JP6734130B2 - Copper alloy material, manufacturing method of copper alloy material, lead frame and connector - Google Patents

Copper alloy material, manufacturing method of copper alloy material, lead frame and connector Download PDF

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Description

本発明は、銅合金材、銅合金材の製造方法、リードフレームおよびコネクタに関する。 The present invention relates to a copper alloy material, a method for manufacturing a copper alloy material, a lead frame, and a connector.

リードフレームの基材やコネクタの導体部等には銅合金材が用いられている。このような銅合金材には、高導電性、高強度、高い耐応力緩和性を有することが求められている。このような銅合金材としてCu−Fe−Ni−P系合金で形成した銅合金材や、Cu−Fe−Ni−P系合金にMg等を添加して形成した銅合金材が提案されている(例えば特許文献1〜4参照)。後者の銅合金材は、例えば導電率が70%IACS以上であり、0.2%耐力が500MPa以上であり、150℃の条件下で1000時間加熱後の応力緩和率が30%以下であり、高導電性、高強度および高い耐応力緩和性を有する銅合金材といえる。 A copper alloy material is used for the base material of the lead frame and the conductor portion of the connector. Such a copper alloy material is required to have high conductivity, high strength, and high stress relaxation resistance. As such a copper alloy material, a copper alloy material formed of a Cu—Fe—Ni—P alloy and a copper alloy material formed by adding Mg or the like to a Cu—Fe—Ni—P alloy have been proposed. (See, for example, Patent Documents 1 to 4). The latter copper alloy material has, for example, an electrical conductivity of 70% IACS or more, a 0.2% proof stress of 500 MPa or more, and a stress relaxation rate of 30% or less after heating for 1000 hours at 150° C., It can be said that it is a copper alloy material having high conductivity, high strength and high stress relaxation resistance.

特開2000−017355号公報JP, 2000-017355, A 特開2012−1781号公報JP 2012-1781 A 特開2016−011437号公報JP, 2016-011437, A 特開2016−14165号公報JP, 2016-14165, A

しかしながら、上述の銅合金材であっても、銅合金材の用途によっては、導電性、強度、耐応力緩和性の特性が不充分であることがあり、これらの特性のさらなる向上が望まれている。 However, even with the above-mentioned copper alloy material, depending on the use of the copper alloy material, the properties of conductivity, strength, and stress relaxation resistance may be insufficient, and further improvement of these properties is desired. There is.

本発明は、銅合金材において、導電性、強度、耐応力緩和性をさらに高める技術を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a technique for further improving the conductivity, strength and stress relaxation resistance of a copper alloy material.

本発明の一態様によれば、
0.2質量%以上0.6質量%以下の鉄と、0.02質量%以上0.06質量%以下のニッケルと、0.07質量%以上0.3質量%以下のリンと、0.01質量%以上0.2質量%以下のマグネシウムと、0.05質量%より多く0.2質量%以下の錫と、を含有し、残部が銅および不可避不純物からなり、
導電率が72%IACS以上であり、0.2%耐力が520MPa以上であり、150℃の条件下で1000時間加熱後の応力緩和率が25%以下である銅合金材が提供される。
According to one aspect of the invention,
0.2 mass% or more and 0.6 mass% or less iron, 0.02 mass% or more and 0.06 mass% or less nickel, 0.07 mass% or more and 0.3 mass% or less phosphorus, and Containing from 01% by mass to 0.2% by mass of magnesium and from 0.05% by mass to 0.2% by mass of tin, and the balance consisting of copper and unavoidable impurities;
Provided is a copper alloy material having an electric conductivity of 72% IACS or more, a 0.2% proof stress of 520 MPa or more, and a stress relaxation rate of 25% or less after heating for 1000 hours at 150° C.

本発明の他の態様によれば、
鋳塊を鋳造する鋳造工程と、
前記鋳塊に熱間圧延を行って熱間圧延材を形成する熱間圧延工程と、
前記熱間圧延材に熱処理を行って熱処理材を形成する第1の熱処理工程と、
前記熱処理材に冷間圧延を行って冷間圧延材を形成する冷間圧延工程と、を有し、
前記鋳造工程では、
0.2質量%以上0.6質量%以下の鉄と、0.02質量%以上0.06質量%以下のニッケルと、0.07質量%以上0.3質量%以下のリンと、0.01質量%以上0.2質量%以下のマグネシウムと、0.05質量%より多く0.2質量%以下の錫と、を含有し、残部が銅および不可避不純物からなる前記鋳塊を鋳造し、
前記第1の熱処理工程では、
前記熱間圧延材を450℃以上550℃以下の温度下で3時間以上保持して熱処理を行い、
前記冷間圧延工程では、
前記熱処理材に対する冷間圧延と、被圧延材に再結晶が生じる温度よりも低い温度で行う焼鈍と、を所定回数交互に繰り返し行い、
導電率が72%IACS以上であり、0.2%耐力が520MPa以上であり、150℃の条件下で1000時間加熱後の応力緩和率が25%以下である銅合金材を形成する銅合金材の製造方法が提供される。
According to another aspect of the invention,
A casting process for casting an ingot,
A hot rolling step of forming a hot rolled material by hot rolling the ingot,
A first heat treatment step of performing heat treatment on the hot rolled material to form a heat treated material;
A cold rolling step of forming a cold rolled material by cold rolling the heat treated material,
In the casting process,
0.2 mass% or more and 0.6 mass% or less iron, 0.02 mass% or more and 0.06 mass% or less nickel, 0.07 mass% or more and 0.3 mass% or less phosphorus, and 0.1 mass% or more and 0.2 mass% or less of magnesium, and 0.05 mass% or more and 0.2 mass% or less of tin is contained, and the balance is cast and the ingot composed of copper and unavoidable impurities is cast,
In the first heat treatment step,
The hot rolled material is held at a temperature of 450° C. or higher and 550° C. or lower for 3 hours or more to perform heat treatment,
In the cold rolling step,
Cold rolling for the heat treated material, and annealing performed at a temperature lower than the temperature at which recrystallization occurs in the material to be rolled, are alternately repeated a predetermined number of times,
A copper alloy material having a conductivity of 72% IACS or more, a 0.2% proof stress of 520 MPa or more, and a stress relaxation rate of 25% or less after heating for 1000 hours at 150° C. A method of manufacturing the same is provided.

本発明のさらに他の態様によれば、
0.2質量%以上0.6質量%以下の鉄と、0.02質量%以上0.06質量%以下のニッケルと、0.07質量%以上0.3質量%以下のリンと、0.01質量%以上0.2質量%以下のマグネシウムと、0.05質量%より多く0.2質量%以下の錫と、0.001質量%以上0.005質量%以下の亜鉛と、を含有し、残部が銅および不可避不純物からなり、
導電率が72%IACS以上であり、0.2%耐力が520MPa以上であり、150℃の条件下で1000時間加熱後の応力緩和率が25%以下である基材を有するリードフレームが提供される。
According to yet another aspect of the invention,
0.2 mass% or more and 0.6 mass% or less iron, 0.02 mass% or more and 0.06 mass% or less nickel, 0.07 mass% or more and 0.3 mass% or less phosphorus, and Contains from 01% by mass to 0.2% by mass of magnesium, from 0.05% to 0.2% by mass of tin, and from 0.001% by mass to 0.005% by mass of zinc. , The balance consists of copper and unavoidable impurities,
Provided is a lead frame having a base material having an electric conductivity of 72% IACS or more, a 0.2% proof stress of 520 MPa or more, and a stress relaxation rate of 25% or less after heating for 1000 hours at 150° C. It

本発明のさらに他の態様によれば、
0.2質量%以上0.6質量%以下の鉄と、0.02質量%以上0.06質量%以下のニッケルと、0.07質量%以上0.3質量%以下のリンと、0.01質量%以上0.2質量%以下のマグネシウムと、0.05質量%より多く0.2質量%以下の錫と、0.001質量%以上0.005質量%以下の亜鉛と、を含有し、残部が銅および不可避不純物からなり、
導電率が72%IACS以上であり、0.2%耐力が520MPa以上であり、150℃の条件下で1000時間加熱後の応力緩和率が25%以下である導体部を有するコネクタが提供される。
According to yet another aspect of the invention,
0.2 mass% or more and 0.6 mass% or less iron, 0.02 mass% or more and 0.06 mass% or less nickel, 0.07 mass% or more and 0.3 mass% or less phosphorus, and Contains from 01% by mass to 0.2% by mass of magnesium, from 0.05% to 0.2% by mass of tin, and from 0.001% by mass to 0.005% by mass of zinc. , The balance consists of copper and unavoidable impurities,
Provided is a connector having a conductor having an electric conductivity of 72% IACS or more, a 0.2% proof stress of 520 MPa or more, and a stress relaxation rate of 25% or less after heating for 1000 hours at 150° C. ..

本発明によれば、銅合金材において、導電性、強度、耐応力緩和性をさらに高める技術を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a technique for further improving the conductivity, strength, and stress relaxation resistance of a copper alloy material.

<本発明の一実施形態>
(1)銅合金材の構成
本発明の一実施形態にかかる銅合金材の構成について説明する。
<One Embodiment of the Present Invention>
(1) Configuration of Copper Alloy Material The configuration of the copper alloy material according to one embodiment of the present invention will be described.

本実施形態にかかる銅合金材は、所定量の鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、リン(P)、マグネシウム(Mg)および錫(Sn)を含有し、残部がCuおよび不可避不純物からなっている。また、本実施形態にかかる銅合金材は、その導電率が72%IACS以上であり、0.2%耐力が520MPa以上であり、150℃の条件下で1000時間加熱後の応力緩和率が25%以下である。 The copper alloy material according to the present embodiment contains a predetermined amount of iron (Fe), nickel (Ni), phosphorus (P), magnesium (Mg) and tin (Sn), and the balance is Cu and inevitable impurities. There is. The copper alloy material according to the present embodiment has an electric conductivity of 72% IACS or more, a 0.2% proof stress of 520 MPa or more, and a stress relaxation rate of 25 after heating for 1000 hours at 150° C. % Or less.

銅合金材の母材である(銅合金材の母相となる)Cuとしては、無酸素銅(OFC:Oxygen Free Copper)等を用いることが好ましい。 Oxygen-free copper (OFC) or the like is preferably used as Cu that is the base material of the copper alloy material (which is the base phase of the copper alloy material).

上述のように、本実施形態にかかる銅合金材は、所定量のFeと所定量のNiと所定量のPとを含有している。これにより、銅合金材中で、Fe及びPの化合物(Fe−P化合物、例えばFeP)と、Ni及びPの化合物(Ni−P化合物、例えばNi、NiP)との析出(分散析出)が同時に起こる。銅合金材中にFe−P化合物およびNi−P化合物のP化合物が析出することで、Fe−P化合物とNi−P化合物との相乗効果により、銅合金材の強度を向上させることができる。 As described above, the copper alloy material according to the present embodiment contains a predetermined amount of Fe, a predetermined amount of Ni, and a predetermined amount of P. Thus, a copper alloy material in a compound of Fe and P (Fe-P compounds such as Fe 2 P) and a compound of Ni and P (Ni-P compounds such as Ni 5 P 2, Ni 2 P ) and the Precipitation (dispersion precipitation) occurs simultaneously. Precipitation of P compounds such as Fe-P compounds and Ni-P compounds in the copper alloy material can improve the strength of the copper alloy material due to the synergistic effect of the Fe-P compound and the Ni-P compound.

銅合金材の強度をより向上させる観点から、Fe−P化合物、Ni−P化合物の析出量を増やすために銅合金材中のFe、Niの含有量を増やすことが考えられる。しかしながら、Fe、Niの含有量を増やしすぎると、Fe−P化合物やNi−P化合物を生成することなく、銅合金材中に固溶するFe、Niの量が増える。このため、銅合金材の導電性が低下することがある。このようにCu−Fe−Ni−P系の銅合金材において、導電性の向上と強度の向上とはトレードオフの関係にある。 From the viewpoint of further improving the strength of the copper alloy material, it is conceivable to increase the contents of Fe and Ni in the copper alloy material in order to increase the precipitation amounts of the Fe-P compound and the Ni-P compound. However, if the contents of Fe and Ni are excessively increased, the amounts of Fe and Ni solid-dissolved in the copper alloy material increase without producing Fe—P compounds or Ni—P compounds. Therefore, the conductivity of the copper alloy material may decrease. As described above, in the Cu—Fe—Ni—P-based copper alloy material, there is a trade-off relationship between improvement in conductivity and improvement in strength.

そこで、本実施形態では、所定の強度を維持しつつ導電性の低下を抑制し、強度と導電性とをバランスよく向上させるため、Feよりも導電性への影響が大きい、すなわちFeよりも導電性を低下させやすいNiの含有量を少なくしている。Fe、Ni、Pの含有量、およびNiの質量に対するFeの質量の比はそれぞれ以下のようにするとよい。 Therefore, in the present embodiment, in order to suppress the decrease in conductivity while maintaining a predetermined strength and improve the strength and the conductivity in a well-balanced manner, the effect on the conductivity is larger than that of Fe, that is, the conductivity is larger than that of Fe. The content of Ni, which easily deteriorates the properties, is reduced. The contents of Fe, Ni and P, and the ratio of the mass of Fe to the mass of Ni are preferably set as follows.

銅合金材中のFeの含有量は、例えば0.2質量%以上0.6質量%以下、好ましくは0.3質量%以上0.5質量%以下であるとよい。 The content of Fe in the copper alloy material is, for example, 0.2% by mass or more and 0.6% by mass or less, preferably 0.3% by mass or more and 0.5% by mass or less.

Feの含有量が0.2質量%未満であると、Fe−P化合物の析出量が少なくなり、Ni等の他の成分の含有量を増やさなければ、銅合金材の強度を所定の強度にできないことがある。すなわち、Fe−P化合物による強度向上効果が得られないことがある。 If the Fe content is less than 0.2% by mass, the precipitation amount of the Fe-P compound will be small, and unless the content of other components such as Ni is increased, the strength of the copper alloy material will be brought to a predetermined strength. There are things you can't do. That is, the strength improving effect of the Fe-P compound may not be obtained.

Feの含有量を0.2質量%以上にすることで、一定量のFe−P化合物を銅合金材中に生成して析出させることができ、Fe−P化合物による強度向上効果を得ることができる。例えば、銅合金材の0.2%耐力を520MPa以上にすることができる。Feの含有量を0.3質量%以上にすることで、Fe−P化合物による強度向上効果を確実に得ることができる。 By setting the Fe content to 0.2% by mass or more, a certain amount of Fe-P compound can be generated and precipitated in the copper alloy material, and the strength improving effect of the Fe-P compound can be obtained. it can. For example, the 0.2% proof stress of the copper alloy material can be 520 MPa or more. When the content of Fe is 0.3% by mass or more, the strength improving effect of the Fe-P compound can be reliably obtained.

