KR20160137998A

KR20160137998A - 압연 구리박, 압연 구리박의 제조방법, 플렉서블 플랫 케이블, 플렉서블 플랫 케이블의 제조방법

Info

Publication number: KR20160137998A
Application number: KR1020167024924A
Authority: KR
Inventors: 료스케 마쓰오; 겐고 미토세
Original assignee: 후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤; 후루카와 에이에스 가부시키가이샤
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2016-12-02
Also published as: US10522268B2; JP6696895B2; JPWO2015152261A1; CN106029929A; EP3128036B1; KR101893280B1; US20170018329A1; EP3128036A4; EP3128036A1; WO2015152261A1; CN106029929B

Abstract

협폭의 구리박을 제조하는 경우라도 내굴곡성이 우수함과 함께, 가공 용이성과 저비용화를 실현할 수 있는 압연 구리박 및 그 제조방법을 제공한다. 본 실시형태의 압연 구리박(1)은, 구리 또는 구리합금으로 이루어지는 환선재를 압연하여 얻어지는 압연 구리박으로서, 상기 압연 구리박의 압연면에 있어서, Cube 방위에서의 어긋남 각도가 13°이내로 배향되는 결정립이 6% 이상의 면적률을 가진다.

Description

압연 구리박, 압연 구리박의 제조방법, 플렉서블 플랫 케이블, 플렉서블 플랫 케이블의 제조방법{ROLLED COPPER FOIL, METHOD FOR PRODUCING ROLLED COPPER FOIL, FLEXIBLE FLAT CABLE, AND METHOD FOR PRODUCING FLEXIBLE FLAT CABLE}

본 발명은, 구리 또는 구리합금으로 이루어지는 환선재(丸線材)를 압연하여 얻어지는 압연 구리박 및 그 제조방법, 및 플렉서블 플랫 케이블 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 자동차용 부품 등에 있어서 반복하여 굴곡 운동을 하는 플렉서블 플랫 케이블 등에 이용되는 압연 구리박 및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래, 플렉서블 플랫 케이블(FFC)은, 두께가 얇고 가요성이 우수한 특징으로부터, 전자기기 등에의 실장 형태에 있어서의 자유도가 높아, 여러가지 용도에 이용되고 있다. 예를 들면, 자동차에 있어서의 에어백 시스템의 구성부품인 스티어링ㆍ롤ㆍ커넥터(SRC), 접이식 휴대전화의 절곡부, 디지털카메라, 프린터 헤드 등의 가동부, HDD(Hard Disk Drive)나 DVD(Digital Versatile Disc), Blu-ray(등록상표) Disc, CD(Compact Disc) 등, 디스크 관련 기기의 가동부의 배선 등에 널리 이용되고 있다. 이러한 플렉서블 플랫 케이블의 도체 부분에는, 일반적으로 압연 구리박이 이용되고 있다.

종래의 압연 구리박으로서, 예를 들면, 구리박의 X선 회절로 구한 (200)면의 적분강도를 I, 미분말(微粉末) 구리의 X선 회절로 구한 (200)면의 적분강도를 I(0)로 했을 때, I/I(0) > 20이 되는 입방체 집합조직을 가지는 압연 구리박이 개시되어 있다(특허문헌 1). 이 기술에서는, 내굴곡성이 우수한 집합조직을 가지는 구리박을 이용하는 것으로 장기 수명화를 실현할 수 있고, 플렉서블 프린트 기판(FPC)의 소형화, 고기능화를 실현하는 것이 개시되어 있다.

또한, 다른 종래의 압연 구리박으로서, 환선재의 압연에 의해서 제조되고, 박 두께에 대한 결정 평균입경을 규정한 압연 구리박이 개시되어 있다(특허문헌 2). 이 기술에서는, 피로에 의한 파괴가 시작되는 표층의 결정을 미세 입자화하는 것으로, 그 내굴곡성을 개선하고 있다.

일본 공개특허공보 2006-326684호 일본 특허공보 제5342712호

그러나, 특허문헌 1의 기술에서는, 판재를 압연 가공하여 구리박을 제조하고 있기 때문에, 구리박을 이용하여 FFC를 제조하는 경우, 상기 구리박을 슬릿 가공하는 것이 전제가 되고, 비용 상승의 원인이 된다. 또한, 최근 FFC의 협폭화(狹幅化)의 요구가 강해지고 있는데 대해서, 슬릿 가공에 의한 방법으로는 충분히 구리박의 폭을 좁게 하는 것이 어려웠다. 또한, 특허문헌 1에는 환선을 기초로 구리박을 제조하는 기술에 대해서는 개시가 없다.

한편, 특허문헌 2의 기술에서는, 환선을 압연 가공하여 구리박을 제조하고 있고, 내굴곡성이 높은 것이 개시되어 있지만, 집합조직 제어를 행하고 있는 것은 아니며, 최근, 예를 들면 상기 SRC에서 요구되는 높은 내굴곡성의 요구에 대해서 특성의 개선이 더 요구되고 있었다.

상기 과제에 비추어서, 본 발명의 목적은, 협폭(狹幅)의 구리박을 제조하는 경우라도, 내굴곡성이 우수함과 함께, 가공 용이성과 저비용화를 실현할 수 있는 압연 구리박, 플렉서블 플랫 케이블, 및 그것들의 제조방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명자들은, FFC에 적절한 구리합금에 대해서 예의 연구를 거듭한 결과, 단면이 원형 형상의 환선재를 압연할 때에 있어서의 구리박의 집합조직으로서 Cube 방위{001}<100>의 결정립을 제어할 수 있는 것, 나아가서는 그 공업적으로 우수한 제어방법을 발견하고, 또한 그 결정립을 면적률로 6% 이상 집적시키면, 내굴곡성이 우수하고, 또한, FFC에 적용했을 때에 좌굴(座屈)이 발생하기 어려운 압연 구리박을 저비용으로 제조할 수 있다는 것을 발견했다.

또한 본 발명은, 환선의 압연 공정에 의해서 구리박을 제조하기 때문에, 폭을 수 mm 이하까지 협폭화해가면, 종래의 슬릿 공정에서는 가공 난이도가 큰 폭으로 높아지는 한편, 환선을 압연하여 구리박을 제조하는 것으로써, 용이한 가공성을 실현할 수 있다는 것을 발견했다.

즉, 상기 과제는 이하의 발명에 의해 달성된다.

(1) 구리 또는 구리합금으로부터 이루어지고, 압연면과 상기 압연면에 인접하는 양 측면이 전단 가공면이 아닌 비전단 가공면을 가지는 압연 구리박으로서,

Cube 방위에서의 어긋남 각도가 13°이내로 배향되는 결정립이 6% 이상의 면적률을 가지는 것을 특징으로 하는, 압연 구리박.

(2) 폭방향에 관하여 각각 10% 폭에 상당하는 양단 영역에 있어서, Cube 방위에서의 어긋남 각도가 13°이내로 배향되는 결정립이 15% 이상의 면적률을 가지는 것을 특징으로 하는, 상기 (1)에 기재된 압연 구리박.

(3) Mg, Zn, Sn, Ag, P, Cr, Si, Zr, Ti, Fe 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 원소를 합계로 0.005 질량% 이상 1.0 질량% 이하 함유하고, 잔부가 구리와 불가피 불순물로 이루어지는 구리합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 압연 구리박.

