WO2021166307A1 - クラッド材 - Google Patents

クラッド材 Download PDF

Info

Publication number
WO2021166307A1
WO2021166307A1 PCT/JP2020/035788 JP2020035788W WO2021166307A1 WO 2021166307 A1 WO2021166307 A1 WO 2021166307A1 JP 2020035788 W JP2020035788 W JP 2020035788W WO 2021166307 A1 WO2021166307 A1 WO 2021166307A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
alloy
mass
less
clad material
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/035788
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
紀智 八木
外木　達也
山本　佳紀
健二 児玉
Original Assignee
日立金属株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日立金属株式会社 filed Critical 日立金属株式会社
Priority to JP2021503945A priority Critical patent/JP6958760B1/ja
Priority to CN202080070535.XA priority patent/CN114568021B/zh
Publication of WO2021166307A1 publication Critical patent/WO2021166307A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/20—Layered products comprising a layer of metal comprising aluminium or copper
    • 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
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C22C9/04—Alloys based on copper with zinc as the next major constituent
    • 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
    • C22C9/06—Alloys based on copper with nickel or cobalt as the next major constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/302—Conductive

Definitions

  • the present invention relates to a clad material.
  • the heat radiating member mounted on an electronic device is required to have high thermal conductivity, non-magnetism, mechanical strength, weldability and the like. Specifically, the heat radiating member is required to have high thermal conductivity as an original characteristic in order to release heat from electronic components to the outside. Further, the heat radiating member is required to be non-magnetic so as not to exert a magnetic influence on the electronic component. Further, since the heat radiating member is required to be thinned as the electronic device is made thinner and lighter, it is required to have mechanical strength such as tensile strength that can withstand the thinning. Further, the heat radiating member is required to have weldability for joining with other parts constituting the electronic device.
  • Patent Document 1 proposes a clad material for meeting these demands.
  • a layer made of austenitic stainless steel (SUS layer), a layer made of pure copper or a copper alloy (Cu layer), and a layer made of austenitic stainless steel (SUS layer) are laminated and joined in this order.
  • high thermal conductivity is ensured by the Cu layer of the core material.
  • the non-magnetism of the entire clad material is ensured by the selected material.
  • mechanical strength and weldability are ensured by the SUS layers provided on the front and back surfaces of the core material.
  • the clad material disclosed in Patent Document 1 is suitable from the viewpoint of non-magnetism and weldability, but there is room for improvement from the viewpoint of thermal conductivity and thinning.
  • the SUS layers provided on the front and back surfaces of the core material have lower thermal conductivity than the Cu layer of the core material.
  • the SUS layers provided on the front and back of the core material tend to have a non-uniform thickness when clad rolling is performed due to the difference in deformation resistance between the core material and the Cu layer. A small portion (thin-walled portion) and a large portion (thick-walled portion) may be formed. Therefore, due to the thin portion of the SUS layer, the Cu layer of the core material may be exposed on the surface of the clad material, so that it is difficult to further reduce the thickness of the entire clad material.
  • an object of the present invention is to provide a clad material having properties suitable for a heat radiating member without using a layer made of austenitic stainless steel (SUS layer).
  • SUS layer austenitic stainless steel
  • the clad material according to one aspect of the present invention is A first layer composed of pure copper or a first Cu alloy containing Cu in an amount of 95.0% by mass or more, A Cu—Ni alloy bonded to at least one surface of the first layer with a thickness of 1 ⁇ m or more and containing Ni in an amount of 5.0% by mass or more and 45.0% by mass or less, or a Cu—Ni alloy containing Ni in an amount of 5.0% by mass or more and 30% by mass or more. It has a second layer composed of a second Cu alloy, which is one of a Cu—Ni—Zn alloy containing 0.0% by mass or less and Zn in 10.0% by mass or more and 30.0% by mass or less. , The relative magnetic permeability is 1.001 or less.
  • the first Cu alloy constituting the first layer contains at least one of Si, Co, Sn, Zn, Mg, Fe, Ti, Zr, Cr, Al, P, Mn and Ag in total. It can be contained in 0% by mass or less.
  • the first Cu alloy constituting the first layer preferably contains Zr in an amount of 5.0% by mass or less.
  • the first Cu alloy constituting the first layer preferably contains Cr and Zr in a total amount of 5.0% by mass or less.
  • the Cu—Ni alloy constituting the second layer contains at least one of Si, Co, Sn, Zn, Mg, Fe, Ti, Zr, Cr, Al, P, Mn and Ag in total.
  • the Cu—Ni—Zn alloy which can be contained in 0% by mass or less or constitutes the second layer is Si, Co, Sn, Mg, Fe, Ti, Zr, Cr, Al, P, Mn and At least one of Ag can be contained in a total of 5.0% by mass or less.
  • the Cu—Ni alloy constituting the third layer contains at least one of Si, Co, Sn, Zn, Mg, Fe, Ti, Zr, Cr, Al, P, Mn and Ag in total.
  • the Cu—Ni—Zn alloy which can be contained in 0% by mass or less or constitutes the third layer is Si, Co, Sn, Mg, Fe, Ti, Zr, Cr, Al, P, Mn and At least one of Ag can be contained in a total of 5.0% by mass or less.
  • a clad material having characteristics suitable for a heat radiating member is provided without using a layer made of austenitic stainless steel (SUS layer).
  • SUS layer austenitic stainless steel
  • the clad material 10 shown in FIG. 1 is a schematic view of a two-layer structure according to an embodiment of the clad material of the present invention.
  • the clad material 20 shown in FIG. 2 is a clad material 20 having a three-layer structure, which is an embodiment of the clad material of the present invention.
  • the clad materials 10 and 20 can be suitably used as a material constituting a heat radiating member mounted on an electronic device such as a mobile phone, a tablet terminal, a wearable terminal, a digital camera, or a personal computer. Further, it can be suitably used as a material for constituting a heat radiating member mounted on an electronic device such as a camera mounted on a vehicle, various sensors, and a control device.
  • Such electronic devices are required to be small, thin, and lightweight.
  • the clad materials 10 and 20 used for the heat radiating member of such an electronic device are required to have excellent characteristics from the viewpoints of high thermal conductivity, non-magnetism, mechanical strength, weldability and the like.
  • the first layer 1 constituting the clad materials 10 and 20 is made of pure copper or a first Cu alloy containing Cu in an amount of 95.0% by mass or more.
  • the first layer 1 serves as a core material for the clad materials 10 and 20, and is mainly a layer for ensuring high thermal conductivity and mechanical strength.
  • the first Cu alloy referred to here is a term that conveniently refers to the Cu alloy constituting the first layer 1.
  • the pure copper constituting the first layer 1 of the clad materials 10 and 20 may be composed of 99.0% by mass or more of Cu and unavoidable impurities.
  • the clad materials 10 and 20 have high thermal conductivity, are non-magnetic, and have appropriate processability. It is easy to thin the wall due to the above, and has an appropriate mechanical strength (tensile strength).
  • Inevitable impurities that may be mixed in pure copper in an amount of less than 1.0% by mass include, for example, P, Ni, Si, Zn, Pb, Sn, Zr, Mg, Ag, As, Cr, Fe, and Co. Can be mentioned.
  • the pure copper may be, for example, any one of C10100, C10200, C10300, C10400, C10500, C10700, C10800, C10910, C10920, C12000, and C15500 in the UNS (Unified Numbering System).
  • UNS Unified Numbering System
  • the first Cu alloy constituting the first layer 1 of the clad materials 10 and 20 may be composed of 95.0% by mass or more of Cu, 5.0% by mass or less of additive elements, and unavoidable impurities. ..
  • the first layer 1 to be the core material is composed of 95.0% by mass or more of Cu, 5.0% by mass or less of additive elements and unavoidable impurities
  • the clad materials 10 and 20 have correspondingly high thermal conductivity. It has, is non-magnetic, is easy to thin due to appropriate workability, and has sufficient mechanical strength (tensile strength).
  • the first Cu alloy contains at least one of Si, Co, Sn, Zn, Mg, Fe, Ti, Zr, Cr, Al, P, Mn and Ag as an additive element in a total of 5.0% by mass or less. Can be included in. (The first Cu alloy can contain at least one of Si, Co, Sn, Zn, Mg, Fe, Ti, Zr, Cr, Al, P, Mn and Ag as an additive element. Can contain 5.0% by mass or less of these additive elements in total.) Alternatively, the first Cu alloy preferably contains Zr as an additive element in an amount of 5.0% by mass or less. Alternatively, the first Cu alloy preferably contains Cr and Zr as additive elements in a total of 5.0% by mass or less.
  • the total amount of the additive elements contained in the first Cu alloy is preferably 5.0% by mass or less.
  • Inevitable impurities that may be mixed in the first Cu alloy in an amount of less than 1.0% by mass include, for example, P, Ni, Si, Zn, Pb, Sn, Zr, Mg, Ag, As, Cr, Examples include Fe and Co.
  • the first Cu alloy may be, for example, any one of C15150, C14415, C18045, and C15100 in the UNS standard.
  • the second layer 2 constituting the clad materials 10 and 20 is a layer bonded to at least one surface of the first layer 1 with a thickness of 1 ⁇ m or more.
  • the second layer 2 is a Cu—Ni alloy containing 5.0% by mass or more and 45.0% by mass or less of Ni, or 5.0% by mass or more and 30.0% by mass or less of Ni and 10.0% by mass of Zn. It is composed of a second Cu alloy which is one of Cu—Ni—Zn alloys containing% or more and 30.0% by mass or less.
  • the second layer 2 is mainly a layer for ensuring weldability.
  • the second Cu alloy referred to here is a term that conveniently refers to the Cu alloy constituting the second layer 2.
  • the second Cu alloy is either a Cu—Ni alloy or a Cu—Ni—Zn alloy.
  • the second Cu alloy constituting the second layer 2 of the clad materials 10 and 20 is a Cu—Ni alloy containing Ni in an amount of 5.0% by mass or more and 45.0% by mass or less, and the balance Cu and unavoidable impurities. You can.
  • the second Cu alloy which is a Cu—Ni alloy, preferably contains Ni in an amount of 10.0% by mass or more and 45.0% by mass or less, and may consist of the balance Cu and unavoidable impurities.
  • the clad materials 10 and 20 have thermal conductivity equal to or higher than that of austenitic stainless steel. It is non-magnetic, can be easily thinned due to its appropriate workability, and has an appropriate mechanical strength (tensile strength).
  • the second Cu alloy constituting the second layer 2 of the clad materials 10 and 20 contains 5.0% by mass or more and 30.0% by mass or less of Ni and 10.0% by mass or more and 30.0% by mass or less of Zn. It may be a Cu—Ni—Zn alloy containing the balance of Cu and unavoidable impurities.
  • the clad materials 10 and 20 are made of austenitic stainless steel, similarly to the above-mentioned Cu—Ni alloy. It has thermal conductivity equal to or higher than that of steel, is non-magnetic, is easy to thin due to appropriate workability, and has appropriate mechanical strength (tensile strength).
  • the second layer 2 when the second layer 2 is made of a Cu—Ni—Zn alloy, it contains Zn in 10.0% by mass or more and 30.0% by mass or less as compared with the case where the second layer 2 is made of a Cu—Ni alloy. As a result, the mechanical strength (tensile strength) of the clad materials 10 and 20 is improved.
