JPH02223104A - 銅系部材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、優れた導電性と強度を合せ持つ銅系部材およ
びその製造方法に関する。

（従来の技術） 銅系部材は、導電性に優れることから、半導体装置にお
けるリードフレームや超電導線における安定化材などの
低電気抵抗を求められるものから送電線のような大容量
の電流を流すためのものまで、各種の導電材料として使
用されている。

たとえば純銅は、銀に次いで導電率が高いために、高度
な低電気抵抗が求められる箇所に使用されている。しか
し、純銅は機械的強度が比較的小さいために、ある程度
の強度を求められる際にはステンレス鋼などをテンショ
ンメンバーとして併用することが必要となる。

これに対して、スズ、ニッケル、ケイ素、チタン、リン
、鉄、コバルトなどの金属元素を銅に添加した合金は、
固溶強化型銅合金と呼ばれ、純銅に比べて高い機械的強
度が得られる。しかし、これら固溶強化型銅合金は、純
銅に比べて導電率が低く、たとえば銅にケイ素を０．４
０重量％添加した銅合金は万国標準軟鋼の導電率１００
％（以下、１ＡＣ８比％と略す。）に対し、約４５％と
導電率が低下してしまう。

また、アルミナ粉末などを鋼中に分散させた合金は粒子
分散強化型銅合金と呼ばれ、上記固溶強化型銅合金と同
様に高い機械的強度が得られる。

この粒子分散強化型銅合金は、固溶強化型銅合金に比べ
て高い導電率が得られるものの、純銅に匹敵するような
導電率は得られず、また加工性が低いというような問題
もある。

さらに、粒子分散強化型銅合金の原理と同様に、固溶強
化型銅合金を所定の形状に加工した後に、強化のために
添加されている元素を酸化物などとして析出させ、導電
率を向上させる方法も考えられるが、ある程度以上の大
きさを有する部材として使用する際には、内部まで均一
に析出させることが困難であり、充分な導電率が得られ
ない。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように、純銅は導電率に優れるものの機械的強
度が低く、また強化銅合金は機械的強度に優れるものの
導電率が低いという問題があった。

また、これら純銅と強化銅合金を一体化することによっ
て、これら双方の特性を付与することも考えられるが、
単に一体化しただけでは焼鈍などの熱処理や使用時にお
ける熱の印加などによって、強化銅合金中の添加元素や
化合物が純銅中に拡散してしまい、純銅の導電率を低下
させてしまう。

本発明は、このような従来技術の課題に対処するために
なされたもので、純銅の高導電率と強化銅合金の機械的
強度をそれぞれ損うことなく共用する銅系部材およびそ
の製造方法を提供することを目的としている。

［発明の構成〕 （課題を解決するための手段） 本発明の銅系部材は、酸化しやすい元素または化合物に
よる強化銅合金層と、電気伝導性に優れた高純度銅層と
、前記強化銅合金層と高純度銅層との間に介在された前
記強化銅合金層の添加元素の金属酸化物からなる拡散防
止層とを具備することを特徴としている。

また、本発明における銅系部材の製造方法における第１
の方法は、酸化しやすい元素または化合物による強化銅
合金層と、電気伝導性に優れた高純度銅層とを一体化し
てなる銅系部材を製造するにあたり、前記強化銅合金層
と高純度銅層とを一体化した構造体の前記高純度銅層の
表面あるいは内部に酸化物層を形成した後に真空中また
は非酸化性雰囲気中で、あるいは大気の酸素分圧より低
くかつ前記高純度銅層の表面あるいは内部に酸化物を形
成し得る酸素分圧下で熱処理を施し、前記強化銅合金層
と高純度銅層との間に前記強化銅合金層の添加元素の金
属酸化物からなる拡散防止層を形成することを特徴とし
ており、第２の方法は、酸化しやすい元素または化合物
による強化銅合金層と、電気伝導性に優れた高純度銅層
とを一体化してなる銅系部材を製造するにあたり、前記
高純度銅層を酸素含有高純度銅で形成するとともに、前
記強化銅合金層と高純度銅層とを一体化した構造体に、
真空中または非酸化性雰囲気中で熱処理を施し、前記強
化銅合金層と高純度銅層との間に前記強化銅合金層の添
加元素の金属酸化物からなる拡散防止層を形成すること
を特徴としている。

