JP2017125259A - 銅箔および使用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
本開示はニッケルめっきを有する銅箔に関する。前記めっきされた銅箔は特定の正温度係数（ＰＴＣ）装置に有用である。
【解決手段】
前記めっきされた銅箔は、５０〜２００の表面硬度、４５ｋｇ／ｍｍ²を超える引張強度、および２．０μｍを超えない光沢面表面粗度（Ｒｚ）を有する。前記銅箔の粗面の表面粗度（Ｒｚ）は６〜１０μｍの範囲にある。銅ノジュール（nodule）は、前記銅箔と前記ニッケルめっきとの間における前記銅箔の粗面に存在する。本開示は前記銅箔およびＰＴＣ装置を製造する方法も提供する。
【選択図】図１

Description

本開示は、銅箔の粗面に銅ノジュール（ｎｏｄｕｌｅ）を有する改良された銅箔に関するものである。前記銅箔の光沢面および前記粗面と前記銅ノジュールの上に平滑ニッケルめっきが形成される。前記銅箔の粗面の上の前記ニッケルめっきと直接に接触するニッケルノジュールが形成される。本開示の銅箔は、正温度係数（ＰＴＣ）装置の製造に有用である。当該ＰＴＣ装置は、リセッタブルヒューズとして使用されることができる。前記ＰＴＣヒューズを使用する特別な装置は、電池、コンピュータ、携帯電話、ＡＣ電源、ＡＣ／ＤＣ電源アダプタ、自動車、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ポータブルマルチメディアプレーヤー、ＭＰ３プレーヤー、ゲームコンソール、ＵＳＢ、ＨＵＢ、医療機器、産業用制御機器および他の電気・電子装置とシステムを含む。本開示は前記銅箔、ＰＰＴＣ装置、リセッタブルヒューズの製造方法、および、それらを有用な装置においての使用も提供する。

典型的な電解銅箔の製造装置は、金属陰極ドラム（ｍｅｔａｌ ｃａｔｈｏｄｅ ｄｒｕｍ）と不溶性金属陽極（ｉｎｓｏｌｕｂｌｅ ｍｅｔａｌ ａｎｏｄｅ）とを含有し、前記金属陰極ドラムは、回転可能であり、かつ、鏡面研磨面を有する。前記不溶性金属陽極は、前記金属陰極ドラムのほぼ下半部に配置され、前記金属陰極ドラムの周囲を囲む。前記装置により、前記陰極ドラムと前記陽極との間に銅電解液を流させ、直流電流を印加し、陰極ドラム上に銅を電着させ、所定の厚さになったところで、前記陰極ドラムから電解銅箔を分離することにより、連続的に銅箔を製造する。

前記製造した銅箔は、光沢面（前記陰極ドラム側に形成された前記銅箔の表面）と、前記銅箔の前記光沢面と反対する表面である粗面（前記銅電解液と接触する前記銅箔の表面）を有する。このように製造した銅箔は数多い用途があり、例えば電池、特に再充電可能な電池または二次電池、および印刷回路板（ＰＣＢ）の素子である。

しかし、本開示において、前記電解銅箔を、多様な追加処理を施すことで、特化した用途を有する新規の銅箔を製造する。

本開示は平滑ニッケル塗布により被覆されうる改良した銅箔に関するものである。ただし、前記ニッケル層を前記銅箔に被覆する前に、前記銅箔の粗面は銅のノジュール（ｎｏｄｕｌｅ）が提供される。したがって、前記銅のノジュールは、前記銅箔と前記平滑ニッケル塗布の間に存在する。前記銅ノジュール含有ニッケルめっきされた銅箔の上に前記ニッケル塗布を形成した後、前記平滑ニッケルめっきの上にニッケルノジュールを形成する。図１に示す一連の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真は本開示の銅箔の表面の幾つかの形成段階を説明している。

本開示の銅箔は優れた特性を示す。ＰＴＣの形成に使用したとき、前記銅箔の光沢面は５０〜２００、または、ある実例において、少なくとも１００であるビッカース硬度を示す必要があることを発見した。さらに、前記銅箔の引張強度は４５ｋｇ／ｍｍ²を超える必要がある。したがって、本開示の銅箔の引張強度は、表面硬度とともに本発明の銅箔の重要な特徴である。

一旦本開示の銅箔に幾つかのノジュールとめっきを形成すると、本発明の銅箔をＰＴＣ装置に形成できる。ＰＴＣ装置は対向する導電性素子と、導電させるカーボンブラック粒子が積み込まれた非導電性結晶性有機ポリマー基質とを含み、非導電性結晶性有機ポリマー基質は対向する導電性素子の間に配置され、対向する導電性素子と接触する。冷却するとき、前記ポリマーは結晶状態であり、前記カーボンブラックは結晶間の区域に追い込まれたので、数多くの導電通路（ｐａｔｈｗａｙ）または連結（ｌｉｎｋ）を形成する。前記装置が発熱するとき、前記ポリマーは膨張し、結晶から膨張状態に変化する。前記膨張は前記炭素粒子を分離させ、前記導電通路を切断することで、前記装置の抵抗が増加する。抵抗の増加は、前記ＰＴＣ装置に用いる前記回路の電流を実質的に減少させる。電力を除去したあと、電流が前記ＰＴＣを通過することにより発生する加熱が停止し、前記ＰＴＣ装置が冷たくなる。前記ＰＴＣ装置が冷たくなると、本来の結晶構造に戻り、前記装置に規定した電流に耐えられる低抵抗状態に戻る。

