JP2014217992A - 積層体、銅張積層体、フレキシブル配線板及び立体成型体 - Google Patents

Abstract

【課題】金属層と非金属層とが積層されてなり、立体成型を良好に行える積層体、銅張積層体、フレキシブル配線板及び立体成型体を提供する。【解決手段】金属層２と非金属層４とが積層された積層体であって、ひずみ速度ａ＝０．３（ｓ-1）、ひずみε＝０．０５における金属層及び非金属層の応力をそれぞれσＡ１、σＢ１とし、ひずみ速度ｂ＝０．００１５（ｓ-1）、ひずみε＝０．０５における金属層及び非金属層の応力をそれぞれσＡ２、σＢ２とし、ΔσＡ＝｜σＡ１−σＡ２｜、ΔσＢ＝｜σＢ１−σＢ２｜としたとき、０≦（ΔσＡ）／σＡ２≦０．１３５、かつ０．１６５≦（ΔσＢ）／σＢ２≦０．７５を満たす。【選択図】図１

Description

本発明は、電磁波シールド材、FPC、放熱材、照明機器リフレクタ等の立体成型される基板として好適な積層体、銅張積層体、フレキシブル配線板及び立体成型体に関する。

銅箔と樹脂層とを積層してなる銅張積層体は、FPC（フレキシブルプリント基板、フレキシブル配線板）、電磁波シールド材、RF-ID(無線ＩＣタグ)、面状発熱体、放熱体などに応用されている。例えば、FPCの場合、ベース樹脂層の上に銅箔の回路が形成され、回路を保護するカバーレイフィルムが回路を覆っており、樹脂層／銅箔／樹脂層の積層構造となっている。FPCは、柔らかくて折り曲げることができるため、スペースの限られた電子機器の筐体内に折り曲げながら実装することができる。又、銅張積層体は、電磁波シールド材、照明機器のリフレクタなどに応用されている。
そして、折り曲げ性や屈曲性に優れる銅箔複合体が提案されている（例えば、特許文献１、２）。一方、ポリイミドフィルム単体を立体成型する技術が報告されており（例えば、特許文献３）、一般に樹脂フィルムはそのガラス転移温度以上の温度で成型される（例えば、特許文献４）。また、導電性ペーストを用いたFPCを立体成型する技術が報告されている（例えば、特許文献５）

特開２０１０−１００８８７号公報 特開２０１１−１３６３５７号公報 特許第４２５１３４３号公報 特開２００８−２９１０９９号公報 特開２００８−２６２９８１号公報

しかしながら、FPCを曲げて電子機器の筐体内に装入すると撓んで形状が安定せず、筐体内にコンパクトに収容することが難しい。そこで、FPCを予め立体成型して電子機器の筐体内に収容すれば、形状が安定するので全体の省スペース化が図られるが、FPCは１軸曲げ等の平面加工はできるものの、立体成型が難しい。
一方、上記特許文献３に記載されているように、FPCを構成するポリイミドフィルム単体を予め立体成型しておき、その表面に蒸着等によって銅箔を成膜することも可能であるが、コストが上昇する。また、上記特許文献５に記載されているように導電性ペーストを使用したFPCで立体成型することも可能であるが、成型能が低いため成型形状が限られており、導電性ペーストを使用するので回路形状も限定した回路しかできない上にコストが上昇する。

又、FPCとして銅箔を用いる場合であっても、FPCの成型温度での銅箔の物性は室温と異なるため、室温での銅箔の物性を制御しても立体成型の際に割れることがある。さらに、成型する形状に応じて、FPCの位置により変形量、ひいては変形速度（ひずみ速度）及び成型能も著しく異なる。ここで、一般にひずみ速度が低い場合、又は成型温度が高い場合には、原子の熱振動が促進され、すべりが生じやすくなって応力は低くなる。一方、ひずみ速度が高い場合、又は成型温度が低い場合には、原子の熱振動をすべりに利用し難くなるため、応力は高くなる。
ところが、生産性を向上させるためには成型時間を短くする、つまりひずみ速度を高くすることが好ましいが、その結果として成型時の銅箔の応力が高くなり、樹脂の変形に銅箔が追従し難くなり、FPCが割れやすくなる。

