TW201510254A - 熱軋銅板 - Google Patents

熱軋銅板 Download PDF

Info

Publication number
TW201510254A
TW201510254A TW103112851A TW103112851A TW201510254A TW 201510254 A TW201510254 A TW 201510254A TW 103112851 A TW103112851 A TW 103112851A TW 103112851 A TW103112851 A TW 103112851A TW 201510254 A TW201510254 A TW 201510254A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
hot
less
grain boundary
rolled copper
copper sheet
Prior art date
Application number
TW103112851A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI518197B (zh
Inventor
Kazunari Maki
Hiroyuki Mori
Isao Arai
Norihisa Iida
Takahiro Takeda
Shigeru SHIMOIZUMI
Shin Oikawa
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
Publication of TW201510254A publication Critical patent/TW201510254A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI518197B publication Critical patent/TWI518197B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/08—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • C23C14/3414—Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
    • H01B1/026—Alloys based on copper

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

本發明之熱軋銅板，係由純度為99.99mass%以上之純銅所構成，平均結晶粒徑為40μm以下，且以EBSD法所測定之全結晶粒界長度L與Σ3粒界長度Lσ3及Σ9粒界長度Lσ9之和L(σ3+σ9)的比率，即(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)為28%以上。

Description

熱軋銅板
本發明係關於適合使用於濺鍍用靶材、背板(backing plate)、Steve模(Steve mold)、加速器用電子管、磁控管、超導電安定化材、散熱基板、真空構件、熱交換機之管板、匯流排、電極材、鍍敷用陽極等之銅加工品的熱軋銅板。
本發明係針對2013年4月8日在日本所申請的日本特願2013-080844號主張優先權，並將其內容援用於此。
以往，作為使用於上述銅加工品之由純銅所構成的銅板，通常藉由下述步驟所製造，該步驟係製造純銅的鑄錠之鑄造步驟、將此鑄錠進行熱加工(熱軋或熱鍛造)之熱加工步驟、施以冷加工(冷軋或冷鍛造)之冷加工步驟、以及施以用來使結晶粒微細化或減輕應變的熱處理之熱處理步驟。另外，冷加工步驟與熱處理步驟，有時會因應需要而重複實施。
如此之銅板，係藉由施以銑削(milling)或鑽孔等之 切削加工、彎曲等之塑性加工等，而加工成所期望的形狀之製品。在此，於上述銅板中，為了抑制加工時之缺損、變形，而要求將結晶粒徑予以微細化、及減少殘留應變。
此外，最近，上述銅板，係作為半導體元件之配線材料用之濺鍍用靶材使用。作為此濺鍍用靶材，係為了將所成膜之配線的電阻抑制得較低，而使用將雜質含量作了限制的高純度之銅板。此外，為了形成均勻的濺鍍膜，而要求將結晶粒徑及結晶配向性之參差作了抑制的銅板。
為了得到使用於上述濺鍍用靶材等的銅板，以往，提案有例如專利文獻1-3所揭示的方法。
於專利文獻1中係揭示有：將純度為99.995wt%以上之純銅的鑄錠進行熱加工，其後以900℃以下的溫度進行退火，接著以40%以上之輥軋率施以冷軋之後，以500℃以下的溫度進行再結晶退火，藉此而得到實質具有再結晶組織，平均結晶粒徑為80微米以下，且維氏硬度為100以下之濺鍍用靶材的方法。
此外，於專利文獻2中係揭示有：藉由將純度6N以上之高純度銅鑄錠施以熱鍛造或熱軋等之加工率50%以上的熱加工之後，進一步進行冷軋或冷鍛造等之加工率30%以上的冷加工，實施350~500℃、1~2小時之熱處理，而得到排除氣體成分之銅的含量為99.999%以上，進而，濺鍍面之平均粒徑為250μm以下，且平均粒徑之參差為±20%以內，X射線繞射強度比於I(111)/I (200)濺鍍面中為2.4以上且其參差為±20%以內之濺鍍用靶材的方法。
再者，於專利文獻3中係揭示有：去除由純度6N以上之高純度銅與添加元素所成的鑄錠之表面層，經過熱鍛造、熱軋、冷軋、熱處理步驟所得到的濺鍍用靶材。尤其，於實施例中係有在去除所製造之鑄錠的表面層成為 160×60t之後，以400℃進行熱鍛造成為 200，其後，以400℃進行熱軋輥軋至 270×20t為止，進一步以冷軋輥軋至 360×10t為止，以500℃進行熱處理1小時後，將靶材全體急速冷卻而製成靶材素材的記載。
