專利名稱：柔性扁平電纜及其制造方法、柔性印刷基板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及柔性扁平電纜、柔性印刷基板、柔性扁平電纜的制造方法以及柔性印刷基板的制造方法。本發(fā)明特別涉及具有含錫合金的導(dǎo)電層的柔性扁平電纜、柔性印刷基板、柔性扁平電纜的制造方法以及柔性印刷基板的制造方法。
背景技術(shù)：
近年的電氣設(shè)備中使用很多信號線。而且，在向電氣設(shè)備中有動作的部件發(fā)送信號時，該部件和向該部件發(fā)送信號的部件通過具有可撓性的柔性扁平電纜(FFC)或柔性印刷基板(FPC)來連接。而且，在FFC和FPC的配線材料的表面設(shè)置了用于防止配線材料的氧化、腐蝕等的錫、銀、金、鎳等鍍層。此處，由于錫柔軟，施加壓力時容易變形。因此，在雄雌端子的配線層上施加錫鍍層時，由于雄端子和雌端子的嵌合，使得錫鍍層變形，從而增加雄端子和雌端子的接觸面積。由于這樣能夠降低接觸電阻，因此在配線材料的表面施加錫鍍層被廣泛實施。此處，在配線表面設(shè)置含錫的鍍層時，從該鍍層會析出被稱作“晶須”的針狀晶體，有可能使具有該鍍層的配線與其他配線發(fā)生短路。于是，以往已知有在導(dǎo)電體部件的電氣接線部分施加厚度0.2μπι以上、不足 1. Oym的錫鍍層后，通過熱處理使錫鍍層的錫和導(dǎo)電體的合金層的比率為50%以上的導(dǎo)電體部件的制造方法(例如，參照專利文獻1)。專利文獻1中記載的導(dǎo)電體部件的制造方法由于在錫的熔點以上的溫度實施熱處理從而形成錫的合金層，因此能夠減少作為晶須的產(chǎn)生源的錫層的量，從而能夠在無鉛時減少晶須的產(chǎn)生。專利文獻1 日本特開2006-127939號公報

發(fā)明內(nèi)容
但是，專利文獻1中記載的導(dǎo)電體部件的制造方法由于在錫的熔點以上的溫度實施熱處理，因此通過錫的再結(jié)晶化會產(chǎn)生晶粒大的錫，這種情況下，無法充分緩和在導(dǎo)電體內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力，從而有可能難以控制晶須的產(chǎn)生。因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠抑制晶須產(chǎn)生的柔性扁平電纜、柔性印刷基板、柔性扁平電纜的制造方法以及柔性印刷基板的制造方法。為了達成上述目的，本發(fā)明提供一種柔性扁平電纜，其具備具有由銅或銅合金構(gòu)成的導(dǎo)電性基材和設(shè)置于前述導(dǎo)電性基材表面的導(dǎo)電層的導(dǎo)體、設(shè)置于前述導(dǎo)體上方的第 1絕緣層以及設(shè)置于前述導(dǎo)體下方的第2絕緣層。前述導(dǎo)電層由在前述導(dǎo)電性基材上形成的銅_錫金屬間化合物層以及在該銅_錫金屬間化合物層上形成的殘余錫層構(gòu)成，所述殘余錫層至少包含由錫和鉍構(gòu)成的錫_鉍固溶體、錫和不可避免的雜質(zhì)。另外，就上述柔性扁平電纜而言，錫-鉍固溶體優(yōu)選含有3質(zhì)量％以下的鉍。另外，就上述柔性扁平電纜而言，殘余錫層優(yōu)選進一步含有未完全固溶而析出的鉍晶體。
另外，就上述柔性扁平電纜而言，導(dǎo)電層中含有的錫-鉍固溶體使用X射線衍射裝置測定的該錫-鉍固溶體的晶格常數(shù)優(yōu)選為，a軸在0. 584nm以上0. 585nm以下的范圍內(nèi)， c軸在0. 3185nm以上0. 32nm以下的范圍內(nèi)。另外，就上述柔性扁平電纜而言，導(dǎo)電層中含有的前述錫-鉍固溶體使用X射線衍射裝置測定的該錫-鉍固溶體的晶胞體積優(yōu)選在0. 1085nm3以上0. 109nm3以下的范圍內(nèi)。另外，為了達成上述目的，本發(fā)明提供一種柔性印刷基板，其具備第1絕緣膜和第2絕緣膜，以及設(shè)置于前述第1絕緣膜和前述第2絕緣膜之間的、具有由銅或銅合金構(gòu)成的導(dǎo)電性基材和設(shè)置于前述導(dǎo)電性基材表面的導(dǎo)電層的配線電路。前述導(dǎo)電層由在前述導(dǎo)電性基材上形成的銅-錫金屬間化合物層以及在該銅-錫金屬間化合物層上形成的殘余錫層構(gòu)成，所述殘余錫層至少包含由錫和鉍構(gòu)成的錫-鉍固溶體、錫和不可避免的雜質(zhì)。