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1、(10)申请公布号 CN 102332332 A (43)申请公布日 2012.01.25 CN 102332332 A *CN102332332A* (21)申请号 201110168314.9 (22)申请日 2011.06.16 2010-158765 2010.07.13 JP H01B 7/08(2006.01) H01B 5/02(2006.01) H01B 13/00(2006.01) H05K 3/10(2006.01) (71)申请人 日立电线株式会社 地址 日本东京都 (72)发明人 藤户启辅 辻隆之 (74)专利代理机构 北京银龙知识产权代理有限 公司 11243 代理人。
2、 钟晶 於毓桢 (54) 发明名称 柔性扁平电缆及其制造方法、 柔性印刷基板 及其制造方法 (57) 摘要 本发明提供一种柔性扁平电缆及其制造方 法、 柔性印刷基板及其制造方法， 能够抑制晶须的 产生。 本发明所涉及的柔性扁平电缆(1)具备 ： 具 有由铜或铜合金构成的导电性基材 (100) 和设置 于导电性基材 (100) 表面的导电层 (102) 的导体 (10)、 设置于导体(10)上方的第1绝缘层(20)以 及设置于导体 (10) 下方的第 2 绝缘层 (22)。导 电层 (102) 由在所述导电性基材 (100) 上形成的 铜-锡金属间化合物层(61)以及在该铜-锡金属 间化合物层(。
3、61)上形成的残余锡层(62)构成， 所 述残余锡层(62)至少包含由锡和铋构成的锡-铋 固溶体、 锡和不可避免的杂质。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 10 页 附图 4 页 CN 102332345 A1/2 页 2 1. 一种柔性扁平电缆， 具备 ： 具有由铜或铜合金构成的导电性基材和设置于所述导电性基材表面的导电层的导体， 设置于所述导体上方的第 1 绝缘层， 以及 设置于所述导体下方的第 2 绝缘层 ； 所述导电层由在所述导电性基材上形成的铜 - 锡金属间化合物层以及在该铜 - 锡金 。
4、属间化合物层上形成的残余锡层构成， 所述残余锡层至少包含由锡和铋构成的锡 - 铋固溶 体、 锡和不可避免的杂质。 2. 如权利要求 1 所述的柔性扁平电缆， 所述锡 - 铋固溶体含有 3 质量以下的铋。 3.如权利要求1或2所述的柔性扁平电缆， 其特征在于， 所述残余锡层进一步含有未完 全固溶而析出的铋晶体。 4. 如权利要求 1 3 中任一项所述的柔性扁平电缆， 所述导电层中含有的所述锡 - 铋 固溶体使用 X 射线衍射装置测定的该锡 - 铋固溶体的晶格常数为， a 轴在 0.584nm 以上 0.585nm 以下的范围内， c 轴在 0.3185nm 以上 0.32nm 以下的范围内。 5。
5、. 如权利要求 1 4 中任一项所述的柔性扁平电缆， 所述导电层中含有的所述锡 - 铋 固溶体使用 X 射线衍射装置测定的该锡 - 铋固溶体的晶胞体积在 0.1085nm3以上 0.109nm3 以下的范围内。 6. 一种柔性印刷基板， 具备 ： 第 1 绝缘膜和第 2 绝缘膜， 以及 设置于所述第 1 绝缘膜和所述第 2 绝缘膜之间的、 具有由铜或铜合金构成的导电性基 材和设置于所述导电性基材表面的导电层的配线电路， 所述导电层由在所述导电性基材上形成的铜 - 锡金属间化合物层以及在该铜 - 锡金 属间化合物层上形成的残余锡层构成， 所述残余锡层至少包含由锡和铋构成的锡 - 铋固溶 体、 锡。
6、和不可避免的杂质。 7. 如权利要求 6 所述的柔性印刷基板， 所述锡 - 铋固溶体含有 3 质量以下的铋。 8. 如权利要求 6 或 7 所述的柔性印刷基板， 所述残余锡层进一步含有未完全固溶而析 出的铋晶体。 9. 如权利要求 8 所述的柔性印刷基板， 所述导电层中含有的所述锡 - 铋固溶体使用 X 射线衍射装置测定的该锡 - 铋固溶体的晶格常数为， a 轴在 0.584nm 以上 0.585nm 以下的 范围内， c 轴在 0.3185nm 以上 0.32nm 以下的范围内。 10.如权利要求8或9所述的柔性印刷基板， 所述导电层中含有的所述锡-铋固溶体使 用 X 射线衍射装置测定的该锡。
