JP2005183294A

JP2005183294A - シールド被覆フレキシブルフラットケーブル及びその製造方法

Info

Publication number: JP2005183294A
Application number: JP2003425124A
Authority: JP
Inventors: Toru Washimi; 亨鷲見; Hiroshi Yamanobe; 寛山野辺; Takao Ichikawa; 貴朗市川; Masato Ito; 真人伊藤
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2003-12-22
Filing date: 2003-12-22
Publication date: 2005-07-07

Abstract

【課題】導体とシールド金属とを導電性接着剤層を介さずに接合し、接合信頼性を高める。
【解決手段】導体２に錫めっきを施して、フレキシブルフラットケーブル５を形成し、このフレキシブルフラットケーブル５の絶縁膜４に導体２を露出させるための開口部６を設け、フレキシブルフラットケーブル５の両面にシールド材７を貼り合わせた後に、超音波接合によって導体２の錫めっきを溶融させてシールド材７の接着剤層７ｃを接合部分の周囲に流動させながらシールド金属７ｂと開口部６から露出した導体２とを接合する。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子・電気機器、自動車機器に使用されるシールド被覆フレキシブルフラットケーブル及びその製造方法に係り、特に導体とシールド材とを接合する点を改良したシールド被覆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。

図４から図６に示すように、従来のシールド被覆フレキシブルフラットケーブル５１は、フレキシブルフラットケーブル（以下ＦＦＣと称する）５２の両面にシールド材５３を貼り合わせて構成されている。

このシールド被覆フレキシブルフラットケーブル５１は、ノイズのシールド性能を有しており、ノイズ防止が要求されるＶＴＲ、ＣＤ、ＤＶＤプレーヤ等のＡＶ機器、コピー機、スキャナ、プリンタ等のＯＡ・パソコン周辺機器、及びその他電子・電気機器等に用いられる。特に、シールド被覆フレキシブルフラットケーブル５１は、耐屈曲性に優れているので、可動部や屈曲部の配線に用いられることが多い。

ＦＦＣ５２は、１本から数十本の導体５４を平行に配列してなる導体群の両面に、絶縁性プラスチックフィルム５５ａの片面に絶縁性の接着剤層５５ｂが形成された絶縁膜５５を貼り合わせて熱圧着して製造される。

シールド材５３は、三層構造となっており、最外層は基材となる厚さ数μｍ〜数十μｍのＰＥＴ等の絶縁性プラスチック５３ａで構成され、中層は厚さ数μｍ以下のＣｕやＡｌ等のシールド金属５３ｂで構成され、最内層は厚さ数十μｍの導電性の接着剤層５３ｃで構成されている。

図４及び図６に示すように、ＦＦＣ５２の表面の絶縁膜５５には、部分的に導体５４を露出するための開口部５６が形成されている。この開口部５６で、導体５４とシールド材５３とを電気的に接合して、シールド効果を得るようになっている。

上述のシールド被覆フレキシブルフラットケーブル５１の製造方法としては、本出願人が出願した未公開の先願である特願２００２−１８６２１１号で、複数本の平角導体を平行に配列して導体群を形成し、その導体群の両面それぞれに、絶縁性接着剤層を有する絶縁膜を接着剤層を内側にして貼り合わせると共に一体化してＦＦＣを形成し、そのＦＦＣの両面に導電性接着剤層を有するシールド材を貼り合わせてシールド被覆フレキシブルフラットケーブルを製造することを示している。

実開平５−６５４１号公報特開平７−２８８０４２号公報特許第２５５３８７０号公報

しかしながら、上述のシールド被覆フレキシブルフラットケーブル５１では、導体５４とシールド材５３のシールド金属５３ｂとは、導電性の接着剤層５３ｃを介して電気的に接合されているため、熱衝撃試験や耐熱試験等の環境試験を行うと、導電性の接着剤層５３ｃの物性が変化して、初期のシールド性能が低下してしまい、接合信頼性が劣るといった問題があった。

そこで本発明は、上記課題を解決すべく創案されたものであり、その目的は、導体とシールド金属とを導電性接着剤層を介さずに接合できる接合信頼性の高いシールド被覆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。

