WO2016158607A1 - 放熱部品用銅合金板及び放熱部品 - Google Patents

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昌泰 西村
靖 真砂
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株式会社神戸製鋼所
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Definitions

  • the present invention relates to a copper alloy plate for a heat dissipation component and a heat dissipation component.
  • the heat dissipating component is for preventing an excessive temperature rise of the electronic component and preventing a thermal runaway of the electronic component to function normally.
  • a pure cylinder having high thermal conductivity a material processed from a material such as stainless steel or a lightweight aluminum alloy having excellent strength and corrosion resistance is used.
  • These heat dissipating parts have not only a heat dissipating function but also a role as a structural member for protecting the electronic parts mounted from external force applied to the electronic equipment.
  • a plate material which is a material of the heat dissipation component, is formed into a heat dissipation component through plastic working such as hem bending (adhesion bending), 90 ° bending, or drawing.
  • the width of the bent portion (the length of the bend line) is about several millimeters or less in the lead frame and the terminal, but in some heat dissipation parts, the width of the bent portion is about 20 mm or more. It is known that the bending workability of the plate material is abruptly lowered as the bending width is increased, and the heat dissipation component plate material is required to have a strict bending workability as compared with the terminal or lead frame plate material.
  • An object of the present invention is to provide a copper alloy plate for heat dissipation parts having high strength, excellent bending workability, and heat dissipation.
  • the copper alloy plate for heat-dissipating parts according to the present invention contains Ni: 0.1 to 1.0 mass%, Fe: 0.01 to 0.3 mass%, P: 0.03 to 0.2 mass%, with the balance being Cu. And inevitable impurities, the tensile strength in the rolling parallel direction is 580 MPa or more, the yield strength is 560 MPa or more, the elongation is 6% or more, the tensile strength in the direction perpendicular to the rolling is 600 MPa or more, the yield strength is 580 MPa or more, and the elongation is 3% or more, Conduct 90 ° bend with electrical conductivity of 50% IACS or higher, bend radius R to sheet thickness t ratio R / t of 0.5, and bend line direction perpendicular to rolling direction (ie, perpendicular to rolling direction).
  • the bending limit width is 70 mm or more, and the bending limit width is 20 mm or more when contact bending is performed with the bending line direction being the vertical direction of rolling.
  • the copper alloy further includes one or more of Si, Zn, Sn, Co, Al, Cr, Mg, Mn, Ca, Pb, Ti and Zr in a total of 0.3 mass% or less (including 0 mass%) A). If necessary, a surface coating layer can be formed on the surface of the copper alloy plate by plating or the like to improve the corrosion resistance. As the surface coating layer, one or more of Sn layer, Cu—Sn alloy layer, Ni layer or Ni—Co layer can be considered.
  • the strength as a structural member in particular, the strength to withstand deformation and drop impact property, the bending workability to withstand processing into a complex shape, and the heat dissipation component having high heat dissipation against heat from a semiconductor element, etc.
  • a copper alloy plate can be provided. Moreover, when the said surface coating layer is formed in this copper alloy plate, corrosion resistance improves and it can prevent that the performance as a heat radiating member falls even in a severe environment.
  • the composition of the copper alloy includes Ni: 0.1 to 1.0 mass%, Fe: 0.01 to 0.3 mass%, and P: 0.03 to 0.2 mass%, with the balance being Cu and inevitable impurities.
  • This copper alloy has a total of 0.3 mass% of one or more of Si, Zn, Sn, Co, Al, Cr, Mg, Mn, Ca, Pb, Ti and Zr as subcomponents as necessary. The following (not including 0% by mass) is included.
  • This composition coincides with the copper alloy composition described in Patent Document 1 in the main part.
  • Ni increases the strength of the copper alloy by precipitating an intermetallic compound with P described later. If the Ni content is less than 0.1 mass%, the Ni-P compound is small, and the desired strength cannot be obtained. On the other hand, if the Ni content exceeds 1.0 mass%, a large amount of coarse crystallized Ni—P compound is produced during casting, which deteriorates hot workability. Therefore, the Ni content is 0.1 to 1.0 mass%.
  • the lower limit of the Ni content is preferably 0.3 mass%, more preferably 0.4 mass%, and the upper limit is preferably 0.9 mass%, more preferably 0.8 mass%.
  • Fe increases the strength of the copper alloy by forming an intermetallic compound with Ni and P. It also suppresses the formation of Ni-P compound crystallization and improves hot workability. If the Fe content is less than 0.01 mass%, the above effect is insufficient. On the other hand, when the Fe content exceeds 0.3 mass%, the precipitation of the Fe—P compound is prioritized, and the conductivity decreases due to the influence of solid solution Ni and Fe that did not form a compound with P. Therefore, the Fe content is set to 0.01 to 0.3 mass%.
  • the lower limit of the Fe content is preferably 0.05 mass%, more preferably 0.07 mass%, and the upper limit is preferably 0.2 mass%, more preferably 0.15 mass%.
  • P forms an intermetallic compound with Ni and Fe and precipitates in the parent phase of Cu to improve the strength.
  • the P content is less than 0.03 mass%, the Ni—Fe—P compound is not sufficiently precipitated, and the desired strength cannot be obtained.
  • the P content exceeds 0.2 mass%, a large amount of crystallized Ni—P compound is generated, and the hot workability deteriorates. Therefore, the P content is 0.03 to 0.2 mass%.
  • the lower limit of the P content is preferably 0.06 mass%, more preferably 0.08 mass%, and the upper limit is preferably 0.17 mass%, more preferably 0.15 mass%.
  • Si, Zn, Sn, Co, Al, Cr, Mg, Mn, Ca, Pb, Ti, and Zr added as subcomponents as needed improve the strength of the copper alloy, and further hot rolling during production There is also an effect of improving the property.
  • the total content of one or more of the subcomponents exceeds 0.3 mass%, the strength of the copper alloy is improved, but the electrical conductivity and thermal conductivity are lowered. Therefore, the total content of the subcomponents is 0.3 mass% or less (not including 0 mass%).
  • the heat dissipating member is required to have a strength as a structural member, particularly a strength capable of withstanding deformation and a drop impact. If the tensile strength in the rolling parallel direction of the copper alloy plate is 580 MPa or more, the proof stress is 560 MPa or more, the tensile strength in the direction perpendicular to the rolling is 600 MPa or more, and the proof strength is 580 MPa or more, it is necessary as a structural member even if the heat dissipation member is thinned High strength can be secured.
  • the formability when the heat radiating member is formed from the copper alloy plate by drawing or bending There is no particular problem.
  • the copper alloy plate When forming a heat dissipation member using a copper alloy plate as a material, the copper alloy plate generally requires excellent bending workability.
  • the copper alloy sheet is bent 90 degrees with the ratio R / t of the bending radius R and the sheet thickness t being 0.5 and the bending line direction being the vertical direction of rolling, the bending limit width is 70 mm or more, the bending line If the bending limit width is 20 mm or more when close contact bending is performed in the direction perpendicular to the rolling direction, there is no problem in the manufacture of the heat dissipation component.
  • the bending limit width of the copper alloy plate does not reach the above value, cracks or breaks occur in the bent portion in the process of manufacturing the heat dissipation component, and it becomes difficult to form a complicated shape.
  • the copper alloy plate for the heat radiating member has a conductivity of 50% IACS or more and a heat conductivity of 220 W / m ⁇ K or more.
  • the thermal conductivity can be converted from the electrical conductivity according to the Wiedemann-Franz rule. If the electrical conductivity is 50% IACS or more, the thermal conductivity is 220 W / m ⁇ K or more.
  • the copper alloy sheet according to the present invention can be manufactured by the steps of melt casting, homogenization treatment, hot rolling, cold rolling, recrystallization annealing, cold rolling, multiple aging annealing, and cold rolling. .
  • this process is the same as the conventional manufacturing method (refer patent document 1) except the point which repeats aging annealing in multiple times.
  • the homogenization treatment the ingot is heated to 900 to 1000 ° C. for 0.5 to 5 hours, hot rolling is started at that temperature, and immediately after the hot rolling, rapid cooling is performed at a cooling rate of 20 ° C./second or more (preferably Water-cooled), and after chamfering both surfaces as necessary, cold rolling is performed at an appropriate processing rate.
  • the subsequent recrystallization annealing heating is performed in a temperature range of 650 to 775 ° C. for 10 to 100 seconds.
  • This recrystallization annealing is performed in order to improve the elongation and bending workability of the copper alloy sheet (product).
  • the recrystallization annealing temperature is less than 650 ° C. or the holding time is less than 10 seconds, the recrystallization becomes insufficient, and the bending workability of the copper alloy sheet (product) deteriorates.
  • the recrystallization annealing temperature exceeds 775 ° C.
  • the recrystallized grains become coarse (the average crystal grain size becomes coarser to 10 ⁇ m or more), which is sufficient for a copper alloy plate (product). Strength cannot be obtained.
  • cold rolling is performed as necessary.
  • the processing rate may be appropriately set within a range of 75% or less so that a predetermined processing rate and a product plate thickness can be obtained in finish cold rolling described later.
  • aging annealing is repeated several times.
  • the conditions for aging annealing are all preferably in the range of 350 to 450 ° C. for 1 to 10 hours.
  • the temperature of the aging treatment is less than 350 ° C. or the holding time is less than 1 hour, the precipitation is insufficient and the conductivity of the copper alloy sheet (product) is not improved.
  • the temperature of the aging treatment exceeds 450 ° C. or the holding time exceeds 10 hours, the precipitates become coarse, and sufficient strength cannot be obtained with the copper alloy plate (product).
  • the copper alloy sheet is cooled to room temperature.
  • finish cold rolling is performed to the target thickness.
  • the processing rate is set according to the target product strength.
  • finish cold rolling annealing is performed for a short time if necessary.
  • the conditions for this short time annealing are 250 to 450 ° C. and 20 to 40 seconds.
