JP2017160501A - Long-sized material of copper-molybdenum composite material - Google Patents

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耕二郎 川合
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a long-sized material of a copper-molybdenum composite material that has a thin thickness as well as being long-sized.SOLUTION: The long-sized material of a copper-molybdenum composite material is a long-sized material of a copper-molybdenum composite material having a thickness of 0.1 mm or less and a length of 3 m or more.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、銅−モリブデン複合材料の長尺材に関する。   The present invention relates to a long material of a copper-molybdenum composite material.

従来、銅−モリブデン複合材料は、たとえば特開2002−121639号公報(特許文献1)および特許第4615312号公報(特許文献2)に開示されている。   Conventionally, copper-molybdenum composite materials are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-121039 (Patent Document 1) and Japanese Patent No. 4615312 (Patent Document 2).

特許文献1では、段落番号0051において、圧延加工により幅20mm、厚み1.5mm、長さがほぼ300mmの銅−モリブデン複合材のフープ状素材が開示されている。   Patent Document 1 discloses a hoop-like material of a copper-molybdenum composite material having a width of 20 mm, a thickness of 1.5 mm, and a length of about 300 mm by rolling, in paragraph 0051.

特許文献2では、段落番号0079において、矩形の素材を熱間圧延(温度150から300℃、加工率30から90%)することにより、銅−モリブデン複合材料の圧延フープが得られたことが開示されている。   In Patent Document 2, it is disclosed in paragraph 0079 that a rolling hoop of a copper-molybdenum composite material was obtained by hot rolling a rectangular material (temperature 150 to 300 ° C., processing rate 30 to 90%). Has been.

特開2002−121639号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-121639 特許第4615312号公報Japanese Patent No. 4615312

しかしながら、従来の技術では、銅−モリブデン複合材料の厚みを0.1mm以下で長さを3m以上にすることはできなかった。   However, in the prior art, the thickness of the copper-molybdenum composite material could not be made 0.1 mm or less and the length 3 m or more.

そこで、この発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、厚みが薄く、かつ長尺の銅−モリブデン複合材料の長尺材を提供することを目的とするものである。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a long copper-molybdenum composite material having a small thickness.

本発明の一態様に係る銅−モリブデン複合材料の長尺材は、厚みが0.1mm以下、長さが3m以上である、銅−モリブデン複合材料の長尺材である。   The long material of the copper-molybdenum composite material according to one embodiment of the present invention is a long material of a copper-molybdenum composite material having a thickness of 0.1 mm or less and a length of 3 m or more.

上記によれば、厚みが薄く、かつ、長尺の銅−モリブデン複合材料の長尺材を提供することができる。   According to the above, it is possible to provide a long material of a thin copper-molybdenum composite material having a small thickness.

[本発明の実施形態の説明]
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
[Description of Embodiment of the Present Invention]
First, embodiments of the present invention will be listed and described.

1.全体構成
本発明の一態様に係る銅−モリブデン複合材料の長尺材の厚みは0.1mm以下、長さは3m以上である。
1. Overall Configuration The long material of the copper-molybdenum composite material according to one embodiment of the present invention has a thickness of 0.1 mm or less and a length of 3 m or more.

銅−モリブデン複合材料の長尺材の厚さは0.1mm以下である。より好ましくは、08mm以下である。この範囲とすることにより、銅−モリブデン複合材料のリードフレーム、熱膨張係数が異なる物体間に介挿する極めて薄い熱応力緩衝材、または極めて薄いヒートスプレッダ等を、連続プレス打ち抜き加工により、上記の銅−モリブデン複合材料の長尺材から容易に安価に製造できる。銅−モリブデン複合材料の長尺材の厚さは0.02mm以上が好ましい。厚さが0.02mm未満であれば、銅−モリブデン複合材料の長尺材の強度が不足するおそれがある。   The long material of the copper-molybdenum composite material has a thickness of 0.1 mm or less. More preferably, it is 08 mm or less. By using this range, the above-mentioned copper-molybdenum composite lead frame, the extremely thin thermal stress buffer material interposed between the objects having different thermal expansion coefficients, or the extremely thin heat spreader, etc. are formed by continuous press punching. -Can be manufactured easily and inexpensively from a long material of molybdenum composite material. The thickness of the long material of the copper-molybdenum composite material is preferably 0.02 mm or more. If the thickness is less than 0.02 mm, the strength of the long material of the copper-molybdenum composite material may be insufficient.

なお、「おそれがある」とは、僅かながらそのようになる可能性があることを示し、高い確率でそのようになることを意味するものではない。   Note that “probable” indicates that there is a slight possibility that this will occur, and it does not mean that it will occur with a high probability.

長尺材の厚さの測定方法は、以下の通りである。長尺材の長手方向の両端部及び略中央部のそれぞれの部分において、長尺材の幅方向の中央部の厚さを、長手方向に5cm間隔で10箇所測定する。具体的には、一方端部の領域Aで10箇所測定し、略中央部の領域Bで10箇所測定し、他方端部の領域Cで10箇所測定して、これらを合計する。合計30箇所の測定値の平均値を長尺材の厚さとする。但し、長尺材の長手方向の両最端部から長手方向に30cm未満の範囲は測定の対象外とした。上記長尺材の長手方向の両端部(領域Aおよび領域C)における測定は、両最端部から長手方向に30cmの地点から開始した。   The measuring method of the thickness of the long material is as follows. At each of the both ends in the longitudinal direction of the long material and the substantially central portion, the thickness of the central portion in the width direction of the long material is measured at 10 locations at intervals of 5 cm in the longitudinal direction. Specifically, 10 points are measured in the region A at one end, 10 points are measured in the region B at the substantially central portion, 10 points are measured in the region C at the other end, and these are totaled. Let the average value of the measured value of a total of 30 places be the thickness of a long material. However, the range of less than 30 cm in the longitudinal direction from both extreme ends in the longitudinal direction of the long material was excluded from measurement. The measurement at both ends (region A and region C) in the longitudinal direction of the long material was started from a point of 30 cm in the longitudinal direction from both extreme ends.