如同以如此之濺鍍用靶材的製造方法所代表般地，於以往之銅板的製造方法中，對於純銅鑄錠進行熱加工(熱鍛造或熱軋)之後，實施冷加工(冷鍛造及冷軋)與熱處理，藉此而控制結晶粒徑或結晶之配向性等。另外，針對結晶粒徑或結晶之配向性等，由於冷加工條件及熱處理條件影響大，因此於專利文獻1-3中，冷加工條件及熱處理條件受到規定。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平11-158614號公報
[專利文獻2]日本特開平10-330923號公報
[專利文獻3]日本特開2009-114539號公報
但，於上述以往之銅板(濺鍍用靶材)中，對純銅鑄錠施以熱加工(熱鍛造及熱軋)之後，需要施以冷加工(冷鍛造及冷軋)、熱處理，而有步驟數多，製造成本提高的問題。此外，亦具有為了施以冷加工(冷鍛造及冷軋)，而難以將銅板之殘留應力抑制得較低的缺點。
再者，於上述銅板中，雖使結晶粒微細化，但如散熱基板般地隨著冷熱循環重複，應力負荷時之疲勞特性並不充分。此外，將上述銅板作為濺鍍用靶材使用時，無法充分抑制高輸出之濺鍍時的異常放電。
此發明係鑑於前述情事而開發完成者，其目的為提供一種即使為藉由熱軋所製造的熱軋銅板，加工性及疲勞特性亦優異，並且即使於作為濺鍍用靶材使用時亦可充分抑制異常放電之熱軋銅板。
為了解決上述課題，(1)本發明之一樣態的熱軋銅板，係由純度為99.99mass%以上之純銅所構成，平均結晶粒徑為40μm以下，且以EBSD法所測定之全結晶粒界長度L與Σ3粒界長度Lσ3及Σ9粒界長度Lσ9之和L(σ3+σ9)的比率，即(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)為28%以上。
於此構成之熱軋銅板中，由於平均結晶粒徑 為40μm以下，因此在切削加工時可抑制缺損的發生。此外，於彎曲等之塑性加工時的加工性亦會提昇。
此外，於濺鍍用靶材中，由於濺鍍效率會隨著結晶方位而不同，因此會隨著濺鍍行進而在每個結晶粒發生凹凸，而成為異常放電的原因。在此，於本發明之熱軋銅板中，由於平均結晶粒徑為40μm以下，因此濺鍍時之凹凸會變得細微，而可抑制異常放電的發生。
此外，於本發明之熱軋銅板中，係以純度99.99mss%以上之純銅所構成。純銅中之雜質，由於具有使(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)降低的作用，因此藉由將銅的純度設為99.99mss%以上，而能夠使(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)成為28%以上。另外，針對銅的純度係依據JIS H 1051(2005)所規定的方法測定。
接著，於本發明之熱軋銅板中，係以EBSD法所測定之全結晶粒界長度L與Σ3粒界長度Lσ3及Σ9粒界長度Lσ9之和L(σ3+σ9)的比率，即(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)為28%以上，故Σ3粒界與Σ9粒界多數存在。如此一來，於(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)高的情況中，結晶性之高的粒界(原子配列紊亂少的粒界)會增加而使結晶粒界與結晶粒內之特性的差異變小，使濺鍍效率均勻化，而可抑制異常放電。此外，於(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)高的情況中，結晶粒界之整合性會提昇，即使錯位(dislocation)積蓄亦不易破斷，而使疲勞特性大幅提昇。尤其，若Σ9粒界多數存在，由於會 使無規粒界分斷，因此可抑制無規粒界之影響。
另外，本發明之(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)，係藉由使用了電場發射型掃描電子顯微鏡的EBSD測定裝置，而特定結晶粒界、Σ3粒界、Σ9粒界，並藉由算出其長度而得到者。
結晶粒界，係觀察二維剖面之結果，定義為相鄰接的2個結晶間之配向方位差成為15°以上時的該結晶間之境界。
此外，Σ3粒界及Σ9粒界，係指根據結晶學上CSL理論(Kronberg et al：Trans.Met.Soc.AIME,185,501(1949))所定義之Σ值為3及9的對應粒界，且，定義為於該對應粒界中之固有相對應部位晶格方位缺陷Dq滿足Dq≦15°/Σ1/2(D.G.Brandon：Acta.Metallurgica.Vol.14,p.1479,(1966))的結晶粒界。
另一方面，無規粒界，係指Σ值為29以下之對應方位關係，且滿足Dq≦15°/Σ1/2之特殊粒界以外的粒界。
(2)本發明之其他樣態之熱軋銅板，係(1)所述之熱軋銅板，前述純銅之導電率為101%IACS以上。
另外，導電率係依據JIS H 2123(2009)所規定的方法測定。此外，IACS為International Annealed Copper Standard之簡稱。
如上所述，純銅中之雜質，係具有使(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)降低的作用。此外，若純銅中之雜質 多則導電率降低。因此，藉由將導電率規定如上述般，可將純銅中之雜質量抑制得較少，而能夠確實地使(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)成為28%以上。
作為如此之純銅，係可列舉C10100、美國規格ASTM F68之Class1等。
(3)本發明之其他樣態之熱軋銅板，係(1)或(2)所述之熱軋銅板，前述純銅係含有Fe為0.0003mass%以下、O為0.0002mass%以下、S為0.0005mass%以下、P為0.0001mass%以下之範圍，且剩餘部分為銅及不可避免之雜質所構成的組成。
前述純銅之雜質當中Fe、O、S、P之元素，尤其具有使(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)降低的作用，因此，藉由將此等元素之含量規定如上述般，而能夠確實地使(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)成為28%以上。
(4)本發明之其他樣態之熱軋銅板，係(1)~(3)中任一項所述之熱軋銅板，維氏硬度為80以下。
於維氏硬度為80以下之較低的情況中，係使熱軋銅板中之應變量減低。在此，將應變量減低之熱軋銅板作為濺鍍用靶材使用時，係可抑制因濺鍍時之應變的釋放所致之粗大的團簇(cluster)之發生及起因於此的凹凸之發生，而可抑制異常放電的發生。
(5)本發明之其他樣態之熱軋銅板，係(1)~(4)中任一項所述之熱軋銅板，較理想為以 EBSD法所測定的反極象圖之各面方位的強度最大值低於5。
反極象圖的強度，係表示相對於所有的結晶方位在相同的機率下出現之狀態(完全的無規配向之組織)，在幾倍的頻率下其面方向於測定面內出現者，顯示最大值越大則越偏向於特定的結晶方向。亦即，以EBSD法所測定的反極象圖之各面方位的強度最大值低於5，係顯示結晶方位成為無規。如此一來，由於結晶方位成為無規，因此使濺鍍效率成為均一，而可抑制異常放電。
(6)本發明之其他樣態之熱軋銅板，係(1)~(5)中任一項所述之熱軋銅板，係施以軋縮率10%以下之冷軋加工，或者使用校平器(leveler)施以形狀修正。
於實施了軋縮率10%以下之冷軋加工或使用校平器施以形狀修正時，係可抑制(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)降低，且，可抑制輥軋的優先方位發達。
依據本發明，可為提供一種即使為藉由熱軋所製造的熱軋銅板，加工性及疲勞特性亦優異，並且即使於作為濺鍍用靶材使用時亦可充分抑制異常放電之熱軋銅板。
此外，藉由熱軋，如上述般地使平均結晶粒徑為40μm以下，且使(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)成為 28%以上，因此，可省略冷軋步驟及熱處理步驟。因而，可大幅削減濺鍍用靶材等之銅加工品的製造成本。
以下，針對本發明之實施方式進行說明。
本實施方式之熱軋銅板，係由純度為99.99mass%以上之純銅所構成，更具體而言，係含有Fe為0.0003mass%以下、O為0.0002mass%以下、S為0.0005mass%以下、P為0.0001mass%以下之範圍，且剩餘部分為銅及不可避免之雜質所構成的組成。
此外，本實施方式之熱軋銅板，係平均結晶粒徑為40μm以下，且維氏硬度為80以下。
接著，於本實施方式之熱軋銅板中，係以EBSD法所測定之全結晶粒界長度L與Σ3粒界長度Lσ3及Σ9粒界長度Lσ9之和L(σ3+σ9)的比率，即(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)為28%以上。
此外，本實施方式之熱軋銅板，係以EBSD法所測定的反極象圖之各面方位的強度最大值低於5。
在此，(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)，係藉由使用了電場發射型掃描電子顯微鏡的EBSD測定裝置，而特定結晶粒界、Σ3粒界、Σ9粒界，並藉由算出其長度而得到者。亦即，於本實施方式之熱軋銅板中，Σ3粒界及Σ9粒界存在較多數。
結晶粒界，係觀察二維剖面之結果，定義為 相鄰接的2個結晶間之配向方位差成為15°以上時的該結晶間之境界。
此外，Σ3粒界及Σ9粒界，係指根據結晶學上CSL理論(Kronberg et al：Trans.Met.Soc.AIME,185,501(1949))所定義之Σ值為3及9的對應粒界，且，定義為於該對應粒界中之固有相對應部位晶格方位缺陷Dq滿足Dq≦15°/Σ1/2(D.G.Brandon：Acta.Metallurgica.Vol.14,p.1479,(1966))的結晶粒界。
在此，於平均結晶粒徑超過40μm的情況中，係存在比較粗大的結晶粒徑，而成為切削加工時缺損的原因。作為濺鍍用靶材使用時，若於表面發生缺損，則因微細的凹凸使濺鍍粒子之射出方向不整齊而產生參差，並且以凹凸的段差為起點而發生顆粒。
再者，於結晶粒徑粗大的情況中，恐有於施以彎曲加工等之塑性加工時，發生加工破裂之虞。
基於以上觀點，本實施方式之熱軋銅板，係將平均結晶粒徑規定於40μm以下。
此外，於以EBSD法所測定之全結晶粒界長度L與Σ3粒界長度Lσ3及Σ9粒界長度Lσ9之和L(σ3+σ9)的比率，即(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)低於28%的情況中，結晶粒界之整合性會變得不充分，而在結晶粒的內部與結晶粒界特性大不相同。將如此之(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)低於28%的熱軋銅板作為濺鍍用靶材使用時，藉由濺鍍的行進在表面產生沿著晶界的凹 凸，而變得容易發生異常放電。此外，作為散熱基板使用時，因重複荷重錯位積蓄時會容易破斷。
基於以上的觀點，本實施方式之熱軋銅板，係將(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)規定為28%以上。另外，為了確實地發揮上述之作用效果，(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)較理想為30%以上，更理想為35%以上。
本實施方式之熱軋銅板，係藉由將純銅之鑄塊進行熱軋，並因應需要實施用以形狀調整之軋縮率10%以下的冷軋或使用校平器施以形狀修正而製造。
亦即，不進行冷軋及熱處理步驟，而僅藉由熱軋步驟，控制結晶組織，以使平均結晶粒徑為40μm以下，且全結晶粒界長度L與Σ3粒界長度Lσ3及Σ9粒界長度Lσ9之和L(σ3+σ9)的比率，即(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)成為28%以上。
以下，針對本實施方式之製造熱軋銅板的方法具體地說明。
首先，將具有99.99mass%以上之純度的銅，藉由例如加熱爐進行熔融，並使用連續鑄造機製出純銅之鑄錠。此時，作為純銅鑄錠之雜質，較理想為以使Fe為0.0003mass%以下、O為0.0002mass%以下、S為0.0005mass%以下、P為0.0001mass%以下的方式進行管理。此等之雜質，係可藉由調整主要原料素材中所含有的雜質來進行管理。
