JP2021186868A - Component for electric and electronic equipment - Google Patents

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Abstract

To provide a component for electric/electronic equipment configured to have rigidity and has excellent performance in unbending a welded part by controlling inclinations of hardness of the welded part and hardness of the whole of plate materials.SOLUTION: The component for electric/electronic equipment comprises a weld part, constituted of a plurality of plate materials containing Cu of 90 mass% or more, in which the plurality of plate materials are joined to each other in a linear shape or in a point shape while butting the plate materials to each other or while overlapping the materials with each other to be integrated with each other. When each Vickers hardness HV1 and HV2 of the welded part are measured from a center of a welding width of the welded part and a distance corresponding to 1.5 times of the welding width along a width direction of the welding width from the center of the welded part, the Vickers hardness HV2 in a non-welded part is 75 or more, and a numerical value ((HV2-HV1)/X) determined by dividing a difference between the Vickers hardness HV2 in the non-welded part and the Vickers hardness HV1 in the welded part by a direct distance X(μm) between the positions where the Vickers hardness HV1 and HV2 are measured is 0.2/μm or less.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、電気・電子機器用部品に関する。 The present invention relates to parts for electrical and electronic devices.

近年、電気・電子機器の高機能化、高性能化によって発熱量が増加する傾向がある。また、電気・電子機器の小型化が進むことで、発熱密度が増加するため、発生した熱を冷却することが重要になってきている。発生した熱を冷却するための部材としては、例えば、面状のヒートパイプであるベーパーチャンバが挙げられる。ベーパーチャンバの素材としては、高い熱伝導率を有する銅系材料(銅、銅合金)を用いることが望まれる。 In recent years, the amount of heat generated tends to increase due to higher functionality and higher performance of electric and electronic devices. In addition, as the miniaturization of electric and electronic devices progresses, the heat generation density increases, so it is becoming important to cool the generated heat. Examples of the member for cooling the generated heat include a vapor chamber which is a planar heat pipe. As the material of the vapor chamber, it is desirable to use a copper-based material (copper, copper alloy) having high thermal conductivity.

ここで、ベーパーチャンバは、2枚の板を重ねた状態で外周部を接合して形成した内部空間に作動液を入れ、その後、減圧封入することによって接合された密閉構造を有する。かかる接合方法としては、例えば、レーザ溶接、抵抗溶接、拡散接合、TIG溶接が挙げられる。
これら溶接で接合される場合、溶接部は、高温に加熱されることにより一度融解させた後に再凝固させることによって形成されるため、板材を焼きなましをした場合と同様、軟質化して、板材自体の強度よりも軟質化して強度が低くなるという問題がある。強度が低くなると、変形しやすくなる。
Here, the vapor chamber has a closed structure in which the working liquid is put into an internal space formed by joining the outer peripheral portions in a state where two plates are stacked, and then sealed under reduced pressure. Examples of such a joining method include laser welding, resistance welding, diffusion welding, and TIG welding.
When joined by these welds, the welded part is formed by melting once by heating to a high temperature and then re-solidifying, so that the plate is softened and the plate itself is softened as in the case of annealing. There is a problem that it becomes softer than the strength and the strength becomes low. The lower the strength, the easier it is to deform.

このような問題に対して、特許文献1には、複数の部品を拡散接合やろう付けで接合してベーパーチャンバを製造する方法において、筐体の素材として析出硬化型銅合金を用い、時効処理して析出硬化させることで、筐体の強度等を向上させる技術が開示されている。
しかしながら、特許文献1の技術では、析出硬化型銅合金を用いる必要があり、非析出型銅合金や、純銅には適用できないという問題がある。また、特許文献1の技術では、時効処理を行う必要があり、工程数増加に伴う生産性の低下が生じるという問題がある。
このため、析出硬化型銅合金を用い時効処理して析出硬化させる方法以外の方法によって、溶接部の強度を高くすることが望まれる。
To deal with such problems, Patent Document 1 describes a method of manufacturing a vapor chamber by joining a plurality of parts by diffusion joining or brazing, using a precipitation hardening copper alloy as a material of a housing and aging treatment. Then, a technique for improving the strength of the housing and the like by precipitation hardening is disclosed.
However, in the technique of Patent Document 1, it is necessary to use a precipitation hardening type copper alloy, and there is a problem that it cannot be applied to a non-precipitation type copper alloy or pure copper. Further, in the technique of Patent Document 1, it is necessary to perform aging treatment, and there is a problem that productivity is lowered due to an increase in the number of steps.
Therefore, it is desired to increase the strength of the welded portion by a method other than the method of precipitation hardening using a precipitation hardening type copper alloy by aging treatment.

上述した溶接部の強度が低くなるという問題は、ベーパーチャンバに限らず、バスバー等のその他の電気・電子機器においても同様に存在する。 The above-mentioned problem of low strength of the welded portion exists not only in the vapor chamber but also in other electric / electronic devices such as a bus bar.

なお、特許文献2には、レーザを特定の軌跡で照射することにより、接合強度を向上させる技術が開示されているが、特許文献2の技術は、アルミと銅との接合に関する技術であり、銅系材料同士の接合には適用し難い。詳述すると、銅系材料は、熱伝導率が高いため熱が逃げやすく、また、レーザ光が反射しやすいため、銅系材料は、レーザ溶接による接合をし難い材料である。このため、特許文献2のように、レーザ光を用いた単純な溶接では、接合強度が低く十分に接合できない。 Note that Patent Document 2 discloses a technique for improving the bonding strength by irradiating a laser with a specific trajectory, but the technique of Patent Document 2 is a technique relating to bonding between aluminum and copper. It is difficult to apply to joining copper-based materials. More specifically, the copper-based material has a high thermal conductivity, so that heat easily escapes, and the laser beam is easily reflected. Therefore, the copper-based material is a material that is difficult to join by laser welding. Therefore, as in Patent Document 2, simple welding using a laser beam has low bonding strength and cannot be sufficiently bonded.

国際公開第2018/199219号International Publication No. 2018/199219 特開2017−168340号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-168340

従来、様々な溶接がされてきたが、例えば、抵抗溶接は、溶接部と非溶接部の硬さの傾斜が大きく、拡散接合では、部材全体が軟化するため、硬さの傾斜がなくなってしまう。逆に、硬さの傾斜が大きい場合では、低強度な溶接部に応力集中が生じ変形し易くなる。その変形を手直しする際に、曲が戻し等の加工によってクラックが入りやすくなり、部品が破損する問題点があった。一方、全体が軟化している場合では、部材に硬さがなくなることで剛性がなくなることから、容易に変形が生じてしまう問題点があった。 Conventionally, various types of welding have been performed. For example, in resistance welding, the hardness inclination of the welded portion and the non-welded portion is large, and in diffusion joining, the entire member is softened, so that the hardness inclination disappears. .. On the contrary, when the inclination of the hardness is large, stress concentration is generated in the low-strength welded portion and the weld is easily deformed. When the deformation is corrected, there is a problem that cracks are likely to occur due to processing such as bending back, and the parts are damaged. On the other hand, when the whole is softened, there is a problem that the member is easily deformed because the member loses its hardness and its rigidity.

そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ベーパーチャンバやバスバーなどの溶接部を有する電気・電子機器用部品において、溶接部と板材全体の硬さおよび板材全体の硬さの傾斜を制御することによって、剛性があり、かつ、溶接部の曲げ戻し加工性に強い電気・電子機器用部品を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and in an electric / electronic device component having a welded portion such as a vapor chamber or a bus bar, the hardness of the welded portion and the entire plate material and the hardness of the entire plate material are obtained. It is an object of the present invention to provide a component for electric / electronic equipment having rigidity and strong bending back workability of a welded portion by controlling the inclination of the welded portion.

本発明者らは、溶接部から非溶接部に適切な硬さ、およびその硬さの傾斜を制御することによって、剛性があり、かつ、溶接部の曲げ戻しに強くなることを見出し、本発明の電気・電子機器用部品を完成するに至った。 The present inventions have found that by controlling an appropriate hardness from a welded portion to a non-welded portion and an inclination of the hardness, the present invention is rigid and resistant to bending back of the welded portion. We have completed the parts for electrical and electronic equipment.

(1)90質量%以上のCuを含有する複数の板材で構成され、前記複数の板材同士を、互いに突き合わせた状態、又は重ね合わせた状態で線状又は点状に接合して一体化する溶接部を有し、前記溶接部を横断する方向に、一体化した前記複数の板材を切断したときの断面で見て、前記溶接部と、前記溶接部に隣接して位置する非溶接部とにおいて、前記溶接部が、板材表面の溶接痕の幅を溶接幅として、その溶接幅の中央と、前記非溶接部が、前記溶接部の中心から溶接幅の幅方向に沿って溶接幅の1.5倍の距離とで、それぞれのビッカース硬さHV1およびHV2を測定したときの、前記非溶接部でのビッカース硬さHV2が75以上であり、かつ、前記非溶接部でのビッカース硬さHV2と、前記溶接部でのビッカース硬さHV1との差を、ビッカース硬さHV1およびHV2を測定した位置間の直線距離X(μm)で除したときの数値((HV2−HV1)/X)が、0.2/μm以下である、電気・電子機器用部品。
(2)前記板材が、Ag、Fe、Ni、Co、Si、Cr、Sn、Zn、MgおよびPからなる群より選択される1種以上の元素を含み、かつ、
前記非溶接部でのビッカース硬さHV2が75〜240の範囲である、(1)に記載の電気・電子機器用部品。
(3)前記板材が、99.96質量%以上のCuおよび不可避不純物であり、かつ、
前記非溶接部でのビッカース硬さHV2が75〜120の範囲である、(1)に記載の電気・電子機器用部品。
(4)前記電気・電子機器用部品がベーパーチャンバである、(1)〜(3)に記載の電気・電子機器用部品。
(5)前記電気・電子機器用部品がバスバーである、(1)〜(3)に記載の電気・電子機器用部品。
(1) Welding that is composed of a plurality of plate materials containing 90% by mass or more of Cu, and the plurality of plate materials are joined to each other in a linear or dot shape in a state of being abutted against each other or in a state of being overlapped with each other to be integrated. In the welded portion and the non-welded portion located adjacent to the welded portion, as seen in the cross section when the plurality of integrated plate materials are cut in a direction having a portion and crossing the welded portion. The weld width is the width of the weld mark on the surface of the plate, and the center of the weld width and the non-welded portion are the weld width along the width direction of the weld width from the center of the weld portion. When the Vickers hardness HV1 and HV2 were measured at a distance of 5 times, the Vickers hardness HV2 in the non-welded portion was 75 or more, and the Vickers hardness HV2 in the non-welded portion was , The numerical value ((HV2-HV1) / X) when the difference from the Vickers hardness HV1 at the welded portion is divided by the linear distance X (μm) between the measured positions of the Vickers hardness HV1 and HV2 is Parts for electrical and electronic equipment that are 0.2 / μm or less.
(2) The plate material contains one or more elements selected from the group consisting of Ag, Fe, Ni, Co, Si, Cr, Sn, Zn, Mg and P, and
The component for electrical / electronic equipment according to (1), wherein the Vickers hardness HV2 in the non-welded portion is in the range of 75 to 240.
(3) The plate material contains 99.96% by mass or more of Cu and unavoidable impurities, and
The component for electrical / electronic equipment according to (1), wherein the Vickers hardness HV2 in the non-welded portion is in the range of 75 to 120.
(4) The parts for electric / electronic equipment according to (1) to (3), wherein the parts for electric / electronic equipment are vapor chambers.
(5) The parts for electric / electronic equipment according to (1) to (3), wherein the parts for electric / electronic equipment are bus bars.

