KR20130025317A

KR20130025317A - 압연동박

Info

Publication number: KR20130025317A
Application number: KR1020110138759A
Authority: KR
Inventors: 다케미 무로가; 사토시 세키; 노보루 하기와라
Original assignee: 히타치 덴센 가부시키가이샤
Priority date: 2011-09-01
Filing date: 2011-12-21
Publication date: 2013-03-11
Also published as: CN102965539A; JP2013053323A; JP5177268B2

Abstract

우수한 굴곡 특성과 저강성을 겸비한 압연동박을 제공하는 것을 과제로 한다.
이를 해결하기 위해서, 압연동박은, 0.0002질량% 이상 0.003질량% 이하의 규소(Si)와, 0.0025질량% 이상 0.018질량% 이하의 붕소(B)와, 0.0002질량% 이상이고 질량비로 상기 붕소(B)의 5분의 1 이하의 유황(S)을 함유하고, 잔부가 무산소 구리 또는 산소량이 0.002질량% 이하의 저산소 농도의 구리(Cu)및 불가피 불순물로 이루어지는 동합금재를, 두께가 1㎛ 이상 20㎛ 이하의 박상체로 압연 가공하여 이루어진다.

Description

압연동박{ROLLED COPPER FOIL}

본 발명은, 압연동박(壓延銅箔)에 관한 것이다.

플렉시블 인쇄기판(Flexible Printed Circuit, 이하, 간단하게 「FPC」라고도 한다.)은, 일반적으로, 베이스 필름 상에 도체박(導體箔)(예를 들면 압연동박)이 적층 형성된 구조를 구비하고 있고, 두께가 얇고, 가요성(可撓性) 등의 굴곡 특성이 우수한 점 때문에, 전자기기 등에의 실장(實裝) 형태에 있어서 자유도가 높다. 이 때문에 FPC는, 전자기기 등에 있어서 특히 높은 굴곡 특성이 요구되는 부위, 예를 들면 접이식 휴대전화의 절곡부(折曲部), 디지털 카메라, 프린터 헤드 등의 가동부(可動部), HDD(Hard Disk Drive)나, 기록매체에 DVD(Digital Versatile Disc), CD(Compact Disc) 등을 사용한 디스크 장치의 가동부 등의 배선에 사용되고 있다.

이와 같이, 굴곡 특성이 우수한 FPC를 실현하기 위한 그 구성부재로서의 압연동박 및 그 제조방법으로서, 이하와 같은 것이 보고되어 있다.

최종 냉간 압연공정(冷間壓延工程)의 총 가공도를 높게 함으로써(예를 들면 90% 이상) 입방체 집합 조직(立方體集合組織)을 발달시키는 방법(예를 들면 특허문헌1 참조.)이 보고되어 있다.

최종 냉간 압연공정의 총 가공도를 높게 하는 것과(예를 들면 93% 이상), 재결정 소둔(再結晶燒鈍) 후의 입방체 집합 조직의 발달 정도를 규정한 동박, 예를 들면 압연면(壓延面)의 X선 회절로 구한 (200)면의 강도가 분말 X선 회절로 구한 (200)면의 강도의 20배 더 큰 동박(예를 들면 특허문헌2 참조.)이 보고되어 있다.

최종 냉간 압연공정 전의 중간 소둔 때에 입방체 집합 조직을 발달시켜 두고, 최종 냉간 압연공정의 총 가공도를 93% 이상으로 해서 재결정 후의 입방체 집합 조직을 더 발달시키는 방법, 및 동박의 판의 두께방향에 있어서 관통 결정 입자의 비율을 규정한 동박(예를 들면 단면 면적율로 40% 이상이 관통 결정 입자인 동박)(예를 들면 특허문헌3 참조.)이 보고되어 있다.

미량 첨가원소의 첨가에 의해 반연화(半軟化) 온도를 120~150도로 제어한, 굴곡 특성이 우수한 동박(최종 냉간 압연공정의 총 가공도를 90% 이상으로 한다)(예를 들면 특허문헌4 참조.)이 보고되어 있다.

최종 냉간 압연공정 후에 재결정 소둔을 실시한 압연동박에 있어서, 압연면을 기준으로 한 X선 회절 극점도 측정(X線回折極点圖測定)에 의해 얻어지는 결과에서, 구리결정의 {200}면에 대한 {111}면의 면내 배향도Δβ가 10도 이하이며, 또한 X선 회절 극점도 측정에서 α=35도에 있어서 β주사(走査)에 의한 상기 {111}면 회절 피크의 규격화 평균 강도[a]와 α=74도에 있어서 β주사에 의한 규격화 평균 강도[b]의 비가 [a]/[b]≥3인 결정 입자 배향상태를 구비하는 압연동박은, 우수한 굴곡 특성을 발휘한다. 이 압연동박은, 재결정 전의 최종 냉간 압연공정에 있어서의 총 가공도를 94% 이상으로 하고, 또한 1패스당의 가공도를 15~50%로 제어함으로써 제조된다(예를 들면 특허문헌5 참조.).

