JP7242996B2 - 銅合金 - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、家電、リードフレーム等の半導体部品、プリント配線板、放熱板、開閉器部品、ブスバー、コネクタ等の等の電気・電子機器用部品などに好適な銅合金に関するものである。
上述の各種用途の銅合金としては、従来、ＦｅとＰとを含有するＣｕ－Ｆｅ－Ｐ系合金が汎用されている。
Ｃｕ－Ｆｅ－Ｐ系合金は、銅母相中にＦｅ又はＦｅ－Ｐ等の金属間化合物を析出させた析出強化型合金であって、強度、導電性および熱伝導性に優れていることから、様々な用途で広く使用されている。
近年、Ｃｕ－Ｆｅ－Ｐ系合金の用途拡大や、電気・電子機器の軽量化、薄肉化、小型化などに伴い、Ｃｕ－Ｆｅ－Ｐ系合金に対しても、より一層の高強度化、高導電率化、良好な熱伝導性が求められている。
Ｃｕ－Ｆｅ－Ｐ系合金は、銅母相中にＦｅ又はＦｅ－Ｐ等の金属間化合物を析出させた析出強化型合金であって、強度、導電性および熱伝導性に優れていることから、様々な用途で広く使用されている。
近年、Ｃｕ－Ｆｅ－Ｐ系合金の用途拡大や、電気・電子機器の軽量化、薄肉化、小型化などに伴い、Ｃｕ－Ｆｅ－Ｐ系合金に対しても、より一層の高強度化、高導電率化、良好な熱伝導性が求められている。
ここで、Ｃｕ－Ｆｅ－Ｐ系合金の板材からリードフレーム等の電気・電子機器用部品を製造する際には、スタンピング加工（プレス打ち抜き加工）によって、多ピン形状に加工することが一般的である。
最近では、さらなる多ピン化が進んでおり、これにともなって、スタンピング加工後の加工品に歪みが残留しやすく、ピンの形状が不揃いとなる傾向にある。
最近では、さらなる多ピン化が進んでおり、これにともなって、スタンピング加工後の加工品に歪みが残留しやすく、ピンの形状が不揃いとなる傾向にある。
そこで、スタンピング加工して得られた多ピン形状の加工品に対して、歪取りのための熱処理が実施されることがある。
しかし、このような熱処理を行った場合には、材料が軟化して強度が低下し、必要な強度を確保できなくなるおそれがある。また、生産性を向上させるために、上述の熱処理は、より高温、短時間で実施することが求められている。
このため、Ｃｕ－Ｆｅ－Ｐ系合金においては、熱処理後も十分な強度を確保することができる耐熱性が要求されている。
しかし、このような熱処理を行った場合には、材料が軟化して強度が低下し、必要な強度を確保できなくなるおそれがある。また、生産性を向上させるために、上述の熱処理は、より高温、短時間で実施することが求められている。
このため、Ｃｕ－Ｆｅ－Ｐ系合金においては、熱処理後も十分な強度を確保することができる耐熱性が要求されている。
そこで、例えば特許文献１－３には、微細な析出物粒子を分散させることによって、耐熱性を向上させたＣｕ－Ｆｅ－Ｐ系合金が提案されている。
例えば、特許文献１においては、円相当直径が１０～４０ｎｍのＦｅ又はＦｅ－Ｐ化合物の析出粒子の存在密度を２０個／μｍ２以上としたＣｕ－Ｆｅ－Ｐ系合金が提案されている。
例えば、特許文献１においては、円相当直径が１０～４０ｎｍのＦｅ又はＦｅ－Ｐ化合物の析出粒子の存在密度を２０個／μｍ２以上としたＣｕ－Ｆｅ－Ｐ系合金が提案されている。
特許文献２においては、透過型電子顕微鏡観察において、１μｍ２あたりの析出物粒子の直径のヒストグラムにおけるピーク値が直径１５～３５ｎｍの範囲内であり、かつ、当該範囲内の直径の析出物粒子が総度数の５０％以上の頻度で存在し、その半値幅が２５ｎｍ以下であるＣｕ－Ｆｅ－Ｐ系合金が提案されている。
特許文献３においては、銅母相中に分散するＦｅを含有する粒子の中で、直径が５０ｎｍより大きい粒子の数密度Ｎ１と直径が５０ｎｍ以下である粒子の数密度Ｎ２との比Ｎ２／Ｎ１が５以上であり、直径が１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の粒子における平均粒子間隔が５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であるＣｕ－Ｆｅ－Ｐ系合金が提案されている。なお、この特許文献３の段落番号００２９には、「直径が２０ｎｍ以下のＦｅ粒子は粒界にせん断・吸収され再固溶されるため、ピン止め効果が期待できなくなる（再結晶を抑制できず、強度低下の原因となる）と考えられる。」と記載されている。
ところで、例えば、リードフレーム等の電気・電子機器用部品に半導体素子を実装する場合には、はんだを用いた接合方法が適用される。銅合金からなるリードフレーム等においては、半導体素子を実装後の熱履歴により、はんだ層に含まれるＳｎとＣｕとの相互拡散が生じて合金層が形成される。この合金層においては、ＳｎとＣｕとの拡散速度の違いに起因してボイドが生成し、このボイドを起点として界面で剥離が生じるおそれがあった。このような剥離に対する耐性は「はんだ耐候性」と呼ばれている。
最近では、自動車でも電装化が進み、多くの車載用途の半導体装置が使用されるようになっている。車載用途では、使用場所によっては使用環境温度が高温となるため、接合信頼性を確保するために、高温長時間の環境下でもはんだと剥離しない「はんだ耐候性」に優れたリードフレーム等の電気・電子機器用部品が求められている。
しかしながら、Ｃｕ－Ｆｅ－Ｐ系合金においては、上述の特許文献１－３に開示されているように、耐熱性を向上させるために微細な析出物粒子を析出させたものが提案されているが、はんだ耐候性について十分に検討されたものは提案されていなかった。すなわち、上述の特許文献１－３においては、耐熱性は向上しているものの、はんだ耐候性は不十分であった。なお、Ｚｎを添加することによってはんだ耐候性が向上することは示唆されているが、Ｚｎの添加のみでは、最近の使用環境に適用可能な十分なはんだ耐候性を得ることはできなかった。
この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、耐熱性に優れ、かつ、はんだ耐候性に優れたＣｕ－Ｆｅ－Ｐ系の銅合金を提供することを目的とする。
この課題を解決するために、本発明の銅合金は、Ｆｅ；１．５質量％以上２．７質量％以下、Ｐ；０．００８質量％以上０．２０質量％以下、Ｚｎ；０．０１質量％以上０．５質量％以下、Ｓｎ；０．０１質量％以上０．５質量％以下を含有し、残部がＣｕ及び不可避不純物とされており、前記不可避不純物として含まれるＣの含有量が５質量ｐｐｍ未満、Ｃｒの含有量が７質量ｐｐｍ未満、Ｍｏの含有量が５質量ｐｐｍ未満、Ｗの含有量が１質量ｐｐｍ未満、Ｖの含有量が１質量ｐｐｍ未満、Ｎｂの含有量が１質量ｐｐｍ未満とされており、観察された粒径が５ｎｍ以上１００ｎｍ未満の析出物粒子を対象として、粒径が５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満の析出物粒子の個数割合が１．０％超え２．５％以下の範囲内とされるとともに、粒径が５ｎｍ以上１５ｎｍ未満の析出物粒子の個数割合が５５％を超えており、粒径が５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満の析出物粒子の個数密度が１．０個／μｍ２以上とされ、粒径が５ｎｍ以上１５ｎｍ未満の析出物粒子の個数密度が４０個／μｍ２以上とされており、導電率が５５％ＩＡＣＳ以上であることを特徴としている。
なお、本発明における析出物粒子の粒径は、組織観察において、析出物粒子の面積に等しい面積を持つ円の直径（円相当直径）である。
なお、本発明における析出物粒子の粒径は、組織観察において、析出物粒子の面積に等しい面積を持つ円の直径（円相当直径）である。
上述の構成の銅合金によれば、Ｆｅ；１．５質量％以上２．７質量％以下、Ｐ；０．００８質量％以上０．２０質量％以下、Ｚｎ；０．０１質量％以上０．５質量％以下、Ｍｇ及びＳｎのうちの一方又は両方を合計で０．０１質量％以上０．５質量％以下含有し、残部がＣｕ及び不可避不純物とした組成とされているので、強度、導電率に優れるとともに、良好な熱伝導性を有することができる。
また、本発明の銅合金においては、前記不可避不純物として含まれるＣの含有量が５質量ｐｐｍ未満、Ｃｒの含有量が７質量ｐｐｍ未満、Ｍｏの含有量が５質量ｐｐｍ未満、Ｗの含有量が１質量ｐｐｍ未満、Ｖの含有量が１質量ｐｐｍ未満、Ｎｂの含有量が１質量ｐｐｍ未満とされているので、溶解・鋳造時において液相分離を促進する作用を有する元素が低減されているので、鋳塊内に粗大なＦｅ系晶出物が生成することを抑制でき、発生する表面欠陥の個数を低減することができる。
また、本発明の銅合金においては、前記不可避不純物として含まれるＣの含有量が５質量ｐｐｍ未満、Ｃｒの含有量が７質量ｐｐｍ未満、Ｍｏの含有量が５質量ｐｐｍ未満、Ｗの含有量が１質量ｐｐｍ未満、Ｖの含有量が１質量ｐｐｍ未満、Ｎｂの含有量が１質量ｐｐｍ未満とされているので、溶解・鋳造時において液相分離を促進する作用を有する元素が低減されているので、鋳塊内に粗大なＦｅ系晶出物が生成することを抑制でき、発生する表面欠陥の個数を低減することができる。
