WO2013042663A1 - フレキシブルプリント配線板用銅箔 - Google Patents

フレキシブルプリント配線板用銅箔 Download PDF

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WO2013042663A1
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copper foil
surface roughness
rolling
avg
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習太郎 西田
大輔 鮫島
嘉一郎 中室
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Jx日鉱日石金属株式会社
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
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    • H05K3/02—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
    • H05K3/06—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed chemically or electrolytically, e.g. by photo-etch process

Definitions

  • the present invention relates to a copper foil for a flexible printed wiring board that is required to be flexible, and particularly to a copper foil used for a flexible printed wiring board subjected to fine wiring processing.
  • a flexible printed circuit board is a structure in which a metal that is a conductive layer and a flexible insulating substrate typified by a resin film are joined together.
  • a copper foil is used for the conductive layer, and a rolled copper foil having excellent flexibility is used particularly for applications that require flexibility.
  • General FPC manufacturing process is as follows. First, the copper foil is bonded to the resin film. For joining, there are a method of imidizing by applying heat treatment to a varnish applied on a copper foil, and a method of laminating a resin film with an adhesive and a copper foil. The copper foil with a resin film joined by these steps is called CCL (copper-clad laminate). The copper foil is recrystallized by the heat treatment in the CCL manufacturing process.
  • FPC is manufactured by applying a photoresist to the copper foil surface of the manufactured CCL, baking the wiring pattern, performing UV exposure and development, and removing unnecessary copper foil by etching.
  • the wiring pattern to be formed tends to be miniaturized, and accordingly, high etching properties are required for copper foil.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2006-283146 describes a technique for improving the orientation of a copper foil as a technique for obtaining a high etching factor.
  • the (100) plane X-ray diffraction intensity I of the rolled copper foil and the (100) plane X-ray diffraction intensity I of the fine powder copper The ratio of 0 is 10 ⁇ I / I 0 ⁇ 60, preferably 40 ⁇ I / I 0 ⁇ 60.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-12297 describes a method of covering at least a part of the copper layer surface with a Cu—Zn alloy layer or Zn layer and a Cr layer on the copper foil surface.
  • the flow of the etching solution into the etching portion is restricted, so that the rate limiting process of the etching reaction is mainly the chemical reaction rate at the interface. Therefore, etching proceeds in the circuit width direction at the same time as etching proceeds in the thickness direction of the copper foil. Therefore, if there is variation in the copper foil thickness, if the etching conditions are determined so that the circuit width is constant, the copper foil cannot be removed at the thick copper foil, and the circuit is short-circuited. On the other hand, if the etching is performed under the condition that the etching residue of the copper foil does not occur, the circuit width becomes non-uniform. That is, a slight variation in the thickness of the copper foil greatly affects the processing accuracy of the circuit. Therefore, a copper foil excellent in plate thickness accuracy is desired.
  • an object of the present invention is to provide a copper foil for a flexible printed wiring board suitable for fine pitch processing. Moreover, this invention makes it another subject to provide the manufacturing method of such a copper foil.
  • Copper foil is roughly divided into rolled copper foil and electrolytic copper foil.
  • the plate thickness accuracy often depends on the function (capability) of the rolling mill, but in the current rolling mill, the plate thickness accuracy is limited to ⁇ 1.6% at a target plate thickness of 10 ⁇ m. .
  • remodeling and development of rolling mills is also desired, but it requires a large amount of research and development and is difficult to do immediately.
  • the present inventor has conducted research to solve the above-described problems.
  • many of the rolling operations are performed in order to control the thickness of the product in the feed forward.
  • thickness accuracy paying attention to the fact that the variation in surface roughness before the final pass of the final cold rolling is one of the factors affecting the sheet thickness control, reduce the surface roughness before the final pass, It has been found that the plate thickness accuracy is improved by reducing the variation of the surface roughness. Specifically, using a work roll having a small surface roughness for rolling before the final pass, and using a work roll having a desired surface roughness in the final pass, the plate thickness accuracy is finally good and the desired surface roughness is obtained. It has been found that a copper foil with can be obtained.
  • Copper foil for flexible printed wiring boards requires a certain surface roughness in consideration of adhesion to a flexible insulating substrate such as a resin film, but the surface roughness can be allowed before the final pass of final cold rolling. By making it as small as possible, it is possible to have a desired surface roughness while improving the plate thickness accuracy.
  • the thickness of the copper foil is 5 to 20 ⁇ m.
  • the difference between the maximum value (t max ) of the copper foil and the average value (t avg ) of the copper foil, or the minimum value is 1.3% or less.
  • the present invention is a flexible printed wiring board using the copper foil according to the present invention as a conductor layer.
  • the surface roughness Ra of the work roll used for the final pass is 0.03 ⁇ m or more in the final cold rolling step, and the surface of the work roll used for one pass immediately before the final pass.
  • Roughness Ra is less than 0.03 micrometer
  • the copper foil according to the present invention is excellent in plate thickness accuracy, it is possible to suppress an error in etching amount, so that the linearity of a flexible printed wiring board to be mass-produced can be improved. Therefore, the copper foil according to the present invention can be suitably used for fine pitch processing.
  • the copper foil base material used in the present invention is a rolled copper foil.
  • “Copper foil” includes copper alloy foil. There is no restriction
  • the rolled copper foil is excellent in that it has high strength, can cope with an environment in which vibration continuously occurs, and has high bending resistance.
  • the thickness of the copper foil is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the required characteristics. Generally, the thickness is 1 to 100 ⁇ m, but when used as a conductor layer of a flexible printed wiring board, higher flexibility can be obtained by reducing the thickness of the copper foil. From such a viewpoint, it is typically 2 to 50 ⁇ m, more typically about 5 to 20 ⁇ m.
