JP7147985B2 - 銅複合板材、銅複合板材を用いたベーパーチャンバーおよびベーパーチャンバーの製造方法 - Google Patents

銅複合板材、銅複合板材を用いたベーパーチャンバーおよびベーパーチャンバーの製造方法 Download PDF

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Description

この発明は、銅複合板材およびそれを用いたベーパーチャンバーの製造方法に関する。
近年、ノート型パソコン、モバイル用ノートパソコン（モバイルパソコン）、タブレット端末、ファブレット端末およびスマートフォン（携帯電話端末）などの携帯機器では、小型化、薄型化および軽量化に加え、高機能化および高性能化が図られている。こうした携帯機器に搭載されるＣＰＵは、その動作速度の高速化および高密度化が急速に進展し、その発熱量が増大している。携帯機器内での温度上昇が過度になると、ＣＰＵの不具合（誤作動、熱暴走など）の原因になるため、携帯機器内に搭載されるＣＰＵおよびその他の半導体装置からの放熱効果の向上が急務になっている。
携帯機器の小型化、薄型化および軽量化に有効と考えられる放熱手段として、平板状の筐体の内部に冷媒が減圧封止されたベーパーチャンバーが検討されている。ベーパーチャンバーは、放熱効果の高い平板状のヒートパイプといえ、内部に封止された冷媒の蒸発と凝縮により熱を伝導することができる熱拡散部品である。なお、ベーパーチャンバーの冷媒には、安全、低コスト、取扱い容易などの理由で、専ら純水が採用されている。
例えば、特開２０１７－１７２８７１号公報には、平板状の上板部材と平板状の下板部材とを接合して筐体を構成した、ベーパーチャンバーが開示されている。このベーパーチャンバーは、筐体となる上板部材および下板部材が析出硬化型銅合金（Ｃｕ－Ｎｉ－Ｓｉ系、Ｃｕ－Ｆｅ－Ｐ系、Ｃｕ－Ｆｅ－Ｎｉ－Ｐ系、Ｃｕ－Ｃｒ系およびＣｕ－Ｃｒ－Ｚｒ系）で構成されているため、６５０℃以上に加熱する接合により低下した筐体（上板部材および下板部材）の機械的強さおよび熱伝導率が時効処理（析出硬化処理）により向上される。なお、上記したＣｕ－Ｎｉ－Ｓｉ系の銅合金は、コルソン合金と呼ばれる。このコルソン合金によって構成された部材は、日本銅学会誌「銅と銅合金」第５７巻１号２０１８、論文「銅被覆銅合金板の拡散接合性と機械的特性」、橋本大輔（株式会社神戸製鋼所）著に開示されるように、銅めっき処理を行って表面を被覆することが可能である。
例えば、特開２００７－３１５７４５号公報には、平板状の上板部材と、冷媒の流路となる微細孔を備える平板状の中板部材と、平板状の下板部材とを接合して筐体を構成した、ベーパーチャンバーが開示されている。このベーパーチャンバーは、上板部材、中板部材および下板部材が銅（純銅）で構成されているため、高い放熱効果（熱伝導性）が期待できる。また、このベーパーチャンバーは、冷媒と接触する上板部材および下板部材の内側に溝状の凹部が設けられ、冷媒との接触面積が増大されているため、放熱効果（熱伝導性）がより向上される。
特開２０１７－１７２８７１号公報 特開２００７－３１５７４５号公報
日本銅学会誌「銅と銅合金」第５７巻１号２０１８、論文「銅被覆銅合金板の拡散接合性と機械的特性」、橋本大輔（株式会社神戸製鋼所）著
最近、ベーパーチャンバーの筐体を構成する際に、筐体内部の汚染防止、接合強度向上および冷媒の減圧封止の信頼性向上などの観点で、銀ろうなどの接合剤を用いる接合手段に替えて、被接合面に荷重を加えた状態で加熱して生じさせた拡散現象を利用して被接合面同士を接合する手段、すなわち拡散接合が適用されつつある。なお、被接合面の材質にもよるが、一般的に、拡散接合には６００℃以上１０００℃以下の加熱保持が必要とされている。ところが、筐体を構成する部材が銅（純銅）であると鈍されて筐体の機械的強さが低下するし、部材の厚さを大きくすると上記した携帯機器の薄型化および軽量化を阻むことになる。
材質の観点で、拡散接合後の筐体の機械的強さを確保するには、特許文献１に開示されるコルソン合金（Ｃｕ－Ｎｉ－Ｓｉ系）またはＣｕ－Ｃｏ－Ｓｉ系などの析出硬化型銅合金の適用が考えられる。筐体を構成する部材が析出硬化型銅合金であると、拡散接合の加熱保持を利用して時効処理（析出硬化処理）が可能である。なお、ベーパーチャンバーの筐体の内側（内面）は、冷媒が接触しても特段の反応が起こらないこと、例えば、ガスが発生しないこと、腐食が進行しないこと、が求められている。ところが、上記したコルソン合金などに含まれるＳｉは、冷媒が純水または水溶液であると反応し、二酸化珪素（ＳｉＯ2）および水素（Ｈ2）を生成する可能性がある。また、拡散接合時に酸素と接触する接合界面にＳｉがあると反応し、二酸化珪素（ＳｉＯ2）を含む脆い組織（ＳｉＯ2相）を形成する可能性がある。
Ｓｉと水との反応防止およびＳｉと酸素との反応防止の観点で、非特許文献１に開示される銅めっき処理を適用し、上記したコルソン合金などで構成された部材の表面を被覆してＳｉを露出させないことが考えられる。ところが、一般的な銅めっき処理で形成された銅めっき膜は、ピンホールまたは部分剥離が発生することがあるため、下地（コルソン合金）が露出する可能性がある。また、量産に見合う電流密度で形成された銅めっき膜の表面は一般的な仕上げ圧延による表面粗さよりも粗くなるため、拡散接合時に被接合面に加える荷重を増大せねばならず、生産性が低下する。銅めっき膜の表面粗さはＳなどの添加剤を加えることにより改善されるが、Ｓなどの添加元素が冷媒と反応する可能性がある。また、上記した上板部材および下板部材の内側に溝状の凹部を設ける場合、エッチング処理が行われる可能性がある。ところが、薄い銅めっき膜ではエッチングにより下地（コルソン合金）が露出する可能性があるし、厚い銅めっき膜を形成するとめっき時間が増大するので生産性が低下する。
この発明の目的の１つは、ベーパーチャンバーの構成部材（筐体など）として好適な拡散接合性、耐食性および０．２％耐力を有する銅系板材を提供し、および、この銅系板材を用いたベーパーチャンバーの製造方法を提供することである。
本発明者は、拡散接合後に機械的強さが確保される銅系板材と、ベーパーチャンバーに用いられる溶媒と反応し難い銅系板材とを組み合せることによって、上記した課題が解決できることを見出し、この発明に想到することができた。
この発明の第１の局面による銅複合板材は、第１銅層の一方面に第２銅層が圧接されて成る銅複合板材であって、前記第１銅層は、析出強化型銅合金によって構成され、前記第２銅層は、Ｃｕが９９．９質量％以上の純銅によって構成されており、前記第１銅層の厚さをＴ１とし、前記第２銅層の厚さをＴ２とするとき、Ｔ２／（Ｔ１＋Ｔ２）×１００≦３０％かつＴ２＞１μｍを満たす、銅複合板材である。
この発明の第１の局面による銅複合板材では、前記第２銅層は、表面粗さＲＺＪＩＳが０．８μｍ以下で、尖度Ｒｋｕが４以下である、ことが好ましい。
また、この発明の第２の局面による銅複合板材は、第１銅層の一方面に第２銅層が圧接され、前記第１銅層の他方面に第３銅層が圧接されて成る銅複合板材であって、前記第１銅層は、析出強化型銅合金によって構成され、前記第２銅層および前記第３銅層は、いずれも、Ｃｕが９９．９質量％以上の純銅によって構成されているか、Ｓｉが０．１質量％未満の非析出強化型銅合金によって構成されている、銅複合板材である。
この発明の第２の局面による銅複合板材では、前記第１銅層の厚さをＴ１とし、前記第２銅層の厚さをＴ２とし、前記第３銅層の厚さをＴ３とするとき、（Ｔ２＋Ｔ３）／（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）×１００≦３０％かつＴ２＞１μｍおよびＴ３＞１μｍを満たすことが好ましい。また、前記第２銅層および前記第３銅層は、表面粗さＲZJISが０．８μｍ以下で、尖度Ｒｋｕが４以下であることが好ましい。
この発明の第１の局面および第２の局面による銅複合板材では、前記第１銅層を構成する銅合金は、０．８質量％以上５．０質量％以下のＮｉ、０．２質量％以上１．５質量％以下のＳｉ、残部Ｃｕおよび不可避的不純物からなる銅合金であってよい。また、この発明の第１の局面および第２の局面による銅複合板材では、前記第１銅層を構成する銅合金は、さらに、２．０質量％以下の範囲で、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｐ、Ｍｎ、ＢおよびＡｇのうちの１種または１種以上を含むことができる。
この発明の第３の局面によるベーパーチャンバーは、第１の局面または第２の局面の銅複合板材を用いて形成された上板部材および下板部材を備え、上板部材の第２銅層と下板部材の第２銅層とによって囲まれた空間を形成するように、上板部材と下板部材とが拡散接合されて構成されている。
この発明の第１の局面および第２の局面による銅複合板材のいずれか一方または両方を用いて、ベーパーチャンバーを製造することができる。
すなわち、この発明の第１の局面によるベーパーチャンバーの製造方法は、この発明の上記した第１の局面および第２の局面による銅複合板材のいずれか一方または両方を用いて形成された、上板部材および下板部材を備え、前記上板部材と前記下板部材とが拡散接合されて構成されたベーパーチャンバーの製造方法であって、（１）第１熱処理、（２）第２熱処理および（３）第３熱処理のうちのいずれか１つの熱処理を行うことによって、前記上板部材を構成する前記銅複合板材の第２銅層と、前記下板部材を構成する前記銅複合板材の第２銅層とを、拡散接合するとともに、前記上板部材および前記下板部材の０．２％耐力を２４０ＭＰａ以上にする工程を備える、ベーパーチャンバーの製造方法である。
（１）第１熱処理は、６００℃以上１０００℃以下に加熱して保持した後に、毎分２５℃以下の冷却速度で１００℃まで冷却し、次いで、常温まで冷却するステップを含む。
（２）第２熱処理は、６００℃以上１０００℃以下に加熱して保持した後に、１００℃以下に冷却し、次いで、４００℃以上５５０℃以下に加熱して保持した後に、常温まで冷却するステップを含む。
（３）第３熱処理は、６００℃以上１０００℃以下に加熱して保持した後に、４００℃以上５５０℃以下まで冷却して保持し、次いで、常温まで冷却するステップを含む。
また、上板部材を構成する銅複合板材の第２銅層と、下板部材を構成する銅複合板材の第２銅層とを、拡散接合する工程は、上板部材を構成する銅複合板材の第２銅層と、下板部材を構成する銅複合板材の第２銅層との間に空間を形成する工程を含む。
