CN107429324B - 扁平轧制铜箔、柔性扁平电缆、旋转连接器和扁平轧制铜箔的制造方法 - Google Patents

扁平轧制铜箔、柔性扁平电缆、旋转连接器和扁平轧制铜箔的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供能够以较小的弯曲半径实现优异的耐弯曲性的扁平轧制铜箔及其制造方法。本发明的扁平轧制铜箔1是由0.2％屈服强度为250MPa以上的铜或铜合金制成的扁平轧制铜箔，在与轧制方向垂直的截面(RD面3)中，以相对于立方取向的偏离角度为12.5°以内的方式取向的晶粒的面积率为8％以上。

Description

扁平轧制铜箔、柔性扁平电缆、旋转连接器和扁平轧制铜箔的 制造方法
技术领域
本发明涉及由铜或铜合金构成的扁平轧制铜箔、柔性扁平电缆、旋转连接器及其制造方法，特别是涉及在汽车用部件等中反复进行弯曲运动的柔性扁平电缆等中所使用的扁平轧制铜箔及其制造方法。
背景技术
目前为止，柔性扁平电缆(FFC)由于厚度薄、挠性优异的优点，因此，在向电子设备等安装时自由度高，且可用于各种用途。例如，广泛应用于作为汽车中的安全气囊系统的构成部件且被称为转向杆连接器(SRC)的旋转连接器、折叠式移动电话的折曲部、数码相机、打印机头等的可动部、HDD(Hard Disk Drive，硬盘驱动器)、DVD(Digital VersatileDisc，数字多功能光盘)、Blu-ray(注册商标)Disc(蓝光光碟)、CD(Compact Disc，高密度光盘)等磁盘相关设备的可动部的布线等中。在这样的柔性扁平电缆的导体部分一般使用轧制铜箔。
轧制铜箔是指通过轧制而制造的铜箔。轧制铜箔中具有如下结构：对圆线进行轧制而得到的轧制铜箔(在本说明书中称为圆线轧制铜箔)；以及不使铸块形成为圆线而是进行辊轧制而制成箔材、且根据需要以规定宽度进行切割加工(slitting process)而成的轧制铜箔(在本说明书中称为扁平轧制铜箔)。
例如，在SRC中，从节省空间化、降低成本的方面考虑，存在小型化、薄壁化的要求，并预测今后该倾向会日益增强。与其相伴，存在FFC的弯曲半径与以往相比进一步减小的倾向，并且以往的轧制铜箔逐渐无法获得充分的耐久性。
其中，在专利文献1中公开了将拉伸强度(TS)控制在350MPa～400MPa、且在85℃以上的环境下具有高弯曲性的导体。另外，在专利文献2中，公开了如下导体：虽然用于FPC用途，但当通过一定条件的热处理进行重结晶处理时，能够大幅地改善其弯曲特性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-048819号公报
专利文献2：日本专利第3009383号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在上述专利文献1中，虽然提及了对于温度的耐久性，但对于弯曲特性，仅在实施例中公开了弯曲半径为7.5mm时的试验耐久性的程度，并未提及弯曲半径比7.5mm小的情况下的弯曲特性，从而并不明确。另外，专利文献2中，实施了弯曲半径非常小的情况下的耐久试验，但该试验中的弯曲寿命次数为10万次以下，因此，达不到SRC所要求的弯曲特性。因此，就采用这些引用文献的制法制造的导体而言，不能说其能够满足SRC所要求的小弯曲半径情况下的要求特性。
本发明的目的在于提供能够以小的弯曲半径(例如6mm以下)实现优异的耐弯曲性的扁平轧制铜箔、柔性扁平电缆、旋转连接器以及扁平轧制铜箔的制造方法。
用于解决课题的手段
本发明的发明人反复进行了研究，结果获得了以下见解。首先，目前为止，从弯曲寿命次数的方面考虑，认为软铜(0.2％屈服强度不足250MPa的铜或铜合金)与硬铜(0.2％屈服强度为250MPa以上的铜或铜合金)相比特性变得更好，在工业上也逐渐使用软铜，但随着要求特性中的弯曲半径的小径化，能够确认硬铜的耐弯曲性变得比软铜更好的现象。例如可知：在弯曲半径为6mm左右的非常小的情况下，硬铜与软铜相比，反而特性变得更好。
并且，已经了解到：仅通过替代软铜而使用硬铜则难以实现旋转连接器(例如SRC)中所要求的良好的耐弯曲特性，例如在弯曲半径为6mm以下时50万次以上的弯曲寿命次数，需要进一步研究。