  • ⁇ Surface coating layer of copper alloy plate> By forming the surface coating layer on the copper alloy plate by plating or the like, the corrosion resistance of the heat dissipating member is improved, and the performance as the heat dissipating member can be prevented from being deteriorated even in a severe environment.
  • an Sn layer As the surface coating layer formed on the surface of the copper alloy plate, an Sn layer is preferable. If the thickness of the Sn layer is less than 0.2 ⁇ m, the corrosion resistance is not sufficiently improved, and if it exceeds 5 ⁇ m, the productivity is lowered and the cost is increased. Therefore, the thickness of the Sn layer is set to 0.2 to 5 ⁇ m.
  • the Sn layer includes Sn metal and Sn alloy.
  • a Cu—Sn alloy layer can be formed under the Sn layer having a thickness of 0.2 to 5 ⁇ m. If the thickness of the Cu—Sn alloy layer exceeds 3 ⁇ m, the bending workability deteriorates, so the thickness of the Cu—Sn alloy layer is set to 3 ⁇ m or less.
  • a Ni layer or a Ni—Co alloy layer can be further formed as a base layer under the Cu—Sn alloy layer. If the thickness of the Ni layer or the Ni—Co alloy layer exceeds 3 ⁇ m, the bending workability deteriorates. Therefore, the thickness of the Ni layer or the Ni—Co alloy layer is set to 3 ⁇ m or less.
  • a Ni layer or a Ni—Co alloy layer, and a Cu—Sn alloy layer can be formed in this order.
  • the thicknesses of the Ni layer, the Ni—Co alloy layer, and the Cu—Sn alloy layer are all 3 ⁇ m or less from the viewpoint of preventing deterioration of bending workability.
  • any one of a Ni layer and a Ni—Co alloy layer can be formed. These coating layers are all set to 3 ⁇ m or less from the viewpoint of preventing deterioration of bending workability.
  • Each of the coating layers can be formed by electroplating, reflow plating, electroless plating, sputtering, or the like.
  • the Cu—Sn alloy layer can be formed by Sn plating on the copper alloy base material, or by performing reflow treatment after Cu plating and Sn plating on the copper alloy base material and reacting Cu and Sn (for example, refer to JP 2004-68026 A).
  • the heating conditions for the reflow process are 230 to 600 ° C. ⁇ 5 to 30 seconds.
  • a copper alloy having the composition shown in 1-21 was melted and melted in an ingot in the air with an electric furnace in a thickness of 50 mm, a length of 80 mm, and a width of 200 mm. Thereafter, the ingot was heated at 950 ° C. for 1 hour, then hot-rolled to a thickness of 15 mm, and immediately immersed in water and rapidly cooled. Next, the surface of the hot rolled material was chamfered to remove the oxide film, and then cold rolled to a thickness of 1.0 mm. Subsequently, recrystallization annealing was performed at 750 ° C. for 60 seconds. The average crystal grain size (measured by the cutting method defined in JISH0501) measured on the plate surface after recrystallization annealing was less than 10 ⁇ m.
  • JIS No. 5 test specimens were collected so that the longitudinal direction was parallel and perpendicular to the rolling direction, and a tensile test was conducted based on the provisions of JISZ2241, and the parallel direction ( ⁇ ) and vertical direction ( The tensile strength, proof stress and elongation of ii) were measured.
  • ⁇ Bending limit width of 90-degree bending> Square specimens with different widths of 30 mm in length and 10 to 100 mm in width (widths of 10, 15, 20, 25 ... and up to 100 mm in width every 5 mm) from the test material (three for each width) It was created. The direction of the 30 mm long side of the test piece was made parallel to the rolling direction of the specimen. Using this test piece, the V-shaped block 1 and the metal fitting 2 shown in FIG. 1 are set in a hydraulic press, the ratio R / t of the bending radius R to the plate thickness t is set to 0.5, and the bending line (the surface of FIG.
  • the direction perpendicular to the width direction of the test piece 3 was set as the width direction of the test piece 3 (Good Way bending), and bending was performed at 90 degrees.
  • the width of the V-shaped block 1 and the metal fitting 2 was 120 mm.
  • the load of the hydraulic press was 1000 kgf (9800 N) per 10 mm width of the test piece. After the bending test, the entire outer length of the bent portion of the test piece was observed with a 100 ⁇ optical microscope, and when no crack was observed in any of the three test pieces, it was determined to be acceptable, and the others were determined to be unacceptable. .
  • the maximum width of the test specimen that passed was taken as the bending limit width of the specimen.
  • ⁇ Bending limit width of contact bending> In the same manner as the 90-degree bending test, a rectangular shape with a width of 30 mm and a width of 5 to 50 mm (width 5, 10, 15, 20,. Test specimens (three for each width) were prepared. The direction of the 30 mm long side of the test piece was made parallel to the rolling direction. Using this test piece, the ratio R / t of the bending radius R to the plate thickness t is 2.0, the direction of the bending line is the width direction of the test piece (Good Way), and approximately 170 degrees according to the JISZ2248 specification. After bending to close, bending was performed.
  • No. No. 10 has insufficient Ni content and low strength.
  • No. In No. 11 the Ni content was excessive, a large amount of Ni—P compound was crystallized, and cracking occurred during hot rolling, and the subsequent steps could not be performed.
  • No. In No. 12 the Fe content was insufficient, a large amount of Ni—P compound was crystallized, and cracking occurred during hot rolling, and the subsequent steps could not be performed.
  • No. No. 13 has a low electrical conductivity and thermal conductivity because the Fe content is excessive.
  • No. 14 the P content was excessive, a large amount of Ni—P compound was crystallized, and cracking occurred during hot rolling, and the subsequent steps could not be performed.
  • No. No. 15 has insufficient P content and low strength.
  • No. Nos. 16 to 18 have an excessive content of subcomponents, have low electrical conductivity and thermal conductivity, and have a small bending limit width.
  • No. 19 to 21 are conventional process materials that have been subjected to aging annealing only once, and the bending limit width is insufficient.
  • No. 22 has a low electrical conductivity and thermal conductivity, and is a commercially available aluminum alloy plate
  • No. 23 has low strength and low electrical conductivity and thermal conductivity.
  • No. 1 in Table 1 Two copper alloy strips (product plate) are used as test materials, and one or more of Ni plating, Cu plating, Sn plating, Cu—Sn plating, and Ni—Co alloy plating are provided on the surface with a predetermined thickness. I gave it.
  • the plating bath composition and plating conditions for each plating are shown in Table 3, and the thickness of each plating layer is shown in Table 4.
  • No. Nos. 24 to 26, 29, 30 and 32 to 35 have been subjected to reflow treatment after electroplating, and the thickness of each plating layer is that after reflow treatment.
  • No. The Cu-Sn layers 24 to 26, 29, 30 and 32 to 35 are formed by reacting Cu of Cu plating and Sn of Sn plating by a reflow process. The Cu plating disappeared by the reflow process.
  • each plating layer was measured as follows. ⁇ Sn layer> First, the total thickness of Sn layer (total thickness of Sn layer including Cu—Sn alloy layer) is measured using a fluorescent X-ray film thickness meter (Seiko Electronics Co., Ltd .; model SFT3200). Thereafter, the substrate is immersed in a stripping solution containing p-nitrophenol and caustic soda as main components for 10 minutes, and after the Sn layer is stripped, the amount of Sn in the Cu—Sn alloy layer is measured using a fluorescent X-ray film thickness meter. The Sn layer thickness was calculated by subtracting the Sn amount in the Cu—Sn alloy layer from the Sn layer total thickness thus determined.
  • ⁇ Cu-Sn alloy layer> After dipping in a stripping solution containing p-nitrophenol and caustic soda as main components for 10 minutes and stripping the Sn layer, the amount of Sn in the Cu—Sn alloy layer is measured using a fluorescent X-ray film thickness meter. The thickness of the Cu—Sn alloy layer is the Sn equivalent thickness.
  • Test pieces were prepared from each of the specimens 24 to 36, and the corrosion resistance and bending workability were measured as follows. ⁇ Corrosion resistance> Corrosion resistance was evaluated by a salt spray test. Using 99.0% deionized water (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) containing 5% by mass of NaCl, the test conditions were: test temperature: 35 ° C. ⁇ 1 ° C., spray solution PH: 6.5 to 7.2 The spraying pressure was 0.07 to 0.17 MPa (0.098 ⁇ 0.01 MPa), and after spraying for 72 hours, it was washed with water and dried. Subsequently, the surface of the test piece was observed with a stereomicroscope, and the presence or absence of corrosion (base metal corrosion and spot corrosion on the plating surface) was observed.
  • the plating layer thickness deviates from the definition of the present invention.
  • base metal corrosion was observed in the salt spray test, or cracking occurred in the plating in the bending workability test.
  • the Sn layer was thin, and the base metal corrosion occurred.
  • the Cu—Sn alloy layer or Ni layer was thick, and cracking occurred in the plating in the bending test.
  • Aspect 1 Ni: 0.1 to 1.0 mass%, Fe: 0.01 to 0.3 mass%, P: 0.03 to 0.2 mass%, the balance is made of Cu and inevitable impurities, and the tensile strength in the rolling parallel direction Is 580 MPa or more, yield strength is 560 MPa or more, elongation is 6% or more, tensile strength in the direction perpendicular to rolling is 600 MPa or more, yield strength is 580 MPa or more, elongation is 3% or more, conductivity is 50% IACS or more, bending radius R and Adherence with a bending limit of 70 mm or more and a bending line direction of the vertical direction of rolling when the 90 ° bending is performed with the ratio R / t of the sheet thickness t being 0.5 and the direction of the bending line being the vertical direction of rolling.
  • a copper alloy sheet for heat dissipation parts wherein a bending limit width when bending is 20 mm or more.
  • Aspect 2 contains one or more of Si, Zn, Sn, Co, Al, Cr, Mg, Mn, Ca, Pb, Ti and Zr in a total of 0.3 mass% or less (excluding 0 mass%).
  • the copper alloy plate for heat radiating components described in the aspect 1 characterized by these.
  • Aspect 3 The copper alloy sheet for heat dissipation components described in the aspect 1 or 2, wherein the aging annealing is repeated a plurality of times as part of the manufacturing process.
  • Aspect 4 4.
  • Aspect 5 The copper for heat dissipation component according to any one of aspects 1 to 3, wherein an Sn layer having a thickness of 0.2 to 5 ⁇ m is formed on the surface.
  • Aspect 5 The copper for heat dissipation component according to any one of aspects 1 to 3, wherein a Cu—Sn alloy layer having a thickness of 3 ⁇ m or less and a Sn layer having a thickness of 0.2 to 5 ⁇ m are formed in this order on the surface. Alloy plate.
  • a Ni layer or Ni—Co alloy layer having a thickness of 3 ⁇ m or less, a Cu—Sn alloy layer having a thickness of 3 ⁇ m or less, and a Sn layer having a thickness of 0.2 to 5 ⁇ m are formed in this order on the surface.
  • a heat dissipating part produced by processing the copper alloy plate for heat dissipating part described in any one of aspects 1 to 8.

