JPH04231447A - 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Ｔｉ０．１〜５．０ｗｔ％を含み、あるいは、さらに
副成分としてＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｚｎのうちの１
種又は２種以上を０．１〜５．０ｗｔ％又は、Ａｇ、Ｐ
ｂ、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％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Ｔｉ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、Ｔｉの存在によりＣｕイオンの溶出量が
減少し、Ｔｉ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】Ｔｉ含有量を０．１〜５．０ｗｔ％とする
理由はＴｉ含有量が０．１ｗｔ％未満では、マイグレー
ション現象を抑制する効果がなく、５．０ｗｔ％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。

【０００８】Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｚｎ、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．
１ｗｔ％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。

【０００９】又、副成分として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
ると導電率が低下するためである。

【００１０】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、
Ｔｉ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Ｔｉは酸化物としてとらえられ易く、Ｔｉ酸化物
が生成されるとさらにそこにＴｉ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。

【００１１】さらに、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、結晶粒度は３
０μｍ以下であることが推奨される。

【００１２】

【実施例】以下に本発明の具体例を示す。

【００１３】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。

【００１４】

【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、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。なお、析出物の大きさは供試
材断面を１０００倍で２ｍｍ２　検鏡し、最大の析出物
の大きさより求めた。

【００１５】

【表２】 表２より、本発明合金Ｎｏ．１〜１４は、いずれも導電
率が１０％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．１５は本発明合金Ｎｏ．１に比べＴｉ含有量
が少ない為、耐マイグレーション性が悪く、また、強度
も低い。比較合金Ｎｏ１６は本発明合金Ｎｏ．２に比べ
Ｔｉ含有量が多すぎる為、導電率が低い。比較合金Ｎｏ
１７は、本発明合金Ｎｏ．４に比べ酸素含有量が多い為
、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．１２に比べ析出物径が大きすぎる為
、耐マイグレーション性が悪い。比較合金Ｎｏ．１９は
、本発明合金Ｎｏ．１１に比べ結晶粒が大きすぎる為、
耐マイグレーション性が悪い。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】　　Ｔｉ０．１〜５．０ｗｔ％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】　　Ｔｉ０．１〜５．０ｗｔ％と、Ｎｉ、
   Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｚｎのうちの１種又は２種以上を０
   ．１〜５．０ｗｔ％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。
3. 【請求項３】　　Ｔｉ０．１〜５．０ｗｔ％を含有し、
   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。
4. 【請求項４】　　Ｔｉ０．１〜５．０ｗｔ％と副成分と
   して、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｚｎのうち１種又は２
   種以上を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】　　結晶粒径が３０μｍ以下である請求項
   １〜４のいずれかに記載の通電材料。