JP3739214B2 - 電子部品用銅合金板 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品、特に端子・コネクタ、スイッチ、リレー、リードフレーム等の電子部品に用いられる銅合金板に関するものである。本発明の銅合金板は優れた機械的性質及び導電率を有しているため、前述の用途に好適であり、さらに良好な耐応力緩和特性と曲げ加工性をも有するため、特に小型化が要求され、高温の環境に設置される端子・コネクタ、スイッチ、リレー、リードフレーム等の電子部品に用いるとその性能をより発揮することが可能である。
【０００２】
【従来の技術】
従来、端子・コネクタ等の電子部品用には、黄銅（Ｃ２６０００）、りん青銅（Ｃ５１１１、Ｃ５１９１、Ｃ５２１２、Ｃ５２１０）、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｆｅ−Ｐ系（Ｃ５０７１５）などの銅合金が用いられており、また最近ではＣｕ−Ｎｉ−Ｓｎ−Ｐ系、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ−Ｚｎ−Ｓｎ（−Ｃａ−Ｐｂ）系、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ−Ｍｇ（−Ｚｎ）系の銅合金が用いられている。本発明の銅合金板と同じ合金系に属するＮｉ及びＳｉを含有する銅合金に関する特許文献としては、例えば特開平９−２０９０６１号公報、特開平８−３１９５２７号公報、特開平８−２２５８６９号公報、特開平７−１２６７７９号公報、特開平７−９０５２０号公報、特開平７−１８３５６号公報、特開平６−１８４６８１号公報、特開平６−１４５８４７号公報、特開平６−４１６６０号公報、特開平５−５９４６８号公報、特開平２−６６１３０号公報、特開昭６１−２５０１３４号公報、特公昭６２−３１０６０号公報等が挙げられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年のエレクトロニクスの発展に伴い、例えば端子・コネクタ等の電子部品は小型化の趨勢に有り、より一層の信頼性の向上が求められている。自動車分野で用いられる端子を例にあげ説明すると、居住空間の確保、居住性の向上、電送ワイヤの短縮化（エンジン制御のための電子機器のエンジン近傍への配置）などを目的としてエンジンルームに搭載される電子・電気機器が増加している。また、電子制御を行おうとする機器の増加、伝達信号量の増加によってワイヤーハーネスの極数が増加しているにもかかわらず、狭いスペースにジャンクションブロック、端子ボックスなどを配置することが必要になり、端子そのものは一層の小型化、軽量化が進められている。
【０００４】
このような小型・軽量化した端子においては、板厚の減少に伴う剛性の低下を補うためと寸法精度の確保のために、密着曲げや図１に示す線打ち（曲げ部にノッチを形成した後曲げ加工がなされる）、いわゆる「たたき」等の加工方法が採用されるようになってきた。このような加工を行った場合、従来の銅合金素材では曲げ部において微小な割れが発生することが多く、成形後端子として使用した場合の信頼性を大きく低下させてしまうことが問題となってきた。
【０００５】
