(57)【要約】      （修正有）【課題】高強度、優れた加工性、及び放熱性を有する放熱部品用銅合金板を提供する。【解決手段】Ｎｉ又はＣｏの１種又は２種を０．８〜４．０ｍａｓｓ％、Ｓｉを０．２〜１．０ｍａｓｓ％含み、ＮｉとＣｏの１種又は２種とＳｉの質量比が３．０〜７．０であり、残部がＣｕ及び不可避不純物からなる銅合金板。圧延平行方向の引張強さが５７０ＭＰａ以上、耐力が５００ＭＰａ以上、伸びが５％以上、圧延直角方向の引張強さが５５０ＭＰａ以上、耐力が４８０ＭＰａ以上、伸びが５％以上であり、導電率が３５％ＩＡＣＳを超え、曲げ線を圧延垂直方向とし、Ｒ／ｔ＝０．５で９０度曲げを行ったときの曲げ加工限界幅が７０ｍｍ以上、曲げ線を圧延垂直方向とし、密着曲げを行ったときの曲げ加工限界幅が２０ｍｍ以上、ランクフォード値が０．９以上である。【選択図】図１
2017089003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮｉとＣｏの１種又は２種を０．８〜４．０ｍａｓｓ％含み、Ｓｉを０．２〜１．０ｍａｓｓ％含み、ＮｉとＣｏの１種又は２種とＳｉの質量比が３．０〜７．０であり、残部がＣｕ及び不可避不純物からなり、圧延平行方向の引張強さが５７０ＭＰａ以上、耐力が５００ＭＰａ以上、伸びが５％以上、圧延直角方向の引張強さが５５０ＭＰａ以上、耐力が４８０ＭＰａ以上、伸びが５％以上であり、導電率が３５％ＩＡＣＳを超え、曲げ半径Ｒと板厚ｔの比Ｒ／ｔを０．５とし曲げ線を圧延垂直方向とした９０度曲げを行ったときの曲げ加工限界幅が７０ｍｍ以上、曲げ線を圧延垂直方向とした密着曲げを行ったときの曲げ加工限界幅が２０ｍｍ以上、ランクフォード値が０．９以上であることを特徴とする放熱部品用銅合金板。
【請求項２】
さらに、Ｚｎ：２．５ｍａｓｓ％以下及びＳｎ：１．０ｍａｓｓ％以下の１種又は２種を含むことを特徴とする請求項１に記載された放熱部品用銅合金板。
【請求項３】
さらに、Ｍｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｐの１種又は２種以上を合計で１ｍａｓｓ％以下含み、このうちＰ含有量が０．１ｍａｓｓ％以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載された放熱部品用銅合金板。
【請求項４】
表面に厚さ０．２〜５μｍのＳｎ層が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載された放熱部品用銅合金板。
【請求項５】
表面に厚さ３μｍ以下のＣｕ−Ｓｎ合金層と厚さ０〜５μｍのＳｎ層がこの順に形成され、Ｃｕ−Ｓｎ合金層とＳｎ層の合計厚さが０．２μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載された放熱部品用銅合金板。
【請求項６】
表面に厚さ３μｍ以下のＮｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ−Ｃｏ合金又はＮｉ−Ｆｅ合金のいずれか１種からなるめっき層、厚さ３μｍ以下のＣｕ−Ｓｎ合金層、及び厚さ０〜５μｍのＳｎ層がこの順に形成され、Ｃｕ−Ｓｎ合金層とＳｎ層の合計厚さが０．２μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載された放熱部品用銅合金板。
【請求項７】
表面に厚さ３μｍ以下のＮｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ−Ｃｏ合金又はＮｉ−Ｆｅ合金のいずれか１種からなるめっき層が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載された放熱部品用銅合金板。
【請求項８】
Ｃｕ−Ｓｎ合金層が最表面に露出し、その露出面積率が５０％以下であることを特徴とする請求項５又は６に記載された放熱部品用銅合金板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パソコン、タブレット端末、スマートフォン、携帯電話、デジタルカメラ等の電子機器に搭載されているＣＰＵ、液晶等の熱を放散させる放熱部品に用いる銅合金板材に関する。
【背景技術】
【０００２】
パソコン、タブレット端末、スマートフォン、携帯電話、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等の電子機器には、搭載されているＣＰＵ、液晶、撮像素子等の電子部品から発生する熱を放散させる放熱部品が使用されている。放熱部品は、電子部品の過度の温度上昇を防止し、電子部品の熱暴走を防止して正常に機能させるためのものである。放熱部品として、熱伝導性の高い純銅、強度と耐食性に優れるステンレス鋼及び洋白、軽量のアルミニウム合金等の素材を加工したものが使用されている。これらの放熱部品は放熱機能だけでなく、電子機器に加わる外力から搭載された電子部品を保護する構造部材としての役割も担っている。
