JPH0324244A - フレキシブルプリント用銅合金圧延箔 - 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、フレキシブルプリント用銅合金圧延箔に係り
、詳細には、たとえば、プリント回路、テーブキャリャ
などの配線回路に使用されるフレキシブルプリント用銅
合金圧延箔（関するものである。さらに詳しくは、極微
細加工性、Ｓｎめっき被覆時の耐ウイスカ性、耐熱性お
よび導電性に優れるフレキシブルプリント用銅合金圧延
箔に関するものである． ［従来の技術］ プリント回路などの電気回路には５〜４０μｍの厚さの
銅箔が多用されている．このような銅箔には電解銅箔と
圧延銅箔がある． プリント回路基板には、ガラスエポキシ、紙フェノール
などの基板上に銅箔をクラツドした後、レジストエッチ
ング法により所望の回路パターンに形成した基板のほか
に、ポリイ主ドなどのフィルムに銅箔を張り合せできる
フレキシブル回路基板もある。これらの一部はテープキ
ャリャ、Ｔ　Ａ　Ｂ　（Ｔａｐｅ　Ａｕｔｏｍａｔｅｄ
　Ｂｏｎｄｉｎｇ）リードとして半導体チップの実装に
使用されている．フレキシブル回路基板にはフレキシビ
リテイの点で優る圧延箔が使用される． 近年、電気機器の小型化と高密度化と多機能化にともな
って、プリント回路基板の高密度化が強く求められてお
り、このため小型チップ部品を高密度実装ができる表面
実装方式が次第に採用され始めた． テープキャリャやＴＡＢのリードは、最近では、ピッチ
間距離が８０μｍ以下にも近接するようになってきてい
る。

圧延箔としては通常タフピッチ銅および無酸素銅が使用
されているが、いずれもリードとして使用する場合、電
子デバイスと接合する部分にまず厚さ５μｍのＮｉＴ地
めっきを形成し、ざらに、その上に厚さ１μｍのＡｕめ
っきを形成している。

配線のリード間ピッチが８０μｍと狭い接続部分には上
記のようなＮｉＴ地めっきとＡｕめっき被覆が常識とさ
れていた。

ＮｉＴ地めっき上にＡｕめっきを行ったものは信頼性の
高いものではあるが、高価なものであるため、それに代
る安価なＳｎめっきが試みられている。しかし、Ｓｎめ
っきの場合は短時間でのウイスカ発生による配線間の短
絡が生ずるという課題がある。

一方、ウイスカ対策のためＳｎめっきの替りに、はんだ
めっきが検討されている．しかし、はんだめっきでは脆
い金属間化合物ε相の形成によりはんだ密着性不良とい
う不具合いが生じるため、この考え方は実用化には至っ
ていない。

Ｃ発明が解決しようとする課題］ 本発明は銅合金圧延箔に係るもので、従来のＣｕ圧延箔
の代りに、接合部およびその近傍のめっきを、Ｎｉめっ
きとＡｕめつきの２ＭめっきからＳｎめっきないしはん
だめっきに置き代えることが可能となり、しかも、その
Ｓｎめっき層がウイスカを全く生じず、はんだ接合時の
２３０℃での加熱によっても母材が軟化せず、錫および
はんだの剥離も１５０℃Ｘ１０００Ｈｒ保持後にも起こ
らず、また、強度および導電率も高い箔であって、しか
も、５μｍの厚さで８０μｍ程度のピッチでホト・エッ
チングしても目標通りに非常にきれいにエッチングでき
るフレキシブルプリント用銅合金圧延箔を提供すること
を目的とする。

［課題を解決するための手段コ 本発明の第１の要旨は、Ｃｒ：０．０２〜０．３％、Ｐ
：０．０４％以下、Ｚｎ：１．０〜５．０％（ただし、
１．０％は除く）、１０ｐｐｍ以下のＳを含有し、残部
Ｃｕと不純物とからなることを特１敦とするフレキシブ
ルプリント用銅合金圧延箔に存在する。

