CN103917042A - 柔性覆铜层叠板 - Google Patents

Abstract

本发明是在折叠地收纳于电子设备的壳体内的柔性电路基板中使用的柔性覆铜层叠板，具有：厚度在5～30μm的范围、拉伸弹性模量在4～10GPa的范围的聚酰亚胺层；和层叠在聚酰亚胺层的至少一个面上的厚度在6～20μm的范围、拉伸弹性模量在25～35GPa的范围的铜箔，与聚酰亚胺层相接一侧的面的铜箔的十点平均粗糙度在0.7～2.2μm的范围，将铜箔进行布线电路加工而形成了铜布线的任意的柔性电路基板在间隙为0.3mm的弯折试验中的由下述式计算出的折变性系数[PF]在0.96±0.025的范围。[PF]=(|ε|-ε_C)/|ε|。式中，|ε|是铜布线的弯曲平均应变值的绝对值，ε_C是铜布线的拉伸弹性极限应变。

Description

柔性覆铜层叠板

技术领域

本发明涉及柔性覆铜层叠板，详细而言涉及在折叠地收纳于电子设备的壳体内来使用的柔性电路基板（FPC）中使用的柔性覆铜层叠板。 

背景技术

近年来，随着电子设备的小型化和高功能化，对作为构成这些电子设备的电子部件之一的FPC也开始要求在电气特性、机械特性、耐热性等方面的更高性能。大多数FPC通过在将作为绝缘层的聚酰亚胺与作为金属层的铜箔层叠而得到的柔性覆铜层叠板的铜箔上形成电路来制造。这样的以聚酰亚胺作为绝缘层的覆铜层叠板大致分为：在聚酰亚胺与铜箔之间借助环氧树脂等热固性粘接剂层将聚酰亚胺与铜箔层叠而得到的覆铜层叠板（也称为“三层CCL”）；和在不借助热固性粘接剂层的情况下将聚酰亚胺与铜箔直接层叠而得到的覆铜层叠板（也称为“双层CCL”）。 

上述三层CCL由于在粘接剂层中使用了环氧树脂等，所以耐热性方面存在问题。具体而言，在如使用钎焊或热封（heat tool）将FPC的布线上的电极与监视器面板基板、刚性基板、半导体芯片等接合的工序那样的需要高温加工的工序中容易产生问题。另外，从下述观点考虑，三层CCL在搭载到高端电子设备方面存在问题：其比双层CCL增加了粘接剂层的厚度；由于不同种类的材料之间的热膨胀系数之差造成尺寸难以控制；以及介电特性。因此，就耐热性和可靠性方面的要求特别高的用途，市售了不使用环氧树脂等热固性粘接剂等的双层CCL。 

然而，由于最近的便携式终端设备的模型多样化，其中所使用的FPC的使用形态也在不断变化。与在现有的移动电话中所能看到的合页弯曲部或滑动弯曲部这样的确保一定量弯曲半径的使用形态不同，为了收纳到薄的壳体中，要求能折出折痕来使其弯折这样的更严格的耐弯折性。下面，在本说明书中，有时以将FPC的上表面侧翻转大致180°而使其成为下表 面侧的方式进行弯折，将这种弯折称为“死折（folding bend）”。 

作为为了用于这样的用途的例子，专利文献1中提出了显示高弯曲性并且尺寸稳定性优异的高弯曲性柔性电路基板。但是，专利文献1的发明是在聚酰亚胺基底薄膜上隔着粘接剂层形成金属布线图案的发明，其将弹性模量范围较低的聚酰亚胺作为基底基材。另外，由于粘接剂层是必需的，所以仅基于聚酰亚胺的双层CCL不能充分发挥耐热性等特性。 

另外，专利文献2中提出了以在电子设备内弯折的状态使用的适于电路基板的聚酰亚胺金属层叠体。但是，这里所公开的聚酰亚胺金属层叠体是着眼于构成聚酰亚胺层的非热塑性聚酰亚胺薄膜的弹性模量，其并未着眼于一起使用的铜箔一侧的弹性模量，死折耐性也只显示一次左右，因此不足以实际应用。 

另外，在FPC的设计中，从与接合目的基板的阻抗匹配的观点考虑，柔性覆铜层叠板的作为绝缘层的聚酰亚胺层的厚度越厚则能够使布线越粗。即，虽然布线加工容易，但是相反地在要收纳到薄或窄的壳体中时，受到基板的排斥力影响而难以折叠，在FPC的操作上存在问题。另一方面，当聚酰亚胺层的厚度薄时，同样从阻抗匹配的观点考虑需要使布线变细。即，提高了布线加工性的难易度，但相反地由于排斥小，所以将其收纳到薄或窄的壳体中较容易，FPC的操作性好。 

现有技术文献 

专利文献 

专利文献1：日本特开2007-208087号公报 

专利文献2：日本特开2012-6200号公报 

发明内容

发明所要解决的问题 

本发明的目的在于，提供一种柔性覆铜层叠板，其即使在薄或窄的电子设备的壳体内使用的情况下，也能够防止布线电路的断线和开裂，制造具有优异的耐弯折性的FPC。 

用于解决问题的手段 

本发明的发明者们进行了深入研究，结果发现：通过将铜箔和聚酰亚 胺薄膜的特性优化并且着眼于对柔性覆铜层叠板进行了布线电路加工的布线电路基板的特性，可以提供能够解决上述问题的柔性覆铜层叠板，从而完成了本发明。 

