(57)【要約】【課題】現行のフラットケーブルの製造工程に新たな工程を追加することなく、平角導体表面のＳｎまたはＳｎ系合金めっき表面からのウイスカの発生を抑制することができるフラットケーブルの製造方法およびフラットケーブルを提供することである。【解決手段】ＳｎまたはＳｎ系合金めっきＣｕ線２を圧延して平角導体４を形成し、該平角導体４をリフロー処理した後、前記平角導体４を複数本並べて絶縁体フィルム５でラミネートすることによりフラットケーブル１を製造する方法において、前記ＳｎまたはＳｎ系合金めっきＣｕ線２を表面が粗化された圧延ローラ３にて圧延することにより、前記リフロー処理後も前記平角導体４およびそのめっき表面が粗化されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｎまたはＳｎ系合金めっきＣｕ線を圧延して平角導体を形成し、該平角導体をリフロー処理した後、前記平角導体を複数本並べて絶縁体フィルムでラミネートすることによりフラットケーブルを製造する方法において、前記ＳｎまたはＳｎ系合金めっきＣｕ線を表面が粗化された圧延ローラにて圧延することにより、前記リフロー処理後も前記平角導体およびそのめっき表面が粗化されていることを特徴とするフラットケーブルの製造方法。
【請求項２】
前記平角導体のＳｎめっきまたはＳｎ系合金めっきの厚さが２μｍ未満であることを特徴とする請求項１に記載のフラットケーブルの製造方法。
【請求項３】
前記平角導体のめっき表面の平均粗さＲａの値が０．１〜１．０μｍであることを特徴とする請求項１に記載のフラットケーブルの製造方法。
【請求項４】
前記平角導体のＳｎ系合金めっきがＳｎ以外の元素としてＣｕ、Ａｇ、Ｂｉ、Ｚｎの中から少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載のフラットケーブルの製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れかに記載のフラットケーブルの製造方法により製造されたことを特徴とするフラットケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラットケーブルの製造方法およびフラットケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、配線材、特に銅や銅合金の表面には、配線材の酸化を防ぐために、Ｓｎ、Ａｇ、ＡｕやＮｉのめっきが施される。例えば、図６に示すように、コネクタ１０とフラットケーブル（フレキシブルフラットケーブルともいう）１１の端末接続部においては、コネクタ（コネクタ部材）１０のコネクタピン（金属端子）１２や、フラットケーブル１１の導体１３の表面などにめっきが施されている。なかでも、Ｓｎはコストが安価であり、軟らかいため嵌合の圧力で容易に変形し表面酸化膜が破れ、また接触面積が増えるため、接触抵抗が低く抑えられることから、配線材の表面にＳｎめっきを施したものが広く一般的に使用されている。
【０００３】
このＳｎめっき用合金として、従来は耐ウイスカ性が良好なＳｎ−Ｐｂ合金が用いられてきたが、近年は環境面での対応の観点から、Ｐｂフリー材（非鉛材）の使用が求められており、配線材に使用されるめっきや絶縁体等の各種材料に対してもＰｂフリー化が求められている。
【０００４】
ＳｎめっきのＰｂフリー化に伴って、特にＳｎまたはＳｎ系合金めっきにおいては、図７に示すように、Ｓｎの針状結晶であるウイスカ１４がめっきから発生し、ウイスカ１４により隣接配線（導体１３）間の短絡事故が問題となっている。
【０００５】
ウイスカの発生原因の一つとして考えられているＳｎめっき中の応力を緩和させるため、電解めっきしたＳｎをリフロー処理（加熱して溶融し急冷する方法）することにより、ウイスカの発生を低減させることが可能であるとされている。しかし、コネクタとの嵌合など新たな外部応力がかかる場合は、リフロー処理を施してもウイスカの発生を抑えることができない。
