CN112969805A - 纯铜板 - Google Patents

Abstract

本发明的纯铜板的Cu纯度为99.96质量％以上，其余部分为不可避免的杂质，并且P含量为2质量ppm以下，且Pb、Se及Te的合计含量为10质量ppm以下。S含量可以是2质量ppm以上且20质量ppm以下。

Description

纯铜板

技术领域

本发明涉及一种适用于散热器或厚铜电路(设置厚铜图案的电路)等的电气/电子零件(电气零件或电子零件)的纯铜板，尤其涉及一种可以抑制加热时的晶粒粗大化的纯铜板。

本申请主张基于2018年12月13日于日本申请的专利申请2018-233347号及2019年3月29日于日本申请的专利申请2019-068304号的优先权，并将其内容援用于此。

背景技术

过去，在散热器或厚铜电路等的电气/电子零件中使用了导电性高的铜或铜合金。

最近，随着电子设备或电气设备等的大电流化，为了降低电流密度以及扩散由模块产生的热，正在谋求用于这些电子设备或电气设备等中的电气/电子零件的大型化、厚壁化。

在此，在半导体装置中，已使用例如在陶瓷基板上接合铜材而构成上述散热器或厚铜电路的绝缘电路基板等。

陶瓷基板与铜板接合时，接合温度大多设为800℃以上，而可能导致接合时构成散热器或厚铜电路的铜材的晶粒粗大化。尤其，在由导电性及散热性特别优异的纯铜构成的铜材中，晶粒有容易粗大化的倾向。

在接合后的散热器或厚铜电路中的晶粒粗大化时，因晶粒粗大化而可能导致外观上出现问题。

在此，例如专利文献1中提出有抑制了晶粒成长的纯铜材料。

该专利文献1中，记载有如下内容：通过以0.0006～0.0015wt％的量含有S，即使以再结晶温度以上进行热处理，仍可调整为一定大小的晶粒。

不过，专利文献1中，虽通过规定S含量而抑制晶粒粗大化，但根据热处理条件，仅规定S含量，有时无法获得充分抑制晶粒粗大化的效果。并且，存在加热后晶粒局部粗大化、结晶组织不均一的情况。

此外，为了抑制晶粒的粗大化，在增加S含量的情况下，热加工性会大幅降低，会有使纯铜材的制造成品率大幅降低的问题。

专利文献1：日本特开平06-002058号公报

发明内容

本发明是鉴于前述情况而完成的，其目的在于提供热加工性优异、且加热后也能够抑制晶粒的粗大化及不均一化的纯铜板。

为了解决该课题，本发明人等深入研究的结果，得到如下见解：纯铜板中微量含有的杂质元素中存在，通过存在于晶界而具有抑制晶粒粗大化的效果(抑制晶粒成长的效果)的元素。因此，通过活用该具有抑制晶粒成长的效果的元素(以下称为抑制晶粒成长的元素(晶粒成长抑制元素))，即使加热后，也能够抑制晶粒的粗大化和均一化。并且，得到如下见解：为了使该晶粒成长抑制元素充分作用，限制特定元素的含量是有效的。

另外，抑制晶粒成长的效果还称为晶粒成长抑制效果，抑制晶粒粗大化的效果还称为晶粒粗大化抑制效果。

本发明是基于上述见解而完成的，本发明一方式的纯铜板的特征在于Cu纯度为99.96质量％以上，其余部分为不可避免的杂质，并且P含量为2质量ppm以下，且Pb、Se及Te的合计含量为10质量ppm以下。

根据该构成的纯铜板，由于将P含量设为2质量ppm以下，因此能够抑制微量存在于晶界的晶粒成长抑制元素的效果先因偏析于晶界的P而受阻碍，即使加热后也能够抑制晶粒的粗大化和不均一化。

并且，Pb、Se及Te这些元素在Cu中的固熔限度较低，相当于通过偏析于晶界而抑制晶粒粗大化的晶粒成长抑制元素。因此，Pb、Se及Te虽然也可以微量含有，但这些元素还具有使热加工性大幅降低的效果。因此，通过将Pb、Se及Te的合计含量限制于10质量ppm以下，尤其通过将Pb含量设为3质量ppm以下，能够确保热加工性。

