KR101948958B1 - 압연 동박 - Google Patents
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Abstract
동 또는 동합금의 결정 입자로 구성된 압연 동박으로서, 최표면을 구성하는 상기 결정 입자의 평균 입자 지름이 0.2㎛ 이상 6㎛ 이하이고, 최표면을 구성하는 상기 결정 입자의 평균 입자 지름의 비율이 상기 압연 동박의 두께에 대해 1% 이상 6% 이하이며, 또한 상기 압연 동박의 길이 방향으로 직행하는 단면을 EBSD(electron backscatter diffraction) 해석했을 때에 있어서의 하기 식 (1)에 의해 구해지는 입자내 왜율(distortion rate)이 0.5% 이상 10% 이하인 압연 동박. 식 (1) 입자내 왜율(%)=(A)/(B)×100(상기 식 (1)에 있어서, (A)는 화상 해석에 의해 방위차 1도 이상 15도 이하로 식별되는 영역의 면적을 나타내고, (B)는 화상 해석에 의해 방위차 0도 이상 15도 이하로 식별되는 영역의 면적을 나타낸다.)
Description
본 발명은 동 또는 동합금의 결정 입자로 구성된 압연 동박에 관한 것으로서, 특히 자동차용 부품 등에 있어서 반복적으로 굴곡 운동이 이루어지는 플렉시블 플렛 케이블 등에 이용되는 압연 동박에 관한 것이다.
플렉시블 플렛 케이블(FFC)은 두께가 얇고 가요성이 우수하다는 특징으로 인해, 전자기기 등에 대한 실장 형태에 있어서의 자유도가 높고, 다양한 용도로 이용되고 있다. 예를 들면, 자동차에 있어서의 에어백 시스템의 구성 부품인 스티어링 롤 커넥터(SRC), 접이식 휴대폰의 절곡부, 디지털 카메라, 프린터 헤드 등의 가동부, HDD(Hard Disk Drive)나 DVD(Digital Versatile Disc), CD(Compact Disk) 등 디스크 관련 기기의 가동부의 배선 등에 널리 이용되고 있다.
또한 플렉시블 플렛 케이블의 도체 부분에는 종래부터 널리 압연 동박이 이용되고 있다.
그리하여 일본특허공개 제2009-048819호 공보에는 도체가 도전율 95% 이상인 Cu농도 99.9% 이상의 순동으로 이루어지고, 그 인장 강도가 350MPa 이상 400MPa 이하의 범위인 평각 도체가 개시되어 있다. 이 평각 도체는 85℃ 혹은 그 이상의 고온 환경이 될 수 있는 자동차 등에 사용되며, 가격 저감 및 도체 강도의 유지가 달성된다.
또한 일본특허공개 제2010-150578호 공보에는 최종 냉간 압연 공정 후에 재결정 소둔 전의 압연 동박으로서, 압연면을 기준으로 한 X선 회절 극점도 측정에 의한 구리 결정의 {220}Cu면 회절의 정극점도 결과에서, α각도가 40 내지 50°인 범위에 있어서, β각도의 적어도 90±5°마다 존재하여 4회 대칭성을 나타내는 결정립군에서 기인하는 회절 피크가 존재하고, 또한 상기 β각도의 90±10°마다 존재하여 4회 대칭성을 나타내는 별도의 결정립군에서 기인하는 회절 피크가 존재하는 압연 동박이 개시되어 있다. 이 일본특허공개 제2010-150578호는 플렉시블 프린트 배선판 등의 가요성 배선 부재에 대한 고굴곡 특성의 한층 더한 요구에 대응하기 위해, 우수한 굴곡 특성을 가지는 압연 동박을 제공하는 것이다.
일본특허공개 제2001-262296호 공보에는 터프 피치 동 또는 무산소 동의 잉곳을 열간 압연한 후, 냉간 압연과 소둔을 반복하고, 마지막에 냉간 압연으로 두께를 0.0050mm 이하로 마무리하는 압연 동박에 있어서, (1) 가공도 90% 이상의 냉간 압연, (2) 150 내지 250℃의 노온에서의 1 내지 10시간의 재결정 소둔, 또는 500℃ 내지 800℃의 노온에서의 5 내지 60초간의 재결정 소둔, (3) 가공도 5 내지 40%의 냉간 압연을 순차적으로 실시하고, 재결정 소둔을 실시했을 때에 입방체 집합 조직이 극도로 발달하는 압연 동박의 제조방법이 개시되어 있다. 이 일본특허공개 제2001-262296호도 플렉시블 프린트 회로기판 등의 가요성 배선용 부재의 용도로서 바람직한 동박을 제공하는 것이다.