【０００３】
電子機器に搭載される電子部品には高速化、高機能化が求められ、電子部品の高密度化が常に進展している。そのため、電子部品の発熱量は急速に増大している。また、電子機器の小型化、薄型化、軽量化の要求の下で、放熱部品にも薄肉化が要求されている。しかし、放熱部品を薄肉化した場合でも、放熱性能及び構造強度の維持が求められている。
放熱部品の素材である板材は、ヘム曲げ（密着曲げ）、９０°曲げ、張出し加工、段付き加工、絞り加工等の塑性加工を経て放熱部品に成形される。曲げ加工において、リードフレームや端子では曲げ部の幅（曲げ線の長さ）は数ミリ程度以下であるが、放熱部品においては曲げ部の幅が２０ｍｍ程度以上の大きいものもある。曲げ幅が大きくなるほど、板材の曲げ加工性が急激に低下することが知られており、放熱部品用板材には端子やリードフレーム用板材と比べて、厳しい曲げ加工性が要求される。また、張出し及び段付き加工では、１ｍｍ高さ程度まで成形する場合もある。絞り加工や張出し加工性の良否を示す指標として、ランクフォード値が用いられることがあり、その場合、ランクフォード値は高い方が良好な加工性が得られる。
【０００４】
放熱部品の素材として純銅は、熱伝導性には優れるものの強度が小さく、放熱部品を薄肉化することができない。ステンレス鋼や洋白は熱伝導率が低く（ステンレス鋼：２〜３％ＩＡＣＳ、洋白：５〜６％ＩＡＣＳ）、放熱量が大きい電子部品用放熱部品として適用できない。アルミニウム合金は、強度と熱伝導性がともに不十分である。一方、銅合金は、特許文献１に導電性、耐応力緩和特性及び成形加工性に優れた（Ｎｉ，Ｃｏ）−Ｓｉ系銅合金が開示されているが、曲げ加工性については開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１０１７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、高強度、曲げ加工性を含めた優れた成形性、及び放熱性を有する放熱部品用銅合金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】
本発明に係る放熱部品用銅合金板は、ＮｉとＣｏの１種又は２種を０．８〜４．０ｍａｓｓ％含み、Ｓｉを０．２〜１．０ｍａｓｓ％含み、ＮｉとＣｏの１種又は２種とＳｉの質量比が３．０〜７．０であり、残部がＣｕ及び不可避不純物からなり、圧延平行方向の引張強さが５７０ＭＰａ以上、耐力が５００ＭＰａ以上、伸びが５％以上、圧延直角方向の引張強さが５５０ＭＰａ以上、耐力が４８０ＭＰａ以上、伸びが５％以上であり、導電率が３５％ＩＡＣＳを超え、曲げ半径Ｒと板厚ｔの比Ｒ／ｔを０．５とし曲げ線を圧延垂直方向とした９０度曲げを行ったときの曲げ加工限界幅が７０ｍｍ以上、曲げ線を圧延垂直方向とした密着曲げを行ったときの曲げ加工限界幅が２０ｍｍ以上、ランクフォード値が０．９以上であることを特徴とする。なお、ランクフォード値（Ｒ値）が高い程、張出しや絞り加工等の成形加工性が優れる。
【０００８】
上記銅合金は、さらに、Ｚｎ：２．５％以下、Ｓｎ：１％以下の１種又は２種を含むことができる。また、さらにＭｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｐの１種又は２種以上を合計で１ｍａｓｓ％以下（このうちＰ含有量は０．１ｍａｓｓ％以下）、含有することができる。
上記銅合金板の表面に、必要に応じてめっき等により表面被覆層を形成し、耐食性を向上させることができる。表面被覆層として、Ｓｎ層、Ｃｕ−Ｓｎ合金層、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ−Ｃｏ合金又はＮｉ−Ｆｅ合金のいずれか１種からなるめっき層が考えられる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、構造部材としての強度、特に変形及び落下衝撃性に耐える強度、複雑形状への加工に耐えうる曲げ、張出し及び絞りなどの成形加工性、及び半導体素子等からの熱に対する高放熱性を有する放熱部品用銅合金板を提供することができる。また、この銅合金板に前記表面被覆層を形成した場合、耐食性が向上し、過酷な環境下においても放熱部材としての性能が低下するのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例の９０度曲げ試験の試験方法を説明する図である。
【図２】実施例の張り出し加工性評価試験の試験方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る放熱部品用銅合金板について、詳細に説明する。
＜銅合金板の組成＞
銅合金の組成は、ＮｉとＣｏの１種又は２種を０．８〜４．０ｍａｓｓ％含み、Ｓｉを０．２〜１．０ｍａｓｓ％含み、ＮｉとＣｏの１種又は２種とＳｉの質量比が３．０〜７．０であり、残部がＣｕ及び不可避不純物からなる。
