CN114302975A

CN114302975A - 电子电气设备用铜合金﹑电子电气设备用铜合金板条材、电子电气设备用组件、端子及汇流排

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Publication number: CN114302975A
Application number: CN202080061069.9A
Authority: CN
Inventors: 松永裕隆; 伊藤优树; 森广行; 松川浩之
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2019-09-27
Filing date: 2020-09-11
Publication date: 2022-04-08
Anticipated expiration: 2040-09-11
Also published as: US20220341000A1; EP4036260A4; EP4036260B1; WO2021060013A1; US11725258B2; TW202120703A; CN114302975B; FI4036260T3; JP2021055129A; JP7014211B2; EP4036260A1

Abstract

该电子电气设备用铜合金含有Mg：100质量ppm以上且400质量ppm以下、Ag：5质量ppm以上且20质量ppm以下及P：小于5质量ppm，剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成，将构成晶界三重点的三个晶界全部为特殊晶界的J3与所有晶界三重点的比例设为NF_J3，将构成晶界三重点的两个晶界为特殊晶界且一个晶界为随机晶界的J2与所有晶界三重点的比例设为NF_J2时，0.22＜(NF_J2/(1‑NF_J3))^0.5≤0.45成立。

Description

电子电气设备用铜合金﹑电子电气设备用铜合金板条材、电子电气设备用组件、端子及汇流排

技术领域

本发明涉及一种适用于连接器或压合体等端子及汇流排等电子电气设备用组件的电子电气设备用铜合金、由该电子电气设备用铜合金构成的电子电气设备用铜合金板条材、电子电气设备用组件、端子及汇流排。

本申请主张基于2019年9月27日在日本申请的专利申请2019-177145号的优先权，并将其内容援用于此。

背景技术

以往，连接器或压合体等端子及汇流排等电子电气设备用组件使用导电性高的铜或铜合金。

在此，伴随电子设备或电气设备等的大电流化，为了电流密度的降低及因焦耳加热引起的热扩散，试图将使用于这些电子设备或电气设备等中的电子电气设备用组件加大及加厚。因此，对于构成电子电气设备用组件的材料，要求较高的导电率、弯曲加工性及冲压加工时的冲切加工性。并且，在汽车的发动机室等高温环境下使用的连接器端子等中，也要求耐应力松弛特性。

在此，作为使用于连接器或压合体等端子及汇流排等电子电气设备用组件中的材料，例如在专利文献1中提出有Cu-Mg合金。

在此，对于记载于专利文献1的Cu-Mg合金而言，通过溶质元素的添加来改善耐应力松弛特性，因此与纯铜相比导电率差。因此，进一步期待具有高耐应力松弛特性的材料的开发，该材料具有高导电率，并且能够应对由大电流化引起的发热。此外，针对冲切性并没有提及。

专利文献1：日本特开2016-056414号公报

发明内容

本发明是鉴于前述情况而完成的，其目的在于提供一种导电性、强度、耐应力松弛特性、弯曲加工性及冲切加工性优异的电子电气设备用铜合金、电子电气设备用铜合金板条材及由该电子电气设备用铜合金板条材构成的电子电气设备用组件、端子及汇流排。

为了解决该课题，本发明人深入研究的结果，得到如下见解：通过将合金中所含有的Mg及Ag的含量设定于规定的范围内，并且限制P的含量，能够提高导电率、强度、耐应力松弛特性及弯曲加工性。

并且，在上述铜合金中，以与轧制的宽度方向正交的面作为观察面，通过EBSD法分析母相的结果，得到如下见解：通过规定构成晶界三重点的特殊晶界及随机晶界的比率，由此在冲压加工时龟裂容易沿着晶界扩展，还能够提高冲压加工时的冲切加工性。

为了解决该课题，本发明的一方式所涉及的电子电气设备用铜合金的特征在于，在100质量ppm以上且400质量ppm以下的范围内含有Mg，在5质量ppm以上且20质量ppm以下的范围内含有Ag，而且P的含量小于5质量ppm，剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成，以与轧制的宽度方向正交的面作为观察面，在10000μm²以上的测定面积中通过EBSD法对母相以测定间隔为0.25μm的步长进行测定，通过数据分析软件OIM分析测定结果得到各测定点的CI值，排除CI值为0.1以下的测定点，进行各晶粒的取向差分析，将相邻的测定点之间的取向差成为15°以上的测定点之间的边界设为晶界，通过面积分数(Area Fraction)求出平均粒径A，通过EBSD法对母相以测定间隔成为平均粒径A的十分之一以下的步长进行测定，以包含总数1000个以上的晶粒的方式，并且以多个视场成为10000μm²以上的测定面积，通过数据分析软件OIM分析测定结果得到各测定点的CI值，排除CI值为0.1以下的测定点，进行各晶粒的取向差分析，在将相邻的测定点之间的取向差成为15°以上的测定点之间的边界设为晶界，将Σ29以下的对应晶界设为特殊晶界，除此之外的晶界设为随机晶界时，在根据OIM分析的晶界三重点中，将构成晶界三重点的三个晶界全部为特殊晶界的J3与所有晶界三重点的比例设为NF_J3，将构成晶界三重点的两个晶界为特殊晶界且一个晶界为随机晶界的J2与所有晶界三重点的比例设为NF_J2时，0.22＜(NF_J2/(1-NF_J3))^0.5≤0.45成立。

另外，所谓EBSD法是指，基于附带有背散射电子衍射图像系统的扫描型电子显微镜的电子反射衍射法(Electron Backscatter Diffraction Patterns：EBSD)，并且，OIM为用于使用基于EBSD的测定数据来分析晶体取向的数据分析软件(Orientation ImagingMicroscopy：OIM)。此外，所谓CI值为可靠性指数(Confidence Index)，且为当使用EBSD装置的分析软件OIM Analysis(Ver.7.3.1)分析时，作为表示确定晶体取向的可靠性的数值而显示的数值(例如，「EBSD読本：OIMを使用するにあたって(改定第3版)」鈴木清一著、2009年9月、株式会社TSLソリューションズ発行[“EBSD读本：在使用OIM时(改定第3版)”铃木清一著、2009年9月、TSL Solutions股份有限公司发行])。

