(57)【要約】【課題】めっき外部導体形成方法を用いた細径セミリジッド同軸ケーブルの製造方法に於いて、めっき硬さ及び展延性を評価する方法を検討し、極めて直線性に優れた細径セミリジッド同軸ケーブルが得られる製造方法を提供する。【解決手段】電解銅めっき液に添加剤を添加して、得られる同軸ケーブルのめっき硬さ及び展延性を適当なレベルに調整する際、めっき硬さ等を評価する方法として、マンドレル評価方法を用い、電解銅めっき厚さｘ（μｍ）と、クラックが発生するマンドレル径ｙ（ｍｍ）との間に、ｙ≧−０．０００６ｘ２  ＋０．０９ｘ＋０．０５    −−  ▲１▼式ｙ≦−０．０００７ｘ２  ＋０．１４ｘ＋０．０２５  −−  ▲２▼式の関係が成立する条件範囲内で電解銅めっきを施す。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心導体の外周に低誘電率絶縁体層を設け、この外周に電解銅めっきによる外部導体を設ける同軸ケーブルの製造方法であって、
前記電解銅めっきに用いるめっき液に添加剤を添加してめっき皮膜中に共析させることでめっき皮膜の硬さを適当なレベル（ビッカース硬度  １２０〜１５０Ｈｖ）に調整する際、得られる同軸ケーブルのめっき皮膜の硬さ及び展延性を評価する方法として、外径を０．５ｍｍきざみに設けたφ１．０〜φ９．０ｍｍのマンドレル（金属丸棒）を用い、各径のマンドレルにケーブル線材を５〜１０回巻き付け、どの外径のマンドレルでクラック（微小なひび割れ）が発生するかどうかを１０倍の拡大鏡を用いて試験するというマンドレル評価方法を用いた場合、
電解銅めっき厚さｘ（μｍ）と、クラックが発生するマンドレル径ｙ（ｍｍ）との間に、
ｙ≧−０．０００６ｘ２  ＋０．０９ｘ＋０．０５    −−  ▲１▼式
ｙ≦−０．０００７ｘ２  ＋０．１４ｘ＋０．０２５  −−  ▲２▼式
の関係が成立する条件範囲内で電解銅めっきを施すことにより直線性に優れた細径セミリジッド同軸ケーブルとすることを特徴とする細径セミリジッド同軸ケーブルの製造方法。
【請求項２】
請求項１の製造方法により得られた細径セミリジッド同軸ケーブルに、更に直線矯正加工を施し、得られる同軸ケーブルの直線性の評価方法として、１００ｍｍの定尺に切断したケーブル線材の曲率半径（ｍｍ）を求めるという試験方法を用いた場合、曲率半径が３０００ｍｍ以上の極めて優れた直線性を有する細径セミリジッド同軸ケーブルとすることを特徴とする細径セミリジッド同軸ケーブルの製造方法。
【請求項３】
前記添加剤が、チオ尿素系添加剤又はゼラチン系添加剤の単独使用、或は前記チオ尿素系又はゼラチン系の添加剤とポリエチレングリコール系添加剤との併用使用であることを特徴とする請求項１または２記載の細径セミリジッド同軸ケーブルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は同軸ケーブルの製造方法に関する。更に詳しくは、直線性に優れた細径セミリジッド同軸ケーブルの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各種電子機器の小型・軽量化、高密度化が進む中で、当然のことながら情報通信機器、情報処理機器等の高周波回路基板或は高周波部品間の信号伝送線路として用いられる同軸ケーブルにおいても、同様の要求が高まっている。また、同軸ケーブル自体も、細径化した同軸ケーブルが要求されている。
【０００３】
同軸ケーブルのうち、特に隙間のない外部導体を用いた同軸ケーブルとしては、銅導体等からなる中心導体の外周に低誘電率絶縁体，例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）樹脂を押出し形成させ、その外周に銅等の良導電性金属により外部導体を形成させた構造であり、セミリジッド同軸ケーブル等が知られている。