【０００６】
ＳｎまたはＳｎ系合金めっき表面を粗化し、細かい凹凸をつけることにより、外部応力を緩和させ、あるいはウイスカの発生を分散させ、ウイスカの成長を抑制する発明が既にいくつかなされている（例えば特許文献１〜３参照）。
【０００７】
特許文献１にはＳｎめっきの下地金属にエッチング等の工程で凹凸をつけ、その上にＳｎまたはＳｎ系合金めっきをすることで、粗化されためっき表面を得る方法が開示されている。特許文献２には、ＳｎまたはＳｎ系合金めっき後、バフ研磨やエミリークロス等を用いた研磨処理工程で、粗化されためっき表面を得る方法が開示されている。特許文献３には、ＳｎまたはＳｎ系合金めっき表面にレーザ光を移動させながら断続的に照射し、粗化されためっき表面を得る方法が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１２４７８８号公報
【特許文献２】特開２００６−１５６８００号公報
【特許文献３】特開２００６−２１６４７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記いずれの方法においても、フレキシブルフラットケーブルの製造に限らず、フレキシブルプリント配線板や他の配線体の製造に応用できるという汎用性を持つ反面、ＳｎまたはＳｎ系合金めっき工程の前、あるいは後に凹凸形成処理工程を追加することが必要となる。
【００１０】
そこで、本発明は、前記事情を考慮してなされたものである。本発明の目的は、現行のフラットケーブルの製造工程に新たな工程を追加することなく、平角導体表面のＳｎまたはＳｎ系合金めっき表面からのウイスカの発生を抑制することができるＰｂフリーのフラットケーブルの製造方法およびフラットケーブルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、第１の発明は、ＳｎまたはＳｎ系合金めっきＣｕ線を圧延して平角導体を形成し、該平角導体をリフロー処理した後、前記平角導体を複数本並べて絶縁体フィルムでラミネートすることによりフラットケーブルを製造する方法において、前記ＳｎまたはＳｎ系合金めっきＣｕ線を表面が粗化された圧延ローラにて圧延することにより、前記リフロー処理後も前記平角導体およびそのめっき表面が粗化されていることを特徴とする。
【００１２】
この場合、前記平角導体のＳｎめっきまたはＳｎ合金めっきの厚さが２μｍ未満であることが好ましい。
【００１３】
また、前記平角導体のめっき表面の平均粗さＲａの値が０．１〜１．０μｍであることが好ましい。
【００１４】
さらに、前記平角導体のＳｎ系合金めっきがＳｎ以外の元素としてＣｕ、Ａｇ、Ｂｉ、Ｚｎの中から少なくとも１つを含むことが好ましい。
【００１５】
また、第２の発明は、前記フラットケーブルの製造方法により製造されたフラットケーブルであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、現行のフラットケーブルの製造工程に新たな工程を追加することなく、平角導体表面のＳｎまたはＳｎ系合金めっき表面からウイスカが発生するおそれの少ない、あるいはほとんど発生しないＰｂフリーのフラットケーブルが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基いて詳述する。図１は本発明に係るフラットケーブルの製造工程で用いられる圧延ローラを概略的に示す斜視図、図２は平角導体の概略的拡大断面図、図３は本発明に係るフラットケーブルの製造方法で得られるフラットケーブルの概略的斜視図である。
【００１８】