在此，本发明一方式的纯铜板中，S含量优选在2质量ppm以上且20质量ppm以下的范围内。

该情况下，通过含有2质量ppm以上的相当于上述晶粒成长抑制元素的S，即使在加热后，也能够可靠地抑制晶粒的粗大化和不均一化。并且，通过将S含量限制于20质量ppm以下，能够充分确保热加工性。

并且，本发明一方式的纯铜板中，Mg、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf、Y的合计含量优选为10质量ppm以下。

可能作为不可避免的杂质而含有的Mg、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf、Y这些元素，由于与作为晶粒成长抑制元素的S、Se、Te、Pb等生成化合物，因此可能导致阻碍这些晶粒成长抑制元素的作用。因此通过将这些Mg、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf、Y的合计含量限制为10质量ppm以下，能够充分发挥晶粒成长抑制元素的晶粒成长抑制效果，即使在加热后，也能够可靠地抑制晶粒的粗大化和不均一化。

此外，本发明一方式的纯铜板中，轧制面的晶粒的粒径优选为10μm以上。

该情况下，由于将轧制面的晶粒的粒径设为10μm以上，因此在800℃以上加热该纯铜板时，促进晶粒的粗大化、组织不均一化能够受到抑制。

另外，晶粒的粒径还称为结晶粒径。

此外，本发明一方式的纯铜板中，轧制面的晶粒的长宽比优选为2以下。

该情况下，由于将轧制面的晶粒的长宽比设为2以下，因此加工度低，不会累积较大应变。即位错密度较低。因此，因位错密度所致的再结晶的驱动力变小，能够进一步抑制加热后的晶粒的粗大化。此处的长宽比的值是长径除以短径的值，即以长径/短径表示。

并且，本发明一方式的纯铜板中，进行在800℃保持1小时的热处理后的结晶粒径优选在100μm以上且300μm以下的范围内。

该情况下，由于将进行在800℃保持1小时的热处理后的结晶粒径设在100μm以上且300μm以下的范围内，因此加热后也能够可靠地抑制晶粒的粗大化。

本发明一方式的纯铜板中，在800℃以上加热而与陶瓷基板接合后的结晶粒径优选在100μm以上且300μm以下的范围内。

并且，本发明一方式的纯铜板中，进行在800℃保持1小时的热处理后的50mm×50mm的范围内的最大结晶粒径d_max与平均结晶粒径d_ave之比率d_max/d_ave优选为10以下。

该情况下，由于将进行在800℃保持1小时的热处理后的最大结晶粒径d_max与平均结晶粒径d_ave之比率d_max/d_ave设为10以下，因此加热后也能够可靠地抑制晶粒变得不均一。

此外，本发明一方式的纯铜板中，抗拉强度优选为500MPa以下。

该情况下，由于抗拉强度为500MPa以下，确保有作为纯铜板的特性，因此特别适合作为大电流用途的电气/电子零件的基材。

根据本发明一方式，能够提供热加工性优异，且加热后也能够抑制晶粒的粗大化及不均一化的纯铜板。

附图说明

图1是本实施方式的纯铜板的制造方法的流程图。

具体实施方式

以下针对本发明一实施方式的纯铜板进行说明。

本实施方式的纯铜板可用作散热器和厚铜电路等的电气/电子零件的基材，成形(形成)前述电气/电子零件时，例如在800℃以上加热纯铜板而与陶瓷基板接合而使用。

本实施方式的纯铜板中，Cu纯度为99.96质量％以上，其余部分为不可避免的杂质，并且P含量为2质量ppm以下，且Pb、Se及Te的合计含量为10质量ppm以下。

并且，本实施方式的纯铜板中，S含量优选在2质量ppm以上且20质量ppm以下的范围内。

此外，本实施方式的纯铜板中，作为不可避免的杂质的Mg、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf、Y的合计含量优选为10质量ppm以下。

