纯铜板制造技术

本发明专利技术提供一种纯铜板。本发明专利技术的纯铜板的Cu纯度为99.96质量％以上，其余部分为不可避免的杂质，并且P含量为2质量ppm以下，且Pb、Se及Te的合计含量为10质量ppm以下。S含量可以是2质量ppm以上且20质量ppm以下。2质量ppm以上且20质量ppm以下。

【技术实现步骤摘要】
纯铜板
[0001]本申请是针对申请日为2019年12月11日、申请号为201980072918.8、专利技术名称为“纯铜板”的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及一种适用于散热器或厚铜电路(设置厚铜图案的电路)等的电气/电子零件(电气零件或电子零件)的纯铜板，尤其涉及一种可以抑制加热时的晶粒粗大化的纯铜板。
[0003]本申请主张基于2018年12月13日于日本申请的专利申请2018
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233347号及2019年3月29日于日本申请的专利申请2019
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068304号的优先权，并将其内容援用于此。

技术介绍

[0004]过去，在散热器或厚铜电路等的电气/电子零件中使用了导电性高的铜或铜合金。
[0005]最近，随着电子设备或电气设备等的大电流化，为了降低电流密度以及扩散由模块产生的热，正在谋求用于这些电子设备或电气设备等中的电气/电子零件的大型化、厚壁化。
[0006]在此，在半导体装置中，已使用例如在陶瓷基板上接合铜材而构成上述散热器或厚铜电路的绝缘电路基板等。
[0007]陶瓷基板与铜板接合时，接合温度大多设为800℃以上，而可能导致接合时构成散热器或厚铜电路的铜材的晶粒粗大化。尤其，在由导电性及散热性特别优异的纯铜构成的铜材中，晶粒有容易粗大化的倾向。
[0008]在接合后的散热器或厚铜电路中的晶粒粗大化时，因晶粒粗大化而可能导致外观上出现问题。
[0009]在此，例如专利文献1中提出有抑制了晶粒成长的纯铜材料。
[0010]该专利文献1中，记载有如下内容：通过以0.0006～0.0015wt％的量含有S，即使以再结晶温度以上进行热处理，仍可调整为一定大小的晶粒。
[0011]不过，专利文献1中，虽通过规定S含量而抑制晶粒粗大化，但根据热处理条件，仅规定S含量，有时无法获得充分抑制晶粒粗大化的效果。并且，存在加热后晶粒局部粗大化、结晶组织不均一的情况。
[0012]此外，为了抑制晶粒的粗大化，在增加S含量的情况下，热加工性会大幅降低，会有使纯铜材的制造成品率大幅降低的问题。
[0013]专利文献1：日本特开平06
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002058号公报

