JP2003064431A - Copper alloy foil for laminate sheet - Google Patents
Copper alloy foil for laminate sheetInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はプリント配線板用の積層
板に用いる銅合金箔に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a copper alloy foil used for a laminated board for a printed wiring board.
【0002】[0002]
【従来の技術】電子機器の電子回路にはプリント配線板
が多く用いられる。 プリント配線板は基材となる樹脂
の種類によって、ガラスエポキシ基板および紙フェノー
ル基板を構成材料とする硬質積層板(リジット基板)
と、ポリイミド基板およびポリエステル基板を構成材料
とする可撓性積層板(フレキシブル基板)とに大別され
る。プリント配線板の導電材としては主として銅箔が使
用されているが、銅箔はその製造方法の違いにより電解
銅箔と圧延銅箔に分類される。 電解銅箔は硫酸銅めっ
き浴からチタンやステンレスのドラム上に銅を電解析出
して製造される。圧延銅箔は圧延ロールにより塑性加工
して製造されるので、圧延ロールの表面形態が箔の表面
に転写し、平滑な表面が得られることが特徴である。
なお、箔とは一般に100μm以下の厚さの薄板をい
う。2. Description of the Related Art Printed wiring boards are often used in electronic circuits of electronic equipment. A printed wiring board is a rigid laminated board (rigid board) that uses a glass epoxy board and a paper phenol board as constituent materials, depending on the type of resin used as the base material.
And a flexible laminated plate (flexible substrate) including a polyimide substrate and a polyester substrate as constituent materials. Copper foil is mainly used as a conductive material for a printed wiring board, but the copper foil is classified into an electrolytic copper foil and a rolled copper foil depending on the manufacturing method. The electrolytic copper foil is manufactured by electrolytically depositing copper on a titanium or stainless steel drum from a copper sulfate plating bath. Since the rolled copper foil is manufactured by plastic working with a rolling roll, the surface morphology of the rolling roll is transferred to the surface of the foil, and a smooth surface is obtained.
The foil generally means a thin plate having a thickness of 100 μm or less.
【0003】プリント配線板は樹脂基板と銅箔とを接着
剤を用いて積層し、その後に接着剤を加熱加圧により硬
化して形成される。 上記プリント配線板のうち、フレ
キシブル基板の樹脂基板は、従来ポリイミド樹脂フィル
ムおよびポリエステル樹脂フィルムが主に用いられてい
る。 また、フレキシブル基板の導電材に用いられる銅
箔としては、可撓性が良好であることから、主に圧延銅
箔が用いられている。A printed wiring board is formed by laminating a resin substrate and a copper foil with an adhesive and then curing the adhesive by heating and pressing. Of the above-mentioned printed wiring boards, conventionally, polyimide resin films and polyester resin films have been mainly used as resin substrates of flexible substrates. A rolled copper foil is mainly used as the copper foil used for the conductive material of the flexible substrate because of its good flexibility.
【0004】銅箔と樹脂との貼りあわせには、例えばエ
ポキシ等の熱硬化性樹脂からなる接着剤が用いられ、張
り合わせ後130〜170℃の温度で1〜2時間の加熱
加圧して接着剤を硬化させる。 次に、銅箔をエッチン
グして種々の配線パターンを形成し、電子部品をハンダ
で接続して実装していく。 プリント配線板用の材料に
はこのような高温下に繰り返して晒されるため、耐熱性
が要求される。 近年は環境への配慮から鉛フリーハン
ダが用いられるようになったが、そのためハンダの融点
が高くなり、プリント配線板には高い耐熱性が求めら
れ、ポリエステルよりも耐熱性に優れたポリイミド樹脂
が広く用いられている。An adhesive made of a thermosetting resin such as epoxy is used for bonding the copper foil and the resin, and the adhesive is heated and pressed at a temperature of 130 to 170 ° C. for 1 to 2 hours after the bonding. Cure. Next, the copper foil is etched to form various wiring patterns, and electronic components are connected by soldering and mounted. Since the material for the printed wiring board is repeatedly exposed to such a high temperature, heat resistance is required. In recent years, lead-free solder has come to be used due to environmental considerations, but the melting point of the solder has increased, and printed wiring boards are required to have high heat resistance. Polyimide resins, which have better heat resistance than polyester, are used. Widely used.
【0005】フレキシブル基板は可撓性を持つことを特
徴とし、可動部の配線に用いられる他に、電子機器内で
折り曲げた状態で収納することも可能であるために、省
スペース配線材料としても用いられている。 また、基
板自体が薄いことから、半導体パッケージのインターポ
ーザー用途あるいは液晶ディスプレイのICテープキャ
リアとしても用いられている。 これらの用途では高密
度実装の要求から電子回路の配線幅と配線間隔を小さく
したファインピッチ化が進んでいる。 しかし、フレキ
シブル基板に広く使われているポリイミド樹脂は吸湿性
があり、加熱加圧により銅箔をラミネートした後に、乾
燥した状態で取り扱わないと、大気中の水分を吸湿して
変形する問題がある。 このため、ポリイミド樹脂を用
いたプリント配線板は、近年のファインピッチ化の要求
に対して寸法安定性の課題が生じている。 また、パソ
コンや移動体通信等で電気信号が高周波化しているが、
これに対応するため比誘電率の小さい樹脂基板が求めら
れている。The flexible substrate is characterized in that it has flexibility, and besides being used for wiring of a movable part, it can be housed in a bent state in an electronic device, so that it can be used as a space-saving wiring material. It is used. Since the substrate itself is thin, it is also used as an interposer for semiconductor packages or as an IC tape carrier for liquid crystal displays. In these applications, due to the demand for high-density mounting, fine pitches are being made by reducing the wiring width and wiring interval of electronic circuits. However, polyimide resin, which is widely used for flexible substrates, has hygroscopicity, and if it is not handled dry after laminating copper foil by heating and pressing, it may absorb moisture in the atmosphere and deform. . Therefore, a printed wiring board using a polyimide resin has a problem of dimensional stability in response to the recent demand for finer pitch. Also, electric signals are becoming high frequency in personal computers and mobile communication,
In order to cope with this, a resin substrate having a small relative dielectric constant is required.