本発明の電気・電子機器用部品で、溶接部で適切な硬さを得て、かつ、溶接部から非溶接部への間で硬さの傾斜を制御することで、剛性があり、かつ、溶接部の曲げ戻しに強い電気・電子機器用部品を提供することができる。 The parts for electrical and electronic equipment of the present invention are rigid and rigid by controlling the inclination of hardness between the welded portion and the non-welded portion while obtaining appropriate hardness at the welded portion. It is possible to provide parts for electrical and electronic equipment that are resistant to bending back of welded parts.

(a)は、2枚のCu板材を突き合わせた状態で線状に接合したときの概略斜視図であり、(b)は、2枚のCu板材を重ね合わせた状態で線状に接合したときの概略斜視図である。(A) is a schematic perspective view when two Cu plates are joined in a linearly abutted state, and (b) is a schematic perspective view when two Cu plates are joined in a linearly overlapped state. It is a schematic perspective view of. 突き合わせたCu板材を接合したCu部材の表面状態を観察したときの光学顕微鏡写真である。It is an optical micrograph when observing the surface state of the Cu member which joined the butted Cu plate material. 接合したCu板材の断面状態を観察したときの光学顕微鏡写真である。It is an optical micrograph when observing the cross-sectional state of the bonded Cu plate material. レーザ溶接装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the laser welding apparatus. レーザ溶接装置のレーザ光の大きさを示す図である。It is a figure which shows the magnitude of the laser beam of a laser welding apparatus.

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that it is easy for a person skilled in the art to modify or amend the present invention within the scope of the claims to form another embodiment, and these changes or amendments are included in the scope of the claims. , The following description is an example of the best form of the present invention and does not limit the scope of the claims.

(電気・電子機器用部品)
本発明の一実施形態である電気・電子機器用部品は、90質量%以上のCuを含有する複数の板材(以下、「Cu板材」と記している。)で構成され、複数の板材同士を、互いに突き合わせた状態、又は重ね合わせた状態で線状または点状に接合して一体化する溶接部を有し、溶接部を横断する方向に、一体化した複数の板材を切断したときの断面で見て、溶接部と、溶接部に隣接して位置する非溶接部とにおいて、溶接部が、板材表面の溶接痕の幅を溶接幅として、その溶接幅の中央と、非溶接部が、溶接部の中心から溶接幅の幅方向に沿って溶接幅の1.5倍の距離とで、それぞれのビッカース硬さHV1及びHV2を測定したときの、熱影響部でのビッカース硬さHV2が75以上であり、かつ、熱影響部でのビッカース硬さHV2と、溶接部でのビッカース硬さHV1との差を、ビッカース硬さHV1およびHV2を測定した位置間の直線距離X(μm)で除したときの数値(以下、「硬さ傾斜率」という場合がある。)((HV2−HV1)/X)が、0.2/μm以下である。
(Parts for electrical and electronic equipment)
A component for an electric / electronic device according to an embodiment of the present invention is composed of a plurality of plate materials (hereinafter, referred to as “Cu plate material”) containing 90% by mass or more of Cu, and the plurality of plate materials are connected to each other. A cross section when a plurality of integrated plates are cut in a direction crossing the welded portion, which has a welded portion that is joined and integrated in a linear or dot shape in a state of being abutted against each other or in a state of being overlapped with each other. In the welded portion and the non-welded portion located adjacent to the welded portion, the welded portion has the width of the weld mark on the surface of the plate as the weld width, and the center of the welded width and the non-welded portion have. When the Vickers hardness HV1 and HV2 are measured at a distance of 1.5 times the welding width from the center of the welded portion along the width direction of the weld width, the Vickers hardness HV2 at the heat-affected portion is 75. The difference between the Vickers hardness HV2 at the heat-affected portion and the Vickers hardness HV1 at the welded portion is divided by the linear distance X (μm) between the positions where the Vickers hardness HV1 and HV2 are measured. (Hereinafter, it may be referred to as “hardness inclination rate”) ((HV2-HV1) / X) is 0.2 / μm or less.

(線状の溶接)
図1(a) (図1の説明のみ番号を付している。)に示すように、2枚のCu板材101、102を突き合せた状態にして配置するCu部材10である。その突き合せた状態の中心にレーザ光を照射して掃引することで、2枚のCu板材101、102を線状に溶接して、溶接部12の中心121で突き合わされて接合する。ここでは、レーザ光を掃引することで、線状の接合部を形成する。強いレーザ光が照射された部分は、溶融した液体状のCuが形成される。その後、レーザ光が通過した後は、Cuは高い熱伝導率のために、液体状のCuが急速に冷却して固体状のCuに変化する。これが、連続的に進行すると、波状のビードを有する溶接部12が形成される。一旦溶融し凝固していることから明らかにCu板材101、102の母材11とは異なる状態となっている。さらに、その溶接部12の周囲には、熱の影響を受けてCu板材101、102の母材11の表面と異なる状態の熱影響を受けた部分が形成される。この熱影響を受けた部分は、熱の影響を受けてCu板材101、102の母材11の特性も変質している。熱影響を受けた部分に対する熱は、レーザ光の照射による熱と、溶接部12から発している熱の両方がある。図1(b)に示すように、2枚のCu板材101、102を重ね合わせた状態にしてレーザ光を照射して掃引することで、Cu板材表面を線状に溶接したCu部材10である。十分な接合強度を得るために、重ね合ったCu板材が溶接で接合されたY軸方向の幅が表面の溶接幅の1/2以上になるように溶接する。
(Linear welding)
As shown in FIG. 1 (a) (only the description of FIG. 1 is numbered), the Cu member 10 is arranged so that the two Cu plates 101 and 102 are butted against each other. By irradiating the center of the abutted state with a laser beam and sweeping it, the two Cu plates 101 and 102 are linearly welded, and the two Cu plates 101 and 102 are abutted and joined at the center 121 of the welded portion 12. Here, the laser beam is swept to form a linear joint. Melted liquid Cu is formed in the portion irradiated with the strong laser beam. After that, after the laser beam passes through the Cu, the liquid Cu rapidly cools and changes to a solid Cu due to its high thermal conductivity. When this progresses continuously, a welded portion 12 having a wavy bead is formed. Since it is once melted and solidified, it is clearly in a state different from that of the base material 11 of the Cu plate materials 101 and 102. Further, around the welded portion 12, a portion affected by heat and affected by heat is formed in a state different from the surface of the base material 11 of the Cu plate materials 101 and 102. The heat-affected portion is also affected by the heat, and the characteristics of the base material 11 of the Cu plate materials 101 and 102 are also altered. The heat to the heat-affected zone includes both the heat generated by the irradiation of the laser beam and the heat generated from the welded portion 12. As shown in FIG. 1 (b), the Cu member 10 is a Cu member 10 in which the surface of the Cu plate material is linearly welded by irradiating and sweeping the two Cu plate materials 101 and 102 in a state of being overlapped with each other and irradiating with a laser beam. .. In order to obtain sufficient bonding strength, the overlapped Cu plates are welded so that the width in the Y-axis direction joined by welding is ½ or more of the welding width of the surface.

(点状の溶接)
2枚のCu板材を突き合せた状態の中心を、レーザ光を掃引することなく、照射して接合することで点状の接合部を形成することができる。レーザ光の形状は、円形状、楕円形状、樽型形状、矩形型形状のいずれであってもよい。また、点状とは、破線状であっても、互いに別個に溶接部が存在する状態であればよい。点状の溶接には、突き合せた場合の接合では、Cu板材を板厚方向に貫通させても、途中で金属Cuの溶融を止めるものであってもよい。また、2枚のCu板材を重ね合わせた状態で、レーザ光を照射して点状に接合するものであってもよい。この場合も、十分な接合強度を得るために、重ね合ったCu板材が溶接で接合されたY軸方向の幅が表面の溶接幅の1/2以上になるように溶接する。
(Dot-shaped welding)
A point-shaped joint can be formed by irradiating and joining the centers of two Cu plates in a state where they are butted together without sweeping the laser beam. The shape of the laser beam may be any of a circular shape, an elliptical shape, a barrel shape, and a rectangular shape. Further, the point shape may be a broken line shape as long as the welded portions are present separately from each other. In the point-shaped welding, in the case of joining in the case of butt welding, the Cu plate material may be penetrated in the plate thickness direction, or the melting of the metal Cu may be stopped in the middle. Further, the two Cu plates may be overlapped with each other and irradiated with a laser beam to join them in a dot shape. Also in this case, in order to obtain sufficient bonding strength, the overlapped Cu plates are welded so that the width in the Y-axis direction joined by welding is ½ or more of the welding width of the surface.

(Cu部材の表面状態)
図2は、突き合わせたCu板材をレーザ溶接して接合したCu部材の表面状態を示す写真で、X軸方向がレーザ掃引方向であることを示している。また、レーザ光の照射を受けて、Cu板材の圧延の加工跡が消滅している部分があることが分かる。さらに、Cu板材が溶融して、再度凝固した部分があり溶接部であることが明らかに見て取れる。図中で示されるレーザ溶接の跡の溶接部の幅を本発明における溶接幅と規定し、また点線状の断面観察位置で切断し、断面組織の観察を行った。
(Surface condition of Cu member)
FIG. 2 is a photograph showing the surface state of a Cu member formed by laser welding and joining butt Cu plates, and shows that the X-axis direction is the laser sweep direction. In addition, it can be seen that there is a portion where the processing traces of rolling of the Cu plate material have disappeared due to the irradiation of the laser beam. Further, it can be clearly seen that the Cu plate material has a melted and solidified portion, which is a welded portion. The width of the welded portion of the laser welding mark shown in the figure is defined as the welding width in the present invention, and the cut is cut at the dotted line cross-sectional observation position to observe the cross-sectional structure.

(線状接合のビッカース硬さの測定の位置)
図3は、Cu板材をレーザ溶接して接合したCu部材の断面状態を示す光学顕微鏡写真である。図3に示すように、レーザ光を照射して溶融した後に凝固することによって接合した溶接部分を溶接幅と表している。図3からの断面図から見ても、レーザ光を照射した側のCu板材表面の溶接痕の幅を明らかに認めることができる。溶接部の中心から、溶接幅の半分の長さ(溶接半幅)の1.5倍の距離だけ溶接幅の方向に沿って進めた地点を非溶接部と称し、この2点における板厚方向で、図3中の矢印で示しているように、その溶接幅の中央で板厚方向の深さは板厚の1/2の位置におけるそれぞれ溶接部と非溶接部のビッカース硬さHV1、HV2を測定する。
また溶接幅が板厚よりも小さい場合には板厚方向の深さは溶接幅の1/2の位置で測定する。
(Position of measuring Vickers hardness of linear joint)
FIG. 3 is an optical micrograph showing a cross-sectional state of a Cu member formed by laser welding a Cu plate material. As shown in FIG. 3, the welded portion joined by irradiating a laser beam to melt and then solidifying is represented as a weld width. Even when viewed from the cross-sectional view from FIG. 3, the width of the welding mark on the surface of the Cu plate material on the side irradiated with the laser beam can be clearly recognized. A point advanced along the direction of the weld width by a distance 1.5 times the length of half the weld width (half-width of the weld) from the center of the weld is called a non-weld part, and in the plate thickness direction at these two points. As shown by the arrows in FIG. 3, the depth in the plate thickness direction at the center of the weld width is the Vickers hardness HV1 and HV2 of the welded portion and the non-welded portion at the position of 1/2 of the plate thickness, respectively. Measure.
When the welding width is smaller than the plate thickness, the depth in the plate thickness direction is measured at a position halved of the welding width.

