(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-06-13
(45)【発行日】2023-06-21
(54)【発明の名称】フレキシブルフラットケーブル
(51)【国際特許分類】
H01B 7/08 20060101AFI20230614BHJP
【FI】
H01B7/08
(21)【出願番号】P 2020135566
(22)【出願日】2020-08-11
【審査請求日】2021-06-03
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】323004813
【氏名又は名称】株式会社TOTOKU
(74)【代理人】
【識別番号】110001726
【氏名又は名称】弁理士法人綿貫国際特許・商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】中山 順盟
【審査官】神田 太郎
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2011/043129(WO,A1)
【文献】国際公開第2017/056731(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01B 7/08
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定の間隔で幅方向に並設された複数の導体と、
グランドバーと、
最外周に配置されたシールド層と、を具備
し、コネクタに挿脱されるフレキシブルフラットケーブルであって、
前記グランドバーは、表面がニッケルめっき又はニッケル箔である導体で構成され、
前記グランドバーの表面粗さSqが0.5μm以上85μm以下であ
り、
前記グランドバーは、前記コネクタ側のグランドピンに電気的に接続される構成であることを特徴とするフレキシブルフラットケーブル。
【請求項2】
前記グランドバーは、金属箔にニッケルめっきを施したものであることを特徴とする請求項1記載のフレキシブルフラットケーブル。
【請求項3】
前記ニッケルめっき厚が1μm以上であることを特徴とする請求項2記載のフレキシブルフラットケーブル。
【請求項4】
前記金属箔は、銅箔、アルミ箔、銅合金箔、ステンレス箔、ステンレス合金箔のいずれかであることを特徴とする請求項2又は請求項3記載のフレキシブルフラットケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複数本の導体が平行に複数本並べられたフレキシブルフラットケーブルに関する。
【背景技術】
【0002】
フレキシブルフラットケーブルは、電子機器、情報機器または車載用電子機器等の内部配線もしくは可動部の配線として広く用いられており、複数本の導体が平行に複数本並べられて構成されている。
また、フレキシブルフラットケーブルでは、電磁波に対するシールドが必要であり、フレキシブルフラットケーブルをシールドフィルムで覆ったものが提案されている。
【0003】
シールドフィルムで覆われたフレキシブルフラットケーブルは、ケーブルの端末部をコネクタに接続する際にシールドフィルムとコネクタのグランド端子を接続させることが必要である。
そこで、特許文献1には、シールドフィルムの導電層面にグランドバーを接触させて、グランドバーとシールドフィルムとを樹脂モールド又は樹脂テープで固定するフレキシブルフラットケーブルが開示されている。
また、特許文献2には、グランドバーとしてすずめっき銅箔を用いることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開2003-133781号公報
【文献】特許第5499722号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
フレキシブルフラットケーブルは、車載用の電子機器等に用いられる場合、その使用環境が極めて高温になる。車載用として用いられる例としては、スピードメータ、オーディオ、インパネ内の配線などが挙げられる。
高温下においてフレキシブルフラットケーブルをコネクタに接続した状態で長時間使用していると、コネクタのグランドピンとフレキシブルフラットケーブルの接点において酸化が進行し、接触抵抗が上昇してしまい、コネクタのグランドピンとフレキシブルフラットケーブルのグランドバーとの間の電気的な接続が悪化してしまうという課題があった。
【0006】
そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、高温下において長時間使用しても、コネクタのグランドピンとフレキシブルフラットケーブルのグランドバーとの間の電気的な接続が悪化しないようにできるフレキシブル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】
【0007】