7、 - 铋固溶体的晶胞体积在 0.1085nm3以上 0.109nm3以下的范 围内。 11. 一种柔性扁平电缆的制造方法， 具备 ： 准备由铜或铜合金构成的导电性基材的基材准备工序， 在所述导电性基材的表面实施锡-铋合金镀从而形成带锡-铋合金镀层的基材的镀敷 工序， 对所述带锡-铋合金镀层的基材实施所述锡-铋合金镀层的熔点以上的温度的热处理 的热处理工序， 所述热处理工序后， 以 200 /sec 以上的冷却速度冷却所述带锡 - 铋合金镀层的基材 权 利 要 求 书 CN 102332332 A CN 102332345 A2/2 页 3 从而形成带导电层的基材的冷却工序， 以及 在经过所述冷。
8、却工序的所述带导电层的基材上方设置第 1 绝缘层， 下方设置第 2 绝缘 层的绝缘层形成工序 ； 所述导电层由在所述导电性基材上形成的铜 - 锡金属间化合物层以及在该铜 - 锡金 属间化合物层上形成的残余锡层构成， 所述残余锡层至少包含由锡和铋构成的锡 - 铋固溶 体、 锡和不可避免的杂质。 12. 如权利要求 11 所述的柔性扁平电缆的制造方法， 所述锡 - 铋合金镀在纯锡中含有 3 质量以上 10 质量以下的铋。 13. 如权利要求 11 或 12 所述的柔性扁平电缆的制造方法， 所述导电层包含含有 3 质 量以下的铋的所述锡 - 铋固溶体。 14. 一种柔性印刷基板的制造方法， 具备 ：。
9、 在第 1 绝缘膜上形成由铜或铜合金构成的导电性基材的基材形成工序， 在所述导电性基材的表面实施锡 - 铋合金镀的镀敷工序， 实施所述锡 - 铋合金镀的熔点以上的温度的热处理的热处理工序， 所述热处理后， 以 200 /sec 以上的冷却速度冷却所述锡 - 铋合金镀从而形成导电层 的冷却工序， 以及 所述冷却工序后， 用第 2 绝缘膜被覆所述导电层的被覆工序 ； 所述导电层由在所述导电性基材上形成的铜 - 锡金属间化合物层以及在该铜 - 锡金 属间化合物层上形成的残余锡层构成， 所述残余锡层至少包含由锡和铋构成的锡 - 铋固溶 体、 锡和不可避免的杂质。 15. 如权利要求 14 所述的柔性印。
10、刷基板的制造方法， 所述锡 - 铋合金镀在纯锡中含有 3 质量以上 10 质量以下的铋。 16. 如权利要求 14 或 15 所述的柔性印刷基板的制造方法， 所述导电层包含含有 3 质 量以下的铋的所述锡 - 铋固溶体。 权 利 要 求 书 CN 102332332 A CN 102332345 A1/10 页 4 柔性扁平电缆及其制造方法、 柔性印刷基板及其制造方法 技术领域 0001 本发明涉及柔性扁平电缆、 柔性印刷基板、 柔性扁平电缆的制造方法以及柔性印 刷基板的制造方法。本发明特别涉及具有含锡合金的导电层的柔性扁平电缆、 柔性印刷基 板、 柔性扁平电缆的制造方法以及柔性印刷基板的制造。
11、方法。 背景技术 0002 近年的电气设备中使用很多信号线。而且， 在向电气设备中有动作的部件发送信 号时， 该部件和向该部件发送信号的部件通过具有可挠性的柔性扁平电缆 (FFC) 或柔性印 刷基板 (FPC) 来连接。而且， 在 FFC 和 FPC 的配线材料的表面设置了用于防止配线材料的 氧化、 腐蚀等的锡、 银、 金、 镍等镀层。此处， 由于锡柔软， 施加压力时容易变形。因此， 在雄 雌端子的配线层上施加锡镀层时， 由于雄端子和雌端子的嵌合， 使得锡镀层变形， 从而增加 雄端子和雌端子的接触面积。由于这样能够降低接触电阻， 因此在配线材料的表面施加锡 镀层被广泛实施。此处， 在配线表面设。
12、置含锡的镀层时， 从该镀层会析出被称作 “晶须” 的 针状晶体， 有可能使具有该镀层的配线与其他配线发生短路。 0003 于是， 以往已知有 ： 在导电体部件的电气接线部分施加厚度 0.2m 以上、 不足 1.0m 的锡镀层后， 通过热处理使锡镀层的锡和导电体的合金层的比率为 50以上的导 电体部件的制造方法 ( 例如， 参照专利文献 1)。 0004 专利文献 1 中记载的导电体部件的制造方法由于在锡的熔点以上的温度实施热 处理从而形成锡的合金层， 因此能够减少作为晶须的产生源的锡层的量， 从而能够在无铅 时减少晶须的产生。 0005 专利文献 1 ： 日本特开 2006-127939 号公。
