JP6166414B1

JP6166414B1 - ベーパチャンバー用銅又は銅合金条

Info

Publication number: JP6166414B1
Application number: JP2016069416A
Authority: JP
Inventors: 大輔橋本; 昌泰西村
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2016-03-30
Filing date: 2016-03-30
Publication date: 2017-07-19
Anticipated expiration: 2036-03-30
Also published as: TW201804128A; KR102277625B1; WO2017170113A1; CN112159910A; CN108885068A; TWI624641B; JP2017180967A; KR20180127440A

Abstract

【課題】ベーパチャンバー（平板状ヒートパイプ）の筐体の素材として銅又は銅合金条を用い、拡散接合又はロウ付けにより上板部材と下板部材を接合して前記筐体を製造する場合に、接合後に高い接合強度が得られ、エッチング後の反りが抑制できるベーパチャンバー用銅又は銅合金条を提供する。【解決手段】ベーパチャンバーの上部材２と下部材３を接合する場合、銅又は銅合金条の表面の最大高さ粗さＲｚを１．５μｍ以下、算術平均粗さＲａを０．１５μｍ以下、残留応力を５０ＭＰａ以下とする。好ましくは、Ｌ反り量を圧延方向長さ５００ｍｍあたり３０ｍｍ以下、かつＣ反り量を反り量ｄとコイル幅ｗの比ｄ／ｗで２／１００以下とする。【選択図】図１

Description

本発明は、ベーパチャンバー（平板状ヒートパイプ）の筐体を製造するための素材として用いられる銅又は銅合金条に関する。

デスク型ＰＣ、ノート型ＰＣ、タブレット端末、スマートフォンに代表される携帯電話等に搭載されるＣＰＵの動作速度の高速化や高密度化が急速に進展し、これらのＣＰＵからの単位面積当たりの発熱量が一段と増大している。ＣＰＵの温度が一定以上の温度に上昇すると、誤作動、熱暴走などの原因となるため、ＣＰＵ等の半導体装置からの効果的な放熱は切実な問題となっている。
半導体装置の熱を吸収し、大気中に放散させる放熱部品してヒートシンクが使われている。ヒートシンクには高熱伝導性が求められることから、素材として熱伝導率の大きい銅、アルミニウムなどが用いられる。デスク型ＰＣにおいては、ＣＰＵの熱をヒートシンクに設置した放熱フィンなどに伝え、デスク型ＰＣ筐体内に設置した小型ファンで抜熱する方法が用いられている。

しかし、ファンを設置するスペースのないノート型ＰＣ、タブレット端末等においては、限られた面積でより高い熱輸送能力を持つ放熱部品として、ベーパチャンバー（平板状ヒートパイプ）が用いられるようになってきた。ヒートパイプは、内部に封入した冷媒の蒸発（ＣＰＵからの吸熱）と凝縮（吸収した熱の放出）が循環的に行われることにより、ヒートシンクに比べて高い放熱特性を発揮する。また、ヒートパイプをヒートシンクやファンといった放熱部品と組合せることにより、半導体装置の発熱問題を解決することが提案されている。

ベーパチャンバーは、管状ヒートパイプの放熱性能を更に向上させたものである（特許文献１〜４参照）。ベーパチャンバーとして、冷媒の凝縮と蒸発を効率的に行うために、管状ヒートパイプと同様に、内面に粗面化加工、溝加工、粉末焼結による微細孔を形成したもの等が提案されている。また、ベーパチャンバーとして、外部部材（筐体）と、外部部材の内部に収容固定される内部部材とより構成されたものが提案されている。内部部材は、冷媒の凝縮、蒸発、輸送を促進するために、外部部材の内部に一又は複数配置されるもので、種々の形状のフィン、突起、穴、スリット等が加工されている。

ベーパチャンパーの製造方法の一例を、図１を参照して説明する。
（１）ベーパチャンバーの素材として、一般に、無酸素銅、りん脱酸銅などの純銅系の材料が用いられている。純銅系の材料からなる矩形の板材（上板部材と下板部材）の片面に複数の溝、凹凸等のパターンが形成される。図１Ａに、パターン１（斜線部分）が形成された上板部材２（又は下板部材３）を示す。
（２）パターン１を形成する手段として、エッチング加工又は金型を用いたプレス加工が利用される。エッチング加工の場合、上板部材２又は／及び下板部材３の片面のエッチング予定部分のみ露出させ、塩化第２鉄溶液を含むエッチング液で前記エッチング予定部分の銅を溶解させ、所定のパターンを形成する。プレス加工（スタンピング）の場合、上板部材２又は／及び下板部材３の片面に金型の表面性状を転写し、所定形状のパターンを形成する。