  • Ra is a value obtained by folding the roughness curve from the center line and dividing the area obtained by the roughness curve and the center line by the reference length L, and is measured according to JIS B0601: 2001.
  • the average (Ra avg ) of the surface roughness Ra is an average of arbitrary 10 points.
  • ⁇ Ra is the maximum value Ra max and the minimum value among the measured 10 points Ra. is the difference of the Ra min is.
  • the arbitrary 10 points here do not mean 10 points in the vicinity of each measurement point.
  • the rolling direction depends on the obtained length.
  • 10 points are selected at an interval of at least 50 mm, preferably at least 100 mm, more preferably at least 500 mm.
  • Ra at each measurement point is given by an average value obtained by measuring the vicinity of the measurement point three times.
  • Each measurement point is the center in the width direction.
  • interval of 50 mm or more can be ensured, the surface roughness can be measured with respect to the sheet
  • the copper foil according to the present invention is characterized in that the average (Ra avg ) of the surface roughness Ra in the rolling parallel direction satisfies 0.01 to 0.15 ⁇ m.
  • the condition of 0.01 ⁇ m ⁇ Ra avg ⁇ 0.15 ⁇ m is that when Ra avg is less than 0.01 ⁇ m, the surface is smooth and sufficient adhesion to the resin layer cannot be obtained, but exceeds 0.15 ⁇ m. For example, even if the roughness is reduced by rolling before the final pass and the variation in surface roughness is small, the rolling of the final pass varies.
  • Ra avg is preferably 0.03 ⁇ m or more from the viewpoint of stably producing appearance quality with few surface defects such as surface scratches, and 0.03 ⁇ m ⁇ Ra avg ⁇ 0.1 ⁇ m is a more preferable range.
  • ⁇ Ra Ra max ⁇ Ra min satisfies 0.025 ⁇ m or less.
  • ⁇ Ra exceeds 0.025 ⁇ m
  • ⁇ Ra before the final pass of the final rolling often exceeds 0.25 ⁇ m.
  • the surface roughness is large between the surface roughness and the surface roughness is small.
  • ⁇ Ra is preferably 0.025 ⁇ m or less, more preferably 0.020 ⁇ m or less, and typically 0.001 to 0.025 ⁇ m.
  • the oil pit is a depression generated when the rolling oil is pushed into the material to be rolled, and the density of the oil pit on the surface varies depending on the thickness of the oil film of the rolling oil. If the density of the oil pits on the surface is different, the thickness of the copper foil required by the gravimetric method is also affected, which causes variation. Therefore, it is desirable that the oil pits are uniformly distributed on the copper foil surface.
  • the amount of oil pits generated can be determined using the surface roughness RSm in the rolling parallel direction as an index.
  • RSm surface roughness
  • RSm max the number of oil pits on the surface
  • a smaller ⁇ RSm / RSm avg indicates that the oil pits are uniformly distributed on the copper foil surface.
  • the reason for dividing by RSm avg is that the variation in distribution is not necessarily large because ⁇ RSm is large. That is, even with the same ⁇ RSm, if RSm avg is large, the variation in distribution is not large and the influence is small. If RSm avg is small, the distribution is large and the influence is large.
  • RSm is an average value of the interval between the peaks and valleys obtained from the intersection where the roughness curve intersects the average line, and is measured in accordance with JIS B0601: 2001.
  • the average surface roughness RSm (RSm avg ) is an average of 10 arbitrary points
  • ⁇ RSm is the difference between RSm max which is the maximum value and RSm min which is the minimum value among 10 measured Ras. It is.
  • the arbitrary 10 points here do not mean 10 points in the vicinity of each measurement point.
  • the rolling direction depends on the obtained length. 10 points are selected at an interval of at least 50 mm, preferably at least 100 mm, more preferably at least 500 mm.
  • RSm at each measurement point is given as an average value obtained by measuring the vicinity of the measurement point three times.
  • Each measurement point is RSm at the center in the width direction. Moreover, even if it is the state laminated
  • ⁇ RSm / RSm avg is 0.5 or less, typically 0.3 to 0.5.
  • the proportion of the average value of the larger one of the values of the difference between (t avg), for the thickness of the average value (t avg) can be 1.3% or less. This proportion can be preferably 1.2% or less, more preferably 1.1% or less, and typically 0.05 to 1.2%.
  • the surface roughness Ra can be controlled by adjusting the surface roughness of the work roll. For example, if a work roll having a large Ra is used, Ra of the rolled copper foil is increased, and conversely, a work having a small Ra is performed. If a roll is used, Ra of the rolled copper foil obtained will also become small.
  • the variation value itself increases as the average value increases. The same applies to the variation value of the surface roughness Ra. The larger the average value of the surface roughness Ra, the larger the variation value. Therefore, the average value of the surface roughness Ra is reduced in order to reduce the variation value of the surface roughness Ra. Should be reduced.
  • the surface roughness should be rough to some extent from the viewpoint of rolling efficiency that the rolling speed can be set high. Therefore, for example, a copper foil having a small surface roughness, that is, a smooth surface is formed by using a work roll having a small surface roughness for only one pass immediately before the final pass of the final cold rolling, and the surface roughness is obtained in the final pass.
  • the desired surface roughness Ra is made using a large work roll.
  • a roll having a surface roughness Ra may be used up to two passes before the final pass, and a roll having a smaller roughness than the previous pass and the final pass is used for only one pass immediately before the final pass.
  • Work rolls with a small surface roughness may be used not only for the first pass just before the final pass, but also for the passes before that.
  • a roll with a small surface roughness cannot be rolled up, so it can be produced. Not desirable from a gender perspective. Therefore, the surface roughness is usually reduced only for the work roll used in the pass immediately before the final pass.
