本發(fā)明涉及適合于在柔性印刷基板等配線構(gòu)件中使用的銅箔、使用其的覆銅層疊體、柔性配線板、和電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

柔性印刷基板(柔性配線板、以下稱為“fpc”)由于具有柔性，因此廣泛用于電子回路的彎折部、可移動(dòng)部。例如，在hdd、dvd和cd-rom等盤(pán)式相關(guān)設(shè)備的可移動(dòng)部、折疊式移動(dòng)電話機(jī)的彎折部等中使用fpc。

fpc通過(guò)對(duì)將銅箔和樹(shù)脂層疊而得到的coppercladlaminate(覆銅層疊體，以下稱為ccl)進(jìn)行蝕刻從而形成配線、并通過(guò)在其上覆蓋被稱為覆蓋層(coverlay)的樹(shù)脂層而得到。在層疊覆蓋層之前的階段中，作為用于提高銅箔和覆蓋層的密合性的表面改性步驟中的一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)銅箔表面進(jìn)行蝕刻。此外，為了降低銅箔的厚度從而提高可彎曲性，還存在進(jìn)行減薄蝕刻的情況。

但是，隨著電子設(shè)備的小型、薄型、高性能化，要求在這些設(shè)備的內(nèi)部以高密度安裝fpc，但為了進(jìn)行高密度安裝，需要在小型化的設(shè)備內(nèi)部將fpc進(jìn)行彎折從而收納，即需要高彎折性。

另一方面，開(kāi)發(fā)了使以ipc可彎曲性為代表的高循環(huán)可彎曲性得以改善的銅箔(專(zhuān)利文獻(xiàn)1、2)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2010-100887號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2009-111203號(hào)公報(bào)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

然而，如上所述，為了以高密度安裝fpc，需要提高以mit耐折性為代表的彎折性，在以往的銅箔中存在的問(wèn)題在于，彎折性的改善并不能稱為充分。

此外，隨著電子設(shè)備的小型、薄型、高性能化，fpc的回路寬度、間距(space)寬度也微細(xì)化至20~30μm左右，存在的問(wèn)題在于，通過(guò)蝕刻形成回路時(shí)，蝕刻因子、回路直線性容易劣化，故而還要求解決該問(wèn)題。

本發(fā)明是為了解決上述課題而成，其目的在于提供彎折性和蝕刻性優(yōu)異的柔性印刷基板用銅箔、使用其的覆銅層疊體、柔性印刷基板、和電子設(shè)備。

用于解決問(wèn)題的手段。

本發(fā)明人經(jīng)過(guò)各種研究的結(jié)果是發(fā)現(xiàn)：通過(guò)使銅箔的再結(jié)晶后的晶粒微細(xì)化，能夠提高強(qiáng)度從而提高彎折性。其理由在于，根據(jù)霍爾-佩奇(hall-petch)法則，晶粒越微細(xì)化，則強(qiáng)度變得越高、彎折性也變得越高。但是，如果晶粒過(guò)度微細(xì)化，則強(qiáng)度變得過(guò)高從而彎曲剛性變大、回彈性變大，從而不適合于柔性印刷基板用途。因此，還規(guī)定了晶粒直徑的范圍。

此外，通過(guò)使晶粒直徑微細(xì)化至近年來(lái)的fpc中的20~30μm左右的回路寬度的大約1/10左右，還能夠改善通過(guò)蝕刻而形成回路時(shí)的蝕刻因子、回路直線性。

即，本發(fā)明的柔性印刷基板用銅箔相對(duì)于jis-h3100(c1100)所規(guī)定規(guī)格的韌銅(tough-pitchcopper)或jis-h3100(c1011)的無(wú)氧銅，含有0.001~0.05質(zhì)量%的ag、以及總計(jì)0.003~0.825質(zhì)量%的選自p、ti、sn、ni、be、zn、in和mg中的1種以上的添加元素，平均晶粒直徑為0.5~4.0μm，且拉伸強(qiáng)度為235~290mpa。

