CN1115789A

CN1115789A - 适用于电气元件、具有高强度和高导电性的铜合金

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Publication number: CN1115789A
Application number: CN95103009A
Authority: CN
Inventors: 泽渡广信
Original assignee: Nippon Mining and Metals Co Ltd
Current assignee: Nippon Mining Holdings Inc
Priority date: 1994-03-22
Filing date: 1995-03-22
Publication date: 1996-01-31
Anticipated expiration: 2015-03-22
Also published as: CN1042350C; GB9505455D0; GB2287716A; KR950026996A; KR0175968B1; GB2287716B

Abstract

适用于电气元件的Cu-Cr-Zr基沉淀硬化型合金，具有改善的强度、导电性，循环弯曲成型性，焊接性能，焊接部位的牢靠性，银镀层性能，冲压成型性，且不产生毛口。一种合金组成为：0.05-0.40％Cr，0.03-0.25％Zr，0.10-1.80％Fe，0.10-0.80％Ti，其余为Cu和难免的杂质，其中Ti为0.10-0.60％时Fe/Ti重量比为0.66-2.6，Ti＞0.60-0.80％时Fe/Ti为1.1-2.6。平均粒度为60μm或更小。另一种合金组成为：0.05-0.40％Cr，0.03-0.25％Zr，0.0005-＜0.01％的S，其余为Cu和难免的杂质。该合金可含Fe，其含量与上述第一种合金相同，也应符合Fe/Ti的规定。

Description

适用于电气元件、具有高强度和高导电性的铜合金

本发明涉及具有高强度和高导电性以及改善的化学蚀刻性和弯曲成形性的铜合金。本发明所涉及的铜合金适于用作电气元件，例如半导体器件，如晶体管和集成电路(IC)的引线框。

近几年来，IC封装发展趋势的特点是重量轻、外形薄、短、窄。随着近来表面封装的推广，这种趋势越来越加速发展，同时，随着IC块功能的增加，IC封装配备有更多的引脚，且其发热量减少。

IC封装的结构在不断改变和更新，具体简述如下。

传统上一直采用引脚插入封装，其代表是双列直插式封装(DIP)。然而，这种封装已越来越多地被诸如小外形J型引线封装(SOJ)、小外形封装(SOP)以及方形扁平封装(QFP)等之类的表面密集型封装所代替。因此，表面封装在目前趋势的IC封装中具有极高的封装密度。

最近，由于引脚增加，因此更加普遍采用细引线间距的QFP。此外，以薄小外形封装(TSOP)薄方形扁平封装(TQFP)等所代表的薄型封装促进了薄板厚度的减小。

顺便说说，大多数多脚、窄脚间距的引线框通常是采用化学蚀刻方法通过腐蚀作用在铜板厚度方向上进行刻槽来制造的。但是，蚀刻不仅导致铜板厚度方向上预期的腐蚀沟纹，而且也会导致铜板宽度方向上的侧向蚀刻。这表示，从形成精确的引线宽度和引线间距的角度来看，较薄的铜板更加合适。为了适应提供薄型封装的要求，必须减小引线框的厚度。因此，目前所生产的铜板厚度倾向于从0.15mm减小到0.125mm，甚至0.1mm。

已经作了许多尝试，用冲压来代替蚀刻。近年来精细冲压技术中的显著改进支持了这些尝试。虽然冲压优于蚀刻，然而它只能部分地代替蚀刻。

无论如何，引线的强度都会由于引线框厚度和引线宽度的减小而降低。因此，在装配和安装电气器件时引线可能会产生有害的变形。因此，引线框的材料必须具有尽可能高的强度，以便解决上述问题。

此外，随着IC集成度的提高和外壳引脚数目的增加，电气器件的功耗也会增加，其结果是需要采取一些措施来消散IC块产生的热量。因此，引线框热量散逸性能是一个重要的因素。

概括地说，对于半导体器件引线框的材料来说，必须具备下述各种性能。

(a)足够高的机械强度，使得引线框的引线不容易变形。

(b)优良的化学蚀刻性能和冲压成形性，以便刻划引线框中的引线图形。

(c)足够高的导热性，以便使正在工作的IC块能有效地散热。

(d)优良的电性能，如添加了银的铜所具有的性能。

(e)优良的焊接性能，便于在外壳中安装半导体器件。此外，还要求焊锡连接的部位高度牢靠。

(f)为连接IC芯片和内部引线所要求的优良的银镀层性能。

(g)耐氧化性能如此优良，以致于当材料经受热处理工艺，如进行焊接时材料表面不致被氧化。

(h)优良的循环弯曲性能。

(i)价格低廉。

无论是铜合金，如磷青铜，还是42合金(42％重量的Ni-Fe)从几个方面来看都有其优点，而从另一些方面来看都有其缺点。换句话说，习用的材料不能满足上述所要求的全部性能。特别是，习用材料的引线框不能满意地符合对强度、化学蚀刻性能以及弯曲成形性等性能要求。根据引线框的发展趋势，即引脚数目增加、由于体积减小而使形状更加复杂化以及脚间距的减小等，引线框的材料必须进一步改进。

因此，本发明的一个目的是提供一种金属材料，这种材料符合半导体器件等的引线框所要求的上述各种性能，其强度以维氏硬度表示约200或更高，相当于65Kgf/mm²或更高的拉伸强度，IACS为50％或更高(IACS：国际韧铜标准，100％IACS等于100％纯铜的导电率)，相当于比42合金高约15倍，且其弯曲成形性和化学蚀刻性能有所改善。

本发明的另一个目的是提供一种金属材料，这种材料符合半导体器件等的引线框所要求的上述各种性能，其拉伸强度为65Kgf/mm²或更高，IACS为50％或更高，较好为约70％，并且有优良的弯曲成形性和冲压(Press-blanking formability)成形性。

本发明的再一个目的是实现所述的第一个目的，同时也改善所述的冲压(Press-blanking formability)成形性。

本发明的发明者作了研究以达到所述的第一个目的，并得出下述结论。

作为铜合金基底材料的铜具有比42合金好得多的导热性。因此，对于引线框而言，在散热性能方面铜合金要比非铜材料好得多。此外，与42合金相比，铜合金的电性能、银镀层性能、焊接性能、抗氧化性能和延伸率都能保持较好的水平。因此，当赋予铜合金的强度、循环弯曲成形性和化学蚀刻性能达到薄型引线框，特别是厚度为0.10-0.15mm的引线框所要求的水平，而且上述较好的性能未受到损害时，就可消除普通铜合金的缺点，得到适合于半导体器件的引线框、导电弹簧等的改进材料。

基于上面的结论，本发明的发明者们注意到Cu-Cr-Zr合金的金相学特性，这种合金是一种沉淀硬化型铜合金，因此与固溶型铜合金相比有较高的强度，而不会降低导电性。由于对Cu-Cr-Zr合金进行研究的结果，得到了下面的发现：

(a)Cr和Zr是赋予高强度的非常有效的元素。此外，Cr的贡献还在于提高导电性。然而，只靠加入这些元素仍然无法确保引线框或导电弹簧所要求的满意的强度。添加Ti和Fe对于进一步提高强度是有效的。

(b)虽然Ti和Fe对于提高铜合金的强度非常有效，但其含量对化学蚀刻性能和导电性有很大的影响。因此，应当针对能达到良好的化学蚀刻性和导电性的目的来规定Ti和Fe的添加量。在加有Ti和Fe的铜合金中，当合金成分，即Cr、Zr和Fe，的含量及合金中各元素的比例受到严格控制时，各种性能，如强度、导电性和化学蚀刻性就可达到高水平的平衡。此外，当加有Ti和Fe的Cu-Cr-Zr合金的固溶处理温度控制得能得到60微米或更小的平均粒度时，就能使弯曲成形性与上面规定的性能在高水平上达到平衡。

