(57)【要約】【課題】実装部が狭小化されて実装部の回路に掛かる熱衝撃が大きくなっても、回路に亀裂や剥離が生じ難い電子部品実装用圧延銅箔を提供する。【解決手段】自身に形成された回路に電子部品をハンダ又は導電性接着剤で実装して用いられ、該実装部の前記ハンダ又は前記導電性接着剤を外側から見たときの円相当径が２００μｍ以下である電子部品実装用圧延銅箔であって、圧延方向に平行な断面のうち、圧延方向の長さ１００μｍで全厚みに及ぶ領域の結晶粒界長さの合計が２００〜７００μｍであり、かつ断面における（００１）面の割合が４０％以上１００％以下である。【選択図】図３
2016139680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自身に形成された回路に電子部品をハンダ又は導電性接着剤で実装して用いられ、該実装部の前記ハンダ又は前記導電性接着剤を外側から見たときの円相当径が２００μｍ以下である電子部品実装用圧延銅箔であって、
圧延方向に平行な断面のうち、圧延方向の長さ１００μｍで全厚みに及ぶ領域の結晶粒界長さの合計が２００〜７００μｍであり、
かつ前記断面における（００１）面の割合が４０％以上１００％以下である電子部品実装用圧延銅箔。
【請求項２】
前記電子部品実装用圧延銅箔に対し、３５０℃×１秒〜２０分、又は２００℃×３０分のうち、いずれか１つの条件で熱処理を行ったときに、前記結晶粒界長さの合計が２００〜７００μｍであり、かつ前記（００１）面の割合が４０％以上１００％以下である請求項１に記載の電子部品実装用圧延銅箔。
【請求項３】
99.9％質量率以上のCuと、Ag、Au、Pr、Sn、In、Zn、Zr、Mn、Cr、及びTiの群から選ばれる１種または２種以上の添加元素を合計で30〜500質量ppm含有し、残部不可避的不純物からなる請求項１又は２に記載の電子部品実装用圧延銅箔。
【請求項４】
少なくとも片面のJIS-B0601に規定する最大高さRzが0.1〜2.0μmである請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子部品実装用圧延銅箔。
【請求項５】
前記結晶粒界長さの合計が２００〜５００μｍであり、かつ（００１）面の割合が６０％以上１００％以下であり、最大高さRzが0.5μm以上である請求項１〜４のいずれか一項に記載の電子部品実装用圧延銅箔。
【請求項６】
ヤング率が50GPa以上90GPa以下である請求項１〜５のいずれか一項に記載の電子部品実装用圧延銅箔。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の電子部品実装用圧延銅箔を、樹脂層の両面又は片面に積層してなる銅張積層板。
【請求項８】
請求項７に記載の銅張積層板を用い、前記電子部品実装用圧延銅箔に回路を形成してなるプリント基板。
【請求項９】
６０ＧＨｚ以上の高周波用途に用いる請求項８のプリント基板。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載のプリント基板の前記回路に、電子部品をハンダ又は導電性接着剤で実装してなり、該実装部の前記ハンダ又は前記導電性接着剤を外側から見たときの円相当径が２００μｍ以下である電子部品実装構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品の実装に用いられる圧延銅箔、銅張積層板、並びにプリント基板及び電子部品実装構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１（ａ）に示すように、従来から、銅箔と樹脂層２とを積層してなる銅張積層板の当該銅箔に所定の回路４ｃを設けてプリント配線板（プリント基板）６０を形成し、この回路４ｃ上に電子部品８をハンダ６や導電性接着剤等で実装して各種電子機器１００が製造されている（例えば、特許文献１、２）。ここで、実装の際には、ハンダや導電性接着剤を加熱し、ハンダを溶融凝固させたり導電性接着剤を硬化させることで、回路４ｃ上に電子部品８を固定している。そして、電子機器１００がオンオフされたり、電子機器の使用時の周囲の温度が変化することにより、実装部は加熱と冷却を繰り返すことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１８１０１号公報