Abstract

　高強度、優れた曲げ加工性、及び放熱性を有する放熱部品用銅合金板を提供する。　Ｎｉ：０．１～１．０ｍａｓｓ％、Ｆｅ：０．０１～０．３ｍａｓｓ％、Ｐ：０．０３～０．２ｍａｓｓ％を含み、残部がＣｕ及び不可避不純物からなる銅合金板。圧延平行方向の引張強度が５８０ＭＰａ以上、耐力が５６０ＭＰａ以上、伸びが６％以上、圧延直角方向の引張強度が６００ＭＰａ以上、耐力が５８０ＭＰａ以上、伸びが３％以上であり、導電率が５０％ＩＡＣＳ以上、曲げ半径Ｒと板厚ｔの比Ｒ／ｔを０．５とし曲げ線の方向を圧延垂直方向とした９０度曲げを行ったときの曲げ加工限界幅が７０ｍｍ以上、曲げ線の方向を圧延垂直方向とした密着曲げを行ったときの曲げ加工限界幅が２０ｍｍ以上である。

Description

放熱部品用銅合金板及び放熱部品
　本発明は、放熱部品用銅合金板及び放熱部品に関する。
　パソコン、タブレット端末、スマートフォン、携帯電話、デジタルカメラ及びデジタルビデオカメラ等の電子機器には、搭載されているＣＰＵ、液晶及び撮像素子等の電子部品から発生する熱を放散させる放熱部品が使用されている。放熱部品は、電子部品の過度の温度上昇を防止し、電子部品の熱暴走を防止して正常に機能させるためのものである。放熱部品として、熱伝導性の高い純胴、強度と耐食性に優れるステンレス鋼又は軽量のアルミニウム合金等の素材を加工したものが使用されている。これらの放熱部品は放熱機能だけでなく、電子機器に加わる外力から搭載された電子部品を保護する構造部材としての役割も担っている。
　電子機器に搭載される電子部品には高速化及び高機能化が求められ、電子部品の高密度化が常に進展している。そのため、電子部品の発熱量は急速に増大している。また、電子機器の小型化、薄型化及び軽量化の要求の下で、放熱部品にも薄肉化が要求されている。しかし、放熱部品を薄肉化した場合でも、放熱性能及び構造強度の維持が求められている。
　放熱部品の素材である板材は、ヘム曲げ（密着曲げ）、９０°曲げ又は絞り等の塑性加工を経て放熱部品に成形される。曲げ加工において、リードフレーム及び端子では曲げ部の幅（曲げ線の長さ）は数ミリ程度以下であるが、放熱部品においては曲げ部の幅が２０ｍｍ程度以上の大きいものもある。曲げ幅が大きくなるほど、板材の曲げ加工性が急激に低下することが知られており、放熱部品用板材には端子又はリードフレーム用板材と比べて、厳しい曲げ加工性が要求される。
　放熱部品の素材として純銅は、熱伝導性には優れるものの強度が小さく、放熱部品を薄肉化することができない。ステンレス鋼は熱伝導率が低く（２～３％ＩＡＣＳ）、放熱量が大きい電子部品用放熱部品として適用できない。アルミニウム合金は、強度と熱伝導性がともに不十分である。一方、銅合金は、強度及び導電性に優れるものは多い（例えば特許文献１～３参照）が、幅広の曲げ加工が可能であるものはなかった。
特開２００１－３３５８６４号公報 特開２０１３－２０４０８３号公報 特開２０１２－２０７２６１号公報
　本発明は、高強度、優れた曲げ加工性、及び放熱性を有する放熱部品用銅合金板を提供することを目的とする。
　本発明に係る放熱部品用銅合金板は、Ｎｉ：０．１～１．０ｍａｓｓ％、Ｆｅ：０．０１～０．３ｍａｓｓ％、Ｐ：０．０３～０．２ｍａｓｓ％を含み、残部がＣｕ及び不可避不純物からなり、圧延平行方向の引張強度が５８０ＭＰａ以上、耐力が５６０ＭＰａ以上、伸びが６％以上、圧延直角方向の引張強度が６００ＭＰａ以上、耐力が５８０ＭＰａ以上、伸びが３％以上であり、導電率が５０％ＩＡＣＳ以上、曲げ半径Ｒと板厚ｔの比Ｒ／ｔを０．５とし曲げ線の方向を圧延垂直方向（すなわち、圧延方向に垂直な方向）とした９０度曲げを行ったときの曲げ加工限界幅が７０ｍｍ以上、曲げ線の方向を圧延垂直方向とした密着曲げを行ったときの曲げ加工限界幅が２０ｍｍ以上であることを特徴とする。
　上記銅合金は、さらにＳｉ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｃａ、Ｐｂ、Ｔｉ及びＺｒの１種又は２種以上を合計で０．３ｍａｓｓ％以下（０質量％を含まず）、含有することができる。
　上記銅合金板の表面に、必要に応じてめっき等により表面被覆層を形成し、耐食性を向上させることができる。表面被覆層として、Ｓｎ層、Ｃｕ－Ｓｎ合金層、Ｎｉ層又はＮｉ－Ｃｏ層のうち１層又は複数層が考えられる。
　本発明によれば、構造部材としての強度、特に変形及び落下衝撃性に耐える強度、複雑形状への加工に耐えうる曲げ加工性、及び半導体素子等からの熱に対する高放熱性を有する放熱部品用銅合金板を提供することができる。また、この銅合金板に前記表面被覆層を形成した場合、耐食性が向上し、過酷な環境下においても放熱部材としての性能が低下するのを防止できる。
実施例の９０度曲げ試験の試験方法を説明する図である。
　以下、本発明に係る放熱部品用銅合金板について、詳細に説明する。
＜銅合金板の組成＞
　銅合金の組成は、Ｎｉ：０．１～１．０ｍａｓｓ％、Ｆｅ：０．０１～０．３ｍａｓｓ％、Ｐ：０．０３～０．２ｍａｓｓ％を含み、残部がＣｕ及び不可避不純物からなる。この銅合金は、必要に応じて副成分として、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｃａ、Ｐｂ、Ｔｉ及びＺｒの１種又は２種以上を合計で０．３ｍａｓｓ％以下（０質量％を含まず）含む。この組成は、特許文献１に記載された銅合金組成と主要部分で一致する。
　Ｎｉは、後述するＰとの金属間化合物を析出することで、銅合金を高強度化する。Ｎｉ含有量が０．１ｍａｓｓ％未満では、Ｎｉ－Ｐ化合物が少ないため、所望の強度が得られない。一方、Ｎｉ含有量が１．０ｍａｓｓ％を超えると、鋳造時に粗大なＮｉ－Ｐ化合物の晶出物が多量に生成し、熱間加工性を劣化させる。従って、Ｎｉ含有量は０．１～１．０ｍａｓｓ％とする。Ｎｉ含有量の下限は好ましくは０．３ｍａｓｓ％、より好ましくは０．４ｍａｓｓ％、上限は好ましくは０．９ｍａｓｓ％、より好ましくは０．８ｍａｓｓ％である。
