(57)【要約】【課題】  従来よりも放熱性が良く、低コストな積層薄板を得ることが出来る。【解決手段】ＣｕまたはＣｕ基合金から構成される内層と、前記内層の両面に接合された、フェライト系ステンレスから構成される外層と、からなることを特徴とする、積層薄板。および、ＣｕまたはＣｕ基合金から構成される内層材と、フェライト系ステンレスから構成される外層材とを接合して中間積層材とする接合工程と、前記中間積層材を焼鈍する焼鈍工程と、焼鈍した中間積層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、積層薄板の製造方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣｕまたはＣｕ基合金から構成される内層と、
前記内層の両面に接合された、フェライト系ステンレスから構成される外層と、
を備えることを特徴とする、積層薄板。
【請求項２】
板幅が４００ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１に記載の積層薄板。
【請求項３】
ＣｕまたはＣｕ基合金から構成される内層材と、フェライト系ステンレスから構成される外層材とを接合して中間積層材とする接合工程と、
前記中間積層材を焼鈍する焼鈍工程と、
焼鈍した中間積層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、積層薄板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層薄板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばノートパソコン等の電子機器に搭載されている電子部品の放熱性を向上させるために、従来よりＡｌやＣｕといった熱伝導率が高い材料を放熱板として搭載することで熱拡散を促進させる方法が採用されている。この放熱板の構成については様々な検討がなされており、例えば特許文献１では、機械的強度、放熱性、耐食性を向上させるために、オーステナイト系ステンレスにより形成される第１層と、ＣｕまたはＣｕ合金により形成され、前記第１層に積層される第２層と、オーステナイト系ステンレスにより形成され、前記第２層の前記第１層とは反対側に積層される第３層とが圧延接合されたクラッド材について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開２０１４／０１０４５５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したような放熱板は、電子部品の点数増加に伴い放熱性・機械的特性の増々の向上が要求されており、その一方で低コスト化や、製品の小型化・低背化に対応するために、放熱板の薄板化も要求されている。特許文献１の発明は、従来提案されてきた放熱板と比較して放熱性・機械的強度・耐食性を向上できる優れた発明であるが、上述したように放熱性を保ちつつ、さらなる薄板化への対応することに関しては、検討の余地が残されている。
よって本発明の目的は、従来よりも良好な放熱性を有しつつ、薄板化も可能であり、低コストで大量生産にも適している積層薄板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。
すなわち本発明の一態様は、ＣｕまたはＣｕ基合金から構成される内層と、
前記内層の両面に接合された、フェライト系ステンレスから構成される外層と、
からなることを特徴とする、積層薄板である。
好ましくは、板幅が４００ｍｍ以上であることを特徴とする。
【０００６】
本発明の他の一態様は、ＣｕまたはＣｕ基合金から構成される内層材と、フェライト系ステンレスから構成される外層材とを接合して中間積層材とする接合工程と、
接合後の前記中間積層材を焼鈍する焼鈍工程と、
焼鈍した中間積層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、積層薄板の製造方法である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、良好な放熱性を有しつつ薄板化にも適しており、低コストで大量生産にも適している積層薄板を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態である積層薄板について説明する。本実施形態の積層薄板は、ＣｕまたはＣｕ基合金から構成される内層と、前記内層の両面に接合された、フェライト系ステンレスから構成される外層とからなることを特徴とする。なお本実施形態の積層薄板は、後述するように圧延接合（圧接）にて作製した三層クラッド材であることが好ましい。また、本実施形態の積層基板は、放熱板として適しているが、その他の用途に用いることもできる。
【０００９】