そして、粒径が５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満の析出物粒子は、はんだ層と銅合金との間に形成された合金層において、Ｃｕと対向して拡散する空孔に対して相互作用が少ないため、空孔が凝集してボイドが発生することを抑制できる。本発明の銅合金においては、観察された粒径が５ｎｍ以上１００ｎｍ未満の析出物粒子の総数に対する粒径が５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満の析出物粒子の個数割合が１．０％超え２．５％以下の範囲内であるとともに、個数密度が１．０個／μｍ２以上とされているので、はんだ層と銅合金との間に形成された合金層において、Ｃｕと対向して拡散する空孔の流れを阻害することを抑制でき、空孔が凝集してボイドが発生することを抑制できる。これにより、はんだ耐候性を向上させることが可能となる。
また、粒径が５ｎｍ以上１５ｎｍ未満の析出物粒子は、観察された粒径が５ｎｍ以上１００ｎｍ未満の析出物粒子の総数に対する個数割合が５５％を超えるとともに個数密度が４０個／μｍ２以上とされているので、可動転位の移動を抑制して回復や再結晶を遅らせるとともに粒界に対するピン止め効果を発揮することができ、耐熱性を十分に向上させることができる。
よって、本発明の銅合金によれば、はんだ耐候性、および、耐熱性を両立することが可能となる。
また、本発明の銅合金においては、導電率が５５％ＩＡＣＳ以上とされているので、高い導電性が要求される用途にも適用することができる。
また、粒径が５ｎｍ以上１５ｎｍ未満の析出物粒子は、観察された粒径が５ｎｍ以上１００ｎｍ未満の析出物粒子の総数に対する個数割合が５５％を超えるとともに個数密度が４０個／μｍ２以上とされているので、可動転位の移動を抑制して回復や再結晶を遅らせるとともに粒界に対するピン止め効果を発揮することができ、耐熱性を十分に向上させることができる。
よって、本発明の銅合金によれば、はんだ耐候性、および、耐熱性を両立することが可能となる。
また、本発明の銅合金においては、導電率が５５％ＩＡＣＳ以上とされているので、高い導電性が要求される用途にも適用することができる。
ここで、本発明の銅合金においては、さらに、Ｍｇ；０．００５質量％以上０．５質量％以下、Ｃｏ；０．００５質量％以上０．５質量％以下のいずれか一種又は二種を含有してもよい。
この場合、Ｍｇ、Ｃｏが母相中に固溶および一部がＦｅ系およびＦｅ－Ｐ系析出物に固溶することにより、固溶強化および一部は析出強化によって、はんだ耐候性を維持したまま、耐熱性及び強度を向上させることが可能となる。
この場合、Ｍｇ、Ｃｏが母相中に固溶および一部がＦｅ系およびＦｅ－Ｐ系析出物に固溶することにより、固溶強化および一部は析出強化によって、はんだ耐候性を維持したまま、耐熱性及び強度を向上させることが可能となる。
また、本発明の銅合金においては、さらに、Ｎｉ；０．００５質量％以上０．５質量％以下、Ａｌ；０．００５質量％以上０．５質量％以下、Ｓｉ；０．００５質量％以上０．５質量％以下、のいずれか一種又は二種以上を含有してもよい。
この場合、Ｎｉ、Ａｌ、Ｓｉを含有することにより、耐熱性をさらに向上させることが可能となる。
この場合、Ｎｉ、Ａｌ、Ｓｉを含有することにより、耐熱性をさらに向上させることが可能となる。
また、本発明の銅合金においては、引張強度が４８０ＭＰａ以上であることが好ましい。
この場合、引張強度が４８０ＭＰａ以上とされているので、高い強度が要求される用途にも適用することができる。
この場合、引張強度が４８０ＭＰａ以上とされているので、高い強度が要求される用途にも適用することができる。
さらに、本発明の銅合金においては、ビッカース硬度が１３０Ｈｖ以上であることが好ましい。
この場合、ビッカース硬度が１３０Ｈｖ以上とされているので、容易に変形することがなく、電気・電子機器用部品として特に適している。
この場合、ビッカース硬度が１３０Ｈｖ以上とされているので、容易に変形することがなく、電気・電子機器用部品として特に適している。
本発明によれば、耐熱性に優れ、かつ、はんだ耐候性に優れたＣｕ－Ｆｅ－Ｐ系の銅合金を提供することができる。
以下に、本発明の一実施形態である銅合金について説明する。本実施形態である銅合金は、リードフレームやコネクタ等の電気・電子機器用部品の素材として用いられるものである。
本実施形態である銅合金は、Ｆｅ；１．５質量％以上２．７質量％以下、Ｐ；０．００８質量％以上０．２０質量％以下、Ｚｎ；０．０１質量％以上０．５質量％以下、Ｓｎ；０．０１質量％以上０．５質量％以下を含有し、残部がＣｕ及び不可避不純物とした組成とされている。
ここで、本実施形態の銅合金においては、さらに、Ｍｇ；０．００５質量％以上０．５質量％以下、Ｃｏ；０．００５質量％以上０．５質量％以下のいずれか一種又は二種を含有していてもよい。
また、本実施形態の銅合金においては、さらに、Ｎｉ；０．００５質量％以上０．５質量％以下、Ａｌ；０．００５質量％以上０．５質量％以下、Ｓｉ；０．００５質量％以上０．５質量％以下、のいずれか一種又は二種以上を含有していてもよい。
また、本実施形態の銅合金においては、さらに、Ｎｉ；０．００５質量％以上０．５質量％以下、Ａｌ；０．００５質量％以上０．５質量％以下、Ｓｉ；０．００５質量％以上０．５質量％以下、のいずれか一種又は二種以上を含有していてもよい。
さらに、本実施形態の銅合金においては、不可避不純物として含まれるＣの含有量が５質量ｐｐｍ未満、Ｃｒの含有量が７質量ｐｐｍ未満、Ｍｏの含有量が５質量ｐｐｍ未満、Ｗの含有量が１質量ｐｐｍ未満、Ｖの含有量が１質量ｐｐｍ未満、Ｎｂの含有量が１質量ｐｐｍ未満とされていてもよい。
本実施形態である銅合金においては、母相中に、ＦｅおよびＦｅ－Ｐ等の析出物粒子が分散したものとされている。なお、母相とは、ＦｅおよびＦｅ－Ｐ等の析出物粒子以外の相のことであり、Ｃｕを主成分（Ｃｕ含有量は９７質量％を超え）としており、一部のＦｅ，Ｚｎ，Ｐ、Ｓｎ等が固溶している相のことである。
そして、本実施形態である銅合金においては、観察された粒径が５ｎｍ以上１００ｎｍ未満の析出物粒子を対象として、粒径が５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満の析出物粒子の個数割合が１．０％を超えるとともに、粒径が５ｎｍ以上１５ｎｍ未満の析出物粒子の個数割合が５５％を超えている。
また、粒径が５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満の析出物粒子の個数密度が１．０個／μｍ２以上とされ、粒径が５ｎｍ以上１５ｎｍ未満の析出物粒子の個数密度が４０個／μｍ２以上とされている。
また、粒径が５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満の析出物粒子の個数密度が１．０個／μｍ２以上とされ、粒径が５ｎｍ以上１５ｎｍ未満の析出物粒子の個数密度が４０個／μｍ２以上とされている。
なお、析出物粒子の粒径は、組織観察において、析出物粒子の面積に等しい面積を持つ円の直径（円相当直径）とした。
析出物粒子の個数割合を算出する際には、粒径５ｎｍ未満の析出物粒子は、観察が困難であること、また、はんだ耐候性や耐熱性の向上に対して実質的に作用効果を有さないことから対象外とした。また、粒径１００ｎｍ以上の析出物粒子は、はんだ耐候性や耐熱性の向上に対して実質的に作用効果を有さないこと、また、表面欠陥の原因となり得ることから対象外とした。
析出物粒子の個数割合を算出する際には、粒径５ｎｍ未満の析出物粒子は、観察が困難であること、また、はんだ耐候性や耐熱性の向上に対して実質的に作用効果を有さないことから対象外とした。また、粒径１００ｎｍ以上の析出物粒子は、はんだ耐候性や耐熱性の向上に対して実質的に作用効果を有さないこと、また、表面欠陥の原因となり得ることから対象外とした。
また、本実施形態である銅合金においては、導電率が５５％ＩＡＣＳ以上とされていることが好ましい。
さらに、本実施形態である銅合金においては、引張強度が４８０ＭＰａ以上とされていることが好ましい。
また、本実施形態である銅合金においては、ビッカース硬度が１３０Ｈｖ以上とされていることが好ましい。
さらに、本実施形態である銅合金においては、引張強度が４８０ＭＰａ以上とされていることが好ましい。
また、本実施形態である銅合金においては、ビッカース硬度が１３０Ｈｖ以上とされていることが好ましい。
ここで、上述のように成分組成、析出物粒子の分布、各種特性を規定した理由について以下に説明する。
（Ｆｅ）
Ｆｅは、母相中に固溶するとともに、ＦｅまたはＦｅ―Ｐの析出物粒子を生成する。このＦｅまたはＦｅ―Ｐの析出物粒子が母相中に分散されることにより、導電率を低下させることなく、強度、硬さ、耐熱性を向上させる。
ここで、Ｆｅの含有量が１．５質量％未満では、強度向上の効果等が十分でない。一方、Ｆｅの含有量が２．７質量％を超えると、大きな晶出物が生成して表面の清浄性を損なうおそれがある。さらに導電率および加工性の低下をもたらすおそれがある。
したがって、本実施形態においては、Ｆｅの含有量を１．５質量％以上２．７質量％以下に設定している。
なお、上述の作用効果を確実に奏功せしめるためには、Ｆｅの含有量の下限を１．８質量％以上とすることが好ましく、２．１質量％以上とすることがさらに好ましい。また、大きな晶出物の生成を確実に抑制するためには、Ｆｅの含有量の上限を２．６質量％以下とすることが好ましく、２．４質量％以下とすることがさらに好ましい。
Ｆｅは、母相中に固溶するとともに、ＦｅまたはＦｅ―Ｐの析出物粒子を生成する。このＦｅまたはＦｅ―Ｐの析出物粒子が母相中に分散されることにより、導電率を低下させることなく、強度、硬さ、耐熱性を向上させる。