특허문헌1 일본국 공개특허 특개2001-262296호 공보 특허문헌2 일본국 특허 제3009383호 공보 특허문헌3 일본국 특허 제3856616호 공보 특허문헌4 일본국 특허 제3856582호 공보 특허문헌5 일본국 특허 제4285526호 공보

상기한 바와 같이, 지금까지는 FPC에 요구되는 굴곡 특성을 향상시키기 위해서, 그것을 구성하는 압연동박에 대하여도, 최종 냉간 압연공정에 있어서 총 가공도를 극력 높게 해서 재결정 소둔 후에 압연동박의 입방체 집합 조직을 발달시킴으로써, 그 굴곡 특성의 향상을 꾀해 왔다. 또한 미량 첨가원소의 첨가에 의해 연화 온도를 제어하고 있다. 바꾸어 말하면, 높은 굴곡 특성을 구비하는 압연동박을 얻기 위해서, 최종 냉간 압연공정의 총 가공도를 높게 하는 것이 이루어져 왔다.

그러나 최근의 전자기기의 소형화·박형화에 따라, FPC에 대하여는, 굴곡 특성뿐만 아니라 낮은 강성(剛性)(낮은 반발성)의 요구도 강해져 왔다. 이 때문에 압연동박 자신도 저반발성이 요구 되어지고 있다. 그러나 지금까지의 플렉시블 인쇄기판용 압연동박에 있어서는, 개발의 중점은 굴곡 특성의 향상에 있었고, 강성(반발성)에 관해서는 고려되어 있지 않았다.

이러한 강성의 제어에 관해서, 금속학적 관점으로부터는 그 제어방법의 하나로서 미량 첨가원소가 생각된다. 그러나 지금까지의 미량 첨가원소의 첨가는 연화 온도의 제어를 목적으로 하는 것이며, 그 첨가원소의 종류자체도 강성의 관점으로부터 선정된 것은 아니었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 우수한 굴곡 특성과 저강성을 겸비한 압연동박을 제공하는 것에 있다.

본 발명자들은, 모재(母材)로서의 구리에, 소정의 미량 첨가원소를 소정의 양으로 함유시킨 조성으로 함으로써 상기의 문제를 해결할 수 있는 것을 찾아내어, 본 발명을 완성시켰다. 즉 본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위하여 이하의 압연동박을 제공한다.

[1]0.0002질량% 이상 0.003질량% 이하의 규소(Si)와, 0.0025질량% 이상 0.018질량% 이하의 붕소(B)와, 0.0002질량% 이상이고 질량비로 상기 붕소(B)의 5분의 1 이하의 유황(S)을 함유하고, 잔부(殘部)가 무산소 구리 또는 산소량이 0.002질량% 이하의 저산소 농도의 구리(Cu) 및 불가피 불순물로 이루어지는 동합금재(銅合金材)를, 두께가 1㎛ 이상 20㎛ 이하의 박상체(箔狀體)로 압연 가공하여 이루어지는 압연동박.

[2]상기 동합금재는, 0.006질량% 이상 0.02질량% 이하의 은(Ag)을, 더 포함하여 구성된 상기 [1]에 기재된 압연동박.

[3]상기 동합금재는, 0.0062질량% 이상 0.0197질량% 이하의 은(Ag)을, 더 포함하여 구성된 상기 [1]에 기재된 압연동박.

[4]플렉시블 인쇄기판용인 상기 [1]에 기재된 압연동박.

[5]상기 박상체의 적어도 일방의 면에 수지에 의한 피복층을 형성한 상기 [1] 또는 [4]에 기재된 압연동박.

[6]디스크 장치 또는 휴대전화의 배선용인 상기 [1], [4] 또는 [5]에 기재된 압연동박.

본 발명에 의하면, 우수한 굴곡 특성과 저강성을 겸비한 압연동박을 제공할 수 있다.

도1은, 본 발명의 실시형태에 관한 압연동박의 제조공정의 일례를 나타내는 플로우 차트이다.
도2는, 루프 스티프니스 테스터에 의한 반발력의 시험 방법의 개요를 나타내는 설명도이다.
도3은, 본 발명의 실시예 및 비교예에 있어서 얻어진 압연동박의 반발력(표2의 수치)을 나타내는 그래프로서, (a)는 150도 × 60분 열처리 후의 반발력, (b)는 300도 × 60분 열처리 후의 반발력을 각각 나타낸다.

[실시형태의 요약]

본 실시예에 관한 압연동박은, 모재로서의 구리에 미량 첨가원소가 함유되고, 소정의 두께를 구비하도록 압연된 동박에 있어서, 0.0002질량% 이상 0.003질량% 이하의 규소(Si)와, 0.0025질량% 이상 0.018질량% 이하의 붕소(B)와, 0.0002질량% 이상이고 질량비로 상기 붕소(B)의 5분의 1 이하의 유황(S)을 함유하고, 잔부가 무산소 구리 또는 산소량이 0.002질량% 이하의 저산소 농도의 구리(Cu) 및 불가피 불순물로 이루어지는 동합금재를, 두께가 1㎛ 이상 20㎛ 이하의 박상체로 압연 가공하여 이루어진다.