銅−モリブデン複合材料の長尺材の厚さのバラツキは、長尺材の厚さの20%以内が好ましい。より好ましくは10%以内である。   The variation in the thickness of the long material of the copper-molybdenum composite material is preferably within 20% of the thickness of the long material. More preferably, it is within 10%.

本発明における厚さのバラツキとは、上記30箇所の各測定値をTn(n=1−30)、上記30箇所の測定値の平均値をTave((T1+T2+…+T30)/30)としたときの、|Tn−Tave|の最大値をいう。   The thickness variation in the present invention means that the measured values at the 30 locations are Tn (n = 1-30), and the average value of the measured values at the 30 locations is Tave ((T1 + T2 +... + T30) / 30). Of | Tn−Tave |.

銅−モリブデン複合材料の長尺材の長さは、3m以上である。好ましくは、10m以上である。また、5000m以下が好ましい。長さを3m以上とすることにより、リール等に巻き取ってフープ材として使用できる。連続プレス打ち抜き加工をすることができる。3m以上であれば、いくら長くてもよいが、フープ材としての実使用の観点からは、5000m以下が好ましい。   The length of the long material of the copper-molybdenum composite material is 3 m or more. Preferably, it is 10 m or more. Moreover, 5000 m or less is preferable. By setting the length to 3 m or more, it can be wound on a reel or the like and used as a hoop material. Continuous press punching can be performed. Although it may be as long as it is 3 m or more, it is preferably 5000 m or less from the viewpoint of actual use as a hoop material.

銅−モリブデン複合材料の長尺材の幅は、用途により適宜決めることができる。通常は、4mm以上で100mm以下である。   The width of the long material of the copper-molybdenum composite material can be appropriately determined depending on the application. Usually, it is 4 mm or more and 100 mm or less.

2.組成
銅−モリブデン複合材料の長尺材の銅の組成は、銅:14体積%(13質量%)以上67体積%(64質量%)以下が好ましい。銅の範囲がこれを超えると、熱膨張係数の大きい銅の量が増加することにより、銅−モリブデン複合体においても線膨張係数が大きくなる。その場合、線膨張係数を小さくする必要がある用途では、所望する特性が得られなくなるおそれがある。これ未満であると、熱伝導率の高い銅の量が減少する。その結果、銅−モリブデン合金複合体の熱伝導率が低下するおそれがある。ヒートシンクなどの高熱伝導率が要求される用途では、所望の特性が得られなくなるおそれがある。
2. Composition The copper composition of the long copper-molybdenum composite material is preferably 14% by volume (13% by mass) or more and 67% by volume (64% by mass) or less. When the range of copper exceeds this, the amount of copper having a large thermal expansion coefficient increases, so that the linear expansion coefficient also increases in the copper-molybdenum composite. In that case, there is a possibility that desired characteristics cannot be obtained in applications where the linear expansion coefficient needs to be reduced. If it is less than this, the amount of copper having a high thermal conductivity is reduced. As a result, the thermal conductivity of the copper-molybdenum alloy composite may be reduced. In applications that require high thermal conductivity, such as a heat sink, there is a possibility that desired characteristics cannot be obtained.

本発明の銅−モリブデン複合材料の長尺材において、その銅の一部又は全部が銀(Ag)に置き換えられてもよい。しかし、コストの観点から、Agの含有量は、0質量%以上5質量%以下が好ましい。   In the long material of the copper-molybdenum composite material of the present invention, a part or all of the copper may be replaced with silver (Ag). However, from the viewpoint of cost, the content of Ag is preferably 0% by mass or more and 5% by mass or less.

また、本発明の銅−モリブデン複合材料の長尺材にモリブデン、銅、銀以外の元素が1質量%以下含まれていてもよい。   Moreover, 1 mass% or less of elements other than molybdenum, copper, and silver may be contained in the long material of the copper-molybdenum composite material of the present invention.

モリブデン、銅、銀以外の元素としては、酸素(O)、炭素(C)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)、マグネシウム(Mg)、カリウム(K)、カルシウム(Ca)、タングステン(W)、シリコン(Si)、アルミニウム(Al)、鉛(Pb)、錫(Sn)、マンガン(Mn)等が挙げられる。   Elements other than molybdenum, copper, and silver include oxygen (O), carbon (C), iron (Fe), nickel (Ni), chromium (Cr), magnesium (Mg), potassium (K), and calcium (Ca). , Tungsten (W), silicon (Si), aluminum (Al), lead (Pb), tin (Sn), manganese (Mn), and the like.

銅−モリブデン複合材料の長尺材の熱膨張係数は、上記組成によりほぼ決まるものであるが、熱膨張係数は、7.0ppm/℃以上13.2ppm/℃以下が好ましい。   Although the thermal expansion coefficient of the long material of the copper-molybdenum composite material is substantially determined by the above composition, the thermal expansion coefficient is preferably 7.0 ppm / ° C. or higher and 13.2 ppm / ° C. or lower.