그러나 일본특허공개 제2009-048819호와 같은 도체는 결정립내에 가벼운 정도의 가공 변형이 가해지고 있기 때문에, 고온 환경하의 굴곡 피로시에 조기에 파단되기 쉬운 문제가 있다.
또한 일본특허공개 제2010-150578호는 최종적인 평각 도체를 얻을 때까지, 스트립을 연속적으로 압연시켜 제조한다는 점에서, 드로잉 가공된 둥근 선을 최종 단계에서 압연하는 제법에 비해 비용이 높아지는 문제를 안고 있다.
또한 일본특허공개 제2001-262296호는 스트립 압연에 의한 고비용화, 냉간 가공과 소둔을 반복하는 것에 의한 고비용화 이외에, 평균 입경이 5㎛ 내지 30㎛로서 입경이 지나치게 커서, FFC용으로서 필요한 강도 및 굴곡 특성을 만족시키지 못한다는 문제가 있다.
본 발명은 상기 사실을 감안하여 이루어진 것으로서, 반복적으로 굴곡 변형이 가해졌을 경우에도 크랙 발생이 억제되는 압연 동박의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 상기 과제는 하기 수단에 의해 해결된다.
<1>동 또는 동합금의 결정 입자로 구성된 압연 동박으로서, 상기 압연 동박은, 최종적인 동박 형태로 성형된 재료를, 가열 온도 300~500℃, 가열 시간 1초~ 5초의 조건으로 열처리하여 얻어지며, 최표면을 구성하는 상기 결정 입자의 평균 입자 지름이 0.2㎛ 이상 6㎛ 이하이고, 최표면을 구성하는 상기 결정 입자의 평균 입자 지름의 비율이 상기 압연 동박의 두께에 대해 1% 이상 6% 이하이며, 또한 상기 압연 동박의 길이 방향으로 직행하는 단면을 EBSD(electron backscatter diffraction) 해석했을 때에 있어서의 하기 식 (1)에 의해 구해지는 입자내 왜율(distortion rate)이 0.5% 이상 10% 이하인 압연 동박.
식 (1) 입자내 왜율(%)=(A)/(B)×100
(상기 식 (1)에 있어서, (A)는 화상 해석에 의해 방위차 1도 이상 15도 이하로 식별되는 영역의 면적을 나타내고, (B)는 화상 해석에 의해 방위차 0도 이상 15도 이하로 식별되는 영역의 면적을 나타낸다.)
<2>상기 압연 동박의 두께에 대한, 최표면을 구성하는 상기 결정 입자의 평균 입자 지름의 비율이 1% 이상 2% 이하인 상기 <1>에 기재된 압연 동박.
<3>상기 압연 동박의 두께에 대한, 최표면을 구성하는 상기 결정 입자의 평균 입자 지름의 비율이 2% 초과 3% 미만인 상기 <1>에 기재된 압연 동박.
<4>상기 압연 동박의 두께에 대한, 최표면을 구성하는 상기 결정 입자의 평균 입자 지름의 비율이 3% 이상 6% 이하인 상기 <1>에 기재된 압연 동박.
<5>둥근 선형의 동재(銅材)를 압연하여 박(箔) 형태로 성형함으로써 제작된 상기 <1> 내지 <4> 중 어느 한 항에 기재된 압연 동박.
<6>상기 압연 동박의 두께가 0.02mm 이상 0.1mm 이하인 상기 <1> 내지 <5>중 어느 한 항에 기재된 압연 동박.
본 발명에 의하면, 반복적으로 굴곡 변형이 가해졌을 경우에도 크랙 발생이 억제되는 압연 동박이 제공된다.
[도 1]
압연 동박의 EBSD 해석에 기초하여, 가로축에 이웃하는 영역의 방위차를, 세로축에 그 방위차를 가지는 영역의 비율을 플롯한 도면의 일례이다.
[도 2]
압연 동박의 EBSD 해석에 기초하여, 가로축에 이웃하는 영역의 방위차를, 세로축에 그 방위차를 가지는 영역의 비율을 플롯한 도면의 일례이다.