【０００４】
前記セミリジッド同軸ケーブルの外部導体の形成方法としては、第一の方法として、低誘電率絶縁体の外周に銅等の金属パイプを被せてからダイスを通して引き抜いて密着させて外部導体を形成させる方法（以下、パイプ引抜き外部導体形成方法と略記する）がある。
【０００５】
また、第二の方法としては、低誘電率絶縁体の外周表面を改質後、電解銅めっき等の電解めっきにより外部導体を形成させる方法（以下、めっき外部導体形成方法と略記する）がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記第一の方法および第二の方法により外部導体を形成させたセミリジッド同軸ケーブルにおいては、中心導体の外径と絶縁体の外径により特性インピーダンスや減衰量等の伝送特性が決定される。従って、これらの外径は、同軸ケーブルを設計する際の基本的要素となる。また、ケーブル線材の小型・軽量化を図る上で外部導体の厚さを極力抑えることが非常に重要となる。また、高密度実装化が要求されるに従い、ランド幅が狭く、ケーブル線材に対する直線性の要求がますます厳しくなっている。更に、自動実装技術が進むことで前記同様極めて高度な直線性が要求されている。
【０００７】
ところが、前記第一の方法のパイプ引抜き外部導体形成方法は、用いる金属パイプの厚さに制約が生じるため、外部導体の極めて薄いものは製造が困難であり、小型・軽量化，高密度化は極めて困難であった。
【０００８】
また、第二の方法のめっき外部導体形成方法は、電解めっきすることにより、外部導体の厚さを容易にコントロールでき、極めて薄くすることもできるため、小型・軽量化，高密度化が可能であった。しかしながら、電解めっきによって良導電性金属（特に銅）をめっきコーティングするとき、得られる外部導体が柔らかい場合（例えばビッカース硬度が１２０Ｈｖ未満）は、高密度実装上必要となる複雑な配線パターンを形成して形状を保持することは極めて困難であった。また、配線パターンには、直線、２次元、３次元等さまざまあり、どのようなパターンにおいても、その加工上、ケーブル線材をまず直線状にする必要があったが、外部導体が柔らかい場合は直線になり難く、直線性が悪いという問題があった。
【０００９】
なお、電解銅めっきに用いるめっき液に添加剤を添加することにより、良導電性金属（外部導体）のめっき皮膜の硬さ（以下めっき硬さと略記する）を調整できることが知られているが、得られるセミリジッド同軸ケーブルのめっき硬さ及び展延性により、ケーブル線材の直線性が変化してしまうという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明者等は、めっき外部導体形成方法を用いたケーブル線材の直線性の向上策について鋭意研究を行い、検討した。その結果、ケーブル線材の直線性の向上にはケーブル線材のめっき硬さ及び展延性を適当なレベル（例えば，めっき硬さ：ビッカース硬度が１２０〜１５０Ｈｖ）に調整すればよい事が分かり、更に電解銅めっき厚さｘ（μｍ）と、現場レベルで容易に確認可能な，得られた同軸ケーブルのめっき硬さ及び展延性の評価に用いるマンドレル径ｙ（ｍｍ）との間の関係について次のようなことが分かったものである。なお、ケーブル線材のめっき硬さ及び展延性を評価する方法としては、外径を０．５ｍｍきざみに設けたφ１．０〜φ９．０ｍｍのマンドレル（金属丸棒）を用い、各径のマンドレルにケーブル線材を５〜１０回巻き付け、どの外径のマンドレル（最大径）でクラック（微小なひび割れ）が発生するかどうかを１０倍の拡大鏡を用いて試験するというマンドレル評価方法を用いた。
【００１１】
