TWI522482B - Conductive and excellent bending coefficient of copper alloy plate - Google Patents

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TWI522482B
TWI522482B TW103111196A TW103111196A TWI522482B TW I522482 B TWI522482 B TW I522482B TW 103111196 A TW103111196 A TW 103111196A TW 103111196 A TW103111196 A TW 103111196A TW I522482 B TWI522482 B TW I522482B
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Description

導電性及撓曲係數優異之銅合金板
本發明係關於一種銅合金板及通電用或散熱用電子零件,尤其是關於一種用作搭載於電機/電子機器、汽車等之端子、連接器、繼電器、開關、插座、匯流排、引線框架、散熱板等電子零件之素材的銅合金板、及使用該銅合金板之電子零件。尤其是關於適合於電動汽車、油電混合汽車等所使用之大電流用連接器或端子等大電流用電子零件之用途、或智慧型手機或平板PC所使用之液晶框架等散熱用電子零件之用途的銅合金板、及使用該銅合金板之電子零件。
於電機/電子機器、汽車等中,裝有端子、連接器、開關、插座、繼電器、匯流排、引線框架、散熱板等用以導電或熱之零件,該等零件係使用銅合金。此處,導電性與導熱性具有比例關係。
近年來,隨著電子零件之小型化,而要求提高撓曲係數。若將連接器等小型化,則難以較大地獲得板彈簧之位移。因此,必須以較小之位移獲得較高之接觸力,而要求更高之撓曲係數。
又,若撓曲係數高,則彎曲加工時之回彈會變小,而容易進行壓製成型加工。對於使用厚壁材料之大電流連接器等,該優點尤其大。
進而,智慧型手機或平板PC之液晶係使用被稱為液晶框架之散熱零件,對於此種散熱用途之銅合金板,亦要求更高之撓曲係數。其 原因在於:若提高撓曲係數,則施加外力時之散熱板之變形減輕,對配置於散熱板周圍之液晶零件、IC晶片等之保護性得到改善。
此處,連接器等板彈簧部之長度方向通常採用與壓延方向正交之方向(彎曲變形時之彎曲軸與壓延方向平行)。以下,將該方向稱為板寬方向(TD)。因此,撓曲係數之上升於TD尤其重要。
另一方面,隨著電子零件之小型化,通電部中之銅合金之截面積有變小之傾向。若截面積變小,則已通電時之來自銅合金之發熱會增大。又,發展蓬勃之電動汽車或油電混合汽車所使用之電子零件,具有電池部之連接器等流通非常高之電流的零件,而通電時銅合金之發熱一直是個問題。若發熱過大,則會使銅合金暴露於高溫環境。
於連接器等電子零件之電接點,對銅合金板賦予彎曲,利用由該彎曲所產生之應力,而獲得接點處之接觸力。若將賦予有彎曲之銅合金板於高溫下長時間保持,則由於應力緩和現象,應力即接觸力降低,而導致接觸電阻增大。為了應對該問題,對於銅合金,要求導電性更優異以使發熱量減少,又,亦要求應力緩和特性更優異以使即便發熱但接觸力亦不降低。同樣對於散熱用途之銅合金板,就抑制因外力所導致之散熱板之潛變變形之方面而言,亦期望應力緩和特性優異。
