KR101577921B1

KR101577921B1 - 압연 동박

Info

Publication number: KR101577921B1
Application number: KR1020147010902A
Authority: KR
Inventors: 가이치로 나카무로
Original assignee: 제이엑스 닛코 닛세키 킨조쿠 가부시키가이샤
Priority date: 2011-11-07
Filing date: 2012-11-05
Publication date: 2015-12-15
Also published as: CN104024463A; TW201341173A; KR20140070621A; JP2013096005A; CN104024463B; WO2013069602A1; TWI480397B; JP5679580B2

Abstract

재결정 전후의 치수 변화가 작고, 또한 치수 변화의 이방성이 작은 압연 동박을 제공하기 위해서, 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링 전후의 치수 변화율이, 압연 평행 방향과 압연 직각 방향에서 모두 0 ∼ 0.01 ％ 인 압연 동박을 제공한다.

Description

압연 동박{ROLLED COPPER FOIL}

본 발명은, FPC 에 바람직하게 사용되는 압연 동박에 관한 것이다.

플렉시블 프린트 회로 기판 (FPC) 은, 동박과 수지를 적층한 구리 피복 적층판 (CCL) 으로부터 에칭에 의해 불필요한 구리부를 제거하고 회로 가공하여 제조된다. 이 FPC 용 동박으로는 전해 동박 또는 압연 동박이 사용되는데, 특히 높은 굴곡성이 요구되는 용도에서는 압연 동박이 많이 사용된다. 압연 동박의 조성으로는, 터프 피치동, 무산소동 또는 이들에 미량의 원소를 첨가한 것이 사용된다.

그런데, CCL 제조시에 동박에는 열이 가해져 재결정되는데, 일반적으로 동박은 재결정 전후에 치수가 변화한다. 그 때문에, 동박의 치수 변화율이 크면 CCL 제조 후에 동박이 식어서 수축하고, 동박과 적층된 수지에 수축 응력이 가해져 변형된 상태가 된다. 그 후, 상기한 회로 가공을 위해서 CCL 중의 동박을 에칭에 의해 제거하면, 수지에 가해지고 있던 수축 응력이 제거되어 수지가 원래의 치수로 되돌아가려고 한다. 이로써, 예를 들어 동박의 에칭시의 치수를 1 ㎜ 로 해도, 에칭 후에 수지가 원래의 치수로 넓어졌을 때에 치수가 1 ㎜ 보다 커지므로, FPC 의 치수 안정성이 저하되어, 원하는 형상이나 치수의 회로 형성이 곤란해지는 경우가 있다.

이와 같은 점에서, 수지와 적층하는 CCL 제작 전에 미리 동박을 재결정시켜 두는 기술이 알려져 있다 (특허문헌 1). 또, 수지의 조성을 개량하여 수지 자체의 치수 안정성을 향상시킨 기술도 알려져 있다 (특허문헌 2).

일본 공개특허공보 2005-138310호 일본 공개특허공보 2008-290302호

그러나, 특허문헌 1 에 기재된 기술의 경우, 미리 재결정시키면 동박의 강도가 저하되고, 수지와의 적층시의 롤 표면의 전사나 이물질의 끼임 등이 발생하여 동박에 불량부가 잘 발생하게 된다. 또, 미리 동박을 어닐링하는 설비가 별개로 필요해져 설비 부담이 커진다.

또, 특허문헌 2 에 기재된 기술의 경우, 특수한 수지에 한정되므로, FPC 의 용도에 따라 적절한 특성을 갖는 수지를 선택할 수 없어 적용 범위가 좁음과 함께 비용 상승으로 이어진다.

즉, 본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 재결정 전후의 치수 변화가 작고, 또한 치수 변화의 이방성이 작은 압연 동박의 제공을 목적으로 한다.

본 발명자들은 여러 가지 검토한 결과, 최종 냉간 압연에서의 패스마다의 가공도를 조정함으로써, 재결정 전후의 치수 변화가 작아지는 것을 알아냈다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 압연 동박은, 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링 전후의 치수 변화율이, 압연 평행 방향과 압연 직각 방향에서 모두 0 ∼ 0.01 ％ 이다.

