专利名称：压延铜箔的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种压延铜箔。特别地，本发明涉及一种用于柔性印刷电路板 (Flexible Printed Circuit，以下有时也称作“FPC”)等的压延铜箔。
背景技术：
FPC由于厚度薄、可挠性优良，因此向电子设备等的实装形态下的自由度高。因此， FPC正用于折叠式手机的折弯部、数码相机、打印头等的可移动部，以及硬盘驱动器(HDD)、 数字化通用磁盘(DVD)、高密度磁盘(CD)等磁盘关联设备的可移动部的配线等。以往，已知如下的柔性印刷电路板用压延铜箔(例如，参照专利文献1)含有 100 500质量ppm的氧(0)，在以下式定义的T为100 400的范围含有银(Ag)、金(Au)、 钯(Pd)、钼(Pt)、铑(Rh)、铱(Ir)、钌(Ru)、锇(Os)中的一种以上，T = [Ag]+0. 6[Au]+0. 6[ Pd] +0. 4 [Pt] +0. 4 [Rh] +0. 3 [IR] +0. 3 [Ru] +0. 3 [Os](其中，[M]为元素 M 的质量 ppm 浓度)， 硫(S)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、铈(Se)及碲(Te)的合计量为30质量ppm以下，厚度为 5 50 μ m，通过在200度下退火30分钟后的压延面的X射线衍射求出的200面的强度(I) 相对于铜粉末的X射线衍射求出的200面的强度(I0)的1/1。>20，具有120 1501的半软化温度，在室温下持续地保持300N/mm2以上的抗拉强度。专利文献1所述的柔性印刷电路板用压延铜箔由于具有上述构成，因此可发挥优良的弯曲疲劳寿命特性。对于专利文献1所述的柔性印刷电路板用压延铜箔而言，如果由该铜箔含有的氧 (0)生成氧化物，则存在该氧化物成为疲劳破坏的起点的情况，弯曲疲劳寿命特性的提高存在极限。此外，在使用基本不含氧化物的无氧铜时，由于无氧铜自身与含有氧(0) (100 500质量ppm)的铜相比，软化温度高，因此在低温条件下，铜箔中的再结晶进行的不充分， 不能得到良好的弯曲疲劳寿命特性。但是，如果使用专利文献1那样的添加元素，则铜的软化温度变得更高，虽然在更高温度的条件下是合适，但在低温的条件下则完全无法使用。此外，在无氧铜中没有添加任何物质的状态下，由于没有氧化物的影响，因此在低温条件下， 铜箔中的再结晶适当地进行，可得到良好的弯曲疲劳寿命特性，但是在高温条件下，由于铜箔中的再结晶过剩地进行，因此存在弯曲疲劳特性降低的情况，不能应对宽温度范围的热处理。专利文献1 日本特开2002-167632号公报
发明内容
本发明的目的在于，提供一种即便是在实施了宽的温度范围的热处理后，也可发挥优良弯曲疲劳寿命特性的压延铜箔。为了实现上述目的，根据本发明，提供以下的压延铜箔。[1] 一种压延铜箔，含有作为主成分的铜(Cu)和不可避免的杂质、硅(Si)及铁(Fe)中的至少一个、硼(B)以及银(Ag)。[2]如[1]所述的压延铜箔，含有以总量计0.001 0.01重量％的所述硅(Si) 及铁(Fe)中的至少一个、0.003 0.04重量％的所述硼(B)以及0. 002 0. 025重量％的所述银(Ag)。[3]如[1]或[2]所述的压延铜箔，进一步地含有0.002重量％以下的氧(0)。[4]如[1] [3]中任一项所述的压延铜箔，具有20 μ m以下的厚度。[5]如[2]或[3]所述的压延铜箔，含有0. 0025 0. 0225重量％的所述银(Ag)。[6]如[2]或[3]所述的压延铜箔，含有0. 003 0. 02重量％的所述银(Ag)。[7]如[2]或[3]所述的压延铜箔，含有0. 0085质量％的所述银(Ag)。[8]如[2]或[3]所述的压延铜箔，含有0.003质量％ 0.035质量％的所述硼 ⑶。[9]如[2]或[3]所述的压延铜箔，含有0.003质量％ 0. 03质量％的所述硼 ⑶。[10]如[2]或[3]所述的压延铜箔，含有0. 0145质量％的所述硼⑶。根据本发明，可提供一种即便是在实施了宽的温度范围的热处理后，也可发挥优良弯曲疲劳寿命特性的压延铜箔。