本発明において強化型銅合金層を形成する銅合金として
は、Ｚｒ−Ｃｕ　ｓ　Ｚｒ−Ｃｒ−Ｃｏ−Ｃｕ　、　Ｎ
ｉ−Ｃｕ　−、Ｎ１−Ｚｎ−Ｃｕ５Ｎ１−８ｎ−Ｃｕ、
　５ｎ−Ｃｕ　５Ｓｎ−Ｐ−Ｃｕ　、　Ｔｌ−Ｃｕ　。

Ｂｅ−Ｃｕなどの酸化しやすい元素を添加固溶させた固
溶強化型銅合金やスピノーダル強化型銅合金、さらには
アルミナなどによる粒子分散強化型銅合金などが使用さ
れる。

また、電気伝導性に優れた高純度銅層を形成する銅とし
ては、基本的に不可避的な不純物のみを含有する純銅が
用いられるが、後述する拡散防止層の形成方法によって
は酸素を微量含有する、たとえば１重量％以下程度含有
する高純度銅が用いられる。

本発明の銅系部材の具体的な構造としては、■　上記強
化銅合金からなる芯材表面に高純度銅層を形成し、これ
らの界面に強化銅合金の添加元素の金属酸化物からなる
拡散防止層を設けたもの、 ■　高純度銅からなる芯材表面に強化銅合金層を形成し
、これらの界面に■と同様に拡散防止層を設けたもの、 ■　高純度銅と強化型銅合金との積層体で、これらの界
面に■と同様に拡散防止層を設けたもの、 などが例示される。

なお、本発明の銅系部材の構造としては、これらのもの
に限定されるものではなく、高純度銅層の一部に酸化物
を形成しうる形態であれば、どのような形状、構造のも
のであってもよい。また、強化型銅合金層は純銅に比べ
て耐食性や耐熱性などに優れているため、このような特
性を必要とする際には、外層が強化銅合金層となるよう
に選択することが好ましい。

本発明の銅系部材における拡散防止層は、強化銅合金中
の添加元素の金属酸化物によるものであり、銅系部材に
熱が印加された際にも上記拡散防止層によって強化銅合
金中の添加元素の高純度銅層中への拡散が防止され、導
電率が維持される。

上記拡散防止層は、たとえば以下のようにして形成され
る。

（Ａ）　　強化銅合金層と高純度銅層とを一体化した後
に、あるいは一体化する前に、高純度銅層表面または内
部に銅の酸化物層を形成し、次いで真空中または非酸化
性雰囲気中で熱処理を行い、高純度銅層中に酸素を拡散
させることによって、強化銅合金層と高純度銅層との界
面において強化銅合金中の添加元素と酸素を反応させて
金属酸化物層を形成する。

（Ｂ）　　強化銅合金層と高純度銅層とを一体化した後
に、大気の酸素分圧より低く、かつ銅層の表面あるいは
内部に銅の酸化物を形成し得る酸素分圧下で高純度銅層
に熱処理を施し、高純度銅層の表面または内部に銅の酸
化物層を形成しつつ高純度銅層中に酸素を拡散させるこ
とによって、上記（＾）と同様に金属酸化物層を形成す
る。