여기에서 불가피 불순물이라는 것은, 동박을 구성하는 원료 중에 존재하거나, 제조공정에 있어서 불가피하게 혼입되는 미량의 불순물을 말한다. Si, B, S, Ag에 대해서는, 첨가물과 불가피 불순물과의 관계는 후술한다.

[실시형태]

본 발명의 실시형태에 관한 압연동박은, 0.0002질량%(2ppm) 이상 0.003질량%(30ppm) 이하의 규소(Si)와, 0.0025질량%(25ppm) 이상 0.018질량%(180ppm) 이하의 붕소(B)와, 질량비로 붕소(B)의 5분의 1 이하로 0.0002질량%(2ppm) 이상의 유황(S)을 함유하고, 잔부가 무산소 구리 또는 산소량이 0.002질량%(20ppm) 이하의 저산소 농도의 구리(Cu) 및 불가피 불순물로 이루어지는 동합금재를, 두께가 0.001mm(1㎛) 이상 0.02mm(20㎛) 이하의 박상체로 압연 가공하여 이루어지고, 예를 들면 플렉시블 인쇄기판(FPC) 등의 가요성 배선 부재에 사용된다.

일례로서, 본 실시형태에 관한 압연동박은, 후술하는 압연동박의 제조공정의 최종 냉간 압연공정을 거친 후이고 재결정 소둔을 거치기 전에 얻어지는 압연동박이며, 예를 들면 FPC용의 압연동박에 사용하는 것을 목적으로 하고, 1㎛ 이상 20㎛ 이하의 두께를 구비하도록 형성된다. 이하, 모재로서의 구리 및 불가피 불순물(이하, 간단하게 「구리」라고도 한다.), 미량 첨가원소 및 두께에 대해서, 더 상세하게 설명한다.

(모재)

본 실시형태에 관한 압연동박의 모재는, 구리(Cu) 및 불가피 불순물로 구성된다.

본 실시형태에 관한 압연동박은, 예를 들면 무산소 구리 또는 산소농도가 20ppm 이하의 저산소 농도의 구리재(Cu)를 모재로 하여 형성된다. 여기에서 본 실시형태에 사용되는 「무산소 구리」는, 예를 들면 JISC1020에 의하여 규정되는 무산소 구리로 순도가 99.96% 이상의 구리다. 또, 산소 함유량은 완전히 제로인 것은 아니고, 수 ppm부터 십 몇 ppm(0.000몇 질량 %부터 0.001몇 질량%) 정도의 산소가 본 실시형태에 사용되는 무산소 구리에 포함되는 것은 배제되지 않는다. 따라서 산소농도가 20ppm 이하의 저산소 농도의 구리재도 광의로 해석하면 무산소 구리에 포함된다.

본 실시형태에 관한 압연동박은, 모재로서, 상기의 구리(Cu) 이외에 불가피 불순물을 함유한다. 불가피 불순물의 함유량은, 0.02질량%(200ppm) 이하가 바람직하고, 0.01질량%(100ppm) 이하가 더 바람직하다.

(미량 첨가원소)

본 실시형태에 관한 압연동박은, 미량 첨가원소로서, 규소(Si)와 붕소(B)와 유황(S)을 함유하고, 또한 필요에 따라 은(Ag)을 함유한다.

본 실시형태에 사용되는 규소(Si), 붕소(B) 및 유황(S)은, 동시에 각각 상기 규정량을 충족시키면, 강성(반발성)이 작아지는 효과가 있다. 이들은 3원소 모두가 동시에 포함되는 것이 필요해서, 1원소라도 빠지면 낮은 강성능은 발휘되지 않는다.

본 실시형태에 사용되는 붕소(B)의 함유량은, 0.0025질량%(25ppm) 이상 0.018질량%(180ppm) 이하이지만, 붕소(B)는 원자량이 작으므로 양산시의 주조공정에 있어서 붕소(B)량의 제어의 관점으로부터는, 0.004질량%(40ppm) 이상 0.0165질량%(165ppm) 이하인 것이 바람직하다. 또, 하한치과 상한치를 각각 15ppm씩 좁힌 이유는, 양산시의 주조에 있어서 농도 차이(농도 공차(濃度公差))를 고려한 것이다.