この発明の第２の局面によるベーパーチャンバーの製造方法は、この発明の上記した第１の局面および第２の局面による銅複合板材のいずれか一方または両方を用いて形成された、上板部材および下板部材と、Ｃｕが９９．９質量％以上の純銅によって構成されているか、Ｓｉが０．１質量％未満の非析出強化型銅合金によって構成されている、中板部材と、を備え、前記上板部材と前記中板部材とが拡散接合され、かつ、前記中板部材と前記下板部材とが拡散接合されて構成されたベーパーチャンバーの製造方法であって、（１）第１熱処理、（２）第２熱処理および（３）第３熱処理のうちのいずれか１つの熱処理を行うことによって、前記上板部材を構成する前記銅複合板材の第２銅層と前記中板部材とを拡散接合し、かつ、前記下板部材を構成する前記銅複合板材の第２銅層と前記中板部材とを拡散接合するとともに、前記上板部材および前記下板部材の０．２％耐力を２４０ＭＰａ以上にする工程を備える、ベーパーチャンバーの製造方法である。
（１）第１熱処理は、６００℃以上１０００℃以下に加熱して保持した後に、毎分２５℃以下の冷却速度で１００℃まで冷却し、次いで、常温まで冷却するステップを含む。
（２）第２熱処理は、６００℃以上１０００℃以下に加熱して保持した後に、１００℃以下に冷却し、次いで、４００℃以上５５０℃以下に加熱して保持した後に、常温まで冷却するステップを含む。
（３）第３熱処理は、６００℃以上１０００℃以下に加熱して保持した後に、４００℃以上５５０℃以下まで冷却して保持し、次いで、常温まで冷却するステップを含む。
また、上板部材を構成する銅複合板材の第２銅層と、下板部材を構成する銅複合板材の第２銅層とを、拡散接合する工程は、上板部材を構成する銅複合板材の第２銅層と、下板部材を構成する銅複合板材の第２銅層との間に空間を形成する工程を含む。
上記した銅複合板材に係る発明によれば、ベーパーチャンバーの構成部材（筐体など）として好適な拡散接合性、耐食性および０．２％耐力を有する銅複合板材を提供することができる。また、上記したベーパーチャンバーの製造方法に係る発明によれば、銅系の筐体として好適な機械的強さを有し、溶媒（特に純水）と反応し難い好適な耐食性を有する、ベーパーチャンバーを製造することができる。
この発明の第１の局面による銅複合板材の一実施形態（第１実施形態）について、その層構成を模式的に示す図である。 この発明の第２の局面による銅複合板材の一実施形態（第２実施形態）について、その層構成を模式的に示す図である。 この発明の銅複合板材（第１実施形態）を用いた、ベーパーチャンバーの一実施形態（第１構成例）について、その要部の断面構成を模式的に示す図である。 この発明の銅複合板材（第２実施形態）を用いた、ベーパーチャンバーの一実施形態（第２構成例）について、その要部の断面構成を模式的に示す図である。 この発明の銅複合板材（第１実施形態）を用いた、ベーパーチャンバーの一実施形態（第３構成例）について、その要部の断面構成を模式的に示す図である。 この発明の銅複合板材（第２実施形態）を用いた、ベーパーチャンバーの一実施形態（第４構成例）について、その要部の断面構成を模式的に示す図である。 この発明の銅複合板材（第１実施形態および第２実施形態）を用いた、ベーパーチャンバーの一実施形態（第５構成例）について、その要部の断面構成を模式的に示す図である。 この発明の銅複合板材（第２実施形態）を用いた、ベーパーチャンバーの一実施形態（第６構成例）について、その要部の断面構成を模式的に示す図である。
以下、この発明に係る銅複合板材の実施形態について、適宜図面を参照して説明する。
＜第１実施形態＞
この発明の第１の局面による銅複合板材は、第１銅層の一方面に第２銅層が圧接されて成る銅複合板材であって、第１銅層は、析出強化型銅合金によって構成され、第２銅層は、Ｃｕが９９．９質量％以上の純銅によって構成されているか、Ｓｉが０．１質量％未満の非析出強化型銅合金によって構成されている、銅複合板材である。なお、この発明の第１の局面による銅複合板材において、第１銅層を構成する銅合金は、例えば、０．８質量％以上５．０質量％以下のＮｉ、０．２質量％以上１．５質量％以下のＳｉ、残部Ｃｕおよび不可避的不純物からなる銅合金であってよい。上記した構成を有する銅複合板材を、以下、第１実施形態という。
図１は、この発明の第１の局面による銅複合板材の第１実施形態について、その層構成を模式的に示すものである。
図１に示す銅複合板材１０は、第１銅層１１の一方面に第２銅層１２が圧接されて成る銅複合板材である。図１に示す銅複合板材１０において、第１銅層１１は、析出強化型銅合金によって構成されている。この析出強化型銅合金は、例えば、０．８質量％以上５．０質量％以下のＮｉ（ニッケル）、０．２質量％以上１．５質量％以下のＳｉ（珪素）、残部Ｃｕ（銅）および不可避的不純物からなる銅合金であってよい。上記した析出強化型銅合金は、純銅よりも引張強さ、０．２％耐力および伸びなどの機械的特性が高く、曲げ加工性、応力緩和特性および熱伝導率も確保されている。この組成から成る銅合金には、一般的にコルソン合金と呼ばれる銅合金が含まれる。この組成から成る銅合金により構成された第１銅層１１は、後述する第１熱処理、第２熱処理または第３熱処理により析出硬化する。こうした銅合金によって構成された第１銅層１１を備える銅複合板材１０を用いて、例えばベーパーチャンバーを製造することができる。その場合、ベーパーチャンバーの筐体を形成する際の拡散接合で行われる加熱保持により析出硬化が生じて第１銅層１１の機械的強さが向上されるため、良好な機械的強さを有する筐体を形成することができる。
図１に示す第１銅層１１を構成する銅合金は、析出強化型銅合金である。第１銅層１１を構成する銅合金は、例えば、０．８質量％以上５．０質量％以下のＮｉ、０．２質量％以上１．５質量％以下のＳｉ、残部Ｃｕおよび不可避的不純物からなる銅合金であってよい。この銅合金において、Ｎｉは０．８質量％以上５．０質量％以下とし、Ｓｉは０．２質量％以上１．５質量％以下とする。この銅合金において、ＮｉおよびＳｉは、析出硬化作用により機械的強さを向上させるための重要な添加元素である。なお、Ｎｉ含有比が過小（０．８質量％未満）またはＳｉ含有比が過小（０．２質量％未満）であると、析出物（Ｎｉ2Ｓｉ）の生成が不十分になり、銅合金の機械的強さが向上され難い。また、Ｎｉ含有比が過大（５．０質量％超）またはＳｉ含有比が過大（１．５質量％超）であると、析出物（Ｎｉ2Ｓｉ）の生成が過剰になって銅合金が脆くなり、圧延などによる板材の製造が困難になる。
また、上記した銅合金において、ＮｉおよびＳｉを除く残部は、Ｃｕおよび不可避的不純物によって構成されている。Ｃｕは第１銅層１１を構成する銅合金の母相を構成する基本元素である。Ｃｕは高い熱伝導率を有する第１銅層１１を構成するために特に重要になる元素である。熱伝導率および曲げ加工性の観点では、Ｃｕ含有比は可能な限り大きいことが好ましい。
また、上記した銅合金において、Ｎｉ、ＳｉおよびＣｕを除く残部は不可避的不純物である。不可避的不純物の含有比が過大（例えば０．１質量％超）であると、第１銅層１１の加工性が低下するため、不可避的不純物の含有比は可能な限り小さくする。不可避的不純物の含有比は、例えば、０．１質量％以下が好ましく、より好ましくは０．０５質量％以下である。なお、不可避的不純物（元素）としては、例えば、Ｓ、Ｐｂなどが考えられる。
また、上記した銅合金において、Ｃｕに対して、ＮｉおよびＳｉ以外の添加元素を、さらに、２．０質量％以下の範囲で含むことができる。具体的には、上記した銅合金には、Ｃｏ（コバルト）、Ｓｎ（錫）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｆｅ（鉄）、Ｔｉ（チタン）、Ｚｒ（ジルコン）、Ｃｒ（クロム）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｐ（リン）、Ｍｎ（マンガン）、Ｂ（硼素）、およびＡｇ（銀）のうちの１種または１種以上を、２．０質量％以下の範囲で含むことができる。上記した銅合金において、先に挙げたＣｏからＡｇまでのうちの１種または１種以上を、２．０質量％以下の範囲で含むことにより、さらなる機械的強さの向上や曲げ加工性の改善を図ることができる。
図１に示す銅複合板材１０において、第２銅層１２は、Ｃｕが９９．９質量％以上の純銅によって構成されているか、Ｓｉが０．１質量％未満の非析出強化型銅合金によって構成されている。つまり、純銅または非析出強化型銅合金によって構成されている第２銅層１２は、たとえＳｉを含んでいたとしても、Ｓｉ含有比は０．１質量％未満である。Ｓｉ含有比が０．１質量％未満である第２銅層１２の露出表面は、耐食性などの電気化学的な性質がより安定な純銅と実質的に同等の性質を有すると考えられる。こうした純銅または非析出強化型銅合金によって構成されている第２銅層１２を備える銅複合板材を用いて、例えばベーパーチャンバーを製造した場合、ベーパーチャンバーの筐体の内側（内面）にＳｉ含有比が０．１質量％未満である第２銅層１２を用いることにより、筐体の内部に封止される純水または水溶液からなる冷媒が接触しても特段の反応が起こり難くなるため、反応性ガスが発生し難く、腐食が進行し難い、高い信頼性を有する筐体を形成することができる。なお、ベーパーチャンバーの筐体の内側（内面）にＳｉ含有比が０．１質量％以上である銅層を用いると、ベーパーチャンバーの筐体を形成する際の拡散接合で行われる加熱保持により銅層の露出表面に析出物が形成されるおそれがある。筐体の内側（内面）に析出物が存在していた場合、その析出物を起点とする腐食が進行し、筐体の機械的強さの低下、ベーパーチャンバーの寿命劣化などのおそれがある。
第２銅層１２を純銅によって構成する場合、純銅としては、ＵＮＳ規定ＮｏのＣ１０２００（無酸素銅）、Ｃ１０３００（低リン脱酸銅）およびＣ１１０００（タフピッチ銅）などを用いることができる。また、第２銅層１２をＳｉが０．１質量％未満の非析出強化型銅合金によって構成する場合、非析出強化型銅合金としては、ＵＮＳ規定Ｎｏで表される、Ｃ１５１５０（Ｃｕ－Ｚｒ系）、Ｃ１４４１５（Ｃｕ－Ｓｎ系）、Ｃ１０７００（Ｃｕ－Ａｇ系）、Ｃ１８６６５（Ｃｕ－Ｍｇ系）、Ｃ７０２００（Ｃｕ－Ｎｉ系）およびＣ４０４１０（Ｃｕ－Ｚｎ系）などを用いることができる。なお、こうした純銅または非析出強化型銅合金によって構成されている第２銅層１２を備える銅複合板材を用いてベーパーチャンバーを製造した場合、ベーパーチャンバーの筐体を形成する際の拡散接合で行われる加熱保持によっても第２銅層１２の表面に析出物が生成されない。
