JP2014032907A - フレキシブルフラットケーブル、及びそれに適用されるコネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】各端子に錫メッキを使用することを前提して端子間のピッチ幅が狭い場合でも、ウィスカ発生による端子間短絡を防止できるフレキシブルフラットケーブルを提供する。
【解決手段】このフレキシブルフラットケーブルの要部となる各メッキ付き端子２３は、それぞれ端子に錫メッキを施して成ると共に、端子形状がケーブル端面延在方向で凹状となる凹状端子となっており、凸状の鍔部２３ｂ間の凹み平坦部２３ａが接続相手のコネクタの各コネクタピン１１の先端側における接触部と接触される。ここでは接続相手のコネクタとの接続時に凹み平坦部２３ａでウィスカが発生しても鍔部２３ｂでウィスカ自体が抑制されて隣接する端子まで到着しないため、ウィスカ発生による隣接する端子間短絡を十分に防止（緩和）することができる。各メッキ付き端子２３では、凹状端子の鍔部２３ｂ間の凹み間隔幅Ｔｗ１が各コネクタピン１１のピン幅Ｐｗよりも大きくなっている。
【選択図】図４

Description

本発明は、ウィスカ（針状単結晶）の発生を防止するためのウィスカ対策を施したフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）、及びそれに適用されるコネクタに関する。

従来、一般的な電子・電気・通信機器に使用されるフレキシブルフラットケーブルとしては、例えば図６に示されるような構造（文献公知に係る発明でないが、一般的に知られている構造）のものが挙げられる。ここでのフレキシブルフラットケーブル１は、複数（所定数）のメッキ付き端子２を絶縁性フィルム３間に挟み込んだ構造を有しており、接続箇所となる片面側は絶縁性フィルム端部から各メッキ付き端子２を露呈させ、その反対側のもう片面側にはフィルム面に補強板４を貼り合わせて機械的強度を確保している。このフレキシブルフラットケーブル１の接続箇所は、接続相手となるコネクタ１０の開口された筐体挿入部内に挿入して嵌合されるもので、この状態で露呈された各メッキ付き端子２がコネクタ１０の筐体挿入部内に配設された各コネクタピン（コンタクト）１１に対してそれぞれ接触され、電気的な接続が行われるようになっている。

このようなフレキシブルフラットケーブルにおける各メッキ付き端子の端子には、メッキ材料として以前は汎用的に錫鉛（Ｓｎ−Ｐｂ）メッキが施されていたが、近年では環境上の問題から鉛（Ｐｂ）フリー化の要求が高まっていることにより、鉛を含まない錫（Ｓｎ）メッキを施す傾向が高くなっている。

ところが、錫メッキをフレキシブルフラットケーブルにおける各メッキ付き端子の端子に施すと、しばしばウィスカが発生して端子間を短絡してしまうことがある。図７は、図６で説明したフレキシブルフラットケーブル１をコネクタ１０に接続したときのメッキ付き端子２及びコネクタピン１１の接続状態を要部を拡大して示した外観斜視図である。図７を参照すれば、通常フレキシブルフラットケーブル１におけるメッキ付き端子２の端子幅Ｔｗと端子同士のピッチ（間隔）幅Ｔｐとは製品毎に決まっており、同様にコネクタ１０におけるコネクタピン１１のピン同士のピッチ（間隔）幅Ｐｐも製品毎に決まっているため、メッキ付き端子２のピッチ幅Ｔｐとコネクタピン１１のピッチ幅Ｐｐとを合わせれば、両者の電気的な接続が可能となる。図７中において、メッキ付き端子２とコネクタピン１１とが接触する点線で示す領域となるコンタクト面Ｅｃの端部からウィスカが発生することが知られている。

