(57)【要約】【課題】曲げ反発力（スプリングバック）が低減された銅合金箔を提供する。【解決手段】厚みtが20μm以下、Ra/t≦0.009（但し、Raは算術平均粗さ）であり、300℃×30分の熱処理後の(200)面のＩ／Ｉ０が65以上である。【選択図】図１
2009242846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚みtが20μm以下、Ra/t≦0.009（但し、Raは算術平均粗さ）であり、300℃×30分の熱処理後の(200)面のＩ／Ｉ０が65以上である銅合金箔。
【請求項２】
300℃×30分の熱処理後に、圧延方向に対して45°方向の0.2%耐力YSとヤング率Eとの比YS/Eが0.7×10-3以下である請求項１に記載の銅合金箔。
【請求項３】
Ag：0.01〜0.04質量%で残部Cu及び不可避不純物からなる請求項１又は２に記載の銅合金箔。
【請求項４】
Raが0.1μｍ未満である請求項１〜３のいずれかに記載の銅合金箔。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の銅合金箔に樹脂層又はフィルムを積層して形成され、前記銅合金箔の圧延方向に対して20〜70°の方向を曲げ方向として電子機器に搭載されたフレキシブルプリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は強度と導電性に優れ、例えばフレキシブルプリント配線板（FPC）用箔材等に好適に適用できる銅合金箔に関する。
【背景技術】
【０００２】
フレキシブルプリント配線板（FPC）は、銅箔と接着剤付きの樹脂フィルムをラミネート又は加熱加圧して一体化したり、銅箔に樹脂の前駆体ワニスを塗布して加熱硬化させるなどの方法で形成される。これらのFPCは、プリンターのヘッド部やハードディスク内の駆動部等の可動部分への配線が必要とされる場所に広く使用され、一般に100万回以上の屈曲が繰り返される。そのため、強度と屈曲性の高い圧延銅箔が主に用いられている。
このようなことから、Agが0.0100〜0.0400 質量%含有され、屈曲性と耐熱性に優れた圧延銅合金箔が開示されている（例えば、特許文献１参照）。ここで、銅箔に耐熱性が求められるのは、常温で軟化する現象（常温軟化）を起こさせないためであり、又、屈曲性は、可動部分に用いられるFPCの耐久性を高めるために要求されている。
又、Ｆｅ、Ｎｉ、Ａｇ及びＡｌから選択される１種以上の元素をＣｕに固溶し、（２００）面のＸ線回折強度Ｉと、銅粉末での（２００）面のＸ線回折強度Ｉ0との比率Ｉ／Ｉ0（２００）が６０以上ある屈曲用圧延銅合金箔が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
一方、近年、電気電子機器の小型化により、基板と基板等との接続部分のスペースや、機器内の収容スペース自体が小さくなっているため、FPCの可撓性の向上が要求されている。たとえば、液晶ディスプレイの全体の大きさを変えずに画面を大きくするため、ディスプレイの縁部（額部）が狭くなってきており、額部に収容される液晶表示セルと回路基板をつなぐＦＰＣが、より一層狭い部分に曲げられて収容される傾向にある。そのため、FPCを額内に収めるのに苦労したり、FPCが額内で跳ねることがある。このようなことから、FPCの曲げ反発力（スプリングバック）を低減することが求められる。
【０００４】
【特許文献１】特開2000-212661号公報
【特許文献２】特開2007-107036号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の銅合金箔においては、上記したように強度や屈曲性の向上が図られているものの、スプリングバックの低減については検討されていなかった。