另外，就上述柔性印刷基板而言，錫-鉍固溶體優(yōu)選含有3質(zhì)量％以下的鉍。另外，就上述柔性印刷基板而言，殘余錫層優(yōu)選進一步含有未完全固溶而析出的鉍晶體。另外，就上述柔性印刷基板而言，導(dǎo)電層中含有的前述錫-鉍固溶體使用X射線衍射裝置測定的該錫_鉍固溶體的晶格常數(shù)優(yōu)選為，a軸在0. 584nm以上0. 585nm以下的范圍內(nèi)，c軸在0. 3185nm以上0. 32nm以下的范圍內(nèi)。另外，就上述柔性印刷基板而言，導(dǎo)電層中含有的錫-鉍固溶體使用X射線衍射裝置測定的該錫-鉍固溶體的晶胞體積優(yōu)選在0. 1085nm3以上0. 109nm3以下的范圍內(nèi)。另外，為了達成上述目的，本發(fā)明提供一種柔性扁平電纜的制造方法，其具備準(zhǔn)備由銅或銅合金構(gòu)成的導(dǎo)電性基材的基材準(zhǔn)備工序、在前述導(dǎo)電性基材的表面實施錫-鉍合金鍍從而形成帶錫_鉍合金鍍層的基材的鍍敷工序、對前述帶錫_鉍合金鍍層的基材實施前述錫-鉍合金鍍層的熔點以上的溫度的熱處理的熱處理工序、前述熱處理工序后以 2000C /sec以上的冷卻速度冷卻前述帶錫-鉍合金鍍層的基材從而形成帶導(dǎo)電層的基材的冷卻工序以及在經(jīng)過前述冷卻工序的前述帶導(dǎo)電層的基材上方設(shè)置第1絕緣層，下方設(shè)置第2絕緣層的絕緣層形成工序。前述導(dǎo)電層由在前述導(dǎo)電性基材上形成的銅-錫金屬間化合物層以及在該銅-錫金屬間化合物層上形成的殘余錫層構(gòu)成，所述殘余錫層至少包含由錫和鉍構(gòu)成的錫_鉍固溶體、錫和不可避免的雜質(zhì)。另外，就上述柔性扁平電纜的制造方法而言，錫_鉍合金鍍優(yōu)選在純錫中含有3質(zhì)量％以上10質(zhì)量％以下的鉍。另外，就上述柔性扁平電纜的制造方法而言，導(dǎo)電層優(yōu)選包含含有3質(zhì)量％以下的鉍的前述錫-鉍固溶體。另外，為了達成上述目的，本發(fā)明提供一種柔性印刷基板的制造方法，其具備在第1絕緣膜上形成由銅或銅合金構(gòu)成的導(dǎo)電性基材的基材形成工序、在前述導(dǎo)電性基材的表面實施錫-鉍合金鍍的鍍敷工序、實施前述錫-鉍合金鍍的熔點以上的溫度的熱處理的熱處理工序、前述熱處理后以200°c /sec以上的冷卻速度冷卻前述錫-鉍合金鍍從而形成導(dǎo)電層的冷卻工序以及前述冷卻工序后用第2絕緣膜被覆前述導(dǎo)電層的被覆工序。前述導(dǎo)電層由在前述導(dǎo)電性基材上形成的銅_錫金屬間化合物層以及在該銅_錫金屬間化合物層上形成的殘余錫層構(gòu)成所述殘余錫層至少包含由錫和鉍構(gòu)成的錫-鉍固溶體、錫和不可避免的雜質(zhì)。
另外，就上述柔性印刷基板的制造方法而言，錫_鉍合金鍍優(yōu)選在純錫中含有3質(zhì)量％以上10質(zhì)量％以下的鉍。另外，就上述柔性印刷基板的制造方法而言，導(dǎo)電層優(yōu)選包含含有3質(zhì)量％以下的鉍的前述錫-鉍固溶體。根據(jù)本發(fā)明所涉及的柔性扁平電纜、柔性印刷基板、柔性扁平電纜的制造方法以及柔性印刷基板的制造方法，能夠提供一種可抑制晶須產(chǎn)生的柔性扁平電纜、柔性印刷基板、柔性扁平電纜的制造方法以及柔性印刷基板的制造方法。


圖1 (a)為本發(fā)明的第1實施方式所涉及的柔性扁平電纜的端部的頂視圖，(b)為 (a)的A-A線上的截面圖。圖2為純錫金屬的晶格的示意圖。圖3為將本發(fā)明的第1實施方式所涉及的柔性扁平電纜插入連接器后的狀態(tài)的概略圖。圖4為連接器的連接器插頭與本發(fā)明的第1實施方式所涉及的柔性扁平電纜的導(dǎo)體表面接觸的狀態(tài)的概略圖。圖5為本發(fā)明的第2實施方式所涉及的柔性印刷基板的部分截面的概略圖。圖6為在導(dǎo)電性基材上實施鍍敷后的截面圖以及對該帶鍍層的導(dǎo)電性基材實施熱處理、急冷處理后的截面圖。符號說明1柔性扁平電纜，3錫原子，5連接器，7柔性印刷基板，10導(dǎo)體，12配線電路，20第 1絕緣層，22第2絕緣層，24第1絕緣膜，26第2絕緣膜，30a軸，32c軸，50連接器插頭，50a 前端，60錫-鉍合金鍍層，61銅-錫金屬間化合物層，62殘余錫層，100導(dǎo)電性基材，102導(dǎo)電層
