(57)【要約】【課題】配線基板にCPUチップを取り付ける際に使用されるCPUソケット枠，CPU固定カバーに適した冷延鋼板を得る。【解決手段】C：0.01〜0.20％，Si：0.5％以下，Mn：1.5％以下，P：0.05％以下，S：0.01％以下，酸可溶Al：0.005〜0.10％，N：0.007％以下，必要に応じ及び／又はNb：0.01〜0.15質量％を含む鋼材の連鋳スラブを熱延し，酸洗後に冷延率：20〜50％で冷間圧延する。冷間圧延で加工強化されているので、0.2％耐力：600N/mm2以上，先端半径：0.7mm以下の曲げ加工性，板厚精度：20μm以下と優れた特性が付与されている。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ：０.０１〜０.２０質量％，Ｓｉ：０.５質量％以下，Ｍｎ：１.５質量％以下，Ｐ：０.０５質量％以下，Ｓ：０.０１質量％以下，酸可溶Ａｌ：０.００５〜０.１０質量％，Ｎ：０.００７質量％以下，残部が不可避的不純物を除きＦｅの組成をもつ鋼を連続鋳造し、仕上げ温度：Ａr3変態点以上，巻取り温度：４５０〜６００℃で熱間圧延し、酸洗後に冷延率：２０〜５０％で冷間圧延することを特徴とするCPUソケット枠又はCPU固定カバー用鋼板の製造方法。
【請求項２】
Ｃ：０.０１〜０.２０質量％，Ｓｉ：０.５質量％以下，Ｍｎ：１.５質量％以下，Ｐ：０.０５質量％以下，Ｓ：０.０１質量％以下，酸可溶Ａｌ：０.００５〜０.１０質量％，Ｎ：０.００７質量％以下，Ｔｉ：０.０１〜０.１５質量％及び／又はＮｂ：０.０１〜０.１５質量％，残部が不可避的不純物を除きＦｅの組成をもつ鋼を連続鋳造し、仕上げ温度：Ａr3変態点以上，巻取り温度：４５０〜６００℃で熱間圧延し、酸洗後に冷延率：２０〜５０％で冷間圧延することを特徴とするCPUソケット枠又はCPU固定カバー用鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータ等のCPU(中央演算処理装置)を配線基板に取り付けるCPUソケット枠やCPU固定カバー用の鋼板を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ等のCPUは、演算処理能力の高速化に伴い電子機器部品の多ピン化が進められている。多ピン化のためにはピン，基板を確実に接続する必要があり、CPUソケット枠，CPU固定カバーを用いてCPUチップを配線基板に接続固定している。
CPUソケット枠やCPU固定カバーの材質には、従来からの樹脂製に換え、信頼性に優れ高い締結性能が得られる金属製が使用され始めている。
金属製CPUソケット枠1は、CPU固定カバー2，CPUフック3が取り付けられ、CPUソケット4に接合される。CPU固定カバー2は、CPUフック3を引っ掛ける爪5を有し、連結部6を介しCPUソケット枠1と一体化される。配線基板上のCPUソケット4にCPUチップ7を載せ(図1)、CPUフック3と爪5との係合でCPU固定カバー2をCPUソケット枠1に締結すると、CPUチップ7はCPU固定カバー2の押圧力で固定される(図2)。
【０００３】
CPUチップ7の固定に必要な押圧力を得るため、爪5と連結部6と間のCPU固定カバー2に上反りがつけられている。上反りのあるCPU固定カバー2の爪5をCPUフック3で押さえ付けると、上反りの復元力が押圧力となってCPUチップ7を確実に接続固定する。
CPUソケット枠やCPU固定カバーは、SUS301，SUS304等のオーステナイト系やSUS409等のフェライト系のステンレス鋼の冷延材を打抜き，プレス加工することにより作製されている(特許文献1，2)。ステンレス鋼は、Ｃｒ，Ｎｉ等の合金成分を多量に含むので耐食性に優れているが、高価で加工性にも問題がある場合が多い。