そこで、本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、曲げ反発力（スプリングバック）が低減された銅合金箔の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは種々検討した結果、箔の表面粗さを小さくし、さらに結晶方位を制御することで、銅合金箔の曲げ反発力（スプリングバック）を低減することに成功した。
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の銅合金箔は、厚みtが20μm以下、Ra/t≦0.009（但し、Raは算術平均粗さ）であり、300℃×30分の熱処理後の(200)面のＩ／Ｉ０が65以上である。
【０００８】
300℃×30分の熱処理後に、圧延方向に対して45°方向の0.2%耐力YSとヤング率Eとの比YS/Eが0.7×10-3以下であることが好ましい。
Ag：0.01〜0.04質量%で残部Cu及び不可避不純物からなることが好ましい。
Raが0.1μｍ未満であることが好ましい。
【０００９】
本発明のフレキシブルプリント配線板は、前記銅合金箔に樹脂層又はフィルムを積層して形成され、前記銅合金箔の圧延方向に対して20〜70°の方向を曲げ方向として電子機器に搭載されるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、曲げ反発力（スプリングバック）が低減された銅合金箔が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係る銅合金箔の実施の形態について説明する。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。
【００１２】
本発明の実施の形態に係る銅合金箔は、厚みtが20μm以下、Ra/t≦0.009（但し、Raは算術平均粗さ）であり、(200)面のＩ／Ｉ０が65以上である。
このように規定した理由について説明する。図１の応力−歪み曲線（以下、「SSカーブ」という）に示すように、曲げ反発力（スプリングバック）は、ある一定の歪み（伸び）ε１を与えて、それを除荷したときの弾性変形分の戻り量Ｂに相当する。従って、材料の0.2%耐力が低く、ヤング率（弾性変形域の傾き）が高いほど、図１の直線Ｌの傾きが大きくなるので曲げ反発力（戻り量Ｂ）は小さくなる。即ちYS/Eが小さいことが望ましい。
そして、0.2%耐力を低くするには、圧延加工度を高くして、できるだけ結晶配向を揃える（単結晶化する）必要がある。圧延加工度を高くすると、圧延集合組織が発達し、方位が（110）面に配向するが、（110）面に配向した圧延組織が多いほど、再結晶するときの原子の再配列によって（100）面の方位へ配向する組織が多くなり、単結晶に近づく。
【００１３】
ところが、本発明者らが鋭意研究した結果、板厚が20μm以下になると、圧延加工度を高くしても（加工度９８％以上）結晶方位が揃わず、逆に低下することが判明した。これは、銅合金箔を高加工度で薄く圧延すると、通常のすべり変形ではなく、せん断変形が多くなって組織を分断してしまい、特定の結晶方位が揃うことを阻害するためと考えられる。そして、本発明者らは、圧延で生じるオイルピットの部分にせん断変形が生じやすいことを見出し、せん断変形を減らすことで、結晶方位を揃えることができることを着想した。
【００１４】
<表面粗さ>
圧延の際に、銅合金箔の表面粗さが粗くなると、表面の窪んだ部分でせん断変形を生じやすく（逆にいうと、表面の窪んだ部分にせん断変形が生じ、圧延後に表面粗さが粗くなる）、その周囲では再結晶しても(100)面に配向せず、単結晶化が進まない。従って、最終圧延上がりの表面を、Ra/t≦0.009（但し、Raは算術平均粗さ）に制御する。