この銅合金は、必要に応じて副成分として、（１）Ｚｎ：２．５ｍａｓｓ％以下及びＳｎ：１ｍａｓｓ％以下の１種又は２種、又は（２）Ｍｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｐの１種又は２種以上を合計で１ｍａｓｓ％以下（このうちＰ含有量は０．１ｍａｓｓ％以下）、若しくは副成分（１）と（２）の両方を含む。
【００１２】
Ｎｉ又はＣｏとＳｉは、金属間化合物を析出することで、銅合金を高強度化する。Ｎｉ又はＣｏの１種又は２種の含有量（１種の場合はＮｉ含有量又はＣｏの含有量、２種の場合はＮｉとＣｏの合計含有量）が０．８ｍａｓｓ％未満、若しくはＳｉ含有量が０．２ｍａｓｓ％未満では、Ｎｉ−Ｓｉ又は／及びＣｏ−Ｓｉ化合物の析出量が少なく、所望の強度が得られない。一方、Ｎｉ又はＣｏの１種又は２種の含有量が４．０ｍａｓｓ％を超え、若しくはＳｉ含有量が１ｍａｓｓ％を超えると、熱間圧延時に割れを生じる。従って、Ｎｉ又はＣｏの１種又は２種の含有量は０．８〜４．０ｍａｓｓ％とし、Ｓｉ含有量は０．２〜１ｍａｓｓ％とする。Ｎｉ又はＣｏの１種又は２種の含有量は、好ましくは下限値が１．０ｍａｓｓ％、上限値が３．６ｍａｓｓ％であり、Ｓｉの含有量は、好ましくは下限値が０．３ｍａｓｓ％、上限値が０．９ｍａｓｓ％である。
また、Ｎｉ又はＣｏの１種又は２種とＳｉの質量比が３未満又は７を超えると、所望の強度及び導電率を同時に満足できない。従って、前記質量比は３．０〜７．０とする。好ましくは、前記質量比の下限値は３．５であり、上限値は５．５である。なお、Ｎｉ又はＣｏの１種又は２種とＳｉの質量比とは、Ｎｉの含有量を［Ｎｉ］、Ｃｏの含有量を［Ｃｏ］、Ｓｉの含有量を［Ｓｉ］としたとき、（［Ｎｉ］＋［Ｃｏ］）／［Ｓｉ］を意味する。この質量比は、銅合金にＣｏが含まれない場合は［Ｃｏ］＝０ｍａｓｓ％とし、Ｎｉが含まれない場合は［Ｎｉ］＝０ｍａｓｓ％として計算される。
【００１３】
副成分として必要に応じて添加されるＺｎ又は／及びＳｎは、銅合金の強度を向上させる作用がある。しかし、Ｚｎ含有量が２．５ｍａｓｓ％を超え、又はＳｎ含有量が１ｍａｓｓ％を超えると、銅合金の強度は向上するものの、導電率及び熱伝導性が低下する。従って、Ｚｎ含有量は２．５ｍａｓｓ％以下とし、Ｓｎ含有量は１ｍａｓｓ％以下とする。
【００１４】
また、副成分として必要に応じて添加されるＭｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｐも、銅合金の強度を向上させる作用がある。さらに、Ｐを除く副成分元素は、製造時の熱間圧延性を向上させる作用がある。しかし、これらの副成分も、１種又は２種以上の合計含有量が１ｍａｓｓ％を超えると、銅合金の強度は向上するものの、導電率及び熱伝導性が低下する。従って、これらの副成分は、合計含有量が１ｍａｓｓ％以下の範囲内で、かつ銅合金板の導電率が３５％ＩＡＣＳ以下にならない範囲内で添加される。これらの副成分の合計含有量の好ましい範囲は０．７ｍａｓｓ％以下、より好ましい範囲は０．５ｍａｓｓ％以下である。これらの副成分のうちＰは、熱間圧延性の低下を防止するとの観点から、含有量を０．１０ｍａｓｓ％以下に規制し、好ましくは０．０５ｍａｓｓ％以下とする。Ｐを除く副成分元素の個々の含有量は、好ましくは、ＭｇとＦｅがそれぞれ０．３ｍａｓｓ％以下、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｚｒがそれぞれ０．２ｍａｓｓ％以下、Ｃａが０．１ｍａｓｓ％以下である。より好ましくは、ＭｇとＦｅがそれぞれ０．２ｍａｓｓ％以下、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｚｒがそれぞれ０．１ｍａｓｓ％以下、Ｃａが０．０５ｍａｓｓ％以下である。
【００１５】
＜銅合金板の特性＞
放熱部品には、構造部材としての強度、特に変形及び落下衝撃に耐える強度が必要とされる。銅合金板の圧延平行方向の引張強さが５７０ＭＰａ以上、耐力が５００ＭＰａ以上、かつ圧延直角方向の引張強さが５５０ＭＰａ以上、耐力が４８０ＭＰａ以上であれば、放熱部材を薄肉化しても、構造部材として必要な強度が確保できる。また、銅合金板の圧延平行方向の伸びが５％以上、かつ圧延直角方向の伸びが５％以上であれば、銅合金板から放熱部材を絞り加工や曲げ加工で成形する場合の成形加工性に特に問題が生じない。なお、耐力は、引張試験において０．２％の永久伸びが生じたときの引張強さである。
【００１６】
銅合金板を素材として放熱部材を成形する場合、一般に銅合金板には優れた曲げ加工性、絞り加工性及び張出し加工性等が必要とされる。銅合金板を、曲げ半径Ｒと板厚ｔの比Ｒ／ｔを０．５とし曲げ線を圧延垂直方向とした９０度曲げを行ったときの曲げ加工限界幅が７０ｍｍ以上、曲げ線を圧延垂直方向とした密着曲げを行ったときの曲げ加工限界幅が２０ｍｍ以上であれば、曲げ加工を含む製造プロセスに支障が生じない。銅合金板の曲げ加工限界幅が上記の値に達しない場合、放熱部品を製造するプロセスで曲げ加工部にクラックや破断が発生し、複雑形状への成形が困難となる。さらに、銅合金板のランクフォード値（Ｒ値）が０．９以上であれば、張出し加工又は絞り加工を含む製造プロセスに支障が生じない。このＲ値が０．９未満であれば、張出し又は絞り加工部にクラックや破断が生じ、曲げ加工と同様、複雑形状への成形が困難となる。