即，本发明的柔性覆铜层叠板的特征在于，其是在折叠地收纳于电子设备的壳体内的柔性电路基板中使用的柔性覆铜层叠板，其具有：厚度在5～30μm的范围内、拉伸弹性模量在4～10GPa的范围内的聚酰亚胺层（A）；和层叠在上述聚酰亚胺层（A）的至少一个面上的厚度在6～20μm的范围内、拉伸弹性模量在25～35GPa的范围内的铜箔（B），其中，与上述聚酰亚胺层（A）相接一侧的面的铜箔（B）的十点平均粗糙度（Rz）在0.7～2.2μm的范围内，并且将上述铜箔（B）进行布线电路加工而形成了铜布线的任意的柔性电路基板在间隙为0.3mm的弯折试验中的由下述式（I）计算出的折变性（日语原文为折れ癖；对应的英语为bending crease或bending habit；也称为折变形）系数[PF]在0.96±0.025的范围内。 

[PF]=(|ε|-ε_C)/|ε|    （I） 

[在式（I）中，|ε|是铜布线的弯曲平均应变值的绝对值，ε_C是铜布线的拉伸弹性极限应变。] 

本发明的柔性覆铜层叠板优选聚酰亚胺层（A）包含热膨胀系数小于30×10^-6/K的低热膨胀性的聚酰亚胺层（i）和热膨胀系数为30×10^-6/K以上的高热膨胀性的聚酰亚胺层（ii），并且高热膨胀性的聚酰亚胺层（ii）直接与铜箔（B）相接。 

另外，本发明的柔性覆铜层叠板优选上述聚酰亚胺层（A）的厚度在8～15μm的范围内，拉伸弹性模量在6～10GPa的范围内。 

此外，本发明的柔性覆铜层叠板优选聚酰亚胺层（A）与铜箔（B）的厚度比[聚酰亚胺层（A）/铜箔（B）]在0.9～1.1的范围内。 

另外，本发明的柔性覆铜层叠板优选上述铜箔（B）为电解铜箔。 

发明效果 

本发明的柔性覆铜层叠板由于可显现出布线基板所要求的高耐弯折性，所以能够提供在电子设备内弯折的状态下的连接可靠性优异的柔性电路基板用材料。因此，本发明的柔性覆铜层叠板特别适合用于智能电话等小型液晶周围的弯折部分等要求耐弯折性的电子部件。 

附图说明

图1是表示将本发明的柔性覆铜层叠板的铜箔进行布线电路加工而得到的柔性电路基板的主要部分的立体说明图。 

图2是表示实施例中所使用的试验电路基板片的铜布线的情况的俯视说明图。 

图3是表示弯折试验中试样台与试验电路基板片的情况的侧视说明图（在试样台上固定有试验电路基板片的状态图）。 

图4是表示弯折试验中试样台与试验电路基板片的情况的侧视说明图（用辊对试验电路基板片的弯折部位进行按压之前的状态图）。 

图5是表示弯折试验中试样台与试验电路基板片的情况的侧视说明图（用辊对试验电路基板片的弯折部位进行了按压的状态图）。 

图6是表示弯折试验中试样台与试验电路基板片的情况的侧视说明图（打开弯折的部位将试验片恢复为平坦状态的状态图）。 

图7是表示弯折试验中试样台与试验电路基板片的情况的侧视说明图（用辊对弯折部位的折痕部分进行按压而将其弄平的状态图）。 

图8是柔性电路基板的剖视说明图（一部分）。 

符号说明 

1：       电路基板 

11：      聚酰亚胺层 

12、51：  铜布线 

20、21：  试样台 

22：      辊 

40：      试验片 

40C：     试验片的弯折部位 

52：      铜布线的U字部 

具体实施方式

下面，对本发明的实施方式进行说明。本实施方式的柔性覆铜层叠板 由聚酰亚胺层（A）和铜箔（B）构成。铜箔（B）设在聚酰亚胺层（A）的单面或双面上，优选电解铜箔。对于该柔性覆铜层叠板而言，通过对铜箔进行蚀刻等来进行布线电路加工而形成铜布线，其被用于折叠地收纳于电子设备的壳体内的FPC。 

＜聚酰亚胺层＞ 

在本实施方式的柔性覆铜层叠板中，聚酰亚胺层（A）的厚度在5～30μm的范围内，优选在8～15μm的范围内，特别优选在9～12μm的范围内。在聚酰亚胺层（A）的厚度超过30μm的情况下，将FPC弯折时，会对铜布线施加更大的弯曲应力，从而使其耐弯折性明显降低。 

另外，聚酰亚胺层（A）的拉伸弹性模量在4～10GPa的范围内、优选在6～10GPa的范围内就行。在聚酰亚胺层（A）的拉伸弹性模量低于4GPa的情况下，有时由于聚酰亚胺本身的强度降低而会在将柔性覆铜层叠板加工到电路基板上时产生薄膜的开裂等操作上的问题。相反地，在聚酰亚胺层（A）的拉伸弹性模量超过10GPa的情况下，柔性覆铜层叠板相对于弯折的刚性升高，结果在将FPC弯折时对铜布线施加的弯曲应力升高，从而耐弯折性降低。 

聚酰亚胺层（A）也可以直接使用市售的聚酰亚胺薄膜，但从易于控制绝缘层的厚度、物性考虑，优选在将聚酰胺酸溶液直接涂布到铜箔上后通过热处理进行干燥、固化的所谓流延(涂布)法。另外，聚酰亚胺层（A）可以仅由单层形成，但考虑到聚酰亚胺层（A）与铜箔（B）的粘接性等，优选由多层形成。当聚酰亚胺层（A）为多层时，能够通过在由不同的构成成分形成的聚酰胺酸溶液上依次涂布其他聚酰胺酸溶液来形成。当聚酰亚胺层（A）由多层形成时，可以使用两次以上的相同构成的聚酰亚胺前体树脂。 

