轧制

阅读:365发布:2020-05-12

专利汇可以提供轧制专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 的课题是提供 轧制 铜 箔,其在软蚀刻、半蚀刻时抑制表面的凹凸的形成。作为解决本发明课题的方法涉及一种轧制铜箔,其为经过再结晶工序而使用、具有由多个晶面构成的主表面的轧制铜箔,在按照使轧制铜箔的全部颗粒进行再结晶的方式升温至200℃并加热30分钟的再结晶工序之后,通过针对于主表面的EBSP( 电子 反向散射衍射花样)法获得的、将主表面中的(200)面的面积比率设为R(200)时,R(200)不足20%,并且构成主表面中的多个晶面的最大尺寸为100μm以下。,下面是轧制专利的具体信息内容。

1.一种轧制箔,其特征在于,其为经过再结晶工序而使用、具有由多个晶面构成的主表面的轧制铜箔,
在按照使所述轧制铜箔的全部颗粒进行再结晶的方式升温至200℃并加热30分钟的再结晶工序之后,通过针对于所述主表面的EBSP(电子反向散射衍射花样)法获得的、将所述主表面中的(200)面的面积比率设为R(200)时,所述R(200)不足20%,并且构成所述主表面的所述多个晶面的最大尺寸为100μm以下。
2.一种轧制铜箔,其特征在于,其为经过再结晶工序而使用、具有由多个晶面构成的主表面的轧制铜箔,
通过针对于所述主表面的EBSP(电子反向散射衍射花样)法获得的、将相对于所述主表面的(220)面的面积比率设为R(220),将相对于所述主表面的(200)面的面积比率设为R(200)时,所述R(220)为20%以上50%以下,满足关系式R(220)/R(200)≥10。
3.根据权利要求2所述的轧制铜箔,其特征在于,在按照使所述轧制铜箔的全部颗粒进行再结晶的方式升温至200℃并加热30分钟的再结晶工序之后,所述R(200)不足20%,并且构成所述主表面的所述多个晶面的最大尺寸为100μm以下。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的轧制铜箔,其特征在于,其为柔性印刷布线板用的轧制铜箔,厚度为7μm以上50μm以下。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的轧制铜箔,其特征在于,升温至200℃并加热30
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分钟的再结晶工序后的抗拉强度为180N/mm 以上。

说明书全文

轧制

技术领域

[0001] 本发明涉及轧制铜箔,特别涉及用于柔性印刷布线板的轧制铜箔。

背景技术

[0002] 柔性印刷布线板(FPC:Flexible Printed Circuit)具有弯曲特性、折弯特性,作为手机的转轴部、滑动部这样的可动部的布线材料而使用。另外,为了实现智能手机(smartphone)的小型化、节省空间化,将FPC用作折弯了的布线材料。
[0003] FPC例如通过如下而制造:将铜箔与合成树脂等基材贴合,对铜箔实施蚀刻等表面加工而形成布线。
[0004] 作为用于FPC的铜箔,例如有轧制铜箔。轧制铜箔通过对铜材实施冷轧等轧制加工而制造,具有因轧制而产生了应变的结晶组织。关于轧制铜箔,由于是产生了应变的结晶组织因而是硬质的,因此弯曲特性、折弯特性低,但是通过加热使结晶组织进行再结晶从而显现优异的弯曲特性以及折弯特性。在FPC使用轧制铜箔的情况下,在轧制铜箔与基材贴合时进行加热,在该加热的作用下也同时进行轧制铜箔的再结晶。
[0005] 然而,对于用于FPC的轧制铜箔的贴合于基材的一个面、粘接抗蚀层等的另一个面,所要求的特性不同。对于一个面要求具有与基材的粘接等,进行粗化处理等表面处理。对于另一个面,要求具有抗蚀层密合性等,进行软蚀刻(soft etching)等表面处理。通过软蚀刻,去除形成于轧制铜箔的表面的化膜并且将表面制成平整从而提高抗蚀层密合性。这样地,对于轧制铜箔根据其表面而实施分别的处理。
[0006] 然而,在上述的软蚀刻中,存在有在轧制铜箔的表面生成了凹部的情况。此现象被称为碟型下陷(dishdown),碟型下陷损害轧制铜箔的表面平整性,降低抗蚀层密合性。碟型下陷表明,在轧制铜箔的表面的厚度方向没有均匀地进行蚀刻,即,在轧制铜箔的表面处的蚀刻速度方面产生了差异。蚀刻速度差异的产生原因在于,轧制铜箔的表面中的多个晶面具有各不相同的结晶取向(crystal orientation)。
[0007] 在表面生成了碟型下陷的轧制铜箔的抗蚀层密合性低,因此存在有蚀刻液容易渗入于轧制铜箔与光致抗蚀层之间,难以形成规定的布线的情况。另外,即使可形成规定的布线,在基于图像处理对布线进行的检查中,轧制铜箔的表面的凹部也有时会发生断线等和误识别,存在有成品率降低的情况。