前記ＰＴＣ装置の形成において、前記対向する導電性素子が、ニッケルリードにハンダ付けされてもよい。前記対向する導電性素子は銅箔で形成されるものなら、銅は前記ハンダに移動し、前記ハンダの組成を変更させ、前記銅箔が前記ニッケルリードから剥がれやすくなるようにする。したがって、本開示のＰＴＣ装置の構成において、前記銅箔の光沢面は、銅が前記ハンダとニッケルリードに直接に接触しないように、平滑ニッケル層で被覆される。本開示において、前記銅箔の光沢面におけるニッケル含有量は約１０，０００〜約８０，０００μｇ／ｄｍ²の範囲にある。一方、前記銅箔の粗面におけるニッケル含有量が約１００，０００〜約３００，０００μｇ／ｄｍ²の範囲にある。前記粗面におけるニッケル含有量は１００，０００μｇ／ｄｍ²未満になると、前記ＰＴＣ装置の安定性は、前記銅が前記結晶性ポリマー／カーボンブラック層に移動することで得られる。

ＰＴＣ装置の製造において、本開示の対向する銅箔を、ニッケルノジュールを有する銅箔の粗面をお互い対面させるように配置し、前記カーボンブラックが充填された結晶性ポリマーの組成物を対向する銅箔の間に配置することで、高い温度および圧力においてホットプレスで固められたサンドイッチ構造が形成される。一旦形成されて冷却されたら、前記サンドイッチ構造が細く刻まれ（ｓｌｉｔ）、カットされ、打ち抜かれ、あるいは所望のＰＴＣ装置に形成されることでもよい。前記サンドイッチ構造を、前記固められたサンドイッチ構造の形成の直後に保存および／または最後の刻み、打ち抜きなどのための場所に移動するためにリワインダー（ｒｅｗｉｎｄｅｒ）に取り込んでもよい。

本開示の銅箔を含むＰＴＣ装置は、電池、電池を含む電子装置、および／または（電池の中でない）電子装置自身に有用である。たとえば、前記銅箔を含むＰＴＣ装置は、携帯電話、ＡＣ／ＤＣアダプター、ＡＣ電源、コンピュータ、マルチメディアまたはＭＰ３プレーヤー、ゲームコンソール、工業制御機械、ＵＳＢ、ＨＵＢ、自動車、電気自動車を含む電気車両、タブレット、ラップトップとノートブック、携帯情報端末（ＰＤＡ）および医療機器、ならび他の携帯電子機器などのような電子装置に使用されてもよい。

以下、添付の図面および実施例により、本技術の実施態様を説明する。
ニッケルめっきを含み、製造および続く加工の時の、前記銅箔の表面の一連のＳＥＭ顕微鏡写真を示す図である。 ＰＴＣサンドイッチ構造をホットプレスすることにより、ニッケルめっきされた銅箔の表面に形成した窪み、特に前記ビッカース硬度値が１００以下である場合の、ＳＥＭ顕微鏡写真を示す図である。 本開示の前記ニッケルめっきされた銅箔を説明する概略図である。 本開示の前記銅箔を形成する製造工程の概略図である。 本開示のＰＴＣ装置の、温度循環に依存する前記導電および非導電状態間の転換の概略断面図である。 本開示の前記ＰＴＣ装置の導電性およびトリッピングを説明する図表である。 図７Ａは、ニッケルリードを有するストラップ型ＰＴＣ装置を表現する概略図である。図７Ｂは、図７Ａの断面図である。 ＰＴＣ装置のサンドイッチ構造の、前記サンドイッチ構造を個別のＰＴＣ装置に打ち抜くまたは切断することを含み、ホットプレス成型を表示する概略図である。 引張強度が４５ｋｇ／ｍｍ²未満になると、前記ＰＴＣ装置の変形を引き起こすケースを説明する図である。 典型的な二次電池におけるＰＴＣ装置の使用を示す図である。当業者は、本開示に関するいくつかの実施形態は図面に示された配置および手段に限定されるものではないことを理解する。

本開示の銅箔は典型的に：
（ａ）表面粗度（Ｒｚ）が２．０μｍ未満である光沢面、
（ｂ）表面粗度（Ｒｚ）が６〜１０μｍの範囲にある粗面、および
（ｃ）５０〜２００のビッカース硬度値
を有する。