(4) 굴곡 수명 회수가 50만회 이상인 것을 특징으로 하는, 상기 (1) ~ (3)의 어느 하나에 기재된 압연 구리박.

(5) 폭 0.300 mm ~ 2.000 mm, 두께 0.010 mm ~ 0.200 mm로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 상기 (1) ~ (4)의 어느 하나에 기재된 압연 구리박.

(6) 상기 (1) ~ (5)의 어느 하나에 기재된 압연 구리박과,

상기 압연 구리박의 양면에 배치된 절연 필름을 가지는 것을 특징으로 하는, 플렉서블 플랫 케이블.

(7) 상기 절연 필름은, 상기 압연 구리박의 재결정 온도보다 낮은 온도로 라미네이트 처리할 수 있는 수지로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 상기 (5) 또는 (6)에 기재된 플렉서블 플랫 케이블.

(8) 상기 절연 필름은, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 상기 (7)에 기재된 플렉서블 플랫 케이블.

(9) 상기 (1) ~ (4)의 어느 하나에 기재된 압연 구리박의 제조방법으로서,

구리 또는 구리합금으로 이루어지는 환선재에 200 ~ 600℃, 10초 ~ 2시간의 열처리를 실시하는 제1 열처리 공정과,

상기 제1 열처리 공정 후의 환선재를 감면율 75% 이상으로 신선하는 신선 처리 공정과,

상기 신선 처리 공정 후의 환선재를 압연하여 판 형상 선재를 형성하는 제1 압연 처리 공정과,

상기 판 형상 선재에 200 ~ 600℃, 10초 ~ 2시간의 열처리를 실시하는 제2 열처리 공정과, 상기 제1 열처리 공정 후의 판 형상 선재를 감면율 50% 이하로 압연하여 박재(箔材)를 형성하는 제2 압연 처리 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 압연 구리박의 제조방법.

(10) 상기 제2 압연 처리 공정의 후, 상기 박재(箔材)에 스트레인 제거 소둔을 실시하는 제3 열처리 공정을 더 가지는 것을 특징으로 하는, 상기 (9)에 기재된 압연 구리박의 제조방법.

(11) 상기 (9) 또는 (10)에 기재된 제조방법에 의해 얻어진 압연 구리박의 양면에, 절연 필름을, 상기 압연 구리박의 재결정 온도보다 낮은 온도로 라미네이트 처리하여 형성하는 것을 특징으로 하는, 플렉서블 플랫 케이블의 제조방법.

(12) 상기 압연 구리박의 압연면에 인접하는 측면에 슬릿 가공을 행하는 일 없이, 절연 필름을 형성하는 것을 특징으로 하는, 상기 (11)에 기재된 플렉서블 플랫 케이블의 제조방법.

또한, 본 발명에 있어서의 굴곡 수명 회수는, 굴곡 반경 R = 6.5 mm, 스트로크 S = ±13 mm, 환경 온도 85℃, 회전 속도 900 rpm인 시험 조건하에서 행하는 굴곡 시험에 있어서, 압연 구리박이 파단되었을 때의 굴곡 회수를 말하는 것으로 한다.

본 발명에 의하면, 협폭의 구리박을 제조하는 경우라도, 내굴곡성이 우수하고, 또한, FFC에 적용했을 때에 내좌굴성이 우수한 압연 구리박이 제공된다. 따라서, 본 실시형태의 압연 구리박은, FFC가 탑재된 SRC는 물론, 휴대전화의 절곡부, 디지털카메라, 프린터 헤드 등의 가동부, HDD, DVD, Blu-ray(등록상표) Disc, CD 등 디스크 관련 기기의 가동부의 배선 등에 이용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 압연 구리박의 사시도(일부 단면도)이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 관한 압연 구리박의 전자현미경 화상이며, (a)는 TD 방향의 단면도, (b)는 그 단부의 확대 단면도, (c)는, 판재를 슬릿 가공하여 얻어진 압연 구리박의 단부의 확대 단면도이다.
도 3은 본 실시형태에 관한 압연 구리박의 제조방법을 설명하는 도이다.
도 4는 본 실시형태의 압연 구리박에 있어서의 Cube 방위의 면적률의 측정 방법을 설명하는 평면도이다.
도 5는 본 실시형태에 관한 압연 구리박을 이용하여 제작된 플렉서블 플랫 케이블의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 있어서, 내굴곡성 시험에서 사용되는 굴곡 시험기에 압연 구리박을 고정한 상태를 개략적으로 나타내는 측면도이다.

(압연 구리박)

본 발명의 일 실시형태가 되는 압연 구리박은, 구리 또는 구리합금으로 이루어지는 환선재를 압연하여 얻어지는 압연 구리박이다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 압연 구리박(1)은, 압연면(1A)과, 그것에 인접하는, 비전단(非剪斷) 가공면으로 이루어지는 측면(1B)을 가진다. 또한 도 1 중, X-Y-Z축은 직교좌표계이며, X축인 RD는 압연 방향을 나타내고, Z축인 ND는, 압연면(1A)에 수직인 압연 법선 방향을 나타내고, Y축인 TD는 압연 폭방향으로서, 상기 RD와 TD의 양쪽 모두에 수직인 방향을 나타낸다. 또한 부호 1C로 나타내는 것은, 압연 방향 RD에 수직인 단면이며, RD면으로도 칭하는 것으로 한다. 또한 RD면(1C)에 있어서, 부호 1Ca, 1Cb는, 그 양측 각각 10% 폭에 상당하는 사각형의 면적 영역(양단 영역)이며, 이하, 단순하게 양 단부(1Ca, 1Cb)라고 칭한다.

여기서 상술한 비전단 가공면은, 슬리터에 의한 슬릿 가공에 의해서 생기는 전단 가공면이 생기지 않는다는 것을 의미하고 있고, 환선으로부터 제조된 압연 구리박(1)을 특징짓는 것이다.

본 실시형태의 압연 구리박(1)에 있어서의 RD면의 전체 단면 사진을 도 2(a)에 나타내고, 그 중 비전단 가공면인 측면(1B) 근방의 확대도(동일하게 RD면)를 도 2(b)에 나타낸다. 압연 구리박(1)의 폭방향 양측에 위치하는 측면(1B)이 비전단 가공면으로 형성되고 있고, 상기 비전단 가공면은 소정 곡률을 가지는 곡면이다. 이 비전단 가공면과 압연면과의 코너부에는 버(burr)나 새그(sag)(전단 파손)가 형성되어 있지 않다. 한편, 박재(箔材)의 슬릿 가공에 의해서 얻어진 압연 구리박에서는, 도 2(c)에 나타내는 바와 같이, 그 폭방향 양측에 위치하는 측면이 전단 가공면으로 형성되고, 상기 전단 가공면은 압연면에 대해서 거의 수직인 평면이다. 또한, 전단 가공면과 압연면과의 코너부에는 버나 새그가 형성되어 있다.

압연 구리박(1)은, 그 폭 및 두께는 특별히 제한은 없고, 용도에 대응하여 적절하게 정할 수 있는데, 폭 0.300 ~ 2.000 mm, 두께 0.010 ~ 0.200 mm인 것이 바람직하다. 특히, 본 실시형태의 압연 구리박(1)은, 환선재를 압연하여 얻어지는 압연 구리박이므로, 종래와 같이 단순하게 압연박을 슬릿하여 제조하는 경우보다 협폭화할 수 있다.