【0006】このようなプリント配線板に使われる樹脂
基板への要求に対して、液晶ポリマーの採用が検討され
ている。液晶ポリマーはスーパーエンジニアリングプラ
スチックスのひとつであり、サーモトロピック型(熱溶
融型)とリオトロピック型(溶液型)がある。 プリン
ト配線板の用途に使われるのはサーモトロピック型であ
る。 この型の液晶ポリマーは高強度、耐薬品性を有す
ると共に、吸湿性がポリイミドよりも小さく、寸法安定
性に優れるといった特徴を有している。 また、液晶ポ
リマーは比誘電率が約3.0であり、ポリイミドの約
3.5よりも小さく、高周波用途の樹脂基板に適してい
る。 液晶ポリマーは芳香族ポリエステル系の熱可塑性
樹脂であるが、耐熱性に優れており、ハンダ接続が可能
である。一方で、液晶ポリマーは融点以上に加熱するこ
とによって軟化するので、導電材である銅箔と液晶ポリ
マーとを加熱加圧することによって、接着剤を用いるこ
となく熱融着で貼り合わせることが可能である。In order to meet the demand for resin substrates used for such printed wiring boards, adoption of liquid crystal polymers is being studied. Liquid crystal polymer is one of super engineering plastics, and there are a thermotropic type (heat melting type) and a lyotropic type (solution type). Thermotropic type is used for printed wiring boards. This type of liquid crystal polymer is characterized by having high strength and chemical resistance, lower hygroscopicity than polyimide, and excellent dimensional stability. Further, the liquid crystal polymer has a relative dielectric constant of about 3.0, which is smaller than about 3.5 of polyimide, and is suitable for a resin substrate for high frequency applications. Although the liquid crystal polymer is an aromatic polyester-based thermoplastic resin, it has excellent heat resistance and can be soldered. On the other hand, since the liquid crystal polymer is softened by heating above the melting point, it is possible to bond the copper foil and the liquid crystal polymer, which are conductive materials, by heat and pressure by heat fusion without using an adhesive. is there.
【0007】ところで、現在フレキシブルプリント配線
板に広く用いられているポリイミド樹脂の熱膨張係数は
2.7×10−5/℃であり、銅の熱膨張係数1.6×
10 −5/℃と異なるため、加熱時にプリント配線板の
反りが生じやすい。 一方、液晶ポリマーの分子は細長
い棒状であるが、長軸方向と短軸方向で熱膨張係数が異
なるという特性を持つ。 この特性から、液晶ポリマー
の分子配向性を制御することによって、液晶ポリマーの
熱膨張係数を調節することが可能である。 液晶ポリマ
ーの熱膨張係数を導電材である銅の熱膨張係数と一致さ
せることで、加熱時に寸法変化の差を小さくすることが
でき、プリント配線板の反りが生じにくくなる。 液晶
ポリマーと銅箔とを接着剤で貼り合わせることも可能で
はあるが、接着剤のような熱膨張係数の異なる材料を液
晶ポリマーと銅箔との間に入れることは寸法安定性を損
なうことになる。 プリント配線板の寸法安定性を高く
維持するには、液晶ポリマーと銅箔とを直接に貼り合わ
せることが好ましい。By the way, at present flexible printed wiring
The coefficient of thermal expansion of the polyimide resin widely used for the board is
2.7 x 10-5/ ° C, the coefficient of thermal expansion of copper 1.6 x
10 -5Since it is different from / ° C,
Warpage is likely to occur. On the other hand, the liquid crystal polymer molecules are slender
Although it is a rod shape, the coefficient of thermal expansion differs between the major axis direction and the minor axis direction.
It has the characteristic of becoming. From this property, liquid crystal polymer
By controlling the molecular orientation of the liquid crystal polymer
It is possible to adjust the coefficient of thermal expansion. Liquid crystal polymer
The coefficient of thermal expansion of the same as that of the conductive material copper.
By doing so, it is possible to reduce the difference in dimensional change during heating.
As a result, the printed wiring board is less likely to warp. liquid crystal
It is also possible to bond the polymer and copper foil with an adhesive.
However, liquids with different coefficient of thermal expansion
Between the crystalline polymer and the copper foil impairs dimensional stability.
It will be bad. High dimensional stability of printed wiring boards
To maintain, glue the liquid crystal polymer and copper foil directly
Preferably.
【0008】導電材として用いられる銅箔の素材には、
純銅や少量の添加元素を含む銅合金が用いられる。 電
子回路のファインピッチ化に伴って導体である銅箔が薄
くなり、また回路幅が狭くなっていることから、銅箔の
特性に対して、直流抵抗損失が小さく導電率が高いこと
が求められている。 銅は導電性に優れた材料であり、
導電性が重視される上記の分野では純度99.9%以上
の純銅が用いられるのが一般的である。 しかし、銅は
純度を上げると強度が低下するので、銅箔が薄くなると
ハンドリング性が悪くなるため、銅箔の強度が大きいこ
とが好ましい。また、プリント配線板用の液晶ポリマー
ははんだ耐熱性が求められるので、融点が250℃〜3
50℃と高いものが使用される。 銅箔と液晶ポリマー
とを熱融着で貼り合わせるためには、液晶ポリマー融点
付近での加熱処理が必要であることから、銅箔が軟化し
てハンドリング性が悪くなる。 このため、銅箔は30
0℃で1時間程度の加熱処理で軟化しないことが好まし
い。 また、ファインピッチ化に伴って、エッチング性
に優れた材料が求められている。 表面粗さが大きい銅
箔や粗化処理で凹凸を形成した銅箔は、エッチングで回
路を形成する際に、樹脂に銅が残るエッチング残が生じ
たり、エッチング直線性が低下して回路幅が不均一にな
りやすい。 このため、電子回路をファインピッチ化す
るためには、銅箔の表面粗さの小さいことが好ましく、
粗化処理を施さない表面粗さの小さい銅箔を樹脂フィル
ムと貼り合わせることが望ましいThe material of the copper foil used as the conductive material is
Pure copper or a copper alloy containing a small amount of additional elements is used. Copper foil, which is a conductor, has become thinner and the circuit width has become narrower as the pitch of electronic circuits has become finer. ing. Copper is a material with excellent conductivity,
In the above fields where conductivity is important, pure copper having a purity of 99.9% or more is generally used. However, since the strength of copper decreases as the purity increases, the handling property deteriorates when the copper foil becomes thin. Therefore, the strength of the copper foil is preferably high. In addition, since liquid crystal polymers for printed wiring boards are required to have soldering heat resistance, the melting point is 250 ° C to 3 ° C.