对聚酰亚胺层（A）进行更详细的说明。如上所述，优选聚酰亚胺层（A）设为多层，作为其具体例子，优选聚酰亚胺层（A）设为包含热膨胀系数低于30×10^-6/K的低热膨胀性的聚酰亚胺层（i）和热膨胀系数为30×10^-6/K以上的高热膨胀性的聚酰亚胺层（ii）的层叠结构。更优选的是：聚酰亚胺层（A）设为在低热膨胀性的聚酰亚胺层（i）的至少一侧、优选在其两侧具有高热膨胀性的聚酰亚胺层（ii）的层叠结构，并且高热膨胀性的聚酰亚胺层（ii）直接与铜箔（B）相接就行。在此，“低热膨胀性的聚酰亚胺层（i）” 是指热膨胀系数低于30×10^-6/K的聚酰亚胺层，优选在1×10^-6～25×10^-6/K的范围内的聚酰亚胺层，特别优选在3×10^-6～20×10^-6/K的范围内的聚酰亚胺层。另外，“高热膨胀性的聚酰亚胺层（ii）”是指热膨胀系数为30×10^-6/K以上的聚酰亚胺层，优选在30×10^-6～80×10^-6/K的范围内的聚酰亚胺层，特别优选在30×10^-6～70×10^-6/K的范围内的聚酰亚胺层。这样的聚酰亚胺层能够通过适当改变所使用的原料的组合、厚度、干燥和固化条件来制成具有所期望的热膨胀系数的聚酰亚胺层。 

形成上述聚酰亚胺层（A）的聚酰胺酸溶液能够通过在溶剂的存在下将公知的二胺与酸酐聚合来制造。此时，聚合的树脂粘度例如优选为500cps～35000cps的范围内。 

作为用作聚酰亚胺的原料的二胺，例如可以列举出：4,6-二甲基-间苯二胺、2,5-二甲基-对苯二胺、2,4-二氨基均三甲苯、4,4'-亚甲基二邻甲苯胺、4,4'-亚甲基二-2,6-二甲基苯胺、4,4'-亚甲基-2,6-二乙基苯胺、2,4-甲苯二胺、间苯二胺、对苯二胺、4,4'-二氨基二苯基丙烷、3,3'-二氨基二苯基丙烷、4,4'-二氨基二苯基乙烷、3,3'-二氨基二苯基乙烷、4,4'-二氨基二苯基甲烷、3,3'-二氨基二苯基甲烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、4,4'-二氨基二苯基硫醚、3,3'-二氨基二苯基硫醚、4,4'-二氨基二苯基砜、3,3'-二氨基二苯基砜、4,4'-二氨基二苯基醚、3,3-二氨基二苯基醚、1,3-双（3-氨基苯氧基）苯、1,3-双（4-氨基苯氧基）苯、1,4-双（4-氨基苯氧基）苯、联苯胺、3,3'-二氨基联苯、3,3'-二甲基-4,4'-二氨基联苯、3,3'-二甲氧基联苯胺、4,4'-二氨基-对三联苯、3,3'-二氨基-对三联苯、双(对氨基环己基)甲烷、双(对β-氨基-叔丁基苯基)醚、双(对β-甲基-δ-氨基戊基)苯、对双(2-甲基-4-氨基戊基)苯、对双(1,1-二甲基-5-氨基戊基)苯、1,5-二氨基萘、2,6-二氨基萘、2,4-双(β-氨基-叔丁基)甲苯、2,4-二氨基甲苯、间二甲苯-2,5-二胺、对二甲苯-2,5-二胺、间苯二甲胺、对苯二甲胺、2,6-二氨基吡啶、2,5-二氨基吡啶、2,5-二氨基-1,3,4-噁二唑、哌嗪、2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯、3,7-二氨基二苯并呋喃、1,5-二氨基芴、二苯并对二氧杂芑-2,7-二胺、4,4'-二氨基苯甲酰等。 

另外，作为用作聚酰亚胺的原料的酸酐，例如可以列举出：均苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐、2,2',3,3'-二苯甲酮四甲酸二酐、2,3,3',4'-二苯甲酮四甲酸二酐、萘-1,2,5,6-四甲酸二酐、萘-1,2,4,5-四甲酸二 酐、萘-1,4,5,8-四甲酸二酐、萘-1,2,6,7-四甲酸二酐、4,8-二甲基-1,2,3,5,6,7-六氢萘-1,2,5,6-四甲酸二酐、4,8-二甲基-1,2,3,5,6,7-六氢萘-2,3,6,7-四甲酸二酐、2,6-二氯萘-1,4,5,8-四甲酸二酐、2,7-二氯萘-1,4,5,8-四甲酸二酐、2,3,6,7-四氯萘-1,4,5,8-四甲酸二酐、1,4,5,8-四氯萘-2,3,6,7-四甲酸二酐、3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐、2,2',3,3'-联苯四甲酸二酐、2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐、3,3'',4,4''-对三联苯四甲酸二酐、2,2'',3,3''-对三联苯四甲酸二酐、2,3,3'',4''-对三联苯四甲酸二酐、2,2-双(2,3-二羧基苯基)-丙烷二酐、2,2-双(3,4-二羧基苯基)-丙烷二酐、双(2,3-二羧基苯基)醚二酐、双(2,3-二羧基苯基)甲烷二酐、双(3.4-二羧基苯基)甲烷二酐、双(2,3-二羧基苯基)砜二酐、双(3,4-二羧基苯基)砜二酐、1,1-双(2,3-二羧基苯基)乙烷二酐、1,1-双(3,4-二羧基苯基)乙烷二酐、苝-2,3,8,9-四甲酸二酐、苝-3,4,9,10-四甲酸二酐、苝-4,5,10,11-四甲酸二酐、苝-5,6,11,12-四甲酸二酐、菲-1,2,7,8-四甲酸二酐、菲-1,2,6,7-四甲酸二酐、菲-1,2,9,10-四甲酸二酐、环戊烷-1,2,3,4-四甲酸二酐、吡嗪-2,3,5,6-四甲酸二酐、吡咯烷-2,3,4,5-四甲酸二酐、噻吩-,3,4,5-四甲酸二酐、4,4'-氧双邻苯二甲酸二酐、2,3,6,7-萘四甲酸二酐等。 