已知若於Cu中添加Zr或Ti,則應力緩和特性會提高(例如參照專利文獻1、2)。作為導電率高且具有相對較高之強度與良好之應力緩和特性之材料,CDA(Copper Development Association,銅業發展協會)中登錄有例如C15100(0.1質量%Zr-其餘Cu)、C15150(0.02質量%Zr-其餘Cu)、C18140(0.1質量%Zr-0.3質量%Cr-0.02質量%Si-其餘Cu)、C18145(0.1質量%Zr-0.2質量%Cr-0.2質量%Zn-其餘Cu)、C18070(0.1質量%Ti-0.3質量%Cr-0.02質量%Si-其餘Cu)、C18080(0.06質量%Ti-0.5質量%Cr-0.1質量%Ag-0.08質量%Fe-0.06質量%Si-其餘Cu)等合金。
[專利文獻1]日本特開2012-180593號公報
[專利文獻2]日本特開2011-117055號公報
然而,於Cu中添加有Zr或Ti之銅合金(以下稱為Cu-Zr-Ti系合金)雖然具有高導電率與強度,但其TD之撓曲係數並非可滿足作為流通大電流之零件之用途或發散大熱量之零件之用途的級別。又,習知之Cu-Zr-Ti合金雖然具有相對良好之應力緩和特性,但其應力緩和特性之級別作為流通大電流之零件之用途或發散大熱量之零件之用途未必可謂充分。尤其是目前為止仍未報告兼具較高之撓曲係數與優異之應力緩和特性之Cu-Zr-Ti系合金。
例如於專利文獻1中,對於Cu-Zr-Ti系合金,藉由將(111)面之法線與TD所成之角度為20度以下之結晶面積率調整為超過50%,而改善TD之撓曲係數。但是,根據其實施例,利用該方法改善撓曲係數後之合金於150℃保持1000小時後之應力緩和率為16.9~47.2%,不可謂充分之級別。進而,為了控制上述結晶方位,於通常之熱壓延之後,附加稱為第二種高溫壓延之特殊步驟,其會導致製造成本之顯著增大。
又,專利文獻2所揭示之銅合金板,藉由添加0.05~0.3質量%之Zr,且添加0.01~0.3質量%之Mg、Ti、Zn、Ga、Y、Nb、Mo、Ag、In、Sn中之一種以上,並進而將中間退火後之結晶粒徑調整為20~100μm,以改善應力緩和特性,但實施例中於150℃保持1000小時後之應力緩和率為17.2~18.6%,不可謂充分地獲得改善。再者,於該發明中並未對撓曲係數之改善進行研究。
因此,本發明之目的在於提供一種兼具高強度、高導電性、 高撓曲係數及優異之應力緩和特性之銅合金板及適合於大電流用途或散熱用途之電子零件。
本發明人反覆努力地研究,結果發現Cu-Zr-Ti系合金板,配向於壓延面之結晶粒的方位會對TD之撓曲係數產生影響。具體而言,為了提高該撓曲係數,於壓延面增加(111)面及(220)面是有效的,反之,增加(200)面則是有害的。
而且,經過實驗性研究,發明出成為該撓曲係數之指標之結晶方位指數,藉由控制該指數,可完成該撓曲係數之改善。進而,亦發現除了控制上述結晶方位以外,藉由將熱伸縮率調整為適當範圍,應力緩和特性亦顯著提高。
基於以上之見解而完成之本發明於一態樣中係一種銅合金板,其含有合計0.01~0.50質量%之Zr及Ti中一種或兩種,其餘部分由銅及不可避免之雜質構成,具有350MPa以上之拉伸強度,由下式賦予之A值為0.5以上。
A=2X(111)+X(220)-X(200)
X(hkl)=I(hkl)/I0(hkl)
其中,I(hkl)及I0(hkl)分別為使用X射線繞射法對壓延面及銅粉求出之(hkl)面的繞射積分強度。
本發明於另一態樣中係一種銅合金板,其含有合計0.01~0.50質量%之Zr及Ti中一種或兩種,並且含有1.0質量%以下之Ag、Fe、Co、Ni、Cr、Mn、Zn、Mg、Si、P、Sn及B中之一種以上,其餘部分由銅及不可避免之雜質構成,具有350MPa以上之拉伸強度,由下式賦予之A值為0.5以上。
A=2X(111)+X(220)-X(200)