將此純銅鑄錠進行加熱。加熱溫度較理想為550℃~950℃。使經加熱的純銅鑄錠一邊在複數次軋輥之間行進，一邊輥軋至特定的厚度。於此熱軋中，係於最終階段進行最後熱軋。此最後熱軋結束時之溫度，較理想為設定在600℃以下。最後熱軋，係可進行一次或者複數次輥軋。其後，較理想為以200℃/min以上之冷卻速度從最後熱軋結束時溫度急速冷卻至200℃以下的溫度。
此外，較理想為將以此熱軋及最後熱軋所進行之總輥軋率設為85%以上。
進而，最後熱軋後，為了調整熱軋銅板的形狀，亦可實施軋縮率10%以下之冷軋加工或使用校平器施以形狀修正。
依據如以上之構成的本實施方式之熱軋銅板，則由於平均結晶粒徑為40μm以下，因此在切削加工時可抑制缺損的發生。此外，於彎曲等之塑性加工時的加工性亦會提昇。
此外，作為濺鍍用靶材使用時，雖隨著濺鍍行進會於每個結晶粒發生凹凸，但由於平均結晶粒徑為40μm以下，因此濺鍍時之凹凸會變得微細，而可抑制異常放電的發生。
此外，由於全結晶粒界長度L與Σ3粒界長度Lσ3及Σ9粒界長度Lσ9之和L(σ3+σ9)的比率，即(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)為28%以上，因此結晶性高的粒界(原子配列之紊亂少的粒界)增加而提昇結晶粒界之 整合性。因而，即使錯位積蓄亦不易破斷，而使疲勞特性大幅提昇。此外，結晶粒界與結晶粒內的特性之差異小，作為濺鍍用靶材使用時，係不易隨著濺鍍的行進於表面產生微細的凹凸，而可抑制異常放電的發生。
進而，本實施方式之熱軋銅板，係不進行冷軋及熱處理步驟，而僅藉由熱軋步驟，控制結晶組織，以使平均結晶粒徑為40μm以下，且全結晶粒界長度L與Σ3粒界長度Lσ3及Σ9粒界長度Lσ9之和L(σ3+σ9)的比率，即(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)成為28%以上，因此，能夠將以此熱軋銅板作為素材之銅加工品(濺鍍用靶材、散熱基板等)的製造成本大幅削減。
另外，為了調整熱軋銅板的形狀，亦可實施軋縮率10%以下之冷軋加工或使用校平器施以形狀修正。於此情況中，由於軋縮率低，因此(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)不會降低，而可抑制輥軋的優先方位發達。
此外，本實施方式之熱軋銅板，係含有Fe為0.0003mass%以下、O為0.0002mass%以下、S為0.0005mass%以下、P為0.0001mass%以下之範圍，且剩餘部分為銅及不可避免之雜質所構成的組成，因此，可抑制(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)降低一事，而能夠將(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)確實地設為28%以上。
再者，本實施方式之熱軋銅板，係由於維氏硬度為80以下，且熱軋銅板中之應變量減低，因此將此熱軋銅板作為濺鍍用靶材使用時，係可抑制因濺鍍時之應 變的釋放所致之粗大的團簇之發生及起因於此的凹凸之發生，而可抑制異常放電的發生。
此外，本實施方式之熱軋銅板，係將以EBSD法所測定的反極象圖之各面方位的強度最大值規定為低於5，因此，結晶方位不會偏向特定的方位而成為無規。
由於如此之結晶方位成為無規，因此熱軋銅板的結晶組織會變得均一化，於作為濺鍍用靶材使用的情況中，可抑制濺鍍時之異常放電。
進而，於本實施方式之熱軋銅板的製造方法中，藉由將熱軋銅板以較低溫度進行最後熱軋，使結晶粒微細化，而可提高全結晶粒界長度L與Σ3粒界長度Lσ3及Σ9粒界長度Lσ9之和L(σ3+σ9)的比率，即(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)。
因而，可製造由純度為99.99mass%以上之純銅所構成，平均結晶粒徑為40μm以下，且以EBSD法所測定之全結晶粒界長度L與Σ3粒界長度Lσ3及Σ9粒界長度Lσ9之和的比率，即(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)為28%以上之熱軋銅板。
以上，雖針對本發明之實施方式進行了說明，但本發明並不限定於此等，在不脫離本發明技術性思想的範圍內可進行適當變更。
例如，於本實施方式中，雖以將熱軋銅板作為濺鍍用靶材或散熱基板使用者進行說明，但亦可作為背板(backing plate)、Steve模(Steve mold)、加速器用電 子管、磁控管、超導電安定化材、真空構件、熱交換機之管板、匯流排、電極材、鍍敷用陽極等之其他的銅加工品使用。
[實施例]
以下，針對評估試驗的結果進行說明，該評估試驗係針對本發明之熱軋銅板的作用效果進行評估。
<本發明例1~7>
使用電子管用無氧銅(純度99.99mass%以上)之鑄造鑄錠作為輥軋素材。輥軋前的素材尺寸，係寬度620mm×長度900mm×厚度250mm，進行熱軋而製作表1記載的熱軋銅板。熱軋步驟的總輥軋率係設為92%。此外，於前述熱軋步驟的最終階段之輥軋，即最後熱軋中，最後熱軋之開始溫度與結束溫度係顯示於表1。溫度測定，係藉由使用輻射溫度計，測定輥軋板的表面溫度而進行。接著，於如此之熱軋結束後，以200℃/min以上之冷卻速度藉由水冷冷卻至200℃以下的溫度。另外，於本發明例7中，以表1的條件進行用以形狀修正之冷軋。
<比較例1~4>
於比較例1、2、4中，係使用電子管用無氧銅(純度99.99mass%以上)之鑄造鑄錠作為輥軋素材。於比較例3中，係使用磷脫氧銅(phosphorus deoxidized copper) (純度99.95mass%以上)之鑄造鑄錠作為輥軋素材。輥軋前的素材尺寸，係寬度620mm×長度900mm×厚度250mm，進行熱軋而製作表1記載的熱軋銅板。此外，最後熱軋的開始溫度及結束溫度的溫度測定，係藉由使用輻射溫度計，測定輥軋板的表面溫度而進行。接著，於熱軋結束後，以200℃/min以上之冷卻速度藉由水冷冷卻至200℃以下的溫度。另外，於比較例4中，以表1的條件進行冷軋。
