圧延銅箔、銅張積層板、フレキシブルプリント配線板及び電子機器
【課題】プリント配線板の配線として用いられたときに、長期使用によっても配線にクラックが発生しない圧延銅箔などを提供する。
【解決手段】結晶の金属組織の測定点１に電子線を照射して得られた結晶方位と、その周囲に２００ｎｍ離間して位置する複数の隣接測定点２〜７に電子線を照射して得られた結晶方位との方位角度差の平均値が０．４°未満である中心と各辺との距離がそれぞれ１００ｎｍである正六角形の面積を面積Ａとし、その合計を面積ＡＴとし、結晶の金属組織の測定点ｂに電子線を照射して得られた結晶方位と、その周囲に２００ｎｍ離間して位置する複数の隣接測定点に電子線を照射して得られた結晶方位との方位角度差の平均値が０．４°以上２．０°未満である中心と各辺との距離がそれぞれ１００ｎｍである正六角形の面積を面積Ｂとし、その合計を面積ＢＴとしたときに、面積ＢＴ／面積ＡＴ×１００（％）＜２０（％）を満たす圧延銅箔。
【解決手段】結晶の金属組織の測定点１に電子線を照射して得られた結晶方位と、その周囲に２００ｎｍ離間して位置する複数の隣接測定点２〜７に電子線を照射して得られた結晶方位との方位角度差の平均値が０．４°未満である中心と各辺との距離がそれぞれ１００ｎｍである正六角形の面積を面積Ａとし、その合計を面積ＡＴとし、結晶の金属組織の測定点ｂに電子線を照射して得られた結晶方位と、その周囲に２００ｎｍ離間して位置する複数の隣接測定点に電子線を照射して得られた結晶方位との方位角度差の平均値が０．４°以上２．０°未満である中心と各辺との距離がそれぞれ１００ｎｍである正六角形の面積を面積Ｂとし、その合計を面積ＢＴとしたときに、面積ＢＴ／面積ＡＴ×１００（％）＜２０（％）を満たす圧延銅箔。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧延銅箔、銅張積層板、フレキシブルプリント配線板及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器は、製品環境により繰り返しの熱衝撃を受けるため、これに耐え得る信頼性が必要となる。このような熱衝撃を想定した試験としては、ＪＥＩＴＡＥＤ−４７０１／００１、ＥＤ−４７０１／２００、ＪＩＳ−Ｃ００２５等の試験方法が提案されており、マイナス数十℃から１００℃前後の温度サイクルに対する耐久性が要求されている。
また、電子機器は、通常複数の電子基板で構成されており、これら電子基板同士を電気的に接続するフレキシブルプリント配線板が電子基板間に設けられている。フレキシブルプリント配線板は、通常、絶縁基板と、該基板表面に形成された銅製の配線とを備えている。電子基板同士を接続するフレキシブルプリント配線板には、両基板の熱膨張や収縮の違いにより引張応力や圧縮応力が加わるため、良好な屈曲性等が求められる。このようなフレキシブルプリント配線板に求められる特性としては、ＭＩＴ屈曲性に代表される良好な折り曲げ性、及び、ＩＰＣ屈曲性に代表される高サイクル屈曲性があり、従来、このような特性を備えた銅箔や銅−樹脂基板積層体が開発されている（特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１００８８７号公報
【特許文献２】特開２００９−１１１２０３号公報
【特許文献３】特開２００７−２０７８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フレキシブルプリント配線板は、電子機器において上述のように２つの基板間に設けられて両者を電気的に接続しているが、この２つの基板が同じ線熱膨張係数を有するものであれば問題とはならないが、線熱膨張係数に差がある基板であれば、電子機器の電源のオンとオフや、使用場所の気温変化等によってフレキシブルプリント配線板に応力集中が生じる。これに対し、フレキシブルプリント配線板は、ＭＩＴ屈曲性に代表される良好な折り曲げ性、及び、ＩＰＣ屈曲性に代表される高サイクル屈曲性については考慮されて設計されているが、通常、上述のような応力集中は予定されておらず、それに耐え得るように設計されていない。
【０００５】
本発明者は、上述の応力集中に起因して銅箔にある問題が引き起こされることを見出した。すなわち、上述の応力集中を受けると、フレキシブルプリント配線板の銅箔は疲労により転位セルを形成する。転位セルは疲労の進行に伴い回転し、結晶粒内の結晶方位に微小な角度差を生じるようになり、やがて破壊に至る。通常焼鈍により再結晶した後の銅結晶粒内は、ほぼ均一であり、微小な角度差もほとんど無いが、その結晶粒径の数倍程度以下まで銅の厚さが薄くなると再結晶粒界内に微小な角度差が生じ、これらの割合が高いと疲労寿命を低下させる。このため、電子機器の長期の使用等によって、銅箔の結晶方位に角度差が生じ、フレキシブルプリント配線板の配線に上記応力集中によるクラック等が発生し、電子機器の故障の原因となっている。
【０００６】
そこで、本発明は、プリント配線板の配線として用いられたときに、長期の使用によっても配線にクラックが発生しない圧延銅箔、及び、それを用いた銅張積層板、フレキシブルプリント配線板及び電子機器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、鋭意検討の結果、プリント配線板の配線の銅箔として、結晶内における結晶方位の角度差が制御された圧延銅箔を用いることで、長期間使用してもプリント配線板の配線におけるクラックの発生を良好に抑制することができることを見出した。
【０００８】
以上の知見を基礎として完成した本発明は一側面において、結晶の金属組織の測定点ａに電子線を照射して得られた結晶方位と、前記測定点ａの周囲に２００ｎｍ離間して位置する複数の隣接測定点に電子線を照射して得られた結晶方位との方位角度差の平均値が０．４°未満である前記測定点ａを中心とし、前記測定点ａと各辺との距離がそれぞれ１００ｎｍである正六角形の面積を面積Ａとし、前記面積Ａの合計を面積ＡＴとし、
結晶の金属組織の測定点ｂに電子線を照射して得られた結晶方位と、前記測定点ｂの周囲に２００ｎｍ離間して位置する複数の隣接測定点に電子線を照射して得られた結晶方位との方位角度差の平均値が０．４°以上２．０°未満である前記測定点ｂを中心とし、前記測定点ｂと各辺との距離がそれぞれ１００ｎｍである正六角形の面積を面積Ｂとし、前記面積Ｂの合計を面積ＢＴとしたときに、
面積ＢＴ／面積ＡＴ×１００（％） ＜ ２０（％）
を満たす圧延銅箔である。
【０００９】
本発明に係る圧延銅箔の一実施形態においては、−６５℃〜＋１５０℃のいずれかの温度で振幅０．１％の繰り返し歪を５０回与えたときに、前記面積ＢＴの増加率が１０％以下となる。
【００１０】
本発明に係る圧延銅箔の別の実施形態においては、−６５℃〜＋１５０℃のいずれかの温度で振幅０．１％の繰り返し歪を３００回与えたときに、前記面積ＢＴの増加率が１０％以下となる。
【００１１】
本発明に係る圧延銅箔の更に別の一実施形態においては、−６５℃〜＋１５０℃のいずれかの温度で振幅０．１％の繰り返し歪を１０００回与えたときに、前記面積ＢＴの増加率が１０％以下となる。
【００１２】
本発明に係る圧延銅箔の更に別の一実施形態においては、前記繰り返し歪の振幅が０．５％である。
【００１３】
本発明に係る圧延銅箔の更に別の一実施形態においては、前記繰り返し歪の振幅が１．０％である。
【００１４】
本発明に係る圧延銅箔の更に別の一実施形態においては、前記繰り返し歪の振幅が１．５％である。
【００１５】
本発明に係る圧延銅箔の更に別の一実施形態においては、前記繰り返し歪の振幅が２．０％である。
【００１６】
本発明に係る圧延銅箔の更に別の一実施形態においては、樹脂製のベースフィルム上に、１００μｍの配線幅で且つ前記ベースフィルムとの接触面の面積が、前記ベースフィルムの表面積の５０％未満となるように形成して積層体としたとき、前記積層体に−６５℃〜＋１５０℃のいずれかの温度で振幅０．１％の繰り返し歪を５０回与えたときに、前記面積ＢＴの増加率が１０％以下となる。
【００１７】
本発明に係る圧延銅箔の更に別の一実施形態においては、樹脂製のベースフィルム上に、１００μｍの配線幅で且つ前記ベースフィルムとの接触面の面積が、前記ベースフィルムの表面積の５０％未満となるように形成して積層体としたとき、前記積層体に−６５℃〜＋１５０℃のいずれかの温度で振幅０．１％の繰り返し歪を３００回与えたときに、前記面積ＢＴの増加率が１０％以下となる。
【００１８】
