CN103255310A - 轧制铜箔及轧制铜箔的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题是提供可抑制常温软化、保持能够通过再结晶而赋予高弯曲特性的状态、同时耐受长期保存的轧制铜箔及轧制铜箔的制造方法。作为解决本发明课题的方法是一种用于柔性印刷布线板的轧制铜箔,其含有规定浓度的氧(O)、硫(S)、银(Ag)、铁(Fe),在规定温度实施过热轧工序,由TN=-98[O]+1840[S]+2005[Ag]-824[Fe]+0.012Tr定义的规定值TN为9.8以上。(其中,[E]为上述轧制铜箔所含有的元素E的浓度(质量%),Tr为上述热轧工序中的温度(℃))。
Description
技术领域
本发明涉及轧制铜箔以及轧制铜箔的制造方法,特别是涉及用于柔性印刷布线板的轧制铜箔以及轧制铜箔的制造方法。
背景技术
在柔性印刷布线板(FPC:Flexible Printed Circuit)的领域中,将铜箔层压在由聚酰亚胺树脂膜等构成的绝缘性树脂基材上、或贴合在将聚酰亚胺前体涂布在其它铜箔上干燥固化而成的绝缘性树脂基材的表面,作为导体层使用。这样的具有铜箔的树脂基材被称为覆铜板,成为导体层的铜箔通过使用例如光刻法、蚀刻法等而被加工成规定的布线图案,从而制造柔性印刷布线板。
柔性印刷布线板中使用的铜箔使用弯曲特性优异的轧制铜箔的情况多。这是因为,柔性印刷布线板多数用于打印机的打印头部、硬盘内的驱动部、翻盖型便携电话的转轴部这样的反复弯曲的部件。
轧制铜箔可如下制造:将通过铸造而制造的铸锭(ingot)热轧后,反复进行冷轧工序和除去应变的退火工序,在最终退火工序后减薄至规定的厚度。然后,为了确保与树脂基材等的密合性,对轧制铜箔的表面实施例如粗化处理和防锈处理。
为了获得作为轧制铜箔的特征的高弯曲特性,在将例如上述那样制造的轧制铜箔与树脂基材贴合时进行加热,使结晶组织再结晶而软化。在轧制铜箔的制造时不进行软化是因为,在与树脂基材贴合时,有轧制铜箔变形、产生褶皱的可能性。因此,通过与树脂基材贴合时的加热而容易发生软化,在轧制铜箔中也多数使用将软化温度较低的韧铜(Tough-Pitch Copper)作为原材料的轧制铜箔(以下,也称为韧铜箔)。
另一方面,作为轧制铜箔的原材料,除了韧铜以外,还存在无氧铜、各种合金。它们与韧铜相比,软化温度高,有可能即使通过与树脂基材贴合时的加热也不会软化。因此,为了调整例如无氧铜的软化温度,提出了变更制造工序的条件(例如,专利文献1)、添加特殊的金属(例如,专利文献2)、调整微量的杂质的浓度(例如,专利文献3)这样的对策。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平01-212739号公报
专利文献2:日本特开昭59-159954号公报
专利文献3:日本特开2000-212660号公报
发明内容
发明要解决的课题
再结晶组织中存在立方体组织越多,则上述韧铜箔等轧制铜箔的弯曲特性越高。为了大量存在立方体组织,有例如在轧制铜箔的制造工序中提高最终退火工序后的加工度的方法。
然而,采用上述那样的方法制造的韧铜箔,由于通过轧制而蓄积的塑性应变的增大,因此软化温度显著降低,长期间时即使在室温保存也有时发生软化。该现象被称为常温软化。在韧铜箔中,依赖于例如30分钟的加热的半软化温度比较低,为120℃~150℃,这样的常温软化频繁地发生,有时使品质恶化。
