JP2001335864A - 電気・電子部品用銅合金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リードフレーム、端子、コネクタ等の電気・
電子部品用銅合金として要求される強度、導電率、曲げ
加工性に優れ、さらに剪断加工性、Ａｇめっき性、はん
だ濡れ性等にも優れた銅合金を得る。 【解決手段】 Ｎｉ：０．１〜１．０ｍａｓｓ％（以
下、同じ）、Ｆｅ：０．０１〜０．３％、Ｐ：０．０３
〜０．２％、Ｚｎ：０．０１〜１．５％含有し、Ｓｉ：
０．０１％以下、Ｍｇ：０．００１％以下、残部が実質
的にＣｕと不可避不純物からなり、Ｐ量とＳｉ量の関係
がＰ量／Ｓｉ量≧１０を満足する銅合金。Ｎｉ量とＦｅ
量とＰ量の関係が以下の関係を満足することが望まし
い。 ４≦（Ｎｉ量＋Ｆｅ量）／Ｐ量≦７ ３≦Ｎｉ量／Ｆｅ量≦９

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体用リード
フレーム、端子、コネクター、ブスバーなどに用いる電
気・電子部品用銅合金に関し、特に低コストで、４２ア
ロイとほぼ同等の高強度を有しながら、導電率が５０％
ＩＡＣＳ以上であり、さらに耐熱性、良好な剪断加工
性、曲げ加工性、Ａｇめっき性、はんだ濡れ性を有する
銅合金に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体用のリードフレームには、
４２アロイに代表される鉄系材料及びＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ
系合金、Ｃｕ−Ｓｎ系合金、Ｃｕ−Ｃｒ系合金、Ｃｕ−
Ｆｅ−Ｐ系合金などの銅系材料が使用されている。銅系
材料は鉄系材料と比較して導電率が高いため、熱放散性
に優れるという特徴を有している。また、昨今のＩＣや
ＬＳＩの外装めっきのＰｄ（パラジウム）化によって
は、鉄系材料ではめっきの経時劣化による剥離の問題が
あり、銅系材料の使用が増えている。半面、銅系材料は
強度が低いため、強度を持たせるための組成の改良や製
造方法において幾多の工夫がされてきた。これは、特に
リードの数が２００ｐｉｎを越えるようなＱＦＰ（Quad
Flat Package）に代表されるリードフレームを使用す
るパッケージのＬＳＩが盛んに開発されていたころに
は、非常に重要視されていた。

【０００３】近年では、ＢＧＡ（Ball Grid Array）に
代表されるエリア実装型のパッケージが開発され、２０
０ｐｉｎを越えるようなＬＳＩのほとんどはこのパッケ
ージに変りつつある。しかしながら、ＬＳＩの高集積化
・高速動作化に伴う半導体チップの発熱量増大には、こ
のエリア実装型のパッケージは不向きである。このた
め、放熱性を高めるために放熱板やヒートスプレダーを
付けるなどの必要性があり、パッケージングを複雑なも
のと化している。このように、発熱量の大きいチップを
搭載するパッケージでは、合理的な放熱方法が課題の一
つとなっており、旧来のリードフレームを使用するパッ
ケージが見直されつつある。このリードフレームを使用
するパッケージでは、放熱経路の大部分はリードを通し
ての基板への放熱が担っている。

【０００４】この場合、リード自体の材質による熱伝導
率が高いことが、パッケージング全体の放熱性に影響し
てくる。熱伝導率は導電率とリニアな関係があることか
ら、いいかえれば、導電率の高い材料が求められること
になる。この点に関し、鉄系の４２アロイは約３％ＩＡ
ＣＳと極めて低い導電率であるが、銅系材料は導電率が
高く有利である。従って、一般的なリード材としての特
性を持ち合わせた上で、４２アロイと同等の強度を有す
る銅系材料が求められ、高強度が可能なＣｕ−Ｎｉ−Ｓ
ｉ系やＣｕ−Ｓｎ系、又は高導電率が可能なＣｕ−Ｃｒ
系、Ｃｕ−Ｆｅ−Ｐ系などの銅合金が使用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これらの問題点を解決
する方法としては、Ｃｕ−Ｆｅ−Ｐ系合金を改良した特
開平１０−２９８６７９号公報、特開平１０−２９８６
８０号公報、特開平１１−１９９９５２号公報などの高
強度・高導電性の銅合金が提案されている。しかしなが
ら、特開平１０−２９８６７９号公報では剪断加工性
（リード材成形時のプレス打ち抜き性）は考慮されてい
るものの、リードフレームを製造する過程で必須である
Ａｇめっき性等は考慮されていない。また、特開平１０
−２９８６８０号公報及び特開平１１−１９９９５２号
公報では、いずれも強度及び導電率を求めるあまり、剪
断加工性、Ａｇめっき性といった特性が考慮されていな
い。

