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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022100960
(43)【公開日】2022-07-06
(54)【発明の名称】アルミニウム合金圧延材の製造方法
(51)【国際特許分類】
B22D 27/20 20060101AFI20220629BHJP
C22C 1/02 20060101ALI20220629BHJP
C22C 21/02 20060101ALI20220629BHJP
B22D 21/04 20060101ALI20220629BHJP
C22F 1/00 20060101ALN20220629BHJP
C22F 1/043 20060101ALN20220629BHJP
B21B 3/00 20060101ALN20220629BHJP
【ＦＩ】
B22D27/20 B
C22C1/02 503J
C22C21/02
B22D21/04 A
C22F1/00 604
C22F1/00 623
C22F1/00 630A
C22F1/00 630J
C22F1/00 630K
C22F1/00 650E
C22F1/00 650F
C22F1/00 661Z
C22F1/00 681
C22F1/00 682
C22F1/00 683
C22F1/00 685Z
C22F1/00 686A
C22F1/00 691B
C22F1/00 691C
C22F1/00 694A
C22F1/00 694B
C22F1/043
B21B3/00 J
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020215267
(22)【出願日】2020-12-24
(71)【出願人】
【識別番号】521407924
【氏名又は名称】堺アルミ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100109911
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 義仁
(74)【代理人】
【識別番号】100071168
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 久義
(74)【代理人】
【識別番号】100099885
【弁理士】
【氏名又は名称】高田 健市
(72)【発明者】
【氏名】山ノ井 智明
(72)【発明者】
【氏名】久幸 晃二
(72)【発明者】
【氏名】吉田 勝起
(72)【発明者】
【氏名】角 和繁
(57)【要約】
【課題】低い熱膨張係数と高い熱伝導率を有するアルミニウム合金圧延材を製造する。
【解決手段】アルミニウム合金の化学組成が、Si:16～24質量％、Fe:2～6質量％、Cu:0.01～0.2質量％、Mn:0.01～0.2質量％、Mg:0.01～0.2質量％、Zn:0.002～0.1質量％、Ti:0.01～0.2質量％、Ni:0.8～2.8質量％、Ga:0.01～0.5質量％、Cr:0.001～0.1質量％、V:0.001～0.03質量％、B:0.0002～0.01質量％、Zr:0.0002～0.02質量％、P:0.005～0.06質量％を含有し、Naが0.003質量％以下、Caが0.003質量％以下、Srが0.003質量％以下、Inが0.004質量％以下に規制され、残部がＡｌと不可避不純物からなり、材料の溶解工程において、溶湯に、PをFe、Ni、B、Alのうちの１種以上を含む合金または化合物からなる微細化剤として添加して微細化処理を行う。
【選択図】 なし
【解決手段】アルミニウム合金の化学組成が、Si:16～24質量％、Fe:2～6質量％、Cu:0.01～0.2質量％、Mn:0.01～0.2質量％、Mg:0.01～0.2質量％、Zn:0.002～0.1質量％、Ti:0.01～0.2質量％、Ni:0.8～2.8質量％、Ga:0.01～0.5質量％、Cr:0.001～0.1質量％、V:0.001～0.03質量％、B:0.0002～0.01質量％、Zr:0.0002～0.02質量％、P:0.005～0.06質量％を含有し、Naが0.003質量％以下、Caが0.003質量％以下、Srが0.003質量％以下、Inが0.004質量％以下に規制され、残部がＡｌと不可避不純物からなり、材料の溶解工程において、溶湯に、PをFe、Ni、B、Alのうちの１種以上を含む合金または化合物からなる微細化剤として添加して微細化処理を行う。
【選択図】 なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
材料を溶解してアルミニウム合金鋳塊を鋳造し、この鋳塊を圧延するアルミニウム合金圧延材の製造方法において、
前記アルミニウム合金の化学組成が、Ｓｉ：１６～２４質量％、Ｆｅ：２～６質量％、Ｃｕ：０．０１～０．２質量％、Ｍｎ：０．０１～０．２質量％、Ｍｇ：０．０１～０．２質量％、Ｚｎ：０．００２～０．１質量％、Ｔｉ：０．０１～０．２質量％、Ｎｉ：０．８～２．８質量％、Ｇａ：０．０１～０．５質量％、Ｃｒ：０．００１～０．１質量％、Ｖ：０．００１～０．０３質量％、Ｂ：０．０００２～０．０１質量％、Ｚｒ：０．０００２～０．０２質量％、Ｐ：０．００５～０．０６質量％を含有し、Ｎａが０．００３質量％以下、Ｃａが０．００３質量％以下、Ｓｒが０．００３質量％以下、Ｉｎが０．００４質量％以下に規制され、残部がＡｌと不可避不純物からなり、
材料の溶解工程において、溶湯に、ＰをＦｅ、Ｎｉ、Ｂ、Ａｌのうちの１種以上を含む合金または化合物からなる微細化剤として添加して微細化処理を行うことを特徴とするアルミニウム合金圧延材の製造方法。
前記アルミニウム合金の化学組成が、Ｓｉ：１６～２４質量％、Ｆｅ：２～６質量％、Ｃｕ：０．０１～０．２質量％、Ｍｎ：０．０１～０．２質量％、Ｍｇ：０．０１～０．２質量％、Ｚｎ：０．００２～０．１質量％、Ｔｉ：０．０１～０．２質量％、Ｎｉ：０．８～２．８質量％、Ｇａ：０．０１～０．５質量％、Ｃｒ：０．００１～０．１質量％、Ｖ：０．００１～０．０３質量％、Ｂ：０．０００２～０．０１質量％、Ｚｒ：０．０００２～０．０２質量％、Ｐ：０．００５～０．０６質量％を含有し、Ｎａが０．００３質量％以下、Ｃａが０．００３質量％以下、Ｓｒが０．００３質量％以下、Ｉｎが０．００４質量％以下に規制され、残部がＡｌと不可避不純物からなり、
材料の溶解工程において、溶湯に、ＰをＦｅ、Ｎｉ、Ｂ、Ａｌのうちの１種以上を含む合金または化合物からなる微細化剤として添加して微細化処理を行うことを特徴とするアルミニウム合金圧延材の製造方法。
【請求項2】
前記アルミニウム合金の化学組成において、さらにＰｂ：０．０１～０．６質量％、Ｂｉ：０．０１～０．６質量％、Ｓｎ：０．０１～０．６質量％のうちの１種以上を含有し、
