TW202409310A - 軋製銅箔、覆銅層疊板、覆銅層疊板的製造方法、軟性印刷電路板的製造方法以及電子部件的製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種FPC化時具有比以往更高的屈曲性的軋製銅箔。一種軋製銅箔，含有99.9質量%以上的Cu，餘量由不可避免的雜質構成，在以260℃的乾燥器的器內溫度、30分鐘的加熱保持時間進行了熱處理時測定的Cube面積率為94.0%以上。
Description
本發明涉及一種軋製銅箔、覆銅層疊板、覆銅層疊板的製造方法、軟性印刷電路板的製造方法以及電子部件的製造方法。
軟性印刷電路板（FPC），是將作為導電層的金屬與以樹脂薄膜為代表的柔軟性絕緣基板進行接合得到的。通常導電層使用銅箔，在特別需要屈曲性的用途中，使用屈曲性優良的軋製銅箔。
通常的FPC製造步驟如下。首先將銅箔與樹脂薄膜進行接合。關於接合，有在銅箔上塗覆例如包含聚醯亞胺樹脂的先質的清漆並且施加熱處理從而進行亞胺化的方法（cast法：鑄造法），和將具有黏合力的樹脂薄膜與銅箔重疊並進行層壓的方法（laminate法：層壓法）。將透過這些步驟接合的帶樹脂薄膜的銅箔稱作覆銅層疊板（CCL）。之後，透過蝕刻形成線路，完成FPC。
用於FPC的軋製銅箔，如上所述需要屈曲性。在專利文獻1中，為了提供一種在樹脂黏合劑的固化溫度下容易進行退火，並且退火後的耐屈曲性（屈曲疲勞壽命）非常好的用於FPC的軋製銅箔，提出了使得最終冷軋製的加工度為90%以上。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本特開平4-228553號公報
發明要解决的技術問題
然而，隨著近年智慧型手機等電子設備的輕薄短小化以及高性能化，軋製銅箔所需要的屈曲性也逐年變得嚴格。與之伴隨，使用現有的技術製造的銅箔逐漸無法滿足顧客的需求。
因此，本發明在一實施方式中，目的在於提供一種FPC化時具有比以往更高的屈曲性的軋製銅箔。
解决技術問題的方法
本發明人進行了各種研究探討，結果發現，透過使得在規定的條件下對軋製銅箔進行了熱處理時，其Cube面積率為94.0%以上，能夠得到具有高屈曲性的軋製銅箔，並創造出如以下例示的發明。
［1］
一種軋製銅箔，其中，含有99.9質量%以上的Cu，餘量由不可避免的雜質構成，所述軋製銅箔，當以260℃的乾燥器的器內溫度、30分鐘的加熱保持時間進行了熱處理時，所測定的Cube面積率為94.0%以上。
［2］
一種軋製銅箔，其中，含有99.9質量%以上的Cu，餘量由不可避免的雜質構成，所述軋製銅箔，當以260℃的乾燥器的器內溫度、30分鐘的加熱保持時間進行了熱處理時，在任意2點測定的Cube面積率的算術平均值為94.0%以上。
［3］
一種軋製銅箔，其中，含有99.9質量%以上的Cu，餘量由不可避免的雜質構成，所述軋製銅箔，當以260℃的乾燥器的器內溫度、30分鐘的加熱保持時間進行了熱處理時，在任意1點以及沿軋製垂直方向與該點分別等間隔5mm的2點即共計3點測定的Cube面積率的中間值為94.0%以上。
［4］
一種軋製銅箔，其中，含有99.9質量%以上的Cu，餘量由不可避免的雜質構成，所述軋製銅箔，當以260℃的乾燥器的器內溫度、30分鐘的加熱保持時間進行了熱處理時，在任意1點以及沿軋製垂直方向與該點分別等間隔5mm的2個以上的點進行測量並去掉最大值以及最小值得到的Cube面積率的算術平均值為94.0%以上。
［5］
如［1］～［4］中任一項所述的軋製銅箔，其中，還含有100～360質量ppm的Ag。
［6］
如［1］～［5］中任一項所述的軋製銅箔，其中，軋製銅箔的厚度為4～35μm。
［7］
如［1］～［6］中任一項所述的軋製銅箔，其中，軋製銅箔的厚度為6～35μm。
［8］
一種覆銅層疊板，具有Cube面積率為94.0%以上的軋製銅箔。
［9］
一種覆銅層疊板的製造方法，包括：將如［1］～［7］中任一項所述的軋製銅箔與基材進行接合的步驟，並且在所述步驟中進行加熱處理。
［10］
一種軟性印刷電路板的製造方法，包括：將透過如［9］所述的覆銅層疊板的製造方法製造的覆銅層疊板用作材料並形成線路的步驟。
［11］
一種電子部件的製造方法，包括：製造電子部件的步驟，該電子部件具備透過如［10］所述的軟性印刷電路板的製造方法製造的軟性印刷電路板。
發明的效果
根據本發明的一實施方式，能夠提供一種FPC化時具有比以往更高的屈曲性的軋製銅箔。
本發明不限於在下文中說明的各實施方式，在不脫離其要旨的範圍內，能夠對組成要素進行變形並具體化。另外，能夠透過適當地組合各實施方式中公開的多個組成要素，從而形成各種發明。
需要說明的是，本說明書中的“Cube取向”是指，｛001｝面平行於軋製面並且＜100＞晶向平行於軋製方向（RD）的結晶粒的取向，用｛001｝＜100＞的指數表示。另外，“Cube面積率”，表示Cube取向｛001｝＜100＞的面積率。另外，“軋製方向”是指，與軋製對象物穿過成對的工作輥之間的方向平行的方向。另外，“軋製垂直方向”是指，在軋製面中，垂直於軋製方向的方向。