  • the Cu—Ni alloy is further composed of Si, Co, Sn, Zn, Mg, Fe, Ti, Zr, Cr, Al, P, Mn and Ag. At least one of them can be contained in a total of 5.0% by mass or less.
  • This Cu—Ni alloy contains at least one of Si, Co, Sn, Zn, Mg, Fe, Ti, Zr, Cr, Al, P, Mn and Ag in a total amount of more than 5.0% by mass. If this is the case, the thermal conductivity of the entire clad material 10 may decrease due to the second layer 2.
  • At least one of Si, Co, Sn, Zn, Mg, Fe, Ti, Zr, Cr, Al, P, Mn and Ag contained in the second Cu alloy which is the Cu—Ni alloy is total. It is preferably 5.0% by mass or less.
  • Inevitable impurities that may be mixed in this Cu—Ni alloy in an amount of less than 1.0% by mass include, for example, P, Si, Zn, Pb, Sn, Zr, Mg, Ag, As, Cr, Fe. , Co.
  • the Cu—Ni—Zn alloy further comprises Si, Co, Sn, Mg, Fe, Ti, Zr, Cr, Al, P, Mn and At least one of Ag can be contained in a total of 5.0% by mass or less.
  • This Cu—Ni—Zn alloy contains at least one of Si, Co, Sn, Mg, Fe, Ti, Zr, Cr, Al, P, Mn and Ag in excess of 5.0% by mass in total. If this is the case, the thermal conductivity of the entire clad material 10 may decrease due to the second layer 2.
  • At least one of Si, Co, Sn, Mg, Fe, Ti, Zr, Cr, Al, P, Mn and Ag contained in the second Cu alloy which is the Cu—Ni—Zn alloy is total. It is preferably 5.0% by mass or less.
  • Inevitable impurities that may be mixed in this Cu—Ni—Zn alloy in an amount of less than 1.0% by mass include, for example, P, Ni, Si, Pb, Sn, Zr, Mg, Ag, As, and Cr. , Fe, Co.
  • the second Cu alloy is, for example, C70610, C70800, C70900, C71000, C71100, C71110, C71300, C71500, C71520, C71580, C71581, C71590, C71600, C71630, C71640, C71700, C71900, C71950, C72000 in the UNS standard. , C72200, C72400, C72420, C72900, C72950, C73200.
  • the second Cu alloy may be, for example, any of C7351, C7451, C7521, C7541 and C7701 in the UNS standard.
  • the clad materials 10 and 20 in which the second layer 2 made of the second Cu alloy described above is bonded to at least one surface of the first layer 1 are compared with the case where the second layer is made of a SUS layer. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the thermal conductivity of the clad materials 10 and 20 due to the second layer 2. Further, since the second layer 2 made of the above-mentioned second Cu alloy has a thickness of 1 ⁇ m or more, the clad materials 10 and 20 can have excellent weldability.
  • the weldability referred to here is the adhesiveness at the time of welding to a part made of stainless steel such as SUS304, which is often used in electronic devices.
  • the above-mentioned second Cu alloy is easily compatible with stainless steel such as SUS304, and can adhere well at the time of welding to exhibit high bonding strength.
  • the first layer 1 and the second layer 2 constituting the clad material 10 are mainly Cu-based materials. Therefore, the difference between the deformation resistance of the first layer 1 and the deformation resistance of the second layer 2 constituting the clad material 10 is sufficient as compared with the difference between the deformation resistance of the stainless steel-based material and the deformation resistance of the Cu-based material. Becomes smaller. Since the clad material 10 exhibits excellent ductility due to the combination of Cu-based materials having a smaller difference in deformation resistance than the combination of stainless steel-based materials and Cu-based materials, it can be stretched thinner and used. It becomes.
  • the pure copper or the first Cu alloy forming the first layer 1 of the clad material 10 and the second Cu alloy forming the second layer 2 are all non-magnetic materials.
  • the clad material 10 having the first layer 1 and the second layer 2 shown in FIG. 1 becomes a non-magnetic material as a whole.
  • the non-magnetic material referred to here is intended to have a magnetic permeability ( ⁇ ) with respect to a magnetic permeability ( ⁇ 0 ) of the clad material 10 in vacuum, that is, a specific magnetic permeability ( ⁇ / ⁇ 0 ) of 1.001 or less. do. Since the relative magnetic permeability ( ⁇ / ⁇ 0 ) of the clad material 10 is 1.001 or less, the clad material 10 itself is less likely to become magnetic.
  • the clad material 10 composed of the first layer 1 and the second layer 2 mainly composed of Cu-based material includes a layer (SUS layer) made of austenitic stainless steel disclosed in Patent Document 1.
  • a layer (SUS layer) made of austenitic stainless steel disclosed in Patent Document 1.
  • the clad material 10 composed of the first layer 1 and the second layer 2 mainly composed of Cu-based material is austenitic due to the first layer 1 and the second layer 2 mainly composed of Cu-based material. It is possible to have appropriate mechanical strength and weldability without using a layer made of stainless steel (SUS layer). Therefore, the clad material 10 is suitable as a material for the heat radiating member.
  • the clad material 20 having a three-layer structure shown in FIG. 2 includes a third layer 3 in addition to the first layer 1 and the second layer 2 described above.
  • the third layer 3 constituting the clad material 20 is joined to the surface of the first layer 1 opposite to the surface to which the second layer 2 is joined with a thickness of 1 ⁇ m or more.
  • the first layer 1 is located between the second layer 2 and the third layer 3.
  • the third layer 3 constituting the clad material 20 may have the same structure as the second layer 2, and may be formed by using a material having the same material and thickness as the second layer 2. That is, the third layer 3 is bonded to the surface of the first layer 1 opposite to the surface to which the second layer 2 is bonded with a thickness of 1 ⁇ m or more, and Ni is 5.0% by mass or more and 45.0% by mass or less. Either a Cu—Ni alloy containing in It may be composed of a third Cu alloy.
  • the Cu—Ni alloy which is the third Cu alloy constituting the third layer 3 of the clad material 20, contains Ni in an amount of 5.0% by mass or more and 45.0% by mass or less, and is composed of the balance Cu and unavoidable impurities. It may be there.
  • This Cu—Ni alloy preferably contains Ni in an amount of 10.0% by mass or more and 45.0% by mass or less, and may consist of the balance Cu and unavoidable impurities.
  • the composition of the Cu—Ni alloy of the third Cu alloy is the same as the composition of the Cu—Ni alloy of the second Cu alloy constituting the second layer 2, and the effect is also the same as the composition of the second Cu alloy constituting the second layer 2. It is the same as the Cu—Ni alloy of the two Cu alloys.
  • the Cu—Ni—Zn alloy which is the third Cu alloy constituting the third layer 3 of the clad material 20, contains 5.0% by mass or more and 30.0% by mass or less of Ni and 10.0% by mass or more of Zn. It may be contained in an amount of 30.0% by mass or less and may consist of the balance Cu and unavoidable impurities.
  • the composition of the Cu—Ni—Zn alloy of the third Cu alloy is the same as the composition of the Cu—Ni—Zn alloy of the second Cu alloy constituting the second layer 2, and the effect is also the same as that of the second layer 2. It is the same as the Cu—Ni—Zn alloy of the second Cu alloy constituting the above.
  • the Cu—Ni alloy is further composed of Si, Co, Sn, Zn, Mg, Fe, Ti, Zr, Cr, Al, P, Mn and Ag. At least one of them can be contained in a total of 5.0% by mass or less.
  • Inevitable impurities that may be mixed in this Cu—Ni alloy in an amount of less than 1.0% by mass include, for example, P, Si, Zn, Pb, Sn, Zr, Mg, Ag, As, Cr, Fe. , Co and the like.
  • the Cu—Ni—Zn alloy further comprises Si, Co, Sn, Mg, Fe, Ti, Zr, Cr, Al, P, Mn and At least one of Ag can be contained in a total of 5.0% by mass or less.
  • Inevitable impurities that may be mixed in this Cu—Ni—Zn alloy in an amount of less than 1.0% by mass include, for example, P, Ni, Si, Pb, Sn, Zr, Mg, Ag, As, and Cr. , Fe, Co and the like.
  • the third Cu alloy is, for example, C70610, C70800, C70900, C71000, C71100, C71110, C71300, C71500, C71520, C71580, C71581, C71590, C71600, C71630, C71640, C71700, C71900, C71950, C72000 in the UNS standard. , C72200, C72400, C72420, C72900, C72950, C73200.
  • the second Cu alloy may be, for example, any of C7351, C7451, C7521, C7541 and C7701 in the UNS standard. This point is the same as that of the second Cu alloy constituting the second layer 2, and the effect thereof is also the same as that of the second Cu alloy constituting the second layer 2.
  • the third layer 3 constituting the clad material 20 preferably has the same structure as the second layer 2 so that it is not necessary to distinguish the front and back sides of the clad material 20. That is, it is preferable that the third layer 3 has the same composition as the second layer 2 and has the same thickness as the second layer 2.
  • the third layer 3 is configured in this way, when the user intends to process the clad material 20, it is not necessary to check and distinguish the front surface and the back surface of the clad material 20, which makes it easier to handle. ..
  • the clad material 20 composed of the first layer 1, the second layer 2 and the third layer 3 mainly composed of the Cu-based material has a smaller difference in deformation resistance than the combination of the stainless steel-based material and the Cu-based material. Due to the combination of Cu-based materials, it is unlikely that the second layer 2 or the third layer 3 will be torn during rolling and the first layer 1 which is the core material will be exposed. 20 can be used by extending it to a thinner thickness (total thickness) of, for example, 0.1 mm or less.
  • a clad material having a three-layer structure having a Cu layer between SUS layers disclosed in Patent Document 1 has a larger difference in deformation resistance than a combination of Cu systems, and there is a concern that the core material may be exposed as described above. .. Therefore, the practical total thickness of the clad material of Patent Document 1 is considered to be about 0.2 mm (0.2 mm or more). Even if an attempt is made to make the clad material of Patent Document 1 thinner than the practical total thickness, the total thickness cannot be reduced to 0.1 mm or less due to exposure of the core material or damage to each layer. Conceivable.
  • the total thickness is less than 0.1 mm, considering that the main body of each of the three layers constituting the clad material 20 is a Cu-based material. Can be.
  • the clad material 20 can be thinned to a thickness of 0.022 mm (total thickness), for example.
  • total thickness 0.022 mm
  • the thickness ratio of the three layers constituting the clad material 20 (second layer 2: first layer 1: third layer 3) is set to 1:20: 1, the first layer 1 The thickness is 20 ⁇ m, and the thickness of both the second layer 2 and the third layer 3 is 1 ⁇ m.
  • the thickness ratio of the three layers constituting the clad material 20 is 1:10: 1 to 1:30: 1. It is preferable to set it selectively within the range.
  • the thickness of the first layer 1 is selectively set within the range of 10 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less.
  • the clad material 20 is thinned to a thickness of 12 ⁇ m or more and 32 ⁇ m or less. Further, considering the ease of handling of the clad material 20, it is preferable to set the second layer 2 and the third layer 3 to the same thickness.
  • the pure copper or the first Cu alloy forming the first layer 1 of the clad material 20, the second Cu alloy forming the second layer 2 and the third Cu alloy forming the third layer 3 are all non-magnetic materials. Is. As a result, the clad material 20 having the first layer 1, the second layer 2 and the third layer 3 shown in FIG. 2 becomes a non-magnetic material as a whole.
  • the non-magnetic material referred to here is intended to have a magnetic permeability ( ⁇ ) with respect to a magnetic permeability ( ⁇ 0 ) of the clad material 20 in a vacuum, that is, a specific magnetic permeability ( ⁇ / ⁇ 0 ) of 1.001 or less. do. Since the relative magnetic permeability ( ⁇ / ⁇ 0 ) of the clad material 20 is 1.001 or less, the clad material 20 itself is less likely to become magnetic.