在此，通过EBSD法测定且通过OIM分析的测定点的组织为加工组织时，由于结晶图案不明确，因此确定晶体取向的可靠性变低，CI值变低。尤其，当CI值为0.1以下时，判断为该测定点的组织为加工组织。

并且，特殊晶界被定义为如下晶界：结晶学上，根据CSL理论(Kronberg et al：Trans.Met.Soc.AIME,185,501(1949))所定义的Σ值属于3≤Σ≤29的对应晶界，且在该对应晶界中的固有对应部位晶格方位缺陷Dq满足Dq≤15°/Σ^1/2(D.G.Brandon：Acta.Metallurgica.Vol.14,p.1479,(1966))的晶界。

另一方面，所谓随机晶界是指，除了属于Σ值为29以下的对应方位关系且满足Dq≤15°/Σ^1/2的特殊晶界以外的晶界。即，特殊晶界是指，属于Σ值为29以下的对应方位关系且满足Dq≤15°/Σ^1/2的晶界，该特殊晶界以外的晶界为随机晶界。

另外，作为晶界三重点，存在如下四种类型：三个晶界全部为随机晶界的J0、一个晶界为特殊晶界并且两个晶界为随机晶界的J1、两个晶界为特殊晶界并且一个晶界为随机晶界的J2、三个晶界全部为特殊晶界的J3。

因此，在将J0的总数设为ΣJ0，将J1的总数设为ΣJ1，将J2的总数设为ΣJ2，将J3的总数设为ΣJ3时，构成晶界三重点的三个晶界全部为特殊晶界的J3与所有晶界三重点的比例NF_J3(J3的个数与所有的晶界三重点的个数之比)定义为NF_J3＝ΣJ3/(ΣJ0+ΣJ1+ΣJ2+ΣJ3)。

并且，构成晶界三重点的两个晶界为特殊晶界且一个晶界为随机晶界的J2与所有晶界三重点的比例NF_J2(J2的个数与所有的晶界三重点的个数之比)定义为NF_J2＝ΣJ2/(ΣJ0+ΣJ1+ΣJ2+ΣJ3)。

根据上述构成的电子电气设备用铜合金，Mg的含量在100质量ppm以上且400质量ppm以下的范围内，Ag的含量在5质量ppm以上且20质量ppm以下的范围内，因此能够提高强度及耐应力松弛特性，而不会大幅降低导电率。

并且，P的含量小于5质量ppm，因此能够确保弯曲加工性。

并且，以与轧制的宽度方向正交的面作为观察面，在10000μm²以上的测定面积中通过EBSD法对母相以测定间隔为0.25μm的步长进行测定。通过数据分析软件OIM分析测定结果得到各测定点的CI值。排除CI值为0.1以下的测定点。通过数据分析软件OIM进行各晶粒的取向差分析，将相邻的测定点之间的取向差成为15°以上的测定点之间的边界设为晶界。通过面积分数(Area Fraction)求出平均粒径A。通过EBSD法对母相以测定间隔成为平均粒径A的十分之一以下的步长进行测定。以包含总数1000个以上的晶粒的方式，并且以多个视场的合计面积成为10000μm²以上的测定面积，通过数据分析软件OIM分析测定结果得到各测定点的CI值。排除CI值为0.1以下的测定点。通过数据分析软件OIM进行各晶粒的取向差分析，将相邻的测定点之间的取向差成为15°以上的测定点之间的边界设为晶界。将Σ29以下的对应晶界设为特殊晶界，除此之外的晶界设为随机晶界。在根据OIM分析的晶界三重点中，将构成晶界三重点的三个晶界全部为特殊晶界的J3与所有晶界三重点的比例设为NF_J3，将构成晶界三重点的两个晶界为特殊晶界且一个晶界为随机晶界的J2与所有晶界三重点的比例设为NF_J2。

本发明的一方式所涉及的电子电气设备用铜合金满足0.22＜(NF_J2/(1-NF_J3))^0.5≤0.45，因此龟裂容易沿着晶界扩展，能够提高冲压加工时的冲切加工性。

在此，在本发明的一方式所涉及的电子电气设备用铜合金中，优选导电率为90％IACS以上。

该情况下，由于导电率充分高，因此也能够适用于以往使用纯铜的用途。

此外，在本发明的一方式所涉及的电子电气设备用铜合金中，优选在相对于轧制方向平行的方向上进行拉伸试验时的0.2％屈服强度在150MPa以上且450MPa以下的范围内。

该情况下，由于在相对于轧制方向平行的方向上进行拉伸试验时的0.2％屈服强度在150MPa以上且450MPa以下的范围内，因此即使厚度超过0.5mm的板条材卷绕成线圈形状也不会带有卷痕，易于操作，能够实现较高的生产率。因此，尤其适合用作大电流、高电压用的连接器或压合体等端子及汇流排等电子电气设备用组件的铜合金。

并且，在本发明的一方式所涉及的电子电气设备用铜合金中，优选残余应力率在150℃、1000小时的条件下为50％以上。

该情况下，由于如上述那样规定残余应力率，因此即使在高温环境下使用的情况下，也能够将永久变形控制得很小，例如能够抑制连接器端子等的接触压力的降低。因此，能够适合用作在发动机室等高温环境下使用的电子设备用组件的原材料。

本发明的一方式所涉及的电子电气设备用铜合金板条材，其特征在于，由上述电子电气设备用铜合金构成，厚度设为超过0.5mm。

根据该结构的电子电气设备用铜合金板条材，由于由上述电子电气设备用铜合金构成，因此导电性、强度、耐应力松弛特性及冲切加工性优异，尤其适合用作加厚的连接器或压合体等端子及汇流排等电子电气设备用组件的原材料。