  • the effect of reducing the variation in surface roughness is higher when a roll having a smaller surface roughness is used in the pass before the first pass immediately before the final pass. For example, it is effective to use a roll having a small surface roughness for two passes immediately before the final pass.
  • a work roll having a surface roughness Ra exceeding 0.01 ⁇ m is used so that an average (Ra avg ) of Ra in the rolling parallel direction of the copper foil is 0.01 to 0.15 ⁇ m. Therefore, in order to reduce the variation value of the surface roughness, the surface roughness Ra of the work roll used for one pass immediately before the final pass must be smaller than the work roll used for the final pass. Therefore, the surface roughness Ra of the work roll used in one pass immediately before the final pass is desirably 0.01 ⁇ m or less.
  • the work roll used in the final pass preferably has a surface roughness Ra of 0.03 ⁇ m or more. Therefore, the surface roughness Ra of the work roll used in one pass immediately before the final pass is less than 0.03 ⁇ m. It is desirable.
  • the oil pit distribution uniform In order to reduce the variation in the surface roughness RSm, it is important to make the oil pit distribution uniform. In order to make the oil pit distribution uniform, among other factors, it is important to keep the viscosity of the rolling oil constant during rolling.
  • the viscosity of the rolling oil is basically determined by the type of the rolling oil, but the viscosity is lowered by gradually increasing the rolling oil by the processing heat during rolling. As the viscosity of the rolling oil changes, if the degree to which the rolling oil is pushed into the copper foil surface changes, it leads to variations in the oil pit distribution. For example, when the rolling oil is kept at around 25 ° C.
  • a flexible printed wiring board can be produced by a conventional means using a conductor layer made of a rolled copper foil according to the present invention. Examples of the production method are shown below.
  • a copper clad laminate is manufactured by laminating a copper foil and a flexible insulating substrate.
  • the flexible insulating substrate on which the copper foil is laminated is not particularly limited as long as it has characteristics applicable to flexible printed wiring boards.
  • a resin film such as a polyester film or a polyimide film can be used. .
  • Polyimide film or polyester film and copper foil can be bonded using an epoxy or acrylic adhesive (three-layer structure).
  • a polyimide varnish (polyamic acid varnish), which is a polyimide precursor, is applied to a copper foil and heated to form an imidization or on a polyimide film.
  • a laminating method in which a thermoplastic polyimide is applied to the substrate, a copper foil is overlaid thereon, and heated and pressed.
  • an anchor coating material such as thermoplastic polyimide in advance before applying the polyimide varnish.
  • the process for producing a printed wiring board from a copper clad laminate may be performed by a method well known to those skilled in the art. For example, an etching resist is applied only to a necessary portion as a conductor pattern on the copper foil surface of the copper clad laminate, and an etching solution By spraying on the copper foil surface, the unnecessary copper foil can be removed to form a conductor pattern, and then the etching resist can be peeled and removed to expose the conductor pattern.
  • Example 1 Effect of variation in surface roughness Ra
  • Table 1 shows the surface roughness of the work roll used for only one pass immediately before the final pass and the work roll surface roughness used for the final pass in the final cold rolling.
  • the viscosity of the rolling oil used was 7.0 cSt (40 ° C.), and the temperature of the rolling oil in the final cold rolling was controlled around 40 ° C.
  • the surface roughness of the work roll was measured with a contact-type surface roughness meter according to JIS B0601: 2001.
  • the resulting rolled copper foil was fixed put on a glass plate, using a Lasertec Corporation confocal microscope HD100D, Ra avg, ⁇ Ra, RSm avg ( Example 2 only), and the measurement previously described the DerutaRSm (Example 2 only) Calculated based on the method.
  • the results are shown in Table 1.
  • the interval between the measurement points was 50 mm in the rolling direction.
  • the plate thickness of the rolled copper foil was measured according to the weight method (IPC-TM-650). An arbitrary length of 10 m in the rolling direction was selected from the obtained copper foil, and the thickness was measured at 10 points every 1 m. The plate thickness T at each measurement point was an average value measured three times. The average value of T at 10 points was T avg , the maximum value of T at 10 points was T max , and the minimum value of T at 10 points was T min . In Table 1, the larger of (T avg ⁇ T min ) / T avg and (T max ⁇ T avg ) / T avg is described as “plate thickness variation (%)”.
  • No. 1-No. No. 4 is an invention example, and the variation of the plate thickness could be suppressed to 1.3% or less.
  • No. In No. 5 since the surface roughness of one pass immediately before the final pass was large, ⁇ Ra could not be controlled sufficiently.
  • Example 6 instead of increasing the surface roughness of the work roll of one pass immediately before the final pass, the surface roughness of the work roll of the final pass was reduced, but ⁇ Ra could not be sufficiently controlled.
  • the circuit after etching was observed with a microscope from above, and the outline of the peripheral portion of the circuit was visually evaluated.
  • ⁇ When observed with a microscope, undulation is observed in half or less of the observation length of the outline of the peripheral portion of the circuit.
  • ⁇ When observed with a microscope, undulation is observed in more than half of the observation length of the outline of the peripheral portion of the circuit, but there is a portion where no undulation is observed.
  • X When observed with a microscope, the entire contour of the peripheral edge of the circuit is wavy with waviness.
  • Example 2 Effect of oil pit distribution
  • a tough pitch copper ingot After hot rolling a tough pitch copper ingot, annealing and cold rolling were repeated, and finally, cold rolling was performed to obtain a rolled copper foil (No. 7 to 12) having a set thickness of 10 ⁇ m or more in a rolling direction length of 10 m or more. Obtained.
  • the surface roughness Ra of the work roll used before the final pass was 0.010 ⁇ m
  • the work roll surface roughness Ra used for the final pass was 0.050 ⁇ m.