［1．軋製銅箔］
（成分）
本發明的軋製銅箔在一實施方式中，含有99.9質量%以上的Cu，餘量由不可避免的雜質構成。在另一實施方式中，該軋製銅箔可以由純Cu構成。
還在一實施方式中，該軋製銅箔，基於當FPC化時更可靠地獲得比以往更高的屈曲性，並且控制在合適的再結晶溫度下的觀點，還可以含有合計100～360質量ppm的Ag作為合金元素。特別地，優選對於JIS H 3100（C1100）標準的韌銅（Tough-Pitch Copper：TPC）或者JIS H 3100（C1020）的無氧銅（OFC），使之含有上述添加元素。
當Ag濃度超過360質量ppm時，在軋製銅箔的再結晶溫度升高的影響下，即使實施鑄造法或層壓法中的熱處理，有時再結晶也不充分。如果假設軋製銅箔內殘留有未再結晶晶粒，那麽FPC的屈曲性會顯著降低。另外，如果Ag濃度在100質量ppm以上，那麽引入的軋製應變量會增多，因此CCL熱處理後的立方體織構容易生長，屈曲性容易變高。
需要說明的是，軋製銅箔中的氧含量，其上限側例如為500質量ppm以下。另外，軋製銅箔中的氧含量，其下限側例如為0質量ppm以上。基於减少材料中的亞氧化銅（CuO）的量的觀點，氧含量優選為50質量ppm以下，通常認為亞氧化銅（CuO）會給FPC的屈曲性帶來不良影響。
本發明的軋製銅箔的成分，能夠透過作為乾式分析的螢光X射線分析來測定。具體地，螢光X射線分析使用株式會社理學製造的Simultix14進行測定。分析面，可以使用以表面最大高度粗糙度Rz（JIS B 0601：2013）為6.3μm以下的方式進行了切削或機械研磨的表面。在從該軋製銅箔的製造過程的溶解鑄造中的熔液採取分析用樣本的情况下，在鑄造成30～40mmΦ，厚度50～80mm左右的形狀之後，切斷成厚度為10～20mm左右，並且將切斷面用作分析面。對分析面重複進行切削或機械研磨，直到表面最大高度粗糙度Rz（JIS B0601：2013）為6.3μm以下為止。
需要說明的是，軋製銅箔的成分，除了使用螢光X射線分析的測定之外，還可以使用作為濕式分析的ICP發光分光分析法。具體地，能夠使用株式會社日立High-tech Science製造的ICP發光分光分析裝置（ICP－OES）SPS3100進行測定。在ICP發光分光分析法的情况下，將樣本溶解在硝酸水溶液（以容積比計，硝酸：水＝1：1）並稀釋進行使用。
（Cube面積率）
本發明的軋製銅箔在一實施方式中，對以260℃的乾燥器的器內溫度，30分鐘的加熱保持時間進行熱處理後的軋製銅箔使用下文所述的方法進行測定時，Cube面積率為94.0%以上。具體地，採取該軋製銅箔的一部分作為樣本，在保持為260℃的乾燥器（研華東洋有限公司製造：DRH453WA）內放入樣本，在大氣氣氛中進行30分鐘的熱處理之後，從乾燥器中取出並在大氣氣氛中進行放置冷却。需要說明的是，放入前的該樣本，為了防止在大氣氣氛中氧化，或者為了防止從乾燥器取出時産生彎折-褶皺，用2張磷青銅（JIS H 3110（C5210））的板（厚度：0.2mm）夾住軋製銅箔形成層疊體，進而使用充分地退火後的韌銅的軋製箔(厚度：33μm)包裹住上述層疊體進行密封之後，放入乾燥器內。
規定的熱處理條件下的Cube取向變得發達的速度比較高，Cube面積率在規定值以上的軋製銅箔，在屈曲時差排難以朝向材料中的結晶晶界積累。由此，抑制了成為破裂的原因的裂紋的産生，所以屈曲性優良，例如可得到不依賴於覆銅層疊板的製造時的加熱條件的、穩定的屈曲性。上述Cube面積率，其下限側優選為95.0%以上，還優選為95.5%以上，更優選為96.0%以上，再優選為96.5%以上，又優選為96.6%以上，進一步優選為97.0%以上，更進一步優選為97.5%以上，還更進一步優選為97.8%以上，再更進一步優選為98.0%以上，又更進一步優選為98.5%以上，又更進一步優選為99.0%以上，又更進一步優選為99.5%以上，又更進一步優選為99.6%以上，又更進一步優選為99.7%以上。另一方面，上述Cube面積率，其上限側為100.0%以下。
本發明人發現，為了提高熱處理後的Cube面積率，最終退火後的平均結晶粒徑的控制以及最終冷軋製的加工度很重要。關於最終退火後的平均結晶粒徑以及最終冷軋製的加工度的各條件，在下文說明故不再贅述。
（Cube面積率的測定方法）
接著，對Cube面積率的測定方法一例進行說明。在如上文所述以260℃、30分鐘進行熱處理後的軋製銅箔的樣本表面上，透過EBSD測定Cube取向｛001｝＜100＞的面積率。這裡，EBSD（Electron Back Scatter Diffraction：電子背散射繞射）是指，利用在SEM（Scanning Electron Microscope：掃描型電子顯微鏡）內對樣本照射電子束時産生的反射電子菊池線繞射（菊池圖）對結晶取向進行分析的技術。
