KR20180133796A

KR20180133796A - 무산소동판 및 세라믹스 배선기판

Info

Publication number: KR20180133796A
Application number: KR1020180063192A
Authority: KR
Inventors: 다쓰야 도노기; 요시키 야마모토; 겐지 고다마; 겐이치 가토; 도루 다카노
Original assignee: 가부시키가이샤 에스에이치 카퍼프로덕츠
Priority date: 2017-06-07
Filing date: 2018-06-01
Publication date: 2018-12-17
Also published as: JP7094151B2; CN108998692A; CN108998692B; JP2018204108A; KR102104252B1

Abstract

(과제)고온으로 가열되었을 경우에도 결정의 조대화를 억제할 수 있는 무산소동판 및 세라믹스 배선기판을 제공한다.
(해결수단)압연됨으로써 평판모양으로 형성되어 이루어지고, 압연면에 대하여 평행한 결정면이 {022}면, {002}면, {113}면, {111}면 및 {133}면인 결정을 구비하고, 900도(℃)의 조건하에서 10분간 가열하는 열처리를 실시한 후의 평균결정입경이 0.4mm이하이다.

Description

무산소동판 및 세라믹스 배선기판{OXYGEN FREE COPPER PLATE AND CERAMICS WIRING BOARD}

본 발명은, 무산소동판(無酸素銅板) 및 세라믹스 배선기판(ceramics 配線基板)에 관한 것이다.

반도체 소자를 실장(實裝)하는 기판으로서, 세라믹스 배선기판이 사용되는 경우가 있다(예를 들면 특허문헌1, 2 참조). 세라믹스 배선기판은, 세라믹스 기판 중 어느 하나의 주면(主面)상에 설치되고 예를 들면 에칭에 의해 소정의 장소가 제거되어서 배선패턴(구리배선)이 되는 무산소동판과, 세라믹스 기판이 접합되어서 형성되어 있다. 세라믹스 기판과 무산소동판과의 접합방법으로서, 무산소동판에 있어서 세라믹스 기판과의 접합면상에 형성된 구리산화물층을 용융시켜서 양자를 접합하는 다이렉트 본딩법이나, 티탄(Ｔｉ) 등의 활성금속이 첨가된 납땜재를 사용해서 양자를 접합하는 활성금속 납땜법 등이 사용되고 있다.

일본국 공개특허공보 특개소61-296788호 공보 일본국 공개특허 특개평9-36540호 공보

상기의 접합방법에서는, 구리(Ｃｕ)나 Ｔｉ 등의 금속을 용융시키기 때문에, 접합 프로세스에 있어서 고온(高溫)의 온도대(예를 들면 800∼1080도(℃))에서의 가열이 따른다. 그러나 무산소동판은 고온으로 가열되면, 무산소동판을 구성하는 구리결정(구리의 결정립(結晶粒))이 성장하여 조대화(粗大化)하는 경우가 있다.

본 발명은, 고온으로 가열되었을 경우이더라도 결정의 조대화를 억제할 수 있는 무산소동판 및 그 관련기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 하나의 태양에 의하면,

압연됨으로써 평판모양으로 형성되어 이루어지고,

압연면에 대하여 평행한 결정면이 {022}면, {002}면, {113}면, {111}면 및 {133}면인 결정을 구비하고,

상기 압연면에 대한 2θ/θ법에 의한 X선회절측정에 의하여 얻어지는 상기 각 결정면의 회절피크강도를 각각 I_{022}, I_{002}, I_{113}, I_{111}, I_{133}이라고 했을 때,

I_{022} / (I_{022} + I_{002} + I_{113} + I_{111} + I_{133｝） ≤ 0.3이며,

(I_{002} + I_{113}) / (I_{111} + I_{133｝） ≥ 1.0이며,

I_{002} / I_{022｝ ≥ 1.0이며,

I_{113} / I_{022｝ ≥ 0.5이며,

I_{111} / I_{022｝ ≥ 0.15이며,

I_{133} / I_{022｝ ≥ 0.02이며,

0.5 ≤ I_{002} / I_{113｝ ≤ 5.0이며,

0.2 ≤ I_{133} / I_{111｝ ≤ 0.5이며,

1.0 ≤ I_{113} / I_{111｝ ≤ 10이며,

1.0 ≤ I_{002} / I_{111｝ ≤ 20이며,

1.0 ≤ I_{002} / I_{133｝ ≤ 75이며,

1.0 ≤ I_{113} / I_{133｝ ≤ 30이며,

900도(℃)의 조건하에서 10분간 가열하는 열처리를 실시한 후의 평균결정입경이 0.4mm 이하인 무산소동판 및 그 관련기술이 제공된다.

본 발명에 의하면, 무산소동판이 세라믹스 기판 등과의 접합을 위하여 고온으로 가열되었을 경우에도 무산소동판을 구성하는 결정의 조대화를 억제할 수 있다.

도1은 본 발명의 실시예에 관한 중립점의 위치의 설명도이다.

<발명자 등이 얻은 지식>

본 발명의 실시형태의 설명에 앞서, 본 발명자가 얻은 지식에 대해서 설명한다.

무산소동판은, 주괴(鑄塊)에 대하여 냉간압연(冷間壓延), 최종의 냉간압연 등을 함으로써 제작된다. 냉간압연을 하면, 피압연재(被壓延材) 중의 구리결정은 {022}면쪽으로 회전하기 때문에, 피압연재에는 압연면과 평행한 결정면이 {022}면인 결정이 발달하기 쉽다. 이 때문에 최종의 냉간압연후의 무산소동판 중에는 {022}면의 결정이 많아지고 다른 결정면의 결정이 적어진다.

무산소동판이 고온으로 가열되면, 무산소동판 중의 결정이 재결정됨으로써 새로운 결정(재결정립(再結晶粒))이 발생한다. 이 재결정립은, 재결정전의 결정의 결정방위에 관련한 특정한 방위를 구비한다. 예를 들면 무산소동판 중의 {022}면의 결정은, 고온가열에 의해 재결정됨으로써 압연면과 평행한 결정면이 {002}면인 결정으로 변화한다.

무산소동판 중의 결정이 재결정할 때, 동일한 결정방위를 구비하는 결정 상호간은 합체, 집합하기 쉬워, 그 결과, 무산소동판 중의 결정이 조대화하기 쉽다. 예를 들면 상술한 바와 같은 {022}면의 결정이 많은 무산소동판이 고온으로 가열되면, 재결정에 의하여 {022}면의 결정이 {002}면의 결정으로 변화하고, 이 결정 상호간이 합체, 집합해서 조대화한다. 이와 같이 고온가열에 의한 무산소동판 중의 결정의 조대화는, 최종의 냉간압연후의 무산소동판 중에 존재하는 결정의 결정방위에 크게 의존한다.

그래서 최종의 냉간압연에 있어서의 {022}면의 결정의 발달을 억제하기 위해서, 최종의 냉간압연의 총가공도(總加工度)를 낮게 억제하는 것이 고려된다. 그러나 최종의 냉간압연의 총가공도를 낮게 하면, 피압연재(최종적으로 얻어지는 무산소동판)의 내부에 축적되는 변형 에너지가 저하하기 때문에, 고온가열에 의한 재결정시에 재결정핵(再結晶核)의 발생 빈도의 저하로 이어진다. 그 결과, 고온가열후의 무산소동판 중의 결정수(結晶數)의 저하, 즉 결정의 조대화로 이어져버린다.

그래서 본 발명자 등은, 무산소동판에 있어서 최종의 냉간압연의 총가공도를 낮게 하지 않고 고온가열에 의한 결정 조대화를 억제하기 위해 예의 연구를 하였다. 그 결과, 고온가열전의 무산소동판 중의 {022}면의 결정을 적게 함과 아울러, 압연면과 평행한 결정면이 {022}면 이외의 면인 결정을 무산소동판 중에 일정량(일정수) 존재시킴으로써 상기 문제를 해결할 수 있는 것을 찾아냈다. 본 발명은 발명자 등이 찾아낸 상기 지식에 의거하는 것이다.

<본 발명의 1실시형태>

이하, 본 발명의 1실시형태에 대해서 설명한다.

(1)무산소동판의 구성

우선, 무산소동판의 구성에 대해서 설명한다.

본 실시형태에 관한 무산소동판은, 예를 들면 압연가공을 함으로써 소정 방향으로 압연되어서 평판모양(판모양)으로 형성되어 이루어진다. 또 무산소동판의 압연면이 주면(主面)(주표면)이 된다. 무산소동판의 두께는 예를 들면 100μｍ이상이다.

