WO2020203071A1 - 銅材及び放熱部材 - Google Patents

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WO2020203071A1
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heat treatment
less
crystal grains
grain size
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航世 福岡
優樹 伊藤
広行 森
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三菱マテリアル株式会社
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    • 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
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a copper material and a heat-dissipating member suitable for electric / electronic parts such as a heat sink and a thick copper circuit, and more particularly to a copper material and a heat-dissipating member in which coarsening of crystal grains during heating is suppressed.
  • the present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2019-068349 filed in Japan on March 29, 2019, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • an insulating circuit board in which a copper material is bonded to a ceramic substrate to form the above-mentioned heat sink or thick copper circuit is used.
  • the joining temperature is often set to 800 ° C. or higher, and there is a risk that the crystal grains of the copper material constituting the heat sink or the thick copper circuit may become coarse at the time of joining.
  • crystal grains tend to become coarse.
  • the crystal grains become coarse in the heat sink or the thick copper circuit after bonding, the crystal grains become coarse, which may cause a problem in appearance.
  • Patent Document 1 proposes a copper material for the purpose of suppressing the growth of crystal grains when heated to a high temperature.
  • Patent Document 1 it is described that by containing 0.0006 to 0.0015 wt% of S, it is possible to adjust the crystal grains to a certain size even if the heat treatment is performed at a recrystallization temperature or higher.
  • Patent Document 1 the coarsening of crystal grains is suppressed by specifying the content of S, but even if the content of S is simply specified, a sufficient effect of suppressing the coarsening of crystal grains can be obtained. I could't.
  • the crystal grains may be locally coarsened and the crystal structure may become non-uniform. Further, when the S content is increased in order to suppress the coarsening of crystal grains, there is a problem that the hot workability is greatly lowered and the production yield of the copper material is greatly lowered. there were.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and provides a copper material capable of suppressing coarsening and non-uniformity of crystal grains even after heating, and a heat radiating member made of the copper material.
  • the purpose is to do.
  • Ca-based compounds compounds (hereinafter referred to as Ca-based compounds) are produced with S, Se, and Te containing Ca as unavoidable impurities, and a part of the Ca-based compounds is 800 ° C. or higher.
  • Decomposition at temperature and solid solution of Ca and S, Se, Te in the parent phase makes it possible to suppress the growth of crystal grains by these Ca, S, Se, and Te.
  • the copper material of the present invention has a composition in which the Ca content is in the range of 3 mass ppm or more and 400 mass ppm or less, and the balance is Cu and unavoidable impurities.
  • the content of is X (massppm) and the total content of O, S, Se, and Te contained as the unavoidable impurities is Y (massppm)
  • the average crystal grain size A is 200 ⁇ m or less, and the area ratio of crystal grains in the range of 50 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less is 60% or more. ..
  • the Ca content is in the range of 3 mass ppm or more and 400 mass ppm or less. Therefore, at the time of casting, Ca reacts with S, Se, and Te contained as unavoidable impurities to form a Ca compound. Is generated.
  • this Ca-based compound is heated at a high temperature, it decomposes into Ca and S, Se, Te and dissolves in the parent phase, and the solid-dissolved Ca and S, Se, Te inhibit the growth of crystal grains. .. Therefore, secondary recrystallization that occurs on the high temperature side (for example, 800 ° C. or higher) can be sufficiently suppressed, and coarsening and non-uniformity of crystal grains can be suppressed even after heating.
  • the Ca content is X (mass ppm) and the total content of O, S, Se, and Te contained as the unavoidable impurities is Y (mass ppm)
  • X / Y> 2 is set. Even if Ca is preferentially oxidized and consumed, Ca that reacts with S, Se, and Te can be secured, and a Ca-based compound can be sufficiently produced.
  • the average crystal grain size A is set to 200 ⁇ m or less, and the area ratio of the crystal grains in the range of 50 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less is set to 60% or more. Therefore, even when heated to 800 ° C. or higher, coarsening and non-uniformity of crystal grains can be reliably suppressed.
  • the average crystal grain size after the heat treatment held at 800 ° C. for 1 hour is defined as A
  • the average crystal grain size after the heat treatment held at 1000 ° C. for 1 hour is defined as A.
  • B it is preferable that B / A ⁇ 2.
  • the difference between the average crystal grain size B after the heat treatment held at 1000 ° C. for 1 hour and the average crystal grain size A after the heat treatment held at 800 ° C. for 1 hour is small, and the mixture is heated to a high temperature. Even so, coarsening and non-uniformity of crystal grains can be sufficiently suppressed.
  • the total amount of the above-mentioned unavoidable impurities excluding the above-mentioned O, S, Se and Te is preferably 0.1 mass% or less.
  • the heat radiating member of the present invention is characterized by being made of the above-mentioned copper material. According to the heat radiating member having this structure, since it is made of the above-mentioned copper material, it is possible to suppress coarsening and non-uniformity of crystal grains even when heated to a high temperature of 800 ° C. or higher at the time of joining. it can.
  • the present invention it is possible to provide a copper material capable of suppressing coarsening and non-uniformity of crystal grains even after heating, and a heat radiating member made of this copper material.
  • the copper material according to the embodiment of the present invention will be described below.
  • the copper material of the present embodiment is used as a material for electric / electronic parts such as a heat sink and a thick copper circuit, and is used by being bonded to a ceramic substrate, for example, when molding the above-mentioned electric / electronic parts. It is a thing.
  • the copper material of the present embodiment has a composition in which the Ca content is in the range of 3 mass ppm or more and 400 mass ppm or less, and the balance is Cu and unavoidable impurities, and the Ca content is X (mass ppm) and is included as unavoidable impurities.
  • the total content of O, S, Se, and Te is Y (mass ppm)
  • the relationship of X / Y> 2 is satisfied.
  • the average crystal grain size A is set to 200 ⁇ m or less, and the crystal grains in the range of 50 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less.
  • the area ratio of is 60% or more.
  • the average crystal grain size after the heat treatment held at 800 ° C. for 1 hour is A, and the average crystal grain size after the heat treatment held at 1000 ° C. for 1 hour is set.
  • B it is preferable that B / A ⁇ 2.
  • the total amount of unavoidable impurities excluding O, S, Se and Te is 0.1 mass% or less.
  • Ca content 3 massppm or more and 400 massppm or less
  • Ca produces S, Se, Te and Ca compounds contained as unavoidable impurities. Since a part of this compound is decomposed at a high temperature and Ca and S, Se, Te are solid-solved, it is possible to suppress the growth of crystal grains by the solid-dissolved Ca and S, Se, Te. ..
  • the Ca content is less than 3 mass ppm, there is a possibility that the Ca-based compound cannot be sufficiently produced.
  • the Ca content exceeds 400 mass ppm, a coarse Ca-based compound may be produced and the processability may be significantly reduced.
  • the Ca content is set within the range of 3 mass ppm or more and 400 mass ppm or less.
  • the lower limit of the Ca content is preferably 3.5 mass ppm or more, and more preferably 4 mass ppm or more.