【０００６】さらに、いずれの合金もＦｅを０．５％又
は０．３％以上かつＰを０．１％以上含有することか
ら、熱処理時に内部酸化という現象が非常に生じやす
い。この酸化層は、機器分析では測定不可能なわずかな
厚さが生成しただけではんだ濡れ性を極端に低下させ
る。しかも、特開平１１−１９９９５２号公報では、Ｍ
ｇを０．０５％以上含有することから、Ａｇめっきにお
ける異常析出（以後、Ａｇめっき突起と記述）が発生し
てしまうことが心配される。

【０００７】そこで本発明は、リードフレーム、端子、
コネクタといった電気・電子部品用銅合金として要求さ
れる強度、導電率、曲げ加工性といった特性は勿論のこ
と、上記課題を解決し、剪断加工性、めっき性、はんだ
濡れ性といった特性にも優れた、高強度・高導電率の銅
合金を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る電気・電子
部品用銅合金は、Ｎｉ：０．１〜１．０％、Ｆｅ：０．
０１〜０．３％、Ｐ：０．０３〜０．２％、Ｚｎ：０．
０１〜１．５％含有し、Ｓｉ：０．０１％以下、Ｍｇ：
０．００１％以下、残部が実質的にＣｕと不可避不純物
からなり、Ｐ量とＳｉ量の関係がＰ量／Ｓｉ量≧１０を
満足することを特徴とする。上記銅合金は、Ｎｉ量とＦ
ｅ量とＰ量の関係が以下の関係を同時に満足することが
望ましい。 ４≦（Ｎｉ量＋Ｆｅ量）／Ｐ量≦７ ３≦Ｎｉ量／Ｆｅ量≦９ また、上記銅合金において、質量比がＮｉ／Ｆｅ／Ｐで
（０．５〜５）／（０．１〜２）／１である析出物を析
出させることが望ましい。

【０００９】さらに、上記銅合金は、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍ
ｎのうち１種又は２種以上を合計で０．００５〜０．０
５％、Ａｌ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｉｎ、Ｔｉ、Ｂ、Ａｇ、Ｂ
ｅのうち１種又は２種以上を合計で０．００５〜０．０
５％、のいずれか又は双方を含有することができる。い
うまでなく、上記の元素を下限値未満、不可避不純物と
して含有する銅合金も本発明に含まれる。また、不可避
不純物のうち、Ｏ：１００ｐｐｍ以下、Ｈ：５ｐｐｍ以
下に規制することが望ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、成分及び諸条件を上記の通
りに限定した理由を説明する。 ［Ｎｉ量］Ｎｉは、後述するＰとの金属間化合物を析出
することで銅合金を高強度化する。このＮｉ−Ｐ化合物
は高温で安定的な金属間化合物でないため耐熱性に劣る
が、Ｎｉ−Ｐ析出物にＦｅが加わり３元系の金属間化合
物となることで、強度はそのままで飛躍的に耐熱性が向
上する。さらに、剪断加工性も向上する。Ｎｉ含有量が
０．１％未満であると、金属間化合物の析出量が少ない
ため所望の高強度及び剪断加工性が得られない。一方、
Ｎｉ含有量が１．０％を越えると鋳造時に粗大なＮｉ−
Ｐ化合物の晶出物が多量に発生し、熱間加工性を極端に
低下させる。このＮｉ−Ｐ化合物は、特に７００〜９０
０℃といった温度域での熱間加工性を低下させるが、こ
の温度域は、変形抵抗が少ないため低エネルギーで高加
工率の熱間加工が可能なため、実用上、最も必要とされ
る温度域である。また、仮にこの温度域以下で熱間加工
できたとしても残留したＮｉ−Ｐ化合物は、製品の強度
向上にほとんど寄与せず、しかも曲げ加工性を劣化させ
る。従って、Ｎｉの含有量は０．１〜１．０％とする。
この範囲の中でより好ましい範囲は０．３〜０．７％で
ある。