この範囲とすることにより、銅−モリブデン複合材料の長尺材から形成したリードフレーム等をセラミックス等の低熱膨張の半導体装置用部材に取り付ける場合、または、当該リードフレーム等に半導体素子を搭載するような場合に、熱膨張差による熱応力を緩和できる。その結果、半導体装置の信頼性を向上することができる。   By setting this range, when a lead frame or the like formed from a long copper-molybdenum composite material is attached to a member for a semiconductor device having a low thermal expansion such as ceramics, or a semiconductor element is mounted on the lead frame or the like. In such a case, the thermal stress due to the difference in thermal expansion can be relaxed. As a result, the reliability of the semiconductor device can be improved.

銅−モリブデン複合材料の長尺材の表面には、メッキ等の表面被覆層が形成されていても良い。表面被覆層としては、ニッケル(Ni)、ニッケル−リン(Ni−P)、ニッケル−ホウ素(Ni−B)、銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、ルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)およびこれらの積層であってもよい。   A surface coating layer such as plating may be formed on the surface of the long material of the copper-molybdenum composite material. As the surface coating layer, nickel (Ni), nickel-phosphorus (Ni-P), nickel-boron (Ni-B), copper (Cu), silver (Ag), gold (Au), ruthenium (Ru), rhodium (Rh) and a laminate thereof may be used.

3.銅−モリブデン複合材料の長尺材の製造方法
以下に、銅−モリブデン複合材料の長尺材の製造方法の一例を示す。なお、銅−モリブデン複合材料の長尺材の製造方法は以下に記載のものに限られない。
3. Method for Producing Long Material of Copper-Molybdenum Composite Material An example of a method for producing a long material of a copper-molybdenum composite material is shown below. In addition, the manufacturing method of the elongate material of a copper-molybdenum composite material is not restricted to the following description.

(1)銅−モリブデン複合材料のインゴット(銅−モリブデン板)の製造
まず、原料から銅−モリブデン複合材料を製造する。
(1) Production of copper-molybdenum composite material ingot (copper-molybdenum plate) First, a copper-molybdenum composite material is produced from raw materials.

(1−1)モリブデン多孔体製造工程
原料として、モリブデン粉末を用いる。この粉末を、プレス機を用いて、成形する。この成形体を、焼成炉を用いて、水素雰囲気中で焼成し、モリブデン多孔体を得る。
(1-1) Molybdenum porous body manufacturing process Molybdenum powder is used as a raw material. This powder is formed using a press. This molded body is fired in a hydrogen atmosphere using a firing furnace to obtain a molybdenum porous body.

モリブデン粉末のFSSS(Fisher Sub Sieve Sizer)粒径は、1μm以上、10μm以下が好ましい。   The FSSS (Fisher Sub Sieve Sizer) particle size of the molybdenum powder is preferably 1 μm or more and 10 μm or less.

粒径が10μmを超えると、焼結時の粒成長によりモリブデン粉末がさらに粗大化し、熱伝導率の位置的ばらつきが大きくなるおそれがある。粒径が1μm未満であっても良いが、モリブデン粉末が高価になるためコスト高となる。   When the particle diameter exceeds 10 μm, the molybdenum powder is further coarsened by grain growth during sintering, and there is a possibility that the positional variation of the thermal conductivity becomes large. The particle size may be less than 1 μm, but the molybdenum powder becomes expensive, resulting in high cost.

成形密度は、3g/cm以上、9g/cm以下が好ましい。この範囲を外れると、焼成後のモリブデン多孔体(スケルトン)の密度を下記範囲にすることができなくなるおそれがある。 Molded density, 3 g / cm 3 or more, 9 g / cm 3 or less. If it is out of this range, the density of the fired porous molybdenum (skeleton) may not be within the following range.

焼成雰囲気は、水素雰囲気の他に、アルゴン等の不活性ガス雰囲気中でも良い。焼成温度は、1200℃以上1400℃以下が、焼成時間は0.5時間以上20時間以下が、好ましい。焼成温度および焼成時間が1400℃および20時間のいずれか一方を超えると、焼結が進行し過ぎ、一部に独立空孔(クローズドポアまたはボイド)が生じるおそれがある。焼成温度および焼成時間が1200℃および0.5時間のいずれか一方未満であると、モリブデン粒子間の結合力が弱くなり、モリブデン多孔体が強固なスケルトンを形成できなくなるおそれがある。その場合、強固なモリブデンスケルトンが有する、熱膨張係数を低減するという効果が発揮できなくなるおそれがある。   The firing atmosphere may be an inert gas atmosphere such as argon in addition to a hydrogen atmosphere. The firing temperature is preferably 1200 ° C. or higher and 1400 ° C. or lower, and the firing time is preferably 0.5 hour or longer and 20 hours or shorter. When either one of the firing temperature and firing time exceeds 1400 ° C. and 20 hours, the sintering proceeds excessively, and there is a possibility that independent vacancies (closed pores or voids) are generated in part. If the firing temperature and firing time are less than either 1200 ° C. or 0.5 hour, the bonding force between the molybdenum particles becomes weak, and the molybdenum porous body may not be able to form a strong skeleton. In that case, there is a possibility that the effect of reducing the thermal expansion coefficient of the strong molybdenum skeleton cannot be exhibited.

モリブデン多孔体(スケルトン)の密度は、1.0g/cm以上7.0g/cm以下が、好ましい。空隙率は14体積%以上67体積%以下が、好ましい。密度がこの範囲を外れると、銅溶浸(次工程)後の銅−モリブデン複合体の銅組成を下記範囲にすることができなくなる。 The density of the molybdenum porous body (skeleton) is preferably 1.0 g / cm 3 or more and 7.0 g / cm 3 or less. The porosity is preferably 14% by volume or more and 67% by volume or less. If the density is out of this range, the copper composition of the copper-molybdenum composite after copper infiltration (next step) cannot be made within the following range.