(ビッカース硬さ)
ビッカース硬さとは、「JIS Z 2244」で規格化された測定方法である。ビッカース硬さHVは、ダイヤモンドでできた剛体(圧子)を被試験物に対して押し込み、そのときにできるくぼみ(圧痕)の面積の大小で硬いか軟らかいかを数値で表したものである。圧子は、ピラミッドをひっくり返したような四角錐形状を有しているので、圧痕は理想的には正方形である。試験力は可変で、JIS規格では10gf〜100kgfまで規定されている。
ここでは、板材の裏表に溶接痕がある場合には、溶接痕の幅が広い方をレーザ照射表面側とする。また、重ね合わせ接合の場合には、レーザ照射表面側の材料を測定する。ここで板厚方向の深さは溶接幅が板厚よりも大きい場合は板厚の1/2、
溶接幅が板厚よりも小さい場合は溶接幅の1/2とする。
比較的レーザ照射表面に近い位置で観察するのは、レーザ照射表面側がレーザ照射の熱影響を受けているためである。
(Vickers hardness)
Vickers hardness is a measurement method standardized by "JIS Z 2244". The Vickers hardness HV is a numerical value indicating whether a rigid body (indenter) made of diamond is pressed against a test object and the area of a dent (indentation) formed at that time is large or small, and whether it is hard or soft. The indentation is ideally square because the indenter has a quadrangular pyramid shape that resembles an inverted pyramid. The test force is variable, and the JIS standard specifies 10 gf to 100 kgf.
Here, if there are welding marks on the front and back of the plate material, the one with the wider welding mark is the laser irradiation surface side. In the case of superposition joining, the material on the laser irradiation surface side is measured. Here, the depth in the plate thickness direction is 1/2 of the plate thickness when the welding width is larger than the plate thickness.
If the welding width is smaller than the plate thickness, it is halved of the welding width.
The observation is performed at a position relatively close to the laser irradiation surface because the laser irradiation surface side is affected by the heat of the laser irradiation.

(硬さの傾斜率)
非溶接部の測定は、図1(a)で示す突き合せの場合は溶接部の中心から、レーザ光の進む方向に直角の両側の地点を測定し、その平均値を測定した非溶接部のビッカース硬さHV2とする。また、図1(b)で示す重ね合わせの場合は溶接部の中心から、レーザ光の進む方向に直角で、近い端部と反対側の地点を測定し非溶接部のビッカース硬さHV2とする。
このときのCu板材は、溶接部の中心と非溶接部の2点におけるビッカース硬さHV1、HV2を測定する。それを、非溶接部でのビッカース硬さHV2と、溶接部の中心でのビッカース硬さHV1との差を、ビッカース硬さHV1およびHV2を測定した位置間の直線距離Xμmで除したときの数値((HV2−HV1)/X)を硬さ傾斜率とする。
(Inclination rate of hardness)
In the case of the butting shown in FIG. 1A, the measurement of the non-welded portion is performed by measuring the points on both sides perpendicular to the traveling direction of the laser beam from the center of the welded portion and measuring the average value of the non-welded portion. Vickers hardness is HV2. Further, in the case of superposition shown in FIG. 1 (b), the Vickers hardness HV2 of the non-welded portion is measured from the center of the welded portion at a right angle to the direction in which the laser beam travels and at a point opposite to the near end portion. ..
The Cu plate material at this time measures the Vickers hardness HV1 and HV2 at two points, the center of the welded portion and the non-welded portion. The value when the difference between the Vickers hardness HV2 at the non-welded portion and the Vickers hardness HV1 at the center of the welded portion is divided by the linear distance X μm between the measured positions of the Vickers hardness HV1 and HV2. ((HV2-HV1) / X) is defined as the hardness inclination rate.

(点状接合のビッカース硬さの測定位置)
点状の溶接では、溶接幅は、点状の溶接部で最も幅の広い部分を溶接幅とし、その部分の断面を測定する面とする。したがって、非溶接部は、点状の溶接部に隣接していて、溶接部の中心から溶接幅の幅方向に沿って溶接幅の1.5倍の距離の部分をいう。
したがって、点状の最も幅の広い部分の中心点と、そこから一定の距離の離れた非溶接部の点で硬さを測定する。これによって、ビッカース硬さHV1、HV2を測定し、硬さ傾斜率を求めることができる。
(Measurement position of Vickers hardness of point joint)
In dot-shaped welding, the welding width is defined as the widest portion of the dotted welded portion as the welding width and the surface on which the cross section of that portion is measured. Therefore, the non-welded portion is a portion adjacent to the dotted welded portion and at a distance of 1.5 times the weld width from the center of the welded portion along the width direction of the weld width.
Therefore, the hardness is measured at the center point of the widest part of the point shape and the point of the non-welded part at a certain distance from the center point. Thereby, the Vickers hardness HV1 and HV2 can be measured, and the hardness inclination rate can be obtained.

(硬さの分布)
硬さは、Cu板材の特に表面に変形や傷を与えられようとする時の、物体の変形しにくさ、物体の傷つきにくさを表している。特に、2枚のCu板材を溶接して接合した接合体では、硬さに分布があるとクラックが入るなどして割れやすくなる。これは、硬さの高い硬質部分と硬さの低い軟質部分が混在する板材に応力がかかると、変形応力が集中するために、硬さの低い部分にクラックが生ずることがある。そのために、レーザ溶接処理の急熱・急冷によって、熱の影響を受けた部分と、溶融・凝固した溶接部で熱の影響に大きな差があるCu板材では、応力に対して脆くなり、クラックが容易に入る傾向がある。そのために、電気・電子機器用部品の製造時に曲げ加工を施したり、曲げを戻す加工を施したりすることで、硬さ傾斜率が大きいとクラックが入り破損することがある。
(Hardness distribution)
The hardness represents the difficulty of deforming the object and the resistance of the object to be scratched, especially when the surface of the Cu plate is about to be deformed or scratched. In particular, in a bonded body in which two Cu plates are welded and joined, if the hardness is distributed, cracks are likely to occur and the joints are easily cracked. This is because when stress is applied to a plate material in which a hard portion having a high hardness and a soft portion having a low hardness coexist, deformation stress is concentrated, so that a crack may occur in the low hardness portion. Therefore, the Cu plate material, which has a large difference in the effect of heat between the part affected by heat due to the rapid heating and quenching of the laser welding process and the welded part that has melted and solidified, becomes brittle to stress and cracks occur. Tends to enter easily. Therefore, if the hardness inclination ratio is large, cracks may occur and damage may occur due to bending or unbending during the manufacture of parts for electrical and electronic equipment.

したがって、Cu板材の母材、非溶接部、溶接部における硬さの変化を表す硬さ傾斜率が小さいことが望ましい。硬さ傾斜率が大きいほど、Cu板材の母材、非溶接部、溶接部の間における硬さの差が大きくなることであり、応力が集中する部分を形成することで脆くなり、クラックが入り易くなる。したがって、溶接部でのビッカース硬さHV1と、溶接部に隣接して位置する非溶接部でのビッカース硬さHV2との差を、ビッカース硬さHV1およびHV2を測定した位置間の直線距離X(μm)で除したときの数値である硬さ傾斜率((HV2−HV1)/X)を、0.2/μm以下にし、より好ましくは0.1/μm以下にする。 Therefore, it is desirable that the hardness inclination rate indicating the change in hardness in the base material, the non-welded portion, and the welded portion of the Cu plate material is small. The larger the hardness inclination ratio, the larger the difference in hardness between the base material, the non-welded part, and the welded part of the Cu plate material. It will be easier. Therefore, the difference between the Vickers hardness HV1 at the welded portion and the Vickers hardness HV2 at the non-welded portion located adjacent to the welded portion is the linear distance X between the positions where the Vickers hardness HV1 and HV2 are measured ( The hardness inclination rate ((HV2-HV1) / X), which is a numerical value when divided by μm), is 0.2 / μm or less, and more preferably 0.1 / μm or less.

さらに、電気・電子機器用部品として実用するためには容易に変形するようでは実用上問題があり、Cu板材の母材自身の硬さによる剛性が必要となり、そのために、本発明では、溶接部以外のCu板材部分、特に溶接部に隣接して位置する非溶接部でのビッカース硬さHV2を75以上とすることが必要である。 Further, in order to put it into practical use as a component for electrical and electronic equipment, there is a practical problem if it is easily deformed, and rigidity due to the hardness of the base material of the Cu plate material itself is required. Therefore, in the present invention, the welded portion. It is necessary to set the Vickers hardness HV2 of the Cu plate material portion other than the above, particularly the non-welded portion located adjacent to the welded portion to 75 or more.

(Cu合金の板材)
Cuの含有量が90質量%以上である板材であればよく、純CuでもいずれのCu合金でもよく、特に限定はされない。
電気・電子機器用部品として用いるCu板材がCu合金の場合には、合金成分としてAg、Fe、Ni、Co、Si、Cr、Sn、Zn、Mg、Pから選ばれる1種から2種以上の元素を含み残部のCuが90質量%以上である成分組成を有することが好ましい。Cu合金は、析出硬化型Cu合金でも、非析出硬化型Cu合金でもよい。板材がCu合金の場合、非溶接部でのビッカース硬さHV2が75〜240の範囲にある。
(Cu alloy plate material)
A plate material having a Cu content of 90% by mass or more may be used, and may be pure Cu or any Cu alloy, and is not particularly limited.
When the Cu plate material used as a component for electrical and electronic equipment is a Cu alloy, one to two or more types selected from Ag, Fe, Ni, Co, Si, Cr, Sn, Zn, Mg, and P as alloy components. It is preferable to have a component composition containing an element and having a residual Cu of 90% by mass or more. The Cu alloy may be a precipitation hardening type Cu alloy or a non-precipitation hardening type Cu alloy. When the plate material is a Cu alloy, the Vickers hardness HV2 in the non-welded portion is in the range of 75 to 240.

Cu板材としてはCu合金を用いることで、硬さ傾斜率を0.2/μm以下にしてクラックの発生を抑える。さらに、硬さ傾斜率だけではなく、Cu板材の母材、非溶接部、溶接部のいずれも硬いことが好ましく、特に、非溶接部でのビッカース硬さHV2が75〜240の範囲であることが好ましい。Cu合金板材は、非溶接部でのビッカース硬さHV2が75未満では、加工時に変形しやすくなる。非溶接部でのビッカース硬さHV2が240を超えると、曲げ戻しの加工を加えたときに、非溶接部と母材、溶接部との境界でクラックが入りやすくなる。 By using a Cu alloy as the Cu plate material, the hardness inclination ratio is set to 0.2 / μm or less to suppress the occurrence of cracks. Further, it is preferable that not only the hardness inclination rate but also the base material of the Cu plate material, the non-welded portion, and the welded portion are hard, and in particular, the Vickers hardness HV2 in the non-welded portion is in the range of 75 to 240. Is preferable. If the Vickers hardness HV2 at the non-welded portion is less than 75, the Cu alloy plate material is likely to be deformed during processing. When the Vickers hardness HV2 in the non-welded portion exceeds 240, cracks are likely to occur at the boundary between the non-welded portion, the base metal, and the welded portion when the bending back processing is applied.