[0008] 作为抑制由该软蚀刻引起的轧制铜箔的表面的凹凸的方法,例如在专利文献1中提出了,对于轧制铜箔,形成要进行软蚀刻的厚度程度的铜敷层的方法。另外,例如在专利文献2中提出了,对于轧制铜箔的表面,形成具有无规的结晶取向的层或非晶质层的方法。另外,例如在专利文献3中提出了,使轧制铜箔的表面中的结晶取向一致而抑制蚀刻的不均匀的方法。
[0009] 现有技术文献
[0010] 专利文献
[0011] 专利文献1:日本特开2009-188369号公报
[0012] 专利文献2:日本特开2009-231309号公报
[0013] 专利文献3:日本特许第4662834号公报

发明内容

[0014] 发明要解决的课题
[0015] 但是,在专利文献1以及专利文献2中,由于对于轧制铜箔的表面而新地形成铜镀敷层、非晶质层,导致制造工序增加,制造成本增加。
[0016] 另外,在专利文献3中提出了使轧制铜箔的表面的结晶取向一致的方法,但是难以将通过轧制而制造的轧制铜箔的表面的晶体结构制成接近单晶的结晶组织。即,在专利文献1~专利文献3中,不易根本性地解决碟型下陷。
[0017] 本发明鉴于这样的问题而完成,其目的在于提供在蚀刻时抑制表面的凹部的形成的轧制铜箔。
[0018] 用于解决问题的方法
[0019] 根据本发明的第1实施方式提供一种轧制铜箔,其为经过再结晶工序而使用、具有由多个晶面构成的主表面的轧制铜箔,在按照使前述轧制铜箔的全部颗粒进行再结晶的方式升温至200℃并加热30分钟的再结晶工序之后,通过针对于前述主表面的EBSP(电子反向散射衍射花样(Electron Backscatter Diffraction Pattern))法获得的、将前述主表面中的(200)面的面积比率设为R(200)时,前述R(200)不足20%,并且构成前述主表面的前述多个晶面的最大尺寸为100μm以下。
[0020] 根据本发明的第2实施方式提供一种轧制铜箔,其为经过再结晶工序而使用、具有由多个晶面构成的主表面的轧制铜箔,通过针对于前述主表面的EBSP(电子反向散射衍射花样)法获得的、将相对于前述主表面的(220)面的面积比率设为R(220),将相对于前述主表面的(200)面的面积比率设为R(200)时,前述R(220)为20%以上50%以下,满足关系式R(220)/R(200)≥10。
[0021] 根据本发明的第3实施方式提供第2实施方式的轧制铜箔,其中,在按照使前述轧制铜箔的全部颗粒进行再结晶的方式升温至200℃并加热30分钟的再结晶工序之后,前述R(200)不足20%,并且构成前述主表面的前述多个晶面的最大尺寸为100μm以下。
[0022] 根据本发明的第4实施方式提供第1~第3实施方式中任一项的轧制铜箔,其为柔性印刷布线板用的轧制铜箔,厚度为7μm以上50μm以下。
[0023] 根据本发明的第5实施方式提供第1~第4实施方式中任一项的轧制铜箔,其升温2
至200℃并加热30分钟的再结晶工序后的抗拉强度为180N/mm 以上。
[0024] 发明的效果
[0025] 根据本发明,可获得在蚀刻时抑制表面的凹部的形成的轧制铜箔。附图说明
[0026] 图1所示为用于说明(200)面的面积比率与晶面的最大尺寸的相关关系的图。
[0027] 图2所示为本实施方式的轧制铜箔的制造工序的流程图

具体实施方式

[0028] 如上述那样,因轧制铜箔的表面中形成的晶面的结晶取向的不同而使得蚀刻速度发生变化,因而在轧制铜箔的表面上产生凹部。在这点上,本发明人对结晶取向与蚀刻速度的关系进行了深入研究。其结果可知,多个晶面之中,(200)面与其它的晶面相比较而言蚀刻速度迟缓,相邻于具有(200)面的晶粒的晶粒相对地成为凹部。而且可知,在轧制铜箔的表面中包含大的晶面时,则容易形成凹部。因此,本发明人着眼于再结晶后的轧制铜箔的表面中的(200)面的面积比率、以及晶面的尺寸,进一步进行了研究。而且发现了,通过将(200)面的面积比率以及晶面的尺寸设为规定的范围从而可抑制轧制铜箔中的碟型下陷。进一步发现了,在再结晶前的轧制铜箔中,通过使得在再结晶时变化为(200)面的(220)面、以及(200)面的面积比率分别为规定的范围,从而可获得在再结晶时不易生成碟型下陷的轧制铜箔。本发明基于以上的见解而进行。
[0029] [本发明的第1实施方式]
[0030] 以下,对本发明的第1实施方式的轧制铜箔进行说明。首先,对本实施方式的轧制铜箔的构成进行说明。
[0031] (轧制铜箔的概要)
[0032] 本实施方式的轧制铜箔例如为具备作为主表面的轧制面的板状铜箔。如后述的制造方法所示,该轧制铜箔是:对原材料的铸实施热轧工序,反复进行冷轧工序以及退火工序,然后实施最终冷轧工序而制成规定的厚度从而得到的轧制铜箔。
[0033] 作为轧制铜箔的原材料的铜材没有特别限定,例如可使用无氧铜(OFC:Oxygen-Free Copper)、韧铜(tough-pitch copper)等纯铜。作为铜材,除了韧铜等纯铜以外,还可使用例如将Sn、Ag、Zr、Fe、Co、Ni等元素以微量添加于纯铜而得到的合金