具體實施例方式第1實施方式圖1 (a)表示從本發(fā)明的第1實施方式所涉及的柔性扁平電纜的端部上面觀察的概略，(b)表示圖1(a)的A-A線上的柔性扁平電纜的截面的概略。另外，圖2表示純錫金屬的晶格的示意圖。柔性扁平電纜1的結(jié)構(gòu)的概述第1實施方式所涉及的柔性扁平電纜(FFC) 1具有如下結(jié)構(gòu)在表面設(shè)置導(dǎo)電層 102，在作為絕緣性膜的第1絕緣層20和第2絕緣層22之間以規(guī)定的間隔配置、夾入具有長方形或橢圓形截面的作為平角導(dǎo)體的多個導(dǎo)電性基材100。具體而言，如圖1(a)和(b) 所示，柔性扁平電纜1具備具有由銅或銅合金等構(gòu)成的導(dǎo)電性基材100和覆蓋設(shè)置于導(dǎo)電性基材100表面的導(dǎo)電層102的導(dǎo)體10、設(shè)置于導(dǎo)體10上方的第1絕緣層20以及設(shè)置于導(dǎo)體10下方的第2絕緣層22。然后，僅在距柔性扁平電纜1的端部規(guī)定的距離去除第1絕緣層20的一部分，以使在柔性扁平電纜1的端部，導(dǎo)體10的導(dǎo)電層102表面的一部分向外部露出。
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導(dǎo)體10導(dǎo)體10具有由銅或銅合金等金屬材料構(gòu)成的導(dǎo)電性基材100和與導(dǎo)電性基材100 表面接觸而設(shè)置的導(dǎo)電層102，從而構(gòu)成。而且，多個導(dǎo)體10在第1絕緣層20和第2絕緣層22之間例如平行地排列。導(dǎo)電性基材100的尺寸根據(jù)由柔性扁平電纜1的用途決定的柔性扁平電纜1的尺寸來決定。作為一例，在多個導(dǎo)體10以0. 5mm的間隔設(shè)置于第1絕緣層20和第2絕緣層22之間的情況下，導(dǎo)電性基材100的尺寸為寬0. 3mm、厚35 μ m左右。 這種情況下，在該導(dǎo)電性基材100的表面設(shè)置厚度為導(dǎo)電性基材100的厚度的三十分之一左右(即，Iym左右的厚度)的導(dǎo)電層102。此處，關(guān)于導(dǎo)電層102，使用圖6詳細(xì)說明。圖6(a)為以與導(dǎo)電性基材100的表面接觸的方式形成在純錫中添加了定量的鉍而成的無鉛錫-鉍合金鍍層60后的截面結(jié)構(gòu)， (b)為通過對該錫-鉍合金鍍層60進一步進行熱處理、冷卻處理(在錫合金鍍層的熔點以上的溫度進行加熱，一旦熔融后進行冷卻、固化的處理方法)，形成的導(dǎo)電層102后的截面結(jié)構(gòu)是在導(dǎo)電性基材100—側(cè)形成由錫和銅構(gòu)成的銅-錫金屬間化合物層61以及在該層上形成的含有鉍的殘余錫層62。如果對在含有不可避免的雜質(zhì)的純錫中添加鉍而成的錫-鉍合金鍍層60實施熱處理，則在殘余錫層62中形成由錫和鉍構(gòu)成的錫-鉍固溶體。該錫-鉍固溶體中含有的鉍濃度最大約為3質(zhì)量％。 如果進一步增加錫-鉍合金鍍層60中的鉍添加量并實施熱處理，則在殘余錫層62 中形成由錫和鉍構(gòu)成的錫-鉍固溶體的同時，還析出鉍晶體。具體而言，導(dǎo)電層102中的殘余錫層62包含由錫和鉍構(gòu)成的錫-鉍固溶體，剩余部分由錫和不可避免的雜質(zhì)以及未完全固溶而析出的鉍晶體構(gòu)成。此處，在錫-鉍合金鍍層60中添加的鉍原子的量大致等于在殘余錫層62中形成的錫-鉍固溶體中的鉍原子的量和未完全固溶而析出的鉍晶體的原子的量之和。另外，是否會不固溶而作為鉍晶體析出，依賴于錫-鉍合金鍍層60中添加的初期的鉍濃度、熱處理時間(例如，熱處理時間越長，則殘余錫層62的膜厚越小，該殘余錫層62 中的鉍濃度越高，從而容易析出)，根據(jù)條件也有可能得到不析出的結(jié)果。而且，在導(dǎo)電性基材100的表面，以使殘余錫層62中含有的錫原子的量減少并且在實施熱處理時使殘余錫層62不從導(dǎo)電性基材100上消失(不僅只有銅-錫金屬間化合物層61)為目的，錫-鉍合金鍍層60形成為具有2 μ m以下的厚度，優(yōu)選為0. 