即，纯铜板的组成还可以按如下说明。

纯铜板包含99.96质量％以上的Cu，及2质量ppm以下的P，进一步含有合计含量为10质量ppm以下的选自Pb、Se及Te的一种以上元素，其余部分为不可避免的杂质。纯铜板进一步优选含有2质量ppm以上且20质量ppm以下的S。纯铜板进一步优选包含选自Mg、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf及Y的一种以上，其合计量为10质量ppm以下。

关于上述Cu以外的元素，在作为不可避免的杂质含有时，或刻意含有时，这些元素的含量均在上述范围。又，Cu以外的元素也可称为不可避免的杂质。作为其余部分的不可避免的杂质也可称为上述含量特定的元素以外的元素。

并且，本实施方式的纯铜板中，轧制面的晶粒的粒径优选为10μm以上。

此外，本实施方式的纯铜板中，轧制面的晶粒的长宽比优选为2以下。

并且，本实施方式的纯铜板中，在800℃保持1小时的热处理后的结晶粒径优选在100μm以上且300μm以下的范围内。

本实施方式的纯铜板中，在800℃以上加热而与陶瓷基板接合后的结晶粒径优选在100μm以上且300μm以下的范围内。

此外，本实施方式的纯铜板中，在800℃保持1小时的热处理后的50mm×50mm的范围内的最大结晶粒径d_max与平均结晶粒径d_ave之比率d_max/d_ave优选为10以下。

又，本实施方式的纯铜板中，抗拉强度优选为500MPa以下。

晶粒的粒径、晶粒的长宽比、热处理后的结晶粒径及热处理后的最大结晶粒径d_max与平均结晶粒径d_ave是通过后述实施例中记载的评价方法测定的值。

在此，以下针对本实施方式的纯铜板中如上述般规定成分组成、各种特性的理由进行说明。

(Cu纯度：99.96质量％以上)

大电流用途的电气/电子零件中，为了抑制通电时的发热，而要求导电性及散热性优异，优选使用导电性及散热性特别优异的纯铜。

因此，本实施方式的纯铜板中，Cu纯度规定为99.96质量％以上。

另外，Cu纯度优选为99.965质量％以上，更优选为99.97质量％以上。并且，Cu纯度的上限并未特别限制，但在Cu纯度超过99.999质量％的情况下，由于需要特别的精炼工序，而使制造成本大幅增加，因此优选为99.999质量％以下。

(P含量：2质量ppm以下)

作为不可避免的杂质而含有的P，作为使铜中的氧无害化的元素而被广泛使用。然而，当含有一定以上(特定量以上)的P时，不仅阻碍氧，还阻碍晶界中存在的晶粒成长抑制元素的作用。因此，在加热至高温时，晶粒成长抑制元素无法充分发挥作用，而可能导致产生晶粒的粗大化及不均一化。

因此，本实施方式中，将P含量限制于2质量ppm以下。

又，P含量优选为1.5质量ppm以下，更优选为1质量ppm以下。P含量小于0.001质量ppm时，仅会使成本较高。因此，P含量优选为0.001质量ppm以上，进一步优选为0.005ppm以上，更进一步优选为0.01质量ppm以上。

(Pb、Se及Te的合计含量：10质量ppm以下)

Pb、Se及Te为如下元素：在Cu中的固熔限度较低，通过偏析在晶界，而具有抑制晶粒的粗大化的作用，并且大幅降低热加工性。

因此，本实施方式中，为了确保热加工性，将Pb、Se及Te的合计含量限制于10质量ppm以下。

另外，在使热加工性更提高的情况下，将Pb、Se及Te的合计含量优选为9质量ppm以下，更优选为8质量ppm以下。特别针对Pb含量，为了确保良好的热加工性，优选为3质量ppm以下，更优选为2.5质量ppm以下。当将Pb、Se及Te的合计含量设为小于0.01质量ppm时，结晶粒径成长的抑制效果变小，成本变高。因此Pb、Se及Te的合计含量优选为0.01质量ppm以上。