압연 구리박(1)에 사용되는 구리 또는 구리합금은, 터프 피치 구리(TPC: Tough Pitch Copper), 무산소 구리(OFC: Oxygen-Free Copper) 혹은 그것들에 미량 원소를 첨가한 희박 구리합금이다. 이 중 희박 구리합금은, 압연판의 소정의 방향에 있어서의 집합조직의 집적율, 강도를 규정하는 것이다. 따라서, 본 발명에서 이용되는 구리 또는 구리합금은, 재료로서 상기 집적율이나 강도를 가지고 있으면 좋고, 가공 후의 최종 형상은 반드시 박판 상태가 아니라도 좋다.

또한, 본 실시형태의 압연 구리박(1)에서는, 터프 피치 구리, 무산소 구리 등의 순동(純銅)이나, Mg, Zn, Sn, Ag, P, Cr, Si, Zr, Ti, Fe로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 원소를 1.0 질량% 이하 포함하고, 잔부가 구리와 불가피 불순물로 이루어지는 희박 구리합금이 이용된다. 상기 원소의 첨가는, 강도나 내열성을 높이면서도 도전성을 너무 저하시키지 않는 것이 목적이며, 그 합계의 첨가량은 1.0 질량% 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 첨가량이 0%인 경우는 순동(純銅)으로 간주할 수 있기 때문에, 첨가량의 하한치는 특별히 규정되지 않지만, 적극적으로 첨가하는 경우는 0.005 질량% 이상으로 한다. 이러한 희박 구리합금의 도전율은, 표준 연동(軟銅)의 도전율을 100%로 했을 때에, 90% 이상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 주 목적을 달성할 수 있으면, 첨가 원소는 상기의 것으로 한정되지 않는다.

다음에 본 발명의 각 요소에 대해서 상세하게 설명한다.

(Cube 방위에서의 어긋남 각도가 13°이내로 배향되는 결정립의 면적률이 6% 이상인 것)

본 실시형태의 압연 구리박(1)은, Cube 방위{001}<100>에서의 어긋남 각도가 13°이내로 배향되는 결정립의 면적률이 6% 이상이다. Cube 방위는 재료 중(압연 구리박 중)의 구리 또는 구리합금 모상의 결정의 방위이다. 이 방위는, 구리 또는 구리합금 모상의 결정(면심입방 격자)의 {001}면이 압연면에 대해서 평행이며, 또한 <100> 방향이 압연 방향(RD방향)과 평행인 결정방위이다. 다만, 이상적인 결정방위에서의 어긋남 각도가 13°이내(0°이상 13°이내)이면 그 이상(理想) 방위와 동등한 것으로서 취급할 수 있으므로, Cube 방위에서의 어긋남 각도가 13°이내의 방위에 대해서도 Cube 방위와 동등한 것으로 할 수 있다. 여기서, 본 실시형태의 압연 구리박은, 엄밀하게 Cube 방위로 배향하고 있는 결정립 뿐만 아니라, Cube 방위에서 플러스 마이너스 13°이내에서 3차원적으로 회전한 방위로 배향하고 있는 결정립을 포함하고, 이들의 결정립이, RD면에서 관찰했을 때에, 면적 점유율(면적률) 6% 이상으로 존재한다. 이하, Cube 방위에서의 어긋남 각도가 13°이내의 방위도 포함하여, 단순하게 Cube 방위라고 칭하기도 한다.

신선 처리나 압연 처리를 실시하면, 압연재에 있어서의 Cube 방위의 결정립이 감소하고, 내굴곡성이 약간 저하되는 한편, 가공 경화에 의해 내력이 증가되기 때문에, 기계적 강도가 향상된다. 또한, 재결정화 열처리를 실시하는 것으로써 Cube 방위의 결정립이 발달되고, 내굴곡성이 향상된다. 따라서 본 발명에서는, 압연 구리박에 있어서의 Cube 방위의 결정립의 면적률에 착안하여, 상기 면적률의 관점으로부터, 소정 조건에서 신선 처리(고(高)신선 처리), 압연 처리(고(高)압연 처리) 및 재결정화 처리를 실시하고, 상기 면적률의 수치 범위를 6% 이상으로 하는 것으로, 우수한 내굴곡성과 기계적 강도의 양립을 실현하고 있다. 이것에 대해서, Cube 방위로 배향되는 결정립의 면적률이 6% 미만이면, 기계적 강도는 만족하지만, 내굴곡성이 부족하다. 따라서, 본 실시형태의 압연 구리박의 압연면에 있어서, Cube 방위로 배향되는 결정립의 면적률은 6% 이상으로 하고, 바람직하게는 10% 이상이다.

여기서, 결정방위에 대해서 설명한다. 금속재료는 통상 다결정체이지만, 압연 구리박은 여러차례의 압연을 반복하여 제조되는 것에 의해서, 박 중의 결정이 특정의 방위로 집적된다. 이러한 일정한 방위로 집적된 금속조직 상태를 집합조직이라고 칭한다. 이 집합조직의 양상을 논의하기 위해서는, 결정의 방향을 정의하기 위한 좌표계가 필요하다. 여기서, 본 명세서에서는, 일반적인 집합조직의 표기방법에 따라서, 압연 구리박이 압연되어 나가는 압연 방향(RD)을 X축, 압연 구리박의 폭방향(TD)을 Y축, 압연 구리박의 압연면에 수직인 압연면 법선 방향(ND)을 Z축의 직각 좌표계를 취한다(도 1 참조). 압연 구리박(1) 중에 존재하는 어느 1개의 결정립의 방위는, Z축에 수직인(압연면에 평행한) 결정면의 밀러 지수(hkl)와, X축에 평행한 결정 방향의 지수[uvw]를 이용하여, (hkl)[uvw]의 형태로 나타낸다. 예를 들면, (132)[6-43]이나 (231)[3-46] 등과 같이 나타낸다. 이것은 즉, 그 결정립을 구성하는 결정의 (132)면이 ND에 수직이며, 그 결정립을 구성하는 결정의 [6-43] 방향이 RD와 평행인 것을 나타내고 있다. 또한, (132)[6-43]과 (231)[3-46]은 면심입방 격자의 대칭성으로부터 등가이다. 이러한 등가인 배향을 가지는 방위군은, 그 패밀리를 나타내기 위해서 괄호 기호({}나 <>)를 사용하고, {132}<643>으로 나타낸다.

또한, 결정방위(hkl)[uvw] 자체는, 결정의 방향을 일률적으로 정하는 것이므로, 관찰 방향에 의하지 않는다. 즉, 압연 방향(RD)에서 측정해도, 압연면 법선 방향(ND)에서 측정해도 결정방위를 특정할 수 있다. 다만, 본 발명에서는 압연면의 Cube 방위로 배향되는 결정립의 면적률을 규정하는 것이므로, 압연면에 대해서 일정한 관찰 시야가 필요하다. 여기서 본 발명에서는, RD면(1C)에서 결정립을 관찰하고, 이 관찰면에 있어서의 면적률을 측정하는 것으로 한다. 보다 구체적으로는, RD면(1C) 전체에 있어서, Cube 방위에서의 어긋남 각도가 13°이내의 방위를 측정하고, 그 면적을 화상해석에 의해서 산출하고, 그 면적률은, 상기 방위를 가지는 면적을, RD면(1C)의 전체 면적으로 나누는 것으로 구한다.

