CN102077698A - 挠性电路基板及其制造方法以及挠性电路基板的弯曲部结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种尤其是对于曲率半径小的重复弯曲的严酷条件，具备耐久性且弯曲性优异的挠性电路基板及其制造方法。挠性电路基板具备树脂层和由金属箔形成的配线，在配线的至少一个部位具有弯曲部的情况下使用，其中，金属箔由具有立方晶系的晶体结构的金属制成，而且，从弯曲部的棱线沿厚度方向切开时的配线的截面，在包含于以[001]为晶带轴从(100)向(110)的旋转方向上的(2010)～(1200)的范围内的任一面形成主方位，金属箔由具有立方晶系的晶体结构的金属制成，以弯曲部的棱线与金属箔的面内的基本晶轴<100>的一个具有2.9～87.1°角度的方式形成配线。

Description

挠性电路基板及其制造方法以及挠性电路基板的弯曲部结构
技术领域
本发明涉及任意地具有弯曲部而使用的挠性电路基板及其制造方法、以及挠性电路基板的弯曲部结构，详细而言涉及对弯曲具备耐久性，且弯曲性优异的挠性电路基板及其制造方法、以及挠性电路基板的弯曲部结构。
背景技术
由于具有树脂层和由金属箔形成的配线而构成的挠性电路基板(挠性印刷基板)可以弯曲使用，因此，在以硬盘内的可动部、手机的合页部及滑动滑移部、打印机的头部、光传感器部、笔记本个人电脑的可动部等为主的各种电子·电气设备中被广泛使用。而且，最近，特别是伴随着这些设备的小型化、薄型化、高功能化等，要求在有限的空间内将挠性电路基板折小并收容，或对应于电子设备等的各种动作的弯曲性。因此，需要进一步提高挠性电路基板的强度等机械性能，以使其也能够对应弯曲部的曲率半径更加变小的折弯，或频繁地重复进行折弯那样的动作。
一般而言，因对于重复进行折弯或曲率半径小的弯曲强度差等而成为不良因素的与其说是树脂层不如说是配线方面，在经受不住这些弯曲时，在配线的局部产生裂纹或断裂，结果不能用作电路基板。于是，提出了例如为了减小对于合页部的配线的弯曲应力，以相对于转动轴呈倾斜的方式进行配线的挠性电路基板(参照专利文献1)、或在合页部的转动方向上形成一圈以上螺旋的螺旋部，通过增多该圈数减小开闭动作导致的螺旋部的直径的变化来减少损伤的方法(参照专利文献2)等。但是，在这些方法中，都会制约挠性电路基板的设计。
另一方面，报告了在用轧制铜箔的轧制面的X射线衍射(铜箔的厚度方向的X射线衍射)求出的(200)面的强度(I)相对于用微粉末铜的X射线衍射求出的(200)面的强度(Io)为I/Io＞20的情况下，弯曲性优异(参照专利文献3及4)。即，由于铜的再结晶织构即立方体方位越发达铜箔的弯曲性越高，因此，已知有用上述参数(I/Io)规定立方体织构的发达度的、适合作为挠性电路基板的配线材料的铜箔。另外，关于轧制铜箔也有如下报告，即：通过具有在相对于弯曲变形主滑动面可活动的方位取向的晶粒所占的比例为根据自轧制面的观察以面积率计为80％以上的结晶组织，弯曲强度优异(参照专利文献5的段落0013)，根据该文献中的说明书的记载，可以解释为弯曲后的配线的截面在{100}取向的状态最佳。
专利文献
专利文献1：特开2002-171033号公报
专利文献2：特开2002-300247号公报
专利文献3：特开2001-58203号公报
专利文献4：特许第3009383号公报
专利文献5：特开2007-107036号公报
发明内容
发明所要解决的课题
根据这种状况，本发明提供一种弯曲性优异的挠性电路基板，其对挠性电路基板的设计不会产生制约，且具备对于反复进行折弯或曲率半径小的弯曲也可经受得住的强度。本发明人等专心研究的结果，意外地获得了如下新的发现：在相对于具有立方晶系的晶体结构的金属箔的晶轴具有规定的角度进行弯曲的情况下，弯曲强度提高，且弯曲性优异。而且，基于这种发现，发现可得到弯曲耐久性及弯曲性优异的挠性电路基板，完成了本发明。
因此，本发明的目的在于提供一种挠性电路基板，其对于手机及小型电子设备等的合页部或滑动滑移部等、尤其是曲率半径小的反复弯曲部的严酷的条件，具备耐久性，弯曲性优异。
另外，本发明的另一目的在于提供挠性电路基板的制造方法，其在挠性电路基板的设计中不受制约，能够获得弯曲耐久性及弯曲性优异的挠性电路基板。
另外，本发明的另一目的在于提供一种挠性电路基板的弯曲部结构，其对于手机及小型电子设备等的合页部或滑动滑移部等、尤其是曲率半径小的反复弯曲部的严酷的条件，具备耐久性，弯曲性优异。
解决课题的手段
本发明为解决上述现有技术问题专心研究的结果，以下述的构成作为要点。
(1)一种挠性电路基板，其具备树脂层和由金属箔形成的配线，在配线的至少一个部位具有弯曲部而进行使用，其特征在于，
金属箔由具有立方晶系的晶体结构的金属形成，而且，从弯曲部的棱线沿厚度方向切开时的配线的截面，在包含于以[001]为晶带轴，从(100)向(110)的旋转方向上的(2010)～(1200)的范围内的任一面形成主方位。
(2)如(1)所述的挠性电路基板，其中，从弯曲部的棱线沿厚度方向切开时的配线的截面为在(100)标准投影图的立体三角形中，处于用表示(2010)的点和表示(110)的点连接的线段上的任一面。
(3)如(1)或(2)所述的挠性电路基板，其中，金属箔为铜箔，而且，由铜箔的厚度方向的X射线衍射求出的(200)面的强度(I)相对于由微粉末铜的X射线衍射求出的(200)面的强度(Io)为I/Io≥25。
(4)如(1)或(2)所述的挠性电路基板，其中，金属箔由具有面心立方结构的金属形成，以面心立方结构的单位晶格的基本晶轴<100>相对于金属箔的厚度方向和箔面内的一方向的两个正交轴在方位差10°以内的优先取向区域，按面积率计占50％以上的方式具有主方位，并且，相对于从弯曲部的棱线沿金属箔的厚度方向切开的配线截面的法线，与箔面内的<100>主方位具有2.9～87.1°的角度。
(5)如(1)～(4)任一项所述的挠性电路基板，其中，金属箔为厚度5～100μm的轧制铜箔。
(6)如(1)～(5)任一项所述的挠性电路基板，其中，形成伴随着选自滑移弯曲、折弯弯曲、合页弯曲及滑动弯曲中的任一种的反复动作的弯曲部。
(7)如(1)～(6)任一项所述的挠性电路基板，其中，沿相对于弯曲部的棱线正交的方向形成有配线。
(8)如(1)～(7)任一项所述的挠性电路基板，其中，树脂层由聚酰亚胺形成。
(9)一种挠性电路基板的弯曲部结构，所述挠性电路基板具备树脂层和由金属箔形成的配线，在配线的至少一个部位具有弯曲部而进行使用，其特征在于，
金属箔由具有立方晶系的晶体结构的金属形成，而且，从弯曲部的棱线沿厚度方向切开时的配线的截面，在包含于以[001]为晶带轴，从(100)向(110)的旋转方向上的(2010)～(1200)的范围内的任一面形成主方位。
(10)如(9)所述的挠性电路基板的弯曲部结构，其中，从弯曲部的棱线沿厚度方向切开时的配线的截面为在(100)标准投影图的立体三角形中处于用表示(2010)的点和表示(110)的点连接的线段上的任一面。