X(hkl)=I(hkl)/I0(hkl)
其中,I(hkl)及I0(hkl)分別為使用X射線繞射法對壓延面及銅粉求出之(hkl)面的繞射積分強度。
本發明之銅合金板於一實施態樣中,於250℃加熱30分鐘時之壓延方向的熱伸縮率被調整為80ppm以下。
本發明之銅合金板於另一實施態樣中,導電率為70%IACS以上,板寬方向之撓曲係數為115GPa以上。
本發明之銅合金板於另一實施態樣中,導電率為70%IACS以上,板寬方向之撓曲係數為115GPa以上,於150℃保持1000小時後之板寬方向的應力緩和率為15%以下。
本發明於另一態樣中,係一種大電流用電子零件,其使用有上述銅合金板。
本發明於另一態樣中,係一種散熱用電子零件,其使用有上述銅合金板。
根據本發明,可提供一種兼具高強度、高導電性、高撓曲係數及優異之應力緩和特性之銅合金板及適合於大電流用途或散熱用途之電子零件。該銅合金板可較佳地用作端子、連接器、開關、插座、繼電器、匯流排、引線框架等電子零件之素材,尤其是作為通大電流之電子零件之素材或發散大熱量之電子零件之素材較為有用。
圖1係說明熱伸縮率測量用試片之圖。
圖2係說明應力緩和率測量原理之圖。
圖3係說明應力緩和率測量原理之圖。
以下,對本發明進行說明。
(目標特性)
本發明實施形態之Cu-Zr-Ti系合金板具有70%IACS以上之導電率,且具有350MPa以上之拉伸強度。若導電率為70%IASC以上,則通電時之發熱量可謂與純銅同等。又,若拉伸強度為350MPa以上,則可謂具有作為通大電流之零件之素材或發散大熱量之零件的素材所需之強度。
本發明實施形態之Cu-Zr-Ti系合金板之TD之撓曲係數為115GPa以上,更佳為120GPa以上。所謂彈簧彎曲係數係於不超過彈性極限之範圍內對懸臂樑施加負重,由此時之彎曲量而算出之值。作為彈性係數之指標,亦有藉由拉伸試驗而求出之楊氏模數,但彈簧彎曲係數與連接器等板彈簧接點處之接觸力顯示更良好之相關性。習知之Cu-Zr-Ti系合金板之撓曲係數為110GPa左右,藉由將其調整為115GPa以上,於加工成連接器等之後接觸力明顯提高,又,於加工成散熱板等之後對於外力明顯不易彈性變形。
關於本發明實施形態之Cu-Zr-Ti系合金板之應力緩和特性,於TD施加0.2%保證應力之80%之應力並於150℃保持1000小時時之應力緩和率(以下僅記為應力緩和率)為15%以下,更佳為10%以下。習知之Cu-Zr-Ti系合金板之應力緩和率為25~35%左右,藉由將其設為15%以下,於加工成連接器之後即便通大電流亦難以產生伴隨接觸力降低之接觸電阻的增加,又,於加工成散熱板後即便同時施加熱與外力亦難以產生潛變變形。
(合金成分濃度)
本發明實施形態之Cu-Zr-Ti系合金板含有合計0.01~0.50質量%(更佳為0.02~0.20質量%)之Zr及Ti中之一種或兩種。若Zr及Ti中一種或 兩種之合計未達0.01質量%,則難以獲得350MPa以上之拉伸強度及15%以下之應力緩和率。若Zr及Ti中一種或兩種之合計超過0.5質量%,則由於熱壓延破裂等而難以製造合金。於添加Zr之情形時,較佳將其添加量調整為0.01~0.45質量%,於添加Ti之情形時,較佳將其添加量調整為0.01~0.20質量%。若添加量低於下限值,則不易獲得應力緩和特性之改善效果,若添加量超過上限值,則有導致導電率或製造性變差之情形。
於Cu-Zr-Ti系合金中,為了改善強度或耐熱性,可含有Ag、Fe、Co、Ni、Cr、Mn、Zn、Mg、Si、P、Sn及B中之一種以上。但是,若添加量過多,則有導電率降低而低於70%IACS,或合金之製造性變差的情形,因此添加量設為以總量計為1.0質量%以下,更佳為0.5質量%以下。又,為了獲得由添加產生之效果,較佳將添加量設為以總量計為0.001質量%以上。
