JPH04231446A - 通電材料 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【０００４】

【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、マイグレーションの研究を進め、陽極側に接
続された端子、コネクター、バスバー等の通電材料とし
てＣｒ０．０５〜１．５ｗｔ％を含み、あるいは、さら
に副成分としてＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏからなる１種又は２種
以上を総量で０．１〜５．０ｗｔ％又はＡｇ、Ｐｂ、Ｓ
ｎ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｂ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂからなる群
から１種又は２種以上を総量で０．００１〜５．０ｗｔ
％のいずれか又は双方を含み、残部Ｃｕ及び不可避的不
純物からなる合金の酸素含有量が２０ｐｐｍ以下であり
、かつ、時効処理による析出物が存在し、その析出物の
大きさが２μｍ以下であること、さらに、上記合金の結
晶粒度が３０μｍ以下であることを特徴とするものであ
る。

【０００５】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Ｃｒ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。

【０００６】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、Ｃｒの存在によりＣｕイオンの溶出量が
減少し、Ｃｒ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。

【０００７】Ｃｒ含有量を０．０５〜１．５ｗｔ％とす
る理由はＣｒ含有量が０．０５ｗｔ％未満では、マイグ
レーション現象を抑制する効果がなく、１．５ｗｔ％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。

【０００８】副成分としてＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏの１種又は
２種以上の含有量を０．１〜５．０ｗｔ％とする理由は
、これら元素はマイグレーション現象の抑制効果を持つ
とともに、強度向上にも寄与するものであるが、０．１
ｗｔ％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。さらにＡｇ、
Ｐｂ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｂ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ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
、０．００１ｗｔ％未満ではその効果はなく、逆に５．
０ｗｔ％を超えると導電率が著しく低下するためである
。

【０００９】析出物の大きさを２μｍ以下に限定した理
由は析出物が２μｍを超えるような粗大なものになると
、急激にマイグレーション現象が発生し易くなるためで
ある。　　酸素含有量を２０ｐｐｍ以下とした理由は、
Ｃｒが酸化物として合金中にとらえられているとマイグ
レーション性の改善には寄与しない事が判明したためで
ある。すなわち、酸素含有量が２０ｐｐｍを超える合金
中ではＣｒは酸化物としてとらえられ易く、Ｃｒ酸化物
が生成されるとさらにそこにＣｒの濃化が起り易いため
、マイグレーション性が急激に低下するためである。

【００１０】結晶粒度を３０μｍ以下とした理由は、結
晶粒度が３０μｍを超えて粗大化してくると、加工性が
低下するとともに、マイグレーション性も低下する傾向
が見られるためである。

【００１１】

【実施例】以下に本発明の具体例を示す。

【００１２】まず表１に示す組成の本発明合金及び比較
合金を不活性雰囲気中で溶解鋳造し、面削後熱間圧延し
、その後、冷間圧延と焼鈍酸洗をくり返し、４００〜６
００℃で所定時間の最終焼鈍により結晶粒度を調整し、
酸洗後加工度２０％の厚さ０．６ｍｍの冷間圧延板を得
た。そして、＃１２００エメリー紙で表面研摩した。

【００１３】

【表１】 これらの得られた供試材について引張強さ、伸び、導電
率、耐マイグレーション性を評価した。結果を表２に示
す。耐マイグレーション性は供試材を１０ｍｍ×１００
ｍｍ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（３００
ｃｃ）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。

【００１４】

【表２】 なお、析出物の大きさは供試材断面を１０００倍で２ｍ
ｍ２　検鏡し、最大の析出物の大きさにより求めた。

【００１５】表２より、本発明合金Ｎｏ．１〜１３は、
いずれも導電率が５０％ＩＡＣＳ以上で、かつ強度と耐
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ることがわか
る。また、比較合金Ｎｏ．１４は本発明合金Ｎｏ．１に
比べＣｒ含有量が少ないため、耐マイグレーション性が
悪く、また、強度も低い。比較合金Ｎｏ．１５は本発明
合金Ｎｏ．２に比べＣｒ含有量が多すぎるため、導電率
が低い。比較合金Ｎｏ．１６は、本発明合金Ｎｏ．３に
比べ、酸素含有量が多いため、耐マイグレーション性が
悪い。比較合金Ｎｏ．１７は、本発明合金Ｎｏ．１１に
比べ析出物径が大きすぎるため、耐マイグレーション性
が悪い。比較合金Ｎｏ．１８は、本発明合金Ｎｏ．１０
に比べ結晶粒が大きすぎるため、耐マイグレーション性
が悪い。比較合金Ｎｏ．１９は従来自動車のバスバー等
に用いられている黄銅１種で耐マイグレーション性は高
いが、導電率が低い。比較合金Ｎｏ．２０は無酸素銅で
導電率は高いが耐マイグレーション性は悪い。

【００１６】

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　Ｃｒ０．０５〜１．５ｗｔ％を含有し
   、残部Ｃｕおよび不可避的不純物からなる合金のＯ含有
   量が２０ｐｐｍ以下であり、かつ時効処理による析出物
   が存在し、その析出物の大きさが２μｍ以下であること
   を特徴とする通電材料。
2. 【請求項２】　　Ｃｒ０．０５〜１．５ｗｔ％を含有し
   、副成分としてＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏのうちの１種又は２種
   以上を総量で０．１〜５．０ｗｔ％含み、残部Ｃｕおよ
   び不可避的不純物からなる合金のＯ含有量が２０ｐｐｍ
   以下であり、かつ時効処理による析出物が存在し、その
   析出物の大きさが２μｍ以下であることを特徴とする通
   電材料。
3. 【請求項３】　　Ｃｒ０．０５〜１．５ｗｔ％を含有し
   、さらに副成分としてＳｎ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｂ、Ｐ
   、Ａｓ、Ｓｂ、Ａｇ、Ｐｂ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のＯ含有量が２０ｐｐ
   ｍ以下であり、かつ、時効処理による析出物が存在し、
   その析出物の大きさが２μｍ以下であることを特徴とす
   る通電材料。
4. 【請求項４】　　Ｃｒ０．０５〜１．５ｗｔ％を含有し
   、副成分としてＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏのうちの１種又は２種
   以上を総量で０．１〜５．０ｗｔ％含み、さらにＳｎ、
   Ｍｇ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｂ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ａｇ、Ｐｂ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
   合金のＯ含有量が２０ｐｐｍ以下であり、かつ、時効処
   理による析出物が存在し、その析出物の大きさが２μｍ
   以下であることを特徴とする通電材料。
5. 【請求項５】　　結晶粒度が３０μｍ以下である請求項
   １ないし４のいずれかに記載の通電材料。