(S含量：2质量ppm以上且20质量ppm以下)

S为如下元素：通过抑制晶界移动而具有抑制晶粒的粗大化的作用，且使热加工性降低。

因此，本实施方式中的S含量设为2质量ppm以上时，能够充分发挥S所致的晶粒粗大化抑制效果，加热后也能够可靠地抑制晶粒的粗大化。另一方面，S含量限制于20质量ppm以下时，能够确保热加工性。

另外，S含量的下限优选为2.5质量ppm以上，更优选为3质量ppm以上。且S含量的上限优选为17.5质量ppm以下，更优选为15质量ppm以下。

(Mg、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf、Y的合计含量：10质量ppm以下)

作为不可避免的杂质而含有的Mg、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf、Y会与抑制晶粒的粗大化的晶粒成长抑制元素(S、Se、Te、Pb等)生成化合物，而可能导致有阻碍晶粒成长抑制元素的作用。

因此，为了可靠地抑制加热后的晶粒的粗大化，Mg、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf、Y的合计含量优选为10质量ppm以下。

又，Mg、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf、Y的合计含量优选为7.5质量ppm以下，更优选为5质量ppm以下。将Mg、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf、Y的合计含量设为小于0.01质量ppm时，会使成本变高。因此Mg、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf、Y的合计含量优选为0.01质量ppm以上。

(其他不可避免的杂质)

作为上述元素以外的其他不可避免的杂质举例为Ag、B、Bi、Ca、Sc、稀土类元素(Y、Sc除外)、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Au、Zn、Cd、Hg、Al、Ga、In、Ge、Sn、As、Sb、Ti、Be、N、C、Si、Li、H、O等。这些不可避免的杂质由于可能使导电率降低，因此优选将这些不可避免的杂质总量设为0.035质量％以下。

(轧制面的晶粒的粒径：10μm以上)

本实施方式的纯铜板中，轧制面的晶粒的粒径为微细时，在例如800℃以上加热该纯铜板时，容易进行再结晶，可能导致促进晶粒的粗大化、组织的不均一化。

因此，为了进一步抑制晶粒的粗大化，轧制面的晶粒的粒径优选为10μm以上。

又，轧制面的晶粒的粒径优选为15μm以上，更优选为20μm以上。轧制面的晶粒的粒径更优选为25μm以上，进一步优选为30μm以上，尤其优选为超过40μm。结晶粒径超过300μm时，成本变高。并且在800℃保持1小时后的结晶粒径会超过300μm。因此，轧制面的晶粒的粒径优选为300μm以下，更优选为270μm以下，尤其优选为250μm以下。

(轧制面的晶粒的长宽比：2以下)

晶粒的长宽比为表示材料加工度的指标，长宽比越高，加工度越高，累积于材料的位错密度变高，即应变能量变高。在此，累积于材料的应变能量较高时，引起再结晶时的驱动力变高，加热时晶粒容易粗大化。

因此，为了抑制晶粒的粗大化，轧制面的晶粒的长宽比优选为2以下。此处的长宽比的值是通过后述的晶粒的长宽比测定方法所算出的长径除以同样通过后述的测定方法算出的短径所得的值，即以长径/短径的平均值表示。

另外，轧制面的晶粒的长宽比优选为1.9以下，更优选为1.8以下。轧制面的晶粒的长宽比的实质下限为0.5。

(在800℃保持1小时的热处理后的结晶粒径：100μm以上且300μm以下)

本实施方式的纯铜板中，在800℃保持1小时的热处理后的结晶粒径在100μm以上且300μm以下的范围内的情况，即使加热至800℃的情况，也能够可靠地抑制晶粒的粗大化，特别适合作为与陶瓷基板接合的厚铜电路或散热器的基材。

又，在800℃保持1小时的热处理后的结晶粒径的下限优选为110μm以上，更优选为120μm以上。又，在800℃保持1小时的热处理后的结晶粒径的上限优选为290μm以下，更优选为280μm以下。