(壓延面之結晶方位)
將由下式賦予之結晶方位指數A(以下僅記為A值)調整為0.5以上,更佳為1.0以上。此處,I(hkl)及I0(hkl)分別為使用X射線繞射法對壓延面及銅粉求出之(hkl)面的繞射積分強度。
A=2X(111)+X(220)-X(200)
X(hkl)=I(hkl)/I0(hkl)
若將A值調整為0.5以上,則撓曲係數變為115GPa以上,同時應力緩和特性亦提高。關於A值之上限值,雖然就撓曲係數及應力緩和特性改善之方面而言並無限制,但A值典型而言採用10.0以下之值。
(熱伸縮率)
若對銅合金板施加熱,則會產生極微小之尺寸變化。本發明中將該尺寸變化之比率稱為「熱伸縮率」。本發明人發現藉由對控制A值後之Cu-Zr-Ti系銅合金板調整熱伸縮率,可顯著地改善應力緩和率。
於本發明中,使用於250℃加熱30分鐘時之壓延方向的尺寸變化率作為熱伸縮率。較佳將該熱伸縮率之絕對值(以下僅記為熱伸縮率)調整為80ppm以下,更佳調整為50ppm以下。關於熱伸縮率之下限值,就銅合金板特性之方面而言並無限制,但熱伸縮率少有在1ppm以下。除了將A值調整為0.5以上以外,且亦將熱伸縮率調整為80ppm以下,藉此使應力緩和率在15%以下。
(厚度)
製品之厚度較佳為0.1~2.0mm。若厚度過薄,則由於通電部之截面積變小而通電時之發熱增加,故而不適合作為流通大電流之連接器等之素材,又,由於會因微小之外力而發生變形,故而亦不適合作為散熱板等之素材。另一方面,若厚度過厚,則難以進行彎曲加工。就此種觀點而言,更佳之厚度為0.2~1.5mm。藉由使厚度在上述範圍,可抑制通電時之發熱,並且使彎曲加工性成為良好者。
(用途)
本發明實施形態之銅合金板,適合使用電機/電子機器、汽車等所使用之端子、連接器、繼電器、開關、插座、匯流排、引線框架等電子零件之用途,尤其適用於電動汽車、油電混合汽車等所使用之大電流用連接器或端子等大電流用電子零件之用途、或智慧型手機或平板PC所使用之液晶框架等散熱用電子零件之用途。
(製造方法)
將作為純銅原料之電解銅等熔解,並藉由碳脫氧等降低氧濃度後,添加Zr及Ti中之一種或兩種及視需要之其他合金元素,鑄造成厚度30~300mm左右之鑄錠。藉由熱壓延將該鑄錠製成厚度3~30mm左右之板後,反覆進行冷壓延與再結晶退火,以最終之冷壓延最後加工為特定之製品厚度,最後實施弛力退火。
將A值調整為0.5以上之方法並不限定於特定之方法,例如可藉由控制熱壓延條件而實現。
於本發明之熱壓延時,使加熱至850~1000℃之鑄錠反覆通過一對壓延輥間,最後加工為目標板厚。每1道次之加工度會對A值產生影響。此處,所謂每1道次之加工度R(%)係通過壓延輥1次時之板厚減少率,由R=(T0-T)/T0×100(T0:通過壓延輥前之厚度,T:通過壓延輥後之厚度)賦予。
關於該R,較佳將全部道次中之最大值(Rmax)設為25%以下,將全部道次之平均值(Rave)設為20%以下。藉由滿足該等兩個條件,A值成為0.5以上。更佳將Rave設為19%以下。
於再結晶退火時,使壓延組織之一部分或全部再結晶化。又,藉由在適當之條件下進行退火,而析出Zr、Ti等,合金之導電率上升。於最終冷壓延前之再結晶退火時,將銅合金板之平均結晶粒徑調整為50μm以下。若平均結晶粒徑過大,則難以將製品之拉伸強度調整為350MPa以上。