  • the clad material 20 composed of the first layer 1, the second layer 2 and the third layer 3 mainly composed of Cu-based material is a layer made of austenitic stainless steel disclosed in Patent Document 1 ( Compared to the clad material containing (SUS layer), it has higher thermal conductivity and is non-magnetic due to the first layer 1, second layer 2 and third layer 3, which are mainly Cu-based materials. It is possible to make it sufficiently thin.
  • the clad material 20 composed of the first layer 1, the second layer 2 and the third layer 3 mainly composed of Cu-based materials includes the first layer 1, the second layer 2 and the third layer 3 mainly composed of Cu-based materials. Due to the three layers 3, it is possible to have appropriate mechanical strength and weldability without using a layer (SUS layer) made of austenitic stainless steel. Therefore, the clad material 20 is suitable as a material for the heat radiating member.
  • Sample No. 1 to 24, sample No. 25-28 and sample No. 29 to 32 were prepared.
  • Sample No. Reference numerals 1 to 24 are clad materials 20 having a three-layer structure according to the present embodiment.
  • Sample No. 25 to 28 are clad materials having a three-layer structure as a reference example.
  • Sample No. 29 to 32 are plate materials having a single structure as a reference example.
  • the element content ratio is "mass%".
  • Step 1 As an intermediate material to be the first layer 1 of the clad material 20, after rolling to a thickness of 2.5 mm, it is held at 900 ° C. for 3 minutes and heat-treated to cool it with water to obtain pure Cu (99.9 Cu) or A first plate material composed of a Cu alloy (any of Cu-0.1Zr-0.05Sn, Cu-0.1Zr, and Cu-0.9Cr-0.09Zr) was produced.
  • Step 2 As a coating material to be the second layer 2 and the third layer 3 of the clad material 20, it is rolled to a thickness of 0.125 mm and then heat-treated to be held at 700 ° C.
  • Step 3 The second plate material, the first plate material, and the third plate material are laminated in this order, rolled to a thickness of 1.1 mm with a workability of about 60% (clad rolling), and then at 500 ° C.
  • a clad intermediate material was prepared by performing a heat treatment (diffusion annealing) for holding for 1 minute.
  • Step 4 Following step 3, the clad intermediate material is rolled to a thickness of 0.4 mm, then heat-treated to be held at 500 ° C. for 2 hours, and then rolled to a thickness of 0.2 mm to obtain the first layer 1.
  • a clad material 20 was produced.
  • Step 1 As an intermediate material to be the first layer of the clad material having a three-layer structure, it is rolled to a thickness of 2 mm and then heat-treated by holding it at 900 ° C. for 3 minutes and cooling it with water to obtain pure Cu (99.9 Cu). The constructed first plate material was produced.
  • Step 2 As a coating material to be the second layer and the third layer of the clad material having a three-layer structure, austenitic stainless steel (austenitic stainless steel) is obtained by rolling to a thickness of 0.375 mm and then performing a heat treatment for holding at 700 ° C. for 1 minute.
  • austenitic stainless steel austenitic stainless steel
  • a second plate material and a third plate material composed of Fe-17Cr-13Ni-2Mo-0.02C) within the JIS standard range of SUS316L were produced.
  • the second plate material and the third plate material are the same.
  • the second plate material, the first plate material, and the third plate material are laminated in this order, rolled to a thickness of 1.1 mm with a workability of about 60% (clad rolling), and then at 600 ° C.
  • the thickness of the first layer 1 is about 145 ⁇ m (strictly 0.145 mm)
  • the second layer 2 and A clad material (SUS / Cu / SUS) having a three-layer structure having a total thickness of the third layer 3 of about 55 ⁇ m (strictly, 0.054 mm 0.027 mm ⁇ 2) was produced.
  • Step 1 As an intermediate material to be the first layer of the clad material having a three-layer structure, it is rolled to a thickness of 2.5 mm and then heat-treated by holding it at 900 ° C. for 3 minutes and cooling it with water to obtain pure Cu (99.9 Cu). ) Was produced.
  • Step 2 As a coating material to be the second layer and the third layer of the clad material having a three-layer structure, pure Ni (00. A second plate material and a third plate material composed of 9Ni) were produced. Here, the second plate material and the third plate material are the same.
  • Step 3 The second plate material, the first plate material, and the third plate material are laminated in this order, rolled to a thickness of 1.1 mm with a workability of about 60% (clad rolling), and then at 600 ° C.
  • the thickness of the first layer 1 is about 180 ⁇ m (strictly 0.182 mm)
  • the second layer 2 and A clad material (Ni / Cu / Ni) having a three-layer structure having a total thickness of the third layer 3 of about 20 ⁇ m (strictly, 0.018 mm 0.009 mm ⁇ 2) was produced.
  • Sample No. 27 Reference example> [Steps 1 to 3] Sample No. When the thickness of the first plate material in No. 26 is 2.2 mm, the thickness of the second plate material and the third plate material is 0.275 mm, and the total thickness is 0.2 mm, the thickness of the first layer 1 is about 160 ⁇ m. , A clad material (Ni / Cu / Ni) having a three-layer structure having a total thickness of the second layer 2 and the third layer 3 of about 40 ⁇ m (0.020 mm ⁇ 2) was produced.
  • Step 1 As an intermediate material to be the first layer of the three-layered clad material, it is rolled to a thickness of 2.5 mm, then heat-treated by holding it at 900 ° C. for 3 minutes to cool it with water, and then to a thickness of 1.1 mm.
  • the Cu alloy (Cu-0.9Cr-0. A first plate material composed of 09Zr) was produced.
  • Step 2 By forming a Ni plating layer having a thickness of 5 ⁇ m on the surface of the first plate material, a Ni plating-coated Cu plate material (Ni / Cu / Ni) having a three-layer structure in which the front and back surfaces are coated with a Ni plating layer was produced. ..
  • the thickness of the first layer 1 is about 190 ⁇ m
  • the total thickness of the second layer 2 and the third layer 3 is about 10 ⁇ m (0.005 mm ⁇ 2).
  • Example No. 29-32 Reference example> [Process] A Cu plate material having a thickness of 0.2 mm composed of pure Cu (99.9 Cu) was prepared, and Sample No. I got 29. A Cu plate having a thickness of 0.2 mm composed of a Cu alloy (Cu-0.1Zr) was prepared, and Sample No. I got 30. A Cu plate having a thickness of 0.2 mm composed of a Cu alloy (Cu-0.1Zr-0.05Sn) was prepared, and Sample No. I got 31. A Cu plate having a thickness of 0.2 mm composed of a Cu alloy (Cu-0.9Cr-0.09Zr) was prepared, and Sample No. 32 was obtained.
  • the term "single plate” as used herein means a plate material having a single structure, which corresponds to the first layer of a clad material having a three-layer structure and does not have a second layer and a third layer.
  • ⁇ Thermal conductivity> In order to evaluate the thermal conductivity, a circular flat plate-shaped test piece having a diameter of 10 mm was taken from the sample in accordance with JIS-H7801: 2005, and the thermal conductivity of the sample was measured by a laser flash method.
  • Non-magnetic> In order to evaluate non-magnetism, a square test piece having a side length of 10 mm was taken from a sample in accordance with JIS-C2565: 1992, and the relative permeability, which is the ratio to the magnetic permeability ( ⁇ 0) of the vacuum. Permeability ( ⁇ / ⁇ 0 ) was measured.
  • ⁇ Mechanical strength> In order to evaluate the mechanical strength, a test piece (according to No. 13A test piece) is taken from the sample so that the rolling direction is the tensile direction in accordance with JIS-2241: 2011, and the tensile test of the sample is performed. The strength was measured.
  • a welded joint was prepared and a tensile test was performed. Specifically, austenitic stainless steel (ML-2050A manufactured by Amada Miyachi Co., Ltd.) is used under the conditions of a beam diameter of 0.4 mm, a welding speed of 10 m / min, and a welding length of 0.1 mm.
  • a welded joint was produced using a SUS plate material made of JIS standard SUS304) as a welding partner material. For example, in the case of the clad material 20 having a three-layer structure, as shown in FIG.
  • the test piece S collected from the sample (clad material 20) is subjected to laser irradiation in a state of being overlapped with the welding partner material 4, and the welding partner material is subjected to laser irradiation.
  • 4 was welded to the test piece S by two welded portions 5 (welded portions 5a and 5b) provided at intervals of about 8 mm in the direction orthogonal to the arrow shown in FIG. After welding, a tensile test is performed on each of the test piece S and the welding partner material 4 by applying a tensile force in the direction indicated by the arrow in FIG. 3 to apply a load in the shearing direction to the welded portion 5 (welded portions 5a and 5b). Therefore, the weldability (welding strength) was evaluated.
  • the tensile force (65N) when a welded joint using the same SUS plate material as the welding partner material breaks at a part other than the welded portion 5 is set as the reference value F1, and the welding partner material and the sample No.
  • the value Fx obtained by F2 / F1 ⁇ 100 (%) is 80% or more.
  • Fx is less than 80%, it is described as "x" because there is no weldability.
  • Table 1 summarizes the material and thickness of each sample.
  • Table 2 summarizes the thermal conductivity, relative magnetic permeability ( ⁇ / ⁇ 0 ), tensile strength, and weldability of each sample.
  • the sample No. which is an example of this embodiment.
  • Nos. 1 to 24 have thermal conductivity (thermal conductivity), non-magnetism (specific magnetic permeability), and mechanical strength (tensile force) required for heat-dissipating members without using a layer made of austenitic stainless steel (SUS layer). It was confirmed that it shows strength) and weldability.
  • sample No. It was confirmed that 1 to 24 are useful.
  • Sample No. 1 to 3, 4 to 6, 7 to 9, 13 to 15, 16 to 18 and 19 to 21 ensure non-magnetism and good weldability with a relative magnetic permeability ( ⁇ / ⁇ 0) of 1.001 or less.
  • thermal conductivity thermal conductivity
  • sample No. 25 more preferable thermal conductivity than the clad material having a three-layer structure using the SUS layer (Sample No. 25).
  • sample No. Sample Nos. 1 to 3, 4 to 6, 7 to 9, 13 to 15, 16 to 18 and 19 to 21 showed a thermal conductivity of 300 W / (mK) or more. It was confirmed that it has a thermal conductivity larger than 25, 285 W / (mK).
  • sample Nos. 1 to 3, 4 to 6, 7 to 9, 13 to 15, 16 to 18 and 19 to 21 are sample Nos. It showed a thermal conductivity higher than 25.
  • sample No. Sample Nos. 1 to 3, 4 to 6, 13 to 15 and 16 to 18 are sample numbers. It showed a tensile strength higher than 25.
  • sample No. Sample Nos. 10 to 12 and 22 to 24 are the sample numbers. Sample No. 25, while showing the same degree of thermal conductivity as that of Sample No. 25. It showed a tensile strength higher than 25.
  • Sample No. 1 to 3, 4 to 6, 10 to 12, 13 to 15, 16 to 18 and 22 to 24 ensure non-magnetism and good weldability with a relative magnetic permeability ( ⁇ / ⁇ 0) of 1.001 or less.
  • sample No. Sample Nos. 1 to 3, 4 to 6, 10 to 12, 13 to 15, 16 to 18 and 22 to 24 showed tensile strengths of 450 MPa or more. It was confirmed that the tensile strength was larger than 432 MPa of 25.
  • sample No. 1 to 3, 10 to 12 and 22 to 24 have a more preferable tensile strength of 550 MPa or more, and Sample No. It was confirmed that 10 to 12 and 22 to 24 had sufficient tensile strength of 600 MPa or more.
  • a clad material having characteristics suitable for a heat radiating member is provided without using a layer made of austenitic stainless steel (SUS layer).
  • SUS layer austenitic stainless steel