본 실시형태에 있어서 필요에 따라 사용되는 은(Ag)은, 「규소+붕소+유황」에 의한 효과와 마찬가지로, 강성(반발성)을 낮게 하는 효과가 있다. 은(Ag)의 함유량은, 0.006질량%(60ppm) 이상 0.02질량%(200ppm) 이하이다. 본 발명의 효과를 안정하게 얻기 위해서는, 특별히 최적조건 범위는 없다. 그러나 후술하는 바와 같이, 200ppm을 넘으면, 적정한 소둔 처리를 실시하면 본 발명의 효과는 얻어지지만, 압연동박의 내열성이 상승해버리기 때문에 기존의 일부의 CCL공정에는 사용할 수 없게 되는 경우가 있다. 이 때문에 내열성의 관점으로부터는, 0.0062질량%(62ppm) 이상 0.0197질량%(197ppm) 이하가 더 바람직하다. 또, 은(Ag)은 단독으로 강성을 낮게 하는 효과는 충분하지만, 「규소+붕소+유황」 쪽이 그 효과가 더 크다(후술하는 도2 및 표2 참조). 또한 후술하는 바와 같이, 은(Ag)은 모재 중에 불가피 불순물로서 포함되는 경우가 있다.

(두께)

본 실시형태에 관한 압연동박은, 예를 들면 FPC용의 압연동박에 사용하기 위해서 1㎛ 이상 20㎛ 이하의 두께를 구비하는 것이 바람직하다.

(압연동박의 제조방법)

도1은, 본 발명의 실시형태에 관한 압연동박의 제조공정의 일례를 나타내는 플로우 차트이다. 이하, 도1에 나타낸 공정에 따라, 본 발명의 실시형태에 관한 압연동박의 제조방법의 일례에 대해서 설명한다.

(1)주괴 준비공정

우선, 원재료로서, 동합금재의 주괴(鑄塊)를 준비한다(주괴 준비공정: 스텝10, 이하, 스텝을 「S」라고 표기한다). 예를 들면 산소 함유량이 5ppm 이하의 무산소 구리(예를 들면 JISH3100, JISC1020 등)를 모재로 하고, 규소(Si)와 붕소(B)와 유황(S)이 각각 소정량 함유된 동합금재의 잉곳(즉, 주괴)을 준비한다. 또, 은(Ag)을 더 포함하는 경우에도 마찬가지로, 예를 들면 산소 함유량이 5ppm 이하의 무산소 구리(예를 들면 JISH3100, JISC1020 등)를 모재로 하고, 규소(Si)와 붕소(B)와 유황(s)이 각각 소정량 함유되고, 또한 은(Ag)이 소정량 함유된 동합금재의 잉곳을 준비한다.

(2)열간 압연공정

다음에 잉곳에 열간 압연을 실시해서 판재(板材)를 제조한다(열간 압연공정: S20).

(3)냉간 압연공정 및 중간 소둔공정의 반복 공정

열간 압연공정에 이어 판재에 냉간 압연을 실시하는 공정(냉간 압연공정: S32)과, 냉간 압연된 판재에 소둔 처리를 실시하는 공정(중간 소둔공정: S34)을 소정 회수, 반복 실시한다(S30). 중간 소둔공정(S34)은, 냉간 압연이 실시된 판재의 가공 경화를 완화하는 공정이다. 이에 따라 「생지(生地)」라고 불리는 구리 스트립(copper strip)(이하, 「최종 냉간 압연공정 전의 구리 스트립」이라고도 한다.)가 제조된다.

(4)생지 소둔공정

계속하여, 이 구리 스트립에 소정의 소둔 처리를 실시한다(생지 소둔공정: S40). 생지 소둔공정은, 생지 소둔공정을 거치기 전의 각 공정에 기인하는 가공 비틀림을 충분하게 완화할 수 있는 열처리, 예를 들면 대략 완전한 소둔 처리를 실시하는 것이 바람직하다.

(5)최종 냉간 압연공정

이어서, 소둔 처리를 실시한 생지(이하, 「소둔 생지」라고도 한다.)에 대하여 냉간 압연을 실시한다(최종 냉간 압연공정(「마감 압연 공정」이라고도 하는 경우가 있다): S50). 이에 따라, 본 실시형태에 관한 소정의 두께를 구비하는 박상체의 압연동박이 제조된다. 여기에서 플렉시블 인쇄기판(FPC)의 대전제(大前提)인 굴곡 특성을 발휘시키기 위해서, 상기한 지금까지의 기술과 같이, 최종 냉간 압연공정의 총 가공도를 93% 이상으로 한다.

(6)표면처리 등의 공정

계속하여, 본 실시형태에 관한 압연동박을 FPC의 제조공정에 투입할 수 있다. 이 경우에 우선, 최종 냉간 압연공정을 거친 압연동박에 대하여 표면처리 등을 실시한다(표면처리 등의 공정: S60).

(7)FPC 제조공정

다음에, 표면처리 등이 실시된 압연동박은 FPC의 제조공정에 공급된다(FPC 제조공정: S70). FPC 제조공정을 거침으로써, 본 실시형태에 관한 압연동박에 표면처리 등이 실시된 압연동박을 구비하는 FPC를 제조할 수 있다. 이하, 그 FPC 제조공정에 대해서 개략을 설명한다.

