JP2010100911A - 銅合金異形条材及び銅合金異形条材の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】Ni;0.5〜4.8wt%,Si;0.08〜1.4wt%を含有する時効析出型銅合金からなり、条材の長手方向に直交する断面において、板厚の厚い厚板部11と、この厚板部11よりも板厚の薄い薄板部12とを備えた銅合金異形条材10であって、厚板部11の引張強度TS1と薄板部12の引張強度TS2とが、TS1<TS2の関係とされ、厚板部11の導電率EC1と薄板部12の導電率EC2とが、EC1>EC2の関係とされている。
【選択図】図1
Description
ここで、コネクタの一種である嵌合型端子としては、例えば特許文献1に開示されているように、嵌合凸部を備えるオス形端子と嵌合凹部を備えるメス形端子とを有し、これら嵌合凸部と嵌合凹部との嵌合によって電気的に接続されるように構成されたものが提供されている。また、前述のオス形端子やメス形端子には、電気が通電される芯線を圧着して固定する芯線圧着部がそれぞれ設けられている。このようなコネクタは、銅合金条材に対して、打ち抜き加工、曲げ加工等を施すことによって成形される。
一方、嵌合凹部を有するメス形端子においては、嵌合凹部を曲げ加工によって成形するため、銅合金条材には良好な曲げ加工性も求められている。
ここで、無酸素銅や脱酸素銅は、導電率が80〜101%IACSと高く、熱の伝導性についても良好であるが、引張強度は250〜400N/mm2と比較的低いものである。このため、無酸素銅や脱酸素銅で構成されたリードフレームでは、ヒートシンク部において熱の放散を促進できるものの、リード部において強度が不足するおそれがある。
一方、りん青銅は、引張強度は450〜640N/mm2と比較的高いが、導電率が約15%IACSと低く、熱の伝導性が劣る。このため、りん青銅で構成されたリードフレームでは、リード部において強度が確保されるものの、ヒートシンク部において熱の放散を促進することができなくなる。
ここで、本発明に係る銅合金異形条材は、Ni;0.5〜4.8wt%,Si;0.08〜1.4wt%を含有する時効析出型銅合金で構成されていることから、厚板部と薄板部とにおいて析出粒子の析出状態をそれぞれ調整することで、前述のように、厚板部と薄板部との特性を互いに異なるものにすることができる。
この場合、厚板部の引張強度TS1と薄板部の引張強度TS2との比TS2/TS1が1.05以上とされているので、薄板部での強度を確保でき、薄板部における曲げ加工性及び打ち抜き加工性の向上を図ることができる。また、厚板部の引張強度TS1と前記薄板部の引張強度TS2との比TS2/TS1が1.2以下とされているので、この銅合金異形条材を特殊な処理を行うことなく製出することができる。
この場合、厚板部において導電性及び放熱性を確保することができる。そこで、例えば、厚板部を加工して芯線圧着部を成形することにより接続信頼性の向上を図ることができる。また、厚板部を加工してヒートシンク部を成形することにより、電子部品等から発生する熱を効率良く放散することが可能となる。
この場合、薄板部の曲げ加工性及び打ち抜き加工性を確保できるとともに、厚板部の強度向上を図ることができる。なお、板厚比t1/t2は、1.5≦t1/t2≦4.0の範囲内とすることがさらに好ましい。
また、前記時効析出型銅合金を、Ni及びSiの他に、Mg;0.05〜0.45wt%を含有する銅合金としてもよい。
これらの場合には、強度、曲げ加工性、導電性(放熱性)のバランスに優れた銅合金異形条材を製作することができる。
このような構成とされた本発明に係る銅合金異形条材の製造方法によれば、厚板部と薄板部とを形成した後に溶体化処理及び時効処理を施すことで、厚板部及び薄板部における析出粒子の析出状態をそれぞれに調整することができ、厚板部及び薄板部の引張強度、導電率等の特性を前述のように設定することが可能となる。
本実施形態である銅合金異形条材10は、たとえばNi;0.5〜3.0wt%,Si;0.08〜0.8wt%、Sn;0.1〜0.9wt%、Zn;0.1〜3.0wt%を含有する時効析出型銅合金で構成されており、銅合金異形条材10の長手方向に直交する断面において、板厚の厚い厚板部11と、この厚板部11よりも板厚の薄い薄板部12とを備えている。本実施形態では、図1に示すように、銅合金異形条材10の幅方向中央部分に厚板部11が設けられている。
まず、原料を溶解炉にて溶解して前記成分の銅溶湯を得るとともに、この銅溶湯を鋳造して断面矩形状の鋳塊を作製する(鋳造工程S1)。
この鋳塊を800℃〜950℃で熱間圧延を行い(熱間圧延工程S2)、冷間圧延により、板厚1〜2mmの素材を成形する(粗圧延工程S3)。
次に、金型を用いた圧延を施すことにより、長手方向の断面において板厚が互いに異なる厚板部11と薄板部12とを形成する(異形加工工程S5)。
このリードフレーム20は、前述の銅合金異形条材10の厚板部11を加工することによって成形されたヒートシンク部21と、薄板部12を加工することによって成形されたリード部22とを備えている。
