(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
錫合金メッキされた複数本の導体を含む導体部を、両端部で導体部が露出されるように絶縁基材で被覆して成るフレキシブルフラットケーブルの製造方法において、
錫合金メッキされた複数本の導体および該導体間に介在する絶縁体を含む導体部を作成する第１工程と、
前記作成された導体部を、錫合金メッキの溶融温度相当で加熱処理する第２工程と、
前記加熱処理された導体部を絶縁基材で被覆する第３工程と、
を備えることを特徴とするフレキシブルフラットケーブルの製造方法。
【請求項２】
前記第３工程では、絶縁基材の定格温度程度で熱圧着することで、導体部を絶縁基材で被覆することを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルフラットケーブルの製造方法。
【請求項３】
前記錫合金メッキの溶融温度は、１８０℃〜２５０℃であることを特徴とする請求項１または２に記載のフレキシブルフラットケーブルの製造方法。
【請求項４】
前記第１工程では、錫合金メッキされた導体素材を加熱処理し、該加熱処理された導体素材を用いて前記導体部を作成することを特徴とする請求項１〜３に記載のフレキシブルフラットケーブルの製造方法。
【請求項５】
前記第３工程の後で、あるいは前記第１工程で、導体部の両端部の一方の面に補強テープを貼り付けることを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載のフレキシブルフラットケーブルの製造方法。
【請求項６】
錫合金メッキされた複数本の導体および該導体間に介在する絶縁体を含む導体部を作成する導体部加工処理と、両端部で前記導体部が露出されるように導体部を絶縁基材で被覆する被覆処理とを実行することにより作成されるフレキシブルフラットケーブルにおいて、
前記導体部加工処理と被覆処理との間に、錫合金メッキの溶融温度相当で前記導体部に対する加熱処理を実行して作成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。
【請求項７】
前記被覆処理では、絶縁基材の定格温度程度で熱圧着することで、導体部を絶縁基材で被覆することを特徴とする請求項６に記載のフレキシブルフラットケーブル。
【請求項８】
前記錫合金メッキの溶融温度は、１８０℃〜２５０℃であることを特徴とする請求項６または７に記載のフレキシブルフラットケーブル
【請求項９】
前記導体部加工処理では、錫合金メッキされた導体素材を加熱処理し、該加熱処理された導体素材を用いて前記導体部を作成することを特徴とする請求項６〜８の何れか一つに記載のフレキシブルフラットケーブル。
【請求項１０】
前記被覆処理の後で、あるいは前記導体部加工処理で、導体部の両端部の一方面に補強テープを貼り付けることを特徴とする請求項６〜９の何れか一つに記載のフレキシブルフラットケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、錫（すず）合金メッキされた複数本の導体を有するフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）およびその製造方法に関し、特に針状単結晶（Whisker）の発生を抑制するための対策に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＦＦＣは、各種電子機器のプリント基板間の接続などに使用されている。片面導体露出タイプのＦＦＣは、所定の間隔をもって並設された複数本の導体間に絶縁材を介在させ、これら導体および絶縁材から成る導体部の表裏面を絶縁シートでラミネートし、さらに両端部では導体部が露出されるとともに片面に補強テープが貼り付けられた構造を有している。
【０００３】
ＦＦＣにおいて、導体は接続性能を向上させるためその表面に金属メッキが施されている。メッキ材料としては、以前は有鉛半田が使用されることが多かったが、鉛の毒性の問題により、昨今は無鉛の錫合金メッキへの変更が進められている。しかし、この錫合金メッキへの移行に伴い、有鉛半田では影を潜めていた針状単結晶（Whisker）の問題が顕在化し始めている。
【０００４】
Whiskerは、メッキ被膜表面に発生したヒゲ状の結晶生成物のことであり、導体間の短絡事故を発生させる原因となる。Whiskerの発生要因としては、メッキ導体中に残っている機械的残留応力による物理的要因と、メッキ表面に金属微粒子や湿気などが吸着されメッキ表面の腐食を促進させる科学的要因などがあげられる。
【０００５】