A material as high as 50 ° C is used. In order to bond the copper foil and the liquid crystal polymer to each other by heat fusion, a heat treatment near the melting point of the liquid crystal polymer is required, so that the copper foil is softened and the handling property is deteriorated. Therefore, the copper foil is 30
It is preferable that heat treatment at 0 ° C. for about 1 hour does not cause softening. In addition, as the pitch becomes finer, a material excellent in etching property is required. Copper foil with a large surface roughness or copper foil with irregularities formed by roughening treatment has an etching residue left on the resin when the circuit is formed by etching, or the etching linearity decreases and the circuit width decreases. It tends to be uneven. Therefore, in order to make the electronic circuit fine pitch, it is preferable that the surface roughness of the copper foil is small,
It is desirable to bond a copper foil with a small surface roughness that has not been roughened to a resin film.
【0009】このような状況の中で、液晶ポリマーを積
層板の樹脂基板として、導電材である銅箔を接着剤を用
いずに、熱融着で貼り合わせることが試みられている。
ところが、液晶ポリマーのフィルムと圧延銅箔とを、
加熱プレス機や加熱ローラーを用いて液晶ポリマーの融
点以上の温度に保ちながら加圧して、熱融着で貼り合わ
せたところ、液晶ポリマーと純銅の圧延銅箔との接着性
が悪く、剥離しやすいことが判明している。Under such circumstances, it has been attempted to bond the liquid crystal polymer as a resin substrate of a laminated plate by heat-sealing copper foil as a conductive material without using an adhesive.
However, the liquid crystal polymer film and the rolled copper foil,
Using a heating press or heating roller, pressurizing while maintaining the temperature above the melting point of the liquid crystal polymer and pasting by heat fusion, the liquid crystal polymer and the rolled copper foil of pure copper have poor adhesion and are easily peeled off. It turns out.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】液晶ポリマーと銅箔を
貼り合わせた積層板用を実用化するためには、接着性と
ハンドリング性を改善することが課題である。 積層板
製造時に求められるハンドリング性は製造条件によって
も異なるが、銅合金箔の引張強さが大きいほど好ましい
が、一般に強度と導電性は相反する関係にあり、高強度
の材料ほど導電性が低下する傾向がある。 また、プリ
ント配線板で必要な接着強度は電子機器の製造条件や使
用環境によっても異なるが、一般に180゜ピール強度
が5.0N/cm以上であれば実用化が可能とされてい
る。 本発明の目的は、液晶ポリマーとの接着性および
引張強さに優れた積層板用の銅箔を提供することであ
る。In order to put into practical use a laminate for which a liquid crystal polymer and a copper foil are bonded together, it is a subject to improve the adhesiveness and handleability. The handling properties required for the production of laminates vary depending on the production conditions, but the greater the tensile strength of the copper alloy foil, the more preferable it is, but generally strength and conductivity are in a contradictory relationship, and the higher the strength of the material, the lower the conductivity. Tend to do. Although the adhesive strength required for the printed wiring board varies depending on the manufacturing conditions of the electronic equipment and the environment in which it is used, it is generally possible to put it into practical use if the 180 ° peel strength is 5.0 N / cm or more. An object of the present invention is to provide a copper foil for a laminated plate, which has excellent adhesiveness to a liquid crystal polymer and tensile strength.
【0011】[0011]
【課題を改善するための手段】本発明者らは、液晶ポリ
マーとの接着性を、導電性の優れる純銅をベースにし
て、少量の添加元素を加えた銅合金で改善されることを
見いだした。 具体的には、液晶ポリマーとの接着性お
よび導電性に対する各種の添加元素の影響について研究
を重ねた結果、本発明は、
(1) 添加元素の成分を重量割合にて、Agが0.0
3質量%〜1.0質量%、Inが0.01質量%〜0.
5質量%の各成分の内一種以上を含み、残部を銅及び不
可避不純物からなり、極表層の酸化層の厚さが表面から
10nm以下、防錆皮膜の厚さが表面から5nm以下と
することにより、導電率が80%IACS以上であり、
粗化処理を施さずに液晶ポリマーを熱融着したときに1
80゜ピール強度が5.0N/cm以上であることを特
徴とする、積層板用の銅合金箔。
(2) 添加元素の成分を重量割合にて、Agが0.0
3質量%〜1.0質量%、Inが0.01質量%〜0.
5質量%の各成分の内一種以上を含み、更にAl、B
e、Co、Fe、Mg、Mn、Ni、P、Pb、Si、
TiおよびZnの各成分の内一種以上を総量で0.00
5質量%〜2.5質量%を含有し、残部を銅及び不可避
不純物からなり、極表層の酸化層の厚さが表面から10
nm以下、防錆皮膜の厚さが表面から5nm以下とする
ことにより、引張強さが500N/mm2以上、導電率
が60%IACS以上であり、粗化処理を施さずに液晶
ポリマーを熱融着したときに180゜ピール強度が5.
0N/cm以上であることを特徴とする、積層板用の銅
合金箔。
(3) 1時間の加熱を行ったときの引張強さが、加熱
前の引張強さと軟化したときの引張強さの中間となる温
度が300℃以上であることを特徴とする(1)または
(2)に記載の積層板用銅合金箔。を提供するものであ
る。The present inventors have found that the adhesion with a liquid crystal polymer is improved by a copper alloy having a small amount of additive element based on pure copper having excellent conductivity. . Specifically, as a result of repeated studies on the influence of various additive elements on the adhesiveness to liquid crystal polymers and the conductivity, the present invention shows that (1) the additive element is contained in a weight ratio of Ag of 0.0
3% by mass to 1.0% by mass, In is 0.01% by mass to 0.
5% by mass of each component, the balance consisting of copper and unavoidable impurities, the thickness of the oxide layer of the outermost layer being 10 nm or less from the surface, and the thickness of the rust preventive film being 5 nm or less from the surface. Therefore, the conductivity is 80% IACS or more,
When liquid crystal polymer is heat-sealed without roughening treatment 1
A copper alloy foil for a laminate, which has an 80 ° peel strength of 5.0 N / cm or more. (2) Ag is 0.0 in the weight ratio of the additive element components.
