TWI741365B - 可撓性印刷基板用銅箔、使用其之覆銅積層體、可撓性印刷基板及電子機器 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種將銅箔與樹脂積層時之銅箔之皺褶得到抑制之可撓性印刷基板用銅箔、使用其之覆銅積層體、可撓性印刷基板及電子機器。

本發明之可撓性印刷基板用銅箔係含有99.9質量%以上之Cu、0.0005質量%以上且0.0220質量%以下之P，剩餘部分由不可避免之雜質構成者，且厚度為0.018mm以下，於400℃進行1秒鐘熱處理前後之拉伸強度之降低率為10%以下，熱處理後之導電率為80%IACS以上，熱處理前之拉伸強度為180MPa以上~未達320MPa。

Description

可撓性印刷基板用銅箔、使用其之覆銅積層體、可撓性印刷基板及電子機器

本發明係關於一種適宜用於可撓性印刷基板等配線構件之銅箔、使用其之覆銅積層體、可撓性配線板及電子機器。

隨著電子機器之小型、薄型、高性能化，業界廣泛使用可撓性印刷基板(可撓性配線板，以下稱為「FPC」)。

FPC係藉由對將銅箔與樹脂(聚醯亞胺、液晶聚合物等)積層而得之Copper Clad Laminate(覆銅積層體，以下稱為CCL)進行蝕刻而形成配線，並於其上藉由被稱為覆蓋層之樹脂層進行被覆者。

此處，於將銅箔與樹脂利用熱壓接或鑄造法等進行積層時，對銅箔進行加熱而再結晶，使之軟化。並且，若積層前後之銅箔之拉伸強度之差變大，則存在於進行積層之層壓線內銅箔產生皺褶之問題。

因此，業界開發出對最終冷軋後之銅箔施加70~95℃之熱處理而進行應力消除，降低熱壓接時之熱收縮，提昇尺寸穩定性之技術(專利文獻1)。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2017-179393號公報

然而，於專利文獻1中記載之技術之情形時，雖然積層後之尺寸穩定性得到改善，但銅箔之皺褶之降低並不充分。

本發明係為了解決上述課題而完成者，其目的在於提供一種於積層銅箔與樹脂時銅箔之皺褶得到抑制之可撓性印刷基板用銅箔、使用其之覆銅積層體、可撓性印刷基板及電子機器。

本發明者等人進行了各種研究，結果發現，藉由將進行特定之熱處理前後之拉伸強度之降低率設為10%以下，可抑制於積層銅箔與樹脂時之銅箔之皺褶。

即，本發明之可撓性印刷基板用銅箔係含有99.9質量%以上之Cu、0.0005質量%以上且0.0220質量%以下之P，剩餘部分由不可避免之雜質構成者，且厚度為0.018mm以下，於400℃進行1秒鐘熱處理前後之拉伸強度之降低率為10%以下，上述熱處理後之導電率為80%IACS以上，上述熱處理前之拉伸強度為180MPa以上~未達320MPa。

本發明之可撓性印刷基板用銅箔可由符合JIS-H3100(C1100)標準之精銅或JIS-H3100(C1020)之無氧銅構成。

本發明之覆銅積層體係將上述可撓性印刷基板用銅箔與樹脂層積層而成。

本發明之可撓性印刷基板係於上述覆銅積層體中之上述銅箔形成電路而成。

本發明之電子機器係使用上述可撓性印刷基板而成。

根據本發明，可獲得於積層銅箔與樹脂時銅箔之皺褶得到抑制之 可撓性印刷基板用銅箔。

以下，對本發明之銅箔之實施形態進行說明。再者，於本發明中，%只要無特別規定，則表示質量%。

<組成>

本發明之銅箔含有99.9質量%以上之Cu、0.0005質量%以上且0.0220質量%以下之P，剩餘部分由不可避免之雜質構成。較佳為Cu為99.96質量%以上。

若P之含量超過0.0220質量%(220質量ppm)，則導電率降低，不適於可撓性印刷基板。

亦可將本發明之銅箔設為如下組成：於由符合JIS-H3100(C1100)標準之精銅(TPC)或JIS-H3100(C1020)之無氧銅(OFC)構成之組成中含有0.0005質量%以上且0.0220質量%以下之P作為添加元素。

<銅箔之厚度>

將銅箔之厚度設為0.018mm以下。

若銅箔之厚度大於0.018mm，則難以實現利用蝕刻之電路之微細化，不適合作為FPC。銅箔厚度之下限並無限制，就製造上之方面而言，例如可例示0.003mm。

<熱處理前後之拉伸強度之降低率>

於400℃進行1秒鐘熱處理前後之銅箔之拉伸強度之降低率為10%以下。

於將銅箔與樹脂利用熱壓接或鑄造法等進行積層時，對銅箔進行加熱而再 結晶，使之軟化。並且，若積層前後之銅箔之拉伸強度之差變大，則於積層時銅箔產生皺褶。

因此，若將上述熱處理前後之銅箔之拉伸強度之降低率管理為10%以下，則積層前後之銅箔之拉伸強度之差變小，可抑制積層時之銅箔之皺褶。

再者，將熱處理條件設定為400℃ 1秒鐘之原因在於：只要於以下之利用卷對卷方式於通常進行之層壓中假定最嚴酷之條件，並於該條件滿足所期望之性能，則認為只要為通常之CCL積層時之加熱便充足。

