(57)【要約】【課題】  純錫或いは錫系合金によって電解めっき処理したＦＰＣ或いはＦＦＣの端子部とＺＩＦ型コネクタとを嵌合した接続部において、ＺＩＦ型コネクタのピンによって押付けられたＦＰＣやＦＦＣの端子部のめっき皮膜から急速に発生するウイスカーを、より簡単な手段で防止できる前記接続部を提供すること、まためっき処理に錫系合金を用いる場合の鉛による環境問題をなくすことを目的とする。【解決手段】  純錫或いは錫系合金による電解めっき処理が施されたＦＰＣ或いはＦＦＣの銅配線端子部とＺＩＦ型コネクタを嵌合して接続する接続部であって、前記ＦＰＣ或いはＦＦＣの端子部の少なくともＺＩＦ型コネクタのピンと導通させる部分に、予め薄い樹脂被覆層を形成したことを特徴とするＦＰＣ或いはＦＦＣ端子部とＺＩＦ型コネクタとの接続部とすることによって、解決される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
純錫或いは錫系合金による電解めっき処理が施されたフレキシブル配線基板或いはフレキシブルフラットケーブルの銅配線端子部とＺＩＦ型コネクタを嵌合して接続する接続部であって、前記フレキシブル配線基板或いはフレキシブルフラットケーブルの銅配線端子部の少なくともＺＩＦ型コネクタのピンと導通させる部分に、予め薄い樹脂被覆層を形成したことを特徴とするフレキシブル配線基板或いはフレキシブルフラットケーブルとＺＩＦ型コネクタとの接続部。
【請求項２】
前記錫系合金が、鉛を含まない錫系合金であることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル配線基板或いはフレキシブルフラットケーブルとＺＩＦ型コネクタとの接続部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、純錫或いは錫系合金による電解めっき処理されたフレキシブル配線基板或いはフレキシブルフラットケーブルの銅配線端子部とＺＩＦ型コネクタとを嵌合した接続部であって、ウイスカーの発生が抑制された前記接続部に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器等に用いられる配線基板や部品等は、多くが銅や銅合金を配線として使用され、これ等を他の配線基板等と電気的に接続する場合、コネクタ接続も多く行なわれている。このようなコネクタ接続する場合には、配線とコネクタの接触抵抗を低くして導通不良をなくすために銅配線端子に表面処理が通常行なわれている。例えば、金、錫−鉛合金等による電解めっき処理である。しかしながら、金めっきはコスト的に高くなる問題があり、また鉛を含む合金によるめっき処理では、鉛が溶出して環境を汚染する問題が指摘されており、鉛フリー化が望まれている。このために、純錫めっきや鉛を含まない錫合金系のめっきが検討されている。しかし純錫めっきや鉛を含まない錫合金めっきの場合には、銅配線端子部をＺＩＦ型コネクタと嵌合して使用すると、ＺＩＦ型コネクタのピンによって押付けられた箇所の周辺のめっき皮膜から、ウイスカーと称する髭状の結晶が急速に発生してくることが確認されている。このような現象は、純錫めっきや鉛を含まない錫系合金めっきにおいて顕著であることもわかってきた。さらに前記の現象は模擬実験によると、めっき皮膜を塑性変形させた後にも一定以上の圧力がかかっている時に起こる現象であることが確認された。このようなウイスカーの成長は、銅配線間等での短絡を生じて電子機器等のトラブルに繋がり好ましくない。
【０００３】