具体而言,对于发生了常温软化的韧铜箔的结晶组织,在轧制组织中局部存在粗大的再结晶粒,处于所谓的混粒的状态。即,在韧铜箔的面内混合存在有强度高的部分与强度低的部分的状态。在这样的状态下,在与树脂基材的贴合中,易于产生褶皱,在随后的裁切(切割加工)中易于产生飞边。此外,由于常温软化而产生的再结晶粒不是立方体组织的情况也多,有时对弯曲特性也带来不良影响。
如果考虑制造后的运输、用户的保存期限,则作为常温软化的影响的定量性标准,优选为即使在例如30℃保存1年也会保持300N/mm2以上的抗拉强度。这与加速试验中的在100℃加热4小时后的抗拉强度相当。
另外,如上述的专利文献1~3那样,关于使用软化温度比韧铜高的无氧铜等,为了通过与树脂基材贴合时的加热而进行软化,从而谋求各种调整的方法,主要是由于成本方面的缺陷,因此全都没有采用。
本发明的目的是提供可抑制常温软化、保持能够通过再结晶而赋予高弯曲特性的状态、同时耐受长期保存的轧制铜箔以及轧制铜箔的制造方法。
用于解决课题的方法
根据本发明的第1方案,提供了一种轧制铜箔,是用于柔性印刷布线板的轧制铜箔,其含有规定浓度的氧(O)、硫(S)、银(Ag)、铁(Fe),在规定温度实施过热轧工序,由下式定义的规定值TN为9.8以上,(200)面的面积比为20%以上,并且厚度为5μm以上50μm以下,
TN=-98[O]+1840[S]+2005[Ag]-824[Fe]+0.012Tr
其中,[E]为所述轧制铜箔所含有的元素E的浓度(质量%),Tr为所述热轧工序中的温度(℃)。
根据本发明的第2方案,提供了第1方案所述的轧制铜箔,
所述氧的浓度[O]为0.0001质量%以上0.1质量%以下,
所述硫的浓度[S]为0.0001质量%以上0.01质量%以下,
所述银的浓度[Ag]为0.0001质量%以上0.01质量%以下,
所述铁的浓度[Fe]为0.0001质量%以上0.003质量%以下,
所述热轧工序中的温度Tr为700℃以上1000℃以下。
根据本发明的第3方案,提供了第1或第2方案所述的轧制铜箔,其所含有的砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、锡(Sn)、镍(Ni)、铅(Pb)、硅(Si)的合计浓度为0.02质量%以下。
根据本发明的第4方案,提供了第1~第3方案的任一项所述的轧制铜箔,其实施过最终退火工序,所述最终退火工序后的加工度为80%以上且低于97%。
根据本发明的第5方案,提供了一种轧制铜箔的制造方法,是用于柔性印刷布线板的轧制铜箔的制造方法,其具有对含有规定浓度的氧(O)、硫(S)、银(Ag)、铁(Fe)的铜的铸锭在规定温度实施热轧的热轧工序以及最终退火工序,
控制所述各元素的浓度和所述热轧工序中的温度而使由下式定义的规定值TN为9.8以上,并且通过上述最终退火工序后的加工度为80%以上且低于97%的加工,从而使该轧制铜箔的厚度为5μm以上50μm以下,
TN=-98[O]+1840[S]+2005[Ag]-824[Fe]+0.012Tr
其中,[E]为所述轧制铜箔所含有的元素E的浓度(质量%),Tr为所述热轧工序中的温度(℃)。
根据本发明的第6方案,提供了一种轧制铜箔,其特征在于,是用于柔性印刷布线板的轧制铜箔,其含有规定浓度的氧(O)、硫(S)、银(Ag)、铁(Fe),(200)面的面积比为20%以上,抗拉强度为300N/mm2以上,并且厚度为5μm以上50μm以下。发明的效果