図８は、図７で説明したメッキ付き端子２及びコネクタピン１１の接続時に生じるウィスカ１２発生の様子を説明するために示したケーブル端面方向での要部の概略図である。図８を参照すれば、端子に錫メッキを施したメッキ付き端子２とコネクタピン１１とが接触したときに応力が発生する結果、メッキ付き端子２とコネクタピン１１とのコンタクト面からウィスカ１２が発生し、ウィスカ１２の成長量及び成長方向によって隣接するメッキ付き端子２に接触する事態が生じ得る様子を示している。このとき、ウィスカ１２が隣接するメッキ付き端子２に接触するか否かを決める要因の一つとして、メッキ付き端子２のピッチ幅Ｔｐを挙げることができるが、ピッチ幅Ｔｐが広ければ接触頻度が減り、狭ければ接触頻度が増すことになる。そこで、ウィスカ発生の問題を対策し、錫メッキに代えて金（Ａｕ）メッキを端子に施せばウィスカ発生を防止できるが、こうした場合には高価な金材料を使用するためにコスト高が回避され得ないという問題が生じてしまう。

そこで、コスト高にならずにウィスカ発生を対策するための周知技術として、露出導体部がコネクタピンから加えられる接触圧等の応力集中や増加を抑制して緩和することができ、ウィスカの発生を抑制できると共に、接続部の構造が大型化されることなくウィスカによる短絡の発生を防止できる「フレキシブルフラットケーブル」（特許文献１参照）が挙げられる。

上述した特許文献１に係る技術は、フレキシブルフラットケーブルにおける各メッキ付き端子の端子に錫メッキを使用することを前提とし、金メッキを使用する程のコスト高にならないウィスカ発生の防止対策を図り、具体的にはウィスカ発生がフレキシブルフラットケーブルとコネクタの各コンタクトとの間の接触応力に依ることを着目し、フレキシブルフラットケーブルにおいて、各端子と接触する各コンタクト（各コネクタピン）の高さにばらつきを持たると共に、切り込みを設けることにより、応力が局所的に集中することを防ぎ、ウィスカ発生を防止する構造としたものである。

しかしながら、特許文献１に係る技術では、ウィスカ発生の頻度を或る程度低下させることができても、各端子と各コンタクト（各コネクタピン）との接触応力の状態によってウィスカ発生を完全には防止できないものであり、各端子間のピッチ幅（メッキ付き端子のピッチ幅）が狭いものである程、ウィスカ発生を防止し難く、こうした場合に隣接する端子同士が短絡してしまうという問題が解消され得ないものとなっている。

本発明は、このような問題点を解決すべくなされたもので、その技術的課題は、各端子に錫メッキを使用することを前提して端子間のピッチ幅が狭い場合でも、ウィスカ発生による端子間短絡を防止できるフレキシブルフラットケーブル、及びそれに適用されるコネクタを提供することにある。

上記技術的課題を解決するため、本発明のフレキシブルフラットケーブルの第１の手段は、複数のメッキ付き端子を絶縁性フィルム間に挟み込んだ構造を有すると共に、接続箇所となる片面側では当該絶縁性フィルム端部から当該複数のメッキ付き端子を露呈させ、且つ反対側のもう片面側にはフィルム面に補強板を貼り合わせたフレキシブルフラットケーブルにおいて、前記複数のメッキ付き端子は、それぞれ端子に錫メッキを施して成ると共に、接続相手のコネクタの有するコネクタピンとの接触位置が隣接する端子同士で当該端子の延在方向において交互に所定の距離分ずれ、且つ当該接触位置の接触部分にそれぞれ凸所となる突起部が設けられたことを特徴とする。

また、本発明のフレキシブルフラットケーブルの第２の手段は、複数のメッキ付き端子を絶縁性フィルム間に挟み込んだ構造を有すると共に、接続箇所となる片面側では当該絶縁性フィルム端部から当該複数のメッキ付き端子を露呈させ、且つ反対側のもう片面側にはフィルム面に補強板を貼り合わせたフレキシブルフラットケーブルにおいて、前記複数のメッキ付き端子は、それぞれ端子に錫メッキを施して成ると共に、少なくとも信号伝送用とされる端子の形状がケーブル端面延在方向で凹状となる凹状端子を有しており、当該凹状端子における凸状の鍔部間の凹み間隔幅が接続相手のコネクタの有するコネクタピンのピン幅よりも大きく、当該凹み間隔幅を持つ当該鍔部間の凹み平坦部が当該コネクタピンの先端側における接触部との接触に供されることを特徴とする。