従って、本発明の目的は、金属層と非金属層とが積層されてなり、立体成型を良好に行える積層体、銅張積層体、フレキシブル配線板及び立体成型体を提供することにある。

上述のように、銅箔等の金属層の成型能は、成型時の変形速度（ひずみ速度）や温度によって大きく変化し、ひずみ速度や温度が高くなるほど金属層の応力（強度）が高くなり、金属層と非金属層（樹脂層）との積層体の成型性が向上しないことが判明した。
そして、本発明者は、ひずみ速度を変えたときに金属層の応力（強度）の差が小さく、ひずみ速度が大きくなっても金属層の強度が上昇し難いほど、非金属層と積層した場合の成型性が良好になることを見出した。

すなわち、本発明の積層体は、金属層と非金属層とが積層され、ひずみ速度ａ＝０．３（ｓ^-1）、ひずみε＝０．０５における前記金属層及び前記非金属層の応力をそれぞれσＡ１、σＢ１とし、ひずみ速度ｂ＝０．００１５（ｓ^-1）、ひずみε＝０．０５における前記金属層及び前記非金属層の応力をそれぞれσＡ２、σＢ２とし、ΔσＡ＝｜σＡ１−σＡ２｜、ΔσＢ＝｜σＢ１−σＢ２｜としたとき、０≦（ΔσＡ）／σＡ２≦０．１３５、かつ０．１６５≦（ΔσＢ）／σＢ２≦０．７５を満たす。

前記金属層の破断ひずみがひずみε＝０．０５より大きく、かつΔσＡが１５ＭＰａ以下であることが好ましい。
前記非金属層の破断ひずみがひずみε＝０．４より大きく、かつ、ひずみ速度ａ＝０．３（ｓ^-1）、ひずみε＝０．４における前記非金属層の応力をσＣ１とし、ひずみ速度ａ＝０．００１５（ｓ^-1）、ひずみε＝０．４における前記非金属層の応力をσＣ２としたとき、ΔσＣ＝｜σＣ１−σＣ２｜≧２０ＭＰａであることが好ましい。
ΔσＣが４０ＭＰａ以上であることが好ましい。
σＡ１が１３０ＭＰａ以下であることが好ましい。
σＢ１が１２０ＭＰａ以上であることが好ましい。

前記金属層及び前記非金属層の厚みをそれぞれＴＡ（μｍ）、ＴＢ（μｍ）とし、ＴＢ／ＴＡ＝Ｋとしたとき、（σＡ１／σＢ１）≦Ｋであることが好ましい。
ＴＡが３〜１１０μｍ、ＴＢが９〜５００μｍであることが好ましい。
前記金属層が銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ニッケル合金、鉄、鉄合金、銀、又は銀合金から構成されることが好ましい。
前記金属層は、Ａｇ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｂ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｐ、Ｆｅ、Ａｕ、Ｐｒ、Ｎｉ、Ｃｏを１０〜２０００質量ｐｐｍ含有し、残部不可避不純物からなる銅から構成されることが好ましい。

前記非金属層がポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、液晶ポリマー、又はポリプロピレンから構成されることが好ましい。
前記非金属層は、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、液晶ポリマー、又はポリプロピレンからなる樹脂層と、ポリイミド、エポキシ、ポリエステル、又はポリウレタンからなる接着層を積層してなることが好ましい。
前記金属層のＴＡが３〜１１０μｍであることが好ましい。
前記非金属層のＴＢが９〜５００μｍであることが好ましい。
前記金属層のＴＡが３〜１１０μｍであることが好ましい。

本発明の銅張積層体は、請求項１０に記載の積層体からなる。
本発明のフレキシブル配線板は、前記銅張積層体の前記金属層に回路を形成してなる。
本発明の立体成型体は、前記銅張積層体、又は前記フレキシブル配線板を用いて成型してなる。
前記立体成型体の最も薄い厚みｔｘ（μｍ）が最も厚い厚みｔｙ（μｍ）の５〜７０％であることが好ましい。

本発明によれば、金属層と非金属層とが積層されてなり、立体成型を良好に行える積層体、銅張積層体、フレキシブル配線板及び立体成型体を得ることができる。

金属層の応力-ひずみ曲線を模式的に示す図である。 本発明の実施形態に係る銅箔複合体の構成を示す図である。 立体成型性の評価を行う試験装置の構成を示す図である。

＜積層体＞
本発明の実施形態に係る積層体は、金属層と非金属層とが積層されてなり、０≦（ΔσＡ）／σＡ２≦０．１３５、かつ０．１６５≦（ΔσＢ）／σＢ２≦０．７５を満たす。
ここで、σＡ１、σＢ１はそれぞれ、ひずみ速度ａ＝０．３（ｓ^-1）、ひずみε＝０．０５における金属層及び非金属層の応力である。
又、σＡ２、σＢ２はそれぞれ、ひずみ速度ｂ＝０．００１５（ｓ^-1）、ひずみε＝０．０５における金属層及び非金属層の応力である。
又、ΔσＡ＝｜σＡ１−σＡ２｜、ΔσＢ＝｜σＢ１−σＢ２｜とする。