图1为表示本发明的实施方式涉及的压延铜箔的制造流程的流程图。图2为表示本发明的实施方式所采用的弯曲疲劳试验(滑动弯曲试验)的概要的说明图。符号说明2 滑动弯曲试验装置；10 压延铜箔；20 试样固定板；20a 螺栓；30 振动传递部；40 振动驱动体。
具体实施例方式以下，根据需要使用附图对本发明的压延铜箔的实施方式进行详细说明。本实施方式涉及的压延铜箔含有作为主成分(基料)的铜(Cu)和不可避免的杂质(以下，有时也仅称为“铜(Cu)”)、硅(Si)及铁(Fe)中的至少一个、硼(B)以及银(Ag)。此外，本实施方式涉及的压延铜箔优选可适用于例如上述柔性印刷电路板 (Flexible Printed Circuit :FPC)等可挠性配线构件。本实施方式涉及的压延铜箔如上所述，含有作为基料的铜(Cu)和不可避免的杂质、硅(Si)及铁(Fe)中的至少一个、硼(B) 以及银(Ag)而构成，具体而言，作为一个例子，为在经历后述压延铜箔的制造工序的最终冷轧工序后、在经历再结晶退火前所得的压延铜箔，例如以用于FPC用压延铜箔为目的，通常形成为具有50 μ m以下，优选20 μ m以下的厚度。以下对各构成成分进行更详细的说明。铜(Cu)本实施方式涉及的压延铜箔含有作为基料的铜(Cu)和不可避免的杂质。作为本实施方式中使用的铜(Cu)，可例举出例如无氧铜或视为无氧铜(Cu)的铜材料。本实施方式涉及的压延铜箔可以此为基料而形成。此处，本实施方式中所用的“无氧铜”为例如由JISC1020规定的无氧铜或不含氧化亚铜(Cu2O)和/或残留脱氧剂的99. 96%铜(Cu)以上纯度的铜(Cu)。这里，氧(0)含量不一定完全为零，不排除本实施方式中使用的无氧铜中含有数 111(0.000数％)左右的氧(0)。因此，对本实施方式中使用的压延铜箔而言，作为一个例子，可形成为含有0.002重量％以下(即，20ppm以下)的氧(0)。这里，为了抑制压延铜箔中生成氧化物，优选进一步地降低氧(0)含量。此外，由于该无氧铜中固溶了本实施方式涉及的压延铜箔中不可避免地含有的杂质(不可避免的杂质)，例如硫(S)、磷(P)等，无氧铜的软化温度存在上升的倾向。另一方面，如果不可避免的杂质(例如，硫(S)、磷(P)等)与规定添加成分反应而生成的化合物存在于无氧铜中，则存在该无氧铜的软化温度有降低的倾向。硼(B)本实施方式涉及的压延铜箔含有硼(B)。本实施方式所用的硼(B)起到降低所制造的压延铜箔的软化温度，即使再结晶从较低温度开始的作用。此处，将硼(B)的含量的上限设为0.04重量％的理由是，如果含有超过0.04重量％，则硼(B)与基料铜(Cu)生成化合物(B-Cu)，该化合物(B-Cu)作为夹杂物存在于基料中。如果B-Cu作为夹杂物而存在于基料中，则在弯曲运动时，在该夹杂物处积蓄位错，成为金属疲劳的原因(金属疲劳快速积蓄，即弯曲特性低)。银(Ag)本实施方式涉及的压延铜箔含有银(Ag)。本实施方式所用的银(Ag)发挥控制(抑制)所制造的压延铜箔的再结晶后的晶粒的粒生长速度的效果。硅(Si)、铁(Fe)本实施方式涉及的压延铜箔含有硅(Si)和铁(Fe)中的至少一个。本实施方式所用的硅(Si)和/或铁(Fe)与上述银(Ag)同样地，发挥控制(抑制)所制造的压延铜箔的再结晶后的晶粒的粒生长速度的效果。