(在800℃保持1小时的热处理后的d_max/d_ave：10以下)

本实施方式的纯铜板中，在800℃保持1小时的热处理后的50mm×50mm的范围内的最大结晶粒径d_max与平均结晶粒径d_ave之比率d_max/d_ave为10以下时，即使加热至800℃以上的情况，也能够可靠地抑制晶粒的不均一化，特别适合作为与陶瓷基板接合的厚铜电路或散热器的基材。

又，在800℃保持1小时的热处理后的50mm×50mm的范围内的最大结晶粒径d_max与平均结晶粒径d_ave之比率d_max/d_ave优选为9以下，更优选为8以下。最大结晶粒径d_max与平均结晶粒径d_ave之比率d_max/d_ave的下限优选超过1.03，更优选超过1.05。

(抗拉强度：500MPa以下)

本实施方式的纯铜板中，通过使抗拉强度为500MPa以下，而确保作为纯铜板的特性，特别适于作为大电流用途的电气/电子零件的基材。

另外，纯铜板的抗拉强度优选为475MPa以下，更优选为450MPa以下，进一步优选为400MPa以下，尤其优选为350MPa以下。纯铜板的抗拉强度的下限并未特别限制，但优选为100MPa以上。

接着，针对如此构成的本实施方式的纯铜板的制造方法，参考图1所示的流程图进行说明。

(熔解/铸造工序S01)

首先，将纯化为P含量成为0.001质量ppm以下的铜原料熔解，制作铜熔液。另外，作为铜原料，优选使用例如纯度为99.99质量％以上的4NCu、纯度为99.999质量％以上的5NCu。

另外，添加S的情况下，能够使用S单体或Cu-S母合金等。另外，制造Cu-S母合金时，也优选使用纯度为99.99质量％以上的4NCu、纯度为99.999质量％以上的5NCu。

并且，熔解工序中，为了减低氢浓度，进行通过H₂O的蒸气压较低的惰性气体气氛(例如Ar气体)的气氛熔解，熔解时的保持时间优选限制在最小限度。

然后，将调整成分后的铜熔液注入铸模中制作铸块。另外，考虑量产的情况下，优选使用连续铸造法或半连续铸造法。

(热加工工序S02)

接着，为了组织的均一化而实施热加工。

针对热加工温度并未特别限制，但优选在500℃以上且1000℃以下的范围内。

又，热加工的总加工率优选为50％以上，更优选为60％以上，进一步优选为70％以上。

此外，针对热加工后的冷却方法并未特别限制，但优选进行空冷或水冷。

并且，热加工工序S02中的加工方法并未特别限制，能够采用例如轧制、挤出、沟槽轧制、锻造、加压等。在最终形状为板、带的情况下，优选采用轧制。

(冷加工工序S03)

接着，对于热加工工序S02后的铜材料实施冷加工而加工为特定形状。另外，该冷加工工序S03中的温度条件并未特别限制，但优选在-200℃以上且200℃以下的范围进行。并且，以接近于最终形状的方式适当选择该冷加工工序S03中的加工率，但为了提高生产性，加工率优选为30％以上。

并且，冷加工工序S03中的加工方法并未特别限定，能够采用例如轧制、挤出、沟槽轧制、锻造、加压等。在最终形状为板、带的情况下，优选采用轧制。

(再结晶热处理工序S04)

接着，对于冷加工工序S03后的铜材料进行以再结晶为目的的热处理。在此，优选再结晶粒的粒径为10μm以上。再结晶粒若微细，则随后在800℃以上加热时，可能导致促进晶粒的粗大化、组织的不均一化。

再结晶热处理工序S04的热处理条件并未特别限定，但优选在200℃以上且900℃以下范围的热处理温度下，保持1秒以上且10小时以下的范围。

举例为例如在350℃进行6h(6小时)热处理，在700℃进行1h(1小时)热处理，在850℃进行5秒热处理等。

且，为了使再结晶组织均一化，冷加工工序S03与再结晶热处理工序S04也可重复进行2次以上。

(调质加工工序S05)

