柔性印刷布線板用的銅箔、覆銅層疊板、柔性印刷布線板以及電子設(shè)備的制作方法
【專利摘要】提供一種折彎加工性優(yōu)良的柔性印刷布線板用的銅箔以及使用了該銅箔的覆銅層疊板、柔性印刷布線板以及電子設(shè)備。該柔性印刷布線板用的銅箔具有處于晶體取向以001取向為中心的10o的范圍內(nèi)的面積A的比例為10%以上的截面。
【專利說明】柔性印刷布線板用的銅箔、覆銅層疊板、柔性印刷布線板以及電子設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及柔性印刷布線板用的銅箔、覆銅層疊板、柔性印刷布線板以及電子設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]柔性印刷布線板是能彎曲、扭轉(zhuǎn)、卷繞以及重疊等的柔軟的印刷布線板，另外，由于能安裝在狹小空間中，所以被使用于移動電話、計算機(jī)相關(guān)產(chǎn)品、視聽產(chǎn)品、照相機(jī)以及汽車等的布線。
[0003]作為柔性印刷布線板所要求的特性，有MIT彎曲性所代表的良好的折彎性和IPC彎曲性所代表的高循環(huán)彎曲性，以往，已開發(fā)了具備這樣的特性的銅箔、銅一樹脂基板層疊體(專利文獻(xiàn)I 一 3)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2010 - 100887號公報；
專利文獻(xiàn)2:日本特開2009 - 111203號公報；
專利文獻(xiàn)3:日本特開2007 - 207812號公報。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
雖然存在為了小空間化而將柔性印刷布線板折彎來進(jìn)行使用的情況，但是近年來這樣的折彎的彎曲半徑變小，在不能以MIT彎曲性試驗進(jìn)行評價的程度的極度彎曲狀態(tài)下被使用。特別是，在觸摸面板式的智能手機(jī)所代表的小型設(shè)備中，與觸摸面板相連的柔性印刷布線板、LED模塊的柔性印刷布線板的折彎變得極度彎曲。
[0006]一旦將如上述那樣施行了極度的折彎加工的柔性印刷布線板連接向其它部件之后，有時因為返工等將折彎加工還原成原來狀態(tài)，并再次同樣地施行極度的折彎加工，但是當(dāng)極度地進(jìn)行折彎加工時，存在僅重復(fù)數(shù)次這些加工，柔性印刷布線板的銅箔就破裂。另夕卜，有時在MIT彎曲性試驗中即便數(shù)百次、數(shù)千次地重復(fù)施行彎曲加工也不破裂的銅箔，僅重復(fù)數(shù)次上述的極度的折彎加工就破裂。
[0007]于是，本發(fā)明的目的在于，提供一種折彎加工性優(yōu)良的柔性印刷布線板用的銅箔以及使用了該銅箔的覆銅層疊板、柔性印刷布線板以及電子設(shè)備。
[0008]用于解決技術(shù)問題的技術(shù)方案
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，銅箔的折彎加工性與該銅箔的截面中處于晶體取向以001取向為中心的10°的范圍內(nèi)的面積的比例有關(guān)系。而且，基于這樣的見解發(fā)現(xiàn)了通過控制銅箔截面中處于晶體取向以001取向為中心的10°的范圍內(nèi)的面積的比例，能提供折彎加工性優(yōu)良的柔性印刷布線板用的銅箔。
[0009]將以上的見解作為基礎(chǔ)而完成的本發(fā)明的一個方面為，一種柔性印刷布線板用的銅箔，具有處于晶體取向以O(shè)Ol取向為中心的10°的范圍內(nèi)的面積A的比例為10%以上的截面。
