(57)【要約】【課題】  従来のＦｅ−Ｎｉ系合金薄板と比較して、薄く広幅な素材でも良好な加工性を有し、製造方法も簡易な薄板材を得ることが出来る。【解決手段】  Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｕ基合金、Ａｌ基合金かからなる第一板材と、質量％でＮｉ＋Ｃｏ：３５．０〜４３．０％（但し、Ｃｏは０〜６．０％）、Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：１．０％以下、残部はＦｅ及び不可避的不純物からなる第二板材とを冷間圧接して中間クラッド材とする圧接工程と、冷間圧接後の中間クラッド材を焼鈍する焼鈍工程と、焼鈍した中間クラッド材を冷間圧延して、クラッド材とする仕上圧延工程と、を有することを特徴とするクラッド材の製造方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｕ基合金、Ａｌ基合金から選択される第一板材と、質量％でＮｉ＋Ｃｏ：３５．０〜４３．０％（但し、Ｃｏは０〜６．０％）、Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：１．０％以下、残部はＦｅ及び不可避的不純物からなる第二板材とを冷間圧接して中間クラッド材とする圧接工程と、
冷間圧接後の中間クラッド材を焼鈍する焼鈍工程と、
焼鈍した中間クラッド材を冷間圧延する仕上圧延工程と、を有することを特徴とする、クラッド材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラッド材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リードフレームやメタルマスク等に使用されるＦｅ−Ｎｉ系合金薄板は、他部材に組み込むために、打ち抜きやエッチング等の加工が行われる。このような加工を高精度に行うために、従来より様々な検討がなされている。例えば特許文献１は、加熱収縮が少なく、なおかつ形状平坦性の良いリードフレーム材料を得るために、 Ｆｅ−Ｎｉ系合金またはＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金薄板を製品板厚に冷間圧延した後、６．０ｋｇｆ／ｍｍ２以上の張力を付加して歪取り焼鈍を行ない、さらに張力を４．０ｋｇｆ／ｍｍ２以下に抑えて歪取り焼鈍を行なう２段の歪取り焼鈍を適用することで、平坦度を向上させることができる、リードフレーム材料の製造方法について開示されている。また特許文献２には、従来の蒸着マスクよりも高精度なパターンを作製するために、低熱膨張率の第一の金属箔（Ｆｅ−Ｎｉ系やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系）に、第一の金属箔とエッチング特性が異なる金属層を積層した蒸着マスクについて開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２１３８７２号公報
【特許文献２】特開２００４−２３２０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年生産性を向上させる目的で、これらの素材となるＦｅ−Ｎｉ系の薄板も広幅の状態で使用される傾向にあり、製品形状の多様化や高精度化によりエッチング精度やプレス打ち抜き性にもさらなる高精度化が要求されている。またメタルマスク用途においては、素材が厚すぎると蒸着パターン精度が低下する傾向にあるため、パターン精度を向上させるためには薄板化が有効である。しかし素材の薄板化や広幅化が進行するにつれて、薄板の剛性は低下する傾向にあり、例えば板材の搬送時における折れや曲り等の発生が生じる可能性がある。特許文献１に記載の発明は耐熱収縮性や平坦度を改善することができる発明であるが、上記のように広幅な薄板に高精度な加工を行うことについては、検討の余地が残されている。また特許文献２はメタルマスクの剛性を低下させずに蒸着パターンの精細化を推進できる発明であるが、第２層である金属被膜は、スパッタリングやイオンプレーティングなどの気相めっき法や、湿式めっき法によって形成されることが記載されている。これらの気相めっき法や湿式めっき法は広幅材に行うには、素材への前処理工程が必要となるため、生産性が低下する。特に湿式めっきでは水溶液中での処理が必要となるため、第１層と第２層との接合力が低下しやすい傾向にある。
よって本発明の目的は、薄く広幅な素材でも良好な加工性を有し、製造方法も簡易なクラッド材を得ることが出来る製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものである。
すなわち本発明は、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｕ基合金、Ａｌ基合金から選択される第一板材と、質量％でＮｉ＋Ｃｏ：３５．０〜４３．０％（但し、Ｃｏは０〜６．０％）、Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：１．０％以下、残部はＦｅ及び不可避的不純物からなる第二板材とを冷間圧接して中間クラッド材とする圧接工程と、
冷間圧接後の中間クラッド材を焼鈍する焼鈍工程と、
焼鈍した中間クラッド材を冷間圧延して、中間クラッド材とする仕上圧延工程と、
を有することを特徴とする、クラッド材の製造方法である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、薄く広幅な素材でも良好な加工性を有し、製造方法も簡易なクラッド材を得ることが出来る。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態であるＦｅ−Ｎｉ系合金クラッド材（以下、単にクラッド材とも記載する）の製造方法について説明する。
＜圧接工程＞