接着，为了调整材料强度，也可对于再结晶热处理工序S04后的铜材料进行调质加工。另外，在不需要提高材料强度的情况下，也可不进行调质加工。

调质加工的加工率并未特别限制，但为了调整材料强度，优选在超过0％且50％以下的范围内实施。并且，轧制面的晶粒的长宽比为2.0以下时，加工率优选限制于40％以下。

并且，根据需要为了去除残留应变，也可在调质加工后进而进行热处理。

如此，可制造出本实施方式的纯铜板。

根据如以上构成的本实施方式的纯铜板，由于P含量为2质量ppm以下，因此能够抑制因P阻碍微量存在于晶界的晶粒成长抑制元素的效果，加热后，也能够抑制晶粒的粗大化和不均一化。

又，Pb、Se及Te的元素在Cu中的固熔限度较低，通过在晶界偏析而抑制晶粒的粗大化。因此，由于Pb、Se及Te相当于晶粒成长抑制元素，因此也可以微量含有。然而，这些元素会使热加工性大幅降低。如此由于Pb、Se及Te为使热加工性降低的元素，因此通过将Pb、Se及Te的合计含量限制于10质量ppm以下，能够确保热加工性。

并且，本实施方式中，在将S含量设在2质量ppm以上且20质量ppm以下的范围内的情况下，晶粒成长抑制元素之一的S在晶界偏析，能够可靠地抑制加热时的晶粒粗大化及不均一化。并且，能够确保热加工性。

此外，本实施方式中，Mg、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf、Y的合计含量为10质量ppm以下的情况下，能够抑制与晶粒成长抑制元素的S、Se、Te、Pb等生成化合物。由此，能够充分发挥晶粒成长抑制元素的作用，能够可靠地抑制加热时的晶粒的粗大化及不均一化。

此外，本实施方式中，轧制面的晶粒的粒径为10μm以上的情况下，在例如800℃以上加热该纯铜板时，能够抑制再结晶进行，能够抑制晶粒的粗大化及组织的不均一化。

此外，本实施方式中，轧制面的晶粒的长宽比为2以下的情况下，由于加工度低，不累积大的应变，因此再结晶的驱动力变小，而能够进一步抑制加热后的晶粒的粗大化。

并且，本实施方式中，在800℃保持1小时的热处理后的结晶粒径在100μm以上且300μm以下的范围内的情况下，加热后也能够可靠地抑制晶粒的粗大化。

此外，本实施方式中，在800℃保持1小时的热处理后的50mm×50mm的范围内的最大结晶粒径d_max与平均结晶粒径d_ave之比率d_max/d_ave为10以下的情况下，加热后也能够可靠地抑制晶粒变得不均一。

此外，本实施方式中，抗拉强度为500MPa以下的情况下，由于充分确保作为纯铜板的特性，因此适合作为大电流用途的电气/电子零件的基材。

以上，针对本发明实施方式的纯铜板进行说明，但本发明并非限定于此，在不脱离本发明的主旨的范围内可适当变更。

例如上述实施方式中，针对纯铜板的制造方法一例进行说明，但纯铜板的制造方法并非限定于实施方式中记载的方法，也可适当选择已知的制造方法而制造。

实施例

以下，针对为了确认本发明的效果而进行的确认实验的结果进行说明。

通过区熔提纯法将P含量纯化为0.001质量ppm以下，准备了纯度为99.999质量％以上的铜原料。且使用上述铜原料与纯度99质量％以上的各种元素(Pb、Se、Te、S、Mg、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf、Y)制作各种元素的Cu-1质量％母合金(包含1质量％的各种元素的Cu母合金)。

通过以上方法，准备了纯度为99.999质量％以上的铜原料与各种元素的Cu-1质量％母合金。

将上述铜原料装入高纯度石墨坩锅内，在设为Ar气体气氛的气氛炉内进行高频熔解。在所得铜熔液中投入上述各种元素的Cu-1质量％母合金，制备为表1、2所示的成分组成。另外，表1、2中，项目“3元素合计”中记载有Pb、Se及Te的合计含量。且项目“7元素合计”中记载有Mg、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf、Y的合计含量。

