(57)【要約】【課題】耐熱性、屈曲性、耐折性、及び導電性のそれぞれに優れるプリント配線用銅合金箔及びその製造方法を提供する。【解決手段】添加元素の成分の割合で重量割合が０．０１〜０．２０ｗ％の範囲のＺｒを無酸素銅に添加し、引張強さが４００Ｎ／ｍｍ２  以上、及び導電率が９０％ＩＡＣＳ以上が得られるようにし、耐熱性、屈曲特性、及び耐折性を備え、さらに導電率の良い銅箔としたことで、フレキシブルプリント回路板（ＦＰＣ）への利用に最適なプリント配線用銅合金箔が得られる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
添加元素の成分の割合でＺｒの重量割合が０．０１〜０．２０ｗ％の範囲であり、残部が銅および不可避不純物であるとともに、引張強さが４００Ｎ／ｍｍ２  以上、及び導電率が９０％ＩＡＣＳ以上であることを特徴とするプリント配線用銅合金箔。
【請求項２】
前記銅は、無酸素銅であることを特徴とする請求項１記載のプリント配線用銅合金箔。
【請求項３】
最終工程で熱処理を施し、引張強さを２５０Ｎ／ｍｍ２  以上にしたことを特徴とする請求項１又は２記載のプリント配線用銅合金箔。
【請求項４】
前記熱処理は、３００℃以上の温度により、数時間実施することを特徴とする請求項３記載のプリント配線用銅合金箔。
【請求項５】
添加元素の成分の割合でＺｒの重量割合が０．０１〜０．２０ｗ％であり、残部が銅および不可避不純物である鋳塊を作成し、
前記鋳塊に熱間圧延、冷間圧延、及び焼鈍を適宜施して所定の厚さの素材に加工し、
２５０Ｎ／ｍｍ２  以上の引張強さ、及び９０％ＩＡＣＳ以上の導電率を有するように、前記素材に所定の温度及び所定の時間による熱処理を施すことを特徴とするプリント配線用銅合金箔の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線用銅合金箔及びその製造方法に関し、特に、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  ｂｏａｒｄ：フレキシブルプリント回路板）等の銅箔に用いるのに適したプリント配線用銅合金箔及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体の実装や電子機器の実装に用いられるＦＰＣ、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  ｆｉｌｍ：チップオンフィルム）、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ：テープオートメーテッドボンディング）等においては、フィルム状の絶縁体の片面又は両面に配線用の銅箔が形成されている。この銅箔はＦＰＣの場合、可撓性に優れる圧延箔が用いられる。圧延箔は、圧延ロールによる塑性加工により薄く延ばすことによって製造され、その素材には、従来よりタフピッチ銅（ＴＰＣ）や無酸素銅（ＯＦＣ）が用いられている。通常、ＦＰＣにおいてはＴＰＣが用いられ、ＯＦＣは用いられていない。
【０００３】
圧延加工による銅箔は、通常、最終焼鈍からの加工度が８０％以上になる。このため、加熱により軟化させ、圧延加工により緻密になっている加工組織が再結晶により粗大化し、強度が低下する。例えば、最終加工度が９０％の１０μｍタフピッチ銅を用いた場合は１５０℃で３０分程度の熱処理、無酸素銅においては１８０℃で３０分程度の熱処理を施すと、引張強さは２００Ｎ／ｍｍ２  以下にまで低下する。
【０００４】
タフピッチ銅（ＴＰＣ）を用いたＦＰＣの場合、ポリイミド樹脂フィルムと貼り合わせ、キュア（１５０〜１６０℃の熱処理）する際、銅箔を軟化させることで再結晶が行われ、集合組織になることで屈曲特性が向上する。しかし、素材に無酸素銅（ＯＦＣ）を使用した場合、キュア温度では再結晶が不十分で屈曲特性を向上できない。そのため、従来、ＯＦＣを用いた場合、軟化温度を下げる様にしていた。
【０００５】
一方、プリント配線板は、配線ピッチが狭くなる傾向にあり、ファインパターン化のために薄肉化が進んでいる。また、ＦＰＣ、ＴＡＢ、ＣＯＦなどにおいては、ファインパターン化のため、ポリイミドフィルムなどの接着材を用いて貼り合わせていた従来の３層基材に代わり、近年では、寸法安定性、耐熱性（鉛フリーはんだの高温化）や折り曲げ性に優れた２層基材の使用が多くなってきている。２層基材は、基材の製造工程や圧着時に３００〜４００℃の熱処理が加わるため、従来の３層基材の１００〜２００℃に比べて処理温度が高くなっている。