そこで、このようなピンを有するＺＩＦ型コネクタとの嵌合によって生じるウイスカー発生の問題を解決する技術が望まれているが、実用的な解決策は見いだされていないのが現状である。例えば、特許文献１に見られる本発明者等が提案したウイスカーの発生を抑制する技術である、ＦＰＣやＦＦＣの端子部に錫を主成分とした錫−銅系合金を電解めっき処理を施し、この電解めっき皮膜に熱処理を施してウイスカーの発生を抑制することによっても、ＺＩＦ型コネクタと嵌合させて長期間使用するとその接触部分からウイスカーが発生し、これを完全に防止することは難しいことがわかった。本発明はこのような課題を解決するための技術に関するものである。
【特許文献１】特開２００３−１９３２８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
よって本発明が解決しようとする課題は、純錫或いは錫系合金によって電解めっき処理したフレキシブルプリント配線基板（以下ＦＰＣ）或いはフレキシブルフラットケーブル（以下ＦＦＣ）の銅配線端子部とＺＩＦ型コネクタとを嵌合した接続部において、ＺＩＦ型コネクタのピンによって押付けられたＦＰＣやＦＦＣの銅配線端子部のめっき皮膜から急速に発生するウイスカーを、より簡単な手段で防止できる前記接続部を提供すること、まためっき処理に錫系合金を用いる場合の鉛による環境問題をなくすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記解決しようとする課題は、請求項１に記載されるように、純錫或いは錫系合金による電解めっき処理が施されたＦＰＣ或いはＦＦＣの銅配線端子部とＺＩＦ型コネクタを嵌合して接続する接続部であって、前記ＦＰＣ或いはＦＦＣの銅配線端子部の少なくともＺＩＦ型コネクタのピンと導通させる部分に、予め薄い樹脂被覆層を形成したことを特徴とするＦＰＣ或いはＦＦＣとＺＩＦ型コネクタとの接続部とすることによって、解決される。
【０００６】
また請求項２に記載されるように、前記錫系合金が、鉛を含まない錫系合金であることを特徴とする請求項１に記載のＦＰＣ或いはＦＦＣ銅配線端子部とＺＩＦ型コネクタとの接続部とすることによって、解決される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は以上のように、純錫或いは錫系合金による電解めっき処理が施されたＦＰＣ或いはＦＦＣの銅配線端子部（以下ＦＰＣ或いはＦＦＣ端子部）とＺＩＦ型コネクタを嵌合して接続する接続部であって、前記ＦＰＣ或いはＦＦＣの端子部の少なくともＺＩＦ型コネクタのピンと導通させる部分に、予め薄い樹脂被覆層（以下樹脂被覆層）を形成したことを特徴とするＦＰＣ或いはＦＦＣ端子部とＺＩＦ型コネクタとの接続部とすること、また前記錫系合金が、鉛を含まない錫系合金であることによって、ＺＩＦ型コネクタのピンによって押付けられたＦＰＣやＦＦＣの端子部のめっき皮膜から急速に発生するウイスカーを、より簡単な手段で防止できる。例えば、ＦＰＣ或いはＦＦＣの端子部とＺＩＦ型コネクタを嵌合した後に、液状の熱硬化型樹脂を注入する等の方法に比較して、簡便に行える。また、前記めっき処理に錫系合金を用いる場合の鉛による環境問題をなくすこともできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に本発明を詳細に説明する。請求項１に記載される発明は、純錫或いは錫系合金による電解めっき処理が施されたＦＰＣ或いはＦＦＣの端子部とＺＩＦ型コネクタを嵌合して接続する接続部であって、前記ＦＰＣ或いはＦＦＣの端子部の少なくともＺＩＦ型コネクタのピンと導通させる部分に、予め樹脂被覆層を形成したことを特徴とするＦＰＣ或いはＦＦＣ端子部とＺＩＦ型コネクタとの接続部である。このような構造の接続部とすることによって、コネクタ嵌合における接続部のウイスカーの発生を、より簡単に抑制することができる。以下に図面を用いて説明する。
【０００９】