  • the upper limit of the Ca content is preferably 350 mass ppm or less, and more preferably 300 mass ppm or less. More preferably, it is 100 mass ppm or less.
  • the ratio X / Y of the Ca content X and the total content Y of O, S, Se, and Te is preferably 2.2 or more, and more preferably 2.5 or more.
  • the upper limit of X / Y is not particularly limited, but is substantially 50 or less.
  • unavoidable impurities include Ag, B, Bi, Sc, rare earth elements (excluding Sc and Y), V, Nb, Ta, Cr, Mg, Sr, Ba, Ti and Zr. , Hf, Y, Mo, W, Mn, Re, Fe, Ru, Os, Co, Rh, Ir, Ni, Pb, Pd, Pt, Au, Zn, Cd, Hg, Al, Ga, In, Ge, Sn , As, Sb, Tl, Be, N, C, Si, Li, H and the like. Since these unavoidable impurities may lower the thermal conductivity, the total amount is preferably 0.1 mass% or less.
  • the average crystal grain size after the heat treatment held at 800 ° C. for 1 hour is preferably 180 ⁇ m or less, and more preferably 150 ⁇ m or less. Further, the lower limit of the average crystal grain size after the heat treatment held at 800 ° C. for 1 hour is not particularly limited, but is substantially 50 ⁇ m or more.
  • the copper material of the present embodiment when the area ratio of the crystal grains in the range of 50 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less is 60% or more after the heat treatment held at 800 ° C. for 1 hour, the copper material is heated to 800 ° C. or more. Even if it is, it is possible to surely suppress the non-uniformity of the crystal grains. Further, the minimum particle size in the range of the particle size within 60% or more of the area ratio of the crystal after the heat treatment held at 800 ° C. for 1 hour is preferably 75 ⁇ m or more, and more preferably 100 ⁇ m or more.
  • the difference between the two is small, and even when heated to a high temperature, coarsening and non-uniformity of crystal grains can be sufficiently suppressed.
  • the ratio B / A of the average crystal grain size A after the heat treatment held at 800 ° C. for 1 hour and the average crystal grain size B after the heat treatment held at 1000 ° C. for 1 hour is 1.9. It is preferably less than or equal to, and more preferably 1.5 or less. Further, the lower limit of B / A is not particularly limited, but is substantially 0.8 or more.
  • the copper raw material is melted to produce a molten copper.
  • the copper raw material for example, it is preferable to use oxygen-free copper having a purity of 99.99 mass% or more and oxygen-free copper having a purity of 99.999 mass% or more.
  • Ca is added to the obtained molten copper so as to have a predetermined concentration to prepare the components.
  • a simple substance of Ca, a Cu—Ca mother alloy, or the like can be used.
  • oxygen-free copper having a purity of 99.99 mass% or more and oxygen-free copper having a purity of 99.999 mass% or more it is preferable to use oxygen-free copper having a purity of 99.99 mass% or more and oxygen-free copper having a purity of 99.999 mass% or more.
  • a molten copper whose composition has been adjusted is injected into a mold to produce an ingot.
  • a continuous casting method or a semi-continuous casting method it is preferable to use a continuous casting method or a semi-continuous casting method.
  • a part of the added Ca reacts with S, Se, and Te contained as unavoidable impurities to generate a Ca-based compound.
  • the heating in this hot working step is preferably carried out in a non-oxidizing or reducing atmosphere.
  • the hot working temperature is not particularly limited, but is preferably in the range of 500 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower. It is desirable that the hot working start temperature be 700 ° C. or higher in consideration of machining heat generation in order to uniformly generate Ca-based compounds in a later step. More preferably, it is 750 ° C. or higher. Further, the total processing rate of hot working is preferably 40% or more, more preferably 60% or more, and even more preferably 70% or more.
  • the hot working end temperature is preferably less than 700 ° C. More preferably, it is 650 ° C.
  • the cooling method after hot working is not particularly limited, but air cooling or water cooling is preferable.
  • the processing method in the hot processing step S02 is not particularly limited, and for example, rolling, extrusion, groove rolling, forging, pressing, or the like can be adopted.
  • rolling is preferably adopted, when the final shape is a line or rod, extrusion or groove rolling is preferably adopted, and when the final shape is a bulk material, forging or forging or It is preferable to use a press.
  • the copper material after the hot working step S02 is cold-worked to be processed into a predetermined shape.
  • the temperature condition in this cold working step S03 is not particularly limited, but it is preferably performed in the range of ⁇ 200 ° C. or higher and 200 ° C. or lower. Further, the processing ratio in the cold processing step S03 is appropriately selected so as to approximate the final shape, but it is preferably 30% or more in order to improve the productivity. Further, the processing method in the cold processing step S03 is not particularly limited, and for example, rolling, extrusion, groove rolling, forging, pressing, or the like can be adopted.
  • the final shape is a plate or strip
  • rolling is preferably adopted
  • the final shape is a line or rod
  • extrusion or groove rolling is preferably adopted
  • the final shape is a bulk material, forging or forging or It is preferable to use a press.
  • the copper material after the cold working step S03 is heat-treated for the purpose of recrystallization.
  • the recrystallized grains after the recrystallization heat treatment step S04 are fine, the growth of the crystal grains and the non-uniformity of the structure may be promoted when the recrystallized grains are subsequently heated to 800 ° C. or higher. Therefore, it is preferable that the average crystal grain size of the recrystallized grains after the recrystallization heat treatment step S04 is 10 ⁇ m or more. It is more preferably 15 ⁇ m or more, still more preferably 20 ⁇ m or more.
  • the upper limit of the particle size at the time of recrystallization is not particularly defined, but is substantially 200 ⁇ m or less.
  • the heat treatment conditions of the recrystallization heat treatment step S04 are not particularly limited, but it is preferable to keep the heat treatment temperature in the range of 200 ° C. or higher and 850 ° C. or lower in the range of 1 second or more and 24 hours or less. In this case, it is preferable to perform a short-time heat treatment at a high temperature and a long-time heat treatment at a low temperature so that the particle size after recrystallization falls within the above range.
  • the cooling rate is not particularly specified, but when the heat treatment is performed at a temperature of 800 ° C. or higher, the cooling rate may be 10 ° C./sec or lower at a temperature of 500 ° C. or higher and lower than 800 ° C., and preferably 5 ° C./sec. Hereinafter, it may be more preferably 1 ° C./sec or less. Further, in order to make the recrystallization structure uniform, the cold processing step S03 and the recrystallization heat treatment step S04 may be repeated twice or more.
  • the copper material after the recrystallization heat treatment step S04 may be tempered. If it is not necessary to increase the material strength, the tempering process may not be performed.
  • the processing rate of the tempering process is not particularly limited, but it is preferable to carry out the tempering process within a range of more than 0% and 50% or less in order to adjust the material strength. Further, if necessary, further heat treatment may be performed after the tempering process in order to remove the residual strain.
  • the Ca content is in the range of 3 mass ppm or more and 400 mass ppm or less, so that it is inevitable with Ca during casting, hot working, and recrystallization heat treatment.