압연되어 이루어지는 무산소동판은, 복수의 결정에 의해 구성되어 있는, 즉 다결정이다. 무산소동판은, 압연면에 대하여 평행한 결정면이 {022}면, {002}면, {113}면, {111}면 및 {133}면인 결정을 구비하고 있다. 무산소동판의 압연면에는 복수의 결정이 노출되어 있고, 상기한 바와 같이 무산소동판은 다결정이기 때문에 압연면이 하나의 결정면만으로 구성되는 경우는 없다.

본 명세서 중에서는, 압연면에 대하여 평행한 결정면이 {022}면인 결정을 {022}면의 결정이라고도 부른다. 압연면에 대하여 평행한 결정면이 {002}면, {113}면, {111}면 및 {133}면인 결정도 마찬가지로 한다. 압연면에 대하여 평행한 결정면이 {002}면, {113}면, {111}면 및 {133}면인 결정을 합쳐서 「부방위의 각 결정면의 결정」이라고도 부른다. 또 압연되어 이루어지는 무산소동판에 있어서의 구리결정의 주방위면은 {022}면이다.

상기한 바와 같이, 무산소동판이 고온으로 가열되면, 재결정에 의해 무산소동판 중의 {022}면의 결정이 {002}면의 결정으로 변화될 때에 이 결정 상호간이 합체, 집합하여 무산소동판 중의 결정을 조대화시킨다. 이 때문에 고온가열에 의해 무산소동판 중의 결정이 조대해지는 것(이하, 「고온가열에 의한 결정 조대화」라고도 부른다)을 억제하기 위해서는, 무산소동판 중에 존재하는 {022}면의 결정을 적게 할 필요가 있다. 예를 들면, 무산소동판의 압연면에 대하여 2θ/θ법에 의한 X선회절측정으로 얻어지는 {022}면의 회절피크강도를 충분히 낮게 할 필요가 있다.

부방위의 각 결정면의 결정은, 무산소동판을 고온으로 가열하였을 경우에도 압연면과 평행한 면이 다른 결정면인 결정으로 변화되는 경우는 거의 없다. 이 때문에, 고온가열에 의한 결정 조대화를 억제하기 위해서는, 부방위의 각 결정면의 결정을 무산소동판 중에 일정량 존재시킬 필요가 있다. 예를 들면, 압연면에 대하여 2θ/θ법에 의한 X선회절측정으로 얻어지는 부방위의 각 결정면의 회절피크강도를 각각 소정의 범위 내로 할 필요가 있다.

상기한 바와 같이, 고온가열에 의한 결정 조대화와, 무산소동판에 있어서의 {022}면의 결정 및 부방위의 각 결정면의 결정과의 사이에는 밀접한 관계가 확인된다. 고온가열에 의한 결정 조대화를 억제하기 위해서는, {022}면 및 부방위의 각 결정면에 있어서 상기의 회절피크강도의 균형을 조정할 필요가 있다.

무산소동판은, 압연면에 대하여 2θ/θ법에 의한 X선회절측정으로 얻어지는 {022}면, {002}면, {113}면, {111}면 및 {133}면의 회절피크강도를 각각 I_{022}, I_{002}, I_{113}, I_{111}, I_{133}이라고 했을 때, 하기 식(1)∼식(12)를 모두 충족시키고 있다.

식（１）：Ｉ_{｛０２２｝}／（Ｉ_{｛０２２｝}＋Ｉ_{｛００２｝}＋Ｉ_{｛１１３｝}＋Ｉ_{｛１１１｝}＋Ｉ_{｛１３３｝}）≤０．３

식（２）：（Ｉ_{｛００２｝}＋Ｉ_{｛１１３｝}）／（Ｉ_{｛１１１｝}＋Ｉ_{｛１３３｝}）≥１．０

식（３）：Ｉ_{｛００２｝}／Ｉ_{｛０２２｝}≥１．０

식（４）：Ｉ_{｛１１３｝}／Ｉ_{｛０２２｝}≥０．５

식（５）：Ｉ_{｛１１１｝}／Ｉ_{｛０２２｝}≥０．１５

식（６）：Ｉ_{｛１３３｝}／Ｉ_{｛０２２｝}≥０．０２

식（７）：０．５≤Ｉ_{｛００２｝}／Ｉ_{｛１１３｝}≤５．０

식（８）：０．２≤Ｉ_{｛１３３｝}／Ｉ_{｛１１１｝}≤０．５

식（９）：１．０≤Ｉ_{｛１１３｝}／Ｉ_{｛１１１｝}≤１０

식（１０）：１．０≤Ｉ_{｛００２｝}／Ｉ_{｛１１１｝}≤２０

식（１１）：１．０≤Ｉ_{｛００２｝}／Ｉ_{｛１３３｝}≤７５

식（１２）：１．０≤Ｉ_{｛１１３｝}／Ｉ_{｛１３３｝}≤３０

상기 식(1)은, {022}면의 회절피크강도가, 부방위의 각 결정면({022}면 이외의 결정면)의 회절피크강도의 3할 이하로 충분히 낮은 것을 나타내고 있다. 이것은, 무산소동판 중의 {022}면의 결정이 충분히 적은 것을 의미한다.

상기 식(2)는, {002}면의 회절피크강도와 {113}면의 회절피크강도의 합계(I_{002}+I_{113})의 비율이, {111}면의 회절피크강도와 {133}면의 회절피크강도의 합계(I_{111}+I_{133})의 비율보다 높은 것을 나타내고 있다. 이것은, 후술하는 최종의 냉간압연에 의하여 피압연재에 가해지는 압축성분이 인장성분보다 높은 것, 즉 최종의 냉간압연에서는 인장응력보다 압축응력이 우세한 것을 나타내고 있다.

상기 식(3)∼(6)은, 후술하는 최종의 냉간압연에 의하여 {022}면까지 회전(변화)한 구리결정에 대한 {022}면까지 회전하지 않은 구리결정의 비율을 각각 나타내고 있다.

상기 식(7), (8)은, 후술하는 최종의 냉간압연에 의해 구리결정이 {022}면으로 회전할 때, 후술하는 경로1, 2로 각각 보여지는 결정면 상호간의 회절피크강도의 비율을 각각 나타내고 있다.

상기 식(9)∼(12)는, 후술하는 최종의 냉간압연에 의해 구리결정이 {022}면으로 회전할 때, 후술하는 경로1, 2 이외의 경로로 보여지는 결정면 상호간의 회절피크강도의 비율을 각각 나타내고 있다.

식(9)∼(12)와 식(7), (8)을 함께 고려함으로써, 후술하는 최종의 냉간압연에 의해 {022}면까지 회전하지 않은 결정면 상호간의 회절피크강도의 비율을 모두 나타내게 된다.

상기 식(1)∼(12)에 나타내는 각 결정면의 회절피크강도의 관계는, 1개 또는 복수의 식의 범위가 변경되면 다른 식의 범위도 연동해서 변해버리는 점에 유의할 필요가 있다. 예를 들면, 식(3)의 하한의 범위를 크게 하기 위해서는 I_{002}의 값을 크게 하면 좋지만, 이 경우에 식(7)의 분자도 커켜서 식(7)의 값이 상한치의 5.0을 상회하는 것으로 될 수 밖에 없다. 이러한 관계는, 상기한 식(1)∼(12)까지의 모두에 들어맞는다.

무산소동판의 원재료(모재(母材))로서, 열전도성이나 내수소취성(耐水素脆性)이 우수한 무산소구리(ＯｘｙｇｅｎＦｒｅｅＣｏｐｐｅｒ:ＯＦＣ)를 사용하는 것이 바람직하다. 이 무산소구리로서, 도전율(도전성)의 저하를 억제하는 관점으로부터, JIS C1020, H3100 등으로 규정되는 순도가 99.96% 이상의 무산소구리를 사용하는 것이 바람직하다.

무산소동판은, 도전율의 저하를 억제하는 관점으로부터, 그 산소(Ｏ) 농도가 0ｐｐｍ인 것, 즉 산소함유량이 제로인 것이 바람직하다. 그러나 무산소동판의 제작과정에 있어서 무산소동판 중에 불가피하게 불순물이 혼입되는 것 때문에, 무산소동판 중의 Ｏ농도를 제로로 하는 것은 곤란하고, 수∼수십ｐｐｍ 정도의 산소가 포함되는 것이 일반적이다. 본 실시형태에서는 무산소동판 중의 Ｏ농도가 10ｐｐｍ이하이면 좋고, 이에 의하여 후술하는 세라믹스 배선기판에 적합하게 사용할 수 있다.

