JP4164887B2

JP4164887B2 - 高屈曲フラットケーブル

Info

Publication number: JP4164887B2
Application number: JP28429897A
Authority: JP
Inventors: 豊福田; 啓一田中; 諭村尾
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1997-10-02
Filing date: 1997-10-02
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2017-10-02
Also published as: JPH11111070A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高密度実装が可能な高屈曲フラットケーブルに関するものである。より詳細には、本発明は、特定の物性を有する特定の銅合金からなる平角導体を用いることにより、高密度実装が可能な高屈曲フラットケーブルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子技術の進歩により、電子機器の小型化が進み、この電子機器等に使用される配線材として配線スペースの点で有利なフラットケーブルが使用されており、またフラットケーブルは屈曲特性が良いためＣＤ−ＲＯＭの読み取りヘッド部と回線基板の接続等の可動部の配線に使用されている。
従来、この電子機器に使用されていたフラットケーブルはポリエチレンテレフタレートフィルムとポリエステル繊維からなる絶縁体の間に軟銅導体を挟んだ構造となっていた。
【０００３】
配線の密度を高めるためには導体の幅を小さくする必要があり、現在は高密度化への要求から０．３ｍｍのものが製造されている。
一方、高屈曲特性の観点から見ると、導体厚みが薄い方が有利であるが、現在使用されてるものは厚み０．０３５ｍｍ以上である。
しかし、機器の小型化による省配線スペース化が進んでいるため、従来より小さい配線スペースで従来と同様な屈曲特性を持つものが必要とされている。フラットケーブルの屈曲特性を向上させる手段として、１）絶縁体の厚みを薄くする、２）弾性率の大きな接着剤を使用する、３）導体を薄くする等がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
絶縁体の厚みを薄くするとか弾性率の大きな接着剤を使用すると言う方法でフラットケーブルの屈曲特性を或る程度向上させることが可能であったが、必要とされているほどの屈曲特性は得られていなかった。
また、導体を薄くする方法は、上記２つの方法に比べて有効であると考えられるが、導体厚みを現状より薄くすることで導体断面積を小さくすると、フラットケーブル作製時に導体にかかる張力で導体が断線すると言う問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を種々検討した結果、伸び７％以上、抗張力３５ｋｇｆ／ｍｍ²以上の特定の物性を有し、且つ特定の銅合金からなる材質の平角導体を使用することにより、これらの課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は：
（１）テープ状絶縁体で、平角導体を挟んだ構造のフラットケーブルであって、伸び７％以上、抗張力３５ｋｇｆ／ｍｍ²以上である材質の平角導体を使用し、且つ上記導体が質量基準でＮｉを０．４％以上４％以下、Ｓｉを０．１％以上１．０％以下、銅を少なくとも９５％含む銅−ニッケル−珪素系銅合金であることを特徴とするフラットケーブル。
（２）上記銅合金として、伸び７％以上、抗張力３５ｋｇｆ／ｍｍ²以上の特性に予め加工度を調整したものを使用する点にも特徴を有する。また、
（３）上記銅合金として、銀でメッキしたものを用いる点にも特徴を有する。
【０００６】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、伸び７％以上、抗張力３５ｋｇｆ／ｍｍ²以上である特性を有し、且つ質量基準でＮｉを０．４％以上４％以下、Ｓｉを０．１％以上１．０％以下、銅を少なくとも９５％含む銅−ニッケル−珪素系銅合金からなる材質の平角導体を使用する、テープ状絶縁体で平角導体を挟んだ構造のフラットケーブルに関する。
即ち、本発明の平角導体に使用する金属導体としては、伸び７％以上、抗張力３５ｋｇｆ／ｍｍ²以上の物性を有し、且つ質量基準でＮｉを０．４％以上４％以下、好ましくは０．５％以上３．５％以下；Ｓｉを０．１％以上１．０％以下、好ましくは０．２％以上０．９％以下、銅を少なくとも９５．０％、好ましくは９５．６％以上９９．３％以下を含む銅−ニッケル−珪素系銅合金を導体として用いることが良い。
【０００７】
また、この場合、特定の銅合金に所定の物性を与えることができるならＮｉ、Ｓｉ以外に他の金属例えばＺｎ、Ｍｎ等を微量含有していても良い。
このような平角金属導体を用いることで、導体の厚さを０．０１５ｍｍ程度に薄くすることが可能になり、且つ摺動半径２．５ｍｍで３００万回以上、好ましくは５００万回以上摺動させても断線が発生しない効果を有することが分かった。
このような特定の銅合金は抗張力３５ｋｇｆ／ｍｍ²以上、伸び７％以上となるような加工度に予め調整されていると良い。この調整には、アニール処理、例えば２００℃以上で１時間、好ましくは２５０〜４５０℃で１時間熱処理する等の加工手段により容易に行うことができる。
【０００８】
ここで、上記銅合金の抗張力が３５ｋｇｆ／ｍｍ²未満の導体では、電線作製時に導体を整列させるために必要な張力に耐えられないため使用できない。