  • the viscosity of the rolling oil used was 7.0 cSt (40 ° C.), and in the inventive examples, the temperature of the rolling oil during the final cold rolling was adjusted to be around 40 ° C.
  • Various characteristics were evaluated in the same manner as in Example 1. The test results are shown in Table 2.
  • Invention Example No. 10 to 12 are invention example Nos. Except for controlling the temperature of the rolling oil in the final cold rolling mill. The test was carried out under the same conditions as in 7-9. Here, since the temperature of the rolling oil in the final cold rolling mill was not sufficiently controlled, the temperature rose from 40 ° C. to about 45 ° C. As a result, the distribution of oil pits could not be made uniform, and there was a case where the variation in thickness exceeded 1.2%.

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Abstract

　板厚精度の高いフレキシブルプリント配線板用銅箔を提供する。圧延平行方向における表面粗さＲａの平均（Ｒａavg）が０．０１～０．１５μｍであり、ΔＲａ＝Ｒａmax－Ｒａminが０．０２５μｍ以下であるフレキシブルプリント配線板用銅箔。

Description

フレキシブルプリント配線板用銅箔
　本発明は屈曲性を求められるフレキシブルプリント配線板用銅箔に関し、特に微細な配線加工が施されるフレキシブルプリント配線板に用いられる銅箔に関する。
　フレキシブルプリント配線板（FPC）は、導電層である金属と樹脂フィルムに代表される柔軟性絶縁基板とが接合されたものである。一般に導電層には銅箔が用いられ、特に屈曲性が求められる用途には、屈曲性に優れる圧延銅箔が用いられている。
　一般的なFPC製造工程は以下のようなものである。まず銅箔を樹脂フィルムと接合する。接合には、銅箔上に塗布したワニスに熱処理を加えることでイミド化する方法や、接着剤付きの樹脂フィルムと銅箔とを重ねてラミネートする方法がある。これらの工程によって接合された樹脂フィルム付き銅箔をCCL（銅張積層板）と呼ぶ。このCCL製造工程における熱処理によって、銅箔は再結晶する。
　製造されたCCLの銅箔面にフォトレジストを塗布し、配線パターンの焼付けを行った後にUV露光と現像を行い、エッチングにより不要部の銅箔を除去することで、FPCが製造される。近年では電子機器の小型化、高機能化に伴い、形成される配線パターンは微細化する傾向があり、それに伴い銅箔には高いエッチング性が求められている。
　特開２００６－２８３１４６号公報には、高いエッチングファクタを得る手法として、銅箔の配向性を高める手法が記載されている。２００℃で３０分加熱して再結晶組織に調質した常態において、圧延銅箔の圧延面の（１００）面のＸ線回折強度Ｉと微粉末銅の（１００）面のＸ線回折強度Ｉ0の比が１０≦Ｉ／Ｉ0≦６０、好ましくは４０≦Ｉ／Ｉ0≦６０であるとされる。
　また特開２０１１－１２２９７号公報には、銅箔表面をＣｕ－Ｚｎ合金層またはＺｎ層、及びＣｒ層で銅層表面の少なくとも一部を被覆する手法が記載されている。
特開２００６-２８３１４６号公報 特開２０１１-１２２９７号公報
　配線パターンが微細になると、エッチング部へのエッチング液の流入が制限されるため、エッチング反応の律速過程は界面の化学反応速度が主となる。そのため、銅箔の厚み方向にエッチングが進むと同時に回路幅方向にもエッチングが進む。
　そのため、銅箔厚みにばらつきがあると、回路幅が一定になるようにエッチング条件を決めると銅箔が厚い部分では銅箔を除去しきれず、回路が短絡する。一方、銅箔のエッチング残りが起こらない条件でエッチングを行うと、回路幅が不均一になる。
　すなわち、銅箔の僅かな厚みのばらつきが回路の加工精度大きく影響を与える結果となる。そのため、板厚精度に優れた銅箔が望まれる。
　しかしながら、フレキシブルプリント配線板用銅箔のこれまでの開発の方向性は、屈曲性向上を狙ったミクロ的な視点での表面性状制御が圧倒的であった。そのため、マクロ的な視点で銅箔の板厚精度を向上させて、フレキシブルプリント配線板の回路加工精度の向上を図るという課題は未解決のままである。
　そこで、本発明はファインピッチ加工に適したフレキシブルプリント配線板用銅箔を提供することを課題の一つとする。また、本発明はそのような銅箔の製造方法を提供することを別の課題の一つとする。
