JP2780584B2 - 熱間加工性および打抜き加工性に優れた電気電子部品用Cu合金 - Google Patents
熱間加工性および打抜き加工性に優れた電気電子部品用Cu合金Info
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- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
- C22C9/06—Alloys based on copper with nickel or cobalt as the next major constituent
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- H—ELECTRICITY
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- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
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Description
に適したCu合金に関するものである。
め、各種電気電子部品の製造に、重量%で(以下、%は
重量%を示す)、Ni:0.5〜3%、 Sn:0.
1〜0.9%、Si:0.08〜0.8%、 Zn:
0.1〜3%、Fe:0.007〜0.25%、
P:0.001〜0.2%、を含有し、残りがCuと不
可避不純物からなる組成を有するCu合金が用いられて
いた(このCu合金は、特開平3−56636号公報に
記載されており、以下このCu合金を従来Cu合金とい
う)。
に必要な導電性、耐熱クリープ特性、耐マイグレーショ
ン特性、耐メッキふくれ性および曲げ部の耐はんだ剥離
性等においていずれもすぐれた特性を有し、部品の小型
化、高集積化および高温湿潤環境下での使用等に有用な
役割を果たしてきた。
電気電子部品の量産化とともに製造コストあるいは加工
コストの低減に対する要求がますます強まっており、そ
れに伴って材料に対しても製造コストあるいは加工コス
トの低減が求められている。
して造塊回数を少なくすることにより製造コストを削減
し、さらにCu合金板の打抜き加工スピードを向上さ
せ、単位時間当りの電気電子部品の製造個数を増加させ
ることにより加工コストを削減しようとしている。しか
し、(1) 上記大型Cu合金鋳塊を板に圧延するには
従来よりも熱間加工回数を増加しなければならないが、
上記従来のCu合金は熱間加工性が悪く、熱間加工回数
の増加につれて割れが発生し、大型Cu合金鋳塊を使用
してもコストの低減につながらない、(2) 上記従来
のCu合金で作製したCu合金板は打抜き加工性が悪
く、高速打抜き加工を行って電気電子部品を製造すると
金型摩耗が激しく、金型の保守および交換回数が増加し
て加工コストの低減にはつながらない、などの課題があ
った。
上記従来のCu合金の有する導電性、曲げ部の耐はんだ
剥離性、耐熱クリープ性、耐マイグレーション性などの
特性はそのまま維持し、さらに熱間加工性および打抜き
加工性にも優れたCu合金を開発すべく研究を行った結
果、従来のNi:0.5〜3%、Sn:0.1〜0.9
%、Si:0.08〜0.8%、Zn:0.1〜3%、
Fe:0.007〜0.25%、P:0.001〜0.
2%を含有し、残りがCuおよび不可避不純物からなる
組成のCu合金に、さらにMg:0.001〜0.2%
を添加したCu合金は、従来のCu合金のもつ種々なる
良好な特性を損うことなく熱間加工時の割れおよび打抜
き加工時の金型摩耗を少なくすることができるという知
見を得たのである。
れたものであって、Ni:0.5〜3%、 Sn:
0.1〜0.9%、Si:0.08〜0.8%、 Z
n:0.1〜3%、Fe:0.007〜0.25%、
P:0.001〜0.2%、Mg:0.001〜0.
2%、を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組
成を有する熱間加工性および打抜き加工性にも優れた電
気電子部品用Cu合金に特徴を有するものである。
上述の如く限定した理由を説明する。
て導電性を大幅に低下させることなく強度およびばね性
を向上させるとともに、軟化温度を高め、高温下での耐
クリープ特性を向上させる作用があるが、その含有量が
Ni:0.5%未満でも、またSi:0.08%未満で
も化合物の形成が不十分で、上記作用に所望の効果が得
られず、一方、Niの含有量が3%を越えても、またS
i含有量が0.8%を越えても熱間圧延性および導電性
が低下するようになることから、その含有量をそれぞれ
Ni:0.5〜3%、Si:0.08〜0.8%と定め
た。
せる作用があるが、その含有量が0.1%未満では所望
のばね性を確保することができず、一方、その含有量が
0.9%を越えると耐マイグレーション特性および導電
性に低下傾向が現われるようになることから、その含有
量を0.1〜0.9%と定めた。
ョン特性を向上させる作用があるが、その含有量が0.
