TW202336243A

TW202336243A - 銅合金、銅合金塑性加工材、電子電氣機器用零件、端子、匯流排、導線框、散熱基板

Info

Publication number: TW202336243A
Application number: TW111150002A
Authority: TW
Inventors: 松永裕; 森川健二; 一; 福岡航世; 伊藤優樹; 牧一誠
Original assignee: 日商三菱綜合材料股份有限公司
Priority date: 2021-12-28
Filing date: 2022-12-26
Publication date: 2023-09-16
Also published as: JP2023097756A; WO2023127854A1

Abstract

提供具有Mg之含有量係超過10massppm，100massppm以下，殘留部為Cu及不可避免不純物，S之含有量為10massppm以下，P之含有量為10massppm以下，Se之含有量為5massppm以下，Te之含有量為5massppm以下，Sb之含有量為5massppm以下，Bi之含有量為5masppm以下，As之含有量為5masppm以下，S與P與Se與Te與Sb與Bi與As之合計含有量成為30massppm以下，質量比[Mg]/[S+P+Se+ Te+Sb+Bi+As]為0.6以上50以下，導電率為97%IACS以上，φ2=0°、φ1=0°~20°、Φ=35°~55°之範圍之方位密度之平均值為1.3以上不足20.0，對於S方位{123}＜634＞而言，具有10°以內之結晶方位之結晶之面積比例為10%以下之具有高導電率和優異耐熱性之銅合金。

Description

銅合金、銅合金塑性加工材、電子電氣機器用零件、端子、匯流排、導線框、散熱基板

本發明係關於適於端子、匯流排、導線框、散熱基板等之電子電氣機器用零件的銅合金、由此銅合金所成銅合金塑性加工材、電子電氣機器用零件、端子、匯流排、導線框、散熱基板者。本發明係根據於2021年12月28日，日本申請之日本特願2021-214029號主張優先權，將此內容援用於此。

以往、於端子、匯流排、導線框、散熱構件等之電子電氣機器用零件中，使用導電性高之銅或銅合金。在此，伴隨電子機器或電氣機器等之大電流化，由於電流密度之減低及焦耳發熱所造成熱之擴散之故，使用於此等電子機器或電氣機器等有電子電氣機器用零件之大型化，厚度化的情形。

在此，為對應大電流，上述電子電氣機器用零件中，適用導電率優異之無氧銅等之純銅材。但是，伴隨通電時之發熱或使用環境之高溫化，雖有要求在高溫下表示不容易硬度下降之耐熱性優異之銅材，但純銅材係在此等之特性上不佳，有無法在高溫環境下使用之問題。在此，於專利文獻1中，揭示令Mg包含在0.005mass%以上，不足0.1mass%之範圍之銅軋板。

於記載於專利文獻1之銅軋板中，具有令Mg包含在0.005mass%以上，不足0.1mass%之範圍，殘留部為Cu及不可避免不純物所成組成之故，經由令Mg固溶於銅之母相中，不會使導電率大幅下降，而提升強度、耐熱性。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2016-056414號公報(A)

[發明欲解決之課題]

在此，此等之材料係令耐熱特性經由溶質元素之添加加以改善之故，導電率係較純銅不佳。最近，在構成上述電子電氣機器用零件之銅材中，為充分抑制大電流流動時之發熱，又，可使用於使用純銅材之用途，更要求導電率之提升。更且，上述電子電氣機器用零件係多使用於引擎室等之高溫環境下，於構成電子電氣機器用零件之銅材中，相較於以往更需提升耐熱性。即，要求有效平衡提升導電率與耐熱性之銅材。

此發明係有鑑於上述情事而成，提供具有高導電率和優異耐熱性之銅合金、銅合金塑性加工材、電子電子機器用零件、端子、匯流排、導線框、散熱基板為目的。 [為解決課題之手段]

為解決此課題，本發明人等專心檢討之結果，得知為有效平衡兼顧高導電率與優異耐熱性，伴隨微量添加Mg的同時，需規定與Mg生成化合物之元素之含有量，更且，經由進行配合組成之組織控制，而可較以往高水平優異平衡提升導電率與耐熱性。

本發明係根據上述發現而成者，本發明之銅合金係具有Mg之含有量係成為超過10massppm，100massppm以下之範圍內，殘留部為Cu及不可避免不純物之組成，前述不可避免不純物中，S之含有量為10massppm以下，P之含有量為10massppm以下，Se之含有量為5massppm以下，Te之含有量為5massppm以下，Sb之含有量為5massppm以下，Bi之含有量為5masppm以下，As之含有量為5masppm以下的同時，S與P與Se與Te與Sb與Bi與As之合計含有量成為30massppm以下，令Mg之含有量為[Mg]，令S與P與Se與Te與Sb與Bi與As之合計含有量成為[S+P+Se+Te+Sb+Bi+As]之時，此等質量比[Mg]/[S+P+Se+ Te+Sb+Bi+As]係成為0.6以上50以下之範圍內，導電率成為97%IACS以上，將EBSD法所成集合組織解析所得結晶方位分布函數以歐拉角表示時，φ2=0°、φ1=0°~20°、Φ=35°~55°之範圍之方位密度之平均值為1.3以上不足20.0，對於S方位{123}＜634＞而言，具有10°以內之結晶方位之結晶之面積比例為10%以下為特徵。