（３）上板部材２又は／及び下板部材３のパターン形成面を内側にして、上板部材２と下板部材３を重ね合わせ（図１Ｂ）、その状態で接合する。この接合は、拡散接合又はろう付けで行われる。なお、上板部材２と下板部材３の間にノズル（細径管）４が嵌め込まれ、このノズル４も同時に接合される。
（４）拡散接合の場合、図１Ｃに示すように、上板部材２と下板部材３の間に数Ｎの荷重を掛けて加圧し、真空雰囲気下で８００℃以上の温度に加熱し、その温度に３０分以上保持する。ろう付けによる接合の場合、還元性雰囲気又は非酸化性雰囲気下で加熱し、銀ろう（ＢＡｇ）、りん銅ろう（ＢＣｕＰ）などを用いてろう付けする。銀ろうを用いる場合の加熱温度は６５０℃以上、りん銅ろうを用いる場合の加熱温度は７５０℃以上である。
（５）ベーパチャンバー製造後（接合後）、真空又は減圧雰囲気において、ノズル４を通してベーパチャンバーの内部に作動流体(水等)を入れ、ノズル４を封止する。

特開２００４−２３８６７２号公報特開２００７−３１５７４５号公報特開２０１４−１３４３４７号公報特開２０１５−１２１３５５号公報

ベーパチャンバーの筐体（ケーシング）の素材として銅条（純銅のコイル材）が用いられている。ベーパチャンバーの製造工程では、銅条にプレス加工やエッチングで溝や凹凸等のパターンが形成され、個々の部品（前記上板部材及び下板部材参照）に切り離された後、ろう付けや拡散接合により接合される。
しかし、接合後に高い接合強度が得られず、ベーパチャンバーの使用時に、蒸発、凝縮により繰返される内圧変動（筐体に応力が付加される）に伴い、接合部が剥離し、リークが発生する場合がある。
また、エッチング工程において素材板厚を減肉した場合、又はプレス工程で素材をスタンピングした場合、エッチング後又はプレス後の部品に反りが生じることがある。この反り量が大きいと、エッチング工程又はプレス工程の生産性が低下し、又は部品（エッチング製品、プレス製品）の歩留まりが低下するだけでなく、反りのため接合工程（特にろう付け）に支障が出る場合がある。

本発明は、ベーパチャンバーを製造する際の上記問題点に鑑みてなされたもので、接合後に高い接合強度が得られるようにすること、及びエッチング後の反りを抑制することを目的とする。

本発明は、ベーパチャンバーの筐体を製造するための素材として用いられる銅又は銅合金条（コイル）に関し、この銅又は銅合金条は、表面の最大高さ粗さＲｚが１．５μｍ以下、算術平均粗さＲａが０．１５μｍ以下、残留応力が５０ＭＰａ以下であることを特徴とする。この銅又は銅合金条は、好ましくは、Ｌ反り量が圧延方向長さ５００ｍｍあたり３０ｍｍ以下、かつＣ反り量が反り量ｄとコイル幅ｗの比ｄ／ｗで２／１００以下である。

本発明に係る銅又は銅合金条は、表面の最大高さ粗さＲｚが１．５μｍ以下、算術平均粗さＲａが０．１５μｍ以下であることにより、拡散接合又はろう付け後に高い接合強度が得られる。そして、残留応力が５０ＭＰａ以下であることにより、エッチング後又はプレス後の部品に生じる反りが抑制され、その結果、エッチング工程又はプレス工程の生産性及び歩留まりが向上し、その後に行われる接合工程に支障が出ない。

ベーパチャンバーの製造方法（接合方法）を説明するもので、パターン形成した筐体部品（上板部材又は下板部材）の斜視図（１Ａ）、接合のため重ね合わせた上板部材と下板部材の断面図（１Ｂ）、及びベーパチャンバーの拡散接合時の断面図（１Ｃ）である。実施例における反り量の測定方法を説明する側面図である。

