(57)【要約】【課題】銅箔とPETフィルムとを積層してなる銅箔複合体において、熱によるカールを防止した銅箔複合体を提供する。【解決手段】銅及び不可避的不純物からなる厚さ4〜20μmの銅箔４と、2軸延伸PETフィルム２とを積層してなる銅箔複合体１０であって、銅箔複合体におけるPETフィルムの機械方向MDの長さを25mmとし、かつ機械方向と垂直な方向TDの幅を6〜25mmとした試験片T1を切り出し、180℃で試験片のPETフィルムの機械方向に40MPaの張力を加えたとき、試験片の機械方向の中心部分T2に関し、中心部分の端部１０ａの反りの高さD、反りの半径Rが、2D/R≦1の関係を満たす銅箔複合体である。【選択図】  図３
2010120318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅及び不可避的不純物からなる厚さ4〜20μmの銅箔と、2軸延伸PETフィルムとを積層してなる銅箔複合体であって、前記銅箔複合体における前記PETフィルムの機械方向の長さを250mmとし、かつ前記機械方向と垂直な方向の幅を6〜25mmとした試験片を切り出し、180℃で前記試験片の前記PETフィルムの機械方向に40MPaの張力を加えたとき、前記試験片の前記機械方向の中心部分に関し、該中心部分の端部の反りの高さD、前記反りの半径Rが、2D/R≦1の関係を満たすことを特徴とする銅箔複合体。
【請求項２】
前記PETフィルムの180℃での熱収縮率が0.5〜2.0％である請求項1記載の銅箔複合体。
【請求項３】
前記銅箔の結晶粒径の最大値と平均値の差が10μｍ以下である請求項1又は２記載の銅箔複合体。
【請求項４】
前記銅箔が再結晶した後の圧延銅箔である請求項１〜３のいずれかに記載の銅箔複合体。
【請求項５】
前記銅箔における前記PETフィルムとの積層面と反対面に0.05〜2μmのSnめっき層が形成されている請求項1〜４のいずれかに記載の銅箔複合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銅箔とPETフィルムとを積層してなり、電磁波シールド材に適した銅箔複合体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電磁波シールド材として、シールド性能に優れたAg、Cu、Al、Feなどの金属箔が使用されている。これらのうち、周波数帯でシールド性が変化するFeを除くと、Ag、Cu、Alの順にシールド性が高い。しかし、Agは高価で耐食性が低く、Alは安価であるがシールド性が低く、塩水により腐食するため環境性能，長期信頼性に欠けるという問題がある。
一方、Cuはシールド性にも優れ、Snめっきを施せば塩水腐食も防げるため，信頼性を必要とする場所にはAlではなく，Snめっき銅を使用したシールド材が使用されている。
【０００３】
Cuを用いたシールド材としては、Cu線、Cu編組、Cu箔等がある。又、これらのシールド材を取付ける方法としては、ケーブル等の対象物にシールド材を横巻きする方法（スパイラル）や縦添えする（ケーブルの軸方向にシールド材を沿わせて巻く）方法がある。
又、銅箔をシールド材に用いる場合、絶縁性を付与したり取扱いを容易とするために、銅箔をPETフィルム等とラミネートして使用することが行われている（特許文献１）。そして、通常、このような銅箔ラミネート材をドレイン線と組み合わせ、銅箔とドレイン線とをケーブル側に位置させて導通を図り、PETフィルムを外側に位置させ、さらにPETフィルムの外側にシースを被覆している。
【０００４】
【特許文献１】特開平7-290449号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したシースとしては、従来からPVC（ポリ塩化ビニル）が使用されてきたが、環境問題や耐熱性の点から、PVC以外のシースも多く使用されるようになっており、シース被覆工程がより高温となる傾向にある。
ところが、シールド材として銅箔とPETフィルムとの積層体を使用した場合、シース被覆工程等でシールド材が高温に曝されると、シールド材のエッジ部にカールを生じるという問題がある。そして、一旦カールを生じると常温に戻してもカールは矯正されず、カールした部分でシールド材の合わせ目が浮き上がり、対象物を完全に被覆できないため、シールド性能が低下する。特に、シールド材を対象物に巻回する際、PETフィルムに張力がかかり、この状態で熱が加わると、エッジ部でのカールが顕著になる。
一方、PI（ポリイミド），PPS（ポリフェニレンサルファイド），LCP（液晶ポリマー）などの耐熱性フィルムを用いれば、シールド材のカールを抑制することができるが、これらの耐熱性フィルムは高価でありシールド材のコストアップを招く。
従って、本発明の目的は、銅箔とPETフィルムとを積層してなる銅箔複合体において、熱によるカールを防止した銅箔複合体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、銅箔とPETフィルムとを積層した銅箔複合体に熱を加えたときに生じるカールが、銅箔とPETフィルムの熱膨張（熱収縮）差に起因することを見出し、本発明に至った。又、常温に戻してもカールが矯正されない理由は、PETフィルムの熱膨張（熱収縮）に可逆性が無いためと考えられる。
すなわち、本発明の銅箔複合体は、銅及び不可避的不純物からなる厚さ4〜20μmの銅箔と、2軸延伸PETフィルムとを積層してなる銅箔複合体であって、前記銅箔複合体における前記PETフィルムの機械方向の長さを250mmとし、かつ前記機械方向と垂直な方向の幅を6〜25mmとした試験片を切り出し、180℃で前記試験片の前記PETフィルムの機械方向に40MPaの張力を加えたとき、前記試験片の前記機械方向の中心部分に関し、該中心部分の端部の反りの高さD、前記反りの半径Rが、2D/R≦1の関係を満たすことを特徴とする。
【０００７】
前記PETフィルムの180℃での熱収縮率が0.5〜2.0％であることが好ましい。
前記銅箔の結晶粒径の最大値と平均値の差が10μｍ以下であることが好ましい。
前記銅箔が再結晶した後の圧延銅箔であることが好ましい。
前記銅箔における前記PETフィルムとの積層面と反対面に0.05〜2μmのSnめっき層が形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、銅箔とPETフィルムとを積層してなる銅箔複合体において、熱によるカールを防止した銅箔複合体を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の銅箔複合体は、銅箔とPETフィルムとを積層してなり、電磁波シールド材として好適に用いられる。
＜銅箔＞
導電性が高い（純度が高い）ほどシールド性能が向上することから、銅箔の組成としては、純度が高く、不可避的不純物が少ないものが好ましい。ここで、不可避的不純物とは、銅箔の原料である電気銅，無酸素銅，タフピッチ銅等に含有する元素であり、これらの元素の合計量を50ppm以下とする。
又、銅箔の厚みを4〜20μmとする。厚みが6μm未満であると、シールド性が低下すると共に強度が低下し、製造性に劣る。厚みが20μmを超えると、シールド性が向上し、熱を加えたときのカールも少なくなるが、剛性が高くなり、対象物の形状にあわせた被覆が難しくなったり、被覆後にスプリングバックを生じ、シールド材の合わせ目に隙間が生じてシールド性が劣化する。さらに、厚みが20μmを超えると、シールド材の質量が重くなる。
【００１０】
＜PETフィルム＞
PET（ポリエチレンテレフタレート）フィルムとして2軸延伸フィルムを用いることにより、強度を高めることができる。PETフィルムの厚みは特に制限されないが、通常、7〜25μｍ程度である。
PETフィルムと銅箔との積層方法としては、PETフィルムと銅箔との間に接着剤を用いてもよく、接着剤を用いずにPETフィルムを銅箔に熱圧着してもよい。但し、PETフィルムに余分な熱を加えないという点からは、接着剤を用いることが好ましい。
【００１１】
本発明の銅箔複合体から、前記銅箔複合体における前記PETフィルムの機械方向（MD：Machine Direction）の長さを250mmとし、かつ前記機械方向と垂直な方向の幅を6〜25mmとした試験片を切り出し、180℃で前記試験片の前記PETフィルムの機械方向に40MPaの張力を加えたとき、前記試験片の前記機械方向の中心部分に関し、該中心部分の端部の反りの高さD、前記反りの半径Rが、2D/R≦1の関係を満たすことが必要である。
なお、PETフィルムの機械方向とは、フィルム製造時のPET樹脂の流動方向であり、銅箔複合体１０において、PETフィルムの機械方向は、通常は銅箔の圧延方向に一致する。
【００１２】
図１は、銅箔複合体からの試験片T1の切り出し方法を示す。この図において、銅箔複合体における前記PETフィルムの機械方向を符号MDで表し、MDに垂直な方向をTDで表す。又、TDにおける銅箔複合体の積層時の板幅をW0で表す。銅箔複合体の銅箔の圧延方向はMDに等しい。
ここで、銅箔複合体の実際の製品は、積層時の板幅W0より小さい幅Wで短冊状に切断されて出荷される。Wは通常、6〜25mmの間にある。従って、銅箔複合体の製品（幅W）から、MDに長さ25mmの短冊状に試験片T1を切り出す。なお、積層時の銅箔複合体（幅W0）や、製品の幅が25mmより大きいものから試験片T1を切り出す場合には、試験片T1のTDの幅が25mmとなるようにする。
【００１３】
図２は、試験片T1に張力を加える方法を示す。試験片T1の長手方向（MD）の両端にそれぞれ引張試験機のチャック２０、２１を取付け、試験片T1を機械方向(MD)に40MPaの張力で引張る。このとき、試験片T1のMDに沿った端部で、熱収縮しやすいPET側が上になるようにカールし、試験片T1の長手方向の中心Ceの幅が最も狭くなる。以下、適宜、単に「端部」と称する。
従って、試験片T1の長手方向の中心Ceを中心とし、長手方向(MD)に長さLの領域である中心部分T2を切り出し、後述するように中心部分T2の反り（カール）を測定する。中心部分T2は、試験片T1の機械方向の中央部の特性を表し、最もカールが顕著である。なお、長さLは、作業のし易さに応じて10〜20mmの間であればよい。
なお、試験片T1を引張る際の加熱条件は、180℃/minで180℃まで温度を上げた後、10秒間保持した後に室温まで冷却し、冷却後に中心部分T2を切り出してR、Dを測定する。
【００１４】
ここで、銅箔複合体に張力を加えたときの中心部分T2の反り（カール）を規定する理由は、張力を加えると上記端部での反り（後述の図３のDが大きくなるのではなく、Rが小さくなることに起因する）が顕著になり、カールの大小が明確になるためである。又、ケーブル作製時に、MDに張力が加えられるからである。これは、MDに張力をかけて束縛していないと、銅箔複合体のMDでの熱収縮が大きくなり過ぎ、ゼンマイ巻きネジのようにMDに変形（カール）するからである。
又、張力を加えるときの温度を180℃とする理由は、銅箔複合体をシールド材として対象物に巻き付け、シースで全体を被覆する際に銅箔複合体の温度が室温〜180℃程度になるためである。同様に、張力を40MPaとする理由は、銅箔複合体をシールド材としてケーブルに巻きつける製造ラインで、銅箔複合体にかかる張力が20〜60MPa程度であるからである。
【００１５】
図３に示すように、中心部分T2の端部１０ｅは、熱収縮しやすいPET２側が上になるようにカールする。このとき、端部１０ｅの反りの高さDは、銅箔４の表面（PET２側と反対面）から端部１０ｅの最大高さ部分までの距離である。又、反りの半径Rは、マイクロスコープを使用して反り部分を拡大観察して測定する。マイクロスコープは、例えば、キーエンス社製のデジタルマイクロスコープVHX-900を用いることができる。
【００１６】
ここで、中心部分T2の端部１０ｅでカールが顕著に生じ、Rが小さくなる場合、実際の銅箔複合体を対象物の周りに巻いたときにも合わせ目に隙間が生じ易い。又、Dはカールの指標の１つであるが、仮にDが小さくても、Rも同様に小さければカールがきつく生じており、銅箔複合体１０の合わせ目に隙間が生じ易くなる点では変わらない。一方、Dが大きくても、Ｗ方向に均一にカールしていてRが大きい場合には、端部１０ｅでのカールがきつくなく、実際の銅箔複合体の合わせ目に隙間が生じ難い。