【特許文献１】特開2004-68033号公報
【特許文献２】特願2005-27269号
【０００４】
ステンレス鋼に換え普通鋼の使用が可能になると、材料費や製造費の節減が可能になる。昨今では、電子機器部品の小型・軽量化に伴い薄肉化の要求が過酷になっており、素材としても板厚精度の高い鋼板が強く求められている。
ブラウン管フレームのような高強度材(特許文献3，4)では、高温強度の改善にＭｏを添加しているので、材料費が比較的高くなる。Ｓｉ含有量を高めたブラウン管バンド材(特許文献5)では、表面性状の悪化に起因して曲げ加工性や板厚精度が劣化し、CPUソケット枠やCPU固定カバーの要求レベルを満足しない。
【特許文献３】特開2001-59129号公報
【特許文献４】特開平8-67945号公報
【特許文献５】特開平11-158548号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
金属製のCPUソケット枠，CPU固定カバー等の素材に要求される材料特性としては、薄肉・軽量化しても必要強度が得られるように０.２％耐力：６００Ｎ／ｍｍ2以上の引張り特性が要求される。加工性に関しては、曲げ加工で製品化されるので曲げ先端の半径０.７ｍｍ以下で曲げ加工できることが要求される。また、切断や打抜きで所定寸法の部品を精度良く安定して採取するため、板厚精度として２０μｍ以下の素材が必要とされる。
【０００６】
本発明者等は、CPUソケット枠やCPU固定カバーの要求特性をステンレス鋼よりも安価な普通鋼で満足させるべく、加工強化を促進させる製造条件を調査・検討した。その結果、成分系が特定された低炭素アルミキルド鋼の熱延鋼帯に冷延率：２０〜５０％の冷間圧延を施すとき、ステンレス鋼板に匹敵する強度を有し、CPUソケット枠やCPU固定カバーに十分使用可能な鋼板となることを見出した。
本発明は、かかる知見をベースとし、成分系，熱延条件，冷延条件の組合せを特定することにより、CPUソケット枠やCPU固定カバーの要求性能を十分に満足し、曲げ加工性，板厚精度に優れた鋼板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の製造方法は、鋼組成，熱延条件、冷延条件で特徴付けられる。
鋼組成は、Ｃ：０.０１〜０.２０質量％，Ｓｉ：０.５質量％以下，Ｍｎ：１.５質量％以下，Ｐ：０.０５質量％以下，Ｓ：０.０１質量％以下，酸可溶Ａｌ：０.００５〜０.１０質量％，Ｎ：０.００７質量％以下，必要に応じＴｉ：０.０１〜０.１５質量％及び／又はＮｂ：０.０１〜０.１５質量％を含み、残部が実質的にＦｅである。
当該組成の鋼材を連続鋳造した後、仕上げ温度：Ａr3変態点以上，巻取り温度：４５０〜６００℃で熱間圧延する。次いで酸洗し、冷延率：２０〜５０％で冷間圧延する。
【発明の効果及び実施の形態】
【０００８】
鋼材の高強度化には加工強化法，固溶体強化法，変態強化法等が知られているが、固溶体強化や変態強化ではＳｉ，Ｍｎ等の合金元素を多量添加するため曲げ加工性が劣化しやすい。また、冷延板を焼鈍したままでは板厚精度：２０μｍ以下のCPUソケット枠、CPU固定カバー用素材を製造することが困難であり、焼鈍後にレベリング，スキンパス等の矯正加工が必要になる。
【０００９】
これに対し、加工強化法では、高強度化を安価に達成でき、板厚精度の高い鋼板が得られる。そこで、本発明においては加工強化法を採用し、鋼組成が特定された低炭素アルミキルド鋼を仕上げ温度：Ａr3変態点以上，巻取り温度：４５０〜６００℃で熱間圧延した後、酸洗し、冷延率：２０〜５０％で冷間圧延することにより、０.２％耐力：６００Ｎ／ｍｍ2以上の引張り特性，先端半径：０.７ｍｍ以下の曲げ加工性，板厚精度：２０μｍ以下と、CPUソケット枠，CPU固定カバーに必要な性質を付与している。
【００１０】