しかしながら、Feの含有量が0.6質量%を超えると、Fe−P化合物を生成することなく銅合金材中に固溶するFeの量が増えることがある。このため、銅合金材の導電性が低下することがある。 However, if the content of Fe exceeds 0.6 mass %, the amount of Fe that forms a solid solution in the copper alloy material without forming an Fe—P compound may increase. Therefore, the conductivity of the copper alloy material may decrease.

Feの含有量を0.6質量%以下にすることで、銅合金材中にFeが固溶することを抑制でき、Feによる導電性の低下を抑制できる。例えば、銅合金材の導電率を72%IACS以上にできる。Feの含有量を0.5質量%以下にすることで、銅合金材中にFeが固溶することを確実に抑制でき、Feによる導電性の低下を確実に抑制できる。 By setting the content of Fe to 0.6 mass% or less, it is possible to suppress Fe from forming a solid solution in the copper alloy material, and to suppress the decrease in conductivity due to Fe. For example, the electrical conductivity of the copper alloy material can be 72% IACS or more. By setting the content of Fe to 0.5% by mass or less, solid solution of Fe in the copper alloy material can be surely suppressed, and decrease in conductivity due to Fe can be surely suppressed.

銅合金材中のNiの含有量は、例えば0.02質量%以上0.06質量%以下、好ましくは0.03質量%以上0.05質量%以下であるとよい。 The content of Ni in the copper alloy material is, for example, 0.02 mass% or more and 0.06 mass% or less, preferably 0.03 mass% or more and 0.05 mass% or less.

Niの含有量が0.02質量%未満であると、Ni−P化合物の析出量が少なくなり、Fe等の他の成分の含有量を増やさなければ、銅合金材の強度を所定の強度にできないことがある。すなわち、Ni−P化合物による強度向上効果が得られないことがある。 When the content of Ni is less than 0.02 mass %, the amount of precipitation of Ni—P compound decreases, and unless the content of other components such as Fe is increased, the strength of the copper alloy material becomes a predetermined strength. There are things you can't do. That is, the strength improving effect of the Ni-P compound may not be obtained.

Niの含有量を0.02質量%以上にすることで、一定量のNi−P化合物を銅合金材中に生成して析出させることができ、Ni−P化合物による強度向上効果を得ることができる。例えば、銅合金材の0.2%耐力を520MPa以上にすることができる。Niの含有量を0.03質量%以上にすることで、Ni−P化合物による強度向上効果を確実に得ることができる。 By setting the Ni content to 0.02 mass% or more, a certain amount of Ni-P compound can be generated and precipitated in the copper alloy material, and the strength improving effect of the Ni-P compound can be obtained. it can. For example, the 0.2% proof stress of the copper alloy material can be 520 MPa or more. By setting the Ni content to 0.03 mass% or more, the strength improving effect of the Ni-P compound can be reliably obtained.

しかしながら、Niの含有量が0.06質量%を超えると、Ni−P化合物を生成することなく銅合金材中に固溶するNiの量が増えることがある。このため、銅合金材の導電性が低下することがある。 However, if the Ni content exceeds 0.06 mass %, the amount of Ni that forms a solid solution in the copper alloy material without forming a Ni—P compound may increase. Therefore, the conductivity of the copper alloy material may decrease.

Niの含有量を0.06質量%以下にすることで、銅合金材中にNiが固溶することを抑制でき、Niによる導電性の低下を抑制できる。例えば、銅合金材の導電率を72%IACS以上にすることができる。Niの含有量を0.05質量%以下にすることで、銅合金材中にNiが固溶することを確実に抑制でき、Niによる導電性の低下を確実に抑制できる。 By setting the Ni content to 0.06 mass% or less, it is possible to suppress the solid solution of Ni in the copper alloy material, and to suppress the decrease in conductivity due to Ni. For example, the electrical conductivity of the copper alloy material can be 72% IACS or more. By setting the Ni content to 0.05% by mass or less, it is possible to reliably suppress solid solution of Ni in the copper alloy material, and it is possible to reliably suppress reduction in conductivity due to Ni.

銅合金材中のPの含有量は、例えば0.07質量%以上0.3質量%以下、好ましくは0.1質量%以上0.2質量%以下であるとよい。 The content of P in the copper alloy material is, for example, 0.07 mass% or more and 0.3 mass% or less, preferably 0.1 mass% or more and 0.2 mass% or less.

Pの含有量が0.07質量%未満であると、Fe−P化合物、Ni−P化合物の析出量が少なくなり、Mg、Sn等の他の成分の含有量を増やさなければ、銅合金材の強度を所定の強度にできないことがある。すなわち、Fe−P化合物、Ni−P化合物による強度向上効果が得られないことがある。 When the content of P is less than 0.07% by mass, the amount of precipitation of Fe-P compound and Ni-P compound decreases, and unless the content of other components such as Mg and Sn is increased, copper alloy material In some cases, the strength of may not be the predetermined strength. That is, the strength improving effect of the Fe-P compound and the Ni-P compound may not be obtained in some cases.

Pの含有量を0.07質量%以上にすることで、一定量のFe−P化合物とNi−P化合物とを銅合金材中に生成して析出させることができ、Fe−P化合物、Ni−P化合物による強度向上効果を得ることができる。例えば、銅合金材の0.2%耐力を520MPa以上にすることができる。Pの含有量を0.1質量%以上にすることで、Fe−P化合物、Ni−P化合物による強度向上効果を確実に得ることができる。 By setting the content of P to 0.07 mass% or more, a certain amount of Fe-P compound and Ni-P compound can be generated and precipitated in the copper alloy material, and the Fe-P compound and Ni can be deposited. The strength improving effect of the -P compound can be obtained. For example, the 0.2% proof stress of the copper alloy material can be 520 MPa or more. By setting the content of P to be 0.1% by mass or more, the strength improving effect of the Fe-P compound and the Ni-P compound can be reliably obtained.

しかしながら、Pの含有量が0.3質量%を超えると、Fe−P化合物またはNi−P化合物の生成することなく銅合金材中に固溶するPの量が増えることがある。このため、銅合金材の導電性が低下することがある。 However, if the content of P exceeds 0.3% by mass, the amount of P that forms a solid solution in the copper alloy material without increasing the formation of Fe—P compound or Ni—P compound may increase. Therefore, the conductivity of the copper alloy material may decrease.

Pの含有量を0.3質量%以下にすることで、銅合金材中にPが固溶することを抑制でき、Pによる導電性の低下を抑制できる。例えば、銅合金材の導電率を72%IACS以上にすることができる。Pの含有量を0.2質量%以下にすることで、Pによる導電性の低下を確実に抑制できる。 By setting the P content to 0.3% by mass or less, it is possible to prevent P from forming a solid solution in the copper alloy material, and to suppress the decrease in conductivity due to P. For example, the electrical conductivity of the copper alloy material can be 72% IACS or more. By setting the content of P to 0.2% by mass or less, it is possible to reliably suppress the decrease in conductivity due to P.

銅合金材は、Fe及びNiの含有量がそれぞれ上述の所定範囲内であって、かつ、Feの含有量(質量)に対するNiの含有量(質量)の過不足の発生を抑制する観点から、Niの質量に対するFeの質量の比(Fe/Ni)が例えば5以上10以下、好ましくは7以上10以下であるとよい。 In the copper alloy material, the contents of Fe and Ni are each within the above-described predetermined ranges, and from the viewpoint of suppressing the occurrence of excess or deficiency of the Ni content (mass) with respect to the Fe content (mass), The ratio of the mass of Fe to the mass of Ni (Fe/Ni) is, for example, 5 or more and 10 or less, preferably 7 or more and 10 or less.

上述のようにNiは、Feよりも導電性への影響が大きく、Feよりも導電性を低下させやすい。このため、Fe/Niが5未満であると、すなわちNiの含有量がFeの含有量に比べて相対的に多くなると、強度をさらに高めることはできるものの、Niによる導電性の低下を抑制できないことがある。すなわち、銅合金材において、強度と導電性とのバランスが崩れることがある。 As described above, Ni has a larger effect on conductivity than Fe, and is more likely to reduce conductivity than Fe. Therefore, if Fe/Ni is less than 5, that is, if the Ni content is relatively larger than the Fe content, the strength can be further increased, but the decrease in conductivity due to Ni cannot be suppressed. Sometimes. That is, in a copper alloy material, the balance between strength and conductivity may be lost.

Fe/Niを5以上にすることで、Niによる導電性の低下を抑制でき、銅合金材の強度と導電性とをバランスよく向上させることができる。Fe/Niを7以上にすることで、Niによる導電性の低下を確実に抑制でき、銅合金材の強度と導電性とをさらにバランスよく向上させることができる。 By setting Fe/Ni to 5 or more, the decrease in conductivity due to Ni can be suppressed, and the strength and conductivity of the copper alloy material can be improved in a well-balanced manner. By setting Fe/Ni to 7 or more, it is possible to reliably suppress the decrease in conductivity due to Ni, and it is possible to improve the strength and conductivity of the copper alloy material in a more balanced manner.

しかしながら、Fe/Niが10を超えると、Niの含有量が相対的に少なくなるため、Ni−P化合物の析出量が少なくなることがある。Ni−P化合物による強度向上効果は、Fe−P化合物による強度向上効果よりも大きい。このため、Ni−P化合物による強度向上効果が充分に得られず、銅合金材の強度を所定の強度にできないことがある。その結果、銅合金材の強度と導電性とのバランスが崩れることがある。 However, when Fe/Ni exceeds 10, the content of Ni becomes relatively small, and thus the precipitation amount of the Ni-P compound may decrease. The strength improving effect of the Ni-P compound is greater than the strength improving effect of the Fe-P compound. For this reason, the strength improving effect of the Ni-P compound cannot be sufficiently obtained, and the strength of the copper alloy material may not be set to a predetermined strength. As a result, the balance between strength and conductivity of the copper alloy material may be lost.

Fe/Niを10以下にすることで、一定量のNi−P化合物を銅合金材中に確実に生成して析出させることができ、Ni−P化合物による強度向上効果を確実に得ることができる。その結果、銅合金材の強度と導電性とをバランスよく向上させることができる。 By setting Fe/Ni to 10 or less, a certain amount of Ni-P compound can be reliably generated and precipitated in the copper alloy material, and the strength improving effect of the Ni-P compound can be reliably obtained. .. As a result, the strength and conductivity of the copper alloy material can be improved in a well-balanced manner.

上述のように、本実施形態では、Niの含有量をFeの含有量に比べて相対的に少なくしている。Niの含有量を少なくすると、Ni−P化合物の析出量が少なくなる。Ni−P化合物の方がFe−P化合物よりも銅合金材の強度向上効果が高いため、Ni−P化合物の析出量が少なくなると、銅合金材の強度が不足することがある。 As described above, in this embodiment, the content of Ni is relatively smaller than the content of Fe. When the content of Ni is reduced, the amount of Ni-P compound deposited is reduced. Since the Ni-P compound has a higher effect of improving the strength of the copper alloy material than the Fe-P compound, the strength of the copper alloy material may be insufficient when the precipitation amount of the Ni-P compound is small.

そこで、本実施形態にかかる銅合金材は、Fe、Ni、Pとともに、所定量のMgをさらに含有している。Mgは、銅合金中に固溶することで、すなわち他の元素と化合物を作ることなく単独で母相中に析出することで銅合金材の強度を向上させる効果を示すとともに、Niよりも銅合金材の導電性を低下させにくい成分である。このようなMgを、Fe、Ni、Pとともに銅合金材中に含有させることで、上述のようにNiの含有量を少なくした場合であっても、銅合金材の強度を所定の強度にできるとともに、導電性の低下を抑制できる。すなわち、銅合金材中にMgを含有させることで、Ni−P化合物の析出量の減少による銅合金材の強度低下を補うことができるとともに、Niの含有量を減らすことで、銅合金材の導電性の低下を抑制できる。 Therefore, the copper alloy material according to the present embodiment further contains a predetermined amount of Mg in addition to Fe, Ni, and P. Mg has the effect of improving the strength of the copper alloy material by forming a solid solution in the copper alloy, that is, by precipitating alone in the parent phase without forming a compound with other elements, and more than copper than Ni. It is a component that does not easily reduce the conductivity of the alloy material. By including such Mg in the copper alloy material together with Fe, Ni, and P, the strength of the copper alloy material can be set to a predetermined strength even when the content of Ni is reduced as described above. At the same time, the decrease in conductivity can be suppressed. That is, by including Mg in the copper alloy material, it is possible to compensate for the decrease in strength of the copper alloy material due to the decrease in the precipitation amount of the Ni-P compound, and by decreasing the Ni content, the copper alloy material A decrease in conductivity can be suppressed.

銅合金材中のMgの含有量は、例えば0.01質量%以上0.2質量%以下、好ましくは0.03質量%以上0.1質量%以下であるとよい。 The content of Mg in the copper alloy material is, for example, 0.01% by mass or more and 0.2% by mass or less, preferably 0.03% by mass or more and 0.1% by mass or less.

Mgの含有量が0.01質量%未満であると、Mgが不可避不純物である酸素(O)や硫黄(S)と結合してしまうことによって、銅合金材中に固溶するMgの量が減少してしまうことがある。なお、MgがOやS等と結合することで生成されるMgOやMgS等は、銅合金材の強度向上効果を有しない。その結果、Mgを含有させることによる強度向上効果が得られないことがある。 When the content of Mg is less than 0.01% by mass, the amount of Mg dissolved in the copper alloy material is increased by combining Mg with unavoidable impurities such as oxygen (O) and sulfur (S). It may decrease. It should be noted that MgO, MgS, and the like, which are generated by combining Mg with O, S, and the like, do not have the effect of improving the strength of the copper alloy material. As a result, the strength improving effect due to the inclusion of Mg may not be obtained.