因此，进行了进一步的潜心研究，结果发现：以硬铜(0.2％屈服强度为250MPa以上)为前提，且在作为产品的铜箔的金相组织中，在与轧制方向垂直的截面中立方取向{001}＜100＞的晶粒以8％以上的面积率聚集的情况下，即使在弯曲半径非常小的情况下，也能够获得良好的耐弯曲特性。另外，还发现：在轧制铜箔中引入晶体取向控制的情况下，与圆线轧制铜箔相比，扁平轧制铜箔在制造稳定性方面更有利。
需要说明的是，如上所述，本发明中的扁平轧制铜箔是指，采用对铸块进行辊轧制而形成箔材、且优选进一步对该箔材进行切割的制造方法所得到的铜箔。
根据以上发现，用于实现上述目的的本发明如下。
(1)一种扁平轧制铜箔，其由0.2％屈服强度为250MPa以上的铜或铜合金制成，其特征在于，在与轧制方向垂直的截面中，以相对于立方取向的偏离角度为12.5°以内的方式取向的晶粒的面积率为8％以上。
(2)上述(1)所述的扁平轧制铜箔，其特征在于，铜合金合计含有1.0质量％以下的选自0.01～0.2质量％的Mg、0.01～0.5质量％的Zn、0.01～1.5质量％的Sn、0.01～0.1质量％的Ag、0.001～0.05质量％的P、0.1～0.5质量％的Cr、0.01～0.1质量％的Si、0.01～0.2质量％的Zr、0.01～0.2质量％的Ti以及0.01～0.2质量％的Fe中的1种或2种以上的元素，剩余部分由铜和不可避免的杂质构成。
(3)一种扁平轧制铜箔，其特征在于，具有如下构成：在上述(1)或(2)所述的扁平轧制铜箔中，当拉森-米勒参数P由P＝T(C+logtr)定义，且T为绝对温度(K)、tr为断裂时间(h)、C为材料常数时，即使在以C＝20且P＝7000～9000的范围内的条件下进行了热处理的状态下，0.2％屈服强度也维持250MPa以上。
(4)一种柔性扁平电缆，其使用上述(1)～(3)中任一项所述的扁平轧制铜箔。
(5)一种旋转连接器，其具有上述(4)所述的柔性扁平电缆，并应用于弯曲半径为6mm以下的弯曲部位。
(6)一种扁平轧制铜箔的制造方法，其是上述(1)～(3)中任一项所述的扁平轧制铜箔的制造方法，其特征在于，在依次实施了铸造、热轧、第1冷轧和伴随有重结晶的第1热处理之后，具有如下工序：以75％以上的截面收缩率进行冷轧而形成箔材的第2冷轧工序；对上述箔材实施200～600℃、1秒～2小时的热处理的第2热处理工序；以及以5％以上的截面收缩率对上述第2热处理工序之后的箔材进行冷轧而形成箔材的第3冷轧工序。
(7)上述(6)所述的扁平轧制铜箔的制造方法，其特征在于，在上述第3冷轧工序之后，还具有沿着轧制方向将上述箔材切断的切割工序。
(8)上述(7)所述的扁平轧制铜箔的制造方法，其中，在上述第3冷轧工序之后、上述切割工序之前，还具有对上述箔材实施去应力退火的第3热处理工序。
发明的效果
根据本发明，能够提供即使在FFC导体以较小的弯曲半径反复弯曲的情况下耐弯曲性也优异的扁平轧制铜箔。因此，本发明的扁平轧制铜箔不仅用于搭载有FFC的SRC，还能够用于移动电话的折曲部、数码相机、打印机头等的可动部、HDD、DVD、Blu-ray(注册商标)Disc、CD等磁盘相关设备的可动部的布线等。
附图说明
图1为表示成为本发明一实施方式的扁平轧制铜箔的立体图(局部剖视图)。
图2为示意性地表示在本发明的实施例中将扁平轧制铜箔固定于在耐弯曲性试验中所使用的弯曲试验机的状态的侧视图。
图3为表示成为本发明另一实施方式的使用4个扁平轧制铜箔而制作的FFC的剖视图。
图4为表示将作为本发明一实施方式的FFC应用于车辆的安全气囊系统的构成部件即旋转连接器(SRC)时的安装状态的图。
具体实施方式
图1中示出了成为本实施方式的一例的扁平轧制铜箔1。
(扁平轧制铜箔)
如图1所示，扁平轧制铜箔1具有轧制面2以及与其相邻的侧面4。
需要说明的是，图1中，X-Y-Z轴为正交坐标系，作为X轴的RD为轧制方向，且表示铜箔的长度方向，作为Z轴的ND为与轧制面垂直的轧制法线方向，且表示铜箔的板厚方向，作为Y轴的TD为与RD和ND这两者垂直的方向，且表示铜箔的宽度方向。另外，由附图标记3所示的是与轧制方向RD垂直的截面，也称为RD面。
本实施方式的扁平轧制铜箔1是进行晶体取向控制而得到的。
其中，在轧制铜箔中，大致分为圆线轧制铜箔和扁平轧制铜箔，扁平轧制铜箔1在后述的制造工序中进行晶体取向控制时能够使晶粒在立方取向上稳定地取向。可以认为这是因为：在轧制中立方取向虽然较少但存在该取向，并且，通过轧制而得到的组织在立方取向上的晶粒生长时发挥优先被侵蚀一侧的作用。而对于圆线轧制铜箔而言，存在制造的过程中晶粒容易在其他晶体取向上优先地取向的倾向，并且稳定地在立方取向上使其取向的技术难度较高。