材料の溶解工程において、溶湯に、ＰをＦｅ、Ｎｉ、Ｂ、Ａｌ、Ｓｎのうちの１種以上を含む合金または化合物からなる微細化剤として添加して微細化処理を行う請求項１に記載のアルミニウム合金圧延材の製造方法。
材料の溶解工程において、溶湯に、ＰをＦｅ、Ｎｉ、Ｂ、Ａｌ、Ｓｎのうちの１種以上を含む合金または化合物からなる微細化剤として添加して微細化処理を行う請求項１に記載のアルミニウム合金圧延材の製造方法。
【請求項3】
前記微細化剤がＦｅとＰからなる合金または化合物である請求項１または２に記載のアルミニウム合金圧延材の製造方法。
【請求項4】
前記微細化剤がＮｉとＰからなる合金または化合物である請求項１または２に記載のアルミニウム合金圧延材の製造方法。
【請求項5】
前記微細化剤が、Ｎｉ、Ｂ、Ｐからなる合金または化合物、またはＡｌ、Ｂ、Ｐからなる合金または化合物である請求項１または２に記載のアルミニウム合金圧延材の製造方法。
【請求項6】
前記微細化剤が、ＳｎとＰからなる合金または化合物、またはＮｉ、Ｓｎ、Ｐからなる合金または化合物である請求項２に記載のアルミニウム合金圧延材の製造方法。
【請求項7】
前記微細化剤の溶湯への添加を溶湯温度８６０℃～９９０℃の温度で行い、前記微細化剤の添加から鋳造開始までの時間を４０分～１８０分とし、鋳造開始から鋳造終了までの溶湯の温度を８００℃以下とする請求項１～６のいずれか１項に記載のアルミニウム合金圧延材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、回路基板やパワーモジュール等の発熱体を搭載する金属ベース基板に好適に用いられるアルミニウム合金圧延材の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、自動車の電装化や各種電源回路の高能率化ニーズを受けた電子部品・電子回路の飛躍的発達に伴い、半導体素子、特に電力用半導体（パワーデバイス）や、各種照明器具、自動車のヘッドランプやリアランプ等の光源となる発光ダイオード（ＬＥＤ）を搭載する回路にメタルベースプリント基板が多用されるようになってきた。
【0003】
このような用途に用いられるメタルベースプリント基板は金属の上に絶縁層を重ね、さらにその上に回路を構成する導体である銅箔を貼り合わせるのが、標準的な構成となっている。
【0004】
特に近年、ＬＥＤ素子を搭載した照明用途のアルミニウムベースプリント基板は、ＬＥＤの発光による発熱を拡散させることで長寿命化を図ることができるため需要が高まっている。また、アルミニウムベースプリント基板は、照明用ＬＥＤ搭載基板以外でも電力用半導体素子の性能の安定化、基板温度低減によるその他の電子部品の熱によるダメージからの保護等のメリットが得られることが知られている。
【0005】
このベースとなる金属には銅またはアルミニウムが使われている。このうち軽量化を目的としてアルミ合金の検討が進んでいるが、アルミニウムベースとした場合、絶縁層を挟んで回路を構成する銅箔との熱膨張係数の差によって発生する基板の反りや冷熱サイクルによって発生する回路銅箔の断線や銅箔と素子を接合するハンダ部におけるクラック発生等が生じやすいという課題がある。特に近年の電子部品の高密度実装に伴う回路の精細化や高発熱部品の増加による極端な冷熱サイクル部位の存在により、上記課題の解決がより重要となってきている。
【0006】
このような用途に対し、ＪＩＳ１１００、１０５０、１０７０等の純アルミニウム合金は熱伝導性に優れるが、銅との熱膨張係数の差が大きく、かつ強度が低いことによる反りの発生の課題がある。一方、高強度材として知られるＪＩＳ５０５２等のＡｌ－Ｍｇ系合金（５０００系合金）は、強度は高いが回路を構成する銅箔との熱膨張係数の差が大きいため、前述するハンダ部のクラック発生の可能性の面で不利である。また、熱伝導率が純アルミニウムより低いため放熱特性に劣る。また、Ａｌ－Ｓｉ系合金（４０００系合金）を用いて銅箔との熱膨張係数の差を小さくする試みも検討されているが、熱膨張係数、熱伝導率の面では改善が見つめられるものの、まだ十分に満足させるものではなく、またプリント配線基板製造時のドリル加工性についても必ずしも満足させるレベルに至っていないのが現状である。
【0007】
このＡｌ－Ｓｉ系合金において、特にＳｉ含有量が約１３％を超える合金では、凝固時に初晶としてＳｉ結晶が晶出する（以下、初晶Ｓｉと表記する）。この初晶Ｓｉのサイズは鋳造時の冷却速度の影響を受けることが知られており、およそ１０℃／ｓｅｃ以下では粗大な角状結晶となる。この粗大な初晶Ｓｉは機械的性質や上記のドリル加工性に代表される被削性を著しく劣化させる。
【0008】
この課題に対し、初晶Ｓｉを微細化する方法としてＰフラックスあるいはＣｕ－Ｐの添加やＰとＣａの共存添加等の技術が開示されている。
【0009】
例えば、特許文献１には、Ｓｉを１６～２５％、Ｃｕを１．５～５．０％、Ｍｇを０．４～１．０％、Ｍｎを０．５％以下、Ｆｅを０．８％以下、Ｎｉを０．５～１．５％、Ｃｒを０．５～１．５％含有し、残部がＡｌからなる溶湯を、高温にてリンまたはリン化合物で微細化処理した後ダイカスト鋳造すること、微細化処理温度が液相線より約７０～１２０℃高い温度とすることを特徴とする耐摩耗性軽量ロッカーアームの製造方法が開示されている。
【0010】
特許文献２には、ロッド状のＣｕ－Ｐ合金を製造する方法として、Ｃｕ－Ｐ合金粉末とＡｌ粉末とを９０：１０～１０：９０の比率において機械的に均一混合し、Ａｌフープからなる外皮内に充填し少なくとも３００℃の温度で熱処理して焼結一体化することを特徴とする初晶Ｓｉ微細化材の製造方法が開示されている。
【0011】
特許文献３には、Ａｌ－Ｐ合金を有効成分とし、更にＰ含有量が１０～５０％である過共晶Ａｌ－Ｓｉ合金の初晶Ｓｉ微細化剤が開示されている。
【0012】
特許文献４には、Ｓｉを１３～２１％、Ｃａを６～１２０ｐｐｍおよびＰを４０～１３０ｐｐｍ含有し、Ｐ／Ｃａが重量比で０．６～６の範囲にあることを特徴とする加工性に優れた過共晶Ａｌ－Ｓｉ合金およびその製造方法が開示されている。
【0013】
特許文献５には、Ａｌ粉末とＰ粉末の混合物を、固相反応による合金化によって一体化して形成されることを特徴とする過共晶Ａｌ－Ｓｉ系合金用初晶Ｓｉ微細化剤、固相反応をボールミルで行うこと、形成されたＡｌ－Ｐ粉末を、約７００℃～７５０℃の過共晶Ａｌ－Ｓｉ合金に添加する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0014】
【特許文献1】特開昭６０－２０４８４３号公報
【特許文献2】特開昭６３－２４３２０８号公報
【特許文献3】特開平４－３５４８３８号公報
【特許文献4】特開平６－１５８２１０号公報
【特許文献5】特開平９－７８１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0015】
