TW202028485A

TW202028485A - 純銅板

Info

Publication number: TW202028485A
Application number: TW108145527A
Authority: TW
Inventors: 伊藤優樹; 森広行; 松川浩之; 飯田典久; 日高基裕
Original assignee: 日商三菱綜合材料股份有限公司; 日商三菱伸銅股份有限公司
Priority date: 2018-12-13
Filing date: 2019-12-12
Publication date: 2020-08-01
Also published as: KR20210102191A; JP2023120449A; CN112969805A; EP3896179A1; CN115896532A; JP7380550B2; JPWO2020122112A1; EP3896179A4; WO2020122112A1; US20220025486A1

Abstract

本發明之純銅板係Cu純度為99.96質量%以上，其餘部分為不可避免之雜質，並且P含量為2質量ppm以下，且Pb、Se及Te之合計含量為10質量ppm以下。S含量可為2質量ppm以上20質量ppm以下。

Description

純銅板

本發明有關適用於散熱片或厚銅電路(設置厚銅圖型之電路)等之電氣/電子零件(電氣零件或電子零件)之純銅板，尤其有關可抑制加熱時之結晶粒粗大化之純銅板。本申請案係基於2018年12月13日向日本提出申請之日本特願2018-233347號及2019年3月29日向日本提出申請之日本特願2019-068304號主張優先權，其內容援用於本文。

過去於散熱片或厚銅電路等之電氣/電子零件中使用導電性高的銅或銅合金。最近，隨著電子機器或電氣機器等之大電流化，為了減低電流密度及使模組發熱之熱擴散，謀求該等電子機器或電氣機器等中使用之電氣/電子零件之大型化、厚壁化。

此處，於半導體裝置中，已使用例如於陶瓷基板接合銅材而構成上述散熱片或厚銅電路之絕緣電路基板等。陶瓷基板與銅板接合之際，接合溫度大多設為800℃以上，而有接合時使構成散熱片或厚銅電路之銅材結晶粒粗大化之虞。尤其，於包含導電性及散熱性優異之純銅的銅材，有結晶粒容易粗大化之傾向。

接合後之散熱片或厚銅電路中結晶粒粗大化時，因結晶粒粗大化而有外觀上成為問題之虞。

此處，例如專利文獻1中提案抑制了結晶粒成長之純銅材料。該專利文獻1中，記載藉由以0.0006～0.0015wt%之量含有S，即使於再結晶溫度以上進行熱處理，仍可調整為一定大小之結晶粒。

不過，專利文獻1中，雖藉由規定S含量而抑制結晶粒粗大化，但根據熱處理條件，僅規定S含量，有無法獲得充分抑制結晶粒粗大化之效果的情況。且，亦有加熱後，結晶粒局部粗大化，使結晶組織變不均一之情況。再者，為了抑制結晶粒之粗大化，於增加S含量之情況下，熱加工性會大幅降低，會有使純銅材之製造良率大幅降低之問題。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1] 日本特開平06-002058號公報

[發明欲解決之課題]

本發明係鑒於前述情況而完成者，其目的在於提供熱加工性優異、且加熱後亦可抑制結晶粒之粗大化及不均一化之純銅板。 [用以解決課題之手段]

為了解決該課題，本發明人等積極檢討之結果，得到如下見解：藉由使純銅板中微量含有之雜質元素存在於結晶粒界而存在有具有抑制結晶粒粗大化之效果(抑制結晶粒成長之效果)者。因此，藉由活用該具有抑制結晶粒成長之效果之元素(以下稱為抑制結晶粒成長之元素(結晶粒成長抑制元素))，即使加熱後，亦可抑制結晶粒之粗大化或不均一化。且得到之見解係為了使該結晶粒成長抑制元素充分作用，限制特定元素之含量為有效。又，抑制結晶粒成長之效果亦說為結晶粒成長抑制效果，抑制結晶粒粗大化之效果亦說為結晶粒粗大化抑制效果。

本發明係基於上述見解而完成者，本發明一態樣之純銅板之特徵係Cu純度為99.96質量%以上，其餘部分為不可避免之雜質，並且P含量為2質量ppm以下，且Pb、Se及Te之合計含量為10質量ppm以下。