　Ｆｅは、Ｎｉ及びＰとの金属間化合物を形成することで、銅合金を高強度化させる。また、Ｎｉ－Ｐ化合物の晶出物の生成を抑制し、熱間加工性を改善する。Ｆｅ含有量が０．０１ｍａｓｓ％未満では、上記効果が不十分である。一方、Ｆｅ含有量が０．３ｍａｓｓ％を超えると、Ｆｅ－Ｐ化合物の析出が優先となり、Ｐと化合物を形成しなかった固溶Ｎｉ及びＦｅの影響により、導電率が低下する。従って、Ｆｅ含有量は０．０１～０．３ｍａｓｓ％とする。Ｆｅ含有量の下限は好ましくは０．０５ｍａｓｓ％、より好ましくは０．０７ｍａｓｓ％、上限は好ましくは０．２ｍａｓｓ％、より好ましくは０．１５ｍａｓｓ％である。
　Ｐは、Ｎｉ及びＦｅとの金属間化合物を形成し、Ｃｕの母相に析出して、強度を向上させる。Ｐ含有量が０．０３ｍａｓｓ％未満では、Ｎｉ－Ｆｅ－Ｐ化合物の析出が十分でなく、所望の強度が得られない。一方、Ｐ含有量が０．２ｍａｓｓ％を超えると、Ｎｉ－Ｐ化合物の晶出物が多量に発生し、熱間加工性が劣化する。従って、Ｐ含有量は０．０３～０．２ｍａｓｓ％とする。Ｐ含有量の下限は好ましくは０．０６ｍａｓｓ％、より好ましくは０．０８ｍａｓｓ％、上限は好ましくは０．１７ｍａｓｓ％、より好ましくは０．１５ｍａｓｓ％である。
　副成分として必要に応じて添加されるＳｉ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｃａ、Ｐｂ、Ｔｉ及びＺｒは、銅合金の強度を向上させ、さらに製造時の熱間圧延性を向上させる作用もある。しかし、上記副成分の１種又は２種以上の合計含有量が０．３ｍａｓｓ％を超えると、銅合金の強度は向上するものの、導電率及び熱伝導性が低下する。従って、上記副成分の合計含有量は０．３ｍａｓｓ％以下（０質量％を含まず）とする。
＜銅合金板の特性＞
　放熱部材には、構造部材としての強度、特に変形及び落下衝撃に耐える強度が必要とされる。銅合金板の圧延平行方向の引張強度が５８０ＭＰａ以上、耐力が５６０ＭＰａ以上、かつ圧延直角方向の引張強度が６００ＭＰａ以上、耐力が５８０ＭＰａ以上であれば、放熱部材を薄肉化しても、構造部材として必要な強度が確保できる。また、銅合金板の圧延平行方向の伸びが６％以上、かつ圧延直角方向の伸びが３％以上であれば、銅合金板から放熱部材を絞り加工又は曲げ加工で成形する場合の成形加工性に特に問題が生じない。
　銅合金板を素材として放熱部材を成形する場合、一般に銅合金板には優れた曲げ加工性が必要とされる。銅合金板を、曲げ半径Ｒと板厚ｔの比Ｒ／ｔを０．５とし曲げ線の方向を圧延垂直方向とした９０度曲げを行ったときの曲げ加工限界幅が７０ｍｍ以上、曲げ線の方向を圧延垂直方向とした密着曲げを行ったときの曲げ加工限界幅が２０ｍｍ以上であれば、放熱部品の製造に支障が生じない。銅合金板の曲げ加工限界幅が上記の値に達しない場合、放熱部品を製造するプロセスで曲げ加工部にクラック又は破断が発生し、複雑形状への成形が困難となる。
　半導体素子等から発生する熱を吸収し、外部に放散させるには、放熱部材用銅合金板の導電率が５０％ＩＡＣＳ以上、熱伝導率が２２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。なお、熱伝導率は、Ｗｉｅｄｅｍａｎｎ－Ｆｒａｎｚ則より、導電率から換算でき、導電率が５０％ＩＡＣＳ以上であれば、熱伝導率は２２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上となる。
＜銅合金板の製造工程＞
　本発明に係る銅合金板は、溶解鋳造、均質化処理、熱間圧延、冷間圧延、再結晶焼鈍、冷間圧延、複数回の時効焼鈍、及び冷間圧延の工程で製造することができる。なお、この工程は、時効焼鈍を複数回繰り返し行う点を除いて、従来の製造方法（特許文献１参照）と同じである。
　均質化処理では鋳塊を９００～１０００℃に０．５～５時間加熱し、その温度で熱間圧延を開始し、熱間圧延後、直ちに２０℃／秒以上の冷却速度で急冷（好ましくは水冷）し、必要に応じて両面を面削後、適宜の加工率で冷間圧延を行う。
　続く再結晶焼鈍は、６５０～７７５℃の温度範囲に１０～１００秒加熱する。この再結晶焼鈍は、銅合金板（製品）の伸び及び曲げ加工性を改善するために行われる。再結晶焼鈍の温度が６５０℃未満又は保持時間が１０秒未満では、再結晶が不十分となり、銅合金板（製品）の曲げ加工性が劣化する。一方、再結晶焼鈍の温度が７７５℃を超え又は保持時間が１００秒を超えると、再結晶粒が粗大化し（平均結晶粒径が１０μｍ以上に粗大化）、銅合金板（製品）において十分な強度が得られない。
　再結晶焼鈍後、必要に応じて冷間圧延を行う。この冷間圧延を行う場合、その加工率は、後述する仕上げ冷間圧延において所定の加工率及び製品板厚が得られるように、７５％以下の範囲内で適宜設定すればよい。
　続いて時効焼鈍を複数回繰り返して行う。時効焼鈍の条件は、いずれも３５０～４５０℃で１～１０時間の範囲内であることが好ましい。時効処理の温度が３５０℃未満又は保持時間が１時間未満では、析出が不十分であり、銅合金板（製品）の導電率が向上しない。一方、時効処理の温度が４５０℃を超え又は保持時間が１０時間を超えると、析出物が粗大化し、銅合金板（製品）で十分な強度が得られない。各時効焼鈍後は、銅合金板材は室温まで冷却される。このように製造工程の一部として時効焼鈍を複数回繰り返すことで、組織（結晶粒のサイズ及び方位等）が均一化され、曲げ加工性が向上し、９０度曲げの曲げ加工限界幅及び密着曲げの加工限界幅の大きい本発明に係る銅合金板を製造できる。なお、従来は、時効焼鈍は１回だけ行われていた（特許文献１参照）。
　時効焼鈍後、目標板厚まで仕上げの冷間圧延を行う。加工率は目標とする製品強度に応じて設定する。
　仕上げ冷間圧延後、必要に応じて短時間焼鈍を行う。この短時間焼鈍の条件は、２５０～４５０℃で２０～４０秒間とする。この条件で短時間焼鈍を行うことにより、仕上げ冷間圧延で導入された歪みが除去される。また、この条件であれば材料の軟化がなく強度の低下が少ない。