Mgの含有量を0.01質量%以上にすることで、Mgの一部がOやS等と結合しても、一定量のMgを銅合金材中に固溶させることができる。これにより、Mgを含有させることによる強度向上効果を得ることができる。例えば、銅合金材の0.2%耐力を520MPa以上にすることができる。Mgの含有量を0.03質量%以上にすることで、Mgを含有させることによる強度向上効果を確実に得ることができる。 By setting the content of Mg to 0.01 mass% or more, a certain amount of Mg can be solid-dissolved in the copper alloy material even if a part of Mg is combined with O, S, or the like. As a result, it is possible to obtain an effect of improving strength by including Mg. For example, the 0.2% proof stress of the copper alloy material can be 520 MPa or more. By setting the content of Mg to 0.03 mass% or more, the strength improving effect due to the addition of Mg can be reliably obtained.

上述のように、MgはNiよりも導電性を低下させにくい成分である。しかしながら、Mgの含有量が0.2質量%を超えると、銅合金材中に固溶するMgの量が増えすぎ、Mgによって銅合金材の導電性を低下させてしまうことがある。 As described above, Mg is a component that is less likely to reduce the conductivity than Ni. However, when the content of Mg exceeds 0.2 mass %, the amount of solid solution Mg in the copper alloy material increases too much, and the conductivity of the copper alloy material may be reduced by Mg.

Mgの含有量を0.2質量%以下にすることで、Mgによる導電性の低下を抑制できる。その結果、銅合金材の導電性の低下を抑制しつつ、銅合金材の強度を向上させることができる。例えば、銅合金材の導電率を72%IACS以上に維持しつつ、0.2%耐力を520MPa以上にすることができる。Mgの含有量を0.1質量%以下にすることで、Mgによる導電性の低下を確実に抑制できる。 By setting the content of Mg to 0.2 mass% or less, it is possible to suppress the decrease in conductivity due to Mg. As a result, the strength of the copper alloy material can be improved while suppressing the decrease in the conductivity of the copper alloy material. For example, the 0.2% proof stress can be set to 520 MPa or more while maintaining the electrical conductivity of the copper alloy material to 72% IACS or more. By setting the content of Mg to 0.1% by mass or less, it is possible to reliably suppress the decrease in conductivity due to Mg.

また、上述のように、本実施形態にかかる銅合金材は、Fe、Ni、P、Mgとともに、Snをさらに含有している。Snは、主に銅合金材の耐応力緩和性を向上させる目的で添加される成分(元素)である。Snは、銅合金材中に固溶することで、銅合金材の耐応力緩和性を向上させることができる成分である。 Moreover, as described above, the copper alloy material according to the present embodiment further contains Sn in addition to Fe, Ni, P, and Mg. Sn is a component (element) added mainly for the purpose of improving the stress relaxation resistance of the copper alloy material. Sn is a component that can improve the stress relaxation resistance of the copper alloy material by forming a solid solution in the copper alloy material.

というのも、Snは、母相となるCuの原子半径よりも大きな原子半径を有する元素である。母相であるCuの原子半径よりも大きな原子半径を有する元素は、銅合金材の結晶中に取り込まれると銅合金材の結晶に格子歪みを生じさせる。しかしながら、原子半径の大きい元素は、その格子歪みを軽減するように銅合金材の結晶中の空孔と結びつく傾向がある。空孔がCuの原子半径よりも原子半径の大きな元素と結びつくと、空孔の容積は小さくなる。 Because, Sn is an element having an atomic radius larger than the atomic radius of Cu serving as the parent phase. An element having an atomic radius larger than the atomic radius of Cu, which is the mother phase, causes lattice distortion in the crystals of the copper alloy material when incorporated into the crystals of the copper alloy material. However, an element having a large atomic radius tends to be associated with vacancies in the crystal of the copper alloy material so as to reduce its lattice distortion. When the vacancies are associated with an element having an atomic radius larger than that of Cu, the volume of the vacancies becomes small.

また、応力緩和とは、銅合金材に一定歪みが印加された状態において時間の経過とともに弾性歪みが塑性歪みに変化し、応力が減少していく現象のことである。このような応力緩和は、原子レベルでは原子の拡散と転位の移動とによって進行する。したがって、銅合金材の耐応力緩和性を向上させるためには、Cu原子の拡散や転位の移動を抑制することが必要となる。 Further, stress relaxation is a phenomenon in which elastic strain changes into plastic strain over time in a state where a constant strain is applied to a copper alloy material, and the stress decreases. Such stress relaxation proceeds at the atomic level by diffusion of atoms and movement of dislocations. Therefore, in order to improve the stress relaxation resistance of the copper alloy material, it is necessary to suppress the diffusion of Cu atoms and the movement of dislocations.

Cu原子の拡散は、Cu原子が結晶中の空孔を介して(空孔を媒介として)ジャンプして移動することにより進行する。このため、例えば銅合金材が高温環境下で使用されてCu原子が拡散しようとしても、上述のように銅合金材中にSnを含有させて空孔の容積を小さくすることで、Cu原子はその空孔に入り込み難くなる。これにより、Cu原子はこの空孔を介してジャンプして移動することが難しくなり、Cu原子の拡散が進行し難くなる。すなわち、Cu原子の拡散を抑制できる。 The diffusion of Cu atoms proceeds by the Cu atoms jumping and moving (via the holes) through the holes in the crystal. Therefore, for example, even if the copper alloy material is used in a high temperature environment and the Cu atoms try to diffuse, the Cu atoms are reduced by containing Sn in the copper alloy material to reduce the volume of the holes as described above. It becomes difficult to enter the holes. As a result, it becomes difficult for the Cu atoms to jump and move through the holes, and it becomes difficult for the Cu atoms to diffuse. That is, the diffusion of Cu atoms can be suppressed.

また、銅合金材の結晶中に取り込まれた原子半径の大きい元素は、銅合金材の結晶の格子歪みを軽減するように銅合金材中の転位の周辺に偏析する。この状態はコットレル雰囲気と呼ばれる。コットレル雰囲気はエネルギー的に安定となる。Snが含有された銅合金材が例えば高温環境下で使用されて転位が移動しようとした場合、転位はコットレル雰囲気の状態を維持したまま移動しなければならない。このため、転位が移動し難くなる、すなわち、転位の移動を抑制できる。 Further, an element having a large atomic radius taken into the crystal of the copper alloy material is segregated around dislocations in the copper alloy material so as to reduce the lattice distortion of the crystal of the copper alloy material. This state is called the Cottrell atmosphere. The Cottrell atmosphere is energetically stable. When a copper alloy material containing Sn is used, for example, in a high temperature environment and dislocations try to move, the dislocations must move while maintaining the state of the Cottrell atmosphere. Therefore, it becomes difficult for dislocations to move, that is, dislocations can be suppressed.

上述のように、銅合金材中にSnを含有させることで、Cu原子の拡散や転位の移動を抑制できる。その結果、銅合金材の耐応力緩和性を向上させることができる。 As described above, by incorporating Sn in the copper alloy material, diffusion of Cu atoms and movement of dislocations can be suppressed. As a result, the stress relaxation resistance of the copper alloy material can be improved.

なお、Sn以外にも、Cu原子よりも原子半径の大きな元素はある。しかしながら、Snが、Cu原子よりも原子半径の大きな他の元素よりも、銅合金材の耐応力緩和性を向上させる効果が高いことを本発明者は確認済みである。 In addition to Sn, there are elements having a larger atomic radius than Cu atoms. However, the present inventor has confirmed that Sn has a higher effect of improving the stress relaxation resistance of the copper alloy material than other elements having an atomic radius larger than that of Cu atom.

また、Snは、銅合金中に固溶することで、高い強度向上効果も示す。したがって、銅合金材中にSnを含有させることで、銅合金材の強度をさらに向上させることができる。例えば、上述のようにNiの含有量を少なくした場合であっても、銅合金材の強度を所定の強度に確実にすることができる。 Further, Sn also exhibits a high strength improving effect by forming a solid solution in the copper alloy. Therefore, by including Sn in the copper alloy material, the strength of the copper alloy material can be further improved. For example, even if the Ni content is reduced as described above, the strength of the copper alloy material can be ensured to be a predetermined strength.

Snの含有量は、例えば0.05質量%より多く0.2質量%以下、好ましくは0.08質量%以上0.15質量%以下であるとよい。 The Sn content is, for example, more than 0.05% by mass and 0.2% by mass or less, preferably 0.08% by mass or more and 0.15% by mass or less.

Snの含有量が0.05質量%以下であると、耐応力緩和性が不充分になることがある。また、Fe、Ni、Mgの他の元素の含有量を増やさなければ、銅合金材の強度が低下することがある。 If the Sn content is 0.05% by mass or less, the stress relaxation resistance may be insufficient. Further, unless the contents of other elements such as Fe, Ni, and Mg are increased, the strength of the copper alloy material may decrease.

Snの含有量を0.05質量%より多くすることで、耐応力緩和性を充分に向上させることができる。具体的には、150℃の条件下で1000時間加熱後の応力緩和率を25%以下にすることができる。また、銅合金材の強度を向上させることができ、Fe、Ni、Mgの他の元素の含有量を増やすことなく、銅合金材の強度を所定の強度にすることができる。例えば、銅合金材の0.2%耐力を520MPa以上にすることができる。Snの含有量を0.08質量%以上にすることで、銅合金材の耐応力緩和性および強度を確実に向上させることができる。 When the Sn content is more than 0.05% by mass, the stress relaxation resistance can be sufficiently improved. Specifically, the stress relaxation rate after heating for 1000 hours under the condition of 150° C. can be 25% or less. Further, the strength of the copper alloy material can be improved, and the strength of the copper alloy material can be set to a predetermined strength without increasing the contents of other elements such as Fe, Ni, and Mg. For example, the 0.2% proof stress of the copper alloy material can be 520 MPa or more. By setting the Sn content to 0.08 mass% or more, the stress relaxation resistance and strength of the copper alloy material can be reliably improved.

Snは、上述のように耐応力緩和性の向上効果や強度向上効果が高い成分であるが、導電性を低下させやすい成分でもある。このため、Snの含有量が0.2質量%を超え、銅合金材中に固溶するSnの量が増えると、銅合金材の導電性が低下することがある。 Sn is a component that has a high stress relaxation resistance improving effect and a high strength improving effect as described above, but is also a component that easily lowers conductivity. Therefore, if the Sn content exceeds 0.2 mass% and the amount of Sn that forms a solid solution in the copper alloy material increases, the conductivity of the copper alloy material may decrease.

Snの含有量を0.2質量%以下にすることで、Snによる銅合金材の導電性の低下を抑制できる。その結果、銅合金材の導電性を低下させることなく、銅合金材の耐応力緩和性、強度を向上させることができる。Snの含有量を0.15質量%以下にすることで、Snによる導電性の低下を確実に抑制できる。 By setting the Sn content to 0.2 mass% or less, it is possible to suppress the decrease in conductivity of the copper alloy material due to Sn. As a result, the stress relaxation resistance and strength of the copper alloy material can be improved without lowering the conductivity of the copper alloy material. By setting the Sn content to 0.15 mass% or less, it is possible to reliably suppress the decrease in conductivity due to Sn.

さらにまた、銅合金材は、亜鉛(Zn)を含有していてもよい。これにより、銅合金材が、例えばリードフレームの基材やコネクタの導体部等に使用された場合、Znが銅合金材中に固溶することにより、銅合金材とはんだ層とが剥離することを抑制できる。すなわち、はんだ付け性(はんだ密着性)を向上させることができる。その結果、はんだ付けに対する信頼性を向上させることができる。このようなはんだ付けに対する信頼性は、特にリードフレームにとって重要な特性の一つである。 Furthermore, the copper alloy material may contain zinc (Zn). As a result, when the copper alloy material is used, for example, as a base material of a lead frame or a conductor portion of a connector, Zn is solid-dissolved in the copper alloy material, so that the copper alloy material and the solder layer are separated from each other. Can be suppressed. That is, the solderability (solder adhesion) can be improved. As a result, the reliability of soldering can be improved. The reliability of such soldering is one of the important characteristics especially for the lead frame.

銅合金材がZnを含有している場合、Znの含有量は、例えば0.001質量%以上0.005質量%以下であるとよい。 When the copper alloy material contains Zn, the Zn content is preferably 0.001 mass% or more and 0.005 mass% or less.

Znの含有量が0.001質量%未満であると、Znが不可避不純物であるOやSと結合してしまうことによって、銅合金材中に固溶するZnの量が減少してしまうことがある。なお、ZnがOやS等と結合することで生成されるZnOやZnS等は、はんだ付け性を向上させる効果を有しない。その結果、Znを含有させることによるはんだ付け性の向上効果が得られないことがある。 When the content of Zn is less than 0.001% by mass, the amount of Zn dissolved in the copper alloy material may decrease due to the bonding of Zn with O or S which are inevitable impurities. is there. It should be noted that ZnO, ZnS, etc., which are generated by combining Zn with O, S, etc., do not have the effect of improving solderability. As a result, the effect of improving the solderability by containing Zn may not be obtained.

Znの含有量を0.001質量%以上にすることで、Znの一部がOやS等と結合しても、一定量のZnを銅合金材中に固溶させることができる。これにより、Znを含有させることによるはんだ付け性の向上効果を得ることができる。 By setting the content of Zn to be 0.001 mass% or more, a certain amount of Zn can be solid-dissolved in the copper alloy material even if part of Zn is bonded to O, S, or the like. As a result, the effect of improving solderability by containing Zn can be obtained.

しかしながら、Znの含有量が0.005質量%を超えると、銅合金材中に固溶するZnの量が増えるため、Znによって銅合金材の導電性を低下させてしまうことがある。 However, when the content of Zn exceeds 0.005 mass %, the amount of Zn dissolved in the copper alloy material increases, so that the conductivity of the copper alloy material may be reduced by Zn.

Znの含有量を0.005質量%以下にすることで、銅合金材の導電性を低下させることなく、はんだ付け性を向上させることができる。 When the content of Zn is 0.005 mass% or less, the solderability can be improved without lowering the conductivity of the copper alloy material.

(2)銅合金材の製造方法
次に、本実施形態にかかる銅合金材の製造方法について、溶解鋳造法を例示して説明する。
(2) Manufacturing Method of Copper Alloy Material Next, a manufacturing method of the copper alloy material according to the present embodiment will be described by exemplifying a melting casting method.

