JP2018024930A - Oxygen-free copper sheet, production method of oxygen-free copper sheet and ceramic circuit board - Google Patents
Oxygen-free copper sheet, production method of oxygen-free copper sheet and ceramic circuit board Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018024930A JP2018024930A JP2016158921A JP2016158921A JP2018024930A JP 2018024930 A JP2018024930 A JP 2018024930A JP 2016158921 A JP2016158921 A JP 2016158921A JP 2016158921 A JP2016158921 A JP 2016158921A JP 2018024930 A JP2018024930 A JP 2018024930A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxygen
- free copper
- copper plate
- less
- concentration
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
【課題】セラミック配線基板が昇温と降温とを繰り返した場合であっても、セラミック基板が割れたり、無酸素銅板とセラミック基板とが界面から剥離したりすることを抑制できる技術を提供する。【解決手段】圧延加工によって平板状に形成されてなり、200℃の温度下で30分加熱することでビッカース硬さがHV80以下に低下し、800℃以上1080℃以下の温度下で5分以上加熱した後の0.2%耐力が16MPa以下に収まる特性を有する。【選択図】なしKind Code: A1 A technique is provided that can suppress cracking of a ceramic substrate and separation of an oxygen-free copper plate and a ceramic substrate from an interface even when the temperature of the ceramic wiring substrate is repeatedly raised and lowered. SOLUTION: It is formed into a flat plate by rolling, and when heated at a temperature of 200° C. for 30 minutes, the Vickers hardness is reduced to HV80 or less, and is heated at a temperature of 800° C. or more and 1080° C. or less for 5 minutes or more. It has the property that the 0.2% yield strength after heating is within 16 MPa. [Selection figure] None
Description
本発明は、無酸素銅板、無酸素銅板の製造方法およびセラミック配線基板に関する。 The present invention relates to an oxygen-free copper plate, a method for producing an oxygen-free copper plate, and a ceramic wiring board.
半導体素子を実装する基板として、セラミック配線基板が用いられることがある(例えば特許文献1〜2参照)。セラミック配線基板は、セラミック基板と、セラミック基板上に設けられ、例えばエッチングにより所定箇所が除去されて配線パターン(銅配線)になる無酸素銅板と、を備えている。 A ceramic wiring substrate may be used as a substrate for mounting a semiconductor element (see, for example, Patent Documents 1 and 2). The ceramic wiring substrate includes a ceramic substrate and an oxygen-free copper plate that is provided on the ceramic substrate and has a wiring pattern (copper wiring) that is removed by, for example, etching.
セラミック配線基板に実装した半導体素子への通電と通電停止とを繰り返すことで、半導体素子が発熱と放熱とを繰り返し、その結果、セラミック配線基板も昇温と降温とを繰り返すこととなる。セラミック基板と無酸素銅板とは、その線膨張係数が異なるため、セラミック配線基板が昇温と降温とを繰り返すと、セラミック基板と無酸素銅板との熱膨張差によって、セラミック基板と無酸素銅板との界面(接合界面)に応力(熱応力)が繰り返し発生することになる。このような熱応力が生じた際、無酸素銅板が塑性変形することで、セラミック配線基板における熱応力の影響を緩和している。しかしながら、セラミック配線基板が昇温と降温とを繰り返すと、しだいに無酸素銅板が硬化し、無酸素銅板が塑性変形しにくくなる。その結果、セラミック基板が割れたり、無酸素銅板とセラミック基板とがその界面から剥離したりする等の不具合が発生することがある。 By repeating energization and de-energization of the semiconductor element mounted on the ceramic wiring board, the semiconductor element repeats heat generation and heat dissipation, and as a result, the ceramic wiring board also repeats temperature increase and decrease. Since the linear expansion coefficient of the ceramic substrate and the oxygen-free copper plate is different, when the ceramic wiring substrate repeatedly rises and falls, the difference between the thermal expansion of the ceramic substrate and the oxygen-free copper plate causes a difference between the ceramic substrate and the oxygen-free copper plate. Stress (thermal stress) is repeatedly generated at the interface (bonding interface). When such a thermal stress is generated, the oxygen-free copper plate is plastically deformed, thereby relaxing the influence of the thermal stress on the ceramic wiring board. However, when the ceramic wiring board repeats temperature rise and fall, the oxygen-free copper plate is gradually cured, and the oxygen-free copper plate becomes difficult to be plastically deformed. As a result, problems such as cracking of the ceramic substrate and separation of the oxygen-free copper plate and the ceramic substrate from the interface may occur.
本発明は、セラミック配線基板が昇温と降温とを繰り返した場合であっても、セラミック基板が割れたり、無酸素銅板とセラミック基板とが界面から剥離したりすることを抑制できる技術を提供することを目的とする。 The present invention provides a technique capable of suppressing cracking of a ceramic substrate and separation of an oxygen-free copper plate and a ceramic substrate from an interface even when the ceramic wiring substrate is repeatedly heated and lowered. For the purpose.
本発明の一態様によれば、
圧延加工によって平板状に形成されてなり、
200℃の温度下で30分加熱することでビッカース硬さがHV80以下に低下し、
800℃以上1080℃以下の温度下で5分以上加熱した後の0.2%耐力が16MPa以下に収まる特性を有する無酸素銅板が提供される。
According to one aspect of the invention,
It is formed into a flat plate shape by rolling,
By heating at 200 ° C. for 30 minutes, the Vickers hardness decreases to HV80 or less,
Provided is an oxygen-free copper plate having a characteristic that 0.2% proof stress after heating at 800 ° C. or higher and 1080 ° C. or lower for 5 minutes or longer is within 16 MPa or lower.
本発明の他の態様によれば、
酸素濃度が0.0010質量%以下であり、燐濃度が0.0002質量%以下であり、硫黄濃度が0.0010質量%以下であり、錫濃度が0.0005質量%以下であり、銀濃度が0.0010質量%以下であり、銅濃度が99.99質量%以上である無酸素銅で形成された被圧延材に対して、1回の加工度が40%以下である冷間圧延を、総加工度が90%以上になるように複数回行う冷間圧延工程を有し、
200℃の温度下で30分加熱することでビッカース硬さがHV80以下に低下し、800℃以上1080℃以下の温度下で5分以上加熱した後の0.2%耐力が16MPa以下に収まる特性を有する無酸素銅板を形成する無酸素銅板の製造方法が提供される。
According to another aspect of the invention,
Oxygen concentration is 0.0010 mass% or less, phosphorus concentration is 0.0002 mass% or less, sulfur concentration is 0.0010 mass% or less, tin concentration is 0.0005 mass% or less, silver concentration Is 0.0010 mass% or less, and cold rolling with a workability of 40% or less at one time is performed on a rolled material formed of oxygen-free copper having a copper concentration of 99.99 mass% or more. , Having a cold rolling process that is performed a plurality of times so that the total processing degree is 90% or more,
The characteristic that Vickers hardness decreases to HV80 or less by heating at 200 ° C for 30 minutes, and 0.2% proof stress after heating at 800 ° C or more and 1080 ° C or less for 5 minutes or more is less than 16MPa. There is provided a method for producing an oxygen-free copper plate that forms an oxygen-free copper plate having the following.
本発明のさらに他の態様によれば、
セラミック基板と、
前記セラミック基板の少なくとも一方の主面上に貼り合わされた配線パターンと、を有し、
前記配線パターンは、
200℃の温度下で30分加熱することでビッカース硬さがHV80以下に低下するとともに、800℃以上1080℃以下の温度下で5分以上加熱した後の0.2%耐力が16MPa以下である無酸素銅板で形成されているセラミック配線基板が提供される。
According to yet another aspect of the invention,
A ceramic substrate;
A wiring pattern bonded on at least one main surface of the ceramic substrate;
The wiring pattern is
Heating at 200 ° C. for 30 minutes reduces the Vickers hardness to HV80 or lower, and 0.2% proof stress after heating at 800 ° C. or higher and 1080 ° C. or lower for 5 minutes or higher is 16 MPa or lower. A ceramic wiring board formed of an oxygen-free copper plate is provided.
本発明によれば、セラミック配線基板が昇温と降温とを繰り返した場合であっても、セラミック基板が割れたり、無酸素銅板とセラミック基板とが界面から剥離したりすることを抑制できる技術を提供することができる。 According to the present invention, even if the ceramic wiring board repeats temperature rising and cooling, a technique that can suppress the ceramic substrate from cracking or peeling of the oxygen-free copper plate and the ceramic substrate from the interface. Can be provided.
<本発明の一実施形態>
(1)セラミック配線基板の構成
まず、本発明の一実施形態にかかるセラミック配線基板の構成について説明する。
<One Embodiment of the Present Invention>
(1) Configuration of Ceramic Wiring Board First, the configuration of the ceramic wiring board according to one embodiment of the present invention will be described.
本実施形態にかかるセラミック配線基板は、所定厚さ(例えば0.5mm)のセラミック基板と、セラミック基板上に設けられた無酸素銅板とを備えている。セラミック基板と無酸素銅板とは、例えばロウ材を介して貼り合わされて(接合されて)いる。この貼り合わせは、炉中でセラミック基板とロウ材と無酸素銅板との積層体を所定条件で(例えば800℃以上1080℃以下の温度で5分以上)加熱する熱処理によって行われる。セラミック基板と貼り合わされた無酸素銅板の所定箇所が例えばエッチングにより除去されることで、無酸素銅板が配線パターン(銅配線)になる。 The ceramic wiring board according to the present embodiment includes a ceramic substrate having a predetermined thickness (for example, 0.5 mm) and an oxygen-free copper plate provided on the ceramic substrate. The ceramic substrate and the oxygen-free copper plate are bonded (bonded) via a brazing material, for example. This bonding is performed by heat treatment in which a laminated body of a ceramic substrate, a brazing material, and an oxygen-free copper plate is heated in a furnace under predetermined conditions (for example, at a temperature of 800 ° C. or higher and 1080 ° C. or lower for 5 minutes or longer). A predetermined part of the oxygen-free copper plate bonded to the ceramic substrate is removed by, for example, etching, so that the oxygen-free copper plate becomes a wiring pattern (copper wiring).
セラミック基板として、窒化アルミニウム(AlN)や窒化珪素(SiN)等を主成分とするセラミック焼結体を用いることができる。 As the ceramic substrate, a ceramic sintered body mainly composed of aluminum nitride (AlN), silicon nitride (SiN), or the like can be used.
ロウ材として、銀(Ag)、銅(Cu)、錫(Sn)、インジウム(In)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)等の金属や、これらの金属のうち少なくとも1つを含む合金を用いることができる。 As a brazing material, a metal such as silver (Ag), copper (Cu), tin (Sn), indium (In), titanium (Ti), molybdenum (Mo), or an alloy containing at least one of these metals. Can be used.
