TW201529861A - 含有Ｃａ的銅合金之製造方法 - Google Patents

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Abstract

於此含有Ca的銅合金之製造方法中，其特徵為具有對銅熔融金屬添加Ca的Ca添加步驟，在該Ca添加步驟中，係使用金屬Ca(21)的表面被覆有銅(22)的銅被覆Ca材(20)。於該銅被覆Ca材(20)中，被覆金屬Ca(21)的銅(22)的含氧量較佳設為未達100質量ppm。

Description

含有Ca的銅合金之製造方法
本發明係有關於一種具備對銅熔融金屬添加Ca的Ca添加步驟的含有Ca的銅合金之製造方法。
本案係基於2013年12月17日於日本申請之日本特願2013-260259號，主張其優先權，將其內容援用於此。
含有Ca的銅合金係藉由添加Ca來謀求各種特性之提升，係作為各式零件的素材使用。
舉例而言，專利文獻1-3中提出一種由含有Ca的銅合金所構成的濺鍍靶。該濺鍍靶係於形成液晶顯示器或有機EL顯示器等平板顯示器所使用之薄膜電晶體(以下記為“TFT”)的配線膜時使用。
詳言之，上述之平板顯示器係作成在玻璃、非晶矽、氧化矽等所構成的基板上形成TFT與顯示電路之構造。另一方面，根據近來薄型電視的大型化、精細化之要求，就此種使用TFT的顯示器面板(TFT面板)而言，亦要求大型、高精細者。
自昔至今，作為大型、高精細之TFT面板的閘極、源極、汲極等的配線膜，一般係使用鋁(Al)系材料所構成的配線膜。惟，近來隨著配線膜的低電阻化，逐漸推廣使用導電率高於Al之銅(Cu)系材料所構成的配線膜。
於此，含有Ca的銅合金所構成的配線膜不僅比電阻低於Al系材料，與作為基板的玻璃、非晶矽、氧化矽等的密接性亦優良，因此適合作為供使用於上述之TFT面板的配線膜的銅系材料。
此外，在上述基板形成配線膜時所使用的濺鍍靶係經由例如鑄造、熱軋之步驟所製成。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
[專利文獻1]日本特開2009-215613號公報
[專利文獻2]日本特開2011-044674號公報
[專利文獻3]日本特開2013-014808號公報
此外，在上述含有Ca的銅合金的鑄造中，在銅熔融金屬中添加既定量的Ca之際，通常係使用Cu-Ca母合金。Cu-Ca母合金會因成分偏析或表面氧化層而使得母合金自身的成分值存有偏差，從而有含有Ca的銅合金中的Ca濃度變動不均之虞。又，由於Cu-Ca母合金中包 含Ca氧化物，在含有Ca的銅合金的鑄造時會產生浮游物，而有該浮游物(Ca氧化物)捲入至鑄塊之虞。
又，為替代Cu-Ca母合金，亦有考量將金屬Ca直接添加至銅熔融金屬中。然而，金屬Ca由於蒸氣壓較高，在與銅熔融金屬接觸的時點會形成金屬燻煙，致Ca的添加良率偏低，不易精密度良好地調整含有Ca的銅合金中的Ca濃度。再者，金屬Ca由於容易氧化，在含有Ca的銅合金的鑄造時會產生浮游物，而有該浮游物(Ca氧化物)捲入至鑄塊之虞。
本發明係鑒於前述實情而完成者，茲以提供一種Ca的添加良率高、可精密度良好地調整Ca濃度，同時可抑制Ca氧化物的捲入、可獲得表面品質優良之鑄塊的含有Ca的銅合金之製造方法為目的。
為解決上述課題，本發明之含有Ca的銅合金之製造方法係含有Ca之含有Ca的銅合金之製造方法，其特徵為具有對銅熔融金屬添加Ca的Ca添加步驟，在該Ca添加步驟中，係使用金屬Ca的表面被覆有銅的銅被覆Ca材。