3 μ m以上1. 5 μ m 以下的厚度，更加優(yōu)選為0. 5 μ m以上1. 5 μ m以下的厚度。另外，殘余錫層62中含有的錫-鉍固溶體使用X射線衍射裝置測定的該錫-鉍固溶體的晶格常數(shù)規(guī)定為，a軸在0. 584nm以上0. 585nm以下的范圍內(nèi)，c軸在0. 3185nm以上0. 32nm以下的范圍內(nèi)。另外，殘余錫層62中含有的錫-鉍固溶體使用X射線衍射裝置測定的該錫-鉍固溶體的晶胞體積規(guī)定在0. 1085nm3以上0. 109nm3以下的范圍內(nèi)。如上所述，在錫中可固溶的鉍濃度最多約為3質(zhì)量％，在該濃度范圍內(nèi)錫-鉍固溶體的晶格常數(shù)會變化(鉍濃度越增加，晶格常數(shù)越大)，但進一步增加鉍添加量時，會析出鉍晶體，錫-鉍固溶體的晶格常數(shù)也不會變化。另外，錫-鉍固溶體的晶格常數(shù)可使用對作為鍍層的導(dǎo)電層102照射X射線時測定的X射線衍射圖案通過計算來算出。另外，純錫金屬的晶格的形狀為六面體，錫原子3如圖2所示地排列。而且，晶格的長邊為a軸30，短邊為c軸32。純錫金屬中a軸30為 0. 5831nm, c軸32為0. 3182nm。由這些值可算出晶格的體積，純錫金屬為0. 10819nm3。同樣，錫-鉍固溶體的晶胞體積也可由利用X射線衍射裝置測定、算出的晶格常數(shù)算出。第1絕緣層20和第2絕緣層22第1絕緣層20和第2絕緣層22分別由具有絕緣性的高分子材料，例如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)形成。而且，分別對第1絕緣層20和第2絕緣層22在一個表面設(shè)置阻燃性的粘接劑層，再通過該粘接劑層貼附于導(dǎo)體10的表面。粘接劑層例如由阻燃性聚酯作為主成分來形成。柔性扁平電纜1向連接器5的嵌合圖3表示將本發(fā)明的第1實施方式所涉及的柔性扁平電纜插入連接器中的狀態(tài)的概略，圖4表示連接器的連接器插頭與本發(fā)明的第1實施方式所涉及的柔性扁平電纜的導(dǎo)體表面接觸的狀態(tài)的概略。如圖3所示，插入了柔性扁平電纜1的連接器5具備分別與柔性扁平電纜1具有的多個導(dǎo)體10電氣連接的多個連接器插頭50。另外，連接器插頭50為由銅等金屬材料形成的金屬端子。而且，將柔性扁平電纜1插入連接器5中時，多個導(dǎo)體10的表面的每個與多個連接器插頭50的每個相接觸，從而柔性扁平電纜1嵌合于連接器5中。通過該嵌合，如圖4所示，連接器插頭50的前端50a與導(dǎo)體10的表面接觸，同時前端50a對導(dǎo)體10施加壓力。由此，在表面具有含錫的導(dǎo)電層102的導(dǎo)體10上施加來自連接器插頭50的壓力，從而在導(dǎo)體10中產(chǎn)生應(yīng)力。此處，在導(dǎo)電層102中不含本實施方式所涉及的錫-鉍固溶體的情況下，由于該壓力，錫原子在導(dǎo)電層102的內(nèi)部移動，從而有可能產(chǎn)生再結(jié)晶或擴散現(xiàn)象。這種情況下，可認(rèn)為通過錫原子的再結(jié)晶或擴散現(xiàn)象，晶須以從導(dǎo)體10的表面向外部穿透的方式產(chǎn)生、生長。或者，可認(rèn)為通過導(dǎo)電性基材100中含有的銅向?qū)щ妼?02中擴散而生成銅和錫的金屬間化合物，在導(dǎo)電層102內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力，由于該應(yīng)力，錫向?qū)w10的外部擠出，從而導(dǎo)致晶須產(chǎn)生、生長。但是，本實施方式所涉及的柔性扁平電纜1具備的導(dǎo)體10由于在表面具有至少含有錫-鉍固溶體以及剩余部分為錫和不可避免的雜質(zhì)的殘余錫層62，因此可抑制錫原子在導(dǎo)電層102內(nèi)移動、或銅向?qū)щ妼?02中擴散。因此，可抑制錫的晶須在導(dǎo)體10的表面產(chǎn)生、生長。柔性扁平電纜1的制造方法柔性扁平電纜1經(jīng)過以下各工序制造。首先，準(zhǔn)備由銅或銅合金構(gòu)成的導(dǎo)電性基材100(基材準(zhǔn)備工序)。