(鋳造工程)
まず、母材である無酸素銅を例えば高周波溶解炉等を用いて窒素雰囲気下で溶解して銅の溶湯を生成する。この銅の溶湯中に、Fe、Ni、P、MgおよびSnを添加して銅合金の溶湯を生成する。このとき、Feの含有量が0.2質量%以上0.6質量%以下になり、Niの含有量が0.02質量%以上0.06質量%以下になり、Pの含有量が0.07質量%以上0.3質量%以下になり、Mgの含有量が0.01質量%以上0.2質量%以下になり、Snの含有量が0.05質量%より多く0.2質量%以下になるように、Fe、Ni、P、MgおよびSnの添加量(投入量)を調整する。また、Niの質量に対するFeの質量の比(Fe/Ni)が5以上10以下になるように、Fe、Niの添加量をさらに調整することが好ましい。また、銅合金の溶湯には、Znをさらに含有させてもよく、この場合、Znの含有量が0.001質量%以上0.005質量%以下となるようにZnの添加量を調整する。そして、この銅合金の溶湯を鋳型に注いで冷却し、所定の組成を有する鋳塊を鋳造する。
(Casting process)
First, oxygen-free copper as a base material is melted in a nitrogen atmosphere using, for example, a high-frequency melting furnace to generate a molten copper. Fe, Ni, P, Mg and Sn are added to the molten copper to produce a molten copper alloy. At this time, the Fe content is 0.2% by mass or more and 0.6% by mass or less, the Ni content is 0.02% by mass or more and 0.06% by mass or less, and the P content is 0. 07 mass% or more and 0.3 mass% or less, Mg content is 0.01 mass% or more and 0.2 mass% or less, Sn content is more than 0.05 mass% and 0.2 mass% The addition amount (input amount) of Fe, Ni, P, Mg and Sn is adjusted so as to be as follows. Further, it is preferable to further adjust the added amounts of Fe and Ni so that the ratio of the mass of Fe to the mass of Ni (Fe/Ni) is 5 or more and 10 or less. Further, the molten metal of the copper alloy may further contain Zn. In this case, the addition amount of Zn is adjusted so that the Zn content is 0.001 mass% or more and 0.005 mass% or less. Then, the molten metal of this copper alloy is poured into a mold and cooled to cast an ingot having a predetermined composition.

(熱間圧延工程)
上述の鋳塊を所定温度(例えば900℃以上1000℃以下)に加熱して、当該鋳塊に対して所定の加工度(例えば総加工度が60%以上95%以下)で熱間圧延を行い、所定厚さの熱間圧延材を形成する。本明細書における熱間圧延材とは、熱間圧延工程を行うことで形成された銅合金の板材をいう。
(Hot rolling process)
The above ingot is heated to a predetermined temperature (for example, 900°C or more and 1000°C or less), and hot rolling is performed on the ingot at a predetermined workability (for example, the total workability is 60% or more and 95% or less). , Forming a hot-rolled material having a predetermined thickness. The hot rolled material in the present specification refers to a copper alloy plate material formed by performing a hot rolling step.

(第1の熱処理工程(時効工程))
熱間圧延工程が終了した後、熱間圧延材に対して熱処理(時効処理)を行い、熱処理材を形成する。本明細書における熱処理材とは、第1の熱処理工程が行われた後の銅合金の板材をいう。
(First heat treatment step (aging step))
After the hot rolling process is completed, heat treatment (aging treatment) is performed on the hot rolled material to form a heat treated material. The heat-treated material in this specification refers to a copper alloy plate material after the first heat treatment step.

上述のように、最終的に形成される銅合金材(以下、単に「銅合金材」ともいう。)の元になる鋳塊は、導電性を低下させやすい成分であるSnを含有している。このため、熱間圧延材に対して適切な温度で充分に時効処理を行うことで、銅合金材中にFe−P化合物、Ni−P化合物を充分に分散析出させるとともに、Fe−P化合物、Ni−P化合物を生成することなく、Sn以外にも導電性を低下させる要因となり、銅合金材中に固溶するFe、Ni、Pの量を可能な限り低減させておく。これにより、Snが含有されている場合であっても、銅合金材中に固溶する元素による導電性の低下を最低限に抑えることができる。また、後述の冷間圧延工程を行った後も、高い導電性を維持することができる。 As described above, the ingot that is the base of the finally formed copper alloy material (hereinafter, also simply referred to as “copper alloy material”) contains Sn that is a component that easily lowers conductivity. .. Therefore, by sufficiently aging the hot-rolled material at an appropriate temperature, the Fe-P compound and the Ni-P compound are sufficiently dispersed and precipitated in the copper alloy material, and the Fe-P compound, The amount of Fe, Ni, and P that forms a solid solution in the copper alloy material is reduced as much as possible, which is a factor that reduces the conductivity in addition to Sn without generating a Ni-P compound. As a result, even when Sn is contained, it is possible to minimize the decrease in conductivity due to the element that forms a solid solution in the copper alloy material. In addition, high conductivity can be maintained even after performing the cold rolling step described below.

第1の熱処理工程では、熱間圧延材を例えば450℃以上550℃以下の温度下で、すなわち熱間圧延材が例えば450℃以上550℃以下の温度となるように熱間圧延材を加熱した状態で、3時間以上、好ましくは8時間以上保持する熱処理を行う。これにより、Fe−P化合物、Ni−P化合物を充分に分散析出させて、銅合金材の強度を向上させることができるとともに、銅合金材中にFe、Ni、Pが固溶することを抑制でき、銅合金材の導電性の低下を抑制できる。 In the first heat treatment step, the hot-rolled material was heated at a temperature of, for example, 450° C. or higher and 550° C. or lower, that is, the hot-rolled material was heated to a temperature of, for example, 450° C. or higher and 550° C. or lower. In this state, heat treatment is performed for 3 hours or more, preferably 8 hours or more. As a result, the Fe-P compound and the Ni-P compound can be sufficiently dispersed and deposited to improve the strength of the copper alloy material, and Fe, Ni, and P are prevented from forming a solid solution in the copper alloy material. It is possible to suppress the decrease in conductivity of the copper alloy material.

熱処理の温度(加熱温度)が450℃未満であったり、熱処理の時間(加熱(保持)時間)が3時間未満であったりすると、銅合金中に所定量のFe、Ni、Pを含有させた場合であっても、銅合金材中にFe−P化合物、Ni−P化合物を充分に分散析出させることができないことがある。このため、銅合金材において、Fe−P化合物、Ni−P化合物による強度向上効果が得られず、その結果、銅合金材の強度を所定の強度にできないことがある。さらに、Fe−P化合物、Ni−P化合物を充分に分散析出させることができないことで、Fe−P化合物、Ni−P化合物を生成することなく、銅合金材中に固溶するFe、Ni、Pの量が増えることがある。その結果、銅合金材の導電性が低下することがある。 When the heat treatment temperature (heating temperature) was less than 450° C. or the heat treatment time (heating (holding) time) was less than 3 hours, a predetermined amount of Fe, Ni, P was contained in the copper alloy. Even in such a case, the Fe-P compound and the Ni-P compound may not be sufficiently dispersed and precipitated in the copper alloy material. Therefore, in the copper alloy material, the effect of improving the strength by the Fe-P compound and the Ni-P compound cannot be obtained, and as a result, the strength of the copper alloy material may not be a predetermined strength. Furthermore, since the Fe-P compound and the Ni-P compound cannot be sufficiently dispersed and precipitated, Fe, Ni, which is solid-solved in the copper alloy material without generating the Fe-P compound and the Ni-P compound, The amount of P may increase. As a result, the conductivity of the copper alloy material may decrease.

熱処理の温度を450℃以上にし、熱処理の時間を3時間以上にすることで、Fe−P化合物、Ni−P化合物を充分に分散析出させることができ、その結果、銅合金材中にFe、Ni、Pが固溶することを抑制できる。これにより、銅合金材において、Fe−P化合物、Ni−P化合物による強度向上効果を得ることができ、銅合金材の強度を所定の強度にすることができるとともに、銅合金材の導電性の低下を抑制できる。また、熱処理の時間を8時間以上にすることで、Fe−P化合物、Ni−P化合物をより充分に分散析出させることができ、その結果、銅合金材中にFe、Ni、Pが固溶することを確実に抑制できる。これにより、銅合金材において、Fe−P化合物、Ni−P化合物による強度向上効果を確実に得ることができるとともに、銅合金材の導電性の低下を確実に抑制できる。 By setting the heat treatment temperature to 450° C. or higher and the heat treatment time to 3 hours or longer, the Fe—P compound and the Ni—P compound can be sufficiently dispersed and precipitated, and as a result, Fe in the copper alloy material, It is possible to suppress the solid solution of Ni and P. As a result, in the copper alloy material, the strength improving effect of the Fe-P compound and the Ni-P compound can be obtained, the strength of the copper alloy material can be set to a predetermined strength, and the conductivity of the copper alloy material can be improved. The decrease can be suppressed. Further, by setting the heat treatment time to 8 hours or more, the Fe-P compound and the Ni-P compound can be more sufficiently dispersed and precipitated, and as a result, Fe, Ni, and P form a solid solution in the copper alloy material. It can be surely suppressed. As a result, in the copper alloy material, it is possible to surely obtain the strength improving effect of the Fe-P compound and the Ni-P compound, and it is possible to surely suppress the decrease in the conductivity of the copper alloy material.

しかしながら、熱処理の温度が550℃を超えると、分散析出したFe−P化合物やNi−P化合物が再び固溶する現象が生じ、熱処理材中に固溶状態で残るFeやNiの量が増えることがある。このため、銅合金材中に固溶するFe、Ni、Pの量が増え、その結果、銅合金材の導電性が低下することがある。また、熱処理の温度が550℃を超えると、母相であるCuの再結晶が進み、熱処理材の強度が低下することがある。 However, when the temperature of the heat treatment exceeds 550° C., a phenomenon in which the dispersed and precipitated Fe—P compound or Ni—P compound again forms a solid solution, and the amount of Fe or Ni remaining in a solid solution state in the heat treated material increases. There is. For this reason, the amounts of Fe, Ni, and P that form a solid solution in the copper alloy material increase, and as a result, the conductivity of the copper alloy material may decrease. If the heat treatment temperature exceeds 550° C., recrystallization of Cu, which is the parent phase, may proceed, and the strength of the heat treated material may decrease.

熱処理の温度を550℃以下にすることで、上述の現象を抑制できる。これにより、銅合金材中にFe、Ni、Pが固溶することを抑制でき、その結果、銅合金材の導電性の低下を抑制できる。また、母相であるCuの再結晶が進むことを抑制でき、熱処理材(銅合金材)の強度が低下することを抑制できる。 By setting the temperature of the heat treatment to 550° C. or lower, the above phenomenon can be suppressed. As a result, solid solution of Fe, Ni, and P in the copper alloy material can be suppressed, and as a result, decrease in conductivity of the copper alloy material can be suppressed. Further, it is possible to suppress the progress of recrystallization of Cu that is the mother phase, and it is possible to prevent the strength of the heat-treated material (copper alloy material) from decreasing.

(冷間圧延工程)
第1の熱処理工程が終了した後、熱処理材に対して所定の冷間圧延を行い、所定厚さの冷間圧延材を形成する。冷間圧延工程では、例えば、熱処理材に対する冷間圧延と、被圧延材に対する焼鈍と、を所定回数交互に繰り返す。冷間圧延工程は、焼鈍ではなく冷間圧延で終了することが好ましい。本明細書における冷間圧延材とは、冷間圧延工程が終了した後(所定回数の冷間圧延と焼鈍とを行った後)の銅合金の板材をいう。冷間圧延工程が銅合金材の製造工程の最終工程である場合、すなわち後述の第2の熱処理工程を行わない場合、冷間圧延材が、最終的に形成される銅合金材となる。
(Cold rolling process)
After the completion of the first heat treatment step, the heat treated material is subjected to predetermined cold rolling to form a cold rolled material having a predetermined thickness. In the cold rolling step, for example, cold rolling of the heat-treated material and annealing of the material to be rolled are alternately repeated a predetermined number of times. The cold rolling process is preferably finished by cold rolling instead of annealing. The cold rolled material in the present specification refers to a copper alloy sheet material after the cold rolling step is completed (after a predetermined number of times of cold rolling and annealing). When the cold rolling step is the final step of the copper alloy material manufacturing step, that is, when the second heat treatment step described below is not performed, the cold rolled material is the finally formed copper alloy material.

冷間圧延工程で行う焼鈍は、被圧延材に再結晶が生じる温度よりも低い温度で行う。例えば、被圧延材の温度が300℃以上500℃以下となるような温度で焼鈍を行うことが好ましい。また例えば、焼鈍を行う時間(焼鈍時間)は30秒以上5分以下であることが好ましい。これにより、銅合金材の強度の低下を伴う再結晶を被圧延材に生じさせることなく(母相であるCuの再結晶を進行させることなく)、冷間圧延材の加工性(延性)を回復させることができる。このように被圧延材に再結晶を生じさせないことで、銅合金材の強度低下を抑制できる。 The annealing performed in the cold rolling step is performed at a temperature lower than the temperature at which recrystallization occurs in the material to be rolled. For example, it is preferable to perform annealing at a temperature such that the temperature of the material to be rolled is 300° C. or higher and 500° C. or lower. Further, for example, the time for annealing (annealing time) is preferably 30 seconds or more and 5 minutes or less. As a result, the workability (ductility) of the cold-rolled material can be improved without causing recrystallization of the copper alloy material accompanied by a decrease in strength in the material to be rolled (without promoting recrystallization of Cu, which is the parent phase). Can be recovered. By not causing recrystallization in the material to be rolled in this way, it is possible to suppress a decrease in strength of the copper alloy material.

冷間圧延工程で行う最後の冷間圧延、すなわち最後の焼鈍後に行われる最後の冷間圧延は例えば60%以上80%以下の加工度で行うことが好ましい。これにより、最終的に形成される銅合金材の強度を充分に高めることができるとともに、銅合金材の延性の低下も抑制できる。 The final cold rolling performed in the cold rolling step, that is, the final cold rolling performed after the final annealing is preferably performed with a workability of, for example, 60% or more and 80% or less. As a result, the strength of the finally formed copper alloy material can be sufficiently increased, and the reduction in ductility of the copper alloy material can be suppressed.

最後の冷間圧延の加工度が60%未満であると、冷間圧延による加工硬化が不充分となるため、最終的に形成される銅合金材の強度が不足することがある。最後の冷間圧延の加工度を60%以上にすることで、冷間圧延により被圧延材を充分に加工硬化させることができ、銅合金材の強度を充分に高めることができる。 If the workability of the final cold rolling is less than 60%, work hardening due to cold rolling will be insufficient, and the strength of the finally formed copper alloy material may be insufficient. By setting the workability of the final cold rolling to 60% or more, the material to be rolled can be sufficiently work-hardened by the cold rolling, and the strength of the copper alloy material can be sufficiently increased.

