ホーム > 特許ランキング > 三菱マテリアル株式会社
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-10-14
(45)【発行日】2025-10-22
(54)【発明の名称】銅板、および、絶縁基板
(51)【国際特許分類】
C22C 9/00 20060101AFI20251015BHJP
H01B 1/02 20060101ALI20251015BHJP
C22F 1/00 20060101ALN20251015BHJP
C22F 1/08 20060101ALN20251015BHJP
【ＦＩ】
C22C9/00
H01B1/02 A
C22F1/00 613
C22F1/00 623
C22F1/00 624
C22F1/00 625
C22F1/00 661A
C22F1/00 661Z
C22F1/00 681
C22F1/00 682
C22F1/00 683
C22F1/00 685Z
C22F1/00 691B
C22F1/00 691C
C22F1/00 691Z
C22F1/00 692A
C22F1/00 694A
C22F1/00 694B
C22F1/08 B
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2024192645
(22)【出願日】2024-11-01
【審査請求日】2025-04-23
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000006264
【氏名又は名称】三菱マテリアル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100175802
【弁理士】
【氏名又は名称】寺本 光生
(74)【代理人】
【識別番号】100142424
【弁理士】
【氏名又は名称】細川 文広
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(72)【発明者】
【氏名】西村 透
(72)【発明者】
【氏名】牧 一誠
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 優樹
【審査官】河野 一夫
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０２４／０２４９０９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０２２／０８５７２３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０２０／１６２４４５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１８－２０４１０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０９２０１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０１７２９９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ２２Ｃ ９／００
Ｈ０１Ｂ １／０２
Ｃ２２Ｆ １／００
Ｃ２２Ｆ １／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
Ｃｕの含有量が９９．９ｍａｓｓ％以上９９．９９９ｍａｓｓ％以下の範囲内とされ、Ａｌ，Ｂｅ，Ｃｄ，Ｍｇ，Ｐｂ，Ｎｉ，Ｐ，Ｓｎ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｓｂから選択される１種又は２種以上のＡ群元素を合計で２ｍａｓｓｐｐｍ以上２０ｍａｓｓｐｐｍ以下の範囲内で含有し、
導電率が９５％ＩＡＣＳ以上であり、
板厚方向に直交する面において、結晶方位＜１１０＞，＜３１１＞，＜３３１＞，＜２１０＞，＜３２１＞，＜２１１＞の面積割合を、それぞれＳ（１１０），Ｓ（３１１），Ｓ（３３１），Ｓ（２１０），Ｓ（３２１），Ｓ（２１１）として、以下の（１）式を満たすことを特徴とする銅板。
（１）式：Ｓ（１１０）＋Ｓ（３１１）＋Ｓ（３３１）＋Ｓ（２１０）＋Ｓ（２１１）＞Ｓ（３２１）
【請求項2】
板厚方向に直交する面において、結晶方位＜１１０＞，＜３１１＞，＜３３１＞，＜２１０＞，＜３２１＞，＜２１１＞の面積割合を、それぞれＳ（１１０），Ｓ（３１１），Ｓ（３３１），Ｓ（２１０），Ｓ（３２１），Ｓ（２１１）として、以下の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の銅板。Ｓ（１１０）＜０．２
Ｓ（３１１）＜０．３
Ｓ（３３１）＜０．２
Ｓ（２１０）＜０．３
Ｓ（３２１）＞０．１
Ｓ（２１１）＜０．３
【請求項3】
板厚方向に直交する面において、平均結晶粒径Ｄａｖｅとして、結晶粒径が２×Ｄａｖｅ以上の結晶粒の面積割合が１０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の銅板。
【請求項4】
Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａから選択される１種又は２種以上のＢ群元素を合計で１０ｍａｓｓｐｐｍ以上２００ｍａｓｓｐｐｍ以下の範囲内で含有することを特徴とする請求項１に記載の銅板。
【請求項5】
セラミックス基板と、このセラミックス基板の少なくとも一方の面に接合された銅板と、を備えた絶縁基板であって、前記銅板は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の銅板で構成されていることを特徴とする絶縁基板。
【請求項6】
前記セラミックス基板が、窒化ケイ素、アルミナ、窒化アルミニウムのいずれかであることを特徴とする請求項５に記載の絶縁基板。
【請求項7】
前記銅板の前記セラミックス基板とは反対側の面にめっき層が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の絶縁基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ヒートシンクや厚銅回路等の電気・電子部品に適した銅板であって、特にパワー半導体などが用いられる絶縁基板に用いられる銅板、および、この銅板を用いた絶縁基板に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、ヒートシンクや厚銅回路等の電気・電子部品には、導電性の高い銅材料が用いられている。
最近では、電気・電子機器用部品に用いられる電流量の増大にともない、抵抗発熱が問題となっている。
半導体装置等の電子デバイスにおいては、例えば、セラミックス基板に銅材料を接合し、上述のヒートシンクや厚銅回路を構成した絶縁基板等が用いられている。
最近では、電気・電子機器用部品に用いられる電流量の増大にともない、抵抗発熱が問題となっている。
半導体装置等の電子デバイスにおいては、例えば、セラミックス基板に銅材料を接合し、上述のヒートシンクや厚銅回路を構成した絶縁基板等が用いられている。
【0003】
セラミックス基板と銅材料を接合する際には、高温雰囲気中で加圧処理を行うため、銅材料の結晶粒径の粗大化や不均一な成長によって、接合不良や外観不良、検査工程での不具合を起こすことがある。
この問題点を解決するために、銅材料には、熱処理後においても、結晶粒径の変化が少なく、かつその大きさが均一であることが求められている。
この問題点を解決するために、銅材料には、熱処理後においても、結晶粒径の変化が少なく、かつその大きさが均一であることが求められている。
【0004】
そこで、例えば特許文献１，２には、銅材料において結晶成長を抑制する技術が提案されている。
この特許文献１においては、Ｓを０．０００６～０．００１５ｗｔ％含有することにより、再結晶温度以上で熱処理しても、一定の大きさの結晶粒に調整可能であると記載されている。
また、特許文献２においては、Ｃａを含有するとともに、Ｃａの含有量とＯ，Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅの合計含有量との比を規定することにより、８００℃で熱処理しても結晶粒の粗大化を抑制可能とされている。
この特許文献１においては、Ｓを０．０００６～０．００１５ｗｔ％含有することにより、再結晶温度以上で熱処理しても、一定の大きさの結晶粒に調整可能であると記載されている。
また、特許文献２においては、Ｃａを含有するとともに、Ｃａの含有量とＯ，Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅの合計含有量との比を規定することにより、８００℃で熱処理しても結晶粒の粗大化を抑制可能とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開平０６－００２０５８号公報
【文献】国際公開第２０２０／２０３０７１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、特許文献１，２においては、組成を規定することによって結晶粒の粗大化を抑制する構成とされているが、銅母相に溶け込んでいる不純物量（銅の純度）の変動によって、特性が大きく変化することになり、銅材料を安定して生産することができず、生産性が大きく低下してしまうおそれがあった。
【0007】