本発明の第２の要旨は、Ｃｒ：０．０２〜０．３％、Ｐ
：０．０４％以下、Ｚｎ：１．０〜５．０％（ただし、
ｔ．ｏ％は除く）、１０ｐｐｍ以下のＳを含有し、不純
物と酸素との合計が５０ｐｐｍ以下、残部Ｃｕからなる
ことを特徴とするフレキシブルプリント用銅合金圧延箔
に存在する． 本発明の第３の要旨は、Ｚｒ：０．００５〜０．１％、
Ｐ：０．０４％以下、Ｚｎ：１．０〜５，０％（ただし
、１．０％は除く）、ｔｏｐｐｍ以下のＳを含有し、残
部Ｃｕと不純物とからなることを特徴とするフレキシブ
ルプリント用銅合金圧延箔に存在する。

本発明の第４の要旨は、Ｚｒ：０．００５〜０．１％、
Ｐ：０．０４％以下、Ｚｎ：１．０〜５．０％（ただし
、１．０％は除く）、１ｏρρｍ以下のＳを含有し、不
純物と酸素との合計が５０ｐｐｍ以下、残部Ｃｕからな
ることを特徴とするフレキシブルプリント用銅合金圧延
箔に存在する． 本発明の第５の要旨は、Ｃｒ：０．０２〜０．３％およ
びＺｒ：０．００５〜０．１％のうち少なくとも１種以
上を０．００５〜０．３含み、Ｐ：０．０４％以下、Ｚ
ｎ　：　１．０〜５．０％（ただし、１．０％は除く）
、１０ｐｐｍ以下の５を含有し、残郎Ｃｕと不純物とか
らなることを特徴とするフレキシブルプリント用銅合金
圧延箔に存在する． 本発明の第６の要旨は、Ｃｒ：０．０２〜０．３％およ
びＺｒ：０．００５　〜０．１％のうち少なくとも１ｆ
！１以上を０．００５〜０．３含み、Ｐ：０．０４％以
下、Ｚｎ　：　１　．　　Ｏ　〜５．　０％（ただし、
１．０％は除く）、ｆＱｐｐｍ以下のＳを含有し、不純
物と酸素との合計が５０ｐｐｍ以下、残部Ｃｕからなる
ことを特徴とするフレキシブルプリント用銅合金圧延箔
に存在する。

本発明のＭ７の要旨は、上記第１から第６の要旨におい
て、箔の厚さを４０μｍ以下としたことを特徴とするフ
レキシブルプリント用銅合金圧延箔に存在する。

［作　用］ 本発明の含有元素の作用効果および限定理由を説明する
。

（Ｚｎ） Ｚｎは、Ｓｎ被覆材のウイスカ発生を抑制し、Ｓｎめっ
きないしはんだめっきの密着性を向上させ、導電率を低
める。そのためには、１％を超えてＺｎを含有させる必
要がある。

Ｚｎを１％を超えて含有させると、Ｓｎめっきないしは
んだめっきの密着性を悪くする金属間化合物（Ｃｕ，Ｓ
ｎ）相の生成を抑制できる。これは、ＺｎはＣｕ，Ｓｎ
相の母材側Ｃ生ずるカーケンダールホイドの生成を抑制
し、密着性を向上させるものと考えられる。

また、Ｓｎめっき中へ微量のＺｎが拡散し、Ｓｎの内部
応力を緩和するため、ウイスカ成長を抑制していると思
われる。

しかし、Ｚｎが５％を超えると酎ウイスカ性には問題は
ないが、導電率が６０％ＩＡＣＳ未満となったり、黄銅
独特の応力腐食割れを生じやすい性質を保有してくると
いう短所が表れてくるので、Ｚｎは５％以下とする。

（Ｓ） 次にＳの含有量の上限を定めた理由について記述する。

従来の銅合金においては、銅合金中ではＳは多くはＣｕ
Ｓとして存在し，ＭｎあるいはＭｇが不純物として含有
されていると、ＭｎＳあるいはＭｇＳとして存在する。

いずれも、粒界中に局在し、そのためにエッチング時の
不具合が生じることを知見した。従来の銅合金において
は、特に、５〜４０μｍ厚さの箔となると、レジストエ
ッチングする場合に、レジストの接着不良およびエッチ
ング渡をはじいたりして、エッチングむらなどの不具合
いを生じていた。本発明者は、その原因の探究を行った
。その結果、その原因はＳに存在することを知見した。