以下、本発明に係るベーパチャンバー用銅又は銅合金条について、より詳細に説明する。
（銅又は銅合金条の表面粗さ）
本発明に係る銅又は銅合金条の表面粗さは、最大高さ粗さＲｚが１．５μｍ以下、算術平均粗さＲａが０．１５μｍ以下に規制される。
上記範囲を超えて表面粗さが大きくなると、拡散接合の場合に部材同士の密着が阻害され、これにより接合面において原子の相互拡散が阻害され、接合後に高い接合強度が得られない。また、ろう付けの場合にろうの濡れ広がり性が低下し、これも接合強度が低下する要因となる。接合後に高い接合強度が得られなければ、ベーパチャンバーの使用時に、蒸発、凝縮により繰返される内圧変動（筐体に応力が付加される）に伴い、接合部が剥離し、リークが発生する場合がある。従って、銅又は銅合金条の表面粗さは上記のとおり規制される。銅又は銅合金条の表面粗さは、好ましくは最大高さ粗さＲｚが１．２μｍ以下、算術平均粗さＲａが０．１２μｍ以下である。

銅又は銅合金条の表面には、圧延時に圧延ロールの表面粗さが転写される。上記表面粗さの銅又は銅合金条を製造するためには、冷間圧延ロールの表面は平滑度が高くなければならず、番手が＃３００、好ましくは＃４００、より好ましくは＃８００の研磨布紙を使用して表面の研磨仕上げを行う。また、銅又は銅合金条の連続焼鈍を行う場合、加熱炉を通過後に銅又は銅合金条を酸洗し、さらにブラシ又は不織布研磨材（例えば、住友スリーエム（株）のスコッチブライト（商品名））等で表面を研磨することが好ましい。加熱炉を無酸化雰囲気とすることにより、銅又は銅合金条の表面に酸化膜などの反応層が生成するのを抑えた場合、軽度の表面清浄により表面粗さを小さくすることができる。

（銅又は銅合金条の残留応力）
本発明では、銅又は銅合金条に存在する最大残留応力が５０ＭＰａ以下に規制される。
上記範囲を超えて圧縮又は引張の残留応力が大きいと、エッチング工程において素材板厚を減肉した場合、エッチング後の部品に大きい反りが生じる。その場合、エッチング工程の生産性が低下し、又は部品（エッチング製品）の歩留まりが低下し、さらに接合工程（特にろう付け）において部品同士を均等に接触させることができず、接合強度及び接合後のベーパチャンバーの寸法精度が低下する。パターン形成をプレス工程で行う場合も、プレス加工後の部品に反りが生じやすい。従って、銅又は銅合金条の残留応力は、引張、圧縮を問わず、最大応力が５０ＭＰａ以下に規制される。銅又は銅合金条の残留応力は、好ましくは４０ＭＰａ以下、より好ましくは３０ＭＰａ以下である。

銅又は銅合金条の残留応力を減少させる手段として、仕上げ冷間圧延後の銅又は銅合金条をテンションレベラーで矯正した後、低温焼鈍を行うとよい。テンションレベラーにより銅又は銅合金条に対し繰り返し曲げ加工のひずみを与え、板厚の中心を挟んで表裏面の残留応力が対称的になるような残留応力分布とする。このとき、残留応力の絶対値がなるべく小さくなるように、テンションレベラーのロール押し込み量を調整する。続いて低温焼鈍することで、先に導入されたひずみが解消され、銅又は銅合金条の残留応力が減少する。また、銅又は銅合金条の残留応力を減少させるための別の手段として、低温焼鈍をテンションアニーリングで行うこともできる。通常の低温焼鈍では、連続焼鈍ラインで銅又は銅合金条が撓まない程度の張力が掛けられるのに対し、テンションアニーリングではより大きい張力（ただし、焼鈍温度で塑性変形しない程度（高温耐力値以下）の張力）が掛けられる。張力を掛けた状態で低温焼鈍することにより銅又は銅合金条の歪みが軽減され、残留応力が低減する。