在此，在本发明的一方式所涉及的电子电气设备用铜合金板条材中，优选在表面具有镀锡层或镀银层。

该情况下，由于在表面具有镀锡层或镀银层，因此尤其适合用作连接器或压合体等端子及汇流排等电子电气设备用组件的原材料。另外，在本发明的一方式中，“镀锡”包含镀纯锡或镀锡合金，“镀银”包含镀纯银或镀银合金。

本发明的一方式所涉及的电子电气设备用组件的特征在于，由上述电子电气设备用铜合金板条材构成。另外，所谓本发明的一方式的电子电气设备用组件是指，包含连接器或压合体等端子及汇流排等的组件。

该结构的电子电气设备用组件由于使用上述电子电气设备用铜合金板条材制造，因此即使在对应于大电流用途而加大及加厚的情况下，也能够发挥优异的特性。

本发明的一方式所涉及的端子的特征在于，由上述电子电气设备用铜合金板条材构成。

该结构的端子由于使用上述电子电气设备用铜合金板条材制造，因此即使在对应于大电流用途而加大及加厚的情况下，也能够发挥优异的特性。

本发明的一方式所涉及的汇流排的特征在于，由上述电子电气设备用铜合金板条材构成。

该结构的汇流排由于使用上述电子电气设备用铜合金板条材制造，因此即使在对应于大电流用途而加大及加厚的情况下，也能够发挥优异的特性。

根据本发明的一方式，能够提供一种导电性、强度、耐应力松弛特性、弯曲加工性及冲切加工性优异的电子电气设备用铜合金、电子电气设备用铜合金板条材及由该电子电气设备用铜合金板条材构成的电子电气设备用组件、端子及汇流排。

附图说明

图1是本实施方式的电子电气设备用铜合金的制造方法的流程图。

具体实施方式

以下，对本发明的一实施方式的电子电气设备用铜合金进行说明。

本实施方式的电子电气设备用铜合金具有如下组成：在100质量ppm以上且400质量ppm以下的范围内含有Mg，在5质量ppm以上且20质量ppm以下的范围内含有Ag，而且P的含量小于5质量ppm，剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成。即，电子电气设备用铜合金以上述的量含有Mg、Ag及P，剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成。

而且，在本发明的一实施方式的电子电气设备用铜合金中，以与轧制的宽度方向正交的面作为观察面，在10000μm²以上的测定面积中通过EBSD法对母相以测定间隔为0.25μm的步长进行测定。通过数据分析软件OIM分析测定结果得到各测定点的CI值。排除CI值为0.1以下的测定点。通过数据分析软件OIM进行各晶粒的取向差分析，将相邻的测定点之间的取向差成为15°以上的测定点之间的边界设为晶界。使用数据分析软件OIM通过面积分数(Area Fraction)求出平均粒径A。通过EBSD法对母相以测定间隔成为平均粒径A的十分之一以下的步长进行测定。以包含总数1000个以上的晶粒的方式，并且以多个视场的合计面积成为10000μm²以上的测定面积，通过数据分析软件OIM分析测定结果得到各测定点的CI值。排除CI值为0.1以下的测定点。通过数据分析软件OIM进行各晶粒的取向差分析，将相邻的测定点之间的取向差成为15°以上的测定点之间的边界设为晶界。将Σ29以下的对应晶界设为特殊晶界，除此之外的晶界设为随机晶界。在根据OIM分析的晶界三重点中，将构成晶界三重点的三个晶界全部为特殊晶界的J3与所有晶界三重点的比例设为NF_J3，将构成晶界三重点的两个晶界为特殊晶界且一个晶界为随机晶界的J2与所有晶界三重点的比例设为NF_J2时，0.22＜(NF_J2/(1-NF_J3))^0.5≤0.45成立。

如以上所述，通过EBSD法测定两次母相。在第一次的测定中，得到平均粒径A。根据所得到的平均粒径A，决定第二次测定中的测定间隔的步长。

并且，在本实施方式的电子电气设备用铜合金中，优选导电率为90％IACS以上。

此外，在本实施方式的电子电气设备用铜合金中，优选在相对于轧制方向平行的方向上进行拉伸试验时的0.2％屈服强度在150MPa以上且450MPa以下的范围内。即，在本实施方式中，设为电子电气设备用铜合金的轧制材，轧制的最终工序中在相对于轧制方向平行的方向上进行拉伸试验时的0.2％屈服强度以上述方式规定。

并且，在本实施方式的电子电气设备用铜合金中，优选残余应力率在150℃、1000小时的条件下为50％以上。

在此，对于如上述那样规定成分组成、结晶组织及各种特性的理由，在以下进行说明。

(Mg：100质量ppm以上且400质量ppm以下)

Mg为具有如下作用效果的元素：通过固溶于铜的母相中，提高耐热性及耐应力松弛特性，而不降低导电率。并且，通过使Mg固溶于母相中，可得到优异的弯曲加工性。

在此，在Mg的含量小于100质量ppm时，有可能无法充分发挥其作用效果。另一方面，Mg的含量超过400质量ppm时，导电率降低。

根据以上内容，在本实施方式中，将Mg的含量设定在100质量ppm以上且400质量ppm以下的范围内。

另外，为了进一步提高强度及耐应力松弛特性，优选将Mg的含量下限设为110质量ppm以上，更优选设为120质量ppm以上，进一步优选设为150质量ppm以上，更优选设为200质量ppm以上，更进一步优选设为250质量ppm以上。另一方面，为了可靠地抑制导电率的降低，优选将Mg的含量的上限设为380质量ppm以下，更优选设为360质量ppm以下，进一步优选设为350质量ppm以下。

(Ag：5质量ppm以上且20质量ppm以下)

Ag在低温下固溶限度很窄，几乎不能固溶于Cu的母相中。因此，在高温下使Ag固溶于铜(Cu的母相)并急速冷却，接着进行例如150℃以上且350℃以下的温加工，使固溶于母相的Ag的一部分偏析于通过加工导入的错位或晶界。其结果，抑制错位或晶界处的原子的扩散。因此，通过与Mg一同添加微量的Ag，进一步提高耐应力松弛特性。

