JPH0288734A - ハンダ付け性の良好な銅合金 - Google Patents
ハンダ付け性の良好な銅合金Info
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- JPH0288734A JPH0288734A JP24206488A JP24206488A JPH0288734A JP H0288734 A JPH0288734 A JP H0288734A JP 24206488 A JP24206488 A JP 24206488A JP 24206488 A JP24206488 A JP 24206488A JP H0288734 A JPH0288734 A JP H0288734A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、ハンダ付け性を高めた銅合金に関する。
銅および銅合金は、その高い電気伝導度と高い熱伝導度
を活かして、種々のリードフレーム、導電バネ材、機械
部品などに広く使用されている。 その中でも、リードフレーム材のような電気または電子
回路の部品にする場合には、接続を確実にするためハン
ダ付けを行なうことが多い。 もともと銅も銅合金も、鋼やステンレス鋼にくらべると
ハンダ付けが容易であるため、そのハンダ付け性を向上
させる必要は、従来あまり感じられていなかった。 と
ころが、電子部品の自動生産の能率をいっそう高めるこ
とが要求されるにつれ、銅合金のハンダ付け性の向上が
課題になってきた。 ハンダ付け性の向上の内容を具体
的にいえば、ハンダぬれ性を高めて、銅合金に接触した
溶融ハンダが短時間で銅合金表面に行きわたるようにす
ることと、ハンダ密着性を高めて、ハンダ付すしたもの
が高温にさらされたり、折り曲げられたりしてもハンダ
と銅合金との密着が失なわれないようにすることである
。 ハンダ付け性を向上させるためのアプローチとしては、
ハンダの改良、フラックスの選択および銅合金の改良が
考えられる。 ハンダは、電子部品などを熱で損わない
よう、なるべく低温で溶融するものを用いるべきであり
、この観点からは、６５Ｓｎ−３５Ｐｂの組成をもつ共
晶ハンダが好まれている。 フラックスに塩素系の還元
力の強いものを使用すれば、ハンダ付けそのものは容易
になるが、残存したフラックスが腐食をひきおこすこと
は避けなりればならないので、やはりロジン系などマイ
ルドなフラックスを使用した方が無難である。 ［発明が解決しようとする課題］ このようなわりで、共晶ハンダとマイルドなフラックス
の使用を前提に、銅合金を改良することが課題として残
る。 本発明の目的は、この課題を解決し、ハンダぬれ性が高
く、かつハンダ密着性のよい、全体としてハンダ付け性
の良好な銅合金を提供することにある。
を活かして、種々のリードフレーム、導電バネ材、機械
部品などに広く使用されている。 その中でも、リードフレーム材のような電気または電子
回路の部品にする場合には、接続を確実にするためハン
ダ付けを行なうことが多い。 もともと銅も銅合金も、鋼やステンレス鋼にくらべると
ハンダ付けが容易であるため、そのハンダ付け性を向上
させる必要は、従来あまり感じられていなかった。 と
ころが、電子部品の自動生産の能率をいっそう高めるこ
とが要求されるにつれ、銅合金のハンダ付け性の向上が
課題になってきた。 ハンダ付け性の向上の内容を具体
的にいえば、ハンダぬれ性を高めて、銅合金に接触した
溶融ハンダが短時間で銅合金表面に行きわたるようにす
ることと、ハンダ密着性を高めて、ハンダ付すしたもの
が高温にさらされたり、折り曲げられたりしてもハンダ
と銅合金との密着が失なわれないようにすることである
。 ハンダ付け性を向上させるためのアプローチとしては、