製造した銅又は銅合金条を所定幅にスリットする場合、スリット後の銅又は銅合金条に残留応力（スリット残留応力）が発生する。このスリット残留応力は、切断自体（切断時に銅又は銅合金条に掛かる負荷）により生じるほか、カッターバイト側面と材料の切断面の接触による摩擦によっても生じる。このスリット残留応力の発生を抑制するには、カッターバイトの研磨（切れ味の向上）、上下カッターバイト間のクリアランス及びラップの適切な設定、潤滑油の使用のほか、カッターバイト及び間座の寸法精度、スリッターの上下軸の平行度や円筒度の向上及び軸方向のガタの低減が有効である。また、スリッターを通過する条を表裏から挟み込む板押さえ（フィンガー）を、上下カッターバイトの近傍に設置することも有効である。

（銅又は銅合金条の反り）
本発明に係る銅又は銅合金条は、好ましくは、Ｌ反り量が圧延方向長さ５００ｍｍあたり３０ｍｍ以下、かつＣ反り量が反り量ｄとコイル幅ｗの比ｄ／ｗで２／１００以下である。なお、Ｌ反り（カール）とは板の長手方向（圧延方向）に沿って生じる反りであり、Ｃ反り（キャンバー）とは板の幅方向に沿って生じる反りである。Ｌ反り量は好ましくは２５ｍｍ以下、より好ましくは２０ｍｍ以下であり、Ｃ反り量（反り量ｄとコイル幅ｗの比ｄ／ｗ）は好ましくは１．６／１００以下、より好ましくは１／１００以下である。
上記範囲を超えてＬ反り量又は／及びＣ反り量が大きいと、プレス加工工程において、スタンピングした後の銅又は銅合金条が蛇行したり位置決めが不確実になったりする。その結果、部品（プレス製品）の寸法精度が低下し、部品に傷が生じることもある。同様に、エッチング工程においてマスキングの精度が低下し、形成されるパターンに所定の寸法精度が得られないことがある。プレス加工工程又はエッチング加工工程を経た部品の寸法精度が落ちると、同工程における歩留まり及び生産性が低下し、さらに、続いて行われる接合工程において、部品の接合自体ができなかったり、接合後に高い接合強度が得られなかったりする。
なお、Ｌ反り又は／及びＣ反りの大きさは、残留応力の大きさとは直接の関係がない。例えば銅又は銅合金条のＬ反り又は／及びＣ反りが小さくても、残留応力が大きいことがあり、逆にＬ反り又は／及びＣ反りが大きくても、残留応力が小さいことがある。

反りは銅又は銅合金条の表と裏とでその長さに差があるために発生する。このような銅又は銅合金条の表裏の長さの差は冷間圧延工程、及び条材のスリット工程で発生することが知られている。例えば、圧延を行う場合、加工発熱などによってロールの中央部分がたわむため、そのままでは条の幅方向中央部よりも両端が伸びた状態になってしまう。これを修正するために、圧延時にはロールのたわみをコントロールしているが、ロール間に条が入っていくときの形状の影響、加工発熱によるロールの熱膨張等により、反りのない完全に平坦な条を得るのは困難である。銅又は銅合金条におけるＬ反り、及びＣそりの低減にはテンションレベラーによる矯正やテンションアニーリングが有効である。
銅又は銅合金条の冷間圧延は、圧延方向に平行な向きに張力をかけて行うが、条の全幅に渡り均一な張力を作用させることは難しく、通常は幅方向中央部で大きく、両端部で小さくなる。条の幅方向で張力の差が大きくなると、Ｃ反りが発生しやすくなる。条の幅方向で張力の差を小さくすると、Ｃ反りは減少する。ただし、幅方向における張力差の低減には限界がある。Ｃ反りの低減には、ワークロール径を大きくすることが有効である。
また、板をスリットする時の上下カッターバイト間のクリアランスが大きいとＣ反りが大きく出る。従って、テンションレベラー等による矯正を行い、反りの少ない状態とした条材をスリットする場合、Ｃ反りを少なくするには前記クリアランスを適正にすることが必要である。

（銅又は銅合金条の種類）
本発明に係るベーパチャンバー用銅又は銅合金条の材料として、従来より用いられている無酸素銅（ＯＦＣ）、りん脱酸銅（Ｐ−ＤＣｕ）などの純銅系の材料のほか、析出硬化型銅合金を用いることができる。析出硬化型銅合金としては、それ自体公知のＣｕ−Ｆｅ−Ｐ系、Ｃｕ−（Ｎｉ，Ｃｏ）−Ｓｉ系、Ｃｕ−（Ｎｉ，Ｃｏ）−Ｐ系、Ｃｕ−Ｃｒ系及びＣｕ−Ｃｒ−Ｚｒ系の各銅合金が挙げられる。