ここで、Ｆｅの含有量が１．５質量％未満では、強度向上の効果等が十分でない。一方、Ｆｅの含有量が２．７質量％を超えると、大きな晶出物が生成して表面の清浄性を損なうおそれがある。さらに導電率および加工性の低下をもたらすおそれがある。
したがって、本実施形態においては、Ｆｅの含有量を１．５質量％以上２．７質量％以下に設定している。
なお、上述の作用効果を確実に奏功せしめるためには、Ｆｅの含有量の下限を１．８質量％以上とすることが好ましく、２．１質量％以上とすることがさらに好ましい。また、大きな晶出物の生成を確実に抑制するためには、Ｆｅの含有量の上限を２．６質量％以下とすることが好ましく、２．４質量％以下とすることがさらに好ましい。
（Ｐ）
Ｐは、脱酸作用を有する元素である。また、上述のように、ＦｅとともにＦｅ―Ｐの析出物粒子を生成し、導電率を低下させることなく、強度、硬さ、耐熱性を向上させる。
ここで、Ｐの含有量が０．００８質量％未満では、強度向上の効果等が十分でない。一方、Ｐの含有量が０．２０質量％を超えると、導電率および加工性の低下をもたらすことになる。
したがって、本実施形態においては、Ｐの含有量を０．００８質量％以上０．２０質量％以下に設定している。
なお、上述の作用効果を確実に奏功せしめるためには、Ｐの含有量の下限を０．０１質量％以上とすることが好ましく、０．０２質量％以上とすることがさらに好ましい。また、導電率および加工性の低下を確実に抑制するためには、Ｐの含有量の上限を０．１５質量％以下とすることが好ましく、０．１２質量％以下とすることがさらに好ましい。
Ｐは、脱酸作用を有する元素である。また、上述のように、ＦｅとともにＦｅ―Ｐの析出物粒子を生成し、導電率を低下させることなく、強度、硬さ、耐熱性を向上させる。
ここで、Ｐの含有量が０．００８質量％未満では、強度向上の効果等が十分でない。一方、Ｐの含有量が０．２０質量％を超えると、導電率および加工性の低下をもたらすことになる。
したがって、本実施形態においては、Ｐの含有量を０．００８質量％以上０．２０質量％以下に設定している。
なお、上述の作用効果を確実に奏功せしめるためには、Ｐの含有量の下限を０．０１質量％以上とすることが好ましく、０．０２質量％以上とすることがさらに好ましい。また、導電率および加工性の低下を確実に抑制するためには、Ｐの含有量の上限を０．１５質量％以下とすることが好ましく、０．１２質量％以下とすることがさらに好ましい。
（Ｚｎ）
Ｚｎは、はんだ濡れ性及びはんだ耐候性を向上させる作用を有する元素である。
ここで、Ｚｎの含有量が０．０１質量％未満では、はんだ濡れ性及びはんだ耐候性を向上させる作用効果を十分に奏功せしめることができない。一方、Ｚｎの含有量が０．５質量％を超えてもその効果が飽和することになる。
したがって、本実施形態においては、Ｚｎの含有量を０．０１質量％以上０．５質量％以下に設定している。
なお、上述の作用効果を確実に奏功せしめるためには、Ｚｎの含有量の下限を０．０２質量％以上とすることが好ましく、０．０５質量％以上とすることがさらに好ましい。また、Ｚｎの含有量の上限を０．３５質量％以下とすることが好ましく、０．２０質量％以下とすることがさらに好ましい。
Ｚｎは、はんだ濡れ性及びはんだ耐候性を向上させる作用を有する元素である。
ここで、Ｚｎの含有量が０．０１質量％未満では、はんだ濡れ性及びはんだ耐候性を向上させる作用効果を十分に奏功せしめることができない。一方、Ｚｎの含有量が０．５質量％を超えてもその効果が飽和することになる。
したがって、本実施形態においては、Ｚｎの含有量を０．０１質量％以上０．５質量％以下に設定している。
なお、上述の作用効果を確実に奏功せしめるためには、Ｚｎの含有量の下限を０．０２質量％以上とすることが好ましく、０．０５質量％以上とすることがさらに好ましい。また、Ｚｎの含有量の上限を０．３５質量％以下とすることが好ましく、０．２０質量％以下とすることがさらに好ましい。
（Ｓｎ）
Ｓｎは、母相中に固溶することにより、はんだ耐候性を維持したまま、耐熱性および強度を向上させる作用を有する元素である。
ここで、Ｓｎの含有量が０．０１質量％未満では、上述の効果を十分に奏功せしめることができない。一方、Ｓｎの含有量が０．５質量％を超えると、導電率が著しく低下することになる。
したがって、本実施形態においては、Ｓｎの含有量を０．０１質量％以上０．５質量％以下に設定している。
なお、上述の作用効果を確実に奏功せしめるためには、Ｓｎの含有量の下限を０．０２質量％以上とすることが好ましく、０．０３質量％以上とすることがさらに好ましい。また、導電率の低下をさらに抑制するためには、Ｓｎの含有量の上限を０．３質量％以下とすることが好ましく、０．２質量％以下とすることがさらに好ましい。
Ｓｎは、母相中に固溶することにより、はんだ耐候性を維持したまま、耐熱性および強度を向上させる作用を有する元素である。
ここで、Ｓｎの含有量が０．０１質量％未満では、上述の効果を十分に奏功せしめることができない。一方、Ｓｎの含有量が０．５質量％を超えると、導電率が著しく低下することになる。
したがって、本実施形態においては、Ｓｎの含有量を０．０１質量％以上０．５質量％以下に設定している。
なお、上述の作用効果を確実に奏功せしめるためには、Ｓｎの含有量の下限を０．０２質量％以上とすることが好ましく、０．０３質量％以上とすることがさらに好ましい。また、導電率の低下をさらに抑制するためには、Ｓｎの含有量の上限を０．３質量％以下とすることが好ましく、０．２質量％以下とすることがさらに好ましい。
（Ｍｇ，Ｃｏ）
Ｍｇ，Ｃｏは、母相中に固溶して固溶強化によって、はんだ耐候性を維持したまま耐熱性および強度を向上させる作用を有している。このため、要求特性に応じて、適宜添加してもよい。
ここで、Ｍｇの含有量が０．００５質量％未満、あるいは、Ｃｏの含有量が０．００５質量％未満の場合には、上述の効果を十分に奏功せしめることができない。一方、Ｍｇの含有量が０．５質量％を超える、あるいは、Ｃｏの含有量が０．５質量％を超える場合には、導電率が著しく低下することになる。
したがって、本実施形態においては、Ｍｇ、Ｃｏを添加する場合には、Ｍｇの含有量を０．００５質量％以上０．５質量％以下、Ｃｏの含有量を０．００５質量％以上０．５質量％以下に設定している。
なお、Ｍｇ，Ｃｏを添加する場合には、Ｍｇの含有量の下限を０．０１質量％以上とすることが好ましく、Ｃｏの含有量の下限を０．０１質量％以上とすることが好ましい。さらにはＭｇの含有量の下限を０．０２質量％以上とすることが好ましく、Ｃｏの含有量の下限を０．０２質量％以上とすることが好ましい。さらに、Ｍｇの含有量の上限を０．２質量％以下とすることが好ましく、Ｃｏの含有量の上限を０．２質量％以下とすることが好ましい。より好ましくは、Ｍｇ、Ｃｏのうちいずれか１種または２種の合計含有量を０．２質量％以下とすることが好ましい。
Ｍｇ，Ｃｏは、母相中に固溶して固溶強化によって、はんだ耐候性を維持したまま耐熱性および強度を向上させる作用を有している。このため、要求特性に応じて、適宜添加してもよい。
ここで、Ｍｇの含有量が０．００５質量％未満、あるいは、Ｃｏの含有量が０．００５質量％未満の場合には、上述の効果を十分に奏功せしめることができない。一方、Ｍｇの含有量が０．５質量％を超える、あるいは、Ｃｏの含有量が０．５質量％を超える場合には、導電率が著しく低下することになる。
したがって、本実施形態においては、Ｍｇ、Ｃｏを添加する場合には、Ｍｇの含有量を０．００５質量％以上０．５質量％以下、Ｃｏの含有量を０．００５質量％以上０．５質量％以下に設定している。
なお、Ｍｇ，Ｃｏを添加する場合には、Ｍｇの含有量の下限を０．０１質量％以上とすることが好ましく、Ｃｏの含有量の下限を０．０１質量％以上とすることが好ましい。さらにはＭｇの含有量の下限を０．０２質量％以上とすることが好ましく、Ｃｏの含有量の下限を０．０２質量％以上とすることが好ましい。さらに、Ｍｇの含有量の上限を０．２質量％以下とすることが好ましく、Ｃｏの含有量の上限を０．２質量％以下とすることが好ましい。より好ましくは、Ｍｇ、Ｃｏのうちいずれか１種または２種の合計含有量を０．２質量％以下とすることが好ましい。
（Ｎｉ，Ａｌ，Ｓｉ）
Ｎｉ，Ａｌ，Ｓｉは、耐熱性をさらに向上させる作用を有している。このため、要求特性に応じて、適宜添加してもよい。
ここで、Ｎｉの含有量が０．００５質量％未満、Ａｌの含有量が０．００５質量％未満、あるいは、Ｓｉの含有量が０．００５質量％未満の場合には、上述の効果を十分に奏功せしめることができない。一方、Ｎｉの含有量が０．５質量％を超える、Ａｌの含有量が０．５質量％を超える、あるいは、Ｓｉの含有量が０．５質量％を超える場合には、導電率が著しく低下することになる。
したがって、本実施形態においては、Ｎｉ，Ａｌ，Ｓｉを添加する場合には、Ｎｉの含有量を０．００５質量％以上０．５質量％以下、Ａｌの含有量を０．００５質量％以上０．５質量％以下、Ｓｉの含有量を０．００５質量％以上０．５質量％以下に設定している。
なお、Ｎｉ，Ａｌ，Ｓｉを添加する場合には、Ｎｉの含有量の下限を０．０１質量％以上とすることが好ましく、Ａｌの含有量の下限を０．０１質量％以上とすることが好ましく、Ｓｉの含有量の下限を０．０１質量％以上とすることが好ましい。さらに、Ｎｉの含有量の上限を０．１質量％以下とすることが好ましく、Ａｌの含有量の上限を０．１質量％以下とすることが好ましく、Ｓｉの含有量の上限を０．１質量％以下とすることが好ましい。