FPC 제조공정은, 예를 들면 FPC용의 동박과, 폴리이미드 등의 수지로 이루어지는 베이스 필름(기재)을 접합시켜서 CCL(Copper Claded Laminate)을 형성하는 공정(CCL공정)과, CCL에 에칭 등의 방법에 의해 회로배선을 형성하는 공정(배선형성공정)과, 회로배선 상에서 배선을 보호하는 것을 목적으로 하여 표면 처리를 실시하는 공정(표면처리공정)을 포함한다. CCL공정은, 접착제를 통하여 동박과 기재를 적층한 후에 열처리에 의해 접착제를 경화하여 밀착시켜서 적층구조체(3층 CCL)를 형성하는 방법과, 표면처리가 실시된 동박을 접착제를 통하지 않고 기재에 직접 붙인 후에 가열·가압에 의해 일체화해서 적층구조체(2층 CCL)를 형성하는 방법의 2종류의 방법을 사용할 수 있다.

여기에서 FPC 제조공정에 있어서는, 제조의 용이성의 관점으로부터 냉간 압연 가공이 실시된 동박(즉, 가공 경화한 경질(硬質)한 상태의 동박)을 사용하는 경우가 있다. 이것은, 소둔됨으로써 연화(軟化)한 동박은, 이 동박을 절단하였을 경우 또는 기재에 적층시킨 경우에, 변형(예를 들면 신장, 주름, 꺾임 등의 변형)되기 쉬워 제품불량이 발생하는 경우가 있기 때문이다. 한편 동박의 굴곡 특성은, 동박에 압연 가공을 실시한 상태 그대로보다 재결정 소둔을 실시한 편이 현저하게 양호해진다. 여기에서, 상기의 CCL공정에 있어서 기재와 동박을 밀착·일체화시키는 열처리에 있어서는, 동박의 재결정 소둔을 겸하는 제조방법을 채용하는 것이 바람직하다.

또, 재결정 소둔의 열처리 조건은 CCL공정의 내용에 따라서 변화시킬 수 있는데, 일례로서, 150도 이상 300도 이하의 온도에서 1분간 이상 120분간 이하의 시간동안 열처리를 실시한다. 또한 재결정 소둔은, CCL공정에 있어서 실시되는 열처리가 아니라 별도의 공정에서 실시할 수도 있다. 이러한 온도조건의 범위 내의 열처리에 의하여 재결정 조직을 구비하는 동박을 제조할 수 있다. 이상과 같이, 동박은 굴곡 특성의 관점에서, FPC 제조공정에 의해 재결정 소둔이 이루어져야만 한다. 따라서 본 발명의 과제인 저강성(저반발성)도 재결정 소둔 후의 상태에서 발휘되어야만 한다.

(실시형태의 효과)

본 실시형태에 관한 압연동박은, 무산소 구리 또는 산소량이 0.002질량%(20ppm) 이하의 저산소 농도의 구리(Cu) 및 불가피 불순물에, 규소(Si)와 붕소(B)와 질량비로 붕소(B)의 5분의 1 이하로 0.0002질량%(2ppm) 이상의 유황(S)이 함유된 조성을 구비함으로써, 전자기기의 소형화·박형화에 따라 새롭게 강하게 요구되져 온 저강성(저반발력)을 발휘할 수 있다. 또, 우수한 굴곡 특성은 대전제로서, 본 발명의 형태에 관한 압연동박은, 기본적으로 우수한 굴곡 특성이 발휘되는 특허문헌5의 제조방법에 따라 제조했으므로, 굴곡 특성도 우수하다. 또한 본 실시예에 관한 압연동박은, 상기한 바와 같이, 저강성(저반발력)과 우수한 굴곡 특성을 모두 동시에 발휘할 수 있기 때문에, 여러 가지 분야에서의 용도가 기대된다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 더 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들의 실시예에 의해 어떠한 제한을 받는 것은 아니다.

(실시예1)

다음과 같이 하여 실시예1에 관한 압연동박을 제조했다. 즉 우선, 무산소 구리를 모재로 한 주원료와 2ppm의 Si와 26ppm의 B와 5ppm의 S를 용해하여, 두께 150mm, 폭 500mm의 주괴를 제조하였다(주괴 준비공정).

또, 첨가물 중에서 특히 Si, S에 대해서는, 무산소 구리 및 B의 원재료 중에 불가피 불순물로서, 0ppm 이상 20ppm 정도까지 존재하는 경우가 있다. 이러한 경우에는, 무산소 구리 및 B에 포함되는 Si 및 S의 양을 고려하여, 첨가하는 Si 및 S의 양을 결정하면 좋다. 또한 B에 대해서는, 0.0025질량% 이상의 B가 원재료에 포함되는 일은 드물다고 생각되지만, 불가피적 불순물로서의 B의 존재를 본 실시형태 및 본 실시예로부터 제외할 이유는 존재하지 않는다. 바꿔 말하면, Si, B, S(및 후술하는 Ag)에 대해서, 불가피 불순물로서 존재한다면 그것을 고려하여 최종적으로 원하는 양으로 하면 좋은 것이며, 불가피 불순물일지 첨가된 것일지 또는 그 양방일지는 묻지 않는다.