【００１１】［Ｆｅ量］Ｆｅは、上述したようにＮｉ及
びＰと金属間化合物を形成することで、銅合金に高強度
と高耐熱性を両立させる。Ｆｅ含有量が０．０１％未満
であると、Ｎｉ−Ｐ化合物をＮｉ−Ｆｅ−Ｐの３元系化
合物とすることができず、リードフレーム、端子、コネ
クターなどに要求される高耐熱性の要求に十分に応える
ことができない。なお、最近の各種電気電子機器の軽薄
短小化及び実装密度の向上要求に対応するため、プレス
打ち抜き時の剪断により発生する残留応力を小さくする
技術が開発され、一般化している。この技術は、リード
打ち抜きに際して、リード先端を切り落とさず束ねたま
まの状態で、一度、数秒〜数分間の短時間熱処理を行
い、リード側面を抜いた時に生じた残留応力を逃がし、
その後リード先端部を切り落とし、平坦性を確保すると
いう技術であるが、銅合金の耐熱性が低いと、この短時
間熱処理時に材料の軟化が生じてしまい、リード先端を
切り放す際にフレームの変形が発生する。そして、仮に
フレームの加工ができたとしても、その後のＬＳＩ組み
立て工程中にフレーム変形などの不具合となってしま
う。またこれとは別に、ＦｅにはＮｉ及びＰが添加され
ている銅合金において、熱間加工性を改善する効果もあ
る。上述したように、Ｎｉは鋳造時に粗大なＮｉ−Ｐ化
合物の晶出物を発生し易く、この晶出物は７００〜９０
０℃での熱間加工性を極端に低下させる。このとき、Ｆ
ｅはＦｅ−Ｐ化合物となることで、Ｎｉ−Ｐ化合物の晶
出物の発生量を抑制し、熱間加工性を改善する効果を有
する。

【００１２】一方、Ｆｅ含有量が０．３％を越えると、
Ｎｉ−Ｆｅ−Ｐ化合物の析出よりもＦｅ−Ｐ化合物の析
出が優先的となる。その結果、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｐ化合物の
析出で得られるはずの高強度・高耐熱性が得られないば
かりか、剪断加工性（プレス打抜き性）も向上しない。
また、Ｆｅは、ＭｇやＳｉといった元素に次いで焼鈍時
に内部酸化層を形成しやすい。この内部酸化層は、Ｃｕ
の外部酸化を抑制するために低酸素雰囲気での熱処理を
行なった場合、大気中で行なったよりも成長が助長され
る。また、母材表面からバルク内部へと進行するため、
一度、成長させてしまうとその除去には、硫酸＋過酸化
水素混合溶液などで母材表面をエッチング除去する方法
しかなく、酸洗性が劣化する。そして、仮にわずかでも
残存した場合、Ａｇめっきでの光沢不良、はんだ濡れ性
の低下といった表面特性へ悪影響を及ぼしてしまう。な
お、上述したように、リード打ち抜きで発生する残留応
力除去を目的に、短時間焼鈍を行なうことが一般化して
いるが、この熱処理はトンネル炉などを利用して行わ
れ、その雰囲気は内部酸化を助長する低酸素雰囲気であ
る。この内部酸化は、Ｆｅが０．３％を越えてくると顕
著に生じやすくなる。従って、Ｆｅの含有量は０．０１
〜０．３％とする。この範囲の中でより望ましい範囲は
０．０５〜０．２％である。