また、コネクタの接続作業においては、（端子の初期接圧力）×（挿入時の摩擦係数）×（極数）で示される挿入力が必要である。ここで、端子の初期接圧力が同じであれば、コネクタの極数が増加すると挿入力が増大してしまい、組立作業を行う作業者の疲労を増大させる要因となる。そのため、極数が増加しても挿入力の増大を抑えるためには、端子の初期接圧力を極数の増加にほぼ反比例させる形で低減することが必要になってきた。ところが、応力緩和率が同じ銅合金素材を用いて端子を成形すると、極数が多く小型化した端子においては初期接圧力を低く設定しているために、経時の応力緩和によって端子としての信頼性を保持するために必要な接圧力の基準値を維持できなくなってしまう。従って、図２に示すように、極数の多い端子において経時後に必要な接圧力Ｂを維持するためには、極数の少ない端子に用いる場合に比べ、初期接圧力が小さく（Ａ’＜Ａ）、応力緩和量が小さい（Ｃ’＜Ｃ）、つまり応力緩和率が小さい（１−Ｂ／Ａ’＜１−Ｂ／Ａ）銅合金素材が要求される。そして、小型化したばね部でも必要な接圧力が得られるように高い強度（耐力）も必要とされている。
【０００６】
以上のように、端子の小型化にともなって、従来の銅合金より一層高い曲げ加工性、耐応力緩和特性、強度（耐力）を持つ銅合金素材が必要となってきた。特に、耐応力緩和特性に関しては、エンジンの高性能化に伴いエンジンルーム内の温度が高温になっているため、１５０℃を超えるような高温においても耐応力緩和特性に優れる銅合金の要求が強くなっている。
【０００７】
このような要求に対して、一部では、導電性と加工性に優れる軟質な銅・銅合金と耐力と加工性、さらに耐応力緩和特性に優れるステンレス系材料とを組み合わせて端子・コネクタに加工している例もあるが、加工工程が複雑でコストが高いという問題があった。一方、従来から用いられている銅合金の場合は、黄銅とりん青銅では導電率と耐応力緩和性が、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｆｅ−Ｐ系の銅合金では耐応力緩和性が、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ−Ｐ系合金では耐力が充分ではなかった。Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系においても同様であり、例えば、Ｃｕ−２Ｎｉ−０．５Ｓｉ−１Ｚｎ−０．５Ｓｎ（−Ｃａ−Ｐｂ）では加工性と耐応力緩和性が、Ｃｕ−３Ｎｉ−０．６５Ｓｉ−０．１５Ｍｇでは加工性が、それぞれ劣り、十分ではないという問題があった。
【０００８】
すなわち、本発明は従来の材料の上記問題点に鑑みてなされたもので、耐力と導電率、耐応力緩和特性、さらに密着曲げに耐える優れた加工性とを併せ持つ、端子・コネクタ、リードフレーム等の電子部品用材料を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題を解決するためにＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金について鋭意研究した結果、Ｃｕ中のＮｉ、Ｓｉ、Ｍｇ、さらにＺｎ、Ｓｎを適切にコントロールし、同時に製品板の平均結晶粒径を適切にコントロールし、かつ特定の結晶方位の集積割合を制御することによって、上記の目的を達成できることを見いだし、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、Ｎｉ：０．４〜２．５ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．０５〜０．６ｍａｓｓ％、Ｍｇ：０．００１〜０．０５ｍａｓｓ％を含み、残部Ｃｕと不可避不純物からなり、平均結晶粒径が３〜２０μｍであり、さらに板表面における｛ 200 ｝面からのＸ線回折強度をＩ｛ 200 ｝、｛ 311 ｝面からのＸ線回折強度をＩ｛ 311 ｝、｛ 220 ｝面からのＸ線回折強度をＩ｛ 220 ｝としたとき、下記式を満たすことを特徴とする耐応力緩和特性と曲げ加工性に優れた電子部品用銅合金板である。
［Ｉ｛ 200 ｝＋Ｉ｛ 311 ｝］／Ｉ｛ 220 ｝≧ 0.5