上述二胺和酸酐可以分别使用一种，也可以并用两种以上。另外，聚合中所使用的溶剂可以举出二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、2-丁酮、二甘醇二甲醚、二甲苯等，也可以使用一种或者并用两种以上。 

在本实施方式中，在形成热膨胀系数低于30×10^-6/K的低热膨胀性的聚酰亚胺层（i）时，优选使用均苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐作为原料的酸酐成分，使用2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯、2-甲氧基-4,4'-二氨基苯甲酰苯胺作为二胺成分，特别优选以均苯四甲酸二酐和2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯作为原料各成分的主成分。 

另外，在形成热膨胀系数为30×10^-6/K以上的高热膨胀性的聚酰亚胺层（ii）时，优选使用均苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯基砜四甲酸二酐作为原料的酸酐成分，使用2,2'-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、4,4'-二氨基二苯基醚、1,3-双（4-氨基苯氧基）苯作为二胺成分，特别优选以均苯四甲酸二酐和2,2'-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷作为原料各成分的主成分。此外，这样得到的高热膨胀性的聚酰亚胺层（ii）的优选的玻璃化转变温度在300～400℃的范围内。 

此外，在将聚酰亚胺层（A）形成为低热膨胀性的聚酰亚胺层（i）与高热膨胀性的聚酰亚胺层（ii）的层叠结构时，优选低热膨胀性的聚酰亚胺层（i）与高热膨胀性的聚酰亚胺层（ii）的厚度比即（低热膨胀性的聚酰亚胺层（i）/高热膨胀性的聚酰亚胺层（ii））在2～15的范围内。当该比值小于2时，低热膨胀性聚酰亚胺层相对于聚酰亚胺层整体变薄，因此难以控制聚酰亚胺薄膜的尺寸特性，从而对铜箔进行蚀刻时的尺寸变化率增大；当超过15时，高热膨胀性聚酰亚胺层变薄，因此聚酰亚胺薄膜与铜箔的粘接可靠性降低。另外，即使在聚酰亚胺层（A）由多层形成的情况下，计算上述折变性系数[PF]时也可使用聚酰亚胺层（A）整体的厚度、弹性模量。 

＜铜箔＞ 

在本实施方式的柔性覆铜层叠板中，铜箔（B）的厚度在6～20μm的范围内，优选在8～15μm的范围内。在铜箔（B）的厚度低于6μm的情况下，制造柔性覆铜层叠板时，例如在铜箔上形成聚酰亚胺层的工序中，铜箔本身的刚性降低，结果产生在柔性覆铜层叠板上产生褶皱等问题。另外，在铜箔（B）的厚度超过20μm的情况下，将FPC弯折时对铜布线施加的弯曲应力增大，从而导致耐弯折性降低。 

另外，本实施方式中，优选聚酰亚胺层（A）与铜箔（B）的厚度比[聚酰亚胺层（A）/铜箔（B）]在0.9～1.1的范围内。在该厚度比小于0.9或者大于1.1的情况下，弯折时塑性变形了的部分被伸长之际的最大拉伸应变增大，从而导致耐弯折性降低。 

此外，铜箔（B）的拉伸弹性模量需要在25～35GPa的范围内。在铜箔（B）的拉伸弹性模量低于25GPa的情况下，制造柔性覆铜层叠板时，例如在铜箔上形成聚酰亚胺层的工序中，受到铜箔本身的加热条件等的影响，从而刚性降低。其结果是，产生在柔性覆铜层叠板上产生褶皱等问题。另一方面，在拉伸弹性模量超过35GPa的情况下，将FPC弯折时对铜布线施加大的弯曲应力，其耐弯折性明显降低。 

铜箔（B）的表面可以进行粗化处理，与聚酰亚胺层（A）相接的铜箔表面的表面粗糙度（十点平均粗糙度；Rz）在0.7～2.2μm的范围内，优选在0.8～1.6μm的范围内。在铜箔（B）的表面粗糙度（Rz）的值低于0.7μm的情况下，难以保证与聚酰亚胺薄膜的粘接可靠性，在超过2.2μm的情况 下，将FPC反复弯折时，该粗化粒子的凹凸容易成为裂纹产生的起点。其结果是，使FPC的耐弯折性降低。另外，表面粗糙度Rz是按照JIS B0601的规定而测定的值。 

在本实施方式的柔性覆铜层叠板中使用的铜箔只要满足上述特性，就没有特别限定，既可以是电解铜箔也可以是轧制铜箔，从使用薄的铜箔时的制造容易度、价格的观点考虑，优选使用电解铜箔。作为电解铜箔，可以使用市售品，作为其具体例，可以列举出古河电气工业株式会社制的WS箔、日本电解株式会社制的HL箔、三井金属矿业株式会社制的HTE箔等。另外，在使用了这些市售品以及除此以外的铜箔的情况下，根据在上述的铜箔上形成聚酰亚胺层（A）时的热处理条件等，铜箔（B）的拉伸弹性模量会变化，因此本实施方式中只要作为结果得到的柔性覆铜层叠板达到这些规定的范围就行。 

本实施方式的柔性覆铜层叠板例如能够经过在铜箔表面涂装聚酰亚胺前体树脂溶液（也称为聚酰胺酸溶液）、接着使其干燥、固化的热处理工序来制造。热处理工序中的热处理条件如下：对涂装后的聚酰胺酸溶液在低于160℃的温度下干燥除去聚酰胺酸溶液中的溶剂，然后进一步在130℃至400℃的温度范围内阶段性地升温，使其固化，由此来进行。为了将这样获得的单面柔性覆铜层叠板制成两面覆铜层叠板，可以举出下述方法：在300～400℃的范围内的温度下，将上述单面柔性覆铜层叠板与另外准备的铜箔热压接。 