図１は、一般的な従来のＦＦＣの製造工程を示す図である。まず、第１工程では、導線素材を圧延し、さらにその上に錫合金メッキを施し、その後導線素材に電流を流すことで導線素材を加熱処理する。この加熱処理は、Whiskerの発生の抑制のために行われるものであり、加熱処理によって錫合金メッキが再結晶化される。第２工程では、導線素材に複数のスリットを形成して所定の間隔をもって並設された複数の導体を形成する。第３工程では、この後、複数の導体に絶縁テープを貼り付けることにより複数の導体間に絶縁テープを介在させ、さらに、両端部の一方面側に補強テープを貼り付けることにより、複数本の導体、絶縁テープから成る導体部を形成する。そして、第４工程で、導体部の表裏面に絶縁シートを熱圧着することで、導体部を絶縁シートで被覆（ラミネート）する。
【０００６】
一方、特許文献１には、ＦＦＣにおいて、導体素線の外周に銅が０．１〜５．０重量％、残部が錫および不可避的不純物から成る錫−銅合金メッキ層を設けた錫−銅合金めっき平角導体により導体を構成することにより、Whisker発生を抑制し、はんだ濡れ性を向上させることが開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−４３７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図１に示す従来の製造方法では、第１工程での加熱処理の後の導線加工工程（第２工程）あるいは絶縁テープ張り付け工程（第３工程）などの際に、スリット形成、切断、押圧などのメッキ導体部に外部応力が加わる作業を行わなければならず、その残留応力により第１工程での加熱処理によるWhisker抑制効果を薄れさせ、Whiskerの発生を助長させてしまうという問題が一例としてある。すなわち、前述したように、Whiskerの発生要因の一つに機械的残留応力による物理的要因があるが、従来の製造方法では、導線加工工程、絶縁テープ張り付け工程の際にメッキ導体部に加わった外部応力が残存し、この残留応力によってWhiskerの発生を助長させてしまうという問題がある。
【０００９】
また、特許文献１では、導線素材に対するメッキ処理が煩雑かつ複雑になると云う問題がある。また、特許文献１の発明においても、ＦＦＣを製造するためには、その後前述の導線加工工程（第２工程）および絶縁テープ張り付け工程（第３工程）を行わなければならず、この際に加わった外部応力に基づく残留応力によってWhiskerの発生を助長させてしまうという問題もある。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、錫合金メッキされた導体表面でのWhiskerの発生を大幅に削減し、これにより導体間の短絡事故を未然に防止することができるフレキシブルフラットケーブルおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の発明は、錫合金メッキされた複数本の導体を含む導体部を、両端部で導体部が露出されるように絶縁基材で被覆して成るフレキシブルフラットケーブルの製造方法において、錫合金メッキされた複数本の導体および該導体間に介在する絶縁体を含む導体部を作成する第１工程と、前記作成された導体部を、錫合金メッキの溶融温度相当で加熱処理する第２工程と、前記加熱処理された導体部を絶縁基材で被覆する第３工程とを備えることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項６に記載の発明は、錫合金メッキされた複数本の導体および該導体間に介在する絶縁体を含む導体部を作成する導体部加工処理と、両端部で前記導体部が露出されるように導体部を絶縁基材で被覆する被覆処理とを実行することにより作成されるフレキシブルフラットケーブルにおいて、前記導体部加工処理と被覆処理との間に、錫合金メッキの溶融温度相当で前記導体部に対する加熱処理を実行して作成されることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかるフレキシブルフラットケーブルおよびその製造方法の好適な実施の形態および実施例を詳細に説明する。
【００１４】
［実施の形態］
本フレキシブルフラットケーブル（以下ＦＦＣと略す）は、錫合金メッキの導体部を絶縁基材で被覆（ラミネート）するラミネート工程の直前に、導線加工工程、絶縁テープ・補強テープの張り付け工程の終了した導体部（メッキ導体部ユニット）に対し、加熱処理（アニール）を実行し、この加熱処理が終了した後に、ラミネート工程を実行することによって作成される。加熱処理の温度は、例えば、錫合金メッキの溶融温度相当の１８０〜２５０℃である。なお、本明細書でいう錫合金メッキとは、錫メッキ、錫を含む合金によるメッキを含むものである。
【００１５】
すなわち、導線加工工程、絶縁テープ・補強テープの張り付け工程の前に加熱処理を行った場合は、図１に示した従来技術のように、導線加工工程、絶縁テープ張り付け工程の際にメッキ導体部に加わった外部応力が残存し、この残留応力によってWhiskerの発生を助長することになる。また、ＦＦＣにおける導体部を被覆する絶縁基材としての絶縁シートは、通常耐熱性が低いので（例えば定格温度８０〜１１０℃）、ＦＦＣの製造後すなわちラミネート工程の後に、加熱処理を実行することはできない。