しかしながら、最後の冷間圧延の加工度が80%を超えると、被圧延材(冷間圧延材)に蓄積される歪みが過剰になることがある。このため、最終的に形成される銅合金材の導電性が低下したり、延性が低下してわずかな伸びで破断したりすることがある。最後の冷間圧延の加工度を80%以下にすることで、被圧延材に蓄積される歪みを低減でき、その結果、銅合金材の導電性の低下、延性の低下を抑制できる。 However, if the workability of the final cold rolling exceeds 80%, the strain accumulated in the material to be rolled (cold rolled material) may become excessive. Therefore, the conductivity of the finally formed copper alloy material may decrease, or the ductility may decrease and the copper alloy material may break with a slight elongation. By setting the workability of the final cold rolling to 80% or less, the strain accumulated in the material to be rolled can be reduced, and as a result, the decrease in conductivity and the decrease in ductility of the copper alloy material can be suppressed.

(第2の熱処理工程)
冷間圧延工程が終了した後、冷間圧延材を例えば350℃以上450℃以下の温度下で、例えば10秒以上5分以下保持する熱処理(最終熱処理)をさらに行ってもよい。このような条件で最終熱処理を行うことで、被熱処理材の強度の低下を抑制しつつ、被熱処理材の導電性や延性をさらに回復させることができる。その結果、最終的に形成される銅合金材の強度を所定強度に維持しつつ、銅合金材の導電性をさらに向上させるとともに、銅合金材の延性(伸び)をさらに向上させることができる。
(Second heat treatment step)
After the cold rolling step is finished, a heat treatment (final heat treatment) may be further performed in which the cold rolled material is held at a temperature of, for example, 350° C. or higher and 450° C. or lower for, for example, 10 seconds or more and 5 minutes or less. By performing the final heat treatment under such conditions, it is possible to further recover the conductivity and ductility of the heat treated material while suppressing the decrease in strength of the heat treated material. As a result, the conductivity of the copper alloy material can be further improved and the ductility (elongation) of the copper alloy material can be further improved while maintaining the strength of the finally formed copper alloy material at a predetermined strength.

最終熱処理での被熱処理材の温度が350℃未満である場合や、加熱時間(加熱保持時間)が10秒未満である場合、被熱処理材の導電性や延性の回復が不充分であることがある。最終熱処理における加熱温度を350℃以上とし、加熱時間を10秒以上とすることで、被熱処理材の導電性や延性を充分に回復させることができる。これにより、銅合金材の導電性をさらに向上させるとともに、銅合金材の延性をさらに向上させることができる。 When the temperature of the material to be heat treated in the final heat treatment is less than 350° C. or when the heating time (heating holding time) is less than 10 seconds, the conductivity and ductility of the material to be heat treated may be insufficiently recovered. is there. By setting the heating temperature in the final heat treatment to 350° C. or higher and the heating time to 10 seconds or longer, the conductivity and ductility of the heat-treated material can be sufficiently restored. Thereby, the conductivity of the copper alloy material can be further improved, and the ductility of the copper alloy material can be further improved.

しかしながら、加熱温度が450℃を超えたり、加熱時間が5分を超えたりすると、被熱処理材中に再結晶が生じることがあり、その結果、銅合金材の強度が低下することがある。加熱温度を450℃以下とし、保持時間を5分以下とすることで、被熱処理材中に再結晶が生じることを抑制できる。その結果、最終熱処理により銅合金材の強度が低下することを抑制できる。 However, if the heating temperature exceeds 450° C. or the heating time exceeds 5 minutes, recrystallization may occur in the heat-treated material, and as a result, the strength of the copper alloy material may decrease. By setting the heating temperature to 450° C. or lower and the holding time to 5 minutes or shorter, it is possible to suppress recrystallization in the material to be heat treated. As a result, it is possible to prevent the strength of the copper alloy material from decreasing due to the final heat treatment.

以上の工程を経ることで、導電率が72%IACS以上であり、0.2%耐力が520MPa以上であり、150℃の条件下で1000時間加熱後の応力緩和率が25%以下である銅合金材を形成することができる。 Through the above steps, copper having a conductivity of 72% IACS or more, a 0.2% proof stress of 520 MPa or more, and a stress relaxation rate of 25% or less after heating for 1000 hours at 150° C. An alloy material can be formed.

(3)本実施形態にかかる効果
本実施形態によれば、以下に示す1つまたは複数の効果を奏する。
(3) Effects of this Embodiment According to this embodiment, one or more of the following effects are exhibited.

(a)Cu−Fe−Ni−P系合金において、さらにMg、Snを添加するとともに、銅合金中の組成制御を行うことで、この銅合金を用いて形成した銅合金材は、従来の銅合金材よりも、高い導電性、高い強度および高い耐応力緩和性を有するものとなる。また、本実施形態にかかる銅合金材では、従来の銅合金材よりも、導電性および強度をバランスよく向上させつつ、さらに耐応力緩和性も向上させることができる。すなわち、銅合金材中に、Fe、Ni、PおよびMgを適切な範囲で含有させることで、銅合金材の導電性と強度とをバランスよく向上させることができる。また、銅合金材中に、所定量のSnを含有させることで、Snを含有しない場合よりも、銅合金材の耐応力緩和性および強度を向上させることができる。 (A) In a Cu-Fe-Ni-P-based alloy, Mg and Sn are further added, and the composition of the copper alloy is controlled so that the copper alloy material formed using this copper alloy is a conventional copper alloy material. It has higher conductivity, higher strength and higher stress relaxation resistance than the alloy material. Further, the copper alloy material according to the present embodiment can improve the stress relaxation resistance while improving the conductivity and the strength in a well-balanced manner as compared with the conventional copper alloy material. That is, by containing Fe, Ni, P and Mg in an appropriate range in the copper alloy material, it is possible to improve the conductivity and strength of the copper alloy material in a well-balanced manner. Further, by containing a predetermined amount of Sn in the copper alloy material, the stress relaxation resistance and strength of the copper alloy material can be improved more than in the case where Sn is not contained.

(b)具体的には、0.2質量%以上0.6質量%以下のFeと、0.02質量%以上0.06質量%以下のNiと、0.07質量%以上0.3質量%以下のPと、0.01質量%以上0.2質量%以下のMgと、0.05質量%より多く0.2質量%以下のSnとを含有し、残部がCuおよび不可避不純物からなるように銅合金の組成制御を行うことで、この銅合金を用いて形成される銅合金材を、従来よりも高い導電性、高い強度、および高い耐応力緩和性の要求を満たす銅合金材とすることができる。例えば、銅合金材の導電率を72%IACS以上にし、0.2%耐力を520MPa以上にし、150℃の条件下で1000時間加熱後の応力緩和率を25%以下にすることができる。 (B) Specifically, 0.2 mass% or more and 0.6 mass% or less of Fe, 0.02 mass% or more and 0.06 mass% or less of Ni, and 0.07 mass% or more and 0.3 mass% % Or less P, 0.01% by mass or more and 0.2% by mass or less Mg, and 0.05% by mass or more and 0.2% by mass or less Sn, with the balance being Cu and inevitable impurities. By controlling the composition of the copper alloy as described above, a copper alloy material formed by using this copper alloy is provided with a copper alloy material satisfying the requirements of higher conductivity, higher strength, and higher stress relaxation resistance than ever before. can do. For example, the electrical conductivity of the copper alloy material can be 72% IACS or more, the 0.2% proof stress can be 520 MPa or more, and the stress relaxation rate after heating for 1000 hours at 150° C. can be 25% or less.

(c)また、銅合金材中のNiの質量に対するFeの質量の比(Fe/Ni)を5以上10以下にすることで、銅合金材の導電性と強度とをバランスよく向上させることができる。 (C) Further, by setting the ratio of the mass of Fe to the mass of Ni (Fe/Ni) in the copper alloy material to 5 or more and 10 or less, the conductivity and strength of the copper alloy material can be improved in a well-balanced manner. it can.

(d)また、銅合金材中に0.001質量%以上0.005質量%以下のZnを含有させることで、銅合金材の導電性を低下させることなく、はんだ付け性を向上させることができる。 (D) Further, by containing 0.001% by mass or more and 0.005% by mass or less of Zn in the copper alloy material, the solderability can be improved without lowering the conductivity of the copper alloy material. it can.

(e)また、銅合金材を形成する際に、所定の熱間圧延工程を行った後、450℃以上550℃以下の温度で3時間以上保持する第1の熱処理工程を行うことで、銅合金材中にFe−P化合物、Ni−P化合物を充分に分散析出させることができる。これにより、Fe−P化合物、Ni−P化合物を生成することなく、銅合金材中に固溶し、銅合金材の導電性の低下の要因となるFe、Ni、Pの量を可能な限り低減させることができる。その結果、導電性を低下させやすいSnが含有されて固溶している場合であっても、銅合金材中に固溶する他の元素による導電性の低下を最低限に抑えることができる。 (E) Further, in forming the copper alloy material, after performing a predetermined hot rolling step, a first heat treatment step of holding at a temperature of 450° C. or higher and 550° C. or lower for 3 hours or more is performed to obtain copper. The Fe-P compound and the Ni-P compound can be sufficiently dispersed and precipitated in the alloy material. As a result, the amounts of Fe, Ni, and P, which form a solid solution in the copper alloy material and cause a decrease in the conductivity of the copper alloy material, without forming the Fe-P compound and the Ni-P compound are possible. Can be reduced. As a result, even when Sn is contained as a solid solution, which tends to reduce the conductivity, it is possible to minimize the decrease in the conductivity due to the other solid solution in the copper alloy material.

(f)また、冷間圧延工程を、所定の冷間圧延と、被圧延材中に再結晶が生じる温度よりも低い温度で行う焼鈍と、を所定回数交互に繰り返して行うことで、銅合金材の強度の低下を伴う再結晶を被圧延材に生じさせることなく、冷間圧延材の加工性(延性)を回復させることができる。このように被圧延材に再結晶を生じさせないようにすることで、銅合金材の強度の低下を確実に抑制できる。 (F) Further, the cold rolling step is performed by alternately repeating a predetermined cold rolling and an annealing performed at a temperature lower than a temperature at which recrystallization occurs in the material to be rolled by a predetermined number of times, thereby obtaining a copper alloy. The workability (ductility) of the cold-rolled material can be recovered without causing recrystallization in the material to be rolled that causes a reduction in the strength of the material. In this way, by preventing recrystallization from occurring in the rolled material, it is possible to reliably suppress the decrease in strength of the copper alloy material.

(g)また、冷間圧延工程で行う最後の冷間圧延を、60%以上80%以下の加工度で行うことで、これにより、銅合金材の強度を充分に高めることができるとともに、銅合金材の延性の低下も抑制できる。 (G) Further, the final cold rolling performed in the cold rolling step is performed at a workability of 60% or more and 80% or less, whereby the strength of the copper alloy material can be sufficiently increased and the copper It is also possible to suppress a decrease in ductility of the alloy material.

(h)また、冷間圧延工程を行った後、冷間圧延材を350℃以上450℃以下の温度下で10秒以上5分以下保持する最終熱処理を行うことで、銅合金材の強度を所定強度に維持しつつ、銅合金材の導電性をさらに向上させるとともに、銅合金材の延性(伸び)をさらに向上させることができる。 (H) Further, after performing the cold rolling step, by performing a final heat treatment of holding the cold rolled material at a temperature of 350° C. or higher and 450° C. or lower for 10 seconds or more and 5 minutes or less, the strength of the copper alloy material is improved. It is possible to further improve the electrical conductivity of the copper alloy material and further improve the ductility (elongation) of the copper alloy material while maintaining the predetermined strength.

(i)本実施形態にかかる銅合金材は、高い導電性、高い強度および高い耐応力緩和性を有している。したがって、本実施形態にかかる銅合金材は、例えば、半導体素子が載置されるダイパッドと、半導体素子に電気的に接続されるリードと、を有する基材(基板)を有するリードフレームにおいて、その基材に好適に用いることができる。なお、リードフレームの基材は、銅合金材に打ち抜き加工を施すことで形成される。このようにリードフレームの基材に本実施形態にかかる銅合金材を用いることで、電子機器の多機能化、小型化、軽量化の要求に伴って、電子機器に搭載される半導体パッケージに要求される高密度化、小型化、薄型化の要求を満たすことができる。すなわち、銅合金材が高い導電性を有することで、半導体パッケージの高密度化(電子機器の多機能化)等の要求を満たすための充分な放熱性を確保することができる。また、銅合金材が高い強度を有することで、リードフレームの基材を薄くすることができ、その結果、半導体パッケージの小型化、薄型化等の要求を満たすことができる。また、リードフレームの基材が車載用途に使用された場合、このような用途では使用環境が高温になることがあるが、本実施形態にかかる銅合金材は、高い耐応力緩和性を有している。このため、リードフレームの基材が高温環境下で使用された場合であっても、充分な信頼性を確保することができる。 (I) The copper alloy material according to this embodiment has high conductivity, high strength, and high stress relaxation resistance. Therefore, the copper alloy material according to the present embodiment, for example, in a lead frame having a base material (substrate) having a die pad on which a semiconductor element is mounted and leads electrically connected to the semiconductor element, It can be suitably used as a substrate. The base material of the lead frame is formed by punching a copper alloy material. By using the copper alloy material according to the present embodiment as the base material of the lead frame in this way, along with the demand for multifunctionalization, miniaturization, and weight reduction of electronic devices, there is a demand for semiconductor packages mounted in electronic devices. It is possible to meet the demands for higher density, smaller size and thinner thickness. That is, since the copper alloy material has high conductivity, it is possible to secure sufficient heat dissipation to meet the requirements such as high density of semiconductor packages (multifunctionalization of electronic devices). Further, since the copper alloy material has high strength, the base material of the lead frame can be thinned, and as a result, the demands for downsizing and thinning of the semiconductor package can be satisfied. Further, when the base material of the lead frame is used for in-vehicle applications, the use environment may be high in such applications, but the copper alloy material according to the present embodiment has high stress relaxation resistance. ing. Therefore, sufficient reliability can be ensured even when the base material of the lead frame is used in a high temperature environment.