しかしながら、特許文献１ではＡｌ－Ｓｉ系合金を選択して初晶Ｓｉ粒子のサイズや分散度について検討しているものの、ダイカスト鋳造を目的とした合金についての検討であるため、ＣｕやＭｇと言った熱間加工性を阻害する元素の添加量が多く、板材を製造するための圧延加工について考慮されていない。また、ドリル・ルーター加工に対する被削性についても検討されていない。
【0016】
特許文献２は、従来から課題となっていたＣｕ－Ｐ合金微細化材の均一分散と歩留向上を目的としてＣｕ－Ｐ合金粉末とＡｌ粉末との混合粉末をロッド状にして添加することが検討されているが、そのためロッド製造工程が複雑となり製造コスト面で不利となっている。また、加工性、耐食性の面すらコントロールすべきＣｕを含む合金をロッドにて添加するため、組成制御面での制約が生じる。
【0017】
特許文献３は、従来から検討されてきたＣｕ－Ｐ合金や赤リンを含むフラックス、メタリン酸アルカリの添加に換えてＡｌ－Ｐ合金を添加することで初晶Ｓｉの微細化を実現しようとしたものであり、Ｃｕ含有合金の添加によるＡｌ－Ｓｉ合金のリサイクル性への制約や不純物としてのＮａやＣａの混入によるＰの微細化効果の阻害要因の排除を狙っているが、Ｐ歩留（Ｐ添加量に対するＰ含有量の割合）やアルミニウム溶湯との反応性、溶湯中の均一分散性についての課題は解決されていない。
【0018】
特許文献４は、これまでＰ添加処理による微細化効果を阻害し、初晶Ｓｉの微細化に有害であるとされていたＣａを一定のＰ／ＣａをパラメータとすることでＣａ－Ｐを有効な核として活用しようとしたものであるが、アルミニウム溶湯中に存在する有効な核となるＰならびにＣａ量を事前に把握した上で添加量を管理する必要が生じ、操業面でのコントロールが複雑となる。
【0019】
特許文献５には、特許文献３におけるＡｌ－Ｐ合金粉末の作製をボールミル等で行うメカニカルアロイングを活用することが開示されているが、微細化材の作製にコストが掛かるため製造コスト面で不利である。また、Ｐ歩留やアルミニウム溶湯との反応性、溶湯中の均一分散性についての課題は解決されていない。
【0020】
上記のように、Ａｌ－Ｓｉ合金を用いてアルミニウム基板の課題となっている銅箔との熱膨張差、放熱性、表面密着性、被削性を備えるアルミニウム合金板を得るために鋳塊の初晶Ｓｉを微細化することは従来技術では非常に困難である。
【課題を解決するための手段】
【0021】
本発明は、上述した技術背景に鑑み、低い熱膨張係数と高い熱伝導率を有するアルミニウム合金圧延材を得るための方法を提供することを目的とする。
【0022】
そして、本発明者らは鋭意研究の結果、アルミニウム合金圧延材の組成と製造工程を検討することで、回路を構成する銅箔との熱膨張係数の差によって発生する基板の反りや冷熱サイクルによって発生する回路銅箔の断線、銅箔と素子を接合するハンダ部におけるクラック発生の可能性を低減し、かつドリル・ルーター加工に対する被削性を確保しながら、放熱性に優れたアルミニウム合金圧延材が得られることを見出し、本発明に至った
即ち、本発明は下記［１］～［７］に記載の構成を有する。
即ち、本発明は下記［１］～［７］に記載の構成を有する。
【0023】
［１］材料を溶解してアルミニウム合金鋳塊を鋳造し、この鋳塊を圧延するアルミニウム合金圧延材の製造方法において、
前記アルミニウム合金の化学組成が、Ｓｉ：１６～２４質量％、Ｆｅ：２～６質量％、Ｃｕ：０．０１～０．２質量％、Ｍｎ：０．０１～０．２質量％、Ｍｇ：０．０１～０．２質量％、Ｚｎ：０．００２～０．１質量％、Ｔｉ：０．０１～０．２質量％、Ｎｉ：０．８～２．８質量％、Ｇａ：０．０１～０．５質量％、Ｃｒ：０．００１～０．１質量％、Ｖ：０．００１～０．０３質量％、Ｂ：０．０００２～０．０１質量％、Ｚｒ：０．０００２～０．０２質量％、Ｐ：０．００５～０．０６質量％を含有し、Ｎａが０．００３質量％以下、Ｃａが０．００３質量％以下、Ｓｒが０．００３質量％以下、Ｉｎが０．００４質量％以下に規制され、残部がＡｌと不可避不純物からなり、
材料の溶解工程において、溶湯に、ＰをＦｅ、Ｎｉ、Ｂ、Ａｌのうちの１種以上を含む合金または化合物からなる微細化剤として添加して微細化処理を行うことを特徴とするアルミニウム合金圧延材の製造方法。
前記アルミニウム合金の化学組成が、Ｓｉ：１６～２４質量％、Ｆｅ：２～６質量％、Ｃｕ：０．０１～０．２質量％、Ｍｎ：０．０１～０．２質量％、Ｍｇ：０．０１～０．２質量％、Ｚｎ：０．００２～０．１質量％、Ｔｉ：０．０１～０．２質量％、Ｎｉ：０．８～２．８質量％、Ｇａ：０．０１～０．５質量％、Ｃｒ：０．００１～０．１質量％、Ｖ：０．００１～０．０３質量％、Ｂ：０．０００２～０．０１質量％、Ｚｒ：０．０００２～０．０２質量％、Ｐ：０．００５～０．０６質量％を含有し、Ｎａが０．００３質量％以下、Ｃａが０．００３質量％以下、Ｓｒが０．００３質量％以下、Ｉｎが０．００４質量％以下に規制され、残部がＡｌと不可避不純物からなり、
材料の溶解工程において、溶湯に、ＰをＦｅ、Ｎｉ、Ｂ、Ａｌのうちの１種以上を含む合金または化合物からなる微細化剤として添加して微細化処理を行うことを特徴とするアルミニウム合金圧延材の製造方法。
【0024】
［２］前記アルミニウム合金の化学組成において、さらにＰｂ：０．０１～０．６質量％、Ｂｉ：０．０１～０．６質量％、Ｓｎ：０．０１～０．６質量％のうちの１種以上を含有し、
材料の溶解工程において、溶湯に、ＰをＦｅ、Ｎｉ、Ｂ、Ａｌ、Ｓｎのうちの１種以上を含む合金または化合物からなる微細化剤として添加して微細化処理を行う前項１に記載のアルミニウム合金圧延材の製造方法。
材料の溶解工程において、溶湯に、ＰをＦｅ、Ｎｉ、Ｂ、Ａｌ、Ｓｎのうちの１種以上を含む合金または化合物からなる微細化剤として添加して微細化処理を行う前項１に記載のアルミニウム合金圧延材の製造方法。
【0025】
［３］前記微細化剤がＦｅとＰからなる合金または化合物である前項１または２に記載のアルミニウム合金圧延材の製造方法。
【0026】
［４］前記微細化剤がＮｉとＰからなる合金または化合物である前項１または２に記載のアルミニウム合金圧延材の製造方法。
【0027】
［５］前記微細化剤が、Ｎｉ、Ｂ、Ｐからなる合金または化合物、またはＡｌ、Ｂ、Ｐからなる合金または化合物である前項１または２に記載のアルミニウム合金圧延材の製造方法。
【0028】
［６］前記微細化剤が、ＳｎとＰからなる合金または化合物、またはＮｉ、Ｓｎ、Ｐからなる合金または化合物である前項２に記載のアルミニウム合金圧延材の製造方法。
【0029】
［７］前記微細化剤の溶湯への添加を溶湯温度８６０℃～９９０℃の温度で行い、前記微細化剤の添加から鋳造開始までの時間を４０分～１８０分とし、鋳造開始から鋳造終了までの溶湯の温度を８００℃以下とする前項１～６のいずれか１項に記載のアルミニウム合金圧延材の製造方法。
【発明の効果】
【0030】