상기 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링 전에 있어서, 재결정 조직의 면적률이 50 ％ 미만 (0 ％ 를 포함) 이고, 또한 상기 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링 후에 있어서, 재결정 조직의 면적률이 50 ％ 이상인 것이 바람직하다.

상기 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링 전의 압연 평행 단면에서 봤을 때, 동박 표면에서부터 두께 방향으로 1 ㎛ 깊이의 선을 가로질러 그 표면에 도달하는 전단대의 개수가, 표리면의 합계값으로 0.1 개/㎛ 이하인 것이 바람직하다.

상기 최종 냉간 압연에 있어서, 최종 5 패스 중에서 이전의 패스보다 가공도가 높은 패스가 존재하고, 당해 5 패스 중 어느 패스의 최대 가공도가 40 ％ 를 초과하고, 또한 최종 패스에서의 가공도가 상기 5 패스 중에서 최소가 되는 것이 바람직하다.

주괴를 열간 압연 후, 냉간 압연과 어닐링을 반복하고, 마지막으로 최종 냉간 압연을 실시하여 제조되고, 당해 최종 냉간 압연의 총 가공도가 98.5 ％ 이하인 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 재결정 전후의 치수 변화가 작고, 또한 치수 변화의 이방성이 작은 압연 동박이 얻어진다.

도 1 은 전단대의 개수를 측정하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 2 는 압연 평행 방향의 단면에서 봤을 때의 조직의 SEM 이미지를 나타내는 도면이다.
도 3 은 굴곡 시험 장치에 의해 굴곡 피로 수명의 측정을 실시하는 방법을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 관련된 압연 동박에 대해 설명한다. 또한, 본 발명에 있어서 ％ 란, 특별히 언급하지 않는 한 질량％ 를 나타내는 것으로 한다.

＜치수 변화율＞

본 발명의 압연 동박은, 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링 전후의 치수 변화율이, 압연 평행 방향과 압연 직각 방향에서 모두 0 ∼ 0.01 ％ 이다. 치수 변화는 재결정에 의해 발생한다. FPC 제조 공정에서의 열 처리로 동박이 재결정되기 때문에, 이 열 처리를 본뜬 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링 전후의 치수 변화가 작으면, FPC 의 치수 안정성이 향상된다. 또한, 350 ℃ 에서 30 분간 가열하는 것은 압연 동박에 수지를 적층하는 공정을 모의한 것이다.

＜조성＞

동박의 성분 조성으로는, JIS-H 3100 (합금 번호 C1100) 에서 규격하는 터프 피치동 (TPC) 또는 JIS-H 3100 (합금 번호 C1020) 무산소동 (OFC) 을 바람직하게 사용할 수 있다.

또, 상기한 터프 피치동 또는 무산소동에 대하여, 첨가 원소로서 Ag, Sn, In, Ti, Zn, Zr, Fe, P, Ni, Si, Te, Cr, Nb 및 V 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 합계로 20 ∼ 1500 질량ppm 함유해도 되고, 보다 바람직하게는 20 ∼ 1000 질량ppm 함유해도 된다. 예를 들어, 상기한 터프 피치동 또는 무산소동에 대하여, 첨가 원소로서 Sn 을 10 ∼ 500 질량ppm 및/또는 Ag 를 10 ∼ 500 질량ppm 함유할 수 있다.

상기 원소의 합계 함유량이 20 질량ppm 미만이면, 연화 온도가 낮아, 상온에서의 보관성이 저하되는 경우가 있다. 또, 상기 원소의 합계 함유량이 1000 질량ppm 을 초과하면, 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링 후에 있어서, 압연 동박의 재결정 조직의 면적률을 50 ％ 이상으로 하는 것이 곤란해져, 압연 동박의 치수 변화율이 0.01 ％ 를 초과하여 커지는 경우가 있다.

또한, FPC 에 사용되는 압연 동박은 굴곡성이 요구되는 경우가 많다는 점에서, 압연 동박의 두께는 20 ㎛ 이하가 바람직하다. 또, 압연 동박의 두께의 하한은 특별히는 한정되지 않지만, 제조성 등을 고려하면, 압연 동박의 두께는 4 ㎛ 이상이 바람직하고, 5 ㎛ 이상이 보다 바람직하고, 6 ㎛ 이상이 더욱 바람직하다.