[0034] 关于本实施方式的轧制铜箔,按照成为规定的最终加工度的方式实施了最终冷轧工序,其厚度成为7μm以上50μm以下。该轧制铜箔被用于例如要求挠性的FPC等的布线材料。轧制铜箔在加热工序中,通过使结晶组织进行再结晶而显现优异的弯曲特性、折弯特性。
[0035] 最终加工度是显现轧制铜箔的弯曲特性、折弯特性的重要因素,将最终冷轧工序后的轧制铜箔的厚度设为TA,将最终冷轧工序前的加工对象物(铜的板材)的厚度设为TB的情况下,由以下的式(1)求出。
[0036] 最终加工度(%)=[(TB-TA)/TB]×100 (1)
[0037] 将轧制铜箔用于FPC的情况下,优选最终加工度为80%以上不足99%。不足80%时,施加于轧制铜箔的应变量少因此在FPC的制造工序中不易使铜箔进行再结晶。另一方面,为99%以上时,在冷轧工序中的加工热的作用下发生再结晶而使得轧制铜箔中的应变被开放,因此不易对轧制铜箔施加规定的应变量。
[0038] (轧制铜箔的轧制组织)
[0039] 在轧制铜箔中形成有规定的结晶组织,该结晶组织由多个晶粒构成。最终冷轧工序后的轧制铜箔通过将铜材以规定的轧制张力进行拉扯、以规定的轧制载荷进行轧制从而制造,因此晶粒在轧制方向被较长地拉伸而变形。通过晶粒的变形,使得最终冷轧工序后的轧制铜箔的结晶组织成为纤维状的轧制组织。
[0040] 构成轧制组织的晶粒取向于规定的结晶取向。取向于规定的结晶取向的晶粒在轧制铜箔的主表面(轧制面)上以规定的晶面的方式显现。轧制组织由多个晶粒构成,因而在轧制铜箔的轧制面显现出多个晶面,各个晶面的结晶取向不同。即,轧制铜箔的轧制面由结晶取向不同的多个晶面构成。
[0041] 作为多个晶面,例如有(200)面、(220)面、(111)面、(113)面、(123)面等。这些晶面的各个晶面在轧制铜箔的主表面上以规定的比例(面积比率)而显现,(200)面、(220)面等分别具有规定的面积比率。此处,面积比率表示的是在主表面上显现的特定的晶面的比例,表示的是主表面中的特定的晶面的面积的比例。特定的晶面的面积比率由以下的式(2)求出。
[0042]
[0043] 取向于(200)面的晶粒是:轧制面的法线矢量与(200)面的法线矢量形成的为15度以内的具有法线矢量的晶粒。多个晶面之中(200)面的蚀刻速度迟缓,导致主表面的蚀刻的不均匀。取向于(200)面的晶粒不会通过再结晶而使结晶取向变化。
[0044] 另外,取向于(220)面的晶粒是:轧制面的法线矢量与(220)面的法线矢量形成的角为15度以内的具有法线矢量的晶粒。取向于(220)面的晶粒存在有通过再结晶而变成取向于(200)面的晶粒的倾向。通过再结晶而使取向朝向(200)面变化的晶粒与取向于(200)面的晶粒进行再结晶,从而容易形成粗大的晶粒。
[0045] (轧制铜箔的再结晶组织)
[0046] 最终冷轧工序后的轧制铜箔的轧制组织通过加热而使由轧制引起的应变被开放,并且使晶粒进行再结晶,从而成为再结晶组织。在轧制铜箔的再结晶组织中,通过再结晶而使晶粒生长,与轧制组织相比较而言形成大的晶粒。另外,在再结晶时,晶粒的结晶取向发生变化,使得在轧制铜箔的主表面显现的晶面也变化。伴随着晶面的变化,主表面中的晶面的面积比率也变化。具体而言,多个晶面之中(220)面通过再结晶而向(200)面变化。另外,(200)面不会通过再结晶而使结晶取向变化,在加热后也残存。由此,在再结晶组织中,与轧制组织相比较而言(220)面的面积比率减少,另一方面(200)面的面积比率增加。
[0047] 这样地,轧制铜箔的轧制组织在加热的作用下进行再结晶,使得晶粒的结晶取向变化并且晶粒较大地生长从而变化为再结晶组织。通过该结晶组织的变化,使得轧制铜箔显现弯曲特性、折弯特性。
[0048] (轧制铜箔的构成)
[0049] 关于本实施方式的轧制铜箔具有如下构成,即,通过加热而再结晶了的再结晶组织可抑制碟型下陷的产生那样的构成,作为碟型下陷的产生原因的(200)面的面积比率以及晶面的尺寸成为规定的范围。
[0050] 即,本实施方式的轧制铜箔是经过再结晶工序而使用、具有由多个晶面构成的主表面的轧制铜箔,在按照使轧制铜箔的全部颗粒进行再结晶的方式升温至200℃并加热30分钟的再结晶工序之后,通过针对于主表面的EBSP(电子反向散射衍射花样)法获得的、将主表面中的(200)面的面积比率设为R(200)时,R(200)不足20%,并且构成主表面中的多个晶面的最大尺寸为100μm以下。
[0051] 面积比率根据上述的式(2)而算出。(200)面、(220)面等特定的晶面的面积通过使用了FE-SEM(场发射型扫描电子显微镜)的EBSP(电子反向散射衍射花样)法(高分辨能力结晶取向解析法)来测定。
[0052] EBSP法是:将电子射线入射于试样表面(轧制铜箔的轧制面),对由在此时产生的反射电子获得的菊池图案(菊池パタ一)进行解析,从而确定电子射线入射位置的结晶取向。在试样表面将电子射线二维地扫描,每隔规定的间距测定结晶取向,从而测定试样表面的结晶取向的分布,该测定结果可以以结晶取向图的方式获得。根据EBSP法,与X射线衍射法等相比较而言测定区域广泛,可测定多个晶粒(晶面)的结晶取向。