この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、銅母相に溶け込んでいる不純物量（銅の純度）が変動した場合であっても、セラミックス基板と銅板を接合する際の結晶粒の粗大化抑制効果を安定して発揮することができるとともに特性が安定した銅板、この銅板を用いた絶縁基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】
【0008】
この課題を解決するために、本発明者らが鋭意検討した結果、銅材料の組織、および、微量元素の含有量をコントロールすることにより、銅母相に溶け込んでいる不純物量（銅の純度）が変動した場合であっても、セラミックス基板と銅材料を接合する際の結晶粒の粗大化抑制効果を安定して発揮することができるとともに、特性が安定した銅材料を提供可能となるとの知見を得た。
【0009】
本発明は、上述の知見に基づいてなされたものであって、本発明の態様１の銅板は、Ｃｕの含有量が９９．９ｍａｓｓ％以上９９．９９９ｍａｓｓ％以下の範囲内とされ、Ａｌ，Ｂｅ，Ｃｄ，Ｍｇ，Ｐｂ，Ｎｉ，Ｐ，Ｓｎ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｓｂから選択される１種又は２種以上のＡ群元素を合計で２ｍａｓｓｐｐｍ以上２０ｍａｓｓｐｐｍ以下の範囲内で含有し、導電率が９５％ＩＡＣＳ以上であり、板厚方向に直交する面において、結晶方位＜１１０＞，＜３１１＞，＜３３１＞，＜２１０＞，＜３２１＞，＜２１１＞の面積割合を、それぞれＳ（１１０），Ｓ（３１１），Ｓ（３３１），Ｓ（２１０），Ｓ（３２１），Ｓ（２１１）として、以下の（１）式を満たすことを特徴としている。
（１）式：Ｓ（１１０）＋Ｓ（３１１）＋Ｓ（３３１）＋Ｓ（２１０）＋Ｓ（２１１）＞Ｓ（３２１）
（１）式：Ｓ（１１０）＋Ｓ（３１１）＋Ｓ（３３１）＋Ｓ（２１０）＋Ｓ（２１１）＞Ｓ（３２１）
【0010】
本発明の態様１の銅板によれば、Ｃｕの含有量が９９．９ｍａｓｓ％以上９９．９９９ｍａｓｓ％以下の範囲内とされ、導電率が９５％ＩＡＣＳ以上とされているので、導電性及び放熱性に特に優れており、大電流用途の電子・電気機器用部品の素材として特に適している。
そして、Ａｌ，Ｂｅ，Ｃｄ，Ｍｇ，Ｐｂ，Ｎｉ，Ｐ，Ｓｎ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｓｂから選択される１種又は２種以上のＡ群元素を合計で２ｍａｓｓｐｐｍ以上２０ｍａｓｓｐｐｍ以下の範囲内で含有しており、板厚方向に直交する面における各結晶方位の面積割合が上述の（１）式を満たしているので、結晶粒界の移動を安定して抑制することができ、銅母相に溶け込んでいる不純物量（銅の純度）が変動した場合であっても、セラミックス基板と銅板を接合する際の結晶粒の粗大化抑制効果を安定して発揮することができるとともに、各種特性が安定する。
そして、Ａｌ，Ｂｅ，Ｃｄ，Ｍｇ，Ｐｂ，Ｎｉ，Ｐ，Ｓｎ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｓｂから選択される１種又は２種以上のＡ群元素を合計で２ｍａｓｓｐｐｍ以上２０ｍａｓｓｐｐｍ以下の範囲内で含有しており、板厚方向に直交する面における各結晶方位の面積割合が上述の（１）式を満たしているので、結晶粒界の移動を安定して抑制することができ、銅母相に溶け込んでいる不純物量（銅の純度）が変動した場合であっても、セラミックス基板と銅板を接合する際の結晶粒の粗大化抑制効果を安定して発揮することができるとともに、各種特性が安定する。
【0011】
本発明の態様２の銅板は、態様１の銅板において、板厚方向に直交する面において、結晶方位＜１１０＞，＜３１１＞，＜３３１＞，＜２１０＞，＜３２１＞，＜２１１＞の面積割合を、それぞれＳ（１１０），Ｓ（３１１），Ｓ（３３１），Ｓ（２１０），Ｓ（３２１），Ｓ（２１１）として、以下の関係を満たすことを特徴としている。
Ｓ（１１０）＜０．２
Ｓ（３１１）＜０．３
Ｓ（３３１）＜０．２
Ｓ（２１０）＜０．３
Ｓ（３２１）＞０．１
Ｓ（２１１）＜０．３
本発明の態様２の銅板によれば、板厚方向に直交する面における各結晶方位の面積割合が上述の関係を有しているので、結晶粒界の移動をさらに安定して抑制することができ、銅母相に溶け込んでいる不純物量（銅の純度）が変動した場合であっても、セラミックス基板と銅板を接合する際の結晶粒の粗大化抑制効果をさらに安定して発揮することができるとともに、各種特性が安定する。
Ｓ（１１０）＜０．２
Ｓ（３１１）＜０．３
Ｓ（３３１）＜０．２
Ｓ（２１０）＜０．３
Ｓ（３２１）＞０．１
Ｓ（２１１）＜０．３
本発明の態様２の銅板によれば、板厚方向に直交する面における各結晶方位の面積割合が上述の関係を有しているので、結晶粒界の移動をさらに安定して抑制することができ、銅母相に溶け込んでいる不純物量（銅の純度）が変動した場合であっても、セラミックス基板と銅板を接合する際の結晶粒の粗大化抑制効果をさらに安定して発揮することができるとともに、各種特性が安定する。
【0012】
本発明の態様３の銅板は、態様１または態様２の銅板において板厚方向に直交する面において、平均結晶粒径Ｄａｖｅとして、結晶粒径が２×Ｄａｖｅ以上の結晶粒の面積割合が１０％以下であることを特徴としている。
本発明の態様３の銅板によれば、平均結晶粒径Ｄａｖｅとして、結晶粒径が２×Ｄａｖｅ以上の結晶粒の面積割合が１０％以下とされているので、粗大な結晶粒が多く存在しておらず、均一な結晶組織となり、特性に優れている。
本発明の態様３の銅板によれば、平均結晶粒径Ｄａｖｅとして、結晶粒径が２×Ｄａｖｅ以上の結晶粒の面積割合が１０％以下とされているので、粗大な結晶粒が多く存在しておらず、均一な結晶組織となり、特性に優れている。
【0013】
本発明の態様４の銅板は、態様１から態様３のいずれかひとつの銅板において、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａから選択される１種又は２種以上のＢ群元素を合計で１０ｍａｓｓｐｐｍ以上２００ｍａｓｓｐｐｍ以下の範囲内で含有することを特徴としている。
本発明の態様４の銅板によれば、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａから選択される１種又は２種以上のＢ群元素を合計で１０ｍａｓｓｐｐｍ以上２００ｍａｓｓｐｐｍ以下の範囲内で含有しているので、前記Ｂ群元素の少なくとも一種以上とＣｕとを含む化合物が形成され、この化合物のピン止め効果によって、熱処理時における結晶粒成長をさらに確実に抑制することが可能となる。
本発明の態様４の銅板によれば、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａから選択される１種又は２種以上のＢ群元素を合計で１０ｍａｓｓｐｐｍ以上２００ｍａｓｓｐｐｍ以下の範囲内で含有しているので、前記Ｂ群元素の少なくとも一種以上とＣｕとを含む化合物が形成され、この化合物のピン止め効果によって、熱処理時における結晶粒成長をさらに確実に抑制することが可能となる。
【0014】
本発明の態様５の絶縁基板は、セラミックス基板と、このセラミックス基板の少なくとも一方の面に接合された銅板と、を備えた絶縁基板であって、前記銅板は、態様１から態様４のいずれかひとつの銅板で構成されていることを特徴としている。
本発明の態様５の絶縁基板によれば、セラミックス基板の少なくとも一方の面に接合された銅板が態様１から態様４のいずれかひとつの銅板で構成されているので、接合時における結晶粒成長が抑制され、均一な結晶組織を有しており、安定して使用することができる。
本発明の態様５の絶縁基板によれば、セラミックス基板の少なくとも一方の面に接合された銅板が態様１から態様４のいずれかひとつの銅板で構成されているので、接合時における結晶粒成長が抑制され、均一な結晶組織を有しており、安定して使用することができる。
【0015】
本発明の態様６の絶縁基板は、本発明の態様５の絶縁基板において、前記セラミックス基板が、窒化ケイ素、アルミナ、窒化アルミニウムのいずれかであることを特徴としている。
本発明の態様６の絶縁基板によれば、前記セラミックス基板が、窒化ケイ素、アルミナ、窒化アルミニウムのいずれかで構成されているので、セラミックス基板の絶縁性に優れており、安定して使用することができる。
本発明の態様６の絶縁基板によれば、前記セラミックス基板が、窒化ケイ素、アルミナ、窒化アルミニウムのいずれかで構成されているので、セラミックス基板の絶縁性に優れており、安定して使用することができる。
【0016】
本発明の態様７の絶縁基板は、本発明の態様５又は態様６の絶縁基板において、前記銅板の前記セラミックス基板とは反対側の面にめっき層が形成されていることを特徴としている。
本発明の態様７の絶縁基板によれば、前記銅板の前記セラミックス基板とは反対側の面にめっき層が形成されているので、銅板に、半導体素子やヒートシンク等の他の部材を良好に接合することができ、各種デバイスを構成することができる。
本発明の態様７の絶縁基板によれば、前記銅板の前記セラミックス基板とは反対側の面にめっき層が形成されているので、銅板に、半導体素子やヒートシンク等の他の部材を良好に接合することができ、各種デバイスを構成することができる。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、銅母相に溶け込んでいる不純物量（銅の純度）が変動した場合であっても、セラミックス基板と銅板を接合する際の結晶粒の粗大化抑制効果を安定して発揮することができるとともに特性が安定した銅板、この銅板を用いた絶縁基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下に、本発明の一実施形態である銅材料、および、絶縁基板について、添付した図面を参照して説明する。