但是，硅(Si)和/或铁(Fe)与银(Ag)的不同在于对再结晶后的晶粒的生长速度的抑制效果的程度。具体而言，硅(Si)和/或铁(Fe)的效果比银(Ag)的效果大。因此，如果过多地含有硅(Si)和/或铁(Fe)，则存在在结晶粒生长中产生不良影响、成为弯曲特性降低的原因的情况。因此，硅(Si)及(Fe)的至少一个的含量(总量)的上限，优选为0.01重量％以下。这里，在硅(Si)与铁(Fe)之间，关于其所起到的效果，基本没有差异。即，无论在仅含有硅(Si)及铁(Fe)中的任意一个的情况下，还是在含有硅及铁两者的情况下，只要总量相同，就可同样地充分发挥本发明的效果。氧(0)本实施方式涉及的压延铜箔存在含有氧(0)的情况。在本实施方式中，如果过多地含有氧(0)，氧(0)与基料铜(Cu)反应而生成氧化铜，该氧化物在基料中作为夹杂物而存在。在该夹杂物(氧化铜)处也与上述夹杂物B-Cu同样地，在弯曲运动时积蓄位错，成为金属疲劳的原因(金属疲劳快速积蓄，即弯曲特性低)。这里，不可避免的杂质的含量，通常为0.04% (400ppm)以下。完成本实施方式的过程以下，对完成采用上述构成的本实施方式的过程进行说明。本实施方式涉及的压延铜箔如上所述，以无氧铜或视为无氧铜的铜为基料而形成。首先，硼(B)在不可避免的杂质例如，硫(S)、磷(P)等之间生成化合物。此处，如果硫(S)与磷(P)等固溶于基料铜 (Cu)，则认为基料铜(Cu)的软化温度上升，通过硫(S)、磷⑵等与硼⑶生成化合物，则可抑制硫(S)、磷(P)等向基料铜(Cu)固溶。由此，可抑制基料铜(Cu)的软化温度上升。对于通常的无氧铜的软化温度高的理由而言，认为不可避免的杂质硫(S)、磷(P) 等固溶于基料铜(Cu)是重要的原因之一。但是，通常的无氧铜的软化温度高的理由不能仅由此完全地说明。即，认为存在其他的重要原因，但是具体现在还不清楚。但是，添加了硼 (B)的无氧铜的软化温度比未添加的通常的无氧铜低，这是试验确认的事实。在本实施方式涉及的压延铜箔中，虽然由于含有硼(B)而软化温度降低，但对于用于该软化的热处理工序而言，通常由FPC的制造工序中的热处理兼任的情况多，即由于根据制造场所热处理条件不同，因此必须应对各种热处理条件。但是，如果通过硼(B)降低软化温度，即降低再结晶温度，虽然通过具有低温热处理条件的FPC制造工序可得到适当的再结晶，但在具有高温热处理条件的FPC制造工序中，由于如前所述，促进再结晶粒的生长而过剩地生长，因此弯曲特性降低。尤其是，近年来，在温度比迄今更高的条件下的FPC制造工序持续增加，另一方面，低温条件下的FPC工序也在增加。因此，本本发明人发现，需要兼顾使软化温度(再结晶温度)降低和抑制再结晶粒的粒生长速度，为此，在含有硼(B)，使软化温度(再结晶温度)降低的同时，含有如“银(Ag)、硅(Si)及铁(Fe)”、“银(Ag)及硅(Si)”、或“银(Ag)及铁(Fe)”那样的组合成分是有效的。S卩，如果仅凭借使用银(Ag)所产生的效果，用于适应近年的更高的温度条件，存在未必足够的情况，用于充分抑制再结晶粒的生长，存在未必足够的情况。另一方面，不使用银(Ag)，仅使用硅(Si)和/或铁(Fe)时，对再结晶粒的生长的抑制效果过强，再结晶粒的生长不充分。因此，通过各种研究，结果是通过含有如“硼(B)、银(Ag)、硅(Si)及铁 (Fe)”、“硼(B)、银(Ag)及硅(Si)”，或“硼(B)、银(Ag)及铁(Fe) ”这样的组合成分，找出了更精细的控制，即同时实现软化温度(再结晶温度)的低温化以及再结晶粒的生长控制效果的最优化。压延铜箔的制造方法图1为表示本发明的实施方式涉及的压延铜箔的制造的流程的流程图。以下，参照图1所示的流程图，说明压延铜箔的制造方法。