したがって、不具合の発生を防ぐためには、Ｓを完全に
除去することが望ましいが、原料・炉材、被覆木炭、燃
料などからの混入は避け難く、１０ｐｐｍ以下と定めた
。

（酸素、不純物） また、酸素と不純物とについても、不純物が酸化物の状
態で存在すると、５〜４０μｍの厚さの箔では、上記の
Ｓと同様、エッチング時の１ｉ！細加工を阻害すること
が分かり、５０ｐｐｍ以下と定めた。

Ｓ、酸素および不純物は、厚さが：ｌ　ｍｍ以上の板・
条では、表面に現れても、それらの化合物の大きさ・数
・量は僅かであり、通常混入する量を制限する必要はな
いが、厚さ５〜４０μｍの箔になると、圧延時のビンホ
ールの発生、圧延切れ、さらには、前述のレジストの接
着不良、エッチング不良などが生じることを本発明者は
知見し、前述の上限に定める。

（Ｃｒ） ＣｒはＣｕ中に析出して強度と軟化温度を向上する効果
を有する，０．０２％未満ではかかる効果は少ない．０
．３％を超えるＣｒ析出物の直径が１０μｍを越えるも
の　現われ微細加工上に不具合が生ずる．また、造塊時
の渇流性が低下し、鋳塊の鋳肌も悪くなる等により０．
３％を上限とする。

（Ｚｒ） ＺｒはＣｕ中に固溶して強度と軟化温度を高め、耐熱性
を向上する効果を有する，０．００５％未満では目標と
する耐熱性を保有することができない．０．１％を超え
るとＣｒと同様造塊時の湯流れ性が低下し、鋳塊の鋳肌
も悪くなり、歩留りが低下する． したがってＺｒ含有量はｏ．ｏｏｓ〜０．１％とする。

（Ｐ） Ｐは大気中での造塊の際には脱酸のため０．０２％以下
の添加が必要であるが、０．０４％を越えるとＣｕ中に
固溶して導電率を低下させる． 還元性雰囲気中あるいは真空中での造塊の際には、溶渇
中あるいは鋳塊中の酸素は１０ｐｐｍ以下となり、脱酸
剤を必要としなくなるのでＰでの脱酸は必要としない。

したがってＰ含有量の上限を０．０４％とする。

［実施例］ 以下、本発明を実施例によって説明する。

第１表〜第２表に示す各種合金を黒鉛ツボで溶解して、
金型鋳造した。

鋳塊を機械加工により表裏面を各２．５ｍｍ面削して５
０ｍｍｔｘ７０ｍｍｗｘ２００ｍｍｎとし、９００℃の
温度で厚さ１０ｍｍまで熱間圧延し、６００℃以上の温
度から水冷し、酸化スケール除去後厚さ０．２ｍｍまで
冷間圧延し、ついで５００℃ｘｌＨｒの中間焼鈍を行っ
た。

次に、入念に酸洗し、さらに玲間圧延を繰り返し、厚さ
３５μｍの箔を製作し、ピンホール、圧延切れを観察し
た。

また、同様の手順によって、厚さ５μｍと６５μｍの箔
とを作製した。

（エッチング性） これらの箔について、幅１００μｍ１間隔８０μｍ、長
さ２０μｍで５０本のレジストを焼きつけ、塩化第２鉄
溶液４０％でケミカルミーリングして、５０木のリード
を製作その健全性を調査した。

（ウイスカの発生程度） アルカリ中で電界脱脂後硫酸浴中で電流密度３Ａ　／　
ｄ　ｍ　’によって厚さ１．５μｍのＳｎめっきを行い
、エボキシ樹脂系の接着材でＳｎめっきと反対側面を０
．２ｍｍ銅合金板で貼りつけ、曲げによって約４ｋｇ／
ｍｍ’の圧縮応力を加え、室温で１年間放置後、ウイス
カの発生の有無を調査した。