【００１７】
半導体素子等から発生する熱を吸収し、外部に放散させるには、放熱部品用銅合金板の導電率が３５％ＩＡＣＳを超え、熱伝導率が１５０Ｗ／ｍ・Ｋを超えることが好ましい。なお、熱伝導率は、Ｗｉｅｄｅｍａｎｎ−Ｆｒａｎｚ則より、導電率から換算でき、導電率が３５％ＩＡＣＳ以上であれば、熱伝導率は１５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上となる。
【００１８】
<銅合金板の製造方法>
本発明に係る銅合金板は、溶解鋳造、均質化処理、熱間圧延、冷間圧延、再結晶焼鈍、仕上げ冷間圧延、時効焼鈍の工程で製造することができる。
均質化処理では鋳塊を９００〜１０００℃に０．５〜５時間加熱し、その温度で熱間圧延を開始し、７００℃以上の温度で熱間圧延を終了し、直ちに２０℃／秒以上の冷却速度で急冷（好ましくは水冷）する。
【００１９】
熱間圧延の１パスあたりの加工率は、熱延材のみならず、最終製品の靭性、組織の均質性、緻密化に影響する。本発明に係る放熱部品用銅合金板を製造するには、熱間圧延の１パスあたりの加工率の平均値を２０％以上とし、最大加工率を２５％以上とすることが好ましい。
その理由は以下に記載するとおりである。
【００２０】
圧延ロールによる圧下が加わったとき、圧延出側鋳塊の表面から一定の深さｈｃの領域には圧延方向に圧縮応力が、深さｈｃから鋳塊厚さの中央部の領域には圧延方向に圧縮応力が作用することが知られている。圧縮応力が作用する領域においては、表面からの深さが浅いほど圧縮応力が大きく、引張り応力が作用する領域においては、鋳塊厚さの中心に近いほど引張り応力が大きくなる。
圧縮応力から引張り応力に変わる深さｈｃは、圧延ロール径、圧下量（圧延ロール入り側の厚さ−圧延ロール出側の板厚）等により計算で求めることができる（Ｏ．Ｇ．Ｍｕｚａｌｅｖｓｋｉｉ：Ｓｔａｌ  ｉｎ  Ｅｎｇｌｉｓｈ，Ｊｕｎｅ（１９７０），ｐ．４５５）。この計算式によれば、圧延ロール径が一定の場合、圧下率が大きくなるほどｈｃは大きくなる。すなわち、鋳塊内部の引張り応力の作用する領域が小さくなる。
【００２１】
鋳塊には引け巣やガスによるミクロキャビティ、合金元素のミクロ偏析及び介在物等の欠陥が存在し、これらの欠陥は鋳塊厚さの中央部に近いほど多くなる。これらの欠陥をゼロにすることは工業的には難しい。
均質化処理のために鋳塊を加熱すると、合金元素の拡散によりミクロ偏析は解消されるが、鋳塊内部のミクロキャビティは解消されることがない。むしろ、均質化処理により、カーケンダルボイドが形成され、鋳塊に固溶していたガス成分が介在物−母材界面や粒界へ析出し、このため鋳塊内部のミクロキャビティは増加する傾向にある。
【００２２】
このように、鋳塊内部にミクロキャビティ及び介在物が存在するから、熱間圧延材の内部品質を高くするには、熱間圧延の１パスあたりの加工率を高くすることが好ましい。このため、熱間圧延の１パスあたりの加工率は、平均で２０％以上とし、最大加工率は２５％以上とすることが好ましい。より好ましくは、熱間圧延の１パスあたりの加工率の平均値は２５％以上、最大加工率は３０％以上である。
また、熱間圧延の１パス当たりの加工率を大きくすることにより、熱延パス回数を減らすことができ、より高温で熱間圧延を終了できる。このため、より高温からの急冷（焼き入れ）が可能となり、熱延材における合金元素の固溶量を増やすことができる。その結果、続いて行われる冷間圧延及び熱処理後の銅合金板（製品）の組織の均一性を改善し、良好な曲げ加工性、絞り加工性及び張出し加工性を得ることができる
【００２３】
一方、熱間圧延の初期に、鋳塊に大きな圧下を加えると、鋳塊の端面近傍の圧延面において割れが発生することがある。このため、実操業では、熱間圧延の１パス目から３パス目くらいまでは、一般的に軽加工率の圧延が行われている。
しかし、熱間圧延の初期に軽加工率の圧延パスを続けると、圧延パスごとに、前記ｈｃから鋳塊中央までの領域において引っ張り応力が作用し、鋳塊内部のミクロキャビティや介在物−母材界面の隙間が拡大し、微細な割れが発生する。その後、１パスあたりの加工率を大きくしても、いったん発生した割れの圧着は遅れ、熱延材の内部品質が低下する。このような熱延材に冷間圧延及び熱処理を行って製造した銅合金板は、曲げＲの小さい広幅曲げ、ヘム曲げ、絞り加工及び張り出し加工などの厳しい加工が難しくなる。
【００２４】
従って、本発明に係る銅合金板を製造するには、熱間圧延の初期、具体的には１パス目から３パス目の平均の加工率を１０％以上とするのが好ましい。１パス目から３パス目の平均の加工率はより好ましくは１２％以上とし、さらに好ましくは１５％以上とする。