図１ないし図３に示すように、本実施形態におけるフラットケーブル１の製造方法は、ＳｎまたはＳｎ系合金めっきＣｕ線２を圧延ローラ３により圧延して平角導体４を形成する第１工程（図１参照）と、この平角導体４をリフロー処理する第２工程（図示省略）と、前記平角導体４を複数本並べて絶縁体フィルム５でラミネートすることによりフラットケーブル１を得る第３工程（図３参照）とを有している。この場合、前記圧延ローラ３は、前記ＳｎまたはＳｎ系合金めっきＣｕ線２を上下方向から加圧する上部圧延ローラ３ａおよび下部圧延ローラ３ｂからなっている。また、前記第１工程で圧延と同時に前記平角導体４およびそのめっき表面を粗化するために、前記圧延ローラ３の表面３ｘは粗化されている。
【００１９】
特に、前記第１工程においては、前記ＳｎまたはＳｎ系合金めっきＣｕ線２をローラ表面３ｘが粗化された圧延ローラ（粗化ローラともいう）３にて圧延することにより、図２に示すように前記平角導体４の下地（Ｃｕ）４ａおよびそのめっき表面（めっき層）４ｂが同時に粗化されて凹凸部６が形成され、前記リフロー処理後も前記平角導体４およびそのめっき表面４ｂが粗化されている。
【００２０】
前記圧延ローラ３の表面３ｘを粗化する方法（工法）としては、例えばショットブラストあるいはショットピーニングと呼ばれる、金属例えば純鉄またはセラミックの粒子（粒子径は５０μ程度）を金属製の圧延ローラ３の表面３ｘに投射して粗化（粗面化）することが好ましい。この工法によれば、投射する粒子の形状、密度、硬度や投射速度、投射角度、投射量を変えることで、圧延ローラ３の表面３ｘを任意な形状、粗さに粗化することができる。また、この工法によれば、圧延ローラ３の表面３ｘ近傍に高い圧縮残留応力を与えて硬度が上昇するため、圧延ローラ３の耐久性が向上する（長寿命化が図れる）。
【００２１】
粗化ローラによる圧延において、めっき部分のみが粗化された状態では、この後の熱処理工程（前記第２工程）でＳｎまたはＳｎ系合金めっきが溶融し、平坦化するため、粗化しためっき表面形状を得ることができない。しかし、粗化ローラによる圧延工程でめっき下地のＣｕまで粗化できれば、熱処理後（リフロー処理後）においても粗化しためっき表面性状を得ることができる。
【００２２】
このときＳｎまたはＳｎ系合金めっきが厚いと、熱処理工程における溶融状態では下地が粗化されていても表面張力により平坦化してしまう。また、ＳｎまたはＳｎ系合金めっきが厚すぎると、粗化ローラによる変形が下地Ｃｕまで達しない。そのため、ＳｎまたはＳｎ系合金めっきは適正な厚さにコントローラする必要がある。
【００２３】
ＳｎまたはＳｎ系合金めっき厚が薄いと、はんだ濡れ性が低下するが、フラットケーブルの端末は、コネクタと接続することが多く、はんだ濡れ性は考慮しなくても良い。また、プリント基板等とはんだ接続する場合、そもそもコネクタとの嵌合接続部におけるような外部応力が働かないため、ウイスカが発生しにくく、従来のフラットケーブルを使用してもウイスカが問題となることはない。
【００２４】
従って、ＳｎまたはＳｎ系合金めっき厚さｔは平角導体に圧延された状態で２μｍ未満、より好ましくは１μｍ未満とすることが望ましい。このようにすれば、圧延工程で効果的に下地Ｃｕを粗化することができ、またリフロー処理後（熱処理後）でもめっき表面を粗化した状態に維持することができる。
【００２５】
Ｓｎ系合金としては、例えばＳｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ｚｎが好適である。
【００２６】
このようにフラットケーブルを製造する方法によれば、ＳｎまたはＳｎ系合金めっきＣｕ線２を圧延して平角導体４を形成し、該平角導体４をリフロー処理した後、前記平角導体４を複数本並べて絶縁体フィルム５でラミネートすることによりフラットケーブル１を製造する方法において、前記ＳｎまたはＳｎ系合金めっきＣｕ線２を表面が粗化された圧延ローラ３にて圧延することにより、前記リフロー処理後も前記平角導体４およびそのめっき表面が粗化されているため、現行のフラットケーブルの製造工程に新たな工程を追加することなく、平角導体表面のＳｎまたはＳｎ系合金めっき表面からのウイスカの発生を抑制することができる、Ｐｂフリーのフラットケーブルが得られる。特に、従来の製造工程とほぼ同じ工程なので、特許文献１〜３に記載された技術よりも低コストで再現性良く、粗化（凹凸形成）が可能である。
