JP4943095B2 - 銅合金及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、銅合金及びその製造方法に関し、特に電子部品用の銅合金及びその製造方法に関する。
IC(集積回路)を搭載するリードフレームや電子機器に使用されるコネクタ端子等では、適用機器の小型化や多機能化、実装面密度の高密度化に伴い、リードフレームの薄板化、端子の多ピン化及び狭ピッチ化が進んでいる。このため、かかる電子部品の実装時における接続の信頼性が強く求められようになってきている。
すなわち、このような電子部品用の金属材料においては、電子部品の小型化が進むにつれて薄板化されるために強度をより一層向上させる必要があると共に、多ピン化及び狭ピッチ化が進むにつれて断面積が小さくなるために導電性をより一層向上させる必要がある。
高強度と高導電性とを兼ね備えた電子部品用金属材料としては、従来、銅(Cu)にベリリウム(Be)を添加した合金材料が知られている。かかる合金材料の中には、800N/mm以上の高い引張強度、及び50%IACS(International Annealed Copper Standard)以上の高い導電率の両方を有するものもある。
しかしながら、最近の環境問題への配慮から、Beを含有する合金材料の使用が避けられるようになってきた。そこで、これらの合金材料に代わる銅合金が注目されている。
銅合金の中でもCu−Co−Si系合金は、微細なCoSi金属間化合物がCu内に分散析出し、転移の障壁となることによって、強度及び導電性を向上させる析出硬化型の合金であることが判っている。これまでに、Co及びSiの添加量を調節したり、微量の添加材をさらに添加することによって、強度及び導電性をより一層向上させ得ることが報告されている。
かかる従来のCu−Co−Si系合金としては、0.4重量%以上1.6重量%以下のCo及び0.1重量%以上0.5重量%以下のSiを含有し、残部がCu及び不可避的不純物で構成される銅合金に、0.05重量%以上1.0重量%以下のZnや、Ca、Y、希土類元素、Ti、Zr、Hf、V及びNbのうち少なくとも1種を内割りで0.0005重量%以上0.1重量%以下さらに含有させたリードフレーム用銅合金がある(例えば、特許文献1参照)。
また、0.1重量%以上3.0重量%以下のCo、0.3重量%以上1.0重量%以下のSi、0.3重量%以上1.0重量%以下のZn、0.005重量%以上0.1重量%以下のMn及び0.005重量%以上0.1重量%以下のPを含有し、残部がCu及び不可避的不純物で構成される銅合金において、母相中にCoとSiとの化合物及びCoとPとの化合物が存在し、且つ母相の平均結晶粒度が20μm以下で、圧延方向に対する板厚方向のアスペクト比が1以上3以下である電子電気部品用銅合金がある(例えば、特許文献2参照)。
特開平2−277735号公報 特開平9−20943号公報
しかしながら、従来の銅合金では、Co、Si及びその他の元素の添加量、並びにCo/Si比が最適化されていなかったり、銅合金が適切な組織構造を有していないために、強度及び導電性の両方に優れるものは得られなかった。例えば、特許文献1及び2では、銅合金の組成については検討がなされているものの、銅合金中に生じる化合物については検討がなされていないため、銅合金が適切な組織構造を有しておらず、強度及び導電性のいずれかの特性が十分でないという問題があった。そのため、従来の銅合金では、700N/mm以上の引張強度と同時に60%IACS以上の導電率を得ることはできなかった。
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、強度及び導電性の両方に優れる、具体的には、700N/mm以上の引張強度及び60%IACS以上の導電率を有する銅合金を提供することを目的とする。
また、本発明は、上記特性を有する銅合金の製造方法を提供することを目的とする。
そこで、本発明者らは上記のような問題を解決すべく鋭意研究した結果、銅合金の組成と共に、銅合金中に生じる化合物の大きさ及び総量を最適化することで、銅合金の組織構造を最適化し得ることに想到し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、0.8質量%以上1.8質量%以下のCo及び0.16質量%以上0.6質量%以下のSiを含有し、残部がCu及び不可避的不純物で構成される銅合金であって、前記Coと前記Siとの質量比(Co/Si)が3.0以上5.0以下であると共に、前記銅合金中に生じるCo Si化合物以外の化合物の大きさが2μm以下であり、且つ前記銅合金における0.05μm以上2μm以下の大きさのCo Si化合物以外の化合物0.3容積%以上0.5容積%以下であることを特徴とする銅合金である。
また、本発明は、(a)0.8質量%以上1.8質量%以下のCo及び0.16質量%以上0.6質量%以下のSiを含有し、残部がCu及び不可避的不純物で構成され、且つ前記Coと前記Siとの質量比(Co/Si)が3.0以上5.0以下である銅合金原料を溶解して鋳塊を形成した後、前記鋳塊を圧延する工程と、(b)前記圧延材を700℃以上1000℃以下に加熱した後に急冷する溶体化処理を施す工程と、(c)前記溶体化処理後の合金素材を400℃以上600℃以下で2時間以上8時間以下加熱する時効処理を施す工程と、(d)前記時効処理後の合金素材を、少なくとも380℃までは10℃/h以上50℃/h以下の冷却速度で冷却する工程と、(e)前記冷却後の合金素材を冷間圧延して仕上げる工程とを含むことを特徴とする銅合金の製造方法である。
本発明によれば、銅合金中において、最適な析出量のCoSi化合物を含有させ得ると共に、固溶状態で残るCo及びSi元素の含有量を低減させ得るので、強度及び導電性の両方に優れた、すなわち、700N/mm以上の引張強度及び60%IACS以上の導電率を有する銅合金を提供することができる。
実施の形態1.
