(57)【要約】【課題】優れた屈曲特性を有し、同時に良好なマイクロエッチング特性を持った圧延銅箔及びその製造方法を提供する。【解決手段】屈曲寿命が１．０×１０6回以上である圧延銅箔を作製し、その圧延銅箔の表面に機械研磨を施すものである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈曲寿命が１．０×１０6回以上である圧延銅箔を用い、その圧延銅箔の表面に機械研磨を施すことを特徴とする圧延銅箔の製造方法。
【請求項２】
圧延銅箔の表面に機械研磨を施した後、その圧延銅箔に、再び圧延を施す請求項１記載の圧延銅箔の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の製造方法で製造され、銅箔表面の最大粗さＲｙが２μｍ以下であることを特徴とする圧延銅箔。
【請求項４】
銅箔表面の加工変質層の厚みが３μｍ以下である請求項３記載の圧延銅箔。
【請求項５】
銅箔表面の加工変質層が熱処理で再結晶される請求項３又は４記載の圧延銅箔。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧延銅箔に係り、特に、フレキシブルプリント配線板等の可撓性配線部材に好適な、優れた屈曲特性を有し、かつ良好なマイクロエッチング性を有する圧延銅箔及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フレキシブルプリント配線板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ，ＦＰＣ）は、厚みが薄く可撓性に優れる特性から、電子機器等への実装形態における自由度が高い。そのため、現在では、折り畳み式携帯電話の折り曲げ部、デジタルカメラ、プリンターヘッドなどの可動部、ならびに、ＨＤＤやＤＶＤ、ＣＤなど、ディスク関連機器の可動部の配線等にＦＰＣが広く用いられている。
【０００３】
ＦＰＣの導電体としては、種々の表面処理が施された純銅箔または銅合金箔（以下、単に「銅箔」という）が一般的に用いられている。銅箔は、その製造方法の違いにより、電解銅箔と圧延銅箔に大別される。
【０００４】
ＦＰＣは、前述のように繰り返し可動する部分の配線材として用いられることから優れた屈曲特性（例えば、１００万回以上の屈曲特性）が要求され、銅箔として圧延銅箔が使用されることが多い。
【０００５】
一般的に、圧延銅箔は、原材料となるタフピッチ銅（ＪＩＳ  Ｈ３１００  Ｃ１１００）や無酸素銅（ＪＩＳ  Ｈ３１００  Ｃ１０２０）の鋳塊に熱間圧延を施した後、所定の厚さまで冷間圧延と中間焼鈍を繰り返し施すことによって製造される。ＦＰＣ用の圧延銅箔に要求される厚さは、通常、５０μｍ以下であるが、最近では十数μｍ以下と更に薄くなる傾向にある。
【０００６】
ＦＰＣの製造工程は、概略的に、ＦＰＣ用銅箔と、ポリイミドなどの樹脂からなるベースフィルム（基材）を貼り合わせてＣＣＬ（Ｃｏｐｐｅｒ  Ｃｌａｄｅｄ  Ｌａｍｉｎａｔｅ）を形成する工程（ＣＣＬ工程）と、該ＣＣＬにエッチング等の手法により回路配線を形成する工程と、該回路上に配線保護のための表面処理を行う工程などから構成されている。
【０００７】
ＣＣＬ工程には、接着剤を介して銅箔と基材を積層した後、熱処理により接着剤を硬化して密着させる（３層ＣＣＬ）方法と、接着剤を介さず、表面処理の施された銅箔を基材に直接張り合わせた後、加熱・加圧により一体化する（２層ＣＣＬ）方法の２種類がある。
【０００８】
ここで、ＦＰＣの製造工程においては、製造の容易性の観点から冷間圧延加工上がり（加工硬化した硬質な状態）の銅箔が用いられることが多い。銅箔が焼鈍された（軟化した）状態にあると、銅箔の裁断や基材との積層時に、製品不良となる銅箔の変形（例えば、伸び、しわ、折れ等）が生じ易いためである。
【０００９】
一方、銅箔の屈曲特性は、再結晶焼鈍を行うことにより、圧延加工上がりよりも著しく向上する。
【００１０】