按照下述的電解液以及試驗條件進行電解拋光，從樣本表面除去1μm左右的厚度之後，對於以觀察視野的一邊與軋製方向平行的方式任意地設定的1000μm×1000μm的觀察範圍，使用3μm的步幅尺寸進行掃描，測定結晶取向分布。避開異常部位在2個以上的位置實施測定。需要說明的是，如果在任意的2個位置的Cube面積率的算術平均值為94.0%以上，則軋製銅箔整體，有屈曲性較高的傾向。其原因是，雖然在製造步驟中，某種程度上軋製銅箔內的製造條件會産生一些偏差，但是對該製造步驟所得到的軋製銅箔進行規定的條件的熱處理後測定的Cube面積率，大致被控制在所需的範圍內。因此，在任意2個位置的Cube面積率的算術平均值為94.0%以上的情况下，雖然有軋製箔內産生一部分的Cube面積率小於94.0%的部位的可能性，但是可以設想這樣的部位沒有那麽多，大部分成為了所需的金屬組織，能夠解决本發明的技術問題。
進一步，由於製造、軋製銅箔的處理（例如，測定用樣本的切取等）的情况，會産生局部地孔眼極其多的位置、有異物的附著、有軋製條紋等的異常部位。在測定Cube面積率的情况下，應當避開與異常部位相應的位置來設定測量位置。透過使用SEM（觀察倍率：100倍）觀察電解拋光前的樣本等，能夠掌握異常部位。如上文所述軋製銅箔整體應當被控制在大致的規定的範圍內，因此Cube面積率的測定可以對避開異常部位的任意2點進行觀察和測定，可以對間隔5mm以上的位置進行觀察和測定。
需要說明的是，可以基於在任意1點以及沿軋製垂直方向與該點分別等間隔5mm的2個以上的點進行測定、並且去掉最大值以及最小值的n－2個點的算術平均值（在測定點是任意1點以及沿軋製垂直方向與該點分別等間隔5mm的2點即共計3點的情况下，該值是中間值），求出Cube面積率。在測定位置與異常部位重疊的情况下，避開異常部位對共計3個以上的點進行測定。這裡，“n”是指測定點的總數。測定點的總的數量，可以是3以上且10以下，也可以是3以上且5以下。另外，測定點的的數量，可以是3、4、5、6、7、8、9或10中的任一者。
＜電解液的調配（一例）＞
・蒸餾水：250ml
・磷酸：125ml
・尿素：2.5g
・乙醇1級：125ml
・1－丙醇：25ml
＜電解拋光條件＞
施加電壓：10V
電解時間：10秒
＜EBSD的測定條件等＞
・SEM條件
裝置：日本電子株式會社製造掃描型電子顯微鏡（JSM－IT500HR或與其等同的裝置）
電子槍的種類：電解放射型電子槍（肖特基型）
電子槍的發射極：ZrO鎢陰極
物鏡的種類：外鏡型
聚焦校正的有無：有（動態聚焦：50）
電子束條件
加速電壓：15kV
工作距離：15mm
照射電流量：15nA
SEM探針直徑：0.5～2nm
觀察倍率：90倍
・EBSD裝置條件
檢測器：株式會社TSL Solutions製造 慢掃描CCD相機
・數據處理條件
數據收集軟體：株式會社TSL Solutions製造 OIM Data Collection
Phase（相）：Copper
CCD相機的像素數：1394×1040像素
Binning（像素組合）：8×8
Exposure（暴露時間）：8毫秒
Gain（增益）：0.9～0.95
有無背景處理：有
測定點的掃描方法：六方晶格
・Hough變換（霍夫變換）
（1）Hough Type（霍夫類型）：經典
（2）Hough Resolution（霍夫解析度）：低
（3）Classic Hough（經典霍夫）
・Convolution Mask（卷積遮罩）：9×9
・Min Peak Magnitude（最小峰强度）：5
・Min Peak Distance（最小峰間距離）：23
・Peak Symmetry（峰對稱性）：0.75
・Vertical Bias（垂直偏差）：0
（4）General Parameter（一般參數）
・Binned Pattern Size（壓縮圖案尺寸）：120
・Theta Step Size（角度步幅）：1°
・Rho Fraction（Rho 分數）：90%
・Max Peak Count（最大峰個數）：8
・Min Peak Count（最小峰個數）：3
然後，進行結晶取向密度函數的分析，將具有與Cube取向相差15°以內的取向的晶粒的面積除以測定面積，用作面積率。以上的測定數據的收集，使用株式會社TSL Solutions製造的OIM Data Collection，數據分析使用株式會社TSL Solutions製造的OIM Analysis V8。需要說明的是，在EBSD的取向分析中得到的信息，包括電子束進入樣本數10nm的深度的取向信息，但是與測定的範圍相比足夠小，因此記載為面積率。
＜OIM Analysis V8的數據分析條件＞
・New Map（新圖）窗口
Map 類型（圖類型）
Grayscale（灰度）：選擇＜None＞。