Ｎｉ，Ａｌ，Ｓｉは、耐熱性をさらに向上させる作用を有している。このため、要求特性に応じて、適宜添加してもよい。
ここで、Ｎｉの含有量が０．００５質量％未満、Ａｌの含有量が０．００５質量％未満、あるいは、Ｓｉの含有量が０．００５質量％未満の場合には、上述の効果を十分に奏功せしめることができない。一方、Ｎｉの含有量が０．５質量％を超える、Ａｌの含有量が０．５質量％を超える、あるいは、Ｓｉの含有量が０．５質量％を超える場合には、導電率が著しく低下することになる。
したがって、本実施形態においては、Ｎｉ，Ａｌ，Ｓｉを添加する場合には、Ｎｉの含有量を０．００５質量％以上０．５質量％以下、Ａｌの含有量を０．００５質量％以上０．５質量％以下、Ｓｉの含有量を０．００５質量％以上０．５質量％以下に設定している。
なお、Ｎｉ，Ａｌ，Ｓｉを添加する場合には、Ｎｉの含有量の下限を０．０１質量％以上とすることが好ましく、Ａｌの含有量の下限を０．０１質量％以上とすることが好ましく、Ｓｉの含有量の下限を０．０１質量％以上とすることが好ましい。さらに、Ｎｉの含有量の上限を０．１質量％以下とすることが好ましく、Ａｌの含有量の上限を０．１質量％以下とすることが好ましく、Ｓｉの含有量の上限を０．１質量％以下とすることが好ましい。
（不可避不純物であるＣ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ）
Ｃ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂは、不可避不純物として上述の銅合金中に含有されるものである。ここで、Ｃ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂの含有量が多い場合、銅合金薄板の表面欠陥が大幅に増加することになる。この表面欠陥は、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂのうちの少なくとも１種以上とＦｅとＣとを含有する鉄合金粒子が起因となる。
Ｃ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂは、不可避不純物として上述の銅合金中に含有されるものである。ここで、Ｃ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂの含有量が多い場合、銅合金薄板の表面欠陥が大幅に増加することになる。この表面欠陥は、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂのうちの少なくとも１種以上とＦｅとＣとを含有する鉄合金粒子が起因となる。
通常、上述の銅合金を溶解鋳造する際に、Ｆｅ元素はＣｕを主成分とする液相中に溶解した状態で存在する。しかし、Ｃ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂが一定量以上存在する場合、銅合金溶湯は、Ｃｕを主成分とする液相と、Ｆｅを主成分としＣとＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂのうちの少なくとも１種以上を含有する液相とに分離され、結果としてＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂのうちの少なくとも１種以上とＦｅとＣとを含有する粗大な晶出物が鋳塊内に存在することになる。その後、鋳塊を圧延することにより、鉄合金粒子が銅合金薄板の表面に露出し、上述の表面欠陥が発生すると考えられる。また、この鉄合金粒子に起因してプレス加工、エッチング加工又は銀めっきを行った際に、形状不良が発生することになる。
したがって、Ｃ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂを低減することにより、鉄合金粒子に起因する表面欠陥及び製品の形状不良を抑制することが可能となる。特に、本実施形態においては、粒径５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満の析出物粒子の個数を確保していることから、粗大な析出物粒子が発生して表面欠陥が生じるおそれがあることから、Ｃ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂを低減して粗大な晶出物の発生を抑制することにより、表面欠陥の発生個数を抑えることが好ましい。
そこで、本実施形態においては、粗大な晶出物の発生を抑制するために、不可避不純物であるＣの含有量を５質量ｐｐｍ未満、Ｃｒの含有量を７質量ｐｐｍ未満、Ｍｏの含有量を５質量ｐｐｍ未満、Ｗの含有量を１質量ｐｐｍ未満、Ｖの含有量を１質量ｐｐｍ、Ｎｂの含有量を１質量ｐｐｍ未満に制限してもよい。
なお、さらに粗大な晶出物の発生を抑制するためには、不可避不純物であるＣの含有量を４質量ｐｐｍ未満とすることが好ましい。さらに好ましくは３質量ｐｐｍ以下、より好ましくは２質量ｐｐｍ以下である。Ｍｏの含有量を１質量ｐｐｍ未満、さらに０．６質量ｐｐｍ未満とすることが望ましい。また、Ｃｒの含有量を５質量ｐｐｍ未満、Ｗの含有量を０．６質量ｐｐｍ未満、Ｖの含有量を０．６質量ｐｐｍ未満、Ｎｂの含有量を０．６質量ｐｐｍ未満とすることが好ましい。
なお、さらに粗大な晶出物の発生を抑制するためには、不可避不純物であるＣの含有量を４質量ｐｐｍ未満とすることが好ましい。さらに好ましくは３質量ｐｐｍ以下、より好ましくは２質量ｐｐｍ以下である。Ｍｏの含有量を１質量ｐｐｍ未満、さらに０．６質量ｐｐｍ未満とすることが望ましい。また、Ｃｒの含有量を５質量ｐｐｍ未満、Ｗの含有量を０．６質量ｐｐｍ未満、Ｖの含有量を０．６質量ｐｐｍ未満、Ｎｂの含有量を０．６質量ｐｐｍ未満とすることが好ましい。
なお、上述した元素およびＣ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ以外の不可避不純物としては、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、希土類元素、Ｚｒ、Ｂｅ、Ｔｉ、Ｈ、Ｌｉ、Ｂ、Ｎ、Ｏ、Ｆ、Ｎａ、Ｓ、Ｃｌ、Ｋ、Ｍｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｅ、Ｂｒ、Ｒｂ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｉ、Ｃｓ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｇ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ等が挙げられる。
（粒径が５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満の析出物粒子）
例えば１７５℃といった高温環境下で長時間使用した場合には、はんだ層中におけるＣｕの拡散が銅合金中よりも速いため、カーケンダル効果によって銅合金とはんだ層との界面に粒径１５ｎｍ未満の微細な析出物粒子が凝集する。これらの微細な析出物粒子は、銅合金からはんだ層側に拡散するＣｕと対向して拡散する空孔の流れを妨げ、結果として空孔の拡散が遅延する。その結果、時間とともに界面近傍に空孔が凝集し、粗大なボイドを生じさせて剥離が生じ、はんだ耐候性が低下することになる。
例えば１７５℃といった高温環境下で長時間使用した場合には、はんだ層中におけるＣｕの拡散が銅合金中よりも速いため、カーケンダル効果によって銅合金とはんだ層との界面に粒径１５ｎｍ未満の微細な析出物粒子が凝集する。これらの微細な析出物粒子は、銅合金からはんだ層側に拡散するＣｕと対向して拡散する空孔の流れを妨げ、結果として空孔の拡散が遅延する。その結果、時間とともに界面近傍に空孔が凝集し、粗大なボイドを生じさせて剥離が生じ、はんだ耐候性が低下することになる。
ここで、粒径が５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満の析出物粒子は、空孔の流れを阻害することはない。また、析出熱処理時にオストワルド成長によって、周囲の粒径１５ｎｍ未満の微細な析出物粒子を吸収することによって、微細な析出物粒子の個数を低減することができる。これにより、空孔の凝集によるボイドの生成を抑制でき、はんだ耐候性を向上させることが可能となる。
以上のことから、本実施形態においては、粒径が５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満の析出物粒子の個数割合を１．０％超えとし、個数密度を１．０個／μｍ２以上としている。
なお、上述の作用効果を奏功せしめるためには、粒径が５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満の析出物粒子の個数割合を１．５％以上とすることが好ましく、２．０％以上とすることがさらに好ましい。また、粒径が５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満の析出物粒子の個数密度を１．５個／μｍ２以上とすることが好ましく、２．０個／μｍ２以上とすることがさらに好ましい。