(c)在上述合金中加入规定量的Zn、Sn、In、Mn、P、Mg或Si可以提高焊接部位的牢靠性并进一步提高强度性能。

本发明者作了研究以达到所述的第二个目的，并得出下述的结论。

铜基合金显示出良好的导热性和电性能。与42合金相比，铜基合金的银镀层性能、焊接性能、耐氧化性能及延伸率都比较好。只要强度、冲压成形性和弯曲成形性符合薄板所要求的水平，同时上述比较好的性能又没有受到损害，那么适用于半导体器件引线框、导电弹簧等的改进材料就成为现实。

本发明的发明人对Cu-Cr-Zr合金的研究揭示了下述发现(d)、(e)和(f)。

(d)Cr和Zr是提供高强度的非常有效的元素。Cr的贡献还在于提高导电性。然而，只靠加入Cr和Zr仍然无法确保适合于未来引线框的完全满意的冲压成形性。

(e)迄今为止一直避免在铜合金中加入硫(S)，因为硫对延伸率会产生相当大的有害影响。但是，按严格规定的浓度把硫加入到Cu-Cr-Zr合金中显著改善了冲压成形性，而对于引线框所要求的性能，主要是延伸率不会产生实际上有害的影响。各种性能，如强度、导电性和冲压成形性可以达到高水平的平衡。此外，当平均粒度控制在60微米或更小时，弯曲成形性与其他性能可以达到高水平的平衡。

(f)在上述合金中添加特定量的Zn、Sn、In、Mn、P、Mg或Si可以进一步提高焊接部位的牢靠性和强度性能。

基于上述(a)至(f)的发现，也达到了所述的第三个目的。

达到了所述第一个目的的本发明包括(a)至(c)项发现，并涉及适用于电气元件、具有高强度和高导电性的铜合金，其组成按重量计包括：0.05-0.40％的Cr、0.03-0.25％的Zr、0.10-1.80％的Fe、0.10-0.80％的Ti、其余为Cu和不可避免的杂质，其中当Ti含量在0.1-0.60％范围内时Fe/Ti的重量比是0.66-2.6，而当Ti含量在大于0.60％-0.80％范围内时，Fe/Ti的重量比是1.1-2.6，而且该合金的平均粒度为60微米或更小。这种铜合金以下称为第一种铜合金，并还可含有(a)0.05-2.0％的Zn和/或(b)总量为0.01-1％的选自Sn、In、Mn、P、Mg和Si中的至少一种元素。该第一种铜合金的突出特点是：各种性能，如强度、导电性、化学蚀刻性、弯曲成形性以及焊接部位的牢靠性达到了高水平的平衡。

达到了所述第二个目的的本发明包括上述(d)-(f)项发现，并涉及适用于电气元件、具有高强度和高导电性的铜合金，其组成按重量计包括：0.05-0.40％的Cr、0.03-0.25％的Zr、0.0005-小于0.01％的S，其余为Cu和不可避免的杂质，该合金的平均粒度为60微米或更小。这种铜合金以下称为第二种铜合金，并且还可含有(a)0.05-2.0％的Zn和/或(b)总量为0.01-1％的选自Sn、In、Mn、P、Mg和Si中的至少一种元素。该第二种铜合金的突出特点是：各种性能，如强度、导电性、弯曲成形性、冲压成形性以及焊接部位的牢靠性达到了高水平的平衡。

达到了所述第三个目的的本发明包括上述(a)-(f)项发现，并涉及适用于电气元件、具有高强度和高导电性的铜合金，其组成按重量计包括：0.05-0.40％的Cr、0.03-0.25％的Zr、0.10-1.80％的Fe、0.10-0.80％的Ti、0.0005-小于0.008％的S，其余为Cu和不可避免的杂质，其中当Ti含量在0.10-0.60％范围内时，Fe/Ti的比例是0.66-2.6，而当Ti含量在大于0.60％-0.80％的范围内时，Fe/Ti的比例是1.1-2.6。这种铜合金以下称为第三种铜合金，并且还可含有(a)0.05-2.0％的Zn和/或(b)总量为0.01-1％的选自Sn、In、Mn、P、Mg和Si中至少一种元素。该第三种铜合金的突出特点是各种性能，如强度、导电性、化学蚀刻性、弯曲成形性、冲压成形性以及焊接部位的牢靠性达到了高水平的平衡。

鉴于下述原因，在第一种铜合金中合金的组分和粒度限定在上述数值范围内。

A)合金组分：

(a)Cr

在固溶热处理之后由于陈化，Cr沉淀在除了含有Cr还含有Zr、Ti和Fe的本发明的合金的基体中。因此，Cr提高强度和导电性的功能得以实现。Cr以能实现这种功能的有效量存在于该合金中，即至少为0.05％。另一方面，如果Cr的含量超过约0.30％，则即使在固溶热处理之后，不溶解的Cr仍留在基体中。此外，如果Cr的含量超过0.40％，则在垂直于轧辊表面的横截面进行化学蚀刻时，可在该横截面上观察到呈须晶形式的粗大Cr夹杂物。这种粗大夹杂物会损害制造引线框所要求的化学蚀刻性和弯曲成形性。因此，Cr的含量规定为0.05-0.40％。

(b)Zr

在第一种合金中Zr的功能在于由于陈化处理Zr与Cu形成一种化合物，并沉淀于基体中使该基体强度增大。Zr应以能实现此种功能的有效量存在于第一种合金中，即0.03％或更高。另一方面，如果Zr的含量大于0.25％，则即使在固溶热处理之后不溶解的Zr仍留在基体中，其结果是导电性和弯曲成形性受损。因此，Zr的含量规定为0.03-0.25％。

(c)Ti和Fe

当本发明的合金经受陈化时就会在该合金的基体中形成Ti和Fe的金属间化合物。结果进一步提高了强度。Ti和Fe应以能实现这种功能的有效量存在于该合金中，即至少各为0.10％。另一方面，当Ti含量超过0.80％或Fe含量超过1.80％时，主要成分为Ti和Fe的夹杂物不溶于铜合金熔体中，会长大到5微米或更大，其结果是铜合金板的蚀刻性能严重受损。

这里要指出的是，即使Ti和Fe含量的总和不变，本发明合金的强度和导电性也会依Fe/Ti的重量比不同而大不相同。更具体说，当Ti含量在0.10-0.60％范围内时，如果Fe/Ti重量比小于0.66，则导电性会大大下降，而且，当Ti含量在大于0.60-0.80％范围内时，如果Fe/Ti的重量比小于1.1，则导电性也会大大下降。另一方面，当Ti含量在0.10-0.80％范围内时，如果Fe/Ti的重量比超过2.6，则强度会降低。因此，Fe/Ti的重量比对导电性和强度的影响彼此相反。在Ti含量为0.10-0.60％范围内，若Fe/Ti的重量比为0.66-2.6，以及在Ti含量为大于0.60-0.80％范围内，若Fe/Ti的重量比为1.1-2.6，则导电性和强度可以达到高水平的平衡。较好是，在Ti含量为0.10-0.60％时，Fe/Ti的重量比为0.66-1.7，而且，在Ti含量为大于0.60-0.80％时，Fe/Ti的重量比为1.1-1.7，因为此条件下合金的强度大于将Fe/Ti的重量比调节到大于1.7时所得到的强度。

基于上述考虑，Fe和Ti的含量以及Fe/Ti的重量比应按上述规定添加，以便满足对强度、导电性和蚀刻性能的要求。

(d)Zn

如有必要，可在本发明的合金中添加Zn，以加强焊锡的耐热剥离性能。如有必要，Zn含量应为能实现上述功能的有效量，即0.05％或更高。另一方面，如果Zn含量大于2.0％，则导电性会降低。因此，Zn含量规定为0.05-2.0％。