[0053] 根据通过EBSP法而获得的结晶取向图,可算出特定的晶面的面积的合计,可通过上述的式(2)算出特定的晶面的面积比率。
[0054] 另外,可根据所获得的结晶取向图,测定晶面的尺寸。晶面的尺寸表示的是晶粒在轧制铜箔的主表面上所显现出的晶面的尺寸,成为晶粒的尺寸的指标。具体而言,以结晶取向图为基础,测定1个晶面的轧制方向以及宽度方向的尺寸,将平均值设为晶面的尺寸。然后,测定构成主表面中的多个晶面的各自的尺寸,算出晶面的最大尺寸。
[0055] 关于本实施方式的轧制铜箔,在基于加热的再结晶工序后的再结晶组织中,通过EBSP法而获得的(200)面的面积比率不足20%。根据该构成,使蚀刻速度迟缓并且导致碟型下陷的(200)面的面积比率小,通过除了(200)面以外的结晶而形成均匀的凹凸。在(200)面的面积比率为20%以上的情况下,在主表面中所占的(200)面的面积大,不易抑制因蚀刻而在轧制铜箔的表面中产生的局部性的凹部。
[0056] 进一步,构成主表面中的多个晶面的最大尺寸为100μm以下。即,多个晶面之中成为最大的晶面的尺寸为100μm以下。在再结晶组织中,在晶面的最大尺寸超过100μm的情况下,晶粒粗大,因此在蚀刻时,虽然不是(200)面的凹部那般程度但是存在有产生局部性的凹凸的情况。该凹凸与(200)面的凹部同样地降低与光致抗蚀层的密合性。
[0057] 此处,对上述的(200)面的面积比率与晶面的最大尺寸的相关关系进行说明。在再结晶组织中,(200)面的面积比率增加,这表明(220)面等向(200)面变化而促进再结晶。通过再结晶使晶粒进行粒生长,从而成为大的晶粒。即,伴随着(200)面的面积比率的增加,晶粒的尺寸倾向于增加。将该相关关系示于图1。图1是用于说明(200)面的面积比率与晶面的最大尺寸的相关关系的图。在图1中,横轴表示(200)面的面积比率,纵轴表示晶面的最大尺寸。根据图1表明了,随着轧制铜箔的再结晶组织中的(200)面的面积比率增加,晶面的最大尺寸变大。而且表明了,在(200)面的面积比率为20%以上那样的情况下,晶面的最大尺寸倾向于超过100μm。
[0058] 这样地,在轧制铜箔的再结晶工序后的再结晶组织中,可将(200)面的面积比率抑制为规定的数值以下,并且可将晶面的尺寸抑制为规定的数值以下,从而可获得一种轧制铜箔,其可抑制因蚀刻而形成表面的凹部。
[0059] 另外,在轧制铜箔的再结晶工序后的再结晶组织中,可将(200)面的面积比率抑2
制为规定的数值以下,因此可获得180N/mm 以上的抗拉强度。
[0060] [本发明的第2实施方式]
[0061] 上述的第1实施方式中,对通过加热而再结晶了的再结晶组织成为规定的构成的轧制铜箔进行了说明,但是第2实施方式中,对再结晶前的轧制组织成为规定的构成的轧制铜箔进行说明。以下,对与第1实施方式不同的点进行说明。
[0062] 如上述那样,再结晶前的轧制铜箔中存在的(220)面通过再结晶而取向于(200)面。另外,再结晶前的轧制铜箔中存在的(200)面即使在再结晶后也作为(200)面而残存。即,关于轧制铜箔,通过再结晶工序使(220)面向(200)面取向从而使(200)面的面积比率增加。(200)面的面积比率变大时,则不易抑制碟型下陷。
[0063] 在这点上,关于本实施方式的轧制铜箔,通过加热进行再结晶之前的轧制组织中,使通过再结晶而增加(200)面的面积比率的(220)面、以及(200)面的面积比率成为规定的范围。
[0064] 即,本实施方式的轧制铜箔是经过再结晶工序而使用、具有由多个晶面构成的主表面的轧制铜箔,通过针对于主表面的EBSP(电子反向散射衍射花样)法获得的、将相对于主表面的(220)面的面积比率设为R(220),将相对于主表面的(200)面的面积比率设为R(200)时,R(220)为20%以上50%以下,满足关系式R(220)/R(200)≥10。
[0065] 在本实施方式中,通过伴随加热的再结晶而取向于(200)面的(220)面的面积比率成为20%以上50%以下。根据该构成,可抑制在轧制铜箔进行再结晶时发生的(200)面的面积比率的增加,可抑制蚀刻了轧制铜箔时的碟型下陷的产生。(220)面的面积比率不足20%的情况下,在加热了时再结晶难以自身进行,因此轧制铜箔的结晶组织成为轧制组织与再结晶组织的混粒。在轧制组织和再结晶组织中蚀刻速度不同,因此结果容易生成碟型下陷。另外,残留轧制组织时,则不易充分获得轧制铜箔的弯曲特性。另一方面,超过50%的情况下,通过再结晶使粒生长促进,因而生成100μm以上的粗大的晶粒,在蚀刻时在轧制铜箔的表面产生凹凸。