根据本发明,提供了可抑制常温软化、保持能够通过再结晶而赋予高弯曲特性的状态、同时耐受长期保存的轧制铜箔以及轧制铜箔的制造方法。
附图说明
图1为显示本发明的一实施方式涉及的轧制铜箔的制造工序的流程图。
图2为显示本发明的实施例涉及的轧制铜箔的拉伸试验的概要的图。
图3为测定本发明的实施例涉及的轧制铜箔的弯曲特性的滑动弯曲试验装置的示意图。
具体实施方式
<本发明人等所得见解>
上述那样的将韧铜作为原材料的轧制铜箔含有多种各种杂质元素。在这样的杂质元素中,例如氧(O)、硫(S)、银(Ag)、铁(Fe)的浓度对于常温软化的发生容易性带来很大的影响。另一方面,这些各元素主要是在成为原材料的韧铜的制造工序中混入的,可以比较容易地控制浓度。因此,通过控制这些各元素的浓度,对于常温软化的抑制可获得规定的效果。
然而,除了上述元素以外,如例如砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、锡(Sn)、镍(Ni)、铅(Pb)、硅(Si)等那样,包含在轧制铜箔中并且可以对常温软化带来影响的杂质元素也大量存在。因此,如果仅控制上述各元素的浓度,很有可能会引起由上述元素以外的杂质元素造成的突发性常温软化。尽管如此,但将这些微量的杂质元素的浓度全都个别地管理从成本方面等考虑是困难的。
因此,本发明人等对于可以对常温软化带来影响的其它要因进行了各种研究。这样的深入研究的结果是,本发明人等发现,如果控制O、S、Ag、Fe的浓度,并且同样地控制对常温软化的影响度大的热轧工序中的温度,则可以忽略由上述以外的微量的杂质元素带来的影响。
此外,本发明人等调查了由上述各元素的浓度、热轧工序中的温度对常温软化的影响度的大小。具体而言,将韧铜的铸锭(ingot)的组成与热轧工序中的温度进行各种组合,评价常温软化的发生容易性。由此,本发明人等特定了上述元素的浓度、热轧工序中的温度等各要因与这些各要因对常温软化带来的影响度之间的相关关系。
本发明是基于发明人等发现的上述认识而作出的。
<本发明的一实施方式>
(1)轧制铜箔的构成
首先,对作为本发明的一实施方式涉及的轧制铜箔的韧铜箔的组成等的构成进行说明。
本实施方式涉及的韧铜箔是将例如韧铜作为原材料,在规定温度实施热轧工序而成的轧制铜箔,可作为柔性印刷布线板的导体层等使用。成为原材料的韧铜为例如JIS C1100、H3100等中规定的纯度为99.9%以上的铜材。
此外,该韧铜箔包含多种例如规定浓度的杂质元素。关于这样的杂质元素中的氧(O)、硫(S)、银(Ag)、铁(Fe)的各浓度,与对韧铜箔实施的热轧工序中的温度一起进行控制,使由以下的式(1)定义的规定值TN为9.8以上。
TN=-98[O]+1840[S]+2005[Ag]-824[Fe]+0.012Tr ···(1)
其中,[E]为韧铜箔所含有的元素E的浓度(质量%),Tr为热轧工序中的温度(℃)。
上述的式(1)是,将上述元素的浓度、热轧工序中的温度等各要因与这些各要因对常温软化带来的影响度之间的相关关系作为比例关系而求出,带上将各要因的影响度进行加权的系数而对规定值TN进行定义。
即,式(1)中,如果带有负的系数的氧的浓度[O]和Fe的浓度[Fe]低,则常温软化受到抑制。具体而言,韧铜箔中的氧易于与构成韧铜箔的铜(Cu)、韧铜箔中的其它杂质连结而形成氧化物。如果韧铜箔中的氧的浓度[O]、Fe的浓度[Fe]低,则由于氧与Fe难以连结,因此成为软化的起点的FeO4的形成受到抑制,常温软化受到抑制。
