JP2020158841A

JP2020158841A - 圧延銅箔コイル

Info

Publication number: JP2020158841A
Application number: JP2019060189A
Authority: JP
Inventors: 慎平藤野; Shimpei Fujino
Original assignee: JX Nippon Mining and Metals Corp
Current assignee: JX Nippon Mining and Metals Corp
Priority date: 2019-03-27
Filing date: 2019-03-27
Publication date: 2020-10-01
Also published as: KR20200115281A; CN111757598A; TW202041686A

Abstract

【課題】銅箔ストリップが蛇行し難く、ロール間での張力を低減して銅箔のシワの発生を抑制することができる圧延銅箔コイルを提供する。【解決手段】Ｃｕ９９．９０質量％以上、残部不可避不純物からなる圧延銅箔コイルであって、厚みが４〜７０μｍ、巻き戻した銅箔ストリップの最大全幅Ｗ２、最小全幅Ｗ１とし、（Ｗ２−Ｗ１）＝Ｃとしたとき、（Ｃ/Ｗ２）が５/６００以下である。【選択図】図１

Description

本発明は、圧延銅箔コイルに関する。

フレキシブルプリント基板における回路配線のファインピッチ化に伴い、使用される銅箔の厚みは薄くなっており、例えば厚み１２μｍ以下の薄い銅箔も使用されている。
しかしながら、銅箔の厚みが薄くなるほど、銅張積層板を製造する際のラミネート工程またはキャスト工程で銅箔にシワが発生しやすくなるという問題がある。
そこで、銅箔の結晶組織を制御して銅箔のシワ発生を抑制する技術が開発されている（特許文献１）。又、銅箔の表面性状を制御して銅箔のシワ発生を抑制する技術が開発されている（特許文献２）。

特開２０１６−１７６０９４号公報特開２０１７−１８３４５９号公報

ところで、銅張積層板を製造する際、ラミネート法では、熱融着ロール間に架け渡された銅箔の張力方向と平行にシワが入りやすいことが知られており、シワを抑制するため、銅箔の張力を低減することが行われる。
ところが、張力を低くすると、銅箔がロールの幅方向に蛇行しやすくなり、銅箔の厚みが薄くなるにつれて、張力の設定自由度が小さくなり、シワの発生と蛇行を共に抑制することが困難になる。
ここで、銅箔ストリップをロール間に走行させる処理ラインにおいて、銅箔が蛇行する理由は、図１に示すように、銅箔（ストリップ）２が長手方向に曲がった（反った）形状（以下、「曲がり」という。）を有することによる。曲がりが生じる原因は、銅箔ストリップを製造する圧延装置が幅方向に厳密に対称でなく、ドライブサイド（駆動側）とオペレータサイド（操作側）で非対称なためであり、圧延装置で加工される度合いが幅方向で異なるためである。
そして、圧延銅箔の曲がりが大きいほど、蛇行を防止するために張力を高くする必要があり、そうすると上述のようにシワが発生しやすくなる。これは、曲がりが大きいと幅方向で銅箔ストリップも張力差が生じ、幅方向で高張力になる部分が生じてシワになると考えられる。

すなわち、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、銅箔ストリップが蛇行し難く、ロール間での張力を低減して銅箔のシワの発生を抑制することができる圧延銅箔コイルの提供を目的とする。

本発明者らは、圧延銅箔の曲がりを所定範囲内に小さくすることで、銅箔ストリップが蛇行し難く、ロール間での張力を低減して銅箔のシワの発生を抑制できることを見出した。
ここで、図１に示すように、曲がりは、巻き戻した銅箔ストリップ２の最大全幅Ｗ２、最小全幅Ｗ１とし、（Ｗ２−Ｗ１）＝Ｃとしたとき、（Ｃ/Ｗ２）で評価する。Ｌは巻き戻しの長さである。（Ｃ/Ｗ２）の値は０．０１よりも小さいので、Ｌを５ｍとするとＣを精度よく測定できる。なお、図１では曲がりを誇張して表示したが、Ｗ１，Ｗ２の測定方向は、Ｌと垂直な方向とする。

上記の目的を達成するために、本発明の圧延銅箔コイルは、Ｃｕ９９．９０質量％以上、残部不可避不純物からなる圧延銅箔コイルであって、厚みが４〜７０μｍ、巻き戻した銅箔ストリップの最大全幅Ｗ２、最小全幅Ｗ１とし、（Ｗ２−Ｗ１）＝Ｃとしたとき、（Ｃ/Ｗ２）が５/６００以下である。