무산소동판에는, 주석(Ｓｎ), 지르코늄(Ｚｒ), 마그네슘(Ｍｇ), 티탄(Ｔｉ) 및 칼슘(Ｃａ)으로 이루어지는 군으로부터 선택한 1종 이상의 원소(이하, 이들을 합쳐서 「Ｓｎ 등의 원소」라고도 부른다)가 함유되어 이루어지는 것이 바람직하다.

상기의 원소의 원자반경은 각각 Ｓｎ:158ｐｍ, Ｚｒ:160ｐｍ, Ｍｇ:160ｐｍ, Ｔｉ:147ｐｍ, Ｃａ:197ｐｍ이며, 구리(Ｃｕ)의 원자반경의 128ｐｍ에 비하면 매우 크다. 이 때문에 Ｓｎ 등의 원소를 구리의 모상(母相)중에 고용(固溶)시킴으로써 결정격자(원자격자)를 크게 변형시킬 수 있다. 무산소동판이 고온으로 가열되었을 때에 이 변형이 입계이동의 장해가 되어, 그 결과, 고온가열에 의한 결정 조대화를 억제할 수 있다.

Ｓｎ 등의 원소의 농도(함유량)는, 예를 들면 150ｐｐｍ이하인 것이 바람직하고, 50ｐｐｍ이상, 150ｐｐｍ이하인 것이 더 바람직하다. 또 Ｓｎ 등으로 이루어지는 군으로부터 선택한 2종 이상의 원소를 무산소동판 중에 함유시키는 경우에는, 2종 이상의 원소의 총농도(합계농도)가 150ｐｐｍ이하인 것이 바람직하다.

Ｓｎ 등의 원소의 농도(총농도)가 150ｐｐｍ을 넘으면, 무산소동판의 도전율의 저하가 커지게 된다. 예를 들면 Ｓｎ 등의 원소를 함유한 무산소동판의 도전율이, Ｓｎ 등의 원소를 함유(첨가)하지 않은 무산소동판의 도전율보다 3%ＩＡＣＳ를 초과하여 낮아진다. Ｓｎ 등의 원소의 농도를 150ｐｐｍ이하로 함으로써, 상기의 Ｓｎ 등의 원소에 의한 결정 조대화 억제효과를 얻으면서, 도전율의 저하를 억제할 수 있다. 무산소동판의 도전율을 예를 들면 100%ＩＡＣＳ이상으로 할 수 있다.

Ｓｎ 등의 원소의 농도가 50ｐｐｍ미만이면 결정격자를 충분히 변형시킬 수 없어, 상기의 Ｓｎ 등의 원소에 의한 결정 조대화 억제효과를 충분히 얻을 수 없는 경우가 있다. Ｓｎ 등의 원소의 농도를 50ｐｐｍ이상으로 함으로써, 상기의 Ｓｎ 등의 원소에 의한 결정 조대화 억제효과를 충분히 얻을 수 있다.

(2)무산소동판의 제조방법

다음에 이하에 나타내는 스텝1∼5를 순차적으로 실시함으로써 본 실시형태에 관한 무산소동판을 제조하는 방법에 대해서 설명한다.

(스텝1:주조)

고주파 용해로 등을 사용해서 원료로서의 무산소구리를 용해하여 무산소구리의 용해액을 생성한다. 이 무산소구리의 용해액 중에 소정량의 Ｓｎ, Ｚｒ, Ｍｇ, Ｔｉ, Ｃａ 등의 원소를 첨가하더라도 좋다. 이 경우, 최종적으로 형성되는 무산소동판 중에 있어서 Ｓｎ 등의 원소의 농도(총농도)가 예를 들면 150ｐｐｍ이하, 바람직하게는 50ｐｐｍ이상, 150ｐｐｍ이하가 되도록 Ｓｎ 등의 원소의 첨가량을 조정한다. 용제(溶製)한 무산소구리(무산소구리의 용해액)를 주형에 부어서 냉각하여, 소정의 두께, 소정의 폭을 구비하는 주괴(잉곳)를 주조한다.

(스텝2:열간압연)

주괴를 소정의 온도(예를 들면 900도(℃) 이상, 1000도(℃) 이하)로 가열하고, 소정의 온도의 주괴에 대하여 소정의 가공도의 열간압연(熱間壓延)을 하여, 소정의 두께(예를 들면 10∼15mm)의 열간압연재를 얻는다. 본 명세서에 있어서의 열간압연재란, 열간압연을 함으로써 형성된 무산소구리의 판재(板材)를 말한다.

(스텝3:냉간압연)

열간압연재에 대하여, 소정의 가공도의 냉간압연과, 피처리재를 소정 온도의 조건하에서 소정 시간 가열하는 소둔(燒鈍)(중간소둔)과를 각각 교대로 소정 횟수 반복해서 한다. 이 중간소둔은, 냉간압연에 의해 가공경화된 피처리재를 소둔함으로써 가공경화를 완화하는 처리이다. 스텝3은, 냉간압연과 중간소둔을 교대로 소정 횟수씩 실시한 후, 냉간압연으로 종료하면 좋다. 스텝3을 실시함으로써 소정의 두께의 냉간압연재가 얻어진다. 냉간압연재의 두께는, 후술하는 스텝5(최종의 냉간압연)를 실시한 후의 무산소동판이 소정의 두께가 되는 두께로 조정한다. 또 본 명세서에 있어서의 냉간압연재란, 본 스텝이 종료한 후(소정 횟수의 냉간압연과 소둔처리를 한 후)의 무산소구리의 판재를 말하고, 이것은 소위 생지(生地)라고도 불리는 구리 스트립(銅條; copper strip)이다.

(스텝4:생지 소둔)

냉간압연재, 즉 생지를 소정의 온도로 소정 시간 가열하는 소둔(생지소둔)을 실시하여 소둔생지를 얻는다. 생지 소둔은, 예를 들면 상기의 열간압연이나 냉간압연에 의해 냉간압연재에 축적된 가공 변형을 충분히 완화할 수 있는 조건(온도, 시간)으로 실시한다.

(스텝5:최종의 냉간압연)

생지소둔을 실시한 냉간압연재(즉, 소둔생지)에 대하여, 상기의 스텝3에 있어서의 냉간압연과는 다른 냉간압연을 소정 횟수(바람직하게는 여러 번) 실시하여(최종의 냉간압연, 마무리 냉간압연), 소정의 두께(예를 들면 100μｍ이상)의 평판모양의 무산소동판을 형성한다. 본 스텝에서는, 소둔(열처리)을 사이에 하지 않고, 냉간압연을 여러 번 연속해서 하는 것이 바람직하다.

압연가공시에, 소둔생지 등의 피압연재(가공대상물, 피처리재)는 서로 대향하는 1쌍의 압연롤(이하, 롤이라고도 부른다) 사이를 통과함으로써 두께가 감소된다. 롤 사이를 통과하는 피압연재의 속도는, 롤에 인입(引入)되기 전(롤 입구측)에는 롤의 회전속도보다 느리고, 롤로부터 인출(引出)된 후(롤 출구측)에는 롤의 회전속도보다 빠르다. 이 때문에 압연가공시에 피압연재에는, 롤 입구측에서는 압축응력(壓縮應力)이 가해지기 쉽고, 롤 출구측에서는 인장응력(引張應力)이 가해지기 쉽다. 피압연재의 두께를 감소시키기 위해서는, 피압연재에 가해지는 인장응력보다 압축응력을 높게 할(압축응력>인장응력) 필요가 있다.

스텝5에서는, 1회(1패스)의 가공도가 소정의 가공도인 냉간압연(압연 패스)을, 총가공도가 예를 들면 40% 이상, 바람직하게는 80% 이하, 더 바람직하게는 50% 이상 75% 이하가 되도록 여러 번 한다.

총가공도는 하기의 (수1)로부터 구해진다. 또 (수1) 중에서 ＴＢ는 최종의 냉간압연전의 피처리재(소둔생지)의 두께이며, ＴＡ는 최종의 냉간압연후의 피처리재(즉, 무산소동판)의 두께이다.