본 발명에 있어서의 결정방위의 화상해석은 EBSD법을 이용하여 행한다. EBSD는, Electron Back Scatter Diffraction(전자 후방 산란 회절)의 약자이며, 주사형 전자현미경(SEM: Scanning Electron Microscope) 내에서 시료에 전자선(電子線)을 조사했을 때에 생기는 반사 전자 키쿠치선 회절(키쿠치 패턴)을 이용한 결정방위 해석기술이다. 본 발명에 있어서는, 시료의 RD면의 전체를 ND와 TD의 각각에 있어서 0.5μm의 스텝으로 스캔하고, 해석용 소프트웨어(EDAXTSL사제, 상품명 「Orientation Imaging Microscopy v5」)를 이용하여 결정방위를 해석한다. 또한, EBSD 측정에 대해서는, 선명한 키쿠치선 회절상을 얻기 위해서, 측정면에 부착된 이물을 제거함과 함께, 경면 마무리를 할 필요가 있다. 본 실시예에서는 CP(크로스섹션 폴리셔) 가공에서 단면의 연마 가공을 실시해 둔다.

(양 단부(1Ca, 1Cb)에 있어서, Cube 방위에서의 어긋남 각도가 13°이내로 배향되는 결정립의 면적률이 15% 이상인 것)

본 실시형태의 압연 구리박(1)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, RD면(1C)의 양 단부(1Ca, 1Cb)에 있어서, Cube 방위(Cube 방위에서의 어긋남 각도가 13°이내의 방위)로 배향되는 결정립의 면적률을, 상술한 바와 같이 측정하고, 각각 15% 이상, 바람직하게는 각각 20% 이상인 경우, 압연 구리박(1)의 폭방향 단부에서 피로파괴가 발생하는 것을 억제할 수 있고, 보다 우수한 내굴곡성을 실현할 수 있다.

(내굴곡성)

본 실시형태의 압연 구리박(1)은, 내굴곡성 시험에 있어서, 굴곡 수명 회수가 50만회 이상인 것이 바람직하다. 굴곡 수명 회수가 50만회 이상이면, FFC의 제품 내구성이 특히 우수하다. 따라서 본 실시형태의 압연 구리박(1)의 굴곡 수명 회수는 50만회 이상으로 한다. 바람직하게는, 70만회 이상이다.

(경동(硬銅)일 것)

본 실시형태의 압연 구리박은, 예를 들면 경동(硬銅)이다. 여기서 경동은, 소성 가공에 의해 스트레인이 재료 내에 축적된, 이른바 가공 경화된 재료이며, 대비되는 연동(軟銅)이 재결정을 수반하는 소둔 공정으로 완성되는 것에 비하여, 경동은, 냉간 가공하여 완성된 재료가 된다. 다만, 본 실시형태의 압연 구리박은 경동에 한정되지 않고, 연동이라도 좋다.

(본 발명에 관한 압연 구리박의 제조방법)

본 실시형태의 압연 구리박은, 예를 들면, 도 3에 나타내는 바와 같이, [1] 제1 신선 처리 공정, [2] 제1 열처리 공정, [3] 제2 신선 처리 공정, [4] 제1 압연 처리 공정, [5] 제2 열처리 공정, [6] 제2 압연 처리 공정, [7] 제3 열처리 공정의 각 공정을 거쳐서 제조할 수 있다. 또한, [6] 제2 압연 처리 공정 종료 후에 본 발명의 특성을 만족하고 있으면, [7] 제3 열처리 공정은 행하지 않아도 좋다. 이하, [1] ~ [7]의 공정에 대해서 설명한다.

[1] 제1 신선 처리 공정

외경 φ8.0 mm 이상으로 주조된 구리 또는 구리합금제의 환선재(2)(혹은 봉재)에 대해서, 1회째의 신선 처리를 실시하고, φ0.400 ~ 4.000 mm가 될 때까지 가공한다.

[2] 제1 열처리 공정

상기 [1]의 신선 처리에서 φ0.400 ~ 4.000 mm에 가공된 환선재(3)을 소둔한다. 본 공정의 열처리 조건은, 200 ~ 600℃, 10초 ~ 2시간으로 행하는 것이 바람직하다. 또한, 연화(軟化) 기준으로서 인장 강도 TS가 250 MPa 정도가 되도록 하는 것이 바람직하다.

[3] 제2 신선 처리 공정

상기 [2]의 열처리 후, φ0.400 ~ 4.000 mm의 환선재(3)에 대해서 2번째의 신선 처리를 실시하고, φ0.100 ~ 0.400 mm까지 가공한다(고(高)신선 가공 처리). 제2 신선 처리 후의 환선재의 외경은, 후술하는 압연 처리 후의 판 폭 제어에 대해서 큰 영향을 주기 때문에, 최종 제품의 소망 치수에 대응하여 결정되는데, 본 신선 처리에 있어서의 감면율은 75% 이상일 필요가 있다. 제2 신선 처리 공정에 있어서의 감면율은, 바람직하게는 85%, 보다 바람직하게는 90%이다. 또한 이 공정에서 감면율을 높게 하는 것은, 제2 열처리 공정(재결정 처리) 후의 Cube 방위의 고집적화를 위해서이다. 또한, 감면율 X는, 가공 전의 환선재(3)의 길이 방향에 수직인 단면적을 A1, 가공 후의 환선재(4)의 길이 방향에 수직인 단면적을 A2로 했을 때, X = (A1-A2)*100/A1로 나타난다. 다만, 단면적은 환선재의 외경으로 정해지기 때문에, 가공 전의 환선재(3)의 외경을 R1, 가공 후의 환선재(4)의 외경을 R2로 했을 때, X = (R12-R22)*100/R12로 해도 동일한 값으로서 계산할 수 있는 것이다.

[4] 제1 압연 처리 공정

상기 [3]의 신선 처리 후, 환선재(4)를 압연하여 판 형상 선재(5)를 형성한다. 최종 제품에서 소망의 폭, 판 두께를 얻기 위해서, 본 압연 처리 후의 치수에는 제한이 있다. 예를 들면, 최종 제품의 소망 치수가 폭 0.800 mm, 두께 0.035 mm인 경우, 본 압연 처리에서 판 폭 0.770 mm가 되도록 압연하고, 그때의 판 두께는 0.045 mm 정도가 타당하다. 그 후, 후술의 마무리 압연 처리(제2 압연 처리)를 실시하여, 최종 제품을 형성한다. 본 제1 압연 처리에서 형성되는 판 형상 선재(5)의 치수는, 선재종(種), 윤활 상태, 롤과 선의 지름 비, 압하율(壓下率), 패스 회수, 장력 등 많은 인자에 의해서 정해지기 때문에 일률적인 것은 아니고, 그 치수는 제어 가능한 범위에서 임의인데, 감면율이 4% 이상인 것이 바람직하다. 여기서의 감면율 Y는, 가공 전의 환선재(4)의 길이 방향에 수직인 단면적을 A3, 가공 후의 판 형상 선재(5)의 길이 방향에 수직인 단면적을 A4로 했을 때, Y = (A3-A4)*100/A3로 나타난다. 또한, 후술하는 마무리 압연 처리(제2 압연 처리)에서 감면율을 지정하고 있기 때문에, 상기 감면율에 대응하여 본 공정에서의 감면율을 설정할 필요가 있다.

