JPS6167738A

JPS6167738A - 高強度、高導電性銅基合金

Info

Publication number: JPS6167738A
Application number: JP60191831A
Authority: JP
Inventors: デビツド　ビー　ノー; ジヨン　エフ．ブリーデイス
Original assignee: Olin Corp
Current assignee: Olin Corp
Priority date: 1984-08-31
Filing date: 1985-08-30
Publication date: 1986-04-07
Anticipated expiration: 2009-04-06
Also published as: BR8504104A; DE3582292D1; KR910001490B1; KR870002263A; MX165864B; JPH0625388B2; EP0175183A1; EP0175183B1; AU579654B2; CA1255124A; AU4571785A; US4605532A

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】（Ｍ業上の利用分野）この発明はリードフレーム材料又はコネクタ材料として
電子工業で特別の応用７有する銅基合金に関する。電子
工業は高い電気的及び熱的伝導率を有する一層強度が上
昇するリードフレーム合金乞要求している。同様に、コ
ネクタ応用はそのよつＴｘ金合金ら利益を得る。本発明
の合金は代りの市販にある合金に比較して改良された強
度特性と伝導率特性の組合せを提供する。

（従来の技術及びその問題点）高銅合金（９６チ乃至９９．６％鋼）は銅含有量に対し
て中程度から高程度に至る電気的及び熱的伝導率を有し
ていることにより電子的及び電気的応用に使用される。

合金のこの群の内で、電気伝導率は典型的に銅合金０１
８２００及びａ１６２０（１２）９０％工ＡＯ８のよう
に高いものから銅合金０１７００及び０１７２０（１２
）２２％工ＡＯ８のように低いものまでの範囲がある。

りん化物によって強化された合金は一般には中間から高
い程度に至る伝導率を有し、それらは例えば、ニッケル
リん化物で強化された合金（１１９００、鉄りん化物で
強化された合金０１９２００．０１９４００及び０１９
６［１０及び合金０１９５００におけるように鉄とコバ
ルトの混合りん化物で強化された合金などである。合金
０１９２００及び０１９６００は公称成分として１チの
鉄を有するが、りん含有量では異りそれぞれ公称成分と
して０．０３％及び０．３　％７有する。外国で作られ
、ＴＡＭＡＯ−５として販売されている他の合金０１９
５２０は０．５％乃至１．５％の鉄、０．０１％乃至０
．３５％のりん及び０．５％乃至１．５％のすすを含む
。

以下の特許はりん化物で強化された合金を示す、即ち米
国特許番号２，１２３，６２８．３，０３９，８６７．
５．５２２，０３９．３，６３９，１１９．３，６４０
，７７９．３．３９８，９３５及び３，９７６，４７７
、ドイツ特許９１５．３９２）カナダ特許５７７．８５
０及び日本の５６−１０５６４５．５５−１５４５４０
゜５８−５３０５７．５５−７９８４８及び５９−９１
４１゜米国特許番号３，５２２，１１２及び３．５７３
，１１０はそれ等の合金の製造方法を示している。

マグネシウムリん化物も又０１５５００におけるように
強化された銅合金であることが分った。

この合金は米国特許番号、ｌＳ、６７７，７４５と３．
７７８，３１８による開示に包含されている。これ等の
特許に開示された合金と処理方法はマグネシウムに対す
るりんの割合が０．６から１．４にわたることを特許請
求の範囲にしている。その合金は、銅を含む不純物とは
別の残部とともに、広く０．００２％乃至４．２５チの
りんと０．０１％乃至５．０％のマグネシウムを含むよ
うに開示されている。その合金は又０．０２％乃至０．
２％の銀と０，０１％乃至２．０係のカドミウムを含み
得る。強化剤としてのマグネシウムリん化物は又米国特
許番号４．２０２，６８８と４，３０５，７６２との合
金に使用されている。前者の特許はミツシュメタル、り
ん及びマグネシウムヶ含む合金を開示している。後者１
’）特許は、マグネシウム、りん及び鉄、コバルト、ニ
ッケル及びそれらの混合物から掘らばれた遷移元素の各
々を０．（１４％乃至０．２％含む合金を開示している
。

米国特許２，１５７，９３４には、０．１％乃至３％の
マグネシウムと、ニッケル、コバルト、鉄の群から選ば
れた０、１％乃至５％の材料と、０．１％乃至３％のけ
い素と残部鋼から成る銅合金が開示されている。この特
許は又銀、亜鉛、カドミウム、スす、ジルコニウム、カ
ルシウム、リチウム、チタン及びマンガンのような付加
的成分を少量割合加えることによりこの合金を改良する
ことが可能であることを指示している。又その特許は「
ある例では、りん、アルミニウム又はベリリウムも又鉄
属金属と金属間化合物乞形成するので、それらの全部又
は−秤ヒけい素の代りに置き換えることができる。」と
述べている。日本の５８−１９９８３５はマグネシウム
０．０３チから０．３％、鉄０，０６％から０．３％、
りん０．１％から０．３％、。

残部銅な含む銅合金を開示している。　　。

（問題点を解決するための手段及び作用）本発明による
と、卓越した軟化抵抗と形成性とを伴って高強度と高伝
導率を組合せて有する改良された銅母材合金が提供され
た。この合金はマグネシウムリん化物とニッケル、マン
ガン、コバルト又はそれ等の混合物を伴うか又は伴わな
い鉄とのりん化物とを有するりん化物の混合物を含む。

本発明によると、りんに対するマグネシウムの割合と、
りんに対するりん化物形成元素（マグネシラ恕ム＋鉄＋
ニッケル＋マンガン士コバルト）の全含有量の割合は、
各々望ましい高伝導率を得るために臨界的範囲内に維持
されねばならない。

すず又はアンチモンのようなある固溶体強化元素は、伝
導率を成る程度失うが合金の強度を都合よく増加し、一
方でアルミニウムとクロームは強度と伝導率の両方に負
の強い影響を有し、けい素は伝導率に対し極端に負の影
響を有するという驚くべきことが分った。

本発明の合金は、本質的には約０．３重量％乃至約１，
６重量％の鉄を含み、鉄含有量の半分迄はニッケル、マ
ンガン、コバルト、及びそれらの混合物から成る群から
選ばれた１つの元素によって置き換えられることができ
；約０．０１重量％乃至約０．２０重量％のマグネシウ
ムと；約０．１０重量％乃至０．４０重量％のりんと；
すず、アンチモン、及びそれ等の混合物から成る群から
選ばれた約０．５％重量％までの一元素と；残部が銅、
とかう成り、但しマグネシウムに対するりんの割合は少
くとも約１．５７有し且つりん化物形成元素（マグネシ
ウム士鉄＋ニッケル士マンガン士コバルト）の全含有量
に対するりんの割合は約０．２２から約０．４９の範囲
にあることを条件とする。好ましくは、マグネシウムに
対するりんの割合は少くとも約２．５乞有し最少鉄含有
量は少くとも０．３５重量％又は少くとも０．４重量−
のように０．３重量％より多い。

好ましくは、この合金は本質的に約０．５重量％から約
１．０重量％の鉄であって、その鉄の含有量の半分まで
はニッケル、マンガン、コバルト及びそれらの混合物か
ら成る群から選ばれた１つの元素によって置き換えられ
る鉄と：約０．１５重量％から約０．２５重量％のりん
と；約０．０２重量％から約０．１重量％のマグネシウ
ムと；すず、アンチモン及びそれらの混合物から成る群
から選ばれた約０．３５５重量までの一元素と；残り銅
から成り、但しマグネシウムに対するりんの割合は約２
．５から約８．（１２）範囲で且つりん化物形成元素の
全含有量に対するりんの割合は約０．２５から約０．４
４の範囲であることを条件とする。成る場合には、マグ
ネシウムに対するりんの割合の上限は１２まで増加でき
るが、しかし、最も好ましくは、その割合は約３．０か
ら約６．（１２）範囲である。

本発明の別の実施態様によれば、この合金は好ましくは
その強度を増大するためにすすの必要な添加な含む。こ
の実施態様の合金に対して、上記範囲に任意添加と示し
たすず含有量は、代りに合金の強度乞増加するすすの有
効量な約０．４重量％まで有し総ての他の合金にする元
素の範囲は最も広い実施態様で上記したのと同じである
。りん化物形成元素の全含有量に対するりんの割合は約
０．２４から約０．４８の間で変化する。ある場合には
、りん化物形成元素の全含有量に対するりんの下限は０
．２２に減少する。好ましくは、この実施態様によるて
ずの範囲は約０．０５重量％から０．３５５重量％有し
総ての他の元素の範囲は好ましい合金として上記したの
と同じである。この好ましい実施態様の合金に対してり
ん化物形成元素の合計含有量に対するりんの割合が約０
．２７から約０．３９の範囲にあるような臨界的な様相
で変化するということが分ったのは驚くべきことである
。

従ってリードフレーム又はコネクタのような電子的応用
に改良された銅母材合金を提供することは本発明の別の
利点である。

そのような応用に適当な伝導性と成形性を維持しながら
改良された強度を有するこのような合金を提供すること
は本発明のさらに別の一つの利点である。

これ等及びその他の利点は以下の記載と図面から一層明
らかになる。

（実施例）本発明によると卓越した軟化抵抗と成形性とを伴って高
強度と高伝導率の組合せを有する改良された銅基台金が
提供される。この合金は本質的には約０．６重量％から
約１．６重Ｍ％の鉄であって、鉄含有量の半分迄はニッ
ケル、マンガン、コバルト及びそれらの混合物から成る
群から選ばれた一元素によって置き換えられる鉄と；約
０．０１重量％から約０．２０重量％のマグネシウムと
；約０．１０重量％から約０．４０重量％のりんと；す
ず、アンチモン、及びそれらの混合物から成る群から選
んだ約０．５重ｆｆｉ％までの１元素と；残部が銅、と
から成り、但しマグネシウムに対するりんの割合は少く
とも約１．５を有し且つりん化物形成元素（マグネシウ
ム士鉄＋ニッケル士マンガン＋コバルト）の全含有量に
対するりんの割合は約０．２２から約約０．４９までの
範囲にあることを条件とする。好ましくは、マグネシウ
ムに対するりんの割合は少くとも約２．５で最小鉄含有
量は少くとも０．３５重量％又は０．４０重量％のよう
に０．３重量％より多い。

好ましくは、この合金は本質的に約０５重量％から約１
．０重量％の鉄であつ℃その鉄の含有量の半分まではニ
ッケル、マンガン、コバルト及びそれらの混合物から成
る群から選ばれた１つの元素によって置き換えられる鉄
と；約０．１５ｆｆｉｆｆｉ％かう約０．２５重量％の
りんと；約０．０２重量％から約０．１重ｉ　％のマグ
ネシウムと；すず、アンチモン及びそれらの混合物から
成る群から選ばれた約０．３５重量％までの１つの元素
と；残部か銅から成り、但しマグネシウムに対するりん
の割合は約２．５から約８．（１２）範囲で、且つりん
化物形成元素の全含有量に対するりんの割合は約０．２
５から約０．４４の範囲で最も好ましくは約０．２７か
ら約０．３８であることを条件とする。成る場合には、
マグネシウムに対するりんの割合の上限は１２まで増加
できる力へしかし、最も好ましくは、その割合は約３．
０から約６．（１２）範囲である。

本発明の合金は又それらの合金の特性ケ実質的に劣化さ
せない他の元素及び不純物を含むことがある。

本発明の別の実施態様によれば、この合金は好ましくは
、その強度な増大するためのすすの所要量の添加を含み
得る。この実施態様の合金に対して、上記範囲に任意添
加と示したすず含有量は代りに必要な他の添加を含み得
る。この別の実施態様ｄ合金は、本質的に約０．６重量
％から約１．６重ｉ％の鉄であって、その鉄含有量の半
分まではニッケル、マンガン、コバルト及びそれらの混
合物から成る群から選ばれた一元素によって置き換えら
れた鉄と；約０．０１重量％から約０．２０重量％のマ
グネシウムと；約０．１０重量％から約０．４０重量％
のりんと：合金の強さを増大するすすの有効量である約
０．４重Ｎ％までと；約０．５重量％までのアンチモン
と；残り銅、とから成る、但しマグネシウムに対するり
んの含有量め割合は少くとも約１．５ヲ有し、且つりん
化物形成元素（マグネシウム＋鉄＋ニッケル＋マンガン
＋コバルト）の合計含有量に対するりんの割合は約０．
２４から約０．４８の範囲にあることを条件とする。成
る場合には、りん化物形成元素の合計含有量に対するり
んの割合は０．２２″ｆで減らすことができる。

好ましくは、別の実施態様の合金は、本質的に約０．５
重量％から約１．０重量％の鉄であってその鉄含有ｊｔ
の半分まではニッケル、マンガン、コバルト及びその混
合物から成る群から選ばれた１つの元素によって置き換
えられる鉄と；約０．１５重量％から０．２５重量％の
りんと；約０．０２重量％から０．１重量％のマグネシ
ウムと；約０．０５重量−から約０．３５重量％のすす
と：約０．３５重量係までのアンチモンと；残部銅、と
から成り、但しマグネシウムに対するりんの割合は約２
．５から約８．（１２）範囲にあり、且つりん化物形成
元素の合計含有量に対するりんの割合は約０．２７から
約０．３９の範囲で最も好ましくは約０．２８から約０
．６７であることを条件とする。

この別の実施態様の合金に対し好ましくはりん化物形成
元素の合計含有量に対するりんの割合はすすのない合金
と比較して変っていることが分ったことは驚くべきこと
である。こ・の別の実施態様の合金はまた、実質的にそ
れらの合金の特性を劣化させない他の元素及び不純物を
含む場合がある。

りんをこ＼に規定した限度以下に減らすことは合金の強
度を減少させる。こ＼に規定した限度以上にりんを増や
すことは鋳造と熱間圧延の間のフラッフ発生を含み処理
の困難さを生じ、さもなくとも表面品質を損う。こ＼に
説明した限度以下のマグネシウムは合金の強度を減少さ
せる。こ＼に規定した限度以上のマグネシウムの存在は
合金の伝導率に不利な影響を及ぼし、非常に高いマグネ
シウム含有量ではその熱間圧延性に影響を及ぼす。

もし鉄の含有量がこ＼に説明した限度以下ならば、ニッ
ケル、マンガン又はコバルトの有無に拘らず、合金の強
度は不利な影響を受け、もしこの限度を越えると、その
時は合金は鋳造と熱間圧延の間のクラック発生のため処
理が困難になり損なわれた表面品質を有する。

上記に加えて、本発明の他の実施態様では、ここに説明
された含有量以上のすすの含有量は伝導率が非常に失な
われ曲げ成形性が低下する。こ＼に説明した限度以下の
すずの含有量は強度が減少することになる。

もしマグネシウムに対するりんの割合とりん化形成元素
の合計含有型に対するりんの割合とがここに規定した範
囲内にないならば、その時は合金の伝導率は不利な影響
を受ける。これ等の割合の範囲は、第１図に示すように
臨界的であると思われる。第１図で上の帯域１と曲線２
とはすずのあるものとないものの一連の合金の伝導率に
対してりん化物形成元素の全含有量に対するりんの割合
の図示である。こ＼に示された図示は、明らかに結果と
して生じた合金の伝導率に関してこの割合の予期しなか
った罵くべき臨界性を示している。

上の帯域１はすすを含まない合金に対するものである。

下の曲線は本発明の範囲内のすすを含む合金に対するも
のである。すすは伝導率がある程度減少するが合金の強
度を増加することし１それぞれのプロットを考えれば明
らかになる。すすを含む合金のこの割合の好ましい範囲
がすすのない合金のこの割合の範囲より狭いことは篤く
べきことである。

本発明の合金はマグネシウムリん化物の粒子とニッケル
、マンガン、コバルト又はそれらの混合物を伴うか又は
伴わない鉄のりん化物の粒子とを有するりん化物の混合
物を含むと思われる。そのミクロ組織はいくつかの大き
な１乃至６ミクロンりん化物粒子と大きさが約０．５　
ミクロン以下の微小りん化物の一様な分散粒とから成る
。上記のように、りん化物はマグネシウム又は鉄を含む
化合物である。ニッケル、マンガン、コバルト及びそれ
らの混合物から選ばれた他の元素が鉄の部分の代りをし
ている場合には、マグネシウムリん化物は変らないで鉄
りん化物がそれらの加えられた元素を含んでいると思わ
れる。

本発明の合金に存在する時のすず又はアンチモンは、合
金を強化するが後で示すように、伝導率を成る程度減少
させるが、銅のマトリックスに固溶しないで残る固溶体
強化元素を有する。本発明の合金における少くとも二つ
のりん化物の形成（六この合金がもしどちらかの化合物
だけが単独で存在した場合に得るであろう之等の特性を
凌駕する特性を獲得するようにさせる。

アルミニウムとクロームのような元素は合金の強度と伝
導率の両方に不オリな強い影＃を有することが分ったこ
とば篤（べきことである。例えば、アルミニウムが約０
．２％から約０．２５％の量で存在する時又はクローム
が０．４％から０．５％の量で存在する時に逆の大きな
影響が示された。又０．２心乃至０．２５％の範囲のけ
い素の量は合金の伝導率に非常に不利に作用するが強度
では少しの増加を与えることが分ったことも驚（べきこ
とである。

本発明の合金は良好なはんだ付は特性を提供し合金Ｃ１
９４００より優れ、殆んど合金Ｃ１９５００と同程度に
よい軟化抵抗を有する。

第２図は重量パーセントのすすに対して、最小曲は半径
を厚さで割った値をプロットしたものである。曲げ成形
性試験はストリップがクラック発生なしに９０°曲げら
れる最小半径全測定する。

よい方向の曲げ特性は圧延方向に垂直な曲げ軸について
測定される。一方悪い方向の特性は圧延方向に平行な曲
げ軸について測定される。最小曲げ半径（ＭＢＲ，）は
ストリップがクラックを発生することなく９００曲げら
れる最小ダイス型の半径で［ｔ」はストリップの厚さで
ある。第２図で、上の曲線は悪い方向の曲げに対するも
ので一方下の曲線はよい方向の曲げに対するものである
。

本発明の合金において、すずが存在する時は第２図に示
されるように、すずは０．４．ｉｊｔφ以下に制限され
るべきであり、好ましくは、良好な曲げ成形前が望まし
い場合は０．３重量チ以下に限定されるべきことが判っ
たことは罵くべきことである。

ずずの高含有量は、第２図に示すように、合金の曲げ成
形性に不利な影響を与える。

本発明の合金は以下の工程に従って処理される。

合金は好ましくは少くとも約１１００’Ｏ乃至約１２５
０′Ｏの温度から直接チル鋳造される。本発明の合金は
インゴットバーの冷却中に粒界破断ヲ生じ易いことが判
つｆｃ、。従って、特に大形鋳物に対しては、固溶体化
の後の冷却で冷却速度を通常の直接鋳造冷却速度より低
減させる方法で制御するのが好ましい。合金□を鋳造す
る特別な方法は本発明の部分を形成しない。

そのようにして生ずる鋳造インゴットは約８５０　’０
から約９８０℃の温度で約半時間から約４時間均質化さ
れ、絖いて複数回のパスで熱間圧延のような熱間加工に
より一般に約１９η＋ｍ　＜　３ｉ：’）より小さい希
望の寸法になる。任意的に、合金は約９００”Ｃから約
９８０’Ｏの温度で炉中に保）続いて水焼入のように、
急令することにより析出した合金元素を溶体化するため
に再溶体化される。

再溶体化を行ったか又は行っていない合金は、好ましく
は酸化スケールを取り除くため圧延さへ次に冷間圧延の
ような冷間加工をされて約１０％から約９０％の厚み減
少の中間寸法になり、好ましくは約６０％から約８０％
減少の中間寸法にされる。冷間圧延の次は好ましくは約
４００℃から約８００℃の金属温度で約６時間まで合金
が軟くなる有効な時間の間部なましされる。ストリップ
Ｉｌａなましはより短い期間でこれ寺の範囲内の商い方
の温度を使用し、これに反し、ベル焼な止しはより長い
期間で低い方の温度を使用する。

合金は次に好ましくは冷間圧延によって再び冷間加工さ
れ厚みで約１０％から約９０％の減少、好ましくは約２
０％から約８０俤の減少の仕上げ可能寸法になる。合金
は次に好ましくは約３５０℃から約５５０℃の温度で約
１時間から約６時間焼なまされる。この焼な止しは好ま
しくはベル焼なましである。合金は次に厚みでｆＪ２０
％から約８０％変形して希望の仕上は調質圧延される。

合金は、もし希望するならば、応力除去の焼なまし又は
部分再結晶のどちらかを与えるような方法で制御される
ことが判った。部分再結晶は曲げ成形性の低減が少なく
降伏強さが約３．５１ｃ９７ｍｍ’　（５ｋｓｉ　）　
カら約７．［ｌ　１０９７　ＭＡＩＬ”　（ｌ　Ｑ　ｋ
ｓｉ　）の相対的な強度を増加する有用な方法であるこ
とが判った。約１０％から約８０％の再結晶部分を有す
るこの発明の合金の部分再結晶は、約４２５℃から約５
００　’Ｏの温度範囲の中間寸法の焼なましにより、且
つ約３７５℃から約４．５０℃の温度範囲での仕上直前
寸法の焼なましにより得られることが判った。本発明は
次に示す実施例を考察することにより一層容易に理解さ
れる。

実施例■ 実施例合金は木炭被覆で大気中溶解されダービル式鋳造
されて５．４５にｇインゴット（１２ポンＤ、１５．３
Ｃｍｘ　１０．２Ｌ７７１Ｘ　４．４ｃＩｎ（６“×４
“×１　”／ａ”　）が作られる。鋳造温度は約１１２
５℃から約１１５０℃であった。生じたインゴットは約
８５０℃から約９００℃で２時間均質化され、次に再加
熱しないで７エ程で４．４　ｃｒｒＬ（１臀）から１．
０１　（０，４”、、）に圧延された。析出した合金元
素を溶体化するために、ストリップは炉に戻され約８５
０　’Ｃから９００℃に約１時間保持され、次に水焼入
れされた。ス）　ＩＪツブは次に酸化スケールを取り除
くために圧延され２．０　ｓ　ｍｍ　（ｏ、ｏ　８げ′
）に冷間圧延された。冷間圧延されたス）　ＩＪツブは
次に２時間約５００℃から５７５℃で焼なまされた。そ
の材料は次に１．０２龍（０，（１４０“）に冷間圧延
され、約４５０　’０から５００′Ｃに約２時間焼なま
され次に電気伝導率（導電率）が測定された。

月相は次に最終的に特性の測定のために０．２５ｍ１Ｋ
（０，０１０“）の寸法まで圧延された。軟化抵抗は０
．２５１１１ｍ（Ｑ、ＯＩ　Ｑ“）寸法の材料の試料を
１時間３００℃と５５０　’Ｏの間の各柚温度で焼なま
しして絖いてそれぞれのビッカース硬度値を測定するこ
とによって決定された。

成分が第１表Ａに列挙された二つの合釜は上述のように
処理された。第１表Ａの合金３は市販の合金Ｃ１，９６
００に対応する。この三種の合金は第１表Ｂの他の市販
の合金Ｃ’１９４．００、Ｃ’１９５００及びＣ’１９
５２０と比較された。Ｃ１９４０（１２）特性は最終の
応力除去焼なましをほどこした「ばね硬質」の材料に対
するもので、一方Ｃ１９５０（１２）特性はＡ硬質に対
するものである。

これらの市販合金に対するこれらの特殊な硬質指定はリ
ードフレームへの使用に共通に指定された硬さ指定であ
る。電気伝導率値、引張特性値及び曲げ成形特性が一覧
表にしである。

明らかに、本発明の合金は、入手可能な市販の合金にま
さる改良点が示されている。本発明の合金１は銅合金Ｃ
Ｉ　’９４００に比較して幾分すぐれた強度とかなりす
ぐれた伝導性を提供する。マグ不シウヘムの添加は合金
１を合金乙に比較することにより示される通り同様な伝
導率で遥かによい強度となっている。不発１力の別の実
施態様による合金２は、銅合金Ｃ１９５００に比較して
同じ強度でかなりよい伝導率を提供する。総ての比較は
全般的に同様な曲げ成形性特性を基準としている。

第　　１　　表Ａ合金１　鉄　　　　　　　　１．００％マグネシウム　
　　（］、１３チりん　　　　　　　０．６２チ銅　　　　残部合金２　鉄　　　　　　　　０．９９係マグネシウム　
　　０．１３％りん　　　　　　　　０．６３％すず　　　　　　０．２５％銅　　　　残部合金６　鉄　　　　　　　　１．１０％りん　　　　　
　　０．２７チ銅　　　　残部実施例■ 組成が第２表Ａに列挙された合金は第２表Ｂで合金１と
比較されている。これ寺の合金は実施例■について前に
記載されたように処理された。第２＆Ｂに示された結果
は、１．０２　ｍＮ　（０，（１４０″）寸法での焼な
まし状態の伝導率が使用されてる点以外は前に示された
結果と同様である。第２表Ｂのデータにより、本発明の
高められた特性はニッケル、コバルト又はマンガンが合
金中の鉄の代りに一部置き換えられた時に保有されるこ
とを示している。

第　　２表Ａ合金４　鉄　　　　　　　　０．６７％ニッケル　　　
　　０．３０チりん　　　　　　　　０．２５チマグネシウム　　　　０．０９％銅　　　　　残部合金５　鉄　　　　　　　０．５７％ニッケル　　　　　０．５６％りん　　　　　　　　Ｄ、６６％マグネシウム　　　　０．１２％＠　　　　　　　　　残部合金６　鉄　　　　　　　　０．６８％マンガン　　　
　　　０．３６％りん　　　　　　　　０．２９％マグネシウム　　　　０．１０％ｗＡ　　　　　　残部合金７　　鉄　　　　　　　　　　　０．７２％ニッケ
ル　　　　　　０．２９％りん　　　　　　　　０．３１　％マグネシウム　　　　０．１１％すず　　　　　　０．２５％銅　　　　　　　　　　　残　部合金７ａ　鉄　　　　　　　　０．７６％コバルト　　
　　　　　０．６１　％りん　　　　　　　　０．３０５チマグネシウム　　　　０．０９６チすず　　　　　　０．２７％鋼　　　　　　　　　　　残　部実施例Ｉ第３表Ａの合金で説明されたような、すず又はアンチモ
ン添加の効果は１．０２　ｌｎｍ　（０，（１４０“）
寸法での焼なましの伝導率と０．２５４關（０，０１０
“）寸法での引張り特性とによって示される。合金の総
てははソ実施例Ｉに関して記載された方法で処理された
。第３表Ｂの結果を考察すると、本発明の範囲内のすす
は伝導率の許容できる程度の損失でより高い強度を提供
することが明らかである。

しかしながら、本発明の別の実施態憬によるすすの範囲
を越えることは伝導率に実質的に有害な影響を有する。

合金８　鉄　　　　　　　　１・０９％マグネシウム　
　　　０．１３％りん　　　　　　　０．６７％すず　　　　　　０．５０％鋼　　　　　残部合金９　鉄　　　　　　　１．０５％マグネシウム　　　　０．１２％りん　　　　　　　　０．３７％すず　　　　　　１．００％銅　　　　　残部合金１０鉄　　　　　　　１．０２％マグネシウム　　　　０．１１％りん　　　　　　　０．６６％アンチモン　　　　　０．２８チ銅　　　　　残部第３表Ｂ焼な１し　降伏強さ　　引張強さ　引張り伸び１　　８
４．４　　（７５，１５２，７３（７７）５４．１３　
　　’１．７２　　７６．５　　（８０，１５６，２４
（８２）５７．６７　　１．５８　５８．５　　（８９
）６２．５７　　（９１，１６３，９７１，７９４７，
０（９４Ｊ６６．０８　　　（９７］６８，１９　　　
　　２．［ＪＩＬＩ　　　７１．３　　（８５）５９．
７６　　（８７）６１．１６　　１．５この実施νＵは
前記の実施νＵで丁でに記載されたような本発明の数個
の合金の軟化抵抗を市販の合金と比較し℃いる。合金の
総℃は実施しＩＩＩについて述べられたように処理され
、合金の特性は第１表Ｂ及び第２ｆ＜Ｂに既にボされ℃
いる。軟化抵抗試鋏の箱来は第４衣に述べられている。

第４衣のデータは本発明の合金の軟化抵抗は銅合金ＣＩ
　９４００に比軟して改良され″ｃ銅什金Ｃ１９５０［
１の軟化抵抗に近づいていることを示している。

第４表厚さ０．２５４趨での軟化データビッカース硬夏（ＤＰＨ−２，５ｋｇ）処　理　　合金
１　合金２　合金７　０１９４００　　Ｃ！１９５００
受入れの１＼　１７９　　１９１］　　　１８６１６８
　　　１８９３ＬＩＯ℃／ｌｈｒ　　１７［Ｊ　　　１
８８　　１８３１６８　　　１９０３５０℃／Ｉｈｒ　
　１６６　　　　１７７　　　１８３　　　　１７０　
　　　　　−３７５°ｃ／ｉｈｒ　　１６２　　１６２
　　１７４　　　　’−−４ＬＬ＋［］℃／ｉｈｒ　　
１１８　　１３５　　１４５　　　７３　　　１６７４
２５’０／ｌｈｒ　　１０６　　１１４　　１１７　　
　−　　　　−４５０’０／１ｈｒ　　１００　　１０
９　　１１６　　　７４　　　　９４５υＩ］”Ｏ／ｌ
ｈｒ　　９６．５　１［］７　　１θ６　　　８１　　
　　９７５５０℃／ｌｈｒ　　９６−５　１０６　　１
Ｌ１１　　　７２　　　　９４実Ｍ　ｆ！ＩＶこの実施例は合金を鉄の割合及びマグネシウムに対する
各種りんの割合で比較している。第５表ＡＫ表示された
合金は合金１２及び１４が５０％の最終冷間圧延加工を
受けて０−２５ｉＩｍ（０−０１０’）の寸法にされた
点以外は前述されたように処理された。結果として得ら
れた合金の％性は第５弐Ｂに述べられ℃いる。マグ洋シ
ウムに対するりんの割合が１．４を越丁不発剪の合金は
電気伝導率と強度の組み合わせが一層丁ぐれ℃いる。

第５衆人台金１１　　鉄　　　　　０．５８％マグネシウム　　０．１９チ９ん　　　０．２２チ銅　　　　　残部台金１２　　鉄　　　　　　　０．７１％マグネシウム
　　０．６Ｕ％　　。

りん　　　　　０．２５％＋１１　　　　　　残部合金１３　　鉄　　　　　１．１２％２％アブウム　　０．０６％りん　　　　　０．２９％銅　　　　　残部合金１４　　鉄　　　　　０．８８％マグネシウム　　０．２６　％りん　　　　　Ｕ、６６％銅　　　　　残部こ＼で第３図及び第４図を参照すると、一連の曲線は電
気伝導率につき一連の合金に対し℃マグネシウムに対す
るりんの割合にっき丁ずを含む合金と含葦ないものとを
比較し℃示している。各曲線はりん化物形成元素の全含
有量に対するりんの割合が予め決められた範囲内の合金
のデータ点に基づい℃いる。合金は前に記載されたよう
に本発明に従つ℃処理された◇データ点のあるものは実
施例Ｉにあるように処理された合金試料に基づき、一方
で他のデータ点は本発明に従つ℃処理された市販級の大
きさのインゴットから取られた合金試料に基づい℃いる
。

第３図及び第４図を参加すると、マグネシラヘムに対す
るりんの割合は本発明によれはあらゆる意味で臨界的で
あり、好’ＥＬ＜は少くとも２．５であるべきであるこ
とが明らかである。又これらの囚を考えるとこれ等の合
金のマグネシウムに対するりんの割合とりん化物形成元
素の全含有蓋に対するりんの割合との間に相開々係があ
ることが明らかである。物えは、第３図を参照し℃、本
発明の好適限界を外れているりん化物形成元素合計量に
対するりんの割合の下端部においては、マグネシウムに
対する許容りん割合は好萱しくは約２．５乃至６の非常
に狭い範囲内になる。第３図の他の曲線は好ましい範囲
内のりんの割合に対するりん化物形成元素に鈎するもの
で之等の合金については、マグネシウムに対するりんの
許容限界は非常に広く、マグネシウムに対する゛りんの
割合の変化に対し合金の感受性′Ｊｋ低くｔ、”Ｃいる
。

第４図を参照すると、９ん化物形成元素に対するりんの
割合の影響につい℃も示され℃いる。りん化物形成元素
の合計量に対する好ましいりんの割合の範囲の上層部は
マグネシウムに対する、りんの許容割合が幾分狭い範囲
になつ℃いるように見える。

第３図と第４図を考察すると、マグネシウムに対するり
んの割合は好葦しくは少くども２．５であるべきことが
明らかである。そのような割合を３から６の範囲に維持
することは、台金がりん化物形成元素の合計量に対する
りんの割合の影響に敏感にしなくてもすむようにする。

りん化物形成元素の合計量に対するりんの割合の好葦し
い限界内でのマグネシウムに対するりんの割合は好葦し
くは２．５から８で最も好葦しいのは６から６であるべ
きである。

実施例　Ｖｌこの実施ｆｌｕは各合金をりん化物形成元素の合計量に
対するりんの各種の割合と比較し℃いる。各合金は銅と
１．１３％の鉄と０．１１％のマグネシウムと０．６０
％のりんを含み実施例Ｉにおけるように処理された台金
１５以外は前の実施物に列挙され℃いる。伝導率は１．
０２ｍｍ（Ｅｌ、（１４０“）寸法で測定した。

第３衣は伝導率、降伏強さ及び曲は成形性をこの割合で
の開数として比較し℃いる。結果はこの割合が０．３２
以上に増加するにつれ、葦だ割合が０．２４の方へ減少
するにつれ″ｃ云導率は減少することを示し℃いる。

本発明の合金は又合金の特性を笑質的に劣化させない他
の元素及び不純物を含んでもよいが、けい累、アルミニ
ウム及びクロームのような元素は不可避的不純物とし℃
以外はせマれないことが好ｌしい。

実施例■ 第７表に図示された成分を冶する一連の合金は実施例Ｉ
におけるように処理され、その伝４率は最終加工の前の
焼なｌされた寸法であるＲＦ寸法で岬」定された。表■
に入水された合金は変化したけい素含有量を有する。結
果は焼な葦された状態の＠導率に対するけい素含有量の
比較として第５図に図示され℃いる。第５凶を考察する
とけい素は電気＠導率に非常にマイナスの影響を有し、
従つ℃、不可避的不純物とし℃以外は避けるべきである
ことが明らかである。

第　７　表台金　Ｆθ　　Ｍｇ　　　Ｆ　　　８１　　Ｍ８／Ｐ　
　％工ＡＣ’８Ａ　　　　−３９、ＬＩ５３　−１８０
　　−−　　４−１６　　８９−６Ｂ　　　　、３５　
．０３８　．１７３　　、［Ｊ１４　３．８６　　　８
０・２Ｃ，６６，（１４３，１７５、［Ｊ４１　４．０
２　　　７３．４Ｄ　　　１．０６　．１２　　．３６
　　．２３　　　、ｌＳ、２８　　　５９．６丁ずを含
まず、従って、最高の伝導率を有する本発明による合金
は牛導体リードフレーム材料とし″Ｃ特殊な応用を有す
る。丁ずを含む本発明の合金で従つ℃多少伝導率が低減
し℃も最高の強度を有する合金は電気コネクタへの応用
に特によく適用される。

畠び第１図を参照して、本質的に丁ずのない合金ではり
ん化物形成元素の合計含有量に対するりんの割合の最も
広い範囲が約７０チエＡＣ８又はそれ以上の導電率（電
気伝導率）を得ることが明らかである。同様に、丁ずの
ない実施例におけるその割合の好ｌしい限度は約８０％
エムＣ８又はそれ以上を達成する。丁ずを含む本発明の
別の実ｊＡＭ様に関してはこの割合のムい限度は約６０
％ＩＡＣＢ又はそれ以上を得る。この実施態様の好葦し
い限界は約７０％又はそれ以上な傅″′Ｃ最も好葦しい
限界は約７２　％　ｌＡＣ３又はそれ以上を達成する。

第３図は第１図に示されたグラフの改訂されたもので、
第３図には、実Ｍ例Ｉに従って処理されたり又は本発明
に従つ℃処理された市販の大きざのインゴットから取ら
れた一連の合金に基い℃多数のデータ点が作ゆれた。謁
１因と第３凶を比較すると曲？に１及び２の周万共帝城
となる結果を描い℃いることを示し℃いる。第３図に示
される追加のデータは本発明によるようなりん化物元素
の合η↑童に対するつんの割合の遇切な範囲を変更する
ものではない。但しある例では丁ずを含む合金に対する
その割合の下Ｉａ乞追加データに基いた０、２２へ広げ
ることもｃｉ７能である。第３図の帯域１及び２は示さ
れた合金に対してマグネシウムに対するりんの割合が広
い範囲であるために生じたものである。本発明の好葦し
い限界内にマグネシウムに対するりんの割合を制御する
ことは帯域の上の部分の方に向う結果を生ずる。

ここに使用されたように、「降伏強度（開力）」の用語
は０．２％オンセットで抑ｊ定した強度を指子Ｏｒ引張
強さ」の用語は最終の引張強さを指示する。

この発明による伸びば５０．８　ｕｒｎ　（２“−のｒ
−ジ長さく標点距離〕で測定された。「ｋ８１」の用語
は「平方吋当りボンドの１０００倍」の略である。

本発明ｉｃ述べられた市販の銅合金の名称はニュ一ヨー
ク１００１７、ニューヨーク州、レキシントン衝４０５
、カッパーデイペロップメント協会の標準命名より成る
ものである・この明ａ書に述べられた特許及び刊行物は参考とし″Ｃ
藺連あることを意図し℃いる。

本発明に従つ″′Ｃ強度と伝導率との改良された組合せ
を南する銅合金であつ℃上述の目的、力”法、及び利点
を十分に満足する銅合金が提供されたことは明らかであ
る。一方本発明は特定の実施態様と員連させ″′Ｃ記載
されたので、多くの代替、修正及び変更は前の記述に照
して技術分野での尚業者にははっきり分ることは明白で
ある。従って、総てのそのような代替、修正、及び変更
は前記の特Ｉｖｌ：請求の範囲の精神並びに特許請求の
範囲の広い範曲内にあるとして含めることを意崗するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は伝導率とりん化物形成元素の合計含有量に対す
るりんの割合との間の関係を示すグラフ；第２図は曲げ
成形性と合金中の丁ずのパーセントとの間の関係を示す
グラン；　　゛第３図は丁す不含有合金の伝導率とマグネシウムに幻す
るりんの割合との間の関係乞示すグラフ；帛４図は丁ず
含有合金の伝導率とマグネシウムに対するりんの割合と
の間の関係を示すグラン；第５図は本発明の合金の伝導
率とけい素置有蓋との間の間係な示すグラン；第３図は第１図と比較するような増力Ｈした数のデータ
点を含む伝４率とりん化物形成元素の合計金Ｖ量に対す
るりんの割合との間の関係を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）高強度と高伝導率特性とを組合せて有する銅基合
金であつて、実質的に約０．３から約１．６重量％の鉄
であつて前記鉄の含有量の２分の１がニッケル、マンガ
ン、コバルトとそれらの混合物とから成る群から選択さ
れた元素によつて置換され得る鉄と；約０．０１から約
０．２重量％のマグネシウムと；約０．１０から約０．
４０重量％のりんと；重量で約０．５％までで、すず、
アンチモンおよびそれらの混合物とからなる群から選択
された一つの元素と；残部が銅とから成るが；マグネシ
ウムに対するりんの割合が少くとも２．５であり、りん
化物形成剤（りん＋鉄＋ニッケル＋マンガン＋コバルト
）の合計含有量に対するりんの割合が約０．２２から約
０．４９の範囲にあることを条件とすることを特徴とす
る高強度の高伝導率特性とを組合わせて有する銅基合金
。
（２）特許請求の範囲第１項に記載の銅基合金において
；実質的に約０．３５から約１．０重量％の鉄であつて前
記鉄の含有量の２分の１がニッケル、マンガン、コバル
トとそれらの混合物とから成る群から選択された元素に
よつて置換され得る鉄と；約０．１５から約０．２５重
量％のりんと；約０．０２から約０．１重量％のマグネ
シウムと；重量で約０．３５％で、すず、アンチモンお
よびそれらの混合物とからなる群から選択された一つの
元素と；残部が銅とから成るが、マグネシウムに対する
りんの割合が２．５から１２．０までであつて、りん化
物形成剤の合計含有量に対するりんの割合が約０．２５
から約０．４４の範囲にあることを条件とすることを特
徴とする銅基合金。
（３）特許請求の範囲第１項に記載の銅基合金において
；すずが前記合金の強度を上昇させるのに有効な量で約０
．４重量％まで存在し、りん化物形成剤の合計含有量に
対するりんの割合が約０．２２から約０．４８の範囲に
あることを条件とすることを特徴とする銅基合金。
（４）特許請求の範囲第　項に記載の銅基合金において
；すずが０．０５から約０．３５重量％まで存在し、りん
化物形成剤の合計含有量に対するりんの割合が約０．２
７から約０．３９の範囲にあることを条件とすることを
特徴とする銅基合金。
（５）特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の銅基合
金において；リードフレームを含んでいることを特徴と
する銅基合金。
（６）特許請求の範囲第３項又は第４項に記載の銅基合
金において；電気コネクタを含んでいることを特徴とす
る銅基合金。
（７）銅基合金を製造する方法であつて；実質的に約０
．３から約１．６重量％の鉄であつて前記鉄の含有量の
２分の１がニッケル、マンガン、コバルトとそれらの混
合物とから成る群から選択された元素によつて置換され
得る鉄と；約０．０１から約０．２重量％のマグネシウ
ムと；約０．１から約０．４０重量％のりんと；重量で
約０．５％までで、すず、アンチモンおよびそれらの混
合物とからなる群から選択された一つの元素と；残部が
銅とから成り、マグネシウムに対するりんの割合が少く
とも２．５であり、りん化物形成剤（りん＋鉄＋ニッケ
ル＋マンガン＋コバルト）の合計含有量に対するりんの
割合が約０．２２から約０．４９の範囲にある銅基合金
を準備し；前記合金を約８５０℃の出発温度から約９８０℃までの
温度で所望の寸法まで熱間加工し；前記合金を約１０％
から約９０％まで冷間加工し；さらに前記合金を約４００℃から約８００℃の温度で前記合金
を軟化させるのに有効な時間で約６時間までの時間焼な
ます諸工程を含んでいることを特徴とする銅基合金の製
造方法。
（８）特許請求の範囲第７項に記載の銅基合金の製造方
法において；前記合金がさらに約１０から約９０％だけ
冷間加工され、次に約３５０℃から約５５０℃で焼なま
されることを特徴とする銅基合金の製造方法。
（９）特許請求の範囲第７項に記載の銅基合金の製造方
法において；前記の焼なまされた合金が、さらに所望の
硬さ質別にされるため約２０％から約８０％の冷間加工
を受けることを特徴とする銅基合金の製造方法。
（１０）特許請求の範囲第７項、第８項または第９項に
記載の銅基合金の製造方法において；前記鉄の含有量が約０．３５から約１．６重量％である
ことを特徴とする銅基合金の製造方法。
（１１）特許請求の範囲第７項、第８項、第９項または
第１０項に記載の銅基合金の製造方法において；すずが
前記合金の強度を上昇させるのに有効な量で約０．４重
量％まで存在し、りん化物形成剤の合計含有量に対する
りんの割合が約０．２２から約０．４８の範囲にあるこ
とを条件とすることを特徴とする銅基合金の製造方法。
（１２）特許請求の範囲第７項、第８項、第９項または
第１０項に記載の銅基合金の製造方法において；すずが
０．０５から０．３５重量％存在し、りん化物形成剤の
合計含有量に対するりんの割合が約０．２７から約０．
３９の範囲にあることを条件とすることを特徴とする銅
基合金の製造方法。
（１３）特許請求の範囲第７項に記載の改良された強度
を有する合金の製造方法において；前記の焼なましの工
程が部分再結晶のための焼なましを含み、合金に１０％
から約８０％の再結晶を起こさせるために約４２５℃か
ら約５００℃の温度で行なわれることを特徴とする銅基
合金の製造方法。
（１４）特許請求の範囲第１３項に記載の方法において
；前記合金がさらに約１０から９０％の冷間加工をされ
、つぎに前記合金に約１０から約８０％の部分的再結晶
を与えるために約３７５℃から４７５℃の温度で焼なま
されることを特徴とする銅基合金の製造方法。
（１５）特許請求の範囲第９項に記載の方法において；
前記方法がさらに前記合金を半導体用リードフレームに
成形する工程を含んでいることを特徴とする銅基合金の
製造方法。