(수1)

총가공도（％）＝［（ＴＢ-ＴＡ)/ＴＢ]×100

총가공도가 40% 미만이면, 최종적으로 얻어지는 무산소동판의 내부에 축적되는 변형 에너지가 불충분해지게 된다. 이 때문에 무산소동판이 상기 식(1)∼(12)의 전부를 충족시키는 경우에도 고온가열에 의한 결정 조대화를 억제할 수 없는 경우가 있다. 총가공도를 40% 이상으로 함으로써 무산소동판의 내부에 충분한 변형 에너지를 축적시킬 수 있고, 총가공도를 50% 이상으로 함으로써 무산소동판의 내부에 더 많은 변형 에너지를 축적시킬 수 있어, 상기의 문제를 해결할 수 있다.

피압연재 중의 구리결정은, 압연시에 피압연재에 가해진 응력에 의하여 회전현상을 일으켜 결정면이 변화된다. 예를 들면 본 스텝에서는, 피압연재 중의 구리결정은, 냉간압연에 의하여 {002}면이나 {113}면, {111}면, {133}면 등의 결정면을 경유하여, 예를 들면 하기의 경로1, 2를 통하여 {022}면으로 회전(변화)한다. 피압연재에 가해지는 응력이 커질수록, 즉 총가공도가 높아질수록 {022}면까지 회전하는 결정이 많아진다.

경로1 : {113}면 →｛002}면 →｛022}면

경로2 : {111}면 →｛133}면 →｛022}면

이 때문에 스텝5에 있어서의 냉간압연의 총가공도가 80%를 넘으면 {022}면까지 회전하는 결정이 많아지기 때문에, 무산소동판 중에는 {022}면의 결정이 많이 존재한다. 이 때문에 예를 들면 후술하는 바와 같이, 1패스당(當)의 가공도나 중립점의 위치를 제어하였을 경우에도 무산소동판이 상기 식(1)∼(12)의 적어도 어느 하나를 충족시키지 않는 경우가 있다. 총가공도를 80% 이하로 함으로써 상기의 문제를 해결할 수 있고, 총가공도를 75% 이하로 함으로써 상기의 문제를 확실하게 해결할 수 있다.

또한 본 스텝에서는, 총가공도에 더하여 1패스당의 가공도를 조정하는 것이 바람직하다. 또 1패스당의 가공도는 예를 들면 20% 이상으로 소정의 가공도로 하는 것이 바람직하다. 이에 따라 각 패스에서 피압연재에 가해지는 압축응력의 강도(크기) 및 인장응력의 강도(크기)를 조정해서, 압축응력>인장응력으로 하면서 응력성분(압축성분 및 인장성분)의 비율을 조정 할 수 있다.

각 패스에서 피압연재에 가해지는 응력성분의 비율을 조정함으로써 냉간압연에 의하여 피압연재 중의 구리결정이 {022}면으로 변화될 때의 경로를 변경할 수 있다. 피압연재에 가해지는 압축성분의 비율(이하, 「압축성분비율」이라고도 부른다)이 높아지면 상기 경로1을 지나기 쉬워지고, 피압연재에 가해지는 인장성분의 비율(이하, 「인장성분비율」이라고도 부른다)이 높아지면 상기 경로2를 지나기 쉬워진다.

상기 경로1을 지나기 쉬운 조건으로 함으로써 예를 들면 압축성분>인장성분으로 하면서 압축성분비율이 높아지도록 1패스당의 가공도를 제어함으로써, 무산소동판 중에 존재하는 {002}면, {113}면의 결정의 양(수)을 증가시킬 수 있다. 상기 경로1을 지나기 쉬운 조건하에 있어서, 압축성분비율이 높아지는 조건으로 함으로써 무산소동판 중에 존재하는 {002}면의 결정의 양을 늘릴 수 있고, 인장성분비율이 높아지는(압축성분비율이 낮아지는) 조건으로 함으로써 무산소동판 중에 존재하는 {113}면의 결정의 양을 늘릴 수 있다.

상기 경로2를 지나기 쉬운 조건으로 함으로써 예를 들면 압축성분>인장성분으로 하면서, 인장성분비율이 높아지도록 1패스당의 가공도를 제어함으로써, 무산소동판 중에 존재하는 {111}면, {133}면의 결정의 양(수)을 증가시킬 수 있다. 상기 경로2를 지나기 쉬운 조건하에 있어서, 인장성분비율이 높아지는 조건으로 함으로써 무산소동판 중에 존재하는 {111}면의 결정의 양을 늘릴 수 있고, 압축성분비율이 높아지는(인장성분비율이 낮아지는) 조건으로 함으로써 무산소동판 중에 존재하는 {133}면의 결정의 양을 늘릴 수 있다.

변화의 방향에 대해서는, 예를 들면 하기 (a)의 문헌을 참고로 했다.

(a)편저자 나가시마 신이치(長嶋晋一), "집합조직", 마루젠주식회사(Maruzen Publishing Co., Ltd.), 1984년 1월20일, p96의 도2.52

또한 스텝5에서는, 각 패스에 있어서의 중립점의 위치를 제어하는 것이 바람직하다. 예를 들면 피압연재의 두께가 얇아질수록, 즉 후단(後段)(하단(下段))의 패스일수록 중립점의 위치를 롤 출구측에 설정하는 것이 바람직하다. 중립점이란, 롤 사이를 통과하는 피압연재의 속도가 롤의 회전속도와 동일해지는 위치이다. 또 상기한 바와 같이 롤 사이를 통과하는 피압연재의 속도는, 롤 입구측에서는 롤의 회전속도보다 느리고, 롤 출구측에서는 롤의 회전속도보다 빠르다. 중립점에서는 피압연재에 걸리는 압력이 최대가 된다.

중립점의 위치를 제어함으로써 압축응력의 강도, 인장응력의 강도, 응력성분의 비율을 조정할 수 있다. 피압연재에 가해지는 압축응력의 강도를 높게 할수록, 피압연재 중의 구리결정이 {022}면까지 회전하기 쉬워진다. 또한 피압연재에 가해지는 압축성분비율을 높게 하면 무산소동판 중에 존재하는 {002}면, {113}면의 결정의 양을 늘릴 수 있고, 압축성분비율을 낮게 하면 무산소동판 중에 존재하는 {111}면, {133}면의 결정의 양을 늘릴 수 있는 것은 전술한 바와 같다.

중립점의 위치를 롤 출구측에 설정함으로써 피압연재에 가해지는 압축응력의 강도를 더 높이거나, 압축성분비율을 높이거나 할 수 있다. 중립점의 위치를 롤 입구측에 설정함으로써 피압연재에 가해지는 압축응력의 강도를 보다 낮추거나, 압축성분비율을 낮추거나 할 수 있다.

중립점의 위치는, 예를 들면 압연속도(롤의 회전속도)를 조정함으로써 제어할 수 있다. 예를 들면 1패스당의 가공도 등의 다른 조건을 일정하게 했을 때, 압연속도를 높게 하면 중립점의 위치를 진행방향에 대하여 후방측(입구측)으로 이동시킬 수 있고, 압연속도를 낮게 하면 중립점의 위치를 진행방향에 대하여 전방측(출구측)으로 이동시킬 수 있다.

중립점의 위치의 제어는, 압연속도 외에, 전방장력, 후방장력, 롤 지름, 가공도, 롤의 표면조도(表面粗度), 압연하중 등을 제어인자로서 할 수도 있다. 이들의 제어인자 중 하나의 인자만을 가변(可變)으로 하여도 좋고, 복수의 인자를 가변으로 하여도 좋다. 즉 중립점의 위치의 제어는 복수 종류의 방법이 고려된다.

또한 상기의 제어인자는 압연기의 구성에 관계된다. 예를 들면 롤의 단수(段數), 롤의 총수(總數), 롤의 조합 배치, 각 롤의 지름이나 재질이나 표면상태(표면조도) 등의 롤의 구성 등의 차이에 의하여, 피압연재에 대하여 압축응력이 걸리는 방법이나 마찰계수 등에 차이가 발생한다. 이 때문에 압연기마다 상기의 제어인자의 절대치가 다르다. 이와 같이 중립점의 위치의 제어는 압연기의 사양에 의존하는 바가 크기 때문에, 압연기별로 적절하게 조정하는 것이 바람직하다.

중립점의 위치는, 예를 들면 참고문헌(b)를 참조하여 계산해서 구할 수 있다.