Abstract

クラッド材は、純銅、または、Ｃｕを９５．０質量％以上で含む第一Ｃｕ合金により構成された第一層（１）と、第一層（１）の少なくとも一方の面に１μｍ以上の厚みで接合され、Ｎｉを５．０質量％以上４５．０質量％以下で含むＣｕ－Ｎｉ合金である第二Ｃｕ合金により構成された第二層（２）と、を有し、比透磁率が１．００１以下である。

Description

クラッド材
　本発明は、クラッド材に関する。
　通信機器や画像表示機器、撮像機器などの電子部品を搭載する電子機器には、放熱板などの放熱部材が搭載されている。
　電子機器に搭載される放熱部材には、高い熱伝導性、非磁性、機械的強さ、溶接性などが求められる。詳しくは、放熱部材には、本来の特性として、電子部品からの熱を外部に放出するために高い熱伝導性が求められる。また、放熱部材には、電子部品に対して磁気的な影響を及ぼさないために非磁性が求められる。また、放熱部材には、電子機器の薄型化・軽量化に伴う薄肉化が求められるために、薄肉化に耐え得る引張強さなどの機械的強さが求められる。さらに、放熱部材には、電子機器を構成する他部品との接合のために、溶接性が求められる。
　特許文献１は、これらの要求に応えるためのクラッド材を提案している。特許文献１は、オーステナイト系ステンレス鋼からなる層（ＳＵＳ層）と、純銅または銅合金からなる層（Ｃｕ層）と、オーステナイト系ステンレス鋼からなる層（ＳＵＳ層）とがこの順に積層されて接合された３層構造のクラッド材を提案している。このクラッド材は、芯材のＣｕ層により高い熱伝導性が確保されている。また、このクラッド材は、選択された材料によって、クラッド材の全体の非磁性が確保されている。また、芯材の表裏に設けられたＳＵＳ層により、機械的強さおよび溶接性が確保されている。
日本国特開2019-31036号公報
　特許文献１に開示されるクラッド材は、非磁性・溶接性の観点で好適であるが、熱伝導性および薄肉化の観点で改良の余地がある。例えば、芯材の表裏に設けられたＳＵＳ層は、芯材のＣｕ層よりも熱伝導性が小さい。また、芯材の裏表に設けられたＳＵＳ層は、芯材のＣｕ層との変形抵抗の差に起因して、クラッド圧延を行ったときにＳＵＳ層の厚さが不均一になりやすく、厚みが小さい部分（薄肉部）と大きい部分（厚肉部）とが形成されることがある。そのため、ＳＵＳ層の薄肉部に起因して、芯材のＣｕ層がクラッド材の表面に露出することがあるため、クラッド材全体の更なる薄肉化が難しい。
　上記課題を鑑みて、本発明は、オーステナイト系ステンレス鋼からなる層（ＳＵＳ層）を用いることなく放熱部材に好適な特性を有するクラッド材を提供することを目的とする。
　本発明の一側面に係るクラッド材は、
　純銅、または、Ｃｕを９５．０質量％以上で含む第一Ｃｕ合金により構成された第一層と、
　前記第一層の少なくとも一方の面に１μｍ以上の厚みで接合され、Ｎｉを５．０質量％以上４５．０質量％以下で含むＣｕ－Ｎｉ合金、または、Ｎｉを５．０質量％以上３０．０質量％以下およびＺｎを１０．０質量％以上３０．０質量％以下で含むＣｕ－Ｎｉ－Ｚｎ合金、のいずれかである第二Ｃｕ合金により構成された第二層と、を有し、
　比透磁率が１．００１以下である。
　上述したクラッド材において、
　前記第一層を構成する前記第一Ｃｕ合金は、Ｓｉ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｐ、ＭｎおよびＡｇのうち少なくとも一種を、合計で、５．０質量％以下で含むことができる。
　上述したクラッド材において、
　前記第一層を構成する前記第一Ｃｕ合金は、Ｚｒを、５．０質量％以下で含むことが好ましい。
　上述したクラッド材において、
　前記第一層を構成する前記第一Ｃｕ合金は、ＣｒおよびＺｒを、合計で、５．０質量％以下で含むことが好ましい。
　上述したクラッド材において、
　前記第二層を構成する前記Ｃｕ－Ｎｉ合金は、Ｓｉ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｐ、ＭｎおよびＡｇのうち少なくとも一種を、合計で、５．０質量％以下で含むことができる、または、前記第二層を構成する前記Ｃｕ－Ｎｉ－Ｚｎ合金は、Ｓｉ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｐ、ＭｎおよびＡｇのうち少なくとも一種を、合計で、５．０質量％以下で含むことができる。
　上述したクラッド材において、
　前記第一層の前記第二層が接合された面と反対側の面に１μｍ以上の厚みで接合され、Ｎｉを５．０質量％以上４５．０質量％以下で含むＣｕ－Ｎｉ合金、または、Ｎｉを５．０質量％以上３０．０質量％以下およびＺｎを１０．０質量％以上３０．０質量％以下で含むＣｕ－Ｎｉ－Ｚｎ合金、のいずれかである第三Ｃｕ合金により構成された第三層を有することが好ましい。
　上述したクラッド材において、
　前記第三層を構成する前記Ｃｕ－Ｎｉ合金は、Ｓｉ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｐ、ＭｎおよびＡｇのうち少なくとも一種を、合計で、５．０質量％以下で含むことができる、または、前記第三層を構成する前記Ｃｕ－Ｎｉ－Ｚｎ合金は、Ｓｉ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｐ、ＭｎおよびＡｇのうち少なくとも一種を、合計で、５．０質量％以下で含むことができる。
　本発明によれば、オーステナイト系ステンレス鋼からなる層（ＳＵＳ層）を用いることなく放熱部材に好適な特性を有するクラッド材が提供される。
本実施形態の２層構造のクラッド材を示す模式図である。 本実施形態の３層構造のクラッド材を示す模式図である。 溶接性を評価する様子を示す模式図である。
　以下、本発明のクラッド材の実施形態の例を、図面を参照して説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　図１に示すクラッド材１０は、本発明のクラッド材の一実施形態となる２層構造の模式図である。図２に示すクラッド材２０は、本発明のクラッド材の一実施形態となる３層構造のクラッド材２０である。クラッド材１０、２０は、例えば、携帯電話、タブレット端末、ウェアラブル端末、デジタルカメラ、パーソナルコンピューターなどといった電子機器に搭載される放熱部材を構成する素材として好適に用いることができる。また、車両に搭載されるカメラや各種センサ、制御装置などの電子機器に搭載される放熱部材を構成する素材として好適に用いることができる。このような電子機器は小型で薄く、軽量であることが求められている。そして、このような電子機器の放熱部材に用いられるクラッド材１０、２０には、高い熱伝導性、非磁性、機械的強さ、溶接性などの観点で優れた特性が求められる。
　クラッド材１０、２０を構成する第一層１は、純銅、または、Ｃｕを９５．０質量％以上で含む第一Ｃｕ合金により構成されている。第一層１は、クラッド材１０、２０の芯材となって、主に、高い熱伝導性および機械的強さを確保するための層である。なお、ここで言う第一Ｃｕ合金とは、第一層１を構成するＣｕ合金を便宜的に指し示す用語である。
　クラッド材１０、２０の第一層１を構成する純銅は、９９．０質量％以上のＣｕおよび不可避的不純物からなるものであってよい。芯材となる第一層１が９９．０質量％以上のＣｕおよび不可避的不純物からなる場合は、クラッド材１０、２０は、高い熱伝導性を有し、非磁性であり、適度な加工性に起因して薄肉化が容易であり、かつ、相応な機械的強さ（引張強さ）を有する。なお、純銅に、１．０質量％未満で混入の可能性がある不可避的不純物は、例えば、Ｐ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｍｇ、Ａｇ、Ａｓ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏが挙げられる。純銅は、例えば、ＵＮＳ（Ｕｎｉｆｉｅｄ　Ｎｕｍｂｅｒｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）におけるＣ１０１００、Ｃ１０２００、Ｃ１０３００、Ｃ１０４００、Ｃ１０５００、Ｃ１０７００、Ｃ１０８００、Ｃ１０９１０、Ｃ１０９２０、Ｃ１２０００、Ｃ１５５００のうちのいずれかであってもよい。
　あるいは、クラッド材１０、２０の第一層１を構成する第一Ｃｕ合金は、９５．０質量％以上のＣｕ、５．０質量％以下の添加元素および不可避的不純物からなるものであってよい。芯材となる第一層１が９５．０質量％以上のＣｕ、５．０質量％以下の添加元素および不可避的不純物からなる場合は、クラッド材１０、２０は、相応に高い熱伝導性を有し、非磁性であり、適度な加工性に起因して薄肉化が容易であり、かつ、十分な機械的強さ（引張強さ）を有する。
　第一Ｃｕ合金は、添加元素としてＳｉ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｐ、ＭｎおよびＡｇのうちの少なくとも一種を、合計で、５．０質量％以下で含むことができる。（第一Ｃｕ合金は、添加元素としてＳｉ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｐ、ＭｎおよびＡｇのうちの少なくとも一種を含むことができる。第一Ｃｕ合金は、これらの添加元素を合計で５．０質量％以下含むことができる。）あるいは、第一Ｃｕ合金は、好ましくは、添加元素としてＺｒを、５．０質量％以下で含む。あるいは、第一Ｃｕ合金は、好ましくは、添加元素としてＣｒおよびＺｒを、合計で、５．０質量％以下で含む。なお、第一Ｃｕ合金に含まれる添加元素が５．０質量％を超えている場合には、第一層１に起因して、クラッド材１０、２０の全体の熱伝導率が低下するおそれがある。このため、第一Ｃｕ合金に含まれる添加元素は、各々の元素の合計で、５．０質量％以下であることが好ましい。なお、第一Ｃｕ合金に、１．０質量％未満で混入の可能性がある不可避的不純物は、例えば、Ｐ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｍｇ、Ａｇ、Ａｓ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏが挙げられる。第一Ｃｕ合金は、例えば、ＵＮＳ規格におけるＣ１５１５０、Ｃ１４４１５、Ｃ１８０４５、Ｃ１５１００のうちのいずれかであってもよい。