本発明にかかるフレキシブルフラットケーブルによれば、所定の間隔で幅方向に並設された複数の導体と、グランドバーと、最外周に配置されたシールド層と、を具備し、コネクタに挿脱されるフレキシブルフラットケーブルであって、前記グランドバーは、表面がニッケルめっき又はニッケル箔である導体で構成され、前記グランドバーの表面粗さSqが0.5μm以上85μm以下であり、前記グランドバーは、前記コネクタ側のグランドピンに電気的に接続される構成であることを特徴としている。
この構成を採用することによって、フレキシブルフラットケーブルをコネクタに接続して高温下で長時間使用した場合であっても、接触抵抗が上昇することなく良好な電気的接続を維持することができる。
【0008】
また、前記グランドバーの表面粗さが1μm以上であることを特徴としてもよい。
この構成によれば、グランドバーとコネクタのグランドピンとの接触抵抗の安定化を図ることができる。
【0009】
また、前記ニッケルめっき厚が1μm以上であることを特徴としてもよい。
この構成によれば、ニッケルめっきの耐摩耗性の向上を図ることができる。
【0010】
また、前記金属箔は、銅箔、アルミ箔、銅合金箔、ステンレス箔、ステンレス合金箔のいずれかであることを特徴としてもよい。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、フレキシブルフラットケーブルをコネクタに接続して高温下で長時間使用した場合であっても酸化せず、接触抵抗が上昇することなく良好な電気的接続を維持し、伝送特性の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【
図1】フレキシブルフラットケーブルの概略平面図である。
【
図2】フレキシブルフラットケーブルの概略断面図である。
【
図3】グランドバーのめっき種類と表面粗さSqを変更して、125℃で0h~1008hまで維持した場合の上昇抵抗値の変化をまとめた表である。
【
図4】グランドバーのめっき種類と表面粗さSqを変更して、125℃で500hまで維持した場合の上昇抵抗値と抵抗値の安定性をまとめた表である。
【
図5】めっき厚さを変更して耐摩耗性を計測した結果をまとめた表である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図面に基づいて本発明のフレキシブルフラットケーブルの実施形態を詳細に説明する。
図1はフレキシブルフラットケーブルの概略平面図であり、
図2はフレキシブルフラットケーブル概略断面図である。なお、
図2における紙面上側がフレキシブルフラットケーブルの一方側、紙面下側を他方側として以下に説明する。
【0014】
フレキシブルフラットケーブル10は、複数の平板状の導体12が幅方向に並列して配置されており、長さ方向の両端部が端子部13として、各導体12及びグランドバー18が露出するように形成されている。
【0015】
複数の導体12は、第1接着性絶縁層15と第2接着性絶縁層17によって挟み込まれて固定されている。第1接着性絶縁層15の他方側の面には第1樹脂フィルム14が配置され、第2接着性絶縁層17の一方側の面には第2樹脂フィルム16が配置されている。
また第2樹脂フィルム16の一方側の面にグランドバー18が配置されている。グランドバー18は、露出している導体12よりもケーブルの長さ方向内側に配置された構成となっている。このため、各導体12とグランドバー18は端子部13において露出し、図示しないコネクタに装着した場合、それぞれコネクタに対して電気的に接続される。
【0016】
また、端子部13以外の箇所において第1樹脂フィルム14、接着性絶縁層15、複数の導体12、第2接着性絶縁層17、第2樹脂フィルム16、及びグランドバー18全体をシールド層20が包むように被覆している。
シールド層20は、導電性接着剤によって固着されているため、グランドバー18は導電性接着剤を介してシールド層20と電気的に接続されている。
また、本実施形態のグランドバー18は、ケーブルの長さ方向の両端部の端子部13のみに配置されていて長さ方向に1枚の層として構成されてはいないが、導電性接着剤とシールド層20を介して両端子部13のグランドバー18同士が電気的に接続されている。
【0017】
また、両端子部13における第1樹脂フィルム14の他方側の面には、補強層22が設けられている。補強層22は、端子部13が変形せずに確実にコネクタに挿脱するためのものである。
【0018】
以下、本実施形態における各構成要素について詳細に説明する。
(導体)
複数の導体12は、良導電性金属導体により形成されている。良導電性金属導体としては、銅線、銅合金線、アルミニウム線、アルミニウム合金線、銅アルミニウム複合線等や、これらの表面にめっきが施されたものを好適に採用することができる。めっきとしては、はんだめっき、すずめっき、金めっき、銀めっき、ニッケルめっき等を採用することができる。また特に銅線、銅合金線を用いることで高周波伝送を好適に行うことができる。
ただし、導体12の材質はこれらに限定するものではない。
【0019】
