銅純度の説明: グレード、4N ～ 6N 仕様、テスト、および小切手の購入
「銅純度：Cu 最低 99.99%」と書かれた発注書には、どの不純物が数えられたのか、酸素がどのように測定されたのか、どの方法で数値が算出されたのかという 3 つのことがまだ未定義のままです。見出しの数字を満たしているロットでも、水素ろう付け中に亀裂が入ったり、スパッタリングプロセスが枠外に押し出される可能性があります。
銅の純度は、分析グレード、酸素含有量、個々の不純物の上限、およびその背後にある分析方法の 4 つの要素からなるパッケージとして扱います。パーセンテージのみを指定するバイヤーは、サプライヤーの純度の定義を受け入れていることになりますが、その定義はさまざまです。以下に、等級がどのようにスケールされるか、酸素が結果を決定する場所、各テストがどのように動作するか、および仕様に何が含まれるかを示します。
銅の純度グレードは実際に何を測定するのか
純度グレードはスコアではなく予算です。文字数は 9 の数であり、9 が増えるごとに、銅以外のすべての許容量の合計がおよそ 10 分の 1 に減ります。
- 3N、99.9% Cu: 最大約 1,000 ppm の他の元素を含む。
- 4N、99.99% Cu: 合計約 100 ppm。
- 5N、99.999% Cu: 合計約 10 ppm。
- 6N、99.9999% Cu: 合計約 1 ppm。
コスト曲線は同じ形状をたどりますが、上部近くで急勾配になります。 3N から 4N への移行は洗練作業です。 5N から 6N への移行は、溶解、鋳造、機械加工、梱包、サンプリングといったチェーン全体にわたる汚染管理です。
等級は予算の使い方についても何も語らない。 40 ppm の鉄を含む 4N ロットは、40 ppm の硫黄またはリンを含む 4N ロットとは異なるリスクを示します。また、「差による 99.99%」は、100% から不純物が差し引かれたことを意味するため、測定されたものの検出限界が引き継がれます。公開されている不純物リストを使用した直接分析の方が有益であるため、見積がどのアプローチに基づいているかを尋ねてください。
フォームは別の変数を追加します。不純物と酸素は凝固中に分離します。これは、鋳造インゴットの上部と底部が分析誤差を超えて異なる可能性があることを意味します。サンプリング位置は仕様の一部であり、後付けではありません。
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以下の表は、購入仕様書で最もよく引用される範囲を示しています。最終的な制限は常に、管理基準または合意された契約に基づいて決定されます。
| グレード | 公称銅 | 最大合計不純物 | 典型的な酸素 | 導電率 (% IACS) |
|---|---|---|---|---|
| ETP(C11000) | 99.90%以上 | 約1,000ppm | 200～400ppm | 100から101 |
| OFE (C10100) | 99.99%以上 | 100ppmまで | 5ppm以下 | 101～102 |
| 5N | 99.999% | 10ppmまで | 2ppm以下 | 約102 |
| 6N | 99.9999% | 1ppmまで | 1ppm以下 | 102以上 |
ほとんどの購入者がなぜまったく気にしないのかは、導電率の欄を見れば説明できます。 IACS のおよそ 1 パーセントは、伝送されるエネルギーの約 1 パーセントに相当し、バスバーまたは巻線では、その損失が設備の寿命にわたって熱になります。
酸素はそれ自身の仕様である
電解タフピッチ銅は、通常 200 ～ 400 ppm の酸素を意図的に運び、酸化銅粒子として保持します。無酸素グレードは約 5 ppm 未満に留まります。どちらも「99.9% 以上の Cu」を主張できるため、酸素の線を別々に記述する必要があります。
その違いはサービスに現れます。ろう付け温度の水素または湿潤還元雰囲気では、銅内部の酸素が粒界で蒸気を形成し、空隙と水素脆化が生じます。そのため、真空ハードウェア、ろう付けアセンブリ、極低温コンポーネントは無酸素仕様となっています。他にも酸素が役に立ちます。酸化物粒子が切りくずを破壊するため、ETP は高い切削速度で OFE よりもきれいに加工でき、コストも安くなります。
したがって、どこでも無酸素銅を指定すると、必要のない保護を購入することになり、価格と加工時間の 2 倍の費用がかかります。
銅の純度の検証方法
4 つのテストファミリーはほぼすべての純度主張をカバーしており、それぞれが異なる質問に答えます。
- 微量化学物質: 日常的な生産管理には OES、より低い検出限界には ICP-OES または ICP-MS、5N または 6N のクレームで元素の固定リストではなく完全な不純物調査が必要な場合は GDMS。
- 酸素含有量: 不活性ガス溶融が参照方法です。それは破壊的であり、サンプル調製に敏感であり、意見の不一致のほとんどがそこから生じます。
- 導電率: 渦電流または 4 点プローブ抵抗率。% IACS として報告されます。読み取りあたり数秒で、非破壊的ですが、すべての散乱効果の合計を測定するため、問題のある要素を特定することはできません。
- 表面スクリーニング: XRF は合金を迅速に識別しますが、表面に敏感で酸素を認識しないため、無酸素グレードやバルク不純物制限を確認することはできません。
この分裂はよく知られた論争を説明している。導電率チェックでは、硫黄やチタンなどの単一元素に関して GDMS スキャンで不合格になる多くの項目を合格することができます。これは、局所的な化学反応がプロセスに失敗しても全体の散乱が低いままであるためです。アプリケーションにとって 1 つの要素が重要な場合は、その要素に名前を付け、それを解決するメソッドに名前を付けます。
パーセントの最後の端数が決まる場所
半導体と真空