本明細書において特に指示がない場合、表面硬度は、本明細書および特許の請求範囲においてビッカース硬度で示す。ビッカース硬度は記号「ＨＶ」と付記する場合もある。
いくつかの実施態様において、前記銅箔は、表面粗度が０．６から２．０μｍ未満または１．４から約２．０μｍ未満の範囲にある光沢面、および／または表面粗度が６〜１０μｍの範囲にある粗面を有する。前記光沢面の粗度は、約０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、または１．９μｍから約２．０μｍ未満であってもよい。同様に、前記粗面の粗度は６、７、８、９μｍから約１０μｍあるいは約６から７、８、９、または１０μｍであってもよい。最後に、前記ビッカース硬度値は通常１００を超える。同様に、前記表面硬度は、７５から１５０、８５から１２５、９５から１１５までであってもよい。いくつかの実施態様において、前記ビッカース硬度値は少なくとも１００〜１１５、１２０、１２５、１３０、１３５、１４０、１４５、または１５０である。

前記銅箔の粗面のニッケル含有量は８５，０００μｇ／ｄｍ²から３２５，０００μｇ／ｄｍ²、１００，０００μｇ／ｄｍ²から３００，０００μｇ／ｄｍ²までであってもよく、１１０，０００μｇ／ｄｍ²から２５０，０００μｇ／ｄｍ²、または１２５，０００μｇ／ｄｍ²から２００，０００μｇ／ｄｍ²の範囲であってもよい。前記銅箔の光沢面のニッケル含有量は７，５００μｇ／ｄｍ²から８５，０００μｇ／ｄｍ²、８，０００μｇ／ｄｍ²から８０，０００μｇ／ｄｍ²、１５，０００μｇ／ｄｍ²から７５，０００μｇ／ｄｍ²までであってもよく、または２０，０００μｇ／ｄｍ²から７０，０００μｇ／ｄｍ²の範囲であってもよい。

いくつかの実施態様において、前記引張強度は、室温において４５ｋｇ／ｍｍ²またはそれ以上、あるいは４６、４８、５０、５２、５４、５６、５８、または６０ｋｇ／ｍｍ²に維持し、６５、７０、７５、８０、８５、９０、または１００ｋｇ／ｍｍ²まで高めてもよい。

前記銅箔の厚さは約７μｍ、８μｍ、９μｍ、または１０μｍ、２０μｍ、３０μｍから約４０μｍ、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍまたは１００μｍまでであってもよく、約７μｍ、８μｍ、９μｍ、または１０μｍから約２０μｍ、２５μｍ、３０μｍ、３５μｍ、４０μｍ、または４５μｍまでであってもよく、あるいは約１０μｍ、１５μｍ、１６μｍ、１７μｍ、１８μｍ、１９μｍ、２０μｍから約７０μｍ、７１μｍ、７２μｍ、７３μｍ、７４μｍ、または７５μｍまでであってもよい。同様に、前記銅箔は約７μｍ、８μｍ、９μｍ、１０μｍ、１１μｍ、１２μｍ、１３μｍ、１４μｍ、１５μｍ、２０μｍ、２５μｍ、３０μｍ、３５μｍ、４０μｍ、４５μｍ、５０μｍ、５５μｍ、６０μｍ、６５μｍ、または７０μｍの厚さを有してもよい。

図１における一連のＳＥＭ顕微鏡写真は、前記ニッケルめっきされた銅箔の形成に関するいくつかの工程の表面組織を説明する。
いくつかの実施態様において、電着後室温において、また、室温まで冷却させ、数日間後においても、前記引張強度は、４５ｋｇ／ｍｍ²または４６、４８、５０、５２、５４、５６、５８、または６０ｋｇ／ｍｍ²またはそれ以上に維持している。しかし、前記銅箔の引張強度は少なくとも４５ｋｇ／ｍｍ²であることが必要である。前記銅箔はこの引張強度を保有しないと、前記ＰＴＣ装置は変形し、前記ＰＴＣは電池または他の形態の電子装置に組み込まれにくくなってしまう。

前記ビッカース硬度が低すぎると、前記ＰＴＣサンドイッチ構造をホットプレスするとき、前記ＰＴＣ装置の表面に窪み（図２のＳＥＭに示す）が発生する可能性がある。さらに、表面粗度（Ｒｚ）が２．０μｍを超えると、隣接するＰＴＣ装置の表面に一つまたはそれ以上の擦り傷が発生する可能性がある。

さらに、粗面の表面粗度（Ｒｚ）が６μｍ未満であると、剥離強度は、デラミネーションの防止にとっては不十分である。一方、前記粗面の表面粗度（Ｒｚ）が１０μｍを超えると、前記結晶性ポリマー／カーボンブラック混合物は完全に充填することができず、隙間（void）が生じる。そして前記ハンダ付け／溶接工程の後、前記ＰＴＣは前記銅箔／結晶性ポリマー界面からデラミネーションしてしまう。

図３は、本開示のニッケルめっきされた銅箔を説明する概略図である。３１は光沢面Ｓと粗面Ｍとを有する基板銅箔である。図の通り、薄い平滑ニッケルめっき層３７は光沢面Ｓに隣接し、かつ、銅ノジュール３２、３３、３４は粗面Ｍに隣接する。平滑ニッケルめっき３６、３０は粗面Ｍおよび銅ノジュール３２、３３、３４の両者を覆う。ニッケルノジュール３５も見える。