そこで、上述のＣＣＬ工程における基材と銅箔を密着・一体化させるための熱処理で、銅箔の再結晶焼鈍を兼ねる製造方法が一般的に選択されている。このときの熱処理条件は、１８０〜３００℃で、１〜６０分間（代表的には２００℃で３０分間）であり、銅箔は再結晶組織に調質した状態となる。
【００１１】
ＦＰＣの屈曲特性を高めるためには、その素材となる圧延銅箔の屈曲特性を高めることが有効である。また、一般的に、再結晶焼鈍後の銅箔の屈曲特性は、立方体集合組織が発達するほど向上することが知られている。なお、一般に言われている「立方体集合組織が発達」とは、圧延面において（２００）Ｃｕ面の占有率が高いこと（例えば、８５％以上）のみを意味する。
【００１２】
従来、屈曲特性に優れた圧延銅箔として、最終圧延加工度を高くすること（例えば、９０％以上）によって立方体集合組織を発達させる方法や、再結晶焼鈍後の立方体集合組織の発達度合を規定した銅箔（例えば、圧延面のＸ線回折で求めた（２００）面の強度が、粉末Ｘ線回折で求めた（２００）面の強度の２０倍より大きい）、銅箔板厚方向の貫通結晶粒の割合を規定した銅箔（例えば、断面面積率で４０％以上）、微量添加元素の添加により軟化温度を制御した銅箔（例えば、１２０〜１５０℃の半軟化温度に制御）、双晶境界の長さを規定した銅箔（例えば、長さ５μｍを超える双晶境界が１ｍｍ2の面積あたり合計長さ２０ｍｍ以下）、微量添加元素の添加により再結晶組織を制御した銅箔（例えば、Ｓｎを０．０１〜０．２質量％添加し、平均結晶粒径を５μｍ以下、最大結晶粒径を１５μｍ以下に制御）などが報告されている（例えば、特許文献１乃至７参照）。
【００１３】
【特許文献１】特許第３００９３８３号公報
【特許文献２】特開２００６−１１７９７７号公報
【特許文献３】特開２０００−２１２６６１号公報
【特許文献４】特開２０００−２５６７６５号公報
【特許文献５】特開２００１−３２３３５４号公報
【特許文献６】特開２００１−２６２２９６号公報
【特許文献７】特開２００５−６８４８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、これらの屈曲特性に優れた銅箔を用いてＦＰＣを製造する場合、カバーレイとの密着性向上、回路厚みの調整などを目的としたマイクロエッチング工程において、銅箔表面に直径１００μｍ前後のくぼみが発生することが指摘されるようになってきた。
【００１５】
これは、屈曲特性に優れた銅箔が、再結晶焼鈍後の組織が立方体組織が発達していたり、大きな結晶粒径を持つように組織制御されていることに起因する。
【００１６】
組織制御は圧延工程における加工ひずみの付与と焼鈍工程におけるひずみの開放の繰り返しにより行われるが、実際には圧延工程においても、発生する加工熱により一部の結晶組織のひずみが開放され、再結晶が起こってしまう。このため、圧延上がりの銅箔においても、完全には同一の結晶組織を得ることはできない。この不均一な結晶粒は、再結晶してもほかの均一な結晶粒とは異なる性質をもった結晶粒になる。
【００１７】
屈曲特性に優れた銅箔は、特に良く組織制御された銅箔であるため、この不均一な結晶粒の発生数は少ない。しかし、発生数が少ないためにそれぞれが単独で発生してしまう。これに比較して、一般的な銅箔は不均一な結晶粒は全面に群発する。
【００１８】
不均一な結晶粒は前述のマイクロエッチング工程において、周りの結晶粒と異なるエッチング速度でエッチングされるが、屈曲特性に優れた銅箔は、不均一な結晶粒が単独で発生するため、その部分が一般に大きなくぼみになるのである。
【００１９】
このようにして発生したくぼみは、信号を伝達する際のノイズの発生源としてＦＰＣの信頼性を損なう原因となる。
【００２０】
本発明の目的は、優れた屈曲特性を有し、同時に良好なマイクロエッチング特性を持った圧延銅箔及びその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、屈曲寿命が１．０×１０6回以上である圧延銅箔を用い、その圧延銅箔の表面に機械研磨を施すことを特徴とする圧延銅箔の製造方法である。