熱間圧延の初期の加工率を大きくすると、鋳塊の熱延割れが発生しやすくなるが、これを避けるには、１パス目開始前、エッジャにより鋳塊端面を圧延することが好ましい。エッジャを活用することにより、圧延初期の加工率を大きくし、圧延初期の内部割れ発生を防止、あるいは軽減することが可能になる。
【００２５】
熱間圧延後、必要に応じて熱延材の両面を面削した後、適宜の圧延率で冷間圧延を行う。この冷間圧延の加工率は、仕上げ冷間圧延において所定の加工率及び製品板厚が得られるように適宜設定すればよい。
続く再結晶焼鈍では、冷延材を６２０〜８５０℃の温度範囲に１０〜１００秒加熱する。この再結晶焼鈍は、銅合金板（製品）の伸び、曲げ加工性及び張り出し加工性等を改善するために行われる。再結晶焼鈍の温度が６２０℃未満又は保持時間が１０秒未満では、再結晶が不十分となり、銅合金板（製品）の加工性が劣化する。一方、再結晶焼鈍の温度が８５０℃を超え又は保持時間が１００秒を超えると、再結晶粒が粗大化し（平均結晶粒径が１０μｍ以上に粗大化）、銅合金板（製品）において十分な強度が得られない。再結晶焼鈍後の冷却は、後工程の時効焼鈍において強度、導電率の向上の効果を最大限に引き出すため、再結晶焼鈍の温度から３００℃までの平均冷却速度が５℃／秒以上となるように急冷することが望ましい。
【００２６】
再結晶焼鈍後、必要に応じて仕上げ冷間圧延を行う。仕上げ冷間圧延を行う場合、その加工率は、好ましくは３０％以下の範囲内で適宜設定すればよい。
続いて時効焼鈍を行う。時効焼鈍の条件は、３５０〜５７０℃で１〜１０時間の範囲内であることが好ましい。時効処理の温度が３５０℃未満又は保持時間が１時間未満では、析出が不十分であり、銅合金板（製品）の導電率が向上しない。一方、時効処理の温度が５７０℃を超え又は保持時間が１０時間を超えると、析出物が粗大化し、銅合金板（製品）で十分な強度が得られない。時効焼鈍後は、銅合金板は室温まで冷却される。
【００２７】
なお、製品形態が長尺コイルの場合、時効焼鈍はコイルの状態で行われるので、焼鈍後のコイルに巻き癖が付き、コイルを巻き解いて行う切断、プレス成形、スタンピング、エッチング等の成形加工が行いにくくなる。このため、コイルの巻き癖を除く、あるいは軽減するため、テンションレベラ又はテンションアニーリング処理による歪み矯正を行うことが望ましい。また、プレス成形、スタンピング、エッチング等の成形加工された部材の寸法精度、反りの低減、耐応力緩和特性等の要求が厳しい場合には、テンションレベラ又はテンションアニーリング処理したコイルに更に連続低温焼鈍を行うことが好ましい。
【００２８】
＜銅合金板の表面被覆層＞
銅合金板にめっき等により表面被覆層を形成することにより、放熱部品の耐食性が向上し、過酷な環境下においても放熱部品としての性能が低下するのを防止できる。
銅合金板の表面に形成する表面被覆層として、Ｓｎ層が好ましい。Ｓｎ層の厚さが０．２μｍ未満では、耐食性の改善が十分ではなく、５μｍを超えると生産性が低下し、コストアップとなる。従って、Ｓｎ層の厚さは０．２〜５μｍとする。Ｓｎ層は、Ｓｎ金属及びＳｎ合金を含む。
【００２９】
表面被覆層として、Ｓｎ層の下に、Ｃｕ−Ｓｎ合金層を形成することもできる。Ｃｕ−Ｓｎ合金層の厚さが３μｍを超えると、曲げ加工性等が低下するため、Ｃｕ−Ｓｎ合金層の厚さは３μｍ以下とする。この場合、Ｓｎ層の厚さは０〜５μｍ（Ｓｎ層なしの場合を含む）とし、Ｃｕ−Ｓｎ合金層とＳｎ層の合計厚さを０．２μｍ以上とする。
前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層は、表面に露出していてもよい（特開２００６−１８３０６８号公報、特開２０１３−１８５１９３号公報等参照）。Ｃｕ−Ｓｎ合金層は、Ｈｖ：２００〜４００と硬いため、ハンドリングによるキズ抑制効果を有する。Ｃｕ−Ｓｎ合金層の表面露出率（材料表面の単位面積あたりに露出するＣｕ−Ｓｎ合金層の表面積に１００を掛けた値）は、好ましくは５０％以下である。なお、Ｃｕ−Ｓｎ合金層の上にＳｎ層がない場合（Ｓｎ層の厚さがゼロ）、Ｃｕ−Ｓｎ合金層の表面露出率は１００％である。
Ｃｕ−Ｓｎ合金層の下に、下地層としてさらにＮｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ−Ｃｏ合金又はＮｉ−Ｆｅ合金のいずれか１種からなるめっき層を形成することができる。このめっき層の厚さが３μｍを超えると、曲げ加工性等が低下するため、その厚さは３μｍ以下とする。このめっき層の厚さは０．１μｍ以上であることが好ましい。
【００３０】
また、表面被覆層として、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ−Ｃｏ合金又はＮｉ−Ｆｅ合金のいずれか１種からなるめっき層のみ（Ｃｕ−Ｓｎ合金層又は／及びＳｎ層を含まない）を形成することができる。このめっき層の厚さは、曲げ加工性等の劣化を防止するとの観点から、いずれも３μｍ以下とする。このめっき層の厚さは０．１μｍ以上であることが好ましい。