上記目的を達成するために、本発明は、複数本の平角導体を互いに平行に配列して導体群を形成し、その導体群の両面それぞれに、絶縁性プラスチックフィルムの片面に絶縁性接着剤層が形成された絶縁膜を上記絶縁性接着剤層が上記導体群側になるようにして貼り合わせて、上記導体群と上記絶縁性接着剤層とを一体化してフレキシブルフラットケーブルを形成し、そのフレキシブルフラットケーブルの両面に、シールド金属の片面に接着剤層が形成されたシールド材を貼り合わせるシールド被覆フレキシブルフラットケーブルの製造方法において、上記平角導体に錫めっきを施して、上記フレキシブルフラットケーブルを形成し、このフレキシブルフラットケーブルの上記絶縁膜に上記平角導体を露出させるための開口部を設け、上記フレキシブルフラットケーブルの両面に上記シールド材を貼り合わせた後に、超音波接合によって上記平角導体の錫めっきを溶融させて上記シールド材の上記接着剤層を接合部分の周囲に流動させながら上記シールド金属と上記開口部から露出した錫めっき平角導体とを接合するシールド被覆フレキシブルフラットケーブルの製造方法である。

そして、上記錫めっき平角導体と上記シールド金属とを超音波接合によって接合する際に、上記シールド材の外側面に金属板を載置し、その金属板の外側から超音波接合を行うシールド被覆フレキシブルフラットケーブルの製造方法が好ましい。

また、上記錫めっき平角導体と上記シールド材とを超音波接合によって接合した後に、その接合部分の外側を絶縁膜で覆うシールド被覆フレキシブルフラットケーブルの製造方法が好ましい。

さらに、上記金属板は、厚さが１０μｍ以上１００μｍ以下であるシールド被覆フレキシブルフラットケーブルの製造方法が好ましい。

また、本願発明は、複数本の錫めっき平角導体を互いに平行に配列して形成された導体群の両面それぞれに、平角導体を露出させるための開口部が設けられた絶縁膜を貼り合わせてフレキシブルフラットケーブルを形成し、そのフレキシブルフラットケーブルの両面に、シールド金属の片面に接着剤層が形成されたシールド材を貼り合わせると共に超音波接合によって上記平角導体の錫めっきを溶融させて上記シールド材の上記接着剤層を接合部分の周囲に流動させながら上記シールド金属と上記開口部から露出した錫めっき平角導体とを直接接合したシールド被覆フレキシブルフラットケーブルである。

本発明によれば、導体とシールド金属とを導電性接着剤層を介さずに接合でき、接合信頼性を高めることができる。

以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１は本発明に係るシールド被覆フレキシブルフラットケーブルの好適な実施の形態を示した平面図、図２は図１のII-II線断面図、図３は超音波接合による接合状態を示した断面図である。

かかるシールド被覆フレキシブルフラットケーブル１を製造するに際しては、まず、導体２に錫めっきを施す。そして、１本から数十本の錫めっきされた導体２を平行に配列してなる導体群３の両面に、絶縁性プラスチックフィルム４ａの片面に絶縁性の接着剤層４ｂが形成された絶縁膜４を貼り合わせて熱圧着してフレキシブルフラットケーブル（以下ＦＦＣと称する）５を製造する。

導体２は、例えば厚さ１２７μｍの銅からなる平角導体にて構成されている。絶縁性プラスチックフィルム４ａは、例えば厚さ５０μｍのＰＥＴにて構成されている。接着剤層４ｂは、例えば厚さ４２μｍに形成されており、難燃性ポリエステル系の絶縁性接着剤にて構成されている。接着剤層４ｂは、導体２の周囲を覆うように流動して、導体群３の上下の絶縁膜４の接着剤層４ｂが一体化されている。