[0066] 另外,在本实施方式中,(220)面的面积比率R(220)以及(200)面的面积比率R(200)满足了关系式R(220)/R(200)≥10。即,通过轧制工序而形成,再结晶前的轧制铜箔中所含的(200)面的面积比率成为(220)面的面积比率的10分之1以下。根据该构成,通过抑制取向于(200)面的晶粒的结晶生长,从而可抑制粗大的晶粒的形成。
[0067] 这样地,在再结晶前的轧制铜箔的轧制组织中,使(220)面以及(200)面的面积比率为规定的数值范围,从而可在再结晶后的再结晶组织中抑制(200)面的面积比率的增加。即,可获得可抑制因蚀刻而形成表面的凹凸的轧制铜箔。
[0068] 另外,本实施方式的轧制铜箔优选为:在通过加热而再结晶时(200)面的面积比率不足20%、且多个晶面的最大尺寸为100μm以下。根据该构成,在再结晶后的再结晶组织中,可进一步抑制通过蚀刻而成为凹部的(200)面的面积比率,并且可进一步抑制由再结晶导致的粗大晶粒的形成。
[0069] [轧制铜箔的制造方法]
[0070] 下面,使用图2而说明上述的第1、第2实施方式的轧制铜箔的制造方法。图2所示为本发明的一个实施方式的轧制铜箔的制造工序的流程图。
[0071] (铸块的准备工序S10)
[0072] 如图2所示,首先,以无氧铜(OFC:Oxygen-Free Copper)、韧铜等纯铜为原材料进行铸造而准备铸块(ingot)。铸块形成为例如具备规定厚度、规定宽度的板状。关于成为原材料的无氧铜、韧铜等纯铜,为了调整轧制铜箔的各特性,也可成为添加有规定的添加材料的低浓度铜合金。作为添加材料,例如可使用Sn、Ag、Zr、Fe、Co、Ni等元素。
[0073] 予以说明,关于铸块的组成,在经过后述的最终冷轧工序S40后的轧制铜箔中也大致原样维持,在向铸块中加入了添加材料的情况下,铸块与轧制铜箔成为大致相同的添加材料浓度。
[0074] (热轧工序S20)
[0075] 下面,对所准备的铸块进行热轧,制造薄于铸造后的规定的厚度的板厚的块状物(板材)。
[0076] (反复工序S30)
[0077] 接着,对于规定的厚度的板材,进行将冷轧工序S31和退火工序S32反复实施规定次数的反复工序S30。具体而言,对于实施冷轧而加工硬化了的板材,实施退火处理而使板材退火从而缓和加工硬化。通过将其反复进行规定次数,从而制造规定的厚度的铜条(以下亦称为底料(生地))。向铜材中加入调整耐热性的添加材料等的情况下,根据铜材的耐热性而适当变更退火处理的温度条件。
[0078] 予以说明,在反复工序S30中,将反复过程中的退火工序S32称为“中间退火工序”。另外,反复的最后,即,将在刚进行后述的最终冷轧工序S40之前进行的退火工序S32称为“最终退火工序”或“底料退火工序”。
[0079] 在反复工序S30的最后进行的底料退火工序中,对上述的底料实施底料退火处理,获得退火底料。在底料退火工序中,也根据铜材的耐热性而适当变更温度条件。此时,底料退火工序优选在可以充分缓和起因于上述的各工序的加工应变的温度条件下、例如在与完全退火处理大致同等的温度条件下实施。
[0080] (最终冷轧工序S40)
[0081] 接下来,实施最终冷轧工序S40。在最终冷轧工序S40中,对由反复工序S30获得的退火底料多次进行冷轧。此时,按照可在加热了时获得显现高的弯曲特性的轧制铜箔的方式,以最终加工度为80%以上不足99%而进行冷轧。即,按照最终加工度成为上述数值范围的方式,调整每1次(一程(one-pass))的加工度,进行多次的冷轧。关于每一程的加工度,按照构成最终加工度而定义,将第n程的冷轧前的加工对象物的厚度设为TBn,将轧制后的加工对象物的厚度设为TAn,则由每一程的加工度(%)=[(TBn-TAn)/TBn]×100来表示。
[0082] 在最终冷轧工序等轧制加工中,通过将退火底料等铜材引入于例如相互对向的1对辊间的间隙,在相反侧拉出从而减厚。在引入于辊前的入口侧,为了以规定的速度卷出铜材,因而对铜材施加规定的张力(卷出侧张力),施加与材料被轧制的方向为反方向的拉伸张力。另一方面,在从辊拉出后的出口侧,为了以规定的速度卷取铜材,因而对铜材施加规定的张力(卷取侧张力),在材料被轧制的方向施加拉伸张力。在轧制加工中,通过适当调整上述卷出侧张力以及卷取侧张力,从而调整施加于铜材的轧制张力。另外,适当调整引入铜材的辊的轧制载荷。
[0083] 在最终冷轧加工中,通过适当调整作为轧制条件的轧制张力以及轧制载荷,从而调整所制造的轧制铜箔的结晶组织的应变。通过调整应变,从而使轧制面中形成的晶面发生变化,适当变更其面积比率。
[0084] 此处,对由轧制条件导致的轧制组织的差异进行说明。
[0085] 作为轧制条件,例如在将铜材的卷出侧张力和卷取侧张力设为同程度而调整轧制张力的情况下,在提高轧制载荷的情况下,存在有轧制铜箔的轧制组织变为称作α-fiber的结晶组织的倾向。α-fiber是在将纯铜轧制了的情况下经常显现的轧制组织,在其轧制面上主要显现{112}<111>。α-fiber通过加热工序而再结晶,但是α-fiber的再结晶组织比较强地受到轧制组织的结晶取向的影响。由此,关于α-fiber的再结晶组织,通过使具有比较无规的结晶取向的晶粒进行粒生长,从而成为晶粒细并且不包含粗大的晶粒的结晶组织。