ハンダの改良、フラックスの選択および銅合金の改良が
考えられる。 ハンダは、電子部品などを熱で損わない
よう、なるべく低温で溶融するものを用いるべきであり
、この観点からは、６５Ｓｎ−３５Ｐｂの組成をもつ共
晶ハンダが好まれている。 フラックスに塩素系の還元
力の強いものを使用すれば、ハンダ付けそのものは容易
になるが、残存したフラックスが腐食をひきおこすこと
は避けなりればならないので、やはりロジン系などマイ
ルドなフラックスを使用した方が無難である。 ［発明が解決しようとする課題］ このようなわりで、共晶ハンダとマイルドなフラックス
の使用を前提に、銅合金を改良することが課題として残
る。 本発明の目的は、この課題を解決し、ハンダぬれ性が高
く、かつハンダ密着性のよい、全体としてハンダ付け性
の良好な銅合金を提供することにある。
本発明のハンダ付け性の良好な銅合金は、基本的には、
Ｐｂ ：０．０５〜５．０％を含有し、残部が実質的に
Ｃｕからなる合金組成を有する。 この基本組成に対して、Ｎｉ ：０．０３〜５゜０％
、ならびに、ＦｅおよびＣｏの１種または２種：０．０
２〜５．０％を添加した合金を使用してもよい。 必要により、上記改良組成の合金に、Ｐ：０゜００１〜
０．２％、Ｚｎ ：０．０１〜２．０％、Ｍｎ ：０．
０２〜２．０％、Ｂ：００ＯＯ１〜０゜０３％、Ｓｉ
：０．０５〜５．０％およびＳｎ：０．０１〜１．０
％の１種または２種以上を添加したものを使用すること
もできる。 さらに所望であれば、上記第三の組成に加えて、下記の
３グループ ｏＡＪ）：０．０１〜１０．０％、 ＯＴｉ 、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｖ、Ｗ、ＹおよびＲＥＭ（Ｌａ
系の稀土類元素）の１種または２種以上：０．００５〜
０．１０％、ならびに ＯＣａおよびＭ（Ｉｔの１種または２種：０．００５〜
０．１０％ からえらんだ１種、２種または３種を含有する合金組成
とすることもできる。 ［作 用１ 本発明の銅合金における各合金成分のはたらきと組成の
限定理由は、つぎのとおりである。 Ｐｌ）：０．０５〜５．０％ 銅または銅合金へのＰｂの添加は、これまで被削性の改
善や軸受材などの耐摩耗性の向上を意図して試みられた
ことがあるが、ハンダ付け性の改善のために行なわれた
ことはなく、またＰｂが有用であることは予想されてい
なかった。 これは前述のように、銅のハンダ付け性に
対する要求が、従来はさして厳しくなかったためと考え
られる。 上記の下限Ｏ００５％以上のＰｂは、ハンダ
付け性とくにぬれ性を高める。 多最に添加しても効果
が飽和するし、加工性を損うから、上記の５．０％以下
の含有に止める。 Ｐｂ自身も電気伝導度は高く、この
範囲内での添加は、銅合金の電気伝導度を実質上低下さ
せない。 Ｎｉ ：０．０３〜５．０％ ＦｅおよびＣｏの１種または２種：０．０２〜５゜０％ Ｎ１は、銅合金に機械的強度とくにバネ性を与え、耐熱
性を向上させる。 ＦｅおよびＣｏは、ともに機械的強
度を高める作用があり、Ｎ１と併用するとよい。 いず
れも上記下限値以上の添加で効果があり、上限値を超え
る添加は加工性を悪くするほか、熱および電気の伝導度
を低くする。 Ｐ：０．００１〜０．２％、Ｚｎ ：０．０１〜２゜０
％、Ｍｎ ：０．０２〜２．０％、Ｂ：０．ＯＯ１〜０
．０３％、Ｓｉ ：０．０５〜５．０％およびＳｎ
：０．０１〜１．０％の１種または２種以これらの元素
は、いずれも機械的強度の向上に寄与する。 とくにＰ
は、ＦｅやＮｉと化合物をつくり、その化合物が強度を
高めるために少量で効果的である。 ＳｉはＮｉととも
に添加されて、著しい効果を示す。 それぞれの上限界
は、銅合金の長所すなわち加工容易性と高い熱および電