(11)一种挠性电路基板的制造方法，所述挠性电路基板具备树脂层和由金属箔形成的配线，在配线的至少一个部位具有弯曲部而进行使用，其特征在于，
金属箔由具有立方晶系的晶体结构的金属形成，以弯曲部的棱线与金属箔的面内的基本晶轴<100>的一个具有2.9～87.1°的角度的方式形成配线。
(12)如(11)所述的挠性电路基板的制造方法，其中，金属箔为铜箔，而且，由铜箔的厚度方向的X射线衍射求出的(200)面的强度(I)相对于由微粉末铜的X射线衍射求出的(200)面的强度(Io)为I/Io≥25。
(13)如(12)所述的挠性电路基板的制造方法，其中，以面心立方结构的单位晶格的基本晶轴<100>相对于金属箔的厚度方向和箔面内的一方向的两个正交轴处于方位差10°以内的优先取向区域，按面积率计占50％以上的方式，通过热处理使具有面心立方结构的轧制金属箔呈现立方体织构。
(14)如(11)～(13)任一项所述的挠性电路基板的制造方法，其中，形成伴随着选自滑动弯曲、折弯弯曲、合页弯曲及滑移弯曲中的任一种的反复动作的弯曲部。
(15)如(11)～(14)任一项所述的挠性电路基板的制造方法，其中，沿相对于弯曲部的棱线正交的方向形成配线。
(16)一种电子设备，其搭载有(1)～(8)任一项所述的挠性电路基板。
发明效果
根据本发明，由于使挠性电路基板弯曲时容易产生向弯曲部的主变形方向的剪切滑动，因此，起到了不易引起破坏的作用效果。另外，相对于反复变形不易引起金属疲劳。进一步，相对于应力不易引起金属疲劳。因此，能够提供一种对挠性电路基板的设计不产生制约，具备对于进行反复折弯或曲率半径小的弯曲也可经受得住的强度、弯曲性优异的挠性电路基板。其结果，能够实现以薄型手机、薄型显示装置、硬盘、打印机、DVD装置等为主的耐久性高的电子设备。
附图说明
图1：图1是表示立方晶系的晶体结构的晶带轴和以晶带轴为中心旋转得到的面的关系的图；
图2：图2是(100)标准投影图的立体三角形；
图3：图3是表示使挠性电路基板弯曲的状态的截面说明图；
图4：图4是表示挠性电路基板的配线和金属箔的晶轴的关系的平面说明图，(a)及(b)表示本发明的挠性电路基板，(c)及(d)表示现有技术的挠性电路基板；
图5：图5是单侧敷铜箔叠层板的立体说明图；
图6：图6是表示在本发明的实施例中由单侧铜箔叠层板获得试验用挠性电路基板的形态的平面说明图；
图7：图7表示本发明实施例中的金属箔的EBSP法的方位映射像；
图8：图8是MIT弯曲试验装置的说明图；
图9：图9(a)是IPC弯曲试验装置的说明图，图9(b)是用于IPC弯曲试验的试验用挠性电路基板的X-X’断面图。
符号说明
1：树脂层
2：配线(金属箔)
2a：轧制面
2b：侧面
3：连接端子
4：单侧敷铜箔叠层板
5：试验用挠性电路基板
6：粘接层
7：覆盖材料
8：间隙长度
9：固定部
10：滑动工作部
21：截面P的法线方向
L：棱线
P：从弯曲部的棱线沿厚度方向切开时的配线的截面
具体实施方式
本发明的挠性电路基板具备的配线由金属箔形成，该金属箔由具有立方晶系的晶体结构的金属形成。作为具有立方晶系的晶体结构的金属，例如在面心立方晶体的情况下，公知的有铜、铝、镍、银、铑、钯、白金、金等，另外，在体心立方晶体的情况下，公知的有铁、铬、钼、钨等，虽然它们任一个都可以，但是，从作为金属箔的利用性考虑，铜、铝及镍是合适的，尤其是主要作为挠性电路基板的配线使用的铜箔是最普通的。另外，虽然金属箔可以是轧制箔或电解箔中的任一种，但是，优选轧制箔，例如，在为铜箔的情况下，可以是厚度为5～100μm，有利的是5～20μm，更有利的是5～12μm的轧制铜箔。另外，轧制铜箔虽然也可以含有合金元素，但是，理想是完全固溶体。
在本发明的挠性电路基板内形成电路的金属箔，由具有立方晶系的晶体结构的金属形成，而且，需要从弯曲部的棱线沿厚度方向切开时的配线的截面P，在包含于以[001]作为晶带轴从(2010)～(1200)的范围内的任一面形成主方位。在此，图1中示出了晶带轴和面方位的关系。(2010)和(1200)存在以[001]作为共同轴即晶带轴的关系，且处于从以[001]为轴的(100)向(110)〔从(100)向(010)〕的旋转面内。即，在相对于截面P法线方位的逆极点的图上对其进行表示时，(001)、(2010)、(110)各面如图2所示。从对称性考虑，在逆极点图上，(1200)表示为与(2010)相同的位置。本发明的金属箔的金属为立方晶体。虽然其单位晶格的晶轴为[100]、[010]、[001]，但是，在本发明中，在金属箔的厚度方向(相对于金属箔表面的垂直方向)有<100>优先方位的情况下，将该轴作为[001]来表示，即，将箔面方位作为(001)来表示，但是，从立方晶体的对称性考虑，即使将这些轴替换也是等价的，当然，这些都包括在本发明中。
另外，虽然本发明的金属箔未必是单晶，但是，至少在弯曲部需要三维优先取向地形成织构。而且，将处于优先取向中心的结晶方位称为织构的主方位。虽然表示织构的优先取向的优先度即取向度或集成度的指标有几个，但是，在本发明中，采用基于客观数据的指标，所述客观数据使用由X射线衍射强度、及电子束衍射得到的局部的三维方位数据的统计数据。本发明的金属箔的优先取向度的范围如以下所说明的。
本发明的挠性电路基板的典型的形态为，相对于构成其电路的金属箔的试样坐标系，规定金属箔的三维结晶方位，其理想的织构的集成度规定在下述范围内。即，立方晶体的金属至少在弯曲部，呈现金属单位晶格的基本晶轴的一个，例如[001]轴，相对于金属箔的厚度方向(与金属箔的表面正交的方向)在方位差为10°以内的区域，按面积比计占50％以上、优选75％以上、更优选98％以上的那样的优先取向，而且，在相对于金属箔的表面(也称为主面或箔面)在水平方向的箔面内，可以呈现以另一基本晶轴为主方位，在自主方位方位差为10°以内的区域以面积比计占50％以上、优选85％以上、更优选99％以上那样的优先取向。并且，箔面内的主方位相对于弯曲部的主变形方向，即从弯曲部的棱线沿厚度方向切开时的配线的截面法线方向(相对于对于配线截面P的垂线)需要具有2.9°～87.1°〔(2010)～(1200)〕的角度，优选5.7°～84.3°〔(1010)～(1100)〕的角度，更优选11.4°～78.6°〔(510)～(150)〕的角度，进一步优选26.6°～63.4°〔(210)～(120)〕的角度，最佳的是30°或60°〔(40230)或(23400)〕。另外，〔〕内表示与各个角度对应的截面P的面方位。