そして、ＦＦＣ５の片面或いは両面（本実施の形態では上側片面）の絶縁膜４を部分的に取り除いて開口部６を形成し、その内部の導体２が露出するように構成する。

その後、ＦＦＣ５の両面にシールド材７を貼り合わせる。シールド材７は、三層構造となっており、最外層は基材となる厚さ数μｍ〜数十μｍのＰＥＴ等の絶縁性プラスチック７ａで構成され、中層は厚さ数μｍ以下のＣｕやＡｌ等のシールド金属７ｂで構成され、最内層は厚さ数十μｍの導電性の接着剤層７ｃで構成されている。

そして、ＦＦＣ５の導体２が露出した部分とシールド材７のシールド金属７ｂとを超音波接合によって接合する。超音波接合を行うに際しては、図３に示すように、接合部分（導体２の露出部分）のシールド材７の外側面に金属板８を載置し、その上から超音波溶接機の超音波ホーン９の先端の超音波ホーンチップ１１を押し付ける。

金属板８は、導体２と同じ材料（銅）で構成されているが、導体２と接合できる金属（例えば銅合金）であればよく、限定されるものではない。ただし、金属板８を導体２と同じ材料とした方が、接合しやすいため、余分な超音波エネルギーをシールド被覆フレキシブルフラットケーブル１に印加する必要がないので好ましい。

金属板８は、その厚みが１０μｍ以上１００μｍ以下に形成されている。この厚みは、２０μｍ以上８０μｍ以下が望ましく、さらに最適な厚みは３０μｍ以上６０μｍ以下である。これは、金属板８が薄すぎると、金属板８自体が破けたり、価格が高くなる問題があり、逆に厚すぎると、超音波を印加させるためのエネルギーが大きくなり、シールド金属７ｂが破壊される可能性が大きくなり、接合部の接合信頼性が低下する問題が発生するためである。

超音波溶接機の超音波周波数は、２０ｋＨｚ、４０ｋＨｚ、６０ｋＨｚ等が適用され、超音波ホーンチップ１１やアンビル１２のピッチ間隔、形状等は適宜選択される。

超音波接合によって導体２とシールド材７とを接合した後に、その接合部分の外側を絶縁膜１４で覆う。これによって、シールド被覆フレキシブルフラットケーブル１の外部に導電性部材が露出するのを防止できる。

本実施の形態によれば、導体２に錫めっきを施して、超音波接合により、導体２とシールド材７とを接合するので、超音波接合の際に、超音波振動により導体２の錫めっきが溶融して、それに伴い接着剤層７ｃも流動しやすくなる。よって、接着剤層７ｃは、シールド金属７ｂに押されて、接合部分の周囲に流動する。これによって、導体２とシールド金属７ｂとは、接着剤層７ｃを介さずに直接接合できることとなり、熱衝撃試験や耐熱試験等の環境試験を行っても接合部の物性が変化することはなく、初期のシールド性能が低下することはないので、接合信頼性を高く保持することができる。

また、本実施の形態においては、シールド材７の接着剤層７ｃを、接続部から流動させて除去するために、超音波を印加させるためのエネルギーが従来よりも高くなるが、金属板８を設けたことによって、シールド金属７ｂの保護が図られ、その破損を防止できる。

なお、上記実施の形態では、シールド材７の接着剤層７ｃは、導電性のものを用いているが、非導電性のものを用いてもよい。これは、導体２とシールド金属７ｂとが直接接合されているためである。

上述したシールド被覆フレキシブルフラットケーブルの製造方法において、以下の条件で９種類のシールド被覆フレキシブルフラットケーブルを製造して、外観（シールドの破れ）、アース間抵抗、ピール強度を基準に溶接性の良否を評価した。
（１）超音波周波数：４０ｋＨｚ
（２）超音波ホーンチップ形状：０．３×０．３ｍｍピッチ
（３）アンビル形状：０．３×０．３ｍｍピッチ
（４）加圧力：１ｋｇｆ、２ｋｇｆ、３ｋｇｆ
（５）印加エネルギー：５Ｊ、１０Ｊ、１５Ｊ
（６）金属板：銅３２μｍ
この結果、下記の表１に示すように、加圧力は２〜３ｋｇｆ、印加エネルギーは５〜１０Ｊが最良であるのが判った。