以上のことから、本実施形態においては、粒径が５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満の析出物粒子の個数割合を１．０％超えとし、個数密度を１．０個／μｍ２以上としている。
なお、上述の作用効果を奏功せしめるためには、粒径が５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満の析出物粒子の個数割合を１．５％以上とすることが好ましく、２．０％以上とすることがさらに好ましい。また、粒径が５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満の析出物粒子の個数密度を１．５個／μｍ２以上とすることが好ましく、２．０個／μｍ２以上とすることがさらに好ましい。
（粒径が５ｎｍ以上１５ｎｍ未満の析出物粒子）
粒径が５ｎｍ以上１５ｎｍ未満の析出物粒子は、可動転位に対して障害となり、回復や再結晶を遅らせる効果、及び、粒界に対するピン止め効果、を有しており、耐熱性を大きく向上させる。
以上のことから、本実施形態においては、粒径が５ｎｍ以上１５ｎｍ未満の析出物粒子の個数割合を５５％超えとし、個数密度を４０個／μｍ２以上としている。
なお、上述の作用効果を奏功せしめるためには、粒径が５ｎｍ以上１５ｎｍ未満の析出物粒子の個数割合を６０％以上とすることが好ましく、６５％以上とすることがさらに好ましい。また、粒径が５ｎｍ以上１５ｎｍ未満の析出物粒子の個数密度を５０個／μｍ２以上とすることが好ましく、６０個／μｍ２以上とすることがさらに好ましい。より好ましくは６５個／μｍ２以上である。
粒径が５ｎｍ以上１５ｎｍ未満の析出物粒子は、可動転位に対して障害となり、回復や再結晶を遅らせる効果、及び、粒界に対するピン止め効果、を有しており、耐熱性を大きく向上させる。
以上のことから、本実施形態においては、粒径が５ｎｍ以上１５ｎｍ未満の析出物粒子の個数割合を５５％超えとし、個数密度を４０個／μｍ２以上としている。
なお、上述の作用効果を奏功せしめるためには、粒径が５ｎｍ以上１５ｎｍ未満の析出物粒子の個数割合を６０％以上とすることが好ましく、６５％以上とすることがさらに好ましい。また、粒径が５ｎｍ以上１５ｎｍ未満の析出物粒子の個数密度を５０個／μｍ２以上とすることが好ましく、６０個／μｍ２以上とすることがさらに好ましい。より好ましくは６５個／μｍ２以上である。
（導電率）
本実施形態である銅合金において、導電率が５５％ＩＡＣＳ以上である場合には、リードフレームやコネクタ等の電気・電子機器用部品の素材として特に適している。
なお、本実施形態である銅合金の導電率は、５７％ＩＡＣＳ以上であることが好ましく、６０％ＩＡＣＳ以上であることがさらに好ましい。
本実施形態である銅合金において、導電率が５５％ＩＡＣＳ以上である場合には、リードフレームやコネクタ等の電気・電子機器用部品の素材として特に適している。
なお、本実施形態である銅合金の導電率は、５７％ＩＡＣＳ以上であることが好ましく、６０％ＩＡＣＳ以上であることがさらに好ましい。
（引張強度）
本実施形態である銅合金において、引張強度が４８０ＭＰａ以上である場合には、強度に優れており、リードフレームやコネクタ等の電気・電子機器用部品の素材として特に適している。なお、本実施形態では、圧延方向に対して平行方向に引張試験を行った際の引張強度が４８０ＭＰａ以上とされている。
なお、本実施形態である銅合金の引張強度は５００ＭＰａ以上であることが好ましく、 ５３０ＭＰａ以上であることがさらに好ましい。
本実施形態である銅合金において、引張強度が４８０ＭＰａ以上である場合には、強度に優れており、リードフレームやコネクタ等の電気・電子機器用部品の素材として特に適している。なお、本実施形態では、圧延方向に対して平行方向に引張試験を行った際の引張強度が４８０ＭＰａ以上とされている。
なお、本実施形態である銅合金の引張強度は５００ＭＰａ以上であることが好ましく、 ５３０ＭＰａ以上であることがさらに好ましい。
（ビッカース硬度）
本実施形態である銅合金において、ビッカース硬度が１３０Ｈｖ以上である場合には、容易に変形することがなく、リードフレームやコネクタ等の電気・電子機器用部品の素材として特に適している。
なお、本実施形態である銅合金のビッカース硬度は１４０Ｈｖ以上であることが好ましく、１５０Ｈｖ以上であることがさらに好ましい。
本実施形態である銅合金において、ビッカース硬度が１３０Ｈｖ以上である場合には、容易に変形することがなく、リードフレームやコネクタ等の電気・電子機器用部品の素材として特に適している。
なお、本実施形態である銅合金のビッカース硬度は１４０Ｈｖ以上であることが好ましく、１５０Ｈｖ以上であることがさらに好ましい。
次に、このような構成とされた本実施形態である銅合金の製造方法の一例について、図１に示すフロー図を参照して説明する。
（溶解・鋳造工程Ｓ０１）
まず、銅原料を溶解して得られた銅溶湯に、前述の元素を添加して成分調整を行い、銅合金溶湯を製出する。なお、各種元素の添加には、元素単体や母合金等を用いることができる。また、上述の元素を含む原料を銅原料とともに溶解してもよい。また、本合金のリサイクル材およびスクラップ材を用いてもよい。ここで、銅溶湯は、純度が９９．９９質量％以上とされたいわゆる４ＮＣｕ、あるいは９９．９９９質量％以上とされたいわゆる５ＮＣｕとすることが好ましい。
そして、成分調整された銅合金溶湯を鋳型に注入して鋳塊を製出する。なお、量産を考慮した場合には、連続鋳造法または半連続鋳造法を用いることが好ましい。
まず、銅原料を溶解して得られた銅溶湯に、前述の元素を添加して成分調整を行い、銅合金溶湯を製出する。なお、各種元素の添加には、元素単体や母合金等を用いることができる。また、上述の元素を含む原料を銅原料とともに溶解してもよい。また、本合金のリサイクル材およびスクラップ材を用いてもよい。ここで、銅溶湯は、純度が９９．９９質量％以上とされたいわゆる４ＮＣｕ、あるいは９９．９９９質量％以上とされたいわゆる５ＮＣｕとすることが好ましい。
そして、成分調整された銅合金溶湯を鋳型に注入して鋳塊を製出する。なお、量産を考慮した場合には、連続鋳造法または半連続鋳造法を用いることが好ましい。
（均質化工程Ｓ０２）
次に、得られた鋳塊の均質化のために熱処理を行う。鋳塊を８５０℃以上１０５０℃以下で１時間以上保持することが好ましい。
ここで、均質化工程Ｓ０２における保持時間の上限に制限はないが、コストや製造効率を考慮すると２４時間以下とすることが好ましい。
また、均質化工程Ｓ０２における冷却速度に特に制限はなく、空冷や水冷を実施すればよい。
次に、得られた鋳塊の均質化のために熱処理を行う。鋳塊を８５０℃以上１０５０℃以下で１時間以上保持することが好ましい。
ここで、均質化工程Ｓ０２における保持時間の上限に制限はないが、コストや製造効率を考慮すると２４時間以下とすることが好ましい。
また、均質化工程Ｓ０２における冷却速度に特に制限はなく、空冷や水冷を実施すればよい。
（熱間加工工程Ｓ０３）
次に、必要に応じて熱間加工を実施する。また、この熱間加工工程において均質化工程Ｓ０２を兼ねてもよい。この熱間加工工程Ｓ０３において、後の工程で析出物の粒径を制御するために十分に溶体化させる。
８５０℃以上１０５０℃以下で１時間以上保持した後、５５０℃以上１０５０℃以下で熱間加工を実施する。
そして、熱間加工工程Ｓ０３後の導電率を４０％ＩＡＣＳ以下、好ましくは３５％ＩＡＣＳ以下、さらに好ましくは３０％ＩＡＣＳ以下の範囲内とする。
このような導電率にするためには、熱間加工終了温度を６００℃以上にし、その後、空冷もしくは水冷を選択すればよい。
また、この熱間加工工程Ｓ０３においては、加工方法について特に限定はなく、例えば圧延、線引き、押出、溝圧延、鍛造、プレス等を採用することができる。なお、本実施形態では、圧延加工を行うものとしている。
次に、必要に応じて熱間加工を実施する。また、この熱間加工工程において均質化工程Ｓ０２を兼ねてもよい。この熱間加工工程Ｓ０３において、後の工程で析出物の粒径を制御するために十分に溶体化させる。
８５０℃以上１０５０℃以下で１時間以上保持した後、５５０℃以上１０５０℃以下で熱間加工を実施する。
そして、熱間加工工程Ｓ０３後の導電率を４０％ＩＡＣＳ以下、好ましくは３５％ＩＡＣＳ以下、さらに好ましくは３０％ＩＡＣＳ以下の範囲内とする。
このような導電率にするためには、熱間加工終了温度を６００℃以上にし、その後、空冷もしくは水冷を選択すればよい。
また、この熱間加工工程Ｓ０３においては、加工方法について特に限定はなく、例えば圧延、線引き、押出、溝圧延、鍛造、プレス等を採用することができる。なお、本実施形態では、圧延加工を行うものとしている。
（粗加工工程Ｓ０４）
熱間加工工程Ｓ０３の後に、必要に応じて冷間で粗加工を実施する。このときの加工率は１０％以上９５％以下の範囲内とすることが好ましい。
なお、この粗加工工程Ｓ０４においては、加工方法について特に限定はなく、例えば圧延、線引き、押出、溝圧延、鍛造、プレス等を採用することができる。なお、本実施形態では、圧延加工を行うものとしている。
熱間加工工程Ｓ０３の後に、必要に応じて冷間で粗加工を実施する。このときの加工率は１０％以上９５％以下の範囲内とすることが好ましい。