[0086] 另一方面,作为轧制条件,例如在相对于铜材的卷出侧张力增大卷取侧张力的情况下,在降低轧制载荷的情况下,存在有轧制铜箔的结晶组织成为称作β-fiber的轧制组织的倾向。β-fiber是:除了Brass方位{110}<112>之外,还有Cu方位{112}<111>、S方位{123}<634>的各方位连续地变化的轧制组织。与上述的α-fiber相比较,β-fiber以取向于(200)面的晶粒为核,从而容易形成取向于(200)面的粗大的晶粒。
[0087] 因此,在本实施方式中,在最终冷轧工序中,通过适当调整轧制条件,从而形成较多地存在α-fiber的轧制组织。即,制造出如下轧制铜箔,其中,(220)面的面积比率为20%以上50%以下,并且(220)面的面积比率R(220)与(200)面的面积比率R(200)满足关系式R(220)/R(200)≥10。
[0088] (表面处理工序S50)
[0089] 最后,对所获得的轧制铜箔进行规定的表面处理。在用于FPC的轧制铜箔中,一个面成为与基材的粘接面,另一个面成为涂布光致抗蚀剂的面。在与基材的粘接面上,为了确保与基材的粘接力而实施粗化处理,制成粗化面。关于粗化面,为了进一步使与基材的粘接性方面的耐热、耐化学品等粘接特性、蚀刻特性等实现稳定化,实施各种各样的表面处理。涂布光致抗蚀剂的面成为光泽面。由于在光泽面上要求耐加热变色性、焊料润湿性、抗蚀层密合性、软蚀刻时的熔解性、表面的均匀性等,因而实施规定的处理。通过以上,制造本实施方式的轧制铜箔。
[0090] [柔性印刷布线基板的制造方法]
[0091] 下面,对使用了本发明的一个实施方式的轧制铜箔的柔性印刷布线板(FPC)的制造方法进行说明。
[0092] 使用的轧制铜箔中,(220)面的面积比率为20%以上50%以下,(220)面以及(200)面的面积比率满足上述的关系式。
[0093] (贴合工序)
[0094] 首先,将本实施方式的轧制铜箔裁剪为规定的尺寸,与例如包含聚酰亚胺等树脂的FPC的基材贴合,从而形成贴铜的层叠板。贴合铜箔时,也可介由粘接剂而贴合铜箔,也可不经由粘接剂而直接贴合。在使用粘接剂的情况下,通过加热处理使粘接剂固化而使轧制铜箔与基材密合并且一体化。在不使用粘接剂的情况下,通过加热、加压处理使轧制铜箔与基材直接密合。加热处理中的加热条件可根据粘接剂、基材的固化温度等而适当选择,例如升温至200℃并保持30分钟。
[0095] 通过贴合工序时的加热处理,使得轧制铜箔的轧制组织进行再结晶而成为再结晶组织。即,轧制铜箔的贴合工序兼作为轧制铜箔的再结晶工序。具有再结晶组织的轧制铜箔成为具备优异的弯曲特性以及折弯特性的轧制铜箔。
[0096] 在再结晶工序中,按照使轧制铜箔的全部颗粒进行再结晶的方式加热。轧制铜箔中,通过再结晶工序使得(200)面的面积比率不足20%,且多个晶面的最大尺寸为100μm以下。
[0097] 予以说明,通过使贴合工序兼作再结晶工序,从而到将轧制铜箔贴合于FPC的基材为止,可在冷轧工序后的加工硬化了的状态下对轧制铜箔进行处理,可以不易引起将轧制铜箔贴合于基材时的伸长、褶皱、折断等变形。
[0098] (软蚀刻工序)
[0099] 下面,对再结晶后的轧制铜箔的表面进行软蚀刻,去除形成于轧制铜箔的表面的氧化膜。软蚀刻时,轧制铜箔的再结晶组织的(200)面的面积比率不足20%,且多个晶面的最大尺寸为100μm以下。即,轧制铜箔的再结晶组织中,蚀刻速度大的(200)面的面积比率低,形成着细的晶粒。由此,在轧制铜箔中,难以形成由蚀刻速度的差异导致的表面的凹凸。
[0100] (表面加工工序)
[0101] 下面,对贴铜的层叠板的轧制铜箔实施表面加工。在表面加工中进行如下工序:对于轧制铜箔使用例如蚀刻等技术而形成铜布线等的布线形成工序,为了提高铜布线与其它的电子部件的连接可靠性而实施镀敷处理等表面处理的表面处理工序,为了保护铜布线等而按照覆盖铜配线上的一部分的方式形成阻焊层等保护膜的保护膜形成工序。
[0102] 在布线形成工序中,例如将光致抗蚀层形成于轧制铜箔上,但是轧制铜箔的表面中由软蚀刻导致的凹部少,因此使轧制铜箔与光致抗蚀层的密合性高。其结果,在通过蚀刻形成布线时,可抑制蚀刻液的渗入,可精度良好地形成布线。
[0103] 通过以上,制造使用了本实施方式的轧制铜箔的FPC。
[0104] [本发明的其它实施方式]
[0105] 以上,具体说明了本发明的实施方式,但是本发明不受限于上述的实施方式,可在不脱离其要旨的范围进行各种变更。
[0106] 例如,在上述的实施方式中,作为轧制铜箔的铜材,对使用了纯铜的情况进行了说明,但是也可根据耐热性等各特性的调整而适当含有添加材料。
[0107] 另外,在上述的实施方式中,在FPC的制造时,贴合铜箔的工序兼作轧制铜箔的加热工序(再结晶工序),但是再结晶工序也可作为与贴合工序区别的另一工序进行。