根据本发明，可获得在使电路弯曲时，向弯曲部的主应力方向的剪切滑动变得容易，断裂伸长率变大，难以引起破坏，并且对于反复的变形或应力，难以引起金属疲劳，弯曲性高的挠性电路基板。即，本发明的挠性电路基板的合适例子的金属箔具有面心立方结构，金属箔的主面以(001)作为主方位优先取向，而且，从弯曲部的棱线沿厚度方向切开时的配线的截面P在自(2010)至(1200)之间的特定方位具有主方位而优先取向，优选在自(1010)至(1100)之间的特定方位具有主方位而优先取向，更优选在自(510)至(110)之间的特定方位具有主方位而优先取向，进一步优选在自(210)至(110)之间的特定方位具有主方位而优先取向，最理想的是在(40230)附近具有中心方位而优先取向。在箔面以(001)作为主方位优先取向的金属箔的情况下，箔面内的其它单位晶格轴(100)和(010)是等价的，从本发明的挠性电路基板的弯曲部的棱线沿厚度方向切开时的配线的截面P的主方位也可以是记述为自(1200)至(110)间的特定方位，也可以记述为优选在(120)～(110)之间的特定方位具有主方位而优先取向，最优选在(23400)附近具有主方位而优先取向。
在此，所谓从弯曲部的棱线沿厚度方向切开时的配线的截面P，例如如图3所示，是指当将挠性电路基板弯曲成U字状时，在其外侧形成棱线L，从该棱线L沿挠性电路基板的厚度方向d切开时得到的截面中的配线部分的截面。另外，所谓棱线L是在使挠性电路基板弯曲的状态下，连接沿其折弯方向(图3中的粗箭头)看挠性电路基板的截面时所形成的顶点的线。另外，也包括例如后述的滑移弯曲等、棱线L在挠性电路基板移动那样的情况。另外，虽然在图3中表示树脂层1为外侧、配线2向内侧弯曲的状态(将具有曲率半径的圆内接的一侧设定为内侧)，但是，当然也可以是配线2成为外侧的折弯方式。
在各式各样的用途中，承受一定曲率的强制变位时，金属箔主要承受拉伸或压缩应力。在承受弯曲的挠性电路基板中，哪一部分承受拉伸或压缩，虽然取决于金属箔和树脂的构成，但是，一般是比拉伸和压缩的中立轴(或中立面)更弯曲的外侧的、最远的部分在金属的破坏中较严重，而且向从弯曲部的棱线沿厚度方向切开时的配线的截面法线方向的拉伸应力成为主应力。即，弯曲部的配线的主应力方向为图3中箭头21所示的方向，典型的是与相对于从弯曲部的棱线沿金属箔的厚度方向切开的配线截面P的法线方向相等、与向金属箔的厚度方向取向的[001]轴垂直相交的方向。
在本发明中，对于从弯曲部的棱线沿金属箔的厚度方向切开的配线截面P的法线21按与金属箔面内的基本晶轴<100>具有2.9～45°的角度的方式取得。但是，从结晶的对称性考虑，作为本发明的范围，可以记述为相对于从弯曲部的棱线沿金属箔的厚度方向切开的配线截面P的法线21，以金属箔面内的基本晶轴<100>具有2.9～87.1°的角度的方式形成配线。另外，弯曲部的棱线与相对于从棱线沿金属箔的厚度方向切开的配线截面P的法线21正交，并且金属箔面内的主方位[100]和[010]正交，因此，作为本发明的范围，也可以记述为相对于金属箔的棱线，以金属箔面内的基本晶轴<100>具有2.9～87.1°的角度的方式形成配线。
考虑挠性电路基板内的金属箔的机械特性时，在图3中箭头21所示的主应力方向简单拉伸金属箔时的应力变形特性成为重要的特性。在此，如图4(c)及(d)的例子所示，假设在使具有立方晶系的晶体结构的金属箔以形成相对于[100]轴正交的棱线的方式弯曲的情况下，虽然从弯曲部的棱线沿挠性电路基板的厚度方向切开的配线的截面成为(100)面，但是，本发明人等获得了如下新的发现，即：如图1所示，从弯曲部的棱线沿厚度方向切开时的配线的截面P，只要在包含于以[001]作为晶带轴在从(100)至(010)的旋转方向的(2010)～(1200)范围(图中两个箭头)内的任一面形成主方位，即可延长配线的弯曲疲劳寿命。从更显著地提高这种弯曲疲劳特性的观点来说，优选配线的截面P在包含于(1010)～(1100)范围内的任一面成为主方位，更优选在包含于(510)～(150)范围内的任一面形成主方位，进一步优选在包含于(210)～(120)范围内的任一面形成主方位，最佳的是在(40230)或(23400)形成主方位。另外，虽然图1中表示了(2010)～(1200)的范围，但是，在立方晶系的晶体结构中存在与包含于该范围的面等价的面。因此，关于配线的截面与包含在(2010)～(1200)范围的面符号不同的等价面，包含在本发明中。
在本发明中，之所以从弯曲部的棱线沿厚度方向切开时的配线的截面P在(2010)～(1200)之间的特定方位具有主方位而优先取向，由此，对于反复的弯曲疲劳特性优异，是因为在截面P的法线方向即主应力方向施加拉伸应力时，例如具有面心立方结构的金属在作为滑动面的8个{111}中，施密特因子最大的主滑动面为四个面，因此，剪切滑动良好，难以引起局部的加工硬化。在通常的轧制铜箔中，金属箔的长度方向相当于轧制方向，如图4(c)及(d)所示，通常沿其主方位<100>形成电路。例如，专利文献5的实施例相当于图4(d)的形态。这样，当将从弯曲部的棱线沿厚度方向切开时的配线的截面方位设定为(100)时，在使其弯曲时，八个滑动面的施密特因子成为等价，八个滑动系同时工作，容易蓄积局部性位错。因为与这种现有技术的差别，采用本发明形态的挠性电路基板的耐弯曲特性比通常的形态优异。
关于本发明的挠性电路基板的截面P，最理想的方位是相对于从弯曲部的主变形方向即弯曲部的棱线沿厚度方向切开时的配线的截面法线方向为30°或60°，这时因为其应力方向与拉伸的稳定方位一致。如果考虑以上的机构，金属箔的厚度方向未必成为[001]主方位，只要从弯曲部的棱线沿厚度方向切开时的配线的截面P以[001]作为晶带轴，在(2010)～(1200)之间的特定方位具有主方位并具有优先取向即可。
在本发明中，金属箔未必必须是单晶，但是，为了获得如上所述的效果，理想的是形成三维优先取向的织构，其集成度高。例如，金属箔为铜箔的情况下，可以用X射线衍射求出的来自与上述晶带轴垂直的(002)的强度(I)(在此，按照X射线衍射的一般的表示方法设定为(200)面的强度)相对于用微粉末铜的X射线衍射求出的(200)面的强度(Io)为I/Io≥25的铜箔形成具有规定图案的配线，可以优选I/Io为33～150的范围，更优选50～150的范围。在此，参数I/Io表示(100)和(110)的晶带轴即共同轴[001]的取向度，是表示立方体织构的发达度的一个客观性指标。而且，在金属箔为轧制铜箔的情况下，当以一定以上的轧制率对金属箔进行强力加工，之后，加热使其再结晶时，以轧制箔面为(001)主方位、以箔面内轧制方向为(100)主方位的再结晶立方体方位发达。铜的再结晶织构即立方体方位越发达，铜箔的弯曲疲劳寿命越提高。在本发明的挠性电路基板中，当I/Io小于25时，不能期望充分提高配线的弯曲疲劳寿命，只要I/Io为33以上，就能够显著地提高弯曲疲劳寿命。但是，当I/Io超过150时，如后述那样，为获得再结晶织构，例如在进行退火的情况下，结果受热历程过度变大，可能对配线以外的树脂层及配线和树脂层的界面状态产生不良影响。另外，所谓铜箔的厚度方向的X射线衍射，是确认铜箔的表面(轧制铜箔的情况下的轧制面)的取向性的方法，(200)面的强度(I)表示用X射线衍射求出的(200)面的强度积分值。另外，强度(Io)表示微粉末铜(关东化学社制铜粉末试剂I级，325目)的(200)面的强度积分值。