【００１３】［Ｐ量］Ｐは、Ｎｉ及びＦｅとの金属間化
合物を形成し、Ｃｕの母相に析出して銅合金の強度及び
耐熱性を向上させる。さらに、後述するＣｏ、Ｃｒ、Ｍ
ｎとともにＮｉ−Ｆｅ−Ｐ析出物とは別の異種析出物を
形成し、剪断加工性を向上させる効果もある。しかし、
Ｐの含有量が０．０３％未満の場合は、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｐ
析出物の析出量が十分でなく所望の強度、耐熱性が得ら
れない。また、Ｐの含有量が０．２％を越えた場合、上
述したＮｉ−Ｐ化合物の晶出物が多量に発生し、熱間加
工性が極端に低下する。従って、Ｐの含有量は０．０３
〜０．２％とする。より望ましい範囲は０．０６〜０．
１５％である。

【００１４】［Ｚｎ量］Ｚｎはプレス金型の摩耗の低
減、マイグレーションの防止の効果があり、はんだ及び
Ｓｎめっきの耐熱剥離性を改善する。Ｚｎの含有量が
０．０１％未満の場合、所望の効果が得られない。一
方、その含有量が１．５％を越えると、導電率が低下す
るとともに、はんだ濡れ性が低下する。従って、Ｚｎの
含有量は０．０１〜１．５％とする。より望ましい範囲
は０．０５〜０．５％、さらに望ましい範囲は０．０５
〜０．２％である。

【００１５】［Ｓｉ量］ＳｉはＮｉと化合してＮｉ_２Ｓ
ｉの金属間化合物となり、合金中に析出する。しかし、
上述するＮｉ−Ｆｅ−Ｐ化合物が析出する温度域よりも
高い温度でなければ十分な析出を生じさせることはでき
ず、このため、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｐ化合物の析出に最適化し
た熱処理条件下では、ＳｉはＮｉ−Ｓｉ化合物を形成し
難い。その結果、大部分が母材中に固溶することとな
り、導電率の低下を招くばかりでなく、後述するＰ量と
の関係を満足しない場合、はんだ及びＳｎめっきの耐熱
剥離性を劣化させる。また、上述したＦｅと同様、Ｓｉ
は内部酸化を生じさせやすい元素であり、固溶したＳｉ
は内部酸化を非常に助長し、曲げ加工性も劣化させる。
これらの影響は、Ｓｉ量が０．０１％を越えてくると顕
著となる。従って、Ｓｉの含有量は０．０１％以下（０
％を含む）に規制する。より望ましい範囲は０．００５
％以下である。

【００１６】［Ｍｇ量］Ｍｇは、母材中に不可避的に混
入してくるＳと化合物を形成し、Ｍｇ−Ｓ化合物となる
ことでＡｇめっき性を低下させる。この化合物が存在す
ると、Ａｇめっきを行なった際に異常析出を起こし、Ａ
ｇ突起を生じさせる。この突起が生じたままＳｉチップ
をボンディングすると、突起部に集中的に応力がかかり
チップ割れを生じる。また、ＭｇはＦｅやＳｉと同様に
内部酸化を生じやすく、曲げ加工性も劣化させる。この
影響は、Ｍｇ量が０．００１％を越えてくると顕著とな
る。従って、Ｍｇの含有量は０．００１％以下に規制す
る。より望ましい範囲は０．０００５％以下である。

【００１７】［Ｐ量／Ｓｉ量］Ｐ量及びＳｉ量の関係は
Ｎｉとの金属間化合物の生成に係わり、上述したとおり
Ｐ量との関係によっては、はんだ及びＳｎめっきの耐熱
剥離性を劣化させる。Ｐ量／Ｓｉ量の値が１０未満の場
合、固溶するＳｉ量が増えるため、はんだ及びＳｎめっ
きの耐熱剥離性の劣化が顕著となり好ましくない。従っ
て、Ｐ量及びＳｉ量の関係は、Ｐ量／Ｓｉ量≧１０とす
る。より望ましい範囲は、Ｐ量／Ｓｉ量≧１５である。

【００１８】［（Ｎｉ量＋Ｆｅ量）／Ｐ量］ ［Ｎｉ量／Ｆｅ量］Ｎｉ量、Ｆｅ量及びＰ量が、４≦
（Ｎｉ量＋Ｆｅ量）／Ｐ量≦７、３≦Ｎｉ量／Ｆｅ量≦
９の関係を同時に満足することにより、強度及び耐熱性
の向上が顕著となる。つまり、この２式を満足した場
合、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｐ化合物は後述する組成比のうちより
好適な範囲内で析出する。この析出物は、微細均一に析
出することで析出硬化による強度向上が狙えるととも
に、Ｎｉ−Ｐ化合物とは異なり、高温での安定性を有す
るため耐熱性に優れる。従って、Ｎｉ量、Ｆｅ量及びＰ
量は、上記の２式を満足することが望ましい。より望ま
しい範囲は、５≦（Ｎｉ量＋Ｆｅ量）／Ｐ量≦６、４≦
Ｎｉ量／Ｆｅ量≦８である。

【００１９】［Ｎｉ／Ｆｅ／Ｐの組成比］前述したよう
に、Ｎｉ量、Ｆｅ量及びＰ量の関係によって析出物の組
成が変化し、Ｎｉ／Ｆｅ／Ｐの組成（質量）比が（０．
５〜５）／（０．１〜２）／１のとき、高強度と高耐熱
性が両立して実現できる。従って、Ｎｉ／Ｆｅ／Ｐの組
成比が上記の範囲内の析出物が析出することが望まし
い。より望ましい範囲は（２〜５）／（０．５〜１）／
１である。

【００２０】［Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎ量］Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎ
はＰとの化合物を生成し、銅合金中に析出して剪断加工
性を向上させる。この化合物が銅合金中に分散されてい
ると、上述したＮｉ−Ｆｅ−Ｐ析出物とは析出挙動が異
なるために母材との金属学的な連続性が絶たれやすくな
り（比較的大きい析出物が形成される）、剪断加工性を
著しく向上させることができる。この効果は、Ｃｏ、Ｃ
ｒ、Ｍｎの１種又は２種以上の合計が０．００５％以上
で顕著に示される。しかし、この化合物はＮｉ−Ｆｅ−
Ｐ化合物と比較して不均一な析出を生じやすい。特に、
結晶粒界に優先して析出するためミクロ組織が不均一に
成長しやすく、曲げ加工性を低下させる。この現象は、
Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎの１種又は２種以上の合計が０．０５
％を越えると顕著に示される。従って、添加する場合
は、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｇのうち１種又は２種以上を合計で
０．００５〜０．０５％とする。

【００２１】＜Ａｌ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｉｎ、Ｔｉ、Ｂ、Ａ
ｇ、Ｂｅ量＞前述したとおり、プレス打ち抜き時の剪断
により発生する残留応力を小さくする技術が開発され、
一般化している。この技術には、打ち抜き加工工程途中
の焼鈍によって材料自身が軟化しないような高耐熱性が
必要である。上記元素は銅合金中に固溶することで強度
を向上させ、さらにＮｉ−Ｆｅ−Ｐ析出物と共存した状
態で、銅合金により優れた耐熱性を発揮させる。プレス
打ち抜きの剪断加工により発生した残留応力が除去され
るには、材料を加熱し材料中の転位が容易に移動できる
ようにすることが重要である。転位が移動することで残
留応力は除去される。しかし、転位が移動した場合、転
位は対消滅を起こし転位密度が低下することとなる。い
いかえれば、転位の移動によって加工硬化していた材料
が軟化してしまう。このとき、上記元素が固溶している
と、これらの原子と空孔との親和性が強く、空孔サイト
をこれら原子が埋めてしまう。そのため合金中の空孔量
が減り、転位の上昇運動が起きにくくなり、Ｎｉ−Ｆｅ
−Ｐ析出物にトラップされた転位は移動しにくくなる。
この結果、転位の対消滅が抑制され銅合金の耐熱性が上
昇することとなる。この効果は、上記元素のうち１種又
は２種以上の合計が０．００５％未満では十分でなく、
一方、０．０５％を超えると導電率の低下が生じるとと
もに、はんだ濡れ性が低下する。従って、上記元素の含
有量は、１種又は２種以上の合計で０．００５〜０．０
５％とする。