(j)また、本実施形態にかかる銅合金材は、例えば、電子機器側(相手側)のコネクタ(端子)に電気的に接続される導体部と、導体部が収容されるハウジング(収容部)と、を有するコネクタの導体部にも好適に用いることができる。これにより、特に、自動車の電装化が進み、コネクタ等の電気部品に流れる電流値が増加した場合であっても、コネクタを自動車の電気系統に好適に用いることができる。すなわち、銅合金材が高い導電性を有することで、ジュール熱の発生を抑えることができる。また、銅合金材が高い強度を有することで、自動車の仕様として要求されるバネ性を満たすことができる。また、銅合金材が高い耐応力緩和性を有することで、コネクタが高温環境下で用いられた場合であっても、コネクタの接触圧を長期にわたって維持することができる。 (J) Further, the copper alloy material according to the present embodiment includes, for example, a conductor portion electrically connected to a connector (terminal) on the electronic device side (counterpart side) and a housing (accommodating portion) in which the conductor portion is accommodated. ), and a conductor part of a connector having As a result, the connector can be preferably used in the electric system of the vehicle, even when the electric component of the vehicle is increased and the value of the current flowing through the electric component such as the connector is increased. That is, since the copper alloy material has high conductivity, generation of Joule heat can be suppressed. In addition, since the copper alloy material has high strength, it is possible to satisfy the spring property required for automobile specifications. Further, since the copper alloy material has high stress relaxation resistance, the contact pressure of the connector can be maintained for a long time even when the connector is used in a high temperature environment.

(本発明の他の実施形態)
以上、本発明の一実施形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
(Other Embodiments of the Present Invention)
Although one embodiment of the present invention has been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment and can be appropriately modified without departing from the scope of the invention.

上述の実施形態では、高周波溶解炉を用いて溶湯(銅の溶湯、銅合金の溶湯)を生成したが、これに限定されない。例えば、原料を加熱して溶解して溶湯を生成することが可能な種々の溶解炉を用いることができる。 In the above-described embodiment, the high-frequency melting furnace is used to generate the molten metal (molten copper, molten copper alloy), but the invention is not limited to this. For example, it is possible to use various melting furnaces capable of heating a raw material and melting it to generate a molten metal.

上述の実施形態では、銅合金材がリードフレーム、コネクタに用いられる場合について説明したが、これに限定されない。 In the above embodiment, the case where the copper alloy material is used for the lead frame and the connector has been described, but the present invention is not limited to this.

次に、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Next, examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.

<試料の製作>
(試料1)
無酸素銅を母材にして、0.35質量%のFe、0.040質量%のNi、0.12質量%のP、0.10質量%のMg、および0.10質量%のSnを高周波溶解炉が備える坩堝内に投入し、高周波溶解炉を用いて窒素雰囲気下で坩堝内を加熱して銅合金の溶湯を溶製した。溶製した銅合金の溶湯を所定形状の鋳型に注いで、厚さが25mm、幅が30mm、長さが150mmの鋳塊を鋳造した(鋳造工程)。得られた鋳塊を950℃に加熱して熱間圧延を行い、厚さが8mmの熱間圧延材を形成した(熱間圧延工程)。得られた熱間圧延材を500℃の温度下で8時間加熱する熱処理を行い、熱処理材を形成した(第1の熱処理工程)。得られた熱処理材に冷間圧延を行い、被圧延材の厚さを1mmにした。そして、被圧延材を450℃の温度下で3分間加熱する焼鈍を行った。次に、焼鈍を行った被圧延材に対して加工度が70%の冷間圧延(最後の冷間圧延)を行い、厚さが0.3mmの冷間圧延材を形成した(冷間圧延工程)。この冷間圧延材を試料1の銅合金材とした。
<Production of sample>
(Sample 1)
Using oxygen-free copper as a base material, 0.35 mass% Fe, 0.040 mass% Ni, 0.12 mass% P, 0.10 mass% Mg, and 0.10 mass% Sn are added. It was charged into a crucible provided in the high-frequency melting furnace, and the inside of the crucible was heated in a nitrogen atmosphere using the high-frequency melting furnace to melt the copper alloy. The molten metal of the melted copper alloy was poured into a mold having a predetermined shape to cast an ingot having a thickness of 25 mm, a width of 30 mm, and a length of 150 mm (casting step). The obtained ingot was heated to 950° C. and hot rolled to form a hot rolled material having a thickness of 8 mm (hot rolling step). The obtained hot rolled material was heat-treated by heating at a temperature of 500° C. for 8 hours to form a heat-treated material (first heat treatment step). The obtained heat-treated material was cold-rolled so that the material to be rolled had a thickness of 1 mm. Then, the material to be rolled was annealed by heating it at a temperature of 450° C. for 3 minutes. Next, the annealed material to be rolled was cold-rolled with a workability of 70% (last cold rolling) to form a cold-rolled material with a thickness of 0.3 mm (cold rolling). Process). This cold rolled material was used as the copper alloy material of Sample 1.

(試料2〜9,12〜23)
試料2〜9,12〜23では、鋳造工程で鋳造される鋳塊の組成、すなわち銅合金材の組成が下記の表1に示す通りになるように、Fe、Ni、P、MgおよびSnの添加量(投入量)を調整した。その他は、上述の試料1と同様にして銅合金材を形成した。これらをそれぞれ試料2〜9,12〜23とした。
(Samples 2-9, 12-23)
In Samples 2 to 9 and 12 to 23, Fe, Ni, P, Mg, and Sn were used so that the composition of the ingot cast in the casting step, that is, the composition of the copper alloy material is as shown in Table 1 below. The addition amount (input amount) was adjusted. Otherwise, a copper alloy material was formed in the same manner as in Sample 1 described above. These were designated as Samples 2 to 9 and 12 to 23, respectively.

(試料10,11,24)
試料10,11,24では、鋳造工程で鋳造される鋳塊の組成が下記の表1に示す通りになるように、鋳塊内に所定量のZnを含有した。その他は、上述の試料1と同様にして銅合金材を形成した。これらをそれぞれ試料10,11,24とした。
(Samples 10, 11, 24)
In Samples 10, 11, and 24, a predetermined amount of Zn was contained in the ingot so that the composition of the ingot cast in the casting process was as shown in Table 1 below. A copper alloy material was formed in the same manner as in Sample 1 above except for the above. These were designated as Samples 10, 11, and 24, respectively.

(試料25〜29,32〜37)
試料25〜29,32〜37では、第1の熱処理工程における加熱条件(加熱温度、加熱時間)および冷間圧延工程における条件(焼鈍温度、焼鈍時間、最後の冷間圧延の加工度)を下記の表3に示す通りにした。その他は、上述の試料1と同様にして銅合金材を形成した。これらをそれぞれ試料25〜29,32〜37とした。
(Samples 25-29, 32-37)
In Samples 25 to 29 and 32 to 37, the heating conditions (heating temperature, heating time) in the first heat treatment step and the conditions (annealing temperature, annealing time, final cold rolling workability) in the cold rolling step were as follows. As shown in Table 3 of A copper alloy material was formed in the same manner as in Sample 1 above except for the above. These were designated as samples 25 to 29 and 32 to 37, respectively.

(試料30,31,38,39)
試料30,31,38,39では、冷間圧延工程後に、冷間圧延材を所定温度で所定時間加熱する熱処理(第2の熱処理工程)を行った。なお、第2の熱処理工程の条件(加熱温度、加熱時間)は、表3に示す通りにした。その他は、上述の試料1と同様にして銅合金材を形成した。これらをそれぞれ試料30,31,38,39とした。
(Samples 30, 31, 38, 39)
In Samples 30, 31, 38, and 39, after the cold rolling step, a heat treatment (second heat treatment step) of heating the cold rolled material at a predetermined temperature for a predetermined time was performed. The conditions (heating temperature, heating time) of the second heat treatment step were as shown in Table 3. A copper alloy material was formed in the same manner as in Sample 1 above except for the above. These were designated as Samples 30, 31, 38 and 39, respectively.

<評価>
試料1〜39についてそれぞれ、導電性、強度、耐応力緩和性の評価を行った。また、試料1,10,11,24では、上記評価に加え、はんだ密着性(はんだ付け性)の評価も行った。
<Evaluation>
The samples 1 to 39 were evaluated for conductivity, strength, and stress relaxation resistance. In addition to Samples 1, 10, 11, and 24, solder adhesion (solderability) was also evaluated.

導電性の評価は、各試料の導電率を測定することで行った。導電率は、JIS H0505に準拠した導電率測定方法により測定した。その結果を表1〜3に示す。 The conductivity was evaluated by measuring the conductivity of each sample. The conductivity was measured by a conductivity measuring method based on JIS H0505. The results are shown in Tables 1 to 3.

強度の評価は、各試料の引張強さおよび0.2%耐力を測定することで行った。引張強さおよび0.2%耐力は、JIS Z2241に準拠した引張試験方法により測定した。その結果を表1、表3に示す。 The strength was evaluated by measuring the tensile strength and 0.2% proof stress of each sample. The tensile strength and 0.2% proof stress were measured by a tensile test method based on JIS Z2241. The results are shown in Tables 1 and 3.

耐応力緩和性の評価は、各試料の応力緩和率を測定することで行った。応力緩和率の測定(応力緩和試験)は、日本電子材料工業会標準規格EMAS−1011および日本伸銅協会技術標準JCBA−T309に準拠した方法により、以下のように測定した。まず、各試料を片持ち梁の状態にして初期の表面最大応力が0.2%耐力の80%の値になるように曲げ(曲げ応力)を加え、このときの各試料の撓み量(初期撓み量)を測定した。そして、所定の曲げ応力を加えた状態で各試料を150℃に加熱して1000時間保持した。1000時間が経過した後、曲げ応力を除荷して、生じた永久変形による撓み量を測定した。そして、最初に負荷した曲げの撓み量に対する加熱保持後の永久変形による撓み量の割合((永久変形による撓み量/初期撓み量)×100)を算出し、これを応力緩和率(150℃の条件下で1000時間加熱後の応力緩和率)とした。応力緩和率の算出結果を表1、表3に示す。 The stress relaxation resistance was evaluated by measuring the stress relaxation rate of each sample. The measurement of the stress relaxation rate (stress relaxation test) was carried out by the method according to the Japan Electronic Material Industry Association standard EMAS-1011 and the Japan Copper and Brass Association technical standard JCBA-T309 as follows. First, each sample is placed in a cantilevered state, and bending (bending stress) is applied so that the initial maximum surface stress is 80% of the 0.2% proof stress. The amount of bending) was measured. Then, each sample was heated to 150° C. and kept for 1000 hours while a predetermined bending stress was applied. After 1000 hours had passed, the bending stress was removed and the amount of bending due to the permanent deformation that occurred was measured. Then, the ratio of the amount of bending due to permanent deformation after heating and holding to the amount of bending bending initially loaded ((amount of bending due to permanent deformation/initial amount of bending)×100) is calculated, and this is calculated as the stress relaxation rate (150° C. The stress relaxation rate after heating for 1000 hours under the conditions). The calculation results of the stress relaxation rate are shown in Tables 1 and 3.

はんだ密着性の評価は、各試料に対して以下のはんだ耐熱剥離試験を行うことで行った。まず、厚さ0.3mmの各試料から幅10mm、長さ30mmの試験片を採取した。次に、260℃に溶融保持した鉛フリーはんだ(Sn−3質量%Ag−0.5質量%Cu)に各試験片を浸漬して、試験片の表面にはんだ層を形成した。この試験片を180℃に加熱して100時間保持した。次に、試験片に180°の曲げおよび曲げ戻しを行った。そして、曲げ戻し部分について、はんだ層が剥離しているか否かの評価を行った。その結果を表2に示す。 The solder adhesion was evaluated by performing the following solder heat resistance peeling test on each sample. First, a test piece having a width of 10 mm and a length of 30 mm was sampled from each sample having a thickness of 0.3 mm. Next, each test piece was immersed in lead-free solder (Sn-3 mass% Ag-0.5 mass% Cu) melt-held at 260°C to form a solder layer on the surface of the test piece. The test piece was heated to 180° C. and held for 100 hours. Next, the test piece was bent and bent back by 180°. Then, the bent back portion was evaluated as to whether or not the solder layer was peeled off. The results are shown in Table 2.

Figure 0006734130
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なお、表1に記載のそれぞれの銅合金材(鋳塊)を構成する元素以外の残部はCuおよび不可避不純物からなる。 The balance other than the elements forming each copper alloy material (ingot) shown in Table 1 is composed of Cu and unavoidable impurities.

Figure 0006734130
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Figure 0006734130
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<評価結果>
表1に示すように、試料1〜9から、0.2質量%以上0.6質量%以下のFeと、0.02質量%以上0.06質量%以下のNiと、0.07質量%以上0.3質量%以下のPと、0.01質量%以上0.2質量%以下のMgと、0.05質量%より多く0.2質量%以下のSnとを含有し、残部がCuおよび不可避不純物からなる銅合金材は、高い導電性、高い強度、および高い耐応力緩和性を有することを確認した。すなわち、試料1〜9の銅合金材は、導電率が72%IACS以上であり、引張強さが560MPa以上であり、0.2%耐力が520MPa以上であり、150℃の条件下で1000時間加熱後の応力緩和率が25%以下であることを確認した。このように、試料1〜9の銅合金材では、従来の銅合金材よりも、導電性、強度、および耐応力緩和性をバランスよく向上させることができることを確認した。
<Evaluation result>
As shown in Table 1, from Samples 1 to 9, 0.2% by mass or more and 0.6% by mass or less Fe, 0.02% by mass or more and 0.06% by mass or less Ni, and 0.07% by mass. Not less than 0.3 mass% and not more than 0.01 mass% and not more than 0.2 mass% of Mg, and more than 0.05 mass% and not more than 0.2 mass% Sn, and the balance Cu It was confirmed that the copper alloy material composed of and unavoidable impurities has high conductivity, high strength, and high stress relaxation resistance. That is, the copper alloy materials of Samples 1 to 9 have an electric conductivity of 72% IACS or more, a tensile strength of 560 MPa or more, a 0.2% proof stress of 520 MPa or more, and a temperature of 150° C. for 1000 hours. It was confirmed that the stress relaxation rate after heating was 25% or less. As described above, it was confirmed that the copper alloy materials of Samples 1 to 9 could improve the conductivity, strength, and stress relaxation resistance in a better balance than the conventional copper alloy materials.

表1において、試料1〜9と、試料12〜13と、の比較から、Feの含有量が0.2質量%未満であったり、Niの含有量が0.02質量%未満であったりすると、0.2%耐力が520MPa未満になることがあることを確認した。これは、Fe、Niの含有量が少ないため、銅合金材中に析出するFe−P化合物、Ni−P化合物の量が少なくなり、その結果、Fe−P化合物、Ni−P化合物による強度向上効果が得られないため、銅合金材の強度が不足すると考えられる。 In Table 1, from the comparison between Samples 1 to 9 and Samples 12 to 13, it is found that the Fe content is less than 0.2 mass% or the Ni content is less than 0.02 mass%. It was confirmed that the 0.2% proof stress may be less than 520 MPa. This is because the contents of Fe and Ni are small, so the amounts of Fe-P compound and Ni-P compound precipitated in the copper alloy material are small, and as a result, the strength is improved by the Fe-P compound and Ni-P compound. Since the effect cannot be obtained, it is considered that the strength of the copper alloy material is insufficient.