先ず第１に、検討中に得られた同軸ケーブルの外部導体が柔らかい（例えばビッカース硬度１２０Ｈｖ未満）ものは、得られた同軸ケーブルは直線性が得られにくかった。そのため、直線矯正加工の条件を厳しくさせることにより直線性は向上するものの外部導体にクラックが生じて外観が悪くなってしまうという問題があった。そこで、ビッカース硬度１２０Ｈｖ未満の同軸ケーブルの電解銅めっき厚さｘ（μｍ）と、マンドレル径ｙ（ｍｍ）との関係を式として導出できないかを検討し、めっき厚さｘ（μｍ）とマンドレル径ｙ（ｍｍ）の値をグラフにプロットすることにより、
ｙ＜−０．０００６ｘ２＋０．０９ｘ＋０．０５  −−  ▲３▼式
を導出したものである。そして、電解銅めっきに用いるめっき液に添加剤を添加してめっき皮膜中に共析させることでめっき硬さを調整する際、前記▲３▼式を満足する条件でめっきを施したものは、ビッカース硬度１２０Ｈｖ未満であることが分かったものである。
【００１２】
また、第２に、検討中に得られた同軸ケーブルの外部導体が硬い（例えばビッカース硬度が１５０Ｈｖを超える）ものは、めっき皮膜が脆く外部導体にクラックが生じてしまうという問題があった。そこで、ビッカース硬度が１５０Ｈｖ超の同軸ケーブルの電解銅めっき厚さｘ（μｍ）と、マンドレル径ｙ（ｍｍ）との関係を式として導出できないかを検討し、めっき厚さｘ（μｍ）とマンドレル径ｙ（ｍｍ）の値をグラフにプロットすることにより、
ｙ＞−０．０００７ｘ２  ＋０．１４ｘ＋０．０２５    −−▲４▼式
を導出したものである。そして、電解銅めっきに用いるめっき液に添加剤を添加してめっき皮膜中に共析させることでめっき硬さを調整する際、前記▲４▼式を満足する条件でめっきを施したものは、ビッカース硬度が１５０Ｈｖを超えることが分かったものである。
【００１３】
そこで本発明は、めっき外部導体形成方法を用いた細径セミリジッド同軸ケーブルの製造方法に於いて、めっき硬さ及び展延性を評価する方法として、現場レベルで容易に確認可能なマンドレル評価方法を用いて電解銅めっきすることで、極めて直線性に優れた細径セミリジッド同軸ケーブルが得られる製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
第１の観点として本発明は、中心導体の外周に低誘電率絶縁体層を設け、この外周に電解銅めっきによる外部導体を設ける同軸ケーブルの製造方法であって、
前記電解銅めっきに用いるめっき液に添加剤を添加してめっき皮膜中に共析させることでめっき皮膜の硬さを適当なレベル（ビッカース硬度  １２０〜１５０Ｈｖ）に調整する際、得られる同軸ケーブルのめっき皮膜の硬さ及び展延性を評価する方法として、外径を０．５ｍｍきざみに設けたφ１．０〜φ９．０ｍｍのマンドレル（金属丸棒）を用い、各径のマンドレルにケーブル線材を５〜１０回巻き付け、どの外径のマンドレルでクラック（微小なひび割れ）が発生するかどうかを１０倍の拡大鏡を用いて試験するというマンドレル評価方法を用いた場合、電解銅めっき厚さｘ（μｍ）と、クラックが発生するマンドレル径ｙ（ｍｍ）との間に、
ｙ≧−０．０００６ｘ２  ＋０．０９ｘ＋０．０５    −−  ▲１▼式
ｙ≦−０．０００７ｘ２  ＋０．１４ｘ＋０．０２５  −−  ▲２▼式
の関係が成立する条件範囲内で電解銅めっきを施すことにより直線性に優れた細径同軸ケーブルとする細径セミリジッド同軸ケーブル（以下細径同軸ケーブルと略記する）の製造方法にある。
なお、前記▲１▼式および▲２▼式の関係が成立する条件範囲内をグラフで示すと、図１のグラフの斜線部分のようになる。
【００１５】