＜FPC＞ 

本实施方式的柔性覆铜层叠板作为FPC材料是有用的。即，通过常规方法将本实施方式的柔性覆铜层叠板的铜箔加工为图案状来形成布线层，由此能够制造作为本发明的一个实施方式的FPC。 

本发明的柔性覆铜层叠板由上述聚酰亚胺层（A）和上述铜箔（B）构成，但将该柔性覆铜层叠板的铜箔（B）进行布线电路加工而形成了铜布线的任意的柔性电路基板在弯折试验（间隙为0.3mm）中的由下述（I）计算出的折变性系数[PF]需要在0.96±0.025的范围，优选在0.96±0.02的范围，更优选在0.96±0.015的范围。该折变性系数[PF]是由通过对所使用的铜箔进行单轴拉伸试验而得到的应力-应变曲线确定的值。当该折变性系数[PF]在 上述范围外时，应力局部（一处或两处）地集中，从而耐弯折性会降低。相反地，当折变性系数[PF]在上述范围内时，应力会适度地分散，从而对死折等的耐弯折性提高。例如，本发明中例示了在使用了电解铜箔的情况下为了使本发明中所规定的折变性系数[PF]在上述范围内而使用下述铜箔的方案：在通过对所使用的电解铜箔进行单轴拉伸试验而得到的应力-应变曲线中，初始的直线部分的倾斜率即弹性模量在29GPa以下，并且曲率最大的部位的应力值在130MPa以下，而且应变为5%时应力在175MPa以下。 

[PF]=(|ε|-ε_C)/|ε|    （I） 

式（I）中，|ε|是铜布线的弯曲平均应变值的绝对值，ε_C是铜布线的拉伸弹性极限应变。 

如上所述，折变性系数[PF]由铜布线的弯曲平均应变值ε的绝对值|ε|和铜布线的拉伸弹性极限应变ε_C表示，弯曲平均应变值ε通过下述式（2）算出。下面，就折变性系数[PF]，以在图8所示的由一层聚酰亚胺形成的聚酰亚胺层11的单面一侧设置有将一层铜箔进行布线电路加工而得到的铜布线12的电路基板为模型，对于以作为第一层的聚酰亚胺层11下表面即基准面SP向下侧形成为凸形（弯曲部的外表面）的方式使电路基板弯曲的情况进行说明。另外，图8所示的电路基板是表示与电路基板的长度方向垂直地切开而得到的截面（即横截面）中存在铜布线的部分。 

ε=-(yc-[NP]_Line)/R    （2） 

在此，式（2）中，弯曲平均应变ε是将电路基板的长度方向对折时由于纯弯曲而在铜布线上产生的长度方向的弯曲平均应变，式中的yc是作为聚酰亚胺层12的下表面的基准面SP与铜布线12的中央面的距离。另外，符号NP表示电路基板的中性面（也称为中和面）。在此，将中性面NP与基准面SP的距离设定为中性面位置[NP]，该中性面位置[NP]在通过铜箔的布线电路加工而形成的铜布线和形成在铜布线之间的空间部是分别计算的。中性面位置[NP]通过下式（3）算出。 

$\left[\mathrm{NP}\right]=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{E}_i{B}_i{h}_i{t}_i/\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{E}_i{B}_i{t}_i---\left(3\right)$

在此，E_i是电路基板中的构成第i层（在图8所示的例子中，第1层为聚酰亚胺层11，第2层为铜布线12）的材料的拉伸弹性模量。该弹性模量 E_i与本实施方式中的“各层中的应力与应变的关系”相对应。B_i是第i层的宽度，与图8所示的宽度B（与第1层的下表面平行且与电路基板的长度方向垂直的方向的尺寸）相当。 

在求出铜布线的中性面位置[NP]时，使用铜布线的线宽度LW的值作为B_i，在求出空间部的中性面位置[NP]时，使用铜布线的线间宽度SW的值作为B_i。h_i是第i层的中央面与基准面SP的距离。另外，第i层的中央面是指位于第i层厚度方向的中央的假想的面。t_i是第i层的厚度。此外，符号“Σ_i=1 ⁿ”表示i从1到n的总和。另外，将铜布线上的中性面位置记为[NP]_Line。 

此外，式（2）中的R表示有效曲率半径，有效曲率半径R是在弯折试验中将电路基板弯折时弯曲部的弯曲中心与铜布线的中性面NP的距离。即，有效曲率半径R基于下式（4）由间隙间隔G和铜布线的中性面位置[NP] _Line计算。 

R=G/2-[NP]_Line    （4） 

如上所述，通过求出中性面位置、有效曲率半径、弯曲平均应变，计算出表示电路基板整体的折变性程度的折变性系数[PF]。另外，该折变性系数[PF]如上述所说明的那样，能够利用构成电路基板的各层的厚度、构成电路基板的各层的弹性模量、弯折试验中的间隙间隔G和铜布线12上的线宽度LW等各信息来计算。 

另外，在上述（图8）中，为了方便，示出了电路基板为两层的模型来进行说明，但上述说明也适合于电路基板由两层以上形成的情况。即，当电路基板1的层数为n时，n为2以上的整数，将构成该电路基板的各层之中从基准面SP开始数第i个（i=1、2、…、n）层称为第i层。 