なお、この粗加工工程Ｓ０４においては、加工方法について特に限定はなく、例えば圧延、線引き、押出、溝圧延、鍛造、プレス等を採用することができる。なお、本実施形態では、圧延加工を行うものとしている。
（溶体化熱処理工程Ｓ０５）
粗加工工程Ｓ０４後に溶体化熱処理工程Ｓ０５を行う。この溶体化は、後の析出物の粒径を制御するのに重要な工程である。ここでは、熱処理温度を８００℃以上１０００℃未満、熱処理温度での保持時間を１分以上２４時間未満の条件で実施する。熱処理温度は、８５０℃以上１０００℃未満とすることが好ましく、９００℃以上１０００℃未満とすることがより好ましい。
溶体化熱処理後は溶体化状態を保つために水冷すればよい。もしくは５００℃以下まで４００℃／分の冷却速度で冷却すればよい。溶体化を確実に実施したことを確認するために、溶体化熱処理工程Ｓ０５後の導電率は３５％ＩＡＣＳ以下、好ましくは３０％ＩＡＣＳ以下、より好ましくは２５％ＩＡＣＳ以下とするのがよい。
粗加工工程Ｓ０４後に溶体化熱処理工程Ｓ０５を行う。この溶体化は、後の析出物の粒径を制御するのに重要な工程である。ここでは、熱処理温度を８００℃以上１０００℃未満、熱処理温度での保持時間を１分以上２４時間未満の条件で実施する。熱処理温度は、８５０℃以上１０００℃未満とすることが好ましく、９００℃以上１０００℃未満とすることがより好ましい。
溶体化熱処理後は溶体化状態を保つために水冷すればよい。もしくは５００℃以下まで４００℃／分の冷却速度で冷却すればよい。溶体化を確実に実施したことを確認するために、溶体化熱処理工程Ｓ０５後の導電率は３５％ＩＡＣＳ以下、好ましくは３０％ＩＡＣＳ以下、より好ましくは２５％ＩＡＣＳ以下とするのがよい。
（第１冷間加工工程Ｓ０６）
溶体化熱処理工程Ｓ０５の後に、冷間加工を実施する。このときの加工率を１０％以上９５％以下の範囲内とすることが好ましい。
なお、この第１冷間加工工程Ｓ０６においては、加工方法について特に限定はなく、例えば圧延、線引き、押出、溝圧延、鍛造、プレス等を採用することができる。なお、本実施形態では、圧延加工を行うものとしている。
溶体化熱処理工程Ｓ０５の後に、冷間加工を実施する。このときの加工率を１０％以上９５％以下の範囲内とすることが好ましい。
なお、この第１冷間加工工程Ｓ０６においては、加工方法について特に限定はなく、例えば圧延、線引き、押出、溝圧延、鍛造、プレス等を採用することができる。なお、本実施形態では、圧延加工を行うものとしている。
（第１析出熱処理工程Ｓ０７）
次に、５５０℃以上８００℃未満で１秒以上１時間未満保持する熱処理を実施する。この第１析出熱処理工程Ｓ０７により、粒径５０ｎｍ以上の析出物粒子の個数密度を向上させる。
そして、第１析出熱処理工程Ｓ０７後の導電率を２０％ＩＡＣＳ以上４０％ＩＡＣＳ以下の範囲内、好ましくは２５％ＩＡＣＳ以上４０％ＩＡＣＳ以下の範囲内、さらに好ましくは２５％ＩＡＣＳ以上３７％ＩＡＣＳ以下の範囲内、より好ましくは２５％ＩＡＣＳ以上３５％ＩＡＣＳ以下の範囲内とする。
このような導電率にするために、第１析出熱処理工程Ｓ０７における昇温速度および降温速度を適宜設定することが好ましい。
次に、５５０℃以上８００℃未満で１秒以上１時間未満保持する熱処理を実施する。この第１析出熱処理工程Ｓ０７により、粒径５０ｎｍ以上の析出物粒子の個数密度を向上させる。
そして、第１析出熱処理工程Ｓ０７後の導電率を２０％ＩＡＣＳ以上４０％ＩＡＣＳ以下の範囲内、好ましくは２５％ＩＡＣＳ以上４０％ＩＡＣＳ以下の範囲内、さらに好ましくは２５％ＩＡＣＳ以上３７％ＩＡＣＳ以下の範囲内、より好ましくは２５％ＩＡＣＳ以上３５％ＩＡＣＳ以下の範囲内とする。
このような導電率にするために、第１析出熱処理工程Ｓ０７における昇温速度および降温速度を適宜設定することが好ましい。
（第２冷間加工工程Ｓ０８）
第１析出熱処理工程Ｓ０７の後に、冷間加工を実施する。このときの加工率を１０％以上９５％以下の範囲内とすることが好ましい。
なお、この第２冷間加工工程Ｓ０８においては、加工方法について特に限定はなく、例えば圧延、線引き、押出、溝圧延、鍛造、プレス等を採用することができる。なお、本実施形態では、圧延加工を行うものとしている。
第１析出熱処理工程Ｓ０７の後に、冷間加工を実施する。このときの加工率を１０％以上９５％以下の範囲内とすることが好ましい。
なお、この第２冷間加工工程Ｓ０８においては、加工方法について特に限定はなく、例えば圧延、線引き、押出、溝圧延、鍛造、プレス等を採用することができる。なお、本実施形態では、圧延加工を行うものとしている。
（第２析出熱処理工程Ｓ０９）
次に、５５０℃以上９００℃未満で１時間以上２４時間未満保持する熱処理を実施する。この第２析出熱処理工程Ｓ０９により、粒径５０ｎｍ以上の析出物粒子の個数密度をさらに向上させる。
そして、第２析出熱処理工程Ｓ０９後の導電率を２０％ＩＡＣＳ以上４０％ＩＡＣＳ以下の範囲内、好ましくは２５％ＩＡＣＳ以上４０％ＩＡＣＳ以下の範囲内、さらに好ましくは２５％ＩＡＣＳ以上３７％ＩＡＣＳ以下の範囲内、より好ましくは２５％ＩＡＣＳ以上３５％ＩＡＣＳ以下の範囲内とする。
このような導電率にするために、第２析出熱処理工程Ｓ０９における昇温速度および降温速度を適宜設定することが好ましい。
次に、５５０℃以上９００℃未満で１時間以上２４時間未満保持する熱処理を実施する。この第２析出熱処理工程Ｓ０９により、粒径５０ｎｍ以上の析出物粒子の個数密度をさらに向上させる。
そして、第２析出熱処理工程Ｓ０９後の導電率を２０％ＩＡＣＳ以上４０％ＩＡＣＳ以下の範囲内、好ましくは２５％ＩＡＣＳ以上４０％ＩＡＣＳ以下の範囲内、さらに好ましくは２５％ＩＡＣＳ以上３７％ＩＡＣＳ以下の範囲内、より好ましくは２５％ＩＡＣＳ以上３５％ＩＡＣＳ以下の範囲内とする。
このような導電率にするために、第２析出熱処理工程Ｓ０９における昇温速度および降温速度を適宜設定することが好ましい。
（第３冷間加工工程Ｓ１０）
第２析出熱処理工程Ｓ０９の後に、必要に応じて第３冷間加工を実施してもよい。このときの加工率は１０％以上９５％以下の範囲内とすることが好ましい。
なお、この第３冷間加工工程Ｓ１０においては、加工方法について特に限定はなく、例えば圧延、線引き、押出、溝圧延、鍛造、プレス等を採用することができる。なお、本実施形態では、圧延加工を行うものとしている。
第２析出熱処理工程Ｓ０９の後に、必要に応じて第３冷間加工を実施してもよい。このときの加工率は１０％以上９５％以下の範囲内とすることが好ましい。
なお、この第３冷間加工工程Ｓ１０においては、加工方法について特に限定はなく、例えば圧延、線引き、押出、溝圧延、鍛造、プレス等を採用することができる。なお、本実施形態では、圧延加工を行うものとしている。
（第３析出熱処理工程Ｓ１１）
次に、４５０℃以上６００℃以下で１時間を超えて２４時間以下保持する熱処理を実施する。高温で熱処理する場合には保持時間を短く、低温で熱処理する場合には保持時間を長くすることが好ましい。この第３析出熱処理工程Ｓ１１により、粒径が５ｎｍ以上１５ｎｍ未満の析出物粒子の個数を増加させる。
そして、第３析出熱処理工程Ｓ１１の条件については、その後の工程の条件を考慮して、最終製品における導電率が５５％ＩＡＣＳ以上となるように設定することが好ましい。
第３析出熱処理工程Ｓ１１における昇温速度や降温速度は適宜設定すればよいが、昇温速度は１℃／分以上、降温速度は３００℃まで０．１℃／分以上とすることが好ましい。
次に、４５０℃以上６００℃以下で１時間を超えて２４時間以下保持する熱処理を実施する。高温で熱処理する場合には保持時間を短く、低温で熱処理する場合には保持時間を長くすることが好ましい。この第３析出熱処理工程Ｓ１１により、粒径が５ｎｍ以上１５ｎｍ未満の析出物粒子の個数を増加させる。
そして、第３析出熱処理工程Ｓ１１の条件については、その後の工程の条件を考慮して、最終製品における導電率が５５％ＩＡＣＳ以上となるように設定することが好ましい。
第３析出熱処理工程Ｓ１１における昇温速度や降温速度は適宜設定すればよいが、昇温速度は１℃／分以上、降温速度は３００℃まで０．１℃／分以上とすることが好ましい。
（仕上げ加工工程Ｓ１２）
第３析出熱処理工程Ｓ１１の後に、仕上げ加工を実施する。このときの加工率を１０％以上９５％以下の範囲内とすることが好ましい。
なお、この仕上げ加工工程Ｓ１２においては、加工方法について特に限定はなく、例えば圧延、線引き、押出、溝圧延、鍛造、プレス等を採用することができる。なお、本実施形態では、圧延加工を行うものとしている。
第３析出熱処理工程Ｓ１１の後に、仕上げ加工を実施する。このときの加工率を１０％以上９５％以下の範囲内とすることが好ましい。
なお、この仕上げ加工工程Ｓ１２においては、加工方法について特に限定はなく、例えば圧延、線引き、押出、溝圧延、鍛造、プレス等を採用することができる。なお、本実施形態では、圧延加工を行うものとしている。
（歪除去熱処理工程Ｓ１３）
次に、必要に応じて、仕上げ加工工程Ｓ１２で生じた残留歪みを除去することを目的として２００℃以上７００℃未満で１秒以上２４時間未満保持する歪除去熱処理を実施する。高温で熱処理する場合には保持時間を短く、低温で熱処理する場合には保持時間を長くすることが好ましい。
次に、必要に応じて、仕上げ加工工程Ｓ１２で生じた残留歪みを除去することを目的として２００℃以上７００℃未満で１秒以上２４時間未満保持する歪除去熱処理を実施する。高温で熱処理する場合には保持時間を短く、低温で熱処理する場合には保持時間を長くすることが好ましい。
以上のような工程により、本実施形態である銅合金が製造されることになる。本実施形態では、仕上げ加工工程Ｓ１２における加工方法として圧延を行っているので、所定の板厚の銅合金板条材が製造されることになる。
以上のような構成とされた本実施形態である銅合金によれば、Ｆｅ；１．５質量％以上２．７質量％以下、Ｐ；０．００８質量％以上０．２０質量％以下、Ｚｎ；０．０１質量％以上０．５質量％以下、Ｓｎ；０．０１質量％以上０．５質量％以下を含有し、残部がＣｕ及び不可避不純物とした組成とされているので、強度、導電率に優れるとともに、良好な熱伝導性を有することができる。
そして、粒径が５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満の析出物粒子は、観察された粒径が５ｎｍ以上１００ｎｍ未満の析出物粒子に対する個数割合が１．０％を超えるとともに、その個数密度が１．０個／μｍ２以上とされているので、はんだ層と銅合金の界面で拡散する空孔の流れを阻害することがなく、空孔の凝集によってボイドが発生することを抑制できる。よって、はんだ耐候性を向上させることが可能となる。
また、粒径が５ｎｍ以上１５ｎｍ未満の析出物粒子は、観察された粒径が５ｎｍ以上１００ｎｍ未満の析出物粒子に対する個数割合が５５％を超えるとともに、その個数密度が４０個／μｍ２以上とされているので、回復や再結晶を遅らせることができるとともに粒界に対するピン止め効果を得ることができ、耐熱性を十分に向上させることが可能となる。
また、本実施形態である銅合金において、さらに、Ｍｇ；０．００５質量％以上０．５質量％以下、Ｃｏ；０．００５質量％以上０．５質量％以下のいずれか一種又は二種を含有した場合には、固溶強化によって、はんだ耐候性を維持したまま、耐熱性及び強度を向上させることが可能となる。
また、本実施形態である銅合金において、さらに、Ｎｉ；０．００５質量％以上０．５質量％以下、Ａｌ；０．００５質量％以上０．５質量％以下、Ｓｉ；０．００５質量％以上０．５質量％以下、のいずれか一種又は二種以上を含有した場合には、耐熱性をさらに向上させることが可能となる。
さらに、本実施形態である銅合金において、不可避不純物として含まれるＣの含有量を５質量ｐｐｍ未満、Ｃｒの含有量を７質量ｐｐｍ未満、Ｍｏの含有量を５質量ｐｐｍ未満、Ｗの含有量を１質量ｐｐｍ未満、Ｖの含有量を１質量ｐｐｍ未満、Ｎｂの含有量を１質量ｐｐｍ未満とした場合には、溶解・鋳造工程Ｓ０１において液相分離を促進する作用を有する元素が低減されており、鋳塊内に粗大なＦｅ系晶出物が生成することを抑制でき、発生する表面欠陥の個数を低減することができる。
また、本実施形態である銅合金において、導電率が５５％ＩＡＣＳ以上とされている場合には、高い導電性が要求される用途にも適用することができる。
さらに、本実施形態である銅合金において、引張強度が４８０ＭＰａ以上である場合には、高い強度が要求される用途にも適用することができる。
また、本実施形態である銅合金において、ビッカース硬度が１３０Ｈｖ以上とされている場合には、容易に変形することがなく、電気・電子機器用部品として特に適している。
さらに、本実施形態である銅合金において、引張強度が４８０ＭＰａ以上である場合には、高い強度が要求される用途にも適用することができる。
また、本実施形態である銅合金において、ビッカース硬度が１３０Ｈｖ以上とされている場合には、容易に変形することがなく、電気・電子機器用部品として特に適している。
以上、本発明の実施形態である銅合金について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
上述の実施形態では、銅合金の製造方法の一例について説明したが、銅合金の製造方法は、実施形態に記載したものに限定されることはなく、既存の製造方法を適宜選択して製造してもよい。
上述の実施形態では、銅合金の製造方法の一例について説明したが、銅合金の製造方法は、実施形態に記載したものに限定されることはなく、既存の製造方法を適宜選択して製造してもよい。
例えば、本実施形態では、加工方法として圧延を実施しており、本発明の銅合金からなる銅合金板条材を得ているが、加工方法として線引き、押出、溝圧延等を実施した場合には、本発明の銅合金からなる銅合金線棒材を得ることができ、加工方法として鍛造やプレス等を実施した場合には、本発明の銅合金からなる様々な形状の銅合金部材を得ることができる。
以下に、本発明の効果を確認すべく行った確認実験の結果について説明する。
まず、溶解・鋳造工程として、純度９９．９９質量％以上の無酸素銅（ＡＳＴＭ Ｂ１５２ Ｃ１０１００）からなる銅原料を準備し、これをアルミナ坩堝内に装入して、Ａｒガス雰囲気とされた高周波溶解炉にて、溶解した。得られた銅溶湯内にＦｅ、Ｐ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃｏ、Ｎｉを添加した。なお、これらの元素はＣｕの母合金を用いて添加した。
これにより、表１に示す成分組成の銅合金溶湯を溶製し、カーボン鋳型に注湯して鋳塊を製出した。また、鋳塊の大きさは、厚さ約２５ｍｍ×幅約７０ｍｍ×長さ約１００ｍｍとした。
これにより、表１に示す成分組成の銅合金溶湯を溶製し、カーボン鋳型に注湯して鋳塊を製出した。また、鋳塊の大きさは、厚さ約２５ｍｍ×幅約７０ｍｍ×長さ約１００ｍｍとした。
次に、熱間圧延工程として、得られた鋳塊に対して、表２に記載の熱延温度で４時間の熱処理をした後、厚さ１２ｍｍとなるまで熱間加工を実施した。なお、熱間圧延終了温度が８００℃以上となるように、必要に応じて適宜再加熱を行った。熱間圧延終了後は水冷を行った。
熱間圧延後に形成された表面の酸化膜を除去するために面削を行い、熱間圧延後の導電率を渦電流法によって測定した。測定された導電率を表２に示す。
熱間圧延後に形成された表面の酸化膜を除去するために面削を行い、熱間圧延後の導電率を渦電流法によって測定した。測定された導電率を表２に示す。
次に、粗圧延工程として、得られた熱間圧延材に対して厚さが８ｍｍになるまで冷間圧延を実施した。
その後、溶体化熱処理として９５０℃で２時間の熱処理を実施し、熱処理後水冷した。溶体化熱処理後、表面を研磨した後、渦電流法によって導電率を計測した。得られた導電率を表２に示した。
その後、溶体化熱処理として９５０℃で２時間の熱処理を実施し、熱処理後水冷した。溶体化熱処理後、表面を研磨した後、渦電流法によって導電率を計測した。得られた導電率を表２に示した。
次に、第１冷間圧延工程として、厚さが４ｍｍとなるまで冷間圧延を実施した。
その後、第１析出熱処理工程として、電気炉を用いて表２に記載の熱処理温度で１時間から４時間の間で所定時間保持した後、空冷、炉冷もしくは水冷した。
熱処理後に形成された表面の酸化膜を除去するために研磨を行った。その後、第１析出熱処理工程後の導電率を渦電流法によって測定した。測定された導電率を表２に示す。
その後、第１析出熱処理工程として、電気炉を用いて表２に記載の熱処理温度で１時間から４時間の間で所定時間保持した後、空冷、炉冷もしくは水冷した。
熱処理後に形成された表面の酸化膜を除去するために研磨を行った。その後、第１析出熱処理工程後の導電率を渦電流法によって測定した。測定された導電率を表２に示す。
次に、第２冷間圧延工程として、厚さが２ｍｍとなるまで冷間圧延を実施した。
次に、第２析出熱処理工程として、電気炉を用いて表２に記載の熱処理温度で１時間から４時間の間で所定時間保持した後、空冷、炉冷もしくは水冷した。
熱処理後に形成された表面の酸化膜を除去するために研磨を行い、第２析出熱処理工程後の導電率を渦電流法によって測定した。測定された導電率を表２に示す。
熱処理後に形成された表面の酸化膜を除去するために研磨を行い、第２析出熱処理工程後の導電率を渦電流法によって測定した。測定された導電率を表２に示す。
次に、第３冷間圧延工程として、厚さが０．８ｍｍとなるまで冷間圧延を実施した。
次に、第３析出熱処理工程として、電気炉を用いて表２に記載の熱処理温度で１時間から２４時間の間で所定時間保持した。熱処理後には３００℃まで炉冷した後、空冷もしくは水冷した。
その後、第３析出熱処理工程後の導電率を渦電流法によって測定した。測定された導電率を表２に示す。
次に、第３析出熱処理工程として、電気炉を用いて表２に記載の熱処理温度で１時間から２４時間の間で所定時間保持した。熱処理後には３００℃まで炉冷した後、空冷もしくは水冷した。
その後、第３析出熱処理工程後の導電率を渦電流法によって測定した。測定された導電率を表２に示す。
次に、仕上げ圧延工程として、厚さが０．１５ｍｍとなるまで冷間圧延を実施し、評価測定用のサンプルとした。
その後、表２に示すように、一部の試料については、ソルトバス炉を用いて記載温度で１分間の歪除去熱処理を実施し、評価測定用のサンプルとした。
得られた試料について、以下に示すように評価を実施した。
（析出物粒子の観察）
析出物粒子の観察は以下の方法で実施した。評価測定用のサンプルの圧延方向に直交する面、すなわちＲＤ面を機械研磨し、鏡面状に仕上げたのち、日立ハイテクノロジーズ製のＩＭ－４０００を用いて、表面をＡｒイオンを用いて４．０ｋＶの加速電圧でイオンミリング加工したのち、電界放出型走査電子顕微鏡（日立ハイテクノロジーズ製、ＳＵ８２２０）を用いて行った。