図４は本開示の前記銅箔を形成する製造工程の概略図であり、電解銅箔４１は、銅箔ロール４２から巻き出し、酸洗浄浴槽４３（ＡＣＩＤ ＣＬＥＡＮ ＢＡＴＨ）に運送し、そして浴槽４４で前記銅箔の上に銅ノジュールを形成する。電極３８、３９は、前記電解銅箔４１の粗面Ｍの銅ノジュールの形成を制御する。浴槽４５で水リンスした後、浴槽４６で前記銅箔の光沢面Ｓと粗面Ｍの両方に平滑ニッケルめっきを発生させる。ここで、電極４７、４８、４９、５０は前記電解銅箔４１の光沢面Ｓと粗面Ｍの両方に前記ニッケルを被覆する。そして、めっき浴槽５６で前記電極５１と５２を選択的に使用することで電解銅箔４１の粗面Ｍにニッケルノジュールを形成する。浴槽５３で後続の水リンスの後、前記めっきされた銅箔を乾燥機５４に通過させ、そして巻返すことでロール５５を形成する。

図５は本開示のＰＴＣ装置の、温度循環に依存する前記導電および非導電状態間の転換の概略断面図である。前記非導電性結晶性ポリマー／カーボンブラック混合物６９は、対向するニッケルめっきされた銅箔間に位置し、説明の通り二つ異なる状態がある。状態１において、冷たい（前記結晶性ポリマーの融点未満）カーボンブラックは「連鎖（ｃｈａｉｎ）」（通路またはリンク）６０を形成し、対向するニッケルめっきされた銅箔６１、６２を連結することで、前記非導電性結晶性ポリマーを通る導電通路を提供する。状態２において、前記非導電性結晶性ポリマーは膨張状態に加熱され、前記ポリマーを膨張させた（軟化）ことで前記カーボンブラックが自由化となり、対向するニッケルめっきされた銅箔６１、６２の間の前記カーボンブラックの「連鎖（通路またはリンク）を切る」。

本開示の典型的なPTC装置の温度対導電性の図表説明を図６に示し、前記具体的の非導電性ポリマー、またはポリマーブレンドの使用、前記カーボンブラックの充填、前記PTC装置の厚さを変更させ、およびそれらを組み合わせることで、前記温度と導電性との関係を調整することができる証拠となる。

図７Ａは本開示のニッケルめっきされた銅箔７４のニッケルが被覆された光沢面Ｓにハンダ付けられたストラップ型ニッケルリード７１、７２を有するストラップ型ＰＴＣ装置を説明する概略図であり、また、図７Ｂは図７Ａの断面図である。前記非導電性結晶性ポリマー／カーボンブラック混合物７６は対向するニッケルめっきされた銅箔７４との間に位置する。

図８はＰＴＣ装置のサンドイッチ構造のホットプレス成形を説明する概略図である。このホットプレス成形は、前記サンドイッチ構造を個別のＰＴＣ装置に打ち抜くまたは切断することを含む。非導電性結晶性ポリマー／カーボンブラック混合物８０はそれぞれのソースロール８９、９０からの対向するニッケルめっきされた銅箔８１、８２の前記粗面Ｍの間に伝送させ、本開示の銅箔をホットプレスローラー８３のニップロールに提供し、前記銅箔と炭素を充填した非導電性ポリマーのサンドイッチ構造８４を固めさせ、保存および／または転送のためのリワインダー８５に収納することができる。あるいは、前記サンドイッチ構造９４をそのまま切断し、カットし、または打ち抜き、ディスク状ＰＴＣ装置８６、または寸法の異なるワッシャ状ＰＴＣ装置８７、８８を含む異なる形状を有するＰＴＣ装置を形成してもよい。

図９は、引張強度が４５ｋｇ／ｍｍ²未満になると、前記ＰＴＣ装置８７からＰＴＣ装置８７’への変形を引き起こすケースを説明する。変形したＰＴＣ装置８７’は、二次電池、電源、マルチメディアまたはＭＰ３プレーヤーあるいは他の電気または電子装置に組み込まれにくかったり、組み込まれることができない恐れがある。

最後、図１０は、典型的な二次電池におけるＰＴＣ装置の使用を示し、前記ＰＴＣ装置１０２は、キャップ１０１と電流遮断装置１０３との間に位置する。通気孔１０４、ガスケット１０５およびトップ絶縁材１０６は缶１０７に取り付けられる。ボトムセパレータ１０８は、「ゼリーロール（jelly roll）」とも呼ばれるものの間に配置され、または巻かれた正極／負極／セパレータ１０９と缶１０７との間に配置されそして、タブ１１０も缶１０７に位置する。必要に応じていくつかの二次電池に対して非正規条件のためにガス流路またはセンターピン１１１が提供する。