因此，在本实施方式中，采用扁平轧制铜箔1。
就扁平轧制铜箔1而言，其宽度和厚度并无特别限制，可以根据用途而适当地规定，优选宽度为0.300mm～2.000mm、厚度为0.010mm～0.200mm。
本实施方式中所使用的铜或铜合金例如为韧铜(TPC：Tough Pitch Copper)、无氧铜(OFC：Oxygen-Free Copper)或者含有1种或2种以上的添加元素、且剩余部分由铜和不可避免的杂质构成的铜合金。这样的铜合金优选合计含有1.0质量％以下的选自0.01～0.2质量％的Mg、0.01～0.5质量％的Zn、0.01～1.5质量％的Sn、0.01～0.1质量％的Ag、0.001～0.05质量％的P、0.1～0.5质量％的Cr、0.01～0.1质量％的Si、0.01～0.2质量％的Zr、0.01～0.2质量％的Ti以及0.01～0.2质量％的Fe中的1种或2种以上的添加元素。以下记载添加元素的限定理由。
＜添加元素＞
(0.01～0.2质量％的Mg)
Mg是通过添加于Cu中而固溶并具有改善弯曲特性的作用的元素。为了发挥这样的作用，优选将Mg含量设为0.01％以上。另外，可以预见，Mg含量越多则弯曲特性越得到进一步改善，但是，有可能导电性降低而变得不满足所需的电阻，或者铸造和热轧时的断裂等有可能对制造性造成影响，因此，优选将Mg含量的上限值设为0.2质量％。
(0.01～0.5质量％的Zn)
Zn是通过添加于Cu中而固溶并具有改善弯曲特性的作用的元素。为了发挥这样的作用，优选将Zn含量设为0.01质量％以上。另外，即使含有多于0.5质量％的Zn，也无法期待上述作用的进一步提高，因此，优选将Zn含量的上限设为0.5质量％。
(0.01～1.5质量％的Sn)
Sn是通过添加于Cu中而固溶并具有改善弯曲特性的作用的元素。为了发挥这样的作用，优选将Sn含量设为0.01质量％以上。另外，可以预见，Sn含量越多则弯曲特性越得到进一步改善，但是，有可能导电性降低而变得不满足所需的电阻，因此，优选将Sn含量的上限值设为1.5质量％。
(0.01～0.1质量％的Ag)
Ag是通过添加于Cu中而固溶并具有改善弯曲特性的作用的元素。为了发挥这样的作用，优选将Ag含量设为0.01质量％以上。另外，可以预见，Ag含量越多则弯曲特性越得到进一步改善，且导电性的降低幅度也越小，但是，考虑到与成本的折衷等，优选将上限值设为0.1质量％。
(0.001～0.05质量％的P)
P是具有改善铸造性的作用的元素。为了发挥这样的作用，优选将P含量设为0.001质量％以上。另外，存在P含量越多则导电性越大幅地降低的倾向，因此，优选将上限值设为0.05质量％。
(0.1～0.5质量％的Cr)
Cr是通过添加于Cu中并施加适当的热处理而微细析出、且具有改善弯曲特性的作用的元素。为了发挥这样的作用，优选将Cr含量设为0.1质量％以上。另外，存在即使含有超过0.5质量％的Cr，弯曲特性的改善效果也不显著的倾向，因此，优选将Cr含量的上限值设为0.5质量％。
(0.01～0.1质量％的Si)
Si是通过添加于Cu中并施加适当的热处理而微细析出、且具有改善弯曲特性的作用的元素。为了发挥这样的作用，优选将Si含量设为0.01质量％以上。另外，可以预见，Si含量越多则弯曲特性越得到进一步改善，但是，有可能导电性降低而变得不满足所需的电阻，因此，优选将上限值设为0.1质量％。
(0.01～0.2质量％的Zr)
Zr是通过添加于Cu中并施加适当的热处理而微细析出、且具有改善弯曲特性的作用的元素。为了发挥这样的作用，优选将Zr含量设为0.01质量％以上。另外，可以预见，Zr含量越多则弯曲特性越得到进一步改善，但是，铸造和热轧时的断裂等有可能对制造性造成影响，因此，优选将上限值设为0.2质量％。
(0.01～0.2质量％的Ti)
Ti是通过添加于Cu中而固溶、且具有改善弯曲特性的作用的元素。为了发挥这样的作用，优选将Ti含量设为0.01质量％以上。另外，可以预见，Ti含量越多则弯曲特性越得到进一步改善，但是，有可能导电性降低而变得不满足所需的电阻、铸造和热轧时的断裂等有可能对制造性造成影响，因此，优选将上限值设为0.2质量％。
(0.01～0.2质量％的Fe)
Fe是通过添加于Cu中并施加适当的热处理而微细析出、且具有改善弯曲特性的作用的元素。为了发挥这样的作用，优选将Fe含量设为0.01质量％以上。另外，存在即使含有超过0.2质量％的Fe，弯曲特性的改善效果也不显著的倾向，因此，优选将Fe含量的上限值设为0.2质量％。