3% by mass to 1.0% by mass, In is 0.01% by mass to 0.
5% by mass of one or more of each component, Al, B
e, Co, Fe, Mg, Mn, Ni, P, Pb, Si,
The total amount of one or more of the Ti and Zn components is 0.00
5% by mass to 2.5% by mass, the balance consisting of copper and unavoidable impurities, and the thickness of the oxide layer of the outer surface layer is 10 from the surface.
nm or less, and the thickness of the rust preventive film is 5 nm or less from the surface, the tensile strength is 500 N / mm 2 or more, the conductivity is 60% IACS or more, and the liquid crystal polymer is heated without roughening treatment. 180 ° peel strength when fused 5.
A copper alloy foil for a laminated board, which is 0 N / cm or more. (3) The temperature at which the tensile strength when heated for 1 hour is intermediate between the tensile strength before heating and the tensile strength when softened is 300 ° C. or higher (1) or The copper alloy foil for laminated plates according to (2). Is provided.
【0012】[0012]
【発明実施の形態】本発明において合金組成等を上記に
限定した理由を述べる。
(1) Ag、In:Ag、Inは樹脂を製造する際
に、重合を促進する触媒としての作用が働くことが知ら
れている。 このため、Ag、Inを銅に添加して合金
箔とし、液晶ポリマーとの接着性を向上することが判明
した。 その理由は、Ag、Inが金属と樹脂の結合を
促進して、界面の結合が強化されたためと考えられる。
これらの含有量が少なすぎると触媒として十分な作用
をしないため、金属と樹脂の結合が十分に行われず、接
着性の改善効果が小さい。 プリント配線板として実用
上に必要な180゜ピール強度である5.0N/cm以
上を付与するには、Ag、の添加量が少なくとも重量比
で0.03質量%以上、Inでは、0.01質量%以上
であることが必要である。 また、Ag、Inは銅中に
固溶して耐熱性を改善すること、Ag、Inによる導電
率への影響が小さく、少量の銀を含む銅合金箔は導電材
料に適している。 しかし、銅中に添加するAg、In
の量が多くなると、導電率を低下して回路用の導電材料
として適さなくなる。 このため、プリント配線板の積
層板用銅合金箔として適切な組成を検討した結果、重量
比でAgが0.02質量%〜1.0質量%、より好まし
くは0.04質量%〜0.5質量%、Inが0.01質
量%〜0.5質量%、より好ましくは0.02質量%〜
0.2質量%であることが判明した。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The reason why the alloy composition and the like are limited to the above in the present invention will be described. (1) Ag, In: Ag, In is known to act as a catalyst for promoting polymerization when a resin is produced. Therefore, it has been found that Ag and In are added to copper to form an alloy foil to improve the adhesiveness with the liquid crystal polymer. The reason is considered that Ag and In promoted the bond between the metal and the resin, and the bond at the interface was strengthened.
If the content of these components is too small, they do not act sufficiently as a catalyst, so that the metal and resin are not sufficiently bonded and the effect of improving the adhesiveness is small. In order to provide a 180 ° peel strength of 5.0 N / cm or more, which is necessary for practical use as a printed wiring board, the addition amount of Ag is at least 0.03 mass% by weight, and In is 0.01. It must be at least mass%. Further, Ag and In form a solid solution in copper to improve heat resistance, and the influence of Ag and In on the conductivity is small, and a copper alloy foil containing a small amount of silver is suitable as a conductive material. However, Ag and In added in copper
If the amount of is large, the conductivity decreases and it becomes unsuitable as a conductive material for circuits. Therefore, as a result of studying an appropriate composition as a copper alloy foil for a laminated board of a printed wiring board, Ag is 0.02% by mass to 1.0% by mass, and more preferably 0.04% by mass to 0.1% by mass. 5% by mass, In is 0.01% by mass to 0.5% by mass, and more preferably 0.02% by mass.
It was found to be 0.2% by weight.
【0013】(2) 引張強さと導電性:一般に強度と
導電性は相反する関係にあり、高強度の材料ほど導電性
が低下する傾向がある。従って、高い導電率を要求され
るものについては、強度が劣っても導電率の高いことが
必要とされるから、導電率が80%IACSと規定し
た。一方、引張強さが500N/mm2より小さい場
合、ハンドリング等の取り扱いでしわを発生しやすいの
で、引張強さが高くすると、導電率が低くなり、60%
IACS以下の場合では積層板用の導電材料として好ま
しくない。高強度でハンドリング性に優れた積層板用の
銅合金箔に適する条件としては、引張強さが500N/
mm2以上、導電率が60%IACS以上と定めた。
(3) Al、Be、Co、Fe、Mg、Mn、Ni、
P、Pb、Si、TiおよびZn: Ag、Inは銅合
金の強度を高める効果を有しているが、特にハンドリン
グ性の点から高強度を必要とする場合は第3元素を加え
ることが効果的である。 Al、Be、Co、Fe、M
g、Mn、Ni、P、Pb、Si、TiおよびZnはい
ずれも主として 固溶強化により銅合金の強度を高める
効果を有しており、必要に応じて1種以上の添加がなさ
れる。 その含有量が総量で0.005質量%未満であ
ると上記の作用に所望の効果が得られず、一方で総量で
2.5質量%を越える場合には導電性、ハンダ付け性、
加工性を著しく劣化させる。従って、Al、Be、C
o、Fe、Mg、Mn、Ni、P、Pb、Si、Tiお
よびZnの含有量の範囲は総量で0.005質量%〜
2.5質量%と定めた。(2) Tensile strength and electroconductivity: In general, strength and electroconductivity are in a contradictory relationship, and the higher the strength of the material, the lower the electroconductivity tends to be. Therefore, for those requiring high electrical conductivity, high electrical conductivity is required even if the strength is poor, so the electrical conductivity was defined as 80% IACS. On the other hand, if the tensile strength is less than 500 N / mm 2 , wrinkles are likely to occur during handling such as handling, so if the tensile strength is high, the electrical conductivity will be low and 60%.
