(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の表面と他方の表面との動摩擦係数が０．５以下であり、
銅箔表面に形成され且つ酸化膜及び防錆皮膜で構成された表面皮膜の厚みが０．５〜５ｎｍであり、
圧延箔では表面と裏面との表面粗さの平均値、電解箔ではドラム面と電着面との表面粗さの平均値につき、それぞれＲａ≦０．２０μｍ、且つ、Ｒｚ≦１．２μｍであるリチウムイオン電池集電体用銅箔。
【請求項２】
前記表面皮膜の厚みが０．５〜４ｎｍである請求項１に記載のリチウムイオン電池集電体用銅箔。
【請求項３】
前記表面粗さの平均値について、０．０４μｍ≦Ｒａ≦０．１５μｍ、且つ、０．１μｍ≦Ｒｚ≦１．０μｍである請求項１又は２に記載のリチウムイオン電池集電体用銅箔。
【請求項４】
リチウムイオン二次電池負極集電体用である請求項１〜３のいずれかに記載の銅箔。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の銅箔を集電体として用いたリチウムイオン電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリチウムイオン電池集電体用銅箔に関し、とりわけリチウムイオン二次電池負極集電体用銅箔に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池はエネルギー密度が高く、比較的高い電圧を得ることができるという特徴を有し、ノートパソコン、ビデオカメラ、デジタルカメラ、携帯電話等の小型電子機器用に多用されている。将来、電気自動車や一般家庭の分散配置型電源といった大型機器の電源としての利用も有望視されている。
【０００３】
リチウムイオン電池の電極体は一般に、図１に示すように、正極１１、セパレータ１２及び負極１３が幾十にも巻回又は積層されたスタック構造を有している。典型的には、正極は、アルミニウム箔でできた正極集電体とその表面に設けられたＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2及びＬｉＭｎ2Ｏ4といったリチウム複合酸化物を材料とする正極活物質から構成され、負極は銅箔でできた負極集電体とその表面に設けられたカーボン等を材料とする負極活物質から構成される。正極同士及び負極同士は各タブ（１４、１５）でそれぞれ溶接される。また、正極及び負極はアルミニウムやニッケル製のタブ端子と接続されるが、これも溶接により行われる。溶接は超音波溶接により行われるのが通常である。
【０００４】
負極の集電体として使用される銅箔に要求される特性としては、銅箔保管時の防錆性、活物質密着性などがあるが、車載用途では、振動や熱が断続的に繰返し加わるなどの過酷な条件下で信頼性が求められるため、特に電気接点となる銅箔又はタブ端子との超音波溶接性が重要である。
電気接点の信頼性を確保するには高い溶接エネルギーで接合すれば良い。一般に、溶接エネルギーを高くするためには、材料を押さえる圧力を高くする、あるいは超音波の振動時間を長くするなどの方法があるが、これらの方法では、材料に機械的な負荷が過剰にかかることで、薄い材料である銅箔では亀裂や破れが生じる場合があり、実際には、設定可能な加圧力や振動時間には制約がある。従って、特に多数の積層した銅箔を溶接する場合には、良好な溶接性が必要である。
また、溶接性が良好な材料であれば加圧力や振動時間を小さく設定できる。これら設定値が小さい場合には、超音波溶接機の消耗品であるホーンやアンビルの磨耗が少なくなることで部品の寿命が長くなり、製造コスト低減に寄与することができる。すなわち、銅箔の超音波溶接性は製造コストにも影響する、重要な特性の１つである。