(合计含有1.0质量％以下的选自Mg、Zn、Sn、Ag、P、Cr、Si、Zr、Ti和Fe中的1种或2种以上的添加元素)
添加上述添加元素的目的在于提高强度、耐热性、制造性且不使导电性过度降低，优选将其合计的添加量设为1.0质量％以下。在将标准软铜的导电率设为100％时，上述铜合金的导电率优选为90％以上。另外，已知向铜中添加元素会使得SFE(stacking faultenergy,堆垛层错能)变化，通过添加元素改变晶体取向的聚集。如果过度添加元素，则无法获得所需的织构，因此，从这方面考虑也优选控制上述微量添加元素的添加量。需要说明的是，只要能够实现上述添加的目的，则添加元素并不限定于上述添加元素。
在(与轧制方向垂直的截面(RD面)中以相对于立方取向的偏离角度为12.5°以内的方式取向的晶粒的面积率为8％以上)
本实施方式的扁平轧制铜箔1在与轧制方向垂直的截面中，以相对于立方取向{001}＜100＞的偏离角度为12.5°以内的方式取向的晶粒的面积率为8％以上。所谓立方取向是指材料中(扁平轧制铜箔中)的铜或铜合金母相的晶体取向之一。该取向是铜或铜合金母相的结晶(面心立方晶格)的{001}面相对于轧制面平行、且＜100＞方向与轧制方向RD平行的晶体取向。在本实施方式的扁平轧制铜箔中，具有该晶体取向的结晶在RD面3测定时以8％以上的面积率存在。不过，只要相对于理想的晶体取向的偏离角度为12.5°以内(0°以上且12.5°以内)，即可与该理想取向同等地处理，因此，对于相对于立方取向的偏离角度为12.5°以内的取向，也能够设为与立方取向同等。即，本实施方式的扁平轧制铜箔不仅包含严格地在立方取向上取向的晶粒，也包含在相对于立方取向以±12.5°以内的角度三维地旋转的取向上取向的晶粒，并且在RD面3中以面积率8％以上存在。以下，在本说明书中将立方取向或相对于立方取向以±12.5°以内的角度三维地旋转的取向称为“相对于立方取向的偏离角度为12.5°以内的取向”。
如果实施轧制处理，则轧制材料中的、相对于立方取向的偏离角度为12.5°以内的取向的晶粒减少，并且耐弯曲性略微降低，另一方面，由于加工硬化而使得屈服强度增加，因此，机械强度得到提高。另外，通过实施重结晶化热处理，相对于立方取向的偏离角度为12.5°以内的取向的晶粒发展，从而耐弯曲性提高。因此，本实施方式中，着眼于扁平轧制铜箔中取向在相对于立方取向的偏离角度为12.5°以内的取向的晶粒在RD面3中的面积率，从该面积率的方面考虑，通过在规定条件下实施轧制处理和重结晶化处理，使得0.2％屈服强度达到250MPa以上，此外，使上述面积率的数值范围为8％以上，由此表示相对于立方取向的偏离角度为12.5°以内的取向的晶粒聚集的程度。因此，能够延迟成为破坏的起点的滑动所引起的凹凸形状的产生时刻，另外，能够延迟因杨氏模量的降低导致的龟裂的传播。由此，在本实施方式的扁平轧制铜箔1中，不仅能够满足优异的机械强度特性，而且还能够满足耐弯曲特性。从这方面考虑，本实施方式中，RD面3中的、在相对于立方取向的偏离角度为12.5°以内的取向上取向的晶粒的面积率为8％以上，优选为10％以上。另外，对上述面积率的数值范围的上限并无特别限制，但是，鉴于本实施方式的扁平轧制铜箔为硬铜，在进行切割加工的情况下，为了使切割加工变得容易，优选将90％左右设为上限。
在此，进一步说明晶体取向。金属材料通常为多晶体，但扁平轧制铜箔通过反复多次轧制而制造，因此箔中的结晶在特定的取向上集聚。将这样的在一定取向上集聚的金相组织的状态称为织构。为了讨论该织构的状况，用于定义结晶的方向的坐标系变得必要。因此，在本说明书中，如上述那样，按照一般的织构的表示方法，采用如下直角坐标系：将轧制扁平轧制铜箔而前进的轧制方向(RD)设为X轴、将扁平轧制铜箔的宽度方向(TD)设为Y轴、将与扁平轧制铜箔的轧制面垂直的轧制面法线方向(ND)设为Z轴。在扁平轧制铜箔中存在的某一个晶粒的取向使用与Z轴垂直的(与轧制面平行的)结晶面的密勒指数(hkl)和与X轴平行的结晶方向的指数[uvw]、以(hkl)[uvw]的形式表示。例如，如(132)[6-43]、(231)[3-46]等所示，(132)[6-43]表示：构成其晶粒的结晶的(132)面与ND垂直，构成其晶粒的结晶的[6-43]方向与RD平行。需要说明的是，(132)[6-43]与(231)[3-46]由于面心立方晶格的对称性而等效。针对具有这样的等效取向的取向组而言，为了表示该族，使用括号符号({}、＜＞)，表示为{132}＜643＞。