上記の銅合金は、Ｚｎ：０．０１〜５ｍａｓｓ％又は／及びＳｎ：０．０１〜０．３ｍａｓｓ％を含有することができる。Ｓｎを含有する場合、Ｍｇのｍａｓｓ％を［Ｍｇ］、Ｓｎのｍａｓｓ％を［Ｓｎ］としたとき、下記式を満たすことが望ましい。
0.03≦6［Ｍｇ］＋［Ｓｎ］≦0.3
【００１０】
上記の銅合金は、Ｍｎ：０．０１〜０．１ｍａｓｓ％及び／又はＣｒ：０．００１〜０．１ｍａｓｓ％を含有することができる。同時に又は別個に、Ｂｅ、Ａｌ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｐｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｂの１種又は２種以上を総量で１ｍａｓｓ％以下含むことができる。
上記の銅合金板は、いずれも、ＮｉとＳｉの金属間化合物粒子の粒径が０．３μｍ以下であること、また、耐力が５３０Ｎ／ｍｍ ^２ 以上であることが望ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る銅合金板の成分等の限定理由について説明する。
（Ｎｉ及びＳｉ）
これらの成分は、共存した状態でＮｉとＳｉの金属間化合物を形成することにより、導電率を大幅に低下させることなく耐応力緩和特性及び耐力を向上させる効果がある。Ｎｉ＜０．４ｍａｓｓ％、Ｓｉ＜０．０５ｍａｓｓ％ではその効果がなく、Ｎｉ＞２．５ｍａｓｓ％、Ｓｉ＞０．６ｍａｓｓ％では曲げ加工性が著しく低下する。従って、Ｎｉ：０．４〜２．５ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．０５〜０．６ｍａｓｓ％とする。耐力、曲げ加工性を考慮すると、より好ましくは、Ｎｉ：１．５〜２．０ｍａｓｓ％未満、Ｓｉ：０．３〜０．５ｍａｓｓ％である。
なお、ＮｉとＳｉの金属間化合物のうち耐応力緩和特性及び耐力向上に寄与するのは、０．３μｍ以下の粒子である。０．３μｍを越える粒径の粒子が生成するとこれらの特性に寄与する小さい粒子が少なくなる。さらに、０．３μｍを越える粒径の粒子は曲げ加工時に割れの起点となりやすく、曲げ加工性をも劣化させる。従って、ＮｉとＳｉの金属間化合物の粒径は０．３μｍ以下とするのが望ましい。また、金属間化合物の粒径が０．３μｍ以下であっても、大きくなってくると曲げ加工時の材料すべり変形の抵抗となり、すべり変形が不均一となりやすく肌荒れを引き起こすので、好ましくは０．２μｍ以下である。
【００１２】
（Ｍｇ）
Ｍｇは、Ｃｕマトリックス中に固溶し、導電率を大幅に低下させることなく、Ｎｉ−Ｓｉの金属間化合物との共存によって、ごく少量で耐力と耐応力緩和特性とを著しく向上させる。しかしながら、添加量が多くなるにつれ、曲げ加工時の加工硬化が大きくなり、曲げ部で割れが発生してしまうため、耐応力緩和特性と曲げ加工性の両方を満足できるようにその含有量を決定する必要がある。Ｍｇ＜０．００１ｍａｓｓ％では耐応力緩和特性の向上の効果がなく、Ｍｇ＞０．０５ｍａｓｓ％では曲げ加工性が著しく低下し、密着曲げが不可能になる。従って、Ｍｇ：０．００１〜０．０５ｍａｓｓ％とする。より好ましくはＭｇ：０．００５〜０．０２ｍａｓｓ％である。
図３は、Ｃｕ−１．８％Ｎｉ−０．４％Ｓｉ組成に対してＭｇを含有させたときのＭｇ含有量と耐応力緩和特性（１６０℃で１０００時間保持後の残存応力）及び曲げ加工性の関係を示すものである。なお、試料の作製方法、応力緩和特性の測定方法、曲げ試験方法については実施例に示す方法と同じである。曲げ試験後の曲げ部を観察して、割れの発生のない試料については●を、割れの発生したものについては×をグラフにプロットした。図３に示すように、Ｍｇはごく微量の添加で残存応力は急激に向上し、０．００５ｍａｓｓ％の含有でも７０％を越える。Ｍｇの含有量が０．０２ｍａｓｓ％を越えると残存応力の増加する割合は緩やかになり、０．０５ｍａｓｓ％を越えると割れが発生している。