本実施形態の積層薄板は内層にＣｕまたはＣｕ基合金を適用している。内層にＣｕまたはＣｕ基合金を適用することで、良好な加工性と優れた放熱性を得ることができる。Ｃｕは同様に放熱性が良好なＡｌと比較して融点が高いため、後述する製造工程においても安定して焼鈍することが可能である。また外層に使用しているフェライト系ステンレスは、従来使用されていたオーステナイト系ステンレスよりも加工硬化係数が小さいため、オーステナイト系ステンレスと比較して加工硬化しにくく、圧延・焼鈍の回数も少なくすることが可能であるため、薄板化が容易といった利点がある。なお内層で使用しているＣｕおよびＣｕ基合金は厚みを積層薄板総厚の８０％以下に抑えることによって、剛性を低下させずに良好な放熱性を得ることができる傾向にある。内層の厚み下限は特に限定しないが、薄すぎると放熱性が損なわれるため、例えば積層薄板総厚の１０％以上と設定することができる。ここで本発明におけるＣｕ基合金とは、Ｃｕを質量％で５０％より多く含む合金を示す。また本発明におけるフェライト系ステンレスとは、例えばＪＩＳ−Ｇ−４３０５に示されるものの他に、これらの改良鋼等、そして、従来提案されてきたものも適用できる。好ましくは、ＳＵＳ４３０を適用する。なお本実施形態のように接合方法にクラッド接合を適用した場合、互いの成分が拡散した拡散層が接合界面に形成される。この拡散層を有することで、内層と外層とは強固に接合される。
【００１０】
本実施形態の積層薄板は、特許文献１で適用しているオーステナイト系ステンレスよりも安価なフェライト系ステンレスを適用しているため、経済的に生産することができる。さらに生産コストを下げるために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４００〜１２００ｍｍであることが好ましい。なお本実施形態での薄板とは、コイル状に巻き回されている鋼帯や、その鋼帯を切断して作製された矩形状の薄板も含む。矩形状薄板の場合、「板幅」とは短辺のことを示す。このように広幅化が進行すると薄板の剛性は低下する傾向にあり、外層にＡｌやＣｕを適用している従来材ではしわ等の形状不良が発生する可能性があったが、本実施形態では軟質な内層を、比較的剛性が高い外層で挟んでいる構造であるため、しわ等の形状不良の発生を抑制できる傾向にある。また製品の低背化要求に対応するためにも、積層薄板の板厚は１ｍｍ以下であれば良く、０．５ｍｍ以下が好ましい。より好ましくは０．２ｍｍ以下であり、さらに好ましくは０．１ｍｍ以下である。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。
【００１１】
続いて本実施形態の製造方法について説明する。本実施形態の製造方法は、ＣｕまたはＣｕ基合金から構成される内層材と、フェライト系ステンレスから構成される外層材とを接合して中間積層材とする接合工程と、その中間積層材を焼鈍する焼鈍工程と、焼鈍した中間積層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。
＜接合工程＞
まず本実施形態の製造方法では、所定の板厚を有するＣｕまたはＣｕ基合金から構成される内層材（例えば、厚さを０．１ｍｍ〜２ｍｍと設定することができる）と、フェライト系ステンレスから構成される外層材（例えば、一方の厚さを０．１ｍｍ〜２ｍｍと設定することができる）とを接合して中間積層材とする接合工程を行う。この接合工程ではレーザー接合等の融接、クラッド接合等の圧接、ロウ付け等のろう接を適用することができるが、接合強度が高く容易に大量の積層材を得ることができる、圧接を適用することが好ましい。本実施形態における接合工程は、圧接（クラッド接合）を適用している。
【００１２】
本実施形態における接合工程（圧接工程）時には、外層材（２枚のフェライト系ステンレス板材）の間に内層材（１枚のＣｕまたはＣｕ基合金板材）を配置し、連続的に圧延して接合する。このとき異種金属をスムーズに接合させるために、ワークロールの材質や表面粗さ、回転速度や圧下率等の圧延条件を適宜変更することができる。なお、圧接前に外層材と内層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、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。また内層材は外層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、内層材の硬度を外層材の硬度に近づける目的で、冷間圧接工程前に内層材のみを圧延する予備圧延工程を施してもよく、外層材の硬度を内層材の硬度に近づける目的で、冷間圧接工程前に外層材のみを焼鈍する予備焼鈍工程を施してもよい。なお本実施形態では３層を一度に圧接する方法を想定しているが、２層ずつ圧接してもよい。
【００１３】
＜焼鈍工程・仕上圧延工程＞
続いて冷間圧接後の中間積層材を焼鈍する焼鈍工程を行う。この焼鈍工程により、内層材および外層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積層材を連続的に通して行うことができる。例えば、中間積層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、積層薄板（例えば、厚さ０．０５ｍｍ〜１ｍｍ）を得る。なお焼鈍工程は少なくとも一回行えばよく、焼鈍工程後の中間積層材を冷間圧延する中間圧延工程を導入してもよい。また、中間圧延工程後に再度焼鈍工程を行っても良い。