(b)일본소성가공학회편, "소성가공기술시리즈7 판압연", 코로나사(CORONA PUBLISHING CO.,LTD.), p14, p27 식(3.3), p28

또한 스텝5에서는, 각 롤에 있어서, 한창 냉간압연을 실시하고 있는 중간에 중립점의 위치가 이동하지 않도록, 예를 들면 중립점의 위치가 롤의 출구측으로 이동해 가지 않도록 제어하는 것이 바람직하다.

(3)세라믹스 배선기판의 구성 및 그 제조방법

상기의 본 실시형태에 관한 무산소동판을 사용한 세라믹스 배선기판의 구성 및 그 제조방법에 대해서 설명한다.

본 실시형태에 관한 세라믹스 배선기판은, 소정의 두께(예를 들면 0.5mm)의 세라믹스 기판과, 세라믹스 기판상에 설치된 상기의 무산소동판으로 이루어지는 배선재(配線材)를 구비하고 있다. 세라믹스 기판과 배선재는, 예를 들면 납땜재를 사이에 두고 맞붙어(접합되어) 있다. 무산소동판의 소정의 장소가 예를 들면 에칭에 의해 제거되어서 배선패턴(구리배선)이 형성되어 있다. 세라믹스 기판으로서, 예를 들면 질화알루미늄(ＡｌＮ)이나 질화규소(ＳｉＮ) 등을 주성분으로 하는 세라믹 소결체를 사용할 수 있다.

납땜재로서, 예를 들면 은(Ａｇ), Ｃｕ, Ｓｎ, 인듐(Ｉｎ), Ｔｉ, 몰리브덴(Ｍｏ), 탄소(Ｃ) 등의 금속, 또는 이들의 금속 중 적어도 1개를 포함하는 금속합금을 사용할 수 있다.

상기의 세라믹스 배선기판은, 예를 들면 이하의 순서에 따라 제작할 수 있다. 우선, 세라믹스 기판의 표면의 청정화 처리를 한다. 예를 들면 세라믹스 기판을 소정의 온도(예를 들면 800도(℃)∼1080도(℃))로 가열하여 세라믹스 기판의 표면에 부착되어 있는 유기물이나 잔류 탄소를 제거한다. 그리고 예를 들면 스크린인쇄법에 의하여, 세라믹스 기판 중 어느 하나의 주면(主面)상에 페이스트상의 납땜재를 도포한다. 계속하여 납땜재 위에 무산소동판을 배치하고, 무산소동판과 세라믹스 기판과 납땜재와의 적층체를, 소정의 온도(예를 들면 800도(℃) 이상 1080도(℃) 이하)로 소정 시간(예를 들면 5분 이상) 가열하고, 무산소동판과 세라믹스 기판을 납땜재를 사이에 두고 접합시킨다. 이 가열은, 진공 중에서 또는 환원가스 분위기 중에서 또는 불활성가스 분위기 중에서 하는 것이 바람직하다.

(4)본 실시형태에 관한 효과

본 실시형태에 의하면, 이하에 기재하는 1개 또는 복수의 효과를 얻을 수 있다.

(a)본 실시형태에 관한 무산소동판, 즉 스텝5를 거친 후이며 고온으로 가열되기 전의 무산소동판은, 상기 식(1)∼(12)를 모두 충족시키고 있다. 즉, 본 실시형태에 관한 무산소동판은, {022}면의 결정이 적고, 부방위의 각 결정면의 결정이 각각 일정량 존재하고 있는 무산소동판이다. 이에 따라 무산소동판이 고온으로 가열되었을 경우에도 무산소동판 중의 결정립(재결정립) 상호간의 합체, 집합을 억제할 수 있어, 결정의 조대화를 억제할 수 있다. 본 실시형태에 관한 무산소동판은, 예를 들면 세라믹스 기판과의 접합시에 고온으로 가열되었을 경우에도 결정의 조대화를 억제할 수 있다. 예를 들면 본 실시형태에 관한 무산소동판은, 900도(℃)의 조건하에서 10분간 가열하는 열처리를 실시한 후여도 그 평균결정입경이 0.4mm 이하이다.

(b)불순물이 적은 동판, 즉 무산소동판이더라도 상기 식(1)∼(12)의 모두를 충족시킴으로써 고온가열에 의한 결정 조대화를 억제할 수 있다.

(c)무산소동판 중에 Ｓｎ 등의 원소를 포함시킴으로써 고온가열에 의한 결정 조대화를 확실하게 억제할 수 있다.

(d)고온가열에 의한 결정 조대화를 억제함으로써, 무산소동판은 세라믹스 배선기판의 배선재의 용도로 특히 적합하게 적용 가능하다.

고온가열에 의한 결정 조대화가 억제됨으로써, ＣＣＤ카메라 등을 사용해서 본 실시형태에 관한 무산소동판을 구비하는 세라믹스 배선기판을 검사할 때, 결정립계와 세라믹스 배선기판의 검사면에 있는 이물질이나 흠집 등과의 판별이 용이하게 된다. 이 때문에 검사 정밀도를 높일 수 있다.

또한 고온가열에 의한 결정 조대화가 억제됨으로써, 조대화한 재결정립에 기인하여 무산소동판의 표면에 요철이 늘어나는것, 즉 무산소동판의 표면조도의 수치가 커지게 되는 것을 억제할 수 있다. 이 때문에 세라믹스 배선기판상에 반도체 소자를 실장(설치)할 때에 이용되는 와이어와 세라믹스 배선기판과의 본딩 강도의 저하를 억제할 수 있다.

(e)무산소동판의 두께가 예를 들면 100μｍ이상인 것에 의하여, 무산소동판을 세라믹스 배선기판의 배선재로서 적합하게 적용할 수 있다.

(f)무산소동판의 구리의 순도를 99.96% 이상으로 하거나, 무산소동판의 Ｏ농도를 10ｐｐｍ이하로 하거나, Ｓｎ 등의 원소의 농도를 150ｐｐｍ이하로 하거나 함으로써, 무산소동판의 도전율을 예를 들면 100%ＩＡＣＳ이상으로 할 수 있다. 이에 따라 무산소동판을 세라믹스 배선기판의 배선재로서 적합하게 적용할 수 있다. 무산소동판의 도전율의 저하를 확실하게 방지하는 관점으로부터, 상기의 구리의 순도, Ｏ농도 및 Ｓｎ 등의 원소의 농도의 모두가 상기 범위를 충족시키고 있는 것이 바람직하다.

(g)무산소동판이 상기 식(1)∼(12)를 모두 충족시키도록 스텝5(최종의 냉간압연)의 처리조건(가공조건)을 제어함으로써, 스텝5의 냉간압연의 총가공도를 40% 이상으로 하였을 경우에도, 즉 총가공도를 떨어뜨리지 않고, 고온가열에 의한 결정 조대화가 억제된 무산소동판을 얻을 수 있다.

(h)스텝5의 냉간압연의 총가공도를 40% 이상으로 함으로써 무산소동판의 내부에 충분한 변형 에너지를 축적시킬 수 있고, 그 결과, 무산소동판이 고온으로 가열되어서 재결정이 발생했을 때, 재결정핵의 발생 빈도를 높일(재결정 핵의 발생수를 증가시킬) 수 있다. 이에 따라 무산소동판이 고온으로 가열되었을 경우에도, 무산소동판 중에 원하는 수의 결정을 존재시킬 수 있어, 결정의 조대화를 확실하게 억제할 수 있다.

(i)스텝5의 냉간압연의 총가공도를 80% 이하로 함으로써 {022}면까지 회전하는 결정을 저감시킬 수 있고, 그 결과, 무산소동판 중에 원하는 양(원하는 수)의 부방위의 각 결정면의 결정을 존재시킬(남길) 수 있다. 이 때문에 무산소동판 중에 있어서 부방위의 각 결정면의 결정의 비율제어를 하는 것이 용이해지고, 상기 식(1)∼(12)를 충족시키는 무산소동판을 용이하게 얻을 수 있다.

(j)스텝5에서 1패스당의 가공도를 제어함으로써, 냉간압연에 의해 피압연재 중의 구리결정이 {022}면으로 변화될 때의 경로를 조정할 수 있다. 그 결과, 무산소동판 중에 있어서 부방위의 각 결정면의 결정의 비율제어가 가능해진다. 즉, 무산소동판 중의 {022}면의 결정을 적게 하면서, 무산소동판 중에 있어서 부방위의 결정면의 결정을 최적값이 되도록 용이하게 조정할 수 있다.