この発明の第１の局面による銅複合板材では、第１銅層の厚さをＴ１とし、第２銅層の厚さをＴ２とするとき、Ｔ２／（Ｔ１＋Ｔ２）×１００≦３０％かつＴ２＞１μｍを満たすことが好ましい。図１に示す銅複合板材１０は、全体の厚さがＴであり、第１銅層１１の厚さがＴ１であり、第２銅層１２の厚さがＴ２である。銅複合板材１０は、第１銅層１１および第２銅層１２が、Ｔ２／（Ｔ１＋Ｔ２）×１００≦３０％かつＴ２＞１μｍ（好ましくはＴ２≧２μｍ）の関係を満たす。なお、銅複合板材１０の全体の厚さＴは、Ｔ１＋Ｔ２と等しい。こうした構成を有する第２銅層１２を備える銅複合板材１０は、全体の厚さＴに占める第２銅層１２の厚さＴ２が小さくなり、全体の厚さＴに占める第１銅層１１の厚さＴ１が大きくなる。
また、銅複合板材１０を用いて、例えばベーパーチャンバーを製造する場合、上記したように、ベーパーチャンバーの筐体を形成する際の拡散接合で行われる加熱保持によって、析出硬化を生じない第２銅層１２の機械的強さよりも、析出硬化を生じる第１銅層１１の機械的強さが大きくなる。例えば、ベーパーチャンバーを製造する場合、機械的強さが大きくなる第１銅層１１の占める割合が大きい銅複合板材１０を用いてベーパーチャンバーの筐体を形成することにより、良好な機械的強さを有する筐体を形成することができる。また、ベーパーチャンバーの筐体の０．２％耐力は、２４０ＭＰａ以上であることが好ましく、３００ＭＰａ以上がより好ましいと考えられる。この観点から、ベーパーチャンバーの筐体を構成する銅複合板材１０において、第１銅層１１および第２銅層１２は、Ｔ２／（Ｔ１＋Ｔ２）×１００≦３０％を満足するように構成することが好ましい。このように構成された銅複合板材１０は、その０．２％耐力を２４０ＭＰａ以上にすることができる。
また、例えばベーパーチャンバーを製造する場合、エッチングによってベーパーチャンバーの筐体の内側（内面）に凹凸加工を行うことがある。上記した厚み構成を有する銅複合板材１０を用いて、Ｔ２＞１μｍ（好ましくはＴ２≧２μｍ）の関係を満たす第２銅層１２をベーパーチャンバーの筐体の内側（内面）に配置することにより、過度なエッチングにより第２銅層１２が除去されて第１銅層１１が露出するような不具合を起こり難くすることができる。なお、第２銅層１２の表面に対してエッチングを行う場合、そのエッチングによる除去量（最大深さ）をＤ（単位μｍ）とするとき、第２銅層１２の厚さＴ２は、Ｔ２≧Ｄ＋１μｍを満足することが好ましく、Ｔ２≧Ｄ＋２μｍを満足することがより好ましい。
この発明の第１の局面による銅複合板材では、第２銅層は、表面粗さＲZJISが０．８μｍ以下で、尖度Ｒｋｕが４以下であることが好ましい。図１に示す銅複合板材１の第２銅層１２は、表面粗さ（十点平均粗さ）ＲZJISが０．８μｍ以下であり、尖度Ｒｋｕが４以下である。なお、表面粗さＲZJISおよび尖度Ｒｋｕは、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２０１３（またはＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１）に準拠する。図１に示す銅複合板材１を用いて、例えばベーパーチャンバーを製造する場合、表面粗さＲZJISが０．８μｍ以下であり、尖度Ｒｋｕが４以下である第２銅層１２を筐体の内側（内面）に配置して加熱保持による拡散接合を行うことにより、第２銅層１２と被接合部材との接触状態が面接触に近付いて密着度が向上し、拡散接合による接合強度が向上されるため、良好な機械的強さを有する筐体（接合部材）を形成することができる。
上記した第１実施形態において、銅複合板材１０の厚さＴは、例えば０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下であってよく、好ましくは０．０２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下、より好ましくは０．０２ｍｍ以上０．１ｍｍ以下である。また、第１銅層１１の厚さＴ１は、例えば０．００７ｍｍ以上０．９９９ｍｍ以下であってよく、好ましくは０．０１４ｍｍ以上０．２９９ｍｍ以下、より好ましくは０．０１４ｍｍ以上０．０９９ｍｍ以下である。なお、上記した厚さＴと厚さＴ１との差分は、第２銅層１２の厚さＴ２に対応する。また、第２銅層１２の厚さＴ２は、上記した銅複合板材１０の厚さＴおよび第１銅層１１の厚さＴ１との関係を考慮して設定することが好ましい。
＜第２実施形態＞
この発明の第２の局面による銅複合板材は、第１銅層の一方面に第２銅層が圧接され、第１銅層の他方面に第３銅層が圧接されて成る銅複合板材であって、第１銅層は、析出強化型銅合金によって構成され、第２銅層および第３銅層は、いずれも、Ｃｕが９９．９質量％以上の純銅によって構成されているか、Ｓｉが０．１質量％未満の非析出強化型銅合金によって構成されている、銅複合板材である。なお、この発明の第２の局面による銅複合板材において、第１銅層を構成する銅合金は、例えば、０．８質量％以上５．０質量％以下のＮｉ、０．２質量％以上１．５質量％以下のＳｉ、残部Ｃｕおよび不可避的不純物からなる銅合金であってよい。上記した構成を有する銅複合板材を、以下、第２実施形態という。
図２は、この発明の第２の局面による銅複合板材の第２実施形態について、その層構成を模式的に示すものである。
図２に示す銅複合板材２０は、第１銅層２１の一方面に第２銅層２２が圧接され、第１銅層２１の他方面に第３銅層２３が圧接されて成る銅複合板材である。この第２実施形態において、第２銅層２２の構成と第３銅層２３の構成とが同等または略同等であると、例えば各層の厚さ（Ｔ２、Ｔ３）、表面性状および諸特性を含む材質などの構成が同等または略同等であると、銅複合板材２０の表裏の区別を特段に行うことなく用いることができるので、生産には好都合である。また、より薄肉化を目指す観点では、第２銅層２２の厚さＴ２と第３銅層２３の厚さＴ３とが同等または略同等であることが好ましく、圧延の際に大きな反りが発生するなどの特段の不都合なく容易に薄肉化することができる。
図２に示す銅複合板材２０において、第１銅層２１は、析出強化型銅合金によって構成されている。この析出強化型銅合金は、例えば、０．８質量％以上５．０質量％以下のＮｉ（ニッケル）、０．２質量％以上１．５質量％以下のＳｉ（珪素）、残部Ｃｕ（銅）および不可避的不純物からなる銅合金であってよい。この第１銅層２１の構成および好ましい構成は、その構成によって奏する作用を含め、上記した第１実施形態における第１銅層１１の構成と同等である。よって、第１銅層２１の構成についての説明は上記した第１実施形態の説明を参照するものとし、ここでの説明は略す。
図２に示す銅複合板材２０において、第２銅層２２は、Ｃｕが９９．９質量％以上の純銅によって構成されているか、Ｓｉが０．１質量％未満の非析出強化型銅合金によって構成されている。つまり、純銅または非析出強化型銅合金によって構成されている第２銅層２２には、たとえＳｉが含まれていたとしても、そのＳｉ含有比は０．１質量％未満である。この第２銅層２２の構成および好ましい構成は、その構成によって奏する作用を含め、上記した第１実施形態における第２銅層１２の構成と同等である。よって、第２銅層２２の構成についての説明は上記した第１実施形態の説明を参照するものとし、ここでの説明は略す。
図２に示す銅複合板材２０において、第３銅層２３は、Ｃｕが９９．９質量％以上の純銅によって構成されているか、Ｓｉが０．１質量％未満の非析出強化型銅合金によって構成されている。すなわち、第３銅層２３の構成は、第２銅層２２の構成と同等である。つまり、第２銅層２２と同じく、純銅または非析出強化型銅合金によって構成されている第３銅層２３には、たとえＳｉが含まれていたとしても、そのＳｉ含有比は０．１質量％未満である。この第３銅層２３の構成および好ましい構成は、その構成によって奏する作用を含め、上記した第２銅層２２の構成と同等であり、すなわち第１実施形態における第２銅層１２の構成と同等である。よって、第３銅層２３の構成についての説明は上記した第１実施形態の説明を参照するものとし、ここでの説明は略す。
上記した第２実施形態において、銅複合板材２０の厚さＴは、例えば、０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下であってよく、好ましくは０．０２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下、より好ましくは０．０２ｍｍ以上０．１ｍｍ以下である。また、第１銅層２１の厚さＴ１は、例えば０．００７ｍｍ以上０．９９８ｍｍ以下であってよく、好ましくは０．０１４ｍｍ以上０．２９８ｍｍ以下、より好ましくは０．０１４ｍｍ以上０．０９８ｍｍ以下である。なお、上記した厚さＴと厚さＴ１との差分は、第２銅層２２の厚さＴ２および第３銅層２３の厚さＴ３の合計に対応する。また、第２銅層２２の厚さＴ２および第３銅層２３の厚さＴ３は、上記した銅複合板材２０の厚さＴおよび第１銅層２１の厚さＴ１との関係を考慮して設定することが好ましい。また、第２銅層２２の厚さＴ２と第３銅層２３の厚さＴ３を同等または略同等に設定することは好ましく、表裏を区別することなく銅複合板材２０を用いることができる。
上記した銅複合板材の第１実施形態または第２実施形態のいずれかを用いて、または第１実施形態および第２実施形態の両方を用いて、ベーパーチャンバーを製造することができる。
以下、ベーパーチャンバーの構成例について、適宜図面を参照して説明する。
＜第１構成例＞
図３は、ベーパーチャンバーの要部断面の構成例（第１構成例）を模式的に示すものである。図３に示すベーパーチャンバー１００は、全体的に平板状の外観を有し、図１に示す銅複合板材１０（第１実施形態）を用いて構成されている。具体的には、ベーパーチャンバー１００は、銅複合板材１０を用いて構成された上板部材１０１と、銅複合板材１０を用いて構成された下板部材１０２とが、接合部１０５において接合されている。ベーパーチャンバー１００の内部１０６は、銅複合板材１０を構成する第２銅層１２によって囲まれた空間であり、銅複合板材１０を構成する第１銅層１１は露出していない。ベーパーチャンバー１００の内部１０６には、冷媒（例えば純水）を減圧封止することができる。上板部材１０１を構成する第２銅層１２は、第１銅層１１が圧接されている面と反対側の面の一部が除去される。また、下板部材１０２を構成する第２銅層１２は、第１銅層１１が圧接されている面と反対側の面の一部が除去される。これにより、上板部材１０１と下板部材１０２とを拡散接合されたときに、第２銅層１２によって囲まれた空間（内部１０６）が形成される。