  • Ca-based compounds are produced by reacting with S, Se, and Te contained as impurities.
  • this Ca-based compound is heated to 800 ° C. or higher, it decomposes into Ca and S, Se, Te and dissolves in solid solution, and the solid-dissolved Ca and S, Se, Te inhibit the growth of crystal grains. Therefore, even when the copper material is heated to, for example, 800 ° C. or higher, secondary recrystallization can be sufficiently suppressed, and coarsening and non-uniformity of crystal grains can be suppressed even after heating.
  • the ratio X / Y of the Ca content X (mass ppm) and the total content Y (mass ppm) of O, S, Se, and Te contained as unavoidable impurities is 2 or more. Is also set to a large value, so even if Ca preferentially reacts with oxygen and is consumed, the amount of residual Ca that reacts with S, Se, and Te can be secured, and a Ca-based compound can be sufficiently produced. Can be done.
  • the average crystal grain size A is 200 ⁇ m or less after the heat treatment held at 800 ° C. for 1 hour. Therefore, when the copper material is heated to 800 ° C. or higher. Even so, it is possible to surely suppress the coarsening of crystal grains. Further, in the copper material of the present embodiment, after the heat treatment held at 800 ° C. for 1 hour, the area ratio of the crystal grains in the range of 50 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less is set to 60% or more. Even when the material is heated to 800 ° C. or higher, non-uniformity of crystal grains can be reliably suppressed.
  • the average crystal grain size A after the heat treatment held at 800 ° C. for 1 hour and the average crystal grain size B after the heat treatment held at 1000 ° C. for 1 hour When the ratio B / A is 2 or less, the average crystal grain size B after the heat treatment held at 1000 ° C. for 1 hour and the average crystal grain size after the heat treatment held at 800 ° C. for 1 hour.
  • the difference from the diameter A is small, and even if it is heated to a high temperature of 1000 ° C. or higher, coarsening and non-uniformity of crystal grains can be sufficiently suppressed.
  • the present invention is not limited to this, and can be appropriately changed without departing from the technical idea of the present invention.
  • an example of a method for producing a copper material has been described, but the method for producing a copper material is not limited to the one described in the embodiment, and an existing production method is appropriately selected. It may be manufactured.
  • a copper raw material made of oxygen-free copper having a purity of 99.99 mass% or more was charged into a high-purity graphite crucible and melted at high frequency in an atmosphere furnace having an Ar gas atmosphere.
  • Cu-1 mass% Ca mother alloy was added to the obtained molten copper to prepare the component composition shown in Table 1.
  • the obtained molten copper was poured into a mold to produce an ingot.
  • the size of the ingot was about 25 mm in thickness ⁇ about 70 mm in width ⁇ about 160 to 190 mm in length.
  • the obtained ingot was heated at 800 ° C. for 1 hour in an Ar gas atmosphere and hot-rolled to a thickness of 15 mm.
  • the copper material after hot rolling was cut and surface grinding was performed to remove the oxide film on the surface.
  • the thickness of the copper material to be subjected to cold rolling was adjusted so that the final thickness was 0.8 mm in consideration of the rolling ratio of the subsequent cold rolling and temper rolling.
  • the copper material whose thickness was adjusted as described above was cold-rolled under the condition of a processing rate of 90%.
  • the copper material after cold rolling was subjected to recrystallization heat treatment under the condition of holding at 600 to 850 ° C. for 5 seconds.
  • the copper material after the recrystallization heat treatment was temper-rolled under the condition of a processing rate of 5 to 50% to produce a copper material having a thickness of 0.8 mm and a width of 60 mm.
  • a grain boundary map was created with the grain boundaries between the measurement points where the orientation difference between the points is 15 ° or more.
  • the measurement points where the CI value was 0.1 or less were excluded.
  • 5 line segments of a predetermined length are drawn vertically and horizontally on the above-mentioned crystal grain boundary map, and the number of crystal grains completely cut by the line segments is counted. , The average value of the cutting length was taken as the average crystal grain size.
  • the crystal grain size of each crystal grain was obtained from the grain boundary map created at the time of the above measurement of the crystal grain size A using analysis software (OIM Analysis 7 ⁇ 64 manufactured by TSL), and all the crystal grains were found from the Area Fraction. From the total area, the area ratio of the crystal grains having a particle size of 50 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less was calculated.
  • a test piece was collected from the obtained copper material and heat-treated at 1000 ° C. for 1 hour.
  • a 50 mm ⁇ 50 mm sample was cut out from this test piece, and the average crystal grain size B after heat treatment at 1000 ° C. for 1 h was obtained by the same procedure as the above-mentioned “Average crystal grain size A after heat treatment at 800 ° C. for 1 h”. Calculated.
  • Comparative Example 1 Ca was not added, and the average crystal grain size A after heat treatment at 800 ° C. for 1 h was 215 ⁇ m, and the average crystal grain size B after heat treatment at 1000 ° C. for 1 h was 478 ⁇ m. The grains became coarse.
  • the area ratio of crystals having a particle size of 50 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less after heat treatment at 800 ° C. for 1 h was as low as 55%, and the crystal grains after heat treatment were non-uniform.
  • the ratio of the Ca content X (mass ppm) to the total content Y (mass ppm) of O, S, Se, and Te contained as unavoidable impurities is 0.2, and 1 h at 800 ° C.
  • the average crystal grain size A after the heat treatment was 204 ⁇ m
  • the average crystal grain size B after the heat treatment at 1000 ° C. for 1 h was 506 ⁇ m
  • the crystal grains were coarsened after the heat treatment.
  • the area ratio of crystals having a particle size of 50 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less after heat treatment at 800 ° C. for 1 h was as low as 49%, and the crystal grains after heat treatment were non-uniform.
  • the ratio of the Ca content X (mass ppm) to the total content Y (mass ppm) of O, S, Se, and Te contained as unavoidable impurities is 1.5, and 1 h at 800 ° C.
  • the average crystal grain size A after the heat treatment was 233 ⁇ m
  • the average crystal grain size B after the heat treatment at 1000 ° C. for 1 h was 557 ⁇ m
  • the crystal grains were coarsened after the heat treatment.
  • the area ratio of the crystal grains in the range of 50 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less after the heat treatment at 800 ° C. for 1 h was as low as 51%, and the crystal grains after the heat treatment were non-uniform.
  • the composition is such that the Ca content is in the range of 3 mass ppm or more and 400 mass ppm or less, and the balance is Cu and unavoidable impurities, and the Ca content X (mass ppm) and O, S, Se contained as unavoidable impurities.
  • the average crystal grain size A after heat treatment at 800 ° C. for 1 h is 155 ⁇ m or less, at 1000 ° C.
  • the average crystal grain size B after the heat treatment for 1 h was 183 ⁇ m or less, and the coarsening of the crystal grains after the heat treatment was suppressed.
  • the area ratio of the crystals having a particle size of 50 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less after the heat treatment at 800 ° C. for 1 h was 60% or more, and the crystal grains after the heat treatment were uniform.