本実施形態である銅材料は、ヒートシンクや厚銅回路等の電気・電子部品の素材として用いられるものであり、前述の電気・電子部品を成形する際に、例えばセラミックス基板に接合され、絶縁基板を構成するものである。
本実施形態である銅材料は、ヒートシンクや厚銅回路等の電気・電子部品の素材として用いられるものであり、前述の電気・電子部品を成形する際に、例えばセラミックス基板に接合され、絶縁基板を構成するものである。
【0020】
図１に、本発明の実施形態である絶縁基板１０、および、この絶縁基板１０を用いた電子デバイス１を示す。
図１に示す電子デバイス１は、本実施形態である絶縁基板１０と、この絶縁基板１０の一方側（図１において上側）に第１はんだ層２を介して接合された電子部品３と、絶縁基板１０の他方側（図１において下側）に第２はんだ層８を介して接合されたヒートシンク５１と、を備えている。
なお、本実施形態では、電子部品３がパワー半導体素子とされており、電子デバイス１はパワーモジュールとされている。
図１に示す電子デバイス１は、本実施形態である絶縁基板１０と、この絶縁基板１０の一方側（図１において上側）に第１はんだ層２を介して接合された電子部品３と、絶縁基板１０の他方側（図１において下側）に第２はんだ層８を介して接合されたヒートシンク５１と、を備えている。
なお、本実施形態では、電子部品３がパワー半導体素子とされており、電子デバイス１はパワーモジュールとされている。
【0021】
絶縁基板１０は、セラミックス基板１１と、このセラミックス基板１１の一方の面（図１において上面）に配設された回路層１２と、セラミックス基板１１の他方の面（図１において下面）に配設された金属層１３とを備えている。
【0022】
セラミックス基板１１は、回路層１２と金属層１３との間の電気的接続を防止するものである。
セラミックス基板１１は、絶縁性および放熱性に優れた窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等のセラミックスで構成されている。本実施形態では、セラミックス基板１１は、特に放熱性の優れた窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）で構成されている。
また、セラミックス基板１１の厚さは、例えば、０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の範囲内に設定されており、本実施形態では、０．３２ｍｍに設定されている。
セラミックス基板１１は、絶縁性および放熱性に優れた窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等のセラミックスで構成されている。本実施形態では、セラミックス基板１１は、特に放熱性の優れた窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）で構成されている。
また、セラミックス基板１１の厚さは、例えば、０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の範囲内に設定されており、本実施形態では、０．３２ｍｍに設定されている。
【0023】
回路層１２は、セラミックス基板１１の一方の面に銅板が接合されることにより形成されている。この回路層１２には、回路パターンが形成されており、その一方の面（図１において上面）が、電子部品３が搭載される搭載面されている。
なお、回路層１２のセラミックス基板１１とは反対側の面には、例えばＮｉやＡｇ等のめっき層が形成されていることが好ましい。
なお、回路層１２のセラミックス基板１１とは反対側の面には、例えばＮｉやＡｇ等のめっき層が形成されていることが好ましい。
【0024】
金属層１３は、セラミックス基板１１の他方の面に銅板が接合されることにより形成されている。この金属層１３は、電子部品３からの熱をヒートシンク５１へと効率良く伝達させる作用効果を有するものである。
なお、金属層１３のセラミックス基板１１とは反対側の面には、例えばＮｉやＡｇ等のめっき層が形成されていることが好ましい。
なお、金属層１３のセラミックス基板１１とは反対側の面には、例えばＮｉやＡｇ等のめっき層が形成されていることが好ましい。
【0025】
ここで、回路層１２となる銅板とセラミックス基板１１、および、金属層１３となる銅板とセラミックス基板１１は、例えば、ＤＢＣ法、ＡＭＢ法等の既存の接合方法によって接合されている。
接合時の温度は、例えば７５０℃以上の高温条件となり、回路層１２および金属層１３において結晶粒の粗大化が生じるおそれがある。
接合時の温度は、例えば７５０℃以上の高温条件となり、回路層１２および金属層１３において結晶粒の粗大化が生じるおそれがある。
【0026】
そこで、本実施形態においては、回路層１２となる銅板、および、金属層１３となる銅板が、本実施形態である銅材料で構成されている。
【0027】
本実施形態である銅材料は、Ｃｕの含有量が９９．９ｍａｓｓ％以上９９．９９９ｍａｓｓ％以下の範囲内とされており、Ａｌ，Ｂｅ，Ｃｄ，Ｍｇ，Ｐｂ，Ｎｉ，Ｐ，Ｓｎ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｓｂから選択される１種又は２種以上のＡ群元素を合計で２ｍａｓｓｐｐｍ以上２０ｍａｓｓｐｐｍ以下の範囲内で含有している。
なお、本実施形態である銅材料においては、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａから選択される１種又は２種以上のＢ群元素を合計で１０ｍａｓｓｐｐｍ以上２００ｍａｓｓｐｐｍ以下の範囲内で含有していてもよい。
なお、本実施形態である銅材料においては、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａから選択される１種又は２種以上のＢ群元素を合計で１０ｍａｓｓｐｐｍ以上２００ｍａｓｓｐｐｍ以下の範囲内で含有していてもよい。
【0028】
また、本実施形態である銅材料においては、導電率が９５％ＩＡＣＳ以上とされている。
【0029】
そして、本実施形態である銅材料においては、板厚方向に直交する面（圧延面）において、結晶方位＜１１０＞，＜３１１＞，＜３３１＞，＜２１０＞，＜３２１＞，＜２１１＞の面積割合を、それぞれＳ（１１０），Ｓ（３１１），Ｓ（３３１），Ｓ（２１０），Ｓ（３２１），Ｓ（２１１）として、以下の（１）式を満たすものとされている。
（１）式：Ｓ（１１０）＋Ｓ（３１１）＋Ｓ（３３１）＋Ｓ（２１０）＋Ｓ（２１１）＞Ｓ（３２１）
（１）式：Ｓ（１１０）＋Ｓ（３１１）＋Ｓ（３３１）＋Ｓ（２１０）＋Ｓ（２１１）＞Ｓ（３２１）
【0030】
また、本実施形態である銅材料においては、板厚方向に直交する面（圧延面）において、結晶方位＜１１０＞，＜３１１＞，＜３３１＞，＜２１０＞，＜３２１＞，＜２１１＞の面積割合を、それぞれＳ（１１１），Ｓ（１１０），Ｓ（３１１），Ｓ（３３１），Ｓ（２１０），Ｓ（３２１），Ｓ（２１１）として、以下の関係を満たすことが好ましい。
Ｓ（１１０）＜０．２
Ｓ（３１１）＜０．３
Ｓ（３３１）＜０．２
Ｓ（２１０）＜０．３
Ｓ（３２１）＞０．１
Ｓ（２１１）＜０．３
Ｓ（１１０）＜０．２
Ｓ（３１１）＜０．３
Ｓ（３３１）＜０．２
Ｓ（２１０）＜０．３
Ｓ（３２１）＞０．１
Ｓ（２１１）＜０．３
【0031】
さらに、本実施形態である銅材料においては、板厚方向に直交する面（圧延面）において、平均結晶粒径Ｄａｖｅとして、結晶粒径が２×Ｄａｖｅ以上の結晶粒の面積割合が１０％以下であることが好ましい。
【0032】
ここで、本実施形態である銅材料において、上述のようにＣｕの含有量、各種元素の含有量、結晶方位、結晶粒径、導電率を規定した理由について、以下に説明する。
【0033】
（Ｃｕの含有量）
大電流用途の電気・電子部品においては、通電時の発熱を抑制するために、導電性及び放熱性に優れていることが要求されていることから、導電性及び放熱性に特に優れた純度の高い銅材料を用いることが好ましい。一方、銅の純度が高すぎると、高熱状態で結晶粒が粗大化しやすくなるおそれがある。
そこで、本実施形態である銅材料においては、Ｃｕの含有量を９９．９ｍａｓｓ％以上９９．９９９ｍａｓｓ％以下の範囲内に規定している。
なお、Ｃｕの含有量の下限は９９．９３ｍａｓｓ％以上であることが好ましく、９９.９６ｍａｓｓ％以上であることがさらに好ましい。また、Ｃｕの含有量の上限は９９．９９８ｍａｓｓ％以下であることが好ましく、９９．９９７ｍａｓｓ％以下とすることがさらに好ましい。
大電流用途の電気・電子部品においては、通電時の発熱を抑制するために、導電性及び放熱性に優れていることが要求されていることから、導電性及び放熱性に特に優れた純度の高い銅材料を用いることが好ましい。一方、銅の純度が高すぎると、高熱状態で結晶粒が粗大化しやすくなるおそれがある。
そこで、本実施形態である銅材料においては、Ｃｕの含有量を９９．９ｍａｓｓ％以上９９．９９９ｍａｓｓ％以下の範囲内に規定している。