【００２２】＜Ｏ量＞ＯはＰと反応しやすい。Ｏが１０
０ｐｐｍを越えた場合、反応したＰは上述したＣｏ、Ｃ
ｒ、Ｍｎとの化合物を形成できなくなる。その結果、剪
断加工性向上の効果が得られない。さらにははんだ濡れ
性も低下する。従って、Ｏの含有量は１００ｐｐｍ以
下、より望ましくは４０ｐｐｍ以下、さらに望ましくは
２０ｐｐｍ以下である。＜Ｈ量＞Ｈは、上述のようにＯ
が１００ｐｐｍ以上含有されている場合、Ｈ量が１０ｐ
ｐｍを越えてくると、鋳造時の冷却過程でＯと結び付い
て水蒸気となり、この水蒸気が鋳塊中にブローホール欠
陥を生じてしまう。その結果、製品で二枚肌と呼ばれる
内部欠陥や熱処理時に膨れが生じる。従って、Ｈの含有
量は１０ｐｐｍ以下、より望ましくは４ｐｐｍ以下、さ
らに望ましくは２ｐｐｍ以下である。

【００２３】

【実施例】以下、本発明に係わる実施例１〜２を説明す
る。なお、各実施例において引張り強さ、導電率、耐熱
性、剪断加工性、曲げ加工性、はんだ耐熱剥離性、はん
だ濡れ性、Ａｇめっき性、内部酸化層の厚さ測定及び析
出物の同定は以下の方法で調査した。

【００２４】（引張強さ）試験片の長手方向を圧延方向
に平行としたＪＩＳ５号試験片を作製し、測定した。 （導電率）ミーリングにより短冊状の試験を加工し、ダ
ブルブリッジ式抵抗測定装置により測定した。 （耐熱性）１分間加熱してＨｖの低下量が加熱前のＨｖ
で１０％の時の温度とした。

【００２５】（剪断加工性）バリの評価は、機械式プレ
スにより０．３ｍｍ幅のリードを打ち抜き、剪断面の高
さが板厚に対して占める割合（以後、剪断面比率と記
述）と、ばり高さで評価した。剪断面比率は、打ち抜い
たリードを側面から走査型電子顕微鏡で観察し、板厚に
対する剪断面の高さの割合を測定した。また、ばり高さ
は、ｎ＝１０のリードのばり面を走査型電子顕微鏡で観
察し、各最大バリ高さの平均値で示し、５段階のレベル
で表した。なお、剪断面比率が大きい場合、打ち抜きの
際にパンチに過大な圧力がかかり、金型摩耗が大きくな
る。 （曲げ加工性）ＪＩＳ Ｈ３１３０の方法で板厚と同等
の曲げ半径を有するＷ型の曲げ治具を用いて加工した。
加工後のＷ曲げ部を目視で観察し、クラックの有無で加
工性を評価をした。

【００２６】（はんだ耐熱剥離）短冊状の試験片に弱活
性フラックスを塗布し、２４５±５℃に保持したはんだ
浴（Ｓｎ／Ｐｂ＝６０／４０）にてはんだ付けした後、
１５０℃のオーブンで１０００Ｈｒ加熱した。この試験
片を１８０゜曲げ戻しにて加工を加え加工部のはんだが
剥離するか観察した。 （はんだ濡れ性）短冊状の試験片に非活性フラックスを
塗布し、２４５±５℃に保持したはんだ浴（Ｓｎ／Ｐｂ
＝６０／４０）に５秒間浸漬した後引上げ、試験片への
はんだの付着状況を観察し、はじきのレベルを５段階で
評価した。 （Ａｇめっき性）シアン系Ａｇめっきを厚さ１μｍ行な
ったときに、局所的に厚さが厚くなる現象（突起）の有
無を実体顕微鏡にて観察した。