図１は、温度を一定とし、ひずみ速度をそれぞれａ、ｂとしたとき、金属層の真ひずみεと真応力σとの関係を模式的に示す。なお、真ひずみεは、引張試験における真ひずみである。また、真応力σＡ１、σＡ２は、それぞれひずみ速度ａ、ｂにおける真応力である。
図１に示すように、真ひずみεが大きくなるほど真応力σも高くなり、破断ひずみまで達すると破断する。そして、ひずみ速度が高い方（図１の破線ａ）が、同じ真ひずみεであっても真応力σも高い。従って、同じ真ひずみεにおけるσa（ε）とσb（ε）の差を、ΔσＡ＝｜σＡ１−σＡ２｜と規定する。なお、ひずみ速度が低い方（図１の実線ｂ）が破断ひずみＳの値が小さいため、ひずみ速度が低い方が破断ひずみＳに達するまでの領域ＲにおけるΔσの最大値を採用する。一般的には、真ひずみεが大きくなるほどΔσが大きくなるので、破断ひずみＳの直前の真ひずみεにおけるΔσの値が最も大きい。
ΔσＢも図１と同様にして求める。

（ΔσＡ）／σＡ２、（ΔσＢ）／σＢ２は、それぞれ金属層及び非金属層の応力のひずみ速度による影響（つまり、ひずみ速度を変えたときの応力（強度）の差）を表す。
そして、（ΔσＡ）／σＡ２が（ΔσＢ）／σＢ２よりも小さいと、成型時の位置により変形量（ひずみ速度）に差があっても金属層の応力が高くなり難く、積層された非金属層の変形に金属層が追従し易くなるので、積層体の成型性が良好になる。
このようなことから、（ΔσＡ）／σＡ２、（ΔσＢ）／σＢ２の範囲を上述のように規定すると、積層体の立体成形性が向上する。
（ΔσＡ）／σＡ２＞０．１３５になると、ひずみ速度が大きくなった時に金属層の強度が大幅に上昇し、非金属層と積層した場合の成型性が劣る。
０．１６５＞（ΔσＢ）／σＢ２になると、非金属層の応力のひずみ速度依存性が金属層の値に近くなり、上記した効果による立体成型性の向上が生じない。（ΔσＢ）／σＢ２＞０．７５になると、成型時に非金属層が硬くなり過ぎ、成型部の角部が割れたり、目的の形状に成型し難くなる。

なお、通常の引張試験機は単位時間当たりの変位量を一定（m/ｓ）として引張試験を行うので、ひずみ速度を一定として試験することが難しい。このため、ひずみ速度は公称ひずみ速度とする。又、引張試験の試験片は、全てMD（Machine Direction）方向に長い片とする。
又、ひずみ速度ａを０．３（ｓ^-1）に規定し、動的な引張試験の範囲での応力のひずみ速度依存性を見積もる。又、ひずみ速度ｂを０．００１５（ｓ^-1）に規定し、（準）静的な引張試験のひずみ速度範囲での応力のひずみ速度依存性を見積もる。そして、ａ、ｂにおけるΔσを比較することで、ひずみ速度が大きく変わったときの材料の応力変化を精度よく見積もることができる。
又、成型は基本的に大変形を伴うので、ひずみεを用いる。上記したように、ひずみ速度ａが０．３（ｓ^-1）と高いので、測定誤差が大きくなる手前のε＝０．０５を用いる。

上記したように、金属層の応力のひずみ速度依存性が小さいほど立体成型性が向上することから、金属層の破断ひずみが、ひずみε＝０．０５より大きく、かつΔσＡが１５ＭＰａ以下であることが好ましい。金属層の破断ひずみが、ひずみε＝０．０５以下であると、積層体に形成しても金属層が破断し易い。
又、金属層の応力のひずみ速度依存性が小さいほど立体成型性が向上することから、ひずみ速度が高いときの応力であるσＡ１が１３０ＭＰａ以下であることが好ましい。