本実施形態では各導体12の断面形状として矩形状の平角線のものを採用しているが、各導体12の断面形状としてはこれに限られることはなく、断面形状が円形の丸線であってもよい。各導体12の厚さ、直径、及び断面積も特定の数値に限定されるものではないが、直径0.1mm~0.3mmの丸線、またはこの丸線を圧延して厚さ0.03mm~0.1mmで、幅0.2mm~0.8mmとした平角線を好適に採用することができる。 また、導体12の間隔は0.5mm程度とすることができる。
【0020】
各導体12の表面には、熱硬化性ポリウレタン樹脂等の絶縁被膜が設けられていてもよい(図示せず)。各導体12表面に絶縁被覆を設けることによって、各導体同士の短絡を防止することができる。ただし、絶縁被覆は、はんだ付け時には良好に分解するものが好ましい。
【0021】
(接着性絶縁層)
第1接着性絶縁層15と第2接着性絶縁層17は、接着性を有する絶縁層であり、複数の導体12を挟み込んで固定している。第1接着性絶縁層15と第2接着性絶縁層17は、それぞれ各導体12の一方側と他方側に接着するとともに、それぞれ互いに接着することによって導体12を保持する。
第1接着性絶縁層15と第2接着性絶縁層17は、発泡性の接着性絶縁材料を用いてもよく、また非発泡性の接着性絶縁材料を用いてもよく、どちらかに限定されるものではない。なお、第1接着性絶縁層15と第2接着性絶縁層17のうちいずれか一方を発泡性の接着性絶縁材料を用い、他方を非発泡性の接着性絶縁材料を用いるようにしてもよい。
【0022】
第1接着性絶縁層15と第2接着性絶縁層17を構成する接着性の絶縁材料としては、例えばポリエステル樹脂及びその共重合体、ポリフェニレンエーテル樹脂及びその共重合体、ポリスチレン樹脂及びその共重合体、ポリオレフィン樹脂及びその共重合体等を採用することができる。これらの樹脂は、単独の場合であってもよいし、例えばポリフェニレンエーテル樹脂とポリスチレン樹脂との共重合体のように2種を共重合させたものであってもよい。なお、ポリオレフィン樹脂としては、高強度ポリプロピレンやポリプロピレン共重合体を好適に用いることができる。ポリフェニレンエーテル樹脂としては、変性ポリフェニレンエーテル樹脂であってもよいが無変性のものが好ましい。
【0023】
また、第1接着性絶縁層15と第2接着性絶縁層17を構成する接着性の絶縁材料には、発泡剤、難燃剤、難燃助剤、ブロッキング剤、耐収縮防止剤、着色剤等の添加剤が含まれていてもよい。発泡剤は、接着性絶縁層を発泡させて低誘電率化する場合に添加される。発泡剤としては、一般的な化学発泡剤又は物理発泡剤から採用することができる。
難燃剤としては、臭素系難燃剤、難燃性向きフィラー等を採用することができる。難燃助剤としては、三酸化アンチモン、二酸化ケイ素等を好適に採用することができる。また二酸化ケイ素等は、ブロッキング剤として作用するとともに、耐収縮防止剤としても作用するので、より好適である。
添加剤の配合は、接着性絶縁層の接着性及び絶縁性等の効果を阻害しないように、且つその添加剤の機能を発揮する範囲内で配合される。
【0024】
第1接着性絶縁層15と第2接着性絶縁層17の厚さは、非発泡の接着性絶縁材料の場合、例えば25μm~45μmの範囲内であればよく、発泡した接着性絶縁材料の場合は60μm程度の厚さとなる。
【0025】
なお、
図1、
図2に示すように、第2接着性絶縁層17は、端子部13において各導体12を露出させるように、フレキシブルフラットケーブル10の全長よりも短い長さとして形成されている。他方、第1接着性絶縁層15は、フレキシブルフラットケーブル10の全長とほぼ同一長さとして形成されているが第2接着性絶縁層17と同程度の長さとしても良い。
【0026】
(樹脂フィルム)
第1樹脂フィルム14は、第1接着性絶縁層15の他方側の面に配置され、第2樹脂フィルム16は第2接着性絶縁層17の一方側の面に配置されている。
第1樹脂フィルム14と第2樹脂フィルム16の材質は、一般的なフラットケーブル同様に柔軟性や耐摩耗性を有する材質であれば採用することができ、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム等のポリエステルフィルムを好適に用いることができる。
【0027】
第1樹脂フィルム14と第2樹脂フィルム16は、発泡した樹脂フィルムを用いてもよく、また非発泡の樹脂フィルムを用いてもよい。発泡した樹脂フィルムを採用した場合には誘電率を下げることができる。
発泡した樹脂フィルムは、樹脂フィルム材料に任意の発泡剤を含有させることで製造することができる。発泡剤としては、一般的な化学発泡剤又は物理発泡剤から採用することができる。
【0028】
第1樹脂フィルム14と第2樹脂フィルム16の厚さは特に限定しないが、非発泡の樹脂フィルムであれば12μm~25μmの範囲、発泡した樹脂フィルムの場合は非発泡の場合よりも厚くなり、150μm程度になることもある。
【0029】
また、
図1、
図2に示すように、第1樹脂フィルム14と第1接着性絶縁層15は一体化しており、第2樹脂フィルム16と第2接着性絶縁層17は一体化して導体12を挟み込んで固定している。