＜銅合金板の表面被覆層＞
　銅合金板にめっき等により表面被覆層を形成することにより、放熱部材の耐食性が向上し、過酷な環境下においても放熱部材としての性能が低下するのを防止できる。
　銅合金板の表面に形成する表面被覆層として、Ｓｎ層が好ましい。Ｓｎ層の厚さが０．２μｍ未満では、耐食性の改善が十分ではなく、５μｍを超えると生産性が低下し、コストアップとなる。従って、Ｓｎ層の厚さは０．２～５μｍとする。Ｓｎ層は、Ｓｎ金属及びＳｎ合金を含む。
　厚さ０．２～５μｍのＳｎ層の下に、Ｃｕ－Ｓｎ合金層を形成することができる。Ｃｕ－Ｓｎ合金層の厚さが３μｍを超えると、曲げ加工性が低下するため、Ｃｕ－Ｓｎ合金層の厚さは３μｍ以下とする。この場合、Ｃｕ－Ｓｎ合金層の下に、下地層としてさらにＮｉ層又はＮｉ－Ｃｏ合金層を形成することができる。Ｎｉ層又はＮｉ－Ｃｏ合金層の厚さが３μｍを超えると、曲げ加工性が低下するため、Ｎｉ層又はＮｉ－Ｃｏ合金層の厚さは３μｍ以下とする。
　表面被覆層として、Ｎｉ層又はＮｉ－Ｃｏ合金層、及びＣｕ－Ｓｎ合金層をこの順に形成することができる。Ｎｉ層又はＮｉ－Ｃｏ合金層、及びＣｕ－Ｓｎ合金層の厚さは、曲げ加工性の劣化を防止するとの観点から、いずれも３μｍ以下とする。
　表面被覆層として、Ｎｉ層又はＮｉ－Ｃｏ合金層のいずれか１層を形成することができる。これらの被覆層は、曲げ加工性の劣化を防止するとの観点から、いずれも３μｍ以下とする。
　上記各被覆層は、電気めっき、リフローめっき、無電解めっき又はスパッタ等により形成することができる。Ｃｕ－Ｓｎ合金層は、銅合金母材にＳｎめっきをし、又は銅合金母材にＣｕめっき及びＳｎめっきをした後リフロー処理等を行い、ＣｕとＳｎを反応させて形成することができる（例えば特開２００４－６８０２６号公報参照）。リフロー処理の加熱条件は、２３０～６００℃×５～３０秒とする。
　表１のＮｏ．１～２１に示す組成の銅合金を溶解し、電気炉により大気中で、厚さ５０ｍｍ、長さ８０ｍｍ及び幅２００ｍｍの鋳塊に溶製した。その後、この鋳塊を９５０℃で１時間加熱した後、厚さ１５ｍｍまで熱間圧延し、直ちに水中に浸漬して急冷した。次に、熱間圧延材の表面を面削して酸化膜を除去した後、厚さ１．０ｍｍまで冷間圧延を行った。続いて、７５０℃×６０秒間の再結晶焼鈍を行った。なお、再結晶焼鈍後に板表面で測定した平均結晶粒径（ＪＩＳＨ０５０１に規定された切断法で測定）は、いずれも１０μｍ未満であった。
　次いで加工率４０％の冷間圧延を行った後、Ｎｏ．１～１８については時効焼鈍を２回繰り返し行い、Ｎｏ．１９～２１については時効焼鈍を１回のみ行った。Ｎｏ．１～１８において、１回目の時効焼鈍は３７５℃×５時間の条件で行い、いったん室温まで冷却した後、２回目の時効焼鈍を４２５℃×２時間の条件で行った。Ｎｏ．１９～２１の時効焼鈍は４００℃×５時間の条件で行った。続いて、希硫酸液で表面酸化物を除去した後、加工率６７％で目標板厚の０．２ｍｍまで仕上げ冷間圧延を行った。
　仕上げ冷間圧延後、３５０℃で３０秒間の短時間焼鈍を行った。
　以上の工程で得られた銅合金条（製品板）と、市販のステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４）及びアルミニウム合金（５０５２（Ｈ３８））を供試材として、機械的特性、導電率及び曲げ限界幅を下記要領で測定した。また、Ｗｉｅｄｅｍａｎｎ－Ｆｒａｎｚ則により、導電率から熱伝導率を算出した。これらの結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
＜機械的特性＞
　各供試材から、長手方向が圧延方向に平行及び垂直となるようにＪＩＳ５号試験片を採取し、ＪＩＳＺ２２４１の規定に基づいて引張試験を行い、圧延方向に平行方向（∥）及び垂直方向（⊥）の引張強度、耐力及び伸びを測定した。
＜導電率＞
　導電率は、ＪＩＳＨ０５０５の規定に基づいて測定した。
＜９０度曲げの曲げ限界幅＞
　供試材から、長さ３０ｍｍ、幅１０～１００ｍｍ（幅１０、１５、２０、２５・・・と５ｍｍおきに１００ｍｍ幅まで）の幅の異なる４角形の試験片（各幅ごとに３個）を作成した。試験片の長さ３０ｍｍの辺の方向が供試材の圧延方向に平行となるようにした。この試験片を用い、図１に示すＶ字ブロック１及び押し金具２を油圧プレスにセットし、曲げ半径Ｒと板厚ｔの比Ｒ／ｔを０．５とし、曲げ線（図１の紙面に垂直方向）の方向を試験片３の幅方向とし（Ｇｏｏｄ Ｗａｙ曲げ）、９０度曲げを行った。Ｖ字ブロック１及び押し金具２の幅（図１の紙面に垂直方向の厚み）は１２０ｍｍとした。また、油圧プレスの荷重は、試験片の幅１０ｍｍあたり１０００ｋｇｆ（９８００Ｎ）とした。
　曲げ試験後、試験片の曲げ部外側全長を１００倍の光学顕微鏡で観察し、３個の試験片の全てで１箇所も割れが観察されなかった場合を合格、それ以外を不合格と判定した。合格した試験片の最大幅を、その供試材の曲げ限界幅とした。
＜密着曲げの曲げ限界幅＞
　９０度曲げ試験と同様の方法で、供試材から、長さ３０ｍｍ、幅５～５０ｍｍ（幅５、１０、１５、２０・・・と５ｍｍおきに５０ｍｍ幅まで）の幅の異なる４角形の試験片（各幅ごとに３個）を作成した。試験片の長さ３０ｍｍの辺の方向が圧延方向に平行となるようにした。この試験片を用い、曲げ半径Ｒと板厚ｔの比Ｒ／ｔを２．０とし、曲げ線の方向を試験片の幅方向とし（Ｇｏｏｄ Ｗａｙ）、ＪＩＳＺ２２４８の規定に倣って、おおよそ１７０度まで曲げた後、密着曲げを行った。
　曲げ試験後、曲げ部における割れの有無を１００倍の光学顕微鏡で観察し、３個の試験片の全てで１箇所も割れが観察されなかった場合を合格、それ以外を不合格と判定した。合格した試験片の最大幅を、その供試材の曲げ限界幅とした。
　表１及び２に示すように、本発明に規定された合金組成を有し、製造工程の一部として時効焼鈍を２回繰り返して行ったＮｏ．１～９は、引張強度、耐力、伸び、導電率、９０度曲げ及び密着曲げの曲げ限界幅が本発明の規定を満たす。