於此構成之含有Ca的銅合金之製造方法中，在對銅熔融金屬添加Ca的Ca添加步驟中，由於係使用金屬Ca的表面被覆有銅的銅被覆Ca材，於添加時可抑制Ca形成金屬燻煙，得以大幅提升Ca的添加良率。又，由 於將金屬Ca以銅被覆，銅被覆Ca材中的Ca的成分值呈穩定。因此，可精密度良好地調整含有Ca的銅合金中的Ca濃度，可獲得濃度變動不均較小的鑄塊。又，由於金屬Ca的表面係以銅被覆，可抑制Ca氧化物的產生，而能夠製造Ca氧化物之捲入較少的高品質之鑄塊。
於此，於本發明之含有Ca的銅合金之製造方法中，前述銅被覆Ca材，其被覆金屬Ca的銅的含氧量較佳設為未達100質量ppm。
根據此構成之含有Ca的銅合金之製造方法，由於被覆金屬Ca的銅的含氧量設為未達100質量ppm，可抑制金屬Ca的氧化，而能夠獲得Ca氧化物之捲入較少的高品質之鑄塊。
又，於本發明之含有Ca的銅合金之製造方法中，前述銅被覆Ca材較佳藉由熔射或蒸鍍，而於金屬Ca的表面被覆銅。
根據此構成之含有Ca的銅合金之製造方法，可於金屬Ca的表面確實地被覆銅。又，可精密度較良好地調整銅的被覆量，可抑制銅被覆Ca材中之Ca的成分值的偏差。從而，可精密度良好地調整含有Ca的銅合金中的Ca濃度。
再者，於本發明之含有Ca的銅合金之製造方法中，前述銅被覆Ca材，其金屬Ca的體積VCa與被覆之銅的體積VCu的體積比VCu/VCa較佳設於0.01≦VCu/VCa≦6的範圍內。
根據此構成之含有Ca的銅合金之製造方法，由於金屬Ca的體積VCa與被覆之銅的體積VCu的體積比VCu/VCa係設於0.01以上，因此可將金屬Ca的表面以銅充分地被覆，對銅熔融金屬添加時可抑制金屬Ca形成金屬燻煙。另一方面，由於體積比VCu/VCa係設為6以下，因此可確保該銅被覆Ca材的熔解速度。
又，於本發明之含有Ca的銅合金之製造方法中，前述銅被覆Ca材，其金屬Ca的重量WCa與被覆之銅的重量WCu的重量比WCu/WCa較佳設於0.1≦WCu/WCa≦35的範圍內。
根據此構成之含有Ca的銅合金之製造方法，由於金屬Ca的重量WCa與被覆之銅的重量WCu的重量比WCu/WCa係設於0.1以上，因此可將金屬Ca的表面以銅充分地被覆，對銅熔融金屬添加時可抑制金屬Ca形成金屬燻煙。另一方面，由於重量比WCu/WCa係設為35以下，因此可確保銅被覆Ca材的熔解速度。
再者，於本發明之含有Ca的銅合金之製造方法中，前述含有Ca的銅合金較佳具有Ca的含量為0.01原子%以上且10原子%以下，其餘部分為銅或不可避免雜質之組成。
Ca的含量為0.01原子%以上且10原子%以下，其餘部分為銅或不可避免雜質之組成的含有Ca的銅合金係適合作為如上述用以形成配線膜之濺鍍靶的素材。從而，根據本發明之含有Ca的銅合金之製造方法，可獲得Ca濃度 的變動不均較小、可穩定形成特性優良之配線膜的濺鍍靶。又，藉由將氧化物之捲入較少的高品質鑄塊作為素材使用，可有效製造上述之濺鍍靶。
又，於本發明之含有Ca的銅合金之製造方法中，前述銅被覆Ca材可形成粒狀或塊狀。
根據此構成之含有Ca的銅合金之製造方法，透過使用粒狀或塊狀之前述銅被覆Ca材，可在銅熔融金屬中添加既定量的Ca，而能夠精密度良好地調整含有Ca的銅合金中的Ca濃度。又，可將金屬Ca的表面確實地以銅被覆。
再者，於本發明之含有Ca的銅合金之製造方法中，前述銅被覆Ca材可形成線狀或棒狀。
根據此構成之含有Ca的銅合金之製造方法，透過使用線狀或棒狀之前述銅被覆Ca材，可在銅熔融金屬中添加既定量的Ca，而能夠精密度良好地調整含有Ca的銅合金中的Ca濃度。
根據本發明，可提供一種Ca的添加良率高、可精密度良好地調整Ca濃度，同時可抑制Ca氧化物的捲入、可獲得表面品質優良之鑄塊的含有Ca的銅合金之製造方法。