なお、上記成形密度、焼成温度を適宜調整することにより、空隙率が14体積%以上67体積%以下のモリブデン多孔体を得ることができ、その後銅溶浸工程を経て、下記組成の銅−モリブデン複合体を得ることができる。   By appropriately adjusting the molding density and the firing temperature, a molybdenum porous body having a porosity of 14% by volume to 67% by volume can be obtained. A complex can be obtained.

(1−2)銅溶浸工程
得られたモリブデン多孔体に、銅板を配し、焼成炉を用いて、水素雰囲気中、加熱して、モリブデン多孔体の空隙に銅を溶浸させる。その後、余剰な銅を除去して、銅−モリブデン複合体のインゴットを作製する。
(1-2) Copper Infiltration Step A copper plate is placed on the obtained molybdenum porous body and heated in a hydrogen atmosphere using a firing furnace to infiltrate copper into the voids of the molybdenum porous body. Thereafter, excess copper is removed to prepare an ingot of a copper-molybdenum composite.

溶浸時の雰囲気は、水素雰囲気の他、アルゴン等の不活性ガス雰囲気中でも良い。
溶浸温度は、1200℃以上1400℃以下が好ましい。溶浸時間は、0.5時間以上20時間以下が好ましい。1400℃および20時間の少なくとも一方を超えると、溶浸工程時にも、進行するモリブデンの焼結が過度になり、所望の銅含有量が得られないおそれがある。1200℃および0.5時間の少なくとも一方未満であると、モリブデンの空隙に銅が十分に充填されず、ボイドが発生することにより、銅−モリブデン複合体の熱伝導率が低下するおそれがある。
The atmosphere during infiltration may be an inert gas atmosphere such as argon in addition to a hydrogen atmosphere.
The infiltration temperature is preferably 1200 ° C. or higher and 1400 ° C. or lower. The infiltration time is preferably 0.5 hours or more and 20 hours or less. If at least one of 1400 ° C. and 20 hours is exceeded, the progress of the sintering of molybdenum becomes excessive even during the infiltration process, and the desired copper content may not be obtained. If it is less than at least one of 1200 ° C. and 0.5 hours, copper is not sufficiently filled in the voids of molybdenum, and voids are generated, which may reduce the thermal conductivity of the copper-molybdenum composite.

銅−モリブデン複合体の銅の組成は、上記した銅−モリブデン複合材料の長尺材・フープ材の組成の好ましい範囲と同じである。   The copper composition of the copper-molybdenum composite is the same as the preferred range of the composition of the long material / hoop material of the copper-molybdenum composite material.

上記(1−1),および(1−2)による銅−モリブデン複合体のインゴットの製造方法は、あらかじめ基材の形状に形成した低熱膨張粒子(モリブデン)からなる焼結体(多孔質体、スケルトン)に溶融させた高熱伝導金属(銅)を含浸させる方法(いわゆる溶浸法)であるが、銅−モリブデン複合体のインゴットの製造方法は、この製造方法に限らず、高熱伝導金属(銅)の粉末と低熱膨張粒子(モリブデン)とを混合し、型押ししたのち焼結させる方法、基材の形状に対応した型内に低熱膨張粒子を充填したのち、当該型内に、溶融させた高熱伝導金属を含浸する方法、等の種々の方法によって作製されるものが使用可能である。   The method for producing an ingot of a copper-molybdenum composite according to (1-1) and (1-2) described above is a sintered body (porous body, made of low thermal expansion particles (molybdenum) formed in the shape of a base material in advance. This is a method (so-called infiltration method) of impregnating a high heat conductive metal (copper) melted into a skeleton). However, the method for manufacturing an ingot of a copper-molybdenum composite is not limited to this manufacturing method, and a high heat conductive metal (copper). ) Powder and low thermal expansion particles (molybdenum) are mixed, stamped and then sintered, filled with low thermal expansion particles in the mold corresponding to the shape of the substrate, and then melted in the mold Those prepared by various methods such as a method of impregnating a high heat conductive metal can be used.

(2)銅−モリブデン複合材料の長尺材の作製
上記の工程で製造された銅−モリブデン複合材料のインゴットを、圧延で長尺材にする。
(2) Production of long material of copper-molybdenum composite material The ingot of the copper-molybdenum composite material manufactured in the above-described process is formed into a long material by rolling.

(2−1)温間圧延工程
この銅−モリブデン複合体インゴットを、2段圧延機を用いて、大気中で温間圧延した後、所定寸法になるように切断し、ベルト炉を用いて水素雰囲気中で焼鈍を行う。温間圧延時の雰囲気は、大気雰囲気の他に、アルゴン等の不活性ガス雰囲気中でもよい。温間圧延時のインゴットの温度は、100℃以上190℃以下が好ましい。これを超えると、銅−モリブデン中のモリブデンが酸化し始める為、表層の銅−モリブデンの結合に不具合を発生し、表層剥がれや、それが伝播してワレ、クラックの原因になるおそれがある。
(2-1) Warm rolling step This copper-molybdenum composite ingot is warm-rolled in the atmosphere using a two-stage rolling mill, cut to a predetermined size, and then hydrogenated using a belt furnace. Annealing is performed in the atmosphere. The atmosphere during the warm rolling may be an inert gas atmosphere such as argon in addition to the air atmosphere. The temperature of the ingot during warm rolling is preferably 100 ° C. or higher and 190 ° C. or lower. Exceeding this causes molybdenum in the copper-molybdenum to begin to oxidize, which may cause defects in the bonding of the copper-molybdenum on the surface layer, which may cause peeling of the surface layer, which may cause cracks and cracks.

