JPS62297432A - 電子電気機器用銅合金 - 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】 ５　発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明はバネ材料等電子電気機器に用いられる銅合金に
関するもので特に半田接合される用途に適したものであ
る。

（従来技術） 従来電子電気機器に用いられるコネクター、各種スイッ
チ、電磁開閉器あるいは各種スプリング等にはりん青銅
が多く使用されている。

りん青銅は、Ｓｎ　５〜９ｗｔ％（以下単に係と略記）
、Ｐ　０．０３〜０．３５％を含む銅合金でありバネ性
、電気伝導性、強度及び耐食性に優れている。

りん青銅がこのような用途に用いられる場合、多くは銀
、錫、半田等がメッキされて使用される。

又このりん青銅からなる部品と導体との接合は半田づけ
によることが多い。

（発明が解決しようとする問題点） このりん青銅からなる部品を長期間使用していると錫、
半田等のメッキの有無にかかわらず半田接合部の強度が
劣化し、著しい場合は半田接合部が導体と共に剥離し回
路障害を起すことがある。

この剥離現象は半田とりん青銅の界面にＣｕとＳｎの金
属間化合物ε相が形成されこれにＰが拡散濃縮しε相が
一層脆化しておきるものである。

又これら部品にはＮＨｓ等の存在下でも長期間機能し得
る耐応力腐食割れ性が求められている。

（問題全解決するための手段） 本発明は、長期間使用しても半田接合部の強度が低下せ
ず、更には応力腐食割れを生じない銅合金に関するもの
である。

即ち本発明は、５ｎ２＝Ｂ％、Ｐ　０．０１％以下、Ｚ
ｎ０．０５−０．７５　％、Ｍｎ０．０２〜α２％、Ｏ
ｔ２０ＰＰｍ以下、残部銅からなる電子電気機器用銅合
金であり、又５ｎ２〜８％、Ｐ　０．０１　％以下、Ｚ
ｎ、α０５−０．７５％、Ｍｎ　０．０２〜０．２％、
Ｏｒ０．０５−０．７チ、０．２０　ＰＰｍ以下、残部
銅からなる電子電気機器用銅合金である。

本発明は、半田接続部の剥離かりん青銅中のＰが半田接
続部へ拡散濃縮することによって起きることから、りん
青銅中のｐ’６従来のものより低く抑え、更にＺｎ％Ｍ
ｎの添加により前記の有害作用を抑止できることを知見
してなされたものである。

本発明においてＳｎを２〜８％と限定した理由はＳｎ含
有量が２％未満では、引張シ強さやバネ性が十分でなく
、８％を超えるとりん青銅が均質なα固溶体とならない
ためである。

Ｐは脱酸のために添加するが、ここでＰ含有量を００１
多以下と限定したのは０．０１チを超えると半田接続部
のε相へのＰの拡散濃縮が多くなり、接続部の強度が低
下するためである。

Ｚｎ、ＭｎＯ中Ｍｎは導電率をよシ低下させるので、Ｚ
ｎの方が実用的である。ＺｎとＭｎには脱酸作用もある
ので、Ｐの含有量をその丹誠することが可能である。

ここでＺｎｉ　０．０５−０．７５　％、Ｍｎｉ　０．
０２〜０．２チと限定した理由はいずれも下限未満では
前記の作用が十分でなく、又上限を超えると導電率が低
下して実用上不利になるためである。

０雪を２０ＰＰｍ以下と限定した理由は、２０ＰＰｍを
超えると過剰０１がＳｎと結合して５ｎｘＯｆ生成する
ようになり、Ｃｕ　−Ｓｎ系の固溶合金としての優れた
特性を阻害し、更に５ｎｘＯが曲げ割れの起点となシ加
工成形性を劣化させ且つメッキ性、半田儒れ性を低下さ
せるためである。

ｃｒの添加は以上の本発明合金を更に高性能化するもの
で、導電性を阻害することなく強度が向上し、且つ応力
腐食割れ感受性が大巾に改善される。

Ｃｕ　−Ｓｎ系合金はＣｕ　−Ｚｎ系合金に次いで少量
のＮＨｓ　、Ｓｏｗ　、　　ＮＯｘの存在下で割れを発
生しやすく特にＳｎ　２〜５チで起きやすいが、Ｃｒを
添加することで防止される。

ここでＣｒ量を０．０５〜０．７％に限定した理由は０
、０５％未満では実用上十分な効果が得られず、α７チ
を超えるとその効果が飽和するばかりか加工性が低下す
るためである。特にＯｒは０．０８〜０．５係の濃度範
囲ておいて実用上有効である。

本発明の銅合金は、従来のりん青銅と同様に鋳造及び加
工により条、板、棒、線等に仕上げられる。

例えば茶製品の場合大気溶解後ストリップキャスティン
グされた鋳塊はンーキング、ミーリング等の予備処理を
経てから冷間圧延され所定の寸法に仕上げられる。勿論
一般には中間で焼鈍が必要であり低温焼鈍、テンション
レペラー等により最終処理が施させる。又Ｓｎ６％迄の
組成では大型ケークを熱間圧延してから冷間圧延に移る
ことも出来る。

