JP2019026917A - フレキシブルプリント基板用銅箔、それを用いた銅張積層体、フレキシブルプリント基板、及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
Description
FPCは銅箔と樹脂とを積層したCopper Clad Laminate(銅張積層体、以下CCLと称する)をエッチングすることで配線を形成し、その上をカバーレイと呼ばれる樹脂層によって被覆したものである。カバーレイを積層する前段階で、銅箔とカバーレイとの密着性を向上するための表面改質工程の一環として、銅箔表面のエッチングが行われる。また、銅箔の厚みを低減して屈曲性を向上させるため、減肉エッチングを行う場合もある。
一方、IPC屈曲性に代表される高サイクル屈曲性を改善した銅箔が開発されている(特許文献1)。
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、折り曲げ性と耐軟化特性に共に優れたフレキシブルプリント基板用銅箔、それを用いた銅張積層体、フレキシブルプリント基板、及び電子機器の提供を目的とする。
本発明に係る銅箔は、99.0質量%以上のCu、残部不可避的不純物からなり、Pを0.0005質量%以上0.03質量%以下、Agを0.0005〜0.05質量%以下、Sbを0.0005質量%以上0.14質量%以下、Snを0.0005質量%以上0.163質量%以下、Niを0.0005質量%以上0.288質量%以下、Beを0.0005質量%以上0.058質量%以下、Znを0.0005質量%以上0.812質量%以下、Inを0.0005質量%以上0.429質量%以下、およびMgを0.0005質量%以上0.149質量%以下、それぞれ単独又は2種以上含有してなる。
P、Sb、Sn、Ni、Be、Zn、In、およびMgの含有量が各元素につき0.0005質量%より小さい場合、半軟化温度を上昇させることが工業的に難しいので、各元素の含有量の下限を0.0005質量%とした。
最終冷間圧延前の結晶粒径が30μmより大きい場合、加工時の転位の絡み合いの頻度が小さくなり、ひずみの蓄積が少なくなるため、軟化温度が低下し、かつ200方位の(I/I0)が大きくなって折り曲げ性が低下する傾向にある。最終冷間圧延前の結晶粒径が5μmより小さい場合は、加工時の転位の絡み合いが飽和して圧延荷重が高くなるだけで、軟化温度を低下させる効果が飽和する。したがって最終冷間圧延前の結晶粒径の下限を5μmとした。
従って、本発明では、圧延面のX線回折で求めた(200)面の強度をIとし、微粉末銅のX線回折で求めた強度をI0としたとき、(I/I0)を3.0以下に規定する。
銅箔の半軟化温度が160〜300℃である。半軟化温度が160℃未満であると、高温環境下での保管で軟化するおそれがある。半軟化温度が300℃を超えるとFPCの製造工程で再結晶しないので、折り曲げ性が悪化する。
半軟化温度の測定は、銅箔を、非酸化性雰囲気にて所定温度で30分間焼鈍した後に引張試験を行い、熱処理条件に対する強度(引張り強さ)を求める。焼鈍後の強度が、圧延上がり(焼鈍前)の強度と、完全に軟化(400℃で30分間焼鈍)した状態の強度の中間の値となる焼鈍温度を、半軟化温度とした。半軟化温度が160〜300℃の範囲であれば,適正な軟化特性を有していると判断した。
圧延面のX線回折で求めた(200)面の強度をIとし、微粉末銅のX線回折で求めた強度をI0としたとき、(I/I0)が3.0以下である。
上述のように、再結晶後の200方位の(I/I0)が小さいほど、折り曲げ性を向上できるので、(I/I0)を3.0以下に規定した。
本願の請求項1の銅箔は、樹脂と積層後の銅張積層体になった後の、樹脂の硬化熱処理を受けた状態の銅箔を規定している。従って、銅箔に320℃で30分間の熱処理をしない状態でも、これと同等の樹脂の硬化熱処理を受けた後の200方位の(I/I0)を表している。
本願の請求項2の銅箔は、樹脂と積層前の銅箔の状態を規定している。そして、320℃で30分間の熱処理は、CCLの積層時に樹脂を硬化熱処理させる温度条件を模したものである。従って、請求項2においては、非酸化性雰囲気で320℃で30分間の熱処理後の銅箔の200方位の(I/I0)を規定することで、樹脂と積層後の銅張積層体になった後の、樹脂の硬化熱処理を受けた状態の銅箔を再現している。なお、この熱処理の昇温速度は100〜300℃/minの間であればよい。