[5] 제2 열처리 공정

다음에, 상기 [4]에서 압연된 판 형상 선재(5)를 소둔한다. 그때, 평균 결정입경의 최소치는 3μm이며, 그 최대치는 판 두께 치수와 동일하다. 본 공정의 열처리 조건은, 200 ~ 600℃, 10초 ~ 2시간으로 행하는 것이 바람직하다. 또한, 연화 기준으로서 인장 강도 TS가 250 MPa 정도가 되도록 하는 것이 바람직하다.

[6] 제2 압연 처리 공정

상기 [5]의 열처리 후, 최종 제품의 치수(두께)를 얻기 위해서, 판 형상 선재(5)에 마무리 압연 처리를 실시하여 박재(6)를 형성한다. 본 제2 압연 처리에 있어서의 두께 감소율 Z는, 50% 이하이며, 바람직하게는, 15 ~ 50%이다(고압연 가공 처리). 두께 감소율 Z는, 가공 전의 판 형상 선재(5)의 두께를 t1, 가공 후의 박재(6)의 두께를 t2로 했을 때, Z = (t1-t2)*100/t1로 나타난다. 두께 감소율이 높으면 Cube 방위의 결정립이 적어진다. 이와 같이, 본 실시형태에서는 상기 고신선 가공 처리와 본 고압연 가공 처리의 쌍방을 행하는 것으로써, 그 후에 재결정화 열처리를 행할 필요가 없고, 박재(6)의 기계적 강도를 유지할 수 있다. 또한, 이 판 형상 선재(5)로부터 박재(6)를 얻는 압연 가공만, 감면율이 아니라 두께 감소율로 계산하는 것으로 한다.

[7] 제3 열처리 공정

다음에, 박재(6)를 소둔하여, 스트레인 제거를 행한다. 이 공정은 생략해도 좋다. 본 공정의 열처리 조건은, 예를 들면, 150 ~ 300℃, 10초 ~ 2시간이다. 본 제3 열처리는, 저온 열처리에 의한 전위(轉位)의 재배열에 의한 한층 더 고굴곡화를 목적으로 하고 있고, 결정립의 사이즈에 영향을 미치지 않는 것이다. 이와 같이 제1 신선 처리로부터 제3 열처리까지의 일련의 처리를 실시하는 것으로써, 압연 구리박(1)이 제조된다. 또한, 제3 열처리 공정을 생략하는 경우는, 박재(6)가 그대로 압연 구리박(1)이 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 협폭의 구리박을 제조하는 경우라도, 내굴곡성이 우수하고, 또한, FFC에 적용했을 때에 내좌굴성이 우수한 압연 구리박을 제공할 수 있다. 또한, 슬릿 공정을 포함하는 제조방법에 비하여, 가공이 용이하고, 제조 비용을 저감하는 것이 가능해진다. 또한, 구리박 자체가 기계적 강도를 가지고 있기 때문에, 그 후의 라미네이트 처리시 등에 가열되어도 구리가 연화되는 일이 없고, 또한, 후처리로서 저온 열처리를 실시할 필요가 없기 때문에, 절연 필름과 구리박의 밀착도가 저하되는 일도 없다. 따라서, 신뢰성의 높은 FFC를 제공할 수 있고, 나아가서는 신뢰성의 높은 SRC를 제공할 수 있다.

(플렉서블 플랫 케이블)

본 발명의 일례가 되는 실시형태의 플렉서블 플랫 케이블(FFC)은, 도 5에 나타내는 바와 같이, 복수의 압연 구리박(21-1 ~ 21-6)과, 이것들 복수의 압연 구리박을 매설하는 접착층(22)과, 상기 접착층의 양면에 배치된 절연 필름(23, 24)을 구비하고 있다. 압연 구리박(21-1 ~ 21-6)은, 압연면의 면내(面內) 방향이 거의 동일하도록 배열되어서 배치되어 있고, 이것들 압연 구리박의 한쪽의 압연면측에 절연 필름(23), 다른쪽의 압연면측에 절연 필름(24)이 마련되어 있다.

접착층(22)은, 복수의 압연 구리박(21-1 ~ 21-6)을 매설하는데 충분한 두께를 가지고 있고, 절연 필름(23, 24)에 의해서 협지되어 있다. 접착제층(22)은, 절연 필름(23, 24)에 적합한 주지의 접착제로 구성되어 있다.

절연 필름(23, 24)은, 상기 압연 구리박의 재결정 온도보다 낮은 온도로 라미네이트 처리할 수 있는 수지로 구성되어 있고, 라미네이트 처리할 수 있는 수지는, 압연 구리박을 구성하는 구리 또는 구리합금의 재결정 온도보다 낮은 온도로, 접착층 혹은 압연 구리박과의 양호한 밀착성을 발현할 수 있는 수지를 말한다. 절연 필름(23, 24)은, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)계 수지, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트로 구성되어 있다.

(플렉서블 플랫 케이블의 제조방법)

본 실시형태의 FFC의 제조방법에서는, 상기 압연 구리박의 양측에, 예를 들면 절연 필름을 배치하고, 상기 압연 구리박의 재결정 온도보다 낮은 온도, 예를 들면 100 ~ 200℃에서 라미네이트 처리를 행한다.

이러한 온도 조건에 의해, 압연 구리박은, 상술한 경동(硬銅)으로서의 성질을 유지한 채 FFC의 내부에 형성된다. 따라서 연동(軟銅)으로 이루어졌을 경우와 비교하여, 보다 기계적 강도를 높게 유지할 수 있고, 보다 협폭의 FFC라도 좌굴되기 어려워진다.

또한, 상기 제조 공정에 제공하는 압연 구리박은, 환선으로부터 소망의 폭으로 제조한 것이므로, 주괴로부터 롤 압연을 몇 번이고 반복하여 구리박으로 할 필요가 없고, 또한 슬릿 가공의 필요도 없기 때문에, 제조 공정의 저비용화가 가능해진다.

또한 제조 공정에서 사용하는 절연 필름은, 각각, 폭 10 mm ~ 20 mm, 두께 0.01 mm ~ 0.1 mm이다. 따라서 FFC로서는, 폭 10 mm ~ 20 mm, 두께 0.03 ~ 0.4 mm가 된다. 이와 같이 본 실시형태의 압연 구리박을 사용하는 것에 의해서, FFC를 협폭화하는 것이 가능하다.

또한 절연 필름은, 상기 압연 구리박의 재결정 온도보다 낮은 온도로 라미네이트 처리할 수 있는 것을 선정할 수 있으므로, 저비용의 것을 사용할 수 있고, FFC의 저비용화를 도모할 수 있다.

(특허문헌 1, 특허문헌 2와의 대비)

특허문헌 1의 기술에서는, 재결정화 열처리하는 것으로 입방체 조직의 발달을 달성하고 있는데, 상기 재결정화 열처리는 통상 구리박에 절연 필름을 라미네이트할 때에 행해지고 있고, 라미네이트 처리 후는, 재결정 조직을 가지는 연동에 상당하는 구리박이 된다. 이 때문에, 최종 제품에 있어서의 구리박의 기계적 강도는 낮고, 예를 들면 U턴형의 SRC에서는, 보조 롤러를 붙이지 않으면 FFC는 좌굴되어 버리고, 그 역할을 다하지 않는다. 또한, 최근 진행되고 있는 FFC의 협폭화에 대해서는, 구리박 자체에 기계적 강도의 향상이 요망되고 있고, 연동 혹은 그것에 상당하는 도체보다 높은 기계적 강도를 확보하는 것이 요망되고 있다.