(純Cuの板材)
また、電気・電子機器用部品として用いるCu板材が、99.96質量%以上のCuおよび不可避不純物を含む純Cuである場合には、非溶接部でのビッカース硬さHV2が75〜120の範囲であることが好ましい。Cu板材の母材、溶接部、非溶接部の硬さの傾斜が小さいことが好ましく、純Cu板材を用いることで、硬さ傾斜率を0.1/μm以下にすることができ、曲げ戻し特性がよりよくすることができる。特に、純Cu板材で、非溶接部でのビッカース硬さHV2が75未満では、加工時に変形しやすくなる。非溶接部でのビッカース硬さHV2が120を超えると、曲げ戻しの加工を加えたときに、非溶接部と母材および溶接部と非溶接部の境界でクラックが入りやすくなる。なお、いわゆる純Cuは、電気銅、無酸素銅(OFC)、TPC 等を例に挙げることができる。
(Pure Cu plate material)
Further, when the Cu plate material used as a component for electric / electronic equipment is pure Cu containing 99.96% by mass or more of Cu and unavoidable impurities, the Vickers hardness HV2 in the non-welded portion is in the range of 75 to 120. Is preferable. It is preferable that the hardness inclination of the base material, the welded portion, and the non-welded portion of the Cu plate material is small. By using the pure Cu plate material, the hardness inclination ratio can be reduced to 0.1 / μm or less, and the bending back can be achieved. The properties can be better. In particular, in a pure Cu plate material, if the Vickers hardness HV2 in the non-welded portion is less than 75, it is likely to be deformed during processing. When the Vickers hardness HV2 in the non-welded portion exceeds 120, cracks are likely to occur at the boundary between the non-welded portion and the base metal and the welded portion and the non-welded portion when the bending back processing is applied. Examples of so-called pure Cu include electrolytic copper, oxygen-free copper (OFC), and TPC.

(Cu板材の形状)
また、Cu板材とは、所定の形状、例えば、板、条、箔、棒、線などに加工されたものであって、所定の厚みを有する形状のものであって、広義には条材を含む意味である。本発明において、板材の厚さは、特に限定されるものではないが、好ましくは0.05〜1.0mm、さらに好ましくは0.1〜0.8mmである。
(Shape of Cu plate material)
Further, the Cu plate material is a material processed into a predetermined shape, for example, a plate, a strip, a foil, a rod, a wire, etc., and has a predetermined thickness, and is a strip material in a broad sense. It means to include. In the present invention, the thickness of the plate material is not particularly limited, but is preferably 0.05 to 1.0 mm, more preferably 0.1 to 0.8 mm.

(Cu合金の成分組成)
Cu板材が機械的特性と電気的特性を両立するCu合金の場合の成分組成の限定理由を説明する。
(1)板材がCu合金である場合
Cu合金は、Ag、Fe、Ni、Co、Si、Cr、Sn、Zn、MgおよびPからなる群より選択される1種以上の元素を含むことが好ましい。
(Component composition of Cu alloy)
The reason for limiting the component composition in the case where the Cu plate material is a Cu alloy having both mechanical properties and electrical properties will be described.
(1) When the plate material is a Cu alloy The Cu alloy preferably contains one or more elements selected from the group consisting of Ag, Fe, Ni, Co, Si, Cr, Sn, Zn, Mg and P. ..

(Ag:0.05〜5.00質量%)
Ag(銀)は、電気的特性を損ねることなく機械的特性を向上させる作用を有する成分であり、かかる作用を発揮させる場合には、Ag含有量を0.05質量%以上とすることが好ましい。また、Ag含有量の上限については特に設ける必要はないが、Agは高価であるため、材料コストの観点から、Ag含有量の上限を5.0質量%とすることが好ましい。
(Ag: 0.05 to 5.00% by mass)
Ag (silver) is a component having an action of improving mechanical properties without impairing electrical properties, and in order to exert such actions, the Ag content is preferably 0.05% by mass or more. .. Further, it is not necessary to set an upper limit of the Ag content in particular, but since Ag is expensive, it is preferable to set the upper limit of the Ag content to 5.0% by mass from the viewpoint of material cost.

(Fe:0.05〜0.50質量%)
Fe(鉄)は、機械的特性を向上する作用を有する成分である。かかる作用を発揮させる場合には、Fe含有量を0.05質量%以上とすることが好ましい。しかしながら、Feを0.50質量%より多く含有させても、それ以上の向上効果が期待できず、さらに耐食性の懸念が生じる。このため、Fe含有量は、0.05〜0.50質量%とすることが好ましい。
(Fe: 0.05 to 0.50% by mass)
Fe (iron) is a component having an action of improving mechanical properties. In order to exert such an effect, the Fe content is preferably 0.05% by mass or more. However, even if Fe is contained in an amount of more than 0.50% by mass, no further improvement effect can be expected, and there is a concern about corrosion resistance. Therefore, the Fe content is preferably 0.05 to 0.50% by mass.

(Ni:0.05〜5.00質量%)
Ni(ニッケル)は、Cuの母相(マトリクス)中に、単体またはSiとの化合物からなる第二相粒子の析出物として、例えば50〜500nm程度の大きさで微細析出し、この析出物が転位移動を抑制することにより析出硬化させ、さらに、粒成長が抑制されて結晶粒の微細化によって材料強度を上昇させる作用を有する成分である。かかる作用を発揮させる場合には、Ni含有量を0.05質量%以上とすることが好ましい。一方、Ni含有量が5.00質量%を超えると、導電率や熱伝導率の低下が顕著になることから、Ni含有量の上限は5.00質量%とすることが好ましい。
(Ni: 0.05 to 5.00% by mass)
Ni (nickel) is finely precipitated in the matrix of Cu as a precipitate of second-phase particles composed of a simple substance or a compound with Si, for example, in a size of about 50 to 500 nm, and this precipitate is formed. It is a component having an action of precipitation hardening by suppressing dislocation movement, further suppressing grain growth, and increasing material strength by refining crystal grains. In order to exert such an effect, the Ni content is preferably 0.05% by mass or more. On the other hand, when the Ni content exceeds 5.00% by mass, the conductivity and the thermal conductivity are significantly lowered. Therefore, the upper limit of the Ni content is preferably 5.00% by mass.

(Co:0.05〜2.00質量%)
Co(コバルト)は、Cuの母相(マトリクス)中に、単体またはSiとの化合物からなる第二相粒子の析出物として、例えば50〜500nm程度の大きさで微細析出し、この析出物が転位移動を抑制することにより析出硬化させ、さらに、粒成長が抑制されて結晶粒の微細化によって材料強度を上昇させる作用を有する成分である。かかる作用を発揮させる場合には、Co含有量を0.05質量%以上とすることが好ましい。一方、Co含有量が2.00量%を超えると、導電率や熱伝導率の低下が顕著になることから、Co含有量の上限は2.00質量%とすることが好ましい。
(Co: 0.05 to 2.00% by mass)
Co (cobalt) is finely precipitated in the matrix of Cu as a precipitate of second-phase particles composed of a simple substance or a compound with Si, for example, in a size of about 50 to 500 nm, and this precipitate is formed. It is a component having an action of precipitation hardening by suppressing dislocation movement, further suppressing grain growth, and increasing material strength by refining crystal grains. In order to exert such an effect, the Co content is preferably 0.05% by mass or more. On the other hand, when the Co content exceeds 2.00% by mass, the conductivity and the thermal conductivity are significantly lowered. Therefore, the upper limit of the Co content is preferably 2.00% by mass.

(Si:0.05〜1.10質量%)
Si(珪素)は、Cuの母相(マトリクス)中に、NiやCoなどとともに化合物からなる第二相粒子の析出物として微細析出し、この析出物が転位移動を抑制することにより析出硬化させ、さらに、粒成長が抑制されて結晶粒の微細化によって材料強度を上昇させる作用を有する重要な成分である。かかる作用を発揮させる場合には、Si含有量を0.05質量%以上とすることが好ましい。一方、Si含有量が1.10質量%を超えると、導電率や熱伝導率の低下が顕著になることから、Si含有量の上限は1.10質量%にすることが好ましい。
(Si: 0.05 to 1.10% by mass)
Si (silicon) is finely precipitated in the matrix of Cu as a precipitate of second-phase particles composed of compounds together with Ni and Co, and this precipitate is precipitated and hardened by suppressing dislocation movement. Furthermore, it is an important component having an action of suppressing grain growth and increasing the material strength by refining the crystal grains. In order to exert such an effect, the Si content is preferably 0.05% by mass or more. On the other hand, when the Si content exceeds 1.10% by mass, the conductivity and the thermal conductivity are significantly lowered. Therefore, the upper limit of the Si content is preferably 1.10% by mass.

(Cr:0.05〜0.50質量%)
Cr(クロム)は、Cuの母相(マトリクス)中に、化合物や単体として、例えば10〜500nm程度の大きさの析出物の形で微細析出し、この析出物が転位移動を抑制することにより析出硬化させ、さらに、粒成長が抑制されて結晶粒の微細化によって材料強度を上昇させる作用を有する成分である。この作用を発揮させる場合には、Cr含有量を0.05質量%以上とすることが好ましい。また、Cr含有量が0.50質量%を超えると、導電率および熱伝導率の低下が顕著になることから、Cr含有量は、0.05〜0.50質量%とすることが好ましい。
(Cr: 0.05 to 0.50% by mass)
Cr (chromium) is finely precipitated in the matrix of Cu as a compound or a single substance in the form of a precipitate having a size of, for example, about 10 to 500 nm, and this precipitate suppresses dislocation movement. It is a component that has the effect of precipitating and hardening, further suppressing grain growth, and increasing the material strength by refining the crystal grains. In order to exert this effect, the Cr content is preferably 0.05% by mass or more. Further, when the Cr content exceeds 0.50% by mass, the conductivity and the thermal conductivity are significantly lowered. Therefore, the Cr content is preferably 0.05 to 0.50% by mass.

(Sn:0.05〜9.50質量%)
Sn(錫)は、Cuの母相(マトリクス)中に固溶し、Cu合金の強度向上に寄与する成分であり、Sn含有量は0.05質量%以上とすることが好ましい。一方、Sn含有量が9.50%を超えると脆化が生じやすくなる。このため、Sn含有量は0.05〜9.50質量%とすることが好ましい。また、Snの含有は、導電率および熱伝導率を低下させる傾向があることから、導電率及び熱伝導率の低下を抑制する場合には、Sn含有量を0.05〜0.50質量%とするのがより好ましい。
(Sn: 0.05 to 9.50% by mass)
Sn (tin) is a component that is solid-solved in the matrix of Cu and contributes to the improvement of the strength of the Cu alloy, and the Sn content is preferably 0.05% by mass or more. On the other hand, when the Sn content exceeds 9.50%, embrittlement is likely to occur. Therefore, the Sn content is preferably 0.05 to 9.50% by mass. Further, since the Sn content tends to decrease the conductivity and the thermal conductivity, the Sn content is set to 0.05 to 0.50% by mass in the case of suppressing the decrease in the conductivity and the thermal conductivity. Is more preferable.