すなわち、特定の鋼成分を有する低炭素アルミキルド鋼の熱延板を冷延率：２０〜５０％で冷間圧延することにより、高強度化が図られ、優れた曲げ加工性が確保され、更に素材鋼板の板厚精度も向上する。これに対し、Ｃ-Ｍｎ系，Ｃ-Ｓｉ-Ｍｎ系等、比較的多量にＳｉやＭｎを含む０.１２％Ｃ-０.３％Ｓｉ-２.０％Ｍｎのような高強度熱延鋼帯を比較的低い冷延率で圧延すると、加工条件の僅かな相違に起因する板厚変動が避けられず板厚精度：２０μｍ以下を満足できない。逆に、比較的低強度の鋼板を高圧延率で加工強化すると、板厚精度：２０μｍ以下は満足するものの曲げ加工性が著しく劣化する。
【００１１】
以下、本発明で規定した合金成分，製造条件を個別に説明する。
〔合金成分〕
・Ｃ：０.０１〜０.２０質量％
鋼帯の高強度化に有効な成分であり、５０％の冷延率で要求レベルの強度が得られる値として下限値を０.０１質量％とした。Ｃ含有量の増加に伴い強度が上昇するが、過剰量は曲げ加工性を左右する局部延性を劣化させるので、０.２０％を上限とした。好ましくは、０.０５〜０.１５質量％の範囲でＣ含有量を選定する。
【００１２】
・Ｓｉ：０.５質量％以下
必要に応じて添加される合金成分であり、強度向上に寄与する。Ｓｉの添加効果は０.０５質量％以上で顕著になり、増量に伴い強度が上昇する。しかし、過剰添加は冷間圧延時の耳割れや表面性状の劣化の原因となるので、０.５質量％を上限とした。好ましくは、０.０５〜０.３０質量％の範囲でＳｉ含有量を選定する。
【００１３】
・Ｍｎ：１.５質量％以下
強度改善に寄与する合金成分であり、０.２０質量％以上でＭｎの添加効果がみられ、含有量が多くなるほど大きな強度改善効果が得られる。しかし、過剰量のＭｎが含まれると、Ｍｎ偏析に伴い熱延板にパーライトのバンド状組織が著しく成長し、曲げ加工性が極端に劣化するので、上限を１.５質量％とした。好ましくは、０.３０〜１.２０質量％の範囲でＭｎ含有量を選定する。
【００１４】
・Ｐ：０.０５質量％以下
高強度化に有効な成分であるが、０.０５質量％を超える過剰量のＰが含まれると、Ｍｎと同様にパーライトのバンド状組織が著しく成長し、曲げ加工性が劣化する。そのため、Ｐ含有量は可能な限り低い方が好ましい。
・Ｓ：０.０１質量％以下
多量に含まれると高温脆化の原因となるので、可能な限り低い方が好ましい。増量に伴い紐状介在物ＭｎＳが生成し曲げ加工性を著しく劣化することもＳ起因の弊害である。しかし、通常不可避的に含有される０.０１質量％以下のレベルであれば、Ｓ起因の悪影響を無視できる。
【００１５】
・酸可溶Ａｌ：０.００５〜０.１０質量％
脱酸剤として添加される合金成分であり、十分な脱酸効果を得るため酸可溶Ａｌとして０.００５質量％以上が必要である。Ａｌ脱酸の効果は０.１０質量％で飽和し、それ以上添加しても鋼材コストの上昇を招くだけである。好ましくは、０.０１〜０.０５質量％の範囲でＡｌ含有量を選定する。
・Ｎ：０.００７質量％以下
曲げ加工性にとって有害な析出物を形成しやすい元素であり、可能な限り低い方が好ましい。通常不可避的に含まれる０.００７質量％以下のレベルであれば、曲げ加工性に及ぼす悪影響を無視できる。
【００１６】
・Ｔｉ：０.０１〜０.１５質量％
必要に応じ添加される合金成分であり、鋼中のＣ，Ｓ，Ｎと反応して析出物となり、析出強化により鋼帯を高強度化する作用を呈する。また、曲げ加工性に有害なＭｎＳの生成を抑制するため、曲げ加工性の改善も図られる。Ｔｉ添加の効果は０.０１質量％以上でみられるが、０.１５質量％で飽和し、それ以上添加しても鋼材コストの上昇を招く。好ましくは、０.０２〜０.１０質量％の範囲でＴｉ含有量を選定する。
【００１７】
・Ｎｂ：０.０１〜０.１５質量％