在此，在Ag的含量小于5质量ppm时，有可能无法充分发挥其作用效果。另一方面，Ag的含量超过20质量ppm时，未观察到更进一步的效果，还增加制造成本。

根据以上内容，在本实施方式中，将Ag的含量设定在5质量ppm以上且20质量ppm以下的范围内。

另外，为了进一步提高强度及耐应力松弛特性，优选将Ag的含量下限设为6质量ppm以上，更优选设为7质量ppm以上，进一步优选设为8质量ppm以上。另一方面，为了进一步抑制制造成本，优选将Ag的含量的上限设为18质量ppm以下，更优选设为16质量ppm以下，进一步优选设为14质量ppm以下。

(P：小于5质量ppm)

关于铜中所含有的微量的P，一部分偏析于晶界，具有促进晶界附近的扩散的效果，从而降低耐应力松弛特性。另一方面，若充分增加P的含量，则固溶于母相的P进一步与Mg反应而在铸造中生成结晶物，并且与一部分不可避免的杂质反应而形成磷化物。这些结晶物或磷化物成为弯曲加工时的破坏的起点，因此冷加工时或弯曲加工时容易产生裂纹。

因此，在本实施方式，将P的含量限制于小于5质量ppm。

另外，为了进一步抑制裂纹的产生，将P的含量的上限设为小于3.0质量ppm，进一步优选设为小于2.5质量ppm，更优选设为小于2质量ppm。

(不可避免的杂质)

作为其他不可避免的杂质，可以举出B、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、稀土类元素、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Re、Fe、Ru、Os、Co、Se、Te、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Au、Zn、Cd、Hg、Al、Ga、In、Ge、Sn、As、Sb、Tl、Pb、Bi、Be、N、C、Si、Li、H、O、S等。这些不可避免的杂质具有降低导电率的作用，因此越少越优选。

并且，Zn、Sn由于容易混入铜中使导电率降低，因此优选以总量计小于500质量ppm。

此外，Si、Cr、Ti、Zr、Fe、Co由于尤其大幅降低导电率，并且通过夹杂物的形成使弯曲加工性变差，因此这些元素优选为以总量计小于500质量ppm。

(晶界三重点的比例)

关于冲压加工时的冲切加工性，断裂时的毛刺高度越小则越优异。在此，存在进行冲压加工的材料的厚度越增加则毛刺高度相对越高的倾向。

为了降低冲压加工时的毛刺高度，只要在冲压加工时沿晶界迅速产生断裂即可。若随机晶界的网络长度变长，则易产生沿着晶界的断裂。为了延长随机晶界的网络长度，重要的是控制构成晶界三重点的三个晶界中全部为Σ29以下的特殊晶界的J3、或者三个晶界中两个晶界为特殊晶界的J2的比例。

因此，在本实施方式中，以与轧制的宽度方向正交的面作为观察面，在10000μm²以上的测定面积中通过EBSD法对母相以测定间隔为0.25μm的步长进行测定。通过数据分析软件OIM分析测定结果得到各测定点的CI值。排除CI值为0.1以下的测定点。通过数据分析软件OIM进行各晶粒的取向差分析，将相邻的测定点之间的取向差成为15°以上的测定点之间的边界设为晶界。通过面积分数(Area Fraction)求出平均粒径A。通过EBSD法对母相以测定间隔成为平均粒径A的十分之一以下的步长进行测定。以包含总数1000个以上的晶粒的方式，并且以多个视场的合计面积成为10000μm²以上的测定面积，通过数据分析软件OIM分析测定结果得到各测定点的CI值。排除CI值为0.1以下的测定点。通过数据分析软件OIM进行各晶粒的取向差分析，将相邻的测定点之间的取向差成为15°以上的测定点之间的边界设为晶界。将Σ29以下的对应晶界设为特殊晶界，除此之外的晶界设为随机晶界。在根据OIM分析的晶界三重点中，将构成晶界三重点的三个晶界全部为特殊晶界的J3与所有晶界三重点的比例设为NF_J3，将构成晶界三重点的两个晶界为特殊晶界且一个晶界为随机晶界的J2与所有晶界三重点的比例设为NF_J2时，满足0.22＜(NF_J2/(1-NF_J3))^0.5≤0.45。

在此，若(NF_J2/(1-NF_J3))^0.5超过0.45，则随机晶界的网络长度相对变短，特殊晶界的网络长度变长，因此冲压加工时的毛刺高度变高。另一方面，在(NF_J2/(1-NF_J3))^0.5为0.22以下时，实质上成为加工组织，有可能屈服强度超过500MPa，在实现厚板化时导致线圈卷痕变强，生产率降低。因此，在本实施方式中，将(NF_J2/(1-NF_J3))^0.5的值设在超过0.22且0.45以下的范围内。

另外，(NF_J2/(1-NF_J3))^0.5的下限优选为0.23以上，更优选为0.24以上，进一步优选为0.25以上。另一方面，(NF_J2/(1-NF_J3))^0.5的上限优选为0.40以下，更优选为0.35以下。

考虑到晶界网络时，J0或J1的随机晶界与构成J3的特殊晶界形成网络，因此J2的数目根据J3的数目而增加。即，NF_J3增加的同时NF_J2也增加。因此，NF_J3优选为0.007以上，更优选为0.008以上，进一步优选为0.010以上。并且，为了抑制毛刺高度，NF_J3优选为0.036以下，更优选为0.034以下，进一步优选为0.030以下。

(导电率：90％IACS以上)

在导电率为90％IACS以上时，可抑制通电时的发热，因此替代纯铜尤其适用于连接器等的端子、继电器、引线框架等电子设备用组件。

另外，导电率优选为92％IACS以上，更优选为93％IACS以上，进一步优选为95％IACS以上，更进一步优选为97％IACS以上。

导电率的上限值没有特别限定，但通常为103％IACS以下。

(0.2％屈服强度：150MPa以上且450MPa以下)