銅又は銅合金条を素材とするベーパチャンバーは、接合工程において全体が６５０℃以上の温度に加熱されることにより軟化する。しかし、析出硬化型銅合金は、純銅系の材料に比べると軟化しにくく、接合工程中及び接合工程後に相対的に高い強度を示し、接合工程後に時効処理（析出硬化処理）を加えることで、さらに強度が向上し、導電率（熱伝導性）も向上する。また、接合工程の加熱による結晶粒の粗大化も、純銅系の材料に比べて抑制される。従って、析出硬化型銅合金条を用いた場合、ベーパチャンバーの筐体が接合工程の加熱で変形しにくく（自重による変形や荷重によるクリープ変形が生じにくい）、寸法精度の低下が抑えられ、接合工程後の輸送、ハンドリング又は半導体装置への取り付け時にも変形しにくい。また、結晶粒径の粗大化が抑えられることにより、はんだ濡れ広がり性が阻害されず、ベーパチャンバーの使用時に繰返される内圧変動に伴う疲労現象による粒界割れ、及びその結果としてのリークが発生しにくい。

［実施例１］
表１に示す組成の銅又は銅合金を鋳造し、それぞれ厚さ２００ｍｍ、幅６３０ｍｍ、長さ４０００ｍｍの鋳塊を作製した。表１のＯＦＣ（無酸素銅）において、不可避不純物であるＨは１ｐｐｍ未満、Ｏは４ｐｐｍ未満、Ｓ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｓｅ、Ａｓは合計で８ｐｐｍである。その他の銅合金において、不可避不純物であるＨは１ｐｐｍ未満、Ｏは１５ｐｐｍ未満、Ｓ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｓｅ、Ａｓは合計で２０ｐｐｍ未満であった。
各鋳塊に対し９６５℃で３時間の均熱処理を行い、続いて熱間圧延を行って板厚２０ｍｍの熱間圧延材とし、６５０℃以上の温度から焼き入れ（水冷）、焼き入れ後の熱間圧延材の両面を１ｍｍずつ面削した。面削後、表１に示す種々の製造工程及び条件により、厚さ０．３ｍｍの銅又は銅合金条（コイル）を製造した。

得られた銅又は銅合金条（スリット幅２００ｍｍ）を供試材として、表面粗さ（Ｒｚ，Ｒａ）、残留応力、反り量（Ｌ反り、Ｃ反り）、ハーフエッチング後の反り量、及びろう濡れ広がり性を、下記要領で測定した。その結果を表２に示す。
（表面粗さ）
接触式表面粗さ計（株式会社東京精密；サーフコム１４００）を用いて、ＪＩＳＢ０６０１：２００１に基づいて測定した。表面粗さ測定条件は、カットオフ値を０．８ｍｍ、基準長さを０．８ｍｍ、評価長さを４．０ｍｍ、測定速度を０．３ｍｍ／ｓ、及び触針先端半径を５μｍＲとした。表面粗さ測定方向は、圧延方向に直角な方向とした。

（残留応力）
残留応力の測定は公知の逐次除去法により行った。逐次除去法による測定手順は以下のとおりである。
（１）前記供試材から、ワイヤカット（放電加工）法により、幅６ｍｍ×長さ６０ｍｍの試験片を採取する。試験片の長さ方向は圧延方向とする。
（２）試験片の板厚をマイクロメータで測定する。測定箇所は５箇所ずつとし、その平均値を試験片の板厚とする。
（３）試験片の片面（エッチングする面の反対側の面）にフロンマスクを形成する。

（４）試験片を硝酸１０５０ｍｌ＋水７５０ｍｌの水溶液に浸漬し、試験片の表面層をエッチング除去する。なお、除去量は初期の段階では１０〜２０μｍ程度．その後２０〜３０μｍを目安にする。
（５）試験片からフロンマスクを除去し、板厚と反り量を測定する。図２Ａ，２Ｂに示すように、湾曲の凸側を上に向けて、試験片５を幅４０ｍｍの水平な試験台６の上に置き、試験片の長さ４０ｍｍ（スパン長さ）当たりの反り高さｆを求める。エッチング面が凹側になる場合（図２Ａ参照）、ｆの符号をプラスとし、エッチング面が凸側になる場合（図２Ｂ参照）、ｆの符号をマイナスとする。
（６）上記と同一の面について、上記（２）〜（５）を、トータルエッチング量が初期板厚（０．３ｍｍ）の半分を超えるまで繰り返す。
（７）前記供試材から採取した別の試験片を用い、反対面についても上記（２）〜（６）を行う。