[도 3]
본 발명의 실시형태에 따른 압연 동박의 제작방법을 설명하기 위한 개략도이다.
[도 4]
본 발명의 실시형태에 따른 압연 동박을 나타낸 개략 사시도이다.
[도 5]
실시예에서의 내굴곡성 시험에 이용하는 굴곡시험기에 압연 동박을 고정한 상태를 나타낸 개략도이다.
압연 동박의 EBSD 해석에 기초하여, 가로축에 이웃하는 영역의 방위차를, 세로축에 그 방위차를 가지는 영역의 비율을 플롯한 도면의 일례이다.
[도 2]
압연 동박의 EBSD 해석에 기초하여, 가로축에 이웃하는 영역의 방위차를, 세로축에 그 방위차를 가지는 영역의 비율을 플롯한 도면의 일례이다.
[도 3]
본 발명의 실시형태에 따른 압연 동박의 제작방법을 설명하기 위한 개략도이다.
[도 4]
본 발명의 실시형태에 따른 압연 동박을 나타낸 개략 사시도이다.
[도 5]
실시예에서의 내굴곡성 시험에 이용하는 굴곡시험기에 압연 동박을 고정한 상태를 나타낸 개략도이다.
본 발명에 따른 압연 동박은 동 또는 동합금의 결정 입자로 구성되며, 또한 이하의 요건을 만족시킨다.
·최표면을 구성하는 상기 결정 입자의 평균 입자 지름이 0.2㎛ 이상 6㎛ 이하
·최표면을 구성하는 상기 결정 입자의 평균 입자 지름의 비율이 상기 압연 동박의 두께에 대해 1% 이상 6% 이하
·상기 압연 동박의 길이 방향으로 직행하는 단면을 EBSD(electron backscatter diffraction) 해석했을 때에 있어서의 하기 식 (1)에 의해 구해지는 입자내 왜율이 0.5% 이상 10% 이하
식 (1) 입자내 왜율(%)=(A)/(B)×100
(상기 식 (1)에 있어서, (A)는 화상 해석에 의해 방위차 1도 이상 15도 이하로 식별되는 영역의 면적을 나타내고, (B)는 화상 해석에 의해 방위차 0도 이상 15도 이하로 식별되는 영역의 면적을 나타낸다.)
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 압연 동박은 입자내 왜율이 0.5% 이상 10% 이하이다. 이 입자내 왜율은, 상기 식 (1)에 나타낸 바와 같이, 방위차 0도 이상 15도 이하의 영역의 면적에 대한 방위차 1도 이상 15도 이하의 영역의 면적의 비율이고, 입자내 일그러짐으로 인식되는 방위차 0도 이상 15도 이하의 영역중, 방위차 0도 이상 1도 미만의 것이 그 대부분을 차지하고, 방위차가 1도 이상 15도 이하의 비율이 매우 작다는 것을 나타내고 있다. 즉, 압연 동박을 구성하는 결정이 입자내 일그러짐을 거의 가지지 않는다는 것을 나타내고 있다.
또한 상기한 바와 같이 최표면을 구성하는 결정 입자의 평균 입자 지름이 0.2㎛ 이상 6㎛ 이하이면서, 또한 최표면을 구성하는 결정 입자의 평균 입자 지름이 압연 동박의 두께에 대한 비율로 1% 이상 6% 이하이고, 최표면의 결정 입자의 입자 지름이 매우 작다.
상기 구성을 만족시키는 본 발명에 따른 압연 동박은, 반복적으로 굴곡 변형이 가해졌을 경우에도 크랙 발생이 억제되어, 결과적으로 긴 수명이 달성된다.
-입자내 왜율-
본 발명에 있어서는, 압연 동박의 길이 방향으로 직행하는 단면을 EBSD(electron backscatter diffraction) 해석했을 때에 있어서의 상기 식 (1)에 의해 구해지는 입자내 왜율이 0.5% 이상 10% 이하이다. 입자내 왜율이 10%를 초과하는 경우, 반복적으로 굴곡 변형이 가해졌을 때에 결정 입자의 조대화(粗大化)에 의한 조기 파단이 문제가 된다. 한편, 0.5% 미만인 경우, 열처리의 제어가 곤란하기 때문에 생산성이 떨어진다.
상기 입자내 왜율은 이하의 방법에 의해 측정된다.