ベーパーチャンバー１００を構成する上板部材１０１および下板部材１０２は、銅複合板材１０を所定の形状に切断加工して個片化し、個片化された銅複合板材１０の端部を曲げ加工する製造方法により、形成されている。なお、銅複合板材１０は、第１銅層１１を構成するための第１銅板材および第２銅層１２を構成するための第２銅板材を積層した状態で圧延し、最終的に所定の厚み（例えば図１に示す厚さＴ）に形成する製造方法により、形成することができる。
ベーパーチャンバー１００の接合部１０５は、所定の加熱パターンによる拡散接合により形成されている。具体的には、下板部材１０２を下方に配置し、上板部材１０１の上方から被接合面（接合部１０５参照）に荷重を加えた状態で加熱保持を行う。この加熱保持中に、上板部材１０１の被接合面と下板部材１０２の被接合面との間に拡散現象が生じることにより被接合面同士が接合（拡散接合）され、接合部１０５が形成される。なお、この加熱保持において、後述する（１）第１熱処理、（２）第２熱処理および（３）第３熱処理のうちのいずれか１つの熱処理を行うとよい。なお、いずれの熱処理も、例えば、窒素ガス、アルゴンガスまたは窒素とアルゴンとの混合ガスなどを用いた非酸化性雰囲気において行うと、加熱酸化による被熱処理材の表面の粗化が抑制されるので好ましい。
（１）第１熱処理は、６００℃以上１０００℃以下に加熱して保持した後に、毎分２５℃以下の冷却速度で１００℃まで冷却し、次いで、常温まで冷却するステップを含む。
（２）第２熱処理は、６００℃以上１０００℃以下に加熱して保持した後に、１００℃以下に冷却し、次いで、４００℃以上５５０℃以下に加熱して保持した後に、常温まで冷却するステップを含む。
（３）第３熱処理は、６００℃以上１０００℃以下に加熱して保持した後に、４００℃以上５５０℃以下まで冷却して保持し、次いで、常温まで冷却するステップを含む。
上記した第１熱処理、第２熱処理および第３熱処理のいずれにおいても、上板部材１０１を構成する銅複合板材１０の第２銅層１２と、下板部材１０２を構成する銅複合板材１０の第２銅層１２とが、拡散接合される。同様に、上板部材１０１を構成する銅複合板材１０の第１銅層１１と、下板部材１０２を構成する銅複合板材１０の第１銅層１１とが、拡散接合される。また、上板部材１０１および下板部材１０２の０．２％耐力を、２４００ＭＰａ以上、さらには３００ＭＰａ以上にすることが可能である。また、上板部材１０１の第２銅層１２と下板部材１０２の第２銅層１２との間に、冷媒を減圧封止するための空間（内部１０６）が形成される。
上記した第１熱処理、第２熱処理および第３熱処理では、最初の加熱保持として、６００℃以上１０００℃以下に加熱して保持する。上板部材１０１および下板部材１０２を構成する銅複合板材１０は、上記したように純銅および／または銅合金から成る。そのため、１０００℃を超える過度な加熱保持は純銅および／または銅合金として得られる機械的強さ（０．２％耐力など）が低下しやすいし、ベーパーチャンバー１００の機械的強さ（０．２％耐力など）などの諸特性が不十分になりやすい。なお、６００℃未満の加熱保持では上記した拡散接合が不十分になるとともに、銅複合板材１０の第１銅層１１を構成する銅合金が析出硬化されないため、ベーパーチャンバー１００の機械的強さ（０．２％耐力など）および接合部１０５の接合強度などが不十分になる。
また、上記した最初の加熱保持における保持時間は、特に限定されないが、０時間以上４時間以下が好ましく、０時間以上２時間以下がより好ましい。保持時間は、例えば、ベーパーチャンバー１００の機械的強さ、接合部１０５の接合強度、内部１０６の表面性状などに対して所望する構成に応じて設定することができる。この場合、所定の保持温度に達するだけでよいと考えられるのであれば、その保持時間は０時間でよい。なお、比較的高温（例えば９００℃以上１０００℃以下）の雰囲気下で４時間を超えるような過度な保持を行うと、純銅および／または銅合金として得られる機械的強さ（０．２％耐力など）などの諸特性が不十分になりやすい。また、比較的低温（例えば６００℃以上９００℃以下）の雰囲気下で４時間を超えるような過度な保持を行っても、純銅および／または銅合金として得られる諸特性が向上され難い。
また、第１熱処理において、上記した最初の加熱保持の後に、毎分２５℃以下の冷却速度で１００℃まで冷却する。なお、毎分２５℃を超えるような冷却速度であると、ベーパーチャンバー１００の機械的強さ（０．２％耐力など）などの諸特性が不十分になりやすい。
また、第２熱処理において、上記した最初の加熱保持の後に、１００℃以下に冷却し、次いで、４００℃以上５５０℃以下に加熱して保持する。ベーパーチャンバー１００の機械的強さ（０．２％耐力など）などの諸特性を向上する観点から、保持温度は４００℃以上５５０℃以下とするのが好ましく、より好ましくは４５０℃以上５４０℃以下とする。また、保持時間は、好ましくは１０分以上４時間以下とし、より好ましくは３０分以上２時間以下とする。
また、第３熱処理において、上記した最初の加熱保持の後に、４００℃以上５５０℃以下まで冷却して保持する。ベーパーチャンバー１００の機械的強さ（０．２％耐力など）などの諸特性を向上する観点から、冷却して保持する際の保持温度（冷却保持温度）は４００℃以上５５０℃以下とし、好ましくは４５０℃以上５４０℃以下とする。また、保持時間（冷却保持時間）は１０分以上４時間以下とするのが好ましく、より好ましくは３０分以上２時間以下とする。
＜第２構成例＞
図４は、ベーパーチャンバーの要部断面の構成例（第２構成例）を模式的に示すものである。図４に示すベーパーチャンバー２００は、全体的に平板状の外観を有し、図２に示す銅複合板材２０（第２実施形態）を用いて構成されている。具体的には、ベーパーチャンバー２００は、銅複合板材２０を用いて構成された上板部材２０１と、銅複合板材２０を用いて構成された下板部材２０２とが、接合部２０５において接合されている。ベーパーチャンバー２００の内部２０６は、銅複合板材２０を構成する第２銅層２２によって囲まれた空間であり、銅複合板材２０を構成する第１銅層２１は露出していない。ベーパーチャンバー２００の内部２０６には、冷媒（例えば純水）を減圧封止することができる。上板部材２０１を構成する第２銅層２２は、第１銅層２１が圧接されている面と反対側の面の一部が除去されている。また、下板部材２０２を構成する第２銅層２２は、第１銅層２１が圧接されている面と反対側の面の一部が除去されている。これにより、上板部材２０１と下板部材２０２とを拡散接合されたときに、第２銅層２２によって囲まれた空間（内部２０６）が形成される。
ベーパーチャンバー２００を構成する上板部材２０１および下板部材２０２は、銅複合板材２０を所定の形状に切断加工して個片化し、個片化された銅複合板材２０の端部を曲げ加工する製造方法により、形成されている。なお、銅複合板材２０は、第１銅層２１を構成するための第１銅板材と、第２銅層２２を構成するための第２銅板材と、第３銅層２３を構成するための第３銅板材とを、第２銅板材と第３銅板材との間に第１銅板材を挟むように積層した状態で圧延し、最終的に所定の厚み（例えば図２に示す厚さＴ）に形成する製造方法により、形成することができる。
ベーパーチャンバー２００の接合部２０５は、所定の加熱パターンによる拡散接合により形成されている。具体的には、下板部材２０２を下方に配置し、上板部材２０１の上方から被接合面（接合部２０５参照）に荷重を加えた状態で加熱保持を行う。この加熱保持中に、上板部材２０１の被接合面と下板部材２０２の被接合面との間に拡散現象が生じることにより被接合面同士が接合（拡散接合）され、接合部２０５が形成される。なお、この加熱保持においても第１構成例と同様に、上記した（１）第１熱処理、（２）第２熱処理および（３）第３熱処理のうちのいずれか１つの熱処理を行うとよい。第１熱処理、第２熱処理および第３熱処理のいずれにおいても、上板部材２０１を構成する銅複合板材２０の第２銅層２２および第３銅層２３と、下板部材２０２を構成する銅複合板材１０の第２銅層２２とが、拡散接合される。同様に、上板部材２０１を構成する銅複合板材２０の第１銅層２１と、下板部材２０２を構成する銅複合板材２０の第１銅層２１とが、拡散接合される。また、上板部材２０１および下板部材２０２の０．２％耐力を、２４０ＭＰａ以上、さらには３００ＭＰａ以上にすることが可能である。また、上板部材２０１を構成する第２銅層２２と下板部材２０２を構成する第２銅層２２との間には、冷媒を減圧封止するための空間（内部２０６）が形成される。
＜第３構成例＞
図５は、ベーパーチャンバーの要部断面の構成例（第３構成例）を模式的に示すものである。図５に示すベーパーチャンバー３００は、全体的に平板状の外観を有し、図１に示す銅複合板材１０（第１実施形態）を用いて構成されている。具体的には、ベーパーチャンバー３００は、銅複合板材１０を用いて構成された上板部材３０１と、銅複合板材１０を用いて構成された下板部材３０２とが、接合部３０５ａにおいて接合されているとともに、上板部材３０１を構成する第２銅層１２および下板部材３０２を構成する第２銅層１２に対して、両者の間に配置された複数の中板部材３０３が接合部３０５ｂにおいて接合されている。なお、複数の中板部材３０３は、純銅または非析出硬化型銅合金から構成されていてよく、好ましくは第２銅層１２と同等または略同等の材質から構成されている。ベーパーチャンバー３００の内部３０６は、銅複合板材１０を構成する第２銅層１２によって囲まれた空間であり、銅複合板材１０を構成する第１銅層１１は露出していない。ベーパーチャンバー３００の内部３０６には、冷媒（例えば純水）を減圧封止することができる。上板部材３０１を構成する第２銅層１２は、第１銅層１１が圧接されている面と反対側の面の一部が除去される。また、下板部材３０２を構成する第２銅層１２は、第１銅層１１が圧接されている面と反対側の面の一部が除去される。これにより、上板部材３０１と下板部材３０２とを拡散接合されたときに、第２銅層１２によって囲まれた空間（内部３０６）が形成される。また、ベーパーチャンバー３００の内部３０６は、複数の中板部材３０３により複数の空間に仕切られ、複数の空間は複数の中板部材３０３を貫通して設けられた複数の孔３０３ａにより連結されている。この複数の孔３０３ａにより、冷媒はベーパーチャンバー３００の内部３０６（複数の空間内）を移動することができる。