　銅箔は圧延銅箔と電解銅箔に大別される。圧延銅箔においては、板厚精度は圧延機の機能（能力）に起因することが多いが、現状の圧延機では板厚精度は目標とする板厚１０μｍにおいて±１．６％が限度である。根本的な対策として圧延機の改造や開発も望まれるが、多額の研究開発費用が必要となるため、直ちに行うことは困難である。
　本発明者はこのような実情の下で、上記課題を解決するために研究を重ねたところ、圧延銅箔の製造過程において、圧延の多くはフィードフォワードでの板厚制御のため、製品の板厚精度について、最終冷間圧延の最終パス前の表面粗さのばらつきが板厚制御に影響を与える要因の一つであることに着目し、最終パスの前段階において表面粗さを小さくし、表面粗さのばらつきを小さくすることで、板厚精度が向上することを見出した。具体的には、最終パス前の圧延について表面粗さの小さなワークロールを用い、最終パスにおいて所望する表面粗さのワークロールを用いることで最終的に板厚精度がよく、所望の表面粗さを有する銅箔を得ることができることが分かった。フレキシブルプリント配線板用銅箔では樹脂フィルム等の柔軟性絶縁基板との密着性を考慮する関係から一定の表面粗さが要求されるが、最終冷間圧延の最終パス前において表面粗さを可及的に小さくしておくことで、板厚精度を高めながら所望の表面粗さを有することができるのである。
　以上の知見を基礎として完成した本発明は一側面において、圧延平行方向における表面粗さＲａの平均（Ｒａavg）が０．０１～０．１５μｍであり、ΔＲａ＝Ｒａmax－Ｒａminが０．０２５μｍ以下であるフレキシブルプリント配線板用銅箔である。
　本発明に係るフレキシブルプリント配線板用銅箔の一実施形態においては、銅箔の板厚が５～２０μｍである。
　本発明に係るフレキシブルプリント配線板用銅箔の別の一実施形態においては、銅箔の板厚の最大値（ｔmax）と板厚の平均値（ｔavg）との差、又は最小値（ｔmin）と板厚の平均値（ｔavg）との差のいずれか大きい方の値の、板厚の平均値（ｔavg）に対する割合が１．３％以下である。
　本発明に係るフレキシブルプリント配線板用銅箔の一実施形態においては、圧延平行方向における表面粗さＲＳｍの平均（ＲＳｍavg）に対するΔＲＳｍ＝ＲＳｍmax－ＲＳｍminの比（ΔＲＳｍ／ＲＳｍavg）が０．５以下である。
　本発明は別の一側面において、本発明に係る銅箔を導体層として用いたフレキシブルプリント配線板である。
　本発明は更に別の一側面において、最終冷間圧延工程において、最終パスに用いられるワークロールの表面粗さＲａが０．０３μｍ以上であり、最終パス直前の１パスに用いられるワークロールの表面粗さＲａが０．０３μｍ未満であることを特徴とするフレキシブルプリント配線板用銅箔の製造方法である。
　本発明に係る銅箔は板厚精度に優れているため、エッチング量の誤差を抑えることが可能となるので、量産されるフレキシブルプリント配線板の配線の直線性向上を図ることができる。従って、本発明に係る銅箔はファインピッチ加工に好適に使用できる。
　本発明において使用する銅箔基材は圧延銅箔である。「銅箔」には銅合金箔も含まれるものとする。銅箔の材料としては、特に制限はなく、用途や要求特性に応じて適宜選択すればよい。例えば、限定的ではないが、銅（無酸素銅やタフピッチ銅、電気銅等）の他、銅（無酸素銅やタフピッチ銅、電気銅等）にＳｎ、Ａｇ、Ｆｅ、Ｉｎ、Ｔｅ等を添加した銅合金、Ｎｉ、Ｓｉ等を添加したＣｕ－Ｎｉ－Ｓｉ系銅合金、Ｃｒ、Ｚｒ等を添加したＣｕ－Ｚｒ系、Ｃｕ－Ｃｒ－Ｚｒ系銅合金のような銅合金が挙げられる。圧延銅箔は、強度が高く、振動が継続的に発生する環境に対応でき、耐屈曲性が高い点で優れている。
　銅箔の厚みは特に制限はなく、要求特性に応じて適宜選択すればよい。一般的には１～１００μｍであるが、フレキシブルプリント配線板の導体層として使用する場合、銅箔を薄肉化した方がより高い屈曲性を得ることができる。そのような観点から、典型的には２～５０μｍ、より典型的には５～２０μｍ程度である。
　本発明に係る銅箔は、圧延平行方向における表面粗さＲａの平均（Ｒａavg）、及びΔＲａ＝Ｒａmax－Ｒａminによって規定される。Ｒａは粗さ曲線を中心線から折り返し、その粗さ曲線と中心線によって得られた面積を基準長さＬで割った値であり、ＪＩＳ　Ｂ０６０１：２００１に準拠して測定される。本発明において表面粗さＲａの平均（Ｒａavg）とは、任意の１０点の平均であり、本発明においてΔＲａとは、測定した１０点のＲａのうち、最大値であるＲａmaxと最小値であるＲａminの差である。ただし、ここでいう任意の１０点は、各測定点がお互いの近傍での１０点を意味するものではなく、たとえば、コイル状の場合であれば、得られた長さに応じて、圧延方向に少なくとも５０ｍｍ間隔、好ましくは１００ｍｍ間隔以上、より好ましくは５００ｍｍ間隔以上で１０点を選択する。各測定点におけるＲａは測定点近傍を３回測定した平均値で与えられる。なお、各測定点は、幅方向中央とする。また、樹脂と積層された状態であっても５０ｍｍ以上の測定間隔が確保できるのであれば、そのシートに対して表面粗さの測定をすることができる。
　本発明に係る銅箔は圧延平行方向における表面粗さＲａの平均（Ｒａavg）について、０．０１～０．１５μｍを満たすことを特徴としている。０．０１μｍ≦Ｒａavg≦０．１５μｍを条件としたのは、Ｒａavgが０．０１μｍ未満だと表面が平滑で樹脂層との十分な接着性が得られない一方で、０．１５μｍを超えるとたとえ、最終パス前の圧延で粗さを小さくして表面粗さのばらつきが少ない状態にしても最終パスの圧延でばらついてしまうからである。しかし、表面傷等の表面欠陥の少ない外観品質が安定的に作りこめるという観点から考えるとＲａavgは０．０３μｍ以上が望ましく、０．０３μｍ≦Ｒａavg≦０．１μｍがより好ましい範囲である。
　また、ΔＲａ＝Ｒａmax－Ｒａminが０．０２５μｍ以下を満たすことも特徴としている。ΔＲａ＝Ｒａmax－Ｒａminが０．０２５μｍ以下を条件としたのは、製品である最終圧延後の銅箔のΔＲａが０．０２５μｍ以下であれば、最終圧延の最終パス前のΔＲａが０．０２５μｍ以下であることを意味することができるからである。最終圧延の最終パス前のΔＲａが０．０２５μｍ以下であれば、最終圧延の最終パス時での表面粗さのばらつき（変動）による板厚制御への影響は小さく、最終パスでのすなわち、製品の板厚精度が向上する。ΔＲａが０．０２５μｍを超える場合には、最終圧延の最終パス前のΔＲａが０．２５μｍを超えている場合が多く、その場合には表面粗さの大きいところと表面粗さの小さいところの粗さが最終圧延の最終パスの板厚制御に与える影響が異なり、結果としてその条における最終圧延板厚のばらつきが大きくなる。ΔＲａは好ましくは０．０２５μｍ以下であり、より好ましくは０．０２０μｍ以下であり、典型的には０．００１～０．０２５μｍである。
　一方で、圧延銅箔においては、ロール目によって定まる表面粗さとは別に、オイルピットとよばれる圧延銅箔特有のくぼみが表面上に多数存在する。オイルピットは圧延油が被圧延材に押し込まれて発生するくぼみであり、圧延油の油膜の厚さによって表面上のオイルピットの密度が異なることとなる。表面上のオイルピットの密度が異なれば、重量法で求められる銅箔の板厚にも影響を与え、ばらつきの要因となる。従って、オイルピットは銅箔表面上に均一に分布しているほうが望ましい。
　オイルピットの発生量は、圧延平行方向における表面粗さＲＳｍを指標とすることができる。ＲＳｍが大きい場合には表面上のオイルピットが少なく、ＲＳｍが小さい場合にはオイルピットの量が多いことを示す。板厚精度の特定に影響を与えるのは、オイルピットの分布のばらつきであることから、圧延平行方向における表面粗さＲＳｍの平均（ＲＳｍavg）に対するΔＲＳｍ＝ＲＳｍmax－ＲＳｍminの比（ΔＲＳｍ／ＲＳｍavg）を指標とした。ΔＲＳｍ／ＲＳｍavgが小さいほど、オイルピットが銅箔表面上に均一に分布していることを示す。ＲＳｍavgで割ることとしたのは、分布のばらつきにおいては、ΔＲＳｍが大きいからといって必ずしもばらつきは大きいとはいえないからである。すなわち、たとえ、同じΔＲＳｍでも、ＲＳｍavgが大きければ分布のばらつきとしては大きくないためその影響は小さく、ＲＳｍavgが小さい場合には分布のばらつきとして大きいため影響が大きくなる。
　圧延速度を速く、圧延油の粘度を高く、又は１パス当たりの圧下率を小さくすることでオイルピットの発生量が増加し、ＲＳｍが小さくなりやすい。逆に、圧延速度を遅く、圧延油の粘度を低く、又は１パス当たりの圧下率を大きくすることでオイルピットの発生量が減少し、ＲＳｍが大きくなりやすい。
　ＲＳｍは粗さ曲線が平均線と交差する交点から求めた山谷－周期の間隔の平均値であり、ＪＩＳ　Ｂ０６０１：２００１に準拠して測定される。本発明において表面粗さＲＳｍの平均（ＲＳｍavg）は任意の１０点の平均であり、ΔＲＳｍとは測定した１０点のＲａのうち、最大値であるＲＳｍmaxと最小値であるＲＳｍminの差である。ただし、ここでいう任意の１０点は、各測定点がお互いの近傍での１０点を意味するものではなく、たとえば、コイル状の場合であれば、得られた長さに応じて、圧延方向に少なくとも５０ｍｍ間隔、好ましくは１００ｍｍ間隔以上、より好ましくは５００ｍｍ間隔以上で１０点を選択する。各測定点におけるＲＳｍは測定点近傍を３回測定した平均値で与えられる。なお、各測定点は、幅方向中央のＲＳｍとする。また、樹脂と積層された状態であっても５０ｍｍ以上の測定間隔が確保できるのであれば、そのシートに対して表面粗さの測定をすることができる。
　本発明に係る銅箔の好ましい一実施形態においては、ΔＲＳｍ／ＲＳｍavgが０．５以下であり、典型的には０．３～０．５である。
　本発明に係る銅箔の好ましい一実施形態においては、銅箔の板厚の最大値（ｔmax）と板厚の平均値（ｔavg）との差、又は最小値（ｔmin）と板厚の平均値（ｔavg）との差のいずれか大きい方の値の、板厚の平均値（ｔavg）に対する割合が１．３％以下とすることができる。この割合は好ましくは１．２％以下とすることもでき、より好ましくは１．１％以下とすることもでき、典型的には０．０５～１．２％とすることができる。
　次に、本発明に係る銅箔の製造方法について説明する。表面粗さＲａの制御はワークロールの表面粗さの調整により行うことができ、例えば、Ｒａの大きなワークロールを使用すれば得られる圧延銅箔のＲａも大きくなり、逆に、Ｒａの小さなワークロールを使用すれば得られる圧延銅箔のＲａも小さくなる。一方、一般的にばらつきの値自体は平均値が大きい方が大きくなる。表面粗さＲａのばらつきの値についても同様で、表面粗さＲａの平均値が大きいほうがばらつきの値も大きいので、表面粗さＲａのばらつきの値を低減するため、表面粗さＲａの平均値を小さくすればよい。
　ただし、各々の製品においては、柔軟性絶縁基板との密着性などの観点から求められる表面粗さの要求があるので、最終的には求められる値に作りこむ必要がある。また、冷間圧延においては、圧延速度を高く設定できるという圧延効率の観点では表面粗さがある程度粗いほうがよい。