これ未満であると、銅−モリブデン材を十分に軟化することができず、圧延時にワレ、クラックが発生するおそれがある。   If it is less than this, the copper-molybdenum material cannot be sufficiently softened, and cracks and cracks may occur during rolling.

温間圧延工程での圧下率は、70%以上90%以下が好ましい。これを超えると、圧延による加工硬化による割れ、クラックが発生するおそれがある。これ未満であると、温間圧延程において厚さを十分薄くできていないおそれがある。その結果、以降の工程でさらに薄く圧延する際に、所望の厚さまで圧延できない、または、割れ、クラックが発生する等の支障をきたすおそれがある。   The rolling reduction in the warm rolling process is preferably 70% or more and 90% or less. If it exceeds this, there is a risk of cracks and cracks due to work hardening by rolling. If it is less than this, the thickness may not be sufficiently reduced in the warm rolling process. As a result, when rolling further thinly in the subsequent steps, there is a possibility that rolling to a desired thickness cannot be performed, or that troubles such as generation of cracks and cracks may occur.

温間圧延後の銅−モリブデン複合体の厚さは、2mm以上3mm以下が好ましい。3mmを超えると、温間圧延工程において厚さを十分薄くできていないため、以降の工程でさらに薄く圧延する際に、所望の厚さまで圧延できない、または、割れ、クラックが発生する等の支障をきたすおそれがある。2mm未満であると、温間圧延程において、割れ、クラックの発生するおそれがある。焼鈍の雰囲気は、水素雰囲気の他に、アルゴン等の不活性ガス雰囲気中でもよい。   The thickness of the copper-molybdenum composite after warm rolling is preferably 2 mm or more and 3 mm or less. If the thickness exceeds 3 mm, the thickness cannot be sufficiently reduced in the warm rolling process. Therefore, when rolling further thinly in the subsequent processes, it may not be possible to roll to a desired thickness, or problems such as cracks and cracks may occur. There is a risk of it coming. If it is less than 2 mm, cracks and cracks may occur in the warm rolling process. The annealing atmosphere may be an inert gas atmosphere such as argon in addition to the hydrogen atmosphere.

焼鈍の温度・時間は、700℃以上900℃以下が好ましく、0.3時間以上20時間以下が好ましい。焼鈍温度および時間が900℃および20時間のいずれか一方を超えると、軟化しすぎハンドリングが困難になるおそれがある。焼鈍温度および時間が700℃および0.3時間のいずれか未満であると、十分に圧延時の歪が除去できず、以降の工程でさらに薄く圧延する際に、割れ、クラックが発生するおそれがある。   The annealing temperature / time is preferably 700 ° C. or more and 900 ° C. or less, and preferably 0.3 hours or more and 20 hours or less. If the annealing temperature and time exceeds either 900 ° C. or 20 hours, it may be too soft and difficult to handle. If the annealing temperature and time are less than either 700 ° C. or 0.3 hours, distortion during rolling cannot be sufficiently removed, and cracking or cracking may occur when rolling further thinly in the subsequent steps. is there.

(2−2)冷間圧延工程
温間圧延後の銅−モリブデン複合体を、4段圧延機を用いて、大気中で冷間圧延する。その後、所定の寸法になるように切断し、連続炉を用いて水素雰囲気中で焼鈍を行う。
(2-2) Cold rolling process The copper-molybdenum composite after the warm rolling is cold rolled in the air using a four-high rolling mill. Then, it cut | disconnects so that it may become a predetermined dimension, and it anneals in a hydrogen atmosphere using a continuous furnace.

なお、冷間圧延とは、室温(10℃〜30℃)で圧延を行うことをいう。
これと同じ冷間圧延工程を、銅−モリブデン複合体の厚さが、0.12mmになるまで繰り返す。
Note that cold rolling refers to rolling at room temperature (10 ° C. to 30 ° C.).
The same cold rolling process is repeated until the copper-molybdenum composite has a thickness of 0.12 mm.

1回の冷間圧延の圧下率は、3%以上7%以下が好ましい。この冷間圧延を所定の厚みになるまで繰り返す。圧下率が7%を超えると、必要以上の負荷が材料にかかり割れ、クラックが発生するおそれがある。圧下率が3%未満であると、厚さ方向に均一な圧延ができず、表面だけが圧延されることにより歪みが生じて圧延後の銅−モリブデン複合体が変形するおそれがある。   The rolling reduction of one cold rolling is preferably 3% or more and 7% or less. This cold rolling is repeated until a predetermined thickness is reached. When the rolling reduction exceeds 7%, a load more than necessary is applied to the material, and there is a possibility that cracking or cracking may occur. If the rolling reduction is less than 3%, uniform rolling cannot be performed in the thickness direction, and only the surface is rolled, so that distortion may occur and the rolled copper-molybdenum composite may be deformed.