依據該構成之純銅板，因將P含量設為2質量ppm以下，故可抑制微量存在於粒界之結晶粒成長抑制元素的效果先因偏析於粒界之P而受阻礙，即使加熱後亦可抑制結晶粒之粗大化或不均一化。又，Pb、Se及Te之元素於Cu中之固熔限度較低，相當於藉由偏析於粒界而抑制結晶粒粗大化之結晶粒成長抑制元素。因此，Pb、Se及Te雖亦可微量含有，但該等元素亦具有使熱加工性大幅降低之效果。因此，藉由將Pb、Se及Te之合計含量限制於10質量ppm以下，尤其藉由將Pb含量設為3質量ppm以下，可確保熱加工性。

此處，本發明一態樣之純銅板中，S含量較佳為2質量ppm以上20質量ppm以下之範圍內。該情況下，藉由將相當於上述結晶粒成長抑制元素之S含有2質量ppm以上，即使加熱後，亦可確實抑制結晶粒之粗大化或不均一化。又，藉由將S含量限制於20質量ppm以下，可充分確保熱加工性。

又，本發明一態樣之純銅板中，Mg、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf、Y之合計含量較佳為10質量ppm以下。作為不可避免之雜質分別含有之Mg、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf、Y之元素，由於與結晶粒成長抑制元素的S、Se、Te、Pb等生成化合物，故有阻礙結晶粒成長抑制元素之作用之虞。因此藉由將該等Mg、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf、Y之合計含量限制為10質量ppm以下，可充分發揮結晶粒成長抑制元素之結晶粒成長抑制效果，即使加熱後，亦可確實抑制結晶粒之粗大化或不均一化。

再者，本發明一態樣之純銅板中，壓延面之結晶粒的粒徑較佳為10μm以上。該情況下，由於將壓延面之結晶粒的粒徑設為10μm以上，故於800℃以上加熱該純銅板時，促進結晶粒之粗大化、組織不均一化可受到抑制。又，結晶粒之粒徑亦說為結晶粒徑。

再者，本發明一態樣之純銅板中，壓延面之結晶粒之長寬比較佳為2以下。該情況下，由於將壓延面之結晶粒之長寬比設為2以下，故不會使加工度低，不會累積較大應變。亦即錯位密度較低。因此，因錯位密度所致之再結晶驅動力變小，加熱後之結晶粒之粗大化可進而受抑制。此處之長寬比之值係長徑除以短徑之值，亦即以長徑/短徑表示。

又，本發明一態樣之純銅板中，進行於800℃保持1小時的熱處理後之結晶粒徑較佳為100μm以上300μm以下之範圍內。該情況下，由於將進行於800℃保持1小時的熱處理後之結晶粒徑設為100μm以上300μm以下之範圍內，故加熱後亦可確實地抑制結晶粒之粗大化。本發明一態樣之純銅板中，於800℃以上加熱而與陶瓷基板接合後之結晶粒徑較佳為100μm以上300μm以下之範圍內。

又，本發明一態樣之純銅板中，進行於800℃保持1小時之熱處理後其50mm×50mm的範圍內之最大結晶粒徑d_max 與平均結晶粒徑d_ave 之比率d_max /d_ave 較佳為10以下。該情況下，由於將進行於800℃保持1小時之熱處理後之最大結晶粒徑d_max 與平均結晶粒徑d_ave 之比率d_max /d_ave 設為10以下，故加熱後亦可確實地抑制結晶粒之不均一。

再者，本發明一態樣之純銅板中，拉伸強度較佳為500MPa以下。該情況下，由於拉伸強度為500MPa以下，而確保作為純銅板之特性，故特別適合作為大電流用途之電氣/電子零件之材料。 [發明效果]

依據本發明一態樣，可提供熱加工性優異，且加熱後亦可抑制結晶粒之粗大化及不均一化之純銅板。

以下針對本發明一實施形態之純銅板加以說明。本實施形態之純銅板可使用作為散熱片或厚銅電路等之電氣/電子零件之材料，成形(形成)前述電氣/電子零件時，例如純銅板係於800℃以上加熱而與陶瓷基板接合而使用。