(2)無酸素銅板の構成
以下に、本発明の一実施形態にかかる無酸素銅板の構成について説明する。本実施形態にかかる無酸素銅板は、例えば上述のセラミック配線基板に好適に用いることができる。
(2) Configuration of oxygen-free copper plate Hereinafter, the configuration of the oxygen-free copper plate according to one embodiment of the present invention will be described. The oxygen-free copper plate according to this embodiment can be suitably used for the above-described ceramic wiring board, for example.
本実施形態にかかる無酸素銅板は、加熱によるビッカース硬さの低下を進行させ、所定条件で加熱後の0.2%耐力の上昇を抑制する特性を有している。具体的には、本実施形態にかかる無酸素銅板は、200℃の温度下で30分加熱することによりビッカース硬さがHV80以下に低下する特性と、800℃以上1080℃以下の温度下で5分以上加熱した後の0.2%耐力が16MPa以下に収まるという特性との2つの特性を有している。なお、本実施形態にかかる無酸素銅板は、200℃の温度下で30分加熱する前のビッカース硬さはHV125以上であり、800℃以上1080℃以下の温度下で5分以上加熱する前の0.2%耐力は400MPa以上である。 The oxygen-free copper plate according to the present embodiment has a characteristic of causing a decrease in Vickers hardness by heating and suppressing an increase in 0.2% proof stress after heating under a predetermined condition. Specifically, the oxygen-free copper plate according to the present embodiment has a characteristic that the Vickers hardness decreases to HV80 or less by heating at a temperature of 200 ° C for 30 minutes, and 5% at a temperature of 800 ° C to 1080 ° C. It has two characteristics, that is, 0.2% proof stress after heating for more than a minute falls within 16 MPa. The oxygen-free copper plate according to this embodiment has a Vickers hardness of HV125 or higher before being heated at a temperature of 200 ° C. for 30 minutes, and before being heated at a temperature of 800 ° C. or higher and 1080 ° C. or lower for 5 minutes or longer. The 0.2% proof stress is 400 MPa or more.
0.2%耐力とは、材料(無酸素銅板)に0.2%の永久ひずみが生じる応力であり、大きな塑性変形が生じない応力の目安として用いられる値である。すなわち、0.2%耐力が高い無酸素銅板は塑性変形しにくく、0.2%耐力が低い無酸素銅板は塑性変形しやすい(低い応力でも塑性変形する)ということができる。 The 0.2% proof stress is a stress that causes a permanent strain of 0.2% in the material (oxygen-free copper plate), and is a value that is used as a standard for a stress that does not cause a large plastic deformation. That is, it can be said that an oxygen-free copper plate having a high 0.2% yield strength is not easily plastically deformed, and an oxygen-free copper plate having a low 0.2% yield strength is easily plastically deformed (plastically deforms even at a low stress).
加熱による無酸素銅板のビッカース硬さの低下は、無酸素銅板中で原子が拡散(移動)して格子欠陥が減少する現象(回復)や、拡散した原子が再配列することで格子欠陥が少ない結晶組織に変化する(格子欠陥が減少する)現象(再結晶)によって起こる。このため、例えば200℃という低温での加熱によりビッカース硬さが低下する無酸素銅板は、回復や再結晶の現象が生じやすく、格子欠陥を減少させやすい銅板であるといえる。 The decrease in Vickers hardness of an oxygen-free copper plate due to heating is due to the phenomenon that atoms diffuse (move) in the oxygen-free copper plate to reduce lattice defects (recovery) and the number of lattice defects due to rearrangement of the diffused atoms. This occurs due to a phenomenon (recrystallization) that changes to a crystal structure (reduction of lattice defects). For this reason, for example, an oxygen-free copper plate whose Vickers hardness is reduced by heating at a low temperature of 200 ° C. can be said to be a copper plate that tends to cause recovery and recrystallization, and to reduce lattice defects.
無酸素銅板を備える上述のセラミック配線基板が昇温すると、無酸素銅板とセラミック基板との熱膨張差によって生じる応力により無酸素銅板が塑性変形する。なお、無酸素銅の線膨張係数は1.7×10−5/Kであり、セラミックの線膨張係数は0.3〜0.8×10−5/Kである。以下、本明細書では、セラミック配線基板が昇温する際に生じる上述の応力を「熱応力」ともいう。セラミック配線基板では、このように無酸素銅板が塑性変形することで、セラミック配線基板における熱応力の影響を緩和し、その結果、セラミック基板が割れたり、無酸素銅板とセラミック基板とが剥離したりすることを抑制している。以下、本明細書では、上述の無酸素銅板の塑性変形によるセラミック配線基板における熱応力の影響を緩和する効果を「緩和効果」ともいう。 When the temperature of the above-described ceramic wiring board provided with the oxygen-free copper plate is raised, the oxygen-free copper plate is plastically deformed by the stress generated by the thermal expansion difference between the oxygen-free copper plate and the ceramic substrate. In addition, the linear expansion coefficient of oxygen-free copper is 1.7 × 10 −5 / K, and the linear expansion coefficient of ceramic is 0.3 to 0.8 × 10 −5 / K. Hereinafter, in the present specification, the above-described stress generated when the temperature of the ceramic wiring board is raised is also referred to as “thermal stress”. In a ceramic wiring board, the oxygen-free copper plate is plastically deformed in this way, so that the influence of thermal stress on the ceramic wiring board is alleviated. As a result, the ceramic substrate breaks or the oxygen-free copper plate and the ceramic substrate peel off. To suppress. Hereinafter, in this specification, the effect of alleviating the influence of thermal stress in the ceramic wiring board due to plastic deformation of the oxygen-free copper plate is also referred to as “relaxation effect”.
しかしながら、無酸素銅板が塑性変形すると、無酸素銅板中に格子欠陥が導入される。これにより、無酸素銅板が硬化し、無酸素銅板の0.2%耐力が上昇する。無酸素銅板が塑性変形する回数が増えるほど、無酸素銅板の0.2%耐力は上昇する。上述のように、無酸素銅板の0.2%耐力が上昇すると、無酸素銅板は塑性変形しにくくなるため、上述の緩和効果が得られにくくなる。その結果、セラミック配線基板が昇温と降温とを繰り返すと、セラミック基板が割れたり、無酸素銅板とセラミック基板とが剥離したりすることがある。 However, when the oxygen-free copper plate is plastically deformed, lattice defects are introduced into the oxygen-free copper plate. Thereby, an oxygen-free copper plate hardens | cures and the 0.2% yield strength of an oxygen-free copper plate rises. The 0.2% yield strength of the oxygen-free copper plate increases as the number of times that the oxygen-free copper plate undergoes plastic deformation increases. As described above, when the 0.2% proof stress of the oxygen-free copper plate is increased, the oxygen-free copper plate is difficult to be plastically deformed, so that the above-described relaxation effect is hardly obtained. As a result, when the ceramic wiring substrate repeats heating and cooling, the ceramic substrate may be broken or the oxygen-free copper plate and the ceramic substrate may be peeled off.
上述のように、本実施形態にかかる無酸素銅板は、200℃の温度下で30分加熱することによりビッカース硬さがHV80以下に低下する特性を有している。これにより、塑性変形した際に無酸素銅板中(材料中)に導入される格子欠陥が減少するため、無酸素銅板が塑性変形しても、0.2%耐力が上昇しにくくなる。このような無酸素銅板を上述のセラミック配線基板に用いると、セラミック配線基板が昇温と降温とを繰り返しても、無酸素銅板が長期間塑性変形するようになり、上述の緩和効果を長期間得ることができる。 As described above, the oxygen-free copper plate according to the present embodiment has a characteristic that the Vickers hardness is lowered to HV80 or less by heating at a temperature of 200 ° C. for 30 minutes. Thereby, since lattice defects introduced into the oxygen-free copper plate (in the material) when plastically deformed are reduced, even if the oxygen-free copper plate is plastically deformed, the 0.2% yield strength is hardly increased. When such an oxygen-free copper plate is used for the above-described ceramic wiring board, even if the ceramic wiring board is repeatedly heated and lowered, the oxygen-free copper plate will be plastically deformed for a long period of time, and the above-mentioned relaxation effect will be maintained for a long time. Can be obtained.
なお、200℃の温度下で30分加熱してもビッカース硬さがHV80以下まで低下しない(HV80を超える)無酸素銅板では、無酸素銅板が塑性変形する際に導入される格子欠陥を充分に減少させることができないことがある。このため、無酸素銅板が塑性変形すると、0.2%耐力が上昇することがあり、上述の緩和効果が得られる期間が短くなることがある。 It should be noted that an oxygen-free copper plate whose Vickers hardness does not decrease to HV80 or less even when heated at a temperature of 200 ° C. for 30 minutes (exceeding HV80) is sufficient to prevent lattice defects introduced when the oxygen-free copper plate is plastically deformed. Sometimes it cannot be reduced. For this reason, if the oxygen-free copper plate is plastically deformed, the 0.2% proof stress may increase, and the period during which the above-described relaxation effect is obtained may be shortened.
また上述のように、本実施形態にかかる無酸素銅板は、800℃以上1080℃以下の温度下で5分以上加熱した後の0.2%耐力が16MPa以下に収まる特性を有している。すなわち、本実施形態にかかる無酸素銅板は、例えばセラミック配線基板を形成する際の上述の熱処理を行った後の0.2%耐力が16MPa以下に収まる特性を有している。 Further, as described above, the oxygen-free copper plate according to the present embodiment has a characteristic that the 0.2% proof stress after heating for 5 minutes or more at a temperature of 800 ° C. or higher and 1080 ° C. or lower falls within 16 MPa. That is, the oxygen-free copper plate according to the present embodiment has a characteristic that the 0.2% proof stress after performing the above-described heat treatment for forming a ceramic wiring board, for example, is 16 MPa or less.
これにより、無酸素銅板は、例えば上述の熱応力程度の低い応力で塑性変形することとなる。なお、上述の所定条件で加熱後の0.2%耐力が16MPaを超えると、無酸素銅板は、上述の熱応力程度の応力では、塑性変形しないことがある。 As a result, the oxygen-free copper plate is plastically deformed with a stress as low as the above-described thermal stress, for example. If the 0.2% proof stress after heating exceeds 16 MPa under the above-mentioned predetermined conditions, the oxygen-free copper plate may not be plastically deformed by a stress about the above-described thermal stress.