＜재결정 조직＞

상기한 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링 후에 있어서, 재결정 조직의 면적률이 50 ％ 이상인 것이 바람직하고, 70 ％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 80 ％ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 90 ％ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 치수 변화는 재결정에 의해 발생하기 때문에 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링 후에 재결정하지 않으면, 치수 변화는 없다. 그러나, 상기한 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링 후에 있어서, 재결정 조직의 면적률이 50 ％ 미만이면, 동박의 굴곡성이 얻어지지 않아, CCL 로서 요구되는 특성을 구비할 수 없는 경우가 있다.

또, 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링 전에 미리 재결정 조직의 면적률이 50 ％ 이상인 압연 동박을 사용하면, 압연 동박의 강도가 낮기 때문에 취급이 곤란한 경우가 있다. 그래서, 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링 전에 있어서, 재결정 조직의 면적률이 50 ％ 미만 (0 ％ 를 포함) 인 것이 바람직하고, 30 ％ 미만 (0 ％ 를 포함) 인 것이 보다 바람직하고, 20 ％ 미만 (0 ％ 를 포함) 인 것이 더욱 바람직하고, 10 ％ 미만 (0 ％ 를 포함) 인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 통상적으로는 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링 전의 재결정 조직의 면적률이 50 ％ 미만인 압연 동박을, 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링하여 재결정 조직의 면적률을 50 ％ 이상으로 하면, 압연 동박의 치수 변화율이 0.01 ％ 를 초과하여 커진다.

그래서, 후술하는 바와 같이 최종 냉간 압연에서의 패스마다의 가공도를 조정함으로써, 재결정 전후의 치수 변화가 압연 평행 방향과 압연 직각 방향에서 모두 0 ∼ 0.01 ％ 가 되고, 또한 치수 변화의 이방성이 작아진다.

또한, 재결정 조직의 면적률은, 동박 표면을 전해 연마하고, SEM (주사 전자 현미경) 이미지 중, 명료한 결정립계로 둘러싸인 결정립을 재결정립으로 하고, 관찰 면적에서 차지하는 재결정립의 면적률 (％) 을 화상 해석에 의해 산출한다. 화상 해석은, 시판되는 화상 해석 소프트웨어를 사용하면 된다. 또, 관찰 시야는 500 ㎛ × 500 ㎛ 이상으로 한다.

또, 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링해도 재결정되지 않는 극단적으로 내열성이 높은 동박은 굴곡성이 부족하여 CCL 용도에 적합하지 않는 경향이 있기 때문에, 본 발명에서는 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링 후에 재결정률이 50 ％ 이상이 바람직한 것으로 규정한다.

＜전단대＞

상기한 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링 전의 압연 평행 단면에서 봤을 때, 동박 표면에서부터 두께 방향으로 1 ㎛ 깊이의 선을 가로질러 그 표면에 도달하는 전단대가 표리 합하여 0.1 개/㎛ 이하인 것이 바람직하다.

금속 재료는 압연 가공되면 슬라이딩 변형을 일으키지만, 고가공도로 변형되면 소성 (塑性) 불안정에 의한 불균일 변형이 일어나 전단대가 발생한다. 전단대란, 압연판면에 대해 30 ∼ 60 도 경사진, 얇은 면상의 조직을 말한다 (예를 들어 「철과 강」 제70년 (1984) 제15호 P.18). 전단대는 주위의 모상과 거의 유사의 결정 방위를 갖고 있지만, 조밀한 셀 조직을 갖고 있어 재결정 핵 생성이 일어나기 쉽다. 그 때문에, 전단대가 발달한 재료에서는 전단대부와 모상에서 재결정이 불균일하게 발생하고, 그 결과 재결정 집합 조직의 발달이 방해된다. 또, 전단대는 압연 평행 방향으로 동박 두께를 가로지르도록 발달하기 때문에, 압연 평행 방향과 압연 직각으로 이방성이 발생한다. 그래서, 전단대를 0.1 개/㎛ 이하로 줄임으로써, 이방성을 작게 할 수 있다.