針對如上述方式所得到的本發明例1~6及比較例1~4之熱軋銅板，針對平均結晶粒徑、(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)、反極象圖之面方位強度的最大值、維氏硬度、銑削加工時之缺損的狀態、作為濺鍍用靶材使用時的異常放電次數進行評估。
<平均結晶粒徑>
平均結晶粒徑的測定，係在熱軋銅板之輥軋面(ND面)，使用光學顯微鏡進行高倍顯微鏡觀察，並根據JIS H 0501：1986(切斷法)進行測定。
<(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)>
針對所得到的熱軋銅板，算出(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)。針對各試料，將沿著輥軋方向(RD方向)之縱剖面(從TD方向觀看的面)使用耐水研磨紙、金剛石研磨粒進行機械研磨之後，使用膠質二氧化矽溶液進行 最後研磨。
接著，藉由EBSD測定裝置(HITACHI公司製S4300-SEM、EDAX/TSL公司製OIM Data Collection)、與解析軟體(EDAX/TSL公司製OIM Data Analysis ver.5.2)，特定結晶粒界、Σ3粒界、Σ9粒界，並藉由算出其長度，而進行(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)之解析。
首先，使用掃描型電子顯微鏡，將電子束照射於試料表面的測定範圍內之各個測定點(像素)，於試料表面2維掃描電子束，藉由以電子背向散射繞射所進行之方位解析，將相鄰接之測定點間的方位差成為15°以上之測定點間作為結晶粒界。
此外，測定於測定範圍中之結晶粒界的全粒界長度L，決定相鄰接的結晶粒之界面為構成Σ3粒界及Σ9粒界的結晶粒界之位置，並且求出Σ3粒界長度Lσ3與Σ9粒界長度Lσ9，求出上述所測定的結晶粒界之全粒界長度L與Σ3粒界及Σ9粒界之和的長度比率L(σ3+σ9)/L，作為(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)。
<反極象圖之面方位強度的最大值>
使用EBSD測定裝置(HITACHI公司製S4300-SEM,EDAX/TSL公司製OIM Data Collection)，於沿著熱軋銅板的輥軋方向(RD方向)之縱剖面(從TD方向觀看的面)中，以步長(step size)2μm測定輥軋方向成為 2mm、輥軋面方向(ND方向)成為4mm，且短邊為與輥軋面重疊之8mm2的長方形之區域。測定面積，係設為能夠得到超過所謂的在統計學上能夠得到與XRD同等的信賴性之5000個測定結晶粒數的充分之面積。此外，步長係根據如同在妥當的時間內完成EBSD掃描般之試料的粒徑來決定。藉由解析軟體(EDAX/TSL公司製OIM Data Analysis ver.5.2)解析測定數據，算出輥軋面方向(ND)的反極象圖之強度的最大值。計算係以球面調和函數法進行，展開次數為16、半值寬度為5°。另外，OIM為Orientation Imaging Microscopy之簡稱。
<維氏硬度>
對於沿著輥軋方向(RD)之縱剖面(觀看TD方向的面)，藉由JIS Z 2244所規定的方法測定。
<銑削加工時之缺損的狀態>
將各試料作為100×200mm之平板，對於其表面以銑削盤使用超硬刃緣之車削工具(turning tool)切入深度0.1mm，以切削速度5000m/分進行切削加工，評估於其切削表面的500μm平方之視野中，長度100μm以上之缺損瑕疵存在幾個。
<異常放電次數>
由各試料，以使靶材部分成為直徑152mm、厚度 6mm的方式製作包含背板部分之一體型的靶材，將該靶材安裝於濺鍍裝置，將腔內之到達真空壓力設為1×10-5Pa以下，使用Ar作為濺鍍氣體，將濺鍍氣體壓設為0.3Pa，以直流(DC)電源，並以鍍輸出2kW為條件實施濺鍍測試。濺鍍係連續2小時。其間，使用電源所附屬的電弧計數器(arc counter)，計數因濺鍍異常所產生的異常放電之次數。
將製造條件顯示於表1，將評估結果顯示於表2。
於比較例1中，平均結晶粒徑成為91μm，缺損發生多，異常放電次數亦多。
於比較例2、3中，雖平均結晶粒徑為32μm、31μm，但(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)為24.0%、19.9%，較低。因此，雖缺損變少，但異常放電次數變多。
於比較例4中，係於熱軋後以輥軋率25%進行冷軋，雖平均結晶粒徑為37μm，但(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)為21.4%，較低。此外，可確認維氏硬度高達97，殘留應變大。進而，可確認反極象圖之面方位強度的最大值成為8.4，藉由軋縮率25%之冷軋而使結晶方位偏向於一定的方向。於此比較例4中，雖缺損少，但異常放電次數多達27次。
相對於此，於平均結晶粒徑為40μm以下，且使(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)為28%以上之本發明例1~7中，係可確認幾乎無發生缺損，異常放電次數亦受到抑制。
另外，於本發明例7中，雖於熱軋後以軋縮率8%實施冷軋，但(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)為29.1%，反極象圖之面方位強度的最大值亦為4.4。
[產業上之可利用性]
本發明之熱軋銅板，係可作為靶材、背板(backing plate)、Steve模(Steve mold)、加速器用電 子管、磁控管、超導電安定化材、散熱基板、真空構件、熱交換機之管板、匯流排、電極材、鍍敷用陽極等之銅加工品的素材使用。