압연 동박을 길이 방향에 직행하는 방향으로 절단하고 그 단면에 대해 EBSD(electron backscatter diffraction) 해석을 실시한다. EBSD 해석에 의해, 이웃하는 측정 영역의 방위차가 15도를 초과하는 부분은 결정립계로 식별하면서, 또한 방위차가 15도까지의 것을 입자내 일그러짐으로 인정한다. 다만, 0도 이상 1도 미만으로 측정되는 방위차에 대해서는, 문제가 되지 않는 정도의 입자내 일그러짐으로 파악한다. 그 이유는, 이 범위의 일그러짐은 통상적으로 소둔 처리 등을 실시해도 소실되는 것이 적기 때문이다. 그리하여 0도부터 15도까지의 방위차를 가지는 영역 중, 1도 이상 15도 이하의 영역을 계산함으로써 압연 동박의 일그러짐 상태를 평가한다.
그리하여 방위차가 0도부터 15도까지의 부분을 추출하여, 상기 단면에 있어서의 방위차 1도 이상 15도 이하의 영역의 면적과, 방위차 0도 이상 15도 이하의 영역의 면적을 측정하고, 상기 식 (1)에 의해 입자내 왜율을 구한다. 이 입자내 왜율의 값이 작을수록 압연 동박에 존재하는 입자내 일그러짐은 작다고 할 수 있다.
도 1은, 이웃하는 측정 영역의 방위차와 그 존재 비율의 일례를 나타낸 것이다. 도 1에 있어서, 영역 I이 방위차 0도 이상 1도 미만의 존재 비율이고, 영역 II가 방위차 1도 이상 15도 이하의 존재 비율을 나타낸다. 따라서, 상기 (1)식과의 관계에 있어서는, (A)가 영역 II에 대응하고, (B)가 영역 I과 영역 II를 서로 합친 영역에 대응하고 있다. 즉, (A)로 나타내는 영역 II가 작으면 작을수록 입자내 왜율이 작다고 해석한다. 도 2도 이웃하는 측정 영역의 방위차와 그 존재 비율의 일례를 나타낸 것인데, 도 2의 예에서는 영역 II가 도 1의 예보다 넓게 되어 있다. 즉, 이러한 상태의 압연 동박은 상기 (1)식에 있어서의 (A)가 크므로, 도 1의 예보다 입자내 왜율이 높다.
본 발명자들은 이러한 검토에 의해, 입자내 왜율이 소정값을 만족시키면, 반복적으로 굴곡 변형이 가해졌을 경우에도 크랙 발생이 억제되는 압연 동박이 제공된다는 것을 알아낸 것이다.
-평균 입자 지름-
본 발명에 있어서는, 최표면을 구성하는 상기 결정 입자의 평균 입자 지름이 0.2㎛ 이상 6㎛ 이하이며, 또한 최표면을 구성하는 결정 입자의 평균 입자 지름의 압연 동박의 두께에 대한 비율이 1% 이상 6% 이하이다. 상기 평균 입자 지름이 6㎛를 초과하는 경우나 상기 평균 입자 지름의 비율이 6%를 초과하는 경우, 반복적으로 굴곡 변형이 가해졌을 때에 크랙 발생이 문제가 된다. 한편, 상기 평균 입자 지름이 0.2㎛ 미만인 경우나 상기 평균 입자 지름의 비율이 1% 미만인 경우, 압연 동박은 유연성이 떨어져 용이하게 배선(配索)할 수 없는 문제가 발생한다.
또한 양호한 굴곡성이라는 견지에서는, 반복적으로 굴곡 변형이 가해졌을 때의 크랙 발생이 더 효과적으로 억제된다는 관점에서, 전술한 평균 입자 지름의 비율이 더 작은 이하의 범위의 순으로(1% 이상 2% 이하, 2% 초과 3% 미만, 3% 이상 6% 이하) 우수하다.
한편, 양호한 유연성이라는 견지에서는, 전술한 평균 입자 지름의 비율이 클수록 내력이 낮고 유연하다는 관점에서, 평균 입자 지름의 비율이 큰 이하의 범위의 순으로(3% 이상 6% 이하, 2% 초과 3% 미만, 1% 이상 2% 이하) 우수하다.
상기 평균 입자 지름 및 상기 평균 입자 지름의 비율은 이하의 방법에 의해 측정된다.