（軟化特性、導電率） 軟化特性については、木炭の被覆下で電気炉中でＩＨｒ
保持し、引張強度の６割の値を維持する温度を求めた。

導電率は、ＪＩＳＨＯ５０５に基づいた。

以上の試験結果をまとめて第１表に示した。

Ｚｎをｌ〜５％含む合金は、表面にＳｎめっきが行われ
ても、ウイスカが生ずることもなく、また、Ｓおよび酸
素とその他の不純物とを規制することによって厚さ５〜
４０μｍの箔においてもホト・エッチング後の不良率が
２％以下と良好となった。

特に、本発明合金箔以外の合金箔では、５〜４０μｍと
厚みが薄くなると、エッチング性の低下が著しいが、本
発明の合金ではほとんど低下しない。　また、はんだ付
けなどの加熱によっても、ＩＨｒの加熱によっても、軟
化温度３００℃以上を示し、はんだ付け時の温度２３０
℃では軟化しない。なお、表中には従来合金としてタフ
ピッチ銅（Ｎｏ．１０）を併記した。

［発明の効果］ 本発明によれば、従来のＮｉとＡｕとのめっきの代わり
に、Ｓｎめっきを行っても、ウイスカ性を全く生ずるこ
ともない。

また、８ｉ微細加工後の歩留も向上する。

さらに、従来材より格段に優れる引張強度を有している
。

このように、本発明は、フレキシブルプリント用銅合金
箔として優れた特性を有しており、電子機器の小型化高
密度実装化、多機能化のための材料として１憂れた特性
を有している。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）Ｃｒ：０．０２〜０．３％（重量％以下同じ）、
   Ｐ：０．０４％以下、Ｚｎ：１．０〜５．０％（ただし
   、１．０％は除く）、１０ｐｐｍ以下のＳを含有し、残
   部Ｃｕと不純物とからなることを特徴とするフレキシブ
   ルプリント用銅合金圧延箔。 （２）Ｃｒ：０．０２〜０．３％、Ｐ：０．０４％以下
   、Ｚｎ：１．０〜５．０％（ただし、１．０％は除く）
   、１０ｐｐｍ以下のＳを含有し、不純物と酸素との合計
   が５０ｐｐｍ以下、残部Ｃｕからなることを特徴とする
   フレキシブルプリント用銅合金圧延箔。 （３）Ｚｒ：０．００５〜０．１％、Ｐ： ０．０４％以下、Ｚｎ：１．０〜５．０％（ただし、１
   ．０％は除く）、１０ｐｐｍ以下のＳを含有し、残部Ｃ
   ｕと不純物とからなることを特徴とするフレキシブルプ
   リント用銅合金圧延箔。 （４）Ｚｒ：０．００５〜０．１％、Ｐ： ０．０４％以下、Ｚｎ：１．０〜５．０％（ただし、１
   ．０％は除く）、１０ｐｐｍ以下のＳを含有し、不純物
   と酸素との合計が５０ｐｐｍ以下、残部Ｃｕからなるこ
   とを特徴とするフレキシブルプリント用銅合金圧延箔。 （５）Ｃｒ：０．０２〜０．３％およびＺｒ：０．００
   ５〜０．１％のうち少なくとも１種以上を０．００５〜
   ０．３含み、Ｐ：０．０４％以下、Ｚｎ：１．０〜５．
   ０％（ただし、１．０％は除く）、１０ｐｐｍ以下のＳ
   を含有し、残部Ｃｕと不純物とからなることを特徴とす
   るフレキシブルプリント用銅合金圧延箔。 （６）Ｃｒ：０．０２〜０．３％およびＺｒ：０．００
   ５〜０．１％のうち少なくとも１種以上を０．００５〜
   ０．３含み、Ｐ：０．０４％以下、Ｚｎ：１．０〜５．
   ０％（ただし、１．０％は除く）、１０ｐｐｍ以下のＳ
   を含有し、不純物と酸素との合計が５０ｐｐｍ以下、残
   部Ｃｕからなることを特徴とするフレキシブルプリント
   用銅合金圧延箔。 （７）箔の厚さを４０μｍ以下としたことを特徴とする
   請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のフレキ
   シブルプリント用銅合金圧延箔。