JP4095469B2 - シールド材被覆フレキシブルフラットケーブル及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車機器等に使用されるフレキシブルフラットケーブルに係わり、特にフレキシブルフラットケーブルの両面にシールド材を被覆させたシールド材被覆フレキシブルフラットケーブル及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のシールド材被覆フレキシブルフラットケーブル及びその製造方法を図４〜図６を用いて説明する。
図４は従来のシールド材被覆フレキシブルフラットケーブルの平面図、図５は図４におけるＡ−Ａ部横断面図、図６は図４におけるＢ−Ｂ部横断面図である。まず、シールド材１１を被覆する前のフレキシブルフラットケーブル（以下ＦＦＣと称する。）１２について説明する。ＦＦＣ１２は、テープ状の電線であり、厚さは０．３mm程度以下のものが一般的に多く用いられている。
【０００３】
ＦＦＣ１２の製造方法としては、１本から数十本の導体１４を平行に配列してなる導体群の両面に、接着層１２ｂを有する絶縁膜１２ｃを貼り合わせると共に熱圧着して製造する方法が一般的である。絶縁膜１２ｃは、絶縁性プラスチックフィルム１２ａの片面に絶縁性の接着剤１２ｂを設けたものである。
このＦＦＣ１２は、様々な電気配線に用いられるが、特に、ＶＴＲ、ＣＤ、ＤＶＤプレーヤーなどのＡＶ機器、コピー機、スキャナー、プリンターなどのＯＡ・パソコン周辺機器、およびその他電子・電気機器などにおいては、ノイズ防止の観点から、ＦＦＣ１２の両面にシールド材１１を貼り合わせたシールド材被覆ＦＦＣが用いられることが多い。
シールド材１１は、一般的に、最外層に位置すると共に基材となる厚さ数μｍ〜数十μｍのＰＥＴなどの絶縁性プラスチック１１ａと、中層となる厚さ数μｍ以下のＣｕやＡｌなどのシールド金属１１ｂと、最内層となる厚さ数十μｍの導電性の接着剤層１１ｃで構成される。
【０００４】
前記ＦＦＣ１２は、その表面（図６では図面上側または下側の面を指す。）に上記導体１４が露出するように絶縁膜１２ｃを部分的にストリップして置き、この露出させた導体（この導体が図６に示す接地導体１３となる。）の露出部分と上記シールド材１１を電気的に接続することで、シールド効果が得られるようにしている。１５は、絶縁膜１２ｃを部分的にストリップすることによってＦＦＣ１２の表面に形成された窓（穴）である。
ＦＦＣ１２は耐屈曲性に優れていることから、電気・電気機器回路の可動部（屈曲部）配線に用いられることが多い。シールド材被覆ＦＦＣについても、同様の理由で可動部（屈曲部）配線に用いられる。
【０００５】
上記した従来のシールド材被覆ＦＦＣの製造方法としては、未公開の先行出願である特願２００２−１８６２１１号に、複数本の平角導体を平行に配列して導体群を形成し、その導体群の上下面それぞれに、絶縁性接着剤層を有する絶縁膜を接着剤層を内側にして貼り合わせると共に一体化してＦＦＣを形成し、そのＦＦＣの上下面に導電性接着剤層を有するシールド材を貼り合わせてシールド材被覆ＦＦＣを製造することが記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のシールド材被覆ＦＦＣであると、接地導体１３とシールド材１１のシールド金属１１ｂとは、導電性の接着剤１１ｃを介して電気的に接続されているため、熱衝撃試験、耐熱試験などの環境試験を行うと、この導電性の接着剤１１ｃの物性が変化し、初期のシールド性能が低下してしまい、接続信頼性が悪くなるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決し、シールド材と接地導体の接続に関して、信頼性の高いシールド材被覆ＦＦＣ及びその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、複数本の導体を平行に配列して導体群を形成し、その導体群の上下面それぞれに、絶縁性の接着剤層を有する絶縁膜を接着剤層を内側にして貼り合わせると共に一体化してＦＦＣを形成し、そのフラットケーブルの上下面にシールド金属を有するシールド材を貼り合わせてシールド材被覆ＦＦＣを製造する方法において、上記ＦＦＣは、上記絶縁膜が部分的に取り除かれて上記ＦＦＣの片面又は両面から上記導体が露出するように形成して置き、上記ＦＦＣと上記シールド材を貼り合わせた後、上記シールド材の上に金属板を載せ、その上から超音波接合を行い、上記ＦＦＣの片面又は両面に形成した上記導体の露出部分と上記シールド材のシールド金属と上記金属板とを金属接合して電気的に接続し、上記金属板は、上記シールド金属と上記導体との接合を保護することにある。
【０００９】
上記シールド材の上に金属板を載せ、その上から超音波接合を行い、上記導体の露出部分と上記シールド金属と上記金属板を金属接合するようにしても良い。例えば、超音波接合する際に、シールド材と超音波を印加するホーンチップとの間に金属板を入れ、金属板ごとシールド材と導体を接続する。なお、金属板の材料は、ＦＦＣの導体と同材料が望ましい。これは、同材料の方が、接合しやすく、余分なエネルギーをシールド材被覆ＦＦＣに印加しなくても良いためである。また、金属板は、１０μｍ以上１００μｍ以下の厚さを有していてもよい。
【００１０】
上記超音波接合を行った後に、上記金属板および上記接続部分を絶縁膜で覆うようにしても良い。
上記した本発明の製造方法によって超音波接合することにより、シールド材のＦＦＣとの対向面に接着剤層が設けられている場合においても、その接着剤層を除去してシールド材のシールド金属とＦＦＣの導体を金属接合し、直に電気的に接続することが可能となる。
【００１１】
また、接着材を除去したり、シールド材のシールド金属とＦＦＣの導体を十分に金属接合するには、それに応じた超音波のエネルギーを印加する必要があり、場合によっては、そのエネルギーに耐えきれずシールド金属が部分的に破壊し、接続信頼性が低下する恐れがあるが、シールド材の上に金属板を挟んで金属板ごとシールド材のシールド金属とＦＦＣの導体を金属接合することにより、これを解決することができる。この金属板を用いた超音波接合によれば、シールド材のシールド金属と導体が金属接合されると共に、その直近部で金属板とも金属接合されるので、シールド金属と導体の接合を保護し、接続信頼性を向上させることができる。
【００１２】
また、本発明は、複数本の導体が平行に配列された導体群の上下面のそれぞれに、絶縁性の接着剤層を有する絶縁膜が接着剤層を内側にして貼り合わされてＦＦＣが形成され、そのＦＦＣの上下面にシールド金属を有するシールド材が貼り合わされて形成されたシールド材被覆ＦＦＣにおいて、上記導体と上記シールド金属の接続部分の上に金属板が設けられ、上記導体と上記シールド金属と上記金属板とが、上記ＦＦＣの表面上において金属接合により直に電気的に接続されていることにある。
【００１３】
また、上記金属板は、上記シールド金属と上記導体との接合を保護する。そして、上記金属板は、１０μｍ以上１００μｍ以下の厚さを有していてもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適一実施の形態を図１〜３に基づいて説明する。
図１は、本発明のシールド材被覆ＦＦＣの平面図であり、図２は、図１におけるＣ−Ｃ部の横断面図であり、図３は、本発明のシールド材被覆ＦＦＣの製造方法において超音波接合を行っている状態におけるシールド材被覆ＦＦＣの縦断面図である。
【００１５】
複数本の厚さ１２７μｍの銅からなる平角状の導体４を平行に配列して導体群を形成し、その導体群の上下面それぞれに、絶縁性の接着剤層２ｂを有する絶縁膜２ｃを接着剤層２ｂを内側にして貼り合わせると共に一体化してＦＦＣ２を形成している。絶縁膜１２ｃは、厚さ５０μｍのＰＥＴからなる絶縁性プラスチックフィルム１２ａの片面に厚さ４２μｍの難燃性ポリエステル系の接着剤からなる絶縁性の接着剤１２ｂを設けたものである。その後、ＦＦＣ２の上下面にシールド金属１ｂを有するシールド材１を貼り合わせてシールド材被覆ＦＦＣが製造される。シールド材１は、厚さ７μｍのアルミからなるシールド金属１ｂを厚さ９μｍのＰＥＴからなる絶縁性プラスチックフィルム１ａと厚さ３０μｍの難燃性ポリエステル系の接着剤からなる接着剤層１ｃで挟んだ３層構造となっており、接着剤層１ｃがＦＦＣ２と対向する面側に設けられている。