[0010]本發(fā)明的另一方面為，一種柔性印刷布線板用的銅箔，當(dāng)在20(T35(TC下進(jìn)行了30分鐘的熱處理時，具有處于晶體取向以001取向為中心的10°的范圍內(nèi)的面積A的比例為10%以上的截面。
[0011]在涉及本發(fā)明的柔性印刷布線板用的銅箔的一實施方式中，所述截面中的所述面積A的比例為60%以上。
[0012]在涉及本發(fā)明的柔性印刷布線板用的銅箔的另一實施方式中，對在由聚酰亞胺樹脂層和熱可塑性聚酰亞胺粘合層形成的厚度10-55 μ m的基材上，層疊厚度為4~50 μ m的所述銅箔并通過熱壓接形成的覆銅層疊板，實施一次180°密接彎曲并固定所述銅箔的彎曲部，在與彎曲方向平行的方向進(jìn)行切斷而得到的所述銅箔的彎曲部的截面中，處于晶體取向以001取向為中心的10°的范圍內(nèi)的面積B的比例為10%以上。
[0013]在涉及本發(fā)明的柔性印刷布線板用的銅箔的又一實施方式中，所述銅箔的彎曲部的截面中的所述面積B的比例為60%以上。
[0014]在涉及本發(fā)明的柔性印刷布線板用的銅箔的又一實施方式中，從由作為不可避免的雜質(zhì)的P、Fe、Zr、Mg、S、Ge以及Ti構(gòu)成的組中選擇的一種或兩種以上，合計為20質(zhì)量ppm以下。
[0015]在涉及本發(fā)明的柔性印刷布線板用的銅箔的又一實施方式中，包含合計為20-500質(zhì)量ppm的從由Ag、In、Au、Pd以及Sn構(gòu)成的組中選擇的一種或兩種以上。
[0016]本發(fā)明的另一方面為，一種覆銅層疊板，具備本發(fā)明的銅箔。
[0017]本發(fā)明的又一方面為，一種柔性印刷布線板，以涉及本發(fā)明的覆銅層疊板為材料。
[0018]本發(fā)明的又一方面為，一種電子設(shè)備，具備涉及本發(fā)明的柔性印刷布線板；以及以所述柔性印刷布線板電連接的第一和第二基板。
[0019]發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明，能提供一種折彎加工性優(yōu)良的柔性印刷布線板用的銅箔以及使用了該銅箔的覆銅層疊板、柔性印刷布線板以及電子設(shè)備。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是表示180°密接彎曲的形態(tài)的示意圖。
[0021]圖2是表示180°密接彎曲的覆銅層疊板的彎曲方向的示意圖。
【具體實施方式】
[0022](柔性印刷布線板用的銅箔的結(jié)構(gòu))
作為柔性印刷布線板用的銅箔的材料，雖然可以使用壓延銅箔和電解銅箔的任一種，但是優(yōu)選地使用折彎加工性良好的壓延銅箔。作為壓延銅箔，可以使用韌銅(Tough-PitchCopper) (JIS-H3100 C1100)、無氧銅(JIS-H3100 C1020，JIS-H3510 C1011)o [0023]在本說明書中“銅箔”還包含銅合金箔，由“韌銅”和“無氧銅”形成的銅箔還包含將韌銅和無氧銅作為基礎(chǔ)的銅合金箔。以韌銅和無氧銅為基礎(chǔ)的銅合金箔具體而言包含合計20-500質(zhì)量ppm的從由Ag、In、Au、Pd以及Sn構(gòu)成的組中選擇的一種或兩種以上，由于該情況具有增大處于后述的銅箔截面中的晶體取向以O(shè)Ol取向為中心的10°的范圍內(nèi)的面積A的比例增大的效果，所以優(yōu)選。如果該金屬合計不足20質(zhì)量ppm，則不能得到想要的效果，如果超過500質(zhì)量ppm，則以001取向為中心的10°的范圍的擴(kuò)展變小，則在這里也不能得到想要的效果。
