JP5136768B2 - 回路基板用銅箔 - Google Patents
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Description
従って、圧延銅箔の製造工程においては、最終焼鈍後の冷間圧延加工度をできるだけ高くする工夫がなされており、通常、90%以上の加工度で冷間圧延が行われている。ここに、圧延加工度とは、圧延前の板厚をt0圧延後の板厚をtとすると、(t0−t)/t0
×100で表される数字である。
このような再結晶の進行を防止するため、銅箔の最終冷間圧延加工度を90%以下とするという対策が提唱されていた(特許文献2)。
また、特許文献3にて提案された対策では、銅箔用の材料を溶解・鋳造する際に、Agなどの元素を添加することは、コスト上昇に繋がる上に、たとえこれによって冷間圧延加工度の低下は回避できたとしても、耐屈曲特性のさらなる向上の要求を満たすものではない。
また、上記のように粗面化処理が施された回路基板用銅箔を絶縁性基板に張り合わせて作製されたFPCを屈曲させると、その屈曲に起因した曲げ応力が、粗化面のコブとコブとの間に集中することとなり、延いてはその応力が集中した部分で、銅箔の破断が発生し、耐屈曲特性が低下してしまう虞がある。
本発明は、このような問題に鑑みて成されたもので、その目的は、圧延銅箔の場合に最終冷間圧延加工度を例えば90%以下とした場合でも、粗化めっきによる粗面化処理等の表面処理後にも十分な耐屈曲特性を有すること、また再結晶温度をコントロールして圧延加工度を上げていった場合でも、さらなる耐屈曲特性の向上を達成することを可能とした回路基板用銅箔を提供することにある。
また、上記目的を達成するため、本発明の回路基板用銅箔は、銅箔からなる基材の片面または両面に、純銅または銅を主体とする銅合金からなる銅系薄膜と、ニッケルまたはコバルトもしくはそれらの合金からなる最小で略20nmから上限を略300nmの膜厚とする非銅系金属薄膜とを、この順で交互に少なくとも1層ずつ以上積層し、その結果として最上層が前記非銅系金属薄膜である積層構造を備え、前記銅箔からなる基材の最終冷間圧延加工度が90%以下であることを特徴としている。
また、上記目的を達成するため、本発明の回路基板用銅箔は、銅箔からなる基材の片面または両面に、純銅または銅を主体とする銅合金からなる銅系薄膜と、ニッケルまたはコバルトもしくはそれらの合金からなる最小で略20nmから上限を略300nmの膜厚とする非銅系金属薄膜とを、この順で交互に少なくとも1層ずつ以上積層し、その結果として最上層が前記非銅系金属薄膜である積層構造を備え、前記積層構造の合計膜厚が略4μmであることを特徴としている。
、本実施の形態に係る回路基板用銅箔の主要部の層構成を示す図である。
また、銅系薄膜3と非銅系金属薄膜4との積層構造よりも上層に、亜鉛めっき層(図示省略)を設けるようにしてもよい。
また、さらには、亜鉛めっき層よりも上層に、クロメート皮膜(図示省略)を設けるようにしてもよい。
また、特に非銅系金属薄膜4の膜厚は、厚過ぎると配線回路を形成するためのエッチングを行う際に、そのパターン再現性における障害となるため、300nm程度が上限となる。あるいは逆に、薄過ぎると、絶縁性基板5と張り合わされる際の加熱に起因して合金
化しやすくなるため、非銅系金属薄膜4の材料として用いられる金属または合金の種類にもよるが、最小20nm程度までが限界である。
また、銅系薄膜3と非銅系金属薄膜4とを積層してなる積層構造の合計層数については、銅系薄膜3と非銅系金属薄膜4とをこの順で1層ずつ(合計2層)形成するだけでも、明らかな耐屈曲特性向上の効果を得ることができる。むしろ、この合計層数が多過ぎる(多層であり過ぎる)と、耐屈曲特性の向上には有利であるものの、同時に製造コストの増大や製造プロセスの煩雑化を招く虞が高くなる。従って、製造コスト等を考慮しなければ、例えば基材1は省略して、この回路基板用銅箔の全板厚に亘って積層構造とすることなども可能である。
すると、この場合、特にNiCo合金めっきが適しているので、めっき浴を複数用意し、交互に被めっき材を変更しつつ電解めっきにより上記の銅系薄膜3と非銅系金属薄膜4とを積層して行くという、「湿式めっき法」を好適に用いることができる。その個々の多層めっき法それ自体については既知のものであり、耐摩耗性や磁気抵抗効果などへの応用が提案されている(例えば、名工研技術情報No.641(2004.6、名古屋市工業研
究所))。
続いて、この銅素材に対して冷間圧延と焼鈍とを繰り返して、最終圧延前の生地材とした。この生地材に最終の焼鈍と圧延を施して、所定の板厚の銅箔とした。比較例1、2の銅箔については、最終圧延上がりの板厚を0.016mmとした。実施例1〜6の銅箔については、銅系薄膜3、非銅系金属4が合計約4μmの積層構造として形成されるので、総板厚を比較例の板厚と合せるために、その最終圧延上がりの板厚を0.012mmとした。これは、屈曲特性の比較評価を行うに際して、実験方法を同一条件に設定しても、板厚が異なっていると、付与される歪が異なり、正しい比較対照ができなくなるので、そのような実験上の齟齬を避けるためである。