前記巻き戻しの長さを５ｍとすることが好ましい。

本発明によれば、銅箔ストリップが蛇行し難く、ロール間での張力を低減して銅箔のシワの発生を抑制できる圧延銅箔コイルが得られる。

圧延銅箔の曲がりを示す図である。熱ロールラミネート機を示す図である。巻き直しラインの一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態の圧延銅箔コイルについて説明する。
本発明の実施形態の圧延銅箔コイルは、Ｃｕ９９．９０％質量％以上、残部不可避不純物からなり、厚みが４〜７０μｍである。
圧延銅箔コイル（銅箔）の組成としては、ＪＩＳ-Ｈ３１００（Ｃ１１００）に規格されるタフピッチ銅、又はＪＩＳ- Ｈ３１００ (Ｃ１０２０)に規格される無酸素銅が挙げられる。圧延銅箔が質量率で銅を９９．９０〜９９．９９９％、酸素を０〜５００質量ｐｐｍの範囲で含有すると好ましい。
さらに、圧延銅箔コイル（銅箔）がAg，Sn及びPの群から選ばれる１種以上の添加元素を合計で10〜2000質量ppm含有してもよい。これらの添加元素を加えることで、折り曲げ性や屈曲性を向上させる。
上記元素の合計量が10質量ppm未満であると、銅箔の屈曲性が低下することがあり、上記元素の合計量が2000質量ppmを超えると導電率の低下が著しくなることがある。

厚みは好ましくは１８μｍ以下、さらに好ましくは１２μｍ以下、最も好ましくは９μｍ以下μｍである。ただし、７０μｍ以下で１８μｍ以上、３５μｍ以下で１８μｍ以上の厚いものであっても本発明の効果は発揮される。

また、図１に示すように、巻き戻した銅箔ストリップの最大全幅Ｗ２、最小全幅Ｗ１とし、（Ｗ２−Ｗ１）＝Ｃとしたとき、（Ｃ/Ｗ２）が５/６００以下である。なお、Ｗ１、Ｗ２、Ｃはｍｍとする。なお、Ｗ１（銅箔ストリップの設計幅にほぼ相当）は５００〜７００ｍｍが好ましい。
（Ｃ/Ｗ２）が５/６００を超えると、銅箔ストリップの曲がりが大きくなり、ロール間を走行する間に蛇行するので、蛇行を防止するために張力を増やすとシワが生じてしまう。

（Ｃ/Ｗ２）の値は０．０１よりも小さいので、Ｌを５ｍとするとＣを精度よく測定できる。Ｃ、Ｗ２の測定方法は巻き戻して所定長さに切断した銅箔ストリップの幅方向一端同士を長さ方向に結んだ線Ｔを基準として長さ方向に垂直な方向に測定する。

（Ｃ/Ｗ２）を５/６００以下に管理する方法としては、コイルを巻き出して、別のコイルとして巻き取る巻き直しラインにて張力を掛けることが挙げられる。この際の張力は、銅箔の引張強さ（ＭＰａ）の６０〜８０％であるのが好ましい。

図３は、巻き直しラインの一例を示す。ここで、巻き直しラインは、巻出し圧延銅箔コイル１を巻き出す第１テンションリール２、巻出された圧延銅箔を巻取り圧延銅箔コイル２に巻き取る第２テンションリール９、第１テンションリール２の下流側の第１デフレクタロール３、第２テンションリール９の上流側の第２デフレクタロール８、第１デフレクタロール３と第２デフレクタロール８の間に配置されたブライドルロール機構４〜７、を有する。
ブライドルロール機構４〜７は、第１デフレクタロール３の下流側のロール４、第２デフレクタロール８の上流側のロール７、及びロール４とロール７の間のロール５、６を備える。
このうち、ロール４、７は、垂直方向および水平方向の位置が固定されている。ロール５、６は、垂直方向の位置が固定されており、水平方向に可動である。ロール５、６の開度、すなわち水平方向の距離を増す方向に引っ張る力を圧延銅箔に与えることにより、圧延銅箔に作用する張力を制御することができる。
デフレクタロール８では、圧延銅箔に作用する張力を検出することができる。検出された結果は、ロール５、６が圧延銅箔を引っ張る力の設定に反映させることができる。
以上の機構により、巻き取り張力、すなわちデフレクタロール８と、テンションリール９との間において圧延銅箔に作用する張力を調整することができる。

又、巻き直しをした圧延銅箔コイルに、クリープ熱処理を行うと好ましい。ここで、クリープ熱処理は、室温より高温であり、歪取焼鈍より低温で行うことが好ましい。クリープ熱処理の好ましい温度はたとえば５５〜６５℃であり、好ましい時間はたとえば４８〜９６時間である。

以下に本発明の実施例を比較例と共に示すが、これらの実施例は本発明及びその利点をよりよく理解するために提供するものであり、発明が限定されることを意図するものではない。