【０００５】
超音波溶接性を改善するための方法としては、溶接の原理から、表面汚れなどの異物を少なく、また、酸化膜などの非金属成分皮膜を薄くすると良い。また、表面粗さを小さくすることは、溶接性改善に効果がある（非特許文献１）。
一方、種々金属の組み合わせで超音波溶接性を確認した試験では、表面粗さが大きい方が、また、摩擦係数が大きい方が接合しやすいとの結果が得られており（非特許文献２）、材料やその組み合わせ、あるいは材料の性質により材料因子の影響が異なる可能性がある。
また、先行技術として、表面のクロム水和酸化物層の被覆量を０．５〜７０μｇ−Ｃｒ／ｄｍ2および表面粗さＲｚを２μｍ以下とすることによる、超音波溶接性が良好な銅箔および表面処理が記載されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−６８０４２号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】溶接・接合便覧（第２版）、丸善株式会社、ｐ４７０
【非特許文献２】日本機械学会北陸信越支部総会・講演論文集、２００８年、ｐ１０１−１０２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このように、リチウムイオン電池の集電体として使用される銅箔の超音波溶接性改善のための技術開発が一部で行われてきているようであるが、その具体例は少なく、不十分であるといえる。そこで、本発明は超音波溶接性の良好な集電体用銅箔を提供することを課題とする。さらに、本発明は本発明に係る銅箔を集電体として用いたリチウムイオン電池を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは上記課題を解決するために研究を重ねたところ、銅箔表面に形成された表面皮膜の厚み、銅箔表面の表面粗さ及び動摩擦係数を制御することで、加圧力や溶接時間を調整することなく、より強固に銅箔が接合できる、すなわち、表面皮膜の厚みを所定範囲に制御し、表面粗さを所定値以下に制御し、且つ、実際に重ねて接合する銅箔同士の動摩擦係数を所定値以下とすることで、溶接時の加圧力の増加や溶接時間延長による負荷を高めることなく、より強く接合できることを見出した。
【００１０】
溶接性と摩擦係数との関係は、次のように考えることができる。
積層された銅箔に超音波振動が負荷されると、重なり合った銅箔間で物理的に表面の酸化膜や防錆膜などが除去され、新生面の接近による原子間吸引力により接合する。超音波振動が印加されている間の重なり合った銅箔は、動摩擦係数が小さいほど銅箔間の移動が容易、すなわち移動距離が大きくなり易く、より広範囲で新生面が生じこれらが接近することで接合が進むと推定される。
【００１１】
銅箔同士の動摩擦係数は、表面粗さや表面皮膜とその厚み及び表面の汚れや異物の存在の影響を受ける。
表面粗さは、実際に重ねて接合する銅箔同士、すなわち銅箔両面の表面粗さの平均値が重要であり、圧銅箔は表面と裏面、電解箔はドラム面と電着面の平均値が動摩擦係数に影響する。また、粗さの測定方向は、超音波溶接における材料の振動方向と一致させる方が好ましい。表面粗さのパラメーターとしては、特に算術平均粗さＲａおよび最大高さ粗さＲｚと相関がある。
表面粗さは、圧延箔では、ワークロールの材質や表面粗さ、圧延油の粘度、１パス当たりの加工度とその組み合わせの影響を受けるため、これらを調整することで制御でき、また、電解箔では、カソードドラムの研削条件、添加剤や電流密度などの電解条件により制御できる。