上記［１］に記載のアルミニウム合金圧延材製造方法によれば、合金の化学組成とＰによる微細化処理により初晶Ｓｉが微細化された鋳塊を鋳造し、低い熱膨張係数と高い熱伝導率を有するアルミニウム合金圧延材を製造することができる。
【0031】
上記［２］に記載のアルミニウム合金圧延材製造方法によれば、低い熱膨張係数と高い熱伝導率を有し、さらにドリル加工性が改善されたアルミニウム合金圧延材を製造することができる。
【0032】
上記［３］［４］［５］［６］に記載のアルミニウム合金圧延材製造方法によれば、Ｐによる初晶Ｓｉの微細化効果が特に大きい。
【0033】
上記［７］に記載のアルミニウム合金圧延材製造方法によれば、特に初晶Ｓｉの微細化効果が大きい。
【発明を実施するための形態】
【0034】
本発明のアルミニウム合金圧延材の製造方法は、合金の化学組成を規定するとともに、
圧延に供する鋳塊を鋳造する際の材料の溶解工程において微細化剤として添加するＰの添加方法を規定する。
［アルミニウム合金の化学組成］
アルミニウム合金は、必須元素として、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｇａ、Ｃｒ、Ｖ、Ｂ、Ｚｒ、Ｐを含有し、Ｎａ、Ｃａ、ＳｒおよびＩｎの含有量が規制されている。さらに、アルミニウム合金は、任意添加元素としてＰｂ、Ｂｉ、Ｓｎのいずれか１種以上を含有している。また、残部はＡｌおよび不可避不純物である。
（必須元素）
Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｇａの添加意義および含有量は以下のとおりである。
圧延に供する鋳塊を鋳造する際の材料の溶解工程において微細化剤として添加するＰの添加方法を規定する。
［アルミニウム合金の化学組成］
アルミニウム合金は、必須元素として、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｇａ、Ｃｒ、Ｖ、Ｂ、Ｚｒ、Ｐを含有し、Ｎａ、Ｃａ、ＳｒおよびＩｎの含有量が規制されている。さらに、アルミニウム合金は、任意添加元素としてＰｂ、Ｂｉ、Ｓｎのいずれか１種以上を含有している。また、残部はＡｌおよび不可避不純物である。
（必須元素）
Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｇａの添加意義および含有量は以下のとおりである。
【0035】
Ｓｉはアルミニウム合金圧延材の熱膨張係数を低くするために必要な元素である。Ｓｉ含有量が多くなるほど熱膨張係数は低くなる。本発明では、Ｓｉ含有量は１６質量％～２４質量％とする。Ｓｉ含有量が１６質量％未満では所期する低い熱膨張係数を得ることができない。一方、Ｓｉ含有量が２４質量％を超えると、さらに低い熱膨張係数が得られるものの、Ａｌ－１２．６質量％Ｓｉの共晶組成以上で溶解・鋳造時に晶出する初晶Ｓｉの発生量がさらに増加し、熱間圧延での圧延性が極めて低下するとともに、基板加工時のドリル・ルーター加工性に悪影響を及ぼす。さらにＳｉ含有量は１８質量％～２２質量％であることが好ましく、特に１９質量％～２１質量％以下であることが一層好ましい。
【0036】
Ｆｅはアルミニウム合金圧延材の熱膨張係数を低下させる元素であり、結晶粒の微細化効果が期待できて強度向上に有効であり、また耐熱性を向上させる効果もあるが、多量に含有すると加工性が低下し熱間圧延、冷間圧延が困難となる。従って、Ｆｅ含有量は２．２質量％～６．０質量％とする。さらに３．５質量％～５．５質量％であることが好ましく、特にに４．０質量％～５．０質量％以下であることが一層好ましい。
【0037】
Ｃｕはアルミニウム合金圧延材の強度向上に有効な元素であるが、多量に含有すると耐食性が低下する。また、多量に含有すると熱間圧延時の加工性が著しく低下すると共に製品加工時の熱伝導率が低下し放熱性に悪影響を及ぼす。従って、Ｃｕ含有量の範囲は０．０１～０．２質量％とする。さらに０．０５質量％～０．１５質量％であることが好ましく、特に０．０８質量％～０．１２質量％であることが一層好ましい。
【0038】
Ｍｎは再結晶粒の微細化のために一般的に添加される合金元素であるが、必要以上に添加すると熱伝導率の低下を招く。従って、Ｍｎの含有量は０．０１～０．２質量％とする。さらに０．０２質量％～０．１８質量％であることが好ましく、特に０．０３質量％～０．１５質量％であることが一層好ましい。
【0039】
Ｍｇはアルミニウムに固溶することで強度向上に寄与する元素である。しかしながら本発明では製品加工時の熱伝導率を低下させ放熱性に悪影響を及ぼす要因となる。従って、Ｍｇの含有量は０．０１～０．２質量％とする。さらに０．０２質量％～０．１８質量％であることが好ましく、特に０．０３質量％～０．１５質量％であることが一層好ましい。
【0040】
ＺｎはＭｇと共存させることで強度向上に有効あることが知られているが、含有量が多くなると合金材の耐食性を低下させ、またアルミニウムの熱膨張係数を大きくする元素である。従って、Ｚｎの含有量は０．００２～０．１質量％以下とする。さらに０．００８質量％～０．０８質量％が好ましく、特に０．０１質量％～０．０６質量％であることが一層好ましい。
【0041】
Ｔｉは、アルミニウム合金をスラブに鋳造する際に結晶粒を微細化する効果がある。しかしながら、多量に含有すると、サイズの大きい晶出物が多く生成するため、製品の加工性や熱伝導性が低下する。従って、Ｔｉ含有量は０．０１～０．２質量％以下とする。さらに０．０３質量％～０．１５質量％が好ましく、特に０．０６質量％～０．１２質量％であることが一層好ましい。
【0042】
Ｎｉはアルミニウム合金圧延材の熱膨張係数を低下させる元素であり、強度向上に有効であり、また耐熱性を向上させる効果もあるが、多量に含有すると加工性が著しく低下し熱間圧延、冷間圧延が困難となる。従って、Ｎｉ含有量は０．８～２．８質量％とする。さらに１．１質量％～２．５質量％であることが好ましく、特にに１．５質量％～２．１質量％であることが一層好ましい。
【0043】
Ｇａは結晶粒界や晶出物界面に偏析しやすい元素であり、硬質粒子を含む難削材のドリル・ルーター加工性の改善に有効な元素である。ただし、多量に含有すると熱間圧延、冷間圧延に表面割れを発生させ加工性を著しく低下させるとともに製品加工後の熱伝導率が低下し放熱性に悪影響を及ぼす。従って、Ｇａの含有量は０．０１～０．５質量％とする。さらに０．０５質量％～０．３質量％であることが好ましく、さらに０．０８質量％～０．２質量％であることが一層好ましい。
【0044】
Ｃｒ、Ｖ、Ｂ、Ｚｒは主として結晶粒の微細化に影響を及ぼす元素であり、機械的性質の改善に有効な元素である。各元素の添加意義または制御意義、および含有量は以下のとおりである。
【0045】