Color Coded（色彩編碼）：選擇Crystal Orientation（晶體取向）。
Boundaries（晶界）
Second Partition（第二分區）：選擇＜None＞。
・Crystal Orientation（晶體取向）窗口（點擊Map Style窗口的Color Coded的Edit時顯示的界面）
・顯示方式（Representation）：選擇Euler Angles（歐拉角）（Bunge）。
・Enforce Orthotropic Sample Symmetry（增强各向同性樣品對稱性）的複選框：勾選。
・Add Crystal Orientation Range（增加晶體取向範圍）窗口（點擊Crystal Orientation（晶體取向）窗口的Add時顯示的界面）
Orientation（取向）標簽
Phase（相）：選擇銅。
Euler Angles（歐拉角）（Bunge）：（φ1，Φ，φ2）＝（0，0，0）
hkl的各輸入值:001
uvw的各輸入值：100
Tolerance（容差）標簽
最小的輸入值：0
最大的輸入值：15
將在上述的設定條件下實施的Crystal Orientation（晶體取向）的測定結果中的Total fraction（總比例分數）的值，用作Cube面積率。
（最終退火後的平均結晶粒徑）
本發明的軋製銅箔在一實施方式中，下文所述的製造例中的、最終冷軋製前且在再結晶退火3（最終退火）後的平均結晶粒徑大於15μm且小於35μm是優選的。通常，結晶粒徑越小，在最終冷軋製時成為一次再結晶的驅動力的差排應變越容易積累。因此，透過使得最終冷軋製前且最終退火後的平均結晶粒徑大於15μm且小於35μm，從而軋製銅箔的熱處理時立方體織構非常發達，屈曲性提高。另一方面，當最終退火後的平均結晶粒徑為35μm以上時，最終軋製時差排應變不容易積累，並且軋製組織中的剪切帶容易變得發達。剪切帶，在軋製銅箔的熱處理時，容易成為非Cube取向的晶核的生成位點，立方體織構難以變得發達。
（平均結晶粒徑的測定方法）
接著，對平均結晶粒徑的測定方法的一例進行說明。在最終退火後的樣本表面，透過EBSD測定平均結晶粒徑。
按照上述的條件進行電解拋光，在從樣本表面除去1μm左右的厚度後，對於任意地設定的1000μm×1000μm的觀察範圍，以3μm的步幅尺寸進行掃描。之後，透過Area Fraction（面積分數）法進行分析，測量將結晶取向差大於5°的邊界看做是結晶晶界時的平均結晶粒徑。以上的分析，使用株式會社TSL Solutions製造的OIM Analysis V8。下文中沒有示出的EBSD的測定條件等，如上文所述。
＜計算出平均結晶粒徑時的OIM Analysis V8的詳細設定＞
・Partition Properties（分區屬性）窗口的詳細設定
Grain Size（晶粒尺寸）標簽
Grain Tolerance Angle（晶粒容差角度）的輸入值：5
Minimum Size（最小尺寸）［points］
Grains（晶粒）的輸入值：2
Anti－grains（非晶粒）的輸入值：2
Minimum Confidence Index（最小置信指數）（CI值的最小值）的輸入值：0
Apply partition before calculation（在計算前應用分區）的複選框：勾選
。
Include grains at edges of scan in statistics（在統計中包括掃描邊緣的晶粒）的複選框：勾選
。
・Twin Boundaries（雙晶晶界）窗口（點擊Partition Properties（分區屬性）的Define（定義）時顯示的界面）
Enforce matching between twin planes（K1） in grain A and grain B（在晶粒A和晶粒B的雙晶面（K1）之間强制匹配） 的複選框：勾選
。
Allowed tolerance between twin planes（K1s）［degrees］（雙晶面間的容差角度）的輸入值：1
（排除的雙晶沒有特別規定。結晶晶界包括雙晶。）
・用於計算出平均結晶粒徑的New Chart（新表格）窗口的詳細設定
Type（類型）：Grain Size（晶粒尺寸）（直徑）
將在上述的設定條件下實施的Grain Size（晶粒尺寸）的測量結果中的Average（平均）內的Area（區域）的值（根據Area Fraction法的平均值），用作平均結晶粒徑。
（厚度）
在一實施方式中，軋製銅箔的厚度，例如為4～35μm，又例如為6～35μm。該軋製銅箔的厚度，其上限側例如為35μm以下，還例如為18μm以下，另外，其下限側例如為4μm以上，還例如為6μm以上，又例如為9μm以上。
