KR20220146483A - 순구리판 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 순구리판은, Cu 의 함유량이 99.96 mass% 이상으로 되고, P 의 함유량이 0.01 massppm 이상 3.00 massppm 이하로 되고, Pb, Se 및 Te 의 합계 함유량이 10.0 massppm 이하로 되고, Ag 및 Fe 의 합계 함유량이 3.0 massppm 이상으로 되고, 잔부가 불가피 불순물로 된 조성을 갖고, 압연면에 있어서의 결정립의 평균 결정 입경이 10 ㎛ 이상임과 함께, 압연면에 있어서의 결정립의 애스펙트비가 2.0 이하로 되어 있고, 상기 소경각 입계 및 상기 서브그레인 바운더리의 전 입계에 대한 길이 비율이 Partition fraction 으로 80 % 이하로 되어 있다.
Description
본 발명은 히트싱크나 후동 (厚銅) 회로 등의 전기·전자 부품에 적합한 순구리판으로서, 특히, 가열 시에 있어서의 결정립의 조대화 (粗大化) 가 억제된 순구리판에 관한 것이다.
본원은 2020년 3월 6일에, 일본에 출원된 일본 특허출원 2020-038771호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
종래, 히트싱크나 후동 회로 등의 전기·전자 부품에는, 도전성이 높은 구리 또는 구리 합금이 사용되고 있다.
최근에는, 전자 기기나 전기 기기 등의 대전류화에 수반하여, 전류 밀도의 저감 및 줄 발열에 의한 열의 확산을 위해서, 이들 전자 기기나 전기 기기 등에 사용되는 전기·전자 부품의 대형화, 후육화 (厚肉化) 가 도모되고 있다.
여기서, 반도체 장치에 있어서는, 예를 들어, 세라믹스 기판에 구리재를 접합하고, 상기 서술한 히트싱크나 후동 회로를 구성한 절연 회로 기판 등이 사용되고 있다.
세라믹스 기판과 구리판을 접합할 때에는, 접합 온도가 800 ℃ 이상으로 되는 경우가 많아, 접합 시에 히트싱크나 후동 회로를 구성하는 구리재의 결정립이 조대화되어 버릴 우려가 있었다. 특히, 도전성 및 방열성이 특히 우수한 순구리로 이루어지는 구리재에 있어서는, 결정립이 조대화되기 쉬운 경향이 있다.
접합 후의 히트싱크나 후동 회로에 있어서 결정립이 불균일하게 조대화된 경우에는, 외관상 문제가 될 우려가 있었다.
여기서, 예를 들어 특허문헌 1 에는, 결정립의 성장을 억제한 순구리판이 제안되어 있다. 이 특허문헌 1 에 있어서는, S 를 0.0006 ∼ 0.0015 wt% 함유함으로써, 재결정 온도 이상에서 열처리해도, 일정한 크기의 결정립으로 조정 가능하다고 기재되어 있다.
그런데, 세라믹스 기판과 구리판을 강고하게 접합할 때에는, 세라믹스 기판과 구리판을 적층 방향으로 비교적 높은 압력 (예를 들어 0.1 ㎫ 이상) 으로 가압한 상태에서 고온의 열처리를 실시하게 된다. 이 때, 순구리판에 있어서는, 결정립이 불균일하게 성장하기 쉽고, 결정립의 조대화나 불균일한 성장에 의해, 접합 불량이나 외관 불량, 검사 공정에서의 문제를 일으키는 경우가 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서, 순구리판에는, 이종 재료와의 접합을 하기 위한 가압 열처리 후에도, 결정 입경의 변화가 적고, 또한 그 크기가 균일한 것이 요구되고 있다.
여기서, 특허문헌 1 에 있어서는, S 의 함유량을 규정함으로써 결정립의 조대화를 억제하고 있지만, S 의 함유량을 규정하는 것만으로는, 가압 열처리 후에 있어서 충분한 결정립 조대화 억제 효과를 얻을 수 없는 경우가 있었다. 또, 가압 열처리 후에, 국소적으로 결정립이 조대화되어, 결정 조직이 불균일해지는 경우가 있었다.
또한, 결정립의 조대화를 억제하기 위해서, S 의 함유량을 증가시킨 경우에는, 열간 가공성이 크게 저하되어 버려, 순구리판의 제조 수율이 크게 저하되어 버린다는 문제가 있었다.
이 발명은, 전술한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 열간 가공성이 우수하고, 또한, 가압 열처리 후에 있어서도 결정립의 조대화 및 불균일화를 억제할 수 있는 순구리판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이 과제를 해결하기 위해서, 본 발명자들이 예의 검토한 결과, 이하와 같은 지견을 얻었다. 순구리판에 미량으로 함유된 불순물 원소에는, 결정립계에 존재함으로써 결정립의 조대화를 억제하는 결정립 성장 억제 효과를 갖는 것이 존재한다. 그래서, 이 결정립 성장 억제 효과를 갖는 원소 (이하, 결정립 성장 억제 원소, 라고 칭한다) 를 활용함으로써, 가압 열처리 후에 있어서도 결정립의 조대화나 불균일화를 억제 가능하다는 지견을 얻었다. 또, 이 결정립 성장 억제 원소의 작용 효과를 충분히 발휘시키기 위해서는, 특정한 원소의 함유량을 규제하는 것이 효과적이라는 지견을 얻었다.
또한, 가압 열처리 시에 있어서의 결정 성장의 구동력을 억제하기 위해서, 결정립의 입경을 비교적 크게 하고, 또한, 재료에 축적된 변형 에너지를 낮게 억제하는 것이 유효하다는 지견을 얻었다.