根據此構成之銅合金時，Mg，和與Mg生成化合物之元素之S、P、Se、Te、Sb、Bi、As之含有量係如上述規定之故，微量添加之Mg固溶於銅之母相中，可不會大幅下降導電率，而耐熱性，具體而言，可將導電率成為97%IACS以上。又，為使方位密度及S方位在上述之範圍，控制結晶組織之故，難以產生錯位之移動所造成回復或再結晶，而可充分提升耐熱性。

在此，本發明之銅合金中，Ag之含有量成為5massppm以上20massppm以下之範圍內為佳。此時，令Ag含有在上述範圍之故，Ag在粒界附近偏析，抑制粒界擴散，可更提升耐熱性。

又，本發明之銅合金中，耐熱溫度為260℃以上為佳。此時，耐熱溫度為260℃以上之故，在耐熱性上十分優異，於高溫環境下亦可安定使用。

本發明之銅合金塑性加工材係由上述銅合金所成為特徵。根據此構成之銅合金塑性加工材時，由於以上述銅合金構成之故，特別適用做為導電性、耐熱性優異，於大電流用途、高溫環境下使用之端子、匯流排、導線框、散熱基板等之電子電氣機器用零件之素材。

在此，本發明之銅合金塑性加工材中，可為異型條。此時，為成為正交於長度方向之剖面之厚度為不同之異型條，即使進行強加工，仍可充分確保耐熱性。

又，於本發明之銅合金塑性加工材中，於表面具有金屬鍍敷層為佳。此時，於表面具有金屬鍍敷層之故，特別適於做為端子、匯流排、導線框、散熱構件等之電子電氣機器用零件之素材。

本發明之電子電氣機器用零件係由上述銅合金塑性加工材所成為特徵。然而，本發明之電子電氣機器用零件係包含端子、匯流排、導線框、散熱基板等。此構成之電子電氣機器用零件係使用上述銅合金塑性加工材製造之故，於大電流用途、高溫環境下，亦可發揮優異特性。

本發明之端子係由上述銅合金塑性加工材所成為特徵。此構成之端子係使用上述銅合金塑性加工材製造之故，於大電流用途、高溫環境下，亦可發揮優異特性。

本發明之匯流排係由上述銅合金塑性加工材所成為特徵。此構成之匯流排係使用上述銅合金塑性加工材製造之故，於大電流用途、高溫環境下，亦可發揮優異特性。

本發明之導線框係由上述銅合金塑性加工材所成為特徵。此構成之導線框係使用上述銅合金塑性加工材製造之故，於大電流用途、高溫環境下，亦可發揮優異特性。

本發明之散熱基板係由上述銅合金塑性加工材所成為特徵。此構成之散熱基板係使用上述銅合金塑性加工材製造之故，於大電流用途、高溫環境下，亦可發揮優異特性。 [發明效果]

根據本發明時，可提供具有高導電率和優異耐熱性之銅合金、銅合金塑性加工材、電子電子機器用零件、端子、匯流排、導線框、散熱基板。

以下，對於本發明之一實施形態之銅合金，參照圖面加以說明。本實施形態之銅合金係最適於做為端子、匯流排、導線框、散熱基板等之電子電氣機器用零件之素材使用。又，本實施形態之銅合金塑性加工材係由本實施形態之銅合金所成。如圖1所示。本實施形態之銅合金塑性加工材10係正交於長度方向之剖面中，具備互為厚度不同之厚部11與薄部12之異型條。

本實施形態之銅合金係具有Mg之含有量係成為超過10massppm，100massppm以下之範圍內，殘留部為Cu及不可避免不純物之組成，前述不可避免不純物中，S之含有量為10massppm以下，P之含有量為10massppm以下，Se之含有量為5massppm以下，Te之含有量為5massppm以下，Sb之含有量為5massppm以下，Bi之含有量為5masppm以下，As之含有量為5masppm以下的同時，S與P與Se與Te與Sb與Bi與As之合計含有量成為30massppm以下。

然後，令Mg之含有量為[Mg]，令S與P與Se與Te與Sb與Bi與As之合計含有量成為[S+P+Se+Te+Sb+Bi+ As]之時，此等質量比[Mg]/[S+P+Se+Te+Sb+Bi+As]係成為0.6以上50以下之範圍內。然而，本實施形態之銅合金中，Ag之含有量成為5massppm以上20massppm以下之範圍內亦可。