なお、Ｃｕの含有量の下限は９９．９３ｍａｓｓ％以上であることが好ましく、９９.９６ｍａｓｓ％以上であることがさらに好ましい。また、Ｃｕの含有量の上限は９９．９９８ｍａｓｓ％以下であることが好ましく、９９．９９７ｍａｓｓ％以下とすることがさらに好ましい。
【0034】
（Ａｌ，Ｂｅ，Ｃｄ，Ｍｇ，Ｐｂ，Ｎｉ，Ｐ，Ｓｎ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｓｂから選択される１種又は２種以上のＡ群元素の合計含有量）
Ａｌ，Ｂｅ，Ｃｄ，Ｍｇ，Ｐｂ，Ｎｉ，Ｐ，Ｓｎ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｓｂから選択される１種又は２種以上のＡ群元素は、Ｃｕ母相中に存在することで、結晶粒界の移動が阻害されることになり、熱処理した際に結晶粒が粗大化することを抑制することが可能となる。また、これらのＡ群元素の含有量を規定することで、特性の安定化を図ることが可能となる。
ここで、Ａ群元素の合計含有量が２ｍａｓｓｐｐｍ未満の場合には、上述の作用効果を得ることができないおそれがある。一方、Ａ群元素の合計含有量が２０ｍａｓｓｐｐｍを超えると、純銅としてのリサイクル性を確保できなくなるおそれがある。
そこで、本実施形態である銅材料においては、Ａｌ，Ｂｅ，Ｃｄ，Ｍｇ，Ｐｂ，Ｎｉ，Ｐ，Ｓｎ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｓｂから選択される１種又は２種以上のＡ群元素の合計含有量を２ｍａｓｓｐｐｍ以上２０ｍａｓｓｐｐｍ以下の範囲内に規定している。
なお、上述のＡ群元素の合計含有量の下限は４ｍａｓｓｐｐｍ以上であることが好ましく、６ｍａｓｓｐｐｍ以上であることがさらに好ましい。また、上述のＡ群元素の合計含有量の上限は１８ｍａｓｓｐｐｍ以下であることが好ましく、１６ｍａｓｓｐｐｍ以下とすることがさらに好ましい。
Ａｌ，Ｂｅ，Ｃｄ，Ｍｇ，Ｐｂ，Ｎｉ，Ｐ，Ｓｎ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｓｂから選択される１種又は２種以上のＡ群元素は、Ｃｕ母相中に存在することで、結晶粒界の移動が阻害されることになり、熱処理した際に結晶粒が粗大化することを抑制することが可能となる。また、これらのＡ群元素の含有量を規定することで、特性の安定化を図ることが可能となる。
ここで、Ａ群元素の合計含有量が２ｍａｓｓｐｐｍ未満の場合には、上述の作用効果を得ることができないおそれがある。一方、Ａ群元素の合計含有量が２０ｍａｓｓｐｐｍを超えると、純銅としてのリサイクル性を確保できなくなるおそれがある。
そこで、本実施形態である銅材料においては、Ａｌ，Ｂｅ，Ｃｄ，Ｍｇ，Ｐｂ，Ｎｉ，Ｐ，Ｓｎ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｓｂから選択される１種又は２種以上のＡ群元素の合計含有量を２ｍａｓｓｐｐｍ以上２０ｍａｓｓｐｐｍ以下の範囲内に規定している。
なお、上述のＡ群元素の合計含有量の下限は４ｍａｓｓｐｐｍ以上であることが好ましく、６ｍａｓｓｐｐｍ以上であることがさらに好ましい。また、上述のＡ群元素の合計含有量の上限は１８ｍａｓｓｐｐｍ以下であることが好ましく、１６ｍａｓｓｐｐｍ以下とすることがさらに好ましい。
【0035】
（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａから選択される１種又は２種以上のＢ群元素の合計含有量）
Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａから選択される１種又は２種以上のＢ群元素は、Ｃｕに対する固溶限が非常に小さく、Ｃｕとともに化合物を形成する。このため、Ｂ群元素を含有することにより、高温でも安定な化合物が形成されることになる。また、この化合物はＣｕを含むため、熱伝導率を大きく下げるおそれがない。よって、Ｂ群元素を添加することにより、高温で安定な化合物を生成し、高温での結晶粒界の移動を抑制し、結晶粒成長をさらに抑制することが可能となる。一方、Ｂ群元素を多量に含有すると、製造性に悪影響を与えてしまうおそれがある。
このため、本実施形態の銅材料において、Ｂ群元素を含有する場合には、Ｂ群元素の合計含有量を１０ｍａｓｓｐｐｍ以上２００ｍａｓｓｐｐｍ以下の範囲内にすることが好ましい。
なお、上述のＢ群元素の合計含有量の下限は１５ｍａｓｓｐｐｍ以上であることがさらに好ましく、２０ｍａｓｓｐｐｍ以上であることがより好ましい。また、上述のＢ群元素の合計含有量の上限は１５０ｍａｓｓｐｐｍ以下であることがさらに好ましく、１００ｍａｓｓｐｐｍ以下であることがより好ましい。
Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａから選択される１種又は２種以上のＢ群元素は、Ｃｕに対する固溶限が非常に小さく、Ｃｕとともに化合物を形成する。このため、Ｂ群元素を含有することにより、高温でも安定な化合物が形成されることになる。また、この化合物はＣｕを含むため、熱伝導率を大きく下げるおそれがない。よって、Ｂ群元素を添加することにより、高温で安定な化合物を生成し、高温での結晶粒界の移動を抑制し、結晶粒成長をさらに抑制することが可能となる。一方、Ｂ群元素を多量に含有すると、製造性に悪影響を与えてしまうおそれがある。
このため、本実施形態の銅材料において、Ｂ群元素を含有する場合には、Ｂ群元素の合計含有量を１０ｍａｓｓｐｐｍ以上２００ｍａｓｓｐｐｍ以下の範囲内にすることが好ましい。
なお、上述のＢ群元素の合計含有量の下限は１５ｍａｓｓｐｐｍ以上であることがさらに好ましく、２０ｍａｓｓｐｐｍ以上であることがより好ましい。また、上述のＢ群元素の合計含有量の上限は１５０ｍａｓｓｐｐｍ以下であることがさらに好ましく、１００ｍａｓｓｐｐｍ以下であることがより好ましい。
【0036】
（その他の不可避不純物）
上述した元素以外のその他の不可避的不純物としては、Ａｓ，Ｂ，Ｂｉ，Ｓｃ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｒｅ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｃｏ，Ｒｈ，Ｉｒ， Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｈｇ，Ｔｌ，Ｎ，Ｌｉ等が挙げられる。これらの不可避不純物は、特性に影響を与えない範囲で含有されていてもよい。
上述した元素以外のその他の不可避的不純物としては、Ａｓ，Ｂ，Ｂｉ，Ｓｃ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｒｅ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｃｏ，Ｒｈ，Ｉｒ， Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｈｇ，Ｔｌ，Ｎ，Ｌｉ等が挙げられる。これらの不可避不純物は、特性に影響を与えない範囲で含有されていてもよい。
【0037】
（導電率）
電気・電子機器用部品においては、通電時の発熱を抑制するために、導電性に優れていることが求められる。このため、本実施形態の銅材料においては、導電率を９５％ＩＡＣＳ以上に規定している。
なお、本実施形態の銅材料の導電率は９８％ＩＡＣＳ以上であることが好ましく、１００％ＩＡＣＳ以上であることがより好ましい。
電気・電子機器用部品においては、通電時の発熱を抑制するために、導電性に優れていることが求められる。このため、本実施形態の銅材料においては、導電率を９５％ＩＡＣＳ以上に規定している。
なお、本実施形態の銅材料の導電率は９８％ＩＡＣＳ以上であることが好ましく、１００％ＩＡＣＳ以上であることがより好ましい。
【0038】
（板厚方向に直交する面における結晶方位の面積割合）
本実施形態の銅材料においては、板厚方向に直交する面（圧延面）における結晶方位＜１１０＞，＜３１１＞，＜３３１＞，＜２１０＞，＜３２１＞，＜２１１＞の面積割合を、それぞれＳ（１１０），Ｓ（３１１），Ｓ（３３１），Ｓ（２１０），Ｓ（３２１），Ｓ（２１１）として、上述の（１）式を満足するものとされている。
上述のように、板厚方向に直交する面（圧延面）における結晶方位の面積割合を規定することにより、結晶粒界の移動を安定して抑制することができ、銅母相に溶け込んでいる不純物量（銅の純度）が変動した場合であっても、セラミックス基板と銅材料を接合する際の結晶粒の粗大化抑制効果を安定して発揮することができるとともに、各種特性が安定する。
本実施形態の銅材料においては、板厚方向に直交する面（圧延面）における結晶方位＜１１０＞，＜３１１＞，＜３３１＞，＜２１０＞，＜３２１＞，＜２１１＞の面積割合を、それぞれＳ（１１０），Ｓ（３１１），Ｓ（３３１），Ｓ（２１０），Ｓ（３２１），Ｓ（２１１）として、上述の（１）式を満足するものとされている。
上述のように、板厚方向に直交する面（圧延面）における結晶方位の面積割合を規定することにより、結晶粒界の移動を安定して抑制することができ、銅母相に溶け込んでいる不純物量（銅の純度）が変動した場合であっても、セラミックス基板と銅材料を接合する際の結晶粒の粗大化抑制効果を安定して発揮することができるとともに、各種特性が安定する。
【0039】