Ｃｒは強度向上ならびに結晶粒の微細化に有効な元素である。しかしながら多量に含有すると熱間圧延時の加工性が低下すると共に製品加工後の熱伝導率が著しく低下し放熱性に悪影響を及ぼす。従って、Ｃｒ含有量は０．００１～０．１質量％とする。さらに０．００２質量％～０．０８質量％であることが好ましく、特に０．００４質量％～０．０６質量％であることが一層好ましい。
【0046】
Ｖは強度向上ならびに結晶粒の微細化に有効な元素である。しかしながら多量に含有すると熱間圧延時の加工性が低下すると共に製品加工後の熱伝導率が著しく低下し放熱性に悪影響を及ぼす。従って、Ｖ含有量の範囲は０．００１～０．０３質量％とする。さらに０．００２質量％～０．０２質量％であることが好ましく、特に０．００４質量％～０．０１質量％であることが一層好ましい。
【0047】
Ｂは合金をスラブに鋳造する際に結晶粒を微細化する効果がある。しかしながら、多量に含有すると、硬質の晶出物が多く生成するため、製品の被削性を著しく低下させる。従って、Ｂ含有量は０．０００２～０．０１質量％以下とする。さらに０．００１質量％～０．００８質量％が好ましく、特に０．００２質量％～０．０１質量％であることが一層好ましい。
【0048】
Ｚｒは強度向上ならびに結晶粒の微細化に有効な元素である。しかしながら多量に含有すると熱間圧延時の加工性が低下すると共に製品加工後の熱伝導率が著しく低下し放熱性に悪影響を及ぼす。従って、Ｚｒ含有量の範囲は０．０００２～０．０３質量％とする。さらに０．００５質量％～０．０２質量％であることが好ましく、特に０．０１質量％～０．０１質量％であることが一層好ましい。
【0049】
アルミニウム合金は、Ｐを含有するとともに、Ｎａ、Ｃａ、Ｓｒの含有量が制御される。これらの元素は主として鋳造時にアルミニウム合金溶湯から晶出する第二相粒子に影響を及ぼす元素であり、ＰおよびＰとの共存下で制御される元素群である。各元素の添加意義または制御意義、および含有量は以下のとおりである。
【0050】
Ｐは初晶Ｓｉの微細化に顕著な効果が認められる元素である。これは、溶湯中に添加されたＰがＡｌＰ化合物となり、初晶Ｓｉの核となると考えられている。しかし、Ｎａ、Ｃａ、Ｓｒと共存するとその効果を著しく減じる。従って、本発明では初晶Ｓｉ粒子の微細化を優先させ、Ｐ含有量は０．００５～０．０６質量％とする。さらに、０．０１質量％～０．０５質量％が好ましく、特に０．０５質量％～０．０４質量％であることが一層好ましい。
【0051】
Ｎａは共晶Ｓｉ粒子の微細化に効果的な元素である。ただし、Ｐと共存するとその効果を著しく減じる。従って、本発明では初晶Ｓｉ粒子の微細化を優先させるため、Ｎａ含有量は０．００３質量％以下とする。さらに０．００２質量％以下が好ましく、特に０．００１質量％以下であることが一層好ましい。
【0052】
Ｃａは共晶Ｓｉ粒子の微細化に効果的な元素である。ただし、Ｐと共存するとその効果を著しく減じる。従って本発明では初晶Ｓｉ粒子の微細化を優先させるため、Ｃａ含有量は０．００３質量％以下とする。さらに０．００２質量％以下が好ましく、特に０．００１質量％以下であることが一層好ましい。
【0053】
Ｓｒは共晶Ｓｉ粒子の微細化に効果的な元素である。ただし、Ｐと共存するとその効果を著しく減じる。従って、本発明では初晶Ｓｉ粒子の微細化を優先させるため、Ｓｒ含有量は０．００３質量％以下とする。さらに０．００２質量％以下が好ましく、特に０．００１質量％以下であることが一層好ましい。
【0054】
Ｉｎは耐食性を著しく低下させるため少ないことが好ましい。不可避不純物としてのＩｎ含有量は０．００４質量％以下であることが好ましく、さらに０．００３質量％以下であることが好ましく、特に０．００２質量％以下であることが一層好ましい。
（任意添加元素）
アルミニウム合金は、要すればさらにＰｂ、Ｂｉ、Ｓｎの１種以上を含有する。
（任意添加元素）
アルミニウム合金は、要すればさらにＰｂ、Ｂｉ、Ｓｎの１種以上を含有する。
【0055】
Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｎはアルミニウム中の固溶限が極めて低く、結晶粒界や晶出物界面に偏析しやすく、また融点がＡｌに比べて低いこともあり、硬質粒子を含む難削材のドリル・ルーター加工性の改善に有効な元素である。前記効果はＰｂ、Ｂｉ、Ｓｎで共通であり、任意の１種以上の含有で達成される。勿論、２種または３種の含有させることもできる。ただし、多量に含有すると熱間圧延、冷間圧延に表面割れを発生させ加工性を低下させる。従って、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｓｎの含有量は０．０１～０．６質量％以下とする。さらに０．０５質量％～０．２質量％が好ましく、特に０．０３質量％～０．１５質量％であることが一層好ましい。
［アルミニウム合金鋳塊の鋳造］
上述したように、本発明のアルミニウム合金は１６質量％～２４質量％のＳｉを含有する。熱膨張係数を低下させる元素としてＳｉ以外にＦｅ、Ｎｉとの相互作用も考慮する必要がある。
［アルミニウム合金鋳塊の鋳造］
上述したように、本発明のアルミニウム合金は１６質量％～２４質量％のＳｉを含有する。熱膨張係数を低下させる元素としてＳｉ以外にＦｅ、Ｎｉとの相互作用も考慮する必要がある。
【0056】
本発明においては、所望の特性を得るべく狙いの組成に調整したアルミニウム合金溶湯に添加する微細化剤として、ＰとＦｅ、Ｎｉ、Ｂ、Ａｌ、Ｓｎの１種以上の元素との合金または化合物を用いる。さらに、微細化剤は添加後から鋳造までの間にＡｌ中に均一に溶け込ませる必要があり、この条件を満たす合金または化合物を用いる。
【0057】
本発明で用いる初晶Ｓｉの微細化剤として、ＦｅとＰｅからなる合金または化合物、ＮｉとＰからなる合金または化合物、Ｎｉ、Ｂ、Ｐからなる合金または化合物、Ａｌ、Ｂ、Ｐからなる合金化合物、ＳｎとＰからなる合金または化合物、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐからなる合金または化合物を用いることができる。これらの合金または化合物はＰによる初晶Ｓｉの微細化効果が特に大きい。上記の合金または化合物のうち、例えば、Ｓｎ－１０質量％Ｐの溶融開始温度は約５５０℃であり、Ｎｉ－１１質量％Ｐの共晶点温度は８７０℃であり、Ｆｅ－１０質量％Ｐの共晶点温度は１０４８℃である。また、ＰとＢはＡｌとの化合物を作る。これらの中には添加時には直ちに溶融しないものもあるが、少なくとも鋳造前までには溶解し、Ｐの消耗を抑えながらＡｌ中に均一に溶け込み、初晶Ｓｉの核を形成する。
【0058】
前記微細化剤は必ずしも１種類でなくてもよく、複数の微細化剤の混合物であっても良い。また、本発明は、上述したＰを含む微細化剤以外の微細化剤の併用を排除するものではない。例えば、Ｐを含まない微細化剤、例えばＡｌ－Ｔｉ－Ｂ合金等を併用することもできる。
【0059】