金属層単体で成型性を向上させるのは、金属層自体が薄いため難しい。そこで、本発明においては、金属層と積層される非金属層の応力のひずみ速度依存性を高くして、非金属層の変形に金属層を追従させ、積層体の成型性を向上させている。
この場合、非金属層自体の成型性が低いと、積層体の成型性も向上しないので、ε≧０．４以上であると好ましい。
又、上記したように、非金属層の応力のひずみ速度依存性を高くして、非金属層の変形に金属層を追従させる観点から、ΔσＢよりも高いひずみε＝０．４で求めた応力のひずみ速度依存性ΔσＣを２０ＭＰａ以上とすることが好ましく、４０ＭＰａ以上とすることがより好ましい。
ここで、ΔσＣ＝｜σＣ１−σＣ２｜である。σＣ１、σＣ２はそれぞれ、ひずみ速度ａ、ｂにおける非金属層の応力である（但し、ε＝０．４）。ΔσＣは、より過酷な成型における非金属層の応力のひずみ速度依存性を示す。
又、非金属層の応力のひずみ速度依存性が大きいほど立体成型性が向上することから、ひずみ速度が高いときの応力であるσＢ１が１２０ＭＰａ以上であることが好ましい。なお、σＢ１の上限は、例えば３００ＭＰａである。

金属層及び非金属層の厚みをそれぞれＴＡ（μｍ）、ＴＢ（μｍ）とし、ＴＢ／ＴＡ＝Ｋとしたとき、（σＡ１／σＢ１）≦Ｋであることが好ましい。
上記したように、積層体の成型時に、金属層及び非金属層で応力を分担することで、非金属層の変形に金属層を追従させ、積層体の成型性を向上させることができる。この場合、金属層単体で成型性を向上させるのは、金属層自体が薄くて難しいことから、なるべく非金属層に応力が掛かる方がよい。
ここで、積層体は、同一の幅(寸法)の金属層と非金属層とが積層されている。従って、金属層の厚みと応力の積（ＴＡ×σＡ１）は、金属層に加わる力を表す。同様に、（ＴＢ×σＢ１）は、非金属層に加わる力を表す。そして、上記したように、なるべく非金属層に応力が掛かる方がよいから、（ＴＡ×σＡ１）≦（ＴＢ×σＢ１）となることが好ましい。
つまり、（σＡ１／σＢ１）≦ＴＢ／ＴＡ＝Ｋとなる。
なお、金属層と非金属層とはそれぞれ応力のひずみ速度依存性が異なるので、成型時の高いひずみ速度を模したひずみ速度ａ＝０．３（ｓ^-1）における応力σＡ１、σＢ１を用いることとする。

このように、なるべく非金属層に応力が掛かるようにするため、ＴＡが３〜１１０μｍ、ＴＢが９〜５００μｍであることが好ましい。
ＴＡが３μｍ未満であると、金属層が薄くなり過ぎ、金属層及び非金属層で応力を分担することが困難になり、成型時に金属層が破断すると共に通取扱いが困難になる。ＴＡが１１０μｍを超えると、金属層自体の成型性が向上するものの、厚くなり過ぎて可撓性が劣り、積層体とした時に折り畳まれ難く、狭いスペースへの実装が困難になる。
ＴＢが９μｍ未満であると、非金属層の取扱いや成膜が困難になり、５００μｍを超えると厚くなり過ぎて成型時に大きな力が必要となるため生産上不利となる。

＜金属層＞
金属層は、上記関係を満たすものであれば、要求特性により使い分ければよく、たとえば導電性、放熱性を必要とする場合は銅、銅合金、銀、銀合金を使用すればよく、強磁性が必要であれば強磁性体の組成となる鉄合金などを使用すればよく、安価なものが必要であればアルミニウムを使用すればよい。このように、金属層は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ニッケル合金、鉄、鉄合金、銀、又は銀合金から構成されることが好ましい。

又、フレキシブル配線板は導電性が要求されるので、金属層としては導電性に優れ、耐マイグレーション性を持つ純銅を用いることが好ましい。又、純銅にＡｇ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｂ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｐ、Ｆｅ、Ａｕ、Ｐｒ、Ｎｉ、Ｃｏを１０〜２０００質量ｐｐｍ含有するとよい。これらの添加元素の添加量が１０〜３００質量ｐｐｍである場合、銅の再結晶工程で動的再結晶を防ぐため、粗大な再結晶粒を形成しやすく、ΔσＡを小さくすることができる。これらの添加元素の添加量が３００質量ｐｐｍ以上である場合、銅箔が薄くなっても適度な強度を保つため、ハンドリング性に優れ、生産性が向上する。
上記添加元素の添加量が１０ｐｐｍ未満であると、上記した効果が十分に発揮されないことがある。上記添加元素の添加量が２０００ｐｐｍを超えると銅箔の強度が高くなり過ぎ、ΔσＡが１５ＭＰａを超え、応力のひずみ速度依存性が大きくなる傾向にある。
なお、上記した純銅は、99.90質量％以上のCuを含み、例えば、ＪＩＳ-Ｈ３１００（Ｃ１０２０）に規格される無酸素銅、又はＪＩＳ-Ｈ３１００（Ｃ１１００）に規格されるタフピッチ銅とすると好ましい。なお、銅箔は、加工性に優れる圧延銅箔が好ましい。
又、樹脂層の密着性や、耐熱性、耐食性の観点から、銅箔に粗化処理等の表面処理を行ってもよい。この表面処理としては、例えば、特開2002-217507号公報、特開2005-15861号公報、特開2005-4826号公報、特公平7-32307号公報などに記載されているものを採用することができる。
銅箔は、電磁波シールド材用途の他、FPC用、放熱を要する基板に用いることができる。なお、放熱を要する基板は、FPCの銅箔に回路を設けず、被放熱体に銅箔を密着させて使用されるものである。