本發(fā)明的柔性印刷基板用銅箔中，優(yōu)選前述銅箔為軋制銅箔，在300℃下進(jìn)行30分鐘熱處理后的前述平均晶粒直徑為0.5~4.0μm、且前述拉伸強(qiáng)度為235~290mpa。

優(yōu)選將在前述銅箔的單面上層疊厚度為25μm的聚酰亞胺樹(shù)脂膜而成的覆銅層疊體以彎曲半徑為0.05mm且前述銅箔為外側(cè)的方式進(jìn)行180度密合彎曲，其后將彎折部復(fù)原至0度，重復(fù)3次上述試驗(yàn)后，以200的倍率觀察前述銅箔時(shí)無(wú)法目視確認(rèn)到龜裂。

本發(fā)明的覆銅層疊體為將前述柔性印刷基板用銅箔和樹(shù)脂層層疊而成。

本發(fā)明的柔性印刷基板使用前述覆銅層疊體，并在前述銅箔上形成有回路。

優(yōu)選前述回路的l/s為40/40~15/15(μm/μm)。應(yīng)予說(shuō)明，回路的l/s(線寬和間距)是指構(gòu)成回路的配線的寬度(l：線寬)與相鄰配線之間的間隔(s：間距)之比。l采用回路中的l的最小值，s采用回路中的s的最小值。

應(yīng)予說(shuō)明，l和s只要為15~40μm即可，兩者不必為相同的值。例如，還可以采用l/s=20.5/35、35/17等值。

本發(fā)明的電子設(shè)備為使用前述柔性印刷基板而成。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠得到彎折性和蝕刻性優(yōu)異的柔性印刷基板用銅箔。

附圖說(shuō)明

圖1是示出ccl的彎折性試驗(yàn)方法的圖。

具體實(shí)施方式

以下，針對(duì)本發(fā)明所述的銅箔的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。應(yīng)予說(shuō)明，本發(fā)明中，%在沒(méi)有特別說(shuō)明的情況下表示質(zhì)量%。

<組成>

本發(fā)明所述的銅箔相對(duì)于jis-h3100(c1100)所規(guī)定規(guī)格的韌銅或jis-h3100(c1011)的無(wú)氧銅，含有0.001~0.05質(zhì)量%的ag、以及總計(jì)0.003~0.825質(zhì)量%的選自p、ti、sn、ni、be、zn、in和mg中的1種以上的添加元素。

如上所述，在本發(fā)明中，通過(guò)使銅箔的再結(jié)晶后的晶粒微細(xì)化，提高強(qiáng)度從而提高彎折性。

但是，為了更切實(shí)地進(jìn)行晶粒的微細(xì)化，優(yōu)選在冷軋時(shí)的初期僅進(jìn)行一次再結(jié)晶退火，在此以后不再進(jìn)行再結(jié)晶退火。由此，通過(guò)冷軋而大量導(dǎo)入加工應(yīng)變，發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，從而可以切實(shí)地實(shí)現(xiàn)晶粒的微細(xì)化。

此外，為了增大冷軋中的加工應(yīng)變，作為最終冷軋(反復(fù)進(jìn)行退火和軋制的步驟整體當(dāng)中，在最后的退火后進(jìn)行的精軋)中的加工度，優(yōu)選η=ln(最終冷軋前的板厚/最終冷軋后的板厚)=3.5~7.5。

η低于3.5時(shí)，加工時(shí)的應(yīng)變的蓄積小，再結(jié)晶晶粒的核變少，因此存在再結(jié)晶晶粒變得粗大的傾向。η大于7.5時(shí)，應(yīng)變過(guò)剩地蓄積從而成為晶粒生長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)力，存在晶粒變得粗大的傾向。進(jìn)一步優(yōu)選η=5.5~7.5。