본 발명은, 상기 서술한 지견에 기초하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 순구리판은, Cu 의 함유량이 99.96 mass% 이상으로 되고, P 의 함유량이 0.01 massppm 이상 3.00 massppm 이하로 되고, Pb, Se 및 Te 의 합계 함유량이 10.0 massppm 이하로 되고, Ag 및 Fe 의 합계 함유량이 3.0 massppm 이상으로 되고, 잔부가 불가피 불순물로 된 조성을 갖고, 압연면에 있어서의 결정립의 평균 결정 입경이 10 ㎛ 이상임과 함께, 압연면에 있어서의 결정립의 애스펙트비가 2.0 이하로 되어 있고, EBSD 법에 의해 1000 μ㎡ 이상의 측정 면적을 측정 간격 0.5 ㎛ 스텝으로 측정하여, 데이터 해석 소프트 OIM 에 의해 해석된 CI 값이 0.1 이하인 측정점을 제외하고 해석했을 때, 인접하는 측정간의 방위차가 15° 를 초과하는 측정점간을 대경각 입계로 하고, 상기 방위차가 2° 이상 15° 이하가 되는 측정점간을 소경각 입계 및 서브그레인 바운더리로 했을 때, 상기 소경각 입계 및 상기 서브그레인 바운더리의 전 입계에 대한 길이 비율이 Partition fraction 으로 80 % 이하로 되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
이 구성의 순구리판에 의하면, Cu 의 함유량이 99.96 mass% 이상으로 되고, P 의 함유량이 0.01 massppm 이상 3.00 massppm 이하로 되고, Pb, Se 및 Te 의 합계 함유량이 10.0 massppm 이하로 되고, Ag 및 Fe 의 합계 함유량이 3.0 massppm 이상으로 되고, 잔부가 불가피 불순물로 된 조성을 갖고 있으므로, Ag 및 Fe 가 구리의 모상 중에 고용함으로써, 결정립의 조대화를 억제하는 것이 가능해진다. 또, Pb, Se 및 Te 와 같은 원소는, Cu 중의 고용 한계가 낮고, 입계에 편석함으로써 결정립의 조대화를 억제하는 결정립 성장 억제 원소에 해당하기 때문에, 미량으로 포함되어 있어도 되지만, 이들 원소는, 열간 가공성을 크게 저하시키는 효과도 갖는다. 이 때문에, 이들 Pb, Se 및 Te 의 합계 함유량을 10.0 massppm 이하로 제한함으로써, 열간 가공성을 확보할 수 있다.
또, 압연면에 있어서의 결정립의 평균 결정 입경이 10 ㎛ 이상임과 함께, 압연면에 있어서의 결정립의 애스펙트비가 2.0 이하로 되어 있으므로, 가압 열처리 전의 상태에서, 입경이 비교적 크고, 또한, 잔류 변형이 적기 때문에, 가압 열처리 시에 있어서의 재결정의 구동력이 작아, 입 (粒) 성장을 억제하는 것이 가능해진다.
그리고, 상기 소경각 입계 및 상기 서브그레인 바운더리의 전 입계에 대한 길이 비율이 Partition fraction 으로 80 % 이하로 되어 있으므로, 전위 밀도가 비교적 낮고, 축적된 변형 에너지가 적기 때문에, 가압 열처리 시에 있어서의 재결정의 구동력이 작아, 입 성장을 억제하는 것이 가능해진다.
여기서, 본 발명의 순구리판에 있어서는, S 의 함유량이 2.0 massppm 이상 20.0 massppm 이하의 범위 내로 되어 있는 것이 바람직하다.
이 경우, 결정립 성장 억제 원소에 해당하는 S 를 2.0 massppm 이상 함유함으로써, 가압 열처리 후에 있어서도 결정립의 조대화나 불균일화를 확실하게 억제하는 것이 가능해진다. 또, S 의 함유량을 20.0 massppm 이하로 제한함으로써, 열간 가공성을 충분히 확보할 수 있다.
또, 본 발명의 순구리판에 있어서는, Mg, Sr, Ba, Ti, Zr, Hf, Y 의 합계 함유량이 10.0 massppm 이하인 것이 바람직하다.
불가피 불순물로서 포함될 우려가 있는 Mg, Sr, Ba, Ti, Zr, Hf, Y 와 같은 원소는, 결정립 성장 억제 원소인 Pb, Se 및 Te 등과 화합물을 생성하기 때문에 이들 결정립 성장 억제 원소의 작용을 저해할 우려가 있다. 이 때문에, Mg, Sr, Ba, Ti, Zr, Hf, Y 의 합계 함유량을 10.0 massppm 이하로 제한함으로써, 결정립 성장 억제 원소에 의한 결정립 성장 억제 효과를 충분히 발휘시킬 수 있어, 가압 열처리 후에 있어서도, 결정립의 조대화나 불균일화를 확실하게 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 순구리판에 있어서는, 가압 압력을 0.6 ㎫, 가열 온도를 850 ℃, 가열 온도에서의 유지 시간을 90 분의 조건에서의 가압 열처리를 실시한 후의, 50 ㎜ × 50 ㎜ 의 범위에 있어서의 최대 결정 입경 dmax 와 평균 결정 입경 dave 의 비율 dmax/dave 가 20.0 이하인 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 조건으로 가압 열처리했을 경우에도, 결정립이 불균일해지는 것을 확실하게 억제할 수 있어, 외관 불량의 발생을 더욱 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 순구리판에 있어서는, 비커스 경도가 150 HV 이하인 것이 바람직하다.
이 경우, 비커스 경도가 150 HV 이하이고, 충분히 부드럽고, 순구리판으로서의 특성이 확보되어 있으므로, 대전류 용도의 전기·전자 부품의 소재로서 특히 적합하다.
본 발명에 의하면, 열간 가공성이 우수하고, 또한, 가압 열처리 후에 있어서도 결정립의 조대화 및 불균일화를 억제할 수 있는 순구리판을 제공할 수 있다.
도 1 은, 본 실시형태인 순구리판의 제조 방법의 플로도이다.
이하에, 본 발명의 일 실시형태인 순구리판에 대해서 설명한다.
본 실시형태인 순구리판은, 히트싱크나 후동 회로 등의 전기·전자 부품의 소재로서 사용되는 것으로, 전술한 전기·전자 부품을 성형할 때에, 예를 들어 세라믹스 기판에 접합되어 사용되는 것이다.
본 실시형태인 순구리판은, Cu 의 함유량이 99.96 mass% 이상으로 되고, P 의 함유량이 0.01 massppm 이상 3.00 massppm 이하로 되고, Pb, Se 및 Te 의 합계 함유량이 10.0 massppm 이하로 되고, Ag 및 Fe 의 합계 함유량이 3.0 massppm 이상으로 되고, 잔부가 불가피 불순물로 된 조성을 갖는 것으로 되어 있다. 이하에서는, 「mass%」, 「massppm」 을, 각각 「%」, 「ppm」 으로 기재하는 경우가 있다.
또한, 본 실시형태인 순구리판에 있어서는, S 의 함유량이 2.0 massppm 이상 20.0 massppm 이하의 범위 내로 되어 있는 것이 바람직하다.
또, 본 실시형태인 순구리판에 있어서는, Mg, Sr, Ba, Ti, Zr, Hf, Y 에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상 (A 원소군) 의 합계 함유량이 10.0 massppm 이하인 것이 바람직하다.
또, 본 실시형태인 순구리판에 있어서는, 압연면에 있어서의 결정립의 평균 결정 입경이 10 ㎛ 이상으로 되고, 압연면에 있어서의 결정립의 애스펙트비가 2 이하로 되어 있다. 압연면에 있어서의 결정립의 평균 결정 입경은, 예를 들어, JIS H 0501 의 절단법에 준거하여, 압연면에 세로, 가로의 소정 길이의 선분을 5 개씩 긋고, 완전하게 잘리는 결정립수를 세어, 그 절단 길이의 평균값으로서 구할 수 있다.