本発明によれば、端子間ピッチが狭い場合でもウィスカ発生による端子間短絡の懸念が少なく、安全性高くウィスカ発生による端子間短絡を防止できる構造を採用しているため、端子間ピッチが狭いフレキシブルフラットケーブルを作製しての適用により電子・電気・通信機器の省スペース化に寄与することができる。

本発明の実施例１に係るフレキシブルフラットケーブルの要部となるメッキ付き端子の基本構造を示した外観斜視図である。 図１に示すフレキシブルフラットケーブルのメッキ付き端子と接触される接続相手となるコネクタのコネクタピンの形状配置上の特徴を説明するために示した外観斜視図である。 本発明の実施例２に係るフレキシブルフラットケーブルの要部となるメッキ付き端子の基本構造を示した外観斜視図である。 図３に示すレキシブルフラットケーブルのメッキ付き端子と接触される接続相手となるコネクタのコネクタピンの形状配置上の特徴を説明するために示した外観斜視図である。 図３に示すメッキ付き端子を一部変形して汎用的な矩形状端子を併用した場合の基本構造を示した外観斜視図である。 従来の一般的なフレキシブルフラットケーブルの基本構造を接続相手のコネクタとの接続状態で示した外観斜視図である。 図６で説明したフレキシブルフラットケーブルをコネクタに接続したときのメッキ付き端子及びコネクタピンの接続状態を要部を拡大して示した外観斜視図である。 図７で説明したメッキ付き端子及びコネクタピンの接続時に生じるウィスカ発生の様子を説明するために示したケーブル端面延在方向での要部の概略図である。

以下、本発明のフレキシブルフラットケーブル、及びそれに適用されるコネクタについて、幾つかの実施例を挙げ、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例１に係るフレキシブルフラットケーブルの要部となるメッキ付き端子２１、２２の基本構造を示した外観斜視図である。実施例１に係るフレキシブルフラットケーブルについても、図６を参照して説明した一般的な構造のタイプの場合と同様に、複数のメッキ付き端子２１、２２を絶縁性フィルム３間に挟み込んだ構造を有すると共に、接続箇所となる片面側では絶縁性フィルム３端部から各メッキ付き端子２１、２２を露呈させ、且つ反対側のもう片面側にはフィルム面に補強板４を貼り合わせた基本構造を持ち、接続相手となる略図するコネクタとの接続状態について、外観構成上では図６に示した一般的な構造のものと比べてほぼ同様な様子となる。但し、ここでは接続箇所となる片面側の絶縁性フィルム３端部から露呈される複数（図１では４個分を示す）のメッキ付き端子２１、２２の細部構造がウィスカ発生による隣接する端子間短絡を防止するために工夫されている点が相違している。

具体的に云えば、各メッキ付き端子２１、２２は、それぞれ端子に錫メッキを施して成ると共に、端子形状が図７に示したように従来構造の場合と同様な矩形板状の矩形状端子を基体としている他、略図する接続相手のコネクタの有するコネクタピンとの接触位置が隣接する端子同士で端子の延在方向において交互に所定の距離ｄ分ずれ、且つ接触位置の接触部分にそれぞれ高さＴｈ１の凸所となる突起部２１ａ、２２ａが設けられた構造となっている。

換言すれば、ここでは接続相手のコネクタに対する嵌合方向で接続時に手前側に位置される他の表面部分よりも高さＴｈ１分だけ高い突起部２１ａを有するメッキ付き端子２１と、接続時に奥側に位置される他の表面部分よりも高さＴｈ１分だけ高い突起部２２ａを有するメッキ付き端子２２と、をケーブル端面延在方向に交互に配列しており、この状態で各突起部２１ａ、２２ａが嵌合方向となる端子の延在方向において交互に所定の距離ｄ分ずれる配置構造となっている。このため、接続相手のコネクタとの接続時には各コネクタピンが各突起部２１ａ、２２ａ上に配置され、ウィスカが発生するときには各突起部２１ａ、２２ａの上部から成長し、隣接する端子に接触するためには凸所を持たない場合と比べて高さＴｈ１分だけ余計に距離を要することになる。これにより、端子間ピッチが狭い場合でも、各メッキ付き端子２１、２２における突起部２１ａ、２２ａの高さＴｈ１を高くすれば、ウィスカ発生による隣接する端子間短絡を十分に防止（緩和）することができる。