前記微細化剤はアルミニウム合金の化学組成の一部を構成するものであるから、微細化剤はアルミニウム合金の化学組成を逸脱しないように添加する必要がある。例えば、Ｓｎはアルミニウム合金に任意に添加される元素であるが、Ｓｎを含む微細化剤を用いると、必然的にＳｎを含有するアルミニウム合金となる。
【0060】
また、微細化剤添加時の溶湯温度と鋳造時の溶湯温度は別々に設定した方がアルミニウム合金鋳塊の組織制御には有効であり、初晶Ｓｉの微細化効果が大きい。これは、微細化処理の適温と鋳造の適温が異なるのでためである。具体的には、溶湯への微細化剤の添加を溶湯温度８６０℃～９９０℃で行い、微細化剤の添加から鋳造開始までの時間を４０分～１８０分とし、鋳造開始から鋳造終了までの溶湯の温度を８００℃以下でかつ液相線以上の温度域にて実施することが望ましい。微細化剤添加時の特に好ましい溶湯温度は８６０℃～９２０℃であり、微細化剤の添加から鋳造開始までの特に好ましい時間は５０分～１８０分であり、鋳造開始から鋳造終了までの特に好ましい溶湯温度は７９０℃以下である。
［アルミニウム合金鋳塊の圧延］
上述した工程で鋳造したアルミニウム合金鋳塊を圧延して圧延材を作製する。本発明は、鋳塊から最終製品である圧延材を作製する工程を限定するものではないが、低い熱膨張係数と高い熱伝導率を有するアルミニウム合金圧延材を得るために、下記の製造工程を推奨できる。
（均質化処理工程）
前記均質化処理はアルミニウム合金鋳塊中に固溶する元素濃度を均一にするために実施するが、処理温度が高すぎると共晶融解が生じるため、４６０℃～５５０℃で行うことが好ましく、特に４７０℃～５４０℃で行うことが好ましい。処理時間（保持時間）は１時間～２０時間が好ましく、特に２時間～１５時間が好ましい。
［アルミニウム合金鋳塊の圧延］
上述した工程で鋳造したアルミニウム合金鋳塊を圧延して圧延材を作製する。本発明は、鋳塊から最終製品である圧延材を作製する工程を限定するものではないが、低い熱膨張係数と高い熱伝導率を有するアルミニウム合金圧延材を得るために、下記の製造工程を推奨できる。
（均質化処理工程）
前記均質化処理はアルミニウム合金鋳塊中に固溶する元素濃度を均一にするために実施するが、処理温度が高すぎると共晶融解が生じるため、４６０℃～５５０℃で行うことが好ましく、特に４７０℃～５４０℃で行うことが好ましい。処理時間（保持時間）は１時間～２０時間が好ましく、特に２時間～１５時間が好ましい。
【0061】
一般に、アルミニウム合金鋳塊を圧延する場合は鋳塊の表面近傍の不純物層を除去するために面削を行う。上述した均質化処理は、面削前、面削後のどちらの時期に行ってもよい。
（予備加熱工程）
アルミニウム合金鋳塊は、圧延に供する前に予備加熱を行う。予備加熱はアルミニウム合金鋳塊を４７０℃～５４０℃で０．５時間～１０時間保持することにより行う。さらに好ましい条件は、４９０℃～５３０℃で１時間～８時間である。
（予備加熱工程）
アルミニウム合金鋳塊は、圧延に供する前に予備加熱を行う。予備加熱はアルミニウム合金鋳塊を４７０℃～５４０℃で０．５時間～１０時間保持することにより行う。さらに好ましい条件は、４９０℃～５３０℃で１時間～８時間である。
【0062】
なお、前記均質化処理の処理条件と予備加熱の処理条件は一部が重複しているので、重複する条件において１回の熱処理を行い、この熱処理で均質化処理と予備加熱の両方を兼ねることができる。
（熱間圧延工程）
予備加熱を施したアルミニウム合金鋳塊に、複数パスにより、圧下率９５％～９９．５％の熱間圧延を行う。
（熱間圧延工程）
予備加熱を施したアルミニウム合金鋳塊に、複数パスにより、圧下率９５％～９９．５％の熱間圧延を行う。
【0063】
熱間圧延は粗熱間圧延と仕上げ熱間圧延からなり、粗熱間圧延機を用い複数のパスからなる粗熱間圧延を行った後、粗熱間圧延機とは異なる仕上げ熱間圧延機を用いて仕上げ熱間圧延を行う。なお、本発明において、粗熱間圧延機での最終パスを熱間圧延の最終パスとする場合は、仕上げ熱間圧延を省略することができる。
【0064】
後述の冷間圧延をコイルで実施する場合には、仕上げ熱間圧延後のアルミニウム合金圧延材を巻き取り装置で巻き取って熱延コイルとすればよい。仕上げ熱間圧延を省略し、熱間粗圧延の最終パスを熱間圧延の最終パスとする場合は、熱間粗圧延の後、アルミニウム合金圧延材を巻き取り装置にて巻き取って熱延コイルとしてもよい。
【0065】
熱間粗圧延では、熱間粗圧延の各パスの目標板厚構成とクーラント量やロール回転速度、パス間の冷却等による温度コントロールにより、所定のシートクラウンを有し、かつ難加工材に比較的発生しやすい圧延端部割れ（以下、耳割れ）や圧延表面欠陥のないアルミニウム合金圧延材を得ることができる。
【0066】
上記粗熱間圧延のパス間の冷却は、アルミニウム合金圧延材を圧延しながら圧延後の部位に対し順次実施してもよいし、アルミニウム合金圧延材全体を圧延した後実施してもよい。冷却の方法は限定されないが、水冷であっても空冷であってもよいし、クーラントを利用してもよい。
【0067】
本発明において、粗熱間圧延の最終パス後に仕上げ圧延を行わない場合は、熱間圧延の最終パス直後のアルミニウム合金圧延材の表面温度を熱延上り温度とし、粗熱間圧延の最終パス後に仕上げ圧延を行う場合は、仕上げ圧延直前のアルミニウム合金圧延材の表面温度を熱延上り温度とする。
【0068】
前記熱延上り温度は２８０℃以上とすることが好ましい。熱延上り温度を２８０℃以上とすることにより、圧延時の温度低下による耳割れを抑制することができる。なお、後工程の冷間圧延をコイルで実施するために熱間圧延後にコイル巻き取りを実施する際、温度が低くなりすぎると巻き取り張力によっては板幅端部の耳割れが進展しやすくなる。従って、コイル状に巻き取る場合で仕上げ熱間圧延を行わない場合には、上記のように熱間粗圧延最終パス上りのアルミニウム合金板の表面温度は２８０℃以上が好ましいが、熱間粗圧延後に熱間仕上げ圧延を行う場合は、板幅端部の耳割れ防止のため熱間仕上げ圧延後のアルミニウム合金板の表面温度を２６０℃以上とすることが好ましい。
（冷間圧延工程）
熱間圧延終了後、所定の厚さのアルミニウム合金圧延材を得るまで、複数パスにより冷間圧延を行う。冷間圧延を実施することにより一般に加工硬化にて強度は向上する。熱間圧延終了後、前記熱処理により時効硬化させたアルミニウム合金圧延材に冷間圧延を実施すると加工硬化による強度向上効果が期待できる。冷間圧延の総圧下率は所定の強度を得るために３０％以上で実施されることが好ましい。冷間圧延によるアルミニウム合金圧延材の総圧延率はさらに４０％以上が好ましく、特に５０％以上が好ましい。総圧下率の上限は、加工硬化による伸びの低下を考慮し、９８．５％以下とする。
（冷間圧延工程）