그리고, 본 실시형태인 순구리판에 있어서는, EBSD 법에 의해 1000 μ㎡ 이상의 측정 면적을 측정 간격 0.5 ㎛ 스텝으로 측정하여, 데이터 해석 소프트 OIM 에 의해 해석된 CI 값이 0.1 이하인 측정점을 제외하고 해석했을 때, 인접하는 측정간의 방위차가 15° 를 초과하는 측정점간을 대경각 입계로 하고, 상기 방위차가 2° 이상 15° 이하가 되는 측정점간을 소경각 입계 및 서브그레인 바운더리로 했을 때, 상기 소경각 입계 및 상기 서브그레인 바운더리의 전 입계에 대한 길이 비율이 Partition fraction 으로 80 % 이하로 되어 있다.
또한, 본 실시형태인 순구리판에 있어서는, 가압 압력을 0.6 ㎫, 가열 온도를 850 ℃, 가열 온도에서의 유지 시간을 90 분의 조건에서의 가압 열처리를 실시한 후의, 50 ㎜ × 50 ㎜ 의 범위에 있어서의 최대 결정 입경 dmax 와 평균 결정 입경 dave 의 비율 dmax/dave 가 20.0 이하인 것이 바람직하다. 최대 결정 입경 dmax 는, 예를 들어, 임의의 면적 50 ㎜ × 50 ㎜ 의 범위를 선택하고, 그 범위 중에서 가장 결정립이 조대한 결정립의 장경과, 그것에 수직으로 선을 그었을 때에 입계에 의해 절단되는 단경의 평균값으로서 구할 수 있다.
또, 본 실시형태인 순구리판에 있어서는, 비커스 경도가 150 HV 이하인 것이 바람직하다.
여기서, 본 실시형태의 순구리판에 있어서, 상기 서술한 바와 같이 성분 조성, 소경각 입계 및 서브그레인 바운더리, 각종 특성을 규정한 이유에 대해서 이하에 설명한다.
(Cu 의 순도 : 99.96 mass% 이상)
대전류 용도의 전기·전자 부품에 있어서는, 통전 시의 발열을 억제하기 위해서, 도전성 및 방열성이 우수한 것이 요구되고 있어, 도전성 및 방열성이 특히 우수한 순구리를 사용하는 것이 바람직하다. 또, 세라믹스 기판 등과 접합한 경우에는, 냉열 사이클 부하 시에 발생하는 열변형을 완화할 수 있도록, 변형 저항이 작은 것이 바람직하다.
그래서, 본 실시형태인 순구리판에 있어서는, Cu 의 순도를 99.96 mass% 이상으로 규정하고 있다.
또한, Cu 의 순도는 99.965 mass% 이상인 것이 바람직하고, 99.97 mass% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또, Cu 의 순도의 상한에 특별히 제한은 없지만, 99.999 mass% 를 초과하는 경우에는, 특별한 정련 공정이 필요해져, 제조 비용이 대폭 증가하기 때문에, 99.999 mass% 이하로 하는 것이 바람직하다.
(P : 0.01 massppm 이상 3.00 massppm 이하)
P 는, 구리 중의 산소를 무해화하는 원소로서 널리 사용되고 있다. 그러나, P 를 일정 이상 함유하는 경우에는, 산소 뿐만 아니라, 결정립계에 존재하는 결정립 성장 억제 원소의 작용을 저해한다. 이 때문에, 고온으로 가열했을 때에, 결정립 성장 억제 원소가 충분히 작용하지 않아, 결정립의 조대화 및 불균일화가 발생할 우려가 있다. 또, 열간 가공성도 저하되게 된다.
그래서, 본 발명에 있어서는, P 의 함유량을 0.01 massppm 이상 3.00 massppm 이하로 제한하고 있다.
또한, P 의 함유량의 상한은, 2.50 massppm 이하로 하는 것이 바람직하고, 2.00 massppm 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 한편, P 의 함유량의 하한은, 0.02 massppm 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.03 massppm 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다.
(Pb, Se 및 Te 의 합계 함유량 : 10.0 massppm 이하)
Pb, Se 및 Te 는, Cu 중의 고용 한계가 낮고, 입계에 편석함으로써, 결정립의 조대화를 억제하는 작용을 가짐과 함께, 열간 가공성을 크게 저하시키는 원소이다. 이 때문에, 본 실시형태에 있어서는, 열간 가공성을 확보하기 위해서, Pb, Se 및 Te 의 합계 함유량을 10.0 massppm 이하로 제한하고 있다.
또한, 열간 가공성을 보다 향상시키는 경우에는, Pb, Se 및 Te 의 합계 함유량을 9.0 massppm 이하로 하는 것이 바람직하고, 8.0 massppm 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.
(Ag 및 Fe 의 합계 함유량 : 3.0 massppm 이상)
Ag 및 Fe 는 구리 모상 중으로의 고용에 의해 결정립의 조대화를 억제하는 작용을 갖는 원소이다.
이 때문에, 본 실시형태에 있어서 Ag 및 Fe 의 합계 함유량을 3.0 massppm 이상으로 함으로써, Ag 및 Fe 에 의한 결정립 조대화 억제 효과를 충분히 발휘시킬 수 있어, 가압 열처리 후에 있어서도 결정립의 조대화를 확실하게 억제하는 것이 가능해진다.
또한, Ag 및 Fe 의 합계 함유량의 하한은, 5.0 massppm 이상인 것이 바람직하고, 7.0 massppm 이상인 것이 더욱 바람직하고, 10.0 massppm 이상인 것이 보다 바람직하다. 한편, Ag 및 Fe 의 합계 함유량의 상한에 특별히 제한은 없지만, 필요 이상의 첨가는 제조 비용의 증가나 도전율의 저하를 초래하기 때문에, 100.0 massppm 미만으로 하는 것이 바람직하고, 50.0 massppm 미만으로 하는 것이 더욱 바람직하고, 20.0 massppm 미만인 것이 보다 바람직하다.
(S 의 함유량 : 2.0 massppm 이상 20.0 massppm 이하)
S 는, 결정립계 이동을 억제함으로써, 결정립의 조대화를 억제하는 작용을 가짐과 함께, 열간 가공성을 저하시키는 원소이다.
이 때문에, 본 실시형태에 있어서 S 의 함유량을 2.0 massppm 이상으로 한 경우에는, S 에 의한 결정립 조대화 억제 효과를 충분히 발휘시킬 수 있어, 가압 열처리 후에 있어서도 결정립의 조대화를 확실하게 억제하는 것이 가능해진다. 한편, S 의 함유량을 20.0 massppm 이하로 제한한 경우에는, 열간 가공성을 확보하는 것이 가능해진다.