  • the copper material and the heat radiating member of the present invention are preferably used for members in which it is preferable to suppress coarsening of crystal grains to prevent changes in appearance, for example, electric / electronic parts provided with a heat sink, a thick copper circuit, or the like. be able to.

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Abstract

加熱後においても結晶粒の粗大化及び不均一化を抑制することができる銅材、及び、この銅材からなる放熱部材を提供する。Ｃａの含有量が３ｍａｓｓｐｐｍ以上４００ｍａｓｓｐｐｍ以下の範囲内、残部がＣｕ及び不可避不純物とした組成とされ、Ｃａの含有量をＸ（ｍａｓｓｐｐｍ）、前記不可避不純物として含まれるＯ，Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅの合計含有量をＹ（ｍａｓｓｐｐｍ）としたときに、Ｘ／Ｙ＞２とされており、８００℃で１時間保持の熱処理を行った後において、平均結晶粒径が２００μｍ以下とされるとともに、粒径５０μｍ以上３００μｍ以下の範囲の結晶粒の面積率が６０％以上とされている。

Description

銅材及び放熱部材
　本発明は、ヒートシンクや厚銅回路等の電気・電子部品に適した銅材及び放熱部材であって、特に、加熱時における結晶粒の粗大化が抑制された銅材及び放熱部材に関する。
　本願は、２０１９年３月２９日に日本に出願された特願２０１９－０６８３４９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　従来、ヒートシンクや厚銅回路等の電気・電子部品には、導電性の高い銅又は銅合金が用いられている。
　最近は、電子機器や電気機器等の大電流化にともない、電流密度の低減およびジュール発熱による熱の拡散のために、これら電子機器や電気機器等に使用される電気・電子部品の大型化、厚肉化が図られている。
　ここで、半導体装置においては、例えば、セラミックス基板に銅材を接合し、上述のヒートシンクや厚銅回路を構成した絶縁回路基板等が用いられている。
　セラミックス基板と銅板を接合する際には、接合温度が８００℃以上とされることが多く、接合時にヒートシンクや厚銅回路を構成する銅材の結晶粒が粗大化してしまうおそれがあった。特に、導電性及び放熱性に特に優れた純銅からなる銅材においては、結晶粒が粗大化しやすい傾向にある。
　接合後のヒートシンクや厚銅回路において結晶粒が粗大化した場合には、結晶粒が粗大化することで、外観上問題となるおそれがあった。
　そこで、例えば特許文献１には、高温に加熱した際の結晶粒の成長の抑制を目的とした銅材が提案されている。
　この特許文献１においては、Ｓを０．０００６～０．００１５ｗｔ％含有することにより、再結晶温度以上で熱処理しても、一定の大きさの結晶粒に調整可能であると記載されている。
特開平０６－００２０５８号公報
　ところで、特許文献１においては、Ｓの含有量を規定することで結晶粒の粗大化を抑制しているが、単にＳの含有量を規定しても、十分な結晶粒粗大化抑制効果を得ることができなかった。また、加熱後に、局所的に結晶粒が粗大化してしまい、結晶組織が不均一となることがあった。
　さらに、結晶粒の粗大化を抑制するために、Ｓの含有量を増加させた場合には、熱間加工性が大きく低下してしまい、銅材の製造歩留まりが大きく低下してしまうといった問題があった。
　この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、加熱後においても結晶粒の粗大化及び不均一化を抑制することができる銅材、及び、この銅材からなる放熱部材を提供することを目的とする。
　この課題を解決するために、本発明者らが鋭意検討した結果、以下のような知見を得た。
　銅材を塑性加工した後に加熱すると、低温側で起こる一次再結晶によってひずみが解放されて均一な組織となり、高温側（例えば８００℃以上）で起こる二次再結晶によって一部の結晶粒が粗大化して不均一な組織となる。このため、高温側における二次再結晶を抑制することにより、結晶粒の粗大化及び不均一化を抑制することが可能となる。
　そして、Ｃａを適量添加した銅材においては、Ｃａが不可避不純物として含まれるＳ，Ｓｅ，Ｔｅとそれぞれ化合物（以下Ｃａ系化合物という）を生成し、このＣａ系化合物の一部が８００℃以上の温度で分解し、ＣａとＳ，Ｓｅ，Ｔｅが母相に固溶することにより、これらＣａ及びＳ，Ｓｅ，Ｔｅによって結晶粒の成長を抑制することが可能となる。
　本発明は、上述の知見に基づいてなされたものであって、本発明の銅材は、Ｃａの含有量が３ｍａｓｓｐｐｍ以上４００ｍａｓｓｐｐｍ以下の範囲内、残部がＣｕ及び不可避不純物とした組成とされ、Ｃａの含有量をＸ（ｍａｓｓｐｐｍ）、前記不可避不純物として含まれるＯ，Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅの合計含有量をＹ（ｍａｓｓｐｐｍ）としたときに、Ｘ／Ｙ＞２とされており、８００℃で１時間保持の熱処理を行った後において、平均結晶粒径Ａが２００μｍ以下とされるとともに、粒径５０μｍ以上３００μｍ以下の範囲の結晶粒の面積率が６０％以上とされていることを特徴としている。　
　この構成の銅材によれば、Ｃａの含有量が３ｍａｓｓｐｐｍ以上４００ｍａｓｓｐｐｍ以下の範囲内とされているので、鋳造時に、Ｃａと不可避不純物として含まれるＳ，Ｓｅ，Ｔｅとが反応してＣａ系化合物が生成される。このＣａ系化合物は高温で加熱すると、ＣａとＳ，Ｓｅ，Ｔｅに分解して母相に固溶し、固溶したＣａとＳ，Ｓｅ，Ｔｅによって結晶粒の成長が阻害されることになる。よって、高温側（例えば８００℃以上）で起こる二次再結晶を十分に抑制でき、加熱後においても結晶粒の粗大化及び不均一化を抑制することができる。
　また、Ｃａの含有量をＸ（ｍａｓｓｐｐｍ）、前記不可避不純物として含まれるＯ，Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅの合計含有量をＹ（ｍａｓｓｐｐｍ）としたときに、Ｘ／Ｙ＞２とされているので、Ｃａが優先的に酸化して消費されても、Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅと反応するＣａを確保することができ、Ｃａ系化合物を十分に生成することができる。
　そして、８００℃で１時間保持の熱処理を行った後において、平均結晶粒径Ａが２００μｍ以下とされるとともに、粒径５０μｍ以上３００μｍ以下の範囲の結晶粒の面積率が６０％以上とされているので、８００℃以上に加熱した場合であっても、確実に、結晶粒の粗大化及び不均一化を抑制することができる。