無酸素銅中の不純物成分は、加熱によるビッカース硬さの低下の進行や、上述の所定条件で加熱後の0.2%耐力の上昇に影響を与える。特に、酸素(O)、燐(P)、硫黄(S)、Sn、Agの各不純物成分が、加熱によるビッカース硬さの低下の進行や、上述の所定条件で加熱後の0.2%耐力の上昇に与える影響が大きいことを本願発明者は確認済みである。これらの不純物成分の濃度(含有量)を所定値以下にすることで、上述の2つの特性を有するようになる。 Impurity components in oxygen-free copper affect the progress of the decrease in Vickers hardness due to heating and the increase in 0.2% yield strength after heating under the above-mentioned predetermined conditions. In particular, each impurity component of oxygen (O), phosphorus (P), sulfur (S), Sn, and Ag causes a decrease in Vickers hardness due to heating, and 0.2% yield strength after heating under the above-mentioned predetermined conditions. The inventor of the present application has confirmed that there is a great influence on the increase of the above. By setting the concentration (content) of these impurity components to a predetermined value or less, the above two characteristics are obtained.
具体的には、O濃度が例えば0.0010質量%以下、好ましくは0.0005質量%以下であり、P濃度が例えば0.0002質量%以下、好ましくは0.0001質量%以下であり、S濃度が例えば0.0010質量%以下、好ましくは0.0005質量%以下であり、Sn濃度が例えば0.0005質量%以下、好ましくは0.0003質量%以下であり、Ag濃度が例えば0.0010質量%以下、好ましくは0.0005質量%以下であり、Cu濃度が例えば99.99質量%以上であるとよい。無酸素銅板は、例えばこのような組成を有する無酸素銅で形成されていることが好ましい。 Specifically, the O concentration is, for example, 0.0010 mass% or less, preferably 0.0005 mass% or less, the P concentration is, for example, 0.0002 mass% or less, preferably 0.0001 mass% or less, and S The concentration is, for example, 0.0010 mass% or less, preferably 0.0005 mass% or less, the Sn concentration is, for example, 0.0005 mass% or less, preferably 0.0003 mass% or less, and the Ag concentration is, for example, 0.0010. The mass is not more than mass%, preferably not more than 0.0005 mass%, and the Cu concentration is, for example, 99.99 mass% or more. The oxygen-free copper plate is preferably made of oxygen-free copper having such a composition, for example.
O濃度が0.0010質量%を超えたり、P濃度が0.0002質量%を超えたり、S濃度が0.0010質量%を超えたり、Sn濃度が0.0005質量%を超えたり、Ag濃度が0.0010質量%を超えたりすると、無酸素銅板は上述の2つの特性を有しないことがある。 O concentration exceeds 0.0010 mass%, P concentration exceeds 0.0002 mass%, S concentration exceeds 0.0010 mass%, Sn concentration exceeds 0.0005 mass%, Ag concentration If it exceeds 0.0010% by mass, the oxygen-free copper plate may not have the above two characteristics.
また、上述の不純物成分の濃度が所定値を超えると、Cu濃度が例えば99.99質量%未満になることがある。このため、無酸素銅板は上述の2つの特性を有しなかったり、セラミック配線基板において、無酸素銅板とセラミック基板とが接合されていない箇所が多くなる、すなわち接合状態が悪かったりすることがある。 Further, when the concentration of the above-described impurity component exceeds a predetermined value, the Cu concentration may be less than 99.99% by mass, for example. For this reason, the oxygen-free copper plate may not have the above-mentioned two characteristics, or in the ceramic wiring board, there may be many places where the oxygen-free copper plate and the ceramic substrate are not bonded, that is, the bonding state may be poor. .
このように本実施形態では、無酸素銅板中のO濃度、P濃度、S濃度、Sn濃度、Ag濃度、Cu濃度について、それぞれ所定の要件を課すようにしている。なお、無酸素銅板中のO濃度、P濃度、S濃度、Sn濃度、Ag濃度の不純物成分の濃度の上限や、Cu濃度の下限について記載した。しかしながら、上述の不純物成分の濃度の下限や、Cu濃度の上限については特に制限は存在しない。上述の不純物成分の濃度はゼロであること、すなわち、無酸素銅板中にO、P、S、Sn、Agの成分が含まれないことが好ましく、Cu濃度は100質量%であること、すなわち無酸素銅板中に不純物成分が全く含まれていないことが好ましい。しかしながら、上述の不純物成分は、無酸素銅板の形成過程において、無酸素銅板(無酸素銅)中に不可避的に混入することがあるため、これらの成分の濃度を精密に制御することは困難である。このような理由から、無酸素銅板中のO濃度、P濃度、S濃度、Sn濃度、Ag濃度は、例えば0.0001質量%以上になり、Cu濃度は例えば99.999質量%以下になることが一般的である。 As described above, in this embodiment, predetermined requirements are imposed on the O concentration, P concentration, S concentration, Sn concentration, Ag concentration, and Cu concentration in the oxygen-free copper plate. In addition, it described about the upper limit of the impurity component of O concentration, P concentration, S concentration, Sn concentration, and Ag concentration in an oxygen-free copper plate, and the minimum of Cu concentration. However, there is no particular limitation on the lower limit of the impurity component concentration and the upper limit of the Cu concentration. The concentration of the above-described impurity component is preferably zero, that is, it is preferable that the oxygen-free copper plate does not contain O, P, S, Sn, and Ag components, and the Cu concentration is 100% by mass, It is preferable that no impurity component is contained in the oxygen copper plate. However, since the above-mentioned impurity components may be inevitably mixed in the oxygen-free copper plate (oxygen-free copper) in the process of forming the oxygen-free copper plate, it is difficult to precisely control the concentration of these components. is there. For these reasons, the O concentration, P concentration, S concentration, Sn concentration, and Ag concentration in the oxygen-free copper plate are, for example, 0.0001% by mass or more, and the Cu concentration is, for example, 99.999% by mass or less. Is common.
無酸素銅板は、上述の組成を有する無酸素銅の鋳塊に対して圧延加工を行うことで、平板状に形成されている。無酸素銅板は、厚さが例えば100μm以上、好ましくは100μm以上1mm以下となるように形成されているとよい。 The oxygen-free copper plate is formed into a flat plate shape by rolling the oxygen-free copper ingot having the above composition. The oxygen-free copper plate may be formed to have a thickness of, for example, 100 μm or more, preferably 100 μm or more and 1 mm or less.
無酸素銅板の厚さが100μm未満であると、放熱性が不足することがある。無酸素銅板の厚さを100μm以上にすることで、充分な放熱性を得ることができ、無酸素銅板をセラミック配線基板の配線材として好適に用いることができる。無酸素銅板の厚さが厚くなるほど、放熱性をより高めることができる。 If the thickness of the oxygen-free copper plate is less than 100 μm, heat dissipation may be insufficient. By setting the thickness of the oxygen-free copper plate to 100 μm or more, sufficient heat dissipation can be obtained, and the oxygen-free copper plate can be suitably used as a wiring material for the ceramic wiring board. The greater the thickness of the oxygen-free copper plate, the higher the heat dissipation.
しかしながら、セラミック基板の厚さに対して無酸素銅板の厚さが厚すぎると、上述のセラミック配線基板において、セラミックの線膨張係数と無酸素銅の線膨張係数との違いによる熱膨張差の影響が大きくなるため、発生する熱応力が大きくなることがある。その結果、無酸素銅板が上述の2つの特性を有する場合であっても、セラミック配線基板が昇温と降温とを繰り返すと、セラミック基板が割れたり、セラミック基板と無酸素銅板とが剥離したりすることがある。無酸素銅板の厚さを1mm以下にすることで、これを解決することができ、セラミック配線基板において、セラミック基板と無酸素銅との熱膨張差の影響を小さくすることができる。 However, if the thickness of the oxygen-free copper plate is too large relative to the thickness of the ceramic substrate, the influence of the difference in thermal expansion due to the difference between the linear expansion coefficient of ceramic and the linear expansion coefficient of oxygen-free copper in the ceramic wiring board described above. May increase, and the generated thermal stress may increase. As a result, even if the oxygen-free copper plate has the above-mentioned two characteristics, if the ceramic wiring substrate repeats heating and cooling, the ceramic substrate may break or the ceramic substrate and the oxygen-free copper plate may peel off. There are things to do. This can be solved by setting the thickness of the oxygen-free copper plate to 1 mm or less, and the influence of the difference in thermal expansion between the ceramic substrate and the oxygen-free copper can be reduced in the ceramic wiring substrate.
(3)無酸素銅板の製造方法
次に、本実施形態にかかる無酸素銅板の製造方法について、溶解鋳造法を例示して説明する。
(3) Method for Producing Oxygen-Free Copper Plate Next, the method for producing an oxygen-free copper plate according to the present embodiment will be described with reference to the melt casting method.
本実施形態にかかる無酸素銅板は、電解精製工程、溶解鋳造工程、熱間圧延工程、冷間圧延工程を順次実施することによって形成することができる。 The oxygen-free copper plate according to the present embodiment can be formed by sequentially performing an electrolytic purification process, a melt casting process, a hot rolling process, and a cold rolling process.
(電解精製工程)
電解精製工程では、銅鉱石から溶製した粗銅を電解精製することで、溶解鋳造工程において溶解原料となる電気銅を形成する。電気銅には、O、P、S、Sn、Ag等の不純物成分が含まれている。これらの不純物成分のうち、Sn、Agの濃度は、本工程で低減することができ、また本工程で低減することが有効である。例えば、電気銅に含まれるSnやAgの濃度は、いったん電解精製で形成した電気銅を原料として再び電解精製を行う等、電解精製を複数回(n回(nは2以上の整数))繰り返し行うことで低減することができる。このようにして、最終的に形成される無酸素銅板のSn濃度を例えば0.0005質量%以下にし、Ag濃度を例えば0.0010質量%以下にすることができる濃度まで電気銅中のSn、Ag濃度を低減させる。
(Electrolytic purification process)
In the electrolytic refining step, electrolytic copper which is a raw material for dissolution in the melting and casting step is formed by electrolytically refining crude copper melted from copper ore. The electrolytic copper contains impurity components such as O, P, S, Sn, and Ag. Among these impurity components, the concentrations of Sn and Ag can be reduced in this step, and it is effective to reduce them in this step. For example, the concentration of Sn and Ag contained in electrolytic copper is repeated several times (n times (n is an integer of 2 or more)), such as electrolytic purification once again using electrolytic copper once formed by electrolytic purification. This can be reduced. Thus, Sn in the electrolytic copper to a concentration at which the Sn concentration of the finally formed oxygen-free copper plate can be 0.0005% by mass or less and the Ag concentration can be 0.0010% by mass or less, Reduce Ag concentration.