再者，為了防止因熱處理導致之銅箔表面之氧化，熱處理之環境較佳為還原性或非氧化性之環境，例如只要設為真空環境、或氬氣、氮氣、氫氣、一氧化碳等或由該等混合氣體構成之環境等即可。在到達400℃之前之升溫速度為100~300℃/min之間即可。

<導電率及拉伸強度>

上述熱處理後之導電率為80%IACS以上。若導電率未達80%IACS，則不適於可撓性印刷基板。

上述熱處理前之拉伸強度為180MPa以上~未達320MPa，較佳為210MPa以上且未達320MPa。

若熱處理前之拉伸強度未達180MPa，則於將銅箔與樹脂積層時銅箔不易彎折。

若熱處理前之拉伸強度為320MPa以上，則熱處理後拉伸強度大幅降低，拉伸強度之降低率超過10%。

本發明之銅箔例如可以如下方式製造。首先，於銅錠中添加P並進行熔解、鑄造後，進行熱軋，實施冷軋及退火，藉此可製造箔。

此處，藉由控制例如(1)最終冷軋之加工度η、(2)最終冷軋後之軟化處理之條件，可將熱處理前後之銅箔之拉伸強度之降低率確實地設為10%以下。

藉由控制最終冷軋之加工度η，可充分地累積應變，抑制上述熱處理後之拉伸強度之降低，可將拉伸強度之降低率設為10%以下。

最終冷軋之加工度η亦根據銅箔之製造條件發生變化，並無限定，例如宜將η設為6.0以上。

加工度η係將最終退火前之即將冷軋前之材料之厚度設為A0，將最終退火前之剛冷軋後之材料之厚度設為A1，以η=In(A0/A1)表示。

若最終冷軋之加工度η過低，則難以將應變充分地導入至最終冷軋中，上述熱處理後之拉伸強度大幅降低，拉伸強度之降低率超過10%。加工度η之上限無特別限制，實用上為7.45左右。

藉由進行最終冷軋後之軟化處理，預先對銅箔進行加熱而再結晶，使之軟化。藉此，於將銅箔與樹脂積層時之銅箔之軟化程度減小，可將拉伸強度之降低率設為10%以下。

作為軟化處理之溫度，較佳為300℃以上，更佳為300℃~400℃。軟化處理之時間宜為數十秒~數分鐘，例如較佳為設為1~2分鐘。

若軟化處理之溫度過低，則銅箔之軟化不充分，難以將拉伸強度之降低率設為10%以下。若軟化處理之溫度過高，則銅箔過度軟化導致強度降低。

作為進行軟化處理之方法，亦可設置專用之熱處理線，例如於對銅箔之表面實施粗化處理等表面處理時，作為預處理，有在脫脂液中之浸漬及其後之乾燥步驟。因此，若將該乾燥步驟中之乾燥溫度設為300℃以上，則可將上述軟化處理兼用作脫脂後之乾燥處理。

<覆銅積層體及可撓性印刷基板>

又，藉由對本發明之銅箔例如(1)將樹脂前驅物(例如被稱為清漆之聚醯亞胺前驅物)鑄造並加熱進行聚合、(2)使用與基底膜同種類之熱塑性接著劑並將基底膜層壓至本發明之銅箔，可獲得由銅箔與樹脂基材之2層所構成之覆銅積 層體(CCL)。又，藉由在本發明之銅箔上層壓塗覆有接著劑之基底膜，可獲得由銅箔、樹脂基材及其間之接著層之3層所構成之覆銅積層體(CCL)。該等CCL製造時對銅箔進行熱處理而再結晶化。

對於該等使用光微影技術而形成電路，視需要對電路實施鍍覆，並層壓覆蓋膜，藉此可獲得可撓性印刷基板(可撓性配線板)。

因此，本發明之覆銅積層體係將銅箔與樹脂層積層而成。又，本發明之可撓性印刷基板係於覆銅積層體之銅箔形成電路而成。

作為樹脂層，可列舉PET(聚對苯二甲酸乙二酯)、PI(聚醯亞胺)、LCP(液晶聚合物)、PEN(聚萘二甲酸乙二酯)，但並不限定於該等。又，作為樹脂層，亦可使用該等之樹脂膜。

作為樹脂層與銅箔之積層方法，亦可於銅箔之表面塗佈成為樹脂層之材料，進行加熱成膜。又，可使用樹脂膜作為樹脂層，於樹脂膜與銅箔之間使用以下之接著劑，亦可不使用接著劑而將銅箔熱壓接至樹脂膜。其中，就不對樹脂膜施加多餘之熱之方面而言，較佳為使用接著劑。