次に、本発明に係るシールド被覆フレキシブルフラットケーブル１と図４〜図６に示した従来のシールド被覆フレキシブルフラットケーブル５１とを用いて、熱衝撃試験を行う前と、行った後の２０℃におけるアース間抵抗を測定した結果を下記の表２に示す。熱衝撃試験は、−４０℃の状態を３０分保持した後、１００℃の状態を３０分保持するのを１サイクルとして、１００サイクルと１０００サイクル繰り返した試験を行った。

この結果、表２に示すように、従来のシールド被覆フレキシブルフラットケーブル５１では、熱衝撃試験による環境試験を行った際、アース間抵抗が、１２ｍΩから、１００サイクルで１５０ｍΩ、１０００サイクルで１０００ｍΩへと上昇してしまうが、本発明によるシールド被覆フレキシブルフラットケーブル１では、アース間抵抗は、初期値（１２ｍΩ）から全く変わらず、優れた品質を保持できることが判った。

これは、導体２とシールド材７のシールド金属７ｂとが直接、金属的に接合され、さらに、金属板８によって、接続部が保護されているためである。

本発明に係るシールド被覆フレキシブルフラットケーブルの好適な実施の形態を示した平面図である。図１のII-II線断面図である。超音波接合による接合状態を示した断面図である。従来のシールド被覆フレキシブルフラットケーブルを示した平面図である。図４のV-V線断面図である。図４のVI-VI線断面図である。

符号の説明

１シールド被覆フレキシブルフラットケーブル
２導体（平角導体）
３導体群
４絶縁膜
４ａ絶縁性プラスチックフィルム
４ｂ接着剤層
５フレキシブルフラットケーブル
６開口部
７シールド材
７ｂシールド金属
７ｃ接着剤層
８金属板

Claims

複数本の平角導体を互いに平行に配列して導体群を形成し、その導体群の両面それぞれに、絶縁性プラスチックフィルムの片面に絶縁性接着剤層が形成された絶縁膜を上記絶縁性接着剤層が上記導体群側になるようにして貼り合わせて、上記導体群と上記絶縁性接着剤層とを一体化してフレキシブルフラットケーブルを形成し、そのフレキシブルフラットケーブルの両面に、シールド金属の片面に接着剤層が形成されたシールド材を貼り合わせるシールド被覆フレキシブルフラットケーブルの製造方法において、
上記平角導体に錫めっきを施して、上記フレキシブルフラットケーブルを形成し、このフレキシブルフラットケーブルの上記絶縁膜に上記平角導体を露出させるための開口部を設け、上記フレキシブルフラットケーブルの両面に上記シールド材を貼り合わせた後に、超音波接合によって上記平角導体の錫めっきを溶融させて上記シールド材の上記接着剤層を接合部分の周囲に流動させながら上記シールド金属と上記開口部から露出した錫めっき平角導体とを接合することを特徴とするシールド被覆フレキシブルフラットケーブルの製造方法。
上記錫めっき平角導体と上記シールド金属とを超音波接合によって接合する際に、上記シールド材の外側面に金属板を載置し、その金属板の外側から超音波接合を行う請求項１記載のシールド被覆フレキシブルフラットケーブルの製造方法。
上記錫めっき平角導体と上記シールド材とを超音波接合によって接合した後に、その接合部分の外側を絶縁膜で覆う請求項１または２記載のシールド被覆フレキシブルフラットケーブルの製造方法。
上記金属板は、厚さが１０μｍ以上１００μｍ以下である請求項２または３記載のシールド被覆フレキシブルフラットケーブルの製造方法。
複数本の錫めっき平角導体を互いに平行に配列して形成された導体群の両面それぞれに、平角導体を露出させるための開口部が設けられた絶縁膜を貼り合わせてフレキシブルフラットケーブルを形成し、そのフレキシブルフラットケーブルの両面に、シールド金属の片面に接着剤層が形成されたシールド材を貼り合わせると共に超音波接合によって上記平角導体の錫めっきを溶融させて上記シールド材の上記接着剤層を接合部分の周囲に流動させながら上記シールド金属と上記開口部から露出した錫めっき平角導体とを直接接合したことを特徴とするシールド被覆フレキシブルフラットケーブル。