Claims (17)

  1. 一種熱軋銅板，其特徵為：由純度為99.99mass%以上之純銅所構成，平均結晶粒徑為40μm以下，且以EBSD法所測定之全結晶粒界長度L與Σ3粒界長度Lσ3及Σ9粒界長度Lσ9之和L(σ3+σ9)的比率，即(Σ3+Σ9)粒界長度比率(L(σ3+σ9)/L)為28%以上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之熱軋銅板，其中，前述純銅之導電率為101%IACS以上。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之熱軋銅板，其中，前述純銅係含有Fe為0.0003mass%以下、O為0.0002mass%以下、S為0.0005mass%以下、P為0.0001mass%以下之範圍，且剩餘部分為銅及不可避免之雜質所構成的組成。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之熱軋銅板，其中，前述純銅係含有Fe為0.0003mass%以下、O為0.0002mass%以下、S為0.0005mass%以下、P為0.0001mass%以下之範圍，且剩餘部分為銅及不可避免之雜質所構成的組成。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之熱軋銅板，其中，維氏硬度為80以下。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之熱軋銅板，其中，維氏硬度為80以下。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之熱軋銅板，其中，維氏硬度為80以下。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之熱軋銅板，其中，維氏硬度為80以下。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之熱軋銅板，其中，以EBSD法所測定的反極象圖(inverse pole figure)之各面方位的強度最大值低於5。
  10. 如申請專利範圍第2項所述之熱軋銅板，其中，以EBSD法所測定的反極象圖之各面方位的強度最大值低於5。
  11. 如申請專利範圍第3項所述之熱軋銅板，其中，以EBSD法所測定的反極象圖之各面方位的強度最大值低於5。
  12. 如申請專利範圍第4項所述之熱軋銅板，其中，以EBSD法所測定的反極象圖之各面方位的強度最大值低於5。
  13. 如申請專利範圍第5項所述之熱軋銅板，其中，以EBSD法所測定的反極象圖之各面方位的強度最大值低於5。
  14. 如申請專利範圍第6項所述之熱軋銅板，其中，以EBSD法所測定的反極象圖之各面方位的強度最大值低於5。
  15. 如申請專利範圍第7項所述之熱軋銅板，其中，以EBSD法所測定的反極象圖之各面方位的強度最大值低於5。
  16. 如申請專利範圍第8項所述之熱軋銅板，其中，以EBSD法所測定的反極象圖之各面方位的強度最大值低於5。
  17. 如申請專利範圍第1項至第16項中任一項所述之熱軋銅板，其係施以軋縮率10%以下之冷軋加工，或者使用校平器(leveler)施以形狀修正。
TW103112851A 2013-04-08 2014-04-08 熱軋銅板 TWI518197B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013080844A JP5752736B2 (ja) 2013-04-08 2013-04-08 スパッタリング用ターゲット