In the case of IACS or less, it is not preferable as a conductive material for laminated plates. As a condition suitable for a copper alloy foil for a laminated plate having high strength and excellent handleability, a tensile strength is 500 N /
The conductivity was defined as mm 2 or more and the electrical conductivity was 60% IACS or more. (3) Al, Be, Co, Fe, Mg, Mn, Ni,
P, Pb, Si, Ti and Zn: Ag, In have the effect of increasing the strength of the copper alloy, but especially when high strength is required from the viewpoint of handleability, the addition of a third element is effective. Target. Al, Be, Co, Fe, M
All of g, Mn, Ni, P, Pb, Si, Ti and Zn have an effect of enhancing the strength of the copper alloy mainly by solid solution strengthening, and one or more kinds thereof are added if necessary. If the total content is less than 0.005% by mass, the desired effect cannot be obtained in the above-mentioned action, while if the total content exceeds 2.5% by mass, the conductivity, solderability,
Remarkably deteriorates workability. Therefore, Al, Be, C
The total content of o, Fe, Mg, Mn, Ni, P, Pb, Si, Ti and Zn is 0.005 mass% to
It was determined to be 2.5% by mass.
【0014】(4) 酸化層、防錆皮膜:液晶ポリマー
と銅合金の接着性は酸化層、防錆皮膜の厚さを規制する
ことにより改善されることが判明した。 従来銅箔と樹
脂との貼りあわせには、例えば図2に示すエポキシ等の
熱硬化性樹脂からなる接着剤が用いられているが、エポ
キシ樹脂と銅合金の接着が、主にエポキシ樹脂に含まれ
る水酸基と銅合金上に生成する酸化物の酸素原子との水
素結合によるためで、添加元素は母材と酸化膜の密着性
を改善している。 しかし、図1に示すような分子式を
有する液晶ポリマーでは材料表層の酸化層が厚くなると
添加元素の触媒作用を阻害するため、樹脂との密着性の
改善効果が得られないことが判明した。また、箔製品の
表面の酸化が進行するのを防ぐために通常ベンゾトリア
ゾールなどを塗布することにより防錆皮膜を表層に形成
するが、この厚さが厚いと樹脂との加熱、貼り合わせの
時に防錆皮膜が分解して皮膜自体が母材より剥離しやす
くなるため、結果的に樹脂との密着性を低下させること
になる。 本発明者らは、研究の結果、このような液晶
ポリマーとの接着性の低下を防止するためには、材料表
層に生成する酸化層を表面から10nm以下、かつ防錆
皮膜を表面から5nm以下とすることにより更に改善さ
れることが判った。(4) Oxidation layer, anticorrosion film: It has been found that the adhesion between the liquid crystal polymer and the copper alloy is improved by controlling the thickness of the oxidation layer and anticorrosion film. Conventionally, an adhesive made of a thermosetting resin such as epoxy as shown in FIG. 2 has been used for pasting a copper foil and a resin. However, adhesion between an epoxy resin and a copper alloy is mainly included in the epoxy resin. The additional element improves the adhesion between the base material and the oxide film because of the hydrogen bond between the hydroxyl group formed and the oxygen atom of the oxide formed on the copper alloy. However, it has been found that in a liquid crystal polymer having a molecular formula as shown in FIG. 1, the effect of improving the adhesiveness with the resin cannot be obtained because the catalytic action of the additional element is obstructed when the oxide layer of the material surface layer becomes thick. In addition, in order to prevent the oxidation of the surface of foil products from progressing, a rust-preventive film is usually formed on the surface layer by applying benzotriazole or the like, but if this thickness is thick, it will prevent the rust-preventing film from being heated and stuck to the resin. Since the rust film is decomposed and the film itself is more easily peeled off from the base material, the adhesiveness with the resin is consequently reduced. As a result of research, the present inventors have found that in order to prevent such a decrease in adhesion with a liquid crystal polymer, an oxide layer formed on the surface layer of the material is 10 nm or less from the surface and an anticorrosive film is 5 nm or less from the surface. It was found that further improvement can be achieved by
【0015】本発明の銅合金箔は製造方法に限定される
ものではなく、例えば合金めっき法による電解銅箔ある
いは合金を溶解鋳造して圧延する圧延銅箔のような方法
で製造できる。 以下に、溶解鋳造による製造方法を述
べる。 溶融した純銅に所定量の合金元素を添加して、
鋳型内に鋳造してインゴットとする。 銅合金の溶解鋳
造は酸化物等の生成を抑制するため、真空中あるいは不
活性ガス雰囲気中で行うことが望ましい。 また原料は
酸素含有量の少ない電気銅あるいは無酸素銅を用いるこ
とが望ましい。 インゴットは、熱間圧延である程度の
厚さまで薄くした後、皮削りを行い、その後冷間圧延と
焼鈍を繰返し行い、最後に冷間圧延を行って箔に仕上げ
る。 圧延上がりの材料は圧延油が付着しているので、
アセトンや石油系溶剤等で脱脂処理をする。The copper alloy foil of the present invention is not limited to a manufacturing method, and can be manufactured by a method such as an electrolytic copper foil by an alloy plating method or a rolled copper foil in which an alloy is melt cast and rolled. The manufacturing method by melt casting will be described below. Add a predetermined amount of alloying elements to the pure copper melt,
Cast into a mold to make an ingot. The melting and casting of the copper alloy is preferably performed in a vacuum or in an inert gas atmosphere in order to suppress the formation of oxides and the like. It is desirable to use electrolytic copper or oxygen-free copper having a low oxygen content as the raw material. The ingot is thinned to a certain thickness by hot rolling, then cut, then repeatedly cold-rolled and annealed, and finally cold-rolled to obtain a foil. Rolling oil adheres to the material after rolling, so
Degrease with acetone or petroleum solvent.
【0016】酸化層の厚さを低減するためには焼鈍で生
じた酸化層を除去することが必要である。 例えば、酸
洗で酸化層を除去するには硫酸+過酸化水素、硝酸+過
酸化水素、または硫酸+過酸化水素+弗化物を用いるこ
とが好ましい。 また、防錆皮膜の厚さを低減するため
には、例えば防錆剤の濃度を低減する方法があり、防錆
剤にベンゾトリアゾールを用いた場合には、その濃度を
5000ppm以下とすることが好ましい。In order to reduce the thickness of the oxide layer, it is necessary to remove the oxide layer produced by annealing. For example, in order to remove the oxide layer by pickling, it is preferable to use sulfuric acid + hydrogen peroxide, nitric acid + hydrogen peroxide, or sulfuric acid + hydrogen peroxide + fluoride. Further, in order to reduce the thickness of the rust preventive film, for example, there is a method of reducing the concentration of the rust preventive agent. When benzotriazole is used as the rust preventive agent, the concentration thereof should be 5000 ppm or less. preferable.