1%未満では上記作用に所望の効果が得られず、一方、
その含有量が3%を越えると、はんだ付け性が損なわれ
るようになることから、その含有量を0.1〜3%と定
めた。
や耳割れの発生を抑制する効果)およびNiとSiの化
合物析出を微細化し、よってメッキ加熱密着性を向上さ
せる効果等を通じて、コネクタの信頼性を高める作用が
あるが、その含有量が0.007%未満では上記作用に
所望の効果が得られず、一方、その含有量が0.25%
を越えると熱間圧延性効果が飽和し、むしろ低下傾向が
現われるようになると共に、導電性にも悪影響を及ぼす
ようになることから、その含有量を0.007〜0.2
5%と定めた。
し、よって成型加工して得たコネクタの挿抜特性を向上
させる作用および耐マイグレーション特性を向上させる
作用があるが、その含有量が0.001%未満では所望
の効果が得られず、一方、その含有量が0.2%を越え
ると、はんだ耐熱剥離性を著しく損なうようになること
から、その含有量を0.001〜0.2%と定めた。
およびSその他の不純物元素の偏析等による熱間圧延割
れを抑制し、かつ打抜き加工性を高めてプレス金型の摩
耗を減少させる作用があるが、その含有量が0.001
%未満では所望の効果が得られず、一方、その含有量が
0.2%を越えると、鋳塊にMg酸化物などが巻き込ま
れ易くなり、かえって熱間圧延性(熱間加工性)が損な
われるようになるとともに、導電性も低下するようにな
ることから、その含有量を0.001〜0.2%と定め
た。
れる成分組成を有する本発明Cu合金1〜6、比較Cu
合金1〜2および従来Cu合金の各溶湯を調製し、半連
続鋳造法にて厚さ:170mm、幅:520mm、長さ:4
800mmの寸法を有する鋳塊を製造した。この鋳塊に7
50〜950℃の範囲内の所定の圧延開始温度にて熱間
圧延を施し、厚さ:11mmの熱延板を作製し、ついで水
冷後、上記熱延板の上下両面を0.5mmづつ面削して厚
さ:10mmとした。この面削板を通常の条件にて冷間圧
延と焼鈍とを交互に繰り返し行ない、最終的に250〜
550℃の範囲内の所定温度に1時間保持の条件で焼鈍
を施すことにより本発明Cu合金1〜6、比較Cu合金
1〜2および従来Cu合金からなる厚さ:0.25mmの
Cu合金板を作製した。
で、上記面削段階で熱延板全長にわたって目視にて5mm
以上の側端部割れの数および最大側端部割れの長さを観
察し、その結果を表2に示した。
ては、粗圧延後、割れ部をスリットして除き、それ以降
は5mm以上の側端部割れのない熱延板と同様の工程で製
造した。
〜6、比較Cu合金1〜2および従来Cu合金からなる
Cu合金板について、下記の引張試験、導電率測定試験
および打抜き加工性試験を行なった。
5号試験片を用いて引張強さと伸びを測定し、それらの
測定結果を表2に示した。
その測定結果を表2に示した。
成を有するWC基超硬合金製のものを用い、直径:5mm
の円形チップを100万個打抜き、打抜き加工開始から
20個の穴径と100万個の打抜き加工終了直前の20
個の穴径をそれぞれ測定し、それぞれの20個の平均値
から変化量を求めて金型の摩耗量とし、表1の従来Cu
合金からなるCu合金板を打抜き加工して摩耗した金型
の摩耗量を1とし、これに対する相対値として表わした
値を表2に示した。
明Cu合金1〜6は、従来Cu合金と比較して引張り強
さ、伸びおよび導電率はほぼ同等の値を示すにもかかわ
らず、打抜き加工による金型摩耗量は格段に小さいとこ
ろから打抜き加工性に優れ、さらに熱間加工割れがない
ところから熱間加工性にも優れていることがわかる。
含有する比較Cu合金2は導電率が低下すると同時に割
れも発生し、さらにMgの含有量が0.001%未満の
比較Cu合金1はMg添加効果が十分に発揮されていな
いこともわかる。
u合金1〜2について、初期状態のばね限界値、曲げ加
工によるばね限界値の低下率、応力緩和率(耐熱クリー
プ特性)、曲げ部のはんだ剥離の有無、メッキふくれ発
生の有無、最大漏洩電流(耐マイグレーション特性)等
について測定したが、いずれも従来Cu合金と比べて差
がないところから、この発明の範囲内でのMg添加によ
る諸特性に対して悪影響を与えないことも確認した。
従来のCu合金のもつ優れた導電性、耐熱クリープ特
性、耐マイグレーション特性、耐メッキふくれ性および
曲げ部の耐はんだ剥離性を維持し、さらに熱間加工性お
よび打抜き加工性にも優れているもので、この発明のC
u合金を用いて板を製造する際の熱間加工時に大きな割
れを生ずることがなく、したがってスリットして大きく
除去する必要もないので歩留りが向上し、また打抜き加
工性に優れているところから金型の補修および交換回数
を減らすことができ、電気電子部品製造の高効率化およ
び生産性向上にも大いに寄与し、産業上すぐれた効果を
もたらすものである。
Claims (1)
- 【請求項1】 重量%で、 Ni:0.5〜3%、 Sn:0.1〜0.9%、 Si:0.08〜0.8%、 Zn:0.1〜3%、 Fe:0.007〜0.25%、 P:0.001〜
0.2%、 Mg:0.001〜0.2%、を含有し、残りがCuと
不可避不純物からなる組成を有することを特徴とする、
良好な導電性、曲げ部の耐はんだ剥離性、耐熱クリープ
特性、耐マイグレーション特性を有すると共に、さらに
熱間加工性および打抜き加工性にも優れた電気電子部品
用Cu合金。
Priority Applications (3)
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---|---|---|---|
JP4328806A JP2780584B2 (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | 熱間加工性および打抜き加工性に優れた電気電子部品用Cu合金 |
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-
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