(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無酸素銅（９９．９９９ｗｔ％Ｃｕ）に０．３ｗｔ％以下のＳｎと０．３ｗｔ％以下のＩｎまたはＭｇを添加した合金、あるいは無酸素銅（９９．９９９ｗｔ％Ｃｕ）に１０ｗｔ％以下のＡｇを添加した合金を母材とし、その表面にＳｎをめっきした平板状の導体に熱処理を行い、引張り強さ３５０ＭＰａ以上、伸び５％以上、導電率７０％ＩＡＣＳ以上とした平角導体の両面を絶縁体フィルムで挟んだことを特徴とする耐屈曲フラットケーブル。
【請求項２】
無酸素銅（９９．９９９ｗｔ％Ｃｕ）に０．３ｗｔ％以下のＳｎと０．３ｗｔ％以下のＩｎまたはＭｇを添加した合金、あるいは無酸素銅（９９．９９９ｗｔ％Ｃｕ）に１０ｗｔ％以下のＡｇを添加した合金を母材とし、その表面にＳｎをめっきした平板状の導体に熱処理を行い、引張り強さ３５０ＭＰａ以上、伸び５％以上、導電率７０％ＩＡＣＳ以上とした平角導体が絶縁体フィルムの両面に配され、それら平角導体の外側から、絶縁体フィルムで挟み付けて前記平角導体を２層構造としたことを特徴とする耐屈曲フラットケーブル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多数本の並列された導体をその厚さ方向から絶縁体フィルムで挟み込んでラミネート一体化した構成のフラットケーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、フラットケーブルは、多数本；例えば３本の平板状の導体いわゆる平角導体を同一平面上に並列に配置し、導体の厚さ方向の両面から片面に接着剤層を施した絶縁体フィルムを接着剤層が内側にして挟み付け、この絶縁フィルムの外側から加熱ロールなどで加熱して接着剤層を融着させることにより、絶縁体フィルム間をラミネート一体化したものである。
【０００３】
上記のうち、絶縁体フィルムには、ポリエステルフィルムやＰＥＴフィルムが用いられ、接着剤層には、ポリエチレンやポリエステルをベースポリマーとしたものが使用され、また、平角導体には、錫または半田メッキされたタフピッチ銅または無酸素銅の焼鈍材（引張り強さ２００MPa 以上、伸び２０％以上、導電率１００％IACS）が適用されている。
【０００４】
また、この種のフラットケーブルの導体として、Ｃｕ−Ｓｎ合金を適用していた例（実開昭６３−６１７０３号）、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ合金を適用した例（特開平１１−１１１０７０号）がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
最近の電子機器の小型化に伴い、機器内配線としてのフラットケーブルにおいても、狭ピッチ化、高密度化、高耐屈曲性が要求されるようになってきたが、前述した従来技術によるフラットケーブルでは、前記のような狭ピッチ化、高密度化、高耐屈曲性の要求に十分に答え難い面があった。
【０００６】
そこで本発明の目的は、耐屈曲性に優れ、且つ、高密度実装が可能な耐屈曲フラットケーブルを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明により提供する手段は、無酸素銅（９９．９９９ｗｔ％Ｃｕ）に０．３ｗｔ％以下のＳｎと０．３ｗｔ％以下のＩｎまたはＭｇを添加した合金、あるいは無酸素銅（９９．９９９ｗｔ％Ｃｕ）に１０ｗｔ％以下のＡｇを添加した合金を母材とし、その表面にＳｎをめっきした平板状の導体に熱処理を行い、引張り強さ３５０ＭＰａ以上、伸び５％以上、導電率７０％ＩＡＣＳ以上とした平角導体をフラットケーブルに適用することを基本としたものである。この平角導体の物性及び特性の限定理由は次の通りである。即ち、金属材料の弾性領域での耐屈曲性は、引張り強さが大きいほど優れるが、フラットケーブルは、そのフラット構造の故に、折り曲げられて配線；設置されるケースが多く、引張り強さが大きくても伸びが２％以下の材料の場合、剛性が強く折り曲げが困難であるためと、折り曲げ時に導体を座屈させてしまう恐れがあるため、ある程度の伸びが必要となる。そのため、高強度、高導電性を有する銅合金について、熱処理を行い、引張り強さと伸びと導電率をバランス良く有する材料を母材として適用したものである。
【０００８】