析出物粒子サイズが２０ｎｍ以上１００ｎｍ未満のものについては観察倍率を３００００倍の視野（約１３μｍ２）、５ｎｍ以上２０ｎｍ未満の析出物粒子サイズについては観察倍率を１０００００倍の視野（約１μｍ２）で観察したＳＥＭ写真より、画像処理し析出物のみにコントラストをつけた。
コントラストをつけた画像から、画像解析ソフト「Ｗｉｎ ＲＯＯＦ」を用いて、析出物の面積から円相当径を算出した。析出物分布を求める際には、析出物粒子サイズが２０ｎｍ以上１００ｎｍ未満のものについては３００００倍の視野（約１３μｍ２）で３視野以上、５ｎｍ以上２０ｎｍ未満の析出物粒子サイズについては観察倍率を１０００００倍の視野（約１μｍ２）で３視野以上で行った。図２に本発明例４の１０００００倍で観察したＳＥＭ写真（図２（ａ））およびその写真を用いて析出物のみにコントラストをつけた画像（図２（ｂ））を示した。
析出物粒子の観察は以下の方法で実施した。評価測定用のサンプルの圧延方向に直交する面、すなわちＲＤ面を機械研磨し、鏡面状に仕上げたのち、日立ハイテクノロジーズ製のＩＭ－４０００を用いて、表面をＡｒイオンを用いて４．０ｋＶの加速電圧でイオンミリング加工したのち、電界放出型走査電子顕微鏡（日立ハイテクノロジーズ製、ＳＵ８２２０）を用いて行った。
析出物粒子サイズが２０ｎｍ以上１００ｎｍ未満のものについては観察倍率を３００００倍の視野（約１３μｍ２）、５ｎｍ以上２０ｎｍ未満の析出物粒子サイズについては観察倍率を１０００００倍の視野（約１μｍ２）で観察したＳＥＭ写真より、画像処理し析出物のみにコントラストをつけた。
コントラストをつけた画像から、画像解析ソフト「Ｗｉｎ ＲＯＯＦ」を用いて、析出物の面積から円相当径を算出した。析出物分布を求める際には、析出物粒子サイズが２０ｎｍ以上１００ｎｍ未満のものについては３００００倍の視野（約１３μｍ２）で３視野以上、５ｎｍ以上２０ｎｍ未満の析出物粒子サイズについては観察倍率を１０００００倍の視野（約１μｍ２）で３視野以上で行った。図２に本発明例４の１０００００倍で観察したＳＥＭ写真（図２（ａ））およびその写真を用いて析出物のみにコントラストをつけた画像（図２（ｂ））を示した。
（引張強度）
ＪＩＳ Ｚ ２２４１に準じ、試料から１３号Ｂ試験片を採取し、引張強度を測定した。なお、試験片は、引張方向が圧延方向と平行となるように採取した。評価結果を表３に示す。
ＪＩＳ Ｚ ２２４１に準じ、試料から１３号Ｂ試験片を採取し、引張強度を測定した。なお、試験片は、引張方向が圧延方向と平行となるように採取した。評価結果を表３に示す。
（導電率）
評価測定用のサンプルから幅１０ｍｍ×長さ１００ｍｍの試験片を採取し、４端子法によって電気抵抗を求めた。またマイクロメータを用いて試験片の寸法測定を行い、試験片の体積を算出した。そして測定した電気抵抗率、算出した体積から、導電率を測定した。なお、試験片は、その長手方向が圧延方向と平行になるように採取した。測定結果を表に示す。
評価測定用のサンプルから幅１０ｍｍ×長さ１００ｍｍの試験片を採取し、４端子法によって電気抵抗を求めた。またマイクロメータを用いて試験片の寸法測定を行い、試験片の体積を算出した。そして測定した電気抵抗率、算出した体積から、導電率を測定した。なお、試験片は、その長手方向が圧延方向と平行になるように採取した。測定結果を表に示す。
（ビッカース硬度）
ＪＩＳ Ｚ ２２４４に規定されているマイクロビッカース硬さ試験方法に準拠し、試験荷重０．９８Ｎでビッカース硬さを測定した。評価結果を表３に示す。
ＪＩＳ Ｚ ２２４４に規定されているマイクロビッカース硬さ試験方法に準拠し、試験荷重０．９８Ｎでビッカース硬さを測定した。評価結果を表３に示す。
（耐熱性）
耐熱試験する前の試料のビッカース硬さをＨｖＲＴとし、耐熱試験として４５０℃で５分保持する熱処理を実施した後に急冷し、室温で測定したときの硬度をＨｖ４５０℃とし、Ｈｖ４５０℃／ＨｖＲＴが９０％以上であるものを「○」、９０％未満であるものを「×」と表記した。評価結果を表３に示す。
耐熱試験する前の試料のビッカース硬さをＨｖＲＴとし、耐熱試験として４５０℃で５分保持する熱処理を実施した後に急冷し、室温で測定したときの硬度をＨｖ４５０℃とし、Ｈｖ４５０℃／ＨｖＲＴが９０％以上であるものを「○」、９０％未満であるものを「×」と表記した。評価結果を表３に示す。
（はんだ耐候性）
試料から採取した短冊状（幅１０ｍｍ、長さ５０ｍｍ）の試験片を３個用意し、２００℃に加熱したＳｎ－４０質量％Ｐｂはんだ浴に５秒間浸漬することで、試験片の表面にはんだ層を形成した。このあと、１７５℃で１００時間保持の熱処理を行った後、この試験片に１８０°曲げを加え、曲げた部分のはんだが剥離するか否かを確認した。３個とも剥離が確認されなかったものを「Ａ」、１個だけ剥離が生じたものを「Ｂ」、２個以上で剥離が生じたものを「Ｃ」と表記した。評価結果を表３に示す。
試料から採取した短冊状（幅１０ｍｍ、長さ５０ｍｍ）の試験片を３個用意し、２００℃に加熱したＳｎ－４０質量％Ｐｂはんだ浴に５秒間浸漬することで、試験片の表面にはんだ層を形成した。このあと、１７５℃で１００時間保持の熱処理を行った後、この試験片に１８０°曲げを加え、曲げた部分のはんだが剥離するか否かを確認した。３個とも剥離が確認されなかったものを「Ａ」、１個だけ剥離が生じたものを「Ｂ」、２個以上で剥離が生じたものを「Ｃ」と表記した。評価結果を表３に示す。
粒径が５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満の析出物粒子の個数割合が０．７％、個数密度が０．９個／μｍ２とされた比較例１においては、はんだ耐候性が「Ｃ」判定となった。粒径が５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満の析出物粒子が少なく、ボイドの発生を抑制することができなかったためと推測される。
粒径が５ｎｍ以上１５ｎｍ未満の析出物粒子の個数割合が４２％、個数密度が１１．０個／μｍ２とされた比較例２においては、耐熱性が不十分であった。なお、はんだ耐候性は評価しなかった。
Ｓｎの含有量が０．６１質量％とされた比較例３においては、導電率が５１％ＩＡＣＳと低くなった。このため、耐熱性及びはんだ耐候性は評価しなかった。
粒径が５ｎｍ以上１５ｎｍ未満の析出物粒子の個数割合が４２％、個数密度が１１．０個／μｍ２とされた比較例２においては、耐熱性が不十分であった。なお、はんだ耐候性は評価しなかった。
Ｓｎの含有量が０．６１質量％とされた比較例３においては、導電率が５１％ＩＡＣＳと低くなった。このため、耐熱性及びはんだ耐候性は評価しなかった。
これに対して、本発明例においては、耐熱性、および、はんだ耐候性に優れていることが確認された。また、引張強度、導電率、ビッカース硬さにも優れていた。
以上のことから、本発明例によれば、耐熱性に優れ、かつ、はんだ耐候性に優れたＣｕ－Ｆｅ－Ｐ系の銅合金を提供できることが確認された。
以上のことから、本発明例によれば、耐熱性に優れ、かつ、はんだ耐候性に優れたＣｕ－Ｆｅ－Ｐ系の銅合金を提供できることが確認された。
Claims (5)
- Ｆｅ；１．５質量％以上２．７質量％以下、Ｐ；０．００８質量％以上０．２０質量％以下、Ｚｎ；０．０１質量％以上０．５質量％以下、Ｓｎ；０．０１質量％以上０．５質量％以下を含有し、残部がＣｕ及び不可避不純物とされており、
前記不可避不純物として含まれるＣの含有量が５質量ｐｐｍ未満、Ｃｒの含有量が７質量ｐｐｍ未満、Ｍｏの含有量が５質量ｐｐｍ未満、Ｗの含有量が１質量ｐｐｍ未満、Ｖの含有量が１質量ｐｐｍ未満、Ｎｂの含有量が１質量ｐｐｍ未満とされており、
観察された粒径が５ｎｍ以上１００ｎｍ未満の析出物粒子を対象として、粒径が５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満の析出物粒子の個数割合が１．０％超え２．５％以下の範囲内とされるとともに、粒径が５ｎｍ以上１５ｎｍ未満の析出物粒子の個数割合が５５％を超えており、
粒径が５０ｎｍ以上１００ｎｍ未満の析出物粒子の個数密度が１．０個／μｍ２以上とされ、粒径が５ｎｍ以上１５ｎｍ未満の析出物粒子の個数密度が４０個／μｍ２以上とされており、
導電率が５５％ＩＡＣＳ以上であることを特徴とする銅合金。 - さらに、Ｍｇ；０．００５質量％以上０．５質量％以下、Ｃｏ；０．００５質量％以上０．５質量％以下のいずれか一種又は二種を含有することを特徴とする請求項１に記載の銅合金。
- さらに、Ｎｉ；０．００５質量％以上０．５質量％以下、Ａｌ；０．００５質量％以上０．５質量％以下、Ｓｉ；０．００５質量％以上０．５質量％以下、のいずれか一種又は二種以上を含有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の銅合金。
- 引張強度が４８０ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の銅合金。
- ビッカース硬度が１３０Ｈｖ以上であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の銅合金。
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