此外,如果带有正的系数的S的浓度[S]、Ag的浓度[Ag]和热轧工序中的温度Tr高,则常温软化受到抑制。一般而言,共晶型的合金显示高耐热性。如果韧铜箔中的S的浓度[S]、Ag的浓度[Ag]高,则易于形成Cu-Cu2S共晶、Cu-Ag共晶,常温软化受到抑制。
此外,原材料的韧铜可以含有的各元素的浓度、热轧工序中可以适用的温度自然具有适当的范围,鉴于此,各元素的浓度和热轧工序中的温度优选为例如以下的范围内。
即,例如,韧铜箔所含有的氧的浓度[O]为0.0001质量%以上0.1质量%以下,S的浓度[S]为0.0001质量%以上0.01质量%以下,Ag的浓度[Ag]为0.0001质量%以上0.01质量%以下,Fe的浓度[Fe]为0.0001质量%以上0.003质量%以下。此外,例如,热轧工序中的温度Tr为700℃以上1000℃以下。
优选将各元素的浓度或热轧中的温度的任一者或两者控制在上述范围内,从而可以使规定值TN为9.8以上。
此外,作为除了上述元素以外的杂质元素而可以含有的元素,可举出例如砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、锡(Sn)、镍(Ni)、铅(Pb)、硅(Si)。这些除了上述元素以外的杂质元素的合计浓度为例如0.02质量%以下。
此外,上述韧铜箔的厚度为例如5μm以上50μm以下。对于韧铜箔,除了上述热轧工序以外,还实施过最终退火工序,通过该最终退火工序后的加工度为80%以上且低于97%的加工,从而形成上述规定的厚度。此处,如果将加工对象物的加工前的厚度设为TB,将加工后的厚度设为TA,则加工度由加工度(%)=[(TB-TA)/TB]×100表示。
如上所述,本实施方式中,作为柔性印刷布线板中使用的导体层,采用了轧制铜箔。由此,通过经过后述的再结晶退火工序,可以使轧制铜箔具备高弯曲特性。
此外,本实施方式中,通过应用将原材料设为韧铜的韧铜箔,可以在较低温度进行软化。因此,在作为例如柔性印刷布线板的导体层使用时,可以通过与树脂基材的贴合时的加热来进行再结晶。
此外,本实施方式中,将韧铜箔所含有的O、S、Ag、Fe的浓度和热轧工序中的温度按照由式(1)定义的规定值TN进行控制。由此,可以制成可抑制常温软化、保持能够通过再结晶而赋予高弯曲特性的状态、同时耐受长期保存的韧铜箔。
即,如上所述,即使有由As、Sb、Bi、Sn、Ni、Pb、Si等杂质元素造成的不确定要素,也可以通过控制O、S、Ag、Fe的浓度和热轧工序中的温度来抑制韧铜箔的常温软化。因此,可以抑制由常温软化造成的结晶组织的变化,可以大致维持通过再结晶而赋予高弯曲特性的制造最初的韧铜箔状态,从而耐受长期保存。
此外,本实施方式中,As、Sb、Bi、Sn、Ni、Pb、Si等的合计浓度为规定的值以下。由此,可以进一步提高常温软化的抑制效果。具体而言,在例如100℃加热4小时后的抗拉强度为300N/mm2以上。
此外,本实施方式中,通过最终退火工序后的加工度为80%以上且低于97%的加工,从而韧铜箔的厚度为5μm以上50μm以下。由此,通过再结晶而可大量获得作为立方体组织的(200)面,可以进一步提高对韧铜箔赋予的弯曲特性。具体而言,在例如180℃加热1小时进行再结晶后的每单位面积中所占的(200)面的面积比为20%以上,优选为40%以上。
(2)轧制铜箔的制造方法
接下来,使用图1对作为本发明的一实施方式涉及的轧制铜箔的韧铜箔的制造方法进行说明。图1为显示本实施方式涉及的韧铜箔的制造工序的流程图。