このように、本実施形態である銅合金異形条材の製造方法によれば、厚板部11と薄板部12とで、析出粒子の析出状態をそれぞれ制御することができ、前述したように引張強度、導電率を調整することが可能となる。
本実施形態である銅合金異形条材110は、たとえばNi;0.5〜3.0wt%,Si;0.08〜0.8wt%、Mg;0.05〜0.45wt%を含有する時効析出型銅合金で構成されており、銅合金異形条材110の長手方向に直交する断面において、板厚の厚い厚板部111と、この厚板部111よりも板厚の薄い薄板部112とを備えている。本実施形態では、図4に示すように、銅合金異形条材110の幅方向一方側(図4において左側)に薄板部112が設けられ、幅方向他方側(図4において右側)に厚板部111が設けられている。
また、薄板部112の引張強度TS2は、厚板部111の引張強度TS1よりも高く設定されており、引張強度の比TS2/TS1が、1.05≦TS2/TS1≦1.2の範囲内となるように設定されている。
さらに、厚板部111の導電率EC1は50%IACS以上とされ、薄板部112の導電率EC2に対して、EC1>EC2の関係とされている。
図4に示すメス形端子120は、その先端側(図5において左下側)に嵌合凹部122が設けられ、後端側(図5において右上側)に芯線圧着部121が設けられている。このメス形端子120は、銅合金異形条材110の厚板部111が芯線圧着部121となるように、かつ、薄板部112が嵌合凹部122となるようにして製作されている。
また、芯線圧着部121では、図6に示すように、芯線Wを巻き込むようにして固定している。
図1に示すように、銅合金異形条材の幅方向中央部に厚板部を設けたものや、図4に示すように、薄板部を銅合金異形条材の幅方向一方側に設けて厚板部を幅方向他方側に設けたものを例示して説明したが、これに限定されることはなく、銅合金異形条材の長手方向に直交する断面において板厚が互いに異なる厚板部と薄板部を備えていればよい。
例えば、図7に示すように、厚板部211を銅合金異形条材210の幅方向両端部に設け、薄板部212をの幅方向中央部に設けたものであってもよい。また、図8に示すように、厚板部311において厚さが異なる部分が設けられていてもよい。
Ni;0.5〜3.0wt%,Si;0.08〜0.8wt%、Sn;0.1〜0.9wt%、Zn;0.1〜3.0wt%を含有する銅合金を用いて銅合金異形条材を製造した。なお。異形加工を行う前の銅素材の板厚を1.0mmとした。
特性評価結果を表1に示す。
11、111、211、311 厚板部
12、112、212、312 薄板部
Claims (7)
- Ni;0.5〜4.8wt%,Si;0.08〜1.4wt%を含有する時効析出型銅合金からなり、条材の長手方向に直交する断面において、板厚の厚い厚板部と、この厚板部よりも板厚の薄い薄板部とを備えた銅合金異形条材であって、
前記厚板部の引張強度TS1と前記薄板部の引張強度TS2とが、TS1<TS2の関係とされ、
前記厚板部の導電率EC1と前記薄板部の導電率EC2とが、EC1>EC2の関係とされていることを特徴とする銅合金異形条材。 - 請求項1に記載の銅合金異形条材であって、
前記厚板部の引張強度TS1と前記薄板部の引張強度TS2との比TS2/TS1が、
1.05≦TS2/TS1≦1.2の範囲内に設定されていることを特徴とする銅合金異形条材。 - 請求項1又は請求項2に記載の銅合金異形条材であって、
前記厚板部の導電率EC1が、50%IACS以上であることを特徴とする銅合金異形条材。 - 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の銅合金異形条材であって、
前記厚板部の板厚t1と前記薄板部の板厚t2との板厚比t1/t2が、
1.2≦t1/t2≦20の範囲となるように設定されていることを特徴とする銅合金異形条材。 - 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の銅合金異形条材であって、
前記時効析出型銅合金が、Ni及びSiの他に、Sn;0.1〜0.9wt%、Zn;0.1〜3.0wt%を含有する銅合金であることを特徴とする銅合金異形条材。 - 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の銅合金異形条材であって、
前記時効析出型銅合金が、Ni及びSiの他に、Mg;0.05〜0.45wt%を含有する銅合金であることを特徴とする銅合金異形条材。 - 請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の銅合金異形条材の製造方法であって、
前記厚板部と前記薄板部とを形成する異形加工工程の後に、溶体化処理工程及び時効処理工程を有することを特徴とする銅合金異形条材の製造方法。
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