此外，作為使晶粒微細(xì)化的添加元素，如果含有ag和上述添加元素，則冷軋時(shí)的位錯(cuò)密度增加，能夠切實(shí)地實(shí)現(xiàn)晶粒的微細(xì)化。

其中，ag使再結(jié)晶晶粒直徑相對(duì)于再結(jié)晶退火條件的敏感度降低。即，如后所述，在ccl層疊時(shí)盡管進(jìn)行了用于使樹(shù)脂固化的熱處理，但實(shí)際上熱處理的溫度、時(shí)間變動(dòng)、升溫速度也會(huì)根據(jù)制造裝置、制造者等而不同。因此，存在的擔(dān)憂在于因熱處理而導(dǎo)致銅箔的再結(jié)晶晶粒的粒徑變大。因此，通過(guò)含有ag，即使ccl層疊時(shí)的熱處理?xiàng)l件發(fā)生變化，也可以穩(wěn)定地使晶粒微細(xì)化。

如果ag的含量低于0.001質(zhì)量%，則晶粒的微細(xì)化變得困難。此外，如果ag的含量大于0.05質(zhì)量%，則存在再結(jié)晶溫度上升從而在與樹(shù)脂進(jìn)行層疊時(shí)不會(huì)再結(jié)晶、強(qiáng)度變得過(guò)高從而銅箔和ccl的彎折性劣化的情況。

如果上述添加元素的總計(jì)含量低于0.003質(zhì)量%，則晶粒的微細(xì)化變得困難，如果大于0.825質(zhì)量%，則有時(shí)電導(dǎo)率會(huì)下降。此外，存在再結(jié)晶溫度上升從而在與樹(shù)脂進(jìn)行層疊時(shí)不會(huì)再結(jié)晶、強(qiáng)度變得過(guò)高從而銅箔和ccl的彎折性劣化的情況。

<平均晶粒直徑>

銅箔的平均晶粒直徑為0.5~4.0μm。如果平均晶粒直徑低于0.5μm，則強(qiáng)度變得過(guò)高從而彎曲剛性變大、回彈性變大，從而不適合于柔性印刷基板用途。如果平均晶粒直徑大于4.0μm，則無(wú)法實(shí)現(xiàn)晶粒的微細(xì)化，難以提高強(qiáng)度從而提高彎折性，并且蝕刻因子、回路直線性劣化從而導(dǎo)致蝕刻性下降。

對(duì)于平均晶粒直徑的測(cè)定，為了避免誤差，優(yōu)選對(duì)箔表面以100μm×100μm的視野進(jìn)行3個(gè)視野以上的觀察。對(duì)于箔表面的觀察，可以使用sim(scanningionmicroscope，掃描離子顯微鏡)或者sem(scanningelectronmicroscope，掃描電子顯微鏡)，基于jish0501來(lái)求出平均晶粒直徑。

其中，將孿晶視為各自的晶粒來(lái)進(jìn)行測(cè)定。

<拉伸強(qiáng)度(ts)>

銅箔的拉伸強(qiáng)度為235~290mpa。如上所述，通過(guò)使晶粒微細(xì)化，拉伸強(qiáng)度提高。如果拉伸強(qiáng)度低于235mpa，則難以提高強(qiáng)度從而提高彎折性。如果拉伸強(qiáng)度大于290mpa，則強(qiáng)度變得過(guò)高從而彎曲剛性變大、回彈性變大，從而不適合于柔性印刷基板用途。

拉伸強(qiáng)度通過(guò)按照ipc-tm650進(jìn)行的拉伸試驗(yàn)，以12.7mm的試驗(yàn)片寬度、室溫(15~35℃)、50.8mm/min的拉伸速度、50mm的標(biāo)距長(zhǎng)度，在與銅箔的軋制方向相平行的方向上進(jìn)行拉伸試驗(yàn)從而測(cè)定。