在本实施方式的电子电气设备用铜合金中，通过将0.2％屈服强度设为150MPa以上，尤其适合用作连接器或压合体等端子及汇流排等电子电气设备用组件的原材料。另外，在本实施方式中，在相对于轧制方向平行的方向上进行拉伸试验时的0.2％屈服强度为150MPa以上。通过冲压来制造连接器或压合体等端子及汇流排等的情况下，为了提高生产率，使用卷成线圈状的条材，但若0.2％屈服强度超过450MPa，则会带有线圈卷痕，生产率降低。因此，0.2％屈服强度优选为450Mpa以下。

上述0.2％屈服强度的下限优选为200MPa以上，更优选为220MPa以上。并且，0.2％屈服强度的上限优选为440MPa以下，更优选为430MPa以下。

(残余应力率：50％以上)

在本实施方式的电子电气设备用铜合金中，如上述，残余应力率在150℃、1000小时的条件下为50％以上。

在该条件下的残余应力率高的情况下，即使在高温环境下使用，也能够将永久变形控制得很小，能够抑制接触压力的降低。因此，本实施方式的铜轧制板能够适合用作在如汽车的发动机室周围那样的高温环境下使用的端子。

另外，残余应力率优选为在150℃、1000小时的条件下为60％以上，更优选为在150℃、1000小时的条件下为70％以上，进一步优选为在150℃、1000小时的条件下为73％以上。

接着，对于设为这种构成的本实施方式的电子电气设备用铜合金的制造方法，参考图1所示的流程图进行说明。

(熔解及铸造工序S01)

首先，在熔解铜原料得到的铜熔液中，添加前述的元素进行成分调整，制成铜合金熔液。另外，对于各种元素的添加，能够使用元素单质或母合金等。并且，可以将包含上述元素的原料与铜原料一同进行熔解。并且，也可以使用本实施方式的合金的回收材料及废料。在此，铜熔液优选为纯度为99.99质量％以上的所谓的4NCu，或者是纯度为99.999质量％以上的所谓的5NCu。在熔解工序中，为了抑制Mg、Ag的氧化，并且为了降低氢浓度，优选在H₂O的蒸气压低的非活性气体气氛(例如Ar气体)这种气氛下进行熔解，将熔解时的保持时间限制在最小限度。

而且，将经成分调整的铜合金熔液注入铸模中制成铸锭。另外，在考虑到量产的情况下，优选使用连续铸造法或半连续铸造法。

熔液的冷却速度优选为0.1℃/sec以上，更优选为0.5℃/sec以上。

(均质化工序S02)

接着，为了使得到的铸锭均质化而进行加热处理。在铸锭的内部有时存在凝固过程中Mg、Ag偏析并浓缩的情况。

因此，为了使这些偏析消失或降低，进行将铸锭加热至300℃以上且900℃以下的加热处理。由此，使Mg、Ag均匀地扩散到铸锭内，或者使Mg、Ag固溶到母相中。另外，优选在非氧化性或还原性气氛中实施该均质化工序S02。

(热加工工序S03)

在晶界容易产生Mg、Ag的偏析，在存在Mg偏析及Ag偏析的组织中，难以控制晶界三重点。

因此，为了彻底地使组织均匀化，在前述均质化工序S02之后实施热加工。热加工的总加工率优选为50％以上，更优选为60％以上，进一步优选为70％以上。该热加工工序S03中的加工方法并没有特别限定，例如可采用轧制、拉丝、挤压、槽轧制、锻造、冲压等。并且，热加工温度优选在400℃以上且900℃以下的范围内。

(固溶化工序S04)

为了彻底消除晶界中的Mg偏析及Ag偏析，在前述热加工工序S03之后，实施固溶化热处理。固溶化工序S04的条件优选为将加热温度设在500℃以上且900℃以下的范围内，将加热温度下的保持时间设在1秒以上且10小时以下的范围内。该固溶化工序S04也可以兼作前述热加工工序S03。此时，只要使热加工的结束温度超过500℃即可。

(粗加工工序S05)

为了加工成规定的形状，进行粗加工。另外，在该粗加工工序S05中，实施一次以上的100℃以上且350℃以下的温加工。通过实施100℃以上且350℃以下的温加工，能够在加工中增加极微小的再结晶区域，能够在作为后一工序的中间热处理工序S06的再结晶时使组织随机化，并且增加随机晶界的总数。将温加工设为一次时，在粗加工工序S05的最终工序中实施。

并且，也可以利用通过提高每一道次加工工序的加工率而产生的加工发热来代替温加工。此时，例如优选在每一道次的加工率为15％以上、优选为20％以上、更优选为30％以上的情况下实施轧制。

在总加工率过高时，因加工固化而使制造变得困难，因此在该粗加工工序S05中的总轧制率优选为99％以下。

温加工的次数优选为实施两次以上。例如温加工为轧制时，优选在每一道次的加工率为15％以上、优选为20％以上、更优选为30％以上的情况下实施。

关于温加工的温度，优选为150℃以上且350℃以下，更优选为超过200℃且350℃以下即可。

(中间热处理工序S06)

在粗加工工序S05之后，以用于增加随机晶界的数目比例的再结晶组织化及用于提高加工性的软化为目的，实施热处理。热处理的方法没有特别限定，但优选为以400℃以上且900℃以下的保持温度、10秒以上且10小时以下的保持时间，在非氧化气氛或还原性气氛下进行热处理。并且，加热后的冷却方法虽没有特别限定，但优选采用水淬等冷却速度为200℃/min以上的方法。

另外，也可以反复实施粗加工工序S05及中间热处理工序S06。

(精加工工序S07)

为了将中间热处理工序S06之后的铜原材料加工成规定的形状，进行精加工。另外，在该精加工工序S07中，为了提高耐应力松弛特性，至少实施一次50℃以上且小于300℃的温加工。通过实施50℃以上且小于300℃的温加工，加工中所导入的错位进行再排列，因此耐应力松弛特性提高。精加工工序S07根据最终的形状而加工方法及加工率不同，但制成条或板的情况下实施轧制即可。并且，关于一次以上的温加工以外的工序，设为通常的冷加工即可。也可取代50℃以上且小于300℃的温加工，通过提高每一道次加工工序的加工率来利用其加工发热。此时，例如在轧制中，将每一道次的加工率设为10％以上即可。

