JPH02225638A - フレキシブルプリント用銅合金圧延箔 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、フレキシブルプリント用鋼合金圧延箔に係り
、詳細には、たとえば、プリント回路、テープキャリヤ
などの配線回路に使用されるフレキシブルプリント用銅
合金圧延箔に関するものである。さらに詳しくは、極微
細加工性、Ｓｎめっき被覆時の耐ウィスカ性、耐熱性お
よび導電性に優れるフレキシブルプリント用銅合金圧延
箔に関するものである。

［従来の技術］ プリント回路などの電気回路には５〜４０μｌの厚さの
銅箔が多用されている。このような銅箔には電解鋼箔と
圧延銅箔がある。

プリント回路基板には、ガラスエポキシ、紙フエノール
などの基板上に銅箔をクラッドした後、レジストエツチ
ング法により所望の回路パターンに形成した基板のほか
に、ポリイミドなどのフィルムに銅箔を張り合せできる
フレキシブル回路基板もある。これらの一部はテープキ
ャリヤ、ＴＡＢ　（Ｔａｐｅ　Ａｕｔｏｍａｔｅｄ　Ｂ
ｏｎｄｉｎｇ　）リードとして半導体チップの実装に使
用されている。フレキシブル回路基板にはフレキシビリ
ティの点で優る圧延箔が使用される。

近年、電気機器の小型化と高密度化と多機能化にともな
って、プリント回路基板の高密度が強く求められており
、このため小型チップ部品を高密度実装ができる表面実
装方式が次第に採用され始めた。

テープキャリヤやＴＡＢのリードは、最近では、ピッチ
間距離が８０ｇ厘以下にも近接するようになってきてい
る。

［発明が解決しようとする課題］ 圧延箔としては通常タフピッチ鋼および無酸素鋼が使用
されているが、いずれもリードとして使用する場合、電
子デバイスと接合する部分は厚さ５μ膳のＮｉ下地めっ
きを形成し、さらに、その上に厚さ１μ露の＾Ｕめつぎ
を形成している。

配線のリード間ピッチが８０μ−と狭い接続部分には上
記の旧下地めっきとＡｕめっき被覆が常識とされていた
。

旧下地めっき上にＡｕめっきを行ったものは信頼性の高
いものではあるが、高価なものであるため、それに代る
安価なＳｎめっきが試みられている。しかし、Ｓｎめフ
きの場合は短時間でのウィスカ発生による配線間の短絡
が生ずるという課題がある。一方、ウィスカ対策のため
Ｓｎめっきに代えはんだめっきが検討されている。しか
し、はんだめっきでははんだ密着性不良という不具合い
が生じるため、この考え方は実用化には至フていない。

本発明は銅合金系圧延箔に係るもので、従来のＣｕ圧延
箔の代りに、接合部およびその近傍のめっきを、Ｍｌめ
っきと＾Ｕめっきの２層めフきからＳｎめっきないしは
んだめっきに置ぎ代えることが可能となり、しかも、そ
のＳｎめっき層がウィスカを全く生じず、はんだ接合時
の２８０℃での加熱によっても母材が軟化せず、錫およ
びはんだの！ｊｌ殖も１５０℃×１０σＯＨｒ保持後に
も起こらず、また、強度導電率も高い箔でありて、しか
も、　５μｍの厚さで８０μ■程度のピッチでレジスト
エツチングしても目標通りに非常にきれいにエツチング
できるフレキシブルプリント用銅合金圧延箔を提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明のＮ１の要旨は％Ｆｅ：０．０５〜０．２０１　
　（重ｉｔ以下同じ）　、Ｐ：０．０２〜０．２０１　
、Ｚｎ：１．Ｏ〜５．０ｋ（ただし、！、鴎は除く　）
　、１０ｐｐｍ以下のＳを含有し、残部Ｃｕと不純物と
からなることを特徴とするフレキシブルプリント用銅合
金箔に存在する。