図１（ａ）および（ｂ）は、ＦＰＣの端子部とＺＩＦ型コネクタからなる接続部の場合の概略を示す図面である。このようなＺＩＦ（ジフ）型コネクタは、電子機器類の配線用として多く使用されているコネクタである。１はＦＰＣ端子部を示し、ポリイミド樹脂等のベースフィルム２と、同様の材料からなるカバーレイフィルム３の間に、銅配線４が配置されたものである。そして銅配線４は、ＺＩＦ型コネクタと接続される部分のカバーレイフィルム３が除去され、純錫や錫系合金の電解めっき層５が形成される。またＦＰＣ端子部１の下側にはＺＩＦ型コネクタと確実に嵌合させるためのプラスチック等からなる補強材６が配置されている。一方ＺＩＦ型コネクタ７は、銅、銅合金等の金属から製造されるコネクタ導体部８がプラスチック等のハウジング９中に配置されて構成されている。そして通常コネクタ導体部８にもめっき層が施されている。またコネクタ導体部８の先端部分には、ＦＰＣ端子部１の銅配線４と導通するためのピン１０が形成されている。このピン１０と銅配線４とがめっき層に接触して導通される。このためＺＩＦ型コネクタ７に嵌合されたＦＰＣ端子部１の銅配線４周辺には、常に押し圧が加えられることになる。その結果、ＦＰＣ端子部１の銅配線４やピン１０周辺の純錫や錫系合金からなるめっき層には、ウイスカーが急速に発生して成長することになる。そして成長したウイスカーは、配線間等の短絡の原因となる。
【００１０】
このようなウイスカーの発生を抑制するため本発明では、熱硬化型樹脂等からなる樹脂被覆層１１を、少なくともＦＰＣ端子部１の銅配線４上に予め形成しておくものである。すなわち、少なくともＦＰＣ端子部の銅配線４とＺＩＦ型コネクタ７のピン１０が導通する部分の周辺に、熱硬化型樹脂等からなる樹脂被覆層１１を予め形成しておけば、ＦＰＣ端子部１とＺＩＦ型コネクタ７を嵌合させて使用しても、ウイスカーの急速な発生を抑制できることが確認された。樹脂被覆層１１はＦＰＣ端子部の銅配線４の全体に施す必要はないが、実際の作業上からは、ＦＰＣ端子部１の銅配線４の大部分に、樹脂被覆層１１が形成される。なおこの樹脂被覆層１１は、ウイスカーの発生を抑制するためとＺＩＦ型コネクタ７のピン１０とを確実に導通させるために、５〜５０μｍ程度の厚さに設けられる。またＺＩＦ型コネクタ７のピン１０に錫系合金めっきが使用されている場合には、樹脂被覆層１１は１５μｍ以上とされる。これは、ＺＩＦ型コネクタ７のめっき層側からのウイスカーの発生も抑制する効果が得られるためである。通常、ＺＩＦ型コネクタ７のピン１０周辺の１０μｍ程度の領域からウイスカーが多く発生するので、樹脂被覆層１１は１５μｍ以上としておけば、前記ウイスカーが多く発生する領域が樹脂被覆層１１中にもぐり込んだ状態となって、ウイスカーの発生を抑えることになり好ましい。またＺＩＦ型コネクタ７のピン１０に金めっきが使用されている場合には、ＺＩＦ型コネクタ７側からのウイスカーの発生問題が少ないので、樹脂被覆層１１は５μｍ程度形成しておけば十分である。
【００１１】
また樹脂被覆層１１は、樹脂の種類や材質を選択することやＺＩＦ型コネクタ７のピン１０の先端形状、圧し付け圧力等をも考慮して選定することによって、ピン１０が樹脂被覆層１１を確実に貫通し、導通が損なわれて電気的特性が問題となることはない。そして樹脂被覆層を形成する樹脂は固体状に薄く形成できるものであればよく、特に熱硬化型樹脂が好ましい。例えばエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂のような熱硬化型樹脂や２液混合型の常温硬化型樹脂が使用される。中でも常温硬化型のものが、取扱い上から好ましい。このような構成のＦＰＣ端子部１とＺＩＦ型コネクタ７との嵌合による接続部とすることにより、ウイスカーが急速に発生することを抑制すると共に、ウイスカーが成長することを防止できる。なお、以上はＦＰＣ端子部の場合について説明したが、ＦＰＣ端子部のみならずＦＦＣの端子部に用いた場合にも同様に効果があり、実用的なＺＩＦ型コネクタとの接続部とすることができる。また本発明のような構成とすれば、ＦＰＣ或いはＦＦＣの端子部とＺＩＦ型コネクタを嵌合した後に、液状の熱硬化型樹脂を注入する等の方法に比較して、予め樹脂被覆層を形成してあるので、簡便であり実用的である。