一方、表面皮膜の代表例としては、酸化銅で構成された酸化皮膜及び防錆皮膜が挙げられる。酸化皮膜は、防錆皮膜の存在によって生成が抑制され、防錆皮膜が緻密で厚いほど酸化皮膜の抑制効果は大きい。しかしながら、防錆皮膜の厚みが大きくなりすぎると、超音波溶接時に金属の新生面生成の障害になるため、厚みを一定値以下に制御する必要がある。また、防錆皮膜の厚みが小さくなりすぎると防錆効果が劣化し、酸化皮膜の生成と成長が促進されるため、厚みを一定値以上に制御する必要がある。酸化皮膜については、厚みが増加するほど銅箔同士の動摩擦係数が大きくなるため、これを制御する必要がある。以上、酸化皮膜は防錆皮膜の厚み及び材料の保存環境や保存期間が影響し、防錆皮膜は、その方法と処理条件により、表面処理層の厚みと構造を調整し、制御できる。
さらに、表面の汚れや異物、例えば残留した圧延油や洗浄剤、金属微粉などが動摩擦係数に影響するが、これらは洗浄の方法や条件などにより制御可能である。
【００１２】
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、一方の表面と他方の表面との動摩擦係数が０．５以下であり、銅箔表面に形成され且つ酸化膜及び防錆皮膜で構成された表面皮膜の厚みが０．５〜５ｎｍであり、圧延箔では表面と裏面との表面粗さの平均値、電解箔ではドラム面と電着面との表面粗さの平均値につき、それぞれＲａ≦０．２０μｍ、且つ、Ｒｚ≦１．２μｍであるリチウムイオン電池集電体用銅箔である。
【００１３】
本発明に係るリチウムイオン電池集電体用銅箔は一実施形態において、表面皮膜の厚みが０．５〜４ｎｍである。
【００１４】
本発明に係るリチウムイオン電池集電体用銅箔は別の一実施形態において、表面粗さの平均値について、０．０４μｍ≦Ｒａ≦０．１５μｍ、且つ、０．１μｍ≦Ｒｚ≦１．０μｍである。
【００１５】
本発明に係るリチウムイオン電池集電体用銅箔は更に別の一実施形態において、リチウムイオン二次電池負極集電体用である。
【００１６】
本発明は別の一側面において、本発明の銅箔を集電体として用いたリチウムイオン電池である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る銅箔によれば、負極集電体用銅箔の超音波溶接性が向上する。そのため、従来品よりも接合の信頼性に優れ、製造コストに優れたリチウムイオン電池の集電体として使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】リチウムイオン電池のスタック構造の模式図を示す。
【図２】銅箔の動摩擦係数の測定例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明において、銅箔は圧延箔及び電解箔のいずれでもよい。また、「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、圧延銅箔の場合、高純度の銅（無酸素銅やタフピッチ銅等）の他、Ｓｎ入り銅、Ａｇ入り銅、Ｎｉ、Ｓｉ等を添加したＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系銅合金、Ｃｒ、Ｚｒ等を添加したＣｕ−Ｃｒ−Ｚｒ系銅合金のような銅合金が挙げられる。
【００２０】
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、リチウム二次電池負極の集電体として使用する場合、銅箔を薄肉化した方がより高容量の電池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。
【００２１】
