JPH04231445A - 通電材料の製造方法 - Google Patents
通電材料の製造方法Info
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- JPH04231445A JPH04231445A JP41777690A JP41777690A JPH04231445A JP H04231445 A JPH04231445 A JP H04231445A JP 41777690 A JP41777690 A JP 41777690A JP 41777690 A JP41777690 A JP 41777690A JP H04231445 A JPH04231445 A JP H04231445A
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Links
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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
材料の製造方法に関する。
、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
材料の製造方法に関する。
【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、溶解、鋳造時に
インゴットに割れが発生し易いため、インゴットの歩留
が低下し、又、その割れのため以降の熱間圧延や冷間圧
延での加工性が低下する等、製造上のいくつかの問題が
明らかになった。
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、溶解、鋳造時に
インゴットに割れが発生し易いため、インゴットの歩留
が低下し、又、その割れのため以降の熱間圧延や冷間圧
延での加工性が低下する等、製造上のいくつかの問題が
明らかになった。
【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系合金の研究を進
め、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ系合金の溶解、鋳造時に、溶融状態
から６００℃まで５℃／ｓｅｃ以上の速度で冷却すると
、インゴットの割れ発生が防止でき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
ー等の通電材料の製造方法として、Ｎｉ０．５〜３．０
ｗｔ％、Ｐ０．０５〜０．８ｗｔ％とＦｅ、Ｃｒ、Ｍｎ
、Ｍｇ、Ｃｏのうち１種又は２種以上を０．０５〜５．
０ｗｔ％含み、あるいはこれにＺｎ０．１〜３．０ｗｔ
％を含み、あるいは更に上記双方に副成分として、Ｔｉ
、Ｓｎ、Ａｌ、Ｂ、Ａｓ、Ｓｂ、Ａｇ、Ｐｂ、Ｂｅ、Ｚ
ｒからなる群の１種又は２種以上を総量で０．００１〜
５．０ｗｔ％含み、残部Ｃｕ及び不可避的不純物からな
る合金を溶解鋳造時に溶融状態から６００℃まで５℃／
ｓｅｃ以上の速度で冷却す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系合金の研究を進
め、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ系合金の溶解、鋳造時に、溶融状態
から６００℃まで５℃／ｓｅｃ以上の速度で冷却すると
、インゴットの割れ発生が防止でき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
ー等の通電材料の製造方法として、Ｎｉ０．５〜３．０
ｗｔ％、Ｐ０．０５〜０．８ｗｔ％とＦｅ、Ｃｒ、Ｍｎ
、Ｍｇ、Ｃｏのうち１種又は２種以上を０．０５〜５．
０ｗｔ％含み、あるいはこれにＺｎ０．１〜３．０ｗｔ
％を含み、あるいは更に上記双方に副成分として、Ｔｉ
、Ｓｎ、Ａｌ、Ｂ、Ａｓ、Ｓｂ、Ａｇ、Ｐｂ、Ｂｅ、Ｚ
ｒからなる群の１種又は２種以上を総量で０．００１〜
５．０ｗｔ％含み、残部Ｃｕ及び不可避的不純物からな
る合金を溶解鋳造時に溶融状態から６００℃まで５℃／
ｓｅｃ以上の速度で冷却することを特徴とするものであ
る。
【０００６】Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ系合金の溶解鋳造時に、溶
融状態から６００℃まで５℃／ｓｅｃ以上の速度で冷却
するのは、本発明者らがインゴットの割れについて研究
を行った結果、インゴットの凝固時に粒界に生じる粗大
なＮｉとＰの化合物が割れ発生の原因となっており、凝
固時の冷却速度が５℃未満では粗大なＮｉとＰの化合物
が多量に生成され、インゴットに割れが発生しやすくな
り、冷却速度が５℃以上ではＮｉとＰの化合物の発生が
抑えられ、インゴットの割れ発生が防止できるためであ
る。
融状態から６００℃まで５℃／ｓｅｃ以上の速度で冷却
するのは、本発明者らがインゴットの割れについて研究
を行った結果、インゴットの凝固時に粒界に生じる粗大
なＮｉとＰの化合物が割れ発生の原因となっており、凝
固時の冷却速度が５℃未満では粗大なＮｉとＰの化合物
が多量に生成され、インゴットに割れが発生しやすくな
り、冷却速度が５℃以上ではＮｉとＰの化合物の発生が
抑えられ、インゴットの割れ発生が防止できるためであ
る。
【０００７】又、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。
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。
【０００８】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。
【０００９】ＮｉとＰを同時に含有させるのは、Ｎｉと
Ｐと化合物をつくって、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と化合物をつくって、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。
