JP2018181720A - フレキシブルフラットケーブルおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コネクタの端子ピンを強固にかつ安価に固着したフレキシブルフラットケーブルおよびその製造方法を提供する。【解決手段】コネクタ付きフレキシブルフラットケーブル１は、接続端部Ａ以外は複数本並列された平角導体１１の並列面の両面に第１、第２絶縁フィルム１１，２１が貼り合わされており、接続端部Ａは、平角導体１１の並列面の両面に第１、第２絶縁フィルム２１，２２よりも耐熱性の高い第１、第２耐熱性絶縁フィルム３１，３２が貼り合わされている。一方の第１耐熱性絶縁フィルム３１には平角導体１１に通じる開口４１が設けられており、この開口を通してコネクタ５０の端子ピン５１および強度保持用金具５２が平角導体１１とハンダによって固着さている。【選択図】図１

Description

本発明は、コネクタを備えたフレキシブルフラットケーブルおよびその製造方法に関する。

フレキシブルフラットケーブル（以下、「ＦＦＣ」ともいう。）は、電子・情報機器の内部配線等の多くの分野で、省スペース化と簡便な接続を目的として用いられている。また、接続端部にはコネクタに接続される端末部を有している。

特許文献１に、フラットケーブルにＬＥＤ素子を実装するために、リフロー処理可能な耐熱性絶縁フィルムに平角導体を貼り付けたＦＦＣが開示されている。

特開２０１５−８８２２１号公報

通常のＦＦＣは、挿抜タイプのコネクタ（１ピース）を用いて基板へ接続させる。１ピースのコネクタは２ピースのコネクタ（プラグとレセプタクルが嵌合する）と比較すると、抜去力が弱い、半嵌合防止機能が弱い、設置場所によっては作業性が悪い等の弱点があった。また、モーター等の部品のコネクタは、丸線を使用したハーネス（丸線ハーネス）での接続を前提としたピン接続となっており、通常のフラットケーブルでは接続できない。

本発明は、この実情に鑑みてなされたものであり、コネクタ（プラグまたはレセプタクル）を強固にかつ安価に固着したＦＦＣおよびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係るフレキシブルフラットケーブルは、コネクタを備えたフレキシブルフラットケーブルであって、接続端部以外は複数本並列された平角導体の並列面の両面に絶縁フィルムが貼り合わされており、接続端部は、前記平角導体の並列面の両面に前記絶縁フィルムよりも耐熱性の高い耐熱性絶縁フィルムが貼り合わされており、一方の前記耐熱性絶縁フィルムには前記平角導体に通じる開口が設けられており、該開口を通して前記コネクタの端子ピンが前記平角導体とハンダによって固着されている。

また、本発明の一態様に係るフレキシブルフラットケーブルの製造方法は、コネクタを備えたフレキシブルフラットケーブルの製造方法であって、平角導体を複数本並列し、並列面の両面に絶縁フィルムを貼り合わせて、接続端部となる部分の前記平角導体を露出させる露出工程、前記接続端部となる部分の露出した平角導体の並列面の両面に、前記絶縁フィルムよりも耐熱性の高い耐熱性絶縁フィルムを貼り合わせ、前記平角導体を一方の前記耐熱性絶縁に設けた開口を通して露出させる貼付工程、前記開口を通して前記コネクタの端子ピンを前記平角導体にハンダ付けするハンダ工程、を有する。

本発明によれば、必要な部分にのみ耐熱性絶縁フィルムを用いているため、コネクタを備えたフレキシブルフラットケーブルを安価に提供できる。フレキシブルフラットケーブルの平角導体とコネクタの端子ピンとをハンダによって強固に固着することができる。本発明のＦＦＣはプラグ（またはレセプタクル）を備えていて当該プラグ（またはレセプタクル）で基板や部品等に設けられたレセプタクル（またはプラグ）と嵌合する。つまり、丸線ハーネスと同様の２ピースのコネクタを使用した接続をするので、丸線ハーネスと接続される部品等にも接続可能であり、しかもコストダウンや軽量化等のＦＦＣならではの利点を享受できる。

本発明の一実施形態に係るフレキシブルフラットケーブルの斜視図及び断面図である。 本発明の一実施形態に係るフレキシブルフラットケーブルの製造途中での斜視図である。 本発明の一実施形態に係るフレキシブルフラットケーブルの製造途中での斜視図である。 図３に示すフレキシブルフラットケーブルの上面図である。 本発明の一実施形態に係るフレキシブルフラットケーブルの製造途中での斜視図である。