本発明に係る銅箔は、銅箔表面に形成され且つ酸化膜及び／又は防錆皮膜で構成された表面皮膜の厚みが０．５〜５ｎｍである。酸化膜で構成された表面皮膜の厚みが５ｎｍ超であると、動摩擦係数が容易に０．５を超えるため、超音波溶接性が不良となってしまう。この点から、表面皮膜の厚みは５ｎｍ以下に調整されている。防錆皮膜で構成された表面皮膜の厚みが５ｎｍ超であると、防錆皮膜自体が超音波溶接時の新生面生成に障害となり、超音波溶接性を劣化させる。また、防錆皮膜の厚みが０．５ｎｍ未満の場合には、材料の保管環境により容易に酸化皮膜が生じて成長し、表面皮膜の厚みを制御することが事実上困難である。この点から、表面皮膜の厚みは０．５ｎｍ以上に調整されている。このように、酸化膜及び防錆被膜それぞれの厚さと、動摩擦係数及び超音波溶接性との関係から、最適な表面皮膜の厚みを０．５〜５ｎｍとしている。また、表面皮膜の厚みは、好ましくは０．５〜４ｎｍである。ここで、表面皮膜を構成する酸化膜としては、銅箔に自然発生的に形成されるＣｕＯやＣｕ2Ｏ等がある。また、表面皮膜を構成する防錆皮膜としては、クロメート処理によって得られるクロメート皮膜（クロムの酸化物や水酸化物等）、ベンゾトリアゾール等のアゾール系有機皮膜、アミノシラン等のシランカップリング系有機皮膜等がある。表面皮膜は、銅箔上に形成された酸化膜であってもよく、銅箔上に形成された防錆皮膜であってもよく、さらに、これらの組み合わせ（酸化膜上に防錆皮膜が形成されたもの等）であってもよい。
【００２２】
本発明に係る銅箔は、圧延箔では表面と裏面との表面粗さの平均値、電解箔ではドラム面と電着面との表面粗さの平均値につき、それぞれＲａ≦０．２０μｍ、且つ、Ｒｚ≦１．２μｍである。Ｒａは粗さの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長さＬで割った値であり、Ｒｚは基準長さにおける高さの最大値と谷深さの最大値の和の値である。Ｒａが０．２０μｍを超える、あるいはＲｚが１．２μｍを超えると、重なり合った銅箔の動摩擦係数が容易に０．５を超えてしまう。また、０．０４μｍ≦Ｒａ≦０．１５μｍ、且つ、０．１μｍ≦Ｒｚ≦１．２μｍが好ましく、より好ましい。
また、一般に、電解銅箔に比較して圧延銅箔のほうが表面粗さを小さく制御できる。このため、本発明に係る銅箔としては圧延銅箔のほうがより好ましい。
【００２３】
上記のような表面性状を有する圧延銅箔は、研磨処理や電着粒のめっきといった粗化処理を行わずに、オイルピットに起因する表面の凹凸状態を制御することにより構築することが可能である。オイルピットとは、ロールバイト内で圧延用ロールと被圧延材により封じ込められた圧延油が、被圧延材の表面に部分的に発生する微細な窪みである。
圧延銅箔のオイルピットの形状、すなわち表面性状は、圧延ロールの表面粗さ、圧延速度、圧延油の粘度、１パス当たりの圧下率（とりわけ最終パスの圧下率）などを調節することで制御可能である。例えば、Ｒａ及びＲｚの大きな圧延ロールを使用すれば得られる圧延銅箔のＲａ及びＲｚも大きくなり、逆に、Ｒａ及びＲｚの小さな圧延ロールを使用すれば得られる圧延銅箔のＲａ及びＲｚも小さくなりやすい。
一方、電解銅箔については、添加剤の種類や濃度および電流密度を調整することで所定の表面粗さＲａ及びＲｚにすることが可能である。
【００２４】
本発明に係る銅箔は、一方の表面と他方の表面との動摩擦係数が０．５以下である。積層された銅箔に超音波振動が負荷されると、重なり合った銅箔間で物理的に表面の銅の酸化膜や防錆膜や汚れ等が除去され、新生面の接近による原子間吸引力により接合する。超音波振動が印加されている間の重なり合った銅箔は、動摩擦係数が小さいほど銅箔間の移動が容易、すなわち移動距離が大きくなり易く、より広範囲で新生面が生じこれらが接近することで接合が進むと推定される。本発明に係る銅箔は、このような良好な超音波接合を実現するために、一方の表面と他方の表面との動摩擦係数が０．５以下、好ましくは０．４以下に調整されている。ここで、本発明で規定された動摩擦係数は、銅箔の一方の表面と他方の表面との間のものであるが、リチウムイオン電池集電体は、複数の銅箔についてそれぞれその表面と裏面とを重ねて接合されることで構成される。このため、このようにリチウムイオン電池集電体用銅箔の一方の表面と他方の表面（圧延箔では表面と裏面、電解泊ではドラム面と電着面）との動摩擦係数を規定することにより、その銅箔を重ねて接合する際の超音波接合性を制御することができる。