并且，以接近最终形状的方式适当选择加工率，但为了在精加工工序S07中通过加工固化使拉伸强度在200MPa至500MPa之间，优选将加工率的上限设为90％以下，更优选设为85％以下，最优选设为80％以下。

(最终热处理工序S08)

接着，对于通过精加工工序S07得到的塑性加工材，为了提高耐应力松弛特性及低温退火固化，或为了去除残余应变，实施最终热处理。热处理温度优选在100℃以上且800℃以下的范围内。另外，在该最终热处理工序S08中，为了抑制特殊晶界在基于再结晶的晶界三重点中的数目比例，需要设定热处理条件(温度、时间及冷却速度)。

例如优选在200℃至350℃的范围内设为10秒以上且10小时以下的保持时间。该热处理优选在非氧化气氛或还原性气氛下进行。热处理的方法虽没有特别限定，但从制造成本的降低的效果考虑，优选为通过连续退火炉进行的高温下短时间的热处理。

此外，也可以反复实施上述精加工工序S07与最终热处理工序S08。

以这种方式制成本实施方式的电子电气设备用铜合金(电子电气设备用铜合金板条材)。电子电气设备用铜合金板条材的厚度的上限没有特别限定，但将电子电气设备用铜合金板条材通过冲压加工制成连接器或端子及汇流排时，若厚度超过5.0mm，则冲压机的负荷会显著增大，以及每单位时间的生产率会降低，从而成本会提高。因此，在本实施方式中，优选将电子电气设备用铜合金板条材的厚度设为超过0.5mm且5.0mm以下。另外，电子电气设备用铜合金板条材的厚度的下限优选为超过1.0mm，更优选为超过2.0mm。

在此，本实施方式的电子电气设备用铜合金板条材虽可直接使用于电子电气设备用组件，但也可以在板面的一面或者两面形成膜厚0.1～100μm左右的镀锡层或镀银层。

此外，以本实施方式的电子电气设备用铜合金(电子电气设备用铜合金板条材)作为原材料并实施冲切加工或弯曲加工等，由此成型例如连接器或压合体等端子及汇流排等电子电气设备用组件。

根据设为如上构成的本实施方式的电子电气设备用铜合金，Mg的含量在100质量ppm以上且400质量ppm以下的范围内，Ag的含量在5质量ppm以上且20质量ppm以下的范围内，因此能够提高强度及耐应力松弛特性，而不会大幅降低导电率。

并且，P的含量小于5质量ppm，因此能够确保弯曲加工性。

而且，以与轧制的宽度方向正交的面作为观察面，在10000μm²以上的测定面积中通过EBSD法对母相以测定间隔为0.25μm的步长进行测定。通过数据分析软件OIM分析测定结果得到各测定点的CI值。排除CI值为0.1以下的测定点。通过数据分析软件OIM进行各晶粒的取向差分析，将相邻的测定点之间的取向差成为15°以上的测定点之间的边界设为晶界。通过面积分数(Area Fraction)求出平均粒径A。通过EBSD法对母相以测定间隔成为平均粒径A的十分之一以下的步长进行测定。以包含总数1000个以上的晶粒的方式，并且以多个视场的合计面积成为10000μm²以上的测定面积，通过数据分析软件OIM分析测定结果得到各测定点的CI值。排除CI值为0.1以下的测定点。通过数据分析软件OIM进行各晶粒的取向差分析，将相邻的测定点之间的取向差成为15°以上的测定点之间的边界设为晶界。将Σ29以下的对应晶界设为特殊晶界，除此之外的晶界设为随机晶界。在根据OIM分析的晶界三重点中，将构成晶界三重点的三个晶界全部为特殊晶界的J3与所有晶界三重点的比例设为NF_J3，将构成晶界三重点的两个晶界为特殊晶界且一个晶界为随机晶界的J2与所有晶界三重点的比例设为NF_J2时，0.22＜(NF_J2/(1-NF_J3))^0.5≤0.45成立。因此，随机晶界网络的长度较长，冲压加工时迅速产生沿着晶界的破坏，因此冲压冲切加工性也优异。

此外，在本实施方式的电子电气设备用铜合金中，在相对于轧制方向平行的方向上进行拉伸试验时的0.2％屈服强度在150MPa以上且450MPa以下的范围内，导电率为90％IACS以上。因此，适用于根据高电压、大电流用途而加厚的电子电气设备用组件，尤其适合用作连接器或压合体等端子及汇流排等电子电气设备用组件的原材料。

并且，在本实施方式的电子电气设备用铜合金中，残余应力率在150℃、1000小时的条件下为50％以上。因此，即使在高温环境下使用的情况下，也能够将永久变形控制得很小，例如能够抑制连接器端子等的接触压力的降低。因此，能够适合用作在发动机室等高温环境下使用的电子设备用组件的原材料。

并且，本实施方式的电子电气设备用铜合金板条材由上述电子电气设备用铜合金构成，因此通过使用该电子电气设备用铜合金板条材，能够制造连接器或压合体等的端子及汇流条等电子电气设备用组件。

另外，在表面形成镀锡层或镀银层时，尤其适合用作连接器或压合体等端子及汇流排等电子电气设备用组件的原材料。

此外，由于本实施方式的电子电气设备用组件(连接器或压合体等端子及汇流排等)由上述电子电气设备用铜合金构成，因此即使加大及加厚该电子电气设备用组件也能够发挥优异的特性。

以上，对本发明的实施方式的电子电气设备用铜合金、电子电气设备用铜合金板条材及电子电气设备用组件(端子、汇流排等)进行了说明，但本发明并不限定于此，能够在不脱离本发明的技术要件的范围内适当进行变更。

例如在上述实施方式中，对电子电气设备用铜合金的制造方法的一例进行了说明，但电子电气设备用铜合金的制造方法并不限定于实施方式中所记载的方法，也可以适当地选择现有的制造方法来制造。