本発明に係る圧延銅箔の更に別の一実施形態においては、樹脂製のベースフィルム上に、１００μｍの配線幅で且つ前記ベースフィルムとの接触面の面積が、前記ベースフィルムの表面積の５０％未満となるように形成して積層体としたとき、前記積層体に−６５℃〜＋１５０℃のいずれかの温度で振幅０．１％の繰り返し歪を１０００回与えたときに、前記面積ＢＴの増加率が１０％以下となる。
【００１９】
本発明に係る圧延銅箔の更に別の一実施形態においては、前記積層体に与える前記繰り返し歪の振幅が０．５％である。
【００２０】
本発明に係る圧延銅箔の更に別の一実施形態においては、前記積層体に与える前記繰り返し歪の振幅が１．０％である。
【００２１】
本発明に係る圧延銅箔の更に別の一実施形態においては、前記積層体に与える前記繰り返し歪の振幅が１．５％である。
【００２２】
本発明に係る圧延銅箔の更に別の一実施形態においては、前記積層体に与える前記繰り返し歪の振幅が２．０％である。
【００２３】
本発明に係る圧延銅箔の更に別の一実施形態においては、線熱膨張係数が１．５倍以上差のある第１基板と第２基板とを電気的に接続するフレキシブルプリント配線板の配線として用いたときに、前記フレキシブルプリント配線板に−６５℃〜＋１５０℃の温度変化を３００回繰り返しても前記配線にクラックが発生しない。
【００２４】
本発明に係る圧延銅箔の更に別の一実施形態においては、Ａｇ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｚｒ及びＺｎからなる群から選択された１種又は２種以上を合計で２０〜５００質量ｐｐｍ含む。
【００２５】
本発明に係る圧延銅箔の更に別の一実施形態においては、厚さが５〜１２μｍである。
【００２６】
本発明は別の一側面において、本発明に係る銅箔を備えた銅張積層板である。
【００２７】
本発明は更に別の一側面において、本発明に係る銅張積層板を材料としたフレキシブルプリント配線板である。
【００２８】
本発明は更に別の一側面において、本発明に係るフレキシブルプリント配線板と、前記フレキシブルプリント配線板で電気的に接続された第１の基板及び第２の基板とを備えた電子機器である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、プリント配線板の配線として用いられたときに、長期の使用によっても配線にクラックが発生しない圧延銅箔、及び、それを用いた銅張積層板、フレキシブルプリント配線板及び電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】圧延銅箔の結晶方位の測定態様を表す模式図である。
【図２】第１基板及び第２基板と、それらの間に形成されたフレキシブルプリント配線板との接続形態の一例である。
【図３】フレキシブルプリント配線板に対して行う温度変化の繰り返し試験の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（圧延銅箔の構成）
フレキシブルプリント配線板用圧延銅箔の材料としては、タフピッチ銅（ＪＩＳ−Ｈ３１００ Ｃ１１００）や無酸素銅（ＪＩＳ−Ｈ３１００ Ｃ１０２０、ＪＩＳ−Ｈ３５１０ Ｃ１０１１）が使用可能である。
さらには、タフピッチ銅及び無酸素銅をベースした銅合金箔も使用可能である。タフピッチ銅及び無酸素銅をベースした銅合金箔は、具体的には、Ａｇ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｚｒ及びＺｎからなる群から選択された１種又は２種以上を合計で２０〜５００質量ｐｐｍ含む。
なお、本明細書において「銅箔」には銅合金箔も含まれ、「タフピッチ銅」及び「無酸素銅」で形成した銅箔には、タフピッチ銅及び無酸素銅をベースとした銅合金箔も含まれる。
【００３２】
本発明に用いることのできる圧延銅箔の厚さとしては、５〜４０μｍが好ましい。銅箔の厚さが５μｍ未満であると銅箔のハンドリングが悪くなり、４０μｍ超であるとフレキシブル性が低下する。また、銅箔の厚さが薄くなると、初めから後述の面積ＢＴの面積ＡＴに対する割合が大きくなる傾向にあり、特に厚さが１２μｍ以下でその傾向が顕著となる。このため、圧延銅箔の厚さは、５〜１２μｍがより好ましい。
【００３３】
本発明の圧延銅箔は、異なる測定点における結晶方位の方位角度差が制御されている。具体的には、まず、結晶の金属組織の測定点ａを決定する。この測定点ａは、電子線を照射して得られた結晶方位と、測定点ａの周囲に２００ｎｍ離間して位置する６点の隣接測定点に電子線を照射して得られた結晶方位との方位角度差の平均値が０．４°未満である。また、結晶の金属組織の測定点ｂを決定する。この測定点ｂは、電子線を照射して得られた結晶方位と、測定点ｂの周囲に２００ｎｍ離間して位置する６点の隣接測定点に電子線を照射して得られた結晶方位との方位角度差の平均値が０．４°以上２．０°未満である。なお、測定点と隣接測定点の結晶方位との方位角度差が２．０°以上である隣接測定点は結晶粒界であると判定し、上記方位角度差の平均値の算出においては考慮しなかった。そのため、例えば６点の隣接測定点の内、２点が結晶粒界であると判定された場合、測定点の電子線を照射して得られた結晶方位と結晶粒界以外の残りの４点の隣接測定点の結晶方位との方位角度差の平均値が、測定点の電子線を照射して得られた結晶方位と隣接測定点に電子線を照射して得られた結晶方位との方位角度差の平均値となる。
本発明の圧延銅箔は、測定点ａを中心とし、測定点ａと各辺との距離がそれぞれ１００ｎｍである正六角形の面積を面積Ａとし、前記面積Ａの合計を面積ＡＴとし、測定点ｂを中心とし、測定点ｂと各辺との距離がそれぞれ１００ｎｍである正六角形の面積を面積Ｂとし、前記面積Ｂの合計を面積ＢＴとしたときに、
面積ＢＴ／面積ＡＴ×１００（％） ＜ ２０（％）
を満たす。
【００３４】
図１に、本発明の圧延銅箔の結晶方位の測定態様を表す模式図を示す。まず測定点を決定する。図１では、測定点ａ又はｂを、Ｎｏ．１（以下、測定点１という）と記載している。また、測定点１を中心とし、測定点１と各辺との距離がそれぞれ１００ｎｍである正六角形を決定する。隣接測定点（測定点２〜７）は、この測定点１を中心にして、周囲に２００ｎｍ離間して位置する。そして、測定点１〜７について電子線を照射して得られた結晶方位を測定し、測定点１と、測定点２〜７の方位角度差をそれぞれ求める。このようにして求めた方位角度差の平均値が０．４°未満であるとき、その測定点１を測定点ａとし、測定点ａを中心とする正六角形の面積を面積Ａとする。また、方位角度差の平均値が０．４°以上２．０°未満であるとき、その測定点１を測定点ｂとし、測定点ｂを中心とする正六角形の面積を面積Ｂとする。
【００３５】
さらに、これらの隣接測定点（測定点２〜７）について、測定点１と同様に、それぞれを中心として各辺との距離がそれぞれ１００ｎｍである正六角形を決定する。このように正六角形を順に決定していくと、図１に示すように互いに接し合う複数の正六角形で銅箔の金属組織が埋められていく。そして、各測定点についても上述と同様にして測定点ａかｂかを判定し、面積Ａ又はＢを求める。このようにして得られた各測定点における面積Ａの合計を面積ＡＴとし、各測定点における面積Ｂの合計を面積ＢＴとしたとき、面積ＢＴ／面積ＡＴ×１００（％） ＜ ２０（％）を満たしている、すなわち、面積ＡＴに対する面積ＢＴが２０％未満となっている。疲労前の圧延銅箔において、結晶方位の方位角度差の平均値が０．４°以上２．０°未満である領域の面積が、０．４°未満である領域の面積よりも小さければ小さいほど、耐疲労特性が良好となることを発明者は見出している。この点、本発明の圧延銅箔はこのような構成により０．４°以上２．０°未満である領域の面積ＢＴが０．４°未満である領域の面積ＡＴに対して２０％未満と小さいため、良好な、耐疲労特性を有している。面積ＢＴは、より好ましくは面積ＡＴに対して１５％未満である。
【００３６】
上述の結晶方位の測定は、ＥＢＳＰ（Electron Backscattering Pattern）のいわゆるＫＡＭ（kernel average misorientation）値で２００ｎｍステップによるものが挙げられる。方位角度差が２°以上ある場所は結晶粒界としたため省いている。ＫＡＭ値はＥＢＳＰを測定するステップ間隔により大きく変化するが、ステップ間隔を短くしていくと徐々に変化しなくなり、本発明の圧延銅箔では２００ｎｍ以下であればほぼ一定の値となる。このため、２００ｎｍステップで測定したＫＡＭ値を用いることができる。
【００３７】
本発明の圧延銅箔は、−６５℃〜＋１５０℃のいずれかの温度で振幅０．１％、０．５％、１．０％、１．５％、又は、２．０％の繰り返し歪を５０回、好ましくは３００回、より好ましくは１０００回与えたときに、面積ＢＴの増加率が１０％以下となる。電子機器は冷寒地で使用する場合、及び、装置使用による温度上昇が生じた場合を考慮して、上記温度領域を−６５℃〜＋１５０℃とした。