将所得铜熔液注入于隔热材铸模中，以0.5℃/秒的冷却速度冷却，制作了铸块。另外，铸块大小为厚：约25mm×宽：约60mm×长：约150～200mm。

对于所得铸块，在Ar气体气氛中，以表3、4中记载的温度条件进行1小时加热，实施热轧，作成厚15mm。

切断热轧后的铜材料并且实施表面磨削以去除表面的氧化被膜。此时，考虑随后的冷轧、调质轧制的轧制率，将最终厚度以成为如表3、4所示厚度的方式，调整了供于冷轧的铜材料的厚度。

对于如上述般调整厚度的铜材料，以表3、4中记载的条件进行冷轧，并进行了水冷。

接着，对于冷轧后的铜材料，通过表3、4中记载的条件，实施了再结晶热处理。

接着，对于再结晶热处理后的铜材料，以表3、4中记载的条件进行了调质轧制，以表3、4所示的厚度制造了宽60mm的特性评价用带材。

接着，针对以下项目实施了评价。评价结果如表5、6所示。

(加工性评价)

作为加工性评价，观察了前述热轧、冷轧时有无裂边。以目视完全未见到裂边，或几乎未见到裂边的带材评价为“A”。产生长度小于1mm的小裂边的带材评价为“B”。产生长度1mm以上且小于3mm的裂边的带材评价为“C”。产生长度3mm以上的大裂边的带材评价为“D”。

另外，裂边长度是指从轧制材的宽度方向的端部向宽度方向的中央部的裂边的长度。

(抗拉强度)

从特性评价用带材采集JIS Z 2201规定的13B号试验片，通过JIS Z 2241测定了抗拉强度。

另外，试验片是以拉伸试验的拉伸方向相对于特性评价用带材的轧制方向平行的方式采集的。

(导电率)

从特性评价用带材采集宽10mm×长60mm的试验片，通过四端法求出了电阻。并且，使用测微器进行试验片的尺寸测定，算出了试验片体积。接着，由所测定的电阻值与体积，算出了导电率。另外，试验片是以其长度方向相对于特性评价用带材的轧制方向平行的方式采集的。

(热处理前的结晶粒径)

从所得特性评价用带材切出20mm×20mm的样品，通过SEM-EBSD(ElectronBackscatter Diffraction Patterns)测定装置，如以下方法测定了平均结晶粒径。

使用耐水砂纸、金刚石磨粒对轧制面进行了机械抛光。接着，使用胶体二氧化硅溶液对轧制面进行了精抛光。之后，使用扫描型电子显微镜，在试样表面的测定范围内的各个测定点(像素)照射了电子束。通过背散射电子衍射的方位解析，将邻接的测定点间的方位差成为15°以上的测定点间作为大角晶界，将邻接的测定点间的方位差小于15°的测定点间作为小角晶界。使用大角晶界，作成晶界映射图。接着根据JIS H0501的切断法，对于晶界映射图，以特定间隔沿纵、横方向各划出5条特定长度的线段。计算完全切出的结晶粒数，算出其切断长度的平均值作为热处理前的结晶粒径。

(晶粒的长宽比)

轧制面的晶粒的长宽比如以下般测定。

针对上述特性评价用带材的轧制面，与上述结晶粒径的测定同样地使用SEM-EBSD(Electron Backscatter Diffraction Patterns，电子背散射衍射图)测定装置，作成了晶界映射图。对于该晶界映射图，以特定间隔，沿轧制方向(RD方向)划出5条线段，沿与轧制方向垂直的方向(宽度方向，TD方向)划出5条线段。计算完全切出的晶粒数，将其RD方向的粒径作为长径，将TD方向的粒径作为短径。详细而言，将RD方向的线段中，以一个晶粒的轮廓切断的线段长度(线段与晶粒的轮廓的2个交点间的距离)作为其晶粒的长径。将TD方向的线段中，以一个晶粒的轮廓切断的线段长度作为其晶粒的短径。求出各晶粒的长径与短径之比(长径/短径)，算出了其平均值作为长宽比。