(e)Sn、In、Mn、P、Mg和Si

Sn、In、Mn、P、Mg和Si可以提高本发明的铜合金的强度，而不会过分降低导电性，这主要是由于固溶硬化的原因。如有必要，可在本发明的合金中添加一种或几种上述元素。在这种情况下，这些元素在本发明的铜合金中的含量应为能实现上述功能的有效量，即总量为0.01％或更高。另一方面，如果在本发明的合金中这些元素的总含量大于1.0％，则导电性和弯曲成形性会受到损害。因此，Sn、In、Mn、P、Mg和/或Si的总含量定为0.01-1％。

B)粒度

第一种铜合金的粒度对弯曲成形性有很大的影响。更具体说，弯曲成形性随着粒度的减小而提高。在本发明中，弯曲成形性是通过循环弯曲成形性测定的。在本发明中平均粒度控制在60微米或更小。降低固溶热处理温度可以将粒度控制到较小的数值，这取决于合金元素及其含量。

鉴于下述原因，在第二种铜合金中合金的组分和粒度限定在上述数值范围内。

A)合金组分：

(a)Cr

Cr的作用(功能)及限定较低Cr含量的原因与在第一种铜合金中所述的相同。另一方面，如果Cr的含量超过约0.30％，则即使在固溶热处理之后Cr在基体中仍然处于不溶解状态。此外，如果Cr的含量超过0.40％，则容易产生冲压的尾料(tailing，即从毛口分出的金属片)，其结果是妨碍了稳定的压制操作。因此Cr的含量规定为0.05-0.40％。

(b)Zr

Zr的作用及限制其含量的原因与在第一种铜合金中所述的相同。

(c)S

S在铜合金中形成一种非金属夹杂物。随着S含量的增加，容易从非金属夹杂物处产生裂纹，其结果是伸长率下降。但是，这表示在冲压时工件的剪切平面增加，而断裂平面减少。在这种情况下，工件的毛口废料和剪切废料受到抑制。因此，S给冲压成形带来了显著的改进，例如提高了工件的尺寸精度。在S含量低于0.0005％时，这种改进是得不得的。另一方面，当S含量高于0.01％时，延伸率会下降，因而循环弯曲成形性严重受损。

(d)Zn

Zn含量与第一种铜合金相同。

(e)Sn、In、Mn、P、Mg和Si

这些元素的作用及限制其含量的原因与第一种铜合金中相同。

B)粒度

第二种铜合金的粒度对弯曲成形性有很大的影响。更具体说，弯曲成形性随着粒度的减小而提高。在本发明中，弯曲成形性是通过循环弯曲成形性测定的。在本发明中平均粒度控制在60微米或更小，较好控制在40微米或更小。因此，本发明的铜合金的平均粒度控制在60微米或更小，更好是控制在40微米或更小。

鉴于下述原因，在第三种铜合金中合金组分和粒度限定在上述数值范围内。

A)合金组分：

(a)Cr

Cr的作用及限定其含量的原因与第二种铜合金中相同。

(b)Zr

Zr的作用及限定其含量的原因与第一种铜合金中相同。

(c)Ti和Fe

Ti和Fe的作用及限定其含量的原因与第一种铜合金中相同。

(d)S

S的作用及限定其含量的原因与第一种铜合金中相同。但是，S含量的上限是0.008％。

(e)Zn

Zn的作用及限制其含量的原因与第一种铜合金中相同。

(f)Sn、In、Mn、P、Mg和Si

B)粒度

限制平均粒度的原因与第一种铜合金中相同。

下面结合实例更具体地说明本发明。

实例1

用电工铜作原料，将其置于高频熔炼炉中使之在1200℃下熔融，制备具有表1和表2所示各种组成的铜合金。每种合金都铸成锭，并将其表面清理干净。然后将各合金锭加热至950℃1小时，然后热轧成8mm厚的合金板。再将这些合金板在900℃下进行固溶热处理并冷轧成0.3mm厚的薄板。然后在440℃进行陈化12-24小时。接着进行冷轧制成0.15mm厚的薄板。最后将这些薄板在500℃进行应力消除退火。测定所得薄板的平均粒度。结果也列于表1和表2中。表1合金编号化学成分 (重量％) 平均粒度

Fe/Ti(微米)

Cr Zr Ti Fe Zn Sn In Mn P Mg Si本发明1 0.21 0.20 0.34 0.55 - - - - - - - 1.6 16合金 2 0.21 0.11 0.49 1.19 0.23 - - - - - - 2.4 16

3 0.22 0.12 0.10 0.10 0.21 - - - - - - 1 58

4 0.20 0.12 0.68 1.70 0.20 - - - - - - 2.5 6

5 0.21 0.11 0.63 0.88 0.24 - - - - - - 1.4 10

6 0.18 0.14 0.35 0.55 0.23 - - - - - - 1.6 18

7 0.28 0.18 0.33 0.53 0.31 - - - - - - 1.6 20

8 0.06 0.13 0.34 0.53 0.21 - - - - - - 1.6 17

9 0.21 0.24 0.33 0.55 0.19 - - - - - - 1.7 16

10 0.23 0.06 0.34 0.57 0.21 - - - - - - 1.7 17

11 0.21 0.11 0.56 0.95 0.93 - - - - - - 1.7 21

12 0.22 0.12 0.56 0.97 0.07 - - - - - - 1.7 20

13 0.21 0.11 0.21 0.25 0.23 - - - - - - 1.2 38

14 0.22 0.12 0.43 0.33 0.21 - - - - - - 0.77 26

15 0.20 0.13 0.35 0.64 0.24 - - - - - - 1.8 23

16 0.21 0.11 0.56 0.61 0.22 - - - - - - 1.1 22

17 0.22 0.13 0.55 0.93 0.21 - - - - - - 1.7 14

18 0.06 0.13 0.76 1.48 0.26 - - - - - - 1.9 8

19 0.21 0.13 0.22 0.26 0.21 0.1 - - - - - 1.2 34

20 0.23 0.10 0.45 0.82 0.26 - - 0.06 - - - 1.8 16

21 0.22 0.13 0.24 0.38 0.22 - 0.2 - - - - 1.6 28

22 0.21 0.12 0.43 0.35 0.21 - - - 0.2 - - 0.81 24

23 0.20 0.13 0.53 0.95 0.24 - - - - 0.16- 1.8 17

24 0.21 0.11 0.35 0.57 0.22 - - - - - 0.2 1.6 16

25 0.22 0.10 0.37 0.58 0.18 0.1 - - - - 0.1 1.6 14

26 0.23 0.13 0.24 0.38 0.21 - 0.3 - - 0.1 0.1 1.6 28

27 0.18 0.15 0.23 0.39 0.25 - - 0.10 0.05- 0.2 1.7 27

28 0.23 0.14 0.23 0.40 - - 0.3 - - - - 1.7 27注：其余为铜和杂质表2合金编号化学成分(重量％) 平均粒度

Fe/Ti(微米)

Cr Zr Ti Fe Zn Sn In Mn P Mg Si对比29 *0.42 0.11 0.34 0.52 0.21 - - - - - - 1.5 18

30 *0.04 0.12 0.33 0.53 0.23 - - - - - - 1.6 15

31 0.19*0.32 0.33 0.56 0.22 - - - - - - 1.7 16

32 0.20*0.04 0.32 0.55 0.24 - - - - - - 0.58 17

33 0.25 0.13 *0.85 *1.85 0.21 - - - - - - 2 8

34 0.24 0.14 0.12 *0.07 0.23 - - - - - - 0.58 *65

35 0.21 0.13 0.75 0.77 0.25 - - - - - - *1 12

36 0.24 0.12 0.22 0.63 0.28 - - - - - - *2.3 24

37 0.23 0.13 0.43 1.58 0.27 - - - - - - *3.7 13

38 0.24 0.12 0.44 0.22 0.29 - - - - - - *0.5 23

39 0.23 0.12 0.62 1.71 0.25 - - - - - - *2.8 9

40 0.23 0.13 0.61 0.58 0.24 - - - - - - *0.95 11

41 0.21 0.14 0.35 0.64 *2.20 - - - - - - 1.8 16

42 0.24 0.16 0.42 0.45 0.04 *1.1 - - - - - 1.1 16

43 0.21 0.19 0.38 0.44 - - *1.4 - - - - 1.2 20

44 0.25 0.14 0.40 0.41 - - - *1.20 - - - 1 18

45 0.26 0.13 0.45 0.48 - - - - *1.1 - - 1.1 14

46 0.23 0.14 0.47 0.50 - - - - - *1.9 - 1.1 17

47 0.24 0.17 0.42 0.43 - - - - - - *1.8 1 19

48 0.19 0.09 0.40 0.50 - - *1.6 - 0.3 0.8 - 1.3 20注：其余为铜和杂质。

星号表示超出本发明的标准

对所得到的薄板的引线框各项性能进行评估，如测定其拉伸强度、延伸率、导电性、循环弯曲成形性、焊接性能、焊锡的耐热剥离性能、银镀层性能以及蚀刻性能等。

拉伸强度和延伸率通过拉伸试验测定。导电性用％IACS表示的导电性进行评估。拉伸强度为65Kgf/mm²或更高时就判为是合格的。导电性为50％IACS或更高时就判为是合格的。

循环弯曲成形性用循环弯曲试验测定，其中薄板在弯曲半径/板厚＝1的条件下弯曲90°，并进一步在平行于或垂直于轧制方向上重复进行弯曲试验。弯曲试验一直进行到薄板断裂为止，并记录弯曲次数，其中一次正向弯曲和一次反向弯曲计为1次弯曲。若弯曲次数达到4次或以上时，则循环弯曲成形性判为合格(○)，若弯曲次数小于4次，则判为不合格(×)。

焊接性能用焊锡检验器通过表面张力法测定。零交叉时间(Zerocorssing time)用meniscograph法测定。所用的焊料是60％Sn—40％Pb，焊料溶池温度定在230±5℃。当零交叉时间小于1秒时，焊接性能判为合格(○)，而当零交叉时间为1秒或更长时，则焊接性能判为不合格(×)。

焊锡的耐热剥离性能按如下方法测定；在试样上焊上5微米厚的90％Sn—10％Pb焊料镀层，将如此处理的试样在150℃的空气中保温1000小时。每隔100小时中断这种保温，并从保温设备中抽出该试样，在弯曲半径/试样厚度＝1的条件下将试样正向和反向弯曲90°一次。然后观察镀层弯曲部位是否已经剥离。若500小时后才开始剥离，则焊锡的耐热剥离性能判为合格(○)，若在500小时或更短的时间就开始剥离，则焊锡的剥离性能判为不合格(×)。

银镀层性能按下述方法测定：在试样表面上镀上5微米厚的银镀层，在空气中于350℃将如此处理后的试样加热3分钟。然后观察该银镀层表面上是否出现隆起(膨胀)。若未出现隆起，则银镀层性能判为合格(○)，若出现隆起，则银镀层性能判为不合格(×)。

化学蚀刻性能用三氯化铁水溶液浸蚀试样来测定。化学浸蚀的表面可用扫描电子显微镜测量夹杂物的最大尺寸来观察。当夹杂物的最大尺寸分别为小于1微米、1微米-小于5微米及5微米或更大时，化学蚀刻性能分别判为好(◎)、合格(○)和不合格(×)。表3合金拉伸延伸率导电性循环弯曲焊接焊锡剥银镀层夹杂物编号强度成形性性能离初始性能最大尺寸

平行垂直时间

方向方向

(kgf/mm²)(％) (％IACS)本发明1 69.1 7.0 63.9 ○ ○ ○ ○ ○ ◎合金 2 65.2 8.9 66.4 ○ ○ ○ ○ ○ ○

3 65.0 9.1 65.8 ○ ○ ○ ○ ○ ◎

4 69.0 8.2 56.5 ○ ○ ○ ○ ○ ○

5 70.2 7.3 50.3 ○ ○ ○ ○ ○ ○

6 68.1 8.4 65.6 ○ ○ ○ ○ ○ ◎

7 71.2 6.8 62.4 ○ ○ ○ ○ ○ ◎

8 65.4 8.0 68.1 ○ ○ ○ ○ ○ ◎

9 70.5 6.8 64.0 ○ ○ ○ ○ ○ ◎

10 68.1 8.6 68.3 ○ ○ ○ ○ ○ ◎

11 66.4 7.9 53.4 ○ ○ ○ ○ ○ ○

12 66.3 8.4 58.5 ○ ○ ○ ○ ○ ○

13 69.6 8.2 60.2 ○ ○ ○ ○ ○ ◎

14 72.4 9.3 53.3 ○ ○ ○ ○ ○ ◎

15 70.4 8.6 65.2 ○ ○ ○ ○ ○ ◎

16 71.2 9.0 52.3 ○ ○ ○ ○ ○ ◎

17 67.4 9.2 57.4 ○ ○ ○ ○ ○ ○

18 69.5 8.9 51.2 ○ ○ ○ ○ ○ ○

19 72.3 7.8 65.3 ○ ○ ○ ○ ○ ◎

20 66.2 8.2 68.1 ○ ○ ○ ○ ○ ○

21 65.1 7.7 67.2 ○ ○ ○ ○ ○ ◎

22 74.1 7.2 51.2 ○ ○ ○ ○ ○ ◎

23 68.1 8.1 55.2 ○ ○ ○ ○ ○ ○

24 69.6 7.9 64.3 ○ ○ ○ ○ ○ ◎

25 70.1 7.5 63.9 ○ ○ ○ ○ ○ ◎

26 67.1 7.5 65.2 ○ ○ ○ ○ ○ ◎

27 68.2 7.2 64.3 ○ ○ ○ ○ ○ ◎

28 65.5 7.4 67.4 ○ ○ ○ ○ ○ ◎表4合金拉伸延伸率导电性循环弯曲焊接焊锡剥银镀层夹杂物编号强度成形性性能离初始性能最大尺寸

平行垂直时间

方向方向

(kg/mm²)(％) (％IACS)对比2 968.3 5.5 65.4 × × ○ ○ ○ ×合金30 61.3 8.6 68.3 ○ ○ ○ ○ ○ ◎

31 72.1 5.1 61.3 × × ○ ○ ○ ◎

32 61.8 7.2 66.8 ○ ○ ○ ○ ○ ◎

33 71.4 7.8 42.0 × × ○ ○ × ×

34 58.0 5.2 67.6 × × ○ ○ ○ ◎

35 73.2 7.5 32.5 ○ ○ ○ ○ ○ ○

36 58.5 8.5 68.2 ○ ○ ○ ○ ○ ◎

37 50.2 8.9 70.2 ○ ○ ○ ○ ○ ○

38 70.8 8.0 45.0 ○ ○ ○ ○ ○ ◎

39 61.7 8.2 41.3 ○ ○ ○ ○ ○ ○

40 72.3 7.2 36.5 ○ ○ ○ ○ ○ ○

41 67.2 8.3 49.5 ○ ○ ○ ○ ○ ◎

42 69.5 7.2 48.1 × × ○ × ○ ◎

43 67.5 7.6 49.7 × × ○ × ○ ◎

44 68.6 6.9 48.7 × × ○ × ○ ◎

45 69.3 6.3 48.1 × × ○ × ○ ◎

46 70.1 6.2 42.1 × × ○ × ○ ◎

47 68.9 5.9 43.2 × × ○ × ○ ◎

48 69.5 4.9 45.1 × × ○ × ○ ◎

从表3和表4所列结果可清楚地看出下列事实：

本发明的1-28号合金每种都具有65Kgf/mm²或更高的拉伸强度和50％IACS或更高的导电性。此外，循环弯曲成形性能、焊接性能、焊锡的耐热剥离性能、银镀层性能以及以夹杂物最大尺寸表示的蚀刻性能均为合格或良好。