本開示の銅箔を含むＰＴＣ装置は、電池、電池を含む電子装置、および／または（電池の中でない）電子装置自身に有用である。たとえば、前記銅箔を含むＰＴＣ装置は、携帯電話、ＡＣ／ＤＣアダプター、ＡＣ電源、コンピュータ、マルチメディアまたはＭＰ３プレーヤー、ゲームコンソール、工業制御機械、ＵＳＢ、ＨＵＢ、自動車、電気自動車を含む電気車両、タブレット、ラップトップとノートブック、携帯情報端末（ＰＤＡ）および医療機器、ならび他の携帯電子機器などのような電子装置に使用されてもよい。

＜実施例１＞
＜電解銅箔の製造＞
銅線を５０ｗｔ％の硫酸水溶液に溶解させ、３２０ｇ／Ｌの硫酸銅（ＣｕＳＯ₄・５Ｈ₂Ｏ）と１００ｇ／Ｌの硫酸とを含む硫酸銅電解液を用意した。硫酸銅電解液１リットル当たり、０．３５ｍｇのゼラチン（ＤＶ、Ｎｉｐｐｉ社）および２．０ｍｇの塩素イオンを添加した。その後に、液温５５℃および電流密度７０Ａ／ｄｍ²で、厚さが３５μｍである電解銅箔を用意した。

＜電解銅箔の粗面の銅ノジュール処理＞
下記の材料および温度と、電流密度と、時間との変数を使用することで、前記銅箔の粗面に銅ノジュールを形成した：
硫酸銅（ＣｕＳＯ₄・５Ｈ₂Ｏ）：１２０ｇ／Ｌ
硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）：１００ｇ／Ｌ
塩素イオン：３．５ｐｐｍ
温度：２５℃
電流密度：４０Ａ／ｄｍ²
時間：３．５秒

＜銅箔の粗面および前記銅ノジュールを覆う平滑ニッケルめっき＞
下記の材料および温度と、電流密度と、時間との変数を使用することで、前記銅箔の粗面と銅ノジュールの上に平滑ニッケルめっきを形成した：
硫酸ニッケル（ＮｉＳＯ₄・７Ｈ₂Ｏ）：３００ｇ／Ｌ
ホウ酸（Ｈ₃ＢＯ₃）：４０ｇ／Ｌ
温度：５０℃
電流密度：１０Ａ／ｄｍ²
時間：３０秒

前記ニッケルめっきされた銅箔の粗面の色Ｌ^*は、３０〜６０の範囲にあってもよく、好ましくは３５〜５０の範囲にあり、より好ましくは４０〜４５の範囲にある。粗面のＬ^*が３０未満になると、前記ノジュール処理は過度であり、ホットプレスした後のノジュールは破裂しやすく、かつ、デラミネーションの防止にとっては不十分で小さな剥離強度を意味する。粗面のＬ^*が６０を超えると、前記ノジュール処理は足りなく、前記表面は小さすぎ、かつ、得られた剥離強度が低すぎ、デラミネーションの防止にとっても不十分であることを意味する。

＜粗面の平滑ニッケルめっき層の上のニッケルノジュールめっき＞
下記の材料および温度と、電流密度と、時間との変数を使用することで、前記銅箔の粗面の平滑ニッケルめっき層の上に、めっきを行い、ニッケルノジュールを形成した：
硫酸ニッケル（ＮｉＳＯ₄・７Ｈ₂Ｏ）：７０ｇ／Ｌ
硫酸アンモニウム（（ＮＨ₄）₂ＳＯ₄）：３０ｇ／Ｌ
温度：３０℃
電流密度：３５Ａ／ｄｍ²
時間：１０秒

＜前記銅箔の光沢面の平滑ニッケルめっき＞
下記の材料および温度と、電流密度と、時間との変数を使用することで、前記銅箔の光沢面の上に平滑ニッケルめっきを形成した：
硫酸ニッケル（ＮｉＳＯ₄・７Ｈ₂Ｏ）：３００ｇ／Ｌ
ホウ酸（Ｈ₃ＢＯ₃）：４０ｇ／Ｌ
温度：５０℃
電流密度：８Ａ／ｄｍ²
時間：５秒
すべての実施例と比較例において、下記の試験方法により前記特性を測定した。

＜試験方法＞
引張強度：引張強度は、材料が延伸されるまたは引っ張られるときに破損（ｆａｉｌｉｎｇ）または断裂するまで耐えられる最大応力である。引張強度は、圧縮強度と違って、数値がかなり異なることもあり得る。引張強度は、ＩＰＣ−ＴＭ−６５０に準じて測定された。電解銅箔をカットして、寸法が１００ｍｍ×１２．７ｍｍ（長さ×幅）である試験サンプルを得た。島津製造所のＭｏｄｅｌ ＡＧ−Ｉ試験機を用いて、室温（約２５℃）で、チャック距離５０ｍｍおよびクロスヘッド速度５０ｍｍ／ｍｉｎの条件で、試験サンプルを測定した。

延伸率：延伸率は、ＩＰＣ−ＴＭ−６５０に準じて測定された。銅箔をカットして、寸法が１００ｍｍ×１２．７ｍｍ（長さ×幅）である試験サンプルを得た。島津製造所のＭｏｄｅｌ ＡＧ−Ｉ試験機を用いて、室温（約２５℃）で、チャック距離５０ｍｍおよびクロスヘッド速度５０ｍｍ／ｍｉｎの条件で、試験サンプルを測定した。