(銅合金)
本発明の銅合金は、0.8質量%以上1.8質量%以下のCo及び0.16質量%以上0.6質量%以下のSiを含有し、残部がCu及び不可避的不純物で構成される。Coの含有量が0.8質量%未満であるか、又はSiの含有量が0.16質量%未満であると、十分な量のCoSi化合物が生じず、所望の強度及び導電性が得られない。一方、Coの含有量が1.8質量%を超えるか、又はSiの含有量が0.6質量%を超えると、Co−Si化合物相やCu−Co−Si合金相が多く析出してしまい、所望の強度及び導電性が得られない。
また、CoとSiとの質量比(Co/Si)は、3.0以上5.0以下の範囲である。かかる質量比が3.0未満であるか、又は5.0を超えると、CoSi化合物以外のCo−Si化合物相やCu−Co−Si合金相が多く析出してしまい、所望の強度及び導電性が得られない。
ここで、本発明における不可避的不純物とは、通常の地金中に含まれるもの、又は銅合金の製造中に混入する不純物を意味し、例えば、As,Sb、Bi、Pb、S、Fe、O及びH等が挙げられる。これらの中でも、本発明の銅合金では、メッキ密着性及び半田付け性を向上させる観点から、O含有量が10質量ppm以下、及びH含有量が1質量ppm以下であることが好ましい。O含有量が10質量ppmを超えると、メッキ密着性及び半田付け性が低下することがある。また、H含有量が1質量ppmを超えると、メッキ密着性及び半田付け性が低下することがある。
また、本発明の銅合金中には化合物が生じているが、Co Si化合物以外の化合物の大きさは2μm以下である。この化合物の大きさが2μmを超えると、所望の強度が得られないと共に、メッキ密着性が低下してしまう。
ここで、本発明におけるCo Si化合物以外の化合物とは、銅合金の製造中に生じるCo Si化合物以外の粗大な粒であり、具体的には、大気との反応による酸化物や、微細なCoSi化合物以外の好ましくないCo−Si化合物相又はCu−Co−Si合金相による粒子を意味する。
また、Co Si化合物以外の化合物の大きさとは、球形であればその直径の寸法を意味し、楕円形又は矩形であれば短直径又は短辺の寸法を意味する。
さらに、本発明の銅合金において、0.05μm以上2μm以下の大きさのCo Si化合物以外の化合物、0.3容積%以上0.5容積%以下である。この化合物が0.5容積%を超えると、所望の強度が得られないと共に、メッキ密着性が低下してしまう。
ここで、本発明の銅合金におけるCo Si化合物以外の化合物の容積比は、本発明の銅合金の断面を研磨し、当該研磨面を走査電子顕微鏡により観察して求めることができるが、この場合の観察領域は、試料最表面から所定の深さ(例えば、約1μm)以上の領域とし、当該観察領域内のCo Si化合物以外の化合物の全面積を画像処理により積算し、観察領域内で割り出して求めることができる。具体的には、100μm角程度の観察領域を任意に5箇所観察し、各観察領域のCo Si化合物以外の化合物の面積比を平均した値をCo Si化合物以外の化合物の容積比とした。
本発明の銅合金は、メッキ密着性を向上させる観点からZnを含有することができる。かかるZnは、Sn(スズ)メッキ及びSn合金メッキ後の経時変化による界面剥離を抑制する効果を有している。Znの含有量は、0.1質量%以上1.0質量%以下であることが好ましい。このような範囲であれば、銅合金の強度及び導電性を損なうことなく、メッキ密着性を向上させることができる。Znの含有量が0.1質量%未満であると、Znの添加によるメッキ密着性の向上効果が得られないことがある。一方、Znの含有量が1.0質量%を超えると、導電性が低下してしまうことがある。
本発明の銅合金は、強度をより一層向上させる観点から、Fe、Ni、P、Sn、Mg、Zr、Cr及びMnの1種以上を含有することができる。この中でも、Fe及びNiは、結晶粒の微細化によって曲げ加工性を向上させる効果もあるのでより好ましい。かかる元素の含有量は、総量で0.01質量%以上0.2質量%以下であることが好ましい。かかる元素の配合量が0.01質量%未満であると、かかる元素の添加による強度の向上効果が得られないことがある。一方、かかる元素の配合量が0.2質量%を超えると、導電性が低下してしまうことがある。
(銅合金の製造方法)
従来の銅合金の製造方法では、銅合金原料を溶解して鋳造することによって得られた鋳塊を熱間圧延した後、冷間圧延等を行うことで、銅合金中に格子欠陥を生じさせている。