与此相反，对比合金29号的Cr含量超过了本发明规定的上限值，产生了粗达5微米或更大的夹杂物，因此蚀刻性能不合格。另外，由于存在粗大的夹杂物，其循环弯曲成形性也不合格。

对比合金30号的Cr含量低于本发明规定的下限值，因此拉伸强度低于65Kgf/mm²且很低。

对比合金31号的Zr含量超过了本发明规定的上限值，因此循环弯曲成形性不合格。对比合金32号的Zr含量低于本发明规定的下限值，因此强度很低。

对比合金33号的Ti和Fe含量超过了本发明规定的上限值，因此，导电性低于50％IACS；此外，循环弯曲成形性、银镀层性能及蚀刻性能都不合格。

对比合金35、38和40号的Fe/Ti重量比小于本发明规定的下限值，因此，导电性低于50％IACS。另一方面，对比合金36、37和39号的Fe/Ti重量比超了本发明规定的上限值，因此，强度低于65Kgf/mm²，且很低。

对比合金42-48号的Sn、In、Mn、P、Mg和Si的含量超过了本发明规定的上限值，因此，导电性低。

对比合金34号的平均粒度大于60微米，即超过了本发明的规定值，因此循环弯曲成形性不合格。

对比合金41号的Zn含量超过了本发明规定的上限值，因此所制成的薄板的导电性不合格。

实例2(第二种铜合金的例子)

用实例1的方法，但陈化温度为400℃，制备最终产品为O.15mm厚薄板、具有表5所示各种组成的铜合金。按实例1方法进行同样的试验以评估引线框的各项性能，即拉伸强度、延伸率、导电性、循环弯曲成形性、焊接性能、焊锡的耐热剥离性能以及银镀层性能等。

作为引线框评估项目之一的冲压成形性是用压力机使试片断裂，然后用光学显微镜观察断裂表面而测得的。这种可成形性的评估是根据有或者没有毛口和如下所定义的剪切截面百分率作出的。评判冲压成形性的一个标准是：若剪切截面百分率达到80％或更高，则冲压成形性为合格，若该百分率小于80％，则为不合格。评判冲压成形性的另一标准是：若没有毛口，就算合格，若有毛口，则为不合格。

剪切截面百分率定义为：

(试片的剪切截面面积)＋(试片的断裂截面面积＋试片的剪切截面面积)×100％。

评估结果列于表6。表5合金编号

化学成分(重量％) 平均粒度

(微米)

Cr Zr S Zn Sn In Mn P Mg Si本发明51 0.18 0.15 0.0030 - - - - - - - 20合金 52 0.20 0.12 0.0015 0.21 - - - - - - 26

53 0.25 0.20 0.0032 0.19 - - - - - - 12

54 0.16 0.19 0.0045 0.11 - - - - - - 21

55 0.34 0.22 0.0054 0.68 - - - - - - 7

56 0.19 0.15 0.0040 0.27 - - - - 0.10 - 11

57 0.34 0.22 0.0082 0.37 - - 0.09 - - 0.10 8

58 0.20 0.15 0.0095 0.23 - 0.11 - - 0.05 - 10

59 0.29 0.23 0.0071 0.11 0.30 - - - - - 9

60 0.35 0.22 0.0098 0.22 0.12 - - 0.04 - 0.02 10

61 0.35 0.08 0.0062 0.23 - - - - - - 11

62 0.19 0.20 0.0031 - - - - 0.02 - - 12对比 63 0.18 0.08 *- 0.28 - - - - - - 38

64 0.27 *0.26 *- 0.12 - - - - - - 8

65 0.15 0.20 *0.0003 0.12 - - - - - - 18

66 0.35 0.21 *- 0.72 - - - - - - 12

67 0.18 0.11 *- 0.28 - - - - 0.05 - 10

68 0.36 0.14 *- 0.35 - - 0.06 - - 0.08 23

69 0.24 *0.03 *- 0.25 0.1 0.02 - - 0.03 - *45

70 0.35 0.22 *- 0.08 0.30 - - - - - 16

71 0.36 0.22 *- 0.18 0.10 - - 0.03 - 0.02 15

72 0.38 0.12 *- - - - - 0.02 - - 18

73 0.32 0.15 *- 0.31 - - - 0.04 0.04 - 18

74*0.02 0.21 *- 0.14 - - - - - - 18

75*0.41 0.21 *- 0.33 - 0.02 - - - 0.06 10

76 0.23 0.21 *- *2.1 0.36 - - - - - 19

77 0.13 0.14 *- 0.17 0.13 - 0.02 0.01 *1.1 0.02 16

78 0.37 0.10 *0.015 0.31 - - - - - 0.05 14

79 0.34 0.19 *0.013 0.12 - 0.08 0.02 0.04 - - 14

80 0.25 *0.02 *0.011 0.24 - 0.08 - - 0.09 - 36

81 0.24 0.13 *0.011 0.17 - *0.92 - - - - 13

82 0.33 0.23 *0.012 0.46 0.08- - *1.2 - 0.02 12注：其余为铜和杂质。

星号表示超出本发明的标准表6合金拉伸延伸率导电性循环弯曲焊接焊锡剥银镀层剪切毛口编号强度成形性性能离初始性能横截产生率

时间面积

平行垂直 (％)

方向方向

(kgf/mm²) (％) (％IACS)本发明51 62.2 7 73 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○合金 52 61.2 6 77 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

53 62.7 7 72 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

54 64.8 7 68 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

55 69.9 7 73 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

56 62.2 7 70 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

57 66.3 7 69 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

58 62.4 4 72 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

59 67.1 6 72 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

60 66.2 6 68 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

61 65.7 6 71 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

62 63.3 7 72 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○对比 63 58.4 7 82 ○ ○ ○ ○ ○ × ×合金 64 63.4 6 74 × × ○ ○ ○ × ×

65 64.4 7 54 ○ ○ ○ ○ ○ × ×

66 60.4 7 68 ○ ○ ○ ○ ○ ○ × ×

67 60.4 8 69 ○ ○ ○ ○ ○ × ×

68 65.4 4 63 ○ ○ ○ ○ ○ ○ × ×

69 55.3 8 79 × × ○ ○ ○ × ×

70 61.3 9 77 ○ ○ ○ ○ ○ × ×

71 67.5 8 71 ○ ○ ○ ○ ○ × ×

72 63.7 7 72 ○ ○ ○ × ○ × ×

73 63.7 9 74 ○ ○ ○ ○ ○ × ×

74 52.5 9 81 ○ ○ ○ ○ ○ × ×

75 64.3 3 74 × × ○ ○ × × ×表6(续)合金拉伸延伸导电性循环弯曲焊接焊锡剥银镀层剪切毛口编号强度率成形性性能离初始性能横截产生率

时间面积(％)

平行垂直

方向方向

(kgf/mm²)(％) (％IACS)对比76 66.1 9 53 × × ○ ○ ○ × ×合金77 60.5 10 64 × × ○ ○ ○ × ×

78 67.8 4 71 × × ○ ○ × ○ ○

79 62.4 5 76 × × ○ ○ × ○ ○

80 54.9 4 70 × × ○ ○ × ○ ○

81 63.6 7 62 × × ○ ○ × ○ ×

82 64.3 5 63 × × ○ ○ × ○ ×

从表6所列结果可清楚地看出下列事实：

本发明的51-62号合金每种都具有61.0Kgf/mm²或更高的拉伸强度和约70％IACS或更高的导电性。此外，剪切截面百分率大，且不产生毛口。另外，循环弯曲成形性、焊接性能、耐热剥离性能和银镀层性能均合格。

与此相反，对比合金63-80号不含S，或S含量小于本发明规定的下限值。这些对比合金中每一种的剪切截面百分率都小，而且都产生毛口。

对比合金81和82号的S含量大于本发明规定的上限值，而且Sn、In、Mn、P、Mg和Si的总含量大于本发明规定的上限值，因此产生毛口，而且循环弯曲成形性和银镀层性能都不合格。