気伝導度を失うことなく、ハンダ付け性を改善するとい
う観点から定めたものである。 Ａ、Ｉｌ ：０．０１〜１０．０％ Ｔｉ 、Ｚｒ 、Ｃｒ 、Ｖ、Ｗ、ＹおよびＲＥＭの１
種または２種以上：０．０１〜０．５％ＣａおよびＭｇ
の１種または２種以上：０．００５〜０．１０％ これらの添加元素は、ハンダの密着性の改善に効果があ
る。 過度の添加は、かえって密着性を低くし、ぬれ性
にも有害であって、全体としてハンダ付け性を悪くする
。 各上限値は、この事実と、上記した銅合金の長所を
維持する観点とから決定した。
Ｐｂ ：０．０５〜５．０％を含有し、残部が実質的に
Ｃｕからなる合金組成を有する。 この基本組成に対して、Ｎｉ ：０．０３〜５゜０％
、ならびに、ＦｅおよびＣｏの１種または２種：０．０
２〜５．０％を添加した合金を使用してもよい。 必要により、上記改良組成の合金に、Ｐ：０゜００１〜
０．２％、Ｚｎ ：０．０１〜２．０％、Ｍｎ ：０．
０２〜２．０％、Ｂ：００ＯＯ１〜０゜０３％、Ｓｉ
：０．０５〜５．０％およびＳｎ：０．０１〜１．０
％の１種または２種以上を添加したものを使用すること
もできる。 さらに所望であれば、上記第三の組成に加えて、下記の
３グループ ｏＡＪ）：０．０１〜１０．０％、 ＯＴｉ 、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｖ、Ｗ、ＹおよびＲＥＭ（Ｌａ
系の稀土類元素）の１種または２種以上：０．００５〜
０．１０％、ならびに ＯＣａおよびＭ（Ｉｔの１種または２種：０．００５〜
０．１０％ からえらんだ１種、２種または３種を含有する合金組成
とすることもできる。 ［作 用１ 本発明の銅合金における各合金成分のはたらきと組成の
限定理由は、つぎのとおりである。 Ｐｌ）：０．０５〜５．０％ 銅または銅合金へのＰｂの添加は、これまで被削性の改
善や軸受材などの耐摩耗性の向上を意図して試みられた
ことがあるが、ハンダ付け性の改善のために行なわれた
ことはなく、またＰｂが有用であることは予想されてい
なかった。 これは前述のように、銅のハンダ付け性に
対する要求が、従来はさして厳しくなかったためと考え
られる。 上記の下限Ｏ００５％以上のＰｂは、ハンダ
付け性とくにぬれ性を高める。 多最に添加しても効果
が飽和するし、加工性を損うから、上記の５．０％以下
の含有に止める。 Ｐｂ自身も電気伝導度は高く、この
範囲内での添加は、銅合金の電気伝導度を実質上低下さ
せない。 Ｎｉ ：０．０３〜５．０％ ＦｅおよびＣｏの１種または２種：０．０２〜５゜０％ Ｎ１は、銅合金に機械的強度とくにバネ性を与え、耐熱
性を向上させる。 ＦｅおよびＣｏは、ともに機械的強
度を高める作用があり、Ｎ１と併用するとよい。 いず
れも上記下限値以上の添加で効果があり、上限値を超え
る添加は加工性を悪くするほか、熱および電気の伝導度
を低くする。 Ｐ：０．００１〜０．２％、Ｚｎ ：０．０１〜２゜０
％、Ｍｎ ：０．０２〜２．０％、Ｂ：０．ＯＯ１〜０
．０３％、Ｓｉ ：０．０５〜５．０％およびＳｎ
：０．０１〜１．０％の１種または２種以これらの元素
は、いずれも機械的強度の向上に寄与する。 とくにＰ
は、ＦｅやＮｉと化合物をつくり、その化合物が強度を
高めるために少量で効果的である。 ＳｉはＮｉととも
に添加されて、著しい効果を示す。 それぞれの上限界
は、銅合金の長所すなわち加工容易性と高い熱および電
気伝導度を失うことなく、ハンダ付け性を改善するとい
う観点から定めたものである。 Ａ、Ｉｌ ：０．０１〜１０．０％ Ｔｉ 、Ｚｒ 、Ｃｒ 、Ｖ、Ｗ、ＹおよびＲＥＭの１
種または２種以上：０．０１〜０．５％ＣａおよびＭｇ
の１種または２種以上：０．００５〜０．１０％ これらの添加元素は、ハンダの密着性の改善に効果があ