전단대를 0.1 개/㎛ 이하로 하는 방법으로는, 후술하는 최종 냉간 압연의 최종 5 패스 중에서 이전의 패스보다 가공도가 높은 패스를 존재시켜, 최종 패스에서의 가공도가 최종 5 패스 중에서 최소로 하는 것을 들 수 있다.

＜전단대의 측정＞

전단대의 측정은, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 동박의 압연 평행 방향 (RD) 의 단면 (R) 을 연마하여, RD 방향의 폭 (W) = 200 ㎛ 이상으로 하고, 동박의 두께 (t) 를 높이로 하는 관찰 시야 (V) 를 정하여, 주사형 전자 현미경 (SEM) 의 이미지를 얻는다. 그리고, 동박 표면에서부터 두께 방향으로 1 ㎛ 깊이의 선 (C) 을 가로질러 동박 표면에 도달하는 전단대 (Sh) 의 개수를, 시야 폭 (W) 으로 나눈 것을 전단대의 개수 (개/㎛) 로 한다. 또, 동박의 표리의 면으로부터 각각 선 (C) 을 그을 수 있으므로, 전단대의 개수는, 동박의 표리에 대해 각각 측정한 값의 합계값으로 한다.

또한, 유의한 전단대 (Sh) 는, 그 일단이 동박 표면에 이르고, 타단이 선 (C) 과 교차하는 선이고, 그 이외의 전단대 (동박 표면에 도달하지 않거나, 또는 선 (C) 과 교차하지 않는 전단대) 는, 재결정 집합 조직 발달에 대한 영향이 작기 때문에, 본 발명에서는 전단대로서 카운트하지 않는다.

＜전단대의 특정＞

전단대는, 강 (强) 가공에 의한 소성 불안정에 의해 압연면과 30 ∼ 60 도 경사진 면 상에서 전단 변형이 집중적으로 일어나 형성되는 조직이 관찰면에 나타난 것이다. 따라서, 전단대는 압연 조직의 불연속면으로서 관찰된다. 전단대부의 결정 방위는 모상과 차이가 없기 때문에, 결정 방위 측정에 의해 전단대를 규정할 수는 없다. 한편, 전단대는 깊이 방향으로 넓어지고 있기 때문에, 재료의 단면을 관찰하여 특정할 수 있다. 따라서, 최종 압연 후의 동박의 압연 평행 방향의 단면을 관찰했을 때, 압연면과 30 ∼ 60 도 경사진 압연 조직의 불연속 부분을 전단대로 한다. 구체적으로는, 상기 단면의 현미경 (금속 현미경, 주사형 전자 현미경 (SEM), 주사 이온 현미경 (SIM) 등) 의 이미지를 얻어, 압연면과 30 ∼ 60 도 경사진 선을 화상 해석이나 육안에 의해 전단대로 판정할 수 있다. 동박의 단면 가공은 FIB 나 CP 로 실시하는 것이 바람직하지만, 기계 연마 등의 방법을 사용해도 된다.

도 2 는, 압연 평행 방향의 단면에서 봤을 때의 조직의 SEM 이미지를 나타낸다. 이 도면에 있어서, 부호 Sh 로 나타낸 2 개의 화살표를 연결하는 선이 선 (C) 을 가로질러 동박 표면에 도달하는 전단대이다. 또, 흰색 화살표는, 선 (C) 에 도달하지 않는 전단대이다.

다음으로, 본 발명의 압연 동박의 제조 방법의 일례에 대해 설명한다. 먼저, 구리 및 필요한 합금 원소, 또한 불가피 불순물로 이루어지는 주괴를 열간 압연 후, 냉간 압연과 어닐링을 반복하고, 마지막으로 최종 냉간 압연에 의해 소정 두께로 마무리한다.

