JP2003346564A - 耐屈曲フレキシブルフラットケーブル及びその製造方法 - Google Patents

耐屈曲フレキシブルフラットケーブル及びその製造方法

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JP2003346564A
JP2003346564A JP2002151970A JP2002151970A JP2003346564A JP 2003346564 A JP2003346564 A JP 2003346564A JP 2002151970 A JP2002151970 A JP 2002151970A JP 2002151970 A JP2002151970 A JP 2002151970A JP 2003346564 A JP2003346564 A JP 2003346564A
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JP
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conductor
adhesive
flat cable
flexible flat
bending
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JP2002151970A
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Hiroshi Yamanobe
寛 山野辺
Takao Ichikawa
貴朗 市川
Tsutomu Komori
勉 小森
Masato Ito
真人 伊藤
Hidenori Kobayashi
秀徳 小林
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Hitachi Cable Ltd
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Hitachi Cable Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】導体抵抗を従来と同等レベルに維持しつつ導体
数を2倍以上に増やしても、耐屈曲特性は従来と同等以
上である耐屈曲フレキシブルフラットケーブル及びその
製造方法を提供すること。 【解決手段】単数もしくは複数の平角導体2を、絶縁性
を有する接着剤10付きプラスチックフィルム9でサン
ドして一体化した耐屈曲フレキシブルフラットケーブル
1において、前記平角導体2の表層をSn−Cuの合金
層で内層を純銅とし、前記表層のSn−Cu合金層と前
記平角導体2の厚み比を1/10〜1/50とし、前記
平角導体の伸線加工度を95%以上とし、前記接着剤付
きプラスチックフィルムの接着剤と前記平角導体との間
の180°ピール強度を0.8kg/cm以上とする。ここ
で、前記平角導体の伸びは5%以上とするのが好まし
い。また、前記接着剤付きプラスチックフィルムの接着
剤は熱可塑性樹脂、難燃剤及び充てん剤を添加したもの
であることが好ましい。また、前記熱可塑性樹脂のTg
点を70℃以上とするのが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気・電子機器回
路の可動部や自動車のエアバッグリール内配線等に適用
されている耐屈曲フレキシブルフラットケーブル及びそ
の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4及び図5にフレキシブルフラットケ
ーブル(以下、FFCという)の製造工程の概念図を示
す。図5は、図4を上方から見た概念図である。FFC
1bは、厚み0.3mm程度以下の薄いテープ状の電線で
あり、単数本から数十本並列した導体2bを熱ロール5
によって絶縁性を有する接着剤付きプラスチックフィル
ム3でラミネートすることにより製造される。
【0003】図6に上記の方法により製造されたFFC
1bの断面図を示す。同ピッチで配列された複数本の平
角導体2bに絶縁性を有する接着剤10bが施され、そ
の上下にプラスチックフィルム9bが施されている。
【0004】FFCはその耐屈曲性を活かし、電気・電
子機器回路の可動部や自動車のエアバッグリール内配線
として適用されている。特に、安全性が重視される自動
車用エアバッグリールにおいては、耐屈曲特性の優れた
FFCが大部分に渡って適用されつつある。図2にFF
C1bが折返して使用されるエアバッグリールへの適用
例を示す。エアバッグリール19内でFFC1bは、概
ね−40〜85℃の温度範囲で屈曲半径5〜15mmで使
用され、その重要性の一つである耐屈曲寿命が1×10
6〜5×106回程度必要とされている。その特性は、実
機試験もしくは実機試験を模擬した後述するU字摺動屈