需要說明的是，軋製銅箔的厚度，例如在軋製銅箔的表面側設置X射線產生器，在另一側的正面側設置X射線檢測器，根據測定的穿透X射線量求出軋製銅箔導致的衰减量，並將其換算成軋製銅箔的厚度，由此進行測定。還例如，測量20cm的正方形的軋製銅箔的重量，透過（重量（g）／（軋製銅箔的密度（g／cm
3）×軋製銅箔的面積（cm
2））計算出軋製銅箔的厚度（需要說明的是，軋製銅箔的密度，作為一例，JIS H 3100（C1020）的無氧銅為8.94g／cm
3）。又例如，使用數位測量機（作為一例，使用株式會社尼康製造的微數位MH－15M），在任意的2個以上的點進行測定，由各厚度的算術平均值計算出軋製銅箔的厚度。
（軋製銅箔的製造例）
作為軋製銅箔的製造方法的一例，首先使用熔解爐對銅等原料進行熔解，得到所需的成分的熔液。然後，透過將該熔液流入鑄模（鑄造）中從而製造鑄錠。為了防止銅的氧化損耗，熔解以及鑄造優選在真空中或者惰性氣體氣氛中進行。之後，依次實施：均質化退火、熱軋製、冷軋製1、再結晶退火1、表面切削、冷軋製2、再結晶退火2、酸洗-研磨、冷軋製3、再結晶退火3（最終退火）、最終冷軋製，加工成具有所需的厚度以及所需的特性的軋製銅箔。即，在本發明中，軋製銅箔，可以說基本上是指最終冷軋製後的銅箔。
需要說明的，根據發明人的經驗推測得知，進行了260℃、30分鐘的熱處理時的軋製銅箔的Cube面積率，在根據下文所述的步驟進行製造的情况下，很大程度上受到最終退火後的平均結晶粒徑以及最終冷軋製的加工度的影響。
（最終退火）
為了提高進行了260℃、30分鐘的熱處理時的Cube面積率，對最終退火的條件進行適當設定。具體地，可以適當地設定最終退火的條件，以使得最終退火後的平均結晶粒徑大於15μm且小於35μm。該條件可根據銅材料的成分進行變動，基於本實施例、比較例所公開的退火條件，本領域技術人員能夠沒有過多的試行錯誤地實驗性地求出退火條件。
（最終冷軋製）
透過在加工度大於98%且小於99%的條件下進行最終冷軋製，可得到軋製銅箔。此時的該軋製銅箔的厚度，為4～35μm左右。需要說明的是，加工度的定義是，加工度（%）＝｛（最終冷軋製前的厚度（mm）－最終冷軋製後的厚度（mm））／最終冷軋製前的厚度（mm）｝×100。
［2．覆銅層疊板的製造方法］
在本發明的覆銅層疊板的製造方法的一實施方式中，包括將如上文所述的軋製銅箔與基材接合的步驟。作為該基材，例如可列舉樹脂薄膜。為了將樹脂薄膜與軋製銅箔接合，能夠採用幾種手法。
例如，能夠使用如下方法：使用由環氧樹脂等熱固化性樹脂形成的黏合劑，將軋製銅箔與聚醯亞胺樹脂薄膜貼合，進行加熱處理。另外，能夠使用如下方法：將含有作為聚醯亞胺樹脂的先質的聚醯胺酸的清漆，塗覆在軋製銅箔的至少一側的表面上並使其加熱固化，在軋製銅箔的至少一側的表面上形成聚醯亞胺覆膜。
另外，在雙面層疊軋製銅箔的情况下，有形成單面覆銅層疊板之後透過熱壓制對軋製銅箔層進行壓接的方法，以及在2片軋製銅箔層之間夾著聚醯亞胺樹脂薄膜，並透過熱壓制進行壓接的方法。這些加熱處理，通常在125～360℃、30～400分鐘的條件下實施。
進而，還有不經過熱處理步驟而利用黏合劑來進行軋製銅箔與樹脂薄膜的層疊的方法。作為樹脂薄膜的材料，可列舉聚酯、聚醯亞胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等，但不限於此。
另外，在對軋製銅箔和樹脂薄膜進行層疊之前，能夠對軋製銅箔進行粗化處理。由此，能夠提高樹脂薄膜與軋製銅箔的接合强度。例如，能夠按照以下的條件進行粗化處理。
＜粗化處理條件＞
液體成分：Cu 10～20g／L，Co 1～10g／L，Ni 1～15g／L
pH：1～4
溫度：30～50℃
電流密度（Dk）：20～50A／dm2
時間：1～5秒
根據該製造方法，由於上述加熱處理使得Cube取向發達，因此能夠製造具有Cube面積率為94.0%以上的銅箔（軋製銅箔）與基材（樹脂薄膜）的覆銅層疊板。需要說明的是，Cube面積率的測定方法，與上文所述的方法相同。
［3．軟性印刷電路板的製造方法］
本發明的軟性印刷電路板的製造方法在一實施方式中，包括將透過如上文所述的覆銅層疊板的製造方法製造的覆銅層疊板用作材料並形成線路的步驟。此時，能夠將該覆銅層疊板用作材料並按照公知的步驟形成線路，製造軟性印刷電路板（FPC）。例如可列舉如下方法：在覆銅層疊板的軋製銅箔面上將抗蝕劑僅僅塗覆在作為導體圖案的必要部分，然後在軋製銅箔面上噴射蝕刻液從而除去不需要的軋製銅箔形成導體圖案，接著剝離或除去抗蝕劑，露出導體圖案。在導體圖案形成後，通常貼上保護用的覆蓋薄膜。
（用途）
這樣的FPC，是在電子設備或電氣設備等的電子部件中在硬碟內的可動部，行動電話的鉸鏈部和滑動部，行動電話內部，印表的頭部、光拾取部，筆記型PC的可動部等中使用的FPC。需要說明的是，在電子部件的製造方法中，可以包括製造一種具備透過上述軟性印刷電路板的製造方法所製造的軟性印刷電路板的電子部件的步驟。
〔實施例〕