(铸锭的准备工序S10)
如图1所示,首先,将韧铜作为原材料进行铸造而准备铸锭(ingot)。铸锭形成为例如具备规定厚度、规定宽度的板状。
成为原材料的韧铜为通过例如电解精炼而制造的纯度99.9%的电解铜,含有例如上述规定浓度的O、S、Ag、Fe。此外,韧铜所含有的As、Sb、Bi、Sn、Ni、Pb、Si等的合计浓度为上述规定的值以下。
上述韧铜的氧的浓度[O]通过对例如溶解后的电解铜实施脱氧工序来调整。S和Ag从最初起作为杂质元素而包含在电解铜中,可以从具有各种组成的电解铜中挑选具有规定的S的浓度[S]和Ag的浓度[Ag]的电解铜。Fe除了从最初起作为杂质元素而包含在电解铜中以外,还在脱氧工序中混入。因此,通过电解铜的挑选、脱氧工序的管理等,可以形成规定的Fe的浓度[Fe]。
(热轧工序S20)
热轧工序中,将含有上述规定浓度的O、S、Ag、Fe的韧铜的铸锭进行例如在上述规定温度加热保持规定时间后轧制的热轧。这样,对上述铸锭实施热轧工序而制成比铸造后的规定厚度薄的板厚的板材。
如上所述,控制各元素的浓度和热轧工序中的温度而使由上述的式(1)定义的规定值TN为9.8以上。此处,为了获得9.8以上的规定值TN,根据上述成为原材料的韧铜所含有的各元素的浓度来控制热轧工序中的温度。或者,在预先确定了热轧工序中的温度的情况下,为了获得9.8以上的规定值TN,可以挑选具有规定的组成的韧铜、在韧铜中特意地添加规定的元素。
然后,削掉通过热轧工序中的加热而产生的板材表面的氧化皮(黑皮)。
(反复工序S30)
接着,进行以规定次数反复实施冷轧工序S31和退火工序S32的反复工序S30。即,对实施冷轧而加工固化后的上述板材实施退火处理而将板材退火,从而除去应变而缓和加工固化。将上述操作反复进行规定次数以使加工度为例如50%~90%,获得规定厚度的铜条。
另外,将反复工序S30中最后进行的退火工序S32称为“最终退火工序”。在最终退火工序后进行氧化皮(黑皮)的除去。
(最终冷轧工序S40)
接下来,实施最终冷轧工序S40,对铜条实施最终退火工序后的加工度为80%以上且低于97%的加工。此时,使铜条的厚度为例如5μm以上50μm以下,制造后获得的韧铜箔的厚度调整为与上述厚度大致同等的5μm以上50μm以下。
如上所述,使加工度在上述范围内基于以下的理由。低于80%的加工度时,即使实施后述的再结晶退火工序,作为立方体组织的(200)面的面积比也不为例如20%以上,不能获得充分的弯曲特性。此外,97%以上的加工度时,铜条中蓄积很大的塑性应变,软化温度极端地降低。因此,会由于例如最终冷轧工序中的加工热程度的热而发生再结晶,蓄积的塑性应变被释放。结果是,即使实施再结晶退火工序,也不能具备充分的弯曲特性。
(表面处理工序S50)
对经过了以上工序的铜条实施例如粗化处理和防锈处理等规定的表面处理,制成厚度为5μm以上50μm以下的韧铜箔。
通过上述的最终冷轧工序S40中的调整,使韧铜箔的厚度为5μm以上,从而获得充分的强度,韧铜箔的操作变得容易。此外,在韧铜箔过厚的情况下,即使立方体组织充分地发达,也不能获得高弯曲特性,因此使韧铜箔的厚度为50μm以下。
如上所述,可制造可抑制常温软化、保持能够通过再结晶而赋予高弯曲特性的状态、同时耐受长期保存的本实施方式涉及的韧铜箔。
(3)柔性印刷布线板的制造方法
接下来,对将本发明的一实施方式涉及的韧铜箔作为导体层使用的柔性印刷布线板的制造方法进行说明。