そして上述したように、第2接着性絶縁層17と第2樹脂フィルム16は、端子部13において各導体12を露出させるように、フレキシブルフラットケーブル10の全長よりも短い長さとして形成されている。他方、第1接着性絶縁層15と第1樹脂フィルム14は、フレキシブルフラットケーブル10の全長とほぼ同一長さとして形成されている。
【0030】
第2接着性絶縁層17と第2樹脂フィルム16は、端子部13において各導体12を露出させるように、フレキシブルフラットケーブル10の全長よりも短く形成するには、導体12の長さ方向全体を覆った後に、導体12を露出させる長さ分だけCO2レーザ又はYAGレーザ等を用いて第2接着性絶縁層17と第2樹脂フィルム16に切り込みを入れ、導体12を露出させる長さ分だけ第2接着性絶縁層17と第2樹脂フィルム16を除去することによって形成することができる。
【0031】
(介在層)
介在層24は、第1樹脂フィルム14の他方側の面と、第2樹脂フィルム16の一方側の面において、シールド層20との間に配置される。また、グランドバー18が設けられている端子部13においては、介在層24の一方側の面にグランドバー18が配置される。
介在層24は、フレキシブルフラットケーブル10のインピーダンス整合を図るために任意に配置される。したがって、介在層24は必ずしも設けられていなくともよい。フレキシブルフラットケーブルのインピーダンスは、シールド層20から導体12までの距離によって決まるので、第2樹脂フィルム16の一方側の面と、第1樹脂フィルム14の他方側の面に所定厚さの介在層24を配置することで、シールド層20から導体12までの距離を調整してインピーダンス整合を図ることができる。
介在層24には粘着性を有する材質を用いることにより、第1樹脂フィルム14と第2樹脂フィルム16にシールド層20を貼りつけることを容易に行える。
【0032】
介在層24は、インピーダンスを調整するために所定の誘電特性を有する材料を採用することができ、発泡性の樹脂又は非発泡性の樹脂を用いることができる。例えば、ポリフェニレンエーテル樹脂、高密度ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアクリル樹脂等を採用することができる。介在層24として発泡性の樹脂を用いる場合、上記の樹脂材料に任意の発泡剤を含有させることで製造することができる。発泡剤としては、一般的な化学発泡剤又は物理発泡剤から採用することができる。
また、介在層24としては不織布を用いてもよい。不織布は所定の材料で形成された繊維を織らずに接着又は絡み合わせることで形成されている。
【0033】
(補強層)
補強層22は、端子部13においてフレキシブルフラットケーブル10をコネクタに挿脱する際の補強のために設けられている。したがって、補強層22は、フレキシブルフラットケーブル10の両端部から例えば4~50mm程度の長さを有し、幅は端子部13の全体幅とほぼ同一の幅を有している。
【0034】
補強層22は、補強シート22aと接着剤層22bとから構成されている。補強シート22aは、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、等のポリエステル樹脂、ポリイミド(PI)樹脂を用いることができる。
補強シート22aの厚さは0.1~0.3mm程度とすることで、端子部13をコネクタに着脱する際にかかる力に対して寸法変化が生じにくく、また温度変化や時間経過に対しても寸法変化が生じにくい。
【0035】
接着剤層22bは、熱可塑性ポリエステル系の接着剤、熱可塑性ポリイミド系の接着剤、エポキシ系の接着剤等を用いることができる。
なお、接着剤層22bは、端子部13をコネクタに着脱する際に変形せず、また温度変化や時間経過によっても変形しないことが望ましいため、あまり厚すぎない方がよく、厚さとしては10μm~50μmの範囲内がよく、特に35μm~45μmの範囲とすることで変形のおそれを低減できる。
【0036】
(シールド層)
シールド層20は、介在層24の外側の面に配置されており、ノイズに対するシールド機能を有する。介在層24が設けられていない場合は、第1樹脂フィルム14と第2樹脂フィルム16の外側の面に配置されている。
【0037】
シールド層20は、金属箔20aと導電性接着剤層20bとから構成されている。グランドバー18は導電性接着剤層20bを介して金属箔20aと電気的に接続されているためノイズに対するシールド機能を確保することができる。
導電性接着剤層20bは、端子部13近傍においてはグランドバー18に対して接着し、それ以外の箇所においては介在層14(介在層24が設けられていない場合は、第1樹脂フィルム14と第2樹脂フィルム16)に対して接着する。グランドバー18とシールド層20との間の電気的接続は低抵抗となるようにすることが望ましい。
【0038】
金属箔20aとしては、銅箔、アルミニウム箔等の良電導性の金属箔を用いるとよい。また、金属箔20aには、上記の金属箔の表面にすずめっき等を施してもよい。これにより耐食性やはんだ付け性を良好にすることができる。