또한, S 의 함유량의 하한은, 2.5 massppm 이상인 것이 바람직하고, 3.0 massppm 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또, S 의 함유량의 상한은, 17.5 massppm 이하인 것이 바람직하고, 15.0 massppm 이하인 것이 더욱 바람직하다.
(Mg, Sr, Ba, Ti, Zr, Hf, Y (A 원소군) 의 합계 함유량 : 10.0 massppm 이하)
불가피 불순물로서 포함되는 Mg, Sr, Ba, Ti, Zr, Hf, Y (A 원소군) 는, 결정립계에 편석하여 결정립의 조대화를 억제하는 결정립 조대화 억제 원소 (S, Pb, Se, Te 등) 와 화합물을 생성하여, 결정립 조대화 억제 원소의 작용을 저해할 우려가 있다. 이 때문에, 열처리 후의 결정립의 조대화를 확실하게 억제하기 위해서는, Mg, Sr, Ba, Ti, Zr, Hf, Y (A 원소군) 의 합계 함유량을 10.0 massppm 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한, Mg, Sr, Ba, Ti, Zr, Hf, Y (A 원소군) 의 합계 함유량은, 7.5 massppm 이하인 것이 바람직하고, 5.0 massppm 이하인 것이 더욱 바람직하다.
(그 밖의 원소)
또한, Al, Cr, Sn, Be, Cd, Mg, Ni (M 원소군) 는 구리 모상 중으로의 고용이나 입계로의 편석, 나아가서는 산화물의 형성에 의해, 입 성장을 억제하는 효과를 갖는다.
이 때문에, 열처리 후의 결정립의 조대화를 확실하게 억제하기 위해서는, Al, Cr, Sn, Be, Cd, Mg, Ni (M 원소군) 를 합계로 2.0 massppm 을 초과하여 함유하는 것이 바람직하다. 또한, Al, Cr, Sn, Be, Cd, Mg, Ni (M 원소군) 를 의도적으로 함유하는 경우에는 Al, Cr, Sn, Be, Cd, Mg, Ni (M 원소군) 의 합계 함유량의 하한을 2.1 massppm 이상으로 하는 것이 보다 바람직하고, 2.3 massppm 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하고, 2.5 massppm 이상으로 하는 것이 보다 한층 바람직하고, 3.0 massppm 이상으로 하는 것이 최적이다.
한편, Al, Cr, Sn, Be, Cd, Mg, Ni (M 원소군) 를 필요 이상으로 함유하면 도전율의 저하가 우려되기 때문에, Al, Cr, Sn, Be, Cd, Mg, Ni (M 원소군) 의 합계 함유량의 상한을 100.0 massppm 미만으로 하는 것이 바람직하고, 50.0 massppm 미만으로 하는 것이 보다 바람직하고, 20.0 massppm 미만으로 하는 것이 더욱 바람직하고, 10.0 massppm 미만으로 하는 것이 보다 한층 바람직하다.
(그 밖의 불가피 불순물)
상기 서술한 원소 이외의 그 밖의 불가피적 불순물로는, B, Bi, Ca, Sc, 희토류 원소, V, Nb, Ta, Mo, W, Mn, Re, Ru, Os, Co, Rh, Ir, Pd, Pt, Au, Zn, Hg, Ga, In, Ge, As, Sb, Tl, N, C, Si, Li, H, O 등을 들 수 있다. 이들 불가피 불순물은, 도전율을 저하시킬 우려가 있기 때문에, 적게 하는 것이 바람직하다.
(압연면에 있어서의 결정립의 평균 결정 입경 : 10 ㎛ 이상)
본 실시형태인 순구리판에 있어서, 압연면에 있어서의 결정립의 평균 결정 입경이 미세하면, 이 순구리판을 가열했을 때에, 재결정이 진행되기 쉽고, 결정립의 성장, 조직의 불균일화가 촉진되어 버릴 우려가 있다.
이 때문에, 가압 열처리 시의 결정립의 조대화를 더욱 억제하기 위해서는, 압연면에 있어서의 결정립의 평균 결정 입경을 10 ㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 압연면에 있어서의 결정립의 평균 결정 입경은, 15 ㎛ 이상인 것이 바람직하고, 20 ㎛ 이상인 것이 더욱 바람직하다.
(소경각 입계 및 서브그레인 바운더리 : 80 % 이하)
상기 서술한 소경각 입계 및 서브그레인 바운더리는, 가공 시에 도입된 전위의 밀도가 국소적으로 높은 영역이기 때문에, 소경각 입계 및 서브그레인 바운더리의 비율이 높은 재료에서는, 국소적 재결정에 의해 불균일한 조직을 형성하기 쉽고, 그 높은 변형 에너지 때문에, 결정립도 조대해지기 쉽다.
이 때문에, 균일한 조직, 또한 결정립의 조대화를 억제하기 위해서는, 소경각 입계 및 서브그레인 바운더리의 전 입계에 대한 길이 비율은 Partition fraction 으로 80 % 이하로 한다. 또한, 소경각 입계 및 서브그레인 바운더리의 전 입계에 대한 길이 비율은 75 % 이하인 것이 바람직하고, 70 % 이하인 것이 보다 바람직하다.
또한, 본 실시형태에서는, CI 값이 0.1 이하인 영역을 제외한 조직 중에서의 소경각 입계 및 서브그레인 바운더리의 비율을 구하고 있다. CI 값은 해석점의 결정성의 명료성을 나타내고, CI 값이 0.1 이하인 조직에서는 현저하게 가공 조직이 발달하여 명료한 결정 패턴이 얻어지지 않는다.
(가압 열처리 후의 압연면에 있어서의 결정립의 평균 결정 입경 : 500 ㎛ 이하)
압력을 가하여 열처리를 실시하면 압력의 증대에 의해 결정의 조대화가 진행되고, 가압 조건에 의해 구리의 결정립이 국소적으로 조대화되어 버린다.
그래서, 본 실시형태에 있어서는, 가압 압력을 0.6 ㎫, 가열 온도를 850 ℃, 가열 온도에서의 유지 시간을 90 분의 조건에서의 가압 열처리 후의 압연면에 있어서의 결정립의 평균 결정 입경을 500 ㎛ 이하로 제한함으로써, 상기 서술한 조건으로 가압 열처리했을 경우라도 결정립이 조대화되는 것을 확실하게 억제할 수 있어, 세라믹스 기판에 접합되는 후동 회로나 히트싱크의 소재로서 특히 적합하다.
또한, 상기 서술한 가압 열처리 후의 압연면에 있어서의 결정립의 평균 결정 입경의 상한은 450 ㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 400 ㎛ 이하인 것이 가장 바람직하다.