＜銅箔の製造＞
銅箔は、上記組成のインゴットを熱間圧延した後、冷間圧延と焼鈍を繰り返し、さらに最終冷間圧延を行った後、最終焼鈍して製造することができる。最終焼鈍は、再結晶が部分的に存在する条件で行うことが好ましい。最終焼鈍後の銅箔に部分的に再結晶が存在すると、この銅箔を樹脂と張り合わせる際の加熱により、結晶粒が成長して銅箔全面が再結晶組織となる。これにより、｛（ΔσＡ）／σＡ２｝及びΔσＡが上記範囲となる理由は明確ではないが、最終焼鈍後に部分的に再結晶が存在する場合には、最終焼鈍後に全面が再結晶となる場合に比べ、結晶方位、粒界の性質、粒径などが異なるためと考えられる。
銅箔を樹脂と張り合わせる直前に最終焼鈍を行ってもよい。

＜非金属層＞
非金属層は、上記関係を満たすものであれば、要求特性により使い分ければよいが、延性が高く、ΔσＢが高い樹脂フィルムが好ましい。又、伝送特性、耐熱性、絶縁性等要求特性からポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、液晶ポリマー、又はポリプロピレンが好ましい。特に、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート又は液晶ポリマーは、ＦＰＣで多用されており、電子、電気部品用途において特に好ましい。

非金属層は、成型時に金属層と剥がれない密着性が必要であることから、非金属層が樹脂層と接着層を積層してなることが好ましい。樹脂層としては上述のものを用いることができる。接着層としては、ポリイミド、エポキシ、ポリエステル、又はポリウレタンからなるものが挙げられる。成型性を損なわないため、樹脂層と接着層はヤング率等の機械物性が大きく変わらない組成とすることが好ましい。例えば、樹脂層としてポリイミドフィルムを用いる場合は、接着剤層もポリイミド系接着剤を用いることが好ましい。尚、ここでいうポリイミド接着剤とはイミド結合を含む接着剤を指し、ポリエーテルイミド等も含む。

なお、樹脂層と接着剤層とを区別でき、これらを分離可能な場合は、本発明の「樹脂層」のσ及びＴＢは接着剤層を除いた樹脂層の値をいう。但し、樹脂層と接着剤層との区別ができない場合には、積層体から金属層のみを溶かし、接着剤層も含めて「樹脂層」として測定してもよい。これは、通常、樹脂層は接着剤層より硬くかつ薄く、接着剤層を樹脂層に含めても、樹脂層のみの場合と比べてσ及びＴＢの値が大きく違わないこともあるからである。
FPCの場合、カバーレイフィルムを付けて銅箔の両面が樹脂層となる場合があるが、この場合、樹脂層のσ及びＴＢはカバーレイ分の強度、厚みを加えたものとする。