【０００６】
例えば、素材に無酸素銅（ＯＦＣ）を用い、１時間の等時軟化特性における半軟化温度が１８０℃以上となる加工度をもって圧延し、接着剤の加熱キュア温度では軟化しない１９０℃程度の軟化温度、及び４２ｋｇ／ｍｍ２  程度の引張強度が得られる無酸素銅圧延銅箔が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、強度の向上を素材の組成により達成しようという試みもなされており、例えば、ジルコニウム（Ｚｒ）を０．０１〜０．２５％を含有し、残部を銅（電気銅又は無酸素銅）及び不可避不純物とし、更に、表面粗さを所定値にすることで、所要の導電性と強度が得られるようにした銅合金箔も提案されている（例えば、特許文献２参照）。特に、添加物の素材と組成、及び表面粗さを特定することによって表面欠陥を少なくし、高周波におけるインピーダンスを低減することができる。
【０００８】
ところが、従来のＴＰＣやＯＦＣによる銅箔は、耐熱性が１５０〜１９０℃程度であるため、３００〜４００℃の熱処理を行うと軟化してしまう。この結果、強度が低下し、ラインなどでのハンドリング性が悪化し、また、薄肉化が困難であったり、圧着性に問題が出たり、耐折性が十分に得られない等の欠点がある。
【０００９】
近年、ＦＰＣ、ＴＡＢ、ＣＯＦ等は、携帯機器の小型化に伴って使用環境がより厳しいものになっている。例えば、ＦＰＣの場合、稼動部の配線に必要な耐屈曲特性が重要である。そこで、銅箔には従来より圧延銅箔が用いられ、キュアー時の熱処理で銅箔の再結晶集合組織を発達させることで、屈曲特性を向上させている。
【００１０】
【特許文献１】
特公平６−６６３６３号
【特許文献２】
特開２００２−３８２２６号
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のプリント配線用銅箔によると、特許文献２の構成では、表面欠陥の低減に伴う高周波域のインピーダンス低減に有効であり、アンテナ等への用途には適するが、用途がＦＰＣの場合には、要求される屈曲性や耐折性について考慮されておらず、また、導電率もＦＰＣに用いるには低すぎる。このため、ＦＰＣには適用できない。
【００１２】
また、前述のように、キュアー時の熱処理で銅箔の再結晶集合組織を発達させることで、屈曲特性を向上させた場合、銅箔強度の低下が生じ、実装時の折り曲げなどを繰り返し行う際、耐折性が落ちるという問題が生じる。
【００１３】
半導体、電子回路、電子機器等においては、更なる小型化、高実装化が求められており、プリント配線用銅箔に対して屈曲特性と耐折性を両立させる銅箔が要求されているが、この要求を満たすプリント配線用銅箔は、従来、存在しなかった。
【００１４】
したがって、本発明の目的は、耐熱性、屈曲性、耐折性、及び導電性のそれぞれに優れるプリント配線用銅合金箔及びその製造方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、第１の特徴として、添加元素の成分の割合でＺｒの重量割合が０．０１〜０．２０ｗ％の範囲であり、残部が銅および不可避不純物であるとともに、引張強さが４００Ｎ／ｍｍ２  以上、及び導電率が９０％ＩＡＣＳ以上であることを特徴とするプリント配線用銅合金箔を提供する。
【００１６】
この構成によれば、Ｚｒが０．０１〜０．２０ｗ％の範囲で銅および不可避不純物の中に含有することで、４００Ｎ／ｍｍ２  以上の引張強さと９０％ＩＡＣＳ以上の導電率を有する銅合金箔が得られ、これにより、耐温度性、高屈曲性、高耐折性、及び高導電性を備えたプリント配線用銅合金箔を得ることができる。
【００１７】
本発明は、上記の目的を達成するため、第２の特徴として、添加元素の成分の割合でＺｒの重量割合が０．０１〜０．２０ｗ％であり、残部が銅および不可避不純物である鋳塊を作成し、前記鋳塊に熱間圧延、冷間圧延、及び焼鈍を適宜施して所定の厚さの素材に加工し、前記素材に所定の温度及び所定の時間による熱処理を施し、２５０Ｎ／ｍｍ２  以上の引張強さ、及び９０％ＩＡＣＳ以上の導電率を有するように、前記素材に所定の温度及び所定の時間による熱処理を施すことを特徴とするプリント配線用銅合金箔の製造方法を提供する。