比較例1、2の銅箔については、圧延銅箔である基材1の片面上に粗化銅めっき層2を形成したのみとした。
これら実施例1〜6および比較例1、2の供試材には、防錆処理として両面に亜鉛めっき、クロメート処理の順に作業を行い、粗化面にシランカップリング処理を全てにおいて施した。
図3の表中の「圧延加工度」は、式;(t0−t)/t0×100より求めた。ここに、t0は圧延前の板厚、tは圧延後の板厚である。
各供試材を180℃および300℃で60分間加熱した後、それぞれ幅が12mmおよび長さが200mmのサンプルを採取し、その各々について耐屈曲特性試験を行って、それぞれの屈曲寿命を計測し、それに基づいて各供試材の耐屈曲特性を確認・比較・評価した。このときの屈曲寿命の計測は、JISC5016に規定されているFPCの耐屈曲特
性試験と同様の方法によって実施し、供試材のめっき処理面(粗化銅めっき層2、銅系薄膜3、非銅系金属薄膜4が形成された面)を外側にして、曲率半径を2.5mm、ストロークを10mm、屈曲速度を1500回/分に設定したときの、サンプル破断に至るまでの屈曲回数を屈曲寿命として表示した。
実施例1〜4および比較例1の結果から、最終圧延加工度が90%以上の場合では、実
施例のサンプルは比較例のそれの約3倍の屈曲寿命を示していることが確認された。
また、実施例5および比較例2の結果から、最終圧延加工度が90%以下の場合についても、実施例のサンプルは比較例のそれの約2倍の屈曲寿命を示すことが確認された。
また、非銅系金属薄膜4を構成する金属の種類の違いによる影響については、実施例1、3、4の結果から、屈曲寿命(耐屈曲特性)の差は、ほとんど無いことが確認された。
また、基材1の片面だけでなく両面に、上記のような銅系薄膜3と非銅系金属薄膜4との積層構造を形成することにより、さらに優れた耐屈曲特性を達成することが可能となる。
2 粗化めっき層
3 銅系薄膜
4 非銅系金属薄膜
5 絶縁性基板
Claims (8)
- 銅箔からなる基材の片面または両面に、純銅または銅を主体とする銅合金からなる銅系薄膜と、ニッケルまたはコバルトもしくはそれらの合金からなる最小で略20nmから上限を略300nmの膜厚とする非銅系金属薄膜とを、この順で交互に少なくとも2層ずつ以上積層し、その結果として最上層が前記非銅系金属薄膜である積層構造を備えた
ことを特徴とする回路基板用銅箔。 - 請求項1記載の回路基板用銅箔において、
前記銅箔からなる基材の最終冷間圧延加工度が90%以下である
ことを特徴とする回路基板用銅箔。 - 銅箔からなる基材の片面または両面に、純銅または銅を主体とする銅合金からなる銅系薄膜と、ニッケルまたはコバルトもしくはそれらの合金からなる最小で略20nmから上限を略300nmの膜厚とする非銅系金属薄膜とを、この順で交互に少なくとも1層ずつ以上積層し、その結果として最上層が前記非銅系金属薄膜である積層構造を備え、
前記銅箔からなる基材の最終冷間圧延加工度が90%以下である
ことを特徴とする回路基板用銅箔。 - 請求項1ないし3のうちいずれか1つの項に記載の回路基板用銅箔において、
前記積層構造の合計膜厚が略4μmである
ことを特徴とする回路基板用銅箔。 - 銅箔からなる基材の片面または両面に、純銅または銅を主体とする銅合金からなる銅系薄膜と、ニッケルまたはコバルトもしくはそれらの合金からなる最小で略20nmから上限を略300nmの膜厚とする非銅系金属薄膜とを、この順で交互に少なくとも1層ずつ以上積層し、その結果として最上層が前記非銅系金属薄膜である積層構造を備え、
前記積層構造の合計膜厚が略4μmである
ことを特徴とする回路基板用銅箔。 - 請求項1ないし5のうちいずれか1つの項に記載の回路基板用銅箔において、
前記基材が、片面または両面に粗面化処理を施してなる粗化面を有する圧延銅箔である
ことを特徴とする回路基板用銅箔。 - 請求項1ないし6のうちいずれか1つの項に記載の回路基板用銅箔において、
前記積層構造よりも上層に、少なくとも亜鉛めっき層若しくはクロメート皮膜がこの順で設けられている
ことを特徴とする回路基板用銅箔。 - 請求項7記載の回路基板用銅箔において、
当該回路基板用銅箔の表裏両面のうち、前記クロメート皮膜が形成されており、かつ外部の絶縁性樹脂フィルムのような絶縁性基板と接着されるように設定された側の表面における、前記クロメート皮膜の上層に、シランカップリング処理が形成されている
ことを特徴とする回路基板用銅。
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