＜銅張積層体及びフレキシブル配線板＞
本発明の銅張積層体は、銅箔と非金属層とを積層してなる。又、本発明のフレキシブル配線板は、銅張積層体の銅箔に回路を形成してなる。
ここで、図２（ａ）に示すように、本発明の第１の実施形態に係る銅張積層体１０は、銅箔２の片面に接着剤層４を介して樹脂層６が積層されている。接着剤層４と樹脂層６が「非金属層」に相当する。
又、図２（ｂ）に示すように、本発明の第２の実施形態に係る銅張積層体２０は、厚み方向中央の樹脂層６の両面にそれぞれ接着剤層４を介して銅箔２が積層されている。
なお、図２（ｃ）に示すフレキシブル配線板３０は、銅張積層体１０の銅箔２面に回路を形成した後、回路面に第２接着剤層７を介してカバーレイフィルム８を積層した構造となっている。
又、図２（ｄ）に示すフレキシブル配線板４０は、銅張積層体２０の銅箔２面に回路を形成した後、回路面に第２接着剤層８を介してカバーレイフィルム８を積層した構造となっている。
放熱、電磁波シールド、リフレクタ等の機能を持つフレキシブル配線板は、図２（ｂ）の銅張積層体２０の一方の銅箔２面に回路を形成した後、この銅箔２面のみに、図２（ｃ）と同様に第２接着層７を介してカバーレイフィルム８を積層した構造となっていることもある。
なお、銅箔の両面にそれぞれ樹脂層（非金属層）を積層した構成が、銅箔が割れにくく、成型性に優れるので好ましい。

又、銅箔と非金属層とを積層する銅張積層体の組み合わせとしては、銅箔／非金属層の２層構造や、非金属層／銅箔／非金属層、又は銅箔／非金属層／銅箔の３層構造が挙げられる。
積層体が積層方向に対称になっていると成型性が向上することが多いことから、銅箔／非金属層／銅箔が好ましい。なお、銅張積層体に２つの銅箔が存在する場合、２つの銅箔のそれぞれのσ(応力）を求め、各銅箔の厚さを考慮した複合則により銅箔全体の応力を求める。又、ＴＡの値は２つの銅箔の厚さの合計値である。銅張積層体に２つの非金属層が存在する場合も同様である。

＜成型＞
積層体、銅張積層体、又はフレキシブル配線板を立体成型する方法は限定されず、例えば、張り出し成型、絞り成型、曲げ成型、エンボス成型、又はこれらの組み合わせによる成型が挙げられる。
成型性を向上させるには、金属層及び非金属層を同じように変形させることが好ましく、成型温度が低いほど金属層及び非金属層が同じように変形する。一方、成型温度が高い方が、樹脂等の非金属層の成型性が向上すると共に、成型時の弾性変形の戻りを抑え、成型後の残留応力が小さくなる。従って、両者をバランスさせて成型温度を調整する必要があるが、通常、成型温度を室温〜１００℃とすれば、成型性を向上させ、成型後の戻りや残留応力の小さい成型体を製造することができる。
積層体が接着剤層を有する場合は、接着剤層のガラス転移温度未満で成型を行うのが好ましい。
なお、成型は、成型位置による積層体の厚みの差が小さく、積層体の厚みが均一に薄くなるほど割れにくいが、成型形状によっては周囲に比べて薄くなる部分も生じる。そこで、周囲に比べて薄くなっても、割れないことが重要である。本発明の積層体を用いて成型した立体成型体は、最も薄い厚みｔｘ（μｍ）が最も厚い厚みｔｙ（μｍ）の５〜７０％であっても、割れずに成型することができる。

＜金属層の製造＞
表１の試料番号１〜２６は、金属層として銅箔を用いた例である。まず、電気銅を真空中で溶解し、表１に示す副成分（添加元素）を加えて大気中（試料番号２，３）又はAr雰囲気（上記以外の銅箔）でインゴットを鋳造した。このインゴットを850℃×10時間均質化焼鈍した後、熱間圧延、面削、冷間圧延、再結晶焼鈍、最終冷間圧延、最終焼鈍をこの順で行い、表１に示す厚みＴＡの銅箔を得た。なお、熱間圧延後に直ちに水冷して面削した。又、再結晶焼鈍前の冷間加工度、再結晶焼鈍の昇温速度、焼鈍温度を表１に示すように設定した。再結晶焼鈍前の冷間加工度を高く（好ましくは92〜98％）し、再結晶焼鈍の昇温速度を遅く（好ましくは10℃/ｓ以下）し、再結晶焼鈍の焼鈍温度を低くする（合金系によって温度は異なる）と、ΔσA/σAが小さくなる傾向にある。
又、最終冷間圧延の加工度は92％〜99.5％とした。
表１の試料番号２７〜２８は、金属層としてAl,Ni,Fe又はAg箔を用いた例であり、いずれも表１に示す組成の0.3mmの市販板材を入手し、焼鈍、冷間圧延を行って表１に示す厚みＴＡの箔を得た。
銅箔については粗化処理を行って再結晶焼鈍、酸洗を行った。