(Zn:0.05〜0.50質量%)
Zn(亜鉛)は、Snめっきやはんだめっきの密着性やマイグレーション特性を改善する作用を有する成分である。かかる作用を発揮させる場合には、Zn含有量を0.05質量%以上とすることが好ましい。一方、Zn含有量が0.50質量%を超えると、溶接時に亜鉛の蒸気量が増え、溶接部に欠陥を生じる恐れがある。このため、Zn含有量は、0.05〜0.50質量%とすることが好ましい。
(Zn: 0.05 to 0.50% by mass)
Zn (zinc) is a component having an effect of improving the adhesion and migration characteristics of Sn plating and solder plating. In order to exert such an effect, the Zn content is preferably 0.05% by mass or more. On the other hand, if the Zn content exceeds 0.50% by mass, the amount of zinc vapor increases during welding, which may cause defects in the welded portion. Therefore, the Zn content is preferably 0.05 to 0.50% by mass.

(Mg:0.01〜0.50質量%)
Mg(マグネシウム)は、耐応力緩和特性を向上させる作用を有する成分である。かかる作用を発揮させる場合には、Mg含有量を0.01質量%以上とすることが好ましい。一方、Mg含有量が0.50質量%を超えると、導電率や熱伝導率が低下する傾向がある。このため、Mg含有量は、0.01〜0.50質量%とすることが好ましい。
(Mg: 0.01 to 0.50% by mass)
Mg (magnesium) is a component having an action of improving stress relaxation resistance. In order to exert such an effect, the Mg content is preferably 0.01% by mass or more. On the other hand, when the Mg content exceeds 0.50% by mass, the conductivity and the thermal conductivity tend to decrease. Therefore, the Mg content is preferably 0.01 to 0.50% by mass.

(P:0.01〜0.50質量%)
P(リン)はCu合金の脱酸材として寄与するだけでなく、化合物として20〜500nm程度の大きさの析出物の形で微細析出し、この析出物が転位移動を抑制することにより析出硬化させ、さらに、粒成長が抑制されて結晶粒の微細化によって材料強度を上昇させることができる。かかる作用を発揮させるためにはP含有量を0.01質量%以上とすることが好ましい。一方、P含有量が0.50質量%を超えると、板材成形時の熱間加工で割れが生じやすくなる傾向がある。このため、P含有量は、0.01〜0.50質量%とする。
(P: 0.01 to 0.50% by mass)
P (phosphorus) not only contributes as a deoxidizing material for Cu alloys, but also finely precipitates as a compound in the form of precipitates having a size of about 20 to 500 nm, and these precipitates suppress dislocation migration to cause precipitation hardening. Further, the grain growth is suppressed and the material strength can be increased by refining the crystal grains. In order to exert such an effect, the P content is preferably 0.01% by mass or more. On the other hand, when the P content exceeds 0.50% by mass, cracks tend to easily occur in hot working during plate material molding. Therefore, the P content is set to 0.01 to 0.50% by mass.

(純Cuの成分組成)
(2)板材が導電性や放熱性に優れた純Cuである場合
純Cuは、99.96%以上のCuかつ、不可避不純物として、たとえばCd、Mg、Pb、Sn、Cr、Bi、Se、Teが合計5ppm以下かつ、Ag、Oがそれぞれ400ppm以下である成分組成を有することが好ましい。
(Component composition of pure Cu)
(2) When the plate material is pure Cu with excellent conductivity and heat dissipation Pure Cu is 99.96% or more Cu and, as unavoidable impurities, for example, Cd, Mg, Pb, Sn, Cr, Bi, Se, It is preferable to have a component composition in which Te is 5 ppm or less in total and Ag and O are 400 ppm or less, respectively.

(電気・電子機器用部品の製造方法)
本発明の一実施形態である電気・電子機器用部品の製造方法は、90質量%以上のCuを含有する複数の板材同士を、互いに突き合わせた状態又は重ね合わせた状態にセットした後に、前記複数の板材同士の被接合ライン上に沿って、400〜500nmの波長を有する第1レーザ光を100〜500μmのスポット径で照射した後に、800〜1200nmの波長を有する第2レーザ光を10〜300μmのスポット径で照射して、前記複数の板材同士を線状に接合して一体化する溶接工程を含み、溶接工程では、第1レーザ光の照射走査方向のスポット径の先端が、被接合ライン上の任意の位置である第1位置を通過してから、第2レーザ光の照射走査方向のスポット径の先端が第1位置を通過するまでの通過時間差は、50〜1500μsecである。
このように、レーザ光が400nm以上500nm以下の波長をもつレーザ光1を100から500μmのスポット径で照射し、かつ、800nm以上かつ1200nm以下の波長をもつ第2レーザ光を10から300μmのスポット径で照射することで、従来困難であったCu板材の溶接を容易にさせた上、異なる波長、スポット径のレーザを用いて、かつ、第1レーザ光の進行方向のスポット先端と第2レーザ光の進行方向のスポット先端の通過時間差を50μsec以上1500μsec以下にすることで、Cu板材のCu板材の母材、非溶接部、溶接部における硬さの変化を抑え、さらに、Cu板材の非溶接部、溶接部の硬さの傾斜を低く抑える電気・電子機器用部品を製造することができる。
なお、本発明の実施例では十分な接合強度を得るために、重ね合わせの場合は重ね合った板が溶接で接合されたY軸方向の幅が表面の溶接幅の1/2以上になるように製造した。
(Manufacturing method of parts for electrical and electronic equipment)
In the method for manufacturing a component for an electric / electronic device according to an embodiment of the present invention, a plurality of plate materials containing 90% by mass or more of Cu are set in a state of being abutted against each other or in a state of being overlapped with each other, and then the plurality of plates are set. After irradiating the first laser beam having a wavelength of 400 to 500 nm with a spot diameter of 100 to 500 μm along the welded line between the plates, the second laser beam having a wavelength of 800 to 1200 nm is applied to 10 to 300 μm. In the welding step, the tip of the spot diameter in the irradiation scanning direction of the first laser beam is the line to be joined. The passing time difference from passing through the first position, which is an arbitrary position above, to passing the tip of the spot diameter in the irradiation scanning direction of the second laser beam passes through the first position is 50 to 1500 μsec.
As described above, the laser beam 1 having a wavelength of 400 nm or more and 500 nm or less is irradiated with a spot diameter of 100 to 500 μm, and the second laser beam having a wavelength of 800 nm or more and 1200 nm or less is irradiated with a spot of 10 to 300 μm. By irradiating with a diameter, welding of Cu plate material, which was difficult in the past, is facilitated, and lasers with different wavelengths and spot diameters are used, and the spot tip and the second laser in the traveling direction of the first laser beam are used. By setting the passing time difference of the spot tip in the traveling direction of light to 50 μsec or more and 1500 μsec or less, changes in hardness in the base material, non-welded portion, and welded portion of the Cu plate material of the Cu plate material are suppressed, and further, the non-welded portion of the Cu plate material is not welded. It is possible to manufacture parts for electrical and electronic equipment that keep the inclination of the hardness of parts and welds low.
In the embodiment of the present invention, in order to obtain sufficient bonding strength, in the case of superimposition, the width in the Y-axis direction in which the overlapped plates are joined by welding is 1/2 or more of the welding width of the surface. Manufactured in.

(レーザ溶接法)
レーザ溶接法は、指向性や集中性の良い波長の光をレンズで集め、きわめて高いエネルギー密度のレーザ光を熱源とする溶接方法である。レーザ光の出力を調整することで、深さに対して幅の狭い溶込み溶接も可能である。また、レーザ光は、アーク溶接のアークに比べてきわめて小さく絞り込むことができる。集光レンズにより高密度化されたエネルギーで、レーザ溶接装置は局所の溶接や融点の異なる材料の接合が可能である。溶接による熱影響が少なく溶接の模様は細く、加工反力も発生しないため、微細な溶接にも向いている。
(Laser welding method)
The laser welding method is a welding method in which light having a wavelength with good directivity and concentration is collected by a lens and laser light having an extremely high energy density is used as a heat source. By adjusting the output of the laser beam, penetration welding with a narrow width with respect to the depth is also possible. In addition, the laser beam can be narrowed down to a very small size as compared with the arc of arc welding. With the energy densified by the condenser lens, the laser welding device can perform local welding and joining materials with different melting points. It is suitable for fine welding because it has little heat effect due to welding, the welding pattern is fine, and no processing reaction force is generated.

(レーザ溶接装置)
図4は、レーザ溶接装置の概略構成の一例を示す図である。レーザ溶接装置20は、制御部21、レーザ発振器221、222、レーザヘッド29、加工台24、ガス供給ノズル30を備えている。加工台14上に被加工材であるCu板材111、112を解き合わせた状態又は重ね合わせた状態にして配置する。制御部21は、レーザ光を発振するレーザ発振器221、222、図示しないスキャナ、レーザヘッド29、加工台等の制御を行う。制御部21は、例えば、図示しないX軸モータ及びY軸モータの回転を制御することによって、被加工材であるCu板材111、112の進路方向を制御する。また、制御部21は、レーザ光231、232を移動させ制御するものであってもよい。これは、被加工材の大きさによって適宜選択することができる。制御部21は、レーザ発振器221、222から発振される複数の第1及び第2レーザ光231、232を発振する。発振した第1及び第2レーザ光231、232は、グラスファイバー25を通して、レーザヘッド29内の第1及び第2集光レンズ261、262によって平行な光に集められる。この第1及び第2レーザ光231、232を第1及び第2ミラー271、272で加工台の方向に変更し、この第1及び第2レーザ光231、232を集束レンズ28でCu板材の接合部に集束して照射させることで、溶接を実施する。このときに、ガス供給ノズル30から、レーザ光による過熱によって生ずる酸化を防止するために、不活性ガスを供給する。不活性ガスは、アルゴン、ヘリウム等から適宜選択することができる。
(Laser welding equipment)
FIG. 4 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a laser welding apparatus. The laser welding apparatus 20 includes a control unit 21, a laser oscillator 221 and 222, a laser head 29, a processing table 24, and a gas supply nozzle 30. Cu plate materials 111 and 112, which are the materials to be processed, are arranged on the processing table 14 in a state of being unwound or overlapped. The control unit 21 controls laser oscillators 221 and 222 that oscillate laser light, a scanner (not shown), a laser head 29, a processing table, and the like. The control unit 21 controls the course directions of the Cu plate members 111 and 112, which are the workpieces, by controlling the rotation of the X-axis motor and the Y-axis motor (not shown), for example. Further, the control unit 21 may move and control the laser beams 231 and 232. This can be appropriately selected depending on the size of the work material. The control unit 21 oscillates a plurality of first and second laser beams 231 and 232 oscillated from the laser oscillators 221 and 222. The oscillated first and second laser beams 231 and 232 are collected in parallel light by the first and second condenser lenses 261 and 262 in the laser head 29 through the glass fiber 25. The first and second laser beams 231 and 232 are changed in the direction of the processing table by the first and second mirrors 271 and 272, and the first and second laser beams 231 and 232 are joined to the Cu plate material by the focusing lens 28. Welding is performed by focusing on the part and irradiating it. At this time, an inert gas is supplied from the gas supply nozzle 30 in order to prevent oxidation caused by overheating by the laser beam. The inert gas can be appropriately selected from argon, helium and the like.