首先，作为原材料，准备铜合金材料的铸块(即锭)(铸块准备工序步骤10，以下以“S”表示步骤)。例如，以氧(0)含量为2ppm以下的无氧铜(例如，JIS H3100、JIS C1020 等)为基料，准备含有合计规定量的硅(Si)及(Fe)、规定量的硼(B)、规定量的银(Ag)的铜合金材料的铸块(锭)。接着，对铸块(锭)实施热轧，制造板材(热轧工序步骤20)。接着热轧工序，重复实施规定次数的对板材实施冷轧的工序(冷轧工序S32)及对经冷轧了的板材实施退火处理的工序(中间退火工序S34) (S30)。这里中间退火工序(S34)为缓和实施了冷轧的板材的加工硬化的工序。由此，制造被称作“坯体”的铜条(以下，有时称作“最终冷轧工序前的铜条”)。接着，对铜条实施规定的退火处理(坯体退火工序S40)。在坯体退火工序中，优选实施可充分缓和起因于经历坯体退火工序前的各工序的加工应力的热处理，例如，大致完全退火处理。接着，对实施了退火处理的“坯体”(以下称作“退火坯体”)实施冷轧(最终冷轧工序(有时也称作最后压延)S50)。由此，制造本实施方式涉及的具有规定厚度的压延铜箔。这里，在将如上所述而得到的本实施方式涉及的压延铜箔用于FPC制造时，接着可将本实施方式涉及的压延铜箔投入到后述的FPC的制造工序。此时，首先对经历了最终冷工序的压延铜箔实施表面处理(表面处理等工序S60)。接着，将实施了表面处理等的压延铜箔工序供给于FPC的制造工序(FPC制造工序S70)。通过经历FPC制造工序(S70)， 可制造具有对本实施方式涉及的压延铜箔实施表面处理等而得到的表面处理压延铜箔的 FPC。FPC制造工序以下，对FPC制造工序说明其概略。FPC工序包含例如贴合FPC用铜箔及由聚酰亚胺等树脂构成的基膜(基材)，形成覆铜基板(Copper CladedLaminate, CCL)的工序 (CCL工序)；通过对CCL进行蚀刻等方法形成电路配线的工序(配线形成工序)；以保护电路配线上的配线为目的，实施表面处理的工序(表面处理工序)。作为CCL工序可列举出以下通过粘接剂层压铜箔与基材后，通过热处理使粘接剂固化、密合而形成层压结构体 (3层CCL)的方法以及不通过粘接剂，将实施了表面处理的铜箔直接贴合于基材后，通过加热、加压而一体化，形成层压结构体(2层CCL)的方法的两种方法，两者都可使用。此处，在FPC制造工序中，出于制造的容易性的考虑，有时使用实施了冷轧加工的铜箔(即，经加工固化的硬质状态的铜箔)。这是因为，对于通过退火而软化的铜箔而言，在裁断该铜箔时，或向基材层压时，存在易于产生变形(例如，延伸、起皱、折痕等变形)、发生制品不良的情况。另一方面，对于铜箔的弯曲疲劳寿命特性而言，如果对铜箔进行再结晶退火，与对铜箔实施了压延加工的场合相比，其显著地提高。因此，对于上述CCL工序中的使基材与铜箔密合、一体化的热处理，优选采用兼顾铜箔的再结晶退火的制造方法。这里，对于再结晶退火的热处理条件而言，虽然根据CCL工序的内容可使之变化， 但作为一个例子，在160°C 400°C的温度下，实施1分钟 120分钟的热处理。此外，再结晶退火也可不为CCL工序中所实施的热处理，通过其他的工序实施。通过这样的温度条件范围内的热处理，可制造具有再结晶结构的铜箔。此处，在FPC中，由聚酰亚胺等树脂构成的基膜的弯曲疲劳寿命与铜箔的弯曲疲劳寿命相比，显著地长。因此，FPC全体的弯曲疲劳寿命，主要取决于铜箔的弯曲疲劳寿命。实施方式的效果对于本发明的实施方式涉及的压延铜箔而言，通过使作为基料的无氧铜中含有规定量的硼(B)、规定量的银(Ag)、以总量计规定量的硅(Si)和/或铁(Fe)，可降低软化温度 (再结晶温度)并且延缓再结晶后的晶粒的生长速度。