於使用膜作為樹脂層之情形時，宜將該膜經由接著劑層積層於銅箔。於該情形時，較佳為使用與膜相同成分之接著劑。例如於使用聚醯亞胺膜作為樹脂層之情形時，較佳為接著劑層亦使用聚醯亞胺系接著劑。再者，此處所述之聚醯亞胺接著劑係指包含醯亞胺鍵之接著劑，亦包含聚醚醯亞胺等。

再者，本發明並不限定於上述實施形態。又，只要發揮本發明之作用效果，則上述實施形態中之銅合金亦可含有其他成分。

例如，亦可對銅箔之表面實施粗化處理、防銹處理、耐熱處理、或該等組合之表面處理。

[實施例1]

其次，列舉實施例更詳細地說明本發明，但本發明並不限定於該 等。於電解銅中添加P而設為表1所示之組成，於Ar環境中進行鑄造而獲得鑄塊。鑄塊中之氧含量未達15ppm。將該鑄塊於900℃進行均質化退火後，進行熱軋與冷軋後進行中間退火。

其後，將表面產生之氧化皮去除，以表1所示之加工度η進行最終冷軋，獲得目標最終厚度之箔。將所獲得之箔通過脫脂液槽中進行脫脂後，於表1所示之溫度進行乾燥，實施粗化處理及防銹處理。再者，箔於脫脂乾燥槽中之通過時間為1分鐘。

<銅箔試樣之評價>

1.導電率

對於上述脫脂乾燥槽通過後之各銅箔試樣，基於JIS H 0505藉由四端子法測定25℃之導電率(%IACS)。

若導電率為80%IACS以上，則導電性良好。

2.拉伸強度

對於上述脫脂乾燥槽通過後之各銅箔試樣，藉由依據IPC-TM650之拉伸試驗，以試驗片寬度12.7mm、室溫(15~35℃)、拉伸速度50.8mm/min、隔距長度50mm，於與銅箔之壓延方向(或MD方向)平行之方向上進行拉伸試驗，測定熱處理(400℃×1秒)前後之銅箔之拉伸強度。

3.積層時之皺褶之有無

使用卷對卷式(將卷狀之銅箔與卷狀之樹脂膜積層後，再次卷取為卷)之層壓裝置，判定層壓後之覆銅積層體之皺褶產生之有無。

皺褶之確認係使用形狀解析雷射顯微鏡(KEYENCE公司製造，製品名：VK-X1000)，於覆銅積層體之銅箔側之表面之凹凸差為3μm以上之情形時，判定為有皺褶之產生。

凹凸差係自ISO-25178所規定之最大高度Sz減去ISO-25178所規定之算術平 均高度Sa所得之值(Sz-Sa)。

將所獲得之結果示於表1。

根據表1明確得知，於含有特定量之P，且熱處理前後之拉伸強度之降低率為10%以下之各實施例之情形時，於積層於覆銅積層體時銅箔未產生皺褶。

另一方面，於熱處理前後之拉伸強度之降低率超過10%之比較例1~3、6、8之情形時，於積層於覆銅積層體時銅箔產生皺褶。

再者，比較例1~3由於在最終冷軋後之脫脂乾燥槽中之乾燥溫度未達300℃，故而熱處理前之拉伸強度成為320MPa以上，與熱處理後之拉伸強度之差變得過大，拉伸強度之降低率超過10%。

比較例6由於不含P，且最終冷軋後之脫脂乾燥槽中之乾燥溫度未達300℃，故而熱處理前之拉伸強度成為320MPa以上，與熱處理後之拉伸強度之差變得過大，拉伸強度之降低率超過10%。此處，比較例6係將脫脂乾燥槽之通箔時間設 為24小時，以與專利文獻1相同之條件進行低溫長時間之軟化處理。

比較例8由於最終冷軋之加工度η未達6.0，故而未充分累積應變，上述熱處理前後之拉伸強度之降低程度變大，拉伸強度之降低率超過10%。

Claims (5)

1. 一種可撓性印刷基板用銅箔，其係含有99.9質量%以上之Cu、0.0005質量%以上且0.0220質量%以下之P，剩餘部分由不可避免之雜質構成者，且

   厚度為0.018mm以下，

   於400℃進行1秒鐘熱處理前後之拉伸強度之降低率為10%以下，

   上述熱處理後之導電率為80%IACS以上，

   上述熱處理前之拉伸強度為180MPa以上~未達320MPa。
2. 如請求項1所述之可撓性印刷基板用銅箔，其係符合JIS-H3100(C1100)標準之精銅、或符合JIS-H3100(C1020)標準之無氧銅中含有0.0005質量%以上且0.0220質量%以下之P而成。
3. 一種覆銅積層體，其係將請求項1或2所述之可撓性印刷基板用銅箔與樹脂層積層而成。
4. 一種可撓性印刷基板，其係於請求項3所述之覆銅積層體中之上述銅箔形成電路而成。
5. 一種電子機器，其使用請求項4所述之可撓性印刷基板。