上記各表面被覆層は、電気めっき、リフローめっき、無電解めっき、スパッタ等により形成することができる。Ｃｕ−Ｓｎ合金層は、母材である銅合金板にＳｎめっきをし、又は銅合金母材にＣｕめっき及びＳｎめっきをした後リフロー処理等を行い、ＣｕとＳｎを反応させて形成することができる。リフロー処理の加熱条件は、２３０〜６００℃×５〜３０秒とする。
【実施例１】
【００３１】
表１のＮｏ．１〜２６に示す組成の銅合金を溶解し、電気炉により大気中で、厚さ５０ｍｍ、長さ８０ｍｍ、幅２００ｍｍの鋳塊に溶製した。その後、この鋳塊を９５０℃で１時間加熱した後、厚さ１５ｍｍまで熱間圧延し、８００℃から水中に浸漬して急冷した。熱間圧延ロールには、ロール径：４５０ｍｍφのものを用いた。熱間圧延のパススケジュールは、５パス仕上げとし、５０ｍｍ⇒４２ｍｍ（１６．０％）⇒３５ｍｍ（１６．７％）⇒２７ｍｍ（２２．９％）⇒２０ｍｍ（２５．９％）⇒１５ｍｍ（２５．０％）とした。カッコ内は加工率を示す。１パスあたりの加工率の平均値は２１．３％である。なお、Ｎｏ．１〜２６の銅合金の水素含有量は０．５〜１．１質量ｐｐｍ、酸素含有量は４〜２３質量ｐｐｍであった。
【００３２】
次に、熱間圧延材の両端縁を切断除去した後、表面を面削して酸化膜を除去し、厚さ０．２１ｍｍまで冷間圧延を行った。
続いて、７５０℃×６０秒間の再結晶焼鈍を行った。再結晶焼鈍後の板材は水冷した。なお、再結晶焼鈍後に板表面で測定した平均結晶粒径（ＪＩＳＨ０５０１に規定された切断法で圧延平行方向に測定）は、いずれも１０μｍ未満であった。
次いで仕上げ冷間圧延を行って板厚を０．１５ｍｍとした後、時効焼鈍を５００℃×２Ｈｒの条件で行った。
【００３３】
以上の工程で得られた銅合金条（製品板）と同じ板厚の市販のステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４）及びアルミニウム合金（５０５２（Ｈ３４））を供試材として、機械的特性、導電率、曲げ限界幅、ランクフォード値（Ｒ値）、張出し加工性を下記要領で測定した。
これらの結果を表２に示す。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
また、Ｎｏ．２と同じ組成の銅合金（Ｎｏ．２９，３０）について、熱間圧延を異なるパススケジュールで実施した。
Ｎｏ．２９のパススケジュールは、１７パス仕上げとし、５０ｍｍ⇒４８ｍｍ（４．０％）⇒４６ｍｍ（４．２％）⇒４４ｍｍ（４．３％）⇒４２ｍｍ（４．５％）⇒４０ｍｍ（４．８％）⇒３８ｍｍ（５．０％）⇒３６ｍｍ（５．３％）⇒３４ｍｍ（５．６％）⇒３２ｍｍ（５．９％）⇒３０ｍｍ（６．３％）⇒２８ｍｍ（６．７％）⇒２６ｍｍ（７．１％）⇒２４ｍｍ（７．７％）⇒２２ｍｍ（８．３％）⇒２０ｍｍ（９．１％）⇒１８ｍｍ（１０．０％）⇒１５ｍｍ（１６．７％）で実施した。１パス当たりの加工率の平均値は６．８％である。なお、各パス終了時点で表面温度計により熱延材の温度を測定し、その温度が８００℃近くになったときには再度９５０℃の炉に挿入して昇温し、１７パス終了後、水中に浸漬して急冷した。１７パス終了直後の熱延材の温度は８１０℃であった。Ｎｏ．２９において、熱間圧延以外の工程の条件は、Ｎｏ．１〜２６と同じである。
【００３６】
Ｎｏ．３０のパススケジュールは、５パス仕上げとし、５０ｍｍ⇒４６ｍｍ（８．０％）⇒４２ｍｍ（８．７％）⇒３８ｍｍ（９．５％）⇒３４ｍｍ（１０．５％）⇒３０ｍｍ（１１．８％）で実施した。Ｎｏ．３０において、熱間圧延と１回目の冷間圧延（熱延材の板厚が大きいため加工率を大きくした）以外の工程の条件はＮｏ．１〜２６と同じである。
なお、再結晶焼鈍後に板表面で測定した平均結晶粒径（ＪＩＳＨ０５０１に規定された切断法で圧延平行方向に測定）は、Ｎｏ．２９，３０とも１０μｍ未満であった。
【００３７】
Ｎｏ．２９，３０の銅合金条（製品板）を供試材として、機械的特性、導電率、曲げ限界幅、ランクフォード値（Ｒ値）、張出し加工性を下記要領で測定し、かつ評価した。
これらの結果を表３に示す。なお、表３にはＮｏ．２の結果を併せて記載している。
【００３８】
＜機械的特性＞
各供試材から、長手方向が圧延方向に平行及び垂直となるようにＪＩＳ５号試験片を採取し、ＪＩＳＺ２２４１の規定に基づいて引張試験を行い、圧延方向に平行方向（‖）及び垂直方向（⊥）の引張強さ、耐力（０．２％の永久伸びが生じたときの引張強さ）及び伸びを測定した。
＜導電率＞
導電率は、ＪＩＳＨ０５０５の規定に基づいて測定した（測定温度：２５℃）。
【００３９】
＜９０度曲げの曲げ限界幅＞