（８）得られた一連の反り量及び板厚除去量を下記式に代入することにより、深さａにおける残留応力値σ（ａ）を計算する。まず、厚さｈの試験片の表面層をａ除去したときの試験片の反りの曲率をφとすると、残留応力値σ（ａ）は下記式（１）で表される。

（１）式において、Ｅ：ヤング率（縦弾性係数）、ａ：除去量（ｍｍ）、ｈ：元の板厚（ｍｍ）、ｌ：スパン長さ（ｍｍ）。また、φ：厚さｈの試験片をａ除去したときの反りの曲率、ｄφ／ｄａ：深さａからさらにｄａだけエッチング後の試験片の曲率の変化量、φ（ｚ）：除去量ｚのときの曲率である。

除去量ｚのときの反りをｆ（ｚ）とすると、曲率φ（ｚ）は、φ（ｚ）＝８ｆ（ｚ）／ｌ^２であり、これを（１）式に代入すると、下記式（２）が得られる。

式（２）において、ｆ（ｚ）は除去量ｚのときの反り量であり、下記４次関数（３）で表される。この４次関数は、反り量ｆと除去量ｚの関係をプロットして得られる近似式であり、ｃ_１〜ｃ_５は定数である。

なお、上記式に関する詳細は、「塑性と加工（日本塑性加工学会誌）第４２巻、第４８８号（２００１−９）Ｐ．７０−７３」「残留応力の発生と対策」（養賢堂（１９８１））に記載されている。
（９）各供試材から６個（片面につき３個ずつ）の試験片を採取し、各試験片について上記（２）〜（７）の試験を行って、各試験片の最大残留応力値（絶対値）を求め、それらの平均値を各供試材の残留応力値とする。

（反り量）
各供試材から長さ５００ｍｍ（圧延方向に平行）、幅５０ｍｍ（圧延方向に垂直）の試験片を切り取り、長さ方向を上下方向にして吊り下げ、上端縁の中心を通る垂線と下端縁の中心の水平距離を測定して、これをＬ反り量とした。
Ｃ反りの測定は、各供試材から長さがコイル幅ｗ（圧延方向に垂直）、幅５０ｍｍ（圧延方向に平行）の試験片を切り取り、長さ方向を上下方向にして垂直に吊り下げ、上端縁の中心を通る垂線と下端縁の中心の水平距離（反り量ｄ）を測定した。反り量ｄとコイル幅ｗ（＝２００ｍｍ）から、反り量ｄとコイル幅ｗの比ｄ／ｗを求めた。

（ハーフエッチング後の反り量）
各供試材から、１辺が５０ｍｍの正方形の試験片を切り取り（各辺は圧延方向に平行又は垂直）、試験片の片面に対しエッチング加工を行い、板厚の５０％（目標値、実態は５０±２％）を除去した（ハーフエッチング）。エッチング液として、硫酸及び過酸化水素を含む水溶液（三菱ガス化学株式会社製のＣＰＢ５０（商品名、「ＣＰＢ」は登録商標））を用いた。エッチング後の試験片の反りの凸側を下向きとして試験台の水平な面上に置き、レーザ変位計で試験片の４隅の各高さ及び中央の高さ（いずれも試験台面を基準とする高さ）を測定した。試験片の４隅の各高さから４隅の高さの平均値Ｈ_ａｖｅを算出し、中央の高さＨ_ｍｉｎとの差（Ｈ_ａｖｅ−Ｈ_ｍｉｎ）を、ハーフエッチング後の反り量とした。この反り量は２．５ｍｍ以下であることが好ましい。