이것에 비하여, 본 실시형태의 압연 구리박에서는, 상술한 바와 같이 Cube 방위가 소정의 면적률을 가지는 것에 의해서 소망한 기계적 강도를 향상할 수 있고, FFC가 협폭화되었을 때라도 적정한 라미네이트 가공으로 처리하는 것으로 FFC의 좌굴을 방지할 수 있다.

또한, 상기 특허문헌 1의 압연 구리박은, FPC에 적합한 압연 구리박으로서 기재되어 있고, 또한 그 최종 압연율을 고려하면, 조(條, strip) 압연 공정과 압연 후의 재료를 가늘고 길게 절단하는 슬릿 공정을 거쳐서 제조된다고 생각되는데, 슬릿 공정은 환선 압연 공정에 비해서 고비용이고, 폭 0.8 mm 미만의 협폭재를 제조할 때에는 가공 난이도가 높아지는 것으로부터, 한층 더의 고비용화는 피할 수 없다.

이것에 비하여, 본 실시형태의 압연 구리박 내지 FFC는 상술한 바와 같이, 환선으로부터 제조된 것이므로, 저비용으로 제조할 수 있다.

또한, 상기 특허문헌 2의 기술에서는, 최종 제품인 구리박을 얻기까지 열처리 공정을 포함하지 않기 때문에, 압연 구리박 자체의 기계적 강도는 비교적 높은 것으로 상정된다. 그러나 집합조직 제어된 것은 아니기 때문에, 기계적 강도는 아직 부족한 것으로 상정된다. 또한 특허문헌 2의 구리박의 대부분은 가공 조직을 가지고 있고, 라미네이트 처리시의 가열에 의해, 방위 제어되어 있지 않은 재결정 조직이 최표층에 나타나고, 압연 구리박이 연화되어 버려서, FFC의 좌굴의 문제가 발생할 가능성이 높다. 한편, 이 문제를 해소하기 위해서 저온 열처리를 행하면, 절연 필름과 구리박의 밀착도가 저하되고, 최종적으로 내굴곡성의 저하를 초래할 우려가 있다. 또한, 특허문헌 2의 구리박은 재결정 처리를 한 연동만을 대상으로 하고 있고, 본 발명의 범위에 규정하는 재결정 전의 신선 공정에 상당하는 재결정 전의 소성 가공은 임의인 등, 결정방위 제어에 대해서의 상정은 이루어지지 않았다고 판단할 수 있다.

이것에 비하여, 본 실시형태의 FFC에서는, 압연 구리박의 기계적 강도는 Cube 방위가 소정의 면적률을 가지고 있는 것으로 확보되고 있기 때문에, 내굴곡성의 향상을 도모할 수 있고, 적정한 라미네이트 가공으로 처리하는 것으로 FFC의 좌굴을 방지할 수 있다.

이상, 상기 실시형태에 관한 압연 구리박, FFC 및 그것들의 제조방법에 대해 기술했지만, 본 발명은 기술의 실시형태로 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상에 근거하여 각종 변형 및 변경이 가능하다.

[실시예]

본 발명을 이하의 실시예에 근거하여 상세하게 설명한다. 또한 본 발명은, 이하에 나타내는 실시예로 한정되는 것은 아니다.

(발명예 1 ~ 6)

φ9.000 mm의 환선재(TPC)에 신선 처리를 실시하여 φ0.600 ~ 4.000 mm의 환선재를 형성하고, 그 후, 200 ~ 600℃, 10초 ~ 2시간으로 열처리를 행했다. 이 때의 연화 기준은 인장 강도(TS) = 250 MPa로 했다. 또한, 이 열처리 후의 환선재에 감면율 75% 이상으로 신선 처리를 실시하여, φ0.230 mm의 환선재를 형성했다. 다음에, φ0.230 mm의 환선재에 압연 처리를 실시하여 두께 0.035 ~ 0.050 mm의 판 형상 선재를 형성했다. 그 후, 이 판 형상 선재에 다시 200 ~ 600℃, 10초 ~ 2시간으로 열처리를 행했다. 그리고, 열처리 후의 판 형상 선재에 압연 처리를 더 실시하여 두께 0.035 mm의 박재를 제작했다. 마지막으로 필요에 대응하여 150 ~ 300℃, 10초 ~ 2시간으로 스트레인 제거 소둔 처리를 실시하여 최종 제품을 얻었다. 최종 제품의 구리박은 폭 0.800 mm, 두께 0.035 tmm였다. 이러한 제1 신선 처리→제1 열처리→제2 신선 처리→제1 압연 처리→제2 열처리→제2 압연 처리→(제3 열처리)의 일련의 플로우를 제조 공정 (I)로 했다.

(발명예 7)

상기 제조 공정 (I) 대신에, 제1 신선 처리(φ9.000mm→ φ0.600 mm)→제1 열처리(연화 기준: TS = 250 MPa)→제2 신선 처리(φ0.600mm→ φ0.230 mm)→제1 압연 처리(φ0.230mm→0.035 mmt)→제2 열처리(재결정화 처리)의 일련의 플로우로 이루어지는 제조 공정 (I＇)로, 최종 제품을 얻었다.

(비교예 1)

상기 제조 공정 (I) 대신에, 제1 신선 처리(φ9.000mm→ φ0.230 mm)→제1 압연 처리(φ0.230mm→0.050 mmt)→제2 열처리(연화 기준: TS = 250 MPa)→제2 압연 처리(0.050mmt→0.035 mmt)의 일련의 플로우로 이루어지는 제조 공정 (II)로, 최종 제품을 얻었다.

(비교예 2)

상기 제조 공정 (I) 대신에, 제1 신선 처리(φ9.000mm→ φ0.400 mm)→제1 열처리(연화 기준: TS = 250 MPa)→제2 신선 처리(φ0.400mm→ φ0.230 mm)→제1 압연 처리(φ0.230mm→0.0467 mmt)→제2 열처리(연화 기준: TS = 250 MPa)→제2 압연 처리(0.0467mmt→0.035 mmt)의 일련의 플로우로 이루어지는 제조 공정 (III)으로, 최종 제품을 얻었다.

(비교예 3)

상기 제조 공정 (I) 대신에, 제1 신선 처리(φ9.000mm→ φ4.000 mm)→제1 열처리(연화 기준: TS = 250 MPa)→제2 신선 처리(φ4.000mm→ φ0.230 mm)→제1 압연 처리(φ0.230mm→0.035 mmt)→제3 열처리(스트레인 제거 열처리)의 일련의 플로우로 이루어지는 제조 공정 (IV)로, 최종 제품을 얻었다. 이 공정에서는, 제1 압연 처리에 의해서 최종적인 박 두께를 얻고 있기 때문에, 제2 압연 처리 공정 및 제2 열처리 공정은 실시하고 있지 않다.

(비교예 4)

상기 제조 공정 (I) 대신에, 제1 신선 처리(φ9.000mm→ φ0.600 mm)→제1 열처리(연화 기준: TS = 250 MPa)→제2 신선 처리(φ0.600mm→ φ0.230 mm) 제1 압연 처리(φ0.230mm→0.075 mmt)→제2 열처리(연화 기준: TS = 250 MPa)→제2 압연 처리(0.075mmt→0.035 mmt)→제3 열처리(스트레인 제거 열처리)의 일련의 플로우로 이루어지는 제조 공정 (V)로, 최종 제품을 얻었다.