[0108] 另外,在上述的实施方式中,轧制铜箔使用于FPC用途中,但是轧制铜箔的用途不限定于此,而可用于需要优异的弯曲特性以及折弯特性的用途。轧制铜箔例如也可作为锂离子二次电池负极材料而使用。
[0109] 另外,在上述的实施方式中,对设置了软蚀刻工序的情况进行了说明,但是也可在将轧制铜箔形成为布线之前,设置将轧制铜箔的厚度薄化的半蚀刻(half etching)工序。
[0110] 实施例
[0111] 下面,对本发明的轧制铜箔的实施例进行说明。
[0112] (实施例1、实施例2、比较例1~4)
[0113] 在本实施例中,对轧制条件进行适当变更而制造轧制铜箔,将该轧制铜箔加热而再结晶后,确认有无产生碟型下陷。然后,对由再结晶前的轧制铜箔的特性或再结晶后的轧制铜箔的特性导致的碟型下陷的产生进行了评价。具体而言,如以下所示进行。
[0114] <轧制铜箔的制造>
[0115] 首先,在对铸块进行了热轧后,反复进行冷轧加工以及退火,从而准备了由厚度50μm的韧铜形成的铜材(退火底料)。其后,对退火底料实施最终冷轧加工,去除轧制油,从而制造了实施例1、实施例2、和比较例1~4的轧制铜箔(厚度10μm)。作为最终冷轧加
2
工中的轧制条件,如以下的表1所示,将卷出张力以及卷取张力分别设为100N/mm,将轧制载荷设为50t。另外,将各程的加工度设为40%~10%而将程数适当变更为0、5~7。
[0116] 在比较例4中将程数设为了0,这表示的是不进行最终冷轧加工,成为退火底料的原来的状态。予以说明,作为用于轧制的辊(工作辊),使用了直径120mm的辊。
[0117] 表1
[0118]
[0119] <再结晶前的特性的评价>
[0120] 下面,关于上述中制造的轧制铜箔,对再结晶前的特性进行了评价。作为轧制铜箔的再结晶前的特性,测定轧制铜箔的主表面中的(220)面的面积比率R(220)以及(200)面的面积比率R(200),算出了其比率R(220)/R(200)。在测定时,通过平整碾磨装置,从而去除形成于轧制铜箔的表面(轧制面)的氧化膜,通过SEM-EBSP(Scanning Electoron Microscope-Electron BackScattering Pattern)对该表面进行分析。在基于EBSP的分析中,使用了扫描型电子显微镜SU-70(日立High-Technologies制)以及OIM(TSL制)。作为分析条件,设为倍率200倍、斜率70度、分析区域100μm×100μm、测定间距0.3μm,获得了各个轧制铜箔的主表面的结晶取向图。以所获得的结晶取向图为基础,计算各晶面的结晶取向,测定R(220)及R(200),算出了其比率R(220)/R(200)。将其结果示于以下的表2。
[0121] 表2
[0122]
[0123] 如表2所示确认了,关于实施例1、实施例2的轧制铜箔,在再结晶前(220)面的面积比率R(220)为20%~50%的范围,R(220)/R(200)为10以上。
[0124] 另一方面确认了,关于比较例1~4的轧制铜箔,在再结晶前(220)面的面积比率R(220)为20%~50%的范围之外,或R(220)/R(200)不足10。
[0125] <再结晶后的特性的评价>
[0126] 下面,将由上述制造的轧制铜箔在大气中升温至200℃后,保持30分钟而进行了再结晶。这模拟:通过上述的贴合工序等实施的再结晶工序(加热处理工序)的热负荷。关于再结晶后的轧制铜箔,对再结晶后的特性进行了评价。作为轧制铜箔的再结晶后的特性,对(200)面的面积比率R(200)、晶面的最大尺寸、碟型下陷的产生、以及没有进行再结晶的颗粒的有无进行了评价。以下说明各个评价方法。
[0127] (1)(200)面的面积比率R(200)
[0128] 与再结晶前的特性的评价同样地操作,通过EBSP法,测定了再结晶后的轧制铜箔的(200)面的面积比率R(200)。作为分析条件,设为倍率200倍、斜率70度、分析区域400μm×400μm、测定间距3μm。
[0129] (2)晶面的最大尺寸
[0130] 关于晶面的最大尺寸,以通过EBSP法而获得的结晶取向图为基础,测定晶面的轧制方向以及宽度方向的尺寸,将任一个大的数值设为1个晶面的尺寸。然后,分别测定多个晶面的尺寸,将多个晶面之中成为最大的晶面的尺寸作为晶面的最大尺寸而求出。
[0131] (3)碟型下陷的有无
[0132] 关于碟型下陷的有无,对再结晶后的轧制铜箔的表面进行软蚀刻,从而确认出有无产生碟型下陷。具体而言,使用过硫酸系蚀刻液,将再结晶后的轧制铜箔的表面蚀刻1μm,通过金相显微镜观察水洗、干燥后的轧制铜箔的表面。
[0133] (4)没有进行再结晶的颗粒的有无