（ろう濡れ広がり性）
各供試材から、正方形（５０ｍｍ×５０ｍｍ）の試験片を切り取り、溶剤脱脂、及び電解脱脂を行った。ろう材は、直径２ｍｍのＢＣｕＰ−２（Ｃｕ−７質量％Ｐ）を用い、これを質量０．３８ｇの長さ（長さ１５ｍｍ相当）に切り出して使用した。試験片上にろう材を載せて真空炉に入れ、室温において圧力１０^−３Ｐａの真空雰囲気にした後、この真空雰囲気を保って８４０℃に加熱した（平均昇温速度１００℃／分）。試験片の温度が８４０℃に到達後３０秒間保持し、次いで室温まで冷却し（２００℃までの平均降温速度２０℃／分）、炉から取出した。試験片上のろうをＣＣＤカメラＶＨＸ−６００（株式会社キーエンス製）により観察し、同カメラに内蔵されている画像解析装置により、ろうの広がった部分とそれ以外の部分を２値化して識別し、ろうの濡れ広がり面積を求めた。濡れ広がり面積が５ｃｍ^２以上のものを合格とした。

表１，２から、Ｎｏ．１〜４，６，７は、表面粗さ（最大高さ粗さＲｚ、算術平均粗さＲａ）及び残留応力の大きさが本発明の規定範囲内であり、ハーフエッチング後の反り量が２．５ｍｍ以下であり、ろう濡れ広がり面積が５ｃｍ^２以上であった。従って、Ｎｏ．１〜４，６，７の銅合金板は、ろう付けによる接合で高い接合強度が得られ、ベーパチャンバーの使用時に、接合部が剥離してリークが発生するのを防止できる。また、エッチング後又はプレス後の部品に反りが生じるのを抑制できる。特にＮｏ．１〜４は、Ｌ反り量が３５ｍｍ以下、かつＣ反り量が２／１００以下であり、ベーパチャンバー部品をスタンピング加工やエッチングで製造する場合に、製造工程に支障が出ず、高い寸法精度が得られる。なお、Ｎｏ．６でＬ反り量が大きくなったのは、巻取りロール径が他の例よりやや小さかったため、Ｎｏ．７においてＣ反り量が大きくなったのは、スリット時の上下カッターバイト間のクリアランスが他の例よりやや大きかったためと推測される。

一方、Ｎｏ．５は表面粗さが大きいため、ろう濡れ広がり面積が５ｃｍ^２未満であり、ろう付けによる接合性が劣る。Ｎｏ．５の表面粗さが大きくなったのは、冷間圧延ロールの表面の平滑度がやや低かったためと考えられる。
Ｎｏ．８，９は、残留応力が大きいため、ハーフエッチング反り量が２ｍｍを超え、これはベーパチャンバーの寸法精度が低下する要因となり得る。Ｎｏ．８の残留応力が大きくなったのは、仕上げ冷間圧延前のバッチ焼鈍の温度が高すぎて、銅条の結晶粒が粗大化し、仕上げ冷間圧延時に歪みが均一に入らなかったためと考えられる。また、Ｎｏ．９の残留応力が大きくなったのは、最終冷間圧延後のバッチ焼鈍時に銅合金条に巻き癖がつき、それを矯正するために行ったテンションレベリングにおいて耐力以上の大きい応力が付加されたためと考えられる。

［実施例２］
表１のＮｏ．１，３，４の熱間圧延及び面削後の材料（板厚１８ｍｍ）を、厚さ１２ｍｍまで冷間圧延した。各冷間圧延材（厚さ１２ｍｍ）を供試材とし、下記要領で拡散接合強度（接合試験片の引張強さ）及び素材強度（供試材の引張強さ）を測定した。表３のＮｏ．１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、それぞれ表１のＮｏ．１の熱間圧延及び面削後の材料を冷間圧延した冷間圧延材を供試材としたもの、Ｎｏ．３Ａ，４Ａは、それぞれ表１のＮｏ．３，４の熱間圧延及び面削後の材料を冷間圧延した冷間圧延材を供試材としたものである。
なお、この拡散接合強度の測定試験は、拡散接合して製造したベーパチャンバー（図１Ｃ参照）の内圧が上昇し、接合部にこれを剥離させようとする負荷が掛かる場合を想定したものである。