实施例

以下，对为了确认本发明的效果而进行的确认实验的结果进行说明。

准备由纯度99.99质量％以上的无氧铜(ASTM B152C10100)构成的铜原料，将该电子电气设备用组件装入高纯度石墨坩埚内，在设为Ar气体气氛的气氛炉内进行高频感应加热而使之熔解。在所得到的铜熔液内添加各元素并向碳铸模浇铸熔液，从而制成表1所示的成分组成的铸锭。然后，对一部分铸锭进行切割切削加工，得到厚度50mm×宽度100×长度100mm的铸锭。

然后，在Ar气体气氛中，使用电炉在800℃进行4小时的加热，进行了均质化处理。

对均质化热处理后的铸锭进行热锻造，得到高度约25mm×宽度约150mm的板材。热锻造在500℃以上的条件下实施，在表面温度成为500℃以下的时间点，利用保持在800℃的电炉进行再加热，在表面温度达到约600℃的时间点再次实施热锻造。热锻造结束时的温度为500℃以上。热锻造结束后，利用加热至800℃的电炉实施1min的固溶化热处理。

然后，将轧制辊加热至300℃，实施了粗轧制直到成为表1所示的厚度。

粗轧制后，使用电炉与盐浴炉在表1所记载的温度条件下，进行了中间热处理。使用电炉的热处理在Ar气氛下实施。在500℃～600℃经热处理的试样中，将中间热处理后的平均结晶粒径调整为10μm以上且小于30μm。并且，在700℃～800℃经热处理的试样中，将中间热处理后的平均结晶粒径调整为30μm以上且小于50μm。

另外，对于中间热处理后的平均结晶粒径，按照如下方式进行了调查。以与轧制的宽度方向正交的面即TD(Transverse Direction：横向方向)面作为观察面，进行了镜面研磨及蚀刻。而且，利用光学显微镜以轧制方向成为照片的横向的方式进行拍摄，以1000倍的视场(约300×200μm²)进行了观察。而且，按照JIS H 0501的切割法，在照片的纵、横方向上以规定的间隔对结晶粒径分别绘制五条规定长度的线段。对被完全切割的晶粒数进行计数，计算出其切割长度的平均值作为平均结晶粒径。

对进行了中间热处理的板材进行切割，并且为了去除氧化被膜实施了表面磨削。然后，将轧制辊加热至200℃，以表1中所记载的轧制率实施精轧制(精加工)，从而制成表1所记载的厚度的薄板。

而且，在精轧制(精加工)后，使用热板或者盐浴炉，在表1所示的条件下，实施了最终热处理，然后，进行水淬，制作出特性评价用薄板(特性评价用条材)。

而且，对以下项目实施了评价。将评价结果示于表2。

(晶界三重点比例)

以与轧制的宽度方向正交的截面即TD面(Transverse direction，横向方向)作为观察面，通过EBSD测定装置及OIM分析软件，以如下方式测定了晶界(特殊晶界与随机晶界)及晶界三重点。使用耐水砂纸、金刚石磨粒进行了机械研磨。接着，使用胶体二氧化硅溶液进行了精研磨。而且，使用EBSD测定装置(FEI公司制Quanta FEG450,EDAX/TSL公司制(现AMETEK公司)OIM Data Collection)及分析软件(EDAX/TSL公司制(现AMETEK公司)OIMData Analysis ver.7.3.1)，在10000μm²以上的测定面积中通过EBSD法对母相以电子束的加速电压20kV、测定间隔为0.25μm的步长进行测定。通过数据分析软件OIM分析测定结果得到了各测定点的CI值。排除CI值为0.1以下的测定点，通过数据分析软件OIM进行了各晶粒的取向差分析。将相邻的测定点之间的取向差成为15°以上的测定点之间的边界作为晶界。接着，通过面积分数(Area Fraction)求出了平均粒径A。然后，通过EBSD法对母相以测定间隔成为平均粒径A的十分之一以下的步长进行测定。以包含总数1000个以上的晶粒的方式，并且以多个视场的合计面积成为10000μm²以上的测定面积，通过数据分析软件OIM分析测定结果得到了各测定点的CI值。排除CI值为0.1以下的测定点，通过数据分析软件OIM进行了各晶粒的取向差分析。将相邻的测定点之间的取向差成为15°以上的测定点之间的边界作为晶界。并且，对于各个构成晶界三重点的三个晶界，使用在相邻网格点(Neighboringgrid point)处计算出的重合位置点阵Σ值(CSL sigma value)，识别出特殊晶界及随机晶界。对于超过Σ29的对应晶界，视为随机晶界。

(力学特性)

从特性评价用条材取样JIS Z 2241所规定的13B号试验片，通过JIS Z 2241的微量残余伸长法，测定了0.2％屈服强度。另外，以相对于轧制方向平行的方向取样了试验片。

(导电率)

从特性评价用条材取样宽度10mm×长度150mm的试验片，通过4端子法求出了电阻。并且，使用千分尺测定试验片的尺寸，计算出试验片的体积。而且，根据测定出的电阻值与体积计算出导电率。另外，关于试验片，以其长度方向与特性评价用条材的轧制方向平行的方式取样。

(耐应力松弛特性)

在耐应力松弛特性试验中，通过依照日本伸铜协会技术标准JCBA-T309：2004的悬臂梁螺纹式的方法负载应力，测定了在150℃的温度保持1000小时后的残余应力率。

作为试验方法，从各特性评价用条材在相对于轧制方向平行的方向上取样试验片(宽度10mm)，以试验片的表面最大应力成为屈服强度的80％的方式，将初期挠曲位移设定为2mm，并调整了跨距长度。上述表面最大应力由下式确定。

表面最大应力(MPa)＝1.5Etδ₀/L_s ²

其中，式中的各记号表示以下事项。

E：杨氏模量(MPa)

t：试样的厚度(mm)

δ₀：初期挠曲位移(mm)

L_s：跨距长度(mm)