【００２７】（内部酸化層の厚さ測定）二次イオン質量
分析装置（ＳＩＭＳ）により、試料表面からスパッタリ
ングにより放出されるイオン化した粒子を質量分析し、
深さ方向の酸化物のプロファイルを求め、母材内部との
差が無くなる深さを内部酸化層の厚さとした。 （析出物の同定）透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）に付随した
エネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＥＤＸ）により析出物
の組成を半定量分析した。１試料当たりｎ＝３の析出物
を観察し、その平均値から組成比を質量比で求めた。

【００２８】［実施例１］表１に示す化学組成の銅合金
を、電気炉により大気中で、厚さ５０ｍｍ、幅８０ｍ
ｍ、長さ２００ｍｍの鋳塊に溶製した。その後、この鋳
塊を９５０℃で１Ｈｒ加熱した後、厚さ１５ｍｍまで熱
間圧延し、直ちに２０℃／秒以上の冷却速度となるよう
に水中急冷を行った。この後、上記熱間圧延材の表面を
面削して酸化膜を除去した後、１．０ｍｍまで冷間圧延
を行った。続いて、７５０℃×１分間の急速短時間加熱
を行い、次いで加工率４０％の冷間圧延並びに４５０℃
×２時間の時効析出処理を行った。その後、加工率６０
％の冷間圧延を行って厚さ０．２５ｍｍの試験片を作製
し、上述の試験を実施した。ここで、急速短時間加熱の
昇温速度は５℃／秒、短時間加熱後の冷却速度は１０℃
／秒以上、時効析出熱処理の昇温速度は０．０１℃／秒
とし、両方の加熱とも燃焼ガス中で酸素濃度が５００〜
２０００ｐｐｍの雰囲気中にて行なった。また、熱処理
後には２０％の希硫酸液にて表面酸化物を除去した。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【００３１】

【表３】

【００３２】表２及び表３に試験結果を示す。表２から
明らかなように、Ｎｏ．１〜１２の実施例は、強度、導
電率、耐熱性に優れ、剪断加工性、曲げ加工性などのい
ずれの特性も良好であることがわかる。特にＮｏ．４、
６〜８及び１２はＮｉ、Ｆｅ、Ｐの関係が前記の式を同
時に満たし、強度及び導電率が同時に優れ、かつ耐熱性
により優れている。これに対して、表３に示すように、
Ｎｏ．１３〜２３の比較例は試料を調整できていない
か、又はいずれかの特性が劣る。Ｎｉ量の少ないＮｏ．
１３は強度及び剪断加工性に劣り、Ｆｅ量の多いＮｏ．
１６は強度、耐熱性及び剪断加工性が劣るとともに、内
部酸化層が成長しているためはんだ濡れ性に劣り、Ｐ量
の少ないＮｏ．１７は強度、導電率及び耐熱性が劣る。
Ｚｎ量の少ないＮｏ．１９ははんだ耐熱剥離性が劣り、
Ｓｉ量が多いＮｏ．２２は、さらに内部酸化層が厚くは
んだ濡れ性に劣り、Ｚｎ量の多いＮｏ．２０及びＮｏ．
２１は導電率が低く、はんだ濡れ性も劣る。Ｍｇ量の多
いＮｏ．２３はＡｇめっきにて突起が発生している。ま
た、Ｎｉ量の多いＮｏ．１４、Ｆｅ量の少ないＮｏ．１
５及びＰ量の多いＮｏ．１８は材料調整ができていな
い。