まず本実施形態の製造方法では、所定の板厚を有する第一板材と第二板材とを重ね合わせながら冷間圧延（冷間圧接）して中間クラッド材を得る、圧接工程を行う。本実施形態ではこの圧接工程を行うことにより、蒸着法やめっき法と比較して接合強度が高い中間クラッド材を容易に得ることができる。この圧接工程時には、異種金属をスムーズに接合させるために、第一板材側に接するワークロールと第二板材側に接するワークロールの材質や表面粗さ、回転速度等の圧延条件をそれぞれ変更してもよい。なお、圧接前に第一板材と第二板材との接合強度を高めるために、ショットブラストやバフ研磨などの機械的手段や、酸性溶液等による化学的手段を用いて、第一板材と第二板材との互いの接合面を粗化させる粗化処理工程を導入してもよい。
［第一板材］
本実施形態における第一板材は、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｕ基合金、Ａｌ基合金から選択する。この加工性が良好な第一板材を後述する第二板材と接合させることで、従来のＦｅ−Ｎｉ系合金薄板よりも加工性を向上させることができる。好ましくは、安価で加工性に優れているＡｌおよびＡｌ合金を適用する。なお本実施形態において、第一板材は第二板材より低硬度であるため、そのまま圧接すると平坦度が劣化する可能性もある。そのため、第一板材の硬度を第二板材の硬度に近づける目的で、冷間圧接工程前に第一板材のみを圧延する予備圧延工程を施してもよい。ここで本実施形におけるＣｕ基合金とは、Ｃｕを質量％で５０％より多く含む合金を示し、Ａｌ基合金とは、Ａｌを質量％で５０％より多く含む合金を示す。
［第二板材］
本実施形態における第二板材の組成は、質量％でＮｉ＋Ｃｏ：３５．０〜４３．０％（但し、Ｃｏは０〜６．０％）、Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：１．０％以下、残部はＦｅ及び不不可避的不純物からなる組成を有するＦｅ−Ｎｉ系合金を適用する。本発明で規定する組成を有するＦｅ−Ｎｉ系合金は、所望の熱膨張係数を得るために必要な組成を有するものである。Ｎｉ及びＣｏは前述のように、所望の熱膨張係数を得るために必要な元素である。Ｎｉ＋Ｃｏ含有量が３５．０％未満ではオーステナイト組織が不安定となりやすく、一方４３．０％を越えると熱膨張率が上昇し、低熱膨張特性を満足しないことから、Ｎｉ＋Ｃｏの含有量は３５．０〜４３．０％とする。なお、Ｃｏは必ずしも添加の必要はないが、ＣｏにはＦｅ−Ｎｉ系合金を高強度とする作用があるため、特に厳しいハンドリング性を求められるような、薄い板厚では６．０％までの範囲で、Ｎｉの一部をＣｏで置換することができる。なお第二板材の硬度を第一板材の硬度に近づける目的で、冷間圧接工程前に第二板材のみを焼鈍する予備焼鈍工程を施してもよい。
【０００８】
Ｓｉ、Ｍｎは通常Ｆｅ−Ｎｉ系合金では、脱酸を目的に微量含有されているが、過剰に含有すれば偏析を起こし易くなるため、Ｓｉは０．５％以下とし、Ｍｎは１．０％以下とする。なお、ＳｉとＭｎの下限は特に限定しないが、前述のように脱酸元素として添加されることから、Ｓｉは０．０５％、Ｍｎは０．０５％は少なからず残留する。上記の元素以外は実質的にＦｅであれば良いが、製造上不可避的に含有する不純物は含まれる。特に制限の必要な不純物元素にはＣがあり、例えば、エッチングを行う用途に使用するのであれば、その上限を０．０５％とすると良い。また、プレス打抜き性を向上させる場合はＳ等の快削性元素を０．０２０％以下で含有させても良い。熱間加工性を向上させるようなＢ等の元素を０．００５０％以下で含有させても良い。
【０００９】
＜焼鈍工程・仕上圧延工程＞
続いて冷間圧接後の中間クラッド材を焼鈍する焼鈍工程を行う。この焼鈍工程により、第一板材および第二板材に含まれる金属原子を相互に拡散させ、接合強度を向上させる。この焼鈍工程は所望の温度に設定された加熱炉に中間クラッド材を連続的に通して行うことができる。例えば、中間クラッド材がロール状に巻かれた状態から引き出し、加熱炉に通板させ、コイル状に巻き取る方法で行うことができる。その後、所定の圧下率で仕上冷間圧延を行い、クラッド材を得る。これにより、第一板材と第二板材との間には、互いの成分が拡散した拡散層を有し、第一板材と第二板材とは強固に接合される。
【００１０】
上記の製造方法によって作製した本実施形態に係るクラッド材は、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｕ基合金、Ａｌ基合金から選択される第一層と、第一層の上に形成され、質量％でＮｉ＋Ｃｏ：３５．０〜４３．０％（但し、Ｃｏは０〜６．０か％）、Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：１．０％以下、残部はＦｅ及び不可避的不純物からなる第二層とを有する、積層体である。この構成により本実施形態のクラッド材は低熱膨張率を維持しつつ、良好な加工性を発揮することが可能であるため、プレス打ち抜き性に優れ、リードフレーム材の用途に適している。また薄板化しても良好な剛性を有するので、高精度なパターンを蒸着しなければならないメタルマスク材の用途にも適している。本実施形態のクラッド材は、広幅な薄板に適用することが好ましく、具体的には板幅が５００〜１２００ｍｍであることが好ましい。板厚は１ｍｍ以下であれば良く、０．５ｍｍ以下が好ましい。板厚の下限は特に設定しないが、薄すぎると製造が困難なため、例えば０．０５ｍｍと設定することができる。なお第一層と第二層の板厚比は用途によって変更することができ、例えば第二層の板厚をtとするとき、第一層の板厚は０．５ｔ〜２．５ｔとすることもできる。
また、本発明のクラッド材は、一方の表面となる第二板材（Ｆｅ−Ｎｉ）の表面の表面粗さが、Ｒａ≦０．２μｍであり、８００ｍｍ長さにおける最大浮上がり高さが２.０ｍｍ以下であることが好ましい。これにより、例えばエッチング用途に使用した場合にエッチングの進行ムラを抑制し、高精度なエッチング加工を達成することが可能となる。