最終冷壓延前之再結晶退火之條件係根據目標之退火後結晶粒徑及目標製品之導電率而決定。具體而言,只要使用分批爐或連續退火爐,並將爐內溫度設為250~800℃進行退火即可。若為分批爐,則只要於250~600℃之爐內溫度在30分鐘至30小時之範圍內適當調整加熱時間即可。若為連續退火爐,則只要於450~800℃之爐內溫度在5秒至10分鐘之範圍內適當調整加熱時間即可。一般而言,若於更低溫度且更長時間之條件下進行退火,則可以相同之結晶粒徑獲得更高之導電率。
於最終冷壓延時,使材料反覆通過一對壓延輥間,而最後加工為目標板厚。最終冷壓延之加工度較佳為設為25~99%。此處,加工度r(%)係由r=(t0-t)/t0×100(t0:壓延前之板厚,t:壓延後之板厚)賦予。 若r過小,則難以將拉伸強度調整為350MPa以上。若r過大,則有壓延材料之邊緣破裂之情形。
除了藉由控制上述熱壓延條件而調整A值以外,亦藉由將製品之熱伸縮率調整為80ppm以下而使應力緩和率成為15%以下。將熱伸縮率調整為80ppm以下之方法並不限定於特定之方法,例如可藉由在最終壓延後於適當之條件下進行弛力退火而實現。
即,藉由將弛力退火後之拉伸強度調整為較弛力退火前(剛最終壓延完)之拉伸強度低10~100MPa之值,較佳為低20~80MPa之值,而使熱伸縮率成為80ppm以下。若拉伸強度之降低量過小,則難以將熱伸縮率調整為80ppm以下。若拉伸強度之降低量過大,則有製品之拉伸強度未達350MPa之情形。
具體而言,於使用分批爐之情形時,只要藉由在100~500℃之爐內溫度於30分鐘至30小時之範圍內適當調整加熱時間,又,於使用連續退火爐之情形時,只要藉由在300~700℃之爐內溫度於5秒至10分鐘之範圍內適當調整加熱時間,而將拉伸強度之降低量調整為上述範圍即可。
[實施例]
以下將本發明之實施例與比較例一併例示,但該等實施例係為了更佳地理解本發明及其優點而提供,而非意在限定發明。
於熔融銅中添加合金元素後,鑄造成厚度為200mm之鑄錠。將鑄錠於950℃加熱3小時,藉由熱壓延而製成厚度15mm之板。對熱壓延後之板表面之氧化皮進行研削、去除後,反覆進行退火與冷壓延,以最終之冷壓延最後加工為特定之製品厚度。最後進行弛力退火。
於熱壓延時,對每1道次之加工度的最大值(Rmax)及平均值(Rave)進行各種變更。
最終冷壓延前之退火(最終再結晶退火)係使用分批爐,將 加熱時間設為5小時並於250~700℃之範圍內調整爐內溫度,而改變退火後之結晶粒徑與導電率。
於最終冷壓延時,對加工度(r)進行各種變更。
於弛力退火時,使用連續退火爐,將爐內溫度設為500℃並於1秒至10分鐘之間調整加熱時間,而對拉伸強度之降低量進行各種變更。再者,於一部分實施例中不進行弛力退火。
對製造中途之材料及弛力退火後之材料(製品)進行下述測量。
(成分)
利用ICP-質量分析法分析弛力退火後之材料之合金元素濃度。
(最終再結晶退火後之平均結晶粒徑)
藉由機械研磨將與壓延方向正交之剖面最後加工成鏡面後,藉由蝕刻使晶界出現。於該金屬組織上,依據JIS H 0501(1999年)之切斷法進行測量,而求出平均結晶粒徑。
(製品之結晶方位)
對於弛力退火後之材料之壓延面,於厚度方向測量(hkl)面之X射線繞射積分強度(I(hkl))。又,對於銅粉末(關東化學股份有限公司製造,銅(粉末),2N5,>99.5%,325網目),亦測量(hkl)面之X射線繞射積分強度(I0(hkl))。X射線繞射裝置係使用理學股份有限公司製造之RINT2500,利用Cu線管,以管電壓25kV、管電流20mA進行測量。測量面((hkl))設為(111)、(220)及(200)三面,藉由下式而算出A值。
A=2X(111)+X(220)-X(200)
X(hkl)=I(hkl)/I0(hkl)
(拉伸強度)