表1において、試料1〜9と、試料16との比較から、Pの含有量が0.07質量%未満であると、0.2%耐力が520MPa未満になることがあることを確認した。これは、Pの含有量が少ない場合も、上記Fe、Niの含有量が少ない場合と同様に、銅合金材中に析出するFe−P化合物、Ni−P化合物の量が少なくなるため、銅合金材の強度が不足すると考えられる。 In Table 1, from the comparison between Samples 1 to 9 and Sample 16, it was confirmed that the 0.2% proof stress may be less than 520 MPa when the P content was less than 0.07 mass %. This is because even when the P content is small, the Fe-P compound and the Ni-P compound precipitated in the copper alloy material are small as in the case where the Fe and Ni contents are small. It is considered that the strength of the alloy material is insufficient.

表1において、試料1〜9と、試料14〜15と、の比較から、Feの含有量が0.6質量%を超えたり、Niの含有量が0.06質量%を超えたりすると、導電率が72%IACS未満になることがあることを確認した。また、試料1〜9と、試料17と、の比較から、Pの含有量が0.3質量%を超えると、導電率が72%IACS未満になることがあることを確認した。これらは、銅合金材中に固溶するFeやNi、Pの量が増えたため、銅合金材の導電性が低下したものと考えられる。 In Table 1, from the comparison between Samples 1 to 9 and Samples 14 to 15, if the Fe content exceeds 0.6 mass% or the Ni content exceeds 0.06 mass%, the conductivity It was confirmed that the rate could be less than 72% IACS. In addition, from the comparison between Samples 1 to 9 and Sample 17, it was confirmed that the electrical conductivity may be less than 72% IACS when the P content exceeds 0.3 mass %. It is considered that, since the amounts of Fe, Ni, and P dissolved in the copper alloy material increased, the conductivity of the copper alloy material decreased.

表1において、試料1〜9と、試料18と、の比較から、Mgの含有量が0.01質量%未満であると、0.2%耐力が520MPa未満になることがあることを確認した。これは、Mgを含有させることによる強度向上効果を充分に得られなかったためと考えられる。 In Table 1, from the comparison between Samples 1 to 9 and Sample 18, it was confirmed that the 0.2% proof stress may be less than 520 MPa when the content of Mg is less than 0.01% by mass. .. It is considered that this is because the effect of improving strength by containing Mg was not sufficiently obtained.

表1において、試料1〜9と、試料19と、の比較から、Mgは比較的導電性を低下させ難い成分であるが、このようにMgの含有量が増えすぎると、Mgによって導電性が低下することがあることを確認した。すなわち、Mgの含有量が0.2質量%を超えると、導電率が72%IACS未満になることがあることを確認した。 In Table 1, from the comparison between Samples 1 to 9 and Sample 19, Mg is a component that is relatively difficult to lower the conductivity. However, if the Mg content is excessively increased as described above, the conductivity of Mg is increased. It was confirmed that it may decrease. That is, it was confirmed that if the Mg content exceeds 0.2 mass %, the electrical conductivity may be less than 72% IACS.

表1において、試料1〜9と、試料20と、の比較から、Snの含有量が0.05質量%以下であると、0.2%耐力が520MPa未満になることがあるとともに、応力緩和率が25%を超えることがあることを確認した。これは、Snを添加することによる耐応力緩和性および強度向上効果を充分に得られなかったためと考えられる。 In Table 1, from the comparison between Samples 1 to 9 and Sample 20, when the Sn content is 0.05% by mass or less, the 0.2% proof stress may be less than 520 MPa and the stress relaxation It was confirmed that the rate may exceed 25%. It is considered that this is because the effect of improving the stress relaxation resistance and the strength by adding Sn was not sufficiently obtained.

表1において、試料1〜9と、試料21と、の比較から、Snの含有量が0.2質量%を超えると、導電率が72%IACS未満になることがあることを確認した。これは、銅合金材中に固溶するSnの量が増えたため、銅合金材の導電性が低下したものと考えられる。 In Table 1, from the comparison between Samples 1 to 9 and Sample 21, it was confirmed that the electrical conductivity may be less than 72% IACS when the Sn content exceeds 0.2 mass %. It is considered that this is because the conductivity of the copper alloy material decreased because the amount of Sn dissolved in the copper alloy material increased.

表1において、試料1〜9と、試料22と、の比較から、Fe、Ni、P、Mg、Snの含有量が所定の範囲内であっても、Fe/Niが5未満であると、導電率が72%IACS未満になることがあることを確認した。 In Table 1, from the comparison between Samples 1 to 9 and Sample 22, if Fe/Ni is less than 5 even if the contents of Fe, Ni, P, Mg, and Sn are within the predetermined range, It was confirmed that the conductivity may be less than 72% IACS.

また、表1において、試料1〜9と、試料23と、の比較から、Fe、Ni、P、Mg、Snの含有量が所定の範囲内であっても、Fe/Niが10を超えると、0.2%耐力が520MPa未満になることがあることを確認した。 Further, in Table 1, from the comparison between Samples 1 to 9 and Sample 23, even if the contents of Fe, Ni, P, Mg, and Sn are within the predetermined range, if Fe/Ni exceeds 10, It was confirmed that the 0.2% proof stress may be less than 520 MPa.

表2において、試料1と、試料10,11と、の比較から、所定量のZnを含有させることで、はんだ層の剥離を抑制でき、はんだ密着性を向上させることができることを確認した。また、所定量のZnを含有した試料10,11であっても、導電率を72%IACS以上にできることを確認した。すなわち、Znの含有量が所定量であれば、Znによる導電性への影響は小さいことを確認した。 In Table 2, from the comparison between Sample 1 and Samples 10 and 11, it was confirmed that by containing a predetermined amount of Zn, peeling of the solder layer can be suppressed and solder adhesion can be improved. It was also confirmed that even the samples 10 and 11 containing a predetermined amount of Zn could have a conductivity of 72% IACS or more. That is, it was confirmed that if the Zn content is a predetermined amount, the influence of Zn on the conductivity is small.

表1,2において、試料10〜11と、試料24と、の比較から、Znの含有量が0.005質量%を超えると、はんだ密着性の評価は良好である、すなわち、はんだ層の剥離は見られないものの、導電率が72%IACS未満になることがあることを確認した。 In Tables 1 and 2, from the comparison between Samples 10 to 11 and Sample 24, when the Zn content exceeds 0.005 mass %, the evaluation of the solder adhesion is good, that is, the peeling of the solder layer. Although it was not observed, it was confirmed that the conductivity could be less than 72% IACS.

表3において、試料1,25〜29から、第1の熱処理工程では、450℃以上550℃以下の温度で3時間以上加熱する熱処理を行い、冷間圧延工程では、冷間圧延と、再結晶が生じる温度よりも低い温度での焼鈍と、を行うとともに、最後の冷間圧延を60%以上80%以下の加工度で行うことで、高い導電性、高い強度、および高い耐応力緩和性を有する銅合金材を形成することができることを確認した。すなわち、試料1,25〜29では、導電率が72%IACS以上になり、0.2%耐力が520MPa以上になり、150℃の条件下で1000時間加熱後の応力緩和率が25%以下になることを確認した。このように、試料1,25〜29では、従来の銅合金材よりも、導電性、強度、および耐応力緩和性をバランスよく向上させることができることを確認した。 In Table 3, from Samples 1, 25 to 29, in the first heat treatment step, heat treatment of heating at a temperature of 450° C. or higher and 550° C. or lower for 3 hours or more is performed, and in the cold rolling step, cold rolling and recrystallization are performed. Annealing at a temperature lower than the temperature at which is generated, and by performing the final cold rolling with a workability of 60% or more and 80% or less, high conductivity, high strength, and high stress relaxation resistance can be obtained. It was confirmed that the copper alloy material having the same could be formed. That is, in Samples 1, 25 to 29, the conductivity was 72% IACS or more, the 0.2% proof stress was 520 MPa or more, and the stress relaxation rate after heating for 1000 hours at 150° C. was 25% or less. I confirmed. Thus, it was confirmed that in Samples 1, 25 to 29, the conductivity, strength, and stress relaxation resistance could be improved in a better balance than the conventional copper alloy material.

試料1,26と、試料30,31と、の比較から、冷間圧延工程後に350℃以上450℃以下の温度下で10秒以上5分以下加熱する熱処理(第2の熱処理工程)を行うことで、耐応力緩和性と導電性とをさらに向上させることができることを確認した。なお、第2の熱処理工程を行うことで強度は若干低下するものの、0.2%耐力を520MPa以上に維持できることを確認した。 From the comparison between Samples 1 and 26 and Samples 30 and 31, heat treatment (second heat treatment step) of heating for 10 seconds or more and 5 minutes or less at a temperature of 350° C. or higher and 450° C. or lower is performed after the cold rolling process. It was confirmed that the stress relaxation resistance and the conductivity can be further improved. It was confirmed that the 0.2% proof stress can be maintained at 520 MPa or more, although the strength is slightly reduced by performing the second heat treatment step.

表3において、試料1,25〜27と、試料32,33と、の比較から、第1の熱処理工程における熱処理の温度(加熱温度)が450℃未満であったり、第1の熱処理工程における熱処理の時間(加熱時間)が3時間未満であったりすると、導電率が72%IACS未満になることがあることを確認した。これらは、熱処理によってFe−P化合物、Ni−P化合物を充分に分散析出させることができず、その結果、熱処理材中に固溶するFe、Ni、Pの量が増えたためと考えられる。 In Table 3, from the comparison between Samples 1, 25 to 27 and Samples 32 and 33, the temperature of the heat treatment in the first heat treatment step (heating temperature) is less than 450° C., or the heat treatment in the first heat treatment step It was confirmed that the electric conductivity may be less than 72% IACS if the time (heating time) was less than 3 hours. It is considered that these are because the Fe-P compound and the Ni-P compound could not be sufficiently dispersed and precipitated by the heat treatment, and as a result, the amounts of Fe, Ni, and P which were solid-solved in the heat-treated material increased.

表3において、試料1,25〜27と、試料34と、の比較から、第1の熱処理工程における加熱温度が550℃を超えると、導電率が72%IACS未満になるとともに、0.2%耐力が520MPa未満になることがあることを確認した。これは、分散析出したFe−P化合物やNi−P化合物が再び固溶する現象が生じ、その結果、熱処理材中に固溶するFe、Ni、Pの量が増えるとともに、母相であるCuの再結晶が進んで熱処理材の強度が大きく低下したためと考えられる。 In Table 3, from comparison between Samples 1, 25 to 27 and Sample 34, when the heating temperature in the first heat treatment step exceeds 550° C., the conductivity becomes less than 72% IACS and 0.2%. It was confirmed that the yield strength could be less than 520 MPa. This is because the Fe-P compound or the Ni-P compound dispersed and precipitated again forms a solid solution, and as a result, the amounts of Fe, Ni, and P that form a solid solution in the heat-treated material increase, and at the same time, the parent phase Cu. It is considered that the strength of the heat-treated material was greatly reduced due to the progress of recrystallization of the.

表3において、試料1,25〜29と、試料35と、の比較から、冷間圧延工程における焼鈍を、再結晶が進行する温度である530℃で行うと、0.2%耐力が520MPa未満になることがあることを確認した。これは、焼鈍によって母相であるCuに再結晶が生じたことで強度が低下したため、最終的に形成される銅合金材の強度が低下したと考えられる。 In Table 3, from comparison between Samples 1, 25 to 29 and Sample 35, when the annealing in the cold rolling step is performed at 530° C. which is the temperature at which recrystallization proceeds, 0.2% proof stress is less than 520 MPa. I have confirmed that it may become. It is considered that this is because the strength was lowered due to the recrystallization of Cu, which is the mother phase, due to the annealing, and thus the strength of the finally formed copper alloy material was lowered.

表3において、試料1,28,29と、試料36と、の比較から、冷間圧延工程で行う最後の冷間圧延の加工度が60%未満であると、0.2%耐力が520MPa未満になることがあることを確認した。これは、最終の冷間圧延による加工硬化が不充分であるため、銅合金材の強度を充分に向上させることができなかったと考えられる。 In Table 3, from the comparison between Samples 1, 28, 29 and Sample 36, when the workability of the last cold rolling performed in the cold rolling step is less than 60%, the 0.2% proof stress is less than 520 MPa. I have confirmed that it may become. It is considered that this is because the strength of the copper alloy material could not be sufficiently improved because the work hardening by the final cold rolling was insufficient.

表3において、試料1,28,19と、試料37と、の比較から、冷間圧延工程で行う最後の冷間圧延の加工度が80%を超えると、導電率が72%IACS未満になり、応力緩和率が25%を超えることがあることを確認した。これらは、冷間圧延により、被圧延材に過剰な歪みが蓄積されたためと考えられる。 In Table 3, from the comparison between Samples 1, 28, 19 and Sample 37, when the workability of the final cold rolling performed in the cold rolling step exceeds 80%, the electrical conductivity becomes less than 72% IACS. It was confirmed that the stress relaxation rate may exceed 25%. It is considered that these are because excessive strain was accumulated in the material to be rolled by cold rolling.

表3において、試料30,31と、試料38,39との比較から、第2の熱処理工程で行う熱処理の温度が450℃を超えたり、熱処理の時間が5分を超えたりすると、0.2%耐力が520MPa未満になることがあることを確認した。 In Table 3, from the comparison between Samples 30 and 31 and Samples 38 and 39, when the temperature of the heat treatment performed in the second heat treatment step exceeds 450° C. or the heat treatment time exceeds 5 minutes, 0.2 It was confirmed that the% yield strength may be less than 520 MPa.

<好ましい態様>
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
<Preferred embodiment>
Hereinafter, the preferred embodiments of the present invention will be additionally described.