여기서, 최종 냉간 압연의 총 가공도를 98.5 ％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 98.3 ％ 이하이다. 또, 최종 냉간 압연의 총 가공도는 90 ％ 이상이 바람직하고, 95 ％ 이상이 보다 바람직하다. 또한 최종 냉간 압연에 있어서, 최종 5 패스 중에서 이전의 패스보다 가공도가 높은 패스가 존재하고, 당해 5 패스 중 최종 패스를 제외한 어느 패스의 최대 가공도가 40 ％ 이상이고, 또한 최종 패스에서의 가공도가 상기 5 패스 중에서 최소가 되도록 설정한다.

이와 같이 최종 냉간 압연의 총 가공도를 98.5 ％ 이하로 함으로써, 전단대의 발달을 억제할 수 있다. 또, 최종 5 패스 중에서 이전의 패스보다 가공도가 높은 패스가 존재하고, 또한 최종 패스를 제외한 어느 패스의 최대 가공도를 40 ％ 이상으로 함으로써, 두께 방향으로 균일하게 동박을 변형시켜 국부적인 변형을 억제하여, 전단대의 발달을 방지할 수 있다. 또, 최종 패스를 낮은 가공도로 압연함으로써, 재료 표면에 전단 가공층이 생기는 것을 억제하고, 재료 특성 (치수 변화) 의 이방성을 저감시킬 수 있다.

또한, 최종 압연의 총 가공도가 90 ％ 미만이면, 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링 전에 압연 동박의 재결정 조직의 면적률이 50 ％ 미만인 경우, 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링 후에 압연 동박의 재결정 조직의 면적률을 50 ％ 이상으로 하는 것이 곤란해진다.

실시예

JIS-H 3100 (합금 번호 C1100) 에서 규격하는 터프 피치동 (TPC) 또는 JIS-H 3100 (합금 번호 C1020) 무산소동 (OFC) 에 대하여, 표 1 에 기재된 원소를 첨가하여 잉곳을 주조하였다. 제작한 잉곳을 800 ℃ 이상에서 두께 10 ㎜ 까지 열간 압연을 실시하고, 표면의 산화 스케일을 면삭한 후, 냉간 압연과 어닐링을 반복한 후, 추가로 최종 냉간 압연에 의해 두께 0.006 ∼ 0.017 ㎜ 로 마무리하였다. 또한, 실시예 1, 3, 5, 7 ∼ 9, 11 ∼ 15, 비교예 1 ∼ 3 은 두께를 0.012 ㎜ 로 하고, 실시예 2 는 두께를 0.006 ㎜ 로 하고, 실시예 4 는 두께를 0.017 ㎜ 로 하고, 실시예 6 은 두께를 0.009 ㎜ 로 하였다.

또한, 최종 냉간 압연은 10 ∼ 15 패스로 실시하고, 최종 냉간 압연의 총 가공도를 표 1 에 나타내는 값으로 하였다. 또, 최종 냉간 압연의 최종 5 패스의 각 가공도를 표 1 에 나타내는 값으로 하였다. 가공도는 이하의 식으로 구하였다.

(가공도) = {(압연 전 두께) - (압연 후 두께)}/(압연 전 두께) × 100 (％)

또, 실시예 9 는 최종 냉간 압연 후에 350 ℃ 에서 30 분간 가열을 실시하였다. 실시예 15 는 최종 냉간 압연 후에 100 ℃ 에서 5 시간 가열을 실시하였다.

이와 같이 하여 얻어진 각 동박 시료에 대하여, 여러 특성의 평가를 실시하였다.

(1) 치수 변화율

각 동박 시료를 폭 15 ㎜, 길이 120 ㎜ 의 단책상 (短冊狀) 으로 잘라, 100 ㎜ 의 간격을 두고 2 개 지점의 표점을 마킹하였다. 표점 간 거리 (L0) 를 측정한 후, 동박을 Ar 플로우 분위기 중에서, 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링하고, 어닐링 후의 표점 간 거리 (L) 를 측정하였다. 치수 변화율 (열 신축률) 은 이하의 식에 의해 구한 값의 절대값으로 하였다. 또한, 동박 시료는 어닐링 후에 수축하기 때문에, 치수 변화율의 값은 모두 마이너스가 된다.