又，本實施形態之銅合金中，導電率成為97%IACS以上。更且，本實施形態之銅合金中，耐熱溫度係260℃以上為佳。

然後，本實施形態之銅合金中，將EBSD法所成集合組織解析所得結晶方位分布函數以歐拉角表示時，φ2=0°、φ1=0°~20°、Φ=35°~55°之範圍之方位密度之平均值為1.3以上不足20.0。更且，本實施形態之銅合金中，對於S方位{123} ＜634＞，具有10°以內之結晶方位之結晶之面積比例為10%以下。

在此，本實施形態之銅合金中，在此，對於規定如上述之成分組成、各種特性、結晶組織之理由，說明如下。

(Mg) Mg係具有經由固溶於銅之母相中，不會使導電率大幅下降，提升耐熱溫度之作用效果之元素。在此，Mg之含有量為10massppm以下之時，會有無法充分發揮該作用效果之疑慮。另一方面，Mg之含有量超過100massppm之時，會有導電率下降之疑慮。由以上得知，本實施形態中，令Mg之含有量設定在超過10massppm，100massppm以下之範圍內。

為此，為了更提升耐熱溫度，令Mg之含有量之下限成為20massppm以上為佳，較佳為30massppm以上，更佳為40massppm以上。又，為了更提高導電率，令Mg之含有量之上限為90massppm以下為佳，較佳為80massppm以下，更佳為70massppm以下。

(S、P、Se、Te、Sb、Bi、As) 上述之S、P、Se、Te、Sb、Bi、As之元素係一般易於混入銅合金之元素。然而，此等之元素係有易於與Mg反應形成化合物，減低微量添加Mg之固溶效果之疑慮。為此，此等之元素之含有量係嚴格加以控制。在此，於本實施形態中，將S之含有量制限於10massppm以下，將P之含有量制限於10massppm以下，將Se之含有量制限於5massppm以下，將Te之含有量制限於5massppm以下，將Sb之含有量制限於5massppm以下，將Bi之含有量制限於5masppm以下，將As之含有量制限於5masppm以下。更且將S與P與Se與Te與Sb與Bi與As之合計含有量限制為30massppm以下。

然而，S之含有量係9massppm以下為佳，更佳為8massppm以下。 P之含有量係6massppm以下為佳，更佳為3massppm以下。 Se之含有量係4massppm以下為佳，更佳為2massppm以下。 Te之含有量係4massppm以下為佳，更佳為2massppm以下。 Sb之含有量係4massppm以下為佳，更佳為2massppm以下。 Bi之含有量係4massppm以下為佳，更佳為2massppm以下。 As之含有量係4massppm以下為佳，更佳為2massppm以下。更且，S與P與Se與Te與Sb與Bi與As之合計含有量係24massppm以下為佳，更佳為18massppm以下。

([Mg]/[S+P+Se+Te+Sb+Bi+As]) 如上所述，S、P、Se、Te、Sb、Bi、As之元素係易於與Mg反應形成化合物之故，於本實施形態中，規定Mg之含有量、和S與P與Se與Te與Sb與Bi與As之合計含有量之比，控制Mg之存在形態。令Mg之含有量為[Mg]，令S與P與Se與Te與Sb與Bi與As之合計含有量成為[S+P+Se+Te+Sb+Bi+As]之時，此等質量比[Mg]/[S+P+Se+Te+Sb+Bi+As]超過50時，於銅中，Mg過度以固溶狀態存在，導電率會有下降之疑慮。另一方面，質量比[Mg]/[S+P+Se+Te+Sb+Bi+As]不足0.6時，Mg未充分固溶，耐熱溫度會有未能充分提升之疑慮。因此，本實施形態中，令質量比[Mg]/[S+P+Se+Te+ Sb+Bi+As]設定在0.6以上50以下之範圍內。

然而，為了更提升導電率，令質量比[Mg]/ [S+P+Se+Te+Sb+Bi+As]之上限為35以下為佳，更佳為25以下。又，為了更提升耐熱性，令質量比[Mg]/[S+P+Se+Te+ Sb+Bi+As]之下限成為0.8以上為佳，更佳係成為1.0以上。

(Ag：5massppm以上20massppm以下) Ag係在250℃以下之通常之電子・電氣機器之使用溫度範圍下，幾乎無法固溶於Cu之母相中。為此，微量添加於銅中之Ag係偏析於粒界附近。由此，粒界之原子%之移動被妨礙，抑制粒界擴散之故，提升了耐熱性。在此，Ag之含有量為5massppm以上之時，可充分發揮該作用效果。另一方面，Ag之含有量為20massppm以下之時，伴隨確保導電率，可抑制製造成本之增加。由以上得知，本實施形態中，令Ag之含有量設定在5massppm以上，20massppm以下之範圍內。

在此，為了更提升耐熱性，令Ag之含有量之下限成為6massppm以上為佳，較佳為7massppm以上，更佳為8massppm以上。又，為了更確實抑制導電率之下降及成本之增加，令Ag之含有量之上限為18massppm以下為佳，較佳為16massppm以下，更佳為14massppm以下。又，刻意不添加Ag之時，Ag之含有量不足5mass%亦可。