特に、銅合金箔の厚みが20μm以下の薄い領域になると、表面の窪んだ部分にせん断変形が生じやすくなり、せん断変形を生じた部分の周囲で結晶方位が揃わなくなる傾向が顕著になるため、Ra/tを制御することが重要となる。
圧延した銅合金箔の表面は平滑な方が好ましく、Raが0.1μm以下であることが望ましい。
【００１５】
<厚み>
銅合金箔の厚みtはフレキシブルプリント配線板で一般的に用いられる20μm以下であれば良い。なお、厚みが厚くなるほど、曲げた時に銅合金箔にかかる歪みが大きくなるため、銅合金箔の厚みは薄い方が好ましい。
【００１６】
<Ｉ／Ｉ０>
300℃×30minの熱処理後の(200)面のＩ／Ｉ０が65以上であることが必要である。ここで、Ｉは300℃×30minの熱処理後の試料の(200)面回折強度の積分値である。Ｉ０は300℃×30minの熱処理後の微粉末銅（方位がランダムな試料）の(200)面回折強度の積分値である。従って、Ｉ／Ｉ０が高いほど、結晶方位が揃って単結晶に近くなり、0.2%耐力を低くすることができるのでスプリングバックを低減できる。
【００１７】
<YS/E>
銅合金箔の曲げ反発力（スプリングバック）を小さくするためには、YS/Eが小さいほど望ましく、具体的には、YS/E≦0.7×10-3が望ましい。但し、上記したようにRa/tやＩ／Ｉ０を規制して0.2%耐力を低下させるだけでは、YS/E≦0.7×10-3の実現が難しい場合がある。そこで、ヤング率を高くしてYS/Eを低くすることが考えられる。
そして、上記したようにＩ／Ｉ０を65以上として結晶配向を揃えた場合、異方性が顕著になり、銅合金箔の方向によってヤング率が著しく変わることが判明した。つまり、銅合金箔の圧延方向及び圧延直角方向ではヤング率は変化しないか、又は若干ヤング率は低下するが、圧延方向に対して45°の方向でヤング率が最も高くなる。
【００１８】
従って、好ましくは、300℃×30minの熱処理後に、圧延方向に対して45°方向の0.2%耐力YSとヤング率Eとの比YS/Eを0.7×10-3以下とし、スプリングバックをさらに低減することができる。
なお、FPCを製造する工程で、銅合金箔を樹脂（またはフィルム）と積層させる際に熱処理が行われる。樹脂やフィルムによって熱処理の条件は異なるが、主に使用されるポリイミド樹脂は300℃×30min以上で積層される。そのため、この熱処理条件を反映するよう、300℃×30minの熱処理後のYS/Eを規定することとする。
以上より、本発明の銅合金箔は、圧延方向に対して45°の方向が最もYS/Eが低くなるが、40〜50°の方向であればYS/Eを比較的低くすることができる。又、圧延方向に対して20〜70°の方向であれば40〜50°の方向よりYS/Eは高いものの、圧延方向又は圧延直角方向に比べるとYS/Eを低くすることができる。
【００１９】
従って、本発明の銅合金箔に樹脂層又はフィルムを積層して形成されるフレキシブルプリント配線板を電子機器に搭載する際、銅合金箔の圧延方向に対して20〜70°の方向を曲げ方向とすると好ましく、圧延方向に対して40〜50°の方向を曲げ方向とするとさらに好ましく、圧延方向に対して45°の方向を曲げ方向とすると最も好ましい。
なお、曲げ方向とは、フレキシブルプリント配線板が電子機器の可動部に搭載されている場合は、可動部の回動方向をいう。又、フレキシブルプリント配線板が電子機器の固定部内に曲げられて収容されている場合は、収容時のフレキシブルプリント配線板の曲げ方向をいう。
フレキシブルプリント配線板（FPC）は、銅箔と接着剤付きの樹脂フィルムをラミネート又は加熱加圧して一体化したり、銅箔に樹脂の前駆体ワニスを塗布して加熱硬化させるなどの方法で形成される。
又、「圧延方向」とは、銅箔表面を見たとき、圧延ロールのダル目が転写された多数の圧延筋が平行に延びる方向をいう。
とのことであり、
【００２０】
<合金組成>