(k)스텝5에서 각 패스의 중립점의 위치를 제어함으로써, {022}면까지 회전하는 결정을 저감시킴과 아울러 부방위의 각 결정면의 결정의 비율제어를 할 수 있다. 즉, 무산소동판 중의 {022}면 및 부방위의 결정면의 결정의 비율이 최적값이 되도록 용이하게 조정할 수 있다. 그 결과, 상기 식(1)∼(12)의 모두를 충족시키는 무산소동판을 보다 용이하게 얻는 것이 가능해진다.

(l)스텝5에 있어서, 1패스당의 가공도 및 각 패스의 중립점의 위치의 제어를 함으로써, 무산소동판 중의 {022}면 및 부방위의 각 결정면의 결정의 비율을 정밀하게 제어할 수 있다.

(m)스텝5에 있어서, 각 롤에 있어서 한창 냉간압연을 실시하고 있는 중간에 중립점의 위치가 이동하지 않도록 제어함으로써, 피압연재에 가해지는 압축응력의 강도, 인장응력의 강도, 응력성분의 비율의 제어를 확실하게 할 수 있다.

<다른 실시형태>

이상, 본 발명의 1실시형태를 구체적으로 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 적당하게 변경할 수 있다.

상기 실시형태에서는 스텝1∼5를 실시해서 무산소동판을 제작하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면 스텝1∼4는 용도에 따라 적절하게 생략하더라도 좋다.

또 예를 들면 스텝5의 후에, 스텝6으로서 스텝5에서 얻어진 무산소동판을 소정의 온도로 소정 시간 가열하는 열처리(재결정 열처리)를 하여도 좋다. 본 발명에 관한 무산소동판은 이러한 재결정 열처리를 한 경우에도, 무산소동판 중의 결정이 조대해지는 것을 억제할 수 있다. 또한 스텝6을 실시한 후의 무산소동판이더라도 세라믹스 기판과의 접합시에 고온으로 가열되었을 경우에도 결정의 조대화를 억제할 수 있다.

상기 실시예에서는, 세라믹스 배선기판의 제작시에 활성금속 납땜법에 의하여 무산소동판과 세라믹스 기판과의 접합을 하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 이들의 접합을 예를 들면 다이렉트 본딩법에 의하여 실시해도 좋다.

또한 본 발명에 관한 무산소동판은, 상기한 바와 같이 세라믹스 배선기판의 배선재로서 사용되는 경우에 한정되지 않는다. 그 밖에, 본 발명에 관한 무산소동판은 800도(℃) 이상의 가열에 있어서 결정 조대화의 억제가 요구되는 용도에 적합하게 적용할 수 있다.

[실시예]

다음에 본 발명의 실시예를 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.

<시료의 제작>

(시료1)

우선, 연속주조법에 의해 소정 형상의 빌릿을 주조했다. 구체적으로는, 용해로를 사용해서 원료로서의 무산소구리를 용해해서 무산소구리의 용해액을 생성했다. 이 용해액 중에, 최종적으로 형성되는 무산소동판 중의 Ｓｎ의 농도가 80ｐｐｍ이 되도록, 소정량의 Ｓｎ을 첨가해서 용탕(溶湯)을 용제(溶製)했다. 이 용탕을 소정 형상의 주형에 부어서 두께가 150mm, 폭이 500mm인 주괴를 주조했다. 얻어진 주괴에 대하여 열간압연을 하여, 두께가 8mm인 판재(열간압연재)를 얻었다. 얻어진 열간압연재에 대하여, 소정의 냉간압연과, 피처리재를 650∼750도(℃)의 온도하에서 2분간 유지해서 가열하는 중간소둔을 교대로 소정 횟수씩 하여, 냉간압연재(생지)를 얻었다. 생지의 두께는, 나중에 실시하는 최종의 냉간압연종료시의 무산소동판이 원하는 두께가 되는 두께로 했다. 생지의 두께의 조정은 냉간압연의 가공도를 조정함으로써 이루어졌다. 그 후에 얻어진 생지를 700도(℃)의 온도하에서 1분간 유지해서 가열하는 소둔(생지 소둔)을 실시하여, 소둔생지를 얻었다.

소둔생지에 대하여, 사이에 소둔을 실시하지 않고 냉간압연을 복수 회(복수 패스) 연속해서 실시하는 최종의 냉간압연을 하였다. 최종의 냉간압연의 각 패스의 조건을 하기의 표1에 나타낸다. 표1에 나타내는 「중립점의 위치(ｍｍ)」란, 도1에 나타나 있는 바와 같이 한 쌍의 롤 사이를 통과하는 피압연재(가공대상물)의 롤과의 접촉면에 있어서의 출구측 단부로부터 중립점까지의 길이L이다. 즉, 표1에 나타내는 중립점의 위치의 값이 작을수록 중립점은 롤 출구측에 위치한다.

압연 패스를 거칠 때마다 피압연재는 두께가 감소한다. 이 때문에 최종의 냉간압연에서는, 표1에 나타나 있는 바와 같이, 두께가 1mm이하의 피압연재의 두께에 따라 1패스당의 가공도와 중립점의 위치를 패스마다 조정했다. 이때에 상단(上段)(전단(前段))으로부터 하단(下段)(후단(後段))으로 갈수록 중립점의 위치가 롤 출구측에 위치하도록, 중립점의 위치를 제어했다. 이러한 최종의 냉간압연을 함으로써 두께가 0.3mm인 무산소동판을 얻었다. 이것을 시료1로 했다.

(시료2∼20)

시료2∼20에서는, 무산소동판 중에 있어서 Ｓｎ, Ｚｒ, Ｍｇ, Ｔｉ 및 Ｃａ로 이루어지는 군으로부터 선택되는 원소의 농도가 표2에 나타나 있는 바와 같이 되도록, 용탕 중에 첨가하는 Ｓｎ 등의 원소의 첨가량을 조정했다. 또한 최종의 냉간압연의 각 패스의 조건을 표1에 나타나 있는 바와 같이 하고, 최종의 냉간압연의 총가공도를 표2에 나타나 있는 바와 같이 했다. 또한 시료2∼20은 각각 표1 및 표2에 나타내는 범위 내에서 1패스당의 가공도와 중립점의 위치를 변화시키고, 최종의 냉간압연시에 피압연재에 가해지는 압축응력의 강도, 인장응력의 강도, 응력성분(즉, 압축성분과 인장성분과의 비율)을 변화시키고 있다. 그 밖에는 상기의 시료1과 동일한 제법, 조건으로 무산소동판을 제작했다. 이들을 각각 시료2∼20으로 했다.

시료1∼20의 무산소동판의 조성, 최종의 냉간압연의 총가공도를 하기의 표2에 정리해서 나타낸다. 표2에 나타내는 첨가원소농도는, 고주파유도결합 플라스마 발광분광분석법에 의한 첨가원소의 농도분석결과이다.

<평가>

시료1∼20에 대해서 각각 2θ/θ법에 의한 X선회절측정, 고온가열후의 결정 조대화의 평가, 고온가열후의 도전성의 평가를 하였다.

(2θ/θ법에 의한 X선회절측정)

시료1∼20의 각 시료에 있어서, 각 시료의 압연면에 대한 2θ/θ법에 의한 X선회절측정을 하였다. 이러한 측정은, 주식회사리가쿠(Rigaku Corporation) 제품의 X선회절장치(형식:ＵｌｔｉｍａＩＶ)를 사용하여, 이하의 표3에 나타내는 조건으로 하였다.

각 시료에 있어서 2θ/θ법에 의한 X선회절측정으로 측정한 {022}면, {002}면, {113}면, {111}면 및 {133}면의 회절피크강도(I_{022}, I_{002}, I_{113}, I_{111}, I_{133})를 표4에 나타낸다. 또한 이들의 회절피크강도의 값을 사용하여 상기 식(1)∼(12)의 각 식의 값을 산출했다. 이들의 산출결과를 표4에 나타낸다.

표4에 나타나 있는 바와 같이 시료1∼20에서는, 각 결정면의 회절피크강도가 각각 다른 것을 확인할 수 있다. 이것으로부터, 1패스당의 가공도와 중립점의 위치를 변화시키고, 최종의 냉간압연시에 피압연재에 가해지는 압축응력의 강도, 인장응력의 강도, 응력성분을 변화시킴으로써 무산소동판 중의 {022}면 및 부방위의 각 결정면의 결정의 비율을 변경할 수 있는 것을 알 수 있다.