スパッタリングターゲットは最も明らかなケースです。多孔質または含有物を含む 5N 銅ターゲットはウェーハ上に粒子を落とし、鉄またはアルカリの汚染により膜の抵抗率が変化し、亜鉛などの揮発性元素により真空環境が徐々に劣化します。したがって、99.999% だけでは表面を表すことができないため、ターゲットは完全な不純物リストに加えてガス含有量、密度、粒子構造を含めて注文されます。
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バスバー、巻線、コネクタは 99.9 ～ 99.99% の帯域で動作します。ここでは純度がそのまま損失に変換され、植物の寿命にわたって損失が蓄積されます。酸素含有量も曲げや成形時のアニーリング挙動を変化させますが、混合されたリサイクル陰極はロットごとに繰り返されることのない一般的な導電性源です。
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ろう付けアセンブリ、導波管、極低温部品は通常、ガス含有量制限を設けて無酸素仕様とされています。これは、ろう付け接合部の欠陥を事後的に検査することが難しいためです。これらのプログラムは、ロットのトレーサビリティと、すべての数値の背後にある方法を示す証明書を購入します。
3 つのケースすべてにおいて、要件はアプリケーションを中心に記述されます。機密要素とサービスの雰囲気に名前を付け、グレードと形式を選択します。銅の純度 半導体および真空アプリケーション は汚染の問題であり、パーセンテージではありません。
銅の購入仕様書に含まれるもの
6 行は、入庫検査時にほとんどの引数を削除します。
- グレードと識別: 公称純度に UNS 番号を加えたもの (例: C10100 無酸素電子または C11000 電解タフピッチと管理規格)。
- 酸素限界とそれを確立する試験方法。
- プロセスが敏感に反応する要素の個別の上限と、検出方法の名前。
- サンプリング計画: サンプルが採取される場所、および表面化学またはバルク化学が認証されているかどうか。
- 分析証明書はロット番号またはヒート番号に関連付けられているため、書類は金属に続きます。
- 下流で重要となる形状公差: ロッドの直径と楕円度、プレートの平坦度、ターゲットの結合、粉末の清浄度。
調達の失敗のほとんどは、冶金学的というより定義的なものです。方法が明示されていない 99.99% の提案、バルク要件に対する表面化学を報告する証明書、または不純物リストが 6 つの元素をカバーする最も安価な 5N 見積書などです。汚染されたビットで採取され、間違った容器に保管されたドリルはロットを表すものではないため、サンプルの取り扱いは静かに行われます。
超高純度金属の分野で 10 年以上の経験を持つサプライヤーは、同じアドバイスをする傾向があります。つまり、証明書が不合格になった後ではなく、注文前に分析計画に同意する必要があります。必要なグレードが標準カタログの外にある場合、 アプリケーションの詳細とターゲット制限を送信します そして、達成可能な純度、形状、リードタイムについて文書化された回答を求めます。
よくある質問
純度99.9%の銅は電線として十分ですか?
通常の建物のワイヤー、ケーブル、および一般的なバスバーの作業には、はい。実際には、影響を受ける限界は微量不純物リストではなく導電率です。高温になる導体や正式な信頼性要件を満たしている導体は、通常、規定の酸素制限により 99.99% に達します。
銅の純度は自宅で確認できますか？
総置換の場合のみ。磁石試験により鋼と銅が分離されますが、銅はどのグレードでもほぼ非磁性であるため、純度については何もわかりません。密度と傷のテストでは、真鍮またはメッキされたアルミニウムが露出します。そのレベルでは、100 万分の 1 を解決できるものはありません。
純度が高いほど常にパフォーマンスが向上しますか?
いいえ。酸素を含む ETP マシンはより優れており、コストも低くなります。テルル銅マシンはどの純グレードよりも優れています。また、非常に純度の高い銅は柔らかく、取り扱い時に損傷しやすいためです。純粋さはアプリケーションを先導するのではなく、アプリケーションから導き出されます。
なぜ 2 つの研究室が 1 つのロットに対して異なる純度を報告するのでしょうか?
サンプリング位置、表面材料とバルク材料、校正標準、検出限界、およびサンプル洗浄はすべて、数値を変動させます。 GDMS スキャンとハンドヘルド XRF 読み取り値は同じものを測定しているわけではないため、判定を比較する前に方法を比較してください。
ショートバージョン
銅の純度は、グレード、酸素、不純物の上限、および方法という 4 つの変動部分を含む仕様です。 4 つすべてを書き込み、証明書をロットに結び付けると、パーセンテージはマーケティング数値ではなくなり、エンジニアリング管理になります。
グレードの選択、材料の形式、サンプリング手順、納品スケジュールはすべてその文書に基づいています。
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私たちは誰なのか
寧波創潤新材料有限公司 (CRNMC) は 2012 年 6 月に設立され、中国全土に 5 つの生産拠点を持っています。当社は、高純度チタン、ニッケル、銅、ニオブ、コバルトなどの精製、溶解、鋳造、加工を得意とし、高純度電解結晶、インゴット、鍛造インゴット、粉末、板材などのエレクトロニクスグレード金属全般を提供しています。
当社のチームは、業界の専門家と、冶金学的な背景を持つ 40 人の専門家からなる起業家精神にあふれたスタッフで構成されており、全員がハイエンド材料の工業化に専念しています。
現在、同社は品質、納期厳守、顧客サービスの向上を保証するための超高純度材料産業チェーンのレイアウトを完成させています。
スタッフ全員が献身的かつ意欲的に取り組んでおり、お客様のご要望にお応えすることを楽しみにしています。
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