(溶解鋳造工程)
上述の電解精製工程を経てSn、Ag濃度を所定値まで低下させた電気銅を例えば高周波溶解炉等を用いて溶解して銅の溶湯を生成し、この銅の溶湯を鋳型に注いで冷却し、所定の組成を有する鋳塊(無酸素銅の鋳塊)を鋳造する。電気銅中に含まれる上記不純物成分のうち、O、P、Sの濃度は、溶解鋳造工程で低減することができる。
(Melting casting process)
The electrolytic copper whose Sn and Ag concentrations have been reduced to a predetermined value through the above-described electrolytic purification process is melted using, for example, a high-frequency melting furnace to produce a molten copper, and the molten copper is poured into a mold and cooled. Then, an ingot (an oxygen-free copper ingot) having a predetermined composition is cast. Among the impurity components contained in the electrolytic copper, the concentrations of O, P, and S can be reduced in the melt casting process.
電気銅中のO、P、Sの濃度を低減するために、まず、酸素が存在する雰囲気下(例えば大気雰囲気下)で電気銅を溶解して銅の溶湯を生成し、その後、銅の溶湯表面を例えば木炭で被覆することが好ましい。 In order to reduce the concentration of O, P, and S in electrolytic copper, first, electrolytic copper is melted in an atmosphere in which oxygen exists (for example, in an atmospheric atmosphere) to form a molten copper, and then the molten copper It is preferable to coat the surface with charcoal, for example.
酸素が存在する雰囲気下で電気銅を溶解して銅の溶湯を生成することで、溶湯中にOを取り込むことができる。これにより、電気銅中に含まれていた(すなわち銅の溶湯中に含まれる)P、Sと、溶湯中のOと、を反応させ(P、Sを酸化させ)、Pを例えば五酸化二リン(P2O5)ガスにし、Sを例えば二酸化硫黄(SO2)ガスにして溶湯中から除去することができる。その結果、無酸素銅板のP濃度を例えば0.0002質量%以下にし、S濃度を例えば0.0005質量%以下にすることができる濃度まで鋳塊中のP、S濃度を低減させることができる。 O can be taken in the molten metal by melting electrolytic copper in an atmosphere where oxygen is present to form a molten copper. Thereby, P and S contained in the electrolytic copper (that is, contained in the molten copper) and O in the molten metal are reacted (P and S are oxidized), and P is converted into, for example, dipentapentoxide. Phosphorus (P 2 O 5 ) gas can be used, and S can be removed from the molten metal using, for example, sulfur dioxide (SO 2 ) gas. As a result, the P and S concentrations in the ingot can be reduced to a concentration at which the P concentration of the oxygen-free copper plate can be 0.0002 mass% or less and the S concentration can be 0.0005 mass% or less, for example. .
また、銅の溶湯表面を木炭で被覆することで、木炭に含まれる炭素(C)と、溶湯中のOと、を反応させ、OをCOガスにして溶湯中から除去することができる。これにより、無酸素銅板のO濃度を例えば0.0010質量%以下にすることができる濃度まで鋳塊中のO濃度を低減させることができる。なお、無酸素銅板のO濃度を確実に低減させる観点から、溶湯表面の表面を木炭で被覆する前に、溶湯表面の酸化物を除去することが好ましい。 In addition, by covering the surface of the molten copper with charcoal, carbon (C) contained in the charcoal and O in the molten metal can be reacted to remove O from the molten metal as CO gas. Thereby, O concentration in an ingot can be reduced to the density | concentration which can make O concentration of an oxygen-free copper plate into 0.0010 mass% or less, for example. In addition, from the viewpoint of reliably reducing the O concentration of the oxygen-free copper plate, it is preferable to remove the oxide on the surface of the molten metal before coating the surface of the molten metal with charcoal.
これによって、O濃度、P濃度、S濃度、Sn濃度、Ag濃度が上述の所定値以下であり、Cu濃度が例えば99.99質量%以上である無酸素銅の鋳塊を鋳造することができる。 As a result, an oxygen-free copper ingot in which the O concentration, the P concentration, the S concentration, the Sn concentration, and the Ag concentration are equal to or less than the above-described predetermined values and the Cu concentration is, for example, 99.99% by mass or more can be cast. .
(熱間圧延工程)
鋳塊を高温(例えば750℃以上950℃以下)に加熱した状態で、鋳塊に対して熱間圧延を行い、所定厚さ(例えば10mm)の熱間圧延材を形成する。本明細書における熱間圧延材とは、熱間圧延工程を行うことで形成された無酸素銅の板材をいう。
(Hot rolling process)
In a state where the ingot is heated to a high temperature (for example, 750 ° C. or more and 950 ° C. or less), the ingot is hot-rolled to form a hot-rolled material having a predetermined thickness (for example, 10 mm). The hot-rolled material in this specification refers to an oxygen-free copper plate formed by performing a hot rolling process.
(冷間圧延工程)
熱間圧延工程が終了した後、熱間圧延材に対して所定の冷間圧延を複数回行い、所定厚さ(例えば100μm以上)の平板状の無酸素銅板を形成する。冷間圧延工程では、被圧延材に再結晶等が生じないような冷間圧延を行う。具体的には、1回の加工度rが40%以下である冷間圧延(圧延パス)を、総加工度Rが90%以上となるように複数回行う。
(Cold rolling process)
After the hot rolling process is completed, the hot rolled material is subjected to predetermined cold rolling a plurality of times to form a flat oxygen-free copper plate having a predetermined thickness (for example, 100 μm or more). In the cold rolling process, cold rolling is performed so that recrystallization does not occur in the material to be rolled. Specifically, cold rolling (rolling pass) in which the degree of work r at one time is 40% or less is performed a plurality of times so that the total degree of work R is 90% or more.
1回の冷間圧延(1回の圧延パス)の加工度rは、下記の(式1)から求められる。なお、(式1)中、t0は1回の冷間圧延前の被圧延材の厚さであり、tは1回の冷間圧延後の被圧延材の厚さである。
(式1)
加工度r(%)={(t0−t)/t0}×100
The working degree r of one cold rolling (one rolling pass) can be obtained from the following (Formula 1). In (Equation 1), t 0 is the thickness of the material to be rolled before one cold rolling, and t is the thickness of the material to be rolled after one cold rolling.
(Formula 1)
Degree of processing r (%) = {(t 0 −t) / t 0 } × 100
1回の冷間圧延の加工度rを40%以下とすることで、冷間圧延を行うことにより発生する加工熱の量を低減できる。従って、複数回の冷間圧延を行って無酸素銅板を形成している間に、加工熱によって再結晶等が生じるような温度に被圧延材が加熱されることを抑制できる。 By setting the working degree r of one cold rolling to 40% or less, the amount of processing heat generated by performing cold rolling can be reduced. Accordingly, it is possible to suppress the material to be rolled from being heated to a temperature at which recrystallization or the like occurs due to processing heat while performing the cold rolling a plurality of times to form the oxygen-free copper plate.
総加工度Rは、下記の(式2)から求められる。なお、(式2)中、T0は熱間圧延材の厚さであり、Tは所定回数の冷間圧延を行った後(冷間圧延工程が終了した後)の圧延材(すなわち無酸素銅板)の厚さである。
(式2)
総加工度R(%)={(T0−T)/T0}×100
The total processing degree R is obtained from the following (Formula 2). In (Expression 2), T 0 is the thickness of the hot-rolled material, and T is the rolled material (that is, oxygen-free) after cold rolling is performed a predetermined number of times (after the cold rolling process is completed). Copper plate).
(Formula 2)
Total processing rate R (%) = {(T 0 −T) / T 0 } × 100
総加工度Rを高くすることで、無酸素銅板に導入されるひずみ量が多くなり、無酸素銅板に多くのひずみを蓄積させることができる。これにより、セラミック基板と無酸素銅板を貼り合せるために実施する所定条件(例えば800℃以上1080℃以下の温度で5分以上)の熱処理によって、無酸素銅板の0.2%耐力が上昇しにくくなる。具体的には、総加工度Rを90%以上にすることで、所定条件で加熱(熱処理)後の無酸素銅板の0.2%耐力を16MPa以下に収めることができる。 By increasing the total working degree R, the amount of strain introduced into the oxygen-free copper plate increases, and a large amount of strain can be accumulated in the oxygen-free copper plate. As a result, the 0.2% yield strength of the oxygen-free copper plate is unlikely to increase due to the heat treatment under a predetermined condition (for example, at a temperature of 800 ° C. or higher and 1080 ° C. or lower for 5 minutes or more) that is performed to bond the ceramic substrate and the oxygen-free copper plate. Become. Specifically, by setting the total workability R to 90% or more, the 0.2% yield strength of the oxygen-free copper plate after heating (heat treatment) under a predetermined condition can be kept to 16 MPa or less.
なお、冷間圧延工程では、焼鈍を挟まずに冷間圧延を複数回連続して行うことが好ましい。すなわち、圧延により低下する被圧延材の加工性を回復するための焼鈍を一切行うことなく、被圧延材にひずみを蓄積させることが好ましい。これにより、所定条件で加熱後の無酸素銅板の0.2%耐力の上昇を確実に抑制できる。 In the cold rolling step, it is preferable to perform cold rolling continuously a plurality of times without sandwiching annealing. That is, it is preferable to accumulate strain in the material to be rolled without performing any annealing for recovering the workability of the material to be rolled which is lowered by rolling. Thereby, the raise of the 0.2% yield strength of the oxygen-free copper plate after heating on predetermined conditions can be suppressed reliably.
(4)本実施形態にかかる効果
本実施形態によれば、以下に示す1つまたは複数の効果を奏する。
(4) Effects According to the Present Embodiment According to the present embodiment, one or more effects described below are exhibited.
(a)200℃の温度下で30分加熱することによりビッカース硬さがHV80以下に低下する特性を有することで、無酸素銅板が塑性変形しても、0.2%耐力が上昇しにくくなり、無酸素銅板が長期間塑性変形するようになる。これにより、上述の緩和効果を長期間得ることができる。このため、セラミック配線基板は、昇温と降温とを繰り返しても、セラミック基板が割れたり、無酸素銅板とセラミック基板とが剥離したりすることを長期間抑制でき、セラミック配線基板の信頼性を長期間維持できる。また、200℃という低温でビッカース硬さの低下を進行させることもできる。 (A) By having the property that the Vickers hardness decreases to HV80 or less by heating at 200 ° C. for 30 minutes, even if the oxygen-free copper plate is plastically deformed, the 0.2% yield strength is unlikely to increase. The oxygen-free copper plate becomes plastically deformed for a long time. Thereby, the above-mentioned relaxation effect can be obtained for a long time. For this reason, the ceramic wiring board can prevent the ceramic board from cracking or peeling of the oxygen-free copper plate and the ceramic board for a long time even if the temperature rise and fall are repeated, and the reliability of the ceramic wiring board is improved. Can be maintained for a long time. Moreover, the fall of Vickers hardness can also be advanced at the low temperature of 200 degreeC.