1‧‧‧鑄塊(含有Ca的銅合金)
20‧‧‧銅被覆Ca材
21‧‧‧芯部
22‧‧‧被覆部
第1圖為表示本發明一實施形態之含有Ca的銅合金之製造方法所使用的連續鑄造裝置的一例的說明圖。
第2圖為表示本發明一實施形態之含有Ca的銅合金之製造方法的流程圖。
第3圖為本發明一實施形態之含有Ca的銅合金之製造方法所使用的銅被覆Ca材的示意說明圖。
以下，就本發明一實施形態之含有Ca的銅合金之製造方法，參照附圖加以說明。
在本實施形態之含有Ca的銅合金之製造方法中，係連續地鑄造Ca的含量設於0.01原子%以上且10原子%以下的範圍內，其餘部分為銅或不可避免雜質之組成的鑄塊1。此外，該鑄塊1係作為將用作半導體裝置、液晶或有機EL面板等平板顯示器、觸控面板等的配線膜的含有Ca的銅合金膜成膜於基板上之際所使用的濺鍍靶的素材。
首先，就供實施本實施形態之含有Ca的銅合金之製造方法的連續鑄造裝置10，參照第1圖加以說明。
該連續鑄造裝置10係具備：熔煉爐11，係用以熔解銅原料；餵槽12，係配置於熔煉爐11的下游側；連結導管13，係供連結熔煉爐11與餵槽12；添加手段14，係設於餵槽12；連續鑄造用鑄模15，係配置於餵槽12的下 游側；及澆注噴嘴16，係用以從餵槽12向連續鑄造用鑄模15供給銅熔融金屬。
其次，就使用第1圖所示連續鑄造裝置10的本實施形態之含有Ca的銅合金之製造方法，參照第2圖之流程圖加以說明。
在熔煉爐11中，使例如純度為99.9mass%以上的電解銅等的銅原料熔解(熔解步驟S01)。此外，熔煉爐11中的銅熔融金屬3的表面係以碳密封，熔煉爐11內的氣體環境係採惰性氣體或還原性氣體。
該銅熔融金屬3係經由以惰性氣體或還原性氣體密封的連結導管13，向餵槽12移送(移送步驟S02)。
在餵槽12中，對貯存之銅熔融金屬3添加作為合金元素的Ca(Ca添加步驟S03)。
在餵槽12內經成分調整的銅熔融金屬係從澆注噴嘴16向連續鑄造用鑄模15內連續地澆注，在連續鑄造用鑄模15，銅熔融金屬3經冷卻、凝固而製成鑄塊1(鑄造步驟S04)。
由連續鑄造用鑄模15製出之鑄塊1係藉未圖示之夾送輥等拉伸手段經連續地拉伸。
於此，在上述之Ca添加步驟S03中，係將第3圖所示之銅被覆Ca材20添加至銅熔融金屬3中。
該銅被覆Ca材20係具備：由金屬Ca所構成的芯部21、及被覆該芯部21的被覆部22，於本實施形態中，係形成粒狀或塊狀。於此，為獲得粒狀之銅被覆Ca材20， 宜使用粒徑1~20mm之金屬Ca。又，為獲得塊狀之銅被覆Ca材20，宜使用粒徑20~100mm之金屬Ca。
被覆部22能以含氧量設為未達100質量ppm的銅所構成。於本實施形態中，係使用含氧量為10質量ppm以下的無氧銅。進而，藉由熔射或蒸鍍，而於由金屬Ca所構成的芯部21的表面形成被覆部22。構成被覆部22之無氧銅的含氧量的下限值不特別限定，惟可使用含氧量的下限值為0.5質量ppm的銅。(亦可包含完全不含氧之情形)。
在本實施形態之銅被覆Ca材20中，由金屬Ca所構成的芯部21的體積VCa與由無氧銅所構成的被覆部22的體積VCu的體積比VCu/VCa係設於0.01≦VCu/VCa≦6的範圍內。體積比VCu/VCa更佳為0.1≦VCu/VCa≦3，再佳為1≦VCu/VCa≦2。
又，由金屬Ca所構成的芯部21的重量WCa與由無氧銅所構成的被覆部22的重量WCu的重量比WCu/WCa係設於0.1≦WCu/WCa≦35的範圍內。重量比WCu/WCa更佳為1≦WCu/WCa≦18，再佳為10≦WCu/WCa≦12。