(고온가열후의 결정 조대화의 평가)

고온가열후의 결정 조대화의 평가는, 이하의 순서로 하였다. 우선, 시료1∼20으로부터 각각 한 변이 20mm인 정사각형의 시험편을 잘라내고, 이들의 시험편을 질소가스 분위기 중에서 900도(℃)의 온도조건하에서 10분간 가열했다. 가열후의 각 시료의 압연면이 경면(鏡面)이 될 때까지, 연마지(硏磨紙) 및 알루미나 지립(砥粒)을 사용해서 연마한 후에, 과산화수소를 가한 암모니아수로 각 시료의 표면을 에칭해서 각 시료의 압연면에 결정립계를 출현시켰다. 결정립계가 출현한 각 시료에 대해서, JIS H0501에 규정된 절단법을 사용해서 결정입경(평균결정입경)을 측정했다. 결정입경의 측정결과를 하기의 표5에 나타낸다. 또한 결정입경이 0.4mm이하의 시료를 합격(○)으로 판정하고, 결정입경이 0.4mm를 넘는 시료를 불합격(×)으로 판정하며, 이 판정결과도 하기의 표5에 나타낸다.

시료1∼12, 16∼20으로부터, 식(1)∼(12)의 모두를 충족시킴으로써 고온가열에 의한 결정 조대화를 억제할 수 있는 것을 확인할 수 있다.

Ｓｎ 등의 원소의 농도가 낮은(Ｓｎ 등의 원소를 거의 첨가하지 않고 있는) 시료2에서는, Ｓｎ 등의 원소의 농도가 50ｐｐｍ이상인 시료1, 3∼12, 16∼20에 비하여 고온가열후의 결정입경이 커지고 있는 것을 확인할 수 있다. 이것으로부터, Ｓｎ 등의 원소를 첨가한 쪽이 고온가열에 의한 결정 조대화를 확실하게 억제할 수 있는 것을 확인할 수 있다.

시료13에서는, 식(1)∼(12)의 전부를 충족시키지 않고 있기 때문에, 고온가열에 의해 결정이 조대화하고 있는 것을 확인할 수 있다. 시료13에서는, I_{022}, I_{002}, I_{113}의 값이 높게 되어 있기 때문에, 최종의 냉간압연시에 피압연재에 가해지는 압축응력의 강도, 압축성분비율이 높은 것을 알 수 있다. 즉, 최종의 냉간압연의 총가공도가 80% 이하이더라도 최종의 냉간압연의 1패스당의 가공도 및 중립점의 위치의 조건에 따라 피압연재에 가해지는 압축응력의 강도, 인장응력의 강도, 응력성분의 비율이 변하고, 그 결과, 식(1)∼(12)를 충족시키지 않는 경우가 있는 것을 확인할 수 있다.

시료14로부터, 최종의 냉간압연의 총가공도가 40% 미만이면, 상기 식(1)∼(12)를 모두 충족시킬 경우이더라도 고온가열에 의한 결정 조대화를 억제할 수 없는 경우가 있는 것을 확인할 수 있다. 이것은, 무산소동판이 고온으로 가열되어서 재결정이 발생했을 때에 발생하는 재결정핵의 발생 빈도가 낮기 때문이라고 생각된다.

시료15로부터, 최종의 냉간압연의 총가공도가 80%를 넘으면, 상기 식(1)∼(12)의 모두를 충족시키지 않는 경우가 있고, 고온가열에 의한 결정 조대화를 억제할 수 없는 경우가 있는 것을 확인할 수 있다. 이 경우, I_{022}의 값이 높기 때문에 최종의 냉간압연에 의하여 많은 결정이 {022}면까지 회전한 것을 알 수 있다.

(고온가열후의 도전성의 평가)

고온가열후의 도전성의 평가는, 이하의 순서로 하였다. 우선, 시료1∼20으로부터 각각 한 변이 50mm인 정사각형의 시험편을 잘라내고, 이들의 시험편을 질소가스 분위기 중에서 900도(℃)의 온도조건하에서 10분간 가열했다. 그리고 펠스타사(FOERSTER JAPAN LIMITED.) 제품의 과류식 도전율계 시그마 테스트를 사용하여, 가열후의 각 시험편의 도전율을 측정했다. 도전율의 측정결과를 상기 표5에 나타낸다. 또한 도전율이 100%ＩＡＣＳ이상인 시료를 우수(◎)로 판정하고, 도전율이 95%ＩＡＣＳ이상 100%ＩＡＣＳ미만인 시료를 좋음(○)으로 판정하며, 이 판정결과도 상기 표5에 나타낸다.

표5로부터, 시료1∼15에 있어서는 무산소동판 중의 Ｓｎ 등의 원소의 농도가 150ｐｐｍ이하이면, 무산소동판의 도전성의 저하를 억제할 수 있는 것을 확인할 수 있다. 예를 들면 무산소동판의 도전율이 100%ＩＡＣＳ이상이 되는 것을 확인할 수 있다. 이러한 무산소동판은 세라믹스 배선기판의 도체로서 더 바람직하다.

표5로부터, 시료16∼20에 있어서는 무산소동판 중의 Ｓｎ 등의 원소의 농도가 150ｐｐｍ을 넘으면, 무산소동판의 도전율이 100%ＩＡＣＳ미만이 되어, 무산소동판의 도전성이 저하하는 것을 확인할 수 있다.

<바람직한 태양>

이하에, 본 발명의 바람직한 태양에 대해서 부기한다.

[부기1]

본 발명의 1태양에 의하면,

압연됨으로써 평판모양으로 형성되어 이루어지고,

상기 압연면에 대하여 2θ/θ법에 의한 X선회절측정으로 얻어지는 상기 각 결정면의 회절피크강도를 각각 I_{022}, I_{002}, I_{113}, I_{111}, I_{133}이라고 할 때,

I_{022} / (I_{022} + I_{002} + I_{113} + I_{111} + I_{133｝）≤ 0.3이며,

(I_{002} + I_{113}) / (I_{111} + I_{133｝）≥ 1.0이며,

I_{002} / I_{022｝≥ 1.0이며,

I_{113} / I_{022｝≥ 0.5이며,

I_{111} / I_{022｝≥ 0.15이며,

I_{133} / I_{022｝≥ 0.02이며,

0.5 ≤ I_{002} / I_{113｝≤ 5.0이며,

0.2 ≤ I_{133} / I_{111｝≤ 0.5이며,

1.0 ≤ I_{113} / I_{111｝≤ 10이며,

1.0 ≤ I_{002} / I_{111｝≤ 20이며,

1.0 ≤ I_{002} / I_{133｝≤ 75이며,

1.0 ≤ I_{113} / I_{133｝≤ 30이며,

900도(℃)의 조건하에서 10분간 가열하는 열처리를 실시한 후의 평균결정입경이 0.4mm이하인 무산소동판이 제공된다.

[부기2]

부기1의 무산소동판으로서, 바람직하게는,

Ｓｎ, Ｚｒ, Ｍｇ, Ｔｉ 및 Ｃａ로 이루어지는 군으로부터 선택한 1종 이상을 포함하고, 잔부가 구리 및 불가피불순물로 이루어진다.

[부기3]

부기1 또는 2의 무산소동판으로서, 바람직하게는,

Ｓｎ, Ｚｒ, Ｍｇ, Ｔｉ 및 Ｃａ로 이루어지는 군으로부터 선택한 1종 이상을 총농도가 150ｐｐｍ이하, 바람직하게는 50ｐｐｍ이상, 150ｐｐｍ이하가 되도록 포함해서 이루어진다.

[부기4]

부기1∼3 중 어느 하나의 무산소동판으로서, 바람직하게는,

도전율이 100%ＩＡＣＳ이상이다.

[부기5]

본 발명의 다른 태양에 의하면,

피처리재에 대하여 냉간압연과 소둔을 소정 횟수 반복해서 냉간압연재를 형성하는 냉간압연공정과,

상기 냉간압연재에 대하여 총가공도가 40% 이상인 냉간압연을 하여 평판모양의 무산소동판을 형성하는 최종의 냉간압연공정을 구비하는 무산소동판의 제조방법이 제공된다.

[부기6]

부기5의 방법으로서, 바람직하게는,

상기 최종의 냉간압연공정에서는, 총가공도가 40% 이상 80% 이하의 냉간압연을 한다.

[부기7]

부기5 또는 6의 방법으로서, 바람직하게는,

상기 최종의 냉간압연공정에서는, 각 패스의 가공도를 조정함으로써, 각 패스에 따라 피압연재에 가해지는 압축응력의 강도, 인장응력의 강도, 응력성분의 비율을 조정한다.

