JPH04231432A - 通電材料 - Google Patents
通電材料Info
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- JPH04231432A JPH04231432A JP41777390A JP41777390A JPH04231432A JP H04231432 A JPH04231432 A JP H04231432A JP 41777390 A JP41777390 A JP 41777390A JP 41777390 A JP41777390 A JP 41777390A JP H04231432 A JPH04231432 A JP H04231432A
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Landscapes
- Conductive Materials (AREA)
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
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、リードフレーム、端子
、コネクター、バスバー(ブスバーともいう)間でのマ
イグレーションの発生を抑えた電気部品材料用の通電材
料に関する。
、コネクター、バスバー(ブスバーともいう)間でのマ
イグレーションの発生を抑えた電気部品材料用の通電材
料に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電子、電気機器等の小型軽量化が
進み、使用されるコネクター等の部品も小型化するとと
もに、部品間の距離も著しく短くなる傾向にある。又、
回路はますます集積化される傾向にある。すなわち、従
来、個々の電子部品はリード線により接続されて回路が
形成されていたが、部品数が増すに従い回路が複雑とな
るので、これらを集積化することにより回路の小型化が
進められている。
進み、使用されるコネクター等の部品も小型化するとと
もに、部品間の距離も著しく短くなる傾向にある。又、
回路はますます集積化される傾向にある。すなわち、従
来、個々の電子部品はリード線により接続されて回路が
形成されていたが、部品数が増すに従い回路が複雑とな
るので、これらを集積化することにより回路の小型化が
進められている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の小型化、集積化
された回路において、異なる回路又は配線が小型化のた
めにわずかな間隔をおいて隔てられているが、この間隔
内に水などの電解質が介在すると電気化学的反応が生じ
、高電位側の通電部の材料となっている銅合金から溶解
した銅イオンが低電位側で析出し、更にその量が増すと
短絡する現象が生じる。この現象をマイグレーションと
いい、このようなマイグレーションが起ると、回路が正
常に機能しなくなる。したがって、近年では高い導電率
を有し、かつ、マイグレーションの発生しない材料が強
く望まれていた。
された回路において、異なる回路又は配線が小型化のた
めにわずかな間隔をおいて隔てられているが、この間隔
内に水などの電解質が介在すると電気化学的反応が生じ
、高電位側の通電部の材料となっている銅合金から溶解
した銅イオンが低電位側で析出し、更にその量が増すと
短絡する現象が生じる。この現象をマイグレーションと
いい、このようなマイグレーションが起ると、回路が正
常に機能しなくなる。したがって、近年では高い導電率
を有し、かつ、マイグレーションの発生しない材料が強
く望まれていた。
【0004】Cu−Ni−P系合金は特開平1−242
740により公知のように耐マイグレーション性に優れ
、かつ高強度で高導電性を有し、リードフレームや端子
、コネクター、バスバーなどの通電材料に適した合金で