図２は、上述したフレキシブルフラットケーブルのメッキ付き端子２１、２２と接触される接続相手となるコネクタのコネクタピン１１ａ、１１ｂの形状配置上の特徴を説明するために示した外観斜視図である。即ち、ここでのコネクタは、実施例１に係るフレキシブルフラットケーブルにおける接続箇所を開口された筐体挿入部内に挿入して嵌合することで接続状態とする接続相手として適用されるもので、筐体挿入部内に各メッキ付き端子２１、２２にそれぞれ接触されるコネクタピン１１ａ、１１ｂが複数配設されている。

具体的に云えば、ここでの各コネクタピン１１ａ、１１ｂは、それぞれ先端側における接触部が隣接するピン同士で嵌合方向となる端子の延在方向において接続状態で各メッキ付き端子２１、２２の突起部２１ａ、２２ａに対して接触されるように、交互に所定の距離ｄ分ずれるように筐体挿入部内に配設されている。ここでは、フレキシブルフラットケーブルにおける接続箇所を筐体挿入部内に挿入しての嵌合接続時に各コネクタピン１１ａ、１１ｂの先端側における接触部が各メッキ付き端子２１、２２の突起部２１ａ、２２ａ上に配置された状態で接触が行われるため、ウィスカの発生が各突起部２１ａ、２２ａの上部から成長することになり、上述したように各突起部２１ａ、２２ａの高さＴｈ１分が隣接する端子間短絡の抑制防止に作用することになる。

要するに、実施例１に係るフレキシブルフラットケーブルでは、ウィスカ発生による隣接する端子間短絡を防止するため、接続箇所で露呈される各メッキ付き端子２１、２２における突起部２１ａ、２２ａの配置を嵌合方向に距離ｄ分ずらし、これに適用されるコネクタについても、各コンタクトピン１１ａ、１１ｂの先端側における接触部の配置を同様に嵌合方向に距離d分でずらし、接触が適確に行われるようにした上で各突起部２１ａ、２２ａの高さＴｈ１を高くすることにより、ウィスカが発生しても隣接する端子に接触するまでの距離を長くすることができる。この結果、端子間ピッチを狭くしてもウィスカ発生による隣接する端子同士の短絡を回避することができる。

図３は、本発明の実施例２に係るフレキシブルフラットケーブルの要部となるメッキ付き端子２３の基本構造を示した外観斜視図である。実施例２に係るフレキシブルフラットケーブルについても、図６を参照して説明した一般的な構造のタイプの場合と同様な基本構造し、接続相手となる略図するコネクタとの接続状態について、外観構成上ではほぼ同様な様子となる。但し、ここでは接続箇所となる片面側の絶縁性フィルム３端部から露呈される複数（図１では４個分を示す）のメッキ付き端子２３の細部構造がウィスカ発生による隣接する端子間短絡を防止するために工夫されている点が相違している。

具体的に云えば、各メッキ付き端子２３は、それぞれ端子に錫メッキを施して成ると共に、端子の形状がケーブル端面延在方向で凹状となる凹状端子となっており、高さＴｈ２の凸状の鍔部２３ｂ間の凹み間隔幅を持つ凹み平坦部２３ａが接続相手のコネクタの各コネクタピンの先端側における接触部との接触に供されるようになっている。

ここでの各メッキ付き端子２３は、高さＴｈ２の凸状の鍔部２３ｂ間の凹み平坦部２３ａが接続相手のコネクタの各コネクタピンの先端側における接触部と接触されるもので、接続相手のコネクタとの接続時にウィスカが発生しても高さＴｈ２の凸状の鍔部２３ｂでウィスカ自体が抑制されて隣接する端子まで到着しないため、ウィスカ発生による隣接する端子間短絡を十分に防止（緩和）することができる。因みに、ここでは鍔部２３ｂの高さＴｈ２を高くする程、ウィスカ成長による隣接する端子への到着を抑制する作用が高められる。

図４は、上述したレキシブルフラットケーブルのメッキ付き端子２３と接触される接続相手となるコネクタのコネクタピン１１の形状配置上の特徴を説明するために示した外観斜視図である。即ち、ここでのコネクタは、実施例２に係るフレキシブルフラットケーブルにおける接続箇所を開口された筐体挿入部内に挿入して嵌合することで接続状態とする接続相手として適用されるもので、筐体挿入部内に各メッキ付き端子２３にそれぞれ接触されるコネクタピン１１が複数配設されている。