【００１３】
（平均結晶粒径）
曲げ加工性と結晶粒径を関連付けた文献は多いが、結晶粒径の測定方法が不明確であったり、それが再結晶後測定されたものか、最終製品状態（圧延及び熱処理が終了し、端子やリードフレームの加工に供し得る状態となった板、条）で測定されたものかも不明確なものが多い。本発明では、最終製品としての銅合金板の板面に垂直な軸に沿って測定した結晶粒径の値を制御することにより、曲げ加工性を制御できるとの知見をもとに、適切な結晶粒径を求めたものである。結晶粒径が３μｍ未満では曲げ加工性が劣り、２０μｍを越えると肌荒れが大きくなり割れが発生しやすくなるため、平均結晶粒径は３〜２０μｍとする。より好ましくは５〜１５μｍである。なお、再結晶後の結晶粒径が大きくても、その後の加工によって最終製品における結晶粒径を３〜２０μｍにすると、割れの発生が抑えられる。逆に、再結晶後の結晶粒径が適正（３〜２０μｍ）でも、その後の加工率が大きく、最終製品における結晶粒径が３μｍより小さくなると割れが発生する。
なお、本発明の銅合金板は耐熱性に優れるため、端子、コネクタへの組立て時、あるいは半導体の実装工程において加えられる最大３５０℃程度の加熱では組織変化が発生せず、平均結晶粒径、析出物の粒径、結晶方位、耐力などにおいては、加工前の状態を維持していると考えてよい。
【００１４】
図４は、Ｃｕ−１．８％Ｎｉ−０．４％Ｓｉ−０．０１％Ｍｇ組成の合金の結晶粒径を変化させたときの平均結晶粒径、耐力及び曲げ加工性の関係を示すものである。試料の作製方法は実施例に示す方法と同じとし（ただし、冷間圧延後の熱処理は６７５〜８７５℃×２０秒〜１０分間の範囲内で条件を変え、３０％の冷間圧延後の析出焼鈍は４５０〜５００℃×２時間の範囲内で条件を変えて行った）、結晶粒径と耐力の測定方法及び曲げ試験方法（Ｂ．Ｗ．方向のみ）についても実施例に示す方法と同じとした。曲げ試験後の曲げ部を観察して、割れの発生のない試料については●を、割れの発生したものについては×をグラフにプロットした。図４に示すように、耐力５３０Ｎ／ｍｍ^２以上を満足し、かつ曲げ加工性の良好な範囲は、結晶粒径が３〜２０μｍである。結晶粒径が３μｍ未満の試料においては、冷延後の溶体化処理温度が低いあるいは溶体化処理の時間が短いためそれぞれの結晶粒の延性の回復が十分でなく、曲げ加工性が悪いものと考えられる。また、結晶粒径が２０μｍを越える試料においては、結晶粒径が大きいため曲げ加工時に粒界に応力集中が発生しやすく、その結果肌荒れが大きくなり、粒界割れに至ったものと考えられる。
【００１５】
（Ｓｎ）
Ｓｎは、一般にＣｕマトリックス中に固溶することによって強度を向上させるが、本発明においては、少ない含有量で、強度向上効果よりも前記のＮｉ−Ｓｉの金属間化合物及びＭｇとの共存によって、耐応力緩和性を著しく向上させる効果をねらったものである。本発明のＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系にＳｎを添加すると、耐応力緩和特性が向上するが、Ｓｎ＜０．０１ｍａｓｓ％ではその効果が十分ではない。また、Ｓｎの含有量がある一定値に達するまでは耐応力緩和特性が向上するが、それ以上Ｓｎを含有させても耐応力緩和特性は向上せず、しかも曲げ加工性を低下させるようになる。そして、Ｓｎ＞０．３ｍａｓｓ％では曲げ加工性が著しく低下し、密着曲げが不可能になる。従って、Ｓｎ：０．０１〜０．３ｍａｓｓ％とする。より好ましくは、Ｓｎ：０．０５〜０．２ｍａｓｓ％である。
なお、Ｍｇ含有量との関係において、０．０３≦６［Ｍｇ］＋［Ｓｎ］≦０．３であるのが望ましい。すなわち、６［Ｍｇ］＋［Ｓｎ］が０．０３ｍａｓｓ％未満のとき耐応力緩和特性が十分でなく、０．３ｍａｓｓ％を越えると曲げ加工性が劣化する。