なお、従来の一般的な無酸素銅板では、200℃の温度下で30分加熱後のビッカース硬さがHV100以下にはなるが、HV80以下にはならないこと、また従来の一般的な無酸素銅板において加熱後のビッカース硬さをHV80以下まで低下させるには、220℃以上の温度下で30分加熱する必要があること、を本願発明者は確認済みである。 In addition, in the conventional general oxygen-free copper plate, the Vickers hardness after heating for 30 minutes at a temperature of 200 ° C. is HV100 or less, but not HV80 or less, and the conventional general oxygen-free copper plate In order to reduce the Vickers hardness after heating to HV80 or less, the present inventor has confirmed that it is necessary to heat at a temperature of 220 ° C. or higher for 30 minutes.
(b)また、800℃以上1080℃以下の温度下で5分以上加熱した後の0.2%耐力が16MPa以下に収まるという特性を有することで、従来の無酸素銅板よりも低い応力(例えば上述の熱応力程度の低い応力)で、無酸素銅板が塑性変形することとなる。これにより、上述の緩和効果を確実に得ることができ、セラミック配線基板の信頼性を確実に維持することができる。 (B) Moreover, since it has the characteristic that the 0.2% proof stress after heating for 5 minutes or more under the temperature of 800 degreeC or more and 1080 degrees C or less is settled in 16 MPa or less, it is stress lower than the conventional oxygen-free copper plate (for example, The oxygen-free copper plate undergoes plastic deformation at a stress as low as the thermal stress described above. Thereby, the above-mentioned relaxation effect can be obtained with certainty, and the reliability of the ceramic wiring board can be reliably maintained.
なお、従来の一般的な無酸素銅板は、800℃以上1080℃以下の温度下で5分加熱後の0.2%耐力は20〜30MPaである。これに対し、本実施形態にかかる無酸素銅板は、従来の無酸素銅板よりも、加熱後の0.2%耐力の上昇が抑制されている。 In addition, the conventional general oxygen-free copper plate has a 0.2% yield strength of 20 to 30 MPa after heating for 5 minutes at a temperature of 800 ° C. or higher and 1080 ° C. or lower. On the other hand, in the oxygen-free copper plate according to the present embodiment, an increase in 0.2% proof stress after heating is suppressed as compared with the conventional oxygen-free copper plate.
(c)無酸素銅板中のO濃度、P濃度、S濃度、Sn濃度、Ag濃度をそれぞれ上述の所定範囲の濃度とし、Cu濃度を99.99質量%以上にすることで、無酸素銅板を、上述の2つの特性を有する銅板にすることが可能となる。 (C) O concentration, P concentration, S concentration, Sn concentration, and Ag concentration in the oxygen-free copper plate are set to the above-described predetermined ranges, respectively, and the Cu concentration is set to 99.99% by mass or more. The copper plate having the above-mentioned two characteristics can be obtained.
(d)無酸素銅板の厚さを100μm以上にすることで、所定の放熱性を確保できるため、この無酸素銅板を有するセラミック配線基板に、大電流用半導体素子(例えば大電流スイッチング用半導体素子)を搭載することができる。 (D) Since the predetermined heat dissipation can be ensured by setting the thickness of the oxygen-free copper plate to 100 μm or more, a large-current semiconductor element (for example, a large-current switching semiconductor element) is provided on the ceramic wiring board having the oxygen-free copper plate. ) Can be installed.
(e)冷間圧延工程において、1回の加工度rが40%以下である冷間圧延を総加工度Rが90%以上になるように複数回行うことにより、所定条件で加熱後の0.2%耐力の上昇を抑制できる無酸素銅板を形成できる。すなわち、800℃以上1080℃以下の温度下で5分加熱後の0.2%耐力が16MPa以下に収まる特性を有する無酸素銅板を形成できる。 (E) In the cold rolling process, cold rolling in which the degree of work r at one time is 40% or less is performed a plurality of times so that the total degree of work R is 90% or more. It is possible to form an oxygen-free copper plate that can suppress an increase in 2% yield strength. That is, it is possible to form an oxygen-free copper plate having a characteristic that the 0.2% proof stress after heating for 5 minutes at a temperature of 800 ° C. or higher and 1080 ° C. or lower is within 16 MPa.
(f)本実施形態にかかる無酸素銅板は、大電流用半導体素子が搭載されるセラミック配線基板に用いられる場合に、特に有効である。大電流用半導体素子には他の半導体素子よりも大きな電流が流されるため、大電流用半導体素子が搭載されたセラミック配線基板はより高温になりやすい。このようなセラミック配線基板では昇温と降温とを繰り返すことで、無酸素銅板とセラミック基板との界面に発生する応力がより大きくなる。本実施形態にかかる無酸素銅板を用いて形成したセラミック配線基板は、このような大きな応力が発生した場合であっても、セラミック基板の割れや無酸素銅板とセラミック基板の剥離の発生を抑制することができ、セラミック配線基板の信頼性を向上させることができる。 (F) The oxygen-free copper plate according to the present embodiment is particularly effective when used for a ceramic wiring board on which a high-current semiconductor element is mounted. Since a larger current flows through the semiconductor element for large current than other semiconductor elements, the ceramic wiring board on which the semiconductor element for large current is mounted is likely to have a higher temperature. In such a ceramic wiring substrate, the stress generated at the interface between the oxygen-free copper plate and the ceramic substrate is further increased by repeating the temperature increase and the temperature decrease. The ceramic wiring board formed using the oxygen-free copper plate according to the present embodiment suppresses the occurrence of cracks in the ceramic substrate and separation of the oxygen-free copper plate and the ceramic substrate even when such a large stress occurs. The reliability of the ceramic wiring board can be improved.
<本発明の他の実施形態>
以上、本発明の一実施形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
<Other Embodiments of the Present Invention>
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described concretely, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, In the range which does not deviate from the summary, it can change suitably.
上述の実施形態では、高周波溶解炉を用いて溶湯を生成したが、これに限定されない。例えば、原料を加熱して溶解して溶湯を生成することが可能な種々の溶解炉を用いることができる。 In the above-described embodiment, the molten metal is generated using the high-frequency melting furnace, but the present invention is not limited to this. For example, various melting furnaces that can melt a raw material by heating to produce a molten metal can be used.
上述の実施形態では、無酸素銅板がセラミック配線基板の配線材に用いられる場合について説明したが、これに限定されない。 In the above-described embodiment, the case where the oxygen-free copper plate is used for the wiring material of the ceramic wiring board has been described, but the present invention is not limited to this.
次に、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Next, examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.
<試料の製作>
以下に示すように、試料1〜14の無酸素銅板を作成した。
<Production of sample>
As shown below, oxygen-free copper plates of Samples 1 to 14 were prepared.
(試料1)
試料1では、所定の電解精製工程を経てSn、Ag濃度を所定値まで低下させた高純度の電気銅を、高周波溶解炉が有するルツボ(黒鉛ルツボ)内に投入し、高周波溶解炉を用いて大気雰囲気下でルツボ内を加熱して電気銅を溶解し、銅(無酸素銅)の溶湯を溶製した。このとき、電気銅中に含まれていたP、Sと、大気雰囲気下で溶解することにより溶湯中に取り込まれたOと、を反応させて、P、SをそれぞれP2O5ガス、SO2ガスとし、溶湯中から除去した。その後、溶湯表面を木炭で被覆し、木炭に含まれるCと、溶湯中のOと、を反応させ、OをCOガスとして、溶湯中からOを除去した。この溶湯を鋳型に注いで冷却し、所定形状の無酸素銅の鋳塊を鋳造した。この鋳塊のCu濃度(Cuの純度)は99.996質量%であった。
(Sample 1)
In Sample 1, high-purity electrolytic copper whose Sn and Ag concentrations have been reduced to a predetermined value through a predetermined electrolytic purification process is put into a crucible (graphite crucible) included in a high-frequency melting furnace, and the high-frequency melting furnace is used. The inside of the crucible was heated in an air atmosphere to dissolve electrolytic copper, and a molten copper (oxygen-free copper) was melted. At this time, P and S contained in the electrolytic copper react with O taken into the molten metal by melting in the atmospheric air, and P and S are respectively reacted with P 2 O 5 gas and SO. Two gases were used and removed from the molten metal. Thereafter, the surface of the molten metal was covered with charcoal, C contained in the charcoal was reacted with O in the molten metal, and O was removed from the molten metal as CO gas. The molten metal was poured into a mold and cooled to cast an oxygen-free copper ingot having a predetermined shape. The Cu concentration (Cu purity) of this ingot was 99.996% by mass.
得られた鋳塊に対して所定条件の熱間圧延を行い、厚さが10mmの熱間圧延材を形成した(熱間圧延工程)。得られた熱間圧延材に対して、1回の加工度rが35%以下(すなわち最大1パス加工度が35%)である冷間圧延を、焼鈍を挟むことなく、総加工度Rが92%となるように複数回連続して行い、厚さが0.8mmの無酸素銅板を形成した(冷間圧延工程)。この無酸素銅板を試料1とした。 The obtained ingot was hot rolled under predetermined conditions to form a hot rolled material having a thickness of 10 mm (hot rolling step). With respect to the obtained hot-rolled material, cold rolling in which the degree of work r at one time is 35% or less (that is, the maximum degree of one-pass work is 35%) is set to a total work degree R without sandwiching annealing. An oxygen-free copper plate having a thickness of 0.8 mm was formed continuously for a plurality of times so as to be 92% (cold rolling step). This oxygen-free copper plate was designated as Sample 1.
(試料2〜12)
試料2〜12ではそれぞれ、鋳造工程で鋳造される鋳塊の組成、すなわち無酸素銅板の組成が下記の表1に示す通りになるように、無酸素銅の溶湯中にP、S、SnおよびAgのうちの所定の元素を微量添加して鋳塊を形成した。その他は、上述の試料1と同様にして無酸素銅板を形成した。これらをそれぞれ試料2〜12とした。
(Samples 2-12)
In each of Samples 2 to 12, P, S, Sn, and P in the oxygen-free copper melt were prepared so that the composition of the ingot cast in the casting process, that is, the composition of the oxygen-free copper plate was as shown in Table 1 below. A small amount of a predetermined element of Ag was added to form an ingot. Otherwise, an oxygen-free copper plate was formed in the same manner as Sample 1 described above. These were designated as Samples 2 to 12, respectively.
