雨等によって錫ー鉛
合金めっき層から鉛が地下水中に溶出して人体内に摂取
され貧血、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危険性を有していた。

【０００５】また、フラットケーブルとプリント基板と
をはんだ付け方式により接続する場合の問題点として、
従来の錫ー鉛合金めっき導体を用いたフラットケーブル
では、錫ー鉛合金めっき層の耐熱性が劣るため、高温環
境下に置かれたとき、フラットケーブル導体とプリント
基板とのはんだ接続部において熱的クリープ現象を生
じ、錫ー鉛合金めっき導体がはんだ接続部から抜け落ち
るという大きな欠点があった。一方、錫単体めっき導体
を用いたフラットケーブルでは、錫めっき層のはんだ濡
れ性が悪いため、はんだ接続作業性に劣り、電子機器類
の製造工程における生産性が低下するという問題があっ
た。

【０００６】そこで本発明の目的は、導体間隔を狭めた
高密度フラットケーブルとして用いた場合にもウイスカ
ーによる導体間短絡事故を発生する恐れがなく、また環
境上有害な鉛成分を含有せず、はんだ濡れ性に優れると
ともに高温環境下におけるはんだ接合強度に優れるフラ
ットケーブルを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のフラットケーブルは、銀が０．１〜１０．
０重量％、残部が錫および不可避的不純物からなる錫ー
銀合金めっき層を外周に施した平角導体の複数本を、２
枚のテープ状絶縁性プラスチックフィルム間に間隔を設
けて並列配置したことを構成上の特徴とするものであ
る。

【０００８】

【作用】本発明のフラットケーブルでは、平角導体外周
のめっき層を錫ー銀合金めっき層で形成することによ
り、錫ー銀合金めっき中の銀成分の作用で、錫ー銀合金
めっき層からのウイウスカーの発生が抑制される。従っ
て、従来のフラットケーブルのように、導体の錫ー鉛合
金めっき層或いは錫めっき層からウイウスカーが発生す
ることがないので、導体間隔を狭めた高密度フラットケ
ーブルとして使用した場合にも、導体間で短絡事故を引
き起こす恐れが解消される。

【０００９】また、本発明のフラットケーブルは、導体
めっき層に鉛成分を含有していないので、産業廃棄物と
して処分された場合にも、人体や環境を汚染する心配が
ない。

【００１０】また、本発明のフラットケーブルは、導体
めっき層が錫ー銀合金めっき層で形成されている。従っ
て、従来の錫単体めっき導体を使用したフラットケーブ
ルと比較した場合、めっき層の融点が低くなるので、は
んだ濡れ性が良くなり、はんだ付け作業性が向上する。
一方、従来の錫ー鉛合金めっき導体を使用したフラット
ケーブルと比較した場合、めっき層の耐熱温度特性が向
上するので、高温環境下で使用した場合にもはんだ接合
強度が低下することがなく、めっき導体がはんだ接続部
から抜け落ちるという欠点が解消される。

【００１１】本発明のフラットケーブルにおいて、錫ー
銀合金めっき層の銀の含有量を０．１ｗｔ％〜１０．０
ｗｔ％に限定した理由は、銀の含有量が０．１ｗｔ％未
満ではめっき層からの錫ウイスカー発生の抑制効果が少
なく、はんだ濡れ性が向上せず、高温環境下におけるは
んだ接合強度の向上もみられないためである。また、銀
の含有量を１０．０ｗｔ％より多くすると、めっき融点
が上昇してはんだ濡れ性が悪くなりはんだ付け作業性が
低下するうえ、めっき材料コストの上昇を招くことによ
るためである。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき説明する。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構成を示す斜視説明図
である。図において、フラットケーブル１は、複数本の
錫ー銀合金めっき平角導体２・・・を上下２枚のテープ
状絶縁性プラスチックフィルム３と４の間に所定間隔Ｐ
で並列配置し、テープ状絶縁性プラスチックフィルム
３、４の両端末部から錫ー銀合金めっき平角導体２・・
・の各端末を露出させて接続端末部５および６を設け、
接続端末部５および６の下面にプラスチック製の補強用
フィルム７および８を貼着して形成され、２枚のテープ
状絶縁性プラスチックフィルム３と４は加熱融着されて
いる。

【００１３】図２は、上記の錫ー銀合金めっき平角導体
２の斜視断面図を示す。錫ー銀合金めっき平角導体２
は、銅或いは銅合金等の平角導体２Ａの外周に、銀が
０．１ｗｔ％〜１０．０ｗｔ％、残部が錫および不可避
的不純物からなる組成の錫ー銀合金めっき層２Ｂが施さ
れて形成される。なお、錫ー銀合金めっき層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。

【００１４】次に、本発明の２０心フラットケーブルの
製造実施例を記し、比較のため従来例を併記する。

【００１５】（製造実施例）：テープ状絶縁性プラスチ
ックフィルム３および４には、各フィルムの片面に熱融
着性接着層３Ａおよび４Ａを設けた厚さ０．０８ｍｍ、
幅２５ｍｍのポリエステルラミネートフィルムを用い
た。錫ー銀合金めっき平角導体２には、平角銅導体２Ａ
の外周に銀３．５ｗｔ％、残部錫からなる錫ー銀合金め
っき層２Ｂを１０μｍの厚さに施した厚さ０．０５ｍ
ｍ、幅０．８ｍｍのものを用いた。フラットケーブル１
の製造は、長さ３００ｍｍに切断した前記テープ状絶縁
性プラスチックフィルム３、４を熱融着性接着層３Ａ，
４Ａを互いに内側にして、この間に２０本の前記錫ー銀
合金めっき平角銅導体２を前記テープ状絶縁性プラスチ
ックフィルム３、４の両端末部から６ｍｍ長さ露出させ
接続端末部５，６を形成した状態で、各錫ー銀合金めっ
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、前記テ
ープ状絶縁性プラスチックフィルム３、４を上下から接
合し、加圧しながら加熱融着させ一体化させる。次に、
前記接続端末部５，６の露出する錫ー銀合金めっき平角
銅導体２の片面側に、比較的剛直性を有するポリエステ
ル製の補強用フィルム７，８を、各補強用フィルム７，
８の片面に塗布した熱融着性接着剤を介して加熱接着さ
せ、フラットケーブル１を得た。