（Ｃ）　　高純度銅層として酸素含有高純度銅を用い、
上記（＾）と同様な条件下で熱処理を施すことによって
金属酸化物層を形成する。

なお、上記（Ａ）および（Ｂ）における銅の酸化物層は
、ＣｕＯ５Ｃｕ２０単独やＣｕＯとＣｕ２０との混合物
などからなるものである。

また、拡散防止層を形成するための熱処理によって、純
銅中に不可避的に含まれる不純物も酸化物として析出し
、さらに導電率が向上する。

上記（＾）の拡散防止層の形成方法において、高純度銅
層表面の銅の酸化物層は、たとえば酸素濃度１０％以上
の常圧処理雰囲気中において、１００℃〜４００℃の温
度で１時間〜１２０時間程度熱処理することにより形成
することができる。また、ＣｖＤにより銅の酸化物層を
形成させたり、黒化剤を用いて化学的に酸化させたり、
銅の酸化物を含むペースト状の塗料を塗布することによ
っても銅の酸化物層を形成することができる。

なお、酸化によって銅の酸化物層を形成する際には、銅
と酸化銅との熱収縮の差によって熱処理炉内から取出す
際などに銅の酸化物層が剥離しやすいため、予め熱処理
を行う構造体をステンレス管などの管状体内に収容した
り、ガラススリーブなどによって構造体の外表面に保護
被覆を設けるなどして、この状態で酸化処理を行うこと
が好ましい。酸化物層が剥離すると、この後に行う熱処
理の際に酸素の供給源が断たれ、拡散防止層の形成にば
らつきが生じてしまうが、管状体内に収容した状態や保
護被覆を設けた状態で酸化処理した後にこの状態を維持
して熱処理することによって、多少酸化物薄層の剥離が
生じても、系内に酸素の供給源となる酸化物が存在して
いるため、充分に本発明の効果を発揮できる。また、ス
テンレス管などの管状体を用いる際には、この管内に大
気あるいは酸素ガスと不活性ガスとの混合ガスを流通さ
せつつ酸化処理することによって充分に銅の酸化物層を
形成することができる。

また、上記（＾）の拡散防止層の形成方法において、高
純度銅層内部の銅の酸化物層は、高純度銅層を構成する
銅部材として管状体を用い、管状体内表面に対して上記
外表面への銅の酸化物層の形成と同様に処理を施して銅
の酸化物層を形成した後に、あるいは管状体内に酸化銅
を充填した後に、一体化することによって形成すること
ができる。

この高純度銅層と銅の酸化物との一体化は、本発明の銅
系部材における強化銅合金層と高純度銅層との一体化と
同時に行ってもよいし、予め行っておいてもよい。

そして、上記（Ａ）の方法においては、強化銅合金層と
高純度銅層とが一体化され、かつ高純度銅層表面または
内部に銅の酸化物層を有する構造体に対して、　ＩＸ　
１０−’　Ｔｏｒｒ　〜５Ｘ　１０−’　Ｔｏｒｒ程度
の高真空下あるいは不活性ガス雰囲気下において、強化
銅合金中の添加元素が酸化する温度で３時間〜１００時
間程度熱処理を施し、拡散防止層を形成する。高純度銅
層表面または内部に形成する酸化物層は、余り少ないと
拡散防止層の形成が不十分となり、また余り多いと高純
度銅層中へ入り込む酸素量が多くなりすぎて拡散防止層
を厚くするとともに、酸化のため高純度銅層の体積が減
少し導電率低下の原因となる。したがって、これらの兼
合いを考慮しながら銅の酸化物層の量を設定することが
望ましい。

また、拡散防止層形成の熱処理の際に使用する強化銅合
金の種類によっては、高温（たとえば５００℃程度）の
印加で著しく軟化し、強度が低下して強度補強層の効果
が得られなくなってしまう。

たとえば１．３ｖｔ％５ｎ−０，１ｗｔ％Ｐ−Ｃｕ合金
を例にとってみると、室温でビッカーズ硬度Ｈｖ−１７
０程度のものが、７００℃でＨｖ−８０程度まで低下し
、著しく軟化して強度が低下してしまう。そこで、本発
明においては、たとえば以下の方法によって強度の低下
を防止する。