金属箔20aの厚さとしては、10μm~50μm程度が好ましいが、特にこれに限定するものではない。また金属箔20aの厚さは厚めの方が抵抗値を下げることができる。
【0039】
導電性接着剤層20bは、導電性を有する導電物質を含有させた接着剤を用いており、接着剤としては熱可塑性ポリエステル系の接着剤、熱可塑性ポリイミド系の接着剤、エポキシ系の接着剤等を用いることができる。導電物質としては、金、銀、銅、ニッケル、カーボン等を用いることができるが、コスト、マイグレーション防止、酸化防止、融点、低抵抗などの観点からニッケルを用いることが好ましい。
導電物質の形状としては、細かくした箔、フィラーメタル、粉末などを用いることができ、接着剤に含有させることにより導電性接着剤とすることができる。
【0040】
導電性接着剤を金属箔20aの片面に塗布することにより、金属箔20aと導電性接着剤層20bを有するシールド層20とすることができる。導電性接着剤層20bの厚さは、10μm~20μmとすることができるが、特にこれに限定するものではない。
導電性接着剤層20bは、グランドバー18と金属箔20aとを電気的に接続した場合にシールド機能を十分に確保できる導電性が必要であり、例えば1×10-6Ω・m~1×10-4Ω・m程度の体積抵抗率を有することが好ましい。
【0041】
(保護フィルム)
フレキシブルフラットケーブル10の全体を保護するための保護フィルム(図示せず)を設けてもよい。保護フィルムはシールド層20の外側の面を覆うように配置され、フレキシブルフラットケーブル10の全体を保護するとともに、電気的な絶縁保持、機械的強度を補強し、屈曲に耐えうるように作用する。
保護フィルムとしては、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン等のポリオレフィンフィルム、ポリウレタン樹脂とエチレン酢酸ビニル共重合樹脂との混合樹脂フィルム等を採用することができる。
【0042】
また保護フィルムは、樹脂製のフィルム基材と接着剤層で形成された保護テープであってもよい。この構成によれば接着剤層によりシールド層20の外側の面に貼り合わせることができる。接着剤層は、熱可塑性ポリエステル系の接着剤、熱可塑性ポリイミド系の接着剤、エポキシ系の接着剤等を用いることができる。
なお、保護フィルムの厚さは、特に限定することはないが、0.02mm~0.3mm程度にすることができる。
【0043】
(グランドバー)
グランドバー18は、第2樹脂フィルム16の一方側の面に配置され、長手方向の内側が介在層24の一方側の面に乗り上げている。介在層24を設けない場合には、グランドバー18全体が、第2樹脂フィルム16の一方側の面に配置される。
グランドバー18は、第2樹脂フィルム16及び介在層24に貼りつけるために接着性絶縁層を有していてもよい(図示せず)。
またグランドバー18は第1の樹脂フィルム15や補強層22のある他方側に配置されても良い。
【0044】
(グランドバーの第1実施形態)
グランドバーの第1実施形態では、グランドバー18としてニッケル箔である導体を採用している。ニッケル箔をグランドバー18として採用することによって、高温下で長時間にわたって使用したとしても、グランドバー18とコネクタ側のグランドピン(図示せず)の接点において酸化膜の形成を抑制することができる。
ニッケルは高温下においても標準自由エネルギーが高く、また高温下において自己拡散係数が低いため、高温下で酸化しにくいという性質を利用したものである。
【0045】
また、ニッケル箔の表面粗さSq(二乗平均平方根高さ(平均面からの距離の標準偏差に相当するパラメータ):ISO25178)としては、1μm以上であることが好ましい。ニッケル箔の表面粗さSqが1μm未満の場合、抵抗値が上昇してしまうという問題があるためである。また、ニッケル箔の表面粗さSqは、100μm以上であると、グランドバー18とコネクタ側のコネクタピンが接触した時の接触抵抗の安定性が低下するため好ましくない。このためニッケル箔の表面粗さSqが100μm未満であれば、グランドバー18の表面においてコネクタ側のグランドピンが安定した接触を図ることができ、接触抵抗を安定化することができる。
【0046】
(グランドバーの第2実施形態)
グランドバーの第2実施形態では、グランドバー18として、金属箔である導体にニッケルめっきを施したもの採用している。
金属箔である導体にニッケルめっきを施したものをグランドバー18として採用することによって、高温下で長時間にわたって使用したとしても、グランドバー18とコネクタ側のグランドピン(図示せず)の接点において酸化膜の形成を抑制することができる。
【0047】
金属箔としては、銅箔、アルミニウム箔、銅合金箔(リン青銅箔、べリリウム銅箔)、ステンレス箔、ステンレス合金箔などを採用することができる。
【0048】