此外，电路基板如图1所示，铜箔通过布线电路加工而被图案化，有存在铜布线12的部分和不存在铜布线12的部分。在此，将存在铜布线12的部分称为布线部，将不存在铜布线12的部分称为空间部，布线部与空间部的构成不同。例如，在图1所示的电路基板1的情况下，聚酰亚胺层11上的布线部由10列（图1中仅图示了4列）铜布线12构成，空间部在布线部以外，其主要由铜布线12之间的间隙构成。由此，折变性系数[PF]能够分成布线部和空间部来进行计算。 

实施例 

下面，基于实施例对本发明进行更详细的说明。另外，下述实施例中的各特性评价利用以下方法来进行。 

[拉伸弹性模量的测定] 

使用株式会社东洋精机制作所制的Strograph R-1，在温度为23℃、相对湿度为50%的环境下测定拉伸弹性模量的值。 

[热膨胀系数（CTE）的测定] 

使用Seiko Instruments制的Thermo-Mechanical Analyzer，升温到250℃，进一步在该温度下保持10分钟，然后以5℃/分钟的速度冷却，求出从240℃至100℃的平均热膨胀系数(线热膨胀系数)。 

[表面粗糙度（Rz）的测定] 

利用接触式表面粗糙度测定机（株式会社小坂研究所制的SE1700），测定铜箔的与聚酰亚胺层接触的面一侧的表面粗糙度。 

[死折的测定（弯折试验）] 

对柔性覆铜层叠板的铜箔进行蚀刻加工，制作沿其长度方向以100μm的线宽度、100μm的空间宽度形成有长度为40mm的10列铜布线的试验片（试验电路基板片）（图2）。如仅表示试验片中的铜布线的图2所示，该试验片40中的10列铜布线51借助U字部52全部连续地连接在一起，在其两端设有电阻值测定用的电极部分（图示外）。将该试验片40固定在可以对折的试样台20和21上，连接电阻值测定用的布线，开始监控电阻值（图3）。弯折试验按照如下方式进行：对于10列铜布线51，一边在长度方向的正中央部分利用聚氨酯制的辊22以使弯折部位40C的间隙G为0.3mm的方式进行控制，一边使辊与弯折后的线并行地移动，在10列铜布线51全部弯折后（图4和图5），打开弯折部分，将试验片恢复为平坦的状态（图6），以再次用辊按压住带有折痕的部分的状态使其移动（图7），该一连串的工序计为死折次数为1次。一边监测该常设布线的电阻值，一边反复进行弯折试验，将达到规定电阻（3000Ω）的时间点判断为布线的断裂，将截止到此时的反复弯折次数作为死折测定值。将该死折测定值为50次以上的情况评价为“良好”，将低于50次的情况评价为“不良”。 

实施例、比较例中所述的柔性覆铜层叠板的制造方法如下所示。 

[聚酰胺酸溶液的合成] 

（合成例1） 

底层树脂（bottom resin）的合成： 

在具备热电偶和搅拌机并且能够导入氮的反应容器中加入N,N-二甲基乙酰胺，进而向该反应容器中投入2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷(BAPP)，并且一边在容器中搅拌一边使其溶解。接着，投入均苯四甲酸二酐（PMDA）使得单体的投入总量为12质量%。其后，连续搅拌3小时来进行聚合反应，获得聚酰胺酸a的树脂溶液。由聚酰胺酸a形成的厚度为25μm的聚酰亚胺薄膜的热膨胀系数（CTE）为55×10^-6/K。 

（合成例2） 

在具备热电偶和搅拌机并且能够导入氮的反应容器中加入N,N-二甲基乙酰胺，进而向该反应容器中投入2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯（m-TB）和4,4'-二氨基二苯基醚（DAPE）使得各二胺的摩尔比率（m-TB：DAPE）为60：40，并且一边在容器中搅拌一边使其溶解。接着，投入均苯四甲酸二酐（PMDA）使得单体的投入总量为16质量%。其后，连续搅拌3小时来进行聚合反应，获得聚酰胺酸b的树脂溶液。由聚酰胺酸b形成的厚度为25μm的聚酰亚胺薄膜的热膨胀系数（CTE）为22×10^-6/K。 

（合成例3） 

在具备热电偶和搅拌机并且能够导入氮的反应容器中加入N,N-二甲基乙酰胺，进而向该反应容器中投入2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯（m-TB），并且一边在容器中搅拌一边使其溶解。接着，投入3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐（BPDA）和均苯四甲酸二酐（PMDA）使得单体的投入总量为15质量%、各酸酐的摩尔比率（BPDA：PMDA）为20：80。其后，连续搅拌3小时来进行聚合反应，获得聚酰胺酸c的树脂溶液。由聚酰胺酸c形成的厚度为25μm的聚酰亚胺薄膜的热膨胀系数（CTE）为22×10^-6/K。 

（实施例1） 

在厚度为12μm的长条状的市售的电解铜箔的单面（表面粗糙度Rz=1.2μm）上均匀地涂布合成例1中制备的聚酰胺酸a的树脂溶液，使得固化后的厚度为2.5μm，然后在130℃下加热干燥而除去溶剂。接着，在该 涂布面一侧均匀地涂布合成例2中制备的聚酰胺酸b的树脂溶液，使得固化后的厚度为20.0μm，在120℃下加热干燥而除去溶剂。进而，在该涂布面一侧均匀地涂布与第1层上所涂布的溶液相同的聚酰胺酸a的树脂溶液，使得固化后的厚度为2.5μm，在130℃下加热干燥而除去溶剂。利用以使从130℃开始到300℃阶段性地升高温度的方式设定的连续固化炉，花费合计为6分钟左右的时间，对将该长条状的层叠体进行热处理，获得聚酰亚胺层的厚度为25μm的单面柔性覆铜层叠板。构成所得到的柔性覆铜层叠板的聚酰亚胺层和铜箔的拉伸弹性模量等物性值、厚度、聚酰亚胺层与铜箔的厚度比、折变性系数以及柔性覆铜层叠板的耐弯折性（死折次数）的评价结果如表1所示（实施例2以下也都是同样的）。另外，聚酰亚胺层的评价使用从所制造的柔性覆铜层叠板中蚀刻除去了铜箔而得到的材料。 