압연 동박을 길이방향에 직행하는 방향으로 절단하고 그 단면에 대해 EBSD 해석을 실시한다. EBSD 해석에 의해, 방위차가 15도를 초과하는 부분을 결정립계로 식별하고, 결정 입자의 화상을 얻는다. 이 화상에 있어서, 특정한 폭 방향 길이(H) (적어도 40㎛ 이상)내에 있어서의 최표면을 구성하는 결정 입자의 수(K)를 구하고, 상기 폭 방향 길이(H)를 상기 결정 입자의 수(K)로 나눔으로써, 최표면을 구성하는 결정 입자의 평균 입자 지름을 구한다. 또한 이 평균 입자 지름 값을 압연 동박의 두께로 나눔으로써, 압연 동박의 두께에 대한 최표면을 구성하는 결정 입자의 평균 입자 지름의 비율이 구해진다.
-압연 동박의 제작방법-
본 발명에 따른 압연 동박의 제작에 있어서는, 우선 둥근 선형의 동재(銅材)를 압연에 의해 소정의 동박 형태로 성형하고(압연 공정), 그 후 열처리(소둔) 및 냉각을 실시(소둔 공정)함으로써 제작할 수 있다.
또한 상기 소정의 동박 형태로 성형하기까지의 공정에서는, 상기 압연은 다단계로 실시할 수도 있고, 또한 압연 이외의 방법을 병용하여 성형을 실시할 수도 있다. 또한 상기 소정의 동박 형태로 성형하기 전(최종적인 형상으로 성형하기 전)의 공정에서 열처리를 실시할 수도 있다.
또한 상기 동재(銅材)로서는, 동으로 이루어진 재료 이외에 동합금으로 이루어진 재료를 이용할 수 있다. 상기 동으로 이루어진 재료 및 동합금으로 이루어진 재료에 있어서의 동으로서는, 예를 들면, 터프 피치 동, 무산소 동, 은(Ag)이나 주석(Sn) 등을 미량 첨가한 동합금 등을 들 수 있다.
또한 여기에서 중요해지는 것이 소둔시의 가열 온도와 가열 시간이다.
본 발명의 압연 동박은, 최표면을 구성하는 상기 결정 입자의 평균 입자 지름의 압연 동박의 두께에 대한 비율 및 입자내 왜율이 전술한 범위이다. 상기 입자내 왜율을 상기 범위로 제어하는 방법으로서는, 예를 들면, 상기 소둔 공정에서의 가열 온도 및 가열 시간을 조정하는 방법을 들 수 있다. 가열 온도를 높게 하거나, 가열 시간을 길게 함으로써 입자내 일그러짐을 더 제거할 수 있으며, 즉, 입자내 왜율을 저감할 수 있는 경향에 있다. 다만, 가열 온도가 지나치게 높거나, 가열 시간이 지나치게 긴 경우에는, 결정 입자의 입자 지름이 원하는 것보다 지나치게 커지게 되어 굴곡성에 악영향을 미치기 때문에, 압연 전의 투입 선 지름의 조질(調質), 선 지름, 압연 후의 판 두께 등에 따른 적절한 조건 설정이 필요하다.
또한 상기 결정 입자의 평균 입자 지름의 압연 동박의 두께에 대한 비율을 상기 범위로 제어하는 방법으로서는, 예를 들면, 상기 소둔 공정에서의 가열 온도 및 가열 시간을 조정하는 방법을 들 수 있다. 가열 온도를 낮게 하거나, 가열 시간을 짧게 함으로써 결정 입자의 평균 입자 지름을 작게 유지할 수 있으며, 즉, 결정 입자의 평균 입자 지름의 압연 동박의 두께에 대한 비율을 상기 범위로 할 수 있는 경향에 있다. 다만, 가열 온도가 지나치게 낮거나, 가열 시간이 지나치게 짧은 경우에는, 입자내 일그러짐이 남게 되어 굴곡성에 악영향을 미치기 때문에, 압연 전의 투입 선 지름의 조질, 선 지름, 압연 후의 판 두께 등에 따른 적절한 조건 설정이 필요하다.
여기에서 일례를 들어, 본 발명에 따른 압연 동박의 제작에 대해 도면을 이용하여 상술한다.
도3은, 본 발명에 따른 압연 동박의 제작방법을 설명하기 위한 개략도이다. 또한 제조 도중의 압연 동박의 형상은 모식적으로 나타낸 것이다. 따라서, 도시된 형상에 한정되는 것은 아니다.