例えば、特許文献1の銅合金の製造方法では、銅合金原料を溶解して金型に鋳造することによって所望寸法の鋳塊を得た後、その鋳塊を950℃で熱間圧延し、直ちに水冷する。続いて、熱間圧延板の表面を面削し、所望板厚まで冷間圧延し、500℃で1時間の熱処理後に再度所望厚さに圧延して300℃で1時間のひずみ取り焼鈍を行っている。
また、特許文献2の銅合金の製造方法では、銅合金原料を溶解して鋳造することによって所望寸法の鋳塊を得た後、その鋳塊を980℃で3時間保持し、次いで熱間圧延を行い、熱間圧延後に面削又は酸洗バフ研磨を行い所望寸法とする。続いて、85%以上の冷間圧延を施し、450℃以上480℃以下の温度で5分以上30分以下の間焼鈍させた後、30%以下の冷間圧延を施し、更に450℃以上500℃以下の温度で30分以上120分以下の間、時効処理を行っている。
一方、本発明者らは、上記特性を有する銅合金の製造方法について鋭意研究した結果、熱間圧延後の冷間圧延等による格子欠陥の導入が重要ではなく、時効処理後の冷却を10℃/h以上50℃/h以下の冷却速度で、少なくとも380℃まで冷却することが銅合金の強度及び導電性を向上させる上で重要であることを見出した。
さらに詳細に説明すると、本発明者らは、溶体化処理後の急冷により銅合金には十分な格子欠陥が導入されており、新たに冷間圧延等による歪を与えることは不要であることを見出した。その一方で、発明者らの試行により、冷間圧延等を行わず、時効処理後の冷却速度を10℃/h以上50℃/h以下とすることにより、CoSi化合物の十分な量の析出がなされると共に、銅合金に残余歪を残さないという効果があることを見出した。
すなわち、本発明の銅合金の製造方法は、(a)0.8質量%以上1.8質量%以下のCo及び0.16質量%以上0.6質量%以下のSiを含有し、残部がCu及び不可避的不純物で構成され、且つ前記Coと前記Siとの質量比(Co/Si)が3.0以上5.0以下である銅合金原料を溶解して鋳塊を形成した後、前記鋳塊を圧延する工程と、(b)前記圧延材を700℃以上1000℃以下に加熱した後に急冷する溶体化処理を施す工程と、(c)前記溶体化処理後の合金素材を400℃以上600℃以下で2時間以上8時間以下加熱する時効処理を施す工程と、(d)前記時効処理後の合金素材を、少なくとも380℃までは10℃/h以上50℃/h以下の冷却速度で冷却する工程と、(e)前記冷却後の合金素材を冷間圧延して仕上げる工程とを含む。
(a)工程において、銅合金原料としては、メッキ密着性を向上させる観点から、0.1質量%以上1.0質量%以下のZnをさらに配合することもできる。かかる配合量とする理由は、上述の通りである。
さらに、銅合金原料として、強度をより一層向上させる観点から、Fe、Ni、P、Sn、Mg、Zr、Cr及びMnのうちの1種以上を総量で0.01質量%以上0.2質量%以下配合することもできる。かかる配合量とする理由は、上述の通りである。
また、上記銅合金原料は、メッキ密着性及び半田付け性を向上させる観点から、O含有量を10質量ppm以下、及びH含有量を1質量ppm以下とすることが好ましい。かかる含有量とする理由は、上述の通りである。かかる銅合金原料においてO及びH含有量を低減させる方法としては、特に限定されることはなく、公知の方法を用いることができる。かかる方法としては、例えば、ホウ化カルシウム等の脱酸剤を使用するか、又はアルゴンガスや窒素ガス等を用いてバブリング処理を行えばよい。
また、上記銅合金原料を溶解する方法としては、特に制限されることはなく、高周波溶解炉等の公知の装置を用いて、銅合金原料の融点以上の温度に加熱すればよい。さらに、鋳造及び圧延の方法としては、特に制限されることはなく、公知の方法に従って行うことができる。
なお、(a)工程中、鋳塊のスケールを除去する観点から、鋳塊を形成した後に面削を行ってもよい。また、(a)工程後に、合金を軟化させて加工性を向上させる等の観点から焼鈍を行ってもよい。かかる面削及び焼鈍の方法は、特に制限されることはなく、公知の方法に従って行うことができる。
(b)工程における溶体化処理では、圧延材を700℃以上1000℃以下に加熱した後に急冷する。ここで、加熱時間は、1分以上60分以下であることが好ましい。かかる加熱温度及び時間であれば、合金元素の良好な固溶化が達成される。また、加熱及び急冷の方法は、特に制限されることはなく、公知の方法に従って行えばよい。