あるが、本発明者が研究を進めた結果、溶接や熱間圧延
時に割れが発生し易く、製造性や半田めっき、Snめっ
きなどの耐熱剥離性に問題があり、めっきを要する製品
に使用するのには問題があった。
740により公知のように耐マイグレーション性に優れ
、かつ高強度で高導電性を有し、リードフレームや端子
、コネクター、バスバーなどの通電材料に適した合金で
あるが、本発明者が研究を進めた結果、溶接や熱間圧延
時に割れが発生し易く、製造性や半田めっき、Snめっ
きなどの耐熱剥離性に問題があり、めっきを要する製品
に使用するのには問題があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の問題
点に鑑み研究を進め、Cu−Ni−P系合金のNiとP
の比を重量%比でNi/P=6〜10の範囲にすること
により、耐マイグレーション性に優れ、高強度で高導電
性に優れるという特性を損うことなく、溶接性、熱間圧
延性及び半田めっきやSnめっきの耐熱剥離性を改善す
ることを見出したものであり、リードフレーム、端子、
コネクター、バスバー等の通電材料として、Ni0.5
〜3.0wt%、P0.05〜0.5wt%を含み、あ
るいはさらに副成分として、Ti、Sn、Al、B、A
s、Sb、Ag、Pb、Be、Zrからなる群の1種又
は2種以上を総量で0.001〜5.0wt%含みNi
とPが重量比でNi/P=6〜10の範囲にあり、残部
Cu及び不可避的不純物からなることを特徴とするもの
である。
点に鑑み研究を進め、Cu−Ni−P系合金のNiとP
の比を重量%比でNi/P=6〜10の範囲にすること
により、耐マイグレーション性に優れ、高強度で高導電
性に優れるという特性を損うことなく、溶接性、熱間圧
延性及び半田めっきやSnめっきの耐熱剥離性を改善す
ることを見出したものであり、リードフレーム、端子、
コネクター、バスバー等の通電材料として、Ni0.5
〜3.0wt%、P0.05〜0.5wt%を含み、あ
るいはさらに副成分として、Ti、Sn、Al、B、A
s、Sb、Ag、Pb、Be、Zrからなる群の1種又
は2種以上を総量で0.001〜5.0wt%含みNi
とPが重量比でNi/P=6〜10の範囲にあり、残部
Cu及び不可避的不純物からなることを特徴とするもの
である。
【0006】本発明にしたがってCuに添加される元素
のそれぞれの添加量は次のことを考慮して定められる。 すなわち、まずNiは銅及び銅合金に含有されることに
より、銅及び銅合金のマイグレーション性を抑制する効
果を有する元素である。
のそれぞれの添加量は次のことを考慮して定められる。 すなわち、まずNiは銅及び銅合金に含有されることに
より、銅及び銅合金のマイグレーション性を抑制する効
果を有する元素である。
【0007】マイグレーション現象を抑制する機構は明
確ではないが、Niの存在によりCuイオンの溶出量が
減少し、Niの化合物の生成により、析出したCu粒子
を介する通電が妨害されることによって、電極間のマイ
グレーション現象が抑制されると推察される。
確ではないが、Niの存在によりCuイオンの溶出量が
減少し、Niの化合物の生成により、析出したCu粒子
を介する通電が妨害されることによって、電極間のマイ
グレーション現象が抑制されると推察される。
【0008】NiとPを同時に含有させるのは、Niと
Pは化合物をつくって、銅及び銅合金中に析出するため
、Ni又はPを単独で含有する場合より強度、誘電率を
向上させるからである。
Pは化合物をつくって、銅及び銅合金中に析出するため
、Ni又はPを単独で含有する場合より強度、誘電率を
向上させるからである。
【0009】Ni含有量を0.5〜3.0wt%とする
理由はNi含有量が0.5wt%未満では、マイグレー
ション現象を抑制する効果がなく、3.0wt%を超え
るとマイグレーション現象の抑制効果はあるが、導電率
が低下し、通電時の発熱量が大きくなり、熱放散性も低
くなるためである。