一般的な銅箔の面積ＢＴはこのような繰り返し歪の付与により増加するが、本発明の圧延銅箔は、このような繰り返し歪を与えても、面積ＢＴの増加率が１０％以下であり、過酷な環境下においても良好な耐疲労特性を保持している。このときの面積ＢＴの増加率は、より好ましくは８％以下である。
ここで、「面積ＢＴの増加率」は、下記式で算出される。
面積ＢＴの増加率（％）＝（試験後の面積ＢＴ−試験前の面積ＢＴ）×１００／試験前の面積ＢＴ（％）
【００３８】
本発明の圧延銅箔は、樹脂製のベースフィルム上に、１００μｍの配線幅で且つベースフィルムとの接触面の面積が、ベースフィルムの表面積の５０％未満となるように形成して積層体としたとき、積層体に−６５℃〜＋１５０℃のいずれかの温度で振幅０．１％、０．５％、１．０％、１．５％、又は、２．０％の繰り返し歪を５０回、好ましくは３００回、より好ましくは１０００回与えたときに、面積ＢＴの増加率が１０％以下となる。圧延銅箔の配線パターンにはプリント配線板を固定して耐応力特性を向上させる働きがある。そのため、逆にプリント配線板における圧延銅箔の表面積が小さくなれば、それだけプリント配線板の耐応力特性が低下する。通常、圧延銅箔の表面積がプリント配線板の表面積の５０％未満であれば、温度変化によって両基板の膨張の差によって発生する応力集中に耐え切れず、プリント配線板の配線にクラックが生じる可能性が高い。また、配線幅が１００μｍという通常負荷に弱い微細な配線形状となっており、上記応力集中に対して脆弱である可能性が高い。これに対し、本発明においては、このような状態においても面積ＢＴの増加率が１０％以下であり、耐疲労特性が良好に保持されるため、配線へのクラックの発生が良好に抑制される。
【００３９】
（フレキシブルプリント配線板の構成）
本発明に係るフレキシブルプリント配線板は、絶縁基板と、この絶縁基板の表面に形成された配線パターンとを備えている。絶縁基板は、フレキシブルプリント配線板に適用可能な良好な屈曲性及び折れ曲げ性を有するものであれば特に制限を受けないが、例えば、ポリイミドフィルム、液晶ポリマーフィルム、ポリエチレンナフタレート等を使用することができる。絶縁基板の厚さは、１２〜５０μｍが好ましい。厚さが１２μｍ未満であるとハンドリングが悪くなり、５０μｍ超であるとフレキシブル性が低下する。配線パターンは、上述のフレキシブルプリント配線板用圧延銅箔を用いて形成されている。配線パターンの形状は特に限定されず、どのようなものであってもよい。
【００４０】
（フレキシブルプリント配線板の特性）
本発明に係るフレキシブルプリント配線板は、上述のような圧延銅箔を用いて形成されているため、以下の特性を有する。すなわち、フレキシブルプリント配線板が電気的に接続する第１基板及び第２基板について、両基板が１．５倍以上の線熱膨張係数の差を有している場合、フレキシブルプリント配線板に対して−６５℃〜＋１５０℃の温度変化を３００回繰り返しても配線にクラックが発生しない。フレキシブルプリント配線板が電気的に接続している第１基板及び第２基板の線熱膨張係数の差が大きければ大きいほど、フレキシブルプリント配線板に加わる応力集中が大きくなる。通常、第１基板及び第２基板の線熱膨張係数の差が１．５倍以上であれば、温度変化によって両基板の膨張の差によって発生する応力集中に耐え切れず、フレキシブルプリント配線板の配線にクラックが生じる可能性が高い。これに対し、本発明においては、このような状態においても配線へのクラックの発生が良好に抑制される。
ここで、図２に、一例として、第１基板（ＦＲ４）及び第２基板（ガラス基板）と、それらの間に形成されたフレキシブルプリント配線板との接続形態を示す。上記線熱膨張係数は、図２に示すように基板端部が延びる方向と平行な方向の膨張係数であり、室温での値を用いる。また、上記「フレキシブルプリント配線板に対して−６５℃〜＋１５０℃の温度変化を３００回繰り返す」とは、図３に示すように、フレキシブルプリント配線板に対して高温槽及び低温槽にてそれぞれ１５０℃及び−６５℃で３０分間保持し、これを１サイクルとして３００サイクル繰り返すことをいう。なお、高温槽と低温槽との間の移し変えは１分間以内で行う。その他の条件はＪＩＳ−Ｃ００２５に従うことで行う。
【００４１】
（フレキシブルプリント配線板の製法）
フレキシブルプリント配線板は、上記圧延銅箔を用いて製造することができる。以下に、フレキシブルプリント配線板の製造例を示す。
まず、圧延銅箔と、良好な屈曲性及び折れ曲げ性を有するポリイミドフィルム、液晶ポリマーフィルム等の絶縁基板とを貼り合わせて銅張積層板を製造する。
【００４２】
貼り合わせの方法は、ポリイミドフィルムの場合、熱硬化性ポリイミドフィルムに熱可塑性のポリイミド接着剤を塗工、乾燥した後、銅箔と積層させ、熱圧着させる。圧着方法としては真空熱プレスする方法や熱ロールによってラミネートする方法がある。またポリイミドフィルムの場合、銅箔にポリイミドの前駆体を塗工、乾燥、硬化させることで銅張積層板を作製する。
【００４３】
銅張積層板からフレキシブルプリント配線板を作製する工程は当業者に周知の方法を用いればよい。例えば、エッチングレジストを銅張積層板の銅箔面に配線パターンとしての必要部分だけに塗工し、エッチング液を銅箔面に噴射することで不要銅箔を除去して回路パターンを形成する。次いでエッチングレジストを剥離・除去して配線パターンを露出することで、フレキシブルプリント配線板を作製する。
【００４４】
このフレキシブルプリント配線板を２つの電子基板間に設けて、それらを電気的に接続させることで、種々の電子機器を作製することができる。電子機器としては、特に限定されず、例えば、液晶ディスプレイ、カーナビゲーション、携帯電話、ゲーム機、ＣＤプレイヤー、デジタルカメラ、テレビ、ＤＶＤプレイヤー、電子手帳、電子辞書、電卓、ビデオカメラ、プリンター等が挙げられる。
【実施例】
【００４５】
以下、本発明の実施例を示すが、これらは本発明をより良く理解するために提供するものであり、本発明が限定されることを意図するものではない。
【００４６】
（例１：実施例１〜３２）
タフピッチ銅（実施例１〜４、９〜１６、３０、３１）（ＪＩＳ−Ｈ３１００ Ｃ１１００）、無酸素銅（実施例５〜８、１７〜２９、３２）（ＪＩＳ−Ｈ３１００ Ｃ１０２０）に表１に記載の元素を添加して作製したインゴットを熱間圧延で厚さ７ｍｍの板に加工し、表面研削で酸化物を取り除いた後、冷間圧延、焼鈍、酸洗を繰り返して、厚さを０．１ｍｍにした。この後、表１に記載の厚さまでの冷間圧延を各パスの平均加工度が１０％以下となるように表１に記載の条件で冷間圧延を行って加工した。また、０．１ｍｍ以下の冷間圧延で１パスの加工度が１０％を超えた場合、そのパスの後に８０〜１２０℃に焼鈍してから次のパスに移った。
なお、各パスの平均加工度は、下記式のように各パスの加工度の合計をパス回数で除した値とした。
各パスの平均加工度（％）＝（１パス目加工度（％）＋２パス目加工度（％）＋…＋最終パス加工度（％））／（パス回数）
続いて、銅箔表面に表面処理をスパッタで施した。表面処理としては、フレキシブルプリント配線板のベースフィルムと接着させる表面に、Ｃｒ、Ｎｉをスパッタにより付着させた。また、上記表面と逆側の表面側に、Ｐｄ、Ｎｉをスパッタにより付着させた。
続いて、実施例１、２、４、５、７、８、３０はカプトンＥＮ（登録商標）に熱可塑性ＰＩ接着剤を１μｍ塗工、乾燥して形成した３８．５μｍ厚の樹脂層を銅箔に積層させて真空熱プレスによって銅張積層体を作製した。実施例３、６、９〜２９、３１、３２は銅箔にポリイミドワニス（宇部興産（株）製ＵワニスＳ）を塗工、乾燥、硬化させ３７．５μｍの樹脂層を形成させて銅張積層体を作製した。
続いて、作製した積層体の銅箔に対して、Ｌ（ライン）/Ｓ（スペース）＝１００/１００μｍで回路を形成し、これを供試材とした。当該供試材の配線の銅箔表面に対する面積率は、回路を形成していない部分も含まれるため３０％であった。
【００４７】
（例２：比較例１〜６）
比較例１〜３は、東レ・デュポン株式会社製カプトンＥＮ（登録商標）を樹脂層として、密着性向上と後の工程でＣｕを電着させるための金属層Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕをスパッタした後に、電着によって銅層を形成し、銅張積層体を作製した。樹脂層の厚さは３７．５μｍ厚とした。作製した積層体の銅箔に対してＬ/Ｓ＝３００/３００μｍ（比較例１）、１００/１００μｍ（比較例２）、２５/２５μｍ（比較例３）の回路を形成し供試材とした。