曲試験(JIS C5016に準ずる)で評価される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、最近、衝突
時のエネルギや運転者の体重によりエアバッグの膨らみ
方を制御するなどの高機能エアバッグの開発が進んでい
る。このエアバッグリールに適用するFFCには制御面
から導体の多回路化による狭ピッチ化の必要がある。こ
のFFCにはその幅を変えず、回路数を現状の2倍もし
くはそれ以上配線することが要求される。また、このF
FCには、数アンペアもの大電流を印加するため、ジュ
ール発熱の観点から導体抵抗を従来と同等レベルにする
ことが求められる。
【0006】図7に図6に示す従来のFFC1bの導体
数を単に2倍したFFCの断面図を示す。この場合、そ
の幅も2倍になってしまい、上記の要求に応えることが
できない。FFC自体の幅を変えずに導体数を2倍に
し、なお且つ導体抵抗を従来と同等レベルにするために
は、導体の幅を1/2程度にし、縦方向の厚みを2倍以
上にしなくてはならない。しかしながら、FFCの導体
厚みを従来の2倍にすると、その耐屈曲特性は一般的に
1/10以下に著しく低下することが知られており、F
FCとしての耐屈曲特性が大幅に低下してしまう。従っ
て、耐屈曲特性を大幅に向上させたFFCが必要とされ
ている。
【0007】本発明の目的は、導体抵抗を従来と同等レ
ベルに維持しつつ導体数を2倍以上に増やしても、耐屈
曲特性は従来と同等以上である耐屈曲フレキシブルフラ
ットケーブル及びその製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべくな
される本発明に係る耐屈曲フレキシブルフラットケーブ
ルは、単数もしくは複数の平角導体を、絶縁性を有する
接着剤付きプラスチックフィルムでサンドして一体化し
たフレキシブルフラットケーブルにおいて、前記平角導
体の表層をSn−Cuの合金層、前記平角導体の内層を
純銅とし、且つ前記表層のSn−Cu合金層と前記平角
導体の厚み比を1/10〜1/50とし、前記平角導体
の伸線加工度を95%以上とし、前記接着剤付きプラス
チックフィルムの接着剤と前記平角導体との間の180
°ピール強度を0.8kg/cm以上とすることを特徴とす
るものである。
【0009】また、前記平角導体の伸びを5%以上とす
るのが好ましい。
【0010】また、前記接着剤付きプラスチックフィル
ムの接着剤は熱可塑性樹脂、難燃剤及び充てん剤を添加
したものであることが好ましい。
【0011】また、前記熱可塑性樹脂のTg点を70℃
以上とするのが好ましい。
【0012】また、本発明に係る耐屈曲フレキシブルフ
ラットケーブルの製造方法は、導体の表層がSn−Cu
の合金層で、前記導体の内層が純銅で、前記表層のSn
−Cu合金層と前記導体の厚み比が1/10〜1/50
であり、且つ伸びが5%以上で、伸線加工度が95%以
上である単数もしくは複数の平角導体を形成し、その平
角導体を絶縁性を有する接着剤付きプラスチックフィル
ムでその上下から熱ロールで並列にサンドして一体化さ
せることを特徴とするものである。
【0013】上記構成において、表層のSn−Cu合金
層の厚みを導体厚みの1/10〜1/50としたのは、
Sn−Cu合金層の厚みが1/50より薄いと屈曲特性
向上の効果が少なく、逆にそれが1/10より厚いと導
体の抵抗が著しく増加するためである。
【0014】また、導体の伸びを5%以上に規定したの
は、FFCを端子部近傍を折り曲げて使用した際に、導
体の伸びが5%未満であると導体が曲げひずみに耐えら
れず破断する恐れがあるためである。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
【0016】図1に本発明に係るFFCの断面図を示
す。このFFC1は、同ピッチで配列された複数本の導
体2に絶縁性を有する接着剤10が施され、その上下に
プラスチックフィルム9が施されている。
【0017】このFFC1における導体2は、OFC
(無酸素銅)或いはTPC(タフピッチ銅)などの純銅
の表面にSnを被覆後、熱処理することにより表層を高
強度のSn−Cu合金層、内層を純銅にする。この際、
耐屈曲特性を低下させるCu2Oが微量であるOFC
(無酸素銅)を用いるのが好ましい。この導体2を平角
状に加工するにあたっては、丸母線を途中熱処理なしに
製品と略同面積まで丸ダイス伸線し、そこで得られた中
間線材を製品寸法に精密に平角圧延し焼鈍調質するが、
純銅へのSnの被覆は、丸母線から平角導体への加工途
中であっても、平角導体の焼鈍調質直前であっても構わ
ない。銅へ熱を与えないようSnを中間の伸線工程で電
気めっきし、最終工程で加熱により表層をSn−Cu合
金化するのが好ましい。この際、従来80〜90%であ
った伸線加工度は95%以上、好ましくは99%以上の
高加工後に伸びを5%以上に焼鈍調質する。表層のSn