理由はNi含有量が0.5wt%未満では、マイグレー
ション現象を抑制する効果がなく、3.0wt%を超え
るとマイグレーション現象の抑制効果はあるが、導電率
が低下し、通電時の発熱量が大きくなり、熱放散性も低
くなるためである。
【0010】P含有量を0.05〜0.5wt%とする
理由は、P含有量が0.05wt%未満ではNiと化合
物をつくって強度、導電率を向上させる効果が少なく、
0.5wt%を超えると導電率の低下が著しく、又、半
田めっき、Snめっきの耐熱剥離性、溶接性及び熱間圧
延性が低下するためである。
理由は、P含有量が0.05wt%未満ではNiと化合
物をつくって強度、導電率を向上させる効果が少なく、
0.5wt%を超えると導電率の低下が著しく、又、半
田めっき、Snめっきの耐熱剥離性、溶接性及び熱間圧
延性が低下するためである。
【0011】NiとPの成分比を重量%比でNi/P=
6〜10とする理由は、Ni/Pが6未満では、溶接や
熱間圧延の加熱により粗大なNiとPの化合物が発生し
、溶接部や材料に割れが発生し易くなり、又、Niとの
化合物として析出しないPが多くなり、Snめっきや半
田めっきの耐熱剥離性が低下し、Ni/Pが10を超え
るとPとの化合物として析出しないNiが多くなりすぎ
るため、導電率の低下が著しいためである。
6〜10とする理由は、Ni/Pが6未満では、溶接や
熱間圧延の加熱により粗大なNiとPの化合物が発生し
、溶接部や材料に割れが発生し易くなり、又、Niとの
化合物として析出しないPが多くなり、Snめっきや半
田めっきの耐熱剥離性が低下し、Ni/Pが10を超え
るとPとの化合物として析出しないNiが多くなりすぎ
るため、導電率の低下が著しいためである。
【0012】Zn含有量を0.1〜3.0wt%とする
理由は、ZnはNiと共添されることによりNiのマイ
グレーション現象の抑制効果を助長するとともにSnめ
っきや半田めっきの耐熱剥離性を改善するためであり、
0.1wt%未満ではその効果は低く、3.0wt%を
超えると導電率の低下が著しくなるためである。
理由は、ZnはNiと共添されることによりNiのマイ
グレーション現象の抑制効果を助長するとともにSnめ
っきや半田めっきの耐熱剥離性を改善するためであり、
0.1wt%未満ではその効果は低く、3.0wt%を
超えると導電率の低下が著しくなるためである。
【0013】さらに、副成分としてTi、Sn、Al、
B、As、Sb、Ag、Be、Zr、からなる群から1
種又は2種以上を総量で0.001〜5.0wt%含む
理由は、強度を向上させるためであるが、0.001w
t%未満ではその効果はなく、逆に5.0wt%を超え
ると導電性が低下するためである。
B、As、Sb、Ag、Be、Zr、からなる群から1
種又は2種以上を総量で0.001〜5.0wt%含む
理由は、強度を向上させるためであるが、0.001w
t%未満ではその効果はなく、逆に5.0wt%を超え
ると導電性が低下するためである。
【0014】
【実施例】以下に本発明の具体例を示す。
【0015】まず表1に示す組成の本発明合金を大気中
又は不活性雰囲気中で溶解鋳造し、面削後熱間圧延し、
その後、冷却圧延と焼鈍酸洗をくり返し、比較合金No
12,13以外は450℃で10時間最終焼鈍、酸洗後
加工度20%で冷間圧延した0.8mmの厚さの板を得
た。そして、#1200エメリー紙で表面研摩した。
又は不活性雰囲気中で溶解鋳造し、面削後熱間圧延し、
その後、冷却圧延と焼鈍酸洗をくり返し、比較合金No
12,13以外は450℃で10時間最終焼鈍、酸洗後
加工度20%で冷間圧延した0.8mmの厚さの板を得
た。そして、#1200エメリー紙で表面研摩した。
【0016】なお、比較合金No12,13はそれぞれ
市販のタフピッチ銅と黄銅1種を用いた。
市販のタフピッチ銅と黄銅1種を用いた。
【0017】
【表1】
こうして得られた供試材について引張強さ、伸び、導電