要使I/Io达到25以上，只要以可得到铜箔的再结晶织构的方式进行即可，虽然对于该方法没有特别的限制，但是，例如像上述专利文献4记载的那样，在使通过即将开始最终冷轧之前的退火得到的再结晶粒的平均粒径为5～20μm那样的条件下进行该退火，使接着的最终冷轧中的轧制加工率为90％以上，由此，能够获得I/Io≥25的轧制铜箔。另外，例如也可以通过使树脂层和轧制铜箔层叠而获得铜箔叠层板后，在铜箔上经过加载以累计时间计为5分钟以上300～360℃的温度那样的加热条件，获得铜箔的再结晶织构。
另外，为了以三维集成度规定织构，也可以使用相对于织构的主方位进入10°以内的优先取向区域的面积率进行特定。即，关于金属箔的规定的面具有怎样的结晶方位，可以通过例如EBSP(电子背散射花样(Electron Back Scattering Pattern))法、ECP(电子通道花样(Electron Channeling Pattern))法等电子束衍射法及微劳厄法(micro-Laue method)等X射线衍射法等进行确认。尤其是EBSP法是根据在向测定对象即试样表面照射会聚电子束时产生的自各个结晶面衍射的被称作模拟菊池线的衍射像，对结晶进行分析，根据方位数据和测定点的位置信息对测定对象的结晶方位分布进行测定的方法，与X射线衍射法相比能够分析更微小区域的织构的结晶方位。例如，可以在各个微小区域特定其结晶方位，将它们接合并进行映射，将各映射点间的面方位的倾角(方位差)为一定值以下的面方位涂成同一颜色进行区分，使具有大致同一面方位的区域(晶粒)的分布凸现出来，由此获得方位映射像。另外，也可以规定包含相对于特定的面方位具有规定角度以内的方位的方位面为其方位，按照面积率提取各面方位的存在比例。
在EBSP法中，为了从某特定的方位得出处于特定的角度以内的区域的面积率，需要在至少比本发明的挠性电路基板的电路弯曲区域大的区域按照为得出面积率而达到足够的点数的方式细致地进行电子束扫描并获得其平均信息，但是，在本发明中作为对象的金属箔，从作为对象的电路的大小考虑，为了在0.005mm2以上的区域得出平均面积率，只要进行1000点以上的测定即可。
在本发明中，所谓金属箔的箔面以(001)为主方位进行优先取向，且从弯曲部的棱线沿厚度方向切开时的配线的截面P在(2010)～(1200)之间的特定方位具有主方位，也可以说是在图2所示的(100)标准投影图的立体三角形(stereo triangle)上进行逆极点表示时，从弯曲部的棱线沿厚度方向切开时的配线的截面方位为用表示(2010)的点和表示(110)的点连接的线段上的任一面。另外，本发明的挠性电路基板也可以说由金属箔的厚度方向进行了[001]轴即3(2)轴取向的材料形成配线，从弯曲部的棱线沿厚度方向切开时的配线的截面法线，在与箔面内的[100]轴之间具有2.9°～87.1°范围的角度的挠性电路基板。
关于本发明的挠性电路基板的树脂层，形成树脂层的树脂的种类没有特别的限制，可以列举在通常的挠性电路基板中使用的树脂，例如，可以例示聚酰亚胺、聚酰胺、聚酯、液晶高分子、聚苯硫醚、聚醚醚酮等。其中，优选聚酰亚胺及液晶高分子，因为它们在作为电路基板的情况下显示良好的挠性且耐热性也优异。
树脂层的厚度虽然可以根据挠性电路基板的用途、形状等适当设定，但是，从挠性的观点考虑，优选5～75μm的范围，更优选9～50μm的范围，最优选10～30μm的范围。当树脂层的厚度不足5μm时，绝缘可靠性可能降低，反过来，当超过75μm时，向小型设备等搭载的情况下，电路基板整体的厚度可能会过厚，可以认为弯曲性也降低。
关于使树脂层和金属箔层叠的方法，例如在树脂层由聚酰亚胺形成的情况下，可以在聚酰亚胺膜上涂敷热塑性的聚酰亚胺或使热塑性的聚酰亚胺夹在中间并对金属箔进行热层压(所谓层压法)。作为可在层压法中应用的聚酰亚胺膜，例如可以例示“カプトン”(東レ·デュポン株式会社)、“ァピカル”(钟渊化学工业株式会社)、“ュ一ピレックス”(宇部兴产株式会社)等。在对聚酰亚胺膜和金属箔进行加热压接时，可以使显示热塑性的热塑性聚酰亚胺树脂夹在中间。另外，从容易控制树脂层的厚度及折弯特性等的观点考虑，也可以在金属箔上涂敷聚酰亚胺前体溶液(也称为聚酰胺酸溶液)之后，使其干燥·固化而获得层叠体(所谓浇铸法)。
树脂层虽然可以通过层叠多种树脂而形成，例如也可以层叠线膨胀系数等不同的两种以上的聚酰亚胺，但是在这种情况下，从保证耐热性及弯曲性的观点考虑，理想的是不将环氧树脂等作为粘接剂使用，所有树脂层基本上都由聚酰亚胺形成。
在本发明的挠性电路基板中，优选树脂层的线膨胀系数为10～30ppm/℃的范围。在树脂层由多种树脂形成的情况下，只要树脂层整体的线膨胀系数在该范围内即可。为了满足这种条件，例如，可以为由线膨胀系数为25ppm/℃以下、优选5～20ppm/℃的低线膨胀性聚酰亚胺层和线膨胀系数为26ppm/℃以上、优选30～80ppm/℃的高线膨胀性聚酰亚胺层形成的树脂层，通过调整它们的厚度比，使线膨胀系数成为10～30ppm/℃。优选的低线膨胀性聚酰亚胺层和高线膨胀性聚酰亚胺层的厚度比为70∶30～95∶5的范围。另外，优选低线膨胀性聚酰亚胺层成为树脂层的主要的树脂层，高线膨胀性聚酰亚胺层设置为与金属箔相接。另外，线膨胀系数可以如下求出，即：将充分完成了酰亚胺化反应的聚酰亚胺作为试样，使用热机械分析仪(TMA)升温到250℃后，以10℃/分钟的速度进行冷却，根据240～100℃范围的平均线膨胀系数进行求出。
另外，本发明的挠性电路基板具备树脂层和由金属箔形成的配线，任意地具有弯曲部而使用。即，在包括硬盘内的可动部、手机的合页部及滑动滑移部、打印机的头部、光传感器部、笔记本个人电脑的可动部等的各种电子·电气设备中被广泛使用，电路基板自身折弯、或螺旋弯曲、或者按照所搭载的设备的动作而变形，任意地形成弯曲部。尤其是，本发明的挠性电路基板具有弯曲耐久性优异的弯曲部结构，因此，适合伴随滑移弯曲、折弯弯曲、合页弯曲、滑动弯曲等反复动作的频繁折弯的情况，或为了与被搭载的设备的小型化相对应，曲率半径在折弯行为的情况下为0.38～2.0mm、在滑移弯曲的情况下为1.25～2.0mm、在合页弯曲的情况下为3.0～5.0mm、在滑动弯曲的情况下为0.3～2.0mm这种严格的使用条件的场合，尤其在0.3～1mm的窄的间隙弯曲性能要求严格的滑动用途中发挥效果。