（本願発明の実施形態の説明）
最初に本願発明の実施形態を列記して説明する。
本発明の一態様に係るフレキシブルフラットケーブルは、（１）コネクタを備えたフレキシブルフラットケーブルであって、接続端部以外は複数本並列された平角導体の並列面の両面に絶縁フィルムが貼り合わされており、接続端部は、前記平角導体の並列面の両面に前記絶縁フィルムよりも耐熱性の高い耐熱性絶縁フィルムが貼り合わされており、一方の前記耐熱性絶縁フィルムには前記平角導体に通じる開口が設けられており、該開口を通して前記コネクタの端子ピンが前記平角導体とハンダによって固着されている。接続端部のみ絶縁フィルムに代えて耐熱性のある絶縁フィルムを有し、この接続端部で平角導体とコネクタの端子ピンをハンダによって固着されているため、高価な耐熱性絶縁フィルムを全長にわたって用いる必要がなく、フレキシブルフラットケーブルを安価に提供できる。また、フレキシブルフラットケーブルの平角導体とコネクタの端子ピンとをハンダによって強固に固着することができる。

（２）前記コネクタの本体が一方の前記耐熱性絶縁フィルムに接着されていてもよい。これによって、コネクタとＦＦＣとをより強固に固着することができる。

本発明の一態様に係るフレキシブルフラットケーブルの製造方法は、（３）コネクタを備えたフレキシブルフラットケーブルの製造方法であって、平角導体を複数本並列し、並列面の両面に絶縁フィルムを貼り合わせて、接続端部となる部分の前記平角導体を露出させる露出工程、前記接続端部となる部分の露出した平角導体の並列面の両面に、前記絶縁フィルムよりも耐熱性の高い耐熱性絶縁フィルムを貼り合わせ、前記平角導体を一方の前記耐熱性絶縁に設けた開口を通して露出させる貼付工程、前記開口を通して前記コネクタの端子ピンを前記平角導体にハンダ付けするハンダ工程、を有する。接続端部のみ絶縁フィルムに代えて耐熱性のある絶縁フィルムを設け、この接続端部で平角導体とコネクタの端子ピンをハンダ付けによって固着しているため、高価な耐熱性絶縁フィルムを全長にわたって用いる必要がなく、安価にコネクタ付きのフレキシブルフラットケーブルを製造できる。また、フレキシブルフラットケーブルの平角導体とコネクタの端子ピンとをハンダ付けしているため、強固に固着することができる。

（４）前記露出工程は、前記平角導体の並列面の接続端部を除く部分に前記絶縁フィルムを貼る工程であってもよく、また、（５）前記露出工程は、前記平角導体の並列面の両面全体に前記絶縁フィルムを貼り合わせた後、前記接続端部となる部分の前記絶縁フィルムを除去する工程であってもよい。露出工程として種々の製造方法を選択することができる。

（６）前記貼付工程は、予め前記開口を形成した耐熱性絶縁フィルムと前記開口の形成していない耐熱性絶縁フィルムを、前記接続端部となる部分の平角導体の並列面の両面に貼り合わせる工程であってもよく、また、（７）前記貼付工程は、平角導体の並列面の両面に前記耐熱性絶縁フィルムを貼り合わせた後、一方の前記耐熱性絶縁フィルムに前記開口を形成する工程であってもよい。貼付工程として種々の製造方法を選択することができる。

本発明に係るフレキシブルフラットケーブルおよびその製造方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内ですべての変更が含まれる。また、以下の説明において、異なる図面においても同じ符号を付した構成は同様のものであるとして、その説明を省略する場合がある。

図１は、本発明の一実施形態に係るフレキシブルフラットケーブルを示す図であり、図１（Ａ）は斜視図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の一点鎖線Ｙ−Ｙに沿った側面図である。図１に示すように、コネクタ付きＦＦＣ１は、ＦＦＣ１０とコネクタ５０を備えている。ＦＦＣ１０は、接続端部Ａ以外は複数本並列された平角導体１１の並列面の両面に第１絶縁フィルム２１、第２絶縁フィルム２２が貼り合わされており、接続端部Ａは平角導体１１の並列面の両面に第１絶縁フィルム２１、第２絶縁フィルム２２よりも耐熱性の高い第１耐熱性絶縁フィルム３１、第２が耐熱性絶縁フィルム３２貼り合わされている。