前記の、引張り強さ３５０MPa 以上、伸び５％以上、導電率７０％IACS以上と限定した理由は、引張り強さ３５０MPa 未満では、従来の純銅と比較して屈曲特性の向上効果が十分に得られないためであり、伸びが５％未満では、折り曲げられると平角導体が座屈する恐れがあるためであり、導電率が７０％未満では、導電材料として電気特性が不十分なためである。
【０００９】
本発明は、前記の特性の平角導体を得るための条件として二つの手段を提供する。
第一の手段は、無酸素銅（９９．９９９wt．％Ｃｕ）に０．３wt．％以下のＳｎと０．３wt．％以下のＩｎまたはＭｇとを添加した材料を母材とし、その表面にＳｎメッキした平板状の導体を用いるものである。
【００１０】
また、第二の手段は、無酸素銅（９９．９９９wt．％Ｃｕ）に１０wt．％以下のＡｇを添加した材料を母材とし、その表面に前記と同様のメッキを施した平板状の導体を用いるものである。
【００１１】
これら、第一の手段と第二の手段により得られた平角導体は、多数本；三本以上を同一平面上に並列配置して、両面から絶縁体フィルムを挟み付けた、いわゆる一層構造のフラットケーブルとして提供する。
【００１２】
第一の手段において、無酸素銅（９９．９９９wt．％Ｃｕ）に０．３wt．％以下のＳｎと０．３wt．％以下のＩｎまたはＭｇを添加した理由は、添加元素がＳｎのみの場合と比較して、導電率をあまり低下させずに引張り強さの大きい材料が得られるためである。Ｓｎの添加量を０．３wt．％以下に限定しているのは、０．３wt．％を超えると、Ｉｎ，Ｍｇを添加した際に、７０％IACSを確保するのが困難となるためである。Ｉｎ，Ｍｇの添加量が０．３wt．％を超えると、導電率の低下を招き、７０％IACSを確保するのが困難となるためである。
また、第二の手段において、無酸素銅（９９．９９９wt．％Ｃｕ）に１０wt．％以下のＡｇを添加した理由は、Ａｇが１０wt．％を超えると、材料コストが上がり、実用性に乏しいためである。
【００１３】
第一の手段と第二の手段において、導体表面にＳｎメッキしているのは、導体の耐食性を確保するためと導体端末をコネクタの端子等と接続した後の接触抵抗の増加を抑えるためである。
【００１４】
本発明は、第三の手段として、前記平角導体が絶縁体フィルムの両面に配され、それら平角導体の外側から絶縁体フィルムで挟み付けて前記平角導体を二層構造としたフラットケーブルを提供する。このように、二層構造とすることで、さらなる高密度実装が可能となる。さらに、前記の銅合金の平角導体を適用することで、屈曲特性は従来品と同等以上のものが得られる。
【００１５】
これら第一の手段から第三の手段において、平角導体の材質以外、絶縁体フィルム、接着剤層は従来品と同じで良い。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第一、第二の手段により具現された耐屈曲フラットケーブルを横断面構造により示したものである。１は本発明により得られた平角導体にして、これの複数本；４本を同一平面上に並列に配置して、導体フラット面の両面から片面接着剤層付きの絶縁体フィルム３を接着剤層が内側となるように挟み付けて加熱により融着一体化したものである。２は融着により平角導体１の面及び平角導体１間及び平角導体１の両外側で一体化された接着剤層を示している。
【００１７】
図２は、本発明の第三の手段により具現された耐屈曲フラットケーブルを横断面構造により示したものである。両面に接着剤層を施した絶縁体フィルム５の両面に、本発明により得られた平角導体６を複数本；４本ずつ並列に配置し、これら平角導体６の外側から片面接着剤層付きの絶縁体フィルム７を接着剤層が内側にして挟み込み、これらを全体を加熱ロール等で加熱して融着一体化したものである。４は融着により平角導体の面及び平角導体１間及び平角導体１の両外側で一体化された、絶縁体フィルム５の両面及び絶縁体フィルム７の片面に施した接着剤層を示す。
【００１８】
以下に、本発明の実施例を比較例等と併せて示す。
【００１９】
［参考例１］
Ｓｎメッキされた銅合金Ｃｕ−０．１wt．％Ｚｒの板材（サイズｗ０．２×ｔ０．０２）に熱処理を行い、引張り強さ３８０MPa 、伸び１０％、導電率９２％IACSの平角導体を作製し、絶縁体フィルムにＰＥＴ、接着剤層にポリエステルを用いて、図１に示す構造のフラットケーブルを作製した。