技术实现思路

[0014]本专利技术是鉴于前述情况而完成的，其目的在于提供热加工性优异、且加热后也能够抑制晶粒的粗大化及不均一化的纯铜板。
[0015]为了解决该课题，本专利技术人等深入研究的结果，得到如下见解：纯铜板中微量含有
的杂质元素中存在，通过存在于晶界而具有抑制晶粒粗大化的效果(抑制晶粒成长的效果)的元素。因此，通过活用该具有抑制晶粒成长的效果的元素(以下称为抑制晶粒成长的元素(晶粒成长抑制元素))，即使加热后，也能够抑制晶粒的粗大化和均一化。并且，得到如下见解：为了使该晶粒成长抑制元素充分作用，限制特定元素的含量是有效的。
[0016]另外，抑制晶粒成长的效果还称为晶粒成长抑制效果，抑制晶粒粗大化的效果还称为晶粒粗大化抑制效果。
[0017]本专利技术是基于上述见解而完成的，本专利技术一方式的纯铜板的特征在于Cu纯度为99.96质量％以上，其余部分为不可避免的杂质，并且P含量为2质量ppm以下，且Pb、Se及Te的合计含量为10质量ppm以下。
[0018]根据该构成的纯铜板，由于将P含量设为2质量ppm以下，因此能够抑制微量存在于晶界的晶粒成长抑制元素的效果先因偏析于晶界的P而受阻碍，即使加热后也能够抑制晶粒的粗大化和不均一化。
[0019]并且，Pb、Se及Te这些元素在Cu中的固熔限度较低，相当于通过偏析于晶界而抑制晶粒粗大化的晶粒成长抑制元素。因此，Pb、Se及Te虽然也可以微量含有，但这些元素还具有使热加工性大幅降低的效果。因此，通过将Pb、Se及Te的合计含量限制于10质量ppm以下，尤其通过将Pb含量设为3质量ppm以下，能够确保热加工性。
[0020]在此，本专利技术一方式的纯铜板中，S含量优选在2质量ppm以上且20质量ppm以下的范围内。
[0021]该情况下，通过含有2质量ppm以上的相当于上述晶粒成长抑制元素的S，即使在加热后，也能够可靠地抑制晶粒的粗大化和不均一化。并且，通过将S含量限制于20质量ppm以下，能够充分确保热加工性。
[0022]并且，本专利技术一方式的纯铜板中，Mg、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf、Y的合计含量优选为10质量ppm以下。
[0023]可能作为不可避免的杂质而含有的Mg、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf、Y这些元素，由于与作为晶粒成长抑制元素的S、Se、Te、Pb等生成化合物，因此可能导致阻碍这些晶粒成长抑制元素的作用。因此通过将这些Mg、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf、Y的合计含量限制为10质量ppm以下，能够充分发挥晶粒成长抑制元素的晶粒成长抑制效果，即使在加热后，也能够可靠地抑制晶粒的粗大化和不均一化。
[0024]此外，本专利技术一方式的纯铜板中，轧制面的晶粒的粒径优选为10μm以上。
[0025]该情况下，由于将轧制面的晶粒的粒径设为10μm以上，因此在800℃以上加热该纯铜板时，促进晶粒的粗大化、组织不均一化能够受到抑制。
[0026]另外，晶粒的粒径还称为结晶粒径。
[0027]此外，本专利技术一方式的纯铜板中，轧制面的晶粒的长宽比优选为2以下。
[0028]该情况下，由于将轧制面的晶粒的长宽比设为2以下，因此加工度低，不会累积较大应变。即位错密度较低。因此，因位错密度所致的再结晶的驱动力变小，能够进一步抑制加热后的晶粒的粗大化。此处的长宽比的值是长径除以短径的值，即以长径/短径表示。
[0029]并且，本专利技术一方式的纯铜板中，进行在800℃保持1小时的热处理后的结晶粒径优选在100μm以上且300μm以下的范围内。
[0030]该情况下，由于将进行在800℃保持1小时的热处理后的结晶粒径设在100μm以上
且300μm以下的范围内，因此加热后也能够可靠地抑制晶粒的粗大化。
[0031]本专利技术一方式的纯铜板中，在800℃以上加热而与陶瓷基板接合后的结晶粒径优选在100μm以上且300μm以下的范围内。
[0032]并且，本专利技术一方式的纯铜板中，进行在800℃保持1小时的热处理后的50mm
×
50mm的范围内的最大结晶粒径d
max
与平均结晶粒径d
ave
之比率d
max
/d
ave
优选为10以下。
[0033]该情况下，由于将进行在800℃保持1小时的热处理后的最大结晶粒径d
max
与平均结晶粒径d
ave
之比率d
max
/d
ave
设为10以下，因此加热后也能够可靠地抑制晶粒变得不均一。
[0034]此外，本专利技术一方式的纯铜板中，抗拉强度优选为500MPa以下。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纯铜板，其特征在于，Cu纯度为99.96质量％以上，其余部分为不可避免的杂质，并且P含量为2质量ppm以下，且Pb、Se及Te的合计含量为10质量ppm以下。2.根据权利要求1所述的纯铜板，其特征在于，S含量在2质量ppm以上且20质量ppm以下的范围内。3.根据权利要求1或2所述的纯铜板，其特征在于，Mg、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf、Y的合计含量为10质量ppm以下。4.根据权利要求1至3中任一项所述的纯铜板，其特征在于，轧制面的晶粒的粒径为10μm以上。5.根据权利要求1至4中任一项所述的纯铜板，其特征在于，轧制面的晶粒的长宽比为2以下。6.根据权利要求1至5中任一项所述的纯铜板，其特征在于，进行在800℃保持1小时的热...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤优树，森广行，松川浩之，饭田典久，日高基裕，
申请(专利权)人：三菱综合材料株式会社，
类型：发明
国别省市：