根據採用以上之構成的本實施形態之含有Ca的銅合金之製造方法，在對銅熔融金屬3添加Ca的Ca添加步驟S03中，係使用由金屬Ca所構成的芯部21的表面形成有由無氧銅所構成的被覆部22的銅被覆Ca材20。從而，在銅熔融金屬3的表面，由金屬Ca所構成的芯部21與銅熔融金屬3未接觸，對於銅熔融金屬3，當被覆部 22熔融後，由金屬Ca所構成的芯部21便與銅熔融金屬3接觸，由此可抑制添加之Ca形成金屬燻煙。因此，可大幅提升Ca的添加良率，可精密度良好地調整含有Ca的銅合金中的Ca濃度，而能夠獲得濃度變動偏差較少的鑄塊1。又，由於金屬燻煙的產生獲抑制，可達作業環境之改善。
再者，在銅被覆Ca材20中，由於芯部21係以金屬Ca構成，銅被覆Ca材20中的Ca含量偏差較少，在Ca添加步驟S03中，可精密度良好地調整含有Ca的銅合金中的Ca濃度。
又，可抑制Ca氧化物的產生，而能夠製造浮游物(Ca氧化物等氧化物)之捲入較少的高品質之鑄塊1。
在本實施形態之銅被覆Ca材20中，由於被覆部22係以含氧量設為未達100質量ppm的無氧銅構成，因此可抑制金屬Ca的氧化所致之Ca氧化物的產生，而能夠獲得無Ca氧化物捲入的高品質之鑄塊1。
又，在本實施形態之銅被覆Ca材20中，由於係藉由熔射或蒸鍍而於由金屬Ca所構成的芯部21的表面形成由無氧銅所構成的被覆部22，因此可於由金屬Ca所構成的芯部21的表面確實地被覆無氧銅。再者，可精密度較良好地控制無氧銅的被覆量，可抑制銅被覆Ca材20中之Ca含量的偏差。
再者，在本實施形態之銅被覆Ca材20中，由於由金屬Ca所構成的芯部21的體積VCa與由無氧銅所 構成的被覆部22的體積VCu的體積比VCu/VCa係設為0.01以上，而且由金屬Ca所構成的芯部21的重量WCa與由無氧銅所構成的被覆部22的重量WCu的重量比WCu/WCa係設為0.1以上，因此可將由金屬Ca所構成的芯部21以無氧銅充分地被覆。從而，可抑制Ca添加步驟S03中之金屬燻煙的產生或Ca氧化物的產生。
又，由於由金屬Ca所構成的芯部21的體積VCa與由無氧銅所構成的被覆部22的體積VCu的體積比VCu/VCa係設為6以下，而且由金屬Ca所構成的芯部21的重量WCa與由無氧銅所構成的被覆部22的重量WCu的重量比WCu/WCa係設為35以下，因此，未形成高於所需量的由無氧銅所構成的被覆部22，可確保銅被覆Ca材20的熔解速度。從而，即便利用設於餵槽12的添加手段14對銅熔融金屬3添加，仍可在餵槽12內將銅被覆Ca材20確實地予以熔解。
再者，在本實施形態中，由於係使用粒狀或塊狀之銅被覆Ca材20，因此在Ca添加步驟S03中，可在銅熔融金屬3中添加既定量的Ca，而能夠精密度良好地調整含有Ca的銅合金中的Ca濃度。又，可於由金屬Ca所構成的芯部21的表面確實地形成由無氧銅所構成的被覆部22，在Ca添加步驟S03中，可抑制金屬燻煙的產生。
又，在本實施形態之含有Ca的銅合金之製造方法中，由於係連續地鑄造Ca的含量設於0.01原子%以 上且10原子%以下的範圍內，其餘部分為銅或不可避免雜質之組成的鑄塊1，可獲得無氧化物捲入的高品質之鑄塊1，可有效製造濺鍍靶。又，可獲得Ca濃度的變動不均較小、可穩定形成優良之配線膜的濺鍍靶。
以上，業已對本發明之實施形態加以說明，惟本發明非限定於此，可於不悖離其發明之技術思想的範圍內適當加以變更。
舉例而言，在本實施形態中，業已說明銅被覆Ca材形成粒狀或塊狀者，惟不限定於此，亦可為形成線狀或棒狀者。為獲得線狀之銅被覆Ca材，不特別限定，宜使用直徑 0.1~8mm、長度10mm以上的金屬Ca。為獲得棒狀之銅被覆Ca材，不特別限定，宜使用直徑 8~40mm、長度10mm以上的金屬Ca。