また、第1の実施形態と同様に、ニッケルめっきの表面粗さSqとしては、1μm以上であることが好ましい。ニッケルめっきの表面粗さSqが1μm未満の場合、抵抗値が上昇してしまうという問題があるためである。また、ニッケルめっきの表面粗さSqは、100μm以上であると、グランドバー18とコネクタ側のコネクタピンが接触した時の接触抵抗の安定性が低下するため好ましくない。このためニッケル箔の表面粗さSqが100μm未満であれば、グランドバー18の表面においてコネクタ側のグランドピンが安定した接触を図ることができ、接触抵抗を安定化することができる。
【0049】
また、ニッケルめっき厚さとしては、0.1μm以上とすることが好ましい。ニッケルめっき厚さが0.1μm未満の場合、コネクタ側のコネクタピンが接触した際に、グランドバー18の接触箇所のめっき厚さが薄くなり、金属箔部分が露出して酸化しやすくなってしまうためである。
さらにニッケルめっき厚さは、100μm未満であることが好ましい。ニッケルめっき厚さが100μm以上であると、めっき箇所が硬化してしまい、曲げた場合にクラック等が発生してしまうおそれがあるためである。
【0050】
(実施例)
図3に、グランドバーのめっき種類と表面粗さSq(二乗平均平方根高さ:ISO25178)を変更して、125℃で0h~1008hまで維持した場合の抵抗値の変化を表にして示す。
図3は、めっき種類をすずめっき(表面粗さSq0.5μm)、ニッケルめっき1(ニッケルめっき光沢面:表面粗さSq0.5μm)、ニッケルめっき2(ニッケルめっきマット面:3μm)として、それぞれの初期値(0h時の抵抗値)と、100h後、250h後、500h後、750h後、1008h後の上昇抵抗値の最大値、最小値、平均値、最大値と最小値の差を示している。
【0051】
この表に示す抵抗値の変化の測定方法は、フレキシブルフラットケーブルをコネクタに嵌合させたうえで、長時間高温状態を維持し、コネクタのグランドピンにリード線を接続して端末1とし、フレキシブルフラットケーブルのグランドバーにリード線を接続して端末2とし、端末1と端末2を抵抗測定器に接続して抵抗値を測定する。
【0052】
この測定において、グランドバーに接触させるコネクタ側のグランドピンのサイズは約0.2mmであり、接触荷重は0.5Nであるとする。またグランドバーのめっき厚さは1.0μmである。
【0053】
なお測定に用いた抵抗測定器は、日置電機株式会社製(HIOKI)mΩHiテスタ3227である。また、恒温槽は、エスペック株式会社製(ESPEC)PHH-201を使用した。
【0054】
コネクタとフレキシブルフラットケーブルは、恒温槽に投入する前に抵抗値を測定して初期値とし、その後恒温槽内に投入して125℃の環境下で1008hまで配置する。
コネクタとフレキシブルフラットケーブルは、恒温槽に投入後、100h、250h、500h、750h、1008h経過した時点で恒温槽から取り出し、常温となってから抵抗値を抵抗測定器で測定する。
なお、本実施形態におけるフレキシブルフラットケーブルは、抵抗値の上昇が、初期値を0としたときに50mΩ以下であれば合格とする。
【0055】
図3より、表面粗さSqが0.5μmのすずめっきの場合、100h経過後の上昇抵抗値の平均値は24.5mΩ、最大値―最小値の差は26.9mΩである。
250h経過後の上昇抵抗値の平均値は44.9mΩ、最大値と最小値の差は35.8mΩである。
500h経過後の上昇抵抗値の平均値は169.0mΩ、最大値と最小値の差は371.0mΩである。
750h経過後の上昇抵抗値の平均値は187.1mΩ、最大値と最小値の差は240.7mΩである。
1008h経過後の上昇抵抗値の平均値は195.5mΩ、最大値と最小値の差は191.8mΩである。
【0056】
図3より、表面粗さSqが0.5μmのニッケルめっきの場合、100h経過後の上昇抵抗値の平均値は18.9mΩ、最大値と最小値の差は12.1mΩである。
250h経過後の上昇抵抗値の平均値は6.5mΩ、最大値と最小値の差は10.3mΩである。
500h経過後の上昇抵抗値の平均値は23.5mΩ、最大値と最小値の差は34.8mΩである。
750h経過後の上昇抵抗値の平均値は22.2mΩ、最大値と最小値の差は31.0mΩである。
1008h経過後の上昇抵抗値の平均値は7.0mΩ、最大値と最小値の差は22.4mΩである。
【0057】
図3より、表面粗さSqが3μmのニッケルめっきの場合、100h経過後の上昇抵抗値の平均値は5.9mΩ、最大値と最小値の差は3.8mΩである。
250h経過後の上昇抵抗値の平均値は3.6mΩ、最大値と最小値の差は6.2mΩである。
500h経過後の上昇抵抗値の平均値は14.0mΩ、最大値と最小値の差は26.9mΩである。
750h経過後の上昇抵抗値の平均値は11.8mΩ、最大値と最小値の差は8.7mΩである。
1008h経過後の上昇抵抗値の平均値は4.6mΩ、最大値と最小値の差は11.8mΩである。
【0058】
図3の結果をまとめると、すずめっきの場合は500h以上経過したときは上昇抵抗値の平均値が大きすぎて不合格であり、ニッケルめっき1及びニッケルめっき2の場合は500h以上経過したときであっても上昇抵抗値の平均値は50mΩ未満であり合格であった。また、ニッケルめっき1よりもニッケルめっき2の方が上昇抵抗値の平均値が小さい結果が出ており、ニッケルめっきの表面粗さが粗い方が上昇抵抗値が小さく、グランドバーとしてより好ましいことが判明した。