上記第１観点の製造方法によれば、前記▲１▼式および▲２▼式の関係が成立する条件範囲内で、例えば，添加剤にはチオ尿素３ｐｐｍとポリエチレングリコール１ｐｐｍを併用し、陰極電流密度（以下、電流密度と略記する）５Ａ／ｄｍ２  の条件で３０分間電解銅めっきし、３０μｍ厚の外部導体を形成することにより、マンドレル評価方法を行った際、クラックの発生するマンドレル径は３．０ｍｍで、ケーブル線材のめっき硬さ及び展延性を適当なレベルとすることができ、極めて直線性に優れる細径同軸ケーブルが得られる。また、本観点の製造方法によれば、如何なるめっき厚さ（例えば３０〜１００μｍ）に於いても、直線矯正加工に必要な安定しためっき硬さ（ビッカース硬度  １２０〜１５０Ｈｖ）を有するケーブル線材を供給できる。
【００１６】
なお、前記▲１▼式および▲２▼式の関係が成立しない条件範囲、即ち、▲３▼式の条件範囲内で、添加剤を無添加にて、電流密度５Ａ／ｄｍ２  の条件で３０分間電解銅めっきし、３０μｍ厚の外部導体を形成することにより、マンドレル評価方法を行った際、クラックの発生するマンドレル径は１．５ｍｍで、めっき硬さが柔らかすぎ、ケーブル線材のめっき硬さ及び展延性を適当なレベルとすることができない。
【００１７】
また、前記▲１▼式および▲２▼式の関係が成立しない条件範囲、即ち、▲４▼式の条件範囲内で、添加剤にはチオ尿素２０ｐｐｍとポリエチレングリコール１ｐｐｍを併用し、電流密度５Ａ／ｄｍ２  の条件で３０分間電解銅めっきし、３０μｍ厚の外部導体を形成することにより、マンドレル評価方法を行った際、クラックの発生するマンドレル径は５．０ｍｍで、めっき硬さが硬すぎ、ケーブル線材のめっき硬さ及び展延性を適当なレベルとすることができない。
【００１８】
前記▲１▼式および▲２▼式の関係が成立する条件範囲内で電解銅めっきすることにより得られた細径同軸ケーブルの外部導体、前記▲３▼式の条件範囲内で電解銅めっきすることにより得られた細径同軸ケーブルの外部導体および前記▲４▼式の条件範囲内で電解銅めっきすることにより得られた細径同軸ケーブルの外部導体の表面を電子顕微鏡にて観察し、また３５００倍で写真を撮影した。得られた写真をそれぞれ図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す。
【００１９】
これらの写真から明らかなように、めっき表面は、添加剤量が増加するに従い、結晶粒が緻密になっていくことが確認できる。このことから、銅の析出において、添加剤が結晶粒の成長を抑制していくことが確認できる。更に添加剤は、析出面の凹凸の成長を著しく阻害する効果があり、添加剤量が増加するに従い、硬質なめっき皮膜になっていくことが確認できる。
【００２０】
第２の観点として本発明は、上記第１観点の製造方法により得られた細径同軸ケーブルに、更に直線矯正加工を施し、得られる同軸ケーブルの直線性の評価方法として、１００ｍｍの定尺に切断したケーブル線材の曲率半径（ｍｍ）を求めるという試験方法を用いた場合、曲率半径が３０００ｍｍ以上の極めて優れた直線性を有する細径セミリジッド同軸ケーブルとすることを特徴とする細径セミリジッド同軸ケーブルの製造方法にある。
前記直線矯正加工方法としては、ケーブル線材に張力をかけながら熱処理を施して直線矯正するテンションアニール式直線矯正、ケーブル線材を機械的に直線矯正する機械式直線矯正等がある。
【００２１】
上記第２観点の製造方法では、上記第１観点の製造方法により得られた細径同軸ケーブルに、更に直線矯正加工を施すことにより、曲率半径が３０００ｍｍ以上の極めて優れた直線性を有する細径同軸ケーブルを製造することができる。例えば、前記直線矯正加工した細径同軸ケーブルは、曲率半径が３５００ｍｍとなり、直線性が良く、また配線パターン形成後もその形状保持に優れている。なお、前記▲３▼式の条件範囲内で得られた細径同軸ケーブルを直線矯正加工したものは、例えば曲率半径が１０００ｍｍとなり直線性が悪くなる。また前記▲４▼式の条件範囲内で得られた細径同軸ケーブルを直線矯正加工したものは、例えば曲率半径が３３００ｍｍとなり直線性は良い。但し、外部導体にクラックが生じてしまう。