13、报 发明内容 0006 但是， 专利文献 1 中记载的导电体部件的制造方法由于在锡的熔点以上的温度实 施热处理， 因此通过锡的再结晶化会产生晶粒大的锡， 这种情况下， 无法充分缓和在导电体 内部产生的应力， 从而有可能难以控制晶须的产生。 0007 因此， 本发明的目的在于， 提供一种能够抑制晶须产生的柔性扁平电缆、 柔性印刷 基板、 柔性扁平电缆的制造方法以及柔性印刷基板的制造方法。 0008 为了达成上述目的， 本发明提供一种柔性扁平电缆， 其具备 ： 具有由铜或铜合金构 成的导电性基材和设置于前述导电性基材表面的导电层的导体、 设置于前述导体上方的第 1 绝缘层以及设置于前述导体下方的第。
14、 2 绝缘层。前述导电层由在前述导电性基材上形成 的铜 - 锡金属间化合物层以及在该铜 - 锡金属间化合物层上形成的残余锡层构成， 所述残 余锡层至少包含由锡和铋构成的锡 - 铋固溶体、 锡和不可避免的杂质。 0009 另外， 就上述柔性扁平电缆而言， 锡 - 铋固溶体优选含有 3 质量以下的铋。 0010 另外， 就上述柔性扁平电缆而言， 残余锡层优选进一步含有未完全固溶而析出的 铋晶体。 说 明 书 CN 102332332 A CN 102332345 A2/10 页 5 0011 另外， 就上述柔性扁平电缆而言， 导电层中含有的锡-铋固溶体使用X射线衍射装 置测定的该锡 - 铋固溶体的。
15、晶格常数优选为， a 轴在 0.584nm 以上 0.585nm 以下的范围内， c 轴在 0.3185nm 以上 0.32nm 以下的范围内。 0012 另外， 就上述柔性扁平电缆而言， 导电层中含有的前述锡-铋固溶体使用X射线衍 射装置测定的该锡 - 铋固溶体的晶胞体积优选在 0.1085nm3以上 0.109nm3以下的范围内。 0013 另外， 为了达成上述目的， 本发明提供一种柔性印刷基板， 其具备 ： 第 1 绝缘膜和 第 2 绝缘膜， 以及设置于前述第 1 绝缘膜和前述第 2 绝缘膜之间的、 具有由铜或铜合金构成 的导电性基材和设置于前述导电性基材表面的导电层的配线电路。 前述导。
16、电层由在前述导 电性基材上形成的铜-锡金属间化合物层以及在该铜-锡金属间化合物层上形成的残余锡 层构成， 所述残余锡层至少包含由锡和铋构成的锡 - 铋固溶体、 锡和不可避免的杂质。 0014 另外， 就上述柔性印刷基板而言， 锡 - 铋固溶体优选含有 3 质量以下的铋。 0015 另外， 就上述柔性印刷基板而言， 残余锡层优选进一步含有未完全固溶而析出的 铋晶体。 0016 另外， 就上述柔性印刷基板而言， 导电层中含有的前述锡-铋固溶体使用X射线衍 射装置测定的该锡 - 铋固溶体的晶格常数优选为， a 轴在 0.584nm 以上 0.585nm 以下的范 围内， c 轴在 0.3185nm 。
17、以上 0.32nm 以下的范围内。 0017 另外， 就上述柔性印刷基板而言， 导电层中含有的锡-铋固溶体使用X射线衍射装 置测定的该锡 - 铋固溶体的晶胞体积优选在 0.1085nm3以上 0.109nm3以下的范围内。 0018 另外， 为了达成上述目的， 本发明提供一种柔性扁平电缆的制造方法， 其具备 ： 准 备由铜或铜合金构成的导电性基材的基材准备工序、 在前述导电性基材的表面实施锡 - 铋 合金镀从而形成带锡 - 铋合金镀层的基材的镀敷工序、 对前述带锡 - 铋合金镀层的基材实 施前述锡 - 铋合金镀层的熔点以上的温度的热处理的热处理工序、 前述热处理工序后以 200/sec以上的冷。
18、却速度冷却前述带锡-铋合金镀层的基材从而形成带导电层的基材的 冷却工序以及在经过前述冷却工序的前述带导电层的基材上方设置第 1 绝缘层， 下方设置 第 2 绝缘层的绝缘层形成工序。前述导电层由在前述导电性基材上形成的铜 - 锡金属间化 合物层以及在该铜 - 锡金属间化合物层上形成的残余锡层构成， 所述残余锡层至少包含由 锡和铋构成的锡 - 铋固溶体、 锡和不可避免的杂质。 0019 另外， 就上述柔性扁平电缆的制造方法而言， 锡-铋合金镀优选在纯锡中含有3质 量以上 10 质量以下的铋。 0020 另外， 就上述柔性扁平电缆的制造方法而言， 导电层优选包含含有 3 质量以下 的铋的前述锡 - 。