実施例２に係るフレキシブルフラットケーブルに適用されるコネクタは、実施例２に係るフレキシブルフラットケーブルにおける各メッキ付き端子２３の凹み平坦部２３ａを各コネクタピンの先端側における接触部との接触先とし、実施例１の場合のように接触位置のずれを要する構造でないため、基本的には図６や図７を参照して説明した一般的な構造のものを適用することができる。但し、図３で説明した各メッキ付き端子２３については、凹状端子における凸状の鍔部２３ｂ間の凹み間隔幅Ｔｗ１が各コネクタピン１１のピン幅Ｐｗよりも大きくする必要がある。

こうした構成により、図４では、各コネクタピン１１の先端側における接触部が各メッキ付き端子２３を凹状端子とした構造の凸状の鍔部２３ａ間の凹み間隔幅Ｔｗ１を持つ凹み平坦部２３ａに対して接触し、このときに凸状の鍔部２３ａ間にすっぽり入るように配置される。ここでは、各コネクタピン１１のピン幅Ｐｗよりも凹み間隔幅Ｔｗ１を大きくし、凹み平坦部２３ａ及び鍔部２３ｂの凹凸箇所の境界面にコネクタピン１１が接触しないようにしておけば、ウィスカが凹み平坦部２３ａで発生しても凸状の鍔部２３ａに妨げられて隣接する端子への短絡が防止（抑制）される。

要するに、実施例２に係るフレキシブルフラットケーブルでは、ウィスカ発生による隣接する端子間短絡を防止するため、接続箇所で露呈される各メッキ付き端子２３における端子形状を凹型の凹状端子としていることにより、ウィスカが凹み平坦部２３ａで発生してもその周囲の凸状の鍔部２３ｂがウィスカの成長を妨げ、隣接する端子への短絡が回避される。この結果、端子間ピッチを狭くしてもウィスカ発生による隣接する端子同士の短絡を回避することができる。

ところで、実施例２に係るフレキシブルフラットケーブルでは、各メッキ付き端子２３における端子形状を全て凹型の凹状端子とした場合を説明したが、端子数が多くて必ずしても全部が信号伝送用に使用されない用途を想定すれば、ウィスカ発生による短絡懸念が少ない信号伝送用以外の端子には凹状端子以外の汎用的な矩形状端子等を用いた方が製造コスト上では有利な場合がある。

図５は、図３に示すメッキ付き端子２３を一部変形して汎用的な矩形状端子を併用した場合の基本構造を示した外観斜視図である。

図５を参照すれば、ここでは信号伝送用とされる端子形状がケーブル端面延在方向で凹状となる凹状端子であるメッキ付き端子２３と、信号伝送用以外とされる端子形状が矩形板状となる矩形状端子によるメッキ付き端子２と、を併用している。こうした場合の接続相手のコネクタにおいても、一般的な構造のものを適用することができ、各コネクタピン１１の先端側における接触部がメッキ付き端子２３における凹状端子の凹み平坦部２３ａ又はメッキ付き端子２における矩形状端子の表面に対して接触されるように筐体挿入部内に配設されたものであれば良い。因みに、ここでも各メッキ付き端子２３については、凹状端子における凸状の鍔部２３ｂ間の凹み間隔幅Ｔｗ１が各コネクタピン１１のピン幅Ｐｗよりも大きくする必要があるのは上述した通りである。

図５に示されるように異なる端子形状（異なる種類）のメッキ付き端子２、２３を併用するのに好適な例は、端子に接続する信号線の種類によりウィスカ発生の懸念が少ない場合に該当し、例えば２０端子中１６端子しか使用せず、残り４端子は接地（ＧＮＤ）接続する場合等が挙げられる。ここでは４端子には信号が入らないため、他の端子に比べてウィスカが発生する懸念が少ないので、それらには汎用的な矩形状端子であるメッキ付き端子２を用いる場合を例示できる。