本實施形態之純銅板係Cu純度為99.96質量%以上，其餘部分為不可避免之雜質，並且P含量為2質量ppm以下，且Pb、Se及Te之合計含量為10質量ppm以下。

又，本實施形態之純銅板中，S含量較佳為2質量ppm以上20質量ppm以下之範圍內。再者，本實施形態之純銅板中，不可避免之雜質的Mg、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf、Y之合計含量較佳為10質量ppm以下。

亦即，純銅板之組成亦可如下般說明。純銅板包含99.96質量%以上之銅，及2質量ppm以下之P，進而含有選自Pb、Se及Te之1種以上，該等之合計含量為10質量ppm以下，其餘部分為不可避免之雜質。純銅板進而較佳含有2質量ppm以上20質量ppm以下之S。純銅板進而較佳包含選自Mg、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf及Y之1種以上，其合計量為10質量ppm以下。關於上述Cu以外之元素，於作為不可避免之雜質含有時，及於刻意含有時，該等含量均在上述範圍。又，Cu以外之元素亦可說為不可避免之雜質。作為其餘部分之不可避免之雜質亦可說為上述含量經特定之元素以外之元素。

又，本實施形態之純銅板中，壓延面之結晶粒的粒徑較佳為10μm以上。再者，本實施形態之純銅板中，壓延面之結晶粒之長寬比較佳為2以下。又，本實施形態之純銅板中，進行於800℃保持1小時的熱處理後之結晶粒徑較佳為100μm以上300μm以下之範圍內。本實施形態之純銅板中，於800℃以上加熱而與陶瓷基板接合後之結晶粒徑較佳為100μm以上300μm以下之範圍內。再者，本實施形態之純銅板中，進行於800℃保持1小時之熱處理後其50mm×50mm的範圍內之最大結晶粒徑d_max 與平均結晶粒徑d_ave 之比率d_max /d_ave 較佳為10以下。又，本實施形態之純銅板中，拉伸強度較佳為500MPa以下。結晶粒之粒徑、結晶粒之長寬比、熱處理後之結晶粒徑及熱處理後之最大結晶粒徑d_max 與平均結晶粒徑d_ave 係藉後述實施例中記載之評價方法測定之值。

此處，針對本實施形態之純銅板如上述般規定成分組成、各種特性之理由於以下說明。

(Cu純度：99.96質量%以上) 大電流用途之電氣/電子零件中，為了抑制通電時之發熱，而要求導電性及散熱性優異，較佳使用導電性及散熱性特別優異之純銅。因此，本實施形態的純銅板中，Cu純度規定為99.96質量%以上。又，Cu純度較佳為99.965質量%以上，更佳為99.97質量%以上。且Cu純度之上限並未特別限制，但超過99.999質量%之情況，由於需要特別精煉步驟，而使製造成本大幅增加，故較佳為99.999質量%以下。

(P含量：2質量ppm以下) 作為不可避免之雜質而含有之P，係作為使銅中之氧無害化之元素而廣泛被使用。然而，P含有一定以上(特定量以上)時，不僅對氧，亦阻礙結晶粒界中存在之結晶粒成長抑制元素之作用。因此，於高溫加熱之際，結晶粒成長抑制元素無法充分作用，而有發生結晶粒粗大化及不均一化之虞。因此，本實施形態中，將P含量限制於2質量ppm以下。又，P含量較佳為1.5質量ppm以下，更佳為1質量ppm以下。P含量未達0.001質量ppm時，僅會使成本較高。因此，P含量較佳為0.001質量ppm以上，更佳為0.005ppm以上，又更佳為0.01質量ppm以上。

(Pb、Se及Te之合計含量：10質量ppm以下) Pb、Se及Te係於Cu中之固熔限度較低，藉由偏析於粒界，而具有抑制結晶粒粗大化之作用，並且係大幅降低熱加工性之元素。因此，本實施形態中，為了確保熱加工性，將Pb、Se及Te之合計含量限制於10質量ppm以下。又，於使熱加工性更提高之情況下，將Pb、Se及Te之合計含量較佳為9質量ppm以下，更佳為8質量ppm以下。特別針對Pb含量，為了確保良好之熱加工性，亦較佳為3質量ppm以下，更佳為2.5質量ppm以下。Pb、Se及Te之合計含量未達0.01質量ppm時，結晶粒徑成長之抑制效果變小，成本變高。因此Pb、Se及Te之合計含量較佳為0.01質量ppm以上。