比較例４〜６は、タフピッチ銅、又は、タフピッチ銅に表２に記載の元素を添加したインゴットを使用し、厚さ０．１ｍｍ以下の冷間圧延で平均加工度１０％以下にしない、または厚さ０．１ｍｍ以下の冷間圧延で１パスの加工度が１０％を超えてもその後に焼鈍しなかった。比較例４〜６の厚さ０．１ｍｍ以下の冷間圧延の条件と、厚さ０．１ｍｍ以下の冷間圧延で１パスの加工度が１０％を超えた後の焼鈍の有無を表２に示す。また、厚さを０．１ｍｍにするまでは、実施例１〜３２と同様の加工を施した。比較例４〜６に係る銅張積層体は、実施例１、２、４、５、７、８、３０と同様に作製した。
【００４８】
このようにして作製した実施例１〜３２及び比較例１〜６の供試材について、表１及び２に記載の温度にて振幅０．１％、０．５％、１．０％、１．５％、又は、２．０％の繰り返し歪を５０回、３００回、及び、１０００回与えた。また、この繰り返し歪を与える前と、５０回、３００回、及び、１０００回の繰り返し歪を与えた後との銅箔に対して、電子顕微鏡ＪＥＯＬ ＦＥ−ＳＥＭを用い、ＴＳＬ社製の解析ソフトを用いてＥＢＳＰをとってＫＡＭ値を算出した。これによって銅箔表面の５００μｍ×５００μｍの範囲を測定し、当該測定面における上述の面積ＡＴ及び面積ＢＴを求め、それらを用いて面積ＡＴに対する面積ＢＴの割合を算出した。さらに、繰り返し歪を与えた銅箔については、それぞれの面積ＢＴの増加率を測定した。
また、繰り返し歪を与えている際に配線にクラックが生じたか否かについても観察した。
ここで、クラックの発生は以下のように判定した。すなわち、フレキシブルプリント配線板の配線に一定電流（０．０１〜０．１ｍＡ）を流し、当該電流を流すために必要な電圧値を測定し、測定した電圧値からフレキシブルプリント配線板の配線の抵抗値を算出した。算出した抵抗値が初期値（上記繰り返し歪を与える前の抵抗値）の５００％以上となったときに、クラックが生じたと判定した。
【００４９】
（例３：実施例１７及び１８、比較例１）
上記実施例１７及び１８、比較例１の供試材について、線熱膨張３ｐｐｍのガラス基板と１３ｐｐｍのＦＲ４基板とを図２のように接続し、−６５℃〜＋１５０℃の温度変化を繰り返し行い、電子顕微鏡ＪＥＯＬ ＪＸＡ−８５００Ｆを用い、ＴＳＬ社製ＯＩＭでＥＢＳＰ解析を行い、例１及び２と同様にして各項目を測定した。
測定結果を表１〜３に示す。
【００５０】
【表１】
【００５１】
【表２】
【００５２】
【表３】
【００５３】
（評価）
実施例１〜３２の供試材は、−６５℃〜＋１５０℃のいずれかの温度で振幅０．１％、０．５％、１．０％、１．５％、又は、２．０％の繰り返し歪を５０回、３００回、及び、１０００回与えたときに、いずれも面積ＢＴの増加率が１０％以下であり、クラックが発生しなかった。
また、実施例１７及び１８の供試材は、線熱膨張係数が１．５倍以上差のある第１基板（ガラス基板）と第２基板（ＦＲ４基板）とを電気的に接続するフレキシブルプリント配線板の配線として用いたときに、フレキシブルプリント配線板に−６５℃〜＋１５０℃の温度変化を３００回繰り返しても配線にクラックが発生しなかった。
比較例１〜３の供試材は、圧延銅箔を用いておらず、繰り返し歪をそれぞれ２０回、２８０回、５４回与えたときにクラックが発生した。
比較例４の供試材は、厚さ０．１ｍｍ以下の冷間圧延で１パスの加工度が１０％を超えてもその後に焼鈍しておらず、繰り返し歪を１２０回与えたときにクラックが発生した。
比較例５の供試材は、厚さ０．１ｍｍ以下の冷間圧延で１パスの加工度が１０％を超えてもその後に焼鈍しておらず、さらに、厚さ０．１ｍｍ以下の冷間圧延で平均加工度１０％以下にしておらず、繰り返し歪を１５５回与えたときにクラックが発生した。
比較例６の供試材は、厚さ０．１ｍｍ以下の冷間圧延で平均加工度１０％以下にしておらず、繰り返し歪を１７８回与えたときにクラックが発生した。
また、比較例１の供試材は、線熱膨張係数が１．５倍以上差のある第１基板（ガラス基板）と第２基板（ＦＲ４基板）とを電気的に接続するフレキシブルプリント配線板の配線として用いたときに、フレキシブルプリント配線板に−６５℃〜＋１５０℃の温度変化を４５回繰り返すと配線にクラックが発生した。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧延銅箔、銅張積層板、フレキシブルプリント配線板及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器は、製品環境により繰り返しの熱衝撃を受けるため、これに耐え得る信頼性が必要となる。このような熱衝撃を想定した試験としては、ＪＥＩＴＡＥＤ−４７０１／００１、ＥＤ−４７０１／２００、ＪＩＳ−Ｃ００２５等の試験方法が提案されており、マイナス数十℃から１００℃前後の温度サイクルに対する耐久性が要求されている。
また、電子機器は、通常複数の電子基板で構成されており、これら電子基板同士を電気的に接続するフレキシブルプリント配線板が電子基板間に設けられている。フレキシブルプリント配線板は、通常、絶縁基板と、該基板表面に形成された銅製の配線とを備えている。電子基板同士を接続するフレキシブルプリント配線板には、両基板の熱膨張や収縮の違いにより引張応力や圧縮応力が加わるため、良好な屈曲性等が求められる。このようなフレキシブルプリント配線板に求められる特性としては、ＭＩＴ屈曲性に代表される良好な折り曲げ性、及び、ＩＰＣ屈曲性に代表される高サイクル屈曲性があり、従来、このような特性を備えた銅箔や銅−樹脂基板積層体が開発されている（特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１００８８７号公報
【特許文献２】特開２００９−１１１２０３号公報
【特許文献３】特開２００７−２０７８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フレキシブルプリント配線板は、電子機器において上述のように２つの基板間に設けられて両者を電気的に接続しているが、この２つの基板が同じ線熱膨張係数を有するものであれば問題とはならないが、線熱膨張係数に差がある基板であれば、電子機器の電源のオンとオフや、使用場所の気温変化等によってフレキシブルプリント配線板に応力集中が生じる。これに対し、フレキシブルプリント配線板は、ＭＩＴ屈曲性に代表される良好な折り曲げ性、及び、ＩＰＣ屈曲性に代表される高サイクル屈曲性については考慮されて設計されているが、通常、上述のような応力集中は予定されておらず、それに耐え得るように設計されていない。
【０００５】
本発明者は、上述の応力集中に起因して銅箔にある問題が引き起こされることを見出した。すなわち、上述の応力集中を受けると、フレキシブルプリント配線板の銅箔は疲労により転位セルを形成する。転位セルは疲労の進行に伴い回転し、結晶粒内の結晶方位に微小な角度差を生じるようになり、やがて破壊に至る。通常焼鈍により再結晶した後の銅結晶粒内は、ほぼ均一であり、微小な角度差もほとんど無いが、その結晶粒径の数倍程度以下まで銅の厚さが薄くなると再結晶粒界内に微小な角度差が生じ、これらの割合が高いと疲労寿命を低下させる。このため、電子機器の長期の使用等によって、銅箔の結晶方位に角度差が生じ、フレキシブルプリント配線板の配線に上記応力集中によるクラック等が発生し、電子機器の故障の原因となっている。
【０００６】
そこで、本発明は、プリント配線板の配線として用いられたときに、長期の使用によっても配線にクラックが発生しない圧延銅箔、及び、それを用いた銅張積層板、フレキシブルプリント配線板及び電子機器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、鋭意検討の結果、プリント配線板の配線の銅箔として、結晶内における結晶方位の角度差が制御された圧延銅箔を用いることで、長期間使用してもプリント配線板の配線におけるクラックの発生を良好に抑制することができることを見出した。
【０００８】
以上の知見を基礎として完成した本発明は一側面において、結晶の金属組織の測定点ａに電子線を照射して得られた結晶方位と、前記測定点ａの周囲に２００ｎｍ離間して位置する複数の隣接測定点に電子線を照射して得られた結晶方位との方位角度差の平均値が０．４°未満である前記測定点ａを中心とし、前記測定点ａと各辺との距離がそれぞれ１００ｎｍである正六角形の面積を面積Ａとし、前記面積Ａの合計を面積ＡＴとし、