(热处理后的结晶粒径)

从上述特性评价用带材采集试验片，实施了在800℃保持1小时的热处理。由该试验片切出50mm×50mm的样品，对轧制面进行镜面抛光，蚀刻。通过光学显微镜，以轧制方向成为照片横向的方式拍摄轧制面。选出观察部位中晶粒最为微细且在约1000×1000μm²的视野内以均一粒度形成的部位，在约1000×1000μm²进行晶粒的观察及结晶粒径的测定。根据JIS H 0501的切断法，在照片的纵、横方向以特定间隔各划出5条特定长度的线段。计算完全切出的晶粒数，算出了其切断长度的平均值作为热处理后的结晶粒径(平均结晶粒径d_ave)。

(热处理后的粒径的偏差)

如上述，针对自经实施热处理后的试验片采集样品，在50mm×50mm的范围内，除双晶以外，将最粗大晶粒的长径与短径的平均值(即长径与短径之和除以2的值)作为最大结晶粒径d_max。最粗大晶粒是在50mm×50mm的范围内，晶粒的长径与短径的平均值成为最大的晶粒。长径是连结晶粒的轮廓上的2个点的线段中最长的线段的长度。短径是对长径划出垂直线时由晶界(晶粒的轮廓)切断的线段中最长的线段的长度。将该最大结晶粒径与上述平均结晶粒径d_ave之比d_max/d_ave为10以下评价为“〇”(良好)，将d_max/d_ave超过10的情况评价为“×”(差)。

[表1]

[表2]

[表3]

[表4]

[表5]

[表6]

比较例1中，由于P含量多于本实施方式的范围，因此在800℃保持1小时的热处理后的平均结晶粒径较粗大为600μm，粒径的偏差也变大。

比较例2、3中，由于Pb、Se及Te的合计含量多于本实施方式的范围，因此在800℃保持1小时的热处理后的粒径的偏差变大。

相对于此，P含量为2质量ppm以下且Pb、Se及Te的合计含量为10质量ppm以下的本发明例1～37中，在800℃保持1小时的热处理后的平均结晶粒径较小，且粒径的偏差变小。因此，在加热时也能够抑制晶粒的粗大化及不均一化。

由以上可知，根据本发明例，可提供热加工性优异且加热后也能够抑制晶粒的粗大化及不均一化的纯铜板。

产业上的可利用性

本实施方式的纯铜板的热加工性优异且加热后也抑制晶粒的粗大化及不均一化。因此，本实施方式的纯铜板可优选地用作散热器或厚铜电路等的电气/电子零件(绝缘电路基板)，尤其是大电流用途的电气/电子零件的基材。

Claims (9)

1.一种纯铜板，其特征在于，

Cu纯度为99.96质量％以上，其余部分为不可避免的杂质，并且P含量为2质量ppm以下，且Pb、Se及Te的合计含量为10质量ppm以下。

2.根据权利要求1所述的纯铜板，其特征在于，

S含量在2质量ppm以上且20质量ppm以下的范围内。

3.根据权利要求1或2所述的纯铜板，其特征在于，

Mg、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf、Y的合计含量为10质量ppm以下。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的纯铜板，其特征在于，

轧制面的晶粒的粒径为10μm以上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的纯铜板，其特征在于，

轧制面的晶粒的长宽比为2以下。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的纯铜板，其特征在于，

进行在800℃保持1小时的热处理之后的结晶粒径在100μm以上且300μm以下的范围内。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的纯铜板，其特征在于，

在800℃以上加热而与陶瓷基板接合之后的结晶粒径在100μm以上且300μm以下的范围内。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的纯铜板，其特征在于，

进行在800℃保持1小时的热处理之后的50mm×50mm的范围内的最大结晶粒径d_max与平均结晶粒径d_ave之比率d_max/d_ave为10以下。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的纯铜板，其特征在于，

抗拉强度为500MPa以下。

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