　クラッド材１０、２０を構成する第二層２は、第一層１の少なくとも一方の面に１μｍ以上の厚みで接合された層である。第二層２は、Ｎｉを５．０質量％以上４５．０質量％以下で含むＣｕ－Ｎｉ合金、または、Ｎｉを５．０質量％以上３０．０質量％以下およびＺｎを１０．０質量％以上３０．０質量％以下で含むＣｕ－Ｎｉ－Ｚｎ合金、のいずれかである第二Ｃｕ合金により構成されている。第二層２は、主に、溶接性を確保するための層である。なお、ここで言う第二Ｃｕ合金とは、第二層２を構成するＣｕ合金を便宜的に指し示す用語である。第二Ｃｕ合金は、Ｃｕ－Ｎｉ合金またはＣｕ－Ｎｉ－Ｚｎ合金のいずれかである。
　クラッド材１０、２０の第二層２を構成する第二Ｃｕ合金は、Ｎｉを５．０質量％以上４５．０質量％以下で含み、残部Ｃｕおよび不可避的不純物からなるＣｕ－Ｎｉ合金であってよい。このＣｕ－Ｎｉ合金である第二Ｃｕ合金は、好ましくは、Ｎｉを１０．０質量％以上４５．０質量％以下で含み、残部Ｃｕおよび不可避的不純物からなるものであってよい。第一層１の少なくとも一方の面に接合される第二層２がこのＣｕ－Ｎｉ合金からなる場合は、クラッド材１０、２０は、オーステナイト系ステンレス鋼と同等以上の熱伝導性を有し、非磁性であり、適度な加工性に起因して薄肉化が容易であり、かつ、相応な機械的強さ（引張強さ）を有する。
　あるいは、クラッド材１０、２０の第二層２を構成する第二Ｃｕ合金は、Ｎｉを５．０質量％以上３０．０質量％以下およびＺｎを１０．０質量％以上３０．０質量％以下で含み、残部Ｃｕおよび不可避的不純物からなるＣｕ－Ｎｉ－Ｚｎ合金であってよい。第一層１の少なくとも一方の面に接合される第二層２がこのＣｕ－Ｎｉ－Ｚｎ合金からなる場合は、上述したＣｕ－Ｎｉ合金と同様に、クラッド材１０、２０は、オーステナイト系ステンレス鋼と同等以上の熱伝導性を有し、非磁性であり、適度な加工性に起因して薄肉化が容易であり、かつ、相応な機械的強さ（引張強さ）を有する。また、第二層２がＣｕ－Ｎｉ－Ｚｎ合金からなる場合は、第二層２がＣｕ－Ｎｉ合金からなる場合と比べて、１０．０質量％以上３０．０質量％以下でＺｎを含むことに起因して、クラッド材１０、２０の機械的強さ（引張強さ）が向上する。
　第二Ｃｕ合金が上述したＣｕ－Ｎｉ合金である場合は、このＣｕ－Ｎｉ合金はさらに、Ｓｉ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｐ、ＭｎおよびＡｇのうち少なくとも一種を、合計で、５．０質量％以下で含むことができる。このＣｕ－Ｎｉ合金に、Ｓｉ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｐ、ＭｎおよびＡｇのうち少なくとも一種が、合計で、５．０質量％を超えて含まれている場合には、第二層２に起因して、クラッド材１０全体の熱伝導率が低下するおそれがある。このため、このＣｕ－Ｎｉ合金である第二Ｃｕ合金に含まれる、Ｓｉ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｐ、ＭｎおよびＡｇのうち少なくとも一種は、合計で、５．０質量％以下であることが好ましい。なお、このＣｕ－Ｎｉ合金に、１．０質量％未満で混入の可能性がある不可避的不純物は、例えば、Ｐ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｍｇ、Ａｇ、Ａｓ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏが挙げられる。
　第二Ｃｕ合金が上述したＣｕ－Ｎｉ－Ｚｎ合金である場合は、このＣｕ－Ｎｉ－Ｚｎ合金はさらに、Ｓｉ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｐ、ＭｎおよびＡｇのうち少なくとも一種を、合計で、５．０質量％以下で含むことができる。このＣｕ－Ｎｉ－Ｚｎ合金に、Ｓｉ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｐ、ＭｎおよびＡｇのうち少なくとも一種が、合計で、５．０質量％を超えて含まれている場合には、第二層２に起因して、クラッド材１０全体の熱伝導率が低下するおそれがある。このため、このＣｕ－Ｎｉ－Ｚｎ合金である第二Ｃｕ合金に含まれる、Ｓｉ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｐ、ＭｎおよびＡｇのうち少なくとも一種は、合計で、５．０質量％以下であることが好ましい。なお、このＣｕ－Ｎｉ－Ｚｎ合金に、１．０質量％未満で混入の可能性がある不可避的不純物は、例えば、Ｐ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｍｇ、Ａｇ、Ａｓ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏが挙げられる。
　第二Ｃｕ合金は、例えば、ＵＮＳ規格におけるＣ７０６１０、Ｃ７０８００、Ｃ７０９００、Ｃ７１０００、Ｃ７１１００、Ｃ７１１１０、Ｃ７１３００、Ｃ７１５００、Ｃ７１５２０、Ｃ７１５８０、Ｃ７１５８１、Ｃ７１５９０、Ｃ７１６００、Ｃ７１６３０、Ｃ７１６４０、Ｃ７１７００、Ｃ７１９００、Ｃ７１９５０、Ｃ７２０００、Ｃ７２１５０、Ｃ７２２００、Ｃ７２４００、Ｃ７２４２０、Ｃ７２９００、Ｃ７２９５０、Ｃ７３２００のうちのいずれかであってもよい。あるいは、第二Ｃｕ合金は、例えば、ＵＮＳ規格におけるＣ７３５１、Ｃ７４５１、Ｃ７５２１、Ｃ７５４１、Ｃ７７０１のうちのいずれかであってもよい。
　上述した第二Ｃｕ合金により構成された第二層２が第一層１の少なくとも一方の面に接合されているクラッド材１０、２０は、第二層がＳＵＳ層により構成されている場合と比べて、第二層２に起因して、クラッド材１０、２０の熱伝導性が低下するのを抑制することができる。また、上述した第二Ｃｕ合金により構成された第二層２が１μｍ以上の厚みを有することにより、クラッド材１０、２０は優れた溶接性を有することができる。ここで言う溶接性とは、電子機器によく利用されているＳＵＳ３０４などのステンレス鋼により構成された部品に対する溶接時の接着性である。上述した第二Ｃｕ合金は、ＳＵＳ３０４などのステンレス鋼となじみやすく、溶接時に良好に接着して高い接合強度を奏することができる。
　クラッド材１０を構成する第一層１および第二層２はＣｕ系材料が主体である。そのため、クラッド材１０を構成する第一層１の変形抵抗と第二層２の変形抵抗との差は、ステンレス鋼系材料の変形抵抗とＣｕ系材料の変形抵抗との差と比べて、十分に小さくなる。クラッド材１０は、ステンレス鋼系材料とＣｕ系材料との組合せに比べて変形抵抗の差が小さいＣｕ系材料同士の組合せであることにより優れた延性を示すため、より薄く延ばして用いることが可能となる。
　また、クラッド材１０の第一層１を構成する純銅または第一Ｃｕ合金および第二層２を構成する第二Ｃｕ合金は、いずれも非磁性体である。これにより、図１に示す第一層１および第二層２を有するクラッド材１０は、その全体が非磁性体となる。ここで言う非磁性体とは、クラッド材１０の真空中の透磁率（μ０）に対する透磁率（μ）、すなわち比透磁率（μ／μ０）が、１．００１以下であることを意図する。クラッド材１０の比透磁率（μ／μ０）が１．００１以下であるため、クラッド材１０自体が磁性を帯びにくくなる。
　上述したように、Ｃｕ系材料が主体となる第一層１および第二層２により構成されたクラッド材１０は、特許文献１に開示されるオーステナイト系ステンレス鋼からなる層（ＳＵＳ層）を含むクラッド材と比べて、Ｃｕ系材料が主体となる第一層１および第二層２に起因して、高い熱伝導率を有し、かつ、非磁性にすることができるし、十分な薄肉化が可能である。また、Ｃｕ系材料が主体となる第一層１および第二層２により構成されたクラッド材１０は、Ｃｕ系材料が主体となる第一層１および第二層２に起因して、オーステナイト系ステンレス鋼からなる層（ＳＵＳ層）を用いることなく相応の機械的強さおよび溶接性を有することができる。このため、クラッド材１０は、放熱部材の素材に適している。
　図２に示す３層構造のクラッド材２０は、上述した第一層１と第二層２に加えて、第三層３を含んでいる。クラッド材２０を構成する第三層３は、第一層１の第二層２が接合された面と反対側の面に１μｍ以上の厚みで接合されている。３層構造のクラッド材２０の場合、第一層１は第二層２と第三層３との間に位置している。
　クラッド材２０を構成する第三層３は、第二層２と同じ構成であってもよく、第二層２と同じ材料・厚みの素材を用いて構成することができる。つまり、第三層３は、第一層１の第二層２が接合された面と反対側の面に１μｍ以上の厚みで接合され、Ｎｉを５．０質量％以上４５．０質量％以下で含むＣｕ－Ｎｉ合金、または、Ｎｉを５．０質量％以上３０．０質量％以下およびＺｎを１０．０質量％以上３０．０質量％以下で含むＣｕ－Ｎｉ－Ｚｎ合金、のいずれかである第三Ｃｕ合金により構成されていてもよい。