熱間圧延終了後、所定の厚さのアルミニウム合金圧延材を得るまで、複数パスにより冷間圧延を行う。冷間圧延を実施することにより一般に加工硬化にて強度は向上する。熱間圧延終了後、前記熱処理により時効硬化させたアルミニウム合金圧延材に冷間圧延を実施すると加工硬化による強度向上効果が期待できる。冷間圧延の総圧下率は所定の強度を得るために３０％以上で実施されることが好ましい。冷間圧延によるアルミニウム合金圧延材の総圧延率はさらに４０％以上が好ましく、特に５０％以上が好ましい。総圧下率の上限は、加工硬化による伸びの低下を考慮し、９８．５％以下とする。
【0069】
前記冷間圧延工程のパス前またはパス間にて、板幅端部の耳割れ部位をトリミングし、さらに冷間圧延を進めることで板破断を防ぐ工程を含めても良い。
（冷間圧延工程中または冷間圧延工程後の熱処理）
前記冷間圧延工程中および／または冷間圧延工程後に圧延材に熱処理を行うことが好ましい。
（冷間圧延工程中または冷間圧延工程後の熱処理）
前記冷間圧延工程中および／または冷間圧延工程後に圧延材に熱処理を行うことが好ましい。
【0070】
冷間圧延工程中に行う熱処理、即ち中間熱処理は２６０℃～４００℃で０．５時間～１０時間の保持が好ましく、機械的性質、特に伸びを改善させるとともに導電率を向上させることができる。前記熱処理は、任意のパス前またはパス後に行い、複数のパスに対して行っても良い。熱処理の特に好ましい温度は２８０℃～３８０℃であり、３００℃～３７０℃がなお一層好ましい。また、特に好ましい熱処理時間は１時間～９時間であり、２時間～８時間がなお一層好ましい。
【0071】
冷間圧延後の熱処理、即ち最終熱処理は１５０℃～２４０℃で1時間～２０時間の保持が好ましい。前記冷間圧延によって圧延材に残留歪が残り板材に反りが発生する場合があるが、前記熱処理によって残留歪みを解消することができる。熱処理の特に好ましい温度は１６０℃～２２０℃であり、特に好ましい熱処理時間は５時間～２０時間である。また、この熱処理は、平板の上に圧延材を設置し、上部から重しを乗せた平板にて挟み込んで矯正（加圧焼鈍）することがさらに有効である。
【0072】
上述したアルミニウム合金圧延材の製造方法は、コイルで行ってもよく、単板で行ってもよい。また、冷間圧延工程より後の任意の工程でアルミニウム合金圧延材を切断し切断後の工程を単板で行ってもよいし、用途に応じスリットして条にしても良い。また、所期する圧延材の特性を損なわない限り、他の工程を追加してもよい。例えば、冷間圧延後のアルミニウム合金圧延材に必要に応じて洗浄を実施しても良い。
［アルミニウム合金圧延材の熱膨張係数および熱伝導率］
本発明の方法で作製したアルミニウム合金圧延材は、熱膨張係数αおよび熱伝導率λについて以下の特性を備えたものとなる。熱膨張係数αが１６×１０－６／Ｋ≦α≦１９×１０－６／Ｋであり、特に好ましい熱膨張係数αは１６．８×１０－６／Ｋ≦α≦１８．５×１０－６／Ｋである。熱伝導率λは２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、特に好ましい熱伝導率λは２０２Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。上記範囲の熱膨張係数と熱伝導率を有するアルミニウム合金圧延材は、該圧延材を配線基板に用いた際に銅箔との熱膨張係数の差によって発生する基板の反りや冷熱サイクルによって発生する銅箔と素子を接合するハンダ部におけるクラック等を抑止し、かつドリル・ルーター加工に対する被削性を確保しながら、優れた放熱性が得られる。
［アルミニウム合金圧延材の熱膨張係数および熱伝導率］
本発明の方法で作製したアルミニウム合金圧延材は、熱膨張係数αおよび熱伝導率λについて以下の特性を備えたものとなる。熱膨張係数αが１６×１０－６／Ｋ≦α≦１９×１０－６／Ｋであり、特に好ましい熱膨張係数αは１６．８×１０－６／Ｋ≦α≦１８．５×１０－６／Ｋである。熱伝導率λは２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、特に好ましい熱伝導率λは２０２Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。上記範囲の熱膨張係数と熱伝導率を有するアルミニウム合金圧延材は、該圧延材を配線基板に用いた際に銅箔との熱膨張係数の差によって発生する基板の反りや冷熱サイクルによって発生する銅箔と素子を接合するハンダ部におけるクラック等を抑止し、かつドリル・ルーター加工に対する被削性を確保しながら、優れた放熱性が得られる。
【実施例0073】
以下に、本発明を実施例により説明する。なお、本発明は、ここに記述する実施例に発明の範囲を限定するものではなく、本発明の趣旨に適合しうる範囲で適宜変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術範囲に含まれる。
【0074】
まず、所定のアルミニウム地金と母合金を調整し、表１の記号ａ～ｋの１１種類の化学組成のアルミニウム合金スラブを鋳造した。１１種類の化学組成のアルミニウム合金のうち、ａ～ｈは本発明の条件を満たし、ｉ～ｋは本発明の条件から外れている。
【0075】
鋳造に際しては、所定温度の溶湯に微細化剤を添加して攪拌する微細化処理を行い、その後所定の溶湯温度でスラブを鋳造した。表２にＰを含む微細化剤Ａ～Ｈを示し、表４に、表１の合金組成ａ～ｋと表２の微細化剤の組み合わせを示し、さらに微細化処理における微細化剤添加時の溶湯温度および処理時間、鋳造時の溶湯温度を示す。なお、表２のＨはＰを含む微細化剤による微細化処理を行わないことを示す。
【0076】
鋳造したアルミニウム合金スラブの全面に面削を施し、厚さ４００ｍｍ×幅７５０ｍｍ×長さ１５００ｍｍとした。
【0077】
次に、面削した１１種類のアルミニウム合金スラブに対して表３に示す８種類の条件１）～８）のいずれかを組み合わせて圧延材を作製した。ａ～ｋのアルミニウム合金と製造条件１）～８）の組み合わせは表４に示すとおりである。即ち、加熱炉中で表３記載の均質化処理を実施した後、同じ炉中で温度を降下させ、表３記載の熱間圧延前加熱温度に到達後に保持し（予備加熱）、表３記載の条件にて熱間圧延を実施し、表３記載の熱延上り温度、板厚の熱間圧延板を得た。仕上げ熱間圧延後の合金板に表３記載の中間熱処理、冷間圧延、最終熱処理を施し、所定の板厚（板厚：１．５ｍｍ）のアルミニウム合金圧延板を得た。
【0078】
作製したスラブの鋳塊組織、圧延性、圧延材について下記の項目の評価を行った。評価結果を表４に示す。
［スラブの鋳塊組織］
スラブを厚さ方向に薄くスライスし、その中央部から切り出した試験片のスライス面にエメリー研磨、バフ研磨を施した後、エッチング液等を用いることなく、光学顕微鏡にてそのまま観察し、被削性に悪影響を及ぼす初晶Ｓｉの平均サイズを計測した。測定は任意に抽出した５０点の平均粒径（円相当径）を計測し、５０μm以下のものを「○」、５０μｍを越えるものを「×」とした。各項目の評価結果を表４に示す。
［圧延性（耳割れ）］