(再结晶退火工序(CCL工序))
首先,将本实施方式涉及的韧铜箔裁切成规定的尺寸,与由例如聚酰亚胺等树脂构成的树脂基材贴合而形成覆铜板(CCL:Copper Clad Laminate)。此时,可以使用介由粘接剂进行贴合的形成3层材CCL的方法和不介由粘接剂而进行直接贴合的形成2层材CCL的方法的任一种。在使用粘接剂的情况下,通过加热处理使粘接剂固化而使韧铜箔与基材密合而一体化。在不使用粘接剂的情况下,通过加热、加压进行密合。加热温度、时间可以根据粘接剂、基材的固化温度等来适当选择。
此外,本实施方式中,在树脂基材上贴合韧铜箔的上述CCL工序兼作对韧铜箔进行的再结晶退火工序。即,本实施方式涉及的韧铜箔将具有例如较低软化温度的韧铜作为原材料。因此,通过上述加热,可以使韧铜箔再结晶并软化,显著地提高韧铜箔的弯曲特性。另一方面,在使韧铜箔与树脂基材贴合为止的工序中,可以在软化前的状态下对韧铜箔进行操作,可以抑制将韧铜箔与树脂基材贴合时的褶皱、变形。
(表面加工工序)
接下来,对作为贴合在树脂基材上的导体层的韧铜箔实施表面加工工序。表面加工工序中,进行以下工序:布线形成工序,使用例如蚀刻等方法在韧铜箔上形成铜布线等;镀敷处理工序,为了提高铜布线与其它电子部件的连接可靠性而实施镀敷处理等;以及保护膜形成工序,为了保护铜布线等而以覆盖铜布线上的一部分的方式形成阻焊剂等的保护膜。
如上所述,可制造使用本实施方式涉及的韧铜箔的柔性印刷布线板。
<本发明的其它实施方式>
以上,虽然具体地说明了本发明的实施方式,但本发明不限于上述实施方式,在不偏离其主旨的范围内能够进行各种变更。
例如,上述的实施方式中,使最终冷轧工序S40中的加工度为80%以上等,获得了优异的弯曲特性,但基于上述的式(1)来抑制常温软化的上述实施方式的方法可以与其独立地使用。通过抑制常温软化,至少可以保持制造最初韧铜箔所具备的状态,可以抑制弯曲特性的恶化。
此外,上述的实施方式中,柔性印刷布线板的制造工序中的CCL工序兼作对韧铜箔的再结晶退火工序,但可以将再结晶退火工序作为与CCL工序不同的工序来进行。
此外,上述的实施方式中,韧铜箔用于柔性印刷布线板,但韧铜箔的用途不限于此,可以作为例如锂离子二次电池的电极用铜箔等使用。关于韧铜箔的厚度,也可以根据以柔性印刷布线板用途为代表的各种用途进行适当变更。
实施例
接下来,对于本发明涉及的实施例,与比较例一起进行说明。
(1)轧制铜箔的制作
首先,采用与上述的实施方式同样的步骤和方法,制作实施例1~24、比较例A~C和比较例1~7涉及的韧铜箔。其中,比较例A~C和比较例1~7中包含特意偏离上述规定的值的处理、数值。
各韧铜箔的制作时,准备多块组成不同的韧铜的铸锭,在规定温度加热保持200分钟以上,利用热轧制成厚度10mm的板材。此时,制作多块在不同温度实施了热轧工序的板材。接下来,对多块板材分别实施与上述同样的反复工序、最终冷轧工序,制成厚度、加工度不同的实施例1~24、比较例A~C和比较例1~7涉及的韧铜箔。
(2)轧制铜箔的测定
接下来,对实施例1~24、比较例A~C和比较例1~7涉及的韧铜箔进行以下的测定。
(抗拉强度的测定)
首先,测定各韧铜箔的抗拉强度,定量地评价常温软化的发生状况。具体而言,作为将以宽度15mm、长度200mm与轧制方向平行地切出的各韧铜箔暴露在与在30℃保存1年的情况同样的状态的加速试验,在大气中在100℃加热4小时。