　一方、本発明に規定された合金組成を有しないＮｏ．１０～１８、及び製造工程の一部として時効焼鈍を１回のみ行ったＮｏ．１９～２１は、引張強度、耐力、伸び、導電率、９０度曲げ及び密着曲げの曲げ限界幅のいずれか１以上が本発明の規定を満たさない。
　Ｎｏ．１０は、Ｎｉ含有量が不足で、強度が低い。
　Ｎｏ．１１は、Ｎｉ含有量が過剰で、Ｎｉ－Ｐ化合物が多く晶出し、熱間圧延時に割れが発生して、以後の工程が実施できなかった。
　Ｎｏ．１２は、Ｆｅ含有量が不足で、Ｎｉ－Ｐ化合物が多く晶出し、熱間圧延時に割れが発生して、以後の工程が実施できなかった。
　Ｎｏ．１３は、Ｆｅ含有量が過剰なため、導電率及び熱伝導率が低い。
　Ｎｏ．１４は、Ｐ含有量が過剰で、Ｎｉ－Ｐ化合物が多く晶出し、熱間圧延時に割れが発生して、以後の工程が実施できなかった。
　Ｎｏ．１５は、Ｐ含有量が不足で、強度が低い。
　Ｎｏ．１６～１８は、いずれも副成分の含有量が過剰で、導電率及び熱伝導率が低く、曲げ限界幅が小さい。
　Ｎｏ．１９～２１は、時効焼鈍を１回のみ行った従来工程材であり、曲げ限界幅が不足する。
　また、市販のステンレス鋼板であるＮｏ．２２は、導電率及び熱伝導率が低く、市販のアルミニウム合金板であるＮｏ．２３は、強度が低く、導電率及び熱伝導率が低い。
　次に、表１のＮｏ．２の銅合金条（製品板）を供試材とし、表面にＮｉめっき、Ｃｕめっき、Ｓｎめっき、Ｃｕ－Ｓｎめっき及びＮｉ－Ｃｏ合金めっきの１種又は２種以上を、それぞれ所定の厚さで施した。各めっきのめっき浴組成及びめっき条件を表３に、各めっき層の厚さを表４に示す。なお、表４のＮｏ．２４～２６，２９，３０及び３２～３５は、電気めっき後リフロー処理を施したもので、各めっき層の厚さはリフロー処理後のものである。Ｎｏ．２４～２６，２９，３０及び３２～３５のＣｕ－Ｓｎ層は、リフロー処理により、ＣｕめっきのＣｕとＳｎめっきのＳｎが反応して形成されたものである。なお、このＣｕめっきは、リフロー処理により消滅した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　各めっき層の厚さは下記要領で測定した。
＜Ｓｎ層＞
　まず、蛍光Ｘ線膜厚計（セイコー電子工業株式会社；型式ＳＦＴ３２００）を用いてＳｎ層合計厚さ（Ｃｕ－Ｓｎ合金層を含むＳｎ層合計厚さ）を測定する。その後、ｐ－ニトロフェノール及び苛性ソーダを主成分とする剥離液に１０分間浸漬し、Ｓｎ層を剥離後、蛍光Ｘ線膜厚計を用いて、Ｃｕ－Ｓｎ合金層中のＳｎ量を測定する。このようにして求めたＳｎ層合計厚さからＣｕ－Ｓｎ合金層中のＳｎ量を引くことにより、Ｓｎ層厚さを算出した。
＜Ｃｕ－Ｓｎ合金層＞
　ｐ－ニトロフェノール及び苛性ソーダを主成分とする剥離液に１０分間浸漬し、Ｓｎ層を剥離後、蛍光Ｘ線膜厚計を用いて、Ｃｕ－Ｓｎ合金層中のＳｎ量を測定する。Ｃｕ－Ｓｎ合金層の厚さはＳｎ換算厚さである。
＜Ｎｉ層、Ｃｏ層、Ｎｉ－Ｃｏ合金層＞
　Ｎｉ層、Ｃｏ層及びＮｉ－Ｃｏ合金層の厚さは、蛍光Ｘ線膜厚計を用いて測定した。
　Ｎｏ．２４～３６の各供試材から試験片を作成し、耐食性及び曲げ加工性を下記要領で測定した。
＜耐食性＞
　耐食性は、塩水噴霧試験にて評価した。５質量％のＮａＣｌを含む９９．０％脱イオン水（和光純薬工業株式会社製）を用い、試験条件は、試験温度：３５℃±１℃、噴霧液ＰＨ：６．５～７．２及び噴霧圧力：０．０７～０．１７ＭＰａ（０．０９８±０．０１ＭＰａ）とし、７２時間噴霧後に水洗及び乾燥した。続いて実体顕微鏡にて試験片の表面を観察し、腐食（母材腐食とめっき表面の点状腐食）の有無を観察した。
＜めっきの曲げ加工性評価＞
　供試材から、長さ３０ｍｍ及び幅２０ｍｍの４角形の試験片（各幅ごとに３個）を作成した。試験片の長さ３０ｍｍの辺の方向が供試材（母材）の圧延方向に平行となるようにした。この試験片を用い、図１に示すＶ字ブロック１及び押し金具２を油圧プレスにセットし、曲げ半径Ｒと板厚ｔの比Ｒ／ｔを２．０とし、曲げ線の方向を母材の圧延方向に垂直方向に向け、９０度曲げを行った。油圧プレスの荷重は、試験片の幅１０ｍｍあたり１０００ｋｇｆ（９８００Ｎ）とした。
　曲げ試験後、試験片の曲げ部外側全長を１００倍の光学顕微鏡で観察し、３個の試験片の全てで１箇所も割れが観察されなかった場合を割れ無し、１箇所でも割れが観察された場合を割れ有りと判定した。
　表４に示すように、本発明に規定されためっき構成及び各めっき層厚さを有するＮｏ．２４～３３は、塩水噴霧試験で母材腐食が観察されず、曲げ加工性試験で割れが発生しなかった。なお、Ｎｉ層又はＮｉ－Ｃｏ合金層からなる下地層が形成されていないＮｏ．２６、及びＳｎ層が残留せずＣｕ－Ｓｎ合金層が表面に露出したＮｏ．３０は、母材腐食は観察されなかったが、点状腐食（被覆層表面が点状に腐食する現象）が観察された。
　一方、めっき層厚さが本発明の規定を外れるＮｏ．３４～３６は、塩水噴霧試験で母材腐食が観察されたか、曲げ加工性試験でめっきに割れが発生した。
　Ｎｏ．３４は、Ｓｎ層の厚さが薄く、母材腐食が発生した。
　Ｎｏ．３５，３６は、Ｃｕ－Ｓｎ合金層又はＮｉ層の厚さが厚く、曲げ加工試験でめっきに割れが発生した。
　本明細書の開示内容は、以下の態様を含む。
態様１：
　Ｎｉ：０．１～１．０ｍａｓｓ％、Ｆｅ：０．０１～０．３ｍａｓｓ％、Ｐ：０．０３～０．２ｍａｓｓ％を含み、残部がＣｕ及び不可避不純物からなり、圧延平行方向の引張強度が５８０ＭＰａ以上、耐力が５６０ＭＰａ以上、伸びが６％以上、圧延直角方向の引張強度が６００ＭＰａ以上、耐力が５８０ＭＰａ以上、伸びが３％以上であり、導電率が５０％ＩＡＣＳ以上、曲げ半径Ｒと板厚ｔの比Ｒ／ｔを０．５とし曲げ線の方向を圧延垂直方向とした９０度曲げを行ったときの曲げ加工限界幅が７０ｍｍ以上、曲げ線の方向を圧延垂直方向とした密着曲げを行ったときの曲げ加工限界幅が２０ｍｍ以上であることを特徴とする放熱部品用銅合金板。