なお、本実施形態の銅材料において、板厚方向に直交する面（圧延面）における結晶方位＜１１０＞，＜３１１＞，＜３３１＞，＜２１０＞，＜３２１＞，＜２１１＞の面積割合を、それぞれＳ（１１０），Ｓ（３１１），Ｓ（３３１），Ｓ（２１０），Ｓ（３２１），Ｓ（２１１）として、以下の関係を満たす場合には、結晶粒界の移動をさらに安定して抑制することができ、銅母相に溶け込んでいる不純物量（銅の純度）が変動した場合であっても、セラミックス基板と銅材料を接合する際の結晶粒の粗大化抑制効果をさらに安定して発揮することができるとともに、各種特性が安定する。
Ｓ（１１０）＜０．２
Ｓ（３１１）＜０．３
Ｓ（３３１）＜０．２
Ｓ（２１０）＜０．３
Ｓ（３２１）＞０．１
Ｓ（２１１）＜０．３
Ｓ（１１０）＜０．２
Ｓ（３１１）＜０．３
Ｓ（３３１）＜０．２
Ｓ（２１０）＜０．３
Ｓ（３２１）＞０．１
Ｓ（２１１）＜０．３
【0040】
（結晶粒径）
本実施形態の銅材料において、板厚方向に直交する面（圧延面）において、平均結晶粒径Ｄａｖｅとして、結晶粒径が２×Ｄａｖｅ以上の結晶粒の面積割合が１０％以下とされている場合には、粗大な結晶粒が多く存在しておらず、粒径が比較的均一になっており、特性が安定することになる。
なお、結晶粒径が２×Ｄａｖｅ以上の結晶粒の面積割合は７％以下であることがさらに好ましく、５％以下であることがより好ましい。
さらに、本実施形態の銅材料においては、平均結晶粒径Ｄａｖｅは４００μｍ以下であることが好ましく、３００μｍ以下であることがより好ましく、２５０μｍ以下であることがさらに好ましい。
本実施形態の銅材料において、板厚方向に直交する面（圧延面）において、平均結晶粒径Ｄａｖｅとして、結晶粒径が２×Ｄａｖｅ以上の結晶粒の面積割合が１０％以下とされている場合には、粗大な結晶粒が多く存在しておらず、粒径が比較的均一になっており、特性が安定することになる。
なお、結晶粒径が２×Ｄａｖｅ以上の結晶粒の面積割合は７％以下であることがさらに好ましく、５％以下であることがより好ましい。
さらに、本実施形態の銅材料においては、平均結晶粒径Ｄａｖｅは４００μｍ以下であることが好ましく、３００μｍ以下であることがより好ましく、２５０μｍ以下であることがさらに好ましい。
【0041】
次に、このような構成とされた本実施形態である銅材料の製造方法について、図２に示すフロー図を参照して説明する。
【0042】
（溶解・鋳造工程Ｓ０１）
まず、無酸素銅原料を溶解して得られた銅溶湯に、前述のＡ群元素、必要に応じてＢ群元素を添加して成分調整を行う。なお、各種元素の添加には、元素単体や母合金等を用いることができる。また、上述の元素を含む原料を銅原料とともに溶解してもよい。ここで、各元素は、純度が９９．９ｍａｓｓ％以上とされたいわゆる３Ｎ、あるいは９９．９９ｍａｓｓ％以上とされたいわゆる４Nとすることが好ましい。
溶解時には、水素濃度低減のため、Ｈ２Ｏの蒸気圧が低い不活性ガス雰囲気（例えばＡｒガス）による雰囲気溶解を行い、溶解時の保持時間は最小限に留めることが好ましい。
そして、成分調整された銅溶湯を鋳型に注入して鋳塊を製出する。なお、量産を考慮した場合には、連続鋳造法または半連続鋳造法を用いることが好ましい。
まず、無酸素銅原料を溶解して得られた銅溶湯に、前述のＡ群元素、必要に応じてＢ群元素を添加して成分調整を行う。なお、各種元素の添加には、元素単体や母合金等を用いることができる。また、上述の元素を含む原料を銅原料とともに溶解してもよい。ここで、各元素は、純度が９９．９ｍａｓｓ％以上とされたいわゆる３Ｎ、あるいは９９．９９ｍａｓｓ％以上とされたいわゆる４Nとすることが好ましい。
溶解時には、水素濃度低減のため、Ｈ２Ｏの蒸気圧が低い不活性ガス雰囲気（例えばＡｒガス）による雰囲気溶解を行い、溶解時の保持時間は最小限に留めることが好ましい。
そして、成分調整された銅溶湯を鋳型に注入して鋳塊を製出する。なお、量産を考慮した場合には、連続鋳造法または半連続鋳造法を用いることが好ましい。
【0043】
（均熱熱処理工程Ｓ０２）
得られた鋳塊に対して、材料内の偏析成分を均質化するために、均熱熱処理を行う。
均熱熱処理工程Ｓ０２における熱処理温度が８００℃以上であることが好ましい。また、８００℃以上での保持時間を４時間以上とすることが好ましい。このような条件で均熱熱処理を行うことにより、後工程の熱間圧延で高い加工率を与えなくても、各種元素の偏析を抑制して均質な状態にすることができる。
得られた鋳塊に対して、材料内の偏析成分を均質化するために、均熱熱処理を行う。
均熱熱処理工程Ｓ０２における熱処理温度が８００℃以上であることが好ましい。また、８００℃以上での保持時間を４時間以上とすることが好ましい。このような条件で均熱熱処理を行うことにより、後工程の熱間圧延で高い加工率を与えなくても、各種元素の偏析を抑制して均質な状態にすることができる。
【0044】
（熱間加工工程Ｓ０３）
次に、動的再結晶組織を形成するために熱間加工を行う。この熱間加工工程Ｓ０３においては、鋳造組織から動的再結晶組織を得ることが目的であることから、組織を作りこむために、総加工率３０％以下の熱間加工を必要がある。また、加工上がり温度は７００℃以上とすることにより、所望の組織を作る前段階の組織を形成することができる。
なお、総加工率は、２５％以下であることがさらに好ましく、２０％以下であることがより好ましい。また、加工上がり温度は、７２０℃以上であることがさらに好ましく、７４０℃以上であることがより好ましい。
また、加工方法は特に限定されないが、最終形状が板、条の場合は圧延を採用することが好ましい。線や棒の場合には押出や溝圧延、バルク形状の場合には鍛造やプレスを採用することが好ましい。のちの圧延、熱処理工程と組み合わせることにより所望の組織を得ることができる。
次に、動的再結晶組織を形成するために熱間加工を行う。この熱間加工工程Ｓ０３においては、鋳造組織から動的再結晶組織を得ることが目的であることから、組織を作りこむために、総加工率３０％以下の熱間加工を必要がある。また、加工上がり温度は７００℃以上とすることにより、所望の組織を作る前段階の組織を形成することができる。
なお、総加工率は、２５％以下であることがさらに好ましく、２０％以下であることがより好ましい。また、加工上がり温度は、７２０℃以上であることがさらに好ましく、７４０℃以上であることがより好ましい。
また、加工方法は特に限定されないが、最終形状が板、条の場合は圧延を採用することが好ましい。線や棒の場合には押出や溝圧延、バルク形状の場合には鍛造やプレスを採用することが好ましい。のちの圧延、熱処理工程と組み合わせることにより所望の組織を得ることができる。
【0045】
（面削工程Ｓ０４）
上述の熱間加工工程Ｓ０３において、表面に生成した酸化膜を除去するために面削を行う。面削代は０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の範囲内とすることが好ましい。
上述の熱間加工工程Ｓ０３において、表面に生成した酸化膜を除去するために面削を行う。面削代は０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の範囲内とすることが好ましい。
【0046】
（塑性加工工程Ｓ０５）
次に、加工率９０％以上の塑性加工を加える。熱間加工工程Ｓ０３で得られた再結晶組織に対して加工率９０％以上の塑性加工を加えることにより、後工程の再結晶時にＣｕｂｅ方位に配向した結晶組織を得ることができる。
ここで、Ｃｕｂｅ方位を有する結晶組織を得ることにより、後の熱処理および加工によって、上述した結晶方位の結晶組織を形成することができる。
塑性加工工程Ｓ０５における加工方法は特に限定されないが、最終形態が板や条である場合、圧延を採用する。他には鍛造やプレス、溝圧延を採用しても良い。
また、加工温度も特に限定されないが、冷間または温間となる－２００℃以上４００℃以下の範囲内とすることが好ましい。
次に、加工率９０％以上の塑性加工を加える。熱間加工工程Ｓ０３で得られた再結晶組織に対して加工率９０％以上の塑性加工を加えることにより、後工程の再結晶時にＣｕｂｅ方位に配向した結晶組織を得ることができる。
ここで、Ｃｕｂｅ方位を有する結晶組織を得ることにより、後の熱処理および加工によって、上述した結晶方位の結晶組織を形成することができる。
塑性加工工程Ｓ０５における加工方法は特に限定されないが、最終形態が板や条である場合、圧延を採用する。他には鍛造やプレス、溝圧延を採用しても良い。
また、加工温度も特に限定されないが、冷間または温間となる－２００℃以上４００℃以下の範囲内とすることが好ましい。
【0047】
（第１熱処理工程Ｓ０６）
次に、結晶組織を作りこむために、熱処理を行う。ここで、熱処理条件としては、非酸化性または還元性雰囲気中で行うことが好ましい。また、熱処理温度は５００℃以上９００℃以下の範囲内とすることが好ましい。さらに、熱処理温度での保持時間は１分以上６０分以下の範囲内とすることが好ましい。また、熱処理後には水入れによって冷却することが好ましい。
この第１熱処理工程Ｓ０６を行うことにより、Ｃｕｂｅ方位が形成されることになる。そして、Ｃｕｂｅ方位を形成することにより、後の工程で、本実施形態である銅材料の結晶組織を形成することが可能となる。
次に、結晶組織を作りこむために、熱処理を行う。ここで、熱処理条件としては、非酸化性または還元性雰囲気中で行うことが好ましい。また、熱処理温度は５００℃以上９００℃以下の範囲内とすることが好ましい。さらに、熱処理温度での保持時間は１分以上６０分以下の範囲内とすることが好ましい。また、熱処理後には水入れによって冷却することが好ましい。