(試料13、14)
試料13では、冷間圧延工程において複数回行う冷間圧延のうち、1回の加工度rが40%を超える冷間圧延を少なくとも1回行った。具体的には、冷間圧延工程における冷間圧延の最大1パス加工度を44%とした。試料14では、熱間圧延工程において、厚さが7mmの熱間圧延材を形成した。また、冷間圧延工程において、総加工度Rを90%未満とした。具体的には、冷間圧延工程において、最大加工度が35%である冷間圧延を、総加工度Rが88.6%になるように複数回行った。その他は、上述の試料1と同様にして無酸素銅板を形成した。これらをそれぞれ試料13、14とした。
(Samples 13 and 14)
Sample 13 was subjected to at least one cold rolling in which the working degree r exceeded 40% in the cold rolling performed a plurality of times in the cold rolling step. Specifically, the maximum degree of one-pass cold rolling in the cold rolling process was 44%. In Sample 14, a hot rolled material having a thickness of 7 mm was formed in the hot rolling process. In the cold rolling process, the total workability R was set to less than 90%. Specifically, in the cold rolling step, cold rolling with a maximum workability of 35% was performed a plurality of times so that the total workability R was 88.6%. Otherwise, an oxygen-free copper plate was formed in the same manner as Sample 1 described above. These were designated as Samples 13 and 14, respectively.
<セラミック配線基板の作成>
次に、試料1〜14を用い、セラミック配線基板を作成した。
<Creation of ceramic wiring board>
Next, using the samples 1 to 14, a ceramic wiring board was prepared.
まず、セラミック基板として、AlNを主成分とする厚さが0.5mmのセラミック焼結体を準備した。このセラミック基板を800℃以上900℃以下の条件で熱処理し、セラミック基板の表面に付着した有機物を除去する清浄化処理を行った。その後、セラミック基板の片面に、ペースト状のロウ材を厚さが0.03mmになるようにスクリーン印刷法で塗布した。ロウ材は、Agを70質量%、Cuを28質量%、Tiを2質量%含むものを用いた。そして、ロウ材上に試料1〜14の無酸素銅板をそれぞれ配置し、各試料(無酸素銅板)とセラミック基板とロウ材との積層体を、真空中で850℃に加熱して5分間保持して、各試料とセラミック基板とをロウ材を介して貼り合せ、セラミック配線基板を作成した。 First, a ceramic sintered body having a thickness of 0.5 mm mainly composed of AlN was prepared as a ceramic substrate. This ceramic substrate was heat-treated under conditions of 800 ° C. or higher and 900 ° C. or lower, and a cleaning process was performed to remove organic substances adhering to the surface of the ceramic substrate. Thereafter, a paste-like brazing material was applied to one surface of the ceramic substrate by a screen printing method so as to have a thickness of 0.03 mm. The brazing material used was 70% by mass of Ag, 28% by mass of Cu, and 2% by mass of Ti. Then, the oxygen-free copper plates of Samples 1 to 14 are respectively arranged on the brazing material, and the laminate of each sample (oxygen-free copper plate), the ceramic substrate and the brazing material is heated to 850 ° C. in a vacuum and held for 5 minutes. Then, each sample and the ceramic substrate were bonded together via a brazing material to prepare a ceramic wiring substrate.
表1中、P濃度、S濃度、Sn濃度、Ag濃度の値はそれぞれ、鋳塊中のP濃度、S濃度、Sn濃度、Ag濃度をプラズマ発光分光分析法(ICP−AES)により測定した値である。また、表1中、O濃度の値は、鋳塊から採取した試験片をルツボ内で溶解した際に発生するCOを赤外線吸収法で測定する方法により測定した値である。 In Table 1, the values of P concentration, S concentration, Sn concentration, and Ag concentration are values obtained by measuring the P concentration, S concentration, Sn concentration, and Ag concentration in the ingot by plasma emission spectroscopy (ICP-AES), respectively. It is. In Table 1, the value of the O concentration is a value measured by a method of measuring CO generated when a test piece collected from an ingot is melted in a crucible by an infrared absorption method.
表1中、「熱間圧延後の総加工度(%)」とは、熱間圧延工程が終了した後に行う圧延、すなわち冷間圧延工程で行う冷間圧延の総加工度を意味する。 In Table 1, “total working degree after hot rolling (%)” means the total working degree of rolling performed after the hot rolling process is completed, that is, cold rolling performed in the cold rolling process.
表1中、「200℃×30分加熱後のビッカース硬さ(HV)」は、試料1〜14から採取したビッカース硬さ測定用の試験片をそれぞれ200℃の温度下で30分加熱した後、JIS Z2244に基づくマイクロビッカース硬さ試験方法に準拠し、試験荷重0.98Nとして測定した値である。 In Table 1, “Vickers hardness (HV) after heating at 200 ° C. for 30 minutes” is obtained by heating test pieces for measuring Vickers hardness taken from samples 1 to 14 at a temperature of 200 ° C. for 30 minutes, respectively. , Based on a micro Vickers hardness test method based on JIS Z2244, a value measured as a test load of 0.98 N.
表1中、「800℃×5分加熱後の0.2%耐力(MPa)」は、試料1〜14から採取した0.2%耐力測定用の試験片をそれぞれ800℃の温度下で5分加熱した後、JIS Z2241に示されたオフセット法に基づく引張試験を行うことで測定した値(すなわち0.2%耐力)である。 In Table 1, “0.2% proof stress (MPa) after heating at 800 ° C. × 5 minutes” is 5% of test pieces for measuring 0.2% proof stress collected from samples 1 to 14 at a temperature of 800 ° C. It is a value measured by performing a tensile test based on the offset method shown in JIS Z2241 (i.e., 0.2% yield strength) after heating for a minute.
表1中、「接合状態」は、試料1〜14の無酸素銅板を用いて形成した各セラミック配線基板における各試料(無酸素銅板)とセラミック基板との接合状態を評価したものである。具体的には、上述の各セラミック配線基板について、超音波顕微鏡(日立パワーソリューションズ製Fine SAT III)を用い、各試料とセラミック基板との接合界面の未接合率を求めた。未接合率とは、接合界面の面積に対する未接合部分の面積の割合である。未接合率が10%未満である試料の評価を「○」とし、未接合率が10%以上である試料の評価を「×」とした。 In Table 1, “bonded state” is an evaluation of the bonded state between each sample (oxygen-free copper plate) and the ceramic substrate in each ceramic wiring board formed using the oxygen-free copper plates of Samples 1-14. Specifically, for each ceramic wiring board described above, the unbonded ratio of the bonding interface between each sample and the ceramic substrate was determined using an ultrasonic microscope (Fine SAT III manufactured by Hitachi Power Solutions). The unbonded rate is the ratio of the area of the unbonded portion to the area of the bonding interface. Evaluation of a sample having an unbonded rate of less than 10% was “◯”, and evaluation of a sample having an unbonded rate of 10% or more was set to “x”.
表1中、「割れ・剥離評価」とは、試料1〜14を用いて形成した各セラミック配線基板について、ヒートサイクル試験を行った後、セラミック基板に割れ(クラック)が発生していないか、無酸素銅板がセラミック基板から剥離している箇所がないか、を評価したものである。ヒートサイクル試験は、各セラミック配線基板を、−65℃のエタノールとドライアイスを混合した寒剤の液浴と150℃のオイルバスの液浴とに交互に投入することにより行った。また、ヒートサイクル試験は、各セラミック配線基板を、寒剤の液浴に5分間投入した後、オイルバスの液浴に5分間投入するサイクルを1サイクルとして、これを500サイクル繰り返した。セラミック基板に割れが発生しておらず、無酸素銅板がセラミック基板から剥離している箇所がない試料の評価を「○」とし、セラミック基板に割れが発生していたり、無酸素銅板がセラミック基板から剥離していたりする箇所がある試料の評価を「×」とした。 In Table 1, “cracking / peeling evaluation” means that after performing a heat cycle test on each ceramic wiring board formed using samples 1 to 14, cracks (cracks) have not occurred in the ceramic board. It is evaluated whether there is a portion where the oxygen-free copper plate is peeled off from the ceramic substrate. The heat cycle test was performed by alternately charging each ceramic wiring board into a liquid bath of a cryogen mixed with ethanol of -65 ° C and dry ice and a liquid bath of a 150 ° C oil bath. In the heat cycle test, each ceramic wiring board was put in a cryogen bath for 5 minutes and then put in an oil bath bath for 5 minutes. This cycle was repeated 500 times. If the ceramic substrate is not cracked and the oxygen-free copper plate is not peeled off from the ceramic substrate, the sample is evaluated as “◯”, and the ceramic substrate is cracked or the oxygen-free copper plate is a ceramic substrate. The evaluation of the sample having a part that peeled off from the sample was “x”.
表1中、「総合評価」とは、上述の接合状態の評価と、割れ・剥離評価と、を総合的に評価したものである。各試料を用いて形成したセラミック配線基板について、接合状態の評価が「○」であり、割れ・剥離の評価も「○」であるものは、総合評価を「◎」とした。接合状態および割れ・剥離の評価のどちらか一方もしくは両方が「×」であるものは、総合評価を「×」とした。 In Table 1, “total evaluation” is a comprehensive evaluation of the above-described evaluation of the bonding state and evaluation of cracking / peeling. For the ceramic wiring board formed using each sample, if the evaluation of the bonding state is “◯” and the evaluation of cracking / peeling is also “◯”, the overall evaluation is “◎”. When either or both of the bonding state and crack / peel evaluation were “x”, the overall evaluation was “x”.
<評価結果>
試料1〜6から、200℃の温度下で30分加熱することによりビッカース硬さがHV80以下に低下し、800℃以上1080℃以下の温度下で5分以上加熱した後の0.2%耐力が16MPa以下に収まる特性を有している無酸素銅板は、昇温と降温とを繰り返しても、セラミック基板が割れたり、セラミック基板と無酸素銅板と(の接合界面)が剥離したりすることを抑制できることを確認した。
<Evaluation results>
From samples 1-6, Vickers hardness decreases to HV80 or less by heating at 200 ° C for 30 minutes, and 0.2% proof stress after heating at 800 ° C or more and 1080 ° C or less for 5 minutes or more. An oxygen-free copper plate that has a characteristic that can be kept below 16 MPa, the ceramic substrate is cracked or the ceramic substrate and the oxygen-free copper plate (bonding interface) are peeled off even if the temperature is raised and lowered repeatedly. It was confirmed that can be suppressed.