表面粗度：粗度は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−１９９４に準じて、α−型表面粗度測定機（Ｋｏｓａｋａ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｌｔｄ、ＳＥ １７００シリーズ）を使用して測定された。

粗面(M)の色 Ｌ^*：粗面の色Ｌ^* の測定はＪＩＳ Ｚ ８７２２ （２０００） 方法に準じて、分光光度計（コニカミノルタ、ＣＭ２５００ｃ）を使用して行われた（「測色法−物体に対する反射と透過」）。

ニッケル含有量：前記ニッケル含有量は、下記の方法で測定した。前記銅箔を寸法１５０×１５０ｍｍにカットし、前記銅箔の片面に保護塗布層（前記銅箔の溶解を防止する塗布）を配置した。乾燥した後、前記見本をさらに１００×１００ｍｍ（面積＝１ｄｍ²）にカットした。そして、前記見本を皿に入れて、２０ｍＬの１８％ＨＣｌ溶液および３ｍＬの３０％Ｈ₂Ｏ₂溶液で溶解された。銅箔の表面のニッケルが完全に溶解されたあと、前記溶液を５０ｍＬの全量フラスコに入れた。水で最終体積まで前記皿をリンスした。ニッケル含有量をＩＣＰ−ＡＥＳに準じて測定した。

硬度試験：装備と装置：微小硬度試験計−Ｆｕｔｕｒｅ−ｔｅｃｈ社。Ｍｏｄｅｌ：ＦＭ−７。方法は、ＩＳＯ−６５０７−１：２００５金属材料−ビッカース硬度試験−パート１に準じた。

剥離強度試験：バッチ式ミキサーを１６０℃に設定し、結晶性ポリマーと導電性充填剤を投入し、５０ｒｐｍで１５分間で混合させてＰＴＣ材料を形成した。前記結晶性ポリマーは、２２．１ｗｔ．％のＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）と２７．６ｗｔ．％のエチレン／アクリル酸ブチル共重合体とを含む。そして、前記導電性充填剤は５０．３ｗｔ．％のカーボンブラックであった。そして前記ＰＴＣ材料をホットプレス機に入れた。鋼板とポリテトラフルオロエチレン（ＴＥＦＬＯＮR）離型材を前記ＰＴＣ材料の上表面と底表面に位置し、１８０℃でプレスすることでＰＴＣ導電層を形成した。さらに、二つの銅箔を前記ＰＴＣ導電層の上表面と底表面に位置し、前記組み込みをプレスすることでＰＴＣ複合材料（すなわち、銅箔／ＰＴＣ導電層／銅箔の構造）を形成した。前記剥離強度は、下記の方法で測定した。ＰＴＣ複合材料から２５×１２５ｍｍ寸法を有するサンプルをカットした。前記サンプルの一端が島津製造所試験機のＭｏｄｅｌ ＡＧ−Ｉ試験機に挟まれた。他端において、９０°の角度および５０ｍｍ／分の速度で前記ＰＴＣ導電性ポリマー層から前記銅箔を剥離した。前記導電性ポリマー層から前記銅箔を除去するのに必要な力の量をｋｇ／ｃｍで記録した。

曲げ試験：ＰＴＣ複合材料（すなわち、銅箔／ＰＴＣ導電層／銅箔の構造）をワッシャ状に打ち抜いた。前記ＰＴＣ複合物ワッシャは、その外径上の二つの金床で支え、平板をその中心（前記支える金床の真ん中）を通過してプレスし、前記ワッシャを曲げた。前記ワッシャ状ＰＴＣ複合材料を曲げるのに必要な力の量をｋｇｆで記録した。力が強いほどＰＴＣ複合物ワッシャはより変形し難いと意味する。

デラミネーション試験：バッチ式ミキサーを１６０℃に設定し、結晶性ポリマーと導電性充填剤を投入し、５０ｒｐｍで１５分間で混合させてＰＴＣ材料を形成した。前記結晶性ポリマーは、２２．１ｗｔ．％のＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）と２７．６ｗｔ．％のエチレン／アクリル酸ブチル共重合体とを含み、また、前記導電性充填剤は５０．３ｗｔ．％のカーボンブラックであった。そして前記ＰＴＣ材料をホットプレス機に入れた。鋼板とポリテトラフルオロエチレン（ＴＥＦＬＯＮR）離型材を前記ＰＴＣ材料の上表面と底表面に位置し、１８０℃でプレスすることでＰＴＣ導電層を形成した。さらに、二つの銅箔を前記ＰＴＣ導電層の上表面と底表面に位置し、前記組み込みをプレスすることでＰＴＣ複合材料（すなわち、銅箔／ＰＴＣ導電層／銅箔の構造）を形成した。前記ＰＴＣ複合材料を約１０ｍｍ×１０ｍｍのチップ（chip）に複数打ち抜いた。前記チップを２７０℃のハンダに３０秒浸漬させ、導線のハンダ付けを行いＲＬＤ挿入タイプ(radial-leaded device) ＰＴＣエレメントを形成し、そして指で前記銅箔を剥離し、ＰＴＣ導電層から銅箔のデラミネーションを観察した。