　そこで、例えば、最終冷間圧延の最終パス直前の１パスについてのみ表面粗さの小さいワークロールを用いて表面粗さの小さな、すなわち表面が平滑な銅箔を作り込み、最終パスで表面粗さの大きなワークロールを用いて所望の表面粗さＲａを作り込む。
　これにより、高い厚み精度を得ながら所望の表面粗さを有し、活物質との密着性の良好な銅箔を得ることができる。すなわち、最終パスの２パス前までは表面粗さＲａの粗いロールでよく、最終パス直前の１パスのみ、前パス及び最終パスより小さい粗さのロールを用いる。
　最終パス直前の１パスのみならず、それ以前のパスについても表面粗さの小さなワークロールを使用してもよいが、表面粗さの小さいロールは、圧延速度を上げることが出来ないため、生産性の観点からは望まれない。そこで通常は最終パス直前のパスに使用するワークロールのみ表面粗さを小さくする。ただし、生産性の観点を無視すれば、最終パス直前の１パスよりも前のパスについても表面粗さの小さいロールとする方が表面粗さのばらつきの低減効果は高い。例えば最終パス直前の２パスだけ表面粗さの小さいロールとするのでも効果はある。
　最終パスにおいて、銅箔の圧延平行方向におけるＲａの平均（Ｒａavg）が０．０１～０．１５μｍとなるように、ワークロールは表面粗さＲａが０．０１μｍを超えるものを用いることになるため、表面粗さのばらつきの値を小さくするためには、最終パス直前の１パスに用いられるワークロールの表面粗さＲａは、最終パスに用いられるワークロールより小さくなければならない。したがって、最終パス直前の１パスに用いられるワークロールの表面粗さＲａは、０．０１μｍ以下が望ましい。
　しかしながら、表面粗さＲａが０．０１μｍ以下で表面傷等の外観上の問題ないロールを安定的に作製することは、高い技術を要し、コスト的にも割高となる。
　したがって、最終パスにおいて使用するワークロールは表面粗さＲａが０．０３μｍ以上であるのが好ましく、ゆえに最終パス直前の１パスに用いられるワークロールの表面粗さＲａは、０．０３μｍ未満とすることが望ましい。
　表面粗さＲＳｍのばらつきを低減するためには、オイルピットの分布を均一にすることが重要となる。オイルピットの分布を均一にするには、いくつかの要因の中でも圧延油の粘度を圧延中に一定に保つことが重要である。圧延油の粘度は圧延油の種類によって基本的に定まるが、圧延中の加工熱によって圧延油が徐々に上昇することで粘度が低下する。圧延油の粘度の変化に伴い、圧延油が銅箔表面へ押し込まれる度合いが変化すると、オイルピット分布のばらつきにつながる。
　例えば、圧延油は、圧延前の温度調整においては２５℃前後に保たれる時、圧延油を圧延中のワークロールに噴射すると加工熱によって上昇したワークロール等からの熱が伝わり、圧延油は４０℃くらいまで上昇する。この状態で維持できれば、オイルピットの分布のばらつきは少なく、銅箔形状には問題ない。しかしながら、圧延油の温度制御が十分でなく、圧延油温度が４０℃を超えてばらつく場合には、銅箔の表面性状がばらつきやすくなるだけでなく、板形状にも影響を与える。従って、圧延中の圧延油の温度を４０℃程度に調整するためには、ロール噴射前の圧延油温度、圧延速度、加工度等を総合的に調整する必要がある。
　本発明に係る圧延銅箔を材料とする導体層を用いて、慣用手段によりフレキシブルプリント配線板を作製することができるが、以下に作製方法を例示する。
　まず、銅箔と柔軟性絶縁基板を貼り合わせて銅張積層板を製造する。銅箔が積層される柔軟性絶縁基板はフレキシブルプリント配線板に適用可能な特性を有するものであれば特に制限を受けないが、例えば、ポリエステルフィルムやポリイミドフィルム等の樹脂フィルムを使用する事ができる。
　ポリイミドフィルム又はポリエステルフィルムと銅箔をエポキシ系やアクリル系の接着剤を使って接着することができる（３層構造）。また、接着剤を使用しない方法（２層構造）としては、ポリイミドの前駆体であるポリイミドワニス（ポリアミド酸ワニス）を銅箔に塗布し、加熱することでイミド化するキャスティング法や、ポリイミドフィルム上に熱可塑性のポリイミドを塗布し、その上に銅箔を重ね合わせ、加熱加圧するラミネート法が挙げられる。キャスティング法においては、ポリイミドワニスを塗布する前に熱可塑性ポリイミド等のアンカーコート材を予め塗布しておくことも有効である。
　銅張積層板からプリント配線板を製造する工程は当業者に周知の方法を用いればよく、例えばエッチングレジストを銅張積層板の銅箔面に導体パターンとしての必要部分だけに塗布し、エッチング液を銅箔面に噴射することで不要銅箔を除去して導体パターンを形成し、次いでエッチングレジストを剥離・除去して導体パターンを露出することができる。
　以下、本発明の実施例を示すが、これらは本発明をより良く理解するために提供するものであり、本発明が限定されることを意図するものではない。
＜例１（表面粗さＲａのばらつきの影響）＞
［圧延銅箔の製造］
　タフピッチ銅のインゴットを熱間圧延した後、焼鈍と冷間圧延を繰り返し、最後に冷間圧延を行って圧延方向長さが１０ｍ以上で設定厚みの圧延銅箔（Ｎｏ．１～６）を得た。銅箔厚みはＮｏ．１～４がそれぞれ１２μｍ、１８μｍ、３６μｍ、６μｍとし、Ｎｏ．５～６は１０μｍとした。最終冷間圧延において、最終パス直前の１パスにのみ用いたワークロールの表面粗さ、及び最終パスに用いたワークロール表面粗さを表１に示す。用いた圧延油の粘度は７．０ｃＳｔ（４０℃）であり、最終冷間圧延における圧延油の温度は４０℃前後に制御した。ワークロールの表面粗さは、ＪＩＳ　Ｂ０６０１：２００１に従い、接触式の表面粗さ計にて測定した。