(S含量：2質量ppm以上20質量ppm以下) S係藉由抑制結晶粒界移動而具有抑制結晶粒粗大化之作用，且使熱加工性降低之元素。因此，本實施形態中之S含量設為2質量ppm以上時，可充分發揮S所致之結晶粒粗大化抑制效果，加熱後亦可確實抑制結晶粒粗大化。另一方面，S含量限制於20質量ppm以下時，可確保熱加工性。又，S含量下限較佳為2.5質量ppm以上，更佳為3質量ppm以上。且S含量之上限較佳為17.5質量ppm以下，更佳為15質量ppm以下。

(Mg、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf、Y之合計含量：10質量ppm以下) 作為不可避免之雜質而含有之Mg、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf、Y會與抑制結晶粒粗大化之結晶粒成長抑制元素(S、Se、Te、Pb等)生成化合物，而有阻礙結晶粒成長抑制元素之作用之虞。因此，為了確實抑制加熱後之結晶粒之粗大化，Mg、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf、Y之合計含量較佳為10質量ppm以下。又，Mg、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf、Y之合計含量較佳為7.5質量ppm以下，更佳為5質量ppm以下。Mg、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf、Y之合計含量未達0.01質量ppm時，僅成本變高。因此Mg、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf、Y之合計含量較佳為0.01質量ppm以上。

(其他不可避免之雜質) 作為上述元素以外之其他不可避免之雜質舉例為Ag、B、Bi、Ca、Sc、稀土類元素(Y、Sc除外)、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Au、Zn、Cd、Hg、Al、Ga、In、Ge、Sn、As、Sb、Ti、Be、N、C、Si、Li、H、O等。該等不可避免之雜質由於有使導電率降低之虞，故該等不可避免之雜質總量較佳為0.035質量%以下。

(壓延面之結晶粒的粒徑：10μm以上) 本實施形態之純銅板中，壓延面之結晶粒的粒徑微細時，該純銅板於例如800℃以上加熱之際，再結晶容易進行，有促進結晶粒之粗大化、組織不均一化之虞。因此，為了進而抑制結晶粒之粗大化，壓延面之結晶粒的粒徑較佳為10μm以上。又，壓延面之結晶粒的粒徑較佳為15μm以上，更佳為20μm以上。壓延面之結晶粒的粒徑更佳為25μm以上，又更佳為30μm以上，尤其更佳為超過40μm。結晶粒徑超過300μm時，成本變高。又，由於於800℃保持1小時後之結晶粒徑超過300μm。因此，壓延面之結晶粒的粒徑較佳為300μm以下，更佳為270μm以下，尤其較佳為250μm以下。

(壓延面之結晶粒之長寬比：2以下) 結晶粒之長寬比為表示材料加工度之指標，長寬比越高，加工度越高，累積於材料之錯位密度變高，亦即應變能量變高。此處，累積於材料之應變能量較高時，引起再結晶之際之驅動力變高，加熱時結晶粒容易粗大化。因此，為了抑制結晶粒之粗大化，壓延面之結晶粒之長寬比較佳為2以下。此處之長寬比之值係藉由後述之結晶粒之長寬比測定方法所算出之長徑除以藉由同樣後述之測定方法算出之短徑所得之值，亦即以長徑/短徑之平均值表示。又，壓延面之結晶粒之長寬比較佳為1.9以下，更佳為1.8以下。壓延面之結晶粒之長寬比之實質下限為0.5。

(於800℃保持1小時的熱處理後之結晶粒徑：100μm以上300μm以下) 本實施形態之純銅板中，進行於800℃保持1小時的熱處理後之結晶粒徑為100μm以上300μm以下之範圍內之情況，即使加熱至800℃之情況，亦可確實抑制結晶粒粗大化，特別適合作為與陶瓷基板接合之厚銅電路或散熱片之材料。又，進行於800℃保持1小時的熱處理後之結晶粒徑之下限較佳為110μm以上，更佳為120μm以上。又，進行於800℃保持1小時的熱處理後之結晶粒徑之上限較佳為290μm以下，更佳為280μm以下。