(c)工程における時効処理では、液体化処理後の合金素材を400℃以上600℃以下で2時間以上8時間以下加熱する。かかる加熱温度及び時間であれば、微細なCoSi化合物が析出した状態を得ることができる。また、加熱の方法は、特に制限されることはなく、公知の方法に従って行えばよい。
(d)工程では、時効処理後の合金素材を、少なくとも380℃まで10℃/h以上50℃/h以下の冷却速度で冷却する。
かかる範囲の冷却速度であれば、十分な量のCoSi化合物が析出し、銅合金に残余歪を残さなくすることができる。かかる冷却速度が10℃/h未満であると、CoSi化合物が粗大化するため、所望の強度が得られない。一方、かかる冷却速度が50℃/hを超えると、銅合金に残余歪が残り、この歪によってCoSi化合物の析出量が少なくなってCo及びSiがそのまま固溶状態として残存するため、所望の強度及び導電性が得られない。
また、かかる冷却温度が380℃超過までであると、適切な銅合金の組織構造が得られず、所望の強度及び導電性が得られない。なお、かかる冷却温度が380℃に達した後は、その後の冷却過程によって銅合金の組織構造が大きく変化することはないため、かかる冷却温度の下限は特に制限されないが、適切な組織構造の銅合金を安定して得る観点から、350℃までは10℃/h以上50℃/h以下の冷却速度で冷却することがより好ましい。
(e)工程では、合金素材を冷間圧延することによって所望の大きさの銅合金に仕上げる。かかる冷間圧延の方法は、特に制限されることはなく、公知の方法に従って行えばよい。また、(e)工程後には、銅合金の歪取りを行う観点から低温焼鈍を行ってもよい。かかる低温焼鈍の方法は、特に制限されることはなく、公知の方法に従って行うことができる。
このような製造方法によって得られる銅合金は、銅合金中に析出するCoSi化合物の粗大化を抑制しつつ、十分な量の微細なCoSi化合物を析出させることができるため、強度及び導電性に優れたものとなる。
以下、実施例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
実施例及び比較例で得られた銅合金の下記の特性評価は、次の手順に従った。
(1)引張強度
引張強度の評価は、JIS Z2241に準拠して室温にて行った。
(2)導電率
導電率の評価は、JIS H0505に準拠して室温にて行った。
(3)メッキ密着性
メッキ密着性の評価は、銅合金に厚さ3μmの電気Snメッキを施し、105℃で500時間(実施例4のみ500時間及び1000時間)の加熱を行った後、180度の折り曲げ、曲げ戻し試験を行い、試料表面を目視で観察することによって行った。かかる評価においては、メッキ膜が全く損傷していないものを○、メッキ膜は剥離していないが、損傷が認められるものを△、メッキ膜が剥離したものを×として表した。
(4)曲げ加工性
曲げ加工性の評価は、JIS Z2248に準拠し、曲げ半径0.3mmにて90度V曲げ試験を行い、曲げた先端部表面を光学顕微鏡に観察することによって行った。かかる評価においては、しわが無いものをA、しわが小さいものをB、しわが大きいものをC、割れが小さいものをD、割れが大きいものをEとして表した。
(5)半田付け性
半田付け性の評価は、酸洗いした銅合金にフラックスを塗付し、60質量%のSn及び40質量%のPbからなる半田に、浴温条件235℃で5秒間浸漬させ、引き上げた後の試料表面を目視で観察することによって行った。かかる評価においては、試料表面に半田が均一に濡れたものを○、試料表面に半田が濡れているが、半田の広がりが不均一であり凹凸があったものを△、試料表面に半田が濡れなかった部分があったものを×として表した。
[実施例1]
実施例1では、Cu、Co、Si及び不可避的不純物を所定の組成比で含有する銅合金(本発明品1〜3)を図1に示すフローチャートに従って製造した。なお、Cuの量については明示していないが、示された他の成分の量から見積もることが容易であることは言うまでもない。以下に、当該フローチャートを用いて銅合金の製造方法を具体的に説明する。
まず、表1に示す組成比を満たすように銅合金原料(Cu、Co、Si等)を準備し、当該銅合金原料を高周波溶解炉で溶解した後、厚さ10mmの板状の鋳塊に鋳造した(ステップS1)。