＜圧延銅箔の製造＞
表１に示す組成の元素を必要に応じて添加したＪＩＳ-Ｈ３１００（Ｃ１１００）に規格されるタフピッチ銅（ＴＰＣ）又はＪＩＳ- Ｈ３１００ (Ｃ１０２０)に規格される無酸素銅（ＯＦＣ）を原料として厚さ100ｍｍのインゴットを鋳造し、800℃以上で厚さ10ｍｍまで熱間圧延を行い、表面の酸化スケールを面削した。その後、冷間圧延と焼鈍とを繰り返し、仕上冷間圧延して表１の厚みの圧延銅箔を製造し、コイルに巻き取った。
得られた圧延銅箔コイルを連続脱脂ラインにて脱脂した後、巻き直しラインにて表１に示す張力で巻き直した。張力は、銅箔の引張強さに対する比で表した。
巻き直しをした圧延銅箔コイルに、表１の温度及び時間でクリープ熱処理を行った。

＜圧延銅箔の曲がり＞
製品の圧延銅箔コイルから長さ５ｍのサンプル銅箔を切り出し、図１のようにして曲がり（Ｃ/Ｗ２）を測定した。

＜ラミネート時のシワ発生および蛇行発生の有無＞
図２に示す熱ロールラミネート機１００を用い、２つの圧延銅箔コイル２Ｃ１，２Ｃ２からそれぞれ銅箔ストリップ２１，２２を連続的に巻き出し、ポリイミドフィルム４（厚み１２μｍ）の両面にそれぞれ銅箔ストリップ２１，２２を重ねて１対の加熱ロール１０，１０間に通箔し、熱圧着してラミネートし、二層両面銅張積層板６を作製した。ロール１０の加熱温度を３５０℃とし、ロールの圧着圧力、銅箔とポリイミドフィルムの送り速度及び張力は実施例と比較例とで同一とした。
ここで、熱ロールラミネート機１００の位置Ｐ１，Ｐ２の両端に張り渡された加熱ロール１０と隣接するロールとの間の張力として、良好な製造が可能な範囲のうち、低張力側と、高張力側の２水準の張力で評価した。

蛇行の評価：
蛇行の評価においては、熱ロールラミネート機１００のＰ２における上記張力を、低張力側にするとともに、加熱ロール１０，１０間を開放した。開放開始時点における加熱ロール１０上の銅箔の位置を基準とし、開放後、１００メートルの長さの銅箔を通箔した時点で、加熱ロール１０上の銅箔の幅方向の位置を測定した。以下の基準で評価した。評価が○であれば蛇行が少ない。
○：幅方向のずれが５％未満
×：幅方向のずれが５％以上

銅箔のシワ：
熱圧着後の二層両面銅張積層板における表裏の銅箔のシワの有無を目視し、以下の基準で評価した。評価が○であればラミネート時のシワ発生を有効に抑制できる。
○：表裏のいずれの銅箔にもシワの発生しなかったもの
×：表裏のいずれかにシワが目視で確認できるが、触手ではシワの凹凸を確認できない程度の薄いシワが発生したもの
×：表裏の両方にシワが目視で確認でき、かつ、触手でシワの凹凸を確認できる程度の強いシワが発生したもの

表１から明らかなように、（Ｃ/Ｗ２）が５/６００以下である各実施例の場合、低張力および高張力のいずれのラミネート試験においても、銅箔ストリップが蛇行せず、かつシワが生じずに良好にラミネートすることができた。

一方、各実施例に比べて巻き直し張力が低い比較例１の場合、（Ｃ/Ｗ２）が５/６００を超え、低張力のラミネート試験において蛇行が発生した。
各実施例に比べて巻き直し張力が低く、クリープ熱処理の温度が低い比較例２の場合、（Ｃ/Ｗ２）が比較例１よりもさらに高くなり、低張力のラミネート試験において蛇行が発生し、高張力のラミネート試験でシワが発生した。
各実施例に比べて巻き直し張力が低く、クリープ熱処理の温度が低く、さらに処理時間が短い比較例３の場合、（Ｃ/Ｗ２）が比較例２よりもさらに高くなり、低張力及び高張力のラミネート試験のいずれにおいても蛇行が発生し、シワも発生した。

なお、比較例２，３でシワが発生した条件では、図２のＰ１，Ｐ２の位置で通箔中の銅箔ストリップ２１，２２にシワが見られ、シワが残ったまま加熱ロール１０，１０に導入された。

Claims

Ｃｕ９９．９０質量％以上、残部不可避不純物からなる圧延銅箔コイルであって、
厚みが４〜７０μｍ、
巻き戻した銅箔ストリップの最大全幅Ｗ２、最小全幅Ｗ１とし、（Ｗ２−Ｗ１）＝Ｃとしたとき、（Ｃ/Ｗ２）が５/６００以下である圧延銅箔コイル。
前記巻き戻しの長さを５ｍとする請求項１に記載の圧延銅箔コイル。