ベーパーチャンバー３００を構成する上板部材３０１および下板部材３０２は、銅複合板材１０を所定の形状に切断加工して個片化し、個片化された銅複合板材１０の端部を曲げ加工する製造方法により、形成されている。なお、銅複合板材１０は、第１銅層１１を構成するための第１銅板材および第２銅層１２を構成するための第２銅板材を積層した状態で圧延し、最終的に所定の厚み（例えば図１に示す厚さＴ）に形成する製造方法により、形成することができる。
ベーパーチャンバー３００の接合部３０５ａ、３０５ｂは、所定の加熱パターンによる拡散接合により形成されている。具体的には、下板部材３０２を下方に配置し、上板部材３０１の上方から被接合面（接合部３０５ａ、３０５ｂ参照）に荷重を加えた状態で加熱保持を行う。この加熱保持中に、上板部材３０１の被接合面と下板部材３０２の被接合面との間に拡散現象が生じることにより被接合面同士が接合（拡散接合）され、接合部３０５ａが形成される。同時に、この加熱保持中に、上板部材３０１および下板部材３０２を構成する銅複合板材１０の第２銅層１２の表面（被接合面）と複数の中板部材３０３の被接合面との間に拡散現象が生じることにより被接合面同士が接合（拡散接合）され、接合部３０５ｂが形成される。なお、この加熱保持においても第１構成例と同様に、上記した（１）第１熱処理、（２）第２熱処理および（３）第３熱処理のうちのいずれか１つの熱処理を行うとよい。第１熱処理、第２熱処理および第３熱処理のいずれにおいても、上板部材３０１を構成する銅複合板材１０の第２銅層１２と、下板部材３０２を構成する銅複合板材１０の第２銅層１２とが、拡散接合される。同様に、上板部材３０１を構成する銅複合板材１０の第１銅層１１と、下板部材３０２を構成する銅複合板材１０の第１銅層１１とが、拡散接合される。また、上板部材３０１および下板部材３０２の０．２％耐力を、２４０ＭＰａ以上、さらには３００ＭＰａ以上にすることが可能である。また、上板部材３０１を構成する第２銅層１２と下板部材３０２を構成する第２銅層１２との間に、冷媒を減圧封止するための空間（内部３０６）が形成される。
＜第４構成例＞
図６は、ベーパーチャンバーの要部断面の構成例（第４構成例）を模式的に示すものである。図６に示すベーパーチャンバー４００は、全体的に平板状の外観を有し、図２に示す銅複合板材２０（第２実施形態）を用いて構成されている。具体的には、ベーパーチャンバー４００は、銅複合板材２０を用いて構成された上板部材４０１と、銅複合板材２０を用いて構成された下板部材４０２とが、接合部４０５ａにおいて接合されているとともに、上板部材４０１を構成する第２銅層２２および下板部材４０２を構成する第２銅層２２に対して、両者の間に配置された複数の中板部材４０３が接合部４０５ｂにおいて接合されている。なお、複数の中板部材４０３は、純銅または非析出硬化型銅合金から構成されていてよく、好ましくは第２銅層２２と同等または略同等の材質から構成されている。ベーパーチャンバー４００の内部４０６は、銅複合板材２０を構成する第２銅層２２によって囲まれた空間であり、銅複合板材２０を構成する第１銅層２１は露出していない。ベーパーチャンバー４００の内部４０６には、冷媒（例えば純水）を減圧封止することができる。上板部材４０１を構成する第２銅層２２は、第１銅層２１が圧接されている面と反対側の面の一部が除去されている。また、下板部材４０２を構成する第２銅層２２は、第１銅層２１が圧接されている面と反対側の面の一部が除去されている。これにより、上板部材４０１と下板部材４０２とを拡散接合されたときに、第２銅層２２によって囲まれた空間（内部４０６）が形成される。また、ベーパーチャンバー４００の内部４０６は、複数の中板部材４０３により複数の空間に仕切られ、複数の空間は複数の中板部材４０３を貫通して設けられた複数の孔４０３ａにより連結されている。この複数の孔４０３ａにより、冷媒はベーパーチャンバー４００の内部４０６（複数の空間内）を移動することができる。
ベーパーチャンバー４００を構成する上板部材４０１および下板部材４０２は、銅複合板材２０を所定の形状に切断加工して個片化し、個片化された銅複合板材２０の端部を曲げ加工する製造方法により、形成されている。なお、銅複合板材２０は、第１銅層２１を構成するための第１銅板材と、第２銅層２２を構成するための第２銅板材と、第３銅層２３を構成するための第３銅板材とを、第２銅板材と第３銅板材との間に第１銅板材を挟むように積層した状態で圧延し、最終的に所定の厚み（例えば図２に示す厚さＴ）に形成する製造方法により、形成することができる。
ベーパーチャンバー４００の接合部４０５ａ、４０５ｂは、所定の加熱パターンによる拡散接合により形成されている。具体的には、第３構成例と同様に下板部材４０２を下方に配置し、上板部材４０１の上方から被接合面（接合部４０５ａ、４０５ｂ参照）に荷重を加えた状態で加熱保持を行う。この加熱保持中に、上板部材４０１の被接合面と下板部材４０２の被接合面との間に拡散現象が生じることにより被接合面同士が接合（拡散接合）され、接合部４０５ａが形成される。同時に、この加熱保持中に、上板部材４０１および下板部材４０２を構成する銅複合板材２０の第２銅層２２の表面（被接合面）と複数の中板部材４０３の被接合面との間に拡散現象が生じることにより被接合面同士が接合（拡散接合）され、接合部４０５ｂが形成される。なお、この加熱保持においても第１構成例と同様に、上記した（１）第１熱処理、（２）第２熱処理および（３）第３熱処理のうちのいずれか１つの熱処理を行うとよい。第１熱処理、第２熱処理および第３熱処理のいずれにおいても、上板部材４０１を構成する銅複合板材２０の第２銅層２２と、下板部材４０２を構成する銅複合板材２０の第２銅層２２とが、拡散接合される。同様に、上板部材４０１を構成する銅複合板材２０の第１銅層２１と、下板部材４０２を構成する銅複合板材２０の第１銅層２１とが、拡散接合される。また、上板部材４０１を構成する銅複合板材２０の第２銅層２２と中板部材４０３とが拡散接合され、かつ、下板部材４０２を構成する銅複合板材２０の第２銅層２２と中板部材４０３とが拡散接合される。また、上板部材４０１および下板部材４０２の０．２％耐力を、２４０ＭＰａ以上、さらには３００ＭＰａ以上にすることが可能である。また、上板部材４０１を構成する第２銅層２２と下板部材４０２を構成する第２銅層２２との間に、冷媒を減圧封止するための空間（内部４０６）が形成される。
＜第５構成例＞
図７は、ベーパーチャンバーの要部断面の構成例（第５構成例）を模式的に示すものである。図７に示すベーパーチャンバー５００は、全体的に平板状の外観を有し、図１に示す銅複合板材１０（第１実施形態）および図２に示す銅複合板材２０（第２実施形態）を用いて構成されている。具体的には、ベーパーチャンバー５００は、銅複合板材２０を用いて構成された上板部材５０１と、銅複合板材１０を用いて構成された下板部材５０２とが、接合部５０５において接合されている。ベーパーチャンバー５００の内部５０６は、銅複合板材１０を構成する第２銅層１２および銅複合板材２０を構成する第２銅層２２によって囲まれた空間であり、銅複合板材１０を構成する第１銅層１１および銅複合板材２０を構成する第１銅層２１は露出していない。ベーパーチャンバー５００の内部５０６には、冷媒（例えば純水）を減圧封止することができる。上板部材５０１を構成する第２銅層２２は、第１銅層２１が圧接されている面と反対側の面の一部が除去される。また、下板部材５０２を構成する第２銅層１２は、第１銅層１１が圧接されている面と反対側の面の一部が除去される。これにより、上板部材５０１と下板部材５０２とを拡散接合されたときに、第２銅層１２および第２銅層２２によって囲まれた空間（内部５０６）が形成される。
また、ベーパーチャンバー５００の内部５０６の壁面には、複数の凹部５０４が設けられている。具体的には、ベーパーチャンバー５００の上板部材５０１を構成する銅複合板材２０の第２銅層２２の表面（内部５０６の壁面）に、複数の凹部５０４が設けられている。ベーパーチャンバー５００の内部５０６の壁面に複数の凹部５０４が設けられていることにより内部５０６の壁面の表面積が大きくなるため、冷媒が接触可能な表面積を大きくすることができる。冷媒の接触面積が複数の凹部５０４の分だけ大きくなることによって、冷媒と上板部材５０１との間の熱伝導性が向上され、ベーパーチャンバー５００の熱拡散性能の向上が期待できる。
こうした複数の凹部５０４は、ベーパーチャンバー５００を構成する前の銅複合板材２０の第２銅層２２の表面に対してエッチングを行って、第２銅層２２の表面の複数の凹部５０４に対応する位置を所定の深さだけ除去する製造方法により形成することができる。なお、ベーパーチャンバー５００の内部５０６の壁面を構成する第２銅層２２の表面に対してエッチングを行う場合は、第２銅層２２が完全に除去されて第１銅層２１が表面に露出することがないように、エッチング条件などを適切に制御する。また、こうした複数の凹部５０４は、エッチングによる形成方法に限られず、例えばプレス加工などの塑性加工によっても形成可能である。
ベーパーチャンバー５００を構成するエッチング前の上板部材５０１は、銅複合板材２０を所定の形状に切断加工して個片化する製造方法により、形成されている。また、ベーパーチャンバー５００を構成する下板部材５０２は、銅複合板材１０を所定の形状に切断加工して個片化し、個片化された銅複合板材１０の端部を曲げ加工する製造方法により、形成されている。なお、銅複合板材１０は、上記した第１構成例における銅複合板材１０と同様な製造方法により、形成することができる。また、銅複合板材２０は、上記した第２構成例における銅複合板材２０と同様な製造方法により、形成することができる。
することができる。