基於實施例及比較例具體地說明本發明。以下的實施例及比較例的記載，僅僅是為了容易理解本發明的技術內容而列舉的具體例，本發明的技術範圍不限於這些具體例。
需要說明的是，表1以及表2中的“OFC”是JIS H 3100（C1020）標準的無氧銅，“TPC”是JIS H 3100（C1100）標準的韌銅。
［實施例1～5，比較例1～3］
［軋製銅箔的製造］
首先，在實施例1～5以及比較例1～3中，熔解鑄造鑄錠，該鑄錠具有在無氧銅中添加規定的金屬而得到的表1所示的合金成分。需要說明的是，該鑄錠的Ag含量，透過上文所述的ICP發光分光分析法進行測定。將該鑄錠按照下述步驟順序進行加工，製作軋製銅箔。需要說明的是，表1中的加工度，是最終冷軋製中的板厚减少率，透過下式算出：加工度（%）＝｛（最終冷軋製前的厚度（mm）－最終冷軋製後（最終産品）的厚度（mm））／最終冷軋製前的厚度（mm）｝×100。
＜步驟（1）～（11）＞
（步驟1）均質化退火：將上述鑄錠在920℃下加熱保持2.5小時。
（步驟2）熱軋製：將在920℃下加熱後的鑄錠在室溫下軋製到厚度為16mm。之後，透過水冷急速冷却至室溫，得到帶狀金屬材料。
（步驟3）冷軋製1：軋製到厚度為10.5mm。
（步驟4）再結晶退火1：將上述帶狀金屬材料在400℃下加熱保持7.5小時。
（步驟5）表面切削：透過表面切削除去表面上的氧化皮層。
（步驟6）冷軋製2：軋製到厚度為1.5mm。
（步驟7）再結晶退火2：在升溫至750℃的爐內保持30～120秒。
（步驟8）酸洗-研磨：在硫酸與過氧化氫水的混合酸中浸漬之後，透過進行拋光研磨除去材料表面的氧化膜。
（步驟9）冷軋製3：軋製至厚度為0.8mm。
（步驟10）再結晶退火3（最終退火）：調節退火溫度以及保持時間，以得到規定的結晶粒徑，對冷軋製3後的帶狀金屬材料分別進行加熱保溫。表1中記載了各樣本的退火條件。需要說明的是，上述帶狀金屬材料為了防止氧化，將用充分退火後的韌銅（JIS H 3100（C1100））的軋製銅箔（厚度：33μm）對該帶狀金屬材料進行包裹密封而得到的密封體放入乾燥器內。加熱保溫後，從乾燥器中取出密封體在大氣氣氛中進行放置冷却。放置冷却後，從密封體中取出帶狀金屬材料。然後，透過上述的方法，測定最終退火後的平均結晶粒徑。
（步驟11）最終冷軋製：精加工成厚度為0.012mm（12μm）得到軋製銅箔。在最終冷軋製中，帶狀金屬材料的軋製方向上的兩端側不進行固定（自由端的狀態），讓帶狀金屬材料透過成對的工作輥之間，以張力不會在與軋製方向平行的方向上作用的方式進行軋製。
需要說明的是，在實施例1～5以及比較例1～3中，在表1所記載的退火溫度以及保持時間下實施再結晶退火3。
［特性評價］
＜Cube面積率的評價＞
接著，在實施例1～5以及比較例1～3中，採取透過上述製造得到的軋製銅箔的一部分作為各個測定用樣本，透過上文所述的方法，用2張磷青銅（JIS H 3110（C5210）標準）的板（厚度：0.2mm）夾住測定用樣本得到層疊體，再用充分退火後的韌銅（JIS H 3100（C1100））的軋製銅箔(厚度：33μm)將該層疊體包裹密封得到密封體，並將密封體投放入乾燥器，以260℃的該乾燥器的器內溫度和30分鐘的加熱保持時間，進行熱處理。熱處理後，從乾燥器中取出在大氣氣氛中放置冷却。放置冷却後，從密封體中取出作為測定用樣本的軋製銅箔。將熱處理後的軋製銅箔的樣本表面當做測定對象，使用日本電子株式會社製造的掃描型電子顯微鏡（JSM－IT500HR），透過上文所述的方法測定熱處理後的軋製銅箔的Cube取向｛001｝＜100＞的面積率。需要說明的是，在表1以及表2，將避開異常部位測定的2點的Cube取向｛001｝＜100＞的面積率的算術平均值，作為Cube面積率示出。需要說明的是，對於最終冷軋製後且進行260℃、30分鐘的熱處理之前的軋製銅箔，同樣地嘗試了測定Cube面積率，但是由於軋製組織中的亞結晶粒和差排胞組織的尺寸小於EBSD測定條件的步幅尺寸（3μm），因此無法在與熱處理後的軋製銅箔的樣本的測定條件相同的條件下進行測定。
〔表1〕
| 製造條件 | 260℃×30min熱處理後的Cube面積率 [%] | |||||||
| 原料成分 | 再結晶退火3（最終退火） | 最終冷軋製 | ||||||
| Cu原料 | Ag含有量[質量ppm] | 退火條件 （退火溫度、保持時間） | 平均結晶粒徑 [μm] | 軋製前的厚度[mm] | 最終産品的厚度[mm] | 加工度[%] | ||
| 實施例1 | OFC | 100 | 450℃、5min | 20.9 | 0.80 | 0.012 | 98.5 | 96.6 |
| 實施例2 | OFC | 180 | 450℃、5min | 28.7 | 0.80 | 0.012 | 98.5 | 94.0 |
| 實施例3 | OFC | 250 | 450℃、5min | 25.3 | 0.80 | 0.012 | 98.5 | 99.6 |