接着,使用岛津制作所制AutographAGS-5kNX,对各韧铜箔进行拉伸试验。即,如图2示意性所示,用上部固定夹具11t和下部固定夹具11b固定试样F(韧铜箔)的两端,使与上部固定夹具11t连接并位于上部固定夹具11t的上方的未图示的十字头沿上方(图中,拉伸方向D的方向)驱动而对韧铜箔施加拉伸力。此时,使十字头速度为2mm/分钟,使从上部固定夹具11t的正下方到下部固定夹具11b的正上方的距离,即,有效标距G为100mm。
将如上所述测定的抗拉强度为300N/mm2以上的韧铜的对于常温软化的特性判定为“良”,低于300N/mm2判定为“否”。
(结晶方位的测定)
接下来,进行使各韧铜箔的弯曲特性提高的结晶方位,即,作为立方体组织的(200)面的面积比的测定。具体而言,模拟再结晶退火工序,在大气中在180℃加热各韧铜箔1小时。接着,通过电子背散射衍射像(EBSP:ElectronBack-Scattering Diffraction Pattern)法,取得显示各韧铜箔的表面的结晶方位的电子背散射衍射像。对其进行分析,求出各韧铜箔的表面的每单位面积中所占的(200)面的面积比。
将如上所述测定的(200)面的面积比的容许值设为20%以上。
(弯曲次数的测定)
接下来,测定直到各韧铜箔断裂为止的反复弯曲次数(弯曲次数),定量地评价弯曲特性。具体而言,对于以宽度12.5mm、长度250mm与轧制方向平行地切出的各韧铜箔,模拟再结晶退火工序,在大气中在180℃加热1小时。
接着,使用信越Engineering株式会社制的FPC高速弯曲试验机(型号:SEK-31C),进行弯曲试验。图3显示模拟上述FPC高速弯曲试验机等的一般滑动弯曲试验装置20的示意图。
如图3所示,在滑动弯曲试验装置20的试样固定板21上用螺钉22固定了试样F(韧铜箔)。接下来,使试样F与振动传递部23接触,通过振动驱动体24使振动传递部23沿上下方向振动而向试样F传递振动,测定直至断裂为止的弯曲次数。作为测定条件,使弯曲半径R为1.5mm,使振动行程S为10mm,使振动速度为1500次/分钟。
将如上所述测定的弯曲次数的容许值设为5万次以上。此外,将满足上述的弯曲次数为5万次以上的韧铜箔的弯曲特性判定为“良”,任一方不满足的情况判定为“否”。
(3)轧制铜箔的评价结果
在以下的表1中分别显示实施例1~24、比较例A~C和比较例1~7涉及的韧铜箔的组成等的构成,并且显示上述的各测定结果。表中,将偏离规定的值的数值用粗体字的带下划线表示。
[表1]
如表1所示,对于实施例1~24涉及的韧铜箔,基于所含有的各元素的浓度和热轧工序中的温度算出的规定值TN、最终冷轧工序后的厚度、最终冷轧工序中的加工度全部满足规定的值。因此,对于常温软化的特性、弯曲特性全部都判定为“良”。
此外,对于比较例A和B涉及的韧铜箔,最终冷轧工序后的厚度、最终冷轧工序中的加工度中的任一者不满足规定的值,关于弯曲特性全部判定为“否”。认为(200)面的面积比(%)低于20%,则不能发挥弯曲性。然而,规定值TN全部满足规定的值,对于常温软化的特性全部判定为“良”。这样,对于常温软化的特性与弯曲特性能够独立地控制。
另外,对于厚度超过规定的值的比较例C,尽管(200)面的面积比满足规定的值,但弯曲特性判定为“否”。可知为了获得高弯曲特性,厚度的控制也是重要的。
此外,对于比较例1~6涉及的韧铜箔,规定值TN全部不满足规定的值,此外,关于比较例4~6,最终冷轧工序中的加工度也全部不满足规定的值。因此,比较例1~6的对于常温软化的特性全部判定为“否”,关于比较例4~6,弯曲特性也全部判定为“否”。