ベーパーチャンバー５００の接合部５０５は、所定の加熱パターンによる拡散接合により形成されている。具体的には、下板部材５０２を下方に配置し、上板部材５０１の上方から被接合面（接合部５０５参照）に荷重を加えた状態で加熱保持を行う。この加熱保持中に、上板部材５０１を構成する銅複合板材２０の第２銅層２２の表面（被接合面）と下板部材５０２の被接合面との間に拡散現象が生じることにより被接合面同士が接合（拡散接合）され、接合部５０５が形成される。なお、この加熱保持においても第１構成例と同様に、上記した（１）第１熱処理、（２）第２熱処理および（３）第３熱処理のうちのいずれか１つの熱処理を行うとよい。第１熱処理、第２熱処理および第３熱処理のいずれにおいても、上板部材５０１を構成する銅複合板材２０の第２銅層２２と、下板部材５０２を構成する銅複合板材１０の第２銅層２２とが、拡散接合される。同様に、上板部材５０１を構成する銅複合板材２０の第２銅層２２と、下板部材５０２を構成する銅複合板材１０の第１銅層１１とが、拡散接合される。また、上板部材５０１および下板部材５０２の０．２％耐力を、２４０ＭＰａ以上、さらには３００ＭＰａ以上にすることが可能である。また、上板部材５０１を構成する第２銅層２２と下板部材５０２を構成する第２銅層１２との間に、冷媒を減圧封止するための空間（内部５０６）が形成される。
＜第６構成例＞
図８は、ベーパーチャンバーの要部断面の構成例（第６構成例）を模式的に示すものである。図８に示すベーパーチャンバー６００は、全体的に平板状の外観を有し、図２に示す銅複合板材２０（第２実施形態）を用いて構成されている。具体的には、ベーパーチャンバー６００は、銅複合板材２０を用いて構成された上板部材６０１と中板部材６０３とが、および、銅複合板材２０を用いて構成された下板部材６０２と中板部材６０３とが、それぞれ、接合部６０５において接合されている。なお、中板部材６０３は、純銅または非析出硬化型銅合金から構成されていてよく、好ましくは第２銅層２２と同等または略同等の材質から構成されている。ベーパーチャンバー６００の内部６０６は、銅複合板材２０を構成する第２銅層２２によって囲まれた空間であり、銅複合板材２０を構成する第１銅層２１は露出していない。ベーパーチャンバー６００の内部６０６には、冷媒（例えば純水）を減圧封止することができる。また、ベーパーチャンバー６００の内部６０６は、中板部材６０３に設けられた複数の孔６０３ａ、６０３ｂにより複数の空間に仕切られており、複数の空間は上板部材６０１および下板部材６０２に設けられた複数の凹部６０４ａ、６０４ｂにより連結されている。こうした複数の孔６０３ａ、６０３ｂおよび複数の凹部６０４ａ、６０４ｂにより、冷媒はベーパーチャンバー６００の内部６０６（複数の空間内）を移動することができる。
また、ベーパーチャンバー６００の内部６０６の壁面には、複数の凹部６０４ａ、６０４ｂが設けられている。具体的には、ベーパーチャンバー６００の上板部材６０１を構成する銅複合板材２０の第２銅層２２の表面（内部６０６の壁面）に、複数の凹部６０４ａが設けられている。また、ベーパーチャンバー６００の下板部材６０２を構成する銅複合板材２０の第２銅層２２の表面（内部６０６の壁面）に、複数の凹部６０４ｂが設けられている。ベーパーチャンバー６００の内部６０６の壁面に複数の凹部６０４ａ、６０４ｂが設けられていることにより内部６０６の壁面の表面積が大きくなるため、冷媒が接触可能な表面積を大きくすることができる。冷媒の接触面積が、上板部材６０１の複数の凹部６０４ａの分だけ大きくなり、さらに下板部材６０２の複数の凹部６０４ｂの分だけ大きくなることによって、冷媒と上板部材６０１および下板部材６０２との間の熱伝導性がより向上され、ベーパーチャンバー６００の熱拡散性能のさらなる向上が期待できる。
こうした複数の凹部６０４ａ、６０４ｂは、ベーパーチャンバー６００を構成する前の銅複合板材２０の第２銅層２２の表面に対してエッチングを行って、第２銅層２２の表面の複数の凹部６０４ａ、６０４ｂに対応する位置を所定の深さだけ除去する製造方法により形成することができる。なお、ベーパーチャンバー６００の内部６０６の壁面を構成する第２銅層２２の表面に対してエッチングを行う場合は、第２銅層２２が完全に除去されて第１銅層２１が表面に露出することがないように、エッチング条件などを適切に制御する。また、こうした複数の凹部６０４ａ、６０４ｂは、エッチングによる形成方法に限られず、例えばプレス加工などの塑性加工によっても形成可能である。
ベーパーチャンバー６００を構成するエッチング前の上板部材６０１は、銅複合板材２０を所定の形状に切断加工して個片化する製造方法により、形成されている。また、ベーパーチャンバー６００を構成する下板部材６０２は、銅複合板材２０を所定の形状に切断加工して個片化し、個片化された銅複合板材２０の端部を曲げ加工する製造方法により、形成されている。なお、上板部材６０１を構成する銅複合板材２０は、上記した第２構成例における銅複合板材２０と同様な製造方法により、形成することができる。また、下板部材６０２を構成する銅複合板材２０は、上記した第２構成例における銅複合板材２０と同様な製造方法により、形成することができる。
ベーパーチャンバー６００の接合部６０５ａ、６０５ｂは、所定の加熱パターンによる拡散接合により形成されている。具体的には、下板部材６０２を下方に配置し、上板部材６０１の上方から被接合面（接合部６０５参照）に荷重を加えた状態で加熱保持を行う。この加熱保持中に、上板部材６０１を構成する銅複合板材２０の第２銅層２２の表面（被接合面）と中板部材６０３の表面（被接合面）との間に拡散現象が生じることにより、同様に、下板部材６０２構成する銅複合板材２０の第２銅層２２の表面（被接合面）と中板部材６０３の表面（被接合面）との間に拡散現象が生じることにより、それぞれ、被接合面同士が接合（拡散接合）され、接合部６０５が形成される。なお、この加熱保持においても第１構成例と同様に、上記した（１）第１熱処理、（２）第２熱処理および（３）第３熱処理のうちのいずれか１つの熱処理を行うとよい。第１熱処理、第２熱処理および第３熱処理のいずれにおいても、上板部材６０１を構成する銅複合板材２０の第２銅層２２と中板部材６０３とが、拡散接合される。同様に、下板部材６０２を構成する銅複合板材２０の第２銅層２２と中板部材６０３とが、拡散接合される。また、上板部材６０１および下板部材６０２の０．２％耐力を、２４０ＭＰａ以上、さらには３００ＭＰａ以上にすることが可能である。また、上板部材６０１と、下板部材６０２との間に中板部材６０３を断続的に設けることにより、上板部材６０１と下板部材６０２とを拡散接合されたときに、第２銅層２２と中板部材６０１とによって囲まれた空間（内部６０６）が形成される。
＜銅複合板材の評価＞
次に、この発明に係る銅複合板材が、例えば、ベーパーチャンバー（筐体）の構成部材として好適な拡散接合性、耐食性および０．２％耐力を有するかの確認のため、各種の評価を行った。具体的には、この発明に係る銅複合板材と、比較のための銅複合板材、銅合金板材および銅めっき被覆銅合金材を用いて、各種の評価に適する試験体をそれぞれ作製した。これらの試験体について、表２に示す熱処理を行う前の試験体を用いて表面性状、０．２％耐力および耐食性を調べ、また、表１に示す熱処理を行う前の試験体を用いて表２に示す熱処理と同様の加熱ステップで拡散接合した場合の拡散接合性を調べて、ベーパーチャンバーの構造部材（筐体など）への適合性を評価した。なお、銅複合板材の各種の評価は、図１に示す２層構造の銅複合板材１０を用いて行った。これは、図１に示す２層構造の銅複合板材１０の第２銅層１２と、図２に示す銅複合板材２０の第２銅層２２および第３銅層２３とが、同等の材質（Ｃｕが９９．９質量％以上の純銅、または、Ｓｉが０．１質量％未満の非析出強化型銅合金）によって構成されているので、図１に示す２層構造の銅複合板材１０の第２銅層１２によって代表することが可能と考えられるからである。
例えば、この発明に係る銅複合板材を用いた試験体は、図１に示す２層構造の銅複合板材１０を作製し、その銅複合板材１０から所定の形状の個片を切り出すことにより作製した。具体的には、まず、銅複合板材１０の第１銅層１１を構成するための第１銅板材および第２銅層１２を構成するための第２銅板材を作製した。第１銅板材は、２．５質量％のＮｉ、０．５質量％のＳｉ、残部Ｃｕおよび不可的不純物からなる、コルソン合金の１種である銅合金製の板素材を熱間圧延し、さらに冷間圧延と焼鈍とを組み合せることにより、所定の厚さ（約１．２３５ｍｍ）のものを作製した。なお、この第１銅板材には、上記したＮｉおよびＳｉ以外の添加元素である、１．７質量％のＺｎ（亜鉛）および０．３質量％のＳｎ（錫）が含まれる。また、第２銅板材は、Ｃｕが９９．９質量％以上の純銅の１種である無酸素銅製の板素材を準備し、上記した第１銅板材と同様な製造方法により、所定の厚さ（約０．０６５ｍｍ）のものを製作した。続いて、第１銅板材と第２銅板材とを積層した状態で約６０％の圧下率で圧延を行うことにより、第１銅板材と第２銅板材とが接合（圧接）された、厚さが約０．５２ｍｍの２層構造の銅複合板素材を作製した。続いて、この銅複合板素材を用いて、拡散焼鈍（保持条件：約９００℃で約１分間）後に冷間圧延を行うことにより、所定の厚さ（約０．１ｍｍ）の２層構造の銅複合板材を作製した。
次に、作製した銅複合板材に対して特定のステップを含む熱処理を行って、評価用の２層構造の銅複合板材を作製した。具体的には、銅複合板材を窒素雰囲気中で加熱し、室温から昇温時間約３０分間で９００℃まで昇温し、９００℃に到達してから約５分間の保持を行った後に、毎分約６．７℃の冷却速度（降温時間約２時間）で１００℃まで冷却し、次いで、常温まで冷却するステップを含む熱処理（表２に示す第１熱処理を参照）を行うことにより、図１に示す銅複合板材１０に対応する構成であって、厚さＴが約０．１ｍｍ、第１銅層の厚さＴ１が約９５μｍ、第２銅層の厚さＴ２が約５μｍである、評価用の２層構造の銅複合板材を作製した。
＜試験体Ｎｏ．１＞
上記した製造方法により作製した評価用の銅複合板材から所定の形状の個片を切り出すことにより、表１に示すＮｏ．１の試験体を作製した。なお、Ｔ２／（Ｔ１＋Ｔ２）×１００（％）は、５％である。
＜試験体Ｎｏ．２＞
表１に示す試験体Ｎｏ．２は、上記した試験体Ｎｏ．１の製造方法において、第１銅層と第２銅層との厚さの比率を変更し、第１銅層の厚さＴ１が約９８μｍ、第２銅層の厚さＴ２が約２μｍとなるように作製した。なお、Ｔ２／（Ｔ１＋Ｔ２）×１００（％）は、２％である。
＜試験体Ｎｏ．３＞
表１に示す試験体Ｎｏ．３は、上記した試験体Ｎｏ．１の製造方法において、第１銅層と第２銅層との厚さの比率を変更し、第１銅層の厚さＴ１が約７５μｍ、第２銅層の厚さＴ２が約２５μｍとなるように作製した。なお、Ｔ２／（Ｔ１＋Ｔ２）×１００（％）は、２５％である。
＜試験体Ｎｏ．４＞