【特許文献２】特許第４７６０９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、実装部の回路４ｃを構成する銅箔の熱膨張係数は、回路４ｃに接続されたハンダ６や導電性接着剤の熱膨張係数より小さい。このため、図１（ｂ）に誇張して示すように、実装部１０が加熱された時には回路４ｃよりもハンダ６が膨張するので、回路４ｃ（銅箔）に引張応力による熱衝撃が加わり、実装部１０が冷却された時には逆の方向に熱衝撃が加わることになる。
特に、近年の電子機器の高密度実装化により、回路４ｃの幅Ｗや実装部のピッチがより狭くなってきているが、回路幅Ｗや実装部のピッチが狭くなるほど、上記した熱衝撃がより狭い領域に加わる、つまり図１（ｂ）において、より小さい曲げ半径で回路（銅箔）が曲げられるため、熱衝撃に耐えられずに実装部の回路に亀裂や剥離が生じて断線し易くなる傾向にある。
【０００５】
従って、本発明の目的は、実装部が狭小化されて実装部の回路に掛かる熱衝撃が大きくなっても、回路に亀裂や剥離が生じ難い電子部品実装用圧延銅箔、銅張積層板、並びにプリント基板及び電子部品実装構造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、熱処理後の組織中の結晶粒界の合計長さを短くすることで、粒界に歪が溜まり難くなり、実装部が狭小化されても回路部分の銅箔に粒界割れに起因した亀裂や剥離が生じ難くなることを見出した。
さらに、（００１）面の割合を多くすることで、個々の結晶粒が大きくなって上記した結晶粒界の合計長さが短くなると共に、同一の方位が揃っていることから、粒界に歪がさらに溜まり難くなり、亀裂や剥離をより一層抑制できることを見出した。
【０００７】
なお、本発明において、「実装部の円相当径」とは、図１（ａ）に示すように、実装部１０のハンダ（又は導電性接着剤）６を外側から見たときの円相当径Ｄをいう。又、実装部１０を「外側から見たとき」とは、実装部１０を介して回路４ｃと反対側、つまり図１（ａ）の例では電子部品８を外して回路４ｃの上から見たときをいい、このときの実装部の最大輪郭で囲まれる面積に等しい面積の円の直径が円相当径Ｄとなる。なお、図１（ａ）の表面実装と異なり、特許文献１に示すように、プリント配線板６０に設けた貫通孔に電子部品の端子部を挿入し、プリント配線板６０の裏面からハンダ付して実装する場合は、ハンダ付したプリント配線板６０の裏面から実装部を見たときが、「実装部を外側から見たとき」に相当する。
そして、本発明は、実装部の円相当径が２００μｍ以下であるような、回路の幅や実装部のピッチが狭小化された電子部品の実装に適用される圧延銅箔を対象とする。
【０００８】
すなわち、本発明の電子部品実装用圧延銅箔は、自身に形成された回路に電子部品をハンダ又は導電性接着剤で実装して用いられ、該実装部の前記ハンダ又は前記導電性接着剤を外側から見たときの円相当径が２００μｍ以下であり、圧延方向に平行な断面のうち、圧延方向の長さ１００μｍで全厚みに及ぶ領域の結晶粒界長さの合計が２００〜７００μｍであり、かつ前記断面における（００１）面の割合が４０％以上１００％以下である。
【０００９】
前記電子部品実装用圧延銅箔に対し、３５０℃×１秒〜２０分、又は２００℃×３０分のうち、いずれか１つの条件で熱処理を行ったときに、前記結晶粒界長さの合計が２００〜７００μｍであり、かつ前記（００１）面の割合が４０％以上１００％以下であることが好ましい。
【００１０】
99.9％質量率以上のCuと、Ag、Au、Pr、Sn、In、Zn、Zr、Mn、Cr、及びTiの群から選ばれる１種または２種以上の添加元素を合計で30〜500質量ppm含有し、残部不可避的不純物からなることが好ましい。
少なくとも片面のJIS-B0601に規定する最大高さRzが0.1〜2.0μmであることが好ましい。
前記結晶粒界長さの合計が２００〜５００μｍであり、かつ（００１）面の割合が６０％以上１００％以下であり、最大高さRzが0.5μm以上であることが好ましい。
ヤング率が50GPa以上90GPa以下であることが好ましい。
【００１１】
本発明の銅張積層板は、前記電子部品実装用圧延銅箔を、樹脂層の両面又は片面に積層してなる。
本発明のプリント基板は、前記銅張積層板を用い、前記電子部品実装用圧延銅箔に回路を形成してなる。本発明のプリント基板は、６０ＧＨｚ以上の高周波用途に用いてもよい。
本発明のプリント基板は、銅箔部分のヤング率が低いので樹脂に銅箔が追従しやすく、銅箔の粗さを大きくしたアンカー効果を小さくできる（粗さが小さくても剥離がおこらない）ため、平滑な銅箔を用いることができ、結果的に６０ＧＨｚ以上の高周波特性に優れる。