【００２２】
請求項２の発明は、圧延銅箔の表面に機械研磨を施した後、その圧延銅箔に、再び圧延を施す請求項１記載の圧延銅箔の製造方法である。
【００２３】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の製造方法で製造され、銅箔表面の最大粗さＲｙが２μｍ以下であることを特徴とする圧延銅箔である。
【００２４】
請求項４の発明は、銅箔表面の加工変質層の厚みが３μｍ以下である請求項３記載の圧延銅箔である。
【００２５】
請求項５の発明は、銅箔表面の加工変質層が熱処理で再結晶される請求項３又は４記載の圧延銅箔である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、ＦＰＣ等の可撓性配線部材に適した優れた屈曲性を有し、同時に良好なマイクロエッチング特性を持つ圧延銅箔を得ることができるという優れた効果を発揮するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の好適な一実施の形態を詳述する。
【００２８】
本発明者らは、前述のようにエッチングによるくぼみの発生原因が不均一な結晶粒の単発にあることを突き止め、金属結晶学および加工方法の検討により、銅箔の最表層においてこの不均一な結晶粒が単発しない加工法を見出したものである。
【００２９】
具体的には、屈曲寿命が１．０×１０6回以上の屈曲特性の優れた圧延銅箔に対し、その最終的な圧延工程において、圧延の前または圧延後に銅箔の表面に機械研磨を行うものである。
【００３０】
これによって圧延銅箔の最表層に圧延とは異なる工程で付与されたひずみ、例えば剪断方向のひずみが与えられることになり、これが加工変質層として再結晶後に表面に不均一な結晶粒を群発しやすくなる。また、機械研磨によって与えられた研磨跡も、再結晶時に再結晶の核として不均一な結晶粒の群発に寄与する。
【００３１】
機械研磨は一般的に知られる方法のいずれを用いてもよく、例えばバフ研磨、砥石研磨、ブラシ研磨、研磨剤による研磨が挙げられる。湿式、乾式のどちらでも良い。
【００３２】
機械研磨は、銅箔の表面処理工程において光沢面となる面に対して行うが、粗化面となる面に対して行っても支障はない。
【００３３】
機械研磨を行った銅箔に対して、再び圧延を行ってもよい。これにより研磨によって付けられた表面の凹凸をなだらかにすることができる。
【００３４】
このようにして得られた圧延銅箔の表面は、最大粗さＲｙ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４準拠）として２μｍ以下となるようにする必要がある。最大粗さＲｙが２μｍを超えた場合、銅箔に繰り返しの屈曲変形が与えられると、その部分からクラックが発生し、屈曲特性を低下させる。
【００３５】
また、本発明の銅箔最表層の機械研磨による加工変質層の厚みは、３μｍ以下で、１μｍ以上あることが望ましい。加工変質層はすなわち銅箔最表層の不均一な結晶粒を発生させる領域（加工変質層）であるため、加工変質層の厚みが３μｍを超えると再結晶後に発生する不均一な結晶粒の割合が高くなってしまい、屈曲特性に大きく影響するためである。また１μｍ未満では銅箔最表層の不均一な結晶粒を発生させる領域（加工変質層）を形成できなく、くぼみを発生しやすくなる。
【実施例】
【００３６】
圧延銅箔の製造：
原料素材として前記無酸素銅（酸素含有量２ｐｐｍ）にＳｎを０．００４質量％添加した銅合金を作製し、厚さ２００ｍｍ、幅６５０ｍｍの鋳塊を製造した。その後、１０ｍｍの厚さまで熱間圧延を行った後、冷間圧延および中間焼鈍を適宜繰り返して、０．８ｍｍの厚みを有する生地を製造した。なお、生地焼鈍としては、７００℃の温度で、約１分間保持する熱処理を行った。
【００３７】
つぎに、冷間圧延工程を行うことにより、厚さ１６μｍの圧延銅箔を作製した。
