JPS6345342A - 高力伝導性銅合金 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は電子電気機器に用いられるリード部材又はバネ
部材等に適した高力伝導性銅合金に関するものである。

（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主にり
ん青銅が使用されている。

りん青銅はＳｎ３〜９　ｗｔ％（以下釜と略記）、ＰＯ
１０３〜α３５％を含有する銅合金であり、その特徴は
Ｓｎの含有量により伝導性と引張強さを目的に応じて適
宜選択できること及び固溶体合金として精密部品の成形
加工性に優れていることである。

りん青銅以外の電子電気機器用銅合金にはスピノーダル
型のＣｕ　−Ｎｉ　−Ｓｎ系合金、及びＣｕ　−Ｂｅ系
合金がある。前者は引張り強さはりん青銅より高いが導
電率が５〜７％ｌＡＣ３と低く且つ加工性に乏しい、又
後者は非常に高価なため用途が限定される。

りん青銅の改良合金としては、熱間加工性の改良を目的
としてりん青銅にＦｅ１Ｃｏ等をα５〜２％、Ｃｒ、Ｚ
ｒ、Ｔｉ、■等をα２−０．８％添加したもの（特開昭
５２−２１２１１）、りん青銅にＦｅを０５−Ｌ５％、
Ｚｎ’ｉ０．　ＯＯ５−０，８％添加したもの（特公昭
５８−３５５８ｎ）、及びりん青銅にＺｒ１Ｏ，０３〜
α０９％添加したもの（特開昭５７−８９４１１９）等
がある。又耐食性の改良全目的としてりん青銅にＡｇｉ
　０．０５〜１％添加したもの（特開昭４９−７５４１
７）がある。

（発明が解決しようとする問題点） りん青銅を電子電気機器等の各種部材に使用する場合、
半田付は部の接合強度が経時的に劣化する現象、又はＳ
ｎ、　５ｎ−Ｐｂ等のメツキ被膜が経時的に剥離する現
象がみられる。

これらの現象はりん青銅中のＰかりん青銅と半田又はメ
ツキ皮膜との界面に拡散濃縮して界面に生成しているＣ
ｕとＳｎの化合物であるε相全一層脆化させておきるも
のである。

メツキ皮膜の剥離に対してはＣｕ又はＮ１の層全りん青
銅とメツキ皮膜の間に介在させる方法（特公昭５１〜１
ｉ１２２２及び特開昭４９−１０８５６２）が提案され
ているが製造工程が煩雑になる等の問題がある。

上記のうち半田接合強度の経時劣化現象は、プリント基
板実装が、スルーホール実装から半田接続が多用される
高密化面実装へ移行しつつある現状において、早急に解
決されるべき課題である。

りん青銅が電子電気機器の部材とじてより効率的により
信頼性高く利用されていくために改良されるべき点を要
約すると（１）半田接合部の経時劣化、（２）　　Ｓｎ
　、　Ｓｎ　−Ｐｂメツキの密着性の経時劣化、（３）
熱間加工性、（ＩＩ）成形加工性、（５）機械的強度特
にバネ性及び応力緩和特性、（６）導電率、等になる。

（問題点を解決するための手段） 本発明はかかる状況に鑑みなされたもので、半田接合性
、メツキ密着性に優れた電子電気機器用部材に適した高
力伝導性銅合金に関するものである。

即ち本発明は５ｎ１〜８％、ｐｏ、ｏａ％以下、０゜０
００２５％以下を含有し、Ｂ　０．００１−０，１％、
ＡＩＣＬ００５−１％、ＳｉＯ，０Ｏ１−０，５％、Ｔ
ｉ　０．００１〜α２％、Ｃａ（１００１−α１％のう
ちの１種又は２種以上を合計でα００１〜１％含有し、
Ｚｎα０１〜５％、勘αｏ１〜０．５％のうちの１種又
は２ｆｌａ−含有し残部が銅からなる高力伝導性銅合金
である。

本発明においてＳｎは強度の向上に有効であるが、その
含有全２１〜３％に限定した理由は１％未満では引張り
強さやバネ性が十分でなく８％を超えると均一なα固溶
体となり難く成形加工性が低下するためである。

ｏｌは不純物として含有されるが、その量を０００２５
％以下に限定した理由は０００２５％を超えると伸び、
成形加工性、半田接合性、メツキ密着性が低下し又製造
時に割れ等のトラブルが発生するためである。

Ｐは脱酸作用があり鋼中の０３ヲ低減し成形加工性、半
田接合性、メツキ密着性を向上させる。

ここでその含有量をα０８％以下に限定した理由は、α
０８％を超えるとＰが半田又はメツキ界面に拡散濃縮し
て半田接合性及びＳｎメツキ密着性を経時的に劣化させ
るためである。Ｐの特に望ましい含有量は００００１〜
０．０３％である。

Ｂ、　、％Ｌ、　Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃａは０．を低減しメツ
キ密着性、半田接合性をより向上させる。

これら元素の含有量をＢ　Ｏ，ＯＯｉ〜α１％、Ｍα０
０５〜１％、８１０．００１〜０．５舌、Ｔｉ０．００
１〜α２％、Ｃａ０．００１−０，１％に限定し、又２
種以上の合計を０００１〜１％に限定した理由は、下限
未満では上記の効果が得られず、上限を超えては導電率
の低下が大きくなるためである。

これらの元素の実用上特に望せしい含有量ばＢα００５
〜α０７％、Ｍα０１〜α５％、８１０００５〜０．２
％、Ｔ１α００５−α１％、Ｃａ　０．００５−０．０
７％である。更に、Ｚｎ０．０１−５％、Ｍｎ００１〜
α５％の少くとも１種を含有せしめるが、これらの元素
は脱酸作用を有し、八　Ｂ、　Ｍ、Ｓｌ、Ｔｉ、Ｃａ等
と同様に成形加工性、半田接合性、メツキ密着性を向上
させる。含有量を上記のように限定した理由は下限未満
ではいずれも上記の効果が得られず、上限を超えては導
電率の低下が大きくなるためである。実用上特に望まし
い含有量はＺｎ゛α１〜１％、Ｍｎ　０．０５−０．２
％である。

本発明の合金は通常の方法で製造することができる。即
ちＣｕｉ溶解しこれに合金元素を添加し均質化して後、
水冷鋳造法にて鋳塊となし、これを熱間圧延し、次いで
必要に応じ中間熱処理２施しながら冷間圧延して所定寸
法に加工し、更に低温焼鈍、テンションレベラー、テン
ションアニール等の処理を行い所定の材質に仕上げられ
る。

黒鉛鋳型等を用いた連続ストリップキャスティング法で
薄型鋳塊に鋳造した場合は熱間圧延せずに直接冷間圧延
して所定の寸法に加工される。

（実施例） 以下に本発明を実施例により詳細に説明する。

第１表に示す合金を、黒鉛るつぼを用いて大気中で木炭
被覆をして溶解し、１５０　ｘ　５０　ｘ　３００■の
金型に鋳造した。この鋳塊を固剤して酸化スケールを除
去して後、８５０℃で８ａｔに熱間圧延し、次いでα９
■ｔまで冷間圧延して後、６００℃で３０分間熱処理し
、更にα５■ｔまで冷間圧延し、最后に３００℃で１５
分間熱処理した。

このようにして得られたサンプルについて引張強さ、伸
び、導電率、半田接合強度、Ｓｎメツキ密着性を調査し
た。

半田接合強度はサンプルｆ　５　Ｘ　５　ｍｍのチップ
に切り出しこれに２飾φの硬銅線全共晶半田付けし、こ
れ１１５０℃で５００時間保持して後プル試験を行って
求めた。

Ｓｎメツキ密着性はサンプルを脱脂・酸洗いしてから５
ｎｉ５μメツキしこれを１２０℃で１０００時間保持し
て後、密着折り曲げ試験を行い曲げ部を顕微鏡で１０倍
に拡大してＳｎメツキ層の剥離の有無を調べた。

Ｓｎメツキの浴及び条件は、５ｎＳＯａ　：　１００　
ｇ　／　ｔ。

Ｈ！田４：　５０　ｇ　／　Ｌ、βナフトール：１ｇ／
ｌ、ニカワ：２ｇ／ｌ、浴温度１６℃、電流密度：Ｌ５
Ａ　／　ｄぜである。

結果は第２表に示した。

第　　２　　表 第２表より明らかなように、本発明品（１〜ＩＩ）は従
来品（１１，１２）に比べて半田接合強度、メツキ密着
性に優れている。

比較品においてＰが上限を超えたもの（５）は半田接合
強度、メツキ密着性が劣る。脱酸が不十分で０１が上限
を超えたもの（６）は伸びが低く、半田接合強度、メツ
キ密着性が劣る。

Ｓｌ、Ｔｉ　、Ｍｎ又はＺｎが上限を超えたもの（７−
１０）は導電率の低下が大きい等の不都合をまねく。

（発明の効果） 本発明の合金は、′　　　　；、１　　半田接合性及び
メツキ密着性において経時劣化することがなく電子電気
機器のリード部材又はバネ部材に適用して顕著な効果を
奏するものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　Ｓｎ１〜８ｗｔ％、Ｐ０．０８ｗｔ％以下、Ｏ＿２０
   ．００２５ｗｔ％以下を含有し、Ｂ０．００１〜０．１
   ｗｔ％、Ａｌ０．００５〜１ｗｔ％、Ｓｉ０．００１〜
   ０．５ｗｔ％、Ｔｉ０．００１〜０．２２ｗｔ％、Ｃａ
   ０．１１４〜０．１ｗｔ％のうちの１種又は２種以上を
   合計で０．００１〜１ｗｔ％含有し、Ｚｎ０．０１〜５
   ｗｔ％、Ｍｎ０．０１〜０．５ｗｔ％のうちの１種又は
   ２種を含有し残部が銅からなる高力伝導性銅合金。