又，業已說明使用第1圖所示之連續鑄造裝置來製造鑄塊者，惟不限定於此，亦可為使用其他構成之鑄造裝置者。
再者，業已說明製造作為濺鍍靶之素材使用的鑄塊者，惟不限定於此，亦可為使用於其他用途的含有Ca的銅合金。
又，業已說明製造具有Ca的含量為0.01原子%以上且10原子%以下，其餘部分為銅或不可避免雜質之組成的鑄塊者，惟不限定於此，只要為含有Ca的銅合金即可。
再者，業已說明使用無氧銅作為被覆金屬Ca的銅 者，惟不限定於此，亦可使用其他的銅或銅合金來被覆金屬Ca。
又，業已說明對熔有電解銅的銅熔融金屬添加銅被覆Ca材者，惟不限定於此，亦可對由其他的銅或銅合金所構成的銅熔融金屬添加銅被覆Ca材。
再者，在本實施形態中，業已說明構成為由金屬Ca所構成的芯部的體積VCa與由無氧銅所構成的被覆部的體積VCu的體積比VCu/VCa處於0.01≦VCu/VCa≦6的範圍內者，惟不限定於此，上述之體積比VCu/VCa可視使用狀況適當設計變更。
又，在本實施形態中，業已說明構成為由金屬Ca所構成的芯部的重量WCa與由無氧銅所構成的被覆部的重量WCu的重量比WCu/WCa處於0.1≦WCu/WCa≦35的範圍內者，惟不限定於此，上述之重量比WCu/WCa可視使用狀況適當設計變更。
〔實施例〕 (實施例1)
以下，就針對本發明之含有Ca的銅合金之製造方法進行評定的評定試驗的結果加以說明。
(銅被覆Ca材)
準備含氧量設為未達100質量ppm的無氧銅線 3mm (含氧量10質量ppm以下)，對金屬Ca的表面藉由電弧熔射法或火焰熔射法實施熔射處理，製成銅被覆Ca材。此時，作為金屬Ca，茲準備粒徑5mm至10mm之塊狀物、及 10mm×20mm之棒狀物。
在金屬網上均等地排列金屬Ca，使金屬網振動而使無氧銅均勻地熔接於金屬Ca。實施此作業至少1次以上，並以目視確認金屬Ca的表面完全被被覆。此外，被覆之銅的厚度約為1mm。
(本發明例1-4)
在真空熔煉爐中，將5kg純度99.9mass%以上的電解銅在1150℃下熔解，其後對保持於Ar環境中的銅熔融金屬中，使用上述之銅被覆Ca材予以添加至Ca濃度達表1所示目標濃度，再澆入鐵製的鑄模中，而得到70mm×50mm×150mm的鑄塊。
(比較例1、2)
在真空熔煉爐中，將5kg純度99.9mass%以上的電解銅在1150℃下熔解，其後對保持於Ar環境中的銅熔融金屬中，使用塊狀之金屬Ca予以添加至Ca濃度達表1所示目標濃度，再澆入鐵製的鑄模中，而得到70mm×50mm×150mm的鑄塊。
(Ca添加時之浮游物的產生狀況)
觀察添加銅被覆Ca材或金屬Ca時的銅熔融金屬表面，確認銅熔融金屬表面上之浮游物(Ca氧化物)的產生狀況。茲將熔融金屬表面之未達10%的面積被浮游物覆蓋的情形評為「A」、銅熔融金屬表面之10%以上且未達50%的面積被浮游物覆蓋的情形評為「B」、銅熔融金屬表面之50%以上的面積被浮游物覆蓋的情形評為「C」。
(鑄塊中的氧化物捲入狀況)
觀察所得鑄塊的表面，確認浮游物(Ca氧化物等氧化物)的捲入的發生狀況。茲將以目視未確認氧化物的捲入者評為「A」、以目視可確認未達5mm之氧化物的捲入者評為「B」、以目視可確認多數5mm以上之氧化物的捲入者評為「C」、以目視可確認多數10mm以上之氧化物的捲入者評為「D」。
(Ca的添加良率)
利用發光分光分析裝置實施所得鑄塊的成分分析，由添加之Ca量、與鑄塊內之Ca量的分析結果來計算Ca的添加良率(質量%)(鑄塊內之Ca量/添加之Ca量×100)。
(鑄塊內之Ca濃度的不均度)