【００１６】
図５は、Ｃｕ−１．８％Ｎｉ−０．４％Ｓｉ−０．０１％Ｍｇ組成の合金にＳｎを含有させたときのＳｎ含有量と耐応力緩和特性及び曲げ加工性の関係を示すものである。なお、試料の作製方法、応力緩和特性の測定方法、曲げ試験方法については実施例に示す方法と同じとした。曲げ試験後の曲げ部を観察して、曲げ試験後の曲げ部を観察して、割れの発生のない試料については●を、割れの発生したものについては×をグラフにプロットした。Ｍｇに比べると耐応力緩和特性を向上させる効果は小さいが、図５に示すように、Ｓｎの添加によって残存応力は急激に向上し、０．１ｍａｓｓ％の含有で８０％を越える値となる。残存応力の向上は、０．１ｍａｓｓ％の含有でほぼ飽和し、０．３ｍａｓｓ％を越えると割れが発生している。
【００１７】
（Ｚｎ）
Ｚｎは、はんだ耐熱剥離性及び耐マイグレーション性を向上させる作用があるが、Ｚｎ＜０．０１ｍａｓｓ％ではその効果が十分ではなく、Ｚｎ＞５ｍａｓｓ％でははんだ付け性が低下するようになる。従って、Ｚｎ：０．０１〜５ｍａｓｓ％とする。より好ましくは、Ｚｎ：０．３〜１．５ｍａｓｓ％である。
（Ｍｎ、Ｃｒ）
Ｍｎ及びＣｒは、Ｎｉ−Ｓｉ化合物との共存により耐応力緩和特性を一層向上させる役割を有する。Ｍｎは０．０１ｍａｓｓ％以下、Ｃｒは０．００１ｍａｓｓ％以下ではこの効果が小さく、いずれも０．１ｍａｓｓ％を越えると、その効果が飽和するとともに曲げ加工性が低下する。
（Ｂｅ等）
Ｂｅ、Ａｌ、Ｃａ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｐｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｂ等は、いずれもＮｉ−Ｓｉ化合物との共存により耐力を一層向上させる役割を有する。総量で１ｍａｓｓ％を越えると導電率が低下するばかりでなく、曲げ加工性が低下する。従って、これらの元素は総量で１ｍａｓｓ％以下とする。
【００１８】
（結晶方位）
本発明に係る銅合金は、再結晶しその粒径が大きくなるに従って板表面への｛200｝、｛311｝面の集積割合が増し、圧延すると｛220｝面の集積割合が増してくる。本発明では、これらの面が曲げ加工性と強い相関をもち、板表面へのこれらの面の集積割合を制御することにより曲げ加工性を制御できるとの知見をもとに、前記式に示すとおり、適切な集積割合を求めたものである。
本発明に係る銅合金板は、下記の製造工程により製造されるが、この製造工程において、例えば加熱処理（加熱温度、時間）とその後の冷間圧延工程（加工率）を調整することでこの集積割合を制御することができる。そして、この集積割合は析出焼鈍あるいは歪取り焼鈍によっては大きく変化しない。
（耐力）
耐力が５３０Ｎ／ｍｍ^２未満では小型化した端子のばね部で高い接圧力を得ることができない。
【００１９】
続いて、本発明に係る銅合金の製造方法について説明する。
上記の銅合金は、溶解、鋳造した後、必要に応じて均質化熱処理、熱間圧延を行い、続いて冷間圧延及び加熱処理及び急冷を行い（必要に応じて繰り返す）、さらに必要に応じて冷間圧延を施し、続いて析出焼鈍し、必要に応じて冷間圧延や歪取り焼鈍を行うという工程で製造される。
本発明では、特に上記の冷間圧延工程の途中の加熱処理として、少なくとも１回以上、７００〜８５０℃の温度で５分未満の熱処理（溶体化処理）を施す。これが７００℃未満では再結晶粒径が小さく曲げ加工性の確保が難しく、Ｎｉ−Ｓｉの固溶も十分でない。８５０℃を越えると、再結晶粒径が大きくなり曲げ加工で肌荒れが大きくなる。その後の冷間圧延加工率が高ければ本発明で定義される結晶粒径は小さくなるが、｛２２０｝面の集積割合が増し、曲げ加工性を確保することが難しくなる。また、５分以上の熱処理は経済的でないばかりか、再結晶粒径も大きくなり曲げ加工で肌荒れが大きくなる。この場合も、その後の冷間圧延加工率が高ければ本発明で定義される結晶粒径は小さくなるが、｛２２０｝面の集積割合が増し、曲げ加工性を確保することが難しくなる。