　ここで、本発明の銅材においては、８００℃で１時間保持の熱処理を行った後の平均結晶粒径をＡとし、１０００℃で１時間保持の熱処理を行った後の平均結晶粒径をＢとした場合に、Ｂ／Ａ≦２であることが好ましい。
　この場合、１０００℃で１時間保持の熱処理を行った後の平均結晶粒径Ｂと、８００℃で１時間保持の熱処理を行った後の平均結晶粒径Ａとの差が小さく、高温に加熱しても十分に結晶粒の粗大化及び不均一化を抑制することができる。
　また、本発明の銅材においては、上述のＯ，Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅを除いた上述の不可避不純物は、総量で０．１ｍａｓｓ％以下であることが好ましい。
　本発明の放熱部材は、上述の銅材からなることを特徴とする。
　この構成の放熱部材によれば、上述の銅材で構成されているので、接合時に８００℃以上の高温に加熱した場合であっても、結晶粒の粗大化及び不均一化を抑制することができる。
　本発明によれば、加熱後においても結晶粒の粗大化及び不均一化を抑制することができる銅材、及び、この銅材からなる放熱部材を提供することができる。
本実施形態である銅材の製造方法のフロー図である。
　以下に、本発明の一実施形態である銅材について説明する。
　本実施形態である銅材は、ヒートシンクや厚銅回路等の電気・電子部品の素材として用いられるものであり、前述の電気・電子部品を成形する際に、例えばセラミックス基板に接合されて使用されるものである。
　本実施形態である銅材は、Ｃａの含有量が３ｍａｓｓｐｐｍ以上４００ｍａｓｓｐｐｍ以下の範囲内、残部がＣｕ及び不可避不純物とした組成とされており、Ｃａの含有量をＸ（ｍａｓｓｐｐｍ）、不可避不純物として含まれるＯ，Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅの合計含有量をＹ（ｍａｓｓｐｐｍ）としたときに、Ｘ／Ｙ＞２の関係を満足するものとされている。
　そして、本実施形態である銅材においては、８００℃で１時間保持の熱処理を行った後において、平均結晶粒径Ａが２００μｍ以下とされるとともに、粒径５０μｍ以上３００μｍ以下の範囲の結晶粒の面積率が６０％以上とされている。
　さらに、本実施形態である銅材においては、８００℃で１時間保持の熱処理を行った後の平均結晶粒径をＡ、１０００℃で１時間保持の熱処理を行った後の平均結晶粒径をＢとした場合に、Ｂ／Ａ≦２であることが好ましい。
　また、本実施形態である銅材においては、Ｏ，Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅを除いた不可避不純物は、総量で０．１ｍａｓｓ％以下とされている。
　ここで、本実施形態の銅材において、上述のように成分組成、熱処理後の結晶粒径を規定した理由について以下に説明する。
（Ｃａの含有量：３ｍａｓｓｐｐｍ以上４００ｍａｓｓｐｐｍ以下）
　Ｃａは、不可避不純物として含まれるＳ，Ｓｅ，ＴｅとＣａ系化合物を生成する。この化合物の一部が高温で分解し、ＣａとＳ，Ｓｅ，Ｔｅが固溶することになるため、固溶したＣａ及びＳ，Ｓｅ，Ｔｅによって結晶粒の成長を抑制することが可能となる。
　ここで、Ｃａの含有量が３ｍａｓｓｐｐｍ未満では、Ｃａ系化合物を十分に生成することができなくなるおそれがある。一方、Ｃａの含有量が４００ｍａｓｓｐｐｍを超える場合では、粗大なＣａ系化合物が生成し、加工性が大きく低下するおそれがある。
　このため、本実施形態では、Ｃａの含有量を３ｍａｓｓｐｐｍ以上４００ｍａｓｓｐｐｍ以下の範囲内としている。
　なお、Ｃａの含有量の下限は３．５ｍａｓｓｐｐｍ以上とすることが好ましく、４ｍａｓｓｐｐｍ以上とすることがさらに好ましい。Ｃａの含有量の上限は３５０ｍａｓｓｐｐｍ以下とすることが好ましく、３００ｍａｓｓｐｐｍ以下とすることがさらに好ましい。より好ましくは１００ｍａｓｓｐｐｍ以下である。
（Ｃａの含有量ＸとＯ，Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅの合計含有量Ｙとの比：Ｘ／Ｙ＞２）
　上述のＣａは、Ｓ，Ｓｅ，ＴｅよりもＯとの反応性が高く、優先的に酸化してＣａが消費されることになる。
　そこで、Ｃａの含有量Ｘと不可避不純物として含まれるＯ，Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅの合計含有量Ｙとの比Ｘ／Ｙを２よりも大きくすることにより、Ｃａが酸化によって消費された後の残存Ｃａ量が十分に確保され、Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅと残存Ｃａが反応することにより、Ｃａ系化合物を十分に生成することが可能となる。
　なお、Ｃａの含有量ＸとＯ，Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅの合計含有量Ｙとの比Ｘ／Ｙは、２．２以上であることが好ましく、２．５以上であることがさらに好ましい。Ｘ／Ｙの上限に特に制限はないが、実質的には５０以下となる。
（その他の不可避不純物）
　上述した元素以外のその他の不可避的不純物としては、Ａｇ，Ｂ，Ｂｉ，Ｓｃ，希土類元素（但し、Ｓｃ，Ｙを除く），Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｇ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｙ，Ｍｏ，Ｗ，Ｍｎ，Ｒｅ，Ｆｅ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｃｏ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｚｎ，Ｃｄ，Ｈｇ，Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｔｌ，Ｂｅ，Ｎ，Ｃ，Ｓｉ，Ｌｉ，Ｈ等が挙げられる。これらの不可避不純物は、熱伝導性を低下させるおそれがあることから、総量で０．１ｍａｓｓ％以下とすることが好ましい。
（８００℃で１時間保持の熱処理後の平均結晶粒径Ａ：２００μｍ以下）
　本実施形態である銅材において、８００℃で１時間保持の熱処理後の結晶粒径が２００μｍ以下である場合には、８００℃以上に加熱した場合であっても、結晶粒が粗大化することを確実に抑制できる。
　なお、８００℃で１時間保持の熱処理後の平均結晶粒径は１８０μｍ以下であることが好ましく、１５０μｍ以下であることがさらに好ましい。また、８００℃で１時間保持の熱処理後の平均結晶粒径の下限に特に制限はないが、実質的には、５０μｍ以上となる。
（８００℃で１時間保持の熱処理後の粒径５０μｍ以上３００μｍ以下の範囲の結晶粒の面積率：６０％以上）
　本実施形態である銅材において、８００℃で１時間保持の熱処理後に、粒径５０μｍ以上３００μｍ以下の範囲の結晶粒の面積率が６０％以上である場合には、８００℃以上に加熱した場合であっても、結晶粒が不均一化することを確実に抑制できる。
　また、８００℃で１時間保持の熱処理後の結晶の面積率の６０％以上に収まる粒径の範囲の最小粒径は７５μｍ以上であることが好ましく、１００μｍ以上であることがさらに好ましい。