【００１８】
この方法によれば、銅および不可避不純物に０．０１〜０．２０ｗ％のＺｒを含む鋳塊を元に、圧延及び焼鈍を施して所定の厚さの素材とし、これに所定の温度と時間による熱処理を施すことで、２５０Ｎ／ｍｍ２  以上の引張強さと９０％ＩＡＣＳ以上の導電率を有するプリント配線用銅合金箔を製造でき、これにより、耐温度性、高屈曲性、高耐折性、及び高導電性を備えたプリント配線用銅合金箔を得ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
本発明の実施の形態に係るプリント配線用銅合金箔は、添加元素の成分の割合でＺｒ（ジルコニウム）の重量割合を０．０１〜０．２０ｗ％とし、残部を銅および不可避不純物とすることにより、引張強さを４００Ｎ／ｍｍ２  以上、導電率を９０％ＩＡＣＳ以上を得ようとするものである。Ｚｒの含有を０．０１〜０．２０ｗ％とすることにより、銅に固溶状態で含まれるＰやＳが析出され、耐熱特性が向上する。更に、かかるプリント配線用銅合金箔に対し、最終工程で熱処理を行い、２５０Ｎ／ｍｍ２  以上の引張強さを得ようとするものである。
【００２０】
ここで、Ｚｒの添加量を０．０１５ｗ％以下にすると、固溶量が足りなくなり、加熱処理時の結晶粒の粗大化を防止できない。また、Ｚｒが０．２０ｗｔ％を超えると、加工性の低下と共に導電率も低下し、プリント配線板の導体には不向きになる。
【００２１】
次に、本発明の実施例について説明する。本実施例においては、酸素含有量が１０ｐｐｍの無酸素銅をベース材とし、これにＺｒを添加して溶解鋳造し、試料Ｎｏ．１〜５を作製した。ここで、試料Ｎｏ．１〜５は、それぞれ０．０１ｗｔ％、０．０５ｗｔ％、０．１ｗｔ％、０．１５ｗｔ％、０．２０ｗｔ％のＺｒの添加とした。
【００２２】
ついで、上記鋳塊のそれぞれを熱間圧延し、厚さ１２ｍｍの素材に加工した後、冷間圧延と焼鈍を繰り返す方法で加工し、厚さ１２μｍまで冷間圧延して試料とした。以上の試料を４５０℃×４時間の還元雰囲気で熱処理を行った後、特性を確認したところ、〔表１〕に示す特性が得られた。
【００２３】
【表１】
2004360029.tif 000002
【００２４】
〔表１〕に示すように、いずれの試料も、４５０℃で４時間の熱処理に対し、十分な強度を得られることが確認できた。この銅箔を用いて２層基材を製造した。〔表１〕の試料Ｎｏ．１〜５のいずれを用いた場合でも、銅箔にシワ等を発生しない２層基材を得ることができた。
【００２５】
図１は、屈曲特性を確認するための試験機の構成を示す。試験機１０は、逆Ｗの字形にした導体１の両端部を固定するための導体固定部２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと、導体１の中央部に当接されると共に導体１に振動を付与する振動付加部３と、発生させた振動を振動付加部３に伝達させる振動発生源としての振動発生装置４と、振動発生装置４を支持する支持部５ａ，５ｂとを備えて構成されている。
【００２６】
〔表１〕の試料Ｎｏ．１〜５について、図１の試験機を用いて屈曲特性を確認した。試験条件は、試験片幅：１２．７ｍｍ、試験片長さ：２００ｍｍ、試験片採取方向：圧延方向、曲率半径ｒ：２．５ｍｍ、振動ストローク：１０ｍｍ、振動速度：１５００回／分とした。あわせてＩＰＣ規格で定義された図２に示すようなＭＩＴ試験機により耐折性を測定した。
【００２７】
図２は、耐折性の測定に用いたＭＩＴ試験機を示す。このＭＩＴ試験機２０は、導体１の一端を固定する固定部６と、導体１の他端を把持しながら設定した角度を折り曲げるチャック部７とを備えて構成されている。ここで、ＭＩＴ試験機２０の試験条件は、１３５°の角度の振りで、曲げＲは２ｍｍとした。即ち、チャック部７は１３５°の曲げ範囲に設定し、導体１の一端を固定部６で上方向に引っ張る状態に固定しながら、他端をチャック部７で把持して１３５°に折り曲げる動作を繰り返し測定した。その測定結果として、〔表２〕が得られた。
【００２８】
【表２】
2004360029.tif 000003
【００２９】