導(dǎo)電性基材100的尺寸、熱導(dǎo)率等熱特性、導(dǎo)電率等電氣特性、抗拉強度等機械特性等諸特性根據(jù)要制造的柔性扁平電纜1所要求的特性來決定。接著，利用鍍敷法在導(dǎo)電性基材100的表面形成作為鍍層的錫-鉍合金鍍層60，從而形成帶錫-鉍合金鍍層的基材(鍍敷工序)。作為鍍層的導(dǎo)電層102由與上述圖1說明的材料同樣的材料形成。接下來，對帶錫-鉍合金鍍層的基材實施錫-鉍合金鍍層60的熔點以上的溫度的熱處理(熱處理工序)。熱處理工序中，實施能夠確認(rèn)作為鍍層的錫-鉍合金鍍層60熔融的熱處理。然后，經(jīng)熱處理工序后即刻或在熱處理工序中，以200°C /sec以上的冷卻速度連續(xù)地冷卻帶錫-鉍合金鍍層的基材(冷卻工序)。由此，在導(dǎo)電性基材100上形成導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層包括在導(dǎo)電性基材100 —側(cè)形成的由錫和銅構(gòu)成的銅-錫金屬間化合物層61以及在該層上形成的殘余錫層62，所述殘余錫層62必須含有在錫中添加的鉍一邊保持錫的晶格形狀一邊溶入錫中而形成的錫-鉍固溶體以及剩余部分的錫和不可避免的雜質(zhì)，根據(jù)條件還可含有未完全固溶而析出的鉍晶體。進一步地，在經(jīng)過冷卻工序的帶導(dǎo)電層的基材上方設(shè)置第1絕緣層，同時在下方設(shè)置第2絕緣層22 (絕緣層形成工序)。由此，可得到如圖1所示的本實施方式所涉及的柔性扁平電纜1。第1實施方式的效果本實施方式所涉及的柔性扁平電纜1由于通過含有錫-鉍固溶體的殘余錫層62 來被覆導(dǎo)電性基材100的最表面，因此能夠在導(dǎo)電層102中不添加鉛而抑制錫晶須的產(chǎn)生、 生長，即使晶須產(chǎn)生，也能夠抑制至不產(chǎn)生實質(zhì)損害(即，一導(dǎo)體10與其他導(dǎo)體10發(fā)生短路的損害)程度的晶須長度。由此，能夠提供應(yīng)對RoHS指令、REACH規(guī)定的柔性扁平電纜1。 例如，在將柔性扁平電纜1嵌合于連接器5的情況下，由于在加壓部分至少形成由含錫-鉍固溶體的錫合金構(gòu)成的導(dǎo)電層102，因此在加壓于導(dǎo)體10上而在導(dǎo)體10內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力的情況下，也能抑制錫晶須的產(chǎn)生、生長。另外，本實施方式所涉及的柔性扁平電纜1由于在導(dǎo)電性基材100的表面鍍上含鉍的錫合金后通過實施熱處理和急冷處理而形成導(dǎo)電層102，因此與采用閃鍍、底鍍等方法的情況相比，能夠抑制制造工序的增加引起的成本增加。另外，本實施方式所涉及的柔性扁平電纜1由于在導(dǎo)電性基材100的表面通過制造工序中的熱處理設(shè)置有鍍層，即考慮了導(dǎo)電層102流動并消失的厚度的錫-鉍合金鍍層 60，因此能夠抑制導(dǎo)電性基材100從導(dǎo)體10表面露出的現(xiàn)象(例如，導(dǎo)電性基材100由銅或銅合金構(gòu)成的場合，被稱為“露銅(赤肌)，，現(xiàn)象)。第2實施方式圖5表示本發(fā)明的第2實施方式所涉及的柔性印刷基板部分截面的概略。第2實施方式所涉及的柔性印刷基板7中，具有與構(gòu)成第1實施方式所涉及的柔性印刷基板1的部件相同符號的部件，也具有第1實施方式所涉及的部件大致相同的結(jié)構(gòu)、 功能，在此省略，并詳細(xì)說明不同點。第2實施方式所涉及的柔性印刷基板7具備配線電路12、貼附于配線電路12的一個面的第1絕緣膜M和貼附于配線電路12的另一個面的第2絕緣膜26。S卩，配線電路12 設(shè)置于第1絕緣膜M和第2絕緣膜沈之間。另外，配線電路12與第1實施方式的導(dǎo)體10 同樣地具有導(dǎo)電性基材100和覆蓋導(dǎo)電性基材表面的導(dǎo)電層102。另外，柔性印刷基板7例如可通過如下所述地制造。首先，在第1絕緣膜M上貼附由銅或銅合金構(gòu)成的導(dǎo)電性基材100(基材形成工序)。另外，也可通過在第1絕緣膜M 上沉積導(dǎo)電性材料來形成導(dǎo)電性基材100。接著，在設(shè)置于第1絕緣膜M上的導(dǎo)電性基材100上形成所希望的電路圖案用的掩模圖案(掩模工序)。