·압연 공정
도 3의 공정 (a)에 나타낸 바와 같이, 우선 소정의 지름(예를 들면, Φ0.30mm)을 가지는 경동선(硬銅線) 또는 연동선(軟銅線)(둥근 선형)을 준비한다. 예를 들면, 상기 Φ0.30mm의 경동선은 그것보다 지름이 큰 연동선(예를 들면, Φ2.6mm)을 신선(伸線)함으로써 형성할 수 있다. 또한 상기 Φ0.30mm의 연동선은 그것보다 지름이 큰 연동선(예를 들면, Φ2.6mm)을 신선(伸線)한 후, 열처리를 더 실시(예를 들면, 300℃ 2시간)함으로써 형성할 수 있다.
이어서 도 3의 공정 (b)에 나타낸 바와 같이, 상기 소정의 지름(예를 들면, Φ0.30mm)의 경동선 또는 연동선에 압연을 실시하여, 최종적인 동박 형태(예를 들면, 두께 0.080mm × 폭 0.8mm의 박 형태)로 성형한다.
압연 방법으로서는, 2개 혹은 복수개의 회전하는 롤 사이에 상기 동선을 통과시킴으로써 가공하는 방법을 들 수 있다. 또한 롤의 지름이나, 패스수, 윤활제의 유무 등은 적절히 조정된다.
또한 최종적인 동박 형태로 성형하기 위한 압연은 2단계 이상으로 나누어서 실시할 수도 있고, 이러한 2단계 이상의 압연과 압연 사이에 열처리를 더 실시할 수도 있다.
·소둔 공정
이어서 도 3의 공정(c)에 나타낸 바와 같이, 최종적인 동박 형태로 성형된 것에 열처리(소둔)를 실시한다. 열처리 조건으로서는, 가열 온도 200℃ 이상 1000℃ 이하의 범위에서, 가열 시간 0.01초 이상 100초 이하의 범위가 바람직하다(예를 들면, 가열 온도 400℃에서 가열 시간 5초인 조건으로 실시된다).
또한 열처리(소둔)를 실시하는 방법으로서는 염욕을 이용한 열처리나, 배치로(batch furnace)에 의한 열처리, 기타 인라인 중의 전류 소둔 등의 방법을 들 수 있다. 다만, 열처리 방법은 상기한 방법에 한정되는 것은 아니다.
그 후 냉각(공정 (d))함으로써 도 4에 나타낸 바와 같은 압연 동박(2)이 제작된다. 또한 냉각 방법으로서는 수냉 등의 급냉각 방법이 바람직하다. 이러한 수냉 등의 급냉각을 실시함으로써 결정립경의 조대화를 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 압연 동박의 두께로서는 특별히 한정되지는 않지만, 0.02mm 이상 0.1mm 이하의 범위가 바람직하다.
-용도-
본 발명에 따른 압연 동박은 가요성이 우수하면서도 내굴곡성이 우수하다는 점에서, 전자기기 등에 대한 실장 형태에 있어서의 자유도가 높고, 플렉시블 플렛 케이블(FFC)로서 바람직하게 이용된다. 예를 들면, 자동차에 있어서의 에어백 시스템의 구성 부품인 스티어링 롤 커넥터(SRC), 루프 하네스, 도어 하네스, 플로어 하네스 등으로서 바람직하게 이용된다.
또한 일본출원 제2011-248097호의 개시는 그 전체가 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.
본 명세서에 기재된 모든 문헌, 특허출원, 및 기술규격은, 개개의 문헌, 특허출원, 및 기술규격이 참조에 의해 포함되는 것이 구체적이면서 개별적으로 기재된 경우와 동일한 정도로, 본 명세서 중에 참조에 의해 포함된다.
실시예
이하에 본 발명에 따른 압연 동박에 대해 실시예에 의해 설명하지만, 본 발명이 이러한 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1-1]
도 3에 나타낸 바와 같이, Φ2.6mm의 연동선을 신선(伸線)함으로써, Φ0.30mm의 경동선(둥근 선형)을 준비했다. 이 경동선에 Φ100mm의 롤을 가지는 압연기(무윤활)를 이용해서 압연을 실시하여, 두께 0.080mm×폭 0.8mm의 박 형태로 성형했다. 이어서 상기 박 형태의 것에 대해, 염욕을 이용하여 400℃ 5sec의 조건으로 열처리(소둔)를 실시하고, 나아가서는 열처리(소둔)후에 수냉에 의해 급랭하여, 압연 동박을 얻었다.