需要说明的是，晶体取向(hkl)[uvw]本身唯一地规定结晶的方向，因此，不取决于观察方向。即，从轧制方向(RD)、轧制面法线方向(ND)和铜箔的宽度方向(TD)的任何方向测定都能够对晶体取向进行测定。
但是，本发明实质上利用面积率规定在立方取向上取向的晶粒的存在量，因此，需要恒定的观察面。
因此，在本发明中，在RD面3观察晶粒，测定该观察面中的面积率。更具体而言，在整个RD面3中，测定相对于立方取向的偏离角度为12.5°以内的取向，通过图像解析而计算出其面积，其面积率通过用具有该取向的面积除以RD面3的总面积而求出。
本发明中的晶体取向的图像解析优选使用EBSD法来进行。EBSD是ElectronBackScatter Diffraction(电子背散射衍射)的缩写，是利用在扫描型电子显微镜(SEM：Scanning Electron Microscope)内对试样照射电子束时所产生的反射电子菊池线衍射(菊池图案)的晶体取向解析技术。需要说明的是，菊池图案是指与结晶体接触的电子束散射并衍射时以白黑一对平行线、带状或阵列状在电子束衍射像的背后出现的图案。本发明中，对于含有200个以上晶粒的、500μm见方的试样面积，以0.5μm的步长进行扫描，使用解析用软件(EDAX TSL Inc.制造、商品名称“Orientation Imaging Microscopy v5”)对晶体取向进行解析。解析时为了将应变、噪声信息除去，对于对象而设置了IQ(图像品质)≥900、CI(可靠性指数)≥0.1的限制。需要说明的是，EBSD测定时，为了得到鲜明的菊池线衍射像，必须在机械抛光之后将附着于测定面的异物除去，并与此同时进行镜面抛光。本实施例中，利用CP(截面抛光仪)加工或者电解抛光对测定面实施抛光加工。
需要说明的是，就扁平轧制铜箔1的轧制方向而言，即使在产品的状态下，只要观察轧制面2的表面，则也能够根据由轧制引起的辊痕的状态而确定。
(0.2％屈服强度为250MPa以上)
本实施方式中的扁平轧制铜箔为所谓的硬铜，并且0.2％屈服强度为250MPa以上。
(在拉森-米勒参数P为7000～9000的范围内的条件下进行热处理之后，0.2％屈服强度维持250MPa以上)
对于本实施方式的扁平轧制铜箔而言，优选即使在基于作为蠕变断裂的加速试验而公知的拉森-米勒参数法的拉森-米勒参数P在7000～9000的范围内的条件下进行热处理之后，0.2％屈服强度也为250MPa以上。拉森-米勒参数用下述的式(1)定义，将温度和时间的值变化时材料所受到的热能评价为等效，由此推测材料的寿命。
P＝T(C+logtr)····(1)
(其中，T为绝对温度(K)，tr为断裂时间(h)，C为材料常数(＝20))
即使在拉森-米勒参数P处于7000～9000的范围内的条件下进行热处理之后，0.2％屈服强度也维持250MPa以上，这可以通过在扁平轧制铜箔1的母相组织中引入晶格缺陷而实现。
本实施方式中的扁平轧制铜箔的平均结晶粒径例如为1μm～10μm。当结晶粒径在某种程度上均匀时，能够通过晶格缺陷的量对屈服强度进行控制。因此，在本实施方式中，通过控制扁平轧制铜箔1的制造工序中的轧制量，能够控制此时引入母相组织中的晶格缺陷的量，通过大量地引入晶格缺陷，能够获得上述所需的屈服强度。
(本实施方式所涉及的扁平轧制铜箔的制造方法)
本实施方式的扁平轧制铜箔1例如能够在依次实施了铸造工序、热轧工序、第1冷轧工序以及伴随有重结晶的第1热处理工序之后，经由[1]第2冷轧工序、[2]第2热处理工序(第1退火处理工序)、[3]第3冷轧工序以及[4]第3热处理工序(第2退火处理工序)的各工序而制造。需要说明的是，在[3]第3冷轧工序结束之后如果已满足本发明的特性，则可以不进行[4]第3热处理工序。
以下对[1]～[4]的工序进行说明。
在进行上述[1]～[4]的工序之前，例如，铸造成150mm左右的厚度的铜锭状铜块(铸造工序)，进行热轧直至达到15mm左右的厚度(热轧工序)，进而在第1冷轧工序中实施冷轧直至达到0.08mm～3.5mm的厚度(第1冷轧工序)，然后，进行伴随有重结晶和析出的热处理(第1热处理工序)，由此形成箔材。就与发明相当的范围的第1热处理工序中的热处理条件而言，优选在200℃～600℃下进行1秒～2小时。
[1]第2冷轧工序