Ｔｉと同様にＣと反応して析出物となり、析出強化により鋼帯を高強度化する作用を呈する。鋼板の金属組織を微細化して高強度化する上でも、Ｎｂは有効な合金成分である。このような効果は０.０１質量％以上でみられるが、０.１５質量％で飽和し、それ以上添加しても鋼材コストの上昇を招く。好ましくは、０.０２〜０.１０質量％の範囲でＮｂ含有量を選定する。
【００１８】
〔熱間圧延〕
所定組成の鋼材の連鋳片を仕上げ温度：Ａr3変態点以上，巻取り温度：４５０〜６００℃で熱間圧延する。
仕上げ温度は、熱間強度の変動を抑え板厚精度を向上させるためＡr3変態点以上に設定される。Ａr3変態点に達しない仕上げ温度では、変態に伴った熱間強度の変動が大きく、板厚精度も安定しない。好ましくは、Ａr3変態点よりも１０〜３０℃高い温度に仕上げ温度を設定する。
【００１９】
巻取り温度を高くするほど延性の向上を期待できるが、６００℃を超える高温巻取りでは鉄炭化物が粗大化し、鋼板の強度低下を補うために冷延率を高く設定する必要があり、結果として加工性劣化の原因になる。逆に４５０℃以下の低温巻取りでは、変態強化によって強度は上昇するものの、コイル長手方向に関する強度変動が大きくなる。また、後続する冷間圧延時の冷延率も２０％以下となり、要求レベルの板厚精度が得られない。好ましくは、巻取り温度を５００〜５８０℃の範囲で選定する。
【００２０】
〔冷間圧延〕
加工強化による高強度化を図るため、冷延率：２０％以上で冷間圧延する。２０％以上の冷延率は、板厚精度を向上させる上でも有効である。冷延率の増大に伴い強度，板厚精度共に向上するが、５０％を超える冷延率では曲げ加工性が著しく劣化し製造コストの上昇を招く。強度，板厚精度と曲げ加工性とを高レベルでバランスさせる上で、２５〜４０％の範囲に冷延率を設定することが好ましい。
【実施例】
【００２１】
表１の鋼を溶製し、スラブに連続鋳造した。スラブを１２００℃に加熱し、粗圧延，仕上げ圧延を経て板厚：２.０ｍｍの熱延鋼帯を製造した。仕上げ圧延では、仕上げ温度をＡr3変態点以上，巻取り温度：５００〜５５０℃の範囲に設定した。
【００２２】
2007211321.tif 000002
【００２３】
熱延鋼帯を酸洗した後、引き続き冷延率：１０〜７０％で冷間圧延し、板厚：１.０ｍｍの冷延鋼帯を製造した。
得られた冷延鋼帯のＣ方向(圧延方向に直交する方向)に沿ってJIS Z2201の5号試験片を切り出し、室温での引張試験に供した。
また、冷延鋼帯の幅方向に沿った複数箇所で板厚をマイクロメータで測定し、鋼帯の幅：９８０ｍｍにわたった板厚測定で得られた測定値の最大値と最小値との差を板厚精度として算出した。
引張り特性，板厚精度の調査結果を表２に示す。
【００２４】
更に、次のＶブロック法(JIS Z2248に準拠した９０度Ｖ曲げ試験)で曲げ加工性を調査した。
先端半径Ｒが種々異なるポンチを用い、圧延方向と平行な曲げ軸(Ｃ方向曲げ)，圧延方向に直交する曲げ軸(Ｌ方向曲げ)の二方向で試験片を９０度Ｖ曲げし、ポンチ先端半径Ｒとの関連で割れ発生を観察し、割れのなかった試験片を○，割れが発生した試験片を×として曲げ加工性を評価した。
評価結果を表３に示す。
【００２５】
2007211321.tif 000003
【００２６】
2007211321.tif 000004
【００２７】
表２，３にみられるように、冷延率：２０〜５０％で冷間圧延したNo.１〜８では０.２％耐力が最低でも６００Ｎ／ｍｍ2を超え、曲げ加工性もＣ方向曲げで０.５ｍｍＲ，板厚精度も１８μｍ以下と良好であった。
これに対し、Ｍｎが過剰な鋼種を用いたNo.９では、Ｃ方向曲げで１.０ｍｍＲと曲げ加工性に劣っており、熱延板に生じたパーライトのバンド状組織の悪影響がみられた。過剰な冷延率(７０％)で冷間圧延したNo.１０では、０.２％耐力，曲げ加工性共に劣っていた。逆に、過少の冷延率(１０％)で冷間圧延したNo．１１では、０.２％耐力，曲げ加工性が良好であったものの板厚精度が４５μｍと大きな値を示し、要求レベルに達しなかった。