レーザは溶接用のレーザとして公知のものの中から適宜選択することができる。レーザの一例としてCOレーザ、Nd:YAGレーザ、半導体レーザ、ファイバレーザなどが挙げられる。出力やレーザ光の集光性などの点からファイバレーザを用いることが好ましい。レーザ加工総装置のその他の構成は、従来公知のあらゆる構成から選択することができる。 The laser can be appropriately selected from those known as welding lasers. Examples of lasers include CO 2 lasers, Nd: YAG lasers, semiconductor lasers, fiber lasers and the like. It is preferable to use a fiber laser from the viewpoint of output and condensing property of laser light. Other configurations of the total laser machining apparatus can be selected from any conventionally known configuration.

(レーザ溶接)
図5は、レーザ溶接装置のレーザ光のスポット径を示す図である。図5に示すように、レーザ光が400nm以上500nm以下の波長をもつ第1レーザ光231を100から500μmのスポット径で照射する。そして、800nm以上かつ1200nm以下の波長をもつ第2レーザ光232を10から300μmのスポット径で照射する。複数のレーザ光を同時に照射することで、従来困難であったCu板材を容易に溶接することが可能になった。その上、異なる波長、異なるスポット径の複数のレーザ光を用いて、かつ、第1レーザ光231の進行方向のスポット径先端と第2レーザ光232の進行方向のスポット径先端の通過時間差を50μsec以上1500μsec以下にする。これにより、曲げ加工、または、曲げ戻し加工を施して電気・電子機器用部品を製造するときのクラックの発生を防止することができる。
(Laser welding)
FIG. 5 is a diagram showing the spot diameter of the laser beam of the laser welding apparatus. As shown in FIG. 5, the first laser beam 231 having a wavelength of 400 nm or more and 500 nm or less is irradiated with a spot diameter of 100 to 500 μm. Then, the second laser beam 232 having a wavelength of 800 nm or more and 1200 nm or less is irradiated with a spot diameter of 10 to 300 μm. By irradiating a plurality of laser beams at the same time, it has become possible to easily weld a Cu plate material, which has been difficult in the past. Moreover, using a plurality of laser beams having different wavelengths and different spot diameters, the passing time difference between the tip of the spot diameter in the traveling direction of the first laser beam 231 and the tip of the spot diameter in the traveling direction of the second laser beam 232 is 50 μsec. It should be 1500 μsec or less. This makes it possible to prevent the occurrence of cracks when manufacturing parts for electric / electronic devices by performing bending or unbending.

また、電気・電子機器用部品の製造方法における溶接工程では、図5に示すように、第1レーザ光231の照射走査方向のスポット径の先端が接合箇所を通過してから、第2レーザ光232の照射走査方向のスポット径の先端が第1レーザ光231が通過した接合箇所と同じ位置を通過するまでの通過時間差は、50〜1500μsecである電気・電子機器用部品の製造方法である。通過時間差とは、図5(a)に示すように、第1レーザ光231の先端がCu部材のある地点P1を通過した後に、図5(b)に示すように、第2レーザ光232が同じ方向に進行し、先の地点P1を通過するまでの時間差を示している。したがって、この通過時間差とは、P1−P2間の距離ではなく、あくまで、第2レーザ光232が地点P1を通過するまでの時間差を表している。 Further, in the welding process in the method for manufacturing parts for electrical and electronic equipment, as shown in FIG. 5, after the tip of the spot diameter in the irradiation scanning direction of the first laser beam 231 passes through the joint portion, the second laser beam is emitted. The passage time difference until the tip of the spot diameter of 232 in the irradiation scanning direction passes through the same position as the junction where the first laser beam 231 has passed is 50 to 1500 μsec, which is a method for manufacturing parts for electrical and electronic equipment. The passing time difference means that, as shown in FIG. 5 (a), after the tip of the first laser beam 231 passes through a certain point P1 of the Cu member, the second laser beam 232 is shown in FIG. 5 (b). It shows the time difference between traveling in the same direction and passing the previous point P1. Therefore, this transit time difference does not represent the distance between P1-P2, but merely represents the time difference until the second laser beam 232 passes the point P1.

本発明の電気・電子機器用部品は、複数の板材を、互いに突き合わせ又は重ね合わせた状態にセットした後に、複数の板材同士の接合箇所に、第1及び第2レーザ光231、232で照射して、複数の板材同士を線状又は点状に接合して一体化する。Cu板材表面のみ効率よく浸透する第1レーザ光231を第2レーザ光232より広い範囲でCu板材を予熱させ、予熱が冷める前にCu板材に深く浸透する第2レーザ光232を照射することで、ブローホールや内部欠陥などの不良がほぼ生じない溶接加工を施すことができる。 In the parts for electrical and electronic equipment of the present invention, after setting a plurality of plate materials in a state of being butted or overlapped with each other, the joints between the plurality of plate materials are irradiated with the first and second laser beams 231 and 232. Then, a plurality of plate materials are joined to each other in a linear or dot shape to be integrated. The first laser beam 231 that efficiently penetrates only the surface of the Cu plate material preheats the Cu plate material in a wider range than the second laser beam 232, and the second laser beam 232 that penetrates deeply into the Cu plate material is irradiated before the preheating cools down. , It is possible to perform welding processing that causes almost no defects such as blow holes and internal defects.

第1及び第2レーザ光231、232の波長及びスポット径の範囲外であると、表面品質が低下したり、溶接ができなかったりするため、不適当である。また、第1レーザ光231による予熱を制御すると、第2レーザ光232で板材を溶融、凝固させる際の冷却速度に影響を与えており、鋭意検討した結果、通過時間差が50μsec以上、1500μsec以下にすることで、Cu板材のCu板材の母材、非溶接部、溶接部における硬さの変化を抑え、さらに、Cu板材の非溶接部、溶接部の硬さの傾斜を低く抑えることができることがわかった。通過時間差が50μsec未満であると予熱が不十分であり、1500μsec以上であると予熱が抜けてしまうため、溶接部が凝固する際の冷却速度が上昇し、Cu板材の母材、非溶接部、溶接部の硬さが大きく変化するために所望の硬さ、硬さの傾斜率が得られなかった。なお、第1及び第2レーザ光231、232の波長およびスポット径が範囲外であると、表面にブローホール等の欠陥が生じるため不適当である。 If the wavelengths and spot diameters of the first and second laser beams 231 and 232 are out of the range, the surface quality is deteriorated and welding cannot be performed, which is inappropriate. Further, controlling the preheating by the first laser beam 231 affects the cooling rate when the plate material is melted and solidified by the second laser beam 232, and as a result of diligent examination, the passing time difference is 50 μsec or more and 1500 μsec or less. By doing so, it is possible to suppress changes in the hardness of the Cu plate base material, the non-welded portion, and the welded portion of the Cu plate material, and further suppress the inclination of the hardness of the non-welded portion and the welded portion of the Cu plate material to be low. understood. If the passing time difference is less than 50 μsec, the preheating is insufficient, and if it is 1500 μsec or more, the preheat is removed. Since the hardness of the welded portion changes significantly, the desired hardness and the inclination ratio of the hardness cannot be obtained. If the wavelengths and spot diameters of the first and second laser beams 231 and 232 are out of the range, defects such as blow holes occur on the surface, which is inappropriate.

(溶接の効果)
このように、所定の成分組成を有するCu板材の母材、非溶接部、溶接部を制御することによって、硬さがあって剛性があり、かつ、溶接部の曲げ戻し加工性に強い電気・電子機器用部品を得ることができる。
(Effect of welding)
In this way, by controlling the base material, non-welded portion, and welded portion of the Cu plate material having a predetermined composition, the electricity is hard and rigid, and the welded portion is resistant to bending back workability. Parts for electronic devices can be obtained.

(電気・電子機器への適用)
本発明の電気・電子機器用部品は、半導体装置、LSI、あるいはこれらを利用した多くの電子機器で使用することが考えられる、さらに、例えば、特に小型化、高集積化の必要がある、家庭用ゲーム機、医療機器、ワークステーション、サーバー、パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション、携帯電話、ロボットのコネクタ、バッテリー端子、ジャック、リレー、スイッチ、オートフォーカスカメラモジュール、リードフレーム等の電気・電子機器への利用が可能である。
(Application to electrical and electronic equipment)
The parts for electrical and electronic devices of the present invention can be considered to be used in semiconductor devices, LSIs, or many electronic devices using these, and further, for example, homes that need to be particularly miniaturized and highly integrated. Use for electrical and electronic equipment such as game consoles, medical equipment, workstations, servers, personal computers, car navigation systems, mobile phones, robot connectors, battery terminals, jacks, relays, switches, autofocus camera modules, lead frames, etc. Is possible.

(ベーパーチャンバ)
特に、クラックの発生の少ない曲げ戻し加工性に優れた特性を有していることで、ヒートパイプ、ベーパーチャンバに適用することが好ましい。特に、ベーパーチャンバの製品の構造材としてクラックが発生しにくいことから、クラックに由来する使用時のリークや腐食が改善されるため、熱伝導性の低下を抑制し、ベーパーチャンバの製品の劣化の抑制、長寿命化に貢献することができる。
(Vapor chamber)
In particular, it is preferably applied to heat pipes and vapor chambers because it has excellent bend-back workability with less cracking. In particular, since cracks are less likely to occur as a structural material for vapor chamber products, leakage and corrosion during use due to cracks are improved, which suppresses deterioration of thermal conductivity and deteriorates vapor chamber products. It can contribute to suppression and extension of life.

(バスバー)
また、バスバーは、曲げ戻し加工性に優れた特性を有していることで、電気的に接続する電気経路、また、放熱のための輸送経路としても適用することができる。特に、発熱部分からバスバーをつないで放熱部分又は外部まで経路を設けることで冷却装置としても適用できる。
(Busbar)
Further, since the bus bar has excellent bend-back workability, it can be applied as an electric path for electrically connecting and a transport path for heat dissipation. In particular, it can also be applied as a cooling device by connecting a bus bar from a heat generating portion and providing a path to a heat radiating portion or the outside.

(実施例1〜10、比較例1〜11:Cu合金で2枚の同じ板材の突き合せによる接合)
実施例1〜10、比較例1〜11では、Cu合金の板材2枚をt=0.15mm、幅20mm、長さ1000mmに切り出し、それぞれの長さ1000mmが接するように突き合せて配置し、幅20mmをレーザ光が400nm以上500nm以下の波長をもつレーザ光を100から500μmのスポット径で照射し、かつ、800nm以上かつ1200nm以下の波長をもつレーザ光を10から300μmのスポット径で100から400mm/秒で掃引し、溶接した。
溶接したCu板材を幅方向に切断した。板材を樹脂埋込後にクロスセクションポリッシャ加工(型番:SM−09010、メーカー:日本電子株式会社)して、表面が滑らかな材料断面を得た。この滑らかな表面の硬さを測定した。
(Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 11: Joining of two same plates with a Cu alloy by butt-butting)
In Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 11, two Cu alloy plates were cut into t = 0.15 mm, a width of 20 mm, and a length of 1000 mm, and placed so as to be in contact with each other so that the respective lengths of 1000 mm were in contact with each other. A laser beam having a width of 20 mm and a laser beam having a wavelength of 400 nm or more and 500 nm or less is irradiated with a spot diameter of 100 to 500 μm, and a laser beam having a wavelength of 800 nm or more and 1200 nm or less is emitted from 100 with a spot diameter of 10 to 300 μm. It was swept at 400 mm / sec and welded.
The welded Cu plate material was cut in the width direction. After embedding the plate material in resin, cross-section polisher processing (model number: SM-09010, manufacturer: JEOL Ltd.) was performed to obtain a material cross section with a smooth surface. The hardness of this smooth surface was measured.