【００１０】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。
【００１１】Ｐ含有量を０．０５〜０．８ｗｔ％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、
０．８ｗｔ％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、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、
０．８ｗｔ％を超えると導電率の低下が著しくなるため
である。
【００１２】Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃｏのうち１種
又は２種以上の含有量を０．１〜５．０ｗｔ％とする理
由は、これらの元素はマイグレーション現象の抑制効果
をもつとともに、Ｐと化合物をつくり、強度、導電率を
向上させるためで、０．０５ｗｔ％未満ではその効果は
低く、５．０ｗｔ％を超えると導電率の低下が著しくな
るためである。
又は２種以上の含有量を０．１〜５．０ｗｔ％とする理
由は、これらの元素はマイグレーション現象の抑制効果
をもつとともに、Ｐと化合物をつくり、強度、導電率を
向上させるためで、０．０５ｗｔ％未満ではその効果は
低く、５．０ｗｔ％を超えると導電率の低下が著しくな
るためである。
【００１３】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。
【００１４】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。
【００１５】
【実施例】以下に本発明の具体例を示す。
【００１６】まず表１に示す組成の合金を不活性雰囲気
中で溶解後、溶融状態から６００℃までの冷却速度を変
えるため鋳造条件を調整してインゴットを鋳造した。な
お、鋳造時の冷却速度は表２に示す。このインゴットを
長手方向で５箇所切断し、割れ発生の有無を調査した。 また、割れの認められなかったインゴットは面削後熱間
圧延し、その後冷間圧延、焼鈍酸洗を繰り返し、比較例
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エメリー紙で表面を研磨し
た。なお比較例Ｎｏ．１４は市販の黄銅１種を用いた。
中で溶解後、溶融状態から６００℃までの冷却速度を変
えるため鋳造条件を調整してインゴットを鋳造した。な
お、鋳造時の冷却速度は表２に示す。このインゴットを
長手方向で５箇所切断し、割れ発生の有無を調査した。 また、割れの認められなかったインゴットは面削後熱間
圧延し、その後冷間圧延、焼鈍酸洗を繰り返し、比較例
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エメリー紙で表面を研磨し
た。なお比較例Ｎｏ．１４は市販の黄銅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、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。
率、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。
【００１８】耐マイグレーション性は供試材を１０ｍｍ
×１００ｍｍ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
（３００ｃｃ）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。
×１００ｍｍ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
（３００ｃｃ）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。
【００１９】
【表２】
本発明合金Ｎｏ１〜５は、いずれも導電率が６０％ＩＡ
ＣＳ以上でかつ耐マイグレーション性に優れたリードフ
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、又、インゴットに割れが発生せず、溶解鋳造
性に優れていることがわかる。 比較合金Ｎｏ．６〜
１０は冷却速度が小さすぎるため、インゴットに割れが
発生しており、溶解鋳造性が悪い。比較例Ｎｏ．１１は
Ｐを含有しないため、ＮｉがＰとの化合物として析出せ
ず、強度と導電率が低い。比較例Ｎｏ．１２はＮｉを含
有しないためＰが固溶し、導電率が低く、耐マイグレー
ション性が悪い。比較例Ｎｏ．１３はＮｉとＰの含有量
が多すぎるため、導電率が低い。比較例Ｎｏ．１４は従
来自動車のバスパー等に用いられる黄銅１種で強度と耐
マイグレーション性はよいが、導電率が低い。
ＣＳ以上でかつ耐マイグレーション性に優れたリードフ
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、又、インゴットに割れが発生せず、溶解鋳造
性に優れていることがわかる。 比較合金Ｎｏ．６〜
１０は冷却速度が小さすぎるため、インゴットに割れが
発生しており、溶解鋳造性が悪い。比較例Ｎｏ．１１は
Ｐを含有しないため、ＮｉがＰとの化合物として析出せ
ず、強度と導電率が低い。比較例Ｎｏ．１２はＮｉを含
有しないためＰが固溶し、導電率が低く、耐マイグレー
ション性が悪い。比較例Ｎｏ．１３はＮｉとＰの含有量
が多すぎるため、導電率が低い。比較例Ｎｏ．１４は従
来自動車のバスパー等に用いられる黄銅１種で強度と耐
マイグレーション性はよいが、導電率が低い。
【００２０】
【発明の効果】本発明の通電材料の製造方法は高い導電
率を有し、かつ耐マイグレーション性の優れた材料の溶
解鋳造時の割れを防止する製造方法である。
率を有し、かつ耐マイグレーション性の優れた材料の溶
解鋳造時の割れを防止する製造方法である。
【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