19、铋固溶体。 0021 另外， 为了达成上述目的， 本发明提供一种柔性印刷基板的制造方法， 其具备 ： 在 第 1 绝缘膜上形成由铜或铜合金构成的导电性基材的基材形成工序、 在前述导电性基材的 表面实施锡 - 铋合金镀的镀敷工序、 实施前述锡 - 铋合金镀的熔点以上的温度的热处理的 热处理工序、 前述热处理后以 200 /sec 以上的冷却速度冷却前述锡 - 铋合金镀从而形成 导电层的冷却工序以及前述冷却工序后用第 2 绝缘膜被覆前述导电层的被覆工序。前述导 电层由在前述导电性基材上形成的铜-锡金属间化合物层以及在该铜-锡金属间化合物层 上形成的残余锡层构成所述残余锡层至少包含由锡和铋构成的锡 。
20、- 铋固溶体、 锡和不可避 免的杂质。 说 明 书 CN 102332332 A CN 102332345 A3/10 页 6 0022 另外， 就上述柔性印刷基板的制造方法而言， 锡-铋合金镀优选在纯锡中含有3质 量以上 10 质量以下的铋。 0023 另外， 就上述柔性印刷基板的制造方法而言， 导电层优选包含含有 3 质量以下 的铋的前述锡 - 铋固溶体。 0024 根据本发明所涉及的柔性扁平电缆、 柔性印刷基板、 柔性扁平电缆的制造方法以 及柔性印刷基板的制造方法， 能够提供一种可抑制晶须产生的柔性扁平电缆、 柔性印刷基 板、 柔性扁平电缆的制造方法以及柔性印刷基板的制造方法。 附图说明。
21、 0025 图 1(a) 为本发明的第 1 实施方式所涉及的柔性扁平电缆的端部的顶视图， (b) 为 (a) 的 A-A 线上的截面图。 0026 图 2 为纯锡金属的晶格的示意图。 0027 图3为将本发明的第1实施方式所涉及的柔性扁平电缆插入连接器后的状态的概 略图。 0028 图4为连接器的连接器插头与本发明的第1实施方式所涉及的柔性扁平电缆的导 体表面接触的状态的概略图。 0029 图 5 为本发明的第 2 实施方式所涉及的柔性印刷基板的部分截面的概略图。 0030 图 6 为在导电性基材上实施镀敷后的截面图以及对该带镀层的导电性基材实施 热处理、 急冷处理后的截面图。 0031 符号。
22、说明 0032 1 柔性扁平电缆， 3 锡原子， 5 连接器， 7 柔性印刷基板， 10 导体， 12 配线电路， 20 第 1 绝缘层， 22 第 2 绝缘层， 24 第 1 绝缘膜， 26 第 2 绝缘膜， 30a 轴， 32c 轴， 50 连接器插头， 50a 前端， 60 锡 - 铋合金镀层， 61 铜 - 锡金属间化合物层， 62 残余锡层， 100 导电性基材， 102 导 电层 具体实施方式 0033 第 1 实施方式 0034 图 1(a) 表示从本发明的第 1 实施方式所涉及的柔性扁平电缆的端部上面观察的 概略， (b) 表示图 1(a) 的 A-A 线上的柔性扁平电缆的截面。
23、的概略。另外， 图 2 表示纯锡金 属的晶格的示意图。 0035 柔性扁平电缆 1 的结构的概述 0036 第 1 实施方式所涉及的柔性扁平电缆 (FFC)1 具有如下结构 ： 在表面设置导电层 102， 在作为绝缘性膜的第 1 绝缘层 20 和第 2 绝缘层 22 之间以规定的间隔配置、 夹入具有 长方形或椭圆形截面的作为平角导体的多个导电性基材 100。具体而言， 如图 1(a) 和 (b) 所示， 柔性扁平电缆1具备 ： 具有由铜或铜合金等构成的导电性基材100和覆盖设置于导电 性基材 100 表面的导电层 102 的导体 10、 设置于导体 10 上方的第 1 绝缘层 20 以及设置于。
24、 导体 10 下方的第 2 绝缘层 22。然后， 仅在距柔性扁平电缆 1 的端部规定的距离去除第 1 绝 缘层 20 的一部分， 以使在柔性扁平电缆 1 的端部， 导体 10 的导电层 102 表面的一部分向外 部露出。 说 明 书 CN 102332332 A CN 102332345 A4/10 页 7 0037 导体 10 0038 导体10具有由铜或铜合金等金属材料构成的导电性基材100和与导电性基材100 表面接触而设置的导电层 102， 从而构成。而且， 多个导体 10 在第 1 绝缘层 20 和第 2 绝缘 层 22 之间例如平行地排列。导电性基材 100 的尺寸根据由柔性扁平电。
25、缆 1 的用途决定的 柔性扁平电缆 1 的尺寸来决定。作为一例， 在多个导体 10 以 0.5mm 的间隔设置于第 1 绝缘 层 20 和第 2 绝缘层 22 之间的情况下， 导电性基材 100 的尺寸为宽 0.3mm、 厚 35m 左右。 这种情况下， 在该导电性基材 100 的表面设置厚度为导电性基材 100 的厚度的三十分之一 左右 ( 即， 1m 左右的厚度 ) 的导电层 102。 0039 此处， 关于导电层 102， 使用图 6 详细说明。图 6(a) 为以与导电性基材 100 的表 面接触的方式形成在纯锡中添加了定量的铋而成的无铅锡-铋合金镀层60后的截面结构， (b) 为通过对。