【００１２】
さらに請求項２に記載されるように、前記錫系合金として鉛を含まない錫系合金とすることによって、ＦＰＣ或いはＦＦＣの銅配線端子部或いはＺＩＦ型コネクタのを電解めっきしたものとすれば、鉛による環境問題を解決できることになる。錫系合金が錫−銅合金や錫−ビスマス合金の場合には鉛の問題はないが、耐ウイスカー性に関しては錫−銅合金は純錫と同程度であり、錫−ビスマス合金は純錫より優れてはいるがピンを有するコネクタ嵌合接続においては、いまだ満足できるものではない。しかしながら本発明に適用することによって、ウイスカーの発生を抑制しその成長を防止できることが確認された。例えば、錫を主成分とし１０質量％以下の銅からなる錫−銅系合金やビスマスを５質量％程度まで含む錫−ビスマス合金においても、ウイスカーの発生を抑制することができる。本発明はこのように鉛を含まない錫系合金にも適用できるので、鉛による環境問題もなく好ましい。
【００１３】
なお前述した電解めっき皮膜は、熱処理を施すことによってウイスカーの発生を抑制できるので、このように処理したＦＰＣやＦＦＣの端子部を用いることは好ましい。例えば、鉛を含まない錫系合金の電解めっき皮膜を、２７０℃以下で２２７℃以上の温度に１５分以内の熱処理を施すことによって、前記錫−銅系合金が液相を呈する２２７℃以上の温度に曝すことによって、よりウイスカーの発生が抑制されることになる。このような熱処理を施したＦＰＣやＦＦＣの端子部の銅導体に、熱硬化型樹脂による薄層を形成しておくことによって、ＺＩＦ型コネクタと嵌合して使用しても、ウイスカーの発生がない接続部とすることができる。よって、ＦＰＣやＦＦＣ端子部の銅配線のピッチが非常に小くなっても、ウイスカーによる配線間等の短絡の問題が生じることがなく、電子機器類の小型化等にも対応でき好ましい。
【実施例】
【００１４】
０．５ｍｍピッチで配線されたＦＰＣ並びにＦＦＣ端子部の銅配線とピンの先端のＲが０．０２５ｍｍのＺＩＦ型コネクタを嵌合して実験した。前記ＦＰＣ並びにＦＦＣ端子部の銅配線並びに前記ピンの先端のＲが０．０２５ｍｍのＺＩＦ型コネクタには、表１に記載した各種のめっき層を５μｍ形成した。また、前記めっき層が施されたＦＰＣ並びにＦＦＣ端子部の銅配線上には、エポキシ樹脂（日本合成化工社のアクメックス）からなる樹脂被覆層を各種厚さに形成した。そして、ＦＰＣおよびＦＦＣ端子部とＺＩＦ型コネクタを嵌合した接続部を室温で１０００時間放置した。この後ＦＰＣおよびＦＦＣ端子部とＺＩＦ型コネクタをはずし、それぞれについてウイスカーの発生の有無を調べた。観察はＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）により５００倍以上に拡大して行った。銅配線側のめっき層或いはＺＩＦ型コネクタのピン近傍のめっき層のいずれにも、ウイスカーの発生が見られなかったものを○印で、どちらかにでもウイスカーの発生が見られたものを×印で示した。また接触抵抗をテスターによって測定し、１Ω以上を×印で、１Ω未満を○印で表示した。さらに、参考例として錫−鉛合金を用いた場合について同様に試験を行ない、鉛の環境問題を併せて記載した。結果は表１に示した。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