对比合金64号和75号的Cr和Zr的含量均大于本发明规定的上限值，因此，循环弯曲成形性不合格，而且有毛口产生。

对比合金69号和80号的Zr含量小于本发明规定的下限值，因此，强度低。

对比合金76号的Zn含量超过本发明规定的上限值，因此导电性低。

对比合金77号中Sn、In、Mn、P、Mg和Si的总含量大于本发明规定的上限值，结果导电性低，产生毛口，而且循环弯曲成形性不合格。

实例3(第三种铜合金的例子)

用实例1的方法制备最终产品为0.15mm厚薄板、具有表7和表8所示各种组成的铜合金。测定所制得的薄板的平均粒度。此结果也列于表7和表8中。按实例1方法进行同样的试验以评估引线框的各项性能，即拉伸强度、延伸率、导电性、循环弯曲成形性、焊接性能、焊锡的耐热剥离性能、银镀层性能，以及冲压成形性等。此处，拉伸强度、延伸率、导电性、循环弯曲成形性、焊接性能、焊锡的耐热剥离性能，以及银镀层性能均用实例1中所述同样的标准评估。冲压成形性能用实例2中所述同样的标准评估。评估结果列于表9和表10。表7合金编号化学成分(重量％) 平均粒度

(微米)

Fe/Ti

Cr Zr Ti Fe S Zn Sn In Mn P Mg Si本发明91 0.16 0.18 0.37 0.60 0.0055 - - - - - - - 1.6 15合金 92 0.25 0.18 0.11 0.12 00006 0.18 - - - - - - 1.1 52

93 0.22 0.15 0.69 1.72 0.0019 0.15 - - - - - - 2.5 8

94 0.15 0.20 0.36 0.59 0.0059 0.11 - - - - - - 1.6 15

95 0.18 0.09 0.25 0.26 0.0035 0.09 - - - - - - 1.0 42

96 0.20 0.10 0.45 0.29 0.0052 0.22 - - - - - - 0.6 25

97 0.25 0.15 0.53 0.91 0.0069 0.25 - - - - - - 1.7 12

98 0.07 0.14 0.79 1.45 0.0007 0.29 - - - - - - 1.8 11

99 0.18 0.11 0.25 0.27 0.0045 0.19 0.15 - - - - - 1.1 31

100 0.22 0.09 0.43 0 85 0.0078 0.22 - - 0.07 - - - 1.9 15

101 0.25 0.12 0.25 0.40 0.0059 0.19 - 0.16 - - - - 1.6 25

102 0.19 0.13 0.45 0.38 0.0031 0.25 - - - - - - 0.8 29

103 0.24 0.12 0.55 0.93 0.0068 0.20 - - - - 0.13 - 1.7 15

104 0.22 0.09 0.37 0.53 0.0028 0.28 - - - - - 0.22 1.4 14

105 0.16 0.14 0.22 0.42 0.0075 0.22 - - 0.12 0.02 - 0.23 1.9 25

106 0.20 0.10 0.26 0.27 0.0040 - - - - - - - 1.0 30对比 107 0.22 0.12 0.10 0.10 *- 0.21 - - - - - - 1 58合金 108 0.20 0.12 0.68 1.70 *- 0.20 - - - - - - 2.5 6

109 0.18 0.14 0.35 0.55 *- 0.23 - - - - - - 1.6 18

110 0.21 0.11 0.21 0.25 *- 0.23 - - - - - - 1.2 38

111 0.22 0.12 0.43 0.33 *- 0.21 - - - - - - 0.77 26

112 0.22 0.13 0.55 0.93 *- 0.21 - - - - - - 1.7 14

113 0.06 0.13 0.75 1.48 *- 0.26 - - - - - - 1.9 8

114 0.21 0.13 0.22 0.26 *- 0.21 0.1 - - - - - 1.2 34

115 0.23 0.10 0.45 0.82 *- 0.26 - - 0.06 - - - 1.8 16

116 0.22 0.13 0.24 0.38 *- 0.22 - 0.2 - - - - 1.6 28

117 0.21 0.12 0.43 0.35 *- 0.22 - - - 0.2 - - 0.81 24

118 0.20 0.13 0.53 0.95 *- 0.25 - - - - 0.15 - 1.8 17

119 0.21 0.11 0.35 0.57 *- 0.22 - - - - - 0.2 1.6 16

120 0.18 0.15 0.23 0.39 *- 0.25 - - 0.1 0.05 - 0.2 1.7 27

121*0.42 0.11 0.34 0.52 *- 0.21 - - - - - - 1.5 18

122 0.19*0.32 0.33 0.56 *- 0.22 - - - - - - 1.8 16

123 0.20*0.02 0.32 0.55 *- 0.24 - - - - - - 1.7 17

124 0.25 0.13*0.85 1.70 *- 0.21 - - - - - - 2 8

125 0.24 0.14 0.12*0.10 *- 0.23 - - - - - - 0.58 *65注：其余为铜和杂质。

星号表示超出本发明的标准。表8合金编号化学成分(重量％) 平均粒度

(微米)

Fe/Ti

Cr Zr Ti Fe S Zn Sn In Mn P Mg Si本发明126 0.21 0.13 0.75 0.77 *- 0.25 - - - - - - *1 12合金 127 0.24 0.12 0.22 0.63 *- 0.28 - - - - - - *2.8 24

128 0.23 0.13 0.43 1.58 *- 0.27 - - - - - - *3.7 13

129 0.24 0.12 0.44 0.22 *- 0.29 - - - - - - *0.5 23

130 0.23 0.12 0.62 1.71 *- 0.25 - - - - - - *2.8 9

131 0.23 0.13 0.61 0.58 *- 0.24 - - - - - - *0.95 11

132 0.21 0.14 0.35 0.64 *- *2.2 - - - - - - 1.8 16

133 0.21 0.13 0.37 0.66 *- *0.03 - - - - - - 1.8 18

134 0.25 0.14 0.40 0.41 *- - - *1.2 - - - - 1 18

135 0.26 0.13 0.45 0.48 *- 0.22 - - - *1.1 - - 1.1 14

136 0.23 0.14 0.47 0.50 *- 0.18 - - - - *1.9 - 1.1 17

137 0.19 0.09 0.40 0.51 *- 0.21 - *1.6 - 0.3 0.8 - 1.3 20

138 0.24 0.17 0.42 0.43 *- 0.14 - - - - - - 1 19

139 0.24 0.16 0.42 0.45 *- - *1.1 - - - - - 1.1 16

140*0.44 0.09 0.33 0.50 *0.0088 0.22 - - - - - - 1.5 15

141*0.04 0.12 0.33 0.53 0.0004 0.23 - - - - - - 1.6 15

142*0.03 0.11 0.35 0.58 *0.0120 0.19 - - - - - - 1.7 13

143 0.16*0.35 0.33 0.60 *0.0098 0.20 - - - - - - 1.8 15

144 0.18*0.02 0.38 0.59 *0.0085 0.19 - - - - - - 1.6 25

145 0.25 0.11*0.87 1.75 *0.0150 0.19 - - - - - - 2 7

146 0.22 0.11 0.11 *0.09 *0.0091 0.19 - - - - - - 0.82 70

147 0.22 0.11 0.76 0.80 *0.0082 0.21 - - - - - - *1.1 15

148 0.22 0.12 0.24 0.66 *0.0099 0.25 - - - - - - *2.8 20

149 0.21 0.11 0.42 1.65 *0.0150 0.20 - - - - - - *3.9 15

150 0.22 0.13 0.40 0.18 *0.0083 0.22 - - - - - - *0.45 29

151 0.22 0.11 0.60 1.62 *0.0112 0.19 - - - - - - *2.7 10

152 0.19 0.13 0.65 0.60 *0.0160 0.12 - - - - - - 0.92 15

153 0.23 0.15 0.38 0.69 *0.0170*2.5 - - - - - - 1.8 20

154 0.22 0.16 0.39 0.70 *0.0093*0.01 - - - - - - 1.8 21

155 0.22 0.15 0.42 0.46 *0.0085 - - - *1.35 - - - 1.1 12

156 0.23 0.11 0.48 0.51 *0.0090 0.20 - - - *1.3 - - 1.1 20

157 0.22 0.12 0.48 0.53 *0.0110 0.11 - - - - *2.2 - 1.1 12

158 0.15 0.12 0.42 0.52 *0.0082 0.28 - *1.8 - 0.9 0.5 - 1.2 19

159 0.22 0.15 0.44 0.44 *0.0085 0.15 - - - - - - 1 20

160 0.25 0.18 0.42 0.44 *0.0093 - *1.2 - - - - - 1 19注：其余为铜和杂质。

星号表示超出本发明的标准表9合金拉伸延伸导电性循环弯曲焊接焊锡剥银镀层剪切毛口编号强度率成形性性能离初始性能横截产生率

时间面积

平行垂直 (％)