【0059】
また、
図3の結果より、すずめっきの場合最大値と最小値の差が500h以上経過したとき極めて大きくなっており、製品による上昇抵抗値のバラつきが大きい。
一方、ニッケルめっき1及びニッケルめっき2の場合は500h以上経過したときであっても製品による上昇抵抗値のバラつきが小さいためより好ましいことが判明した。
【0060】
次に、
図4にはニッケルめっきの表面粗さSqの変更範囲をさらに広げた場合における500h経過時の最大上昇抵抗値と、接触抵抗値の安定性の表を示す。
なお、具体的な計測条件は
図3の場合と同様である。
接触抵抗安定性は、接触抵抗測定時に測定値が安定している状態を〇とし、接触抵抗測定時に測定値が安定せず、50mΩ程度のバラつきが発生している状態を△とする。
【0061】
図4より、比較例1は、グランドバーがすずめっきで、表面粗さSqが0.5μmの場合である。この結果、初期値を0として500h経過後の最大上昇抵抗値の平均値は415mΩであった。なお、接触抵抗の測定時の接触抵抗値は安定しており、安定性は問題がなかった。
したがって、すずめっきのグランドバーでは、125℃の高温下で500h以上経過した場合には抵抗値が大きくなりすぎてしまうことが明らかになった。
【0062】
比較例2は、グランドバーがニッケルめっきで、表面粗さSqが0.5μmの場合である。この結果、初期値を0とし、500h経過後の最大上昇抵抗値は46mΩであった。なお、接触抵抗の測定時の接触抵抗値は安定しており、安定性は問題がなかった。
したがって、表面粗さSqが0.5μmのニッケルめっきのグランドバーでは、接触抵抗安定性は合格であり、高温下で長時間使用してもすずめっきと比較して抵抗値の上昇を抑えることができることが判明した。
【0063】
実施例1は、グランドバーがニッケルめっきで、表面粗さSqが1.0μmの場合である。この結果、初期値を0とし、500h経過後の最大上昇抵抗値は31mΩであった。なお、接触抵抗の測定時の接触抵抗値は安定しており、安定性は問題がなかった。
したがって、表面粗さSqが1.0μmのニッケルめっきのグランドバーでは、接触抵抗安定性は合格であり、高温下で長時間使用しても表面粗さSqが0.5mΩのニッケルめっきの場合よりもさらに抵抗値の上昇を抑えることができることが判明した。
【0064】
実施例2は、グランドバーがニッケルめっきで、表面粗さSqが3.0μmの場合である。この結果、初期値を0とし、500h経過後の最大上昇抵抗値は31mΩであった。なお、接触抵抗の測定時の接触抵抗値は安定しており、安定性は問題がなかった。
したがって、表面粗さSqが3.0μmのニッケルめっきのグランドバーでは、接触抵抗安定性は合格であり、高温下で長時間使用しても表面粗さSqが0.5mΩのニッケルめっきの場合よりもさらに抵抗値の上昇を抑えることができることが判明した。
【0065】
実施例3は、グランドバーがニッケルめっきで、表面粗さSqが10.0μmの場合である。この結果、初期値を0とし、500h経過後の最大上昇抵抗値は30mΩであった。なお、接触抵抗の測定時の接触抵抗値は安定しており、安定性は問題がなかった。
したがって、表面粗さSqが10.0μmのニッケルめっきのグランドバーでは、接触抵抗安定性は合格であり、高温下で長時間使用しても表面粗さSqが0.5mΩのニッケルめっきの場合よりもさらに抵抗値の上昇を抑えることができることが判明した。
【0066】
実施例4は、グランドバーがニッケルめっきで、表面粗さSqが50.0μmの場合である。この結果、初期値を0とし、500h経過後の最大上昇抵抗値は35mΩであった。なお、接触抵抗の測定時の接触抵抗値は安定しており、安定性は問題がなかった。
したがって、表面粗さSqが50.0μmのニッケルめっきのグランドバーでは、接触抵抗安定性は合格であり、高温下で長時間使用しても表面粗さSqが0.5mΩのニッケルめっきの場合よりもさらに抵抗値の上昇を抑えることができることが判明した。
【0067】
実施例5は、グランドバーがニッケルめっきで、表面粗さSqが85.0μmの場合である。この結果、初期値を0とし、500h経過後の最大上昇抵抗値は33mΩであった。なお、接触抵抗の測定時の接触抵抗値は安定しており、安定性は問題がなかった。
したがって、表面粗さSqが85.0μmのニッケルめっきのグランドバーでは、接触抵抗安定性は合格であり、高温下で長時間使用しても表面粗さSqが0.5mΩのニッケルめっきの場合よりもさらに抵抗値の上昇を抑えることができることが判明した。
【0068】
実施例6は、グランドバーがニッケルめっきで、表面粗さSqが100.0μmの場合である。この結果、初期値を0とし、500h経過後の最大上昇抵抗値は36mΩであった。なお、接触抵抗の測定時の接触抵抗値は安定しておらずバラつきがあった。