상기 방법에 의해 최표면을 구성하는 결정 입자의 평균 입자 지름, 상기 평균 입자 지름의 압연 동박의 두께에 대한 비율, 및 압연 동박의 길이 방향으로 직행하는 단면을 EBSD 해석했을 때에 있어서의 전술한 식 (1)에 의해 구해지는 입자내 왜율을 구했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 1-2]
상기 실시예 1-1에 있어서, Φ2.6mm의 연동선을 신선(伸線)한 후, 300℃ 2h의 열처리를 더 실시함으로써 Φ0.30mm의 연동선(둥근 선형)을 준비하고, 상기 Φ0.30mm의 경동선(둥근 선형) 대신에 상기 연동선을 이용한 것 이외에는, 실시예 1-1에 기재된 방법에 의해 압연 동박을 얻었다.
[비교예 1-1]
상기 실시예 1-1에 있어서, 염욕을 이용한 열처리(소둔)시의 온도를 400℃에서 800℃로 변경한 것 이외에는, 실시예 1-1에 기재된 방법에 의해 압연 동박을 얻었다.
[비교예 1-2]
상기 실시예 1-2에 있어서, 염욕을 이용한 열처리(소둔) 및 그 후의 수냉을 일절 실시하지 않은 것 이외에는, 실시예 1-1에 기재된 방법에 의해 압연 동박을 얻었다.
-평가: 내굴곡성 시험-
도 5에 나타낸 우에시마 제작소 제품 FPC 굴곡시험기(FT-2130)를 이용하여, 시료 고정판(4) 및 가동판(6)에 압연 동박(2)을 고정하고, 모터(8)에 의해 가동판(6)을 가동시켜 굴곡 시험을 실시했다. 또한 굴곡 R:12.5mm, 스트로크 S:±13mm, 환경 온도:85℃, 회전 속도:900rpm, 단선 정의:초기 저항값 +500Ω으로 하고, 단선이 확인될 때까지 굴곡 시험을 반복했다.
500만회 이상을 평가: A로 하고, 500만회 미만을 평가: B로 했다.
-평가: 절곡 용이성(유연성)-
압연 동박에 인장 시험을 실시하여 내력을 측정하고, 내력이 낮은 쪽이 유연성이 우수하다 (평가: A)로 판단하고, 내력이 높은 경우를 (평가: B)로 했다. 하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1-1, 1-2, 비교예 1-1에서는, 최표면을 구성하는 결정 입자의 평균 입자 지름의 압연 동박의 두께에 대한 비율이 지나치게 작지 않고, 유연성이 우수한 결과가 된 것으로 생각된다.
[실시예 2-1]
도 3에 나타낸 바와 같이, Φ2.6mm의 연동선을 신선(伸線)함으로써, Φ0.20mm의 경동선(둥근 선형)을 준비했다. 이 경동선에 Φ100mm의 롤을 가지는 압연기(무윤활)를 이용해서 압연을 실시하여, 두께 0.0350mm×폭 0.8mm의 박 형태로 성형했다. 이어서 상기 박 형태의 것에 대해, 염욕을 이용하여 300℃, 1sec의 조건으로 열처리(소둔)를 실시하고, 나아가서는 열처리(소둔)후에 수냉에 의해 급랭하여, 압연 동박을 얻었다.
상기 방법에 의해 최표면을 구성하는 결정 입자의 평균 입자 지름, 상기 평균 입자 지름의 압연 동박의 두께에 대한 비율, 및 압연 동박의 길이 방향으로 직행하는 단면을 EBSD 해석했을 때에 있어서의 전술한 식 (1)에 의해 구해지는 입자내 왜율을 구했다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.
[실시예 2-2] 내지 [실시예 2-4]
상기 실시예 2-1에 있어서, 염욕을 이용한 열처리(소둔)시의 온도 및 시간을 표 2에 기재된 조건으로 변경한 것 이외에는, 실시예 2-1에 기재된 방법에 의해 압연 동박을 얻었다.