在通过第1热处理工序使箔材重结晶之后，以45％～98％的截面收缩率实施第2次冷轧直至达到0.036mm～0.7mm的厚度(第2冷轧工序)。该轧制工序中，就与发明相当的范围的压延率而言，为了通过后述的热处理呈现所需的组织，优选将截面收缩率设为75％以上。由此，通过轧制而将晶格缺陷导入箔材的金相组织中，由此能够提高强度(例如0.2％屈服强度)。
[2]第2热处理工序(第1退火处理工序)
为了对在第2冷轧工序中进行冷轧而达到0.036mm～0.7mm的箔材实施最终的重结晶处理，进行第2热处理工序。就与本工序的发明相当的范围的热处理条件而言，优选在200～600℃下进行1秒～2小时。
[3]第3冷轧工序
为了形成为最终形状，对0.05mm的厚度的箔材(板状线箔材)实施轧制而达到0.035mm的厚度，由此形成箔材。直至形成为最终厚度的截面收缩率(压下率)为5％以上。截面收缩率的上限并未限定，对于设想由于使扁平轧制铜箔层叠于其他板材时的加热而使0.2％屈服强度软化至不足250MPa的纯铜系的铜箔(导体)，希望为80％以下。
[4]第3热处理工序(第2退火处理工序)
本工序是对箔材实施去应力退火，是否实施是任意的，在实施该退火的情况下，由于伴随有强度的降低，因此，使其进行到能够将0.2％屈服强度维持为250MPa以上的程度。就本工序的热处理条件而言，优选以150～300℃、1秒～2小时进行。在产品规格繁多，在上述[3]的第3冷轧工序、即精轧结束后，在满足产品性能的情况下，可以省略本工序。
[5]切割工序
在上述[3]或[4]的工序后，如果进一步实施沿着轧制方向将箔材切断的切割加工，则能够从1张箔材得到多个任意宽度的扁平轧制铜箔1。此时，多个扁平轧制铜箔1的宽度被一致地切为0.300～2.000mm。本切割工序是任意的，根据最终产品的用途而选择实施。
经过了本工序的扁平轧制铜箔1的侧面4成为剪切加工面，但在未经过本工序而实现了产品化的情况下，侧面4未成为剪切加工面。
需要说明的是，上述的制造过程为用于满足发明范围的工艺的一例，本发明的制造方法并不限定于此。
(使用了本实施方式所涉及的扁平轧制铜箔的柔性扁平电缆(FFC)用导体的结构)
通过上述制造方法制作的扁平轧制铜箔1由TPC、OFC或在其中添加了微量元素的铜合金制成，且是通过分别实施1次或多次轧制工序和热处理(重结晶处理)工序而得到的、板状或箔形状的FFC用导体。对于该扁平轧制铜箔而言，0.2％屈服强度为250MPa以上，并且，在该扁平轧制铜箔的与轧制方向垂直的截面中，以相对于立方取向的偏离角度为12.5°以内的角度取向的晶粒的面积率为8％以上。由此，即使在反复进行弯曲半径为6mm以下的弯曲运动的情况下，也能够使弯曲寿命次数达到50万次以上，从而能够实现优异的耐弯曲性。另外，通过制造对上述导体进行层叠而得到的FFC或SRC，在FFC内或SRC内形成的导体的寿命得到提高。
FFC用导体的宽度通常为0.8mm～2mm，由于能够利用本发明的扁平轧制铜箔提高耐弯曲性，因此，也可以使FFC用导体宽度实现窄幅化而形成为0.3mm～1.1mm左右，从而能够通过FFC本身的窄幅化而实现SRC的低高度化。另外，在将SRC整体的宽度设为与以往相同的值的情况下，可以在宽度方向上对多个同一宽度的FFC用导体进行排列，与以往相比，能够使沟道(chunnel)数增加。这样，通过实现SRC的小型化，能够获得进一步效果。
(使用了本实施方式所涉及的扁平轧制铜箔的FFC的结构)
通过在上述扁平轧制铜箔1的两面配置层叠树脂并加热，然后进行所谓的层叠加工处理，能够得到由树脂将平角导体的外周覆盖而成的FFC。特别地，在层叠处理时，通过设为使拉森-米勒参数P处于7000～9000的范围内的热处理条件，能够使FFC内部的平角轧制导体维持满足本发明的必要条件的状态。图3表示在将4个扁平轧制铜箔以规定的间隔配置的状态下由树脂将两面层叠覆盖而得到的FFC的截面之一例。
(使用了本实施方式所涉及的FFC的旋转连接器(SRC)的结构)
在作为本实施方式而公知的SRC(例如日本特许第5654025号公报中记载的SRC)的构造中应用了本实施方式的FFC的情况下，即使由于SRC的小型化、SRC内部的FFC的U形转弯等而在FFC的应用部位存在弯曲半径为6mm以下的弯曲部位的情况下，也能够防止FFC的破损而实现作为SRC的长寿命化。图4表示将本实施方式的FFC应用于车辆的安全气囊系统的旋转连接器(SRC)时的安装状态。