【００２７】
また、前記製造方法により得られたフラットケーブル１によれば、コネクタとの嵌合接続部における外部応力に起因する平角導体表面のＳｎまたはＳｎ系合金めっき表面からのウイスカの発生を抑制することができ、ウイスカによる隣接配線間の短絡事故を防止することができる。
【実施例】
【００２８】
ＳｎめっきＣｕ線２を伸線し、ショットピーニングにより任意に表面粗化された圧延ローラ３および従来の平滑な圧延ローラを用いて平角導体を圧延後、通電加熱により焼鈍（リフロー処理）したフラットケーブル用平角導体を試作し、更にその平角導体を用いてフラットケーブルを試作した。
【００２９】
ついで、レーザ顕微鏡により平角導体表面の平均粗さを計測した。さらに、コネクタと嵌合させ室温で５００時間放置した。そして、コネクタからフラットケーブルを外し、合計３００ｐｉｎの導体表面を電子顕微鏡で観察し、ウイスカの発生率、ウイスカの最大長を計測した。また、フラットケーブル用平角導体を屈曲試験（半径５ｍｍの左右９０°曲げ）により導体が破断するまでの屈曲回数を計測し、耐屈曲特性を評価した。表１にその結果を示す。なお、平角導体の幅ｗは０．３ｍｍ（図４参照）、厚さは０．０３５ｍｍである。通電加熱による焼鈍は、錫の融点（２３２℃）以上の焼鈍である。図４は本発明に係るフラットケーブルの製造工程で表面が粗化されたＳｎめっき平角導体の表面を顕微鏡写真で示す図、図５は従来の製造工程による平滑なＳｎめっき平角導体の表面を顕微鏡写真で示す図である。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
表１から分かるように、Ｓｎめっき厚さおよび表面粗さが本発明の範囲内である導体Ｎｏ．（１）〜（３）を用いて試作したフレキシブルフラットケーブルは従来の工程で製造された導体Ｎｏ．（６）を用いたフレキシブルフラットケーブルよりもウイスカの発生が少なく、あるいはほとんどなく、良好な効果を得ることができた。
【００３２】
また、導体の耐屈曲性も従来製造工程による導体と比較して遜色なく、良好であった。それに対し、表面粗さを本発明の範囲よりも粗くした導体Ｎｏ．（４）はウイスカの発生は見られなかったものの、屈曲特性に劣る結果となった。
【００３３】
また、Ｓｎめっき厚さが本発明の範囲よりも厚い導体Ｎｏ．（５）は、焼鈍後表面の表面粗さが本発明の範囲より小さく、また従来よりもＳｎめっき厚さが厚いことにより、耐ウイスカ特性に劣る結果となった。
【００３４】
本発明は前記実施の形態ないし実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係るフラットケーブルの製造工程で用いられる圧延ローラを概略的に示す斜視図である。
【図２】平角導体の概略的拡大断面図である。
【図３】本発明に係るフラットケーブルの製造方法で得られるフラットケーブルの概略的斜視図である。
【図４】本発明に係るフラットケーブルの製造工程で表面が粗化されたＳｎめっき平角導体の表面を顕微鏡写真で示す図である。
【図５】従来の製造工程による平滑なＳｎめっき平角導体の表面を顕微鏡写真で示す図である。
【図６】コネクタとフラットケーブルの嵌合例を示す斜視図である。
【図７】嵌合部におけるウイスカの発生と隣接配線間の短絡の様子を示す拡大斜視図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  フラットケーブル
２  ＳｎまたはＳｎ系合金めっきＣｕ線
３  圧延ローラ
４  平角導体
５  絶縁フィルム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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