한편, 상기 서술한 가압 열처리 후의 압연면에 있어서의 결정립의 평균 결정 입경의 하한에 특별히 제한은 없지만, 실질적으로는 50 ㎛ 이상이 된다.
(가압 열처리 후의 50 ㎜ × 50 ㎜ 의 범위에 있어서의 최대 결정 입경 dmax 와 평균 결정 입경 dave 의 비율 dmax/dave : 20.0 이하)
본 실시형태인 순구리판에 있어서, 가압 압력을 0.6 ㎫, 가열 온도를 850 ℃, 가열 온도에서의 유지 시간을 90 분의 조건에서의 가압 열처리 후의 압연면에 있어서의 50 ㎜ × 50 ㎜ 의 범위에 있어서의 최대 결정 입경 dmax 와 평균 결정 입경 dave 의 비율 dmax/dave 가 20.0 이하인 경우에는, 가압 열처리를 실시했을 경우라도, 결정립이 불균일화하는 것을 확실하게 억제할 수 있어, 세라믹스 기판에 접합되는 후동 회로나 히트싱크의 소재로서 특히 적합하다.
또한, 상기 서술한 가압 열처리 후의 50 ㎜ × 50 ㎜ 의 범위에 있어서의 최대 결정 입경 dmax 와 평균 결정 입경 dave 의 비율 dmax/dave 는 15.0 이하인 것이 더욱 바람직하다.
(비커스 경도 : 150 HV 이하)
본 실시형태인 순구리판에 있어서는, 비커스 경도를 150 HV 이하로 함으로써, 순구리판으로서의 특성이 확보되고, 대전류 용도의 전기·전자 부품의 소재로서 특히 적합하다. 또, 충분히 부드럽고, 세라믹스 기판 등의 다른 부재에 접합하여 냉열 사이클이 부하된 경우에도, 순구리판이 변형함으로써 발생한 열변형을 해방하는 것이 가능해진다.
또한, 순구리판의 비커스 경도는 140 HV 이하인 것이 보다 바람직하고, 130 HV 이하인 것이 더욱 바람직하고, 120 HV 이하인 것이 가장 바람직하다. 순구리판의 비커스 경도의 하한은, 특별히 제한은 없지만, 경도가 지나치게 낮은 경우, 제조 시에 변형하기 쉽고, 핸들링이 어려워지기 때문에, 30 HV 이상인 것이 바람직하고, 45 HV 이상인 것이 보다 바람직하고, 55 HV 이상인 것이 가장 바람직하다.
다음으로, 이와 같은 구성으로 이루어진 본 실시형태인 순구리판의 제조 방법에 대해서, 도 1 에 나타내는 플로도를 참조하여 설명한다.
(용해·주조 공정 S01)
먼저, 구리 원료를 용해하고, 구리 용탕을 만들어 낸다. 또한, 구리 원료로는, 예를 들어, 순도가 99.99 mass% 이상인 4N Cu, 순도가 99.999 mass% 이상인 5N Cu 를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, S 를 첨가하는 경우에는, S 단체나 Cu-S 모합금 등을 사용할 수 있다. 또한, Cu-S 모합금을 제조할 때에도, 순도가 99.99 mass% 이상인 4N Cu, 순도가 99.999 mass% 이상인 5N Cu 를 사용하는 것이 바람직하다.
또, 용해 공정에서는, 수소 농도 저감을 위해서, H2O 의 증기압이 낮은 불활성 가스 분위기 (예를 들어 Ar 가스) 에 의한 분위기 용해를 실시하고, 용해 시의 유지 시간은 최소한으로 두는 것이 바람직하다.
그리고, 성분 조정된 구리 용탕을 주형에 주입하여 주괴를 만들어 낸다. 또한, 양산을 고려한 경우에는, 연속 주조법 또는 반연속 주조법을 사용하는 것이 바람직하다.
(열처리 공정 S02)
얻어진 주괴를 절단하고, 스케일을 제거하기 위해서 표면을 연삭한다. 그 후, 균질화 및 용체화를 위해서 열처리를 실시한다. 여기서, 열처리 조건은 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는, 석출물의 생성을 억제하기 위해서, 열처리 온도를 500 ℃ 이상 900 ℃ 이하의 범위 내, 열처리 온도에서의 유지 시간을 0.1 시간 이상 100 시간 이하의 범위 내에서, 비산화성 또는 환원성 분위기 중에서 실시하는 것이 좋다. 또, 냉각 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 물 ??칭 등 냉각 속도가 200 ℃ 분 이상이 되는 방법을 선택하는 것이 바람직하다.
또, 조직의 균일화를 위해서, 열처리 후에 열간 가공을 넣어도 된다. 가공 방법은 특별히 한정되지 않지만, 최종 형태가 판이나 조 (條) 인 경우, 압연을 채용한다. 그 밖에 단조나 프레스, 홈 압연을 채용해도 된다. 열간 가공 시의 온도도 특별히 한정되지 않지만, 500 ℃ 이상 900 ℃ 이하의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 또, 열간 가공의 총 가공률은 50 % 이상으로 하는 것이 바람직하고, 60 % 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하고, 70 % 이상인 것이 보다 바람직하다.
(중간 압연 공정 S03)
다음으로, 열처리 공정 S02 후의 구리 소재에 대하여, 중간 압연을 실시하여 소정의 형상으로 가공한다. 또한, 이 중간 압연 공정 S03 에 있어서의 온도 조건은 특별히 한정은 없지만, -200 ℃ 이상 200 ℃ 이하의 범위에서 실시하는 것이 바람직하다. 또, 이 중간 압연 공정 S03 에 있어서의 가공률은, 최종 형상에 근사하도록 적절히 선택되게 되는데, 생산성을 향상시키기 위해서는 30 % 이상으로 하는 것이 바람직하다.
(재결정 열처리 공정 S04)
다음으로, 중간 압연 공정 S03 후의 구리 소재에 대하여, 재결정을 목적으로 한 열처리를 실시한다. 여기서, 재결정립의 입경은 10 ㎛ 이상인 것이 바람직하다. 재결정립이 미세하면, 그 후에 가압 열처리했을 때에, 결정립의 성장, 조직의 불균일화가 촉진되어 버릴 우려가 있다.
재결정 열처리 공정 S04 의 열처리 조건은, 특별히 한정되지 않지만, 200 ℃ 이상 900 ℃ 이하의 범위의 열처리 온도에서, 1 초 이상 10 시간 이하의 범위에서 유지하는 것이 바람직하다. 예를 들어 단시간의 열처리에서는 850 ℃ 에서 5 초 유지, 1 시간 이상의 장시간의 열처리 등에서는 400 ℃ 에서 8 시간 유지 등의 조건을 들 수 있다.