この第１熱処理工程Ｓ０６を行うことにより、Ｃｕｂｅ方位が形成されることになる。そして、Ｃｕｂｅ方位を形成することにより、後の工程で、本実施形態である銅材料の結晶組織を形成することが可能となる。
【0048】
（中間圧延工程Ｓ０７）
次に、圧延率３０％以下の圧延を加える。上述のようにＣｕｂｅ方位を形成した組織に圧延率３０％以下の低圧延を加えることで、後の熱処理で少量の新たな再結晶核を形成させ、好ましい結晶方位を成長させる。
次に、圧延率３０％以下の圧延を加える。上述のようにＣｕｂｅ方位を形成した組織に圧延率３０％以下の低圧延を加えることで、後の熱処理で少量の新たな再結晶核を形成させ、好ましい結晶方位を成長させる。
【0049】
（第２熱処理工程Ｓ０８）
次に、再結晶核を形成させて好ましい結晶方位を成長させるために熱処理を行う。ここで、熱処理条件としては、非酸化性または還元性雰囲気中で行うことが好ましい。また、熱処理温度は５００℃以上９００℃以下の範囲内とすることが好ましい。さらに、熱処理温度での保持時間は１分以上６０分以下の範囲内とすることが好ましい。また、熱処理後には水入れによって冷却することが好ましい。
この第２熱処理工程Ｓ０８を行うことにより、好ましい結晶方位を優先的に結晶成長させることができ、好ましい組織を形成することができる。
次に、再結晶核を形成させて好ましい結晶方位を成長させるために熱処理を行う。ここで、熱処理条件としては、非酸化性または還元性雰囲気中で行うことが好ましい。また、熱処理温度は５００℃以上９００℃以下の範囲内とすることが好ましい。さらに、熱処理温度での保持時間は１分以上６０分以下の範囲内とすることが好ましい。また、熱処理後には水入れによって冷却することが好ましい。
この第２熱処理工程Ｓ０８を行うことにより、好ましい結晶方位を優先的に結晶成長させることができ、好ましい組織を形成することができる。
【0050】
（調質圧延工程Ｓ０９）
そして、材料の強度を調整するために所定の圧延率の圧延を加える。なお、前工程で形成した結晶組織を大きく壊さないために、調質圧延工程Ｓ０９における圧延率は２０％以下とすることが好ましい。
そして、材料の強度を調整するために所定の圧延率の圧延を加える。なお、前工程で形成した結晶組織を大きく壊さないために、調質圧延工程Ｓ０９における圧延率は２０％以下とすることが好ましい。
【0051】
上述の各工程により、本実施形態である銅材料が製出されることになる。
【0052】
以上のような構成とされた本実施形態である銅材料によれば、Ｃｕの含有量が９９．９ｍａｓｓ％以上９９．９９９ｍａｓｓ％以下の範囲内とされ、導電率が９０％ＩＡＣＳ以上とされているので、導電性及び放熱性に特に優れており、大電流用途の電子・電気機器用部品の素材として特に適している。
そして、Ａｌ，Ｂｅ，Ｃｄ，Ｍｇ，Ｐｂ，Ｎｉ，Ｐ，Ｓｎ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｓｂから選択される１種又は２種以上のＡ群元素を合計で２ｍａｓｓｐｐｍ以上２０ｍａｓｓｐｐｍ以下の範囲内で含有しているので、これらＡ群元素によって結晶界面の移動が阻害され、銅母相に溶け込んでいる不純物量（銅の純度）が変動した場合であっても、セラミックス基板１１と銅材料を接合する際の結晶粒の粗大化抑制効果を安定して発揮することができる。
そして、Ａｌ，Ｂｅ，Ｃｄ，Ｍｇ，Ｐｂ，Ｎｉ，Ｐ，Ｓｎ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｓｂから選択される１種又は２種以上のＡ群元素を合計で２ｍａｓｓｐｐｍ以上２０ｍａｓｓｐｐｍ以下の範囲内で含有しているので、これらＡ群元素によって結晶界面の移動が阻害され、銅母相に溶け込んでいる不純物量（銅の純度）が変動した場合であっても、セラミックス基板１１と銅材料を接合する際の結晶粒の粗大化抑制効果を安定して発揮することができる。
【0053】
さらに、板厚方向に直交する面（圧延面）において、結晶方位＜１１０＞，＜３１１＞，＜３３１＞，＜２１０＞，＜３２１＞，＜２１１＞の面積割合を、それぞれＳ（１１０），Ｓ（３１１），Ｓ（３３１），Ｓ（２１０），Ｓ（３２１），Ｓ（２１１）として、（１）式：Ｓ（１１０）＋Ｓ（３１１）＋Ｓ（３３１）＋Ｓ（２１０）＋Ｓ（２１１）＞Ｓ（３２１）を満足するものとされているので、結晶粒界の移動を安定して抑制することができ、接合時の熱処理等の高温条件での結晶粒成長を十分に抑制することができる。
【0054】
本実施形態である銅材料において、板厚方向に直交する面（圧延面）における結晶方位＜１１０＞，＜３１１＞，＜３３１＞，＜２１０＞，＜３２１＞，＜２１１＞の面積割合を、それぞれＳ（１１０），Ｓ（３１１），Ｓ（３３１），Ｓ（２１０），Ｓ（３２１），Ｓ（２１１）として、以下の関係を満たす場合には、結晶粒界の移動をさらに安定して抑制することができ、接合時の熱処理等の高温条件での結晶粒成長をさらに抑制することが可能となる。
Ｓ（１１０）＜０．２
Ｓ（３１１）＜０．３
Ｓ（３３１）＜０．２
Ｓ（２１０）＜０．３
Ｓ（３２１）＞０．１
Ｓ（２１１）＜０．３
Ｓ（１１０）＜０．２
Ｓ（３１１）＜０．３
Ｓ（３３１）＜０．２
Ｓ（２１０）＜０．３
Ｓ（３２１）＞０．１
Ｓ（２１１）＜０．３
【0055】
本実施形態である銅材料において、板厚方向に直交する面（圧延面）において、平均結晶粒径Ｄａｖｅとして、結晶粒径が２×Ｄａｖｅ以上の結晶粒の面積割合が１０％以下である場合には、粗大な結晶粒が多く存在しておらず、均一な結晶組織となり、各種特性に優れている。
【0056】
本実施形態である銅材料において、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａから選択される１種又は２種以上のＢ群元素を合計で１０ｍａｓｓｐｐｍ以上２００ｍａｓｓｐｐｍ以下の範囲内で含有する場合には、Ｂ群元素の少なくとも一種以上とＣｕとを含む化合物が形成され、この化合物のピン止め効果によって、接合時の熱処理等の高温条件での結晶粒成長をさらに確実に抑制することが可能となる。
【0057】
本実施形態である絶縁基板１０は、セラミックス基板１１の少なくとも一方の面に接、本実施形態である銅材料で構成された銅板が接合されて回路層１２および金属層１３が形成されているので、接合時の熱処理等の高温条件での結晶粒成長が抑制され、均一な結晶組織を有し、特性が安定していることから、電子デバイス１を構成する部材として良好に使用することができる。
【0058】
本実施形態である絶縁基板１０において、セラミックス基板１１が、窒化ケイ素、アルミナ、窒化アルミニウムのいずれかである場合には、セラミックス基板１１の絶縁性に優れており、電子デバイス１を構成する部材として良好に使用することができる。
【0059】
本実施形態である絶縁基板１０において、回路層１２のセラミックス基板１１とは反対側の面および金属層１３のセラミックス基板１１とは反対側の面のいずれか一方または両方にめっき層が形成されている場合には、回路層１２に半導体素子３を、金属層１３にヒートシンク５１を良好に接合することができ、図１に示す電子デバイス１を良好に構成することができる。
【0060】
以上、本発明の実施形態である銅材料について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上述の実施形態では、銅材料の製造方法の一例について説明したが、銅材料の製造方法は、実施形態に記載したものに限定されることはなく、既存の製造方法を適宜選択して製造してもよい。
例えば、上述の実施形態では、銅材料の製造方法の一例について説明したが、銅材料の製造方法は、実施形態に記載したものに限定されることはなく、既存の製造方法を適宜選択して製造してもよい。
【実施例】
【0061】
以下に、本発明の効果を確認すべく行った確認実験の結果について説明する。
【0062】
溶融精製法により、Ｐ濃度を０．００１ｍａｓｓｐｐｍ以下に精製した、純度９９．９９９～９９．９９９９質量％以上の純銅からなる銅原料Ａと、純度９９．９９～９９．９９９質量％の純銅からなる銅原料Ｂを作製し、これらの銅原料をそれぞれ高純度グラファイト坩堝内に装入して、Ａｒガス雰囲気とされた雰囲気炉内において高周波溶解した。
得られた銅溶湯内に、６Ｎ（純度９９．９９９９ｍａｓｓ％以上）高純度銅と２Ｎ（純度９９ｍａｓｓ％以上）の純度を有する純金属を用いて作製した各種１ｍａｓｓ％母合金を用いて成分組成に調製し、断熱材（イソウール）鋳型に注湯して、銅原料Ａを用いた鋳塊Ａと、銅原料Ｂを用いた鋳塊Ｂの鋳塊をそれぞれ作製した。なお、鋳塊の大きさは、厚さ約１００ｍｍ×幅約１００ｍｍ×長さ約１５０～２００ｍｍとした。
得られた銅溶湯内に、６Ｎ（純度９９．９９９９ｍａｓｓ％以上）高純度銅と２Ｎ（純度９９ｍａｓｓ％以上）の純度を有する純金属を用いて作製した各種１ｍａｓｓ％母合金を用いて成分組成に調製し、断熱材（イソウール）鋳型に注湯して、銅原料Ａを用いた鋳塊Ａと、銅原料Ｂを用いた鋳塊Ｂの鋳塊をそれぞれ作製した。なお、鋳塊の大きさは、厚さ約１００ｍｍ×幅約１００ｍｍ×長さ約１５０～２００ｍｍとした。
【0063】
得られた鋳塊Ａ、鋳塊Ｂの銅の含有量、各種元素の含有量を測定した結果を表１，２に示す。得られた鋳塊から測定試料を採取し、グロー放電質量分析装置（ＧＤ－ＭＳ）を用いて測定した。なお、測定は試料中央部と幅方向端部の二カ所で測定を行い、含有量の多い方をそのサンプルの含有量とした。
【0064】
上述のようにして得られた鋳塊Ａ、鋳塊Ｂに対して、Ａｒガス雰囲気において表３，４に示す条件で均熱熱処理を実施した。
次に、表３，４に示す条件で熱間圧延を実施した。その後、酸化膜を除去するために面削を行った。
次に、表３，４に示す条件で圧延加工（塑性加工）を実施した。その後、Ａｒガス雰囲気において表３，４に示す条件で第１熱処理を実施した。
次に、表３，４に示す条件で中間圧延加工を実施した。その後、Ａｒガス雰囲気において表３，４に示す条件で第２熱処理を実施した。
最後に、表３，４に示す条件で、調質圧延を行い、表３，４に示す板厚の条材（特性評価用条材）を製造した。
次に、表３，４に示す条件で熱間圧延を実施した。その後、酸化膜を除去するために面削を行った。
次に、表３，４に示す条件で圧延加工（塑性加工）を実施した。その後、Ａｒガス雰囲気において表３，４に示す条件で第１熱処理を実施した。
次に、表３，４に示す条件で中間圧延加工を実施した。その後、Ａｒガス雰囲気において表３，４に示す条件で第２熱処理を実施した。
最後に、表３，４に示す条件で、調質圧延を行い、表３，４に示す板厚の条材（特性評価用条材）を製造した。
【0065】
そして、以下の項目について評価を実施した。評価結果を表５，６に示す。
【0066】
（ＥＢＳＤの測定方法）
鋳塊Ｂを用いた特性評価用条材から採取したサンプルに対して耐水研磨紙、ダイヤモンド砥粒を用いて機械研磨を行った後、コロイダルシリカ溶液を用いて仕上げ研磨を行った。そして、ＥＢＳＤ測定装置（日立ハイテク製ＳＵ７０００、ＥＤＡＸ／ＡＭＥＴＥＫ製Velocity super、APEX EBSD Ver.2.9）と、解析ソフト（ＥＤＡＸ／ＡＭＥＴＥＫ製ＯＩＭ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｖｅｒ．８．６）によって、電子線の加速電圧１５ｋＶ、１００００μｍ２以上の測定面積を、０．１μｍの測定間隔のステップでＣＩ値が０．１以下である測定点を除いて、各結晶粒の方位差の解析を行った。隣接する測定点間の方位差が１５°以上となる測定点間を結晶粒界とした。
鋳塊Ｂを用いた特性評価用条材から採取したサンプルに対して耐水研磨紙、ダイヤモンド砥粒を用いて機械研磨を行った後、コロイダルシリカ溶液を用いて仕上げ研磨を行った。そして、ＥＢＳＤ測定装置（日立ハイテク製ＳＵ７０００、ＥＤＡＸ／ＡＭＥＴＥＫ製Velocity super、APEX EBSD Ver.2.9）と、解析ソフト（ＥＤＡＸ／ＡＭＥＴＥＫ製ＯＩＭ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｖｅｒ．８．６）によって、電子線の加速電圧１５ｋＶ、１００００μｍ２以上の測定面積を、０．１μｍの測定間隔のステップでＣＩ値が０．１以下である測定点を除いて、各結晶粒の方位差の解析を行った。隣接する測定点間の方位差が１５°以上となる測定点間を結晶粒界とした。
【0067】
（結晶方位の面積割合）
鋳塊Ｂを用いた特性評価用条材から採取したサンプルに対して、板厚方向に直交する面を観察面とし、耐水研磨紙、ダイヤモンド砥粒を用いて機械研磨を行った後、コロイダルシリカ溶液を用いて仕上げ研磨を行った。そして、ＥＢＳＤ測定装置（日立ハイテク製ＳＵ７０００、ＥＤＡＸ／ＡＭＥＴＥＫ製Velocity super、APEX EBSD Ver.2.9）と、解析ソフト（ＥＤＡＸ／ＡＭＥＴＥＫ製ＯＩＭ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｖｅｒ．８．６）によって、電子線の加速電圧１５ｋＶ、１×１０６μｍ２以上の測定面積を、１．０μｍの測定間隔のステップでＣＩ値が０．１以下である測定点を除いて、各結晶粒の方位差の解析を行った。隣接する測定点間の方位差が１５°以上となる測定点間を結晶粒界とした。
解析ソフト（ＥＤＡＸ／ＡＭＥＴＥＫ製ＯＩＭ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｖｅｒ．８．６）によって、各結晶方位から１０°以内で配向しているものをその結晶方位として測定し、視野における面積割合を得た。
鋳塊Ｂを用いた特性評価用条材から採取したサンプルに対して、板厚方向に直交する面を観察面とし、耐水研磨紙、ダイヤモンド砥粒を用いて機械研磨を行った後、コロイダルシリカ溶液を用いて仕上げ研磨を行った。そして、ＥＢＳＤ測定装置（日立ハイテク製ＳＵ７０００、ＥＤＡＸ／ＡＭＥＴＥＫ製Velocity super、APEX EBSD Ver.2.9）と、解析ソフト（ＥＤＡＸ／ＡＭＥＴＥＫ製ＯＩＭ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｖｅｒ．８．６）によって、電子線の加速電圧１５ｋＶ、１×１０６μｍ２以上の測定面積を、１．０μｍの測定間隔のステップでＣＩ値が０．１以下である測定点を除いて、各結晶粒の方位差の解析を行った。隣接する測定点間の方位差が１５°以上となる測定点間を結晶粒界とした。
解析ソフト（ＥＤＡＸ／ＡＭＥＴＥＫ製ＯＩＭ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｖｅｒ．８．６）によって、各結晶方位から１０°以内で配向しているものをその結晶方位として測定し、視野における面積割合を得た。
【0068】
（平均結晶粒径Ｄａｖｅおよび、２×Ｄａｖｅ以上の結晶粒の面積割合の測定）
鋳塊Ｂを用いた特性評価用条材から採取したサンプルに対して、板厚方向に直交する面を観察面とし、耐水研磨紙、ダイヤモンド砥粒を用いて機械研磨を行った後、コロイダルシリカ溶液を用いて仕上げ研磨を行った。そして、ＥＢＳＤ測定装置（日立ハイテク製ＳＵ７０００、ＥＤＡＸ／ＡＭＥＴＥＫ製Velocity super、APEX EBSD Ver.2.9）と、解析ソフト（ＥＤＡＸ／ＡＭＥＴＥＫ製ＯＩＭ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｖｅｒ．８．６）によって、電子線の加速電圧１５ｋＶ、１×１０６μｍ２以上の測定面積を、１．０μｍの測定間隔のステップでＣＩ値が０．１以下である測定点を除いて、各結晶粒の方位差の解析を行った。隣接する測定点間の方位差が１５°以上となる測定点間を結晶粒界とした。
解析ソフト（ＥＤＡＸ／ＡＭＥＴＥＫ製ＯＩＭ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｖｅｒ．８．６）によって、AreaFraction法による結晶粒度分布および平均結晶粒径を得た。その際、双晶粒界は除いて算出した。
鋳塊Ｂを用いた特性評価用条材から採取したサンプルに対して、板厚方向に直交する面を観察面とし、耐水研磨紙、ダイヤモンド砥粒を用いて機械研磨を行った後、コロイダルシリカ溶液を用いて仕上げ研磨を行った。そして、ＥＢＳＤ測定装置（日立ハイテク製ＳＵ７０００、ＥＤＡＸ／ＡＭＥＴＥＫ製Velocity super、APEX EBSD Ver.2.9）と、解析ソフト（ＥＤＡＸ／ＡＭＥＴＥＫ製ＯＩＭ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｖｅｒ．８．６）によって、電子線の加速電圧１５ｋＶ、１×１０６μｍ２以上の測定面積を、１．０μｍの測定間隔のステップでＣＩ値が０．１以下である測定点を除いて、各結晶粒の方位差の解析を行った。隣接する測定点間の方位差が１５°以上となる測定点間を結晶粒界とした。
解析ソフト（ＥＤＡＸ／ＡＭＥＴＥＫ製ＯＩＭ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｖｅｒ．８．６）によって、AreaFraction法による結晶粒度分布および平均結晶粒径を得た。その際、双晶粒界は除いて算出した。
【0069】
（導電率）
鋳塊Ｂを用いた特性評価用条材から幅１０ｍｍ×長さ１５０ｍｍの試験片を採取し、４端子法によって電気抵抗を求めた。また、マイクロメータを用いて試験片の寸法測定を行い、試験片の体積を算出した。そして、測定した電気抵抗値と体積とから、導電率を算出した。なお、試験片は、その長手方向が特性評価用条材の圧延方向に対して並行になるように採取した。
鋳塊Ｂを用いた特性評価用条材から幅１０ｍｍ×長さ１５０ｍｍの試験片を採取し、４端子法によって電気抵抗を求めた。また、マイクロメータを用いて試験片の寸法測定を行い、試験片の体積を算出した。そして、測定した電気抵抗値と体積とから、導電率を算出した。なお、試験片は、その長手方向が特性評価用条材の圧延方向に対して並行になるように採取した。
【0070】
（接合試験）
鋳塊Ａを用いた特性評価用条材および鋳塊Ｂを用いた特性評価用条材からそれぞれ４０ｍｍ×４０ｍｍの銅板を切り出した。
セラミックス板（材質：Ｓｉ３Ｎ４、５０ｍｍ×５０ｍｍ×厚さ０．３２ｍｍ）に対し、両面にペースト状の活性銀ろう材（東京ブレイズ製ＴＢ－６０８Ｔ）を塗布した。上述の銅板２枚の間にセラミックス板を挟み込み、加圧圧力０．５９ＭＰａの荷重をかけた状態で熱処理を行った。
熱処理は以下の条件で行った。８５０℃の炉に、積層した銅板およびセラミックス板を投入し、材温が８５０℃になったことを熱電対にて確認してから６０分保持し、加熱が終わった後に常温になるまで炉冷（炉内で冷却）を行った。
常温まで温度が低下した後に、鋳塊Ｂの銅板の板厚方向に直交する面（圧延面）について結晶組織を測定した。
鋳塊Ａを用いた特性評価用条材および鋳塊Ｂを用いた特性評価用条材からそれぞれ４０ｍｍ×４０ｍｍの銅板を切り出した。
セラミックス板（材質：Ｓｉ３Ｎ４、５０ｍｍ×５０ｍｍ×厚さ０．３２ｍｍ）に対し、両面にペースト状の活性銀ろう材（東京ブレイズ製ＴＢ－６０８Ｔ）を塗布した。上述の銅板２枚の間にセラミックス板を挟み込み、加圧圧力０．５９ＭＰａの荷重をかけた状態で熱処理を行った。