【００１６】
ＦＦＣ２は、絶縁膜２ｃが部分的に取り除かれてＦＦＣ２の片面（図２では図面の上側または下側の面を指す。）または両面から接地導体３（複数本の導体４の内、この導体が接地導体３となる。）が露出するように形成して置き、ＦＦＣ２とシールド材１を貼り合わせた後、ＦＦＣ２の片面または両面に形成した接地導体３の露出部分とシールド材１のシールド金属１ｂを超音波接合を用いて電気的に接続する。５は、絶縁膜１２ｃを部分的に取り除くことによってＦＦＣ２の表面に形成された窓（穴）である。
【００１７】
超音波接合を行う際は、図２及図３に示すようにシールド材１の上に金属板６を載せ、その上から超音波接合を行い、接地導体３の露出部分とシールド金属１ｂと金属板６を金属接合するのが好ましい。
また、図示していないが、超音波接合を行った後に、金属板６および接続部分を絶縁膜で覆うようにすれば、金属板６の外部との電気的接触を防ぐことができる。
【００１８】
接地導体３とシールド金属１ｂがＦＦＣ２の表面上において直に電気的に接続されており、その接続部分においては、シールド金属１ｂと接地導体３の間には何も介在されていない構造となっている。
接地導体３とシールド金属１ｂの接続部分の上に、金属板６が設けられ、導体３とシールド金属１ｂと金属板６が金属接合により電気的に接続されているので、電気的接続の信頼性が非常に高いものとなっている。
【００１９】
金属板の厚みは１０μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、さらには、２０μｍ以上８０μｍ以下が望ましい。最適な厚みは３０μｍ以上６０μｍ以下である。この理由は、金属板が薄過ぎると、金属板自体が破けてしまったり、価格が高くなるため使用できなくなるという問題があり、金属板が厚過ぎると、超音波を印加するエネルギーが大きくなり、シールド金属が破壊される可能性が大きくなり、接続部の接続信頼性が低下するという問題があるからである。
【００２０】
また、シールド材１の接着剤層１ｃは、非導電性または導電性のいずれのものであっても良い。金属板６は接地導体３と同材料とするのが好ましいが、接地導体３と接合できる金属（例えば、銅合金）であれば、限定されるものではない。超音波溶接機は、その超音波周波数は２０ｋＨｚ、４０ｋＨｚ、６０ｋＨｚなどが用いられ、ホーンチップやアンビルのピッチ間隔、形状等は適宜変更可能である。
【００２１】
【実施例】
上記した構成からなるシールド材被覆ＦＦＣにおいて、シールド材１の上に３２μｍの銅板からなる金属板６を載せ、その上から４０ｋＨｚの超音波を印加して平角状の接地導体３とシールド金属１ｂを超音波接合する実験を行った。超音波を印加する際に、エネルギーを変えると共に、超音波ホーンチップ７により金属板６を加圧する加圧力を変え９種類の実験を行った。実験の条件は以下の通りである。
【００２２】
（１）金属板：銅３２μｍ
（２）超音波溶接機：４０ｋＨｚ
（３）超音波ホーンチップ形状：０．３×０．３mmピッチ
（４）アンビル形状：０．３×０．３mmピッチ
（５）加圧力：１〜５ｋｇｆ
（６）印加エネルギー：５．０〜１５．０Ｊ
【００２３】
また、以下の（ａ）〜（ｃ）の項目を基準に溶接性の良否を評価した。結果を表１に示す。
（ａ） 外観（シールドの破れ）
（ｂ） アース間抵抗
（ｃ）ピール強度（引き剥がし強さ）
【００２４】
【表１】

この結果、加圧力は２．０〜３．０ｋｇｆ、印加エネルギーは５．０〜１０．０Ｊが最良であった。
【００２５】
次に、本発明のシールド材被覆ＦＦＣと図４〜図６に示した従来のシールド材被覆ＦＦＣについて、熱衝撃試験を行う前と行った後の２０℃におけるアース間抵抗を測定した結果を表２に示す。熱衝撃試験は、−４０℃の状態を３０分保持した後、１００℃の状態を３０分保持して、これを１サイクルとし、１００サイクルと１０００サイクル繰り返した試験を行った。