　得られた圧延銅箔をガラス板上に乗せて固定し、レーザーテック社のコンフォーカル顕微鏡ＨＤ１００Ｄを用い、Ｒａavg、ΔＲａ、ＲＳｍavg（例２のみ）、及びΔＲＳｍ（例２のみ）を先述した測定方法に基づいて算出した。結果を表１に示す。各測定点の間隔は圧延方向に５０ｍｍとした。
［板厚精度評価］
　圧延銅箔の板厚は、重量法（ＩＰＣ－ＴＭ－６５０）に準拠して測定した。得られた銅箔から任意の１０ｍの圧延方向長さを選択し、これについて１ｍおきに板厚を１０点測定した。各測定点の板厚Ｔは３回測定した平均値を取った。１０点のＴの平均値をＴavg、１０点のＴの最大値をＴmax、１０点のＴの最小値をＴminとした。表１には（Ｔavg－Ｔmin）／Ｔavg及び（Ｔmax－Ｔavg）／Ｔavgの大きい方を「板厚ばらつき（％）」として記載した。
　Ｎｏ．１～Ｎｏ．４は発明例であり、板厚のばらつきを１．３％以下に抑えることができた。
　Ｎｏ．５は最終パス直前の１パスの表面粗さが大きかったため、ΔＲａが十分に制御できなかった。Ｎｏ．６は最終パス直前の１パスのワークロールの表面粗さを大きくするかわりに、最終パスのワークロールの表面粗を小さくしたが、依然としてΔＲａが十分に制御できなかった。
[回路の直線性の評価]
　上記の製造方法によって得られた各圧延銅箔を３５０℃で１５分間焼鈍後、ドライフィルムレジスト（旭化成（株）、SUNFORT、厚さ２０μｍ）をラミネートし、回路幅５０μｍ、回路間隔５０μｍの短冊型の回路パターンを露光、現像した。そして、エッチング液として４５℃、４５ボーメの塩化第２鉄水溶液を用い、エッチングファクタ（（銅箔厚み）×２／（各回路の底部幅－各回路の頂部幅））が３．５～４．５となる条件で銅箔をエッチングした。エッチング後の回路を上から顕微鏡観察し、回路の周縁部分の輪郭を目視評価した。
◎：顕微鏡観察したとき、回路の周縁部分の輪郭が直線に近い。
○：顕微鏡観察したとき、回路の周縁部分の輪郭の観察長の半分以下にうねりがみられる。
△：顕微鏡観察したとき、回路の周縁部分の輪郭の観察長の半分超にうねりがみられるが、うねりが見られない箇所も存在する。
×：顕微鏡観察したとき、回路の周縁部分の輪郭全体がうねりを持って波打っている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
＜例２（オイルピットの分布の影響）＞
［圧延銅箔の製造］
　タフピッチ銅のインゴットを熱間圧延した後、焼鈍と冷間圧延を繰り返し、最後に冷間圧延を行って圧延方向長さが１０ｍ以上で設定厚み１０μｍの圧延銅箔（Ｎｏ．７～１２）を得た。最終冷間圧延において、最終パス前まで用いたワークロールの表面粗さＲａを０．０１０μｍ、及び最終パスに用いたワークロール表面粗さＲａを０．０５０μｍとした。用いた圧延油の粘度は７．０ｃＳｔ（４０℃）であり、発明例は、最終冷間圧延中の圧延油の温度を４０℃前後となるように調整した。各種特性評価は例１と同様の方法で行った。試験結果を表２に示す。
　発明例Ｎｏ．７～９は最終圧延機の圧延油の温度管理が４０℃に管理されているため、オイルピットの分布は均一となり、ばらつきは少なく、板厚のばらつきは１．２％未満と小さかった。
　発明例Ｎｏ．１０～１２は、最終冷間圧延機中の圧延油の温度の管理以外は発明例Ｎｏ．７～９と同じ条件で実施した。ここでは最終冷間圧延機中の圧延油の温度の管理を十分には行なわなかったため、４０℃を超えて４５℃程度にまで上昇した。その結果、オイルピットの分布は均一化することができず、板厚のばらつきが１．２％を超えるケースが見られた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002

Claims (6)

  1. 　圧延平行方向における表面粗さＲａの平均（Ｒａavg）が０．０１～０．１５μｍであり、ΔＲａ＝Ｒａmax－Ｒａminが０．０２５μｍ以下であるフレキシブルプリント配線板用銅箔。
  2. 　銅箔の板厚が５～２０μｍであることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルプリント配線板用銅箔。
  3. 　銅箔の板厚の最大値（ｔmax）と板厚の平均値（ｔavg）との差、又は最小値（ｔmin）と板厚の平均値（ｔavg）との差のいずれか大きい方の値の、板厚の平均値（ｔavg）に対する割合が１．３％以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のフレキシブルプリント配線板用銅箔。
  4. 　圧延平行方向における表面粗さＲＳｍの平均（ＲＳｍavg）に対するΔＲＳｍ＝ＲＳｍmax－ＲＳｍminの比（ΔＲＳｍ／ＲＳｍavg）が０．５以下であることを特徴とする請求項１～３の何れか一項記載のフレキシブルプリント配線板用銅箔。
  5. 　請求項１～４何れか一項記載の銅箔を導体層として用いたフレキシブルプリント配線板。
  6. 　最終冷間圧延工程において、最終パスに用いられるワークロールの表面粗さＲａが０．０３μｍ以上であり、最終パス直前の１パスに用いられるワークロールの表面粗さＲａが０．０３μｍ未満であることを特徴とするフレキシブルプリント配線板用銅箔の製造方法。
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