또한 본 실시예에 있어서 Ag는 첨가하지 않았지만(0ppm으로 하였다), Ag는 주원료의 무산소 구리에 불가피 불순물로서 0ppm을 초과하여 20ppm 정도(0질량%를 초과하여 0.002질량% 정도)까지 함유하고 있는 경우가 있다. 주원료에 불가피 불순물로서 포함되는 Ag는 피할 수 없는 경우가 많다. 다만 후술하는 바와 같이, Ag는 60ppm 이상 포함함으로써 강성이 저하(반발력이 저하)하는 효과가 얻어지지만, 60ppm 미만에서는 Ag에 의한 동(同) 효과가 없을 뿐으로 악영향이 있는 것은 아니다. 즉, Ag를 0~60ppm 포함하는 경우, 즉 불가피 불순물로서 상정되는 양인 0ppm 이상 20ppm 이하, 거기에 더하여 첨가물로서의 Ag가 상정되고 있는 20ppm 이상 60ppm 미만인 어느 쪽의 경우에도, 본 실시형태 및 본 실시예에 포함되는 것에 주의한다.

다음에 실시형태에 관한 압연동박의 제조방법에 따라 주괴에 열간 압연을 실시하여, 두께가 10mm의 판재를 제조했다(열간 압연공정). 계속하여, 판재에 냉간 압연(냉간 압연공정) 및 소둔 처리(중간 소둔공정)를 반복하여 「생지」를 제조했다. 그리고 「생지」에 소둔 처리를 실시했다(생지 소둔공정). 또, 생지 소둔공정에 있어서의 소둔 처리는, 약 750도의 온도에서 약 1분간 유지함으로써 실시했다.

다음에 생지 소둔공정을 거친 소둔 생지에 냉간 압연을 실시했다. 여기에서 최종 냉간 압연공정은, 우수한 굴곡 특성이 얻어지고 있는 특허문헌5에 기재되어 있는 방법을 기초로 검토를 하고, 압연 가공공정에 있어서의 1패스마다의 가공도 조건 및 총 가공도를 조정해서 압연 가공을 실시했다. 본 실시예에 있어서는, 최종 냉간 압연공정의 총 가공도를 96%로 했다. 우수한 굴곡 특성을 얻기 위한 제조방법은, 실시예에 기재한 제조 조건에 한하는 것은 아니고, 또 다른 방법으로 실현시켜도 괜찮다. 즉, 본원에 기재된 조성을 구비하면 저강성이 얻어지기 때문에, 그 외의 효과, 예를 들면 굴곡 특성 등의 향상은 적당하게 다른 방법을 적용할 수 있는 것에 주의한다.

이렇게 하여 두께가 0.012mm의 압연동박을 제작했다.

(실시예2~17)

실시예1에 있어서 규소(Si), 붕소(B), 유황(S) 및 은(Ag)의 양을, 표1에 나타내는 값으로 바꾼 것 외에는 실시예1과 마찬가지로 하여 실시예2~17에 관한 압연동박을 제조했다. 또, 표1에 있어서의 실시예1~17 및 후술하는 비교예1~13에 관한 압연동박의 Si, B, S, Ag의 양은, ICP(Inductively Coupled Plasma) 분석에 의한 분석 값이다.

(비교예1~13)

실시예1에 있어서 규소(Si), 붕소(B), 유황(S) 및 은(Ag)의 양을, 표1에 나타내는 값으로 바꾼 것 외에는 실시예1과 마찬가지로 하여 비교예1~13에 관한 압연동박을 제조했다.

얻어진 압연동박에 대해서, 이하에 나타내는 굴곡 특성 및 강성의 평가를 하였다.

(굴곡 특성의 평가)

굴곡 특성의 평가는, 신에쓰엔지니어링 주식회사 제품의 슬라이딩 굴곡 시험장치(형식 : SEK-31B2S)를 사용하여 IPC규격에 준거해서 실시했다(굴곡 피로 수명 시험). 본 실시예 및 비교예 전부에 있어서, 최종 냉간 압연공정의 총 가공도 등은 특허문헌5에 기재되어 있는 방법을 기초로 실시했으므로, 최종 냉간 압연 후에 재결정 소둔(150도로 60분간 유지, 300도로 60분간 유지)을 실시한 압연동박의 굴곡 특성은, 실시예1~17 및 비교예1~13에 있어서 차이는 없고, 전부에 있어서 우수한 굴곡 특성이 종래와 같이 얻어졌다.