【００２２】
第３の観点として本発明は、前記添加剤が、チオ尿素系添加剤又はゼラチン系添加剤の単独使用、或は前記チオ尿素系又はゼラチン系の添加剤とポリエチレングリコール系添加剤との併用使用である細径同軸ケーブルの製造方法にある。
【００２３】
上記第３観点の製造方法では、前記添加剤として、チオ尿素系添加剤又はゼラチン系添加剤の単独使用、或は前記チオ尿素系又はゼラチン系の添加剤とポリエチレングリコール系添加剤との併用使用ができる。
前記チオ尿素系添加剤としては、チオ尿素、アリルチオ尿素、アルキルチオ尿素、Ｒ−ＮＨ・ＣＳ−ＮＨ−ＮＨ−Ｒ’型の誘導体等がある。また、前記ゼラチン系添加剤としては、ゼラチン、にかわ等がある。更に、前記ポリエチレングリコール系添加剤としては、ポリエチレングリコール、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニールエーテル、ポリオキシアルキレンエーテル等がある。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の細径同軸ケーブルの製造方法について実施例および比較例を挙げて詳細に説明する。なお、本発明は本実施例に限定されるものではない。なお、外部導体の形成および同軸ケーブルの製造方法は、本発明者等の発明であり既に公開されている特開平６−１８７８４７号に準拠している。
図３は、本発明の製造方法により得られた細径セミリジッド同軸ケーブルを示す断面図である（比較例にも使用）。この図３において、１は中心導体（銀めっき銅覆鋼線）、２は低誘電率絶縁体層（ＰＴＦＥ樹脂層）、３は外部導体（電解銅めっき皮膜）、また５は細径セミリジッド同軸ケーブルである。
【００２５】
−第１〜７の実施の形態（実施例１〜７）−
実施例１〜７の細径同軸ケーブルの製造方法について図３を用いて説明する。０．２０３ｍｍφからなる中心導体（銀めっき銅覆鋼線）（１）の上に低誘電率絶縁体（ＰＴＦＥ樹脂）を押出して厚さ０．２３ｍｍの低誘電率絶縁体層（２）を設け、外径０．６６ｍｍとした絶縁導体上に、先ず無電解ニッケル−リンめっき（図示せず）を行い、次いで添加剤としてチオ尿素を０．５ｐｐｍ添加し、前記▲１▼式および▲２▼式の関係が成立する条件範囲内で硫酸銅めっきを行った。なお、めっき条件は、めっき液温度３０℃、また電流密度を５Ａ／ｄｍ２  で行い、めっき時間を変えることで外部導体（電解銅めっき皮膜）（３）の厚さを、３０μｍ（実施例１：めっき時間３０分）、４０μｍ（実施例２：めっき時間４０分）、５０μｍ（実施例３：めっき時間５０分）、６０μｍ（実施例４：めっき時間６０分）、７０μｍ（実施例５：めっき時間７０分）、８０μｍ（実施例６：めっき時間８０分）、１００μｍ（実施例７：めっき時間１００分）の７段階の所望厚さに仕上げて細径同軸ケーブル（５）を製造した。
【００２６】
−比較の形態−
比較例１〜７
比較例１〜７の細径同軸ケーブルの製造方法について図３を参照して説明する。０．２０３ｍｍφからなる中心導体（銀めっき銅覆鋼線）（１）  の上に低誘電率絶縁体（ＰＴＦＥ樹脂）を押出して厚さ０．２３ｍｍの低誘電率絶縁体層（２）を設け、外径０．６６ｍｍとした絶縁導体上に、先ず無電解ニッケル−リンめっきを行い、次いで添加剤を添加せず、前記▲３▼式の条件で硫酸銅めっきを行った。なお、めっき条件は、めっき液温度３０℃、また電流密度を５Ａ／ｄｍ２  で行い、めっき時間を変えることで外部導体（電解銅めっき皮膜）（３）厚さを、３０μｍ（比較例１：めっき時間３０分）、４０μｍ（比較例２：めっき時間４０分）、５０μｍ（比較例３：めっき時間５０分）、６０μｍ（比較例４：めっき時間６０分）、７０μｍ（比較例５：めっき時間７０分）、８０μｍ（比較例６：めっき時間８０分）、１００μｍ（比較例７：めっき時間１００分）の７段階の所望厚さに仕上げて細径同軸ケーブル（５）を製造した。