【００３８】
実施例１：
作製した圧延銅箔の片面に対し、バフ研磨を行った。バフ研磨後の表面粗さおよび断面観察による表面加工変質層の厚みを測定した。
【００３９】
ここで、加工変質層の観察は、大気中にて３００℃×１時間加熱して再結晶させた銅箔を、埋め込み樹脂に埋め込み、その断面を研磨、エッチングして結晶粒の状態を観察することにより行った。
【００４０】
この銅箔を過水硫酸系エッチング液（三菱ガス化学製ＣＰＥ７００）に室温で２０秒浸漬し、エッチングを行った。これにより約２μｍエッチングされる。エッチングした表面を光学顕微鏡によって観察を行った。５００μｍ四方が確認できる倍率を選択し、その視野内のくぼみの発生の有無を確認した。
【００４１】
また、同じ銅箔を用いて基材貼付け工程を模擬して大気中で３００℃×１時間加熱し、屈曲特性の評価を行った。測定装置には信越エンジニアリング株式会社製ＳＥＫ−３１Ｂ２Ｓを用い、Ｒ＝２．５ｍｍ、振幅ストローク１０ｍｍ、周波数２５Ｈｚ（振幅速度１５００ｃｙｃｌｅ／ｍｉｎ）、試料幅１２．５ｍｍ、試料長さ２２０ｍｍ、試料片の長手方向が圧延方向となる条件で測定した。
【００４２】
実施例２：
作製した圧延銅箔の両面に対し、バフ研磨を行った。実施例１と同様に、表面粗さ、加工変質層厚み、くぼみ観察、屈曲特性評価を行った。
【００４３】
実施例３：
作製した圧延銅箔の片面に対し、バフ研磨を行った。その後、銅箔表面の凹凸をなだらかにする目的で圧延工程（スキンパス）を１パス行った。得られた銅箔に対して、実施例１と同様に、表面粗さ、加工変質層厚み、くぼみ観察、屈曲特性評価を行った。
【００４４】
比較例１：
作製した圧延銅箔について表面研磨を行わずに実施例１に示すような表面粗さ、加工変質層厚み、くぼみ観察、屈曲特性評価を行った。
【００４５】
比較例２：
作製した圧延銅箔の片面に対し、表面最大粗さがＲｙ＝２．５μｍとなるまでバフ研磨を行った。実施例１と同様に、表面粗さ、加工変質層厚み、くぼみ観察、屈曲特性評価を行った。
【００４６】
比較例３：
作製した圧延銅箔の片面に対し、加工変質層の厚みが３．５μｍとなるまでバフ研磨を行った。実施例１と同様に、表面粗さ、加工変質層厚み、くぼみ観察、屈曲特性評価を行った。
【００４７】
比較例４：
作製した圧延銅箔の片面に対し、メック株式会社製粗化エッチング液ＣＺ−８１００を用いてＲｙ＝１．５μｍとなるまでエッチングを行った。実施例１と同様に、表面粗さ、加工変質層厚み、くぼみ観察、屈曲特性評価を行った。
【００４８】
比較例５：
圧延銅箔に代えて、銅箔として厚み１６μｍの一般的なタフピッチ銅の銅箔を用いて、その片面をバフ研磨した。実施例１と同様に、表面粗さ、加工変質層厚み、くぼみ観察、屈曲特性評価を行った。
【００４９】
以上の実施例１〜３と比較例１〜５の結果を表１に示す。
【００５０】
【表１】
2009280855.tif 000002
【００５１】
表１に示すように本発明の実施例１〜３は、くぼみの発生はなく、ＦＰＣ等の可撓性配線部材に適した優れた屈曲性を有し、同時に良好なマイクロエッチング特性を持つ圧延銅箔であることがわかる。これに対し、表面研磨を行わない比較例１は、屈曲特性に優れるものの、加工変質層の厚みが少なく（０．５μｍ）、くぼみが発生した。また比較例２、３は、加工変質層の厚さが２．９μｍ、３．５μｍでくぼみの発生はないものの、バフ研磨のし過ぎで屈曲特性が悪くなり、比較例４は、屈曲特性に優れるものの、表面をエッチングしたために加工変質層の厚みが少なく（０．１μｍ）、くぼみが発生した。さらに、比較例５は、くぼみの発生はないものの、タフピッチ銅の銅箔を用いたため屈曲特性が悪い。
【００５２】
以上より、屈曲寿命が１．０×１０6回以上の屈曲特性に優れた圧延銅箔を用い、この圧延銅箔を表面研磨する際には、表面粗さＲｙが２．０μｍ以下、加工変質層の厚みが３μｍ以下、１μｍ以上でバフ研磨することで、良好なマイクロエッチング特性を持つ圧延銅箔とすることができる。