(강성의 평가)

강성은, 도요정기제작소 주식회사 제품의 루프 스티프니스 테스터(loop stiffness tester)를 사용하여 루프 모양으로 한 시험편 반발력에 의하여 평가했다. 이 방법은, JIS규격으로는 되어 있지 않지만, FPC 업계에서 최근 많이 사용되고 있는 방법이다. 도2는, 루프 스티프니스 테스터에 의한 반발력의 시험 방법의 개요를 나타내는 설명도이다. 또, 도2의 좌측은 하중 부가 전을 나타내고, 도2의 우측은 하중 부가 상태를 나타내는 단면도이다. 우선, 동박(1)의 시험편의 양단부를 모아서 루프 모양의 형태로 한다. 다음에, 그 시험편의 루프의 정점(頂点)을 시료 압자판(試料壓子板)(2)으로 시료 고정판(3)을 향해서 일정 스트로크 분을 가압한다. 이 때에 압축한 힘(반발력)을 측정하는 것이다.

이하에, 구체적인 측정 조건을 나타낸다. 우선, 최종 압연공정 후에 재결정 소둔 전의 압연동박(두께 0.012mm(12㎛))을 길이 100mm, 폭 10mm로 잘라낸 후, 150도로 60분간 유지, 300도로 60분간 유지의 열처리(재결정 소둔)를 각각 실시했다. 열처리 후의 압연동박의 반발력을, 상기 도요정기제작소 주식회사 제품의 루프 스티프니스 테스터를 사용하여, 동박(1)의 루프 길이 : 70mm, 시료 압자판(2)의 스트로크 : 5mm의 조건으로 측정했다. 측정결과를 표2에 나타낸다.

여기에서 비교예13에 있어서, 300도로 60분간 유지한 열처리재에서는 반발력 0.0055N(0.56g)으로서 저반발력으로 양호하지만, 150도로 60분간 유지한 열처리재의 반발력은 0.0319N(3.25g)으로 매우 높다. 이것은, Ag의 농도가 200ppm을 넘었기 때문에 내열성이 높아져 버림으로써, 150도로 60분의 열처리에서는 재결정이 불충분했기 때문이다. 반대로 말하면, Ag의 농도가 200ppm을 넘어도 재결정이 충분하게 이루어지는 온도조건에서 열처리 하면, 양호한 저반발력의 성능이 얻어진다. 그러나 전술한 바와 같이, CCL공정의 낮은 온도조건은 150도이므로, 150도에서 충분하게 재결정을 완료시킬 필요가 있기 때문에, Ag농도의 상한은 200ppm로 하였다. 따라서 Ag의 200ppm이라고 하는 상한치는, 저강성(저반발력)이라고 하는 관점으로부터가 아니라, 기존 CCL공정의 온도조건의 관점으로부터의 값이다.

다음에 표2에 있어서의 실시예1~17 및 비교예1~13에 관한 압연동박의 반발력을 그래프에 도시하여 도3에 나타낸다. 150도로 60분간의 열처리재와 300도로 60분간의 열처리재의 반발력은, 실시예1~17 및 비교예1~13의 경향은 같다(다만 반발력의 값은, 300도의 열처리재 쪽이 약간 작다). 따라서 이후의 각 실시예 및 비교예에 관한 결과 설명은, 온도에 관한 언급은 생략한다.

우선, 실시예1~5에서는 반발력은 약하여(강성이 낮아서) 양호한 결과였다. 다음에 실시예6~11에서는 은(Ag)도 포함하므로, 은(Ag)을 포함하지 않는 실시예1~5보다 1할 정도 반발력이 더 약해(강성이 낮아)졌다.

다음에 실시예12~17은, Si, B 및 S의 양, 및 B/S의 질량%비가 전부 규정의 범위 내이지만, Ag의 양이 규정의 범위 밖인 60ppm 미만으로 포함되는(Ag만이 규정량보다 적다) 구성으로 되어 있다. 실시예12~17에서는, Ag의 양이 규정보다 적지만, Si, B 및 S의 양, 및 B/S의 질량%비는 전부 규정의 범위 내이며, Ag를 포함하지 않는 실시예1~5의 경우와 같은 정도의 약한 반발력(저강성)이다. 이상의 결과에서, Ag의 양이 규정의 하한치인 60ppm보다 낮아도 강성(반발력)에는 영향이 없다. 즉, Ag는 60ppm 이상에서 강성을 낮게(반발력을 약하게) 하는 효과가 있지만, 60ppm 미만에서는, 그 효과가 없을 뿐 다른 성능을 열화(劣化)시키거나 하는 악영향은 없다.

다음에 비교예1 및 비교예2는, 규소(Si)의 양이 규정의 범위로부터 벗어나고 있기 때문에, 반발력이 강해(강성이 높아)졌다. 다음에 비교예3 및 비교예4에서는, 붕소(B)의 양이 규정의 범위로부터 벗어나기 때문에, 반발력이 강해(강성이 높아)졌다.