本发明的挠性电路基板的制造方法之一是：制造呈现[001]轴最终在箔面法线(相对于金属箔表面的垂线)上取向的立方体织构的轧制金属箔和树脂层以金属箔的箔面贴合的复合体，只要以相对于金属箔面内的[100]主方位具有2.9°～87.1°角度而形成弯曲部的棱线的方式，对从设计上的弯曲的主应力方向即弯曲部的棱线向厚度方向切开时的配线的截面法线方向进行配线即可。金属箔未必必须从开始就呈现立方体织构，也可以通过热处理形成立方体织构，例如在挠性电路基板的制造过程具体地说在树脂层的形成过程中进行热处理，形成立方体织构。即，只要通过热处理，以从<100>轴方位差10°以内的区域面积比占50％以上的方式，使单位晶格的基本晶轴<100>的一个在金属箔的厚度方向优先取向，同时，以从<100>轴方位差10°以内的区域面积比占50％以上的方式，使基本晶轴<100>的另一个相对于金属箔的表面在水平方向上优先取向即可。轧制铜箔的再结晶织构，通常轧制面方位为{100}，轧制方向为<100>。因此，作为轧制面方位形成(001)主方位，所以只要以弯曲部的棱线与金属箔的面内的基本晶轴<001>的一个具有2.9～87.1°的角度的方式，即以在轧制方向具有2.9°～87.1°的角度形成弯曲部的棱线的方式进行配线即可。
如图3所示，例如将挠性电路基板弯曲成U字状时，在其外侧(与形成具有曲率半径的内接圆一方相反的一侧)形成棱线L，只要该棱线L以从与形成配线的金属箔的[100]轴正交的状态在α＝2.9～87.1(°)的范围具有斜度的方式形成即可。将这种状态的例子示于图4的(a)及(b)。顺便说一下，图4的(c)及(d)棱线相对于[100]轴为正交的状态(α＝0)。在此，当α不足2.9°时，在弯曲性方面不能确认明确的效果。只要α＝11.4～78.6(°)，就可以进一步提高弯曲部结构的弯曲耐久性。另外，在本发明中，在上述α＝2.9°的情况下，从棱线沿厚度d方向切开时的配线的截面P相当于(2010)面，在α＝45的情况下，截面P相当于(110)面，在α＝87.1的情况下，截面P相当于(1200)面。另外，在立方晶体中，[100]和[010]是等价的，因此，图4(a)及(b)所示的[100]的箔面内正交轴和棱线所成的角α的角度范围与[100]和截面P法线所成的角度范围、及[100]和棱线所成的角度范围一致。
对于配线的宽度、形状、图形等没有特别的限制，根据挠性电路基板的用途、所搭载的电子设备等可以进行适当的设计，但是，本发明的弯曲部结构的弯曲耐久性优异，因此，例如为减小对配线的弯曲应力，未必需要在相对于合页部的转动轴倾斜的方向进行配线，可以沿相对于弯曲部的棱线正交的方向配线，即可以进行在所需要的最小限度的最短距离上的配线。例如，图4(a)及(b)为手机的合页部等所使用的挠性电路基板，是具有树脂层1和由金属箔形成的配线2和连接端子3的例子。图4(a)及(b)都示出了在中央附近弯曲部的棱线L的位置，该棱线L相对于形成配线2的金属箔的[100]轴方向具有(90+α)°的角度。在此，图4(a)为在两端的连接端子3的中途，在棱线L附近倾斜地形成配线的例子，但是，也可以如图4(b)所示在连接端子3间以最短距离进行配线。另外，除了像折叠式手机等那样，弯曲部的棱线L的位置被固定的情况之外，也可以像滑动式手机等那样，为弯曲部的棱线L进行移动那样的滑动滑移弯曲(标记在图4(b)中的粗线箭头方向)。
另外，本发明的挠性电路基板虽然在树脂层的至少一面具备由金属箔构成的配线，但是，根据需要也可以在树脂层的两面具备金属箔。这时，理想的是，任一金属箔从弯曲部的棱线沿厚度方向切开时的配线的截面都成为本发明中所说的规定的面。
以下，基于实施例及比较例，进一步具体地说明本发明。另外，实施例等中使用的铜箔的种类及聚酰胺酸溶液的合成如下。
[铜箔A]
日矿金属株式会社制轧制铜箔(商品名BHYA-72F-HA)，厚度12μm。
[铜箔B]
福田金属株式会社制轧制铜箔(商品名ROFD-T4X)，厚度12μm。
[铜箔C]
日矿金属株式会社制轧制铜箔(商品名BHY-22B-T)，厚度18μm。
[铜箔D]
古河サ一キットフォィル株式会社制电解铜箔(商品名U-WZ)，厚度9μm。
[聚酰胺酸溶液的合成]
(合成例1)
向具备热电偶及搅拌机同时可导入氮气的反应容器中放入N，N-二甲基乙酰胺。在该反应容器中一边搅拌2，2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷(BAPP)一边使之在容器中溶解。然后，添加均苯四甲酸二酐(PMDA)。以单体的投入总量达到15wt％的方式进行投入。之后，连续搅拌3小时，获得聚酰胺酸a的树脂溶液。该聚酰胺酸a的树脂溶液的溶液粘度为3,000cps。
(合成例2)
向具备热电偶及搅拌机同时可导入氮气的反应容器内放入N，N-二甲基乙酰胺。向该反应容器中投入2，2’-二甲基-4，4’-二氨基联苯(m-TB)。接着添加3，3’，4，4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)及均苯四甲酸二酐(PMDA)。以单体的投入总量为15wt％、各酸酐的摩尔比率(BPDA∶PMDA)为20∶80的方式进行投入。之后，连续搅拌3小时，获得聚酰胺酸b的树脂溶液。该聚酰胺酸b的树脂溶液的溶液粘度为20,000cps。
[实施例1]
在铜箔A上涂敷上述中预备的聚酰胺酸溶液a，使之干燥(固化后形成膜厚2μm的热塑性聚酰亚胺)，在其上涂敷聚酰胺酸b，使之干燥(固化后形成膜厚12μm的低热热膨胀性聚酰亚胺)，再在其上涂敷聚酰胺酸a，使之干燥(固化后形成膜厚2μm的热塑性聚酰亚胺)，经过加载按累计时间计为5分钟以上300～360℃温度那样的加热条件，形成由三层结构构成的聚酰亚胺层。接着，切出沿铜箔A的轧制方向(MD方向)的长度为250mm、在相对于轧制方向正交的方向(TD方向)的宽度为150mm的长方形尺寸，如图5所示，获得具有厚度16μm的聚酰亚胺层(树脂层)1和厚度12μm的铜箔2的单侧敷铜箔叠层板4。
对得到的单侧敷铜箔叠层板4，根据用铜箔2的轧制面2a的X射线衍射得到的(200)面的强度积分值求出强度(I)，用根据预先测定的纯微粉末铜(关东化学社制铜粉末试剂I级、325目)的(200)面的强度积分值求出的强度(Io)除该值，计算I/Io，结果为61。另外，在X射线衍射中使用极点图测定装置RINT-2000型(理学电机社制)，使用Mo-Kα靶，在管电压60kV、管电流200mA的条件下求出各个(200)面的强度积分值，根据相对于纯铜粉固化体衍射强度的倍率求出强度比。
另外，使用日立制作所制FE-SEM(S-4100)，通过EBSP测定铜箔的轧制面2a的结晶方位。测定区域大约为150μm×75μm的区域，设测定时加速电压为20kV，测定步幅间隔为0.5μm。在EBSP的测定及分析中，使用TSL社制OIM Analysis 5.2和EBSP分析软件OIM4.6。另外，将得到的敷铜箔叠层板的表面用抛光器(SM09010:JEOL)进行离子抛光，在确认了铜箔轧制面2a的结晶方位时，在逆极点图中确认了向(001)面的强的取向性。另外，在EBSP测定中，抽取相对于特定的方位面具有10°以内方位的方位，结果(001)面的面积比例占全部测定面积的50％以上，因此，对该轧制面2a而言，(001)面为支配性的面。图7(a)是这时得到的轧制面2a的箔面方位的逆极点映射像。图7(c)是映射的色彩轮廓(color contour)。同样地操作，分析铜箔2的轧制(MD)方位的结晶方位，结果确认向(100)面的强取向性，另外，(100)面的面积比例占全部测定面积的50％以上，因此，对轧制(MD)方位而言，(100)面为支配性的面。图7(b)为铜箔的MD方位的逆极点映射像。根据这些结果，可以说对铜箔2的轧制面2a及侧面2b而言，{100}面都是支配性的面，因此，沿铜箔2的轧制方向(MD方向)主要具有铜的[100]轴。另外，在实施例等中只要没有特别限定，将MD主方位面记为(100)，另外，将MD主方位记为[100]。