また、試料1〜6から、O濃度が0.0010質量%以下、P濃度が0.0002質量%以下、S濃度が0.0010質量%以下、Sn濃度が0.0005質量%以下、Ag濃度が0.0010質量%以下、Cu濃度が99.99質量%以上である無酸素銅板は、200℃の温度下で30分加熱することによりビッカース硬さがHV80以下に低下し、800℃以上1080℃以下の温度下で5分以上加熱した後の0.2%耐力が16MPa以下に収まる特性を有することを確認した。 Further, from Samples 1 to 6, O concentration is 0.0010 mass% or less, P concentration is 0.0002 mass% or less, S concentration is 0.0010 mass% or less, Sn concentration is 0.0005 mass% or less, Ag concentration The oxygen-free copper plate having a Cu content of 0.0010% by mass or less and a Cu concentration of 99.99% by mass or more has a Vickers hardness of HV80 or less when heated at a temperature of 200 ° C. for 30 minutes. It was confirmed that the 0.2% proof stress after heating for 5 minutes or more at a temperature of ℃ or less was within 16 MPa or less.
また、試料1〜6から、冷間圧延工程では、1回の加工度r(最大1パス加工度)が40%以下である冷間圧延を、総加工度Rが90%以上になるように複数回行うことで、200℃で30分加熱した後のビッカース硬さがHV80以下に低下し、800℃以上1080℃以下の条件で5分以上加熱した後の0.2%耐力が16MPa以下に収まる特性を有する無酸素銅板を形成できることを確認した。 Further, from samples 1 to 6, in the cold rolling process, cold rolling with a single workability r (maximum one-pass workability) of 40% or less is performed so that the total workability R becomes 90% or more. By performing multiple times, the Vickers hardness after heating at 200 ° C. for 30 minutes decreases to HV80 or less, and the 0.2% proof stress after heating at 800 ° C. to 1080 ° C for 5 minutes or more is 16 MPa or less. It was confirmed that an oxygen-free copper plate having the characteristics to fit could be formed.
試料7〜12から、P濃度が0.0002質量%を超えたり、S濃度が0.0010質量%を超えたり、Sn濃度が0.0005質量%を超えたり、Ag濃度が0.0010質量%を超えたり、O濃度が0.0010質量%を超えたり、不純物濃度が高く、Cu濃度が99.99%未満であったりする無酸素銅板であると、200℃で30分加熱した後のビッカース硬さがHV80を超えたり、800℃で5分加熱した後の0.2%耐力が16MPaを超えたりすることがあることを確認した。 From Samples 7 to 12, the P concentration exceeds 0.0002 mass%, the S concentration exceeds 0.0010 mass%, the Sn concentration exceeds 0.0005 mass%, or the Ag concentration is 0.0010 mass%. Vickers after heating at 200 ° C. for 30 minutes if the oxygen-free copper plate has an oxygen concentration exceeding 0.0010 mass%, an impurity concentration is high, and a Cu concentration is less than 99.99%. It was confirmed that the hardness may exceed HV80, or the 0.2% proof stress after heating at 800 ° C. for 5 minutes may exceed 16 MPa.
試料13、14から、冷間圧延工程において、1回の加工度rが40%を超える冷間圧延が行われたり、総加工度Rが90%未満になったりすると、200℃で30分加熱した後のビッカース硬さがHV80を超えたり、800℃で5分加熱した後の0.2%耐力が16MPaを超えたりすることがあることを確認した。 From samples 13 and 14, in the cold rolling process, when cold rolling with a single workability r exceeding 40% is performed, or when the total workability R becomes less than 90%, heating is performed at 200 ° C. for 30 minutes. It was confirmed that the Vickers hardness after heating exceeded HV80, and the 0.2% proof stress after heating at 800 ° C. for 5 minutes may exceed 16 MPa.
試料7〜13から、200℃で30分加熱した後のビッカース硬さがHV80を超えたり、800℃で5分加熱した後の0.2%耐力が16MPaを超えたりする無酸素銅板を用いて形成したセラミック配線基板は、昇温と降温とを繰り返すと、セラミック基板が割れたり、セラミック基板と無酸素銅板とが剥離したりすることがあることを確認した。 From samples 7 to 13, using an oxygen-free copper plate whose Vickers hardness after heating at 200 ° C. for 30 minutes exceeds HV80 or 0.2% proof stress after heating at 800 ° C. for 5 minutes exceeds 16 MPa. It was confirmed that the formed ceramic wiring board sometimes cracks the ceramic substrate and peels the ceramic substrate and the oxygen-free copper plate when the temperature is raised and lowered repeatedly.
また、試料12から、Cu濃度が99.99質量%未満であると、セラミック配線基板において、無酸素銅板とセラミック基板とが接合されていない箇所が多いことがあることを確認した。 In addition, it was confirmed from Sample 12 that when the Cu concentration was less than 99.99% by mass, there were many places where the oxygen-free copper plate and the ceramic substrate were not joined in the ceramic wiring substrate.
<好ましい態様>
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
<Preferred embodiment>
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be additionally described.
[付記1]
本発明の一態様によれば、
圧延加工によって平板状に形成されてなり、
200℃の温度下で30分加熱することでビッカース硬さがHV80以下に低下し、
800℃以上1080℃以下の温度下で5分以上加熱した後の0.2%耐力が16MPa以下に収まる特性を有する無酸素銅板が提供される。
[Appendix 1]
According to one aspect of the invention,
It is formed into a flat plate shape by rolling,
By heating at 200 ° C. for 30 minutes, the Vickers hardness decreases to HV80 or less,
Provided is an oxygen-free copper plate having a characteristic that 0.2% proof stress after heating at 800 ° C. or higher and 1080 ° C. or lower for 5 minutes or longer is within 16 MPa or lower.
[付記2]
付記1の無酸素銅板であって、好ましくは、
200℃の温度下で30分加熱する前のビッカース硬さがHV125以上である。
[Appendix 2]
The oxygen-free copper plate of Appendix 1, preferably,
The Vickers hardness before heating for 30 minutes at a temperature of 200 ° C. is HV125 or more.
[付記3]
付記1または2の無酸素銅板であって、好ましくは、
800℃以上1080℃以下の温度下で5分以上加熱する前の0.2%耐力が400MPa以上である。
[Appendix 3]
An oxygen-free copper plate according to appendix 1 or 2,
The 0.2% yield strength before heating for 5 minutes or more at a temperature of 800 ° C. or more and 1080 ° C. or less is 400 MPa or more.
[付記4]
付記1〜3のいずれか1つの無酸素銅板であって、好ましくは、
酸素濃度が0.0010質量%以下であり、燐濃度が0.0002質量%以下であり、硫黄濃度が0.0010質量%以下であり、錫濃度が0.0005質量%以下であり、銀濃度が0.0010質量%以下であり、銅濃度が99.99質量%以上である。
[Appendix 4]
An oxygen-free copper plate according to any one of appendices 1 to 3,
Oxygen concentration is 0.0010 mass% or less, phosphorus concentration is 0.0002 mass% or less, sulfur concentration is 0.0010 mass% or less, tin concentration is 0.0005 mass% or less, silver concentration Is 0.0010 mass% or less, and the copper concentration is 99.99 mass% or more.
[付記5]
付記1〜4のいずれか1つの無酸素銅板であって、好ましくは、
厚さが100μm以上である。
[Appendix 5]
An oxygen-free copper plate according to any one of appendices 1 to 4, preferably,
The thickness is 100 μm or more.
[付記6]
付記5の無酸素銅板であって、好ましくは、
厚さが1mm以下である。
[Appendix 6]
Appendix 5 An oxygen-free copper plate, preferably,
The thickness is 1 mm or less.
[付記7]
本発明の他の態様によれば、
酸素濃度が0.0010質量%以下であり、燐濃度が0.0002質量%以下であり、硫黄濃度が0.0010質量%以下であり、錫濃度が0.0005質量%以下であり、銀濃度が0.0010質量%以下であり、銅濃度が99.99質量%以上である無酸素銅で形成された被圧延材に対して、1回の加工度が40%以下である冷間圧延を、総加工度が90%以上になるように複数回行う冷間圧延工程を有し、
200℃の温度下で30分加熱することでビッカース硬さがHV80以下に低下し、800℃以上1080℃以下の温度下で5分以上加熱した後の0.2%耐力が16MPa以下に収まる特性を有する無酸素銅板を形成する無酸素銅板の製造方法が提供される。
[Appendix 7]
According to another aspect of the invention,
Oxygen concentration is 0.0010 mass% or less, phosphorus concentration is 0.0002 mass% or less, sulfur concentration is 0.0010 mass% or less, tin concentration is 0.0005 mass% or less, silver concentration Is 0.0010 mass% or less, and cold rolling with a workability of 40% or less at one time is performed on a rolled material formed of oxygen-free copper having a copper concentration of 99.99 mass% or more. , Having a cold rolling process that is performed a plurality of times so that the total processing degree is 90% or more,
The characteristic that Vickers hardness decreases to HV80 or less by heating at 200 ° C for 30 minutes, and 0.2% proof stress after heating at 800 ° C or more and 1080 ° C or less for 5 minutes or more is less than 16MPa. There is provided a method for producing an oxygen-free copper plate that forms an oxygen-free copper plate having the following.
[付記8]
付記7の無酸素銅板の製造方法であって、好ましくは、
前記冷間圧延工程では、
焼鈍を行うことなく、前記被圧延材にひずみを蓄積させる。
[Appendix 8]
The method for producing an oxygen-free copper plate according to appendix 7, preferably,
In the cold rolling process,
Strain is accumulated in the material to be rolled without annealing.
[付記9]
本発明のさらに他の態様によれば、
セラミック基板と、
前記セラミック基板の少なくとも一方の主面上に貼り合わされた配線パターンと、を有し、
前記配線パターンは、
200℃の温度下で30分加熱することでビッカース硬さがHV80以下に低下するとともに、800℃以上1080℃以下の温度下で5分以上加熱した後の0.2%耐力が16MPa以下である無酸素銅板で形成されているセラミック配線基板が提供される。
[Appendix 9]
According to yet another aspect of the invention,
A ceramic substrate;
A wiring pattern bonded on at least one main surface of the ceramic substrate;
The wiring pattern is
Heating at 200 ° C. for 30 minutes reduces the Vickers hardness to HV80 or lower, and 0.2% proof stress after heating at 800 ° C. or higher and 1080 ° C. or lower for 5 minutes or higher is 16 MPa or lower. A ceramic wiring board formed of an oxygen-free copper plate is provided.
