JP4200908B2 - 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 - Google Patents

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金属層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。ＦＦＣ５２は、例えば厚さ０．３ｍｍ程度の薄いテープ状に形成される。

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等のシールド金属層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。

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のシールド金属層５３ｂ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。このようなシールド被覆フレキシブルフラットケーブル５１は、特許文献１等にも記載されている。

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。

実公平６−１４３２６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のシールド金属層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層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、請求項１の発明は、導体の両面に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、シールド金属層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、上記フレキシブルフラットケーブルの両面に上記シールド金属層を貼り合わせた後に、上記シールド金属層を金属板で挟み込み、該金属板間に電流を流し当該金属板を発熱溶融させて、上記導体及び上記シールド金属層と上記金属板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である。

請求項２の発明は、上記接合に先立ち、上記金属板の上記シールド金属層側に、突起片を形成しておく請求項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である。

請求項３の発明は、上記絶縁膜の少なくとも一方に開口部を設けておき、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金属層を貼り合わせた後に、上記開口部の位置に対応する上記シールド金属層を上記金属板で挟み込む請求項１又は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である。

請求項４の発明は、上記接合の後に、上記金属板の外側を絶縁膜で覆う請求項１乃至３いずれかに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である。

請求項５の発明は、導体と、その両面に設けられた絶縁膜と、該絶縁膜の両面に設けられたシールド金属層と、上記シールド金属層を挟み込んだ金属板とを備え、上記導体と上記シールド金属層とが上記金属板を介して接合され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である。

請求項６の発明は、上記絶縁膜の少なくとも一方は、開口部を有し、上記金属板は、上記開口部の位置に対応する上記シールド金属層を挟み込むよう構成された請求項５記載のシールド被覆フレキシブルフラットケーブルである。

請求項７の発明は、上記金属板の外側が絶縁膜で覆われた請求項５又は６記載の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層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の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である。図２は、図１のII線部分断面図である。図３は、抵抗溶接による接合状態を示した部分断面図である。

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、１本から数十本の導体２を互いに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。絶縁膜４の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。絶縁膜４の接着剤層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の絶縁性プラスチックフィルム４ａ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フィルム７ａで構成され、中層は厚さ数μｍ以下のＣｕやＡｌ等のシールド金属層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のシールド金属層７ｂとを抵抗溶接（ヒュージング）によって接合する。抵抗溶接を行うに際しては、図３に示すように、絶縁膜４の開口部６の位置に対応するシールド材７（シールド金属層７ｂ）の外側面を金属板８で挟み込み、その上からインバータ式溶接電源の電極９を押し付ける。その状態で、金属板８間に電流を流して、シールド材７の絶縁性プラスチックフィルム７ａ、接着剤層７ｃと、ＦＦＣ５の接着剤層４ｂとを熱によって除去し、導体２及びシールド材７のシールド金属層７ｂと金属板８とを接合する。

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、断面略コ字状に形成されていると共に、その厚みが１２７μｍ程度で形成されている。金属板８の厚さは、金属板８に印加する電流の大きさ等に応じて、適宜選択される。ここで、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、電流を印加した際のエネルギーが大きくなり、シールド材７のシールド金属層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、これらを考慮して金属板８の厚さを選択する。

金属板８のシールド材７（シールド金属層７ｂ）側には、突起片８ａがそれぞれ設けられている。例えば、この突起片８ａは、エンボス加工により形成される。突起片８ａは、電流を集中させて発熱量を多くし、シールド材７の絶縁性プラスチックフィルム７ａ、接着剤層７ｃと、ＦＦＣ５の接着剤層４ｂとを除去することにより、抵抗溶接性を向上させる。金属板８の両面の突起片８ａを、金属板８の両面で同位置に配置することによって電流を更に集中させることができる。

溶接電源は、インバータ式のものに限定されるものではなく、トランジスタ式や交流式のものであっても良い。また溶接電源の電極９のピッチ間隔、形状及び材質等は適宜選択される。

抵抗溶接によって導体２とシールド材７のシールド金属層７ｂとを金属板８を介して接合した後に、金属板８の外側を絶縁膜（図示せず）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の外部に金属板８が露出するのを防止できる。