　クラッド材２０の第三層３を構成する第三Ｃｕ合金であるＣｕ－Ｎｉ合金は、Ｎｉを５．０質量％以上４５．０質量％以下で含み、残部Ｃｕおよび不可避的不純物からなるものであってよい。このＣｕ－Ｎｉ合金は、好ましくは、Ｎｉを１０．０質量％以上４５．０質量％以下で含み、残部Ｃｕおよび不可避的不純物からなるものであってよい。この点について第三Ｃｕ合金のＣｕ－Ｎｉ合金の組成は、第二層２を構成する第二Ｃｕ合金のＣｕ－Ｎｉ合金の組成と同じであり、その効果も第二層２を構成する第二Ｃｕ合金のＣｕ－Ｎｉ合金と同じである。
　あるいは、クラッド材２０の第三層３を構成する第三Ｃｕ合金であるＣｕ－Ｎｉ－Ｚｎ合金は、Ｎｉを５．０質量％以上３０．０質量％以下およびＺｎを１０．０質量％以上３０．０質量％以下で含み、残部Ｃｕおよび不可避的不純物からなるものであってよい。この点について第三Ｃｕ合金のＣｕ－Ｎｉ－Ｚｎ合金の組成は、第二層２を構成する第二Ｃｕ合金のＣｕ－Ｎｉ－Ｚｎ合金の組成と同じであり、その効果も第二層２を構成する第二Ｃｕ合金のＣｕ－Ｎｉ－Ｚｎ合金と同じである。
　第三Ｃｕ合金が上述したＣｕ－Ｎｉ合金である場合は、このＣｕ－Ｎｉ合金はさらに、Ｓｉ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｐ、ＭｎおよびＡｇのうち少なくとも一種を、合計で、５．０質量％以下で含むことができる。なお、このＣｕ－Ｎｉ合金に、１．０質量％未満で混入の可能性がある不可避的不純物は、例えば、Ｐ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｍｇ、Ａｇ、Ａｓ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏなどが挙げられる。
　第三Ｃｕ合金が上述したＣｕ－Ｎｉ－Ｚｎ合金である場合は、このＣｕ－Ｎｉ－Ｚｎ合金はさらに、Ｓｉ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｐ、ＭｎおよびＡｇのうち少なくとも一種を、合計で、５．０質量％以下で含むことができる。なお、このＣｕ－Ｎｉ－Ｚｎ合金に、１．０質量％未満で混入の可能性がある不可避的不純物は、例えば、Ｐ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｍｇ、Ａｇ、Ａｓ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏなどが挙げられる。
　第三Ｃｕ合金は、例えば、ＵＮＳ規格におけるＣ７０６１０、Ｃ７０８００、Ｃ７０９００、Ｃ７１０００、Ｃ７１１００、Ｃ７１１１０、Ｃ７１３００、Ｃ７１５００、Ｃ７１５２０、Ｃ７１５８０、Ｃ７１５８１、Ｃ７１５９０、Ｃ７１６００、Ｃ７１６３０、Ｃ７１６４０、Ｃ７１７００、Ｃ７１９００、Ｃ７１９５０、Ｃ７２０００、Ｃ７２１５０、Ｃ７２２００、Ｃ７２４００、Ｃ７２４２０、Ｃ７２９００、Ｃ７２９５０、Ｃ７３２００のうちのいずれかであってもよい。あるいは、第二Ｃｕ合金は、例えば、ＵＮＳ規格におけるＣ７３５１、Ｃ７４５１、Ｃ７５２１、Ｃ７５４１、Ｃ７７０１のうちのいずれかであってもよい。この点は、第二層２を構成する第二Ｃｕ合金と同じであり、その効果も第二層２を構成する第二Ｃｕ合金と同じである。
　クラッド材２０を構成する第三層３は、クラッド材２０の表裏の区別をする必要がなくなるように、第二層２と同一の構成であることが好ましい。つまり、第三層３は、第二層２と同じ組成を有し、第二層２と同じ厚みを有することが好ましい。このように第三層３が構成されている場合には、ユーザがクラッド材２０を加工しようとする際に、クラッド材２０の表面および裏面を確認して区別する必要がなくなるため、取り扱いやすくなる。
　Ｃｕ系材料が主体となる第一層１、第二層２および第三層３により構成されたクラッド材２０は、ステンレス鋼系材料とＣｕ系材料との組合せに比べて変形抵抗の差が小さいＣｕ系材料同士の組合せであることに起因して、圧延時に第二層２または第三層３が破れて芯材である第一層１が露出するような不具合が生じにくいことから、クラッド材２０をより薄く例えば０．１ｍｍ以下の厚み（全厚み）に延ばして用いることができる。例えば、特許文献１に開示されるＳＵＳ層の間にＣｕ層を有する３層構造のクラッド材は、Ｃｕ系同士の組合せよりも変形抵抗の差が大きく上述したような芯材の露出が危惧される。このため特許文献１のクラッド材の実用的な全厚みはおよそ０．２ｍｍ（０．２ｍｍ以上）と考えられる。そして、この特許文献１のクラッド材を実用的な全厚みよりさらに薄肉化することを試みたとしても、芯材の露出や各層の破損などによって全厚みを０．１ｍｍ以下とすることができないと考えられる。一方、Ｃｕ系材料が主体となる３層構造のクラッド材２０の場合、そのクラッド材２０を構成する３層それぞれの主体がＣｕ系材料であることを考慮すれば、全厚みを０．１ｍｍ未満とすることができる。
　クラッド材２０は、例えば、０．０２２ｍｍの厚み（全厚み）に薄肉化することができる。この場合、クラッド材２０を構成する３層の厚み比（第二層２：第一層１：第三層３）を１：２０：１に設定する構成例を挙げれば、第一層１の厚みは２０μｍとなり、第二層２および第三層３の厚みは、ともに１μｍになる。また、クラッド材２０を薄肉化しつつ相応の熱伝導性および機械的強さを確保する観点で、クラッド材２０を構成する３層の厚み比は、１：１０：１から１：３０：１の範囲内で選択的に設定することが好ましい。例えば、第二層２および第三層３を１μｍの厚みに設定する構成では、第一層１の厚みは１０μｍ以上３０μｍ以下の範囲内で選択的に設定することが好ましい。この構成の場合、クラッド材２０は、１２μｍ以上３２μｍ以下の厚みに薄肉化される。
　また、クラッド材２０の取り扱いの容易性を考慮すると、第二層２と第三層３を同じ厚みに設定することが好ましい。
　また、クラッド材２０の第一層１を構成する純銅または第一Ｃｕ合金、第二層２を構成する第二Ｃｕ合金および第三層３を構成する第三Ｃｕ合金は、いずれも非磁性体である。これにより、図２に示す第一層１、第二層２および第三層３を有するクラッド材２０は、その全体が非磁性体となる。ここで言う非磁性体とは、クラッド材２０の真空中の透磁率（μ０）に対する透磁率（μ）、すなわち比透磁率（μ／μ０）が、１．００１以下であることを意図する。クラッド材２０の比透磁率（μ／μ０）が１．００１以下であるため、クラッド材２０自体が磁性を帯びにくくなる。
　上述したように、Ｃｕ系材料が主体となる第一層１、第二層２および第三層３により構成されたクラッド材２０は、特許文献１に開示されるオーステナイト系ステンレス鋼からなる層（ＳＵＳ層）を含むクラッド材と比べて、Ｃｕ系材料が主体となる第一層１、第二層２および第三層３に起因して、高い熱伝導率を有し、かつ、非磁性にすることができるし、十分な薄肉化が可能である。また、Ｃｕ系材料が主体となる第一層１、第二層２および第三層３により構成されたクラッド材２０は、Ｃｕ系材料が主体となる第一層１、第二層２および第三層３に起因して、オーステナイト系ステンレス鋼からなる層（ＳＵＳ層）を用いることなく相応の機械的強さおよび溶接性を有することができる。このため、クラッド材２０は、放熱部材の素材に適している。
＜実施例＞
　次に、本実施形態のクラッド材の評価およびその結果について説明する。なお、本実施形態のクラッド材の評価をするに際して、２層構造よりも複雑な構成を有する３層構造のクラッド材２０のサンプルを作製して評価することにした。その結果を説明する。
　サンプルＮｏ．１～２４、サンプルＮｏ．２５～２８およびサンプルＮｏ．２９～３２を作製した。サンプルＮｏ．１～２４は、本実施形態の３層構造のクラッド材２０である。サンプルＮｏ．２５～２８は、参考例としての３層構造のクラッド材である。サンプルＮｏ．２９～３２は、参考例としての単一構造の板材である。以下、特に断りのない限り、元素の含有比は「質量％」である。
＜サンプルＮｏ．１～２４共通＞
［工程１］
　クラッド材２０の第一層１となる中間材として、２.５ｍｍの厚みに圧延をした後に、９００℃で３分間保持して水冷をする熱処理をすることにより、純Ｃｕ（９９．９Ｃｕ）またはＣｕ合金（Ｃｕ－０．１Ｚｒ－０．０５Ｓｎ、Ｃｕ－０．１Ｚｒ、Ｃｕ－０．９Ｃｒ－０．０９Ｚｒのいずれか）により構成された第１板材を作製した。
［工程２］
　クラッド材２０の第二層２および第三層３となる被覆材として、０．１２５ｍｍの厚みに圧延をした後に、７００℃で１分間保持をする熱処理をすることにより、Ｃｕ－Ｎｉ合金（Ｃｕ－１０Ｎｉ、Ｃｕ－２５Ｎｉ、Ｃｕ－４５Ｎｉのいずれか）またはＣｕ－Ｎｉ－Ｚｎ合金（Ｃｕ－１０Ｎｉ－２６Ｚｎ、Ｃｕ－１８Ｎｉ－１８Ｚｎ、Ｃｕ－１８Ｎｉ－２６Ｚｎのいずれか）により構成された第二板材および第三板材を作製した。ここで、第二板材および第三板材は同じものとした。
［工程３］
　上記第二板材と、上記第一板材と、上記第三板材とを、この順に積層した状態で約６０％の加工度で１．１ｍｍの厚みに圧延（クラッド圧延）をした後に、５００℃で１分間保持をする熱処理（拡散焼鈍）をすることにより、クラッド中間材を作製した。
＜サンプルＮｏ．１～９、１３～２１＞
［工程４］
　工程３に続いて、上記クラッド中間材を０．２ｍｍの厚みに圧延をし、第一層１の厚みが約１８０μｍ（厳密には０．１８２ｍｍ）、第二層２および第三層３の厚みの合計が約２０μｍ（厳密には０．０１８ｍｍ＝０．００９ｍｍ×２）となる３層構造のクラッド材２０を作製した。
＜サンプルＮｏ．１０～１２、２２～２４＞
［工程４］
　工程３に続いて、上記クラッド中間材を０．４ｍｍの厚みに圧延をした後に、５００℃で２時間保持をする熱処理をし、その後に０．２ｍｍの厚みに圧延をし、第一層１の厚みが約１８０μｍ（厳密には０．１８２ｍｍ）、第二層２および第三層３の厚みの合計が約２０μｍ（厳密には０．０１８ｍｍ＝０．００９ｍｍ×２）となる３層構造のクラッド材２０を作製した。