る。 過度の添加は、かえって密着性を低くし、ぬれ性
にも有害であって、全体としてハンダ付け性を悪くする
。 各上限値は、この事実と、上記した銅合金の長所を
維持する観点とから決定した。
高周波誘導炉を用いて、表に示す組成の銅合金を溶製し
鋳造した。 インゴットを８００℃で熱間圧延して厚さ
８＃ｌｌｌ＋の板にし、これを酸洗後、冷間圧延して厚
さ１．５１１１１１にした。 ５８０℃×１時間の焼鈍
を行なったのち再度冷間圧延し、厚さ０、２５７１１１
１１のシートにした。 表に掲げた比較例は、既存の銅
合金である。 上記のシートから、幅１１０Ｉｎ×長さ２５ｍの試験片
を切り取り、表面にロジン系フラックスを塗った。 ハンダぬれ性を、メニス］グラフ法により試験した。
この試験は、第１図に示すように上記の試験片（１）を
溶融ハンダ（２Ａ）中に浸漬して行き、試験片に加わる
垂直方向の力を経時的に測定して、第２図のようなグラ
フをえかくことからなる。 試験条件は、つぎのとおりである。 使用ハンダ：６５Ｓｎ −３５Ｐｂ （共晶ハンダ）
浴温度：２３０±３°Ｃ 浸漬速度： １６ｍ／ｓｅｃ 浸漬深さ：８＃ 第２図のＡ、Ｂ、ＣおよびＤは、それぞれ第１図Ａ、Ｂ
、ＣおよびＤに対応しており、試験片が離れた（Ａ＞の
位置から溶融ハンダ中に押し込まれる段階（Ｂ）におい
ては、重力および浮力の影響を無視して考えれば、試験
片をハンダが排斥する力が作用するから、その力を吸引
力としてあられした第２図のグラフでは、曲線はマイナ
スの領域にある。 ハンダが銅合金の表面をぬらして行
くにつれて、第１図のＣを通ってＤの状態になり、試験
片を溶融ハンダが引き込もうとする力が作用し、吸引力
がプラスに転じる。 第１図でＡからＣになるまでの時間、すなわち第２図の
グラフでｔ（ｔ Ｉｌと記した時間と、平衡に至った状
態で試験片にはたらく溶融ハンダの吸引力（（ＷＴｔと
をもって、ハンダぬれ性の指標とした。 次にハンダ密着性をみるため、上記のハンダ（２Ｂ）の
ついた試験片を人気中で１５０’Ｃに２００時間保持し
たのち、第３図に示すように万力（３）にはさみ、９０
’折り曲げてから元へ戻す変形を行なったのち、ハンダ
と銅合金の間で剥離していないかをしらべた。 上記２種の試験の結果を、表にあわせて示す。
鋳造した。 インゴットを８００℃で熱間圧延して厚さ
８＃ｌｌｌ＋の板にし、これを酸洗後、冷間圧延して厚
さ１．５１１１１１にした。 ５８０℃×１時間の焼鈍
を行なったのち再度冷間圧延し、厚さ０、２５７１１１
１１のシートにした。 表に掲げた比較例は、既存の銅
合金である。 上記のシートから、幅１１０Ｉｎ×長さ２５ｍの試験片
を切り取り、表面にロジン系フラックスを塗った。 ハンダぬれ性を、メニス］グラフ法により試験した。
この試験は、第１図に示すように上記の試験片（１）を
溶融ハンダ（２Ａ）中に浸漬して行き、試験片に加わる
垂直方向の力を経時的に測定して、第２図のようなグラ
フをえかくことからなる。 試験条件は、つぎのとおりである。 使用ハンダ：６５Ｓｎ −３５Ｐｂ （共晶ハンダ）
浴温度：２３０±３°Ｃ 浸漬速度： １６ｍ／ｓｅｃ 浸漬深さ：８＃ 第２図のＡ、Ｂ、ＣおよびＤは、それぞれ第１図Ａ、Ｂ
、ＣおよびＤに対応しており、試験片が離れた（Ａ＞の
位置から溶融ハンダ中に押し込まれる段階（Ｂ）におい
ては、重力および浮力の影響を無視して考えれば、試験
片をハンダが排斥する力が作用するから、その力を吸引
力としてあられした第２図のグラフでは、曲線はマイナ
スの領域にある。 ハンダが銅合金の表面をぬらして行
くにつれて、第１図のＣを通ってＤの状態になり、試験
片を溶融ハンダが引き込もうとする力が作用し、吸引力
がプラスに転じる。 第１図でＡからＣになるまでの時間、すなわち第２図の