次に、鋳塊表面のスケールを除去するために面削を行った(ステップS2)。
次に、鋳塊を室温で圧延し、そして800℃で焼鈍した後、さらにもう一度、室温で圧延して、厚さ0.38mmの薄板を作製した(ステップS3)。
その後、薄板を、950℃で2分間加熱した後、水中で冷却することによって溶体化処理を施した(ステップS4)。
次に、薄板を、500℃で4時間加熱することによって時効処理を施した(ステップS5)。
次に、薄板を、10℃/h以上50℃/h以下の冷却速度(具体的には、表1に示す各冷却速度)で380℃まで冷却した(ステップS6)。
その後、薄板を、冷間圧延(仕上げ圧延)を行い、厚さ0.3mmの銅合金を得た(ステップS7)。
なお、かかる実施例における最終冷間加工率はいずれも21%であった。
[実施例2]
実施例2では、Cu、Co、Si、Zn及び不可避的不純物を所定の組成比で含有する銅合金(本発明品4〜7)を図1に示すフローチャートに従って製造した。
かかる実施例の製造条件は、実施例1と同じである。なお、かかる比較例における最終冷間加工率はいずれも21%であった。
[比較例1]
比較例1では、Cu、Co、Si及び不可避的不純物を含有するが、組成比が所定の範囲外である銅合金(比較品1〜4)を図1に示すフローチャートに従って製造した。
かかる比較例の製造条件は、実施例1と同じである。なお、かかる比較例における最終冷間加工率はいずれも21%であった。
[比較例2]
比較例2では、Cu、Co、Si、Zn及び不可避的不純物を所定の組成比で含有するが、時効処理後の冷却速度が5℃/hである銅合金(比較品5)を図1に示すフローチャートに従って製造した。
かかる比較例の製造条件は、時効処理後の冷却速度を5℃/hとしたこと以外は、実施例1と同じである。なお、かかる比較例における最終冷間加工率は21%であった。
実施例1及び2、並びに比較例1及び2で得られた銅合金における引張強度、導電率及びメッキ密着性の評価結果を表1に示す。また、かかる銅合金の引張強度と導電率との関係を図2に示す。
Figure 0004943095
表1及び図2に示されるように、本発明品1〜7の銅合金はいずれも、Co Si化合物以外の化合物の最大サイズが2μm以下、容積比が0.5容積%以下であり、700N/mm以上の引張強度及び60%IACS以上の導電率を有していた。
また、本発明品2の銅合金は、Znを含有していないにも関わらず、良好なメッキ密着性を有していた。なお、本発明品1及び3の銅合金は、メッキ膜の剥離が生じなかった。
さらに、本発明品4〜7の銅合金は、Znを含有しているので、良好なメッキ密着性を有していた。
これに対して、比較品1及び3の銅合金は、Co又はSiの量が少なすぎるために、十分なCoSi化合物が析出せず、所望の引張強度が得られなかった。
また、比較品2の銅合金は、Coの量が多すぎるために、余剰Coによる好ましくない化合物相の発生によってCo Si化合物以外の化合物の量及び大きさが増大してしまい、所望の引張強度及び導電率が得られないと共に、メッキ密着性が悪かった。同様に、比較品4の銅合金は、Siの量が多すぎるために、余剰Siによる好ましくない化合物相が発生し、所望の導電率が得られなかった。
さらに、比較品5の銅合金は、時効処理後の冷却速度が遅すぎるために、Co Si化合物以外の化合物の最大サイズが4.5μmと粗大化すると共にその容積比が0.7%と多くなり、所望の引張強度が得られなかった。
[実施例3]
実施例3では、Cu、Co、Si、Zn及び不可避的不純物と、Fe、Ni、P、Sn、Mg、Zr、Cr及びMnのうちの1種以上とを所定の組成比で含有する銅合金(本発明品8〜38)を図1に示すフローチャートに従って製造した。かかる実施例の製造条件は、表2に示す組成比を用いたこと及び冷却速度を30℃/hとしたこと以外は、実施例1と同じである。なお、かかる比較例における最終冷間加工率はいずれも21%であった。
実施例3で得られた銅合金における引張強度、導電率、メッキ密着性及び曲げ加工性の評価結果を表2に示す。
Figure 0004943095
表2に示されているように、本発明品8〜38の銅合金はいずれも、Co Si化合物以外の化合物の最大サイズが2μm以下、容積比が0.5容積%以下であり、700N/mm以上の引張強度及び60%IACS以上の導電率を有していた。
また、本発明品8〜38の銅合金はいずれも、Znを含有しているので、良好なメッキ密着性を有していた。