（実施例） して黒鉛るつぼで溶解し１００ｘ２００ｘ３００個の鋳
型に鋳造した。鋳塊から、サンプルを採取し分析した。

結果は第１表に示した。

上記鋳塊を８７０℃に再加熱し、これ’６　ｇ　、　ｔ
の板に熱間圧延したのち表面を酸洗した。次いでＬＯｍ
ｍｔまで冷間で粗圧延し、５５０℃で中間焼鈍したあと
、０．５５　ｒｒａ　ｔに冷間で仕上げ圧延した。

更に２７５℃で１時間低温焼鈍しレベラーにかけて整直
した。

本品について引張強さ、導電率、曲げ加工性、半田強度
、メッキ密着性を試験、測定した。

曲げ加工性は先端のＲ（Ｒｉ半径）が各種異なる９０°
角ポンチで折り曲げ、曲げ先端部のマイクロクラックの
有無を顕微鏡で検査し最小のＦｌ／ｌ（ｔ：板厚）を求
めた。

半田強度は、２．０間φの銅録を市販のヤニ入り半田で
本品の２Ｘ２ｆｆＣ７＋のチップに半田付けし１５０℃
で５００時間エージングし念もめをプル試験により評価
した。

メッキ密着性は下記条件でＳｎメノチしこれを１２０℃
で５００時間及び２０００時間エージングしたものを折
り曲げてメッキ層が剥離するかどうかにより評価した。

（Ｓｎメッキ条件） 前処理：アルカリ電解脱脂後Ｈ！　Ｓｏｔ・Ｈｔ　Ｏｔ
で酸洗い。

Ｓｎメッキ：　５ｎＳＯａ４５　ｇｒ／！、　１）（ｔ
ｓｏ＜　８０　ｇ；ｒ／　Ｌ。

光沢材市販品、浴温１７℃、電流密度４．５　Ａ　／　
ｃｔｄ以上の結果を第１表に示した。

第１表より明らかなように本第１発明品（Ｎ（ｌＬｌ−
５）は導電率が１４〜１６％Ｉ　Ａ　ＣＳ、引張強さが
６０〜６３Ｋｑ／ｆｆ、伸びが８〜９チ、曲げ加工性（
Ｒ／ｌ）が０６でいずれも優れた特性を示′　　してい
る。

これに対し比較品はＺｎ、　Ｍｎのいずれかが下限を下
廻るもの（Ｎα６．７）はメッキ密着性が劣り、上限を
上廻るもの（随８．９）は導電率が低い。

Ｐが上限を上廻るもの（Ｎα１０）は半田強度及びメッ
キ密着性が劣る。○宜が上限を上廻るもの（Ｎα１１）
は曲げ加工性、半田強度、メッキ密着性において劣る。

（実施例−２） Ｃｕ−５，９％ＳｎをペースにＺｎ、Ｍｎ１　ＰｌＣｒ
を添加して黒鉛るつぼで溶解し、以下実施例−１と同様
の方法で第２表に示す合金を作製した。

これら合金について実施例−１で行った試験に加えてＪ
ＩＳ（８３０６の方法に準じて５ｖｏ１％ＮＨｓ雰囲気
中に於ける定荷重試験（荷重３０に９）を行い破断迄の
時間を求めた。結果は第２表に示した。

第２表より明らかなようにＣｒｉ添加した本発明の合金
は実施例−１のＣｕ−５，０％Ｓｎ系合金と比較して引
張強さは同等であるが、導電率が向上し、且つ応力腐食
割れの発生がみられない。

これに対し比較品はＯｒを添加しないもの（Ｎα４．６
）及び　量が下限を下廻っているもの（Ｎα５）はいず
れも応力腐食割れがおきやすい。

（本発明の効果） 本発明の銅合金は半田強度及び錫又は、半田メッキとの
密着性に優れており、更にＣｒを添加した合金は耐応力
腐食割れ性にも優れており長期間筒用しても回路障害を
起すことがなく電子電気工業上顕著な効果を奏するもの
である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｓｎ２〜８ｗｔ％、Ｐ０．０１ｗｔ％以下、Ｚｎ
   ０．０５〜０．７５ｗｔ％、Ｍｎ０．０２〜０．２ｗｔ
   ％、Ｏ＿２２０ＰＰｍ以下、残部銅からなる電子電気機
   器用銅合金。
2. （２）Ｓｎ２〜８ｗｔ％、Ｐ０．０１ｗｔ％以下、Ｚｎ
   ０．０５〜０．７５ｗｔ％、Ｍｎ０．０２〜０．２ｗｔ
   ％、Ｃｒ０．０５〜０．７ｗｔ％、Ｏ＿２２０ＰＰｍ以
   下、残部銅からなる電子電気機器用銅合金。