(57)【要約】【課題】２つの絶縁層間に平角導体が複数本平行に配列された自動実装対応フラットケーブルにおいて、平角導体の表面に施すメッキ層の鉛フリー化に伴うウイスカの発生を防止し、適切な厚みのメッキ層を形成して、メッキ剥がれや強度などの特性を劣化させないようにする。【解決手段】フラットケーブル１０は、絶縁フィルム１２間に平角導体１１を複数本平行に配列し、平角導体１１の表面に厚さ４μｍ以上６μｍ以下の錫−銅合金メッキを施している。この錫−銅合金メッキは、０.５〜２.０重量％の銅を含有する。また、平角導体１１に下地金属として、厚さ１.０μｍ〜２.０μｍのニッケルメッキを施している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの絶縁層間に平角導体が複数本平行に配列されたフラットケーブルであって、前記平角導体の表面に厚さ４μｍ以上６μｍ以下の錫−銅合金メッキが施されていることを特徴とする自動実装対応フラットケーブル。
【請求項２】
前記錫−銅合金メッキは、０.５〜２.０重量％の銅を含有することを特徴とする請求項１に記載の自動実装対応フラットケーブル。
【請求項３】
前記平角導体に下地金属として、厚さ１.０μｍ〜２.０μｍのニッケルメッキが施されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動実装対応フラットケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉛フリーの錫メッキを施した平角導体を用いた多心の自動実装対応フラットケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の小型化、軽量化に伴い、これらに搭載される電子部品、配線用部品などの小型化が進んでいる。特に、電気配線のための配線部材は、限られたスペースで高密度の配線が可能なものが要望されている。このような配線部材としては、平型導体を用いたフラットケーブル、また、これらの接続に用いられる電気コネクタ等がある。これらの配線部材は、多数の電気導体が高密度に配され互いに電気的に絶縁されると共に、良好な電気接続の保証が求められている。
【０００３】
これらの配線部材の電気導体には、通常、導電率が良く、延性に富み、適度な強度を有し、他の金属によるコーティングが容易である銅が用いられる。この銅を用いた配線部材には、一般に、耐腐食性、半田付け性を目的として錫メッキが施されている。錫メッキは、通常、電気メッキにより形成されるが、この電気錫メッキの表面に針状結晶体（以下、ウイスカという）が発生することが知られている。
【０００４】
特に、銅系の金属材料に錫メッキをすると、銅原子が錫メッキ膜中に拡散して、銅−錫金属間化合物を作る。この金属間化合物は、錫と結晶構造が異なり、格子間距離に歪ができるため、錫メッキ膜中に圧縮応力が生じる。この圧縮応力がウイスカ成長の駆動力となるので、銅系材料上に錫メッキを施した場合は、ウイスカが発生しやすいとも言われている。このウイスカは、導体間を電気的に短絡する原因となるため、今までに種々の改善策が提案されている。
【０００５】
ウイスカ対策として、錫メッキに鉛を添加することでウイスカ発生を抑制できることがよく知られているが、鉛化合物には毒性があるため、環境対策の問題から好ましくなく、最近は、鉛を添加しない鉛フリーの配線部材が要望されている。
【０００６】
鉛フリーの錫メッキを用いた配線部材として、例えば、特許文献１には、外周に厚さ１０μｍの錫−銅合金メッキ（銅が０.１〜５.０重量％）を施した平角導線を用いたフラットケーブルが示されている。この錫−銅合金メッキは０.１〜５.０重量％の銅を含んでいるため、ウイスカの実質的な発生源となる錫の量が減少する。このため、ウイスカの発生が抑制され、また、メッキ層に鉛を含有しないため、人体に対して安全で且つ自然環境にも配慮した製品を提供することができる。
【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】
【０００７】
上記特許文献１に示されているように、０.１〜５.０重量％の銅を含む錫−銅合金メッキを施すことで、鉛フリー化に伴うウイスカの抑制効果が得られる。しかし、メッキの厚みを１０μｍ程度に厚くすると、メッキ剥がれ（割れ）が起こりやすいという問題がある。また、逆に、錫−銅合金メッキの厚みを３μｍ程度に薄くすると、実装時の強度が不足してしまう。従って、メッキ剥がれや強度などの特性を劣化させないように、適切な厚みの錫−銅合金メッキ層を形成する必要がある。
【０００８】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、２つの絶縁層間に平角導体が複数本平行に配列されたフラットケーブルにおいて、平角導体の表面に施すメッキ層の鉛フリー化に伴うウイスカの発生を防止すると共に、適切な厚みのメッキ層を形成して、メッキ剥がれや強度などの特性を劣化させないこと、を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による自動実装対応フラットケーブルは、２つの絶縁層間に平角導体を複数本平行に配列し、平角導体の表面に厚さ４μｍ以上６μｍ以下の錫−銅合金メッキを施している。錫−銅合金メッキは、０.５〜２.０重量％の銅を含有する。また、平角導体に下地金属として、厚さ１.０μｍ〜２.０μｍのニッケルメッキを施している。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、２つの絶縁層間に平角導体が複数本平行に配列されたフラットケーブルにおいて、平角導体の表面に錫−銅合金メッキを施すことにより、メッキ層に鉛を含有しないため、人体に対して安全で且つ自然環境にも配慮した製品を提供することができる。