５〜１．０ｗｔ％とＦｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃｏのう
ち１種又は２種以上を０．０５〜５．０ｗｔ％含み、残
部Ｃｕおよび不可避的不純物からなる合金を溶解、鋳造
時に溶融状態から６００℃まで５℃／ｓｅｃ以上の速度
で冷却することを特徴とする通電材料の製造方法。 - 【請求項２】 Ｎｉ０．５〜３．０ｗｔ％，Ｐ０．０
５〜１．０ｗｔ％とＦｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃｏのう
ち１種又は２種以上を０．０５〜５．０ｗｔ％含み、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、残部Ｃｕ
および不可避的不純物からなる合金を溶解鋳造時に溶融
状態から６００℃まで５℃／ｓｅｃ以上の速度で冷却す
ることを特徴とする通電材料の製造方法。 - 【請求項３】 Ｎｉ０．５〜３．０ｗｔ％、Ｐ０．０
５〜１．０ｗｔ％、Ｚｎ０．１〜３．０ｗｔ％とＦｅ、
Ｃｒ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃｏのうち１種又は２種以上を０．
０５〜５．０ｗｔ％を含み、残部Ｃｕ及び不可避的不純
物からなる合金を溶解鋳造時に溶融状態から６００℃ま
で５℃／ｓｅｃ以上の速度で冷却することを特徴とする
通電材料の製造方法。 - 【請求項４】 Ｎｉ０．５〜３．０ｗｔ％、Ｐ０．０
５〜１．０ｗｔ％、Ｚｎ０．１〜３．０ｗｔ％とＦｅ、
Ｃｒ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃｏのうち１種又は２種以上を０．
０５〜５．０ｗｔ％を含み、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、残部Ｃｕ及び不可避的不純物からな
る合金を溶解鋳造時に溶融状態から６００℃まで５℃／
ｓｅｃ以上の速度で冷却することを特徴とする通電材料
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41777690A JPH04231445A (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 通電材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41777690A JPH04231445A (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 通電材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04231445A true JPH04231445A (ja) | 1992-08-20 |
Family
ID=18525819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP41777690A Pending JPH04231445A (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 通電材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04231445A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0796924A1 (de) * | 1996-03-23 | 1997-09-24 | Berkenhoff GmbH | Kupferlegierung für Steuerleitungen und Steckverbinder |
| WO2006104152A1 (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-05 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 銅合金およびその製造方法 |
| JP2007270314A (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 |
| JP2007270274A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Nikko Kinzoku Kk | 熱間加工性に優れた銅合金 |
-
1990
- 1990-12-27 JP JP41777690A patent/JPH04231445A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0796924A1 (de) * | 1996-03-23 | 1997-09-24 | Berkenhoff GmbH | Kupferlegierung für Steuerleitungen und Steckverbinder |
| WO2006104152A1 (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-05 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 銅合金およびその製造方法 |
| JP2007270314A (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 |
| JP2007270274A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Nikko Kinzoku Kk | 熱間加工性に優れた銅合金 |
| JP4750602B2 (ja) * | 2006-03-31 | 2011-08-17 | Ｊｘ日鉱日石金属株式会社 | 熱間加工性に優れた銅合金 |
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