26、该锡 - 铋合金镀层 60 进一步进行热处理、 冷却处理 ( 在锡合金镀层的熔点以 上的温度进行加热， 一旦熔融后进行冷却、 固化的处理方法 )， 形成的导电层 102 后的截面 结构是 ： 在导电性基材100一侧形成由锡和铜构成的铜-锡金属间化合物层61以及在该层 上形成的含有铋的残余锡层 62。 0040 如果对在含有不可避免的杂质的纯锡中添加铋而成的锡 - 铋合金镀层 60 实施热 处理， 则在残余锡层 62 中形成由锡和铋构成的锡 - 铋固溶体。该锡 - 铋固溶体中含有的铋 浓度最大约为 3 质量。 0041 如果进一步增加锡-铋合金镀层60中的铋添加量并实施热处理， 则在残余锡层62。
27、 中形成由锡和铋构成的锡 - 铋固溶体的同时， 还析出铋晶体。具体而言， 导电层 102 中的残 余锡层62包含由锡和铋构成的锡-铋固溶体， 剩余部分由锡和不可避免的杂质以及未完全 固溶而析出的铋晶体构成。 0042 此处， 在锡 - 铋合金镀层 60 中添加的铋原子的量大致等于在残余锡层 62 中形成 的锡 - 铋固溶体中的铋原子的量和未完全固溶而析出的铋晶体的原子的量之和。 0043 另外， 是否会不固溶而作为铋晶体析出， 依赖于锡 - 铋合金镀层 60 中添加的初期 的铋浓度、 热处理时间 ( 例如， 热处理时间越长， 则残余锡层 62 的膜厚越小， 该残余锡层 62 中的铋浓度越高， 。
28、从而容易析出 )， 根据条件也有可能得到不析出的结果。 0044 而且， 在导电性基材 100 的表面， 以使残余锡层 62 中含有的锡原子的量减少并且 在实施热处理时使残余锡层62不从导电性基材100上消失(不仅只有铜-锡金属间化合物 层61)为目的， 锡-铋合金镀层60形成为具有2m以下的厚度， 优选为0.3m以上1.5m 以下的厚度， 更加优选为 0.5m 以上 1.5m 以下的厚度。 0045 另外， 残余锡层 62 中含有的锡 - 铋固溶体使用 X 射线衍射装置测定的该锡 - 铋固 溶体的晶格常数规定为， a 轴在 0.584nm 以上 0.585nm 以下的范围内， c 轴在 0.。
29、3185nm 以 上 0.32nm 以下的范围内。另外， 残余锡层 62 中含有的锡 - 铋固溶体使用 X 射线衍射装置 测定的该锡 - 铋固溶体的晶胞体积规定在 0.1085nm3以上 0.109nm3以下的范围内。如上所 述， 在锡中可固溶的铋浓度最多约为3质量， 在该浓度范围内锡-铋固溶体的晶格常数会 变化 ( 铋浓度越增加， 晶格常数越大 )， 但进一步增加铋添加量时， 会析出铋晶体， 锡 - 铋固 溶体的晶格常数也不会变化。 0046 另外， 锡 - 铋固溶体的晶格常数可使用对作为镀层的导电层 102 照射 X 射线时测 定的 X 射线衍射图案通过计算来算出。另外， 纯锡金属的晶格的。
30、形状为六面体， 锡原子 3 说 明 书 CN 102332332 A CN 102332345 A5/10 页 8 如图 2 所示地排列。而且， 晶格的长边为 a 轴 30， 短边为 c 轴 32。纯锡金属中 a 轴 30 为 0.5831nm， c 轴 32 为 0.3182nm。由这些值可算出晶格的体积， 纯锡金属为 0.10819nm3。同 样， 锡 - 铋固溶体的晶胞体积也可由利用 X 射线衍射装置测定、 算出的晶格常数算出。 0047 第 1 绝缘层 20 和第 2 绝缘层 22 0048 第 1 绝缘层 20 和第 2 绝缘层 22 分别由具有绝缘性的高分子材料， 例如聚对苯二 甲。
31、酸乙二醇酯 (PET) 形成。而且， 分别对第 1 绝缘层 20 和第 2 绝缘层 22 在一个表面设置 阻燃性的粘接剂层， 再通过该粘接剂层贴附于导体 10 的表面。粘接剂层例如由阻燃性聚酯 作为主成分来形成。 0049 柔性扁平电缆 1 向连接器 5 的嵌合 0050 图3表示将本发明的第1实施方式所涉及的柔性扁平电缆插入连接器中的状态的 概略， 图 4 表示连接器的连接器插头与本发明的第 1 实施方式所涉及的柔性扁平电缆的导 体表面接触的状态的概略。 0051 如图 3 所示， 插入了柔性扁平电缆 1 的连接器 5 具备分别与柔性扁平电缆 1 具有 的多个导体 10 电气连接的多个连接器。