【００２０】
［実施例１］
Ｓｎメッキされた銅合金Ｃｕ−０．２wt．％Ｓｎ−０．２wt．％Ｉｎの板材（サイズｗ０．２×ｔ０．０２）に熱処理を行い、引張り強さ３７０MPa 、伸び１２％、導電率８０％IACSの平角導体を作製し、絶縁体フィルムにＰＥＴ、接着剤層にポリエステルを用いて、図１に示す構造のフラットケーブルを作製した。
【００２１】
［実施例２］
Ｓｎメッキされた銅合金Ｃｕ−０．３wt．％Ｓｎ−０．０５wt．％Ｍｇの板材（サイズｗ０．２×ｔ０．０２）に熱処理を行い、引張り強さ４００MPa 、伸び８％、導電率７２％IACSの平角導体を作製し、絶縁体フィルムにＰＥＴ、接着剤層にポリエステルを用いて、図１に示す構造のフラットケーブルを作製した。
【００２２】
［実施例３］
Ｓｎメッキされた銅合金Ｃｕ−２wt．％Ａｇの板材（サイズｗ０．２×ｔ０．０２）に熱処理を行い、引張り強さ５００MPa 、伸び６％、導電率９２％IACSの平角導体を作製し、絶縁体フィルムにＰＥＴ、接着剤層にポリエステルを用いて、図１に示す構造のフラットケーブルを作製した。
【００２３】
［参考例２］
Ｓｎ−Ｐｂメッキされた銅合金Ｃｕ−０．１wt．％Ｚｒの板材（サイズｗ０．２×ｔ０．０２）に熱処理を行い、引張り強さ３８０MPa 、伸び１０％、導電率９２％IACSの平角導体を作製し、絶縁体フィルムにＰＥＴ、接着剤層にポリエステルを用いて、図１に示す構造のフラットケーブルを作製した。
【００２４】
［参考例３］
Ｓｎ−Ｃｕメッキされた銅合金Ｃｕ−０．１wt．％Ｚｒの板材（サイズｗ０．２×ｔ０．０２）に熱処理を行い、引張り強さ３８０MPa 、伸び１０％、導電率９２％IACSの平角導体を作製し、絶縁体フィルムにＰＥＴ、接着剤層にポリエステルを用いて、図１に示す構造のフラットケーブルを作製した。
【００２５】
［参考例４］
Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕメッキされた銅合金Ｃｕ−０．１wt．％Ｚｒの板材（サイズｗ０．２×ｔ０．０２）に熱処理を行い、引張り強さ３８０MPa 、伸び１０％、導電率９２％IACSの平角導体を作製し、絶縁体フィルムにＰＥＴ、接着剤層にポリエステルを用いて、図１に示す構造のフラットケーブルを作製した。
【００２６】
［参考例５］
Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉメッキされた銅合金Ｃｕ−０．１wt．％Ｚｒの板材（サイズｗ０．２×ｔ０．０２）に熱処理を行い、引張り強さ３８０MPa 、伸び１０％、導電率９２％IACSの平角導体を作製し、絶縁体フィルムにＰＥＴ、接着剤層にポリエステルを用いて、図１に示す構造のフラットケーブルを作製した。
【００２７】
［参考例６］
Ａｇメッキされた銅合金Ｃｕ−０．１wt．％Ｚｒの板材（サイズｗ０．２×ｔ０．０２）に熱処理を行い、引張り強さ３８０MPa 、伸び１０％、導電率９２％IACSの平角導体を作製し、絶縁体フィルムにＰＥＴ、接着剤層にポリエステルを用いて、図１に示す構造のフラットケーブルを作製した。
【００２８】
［参考例７］
Ｎｉメッキされた銅合金Ｃｕ−０．１wt．％Ｚｒの板材（サイズｗ０．２×ｔ０．０２）に熱処理を行い、引張り強さ３８０MPa 、伸び１０％、導電率９２％IACSの平角導体を作製し、絶縁体フィルムにＰＥＴ、接着剤層にポリエステルを用いて、図１に示す構造のフラットケーブルを作製した。
【００２９】
［比較例１］
Ｓｎ−Ｐｂメッキされたタフピッチ銅の板材（サイズｗ０．３−ｔ０．０２）に熱処理を行い、引張り強さ２２０MPa 、伸び２５％、導電率１００％IACSの平角導体を作製し、絶縁体フィルムにＰＥＴ、接着剤層にポリエステルを用いて、図１に示す構造のフラットケーブルを作製した。
【００３０】
［比較例２］
Ｓｎ−Ｐｂメッキされた銅合金Ｃｕ−０．１wt．％Ｚｒの硬質板材（サイズｗ０．３−ｔ０．０２、引張り強さ８８０MPa 、伸び２％、導電率７２％IACS）で平角導体を作製し、絶縁体フィルムにＰＥＴ、接着剤層にポリエステルを用いて、図１に示す構造と同様のフラットケーブルを作製した。
【００３１】
［比較例３］
銅合金Ｃｕ−０．５wt．％Ｚｒの板材で平角導体の作製を行っていたところ、圧延途中でＣｕ−Ｚｒ系介在物が原因の断線が多発したため、作製を断念した。
【００３２】
［比較例４］