本実施の形態によれば、絶縁膜４の開口部６に対応するシールド材７（シールド金属層７ｂ）を金属板８で挟み込み、この金属板８間に電流を流すことにより、初期導通、加熱及び接合を行う。接合の際には、金属板８が発熱により溶融されて、それに伴いシールド材７の絶縁性プラスチックフィルム７ａ、接着剤層７ｃと、ＦＦＣ５の接着剤層４ｂとが熱により除去される。これによって、導体２とシールド材７のシールド金属層７ｂとは、接着剤層７ｃを介さずに接合できる。また金属板８が接合部の押さえ（保護）の役割を果たす。そのため、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（長期信頼性）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の絶縁性プラスチックフィルム７ａ、接着剤層７ｃと、ＦＦＣ５の接着剤層４ｂとを、接合部から熱により除去するために、電流を印加することによる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、シールド金属層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とシールド金属層７ｂとが金属板８を介して接合されているためである。

また、上述の実施の形態では、絶縁膜４の開口部６を、ＦＦＣ５の片面のみに形成しているが、両面に形成しても良い。また開口部６を形成しなくても良い。これは、接合の際に、絶縁膜４の絶縁性プラスチックフィルム４ａが熱により除去されるためである。

上述したシールド被覆フレキシブルフラットケーブル１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１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）溶接電源：インバータ式電源
（２）電極形状：φ２ｍｍINφ５ｍｍ
（３）電極材質：クロム銅埋込タングステン電極
（４）加圧力：９．８Ｎ（１ｋｇｆ）、４９Ｎ（５ｋｇｆ）、９８Ｎ（１０ｋｇｆ）
（５）電流：１ｋＡ、２ｋＡ、４ｋＡ
（６）金属板：銅１２７μｍ（突起片付き）
この結果、下記の表１に示すように、加圧力は４９〜９８Ｎ（５〜１０ｋｇｆ）、電流は２〜４ｋＡが最良であるのが判った。ここで、表１中の評価結果は、アース間抵抗及びピール強度の評価結果であって、アース間抵抗とピール強度共に良好なものに◎印、アース間抵抗のみが良好であったものに○印、その他のもの（ピール強度のみが良好であったものを含む）に×印をそれぞれ付している。

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（実施例）と図４から図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（従来例）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（従来例）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（実施例）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（長期信頼性）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のシールド金属層７ｂとが直接、金属的に接合され、さらに、金属板８によって、接合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線部分断面図である。 抵抗溶接による接合状態を示した部分断面図である。 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
７ａ 絶縁性プラスチックフィルム
７ｂ シールド金属層
７ｃ 接着剤層
８ 金属板
８ａ 突起片
９ 電極

Claims (7)

1. 導体の両面に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、シールド金属層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、
   上記フレキシブルフラットケーブルの両面に上記シールド金属層を貼り合わせた後に、上記シールド金属層を金属板で挟み込み、該金属板間に電流を流し当該金属板を発熱溶融させて、上記導体及び上記シールド金属層と上記金属板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。
2. 上記接合に先立ち、上記金属板の上記シールド金属層側に、突起片を形成しておく請求項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。
3. 上記絶縁膜の少なくとも一方に開口部を設けておき、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金属層を貼り合わせた後に、上記開口部の位置に対応する上記シールド金属層を上記金属板で挟み込む請求項１又は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。
4. 上記接合の後に、上記金属板の外側を絶縁膜で覆う請求項１乃至３いずれかに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。
5. 導体と、その両面に設けられた絶縁膜と、該絶縁膜の両面に設けられたシールド金属層と、上記シールド金属層を挟み込んだ金属板とを備え、上記導体と上記シールド金属層とが上記金属板を介して接合され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。
6. 上記絶縁膜の少なくとも一方は、開口部を有し、上記金属板は、上記開口部の位置に対応する上記シールド金属層を挟み込むよう構成された請求項５記載のシールド被覆フレキシブルフラットケーブル。
7. 上記金属板の外側が絶縁膜で覆われた請求項５又は６記載のシールド被覆フレキシブルフラットケーブル。
   

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