<在300℃下進(jìn)行30分鐘熱處理>

將銅箔在300℃進(jìn)行30分鐘熱處理后的平均晶粒直徑可以為0.5~4.0μm、且拉伸強(qiáng)度可以為235~290mpa。

本發(fā)明所述的銅箔用于柔性印刷基板，此時(shí)，將銅箔與樹(shù)脂層疊而得到的ccl由于在200~400℃下進(jìn)行用于使樹(shù)脂固化的熱處理，因此有可能會(huì)因再結(jié)晶而導(dǎo)致晶粒粗大化。

因而，與樹(shù)脂相層疊之前與之后，銅箔的平均晶粒直徑和拉伸強(qiáng)度發(fā)生變化。因此，本申請(qǐng)的權(quán)利要求1所述的柔性印刷基板用銅箔規(guī)定了形成與樹(shù)脂相層疊之后的覆銅層疊體后、且已經(jīng)受樹(shù)脂的固化熱處理的狀態(tài)下的銅箔。

另一方面，本申請(qǐng)的權(quán)利要求2所述的柔性印刷基板用銅箔規(guī)定了對(duì)與樹(shù)脂相層疊之前的銅箔進(jìn)行上述熱處理時(shí)的狀態(tài)。該在300℃下進(jìn)行30分鐘熱處理與ccl的層疊時(shí)對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行固化熱處理的溫度條件相似。

本發(fā)明的銅箔可以通過(guò)例如如下所述的方式制造。首先，向銅錠中添加上述添加物并熔解、鑄造后，進(jìn)行熱軋，進(jìn)行冷軋和退火，通過(guò)進(jìn)行上述最終冷軋，從而可以制造箔。

<覆銅層疊體和柔性印刷基板>

此外，在本發(fā)明的銅箔上，通過(guò)(1)流延樹(shù)脂前體(例如被稱為清漆的聚酰亞胺前體)并施加熱從而使其聚合，(2)使用與基膜相同種類(lèi)的熱塑性粘接劑從而使基膜層壓于本發(fā)明的銅箔上，由此可以得到包含銅箔和樹(shù)脂基材這兩層的覆銅層疊體(ccl)。此外，在本發(fā)明的銅箔上層壓涂布有粘接劑的基膜，由此可以得到包含銅箔、樹(shù)脂基材和它們之間的粘接層這三層的覆銅層疊體(ccl)。這些ccl在制造時(shí)對(duì)銅箔進(jìn)行熱處理從而再結(jié)晶化。

對(duì)其使用光刻技術(shù)從而形成回路，根據(jù)需要對(duì)回路實(shí)施鍍敷，通過(guò)層壓覆蓋層膜，從而得到柔性印刷基板(柔性配線板)。

因此，本發(fā)明的覆銅層疊體為將銅箔與樹(shù)脂層層疊而成。此外，本發(fā)明的柔性印刷基板為在覆銅層疊體的銅箔上形成回路而成。

作為樹(shù)脂層，可以舉出pet(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)、pi(聚酰亞胺)、lcp(液晶聚合物)、pen(聚對(duì)萘二甲酸乙二醇酯)，但不限定于此。此外，作為樹(shù)脂層，可以使用它們的樹(shù)脂膜。

作為樹(shù)脂層與銅箔的層疊方法，可以在銅箔的表面上涂布形成樹(shù)脂層的材料并加熱成膜。此外，可以使用樹(shù)脂膜作為樹(shù)脂層，在樹(shù)脂膜與銅箔之間使用下述粘接劑，也可以使樹(shù)脂膜熱壓合于銅箔上而不使用粘接劑。但是，從不對(duì)樹(shù)脂膜施加多余的熱的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使用粘接劑。