表１から明らかなとおり、本発明である実施例１〜１４に示したＦＰＣ或いはＦＦＣの例について、その端子部の銅配線に錫−銅合金（Ｓｎ−Ｃｕ合金）めっき、純錫（純Ｓｎ）めっき、錫−銀合金（Ｓｎ−Ａｇ合金）めっきや錫−ビスマス合金（Ｓｎ−Ｂｉ合金）めっきを施し、ＺＩＦ型コネクタにはＳｎ−Ｃｕ合金めっき、純Ｓｎめっき、金（Ａｕ）めっき、錫−銀合金（Ｓｎ−Ａｇ合金）めっきや錫−ビスマス合金（Ｓｎ−Ｂｉ合金）めっきを施した場合の組合わせにおいて、薄い樹脂被覆層を設けることによっていずれの組合わせにおいてもウイスカーの発生が見られなかった。さらに接触抵抗も１Ω未満であり、鉛の環境問題もない。すなわち、ＦＰＣ或いはＦＦＣ端子部に関して、実施例１、２および８に示したように、鉛を含まない錫系合金めっきどうしの組合せにおいては、樹脂被覆層の厚さが１５〜６０μｍ程度でウイスカーの発生は見られず十分に効果があることがわかる。また実施例３〜５および９に記載したような、純錫と鉛を含まない錫系合金めっきの組合せにおいても、樹脂被覆層を１５μｍ程度形成すればウイスカーの発生が見られないことわかる。さらに実施例６および７のように、純錫と金めっきの組合せにおいては、６μｍ程度の樹脂被覆層を形成すればウイスカーの発生がないことがわかる。また実施例１０のように純錫めっきどうしの場合にも、樹脂被覆層の厚さを２５μｍ程度形成すれば、ウイスカーの発生が見られなくなる。「さらに、実施例１１および１２のように、鉛を含まない錫系合金めっきどうしの組合わせにおいて、樹脂被覆層の厚さが１５μｍ程度で、コネクタの錫系合金のＡｇ並びにＢｉ量が２質量％の場合も、ウイスカーの発生は見られず十分に効果がある。また実施例１３および１４に見られるように、樹脂被覆層の厚さが１５μｍ程度で、端子部の錫系合金のＡｇ並びにＢｉ量が２質量％で、コネクタのめっきが純錫の組合せの場合も、ウイスカーの発生は見られず十分に効果があることがわかった。」
【００１７】
これに対して、比較例１、２および８に示した鉛を含まない錫系合金めっきどうしの場合は、樹脂被覆層の厚さが８μｍ、３μｍ程度になるとＦＰＣ、ＦＦＣ端子部或いはＺＩＦ型コネクタのピンのいずれかにウイスカーの発生が見られる。また比較例３のように、樹脂被覆層が８０μｍと厚くなると接触抵抗値が１Ω以上と高くなり好ましくなかった。さらに、純錫と鉛を含まない錫系合金めっきとの組合せでは、比較例４〜６および９に見られるように樹脂被覆層が８μｍと薄いと、ウイスカーの発生が見られ、また８０μｍと厚くなると、接触抵抗値が高くなり好ましくないことがわかる。さらに純錫と金めっき層の組合せである比較例７は、樹脂被覆層の厚さが３μｍ程度と薄いとウイスカーの発生が見られる。また比較例１０のように純錫めっきどうしの場合には、樹脂被覆層の厚さが８μｍ程度となるとウイスカーの発生が見られる。さらに参考例１のＳｎ−３７質量％Ｐｂ合金の場合には、樹脂被覆層の厚さを２５μｍ程度形成するとウイスカーの発生は見られないが、鉛の環境問題は避けられない。なお比較例１１や１２のように、樹脂被覆層を形成しない場合には、ウイスカーの発生が見られることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
以上説明したＺＩＦ型コネクタの接続部は、薄い樹脂被覆層を予め設けることによって、純錫や錫系合金によって電解めっき処理されたＦＰＣ或いはＦＦＣの端子部をピンによって嵌合しても、ウイスカーを発生することが殆どないので、種々の用途に使用される実用的なＺＩＦ型コネクタの接続部となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ＦＰＣ端子部とＺＩＦ型コネクタの断面を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  ＦＰＣ端子部
２  ベースフィルム
３  カバーレイフィルム
４  銅配線
５  めっき層
７  ＺＩＦ型コネクタ
８  コネクタ導体部
１０  ピン
１１  樹脂被覆層
【図１】
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