熱処理は以下の条件で行った。８５０℃の炉に、積層した銅板およびセラミックス板を投入し、材温が８５０℃になったことを熱電対にて確認してから６０分保持し、加熱が終わった後に常温になるまで炉冷（炉内で冷却）を行った。
常温まで温度が低下した後に、鋳塊Ｂの銅板の板厚方向に直交する面（圧延面）について結晶組織を測定した。
【0071】
板厚方向に直交する面（圧延面）を観察面とし、耐水研磨紙、ダイヤモンド砥粒を用いて機械研磨を行った後、コロイダルシリカ溶液を用いて仕上げ研磨を行った。そして、ＥＢＳＤ測定装置（日立ハイテク製ＳＵ７０００、ＥＤＡＸ／ＡＭＥＴＥＫ製Velocity super、APEX EBSD Ver.2.9）と、解析ソフト（ＥＤＡＸ／ＡＭＥＴＥＫ製ＯＩＭ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｖｅｒ．８．６）によって、電子線の加速電圧１５ｋＶ、１×１０７μｍ２以上の測定面積を、２．０μｍの測定間隔のステップでＣＩ値が０．１以下である測定点を除いて、各結晶粒の方位差の解析を行った。隣接する測定点間の方位差が１５°以上となる測定点間を結晶粒界とした。
解析ソフト（ＥＤＡＸ／ＡＭＥＴＥＫ製ＯＩＭ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｖｅｒ．８．６）によって、Ａｒｅａ Ｆｒａｃｔｉｏｎ法によって、双晶粒界は除いて算出した平均結晶粒径と最大結晶粒径を得た。
解析ソフト（ＥＤＡＸ／ＡＭＥＴＥＫ製ＯＩＭ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｖｅｒ．８．６）によって、Ａｒｅａ Ｆｒａｃｔｉｏｎ法によって、双晶粒界は除いて算出した平均結晶粒径と最大結晶粒径を得た。
【0072】
鋳塊Ａを用いた特性評価用条材および鋳塊Ｂを用いた特性評価用条材の結晶粗大化結果について、ＡとＢにおいて、最大結晶粒径が１０００μｍ以上の差があった場合を「×」、ＡとＢにおいて、最大結晶粒径が１０００μｍ以上の差がなく、ＡとＢどちらかの平均結晶粒径が１０００μｍ以上の場合を「△」、ＡとＢにおいて、最大結晶粒径が１０００μｍ以上の差がなく、ＡとＢともに平均粒径が１０００μｍより小さい場合を「〇」として、それぞれ評価を行った。
【0073】
（熱処理試験）
鋳塊Ｂを用いた特性評価用条材から採取したサンプルに対して、炉内温度８００℃の炉の中にサンプルを投入し、１時間保持した後、空冷によりサンプルを冷却した。
得られたサンプルに対して、板厚方向に直交する面を観察面とし、耐水研磨紙、ダイヤモンド砥粒を用いて機械研磨を行った後、コロイダルシリカ溶液を用いて仕上げ研磨を行った。そして、ＥＢＳＤ測定装置（日立ハイテク製ＳＵ７０００、ＥＤＡＸ／ＡＭＥＴＥＫ製Ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｓｕｐｅｒ、ＡＰＥＸ ＥＢＳＤ Ｖｅｒ．２．９）と、解析ソフト（ＥＤＡＸ／ＡＭＥＴＥＫ製ＯＩＭ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｖｅｒ．８．６）によって、電子線の加速電圧１５ｋＶ、１×１０７μｍ２以上の測定面積を、２．０μｍの測定間隔のステップでＣＩ値が０．１以下である測定点を除いて、各結晶粒の方位差の解析を行った。隣接する測定点間の方位差が１５°以上となる測定点間を結晶粒界とした。
解析ソフト（ＥＤＡＸ／ＡＭＥＴＥＫ製ＯＩＭ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｖｅｒ．８．６）によって、Ａｒｅａ Ｆｒａｃｔｉｏｎ法によって、双晶粒界は除いて算出した平均結晶粒径が８００μｍより大きい場合は「×」、平均結晶粒径が８００μｍ以下の場合は「〇」と評価した。
鋳塊Ｂを用いた特性評価用条材から採取したサンプルに対して、炉内温度８００℃の炉の中にサンプルを投入し、１時間保持した後、空冷によりサンプルを冷却した。
得られたサンプルに対して、板厚方向に直交する面を観察面とし、耐水研磨紙、ダイヤモンド砥粒を用いて機械研磨を行った後、コロイダルシリカ溶液を用いて仕上げ研磨を行った。そして、ＥＢＳＤ測定装置（日立ハイテク製ＳＵ７０００、ＥＤＡＸ／ＡＭＥＴＥＫ製Ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｓｕｐｅｒ、ＡＰＥＸ ＥＢＳＤ Ｖｅｒ．２．９）と、解析ソフト（ＥＤＡＸ／ＡＭＥＴＥＫ製ＯＩＭ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｖｅｒ．８．６）によって、電子線の加速電圧１５ｋＶ、１×１０７μｍ２以上の測定面積を、２．０μｍの測定間隔のステップでＣＩ値が０．１以下である測定点を除いて、各結晶粒の方位差の解析を行った。隣接する測定点間の方位差が１５°以上となる測定点間を結晶粒界とした。
解析ソフト（ＥＤＡＸ／ＡＭＥＴＥＫ製ＯＩＭ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｖｅｒ．８．６）によって、Ａｒｅａ Ｆｒａｃｔｉｏｎ法によって、双晶粒界は除いて算出した平均結晶粒径が８００μｍより大きい場合は「×」、平均結晶粒径が８００μｍ以下の場合は「〇」と評価した。
【0074】
【表1】
【0075】
【表2】
【0076】
【表3】
【0077】
【表4】
【0078】
【表5】
【0079】
【表6】
【0080】
比較例１－５においては、板厚方向に直交する面（圧延面）における結晶方位の面積割合が（１）式を満足しておらず、接合試験の結果、鋳塊Ａを用いた特性評価用条材と鋳塊Ｂを用いた特性評価用条材の最大結晶粒径の差が１０００μｍ以上と大きく、結晶粒の粗大化抑制効果を安定して発揮することができなかった。
また、比較例６においては、Ａ群元素の合計含有量が１．４ｍａｓｓｐｐｍと少なく、鋳塊Ｂを用いた特性評価用条材に対して８００℃で１時間の熱処理を行った際に、平均結晶粒径が８００μｍより大きくなり、結晶粒の粗大化を十分かつ安定的に抑制することができなかった。
また、比較例６においては、Ａ群元素の合計含有量が１．４ｍａｓｓｐｐｍと少なく、鋳塊Ｂを用いた特性評価用条材に対して８００℃で１時間の熱処理を行った際に、平均結晶粒径が８００μｍより大きくなり、結晶粒の粗大化を十分かつ安定的に抑制することができなかった。
【0081】
これに対して、本発明例１－１２においては、板厚方向に直交する面（圧延面）における結晶方位の面積割合が（１）式を満足しており、接合試験の結果、鋳塊Ａを用いた特性評価用条材と鋳塊Ｂを用いた特性評価用条材の最大結晶粒径の差が１０００μｍより小さく、結晶粒の粗大化抑制効果を安定して発揮することができた。
また、本発明例１－１２においては、Ａ群元素の合計含有量が２ｍａｓｓｐｐｍ以上２０ｍａｓｓｐｐｍ以下の範囲内とされており、鋳塊Ｂを用いた特性評価用条材に対して８００℃で１時間の熱処理を行った際に、平均結晶粒径が８００μｍ以下となり、結晶粒の粗大化を十分に抑制することができた。
また、本発明例１－１２においては、Ａ群元素の合計含有量が２ｍａｓｓｐｐｍ以上２０ｍａｓｓｐｐｍ以下の範囲内とされており、鋳塊Ｂを用いた特性評価用条材に対して８００℃で１時間の熱処理を行った際に、平均結晶粒径が８００μｍ以下となり、結晶粒の粗大化を十分に抑制することができた。
【0082】
以上のことから、本発明例によれば、銅母相に溶け込んでいる不純物量（銅の純度）が変動した場合であっても、セラミックス基板と銅材料を接合する際の結晶粒の粗大化抑制効果を安定して発揮することができるとともに特性が安定した銅材料、この銅材料を用いた絶縁基板を提供可能であることが確認された。
【要約】
【課題】銅母相に溶け込んでいる不純物量が変動した場合であっても、セラミックス基板と銅材料を接合する際の結晶粒の粗大化抑制効果を安定して発揮することができるとともに特性が安定した銅材料、この銅材料を用いた絶縁基板を提供する。
【解決手段】Ｃｕの含有量が９９．９ｍａｓｓ％以上９９．９９９ｍａｓｓ％以下の範囲内、Ａｌ，Ｂｅ，Ｃｄ，Ｍｇ，Ｐｂ，Ｎｉ，Ｐ，Ｓｎ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｓｂから選択される１種又は２種以上のＡ群元素を合計で２ｍａｓｓｐｐｍ以上２０ｍａｓｓｐｐｍ以下含有し、導電率が９５％ＩＡＣＳ以上であり、板厚方向に直交する面において、各結晶方位の面積割合Ｓ（１１０），Ｓ（３１１），Ｓ（３３１），Ｓ（２１０），Ｓ（３２１），Ｓ（２１１）が、Ｓ（１１０）＋Ｓ（３１１）＋Ｓ（３３１）＋Ｓ（２１０）＋Ｓ（２１１）＞Ｓ（３２１）を満たす。
【選択図】なし
【解決手段】Ｃｕの含有量が９９．９ｍａｓｓ％以上９９．９９９ｍａｓｓ％以下の範囲内、Ａｌ，Ｂｅ，Ｃｄ，Ｍｇ，Ｐｂ，Ｎｉ，Ｐ，Ｓｎ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｓｂから選択される１種又は２種以上のＡ群元素を合計で２ｍａｓｓｐｐｍ以上２０ｍａｓｓｐｐｍ以下含有し、導電率が９５％ＩＡＣＳ以上であり、板厚方向に直交する面において、各結晶方位の面積割合Ｓ（１１０），Ｓ（３１１），Ｓ（３３１），Ｓ（２１０），Ｓ（３２１），Ｓ（２１１）が、Ｓ（１１０）＋Ｓ（３１１）＋Ｓ（３３１）＋Ｓ（２１０）＋Ｓ（２１１）＞Ｓ（３２１）を満たす。
【選択図】なし
【図1】
【図2】