用于带铜板的绝缘基板的铜板材及其制造方法技术

本发明专利技术的用于带铜板的绝缘基板的铜板材具有如下组成：选自Al、Be、Cd、Mg、Pb、Ni、P、Sn和Cr中的金属成分的合计含量为0.1～2.0ppm、铜的含量为99.96质量％以上，并且具有如下的轧制织构：将由采用EBSD的织构解析得到的结晶取向分布函数用欧拉角(φ1、Φ、φ2)表示时，在φ2＝0°、φ1＝0°、Φ＝0°～90°的范围中的取向密度的平均值为3.0以上且低于35.0，并且在φ2＝35°、φ1＝45°～55°、Φ＝65°～80°的范围中的取向密度的最大值为1.0以上且低于30.0。

Copper plate for insulating substrate with copper plate and its manufacturing method

The copper plate for insulating substrate with copper plate has the following components: the total content of metal components selected from Al, be, CD, Mg, Pb, Ni, P, Sn and Cr is 0.1-2.0ppm, the content of copper is more than 99.96% by mass, and has the following rolling texture: when the crystal orientation distribution function obtained by texture analysis of EBSD is expressed by Euler angle (\u03c6 1, \u03a6, \u03c6 2) The average value of orientation density in the range of \u03c6 2 = 0 \u00b0, \u03c6 1 = 0 \u00b0, \u03a6 0 \u00b0 - 90 \u00b0 is above 3.0 and below 35.0, and the maximum value of orientation density in the range of \u03c6 2 = 35 \u00b0, \u03c6 1 = 45 \u00b0 - 55 \u00b0, \u03a6 = 65 \u00b0 - 80 \u00b0 is above 1.0 and below 30.0.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于带铜板的绝缘基板的铜板材及其制造方法
本专利技术涉及用于带铜板的绝缘基板的铜板材，特别涉及适于功率器件的带铜板的绝缘基板的铜板材及其制造方法。
技术介绍
通常，功率器件由于使用高电压、大电流，因此产生大量的热，与其相伴的材料的劣化成为了课题。因此，近年来，通过使用将绝缘性和散热性优异的陶瓷基板与铜板接合而成的带铜板的绝缘基板，来应对绝缘、散热。在陶瓷基板与铜板的接合方法中，主要使用了经由银系焊料等接合的接合方法、或者、不经由焊料而利用铜的共晶反应接合的接合方法，均需要700℃以上的高温热处理。另外，在陶瓷基板中使用了氮化铝、氧化铝、氮化硅等，它们的热膨胀系数与构成铜板的铜的热膨胀系数不同。因此，在高温下将陶瓷基板与铜板接合时，由于热膨胀系数之差，存在绝缘基板整体中产生大的变形的倾向。另外，对于陶瓷基板和铜板材而言，铜板材具有高的热膨胀率，因此如果进行热处理，则对陶瓷基板施加拉伸应力，对铜板材施加压缩应力。由此，不仅绝缘基板整体变形，产生尺寸变化，而且容易发生陶瓷基板与铜板材的剥离等。进而，用于铜板材的高纯度的铜在700℃以上的高温下晶粒显著地生长，组织的均质化变得困难。因此，存在结合性降低、发生变形时成为晶界破坏的起点这样的问题。例如，在专利文献1中，作为用于散热基板的纯铜板，公开了由纯度99.90质量％以上的纯铜构成、且限定了X射线衍射强度的比率的纯铜板。另外，在专利文献2中，作为适于散热用电子部件和大电流用电子部件等的铜合金板，公开了抗拉强度为350MPa以上、且对规定位置的结晶取向的累积度进行控制的铜合金板。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2014-189817号公报专利文献2：日本专利第5475914号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，专利文献1中公开的纯铜板由于难以通过蚀刻在表面产生凹凸，因此认为与其他的构件的密合性优异，但是，关于在高温下的与其他构件的接合，完全没有研究。另外，就专利文献2中公开的铜合金板而言，关于耐热性，进行了研究，但只考虑了利用200℃、30分钟的热处理的耐热性。另外，就专利文献2中公开的铜合金板而言，抗拉强度为350MPa以上，尚未对应作为用于带铜板的绝缘基板的铜板材适合的150～330MPa的范围。因此，本专利技术的目的在于提供从轧制方向到板宽方向纵向弹性模量连续较低、抗拉强度和导电率优异、且在高温下进行了热处理(例如在700℃以上且800℃以下进行10分钟以上且5小时以下的热处理)时抑制晶粒生长的用于带铜板的绝缘基板的铜板材及其制造方法。用于解决课题的手段本专利技术人发现：通过控制铜板材的纵向弹性模量，并且抑制700℃以上的高温下的晶粒生长，从而在铜板材与陶瓷基板的接合中降低由于铜板材与陶瓷基板的热膨胀系数之差所产生的基板整体的负荷应力，另外，能够抑制晶粒的生长引起的组织的不均质化和结合性的降低。即，本专利技术的主要构成如下所述。