以上对上述实施方式所涉及的扁平轧制铜箔1及其制造方法以及柔性扁平电缆(FFC)和旋转连接器(SRC)进行了说明，但本发明并不限定于记述的实施方式，基于本发明的技术构思可以进行各种变形和变更。
实施例
以下基于实施例对本发明进行更详细的说明，但本发明并不限定于此。
(实施例1～24)
首先，通过热轧使铸造为150mm的厚度的TPC铸块达到15mm，然后，实施冷轧而使其形成为1mm，进而实施伴随有重结晶的软化热处理。接下来，在第2冷轧工序中，以表1中所示的截面收缩率实施冷轧，然后，在第2热处理工序中，以表1中所示的加热温度和保持时间实施了热处理。接下来，在第3冷轧工序中，以表1中所示的截面收缩率实施冷轧，然后，对于实施例2和4～20，进一步在第3热处理工序中以表1中所示的拉森-米勒参数P的条件而实施调质热处理，由此得到了铜箔材。对于该铜箔材，为了使其成为预期作为FFC导体而使用的具有主要宽度为0.5mm、0.8mm、1.1m、1.4mm的导体(铜箔)，进一步进行切割工序，沿着轧制方向将其切断，从而制成了规定宽度的扁平轧制铜箔。
(比较例1～7)
相对于上述实施例的制造方法，将工序顺序或其处理条件变更为表1中所示的内容而制造了铜箔。
接下来，对于在上述各实施例和各比较例中试制的样品，进行了下述的试验、评价。
(耐弯曲性试验)
如图2所示，使用FPC弯曲试验机(上岛制作所公司制造，装置名称为“FT-2130”)，将扁平轧制铜箔1固定于试样固定板11和可动板12，利用马达部13使可动板12移动，由此进行了弯曲试验。
利用扁平轧制铜箔单体进行了本耐弯曲试验。试验条件如下，在弯曲半径R为5.5mm和7.5mm的不同条件下分别实施(图中的“R”)，并且，行程S：±13mm(图中的“S”)，环境温度：85℃，旋转速度：180rpm，将铜箔寿命的阈值设为相对于初始电阻值升高了3Ω时的数值(初始电阻值+3Ω)，反复进行弯曲试验直至电阻值达到上述阈值，测定此时的弯曲次数。需要说明的是，以上述可动板的行程S的往复为1次而统计了弯曲次数。评价标准为：将判断为FFC导体寿命对于作为产品规格是充分的50万次以上设为合格，在表1中表示为“○”，将FFC导体寿命有可能不满足产品规格的不足50万次设为不合格，在表1中表示为“×”。
(在与轧制方向垂直的截面中，以相对于立方取向的偏离角度为12.5°以内的角度而取向的晶粒的面积率的测定)
对于晶体取向(立方取向)的面积率，通过与本说明书的“具体实施方式”的部分所记载的方法同样的方法进行了测定、解析。
(0.2％屈服强度的测定)
当测定0.2％屈服强度时，加热条件是使用拉森-米勒参数将层叠带有粘接剂的树脂时的处理条件换算为低温侧而得到的105℃、48h。关于各实施例、比较例中的铜箔的0.2％屈服强度，对3个样品进行了测定并示出了其平均值。该0.2％屈服强度是被组装于SRC时导体所具有的屈服强度，在考虑所设想的热能的情况下进行试验。对于强度试验条件，按照JIS Z 2241：2011、在长度方向上进行拉伸试验，但关于形状，并未按照JIS，而是将各导体设为可充分获得100mm的标点距离的长度160mm，关于宽度方向，在保持原有形状的状态下进行试验。将0.2％屈服强度满足250MPa以上的情形设为合格，将0.2％屈服强度不足250MPa设为不合格。
表1中示出了通过上述方法进行测定、评价的结果。在表1中，作为实施例而示出了宽度为0.5mm的铜箔的结果。需要说明的是，在各实施例和各比较例中，具有0.8mm、1.1m或1.4mm的宽度的铜箔的结果呈现出与表1中所示的宽度为0.5mm的铜箔的结果相同的倾向，因此省略其说明。
【表1】
根据表1的结果可知，实施例1～24均为：0.2％屈服强度为250MPa以上，在与轧制方向垂直的截面中，以相对于立方取向的偏离角度为12.5°以内的取向进行取向的特定晶粒的面积率为8％以上，在弯曲半径为5.5mm和7.5mm时，弯曲寿命次数均为50万次以上，耐弯曲性良好。
另一方面，就比较例1而言，第2冷轧工序中的截面收缩率较低，上述特定的晶粒的面积率处于本发明的范围外，弯曲半径为5.5mm时的弯曲寿命次数不足50万次，耐弯曲性不足。另外，比较例2中并未进行第2热处理工序、第3冷轧工序和第3热处理工序，上述特定晶粒的面积率处于本发明的范围外，弯曲半径为5.5mm时的弯曲寿命次数不足50万次，耐弯曲性不足。
就比较例3而言，第2热处理工序中的加热温度较低，0.2％屈服强度处于本发明的范围外，弯曲半径为5.5mm时的弯曲寿命次数不足50万次，耐弯曲性不足。比较例4使用了与TPC不同的材料(OFC)，但第2热处理工序中的加热温度较高，0.2％屈服强度处于本发明的范围外，弯曲半径为5.5mm时的弯曲寿命次数不足50万次，耐弯曲性不足。