또, 재결정 조직의 균일화를 위해서, 중간 압연 공정 S03 과 재결정 열처리 공정 S04 를 2 회 이상 반복하여 실시해도 된다.
(조질 가공 공정 S05)
다음으로, 재료 강도를 조정하기 위해서, 재결정 열처리 공정 S04 후의 구리 소재에 대하여 조질 가공을 실시해도 된다. 또한, 재료 강도를 높게 할 필요가 없는 경우에는, 조질 가공을 실시하지 않아도 된다.
조질 가공의 가공률은 특별히 한정되지 않지만, 소경각 입계 및 서브그레인 바운더리의 전 입계에 대한 길이 비율을 80 % 이하로 하기 위해서, 또 압연면의 결정립의 애스펙트비를 2.0 이하로 하기 위해서, 또한 비커스 경도를 150 HV 이하로 하기 위해서는 가공률을 0 % 초과 50 % 이하의 범위 내에서 실시하는 것이 바람직하고, 0 % 초과 40 % 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.
또, 필요에 따라, 잔류 변형의 제거를 위해서, 조질 가공 후에 추가로 열처리를 실시해도 된다. 최종 두께는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 0.5 ㎜ 이상 5 ㎜ 이하의 범위 내의 두께로 하는 것이 적합하다.
이상의 각 공정에 의해, 본 실시형태인 순구리판이 만들어지게 된다.
이상과 같은 구성으로 이루어진 본 실시형태인 순구리판에 의하면, Cu 의 함유량이 99.96 mass% 이상으로 되고, P 의 함유량이 0.01 massppm 이상 3.00 massppm 이하로 되고, Pb, Se 및 Te 의 합계 함유량이 10.0 massppm 이하로 되고, Ag 및 Fe 의 합계 함유량이 3.0 massppm 이상으로 되고, 잔부가 불가피 불순물로 된 조성을 갖고 있으므로, Ag 및 Fe 가 구리의 모상 중에 고용함으로써, 결정립의 조대화를 억제하는 것이 가능해진다. 또, Pb, Se 및 Te 와 같은 원소는, Cu 중의 고용 한계가 낮고, 입계에 편석함으로써 결정립의 조대화를 억제하는 결정립 성장 억제 원소에 해당하기 때문에, 미량으로 포함되어 있어도 되지만, 이들 원소는, 열간 가공성을 크게 저하시키는 효과도 갖는다. 이 때문에, 이들 Pb, Se 및 Te 의 합계 함유량을 10.0 massppm 이하로 제한함으로써, 열간 가공성을 확보할 수 있다.
또, P 의 함유량을 3.00 massppm 이하로 제한함으로써, 열간 가공성을 확보할 수 있다.
또, 압연면에 있어서의 결정립의 평균 결정 입경이 10 ㎛ 이상임과 함께, 압연면에 있어서의 결정립의 애스펙트비가 2 이하로 되어 있으므로, 가압 열처리 전의 상태에서, 입경이 비교적 크고, 또한, 잔류 변형이 적기 때문에, 가압 열처리 시에 있어서의 재결정의 구동력이 작아, 입 성장을 억제하는 것이 가능해진다.
그리고, 소경각 입계 및 서브그레인 바운더리의 전 입계에 대한 길이 비율이 Partition fraction 으로 80 % 이하로 되어 있으므로, 전위 밀도가 비교적 낮고, 축적된 변형 에너지가 적기 때문에, 가압 열처리 시에 있어서의 재결정의 구동력이 작아, 입 성장을 억제하는 것이 가능해진다.
또, 본 실시형태에 있어서, S 의 함유량을 2.0 massppm 이상 20.0 massppm 이하의 범위 내로 한 경우에는, 결정립 성장 억제 원소의 1 종인 S 가 입계에 편석하고, 가압 열처리 후에 있어서의 결정립의 조대화 및 불균일화를 확실하게 억제하는 것이 가능해진다. 또, 열간 가공성을 확보할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서, Mg, Sr, Ba, Ti, Zr, Hf, Y (A 원소군) 의 합계 함유량이 10.0 massppm 이하인 경우에는, 이들 A 원소군의 원소와 결정립 성장 억제 원소인 S, Pb, Se, Te 등이 반응하여 화합물이 생성되는 것을 억제할 수 있어, 결정립 성장 억제 원소의 작용을 충분히 발휘시키는 것이 가능해진다. 따라서, 가압 열처리 후에 있어서의 결정립의 조대화 및 불균일화를 확실하게 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 가압 압력을 0.6 ㎫, 가열 온도를 850 ℃, 가열 온도에서의 유지 시간을 90 분의 조건에서의 가압 열처리 후를 실시한 후의 최대 결정 입경 dmax 와 평균 결정 입경 dave 의 비율 dmax/dave 가 20.0 이하로 되어 있는 경우에는, 가압 열처리 후에 있어서도 결정립이 불균일해지는 것을 확실하게 억제할 수 있어, 외관 불량의 발생을 더욱 억제할 수 있다.
또, 본 실시형태에 있어서, 비커스 경도가 150 HV 이하인 경우에는, 충분히 부드럽고, 순구리판으로서의 특성이 확보되어 있으므로, 대전류 용도의 전기·전자 부품의 소재로서 특히 적합하다.
또한, 본 실시형태에 있어서, Al, Cr, Sn, Be, Cd, Mg, Ni (M 원소군) 를 2.0 massppm 을 초과하여 함유하는 경우에는, M 원소 구리군의 원소의 모상 중으로의 고용이나 입계로의 편석, 나아가서는 산화물의 형성에 의해, 더욱 확실하게, 가압 열처리 후의 입 성장을 억제하는 것이 가능해진다.
이상, 본 발명의 실시형태인 순구리판에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 경우는 없고, 그 발명의 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경 가능하다.
예를 들어, 상기 서술한 실시형태에서는, 순구리판의 제조 방법의 일례에 대해서 설명했지만, 순구리판의 제조 방법은, 실시형태에 기재한 것에 한정되는 경우는 없고, 기존의 제조 방법을 적절히 선택해서 제조해도 된다.
실시예
이하에, 본 발명의 효과를 확인하기 위해서 실시한 확인 실험의 결과에 대해서 설명한다.
순도가 99.999 mass% 이상인 구리 원료와, 상기 구리 원료와 순도 99 mass% 이상의 각종 원소를 사용하여 제조한 각종 원소의 Cu - 1 mass% 모합금을 준비하였다.
상기 서술한 구리 원료를 고순도 그라파이트 도가니 내에 장입하여, Ar 가스 분위기로 된 분위기로 내에 있어서 고주파 용해하였다. 얻어진 구리 용탕에, 상기 서술한 각종 원소의 Cu - 1 mass% 모합금을 투입하고, 소정의 성분 조성으로 조제하였다.