（ａ）　　強化銅合金の強度が余り低下しない温度、た
とえば６００℃以下の温度で熱処理を施す。

（ｂ）　　拡散防止層が短時間で形成することが可能な
温度、たとえば６００℃〜７００℃程度の温度で熱処理
し、この後、熱処理によって強度の低下した強化銅合金
に冷間加工、たとえば減面加工を施すことにより、加工
硬化を生じさせて、強度を回復させる。

上記（ａ）の熱処理後に減面加工を施すことなく強度を
維持する場合、０．８ｖｔ％０ｒ−０，２ｗｔ％Ｚｒ−
Ｃｕ。

１０〜３０ｗｔ％旧−Ｃｕ　、　　０．０５〜０．２ｗ
ｔ％Ｚｒ−Ｃｕなどの強化銅合金が、熱処理による強度
低下が少ないため、その使用が好ましい。

また、上記（ｂ）の加工硬化によって強度の回復を図る
方法は、全ての強化銅合金に適用することが可能である
が、これによって高強度の確保と高導電性の確保を行う
場合、使用する強化銅合金や形成する酸化物の種類によ
って適正条件が異なるため、使用材料に応じた加工条件
を設定する。また、加工硬化によって回復する強度は、
はぼ加工率によって決定されるため、得ようとする強度
および使用材料に応じて加工率を設定し、たとえば２０
％〜４０％程度である。なお、この冷間加工によって高
純度銅層にも加工硬化が生じ、導電率の低下が予想され
るため、冷間加工の後に強化銅合金が軟化しない温度、
たとえば２００℃〜３００℃程度の温度で焼鈍を行うこ
とが好ましい。

上記（Ｂ）の拡散防止層の形成方法においては、高純度
銅層と強化銅合金層とを一体化した構造体に対して、大
気の酸素分圧より低くかつ銅層の表面あるいは内部に酸
化物を形成し得る酸素分圧下、たとえば大気をＬＸ　１
Ｏ−ＩＴｏｒｒ　〜ＬＸ　１Ｏ−３Ｔｏｒｒ程度に減圧
した雰囲気下において３〜１００時間程度熱処理を施す
ことにより、高純度銅層表面または内部に銅の酸化物層
を形成しつつ、この銅の酸化物層から酸素を高純度銅層
中に拡散させて拡散防止層を形成する。

さらに、上記（Ｃ）の拡散防止層の形成方法においては
、酸素含有高純度銅層と強化銅合金層とを一体化した構
造体に対して、上記（＾）と同様な条件下で金属酸化物
形成のための熱処理を施し、拡散防止層を形成する。こ
の際の酸素含有銅としては、純銅（不可避的不純物を含
む。）に対して酸素を０．０５重二％〜１重量％程度含
有させたものの使用が好ましい。酸素の含有量が余り少
ないと拡散防止層の形成が不十分となり、逆に余り多す
ぎると熱処理後の酸素残存量が増大し、導電率に悪影響
を及ぼす。

上記（Ｂ）および（Ｃ）の熱処理においても、上記（＾
）と同様に熱処理の設定温度によって強化銅合金の強度
低下を防止するか（上記（ａ）　）　、あるいは熱処理
後に冷間加工を施して強度の回復を図る（上記（ｂ））
。

また、本発明における拡散防止層は、必ずしも強化銅合
金層と高純度銅層とを一体化した構造体の界面に連続的
に形成しなければならないものではなく、不連続的に形
成してもよい。このように拡散防止層を不連続的に形成
することによって、高純度銅層の外側に強化銅合金層を
形成するような場合においても、高純度銅層と強化銅合
金層との間での熱伝導を良好に維持することが可能とな
り、たとえば高純度銅層中に大電流を流した際の放熱性
などが確保できる。

このように拡散防止層を不連続的に形成するには、上記
（Ａ）〜（Ｃ）のいずれの方法においても、高純度銅層
もしくは強化銅合金層を形成する部材の少なくとも一方
の界面側を凹凸形状として一体化し、このような構造体
に対して本発明の熱処理を施すことによって界面と銅の
酸化物層との距離の違いにより、より酸化物層に近い界
面部分に選択的に金属酸化物を析出させることが可能と
なる。