(치수 변화율) =｜{(L - L0)/L0} × 100 (％)｜

(2) 재결정 조직의 면적률

얻어진 시료에 대하여, 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링 전과 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링 후에, 시료 표면을 전해 연마하고, SEM (주사 전자 현미경) 이미지 중, 명료한 결정립계로 둘러싸인 결정립을 재결정립으로 하고, 관찰 면적에서 차지하는 재결정립의 면적률을 화상 해석에 의해 산출하였다. 또한, 실시예 9 에 대해서는, 최종 냉간 압연 후에 실시한 350 ℃ 에서 30 분간 가열 전후가 아니라, 그 후에 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링을 실시한 전후에 대하여, 재결정립의 면적률을 측정하였다. 화상 해석은, 시판되는 화상 해석 소프트웨어 (소프트웨어명 「ImageNos」, 이하의 웹 사이트에서 입수 가능한 프리 소프트웨어) 를 이용하여 2 치화하였다.

http://www.geocities.jp/baruth0/software.html

http://www.vector.co.jp/soft/win95/art/se065425.html

또한, 시판되는 소프트웨어 (소프트웨어명 「PixelCounter s」, 이하의 웹 사이트에서 입수 가능한 프리 소프트웨어) 를 이용하여 면적률을 산출하였다.

http://www.vector.co.jp/soft/win95/art/se385899.html

또, 관찰 시야는 500 ㎛ × 500 ㎛ 이상으로 하였다. 재결정 조직의 면적률은 이하의 식으로 구하였다.

(재결정 조직의 면적률) = (재결정립의 면적)/(관찰 시야의 면적) × 100 (％)

(3) 전단대의 개수 (표리면의 합계값) (빈도)

도 1 에 나타내는 바와 같이, 상기 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링하기 전의 시료의 압연 평행 (RD) 의 단면 (R) 을 연마 (기계 연마 또는 CP (크로스 섹션 폴리셔법)) 하고, RD 방향의 폭 (W) = 200 ㎛ 이상으로 하고, 동박의 두께 (t) 를 높이로 하는 관찰 시야 (V) 를 정하여, 주사형 전자 현미경 (SEM) 의 이미지를 얻었다. 그리고, 동박 표면에서부터 두께 방향으로 1 ㎛ 깊이의 선 (C) 을 가로질러 동박 표면에 도달하는 전단대 (Sh) 의 개수를, 시야 폭 (W) 으로 나눈 것을 전단대의 개수 (개/㎛) 로 하여 육안으로 세었다. 또한, 실시예 9 에 대해서는, 최종 냉간 압연 후의 350 ℃ 에서 30 분간 가열한 직후의 동박 시료에 대해 (요컨대, 실시예 9 에 대해서는 최종 냉간 압연 후의 350 ℃ 에서 30 분간 가열한 후, 추가로 2 회째의 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링을 실시했는데, 1 회째의 350 ℃ 에서 30 분간 가열의 직후를 말한다), 상기와 마찬가지로 전단대의 개수를 측정하였다.

또한, 동박의 표리의 면으로부터 각각 선 (C) 을 그어, 동박의 표리에 대해 각각 전단대의 개수를 측정하고, {(표면의 전단대의 개수) ＋ (이면의 전단대의 개수)｝÷ 시야 폭 (W) 에 의해, 전단대의 개수를 구하였다.

(4) 굴곡성

시료를 350 ℃ 에서 30 분간 가열하여 재결정시킨 후, 도 3 에 나타내는 굴곡 시험 장치에 의해 굴곡 피로 수명의 측정을 실시하였다. 이 장치는, 발진 구동체 (4) 에 진동 전달 부재 (3) 를 결합한 구조로 되어 있고, 피시험 동박 (1) 은, 화살표로 나타낸 나사 (2) 부분과 진동 전달 부재 (3) 의 선단부의 합계 4 지점에서 장치에 고정된다. 진동 전달 부재 (3) 가 상하로 구동되면, 동박 (1) 의 중간부는, 소정의 곡률 반경 (r) 으로 헤어핀상으로 굴곡된다. 본 시험에서는, 이하의 조건하에서 굴곡을 반복했을 때의 파단까지의 횟수를 구하였다.