【００２５】
上記動摩擦係数を有する銅箔には、上述の表面粗さＲａ及びＲｚ、及び、表面皮膜の厚さの規定が必要であるが、それだけでは十分ではない。具体的には、銅箔表面の十分な洗浄工程も必須である。これは、銅箔表面の汚れは動摩擦係数に大きな影響を与えるためである。当該洗浄工程としては、例えば、溶剤による圧延油の除去や防錆処理後の水洗等により行うことができ、特にこれら洗浄液や水洗液の管理や水洗後の適切な乾燥条件が重要である。
【００２６】
本発明に係る銅箔を材料とする集電体とその上に形成された活物質層によって構成された負極を用いて、慣用手段によりリチウムイオン電池を作製することができる。リチウム電池には負極に金属リチウムを使用するリチウム一次電池及びリチウム二次電池のほか、金属リチウムを電池内に含まないが電解質中のリチウムイオンが電気伝導を担うリチウムイオン一次電池用及びリチウムイオン二次電池が含まれる。リチウム電池の負極活物質としては、限定的ではないが、炭素、珪素、スズ、ゲルマニウム、鉛、アンチモン、アルミニウム、インジウム、リチウム、酸化珪素、酸化スズ、チタン酸リチウム、窒化リチウム、インジウムを固溶した酸化スズ、あるいはこれら２種類以上を組み合わせた合金等が挙げられる。
【実施例】
【００２７】
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。
（実施例１）
動摩擦係数および表面の酸化膜あるいは防錆皮膜の厚みが超音波溶接性に与える影響を検討するため、以下の条件で実施例及び比較例を作成した。各種条件及び試験結果を後述の表１に示す。
［圧延銅箔の製造］
厚さ２００ｍｍ、幅６００ｍｍのタフピッチ銅のインゴットを製造し、熱間圧延により１０ｍｍまで圧延した。
次に、焼鈍と冷間圧延を繰り返し、最後に冷間圧延で、ワークロール径６０ｍｍ、ワークロール表面粗さＲａを０．０５μｍとし、最終パスの圧延速度４００ｍ／分、加工度２０％として厚さ１０μｍに仕上げた。圧延油の粘度は９．０ｃＳｔ（２５℃）であった。
【００２８】
［電解銅箔の製造］
特許第４１１５２４０号の実施例に記載された電解液を用いて電解して、厚さ１０μｍの電解銅箔を製造した。
【００２９】
［洗浄および表面処理工程］
（圧延箔）
次に示す手順で表面処理を実施した。
（１）圧延後の銅箔をアセトンあるいは中性洗剤に浸漬して５秒間超音波洗浄あるいは静置し、ブロアーで乾燥。
（２）１０％希硫酸に５秒間浸漬し、水洗した後、ドライヤーにて乾燥。
（３）１×１０-3ｍｏｌ／Ｌのベンゾトリアゾール水溶液に５秒間浸漬した後、ドライヤーにて乾燥。
（電解箔）
以下の条件にて銅箔表面のクロメート処理（防錆処理）を行った。
・めっき浴：Ｋ2Ｃｒ2Ｏ7〔Ｎａ2Ｃｒ2Ｏ7或いはＣｒＯ3〕（０．２〜１０ｇ／リットル）、ＮａＯＨ或いはＫＯＨ（１０〜５０ｇ／リットル）
・ｐＨ：３〜１３
・浴温：２０〜８０°Ｃ
・電流密度Ｄk  ：０．０５〜５Ａ／ｄｍ2
・時間：５〜３０秒
・アノード：ステンレス鋼板等
クロム酸化物は、クロム量として１５μｇ／ｄｍ2以上の被覆量が要求される。
【００３０】
［表面の酸化］
防錆処理後の銅箔、あるいは防錆処理未実施の銅箔につき、銅箔製造後１時間大気放置あるいは雰囲気温度１５０℃とした乾燥機の中に１〜１０分保持した。