【0017】[0017]
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。銅合金の
作製は、高周波真空誘導溶解炉を用いてAr雰囲気中に
て高純度黒鉛製るつぼ内で主原料の無酸素銅を溶解した
ところへ、副原料として銀、インジウム、アルミニウ
ム、銅ベリリウム母合金、コバルト、銅鉄母合金、マグ
ネシウム、マンガン、ニッケル、銅リン母合金、鉛、銅
シリコン母合金、チタンおよび亜鉛から選ばれた添加元
素を添加した後、鋳鉄製の鋳型内に鋳造した。この方法
で厚さ30mm、幅50mm、長さ150mm、重さ約
2kgの銅合金のインゴットを得た。このインゴットを
900℃に加熱して、熱間圧延により厚さ8mmまで圧
延して酸化スケールを除去した後、冷間圧延と熱処理と
を繰り返して厚さ35μmの圧延上がりの銅合金箔を得
た。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. The copper alloy was prepared by melting oxygen-free copper, which is the main raw material, in a high-purity graphite crucible in an Ar atmosphere using a high-frequency vacuum induction melting furnace, and using silver, indium, aluminum, copper beryllium After adding an additive element selected from an alloy, cobalt, a copper iron master alloy, magnesium, manganese, nickel, a copper phosphorous master alloy, lead, a copper silicon master alloy, titanium and zinc, it was cast in a cast iron mold. By this method, a copper alloy ingot having a thickness of 30 mm, a width of 50 mm, a length of 150 mm and a weight of about 2 kg was obtained. This ingot was heated to 900 ° C. and rolled by hot rolling to a thickness of 8 mm to remove oxide scale, and then cold rolling and heat treatment were repeated to obtain a rolled copper alloy foil having a thickness of 35 μm. .
【0018】上記の方法で得られた厚さ35μmの銅合
金箔は圧延油が付着しているのでアセトン中に浸漬して
油分を除去した。 これを硫酸10質量%および過酸化
水素1質量%を含む水溶液に浸漬して表面の酸化層およ
び防錆皮膜を除去した。 この銅合金箔を粗化処理を施
さずに液晶ポリマーとを重ねて、温度345℃に保持し
た平面加熱プレス機を用いて熱融着した。 ここで液晶
ポリマーは図1に示す分子式のものを使用した。Since the rolling oil adhered to the copper alloy foil having a thickness of 35 μm obtained by the above method, it was immersed in acetone to remove the oil. This was immersed in an aqueous solution containing 10% by mass of sulfuric acid and 1% by mass of hydrogen peroxide to remove the oxide layer and the rust preventive film on the surface. This copper alloy foil was overlaid with a liquid crystal polymer without being subjected to a roughening treatment, and heat-bonded by using a plane heating press maintained at a temperature of 345 ° C. The liquid crystal polymer used here has the molecular formula shown in FIG.
【0019】このようにして得られた銅合金箔の「引張
強さ」、「導電率」、「耐熱性」、「酸化層と防錆皮膜
の厚さ」、および液晶ポリマーとの「接着強度」を以下
の方法で評価した。
(1) 引張強さ:引張強さは引張試験で室温における
引張強さを測定した。測定試料は厚さ35μmに加工し
た銅箔をプレシジョンカッターを用いて幅12.7m
m、長さ150mmの短冊状に切断した。 これを評点
間距離50mmで、引張速度50mm/分で測定した。
(2)導電率:導電率は20℃における電気抵抗をダブ
ルブリッジを用いた直流四端子法で求めた。測定試料は
厚さ35μmの箔に加工した銅箔を幅12.7mmに切
断した。 これを測定間長さ50mmの電気抵抗を測定
して導電率を求めた。
(3)耐熱性:耐熱性は1時間の加熱を行ったときの室
温で引張強さを測定し、加熱前の引張強さと軟化したと
きの引張強さの中間となるような加熱温度を軟化温度と
して評価した。
(4)酸化層と防錆皮膜の厚さ:オージェ電子分光分析
の深さ方向分析をおこない、「酸化層の厚さ」は酸素の
検出強度がバックグラウンドと同一になるまでの表面か
らの深さを、「防錆皮膜の厚さ」は防錆剤を構成する元
素である窒素の検出強度がバックグラウンドと同一にな
るまでの表面からの深さをそれぞれSiO 2換算で測定
した。
(5)接着強度:接着強度は180゜ピール強度をJI
S C 5016に記載された方法に準拠して実施し
た。 測定は引き剥がし導体幅を5.0mmとし、液晶
ポリマーを引張試験機側に固定して、導体である銅合金
箔を180゜方向に曲げて引き剥がした。The “tensile strength” of the copper alloy foil thus obtained
"Strength", "Conductivity", "Heat resistance", "Oxidation layer and anticorrosion film"
"Thickness" and "adhesion strength" with liquid crystal polymer
It evaluated by the method.
(1) Tensile strength: Tensile strength is measured by a tensile test at room temperature.
Tensile strength was measured. The measurement sample is processed to a thickness of 35 μm
Width 12.7m using a precision cutter
m and 150 mm in length were cut into strips. Score this
The distance was 50 mm and the tensile speed was 50 mm / min.
(2) Conductivity: Conductivity is the electrical resistance at 20 ℃
It was obtained by the DC four-terminal method using a Le bridge. The measurement sample is
Cut copper foil processed to a thickness of 35 μm into a width of 12.7 mm
I refused. Measure the electrical resistance of 50mm length during measurement
Then, the conductivity was obtained.
(3) Heat resistance: Heat resistance is the room when heated for 1 hour
Tensile strength was measured at temperature, and the tensile strength before heating and softening
The heating temperature that is in the middle of the tensile strength of
And evaluated.
(4) Thickness of oxide layer and rust preventive film: Auger electron spectroscopy
The depth of the oxide is analyzed and the "oxidation layer thickness" is
Is the surface until the detected intensity becomes the same as the background?
The depth of the rust preventive film is the thickness of the rust preventive agent.
The detected intensity of elementary nitrogen is the same as the background.
The depth from the surface until TwoMeasured by conversion
did.