＜サンプルＮｏ．２５：参考例＞
［工程１］
　３層構造のクラッド材の第一層となる中間材として、２ｍｍの厚みに圧延をした後に、９００℃で３分間保持して水冷をする熱処理をすることにより、純Ｃｕ（９９．９Ｃｕ）により構成された第一板材を作製した。
［工程２］
　３層構造のクラッド材の第二層および第三層となる被覆材として、０．３７５ｍｍの厚みに圧延をした後に、７００℃で１分間保持をする熱処理をすることにより、オーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６ＬのＪＩＳ規格範囲内のＦｅ－１７Ｃｒ－１３Ｎｉ－２Ｍｏ－０．０２Ｃ）により構成された第二板材および第三板材を作製した。ここで、第二板材および第三板材は同じものとした。
［工程３］
　上記第二板材と、上記第一板材と、上記第三板材とを、この順に積層した状態で約６０％の加工度で１．１ｍｍの厚みに圧延（クラッド圧延）をした後に、６００℃で１分間保持をする熱処理（拡散焼鈍）をし、その後に０．２ｍｍの厚みに圧延をすることにより、第一層１の厚みが約１４５μｍ（厳密には０．１４５ｍｍ）、第二層２および第三層３の厚みの合計が約５５μｍ（厳密には０．０５４ｍｍ＝０．０２７ｍｍ×２）となる３層構造のクラッド材（ＳＵＳ／Ｃｕ／ＳＵＳ）を作製した。
＜サンプルＮｏ．２６：参考例＞
［工程１］
　３層構造のクラッド材の第一層となる中間材として、２．５ｍｍの厚みに圧延をした後に、９００℃で３分間保持して水冷をする熱処理をすることにより、純Ｃｕ（９９．９Ｃｕ）により構成された第一板材を作製した。
［工程２］
　３層構造のクラッド材の第二層および第三層となる被覆材として、０．１２５ｍｍの厚みに圧延をした後に、７００℃で１分間保持をする熱処理をすることにより、純Ｎｉ（００．９Ｎｉ）により構成された第二板材および第三板材を作製した。ここで、第二板材および第三板材は同じものとした。
［工程３］
　上記第二板材と、上記第一板材と、上記第三板材とを、この順に積層した状態で約６０％の加工度で１．１ｍｍの厚みに圧延（クラッド圧延）をした後に、６００℃で１分間保持をする熱処理（拡散焼鈍）をし、その後に０．２ｍｍの厚みに圧延をすることにより、第一層１の厚みが約１８０μｍ（厳密には０．１８２ｍｍ）、第二層２および第三層３の厚みの合計が約２０μｍ（厳密には０．０１８ｍｍ＝０．００９ｍｍ×２）となる３層構造のクラッド材（Ｎｉ／Ｃｕ／Ｎｉ）を作製した。
＜サンプルＮｏ．２７：参考例＞
［工程１～３］
　サンプルＮｏ．２６における第一板材の厚みを２．２ｍｍ、第二板材および第三板材の厚みを０．２７５ｍｍとして、全体の厚みを０．２ｍｍに圧延をすることにより、第一層１の厚みが約１６０μｍ、第二層２および第三層３の厚みの合計が約４０μｍ（０．０２０ｍｍ×２）となる３層構造のクラッド材（Ｎｉ／Ｃｕ／Ｎｉ）を作製した。
＜サンプルＮｏ．２８：参考例＞
［工程１］
　３層構造のクラッド材の第一層となる中間材として、２．５ｍｍの厚みに圧延をした後に、９００℃で３分間保持して水冷をする熱処理をし、続いて、１．１ｍｍの厚みに圧延をした後に、５００℃１３分間保持をする熱処理をし、その後に０．２ｍｍ（厳密には０．１９０ｍｍ）の厚みに圧延をすることにより、Ｃｕ合金（Ｃｕ－０．９Ｃｒ－０．０９Ｚｒ）により構成された第一板材を作製した。
［工程２］
　上記第一板材の表面に、５μｍの厚みのＮｉめっき層を形成することにより、表裏面がＮｉめっき層に被覆された３層構造のＮｉめっき被覆Ｃｕ板材（Ｎｉ／Ｃｕ／Ｎｉ）を作製した。これにより、第一層１の厚みが約１９０μｍ、第二層２および第三層３の厚みの合計が約１０μｍ（０．００５ｍｍ×２）となる３層構造のクラッド材（Ｎｉ／Ｃｕ／Ｎｉ）を作製した。
＜サンプルＮｏ．２９～３２：参考例＞
［工程］
　純Ｃｕ（９９．９Ｃｕ）により構成された０．２ｍｍの厚みのＣｕ板材を作製してサンプルＮｏ．２９を得た。Ｃｕ合金（Ｃｕ－０．１Ｚｒ）により構成された０．２ｍｍの厚みのＣｕ板材を作製してサンプルＮｏ．３０を得た。Ｃｕ合金（Ｃｕ－０．１Ｚｒ－０．０５Ｓｎ）により構成された０．２ｍｍの厚みのＣｕ板材を作製してサンプルＮｏ．３１を得た。Ｃｕ合金（Ｃｕ－０．９Ｃｒ－０．０９Ｚｒ）により構成された０．２ｍｍの厚みのＣｕ板材を作製してサンプルＮｏ．３２を得た。ここで言う「単板」とは、３層構造のクラッド材の第一層に相当し、第二層および第三層を有さない単一構造の板材を意味する。
　以上のように作製したサンプルＮｏ．１～２４およびサンプルＮｏ．２５～３２について、熱伝導性、非磁性、機械的強さ、および溶接性を評価した。
＜熱伝導性＞
　熱伝導性を評価するために、ＪＩＳ－Ｈ７８０１：２００５に準拠し、直径が１０ｍｍの円形平板状の試験片をサンプルから採取し、レーザフラッシュ法によりサンプルの熱伝導率を測定した。
＜非磁性＞
　非磁性を評価するために、ＪＩＳ－Ｃ２５６５：１９９２に準拠し、一辺の長さが１０ｍｍの正方形状の試験片をサンプルから採取し、真空の透磁率（μ０）との比である比透磁率（μ／μ０）を測定した。
＜機械的強さ＞
　機械的強さを評価するために、ＪＩＳ－２２４１：２０１１に準拠し、圧延方向が引張方向となるように試験片（１３Ａ号試験片に準拠）をサンプルから採取し、引張試験によりサンプルの引張強さを測定した。
＜溶接性＞
　溶接性を評価するために、溶接継手を作製し、引張試験をした。具体的には、ＹＡＧレーザ溶接機（株式会社アマダミヤチ製のＭＬ－２０５０Ａ）を用いて、ビーム径０．４ｍｍ、溶接速度１０ｍ／ｍｉｎ、溶接長さ０．１ｍｍの条件で、オーステナイト系ステンレス鋼（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４）からなるＳＵＳ板材を溶接相手材として溶接継手を作製した。
　例えば、３層構造のクラッド材２０の場合は、図３に示すように、サンプル（クラッド材２０）から採取した試験片Ｓを溶接相手材４に重ねた状態でレーザ照射をし、溶接相手材４を図３に示す矢印と直交する方向に約８ｍｍの間隔で設けた二箇所の溶接部５（溶接部５ａ、５ｂ）によって試験片Ｓに溶接した。溶接後、試験片Ｓおよび溶接相手材４の各々に図３に矢印で示す方向の引張力を作用させて、溶接部５（溶接部５ａ、５ｂ）に剪断方向の荷重を加える引張試験をすることにより、溶接性（溶接強度）を評価した。
　溶接性の度合いは、溶接相手材と同じＳＵＳ板材を用いた溶接継手が溶接部５以外で破断したときの引張力（６５Ｎ）を基準値Ｆ１とし、溶接相手材とサンプルＮｏ．１～３２を用いたそれぞれの溶接継手が溶接部５以外で破断したときの引張力を評価値Ｆ２とするとき、Ｆ２／Ｆ１×１００（％）により求まる値Ｆｘが８０％以上であった場合を、溶接性があるとして「〇」と表記することにした。また、Ｆｘが８０％未満であった場合を、溶接性がないとして「×」と表記することにした。
　表１に、各々のサンプルの材質、厚みをまとめた。表２に、各々のサンプルの熱伝導率、比透磁率（μ／μ０）、引張強さ、および溶接性をまとめた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表１および表２に示す通り、本実施形態の例であるサンプルＮｏ．１～２４は、オーステナイト系ステンレス鋼からなる層（ＳＵＳ層）を用いなくても、放熱部材に求められる熱伝導性（熱伝導率）、非磁性（比透磁率）、機械的強さ（引張強さ）、および溶接性を示すことが確認できた。また、以下の観点でサンプルＮｏ．１～２４は有用であることが確認できた。
　（１）サンプルＮｏ．１～３、４～６、７～９、１３～１５、１６～１８および１９～２１は、比透磁率（μ／μ０）が１．００１以下の非磁性および良好な溶接性を確保しつつ、ＳＵＳ層を用いた３層構造のクラッド材（サンプルＮｏ．２５）よりも、好ましい熱伝導性（熱伝導率）を示した。具体的には、サンプルＮｏ．１～３、４～６、７～９、１３～１５、１６～１８および１９～２１は、３００Ｗ／（ｍＫ）以上の熱伝導率を示し、サンプルＮｏ．２５の２８５Ｗ／（ｍＫ）よりも大きい熱伝導率を有することが確認できた。なお、サンプルＮｏ．１～３、４～６、７～９、１３～１５、１６～１８および１９～２１は、特許文献１の構成であるサンプルＮｏ．２５よりも高い熱伝導率を示した。また、サンプルＮｏ．１～３、４～６、１３～１５および１６～１８は、サンプルＮｏ．２５よりも高い引張強さを示した。また、サンプルＮｏ．１０～１２、２２～２４は、サンプルＮｏ．２５と比較して、同程度の熱伝導率を示しつつも、サンプルＮｏ．２５よりも高い引張強さを示した。
　（２）サンプルＮｏ．１～３、４～６、１０～１２、１３～１５、１６～１８および２２～２４は、比透磁率（μ／μ０）が１．００１以下の非磁性および良好な溶接性を確保しつつ、ＳＵＳ層を用いた３層構造のクラッド材（サンプルＮｏ．２５）よりも、好ましい機械的強さ（引張強さ）を示した。具体的には、サンプルＮｏ．１～３、４～６、１０～１２、１３～１５、１６～１８および２２～２４は、４５０ＭＰａ以上の引張強さを示し、サンプルＮｏ．２５の４３２ＭＰａよりも大きい引張強さを有することが確認できた。特に、サンプルＮｏ．１～３、１０～１２および２２～２４は、５５０ＭＰａ以上のより好ましい引張強さを有し、サンプルＮｏ．１０～１２および２２～２４は、６００ＭＰａ以上の十分な引張強さを有することが確認できた。
　本出願は、2020年2月17日出願の日本特許出願（特願2020-24237）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本発明によれば、オーステナイト系ステンレス鋼からなる層（ＳＵＳ層）を用いることなく放熱部材に好適な特性を有するクラッド材が提供される。
１　第一層
２　第二層
３　第三層
４　溶接相手材
５　溶接部
１０　クラッド材
２０　クラッド材
Ｓ　試験片