【００２０】
なお、ＮｉとＳｉの金属間化合物の粒径は、冷間圧延途中の加熱処理温度が低いほど、また析出焼鈍温度が高いほど大きくなる。また、結晶方位指数は、加熱処理温度が低いほど、またその後の冷間圧延加工率の合計が大きいほど小さくなる。
【００２１】
【実施例】
次に、本発明の実施例について、比較例とともに以下に説明する。
表１及び表２に示す成分組成の銅合金を、クリプトル炉にて木炭被覆下で大気溶解し、ブックモールドに鋳造し、５０ｍｍ×８０ｍｍ×２００ｍｍの鋳塊を作製した。この鋳塊を９３０℃に加熱して厚さ１５ｍｍまで熱間圧延後、直ちに水中急冷した。この熱延材の表面の酸化スケールを除去するため、表面をグラインダで切削した。これを冷間圧延した後、７５０℃で２０秒の熱処理、３０％の冷間圧延、４８０℃で２時間の析出焼鈍を施し、板厚０．２５ｍｍに調整した材料（Ｎｏ．１〜４３）を得て、試験に供した。また、種々の結晶粒径、化合物粒径、方位指数の銅合金を得るため、Ｎｏ．１９の銅合金について、冷間圧延後、６７５〜８７５℃×２０秒〜１０分間の範囲内で条件を変えて熱処理し、３０％の冷間圧延後、４５０〜５００℃×２時間の範囲内で条件を変えて析出焼鈍を施し、さらに一部について冷間圧延と歪み取り焼鈍を施し、板厚０．２５ｍｍに調整した材料（Ｎｏ．１９−１〜１９−８）を得て、試験に供した。
【００２２】
【表１】

【００２３】
【表２】

【００２４】
この供試材について、引張強さ、耐力、導電性、密着曲げ加工性、結晶粒径、析出粒子の大きさ、結晶方位及びはんだ耐熱剥離性を下記要領にて調査した。その結果を表３〜６に示す。
引張強さ、耐力；ＪＩＳＺ２２４１に記載の方法に準じた。なお、耐力はオフセット法で永久伸び０．２％を採用した。各試料に対してｎ（試験数）＝２で実施し、それらの平均値を用いた。試験片は、ＪＩＳＺ２２０１の５号試験片を用い、試験片の引張り方向は圧延方向に平行とした。
導電率；ＪＩＳＨ０５０５に記載の方法に準じた。電気抵抗の測定はダブルブリッジを用いた。
密着曲げ；ＪＩＳＺ２２４８に記載の方法に準じた。試験片幅を１０ｍｍとし、１トンの荷重をかけて密着させた。試験片採取方向は、Ｇ．Ｗ．（曲げ軸が圧延方向に直角）及びＢ．Ｗ．（曲げ軸が圧延方向に平行）とした。試験後、曲げ線を倍率４０倍の実体顕微鏡で観察し、良好なもの（割れ、大きい肌荒れのないもの）、大きい肌荒れの発生しているもの、及び割れの発生しているものを選別した。各試料に対してｎ＝５で密着曲げ加工を行い、それらのうち１個でも大きい肌荒れ又は割れがあれば、肌荒れあり又は割れありと判定した。なお、実体顕微鏡による曲げ線の観察によって、しわ・肌荒れと割れの区別が付けにくい試験片については曲げ線に直角な断面で試験片を切断し、切断面を研磨後曲げ部を光学顕微鏡で観察し、（倍率５０〜１００倍）、割れの有無を判定した。
【００２５】
平均結晶粒径；ＪＩＳＨ０５０１の切断法で板面に垂直な軸に沿って測定した。また通常行われているように再結晶後ではなく、製造工程終了後（０．２５ｍｍ厚さ）の供試材での測定値とした。板幅方向の中央部の５箇所から試料を採取し、各試料について５箇所測定し、２５個の測定値の平均値をその試料の平均結晶粒径とした。本発明の銅合金においては観察部位による結晶粒径の値のばらつきは少なく、ほぼ同一の測定値が得られた。
Ｎｉ−Ｓｉの金属間化合物粒子径；透過電子顕微鏡の６万倍にて２視野撮影し、化合物粒子の最も大きいものから５番目の大きさのものまでの平均粒子径を求め、これを化合物粒子径とした。