供試材から、長さ３０ｍｍ、幅１０〜１００ｍｍ（幅１０、１５、２０、２５・・・と５ｍｍおきに１００ｍｍ幅まで）の幅の異なる４角形の試験片（各幅ごとに３個）を作製した。試験片の長さ３０ｍｍの辺の方向が供試材の圧延方向に平行となるようにした。この試験片を用い、図１に示すＶ字ブロック１及び押し金具２を油圧プレスにセットし、曲げ半径Ｒと板厚ｔの比Ｒ／ｔを０．５とし、曲げ線（図１の紙面に垂直方向）の方向を試験片３の幅方向とし（Ｇｏｏｄ  Ｗａｙ曲げ）、９０度曲げを行った。Ｖ字ブロック１及び押し金具２の幅（図１の紙面に垂直方向の厚み）は１２０ｍｍとした。また、油圧プレスの荷重は、試験片の幅１０ｍｍあたり１０００ｋｇｆ（９８００Ｎ）とした。
曲げ試験後、試験片の曲げ部外側全長を１００倍の光学顕微鏡で観察し、３個の試験片の全てで１箇所も割れが観察されなかった場合を割れ無し、それ以外を割れ有りと判定した。割れ無しと判定された試験片の最大幅を、その供試材の曲げ限界幅とした。なお、曲げ限界幅が７０ｍｍ以上を合格と評価した。
【００４０】
＜密着曲げの曲げ限界幅＞
９０度曲げ試験と同様の方法で、供試材から、長さ３０ｍｍ、幅５〜５０ｍｍ（幅５、１０、１５、２０・・・と５ｍｍおきに５０ｍｍ幅まで）の幅の異なる４角形の試験片（各幅ごとに３個）を作製した。試験片の長さ３０ｍｍの辺の方向が圧延方向に平行となるようにした。この試験片を用い、曲げ半径Ｒと板厚ｔの比Ｒ／ｔを２．０とし、曲げ線の方向を試験片の幅方向とし（Ｇｏｏｄ  Ｗａｙ）、ＪＩＳＺ２２４８の規定に倣って、おおよそ１７０度まで曲げた後、密着曲げを行った。
曲げ試験後、曲げ部における割れの有無を１００倍の光学顕微鏡で観察し、３個の試験片の全てで１箇所も割れが観察されなかった場合を割れ無し、それ以外を割れ有りと判定した。割れ無しと判定された試験片の最大幅を、その供試材の曲げ限界幅とした。なお、曲げ限界幅が２０ｍｍ以上を合格と評価した。
【００４１】
＜ランクフォード値（Ｒ値）測定＞
各供試材から、圧延方向に平行、４５度及び直角方向に切り出した試験片からＪＩＳ−５号引張試験片を作製し、引張試験を実施した。Ｒ値は５％歪み時の値を用いて、下記式にて算出した。なお、Ｒ値が０．９以上を合格と評価した。
Ｒ＝０．２５×（Ｒ１＋２×Ｒ２＋Ｒ３）
Ｒ１：圧延平行方向の引張試験片を用いて測定した際の５％歪み時のＲ値
Ｒ２：圧延４５度方向の引張試験片を用いて測定した際の５％歪み時のＲ値
Ｒ３：圧延直角方向の引張試験片を用いて測定した際の５％歪み時のＲ値
【００４２】
＜張出し加工性評価＞
供試材から２５ｍｍ×２５ｍｍの正方形の試験片を切り出した。試験片の１組の対辺の方向が供試材の圧延方向に平行となるようにした。図２に示すように、略正四角形の穴４ａが開いたダイ４の上に、試験片の一辺と穴４ａの一辺が平行になるように試験片５を置き、正四角形の枠状のブランクホルダー６で試験片５を押さえて固定し、１辺の長さが１０ｍｍの略正四角形の断面のパンチ７を１ｍｍ／ｍｉｎの速度で下降させ、張り出し加工を実施した。ダイ４の上端の内側コーナー部半径が１．５ｍｍ、パンチ７の下端のコーナー部半径が０．８ｍｍである。パンチ６に掛かる強度（荷重）をオートグラフを用いて測定し、最大強度における変位を試験片５の張り出し高さとした。なお、張出し高さが０．８ｍｍ以上を合格と評価した。
【００４３】
【表２】
2017089003.tif 000004
【００４４】
【表３】
2017089003.tif 000005
【００４５】
表１，２に示すように、本発明に規定された合金組成を有し、熱間圧延のパススケジュールを好ましい条件に設定したＮｏ．１〜１７は、引張強さ、耐力、伸び、導電率、９０度曲げ及び密着曲げの曲げ限界幅、及びランクフォード値（Ｒ値）が本発明の規定を満たす。また、Ｎｏ．１〜１７は、大きい張り出し高さが得られている。
【００４６】
一方、本発明に規定された合金組成を有しないＮｏ．１９〜２３、及び熱間圧延のパススケジュールを好ましい条件に設定しなかったＮｏ．２９，３０は、引張強さ、耐力、伸び、導電率、９０度曲げ及び密着曲げの曲げ限界幅、及びランクフォード値（Ｒ値）のいずれか１以上が本発明の規定を満たさない。
なお、Ｎｏ．１８はＮｉ及びＳｉ含有量が過剰なため、Ｎｏ．２４はＣｏ及びＳｉ含有量が過剰なため、Ｎｏ．２５はＮｉとＣｏの合計含有量及びＳｉ含有量が過剰なため、Ｎｏ．２６はＰ含有量が過剰なため、いずれも熱間圧延時に割れが発生して、以後の工程が実施できなかった。
【００４７】
Ｎｏ．１９は、Ｎｉ及びＳｉ含有量が不足で、引張強さ及び耐力が低い。
Ｎｏ．２０は、Ｓｎ含有量が過剰で、導電率が低く、９０度曲げ及び密着曲げの曲げ限界幅が小さい。
Ｎｏ．２１は、Ｚｎ含有量が過剰で、導電率が低い。
Ｎｏ．２２，２３は、副成分の含有量が過剰で、導電率が低い。
Ｎｏ．２９，３０は、９０度曲げ及び密着曲げの曲げ限界幅が小さい。また、Ｒ値が低く、張り出し高さが小さい。
また、市販のステンレス鋼板であるＮｏ．２７は、導電率が低く、市販のアルミニウム合金板であるＮｏ．２８は、強度及び耐力が低く、Ｒ値が低い。
【実施例２】
【００４８】