率、Snめっき及び半田めっきの耐熱剥離性、溶接性及
び耐マイグレーション性を評価した。結果を表2に示す
。又、溶解鋳造後面削したインゴットを用いて熱間圧延
性を調査した。
率、Snめっき及び半田めっきの耐熱剥離性、溶接性及
び耐マイグレーション性を評価した。結果を表2に示す
。又、溶解鋳造後面削したインゴットを用いて熱間圧延
性を調査した。
【0018】Snめっきの耐熱剥離性は銅下地めっき上
にSnめっきを施した10mm×50mmの短冊試験片
を150℃にて所定時間加熱した後、90°曲げを往復
1回行ない、曲げ部のめっきが剥離する時間を測定した
。
にSnめっきを施した10mm×50mmの短冊試験片
を150℃にて所定時間加熱した後、90°曲げを往復
1回行ない、曲げ部のめっきが剥離する時間を測定した
。
【0019】半田めっきの耐熱剥離性は90%Sn10
%Pbの光沢半田めっきを施した10mm×50mmの
短冊試験片を大気中で150℃にて所定時間加熱した後
、90°曲げを往復1回行い曲げ部のめっきが剥離する
時間を測定した。
%Pbの光沢半田めっきを施した10mm×50mmの
短冊試験片を大気中で150℃にて所定時間加熱した後
、90°曲げを往復1回行い曲げ部のめっきが剥離する
時間を測定した。
【0020】溶接性は、80mm×200mmの供試材
中央にイナートガスアーク溶接により長さ100mmの
溶接ビードを作製後割れの有無を5倍の拡大鏡にて観察
した。耐マイグレーション性は供試材を10mm×10
0mmに切断し、2枚1組として、図1に示すようにセ
ットした供試材を図2に示すようにして水道水中(30
0cc)中に浸漬した。次にこの2枚の供試材に14V
の直流電圧を加え、経過時間に対する電流値の変化を記
録計にて測定した。この結果の代表例を図3に示す。 又、各供試材における電流値が1.0Aになるまでの時
間(図3中矢印)を表2に示す。
中央にイナートガスアーク溶接により長さ100mmの
溶接ビードを作製後割れの有無を5倍の拡大鏡にて観察
した。耐マイグレーション性は供試材を10mm×10
0mmに切断し、2枚1組として、図1に示すようにセ
ットした供試材を図2に示すようにして水道水中(30
0cc)中に浸漬した。次にこの2枚の供試材に14V
の直流電圧を加え、経過時間に対する電流値の変化を記
録計にて測定した。この結果の代表例を図3に示す。 又、各供試材における電流値が1.0Aになるまでの時
間(図3中矢印)を表2に示す。
【0021】
【表2】
熱間圧延性は各供試材のインゴットを800℃で一定時
間加熱後、板厚25mmより8mmまで熱間圧延を行な
い、割れの有無を目視にて観察した。
間加熱後、板厚25mmより8mmまで熱間圧延を行な
い、割れの有無を目視にて観察した。
【0022】表2より、本発明合金No1〜6は、いず
れも導電率が60%IACS以上でかつ強度とSnめっ
きと半田めっきの耐熱剥離性及び耐マイグレーション性
に優れリードフレームや自動車の端子、コネクター、バ
スバー等の耐マイグレーション性の求められる通電材料
として最適な合金であり、さらに、溶接性と熱間圧延性
が良好で製造性に優れる合金である。
れも導電率が60%IACS以上でかつ強度とSnめっ
きと半田めっきの耐熱剥離性及び耐マイグレーション性
に優れリードフレームや自動車の端子、コネクター、バ
スバー等の耐マイグレーション性の求められる通電材料
として最適な合金であり、さらに、溶接性と熱間圧延性
が良好で製造性に優れる合金である。
【0023】また、本発明合金No.1と3よりZnを
含有させることにより、さらにSnめっきと半田めっき
の耐熱剥離性と耐マイグレーション性が改善される。
含有させることにより、さらにSnめっきと半田めっき
の耐熱剥離性と耐マイグレーション性が改善される。
【0024】比較合金No7はP含有量が少なくNi/
P比が大きすぎるため、導電率が低い。比較合金No.