本発明の電子部品実装構造体は、前記プリント基板の前記回路に、電子部品をハンダ又は導電性接着剤で実装してなり、該実装部の前記ハンダ又は前記導電性接着剤を外側から見たときの円相当径が２００μｍ以下である。なお、ハンダは限定されず、例えば各種の鉛フリーハンダを用いることができる。導電性接着剤も限定されず、例えば導電性フィラーと熱硬化性合成樹脂からなるものを用いることができる。又、実装方法も特に限定されず、例えば、フリップチップ実装、チップ・オン・ボード、ワイヤボンディング、TAB（tape automated bonding）等が挙げられる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、実装部が狭小化されて実装部の回路に掛かる熱衝撃が大きくなっても、回路（銅箔）に亀裂や剥離が生じ難くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１（ａ）はプリント配線板の回路上に電子部品を実装した電子機器を回路の幅方向に沿って切断した断面図であり、図１（ｂ）は実装部が加熱された時に回路に加わる収縮応力（熱衝撃）を示す図である。
【図２】圧延方向に平行な断面を示す図である。
【図３】実施例７の断面EBSD像を示す図である。
【図４】比較例１の断面EBSD像を示す図である。
【図５】比較例８の断面EBSD像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態に係る電子部品実装用圧延銅箔について説明する。なお、本発明において％とは、特に断らない限り、質量％を示すものとする。本発明の実施形態に係る電子部品実装用圧延銅箔は、樹脂と積層されて銅張積層板とされた後に自身に回路が形成される。そして、この回路に電子部品をハンダ又は導電性接着剤で実装する際、実装部のハンダ又は導電性接着剤を外側から見たときの円相当径が２００μｍ以下である用途に用いられる。
【００１５】
＜組成＞
圧延銅箔は質量率で99.9%以上のCuを含むことが好ましい。Cuの含有量が99％未満の場合、導電率が低いため電子回路として相応しくない。99.9%以上のCuを含む組成としては、ＪＩＳ-Ｈ３５１０（Ｃ１０１１）またはＪＩＳ- Ｈ３１００ (Ｃ１０２０)に規格される無酸素銅、ＪＩＳ-Ｈ３１００（Ｃ１１００）に規格されるタフピッチ銅、又はＪＩＳ- Ｈ３１００ (Ｃ１２０１及びＣ１２２０）に規格されるリン脱酸銅が挙げられる。なお、銅に含まれる酸素含有量の上限は特に限定はされないが、一般的には500質量ppm以下、より好ましくは380ppm以下である。
さらに、Ag、Au、Pr、Sn、In、Zn、Zr、Mn、Cr、及びTiの群から選ばれる１種または２種以上の添加元素を合計で30〜500pp質量ppm含有してもよい。これらの元素を添加すると、圧延銅箔を樹脂と積層する際の熱処理により個々の結晶の粒径が大きくなる結果、後述する結晶粒界長さの合計値を小さくすることができる。又、これらの元素を添加すると、後述するように（００１）面の割合が多くなり、ヤング率が90GPa以下に低減される。
上記元素の合計量が30質量ppm未満であると、結晶粒界長さの合計値を大きくする効果が少ない。上記元素の合計量が500質量ppmを超えると、これら元素が粒界に多く存在して転位の動きを妨げ（粒界をピン止めし）、（００１）面が成長し難くなって結晶粒界長さの合計値が小さくなる場合がある。
【００１６】
＜厚み＞
圧延銅箔の厚みは、４〜１００μｍであることが好ましく、５〜７０μｍであることがさらに好ましい。厚みが４μｍ未満であると銅箔のハンドリング性が劣る場合があり、厚みが１００μｍを超えると銅箔の屈曲性が劣る場合がある。
【００１７】
＜結晶粒界長さの合計＞
従来の銅箔は表面の結晶粒径を規定するのが一般的であるが、表面と断面では得られる結晶粒の情報が本質的に異なるという問題がある。例えば、表面で測定した結晶粒径は厚みに依存しないが、断面で測定した結晶粒界長は厚みに依存する。更に、銅箔に熱衝撃が加わったときに亀裂は銅箔の厚さ方向に入ってゆく。このようなことから、銅箔の表面よりも断面の組織で結晶粒を評価することがより好ましい。
また、一般に結晶粒径は、線分法等を用いて概算した円相当径を測定する。一方、結晶粒界長さは、方位差に基づいて結晶粒同士が接している長さを測定しているため、結晶粒径に比べて粒界割れの起点となる粒界をより正しく評価することができる。以上のことより、本発明では、断面の結晶粒界長さの合計を規定する。
すなわち、圧延方向に平行な断面Ｓのうち、圧延方向の長さ１００μｍで全厚みｔに及ぶ領域Ｓ１の結晶粒界長さの合計が２００〜７００μｍである。なお、図２に、圧延銅箔の圧延方向ＲＤに平行な断面Ｓ、及び上記領域Ｓ１を示す。
結晶粒界の合計長さを７００μｍ以下に短くすることで、粒界に歪が溜まり難くなり、実装部が狭小化されても回路部分の銅箔に粒界割れに起因した亀裂や剥離が生じ難くなる。
結晶粒界の合計長さが７００μｍを超えると粒界の長さが長くなるため、実装部が狭小化された場合に、回路部分の銅箔に応力が負荷されたときに粒界割れに起因した亀裂や剥離が生じる。一方、領域Ｓ１の結晶粒界長さとしては、領域Ｓ１のうち圧延方向ＲＤに平行な２つの辺Ｌの合計長さ２００μｍ（１００＋１００）も粒界長に含まれるため、結晶粒界の合計長さは２００μｍ未満とならない。
特に、結晶粒界長さの合計が２００〜５００μｍであると、粒界割れに起因した銅箔の亀裂や剥離をさらに抑制すると共に、粒界の長さが短いために粒界頻度（粒界の存在量）が小さくなるので、伝送信号の妨げを抑制して電子回路の特性も向上する。
【００１８】
＜銅箔断面における（００１）面の割合＞
上記した断面Ｓにおける（００１）面の割合が４０％以上１００％以下である。
（００１）面の割合を４０％以上にすることで、個々の結晶粒が大きくなって上記した結晶粒界の合計長さが短くなると共に、同一の方位が揃っていることから、粒界に歪がさらに溜まり難くなり、亀裂や剥離をより一層抑制できる。（００１）面の割合の上限は特に制限されず、１００％であってもよい。（００１）面の割合が６０％以上１００％以下であると好ましい。
【００１９】
結晶粒界長さの合計及び（００１）面の割合は、試料の上記断面Ｓの面方位を、EBSD（電子後方散乱回折：electron backscatter diffraction）で測定して求める。EBSDは、試料表面付近の結晶方位をｎｍオーダーの分解能で測定することができ、測定データから局所的な結晶方位の変化（局所方位差）を算出することができる。
そして、これらのEBSDデータから、隣接する測定点間の方位差が15°以上180°以下となる境界を粒界とみなし、この粒界の総距離を結晶粒界長さの合計として算出する。
又、これらのEBSDデータから、[１００]方位からの角度差が10°以下にある結晶粒の割合を、（００１）面の割合として算出する。
【００２０】
なお、圧延銅箔は通常、「圧延組織」の状態で出荷され、銅張積層板を製造する際、樹脂層との張り合わせ時に再結晶して再結晶集合組織を形成する。従って、銅張積層板の強度や曲げ性を評価するためには、圧延銅箔の「再結晶組織」を対象とする必要がある。一方で再結晶組織は、圧延組織だけでは決まらず、再結晶する際の温度条件によって大きく変化する。
そこで、銅張積層板の代表的な製法において圧延銅箔が受ける熱履歴を、３５０℃×１秒〜２０分、又は２００℃×３０分のうちのいずれかで模擬的に再現し、銅張積層板（又は回路形成したプリント基板）中で再結晶した銅箔の状態を表すことが好ましい。すなわち、圧延銅箔に対し、３５０℃×１秒〜２０分、又は２００℃×３０分のうち、いずれか１つの条件で熱処理を行ったときに、上記した結晶粒界長さの合計が２００〜７００μｍで、かつ上記した（００１）面の割合が４０％以上１００％以下であることが好ましい。
なお、熱処理自体は３つの条件のうち、いずれか１つのみを行うのであって、３５０℃×１秒の熱処理を行った後、同じ試料について２回目に３５０℃×２０分の熱処理を行うことはない。すなわち、結晶粒界長さの合計、及び以下の（００１）面の割合は、いずれか１つの熱処理を行った試料についての値である。但し、例えば、３５０℃×１秒の熱処理を行ったとき、及び３５０℃×２０分の熱処理を行ったときに共に、結晶粒界長さの合計、及び（００１）面の割合が規定の範囲になってもよい。
【００２１】
圧延銅箔の少なくとも片面のJIS-B0601に規定する最大高さRzが0.1〜2.0μmであると、銅張積層板を構成する樹脂層との密着性が向上しつつ、伝送信号の妨げを抑制して電子回路の特性も向上するので好ましい。
Rzが0.1μm未満であると、圧延銅箔の表面が平滑になり過ぎて樹脂層との密着性が低下する場合がある。Rzが2.0μmを超えると、表皮効果が大きくなって伝送信号が妨げられ、電子回路の伝送特性が低下する場合がある。特に、最大高さRzが0.5〜2.0μmであることが好ましい。
【００２２】
圧延銅箔のヤング率が50GPa以上90GPa以下であると、強度を維持しつつ、回路に熱衝撃が掛かっても亀裂や剥離がより一層生じ難いので好ましい。ヤング率の値は、圧延方向、圧延直角方向共に上記範囲であることが好ましい。