因此，该铜箔在从低温条件(例如 1600C X 120分钟)的FPC制造工序至高温条件(例如，400°C X60分钟)的FPC制造工序的宽条件范围内，可得到适当的再结晶且可发挥优良的弯曲疲劳寿命特性。由此，对于本实施方式涉及的压延铜箔而言，例如可应对FPC制造工序中的各种条件的热处理。此外，本实施方式涉及的压延铜箔由于可发挥如上所述的优良的弯曲疲劳特性，因此可将该压延铜箔适用于柔性印刷电路板、其他的导电构件的可挠性配线。而且，本实施方式涉及的压延铜箔也可适用于要求如下特性的导电构件即该特性认为无负荷下的耐振动性或不固定状态下的耐振动性等与弯曲疲劳寿命特性之间存在一定程度的相关性。
实施例以下，使用实施例进一步具体地说明本发明的压延铜箔。这里，本发明不受到以下实施例的任何限制。实施例1首先，在将以无氧铜为基料的主原料在熔化炉中熔化后，向该熔融物中添加25ppm 的硅(Si)及IOppm的铁(Fe)(即硅(Si)及铁(Fe)合计35ppm)、215ppm的硼、IlOppm的银 (Ag)，制造厚150mm、宽500mm的铸块(锭)(铸块准备工序)。接着，根据实施方式涉及的压延铜箔的制造方法，对铸块实施热轧来制造IOmm的板材(热轧工序)。接着，对板材重复冷轧(冷轧工序)及退火处理(中间退火工序)，制造“坯体”。然后，对“坯体”实施退火处理(坯体退火处理)。这里，坯体退火工序的退火处理通过在约750°C的温度下保持约1 分钟来实施。接着，对经历了坯体退火工序的退火坯体实施冷轧(最终冷轧工序)。由此， 制作厚度0. 012mm的实施例1涉及的压延铜箔。实施例2 7及比较例1 7除了分别将成分组成(即，无氧铜中的氧(0)浓度、硅(Si)和/或铁(Fe)总量、 硼⑶的量、及银(Ag)的量)变为表1所示的值以外，与实施例1同样地，制造实施例2 7及比较例1 7涉及的压延铜箔。这里，在表1中，实施例1 7及比较例1 7涉及的压延铜箔的硅(Si)、铁(Fe)、硼(B)、银(Ag)的量，为通过ICP (感应耦合等离子体)分析所得的分析值。表 权利要求
1.一种压延铜箔，其特征在于，其含有作为主成分的铜和不可避免的杂质、硅及铁中的至少一个、硼以及银。
2.如权利要求1所述的压延铜箔，其特征在于，其含有以总量计0.001 0.01重量％ 的所述硅及铁中的至少一个、0. 003 0. 04重量％的所述硼以及0. 002 0. 025重量％的所述银。
3.如权利要求2所述的压延铜箔，其特征在于，进一步地含有0.002重量％以下的氧。
4.如权利要求1 3中任一项所述的压延铜箔，其特征在于，具有20μ m以下的厚度。
5.如权利要求2或3所述的压延铜箔，其特征在于，含有0.0025 0. 0225重量％的所述银。
6.如权利要求2或3所述的压延铜箔，其特征在于，含有0.003 0. 02重量％的所述银。
7.如权利要求2或3所述的压延铜箔，其特征在于，含有0.0085质量％的所述银。
8.如权利要求2或3所述的压延铜箔，其特征在于，含有0.003质量％ 0. 035质量％ 的所述硼。
9.如权利要求2或3所述的压延铜箔，其特征在于，含有0.003质量％ 0. 03质量％ 的所述硼。
10.如权利要求2或3所述的压延铜箔，其特征在于，含有0.0145质量％的所述硼。
全文摘要
本发明提供一种压延铜箔，其即便是在实施了宽的温度范围的热处理后，也可发挥优良弯曲疲劳寿命特性。该铜箔构成为，含有作为主成分的铜(Cu)和不可避免的杂质、硅(Si)及铁(Fe)中的至少一个、硼(B)以及银(Ag)。
文档编号H05K1/09GK102286671SQ201010542588
公开日2011年12月21日 申请日期2010年11月10日 优先权日2010年6月18日
发明者关聪至, 室贺岳梅, 萩原登 申请人:日立电线株式会社