(발명예 8 ~ 13)

φ9.000 mm의 환선재(TPC)에 신선 처리를 실시하여 φ0.900 ~ 2.600 mm의 환선재를 형성하고, 그 후, 200 ~ 600℃, 10초 ~ 2시간으로 열처리를 행했다. 이때의 연화 기준은 인장 강도(TS) = 250 MPa로 했다. 또한, 이 열처리 후의 환선재에 감면율 75% 이상으로 신선 처리를 실시하여, φ0.170 mm의 환선재를 형성했다. 다음에, 그 환선재에 압연 처리를 실시하여 두께 0.045 mm의 판 형상 선재를 형성했다. 그 후, 이 판 형상 선재에 다시 200 ~ 600℃, 10초 ~ 2시간으로 열처리를 행했다. 그리고 열처리 후의 판 형상 선재에 압연 처리를 더 실시하여, 두께 0.035 mm의 박재를 작성했다. 마지막에 필요에 대응하여 스트레인 제거 소둔 처리를 실시하여 최종 제품을 얻었다. 최종 제품의 구리박은, 폭 0.500 ~ 1.400 mm, 두께 0.035 mm였다. 이러한 제1 신선 처리→제1 열처리→제2 신선 처리→제1 압연 처리→제2 열처리→제2 압연 처리→(제3 열처리)의 일련의 플로우를 제조 공정 (I)로 했다.

(비교예 5 ~ 8)

최종 제품으로서 폭 0.500 ~ 1.400 mm, 두께 0.035 mm의 박재를 얻기 위해서 제1 압연 처리 전의 선 지름을 φ0.170 mm 한 것 외에는, 각각 비교예 1 ~ 4와 마찬가지의 방법으로 압연 구리박을 얻었다.

(비교예 9 ~ 12)

최종 제품으로서 폭 0.500 ~ 1.400 mm, 두께 0.035 mm의 박재를 얻기 위해서 제1 압연 처리 전의 선 지름을 φ0.260 mm 한 것 외에는, 각각 비교예 1 ~ 4와 마찬가지의 방법으로 압연 구리박을 얻었다.

(비교예 13 ~ 16)

최종 제품으로서 폭 0.500 ~ 1.400 mm, 두께 0.035 mm의 박재를 얻기 위해서 제1 압연 처리 전의 선 지름을 φ0.300 mm 한 것 외에는, 각각 비교예 1 ~ 4와 마찬가지의 방법으로 압연 구리박을 얻었다.

(참고예)

슬릿 처리가 이용되는 예로서, TPC로 이루어지는 두께 0.400 mm의 구리판에 압연 처리를 실시하여 두께 0.100 mm의 판재를 작성하고, 다음에 연화 기준을 인장 강도(TS) = 250 MPa로 하여 재결정화 처리를 행하고, 또한, 압연 처리를 실시하여 두께 0.035 mm의 구리박을 형성하고, 마지막으로 구리박을 가늘고 길게 절단하여, 폭 0.500 및 0.800 mm, 두께 0.035 mm의 구리박을 얻었다. 이러한 제1 압연 처리→열처리→제2 압연 처리→슬릿 처리의 일련의 플로우를 제조 공정 (VIII)로 했다.

다음에, 상기와 같이 제작한 발명예 1 ~ 13, 비교예 1 ~ 16 및 참고예에 대해서, 이하의 방법으로 평가를 행했다.

(신선 처리 및 압연 처리에서의 감면율)

상기 제2 신선 처리에서의 감면율을, 상기 제2 신선 처리 직전의 환선재의 단면적(대략 원형)과, 제2 신선 처리 직후의 환선재의 단면적(대략 원형)에 근거하여 산출했다. 또한, 상기 제1 압연 처리에서의 감면율을, 상기 제1 압연 처리 직전의 환선재의 단면적과, 제1 압연 처리 직후의 판 형상 선재의 단면적(대략 사각형)에 근거하여 산출하고, 또한 상기 제2 압연 처리에서의 압하율을, 상기 제2 압연 처리 직전의 판 형상 선재의 단면적과, 제2 압연 처리 직후의 박재의 단면적(대략 사각형)에 근거하여 산출했다.

(Cube 방위에서의 어긋남 각도가 13°이내로 배향되는 결정립의 면적률)

상술한 EBSD법을 이용하여, RD면(1C)에 있어서, Cube 방위에서의 어긋남 각도가 13°이내로 배향되는 결정립의 면적률(면적률 A)을 측정했다. 또한, 각 압연 구리박에 대해서, 양 단부(1Ca, 1Cb)에 있어서, Cube 방위에서의 어긋남 각도가 13°이내로 배향되는 결정립의 면적률(면적률 B)을 측정했다. 측정은, 약 500μm 사방의 측정 영역에서, 스캔 스텝이 0.5μm인 조건으로 측정을 행했다. 측정 면적은 결정립을 200개 이상 포함하는 것을 기준으로서 조정했다. 또한, 어긋남 각도에 대해서는, 공통의 회전축을 중심으로 회전각을 계산하여, 어긋남 각도로 했다. 또한, 모든 회전축에 관해서 Cube 방위와의 회전각도를 계산했다. 회전축은 가장 작은 어긋남 각도로 표현할 수 있는 것을 채용했다. 모든 측정점에 대해서 이 어긋남 각도를 계산하여 소수점 제1 자리까지를 유효 숫자로 하고, Cube 방위에서 13°이내의 방위를 가지는 결정립의 면적을 전체 측정 면적으로 나누어서, 면적률을 산출했다.

(내굴곡성 시험)

도 6에 나타내는 FPC 굴곡 시험기(우에시마세이사쿠쇼샤(上島製作所社)제, 장치명 「FT-2130」)를 이용하여, 시료 고정판(11) 및 가동판(12)에 압연 구리박(1)을 고정하고, 모터부(13)에 의해 가동판(12)을 가동시켜서 굴곡 시험을 행했다. 본 내굴곡 시험은 압연 구리박 단체(單體)로 행했다. 시험 조건은, 굴곡 반경 R = 6.5 mm, 스트로크 S = ±13 mm, 환경 온도 85℃, 회전 속도 900 rpm, 굴곡 수명 회수는 압연 구리박(1)이 파단 상태가 되었을 때의 회수로 하고, 압연 구리박(1)이 파단 상태에 도달하기까지 굴곡 시험을 반복하고, 그 때의 굴곡 수명 회수를 측정했다. 평가 기준은, 수명이 제품 사양으로서 충분하다고 판단되는 50만회 이상을 합격 「○」, 수명이 제품 사양을 만족하지 않을 가능성이 있는 40만회 이상 50만회 미만을 불합격 「△」, 수명이 제품 사양을 만족하지 않는 40만회 미만을 불합격 「×」으로 했다.

상기의 방법에서 측정, 평가한 결과를 표 1, 2에 나타낸다.

표 1의 결과로부터, 발명예 1 ~ 7의 어느 것도, 압연 구리박의 압연면에 있어서, Cube 방위에서의 어긋남 각도가 13°이내의 방위로 배향되는 결정립의 면적률(면적률 A)이 6% 이상, 굴곡 수명 회수가 50만회 이상이 되고, 내굴곡성이 양호하다는 것을 알 수 있었다. 또한, 발명예 3 ~ 7의 어느 것도, 양 단부(1Ca, 1Cb)에 있어서의 Cube 방위에서의 어긋남 각도가 13°이내의 방위로 배향되는 결정립의 면적률(면적률 B)이 15% 이상이 되고, 내굴곡성이 양호하다는 것을 알 수 있었다.