これによって、不連続的な拡散防止層が得られる。

（作　用） 本発明においては、高純度銅層表面あるいは内部に形成
された銅の酸化物層中の酸素が、熱処理によって高純度
銅層中に拡散していき、高純度銅層中に固溶している不
純物、または強化銅合金層中から拡散してきた添加物を
酸化して析出させ、高純度銅層の電気抵抗をさらに高め
るとともに、高純度銅層と強化銅合金層との界面に強固
な金属酸化物からなる拡散防止層を形成する。そして、
この拡散防止層によって、この熱処理の際やこの後に銅
系部材に対して熱が印加された際に、強化銅合金層中の
添加元素の高純度銅層内への拡散を防止でき、高純度銅
層の導電率を維持することが可能となる。また、強化銅
合金の強度は、たとえば熱処理後に冷間加工を施し、加
工硬化によって強度の回復を図ることによって、容易に
維持することができる。

（実施例） 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

実施例１ 第１図は本発明の銅系部材を適用した線材の一実施例の
概略構造を示す断面図である。

この銅系線材１は、０．８ｖｔ％Ｃｒ−０．２ｗｔ％Ｚ
ｒ−Ｃｕ合金からなる強化銅合金層２の外周にＣｒおよ
びＺｒの酸化物からなる拡散防止層３を介して高純度銅
層４が形成されている。

上記構造の銅系線材は、以下に示す製造方法によって形
成した。

まず、外径１０．５ｍｍ、内径８Ａｍｔｐ、長さ１００
０ｍｍの純度９９．９９％の純銅からなる円筒部材４を
用意し、この純銅からなる円筒部材４内部に外径７．９
１１ｍ、長さ８００＋＋ｖの０．８ｗｔ％Ｃｒ−０，２
ｗｔ％Ｚｒ−Ｃｕ合金からなる円柱部材２を挿入し、ス
ェージングマシンによって一体化処理を施して外径１■
の線材を作製した。

次いで、この一体化した線材に対して大気中、２５０℃
で４８時間熱処理を施して、高純度銅層４の外表面に厚
さ　２．８μＩの銅の酸化物層を形成した。

この後、大気を　ＩＸ　１０’　Ｔｏｒｒまで減圧した
真空中において５９０℃、９５時間の条件で熱処理を行
い、この熱処理によって高純度銅層４中を拡散してきた
酸素と、強化銅合金層２から高純度銅層４側に拡散する
Ｃ「およびＺｒとを反応させてＣｒおよびＺｒの酸化物
からなる拡散防止層３を形成し、Ｃｒおよび２「が高純
度銅層４内に拡散するのを防止するとともに、高純度銅
層４中に不可避的に存在する不純物を酸化物として析出
させ、目的とする銅系線材を得た。

このようにして得た銅系線材の安定性の基準となるＩ　
ＡＣ３比％と２０℃における比抵抗ρをｉ９１定したと
ころ、ｌＡＣ３比％−９９％、ｐ　−１，７８Ｘ　１０
−’Ω”　ｅｌと良好な値を示した。また、引張強度も
５５ｋｇ／ｉｆと大きく、高導電率と機械的強度を共に
満足する銅系線材であることを確認した。

これに対して、上記実施例１で作製した熱処理前の高純
度銅層と強化銅合金層とを一体化しただけの線材に対し
て、酸化物層形成の熱処理を施すことなく、３Ｘ１０＝
Ｔｏｒｒの真空中、５９０℃、９５時間の条件で焼鈍を
行い、実施例１と同寸法の銅系線材（比較例１）を作製
し、上記の特性を測定したところ、引張強度５０ｋｇ／
　１ｉ　、　ＩＡＣ９比％−６０％、ρ−２，８７Ｘ　
ｔｏ−’Ω・ｅｌｍという値しか得られず、電気抵抗値
に明らかな差が認められた。

実施例２ 上記実施例１で作製した熱処理前の高純度銅層と強化銅
合金層とを一体化しただけの線材に対して、　ＬＸ　Ｉ
Ｑ’　Ｔｏｒｒの真空中において５９０℃、８０時間の
条件で熱処理を行い、高純度銅層４の表面に銅の酸化物
層を形成しつつ、強化銅合金層２と高純度銅層４との界
面にＣ「および２「の酸化物からなる拡散防止層３を形
成して銅系線材を得た。

この銅系線材についても上記実施例１と同様に特性を測
定したところ、Ｉ　ＡＣ９比％−９８％、ρ−１，７６
Ｘ　１０−’Ω”Ｃｒｙｓ引張強度５３ｋｇ／ｉｊとそ
れぞれ良好な値を示した。

実施例３ 上記実施例１と同様に作製した表面に銅の酸、化物層を
有する線材に対して、常圧のアルゴンガス雰囲気中で５
９０℃、８０時間の条件で熱処理を施して銅系線材を得
た。

この銅系線材についても上記実施例１と同様に特性を測
定したところ、ｌ　ＡＣ３比％−９８％、ρ−１，７６
Ｘ　１０−’Ω”　ｃｍ、引張強度５４ｋｇ／＋ｊとそ
れぞれ良好な値を示した。

実施例４ まず、第２図（ａ）に示すように、外径７．９１１％内
径３．２１１％長さ１ｏｏＯｎｕａの無酸素高純度銅か
らなる高純度銅管１１内に、酸素を２０％含有するアル
ゴンガスを０．１〜１β／分程度で流しながらアルゴン
ガス雰囲気中で２２０℃、７０時間熱処理を施して、高
純度銅管１１の内表面に厚さ１０〜２０μηの銅の酸化
物層１２を形成した。

次に、同図（ｂ）に示すように、この高純度銅管１１を
外径１０．３ｍｍ、内径８．１１１１１１％長さ１ｏＯ
ｏｌＩＩｌｌの０．８ｖｔ％Ｃｒ−０．２ｗｔ％Ｚｒ−
Ｃｕ合金からなる強化銅合金管１３内に挿入し、線引き
加工を行って一体化して高純度銅層１１の内部に銅の酸
化物層１２を有する外径１■の線材を作製した。

この後、実施例１と同様に３Ｘ　１０’　Ｔｏｒｒの高
真空中において５９０℃、８０時間の条件で熱処理を施
し、同図（ｃ）に示すように高純度銅層１１と強化銅合
金層１３との界面にＣｒおよび２「の金属酸化物からな
る拡散防止層１４を形成し、目的とする銅系線材１５を
作製した。

この銅系線材についても上記実施例１と同様に特性を測
定したところ、１＾Ｃ８比％暉９９％、ρ−１，７４Ｘ
ｌ０−’Ω’　ｅｌｍ、引張強度５４ｋｇ／ｍｄとそれ
ぞれ良好な値を示した。

このように予め高純度銅層１１内に銅の酸化物層１２を
形成し、その後に熱処理を施すことによっても、実施例
１と同様な効果が得られる。また、この実施例のように
、強化銅合金層を外周層とすることによって、耐食性に
も優れた銅系線材が得られる。

実施例５ 上記実施例４において、無酸素高純度銅からなる高純度
銅管１１の内表面に銅の酸化物層を形成する代りに酸化
銅の粉末を充填し、この状態で強化銅合金管１３内に挿
入し、この後一体化して同寸法の線材を作製した。

次いで、実施例４と同一条件で熱処理を施して、銅系線
材１５を得た。

この銅系線材についても上記実施例１と同様に特性を測
定したところ、ｌＡＣ３比％−９８％、ρ−１，７４Ｘ
ＩＯ’Ω”　ｅｌｌｌｓ引張強度５３．５ｋｇ／−とそ
れぞれ良好な値を示した。

このように酸化銅を予め高純度銅層１１内に配置するこ
とによっても、実施例１と同様に拡散防止層１４の形成
と高純度銅層１１のさらなる高純度化という効果が得ら
れる。

実施例６ まず、外径１０Ｊｉｇ、内径８．　Ｌａ５ｓ長さ１００
０ｍｍの０．８ｖＬ％Ｃｒ−０．２ｖｔ％Ｚｒ−Ｃｕ合
金からなる強化銅合金管内に、外径７，９■、長さ１ｏ
ｏｏａｖの酸素を０．３重量％含有する高純度銅棒を挿
入し、線引き加工を行って一体化して外径１ｍｓの線材
を作製した。

この後、３Ｘ　１０−’　Ｔｏｒｒの高真空中において
、５９０℃、８０時間の条件で熱処理を施し、高純度銅
棒内に含まれる酸素を強化銅合金層との界面方向に拡散
させてＣｒおよび２「の金属酸化物からなる拡散防止層
を形成するとともに高純度銅層中の不純物を析出させて
、目的とする銅系線材を作製した。

この銅系線材についても上記実施例１と同様に特性を測
定したところ、ｌＡＣ３比％−９８％、ρ−１，７４Ｘ
　１０−’Ω・０膳、引張強度５４ｋｇ／ｉｊとそれぞ
れ良好な値を示した。この実施例のように、高純度銅層
として酸素を含有する高純度銅を用いることによっても
、金属酸化物からなる拡散防止層を形成することができ
る。

実施例７ 第３図（ａ）に示すように、上記実施例４において、無
酸素高純度銅からなる鋼管として外表面に凹凸形状を有
する高純度銅管２１を使用する以外は同様にして、高純
度銅層２１と強化銅合金層２３とが一体化され、かつ高
純度銅層２１内部に銅の酸化物層２２を有する同寸法の
線材２４を作製した。なお、この線材２４における高純
度銅層と強化銅合金層２３との界面形状は、高純度銅管
２１の形状に応じて凹凸形状を有していた。

次いで、この線材２４に対して実施例４と同一条件で熱
処理を施し、第３図（ｂ）に示すように界面に拡散防止
層２５を形成して目的とする銅系線材２６を得た。

このようにして得た銅系線材２６を径方向に切断し、拡
散防止層２５の形状を確認したところ、第３図（ｂ）に
示すように高純度銅層２１内に形成した銅の酸化物層２
２と各界面位置との距離の違いによって、拡散防止層２
５は不連続に形成されていた。

このように拡散防止層２５を不連続に形成することによ
って、高純度銅層２１から強化銅合金層２３への熱伝導
を阻害することが防止できる。

また、この銅系線材についても上記実施例１と同様に特
性を測定したところ、Ｉ　ＡＣ８比％−９９％、ρ−１
．７４　Ｘ　１０−’Ω・Ｃ■、引張強度５５ｋｇ／ｍ
ｊとそれぞれ良好な値を示した。

実施例８ まず、外径１０．５１１％内径８．１ｍ１％長さ１００
０ｍｍの０、ｌｖｔ％Ｚｒ−Ｃｕ合金からなる強化銅合
金管内に、外径７．９■、長さｌｏｏｏＩｌｍの酸素を
ｏ４重口％含有する高純度銅棒を挿入し、スウェージン
グマシンによって一体化処理を施し、外径５■の線材を
作製した。

次いで、アルゴンガス雰囲気中において、７００℃、１
時間の条件で熱処理を施し、高純度銅棒内に含まれる酸
素を強化銅合金層との界面方向に拡散させて２「の金属
酸化物からなる拡散防止層を形成するととしに高純度銅
層中の不純物を析出させて、高純度鋼の高導電性を確保
した。