ハンダ剥離試験：前記ＰＴＣ複合材料を約１０ｍｍ×１０ｍｍのチップに複数打ち抜いた。前記チップの両端を鉄リードにハンダ付け、表面粘着タイプ(surface mount device) ＰＴＣエレメントを形成した。さらに、前記チップをペンチではさみ、チップが前記ハンダ界面から剥離するのは、前記銅箔の光沢面のニッケル厚さが薄すぎることを意味し、ハンダ付け工程後、銅がハンダに移動し、ハンダの組成を変更したためである。チップが前記ＰＴＣポリマーに剥離したら、銅箔の光沢面のニッケル厚さは許容範囲（acceptable）である。

窪み、擦り傷欠陥の測定分析
銅箔と非導電性結晶性ポリマー／カーボンブラック混合物をホットプレスしてサンドイッチ構造に形成した後、打ち抜きしてディスク状素子に形成させた。目で素子の表面を観察し、総素子の個数に対して表面に窪み、擦り傷欠陥を有する素子の個数の割合を計算した。

＜実施例２〜６＞
実施例１と同じ方法で実施例２〜６を用意した。実施条件は下記表１に示す
前記実施例２〜６の銅箔は、実施例１と同じ方法で処理し銅箔の粗面の上に銅ノジュールを形成した。

そして、銅箔の粗面および光沢面の両面は実施例１と同じ方法で平滑ニッケル層を被覆した。実施例１〜６において、銅箔の光沢面におけるニッケル含有量は約１０，０００〜約８０，０００μｇ／ｄｍ²である。各実施例には、前記銅箔の粗面におけるニッケル含有量は、約１００，０００〜約３００，０００μｇ／ｄｍ²である。

実施例１〜６の製品を測定および試験し、結果は表２に示す。

＜比較例１〜７＞
表３に示す実施条件で比較例１〜７を用意した。また、測定および試験結果は表４に示す。

^*表２と表４において、粗面の色Ｌ^*の測定は、上記検討したＪＩＳ Ｚ８７２２（２０００）方法に準じて行った。
^**また、「ＮＧ」は「不良」と意味し、「ＯＫ」は「許容範囲」と意味する。

上記の実施例は、例示的に本開示の原理と効果を述べたものに過ぎず、本開示を限定するものではない。当業者は、本開示の趣旨および範囲から逸脱しない限り、上記の実施例に各種の変更と修正を施すことができる。したがって、本開示の主張する権利範囲は、特許請求の範囲に記載される。本開示の効果および目的を損なわない限り、いずれも本開示の範囲に入る。

前記の用語「からなる」、「有する」および「含む」は、それらの開放的、かつ、限定されない意味で使用される。前記の用語「一つの」および「該」は、複数と単数を含むと理解される。前記の語句「少なくとも一つ」とは、一つまたはそれ以上を意味し、個別の成分および混合物／組み合わせを意味する。数値に関する用語「約」は、具体的には、測定値を、概数にするための標準慣習（ｓｔａｎｄａｒｄ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎ）を用いた数値に四捨五入できることを意味する。たとえば、「約１．５」とは、１．４５〜１．５４を示す。いずれかの特定の数値に付いた「約」について具体的に説明されたか否かにかかわらず、ここで説明された全ての数値を、用語「約」で修飾してもよく、修飾しなくてもよい。ここで開示された全ての数値の範囲は、包含的、かつ、組み合わせることが可能である。たとえば、ここに記載された範囲内にあるいずれかの数値またはポイントは、部分範囲（ｓｕｂ−ｒａｎｇｅ）などを派生するための最小値または最大値として機能することができる。

３１・・・基板銅箔
３２、３３、３４・・・銅ノジュール
３５・・・ニッケルノジュール
３６・・・平滑ニッケルめっき
３７・・・平滑ニッケルめっき層
３８、３９…電極
４１・・・電解銅箔４１
４２・・・銅箔ロール
４３・・・酸洗浄浴槽
４４・・・浴槽
４５・・・浴槽
４６・・・浴槽
４７、４８、４９、５０・・・電極
５１、５２・・・電極
５３・・・浴槽
５４・・・乾燥機
５５・・・ロール
５６・・・めっき浴槽
６０・・・「連鎖（ｃｈａｉｎ）」（通路またはリンク）
６１，６２・・・ニッケルめっきされた銅箔
６９・・・非導電性結晶性ポリマー／カーボンブラック混合物
７１、７２・・・ストラップ型ニッケルリード
７４・・・ニッケルめっきされた銅箔
７６・・・非導電性結晶性ポリマー／カーボンブラック混合物
８０・・・非導電性結晶性ポリマー／カーボンブラック混合物
８９、９０・・・ソースロール
８１、８２・・・ニッケルめっきされた銅箔
８３ホットプレスローラー
８４・・・銅箔と炭素を充填した非導電性ポリマーのサンドイッチ構造
８５・・・リワインダー
９４・・・サンドイッチ構造
８６・・・ディスク状ＰＴＣ装置
８７、８８・・・ワッシャ状ＰＴＣ装置
１０２・・・ＰＴＣ装置
１０１・・・キャップ
１０３・・・電流遮断装置
１０４・・・通気孔
１０５・・・ガスケット
１０６・・トップ絶縁材
１０７・・・缶
１０８・・・ボトムセパレータ
１０９・・・巻かれた正極／負極／セパレータ
１１０・・・タブ
１１１・・・センターピン