根据在150℃的温度保持1000小时后的弯痕，测定残余应力率，评价了耐应力松弛特性。另外，残余应力率使用下式来计算。

残余应力率(％)＝(1-δ_t/δ₀)×100

其中，式中的各记号表示以下事项。

δ_t：(在150℃保持1000小时后的永久挠曲位移(mm))-(在常温保持24小时后的永久挠曲位移(mm))

δ₀：初期挠曲位移(mm)

(弯曲加工性)

依照日本伸铜协会技术标准JCBA-T307：2007的4试验方法进行了弯曲加工。

以使轧制方向与试验片的长边方向垂直的方式，从特性评价用条材取样多个宽度10mm×长度30mm的试验片，使用弯曲角度90度、弯曲半径0.05mm的W型夹具，进行了W形弯曲试验。

而且，以肉眼确认弯曲部的外周部，将观察到裂纹的情况判定为“C”(不良)，将未确认到裂纹的情况判定为“B”(良好)。

(冲切加工性)

利用模具从特性评价用条材冲切多个圆孔(φ8mm)，测定毛刺高度，进行了冲切加工性的评价。

模具的间隙相对于板厚设为约3％，利用50spm(stroke per minute：每分钟行程数)的冲切速度进行了冲切。观察冲孔侧的切口面，测量十处以上的毛刺高度，求出了毛刺高度与板厚的比例。

将毛刺高度的最高值相对于板厚为1.0％以下的情况评价为“A”(优秀)。将毛刺高度的最高值相对于板厚超过1.0％且3.0％以下的情况评价为“B”(良好)。将毛刺高度的最高值相对于板厚超过3.0％的情况评价为“C”(不良)。

[表1]

[表2]

在比较例1中，Mg的含量比本实施方式的范围少，因此耐应力松弛特性低。因此，未实施弯曲加工性与冲切性的评价。

在比较例2中，Ag的含量比本实施方式的范围少，因此耐应力松弛特性低。因此，未实施弯曲加工性与冲切性的评价。

在比较例3中，P的含量比本实施方式的范围多，因此弯曲加工性为“C”(不良)。因此，未实施耐应力松弛特性与冲切性的评价。

在比较例4中，(NF_J2/(1-NF_J3))^0.5比本实施方式的范围大，因此随机晶界的网络长度变短，冲切加工性降低。因此，未实施耐应力松弛特性与弯曲加工性的评价。

在比较例5中，Mg的含量比本实施方式的范围多，因此导电率变低。因此，未实施耐应力松弛特性与弯曲加工性与冲切性的评价。

在比较例6中，(NF_J2/(1-NF_J3))^0.5为0.20，比本实施方式的范围小，0.2％屈服强度变高到必要程度以上。因此，未实施耐应力松弛特性、弯曲加工性与冲切性的评价。

相对于此，在本发明例中，确认到0.2％屈服强度、导电率、耐应力松弛特性、弯曲加工性及冲切加工性优异。

基于以上内容，根据本发明例，确认到能够提供一种导电性、强度、耐应力松弛特性、弯曲加工性及冲切加工性优异的电子电气设备用铜合金及电子电气设备用铜合金板条材。

产业上的可利用性

本实施方式的电子电气设备用铜合金及电子电气设备用铜合金板条材能够较佳地适用于连接器或压合体等端子及汇流排等电子电气设备用组件。

Claims

1.一种电子电气设备用铜合金，其特征在于，

在100质量ppm以上且400质量ppm以下的范围内含有Mg，在5质量ppm以上且20质量ppm以下的范围内含有Ag，而且P的含量小于5质量ppm，剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成，

以与轧制的宽度方向正交的面作为观察面，在10000μm²以上的测定面积中通过EBSD法对母相以测定间隔为0.25μm的步长进行测定，通过数据分析软件OIM分析测定结果得到各测定点的CI值，排除CI值为0.1以下的测定点，进行各晶粒的取向差分析，将相邻的测定点之间的取向差成为15°以上的测定点之间的边界设为晶界，通过面积分数求出平均粒径A，通过EBSD法对母相以测定间隔成为平均粒径A的十分之一以下的步长进行测定，以包含总数1000个以上的晶粒的方式，并且以多个视场成为10000μm²以上的测定面积，通过数据分析软件OIM分析测定结果得到各测定点的CI值，排除CI值为0.1以下的测定点，进行各晶粒的取向差分析，在将相邻的测定点之间的取向差成为15°以上的测定点之间的边界设为晶界，将Σ29以下的对应晶界设为特殊晶界，除此之外的晶界设为随机晶界时，在根据OIM分析的晶界三重点中，

将构成晶界三重点的三个晶界全部为特殊晶界的J3与所有晶界三重点的比例设为NF_J3，将构成晶界三重点的两个晶界为特殊晶界且一个晶界为随机晶界的J2与所有晶界三重点的比例设为NF_J2时，

0.22＜(NF_J2/(1-NF_J3))^0.5≤0.45成立。

2.根据权利要求1所述的电子电气设备用铜合金，其特征在于，

导电率为90％IACS以上。

3.根据权利要求1或2所述的电子电气设备用铜合金，其特征在于，

在相对于轧制方向平行的方向上进行拉伸试验时的0.2％屈服强度在150MPa以上且450MPa以下的范围内。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电子电气设备用铜合金，其特征在于，残余应力率在150℃、1000小时的条件下为50％以上。

5.一种电子电气设备用铜合金板条材，其特征在于，

由权利要求1至4中任一项所述的电子电气设备用铜合金构成，厚度超过0.5mm。

6.根据权利要求5所述的电子电气设备用铜合金板条材，其特征在于，

在表面具有镀锡层或镀银层。

7.一种电子电气设备用组件，其特征在于，

由权利要求5或6所述的电子电气设备用铜合金板条材构成。

8.一种端子，其特征在于，

由权利要求5或6所述的电子电气设备用铜合金板条材构成。

9.一种汇流排，其特征在于，

由权利要求5或6所述的电子电气设备用铜合金板条材构成。