〔表２〕は、耐折性の測定結果を示す。この測定は、圧延上がりの銅箔（圧延のみの銅箔）と、４５０℃×４時間の熱処理を加えることにより行った。〔表２〕を参照すると、熱処理を行ったものは、圧延上がりの銅箔と比較して、屈曲特性が約１０％、更に耐折性が約５０％向上することを確認できた。
【００３０】
〔表１〕及び〔表２〕から明らかな様に、本発明の実施例によれば、Ｚｒを無酸素銅に０．０１〜０．２０ｗ％を添加したことにより、耐熱性が向上し、これに伴って屈曲性、耐折性が向上し、かつＦＰＣで必要とする導電率をも確保することが可能になった。更に、所定の熱処理を施すことにより、屈曲性及び耐折性は更に向上させることができるようになる。
【００３１】
本発明者らは、上記実施例に対し、比較材Ｎｏ．６〜８を用意して比較検討を行った。ここでは、通常の無酸素銅を比較材Ｎｏ．６、Ｚｒを少なく添加（０．００５ｗｔ％）したものを比較材Ｎｏ．７、Ｚｒを多く添加（０．３％）したものを比較材Ｎｏ．８とした。この比較例における測定結果が〔表３〕である。
【００３２】
【表３】
2004360029.tif 000004
【００３３】
〔表３〕を参照すると、Ｚｒ添加量の低い比較材Ｎｏ．６，７は、熱処理後の強度が落ちており、十分な強度を有していない。また、Ｚｒ添加量の多い比較材Ｎｏ．８は、熱処理後も強度を維持しているものの、他の試料と比べ、薄く加工するための圧延加工での加工性が悪く、所定の厚みに加工するために、より多くの圧延回数が必要であった。また、比較材Ｎｏ．８は、導電率が９０％ＩＡＣＳを下回っており、導体には不向きである。以上の結果から、Ｚｒの添加量は、０．０１〜０．２０ｗｔ％程度が適切であるといえる。
【００３４】
〔表４〕は上記比較材Ｎｏ．６〜８における耐折性と屈曲特性の結果を示す。
Ｚｒの添加量が低い比較材Ｎｏ．６，７は、屈曲特性は良いものの、耐熱性が無いために熱処理（４５０℃×４時間）により強度が大きく低下し、耐折性が大きくならない。一方、Ｚｒの添加量を大きくした比較材Ｎｏ．８は、耐折性に優れるものの、耐熱性が有りすぎて結晶集合組織の成長が十分に起こらず、屈曲特性が悪くなる。したがって、Ｚｒの添加量は、０．０１〜０．２０ｗｔ％が最適といえる。
【００３５】
【表４】
2004360029.tif 000005
【００３６】
上記実施例においては、熱処理を４５０℃×４時間としたが、本発明はこの数値に限定されるものではなく、軟化が問題になる３００〜４００℃以上であればよい。また、時間も４時間に限定されるものではなく、数時間の範囲で最良の結果の得られる時間にして実施すればよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上より明らかなように、本発明のプリント配線用銅合金箔によれば、Ｚｒが０．０１〜０．２０ｗ％の範囲で銅および不可避不純物の中に含有させた構成により、耐熱性を有し、屈曲特性及び耐折性を兼ね備え、更に導電率の良い配線基板用銅箔を得ることができる。
【００３８】
また、本発明のプリント配線用銅合金箔の製造方法によれば、銅および不可避不純物に０．０１〜０．２０ｗ％のＺｒを含む鋳塊とし、更に圧延及び焼鈍を施して所定の厚さの素材にし、これに対して所定の温度及び時間による熱処理を施す方法にしたので、２５０Ｎ／ｍｍ２  以上の引張強さと９０％ＩＡＣＳ以上の導電率を備えることにより、耐熱性を有し、屈曲特性及び耐折性を兼ね備え、更に導電率の良い配線基板用銅箔を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】屈曲特性を確認するための試験機の構成を示す正面図である。
【図２】耐折性の測定に用いたＭＩＴ試験機の模式的構成図である。
【符号の説明】
１  導体
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ  導体固定部
３  振動付加部
４  振動発生装置
５ａ，５ｂ  支持部
６  固定部
７  チャック部
１０  試験機
２０  ＭＩＴ試験機
【図１】
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【図２】
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