| 實施例4 | OFC | 250 | 500℃、60min | 33.9 | 0.80 | 0.012 | 98.5 | 99.0 |
| 實施例5 | OFC | 320 | 500℃、60min | 28.9 | 0.80 | 0.012 | 98.5 | 97.8 |
| 比較例1 | OFC | 100 | 600℃、60min | 81.8 | 0.80 | 0.012 | 98.5 | 39.3 |
| 比較例2 | OFC | 180 | 600℃、60min | 54.6 | 0.80 | 0.012 | 98.5 | 45.6 |
| 比較例3 | OFC | 320 | 600℃、60min | 59.6 | 0.80 | 0.012 | 98.5 | 31.4 |
（實施例的考察1）
將實施例1～5與比較例1～3進行比較，結果發現，在最終冷軋製的加工度大於98%且小於99%的基礎上，透過適當地設定最終退火後的平均結晶粒徑，能夠提高進行了260℃、30分熱處理後的軋製銅箔的Cube面積率。另外，將實施例3與實施例4進行比較，結果能夠確認，最終退火後的平均結晶粒徑越小，進行了260℃、30分鐘熱處理時的軋製銅箔的Cube面積率有越高的傾向。
［實施例6、比較例4～5］
在實施例6以及比較例4～5中，為了確認Cube面積率與屈曲性的關係，分別準備進行了260℃、30分鐘的熱處理時具有表2所記載的Cube面積率的軋製銅箔。需要說明的是，與上述Cube面積率的評價同樣地，將避開異常部位測量的2點的Cube取向｛001｝＜100＞的面積率的算術平均值，作為Cube面積率示出。另外，對於最終冷軋製後且進行260℃、30分鐘的熱處理之前的軋製銅箔，雖然嘗試了測量Cube面積率，但是與實施例1同樣地，無法在與熱處理後的軋製銅箔的樣本的測定條件相同的條件下進行測定。
＜IPC滑動屈曲試驗＞
在實施例6以及比較例4～5中，採取進行260℃、30分鐘的熱處理之前的、即最終冷軋製後的該軋製銅箔的一部分，作為各個測定用樣本。在測定用樣本的一側的表面上，參照上述的粗化鍍覆處理條件進行粗化鍍覆處理後，在軋製銅箔的粗化鍍覆處理面那一側，層疊作為聚醯亞胺樹脂薄膜的株式會社Kaneka公司製造的Pixio（商標）FRS 等級（厚度25μm），透過360℃、30分鐘的熱壓制處理進行壓接，從而製作由軋製銅箔和聚醯亞胺樹脂薄膜這2層構成的單面覆銅層疊板。之後，使用已知的光微影技術，以軋製銅箔的電路寬度（Line）和相鄰的電路彼此間的間隔（Space）為Line／Space＝300μm／300μm的方式形成線路，製作FPC。接著，以寬度12.7mm、長度130mm並且試驗片的長度方向與軋製方向平行的方式，從得到的FPC中切取出試驗片。透過圖1所示的IPC（美國印刷電路工業會）屈曲試驗裝置100，對該試驗片進行IPC滑動屈曲次數的測定。該IPC屈曲試驗裝置100，是振動驅動體10上結合有振動傳遞部件20的結構，試驗片30，透過箭頭表示的螺絲40的部分和振動傳遞部件20的頂端部共計4點，被固定在裝置上。當沿上下驅動振動傳遞部件20時，試驗片30的中間部，以規定的曲率半徑r屈曲成弧狀。關於IPC滑動屈曲試驗，在曲率半徑r為2.5mm（外半徑），振動行程為20mm，振動速度為1500次／分鐘的條件下進行。
需要說明的是，在IPC滑動屈曲試驗中，對在上述條件下重複進行屈曲時直到斷裂為止的次數進行計數，將各條件下的試驗實施次數設為4次，實施IPC滑動屈曲試驗。將得到的直到斷裂為止的次數的平均值，用作IPC滑動屈曲次數並在表2中分別示出。需要說明的是，這裡所說的斷裂是指，與IPC滑動屈曲試驗前的FPC的電阻抗相比，電阻抗上升了20%。電阻抗用4端子法進行測定。
〔表2〕
| 軋製銅箔特性 | FPC特性 | ||||
| Cu原料 | Ag含量 [質量ppm] | 最終産品的厚度[mm] | 260℃×30min熱處理後的 Cube面積率 [%] | IPC滑動屈曲次數 （r＝2.5） | |
| 實施例6 | OFC | 320 | 0.012 | 99.7 | 270144 |
| 比較例4 | TPC | 190 | 0.012 | 91.2 | 190969 |
| 比較例5 | OFC | 100 | 0.012 | 82.3 | 147613 |
（實施例的考察2）
以實施例6得到的結果與比較例4～5得到的結果的比較為基礎，可確認，透過使用在260℃的乾燥器的器內溫度、30分鐘的加熱保持時間下進行熱處理後測定的Cube面積率高的軋製銅箔製成FPC時，具有比以往更優良的屈曲性。
需要說明的是，橫軸為表2的各樣品進行260℃、30分鐘的熱處理後的Cube面積率，且縱軸為IPC滑動屈曲次數而繪製的結果，如圖2所示。另外，透過Microsoft（註冊商標）Excel的近似曲線的直線近似功能，計算出近似直線的結果在圖2中示出。直線的近似式與R的二次方一並示出示。R的二次方越接近1，表示近似直線越恰當地示出了實驗數據的傾向，可知進行了260℃、30分鐘熱處理的Cube面積率與IPC滑動屈曲次數之間具有正比例的相關關係。