（拡散接合強度）
（１）各供試材（Ｎｏ．１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，３Ａ，４Ａ）から１２ｍｍ×１２ｍｍ×３０ｍｍのブロック（６個ずつ）を切出し、４００℃×２時間の熱処理を行った。
（２）各ブロックから、直径１０ｍｍ、長さ３０ｍｍの円柱形の試験片を作製した。この試験片の長手方向は圧延方向に平行である。
（３）各試験片の一方の端面（直径１０ｍｍの面）をエメリー紙研磨及びバフ研磨して、各供試材（Ｎｏ．１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，３Ａ，４Ａ）ごとに、表３に示す種々の表面粗さに仕上げた（同じ供試材から作製した試験片（６個）はいずれも同じ表面粗さを有する）。
（４）拡散試験装置は、チャンバー内にて真空引き、ガス置換、昇温、接合面の加圧及び保持が可能な試験装置である。装置内に研磨した端面同士を対向させた試験片（２個で１組）を入れ、装置内を真空排気する。
（５）真空度が２×１０^−２Ｐａに到達後、平均昇温速度１００Ｋ／ｍｉｎで昇温し、試験片温度が８５０℃に到達後、端面同士を圧力４ＭＰａで突合せ、３０分保持する。次いで装置内にＮ_２ガスを導入し、加圧したままで２００℃まで冷却した（平均冷却速度約２０℃／分）。２００℃に到達後、装置より拡散接合された試験片（接合試験片）を取出した。
（６）接合試験片は、各供試材（Ｎｏ．１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，３Ａ，４Ａ）ごとに３個ずつ作製した。この接合試験片を用い、室温で引張試験を行い、引張強さを測定し、３個の接合試験片の引張強さの平均値を求め、これを拡散接合強度とした。その結果を表３に示す。

（素材強度）
（１）各供試材（Ｎｏ．１Ａ，３Ａ，４Ａ）から、１２ｍｍ×１２ｍｍ×６０ｍｍのブロック（３個ずつ）を切出し、４００℃×２時間の熱処理を行った。この熱処理条件は、拡散接合強度の測定で行った熱処理と同じ条件である。
（２）各ブロックから、全長６０ｍｍ、平行部直径６ｍｍ、平行部長さ３０ｍｍ、つかみ部直径１０ｍｍ、つかみ部長さ各１０ｍｍの引張試験片を作製した。引張試験片の長手方向は圧延方向に平行である。
（３）各引張試験片を、熱処理装置内に入れ、真空度下（２×１０^−２Ｐａ）で、平均昇温速度１００Ｋ／ｍｉｎで昇温し、試験片温度が８５０℃に到達後、３０分保持した。次いで装置内にＮ_２ガスを導入して２００℃まで冷却し（平均冷却速度約２０℃／分）、２００℃に到達後、装置から引張試験片を取出した。この熱処理条件は、拡散接合強度の測定で行った拡散接合時の加熱冷却条件と、加圧力を加えない点を除いて同じである。
（４）各試験片を用い、ＪＩＳＺ２２４１の規定に準拠し、室温にて引張試験を行った。その結果得られた引張強さ（３個の平均値）を、それぞれＮｏ．１Ａ，３Ａ，４Ａの素材強度とした。また、Ｎｏ．１Ｂ，１Ｃの素材強度は、Ｎｏ．１Ａと同一とした。

両試験結果から、拡散接合強度の素材強度比（拡散接合強度を素材強度で除したもの）を求めた。その結果を表３に示す。この素材強度比は、０．９５以上であることが好ましい。

表３に示すように、Ｎｏ．１Ａ，１Ｂ，３Ａ，４Ａは、表面粗さ（最大高さ粗さＲｚ、算術平均粗さＲａ）が本発明の規定範囲内であり、拡散接合強度の素材強度比が０．９５以上と高い。一方、Ｎｏ．１Ｃは表面粗さが大きいため、拡散接合強度の素材強度比が低く、拡散接合による接合性が劣る。
実施例２の結果から、銅又は銅合金条から切り出した２枚の板部材の表面同士を重ね合わせて拡散接合した場合にも、表面粗さが本発明の規定範囲内のとき、高い拡散接合強度が得られることが予測できる。

１パターン
２上板部材
３下板部材

Claims

表面の最大高さ粗さＲｚが１．５μｍ以下、算術平均粗さＲａが０．１５μｍ以下、残留応力が５０ＭＰａ以下であることを特徴とするベーパチャンバー用銅又は銅合金条。
Ｌ反り量が圧延方向長さ５００ｍｍあたり３０ｍｍ以下、かつＣ反り量が反り量ｄとコイル幅ｗの比ｄ／ｗで２／１００以下であることを特徴とする請求項１に記載されたベーパチャンバー用銅又は銅合金条。