さらに、本発明品9〜10、12〜13、32〜33及び37〜38の銅合金は、所定量のFe又はNiの添加によって結晶粒が微細化されるために、曲げ加工性に優れていた。
[実施例4]
実施例4では、Cu、Co、Si及び不可避的不純物を所定の組成比で含有し、且つO含有量が10質量ppm以下及びH含有量が1質量ppm以下である銅合金(本発明品39)、Cu、Co、Si及び不可避的不純物を所定の組成比で含有し、且つO含有量が10質量ppm超過及びH含有量が1質量ppm以下である銅合金(本発明品40)、Cu、Co、Si及び不可避的不純物を所定の組成比で含有し、且つO含有量が10質量ppm超過及びH含有量が1質量ppm超過である銅合金(本発明品41)を図1に示すフローチャートに従って製造した。本発明品39の製造条件は、原料を溶解した溶湯中にArガスを吹き込むことにより脱ガスを施したこと以外は、実施例1と同じである。また、本発明品40及び41の製造条件は、実施例1と同じである。なお、かかる実施例における最終冷間加工率はいずれも21%であった。
実施例4で得られた銅合金における引張強度、導電率、メッキ密着性及び半田付け性の評価結果を表3に示す。
Figure 0004943095
表3に示されるように、本発明品39〜41の銅合金はいずれも、Co Si化合物以外の化合物の最大サイズが2μm以下、容積比が0.5容積%以下であり、700N/mm以上の引張強度及び60%IACS以上の導電率を有していた。さらに、本発明品39の銅合金は、500時間及び1000時間のメッキ密着性、並びに半田付け性が優れていた。この結果から、銅合金中のO含有量を10質量ppm以下、及びH含有量を質量1ppm以下とすることによって、メッキ密着性及び半田付け性が向上することがわかる。
以上のことからわかるように、本発明の銅合金は、強度及び導電性の両方に優れた、すなわち、700N/mm以上の引張強度及び60%IACS以上の導電率を有している。また、本発明の銅合金の製造方法は、700N/mm以上の引張強度及び60%IACS以上の導電率を有する銅合金を製造することができる。
本発明の銅合金の製造方法を説明するフローチャートである。 実施例1及び2、並びに比較例1及び2で得られた銅合金の引張強度と導電率との関係を示すグラフである。

Claims (8)

  1. 0.8質量%以上1.8質量%以下のCo及び0.16質量%以上0.6質量%以下のSiを含有し、残部がCu及び不可避的不純物で構成される銅合金であって、
    前記Coと前記Siとの質量比(Co/Si)が3.0以上5.0以下であると共に、前記銅合金中に生じるCo Si化合物以外の化合物の大きさが2μm以下であり、且つ前記銅合金における0.05μm以上2μm以下の大きさのCo Si化合物以外の化合物0.3容積%以上0.5容積%以下であることを特徴とする銅合金。
  2. 0.1質量%以上1.0質量%以下のZnをさらに含有することを特徴とする請求項1に記載の銅合金。
  3. Fe、Ni、P、Sn、Mg、Zr、Cr及びMnのうちの1種以上を総量で0.01質量%以上0.2質量%以下さらに含有することを特徴とする請求項1又は2に記載の銅合金。
  4. 含有量が10質量ppm以下、及びH含有量が1質量ppm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の銅合金。
  5. (a)0.8質量%以上1.8質量%以下のCo及び0.16質量%以上0.6質量%以下のSiを含有し、残部がCu及び不可避的不純物で構成され、且つ前記Coと前記Siとの質量比(Co/Si)が3.0以上5.0以下である銅合金原料を溶解して鋳塊を形成した後、前記鋳塊を圧延する工程と、
    (b)前記圧延材を700℃以上1000℃以下に加熱した後に急冷する溶体化処理を施す工程と、
    (c)前記溶体化処理後の合金素材を400℃以上600℃以下で2時間以上8時間以下加熱する時効処理を施す工程と、
    (d)前記時効処理後の合金素材を、少なくとも380℃までは10℃/h以上50℃/h以下の冷却速度で冷却する工程と、
    (e)前記冷却後の合金素材を冷間圧延して仕上げる工程と
    を含むことを特徴とする銅合金の製造方法。
  6. 前記銅合金原料が、0.1質量%以上1.0質量%以下のZnをさらに含有することを特徴とする請求項5に記載の銅合金の製造方法。
  7. 前記銅合金原料が、Fe、Ni、P、Sn、Mg、Zr、Cr及びMnのうちの1種以上を総量で0.01質量%以上0.2質量%以下さらに含有することを特徴とする請求項5又は6に記載の銅合金の製造方法。
  8. 前記銅合金原料は、O含有量が10質量ppm以下、及びH含有量が1質量ppm以下であることを特徴とする請求項5〜7のいずれか一項に記載の銅合金の製造方法。
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Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009057697A1 (ja) * 2007-11-01 2009-05-07 The Furukawa Electric Co., Ltd. 電子機器用導体線材およびそれを用いた配線用電線
WO2009096546A1 (ja) * 2008-01-31 2009-08-06 The Furukawa Electric Co., Ltd. 電気電子部品用銅合金材およびその製造方法
WO2009099198A1 (ja) * 2008-02-08 2009-08-13 The Furukawa Electric Co., Ltd. 電気電子部品用銅合金材料
JP5065478B2 (ja) * 2008-03-21 2012-10-31 古河電気工業株式会社 電気電子部品用銅合金材および製造方法
JP5224415B2 (ja) * 2008-07-31 2013-07-03 古河電気工業株式会社 電気電子部品用銅合金材料とその製造方法
EP2333128A4 (en) * 2008-08-05 2012-07-04 Furukawa Electric Co Ltd COPPER ALLOY MATERIAL FOR ELECTRICAL AND ELECTRONIC COMPONENTS
JP5619389B2 (ja) * 2008-08-05 2014-11-05 古河電気工業株式会社 銅合金材料
WO2010016428A1 (ja) * 2008-08-05 2010-02-11 古河電気工業株式会社 電気・電子部品用銅合金材
JP5261161B2 (ja) * 2008-12-12 2013-08-14 Jx日鉱日石金属株式会社 Ni−Si−Co系銅合金及びその製造方法
JP5468798B2 (ja) * 2009-03-17 2014-04-09 古河電気工業株式会社 銅合金板材
JP5748945B2 (ja) * 2009-07-30 2015-07-15 古河電気工業株式会社 銅合金材の製造方法とそれにより得られる銅合金材
JP5619391B2 (ja) * 2009-08-12 2014-11-05 古河電気工業株式会社 銅合金材およびその製造方法
JP4620173B1 (ja) 2010-03-30 2011-01-26 Jx日鉱日石金属株式会社 Cu−Co−Si合金材
JP4677505B1 (ja) 2010-03-31 2011-04-27 Jx日鉱日石金属株式会社 電子材料用Cu−Ni−Si−Co系銅合金及びその製造方法
JP4672804B1 (ja) * 2010-05-31 2011-04-20 Jx日鉱日石金属株式会社 電子材料用Cu−Co−Si系銅合金及びその製造方法
JP4834781B1 (ja) 2010-08-24 2011-12-14 Jx日鉱日石金属株式会社 電子材料用Cu−Co−Si系合金
JP2012144789A (ja) * 2011-01-13 2012-08-02 Jx Nippon Mining & Metals Corp Cu−Co−Si−Zr合金材
CN102615491B (zh) * 2011-01-31 2015-05-20 肖克建 铜材的加工方法
JP5508326B2 (ja) * 2011-03-24 2014-05-28 Jx日鉱日石金属株式会社 Co−Si系銅合金板
JP5451674B2 (ja) * 2011-03-28 2014-03-26 Jx日鉱日石金属株式会社 電子材料用Cu−Si−Co系銅合金及びその製造方法
JP4799701B1 (ja) 2011-03-29 2011-10-26 Jx日鉱日石金属株式会社 電子材料用Cu−Co−Si系銅合金条及びその製造方法