在此，关于实施例中制造的柔性覆铜层叠板的折变性系数[PF]的计算，以实施例1为例来对具体的计算步骤进行说明。 

对于存在铜布线12的布线部来说，考虑到图8所示那样的两层构成，将构成第1层和第2层的材料分别设定为聚酰亚胺和铜。如表1（实施例1）所示那样，各层的弹性模量为E₁=4GPa、E₂=29GPa，厚度为t₁=25μm、t₂=12μm。另外，各层中的厚度方向的中央面与基准面SP的距离分别是h₁=12.5μm、h₂=31μm。并且，对于宽度B，铜布线12的宽度B₂与空间部的宽度B₂都为100μm，并且存在铜布线12的正下面的聚酰亚胺的宽度B₁也设定为100μm（空间部的正下面的聚酰亚胺的宽度B_1’也设定为100μm）。 

将这些值代入式（3），首先计算出存在铜布线12的布线部上的中性面位置为[NP]_Line=26.9μm。接着，将该中性面位置[NP]_Line和间隙间隔G=0.3mm代入式（4），计算出有效弯曲半径R=0.123mm。进而，由于基准面SP与铜布线12的中央面的距离yc为yc=h₂=31μm，因此将该yc以及先前求得的[NP]_Line、R值代入式（2），计算出弯曲平均应变ε为ε=-0.0333。在此，负号表示压缩应变。根据实施例1中的形成为铜布线的铜箔的拉伸试验而得到的应力-应变曲线，确定铜布线的拉伸弹性极限应变ε_C为ε_C=0.00058。将其与先求得的弯曲平均应变ε的值代入式（I），计算出折变性系数[PF]为[PF]=0.983。另外，在本实施例中，由于空间部仅由聚酰亚胺层构成，所以不需要求出[NP]的操作，表1中的其它实施例、比较例的折 变性系数[PF]也是按照以上步骤而计算出的值。 

（实施例2） 

在厚度为12μm的长条状的市售的电解铜箔的单面（表面粗糙度Rz=1.2μm）上均匀地涂布合成例1中制备的聚酰胺酸a的树脂溶液，使得固化后的厚度为2.0μm，然后在130℃下加热干燥而除去溶剂。接着，在该涂布面一侧均匀地涂布合成例3中制备的聚酰胺酸c的树脂溶液，使得固化后的厚度为16μm，在130℃下加热干燥而除去溶剂。进而，在该涂布面一侧均匀地涂布与第1层上所涂布的溶液相同的聚酰胺酸a的树脂溶液，使得固化后的厚度为2.0μm，在130℃下加热干燥而除去溶剂。利用以从130℃开始到300℃阶段性地升高温度的方式设定的连续固化炉，花费合计为6分钟左右的时间，对该长条状的层叠体进行热处理，获得聚酰亚胺层的厚度为20μm的单面柔性覆铜层叠板。所得到的单面柔性覆铜层叠板的耐弯折性的评价结果如表1所示。 

（实施例3） 

在厚度为12μm的长条状的市售的电解铜箔的单面（表面粗糙度Rz=1.2μm）上均匀地涂布合成例1中制备的聚酰胺酸a的树脂溶液，使得固化后的厚度为2.2μm，然后在130℃下加热干燥而除去溶剂。接着，在该涂布面一侧均匀地涂布合成例3中制备的聚酰胺酸c的树脂溶液，使得固化后的厚度为7.6μm，在130℃下加热干燥而除去溶剂。进而，在该涂布面一侧均匀地涂布与第1层上所涂布的溶液相同的聚酰胺酸a的树脂溶液，使得固化后的厚度为2.2μm，在130℃下加热干燥而除去溶剂。利用以从130℃开始到300℃阶段性地升高温度的方式设定的连续固化炉，花费合计为6分钟左右的时间，对该长条状的层叠体进行热处理，获得聚酰亚胺层的厚度为12μm的单面柔性覆铜层叠板。所得到的单面柔性覆铜层叠板的耐弯折性的评价结果如表1所示。 

（实施例4） 

在厚度为12μm的长条状的市售的电解铜箔的单面（表面粗糙度Rz=1.20μm）上均匀地涂布合成例1中制备的聚酰胺酸a的树脂溶液，使得固化后的厚度为2.0μm，然后在130℃下加热干燥而除去溶剂。接着，在该涂布面一侧均匀地涂布合成例3中制备的聚酰胺酸c的树脂溶液，使得固 化后的厚度为5.0μm，在130℃下加热干燥而除去溶剂。进而，在该涂布面一侧均匀地涂布与第1层上所涂布的溶液相同的聚酰胺酸a的树脂溶液，使得固化后的厚为2.0μm，在130℃下加热干燥而除去溶剂。利用以从130℃开始到300℃阶段性地升高温度的方式设定的连续固化炉，花费合计为6分钟左右的时间，对该长条状的层叠体进行热处理，获得聚酰亚胺层的厚度为9μm的单面柔性覆铜层叠板。所得到的单面柔性覆铜层叠板的耐弯折性的评价结果如表1所示。 

（实施例5） 

除了使用了厚度为9μm的长条状的市售的电解铜箔的单面（表面粗糙度Rz=1.2μm）以外，与实施例4同样操作，得到柔性覆铜层叠板。所得到的柔性覆铜层叠板的耐弯折性的评价结果如表1所示。 