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201510254A true TW201510254A (zh) 2015-03-16
TWI518197B TWI518197B (zh) 2016-01-21

Family

ID=51689539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103112851A TWI518197B (zh) 2013-04-08 2014-04-08 熱軋銅板

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9938606B2 (zh)
JP (1) JP5752736B2 (zh)
KR (1) KR102214290B1 (zh)
CN (1) CN105189792B (zh)
TW (1) TWI518197B (zh)
WO (1) WO2014168132A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI810388B (zh) * 2018-04-09 2023-08-01 日商三菱綜合材料股份有限公司 濺鍍靶材

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6056876B2 (ja) 2015-01-07 2017-01-11 三菱マテリアル株式会社 超伝導安定化材
JP6056877B2 (ja) 2015-01-07 2017-01-11 三菱マテリアル株式会社 超伝導線、及び、超伝導コイル
US10889889B2 (en) 2015-08-24 2021-01-12 Mitsubishi Materials Corporation High purity copper sputtering target material
JP6299803B2 (ja) 2016-04-06 2018-03-28 三菱マテリアル株式会社 超伝導線、及び、超伝導コイル
JP6668899B2 (ja) * 2016-04-06 2020-03-18 三菱マテリアル株式会社 超伝導安定化材、超伝導線及び超伝導コイル
JP6299802B2 (ja) 2016-04-06 2018-03-28 三菱マテリアル株式会社 超伝導安定化材、超伝導線及び超伝導コイル
TWI663274B (zh) 2017-03-30 2019-06-21 日商Ｊｘ金屬股份有限公司 Sputtering target and manufacturing method thereof
US10670393B1 (en) 2018-11-30 2020-06-02 Applied Materials, Inc. Construction of three-dimensional profiles of high aspect ratio structures using top down imaging
JP7380550B2 (ja) * 2018-12-13 2023-11-15 三菱マテリアル株式会社 純銅板
JP7131376B2 (ja) * 2018-12-27 2022-09-06 三菱マテリアル株式会社 スパッタリングターゲット用銅素材
US11427888B2 (en) 2019-01-07 2022-08-30 Mitsubishi Materials Corporation Sputtering target material
TWI727586B (zh) * 2019-02-28 2021-05-11 日商Ｊｘ金屬股份有限公司 銅電極材料
JP6973680B2 (ja) * 2019-09-27 2021-12-01 三菱マテリアル株式会社 純銅板
CN110578126B (zh) * 2019-10-18 2021-12-28 洛阳高新四丰电子材料有限公司 一种多规格高纯铜靶材的制备方法
WO2021177470A1 (ja) * 2020-03-06 2021-09-10 三菱マテリアル株式会社 純銅板