自鑄塊的頂部(20mm位置)、中間部分(80mm位置)、底部(140mm位置)採取分析試樣，測定Ca濃度 (mass%)。茲將3份試樣之Ca濃度的不均度未達10%者評為「A」、Ca濃度的不均度為10%以上且未達50%者評為「B」、Ca濃度的不均度為50%以上者評為「C」。
將評定結果示於表1。
在添加有金屬Ca的比較例1、2中，於Ca添加時銅熔融金屬表面的50%以上的面積被氧化物之浮游物 覆蓋。又，鑄塊的表面確認有大量的氧化物的捲入；茲推測係Ca氧化物大量產生所致。
再者，就比較例1、2之鑄塊，其Ca添加良率偏低，鑄塊內之Ca濃度的不均度亦大，無法精密度良好地調整Ca濃度。
相對於此，在添加有銅被覆Ca材的本發明例1-4中，Ca添加時的氧化物之浮游物的產生獲抑制，鑄塊中之氧化物的捲入亦較少。又，本發明例1-4之鑄塊中，Ca添加良率高、鑄塊內之Ca濃度的不均度亦獲抑制。
(實施例2)
其次，如以下所述準備表2所示之銅被覆Ca材。
準備表2所示含氧量的銅線 3mm，對金屬Ca的表面藉由電弧熔射法或火焰熔射法實施熔射處理。此時，在金屬網上均等地排列金屬Ca，使金屬網振動而使銅材均勻地熔接於金屬Ca。實施此作業至少1次以上，並以目視確認金屬Ca的表面完全被被覆。
針對所得銅被覆Ca材，算出金屬Ca的體積VCa與被覆之銅的體積VCu的體積比VCu/VCa、及、金屬Ca的重量WCa與被覆之銅的重量WCu的重量比WCu/WCa。將結果示於表2。
其後，使用如上述方式所準備的銅被覆Ca材，以與實施例1之本發明例1-4同樣的程序製造鑄塊，並針對「Ca添加時之浮游物的產生狀況」、「鑄塊中的 氧化物捲入狀況」、「Ca的添加良率」、「鑄塊內之Ca濃度的不均度」，以與實施例1同樣的程序進行評定。將評定結果示於表3。
如表2及表3所示，在本發明例11-20中，相較於上述之比較例1、2，Ca添加時的氧化物之浮游物的產生獲抑制，鑄塊中之氧化物的捲入減少。又，Ca添加良率高、鑄塊內之Ca濃度的不均度亦獲抑制。經確認縱使在金屬Ca之形狀、大小相異的情況下，透過以含氧量未達100質量ppm的銅材被覆，並使金屬Ca的體積VCa與被覆之銅的體積VCu的體積比VCu/VCa、及、金屬Ca的重量WCa與被覆之銅的重量WCu的重量比WCu/WCa處於既定的範圍內，仍可確實地添加Ca。
由以上所述，根據本發明例，可精密度良好地調整Ca濃度，同時可抑制Ca氧化物的捲入，而能夠獲得表面品質優良之鑄塊。
20‧‧‧銅被覆Ca材
21‧‧‧芯部
22‧‧‧被覆部

Claims (8)

  1. 一種含有Ca的銅合金之製造方法，其係含有Ca之含有Ca的銅合金之製造方法，其特徵為具有對銅熔融金屬添加Ca的Ca添加步驟，在該Ca添加步驟中，係使用金屬Ca的表面被覆有銅的銅被覆Ca材。
  2. 如請求項1之含有Ca的銅合金之製造方法，其中該銅被覆Ca材，其被覆金屬Ca的銅的含氧量係設為未達100質量ppm。
  3. 如請求項1或請求項2之含有Ca的銅合金之製造方法，其中該銅被覆Ca材係藉由熔射或蒸鍍，而於金屬Ca的表面被覆銅。
  4. 如請求項1至請求項3中任一項之含有Ca的銅合金之製造方法，其中該銅被覆Ca材，其金屬Ca的體積VCa與被覆之銅的體積VCu的體積比VCu/VCa係設於0.01≦VCu/VCa≦6的範圍內。
  5. 如請求項1至請求項4中任一項之含有Ca的銅合金之製造方法，其中該銅被覆Ca材，其金屬Ca的重量WCa與被覆之銅的重量WCu的重量比WCu/WCa係設於0.1≦WCu/WCa≦35的範圍內。