基於圖2的近似直線，當對IPC滑動屈曲次數與作為現有品的比較例4相比較增加了15%以上，即，IPC滑動屈曲次數為22萬次以上的進行260℃、30分鐘的熱處理後的Cube面積率進行逆換算時，為93.5%，可推測，透過使用進行260℃、30分鐘的熱處理後的Cube面積率為94.0%以上的軋製銅箔，能夠提供在進行FPC化時具有比以往更高的屈曲性的軋製銅箔。另外，當對IPC滑動屈曲次數與作為以往産品的比較例4相比增加了20%以上，即，IPC滑動屈曲次數為23萬次以上的進行260℃、30分鐘熱處理的Cube面積率進行逆換算時，為94.9%，可推測，透過使用進行260℃、30分鐘的熱處理後的Cube面積率為95.0%以上的軋製銅箔，能夠提供在進行FPC化時具有比以往更高的屈曲性的軋製銅箔。
10:振動驅動體
20:振動傳遞部件
30:試驗片
40:螺絲
100:IPC屈曲試驗裝置
r:曲率半徑
圖1是示出實施例6以及比較例4～5中的IPC滑動屈曲試驗的測定方法的概略圖。
圖2是基於實施例6以及比較例4～5，橫軸為進行了260℃、30分鐘的熱處理後的Cube面積率，縱軸為IPC滑動屈曲次數而繪製的圖表。
10:振動驅動體
20:振動傳遞部件
30:試驗片
40:螺絲
100:IPC屈曲試驗裝置
r:曲率半徑
Claims (11)
- 一種軋製銅箔，其中，含有99.9質量%以上的Cu，餘量由不可避免的雜質構成， 所述軋製銅箔，當以260℃的乾燥器的器內溫度、30分鐘的加熱保持時間進行了熱處理時，所測定的Cube面積率為94.0%以上。
- 一種軋製銅箔，其中，含有99.9質量%以上的Cu，餘量由不可避免的雜質構成， 所述軋製銅箔，當以260℃的乾燥器的器內溫度、30分鐘的加熱保持時間進行了熱處理時，在任意2點測定的Cube面積率的算術平均值為94.0%以上。
- 一種軋製銅箔，其中，含有99.9質量%以上的Cu，餘量由不可避免的雜質構成， 所述軋製銅箔，當以260℃的乾燥器的器內溫度、30分鐘的加熱保持時間進行了熱處理時，在任意1點以及沿軋製垂直方向與該點分別等間隔5mm的2點即共計3點測定的Cube面積率的中間值為94.0%以上。
- 一種軋製銅箔，其中，含有99.9質量%以上的Cu，餘量由不可避免的雜質構成， 所述軋製銅箔，當以260℃的乾燥器的器內溫度、30分鐘的加熱保持時間進行了熱處理時，在任意1點以及沿軋製垂直方向與該點分別等間隔5mm的2個以上的點進行測量並去掉最大值以及最小值得到的Cube面積率的算術平均值為94.0%以上。
- 如請求項1～4中任一項所述的軋製銅箔，其中，還含有100～360質量ppm的Ag。
- 如請求項1～4中任一項所述的軋製銅箔，其中，軋製銅箔的厚度為4～35μm。
- 如請求項1～4中任一項所述的軋製銅箔，其中，軋製銅箔的厚度為6～35μm。
- 一種覆銅層疊板，具有Cube面積率為94.0%以上的軋製銅箔。
- 一種覆銅層疊板的製造方法，包括：將如請求項1～7中任一項所述的軋製銅箔與基材進行接合的步驟，並且在所述步驟中進行熱處理。
- 一種軟性印刷電路板的製造方法，包括以透過如請求項9所述的覆銅層疊板的製造方法製造的覆銅層疊板作為材料形成線路的步驟。
- 一種電子部件的製造方法，包括：製造電子部件的步驟，該電子部件具備通過如請求項10所述的軟性印刷電路板的製造方法製造的軟性印刷電路板。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022113460 | 2022-07-14 | ||
| JP2022-113460 | 2022-07-14 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW202409310A true TW202409310A (zh) | 2024-03-01 |
Family
ID=91228214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW112122679A TW202409310A (zh) | 2022-07-14 | 2023-06-16 | 軋製銅箔、覆銅層疊板、覆銅層疊板的製造方法、軟性印刷電路板的製造方法以及電子部件的製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TW202409310A (zh) |
-
2023
- 2023-06-16 TW TW112122679A patent/TW202409310A/zh unknown
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