(5) Adhesive strength: Adhesive strength is 180 ° peel strength JI
Performed in accordance with the method described in S C 5016.
It was The measurement was performed with the peeling conductor width set to 5.0 mm and the liquid crystal
The polymer is fixed on the tensile tester side, and the conductor is a copper alloy.
The foil was bent 180 ° and peeled off.
【0020】本発明の請求項1および請求項3に関する
実施例を示す。 表1は銅合金箔の組成および表2はそ
の特性評価結果である。実施例のNo.1〜No.9は
本発明の請求項1および請求項3に関する銅合金箔の実
施例である。 表2に示すように、本発明の銅合金箔は
導電率が80%IACS以上であり、液晶ポリマーを熱
融着したときの180゜ピール強度が5.0N/cm以
上であり、高い導電性と高い接着強度を有していること
がわかる。An embodiment relating to claims 1 and 3 of the present invention will be shown. Table 1 shows the composition of the copper alloy foil, and Table 2 shows the results of its characteristic evaluation. No. of the embodiment. 1-No. 9 is an example of the copper alloy foil according to claim 1 and claim 3 of the present invention. As shown in Table 2, the copper alloy foil of the present invention has an electrical conductivity of 80% IACS or more, a 180 ° peel strength of 5.0 N / cm or more when a liquid crystal polymer is heat-sealed, and high conductivity. It can be seen that it has a high adhesive strength.
【0021】[0021]
【表1】 [Table 1]
【0022】[0022]
【表2】 [Table 2]
【0023】次に本発明の請求項2および請求項3に関
する実施例を示す。 表3は銅合金箔の組成および表4
はその特性評価結果である。実施例のNo.10〜N
o.14は本発明の請求項2および請求項3に関する銅
合金箔の実施例である。 表4に示すように、本発明の
銅合金箔は導電率が60%IACS以上であり、引張強
さが500N/mm2以上、液晶ポリマーを熱融着した
ときの180゜ピール強度が5.0N/cm以上であ
り、高い強度と高い接着強度を有していることがわか
る。Next, examples of claims 2 and 3 of the present invention will be described. Table 3 shows the composition of the copper alloy foil and Table 4
Is the characteristic evaluation result. No. of the embodiment. 10-N
o. 14 is an example of the copper alloy foil according to claims 2 and 3 of the present invention. As shown in Table 4, the copper alloy foil of the present invention has an electric conductivity of 60% IACS or more, a tensile strength of 500 N / mm 2 or more, and a 180 ° peel strength of 5 when the liquid crystal polymer is heat-sealed. It is 0 N / cm or more, and it can be seen that it has high strength and high adhesive strength.
【0024】[0024]
【表3】 [Table 3]
【0025】[0025]
【表4】 [Table 4]
【0026】表5は比較例の銅合金箔の組成および表6
はその特性評価結果である。 No.15〜19が、本
発明の請求項1および請求項3に関する比較例である。
比較例のNo.15は本発明の合金成分を加えていな
い圧延銅箔である。 無酸素銅をAr雰囲気中にて溶解
鋳造したインゴットを箔に加工して、液晶ポリマーと熱
融着した。 素材が純銅であるので導電性が大きいが、
180゜ピール強度は4.0N/cmと小さいので、ハ
ンドリング性が悪く、プリント配線板としたときに剥離
が生じる恐れがあるため実用に適さない。Table 5 shows the composition of the copper alloy foil of Comparative Example and Table 6
Is the characteristic evaluation result. No. 15 to 19 are comparative examples relating to claim 1 and claim 3 of the present invention.
No. of the comparative example. Reference numeral 15 is a rolled copper foil to which the alloy component of the present invention is not added. An ingot obtained by melting and casting oxygen-free copper in an Ar atmosphere was processed into a foil and heat-bonded to a liquid crystal polymer. Since the material is pure copper, it has high conductivity,
Since the 180 ° peel strength is as small as 4.0 N / cm, the handling property is poor and peeling may occur when the printed wiring board is formed, which is not suitable for practical use.
【0027】[0027]
【表5】 [Table 5]
【0028】[0028]
【表6】 [Table 6]
【0029】比較例のNo.16およびNo.17は、
Agを添加して実施例と同様の方法で箔に加工した。
No.16はAgの濃度が少ないために、導電率が大き
いが耐熱性および接着性を改善する効果が十分でない。
180゜ピール強度が小さく、積層板に加工したとき
の剥離する恐れがある。 一方、No.17はAgの濃
度が重量比で1.0質量%を超えて添加したために、耐
熱性と180゜ピール強度は高いが、導電率が80%I
ACS未満と低くなり、高い導電率を要するプリント配
線板の導電材としては適さない。比較例のNo.18お
よびNo.19は、Inを添加して実施例と同様の方法
で箔に加工した。 No.18はInの濃度が少ないた
めに、導電率が大きいが耐熱性および接着性を改善する
効果が十分でない。 180゜ピール強度が小さく、積
層板に加工したときの剥離する恐れがある。 一方、N
o.19はInの濃度が重量比で1.0質量%を超えて
添加したために、耐熱性と180゜ピール強度は高い
が、導電率が80%IACS未満と低くなり、高い導電
率を要するプリント配線板の導電材としては適さない。No. of the comparative example. 16 and No. 17 is
Ag was added and processed into a foil in the same manner as in the example.
No. No. 16, which has a high Ag concentration, has a large electric conductivity, but the effect of improving heat resistance and adhesiveness is not sufficient.
The 180 ° peel strength is low and there is a risk of peeling when processed into a laminated plate. On the other hand, No. No. 17 has a high heat resistance and a 180 ° peel strength, but has an electric conductivity of 80% I because the Ag concentration is more than 1.0% by mass.
It is less than ACS, which is low and is not suitable as a conductive material for a printed wiring board that requires high conductivity. No. of the comparative example. 18 and No. No. 19 was processed into a foil by adding In in the same manner as in the example. No. Since No. 18 has a low In concentration, it has high conductivity, but the effect of improving heat resistance and adhesiveness is not sufficient. The 180 ° peel strength is low and there is a risk of peeling when processed into a laminated plate. On the other hand, N
o. No. 19 has a high heat resistance and a 180 ° peel strength because the In concentration is more than 1.0% by mass, but the electrical conductivity is low at less than 80% IACS, and the printed wiring that requires high electrical conductivity. Not suitable as a conductive material for plates.