【００２７】
比較例１ａ〜７ａ
比較例１ａ〜７ａの細径同軸ケーブルの製造方法について図３を参照して説明する。０．２０３ｍｍφからなる中心導体（銀めっき銅覆鋼線）（１）  の上に低誘電率絶縁体（ＰＴＦＥ樹脂）を押出して厚さ０．２３ｍｍの低誘電率絶縁体層（２）を設け、外径０．６６ｍｍとした絶縁導体上に、先ず無電解ニッケル−リンめっきを行い、次いで添加剤としてチオ尿素を５ｐｐｍ添加し、前記▲４▼式の条件で硫酸銅めっきを行った。なお、めっき条件は、めっき液温度３０℃、また電流密度を５Ａ／ｄｍ２  で行い、めっき時間を変えることで外部導体（電解銅めっき皮膜）（３）厚さを、３０μｍ（比較例１ａ：めっき時間３０分）、４０μｍ（比較例２ａ：めっき時間４０分）、５０μｍ（比較例３ａ：めっき時間５０分）、６０μｍ（比較例４ａ：めっき時間６０分）、７０μｍ（比較例５ａ：めっき時間７０分）、８０μｍ（比較例６ａ：めっき時間８０分）、１００μｍ（比較例７ａ：めっき時間１００分）の７段階の所望厚さに仕上げて細径同軸ケーブル（５）を製造した。
【００２８】
−特性試験−
上記実施例および比較例により得られた細径同軸ケーブルについて、直線性、外観等の試験を行なった。その結果を下記表１に示す。前記直線性は曲率半径で示してあるが、この試験方法は、テンションアニール式を用いて直線矯正加工した後、１００ｍｍの定尺に切断したケーブル線材の曲率半径（ｍｍ）を求めたものである。なお、曲率半径が３０００ｍｍ以上になると極めて直線性が優れたものとなる。
【００２９】
【表１】
2004172045.tif 000003
【００３０】
【発明の効果】
本発明は、めっき外部導体形成方法を用いた細径同軸ケーブルの製造方法に於いて、めっき硬さ及び展延性について現場レベルで容易に確認可能なマンドレル評価方法を用いて電解銅めっきすることで、極めて直線性に優れた細径同軸ケーブルが得られる。また、本発明の製造方法によれば、如何なるめっき厚さ（例えば３０〜１００μｍ）に於いても、直線矯正加工に必要な安定しためっき硬さ（ビッカース硬度  １２０〜１５０Ｈｖ）を有するケーブル線材を供給でき、抜群な直線性が得られることで、自動実装や高密度配線に於いてのケーブル線材として有用であるので産業に寄与する効果は極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】細径セミリジッド同軸ケーブルの電解銅めっき厚さｘ（μｍ）と、クラックが発生するマンドレル径ｙ（ｍｍ）との関係を示すグラフ図である（▲１▼式および▲２▼式の関係が成立する条件範囲内は斜線部分）。
【図２】（ａ）    ▲１▼式および▲２▼式を満足する条件範囲内で電解銅めっきされた外部導体表面の電子顕微鏡写真である。
（ｂ）  ▲３▼式の条件範囲内で電解銅めっきされた外部導体表面の電子顕微鏡写真である。
（ｃ）  ▲４▼式の条件範囲内で電解銅めっきされた外部導体表面の電子顕微鏡写真である。
【図３】本発明の製造方法により得られた細径セミリジッド同軸ケーブルを示す断面図である（比較例にも使用）。
【符号の説明】
１  中心導体（銀めっき銅覆鋼線）
２  低誘電率絶縁体層（ＰＴＦＥ樹脂層）
３  外部導体（電解銅めっき皮膜）
５  細径セミリジッド同軸ケーブル
【図１】
2004172045.tif 000004
【図２】
2004172045.tif 000005
【図３】
2004172045.tif 000006