したがって、表面粗さSqが100.0μmのニッケルめっきのグランドバーでは、高温下で長時間使用しても表面粗さSqが0.5mΩのニッケルめっきの場合よりも抵抗値の上昇を抑えることができるが、接触抵抗測定時に測定値が安定せず、50mΩ程度のバラつきが生じており、あまり好ましくないことが判明した。
【0069】
実施例7は、グランドバーがニッケルめっきで、表面粗さSqが130.0μmの場合である。この結果、初期値を0とし、500h経過後の最大上昇抵抗値は34mΩであった。なお、接触抵抗の測定時の接触抵抗値は安定しておらずバラつきがあった。
したがって、表面粗さSqが130.0μmのニッケルめっきのグランドバーでは、高温下で長時間使用しても表面粗さSqが0.5mΩのニッケルめっきの場合よりも抵抗値の上昇を抑えることができるが、接触抵抗測定時に測定値が安定せず、50mΩ程度のバラつきが生じており、あまり好ましくないことが判明した。
【0070】
これらの結果より、ニッケルめっきの表面粗さSqは、1.0μm以上であると接触抵抗の上昇値が好ましい結果となることが判明した。特に表面粗さSqが0.5μmの場合と比較すると、表面粗さが粗い方が好ましいことが判明した。
ただし、ニッケルめっきの表面粗さSqは、100.0μm以上であると接触抵抗測定時に測定値が安定せず、50mΩ程度のバラつきが生じてしまうため好適に用いることができないことが判明した。
【0071】
なお、
図3での実験は、金属箔にニッケルめっきを施したもので行ったが、ニッケル箔を用いたグランドバーでも同様の結果が得られる。
【0072】
また、ニッケルめっきの表面粗さの調整については金属箔の表面をエッチング等で荒らすことによって実行できる。またニッケルめっきの表面を物理的にマット化処理することによっても表面粗さの調整が行える。
同様にニッケル箔の表面粗さの調整についてはニッケル箔の表面をエッチング等で荒らすことによって実行できる。またニッケル箔の表面を物理的にマット化処理することによっても表面粗さの調整が行える。
【0073】
次に、
図5に、金属箔である銅にニッケルめっきを施したグランドバーについてめっき厚さを変更して耐摩耗性を評価した表を示す。
この実験では、フレキシブルフラットケーブルのグランドバーを金属箔にニッケルめっきを施したものを、第一精工株式会社製のコネクタ「EVAFLEX5-SE-GVT」に対して30回挿抜を繰り返し実行し、コネクタ側のグランドピンとグランドバーのグランドピンとの接触箇所において、ニッケルめっきの下地である銅が露出しているか否かで判断した。
図5の表において、〇が下地(銅)の露出が無いもの、△が下地Z(銅)の露出があるものである。
【0074】
図5の結果より、グランドバーのニッケルめっき厚さが、0.05μmの場合、耐摩耗性評価は△であり下地である銅が露出していることが確認された。このため、ニッケルめっき厚さが0.05μmの場合は好適でないことが判明した。
【0075】
グランドバーのニッケルめっき厚さが、1.0μmの場合、耐摩耗性評価は〇であり下地である銅が露出していないことが確認された。このため、ニッケルめっき厚さが1.0μmの場合は好適に用いることができる。
【0076】
ランドバーのニッケルめっき厚さが、3.0μmの場合、耐摩耗性評価は〇であり下地である銅が露出していないことが確認された。このため、ニッケルめっき厚さが3.0μmの場合は好適に用いることができる。
【0077】
ランドバーのニッケルめっき厚さが、5.0μmの場合、耐摩耗性評価は〇であり下地である銅が露出していないことが確認された。このため、ニッケルめっき厚さが5.0μmの場合は好適に用いることができる。
【0078】
ランドバーのニッケルめっき厚さが、7.0μmの場合、耐摩耗性評価は〇であり下地である銅が露出していないことが確認された。このため、ニッケルめっき厚さが7.0μmの場合は好適に用いることができる。
【0079】
なお、ニッケルめっき厚さは、上記の結果より、耐摩耗性の観点から1.0μm以上であることが好ましいが、100μm未満であることが好ましい。ニッケルめっき厚さが100μm以上であると、めっき箇所が硬化してしまい、曲げた場合にクラック等が発生してしまうおそれがあるためである。
【0080】
なお、上述してきたフレキシブルフラットケーブルは、グランドバーの位置が複数の導体よりもケーブル長さ方向の内側であったが、グランドバーの位置はこのような位置に限定するものではない。例えば、複数の導体の幅方向の外側などの位置にグランドバーが配置しているものであってもよい。
また、本実施形態では、コネクタのグランド端子との接触部分をグランドバーと称したが、第2樹脂フィルムに貼りつけ可能なシール部を有するテープ状のものを採用することもできる。
【符号の説明】
【0081】
10 フレキシブルフラットケーブル
12 導体
13 端子部
14 第1樹脂フィルム
15 第1接着性絶縁層
16 第2樹脂フィルム
17 第2接着性絶縁層
18 グランドバー
20 シールド層
20a 金属箔
20b 導電性接着剤層
22 補強層
22a 補強シート
22b 接着剤層
24 介在層