【００１６】（従来例１）：テープ状絶縁性プラスチッ
クフィルムの材質、寸法は、製造実施例と同じものを用
いた。めっき平角導体には、めっき層を鉛５ｗｔ％、残
部錫からなる錫ー鉛合金めっき層とした他は、平角導体
の材質、めっき層厚さ、仕上り厚さ、仕上り幅とも製造
実施例と同じにしたものを用いた。また、フラットケー
ブルの製造プロセス、構造寸法とも製造実施例と全く同
様とした。

【００１７】（従来例２）：テープ状絶縁性プラスチッ
クフィルムの材質、寸法は、製造実施例と同じものを用
いた。めっき平角導体には、めっき層を錫単体めっき層
とした他は、平角導体の材質、めっき層厚さ、仕上り厚
さ、仕上り幅とも製造実施例と同じにしたものを用い
た。また、フラットケーブルの製造プロセス、構造寸法
とも製造実施例と全く同様とした。

【００１８】上記の製造実施例のフラットケーブルと従
来例１、従来例２のフラットケーブルを各５本試料とし
て用意し、各試料についてウイスカー発生試験を行った
結果を以下に記す。 −ウイスカー発生試験− ウイスカー発生試験は、各試料を温度５０°Ｃの恒温槽
に２０００時間投入後、各試料のウイスカー発生の有無
を倍率１０００倍の走査型電子顕微鏡を用いて観察し
た。試験結果を表１に示す。

【００１９】

【表１】 表１の結果から明らかなように、本発明のフラットケー
ブルには、短絡事故の原因となるウイスカーの発生が全
く見られないことが確認された。

【００２０】次に、上記の製造実施例と従来例２のフラ
ットケーブルを各５本試料として用意し、各試料につい
てはんだ濡れ性試験を行った。結果を以下に示す。 −はんだ濡れ性試験− はんだ濡れ性試験は、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。はんだは、錫６３％−
鉛３７％合金はんだを２３０°Ｃに溶融したものを用
い、各試料とも導体露出部にロジンを３５％含有したイ
ソピルアルコールのフラックスを塗布し、この導体露出
部を上記合金はんだ中に浸せきしたときのはんだ濡れ時
間を測定した。試験結果を表２に示す。なお、表２のは
んだ濡れ時間は試料５本の平均値で示した。

【００２１】

【表２】 上記結果から明らかなように、製造実施例のフラットケ
ーブルは、はんだ濡れ時間が短く、はんだ濡れ性に優れ
ることが確認された。

【００２２】次に、上記の製造実施例と従来例１のフラ
ットケーブルに使用したと同一寸法構造のめっき平角導
体を各５本試料として用意し、各試料について高温環境
下におけるはんだ接合強度試験を行った。その結果を以
下に示す。 −はんだ接合強度試験− 試験は、図３に図示する試験装置１１を使用して行っ
た。試験装置１１の基板１２に設けた穴径１ｍｍの試料
挿通穴１３に試料Ｓを通し、試料Ｓと基板１２とを鉛３
７％残部錫のはんだにてろう付けし（ろう付け部１
４）、試料Ｓの下端に５００ｇｒの錘１５を吊り下げた
後、この状態で試料Ｓを温度１３０°Ｃの恒温槽に入
れ、はんだろう付け部１４において生ずるクリープ現象
により試料Ｓが基板１２の試料挿通穴１３から抜け落ち
るまでの時間を測定した。試験結果を表３に示す。な
お、表３の測定値は各試料５本の平均値で示した。

【００２３】

【表３】 上記結果から明らかなように、製造実施例に用いた錫−
銀合金めっき平角導体は、優れた耐熱強度を有すること
が確認された。

【００２４】

【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用途のフラットケーブルと
して極めて優れ、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。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
だ接続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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフラットケーブルの１実施態様を示す
斜視説明図である。

【図２】本発明のフラットケーブルのめっき平角導体の
斜視断面図である。

【図３】はんだ接合強度試験装置の斜視説明図である。

【符号の説明】

１ フラットケーブル ２ 錫−銀合金めっき平角導体 ２Ａ 平角導体 ２Ｂ 錫−銀合金めっき層 ３、４ テープ状絶縁性プラスチックフィルム ３Ａ、４Ａ 熱融着性接着層 ５、６ 接続端末部 ７、８ 補強用フィルム Ｐ 導体間隔

───────────────────────────────────────────────────── 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大字上丸子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大字上丸子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） 5G307 BA02 BB02 BC02 5G311 CA01 CB01 CC01 CD03

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 銀が０．１〜１０．０重量％、残部が錫
   および不可避的不純物からなる錫ー銀合金めっき層を外
   周に施した平角導体の複数本を、２枚のテープ状絶縁性
   プラスチックフィルム間に間隔を設けて並列配置したこ
   とを特徴とするフラットケーブル。