얻어진 구리 용탕을 주형에 주탕하여, 주괴를 만들어 내었다. 또한, 주괴의 크기는, 두께 약 60 ㎜ × 폭 약 120 ㎜ × 길이 약 150 ∼ 200 ㎜ 로 하였다.
얻어진 주괴에 대하여, Ar 가스 분위기 중에 있어서, 표 1, 2 에 기재된 온도 조건으로 1 시간의 가열을 실시하고, 열간 압연을 실시하고, 두께 30 ㎜ 로 하였다.
열간 압연 후의 구리 소재를 절단함과 함께 표면의 산화 피막을 제거하기 위해서 표면 연삭을 실시하였다. 이 때, 그 후의 열간 압연, 중간 압연, 조질 압연의 압연율을 고려하여, 최종 두께가 표 1, 2 에 나타내는 것이 되도록, 중간 압연에 제공하는 구리 소재의 두께를 조정하였다.
상기 서술한 바와 같이 두께를 조정한 구리 소재에 대하여, 표 1, 2 에 기재된 조건으로 중간 압연을 실시하고, 수랭을 실시하였다.
다음으로, 중간 압연 후의 구리 소재에 대하여, 표 1, 2 에 기재된 조건에 의해, 재결정 열처리를 실시하였다.
그리고, 재결정 열처리 후의 구리 소재에 대하여, 표 1, 2 에 기재된 조건으로 중간 압연을 실시하고, 표 1, 2 에 나타내는 두께로 폭 60 ㎜ 의 특성 평가용 조재 (條材) 를 제조하였다.
그리고, 이하의 항목에 대해서 평가를 실시하였다.
(조성 분석)
얻어진 주괴로부터 측정 시료를 채취하고, S 는 적외선 흡수법으로, 그 밖의 원소는 글로 방전 질량 분석 장치 (GD-MS) 를 사용하여 측정하였다. 또한, 측정은 시료 중앙부와 폭 방향 단부 (端部) 의 2 개 지점에서 측정을 실시하고, 함유량이 많은 쪽을 그 샘플의 함유량으로 하였다. 측정 결과를 표 1, 2 에 나타낸다.
(가공성 평가)
가공성의 평가로서, 전술한 열간 압연, 냉간 압연 시에 있어서의 에지 균열의 유무를 관찰하였다. 육안으로 에지 균열이 전혀 혹은 거의 확인되지 않은 것을 「A」, 길이 1 ㎜ 미만의 작은 에지 균열이 발생한 것을 「B」, 길이 1 ㎜ 이상의 큰 에지 균열이 발생한 것을 「C」 로 하였다.
또한, 에지 균열의 길이란, 압연재의 폭 방향 단부로부터 폭 방향 중앙부를 향하는 에지 균열의 길이를 말한다.
(비커스 경도)
JIS Z 2244 에 규정되어 있는 마이크로 비커스 경도 시험 방법에 준거하여, 시험 하중 0.98 N 으로 비커스 경도를 측정하였다. 또한, 측정 위치는, 특성 평가용 시험편의 압연면으로 하였다. 평가 결과를 표 3, 4 에 나타낸다.
(도전율)
특성 평가용 조재로부터 폭 10 ㎜ × 길이 60 ㎜ 의 시험편을 채취하고, 4 단자법에 의해 전기 저항을 구하였다. 또, 마이크로미터를 사용하여 시험편의 치수 측정을 실시하고, 시험편의 체적을 산출하였다. 그리고, 측정한 전기 저항값과 체적으로부터, 도전율을 산출하였다. 평가 결과를 표 3, 4 에 나타낸다.
또한, 시험편은, 그 길이 방향이 특성 평가용 조재의 압연 방향에 대하여 평행하게 되도록 채취하였다.
(가압 열처리 전의 결정 입경)
얻어진 특성 평가용 조재로부터 20 ㎜ × 20 ㎜ 의 샘플을 잘라내고, SEM-EBSD (Electron Backscatter Diffraction Patterns) 측정 장치 (FEI 사 제조 Quanta FEG 450, EDAX/TSL 사 제조 (현 AMETEK 사) OIM Data Collection) 에 의해, 평균 결정 입경을 측정하였다.
압연면을 내수 연마지, 다이아몬드 지립을 사용하여 기계 연마를 실시한 후, 콜로이달 실리카 용액을 사용하여 마무리 연마를 실시하였다. 그 후, 주사형 전자 현미경을 사용하여, 시료 표면의 측정 범위 내의 개개의 측정점 (픽셀) 에 전자선을 조사하고, 후방 산란 전자선 회절에 의한 방위 해석에 의해, 인접하는 측정점간의 방위차가 15° 이상이 되는 측정점간을 대각 입계로 하고, 15° 미만을 소각 입계로 하였다. 대각 입계를 사용하여, 결정립계 맵을 작성하고, JIS H 0501 의 절단법에 준거하여, 결정립계 맵에 대하여, 세로, 가로의 소정 길이의 선분을 5 개씩 긋고, 완전하게 잘리는 결정립수를 세어, 그 절단 길이의 평균값을 가압 열처리 전의 결정 입경으로서 기재하였다. 평가 결과를 표 3, 4 에 나타낸다.
(결정립의 애스펙트비)
압연면에 있어서의 결정립의 애스펙트비는, 상기 서술한 특성 평가용 조재의 압연면을, 상기와 마찬가지로 SEM-EBSD 측정 장치를 사용하여, 결정립계 맵을 제작하였다. 그 맵에 대하여, 판 폭 방향으로 5 개, 압연 방향으로 5 개의 선분을 긋고, 완전하게 잘리는 결정립수를 세었다. 그 압연 방향으로부터 얻어진 결정 입경을 장경, 판 폭 방향으로부터 얻어진 결정 입경을 단경으로 함으로써, 장경과 단경의 길이의 비인 애스펙트비의 평균값을 산출하였다. 또한, 여기서의 애스펙트비의 값은 장경을 단경으로 나눈 값, 요컨대 장경/단경으로 나타낸다. 평가 결과를 표 3, 4 에 나타낸다.
(소경각 입계 및 서브그레인 바운더리)
EBSD 측정 장치와 해석 소프트 (EDAX/TSL 사 제조 (현 AMETEK 사) OIM Data Analysis ver. 7.3.1) 에 의해, 전자선의 가속 전압 15 ㎸, 측정 간격 5 ㎛ 스텝으로 1 ㎟ 이상의 측정 면적에서, CI 값이 0.1 이하인 측정점을 제외하고, 각 결정립의 방위차의 해석을 실시하고, 인접하는 측정점간의 방위차가 2° 이상 15° 이하가 되는 측정점간을 소경각 입계 및 서브그레인 바운더리로 하여, 그 길이를 LLB, 15° 를 초과하는 측정점간을 대경각 입계로 하여, 그 길이를 LHB 로 함으로써, 전 입계에 있어서의 소경각 입계 및 서브그레인 바운더리 길이 비율 LLB / (LLB ＋ LHB) 를 구하였다. 평가 결과를 표 3, 4 에 나타낸다.