Claims (7)

  1. 　純銅、または、Ｃｕを９５．０質量％以上で含む第一Ｃｕ合金により構成された第一層と、
    　前記第一層の少なくとも一方の面に１μｍ以上の厚みで接合され、Ｎｉを５．０質量％以上４５．０質量％以下で含むＣｕ－Ｎｉ合金、または、Ｎｉを５．０質量％以上３０．０質量％以下およびＺｎを１０．０質量％以上３０．０質量％以下で含むＣｕ－Ｎｉ－Ｚｎ合金、のいずれかである第二Ｃｕ合金により構成された第二層と、を有し、
    　比透磁率が１．００１以下である、クラッド材。
  2. 　前記第一層を構成する前記第一Ｃｕ合金は、Ｓｉ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｐ、ＭｎおよびＡｇのうち少なくとも一種を、合計で、５．０質量％以下で含む、請求項１に記載のクラッド材。
  3. 　前記第一層を構成する前記第一Ｃｕ合金は、Ｚｒを、５．０質量％以下で含む、請求項２に記載のクラッド材。
  4. 　前記第一層を構成する前記第一Ｃｕ合金は、ＣｒおよびＺｒを、合計で、５．０質量％以下で含む、請求項２に記載のクラッド材。
  5. 　前記第二層を構成する前記Ｃｕ－Ｎｉ合金は、Ｓｉ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｐ、ＭｎおよびＡｇのうち少なくとも一種を、合計で、５．０質量％以下で含む、
    または、
    　前記第二層を構成する前記Ｃｕ－Ｎｉ―Ｚｎ合金は、Ｓｉ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｐ、ＭｎおよびＡｇのうち少なくとも一種を、合計で、５．０質量％以下で含む、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のクラッド材。
  6. 　前記第一層の前記第二層が接合された面と反対側の面に１μｍ以上の厚みで接合され、Ｎｉを５．０質量％以上４５．０質量％以下で含むＣｕ－Ｎｉ合金、または、Ｎｉを５．０質量％以上３０．０質量％以下およびＺｎを１０．０質量％以上３０．０質量％以下で含むＣｕ－Ｎｉ－Ｚｎ合金、のいずれかである第三Ｃｕ合金により構成された第三層を有する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のクラッド材。
  7. 　前記第三層を構成する前記Ｃｕ－Ｎｉは、Ｓｉ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｐ、ＭｎおよびＡｇのうち少なくとも一種を、合計で、５．０質量％以下で含む、
    または、
    　前記第三層を構成する前記Ｃｕ－Ｎｉ―Ｚｎ合金は、Ｓｉ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｐ、ＭｎおよびＡｇのうち少なくとも一種を、合計で、５．０質量％以下で含む、請求項６に記載のクラッド材。
     
PCT/JP2020/035788 2020-02-17 2020-09-23 クラッド材 WO2021166307A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021503945A JP6958760B1 (ja) 2020-02-17 2020-09-23 クラッド材
CN202080070535.XA CN114568021B (zh) 2020-02-17 2020-09-23 包层材料

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020024237 2020-02-17
JP2020-024237 2020-02-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021166307A1 true WO2021166307A1 (ja) 2021-08-26

Family

ID=77390596

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/035788 WO2021166307A1 (ja) 2020-02-17 2020-09-23 クラッド材

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6958760B1 (ja)
CN (1) CN114568021B (ja)
WO (1) WO2021166307A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000345256A (ja) * 1999-05-05 2000-12-12 Olin Corp 金色外観の銅合金
JP2017135373A (ja) * 2016-01-22 2017-08-03 三菱マテリアル株式会社 接合体、パワーモジュール用基板、接合体の製造方法及びパワーモジュール用基板の製造方法
JP2019019403A (ja) * 2017-07-20 2019-02-07 株式会社特殊金属エクセル 電極素材の製造方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110140236B (zh) * 2016-12-27 2021-12-10 日立金属株式会社 负极用引线材料和负极用引线材料的制造方法
JP7067151B2 (ja) * 2018-03-13 2022-05-16 日立金属株式会社 クラッド材と金属との複合材

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000345256A (ja) * 1999-05-05 2000-12-12 Olin Corp 金色外観の銅合金
JP2017135373A (ja) * 2016-01-22 2017-08-03 三菱マテリアル株式会社 接合体、パワーモジュール用基板、接合体の製造方法及びパワーモジュール用基板の製造方法
JP2019019403A (ja) * 2017-07-20 2019-02-07 株式会社特殊金属エクセル 電極素材の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114568021A (zh) 2022-05-31
JP6958760B1 (ja) 2021-11-02
JPWO2021166307A1 (ja) 2021-08-26
CN114568021B (zh) 2023-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1799447B1 (en) Recovered high strength multi-layer aluminum brazing sheet products
JP6865172B2 (ja) 金属積層材及びその製造方法
US8883318B2 (en) Aluminum bonding alloy, and clad material and aluminum bonding composite material each having bonding alloy layer made of the alloy
JP6300747B2 (ja) アルミニウム合金製ブレージングシート
PL200632B1 (pl) Wielowarstwowy arkusz lutowniczy
WO2015104761A1 (ja) アルミニウム合金クラッド材及びその製造方法、ならびに、当該アルミニウム合金クラッド材を用いた熱交換器及びその製造方法
JP6539352B2 (ja) 真空ろう付け用の複層ろう付けシート
JP5352766B2 (ja) 複層鋼およびその製造方法
JP6135835B1 (ja) クラッド材および電子機器用筐体
WO2021166307A1 (ja) クラッド材
JP7067151B2 (ja) クラッド材と金属との複合材
JP6364910B2 (ja) クラッド材およびクラッド材の製造方法
KR101808999B1 (ko) 클래드재 및 전자 기기용 하우징
US20210339339A1 (en) Metal member-welded structure and method of manufacturing metal member-welded structure
JP2004291076A (ja) ろう付け用複合材及びそれを用いたろう付け製品
JP3079973B2 (ja) アルミニウム合金とステンレス鋼のクラッド板およびその製造方法
JP2017110266A (ja) ろう付け後の強度に優れたアルミニウム合金製ブレージングシート
WO2023119705A1 (ja) クラッド材の製造方法
JP2005238307A (ja) ろう付け用複合材及びその製造方法並びにろう付け製品
JP2020117804A (ja) マグネシウムクラッド材および電子機器用筐体
JP6272930B2 (ja) アルミニウム合金製ブレージングシート
WO2017159356A1 (ja) アルミニウム合金製ブレージングシート
JP2020028884A (ja) クラッド材の製造方法およびクラッド材
JP2004291074A (ja) ろう付け用複合材及びそれを用いたろう付け製品

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021503945

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20920256

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20920256

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1