本発明の第２の要旨は、Ｆａ：０．０５〜０．２０１　
、　Ｐ：０．０２〜０．２０１　、　Ｚｎ：１．０〜５
．０Ｘ　（ただし、１．０′４は除く　）　、　１０ｐ
ｐｍ以下のＳを含有し、不純物と酸素との合計が５０ｐ
ｐｍ以下、残部Ｃｕかうなることを特徴とするフレキシ
ブルプリント用銅合金箔に存在する。

本発明の第３の要旨は、箔の厚さを４０μｍ以下とした
ことを特徴とする請求項！または請求項２に記載のフレ
キシブルプリント用銅合金圧延箔に存在する。

［作　用］ 本発明の含有元素の作用効果および限定理由を説明する
。

Ｚｎはｔ　ＳＲＡＭ材のウィスカ発生を抑制し、Ｓｎめ
っ籾ないしはんだめっきの密着性を向上させ、導電率を
高める。そのためには、１９ｇを超えてＺｎを含有させ
る必要がある。。

ｚｎを１零を超えて含有させると、密着性を悪くする金
属間化合物（Ｃｕ３Ｓｎ）相の生成を抑制でき、Ｃｕ、
Ｓｎ相の母材側に生ずるカーケンダールホイドの生成を
抑制でき、密着性が向上するものと考えられる。

また、Ｓｎめフぎ中へ微量のＺｎが拡散し、Ｓｎの内部
応力を緩和するため、ウィスカ成長を抑制していると思
われる。

しかし、Ｚｎが５零を超えると耐ウィスカ性には問題は
ないが、導電率がｌ１ＯｋＩＡＣ５未満となったり、黄
銅独特の応力腐食割れを生じやすい性質を保有してくる
という短所が表れてくるので、ｚｎは５零以下とする。

次にＳの含有量の上限を定めた理由について記述する。

従来の銅合金においては、銅合金中ではＳは多くはＣｕ
Ｓとして存在し、　ＭｎあるいはＭｇが不鈍物として含
有されていると、ＭｎＳとして存在する。いずれも、粒
赤中に届在し、そのためにエツチング時の不具合が生じ
ることを知見した。従来の銅合金においては、特に、５
〜４０μｌ厚さの箔となるとレジストエツチングする場
合にエツチング液をはじいたりして、エツチングむらな
どの不具合いを生じていた０本発明者は、その原因の探
究を行った。その結果、その原因はＳに存在することを
知見した。したがって、不具合の発生を防ぐためには、
Ｓを完全に除去することが望ましいが、原料・炉材、被
覆木炭、燃料などからの混入は避は難く、ＩＤｐｐｍ以
下と定めた。

また、酸素と不純物とについても、不純物が酸化物の状
態で存在すると、５〜４０μ腫の厚さの箔では、上記の
Ｓと同様、エツチング時の微細加工を阻害することが分
かり、５０ｐｐｍ以下と定めた。

Ｓ、酸素および不純物は、厚さが０．１　ａｍ以上の板
・条では、表面に現れても、それらの化合物の大きさ・
数・量は僅かであり、通常混入する量を制限する必要は
ないが、厚さ５〜４０μ■の箔になると、圧延時のピン
ホールの発生、圧延切れ、さらには、前述のレジストの
接着不良、エツチング不良などが生じること紮木発明者
は知見し、前述の上限に定める。

ＦｅはＰと燐化鉄を形成し、強度の向上とはんだ付は温
度条件での軟化を防止するための必須の元素である。し
かし、０．０５零未満ではＰ（含有量０．０２〜０．Ｇ
５零）の一部と化合して、燐化鉄を形成しても、強度向
上の効果は期待で鮒ない、また、Ｆａ含有量が０．１５
１を超えると、燐化鉄を形成し得ない固溶Ｆａが増加し
、導電率を低下させるように作用する。よって、Ｆａの
含有量は［１，０５〜Ｑ、１５零とする。

ＰはＦｅと燐化鉄を形成して強度の向上、軟化温度の向
上に寄与する元素であるが、含有量が０．０２を末溝で
は強度向上等に寄与できる程ではなく、含有量がｏ、ｏ
ｓｘを超えると燐化鉄を形成し得ない固溶Ｐが増加し、
導電率を低下させるようになる。よって、Ｐ含有量は０
．０２〜０．０５にとする。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例によって説明する。