また、メッキ層の厚みを４μｍ以上６μｍ以下にすることにより、メッキ剥がれや強度などの特性の劣化を防止できる。また、平角導体に下地金属として、厚さ１.０μｍ〜２.０μｍのニッケルメッキを施すことにより、平角導体を構成する銅がメッキ層に経時拡散するのを抑制することができるため、ウイスカの発生が効果的に抑制され、ウイスカに起因する導体間の短絡事故を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明の実施形態に係る平角導体を用いたフラットケーブルの例を示し、図１（Ａ）はフラットケーブルの上面図で、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のｂ−ｂ方向から見たフラットケーブルの側面図を示す。図中、１０はフラットケーブルで、該フラットケーブル１０は、平角導体１１、絶縁フィルム１２、接着剤層１３から構成されている。本実施形態のフラットケーブル１０は、電子機器の回路等の接続に使用されるリード用部材として用いられる。フラットケーブル１０には吸着搬送用平坦部１４が形成されているため、吸着搬送時にカールしにくく、平坦度が保たれる。このため、吸着搬送ミスのおそれがなく、自動実装に適した構造になっている。
【００１２】
フラットケーブル１０は、平行に配列された複数本の平角導体１１を２枚の絶縁フィルム１２で挟み、接着剤層１３で接着して一体化されている。例えば、絶縁フィルム１２にはポリイミドなどの樹脂フィルム、接着剤層１３にはエポキシ系樹脂などが用いられる。また、平角導体１１は、母材に銅又は銅合金などが用いられ、母材の表面にはニッケルメッキ層、錫−銅合金メッキ層が順に形成されている。
【００１３】
本実施形態では、平角導体１１の少なくとも電気接続部分の表面に、厚さ４μｍ以上６μｍ以下（例えば、電解式膜厚計で測定）の鉛フリーの錫−銅合金メッキを形成している。この錫−銅合金メッキは、溶融メッキあるいは電気メッキなどの方法で形成する。このように錫−銅合金メッキを施すことにより、メッキ層に鉛を含有しないため、人体に対して安全で且つ自然環境にも配慮した製品を提供することができる。
【００１４】
図２は、図１に示したフラットケーブル１０の平角導体１１の断面図である。図中、平角導体１１は、銅又は銅合金からなる母材１１ａ、ニッケルメッキ層１１ｂ、錫−銅合金メッキ層１１ｃで構成されている。下地となるニッケルメッキ層１１ｂの厚さは１.０〜２.０μｍ、また、錫−銅合金メッキ層１１ｃの厚さは４〜６μｍとして形成されている。
【００１５】
また、メッキ層の厚みを４μｍ以上６μｍ以下としたのは、メッキ厚を８〜１０μｍ程度に厚くすると、メッキ剥がれ（割れ）が起こりやすく、一方、逆に、メッキ厚を３μｍ程度に薄くすると、実装時の強度が不足してしまう。従って、本実施形態のように、適切なメッキ層の厚み（４〜６μｍ）にすることにより、メッキ剥がれや強度などの特性の劣化を防止できる。
【００１６】
また、錫−銅合金メッキには０.５〜２.０重量％程度の銅を含有することが好ましい。適量の銅を含有することにより、ウイスカの実質的な発生源となる錫の含有量を減少させることができ、ウイスカ発生を低減することができる。
【００１７】
また、平角導体１１に下地金属として、厚さ１.０〜２.０μｍのニッケルメッキを施してもよい。このニッケルメッキにより、平角導体２を構成する銅がメッキ層（錫−銅合金メッキ）に経時拡散するのを抑制することができるため、効果的にウイスカの発生が抑制され、ウイスカに起因する導体間の短絡事故を防止することができる。また、メッキを下地にすることで、平角導体１１の酸化による劣化を防止して接続の信頼性を高めることができる。
【００１８】
図３に示すように、錫−銅合金メッキ層１１ｃの厚みを４μｍ（実施例１）、６μｍ（実施例２）、３μｍ（比較例１）、８μｍ（比較例２）とした４種の試料を用意し、各試料についてウイスカの発生、メッキ剥がれ、自動実装に対する強度について評価した。なお、各試料は、平角導体１１の母材１１ａに銅を用い、母材１１ａの下地にニッケルメッキ層１１ｂが厚み１.０〜２.０μｍで施され、ニッケルメッキ層１１ｂの表面に上記各厚みの錫−銅合金メッキ層１１ｃが施されている。なお、上記４種の試料について、錫−銅合金メッキ層１１ｃの厚み以外の条件は同じとする。
【００１９】
図３における評価結果から、全ての試料（実施例１、実施例２、比較例１、比較例２）についてウイスカの発生は認められなかったが、比較例１ではメッキ厚が薄いために実装強度が不足し、比較例２ではメッキ厚が厚いためにメッキ割れを起こすという結果を示している。従って、実施例１、実施例２のように、錫−銅合金メッキ層１１ｃの４〜６μｍの厚さが適切であり、このメッキ厚にすることにより、ウイスカの発生を防止すると共に、実装強度を確保し且つメッキ剥がれを起こしにくくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る平角導体を用いたフラットケーブルの例を示す図である。
【図２】図１に示したフラットケーブルの平角導体の断面図である。
【図３】本発明の評価結果の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０…フラットケーブル、１１…平角導体、１２…絶縁フィルム、１３…接着材層、１１ａ…母材、１１ｂ…ニッケルメッキ層、１１ｃ…錫−銅合金メッキ層、１４…吸着搬送用平坦部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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