態様２：
　さらに、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｃａ、Ｐｂ、Ｔｉ及びＺｒの１種又は２種以上を合計で０．３ｍａｓｓ％以下（０質量％を含まず）含むことを特徴とする態様１に記載された放熱部品用銅合金板。

態様３：
　製造工程の一部として時効焼鈍を複数回繰り返して行うことを特徴とする態様１又は２に記載された放熱部品用銅合金板。

態様４：
　表面に厚さ０．２～５μｍのＳｎ層が形成されていることを特徴とする態様１～３のいずれかに記載された放熱部品用銅合金板。

態様５：
　表面に厚さ３μｍ以下のＣｕ－Ｓｎ合金層と厚さ０．２～５μｍのＳｎ層がこの順に形成されていることを特徴とする態様１～３のいずれかに記載された放熱部品用銅合金板。

態様６：
　表面に厚さ３μｍ以下のＮｉ層又はＮｉ－Ｃｏ合金層、厚さ３μｍ以下のＣｕ－Ｓｎ合金層、及び厚さ０．２～５μｍのＳｎ層がこの順に形成されていることを特徴とする態様１～３のいずれかに記載された放熱部品用銅合金板。

態様７：
　表面に厚さ３μｍ以下のＮｉ層又はＮｉ－Ｃｏ合金層、及び厚さ３μｍ以下のＣｕ－Ｓｎ合金層がこの順に形成されていることを特徴とする態様１～３のいずれかに記載された放熱部品用銅合金板。

態様８：
　表面に厚さ３μｍ以下のＮｉ層又はＮｉ－Ｃｏ合金層のいずれか１層が形成されていることを特徴とする態様１～３のいずれかに記載された放熱部品用銅合金板。

態様９：
　態様１～８のいずれかに記載された放熱部品用銅合金板を加工して製作された放熱部品。
　本出願は、出願日が２０１５年３月３０日である日本国特許出願、特願第２０１５－０６８５８９号を基礎出願とする優先権主張を伴う。特願第２０１５－０６８５８９号は参照することにより本明細書に取り込まれる。
１　Ｖ字ブロック
２　押し金具

Claims (25)