【００１６】
そこで、本実施の形態においては、ラミネート工程の直前に、別言すれば導線加工工程、絶縁テープの張り付け工程と、ラミネート工程との間に、加熱処理を実行するようにしており、これにより本実施の形態においては、その後に導体部に強い応力が加わる工程のないラミネート工程の直前に加熱処理を行って、残瑠応力を除去するようにしており、これにより加熱処理によるWhisker発生抑制効果を長期間持続させることが可能となる。
【００１７】
また、通常、導線加工工程の前工程では、導線素材を圧延し、圧延した導線素材に錫合金メッキを施し、その後導線部材に対し加熱処理を行っている。このため、この場合は、本実施の形態のように、ラミネート工程の直前に加熱処理を行うと、ＦＦＣの全工程中で、計２回の加熱処理を行うことになる。このように、２回加熱処理を行った場合は、導線加工工程の前工程でのみ加熱処理を行う従来技術に比べ、錫合金メッキ表面の結晶粒子が細かくなり、Whisker抑制効果が向上する。
【実施例】
【００１８】
つぎに、この発明の実施例を説明する。まず、図２を用いて片面導体露出タイプのＦＦＣの構造について説明する。図２−１は片面導体露出タイプのＦＦＣの平面図を、図２−２は図２−１のＡ−Ａ断面図を示している。
【００１９】
図２−１，図２−２において、ＦＦＣは、メッキ導体部ユニット（導体部）１と、メッキ導体部ユニット１を被覆する絶縁シート（絶縁基材）４，４と、補強テープ５とを有している。
【００２０】
メッキ導体部ユニット（導体部）１は、所定の間隔をもって並設された複数本の導体（導線）２と、これら導体２間に介在される絶縁材３とによって構成されている。導体２は、導体素材に錫合金メッキされることによって作成される。メッキ導体部ユニット１の表面および裏面には、絶縁シート４（絶縁基材）がラミネートされており、これら表裏面の絶縁シート４によってメッキ導体部ユニット１を被覆している。絶縁シート４の材料としては、例えばポリエステル系の樹脂があげられる。ＦＦＣの両端部の表面（一方面）側では、導体部１が露出されている。ＦＦＣの両端部の裏面（他方面）には、補強テープ５が貼り付けられており、ＦＦＣの両端部の裏面は、補強テープ５で被覆されている。すなわち、このＦＦＣにおいては、両端部の片面のみに導体露出部が設けられている。
【００２１】
つぎに、図３に従って、図２に示されたＦＦＣの製造手順について説明する。第１工程（ステップＳ１００）および第２工程（ステップＳ１１０）は、通常、導線製造者（導線メーカ）が行う工程である。第１工程では、導線素材が圧延され、圧延された導線素材上に錫合金によるメッキが行われる。つぎの第２工程では、錫メッキ導線素材を例えば２００℃程度まで加熱処理する。この加熱処理は、Whiskerの発生の抑制のために行われるものであり、この加熱処理によって錫合金メッキが再結晶化される。この加熱処理としては、アニールでもよいし、あるいは導線部材に電流を流すことによって発熱させるようにしてもよい。このようにして、導線メーカでは、錫メッキ導線素材を製造する。製造後の錫メッキ導線素材は、ロール状に巻回されて、ＦＦＣ製造者に納入される。
【００２２】
第３工程（ステップＳ１２０）〜第７工程（ステップＳ１６０）は、ＦＦＣ製造者が実行する作業工程である。第３工程（ステップＳ１２０）では、導線加工が行われる。この導線加工工程では、ロール状の錫メッキ導線素材を切断して、所要のＦＦＣ長さ分の長さを有する導線プレートを取得する。さらにこの導線プレートに複数のスリットを形成することにより、所定の間隔をもって並設された複数の導線部を有する導線ユニットを作成する。導線ユニットは、櫛形状を有し、スリットは一端部から他端部の直前までしか延在されていないので、複数の導線部が分離されることはない。
【００２３】
第４工程（ステップＳ１３０）では、複数のスリットが形成された導線ユニットに、絶縁テープを接着剤を用いて貼り付けることにより、複数の導線２間に絶縁材３を介在させる。さらに、導線ユニットにおけるスリットが形成されていない他端部側を切断除去する。つぎに、導線ユニットの両端部の片面側に補強テープ５を貼り付ける。なお、図２に示すＦＦＣにおいては、補強テープ５は、絶縁シート４の一端部を覆うようになっているので、補強テープ５の張り付け工程は、ラミネート工程の後に行うようにしたほうが、製造が容易である。補強テープ５の張り付け工程をラミネート工程の前に行うのは、補強テープ５の一端を覆うように絶縁シート４が形成される場合である。このようにして、複数の導体２および絶縁材３から成る導体部（メッキ導体部ユニット）を形成する。
【００２４】