[0024]涉及本發(fā)明的銅箔由工業(yè)上使用的銅形成，包含99.9質(zhì)量％或99.99質(zhì)量％的銅、以及不可避免的雜質(zhì)。其中，作為不可避免的雜質(zhì)的P、Fe、Zr、Mg、S、Ge以及Ti，即便微量存在，也由于銅箔的折彎加工而使晶體取向變得容易旋轉(zhuǎn)，剪切帶也容易進(jìn)入，折彎加工性下降，所以不優(yōu)選。為此，涉及本發(fā)明的銅箔優(yōu)選為將從由作為不可避免的雜質(zhì)的P、Fe、Zr、Mg、S、Ge以及Ti構(gòu)成的組中選擇的一種或兩種以上控制為合計20質(zhì)量ppm以下。
[0025]作為涉及本發(fā)明的銅箔的厚度，優(yōu)選為4~50μπι，更優(yōu)選*6~50μπι。當(dāng)銅箔的厚度不足4 μ m時，銅箔的操作性變差，當(dāng)超過50 μ m時柔性下降。銅箔的厚度更優(yōu)選為12~35 μ mD
[0026]涉及本發(fā)明的銅箔具有處于晶體取向以001取向為中心的10°的范圍內(nèi)的面積A的比例在10°以上的截面。銅箔當(dāng)重復(fù)數(shù)次折彎時晶體取向旋轉(zhuǎn)。該晶體取向的旋轉(zhuǎn)成為產(chǎn)生龜裂的原因。當(dāng)結(jié)晶的001取向處于銅箔的厚度方向的截面，且與該截面平行的方向為彎曲方向時晶體取向變得難以旋轉(zhuǎn)，折彎加工性提高。另外，作為龜裂的原因之一的剪切帶也難以進(jìn)入，折彎加工性提高。涉及本發(fā)明的銅箔，由于處于以001取向為中心的10°的范圍內(nèi)的面積A的比例在10%以上，所以該折彎加工性變良好。截面中的面積A的比例優(yōu)選為在 60% 以上。晶體取向能通過 EBSD (Electron Back Scattering Diffraction:電子背散射衍射)法進(jìn)行測定。
[0027]涉及本發(fā)明的銅箔也可以是，對在由聚酰亞胺樹脂層和熱可塑性聚酰亞胺粘合層形成的厚度10-55 μ m的基材上，層疊厚度為6~50 μ m的銅箔并通過熱壓接而形成的覆銅層疊板，實施一次180°密接彎曲并固定所述銅箔的彎曲部，并在以與彎曲方向平行的方向切斷而得到的銅箔的彎曲部的截面中，處于晶體取向以001取向為中心的10°的范圍內(nèi)的面積B的比例在10%以上。
[0028]在圖1中示出上述180°密接彎曲的形態(tài)。首先，如狀態(tài)A所示，通過折彎夾具折彎覆銅層疊板，再如狀態(tài)B那樣以180°折疊的方式折彎。接著，如狀態(tài)C所示使用還原夾具打開180°折彎的覆銅層疊板，再如狀態(tài)D所示使彎曲部還原成直線狀。將此作為一次180°密接彎曲。能通過將其再次轉(zhuǎn)移到如狀態(tài)A所示的折彎而重復(fù)第二次、第三次。
[0029]另外，所謂的上述“彎曲方向”，如圖2所示，表示折彎覆銅層疊板的方向。
[0030]根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，即便在實施了一次180°密接彎曲之后，由于處于晶體取向以001取向為中心的10°的范圍內(nèi)的面積B的比例在10%以上，所以也具有良好的折彎加工性。另外，所述銅箔的彎曲部的截面中的面積B的比例更優(yōu)選為在60%以上。
[0031](柔性印刷布線板的結(jié)構(gòu))
涉及本發(fā)明的柔性印刷布線板具備:絕緣基板和形成于該絕緣基板的表面的布線圖案。絕緣基板只要具有可適用于柔性印刷布線板的良好的彎曲性和折彎加工性，則不受特別的限制，但是，例如能使用聚酰亞胺膜、液晶聚合物膜、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate)等。絕緣基板的厚度優(yōu)選為12~50 μ m。當(dāng)厚度不足12 μ m時操作性變差，當(dāng)超過50 μ m時柔性下降。布線圖案使用上述的柔性印刷布線板用的壓延銅箔而形成。布線圖案的形狀并沒有特別限定，可以為任意的圖案。