第１表に示す各種合金を黒鉛ツボで溶解して、金型鋳造
した。鋳塊を機誠加工により表裏面を各２．５ｍｍ面削
して５０ｓ＋ａ＋ｔ　Ｘ　７０ｍｍｗ　Ｘ　２０（１＋
ｕ＋Ｉｌとし、９００℃の温度で厚さ１０ｍｍまで熱間
圧延し、ａＯＯ℃以上の温度から水冷し、スケール除去
後厚さ０．２ｍｍまで冷間圧延し、ついで５００℃×Ｉ
Ｈ「の中間焼鈍を行った１次に、入念に酸洗し、ざらに
冷間圧延を繰り返し、厚さ３５μ層の箔を製作し、ピン
ホール、圧延切れを観察した。

また、同様の手順によって、厚さ５μｍと６５μ鴎の箔
とを作製した。

（エツチング性） これらの箔について、幅１００μｍ、間隔８０μ曽、長
さ２０μ−で５０本のレジストを焼きつけ、塩化第２鉄
溶液４０零でケミカルミーリングして、５０木のリード
を製作その健全性を調査した。

（ウィスカの発生程度） アルカリ中で電界脱脂後硫酸洛中で電流密度３Ａ／ｄａ
’によフて厚さ　１．５μ墓のＳｎめっきを行い、エポ
キシ樹脂系の接着材でＳｎめっきと反対側面を０．２ｍ
鳳銅合金板で貼りつけ、曲げによって約４ｋｇ／ｌ１ｍ
２の圧縮応力を加え、室温で１年間放置後、ウィスカの
発生の有無を調査した。

（軟化特性、導電率） 軟化特性については、木炭で被覆下で電気炉中でＩＨｒ
保持し、引張強度の６割の値を維持する温度を求めた。

導電率は、ＪＩＳＨＯ５Ｑ５に基づいた。

以上の試験結果をまとめて第１表に示した。

Ｚｎを１〜５零含む合金は、表面にＳｎめっきが行われ
ても、ウィスカが生ずることもなく、また、Ｓおよび酸
素とその他の不純物とを規制することによって厚さ　５
〜４０μｌの箔においてもレジストエツチング後の不良
率が２零以下と良好となった。

特に、他の合金箔では、　５〜４０μ塵と厚みが薄くな
ると、エツチング性の低下が著しいが、本発明の合金で
はほとんど低下しない。

また、はんだ付けなどの加熱によっても、１）１ｒの加
熱によっても、軟化温度２Ｈ℃以上を示している。なお
、表中には従来合金としてタフピッチ鋼（Ｎｏ、８）を
併記した。

［発明の効果］ 本発明によれば、従来のＮｉと＾Ｕとのめっきの代わり
に、Ｓｎめっきを行っても、ウィスカ性を全く生ずるこ
ともない。

また、極微細加工後の歩留も向上する。

さらに、従来材より格段に優れる引張強度を有している
。

このように、本発明は、フレキシブルプリント用銅合金
箔として優れた特性を有しており、電子機器の小型化高
密度実装化、多機能化のための材料として優れた特性を
有している。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｆｅ：０．０５〜０．２０％（重量％以下同じ）
   、Ｐ：０．０２〜０．０５％、Ｚｎ：１．０〜５．０％
   （ただし、１．０％は除く）、１０ｐｐｍ以下のＳを含
   有し、残部Ｃｕと不純物とからなることを特徴とするフ
   レキシブルプリント用銅合金箔。
2. （２）Ｆｅ：０．０５〜０．２０％、Ｐ：０．０２〜０
   ．０５％、Ｚｎ：１．０〜５．０％（ただし、１．０％
   は除く），１０ｐｐｍ以下のＳを含有し、不純物と酸素
   との合計が５０ｐｐｍ以下、残部Ｃｕからなることを特
   徴とするフレキシブルプリント用銅合金箔。
3. （３）箔の厚さを４０μｍ以下としたことを特徴とする
   請求項１または請求項２に記載のフレキシブルプリント
   用銅合金圧延箔。