8はNi/P比が小さすぎるため、Snめっき及び半田
めっきの耐熱剥離性が悪くさらに溶接性と熱間圧延性が
悪い。比較合金No.9はZn含有量が多すぎるため導
電率が低い。比較合金No.10はPを含有しないため
、Niが化合物として析出せず、強度と導電率が低い。 比較合金No.11はNiとPの含有量が多すぎるため
、導電率が低く、Snめっきと半田めっきの耐熱剥離性
溶接性及び熱間圧延性が悪い。比較合金No.12はN
iとZnを含まないため耐マイグレーション性が悪い。 比較合金No13は従来自動車のバスバー等に用いられ
る黄銅1種で耐マイグレーション性は高いが、導電率が
低い。
P比が大きすぎるため、導電率が低い。比較合金No.
8はNi/P比が小さすぎるため、Snめっき及び半田
めっきの耐熱剥離性が悪くさらに溶接性と熱間圧延性が
悪い。比較合金No.9はZn含有量が多すぎるため導
電率が低い。比較合金No.10はPを含有しないため
、Niが化合物として析出せず、強度と導電率が低い。 比較合金No.11はNiとPの含有量が多すぎるため
、導電率が低く、Snめっきと半田めっきの耐熱剥離性
溶接性及び熱間圧延性が悪い。比較合金No.12はN
iとZnを含まないため耐マイグレーション性が悪い。 比較合金No13は従来自動車のバスバー等に用いられ
る黄銅1種で耐マイグレーション性は高いが、導電率が
低い。
【0025】
【発明の効果】本発明の通電材料は高い導電率を有し、
かつ耐マイグレーション性の優れた材料である。
かつ耐マイグレーション性の優れた材料である。
【図1】耐マイグレーション性のテストのための供試材
の斜視図である。
の斜視図である。
【図2】同テストの説明図である。
【図3】耐マイグレーションテスト結果を示すグラフで
ある。
ある。
Claims (4)
- 【請求項1】 Ni0.5〜3.0wt%,P0.0
5〜0.5wt%を含有し、NiとPが重量%の比でN
i/P=6〜10の範囲にあり残部Cuおよび不可避的
不純物からなることを特徴とする通電材料。 - 【請求項2】 Ni0.5〜3.0wt%,P0.0
5〜0.5wt%をさらに、副成分としてTi、Sn、
Al、B、As、Sb、Ag、Pb、Be、Zrからな
る群から1種又は2種以上を総量で0.001〜5.0
wt%含み、NiとPが重量%比でNi/P=6〜10
の範囲にあり、残部Cuおよび不可避的不純物からなる
ことを特徴とする通電材料。 - 【請求項3】 Ni0.5〜3.0wt%、P0.0
5〜0.5wt%、Zn0.1〜3.0wt%を含み、
NiとPが重量%でNi/P=6〜10の範囲にあり、
残部Cu及び不可避的不純物からなることを特徴とする
通電材料。 - 【請求項4】 Ni0.5〜3.0wt%、P0.0
5〜0.5wt%、Zn0.1〜3.0wt%、さらに
副成分としてTi、Sn、Al、B、As、Sb、Ag
、Pb、Be、Zrからなる群から1種又は2種以上を
総量で0.001〜5.0wt%含み、NiとPが重量
%比でNi/P=6〜10の範囲にあり、残部Cu及び
不可避的不純物からなることを特徴とする通電材料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP41777390A JPH04231432A (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 通電材料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP41777390A JPH04231432A (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 通電材料 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04231432A true JPH04231432A (ja) | 1992-08-20 |
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ID=18525816
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JP (1) | JPH04231432A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2007270269A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Nikko Kinzoku Kk | 熱間加工性に優れた銅合金及びその製造方法 |
JP2009221583A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Kobe Steel Ltd | ダイシング加工性に優れるqfnパッケージ用銅合金板 |
JP2009242822A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Kobe Steel Ltd | Pbフリーはんだ付け性に優れるPCBオス端子用Snめっき付き銅合金板 |
-
1990
- 1990-12-27 JP JP41777390A patent/JPH04231432A/ja active Pending
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