＜非金属層の製造＞
表２の「下層、中間層、上層」にそれぞれ示す市販の樹脂フィルムを熱処理、及び延伸した後、各層をこの順で積層して熱圧着し、非金属層を製造した。

＜積層体の製造＞
表３に示すように、表１の金属層と、表２の非金属層とを真空加熱プレスで貼り合せて積層体を得た。表３の「上側金属層」の「１」は、表１の試料番号１の金属層を示す。
なお、表３の「下側金属層、非金属層、上側金属層」の順に貼り合せて積層した。この際、非金属層の「下層」側が下側金属層に対向し、非金属層の「上層」側が上側金属層に対向するようにした。

＜応力σＡ１、σＡ２、σＢ１、σＢ２、σＣ１、σＣ２の測定＞
積層体にする前の金属層と非金属層の試験片につき、引張試験機により、ＪＩＳ−Ｚ２２４１に従い、長手（圧延）方向について、常温で引張試験を行い、試験片が破断するまでの応力-ひずみ曲線を取得した（図１参照）。２つのひずみ速度ａ、ｂで測定を行った。そして、上記応力-ひずみ曲線から、所定のひずみεにおける応力σＡ１、σＡ２、σＢ１、σＢ２、σＣ１、σＣ２を求めた。
なお、各試験片は、積層体の貼り合せ時に掛かる熱を想定して以下の熱処理を加えた後に試験した。熱処理条件は以下の通りである。非金属層1〜4、13、14については、200℃×1分の熱処理後、300℃×5分保持した。非金属層5〜8、12については、100℃×3分の熱処理後、80℃×30分保持。非鉄金属層9、10については、100℃×3分の熱処理後、130℃×30分保持。非鉄金属層11については、300℃×3分の熱処理した。なお、金属層はすでに再結晶しており、上記各種熱処理条件をそれぞれ行っても応力-ひずみ曲線がほぼ変わらなかったので、すべて200℃×1分熱処理後、300℃×5分保持した。
又、非金属層については、上記引張試験により、破断伸びεを求めた。
なお、非金属層１２〜１４は、ひずみε＝０．４となる前に破断したので、σＣ１、σＣ２を測定することができなかった。

＜立体成型性＞
図３に示す試験装置１００を用いて、常温（２５℃）で積層体５０に張り出し成型した。なお、実施例７は１００℃で張り出し成型した。
まず、凹部１０４ａを有する金型１０４の上に積層体５０を載置し、積層体５０の四周を板押え１０２で加圧して保持した。凹部１０４ａを真空Ｖ引きすると共に、積層体５０の上部の板押え１０２に圧縮空気を導入し、積層体５０の上から凹部１０４ａに向かって加圧した。これにより、積層体５０が凹部１０４ａに沿って張り出され、立体成型された。
なお、積層体５０の上側金属層を上側に向けて配置した。
金型１０４としては、凹部１０４ａの高さｈ及び隅部の曲面半径Ｒ１、Ｒ２がそれぞれ異なる２種類の金型１，２を用いた（表４参照）。なお、曲面半径Ｒ１は、凹部１０４ａの高さｈ方向の隅部の曲面半径であり、図示しない曲面半径Ｒ２は凹部１０４ａの水平方向（高さｈ方向に垂直な方向）の隅部の曲面半径である。金型２の方がｈ及びＲ２が小さく、より成型条件が厳しい。

張り出し成型後の積層体５０を目視評価し、以下の基準で立体成型性を評価した。
◎：金属層と非金属層が共に割れず、金属層の表面もきれいである
○：金属層と非金属層が共に割れなかったが、金属層の表面にシワがある
△：金属層のみ割れた
×：金属層と非金属層が共に割れた
金型１につき、評価が◎、○であれば実用上問題はない。金型２につき、評価が◎、○、△であれば実用上問題はない。

得られた結果を表１〜表３に示す。なお、表１の副成分の欄で、「50ppmAg」は、Agを50wtppmを添加したことを示す。

なお、表２において、非金属層１１、１３、１４の破断ひずみがひずみε＝０．４以下であったため、ΔσＣを測定できなかった。
表１〜表３から明らかなように、０≦（ΔσＡ）／σＡ２≦０．１３５、かつ０．１６５≦（ΔσＢ）／σＢ２≦０．７５を満たす各実施例の場合、立体成型性に優れていた。
なお、σＡ１が１３０ＭＰａを超えた金属層１、５、２１〜２４、２９，３０を用いた実施例１，３０〜３３、３６，３７の場合、他の実施例に比べて金型２を用いた場合の立体成型性がやや劣るが、実用上問題はない。
σＢ１が１２０ＭＰａ未満である非金属層１を用いた実施例５の場合も、他の実施例に比べて金型２を用いた場合の立体成型性がやや劣るが、実用上問題はない。又、（σＡ１／σＢ１）＞Ｋである実施例３９の場合、他の実施例に比べて金型２を用いた場合の立体成型性がやや劣るが、実用上問題はない。