Claims (20)

1. 光沢面と粗面とを有し、前記粗面と直接に接触している銅ノジュールが前記粗面にある電解銅箔と、
   前記電解銅箔の前記粗面と、前記電解銅箔と直接に接触している前記銅ノジュールとの上にある平滑ニッケルめっきと、
   前記平滑ニッケルめっきと直接に接触しているニッケルノジュールと、
   を含む、ニッケルめっきされた銅箔。
2. 前記ニッケルめっきされた銅箔の光沢面の表面粗度（Ｒｚ）が２．０μｍ未満である、請求項１に記載のニッケルめっきされた銅箔。
3. 前記ニッケルめっきされた銅箔の光沢面の表面硬度は５０〜２００である、請求項１に記載のニッケルめっきされた銅箔。
4. 前記ニッケルめっきされた銅箔の粗面の表面粗度（Ｒｚ）が６〜１０μｍの範囲にある、請求項１に記載のニッケルめっきされた銅箔。
5. 前記ニッケルめっきされた銅箔の粗面におけるニッケル含有量が１００，０００〜３００，０００μｇ／ｄｍ²の範囲にある、請求項１に記載のニッケルめっきされた銅箔。
6. 前記ニッケルめっきされた銅箔の光沢面におけるニッケル含有量が１０，０００〜８０，０００μｇ／ｄｍ²の範囲にある、請求項１に記載のニッケルめっきされた銅箔。
7. 前記ニッケルめっきされた銅箔の引張強度が少なくとも４５ｋｇ／ｍｍ²である、請求項１に記載のニッケルめっきされた銅箔。
8. 前記ニッケルめっきされた銅箔の粗面の色Ｌ^*が３０〜６０である、請求項１に記載のニッケルめっきされた銅箔。
9. 請求項１に記載のニッケルめっきされた銅箔を有する正温度係数（ＰＴＣ）装置。
10. 導電性充填剤を有する非導電性ポリマーをさらに含む、請求項９に記載の正温度係数（ＰＴＣ）装置。
11. 前記ニッケルめっきされた銅箔を二つ含み、前記非導電性ポリマーと前記導電性充填剤が前記二つのニッケルめっきされた銅箔の粗面の間に配置されている、請求項１０に記載の正温度係数（ＰＴＣ）装置。
12. 前記装置は、アニュラリング状ＰＴＣ装置、ディスク状ＰＴＣ装置、ストラップ状ＰＴＣ装置およびラジアルリード付きＰＴＣ装置からなる群から選ばれた装置である、請求項１１に記載の正温度係数（ＰＴＣ）装置。
13. 前記正温度係数（ＰＴＣ）装置が表面マウント装置である、請求項１１に記載の正温度係数（ＰＴＣ）装置。
14. 請求項１に記載のニッケルめっきされた銅箔を二つ提供する工程であって、前記ニッケルめっきされた銅箔の粗面が、間隔があくように対面する工程と、
    複数の導電性充填剤を含有する非導電性ポリマーを前記二つのニッケルめっきされた銅箔の間に導入する工程と、
    前記二つのニッケルめっきされた銅箔および前記導電性充填剤を有する前記非導電性ポリマーをホットプレスに通過させる工程と、
    前記二つのニッケルめっきされた銅箔と前記導電性充填剤を有する前記非導電性ポリマーを単一の製品に固める工程と、
    を有する、正温度係数（ＰＴＣ）装置の製造方法。
15. 前記固める工程は、熱と圧力の両方を施す、請求項１４に記載の方法。
16. 複数の二つのニッケルめっきされた銅箔の積み重ねと、前記導電性充填剤を有する前記非導電性ポリマーとを同時にホットプレスに通過させる工程をさらに有する、請求項１４に記載の方法。
17. 前記単一の製品を打ち抜く工程をさらに有する、請求項１４に記載の方法。
18. 前記打ち抜かれたものは、二次電池の正極端と前記二次電池の負極端との間に位置させる、請求項１７に記載の方法。
19. 請求項１１に記載の正温度係数（ＰＴＣ）装置を有する、リセッタブルヒューズ。
20. コンピュータ、携帯電話、電池、ＡＣ電源、ＡＣ／ＤＣ電源アダプタ、自動車、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ポータブルマルチメディアプレーヤー、ＭＰ３プレーヤー、ゲームコンソール、ＵＳＢ、ＨＵＢ、産業用制御機器および医療機器からなる群から選ばれた少なくとも一つの装置に組み込まれた、請求項１９に記載のリセッタブルヒューズ。