[0032](柔性印刷布線板用的銅箔的制法)
在柔性印刷布線板用的銅箔為壓延銅箔的情況下，能通過以下的制造方法進(jìn)行制作。
[0033]首先，以P、Fe、Zr、Mg、S、Ge以及Ti的含有量少的高純度電解銅作為銅原料，以使來自坩堝、鑄模、耐火物的雜質(zhì)不混入的方式，進(jìn)而以使在脫氧處理中不混入P、Zr、Mg的方式，將從由作為不可避免的雜質(zhì)的P、Fe、Zr、Mg、S、Ge以及Ti構(gòu)成的組中選擇的一種或兩種以上控制為合計20質(zhì)量ppm以下而制作鑄錠。此時,也可以以從Ag、In、Au、Pd以及Sn構(gòu)成的組中選擇的一種或兩種以上變?yōu)楹嫌?0-500質(zhì)量ppm的方式，添加副成分而制作鑄錠。
[0034]接下來，在對該鑄錠熱軋之后，利用表面研磨去除氧化物，重復(fù)進(jìn)行冷軋、退火、酸洗而加工至規(guī)定的厚度，由此制作柔性印刷布線板用的壓延銅箔。在壓延加工中，為了將以作為晶體取向的001取向為中心的10°的范圍內(nèi)的比例控制為相對于厚度方向的截面在10%以上，而將0.1mm厚度以下的壓延的張力設(shè)為IOOMPa以下，將壓延一軋道的加工度設(shè)為20%以下。進(jìn)而，將壓延油的動粘度設(shè)定為r5mm2/s，將壓延的應(yīng)變速度設(shè)為3(T800/s。
[0035](柔性印刷布線板的制法)
柔性印刷布線板能使用上述銅箔來制造。以下示出柔性印刷布線板的制造例。
[0036]首先，將銅箔和具有良好的彎曲性和折彎性的聚酰亞胺膜、液晶聚合物膜等的絕緣基板貼合來制造 覆銅層疊板。銅箔還可以預(yù)先施行規(guī)定的表面處理。
[0037]作為貼合的方法，在聚酰亞胺膜的情況下，在熱硬化性聚酰亞胺膜上涂布熱可塑性的聚酰亞胺粘合劑，干燥之后，與銅箔層疊并進(jìn)行熱壓接。作為壓接方法，有真空熱壓的方法、通過熱輥進(jìn)行層壓的方法。另外，在聚酰亞胺膜的情況下，通過在銅箔上涂布聚酰亞胺的前驅(qū)物，并進(jìn)行干燥、硬化來制作覆銅層疊板。
[0038]從覆銅層疊板制作柔性印刷布線板的工序使用本領(lǐng)域技術(shù)人員周知的方法即可。例如，通過將蝕刻抗蝕劑僅涂布于覆銅層疊板的銅箔面上作為布線圖案的必需部分，并將蝕刻液噴射到銅箔面來去除不需要的銅箔而形成電路圖案。接下來，通過剝離/去除蝕刻抗蝕劑而露出布線圖案來制作柔性印刷布線板。
[0039]通過將該柔性印刷布線板設(shè)置在兩個電子基板之間使它們電連接，能制作各種電子設(shè)備。作為電子設(shè)備，并沒有特別限定，例如可列舉出液晶顯示器、汽車導(dǎo)航儀、移動電話、游戲機(jī)、CD播放器、數(shù)碼相機(jī)、電視機(jī)、DVD播放器、電子記事本、電子辭典、計算器、攝像機(jī)、打印機(jī)等。
實施例
[0040]以下示出本發(fā)明的實施例，但是，這些實施例是為了更好地理解本發(fā)明而提供的實施例，并不意圖限定本發(fā)明。
[0041](例1:實施例1~22)