結晶方位；製造工程終了後（０．２５ｍｍ厚さ）の供試材表面にＸ線を入射させ、各回折面からの強度を測定した。その中から曲げ加工性と相関が強い｛２００｝、｛３１１｝及び｛２２０｝の回折強度の割合を比較し、［Ｉ｛200｝＋Ｉ｛311｝］／Ｉ｛220｝を求めた。なお、Ｘ線照射条件は、Ｘ線の種類：Ｃｕ Ｋ−α１、管電圧：４０ｋＶ、管電流：２００ｍＡであり、試料を平面内で自転させながら測定した。
【００２６】
耐応力緩和特性；ＥＭＡＳ−３００３に記載の片持ち梁ブロック式にて調査した。初期応力を耐力の８０％とし、１６０℃で１０００時間保持後の残存応力を測定した。各試料に対してｎ＝５で試験を行い、それらの平均値をその試料の残存応力とした。
はんだ耐熱剥離性；弱活性フラックスを塗布後、２４５℃の６Ｓｎ／４Ｐｂのはんだ浴中に５秒間浸漬させはんだ付けを行った材料を、１５０℃の恒温炉中に１０００時間まで保持した後に調査した。調査方法は半径１ｍｍの軸に沿って１８０゜曲げした後、平板に戻して曲げ部のはんだ剥離の有無を観察した。サンプリングは２５０、５００、７５０及び１０００時間後に行い、剥離の発生しない最大時間で表示した。
【００２７】
【表３】

【００２８】
【表４】

【００２９】
【表５】

【００３０】
【表６】

【００３１】
これらの結果より、本発明合金のＮｏ．１〜２８及び１９−１〜１９−４はいずれの特性も良好である。ただし、Ｎｏ．４はＮｉ／Ｓｉ量が高め、Ｎｏ．１７は6［Ｍｇ］＋［Ｓｎ］の数値が高く、Ｎｏ．１９−１は結晶粒径が小さ目、Ｎｏ．１９−２は結晶粒径が大きめ、Ｎｏ．１９−３は化合物粒子が大きめ、Ｎｏ．１９−４は結晶方位の指数が低めであるため、いずれも密着曲げで割れは生じないが、肌荒れが大きくなっている。また、Ｎｏ．１３は、6［Ｍｇ］＋［Ｓｎ］の数値が低めであるため、ＭｇとＳｎの共添合金の比較では耐応力緩和特性がやや低く、Ｎｏ．１９−３も化合物粒子が大きめのため、耐応力緩和特性が比較的低い。
【００３２】
一方、比較合金Ｎｏ．２９とＮｏ．３１はＮｉ又はＳｉが低いため耐力と耐応力緩和特性が低く、Ｎｏ．３０と３２はＮｉ又はＳｉが高いため、密着曲げで割れが生じた。Ｎｏ．３３はＭｇが含有されていないため耐応力緩和特性が低い。Ｎｏ．３４〜４３は成分のいずれかが高いため、密着曲げで割れが生じるか又は導電率が低い。
Ｎｏ．１９−５は結晶粒径が小さく密着曲げで割れが生じた。Ｎｏ．１９−６は結晶粒径が大きく、密着曲げで割れが生じた。Ｎｏ．１９−７は化合物粒子が大きいため、密着曲げで割れが生じ耐応力緩和特性も低く耐力も低い。Ｎｏ．１９−８は結晶方位の指数が低いため、密着曲げで割れが生じた。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、耐力と導電率、耐応力緩和特性、さらに密着曲げに耐える優れた加工性とを併せ持つ、端子・コネクタ、スイッチ、リレー、リードフレーム等の電子部品用材料を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 線打ち加工を説明する図である。
【図２】 極数の多い端子において応力緩和特性に優れた銅合金素材が必要とされることを説明する図である。
【図３】 Ｍｇ含有量と耐応力緩和特性（残存応力）及び曲げ加工性の関係を示す図である。
【図４】 平均結晶粒径、耐力及び曲げ加工性の関係を示す図である。
【図５】 Ｓｎ含有量と耐応力緩和特性（残存応力）及び曲げ加工性の関係を示す図である。

Claims (8)

1. Ｎｉ：０．４〜２．５ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．０５〜０．６ｍａｓｓ％、Ｍｇ：０．００１〜０．０５ｍａｓｓ％を含み、残部Ｃｕと不可避不純物からなり、平均結晶粒径が３〜２０μｍであり、さらに板表面における｛ 200 ｝面からのＸ線回折強度をＩ｛ 200 ｝、｛ 311 ｝面からのＸ線回折強度をＩ｛ 311 ｝、｛ 220 ｝面からのＸ線回折強度をＩ｛ 220 ｝としたとき、下記式を満たすことを特徴とする電子部品用銅合金板。