32、插头 50。另外， 连接器插头 50 为由铜等金属材料形 成的金属端子。而且， 将柔性扁平电缆 1 插入连接器 5 中时， 多个导体 10 的表面的每个与 多个连接器插头 50 的每个相接触， 从而柔性扁平电缆 1 嵌合于连接器 5 中。 0052 通过该嵌合， 如图 4 所示， 连接器插头 50 的前端 50a 与导体 10 的表面接触， 同时 前端 50a 对导体 10 施加压力。由此， 在表面具有含锡的导电层 102 的导体 10 上施加来自 连接器插头 50 的压力， 从而在导体 10 中产生应力。此处， 在导电层 102 中不含本实施方式 所涉及的锡 - 铋固溶体的情况下， 由于该压。
33、力， 锡原子在导电层 102 的内部移动， 从而有可 能产生再结晶或扩散现象。 这种情况下， 可认为通过锡原子的再结晶或扩散现象， 晶须以从 导体 10 的表面向外部穿透的方式产生、 生长。或者， 可认为通过导电性基材 100 中含有的 铜向导电层102中扩散而生成铜和锡的金属间化合物， 在导电层102内产生应力， 由于该应 力， 锡向导体 10 的外部挤出， 从而导致晶须产生、 生长。 0053 但是， 本实施方式所涉及的柔性扁平电缆1具备的导体10由于在表面具有至少含 有锡 - 铋固溶体以及剩余部分为锡和不可避免的杂质的残余锡层 62， 因此可抑制锡原子在 导电层 102 内移动、 或铜向。
34、导电层 102 中扩散。因此， 可抑制锡的晶须在导体 10 的表面产 生、 生长。 0054 柔性扁平电缆 1 的制造方法 0055 柔性扁平电缆 1 经过以下各工序制造。首先， 准备由铜或铜合金构成的导电性基 材 100( 基材准备工序 )。导电性基材 100 的尺寸、 热导率等热特性、 导电率等电气特性、 抗 拉强度等机械特性等诸特性根据要制造的柔性扁平电缆 1 所要求的特性来决定。接着， 利 用镀敷法在导电性基材 100 的表面形成作为镀层的锡 - 铋合金镀层 60， 从而形成带锡 - 铋 合金镀层的基材 ( 镀敷工序 )。作为镀层的导电层 102 由与上述图 1 说明的材料同样的材 料。
35、形成。 0056 接下来， 对带锡 - 铋合金镀层的基材实施锡 - 铋合金镀层 60 的熔点以上的温度的 热处理 ( 热处理工序 )。热处理工序中， 实施能够确认作为镀层的锡 - 铋合金镀层 60 熔融 的热处理。 然后， 经热处理工序后即刻或在热处理工序中， 以200/sec以上的冷却速度连 续地冷却带锡 - 铋合金镀层的基材 ( 冷却工序 )。由此， 在导电性基材 100 上形成导电层， 说 明 书 CN 102332332 A CN 102332345 A6/10 页 9 该导电层包括在导电性基材 100 一侧形成的由锡和铜构成的铜 - 锡金属间化合物层 61 以 及在该层上形成的残余锡。
36、层 62， 所述残余锡层 62 必须含有在锡中添加的铋一边保持锡的 晶格形状一边溶入锡中而形成的锡 - 铋固溶体以及剩余部分的锡和不可避免的杂质， 根据 条件还可含有未完全固溶而析出的铋晶体。进一步地， 在经过冷却工序的带导电层的基材 上方设置第 1 绝缘层， 同时在下方设置第 2 绝缘层 22( 绝缘层形成工序 )。由此， 可得到如 图 1 所示的本实施方式所涉及的柔性扁平电缆 1。 0057 第 1 实施方式的效果 0058 本实施方式所涉及的柔性扁平电缆 1 由于通过含有锡 - 铋固溶体的残余锡层 62 来被覆导电性基材100的最表面， 因此能够在导电层102中不添加铅而抑制锡晶须的产生。
37、、 生长， 即使晶须产生， 也能够抑制至不产生实质损害 ( 即， 一导体 10 与其他导体 10 发生短 路的损害)程度的晶须长度。 由此， 能够提供应对RoHS指令、 REACH规定的柔性扁平电缆1。 例如， 在将柔性扁平电缆 1 嵌合于连接器 5 的情况下， 由于在加压部分至少形成由含锡 - 铋 固溶体的锡合金构成的导电层102， 因此在加压于导体10上而在导体10内产生应力的情况 下， 也能抑制锡晶须的产生、 生长。 0059 另外， 本实施方式所涉及的柔性扁平电缆 1 由于在导电性基材 100 的表面镀上含 铋的锡合金后通过实施热处理和急冷处理而形成导电层 102， 因此与采用闪镀、 。