また、上記銅合金の伸びが７％未満の場合、フラットケーブルの屈曲特性が悪くなり、
摺動半径２．５ｍｍで５００万回以上の屈曲特性は得られない。
上記銅合金の抗張力、伸びは、夫々好ましくは４０ｋｇｆ／ｍｍ²、１０％である。該銅合金の抗張力、伸びの上限は特に制限されないが、電線作製時に導体を整列させるためには３８ｋｇｆ／ｍｍ²程度の抗張力があれば十分であり、また、摺動半径２．５ｍｍで５００万回以上の屈曲特性を得るためには７％程度の伸びを有すれば、十分である。
【０００９】
平角導体の厚みは、上記特定の銅合金を使用したために、極めて薄くできるが、通常０．０００ｍｍ〜０．０１２ｍｍ、好ましくは０．０１８ｍｍ〜０．０１２ｍｍと薄くて用い得る。
この平角導体に使用する特定の銅合金のような銅合金は、そのままでも使用できるが、予めメッキ、例えば銀のような耐腐食性金属メッキを施こすと、熱処理によって導体の加工度を調整することが容易となり、耐腐食性、コネクタ嵌合性の優れた製品となる。
ここで、メッキの材質としてスズを用いると、加工度調整の際のアニールでメッキが酸化してしまうために適当でない。
平角導体を絶縁するのに使用する絶縁体の材質としては、フラットケーブル全体の絶縁性を確保できれば特に制限されないが、十分な強度を有するフラットケーブルを得るには、絶縁体としてＰＥＴ／ポリエステル、ポリイミド／ポリウレタン等の２層構造からなるプラスチック（フィルム）を用いれば良く、絶縁体の厚みは２０〜４０μｍ、好ましくは２５〜３５μｍで良い。
【００１０】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的により説明するが、これらは本発明の範囲を制限するものでない。
なお、抗張力、伸びについての値は、厚み０．０１５ｍｍ、幅０．３ｍｍの平角導体を引張試験機で測定して得られる値である。
また、摺動試験は、屈曲部の半径が２．５ｍｍになるようにＵ字に曲げた状態で摺動距離２５ｍｍで行う摺動回数により耐屈曲性を表したものである。
（実施例１）
抗張力３５ｋｇｆ／ｍｍ²、伸び７％である厚み０．３ｍｍ、幅０．３ｍｍの質量基準でＣｕ９７．０％、Ｎｉ２．４％、Ｓｉ０．６％を含む銅合金製テープを厚さ１２μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムと厚み２０μｍのポリエステル樹脂（ケミットＲ−２４８東レ製）からなる絶縁体で挟んで１３０℃で熱圧溶融するラミネートで一体化してフラットケーブルを得た。
得られたフラットケーブルは優れた屈曲特性を示し、半径２．５ｍｍの摺動試験で５００万回以上でも導体の断線は発生しなかった。
【００１１】
（実施例２）
抗張力３５ｋｇｆ／ｍｍ²、伸び７％である厚み０．０１５ｍｍ、幅０．３ｍｍの質量基準でＣｕ９７．０％、Ｎｉ２．４％、Ｓｉ０．６％を含む銅合金製テープに電気メッキ法に従って０．７μｍの厚みに銀メッキを行った導体を厚さ１２μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムと厚み２０μｍのポリエステル樹脂（ケミットＲ−２４８東レ製）からなる絶縁体で挟んで１３０℃で熱圧溶融するラミネートで一体化してフラットケーブルを得た。
得られたフラットケーブルは実施例１と同様に優れた屈曲特性を示し、半径２．５ｍｍの摺動試験で５００万回以上でも導体の断線は発生しなかったが、且つ導体の耐腐食性、コネクタ嵌合性が向上した。
【００１２】
（比較例１）
厚さ０．０３５ｍｍの軟銅製導体を実施例１で使用したポリエチレンテレフタレートフィルムとポリエステル樹脂からなる絶縁体で挟んで実施例１と同様にラミネートで一体化
してフラットケーブルを得たが、半径２．５ｍｍの摺動試験で３万回以上で導体が断線してしまった。
【００１３】
（比較例２）
実施例１において、抗張力２８ｋｇｆ／ｍｍ²、伸び７％の軟銅製導体を用いようとしたが、ラミネート時に断線してフラットケーブルを作製することが不可能であった。
（比較例３）
実施例１において、抗張力４６ｋｇｆ／ｍｍ²、伸び２％の硬銅製導体を用いたものであるが、半径２．５ｍｍの摺動試験で５０万回で導体が断線してしまった。
【００１４】
（比較例４）
実施例１において、抗張力３５ｋｇｆ／ｍｍ²、伸び４％の導体を使用したものであるが、半径２．５ｍｍの摺動試験で８０万回で導体が断線してしまった。（比較例５）
実施例１に従う質量基準でＣｕ９７．０％、Ｎｉ２．４％、Ｓｉ０．６％を含む銅合金製テープに、実施例２と同様の手法でスズメッキを行い、加工度を調整するためにアニール処理を施すと、メッキが酸化してしまったので、スズメッキは適しないことが分かる。
【００１５】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によると、特定の抗張力と伸びを有する特定の銅合金からなる材質の平角導体を用いることにより、高屈曲特性を有したフラットケーブルを得ることができた。

Claims

テープ状絶縁体で、平角導体を挟んだ構造のフラットケーブルであって、伸び７％以上、抗張力３５ｋｇｆ／ｍｍ²以上である材質の平角導体を使用し、且つ上記導体が質量基準でＮｉを０．４％以上４％以下、Ｓｉを０．１％以上１．０％以下、銅を少なくとも９５％含む銅−ニッケル−珪素系銅合金であることを特徴とするフラットケーブル。
上記銅合金として、伸び７％以上、抗張力３５ｋｇｆ／ｍｍ²以上の特性に予め加工度を調整したものを使用することを特徴とする、請求項１記載のフラットケーブル。
上記銅合金として、銀でメッキしたものを用いることを特徴とする、請求項１又は２記載のフラットケーブル。