グラフでｔ（ｔ Ｉｌと記した時間と、平衡に至った状
態で試験片にはたらく溶融ハンダの吸引力（（ＷＴｔと
をもって、ハンダぬれ性の指標とした。 次にハンダ密着性をみるため、上記のハンダ（２Ｂ）の
ついた試験片を人気中で１５０’Ｃに２００時間保持し
たのち、第３図に示すように万力（３）にはさみ、９０
’折り曲げてから元へ戻す変形を行なったのち、ハンダ
と銅合金の間で剥離していないかをしらべた。 上記２種の試験の結果を、表にあわせて示す。
本発明の銅合金は、既知の銅合金にくらべて改善された
ハンダ付け性を有する。 すなわち、ハンダぬれ性が高められているから、自動ハ
ンダ付け装置によるハンダ付けを行なったときに、処理
時間が短くてずみ、作業能率を向上させることができる
。 ハンダ密着性がよく、とくに酸化性雰囲気中で長時間高
温にざらされた後も密着が確保できているということは
、ハンダ付け後に加熱を伴う種々の加工を行なってもよ
いことを意味し、またハンダ付けしたものを折り曲げて
取り付けることを可能にする。 従ってこの銅合金は、
電子回路等の苛酷な条件下での使用に対しても信頼性を
与えることができ、かつ機器の小型化の要請にこたえる
ことができる。
ハンダ付け性を有する。 すなわち、ハンダぬれ性が高められているから、自動ハ
ンダ付け装置によるハンダ付けを行なったときに、処理
時間が短くてずみ、作業能率を向上させることができる
。 ハンダ密着性がよく、とくに酸化性雰囲気中で長時間高
温にざらされた後も密着が確保できているということは
、ハンダ付け後に加熱を伴う種々の加工を行なってもよ
いことを意味し、またハンダ付けしたものを折り曲げて
取り付けることを可能にする。 従ってこの銅合金は、
電子回路等の苛酷な条件下での使用に対しても信頼性を
与えることができ、かつ機器の小型化の要請にこたえる
ことができる。
図面はいずれも本発明の実施例における試験法を説明す
るためのものであって、 第１図Ａ〜Ｄは、メニスコグラフ法によるハンダぬれ性
試験における、銅合金試験片と溶融ハンダとの関係を概
念的に示した断面図であり、第２図は、第１図の試験に
より得られたメニスコグラフの一例であり、符＠ Ａ
”−Ｄは第１図Ａ〜Ｄの段階に対応し、 第３図は、９０’往復折り曲げ法によるハンダ密着性試
験を示した断面図である。 １・・・銅合金試験片 ２Ａ・・・ハンダ（溶融＞ ２８・・・ハンダ（固
体）３・・・万 力 特許出願人 大同特殊鋼株式会社 代理人 弁理士 須 賀 総 夫 ＋
るためのものであって、 第１図Ａ〜Ｄは、メニスコグラフ法によるハンダぬれ性
試験における、銅合金試験片と溶融ハンダとの関係を概
念的に示した断面図であり、第２図は、第１図の試験に
より得られたメニスコグラフの一例であり、符＠ Ａ
”−Ｄは第１図Ａ〜Ｄの段階に対応し、 第３図は、９０’往復折り曲げ法によるハンダ密着性試
験を示した断面図である。 １・・・銅合金試験片 ２Ａ・・・ハンダ（溶融＞ ２８・・・ハンダ（固
体）３・・・万 力 特許出願人 大同特殊鋼株式会社 代理人 弁理士 須 賀 総 夫 ＋
Claims (4)
- （１）Ｐｂ：０．０５〜５．０％を含有し、残部が実質
的にＣｕからなるハンダ付け性の良好な銅合金。 - （２）Ｐｂ：０．０５〜５．０％、Ｎｉ：０．０３〜５
．０％、ならびに、ＦｅおよびＣｏの１種または２種：
０．０２〜５．０％を含有し、残部が実質的にＣｕから
なるハンダ付け性の良好な銅合金。 - （３）Ｐｂ：０．０５〜５．０％、Ｎｉ：０．０３〜５
．０％、ならびに、Ｐ：０．００１〜０．２％、Ｚｎ：
０．０１〜２．０％、Ｍｎ：０．０２〜２．０％、Ｂ：
０．００１〜０．０３％、Ｓｉ：０．０５〜５．０％お
よびＳｎ：０．０１〜１．０％の１種または２種以上を
含有し、残部が実質的にＣｕからなるハンダ付け性の良
好な銅合金。 - （４）Ｐｂ：０．０５〜５．０％、Ｎｉ：０．０３〜５
．０％、ならびに、Ｐ：０．００１〜０．２％、Ｚｎ：
０．０１〜２．０％、Ｍｎ：０．０２〜２．０％、Ｂ：
０．００１〜０．０３％、Ｓｉ：０．０５〜５．０％お
よびＳｎ：０．０１〜１．０％の１種または２種以上を
含有し、さらにＡｌ：０．０１〜１０．０％、Ｔｉ、Ｚ
ｒ、Ｃｒ、Ｖ、Ｗ、ＹおよびＲＥＭの１種または２種以
上：０．０１〜０．５％、ならびに、ＣａおよびＭｇの
１種または２種：０．００５〜０．１０％からえらんだ
１種、２種または３種を含有し、残部が実質的にＣｕか
らなるハンダ付け性の良好な銅合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24206488A JPH0288734A (ja) | 1988-09-27 | 1988-09-27 | ハンダ付け性の良好な銅合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24206488A JPH0288734A (ja) | 1988-09-27 | 1988-09-27 | ハンダ付け性の良好な銅合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0288734A true JPH0288734A (ja) | 1990-03-28 |
Family
ID=17083743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24206488A Pending JPH0288734A (ja) | 1988-09-27 | 1988-09-27 | ハンダ付け性の良好な銅合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0288734A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102433463A (zh) * | 2011-12-05 | 2012-05-02 | 西安东瑞机械制造有限公司 | 一种pqt铜合金及其制造方法 |
| WO2014029798A2 (en) * | 2012-08-22 | 2014-02-27 | Swissmetal - Ums Schweizerische Metallwerke Ag | Machinable copper alloys for electrical connectors |
-
1988
- 1988-09-27 JP JP24206488A patent/JPH0288734A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102433463A (zh) * | 2011-12-05 | 2012-05-02 | 西安东瑞机械制造有限公司 | 一种pqt铜合金及其制造方法 |
| WO2014029798A2 (en) * | 2012-08-22 | 2014-02-27 | Swissmetal - Ums Schweizerische Metallwerke Ag | Machinable copper alloys for electrical connectors |
| WO2014029798A3 (en) * | 2012-08-22 | 2014-08-07 | Baoshida Swissmetal Ag | Machinable copper alloy comprisng lead for electrical connectors |
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