38、底镀等方法 的情况相比， 能够抑制制造工序的增加引起的成本增加。 0060 另外， 本实施方式所涉及的柔性扁平电缆 1 由于在导电性基材 100 的表面通过制 造工序中的热处理设置有镀层， 即考虑了导电层 102 流动并消失的厚度的锡 - 铋合金镀层 60， 因此能够抑制导电性基材 100 从导体 10 表面露出的现象 ( 例如， 导电性基材 100 由铜 或铜合金构成的场合， 被称为 “露铜 ( 赤肌 )” 现象 )。 0061 第 2 实施方式 0062 图 5 表示本发明的第 2 实施方式所涉及的柔性印刷基板部分截面的概略。 0063 第 2 实施方式所涉及的柔性印刷基板 7 中， 具有。
39、与构成第 1 实施方式所涉及的柔 性印刷基板1的部件相同符号的部件， 也具有第1实施方式所涉及的部件大致相同的结构、 功能， 在此省略， 并详细说明不同点。 0064 第2实施方式所涉及的柔性印刷基板7具备配线电路12、 贴附于配线电路12的一 个面的第 1 绝缘膜 24 和贴附于配线电路 12 的另一个面的第 2 绝缘膜 26。即， 配线电路 12 设置于第 1 绝缘膜 24 和第 2 绝缘膜 26 之间。另外， 配线电路 12 与第 1 实施方式的导体 10 同样地具有导电性基材 100 和覆盖导电性基材表面的导电层 102。 0065 另外， 柔性印刷基板 7 例如可通过如下所述地制造。。
40、首先， 在第 1 绝缘膜 24 上贴 附由铜或铜合金构成的导电性基材 100( 基材形成工序 )。另外， 也可通过在第 1 绝缘膜 24 上沉积导电性材料来形成导电性基材 100。 0066 接着， 在设置于第 1 绝缘膜 24 上的导电性基材 100 上形成所希望的电路图案用的 掩模图案(掩模工序)。 然后， 通过将所形成的掩模图案作为掩模并对导电性基材100实施 蚀刻处理， 形成所希望形状的电路图案的基底 ( 蚀刻工序 )。然后， 使用镀敷法在该基底上 形成锡 - 铋合金镀层 60( 镀敷工序 )。 0067 接着， 与第 1 实施方式同样地实施镀敷熔点以上的温度的热处理 ( 热处理工序 。
41、)。 热处理工序后， 与第 1 实施方式同样地以 200 /sec 以上的冷却速度冷却镀层 ( 冷却工 说 明 书 CN 102332332 A CN 102332345 A7/10 页 10 序 )。由此， 在导电性基材 100 上形成包含由锡和铜构成的铜 - 锡金属间化合物层 61 以及 在该层上形成的残余锡层 62 的导电层 102， 从而构成配线电路 12， 所述残余锡层 62 含有在 锡中添加的铋一边保持锡的晶格形状一边溶入锡中而形成的锡 - 铋固溶体以及未完全固 溶而析出的铋。进一步地， 通过用第 2 绝缘膜 26 被覆配线电路 12， 可制造第 2 实施方式所 涉及的柔性印刷基板。
42、 7。 0068 另外， 是否会不固溶而作为铋晶体析出， 与前述柔性扁平电缆同样地依赖于 锡 - 铋合金镀层 60 的初期铋添加量和热处理等条件。 0069 发明人得到的发现 0070 另外， 就第 1 实施方式所涉及柔性扁平电缆 1 和第 2 实施方式所涉及的柔性印刷 基板 7 而言， 分别基于本发明人得到的以下发现， 并将其作为补充说明。 0071 即， 本发明人得到如下发现 ： 通过在构成导电层 102 的材料中添加铋， 能够抑制锡 晶须的产生。通过在构成导电层 102 的材料中添加铋从而能够抑制锡晶须的产生的理由可 认为是 ： 由于在导电层 102 中形成了状态为铋一边保持锡的晶格一边。
43、溶入该晶格内部的锡 和铋的固溶体， 因此可抑制导电层 102 中的锡的扩散。 0072 另外， 可认为在形成导电层 102 的工序 ( 即热处理工序 ) 后的冷却工序中， 通过以 200 /sec 以上的冷却速度冷却带锡 - 铋合金镀层的基材， 从而可抑制导电性基材 100 的 铜向锡 - 铋合金镀层 60 中扩散来形成 Cu6Sn5等金属间化合物 ( 可抑制冷却工序中继续形 成铜-锡金属间化合物层61)。 进一步地， 由于通过该冷却工序可抑制导电层102中锡等粒 子的粗大化， 从而认为能够缓和作为镀层的导电层 102 中应力的产生。 0073 本发明人从这些发现， 如上所述， 得到了能够抑制。