또한, 판 두께가 0.012 ㎜ 인 경우, 시험 조건은 다음과 같다：시험편 폭：12.7 ㎜, 시험편 길이：200 ㎜, 시험편 채취 방향：시험편의 길이 방향이 압연 방향과 평행이 되도록 채취, 곡률 반경 (r)：2.5 ㎜, 진동 스트로크：25 ㎜, 진동 속도：1500 회/분. 또한, 굴곡 피로 수명이 3 만회 이상인 경우에, 우수한 굴곡성을 갖고 있다고 판단하여 「○」로 하였다. 또, 굴곡 피로 수명이 3 만회 미만인 경우에는 굴곡성을 「×」로 하였다.

또, 각각 판 두께가 0.017 ㎜, 0.009 ㎜, 0.006 ㎜ 인 경우, 판 두께가 0.012 ㎜ 인 경우의 굴곡 시험과 굽힘 변형이 동일해지도록, 곡률 반경 (r) 을 각각 3.8 ㎜, 2 ㎜, 1.3 ㎜ 로 변경했지만, 다른 시험 조건은 동일하게 하였다.

(5) 통박성 (通箔性)

폴리이미드 수지를 동박 표면에 도포 건조시킨 후에 200 ℃ 에서 30 분 가열하고, 캐스트법으로 CCL 적층판을 제조하였다. 얻어진 CCL 을 100 m 의 길이에 걸쳐 육안으로 관찰하였다. CCL 에 길이 10 ㎝ 이상의 주름이 존재한 경우에는 「×」, 길이 10 ㎝ 이상의 주름이 존재하지 않는 경우에는 「○」로 하였다.

얻어진 결과를 표 1 에 나타낸다. 또한, 표 1 의 조성란의 「190 ppmAg-TPC」는, JIS-H 3100 (합금 번호 C1100) 의 터프 피치동 (TPC) 에 190 wtppm 의 Ag 를 첨가한 것을 의미한다. 또 표 1 의 조성란의 「80 ppmSn-OFC」는 JIS-H 3100 (합금 번호 C1020) 의 무산소동 (OFC) 에 80 wtppm 의 Sn 을 첨가한 것을 의미한다.

표 1 로부터 명백한 바와 같이, 각 실시예의 경우, 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링 전후의 치수 변화율이, 압연 평행 방향과 압연 직각 방향에서 모두 0 ∼ 0.01 ％ 였다. 또, 실시예 9 를 제외한 각 실시예의 경우, 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링 전에 재결정 조직의 면적률이 50 ％ 미만이 되어, 통박성이 우수하였다. 실시예 7, 8 을 제외한 각 실시예의 경우, 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링 후의 재결정 조직의 면적률이 50 ％ 이상이 되어, 굴곡성이 우수하였다. 또한, 각 실시예의 경우, 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링 전의 압연 평행 단면에서 봤을 때, 선 (C) 을 가로질러 표면에 도달하는 전단대가 0.1 개/㎛ 이하였다.

또한, 첨가 원소의 농도가 1000 ppm 을 초과한 실시예 7 의 경우, 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링 후에 재결정하지 않고, 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링 후의 재결정 조직의 면적률이 50 ％ 미만이 되어, FPC 로서 필요한 굴곡성이 얻어지지 않았다. 단, 높은 굴곡성이 요구되지 않는 FPC 용도 (LED 용 기재에 사용되는 FPC 나 액정 디스플레이에 사용되는 FPC 에서, 1 회 절곡하여 사용되고, 반복 굴곡되지 않음) 등에 사용하는 경우에는 실용상 문제는 없다.

또, 최종 냉간 압연의 총 가공도가 98.5 ％ 미만인 실시예 8 의 경우도, 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링 후에 재결정하지 않고, 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링 후의 재결정 조직의 면적률이 50 ％ 미만이 되어, FPC 로서 필요한 굴곡성이 얻어지지 않았다. 단, 높은 굴곡성이 요구되지 않는 FPC 용도 (LED 용 기재에 사용되는 FPC 나 액정 디스플레이에 사용되는 FPC 에서, 1 회 절곡하여 사용되고, 반복 굴곡되지 않음) 등에 사용하는 경우에는 실용상 문제는 없다.