(硬さ、距離、硬さ傾斜率)
硬さはビッカース硬度計(型番:HM−215、メーカー:株式会社ミツトヨ)で、JIS Z2244(2009)に規定の方法に準拠して測定した。このとき、溶接幅の中心に圧子を移動させ、正四角錐ダイヤモンドで作られた圧子を材料表面に押し込んでいる。その時の、荷重(試験力)は100gfであり、圧痕の対角線長さが0.03mmを超えない範囲で選択して試験した。なお、圧子の圧下時間(押し込み時間)は15secである。その後、圧子をCu板材の溶接幅の中心から、溶接幅の1.5倍の距離を移動させて、再度、硬さを測定した。このときに、移動距離と硬さを記録している。これによって、硬さと移動距離と硬さ傾斜率を求めた。
また、同じ組成の板材を用いている場合は、測定箇所の2点を測定し、その平均値を求めた。異なる組成の板材を用いている場合は2点を測定し、それぞれの硬さと硬さ傾斜率を求めた。また、曲が戻し試験は片側それぞれでクラックが入るか評価した。
また、重ね合わせ状態で接合した場合は、レーザ照射表面側の材料について、溶接部の中心から、近い端部と反対側の非溶接部を測定して、硬さの評価を行った。
(Hardness, distance, hardness inclination rate)
The hardness was measured with a Vickers hardness tester (model number: HM-215, manufacturer: Mitutoyo Co., Ltd.) according to the method specified in JIS Z2244 (2009). At this time, the indenter is moved to the center of the weld width, and the indenter made of regular quadrangular pyramid diamond is pushed into the material surface. At that time, the load (test force) was 100 gf, and the test was selected and tested within a range in which the diagonal length of the indentation did not exceed 0.03 mm. The pressing time (pushing time) of the indenter is 15 sec. Then, the indenter was moved from the center of the welding width of the Cu plate material by a distance of 1.5 times the welding width, and the hardness was measured again. At this time, the distance traveled and the hardness are recorded. From this, the hardness, the moving distance, and the hardness inclination rate were obtained.
When the plate materials having the same composition were used, two points at the measurement points were measured and the average value was obtained. When plate materials having different compositions were used, two points were measured, and the hardness and the hardness inclination ratio of each were determined. In addition, the song return test evaluated whether cracks would occur on each side.
In the case of joining in a superposed state, the hardness of the material on the laser irradiation surface side was evaluated by measuring the non-welded portion on the opposite side to the near end from the center of the welded portion.

(曲げ戻し試験)
曲げ戻し試験は、溶接部中央から0.1mm外したところを頂点とした90°曲げ試験を行った後、平坦に戻し、再度曲げ試験を行う作業を5回行った。幅中央10mmの位置の断面を観察し、5回目まで表面または溶接部にクラックが無いものを「◎」、3回目までは、表面または溶接部にクラックが無いものの、4回目又は5回目でクラックが発生したものを「〇」、3回目以下でクラックが発生したものを「×」として評価した。
なお、成分組成の異なるCu合金板材・純Cu板材を突き合せて溶接した実施例等では、片側だけにクラックが入った時点で曲げ戻し試験は終了し、その時の回数で評価した。
(Bending back test)
In the bending back test, a 90 ° bending test was performed with the apex removed by 0.1 mm from the center of the welded portion, then returned to a flat surface, and the bending test was performed again five times. Observe the cross section at the position of the center of width 10 mm, and mark "◎" if there is no crack on the surface or welded part up to the 5th time, and crack on the surface or welded part up to the 3rd time, but crack at the 4th or 5th time. Those in which the occurrence of cracks occurred were evaluated as "○", and those in which cracks occurred the third time or less were evaluated as "x".
In the examples in which Cu alloy plates and pure Cu plates having different composition compositions were butted and welded, the bending back test was completed when a crack was formed on only one side, and the evaluation was performed based on the number of times at that time.

表1〜7には、成分組成、板厚、レーザ溶接の条件と、溶接部および非溶接部に関する測定データとして溶接部の硬さ、非溶接部の硬さ、溶接幅、測定距離、硬さ傾斜率と、性能評価として曲げ戻し試験の結果を表している。 Tables 1 to 7 show the component composition, plate thickness, laser welding conditions, and the hardness of the welded portion, the hardness of the non-welded portion, the weld width, the measurement distance, and the hardness as measurement data regarding the welded portion and the non-welded portion. The tilt ratio and the result of the bending back test as a performance evaluation are shown.

Figure 2021186868
Figure 2021186868

実施例1〜10は、80〜1390μsecの間で照射することで、断面における非溶接部の硬さHV2が、75以上であり、かつ、硬さ傾斜率が0.2/μm以下である。曲げ戻し試験の結果はすべて「〇」以上になっている。これに対して比較例1〜6は、断面における非溶接部の硬さが、75以上であるが、硬さ傾斜率が0.2/μmを越えている。曲げ戻し試験の結果はすべて「×」になっている。また、比較例7は断面における非溶接部の硬さが75未満である。比較例8、9は断面における非溶接部の硬さが75以上であるが、硬さ傾斜率が0.2/μmを越えている。比較例10は、溶接できずに未接合状態であった。比較例11は、非溶接部の硬さが75以上であるが、硬さ傾斜率が0.2/μmを越えている。曲げ戻し試験の結果はすべて「×」になっている。したがって、比較例1〜11は電気・電子機器部品として適用することは困難であることがわかる。 In Examples 1 to 10, by irradiating between 80 and 1390 μsec, the hardness HV2 of the non-welded portion in the cross section is 75 or more, and the hardness inclination ratio is 0.2 / μm or less. The results of the bending back test are all "○" or higher. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 6, the hardness of the non-welded portion in the cross section is 75 or more, but the hardness inclination ratio exceeds 0.2 / μm. The results of the bending back test are all "x". Further, in Comparative Example 7, the hardness of the non-welded portion in the cross section is less than 75. In Comparative Examples 8 and 9, the hardness of the non-welded portion in the cross section is 75 or more, but the hardness inclination ratio exceeds 0.2 / μm. In Comparative Example 10, welding was not possible and the joint was not joined. In Comparative Example 11, the hardness of the non-welded portion is 75 or more, but the hardness inclination ratio exceeds 0.2 / μm. The results of the bending back test are all "x". Therefore, it can be seen that it is difficult to apply Comparative Examples 1 to 11 as electrical / electronic device parts.

(実施例11〜20、比較例12〜21:Cu合金で2枚の同じ板材の重ね合わせによる接合)
実施例11〜20および比較例12〜21では、Cu合金の板材を、2枚を重ね合わせて溶接したこと以外の条件は実施例1と同様である。
(Examples 11 to 20, Comparative Examples 12 to 21: Joining by superimposing two same plates with Cu alloy)
In Examples 11 to 20 and Comparative Examples 12 to 21, the conditions are the same as those in Example 1 except that the two Cu alloy plates are overlapped and welded.

Figure 2021186868
Figure 2021186868

表2の結果から、実施例11〜20は、断面における非溶接部の硬さHV2がいずれも75以上であり、かつ、硬さ傾斜率が0.2/μm以下である。曲げ戻し試験の結果はすべて「〇」以上になっている。
これに対して比較例12〜21は、断面における非溶接部の硬さHV2がいずれも75以上であるが、硬さ傾斜率がいずれも0.2/μmを越えている。曲げ戻し試験の結果はすべて「×」になっている。
From the results in Table 2, in Examples 11 to 20, the hardness HV2 of the non-welded portion in the cross section is 75 or more, and the hardness inclination ratio is 0.2 / μm or less. The results of the bending back test are all "○" or higher.
On the other hand, in Comparative Examples 12 to 21, the hardness HV2 of the non-welded portion in the cross section is 75 or more, but the hardness inclination ratio is more than 0.2 / μm. The results of the bending back test are all "x".

(実施例21〜23、比較例22〜24:純Cuで2枚の同じ板材の突き合せによる接合)
実施例21〜23、比較例22〜24では、純Cu合金の板材を、2枚を突き合せて溶接したこと以外の条件は実施例1と同様である。
(Examples 21 to 23, Comparative Examples 22 to 24: Joining of two same plates with pure Cu by butt-butting)
In Examples 21 to 23 and Comparative Examples 22 to 24, the conditions are the same as those in Example 1 except that the two plates of pure Cu alloy are butt-welded and welded.

Figure 2021186868
Figure 2021186868

実施例21〜23は、断面における非溶接部の硬さが、75以上であり、かつ、硬さ傾斜率が0.1/μm以下であり、曲げ戻し試験の結果はすべて「◎」になっている。
これに対して比較例22は、断面における非溶接部の硬さが、75以上であるが、硬さ傾斜率が0.2/μmを越えている。曲げ戻し試験の結果は「×」となっている。また、比較例23、24は、溶接できずに未接合状態で、曲げ試験の評価はできなかった。
In Examples 21 to 23, the hardness of the non-welded portion in the cross section is 75 or more, the hardness inclination ratio is 0.1 / μm or less, and the results of the bending back test are all “◎”. ing.
On the other hand, in Comparative Example 22, the hardness of the non-welded portion in the cross section is 75 or more, but the hardness inclination ratio exceeds 0.2 / μm. The result of the bending back test is "x". Further, in Comparative Examples 23 and 24, the bending test could not be evaluated because they could not be welded and were not joined.

(実施例24、25、比較例25、26:純Cuで2枚の同じ板材の重ね合わせによる接合)
実施例24、25、比較例25、26では、純Cuの板材を、2枚を重ね合わせて溶接したこと以外の条件は実施例1と同様である。なお、上述したように、重ね合わせによるCu部材の測定は、溶接部の中心から、レーザ光の進む方向に直角で、端部と反対側の地点を測定したビッカース硬さHV2とする。
(Examples 24 and 25, Comparative Examples 25 and 26: Joining by superimposing two same plates with pure Cu)
In Examples 24 and 25 and Comparative Examples 25 and 26, the conditions are the same as those in Example 1 except that the two pure Cu plates are overlapped and welded. As described above, the measurement of the Cu member by superposition is the Vickers hardness HV2 measured at a point opposite to the end portion at a right angle to the direction in which the laser beam travels from the center of the welded portion.

Figure 2021186868
Figure 2021186868

実施例24、25は、断面における非溶接部の硬さが、75以上であり、かつ、硬さ傾斜率が0.1/μm以下であり、曲げ戻し試験の結果はいずれも「◎」になっている。
これに対して比較例25は、断面における非溶接部の硬さHV2が75以上であるが、硬さ傾斜率が0.2/μmを越えている。比較例26は、断面における非溶接部の硬さHV2が75未満である。曲げ戻し試験の結果はいずれも「×」である。
In Examples 24 and 25, the hardness of the non-welded portion in the cross section is 75 or more, the hardness inclination ratio is 0.1 / μm or less, and the result of the bending back test is “◎”. It has become.
On the other hand, in Comparative Example 25, the hardness HV2 of the non-welded portion in the cross section is 75 or more, but the hardness inclination ratio exceeds 0.2 / μm. In Comparative Example 26, the hardness HV2 of the non-welded portion in the cross section is less than 75. The results of the bending back test are all "x".