【００２８】
以上の試験結果から、合金成分が特定された低炭素アルミキルド鋼の熱延鋼帯を冷延率：２０〜５０％で冷間圧延することにより、引張り特性，曲げ加工性，板厚精度の何れにも優れ、CPUソケット枠やCPU固定カバーの要求特性を満足する素材となる。
【００２９】
そこで、曲げ加工性が劣っていた試験No.9，10以外の冷延鋼帯を所定幅の帯板にサイジングし、爪5-連結部6の方向をＣ方向に一致させて帯板をプレス加工することにより、所定形状の有効面積：４７ｍｍ×５７ｍｍのCPUソケット枠，CPU固定カバー(図1，2)を作製した。
【００３０】
同じ冷延鋼帯から作製されたCPUソケット枠，CPU固定カバーを組み合わせてCPU取付け部を配線基板上に設け、サイズ：４５ｍｍ×４７ｍｍのCPUチップを実装する試験に供した。実装試験では、CPUチップ7とCPUソケット4との間に圧力測定フィルムを挟み、爪5をCPUフック3にかけてCPU固定カバー2を閉じ、CPUチップ7を固定したときの圧力(以下、"固定圧力"という)を測定した。固定圧力が１.０ＭＰａ以上であれば十分に使用可能であるが、より過酷な条件１.２ＭＰａ以上を合否判定の基準とした。
【００３１】
また、CPU固定カバー2の開閉を繰り返したときの固定圧力変化を調べるため、所定回数の開閉動作後に固定圧力を測定した。開閉動作では、CPUチップ7をCPUソケット4に載せた状態で、爪5とCPUフック3との係合及び係合離脱によりCPU固定カバー2の開閉動作を１０００回繰り返した。
開閉動作を１０００回繰り返した後で、CPU固定カバー2の反り量も測定した。なお、反り量は、上反りしているCPU固定カバー2を上下反転させて定盤に載せ、定盤面からの高さとして求めた。試験前後の反り量を比較し、反り量の差を固定カバー変形量として求めた。固定カバー変形量が３００μｍ以下であれば、開閉動作を繰り返した後でも十分な固定圧力を維持し耐久性のあるCPU固定カバーといえる。
【００３２】
表４の試験結果にみられるように、仕上げ圧延率：２０〜４０％の冷延鋼帯から作製されたCPU固定カバー2では固定圧力合否判定基準１.２ＭＰａを超える良好な特性を示し、変形量も３００μｍ以下の小さな値であった。
これに対し、板厚変動が４５μｍ以上の比較例No.１１は、固定圧力が合否判定基準１.２ＭＰａに達しない小さな値であった。そのため、本発明例に比較して性能に劣るCPU固定カバー2であった。
【００３３】
2007211321.tif 000005
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上に説明したように、合金成分が特定された低炭素アルミキルド鋼を加工強化法で高強度化することにより、板厚精度：２０μｍ以下，曲げ先端の半径：０.７ｍｍ以下の冷延鋼帯となる。この冷延鋼帯は、コンピュータ等のCPUを配線基板に取り付ける際のCPUソケット枠やCPU固定カバーに適した素材として使用され、長期使用後においても必要な固定圧力でCPUチップを配線基板に押し付け固定するため、電子機器の信頼性向上にもつながる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】配線基板上のCPUソケットにCPUチップを搭載した状態の透視図
【図２】CPU固定カバーをCPUソケット枠に締結してCPUチップを押圧固定した状態の透視図
【符号の説明】
【００３６】
1：CPUソケット枠    2：CPU固定カバー    3：CPUフック    4：CPUソケット    5：爪    6：連結部    7：CPUチップ
【図１】
2007211321.tif 000006
【図２】
2007211321.tif 000007