本発明の銅合金箔において、Ag：0.01〜0.04質量%で残部Cu及び不可避不純物からなることが好ましい。
一般に、銅箔の圧延加工度を高くすると、加工歪みが多く導入され、軟化温度が低くなり、常温でも軟化する現象（常温軟化）が起こりやすくなる。このため、銅合金箔に耐熱性を付与することが好ましく、耐熱性を向上させる元素としては、Ag,Snなどの固溶元素が挙げられる。特に、Agは導電率を低下させず、圧延の際に単結晶化を阻害しない元素である。Agの添加量が0.01質量%以上であれば、常温軟化が防止できる。但し、Agの添加量が多くなると、銅合金箔に樹脂を積層した時に軟化が不十分になる恐れがあるため、0.04質量%を上限とする。
上記銅合金中の不可避的不純物の含有量は、ＪＩＳに規格する無酸素銅と同一であるのが好ましい。例えば、ＪＩＳ  Ｈ  ２１２３に規格する無酸素形銅C1011における、不純物の含有量と同等にすることができる。
これらの不純物としては、Gd,Y,Yb,Nd,In,Pd,Teを挙げることができる。
【００２１】
<製造>
電気銅又は無酸素銅を主原料とし、上記化学成分その他を添加した組成を溶解炉にて溶解し、インゴットを作製する。インゴットを例えば均質化焼鈍、熱間圧延、冷間圧延、焼鈍、冷間圧延、焼鈍（歪取り焼鈍）を順次行うことで、圧延材が得られる。但し、製造方法は上記に限定されない。
又、本発明者らは、冷間圧延時の油膜厚を小さくして圧延し、オイルピットを減らすことにより、せん断変形を少なくして、板厚が薄くても結晶方位を揃えられることを見出した。
圧延時の油膜厚は式
h=3η（μ1+μR）/（pθ）                    (1)
（hは理論油膜厚(m)；ηは油膜粘度[(N/m2)s]；μ1は材料速度(m/s)；μRはロール周速(m/s)；pは材料の降伏応力(N/m2)；θは噛み込み角(rad)）で表わされる。
【００２２】
本発明の銅合金箔を製造する際、0.1×10-6(m)≦ｈ≦0.5×10-6(m)を満たすようにη、μ1、μR、p、θを制御すると、せん断変形が少なく、結晶方位の揃った銅合金箔を製造できるので好ましい。
η、μ1、μR、p、θの値は、製造条件等に応じて適宜選択でき、特に限定されるものではないが、η＝3×10-3〜5×10-3[(N/m2)s]、μ1＝3〜7(m/s)、μR＝3〜7(m/s)、θ＝1×10-3〜3×10-3(rad)に制御すると好ましい。
【００２３】
また、再結晶後に（100）面に配向させるには圧延時の加工度が大きい方が良く、98%以上の加工度で冷間圧延するのが好ましい。さらに、冷間圧延に用いる圧延ロールの表面粗さはRa≦0.05μmが好ましい。
【実施例】
【００２４】
次に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２５】
１．試料の作製
タフピッチ銅をベースとし、実施例4は0.05質量％のAg、それ以外は0.02質量％のAgを添加して真空溶解し、インゴットを鋳造した。均質化焼鈍の後、熱間圧延を施し、表面を面削して酸化物を除去した後、表１に示す圧延条件で冷間圧延と中間焼鈍を繰り返して、表２に示す厚みの銅合金箔を作製した。
【００２６】
２． 0.2%耐力（ＹＳ）の測定
作製した銅合金箔から、圧延方向とのなす角をそれぞれ表２の値として、長さ150mm、幅12.7mmの短冊引張試験片を切り出し、300℃で30分の焼鈍を行なった。その後、引張試験機（オリエンテック製、テンシロン万能試験機UTM-10T）を用いて、JIS Z2241に従って引張試験を行ない、0.2%耐力の測定をオフセット法で行なった。
３．ヤング率（Ｅ）の測定
作製した銅合金箔から、圧延方向とのなす角をそれぞれ表２の値として、長さ15mm、幅3.2mmの短冊試験片を切り出し、300℃×30分の焼鈍を行なった。その後、ヤング率測定装置（日本テクノプラス製、片持ち式薄板ヤング率測定装置TE-RT）を用いて、振動法でヤング率の測定を行なった。