上記ヤング率が50GPa未満であると、弾性限の応力が低くなって強度が不足する場合がある。一方、上記ヤング率が90GPaを超えると、銅箔（回路）の強度は高くなるものの、回路に熱衝撃が掛かったときに亀裂や剥離が生じ易くなる場合がある。
【００２３】
本発明の圧延銅箔は、通常、熱間圧延及び面削後、冷間圧延と焼鈍を数回（通常、２回程度）繰り返し、次いで最終再結晶焼鈍した後、最終冷間圧延して所望の箔厚に製造することができる。さらに、この銅箔を脱脂した後に、樹脂層との密着性を確保するために片面(樹脂層との積層面)に粗化処理し、さらに防錆処理を行い、銅張積層板に使用することができる。
「最終再結晶焼鈍」とは、最終冷間圧延の前の焼鈍のうち、最後のものをいう。
【００２４】
ここで、上述のように（００１）面の割合を高めて結晶粒界長さの合計を短くするため、（１）最終再結晶焼鈍の材料到達温度を550〜750℃、到達時間を5〜15秒を適正条件とする。（２）最終冷間圧延の加工度を88.8〜99.8％を適正条件とする。更に、（３）上記添加元素を上記範囲で含有させることが特に好ましい。
【００２５】
（１）の最終再結晶焼鈍の材料到達温度を制御することで、（００１）面が成長する駆動力である歪差が最終再結晶焼鈍中に消失するのを抑制する。
ここで、一般的な再結晶焼鈍装置では、炉の温度を簡易的に測定しており、この測定値が示す温度と、材料が実際に加熱される温度域を示す「材料到達温度」とは数十度から二百度程度の温度差がある。そして、材料到達温度は、最終再結晶焼鈍装置に備え付けの赤外線放射温度計で、装置の入側から出側までの間の複数個所の材料表面温度の測定を行ったとき、目標温度以上となった個所の実際の材料表面温度の単純平均を表す。ここで、目標温度は、最終再結晶焼鈍に要求される設定温度であり、例えば材料到達温度と同一の550〜750℃である。
又、到達時間は、目標温度に到達した最も装置の入側に近い個所から、装置の出側を材料が出て冷却されて目標温度未満になるまでの時間を表す。ここで、目標時間は、最終再結晶焼鈍に要求される設定時間であり、例えば到達時間と同一の値である。材料到達温度とその到達時間を制御して目標温度及び目標時間に近付けることにより、（００１）面が成長する駆動力である歪差を最適化して残存させることができる。特に「材料到達温度」は材料の厚み、加熱炉通過速度および加熱量の影響に加え、季節要因も影響するために、簡易的な炉温でなく、上述の方法で測定した材料到達温度を制御することが必要である。
【００２６】
（２）の最終冷間圧延の圧延加工度を制御することで、（００１）面が成長する駆動力である歪差を銅箔組織に導入し、（００１）面の割合を高め、結晶粒界長さの合計を短くすることができる。
（３）の添加元素を含有させると、（００１）面が成長する駆動力である歪差を銅箔組織に導入し、（００１）面の割合を高め、結晶粒界長さの合計を更に短くすることができる。
【００２７】
なお、例えば（１）の条件よりも極めて低い材料到達温度（300〜400℃）で最終再結晶焼鈍を行ってCube方位を優先成長させ、最終再結晶焼鈍の段階で（００１）面の割合を多く（ほぼ１００％）し、その後、（２）よりも低い圧延加工度で最終冷間圧延すれば、（００１）面の割合を４０％以上にすることはできるが、（２）の加工度が低すぎて結晶粒界長さの合計が７００μｍを超える。これは、（２）の加工度が低すぎて最終冷間圧延時に歪が多く導入されないため、熱処理後により（００１）面が残存すると共に、他の方位の結晶が（００１）の優先成長粒に吸収されずに残存するためと考えられる。
【００２８】
本発明の銅張積層板は、樹脂層の両面又は片面に、上記した特性を有する圧延銅箔を積層してなる。樹脂層はプリント配線板等に適用可能な特性を有するものであれば特に制限を受けないが、例えば、リジッドＰＷＢ用に紙基材フェノール樹脂、紙基材エポキシ樹脂、合成繊維布基材エポキシ樹脂、ガラス布・紙複合基材エポキシ樹脂、ガラス布・ガラス不織布複合基材エポキシ樹脂及びガラス布基材エポキシ樹脂等を使用することができる。又、ＦＰＣ用にポリエステルフィルムやポリイミドフィルム、液晶ポリマー（ＬＣＰ）フィルム、テフロン（登録商標）フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム等を使用する事ができる。
樹脂層自体が多層でもよい。
【００２９】
又、ポリエチレンテレフタレートなど耐熱性の低い樹脂層と銅箔を張り合わせる場合、張り合わせ時の熱圧着条件によっては、「圧延組織」の状態の銅箔が上記した「再結晶組織」にならない可能性がある。この場合には、予め上記した３５０℃×１秒〜２０分、又は２００℃×３０分のいずれかの熱処理を銅箔に行って再結晶させ、結晶粒界長さの合計、及び（００１）面の割合を規定の範囲に調整した後、樹脂層と張り合わせて銅張積層板とすればよい。
さらに、銅張積層板の片方の銅箔に特に厳しい熱衝撃が加わるような用途に用いる場合、銅張積層板の樹脂層の両面に銅箔を積層し、そのうち厳しい熱衝撃が加わる一方の銅箔側に本発明の銅箔を使用し、他の面に別の銅箔（例えば安価な電解銅箔）を積層してもよい。
【００３０】
圧延銅箔と樹脂との積層方法は、リジッドＰＷＢ用の場合、ガラス布などの基材に樹脂を含浸させ、樹脂を半硬化状態まで硬化させたプリプレグを用意し、銅箔をプリプレグに重ねて加熱加圧させる方法が挙げられる。ＦＰＣの場合、ポリイミドフィルム等の樹脂層に接着剤を介して銅箔を接着し、又は、接着剤を使用せずに高温高圧下で銅箔を積層接着して銅張積層板を製造することができる。ＦＰＣの場合、又は、ポリイミド前駆体を圧延銅箔に塗布した後、乾燥及び硬化等を行うことで銅張積層板を製造することができる。
樹脂（層）の厚みは特に制限を受けるものではないが、一般的に９〜２００μｍ程度のものが用いられる。
【００３１】
本発明の銅張積層板は各種のプリント基板（プリント配線板（ＰＷＢ））に使用可能である。プリント基板としては、リジッドなプリント基板の他、フレキシブルプリント基板がある。プリント配線板としては、特に制限されるものではないが、例えば、導体パターンの層数の観点からは片面ＰＷＢ、両面ＰＷＢ、多層ＰＷＢ（３層以上）に適用可能であり；絶縁基板材料の種類の観点からはリジッドＰＷＢ、フレキシブルＰＷＢ（ＦＰＣ）、リジッド・フレックスＰＷＢに適用可能である。
【実施例】
【００３２】
＜圧延銅箔の製造＞
表１に示す組成の元素を添加したタフピッチ銅又は無酸素銅を原料として厚さ100ｍｍのインゴットを鋳造し、850℃で10時間の均質化焼鈍をした後、800℃以上で厚さ10ｍｍまで熱間圧延を行い、表面の酸化スケールを面削した。その後、冷間圧延と焼鈍とを繰り返し、0.5mmの厚みの圧延板コイルを得た。その後の冷間圧延の後に、表１の条件で最終再結晶焼鈍を行った。なお、最終再結晶焼鈍の目標温度を550〜750℃とした。最後に表１の加工度で最終冷間圧延で所定厚み（１２μｍ）に仕上げた。
なお、表１の組成の欄の「OFC- 100ppmIn」は、ＪＩＳ- Ｈ３１００ (Ｃ１０２０)の無酸素銅OFCに100質量ppmのInを添加したことを意味する。又、「TPC-200ppmAg」は、ＪＩＳ-Ｈ３１００（Ｃ１１００）のタフピッチ銅（TPC）に200質量ppmのAgを添加したことを意味する。他の添加量の場合も同様である。
又、表１の製造条件が「適正条件」とは、上述の記載のように、以下の場合をいう。（１）最終再結晶焼鈍の材料到達温度を目標温度の範囲内である550〜750℃、到達時間を5〜15秒とする。（２）最終冷間圧延の加工度を88.8〜99.8％とする。又、「添加元素あり」とは、上記添加元素を上記範囲で含有させることをいう。
【００３３】
＜結晶方位＞
最終冷間圧延後の銅箔に、さらに２００℃×３０分の真空雰囲気で熱処理を行った後、CP（Cross Section Polisher、アルゴンイオンビームを使った試料断面作製装置）にて圧延方向に平行な断面を作成し、EBSD（TSLソリューションズ社製  OIM（Orientation Imaging Microscopy））装置を用いてEBSD測定を行った。
測定電圧は15kVとし、ワーキングディスタンス18mmとし、試料傾斜角度70°とした。測定視野は、銅箔の全厚み×圧延方向の長さ500μm（つまり、図２の領域Ｓ１の５倍）とし、測定間距離d=0.2μmとした。得られたEBSDデータの解析は、装置に付属の解析ソフトウェア（OIM  analysis5）を用い、上述の条件で、結晶粒界長さの合計、及び（００１）面の割合を算出した。データ解析の際、CI値(Confidential Index)が0.05以下のデータは精度が低いとして解析から除外した。Grain Tolerance AngleおよびMinimum Grain Sizeはそれぞれ2°に設定してデータ解析した。
【００３４】
＜最大高さ及びヤング率＞
上記熱処理を行った銅箔につき、後述する銅張積層板の製造時に樹脂層に対向する面のJIS-B0601に規定する最大高さを測定した。
又、ＪＩＳ−Ｚ２２８０に従い、試験片に電気的に強制振動を与えて共振周波数（固有振動数）を計測し、この共振周波数からヤング率を計算した。
【００３５】
＜銅張積層板及びプリント基板の製造＞
表１の各実施例及び比較例の圧延銅箔の片面に樹脂層を積層し、樹脂層の反対面に回路の伝送特性の必要なグランド（ＧＮＤ）用の銅箔を積層して銅張積層板を製造した。なお、表１の圧延銅箔につき、２００℃×３０分の真空雰囲気で熱処理を行う前のものを用いた。
樹脂層としては、厚み100μｍの市販の液晶ポリマー（ＬＣＰ）フィルムを用い、熱プレスの温度条件を300℃×10min (真空雰囲気、4MPa),昇温速度6℃/minとして、銅箔／樹脂層／ＧＮＤ銅箔を同時に積層した。
次に、この銅張積層板の銅箔部分（ＧＮＤ銅箔と反対側）に、線幅300μｍの所定の回路を形成し、プリント基板を製造した。
そして、所定の鉛フリーハンダを用い、上記プリント基板の回路上に、電子部品（半導体チップ）をハンダで実装して電子部品実装構造体を製造した。
【００３６】
＜ピール強度＞
銅張積層板につき１８０°ピール試験を行って、180°剥離接着強度（ピール強度）を測定した。まず、銅張積層板から幅12.7mmの短冊状のピール試験片を複数作製した。試験片の銅箔面（ＧＮＤ銅箔と反対側）をSUS板に固定し、樹脂層を１８０°方向に引き剥がした。そのほかの条件はJIS−C5016に従った。
尚、JISの規格では銅箔層を引き剥がすことになっているが、樹脂層を引き剥がしたのは銅箔の厚み、剛性による影響を小さくするためである。
【００３７】
＜実装部の円相当径＞
電子部品実装構造体の実装部から半導体チップの各ピンを切断して半導体チップを取り去った。次に、回路の上面を撮影し、画像解析して実装部の最大輪郭を画像解析で求め、この輪郭に等しい面積の円の直径を円相当径Ｄとして画像解析で算出した。なお、半導体チップ１個あたり、ピンが複数あるため、実装部も複数存在する。従って、各実装部の円相当径Ｄを平均した値を採用した。
【００３８】
＜熱衝撃試験＞
電子部品実装構造体につき、JIS-C60068（旧JIS-C0025）に従い、-70±3℃で10分保持後に昇温し、150±3℃で10分保持するサイクルを繰り返す熱衝撃試験を行った。熱衝撃試験を実施中に、実装部の電気抵抗値の測定を行い、初期の電気抵抗値から10％を超えて高くなった時点で測定を終了した。以下の評価基準で耐熱衝撃性を評価した。評価が○か◎であれば、耐熱衝撃性に優れている。なお、電気抵抗値の測定はいずれも25±3℃でおこなった。
◎：測定終了までのサイクル数が15000回以上
○：測定終了までのサイクル数が10000回以上15000回未満
□：測定終了までのサイクル数が5000回以上10000回未満
△：測定終了までのサイクル数が1000回以上5000回未満
×：測定終了までのサイクル数が1000回未満
又、測定終了後の実装部の断面を観察した。熱衝撃試験条件が適正であったことを確認した。つまり、半田割れではなく、銅箔側で割れるか、又は樹脂と銅箔の界面の剥離であることを確認した。
【００３９】
＜回路の伝送特性＞
上記銅張積層板の銅箔部分（ＧＮＤ銅箔と反対側）に、インピーダンス50Ωの回路をエッチングで形成し、長さ100mmのマイクロストリップラインを作成した。60GHzのネットワークアナライザを用いて、マイクロストリップラインのSパラメータであるS21を測定した。以下の基準で回路の伝送特性（伝送損失）を評価した。評価が○であれば伝送特性が優れている。
○：-7dB/10cm（60GHz）以下（ex. -6dB/10cm、-5 dB/10cm、etc）の場合
×：-7dB/10cm（60GHz）より大きい（ex. -8 dB/10cm、-9 dB/10cm、etc）場合
【００４０】
得られた結果を表１に示す。
【００４１】
【表１】
2016139680.tif 000003
【００４２】
表１から明らかなように、結晶粒界長さの合計が２００〜７００μｍであり、かつ（００１）面の割合が４０％以上１００％以下である各実施例の場合、実装部の円相当径が２００μｍ以下に狭小化されても、熱衝撃後に実装部の回路（銅箔）に長期間にわたって亀裂や剥離が生じなかった。特に、熱処理後の結晶粒界長さの合計が２００〜５００μｍであり、かつ（００１）面の割合が６０％以上１００％以下であり、最大高さRzが0.5μm以上である実施例６，７，９，１０，１９の場合、他の実施例に比べて熱衝撃に対する特性がさらに優れていた。
【００４３】
最終再結晶焼鈍の材料到達温度が７００℃を超えて高過ぎる（製造条件（１）が不適である）比較例１，２の場合、熱処理後の結晶粒界長さの合計が７００μｍを超えると共に、（００１）面の割合が４０％未満となり、5000サイクル未満の熱衝撃後に実装部の回路（銅箔）に亀裂や剥離が生じ、耐熱衝撃性に劣った。
【００４４】
材料到達温度を検知することができない汎用の再結晶焼鈍装置にて最終再結晶焼鈍を行った比較例３の場合も、比較例１，２と同様、熱処理後の結晶粒界長さの合計が７００μｍを超えると共に、（００１）面の割合が４０％未満となり、5000サイクル未満の熱衝撃後に実装部の回路（銅箔）に亀裂や剥離が生じ、耐熱衝撃性に劣った。
比較例３の場合、再結晶焼鈍装置の炉温は上述の目標温度を示したが、材料到達温度が不明であり、比較例１，２と同様の結果となったことから最終再結晶焼鈍の材料到達温度が７００℃を超えて高過ぎる（製造条件（１）が不適である）と推定される。つまり、汎用の再結晶焼鈍装置が示す温度（加熱炉温度）と時間（加熱炉通過時間）は目標の設定値（目標時間及び目標時間）の範囲内であるが、実際の温度である「材料到達温度」を管理できなかったことになる。一般的な再結晶焼鈍装置では、単なる加熱炉の温度と、材料が実際に加熱される温度域を示す「材料到達温度」とは数十度から二百度程度の温度差があり、特に「材料到達温度」は材料の厚み、加熱炉通過速度および加熱量の影響に加え、季節要因も影響するために、材料到達温度を制御することが必要である。
【００４５】
最終冷間圧延の加工度が８８．８％未満（製造条件（２）が不適である）比較例４，５の場合も、熱処理後の結晶粒界長さの合計が７００μｍを超えると共に、（００１）面の割合が４０％未満となり、5000サイクル未満の熱衝撃後に実装部の回路（銅箔）に亀裂や剥離が生じ、耐熱衝撃性に劣った。
【００４６】
最終冷間圧延の加工度が８８．８％未満で、かつ最終再結晶焼鈍を２段階で行い、そのうち一回目の焼鈍の材料到達温度を６００℃未満（300〜400℃）で行った（製造条件（１）（２）が不適である）比較例８の場合、（００１）面の割合が４０％以上であったものの、熱処理後の結晶粒界長さの合計が７００μｍを超え、5000サイクル未満の熱衝撃後に実装部の回路（銅箔）に亀裂や剥離が生じ、耐熱衝撃性に劣った。
なお、比較例８は、最終再結晶焼鈍の１段（１回）目を、材料到達温度300〜400℃で10〜15秒行い、低温焼鈍によりCube方位を優先成長させて（００１）面をほぼ１００％（全面）出現させた後に、２段（２回）目を材料到達温度750℃〜850℃で10〜15秒行った。その後、最終冷間圧延の加工度を８８．８％未満と低くしたため、最終再結晶焼鈍時に生じた（００１）面が圧延によって他の方位に変わり難くなって残存した。但し、最終冷間圧延加工度が低すぎて、最終冷間圧延時に歪が多く導入されないため、熱処理後により（００１）面が残存すると共に、他の方位の結晶が（００１）の優先成長粒に吸収されずに残存し、結晶粒界長さの合計が７００μｍを超えたと考えられる。
【００４７】
電解銅箔である比較例１０，１１の場合、熱処理後の結晶粒界長さの合計が７００μｍを超えると共に、（００１）面の割合が４０％未満となり、5000サイクル未満の熱衝撃後に実装部の回路（銅箔）に亀裂や剥離が生じ、耐熱衝撃性に劣った。
なお、比較例１１の場合、JIS-B0601に規定する最大高さRzが2.0μmを超え、回路の伝送特性が劣った。
銅箔中の上記添加元素の含有量が500質量ppmを超えた比較例９の場合も、熱処理後の結晶粒界長さの合計が７００μｍを超えると共に、（００１）面の割合が４０％未満となり、5000サイクル未満の熱衝撃後に実装部の回路（銅箔）に亀裂や剥離が生じ、耐熱衝撃性に劣った。
【００４８】
なお、図３〜図５は、それぞれ実施例７、比較例１、及び比較例８の断面EBSD像を示す。又、各図３〜図５において、（ａ）、（ｂ）は２００℃×３０分の熱処理後の断面EBSD像を示す。なお、各図の（ａ）において、黒線は結晶粒界を示す。また、各図の（ｂ）において、灰色の領域が（００１）面を示し、白色の領域が（００１）それ以外の面方位を示す。
【符号の説明】
【００４９】
４ｃ    回路
６    ハンダ
８    電子部品
６０    プリント基板
１００    電子部品実装構造体（電子機器）
【図１】
2016139680.tif 000004
【図２】
2016139680.tif 000005
【図３】
2016139680.tif 000006
【図４】
2016139680.tif 000007
【図５】
2016139680.tif 000008