焼鈍の雰囲気は、水素雰囲気の他に、アルゴン等の不活性ガス雰囲気中でもよい。
焼鈍の温度・時間は、700℃以上900℃以下が好ましく、0.1時間以上20時間以下が好ましい。900℃および20時間の少なくとも一方を超えると、軟化しすぎハンドリングが困難になるおそれがある。700℃および0.1時間の少なくとも一方未満であると、十分に圧延時の歪が除去できず次の圧延時に割れ、クラックが発生するおそれがある。
The annealing atmosphere may be an inert gas atmosphere such as argon in addition to the hydrogen atmosphere.
The annealing temperature / time is preferably 700 ° C. or higher and 900 ° C. or lower, and more preferably 0.1 hour or longer and 20 hours or shorter. If it exceeds at least one of 900 ° C. and 20 hours, it may be too soft and difficult to handle. If it is less than at least one of 700 ° C. and 0.1 hour, the strain at the time of rolling cannot be sufficiently removed, and there is a possibility that cracking or cracking may occur at the next rolling.

(2−3)最終冷間圧延工程
この厚さが0.12mmとなった冷間圧延後の銅−モリブデン複合体を、連続炉を用いて、Arと水素の混合雰囲気中で銅の溶融温度に近い温度で焼鈍を行った後に、厚さ0.1mm以下となるまで、4段圧延機を用いて、大気中で冷間圧延する。その後、所定の寸法になるように切断する。
(2-3) Final cold rolling step The copper-molybdenum composite after cold rolling having a thickness of 0.12 mm is melted in a mixed atmosphere of Ar and hydrogen using a continuous furnace. After annealing at a temperature close to, cold rolling is performed in the atmosphere using a four-high rolling mill until the thickness becomes 0.1 mm or less. Then, it cuts so that it may become a predetermined dimension.

これにより、銅−モリブデン複合体の長尺材を得ることができる。
また、この長尺材をリールに巻き取ることにより、フープ材を作製することができる。
Thereby, the elongate material of a copper-molybdenum composite can be obtained.
Moreover, a hoop material can be produced by winding this long material on a reel.

このように銅の溶融温度に近い温度で焼鈍してから冷間圧延することにより、銅−モリブデン複合体の厚さを0.lmm以下とすることができる。   Thus, by annealing at a temperature close to the melting temperature of copper and then cold rolling, the thickness of the copper-molybdenum composite is reduced to 0. 1 mm or less.

最終冷間圧延前の焼鈍の雰囲気は、上記雰囲気の他に、水素雰囲気又は、アルゴン等の不活性ガス雰囲気中でもよい。   The annealing atmosphere before final cold rolling may be a hydrogen atmosphere or an inert gas atmosphere such as argon in addition to the above atmosphere.

焼鈍の温度・時間は、1010℃以上1080℃以下が好ましく、0.1時間以上2時間以下が好ましい。焼鈍温度および時間が1080℃および2時間のいずれか一方を超えると、銅が溶出し始め、銅とモリブデンが分離してしまうおそれがある。焼鈍温度および時間が1010℃および0.1時間のいずれか一方未満であると、十分に圧延時の歪が除去できず圧延時に割れ、クラックが発生するおそれがある。また、所望の厚さである0.1mm以下にならないおそれがある。このように銅の溶融温度に近い温度で焼鈍してから冷間圧延することにより、銅−モリブデン複合体の厚さを0.lmm以下とすることができる。   The annealing temperature / time is preferably 1010 ° C. or higher and 1080 ° C. or lower, and more preferably 0.1 hour or longer and 2 hours or shorter. If the annealing temperature and time exceeds either 1080 ° C. or 2 hours, copper begins to elute, and copper and molybdenum may be separated. If the annealing temperature and time are less than either 1010 ° C. or 0.1 hour, distortion during rolling cannot be sufficiently removed and cracking or cracking may occur during rolling. Moreover, there exists a possibility that it may not become 0.1 mm or less which is desired thickness. Thus, by annealing at a temperature close to the melting temperature of copper and then cold rolling, the thickness of the copper-molybdenum composite is reduced to 0. 1 mm or less.

最終冷間圧延の圧下率は、1回当たり3%以上7%以下が好ましい。これを所定の厚みになるまで繰り返す。圧下率が7%を超えると、必要以上の負荷が材料にかかり、割れ、クラックが発生するおそれがある。圧下率が3%未満であると、所望の厚さ0.1mm以下にならないおそれがある。またコストが増大する。   The rolling reduction of the final cold rolling is preferably 3% or more and 7% or less per time. This is repeated until a predetermined thickness is reached. When the rolling reduction exceeds 7%, a load more than necessary is applied to the material, and there is a possibility that cracking or cracking may occur. If the rolling reduction is less than 3%, the desired thickness may not be 0.1 mm or less. In addition, the cost increases.

最終冷間圧延工程後に、必要に応じて、適当な条件での焼鈍を行っても良い。行わなくても良い。例えば、水素ガスやアルゴン等の不活性ガス雰囲気中で、700℃以上900℃以下、0.1時間以上2時間以下の焼鈍を行っても良い。   After the final cold rolling step, annealing under appropriate conditions may be performed as necessary. It does not have to be done. For example, annealing in an inert gas atmosphere such as hydrogen gas or argon may be performed at 700 ° C. or higher and 900 ° C. or lower and 0.1 hour or longer and 2 hours or shorter.

4.実施例
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
4). EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described based on examples.