  1. 　Ｎｉ：０．１～１．０ｍａｓｓ％、Ｆｅ：０．０１～０．３ｍａｓｓ％、Ｐ：０．０３～０．２ｍａｓｓ％を含み、残部がＣｕ及び不可避不純物からなり、圧延平行方向の引張強度が５８０ＭＰａ以上、耐力が５６０ＭＰａ以上、伸びが６％以上、圧延直角方向の引張強度が６００ＭＰａ以上、耐力が５８０ＭＰａ以上、伸びが３％以上であり、導電率が５０％ＩＡＣＳ以上、曲げ半径Ｒと板厚ｔの比Ｒ／ｔを０．５とし曲げ線の方向を圧延垂直方向とした９０度曲げを行ったときの曲げ加工限界幅が７０ｍｍ以上、曲げ線の方向を圧延垂直方向とした密着曲げを行ったときの曲げ加工限界幅が２０ｍｍ以上であることを特徴とする放熱部品用銅合金板。
  2. 　さらに、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｃａ、Ｐｂ、Ｔｉ及びＺｒの１種又は２種以上を合計で０．３ｍａｓｓ％以下（０質量％を含まず）含むことを特徴とする請求項１に記載された放熱部品用銅合金板。
  3. 　製造工程の一部として時効焼鈍を複数回繰り返して行うことを特徴とする請求項１に記載された放熱部品用銅合金板。
  4. 　製造工程の一部として時効焼鈍を複数回繰り返して行うことを特徴とする請求項２に記載された放熱部品用銅合金板。
  5. 　表面に厚さ０．２～５μｍのＳｎ層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載された放熱部品用銅合金板。
  6. 　表面に厚さ０．２～５μｍのＳｎ層が形成されていることを特徴とする請求項２に記載された放熱部品用銅合金板。
  7. 　表面に厚さ０．２～５μｍのＳｎ層が形成されていることを特徴とする請求項３に記載された放熱部品用銅合金板。
  8. 　表面に厚さ０．２～５μｍのＳｎ層が形成されていることを特徴とする請求項４に記載された放熱部品用銅合金板。
  9. 　表面に厚さ３μｍ以下のＣｕ－Ｓｎ合金層と厚さ０．２～５μｍのＳｎ層がこの順に形成されていることを特徴とする請求項１に記載された放熱部品用銅合金板。
  10. 　表面に厚さ３μｍ以下のＣｕ－Ｓｎ合金層と厚さ０．２～５μｍのＳｎ層がこの順に形成されていることを特徴とする請求項２に記載された放熱部品用銅合金板。
  11. 　表面に厚さ３μｍ以下のＣｕ－Ｓｎ合金層と厚さ０．２～５μｍのＳｎ層がこの順に形成されていることを特徴とする請求項３に記載された放熱部品用銅合金板。
  12. 　表面に厚さ３μｍ以下のＣｕ－Ｓｎ合金層と厚さ０．２～５μｍのＳｎ層がこの順に形成されていることを特徴とする請求項４に記載された放熱部品用銅合金板。
  13. 　表面に厚さ３μｍ以下のＮｉ層又はＮｉ－Ｃｏ合金層、厚さ３μｍ以下のＣｕ－Ｓｎ合金層、及び厚さ０．２～５μｍのＳｎ層がこの順に形成されていることを特徴とする請求項１に記載された放熱部品用銅合金板。
  14. 　表面に厚さ３μｍ以下のＮｉ層又はＮｉ－Ｃｏ合金層、厚さ３μｍ以下のＣｕ－Ｓｎ合金層、及び厚さ０．２～５μｍのＳｎ層がこの順に形成されていることを特徴とする請求項２に記載された放熱部品用銅合金板。
  15. 　表面に厚さ３μｍ以下のＮｉ層又はＮｉ－Ｃｏ合金層、厚さ３μｍ以下のＣｕ－Ｓｎ合金層、及び厚さ０．２～５μｍのＳｎ層がこの順に形成されていることを特徴とする請求項３に記載された放熱部品用銅合金板。
  16. 　表面に厚さ３μｍ以下のＮｉ層又はＮｉ－Ｃｏ合金層、厚さ３μｍ以下のＣｕ－Ｓｎ合金層、及び厚さ０．２～５μｍのＳｎ層がこの順に形成されていることを特徴とする請求項４に記載された放熱部品用銅合金板。
  17. 　表面に厚さ３μｍ以下のＮｉ層又はＮｉ－Ｃｏ合金層、及び厚さ３μｍ以下のＣｕ－Ｓｎ合金層がこの順に形成されていることを特徴とする請求項１に記載された放熱部品用銅合金板。
  18. 　表面に厚さ３μｍ以下のＮｉ層又はＮｉ－Ｃｏ合金層、及び厚さ３μｍ以下のＣｕ－Ｓｎ合金層がこの順に形成されていることを特徴とする請求項２に記載された放熱部品用銅合金板。
  19. 　表面に厚さ３μｍ以下のＮｉ層又はＮｉ－Ｃｏ合金層、及び厚さ３μｍ以下のＣｕ－Ｓｎ合金層がこの順に形成されていることを特徴とする請求項３に記載された放熱部品用銅合金板。
  20. 　表面に厚さ３μｍ以下のＮｉ層又はＮｉ－Ｃｏ合金層、及び厚さ３μｍ以下のＣｕ－Ｓｎ合金層がこの順に形成されていることを特徴とする請求項４に記載された放熱部品用銅合金板。
  21. 　表面に厚さ３μｍ以下のＮｉ層又はＮｉ－Ｃｏ合金層のいずれか１層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載された放熱部品用銅合金板。
  22. 　表面に厚さ３μｍ以下のＮｉ層又はＮｉ－Ｃｏ合金層のいずれか１層が形成されていることを特徴とする請求項２に記載された放熱部品用銅合金板。
  23. 　表面に厚さ３μｍ以下のＮｉ層又はＮｉ－Ｃｏ合金層のいずれか１層が形成されていることを特徴とする請求項３に記載された放熱部品用銅合金板。
  24. 　表面に厚さ３μｍ以下のＮｉ層又はＮｉ－Ｃｏ合金層のいずれか１層が形成されていることを特徴とする請求項４に記載された放熱部品用銅合金板。
  25. 　請求項１～２４のいずれかに記載された放熱部品用銅合金板を加工して製作された放熱部品。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017110759A1 (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 株式会社神戸製鋼所 放熱部品用銅合金板
JP2017119909A (ja) * 2015-12-25 2017-07-06 株式会社神戸製鋼所 放熱部品用銅合金板
JP2018059132A (ja) * 2016-10-03 2018-04-12 株式会社神戸製鋼所 放熱部品用銅合金板及び放熱部品
JP2018070919A (ja) * 2016-10-26 2018-05-10 株式会社神戸製鋼所 放熱部品用銅合金板

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6085633B2 (ja) 2015-03-30 2017-02-22 Ｊｘ金属株式会社 銅合金板および、それを備えるプレス成形品
JP6283046B2 (ja) * 2016-03-17 2018-02-21 株式会社神戸製鋼所 放熱部品用銅合金板
KR101810925B1 (ko) * 2017-10-18 2017-12-20 주식회사 풍산 내열성 및 방열성이 우수한 구리 합금 판재
KR20210020869A (ko) * 2018-06-20 2021-02-24 후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤 저항기용 저항 재료 및 그 제조 방법 및 저항기
CN113502408B (zh) * 2021-06-17 2022-06-07 四川科派新材料有限公司 一种含碲镍的高导铜合金及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001335864A (ja) * 2000-05-25 2001-12-04 Kobe Steel Ltd 電気・電子部品用銅合金
JP2009242822A (ja) * 2008-03-28 2009-10-22 Kobe Steel Ltd Ｐｂフリーはんだ付け性に優れるＰＣＢオス端子用Ｓｎめっき付き銅合金板
JP2012001781A (ja) * 2010-06-18 2012-01-05 Hitachi Cable Ltd 電気・電子部品用銅合金材、及びその製造方法
JP2013231224A (ja) * 2012-05-01 2013-11-14 Sh Copper Products Co Ltd 曲げ加工性に優れた電気・電子部品用銅合金材
JP2015048521A (ja) * 2013-09-03 2015-03-16 Jx日鉱日石金属株式会社 導電性及び曲げたわみ係数に優れる銅合金板

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3344700B2 (ja) * 1998-06-01 2002-11-11 株式会社神戸製鋼所 プレス打ち抜き加工時の熱処理性に優れる高強度、高導電性リードフレーム用銅合金板
JP2002226982A (ja) * 2001-01-31 2002-08-14 Dowa Mining Co Ltd 耐熱性皮膜、その製造方法および電気電子部品
JP4090302B2 (ja) * 2001-07-31 2008-05-28 株式会社神戸製鋼所 接続部品成形加工用導電材料板
JP2009179864A (ja) * 2008-01-31 2009-08-13 Kobe Steel Ltd 耐応力緩和特性に優れた銅合金板
JP5312920B2 (ja) * 2008-11-28 2013-10-09 Ｊｘ日鉱日石金属株式会社 電子材料用銅合金板又は条
JP5689724B2 (ja) 2011-03-29 2015-03-25 株式会社神戸製鋼所 電気電子部品用銅合金板
JP5773929B2 (ja) 2012-03-28 2015-09-02 株式会社神戸製鋼所 曲げ加工性及び耐応力緩和特性に優れる電気電子部品用銅合金板

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001335864A (ja) * 2000-05-25 2001-12-04 Kobe Steel Ltd 電気・電子部品用銅合金
JP2009242822A (ja) * 2008-03-28 2009-10-22 Kobe Steel Ltd Ｐｂフリーはんだ付け性に優れるＰＣＢオス端子用Ｓｎめっき付き銅合金板
JP2012001781A (ja) * 2010-06-18 2012-01-05 Hitachi Cable Ltd 電気・電子部品用銅合金材、及びその製造方法
JP2013231224A (ja) * 2012-05-01 2013-11-14 Sh Copper Products Co Ltd 曲げ加工性に優れた電気・電子部品用銅合金材
JP2015048521A (ja) * 2013-09-03 2015-03-16 Jx日鉱日石金属株式会社 導電性及び曲げたわみ係数に優れる銅合金板

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017110759A1 (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 株式会社神戸製鋼所 放熱部品用銅合金板
JP2017119909A (ja) * 2015-12-25 2017-07-06 株式会社神戸製鋼所 放熱部品用銅合金板
JP2018059132A (ja) * 2016-10-03 2018-04-12 株式会社神戸製鋼所 放熱部品用銅合金板及び放熱部品
WO2018066413A1 (ja) * 2016-10-03 2018-04-12 株式会社神戸製鋼所 放熱部品用銅合金板、放熱部品、及び放熱部品の製造方法
JP2018070919A (ja) * 2016-10-26 2018-05-10 株式会社神戸製鋼所 放熱部品用銅合金板

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