そして、一方の耐熱性絶縁フィルムである第１耐熱性絶縁フィルム３１には平角導体１１に通じる開口４１、４２が設けられており、この開口４１、４２を通してコネクタの端子ピン５１および強度保持用金具５２が平角導体１１とハンダによって固着さている。また、コネクタ５０とＦＦＣ１０との固着強度を高めるために、コネクタ５０の第１耐熱性絶縁フィルム３１の載置面と第１耐熱性絶縁フィルム３１とは、熱可塑性接着剤６０等で接着されていてもよい。

図２、図３、図５は、それぞれ、本発明の一実施形態に係るフレキシブルフラットケーブルの製造途中での斜視図であり、図４は、図３に示すフレキシブルフラットケーブルの上面図である。

図２に示すように、本実施形態で用いるＦＦＣ１０は、例えば、断面が平形形状の平角導体１１を複数本並列に並べ、平角導体１１の並列面の両面（上下面）を、第１絶縁フィルム２１と第２絶縁フィルム２２により挟んで絶縁被覆したフラットケーブルが用いられる。図２に示すＦＦＣ１０は長尺のケーブルであり、後述するようにＦＦＣ１０を所定の長さに切断して用いることを想定している。このため、切断個所を含む両側の接続端部となる部分Ｂは分断後にはＦＦＣ１０の接続端部Ａとなる。そして、この接続端部となる部分Ｂの第１絶縁フィルム２１と第２絶縁フィルム２２を除去することによって、平角導体１１を露出させてケーブル端部としている。

なお、接続端部となる部分Ｂには第１絶縁フィルム２１と第２絶縁フィルム２２を始めから存在させずに、第１絶縁フィルム２１と第２絶縁フィルム２２を平角導体１１の両面に貼り合わせることで、平角導体１１が露出するようにしてもよい。さらに、まず、ＦＦＣ１０を所定の長さに切断し、切断したＦＦＣ１０の両端の接続端部で平角導体１１が露出するようにしてもよい。本発明では、平角導体の露出箇所を得る工程を露出工程と呼ぶ。

信号用または給電用の平角導体１１は、例えば、銅箔、錫メッキ軟銅箔等の導電性金属箔からなり、伝送する電流値にもよるが、ケーブルの摺動性等を考慮すると、例えば、厚さｔが１２μｍ以上で、幅Ｗが０.３ｍｍ以上のものが配列される。電流容量が大きい場合には、例えば厚さ０．１６ｍｍ、幅２．０ｍｍの導体が使用される。さらに厚く、または幅広のものも使用できる。この平角導体１１の配列状態は、第１絶縁フィルム２１と第２絶縁フィルム２２によって挟まれて保持される。図示の例では４本の平角導体１１ａから１１ｄを示しているが、平角導体の本数は、２本以上であればよく、これ以上の数であってもよい。

第１絶縁フィルム２１、第２絶縁フィルム２２は、その内面（接合面）に接着層（図示省略）を有する。第１絶縁フィルム２１、第２絶縁フィルム２２自体は、柔軟性に優れた樹脂材料が使用され、例えば、ポリエステル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂等の汎用性のある樹脂フィルムを用いることができる。この樹脂フィルムの厚さとしては、９μｍ〜５０μｍのものが用いられる。ポリエステル樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリブチレンナフタレート樹脂等の樹脂材料が挙げられる。なお、これらの樹脂フィルムのうち、電気的特性、機械的特性、コスト等の観点からは、ポリエチレンテレフタレート樹脂の使用が好ましい。

なお、上記の接着層は、樹脂材料からなるものが使用され、例えば、ポリエステル系樹脂やポリオレフィン系樹脂に難燃剤を添加した接着剤などが挙げられる。この接着層は、１０μｍ〜１００μｍで形成される。第１絶縁フィルム２１と第２絶縁フィルム２２とは、平角導体１１を挟んで接着層を向き合わせ、加熱ローラで熱を加えながら接合することにより貼り合わされ一体化される。

図３に示すように、平角導体１１の露出した接続端部となる部分Ｂの平角導体１１の上下面と、接続端部となる部分Ｂの両側の第１絶縁フィルム２１と第２絶縁フィルム２２の上下面には、第１耐熱性絶縁フィルム３１と第２耐熱性絶縁フィルム３２が貼り付けられる。第１耐熱性絶縁フィルム３１と第２耐熱性絶縁フィルム３２は、後述するハンダ付け時に必要な耐熱性を持たせるために、第１絶縁フィルム２１、第２絶縁フィルム２２よりも耐熱性が高く、ハンダ付けに耐え得る材料が用いられる。