一方、（ΔσＡ）／σＡ２＞０．１３５である金属層を用いた比較例１、４、５，６の場合、金型２を用いた場合の立体成型性が劣った。
（ΔσＡ）／σＡ２＜０．１６５である非金属層１３，１４を用いた比較例２、３の場合、金型２を用いた場合の立体成型性が劣った。

２ 金属層（銅箔）
４ 非金属層（接着剤層）
６ 非金属層（樹脂層）
１０，２０ 銅張積層体
３０，４０ フレキシブル配線板

Claims (19)

1. 金属層と非金属層とが積層された積層体であって、
   ひずみ速度ａ＝０．３（ｓ^-1）、ひずみε＝０．０５における前記金属層及び前記非金属層の応力をそれぞれσＡ１、σＢ１とし、
   ひずみ速度ｂ＝０．００１５（ｓ^-1）、ひずみε＝０．０５における前記金属層及び前記非金属層の応力をそれぞれσＡ２、σＢ２とし、
   ΔσＡ＝｜σＡ１−σＡ２｜、ΔσＢ＝｜σＢ１−σＢ２｜としたとき、
   ０≦（ΔσＡ）／σＡ２≦０．１３５、かつ０．１６５≦（ΔσＢ）／σＢ２≦０．７５を満たす積層体。
2. 前記金属層の破断ひずみがひずみε＝０．０５より大きく、かつΔσＡが１５ＭＰａ以下である請求項１記載の積層体。
3. 前記非金属層の破断ひずみがひずみε＝０．４より大きく、
   かつ、ひずみ速度ａ＝０．３（ｓ^-1）、ひずみε＝０．４における前記非金属層の応力をσＣ１とし、
   ひずみ速度ａ＝０．００１５（ｓ^-1）、ひずみε＝０．４における前記非金属層の応力をσＣ２としたとき、
   ΔσＣ＝｜σＣ１−σＣ２｜≧２０ＭＰａである請求項１又は２記載の積層体。
4. ΔσＣが４０ＭＰａ以上である請求項３記載の積層体。
5. σＡ１が１３０ＭＰａ以下である請求項１〜４のいずれかに記載の積層体。
6. σＢ１が１２０ＭＰａ以上である請求項１〜５のいずれかに記載の積層体。
7. 前記金属層及び前記非金属層の厚みをそれぞれＴＡ（μｍ）、ＴＢ（μｍ）とし、ＴＢ／ＴＡ＝Ｋとしたとき、
   （σＡ１／σＢ１）≦Ｋである請求項１〜６のいずれかに記載の積層体。
8. ＴＡが３〜１１０μｍ、ＴＢが９〜５００μｍである請求項７に記載の積層体。
9. 前記金属層が銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ニッケル合金、鉄、鉄合金、銀、又は銀合金から構成される請求項１〜８のいずれかに記載の積層体。
10. 前記金属層は、Ａｇ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｂ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｐ、Ｆｅ、Ａｕ、Ｐｒ、Ｎｉ、Ｃｏを１０〜２０００質量ｐｐｍ含有し、残部不可避不純物からなる銅から構成される請求項９に記載の積層体。
11. 前記非金属層がポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、液晶ポリマー、又はポリプロピレンから構成される請求項１〜１０のいずれかに記載の積層体。
12. 前記非金属層は、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、液晶ポリマー、又はポリプロピレンからなる樹脂層と、ポリイミド、エポキシ、ポリエステル、又はポリウレタンからなる接着層を積層してなる請求項１〜１０のいずれかに記載の積層体。
13. 前記金属層のＴＡが３〜１１０μｍである請求項１０に記載の積層体。
14. 前記非金属層のＴＢが９〜５００μｍである請求項１２に記載の積層体。
15. 前記金属層のＴＡが３〜１１０μｍである請求項１０に記載の積層体。
16. 請求項１０に記載の積層体からなる銅張積層体。
17. 請求項１６に記載の銅張積層体の前記金属層に回路を形成してなるフレキシブル配線板。
18. 請求項１〜１６に記載の銅張積層体、又は請求項１７に記載のフレキシブル配線板を用いて成型した立体成型体。
19. 前記立体成型体の最も薄い厚みｔｘ（μｍ）が最も厚い厚みｔｙ（μｍ）の５〜７０％である請求項１８記載の立体成型体。

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