結晶の金属組織の測定点ｂに電子線を照射して得られた結晶方位と、前記測定点ｂの周囲に２００ｎｍ離間して位置する複数の隣接測定点に電子線を照射して得られた結晶方位との方位角度差の平均値が０．４°以上２．０°未満である前記測定点ｂを中心とし、前記測定点ｂと各辺との距離がそれぞれ１００ｎｍである正六角形の面積を面積Ｂとし、前記面積Ｂの合計を面積ＢＴとしたときに、
面積ＢＴ／面積ＡＴ×１００（％） ＜ ２０（％）
を満たす圧延銅箔である。
【０００９】
本発明に係る圧延銅箔の一実施形態においては、−６５℃〜＋１５０℃のいずれかの温度で振幅０．１％の繰り返し歪を５０回与えたときに、前記面積ＢＴの増加率が１０％以下となる。
【００１０】
本発明に係る圧延銅箔の別の実施形態においては、−６５℃〜＋１５０℃のいずれかの温度で振幅０．１％の繰り返し歪を３００回与えたときに、前記面積ＢＴの増加率が１０％以下となる。
【００１１】
本発明に係る圧延銅箔の更に別の一実施形態においては、−６５℃〜＋１５０℃のいずれかの温度で振幅０．１％の繰り返し歪を１０００回与えたときに、前記面積ＢＴの増加率が１０％以下となる。
【００１２】
本発明に係る圧延銅箔の更に別の一実施形態においては、前記繰り返し歪の振幅が０．５％である。
【００１３】
本発明に係る圧延銅箔の更に別の一実施形態においては、前記繰り返し歪の振幅が１．０％である。
【００１４】
本発明に係る圧延銅箔の更に別の一実施形態においては、前記繰り返し歪の振幅が１．５％である。
【００１５】
本発明に係る圧延銅箔の更に別の一実施形態においては、前記繰り返し歪の振幅が２．０％である。
【００１６】
本発明に係る圧延銅箔の更に別の一実施形態においては、樹脂製のベースフィルム上に、１００μｍの配線幅で且つ前記ベースフィルムとの接触面の面積が、前記ベースフィルムの表面積の５０％未満となるように形成して積層体としたとき、前記積層体に−６５℃〜＋１５０℃のいずれかの温度で振幅０．１％の繰り返し歪を５０回与えたときに、前記面積ＢＴの増加率が１０％以下となる。
【００１７】
本発明に係る圧延銅箔の更に別の一実施形態においては、樹脂製のベースフィルム上に、１００μｍの配線幅で且つ前記ベースフィルムとの接触面の面積が、前記ベースフィルムの表面積の５０％未満となるように形成して積層体としたとき、前記積層体に−６５℃〜＋１５０℃のいずれかの温度で振幅０．１％の繰り返し歪を３００回与えたときに、前記面積ＢＴの増加率が１０％以下となる。
【００１８】
本発明に係る圧延銅箔の更に別の一実施形態においては、樹脂製のベースフィルム上に、１００μｍの配線幅で且つ前記ベースフィルムとの接触面の面積が、前記ベースフィルムの表面積の５０％未満となるように形成して積層体としたとき、前記積層体に−６５℃〜＋１５０℃のいずれかの温度で振幅０．１％の繰り返し歪を１０００回与えたときに、前記面積ＢＴの増加率が１０％以下となる。
【００１９】
本発明に係る圧延銅箔の更に別の一実施形態においては、前記積層体に与える前記繰り返し歪の振幅が０．５％である。
【００２０】
本発明に係る圧延銅箔の更に別の一実施形態においては、前記積層体に与える前記繰り返し歪の振幅が１．０％である。
【００２１】
本発明に係る圧延銅箔の更に別の一実施形態においては、前記積層体に与える前記繰り返し歪の振幅が１．５％である。
【００２２】
本発明に係る圧延銅箔の更に別の一実施形態においては、前記積層体に与える前記繰り返し歪の振幅が２．０％である。
【００２３】
本発明に係る圧延銅箔の更に別の一実施形態においては、線熱膨張係数が１．５倍以上差のある第１基板と第２基板とを電気的に接続するフレキシブルプリント配線板の配線として用いたときに、前記フレキシブルプリント配線板に−６５℃〜＋１５０℃の温度変化を３００回繰り返しても前記配線にクラックが発生しない。
【００２４】
本発明に係る圧延銅箔の更に別の一実施形態においては、Ａｇ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｚｒ及びＺｎからなる群から選択された１種又は２種以上を合計で２０〜５００質量ｐｐｍ含む。
【００２５】
本発明に係る圧延銅箔の更に別の一実施形態においては、厚さが５〜１２μｍである。
【００２６】
本発明は別の一側面において、本発明に係る銅箔を備えた銅張積層板である。
【００２７】
本発明は更に別の一側面において、本発明に係る銅張積層板を材料としたフレキシブルプリント配線板である。
【００２８】
本発明は更に別の一側面において、本発明に係るフレキシブルプリント配線板と、前記フレキシブルプリント配線板で電気的に接続された第１の基板及び第２の基板とを備えた電子機器である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、プリント配線板の配線として用いられたときに、長期の使用によっても配線にクラックが発生しない圧延銅箔、及び、それを用いた銅張積層板、フレキシブルプリント配線板及び電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】圧延銅箔の結晶方位の測定態様を表す模式図である。
【図２】第１基板及び第２基板と、それらの間に形成されたフレキシブルプリント配線板との接続形態の一例である。
【図３】フレキシブルプリント配線板に対して行う温度変化の繰り返し試験の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（圧延銅箔の構成）
フレキシブルプリント配線板用圧延銅箔の材料としては、タフピッチ銅（ＪＩＳ−Ｈ３１００ Ｃ１１００）や無酸素銅（ＪＩＳ−Ｈ３１００ Ｃ１０２０、ＪＩＳ−Ｈ３５１０ Ｃ１０１１）が使用可能である。
さらには、タフピッチ銅及び無酸素銅をベースした銅合金箔も使用可能である。タフピッチ銅及び無酸素銅をベースした銅合金箔は、具体的には、Ａｇ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｚｒ及びＺｎからなる群から選択された１種又は２種以上を合計で２０〜５００質量ｐｐｍ含む。
なお、本明細書において「銅箔」には銅合金箔も含まれ、「タフピッチ銅」及び「無酸素銅」で形成した銅箔には、タフピッチ銅及び無酸素銅をベースとした銅合金箔も含まれる。
【００３２】
本発明に用いることのできる圧延銅箔の厚さとしては、５〜４０μｍが好ましい。銅箔の厚さが５μｍ未満であると銅箔のハンドリングが悪くなり、４０μｍ超であるとフレキシブル性が低下する。また、銅箔の厚さが薄くなると、初めから後述の面積ＢＴの面積ＡＴに対する割合が大きくなる傾向にあり、特に厚さが１２μｍ以下でその傾向が顕著となる。このため、圧延銅箔の厚さは、５〜１２μｍがより好ましい。
【００３３】
本発明の圧延銅箔は、異なる測定点における結晶方位の方位角度差が制御されている。具体的には、まず、結晶の金属組織の測定点ａを決定する。この測定点ａは、電子線を照射して得られた結晶方位と、測定点ａの周囲に２００ｎｍ離間して位置する６点の隣接測定点に電子線を照射して得られた結晶方位との方位角度差の平均値が０．４°未満である。また、結晶の金属組織の測定点ｂを決定する。この測定点ｂは、電子線を照射して得られた結晶方位と、測定点ｂの周囲に２００ｎｍ離間して位置する６点の隣接測定点に電子線を照射して得られた結晶方位との方位角度差の平均値が０．４°以上２．０°未満である。なお、測定点と隣接測定点の結晶方位との方位角度差が２．０°以上である隣接測定点は結晶粒界であると判定し、上記方位角度差の平均値の算出においては考慮しなかった。そのため、例えば６点の隣接測定点の内、２点が結晶粒界であると判定された場合、測定点の電子線を照射して得られた結晶方位と結晶粒界以外の残りの４点の隣接測定点の結晶方位との方位角度差の平均値が、測定点の電子線を照射して得られた結晶方位と隣接測定点に電子線を照射して得られた結晶方位との方位角度差の平均値となる。
本発明の圧延銅箔は、測定点ａを中心とし、測定点ａと各辺との距離がそれぞれ１００ｎｍである正六角形の面積を面積Ａとし、前記面積Ａの合計を面積ＡＴとし、測定点ｂを中心とし、測定点ｂと各辺との距離がそれぞれ１００ｎｍである正六角形の面積を面積Ｂとし、前記面積Ｂの合計を面積ＢＴとしたときに、
面積ＢＴ／面積ＡＴ×１００（％） ＜ ２０（％）
を満たす。
【００３４】