(於800℃保持1小時之熱處理後之d_max /d_ave ：10以下) 本實施形態之純銅板中，於800℃保持1小時之熱處理後之50mm×50mm的範圍內之最大結晶粒徑d_max 與平均結晶粒徑d_ave 之比率d_max /d_ave 為10以下時，即使加熱至800℃以上之情況，亦可確實抑制結晶粒不均一化，特別適合作為與陶瓷基板接合之厚銅電路或散熱片之材料。又，於800℃保持1小時之熱處理後之50mm×50mm的範圍內之最大結晶粒徑d_max 與平均結晶粒徑d_ave 之比率d_max /d_ave 較佳為9以下，更佳為8以下。最大結晶粒徑d_max 與平均結晶粒徑d_ave 之比率d_max /d_ave 之下限較佳超過1.03，更佳超過1.05。

(拉伸強度：500MPa以下) 本實施形態之純銅板中，藉由使拉伸強度為500MPa以下，而確保作為純銅板之特性，特別適於作為大電流用途之電氣/電子零件之材料。又，純銅板之拉伸強度較佳為475MPa以下，更佳為450MPa以下，又更佳為400MPa以下，最佳為350MPa以下。純銅板之拉伸強度下限並未特別限制，但較佳為100MPa以上。

其次，針對如此構成之本實施形態之純銅板的製造方法參考圖1所示之流程圖加以說明。

(熔解/鑄造步驟S01) 首先，將純化為P含量成為0.001質量ppm以下之銅原料熔解，製作銅熔液。又，作為銅原料，較佳使用例如純度為99.99質量%以上之4NCu、純度為99.999質量%以上之5NCu。又，添加S之情況下，可使用S單體或Cu-S母合金等。又，製造Cu-S母合金之際，亦較佳使用純度為99.99質量%以上之4NCu、純度為99.999質量%以上之5NCu。又，熔解步驟中，為了減低氫濃度，藉由H₂ O之蒸氣壓較低之惰性氣體環境(例如Ar氣體)之環境進行熔解，熔解時之保持時間較佳局限於最小限度。接著，將成分經調整之銅熔液注入鑄模中製作鑄塊。又，考慮量產之情況下，較佳使用連續鑄造法或半連續鑄造法。

(熱加工步驟S02) 其次，為了使組織均一化而實施熱加工。針對熱加工溫度並未特別限制，但較佳為500℃以上1000℃以下之範圍內。又，熱加工之總加工率較佳為50%以上，更佳為60%以上，又更佳為70%以上。再者，針對熱加工後之冷卻方法並未特別限制，但較佳進行空氣冷卻或水冷。又，熱加工步驟S02中之加工方法並未特別限制，可採用例如壓延、擠出、溝槽壓延、鍛造、加壓等。於最終形狀為板、條之情況，較佳採用壓延。

(冷加工步驟S03) 其次，對於熱加工步驟S02後之銅材料實施冷加工，加工為特定形狀。又，該冷加工步驟S03中之溫度條件並未特別限制，但較佳於-200℃以上200℃以下之範圍進行。又該冷加工步驟S03中之加工率係適當選擇為與最終形狀近似，但為了提高生產性，加工率較佳為30%以上。又，冷加工步驟S03中之加工方法並未特別限定，可採用例如壓延、擠出、溝槽壓延、鍛造、加壓等。於最終形狀為板、條之情況，較佳採用壓延。

(再結晶熱處理步驟S04) 其次，對於冷加工步驟S03後之銅材料進行以再結晶為目的之熱處理。此處，期望使再結晶粒之粒徑為10μm以上。再結晶粒若微細，則隨後於800℃以上加熱之際，有促進結晶粒之粗大化、組織不均一化之虞。再結晶熱處理步驟S04之熱處理條件並未特別限定，但較佳於200℃以上900℃以下之範圍之熱處理溫度，保持1秒以上10小時以下之範圍。舉例為例如於350℃進行6h(6小時)熱處理，於700℃進行1h(1小時)熱處理，於850℃進行5秒熱處理等。且，為了使再結晶組織均一化，冷加工步驟S03與再結晶熱處理步驟S04亦可重複進行2次以上。