このようにDとRとは相反する関係にあり、本発明者らはこのことに着目して、中心部分T2の端部１０ｅでのカールのきつさを2D/Rで表すことを着想した。そして、2D/R≦1であれば、銅箔複合体を実際に電磁波シールド材として用いたときに合わせ目に隙間が生じないことが判明した。
【００１７】
2D/R≦1に管理する方法としては、上記したPETフィルムの180℃での熱収縮率を0.5〜2.0%に規定することが挙げられる。PETフィルムの熱収縮率を小さくすることで、PETフィルムより延び難い銅箔との熱膨張（熱収縮）差が小さくなり、カールを低減することができる。又、２軸延伸法でフィルムを製造する際のプリテンションを制御することで、PETフィルムの熱収縮率を上記範囲に管理することができる。
熱収縮率の測定方法は、熱分析（TMA）で用いられる熱機械分析装置により行うことができ、測定時の荷重を0.6MPa、昇温速度を3℃／分とし、室温〜180℃までの熱収縮率を測定することにより得られる。
【００１８】
又、2D/R≦1に管理する他の方法として、圧延銅箔の結晶粒径の最大値と平均値の差を10μｍ以下に規定することが挙げられる。このようにすると、銅箔の結晶粒径のばらつきが小さくなり、銅箔内で局所的に強度が弱くなる部分が少なくなる。なお、結晶粒径が大きくなるほど、ホール・ペッチ則により強度が弱くなる。
銅箔の結晶粒径を管理する方法としては、銅インゴットを熱間圧延した後、焼鈍の際の組織を圧延板の幅方向で均一な組織（再結晶粒組織）にしておく方法がある。均一な再結晶組織にする方法としては、冷間圧延時のテンション、圧延板の幅方向の圧下条件を制御して圧延組織を均一にし、焼鈍時の材料中の温度分布を幅方向で均一にすることが挙げられる。圧延銅箔の製造中の途中段階で一旦組織の均一性を崩してしまうと、その後の工程でも不均一な組織になりやすく、最終的に均一な組織とはならない。また、銅箔は平坦性であることが必要であり、均一な組織にしておくことは平坦性にも良い効果がある。
【００１９】
ここでいう均一な組織とは、分散が小さいということではなく、結晶粒径の平均値と最大結晶粒径の差が小さいことを意味する。結晶粒径の平均値と最大結晶粒径の差が小さい場合、最小再結晶粒径は最大結晶粒径より平均結晶粒径に近い値となる。
但し、銅箔の結晶粒径を管理することによる効果は、PETフィルムの熱収縮率を管理する効果よりは少ない傾向にある。
銅箔の結晶粒径は、銅箔表面を電解研磨した後にBSE像（走査電子顕微鏡の反射電子像）を撮影し、線分法を用いて撮影画像を解析し、結晶粒径を求めることができる。ここで、撮影画像に一定の長さの線分を引き、この線分を横切る粒界の数を測定し、その平均値を平均結晶粒径とし、この線分を横切る粒界の間隔が最も大きいものを最大結晶粒径とする。
【００２０】
本発明の銅箔複合体において、銅箔におけるPETフィルムとの積層面と反対面に0.05〜2μmのSnめっき被膜を形成すると、塩水腐食を抑制し、信頼性が向上するので好ましい。
【実施例】
【００２１】
＜銅箔複合体の製造＞
タフピッチ銅インゴットを熱間圧延し、表面切削で酸化物を取り除いた後、冷間圧延、焼鈍と酸洗を繰り返して4〜20μｍまで薄くし、最後に焼鈍を行って加工性を確保した銅箔を得た。銅箔が幅方向で均一な組織となるよう、冷間圧延時のテンション及び圧延材の幅方向の圧下条件を均一にした。次の焼鈍では幅方向で均一な温度分布となるよう複数のヒータを使用して温度管理を行い、銅の温度を測定して制御した。冷間圧延、及び焼鈍後の組織を観察しながら製造条件を決めると良い。
それぞれ熱収縮率が異なる複数種類の市販の2軸延伸PETフィルムを、厚み3μmの粘着剤で上記銅箔に貼付し、銅箔複合体を製造した。このものを、図１に示すTDの幅15mm、MDの長さ250mmの短冊状の試験片T1に切断した。
なお、一部の試験片T1については、銅箔におけるPETフィルムとの積層面と反対面に1μmのSnめっき層を形成したものを用いた。これを実施例８とする。
試験片T1における銅箔及び2軸延伸PETフィルムの厚みを表１に示す。
【００２２】
＜熱収縮率の測定＞
銅箔複合体に貼付する前の各PETフィルムの熱収縮率を、熱機械分析装置（TAインスツルメント製Q400）により測定した。測定時の荷重を0.6MPa、昇温速度を3℃／分とし、室温〜180℃までの熱収縮率を測定した。