然后，通過將所形成的掩模圖案作為掩模并對導(dǎo)電性基材100實施蝕刻處理，形成所希望形狀的電路圖案的基底(蝕刻工序)。然后，使用鍍敷法在該基底上形成錫-鉍合金鍍層60 (鍍敷工序)。接著，與第1實施方式同樣地實施鍍敷熔點以上的溫度的熱處理(熱處理工序)。 熱處理工序后，與第1實施方式同樣地以200°C /sec以上的冷卻速度冷卻鍍層(冷卻工序)。由此，在導(dǎo)電性基材100上形成包含由錫和銅構(gòu)成的銅-錫金屬間化合物層61以及在該層上形成的殘余錫層62的導(dǎo)電層102，從而構(gòu)成配線電路12，所述殘余錫層62含有在錫中添加的鉍一邊保持錫的晶格形狀一邊溶入錫中而形成的錫-鉍固溶體以及未完全固溶而析出的鉍。進一步地，通過用第2絕緣膜沈被覆配線電路12，可制造第2實施方式所涉及的柔性印刷基板7。另外，是否會不固溶而作為鉍晶體析出，與前述柔性扁平電纜同樣地依賴于錫-鉍合金鍍層60的初期鉍添加量和熱處理等條件。發(fā)明人得到的發(fā)現(xiàn)另外，就第1實施方式所涉及柔性扁平電纜1和第2實施方式所涉及的柔性印刷基板7而言，分別基于本發(fā)明人得到的以下發(fā)現(xiàn)，并將其作為補充說明。S卩，本發(fā)明人得到如下發(fā)現(xiàn)通過在構(gòu)成導(dǎo)電層102的材料中添加鉍，能夠抑制錫晶須的產(chǎn)生。通過在構(gòu)成導(dǎo)電層102的材料中添加鉍從而能夠抑制錫晶須的產(chǎn)生的理由可認(rèn)為是由于在導(dǎo)電層102中形成了狀態(tài)為鉍一邊保持錫的晶格一邊溶入該晶格內(nèi)部的錫和鉍的固溶體，因此可抑制導(dǎo)電層102中的錫的擴散。另外，可認(rèn)為在形成導(dǎo)電層102的工序(即熱處理工序)后的冷卻工序中，通過以 2000C /sec以上的冷卻速度冷卻帶錫-鉍合金鍍層的基材，從而可抑制導(dǎo)電性基材100的銅向錫-鉍合金鍍層60中擴散來形成Cu6Sn5等金屬間化合物(可抑制冷卻工序中繼續(xù)形成銅-錫金屬間化合物層61)。進一步地，由于通過該冷卻工序可抑制導(dǎo)電層102中錫等粒子的粗大化，從而認(rèn)為能夠緩和作為鍍層的導(dǎo)電層102中應(yīng)力的產(chǎn)生。本發(fā)明人從這些發(fā)現(xiàn)，如上所述，得到了能夠抑制第1和第2實施方式所涉及的導(dǎo)電層102中晶須的產(chǎn)生、生長的發(fā)現(xiàn)。實施例1制作柔性扁平電纜用的帶錫-鉍合金鍍的導(dǎo)體并作為實施例1所涉及的導(dǎo)體。具體而言，首先制作錫-鉍合金的電鍍液(向錫中的鉍合金添加濃度為3質(zhì)量％的鍍液)。接著，通過電鍍在導(dǎo)電性基材100表面形成鉍添加濃度為3質(zhì)量％的錫-鉍合金鍍層60。將該電鍍液的溫度維持在40°C，同時將電流密度設(shè)定在lOOmA/cm2，實施規(guī)定時間的鍍敷處理， 從而使錫-鉍合金鍍層60的厚度為1 μ m。在導(dǎo)電性基材100表面形成錫-鉍合金鍍層60 后，在溫度設(shè)為280°C的板上放置形成了錫-鉍合金鍍層的導(dǎo)電性基材100，加熱10秒鐘。 然后，確認(rèn)錫-鉍合金鍍層60的表面已熔融后，將形成了錫-鉍合金鍍層60的導(dǎo)電性基材 100投入25°C的水中，5秒后從水中取出。由此，得到實施1所涉及的導(dǎo)體，其在導(dǎo)電性基材100的表面形成了包括由錫和銅構(gòu)成的銅-錫金屬間化合物層61和在該層上形成的含有錫-鉍固溶體的殘余錫層62的導(dǎo)電層102。實施例2制作柔性扁平電纜用的帶錫-鉍合金鍍的導(dǎo)體并作為實施例2所涉及的導(dǎo)體。具體而言，首先準(zhǔn)備將錫-鉍合金的鍍液(向錫中的鉍合金添加濃度為3質(zhì)量％的鍍液)保持在250°C的熔融金屬鍍槽。接著，將預(yù)先清潔了表面的由銅構(gòu)成的導(dǎo)電性基材100投入熔融金屬鍍槽中，實施熔融鍍敷。通過調(diào)整導(dǎo)電性基材100在熔融金屬鍍敷槽中的浸漬時間， 從而將在導(dǎo)電性基材100表面形成的鍍層厚度調(diào)整成為1 μ m。熔融鍍敷后，將形成了鉍添加濃度為3質(zhì)量％的錫-鉍合金鍍層60的導(dǎo)電性基材100放置在溫度設(shè)為280°C的板上，加熱10秒鐘。