次に、表１のＮｏ．２の銅合金条（製品板）を供試材とし、表面にＮｉめっき、Ｃｕめっき、Ｓｎめっき、及びＮｉ−Ｃｏ合金めっきの１種又は２種以上を、それぞれ所定の厚さで施した。いずれも電気めっきであり、各めっきのめっき浴組成及びめっき条件を表４に、各めっき層の厚さを表５に示す。
表５のＮｏ．３１〜３３，３６，３７，３９〜４２は、Ｎｉめっき又はＮｉ−Ｃｏめっきを行った後（又は行わずに）、Ｃｕめっき及びＳｎめっきを行い、次いでリフロー処理を施したもので、各めっき層の厚さはリフロー処理後のものである。リフロー処理は、４５０℃×１５秒で実施し、リフロー処理に続く冷却は水冷とした。これは、リフロー処理条件として通常のものである。Ｎｏ．３１〜３３，３６，３７，３９〜４２のＣｕ−Ｓｎ層は、リフロー処理により、ＣｕめっきのＣｕとＳｎめっきのＳｎが反応して形成されたものである。Ｃｕめっきはリフロー処理により消滅した。
表５のＮｏ．３８は、Ｎｉめっき、Ｃｕめっき及びＳｎめっきを行ったもので、時間経過によりＣｕめっきのＣｕとＳｎめっきのＳｎが反応してＣｕ−Ｓｎ合金層が形成され、Ｃｕめっきが消滅した。Ｓｎめっき層の厚さはＣｕめっき消滅後のものである。
【００４９】
【表４】
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【００５０】
【表５】
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【００５１】
各めっき層の厚さ測定は下記方法にて行った。
＜Ｓｎ層＞
まず、蛍光Ｘ線膜厚計（セイコー電子工業株式会社；型式ＳＦＴ３２００）を用いてＳｎ層合計厚さ（Ｃｕ−Ｓｎ合金層を含むＳｎ層合計厚さ）を測定する。続いて下記方法でＣｕ−Ｓｎ合金層の厚さを測定する。Ｓｎ層合計厚さからＣｕ−Ｓｎ合金層の厚さを引くことにより、Ｓｎ層厚さを求めた。
【００５２】
＜Ｃｕ−Ｓｎ合金層＞
ｐ−ニトロフェノール及び苛性ソーダを主成分とする剥離液に１０分間浸漬し、Ｓｎ層を剥離後、蛍光Ｘ線膜厚計を用いて、Ｃｕ−Ｓｎ合金層中のＳｎ量を測定する。Ｃｕ−Ｓｎ合金層の厚さはＳｎ換算厚さである。
＜Ｎｉ層及びＮｉ−Ｃｏ層＞
Ｎｉ層、Ｎｉ−Ｃｏ合金層の厚さは、蛍光Ｘ線膜厚計を用いて測定した。
【００５３】
＜Ｃｕ−Ｓｎ合金層露出率＞
めっき後の各供試材（Ｃｕ−Ｓｎ合金層が形成されたもの）の表面を、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察し、任意の３視野について得られた表面組成像（×２００）を二値化処理した。その後、画像解析により、前記３視野におけるＣｕ−Ｓｎ合金被覆層の材料表面露出率の平均値を測定した。
【００５４】
＜耐食性＞
めっき後の供試材の耐食性は、塩水噴霧試験にて評価した。５質量％のＮａＣｌを含む９９．０％脱イオン水（和光純薬工業株式会社製）を用い、試験条件は、試験温度：３５℃±１℃、噴霧液ＰＨ：６．５〜７．２、噴霧圧力：０．０９８±０．０１ＭＰａとし、７２時間噴霧後に水洗及び乾燥した。続いて実体顕微鏡にて試験片の表面を観察し、腐食（母材腐食とめっき表面の点状腐食）の有無を観察した。
【００５５】
＜めっき材の曲げ加工性評価＞
めっき後の各供試材から、長さ３０ｍｍ、幅２０ｍｍの４角形の試験片（各供試材ごとに３個）を作製した。試験片の長さ３０ｍｍの辺の方向が供試材（母材）の圧延方向に平行となるようにした。この試験片を用い、図１に示すＶ字ブロック１及び押し金具２を油圧プレスにセットし、曲げ半径Ｒと板厚ｔの比Ｒ／ｔを２．０とし、曲げ線の方向を母材の圧延方向に垂直方向に向け、９０度曲げを行った。油圧プレスの荷重は、試験片の幅１０ｍｍあたり１０００ｋｇｆ（９８００Ｎ）とした。
曲げ試験後、試験片の曲げ部外側全長を１００倍の光学顕微鏡で観察し、３個の試験片の全てで１箇所も割れが観察されなかった場合を割れ無し、１箇所でも割れが観察された場合を割れ有りと判定した。
【００５６】
表５に示すように、本発明に規定されためっき構成及び各めっき層厚さを有するＮｏ．３１〜４０は、塩水噴霧試験で母材腐食が観察されず、曲げ加工性試験で割れが発生しなかった。なお、Ｎｉ層又はＮｉ−Ｃｏ合金層からなる下地層が形成されていないＮｏ．３３、及びＳｎ層が残留せずＣｕ−Ｓｎ合金層が表面に露出したＮｏ．３７は、母材腐食は観察されなかったが、点状腐食（被覆層表面が点状に腐食する現象）が観察された。
【００５７】
一方、めっき層厚さが本発明の規定を外れるＮｏ．４１〜４３は、塩水噴霧試験で母材腐食が観察されたか、曲げ加工性試験でめっきに割れが発生した。
Ｎｏ．４１は、Ｓｎ層の厚さが薄く、かつＣｕ−Ｓｎ合金層とＳｎ層の合計厚さが不足し、母材腐食が発生した。
Ｎｏ．４２，４３は、Ｃｕ−Ｓｎ合金層又はＮｉ層の厚さが厚く、曲げ加工試験でめっきに割れが発生した。
【符号の説明】
【００５８】
１  Ｖ字ブロック
２  押し金具
３  試験片
４  ダイ
５  試験片
６  ブランクホルダー
７  パンチ
【図１】
2017089003.tif 000008
【図２】
2017089003.tif 000009