使用膜作為樹(shù)脂層時(shí)，可以將該膜介由粘接劑層層疊于銅箔上。此時(shí)，優(yōu)選使用與膜相同成分的粘接劑。例如，使用聚酰亞胺膜作為樹(shù)脂層時(shí)，優(yōu)選粘接劑層也使用聚酰亞胺系粘接劑。應(yīng)予說(shuō)明，在此所稱的聚酰亞胺粘接劑是指包含酰亞胺鍵的粘接劑，還包括聚醚酰亞胺等。

應(yīng)予說(shuō)明，本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式。此外，只要在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的作用效果的范圍內(nèi)，上述實(shí)施方式中的銅合金可以含有其他成分。

例如，可以對(duì)銅箔的表面實(shí)施通過(guò)粗化處理、防銹處理、耐熱處理、或者它們的組合來(lái)進(jìn)行的表面處理。

實(shí)施例

接著，舉出實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明不受它們的限制。

向純度99.9%以上的電解銅中分別添加表1所示的元素，在ar氣氛下鑄造從而得到鑄塊。鑄塊中的氧含量低于15ppm。將該鑄塊在900℃下進(jìn)行均質(zhì)化退火后，熱軋從而使厚度為30mm，然后進(jìn)行冷軋直至14mm，然后進(jìn)行一次退火，然后對(duì)表面進(jìn)行切削，以表1所示的加工度η進(jìn)行最終冷軋，從而得到最終厚度為17μm的箔。對(duì)所得到的箔施加300℃×30分鐘的熱處理，得到銅箔樣品。

<a.銅箔樣品的評(píng)價(jià)>

1.電導(dǎo)率

針對(duì)上述熱處理后的各銅箔樣品，基于jish0505通過(guò)4端子法，測(cè)定25℃的電導(dǎo)率(%iacs)。

電導(dǎo)率只要為75%iacs以上則導(dǎo)電性良好。

2.粒徑

使用sem(scanningelectronmicroscope，掃描電子顯微鏡)觀察上述熱處理后的各銅箔樣品表面，基于jish0501求出平均粒徑。其中，將孿晶視為各自的晶粒來(lái)進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定區(qū)域?yàn)楸砻娴?00μm×100μm。

3.銅箔的彎折性(mit耐折性)

針對(duì)上述熱處理后的各銅箔樣品，基于jisp8115，測(cè)定mit耐折次數(shù)(往返彎折次數(shù))。其中，彎折夾具的r為0.38，載重為500g。

mit耐折次數(shù)只要為75次以上則銅箔的彎折性良好。

4.銅箔的拉伸強(qiáng)度

針對(duì)上述熱處理后的各銅箔樣品，通過(guò)按照ipc-tm650進(jìn)行的拉伸試驗(yàn)，在上述條件下測(cè)定拉伸強(qiáng)度。

<b.ccl的評(píng)價(jià)>

5.ccl的彎折性

對(duì)最終冷軋后未進(jìn)行上述熱處理的銅箔樣品(熱處理前的銅箔)的單面進(jìn)行銅粗化鍍敷。作為銅粗化鍍敷浴，使用cu:10-25g/l、硫酸:20-100g/l的組成，在20-40℃的浴溫、30-70a/dm2的電流密度下進(jìn)行1-5秒電鍍，銅附著量為20g/dm2。

在銅箔樣品的粗化鍍敷面上層疊聚酰亞胺膜(宇部興產(chǎn)株式會(huì)社制的制品名“ユーピレックスvt”，厚度為25μm)，通過(guò)加熱壓制(4mpa)施加300℃×30分鐘的熱處理，粘貼，從而得到ccl樣品。彎折試驗(yàn)中使用的ccl樣品的尺寸為軋制方向(長(zhǎng)度方向)為50mm、寬度方向?yàn)?2.7mm。

如圖1所示，將該ccl樣品30以銅箔面為外側(cè)的方式夾持0.1mm厚的板20(jis-h3130(c1990)所規(guī)定規(guī)格的鈦銅板)，在長(zhǎng)度方向的中央處折成兩折，配置于壓縮試驗(yàn)機(jī)10(島津制作所公司制的制品名“オートグラフags”)的下模具10a與上模具10b之間。