  6. 如請求項1至請求項5中任一項之含有Ca的銅合金之製造方法，其中該含有Ca的銅合金係具有Ca的含量為0.01原子%以上且10原子%以下，其餘部分為銅或不可避免雜質之組成。
  7. 如請求項1至請求項6中任一項之含有Ca的銅合金之製造方法，其中該銅被覆Ca材係形成粒狀或塊狀。
  8. 如請求項1至請求項6中任一項之含有Ca的銅合金之製造方法，其中該銅被覆Ca材係形成線狀或棒狀。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7384086B2 (ja) 2020-03-23 2023-11-21 株式会社プロテリアル 合金元素添加材および銅合金材の製造方法
JP7394017B2 (ja) * 2020-05-14 2023-12-07 Ｊｘ金属株式会社 金属合金の製造方法
JP7158434B2 (ja) * 2020-05-14 2022-10-21 Ｊｘ金属株式会社 銅合金インゴット、銅合金箔、および銅合金インゴットの製造方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5415416A (en) * 1977-07-05 1979-02-05 Hitachi Cable Ltd Filamentous calcium additive for copper alloy
JPS5597419A (en) * 1979-01-18 1980-07-24 Hitachi Cable Ltd Additive for iron and steel
JPS6187831A (ja) * 1984-10-03 1986-05-06 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 銅および銅合金製造用の添加剤
JPS6217143A (ja) * 1985-07-16 1987-01-26 Mitsubishi Atom Power Ind Inc アルミニウム・リチウム合金の製造法
GB2179673A (en) * 1985-08-23 1987-03-11 London Scandinavian Metall Grain refining copper alloys
JP3269708B2 (ja) * 1993-08-04 2002-04-02 日鉱金属株式会社 銅合金溶製時の活性金属添加方法
JPH07179926A (ja) * 1993-12-24 1995-07-18 Nippon Steel Weld Prod & Eng Co Ltd 金属カプセル添加剤
JP2002309321A (ja) * 2001-04-10 2002-10-23 Osamichi Nakada 高濃度珪素アルミニウム合金と製造方法
JP4936560B2 (ja) 2008-03-11 2012-05-23 三菱マテリアル株式会社 密着性に優れた銅合金複合膜の成膜方法およびこの成膜方法で使用するＣａ含有銅合金ターゲット
JP5463794B2 (ja) 2009-08-24 2014-04-09 三菱マテリアル株式会社 半導体装置及びその製造方法
CN102686337B (zh) * 2010-01-26 2015-06-17 三菱综合材料株式会社 含活性元素的铜合金线材的制造方法
JP5708315B2 (ja) 2011-07-05 2015-04-30 三菱マテリアル株式会社 銅合金製スパッタリングターゲット

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