又、本発明の銅箔に(1)樹脂前駆体(例えばワニスと呼ばれるポリイミド前駆体)をキャスティングして熱をかけて重合させること、(2)ベースフィルムと同種の熱可塑性接着剤を用いてベースフィルムを本発明の銅箔にラミネートすること、により、銅箔と樹脂基材の2層からなる銅張積層体(CCL)が得られる。又、本発明の銅箔に接着剤を塗着したベースフィルムをラミネートすることにより、銅箔と樹脂基材とその間の接着層の3層からなる銅張積層体(CCL)が得られる。これらのCCL製造時に銅箔が熱処理されて再結晶化する。
これらにフォトリソグラフィー技術を用いて回路を形成し、必要に応じて回路にめっきを施し、カバーレイフィルムをラミネートすることでフレキシブルプリント基板(フレキシブル配線板)が得られる。
樹脂層としては、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PI(ポリイミド)、LCP(液晶ポリマー)、PEN(ポリエチレンナフタレート)が挙げられるがこれに限定されない。また、樹脂層として、これらの樹脂フィルムを用いてもよい。
樹脂層と銅箔との積層方法としては、銅箔の表面に樹脂層となる材料を塗布して加熱成膜してもよい。又、樹脂層として樹脂フィルムを用い、樹脂フィルムと銅箔との間に以下の接着剤を用いてもよく、接着剤を用いずに樹脂フィルムを銅箔に熱圧着してもよい。但し、樹脂フィルムに余分な熱を加えないという点からは、接着剤を用いることが好ましい。
例えば、銅箔の表面に、粗化処理、防錆処理、耐熱処理、またはこれらの組み合わせによる表面処理を施してもよい。
1.最終冷間圧延前の結晶粒径
上記熱処理前であって最終冷間圧延前(最終焼鈍後)の各サンプルをSEM(Scanning Electron Microscope)を用いて観察し、JIS H 0501に基づいて平均粒径を求めた。ただし、双晶は、別々の結晶粒とみなして測定を行った。測定領域は、圧延方向に平行な断面の400μm ×400μmとした。
2.半軟化温度
半軟化温度の測定は、上述のように行った。
3.200方位のI/I0
上記熱処理後の各銅箔サンプルについて、圧延面のX線回析で求めた(200)面強度の積分値(I)を求めた。この値をあらかじめ測定しておいた微粉末銅の(200)面強度の積分値(I0)で割り、I/I0の値を計算した。
4.導電率
上記熱処理後の各銅箔サンプルについて、JIS H 0505に基づいて4端子法により、25℃の導電率(%IACS)を測定した。
導電率が75%IACSより大きければ導電性が良好である。
上記熱処理後の各銅箔サンプルについて、JIS P 8115に基づいてMIT耐折回数(往復折曲げ回数)を測定した。ただし、折り曲げクランプのRは0.38mm、荷重は250gとした。
MIT耐折回数が75回以上であれば銅箔の折り曲げ性が良好である。
なお、各実施例において、再結晶焼鈍温度が高い方が最終冷間圧延前の結晶粒径が大きかった。
また、最終冷間圧延前の結晶粒径が30μmを超えるように再結晶焼鈍を1回した比較例2の場合、半軟化温度160℃未満かつ200方位のI/I0が3より大きかったため折り曲げ性に劣った。
Claims (5)
- 99.0質量%以上のCu、残部不可避的不純物からなる銅箔であって、Pを0.0005質量%以上0.03質量%以下、Agを0.0005〜0.05質量%以下、Sbを0.0005質量%以上0.14質量%以下、Snを0.0005質量%以上0.163質量%以下、Niを0.0005質量%以上0.288質量%以下、Beを0.0005質量%以上0.058質量%以下、Znを0.0005質量%以上0.812質量%以下、Inを0.0005質量%以上0.429質量%以下、およびMgを0.0005質量%以上0.149質量%以下、それぞれ単独又は2種以上含有し、
半軟化温度が160〜300℃であり、
圧延面のX線回折で求めた(200)面の強度をIとし、微粉末銅のX線回折で求めた強度をI0としたとき、(I/I0)が3.0以下であるフレキシブルプリント基板用銅箔 - 320℃で30分焼鈍後の圧延面のX線回折で求めた(200)面の強度をIとし、微粉末銅のX線回折で求めた強度をI0としたとき、(I/I0)が3.0以下である請求項1に記載のフレキシブルプリント基板用銅箔
- 請求項1又は2に記載のフレキシブルプリント基板用銅箔と、樹脂層とを積層してなる銅張積層体。
- 請求項3に記載の銅張積層体における前記銅箔に回路を形成してなるフレキシブルプリント基板。
- 請求項4に記載のフレキシブルプリント基板を用いた電子機器。
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