在該狀態(tài)下使上模具10b下降從而將ccl樣品30以折成兩折的部分密合于板20的方式進(jìn)行彎折(圖1(a))。立即將ccl樣品30從壓縮試驗(yàn)機(jī)10中取出，使用顯微鏡(キーエンス制公司制的制品名“ワンショット3d測(cè)定マイクロスコープvr-3000”)，對(duì)折成兩折的部分的“橫向v字”狀的彎折前端部30s以200倍的倍率目視確認(rèn)銅箔面有無(wú)破裂。應(yīng)予說(shuō)明，彎折前端部30s相當(dāng)于彎曲半徑為0.05mm的180度密合彎曲。

確認(rèn)到破裂時(shí)，結(jié)束試驗(yàn)，將進(jìn)行圖1(a)的壓縮的次數(shù)作為ccl的彎折次數(shù)。

未確認(rèn)到破裂時(shí)，如圖1(b)所示，以使彎折前端部30s朝上的方式將ccl樣品30配置于壓縮試驗(yàn)機(jī)10的下模具10a與上模具10b之間，在該狀態(tài)下使上模具10b下降從而展開(kāi)彎折前端部30s。

然后，再次進(jìn)行圖1(a)的彎折，以同樣的方式目視確認(rèn)彎折前端部30s有無(wú)破裂。以下，以同樣的方式重復(fù)圖1(a)~(b)的步驟，確定彎折次數(shù)。

ccl的彎折次數(shù)只要為3次以上則ccl的彎折性良好。

6.蝕刻性

在上述ccl樣品的銅箔部分上形成l/s(線寬/間距)=40/40μm、35/35μm、25/25μm、20/20μm、和15/15μm的短條狀回路。作為比較，在市售的軋制銅箔(韌銅箔)上同樣地形成回路。并且，通過(guò)顯微鏡目視判斷蝕刻因子(回路的(蝕刻深度/上下的平均蝕刻寬度)所示的比)、和回路的直線性，按照下述基準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)只要為○即可。

○：與市售的軋制銅箔相比，蝕刻因子和回路的直線性良好

△：與市售的軋制銅箔相比，蝕刻因子和回路的直線性等同

×：與市售的軋制銅箔相比，蝕刻因子和回路的直線性差。

所得到的結(jié)果示于表1。

[表1]

由表1可知，銅箔的平均晶粒直徑為0.5~4.0μm、且拉伸強(qiáng)度為235~290mpa的各實(shí)施例的情況中，彎折性和蝕刻性優(yōu)異。

另一方面，最終冷軋中的加工度η低于3.5的比較例1、3、6的情況中，銅箔的平均晶粒直徑大于4.0μm，拉伸強(qiáng)度低于235mpa，銅箔和ccl的彎折性差。應(yīng)予說(shuō)明，比較例6的情況中，銅箔的平均晶粒直徑為略大于4.0μm的4.5μm，因此蝕刻性良好。

含有ag但不含添加元素的比較例2的情況中、以及添加元素的總計(jì)含量低于下限值的比較例5的情況中，通過(guò)添加元素進(jìn)行的再結(jié)晶晶粒的微細(xì)化不充分，銅箔的平均晶粒直徑遠(yuǎn)大于4.0μm從而粗大化，拉伸強(qiáng)度低于235mpa，銅箔的彎折性和蝕刻性差。

添加元素的總計(jì)含量大于上限值的比較例4的情況中，電導(dǎo)率差。

ag的含量大于0.05質(zhì)量%的比較例7的情況中，再結(jié)晶溫度變高從而在300℃進(jìn)行的熱處理中不發(fā)生再結(jié)晶，電導(dǎo)率下降，并且拉伸強(qiáng)度變高至大于290mpa。因此，銅箔和ccl的彎折性顯著劣化。