（８００℃で１時間保持の熱処理を行った後の平均結晶粒径Ａと、１０００℃で１時間保持の熱処理を行った後の平均結晶粒径Ｂとの比：Ｂ／Ａ≦２）
　本実施形態である銅材において、８００℃で１時間保持の熱処理を行った後の平均結晶粒径Ａと１０００℃で１時間保持の熱処理を行った後の平均結晶粒径Ｂとの比Ｂ／Ａが２以下である場合には、１０００℃で１時間保持の熱処理を行った後の平均結晶粒径Ｂと、８００℃で１時間保持の熱処理を行った後の平均結晶粒径Ａとの差が小さく、高温に加熱しても十分に結晶粒の粗大化及び不均一化を抑制することができる。
　なお、８００℃で１時間保持の熱処理を行った後の平均結晶粒径Ａと１０００℃で１時間保持の熱処理を行った後の平均結晶粒径Ｂとの比Ｂ／Ａは、１．９以下であることが好ましく、１．５以下であることがさらに好ましい。また、Ｂ／Ａの下限に特に制限はないが、実質的に０．８以上となる。
　次に、このような構成とされた本実施形態である銅材の製造方法について、図１に示すフロー図を参照して説明する。
（溶解・鋳造工程Ｓ０１）
　まず、銅原料を溶解し、銅溶湯を製出する。なお、銅原料としては、例えば、純度が９９．９９ｍａｓｓ％以上の無酸素銅、純度が９９．９９９ｍａｓｓ％以上の無酸素銅を用いることが好ましい。
　次いで、得られた銅溶湯に、所定の濃度となるようにＣａを添加して、成分調製を行う。なお、Ｃａを添加する際には、Ｃａ単体やＣｕ－Ｃａ母合金等を用いることができる。また、Ｃｕ－Ｃａ母合金を製造する際にも、純度が９９．９９ｍａｓｓ％以上の無酸素銅、純度が９９．９９９ｍａｓｓ％以上の無酸素銅を用いることが好ましい。
　そして、成分調整された銅溶湯を鋳型に注入して鋳塊を製出する。なお、量産を考慮した場合には、連続鋳造法または半連続鋳造法を用いることが好ましい。
　この溶解・鋳造工程Ｓ０１の過程で、添加したＣａの一部と不可避不純物として含まれるＳ，Ｓｅ，Ｔｅとが反応して、Ｃａ系化合物が生成する。
（熱間加工工程Ｓ０２）
　次に、組織の均一化のために、熱間加工を実施する。この熱間加工工程における加熱時は非酸化性または還元性雰囲気中で実施することが好ましい。
　熱間加工温度については、特に制限はないが、５００℃以上１０００℃以下の範囲内とすることが好ましい。後の工程でＣａ系化合物を均一に生成させるため熱間加工開始温度は加工発熱も考慮して７００℃以上となる温度とすることが望ましい。より好ましくは７５０℃以上である。
　また、熱間加工の総加工率は４０％以上とすることが好ましく、６０％以上とすることがさらに好ましく、７０％以上であることがより好ましい。
　熱間加工終了温度は７００℃未満とすることが好ましく。より好ましくは６５０℃以下である。
　さらに、熱間加工後の冷却方法については、特に制限はないが、空冷又は水冷を行うことが好ましい。
　また、熱間加工工程Ｓ０２における加工方法に特に限定はなく、例えば圧延、押出、溝圧延、鍛造、プレス等を採用することができる。最終形状が板、条の場合には圧延を採用することが好ましく、最終形状が線、棒の場合には押出や溝圧延を採用することが好ましく、最終形状がバルク材の場合には鍛造やプレスを採用することが好ましい。
（冷間加工工程Ｓ０３）
　次に、熱間加工工程Ｓ０２後の銅素材に対して、冷間加工を実施して所定の形状に加工する。なお、この冷間加工工程Ｓ０３における温度条件は特に限定はないが、－２００℃以上２００℃以下の範囲で行うことが好ましい。また、この冷間加工工程Ｓ０３における加工率は、最終形状に近似するように適宜選択されることになるが、生産性を向上させるためには３０％以上とすることが好ましい。
　また、冷間加工工程Ｓ０３における加工方法に特に限定はなく、例えば圧延、押出、溝圧延、鍛造、プレス等を採用することができる。最終形状が板、条の場合には圧延を採用することが好ましく、最終形状が線、棒の場合には押出や溝圧延を採用することが好ましく、最終形状がバルク材の場合には鍛造やプレスを採用することが好ましい。
（再結晶熱処理工程Ｓ０４）
　次に、冷間加工工程Ｓ０３後の銅素材に対して、再結晶を目的とした熱処理を行う。ここで、再結晶熱処理工程Ｓ０４後の再結晶粒が微細であると、その後に８００℃以上に加熱した際に、結晶粒の成長、組織の不均一化が促進されてしまうおそれがある。このため、再結晶熱処理工程Ｓ０４後の再結晶粒の平均結晶粒径を１０μｍ以上とすることが好ましい。より好ましくは１５μｍ以上、さらに好ましくは２０μｍ以上とすることが好ましい。再結晶時の粒径の上限は特に定めないが、実質的には２００μｍ以下である。
　再結晶熱処理工程Ｓ０４の熱処理条件は、特に限定しないが、２００℃以上８５０℃以下の範囲の熱処理温度で、１秒以上２４時間以下の範囲で保持することが好ましい。この場合、再結晶後の粒径が上述した範囲にはいるように高温では短時間の熱処理、低温では長時間の熱処理とするのが好ましい。冷却速度は特に定めないが、８００℃以上の温度で熱処理をした場合は５００℃以上８００℃未満の温度で、１０℃／秒以下の冷却速度とすればよい、また、望ましくは５℃/秒以下、さらに好ましくは１℃／秒以下とすればよい。
　また、再結晶組織の均一化のために、冷間加工工程Ｓ０３と再結晶熱処理工程Ｓ０４を２回以上繰り返して行っても良い。
（調質加工工程Ｓ０５）　
　次に、材料強度を調整するために、再結晶熱処理工程Ｓ０４後の銅素材に対して調質加工を行ってもよい。なお、材料強度を高くする必要がない場合は、調質加工を行わなくてもよい。
　調質加工の加工率は特に限定しないが、材料強度を調整するために０％超え５０％以下の範囲内で実施することが好ましい。また、必要に応じて、残留ひずみの除去のために、調質加工後にさらに熱処理を行ってもよい。
　このようにして、本実施形態である銅材が製出されることになる。
　以上のような構成とされた本実施形態である銅材においては、Ｃａの含有量が３ｍａｓｓｐｐｍ以上４００ｍａｓｓｐｐｍ以下の範囲内とされているので、鋳造や熱間加工および再結晶熱処理時に、Ｃａと不可避不純物として含まれるＳ，Ｓｅ，Ｔｅと反応してＣａ系化合物が生成される。このＣａ系化合物は８００℃以上に加熱すると、ＣａとＳ，Ｓｅ，Ｔｅに分解して固溶し、固溶したＣａとＳ，Ｓｅ，Ｔｅによって結晶粒の成長が阻害される。よって、この銅材を例えば８００℃以上に加熱した場合であっても、二次再結晶を十分に抑制でき、加熱後においても結晶粒の粗大化及び不均一化を抑制することができる。
　また、本実施形態である銅材においては、Ｃａの含有量Ｘ（ｍａｓｓｐｐｍ）と不可避不純物として含まれるＯ，Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅの合計含有量Ｙ（ｍａｓｓｐｐｍ）との比Ｘ／Ｙが２よりも大きく設定されているので、Ｃａが優先的に酸素と反応して消費されても、Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅと反応する残存Ｃａ量を確保することができ、Ｃａ系化合物を十分に生成することができる。
　さらに、本実施形態である銅材においては、８００℃で１時間保持の熱処理を行った後において、平均結晶粒径Ａが２００μｍ以下とされているので、銅材を８００℃以上に加熱した場合であっても、確実に、結晶粒の粗大化を抑制することができる。