[付記1]
本発明の一態様によれば、
0.2質量%以上0.6質量%以下の鉄と、0.02質量%以上0.06質量%以下のニッケルと、0.07質量%以上0.3質量%以下のリンと、0.01質量%以上0.2質量%以下のマグネシウムと、0.05質量%より多く0.2質量%以下の錫と、を含有し、残部が銅および不可避不純物からなり、
導電率が72%IACS以上であり、0.2%耐力が520MPa以上であり、150℃の条件下で1000時間加熱後の応力緩和率が25%以下である銅合金材が提供される。
[Appendix 1]
According to one aspect of the invention,
0.2 mass% or more and 0.6 mass% or less iron, 0.02 mass% or more and 0.06 mass% or less nickel, 0.07 mass% or more and 0.3 mass% or less phosphorus, and Containing from 01% by mass to 0.2% by mass of magnesium and from 0.05% by mass to 0.2% by mass of tin, and the balance consisting of copper and unavoidable impurities;
Provided is a copper alloy material having an electric conductivity of 72% IACS or more, a 0.2% proof stress of 520 MPa or more, and a stress relaxation rate of 25% or less after heating for 1000 hours at 150° C.

[付記2]
付記1の銅合金材であって、好ましくは、
前記ニッケルの質量に対する前記鉄の質量の比が5以上10以下である。
[Appendix 2]
The copper alloy material according to Appendix 1, preferably,
The ratio of the mass of the iron to the mass of the nickel is 5 or more and 10 or less.

[付記3]
付記1または2の銅合金材であって、好ましくは、
0.001質量%以上0.005質量%以下の亜鉛をさらに含有する。
[Appendix 3]
The copper alloy material according to Appendix 1 or 2, preferably,
It further contains 0.001% by mass or more and 0.005% by mass or less of zinc.

[付記4]
本発明の他の態様によれば、
鋳塊を鋳造する鋳造工程と、
前記鋳塊に熱間圧延を行って熱間圧延材を形成する熱間圧延工程と、
前記熱間圧延材に熱処理を行って熱処理材を形成する第1の熱処理工程と、
前記熱処理材に冷間圧延を行って冷間圧延材を形成する冷間圧延工程と、を有し、
前記鋳造工程では、
0.2質量%以上0.6質量%以下の鉄と、0.02質量%以上0.06質量%以下のニッケルと、0.07質量%以上0.3質量%以下のリンと、0.01質量%以上0.2質量%以下のマグネシウムと、0.05質量%より多く0.2質量%以下の錫と、を含有し、残部が銅および不可避不純物からなる前記鋳塊を鋳造し、
前記第1の熱処理工程では、
前記熱間圧延材を450℃以上550℃以下の温度下で3時間以上保持して熱処理を行い、
前記冷間圧延工程では、
前記熱処理材に対する冷間圧延と、被圧延材に再結晶が生じる温度よりも低い温度で行う焼鈍と、を所定回数交互に繰り返し行い、
導電率が72%IACS以上であり、0.2%耐力が520MPa以上であり、150℃の条件下で1000時間加熱後の応力緩和率が25%以下である銅合金材を形成する銅合金材の製造方法が提供される。
[Appendix 4]
According to another aspect of the invention,
A casting process for casting an ingot,
A hot rolling step of forming a hot rolled material by hot rolling the ingot,
A first heat treatment step of performing heat treatment on the hot rolled material to form a heat treated material;
A cold rolling step of forming a cold rolled material by cold rolling the heat treated material,
In the casting process,
0.2 mass% or more and 0.6 mass% or less iron, 0.02 mass% or more and 0.06 mass% or less nickel, 0.07 mass% or more and 0.3 mass% or less phosphorus, and 0.1 mass% or more and 0.2 mass% or less of magnesium, and 0.05 mass% or more and 0.2 mass% or less of tin is contained, and the balance is cast and the ingot composed of copper and unavoidable impurities is cast,
In the first heat treatment step,
The hot rolled material is held at a temperature of 450° C. or higher and 550° C. or lower for 3 hours or more to perform heat treatment,
In the cold rolling step,
Cold rolling for the heat treated material, and annealing performed at a temperature lower than the temperature at which recrystallization occurs in the material to be rolled, are alternately repeated a predetermined number of times,
A copper alloy material having a conductivity of 72% IACS or more, a 0.2% proof stress of 520 MPa or more, and a stress relaxation rate of 25% or less after heating for 1000 hours at 150° C. A method of manufacturing the same is provided.

[付記5]
付記4の銅合金材の製造方法であって、好ましくは、
前記冷間圧延工程では、最後の焼鈍後に、最後の冷間圧延を60%以上80%以下の加工度で行う。
[Appendix 5]
The method for producing a copper alloy material according to Appendix 4, preferably,
In the cold rolling step, after the final annealing, the final cold rolling is performed with a workability of 60% or more and 80% or less.

[付記6]
付記4または5の銅合金材の製造方法であって、好ましくは、
前記冷間圧延工程が終了した後、前記冷間圧延材を350℃以上450℃以下の温度下で10秒以上5分以下保持する熱処理を行う第2の熱処理工程をさらに有する。
[Appendix 6]
The method for producing a copper alloy material according to Supplementary Note 4 or 5, preferably,
After the completion of the cold rolling step, the method further includes a second heat treatment step of performing heat treatment for holding the cold rolled material at a temperature of 350° C. or higher and 450° C. or lower for 10 seconds or more and 5 minutes or less.

[付記7]
本発明のさらに他の態様によれば、
0.2質量%以上0.6質量%以下の鉄と、0.02質量%以上0.06質量%以下のニッケルと、0.07質量%以上0.3質量%以下のリンと、0.01質量%以上0.2質量%以下のマグネシウムと、0.05質量%より多く0.2質量%以下の錫と、を含有し、残部が銅および不可避不純物からなり、
導電率が72%IACS以上であり、0.2%耐力が520MPa以上であり、150℃の条件下で1000時間加熱後の応力緩和率が25%以下である基材を有するリードフレームが提供される。
[Appendix 7]
According to yet another aspect of the invention,
0.2 mass% or more and 0.6 mass% or less iron, 0.02 mass% or more and 0.06 mass% or less nickel, 0.07 mass% or more and 0.3 mass% or less phosphorus, and Containing from 01% by mass to 0.2% by mass of magnesium and from 0.05% by mass to 0.2% by mass of tin, and the balance consisting of copper and unavoidable impurities;
Provided is a lead frame having a base material having an electric conductivity of 72% IACS or more, a 0.2% proof stress of 520 MPa or more, and a stress relaxation rate of 25% or less after heating for 1000 hours at 150° C. It

[付記8]
本発明のさらに他の態様によれば、
0.2質量%以上0.6質量%以下の鉄と、0.02質量%以上0.06質量%以下のニッケルと、0.07質量%以上0.3質量%以下のリンと、0.01質量%以上0.2質量%以下のマグネシウムと、0.05質量%より多く0.2質量%以下の錫と、を含有し、残部が銅および不可避不純物からなり、
導電率が72%IACS以上であり、0.2%耐力が520MPa以上であり、150℃の条件下で1000時間加熱後の応力緩和率が25%以下である導体部を有するコネクタが提供される。
[Appendix 8]
According to yet another aspect of the invention,
0.2 mass% or more and 0.6 mass% or less iron, 0.02 mass% or more and 0.06 mass% or less nickel, 0.07 mass% or more and 0.3 mass% or less phosphorus, and Containing from 01% by mass to 0.2% by mass of magnesium and from 0.05% by mass to 0.2% by mass of tin, and the balance consisting of copper and unavoidable impurities;
Provided is a connector having a conductor having an electric conductivity of 72% IACS or more, a 0.2% proof stress of 520 MPa or more, and a stress relaxation rate of 25% or less after heating for 1000 hours at 150° C. ..

Claims (8)

0.2質量%以上0.6質量%以下の鉄と、0.02質量%以上0.06質量%以下のニッケルと、0.07質量%以上0.3質量%以下のリンと、0.01質量%以上0.2質量%以下のマグネシウムと、0.05質量%より多く0.2質量%以下の錫と、を含有し、残部が銅および不可避不純物からなり、
導電率が72%IACS以上であり、0.2%耐力が520MPa以上であり、150℃の条件下で1000時間加熱後の応力緩和率が25%以下である
銅合金材。
0.2 mass% or more and 0.6 mass% or less iron, 0.02 mass% or more and 0.06 mass% or less nickel, 0.07 mass% or more and 0.3 mass% or less phosphorus, and Containing from 01% by mass to 0.2% by mass of magnesium and from 0.05% by mass to 0.2% by mass of tin, and the balance consisting of copper and unavoidable impurities;
A copper alloy material having an electric conductivity of 72% IACS or more, a 0.2% proof stress of 520 MPa or more, and a stress relaxation rate of 25% or less after heating for 1000 hours at 150° C.
前記ニッケルの質量に対する前記鉄の質量の比が5以上10以下である
請求項1に記載の銅合金材。
The copper alloy material according to claim 1, wherein a ratio of the mass of the iron to the mass of the nickel is 5 or more and 10 or less.
0.001質量%以上0.005質量%以下の亜鉛をさらに含有する
請求項1または2に記載の銅合金材。
The copper alloy material according to claim 1 or 2, further containing 0.001% by mass or more and 0.005% by mass or less of zinc.
鋳塊を鋳造する鋳造工程と、
前記鋳塊に熱間圧延を行って熱間圧延材を形成する熱間圧延工程と、
前記熱間圧延材に熱処理を行って熱処理材を形成する第1の熱処理工程と、
前記熱処理材に冷間圧延を行って冷間圧延材を形成する冷間圧延工程と、を有し、
前記鋳造工程では、
0.2質量%以上0.6質量%以下の鉄と、0.02質量%以上0.06質量%以下のニッケルと、0.07質量%以上0.3質量%以下のリンと、0.01質量%以上0.2質量%以下のマグネシウムと、0.05質量%より多く0.2質量%以下の錫と、を含有し、残部が銅および不可避不純物からなる前記鋳塊を鋳造し、
前記第1の熱処理工程では、
前記熱間圧延材を450℃以上550℃以下の温度下で3時間以上保持して熱処理を行い、
前記冷間圧延工程では、
前記熱処理材に対する冷間圧延と、被圧延材に再結晶が生じる温度よりも低い温度で行う焼鈍と、を所定回数交互に繰り返し行い、
導電率が72%IACS以上であり、0.2%耐力が520MPa以上であり、150℃の条件下で1000時間加熱後の応力緩和率が25%以下である銅合金材を形成する
銅合金材の製造方法。
A casting process for casting an ingot,
A hot rolling step of forming a hot rolled material by hot rolling the ingot,
A first heat treatment step of performing heat treatment on the hot rolled material to form a heat treated material;
A cold rolling step of forming a cold rolled material by cold rolling the heat treated material,
In the casting process,
0.2 mass% or more and 0.6 mass% or less iron, 0.02 mass% or more and 0.06 mass% or less nickel, 0.07 mass% or more and 0.3 mass% or less phosphorus, and 0.1 mass% or more and 0.2 mass% or less of magnesium, and 0.05 mass% or more and 0.2 mass% or less of tin is contained, and the balance is cast and the ingot composed of copper and unavoidable impurities is cast,
In the first heat treatment step,
The hot rolled material is held at a temperature of 450° C. or higher and 550° C. or lower for 3 hours or more to perform heat treatment,
In the cold rolling step,
Cold rolling for the heat treated material, and annealing performed at a temperature lower than the temperature at which recrystallization occurs in the material to be rolled, alternately repeated a predetermined number of times,
A copper alloy material having a conductivity of 72% IACS or more, a 0.2% proof stress of 520 MPa or more, and a stress relaxation rate of 25% or less after heating for 1000 hours at 150° C. Manufacturing method.
前記冷間圧延工程では、最後の焼鈍後に、最後の冷間圧延を60%以上80%以下の加工度で行う
請求項4に記載の銅合金材の製造方法。
The said cold rolling process is a manufacturing method of the copper alloy material of Claim 4 which performs the last cold rolling with the workability of 60% or more and 80% or less after the last annealing.
前記冷間圧延工程が終了した後、前記冷間圧延材を350℃以上450℃以下の温度下で10秒以上5分以下保持する熱処理を行う第2の熱処理工程をさらに有する
請求項4または5に記載の銅合金材の製造方法。
The method further comprising a second heat treatment step of performing a heat treatment for holding the cold rolled material at a temperature of 350° C. or higher and 450° C. or lower for 10 seconds or more and 5 minutes or less after the cold rolling step is completed. The method for producing a copper alloy material according to.
0.2質量%以上0.6質量%以下の鉄と、0.02質量%以上0.06質量%以下のニッケルと、0.07質量%以上0.3質量%以下のリンと、0.01質量%以上0.2質量%以下のマグネシウムと、0.05質量%より多く0.2質量%以下の錫と、0.001質量%以上0.005質量%以下の亜鉛と、を含有し、残部が銅および不可避不純物からなり、
導電率が72%IACS以上であり、0.2%耐力が520MPa以上であり、150℃の条件下で1000時間加熱後の応力緩和率が25%以下である基材を有する
リードフレーム。
0.2 mass% or more and 0.6 mass% or less iron, 0.02 mass% or more and 0.06 mass% or less nickel, 0.07 mass% or more and 0.3 mass% or less phosphorus, and Contains from 01% by mass to 0.2% by mass of magnesium, from 0.05% to 0.2% by mass of tin, and from 0.001% by mass to 0.005% by mass of zinc. , The balance consists of copper and unavoidable impurities,
A lead frame having a base material having an electric conductivity of 72% IACS or more, a 0.2% proof stress of 520 MPa or more, and a stress relaxation rate of 25% or less after heating for 1000 hours at 150° C.
0.2質量%以上0.6質量%以下の鉄と、0.02質量%以上0.06質量%以下のニッケルと、0.07質量%以上0.3質量%以下のリンと、0.01質量%以上0.2質量%以下のマグネシウムと、0.05質量%より多く0.2質量%以下の錫と、0.001質量%以上0.005質量%以下の亜鉛と、を含有し、残部が銅および不可避不純物からなり、
導電率が72%IACS以上であり、0.2%耐力が520MPa以上であり、150℃の条件下で1000時間加熱後の応力緩和率が25%以下である導体部を有する
コネクタ。
0.2 mass% or more and 0.6 mass% or less iron, 0.02 mass% or more and 0.06 mass% or less nickel, 0.07 mass% or more and 0.3 mass% or less phosphorus, and Contains from 01% by mass to 0.2% by mass of magnesium, from 0.05% to 0.2% by mass of tin, and from 0.001% by mass to 0.005% by mass of zinc. , The balance consists of copper and unavoidable impurities,
A connector having a conductor having an electrical conductivity of 72% IACS or more, a 0.2% proof stress of 520 MPa or more, and a stress relaxation rate of 25% or less after heating for 1000 hours at 150°C.
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