第１耐熱性絶縁フィルム３１と第２耐熱性絶縁フィルム３２の内面（接合面）には、接着層（図示省略）を有する。第１耐熱性絶縁フィルム３１は、平角導体１１を保護する機能を有しており、回路の電気的な接続を確保するために、後述する微細な開口が設けられる。また、第２耐熱性絶縁フィルム３２は、コネクタが実装される部分に強度を持たせるように作用する。このため、第２耐熱性絶縁フィルム３２は、第１絶縁フィルム２１や第２絶縁フィルム２２よりも、ある程度腰のあるものとするために適度の硬さと厚みを有している。第１耐熱性絶縁フィルム３１と第２耐熱性絶縁フィルム３２の材料としては、半田付けの方法によってポリエステル樹脂やポリイミド樹脂を用いることができる。また、接着層としては、リフローを行う場合は、熱硬化性接着材が用いられる。

第１耐熱性絶縁フィルム３１には、平角導体１１に通じる開口４１，４２が設けられている。図３において、開口４１，４２は切断線Ｘ−Ｘに対して対称的に設けられている。開口４１は、平角導体１１ｂ、１１ｃに通じており、開口４２は、平角導体１１ａ、１１ｄに通じている。第１耐熱性絶縁フィルム３１に設けた開口は、予め所定の位置に形成しておくことができるが、第１耐熱性絶縁フィルム３１と第２耐熱性絶縁フィルム３２をＦＦＣ１０に貼り付けた後、レーザ加工によって開口４１，４２を形成してもよい。なお、第２耐熱性絶縁フィルム３２には、開口が設けられていない。本発明では、第１耐熱性絶縁フィルムと第２絶縁性フィルムを貼り合わせ、第１耐熱性絶縁フィルムの開口から平角導体を露出させる工程を、貼付工程と呼ぶ。

第１耐熱性絶縁フィルム３１と第２耐熱性絶縁フィルム３２とは、ＦＦＣ１０の平角導体１１が露出した接続端部となる部分Ｂを挟んで接着層を向き合わせた状態で位置決めされ、加熱ローラで熱を加えながら接合することにより貼り合わされ一体化される。これにより、第１耐熱性絶縁フィルムの開口４１，４２から平角導体が露出したＦＦＣ１０を得る。

図４に示すように、本実施形態では、ＦＦＣ１０は長尺のケーブルであり、複数の個所で、第１耐熱性絶縁フィルム３１の開口４１，４２から平角導体が露出するように構成される。そして、切断線Ｘ−ＸでＦＦＣ１０を切断することによって、長さＬのＦＦＣ１０を得ることができる。本実施形態では、切断線Ｘ−Ｘを対称に開口４１，４２が設けているため、分断されたＦＦＣ１０の接続端部は同じ構造のものが得られるが、必ずしも開口４１，４２を切断線Ｘ−Ｘに対して対称に設ける必要はない。

図５は、切断線Ｘ−Ｘに沿ってＦＦＣを切断した際の一方の接続端部付近を示している。第１耐熱性絶縁フィルム３１の開口４１からは、平角導体１１ｂ、１１ｃが露出しており、分断された２つの開口４２’からは、それぞれ平角導体１１ａ、１１ｄが露出している。これらの平角導体１１ａ〜１１ｄの露出した箇所には、コネクタ５０の端子ピン５１ａ、５１ｂおよび２つの強度保持用金具５２がハンダ付けされる。このため、第１耐熱性絶縁フィルム３１に形成した開口４１、４２は、コネクタ５０の端子ピン５１ａ、５１ｂおよび２つの強度保持用金具５２の位置に合わせて形成されている。なお、図５では、２つある強度保持用金具５２の一方は、コネクタ５０を挟んで奥側にあるため図示していない。本発明では、コネクタ５０の端子ピン５１を平角導体１１にハンダ付けする工程を、ハンダ工程と呼ぶ。

コネクタ５０の端子ピン５１と強度保持用金具５２は、コネクタ５０の下面から第１耐熱性絶縁フィルム３１の厚み分吐出している。そして、平角導体１１ａ〜１１ｄにおける端子ピン５１ａ、５１ｂおよび強度保持用金具５２の接続面に予めハンダペーストを塗布しておき、端子ピン５１ａ、５１ｂおよび強度保持用金具５２を平角導体１１ａ〜１１ｄのハンダペーストと接触するよう位置決めした状態で、端子ピン５１ａ、５１ｂおよび強度保持用金具５２と平角導体１１ａ〜１１ｄとをハンダ付けする。ハンダ付けの方法としては、接続部分のみをリフローすることによって表面実装してもよく、あるいは、レーザを使用して局所的に加熱するようにしてもよい。そして、第１耐熱性絶縁フィルム３１および第２耐熱性絶縁フィルム３２は、高い耐熱性を有しているため、ハンダ付け時の温度によって劣化しない。