然后，確認(rèn)鍍層的表面已熔融后，將形成了鍍層的導(dǎo)電性基材100投入25°C 的水中，5秒后從水中取出。由此，得到實施2所涉及的導(dǎo)體，其在導(dǎo)電性基材100的表面形成了包括由錫和銅構(gòu)成的銅-錫金屬間化合物層61以及在該層上形成的含有錫-鉍固溶體和不可避免的雜質(zhì)的殘余錫層62的導(dǎo)電層102。實施例3關(guān)于熱處理溫度作為熱處理工序的溫度，如以下所述地確認(rèn)適于錫-鉍固溶體的熔點以上的溫度。首先，準(zhǔn)備在銅制的試驗片表面實施了添加了 3質(zhì)量％鉍的錫-鉍合金鍍層60的試樣。接著，與實施例1和實施例2中說明的條件同樣地，在錫-鉍固溶體的熔點以上的溫度觀01加熱過的板上放置該試樣并加熱10秒鐘。然后，確認(rèn)鍍層表面已熔融后，將該試樣投入25°C的水中，5秒后從水中取出該試樣。由此，得到實施例3所涉及的試樣。另一方面，作為比較例，準(zhǔn)備在銅制的試驗片表面實施了添加了 3質(zhì)量％鉍的錫-鉍合金鍍層60的比較例所涉及的試樣。然后，對比較例所涉及的試樣，在不足錫-鉍固溶體的熔點的溫度150°C、180°C、21(TC的各溫度下實施5分鐘的熱處理。然后，熱處理后，通過投入25°C的水中進行冷卻，分別制成比較例所涉及的試樣。將在150°C加熱的試樣作為比較例1所涉及的試樣，將在180°C加熱的試樣作為比較例2所涉及的試樣，并將在 210°C加熱的試樣作為比較例3所涉及的試樣。分別將實施例3所涉及的試樣和比較例1 3所涉及的試樣與用于柔性扁平電纜的100插頭的連接器嵌合，在室溫下放置2周。之后，從連接器取出各試樣，通過電子顯微鏡測定在嵌合痕的周邊產(chǎn)生的晶須的數(shù)量和最長長度。其結(jié)果示于表1。另外，晶須的產(chǎn)生率由(晶須產(chǎn)生的插頭數(shù))/(插頭的總數(shù))的計算式求出。表 權(quán)利要求
1.一種柔性扁平電纜，具備具有由銅或銅合金構(gòu)成的導(dǎo)電性基材和設(shè)置于所述導(dǎo)電性基材表面的導(dǎo)電層的導(dǎo)體，設(shè)置于所述導(dǎo)體上方的第1絕緣層，以及設(shè)置于所述導(dǎo)體下方的第2絕緣層；所述導(dǎo)電層由在所述導(dǎo)電性基材上形成的銅_錫金屬間化合物層以及在該銅_錫金屬間化合物層上形成的殘余錫層構(gòu)成，所述殘余錫層至少包含由錫和鉍構(gòu)成的錫-鉍固溶體、錫和不可避免的雜質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的柔性扁平電纜，所述錫_鉍固溶體含有3質(zhì)量％以下的鉍。
3.如權(quán)利要求1或2所述的柔性扁平電纜，其特征在于，所述殘余錫層進一步含有未完全固溶而析出的鉍晶體。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項所述的柔性扁平電纜，所述導(dǎo)電層中含有的所述錫_鉍固溶體使用X射線衍射裝置測定的該錫-鉍固溶體的晶格常數(shù)為，a軸在0. 584nm以上 0. 585nm以下的范圍內(nèi)，c軸在0. 3185nm以上0. 32nm以下的范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項所述的柔性扁平電纜，所述導(dǎo)電層中含有的所述錫-鉍固溶體使用X射線衍射裝置測定的該錫_鉍固溶體的晶胞體積在0. 1085nm3以上0. 109nm3 以下的范圍內(nèi)。
6.一種柔性印刷基板，具備第1絕緣膜和第2絕緣膜，以及設(shè)置于所述第1絕緣膜和所述第2絕緣膜之間的、具有由銅或銅合金構(gòu)成的導(dǎo)電性基材和設(shè)置于所述導(dǎo)電性基材表面的導(dǎo)電層的配線電路，所述導(dǎo)電層由在所述導(dǎo)電性基材上形成的銅_錫金屬間化合物層以及在該銅_錫金屬間化合物層上形成的殘余錫層構(gòu)成，所述殘余錫層至少包含由錫和鉍構(gòu)成的錫-鉍固溶體、錫和不可避免的雜質(zhì)。
7.如權(quán)利要求6所述的柔性印刷基板，所述錫_鉍固溶體含有3質(zhì)量％以下的鉍。