(1)一种用于带铜板的绝缘基板的铜板材，其特征在于，具有如下组成：选自Al、Be、Cd、Mg、Pb、Ni、P、Sn和Cr中的金属成分的合计含量为0.1～2.0ppm、铜的含量为99.96质量％以上，并且具有如下的轧制织构：将由采用EBSD的织构解析得到的结晶取向分布函数用欧拉角(φ1、Φ、φ2)表示时，在φ2＝0°、φ1＝0°、Φ＝0°～90°的范围中的取向密度的平均值为3.0以上且低于35.0，并且在φ2＝35°、φ1＝45°～55°、Φ＝65°～80°的范围中的取向密度的最大值为1.0以上且低于30.0。(2)(1)所述的用于带铜板的绝缘基板的铜板材，其中，所述铜的含量为99.99质量％以上，并且纵向弹性模量的平均值为115GPa以下，所述纵向弹性模量在轧制方向、板宽方向和它们之间的方向上测定。(3)(1)或(2)所述的用于带铜板的绝缘基板的铜板材，其中，平均结晶粒径为3μm～100μm。(4)(1)～(3)中任一项所述的用于带铜板的绝缘基板的铜板材，其中，在经受于700～800℃下10分钟～5小时的热过程后的状态下，平均结晶粒径为50μm～200μm。(5)(1)～(4)中任一项所述的用于带铜板的绝缘基板的铜板材，其中，抗拉强度为150～330MPa，并且导电率为95％IACS以上。(6)一种用于带铜板的绝缘基板的铜板材的制造方法，是(1)～(5)中任一项所述的用于带铜板的绝缘基板的铜板材的制造方法，其包含：对于将具有所述组成的铜原料铸造而得到的铸块进行均质化热处理的均质化热处理工序；在该均质化热处理工序后进行热轧的热轧工序；在该热轧工序后进行冷却的冷却工序；对该冷却工序后的被轧制材料的两面进行面切削的面切削工序；在该面切削工序后进行总加工率为75％以上的冷轧的第一冷轧工序；在该第一冷轧工序后在升温速度为1～100℃/秒、到达温度为100～500℃、保持时间为1～900秒并且冷却速度为1～50℃/秒的条件下实施热处理的第一退火工序；在该第一退火工序后进行总加工率为60～95％的冷轧的第二冷轧工序；在该第二冷轧工序后在升温速度为10～100℃/秒、到达温度为200～550℃、保持时间为10～3600秒并且冷却速度为10～100℃/秒的条件下实施热处理的第二退火工序；在该第二退火工序后进行进一步的轧制的精轧工序；在该精轧工序后实施最终热处理的最终退火工序；该最终退火工序后进行酸洗和研磨的表面氧化膜除去工序。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供一种用于带铜板的绝缘基板的铜板材及其制造方法，所述铜板材从轧制方向到板宽方向纵向弹性模量连续较低、抗拉强度和导电率优异、且在高温下进行热处理(例如在700℃以上且800℃以下进行10分钟以上且5小时以下的热处理)时抑制晶粒生长。附图说明图1为表示采用EBSD对本专利技术的铜板材的轧制织构进行解析的结果的图，(A)为φ2＝0°的截面图，(B)为φ2＝35°的截面图。具体实施方式以下详细说明本专利技术的铜板材的优选实施方式。应予说明，使用“～”表示的数值范围表示包含在“～”的前后所记载的数值作为下限值和上限值的范围。本专利技术的铜板材具有如下组成：选自Al、Be、Cd、Mg、Pb、Ni、P、Sn和Cr中的金属成分的合计含量为0.1～2.0ppm、铜的含量为99.96质量％以上，并且具有如下的轧制织构：将由采用EBSD的织构解析得到的结晶取向分布函数用欧拉角(φ1、Φ、φ2)表示时，在φ2＝0°、φ1＝0°、Φ＝0°～90°的范围中的取向密度的平均值为3.0以上且低于35.0，并且在φ2＝35°、φ1＝45°～55°、Φ＝65°～80°的范围中的取向密度的最大值为1.0以上且低于30.0。所谓铜材料，表示将(在加工前具有规定的组成的)铜原料加工为规定的形状(例如板、条、箔、棒、线等)。其中，所谓“板材”，是指具有特定的厚度、形状上稳定、且在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于带铜板的绝缘基板的铜板材，其特征在于，具有如下组成：选自由Al、Be、Cd、Mg、Pb、Ni、P、Sn和Cr组成的组中的金属成分的合计含量为0.1～2.0ppm、铜的含量为99.96质量％以上，并且具有如下轧制织构：在使用欧拉角(φ1、Φ、φ2)表示由采用EBSD的织构解析得到的结晶取向分布函数时，在φ2＝0°、φ1＝0°、Φ＝0°～90°的范围中的取向密度的平均值为3.0以上且低于35.0，并且在φ2＝35°、φ1＝45°～55°、Φ＝65°～80°的范围中的取向密度的最大值为1.0以上且低于30.0。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170331 JP 2017-0697341.一种用于带铜板的绝缘基板的铜板材，其特征在于，具有如下组成：选自由Al、Be、Cd、Mg、Pb、Ni、P、Sn和Cr组成的组中的金属成分的合计含量为0.1～2.0ppm、铜的含量为99.96质量％以上，并且具有如下轧制织构：在使用欧拉角(φ1、Φ、φ2)表示由采用EBSD的织构解析得到的结晶取向分布函数时，在φ2＝0°、φ1＝0°、Φ＝0°～90°的范围中的取向密度的平均值为3.0以上且低于35.0，并且在φ2＝35°、φ1＝45°～55°、Φ＝65°～80°的范围中的取向密度的最大值为1.0以上且低于30.0。


2.根据权利要求1所述的用于带铜板的绝缘基板的铜板材，其中，所述铜的含量为99.99质量％以上，并且纵向弹性模量的平均值为115GPa以下，所述纵向弹性模量在轧制方向、板宽方向和它们之间的方向上测定。


3.根据权利要求1或2所述的用于带铜板的绝缘基板的铜板材，其中，平均结晶粒径为3μm～100μm。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的用于带铜板的绝缘基板的铜板材，其中，在经受于700～800℃下10分钟～5小时的热过程后的状态下，平均结晶粒径为50μm～200μm。


5....

【专利技术属性】
技术研发人员：檀上翔一，秋谷俊太，樋口优，
申请(专利权)人：古河电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP