JPH05311291A

JPH05311291A - 通電材料

Info

Publication number: JPH05311291A
Application number: JP27093291A
Authority: JP
Inventors: Taro Kimura; 太郎木村; Tamio Toe; 民夫東江
Original assignee: Nikko Kinzoku KK
Current assignee: Nikko Kinzoku KK
Priority date: 1991-10-18
Filing date: 1991-10-18
Publication date: 1993-11-22

Abstract

(57)【要約】【目的】リードフレーム、端子、コネクター、バスバ
ー間でのマイグレーションの発生を抑えた電気部品材料
用の通電材料を提供する。【構成】Ｃｒ０．０５〜１．０ｗｔ％、Ｚｎ０．１〜
４．０ｗｔ％を含有し、あるいはさらにＮｉ、Ｆｅ、Ｃ
ｏのうちの１種又は２種以上を０．１〜５．０ｗｔ％又
はさらに副成分として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％のいずれか又は
双方を含み、残部Ｃｕで、Ｏが２０ｐｐｍ以下、析出物
の大きさが２μｍ以下、結晶粒度が３０μｍ以下である
通電材料である。【効果】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、リードフレームや、自動車の端子・
コネクター・バスバー等に適用される。

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Ｃｒ０．０５〜１．０ｗｔ％、Ｚｎ０．１〜４．０ｗ
ｔ％を含み、あるいは、さらに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
さらに副成分としてＡｇ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ａ
ｌ、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
で、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Ｏ含有
量が２０ｐｐｍ以下であることあるいは結晶粒度が３０
μｍ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０．０５〜１．０ｗｔ％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、１．０ｗｔ％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】また、Ｚｎも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り、特にＣｒと共に含まれること
により、Ｃｒ又はＺｎが単独で含まれる場合よりもマイ
グレーション性を抑制する効果が大きくなる。

【０００９】Ｚｎ含有量を０．１〜４．０ｗｔ％とする
理由はＺｎ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、４．０ｗｔ％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】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、０．１ｗｔ％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。さらに副成分として、Ａ
ｇ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｂ、Ｐ、Ａｓ、Ｓ
ｂ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。

【００１１】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、Ｃ
ｒが酸化物として合金中にとらえられているとマイグレ
ーション性の抑制効果が低減する事が判明したためであ
る。

【００１２】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、耐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。

【００１３】

【実施例】以下に本発明の具体例を示す。

【００１４】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〜
６００℃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０．８ｍｍ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。

【００１５】

【表１】

【００１６】

【表２】

【００１７】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１
０ｍｍ×８０ｍｍ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）に試験片上面が液面下２０ｍｍにな
るように浸漬した。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２．０Ａになるまでの時間（図
３中矢印）を表２に示す。

【００１８】

【表３】

【００１９】

【表４】

【００２０】なお、析出物の大きさは供試材断面を１０
００倍で２ｍｍ²検鏡し、最大の析出物の大きさにより
求めた。

【００２１】表２より、本発明合金Ｎo.１〜３４は、い
ずれも導電率が５８％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、本発明合金Ｎo.２とＮo.３、Ｎo.８とＮo.９
およびＮo.２５とＮo.２６より０含有量が少ない方が、
マイグレーション性の抑制効果が大きいことがわかる。
さらに本発明合金Ｎo.４と５、Ｎo.１２と１３、および
Ｎo.３０と３１から結晶粒度が小さい方が、マイグレー
ション性の抑制効果が大きいことがわかる。そのため、
耐マイグレーション性の点からは０含有量が２０ｐｐｍ
以下、結晶粒度が３０μｍ以下が望ましい。また、比較
合金Ｎo.３５は本発明合金Ｎｏ．２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、強度も低
い。比較合金Ｎo.３６は本発明合金Ｎo.２に比べＺｎ含
有量が少ないため、耐マイグレーション性が悪い。比較
合金Ｎｏ．３７は、Ｃｒ含有量が多すぎるため導電率が
低い。比較合金Ｎo.３８とＮo.３９およびＮo.４０は、
本発明合金Ｎo.２とＮo.２０およびＮo.２３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.４１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.４２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。

【００２２】

【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

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｃｒ０．０５〜１．０ｗｔ％、Ｚｎ０．
１〜４．０ｗｔ％を含有し、残部Ｃｕおよび不可避的不
純物からなる合金で、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。
【請求項２】Ｃｒ０．０５〜１．０ｗｔ％、Ｚｎ０．
１〜４．０ｗｔ％と、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Ｃ
ｕおよび不可避的不純物からなる合金で、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。
【請求項３】Ｃｒ０．０５〜１．０ｗｔ％、Ｚｎ０．
１〜４．０ｗｔ％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
る合金で、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。
【請求項４】Ｃｒ０．０５〜１．０ｗｔ％、Ｚｎ０．
１〜４．０ｗｔ％と、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
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で、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。
【請求項５】Ｏ含有量が２０ｐｐｍ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。
【請求項６】結晶粒度が３０μｍ以下である請求項１
ないし５のいずれかに記載の通電材料。