図１に、本発明の圧延銅箔の結晶方位の測定態様を表す模式図を示す。まず測定点を決定する。図１では、測定点ａ又はｂを、Ｎｏ．１（以下、測定点１という）と記載している。また、測定点１を中心とし、測定点１と各辺との距離がそれぞれ１００ｎｍである正六角形を決定する。隣接測定点（測定点２〜７）は、この測定点１を中心にして、周囲に２００ｎｍ離間して位置する。そして、測定点１〜７について電子線を照射して得られた結晶方位を測定し、測定点１と、測定点２〜７の方位角度差をそれぞれ求める。このようにして求めた方位角度差の平均値が０．４°未満であるとき、その測定点１を測定点ａとし、測定点ａを中心とする正六角形の面積を面積Ａとする。また、方位角度差の平均値が０．４°以上２．０°未満であるとき、その測定点１を測定点ｂとし、測定点ｂを中心とする正六角形の面積を面積Ｂとする。
【００３５】
さらに、これらの隣接測定点（測定点２〜７）について、測定点１と同様に、それぞれを中心として各辺との距離がそれぞれ１００ｎｍである正六角形を決定する。このように正六角形を順に決定していくと、図１に示すように互いに接し合う複数の正六角形で銅箔の金属組織が埋められていく。そして、各測定点についても上述と同様にして測定点ａかｂかを判定し、面積Ａ又はＢを求める。このようにして得られた各測定点における面積Ａの合計を面積ＡＴとし、各測定点における面積Ｂの合計を面積ＢＴとしたとき、面積ＢＴ／面積ＡＴ×１００（％） ＜ ２０（％）を満たしている、すなわち、面積ＡＴに対する面積ＢＴが２０％未満となっている。疲労前の圧延銅箔において、結晶方位の方位角度差の平均値が０．４°以上２．０°未満である領域の面積が、０．４°未満である領域の面積よりも小さければ小さいほど、耐疲労特性が良好となることを発明者は見出している。この点、本発明の圧延銅箔はこのような構成により０．４°以上２．０°未満である領域の面積ＢＴが０．４°未満である領域の面積ＡＴに対して２０％未満と小さいため、良好な、耐疲労特性を有している。面積ＢＴは、より好ましくは面積ＡＴに対して１５％未満である。
【００３６】
上述の結晶方位の測定は、ＥＢＳＰ（Electron Backscattering Pattern）のいわゆるＫＡＭ（kernel average misorientation）値で２００ｎｍステップによるものが挙げられる。方位角度差が２°以上ある場所は結晶粒界としたため省いている。ＫＡＭ値はＥＢＳＰを測定するステップ間隔により大きく変化するが、ステップ間隔を短くしていくと徐々に変化しなくなり、本発明の圧延銅箔では２００ｎｍ以下であればほぼ一定の値となる。このため、２００ｎｍステップで測定したＫＡＭ値を用いることができる。
【００３７】
本発明の圧延銅箔は、−６５℃〜＋１５０℃のいずれかの温度で振幅０．１％、０．５％、１．０％、１．５％、又は、２．０％の繰り返し歪を５０回、好ましくは３００回、より好ましくは１０００回与えたときに、面積ＢＴの増加率が１０％以下となる。電子機器は冷寒地で使用する場合、及び、装置使用による温度上昇が生じた場合を考慮して、上記温度領域を−６５℃〜＋１５０℃とした。
一般的な銅箔の面積ＢＴはこのような繰り返し歪の付与により増加するが、本発明の圧延銅箔は、このような繰り返し歪を与えても、面積ＢＴの増加率が１０％以下であり、過酷な環境下においても良好な耐疲労特性を保持している。このときの面積ＢＴの増加率は、より好ましくは８％以下である。
ここで、「面積ＢＴの増加率」は、下記式で算出される。
面積ＢＴの増加率（％）＝（試験後の面積ＢＴ−試験前の面積ＢＴ）×１００／試験前の面積ＢＴ（％）
【００３８】
本発明の圧延銅箔は、樹脂製のベースフィルム上に、１００μｍの配線幅で且つベースフィルムとの接触面の面積が、ベースフィルムの表面積の５０％未満となるように形成して積層体としたとき、積層体に−６５℃〜＋１５０℃のいずれかの温度で振幅０．１％、０．５％、１．０％、１．５％、又は、２．０％の繰り返し歪を５０回、好ましくは３００回、より好ましくは１０００回与えたときに、面積ＢＴの増加率が１０％以下となる。圧延銅箔の配線パターンにはプリント配線板を固定して耐応力特性を向上させる働きがある。そのため、逆にプリント配線板における圧延銅箔の表面積が小さくなれば、それだけプリント配線板の耐応力特性が低下する。通常、圧延銅箔の表面積がプリント配線板の表面積の５０％未満であれば、温度変化によって両基板の膨張の差によって発生する応力集中に耐え切れず、プリント配線板の配線にクラックが生じる可能性が高い。また、配線幅が１００μｍという通常負荷に弱い微細な配線形状となっており、上記応力集中に対して脆弱である可能性が高い。これに対し、本発明においては、このような状態においても面積ＢＴの増加率が１０％以下であり、耐疲労特性が良好に保持されるため、配線へのクラックの発生が良好に抑制される。
【００３９】
（フレキシブルプリント配線板の構成）
本発明に係るフレキシブルプリント配線板は、絶縁基板と、この絶縁基板の表面に形成された配線パターンとを備えている。絶縁基板は、フレキシブルプリント配線板に適用可能な良好な屈曲性及び折れ曲げ性を有するものであれば特に制限を受けないが、例えば、ポリイミドフィルム、液晶ポリマーフィルム、ポリエチレンナフタレート等を使用することができる。絶縁基板の厚さは、１２〜５０μｍが好ましい。厚さが１２μｍ未満であるとハンドリングが悪くなり、５０μｍ超であるとフレキシブル性が低下する。配線パターンは、上述のフレキシブルプリント配線板用圧延銅箔を用いて形成されている。配線パターンの形状は特に限定されず、どのようなものであってもよい。
【００４０】
（フレキシブルプリント配線板の特性）
本発明に係るフレキシブルプリント配線板は、上述のような圧延銅箔を用いて形成されているため、以下の特性を有する。すなわち、フレキシブルプリント配線板が電気的に接続する第１基板及び第２基板について、両基板が１．５倍以上の線熱膨張係数の差を有している場合、フレキシブルプリント配線板に対して−６５℃〜＋１５０℃の温度変化を３００回繰り返しても配線にクラックが発生しない。フレキシブルプリント配線板が電気的に接続している第１基板及び第２基板の線熱膨張係数の差が大きければ大きいほど、フレキシブルプリント配線板に加わる応力集中が大きくなる。通常、第１基板及び第２基板の線熱膨張係数の差が１．５倍以上であれば、温度変化によって両基板の膨張の差によって発生する応力集中に耐え切れず、フレキシブルプリント配線板の配線にクラックが生じる可能性が高い。これに対し、本発明においては、このような状態においても配線へのクラックの発生が良好に抑制される。
ここで、図２に、一例として、第１基板（ＦＲ４）及び第２基板（ガラス基板）と、それらの間に形成されたフレキシブルプリント配線板との接続形態を示す。上記線熱膨張係数は、図２に示すように基板端部が延びる方向と平行な方向の膨張係数であり、室温での値を用いる。また、上記「フレキシブルプリント配線板に対して−６５℃〜＋１５０℃の温度変化を３００回繰り返す」とは、図３に示すように、フレキシブルプリント配線板に対して高温槽及び低温槽にてそれぞれ１５０℃及び−６５℃で３０分間保持し、これを１サイクルとして３００サイクル繰り返すことをいう。なお、高温槽と低温槽との間の移し変えは１分間以内で行う。その他の条件はＪＩＳ−Ｃ００２５に従うことで行う。
【００４１】
（フレキシブルプリント配線板の製法）
フレキシブルプリント配線板は、上記圧延銅箔を用いて製造することができる。以下に、フレキシブルプリント配線板の製造例を示す。
まず、圧延銅箔と、良好な屈曲性及び折れ曲げ性を有するポリイミドフィルム、液晶ポリマーフィルム等の絶縁基板とを貼り合わせて銅張積層板を製造する。
【００４２】
貼り合わせの方法は、ポリイミドフィルムの場合、熱硬化性ポリイミドフィルムに熱可塑性のポリイミド接着剤を塗工、乾燥した後、銅箔と積層させ、熱圧着させる。圧着方法としては真空熱プレスする方法や熱ロールによってラミネートする方法がある。またポリイミドフィルムの場合、銅箔にポリイミドの前駆体を塗工、乾燥、硬化させることで銅張積層板を作製する。
【００４３】
銅張積層板からフレキシブルプリント配線板を作製する工程は当業者に周知の方法を用いればよい。例えば、エッチングレジストを銅張積層板の銅箔面に配線パターンとしての必要部分だけに塗工し、エッチング液を銅箔面に噴射することで不要銅箔を除去して回路パターンを形成する。次いでエッチングレジストを剥離・除去して配線パターンを露出することで、フレキシブルプリント配線板を作製する。
【００４４】
このフレキシブルプリント配線板を２つの電子基板間に設けて、それらを電気的に接続させることで、種々の電子機器を作製することができる。電子機器としては、特に限定されず、例えば、液晶ディスプレイ、カーナビゲーション、携帯電話、ゲーム機、ＣＤプレイヤー、デジタルカメラ、テレビ、ＤＶＤプレイヤー、電子手帳、電子辞書、電卓、ビデオカメラ、プリンター等が挙げられる。
【実施例】
【００４５】
以下、本発明の実施例を示すが、これらは本発明をより良く理解するために提供するものであり、本発明が限定されることを意図するものではない。
【００４６】
（例１：実施例１〜３２）
タフピッチ銅（実施例１〜４、９〜１６、３０、３１）（ＪＩＳ−Ｈ３１００ Ｃ１１００）、無酸素銅（実施例５〜８、１７〜２９、３２）（ＪＩＳ−Ｈ３１００ Ｃ１０２０）に表１に記載の元素を添加して作製したインゴットを熱間圧延で厚さ７ｍｍの板に加工し、表面研削で酸化物を取り除いた後、冷間圧延、焼鈍、酸洗を繰り返して、厚さを０．１ｍｍにした。この後、表１に記載の厚さまでの冷間圧延を各パスの平均加工度が１０％以下となるように表１に記載の条件で冷間圧延を行って加工した。また、０．１ｍｍ以下の冷間圧延で１パスの加工度が１０％を超えた場合、そのパスの後に８０〜１２０℃に焼鈍してから次のパスに移った。
なお、各パスの平均加工度は、下記式のように各パスの加工度の合計をパス回数で除した値とした。
各パスの平均加工度（％）＝（１パス目加工度（％）＋２パス目加工度（％）＋…＋最終パス加工度（％））／（パス回数）
続いて、銅箔表面に表面処理をスパッタで施した。表面処理としては、フレキシブルプリント配線板のベースフィルムと接着させる表面に、Ｃｒ、Ｎｉをスパッタにより付着させた。また、上記表面と逆側の表面側に、Ｐｄ、Ｎｉをスパッタにより付着させた。
続いて、実施例１、２、４、５、７、８、３０はカプトンＥＮ（登録商標）に熱可塑性ＰＩ接着剤を１μｍ塗工、乾燥して形成した３８．５μｍ厚の樹脂層を銅箔に積層させて真空熱プレスによって銅張積層体を作製した。実施例３、６、９〜２９、３１、３２は銅箔にポリイミドワニス（宇部興産（株）製ＵワニスＳ）を塗工、乾燥、硬化させ３７．５μｍの樹脂層を形成させて銅張積層体を作製した。
続いて、作製した積層体の銅箔に対して、Ｌ（ライン）/Ｓ（スペース）＝１００/１００μｍで回路を形成し、これを供試材とした。当該供試材の配線の銅箔表面に対する面積率は、回路を形成していない部分も含まれるため３０％であった。
【００４７】
（例２：比較例１〜６）
比較例１〜３は、東レ・デュポン株式会社製カプトンＥＮ（登録商標）を樹脂層として、密着性向上と後の工程でＣｕを電着させるための金属層Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕをスパッタした後に、電着によって銅層を形成し、銅張積層体を作製した。樹脂層の厚さは３７．５μｍ厚とした。作製した積層体の銅箔に対してＬ/Ｓ＝３００/３００μｍ（比較例１）、１００/１００μｍ（比較例２）、２５/２５μｍ（比較例３）の回路を形成し供試材とした。
比較例４〜６は、タフピッチ銅、又は、タフピッチ銅に表２に記載の元素を添加したインゴットを使用し、厚さ０．１ｍｍ以下の冷間圧延で平均加工度１０％以下にしない、または厚さ０．１ｍｍ以下の冷間圧延で１パスの加工度が１０％を超えてもその後に焼鈍しなかった。比較例４〜６の厚さ０．１ｍｍ以下の冷間圧延の条件と、厚さ０．１ｍｍ以下の冷間圧延で１パスの加工度が１０％を超えた後の焼鈍の有無を表２に示す。また、厚さを０．１ｍｍにするまでは、実施例１〜３２と同様の加工を施した。比較例４〜６に係る銅張積層体は、実施例１、２、４、５、７、８、３０と同様に作製した。
【００４８】
このようにして作製した実施例１〜３２及び比較例１〜６の供試材について、表１及び２に記載の温度にて振幅０．１％、０．５％、１．０％、１．５％、又は、２．０％の繰り返し歪を５０回、３００回、及び、１０００回与えた。また、この繰り返し歪を与える前と、５０回、３００回、及び、１０００回の繰り返し歪を与えた後との銅箔に対して、電子顕微鏡ＪＥＯＬ ＦＥ−ＳＥＭを用い、ＴＳＬ社製の解析ソフトを用いてＥＢＳＰをとってＫＡＭ値を算出した。これによって銅箔表面の５００μｍ×５００μｍの範囲を測定し、当該測定面における上述の面積ＡＴ及び面積ＢＴを求め、それらを用いて面積ＡＴに対する面積ＢＴの割合を算出した。さらに、繰り返し歪を与えた銅箔については、それぞれの面積ＢＴの増加率を測定した。
また、繰り返し歪を与えている際に配線にクラックが生じたか否かについても観察した。
ここで、クラックの発生は以下のように判定した。すなわち、フレキシブルプリント配線板の配線に一定電流（０．０１〜０．１ｍＡ）を流し、当該電流を流すために必要な電圧値を測定し、測定した電圧値からフレキシブルプリント配線板の配線の抵抗値を算出した。算出した抵抗値が初期値（上記繰り返し歪を与える前の抵抗値）の５００％以上となったときに、クラックが生じたと判定した。
【００４９】
（例３：実施例１７及び１８、比較例１）
上記実施例１７及び１８、比較例１の供試材について、線熱膨張３ｐｐｍのガラス基板と１３ｐｐｍのＦＲ４基板とを図２のように接続し、−６５℃〜＋１５０℃の温度変化を繰り返し行い、電子顕微鏡ＪＥＯＬ ＪＸＡ−８５００Ｆを用い、ＴＳＬ社製ＯＩＭでＥＢＳＰ解析を行い、例１及び２と同様にして各項目を測定した。
測定結果を表１〜３に示す。
【００５０】
【表１】
【００５１】
【表２】
【００５２】
【表３】
【００５３】
（評価）
実施例１〜３２の供試材は、−６５℃〜＋１５０℃のいずれかの温度で振幅０．１％、０．５％、１．０％、１．５％、又は、２．０％の繰り返し歪を５０回、３００回、及び、１０００回与えたときに、いずれも面積ＢＴの増加率が１０％以下であり、クラックが発生しなかった。
また、実施例１７及び１８の供試材は、線熱膨張係数が１．５倍以上差のある第１基板（ガラス基板）と第２基板（ＦＲ４基板）とを電気的に接続するフレキシブルプリント配線板の配線として用いたときに、フレキシブルプリント配線板に−６５℃〜＋１５０℃の温度変化を３００回繰り返しても配線にクラックが発生しなかった。
比較例１〜３の供試材は、圧延銅箔を用いておらず、繰り返し歪をそれぞれ２０回、２８０回、５４回与えたときにクラックが発生した。
比較例４の供試材は、厚さ０．１ｍｍ以下の冷間圧延で１パスの加工度が１０％を超えてもその後に焼鈍しておらず、繰り返し歪を１２０回与えたときにクラックが発生した。
比較例５の供試材は、厚さ０．１ｍｍ以下の冷間圧延で１パスの加工度が１０％を超えてもその後に焼鈍しておらず、さらに、厚さ０．１ｍｍ以下の冷間圧延で平均加工度１０％以下にしておらず、繰り返し歪を１５５回与えたときにクラックが発生した。
比較例６の供試材は、厚さ０．１ｍｍ以下の冷間圧延で平均加工度１０％以下にしておらず、繰り返し歪を１７８回与えたときにクラックが発生した。
また、比較例１の供試材は、線熱膨張係数が１．５倍以上差のある第１基板（ガラス基板）と第２基板（ＦＲ４基板）とを電気的に接続するフレキシブルプリント配線板の配線として用いたときに、フレキシブルプリント配線板に−６５℃〜＋１５０℃の温度変化を４５回繰り返すと配線にクラックが発生した。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶の金属組織の測定点ａに電子線を照射して得られた結晶方位と、前記測定点ａの周囲に２００ｎｍ離間して位置する複数の隣接測定点に電子線を照射して得られた結晶方位との方位角度差の平均値が０．４°未満である前記測定点ａを中心とし、前記測定点ａと各辺との距離がそれぞれ１００ｎｍである正六角形の面積を面積Ａとし、前記面積Ａの合計を面積ＡＴとし、
結晶の金属組織の測定点ｂに電子線を照射して得られた結晶方位と、前記測定点ｂの周囲に２００ｎｍ離間して位置する複数の隣接測定点に電子線を照射して得られた結晶方位との方位角度差の平均値が０．４°以上２．０°未満である前記測定点ｂを中心とし、前記測定点ｂと各辺との距離がそれぞれ１００ｎｍである正六角形の面積を面積Ｂとし、前記面積Ｂの合計を面積ＢＴとしたときに、
面積ＢＴ／面積ＡＴ×１００（％） ＜ ２０（％）
を満たす圧延銅箔。
【請求項２】
−６５℃〜＋１５０℃のいずれかの温度で振幅０．１％の繰り返し歪を５０回与えたときに、前記面積ＢＴの増加率が１０％以下となる請求項１に記載の圧延銅箔。
【請求項３】
−６５℃〜＋１５０℃のいずれかの温度で振幅０．１％の繰り返し歪を３００回与えたときに、前記面積ＢＴの増加率が１０％以下となる請求項２に記載の圧延銅箔。
【請求項４】
−６５℃〜＋１５０℃のいずれかの温度で振幅０．１％の繰り返し歪を１０００回与えたときに、前記面積ＢＴの増加率が１０％以下となる請求項３に記載の圧延銅箔。
【請求項５】
前記繰り返し歪の振幅が０．５％である請求項２〜４のいずれかに記載の圧延銅箔。
【請求項６】
前記繰り返し歪の振幅が１．０％である請求項２〜４のいずれかに記載の圧延銅箔。
【請求項７】
前記繰り返し歪の振幅が１．５％である請求項２〜４のいずれかに記載の圧延銅箔。
【請求項８】
前記繰り返し歪の振幅が２．０％である請求項２〜４のいずれかに記載の圧延銅箔。
【請求項９】
樹脂製のベースフィルム上に、１００μｍの配線幅で且つ前記ベースフィルムとの接触面の面積が前記ベースフィルムの表面積の５０％未満となるように形成して積層体としたとき、前記積層体に−６５℃〜＋１５０℃のいずれかの温度で振幅０．１％の繰り返し歪を５０回与えたときに、前記面積ＢＴの増加率が１０％以下となる請求項１に記載の圧延銅箔。
【請求項１０】
樹脂製のベースフィルム上に、１００μｍの配線幅で且つ前記ベースフィルムとの接触面の面積が、前記ベースフィルムの表面積の５０％未満となるように形成して積層体としたとき、前記積層体に−６５℃〜＋１５０℃のいずれかの温度で振幅０．１％の繰り返し歪を３００回与えたときに、前記面積ＢＴの増加率が１０％以下となる請求項１に記載の圧延銅箔。
【請求項１１】
樹脂製のベースフィルム上に、１００μｍの配線幅で且つ前記ベースフィルムとの接触面の面積が、前記ベースフィルムの表面積の５０％未満となるように形成して積層体としたとき、前記積層体に−６５℃〜＋１５０℃のいずれかの温度で振幅０．１％の繰り返し歪を１０００回与えたときに、前記面積ＢＴの増加率が１０％以下となる請求項１に記載の圧延銅箔。
【請求項１２】
前記積層体に与える前記繰り返し歪の振幅が０．５％である請求項９〜１１のいずれかに記載の圧延銅箔。
【請求項１３】
前記積層体に与える前記繰り返し歪の振幅が１．０％である請求項９〜１１のいずれかに記載の圧延銅箔。
【請求項１４】
前記積層体に与える前記繰り返し歪の振幅が１．５％である請求項９〜１１のいずれかに記載の圧延銅箔。
【請求項１５】
前記積層体に与える前記繰り返し歪の振幅が２．０％である請求項９〜１１のいずれかに記載の圧延銅箔。
【請求項１６】
線熱膨張係数が１．５倍以上差のある第１基板と第２基板とを電気的に接続するフレキシブルプリント配線板の配線として用いたときに、前記フレキシブルプリント配線板に−６５℃〜＋１５０℃の温度変化を３００回繰り返しても前記配線にクラックが発生しない請求項１〜１５のいずれかに記載の圧延銅箔。
【請求項１７】
Ａｇ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｚｒ及びＺｎからなる群から選択された１種又は２種以上を合計で２０〜５００質量ｐｐｍ含む請求項１〜１６のいずれかに記載の圧延銅箔。
【請求項１８】
厚さが５〜１２μｍである請求項１〜１７のいずれかに記載の圧延銅箔。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれかに記載の銅箔を備えた銅張積層板。
【請求項２０】
請求項１９に記載の銅張積層板を材料としたフレキシブルプリント配線板。
【請求項２１】
請求項２０に記載のフレキシブルプリント配線板と、前記フレキシブルプリント配線板で電気的に接続された第１の基板及び第２の基板とを備えた電子機器。
【請求項１】
結晶の金属組織の測定点ａに電子線を照射して得られた結晶方位と、前記測定点ａの周囲に２００ｎｍ離間して位置する複数の隣接測定点に電子線を照射して得られた結晶方位との方位角度差の平均値が０．４°未満である前記測定点ａを中心とし、前記測定点ａと各辺との距離がそれぞれ１００ｎｍである正六角形の面積を面積Ａとし、前記面積Ａの合計を面積ＡＴとし、
結晶の金属組織の測定点ｂに電子線を照射して得られた結晶方位と、前記測定点ｂの周囲に２００ｎｍ離間して位置する複数の隣接測定点に電子線を照射して得られた結晶方位との方位角度差の平均値が０．４°以上２．０°未満である前記測定点ｂを中心とし、前記測定点ｂと各辺との距離がそれぞれ１００ｎｍである正六角形の面積を面積Ｂとし、前記面積Ｂの合計を面積ＢＴとしたときに、
面積ＢＴ／面積ＡＴ×１００（％） ＜ ２０（％）
を満たす圧延銅箔。
【請求項２】
−６５℃〜＋１５０℃のいずれかの温度で振幅０．１％の繰り返し歪を５０回与えたときに、前記面積ＢＴの増加率が１０％以下となる請求項１に記載の圧延銅箔。
【請求項３】
−６５℃〜＋１５０℃のいずれかの温度で振幅０．１％の繰り返し歪を３００回与えたときに、前記面積ＢＴの増加率が１０％以下となる請求項２に記載の圧延銅箔。
【請求項４】
−６５℃〜＋１５０℃のいずれかの温度で振幅０．１％の繰り返し歪を１０００回与えたときに、前記面積ＢＴの増加率が１０％以下となる請求項３に記載の圧延銅箔。
【請求項５】
前記繰り返し歪の振幅が０．５％である請求項２〜４のいずれかに記載の圧延銅箔。
【請求項６】
前記繰り返し歪の振幅が１．０％である請求項２〜４のいずれかに記載の圧延銅箔。
【請求項７】
前記繰り返し歪の振幅が１．５％である請求項２〜４のいずれかに記載の圧延銅箔。
【請求項８】
前記繰り返し歪の振幅が２．０％である請求項２〜４のいずれかに記載の圧延銅箔。
【請求項９】
樹脂製のベースフィルム上に、１００μｍの配線幅で且つ前記ベースフィルムとの接触面の面積が前記ベースフィルムの表面積の５０％未満となるように形成して積層体としたとき、前記積層体に−６５℃〜＋１５０℃のいずれかの温度で振幅０．１％の繰り返し歪を５０回与えたときに、前記面積ＢＴの増加率が１０％以下となる請求項１に記載の圧延銅箔。
【請求項１０】
樹脂製のベースフィルム上に、１００μｍの配線幅で且つ前記ベースフィルムとの接触面の面積が、前記ベースフィルムの表面積の５０％未満となるように形成して積層体としたとき、前記積層体に−６５℃〜＋１５０℃のいずれかの温度で振幅０．１％の繰り返し歪を３００回与えたときに、前記面積ＢＴの増加率が１０％以下となる請求項１に記載の圧延銅箔。
【請求項１１】
樹脂製のベースフィルム上に、１００μｍの配線幅で且つ前記ベースフィルムとの接触面の面積が、前記ベースフィルムの表面積の５０％未満となるように形成して積層体としたとき、前記積層体に−６５℃〜＋１５０℃のいずれかの温度で振幅０．１％の繰り返し歪を１０００回与えたときに、前記面積ＢＴの増加率が１０％以下となる請求項１に記載の圧延銅箔。
【請求項１２】
前記積層体に与える前記繰り返し歪の振幅が０．５％である請求項９〜１１のいずれかに記載の圧延銅箔。
【請求項１３】
前記積層体に与える前記繰り返し歪の振幅が１．０％である請求項９〜１１のいずれかに記載の圧延銅箔。
【請求項１４】
前記積層体に与える前記繰り返し歪の振幅が１．５％である請求項９〜１１のいずれかに記載の圧延銅箔。
【請求項１５】
前記積層体に与える前記繰り返し歪の振幅が２．０％である請求項９〜１１のいずれかに記載の圧延銅箔。
【請求項１６】
線熱膨張係数が１．５倍以上差のある第１基板と第２基板とを電気的に接続するフレキシブルプリント配線板の配線として用いたときに、前記フレキシブルプリント配線板に−６５℃〜＋１５０℃の温度変化を３００回繰り返しても前記配線にクラックが発生しない請求項１〜１５のいずれかに記載の圧延銅箔。
【請求項１７】
Ａｇ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｚｒ及びＺｎからなる群から選択された１種又は２種以上を合計で２０〜５００質量ｐｐｍ含む請求項１〜１６のいずれかに記載の圧延銅箔。
【請求項１８】
厚さが５〜１２μｍである請求項１〜１７のいずれかに記載の圧延銅箔。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれかに記載の銅箔を備えた銅張積層板。
【請求項２０】
請求項１９に記載の銅張積層板を材料としたフレキシブルプリント配線板。
【請求項２１】
請求項２０に記載のフレキシブルプリント配線板と、前記フレキシブルプリント配線板で電気的に接続された第１の基板及び第２の基板とを備えた電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２４６５５６（Ｐ２０１２−２４６５５６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２１１０８（Ｐ２０１１−１２１１０８）
【出願日】平成２３年５月３０日（２０１１．５．３０）
【出願人】（５０２３６２７５８）ＪＸ日鉱日石金属株式会社 (482)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月３０日（２０１１．５．３０）
【出願人】（５０２３６２７５８）ＪＸ日鉱日石金属株式会社 (482)
【Ｆターム（参考）】
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