【００２３】
＜2D/Rの測定＞
図２に示すように、各試験片T1の長手方向(PETフィルムのMDに等しい)の両端を固定し、40MPaで一定張力となるようにチャック２０，２１で保持した。その後、180℃/minで180℃まで温度を上げた後、10秒間保持した後に室温まで冷却した。そして、各試験片T1から上記した中心部分T2を切り出し、図３に示すように中心部分T2の端部の反りの高さ（PETフィルムの表面から端部の最大高さ部分までの距離）を測定してDとした。又、反りの半径Rは、マイクロスコープ（キーエンス社製のデジタルマイクロスコープVHX-900）を使用して反り部分を拡大観察して測定した。
【００２４】
＜銅箔の結晶粒径の測定＞
銅箔の結晶粒径は、銅箔表面を電解研磨した後にBSE像（走査電子顕微鏡の反射電子像）を撮影し、線分法を用いて撮影画像を解析し、結晶粒径を求めた。ここで、撮影画像に一定の長さの線分を引き、この線分を横切る粒界の数を測定し、その平均値を平均結晶粒径とし、この線分を横切る粒界の間隔が最も大きいものを最大結晶粒径とした。
【００２５】
＜電磁波シールド材としての巻回性＞
2D/Rを測定するために180℃まで昇温し、カールが生じた各試験片T1を用い、各試験片T1を直径約1ｃｍの円柱に巻回した。各試験片T1の長手方向(TD)が前記円柱の軸方向となるよう巻き付け、各試験片T1の端部に生じたカールが合わさるようにした。各試験片T1の端部の合わせ目に隙間が生じたか否かを目視判定し、以下の基準で評価した。なお、この隙間はMDに沿う方向に延びていた。
〇：端部の合わせ目に隙間がなくぴったり合わさっている。
×：端部の合わせ目に隙間が生じている。
【００２６】
得られた結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
2010120318.tif 000003
【００２８】
表１から明らかなように、各実施例の場合、各試験片T1を円柱に巻きつけた際、端部の合わせ目に隙間が生じずぴったり合わせることができた。そして、各試験片T1の2D/Rは1以下であった。このことより、2D/Rを1以下とすることで、銅箔複合体に熱が加わっても電磁波シールド材のシールド性が損なわれないことがわかった。
【００２９】
一方、2D/Rが1を超えた比較例１〜４の場合、いずれも各試験片T1を円柱に巻きつけた際、端部の合わせ目に隙間が生じた。このことより、2D/Rが1を超えると、銅箔複合体に熱が加わると電磁波シールド材のシールド性が損なわれる。
なお、比較例１，２はPETフィルムの熱収縮率が2.0を超え、比較例３の場合、PETフィルムの熱収縮率は2.0未満であるが、銅箔の結晶粒径の最大値と平均値の差が10μｍを超えた。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】銅箔複合体から試験片T1を切り出す方法を示す図である。
【図２】試験片T1に張力を加えた後、中心部分T2を切り出す方法を示す図である。
【図３】中心部分T2からDとRの測定方法を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
２                                  PETフィルム
４                                  銅箔
１０                                銅箔複合体
１０ａ                              中心部分T2の端部
MD                                  PETフィルムの機械方向
TD                                  機械方向と垂直な方向
T1                                  試験片
T2                                  （試験片の）中心部分
【図１】
2010120318.tif 000004
【図２】
2010120318.tif 000005
【図３】
2010120318.tif 000006