(調質加工步驟S05) 其次，為了調整材料強度，亦可對於再結晶熱處理步驟S04後之銅材料進行調質加工。又，於無必要提高材料強度之情況下，亦可不進行調質加工。調質加工之加工率並未特別限制，但為了調整材料強度，較佳於超過0%且50%以下之範圍內實施。又，壓延面之結晶粒之長寬比為2.0以下時，加工率較佳限制於40%以下。又，根據需要，為了去除殘留應變，亦可於調質加工後進而進行熱處理。

如此，可製造出本實施形態之純銅板。

依據如以上構成之本實施形態之純銅板，由於P含量為2質量ppm以下，故可抑制因P阻礙微量存在於粒界之結晶粒成長抑制元素之效果，加熱後，亦可抑制結晶粒之粗大化或不均一化。又，Pb、Se及Te之元素於Cu中之固熔限度較低，藉由於粒界偏析而抑制結晶粒之粗大化。因此，由於Pb、Se及Te係相當於結晶粒成長抑制元素，故亦可微量含有。然而，該等元素會使熱加工性大幅降低。如此由於Pb、Se及Te係使熱加工性降低之元素，故藉由將Pb、Se及Te之合計含量限制於10質量ppm以下，可確保熱加工性。

又，本實施形態中，S含量為2質量ppm以上20質量ppm以下之範圍內之情況下，為結晶粒成長抑制元素之一種的S於粒界偏析，可確實抑制加熱時之結晶粒粗大化及不均一化。又，可確保熱加工性。

再者，本實施形態中，Mg、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf、Y之合計含量為10質量ppm以下之情況下，可抑制與結晶粒成長抑制元素之S、Se、Te、Pb等生成化合物。藉此，可充分發揮結晶粒成長抑制元素之作用，可確實地抑制加熱時之結晶粒粗大化及不均一化。

再者，本實施形態中，壓延面之結晶粒的粒徑為10μm以上之情況下，該純銅板於例如800℃以上加熱之際，可抑制再結晶進行，可抑制結晶粒粗大化及組織不均一化。

再者，本實施形態中，壓延面之結晶粒之長寬比為2以下之情況下，由於不會使加工度低，不累積大的應變，故再結晶之驅動力變小，而可進一步抑制加熱後之結晶粒粗大化。

又，本實施形態中，於800℃保持1小時的熱處理後之結晶粒徑為100μm以上300μm以下之範圍內之情況下，加熱後亦可確實抑制結晶粒之粗大化。再者，本實施形態中，於800℃保持1小時之熱處理後之50mm×50mm的範圍內之最大結晶粒徑d_max 與平均結晶粒徑d_ave 之比率d_max /d_ave 為10以下之情況下，加熱後亦可確實抑制結晶粒變不均一。

再者，本實施形態中，拉伸強度為500MPa以下之情況下，由於充分確保作為純銅板之特性，故適合作為大電流用途之電氣/電子零件之材料。

以上，針對本發明實施形態之純銅板加以說明，但本發明並非限定於此，在不脫離本發明要件之範圍內可適當變更。例如上述實施形態中，針對純銅板之製造方法一例加以說明，但純銅板之製造方法並非限定於實施形態中記載者，亦可適當選擇既有製造方法而製造。 [實施例]

以下，針對為了確認本發明效果而進行之確認實驗結果加以說明。藉由帶熔融純化法純化至P含量為0.001質量ppm以下，準備純度為99.999質量%以上之銅原料。且使用上述銅原料與純度99質量%以上之各種元素(Pb、Se、Te、S、Mg、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf、Y)製作各種元素之Cu-1質量%母合金(包含1質量%之各種元素之Cu母合金)。由以上，準備純度為99.999質量%以上之銅原料與各種元素之Cu-1質量%母合金。