또, 최종 냉간 압연 후에 추가로 어닐링한 실시예 9 의 경우, 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링 전의 면적률이 50 ％ 를 초과하고, 캐스트시의 통박성이 떨어졌지만, 박 통과 속도를 느리게 하면 생산성이 저하되지만 실용상은 문제없다.

한편, 최종 냉간 압연의 총 가공도가 98.5 ％ 를 초과하고, 최종 냉간 압연의 최종 5 패스 중 어느 패스의 최대 가공도도 40 ％ 미만인 비교예 1 의 경우, 전단대가 0.1 개/㎛ 를 초과하고, 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링 전후의 압연 직각 방향의 치수 변화율이 0.01 ％ 를 초과하였다.

최종 냉간 압연의 총 가공도가 98.5 ％ 를 초과하고, 최종 냉간 압연의 최종 패스에서의 가공도가 5 패스 중에서 최소가 되지 않았던 비교예 2 의 경우, 전단대가 0.1 개/㎛ 를 초과하고, 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링 전후의 압연 직각 방향의 치수 변화율이 0.01 ％ 를 초과하였다. 또한, 전단대의 수가 많으면 압연 평행 방향과 압연 직각 방향의 조직에 차이가 발생하여 압연 직각 방향의 치수 변화율이 특히 커진다.

또한, 표 1 에는, 동박 표면에서부터 두께 방향의 중심선을 가로질러 그 표면에 도달하는 전단대의 표리면의 합계값도 표시하였다. 비교예 1 ∼ 3 의 경우, 두께 방향의 중심까지 이르는 긴 전단대는 적지만, 동박 표면에 가까운 부위에 존재하는 전단대의 수가 많아지는 것을 알 수 있다.

최종 냉간 압연에 있어서, 최종 5 패스 중에서 이전의 패스보다 가공도가 높은 패스가 존재하지 않는 (요컨대, 최종 패스를 향하여 가공도가 단조 감소하는) 비교예 3 의 경우, 전단대가 많아, 치수 변화의 이방성이 커졌다.

t : 동박의 두께
C : 두께 방향의 중심선
Sh : 전단대

Claims

JIS-H 3100 (합금 번호 C1100) 에서 규격하는 터프 피치동 (TPC), JIS-H 3100 (합금 번호 C1020) 무산소동 (OFC) 의 압연 동박, 또는 상기 터프 피치동 또는 상기 무산소동에 대하여, 첨가 원소로서 Ag, Sn, In, Ti, Zn, Zr, Fe, P, Ni, Si, Te, Cr, Nb 및 V 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 합계로 20 ∼ 1500 질량ppm 함유한 압연 동박으로서, 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링 전후의 치수 변화율이, 압연 평행 방향과 압연 직각 방향에서 모두 0 ∼ 0.01 ％ 인 압연 동박.
제 1 항에 있어서,
상기 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링 전에 있어서, 재결정 조직의 면적률이 50 ％ 미만 (0 ％ 를 포함) 이고, 또한 상기 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링 후에 있어서, 재결정 조직의 면적률이 50 ％ 이상인 압연 동박.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 350 ℃ 에서 30 분간 어닐링 전의 압연 평행 단면에서 봤을 때, 동박 표면에서부터 두께 방향으로 1 ㎛ 깊이의 선을 가로질러 그 표면에 도달하는 전단대의 개수가, 표리면의 합계값으로 0.1 개/㎛ 이하인 압연 동박.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
주괴를 열간 압연 후, 냉간 압연과 어닐링을 반복하고, 마지막으로 최종 냉간 압연을 실시하여 제조되고, 상기 최종 냉간 압연에 있어서, 최종 5 패스 중에서 이전의 패스보다 가공도가 높은 패스가 존재하고, 당해 5 패스 중 어느 패스의 최대 가공도가 40 ％ 를 초과하고, 또한 최종 패스에서의 가공도가 상기 5 패스 중에서 최소가 되는 압연 동박.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
주괴를 열간 압연 후, 냉간 압연과 어닐링을 반복하고, 마지막으로 최종 냉간 압연을 실시하여 제조되고, 당해 최종 냉간 압연의 총 가공도가 98.5 ％ 이하인 압연 동박.