JP6228725B2 (ja) * 2011-11-02 2017-11-08 Jx金属株式会社 Cu−Co−Si系合金及びその製造方法
CN103366857B (zh) * 2013-07-12 2015-07-08 深圳市雨新电线电缆有限公司 耐弯折性强的铜铁镍合金电缆
WO2016059707A1 (ja) * 2014-10-16 2016-04-21 三菱電機株式会社 Cu-Ni-Si合金及びその製造方法
CN106540962A (zh) * 2015-09-23 2017-03-29 潞安卓泰祥和金属科技宜兴有限公司 高致密铜杆连铸连轧生产线
CN105729064A (zh) * 2016-03-09 2016-07-06 中天合金技术有限公司 一种短流程高性能无氧铜带的生产方法
CN106345811A (zh) * 2016-09-01 2017-01-25 史汉祥 一种黄铜棒线材的制造方法
KR101900793B1 (ko) 2017-06-08 2018-09-20 주식회사 풍산 전기·전자, 자동차 부품용 동합금의 주석 도금 방법 및 이로부터 제조된 동합금의 주석 도금재
KR101810925B1 (ko) * 2017-10-18 2017-12-20 주식회사 풍산 내열성 및 방열성이 우수한 구리 합금 판재
CN109266883A (zh) * 2018-09-17 2019-01-25 西安理工大学 一种Cu-Cr-Zr-Mg合金棒材的制备方法
KR102005332B1 (ko) 2019-04-09 2019-10-01 주식회사 풍산 굽힘가공성이 우수한 Cu-Co-Si-Fe-P계 구리 합금 및 그 제조 방법
CN111378869B (zh) * 2020-03-25 2021-06-01 宁波金田铜业(集团)股份有限公司 一种连接器用细晶强化黄铜带材及其加工方法
US11851730B2 (en) * 2022-04-05 2023-12-26 Doggone Investment Co. LLC Apparatus and method for production of high purify copper-based alloys
CN115044800B (zh) * 2022-06-02 2023-03-24 浙江大学 一种高强高导铜合金及其制备方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1778668A (en) * 1927-06-30 1930-10-14 Gen Electric Electrode
JPS61284544A (ja) * 1985-06-11 1986-12-15 Mitsubishi Electric Corp 半導体素子用銅合金
JPS63307232A (ja) * 1987-06-04 1988-12-14 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 銅合金
JPH02277735A (ja) * 1989-04-20 1990-11-14 Sumitomo Metal Mining Co Ltd リードフレーム用銅合金
JPH04180531A (ja) * 1990-11-14 1992-06-26 Nikko Kyodo Co Ltd 通電材料
JPH083664A (ja) * 1994-06-20 1996-01-09 Mitsubishi Materials Corp 真空装置用部材および真空装置
JP3408021B2 (ja) * 1995-06-30 2003-05-19 古河電気工業株式会社 電子電気部品用銅合金およびその製造方法
JPH09263864A (ja) * 1996-03-26 1997-10-07 Kobe Steel Ltd 耐放電摩耗性が優れる銅合金
JP3911184B2 (ja) * 2002-03-28 2007-05-09 日鉱金属株式会社 銅合金圧延箔
JP4494258B2 (ja) * 2005-03-11 2010-06-30 三菱電機株式会社 銅合金およびその製造方法

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