JPH02104629A - 低温軟化性無酸素銅稀薄合金およびそれを用いたプリント基板用銅箔 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野〕 本発明は、軟化温度が低くしかも繰返し曲げ特性にすぐ
れた無酸素銅稀薄合金ならびにそれを用いたフレキシブ
ルプリント基板用銅箔に関するものである。

［従来の技術］ 銅はすぐれた導電性と比較的良好な機械的強度および耐
環境特性を有しており、導電材料として各種の分野に広
範囲に使用されている。

そのような導電材料としての一般的な利用分野において
は、通電による温度上昇を伴う場合が多く、従来の銅合
金の研究開発の目標は、導電性を十分に確保しつつ如何
にして軟化温度の高い即ち耐熱性にすぐれた材料を入手
するかという点に絞られてきた観がある。

しかし、利用分野によっては、つねに高耐熱性が要求さ
れるとは限らず、低温で容易に軟化しすぐれたフレキシ
ビリティを発揮し得ることが要求される場合も少くない
、−船側として、マグネットワイヤにおけるしなやかさ
などをあげるこができるが、゛今日広く実用化されてい
るフレキシブルプリント基板などにおいても同様のこと
がいえる。

すなわち、フレキシブルプリント基板は、樹脂と銅箔と
をラミネートした状態で使用されるが、フレキシビリテ
ィをよくするためには銅箔を軟化させ十分な屈曲特性を
持たせる必要がある。この場合、ラミネート工程では機
械的強度の上から銅箔として圧延加工されたままの硬質
の材料を用いる必要があり、その硬銅箔をラミネートし
た後熱処理をして軟化させている。

一方、樹脂側は前記ラミネートした後加熱キュアして硬
化させ強度を向上させるのが通常である。

従って、上記樹脂をキュアするための加熱温度である約
１３０℃程度以下の低温において前記銅箔が容易に軟化
すれば製造工程上非常に好都合であり、フレキシブルプ
リント基板用として上記樹脂のキュア温度で軟化し得る
銀箔が強く求められてきた。

上記のような低温において軟化させ得る材料として、従
来よりタフピッチ銅が使用されてきた。

タフピッチ銅は０．０３〜０．０５％程度の酸素を含有
し、この酸素が胴中の不純物を酸化物の形で析出させ、
銅マトリツクス中に固溶し軟化を妨げている元素を清浄
化して除去する作用があるために、無酸素銅よりも軟化
温度が約３０〜４０℃程度低くなり、上記した樹脂のキ
ュア温度において容易に軟化させることができるからで
ある。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のタフピッチ銅は、前述のように低温軟化特性はす
ぐれているが軟化後の繰返し曲げ疲労特性においては無
酸素銅よりもはるかに劣っている。

フレキシブル基板においてこの繰返し曲げ特性が十分で
ないことは甚だ不都合であるため、屈曲特性にすぐれて
いる無酸素銅を使用しようという試みがこれまでも数多
く検討されてきた。しかし、前記した１３０℃の加熱温
度では、加工度をきわめて大きくとっても、これを軟化
させることは非常に困難であった。

これを改善するために、無酸素銅中にＴｉあるいはＮｂ
を添加する試みもなされているが、これらの元素は酸化
し易いといった問題があり、溶解鋳造に多くの困難を伴
う上、所望の添加量をコントロールすることが難しいと
いう問題もあって、必ずしも満足すべきものとはいい龍
いのが実情であった。

本発明の目的は、上記したような従来技術の問題点を解
消し、溶解鋳造が容易でありかつ樹脂のキュア温度程度
の低温において容易に軟化させることが可能な無酸素銅
稀薄合金およびそれを用いたプリント基板を提供しよう
とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、不可避なる不純物の総量が ０．００５ｆＥ量％以下の無酸素銅中にＮｉのみあるい
はＮｉにＴｉ、ｖ、ｃａ　、　Ｍｎの中から選ばれた少
くとも一種を加えた添加元素をｏ、ｏｏｔ〜０．０３ｆ
！量％の範囲で含有せしめたものである。

添加量がｏ、ｏｏｔ重量％以下では元素添加の効果が不
十分となり、加工度をきわめて大きくとっても樹脂のキ
ュア温度で十分に軟化させることはできない、また、添
加量が０．０３重量％を超えても反対に添加量が多くな
りすぎ、添加元素のために軟化温度が再び上昇してしま
い所期目的を達成することができなくなる。

さらに、本発明においては、ベース素材となる無酸素銅
についても、酸素などの不可避な不純物が総量で０．０
０５重量％以下のきわめて高純度の素材を用いる必要が
ある。これ以上の不純物が含まれていると添加したＮｉ
等と相乗して純度の低下が大きくなり、タフピッチ銅と
比教して無酸素銅が有する最大の特徴点である繰返し曲
げ疲労特性に劣化が生じ、無酸素銅を用いたことの本来
の意義が失われるからである。