(가압 열처리 후의 평균 결정 입경)
상기 서술한 특성 평가용 조재로부터 50 ㎜ × 50 ㎜ 의 샘플을 잘라내고, 2매의 세라믹스 기판 (재질 : Si3N4, 50 ㎜ × 50 ㎜ × 두께 1 ㎜) 에 상기 서술한 샘플 (순구리판) 을 끼워 넣고, 가압 압력 0.6 ㎫ 의 하중을 가한 상태에서 열처리를 실시하였다. 열처리는 850 ℃ 의 노 (爐) 에 세라믹스 기판째 투입하고, 재온 (材溫) 이 850 ℃ 가 된 것을 열전쌍으로 확인하고 나서 90 분 유지하고, 가열이 끝난 후에 상온이 될 때까지 노랭을 실시하였다. 상온까지 온도가 저하된 후에, 순구리판의 압연면에 대해 평균 결정 입경을 측정하기 위해서, 먼저, 압연면을 내수 연마지, 다이아몬드 지립을 사용하여 기계 연마를 실시한 후, 콜로이달 실리카 용액을 사용하여 마무리 연마를 실시하였다. 그 후, 에칭을 실시하고, JIS H 0501 의 절단법에 준거하여, 세로, 가로의 소정 길이의 선분을 5 개씩 긋고, 완전하게 잘리는 결정립수를 세어, 그 절단 길이의 평균값을 평균 결정 입경으로 하였다. 평가 결과를 표 3, 4 에 나타낸다.
(가압 열처리 후의 입경의 편차)
상기 서술한 바와 같이, 가압 열처리를 실시한 시험편으로부터 채취한 샘플에 대해, 50 ㎜ × 50 ㎜ 의 범위 내에 있어서 쌍정 (雙晶) 을 제외하고, 가장 결정립이 조대한 결정립의 장경과 그것에 수직으로 선을 그었을 때에 입계에 의해 절단되는 단경의 평균값을 최대 결정 입경 dmax 로 하고, 이 최대 결정 입경과 상기 서술한 평균 결정 입경 dave 의 비 dmax/dave 가 15.0 이하를 「○」 로 평가하고, dmax/dave 가 15.0 을 초과 20.0 이하인 경우를 「△」 로 평가하고, dmax/dave 가 20.0 을 초과한 경우를 「×」 로 평가하였다. 평가 결과를 표 3, 4 에 나타낸다.
비교예 1 은, P 의 함유량이 148 massppm 으로 본 발명의 범위보다 많아, 가공성이 열화하였다. 또, 가압 열처리 후에 평균 결정 입경이 500 ㎛ 이상으로 조대화되고, 입경의 편차도 커졌다.
비교예 2 는, Ag 및 Fe 의 합계 함유량이 0.1 massppm 으로 본 발명의 범위보다 적어, 가압 열처리 후에 결정립이 조대화되고, 입경의 편차도 커졌다.
비교예 3 은, 소경각 입계 및 서브그레인 바운더리의 비율이 86 % 로 본 발명의 범위보다 크고, 애스펙트비도 2.4 로 본 발명의 범위보다 크기 때문에, 가압 열처리 후에 결정립이 조대화되고, 입경의 편차도 커졌다.
비교예 4 는, Pb, Se 및 Te 의 합계 함유량이 260 massppm 으로 본 발명의 범위보다 많아, 열간 압연 시에 큰 균열이 발생했기 때문에, 평가를 중지하였다.
비교예 5 는 압연면에 있어서의 결정립의 평균 결정 입경이 8 ㎛ 로 본 발명의 범위보다 작아, 가압 열처리 후에 결정립이 조대화되고, 입경의 편차도 커졌다.
이에 반해, 본 발명예 1 - 30 에 있어서는, 가압 열처리 후의 평균 결정 입경이 작고, 또한, 입경의 편차가 작아졌다.
이상으로부터, 본 발명예에 의하면, 열간 가공성이 우수하고, 또한, 가압 열처리 후에 있어서도, 결정립의 조대화 및 불균일화를 억제할 수 있는 순구리판을 제공 가능한 것이 확인되었다.
Claims (5)
- Cu 의 함유량이 99.96 mass% 이상으로 되고, P 의 함유량이 0.01 massppm 이상 3.00 massppm 이하로 되고, Pb, Se 및 Te 의 합계 함유량이 10.0 massppm 이하로 되고, Ag 및 Fe 의 합계 함유량이 3.0 massppm 이상으로 되고, 잔부가 불가피 불순물로 된 조성을 갖고,
압연면에 있어서의 결정립의 평균 결정 입경이 10 ㎛ 이상임과 함께, 압연면에 있어서의 결정립의 애스펙트비가 2.0 이하로 되어 있고,
EBSD 법에 의해 1000 μ㎡ 이상의 측정 면적을 측정 간격 0.5 ㎛ 스텝으로 측정하여, 데이터 해석 소프트 OIM 에 의해 해석된 CI 값이 0.1 이하인 측정점을 제외하고 해석했을 때, 인접하는 측정간의 방위차가 15° 를 초과하는 측정점간을 대경각 입계로 하고, 상기 방위차가 2° 이상 15° 이하가 되는 측정점간을 소경각 입계 및 서브그레인 바운더리로 했을 때, 상기 소경각 입계 및 상기 서브그레인 바운더리의 전 입계에 대한 길이 비율이 Partition fraction 으로 80 % 이하로 되어 있는 것을 특징으로 하는 순구리판. - 제 1 항에 있어서,
S 의 함유량이 2.0 massppm 이상 20.0 massppm 이하의 범위 내로 되어 있는 것을 특징으로 하는 순구리판. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
Mg, Sr, Ba, Ti, Zr, Hf, Y 의 합계 함유량이 10.0 massppm 이하인 것을 특징으로 하는 순구리판. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
가압 압력을 0.6 ㎫, 가열 온도를 850 ℃, 가열 온도에서의 유지 시간을 90 분의 조건에서의 가압 열처리를 실시한 후의, 50 ㎜ × 50 ㎜ 의 범위에 있어서의 최대 결정 입경 dmax 와 평균 결정 입경 dave 의 비율 dmax/dave 가 20.0 이하인 것을 특징으로 하는 순구리판. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
비커스 경도가 150 HV 이하인 것을 특징으로 하는 순구리판.
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