何れにしても、ウィスカが発生する懸念が少なければ、臨機応変に端子形状を凹型の凹状端子にするか、或いは矩形（四角）の矩形状端子にするかを決めることが可能になる。但し、各コネクタピン１１の先端側における接触部との接触先となる凹状端子の凹み平坦部２３ａの高さと、矩形状端子の表面の高さとを同じにすれば、各コネクタピン１１との接続箇所の高さが同じになるので、各コネクタピン１１との接続では問題が生じない。端子形状を矩形（四角）の矩形状端子にできる数が多い程、製造コストを下げられる。

１ フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）
２、２１、２２、２３ メッキ付き端子
３ 絶縁性フィルム
４ 補強板
１０ コネクタ
１１、１１ａ、１１ｂ コネクタピン（コンタクト）
１２ ウィスカ（針状単結晶）
２１ａ、２２ａ 突起部
２３ａ 凹み平坦部
２３ｂ 鍔部

特開２０１０−１９２１６１

Claims (5)

1. 複数のメッキ付き端子を絶縁性フィルム間に挟み込んだ構造を有すると共に、接続箇所となる片面側では当該絶縁性フィルム端部から当該複数のメッキ付き端子を露呈させ、且つ反対側のもう片面側にはフィルム面に補強板を貼り合わせたフレキシブルフラットケーブルにおいて、
   前記複数のメッキ付き端子は、それぞれ端子に錫メッキを施して成ると共に、接続相手のコネクタの有するコネクタピンとの接触位置が隣接する端子同士で当該端子の延在方向において交互に所定の距離分ずれ、且つ当該接触位置の接触部分にそれぞれ凸所となる突起部が設けられたことを特徴とするフレキシブルフラットケーブル。
2. 請求項１記載のフレキシブルフラットケーブルにおける前記接続箇所を開口された筐体挿入部内に挿入して嵌合することで接続状態とする接続相手であって、当該筐体挿入部内に前記複数のメッキ付き端子にそれぞれ接触される前記コネクタピンが複数配設されたコネクタにおいて、
   前記複数のコネクタピンは、それぞれ先端側における接触部が隣接するピン同士で前記端子の延在方向において前記接続状態で前記複数のメッキ付き端子の前記突起部に対して接触されるように、交互に前記所定の距離分ずれるように前記筐体挿入部内に配設されたことを特徴とするコネクタ。
3. 複数のメッキ付き端子を絶縁性フィルム間に挟み込んだ構造を有すると共に、接続箇所となる片面側では当該絶縁性フィルム端部から当該複数のメッキ付き端子を露呈させ、且つ反対側のもう片面側にはフィルム面に補強板を貼り合わせたフレキシブルフラットケーブルにおいて、
   前記複数のメッキ付き端子は、それぞれ端子に錫メッキを施して成ると共に、少なくとも信号伝送用とされる端子の形状がケーブル端面延在方向で凹状となる凹状端子を有しており、当該凹状端子における凸状の鍔部間の凹み間隔幅が接続相手のコネクタの有するコネクタピンのピン幅よりも大きく、当該凹み間隔幅を持つ当該鍔部間の凹み平坦部が当該コネクタピンの先端側における接触部との接触に供されることを特徴とするフレキシブルフラットケーブル。
4. 請求項３記載のフレキシブルフラットケーブルにおいて、前記複数のメッキ付き端子は、前記信号伝送用以外とされる端子の形状が矩形板状となる矩形状端子を含み、前記矩形状端子の表面は、前記凹状端子の前記凹み平坦部と同一平面上に位置されると共に、前記コネクタピンの先端側における接触部との接触に供されることを特徴とするフレキシブルフラットケーブル。
5. 請求項３又は４記載のフレキシブルフラットケーブルにおける前記接続箇所を開口された筐体挿入部内に挿入して嵌合することで接続状態とする接続相手であって、当該筐体挿入部内に前記複数のメッキ付き端子にそれぞれ接触される前記コネクタピンが複数配設されたコネクタにおいて、
   前記複数のコネクタピンは、それぞれ先端側における接触部が前記複数のメッキ付き端子における前記凹状端子の前記凹み平坦部又は前記矩形状端子の表面に対して接触されるように前記筐体挿入部内に配設されたことを特徴とするコネクタ。

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