然后，在通过上述得到的单侧敷铜箔叠层板4的铜箔2侧覆盖规定的掩模，使用氯化铁/氯化铜系溶液进行蚀刻，如图6所示，以线宽度(I)150μm的直线状的配线2的配线方向H(H方向)相对于MD方向([100]轴)具有45°角度的方式操作，而且，以空间宽度(s)250μm形成配线图案。然后，以兼作后述的耐弯曲试验用的试样的方式，以JIS 6471为基准，获得沿电路基板的配线方向H在长度方向为15cm、在与配线方向H正交的方向具有宽度1.5cm的试验用挠性电路基板5。
使用上述得到的试验用挠性电路基板5，以JIS C5016为基准进行MIT弯曲试验。装置使用东洋精机制作所制(STROGRAPH-R1)，将试验用挠性电路基板5的长度方向的一端固定于弯曲试验装置的卡盘夹具，将另一端用重物固定，以卡盘部为中心，在振动速度150次/分钟的条件下左右交替进行各135±5度的旋转，以曲率半径成为0.8mm的方式使之弯曲，求出直到电路基板5的配线2的导通被遮断的次数作为弯曲次数。这时，如图6所示，以在弯曲部形成的棱线L相对于试验用挠性电路基板5的配线2的配线方向H正交的方式进行试验，结果确认在弯曲次数第2200次时配线2在弯曲部的棱线L附近发生断线。将结果示于表1。
在此，在本实施例的试验用挠性电路基板5中，可以说相对于铜的[100]轴，配线方向H倾斜45°而形成配线2，从该弯曲试验的棱线L沿电路基板5的厚度方向切开时的配线2的截面是(110)面。即，在本实施例中，可以说轧制面2a为(001)面、侧面2b为(010)面，因此，该铜箔的结晶组织的立方晶体在铜箔面的MD方向([100]轴)上排列，另外，如表2所示，为立方晶体时的(100)面和(h2k2l2)面之间的角度关系是已知的，因此，可以说从本实施例的棱线L沿电路基板5的厚度方向切开的截面为(110)面。另外，表2中的数值引用自Phys.Rev.26，390(1925)。
[表1]
Figure BDA0000041629030000201
[表2]
立方晶的(100)和(h2k2l2)面之间的角度
Figure BDA0000041629030000211
[实施例2～5]
对于铜箔A，与实施例1同样地操作形成聚酰亚胺层，获得单侧敷铜箔叠层板4。然后，对于获得的单侧敷铜箔叠层板4，除了将相对于MD方向([100]轴)的配线方向H的角度如表1所示进行设定之外，与实施例1同样地操作，准备各试验用挠性电路基板5。使用得到的电路基板5，与实施例1同样地操作进行MIT弯曲试验。结果示于表1。
[实施例6～8]
在铜箔A的表面处理面形成聚酰亚胺层时的加热条件中，除了将加热累计时间设定为2分钟之外，与实施例1同样地操作，获得实施例6～8的单侧敷铜箔叠层板4。对于得到的各单侧敷铜箔叠层板4，与实施例1同样地操作，求出I/Io，结果为43。另外，对于得到的单侧敷铜箔叠层板4与实施例1同样地操作，通过EBSP法分析铜箔的轧制面2a方位(MD方位)及侧面2b方位(TD方位)的结晶方位，结果都是{100}面为支配性的面，因此，确认这些实施例6～8的单侧敷铜箔叠层板4的铜箔2的轧制方向(MD方向)具有铜的[100]轴。
然后，对于上述得到的单侧敷铜箔叠层板4，除了如表1所示那样设定相对于MD方向([100]轴)的配线方向H的角度之外，与实施例1同样地操作，准备各试验用挠性电路基板5。使用得到的电路基板5，与实施例1同样地操作进行MIT弯曲试验。将结果示于表1。
[实施例9～11]
除了使用铜箔B且将在铜箔B的表面处理面形成聚酰亚胺层时的加热条件中的加热累计时间设定为2分钟之外，与实施例1同样地操作，获得实施例9～11的单侧敷铜箔叠层板4。对于得到的各单侧敷铜箔叠层板4，与实施例1同样地操作求出I/Io，结果为33。另外，对于这些单侧敷铜箔叠层板4，与实施例1同样地操作，通过EBSP法分析铜箔的轧制面2a及侧面2b的结晶方位，结果都是(100)面为支配性的面，因此，可确认实施例9～11的单侧敷铜箔叠层板4的铜箔2的轧制方向(MD方向)具有铜的[100]轴。
然后，对于上述中得到的单侧敷铜箔叠层板4，除了如表1所示那样设定相对于MD方向([100]轴)的配线方向H的角度之外，与实施例1同样地操作，准备各试验用挠性电路基板5。使用得到的电路基板5，与实施例1同样地操作进行MIT弯曲试验。将结果示于表1。
[比较例1～3]
对于与实施例1同样地操作而得到的单侧敷铜箔叠层板4，除了如表1所示设定相对于MD方向([100]轴)的配线方向H的角度之外，与实施例1同样地操作，准备各试验用挠性电路基板5。使用得到的电路基板5，与实施例1同样地操作进行MIT弯曲试验。将结果示于表1表示。
[比较例4]
在铜箔A的表面处理面形成聚酰亚胺层时的加热条件中，除了将加热累计时间设定为2分钟之外，与实施例1同样地操作，获得单侧敷铜箔叠层板4。对于得到的各单侧敷铜箔叠层板4，与实施例1同样地操作求出I/Io，结果为43。另外，与实施例1同样地操作，分析铜箔的轧制面2a方位(MD方位)及侧面2b方位(TD方位)的结晶方位，结果都是(100)面为支配性的面，且确认这些单侧敷铜箔叠层板4的铜箔2的轧制方向(MD方向)具有铜的[100]轴。然后，对于得到的单侧敷铜箔叠层板4，除了将相对于MD方向([100]轴)的配线方向H的角度如表1所示设定为0°之外，与实施例1同样地操作，准备各试验用挠性电路基板5，进行MIT弯曲试验°将结果示于表1。
[比较例5]
除了使用铜箔B且将在铜箔B的表面处理面形成聚酰亚胺层时的加热条件中的加热累计时间设定为2分钟之外，与实施例1同样地操作，获得各单侧敷铜箔叠层板4。对于得到的各单侧敷铜箔叠层板4，与实施例1同样地操作求出I/Io，结果为33。另外，与实施例1同样地操作，分析轧制面2a方位(MD方位)及侧面2b方位(TD方位)的结晶方位，结果都是(100)面为支配性的面，且确认这些单侧敷铜箔叠层板4的铜箔2的轧制方向(MD方向)具有铜的[100]轴。然后，对于得到的单侧敷铜箔叠层板4，除了将相对于MD方向([100]轴)的配线方向H的角度如表1所示设定为0°之外，与实施例1同样地操作，准备各试验用挠性电路基板5，进行MIT弯曲试验。将结果示于表1。
[比较例6]
除了使用铜箔C之外，与实施例1同样地操作，获得各单侧敷铜箔叠层板4。对于得到的各单侧敷铜箔叠层板4，与实施例1同样地操作求出I/Io，结果为10。然后，对于得到的单侧敷铜箔叠层板4，除了将相对于MD方向的配线方向H的角度如表1所示设定为0°之外，与实施例1同样地操作，准备各试验用挠性电路基板5，进行MIT弯曲试验。将结果示于表1。