　また、本実施形態である銅材においては、８００℃で１時間保持の熱処理を行った後に、粒径５０μｍ以上３００μｍ以下の範囲の結晶粒の面積率が６０％以上とされているので、銅材を８００℃以上に加熱した場合であっても、確実に、結晶粒の不均一化を抑制することができる。
　さらに、本実施形態である銅材において、８００℃で１時間保持の熱処理を行った後の平均結晶粒径Ａと、１０００℃で１時間保持の熱処理を行った後の平均結晶粒径Ｂとの比Ｂ／Ａが２以下である場合には、１０００℃で１時間保持の熱処理を行った後の平均結晶粒径Ｂと、８００℃で１時間保持の熱処理を行った後の平均結晶粒径Ａとの差が小さく、１０００℃以上の高温にまで加熱しても十分に結晶粒の粗大化及び不均一化を抑制することができる。
　以上、本発明の実施形態である銅材について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
　例えば、上述の実施形態では、銅材の製造方法の一例について説明したが、銅材の製造方法は、実施形態に記載したものに限定されることはなく、既存の製造方法を適宜選択して製造してもよい。
　以下に、本発明の効果を確認すべく行った確認実験の結果について説明する。
　純度が９９．９９ｍａｓｓ％以上の無酸素銅からなる銅原料を高純度グラファイト坩堝内に装入して、Ａｒガス雰囲気とされた雰囲気炉内において高周波溶解した。得られた銅溶湯に、Ｃｕ－１ｍａｓｓ％Ｃａ母合金を投入し、表１に示す成分組成に調製した。
　得られた銅溶湯を、鋳型に注湯して鋳塊を製出した。なお、鋳塊の大きさは、厚さ約２５ｍｍ×幅約７０ｍｍ×長さ約１６０～１９０ｍｍとした。
　得られた鋳塊に対して、Ａｒガス雰囲気中において、８００℃で１時間の加熱を行い、熱間圧延を実施し、厚さ１５ｍｍとした。
　熱間圧延後の銅素材を切断するとともに表面の酸化被膜を除去するために表面研削を実施した。このとき、その後の冷間圧延、調質圧延の圧延率を考慮して、最終厚さが０．８ｍｍとなるように、冷間圧延に供する銅素材の厚さを調整した。
　上述のように厚さを調整した銅素材に対して、加工率９０％の条件で冷間圧延を行った。
　次に、冷間圧延後の銅素材に対して、６００～８５０℃で５秒保持の条件により、再結晶熱処理を実施した。
　そして、再結晶熱処理後の銅素材に対して、加工率５～５０％の条件で調質圧延を行い、厚さ０．８ｍｍ、幅６０ｍｍの銅材を製造した。
　そして、以下の項目について評価を実施した。評価結果を表２に示す。
（銅材の組成分析）
　得られた銅材から測定試料を採取し、ＩＣＰ－ＭＳ分析装置（ＡＧＩＬＥＮＴ社製　７５００ＣＸ）によって組成分析を行った。その結果、表１に示す組成であることを確認した。
（８００℃で１ｈの熱処理後の平均結晶粒径Ａ）
　得られた銅材に８００℃で１時間保持の熱処理を実施した。この試験片より、５０ｍｍ×５０ｍｍのサンプルを切り出し、耐水研磨紙、ダイヤモンド砥粒を用いて機械研磨を行った後、コロイダルシリカ溶液を用いて仕上げ研磨を行った。
　ＥＢＳＤ測定装置（ＦＥＩ社製　ＱＵＡＮＴＡ　４５０　ＥＦＧ，ＥＤＡＸ／ＴＳＬ社製　ＡＭＥＴＥＫ９４２４）と、解析ソフト（ＴＳＬ社製　ＯＩＭ　Ａｎａｌｙｓｉｓ７×６４）を用いて、測定間隔５μｍステップで１０００μｍ２の測定面積において、隣接する測定点間の方位差が１５°以上となる測定点間を結晶粒界として、結晶粒界マップを作成した。結晶粒界マップを作成する際にはＣＩ値が０．１以下となる測定点は除外した。
　ＪＩＳ　Ｈ　０５０１の切断法に準拠し、上述の結晶粒界マップに対して、縦、横に所定長さの線分を５本ずつ引き、線分で完全に切られる結晶粒の数をカウントし、その切断長さの平均値を平均結晶粒径とした。
（８００℃で１ｈの熱処理後の粒径５０μｍ以上３００μｍ以下の結晶粒の面積率）
　上記の結晶粒径Ａの測定の際に作成した粒界マップから解析ソフト（ＴＳＬ社製　ＯＩＭ　Ａｎａｌｙｓｉｓ７×６４）を用いて、各結晶粒の結晶粒径を求め、そのＡｒｅａＦｒａｃｔｉｏｎから全ての結晶粒の全面積から、粒径５０μｍ以上３００μｍ以下となる結晶粒の面積割合を計算した。
（１０００℃で１ｈの熱処理後の平均結晶粒径Ｂ）
　得られた銅材から試験片を採取し、１０００℃で１時間保持の熱処理を実施した。この試験片より、５０ｍｍ×５０ｍｍのサンプルを切り出し、上述した「８００℃で１ｈの熱処理後の平均結晶粒径Ａ」と同様の手順によって、１０００℃で１ｈの熱処理後の平均結晶粒径Ｂを算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　比較例１においては、Ｃａを添加しておらず、８００℃で１ｈの熱処理後の平均結晶粒径Ａが２１５μｍ、１０００℃で１ｈの熱処理後の平均結晶粒径Ｂが４７８μｍとなり、熱処理後に結晶粒が粗大化した。また、８００℃で１ｈの熱処理後の粒径５０μｍ以上３００μｍ以下の結晶の面積率が５５％と低く、熱処理後の結晶粒が不均一であった。
　比較例２においては、Ｃａの含有量Ｘ（ｍａｓｓｐｐｍ）と不可避不純物として含まれるＯ，Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅの合計含有量Ｙ（ｍａｓｓｐｐｍ）の比が０．２とされており、８００℃で１ｈの熱処理後の平均結晶粒径Ａが２０４μｍ、１０００℃で１ｈの熱処理後の平均結晶粒径Ｂが５０６μｍとなり、熱処理後に結晶粒が粗大化した。また、８００℃で１ｈの熱処理後の粒径５０μｍ以上３００μｍ以下の結晶の面積率が４９％と低く、熱処理後の結晶粒が不均一であった。
　比較例３においては、Ｃａの含有量Ｘ（ｍａｓｓｐｐｍ）と不可避不純物として含まれるＯ，Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅの合計含有量Ｙ（ｍａｓｓｐｐｍ）の比が１．５とされており、８００℃で１ｈの熱処理後の平均結晶粒径Ａが２３３μｍ、１０００℃で１ｈの熱処理後の平均結晶粒径Ｂが５５７μｍとなり、熱処理後に結晶粒が粗大化した。また、８００℃で１ｈの熱処理後の粒径５０μｍ以上３００μｍ以下の範囲の結晶粒の面積率が５１％と低く、熱処理後の結晶粒が不均一であった。
　比較例４においては、Ｃａの含有量が５４３ｍａｓｓｐｐｍとされており、加工時に割れが発生した。このため、その後の評価を中止した。鋳造時に、粗大なＣａ系化合物が生成したためと推測される。
　これに対して、Ｃａの含有量が３ｍａｓｓｐｐｍ以上４００ｍａｓｓｐｐｍ以下の範囲内、残部がＣｕ及び不可避不純物とした組成とされ、Ｃａの含有量Ｘ（ｍａｓｓｐｐｍ）と、不可避不純物として含まれるＯ，Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅの合計含有量Ｙ（ｍａｓｓｐｐｍ）との比Ｘ／Ｙが２よりも大きい本発明例１－１５においては、８００℃で１ｈの熱処理後の平均結晶粒径Ａが１５５μｍ以下、１０００℃で１ｈの熱処理後の平均結晶粒径Ｂが１８３μｍ以下となり、熱処理後における結晶粒の粗大化が抑制されていた。また、８００℃で１ｈの熱処理後の粒径５０μｍ以上３００μｍ以下の結晶の面積率が６０％以上であり、熱処理後の結晶粒が均一であった。
　以上のことから、本発明例によれば、加熱後においても、結晶粒の粗大化及び不均一化を抑制することができる銅材を提供可能であることが確認された。