表１に示す試験体Ｎｏ．４は、上記した試験体Ｎｏ．１の製造方法において、第１銅層と第２銅層との厚さの比率を変更し、第１銅層の厚さＴ１が約７０μｍ、第２銅層の厚さＴ２が約３０μｍとなるように作製した。なお、Ｔ２／（Ｔ１＋Ｔ２）×１００（％）は、３０％である。
＜試験体Ｎｏ．５～８＞
表１に示す試験体Ｎｏ．５～８は、ぞれぞれ、上記した試験体Ｎｏ．１の製造方法において、第２銅層の材質を表１に示す純銅または非析出強化型銅合金に変更し、第１銅層の厚さＴ１が約９５μｍ、第２銅層の厚さＴ２が約５μｍとなるように作製した。なお、Ｔ２／（Ｔ１＋Ｔ２）×１００（％）は、いずれも、５％である。
＜試験体Ｎｏ．９～１１＞
表１に示す試験体Ｎｏ．９～１１は、それぞれ、上記した試験体Ｎｏ．１の製造方法において、表１に示すように第１銅層を構成するＮｉおよびＳｉ以外の添加元素（Ｓｎ）をＭｇ、ＣｏまたはＣｒに替えて、第１銅層の厚さＴ１が約９５μｍ、第２銅層の厚さＴ２が約５μｍとなるように作製した。なお、Ｔ２／（Ｔ１＋Ｔ２）×１００（％）は、いずれも、５％である。
＜試験体Ｎｏ．１２～２０＞
表１に示す試験体Ｎｏ．１２～２０は、それぞれ、上記した試験体Ｎｏ．１の製造方法における特定のステップを含む熱処理において、表２に示す熱処理ステップに変更し、第１銅層の厚さＴ１が約９５μｍ、第２銅層の厚さＴ２が約５μｍとなるように作製した。なお、Ｔ２／（Ｔ１＋Ｔ２）×１００（％）は、いずれも、５％である。また、表２に示す試験体Ｎｏ．１７～２０における二重線の囲みは、第１熱処理、第２熱処理または第３熱処理の処理条件から外れることを表している。
＜試験体Ｎｏ．２１＞
表１に示す試験体Ｎｏ．２１は、上記した試験体Ｎｏ．１の製造方法において第２銅層を用いず、表１に示す析出強化型銅合金（Ｃ１９４００）に変更し、第１銅層の厚さＴ１が約９５μｍ、第２銅層の厚さＴ２が約５μｍとなるように作製した。なお、Ｔ２／（Ｔ１＋Ｔ２）×１００（％）は、５％である。また、表１に示す試験体Ｎｏ．２１における二重線の囲みは、この銅複合板材に係る発明の範囲から外れることを表している。
＜試験体Ｎｏ．２２＞
表１に示す試験体Ｎｏ．２１は、量産に見合う電流密度を行う一般的な銅めっき処理により、銅複合板材の第１銅層に対応する銅合金板材の表面に対して、第２銅層に対応する銅めっき層を形成したものである。具体的には、まず、試験体Ｎｏ．１において用いたコルソン合金の１種である銅合金製の板素材を圧延し、最終的に厚さＴ１が約９８μｍの銅合金板材を作製した。続いて、一般的な銅めっき処理により銅合金板材の表面に厚さＴ２が約２μｍの銅めっき層を形成し、銅めっき被覆銅合金板材を作製した。次いで、試験体Ｎｏ．１と同様に、銅めっき被覆銅合金板材に対して表２に示す熱処理ステップ（第１熱処理）を行った後に、銅めっき被覆銅合金板材から所定の形状の個片を切り出し、試験体Ｎｏ．２１を作製した。なお、Ｔ２／（Ｔ１＋Ｔ２）×１００（％）は、２％である。また、表１に示す試験体Ｎｏ．２２における二重線の囲みは、この銅複合板材に係る発明の範囲から外れることを表している。
＜試験体Ｎｏ．２３＞
表１に示す試験体Ｎｏ．２３は、銅複合板材の第１銅層に対応する厚さＴ１部分のみから成り、第２銅層に対応する厚さＴ２部分を有さない、厚さＴの銅合金板材である。具体的には、まず、試験体Ｎｏ．１において用いたコルソン合金の１種である銅合金製の板素材を圧延し、最終的に厚さＴが約１００μｍの銅合金板材を作製した。次いで、試験体Ｎｏ．１と同様に、表２に示す熱処理ステップ（第１熱処理）を行った後に、所定の形状の個片を切り出し、試験体Ｎｏ．２３を作製した。なお、Ｔ２／（Ｔ１＋Ｔ２）×１００（％）は、０％である。また、表１に示す試験体Ｎｏ．２３における二重線の囲みは、この銅複合板材に係る発明の範囲から外れることを表している。
＜試験体Ｎｏ．２４＞
表１に示す試験体Ｎｏ．２４は、上記した試験体Ｎｏ．１の製造方法において、第１銅層と第２銅層との厚さの比率を変更し、第１銅層の厚さＴ１が約９９．５μｍ、第２銅層の厚さＴ２が約０．５μｍとなるように作製した。なお、Ｔ２／（Ｔ１＋Ｔ２）×１００（％）は、０．５％である。また、表１に示す試験体Ｎｏ．２４における二重線の囲みは、Ｔ２／（Ｔ１＋Ｔ２）×１００≦３０％かつＴ２＞１μｍを満たさないことを表している。
Figure 0007147985000001
Figure 0007147985000002
以下、上記した試験体Ｎｏ．１～２４を用いて行った各種の評価およびその結果について、表３を参照しながら説明する。なお、表３に示す試験体Ｎｏ．２１～２４における二重線の囲みは、ベーパーチャンバーの構成部材（筐体など）への適合性を毀損する原因となった評価結果を表している。
Figure 0007147985000003
＜表面性状＞
表２に示す熱処理を行った後の試験体Ｎｏ．１～２４相当の試料（以下、単に試験体Ｎｏ．１～２４という。）を用いて、表面性状（十点平均粗さＲZJIS、尖度Ｒｋｕ）を調べた。表面性状は、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１に準拠する、株式会社キーエンス製のレーザー顕微鏡（ＶＫ－８７１０）を用いて、試験体Ｎｏ．１～２２および試験体２４では第２銅層の表面を、試験体Ｎｏ．２２では銅めっき層の表面を、試験体Ｎｏ．２３では厚さＴの銅合金板材の表面を、それぞれ、測定した。
その結果、銅めっき層を有する試験体Ｎｏ．２２を除き、いずれの試験体も、ＲZJISが０．８μｍ以下で、Ｒｋｕが４以下であることが確認された。この傾向は表２に示す熱処理を行う前の試験体の表面性状と同様である。また、ＲZJISおよびＲｋｕが過大である観点から、銅めっき層を有する試験体Ｎｏ．２２は拡散接合性が期待できないと予測される。なお、銅めっき層を有する試験体Ｎｏ．２２のＲZJISおよびＲｋｕが過大になったのは、銅めっき層（銅めっき膜）を構成する結晶粒の成長にばらつきやピンホールによる。
＜０．２％耐力＞
表２に示す熱処理を行った後の試験体Ｎｏ．１～２４相当の試料（以下、単に試験体Ｎｏ．１～２４という。）を用いて、０．２％耐力を調べた。具体的には、試験体Ｎｏ．１～２１および試験体２４を作製したそれぞれの銅複合板材、試験体Ｎｏ．２２を作製した銅めっき被覆銅合金板材、および試験体Ｎｏ．２３を作製した銅合金板材から、ＪＩＳ Ｚ２２４１：２０１１に規定される板状試験片（１３Ａ号）を、その長手方向が圧延方向と平行になるように作製した。それぞれの板状試験片（試験体Ｎｏ．１～２４）を用いて、ＪＩＳ Ｚ２２４１：２０１１に準拠した常温引張試験を行って、０．２％耐力を求めた。
その結果、０．２％耐力は、試験体Ｎｏ，１～３、試験体Ｎｏ．５～１６および試験体Ｎｏ．２１～２４では３００ＭＰａ以上であり、試験体Ｎｏ．４および試験体Ｎｏ．１７～２０では３００ＭＰａ未満であることが確認された。また、試験体Ｎｏ．１～４および試験体Ｎｏ．２４において、第１銅層の厚さの減少（第２銅層の厚さの増加）とともに０．２％耐力が低下する顕著な傾向が確認される。これは、表２に示す熱処理による析出硬化作用により、析出強化型銅合金から構成された第１銅層の機械的強さが向上されたことによる。また、試験体Ｎｏ．９～１２において、Ｃｕに対するＮｉおよびＳｉ以外の添加元素（Ｍｇ、Ｃｏ、ＣｒおよびＳｎ）の違いにより０．２％耐力が異なることが確認された。この場合、適量のＭｇ、ＣｏまたはＣｒの添加により、０．２％耐力が３５０ＭＰａ以上になることが判明した。なお、試験体Ｎｏ．１７～２０における０．２％耐力が３００ＭＰａ未満であったのは、表２に示す熱処理の条件が上記した（１）第１熱処理、（２）第２熱処理および（３）第３熱処理の範囲外であり、第１銅層の析出硬化作用が不十分だったことによる。
＜耐食性＞
表２に示す熱処理を行った後の試験体Ｎｏ．１～２４相当の試料（以下、単に試験体Ｎｏ．１～２４という。）を用いて、耐食性を調べた。調査対象とした被腐食面は、試験体Ｎｏ．１～２１では第２銅層の表面、試験体Ｎｏ．２２は銅めっき層の表面、およびＮｏ．２３は厚さＴの銅合金板材の表面である。腐食試験は、試験体を、約５０℃に保温した純水に浸漬した状態で放置し、２４時間経過後に取り出し、乾燥させた。続いて、乾燥後の試験体の表面色を観察し、浸漬前後の表面色の変化の度合いを観察した。なお、浸漬前の表面色（銅色）の変化が視認できなかった場合を耐食性が良いとして「○」と評価し、浸漬前の表面色（銅色）の変化が視認できなかった場合を耐食性が劣るとして「×」と評価した。
その結果、試験体Ｎｏ．１～２０および試験体Ｎｏ．２４はいずれも「○」となり、耐食性が良いことが確認された。これは、純銅または非析出強化型銅合金により構成された第２銅層の表面に純水と反応しやすい析出物が存在していないことによる。また、試験体Ｎｏ．２１～２３はいずれも「×」となり、耐食性が劣ることが確認された。試験体Ｎｏ．２１の場合は、第２銅層が非析出強化型銅合金ではないＣ１９４００により構成されていたことによる。試験体Ｎｏ．２２の場合は、銅めっき層にピンホールなどの欠陥が存在することによって下地である析出強化型銅合金が露出し、その表面に純水と反応しやすい析出物が存在していたことによる。試験体Ｎｏ．２３の場合は、析出硬化型銅合金により構成された表面に純水と反応しやすい析出物が存在していたことによる。
＜拡散接合性＞
表２に示す熱処理を行う前の試験体Ｎｏ．１～２４相当の試料（以下、単に試験体Ｎｏ．１～２４という。）を用いて、拡散接合性を調べた。調査対象とした被接合面は、試験体Ｎｏ．１～２１では第２銅層の表面、試験体Ｎｏ．２２は銅めっき層の表面、およびＮｏ．２３は厚さＴの銅合金板材の表面である。具体的には、試験体Ｎｏ．１～２１および試験体２４を作製したそれぞれの銅複合板材、試験体Ｎｏ．２２を作製した銅めっき被覆銅合金板材、および試験体Ｎｏ．２３を作製した銅合金板材から、長方形状の個片（１０ｍｍ×５０ｍｍ）を切り出し、被接合試験片を作製した。また、Ｃ１０２００から構成された厚さ１００μｍの純銅板材から、長方形状の個片（１０ｍｍ×５０ｍｍ）を切り出し、被接合試験片の接合相手となる接合標準片を作製した。拡散接合は、被接合試験片と接合標準片とを長手方向に重ね合わせたオーバーラップ部のオーバーラップ量が約１０ｍｍとなるように配置し、オーバーラップ部に約３ＭＰａの圧力が作用するように荷重した状態にして行った。拡散接合を行う際の加熱ステップは、被接合試験片（試験体Ｎｏ．１～２４）それぞれに対応する表２に示す熱処理と同様のステップとした。この場合、表２に示す熱処理の第１ステップの保持状態（９００℃、５分間）において拡散が進行する。