[비교예 2-1]
상기 실시예 2-1에 있어서, 염욕을 이용한 열처리(소둔) 및 그 후의 수냉을 일절 실시하지 않은(즉, 중간소둔만 실시함) 것 이외에는, 실시예 2-1에 기재된 방법에 의해 압연 동박을 얻었다.
-평가: 내굴곡성 시험-
도 5에 나타낸 우에시마 제작소 제품 FPC 굴곡시험기(FT-2130)를 이용하여, 시료 고정판(4) 및 가동판(6)에 압연 동박(2)을 고정하고, 모터(8)에 의해 가동판(6)을 가동시켜 굴곡 시험을 실시했다. 또한 굴곡 R: 7.5mm, 스트로크 S: ±13mm, 환경 온도: 조건 1=85℃, 조건 2=20℃, 회전 속도: 900rpm, 단선 정의: 초기 저항값 + 500Ω으로 하고, 단선이 확인될 때까지 굴곡 시험을 반복했다. 또한 조건 1, 조건 2는 내굴곡성 시험을 실시하는 시험조 내의 온도 조건이다. 온도가 높은 조건 1은 가속 시험이고, 조건 2는 실온 조건에서의 시험을 나타낸다.
500만회 이상을 평가: A로 하고, 500만회 미만을 평가: B로 했다.
-평가: 절곡 용이성(유연성)-
압연 동박에 인장 시험을 실시하여 내력을 측정하고, 내력이 낮은 쪽이 유연성이 우수하다고 판단하고, 내력이 200MPa 이하를 평가: A로 하고, 200MPa 초과를 평가: B로 했다.
하기 표2에 나타낸 바와 같이, 실시예 2-1 내지 2-4에서는, 최표면을 구성하는 결정 입자의 평균 입자 지름의 압연 동박의 두께에 대한 비율이 지나치게 작지 않고, 유연성이 우수한 결과가 된 것으로 생각된다.
-평가: 인장 강도, 신장율-
압연 동박의 인장시험에서 인장 강도 및 신장율을 측정했다.
(측정 조건)
상기 내력, 인장 강도, 및 신장율을 측정한 인장 시험은, 시험편으로 표 2의 평각 도체를 이용하고, 시험 방법은 JIS-Z2241(1998년)에 준거하여 실시했다.
2 압연 동박
4 시료 고정판
6 가동판
8 모터
4 시료 고정판
6 가동판
8 모터
Claims (6)
- 동 또는 동합금의 결정 입자로 구성된 압연 동박으로서,
상기 압연 동박은, 최종적인 동박 형태로 성형된 재료를, 가열 온도 300~500℃, 가열 시간 1초~ 5초의 조건으로 열처리하여 얻어지며,
최표면을 구성하는 상기 결정 입자의 평균 입자 지름이 0.2㎛ 이상 6㎛ 이하이고,
최표면을 구성하는 상기 결정 입자의 평균 입자 지름의 비율이 상기 압연 동박의 두께에 대해 1% 이상 6% 이하이며,
또한 상기 압연 동박의 길이방향으로 직행하는 단면을 EBSD(electron backscatter diffraction) 해석했을 때에 있어서의 하기 식 (1)에 의해 구해지는 입자내 왜율이 0.5% 이상 10% 이하인 압연 동박.
식 (1) 입자내 왜율(%)=(A)/(B)×100
(상기 식 (1)에 있어서, (A)는 화상 해석에 의해 방위차 1도 이상 15도 이하로 식별되는 영역의 면적을 나타내고, (B)는 화상 해석에 의해 방위차 0도 이상 15도 이하로 식별되는 영역의 면적을 나타낸다.) - 제1항에 있어서, 상기 압연 동박의 두께에 대한, 최표면을 구성하는 상기 결정 입자의 평균 입자 지름의 비율이 1% 이상 2% 이하인 압연 동박.
- 제1항에 있어서, 상기 압연 동박의 두께에 대한, 최표면을 구성하는 상기 결정 입자의 평균 입자 지름의 비율이 2% 초과 3% 미만인 압연 동박.
- 제1항에 있어서, 상기 압연 동박의 두께에 대한, 최표면을 구성하는 상기 결정 입자의 평균 입자 지름의 비율이 3% 이상 6% 이하인 압연 동박.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 둥근 선형의 동재(銅材)를 압연하여 박 형태로 성형함으로써 제작되는 압연 동박.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압연 동박의 두께가 0.02mm 이상 0.1mm 이하인 압연 동박.
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