［作用］ 上記の高純度無酸素銅中に上記添加元素を上記規定の範
囲内において添加すると、無酸素銅中に除去し難い元素
として固溶状態で残留しそれによって軟化温度を高めて
いるＰＪ？？Ｓ等と前記添加元素とが結合し、析出除去
される上、添加元素が再結晶の核となり、再結晶核生成
のエネルギを小さくすることで軟化温度が大巾に低下す
る。このため、加工度をある程度大きくしてやれば樹脂
のキュア温度においても容易に軟化させることができ、
大きなフレキシビリティと繰返し曲げ疲労特性の改善を
図ることが可能となるばかりでなく、従来必要であった
銅箔を軟化させるためのその後の焼鈍工程を省略するこ
とができ、それだけ工数およびコストの低減を実現させ
ることができる。

［実施例］ 以下に、本発明について実施例を参照し説明する。

連続溶解鋳造装置で溶解した無酸素銅（第１表の試料Ｎ
ｏ、１）の溶湯にそれぞれ母合金を用いて元素を添加し
、第１表におけるＮ０１３〜１０に示す合金組成の無酸
素銅稀薄合金のインゴットを溶製した。　この場合のベ
ース材料であるＮ０９１試料の不純物の総量は０．００
４２ｉ量％以下であった。

上記とは別に、シャフト炉により溶解したタフピッチ銅
により同じ形状のインゴットを溶製し、試料ＮＯ１２と
した。

上記のようにして得られた試料Ｎｏ、１〜１０のインゴ
ットを常法に従って熱間圧延した後、中間焼鈍と冷間圧
延を繰返し、それぞれ第１表に示す加工度を有するそれ
ぞれ厚さ３５μｍの銅箔としな、これよりそれぞれ試験
片を採取し、１時間の等時軟化曲線を作成しそれぞれの
軟化特性を評価した。

第１表にその結果を示す。

第１表よりわかるように、無酸素銅（Ｎｏ、１）そのも
のはきわめて高純度材料であるにも拘らず、軟化温度は
タフピッチ鋼（ＮＯ，２）に比較してかなり高い。

Ｎｉを添加しても、添加量が本発明の範囲よりも少ない
Ｎ０１３ではなおタフピッチ鋼よりも軟化温度が高く、
反対に本発明の範囲を越えて添加されたＮ０１５の場合
も同様の傾向を示す。

しかし、Ｎｉの添加量が本発明の範囲内であるＮＯ，４
，ＮＯ，５あるいはＮｉのほかにＴｉ　、Ｖ。

Ｃａ　、Ｍｎをそれぞれ掻く微量添加しているＮｏ。

７〜１０においては、いずれも軟化温度がタフピッチ鋼
のそれよりも低くなり、すぐれた低温軟化特性を具有す
るようになることがよくわかる。

因みに、上記したそれぞれの本発明に係る銅箔のうち加
工度９０％のものを用い、それぞれフレキシブルプリン
ト基板に用いられる樹脂と同じ樹脂にラミネートさせ、
これらを１３０℃で２４時間熱処理して樹脂をキュア硬
化させた。この結果、前記キュア工程中にラミネートさ
れた銀箔もすべて完全に軟化し、すぐれたフレキシビリ
ティと繰返し曲げ疲労特性を発揮することが明らかとな
った。

以上においては、具体例として本発明に係る無酸素銅稀
薄合金をフレキシブルプリント基板に応用する場合につ
いて説明したが、必ずしもそれにのみ限定されるもので
はない。

第１表に示した通り、タフピッチ鋼よりも軟化温度が低
いことに着目すれば、例えば前述したマグネットワイヤ
用のエナメル線としても非常に有用である。軟化し易い
上に曲げ強度にすぐれているから、エナメル塗布におけ
るライン速度を大巾に上げることが可能となり、その分
コストダウンを図り得る上、しなやかさにすぐれた無酸
素銅エナメル線を入手することができる。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明によれば、無酸素銅の軟化温度を顕
著に低下させ得るものであり、フレキシブルプリント基
板に応用して少い工数ですぐれたフレキシビリティと耐
屈曲性とを併せ有する製品を提供し得るばかりでなく、
マグネットワイヤ等への応用など軟化特性の要請される
分野に広く適用できるものであって、そのコスト低減効
果と併せ工業上非常に有用である。

代理人　　弁理士　　佐　藤　不二雄

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＮｉのみあるいはＮｉにＴｉ，Ｖ，Ｃａ，Ｍｎの
   中から選ばれた少くとも一種を加えた添架元素を０．０
   ０１〜０．０３重量％含有し、その他酸素等の不可避な
   る不純物が合計量で０．００５重量％以下である低温軟
   化性無酸素銅稀薄合金。
2. （２）ＮｉのみあるいはＮｉにＴｉ，Ｖ，Ｃａ，Ｍｎの
   中から選ばれた少くとも一種を加えた添架元素を０．０
   ０１〜０．０３重量％含有し、その他酸素等の不可避な
   る不純物が合計量で０．００５重量％以下である無酸素
   銅稀薄合金よりなるプリント基板用銅箔。