(其他之不可避免不純物) 做為上述元素以外之其他之不可避免不純物，可列舉Al、B、Ba、Be、Ca、Cd、Cr、Sc、稀土類元素、V、Nb、Ta、Mo、Ni、W、Mn、Re、Ru、Sr、Ti、Os、Co、Rh、Ir、Pb、Pd、Pt、Au、Zn、Zr、Hf、Hg、Ga、In、Ge、Y、Tl、N、Si、Sn、Li等。此等之不可避免不純物係在不影響特性之範圍內而含有亦可。又，此等不可避免不純物係由於有使導電率下降之疑慮，總量係0.1mass%為佳，較佳為0.05mass%以下，更佳為0.03mass%以下，更甚者係0.01mass%以下為佳。又，此等不可避免不純物之各別含有量之上限係10massppm以下為佳，較佳為5massppm以下，更佳為2massppm以下。

(φ2=0°、φ1=0°~20°、Φ=35°~55°之範圍之方位密度之平均值) 歐拉角係經由試料座標系與各個結晶粒之結晶軸之關係，表示結晶方位，從結晶軸(X-Y-Z)為一致之狀態，於(Z-X-Z)軸周圍，各別加以(φ1、Φ、φ2)旋轉，表現結晶方位。於3次元歐拉空間，經由級數展開法表示ODF (crystal orientation distribution function)，可確認測定範圍之結晶方位密度之分布。此方位密度分布係意味令標準粉末試料等所得完全隨機之配向狀態為1，例如某方位之方位密度為3之時，該方位係隨機之配向之3倍存在。

以歐拉角(φ1,Φ,φ2)表示之時，φ2=0°、φ1=0°~20°、Φ=35°~55°之範圍之結晶方位係經由特定之熱處理與加工之組合而形成之再結晶組織，相較其他之結晶方位，應變有難以局部化之傾向。為此，以歐拉角(φ1,Φ,φ2)表示之時，φ2=0°、φ1=0°~20°、Φ=35°~55°之範圍之方位密度提高時，難以產生錯位之移動所成回復或再結晶，而提升銅材之耐熱性。因此，藉由上述之方位密度之平均值為1.3以上，可得充分高之耐熱性。另一方面，由於上述之方位密度之平均值不足20.0之時，可邊保持耐熱性，而可得一定之強度，提升製造時之處理性。由以上所述，本實施形態中，將φ2=0°、φ1=0°~20°、Φ=35°~55°之範圍之方位密度之平均值，設定在1.3以上不足20.0之範圍內。

在此，上述之方位密度之平均值之下限係1.6以上為佳，較佳為2.0以上，更佳為2.5以上，最佳為3.0以上。另一方面，上述之方位密度之平均值之上限係18以下為佳，更佳為15以下。然而，如異型條，存在厚部、薄部，該材料組織不同之時，以歐拉角(φ1,Φ,φ2)表示之時，φ2=0°、φ1=0°~20°、Φ=35°~55°之範圍之方位密度係不論厚部及薄部，皆在上述之範圍內。

(S方位{123}＜634＞而言，具有10°以內之結晶方位之結晶之比例) S方位{123}＜634＞雖為銅之代表性輥壓集合組織，相較其他之方位，應變易於局部化之故，藉由提高S方位之比例，易於產生錯位之移動所成回復，銅材之耐熱性則劣化。由於以上所述，本實施形態中，使對於S方位{123} ＜634＞而言具有10°以內之結晶方位之結晶之面積比例為10%以下。

在此，對於S方位{123}＜634＞而言具有10°以內之結晶方位之結晶之面積比例係8%以下為佳，較佳為6%以下，更佳為4%以下。又，雖不特別要求下限，經由輥壓產出形狀之時，一般而言為0.1%以上。然而，如異型條，存在厚部、薄部，該材料組織不同之時，對於S方位{123}＜634＞而言具有10°以內之結晶方位之結晶之面積比例係不論厚部及薄部，皆在上述之範圍內。

(導電率) 本實施形態之銅合金中，導電率成為97.0%IACS以上。經由使導電率成為97.0%IACS以上，可抑制通電時之發熱，可良好使用做為純銅材之替代者，做為端子、匯流排、導線框、散熱構件等之電子電氣機器用零件加以使用。在此，導電率係97.5%IACS以上為佳，較佳為98.0%IACS以上，更佳為98.5%IACS以上，更甚者為99.0%IACS以上為佳。雖未特別加以限定，導電率係可為101.5%IACS以下，亦可為101.0%IACS以下，亦可為99.6%IACS以下。然而，如異型條，存在厚部、薄部，該材料組織不同之時，導電率係不論厚部及薄部，皆在上述之範圍內。

(耐熱溫度) 本實施形態之銅合金中，耐熱溫度高之時，可適用在高溫環境下使用。為此，本實施形態之銅合金中，耐熱溫度係260℃以上為佳。在此，耐熱溫度係280℃以上為佳，更佳為300℃以上，最佳為320℃以上。然而，如異型條，存在厚部、薄部，該材料組織不同之時，耐熱溫度係不論厚部及薄部，皆在上述之範圍內。

接著，對於如此構成之本實施形態之銅合金之製造方法，參照圖1所示流程圖加以說明。

(熔解・鑄造工程S01) 首先，於熔解銅原料所得銅熔湯，添加前述元素，進行成分調整，製出銅合金熔湯。然而，於各種元素之添加，可使用元素單體或母合金等。又，將包含上述元素之原料，伴隨銅原料加以熔解亦可。又，使用本合金之回收材及廢料材亦可。在此，銅原料係純度為99.99mass%以上之所謂4NCu，或99.999mass%以上之所謂5NCu為佳。又，熔解時，為了抑制Mg之氧化，或減低氫濃度，進行H ₂O之蒸氣壓低之非活性氣體環境(例如Ar氣)所成環境熔解，熔解時之保持時間係在最小範圍為佳。然後，將調整成分之銅合金熔湯，注入鑄型，製作出鑄型塊。然而，考慮到量產之情形，使用連續鑄造法或半連續鑄造法為佳。

(均質化/熔體化工程S02) 接著，為了得鑄型塊之均質化及熔體化，進行加熱處理。於鑄型塊之內部，於凝固過程中，有存在Mg偏析而濃縮所產生之Cu與Mg為主成分之金屬間化合物等之情形。在此，為了消除或減低此等之偏析及金屬間化合物等，經由將鑄型塊加熱至300℃以上1080℃以下，進行加熱處理，於鑄型塊內，將Mg擴散成均質，或將Mg固溶於母相中。然而此均質化/熔體化工程S02係在非氧化性或還原性環境中實施為佳。

在此，加熱溫度不足300℃時，熔體化變得不完全，於母相中有殘留許多Cu與Mg為主成分之金屬間化合物之疑慮。另一方面，加熱溫度超過1080℃時，銅素材之一部分成為液相，組織或表面狀態會有不均勻之疑慮。因此，令加熱溫度設定在300℃以上1080℃以下之範圍。然而，為了後述之粗輥壓之效率化與組織之均勻化，於前述均質化/熔體化工程S02後，可實施熱加工。此時，加工方法雖未特別加以限定，例如可採用輥壓、拉拔、擠出、溝輥壓、鍛造、加壓等。又，熱加工溫度係成為300℃以上1080℃以下之範圍內為佳。

(粗加工工程S03) 為了加工成特定之形狀，進行粗加工。然而，此粗加工工程S03之溫度條件雖未特別限定，為了抑制再結晶，或尺寸精度之提升，冷或溫輥壓之-200℃以上200℃以下之範圍內為佳，尤以常溫為佳。有關加工率，以20%以上為佳，更佳為30%以上。又，對於加工方法雖未特別加以限定，例如可採用輥壓、拉拔、擠出、溝輥壓、鍛造、加壓等。然後，重覆實施粗加工工程S03與後述中間熱處理工程S04亦可。

(中間熱處理工程S04) 於粗加工工程S03後，為了加工性提升之軟化，或再結晶組織，實施熱處理。此時，連續退火爐所成短時間之熱處理為佳，添加Ag之時，可防止Ag之粒界之偏析之局部存在化。對於此熱處理條件，雖未特別加以限定，一般在200℃至1000℃之範圍進行。

(機械性表面處理工程S05) 於中間熱處理工程S04後，進行機械性表面處理。機械性表面處理係於表面附近，賦予壓縮應力之處理，經由與後述之上前熱處理工程工程S07之組合，以歐拉角(φ1,Φ,φ2)表示之時，φ2=0°、φ1=0°~20°、Φ=35°~55°之範圍之方位密度則提高，S方位係減少之故，可提升耐熱性。機械性表面處理係可使用珠擊處理、噴砂處理、平磨處理、拋光處理、砂輪研磨、磨床研磨、砂紙研磨、張力平整處理、1道次之軋縮率低之輕輥壓(1道次之軋縮率1~10%，重覆3次以上)等之一般使用之種種之方法。

(異型輥壓加工S06) 將厚壁部與薄壁部向寬度方向排列之異型剖面銅合金板，在所期望之情形下，進行異型輥壓加工S06亦可。異型輥壓加工中，經由具有凹凸面之平板狀之模頭、和沿著對於此模頭之成形面的成形面往復移動之壓延滾輪，將機械性表面處理後S05之材料，在冷溫下，異型輥壓加工，得粗厚壁部與粗薄壁部在寬度方向排列之粗異型剖面銅合金板。經由此異型輥壓加工S06之加工與後述之上前熱處理工程S07，以歐拉角(φ1,Φ,φ2)表示之時φ2=0°、φ1=0°~20°、Φ=35°~55°之範圍之方位密度雖會增加，另一方面，S方位亦有增加之傾向之故，加工率係在5%以上90%以下之範圍內為佳。又，厚部及薄部之材料組織，為極力減少其所造成耐熱性之差異，於異型輥壓加工S06中，使厚部之厚度，與薄部之厚度之比在1.1以上8.0以下之範圍內為佳。

(外襟熱處理工程S07) 接著，進行熱處理。尤其，進行異型輥壓加工S06之時，經由異型輥壓加工S06與外襟熱處理工程S07之再結晶，以歐拉角(φ1,Φ,φ2)表示之時φ2=0°、φ1=0°~20°、Φ=35°~55°之範圍之方位密度則提高，S方位會減少。在此，外襟熱處理工程S07之熱處理溫度係在250℃以上650℃以下之範圍內為佳，熱處理溫度之保持時間係在0.1小時以上100小時以下之範圍內為佳。例如，熱處理溫度係為400℃之時，保持時間則為10小時為佳。

(完工加工工程S08) 於外襟熱處理工程S07後，為調整強度，進行完工加工工程S08亦可。不實施完工加工工程S08時，會保持再結晶組織之故，強度明顯為低，難以進行處理。然而，經由異型輥壓加工S06成為具有厚部與薄部之異型條之時，在具階差滾軸與平滾軸所成壓延滾輪所成冷加工加以實施為佳。

經由此完工加工工程S08形成輥壓集合組織之故，加工率過高時，，以歐拉角(φ1,Φ,φ2)表示之時φ2=0°、φ1=0°~20°、Φ=35°~55°之範圍之方位密度則變低，S方位亦會增大。為此，完工加工工程S08之加工率以50%以下為佳，更佳為45%以下。又，加工率係以5%以上為佳，更佳為8%以上。

然而，於完工加工工程S08後，進行低溫退火亦可。又，施加張力矯直機等之矯正工程亦可。

如此，製出本實施形態之銅合金(銅合金塑性加工材)。然而，將經由輥壓製出之銅合金塑性加工材，稱為銅合金軋板。在此，本實施形態之銅合金(銅合金塑性加工材)10中，如圖1所示，在正交於長度方向之剖面，具有厚度互為不同之厚部11及薄部12，厚部11之厚度t1為0.2mm以上10mm以下之範圍內，薄部12之厚度t2為0.1mm以上5.0mm以下之範圍內為佳。又，厚部11之厚度t1與薄部12之厚度t2之比t1/t2為1.1以上8.0以下之範圍內為佳。然而，不進行異型輥壓加工S06之時，銅合金(銅合金塑性加工材)10之厚度係0.1mm以上10mm以下之範圍內為佳。

以上構成之本實施形態之銅合金中，將Mg之含有量限制在超過10massppm，100massppm以下之範圍內，與Mg生成化合物之元素之S之含有量限制在10massppm以下，將P之含有量限制在10massppm以下，將Se之含有量限制在5massppm以下，將Te之含有量限制在5massppm以下，將Sb之含有量限制在5massppm以下，將Bi之含有量限制在5masppm以下，將As之含有量限制在5masppm以下，更且將S與P與Se與Te與Sb與Bi與As之合計含有量限制在30massppm以下之故，可將微量添加之Mg固溶於銅之母相中，不會大幅減低導電率，可提升耐熱溫度。

然後，令Mg之含有量為[Mg]，令S與P與Se與Te與Sb與Bi與As之合計含有量成為[S+P+Se+Te+Sb+Bi+ As]之時，此等質量比[Mg]/[S+P+Se+Te+Sb+Bi+As]設定在0.6以上50以下之範圍內之故，不會使Mg過度固溶，導致導電率下降，可充分提升耐熱溫度。因此，根據本實施形態之銅合金時，可兼顧高導電率與優異耐熱性。具體而言，令導電率為97%IACS以上，可確保高導電率。

更且，本實施形態之銅合金中，Ag之含有量成為5massppm以上20massppm以下之範圍內之時，Ag在粒界附近偏析，經由此Ag，抑制粒界擴散，可更確實提升耐熱溫度。

更且，本實施形態之銅合金中，耐熱溫度為260℃以上之時，在耐熱性上十分優異，於高溫環境下亦可安定使用。

本實施形態之銅合金塑性加工材係由於以上述銅合金構成之故，導電性、耐熱性優異，特別適用於端子、匯流排、導線框、散熱基板等之電子電氣機器用零件之素材。

又，本實施形態之銅合金塑性加工材係正交於長度方向之剖面中，成為具備板厚互為不同之薄部與厚部之異型條之故，經由在電子電氣機器用零件之各部位，各別適用薄部及厚部，可得特性優異之電子電氣機器用零件。

更且，於本實施形態之銅合金塑性加工材之表面，形成金屬鍍敷層之時，可於表面可賦予各種特性，特別適於做為端子、匯流排、散熱構件等之電子電氣機器用零件之素材。

更且，本實施形態之電子電氣機器用零件(端子、匯流排、導線框、散熱構件等)係以上述銅合金塑性加工材構成之故，於大電流用途、高溫環境下，亦可發揮優異特性。

以上，雖對於本發明的實施形態之銅合金、銅合金塑性加工材、電子電氣機器用零件(端子、匯流排、導線框等)做了說明，但本發明非限定於此，在不脫離該發明之技術思想之範圍下，可適切加以變更。例如，上述實施形態中，對於銅合金(銅合金塑性加工材)之製造方法之一例做了說明，但銅合金塑性加工材之製造方法係非限定於記載於實施形態者，可適切選擇已存在之製造方法加以製造。又，本實施形態中，雖將圖1所示形狀之異型條為例做了說明，但非限定於此，可為其他之剖面形狀之異型條，亦可為板厚為一定之條材。又，亦可為線材或棒材。 [實施例]

以下，對於確認本發明之效果所進行之確認實驗結果加以說明。經由帶熔融精製法，將純度99.999mass%以上之純銅所成原料，裝入高純度石墨坩堝內，在Ar氣體環境之環境爐內，進行高頻熔解。於所得銅熔湯內，使用具有6N(純度99.9999mass%以上)之高純度銅與2N(純度99mass%以上)之純度之純金屬所製作之各種0.1mass%母合金，調製成表1、2所示成分組成，注湯於隔熱材(ISOWOOL)鑄型，製出鑄型塊。然而，鑄型塊之大小係厚度約30mm×寬度約60mm×長度約150~200mm。

對於所得鑄型塊，於Ar氣體環境中，以各種溫度條件，進行1小時之加熱，除去氧化被膜，實施表面研磨，進行切斷仍特定大小。之後，為成為適切最終厚度，調整厚度，進行切斷。對於切斷之各別試料，於室溫，以表3、4所示加工率進行粗輥壓後，在記載於表3、4之熱處理條件下，實施中間熱處理。

然後，於此等試料，以記載於表3、4之手法，施以機械性表面處理工程。然而，砂輪研磨係使用♯1000之研磨紙進行。張力矯直機係將φ16mm之輥子使用具備複數之張力矯直機，於線張力100N/mm ²加以實施。輕輥壓(每1道次之軋縮率為低之輥壓)係令最終3道次，以每1道次軋縮率為4%加以實施。

接著，除了一部分試料，使厚部與薄部之厚度各別成為記載於表3、4之值，經由平板狀之模頭、和沿著對向於此模頭之成形面的成形面往復移動之壓延滾輪，實施具階差異型加工。然後，除了一部分之試料，以記載於表3、4之條件，實施外襟熱處理。之後，以記載於表3、4之條件，進行完工加工，製出表5、6所示之厚度，寬度約60mm之特性評估用條材。

對於所得特性評估用條材，如以下實施評估。

(組成分析) 從所得鑄型塊採取測定試料，Mg係使用感應耦合電漿發光分光分析法，其他之元素係使用輝光放電質譜裝置(GD-MS)加以測定。然而，測定係在試體中央部與寬度方向端部之2處所，進行測定，將含有量多者成為該樣本之含有量。其結果，確認為表1、2所示成分組成。

(導電率) 從特性評估用條材採取寬度10mm×長度60mm之試驗片，經由4端子法求得電阻。又，使用測微器，進行試驗片之尺寸測定，算出試驗片之體積。然後，從測定之電阻值與體積，算出導電率。然而，試驗片係該長度方向對於特性評估用條材之輥壓方向成為平行而進行採取。將評估結果示於表5、6。

(結晶方位) 由所得特性評估用條材切出成寬度20mm×長度20mm，垂直於輥壓之寬度方向之面，即TD面(Tranverse Dection)，做為觀察面，埋入至樹脂，使用水研磨紙、鑽石研磨粒，進行機械研磨之後，使用膠狀矽石溶液，進行完工研磨，做為觀察用樣本。之後，使用掃描型電子顯微鏡，於試料表面之測定範圍內之各個測定點(像素)，照射電子線，得後方散亂電子線繞射所成圖案，經由SEM-EBSD(Electron Backscatter Diffraction Patterns)測定裝置，將以歐拉角(φ1,Φ,φ2)表示之時φ2=0°、φ1=0°~20°、Φ=35°~55°之範圍之方位密度、及S方位比例，如下述加以測定。

令鄰接之測定點間之方位差成為15°以上之測定點間之邊界，成為大角粒界。此時，雙晶邊界亦為大角粒界。又，使各樣本，含有100個以上之結晶粒，調整測定範圍。從所得方位解析結果，使用大角粒界，作成結晶粒界地圖。依據JIS H 0501之切斷法，對於結晶粒界地圖，各拉出5條縱、橫之特定長度之線分，計數完全切出之結晶粒數，將該切斷長度(結晶粒界切出之線分之長度)之合計以結晶粒之數除之，求得平均值，即平均結晶粒徑。

接著，以求得平均粒徑之10分之1以下之測定間隔之階梯，令觀察面，經由EBSD法加以測定。使含有總數1000個以上之結晶粒，在複數視野，合計面積成為10000μm ²以上之測定面積，將測定結果，經由資料解析軟體OIM解析，得各測定點之CI(Confidence Index)值。排除CI值為0.1以下之測定點，經由資料解析軟體OIM，進行集合組織之解析，獲得S方位比例及結晶方位分布函數。

經由解析所得之結晶方位分布函數，以歐拉角加以表示。將所得S方位比例及φ2=0°、φ1=0°~20°、Φ=35°~55°之範圍之方位密度之平均值，示於表5、6。然而，於表5、6中，於「ODF」之欄，記載φ2=0°、φ1=0°~20°、Φ=35°~55°之範圍之方位密度之平均值。

(耐熱溫度) 耐熱溫度係依據日本伸銅協會之JCBA T325:2013，取得1小時之熱處理之維氏硬度所成等時軟化曲線，求得成為熱處理前之硬度之80%之硬度之加熱溫度，加以評估。然而，維氏硬度之測定面係輥壓面。將評估結果示於表5、6。

比較例1係Mg之含有量較本發明之範圍為少之故，耐熱溫度低，耐熱性不充分。比較例2係Mg之含有量超過本發明之範圍，導電率變低。比較例3係S與P與Se與Te與Sb與Bi與As之合計含有量超過30massppm，耐熱溫度為低，耐熱性不充分。比較例4係質量比[Mg]/[S+P+Se+Te+Sb+Bi+As]不足0.6，耐熱溫度低，耐熱性不充分。

比較例5係φ2=0°、φ1=0°~20°、Φ=35°~55°之範圍之方位密度之平均值為不足1.3，耐熱溫度低，耐熱性不充分。比較例6係對於S方位{123}＜634＞而言，具有10°以內之結晶方位之結晶之面積比例為超過10%，耐熱溫度低，耐熱性不充分。

相較之下，本發明例1~24中，確認到導電率與耐熱性之被兼顧提升。由以上得知，根據本發明例時，可確認到可提供具有高導電率和優異耐熱性之銅合金。 [產業上的可利用性]

可提供具有高導電率和優異耐熱性之銅合金、銅合金塑性加工材、電子電子機器用零件、端子、匯流排、導線框、散熱基板。

10:銅合金塑性加工材 11:厚部 12:薄部 t1:厚部11之厚度 t2:薄部12之厚度

[圖1]本實施形態之銅合金(銅合金塑性加工材)之剖面說明圖。 [圖2]本實施形態之銅合金之製造方法之流程圖。

10:銅合金塑性加工材

11:厚部

12:薄部

t1:厚部11之厚度

t2:薄部12之厚度

Claims

一種銅合金，其特徵係具有Mg之含有量係成為超過10massppm，100massppm以下之範圍內，殘留部為Cu及不可避免不純物之組成，前述不可避免不純物中，S之含有量為10massppm以下，P之含有量為10massppm以下，Se之含有量為5massppm以下，Te之含有量為5massppm以下，Sb之含有量為5massppm以下，Bi之含有量為5masppm以下，As之含有量為5masppm以下的同時，S與P與Se與Te與Sb與Bi與As之合計含有量成為30massppm以下，令Mg之含有量為[Mg]，令S與P與Se與Te與Sb與Bi與As之合計含有量成為[S+P+Se+Te+Sb+Bi+As]之時，此等質量比[Mg]/[S+P+Se+Te+Sb+Bi+As]係成為0.6以上50以下之範圍內，導電率成為97%IACS以上，將EBSD法所成集合組織解析所得結晶方位分布函數以歐拉角表示時，φ2=0°、φ1=0°~20°、Φ=35°~55°之範圍之方位密度之平均值為1.3以上不足20.0，對於S方位{123}＜634＞而言，具有10°以內之結晶方位之結晶之面積比例為10%以下。
如請求項1記載之銅合金，其中，Ag之含有量為5massppm以上20massppm以下之範圍內。
如請求項1或2記載之銅合金，其中，耐熱溫度為260℃以上。
一種銅合金塑性加工材，其特徵係由如請求項1至3之任一項記載之銅合金所成。
如請求項4記載之銅合金塑性加工材，其中，為異型條者。
如請求項4或5記載之銅合金塑性加工材，其中，於表面具有金屬鍍敷層。
一種電子電氣機器用零件，其特徵係由如請求項4至6之任一項記載之銅合金塑性加工材所成。
一種端子，其特徵係由如請求項4至6之任一項記載之銅合金塑性加工材所成。
一種匯流排，其特徵係由如請求項4至6之任一項記載之銅合金塑性加工材所成。
一種導線框，其特徵係由如請求項4至6之任一項記載之銅合金塑性加工材所成。
一種散熱基板，其特徵係由如請求項4至6之任一項記載之銅合金塑性加工材所成。