JPWO2012077378A1 - 電気・電子用材 - Google Patents

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Abstract

本発明は、低い接触抵抗で耐食性に優れ、硬さが硬く、折り曲げ強さが強くかつ加工性に優れた電気・電子材料を提供するものであり、当該電気・電子材料は、Ａｇ２０〜４０質量％、Ｐｄ２０〜４０質量％、Ｃｕ１０〜３０質量％およびＰｔ１．０〜２０質量％よりなり、塑性加工後の析出硬化時の硬さを３４０〜４２０ＨＶとし、かつ折り曲げ強さを有していることを特徴とする。

Description

本発明は、電気・電子機器用のＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕ合金に関する。
電気・電子機器に使用される材料は、一般に低い接触抵抗や耐食性に優れる等の諸特性が求められるため、高価なＰｔ合金、Ａｕ合金、Ｐｄ合金、Ａｇ合金等の貴金属合金が広く用いられている。
しかし、半導体集積回路の検査用プローブピン等のように、使用用途によっては、低い接触抵抗や耐食性の他に、硬さ、耐摩耗性なども要求される。
そのような場合、塑性加工を施した状態で高い硬さを示すＰｔ合金、Ｉｒ合金等や析出硬化するＡｕ合金、Ｐｄ合金等が好んで使用されている（例えば、特許文献１参照）。
 先行特許文献１
特許第４１７６１３３号公報
検査用プローブピンに関しては、検査対象に応じてカンチレバー、コブラ、スプリング等様々なタイプ（形状）が使用されており、求められる特性もそれぞれ異なる。
硬さを重視した場合には、塑性加工を施した状態で高い硬さを示すＰｔ合金、Ｉｒ合金等もしくは、析出硬化を施した状態で高い硬さを示すＡｕ合金およびＰｄ合金等が推奨される。
しかし、これらの一般的に高い硬さを有している材料は、折り曲げに対して弱さ（脆さ）を有している。
そのため、先端に曲げ加工を施すタイプのプローブピンの場合、折り曲げ加工時もしくはプローブピンとして使用したときに発生する折り曲げ個所への疲労が原因で、プローブピンの曲げ個所が折損してしまう場合がある。
そこで、先端に曲げ加工を施すタイプのプローブピンの場合は、低い接触抵抗、耐食性、硬さに加えて折り曲げ強さを有する材料が求められている。
そこで本発明は、Ａｇ２０〜４０質量％、Ｐｄ２０〜４０質量％、Ｃｕ１０〜３０質量％に、特定の元素であるＰｔ１．０〜２０質量％を添加することにより、合金としての機械的特性の向上すなわち塑性変形後の析出硬化時の硬さが３４０〜４２０ＨＶ、折り曲げ強さの向上さらに耐食性を向上させた電気・電子用の材料とした。
ここで、Ｐｔの添加量を１．０〜２０質量％とした理由は、折り曲げ強さを向上させるためであり、１．０質量％未満では折り曲げ強さの向上の効果が得られず、２０質量％を超えると所定の硬さが得られないためである。
Ａｇ−Ｐｄ−ＣｕにＰｔを添加した合金に、さらに、用途により特性を改善する添加元素として、Ａｕ０．１〜１０質量％、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｂ、Ｉｎのうち少なくとも１種を、０．１〜３．０質量％添加する。
なお、Ａｕを０．１〜１０質量％添加する理由は、硬さを向上させるためおよび耐酸化性を得るためであり、０．１質量％未満ではその効果がなく、１０質量％を超えると加工性が悪くなるためである。
また、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｂ、Ｉｎのうち少なくとも１種を、０．１〜３．０質量％を添加する理由は、硬さを向上させるためであり、０．１質量％未満ではその効果がなく、３．０質量％を超えると加工性が悪くなるためである。Ｒｅ、ＲｈおよびＮｉは結晶粒を微細化させる効果材としても作用する。
本発明の電気・電子材料によると、低い接触抵抗で耐食性に優れ、硬さが硬く、折り曲げ強さが強くかつ加工性に優れた材料となる。
折り曲げ試験を示す説明図
本発明の実施例を表１により説明する。
なお、本実施例では、真空溶解にてＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕ合金にＰｔを添加した合金インゴット（φ１０ｍｍ×Ｌ１００ｍｍ）を作製した。
湯引け等の溶解欠陥部を除去した後、伸線加工と溶体化処理（８００°Ｃ×１ｈｒＨ２とＮ２の混合雰囲気中）をφ２．０ｍｍまで繰り返し、最終断面減少率が約７５％になるように伸線加工したものを試験片(φ１．０ｍｍ×Ｌ２００ｍｍ)とし、析出硬化の条件は、Ｈ２とＮ２の混合雰囲気中にて３００〜５００°Ｃ×１ｈｒで行った。また、試験片の硬さ測定は、表面硬さをビッカーズ硬さ試験機で、ＨＶ０．２にて測定を行った。
折り曲げ強さの調査は、試験片を図１に示す如く、Ｒ０．５の治具で固定し、試験片が折損するまで繰り返し折り曲げ、折損に至る折り曲げ回数を調査した。なお、９０度曲がった時点で１回カウントし、０回は９０度まで曲がらなかったものをさす。
表１に各実施例の組成を示し、折損に至る折り曲げ回数加工後および析出硬化後の硬さを示す。
Figure 2012077378
表１の結果より、Ａｇ−Ｐｄ−ＣｕにＰｔを添加していない比較例の析出硬化材は、折り曲げ強さが弱く、２回以上折り曲げできずに折損したが、Ｐｔを添加した実施例１は２回以上の折り曲げが可能であり、折り曲げ強さの向上が確認できた。
同様に、実施例２〜６のＡｇ−Ｐｄ−ＣｕにＰｔおよびＡｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｂ、Ｉｎのうち少なくとも１種を添加した合金の析出硬化材も２回以上の折り曲げが可能であった。

Claims (2)

  1. Ａｇ２０〜４０質量％、Ｐｄ２０〜４０質量％、Ｃｕ１０〜３０質量％およびＰｔ１．０〜２０質量％よりなり、塑性加工後の析出硬化時の硬さを３４０〜４２０ＨＶとし、かつ折り曲げ強さを有していることを特徴とする電気・電子用材。
  2. 請求項１の合金に、用途により特性を改善する添加元素として、Ａｕ０．１〜１０質量％、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｂ、Ｉｎのうち少なくとも１種を、０．１〜３．０質量％添加したことを特徴とする電気・電子用材。
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