第５工程（ステップＳ１４０）では、メッキ導体部ユニットに対し、１８０〜２５０℃程度で所定時間、アニールによる加熱処理を実行する。この加熱処理の結果、錫合金メッキ表面の結晶粒子はさらに細かくなり、Whisker抑制効果を向上させることができる。
【００２５】
つぎの第６工程（ステップＳ１５０）では、加熱処理を終えたメッキ導体部ユニットの表裏面に絶縁基材としての絶縁シート４を例えば１００℃以下で熱圧着することで、メッキ導体部ユニットを絶縁シートで被覆（ラミネート）する。ただし、この際、メッキ導体部ユニットの両端部における補強テープ５の張り付け面と逆の面では、導体部が露出されるように絶縁基材４で被覆する。なお、ラミネート工程の後で補強テープ５を張り付ける場合は、メッキ導体部ユニットの両端部の表裏面で導体部が露出されるように絶縁基材４で被覆し、その後メッキ導体部ユニットの両端部の一方面に補強テープ５を張り付ける。最後に、このようにして作成されたＦＦＣを出荷する（ステップＳ１６０）。
【００２６】
図４は、従来技術のように導線加工工程の前に加熱処理を行ったものと、本実施例のように導線加工工程の前とラミネート工程の前に計２回の加熱処理を行ったものとのWhisker発生数を調べた実験結果を示すものである。この場合は、錫合金メッキを施した５０極の導線を有する３個のＦＦＣを所定のコネクタに嵌合し、接点部をランダムに１０箇所、電子顕微鏡で観察し、Whiskerの有無を確認している。Whiskerは、その長さが５０μｍ以上のもの、５０μｍ以下のものに分類している。
【００２７】
従来技術のようにして製造したＦＦＣの場合は、５０μｍ以上のWhiskerが２個、５０μｍ以下のWhiskerが１９個発生している。これに対し、本実施例のＦＦＣでは、５０μｍ以上のWhiskerが０個で、５０μｍ以下のWhiskerが１個のみ発生している。このように、従来は２１個存在していたWhiskerが、本実施例では１個になっており、Whiskerの減少率は９５％となる。すなわち、本実施例のＦＦＣは、従来に比べ、Whiskerの発生が極端に少なくなり、再アニールによるWhisker抑制効果は極めて高いものであると考えることができる。
【００２８】
このように本実施例では、導線加工工程の前と、ラミネート工程の直前とで計２回加熱処理を行うようにしている。また、ラミネート工程の直前での加熱処理は、錫合金メッキの溶融温度相当の１８０〜２５０℃の温度で行っている。そのため、導線加工工程の前でのみ加熱処理を行う従来技術に比べ、錫合金メッキ表面の結晶粒子が細かくなり、Whisker抑制効果が向上する。さらに、本実施例では、その後に導体部に強い応力が加わる工程がないラミネート工程の直前に加熱処理を実行するようにしているので、加熱処理によるWhisker発生抑制効果が薄れることが無くなり、Whiskerの発生を従来に比べ大幅に減少させることができる。
【００２９】
なお、上記実施例では、本発明を片面導体露出タイプのＦＦＣに適用するようにしたが、本発明は導体部が、ＦＦＣの一方の端部では表面が露出し、他方の端部では裏面が露出しているタイプのＦＦＣにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来技術を示す図である。
【図２−１】ＦＦＣの外観構成を示す平面図である。
【図２−２】図２−１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明にかかるＦＦＣの製造手順を示す工程図である。
【図４】本実施例と従来技術によるWhisker発生の比較を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  メッキ導体部ユニット（導体部）
２  導体（導線）
３  絶縁材
４  絶縁シート（絶縁基材）
５  補強テープ
【要約】
【課題】錫合金メッキされた導体表面での針状単結晶（Whisker）の発生を大幅に削減し、導体間の短絡事故を未然に防止すること。
【解決手段】錫合金メッキされた複数本の導体を含む導体部を、両端部で導体部が露出されるように絶縁基材で被覆して成るフレキシブルフラットケーブルの製造方法において、錫合金メッキされた複数本の導体および該導体間に介在する絶縁体を含む導体部を作成する第１工程と、作成された導体部を加熱処理する第２工程と、両端部で導体部が露出されるように、加熱処理された導体部を絶縁基材で被覆する第３工程とを備える。
【選択図】        図３
【図１】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図３】
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【図４】
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