다음에 비교예5에서는, 규소(Si), 붕소(B) 및 유황(s)의 양은 단독으로는 각각 규정의 범위 내이지만, 「붕소(B)의 질량% / 유황(S)의 질량%」 = 3.8로서 5 이하가 되고 있기 때문에, B와 S의 질량%의 비가 규정 범위 밖이므로 반발력이 강해(강성이 높아)졌다.

다음에 비교예6에서는, Si의 양, B의 양 및 B과 S의 질량%의 비는 모두 규정 범위 내이지만 S의 양이 규정 범위 밖이기 때문에, 반발력이 강해(강성이 높아)졌다.

다음에 비교예7 및 비교예8은, Si의 양이 규정의 범위 밖인 비교예1 및 비교예2에, 각각 은(Ag)이 23ppm(비교예7), 39ppm(비교예8) 포함되는 구성으로 되어 있다. 비교예7 및 비교예8은, Ag의 양도 규정의 범위 밖(규정량의 60ppm보다 적다)이지만, 반발력은 비교예1 및 비교예2와 거의 동등하다.

다음에 비교예9 및 비교예10은, B의 양이 규정의 범위 밖인 비교예3 및 비교예4에, 각각 은(Ag)이 54ppm(비교예9), 16ppm(비교예10) 포함되는 구성으로 되어 있다. 비교예9 및 비교예10은, Ag의 양도 규정의 범위 밖(규정량의 60ppm보다 적다)이지만, 반발력은 비교예3 및 비교예4와 거의 동등하다.

다음에 비교예11은, B과 S의 질량%의 비가 규정의 범위 밖인 비교예5에, 은(Ag)이 31ppm(비교예11) 포함되는 구성으로 되어 있다. 비교예11은, Ag의 양도 규정의 범위 밖(규정량의 60ppm보다 적다)이지만, 반발력은 비교예5와 거의 동등하다. 또한 비교예12는, S의 양이 규정의 범위 밖인 비교예6에 은(Ag)이 56ppm(비교예12) 포함되는 구성으로 되어 있다.

다음에 비교예13은, Ag의 양이 규정의 범위 밖이다(규정량의 200ppm보다 많다). 우선, Ag의 양이 많기 때문에 연화 온도, 즉 재결정 조직이 발달하는 온도가 높아진다.

이 때문에 Ag의 양이 많은 경우에는, 재결정 소둔이 이루어지는 FPC 제조공정의 온도에 의하여 움직임이 약간 다르게 된다.

FPC 제조공정의 온도가 낮을 경우, 예를 들면 150도로 60분의 열처리가 실시된 경우에는, 그 공정 전의 압연 가공공정(최종 냉간 압연공정)에서 축적된 압연 가공의 변형이, 재결정 조직으로 충분하게 발달할 수 없어 잔존해버린다. 이 때문에 재료가 딱딱하고 강성이 높아져 버린다.

한편 FPC 제조공정에 있어서 300도 × 60분의 열처리를 실시한 경우에는, 재결정화가 완료하기 때문에 실시예와 동등한 저강성이 얻어진다. FPC 제조공정의 온도가 높고 시간도 충분하게 주어지는 경우에는 Ag의 양을 많게 할 수 있지만, 그러한 공정은 일반적으로 비용이 높아지게 되는 점에 주의가 필요하다.

본 발명은, 상기 실시형태 및 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변형 실시가 가능하다. 예를 들면 상기 실시형태의 압연동박을 사용한 플렉시블 인쇄기판 및 그 플렉시블 인쇄기판을 사용한 디스크 장치 또는 휴대전화를 제공할 수 있다.

1 동박
2 시료 압자판
3 시료 고정판

Claims

0.0002질량% 이상 0.003질량% 이하의 규소(Si)와,
0.0025질량% 이상 0.018질량% 이하의 붕소(B)와,
0.0002질량% 이상이고 질량비로 상기 붕소(B)의 5분의 1 이하의 유황(S)을
함유하고,
잔부(殘部)가 무산소 구리(無酸素銅; oxygen-free copper) 또는 산소량이 0.002질량% 이하의 저산소 농도의 구리(Cu) 및 불가피 불순물로 이루어지는 동합금재를,
두께가 1㎛ 이상 20㎛ 이하의 박상체(箔狀體)로 압연 가공하여 이루어지는 압연동박(壓延銅箔).
제1항에 있어서,
상기 동합금재는, 0.006질량% 이상 0.02질량% 이하의 은(Ag)을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 압연동박.
제1항에 있어서,
상기 동합금재는, 0.0062질량% 이상 0.0197질량% 이하의 은(Ag)을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 압연동박.
제1항 또는 제2항에 있어서,
플렉시블 인쇄기판용인 것을 특징으로 하는 압연동박.
제1항 또는 제4항에 있어서,
상기 박상체의 적어도 일방의 면에 수지에 의한 피복층을 형성하는 것을 특징으로 하는 압연동박.
제1항, 제4항 또는 제5항 중의 어느 한 항에 있어서,
디스크 장치 또는 휴대전화의 배선용인 것을 특징으로 하는 압연동박.