【００２７】
４．表面粗さ
作製した銅合金箔の圧延方向の算術平均粗さRaを、表面粗さ測定機（小坂研究所製、Surfcorder SE-3400）を用いて、カットオフ値0.25mm、評価長さ1.25mm、送り速さ0.1mm/sの条件で測定した。
５．I/I0
作製した銅合金箔に対して300℃で0.5hの焼鈍を行なった後、(200)面の回折強度の積分値（I）を、X線回折装置（株式会社リガク製  RINT2000）を用いて求めた。ピーク強度の積分値の測定は、Co管球を用い、2θ=57〜63度（θは回折角度）の範囲で行なった。同様に、微粉末銅（関東化学株式会社製の銅粉末；純度９９．５％）の(200)面回折強度の積分値(I0)を求め、I/I0を算出した。
【００２８】
<スプリングバック量>
作製した銅合金箔の片面に厚み0.2μmのNiめっきを施し、めっき面側にポリイミド（宇部興産製  UワニスA）層を成膜した。ポリイミド層は、上記ポリイミド材料をめっき面側に塗布し、130℃で30分間、大気乾燥した後、Ar雰囲気中で350℃、30分間のキュア処理を行って、厚み20μmのものを作製した。
ポリイミドを成膜した銅合金箔から、圧延方向とのなす角をそれぞれ表２の値として、長さ60mm、幅3.2mmの試験片を切り出し、銅合金箔側を内側にして、曲げ半径0.8mm、曲げ角度90度、負荷荷重6kg、負荷時間30秒の条件で折り曲げ、除荷した後の戻り量（角度）を測定し、20度未満なら○、20度以上22度未満なら△、22度以上なら×として評価した。
【００２９】
得られた結果を表１、表２に示す。
【００３０】
【表１】
2009242846.tif 000003
【００３１】
【表２】
2009242846.tif 000004
【００３２】
表１、表２から明らかなように、厚みtが20μm以下、Ra/t≦0.009であり、300℃×30minの熱処理後の(200)面のＩ／Ｉ０が65以上である各実施例の場合、圧延方向とのなす角が４５度でスプリングバックが軽減された。
なお、実施例２によれば、圧延方向とのなす角が２３〜６７°であれば、スプリングバックを軽減できることがわかった。
【００３３】
実施例４は、300℃×30minの熱処理後の(200)面のＩ／Ｉ０が65以上であるが、YSが高く、YS/Eの値が0.7×10-3を超えたものの、圧延方向とのなす角が４５度でスプリングバックの軽減が見られた。
【００３４】
一方、油膜厚が0.5×10-6(m)を超える圧延条件No.2で冷間圧延した比較例１の場合、Ra/tが0.009を超え、Ｉ／Ｉ０が65未満となった。このため、圧延方向とのなす角にかかわらずスプリングバックが大きくなった（２２度以上となった）。
油膜厚が0.5×10-6(m)を大幅に超える圧延条件No.3で冷間圧延した比較例２の場合、Ra/tが0.009を超え、Ｉ／Ｉ０が65未満となった。このため、圧延方向とのなす角にかかわらずスプリングバックが大きくなった（２２度以上となった）。又、比較例２の場合、YS/Eの値が最も高くなった。
圧延加工度９８％未満で冷間圧延した比較例３の場合、結晶方位が揃わず、Ｉ／Ｉ０が65未満となった。このため、圧延方向とのなす角が４５度でスプリングバックが大きくなった（２２度以上となった）。
表面粗さRaが0.05μmを超える圧延ロールで冷間圧延した比較例４の場合、Ra/tが0.009を超え、Ｉ／Ｉ０が65未満となった。このため、圧延方向とのなす角が４５度でスプリングバックが大きくなった（２２度以上となった）。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】応力−歪み曲線と、曲げ反発力（スプリングバック）との関係を示す図である。
【図１】
2009242846.tif 000005