【００３１】
［動摩擦係数］
新東科学株式会社の表面性測定器、型番ＴＹＰＥ−ＨＥＩＤＯＮ−１４にて、ステージ及び摩擦子にそれぞれ圧延箔の表面と裏面、あるいは電解箔のドラム面と電着面が対向するように固定し、垂直荷重１００ｇ、移動速度５０ｍｍ／分、移動距離９０〜１００ｍｍの条件で測定距離と動摩擦係数の値をチャートに記録し、測定値が安定領域である移動距離２０〜８０ｍｍ部分の平均値を測定値とした。ここで、図２に銅箔の動摩擦係数の測定例を示す。
【００３２】
［表面粗さ］
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を用いて、圧延箔は表面と裏面につき、それぞれ任意に３ヶ所選んで圧延平行方向に測定した平均値、また、電解箔はドラム面及び電着面につき、それぞれ任意に３ヶ所選んで測定した平均値を測定値とした。Ｒａ及びＲｚはＪＩＳ  Ｂ０６０１：２００１に準拠してレーザーテック社製ＨＤ１００Ｄを使用して測定した。
【００３３】
［超音波溶接性］
（１）銅箔を１００ｍｍ×１５０ｍｍの大きさに切り出し、３０枚重ねた。
（２）ブランソン社製のアクチュエータ（型番：Ｕｌｔｒａｗｅｌｄ  Ｌ２０Ｅ）にホーン（ピッチ０．８ｍｍ、高さ０．４ｍｍ）を取り付けた。アンビルは０．２ｍｍピッチを使用した。
（３）溶接条件は、圧力４０ｐｓｉ、振幅６０μｍ、振動数２０ｋＨｚ、溶接時間は０．１秒とした。
（４）上記条件で溶接した後、銅箔を１枚ずつ剥離したときに、２１枚以上の銅箔が溶接部分で破れた場合を「◎」、１１〜２０枚の銅箔が溶接部分で破れた場合を「○」、１〜１０枚の銅箔が溶接部分で破れた場合を「△」、一枚も銅箔が破れなかった場合を「×」とした。なお、銅箔を剥離する前に、ホーンに接触していた最表層の銅箔の溶接部分を実態顕微鏡にて２０倍で拡大観察し、クラックが発生していないことを確認してから剥離試験を実施した。
【００３４】
［酸化膜及び防錆皮膜の厚み］
酸化膜及び防錆皮膜（有機表面皮膜あるいはクロメート）の厚みは、アルゴンスパッタしながらＸＰＳ装置で銅箔の深さ方向について元素分析し、酸化膜ではО検出量、有機表面皮膜はＣ検出量、クロメートはＣｒ検出量がバックグラウンドレベルよりも大きな深さの範囲（ＳｉＯ2換算）を皮膜厚みとし、任意の５カ所の平均値を皮膜厚みの測定値とした。なお、測定については、両面を測定してもよいが、一般的には両面に同じ処理を施すので片面の測定でもよい。本発明では片面のみの測定とした。
・装置：ＸＰＳ装置（アルバックファイ社、型式５６００ＭＣ）
・真空度：５．７×１０-7Ｐａ
・Ｘ線：単色ＡｌＫα、Ｘ線出力２１０Ｗ、入射角４５°、取り出し角４５°
・イオン線：イオン種Ａｒ+、加速電圧３ｋＶ、掃引面積３ｍｍ×３ｍｍ、スパッタリングレート２．３ｎｍ／ｍｉｎ（ＳｉＯ2換算）
【００３５】
【表１】
0005427752.tif 000002
【００３６】
（評価結果）
実施例１−１〜１−６は、いずれも動摩擦係数が０．５以下であり、また、表面皮膜の厚みが０．５〜５ｎｍ以下で、表面粗さＲａ≦０．２０μｍ、且つ、Ｒｚ≦１．２μｍであるため、超音波溶接性が良好であった。
比較例１−７は実施例１−１と同じ銅箔であるが、未防錆処理の銅箔を加熱酸化しており、非金属酸化皮膜が５ｎｍを超えている。そのため動摩擦係数が０．５を超えており、超音波溶接性が不良であった。
比較例１−８は実施例１−１と同じ銅箔であり、表面粗さＲａ≦０．２０μｍ、且つ、Ｒｚ≦１．２μｍ、非金属表面皮膜が５ｎｍ以下であるが、洗浄条件が異なるために動摩擦係数が０．５を超えており、超音波溶接性が不良であった。