比较例5中未进行第3冷轧工序，但0.2％屈服强度处于本发明的范围外，弯曲半径为5.5mm时的弯曲寿命次数不足50万次，耐弯曲性不足。
比较例6与专利文献1中所记载的实施例对应，第2冷轧工序中的截面收缩率较低，上述特定晶粒的面积率处于本发明的范围外，弯曲半径为5.5mm时的弯曲寿命次数不足50万次，耐弯曲性不足。比较例7与专利文献2中所记载的实施例对应，第2热处理工序中的加热温度较高，0.2％屈服强度处于本发明的范围外，弯曲半径为5.5mm时的弯曲寿命次数不足50万次，耐弯曲性不足。
因此可知，当对铜块进行轧制而制作成宽度为0.5mm～1.4mm的窄幅铜箔时，在扁平轧制铜箔的与轧制方向垂直的截面中，通过使在相对于立方取向的偏离角度为12.5°以内的取向进行取向的晶粒的面积率达到8％以上，直至电阻值升高3Ω的弯曲寿命次数达到50万次以上，耐弯曲性优异，能够实现高寿命化。另外，这种情况并不局限于韧铜(TPC)，对于无氧铜(OFC)、合计含有1.3质量％以下的选自Mg、Zn、Sn、Ag、P、Cr、Si、Zr、Ti、Fe中的1种或2种以上的元素的铜合金也能够同样地确认。
如上所述，确认了本发明能实现优异的效果。
产业上的可利用性
本发明的扁平轧制铜箔的耐弯曲性优异，因此，优选用作柔性扁平电缆(FFC)。特别适合用于汽车中的作为安全气囊系统的构成部件的旋转连接器(SRC)、车顶线束、车门线束、地板线束等汽车用部件。
附图标记的说明
1 扁平轧制铜箔
2 轧制面
3 与轧制方向垂直的截面或RD面
4 侧面
10 柔性扁平电缆(FFC)
11 试样固定板
12 可动板
13 马达部
40 旋转连接器(SRC)

Claims (7)

1.一种扁平轧制铜箔，其由硬铜、即0.2％屈服强度为250MPa以上的铜或铜合金构成，其特征在于，
在与轧制方向垂直的截面中，以相对于立方取向的偏离角度为12.5°以内的方式取向的晶粒的面积率为8％以上，
在所述扁平轧制铜箔的母相组织中导入晶格缺陷，并且所述扁平轧制铜箔的平均结晶粒径为1μm～10μm，
所述扁平轧制铜箔用于制造旋转连接器所具有的柔性扁平电缆，
所述扁平轧制铜箔的弯曲寿命次数为50万次以上，
所述旋转连接器的所述柔性扁平电缆的导体宽度为0.3mm～1.1mm，
铜合金合计含有1.0质量％以下的选自0.01～0.2质量％的Mg、0.01～0.5质量％的Zn、0.01～1.5质量％的Sn、0.01～0.1质量％的Ag、0.001～0.05质量％的P、0.1～0.5质量％的Cr、0.01～0.1质量％的Si、0.01～0.2质量％的Zr、0.01～0.2质量％的Ti以及0.01～0.2质量％的Fe中的1种或2种以上的元素，剩余部分由铜和不可避免的杂质构成。
2.一种扁平轧制铜箔，其特征在于，如下构成：
在权利要求1所述的扁平轧制铜箔中，
拉森-米勒参数P由P＝T(C+logtr)定义，且T为绝对温度(K)、tr为断裂时间(h)、C为材料常数，此时，即使在以C＝20且P＝7000～9000的范围内的条件进行热处理的状态下，0.2％屈服强度也维持250MPa以上。
3.一种柔性扁平电缆，其使用了根据权利要求1或2所述的扁平轧制铜箔。
4.一种旋转连接器，其具有权利要求3所述的柔性扁平电缆，并应用于弯曲半径为6mm以下的弯曲部位。
5.一种扁平轧制铜箔的制造方法，其是权利要求1或2所述的扁平轧制铜箔的制造方法，其特征在于，
在依次实施了铸造、热轧、第1冷轧和伴随有重结晶的第1热处理之后，具有：
以75％以上的截面收缩率进行冷轧而形成箔材的第2冷轧工序；
对所述箔材实施200～600℃、1秒～2小时的热处理的第2热处理工序；以及
以5％以上的截面收缩率对所述第2热处理工序之后的箔材进行冷轧而形成箔材的第3冷轧工序，
通过在所述第2冷轧工序中使截面收缩率为75％以上，从而导入晶格缺陷。
6.根据权利要求5所述的扁平轧制铜箔的制造方法，其特征在于，在所述第3冷轧工序之后，还具有沿轧制方向将所述箔材切断的切割工序。
7.根据权利要求6所述的扁平轧制铜箔的制造方法，其特征在于，在所述第3冷轧工序之后、所述切割工序之前，还具有对所述箔材实施去应力退火的第3热处理工序。
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