44、第1和第2实施方式所涉及的导 电层 102 中晶须的产生、 生长的发现。 0074 实施例 1 0075 制作柔性扁平电缆用的带锡 - 铋合金镀的导体并作为实施例 1 所涉及的导体。具 体而言， 首先制作锡 - 铋合金的电镀液 ( 向锡中的铋合金添加浓度为 3 质量的镀液 )。接 着， 通过电镀在导电性基材100表面形成铋添加浓度为3质量的锡-铋合金镀层60。 将该 电镀液的温度维持在 40， 同时将电流密度设定在 100mA/cm2， 实施规定时间的镀敷处理， 从而使锡 - 铋合金镀层 60 的厚度为 1m。在导电性基材 100 表面形成锡 - 铋合金镀层 60 后， 在温度设为 280的板。
45、上放置形成了锡 - 铋合金镀层的导电性基材 100， 加热 10 秒钟。 然后， 确认锡 - 铋合金镀层 60 的表面已熔融后， 将形成了锡 - 铋合金镀层 60 的导电性基材 100 投入 25的水中， 5 秒后从水中取出。由此， 得到实施 1 所涉及的导体， 其在导电性基 材 100 的表面形成了包括由锡和铜构成的铜 - 锡金属间化合物层 61 和在该层上形成的含 有锡 - 铋固溶体的残余锡层 62 的导电层 102。 0076 实施例 2 0077 制作柔性扁平电缆用的带锡 - 铋合金镀的导体并作为实施例 2 所涉及的导体。具 体而言， 首先准备将锡 - 铋合金的镀液 ( 向锡中的铋合金。
46、添加浓度为 3 质量的镀液 ) 保 持在250的熔融金属镀槽。 接着， 将预先清洁了表面的由铜构成的导电性基材100投入熔 融金属镀槽中， 实施熔融镀敷。通过调整导电性基材 100 在熔融金属镀敷槽中的浸渍时间， 从而将在导电性基材 100 表面形成的镀层厚度调整成为 1m。熔融镀敷后， 将形成了铋添 加浓度为 3 质量的锡 - 铋合金镀层 60 的导电性基材 100 放置在温度设为 280的板上， 说 明 书 CN 102332332 A CN 102332345 A8/10 页 11 加热 10 秒钟。然后， 确认镀层的表面已熔融后， 将形成了镀层的导电性基材 100 投入 25 的水中，。
47、 5秒后从水中取出。 由此， 得到实施2所涉及的导体， 其在导电性基材100的表面形 成了包括由锡和铜构成的铜 - 锡金属间化合物层 61 以及在该层上形成的含有锡 - 铋固溶 体和不可避免的杂质的残余锡层 62 的导电层 102。 0078 实施例 3 0079 关于热处理温度 0080 作为热处理工序的温度， 如以下所述地确认适于锡 - 铋固溶体的熔点以上的温 度。 0081 首先， 准备在铜制的试验片表面实施了添加了 3 质量铋的锡 - 铋合金镀层 60 的 试样。接着， 与实施例 1 和实施例 2 中说明的条件同样地， 在锡 - 铋固溶体的熔点以上的温 度280加热过的板上放置该试样并。
48、加热10秒钟。 然后， 确认镀层表面已熔融后， 将该试样 投入 25的水中， 5 秒后从水中取出该试样。由此， 得到实施例 3 所涉及的试样。 0082 另一方面， 作为比较例， 准备在铜制的试验片表面实施了添加了 3 质量铋的 锡 - 铋合金镀层 60 的比较例所涉及的试样。然后， 对比较例所涉及的试样， 在不足锡 - 铋 固溶体的熔点的温度 150、 180、 210的各温度下实施 5 分钟的热处理。然后， 热处理 后， 通过投入 25的水中进行冷却， 分别制成比较例所涉及的试样。将在 150加热的试 样作为比较例 1 所涉及的试样， 将在 180加热的试样作为比较例 2 所涉及的试样， 。
49、并将在 210加热的试样作为比较例 3 所涉及的试样。 0083 分别将实施例 3 所涉及的试样和比较例 1 3 所涉及的试样与用于柔性扁平电缆 的 100 插头的连接器嵌合， 在室温下放置 2 周。之后， 从连接器取出各试样， 通过电子显微 镜测定在嵌合痕的周边产生的晶须的数量和最长长度。 其结果示于表1。 另外， 晶须的产生 率由 ( 晶须产生的插头数 )/( 插头的总数 ) 的计算式求出。 0084 表 1 0085 实施例 3 比较例 1 比较例 2 比较例 3 热处理条件 280 10 秒 150 5 分 180 5 分 210 5 分 晶须产生率 ( ) 21 56 37 30 最长晶须长度 (m) 11 28 12 15 0086 参照表 1， 如表所示， 实施例 3 中采用的通过在锡。