[比较例7]
除了使用铜箔D之外，与实施例1同样地操作，获得各单侧敷铜箔叠层板4。对于得到的各单侧敷铜箔叠层板4，与实施例1同样地操作求出I/Io，结果为7。然后，对于得到的单侧敷铜箔叠层板4，除了将相对于MD方向([100]轴)的配线方向H的角度如表1所示设定为0°之外，与实施例1同样地操作，准备各试验用挠性电路基板5，进行MIT弯曲试验。将结果示于表1。
[实施例12]
向纯度99.9质量％、厚度12μm的轧制铜箔E上涂敷用与合成例1同样的方法准备的聚酰胺酸溶液a并使之干燥(固化后形成膜厚2μm的热塑性聚酰亚胺)，在其上涂敷聚酰胺酸b使之干燥(固化后形成膜厚12μm的低热热膨胀性聚酰亚胺)，再在其上涂敷聚酰胺酸a使之干燥(固化后形成膜厚2μm的热塑性聚酰亚胺)，经过附加按累计时间计10分钟的180～240℃温度那样的加热条件，形成聚酰亚胺层。
接着，以成为沿铜箔的轧制方向(MD方向)长度为250mm、在相对于轧制方向正交的方向(TD方向)宽度为150mm的长方形尺寸的方式切割，获得具有厚度12μm的聚酰亚胺层(树脂层)1和厚度12μm的铜箔2的单侧敷铜箔叠层板4。在上述中得到的单侧敷铜箔叠层板4的铜箔侧覆盖规定的掩模，使用氯化铁/氯化铜系溶液进行蚀刻，根据IPC规格，形成具有线宽度150μm及间隔宽度250μm的直线状的配线的低速IPC试验用电路2。在该制造过程中，将形成聚酰亚胺层时的加热条件的最高温度设定为180℃(条件A)、200℃(条件B)、220℃(条件C)、及240℃(条件D)四个等级，并且以直线状的配线2的配线方向(H方向)相对于轧制方向(MD方向)具有0°、2°、2.9°、5.7°、9.5°、11.4°、14°、18.4°、25°、26.6°、30°、40°、45°、55°、60°、63.4°、78.6°、80°、82.9°、87.1°、88°及90°的二十二个等级的角度的方式分别形成配线图案。接着，在各个电路侧的面上，使用环氧系粘接剂层叠覆盖材料7(有泽制作所制CVK-0515KA：厚度12.5μm)。由粘接剂形成的粘接层6的厚度在没有铜箔电路的部分为15μm，在存在铜箔电路的部分为6μm。然后，以沿着配线方向(H方向)长度方向为15cm、在与配线方向正交的方向上宽度为8mm的方式进行切割，获得用于作为IPC试验试样的试验用挠性电路基板。
另外，作为用于进行EBSP的组织分析的试样，对于在A～D的热处理条件下制作的单侧敷铜箔叠层板，制作以相对于轧制方向为0°、2.9°、30°、63.4°及78.6°五个角度切割的没有配线图案的试样，合计20枚。为了使受热历程与IPC试验试样一致，施加与电路形成蚀刻同样的模拟热处理，在同样的条件下层叠覆盖材料。但是，后面可以判明，对于铜箔组织这些影响是轻微的，由聚酰亚胺形成时的A～D热处理条件决定铜箔组织。
而且，将如上所述为EBSP测定用制作的具有四个等级的热处理条件、五个等级的角度条件的20枚铜箔E，在基板厚度方向进行抛光，以使其具有与抛光前的箔面水平的面的方式，使铜箔E的箔面露出。进一步使用胶态二氧化硅进行精抛光，按照EBSP评价铜箔E的组织。测定区域为0.8mm×1.6mm，测定间隔设定为4μm。即，1区域的测定点数为80000点。其结果可知，在条件A～条件D的热处理条件下进行了热处理的试样都形成立方体织构，在铜箔面方位、轧制方向具有{001}<100>的主方位。然后，基于得到的结果，对相对于铜箔的厚度方向和轧制方向，单位晶格轴<001>为10°以内的点数进行计数，计算其对整个点数的比例，求出平均值。将其结果示于表3。可以说在同样的加热条件下的试样间的偏差为1％以下，在同一热处理条件下，遍及铜箔整个面具有表3所示的集成度。可知，最高热处理温度高且受热历程越大，越可促进再结晶，立方体再结晶织构的集成度越高。另外，进行箔面内的方位分析的结果是，相对于轧制方向按0°、2.9°、30°、63.4°及78.6°五个角度切割的试样的切割方向的主方位具有[100]、[2010]、[40230]、[120]、[150]，大致是所规定的方位。
[表3]
铜箔的厚度方向和轧制方向的<001>集成度
  加热条件   箔的厚度方向   轧制方向
  条件A   46％   49％
  条件B   50％   50％
  条件C   75％   85％
  条件D   98％   99％
IPC试验如图9中表示的其示意图所示，是手机等使用的弯曲形态之一的模拟滑动弯曲的试验。如图9所示，IPC试验是以规定的间隙长度8设计弯曲部，用固定部9固定一侧，使相反侧的滑动工作部10如图示反复进行往复运动的试验。因而，在与往复运动的部分的行程量对应的区域，基板承受反复的弯曲。在本实施例中，将聚酰亚胺层(树脂层)1作为外侧，将间隙长度设定为1mm，即将弯曲半径设定为0.5mm、将行程设定为38mm进行反复滑动试验。在试验中，进行试验用挠性电路基板的电路电阻的测定，监视在电阻的增加中铜箔电路的疲劳裂纹的进展情况。在本实施例中，将电路的电阻达到初始值的2倍的行程次数作为电路断裂寿命。
试验是对于上述条件A～条件D四个热处理条件，且对于形成具有22等级的角度的配线图案的合计88等级来进行的。在各个试验等级，对四个试验片进行测定，求出电路断裂的行程次数的平均值。对电路断裂寿命后的铜箔，用电子显微镜观察以与滑动方向正交的方式将铜箔沿厚度方向切开的截面时，可观察到虽然有一定程度的差别，但是，在树脂层侧及覆盖材料侧的各个铜箔表面都发生裂纹，尤其是在对应于弯曲部外侧的树脂层侧的铜箔表面导入有大量裂纹。
将各等级的电路断裂寿命的平均值示于表4。表4的角度栏中也示出了对于从电路的长度方向(配线方向)，即，弯曲部的棱线沿厚度方向切开时的配线的截面P，仅成为低指数方向时的面指数。
[表4]
IPC试验的疲劳破坏寿命
Figure BDA0000041629030000271
可知，IPC试验的疲劳寿命很大程度上依存于电路长度方向(配线方向)和轧制方向所成的角，即从弯曲部的棱线沿厚度方向切开时的配线截面的法线方向和[100]所成的角。该方位依存性在条件B、条件C及条件D中发现，立方体方位的集成度越高，对于反复弯曲的疲劳寿命越长，并且方位依存性越大。关于该方位依存性，确认发现：<001>主方位在金属箔的厚度方向优先取向为，相对于金属箔的厚度方向，铜的[001]处于方位差10°以内的区域在EBSP法的评价中面积比占50％以上，同时，[100]主方位在金属箔面内优先取向为，自铜的[100]轴方位差10°以内的区域在EBSP法的评价中面积比占50％以上。可知，尤其是在厚度方向及轧制方向同时分别显示面积比为75％以上、85％以上，立方体方位的集成度高的条件C的情况下，疲劳寿命大，并且方位依存性的效果增大，在厚度方向及轧制方向同时分别显示面积比98％以上，99％以上，立方体方位的集成度极高的条件D下，疲劳寿命更大，方位依存性的效果更大。