熱間圧延後にコイル巻き取りをする際、板幅両端部の耳割れの端面からの長さを圧延板上面より記録し、板幅端部に発生したクラックの最大値が８ｍｍ以下のものを「○」、８ｍｍを超え１５ｍｍ以下のものを「△」、１５ｍｍを超えるものを「×」とした。
［圧延材の引張強さおよび伸び］
引張強さ（σＢ）および伸び（δ）は、ＪＩＳ Ｚ ２２０１に定めるＪＩＳ５号試験片にて、圧延方向に対し平行方向に採取した試料について常温、常法により測定した。
引張強さは１５０ＭＰａ以上のものを「○」、１５０ＭＰａ未満のものを「×」、伸びは１０％以上のものを「○」、１０％未満のものを「×」、とした。
［熱伝導率］
アルミニウム合金圧延材の熱伝導率はレーザーフラッシュ法で測定した。測定条件は以下の通りである。
・測定方法：レーザーフラッシュ法（パルスレーザー）
・測定温度：２５℃
・試料形状：１．５×１０ｍｍφ
・雰囲気：真空中
熱伝導率は、２００Ｗ／ｍＫ以上のものを「○」、２００Ｗ／ｍＫ未満のものを「×」とした。
［熱膨張係数］
アルミニウム合金圧延材の線膨張係数は熱機械分析（ＴＭＡ）法で測定した。測定条件は以下の通りであり、
・測定方法：ＴＭＡ法（示差膨張方式）
・測定温度パターン：２０～１００℃（基準温度２０℃、昇温速度：５℃／ｍｉｎ）
・試料形状：１．５×３×１８ｍｍ
・雰囲気：Ｈｅガス中
・参照試料：石英
２０～１００℃（２０℃間隔）の線膨張量（ΔＬ）、２０℃との温度変化（ΔＴ）、室温時の長さ（Ｌ０）から各温度における線膨張率を求め（ΔＬ／Ｌ０）それらを平均して熱膨張係数とした。熱膨張係数が１９×１０－６／Ｋ以下のものを「○」、１９×１０－６／Ｋを超えるものを「×」とした。
［スラブの鋳塊組織］
スラブを厚さ方向に薄くスライスし、その中央部から切り出した試験片のスライス面にエメリー研磨、バフ研磨を施した後、エッチング液等を用いることなく、光学顕微鏡にてそのまま観察し、被削性に悪影響を及ぼす初晶Ｓｉの平均サイズを計測した。測定は任意に抽出した５０点の平均粒径（円相当径）を計測し、５０μm以下のものを「○」、５０μｍを越えるものを「×」とした。各項目の評価結果を表４に示す。
［圧延性（耳割れ）］
熱間圧延後にコイル巻き取りをする際、板幅両端部の耳割れの端面からの長さを圧延板上面より記録し、板幅端部に発生したクラックの最大値が８ｍｍ以下のものを「○」、８ｍｍを超え１５ｍｍ以下のものを「△」、１５ｍｍを超えるものを「×」とした。
［圧延材の引張強さおよび伸び］
引張強さ（σＢ）および伸び（δ）は、ＪＩＳ Ｚ ２２０１に定めるＪＩＳ５号試験片にて、圧延方向に対し平行方向に採取した試料について常温、常法により測定した。
引張強さは１５０ＭＰａ以上のものを「○」、１５０ＭＰａ未満のものを「×」、伸びは１０％以上のものを「○」、１０％未満のものを「×」、とした。
［熱伝導率］
アルミニウム合金圧延材の熱伝導率はレーザーフラッシュ法で測定した。測定条件は以下の通りである。
・測定方法：レーザーフラッシュ法（パルスレーザー）
・測定温度：２５℃
・試料形状：１．５×１０ｍｍφ
・雰囲気：真空中
熱伝導率は、２００Ｗ／ｍＫ以上のものを「○」、２００Ｗ／ｍＫ未満のものを「×」とした。
［熱膨張係数］
アルミニウム合金圧延材の線膨張係数は熱機械分析（ＴＭＡ）法で測定した。測定条件は以下の通りであり、
・測定方法：ＴＭＡ法（示差膨張方式）
・測定温度パターン：２０～１００℃（基準温度２０℃、昇温速度：５℃／ｍｉｎ）
・試料形状：１．５×３×１８ｍｍ
・雰囲気：Ｈｅガス中
・参照試料：石英
２０～１００℃（２０℃間隔）の線膨張量（ΔＬ）、２０℃との温度変化（ΔＴ）、室温時の長さ（Ｌ０）から各温度における線膨張率を求め（ΔＬ／Ｌ０）それらを平均して熱膨張係数とした。熱膨張係数が１９×１０－６／Ｋ以下のものを「○」、１９×１０－６／Ｋを超えるものを「×」とした。
【0079】
さらに、前記アルミニウム圧延材を用いてプリント配線基板を作製し、反り率、穴位置精度、ドリル折損性を評価した。各項目の評価結果を表４に示す。
［反り率］
反り率の評価は、ＪＩＳ Ｃ ６４８１プリント配線板用銅張積層板試験方法の５．２２ 反り率及びねじれ率（静置法）に定める方法に従って実施した。
［反り率］
反り率の評価は、ＪＩＳ Ｃ ６４８１プリント配線板用銅張積層板試験方法の５．２２ 反り率及びねじれ率（静置法）に定める方法に従って実施した。
【0080】
供試材は、・アルミニウム合金圧延材（基材）：１．５ｍｍ厚／絶縁層：１００μｍ／銅箔：７０μｍ全面貼り付けの積層材を１００×２００ｍｍに裁断したものである。前記供試材の基材側の実体温度で２２０℃×１２０ｓｅｃ加熱保持後にファン空冷し、常温における長辺側の最大高さｈ１を計測して加熱前に予め測定した最大高さｈ０との差異：Ｈ＝ｈ１－ｈ０を長辺長さ：２００ｍｍで除した値を反り率：Ｗ＝Ｈ／２００×１００（％）とし、Ｗが１．０％以下のものを「○」、１．０％を超えるものを「×」とした。
［穴位置精度］
ドリル加工条件は以下の通りとした。
・ドリルビット：φ０．２５ｍｍ 超硬ドリル
・回転数：１２５，０００ｒｐｍ
・送り速度：２．５ｍ／ｍｉｎ
・ドリルビット数：１０００ヒット（ｎ＝２）
反り率の評価で作製した供試材を３枚重ねとし、１０００ヒット（穴あけ加工）後、最下部の基板穴中心部からの誤差間隔を測定し、最大値が５０μｍ以下であるものを「○」、５０μｍを超え８０μｍ以下のものを「△」、８０μｍを超えるものを「×」とした。
［穴位置精度］
ドリル加工条件は以下の通りとした。
・ドリルビット：φ０．２５ｍｍ 超硬ドリル
・回転数：１２５，０００ｒｐｍ
・送り速度：２．５ｍ／ｍｉｎ
・ドリルビット数：１０００ヒット（ｎ＝２）
反り率の評価で作製した供試材を３枚重ねとし、１０００ヒット（穴あけ加工）後、最下部の基板穴中心部からの誤差間隔を測定し、最大値が５０μｍ以下であるものを「○」、５０μｍを超え８０μｍ以下のものを「△」、８０μｍを超えるものを「×」とした。
【0081】
なお、１０００ヒットまでにドリルが折損した供試材については、その時点までのデータで穴位置精度を評価した。
［ドリル折損性］
ドリル折損性の評価は、上記条件でドリル加工試験を実施した際のドリル折損の有無について行い、ｎ＝２の試験中に１０００ヒットまで折れなかったものを「○」、いずれか１回でも折れたものを「×」とした。
［ドリル折損性］
ドリル折損性の評価は、上記条件でドリル加工試験を実施した際のドリル折損の有無について行い、ｎ＝２の試験中に１０００ヒットまで折れなかったものを「○」、いずれか１回でも折れたものを「×」とした。
【0082】
【表1】
【0083】
【表2】
【0084】
【表3】
【0085】
【表4】
【0086】
表４より、本発明の方法により、低い熱膨張係数と高い熱伝導率を有するアルミニウム合金圧延材を製造できることを確認した。
【産業上の利用可能性】
【0087】
本発明で作製されたアルミニウム合金圧延材は、回路基板やパワーモジュール等の発熱体を搭載する金属ベース基板に好適に用いられる。