実施例1(試料番号1)
(1)銅−モリブデン複合材料のインゴット(銅−モリブデン板)の製造
(1−1)モリブデン多孔体製造工程
原料として、フィッシャー法によるFSSS粒径が4μmであるモリブデン粉末を用いた。この粉末を、プレス機を用いて、成形圧力100MPaで、200mm×200mm×15mmの形状に成形した。成形後の成形体の、成形密度は5g/cmであった。この成形体を、焼成炉を用いて、水素雰囲気中、1200℃でl時間で焼成し、モリブデン多孔体を得た。焼成後のモリブデン多孔体の密度は7g/cmであり、空隙率は33体積%であった。
Example 1 (Sample No. 1)
(1) Manufacture of copper-molybdenum composite material ingot (copper-molybdenum plate) (1-1) Molybdenum porous body manufacturing process Molybdenum powder having a FSSS particle size of 4 μm by the Fischer method was used as a raw material. This powder was molded into a shape of 200 mm × 200 mm × 15 mm at a molding pressure of 100 MPa using a press machine. The molding density of the molded body after molding was 5 g / cm 3 . This molded body was fired at 1200 ° C. for 1 hour in a hydrogen atmosphere using a firing furnace to obtain a molybdenum porous body. The density of the porous molybdenum body after firing was 7 g / cm 3 and the porosity was 33% by volume.

(1−2)銅溶浸工程
得られたモリブデン多孔体に、純度99.9%(又は無酸素銅)の銅板を配し、焼成炉を用いて、水素雰囲気中、温度1200℃で1時間加熱して、モリブデン多孔体の空隙に銅を溶浸した。その後、余剰な銅を除去して、180mm×180mm×14mmの形状の銅−モリブデン複合体(銅33体積%(30質量%))のインゴットを作製した。
(1-2) Copper infiltration step A copper plate having a purity of 99.9% (or oxygen-free copper) is arranged on the obtained molybdenum porous body, and is used in a hydrogen atmosphere in a hydrogen atmosphere at a temperature of 1200 ° C. for 1 hour. By heating, copper was infiltrated into the voids of the molybdenum porous body. Then, excess copper was removed to produce an ingot of a copper-molybdenum composite (33% by volume (30% by mass) copper) having a shape of 180 mm × 180 mm × 14 mm.

(2)銅−モリブデン複合材料の長尺材の作製
(2−1)温間圧延工程
この銅−モリブデン複合体インゴットを、インゴットの温度160℃で、厚さ2.0mmとなるまで、2段圧延機を用いて、大気中で温間圧延した後、長さ1000mm×幅160mmに切断し、ベルト炉を用いて水素雰囲気中で800℃、0.3時間の焼鈍を行った。
(2) Production of long material of copper-molybdenum composite material (2-1) Warm rolling step This copper-molybdenum composite ingot is in two steps until the thickness of the ingot is 160 ° C. and the thickness becomes 2.0 mm. After warm-rolling in the air using a rolling mill, it was cut into a length of 1000 mm × width of 160 mm, and annealed at 800 ° C. for 0.3 hours in a hydrogen atmosphere using a belt furnace.

(2−2)冷間圧延工程
この温間圧延後の銅−モリブデン複合体を、4段圧延機を用いて、大気中で冷間圧延し、長さ16m×幅150mmに切断し、連続炉を用いて水素雰囲気中で850℃、0.1時間の焼鈍を行った。これと同じ冷間圧延工程を、銅−モリブデン複合体の厚さが、0.12mmになるまで繰り返した。
(2-2) Cold rolling step The copper-molybdenum composite after the warm rolling is cold-rolled in the atmosphere using a four-high rolling mill, cut into a length of 16 m and a width of 150 mm, and a continuous furnace. Was annealed at 850 ° C. for 0.1 hour in a hydrogen atmosphere. This same cold rolling process was repeated until the thickness of the copper-molybdenum composite was 0.12 mm.

(2−3)最終冷間圧延工程
この厚さが0.12mmとなった冷間圧延後の銅−モリブデン複合体を、連続炉を用いて、10体積%のArと90体積%の水素の混合雰囲気中で1050℃、0.25時間の焼鈍を行った後に、厚さ0.05mmとなるまで、4段圧延機を用いて、大気中で冷間圧延し、長さ26m×幅140mmに切断した。
(2-3) Final cold rolling step The copper-molybdenum composite after cold rolling having a thickness of 0.12 mm was prepared using 10% Ar and 90% hydrogen by a continuous furnace. After annealing at 1050 ° C. for 0.25 hours in a mixed atmosphere, it is cold-rolled in air using a four-high rolling mill until the thickness becomes 0.05 mm, and the length is 26 m × width 140 mm Disconnected.

これにより、長さ26m×幅140mm×厚さ0.05mmの銅−モリブデン複合体の長尺材を得た。   Thereby, a long material of a copper-molybdenum composite having a length of 26 m, a width of 140 mm, and a thickness of 0.05 mm was obtained.

この長尺材の厚さバラツキは、長尺材の厚さの7%であった。
また、この長尺材をリールに巻き取ることにより、フープ材を作製した。
The thickness variation of the long material was 7% of the thickness of the long material.
Moreover, the hoop material was produced by winding this elongate material around a reel.

このように銅の溶融温度に近い温度で焼鈍してから冷間圧延することにより、銅−モリブデン複合体の厚さを0.lmm以下とすることができた。   Thus, by annealing at a temperature close to the melting temperature of copper and then cold rolling, the thickness of the copper-molybdenum composite is reduced to 0. 1 mm or less.

次に試料番号2−22の長尺材を作成した。
試料番号2−22の長尺材の組成、厚さ等の物性およびその製造方法を、試料番号1とともに表1に示す。
Next, the long material of sample number 2-22 was created.
Table 1 shows the physical properties such as the composition and thickness of the long material of Sample No. 2-22 and the manufacturing method thereof together with Sample No. 1.