産業上利用の可能性
　本発明の銅材及び放熱部材は、結晶粒の粗大化を抑制して外観の変化を防止することが好ましい部材、例えば、ヒートシンクや厚銅回路等を備えた電気・電子部品に好適に利用することができる。

Claims (4)

  1. 　Ｃａの含有量が３ｍａｓｓｐｐｍ以上４００ｍａｓｓｐｐｍ以下の範囲内、残部がＣｕ及び不可避不純物とした組成とされ、
    　Ｃａの含有量をＸ（ｍａｓｓｐｐｍ）、前記不可避不純物として含まれるＯ，Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅの合計含有量をＹ（ｍａｓｓｐｐｍ）としたときに、Ｘ／Ｙ＞２とされており、
    　８００℃で１時間保持の熱処理を行った後において、平均結晶粒径が２００μｍ以下とされるとともに、粒径５０μｍ以上３００μｍ以下の範囲の結晶粒の面積率が６０％以上とされていることを特徴とする銅材。
  2. 　８００℃で１時間保持の熱処理を行った後の平均結晶粒径をＡとし、１０００℃で１時間保持の熱処理を行った後の平均結晶粒径をＢとした場合に、Ｂ／Ａ≦２であることを特徴とする請求項１に記載の銅材。
  3. 　前記Ｏ，Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅを除いた前記不可避不純物は、総量で０．１ｍａｓｓ％以下であることを特徴とする請求項１に記載の銅材。
  4. 　請求項１から３のいずれか一項に記載の銅材からなることを特徴とする放熱部材。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022224940A1 (ja) * 2021-04-19 2022-10-27 株式会社 Kmct 耐食性銅合金、銅合金管および熱交換器
JP2022165385A (ja) * 2021-04-19 2022-10-31 株式会社Kmct 耐食性銅合金、銅合金管および熱交換器
WO2024024898A1 (ja) 2022-07-29 2024-02-01 三菱マテリアル株式会社 純銅材、絶縁基板、電子デバイス
WO2024024909A1 (ja) 2022-07-29 2024-02-01 三菱マテリアル株式会社 純銅材、絶縁基板、電子デバイス

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH062058A (ja) 1992-06-23 1994-01-11 Furukawa Electric Co Ltd:The 結晶粒成長抑制無酸素銅
JP2000212660A (ja) * 1999-01-18 2000-08-02 Nippon Mining & Metals Co Ltd フレキシブルプリント回路基板用圧延銅箔およびその製造方法
JP2014189817A (ja) * 2013-03-26 2014-10-06 Mitsubishi Materials Corp 純銅板及び放熱基板
JP2016125115A (ja) * 2015-01-07 2016-07-11 三菱マテリアル株式会社 超伝導線、及び、超伝導コイル
JP2017188339A (ja) * 2016-04-06 2017-10-12 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
JP2019068349A (ja) 2017-10-04 2019-04-25 株式会社リコー 情報処理システム、情報処理装置、情報処理方法及び情報処理プログラム

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4519775B2 (ja) * 2004-01-29 2010-08-04 日鉱金属株式会社 超高純度銅及びその製造方法
JP5866411B2 (ja) * 2013-08-09 2016-02-17 三菱マテリアル株式会社 銅合金薄板および銅合金薄板の製造方法
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

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH062058A (ja) 1992-06-23 1994-01-11 Furukawa Electric Co Ltd:The 結晶粒成長抑制無酸素銅
JP2000212660A (ja) * 1999-01-18 2000-08-02 Nippon Mining & Metals Co Ltd フレキシブルプリント回路基板用圧延銅箔およびその製造方法
JP2014189817A (ja) * 2013-03-26 2014-10-06 Mitsubishi Materials Corp 純銅板及び放熱基板
JP2016125115A (ja) * 2015-01-07 2016-07-11 三菱マテリアル株式会社 超伝導線、及び、超伝導コイル
JP2017188339A (ja) * 2016-04-06 2017-10-12 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
JP2019068349A (ja) 2017-10-04 2019-04-25 株式会社リコー 情報処理システム、情報処理装置、情報処理方法及び情報処理プログラム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3950981A4

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022224940A1 (ja) * 2021-04-19 2022-10-27 株式会社 Kmct 耐食性銅合金、銅合金管および熱交換器
JP2022165385A (ja) * 2021-04-19 2022-10-31 株式会社Kmct 耐食性銅合金、銅合金管および熱交換器
JP7491960B2 (ja) 2021-04-19 2024-05-28 株式会社Kmct 耐食性銅合金、銅合金管および熱交換器
WO2024024898A1 (ja) 2022-07-29 2024-02-01 三菱マテリアル株式会社 純銅材、絶縁基板、電子デバイス
WO2024024909A1 (ja) 2022-07-29 2024-02-01 三菱マテリアル株式会社 純銅材、絶縁基板、電子デバイス
KR20240132097A (ko) 2022-07-29 2024-09-02 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 순구리재, 절연 기판, 전자 디바이스
KR20240134029A (ko) 2022-07-29 2024-09-05 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 순구리재, 절연 기판, 전자 디바이스

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