將上述銅原料裝置高純度石墨坩鍋內，於設為Ar氣體環境之環境爐內以高頻熔解。於所得銅熔液中投入上述各種元素之Cu-1質量%母合金，調製為表1、2所示之成分組成。又，表1、2中，項目”3元素合計”中，記載Pb、Se及Te之合計含量。且項目”7元素合計”中，記載Mg、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf、Y之合計含量。所得銅熔液注入於隔熱材鑄模中，以0.5℃/sec.之冷卻速度冷卻製作鑄塊。又，鑄塊大小係厚：約25mm×寬：約60mm×長：約150～200。

對於所得鑄塊，於Ar氣體環境中，以表3、4中記載之溫度條件進行1小時加熱，實施熱壓延，作成厚15mm。切斷熱壓延後之銅材料並且實施表面研削以去除表面之氧化被膜。此時，考慮隨後之冷壓延、調質壓延之壓延率，將最終厚度以如表3、4所示之方式，調整供於冷壓延之銅材料之厚度。

對於如上述般調整厚度之銅材料，以表3、4中記載之條件進行冷壓延，進行水冷。其次，對於冷壓延後之銅材料，藉由表3、4中記載之條件，實施再結晶熱處理。接著，對於再結晶熱處理後之銅材料，以表3、4中記載之條件進行調質壓延，以表3、4所示之厚度製造寬60mm之特性評價用條材。

接著，針對以下項目實施評價。評價結果如表5、6所示。

(加工性評價) 作為加工性評價，係觀察前述熱壓延、冷壓延時之邊裂有無。以目視完全未見到邊裂，或幾乎未見到邊裂者評價為「A」。發生長未達1mm之小邊裂者評價為「B」。發生長1mm以上且未達3mm之邊裂者評價為「C」。發生長3mm以上之大邊裂者評價為「D」。又，邊裂長度係自壓延材之寬度方向端部向寬度方向之中央部之邊裂的長度。

(拉伸強度) 自特性評價用條材採取JIS Z 2201規定之13B號試驗片，藉由JIS Z 2241測定拉伸強度。又，試驗片係以拉伸試驗之拉伸方向對於特性評價用條材之壓延方向平行之方式採取。

(導電率) 自特性評價用條材採取寬10mm×長60mm之試驗片，藉4端子法求出電阻。又，使用測微器進行試驗片之尺寸測定，算出試驗片體積。接著自所測定之電阻值與體積，算出導電率。又，試驗片係以其長度方向對於特性評價用條材之壓延方向平行之方式採取。

(熱處理前之結晶粒徑) 自所得特性評價用條材切出20mm×20mm之樣品，藉由SEM-EBSD(Electron Backscatter Diffraction Patterns)測定裝置，如以下測定平均結晶粒徑。使用耐水研磨紙、鑽石研磨粒對壓延面進行機械研磨。其次，使用膠體氧化矽溶液對壓延面進行精研磨。隨後，使用掃描型電子顯微鏡，於試料表面之測定範圍內之各個測定點(像素)照射電子束。藉由後方散射電子束繞射之方位解析，將鄰接之測定點間之方位差成為15°以上之測定點間作為大角粒界，將鄰接之測定點間之方位差未達15°之測定點間作為小角粒界。使用大角粒界，作成結晶粒界映射圖。接著依據JIS H 0501之切斷法，對於結晶粒界映射圖，以特定間隔於縱、橫方向各劃出5條特定長度之線段。計算完全切出之結晶粒數，算出其切斷長度之平均值作為熱處理前之結晶粒徑。

(結晶粒之長寬比) 壓延面之結晶粒之長寬比如以下般測定。針對上述特性評價用條材之壓延面，使用與上述結晶粒徑之測定同樣之SEM-EBSD(Electron Backscatter Diffraction Patterns)測定裝置，作成結晶粒界映射圖。對於該結晶粒界映射圖，以特定間隔於壓延方向(RD方向)劃出5條線段，於與壓延方向垂直之方向(寬度方向，TD方向)劃出5條線段。計算完全切出之結晶粒數，將其RD方向之粒徑作為長徑，將TD方向之粒徑作為短徑。詳細而言，將RD方向之線段中，以1個結晶粒之輪廓切斷之線段長度(線段與結晶粒之輪廓之2個交點間之距離)作為其結晶粒之長徑。將TD方向之線段中，以1個結晶粒之輪廓切斷之線段長度作為其結晶粒之短徑。求出各結晶粒之長徑與短徑之比(長徑/短徑)，算出其平均值作為長寬比。