さらに、コネクタ５０本体の第１耐熱性絶縁フィルム３１への載置面に熱可塑性接着剤を設け、コネクタ５０本体を第１耐熱性絶縁フィルム３１に接着することによって、コネクタ５０をＦＦＣ１０に対してより強固に固着することができる。上述のようにＦＦＣ１０の幅方向の端の平角導体１１ａまたは１１ｄに接続する強度保持用金具５２をコネクタ５０の側部に付けると、コネクタと平型導体とがハンダ付けされる箇所がコネクタの三辺に渡るので、コネクタにコネクタを捻るような力がかかってもコネクタがＦＦＣから剥がれにくく好ましい。この場合は平角導体１１ａと１１ｄは電源線または信号線でないことが好ましい。

また、上記の説明では、ＦＦＣ１０の幅方向の端の平角導体１１ａ、１１ｄにコネクタ５０の強度保持用金具５２を設けた例について説明したが、平角導体１１ａ、１１ｄを信号線または給電線として用いる場合は、強度保持用金具５２を端子ピンとして機能するようにしてもよく、この場合においても、ＦＦＣ１０の幅方向の端の平角導体１１ａまたは１１ｄに接続する端子ピンをコネクタ５０の側部に付けると、コネクタがＦＦＣから剥がれにくくなる。

１…コネクタ付きフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）、１０…フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）、１１，１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ…平角導体、２１…第１絶縁フィルム、２２…第２絶縁フィルム、３１…第１耐熱性絶縁フィルム、３２…第２耐熱性絶縁フィルム、４１、４１'、４２…開口、５０…コネクタ、５１、５１ａ、５１ｂ…端子ピン、５２…強度保持用金具、６０…熱可塑性接着剤。

Claims (7)

1. コネクタを備えたフレキシブルフラットケーブルであって、
   接続端部以外は複数本並列された平角導体の並列面の両面に絶縁フィルムが貼り合わされおり、
   接続端部は、前記平角導体の並列面の両面に前記絶縁フィルムよりも耐熱性の高い耐熱性絶縁フィルムが貼り合わされており、
   一方の前記耐熱性絶縁フィルムには前記平角導体に通じる開口が設けられており、
   該開口を通して前記コネクタの端子ピンが前記平角導体とハンダによって固着さているフレキシブルフラットケーブル。
2. 前記コネクタの本体が一方の前記耐熱性絶縁フィルムに接着されている請求項１に記載のフレキシブルフラットケーブル。
3. コネクタを備えたフレキシブルフラットケーブルの製造方法であって、
   平角導体を複数本並列し、並列面の両面に絶縁フィルムを貼り合わせて、接続端部となる部分の前記平角導体を露出させる露出工程、
   前記接続端部となる部分の露出した平角導体の並列面の両面に、前記絶縁フィルムよりも耐熱性の高い耐熱性絶縁フィルムを貼り合わせ、前記平角導体を一方の前記耐熱性絶縁に設けた開口を通して露出させる貼付工程、
   前記開口を通して前記コネクタの端子ピンを前記平角導体にハンダ付けするハンダ工程、
   を有するフレキシブルフラットケーブルの製造方法。
4. 前記露出工程は、前記平角導体の並列面の接続端部を除く部分に前記絶縁フィルムを貼る工程である請求項３に記載のフレキシブルフラットケーブルの製造方法。
5. 前記露出工程は、前記平角導体の並列面の両面全体に前記絶縁フィルムを貼り合わせた後、前記接続端部となる部分の前記絶縁フィルムを除去する工程である請求項３に記載のフレキシブルフラットケーブルの製造方法。
6. 前記貼付工程は、予め前記開口を形成した耐熱性絶縁フィルムと前記開口の形成していない耐熱性絶縁フィルムを、前記接続端部となる部分の平角導体の並列面の両面に貼り合わせる工程である請求項３から５のいずれか１に記載のフレキシブルフラットケーブルの製造方法。
7. 前記貼付工程は、平角導体の並列面の両面に前記耐熱性絶縁フィルムを貼り合わせた後、一方の前記耐熱性絶縁フィルムに前記開口を形成する工程である請求項３から５のいずれか１に記載のフレキシブルフラットケーブルの製造方法。

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