[发明专利]铜材及散热部件

说明书

本发明提供一种即使在加热后也能够抑制晶粒的粗大化及不均匀化的铜材及由该铜材构成的散热部件。本发明的铜材组成为Ca的含量在3质量ppm以上且400质量ppm以下的范围内，且剩余部分为Cu及不可避免的杂质，在将Ca的含量设为X(质量ppm)、将作为所述不可避免的杂质而含有的O、S、Se及Te的合计含量设为Y(质量ppm)时，X/Y＞2，在进行以800℃保持1小时的热处理之后，平均结晶粒径为200μm以下，并且粒径50μm以上且300μm以下的范围的晶粒的面积率为60％以上。

技术领域

本发明涉及一种适用于散热器或厚铜电路等的电气电子零件的铜材及散热部件，尤其涉及一种可抑制加热时的晶粒的粗大化的铜材及散热部件。

本申请主张基于2019年3月29日于日本申请的专利申请2019-068349号的优先权，并将其内容援用于此。

背景技术

以往，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。

最近，伴随着电子设备或电气设备等的大电流化，为了降低电流密度及扩散由焦耳发热产生的热，正在谋求用于这些电子设备或电气设备等的电气电子零件的大型化及厚壁化。

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。

陶瓷基板与铜板接合时，接合温度大多为800℃以上，从而可能导致接合时使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，有晶粒容易粗大化的倾向。

在接合后的散热器或厚铜电路中晶粒粗大化时，因晶粒粗大化而可能导致外观上出现问题。

因此，例如专利文献1中提出了一种以抑制加热至高温时的晶粒的生长为目的的铜材。

在该专利文献1中，记载有如下内容：通过含有0.0006～0.0015重量％的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。

专利文献1：日本特开平06-002058号公报

然而，在专利文献1中，通过规定S的含量来抑制晶粒的粗大化，但即便仅规定S的含量，也无法得到充分的晶粒粗大化抑制效果。并且，存在加热后晶粒局部粗大化而结晶组织不均匀的情况。

此外，在为了抑制晶粒的粗大化，增加S的含量的情况下，热加工性大幅度降低，会有铜材的制造成品率大幅度降低的问题。

发明内容

本发明是鉴于前述的情况而完成的，其目的在于提供一种即使在加热后也能够抑制晶粒的粗大化及不均匀化的铜材及由该铜材构成的散热部件。

为了解决该课题，本发明人深入研究的结果，得到如下见解。

当在将铜材进行塑性加工之后进行加热时，通过在低温侧引起的一次再结晶而释放应变，成为均匀的组织，通过在高温侧(例如，800℃以上)引起的二次再结晶而使一部分的晶粒粗大化，成为不均匀的组织。因此，通过抑制高温侧的二次再结晶，可抑制晶粒的粗大化及不均匀化。

并且，在适量添加Ca的铜材中，Ca与作为不可避免的杂质而含有的S、Se、Te分别生成化合物(以下，称为Ca系化合物)，该Ca系化合物的一部分在800℃以上的温度下分解，Ca与S、Se、Te固溶于母相中，由此可通过这些Ca及S、Se、Te来抑制晶粒的生长。

本发明是根据上述的见解而完成的，本发明的铜材的特征在于，其组成为Ca的含量在3质量ppm以上且400质量ppm以下的范围内，且剩余部分为Cu及不可避免的杂质，在将Ca的含量设为X(质量ppm)、将作为所述不可避免的杂质而含有的O、S、Se及Te的合计含量设为Y(质量ppm)时，X/Y＞2，在进行以800℃保持1小时的热处理之后，平均结晶粒径A为200μm以下，并且粒径50μm以上且300μm以下的范围的晶粒的面积率为60％以上。