この熱処理を施した線材は、７００℃での熱処理によっ
て硬度が極端に低下したため、熱処理後に直径４−量ま
で冷間加工による減面加工を施し、加工硬化を生じさせ
た。

この後、アルゴンガス雰囲気中で２２０℃×６０分の条
件で焼鈍を行い、目的とする銅系線材を作製した。

この銅系線材について、上記実施例１と同様に各特性を
測定した′ところ、Ｉ　ＡＣ８比％−９８％、ρ−１，
７４Ｘ　ｔｏ’Ω”ｅｌ、引張強度５１ｋｇ／−とそれ
ぞれ良好な値を示した。なお、熱処理直後の銅系線材の
引張強度は２０ｋｇ／−であった。

この実施例のように、酸素の拡散が活発になる７００℃
程度の温度で熱処理し、この後減面加工により強度を回
復させることによって、熱処理時間を大幅に短縮するこ
とが可能となり、かつ強度の維持も充分に行える。なお
、冷間加工によって高強度と高導電性の双方を確保する
には、用いる強化銅合金と形成する酸化物の種類によっ
て条件が異なるため、強化銅合金の種類に応じて熱処理
条件および加工条件を設定する必要がある。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、高純度銅の有する
高導電率と強化銅合金の有する機械的強度とをそれぞれ
損うことなく一体化した銅系部材が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例により製造された銅系線材を
示す断面図、第２図および第３図はそれぞれ本発明の他
の実施例における製造工程を示す図である。 １．１５．２６・・・・・・銅系線材、２．１３．２３
・・・・・・強化銅合金層、３．１４．２５・・・・・
・拡散防止層、４．１１．２２・・・・・・高純度銅層
。 出願人　　　　　　株式会社　東芝 代理人　弁理士　　須　山　佐　− 第１図 （ａ） （Ｃ） 第２図 （ｂ） 第３図

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化しやすい元素または化合物による強化銅合金
   層と、電気伝導性に優れた高純度銅層と、前記強化銅合
   金層と高純度銅層との間に介在された前記強化銅合金層
   の添加元素の金属酸化物からなる拡散防止層とを具備す
   ることを特徴とする銅系部材。
2. （２）前記拡散防止層は、非連続的に形成されているこ
   とを特徴とする請求項１記載の銅系部材。
3. （３）酸化しやすい元素または化合物による強化銅合金
   層と、電気伝導性に優れた高純度銅層とを一体化してな
   る銅系部材を製造するにあたり、前記強化銅合金層と高
   純度銅層とを一体化した構造体の前記高純度銅層の表面
   あるいは内部に酸化物層を形成した後に真空中または非
   酸化性雰囲気中で、あるいは大気の酸素分圧より低くか
   つ前記高純度銅層の表面あるいは内部に酸化物を形成し
   得る酸素分圧下で熱処理を施し、前記強化銅合金層と高
   純度銅層との間に前記強化銅合金層の添加元素の金属酸
   化物からなる拡散防止層を形成することを特徴とする銅
   系部材の製造方法。
4. （４）前記拡散防止層を形成した銅系部材に、冷間加工
   を施すことを特徴とする請求項３記載の銅系部材の製造
   方法。
5. （５）前記強化銅合金層と高純度銅層とを一体化した構
   造体の界面を凹凸形状とすることを特徴とする請求項３
   記載の銅系部材の製造方法。
6. （６）酸化しやすい元素または化合物による強化銅合金
   層と、電気伝導性に優れた高純度銅層とを一体化してな
   る銅系部材を製造するにあたり、前記高純度銅層を酸素
   含有高純度銅で形成するとともに、前記強化銅合金層と
   高純度銅層とを一体化した構造体に、真空中または非酸
   化性雰囲気中で熱処理を施し、前記強化銅合金層と高純
   度銅層との間に前記強化銅合金層の添加元素の金属酸化
   物からなる拡散防止層を形成することを特徴とする銅系
   部材の製造方法。
7. （７）前記拡散防止層を形成した銅系部材に、冷間加工
   を施すことを特徴とする請求項６記載の銅系部材の製造
   方法。