【００３３】［実施例２］表４に示す化学組成の銅合金
を用い、実施例１と同じ工程で厚さ０．２５ｍｍの試験
片を作製し、上述の試験を実施した。

【００３４】

【表４】

【００３５】

【表５】

【００３６】表５に試験結果を示す。表４から明らかな
ように、Ｎｏ．２４〜２９の実施例は、強度、導電率、
耐熱性に優れ、剪断加工性、曲げ加工性などのいずれの
特性も良好であることがわかる。Ｎｏ．１〜１２に比
べ、全体に耐熱性及び剪断加工性が向上している。これ
に対して、比較例のＮｏ．３０〜３５は試料を調整でき
ていないか、いずれかの特性が劣るか又は特性が向上し
ていない。Ｃｏ、Ｃｒ及びＭｎの１種以上の総量が少な
いＮｏ．３０は、実施例１のＮｏ．１〜１２と比較して
剪断加工性の向上が、Ａｌ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｉｎ、Ｔｉ、
Ｂ、Ａｇ及びＢｅの１種以上の総量が少ないＮｏ．３２
は、実施例１のＮｏ．１〜１２と比較して耐熱性の向上
がそれぞれ見られない。また、Ｃｏ、Ｃｒ及びＭｎの１
種以上の総量が多いＮｏ．３１は曲げ加工性に劣り、Ａ
ｌ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｉｎ、Ｔｉ、Ｂ、Ａｇ及びＢｅの１種
以上の総量が多いＮｏ．３３は導電率が低いのみなら
ず、内部酸化層も生成しておりはんだ濡れ性も劣る。さ
らに、Ｏ量の多いＮｏ．３４は剪断加工性の向上が見ら
れず、内部酸化層もわずかに形成されはんだ濡れ性に劣
る。Ｈ量の多いＮｏ．３５は、鋳塊の内部欠陥のため試
料調整ができなかった。

【００３７】

【発明の効果】本発明の銅合金は、高強度、高導電率
で、耐熱性、剪断加工性に優れ、さらに内部酸化を抑制
してはんだ濡れ性に優れ、はんだ及びＳｎめっきの耐熱
剥離性、Ａｇめっき性及び曲げ加工性にも優れている。
また、特定の元素を添加することにより、剪断加工性及
び耐熱性をさらに高めることができる。本発明の銅合金
は耐熱性に優れることにより、プレス打ち抜き時に発生
する残留応力を除去する技術、つまり、打ち抜き加工工
程途中の焼鈍によっても材料自身が軟化しない。また、
低酸素雰囲気の焼鈍においても内部酸化層を抑制するこ
とができ、表面特性（はんだ濡れ性、はんだ耐熱剥離
性、Ａｇめっき性）に優れた銅合金となる。さらに剪断
加工性も良好であり、厳しい寸法精度の打ち抜き加工に
も対応可能である。また、本発明の銅合金は、内部酸化
層の形成が抑制されるので酸洗性に優れ、さらにばね性
及び応力緩和特性にも優れている。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｎｉ：０．１〜１．０ｍａｓｓ％（以
   下、単に％と記述）、Ｆｅ：０．０１〜０．３％、Ｐ：
   ０．０３〜０．２％、Ｚｎ：０．０１〜１．５％含有
   し、Ｓｉ：０．０１％以下、Ｍｇ：０．００１％以下、
   残部が実質的にＣｕと不可避不純物からなり、Ｐ量とＳ
   ｉ量の関係がＰ量／Ｓｉ量≧１０を満足することを特徴
   とする電気・電子部品用銅合金。
2. 【請求項２】 Ｎｉ量とＦｅ量とＰ量の関係が以下の関
   係を同時に満足することを特徴とする請求項１に記載さ
   れた電気・電子部品用銅合金。 ４≦（Ｎｉ量＋Ｆｅ量）／Ｐ量≦７ ３≦Ｎｉ量／Ｆｅ量≦９
3. 【請求項３】 質量比がＮｉ／Ｆｅ／Ｐで（０．５〜
   ５）／（０．１〜２）／１である析出物が析出している
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載された電気・電
   子部品用銅合金。
4. 【請求項４】 さらに、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎのうち１種又
   は２種以上を、合計で０．００５〜０．０５％含有する
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載された
   電気・電子部品用銅合金。
5. 【請求項５】 さらに、Ａｌ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｉｎ、Ｔ
   ｉ、Ｂ、Ａｇ、Ｂｅのうち１種又は２種以上を合計で
   ０．００５〜０．０５％含有することを特徴とする請求
   項１〜４のいずれかに記載された電気・電子部品用銅合
   金。
6. 【請求項６】 Ｏ：１００ｐｐｍ以下、Ｈ：５ｐｐｍ以
   下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記
   載された電気・電子部品用銅合金。