此外,对于比较例7涉及的韧铜箔,其它元素的合计浓度为0.031质量%,超过规定的值。因此,对于常温软化的特性判定为“否”。
由以上结果可知,为了获得含有规定浓度的氧(O)、硫(S)、银(Ag)、铁(Fe),弯曲次数为5万次以上的铜箔,只要(200)面的面积比为20%以上,并且厚度为5μm以上50μm以下即可。作为制造方法,只要在规定温度实施热轧工序的过程中,将[E]设为上述轧制铜箔所含有的元素E的浓度(质量%),Tr设为上述热轧工序中的温度(℃)时,由TN=-98[O]+1840[S]+2005[Ag]-824[Fe]+0.012Tr所定义的规定值TN为9.8以上即可。
符号说明
11b下部固定夹具
11t上部固定夹具
20滑动弯曲试验装置
21试样固定板
22螺钉
23振动传递部
24振动驱动体
D拉伸方向
F试样
G有效标距
R弯曲半径
S振动行程。
Claims (6)
1.一种轧制铜箔,其特征在于,是用于柔性印刷布线板的轧制铜箔,其含有规定浓度的氧(O)、硫(S)、银(Ag)、铁(Fe),在规定温度实施过热轧工序,由下式定义的规定值TN为9.8以上,(200)面的面积比为20%以上,并且厚度为5μm以上50μm以下,
TN=-98[O]+1840[S]+2005[Ag]-824[Fe]+0.012Tr
其中,[E]为所述轧制铜箔所含有的元素E的浓度(质量%),Tr为所述热轧工序中的温度(℃)。
2.根据权利要求1所述的轧制铜箔,其特征在于,
所述氧的浓度[O]为0.0001质量%以上0.1质量%以下,
所述硫的浓度[S]为0.0001质量%以上0.01质量%以下,
所述银的浓度[Ag]为0.0001质量%以上0.01质量%以下,
所述铁的浓度[Fe]为0.0001质量%以上0.003质量%以下,
所述热轧工序中的温度Tr为700℃以上1000℃以下。
3.根据权利要求1或2所述的轧制铜箔,其特征在于,所含有的砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、锡(Sn)、镍(Ni)、铅(Pb)、硅(Si)的合计浓度为0.02质量%以下。
4.根据权利要求1~3的任一项所述的轧制铜箔,其特征在于,实施过最终退火工序,所述最终退火工序后的加工度为80%以上且低于97%。
5.一种轧制铜箔的制造方法,其特征在于,是用于柔性印刷布线板的轧制铜箔的制造方法,其具有对含有规定浓度的氧(O)、硫(S)、银(Ag)、铁(Fe)的铜的铸锭在规定温度实施热轧的热轧工序以及最终退火工序,
控制上述的各元素的浓度和所述热轧工序中的温度而使由下式定义的规定值TN为9.8以上,并且通过所述最终退火工序后的加工度为80%以上且低于97%的加工,从而使该轧制铜箔的厚度为5μm以上50μm以下,
TN=-98[O]+1840[S]+2005[Ag]-824[Fe]+0.012Tr
其中,[E]为所述轧制铜箔所含有的元素E的浓度(质量%),Tr为所述热轧工序中的温度(℃)。
6.一种轧制铜箔,其特征在于,是用于柔性印刷布线板的轧制铜箔,其含有规定浓度的氧(O)、硫(S)、银(Ag)、铁(Fe),(200)面的面积比为20%以上,抗拉强度为300N/mm2以上,并且厚度为5μm以上50μm以下。
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