在高純度電解銅中添加表1中所記載的元素來制作鑄錠。另外，此時，通過以使來自坩堝、鑄模、耐火物的雜質(zhì)不混入的方式，進(jìn)而以使在脫氧處理中不混入P、Zr、Mg的方式，將從由作為不可避免的雜質(zhì)的P、Fe、Zr、Mg、S、Ge以及Ti構(gòu)成的組中選擇的一種或兩種以上控制成合計20質(zhì)量ppm以下。[0042]接著，在利用熱軋將該鑄錠加工成厚度7mm的板，并利用表面研磨去掉氧化物之后，重復(fù)進(jìn)行冷軋、退火、酸洗，將0.1mm的壓延中所有軋道中的張力設(shè)為IOOMPa以下，將加工度設(shè)為20%以下，而加工成表I中所記載的厚度。在實施例3、10中以應(yīng)變速度為60/s，壓延油的動粘度為1.5mm2/s進(jìn)行了壓延，在實施例2、4、9、12中以應(yīng)變速度為800/s，動粘度為1.5mm2/s進(jìn)行了壓延，在其它的實施例中以應(yīng)變速度為60/s，動粘度為5mm2/s進(jìn)行了壓延。
[0043]接著，在銅箔的單面進(jìn)行鍍Cu-Ni的粗化處理，其后進(jìn)行浸潰鍍Cr。在反面進(jìn)行鉻酸鹽處理。
[0044]接著，在Kapton EN (注冊商標(biāo))上涂布2 μ m熱可塑性PI粘合劑，并使其干燥而形成27 μ m厚的樹脂層，使該樹脂層層疊于銅箔上并通過真空熱壓(在20(T35(TC下加熱30分鐘)來制作覆銅層疊板。
[0045](例2:比較例f2)
在比較例廣2中，使用18 μ m厚的市售的特殊電解銅箔，在Kapton EN (注冊商標(biāo))上涂布2 μ m熱可塑性PI粘合劑并使其干燥而形成27 μ m厚的樹脂層，使該樹脂層層疊于銅箔上并通過真空熱壓(在20(T35(TC下加熱30分鐘)來制作覆銅層疊板。
[0046](例3:比較例3?4)
在比較例3?4中，制作添加了表I中所記載的元素的無氧銅(JIS-H3100 C1020)的鑄錠。另外，此時，沒有進(jìn)行不可避免的雜質(zhì)的抑制，從由P、Fe、Zr、Mg、S、Ge以及Ti構(gòu)成的組中選擇的一種或兩種以上合計超過20質(zhì)量ppm。
[0047]接著，在利用熱軋將該鑄錠加工成厚度7mm的板，并利用表面研磨去除掉氧化物之后，重復(fù)進(jìn)行冷軋、退火、酸洗而加工成表I中所記載的厚度。此時，在0.1mm厚度以下的壓延中，執(zhí)行至少一次將張力設(shè)為超過IOOMPa的軋道。以動粘度為6m2/s，應(yīng)變速度為900/s進(jìn)行壓延。
[0048]接著，在Kapton EN (注冊商標(biāo))上涂布2 μ m熱可塑性PI粘合劑，并使其干燥而形成27 μ m厚的樹脂層，使該樹脂層層疊于銅箔上并通過真空熱壓(在20(T35(TC下加熱30分鐘)來制作覆銅層疊板。
[0049]使用CP法(Cross Section Polisher Method:截面拋光機(jī)法)在厚度方向上切斷如上述方式制作的實施例廣22和比較例廣4的供試材料而得到銅箔截面。其后，立即在“表I中記載的銅箔厚度” X “300 μ m寬度”的面積中使用電子顯微鏡JEOL FE-SEM，并使用TSL公司制作的解析軟件取得EBSP而算出KAM值，進(jìn)而算出處于晶體取向以001取向為中心的10°的范圍內(nèi)的面積A的比例。
[0050]其結(jié)果，實施例均按表I所示那樣，由于具有處于以001取向為中心的10°的范圍內(nèi)的面積A的比例存在10%以上的截面，所以以相對該截面變?yōu)槠叫械姆绞?，形成L (線)/S (空間)=300 μ m/300 μ m的電路來做成柔性印刷布線板。
[0051]另一方面，比較例均按表I所示那樣，由于不具有處于以001取向為中心的10°的范圍內(nèi)的面積A的比例存在10%以上的截面，所以以變?yōu)槠叫杏贛D (machine direction:壓延平行方向)的方式，形成L (線)/S (空間)=300 μ m/300 μ m的電路來做成柔性印刷布線板。
[0052]接下來，對涉及實施例和比較例的柔性印刷布線板進(jìn)行一次180°密接彎曲，將柔性印刷布線板在彎曲狀態(tài)下進(jìn)行樹脂包埋而固定，在平行于電路的方法中使用CP法(截面拋光機(jī)法)進(jìn)行切斷，而得到彎曲部的銅箔截面。其后，以不形成氧化膜的方式，立即在“表I中記載的銅箔厚度”x “以銅箔的彎曲頂點為中心向兩側(cè)各50μπι寬度的合計ΙΟΟμπ!寬度(參照圖2)”的面積中，對10個截面執(zhí)行EBSD測定，算出該合計面積中處于以001取向為中心的10°的范圍內(nèi)的面積B的比例。
[0053]另外，在進(jìn)行折彎時就銅箔是否產(chǎn)生斷裂也進(jìn)行了觀察。
[0054]在此，按如下方式判定斷裂的產(chǎn)生。即，在柔性印刷布線板的銅箔電路中流過一定電流(0.0f0.1mA)，測定為了使該電流流過而所需的電壓值，從測定的電壓值算出柔性印刷布線板的銅箔電路的電阻值。當(dāng)算出的電阻值變?yōu)槌跏贾?上述折彎前的電阻值)的500%以上時，判定為產(chǎn)生了斷裂。[0055]表1中示出了測定結(jié)果。
【權(quán)利要求】
1.一種柔性印刷布線板用的銅箔，具有處于晶體取向以O(shè)Ol取向為中心的10°的范圍內(nèi)的面積A的比例為10%以上的截面。
2.一種柔性印刷布線板用的銅箔，當(dāng)在20(T35(TC下進(jìn)行了 30分鐘的熱處理時，具有處于晶體取向以001取向為中心的10°的范圍內(nèi)的面積A的比例為10%以上的截面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的柔性印刷布線板用的銅箔，其中，所述截面中的所述面積A的比例為60%以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項所述的柔性印刷布線板用的銅箔，其中，對在由聚酰亞胺樹脂層和熱可塑性聚酰亞胺粘合層形成的厚度10-55 μ m的基材上，層疊厚度為50 μ m的所述銅箔并通過熱壓接形成的覆銅層疊板，實施一次180°密接彎曲并固定所述銅箔的彎曲部，在與彎曲方向平行的方向進(jìn)行切斷而得到的所述銅箔的彎曲部的截面中，處于晶體取向以001取向為中心的10°的范圍內(nèi)的面積B的比例為10%以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的柔性印刷布線板用的銅箔，其中，所述銅箔的彎曲部的截面中的所述面積B的比例為60%以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求廣5中任一項所述的柔性印刷布線板用的銅箔，其中，從由作為不可避免的雜質(zhì)的P、Fe、Zr、Mg、S、Ge以及Ti構(gòu)成的組中選擇的一種或兩種以上，合計為20質(zhì)量ppm以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求1飛中任一項所述的柔性印刷布線板用的銅箔，其中，包含合計為20^500質(zhì)量ppm的從由Ag、In、Au、Pd以及Sn構(gòu)成的組中選擇的一種或兩種以上。
8.一種覆銅層疊板，具備權(quán)利要求7中任一項所述的銅箔。
9.一種柔性印刷布線板，以權(quán)利要求8所述的覆銅層疊板為材料。
10.一種電子設(shè)備，具備:權(quán)利要求9所述的柔性印刷布線板；以及以所述柔性印刷布線板電連接的第一基板和第二基板。
【文檔編號】C22C9/02GK103766010SQ201280042599
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月1日
【發(fā)明者】冠和樹 申請人:Jx日礦日石金屬株式會社