方向方向

(kgf/mm²)(％) (％IACS)本发明91 67.7 8.3 65.2 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○合金 92 65.8 8.8 66.5 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

93 68.5 7.9 55.8 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

94 68.5 8.1 64.9 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

95 67.2 8.2 61.5 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

96 72.9 8.8 50.2 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

97 68.9 8.5 55.6 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

98 69.2 8.5 51.2 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

99 73.2 6.9 52.5 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

100 65.5 8.5 69.2 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

101 65.0 7.5 68.2 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

102 73.2 7.0 50.2 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

103 69.2 6.8 52.1 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

104 70.5 7.2 62.1 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

106 66.4 7.0 66.1 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

106 73.8 6.7 53.5 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○对比 107 65.0 9.1 65.8 ○ ○ ○ ○ ○ × ×合金 108 69.0 8.2 56.5 ○ ○ ○ ○ ○ × ×

109 68.1 8.4 65.6 ○ ○ ○ ○ ○ × ×

110 69.6 8.2 60.2 ○ ○ ○ ○ ○ × ×

111 72.4 9.3 53.3 ○ ○ ○ ○ ○ × ×

112 67.4 9.2 57.4 ○ ○ ○ ○ ○ × ×

113 69.5 8.9 50.1 ○ ○ ○ ○ ○ × ×

114 72.3 7.8 54.3 ○ ○ ○ ○ ○ × ×

115 66.2 8.2 68.1 ○ ○ ○ ○ ○ × ×表9(续)合金拉伸延伸导电性循环弯曲焊接焊锡剥银镀层剪切毛口编号强度率成形性性能离初始性能横截产生率

时间面积(％)

平行垂直

方向方向

(kgf/mm²)(％) (％IACS)本发明116 65.1 7.7 67.2 ○ ○ ○ ○ ○ × ×合金 117 74.1 7.2 51.2 ○ ○ ○ ○ ○ × ×

118 68.1 8.1 64.1 ○ ○ ○ ○ ○ × ×

119 69.6 7.9 64.3 ○ ○ ○ ○ ○ × ×

120 68.2 7.2 64.3 ○ ○ ○ ○ ○ × ×

121 68.3 5.5 65.4 × × ○ ○ ○ ○ ×

122 72.1 5.1 61.3 × × ○ ○ ○ × ×

123 61.8 7.2 66.8 ○ ○ ○ ○ ○ × ×

124 71.4 7.8 42.0 × × ○ ○ × ○ ×

125 58.0 5.2 67.6 × × ○ ○ ○ × ×对比 126 73.2 7.5 32.6 ○ ○ ○ ○ ○ × ×合金 127 58.5 8.5 68.2 ○ ○ ○ ○ ○ × ×

128 50.2 8.9 70.2 ○ ○ ○ ○ ○ × ×

129 70.8 8.0 45.0 ○ ○ ○ ○ ○ × ×

130 61.7 8.2 41.3 ○ ○ ○ ○ ○ × ×

131 72.3 7.2 36.5 ○ ○ ○ ○ ○ × ×

132 67.2 8.3 49.5 ○ ○ ○ ○ ○ × ×

133 65.3 9.2 66.3 ○ ○ ○ × ○ × ×

134 68.6 6.9 48.7 × × ○ × ○ ○ ×

135 69.3 6.3 48.1 × × ○ ○ ○ ○ ×

136 70.1 6.2 42.1 × × ○ ○ ○ ○ ×

137 69.5 4.9 45.1 × × ○ ○ ○ ○ ×

138 68.9 5.9 43.2 × × ○ ○ ○ × ×

139 69.5 7.2 48.1 × × ○ × ○ ○ ×

140 68.0 4.0 64.0 × × ○ ○ × ○ ○表10合金拉伸延伸导电性循环弯曲焊接焊锡剥银镀层剪切毛口编号强度率成形性性能离初始性能横截产生率

时间面积

平行垂直 (％)

方向方向

(kgf/mm²)(％) (％IACS)时比141 61.3 8.6 68.3 ○ ○ ○ ○ ○ × ○合金142 60.9 4.9 69.9 × × ○ ○ × ○ ○

143 70.8 3.5 61.2 × × ○ ○ × ○ ○

144 60.1 6.5 67.9 × × ○ ○ × ○ ○

145 72.5 4.2 41.0 × × ○ ○ × ○ ○

146 56.5 3.5 67.9 × × ○ ○ × ○ ○

147 71.5 3.7 31.2 × × ○ ○ × ○ ○

148 59.2 5.4 68.5 × × ○ ○ × ○ ○

149 49.2 3.9 69.5 × × ○ ○ × ○ ○

150 69.2 3.4 42.2 × × ○ ○ × ○ ○

151 58.0 2.9 39.8 × × ○ ○ × ○ ○

152 70.5 4.0 34.2 × × ○ ○ × ○ ○

153 66.1 3.5 48.2 × × ○ ○ × ○ ○

154 63.8 3.2 65.2 × × ○ × × ○ ○

155 67.4 2.9 45.2 × × ○ × × ○ ×

156 67.5 3.8 49.1 × × ○ ○ × ○ ×

157 68.9 2.5 40.1 × × ○ ○ × ○ ×

158 68.5 2.2 46.3 × × ○ ○ × ○ ×

159 67.2 2.2 44.3 × × ○ ○ × ○ ○

160 68.0 3.1 45.8 × × ○ × × ○ ×

从表9和表10所列结果可以清楚地看出下列事实：

本发明的91-106号合金每种都具有65Kgf/mm²或更高的拉伸强度和50％IACS或更高的导电性。此外，剪切截面百分率大，且不产生毛口。另外，循环弯曲成形性、焊接性能、耐热剥离性能和银镀层性能均合格。

与此相反，对比合金107-129号不含S，因此，这些对比合金中每种的剪切截面百分率都小，而且都产生毛口。

对比合金140号和142-145号的S含量大于本发明规定的上限值。这些对比试样的剪切截面百分率都合格，且不产生毛口。但是循环弯曲成形性和银镀层性能均不合格。

对比试样150号和160号的含S量超过本发明规定的上限值，而且其Sn、In、Mn、P、Mg、和Si的总含量大于本发明规定的上限值，因此有毛口产生，而且循环弯曲成形性及银镀层性能均不合格。

对比合金141号的含S量低于本发明规定的下限值，因此有毛口产生，且冲压成形性不合格。

对比合金121号和122号的Cr和Zr的含量大于本发明规定的上限值，因此循环弯曲成形性不合格，且产生毛口。

对比合金141和142号的Cr和Zr的含量超过本发明规定的上限值，因此循环弯曲成形性不合格，且产生毛口。

对比合金141和142号的Cr含量小于本发明规定的下限值，因此拉伸强度小于65Kgf/mm²、而且很低。

对比合金127、128、120、148和149号的Fe/Ti重量比大于本发明规定的上限值，因此，拉伸强度小于65Kgf/mm²，而且很低。对比合金126、129、150和152号的Fe/Ti重量比小于本发明规定的下限值，因此导电性低于50％IACS，而且很低。