【００２６】
【表２】

表２に示されているように、従来例では、熱衝撃試験による環境試験を行った際、アース間抵抗が上昇してしまうが、本実施例では、初期値と全く変わらず、優れた品質であることが分る。
【００２７】
【発明の効果】
以上の要するに、本発明によれば、ＦＦＣの接地導体とシールド材のシールド金属の電気的接続信頼性の高いシールド材被覆ＦＦＣを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシールド材被覆ＦＦＣの平面図である。
【図２】本発明のシールド材被覆ＦＦＣの図１におけるC−C部の横断面図である。
【図３】本発明のシールド材被覆ＦＦＣの製造方法において超音波接合を行っている状態におけるシールド材被覆ＦＦＣの縦断面図である。
【図４】従来のシールド材被覆ＦＦＣの平面図である。
【図５】従来のシールド材被覆ＦＦＣの図４におけるＡ−Ａ部の横断面図である。
【図６】従来のシールド材被覆ＦＦＣの図４におけるＢ−Ｂ部の横断面図である。
【符号の説明】
１、１１ シールド材
１a、１１ａ 絶縁性プラスチックフィルム
１ｂ、１１ｂ シールド金属
１ｃ、１１ｃ 接着剤層
２、１２ ＦＦＣ
２ａ、１２ａ 絶縁性プラスチックフィルム
２ｂ、１２ｂ 接着剤層
２ｃ、１２ｃ 絶縁膜
３、１３ 接地導体
４、１４ 導体
５、１５ 窓（穴）
６ 金属板
７ 超音波ホーンチップ
８ 超音波ホーン
９ アンビル

Claims (6)

1. 複数本の導体を平行に配列して導体群を形成し、その導体群の上下面それぞれに、絶縁性の接着剤層を有する絶縁膜を接着剤層を内側にして貼り合わせると共に一体化してフレキシブルフラットケーブルを形成し、そのフレキシブルフラットケーブルの上下面にシールド金属を有するシールド材を貼り合わせてシールド材被覆フレキシブルフラットケーブルを製造する方法において、
   上記フレキシブルフラットケーブルは、上記絶縁膜が部分的に取り除かれて上記フレキシブルフラットケーブルの片面又は両面から上記導体が露出するように形成して置き、上記フレキシブルフラットケーブルと上記シールド材を貼り合わせた後、上記シールド材の上に金属板を載せ、その上から超音波接合を行い、上記フレキシブルフラットケーブルの片面又は両面に形成した上記導体の露出部分と上記シールド材のシールド金属と上記金属板とを金属接合して電気的に接続し、
   上記金属板は、上記シールド金属と上記導体との接合を保護することを特徴とするシールド材被覆フレキシブルフラットケーブルの製造方法。
2. 上記金属板は、１０μｍ以上１００μｍ以下の厚さを有する
   請求項１に記載のシールド材被覆フレキシブルフラットケーブルの製造方法。
3. 上記超音波接合を行った後に、上記金属板及び上記接続部分を絶縁膜で覆うことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のシールド材被覆フレキシブルフラットケーブルの製造方法。
4. 複数本の導体が平行に配列された導体群の上下面のそれぞれに、絶縁性の接着剤層を有する絶縁膜が接着剤層を内側にして貼り合わされてフレキシブルフラットケーブルが形成され、そのフレキシブルフラットケーブルの上下面にシールド金属を有するシールド材が貼り合わされて形成されたシールド材被覆フレキシブルフラットケーブルにおいて、
   上記導体と上記シールド金属の接続部分の上に金属板が設けられ、上記導体と上記シールド金属と上記金属板とが、上記フレキシブルフラットケーブルの表面上において金属接合により直に電気的に接続されていることを特徴とするシールド材被覆フレキシブルフラットケーブル。
5. 上記金属板は、上記シールド金属と上記導体との接合を保護することを特徴とする請求項４に記載のシールド材被覆フレキシブルフラットケーブル。
6. 上記金属板は、１０μｍ以上１００μｍ以下の厚さを有する
   請求項４に記載のシールド材被覆フレキシブルフラットケーブル。

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