한편, 비교예 1 ~ 4에서는, 압연 구리박의 압연면에 있어서, Cube 방위에서의 어긋남 각도가 13°이내의 방위로 배향되는 결정립의 면적률(면적률 A)이 본 발명의 범위 외이며, 또한, 양 단부(1Ca, 1Cb)에 있어서의 Cube 방위에서의 어긋남 각도가 13°이내의 방위로 배향되는 결정립의 면적률(면적률 B)이 본 발명의 범위 외가 되고, 내굴곡성이 부족했다.

또한, 표 2의 결과로부터, 발명예 8 ~ 13의 어느 것도, Cube 방위에서의 어긋남 각도가 13°이내의 방위로 배향되는 결정립의 면적률(면적률 A)이 6% 이상, 굴곡 수명 회수가 50만회 이상이 되고, 내굴곡성이 양호하다는 것을 알 수 있었다. 또한, 발명예 8 ~ 11, 13의 어느 것도, 양 단부(1Ca, 1Cb)에 있어서의 Cube 방위에서의 어긋남 각도가 13°이내의 방위로 배향되는 결정립의 면적률(면적률 B)이 15% 이상이 되고, 내굴곡성이 양호하다는 것을 알 수 있었다.

한편, 비교예 5 ~ 16에서는, 압연 구리박의 압연면에 있어서, Cube 방위에서의 어긋남 각도가 13°이내의 방위로 배향되는 결정립의 면적률(면적률 A)이 본 발명의 범위 외이며, 또한, 양 단부(1Ca, 1Cb)에 있어서의 Cube 방위에서의 어긋남 각도가 13°이내의 방위로 배향되는 결정립의 면적률(면적률 B)이 본 발명의 범위 외이며, 내굴곡성이 부족했다. 또한, 참고예에서는, 소망의 결정방위 면적률을 가지고 있음에도 불구하고 수명이 크게 편차가 생기고, 반드시 50만회에 도달한 것은 아니었다. 슬릿 협폭재(狹幅材)는 치수 정밀도가 저하되고, 굴곡성에 악영향을 주었던 것이 원인이다.

따라서, 환선재를 압연하여 폭 0.500 mm ~ 1.400 mm의 협폭 구리박을 제작할 때, 압연 구리박의 압연면에 있어서, Cube 방위에서의 어긋남 각도가 13°이내의 방위로 배향되는 결정립의 면적률을 6% 이상으로 하는 것으로, 굴곡 수명 회수가 50만회 이상이 되고, 내굴곡성이 우수하고, 고수명화를 실현할 수 있다는 것을 알 수 있었다. 또한, 이것은 터프 피치 구리(TPC)에 한정되지 않고, 무산소 구리(OFC)나, Mg, Zn, Sn, Ag, P, Cr, Si, Zr, Ti, Fe 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 원소를 합계로 1.0 질량% 이하 함유하는 구리합금에 대해서도 마찬가지로 확인할 수 있었다.

[산업상의 이용가능성]

본 실시형태의 압연 구리박(1)은, 가요성이 우수하고 또한 내굴곡성이 우수한 것으로부터, 플렉서블 플랫 케이블(FFC)로서 적합하게 이용된다. 특히, 자동차에 있어서의 에어백 시스템의 구성부품인 스티어링ㆍ롤ㆍ커넥터(SRC)나, 루프 안전 벨트, 도어 안전 벨트, 플로어 안전 벨트 등의 자동차용 부품에 적합하게 이용된다.

1: 압연 구리박 2: 환선재
3: 환선재 4: 환선재
5: 판 형상 선재 6: 박재
7: 압연면 8: 압연면의 폭방향 양단 영역
11: 시료 고정판 12: 가동판
13: 모터부 20: 플렉서블 플랫 케이블
21-1, 21-2, 21-3: 압연 구리박 21-4, 21-5, 21-6: 압연 구리박
22: 접착층 23: 절연 필름
24: 절연 필름 RD: 압연 방향
TD: 폭방향 ND: 압연면 법선 방향
R: 굴곡 반경

Claims

구리 또는 구리합금으로부터 이루어지고, 압연면과 상기 압연면에 인접하는 양 측면이 전단 가공면이 아닌 비전단 가공면을 가지는 압연 구리박으로서,
Cube 방위에서의 어긋남 각도가 13°이내로 배향되는 결정립이 6% 이상의 면적률을 가지는 것을 특징으로 하는, 압연 구리박.
제 1 항에 있어서,
폭방향에 관하여 각각 10% 폭에 상당하는 양단 영역에 있어서, Cube 방위에서의 어긋남 각도가 13°이내로 배향되는 결정립이 15% 이상의 면적률을 가지는 것을 특징으로 하는, 압연 구리박.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
Mg, Zn, Sn, Ag, P, Cr, Si, Zr, Ti, Fe 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 원소를 합계로 0.005 질량% 이상 1.0 질량% 이하 함유하고, 잔부가 구리와 불가피 불순물로 이루어지는 구리합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 압연 구리박.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
굴곡 수명 회수가 50만회 이상인 것을 특징으로 하는, 압연 구리박.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
폭 0.300 mm ~ 2.000 mm, 두께 0.010 mm ~ 0.200 mm로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 압연 구리박.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 압연 구리박과,
상기 압연 구리박의 양면에 배치된 절연 필름을 가지는 것을 특징으로 하는, 플렉서블 플랫 케이블.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 절연 필름은, 상기 압연 구리박의 재결정 온도보다 낮은 온도로 라미네이트 처리할 수 있는 수지로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 플렉서블 플랫 케이블.
제 7 항에 있어서,
상기 절연 필름은, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 플렉서블 플랫 케이블.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 압연 구리박의 제조방법으로서,
구리 또는 구리합금으로 이루어지는 환선재에 200 ~ 600℃, 10초 ~ 2시간의 열처리를 실시하는 제1 열처리 공정과,
상기 제1 열처리 공정 후의 환선재를 감면율(減面率) 75% 이상으로 신선(伸線)하는 신선 처리 공정과,
상기 신선 처리 공정 후의 환선재를 압연하여 판 형상 선재를 형성하는 제1 압연 처리 공정과,
상기 판 형상 선재에 200 ~ 600℃, 10초 ~ 2시간의 열처리를 실시하는 제2 열처리 공정과, 상기 제1 열처리 공정 후의 판 형상 선재를 감면율 50% 이하로 압연하여 박재(箔材)를 형성하는 제2 압연 처리 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 압연 구리박의 제조방법.
제 9 항에 있어서,
상기 제2 압연 처리 공정의 후, 상기 박재(箔材)에 스트레인 제거 소둔을 실시하는 제3 열처리 공정을 더 가지는 것을 특징으로 하는, 압연 구리박의 제조방법.
제 9 항 또는 제 10 항에 기재된 제조방법에 의해 얻어진 압연 구리박의 양면에, 절연 필름을, 상기 압연 구리박의 재결정 온도보다 낮은 온도로 라미네이트 처리하여 형성하는 것을 특징으로 하는, 플렉서블 플랫 케이블의 제조방법.
제 11 항에 있어서,
상기 압연 구리박의 압연면에 인접하는 측면에 슬릿 가공을 행하는 일 없이, 절연 필름을 형성하는 것을 특징으로 하는, 플렉서블 플랫 케이블의 제조방법.