详细地研究条件B、条件C及条件D的结果，从弯曲部的棱线沿厚度方向切开时的配线截面的法线方向即主应力方向偏离铜箔的<100>主方位的情况下，电路对于弯曲的疲劳寿命高。在本实施例的IPC试验中，是在相对于弯曲部的主变形方向，即相对于从弯曲部的棱线沿厚度方向切开时的配线的截面法线方向，具有2.9°～87.1°的角度的情况下可看到效果。用面指数表示这种情况时，从弯曲部的棱线沿厚度方向切开时的配线的截面P在以[001]作为晶带轴从(2010)通过(110)到(1200)的范围。其中效果尤其大的情况为，相对于弯曲部的主变形方向，即相对于从弯曲部的棱线沿厚度方向切开时的配线的截面法线方向，具有11.4°～78.6°的角度的情况。用面指数表示这种情况时，从弯曲部的棱线沿厚度方向切开时的配线的截面P在以[001]为晶带轴从(510)通过(110)到(150)的范围。进而，在相对于弯曲部的主变形方向、即相对于从弯曲部的棱线沿厚度方向切开时的配线的截面法线方向具有26.6°～63.4°的角度的情况下，弯曲特性变高，最优异的是角度为30°和60°的情况。用面指数表示这种情况时，截面P在以[001]为晶带轴从(210)通过(110)到(120)的范围，最优异的情况为截面P处于(40230)及(23400)附近时。
将作为通常的轧制铜箔的使用形态，即从弯曲部的棱线沿厚度方向切开时的配线的截面方位取在(100)的情况下，在使其弯曲时的八个滑动面的施密特因子成为等价，八个滑动系同时动作，在局部容易产生位错积蓄。与此相反，如本发明所述，可以认为，采用将配线的截面方位取(100)以外的方位的特殊的形态时，八个滑动面分为四个主滑动系和四个二次滑动系，因此，在变形初期，仅四个主滑动系动作，难以引起位错蓄积，疲劳特性提高。最理想的方位是相对于弯曲部的主变形方向即从弯曲部的棱线沿厚度方向切开时的配线的截面法线方向为30°或60°，这是因为应力方向与拉伸的稳定方位一致。
考虑以上的机构时，虽然配线内的金属箔需要呈立方体织构，但是，只要从弯曲部的棱线沿厚度方向切开时的配线的截面以[001]为晶带轴在包含于从(100)向(110)旋转方向的(2110)～(1200)的范围内的任一面形成主方位即可。使金属箔在箔面内旋转90°，从对称性考虑它们也是等价的。另外，上述机构不仅是铜而且在具有同样滑动面、滑动方向的其它面心立方金属中也成立，因此，不言而喻，在具有铝、镍、银、铑、钯、钼、钨等的金属箔、面心立方结构的合金箔中也会出现同样的效果。
产业上的利用可能性
本发明的挠性电路基板可以在各种电子·电气设备中广泛使用，适用于如下情况：电路基板自身折弯、螺旋弯曲、或按照被搭载的设备的动作而变形，任意地具有弯曲部而使用。尤其是，本发明的挠性电路基板具有弯曲耐久性优异的弯曲部结构，因此，适合伴随滑移弯曲、折弯弯曲、合页弯曲、滑动弯曲等反复动作而频繁地折弯的情况，或者为了与搭载的设备的小型化相对应，形成要求曲率半径极小的那样的弯曲部的情况。因此，本发明的挠性电路基板可以合适地应用于以要求耐久性的薄型手机、薄型显示装置、硬盘、打印机、DVD装置为主的各种电子设备。

Claims (16)

1.一种挠性电路基板，其具备树脂层和由金属箔形成的配线，在配线的至少一个部位具有弯曲部而进行使用，其特征在于，
金属箔由具有立方晶系的晶体结构的金属制成，而且，从弯曲部的棱线沿厚度方向切开时的配线的截面，在包含于以[001]为晶带轴，从(100)向(110)的旋转方向上的(2010)～(1200)的范围内的任一面形成主方位。
2.权利要求1所述的挠性电路基板，其中，从弯曲部的棱线沿厚度方向切开时的配线的截面为在(100)标准投影图的立体三角形中，处于用表示(2010)的点和表示(110)的点连接的线段上的任一面。
3.权利要求1或2所述的挠性电路基板，其中，金属箔为铜箔，而且，由铜箔的厚度方向的X射线衍射求出的(200)面的强度(I)相对于由微粉末铜的X射线衍射求出的(200)面的强度(Io)为I/Io≥25。
4.权利要求1或2所述的挠性电路基板，其中，金属箔由具有面心立方结构的金属制成，以面心立方结构的单位晶格的基本晶轴<100>相对于金属箔的厚度方向和箔面内的一方向的两个正交轴处于方位差10°以内的优先取向区域，按面积率计占50％以上的方式具有主方位，同时，相对于从弯曲部的棱线沿金属箔的厚度方向切开的配线截面的法线，与箔面内的<100>主方位具有2.9～87.1°的角度。
5.权利要求1～4任一项所述的挠性电路基板，其中，金属箔为厚度5～100μm的轧制铜箔。
6.权利要求1～5任一项所述的挠性电路基板，其中，形成伴随着选自滑移弯曲、折弯弯曲、合页弯曲及滑动弯曲中的任一种的反复动作的弯曲部。
7.权利要求1～6任一项所述的挠性电路基板，其中，沿相对于弯曲部的棱线正交的方向形成有配线。
8.权利要求1～7任一项所述的挠性电路基板，其中，树脂层由聚酰亚胺形成。
9.一种挠性电路基板的弯曲部结构，所述挠性电路基板具备树脂层和由金属箔形成的配线，在配线的至少一个部位具有弯曲部而进行使用，其特征在于，
金属箔由具有立方晶系的晶体结构的金属形成，而且，从弯曲部的棱线沿厚度方向切开时的配线的截面，在包含于以[001]为晶带轴，从(100)向(110)的旋转方向上的(2010)～(1200)的范围内的任一面形成主方位。
10.权利要求9所述的挠性电路基板的弯曲部结构，其中，从弯曲部的棱线沿厚度方向切开时的配线的截面为在(100)标准投影图的立体三角形中处于用表示(2010)的点和表示(110)的点连接的线段上的任一面。
11.一种挠性电路基板的制造方法，所述挠性电路基板具备树脂层和由金属箔形成的配线，在配线的至少一个部位具有弯曲部而进行使用，其特征在于，
金属箔由具有立方晶系的晶体结构的金属形成，以弯曲部的棱线与金属箔的面内的基本晶轴<100>的一个具有2.9～87.1°的角度的方式形成配线。
12.权利要求11所述的挠性电路基板的制造方法，其中，金属箔为铜箔，而且，由铜箔的厚度方向的X射线衍射求出的(200)面的强度(I)相对于由微粉末铜的X射线衍射求出的(200)面的强度(Io)为I/Io≥25。
13.权利要求12所述的挠性电路基板的制造方法，其中，以面心立方结构的单位晶格的基本晶轴<100>相对于金属箔的厚度方向和箔面内的一方向的两个正交轴处于方位差10°以内的优先取向区域，按面积率计占50％以上的方式，通过热处理使具有面心立方结构的轧制金属箔呈现立方体织构。
14.权利要求11～13任一项所述的挠性电路基板的制造方法，其中，形成伴随着选自滑移弯曲、折弯弯曲、合页弯曲及滑动弯曲中的任一种的反复动作的弯曲部。
15.权利要求11～14任一项所述的挠性电路基板的制造方法，其中，沿相对于弯曲部的棱线正交的方向形成配线。
16.一种电子设备，其搭载有权利要求1～8任一项所述的挠性电路基板。
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