比較例１−９は、Ｒａ≦０．２０μｍ、且つ、Ｒｚ≦１．２μｍ、非金属表面皮膜が５ｎｍ以下であるが、洗浄条件が最も弱かったために油分残留に起因すると思われる動摩擦係数の測定値のばらつきが大きく、動摩擦係数を正確に測定することができなかった。また、超音波溶接を試みたが、結果は不良であった。
比較例１−１０は、動摩擦係数が０．５以下であり、表面粗さＲａ≦０．２０μｍ、且つ、Ｒｚ≦１．２μｍであるが、非金属表面皮膜が５ｎｍを超えており、溶接性が不良であった。
比較例１−１１は、表面粗さＲａ≦０．２０μｍ、且つ、Ｒｚ≦１．２μｍであるが、未防錆処理の銅箔を加熱酸化したことによる酸化物が主成分の非金属表面皮膜が５ｎｍを超えている。そのため、動摩擦係数が０．５を超えており、溶接性が不良であった。
比較例１−１２は、非金属表面皮膜が５ｎｍ以下であるが、Ｒａが０．２を超え、且つ、Ｒｚが１．２μｍを超えており、超音波溶接性が不良であった。
【００３７】
（実施例２）
銅箔の基材として、各種銅合金を用いた圧延銅箔につき、超音波溶接性を評価した。
［圧延銅箔の製造］
無酸素銅に表２に示す各種元素を添加し、厚さ２００ｍｍ、幅６００ｍｍの銅合金インゴットを製造し，熱間圧延により１０ｍｍまで圧延した。
次に、焼鈍と冷間圧延を繰り返し、最後に冷間圧延で、ワークロール径６０ｍｍ、ワークロール表面粗さＲａを０．０５μｍとし、最終パスの圧延速度３００ｍ／分、加工度１０〜２０％として厚さ６〜２０μｍに仕上げた。
また、洗浄工程及び表面皮膜形成工程は、実施例１と同様にして行った。
【００３８】
［超音波溶接性］
（１）銅箔を１００ｍｍ×１５０ｍｍの大きさに切り出し、板厚６μｍでは５０枚、板厚１０μｍでは３０枚、板厚２０μｍでは１５枚重ねた。
（２）ブランソン社製のアクチュエータ（型番：Ｕｌｔｒａｗｅｌｄ  Ｌ２０Ｅ）にホーン（ピッチ０．８ｍｍ、高さ０．４ｍｍ）を取り付けた。アンビルは０．２ｍｍピッチを使用した。
（３）溶接条件は、圧力４０ｐｓｉ、振幅６０μｍ、振動数２０ｋＨｚ、溶接時間は０．１秒とした。
（４）上記条件で溶接した後、銅箔を１枚ずつ剥離したときに、板厚６μｍでは３５枚以上、板厚１０μｍでは２１枚以上、板厚２０μｍでは１１枚以上の銅箔が溶接部分で破れた場合を「◎」、板厚６μｍでは１８〜３４枚、板厚１０μｍでは１１〜２０枚、板厚２０μｍでは６〜１０枚の銅箔が溶接部分で破れた場合を「○」、板厚６μｍでは１〜１７枚、板厚１０μｍでは１〜１０枚、板厚２０μｍでは１〜５枚の銅箔が溶接部分で破れた場合を「△」、全ての板厚につき、一枚も銅箔が破れなかった場合を「×」とした。なお、銅箔を剥離する前に、ホーンに接触していた最表層の銅箔の溶接部分を実態顕微鏡にて２０倍で拡大観察し、クラックが発生していないことを確認してから剥離試験を実施した。
【００３９】
動摩擦係数、表面粗さ、酸化膜および防錆皮膜の厚みは、実施例１と同じ方法で測定し、超音波溶接性を評価した結果を表２に示す。
【００４０】
【表２】
0005427752.tif 000003
【００４１】
（評価結果）
実施例２−１〜２−６は、銅合金箔であるが、いずれも動摩擦係数が０．５以下であり、また、表面皮膜の厚みが５ｎｍ以下で、表面粗さＲａ≦０．２０μｍ、且つ、Ｒｚ≦１．２μｍであるため、超音波溶接性が良好であった。
比較例２−７及び２−８は、それぞれ組成が実施例１及び２と同じ銅合金箔であり、表面粗さＲａ≦０．２０μｍ、且つ、Ｒｚ≦１．２μｍであるが、主に酸化皮膜から成る非金属表面皮膜の厚みが５ｎｍを超えているため、動摩擦係数が０．５を超えており、超音波溶接性が不良であった。
【図１】
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【図２】
0005427752.tif 000005