对比合金132和153号的Zn含量超过本发明规定的上限值，因此导电性低于50％IACS，而且很低。

对比合金134-137号的Sn、In、Mn、P、Mg和Si的总含量大于本发明规定的上限值。结果导电性低，而且循环弯曲成形性不合格。

对比合金125号的粒度超过60微米，在本发明规定的上限值之外，因此循环弯曲成形性不合格。

如上所述，本发明提供了一种适用于电气元件如引线框和导电弹簧的高强度和高导电性铜合金。因此本发明对提高电气设备的性能有贡献，因而可应用于工业中。

Claims

1.一种适用于电气元件的具有高强度和高导电性的铜合金，其组成按重量计包含：0.05-0.40％的Cr、0.03-0.25％的Zr、0.10-1.80％的Fe、0.10-0.80％的Ti、其余为Cu和不可避免的杂质，其中当Ti含量在0.1-0.60％范围内时Fe/Ti的重量比是0.66-2.6，而当Ti含量在大于0.60％-0.80％范围内时，Fe/Ti的重量比是1.1-2.6，而且该合金的平均粒度为60微米或更小。

2.一种适用于电气元件的具有高强度和高导电性的铜合金，其组成按重量计包含：0.05-0.40％Cr、0.03-0.25％Zr、0.10-1.80％Fe、0.10-0.80％Ti、0.05-2.0％Zn，其余为Cu和不可避免的杂质，其中当Ti含量在0.10-0.60％范围内时，Fe/Ti的重量比为0.66-2.6，而当Ti含量在大于0.60-0.80％范围内时，Fe/Ti的重量比为1.1-2.6，该合金的平均粒度为60微米或更小。

3.一种适用于电气元件的具有高强度和高导电性的铜合金，其组成按重量计包含：0.05-0.40％Cr、0.03-0.25％Zr、0.10-1.80％Fe、0.10-0.80％Ti、总量为0.01-1％的至少一种选自Sn、In、Mn、P、Mg和Si的元素，其余为Cu和不可避免的杂质，其中当Ti含量在0.10-0.60％范围内时，Fe/Ti的重量比为0.66-2.6，而当Ti含量在大于0.60-0.80％范围内时，Fe/Ti的重量比为1.1-2.6，该合金的平均粒度为60微米或更小。

4.一种适用于电气元件的具有高强度和高导电性的铜合金，其组成按重量计包含：0.05-0.40％Cr、0.03-0.25％Zr、0.10-1.80％Fe、0.10-0.80％Ti、0.05-2.0％Zn、总量为0.01-1％的至少一种选自Sn、In、Mn、P、Mg和Si的元素，其余为Cu及不可避免的杂质，其中当Ti含量在0.10-0.60％范围内时，Fe/Ti的重量比为0.66-2.6，而当Ti含量在大于0.60-0.80％范围内时，Fe/Ti的重量比为1.1-2.6，该合金的平均粒度为60微米或更小。

5.按照权利要求1、2、3或4的铜合金，其中该铜合金是厚度为0.1-0.25mm的轧制薄板。

6.按照权利要求5的铜合金，其中当Ti含量在0.10-0.60％范围内时，Fe/Ti的重量比为0.66-1.7，而当Ti含量在大于0.60-0.80％范围内时，Fe/Ti的重量比为1.1-1.7。

7.按照权利要求5的铜合金，其中在该合金中所包含的夹杂物的尺寸小于5微米。

8.按照权利要求5的铜合金，其中所述夹杂物的尺寸小于1微米。

9.按照权利要求6的铜合金，其中所述平均粒度为40微米或更小。

10.一种适用于电气元件的具有高强度和高导电性的铜合金，其组成按重量计包含：0.05-0.40％Cr、0.03-0.25％Zr、0.0005-小于0.01％的S，其余为Cu，和不可避免的杂质，该合金的平均粒度为60微米或更小。

11.一种适用于电气元件的具有高强度和高导电性的铜合金，其组成按重量计包含：0.05-0.40％Cr、0.03-0.25％Zr、0.0005-小于0.01％的S、0.05-2.0％Zn，其余为Cu和不可避免的杂质，该合金的平均粒度为60微米或更小。

12.一种适用于电气元件的具有高强度和高导电性的铜合金，其组成按重量计包含：0.05-0.40％Cr、0.03-0.25％Zr、0.0005-小于0.01％的S、0.05-2.0％Zn、总量为0.01-1％的至少一种选自Sn、In、Mn、P、Mg和Si的元素，其余为Cu和不可避免的杂质，该合金的平均粒度为60微米或更小。

13.按照权利要求9、10、11或12的铜合金，其中该铜合金是一种厚度为0.1-0.25mm的轧制薄板。

14.按照权利要求13的一种铜合金，其中平均粒度为40微米或更小。

15.一种适用于电气元件的具有高强度和高导电性的铜合金，其组成按重量计包含：0.05-0.40％Cr、0.03-0.25％Zr、0.10-1.80％Fe、0.10-0.80％Ti、0.0005-小于0.0080％的S，其余为Cu和不可避免的杂质，其中当Ti含量在0.10-0.60％范围内时，Fe/Ti的重量比为0.66-2.6，而当Ti含量在大于0.60-0.80％范围内时，Fe/Ti的重量比为1.1-2.6，该合金的平均粒度为60微米或更小。

16.一种适用于电气元件的具有高强度和高导电性的铜合金，其组成按重量计包含：0.05-0.40％Cr、0.03-0.25％Zr、0.10-1.80％Fe、0.10-0.80％Ti、0.0005-小于0.0080％的S、0.05-2.0％Zn，其余为Cu和不可避免的杂质，其中当Ti含量在0.10-0.60％范围内时，Fe/Ti的重量比为0.66-2.6，而当Ti含量在大于0.60-0.80％范围内时，Fe/Ti的重量比为1.1-2.6，该合金的平均粒度为60微米或更小。

17.一种适用于电气元件的具有高强度和高导电性的铜合金，其组成按重量计包含：0.05-0.40％Cr、0.03-0.25％Zr、0.10-1.80％Fe、0.10-0.80％Ti、0.0005-小于0.0080％的S、总量为0.01-1％的至少一种选自Sn、In、Mn、P、Mg和Si的元素，其余为Cu和不可避免的杂质，其中当Ti含量在0.10-0.60％范围内时，Fe/Ti的重量比为0.66-2.6，而当Ti含量在大于0.60-0.80％范围内时，Fe/Ti的重量比为1.1-2.6，该合金的平均粒度为60微米或更小。

18.一种适用于电气元件的具有高强度和高导电性的铜合金，其组成按重量计包含：0.05-0.40％Cr、0.03-0.25％Zr、0.10-1.80％Fe、0.10-0.80％Ti、0.0005-小于0.0080％的S、0.05-2.0％Zn、总量为0.01-1％的至少一种选自Sn、In、Mn、P、Mg和Si的元素，其余为Cu和不可避免的杂质，其中当Ti含量在0.10-0.60％范围内时，Fe/Ti的重量比为0.66-2.6，而当Ti含量在大于0.60-0.80％范围内时，Fe/Ti的重量比为1.1-2.6，该合金的平均粒度为60微米或更小。

19.按照权利要求15、16、17、18的铜合金，其中该铜合金是一种厚度为0.1-0.25mm的轧制薄板。

20.按照权利要求19的铜合金，其中当Ti含量在0.10-0.60％范围内时，Fe/Ti的重量比为0.66-1.7，而当Ti含量在大于0.60-0.80％时，Fe/Ti的重量比为1.1-1.7。

21.按照权利要求20的铜合金，其中平均粒度为40微米或更小。