8.如權(quán)利要求6或7所述的柔性印刷基板，所述殘余錫層進一步含有未完全固溶而析出的鉍晶體。
9.如權(quán)利要求8所述的柔性印刷基板，所述導(dǎo)電層中含有的所述錫-鉍固溶體使用X 射線衍射裝置測定的該錫_鉍固溶體的晶格常數(shù)為，a軸在0. 584nm以上0. 585nm以下的范圍內(nèi)，c軸在0. 3185nm以上0. 32nm以下的范圍內(nèi)。
10.如權(quán)利要求8或9所述的柔性印刷基板，所述導(dǎo)電層中含有的所述錫_鉍固溶體使用X射線衍射裝置測定的該錫-鉍固溶體的晶胞體積在0. 1085nm3以上0. 109nm3以下的范圍內(nèi)。
11.一種柔性扁平電纜的制造方法，具備準(zhǔn)備由銅或銅合金構(gòu)成的導(dǎo)電性基材的基材準(zhǔn)備工序，在所述導(dǎo)電性基材的表面實施錫-鉍合金鍍從而形成帶錫-鉍合金鍍層的基材的鍍敷工序，對所述帶錫_鉍合金鍍層的基材實施所述錫_鉍合金鍍層的熔點以上的溫度的熱處理的熱處理工序，所述熱處理工序后，以200°C /sec以上的冷卻速度冷卻所述帶錫-鉍合金鍍層的基材從而形成帶導(dǎo)電層的基材的冷卻工序，以及在經(jīng)過所述冷卻工序的所述帶導(dǎo)電層的基材上方設(shè)置第1絕緣層，下方設(shè)置第2絕緣層的絕緣層形成工序；所述導(dǎo)電層由在所述導(dǎo)電性基材上形成的銅_錫金屬間化合物層以及在該銅_錫金屬間化合物層上形成的殘余錫層構(gòu)成，所述殘余錫層至少包含由錫和鉍構(gòu)成的錫-鉍固溶體、錫和不可避免的雜質(zhì)。
12.如權(quán)利要求11所述的柔性扁平電纜的制造方法，所述錫-鉍合金鍍在純錫中含有 3質(zhì)量％以上10質(zhì)量％以下的鉍。
13.如權(quán)利要求11或12所述的柔性扁平電纜的制造方法，所述導(dǎo)電層包含含有3質(zhì)量％以下的鉍的所述錫_鉍固溶體。
14.一種柔性印刷基板的制造方法，具備在第1絕緣膜上形成由銅或銅合金構(gòu)成的導(dǎo)電性基材的基材形成工序， 在所述導(dǎo)電性基材的表面實施錫_鉍合金鍍的鍍敷工序， 實施所述錫_鉍合金鍍的熔點以上的溫度的熱處理的熱處理工序， 所述熱處理后，以200°C /sec以上的冷卻速度冷卻所述錫-鉍合金鍍從而形成導(dǎo)電層的冷卻工序，以及所述冷卻工序后，用第2絕緣膜被覆所述導(dǎo)電層的被覆工序； 所述導(dǎo)電層由在所述導(dǎo)電性基材上形成的銅_錫金屬間化合物層以及在該銅_錫金屬間化合物層上形成的殘余錫層構(gòu)成，所述殘余錫層至少包含由錫和鉍構(gòu)成的錫-鉍固溶體、錫和不可避免的雜質(zhì)。
15.如權(quán)利要求14所述的柔性印刷基板的制造方法，所述錫_鉍合金鍍在純錫中含有 3質(zhì)量％以上10質(zhì)量％以下的鉍。
16.如權(quán)利要求14或15所述的柔性印刷基板的制造方法，所述導(dǎo)電層包含含有3質(zhì)量％以下的鉍的所述錫_鉍固溶體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種柔性扁平電纜及其制造方法、柔性印刷基板及其制造方法，能夠抑制晶須的產(chǎn)生。本發(fā)明所涉及的柔性扁平電纜(1)具備具有由銅或銅合金構(gòu)成的導(dǎo)電性基材(100)和設(shè)置于導(dǎo)電性基材(100)表面的導(dǎo)電層(102)的導(dǎo)體(10)、設(shè)置于導(dǎo)體(10)上方的第1絕緣層(20)以及設(shè)置于導(dǎo)體(10)下方的第2絕緣層(22)。導(dǎo)電層(102)由在所述導(dǎo)電性基材(100)上形成的銅-錫金屬間化合物層(61)以及在該銅-錫金屬間化合物層(61)上形成的殘余錫層(62)構(gòu)成，所述殘余錫層(62)至少包含由錫和鉍構(gòu)成的錫-鉍固溶體、錫和不可避免的雜質(zhì)。
文檔編號H01B13/00GK102332332SQ20111016831
公開日2012年1月25日 申請日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月13日
發(fā)明者藤戶啟輔, 辻隆之 申請人:日立電線株式會社