拡散接合性は、一般的な引張試験機を用いて常温引張試験を行って、評価した。常温引張試験は、オーバーラップ部に対して剪断力（剪断応力）が作用するように、被接合試験片および接合標準片の長手方向と平行に破断するまで荷重した。なお、オーバーラップ部以外の箇所で破断（母材破断）した場合を拡散接合性が良いとして「○」と評価し、オーバーラップ部に剥離が生じて破断（接合部剥離）した場合を拡散接合性が劣るとして「×」と評価した。その結果、試験体Ｎｏ．１～２１はいずれも「○」となり、拡散接合性が良いことが確認された。また、試験体Ｎｏ．２２～２４はいずれも「×」となり、拡散接合性が劣ることが確認された。試験体Ｎｏ．２２の場合は、被接合面である銅めっき層（銅めっき膜）のＲZJISおよびＲｋｕが過大であるため拡散が進み難かったこと、また、銅めっき層（銅めっき膜）と析出強化型銅合金から成る銅合金板材との密着強度が比較的小さく銅めっき層（銅めっき膜）に剥離が生じたことによる。試験体Ｎｏ．２３の場合は、析出硬化型銅合金により構成された試験体の表面にＳｉ酸化物の皮膜が生成され、この皮膜が拡散を阻害したことによる。試験体Ｎｏ．２４の場合は、析出硬化型銅合金により構成された第１銅層は純銅により構成された第２銅層によって被覆され、試験体の表面には第２銅層が存在する。しかし、その第２銅層の厚さ（０．５μｍ）が薄く、第１銅層に含まれるＳｉが拡散して第２銅層の表面（試験体の表面）に達したため、試験体の表面にＳｉ酸化物の皮膜が生成され、この皮膜が拡散を阻害したことによる。
＜ベーパーチャンバー適合性＞
試験体Ｎｏ．１～２４それぞれについて、ベーパーチャンバーの構造部材（筐体など）への適合性を、上記した表面性状、０．２％耐力、耐食性および拡散接合性の評価結果に基づいて評価した。この発明におけるベーパーチャンバー適合性は、後述する条件Ａ～条件Ｄのすべてが「適合性が良い」の場合をベーパーチャンバーへの適合性が良いとして「○」と評価し、条件Ｂが「適合性あり」で、それ以外が「適合性が良い」の場合をベーパーチャンバーへの適合性があるとして「△」と評価し、条件Ａ～条件Ｄのいずれか１つまたは１つ以上に「適合性なし」がある場合をベーパーチャンバーへの適合性がないとして「×」と評価した。
条件Ａとして、表３に示す表面性状において、十点平均粗さＲZJISが０．８μｍ以下で、尖度Ｒｋｕが４以下の場合を「適合性が良い」とし、それ以外の場合を「適合性なし」とする。
条件Ｂとして、表３に示す０．２％耐力において、３００ＭＰａ以上の場合を「適合性が良い」とし、２４０ＭＰａ以上の場合を「適合性あり」とし、２４０ＭＰａ未満の場合を「適合性なし」とする。
条件Ｃとして、表３に示す耐食性において、評価が「○」も場合を「適合性が良い」とし、評価が「×」の場合を「適合性なし」とする。
条件Ｄとして、表３に示す拡散接合性において、評価が「○」の場合を「適合性が良い」とし、評価が「×」の場合を「適合性なし」とする。
その結果、試験体Ｎｏ．１～３および試験体Ｎｏ．５～１６は、いずれも「○」となり、ベーパーチャンバーの構造部材（筐体など）への適合性が良いことが確認された。また、試験体Ｎｏ．４および試験体Ｎｏ．１７～２０は、いずれも「△」となり、ベーパーチャンバーの構造部材（筐体など）への適合性があることが確認された。なお、試験体Ｎｏ．２１～２４は、いずれも「×」となり、ベーパーチャンバーの構造部材（筐体など）への適合性がないことが確認された。これにより、この発明の銅複合板材、すなわち、第１銅層の一方面に第２銅層が圧接されて成り、第１銅層は、０．８質量％以上５．０質量％以下のＮｉ、０．２質量％以上１．５質量％以下のＳｉ、残部Ｃｕおよび不可避的不純物からなる銅合金によって構成され、第２銅層は、Ｃｕが９９．９質量％以上の純銅によって構成されているか、Ｓｉが０．１質量％未満の非析出強化型銅合金によって構成されている、銅複合板材は、ベーパーチャンバーの構造部材（筐体など）への適合性を有することが確認された。
この発明は、ベーパーチャンバーに適用可能な銅複合板材を提供することができる点において、また、ベーパーチャンバー以外の例えば、熱伝導部材または放熱部材、導電部材、シャーシ、ケースおよびフレームなどの各種用途にも適用可能な銅複合板材を提供することができる点において、産業上の利用可能性を有する。

Claims (12)

  1. 第１銅層の一方面に第２銅層が圧接されて成る銅複合板材であって、
    前記第１銅層は、析出強化型銅合金によって構成され、
    前記第２銅層は、Ｃｕが９９．９質量％以上の純銅によって構成されているか、Ｓｉが０．１質量％未満の非析出強化型銅合金によって構成されており、前記第１銅層の厚さをＴ１とし、前記第２銅層の厚さをＴ２とするとき、Ｔ２／（Ｔ１＋Ｔ２）×１００≦３０％かつＴ２＞１μｍを満たす、銅複合板材。
  2. 前記第２銅層は、表面粗さＲＺＪＩＳが０．８μｍ以下で、尖度Ｒｋｕが４以下である、請求項１に記載の銅複合板材。
  3. 第１銅層の一方面に第２銅層が圧接され、前記第１銅層の他方面に第３銅層が圧接されて成る銅複合板材であって、
    前記第１銅層は、析出強化型銅合金によって構成され、
    前記第２銅層および前記第３銅層は、いずれも、Ｃｕが９９．９質量％以上の純銅によって構成されているか、Ｓｉが０．１質量％未満の非析出強化型銅合金によって構成されている、銅複合板材。
  4. 前記第１銅層の厚さをＴ１とし、前記第２銅層の厚さをＴ２とし、前記第３銅層の厚さをＴ３とするとき、（Ｔ２＋Ｔ３）／（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）×１００≦３０％かつＴ２＞１μｍおよびＴ３＞１μｍを満たす、請求項３に記載の銅複合板材。
  5. 前記第２銅層および前記第３銅層は、表面粗さＲＺＪＩＳが０．８μｍ以下で、尖度Ｒｋｕが４以下である、請求項３または４に記載の銅複合板材。
  6. 前記第１銅層を構成する銅合金は、０．８質量％以上５．０質量％以下のＮｉ、０．２質量％以上１．５質量％以下のＳｉ、残部Ｃｕおよび不可避的不純物からなる析出強化型銅合金である、請求項１～５のいずれか１項に記載の銅複合板材。
  7. 前記第１銅層を構成する銅合金は、さらに、２．０質量％以下の範囲で、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｐ、Ｍｎ、ＢおよびＡｇのうちの１種または１種以上を含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の銅複合板材。
  8. 請求項１～７のいずれか１項に記載の銅複合板材を用いて形成された上板部材および下板部材を備え、
    前記上板部材の第２銅層と前記下板部材の第２銅層とによって囲まれた空間を形成するように、前記上板部材と前記下板部材とが拡散接合されて構成されている、ベーパーチャンバー。
  9. 請求項１～７のいずれか１項に記載の銅複合板材を用いて形成された、上板部材および下板部材を備え、前記上板部材と前記下板部材とが拡散接合されて構成されたベーパーチャンバーの製造方法であって、
    第１熱処理、第２熱処理および第３熱処理のうちのいずれか１つの熱処理を行うことによって、前記上板部材を構成する前記銅複合板材の第２銅層と、前記下板部材を構成する前記銅複合板材の第２銅層とを、拡散接合するとともに、前記上板部材および前記下板部材の０．２％耐力を２４０ＭＰａ以上にする工程を備え、
    前記第１熱処理は、６００℃以上１０００℃以下に加熱して保持した後に、毎分２５℃以下の冷却速度で１００℃まで冷却し、次いで、常温まで冷却するステップを含み、
    前記第２熱処理は、６００℃以上１０００℃以下に加熱して保持した後に、１００℃以下に冷却し、次いで、４００℃以上５５０℃以下に加熱して保持した後に、常温まで冷却するステップを含み、
    前記第３熱処理は、６００℃以上１０００℃以下に加熱して保持した後に、４００℃以上５５０℃以下まで冷却して保持し、次いで、常温まで冷却するステップを含む、ベーパーチャンバーの製造方法。
  10. 前記上板部材を構成する前記銅複合板材の第２銅層と、前記下板部材を構成する前記銅複合板材の第２銅層とを、拡散接合する工程は、前記上板部材を構成する前記銅複合板材の第２銅層と、前記下板部材を構成する前記銅複合板材の第２銅層との間に空間を形成する工程を含む、請求項９に記載のベーパーチャンバーの製造方法。
  11. 請求項１～７のいずれか１項に記載の銅複合板材を用いて形成された、上板部材および下板部材と、Ｃｕが９９．９質量％以上の純銅によって構成されているか、Ｓｉが０．１質量％未満の非析出強化型銅合金によって構成されている、中板部材と、を備え、前記上板部材と前記中板部材とが拡散接合され、かつ、前記中板部材と前記下板部材とが拡散接合されて構成されたベーパーチャンバーの製造方法であって、
    第１熱処理、第２熱処理および第３熱処理のうちのいずれか１つの熱処理を行うことによって、前記上板部材を構成する前記銅複合板材の第２銅層と前記中板部材とを拡散接合し、かつ、前記下板部材を構成する前記銅複合板材の第２銅層と前記中板部材とを拡散接合するとともに、前記上板部材および前記下板部材の０．２％耐力を２４０ＭＰａ以上にする工程を備え、
    前記第１熱処理は、６００℃以上１０００℃以下に加熱して保持した後に、毎分２５℃以下の冷却速度で１００℃まで冷却し、次いで、常温まで冷却するステップを含み、
    前記第２熱処理は、６００℃以上１０００℃以下に加熱して保持した後に、１００℃以下に冷却し、次いで、４００℃以上５５０℃以下に加熱して保持した後に、常温まで冷却するステップを含み、
    前記第３熱処理は、６００℃以上１０００℃以下に加熱して保持した後に、４００℃以上５５０℃以下まで冷却して保持し、次いで、常温まで冷却するステップを含む、ベーパーチャンバーの製造方法。
  12. 前記上板部材を構成する前記銅複合板材の第２銅層と、前記下板部材を構成する前記銅複合板材の第２銅層とを、拡散接合する工程は、前記上板部材を構成する前記銅複合板材の第２銅層と、前記下板部材を構成する前記銅複合板材の第２銅層との間に空間を形成する工程を含む、請求項１１に記載のベーパーチャンバーの製造方法。
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