Figure 2017160501
Figure 2017160501

試料番号2〜22の長尺材は、原則として試料番号1の製造方法に基づいて製造した。
ただし、試料番号2では(2−3)の最終冷間圧延工程を実施せず、(2−2)の冷間圧延工程を厚さの変化がなくなるまで繰返した。しかし、銅−モリブデン複合体の厚みは0.1mm以下にならなかった。
The long materials of sample numbers 2 to 22 were manufactured based on the manufacturing method of sample number 1 in principle.
However, in Sample No. 2, the final cold rolling step (2-3) was not performed, and the cold rolling step (2-2) was repeated until there was no change in thickness. However, the thickness of the copper-molybdenum composite did not become 0.1 mm or less.

試料番号3〜8では、銅−モリブデン複合体の銅組成を33体積%とし、(2−3)の最終冷間圧延工程の焼鈍温度を変化させた。   In sample numbers 3 to 8, the copper composition of the copper-molybdenum composite was 33% by volume, and the annealing temperature in the final cold rolling step (2-3) was changed.

試料番号9〜15では、銅−モリブデン複合体の銅組成を15体積%とし、(2−3)の最終冷間圧延工程の焼鈍温度を変化させた。   In sample numbers 9 to 15, the copper composition of the copper-molybdenum composite was set to 15% by volume, and the annealing temperature in the final cold rolling step (2-3) was changed.

試料番号16〜22では、銅−モリブデン複合体の銅組成を65体積%とし、(2−3)の最終冷間圧延工程の焼鈍温度を変化させた。   In sample numbers 16 to 22, the copper composition of the copper-molybdenum composite was 65% by volume, and the annealing temperature in the final cold rolling step (2-3) was changed.

試料番号2では、最終冷間圧延工程を実施しなかったので、(2−2)の冷間圧延工程を繰り返しても、銅−モリブデン複合材料の厚みが0.12mmよりも薄くならなかった。   In Sample No. 2, since the final cold rolling process was not performed, the thickness of the copper-molybdenum composite material did not become thinner than 0.12 mm even when the cold rolling process of (2-2) was repeated.

試料番号3,9,16では、最終冷間圧延工程の焼鈍において温度が1000℃であったため温度が低く、厚みが0.12mmよりも薄くならなかった。   In Sample Nos. 3, 9, and 16, the temperature was 1000 ° C. in the annealing of the final cold rolling process, so the temperature was low and the thickness was not thinner than 0.12 mm.

試料番号8,15,22では、最終冷間圧延工程の焼鈍において温度が1090℃であったため温度が高く、銅が溶出して銅とモリブデンが分離した。   In sample numbers 8, 15, and 22, the temperature was 1090 ° C. in the annealing in the final cold rolling process, so the temperature was high, and copper eluted and copper and molybdenum separated.

試料番号1,4−7,10−14,17−21では、最終冷間圧延時に適切な焼鈍が行なわれたため、厚みが0.10mm以下の長尺材を得ることができた。   In Sample Nos. 1, 4-7, 10-14, and 17-21, appropriate annealing was performed during the final cold rolling, and thus a long material having a thickness of 0.10 mm or less could be obtained.

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiments and examples disclosed herein are illustrative in all respects and should not be construed as being restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above-described embodiment but by the scope of claims, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims and all modifications within the scope.

この発明は、たとえば、銅−モリブデン複合材料の長尺材から構成されるリードフレーム、熱応力緩衝材、またはヒートスプレッダの分野において用いることができる。   The present invention can be used, for example, in the field of a lead frame made of a long material of a copper-molybdenum composite material, a thermal stress buffer material, or a heat spreader.

Claims (7)

厚みが0.1mm以下、長さが3m以上である、銅−モリブデン複合材料の長尺材。   A long material of a copper-molybdenum composite material having a thickness of 0.1 mm or less and a length of 3 m or more. 1つの前記長尺材内での厚みのバラツキは20%以下である、請求項1に記載の銅−モリブデン複合材料の長尺材。   The long material of the copper-molybdenum composite material according to claim 1, wherein variation in thickness within one long material is 20% or less. 銅を14体積%以上67体積含む、請求項1または請求項2に記載の銅−モリブデン複合材料の長尺材。   The long material of the copper-molybdenum composite material according to claim 1 or 2, which contains 14 vol% or more and 67 vol% of copper. 前記銅の一部分が銀で置き換えられており、前記銀の含有量は5質量%以下である、請求項3に記載の銅−モリブデン複合材料の長尺材。   The long material of the copper-molybdenum composite material according to claim 3, wherein a part of the copper is replaced with silver, and the content of the silver is 5% by mass or less. 熱膨張係数が7.0ppm/℃以上13.2ppm/℃以下である、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の銅−モリブデン複合材料の長尺材。   The long material of the copper-molybdenum composite material according to any one of claims 1 to 4, wherein a coefficient of thermal expansion is 7.0 ppm / ° C or more and 13.2 ppm / ° C or less. 表面に被覆層が形成されており、その被覆層は、ニッケル、ニッケル−リン、ニッケル−ホウ素、銅、銀、金、ルテニウム、およびロジウムからなる群より選ばれた少なくとも一種を含む、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の銅−モリブデン複合材料の長尺材。   A coating layer is formed on the surface, and the coating layer contains at least one selected from the group consisting of nickel, nickel-phosphorus, nickel-boron, copper, silver, gold, ruthenium, and rhodium. The elongate material of the copper-molybdenum composite material of any one of Claim 5. 厚みが0.02mm以上である、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の銅−モリブデン複合材料の長尺材。   The long material of the copper-molybdenum composite material according to any one of claims 1 to 6, wherein the thickness is 0.02 mm or more.
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