（实施例6） 

除了使用了厚度为12μm的长条状的市售的电解铜箔的单面（表面粗糙度Rz=1.9μm）以外，与实施例3同样操作，得到柔性覆铜层叠板。所得到的柔性覆铜层叠板的耐弯折性的评价结果如表1所示。 

（实施例7） 

除了使用了厚度为9μm的长条状的市售的电解铜箔的单面（表面粗糙度Rz=1.2μm）以外，与实施例3同样操作，得到柔性覆铜层叠板。所得到的柔性覆铜层叠板的耐弯折性的评价结果如表1所示。 

（实施例8） 

除了使用了厚度为12μm的长条状的市售的电解铜箔的单面（表面粗糙度Rz=2.2μm）以外，与实施例3同样操作，得到柔性覆铜层叠板。所得到的柔性覆铜层叠板的耐弯折性的评价结果如表1所示。 

（比较例1） 

除了使用了具有表1所示的特性且厚度为12μm的长条状的市售的电解铜箔的单面（表面粗糙度Rz=1.2μm）、并且将聚酰亚胺层的厚度构成如下变化以外，与实施例1同样操作，获得柔性覆铜层叠板。在此，聚酰亚胺层的厚度构成如下：在铜箔上涂布合成例1中制备的酰胺酸a的树脂溶液使得固化后的厚度达到4.0μm，在其上涂布合成例2中制备的聚酰胺酸b的树脂溶液使得固化后的厚度达到42.0μm，进一步在其上涂布合成例1中 制备的聚酰胺酸a的树脂溶液使得固化后的厚度达到4.0μm。所得到的柔性覆铜层叠板的耐弯折性的评价结果如表1所示。 

（比较例2） 

除了使用了具有表1所示的特性且厚度为12μm的长条状的市售的电解铜箔的单面（表面粗糙度Rz=2.0μm）、并且将聚酰亚胺层的厚度构成如下变化以外，与实施例2同样操作，获得柔性覆铜层叠板。在此，聚酰亚胺层的厚度构成如下：在铜箔上涂布合成例1中制备的酰胺酸a的树脂溶液使得固化后的厚度达到3.0μm，在其上涂布合成例3中制备的聚酰胺酸c的树脂溶液使得固化后的厚度达到32.0μm，进一步在其上涂布合成例1中制备的聚酰胺酸a的树脂溶液使得固化后的厚度达到3.0μm。 

（比较例3） 

除了使用了具有表1所示的特性且厚度为12μm的长条状的市售的电解铜箔的单面（表面粗糙度Rz=1.8μm）、并且将聚酰亚胺层的厚度构成如下变化以外，与实施例2同样操作，获得柔性覆铜层叠板。在此，聚酰亚胺层的厚度构成如下：在铜箔上涂布合成例1中制备的酰胺酸a的树脂溶液使得固化后的厚度达到2.5μm，在其上涂布合成例3中制备的聚酰胺酸c的树脂溶液使得固化后的厚度达到20.0μm，进一步在其上涂布合成例1中制备的聚酰胺酸a的树脂溶液使得固化后的厚度达到2.5μm。 

表1 

从表1可知结果为：实施例1～8的柔性覆铜层叠板能够满足耐弯折性，其中，实施例1～8的柔性覆铜层叠板的聚酰亚胺层的厚度为5～30μm，拉伸弹性模量为4～10GPa，铜箔的厚度在6～20μm的范围内，拉伸弹性模量在25～35GPa的范围内，并且与聚酰亚胺层相接的面的铜箔的十点平均粗糙度（Rz）在0.7～2.2μm的范围内，而且折变性系数[PF]在0.96±0.025的范围内。另一方面，聚酰亚胺层的厚度超过30μm的比较例1和比较例2、铜箔的拉伸弹性模量超过35GPa的比较例3中的任一个的死折次数都少，耐弯折性不良。 

以上，为了例示而对本发明的实施方式进行了详细的说明，但本发明并不受上述实施方式的限制。 

Claims (5)

1.一种柔性覆铜层叠板，其特征在于，其是在折叠地收纳于电子设备的壳体内的柔性电路基板中使用的柔性覆铜层叠板，

其具有：厚度在5～30μm的范围内、拉伸弹性模量在4～10GPa的范围内的聚酰亚胺层（A）；和

层叠在所述聚酰亚胺层（A）的至少一个面上的厚度在6～20μm的范围内、拉伸弹性模量在25～35GPa的范围内的铜箔（B），

其中，与所述聚酰亚胺层（A）相接一侧的面的铜箔（B）的十点平均粗糙度（Rz）在0.7～2.2μm的范围内，并且将所述铜箔（B）进行布线电路加工而形成了铜布线的任意的柔性电路基板在间隙为0.3mm的弯折试验中的由下述式（I）计算出的折变性系数[PF]在0.96±0.025的范围内，

[PF]=(|ε|-ε_C)/|ε|    （I）

在式（I）中，|ε|是铜布线的弯曲平均应变值的绝对值，ε_C是铜布线的拉伸弹性极限应变。

2.根据权利要求1所述的柔性覆铜层叠板，其中，聚酰亚胺层（A）包含热膨胀系数小于30×10^-6/K的低热膨胀性的聚酰亚胺层（i）和热膨胀系数为30×10^-6/K以上的高热膨胀性的聚酰亚胺层（ii），并且高热膨胀性的聚酰亚胺层（ii）直接与铜箔（B）相接。

3.根据权利要求1或2所述的柔性覆铜层叠板，其中，聚酰亚胺层（A）的厚度在8～15μm的范围内，拉伸弹性模量在6～10GPa的范围内。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的柔性覆铜层叠板，其中，聚酰亚胺层（A）与铜箔（B）的厚度比即聚酰亚胺层（A）/铜箔（B）的厚度比在0.9～1.1的范围内。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的柔性覆铜层叠板，其中，铜箔（B）为电解铜箔。