【0030】No.20及びNo.21は本発明の請求
項2および請求項3に関する比較例である。 比較例の
No.20はAgに加えて、PとNiを、またNo.2
1はInに加えてTiを添加して実施例と同様の方法で
箔に加工した。 しかし、PあるいはTiを添加すると
引張強さが大きくなり、耐熱性および接着性が改善され
たが、PあるいはTiの添加量が重量比で2.5質量%
を超えて添加すると、導電率が60%IACS未満低く
なり、プリント配線板の導電材としては適さない。No. 20 and No. 20. Reference numeral 21 is a comparative example relating to claims 2 and 3 of the present invention. No. of the comparative example. No. 20 contains P and Ni in addition to Ag, and No. 20. Two
In No. 1, Ti was added in addition to In to form a foil in the same manner as in the example. However, when P or Ti was added, the tensile strength increased and the heat resistance and adhesiveness were improved, but the addition amount of P or Ti was 2.5 mass% by weight.
If added in excess of 1, the conductivity will be lower than 60% IACS, which is not suitable as a conductive material for a printed wiring board.
【0031】比較例のNo.23は実施例のNo.2の
合金箔を用いて、ベンゾトリアゾールの濃度を7000
ppmに調整した水溶液中に浸漬する処理を行った。こ
れについてピール強度を評価したところ、防錆被膜が7
nmと厚くなったために180゜ピール強度が1.4N
/cmと小さかった。 比較例のNo.24は実施例の
No.2の合金箔を用いて、大気中で加熱処理すること
により、酸化層の厚さを12nmに調整した。 これに
ついてピール強度を評価したところ、180゜ピール強
度が4.1N/cmと小さかった。No. of the comparative example. No. 23 of the example. The alloy foil of No. 2 was used to adjust the concentration of benzotriazole to 7,000.
It was immersed in an aqueous solution adjusted to ppm. When the peel strength of this was evaluated, the rust-preventive film was 7
The 180 ° peel strength is 1.4N due to the increase in thickness of nm
It was as small as / cm. No. of the comparative example. No. 24 of the example. The thickness of the oxide layer was adjusted to 12 nm by heat-treating the alloy foil of No. 2 in the atmosphere. When the peel strength was evaluated for this, the 180 ° peel strength was as small as 4.1 N / cm.
【0032】[0032]
【発明の効果】本発明の液晶ポリマーを基材とするプリ
ント配線板の積層板用に用いる銅合金箔は、高い導電性
と引張強さを有し、かつ無粗化処理で基材樹脂と優れた
接着性を有する。これによって、ハンドリング性に優
れ、微細配線の電子回路の導電材としての用途に好適で
ある。EFFECT OF THE INVENTION A copper alloy foil used for a laminate of a printed wiring board having a liquid crystal polymer as a base material of the present invention has high conductivity and tensile strength, and is used as a base resin by a roughening treatment. It has excellent adhesiveness. This makes it easy to handle and is suitable for use as a conductive material for electronic circuits with fine wiring.
【図1】実施例および比較例で使用した液晶ポリマーの
分子式の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a molecular formula of a liquid crystal polymer used in Examples and Comparative Examples.
【図2】エポキシ樹脂の一例であるビスフェノールA型
エポキシ樹脂の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a bisphenol A type epoxy resin which is an example of an epoxy resin.
Claims (3)
0.03質量%〜1.0質量%、Inが0.01質量%
〜0.5質量%の各成分の内一種以上を含み、残部を銅
及び不可避不純物からなり、極表層の酸化層の厚さが表
面から10nm以下、防錆皮膜の厚さが表面から5nm
以下とすることにより、導電率が80%IACS以上で
あり、粗化処理を施さずに液晶ポリマーを熱融着したと
きに180゜ピール強度が5.0N/cm以上であるこ
とを特徴とする、積層板用の銅合金箔。1. Ag is 0.03% by mass to 1.0% by mass and In is 0.01% by mass, in terms of a weight ratio of the additive element components.
~ 0.5% by mass of each component, the balance consisting of copper and unavoidable impurities, the thickness of the oxide layer of the outermost surface layer is 10 nm or less from the surface, and the thickness of the rust preventive film is 5 nm from the surface.
By having the following, the electrical conductivity is 80% IACS or more, and the 180 ° peel strength is 5.0 N / cm or more when the liquid crystal polymer is heat-sealed without roughening treatment. , Copper alloy foil for laminated boards.
0.03質量%〜1.0質量%、Inが0.01質量%
〜0.5質量%の各成分の内一種以上を含み、更にA
l、Be、Co、Fe、Mg、Mn、Ni、P、Pb、
Si、TiおよびZnの各成分の内一種以上を総量で
0.005質量%〜2.5質量%を含有し、残部を銅及
び不可避不純物からなり、極表層の酸化層の厚さが表面
から10nm以下、防錆皮膜の厚さが表面から5nm以
下とすることにより、引張強さが500N/mm2以
上、導電率が60%IACS以上であり、粗化処理を施
さずに液晶ポリマーを熱融着したときに180゜ピール
強度が5.0N/cm以上であることを特徴とする、積
層板用の銅合金箔。2. Ag is 0.03% by mass to 1.0% by mass and In is 0.01% by mass, in terms of a weight ratio of the additive element components.
~ 0.5% by mass of each component, and further A
l, Be, Co, Fe, Mg, Mn, Ni, P, Pb,
The total amount of one or more of Si, Ti, and Zn components is 0.005 to 2.5% by mass, and the balance is copper and unavoidable impurities. By setting the thickness of the anticorrosion film to 10 nm or less and the thickness of the rust preventive film to 5 nm or less from the surface, the tensile strength is 500 N / mm 2 or more, the conductivity is 60% IACS or more, and the liquid crystal polymer is heated without roughening treatment. A copper alloy foil for a laminate, which has a 180 ° peel strength of 5.0 N / cm or more when fused.
が、加熱前の引張強さと軟化したときの引張強さの中間
となる温度が300℃以上であることを特徴とする請求
項1または2に記載の積層板用銅合金箔。3. The temperature at which the tensile strength when heated for 1 hour is intermediate between the tensile strength before heating and the tensile strength when softened is 300 ° C. or higher. The copper alloy foil for laminated plates according to 1 or 2.
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