(実施例26〜28、比較例27〜29:Cu合金で2枚の異なる組成の板材の突き合せによる接合)
実施例26〜28、比較例27〜29では、Cu合金の板材であって、成分組成の異なる2枚のCu板材を突き合せた状態に配置し、実施例1と同等の条件で溶接した。
(Examples 26 to 28, Comparative Examples 27 to 29: Joining of two plates having different compositions with a Cu alloy by butt-butting)
In Examples 26 to 28 and Comparative Examples 27 to 29, two Cu plate materials having different component compositions, which are Cu alloy plates, were arranged in a butted state and welded under the same conditions as in Example 1.

Figure 2021186868
Figure 2021186868

実施例26〜28は、断面における非溶接部の硬さHV2が75以上であり、かつ、硬さ傾斜率が0.2/μm以下である。曲げ戻し試験の結果はすべて「〇」になっている。
比較例27〜29は、溶接部の中心の両側の非溶接部を測定している。比較例27は、硬さ傾斜率がそれぞれ「0.19」「0.25」であった。曲げ戻し試験では、クラックは両側で独立に発生することから、片側だけでもクラックは発生する。したがって、比較例27は、片側の硬さ傾斜率が0.2/μmを越えていることで、クラックが発生し、曲げ戻し試験の結果は「×」なっている。比較例28、29は、断面における非溶接部の硬さが、75以上であるが、両側の硬さ傾斜率が0.2/μmを越えている。曲げ戻し試験の結果はすべて「×」になっている。
In Examples 26 to 28, the hardness HV2 of the non-welded portion in the cross section is 75 or more, and the hardness inclination ratio is 0.2 / μm or less. The results of the bending back test are all "○".
In Comparative Examples 27 to 29, the non-welded portions on both sides of the center of the welded portion are measured. In Comparative Example 27, the hardness inclination ratios were "0.19" and "0.25", respectively. In the bending back test, cracks occur independently on both sides, so cracks occur on only one side. Therefore, in Comparative Example 27, when the hardness inclination ratio on one side exceeds 0.2 / μm, cracks occur and the result of the bending back test is “x”. In Comparative Examples 28 and 29, the hardness of the non-welded portion in the cross section is 75 or more, but the hardness inclination ratio on both sides exceeds 0.2 / μm. The results of the bending back test are all "x".

(実施例29、30、比較例30、31:純Cuで2枚の異なる組成の同じ板材の突き合せによる接合)
実施例29、30、比較例30、31では、純Cuの板材であって、成分組成の異なる2枚のCu板材を突き合せた状態に配置し、実施例1と同等の条件で溶接した。
(Examples 29 and 30, Comparative Examples 30 and 31: Joining of two sheets of the same plate material having different compositions with pure Cu by butting)
In Examples 29 and 30, and Comparative Examples 30 and 31, two Cu plates having different component compositions, which were pure Cu plates, were arranged in a butted state and welded under the same conditions as in Example 1.

Figure 2021186868
Figure 2021186868

実施例29、30は、断面における非溶接部の硬さHV2が75以上であり、かつ、硬さ傾斜率が0.1/μm以下であり、曲げ戻し試験の結果はいずれも「◎」になっている。
これに対して比較例30、31は、断面における非溶接部の硬さHV2が75以上である。しかし、溶接部の中心から両側のそれぞれのCu板材とも硬さ傾斜率が0.2/μmを越えている。曲げ戻し試験の結果は「×」となっている。
In Examples 29 and 30, the hardness HV2 of the non-welded portion in the cross section is 75 or more, the hardness inclination ratio is 0.1 / μm or less, and the result of the bending back test is “◎”. It has become.
On the other hand, in Comparative Examples 30 and 31, the hardness HV2 of the non-welded portion in the cross section is 75 or more. However, the hardness inclination ratio of each Cu plate material on both sides from the center of the welded portion exceeds 0.2 / μm. The result of the bending back test is "x".

(実施例31、比較例32:Cu合金と純Cuの板材の突き合せによる接合)
実施例31、比較例32では、Cu合金と純Cuの板材の異なる2枚のCu板材を突き合せた状態に配置し、実施例1と同等の条件で溶接した。
(Example 31, Comparative Example 32: Bonding of Cu alloy and pure Cu plate material by butt)
In Example 31 and Comparative Example 32, two Cu plates having different Cu alloy and pure Cu plates were arranged in a butted state and welded under the same conditions as in Example 1.

Figure 2021186868
Figure 2021186868

実施例31は、断面における非溶接部の硬さHV2が75以上であり、かつ、硬さ傾斜率がいずれの板材とも0.2/μm以下である。曲げ戻し試験の結果は「〇」になっている。
これに対して比較例32は、断面における非溶接部の硬さHV2が75以上であるが、特に、Cu合金側の硬さ傾斜率が0.2/μm超えである。曲げ戻し試験の結果は「×」となっている。
In Example 31, the hardness HV2 of the non-welded portion in the cross section is 75 or more, and the hardness inclination ratio is 0.2 / μm or less for all the plate materials. The result of the bending back test is "○".
On the other hand, in Comparative Example 32, the hardness HV2 of the non-welded portion in the cross section is 75 or more, but in particular, the hardness inclination ratio on the Cu alloy side is more than 0.2 / μm. The result of the bending back test is "x".

以上、これらの実施例・比較例により、非溶接部は、ビッカース硬さが75以上であり、かつ、硬さ傾斜率が0.2/μm以下であれば、曲げ戻し試験には実用上問題がないことがわかる。したがって、本発明により、ベーパーチャンバやバスバーなどの溶接部を有する電気・電子機器用部品において、溶接部・非溶接部の硬さを制御することによって、剛性があり、かつ、溶接部での曲げ戻しに強い電気・電子機器用部品を得られることがわかる。 As described above, according to these Examples and Comparative Examples, if the Vickers hardness of the non-welded portion is 75 or more and the hardness inclination ratio is 0.2 / μm or less, there is a practical problem in the bending back test. It turns out that there is no. Therefore, according to the present invention, in an electric / electronic device component having a welded portion such as a vapor chamber or a bus bar, by controlling the hardness of the welded portion / non-welded portion, it is rigid and bent at the welded portion. It can be seen that parts for electrical and electronic equipment that are resistant to return can be obtained.

10 Cu部材
101、102 Cu板材
111、112 Cu板材
11 母材
12 溶接部
121 溶接部の中心
13 熱影響を受けた部分
20 レーザ溶接装置
21 制御部
22 発振器
221 第1発振器
222 第2発振器
23 レーザ光
231 第1レーザ光
232 第2レーザ光
24 加工台
25 グラスファイバー
26 集光レンズ
261 第1集光レンズ
262 第2集光レンズ
27 ミラー
271 第1ミラー
272 第2ミラー
28 集束レンズ
29 レーザヘッド
30 ガス供給ノズル
10 Cu member 101, 102 Cu plate material 111, 112 Cu plate material 11 Base material 12 Welded part 121 Center of welded part 13 Heat-affected part 20 Laser welding device 21 Control unit 22 Controller 22 1 First oscillator 222 Second oscillator 23 Laser Light 231 1st laser light 232 2nd laser light 24 Processing table 25 Glass fiber 26 Condensing lens 261 1st condensing lens 262 2nd condensing lens 27 Mirror 271 1st mirror 272 2nd mirror 28 Focusing lens 29 Laser head 30 Gas supply nozzle

Claims (5)

90質量%以上のCuを含有する複数の板材で構成され、
前記複数の板材同士を、互いに突き合わせた状態又は重ね合わせた状態で線状または点状に接合して一体化する溶接部を有し、
前記溶接部を横断する方向に、一体化した前記複数の板材を切断したときの断面で見て、前記溶接部と、前記溶接部に隣接して位置する非溶接部とにおいて、
前記溶接部が、板材表面の溶接痕の幅を溶接幅として、その溶接幅の中央と、
前記非溶接部が、前記溶接部の中心から溶接幅の幅方向に沿って溶接幅の1.5倍の距離とで、
それぞれのビッカース硬さHV1及びHV2を測定したときの、前記非溶接部でのビッカース硬さHV2が75以上であり、かつ、前記非溶接部でのビッカース硬さHV2と、前記溶接部でのビッカース硬さHV1との差を、ビッカース硬さHV1およびHV2を測定した位置間の直線距離X(μm)で除したときの数値((HV2−HV1)/X)が、0.2/μm以下である、
ことを特徴とする電気・電子機器用部品。
It is composed of a plurality of plate materials containing 90% by mass or more of Cu.
It has a welded portion that joins and integrates the plurality of plate materials in a linear or dot shape in a state of being abutted against each other or in a state of being overlapped with each other.
In the cross section when the plurality of integrated plate materials are cut in a direction crossing the welded portion, in the welded portion and the non-welded portion located adjacent to the welded portion,
The welded portion has the width of the weld mark on the surface of the plate as the weld width, and the center of the weld width and the center of the weld width.
The non-welded portion is at a distance of 1.5 times the weld width from the center of the weld portion along the width direction of the weld width.
When the Vickers hardness HV1 and HV2 are measured, the Vickers hardness HV2 in the non-welded portion is 75 or more, and the Vickers hardness HV2 in the non-welded portion and the Vickers in the welded portion. The numerical value ((HV2-HV1) / X) when the difference from the hardness HV1 is divided by the linear distance X (μm) between the positions where the Vickers hardness HV1 and HV2 are measured is 0.2 / μm or less. be,
Parts for electrical and electronic equipment that are characterized by this.
前記板材が、Ag、Fe、Ni、Co、Si、Cr、Sn、Zn、MgおよびPからなる群より選択される1種以上の元素を含み、かつ、
前記非溶接部でのビッカース硬さHV2が75〜240の範囲である、請求項1に記載の電気・電子機器用部品。
The plate material contains one or more elements selected from the group consisting of Ag, Fe, Ni, Co, Si, Cr, Sn, Zn, Mg and P, and
The component for electrical / electronic equipment according to claim 1, wherein the Vickers hardness HV2 in the non-welded portion is in the range of 75 to 240.
前記板材が、99.96質量%以上のCuおよび不可避不純物であり、かつ、
前記非溶接部でのビッカース硬さHV2が75〜120の範囲である、請求項1に記載の電気・電子機器用部品。
The plate material is 99.96% by mass or more of Cu and unavoidable impurities, and
The component for electrical / electronic equipment according to claim 1, wherein the Vickers hardness HV2 in the non-welded portion is in the range of 75 to 120.
前記電気・電子機器用部品がベーパーチャンバである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電気・電子機器用部品。 The component for electrical / electronic equipment according to any one of claims 1 to 3, wherein the component for electrical / electronic equipment is a vapor chamber. 前記電気・電子機器用部品がバスバーである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電気・電子機器用部品。 The component for electrical / electronic equipment according to any one of claims 1 to 3, wherein the component for electrical / electronic equipment is a bus bar.
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