Ｓｎ−Ｐｂメッキされた銅合金Ｃｕ−０．２wt．％Ｓｎ−０．２wt．％Ｉｎの硬質板材（サイズｗ０．３−ｔ０．０２、引張り強さ８００MPa 、伸び２％、導電率７６％IACS）で平角導体を作製し、絶縁体フィルムにＰＥＴ、接着剤層にポリエステルを用いて、図１に示す構造と同様のフラットケーブルを作製した。
【００３３】
［比較例５］
Ｓｎ−Ｐｂメッキされた銅合金Ｃｕ−０．６wt．％Ｓｎ−０．２wt．％Ｉｎの板材（サイズｗ０．３−ｔ０．０２）に熱処理を行い、引張り強さ４００MPa 、伸び１０％、導電率５０％IACSの平角導体を作製し、絶縁体フィルムにＰＥＴ、接着剤層にポリエステルを用いて、図１に示す構造と同様のフラットケーブルを作製した。
【００３４】
［比較例６］
Ｓｎ−Ｐｂメッキされた銅合金Ｃｕ−０．６wt．％Ｓｎ−０．６wt．％Ｉｎの板材（サ
イズｗ０．３−ｔ０．０２）に熱処理を行い、引張り強さ４２０MPa 、伸び１０％、導電率４５％IACSの平角導体を作製し、絶縁体フィルムにＰＥＴ、接着剤層にポリエステルを用いて、図１に示す構造と同様のフラットケーブルを作製した。
【００３５】
［比較例７］
Ｓｎ−Ｐｂメッキされた銅合金Ｃｕ−０．３wt．％Ｓｎ−０．０５wt．％Ｍｇの硬質板材（サイズｗ０．３−ｔ０．０２、引張り強さ８５０MPa 、伸び２％、導電率６７％IACS）で平角導体を作製し、絶縁体フィルムにＰＥＴ、接着剤層にポリエステルを用いて、図１に示す構造と同様のフラットケーブルを作製した。
【００３６】
［比較例８］
Ｓｎ−Ｐｂメッキされた銅合金Ｃｕ−２wt．％Ａｇの硬質板材（サイズｗ０．２−ｔ０．０２、引張り強さ９５０MPa 、伸び２％、導電率８３％IACS）で平角導体を作製し、絶縁体フィルムにＰＥＴ、接着剤層にポリエステルを用いて、図１に示す構造と同様のフラットケーブルを作製した。
【００３７】
以上の実施例、比較例および参考例について、引張り強さ、伸び、導電率の測定と、Ｕ字屈曲試験、左右９０°屈曲試験を行った結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
0004734695.tif 000002
【００３９】
表１中のＵ字屈曲試験の評価において、丸記号は、従来品である比較例１を基準に、寿命が２倍以上のものとし、バツ記号は、当該寿命が同等以下のものとした。左右９０°屈曲試験の評価において、丸記号は、比較例１を基準に寿命が同等以上のものとし、バツ記号は、当該寿命が２／３以下のものとした。総合評価において、二重丸記号は、導電率７０％IACS以上、Ｕ字屈曲試験の寿命が比較例１の２倍以上、左右９０°屈曲試験の寿命が比較例１と同等以上を満足するものとし、バツ記号は、それ以外のものとした。
【００４０】
表１に示したように、実施例１〜３は、いずれにおいても、導電率７０％以上、Ｕ字屈曲試験の寿命が比較例１の２倍以上、左右９０°屈曲試験の寿命が比較例１と同等以上を満足することが検証された。一方、比較例１〜８は、導電率、Ｕ字屈曲特性、左右９０°屈曲特性のいずれかに不具合があった。
【００４１】
また、前述したように、平角導体に特定の銅合金を適用することで、導体の幅、厚さを薄くすることができ、フラットケーブルのさらなる薄型化、導体の狭ピッチ化が可能となることも確認できた。
【００４２】
なおまた、平角導体に前述した実施例のような特定の銅合金材を適用することにより、導体の薄型化が可能となり、フラットケーブルの薄型化が図れるのみならず、図２に示すような両面に端子を有する構造のフラットケーブルの提供も可能であった。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、耐屈曲性に優れ、且つ、高密度実装が可能な耐屈曲フラットケーブルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第一手段および第二手段により具現された耐屈曲フラットケーブルを示す横断面説明図。
【図２】  本発明の第三手段により具現された耐屈曲フラットケーブルを示す横断面説明図。
【符号の説明】
１  平角導体
２  接着剤層
３  絶縁体フィルム
４  接着剤層
５  絶縁体フィルム
６  平角導体
７  絶縁体フィルム
【図１】
0004734695.tif 000003
【図２】
0004734695.tif 000004