−Cu合金層の厚みは、導体厚みの1/10〜1/5
0、好ましくは1/20〜1/40とする。表層のSn
−Cu合金の厚みは、耐屈曲特性と導体抵抗の要求に応
じて変化させる。また、導体2と接着剤10との180
°ピール強度は0.8kg/cm以上、好ましくは1.0kg
/cm以上とする。
【0018】尚、上述した導体の伸線加工度は次式で定
義される。
【0019】
【数1】伸線加工度=(1−平角導体の断面積/丸母線
の断面積)×100(%) また、FFC1の使用環境温度は最大85℃、場合によ
っては100℃に達することから、接着剤10は主とし
て熱可塑性樹脂だけでなく難燃剤や充てん剤を添加した
ものを用いる。このとき樹脂は、低温(−40℃)から
高温(100℃)の範囲で弾性の著しい変化がないよ
う、Tg点の異なるもの数種から成形させる。この混合
した樹脂のTg点が70℃以上、好ましくは100℃に
なるよう構成させる。このTgは、動的粘弾性試験にて
得たTg点である。このFFC1を製造するにあたって
は、図4及び図5に示すように従来と同様、上記導体2
を熱ロール5によって絶縁性を有する接着剤10付きプ
ラスチックフィルム9でラミネートする。さらに耐熱性
が要求される場合、予め接着剤に架橋剤(例えばイソシ
アネートなど)を添加しておく。その場合にはラミネー
トの後工程でオーブンなどの加熱炉において接着剤を数
時間〜数十時間で硬化させ製造する。
【0020】本発明の効果を検証するため、図3に示す
U字摺動屈曲試験(JIS C5016に準ずる)によ
り耐屈曲特性を評価した。図3に示すようにこの試験
は、供試FFC1、1bをU字状に曲げて設定し、その
片端末を固定板16に固定し、さらにもう片端末を駆動
板15に固定し、駆動板15によって一定のストローク
で繰返し摺動させて断線検知装置端子18によって導体
の断線を検知し、その疲労寿命を評価するものである。
供試FFC1、1bにおけるプラスチックフィルムの材
料はPET(ポリエチレンテレフタレート)とし、接着
剤は難燃性ポリエステル系接着剤とし、厚みは各々50
μm、42μm(アンカーコートの厚みを含む)とし
た。
【0021】屈曲試験条件は下記の通りである。
【0022】(1)屈曲速度:1500回/分 (2)ストローク:20mm (3)平行平板間距離:20mm(曲げ半径10mmに相
当) (4)環境温度:23℃ (5)屈曲寿命検知:モニタ用の導体通電電流が10-6
秒以上停止もしくは導体抵抗が初期から10%アップし
た回数 (6)屈曲寿命の合否:従来以上 本屈曲試験に用いた供試FFCは、導体の厚み70μm
に対してSn−Cu合金層の厚みを3μmとし、導体の
伸線加工度を95%〜99.9%、導体の伸びを6%〜
25%、導体と接着剤との180°ピール強度を1.3
kg/cmとした本発明に係る8種類のFFCと、導体のS
n−Cu合金層がなく、導体の伸線加工度85%、導体
の伸びを26%、導体と接着剤との180°ピール強度
を1.3kg/cmとした従来技術によるFFC、及び導体
の厚み70μmに対してSn−Cu合金層の厚みを0〜
3μm、導体の伸線加工度を85%〜99.9%、導体
の伸びを6%〜25%、導体と接着剤との180°ピー
ル強度を0.5〜1.3kg/cmとした8種類のFFC
(比較例)である。
【0023】本発明に係るFFC1の特性及び試験結果
を表1に示す。表2に従来技術によるFFC及び比較例
のFFCの特性及び試験結果を示す。
【0024】
【表1】
【0025】
【表2】
【0026】表1の本発明に係る8種類のFFC(N
o.1〜No.8)の屈曲寿命は、表2の従来技術のF
FC(No.9)と比較して同等もしくはそれ以上とな
っており、本発明に係るFFCが、導体抵抗を従来と同
等レベルに維持しつつ導体数を2倍以上に増やしても、
耐屈曲特性は従来と同等以上となることが実証された。
また、比較例のFFC(No.10〜No.17)は、
いずれも耐屈曲特性は従来技術のFFC(No.9)に
比べて劣ってしまった。
【0027】また、上記U字摺動屈曲試験で用いたFF
Cにおいて接着剤付きプラスチックフィルムにおけるプ
ラスチックフィルムの厚みは50μm、接着剤の厚みは
30μmであり、接着剤付きプラスチックフィルムの縦
弾性係数は200〜230kg/mm2程度であった。それ
を縦弾性係数を280kg/mm2以上、好ましくは300k
g/mm2以上とし、伸びを80%以上、好ましくは100
%以上とするのが良い。これにより、耐屈曲特性が更に
大幅に向上する。
【0028】尚、上記伸びとは、接着剤付きプラスチッ
クフィルムの引張試験時に途中でフィルムと接着剤が
剥離しない、接着剤にクラックが入らない、という条
件での伸び値とする。この接着剤付きプラスチックフィ
ルムの機械的特性は測定条件により大きく変動する。上
記については、引張試験機にて標点距離30mm、試料幅