Claims (5)
200℃の温度下で30分加熱することでビッカース硬さがHV80以下に低下し、
800℃以上1080℃以下の温度下で5分以上加熱した後の0.2%耐力が16MPa以下に収まる特性を有する
無酸素銅板。 It is formed into a flat plate shape by rolling,
By heating at 200 ° C. for 30 minutes, the Vickers hardness decreases to HV80 or less,
An oxygen-free copper plate having a characteristic that 0.2% proof stress after heating at 800 ° C. or higher and 1080 ° C. or lower for 5 minutes or longer is within 16 MPa.
請求項1に記載の無酸素銅板。 Oxygen concentration is 0.0010 mass% or less, phosphorus concentration is 0.0002 mass% or less, sulfur concentration is 0.0010 mass% or less, tin concentration is 0.0005 mass% or less, silver concentration The oxygen-free copper plate according to claim 1, wherein 0.0010 mass% or less and the copper concentration is 99.99 mass% or more.
請求項1または2に記載の無酸素銅板。 The oxygen-free copper plate according to claim 1 or 2, wherein the thickness is 100 µm or more.
200℃の温度下で30分加熱することでビッカース硬さがHV80以下に低下し、800℃以上1080℃以下の温度下で5分以上加熱した後の0.2%耐力が16MPa以下に収まる特性を有する無酸素銅板を形成する
無酸素銅板の製造方法。 Oxygen concentration is 0.0010 mass% or less, phosphorus concentration is 0.0002 mass% or less, sulfur concentration is 0.0010 mass% or less, tin concentration is 0.0005 mass% or less, silver concentration Is 0.0010 mass% or less, and cold rolling with a workability of 40% or less at one time is performed on a rolled material formed of oxygen-free copper having a copper concentration of 99.99 mass% or more. , Having a cold rolling process that is performed a plurality of times so that the total processing degree is 90% or more,
The characteristic that Vickers hardness decreases to HV80 or less by heating at 200 ° C for 30 minutes, and 0.2% proof stress after heating at 800 ° C or more and 1080 ° C or less for 5 minutes or more is less than 16MPa. The manufacturing method of the oxygen-free copper plate which forms the oxygen-free copper plate which has this.
前記セラミック基板の少なくとも一方の主面上に貼り合わされた配線パターンと、を有し、
前記配線パターンは、
200℃の温度下で30分加熱することでビッカース硬さがHV80以下に低下するとともに、800℃以上1080℃以下の温度下で5分以上加熱した後の0.2%耐力が16MPa以下である無酸素銅板で形成されている
セラミック配線基板。 A ceramic substrate;
A wiring pattern bonded on at least one main surface of the ceramic substrate;
The wiring pattern is
Heating at 200 ° C. for 30 minutes reduces the Vickers hardness to HV80 or lower, and 0.2% proof stress after heating at 800 ° C. or higher and 1080 ° C. or lower for 5 minutes or higher is 16 MPa or lower. Ceramic wiring board made of oxygen-free copper plate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016158921A JP6744174B2 (en) | 2016-08-12 | 2016-08-12 | Oxygen-free copper plate, method for manufacturing oxygen-free copper plate, and ceramic wiring board |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016158921A JP6744174B2 (en) | 2016-08-12 | 2016-08-12 | Oxygen-free copper plate, method for manufacturing oxygen-free copper plate, and ceramic wiring board |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018024930A true JP2018024930A (en) | 2018-02-15 |
| JP6744174B2 JP6744174B2 (en) | 2020-08-19 |
Family
ID=61195086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016158921A Active JP6744174B2 (en) | 2016-08-12 | 2016-08-12 | Oxygen-free copper plate, method for manufacturing oxygen-free copper plate, and ceramic wiring board |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6744174B2 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6582159B1 (en) * | 2018-03-29 | 2019-09-25 | 古河電気工業株式会社 | Insulating substrate and manufacturing method thereof |
| WO2019187767A1 (en) * | 2018-03-29 | 2019-10-03 | 古河電気工業株式会社 | Insulating substrate and method for manufacturing same |
| JP2021518669A (en) * | 2018-03-20 | 2021-08-02 | アルビス シュトルベルグ ゲーエムベーハー アンド シーオー ケイジー | Copper-ceramic substrate |
| WO2021177460A1 (en) * | 2020-03-06 | 2021-09-10 | 三菱マテリアル株式会社 | Pure copper plate, copper/ceramic bonded body, and insulated circuit board |
| CN114000072A (en) * | 2021-10-28 | 2022-02-01 | 宁波江丰电子材料股份有限公司 | Heat treatment method of copper back plate |
| EP4116448A4 (en) * | 2020-03-06 | 2024-03-27 | Mitsubishi Materials Corporation | PURE COPPER PLATE |
| CN120060763A (en) * | 2025-04-28 | 2025-05-30 | 中南大学 | Heat-resistant oxygen-free copper material and preparation method and application thereof |
| KR102927901B1 (en) | 2020-03-06 | 2026-02-13 | 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 | Pure copper plate |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008106312A (en) * | 2006-10-26 | 2008-05-08 | Hitachi Cable Ltd | Rolled copper foil and method for producing the same |
| JP2012062498A (en) * | 2010-09-14 | 2012-03-29 | Mitsubishi Materials Corp | Copper or copper alloy rolled sheet for electronic component and method for producing the same |
-
2016
- 2016-08-12 JP JP2016158921A patent/JP6744174B2/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008106312A (en) * | 2006-10-26 | 2008-05-08 | Hitachi Cable Ltd | Rolled copper foil and method for producing the same |
| JP2012062498A (en) * | 2010-09-14 | 2012-03-29 | Mitsubishi Materials Corp | Copper or copper alloy rolled sheet for electronic component and method for producing the same |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021518669A (en) * | 2018-03-20 | 2021-08-02 | アルビス シュトルベルグ ゲーエムベーハー アンド シーオー ケイジー | Copper-ceramic substrate |
| CN111051546B (en) * | 2018-03-29 | 2021-09-14 | 古河电气工业株式会社 | Insulating substrate and method for manufacturing same |
| WO2019187767A1 (en) * | 2018-03-29 | 2019-10-03 | 古河電気工業株式会社 | Insulating substrate and method for manufacturing same |
| CN111051546A (en) * | 2018-03-29 | 2020-04-21 | 古河电气工业株式会社 | Insulating substrate and method of manufacturing the same |
| JP6582159B1 (en) * | 2018-03-29 | 2019-09-25 | 古河電気工業株式会社 | Insulating substrate and manufacturing method thereof |
| JP6984799B1 (en) * | 2020-03-06 | 2021-12-22 | 三菱マテリアル株式会社 | Pure copper plate, copper / ceramic joint, insulated circuit board |
| WO2021177460A1 (en) * | 2020-03-06 | 2021-09-10 | 三菱マテリアル株式会社 | Pure copper plate, copper/ceramic bonded body, and insulated circuit board |
| EP4116448A4 (en) * | 2020-03-06 | 2024-03-27 | Mitsubishi Materials Corporation | PURE COPPER PLATE |
| EP4116450A4 (en) * | 2020-03-06 | 2024-03-27 | Mitsubishi Materials Corporation | PURE COPPER PLATE, COPPER AND CERAMIC BONDED BODY, AND INSULATED CIRCUIT BOARD |
| US12035469B2 (en) | 2020-03-06 | 2024-07-09 | Mitsubishi Materials Corporation | Pure copper plate, copper/ceramic bonded body, and insulated circuit board |
| US12331386B2 (en) | 2020-03-06 | 2025-06-17 | Mitsubishi Materials Corporation | Pure copper plate |
| KR102927901B1 (en) | 2020-03-06 | 2026-02-13 | 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 | Pure copper plate |
| CN114000072A (en) * | 2021-10-28 | 2022-02-01 | 宁波江丰电子材料股份有限公司 | Heat treatment method of copper back plate |
| CN120060763A (en) * | 2025-04-28 | 2025-05-30 | 中南大学 | Heat-resistant oxygen-free copper material and preparation method and application thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6744174B2 (en) | 2020-08-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6744174B2 (en) | Oxygen-free copper plate, method for manufacturing oxygen-free copper plate, and ceramic wiring board | |
| CN106350698B (en) | Anti-softening copper alloy, preparation method and applications | |
| KR101158113B1 (en) | Copper alloy plate for electrical and electronic components | |
| CN106604537A (en) | Oxygen free copper plate, method of manufacturing oxygen free copper plate and ceramic wiring board | |
| JP5285079B2 (en) | Solder alloys and semiconductor devices | |
| CN105452501B (en) | The manufacture method of copper alloy, copper alloy thin plate and copper alloy | |
| CN101522926A (en) | Copper alloy plate for electrical and electronic components | |
| CN105452500B (en) | The manufacture method of copper alloy, copper alloy thin plate and copper alloy | |
| CN107429328A (en) | Copper alloy plate for heat dissipation element and heat dissipation element | |
| JP6425404B2 (en) | Copper alloy material for ceramic wiring substrate, ceramic wiring substrate, and method of manufacturing ceramic wiring substrate | |
| WO2018062255A1 (en) | Copper alloy sheet for heat dissipation component, heat dissipation component, and method for producing heat dissipation component | |
| WO2016152648A1 (en) | Copper alloy sheet for heat dissipating component and heat dissipating component | |
| CN104561638A (en) | A kind of preparation method of Al2O3 dispersion strengthened copper matrix composite material | |
| JP2009287062A (en) | Copper alloy for backing plate and method for producing the same | |
| TWI865176B (en) | High-power thick copper wire that is resistant to high temperature, oxidation and thermal fatigue, and a manufacturing method of the same | |
| JP2003089832A (en) | Copper alloy foil with excellent plating heat resistance | |
| CN111051546A (en) | Insulating substrate and method of manufacturing the same | |
| JP3404278B2 (en) | Cu-Ni-Si based copper base alloy with improved annealing cracking | |
| WO2023276780A1 (en) | Copper alloy plate material and method for manufacturing copper alloy plate material | |
| JP7451964B2 (en) | Cu alloy plate and its manufacturing method | |
| JP4197717B2 (en) | Copper alloy plate for electrical and electronic parts with excellent plating properties | |
| JP4840173B2 (en) | Laminated wiring and laminated electrode for liquid crystal display device having no thermal defect and excellent adhesion, and methods for forming them | |
| JP6582159B1 (en) | Insulating substrate and manufacturing method thereof | |
| JP4876785B2 (en) | Copper alloy backing plate and method for producing the copper alloy | |
| JP4571471B2 (en) | Copper alloy, method for producing the same, and heat sink |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190710 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200306 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200421 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200618 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200728 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200730 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6744174 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |