CN114787400B - 铜合金、铜合金塑性加工材、电子电气设备用组件、端子、汇流条及散热基板 - Google Patents

铜合金、铜合金塑性加工材、电子电气设备用组件、端子、汇流条及散热基板 Download PDF

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Abstract

该铜合金具有Mg含量在70质量ppm以上且400质量ppm以下的范围内、Ag含量在5质量ppm以上且20质量ppm以下的范围内且剩余部分为Cu及不可避免的杂质的组成，P含量小于3.0质量ppm，导电率为90％IACS以上，KAM值的平均值为3.0以下。

Description

铜合金、铜合金塑性加工材、电子电气设备用组件、端子、汇流 条及散热基板
技术领域
本发明涉及一种适于汇流条、端子、散热基板等电子电气设备用组件的铜合金、由该铜合金构成的铜合金塑性加工材、电子电气设备用组件、端子、汇流条及散热基板。
本申请基于2019年11月29日在日本申请的专利申请2019-216549号要求优先权，并将其内容援用于此。
背景技术
以往，汇流条、端子、散热基板等电子电气设备用组件使用导电性高的铜或铜合金。
伴随电子设备或电气设备等的大电流化，由于电流密度的降低及因焦耳加热引起的热的扩散，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。
为了应对大电流，适用导电率优异的无氧铜等纯铜材。然而，纯铜材存在耐应力松弛特性差且无法在高温环境下使用的问题。
因此，在专利文献1中公开了在0.005质量％以上且小于0.1质量％的范围内包含Mg的铜轧制板。
对于专利文献1中记载的铜轧制板而言，具有在0.005质量％以上且小于0.1质量％的范围内包含Mg且剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成的组成，因此能够使Mg固溶于铜的母相中，可以提高强度、耐应力松弛特性，而不会使导电率大幅降低。
专利文献1：日本特开2016-056414号公报
然而，最近，在发动机室等高温环境下使用的情况较多，有必要比以往进一步增加耐应力松弛特性。并且，为了进一步抑制大电流流通时的发热，有必要进一步提高导电率。即，寻求均衡地提高导电率与耐应力松弛特性的铜材。
在加厚的情况下，成型出电子电气设备用组件时的弯曲加工条件变得严苛，因此也要求优异的弯曲加工性。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供具有高导电率与优异的耐应力松弛特性并且弯曲加工性优异的铜合金、铜合金塑性加工材、电子电气设备用组件、端子、汇流条及散热基板。
为了解决该课题，本发明人深入研究的结果，明确了如下情况：为了均衡地提高导电率与耐应力松弛特性，仅靠组成的控制还不够充分，有必要进行结合组成的组织控制。即，得到了如下见解：通过兼顾最合适的组成与组织控制，可以以比以往更高的水平均衡地提高导电率与耐应力松弛特性。并且，得到了通过兼顾最合适的组成与组织控制而可以实现弯曲加工性的提高的见解。
本发明是根据上述见解而完成的，本发明的一方式的铜合金的特征在于，具有Mg含量在70质量ppm以上且400质量ppm以下的范围内、Ag含量在5质量ppm以上且20质量ppm以下的范围内且剩余部分为Cu及不可避免的杂质的组成，P含量小于3.0质量ppm，所述铜合金的导电率为90％IACS以上，通过EBSD法在10000μm2以上的测量面积中以测量间隔为0.25μm的步长，排除CI值为0.1以下的测量点，进行各晶粒的取向差分析，将相邻的测量点间的取向差为15°以上的测量点间作为晶界，通过面积分数(Area Fraction)求出平均晶体粒径A，以测量间隔为平均晶体粒径A的10分之1以下的步长进行测量，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以上的测量面积，排除通过数据分析软件OIM分析的CI值为0.1以下的测量点进行分析，将相邻的像素间的取向差为5°以上的边界视为晶界的情况的KAM(Kernel Average Misorientation，内核平均取向差)值的平均值为3.0以下。
根据该构成的铜合金，由于将Mg、Ag、P的含量如上述那样规定，并且将KAM值的平均值规定为3.0以下，因此能够提高耐应力松弛特性而不会使导电率大幅降低，可以兼顾90％IACS以上的高导电率与优异的耐应力松弛特性。并且，也可以提高弯曲加工性。
本发明的一方式的铜合金中，优选0.2％屈服强度在150MPa以上且450MPa以下的范围内。
该情况下，0.2％屈服强度设在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，特别适合用作大电流、高电压用的端子、汇流条、散热基板等电子电气设备用组件的铜合金。
本发明的一方式的铜合金中，优选平均晶体粒径在10μm以上且100μm以下的范围内。
该情况下，平均晶体粒径在10μm以上且100μm以下的范围内，因此不会存在必要量以上的成为原子的扩散路径的晶界，可以可靠地提高耐应力松弛特性。
本发明的一方式的铜合金中，优选残余应力率在150℃、1000小时的条件下为50％以上。
该情况下，残余应力率在150℃、1000小时的条件下为50％以上，耐应力松弛特性优异，特别适合用作构成在高温环境下使用的电子电气设备用组件的铜合金。
本发明的一方式的铜合金塑性加工材的特征在于，由上述铜合金构成。
根据该构成的铜合金塑性加工材，由于由上述铜合金构成，因此导电性、耐应力松弛特性、弯曲加工性优异，特别适合用作加厚的端子、汇流条、散热基板等电子电气设备用组件的原材料。
本发明的一方式的铜合金塑性加工材也可为厚度在0.5mm以上且8.0mm以下的范围内的轧制板。
该情况下，因为是厚度在0.5mm以上且8.0mm以下的范围内的轧制板，通过对该铜合金塑性加工材(轧制板)施加冲压加工或弯曲加工，能够成型出端子、汇流条、散热基板等电子电气设备用组件。
本发明的一方式的铜合金塑性加工材中，优选在表面具有Sn镀敷层或Ag镀敷层。
该情况下，由于在表面具有Sn镀敷层或Ag镀敷层，因此特别适合用作端子、汇流条、散热基板等电子电气设备用组件的原材料。本发明中，“Sn镀敷”包含纯Sn镀敷或Sn合金镀敷，“Ag镀敷”包含纯Ag镀敷或Ag合金镀敷。
本发明的一方式的电子电气设备用组件的特征在于，所述电子电气设备用组件使用上述铜合金塑性加工材来制作。本发明的电子电气设备用组件包含端子、汇流条、散热基板等。
该构成的电子电气设备用组件由于使用上述铜合金塑性加工材制造，因此即使在应对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。
本发明的一方式的端子的特征在于，所述端子使用上述铜合金塑性加工材来制作。
该构成的端子由于使用上述铜合金塑性加工材制造，因此即使在应对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。
本发明的一方式的汇流条的特征在于，所述汇流条使用上述铜合金塑性加工材来制作。
该构成的汇流条由于使用上述铜合金塑性加工材制造，因此即使在应对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。
本发明的一方式的散热基板的特征在于，所述散热基板使用上述铜合金塑性加工材来制作。即，散热基板的至少与半导体接合的一部分由上述铜合金塑性加工材形成。
该构成的散热基板由于使用上述铜合金塑性加工材制造，因此即使在应对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，可以提供具有高导电率与优异的耐应力松弛特性并且弯曲加工性优异的铜合金、铜合金塑性加工材、电子电气设备用组件、端子、汇流条及散热基板。
附图说明
图1是本实施方式的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铜合金进行说明。
本实施方式的铜合金具有Mg含量在70质量ppm以上且400质量ppm以下的范围内、Ag含量在5质量ppm以上且20质量ppm以下的范围内且剩余部分为Cu及不可避免的杂质的组成，P含量小于3.0质量ppm。
本发明的一实施方式的铜合金中，通过EBSD法在10000μm2以上的测量面积中，以测量间隔为0.25μm的步长，排除CI值为0.1以下的测量点，进行各晶粒的取向差分析，将相邻的测量点间的取向差为15°以上的测量点间作为晶界，通过面积分数(Area Fraction)求出平均晶体粒径A，以测量间隔为平均晶体粒径A的10分之1以下的步长进行测量，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以上的测量面积，排除通过数据分析软件OIM分析的CI值为0.1以下的测量点进行分析，将相邻的像素间的取向差为5°以上的边界视为晶界的情况的KAM(Kernel Average Misorientation)值的平均值为3.0以下。
本发明的一实施方式的铜合金中，优选导电率为90％IACS以上。
本实施方式的铜合金中，优选0.2％屈服强度在150MPa以上且450MPa以下的范围内。
本实施方式的铜合金中，优选平均晶体粒径在10μm以上且100μm以下的范围内。
本实施方式的铜合金中，优选残余应力率在150℃、1000小时的条件下为50％以上。
本实施方式的铜合金中，对于如上述那样规定成分组成、结晶组织、各种特性的理由，在以下进行说明。
(Mg：70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，提高强度及耐应力松弛特性，而不会使导电率大幅降低。通过使Mg固溶于母相中，可得到优异的弯曲加工性。
在Mg含量小于70质量ppm时，有可能无法充分发挥其作用效果。另一方面，Mg含量超过400质量ppm时，有可能导电率降低。
根据以上内容，在本实施方式中，将Mg含量设定在70质量ppm以上且400质量ppm以下的范围内。
为了进一步提高强度及耐应力松弛特性，优选将Mg含量设为100质量ppm以上，更优选设为150质量ppm以上，进一步优选设为200质量ppm以上，更进一步优选设为250质量ppm以上。为了可靠地抑制导电率的降低，优选将Mg含量设为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250℃以下的通常的电子电气设备的使用温度范围内几乎不能固溶于Cu的母相中。因此，微量添加于铜中的Ag偏析在晶界附近。由此阻碍原子在晶界处的移动且抑制晶界扩散，因此提高耐应力松弛特性。
在Ag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含量超过20质量ppm时，导电率降低而且成本增加。
根据以上内容，在本实施方式中，将Ag含量设定在5质量ppm以上且20质量ppm以下的范围内。
为了进一步提高耐应力松弛特性，优选将Ag含量设为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。为了可靠地抑制导电率的降低及成本的增加，优选为将Ag含量设为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3.0质量ppm)
关于铜中含有的P，在高温下的热处理中会促进一部分晶粒的再结晶，形成粗大的晶粒。存在粗大的晶粒时，弯曲加工时表面变得粗糙，且在该部分发生应力集中，因此弯曲加工性劣化。并且，P与Mg反应而在铸造中形成结晶物，成为加工时的破坏的起点，因此冷加工时或弯曲加工时容易发生裂纹。
根据以上情况，本实施方式中，将P含量限制在小于3.0质量ppm。
P含量优选小于2.5质量ppm，更优选小于2.0质量ppm。
(不可避免的杂质)
作为上述元素以外的其他不可避免的杂质，可以列举Al、B、Ba、Be、Bi、Ca、Cd、Cr、Sc、稀土类元素、V、Nb、Ta、Mo、Ni、W、Mn、Re、Fe、Se、Te、Ru、Sr、Ti、Os、Co、Rh、Ir、Pb、Pd、Pt、Au、Zn、Zr、Hf、Hg、Ga、In、Ge、Y、As、Sb、Tl、N、C、Si、Sn、Li、H、O、S等。这些不可避免的杂质有可能使导电率降低，因此越少越好。
(KAM(Kernel Average Misorientation)值)
通过EBSD测量的KAM(Kernel Average Misorientation)值为通过将一个像素与包围该一个像素的像素之间的取向差进行平均而算出的值。由于像素的形状为正六边形，因此在近邻次数为1(1st)的情况下，将与相邻的六个像素的取向差的平均值计算为KAM值。通过使用该KAM值，能够将局部的取向差，即应变分布进行可视化。
该KAM值高的区域为加工时被导入的位错(GN位错)密度高的区域，因此容易发生以位错为路径的原子的高速扩散，容易发生应力松弛。因此，通过将该KAM值的平均值控制在3.0以下，可以在维持屈服强度的同时提高耐应力松弛特性。
KAM值的平均值在上述的范围内也优选为2.8以下，更优选为2.6以下。另一方面，KAM值的平均值的下限没有特别限制，为了确保加工固化量以得到足够的强度，KAM值的平均值优选为0.8以上，更优选为1.0以上。
本实施方式中，排除用EBSD装置的分析软件OIM Analysis(Ver.7.3.1)测量的值即CI(Confidence Index)值为0.1以下的测量点，算出KAM值。在将从某个分析点获得的EBSD图案进行指标化时，通过采用Voting法而算出CI值，该CI值取0到1的值。CI值为评价指标化与取向计算的可靠性的数值，因此在CI值低的情况下，即在未获得分析点明显的结晶图案的情况下，可以说组织中存在着应变(加工组织)。尤其在应变大的情况下，CI值取0.1以下的值。
(导电率：90％IACS以上)
本实施方式的铜合金中，导电率为90％IACS以上。通过将导电率设为90％IACS以上，可控制通电时的发热，可以替代纯铜良好地使用于端子、汇流条、散热基板等电子电气设备用组件。
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。
(0.2％屈服强度：150MPa以上且450MPa以下)
本实施方式的铜合金中，0.2％屈服强度为150MPa以上的情况下，特别适合用作端子、汇流条、散热基板等电子电气设备用组件的原材料。本实施方式中，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％屈服强度为150MPa以上。通过冲压来制造端子、汇流条、散热基板等的情况下，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，则会带有线圈的卷痕，生产率降低。因此，0.2％屈服强度优选为450Mpa以下。
0.2％屈服强度更优选为200MPa以上，进一步优选为220MPa以上。0.2％屈服强度更优选为440MPa以下，进一步优选为430MPa以下。
(平均晶体粒径：10μm以上且100μm以下)
本实施方式的铜合金中，将平均晶体粒径设为10μm以上的情况下，不会存在必要量以上的成为原子的扩散路径的晶界，可以进一步提高耐应力松弛特性。
另一方面，本实施方式的铜合金中，将平均晶体粒径设为100μm以下的情况下，不需要在高温下长时间进行用于再结晶的热处理，能够抑制制造成本的增加。
平均晶体粒径优选为15μm以上，且优选为80μm以下。
(残余应力率(150℃、1000小时)：50％以上)
本实施方式的铜合金中，残余应力率在150℃、1000小时的条件下为50％以上的情况下，即使在高温环境下使用时，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，本实施方式的铜合金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。
残余应力率在150℃、1000小时的条件下优选为60％以上，更优选为70％以上，进一步优选为75％以上，最优选为78％以上。
接着，对于设为这样的构成的本实施方式的铜合金的制造方法，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Mg进行成分调整，制成铜合金熔液。对于Mg的添加，能够使用Mg单体或者Cu-Mg母合金等。并且，可以将包含Mg的原料与铜原料一同进行熔解。并且，也可以使用该合金的回收材及废料材。
铜熔液优选纯度为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。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。
(均质化及固溶化工序S02)
接着，为了使得到的铸锭均质化及固溶化而进行加热处理。在铸锭的内部有时存在以Cu与Mg为主成分的金属间化合物等，该金属间化合物通过凝固过程中Mg偏析并浓缩而产生。因此，为了使这些偏析及金属间化合物等消失或者减低，通过进行将铸锭加热至300℃以上且900℃以下的加热处理，从而使Mg在铸块内均质地扩散或者使Mg固溶于母相中。关于该均质化及固溶化工序S02，优选以10分钟以上且100小时以下的保持时间在非氧化性或还原性气氛中实施。
加热温度小于300℃时，固溶化会不完善，在母相中可能会残留很多以Cu与Mg为主成分的金属间化合物。另一方面，若加热温度超过900℃，则部分铜原材料变成液相，组织和表面状态可能变得不均匀。因此，将加热温度设定在300℃以上且900℃以下的范围内。
为了后述的粗加工效率化与组织均匀化，也可以在均质化及固溶化工序S02之后实施热加工。该情况下，加工方法没有特别限定，例如能够采用轧制、拉拔、挤压、槽轧制、锻造、冲压等。热加工温度优选设在300℃以上且900℃以下的范围内。
(粗加工工序S03)
为了加工成规定的形状而进行粗加工。该粗加工工序S03的温度条件并没有特别限定，但为了抑制再结晶，或者为了提高尺寸精度，优选冷轧或温轧的温度在-200℃至200℃的范围内，尤其优选常温。关于加工率，优选为20％以上，更优选为30％以上。加工方法并没有特别限定，例如能够采用轧制、拉拔、挤压、槽轧制、锻造、冲压等。
(中间热处理工序S04)
在粗加工工序S03之后，为了用于提高加工性的软化或设为再结晶组织而实施热处理。
此时，为了防止Ag往晶界偏析的局部化，优选基于连续退火炉的短时间的热处理。而且，为了使Ag往晶界的偏析更均匀，也可重复实施中间热处理工序S04与后述的精加工工序S05。
由于该中间热处理工序S04实质上为最后的再结晶热处理，因此在该工序获得的再结晶组织的平均晶体粒径大致等于最终的晶体粒径。因此，优选以使最终产品的铜合金(铜合金塑性加工材)的平均晶体粒径在规定的范围内的方式设定热处理条件。最终产品的铜合金(铜合金塑性加工材)的平均晶体粒径在10μm以上且100μm以下的范围内的情况下，优选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，例如优选在700℃保持1秒至120秒左右。
(精加工工序S05)
为了将中间热处理工序S04之后的铜原材料加工成规定的形状而进行精加工。该精加工工序S05的温度条件并没有特别限定，但为了抑制加工时的再结晶，或者为了抑制软化，优选冷加工或温加工的温度在-200℃至200℃的范围内，尤其优选常温。虽然可以以近似于最终形状的方式适当选择加工率，但为了通过加工固化而提高强度，优选加工率为5％以上。
另一方面，为了抑制KAM值的过度增加，优选将加工率设为85％以下，更优选将加工率设为80％以下。
加工方法并没有特别限定，例如能够采用轧制、拉拔、挤压、槽轧制、锻造、冲压等。一般而言，加工率为轧制或拉丝的面积减少率。
(最终热处理工序S06)
接着，对于通过精加工工序S05获得的塑性加工材，为了Ag往晶界偏析及除去残留应变，也可以实施最终热处理。
若最终热处理工序S06中热处理温度太低的话则KAM值会过度增加，因此热处理温度优选在100℃以上且800℃以下的范围内。该最终热处理工序S06中，为了避免因再结晶而导致强度大幅降低，有必要设定热处理条件(温度、时间)。优选例如在600℃保持0.1秒至10秒左右，在250℃保持1小时至100小时。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，但从降低制造成本的效果考虑，优选为基于连续退火炉的短时间的热处理。
也可以重复实施上述精加工工序S05与最终热处理工序S06。
如此，制造出本实施方式的铜合金(铜合金塑性加工材)。将通过轧制而制造出的铜合金塑性加工材称为铜合金轧制板。
铜合金塑性加工材的板厚为0.5mm以上的情况下，适合用作大电流用途的导体。通过将铜合金塑性加工材的板厚设为8.0mm以下，可以抑制冲压机的载荷增大，确保每单位时间的生产率，且能够控制制造成本。
因此，铜合金塑性加工材的板厚优选在0.5mm以上且8.0mm以下的范围内。
铜合金塑性加工材的板厚优选超过1.0mm，更优选超过2.0mm。另一方面，铜合金塑性加工材的板厚优选小于7.0mm，更优选小于6.0mm。
如上述的构成的本实施方式的铜合金中，具有Mg含量在70质量ppm以上且400质量ppm以下的范围内、Ag含量在5质量ppm以上且20质量ppm以下的范围内且剩余部分为Cu及不可避免的杂质的组成，P含量小于3.0质量ppm，规定KAM值的平均值在3.0以下，因此能够提高耐应力松弛特性而不会使导电率大幅降低，可以兼顾90％IACS以上的高导电率与优异的耐应力松弛特性。也可以提高弯曲加工性。
本实施方式的铜合金中，0.2％屈服强度设在150MPa以上且450MPa以下的范围内时，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，特别适合用作大电流高电压用的端子、汇流条、散热基板等电子电气设备用组件的铜合金。
本实施方式的铜合金中，平均晶体粒径在10μm以上且100μm以下的范围内的情况下，不会存在必要量以上的成为原子的扩散路径的晶界，可以可靠地提高耐应力松弛特性。不需要在高温下长时间进行用于再结晶的热处理，能够抑制制造成本的增加。
本实施方式的铜合金中，残余应力率在150℃、1000小时的条件下为50％以上的情况下，耐应力松弛特性十分优异，特别适合用作构成在高温环境下使用的电子电气设备用组件的铜合金。
本实施方式的铜合金塑性加工材由于由上述铜合金构成，因此导电性、耐应力松弛特性、弯曲加工性优异，特别适合用作加厚的端子、汇流条、散热基板等电子电气设备用组件的原材料。
将本实施方式的铜合金塑性加工材设为厚度在0.5mm以上且8.0mm以下的范围内的轧制板的情况下，通过对铜合金塑性加工材(轧制板)施加冲压加工或弯曲加工，能够比较容易地成型出端子、汇流条、散热基板等电子电气设备用组件。
在本实施方式的铜合金塑性加工材的表面形成有Sn镀敷层或Ag镀敷层的情况下，特别适合用作端子、汇流条、散热基板等电子电气设备用组件的原材料。
由于本实施方式的电子电气设备用组件(端子、汇流条、散热基板等)由上述的铜合金塑性加工材构成，因此即使加大及加厚也能够发挥优异的特性。
以上，对本发明的实施方式的铜合金、铜合金塑性加工材、电子电气设备用组件(端子、汇流条、散热基板等)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思想的范围内适当进行变更。
例如在上述实施方式中，对铜合金(铜合金塑性加工材)的制造方法的一例进行了说明，但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。
将由通过区熔提纯法提纯为P浓度0.001质量ppm以下的纯度99.999质量％以上的纯铜构成的原料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了高频熔解。
通过在获得的铜熔液内添加下述母合金来进行成分调制，并浇注于绝热材(ISOWOOL)铸模，制造出表1、2所示的成分组成的铸锭，该母合金是使用6N(纯度99.9999质量％)以上的高纯度铜与具有2N(纯度99质量％)以上的纯度的纯金属制作得到的，且含有1质量％的各种添加元素。
铸锭的大小设为厚度约30mm×宽度约60mm×长度约150～200mm。
对获得的铸锭，在Ar气体气氛中，以800℃进行1小时加热(均质化及固溶化处理)，为了除去氧化被膜而实施表面磨削，并切断成规定大小。之后，以成为最终厚度的方式适当调整厚度并进行切断。
对被切断的每个试样在表1、2记载的条件下实施粗轧(粗加工)、中间热处理，然后进行精轧、最终热处理，分别制造出表1、2记载的厚度×宽度约60mm的特性评价用条材。
而且，对以下项目实施了评价。
(组成分析)
从获得的铸锭采集测量试样，Mg通过电感耦合等离子体发光分光分析法进行测量，其他元素使用辉光放电质谱分析装置(GD-MS)进行测量。测量是在试样中央部与宽度方向端部这两处进行测量，将含量多的一方作为该样本的含量。结果，确认到成分组成如表1、2所示。
(KAM值的平均值/平均晶体粒径)
以轧制面即ND(Normal direction：法向)面作为观察面，通过EBSD测量装置及OIM分析软件，如以下所述测量KAM值的平均值及平均晶体粒径。
使用耐水研磨纸、金刚石磨粒进行机械抛光之后，使用胶体氧化硅溶液进行精抛。而且，通过EBSD测量装置(FEI公司制Quanta FEG 450,EDAX/TSL公司制(现AMETEK公司)OIMData Collection)及分析软件(EDAX/TSL公司制(现AMETEK公司)OIM Data Analysisver.7.3.1)，在电子束的加速电压为15kV的条件下，在10000μm2以上的测量面积中，以测量间隔为0.25μm的步长，排除CI值为0.1以下的测量点，进行各晶粒取向差的分析，将相邻的测量点间的取向差为15°以上的测量点间作为晶界，通过由分析软件算出的面积分数(AreaFraction)求出平均晶体粒径A。之后，通过以测量间隔为平均晶体粒径A的10分之1以下的步长进行测量，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以上的测量面积，排除通过数据分析软件OIM分析的CI值为0.1以下的测量点进行分析，求出将相邻的像素间的取向差为5°以上的边界视为晶界而分析的全像素的KAM值，并且求出其平均值。
(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，测量了0.2％屈服强度。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60mm的试验片，通过4端子法求出电阻。使用千分尺测量试验片的尺寸，计算出试验片的体积。根据测量出的电阻值与体积计算出导电率。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，测量了在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0.2％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/Ls 2
其中，
E：杨氏模量(MPa)
t：试样的厚度(mm)
δ0：初期挠曲位移(mm)
Ls：跨距长度(mm)。
根据在150℃的温度保持1000小时后的弯痕测量残余应力率，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-δt/δ0)×100
其中，
δt：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。
并且，肉眼确认弯曲部的外周部，将观察到裂纹的情况判定为“C”，将观察到大的褶皱的情况判定为“B”，将未确认到断裂或微细的裂纹、大的褶皱的情况判定为“A”。判断为弯曲加工性在“B”为止是被允许的。
[表1]
Figure GDA0003663325560000141
[表2]
Figure GDA0003663325560000151
在比较例1中，Mg含量比本发明的范围少，因此残余应力率低，耐应力松弛特性不足。
在比较例2中，P含量超过本发明的范围，弯曲加工性判定为C，弯曲加工性不足。
在比较例3中，KAM值的平均值超过本发明的范围，残余应力率低，耐应力松弛特性不足。
在比较例4中，Ag含量比本发明的范围少，因此残余应力率低，耐应力松弛特性不足。
在比较例5中，Mg含量超过本发明的范围，导电率变低。
与此相对地，在本发明例1-30中，导电率与耐应力松弛特性均衡地提高，弯曲加工性也优异。
综上，根据本发明例，确认到可以提供具有高导电率与优异的耐应力松弛特性并且弯曲加工性优异的铜合金。
产业上的可利用性
根据本发明，能够提供具有高导电率与优异的耐应力松弛特性并且弯曲加工性优异的铜合金、铜合金塑性加工材、电子电气设备用组件、端子、汇流条及散热基板。

Claims (11)

1.一种铜合金，其特征在于，
具有Mg含量在70质量ppm以上且400质量ppm以下的范围内、Ag含量在5质量ppm以上且20质量ppm以下的范围内且剩余部分为Cu及不可避免的杂质的组成，P含量小于3.0质量ppm，
所述铜合金的导电率为90％IACS以上，
通过EBSD法在10000μm2以上的测量面积中，以测量间隔为0.25μm的步长，排除CI值为0.1以下的测量点，进行各晶粒的取向差分析，将相邻的测量点间的取向差为15°以上的测量点间作为晶界，通过面积分数求出平均晶体粒径A，以测量间隔为平均晶体粒径A的10分之1以下的步长进行测量，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以上的测量面积，排除通过数据分析软件OIM分析的CI值为0.1以下的测量点进行分析，将相邻的像素间的取向差为5°以上的边界视为晶界的情况的内核平均取向差KAM值的平均值为3.0以下。
2.根据权利要求1所述的铜合金，其特征在于，
0.2％屈服强度在150MPa以上且450MPa以下的范围内。
3.根据权利要求1或2所述的铜合金，其特征在于，
平均晶体粒径在10μm以上且100μm以下的范围内。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的铜合金，其特征在于，
残余应力率在150℃、1000小时的条件下为50％以上。
5.一种铜合金塑性加工材，其特征在于，由权利要求1至4中任一项所述的铜合金构成。
6.根据权利要求5所述的铜合金塑性加工材，其特征在于，
所述铜合金塑性加工材为厚度在0.5mm以上且8.0mm以下的范围内的轧制板。
7.根据权利要求5或6所述的铜合金塑性加工材，其特征在于，
在表面具有Sn镀敷层或Ag镀敷层。
8.一种电子电气设备用组件，其特征在于，所述电子电气设备用组件使用权利要求5至7中任一项所述的铜合金塑性加工材来制作。
9.一种端子，其特征在于，所述端子使用权利要求5至7中任一项所述的铜合金塑性加工材来制作。
10.一种汇流条，其特征在于，所述汇流条使用权利要求5至7中任一项所述的铜合金塑性加工材来制作。
11.一种散热基板，其特征在于，所述散热基板使用权利要求5至7中任一项所述的铜合金塑性加工材来制作。
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