(熱處理後之結晶粒徑) 自上述特性評價用條材採取試驗片，實施於800℃保持1小時之熱處理。由該試驗片切出50mm×50mm之樣品，鏡面研磨壓延面，進行蝕刻。以光學顯微鏡，以壓延方向成為照片橫向之方式拍攝壓延面。選出觀察部位中結晶粒最為微細且於約1000×1000μm² 之視野內以均一粒度形成之部位，以約1000×1000μm² 進行結晶粒之觀察及結晶粒徑之測定。依據JIS H 0501之切斷法，以特定間隔於照片之縱、橫方向各劃出5條特定長度之線段。計算完全切出之結晶粒數，算出其切斷長度之平均值作為熱處理後之結晶粒徑(平均結晶粒徑d_ave )。

(熱處理後之粒徑偏差) 如上述，針對自經實施熱處理之試驗片採取樣品，於50mm×50mm之範圍內，除雙晶以外，將最粗大結晶粒之長徑與短徑之平均值(亦即長徑與短徑之和除以2之值)作為最大結晶粒徑d_max 。最粗大結晶粒係於50mm×50mm之範圍內，結晶粒之長徑與短徑之平均值成為最大之結晶粒。長徑係結晶粒之輪廓上2點連結之線段中最長線段之長度。短徑係對長徑劃出垂直線時由粒界(結晶粒之輪廓)切斷之線段中最長線段之長度。該最大結晶粒徑與上述平均結晶粒徑d_ave 之比d_max /d_ave 為10以下者評價為「〇」(良好)，d_max /d_ave 超過10者評價為「×」(差)。

比較例1由於P含量多於本實施形態之範圍，故於800℃保持1小時之熱處理後之平均結晶粒徑為600μm而較粗大，粒徑之偏差變大。比較例2、3由於Pb、Se及Te之合計含量多於本實施形態之範圍，故於800℃保持1小時之熱處理後之粒徑之偏差變大。

相對於此，P含量為2質量ppm以下且Pb、Se及Te之合計含量為10質量ppm以下之本發明例1～37中，於800℃保持1小時之熱處理後之平均結晶粒徑較小，且粒徑之偏差變小。因此，加熱時，亦可抑制結晶粒之粗大化及不均一化。

由以上，確認依據本發明例，可提供熱加工性優異且加熱後亦可抑制結晶粒之粗大化及不均一化之純銅板。 [產業上之可利用性]

本實施形態之純銅板之熱加工性優異且加熱後亦抑制了結晶粒之粗大化及不均一化。因此，本實施形態之純銅板可較佳地使用作為散熱片或厚銅電路等之電氣/電子零件(絕緣電路基板)，尤其是大電流用途之電氣/電子零件之材料。

[圖1]係本實施形態之純銅板之製造方法的流程圖。

Claims

一種純銅板，其特徵係Cu純度為99.96質量%以上，其餘部分為不可避免之雜質，並且P含量為2質量ppm以下，且Pb、Se及Te之合計含量為10質量ppm以下。
如請求項1之純銅板，其中S含量為2質量ppm以上20質量ppm以下之範圍內。
如請求項1或2之純銅板，其中Mg、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf、Y之合計含量為10質量ppm以下。
如請求項1至3中任一項之純銅板，其中壓延面之結晶粒的粒徑為10μm以上。
如請求項1至4中任一項之純銅板，其中壓延面之結晶粒的長寬比為2以下。
如請求項1至5中任一項之純銅板，其中進行於800℃保持1小時的熱處理後之結晶粒徑為100μm以上300μm以下之範圍內。
如請求項1至5中任一項之純銅板，其中於800℃以上加熱而與陶瓷基板接合後之結晶粒徑為100μm以上300μm以下之範圍內。
如請求項1至7中任一項之純銅板，其中進行於800℃保持1小時之熱處理後其50mm×50mm的範圍內之最大結晶粒徑d_max 與平均結晶粒徑d_ave 之比率d_max /d_ave 為10以下。
如請求項1至8中任一項之純銅板，其拉伸強度為500MPa以下。