10mm、引張速度4mm/minで測定した値である。
【0029】また、本発明に係るFFCは、優れた耐屈
曲特性が要求される自動車ドア用のハーネスとしても応
用可能である。本発明に係るFFCの適用により、自動
車ケーブルの軽量化及び多回路化が可能となる。
【0030】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、導体抵抗
を従来と同等レベルに維持しつつ導体数を2倍以上に増
やしても耐屈曲特性は従来と同等以上である、すなわち
耐屈曲特性が大幅に向上した耐屈曲フレキシブルフラッ
トケーブルを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る耐屈曲フレキシブルフラットケー
ブルの一実施の形態を示す断面図である。
【図2】耐屈曲フレキシブルフラットケーブルのエアバ
ッグリールへの適用例を示す図である。
【図3】耐屈曲フレキシブルフラットケーブルの耐屈曲
実験を示す説明図である。
【図4】耐屈曲フレキシブルフラットケーブルの製造工
程を示す概念図である。
【図5】図4の製造工程を上方から見た概念図である。
【図6】従来のフレキシブルフラットケーブルを示す断
面図である。
【図7】従来のフレキシブルフラットケーブルの導体数
を単に2倍したフレキシブルフラットケーブルを示す断
面図である。
【符号の説明】
1,1b フレキシブルフラットケーブル 2,2b 導体 3 接着剤付きプラスチックフィルム 5 熱ロール 7 金型プレス 8 FFC端部 9,9b プラスチックフィルム 10,10b 接着剤 11 回転円筒 12 リールケーシング 13 コロ 14 回転円板 15 駆動板 16 固定板 17 固定金具 18 断線検知装置端子 19 エアバッグリール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小森 勉 茨城県日立市川尻町4丁目10番1号 日立 電線ファインテック株式会社内 (72)発明者 伊藤 真人 茨城県日立市川尻町4丁目10番1号 日立 電線ファインテック株式会社内 (72)発明者 小林 秀徳 茨城県日立市川尻町4丁目10番1号 日立 電線ファインテック株式会社内 Fターム(参考) 5G311 AA01 AB01 AD02 AD03 CA01 CA05 CB01 CC01 CD01 CD03

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】単数もしくは複数の平角導体を、絶縁性を
    有する接着剤付きプラスチックフィルムでサンドして一
    体化したフレキシブルフラットケーブルにおいて、前記
    平角導体の表層をSn−Cuの合金層とし、前記平角導
    体の内層を純銅とし、前記表層のSn−Cu合金層と前
    記平角導体の厚み比を1/10〜1/50とし、前記平
    角導体の伸線加工度を95%以上とし、前記接着剤付き
    プラスチックフィルムの接着剤と前記平角導体との間の
    180°ピール強度を0.8kg/cm以上とすることを特
    徴とする耐屈曲フレキシブルフラットケーブル。
  2. 【請求項2】前記平角導体の伸びを5%以上としたこと
    を特徴とする請求項1に記載の耐屈曲フレキシブルフラ
    ットケーブル。
  3. 【請求項3】前記接着剤付きプラスチックフィルムの接
    着剤が熱可塑性樹脂、難燃剤及び充てん剤を添加したも
    のであることを特徴とする請求項1又は2に記載の耐屈
    曲フレキシブルフラットケーブル。
  4. 【請求項4】前記熱可塑性樹脂のTg点を70℃以上と
    することを特徴とする請求項3に記載の耐屈曲フレキシ
    ブルフラットケーブル。
  5. 【請求項5】導体の表層がSn−Cuの合金層で、前記
    導体の内層が純銅で、前記表層のSn−Cu合金層と前
    記導体の厚み比が1/10〜1/50であり、且つ伸び
    が5%以上で、伸線加工度が95%以上である単数もし
    くは複数の平角導体を形成し、その平角導体を絶縁性を
    有する接着剤付きプラスチックフィルムでその上下から
    熱ロールで並列にサンドして一体化させることを特徴と
    する耐屈曲フレキシブルフラットケーブルの製造方法。
JP2002151970A 2002-05-27 2002-05-27 耐屈曲フレキシブルフラットケーブル及びその製造方法 Withdrawn JP2003346564A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100433201C (zh) * 2005-09-08 2008-11-12 新普科技股份有限公司 片状柔性导体制造方法

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