[0134] 关于没有进行再结晶的颗粒的有无,以通过EBSP法而获得的结晶取向图的信息为基础,挑选出晶粒的晶粒粒径为3μm以下的区域、即,不能以测定间距3μm而信赖度高地分析的区域,对于该区域再次以测定间距0.3μm而进行EBSP分析从而确认。将如下情况设为判定基准:此时的晶粒在轧制方向延长、结晶取向由上述的轧制聚集组织形成。
[0135] 将它们的评价结果示于表2。根据表2确认了,在作为再结晶前的特性的(220)面的面积比率为20%以上50%以下、且R(220)/R(200)为10以上的实施例1、2的轧制铜箔在再结晶后(200)面的面积比率小,没有形成粗大的晶粒(最大尺寸为100μm以上的晶粒)。另外,没有确认出碟型下陷的产生。另外,没有确认出没有进行再结晶的颗粒,确认了全部的颗粒为再结晶了的状态。
[0136] 与此相对,在作为再结晶前的特性的(220)面的面积比率超过了50%的比较例1和比较例2中,再结晶后的粒生长显著,作为结果,确认出(200)面的面积比率高,形成有粗大的晶粒。另外,在比较例1和比较例2中,确认出碟型下陷的产生。予以说明,在比较例1和2中,没有确认出没有进行再结晶的颗粒,确认了全部的颗粒为再结晶了的状态。
[0137] 在比较例3中,在轧制加工时的加工热的作用下产生再结晶,因此作为再结晶前的特性的R(220)/R(200)不足10。其结果,在再结晶后(200)面的面积比率高,形成粗大的晶粒,因此确认出碟型下陷的产生。予以说明,在比较例3中确认了全部的颗粒为再结晶了的状态。
[0138] 在比较例4中,再结晶后的(200)面的面积比率以及R(220)/R(200)没有问题,但是确认了碟型下陷的产生。另外,确认出没有进行再结晶的颗粒,确认了没有充分促进再结晶。由确认出没有进行再结晶的颗粒可知,可认为,作为再结晶前的特性的(220)面的面积比率低,再结晶得不到促进,因此成为轧制组织与再结晶组织的混粒。其结果可认为,因轧制组织与再结晶组织的蚀刻速度的差异而产生了碟型下陷。
[0139] (实施例3~6、比较例5~7)
[0140] 在实施例3~6、比较例5~7中,作为轧制条件,轧制速度为400m/分钟,对卷出张力以及卷取张力进行适当变更,将冷轧固定为7程,除此以外,与实施例1同样地制造了轧制铜箔。将各个轧制条件示于以下的表3。
[0141] 表3
[0142]
[0143] 对于所制造的轧制铜箔,与实施例1同样地对再结晶前的特性进行了评价。另外,与实施例1同样地使所制造的轧制铜箔进行再结晶,从而对其再结晶后的特性进行了评价。将其评价结果示于以下的表4。
[0144] 表4
[0145]
[0146] 根据表4,实施例3~6的轧制铜箔的再结晶前的特性良好,另外再结晶后的特性也良好,因而没有确认出碟型下陷的产生。
[0147] 在比较例5、6中,尽管轧制铜箔的再结晶前的特性良好,但还是确认出碟型下陷的产生。这可认为是,因卷取张力的影响而导致轧制铜箔中的轧制组织发生变化,在再结晶时粒生长变为激烈,结果使得轧制铜箔的再结晶后的特性恶化。
[0148] 在比较例7中,尽管作为再结晶前的特性的(220)面的面积比率R(220)为50%以下,但还是在轧制加工中引起再结晶,R(220)/R(200)不足10。其结果,确认出再结晶后的特性恶化,产生碟型下陷。
[0149] (实施例7、实施例8、比较例8~11、参考例1、参考例2)
[0150] 在实施例7、实施例8、比较例8~11、参考例1、参考例2中,作为轧制条件,将轧制速度设为400m/分钟,对轧制载荷进行适当变更,将冷轧固定为7程,除此以外,与实施例1同样地制造了轧制铜箔。将各个轧制条件示于以下的表5。
[0151] 表5
[0152]
[0153] 对于所制造的轧制铜箔,与实施例1同样地对再结晶前的特性进行了评价。另外,与实施例1同样地使所制造的轧制铜箔进行再结晶,从而对其再结晶后的特性进行了评价。将其评价结果示于以下的表6。
[0154] 表6
[0155]
[0156] 根据表6,在实施例7、实施例8的轧制铜箔中再结晶前的特性良好,另外再结晶后的特性也良好,因此没有确认出碟型下陷的产生。
[0157] 在比较例8~10中,尽管轧制铜箔的再结晶前的特性良好,但还是确认出碟型下陷的产生。这可认为是,通过轧制载荷而使轧制铜箔中的轧制组织发生变化,在再结晶时使粒生长变为激烈,结果使轧制铜箔的再结晶后的特性恶化。
[0158] 在比较例11中,尽管作为再结晶前的特性的(220)面的面积比率R(220)为50%以下,但还是在轧制加工中引起再结晶,R(220)/R(200)不足10。其结果确认出,再结晶后的特性恶化,产生碟型下陷。
[0159] 予以说明,根据参考例1、参考例2确认了,即使作为再结晶后的特性的(200)面的面积比率R(200)为20%以上也不产生碟型下陷。
[0160] 根据以上内容确认了,也存在在轧制铜箔中无法确认碟型下陷的产生的情况,但是通过具有规定的构成作为再结晶前的特性或再结晶后的特性,从而抑制碟型下陷的产生。
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