   ［Ｉ｛ 200 ｝＋Ｉ｛ 311 ｝］／Ｉ｛ 220 ｝≧ 0.5
2. Ｎｉ：０．４〜２．５ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．０５〜０．６ｍａｓｓ％、Ｍｇ：０．００１〜０．０５ｍａｓｓ％、Ｚｎ：０．０１〜５ｍａｓｓ％を含み、残部Ｃｕと不可避不純物からなり、平均結晶粒径が３〜２０μｍであり、さらに板表面における｛ 200 ｝面からのＸ線回折強度をＩ｛ 200 ｝、｛ 311 ｝面からのＸ線回折強度をＩ｛ 311 ｝、｛ 220 ｝面からのＸ線回折強度をＩ｛ 220 ｝としたとき、下記式を満たすことを特徴とする電子部品用銅合金板。
   ［Ｉ｛ 200 ｝＋Ｉ｛ 311 ｝］／Ｉ｛ 220 ｝≧ 0.5
3. Ｎｉ：０．４〜２．５ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．０５〜０．６ｍａｓｓ％、Ｍｇ：０．００１〜０．０５ｍａｓｓ％、Ｓｎ：０．０１〜０．３ｍａｓｓ％を含み、残部Ｃｕと不可避不純物からなり、平均結晶粒径が３〜２０μｍであり、さらに板表面における｛ 200 ｝面からのＸ線回折強度をＩ｛ 200 ｝、｛ 311 ｝面からのＸ線回折強度をＩ｛ 311 ｝、｛ 220 ｝面からのＸ線回折強度をＩ｛ 220 ｝としたとき、下記式を満たすことを特徴とする電子部品用銅合金板。
   ［Ｉ｛ 200 ｝＋Ｉ｛ 311 ｝］／Ｉ｛ 220 ｝≧ 0.5
4. Ｎｉ：０．４〜２．５ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．０５〜０．６ｍａｓｓ％、Ｍｇ：０．００１〜０．０５ｍａｓｓ％、Ｓｎ：０．０１〜０．３ｍａｓｓ％、Ｚｎ：０．０１〜５ｍａｓｓ％を含み、残部Ｃｕと不可避不純物からなり、平均結晶粒径が３〜２０μｍであり、さらに板表面における｛ 200 ｝面からのＸ線回折強度をＩ｛ 200 ｝、｛ 311 ｝面からのＸ線回折強度をＩ｛ 311 ｝、｛ 220 ｝面からのＸ線回折強度をＩ｛ 220 ｝としたとき、下記式を満たすことを特徴とする電子部品用銅合金板。
   ［Ｉ｛ 200 ｝＋Ｉ｛ 311 ｝］／Ｉ｛ 220 ｝≧ 0.5
5. Ｍｎ：０．０１〜０．１ｍａｓｓ％及び／又はＣｒ：０．００１〜０．１ｍａｓｓ％を含む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子部品用銅合金板。
6. Ｂｅ、Ａｌ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｐｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｂの１種又は２種以上を総量で１ｍａｓｓ％以下含む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子部品用銅合金板。
7. ＮｉとＳｉの金属間化合物粒子の粒径が０．３μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載された電子部品用銅合金板。
8. Ｍｇのｍａｓｓ％を［Ｍｇ］、Ｓｎのｍａｓｓ％を［Ｓｎ］としたとき、下記式を満たすことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載された電子部品用銅合金板。
   0.03≦6［Ｍｇ］＋［Ｓｎ］≦0.3

Images