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2614885B2 (ja) * 1988-02-10 1997-05-28 株式会社フジクラ 真空蒸着用銅基材
JP3403918B2 (ja) 1997-06-02 2003-05-06 株式会社ジャパンエナジー 高純度銅スパッタリングタ−ゲットおよび薄膜
JP3975414B2 (ja) 1997-11-28 2007-09-12 日立金属株式会社 スパッタリング用銅ターゲットおよびその製造方法
CN1181224C (zh) 2001-06-01 2004-12-22 中国科学院金属研究所 一种高强度高导电性纳米晶体铜材料的制备方法
EP2222897B1 (en) * 2007-12-18 2017-02-08 Integran Technologies Inc. Method for preparing polycrystalline structures having improved mechanical and physical properties
CN102165093B (zh) * 2008-09-30 2013-09-25 Jx日矿日石金属株式会社 高纯度铜或高纯度铜合金溅射靶、该溅射靶的制造方法及高纯度铜或高纯度铜合金溅射膜
KR101058765B1 (ko) * 2008-09-30 2011-08-24 제이엑스 닛코 닛세키 킨조쿠 가부시키가이샤 고순도 구리 및 전해에 의한 고순도 구리의 제조 방법
JP4790782B2 (ja) 2008-11-04 2011-10-12 Ｊｘ日鉱日石金属株式会社 銅合金スパッタリングターゲット及び半導体素子配線
CN102652182B (zh) * 2009-12-22 2014-06-18 三菱伸铜株式会社 纯铜板的制造方法及纯铜板
JP4869398B2 (ja) * 2009-12-22 2012-02-08 三菱伸銅株式会社 純銅板の製造方法及び純銅板
JP4792116B2 (ja) * 2010-02-09 2011-10-12 三菱伸銅株式会社 純銅板の製造方法及び純銅板
JP4869415B2 (ja) * 2010-02-09 2012-02-08 三菱伸銅株式会社 純銅板の製造方法及び純銅板
JP5464352B2 (ja) * 2010-03-05 2014-04-09 三菱マテリアル株式会社 均一かつ微細結晶組織を有する高純度銅加工材の製造方法
JP5376168B2 (ja) * 2010-03-30 2013-12-25 三菱マテリアル株式会社 電気銅めっき用高純度銅アノード、その製造方法および電気銅めっき方法
JP5685869B2 (ja) * 2010-09-14 2015-03-18 三菱マテリアル株式会社 太陽電池パネルのインターコネクター用銅圧延箔及びその製造方法
JP6027823B2 (ja) * 2012-09-07 2016-11-16 三菱マテリアル株式会社 熱延銅板、及び、熱延銅板の形状調整方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI810388B (zh) * 2018-04-09 2023-08-01 日商三菱綜合材料股份有限公司 濺鍍靶材

Also Published As

Publication number Publication date
CN105189792B (zh) 2017-06-09
JP2014201814A (ja) 2014-10-27
KR102214290B1 (ko) 2021-02-08
KR20150140658A (ko) 2015-12-16
US20160047017A1 (en) 2016-02-18
US9938606B2 (en) 2018-04-10
CN105189792A (zh) 2015-12-23
WO2014168132A1 (ja) 2014-10-16
TWI518197B (zh) 2016-01-21
JP5752736B2 (ja) 2015-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI518197B (zh) 熱軋銅板
JP4869415B2 (ja) 純銅板の製造方法及び純銅板
JP6154565B1 (ja) Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系銅合金板材および製造法
JP4792116B2 (ja) 純銅板の製造方法及び純銅板
JP4974197B2 (ja) スパッタリングターゲット用銅材料およびその製造方法
TWI586821B (zh) A tantalum sputtering target, a method for manufacturing the same, and a barrier film for a semiconductor wiring formed using the target
TWI485272B (zh) Pure copper plate manufacturing methods and pure copper plate
TW202202635A (zh) 純銅板
TW202138574A (zh) 純銅板、銅／陶瓷接合體、絕緣電路基板
JP6869119B2 (ja) Ｃｕ−Ｎｉ−Ａｌ系銅合金板材および製造方法並びに導電ばね部材
JP6027823B2 (ja) 熱延銅板、及び、熱延銅板の形状調整方法
WO2011034127A1 (ja) スパッタリングターゲットに用いられる銅材料およびその製造方法
JP5520746B2 (ja) スパッタリングターゲット用銅材料及びその製造方法
JP6202718B2 (ja) 放熱基板
JP2017071812A (ja) 電子部品用Ｃｕ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｓｉ合金
JP4792115B2 (ja) 純銅板の製造方法及び純銅板