[부기8]

부기7의 방법으로서, 바람직하게는,

상기 최종의 냉간압연공정에서는, 각 패스의 가공도를 20% 이상으로 한다.

[부기9]

부기5∼8 중 어느 하나의 방법으로서, 바람직하게는,

상기 최종의 냉간압연공정에서는, 중립점의 위치의 적어도 어느 하나를 조정함으로써, 각 패스에 따라 피압연재에 가해지는 압축응력의 강도, 인장응력의 강도, 응력성분의 비율을 조정한다.

[부기10]

부기9의 방법으로서, 바람직하게는,

상기 최종의 냉간압연공정에서는, 피압연재의 두께가 얇아질수록 중립점이 한 쌍의 압연롤의 출구측에 위치하도록 제어한다.

[부기11]

부기5∼10 중 어느 하나의 방법으로서, 바람직하게는,

상기 최종의 냉간압연공정에서는,

상기 압연면에 대하여 2θ/θ법에 의한 X선회절측정으로 얻어지는 상기 각 결정면의 회절피크강도를 각각 I_{022}, I_{002}, I_{113}, I_{111} 및 I_{133}이라고 했을 때,

I_{022} / (I_{022} + I_{002} + I_{113} + I_{111} + I_{133｝）≤ 0.3이며,

(I_{002} + I_{113}) / (I_{111} + I_{133｝）≥ 1.0이며,

I_{002} / I_{022｝≥ 1.0이며,

I_{113} / I_{022｝≥ 0.5이며,

I_{111} / I_{022｝≥ 0.15이며,

I_{133} / I_{022｝≥ 0.02이며,

0.5 ≤ I_{002} / I_{113｝≤ 5.0이며,

0.2 ≤ I_{133} / I_{111｝≤ 0.5이며,

1.0 ≤ I_{113} / I_{111｝≤ 10이며,

1.0 ≤ I_{002} / I_{111｝≤ 20이며,

1.0 ≤ I_{002} / I_{133｝≤ 75이며,

1.0 ≤ I_{113} / I_{133｝≤ 30이며,

900도(℃)의 조건하에서 10분간 가열하는 열처리를 실시한 후의 평균결정입경이 0.4mm이하인 무산소동판을 형성한다.

[부기12]

부기5∼11 중 어느 하나의 방법으로서, 바람직하게는,

Ｓｎ, Ｚｒ, Ｍｇ, Ｔｉ 및 Ｃａ로 이루어지는 군으로부터 선택한 1종 이상을 포함해서 이루어지는 주괴를 주조하는 공정을 더 구비한다.

[부기13]

부기12의 방법으로서, 바람직하게는,

상기 주괴를 주조하는 공정에서는, Ｓｎ, Ｚｒ, Ｍｇ, Ｔｉ 및 Ｃａ로 이루어지는 군으로부터 선택한 1종 이상을 그 농도가 150ｐｐｍ이하, 바람직하게는 50ｐｐｍ이상, 150ｐｐｍ이하가 되도록 첨가한다.

[부기14]

본 발명의 또 다른 태양에 의하면,

세라믹스 기판과,

무산소구리에 대하여 압연가공을 함으로써 평판모양으로 형성되고 상기 세라믹스 기판상에 설치된 배선재로서의 무산소동판

을 구비하고,

상기 무산소동판은,

상기 압연면에 대하여 2θ/θ법에 의한 X선회절측정으로 얻어지는 상기 각 결정면의 회절피크강도를 각각 I_{022}, I_{002}, I_{113}, I_{111}, I_{133}이라고 했을 때,

I_{022} / (I_{022} + I_{002} + I_{113} + I_{111} + I_{133｝）≤ 0.3이며,

(I_{002} + I_{113}) / (I_{111} + I_{133｝）≥ 1.0이며,

I_{002} / I_{022｝≥ 1.0이며,

I_{113} / I_{022｝≥ 0.5이며,

I_{111} / I_{022｝≥ 0.15이며,

I_{133} / I_{022｝≥ 0.02이며,

0.5 ≤ I_{002} / I_{113｝≤ 5.0이며,

0.2 ≤ I_{133} / I_{111｝≤ 0.5이며,

1.0 ≤ I_{113} / I_{111｝≤ 10이며,

1.0 ≤ I_{002} / I_{111｝≤ 20이며,

1.0 ≤ I_{002} / I_{133｝≤ 75이며,

1.0 ≤ I_{113} / I_{133｝≤ 30이며,

평균결정입경이 0.4mm이하인 세라믹스 배선기판이 제공된다.

Claims

압연됨으로써 평판모양으로 형성되어 이루어지고,
압연면에 대하여 평행한 결정면이 {022}면, {002}면, {113}면, {111}면 및 {133}면인 결정을 구비하고,
상기 압연면에 대한 2θ/θ법에 의한 X선회절측정으로 얻어지는 상기 각 결정면의 회절피크강도를 각각 I_{022}, I_{002}, I_{113}, I_{111}, I_{133}이라고 했을 때,
I_{022} / (I_{022} + I_{002} + I_{113} + I_{111} + I_{133｝）≤ 0.3이며,
(I_{002} + I_{113}) / (I_{111} + I_{133｝）≥ 1.0이며,
I_{002} / I_{022｝≥ 1.0이며,
I_{113} / I_{022｝≥ 0.5이며,
I_{111} / I_{022｝≥ 0.15이며,
I_{133} / I_{022｝≥ 0.02이며,
0.5 ≤ I_{002} / I_{113｝≤ 5.0이며,
0.2 ≤ I_{133} / I_{111｝≤ 0.5이며,
1.0 ≤ I_{113} / I_{111｝≤ 10이며,
1.0 ≤ I_{002} / I_{111｝≤ 20이며,
1.0 ≤ I_{002} / I_{133｝≤ 75이며,
1.0 ≤ I_{113} / I_{133｝≤ 30이며,
900도(℃)의 조건하에서 10분간 가열하는 열처리를 실시한 후의 평균결정입경이 0.4mm이하인 무산소동판.
제1항에 있어서,
Ｓｎ, Ｚｒ, Ｍｇ, Ｔｉ 및 Ｃａ로 이루어지는 군으로부터 선택한 1종 이상을 포함하고, 잔부가 구리 및 불가피불순물로 이루어지는 무산소동판.
제1항 또는 제2항에 있어서,
Ｓｎ, Ｚｒ, Ｍｇ, Ｔｉ 및 Ｃａ로 이루어지는 군으로부터 선택한 1종 이상을 총농도가 150ｐｐｍ이하가 되도록 포함해서 이루어지는 무산소동판.
제1항 또는 제2항에 있어서,
Ｓｎ, Ｚｒ, Ｍｇ, Ｔｉ 및 Ｃａ로 이루어지는 군으로부터 선택한 1종 이상을 총농도가 50ｐｐｍ이상, 150ｐｐｍ이하가 되도록 포함해서 이루어지는 무산소동판.
세라믹스 기판과,
무산소구리에 대하여 압연가공을 함으로써 평판모양으로 형성되고 상기 세라믹스 기판상에 설치된 배선재로서의 무산소동판
을 구비하고,
상기 무산소동판은,
압연면에 대하여 평행한 결정면이 {022}면, {002}면, {113}면, {111}면 및 {133}면인 결정을 구비하고,
상기 압연면에 대하여 2θ/θ법에 의한 X선회절측정으로 얻어지는 상기 각 결정면의 회절피크강도를 각각 I_{022}, I_{002}, I_{113}, I_{111}, I_{133}이라고 했을 때,
I_{022} / (I_{022} + I_{002} + I_{113} + I_{111} + I_{133｝）≤ 0.3이며,
(I_{002} + I_{113}) / (I_{111} + I_{133｝）≥ 1.0이며,
I_{002} / I_{022｝≥ 1.0이며,
I_{113} / I_{022｝≥ 0.5이며,
I_{111} / I_{022｝≥ 0.15이며,
I_{133} / I_{022｝≥ 0.02이며,
0.5 ≤ I_{002} / I_{113｝≤ 5.0이며,
0.2 ≤ I_{133} / I_{111｝≤ 0.5이며,
1.0 ≤ I_{113} / I_{111｝≤ 10이며,
1.0 ≤ I_{002} / I_{111｝≤ 20이며,
1.0 ≤ I_{002} / I_{133｝≤ 75이며,
1.0 ≤ I_{113} / I_{133｝≤ 30이며,
평균결정입경이 0.4mm이하인 세라믹스 배선기판.