針對最終冷壓延後及弛力退火後之材料,以拉伸方向成為與壓延方向 平行之方式選取JIS Z2241中所規定之13B號試片,依據JIS Z2241,與壓延方向平行地進行拉伸試驗,而求出拉伸強度。
(熱伸縮率)
以試片之長度方向成為與壓延方向平行之方式,自弛力退火後之材料選取寬度20mm、長度210mm之短條形狀之試片,如圖1所示般空出L0(=200mm)之間隔而壓印兩點壓痕。其後,於250℃加熱30分鐘,測量加熱後之壓痕間隔(L)。然後,求出由(L-L0)/L0×106之式所算出之值的絕對值作為熱伸縮率(ppm)。
(導電率)
以試片之長度方向成為與壓延方向平行之方式,自弛力退火後之材料選取試片,依據JIS H0505,藉由四端子法測量於20℃之導電率。
(撓曲係數)
依據日本伸銅協會(JACBA)技術標準「利用銅及銅合金板條之懸臂樑之撓曲係數測量方法」測量TD之撓曲係數。
以試片之長度方向與壓延方向正交之方式選取板厚t、寬度w(=10mm)之短條狀試片。將該試樣之一端固定,於距固定端為L(=100 t)之位置施加P(=0.15N)之負重,根據此時之彎曲d,使用下式而求出撓曲係數B。
B=4‧P‧(L/t)3/(w‧d)
(應力緩和率)
以試片之長度方向與壓延方向正交之方式,自弛力退火後之材料選取寬度10mm、長度100mm之短條形試片。如圖2所示,將l=50mm之位置作為作用點,對試片賦予y0之彎曲,使其負擔相當於TD之0.2%保證應力(壓延方向,依據JIS Z 2241測量)之80%的應力(s)。y0係藉由下式而求出。
y0=(2/3)‧l2‧s/(E‧t)
此處,E為TD之撓曲係數,t為試樣之厚度。於150℃加熱1000小時後卸載,如圖3所示測量永久變形量(高度)y,並算出應力緩和率{[y(mm)/y0(mm)]×100(%)}。
將評價結果示於表1。表1之最終再結晶退火後之結晶粒徑中之「<10μm」之表述,包括壓延組織全部再結晶化而其平均結晶粒徑未達10μm的情形、及僅壓延組織之一部分再結晶化的情形此兩種情形。
又,於表2中,作為熱壓延之各道次中之材料之最後加工厚度及每1道次之加工度,例示有表1之發明例1、發明例4、比較例1及比較例3者。
對於發明例1~25之銅合金板,將Zr與Ti之合計濃度調整為0.01~0.50質量%,於熱壓延時將Rmax設為25%以下,將Rave設為20%以下,於最終再結晶退火時將結晶粒徑調整為50μm以下,於最終冷壓延時將加工度設為25~99%。其結果,A值成為0.5以上,可獲得70%IACS以上之導電率、350MPa以上之拉伸強度、及115GPa以上之撓曲係數。
進而於發明例1~22中,由於在最終壓延後之弛力退火時使拉伸強度降低10~100MPa,故而熱伸縮率成為80ppm以下,其結果亦獲得15%以下之應力緩和率。另一方面,發明例23、24由於弛力退火時之拉伸強度降低量未達10MPa,又,發明例25由於未實施弛力退火,故而熱伸縮率均超過80ppm,其結果應力緩和率超過15%。
於比較例1~5中,由於Rmax或Rave不在本發明之規定內,故而A值未達0.5。其結果,撓曲係數未達115GPa。進而,儘管藉由在使 拉伸強度降低10~100MPa之條件下進行弛力退火而將熱伸縮率調整為80ppm以下,但應力緩和率仍超過15%。
於比較例6中,由於Zr與Ti之合計濃度未達0.01質量%,故而弛力退火後之拉伸強度未達350MPa,應力緩和率超過15%。
於比較例7中,由於最終冷壓延時之加工度未達25%,又,於比較例8中,由於最終冷壓延前之剛再結晶退火完的結晶粒徑超過50μm,故而弛力退火後之拉伸強度均未達350MPa。
比較例9係按照專利文獻1中所揭示之步驟,將鑄錠加工至厚度15mm者。於700~1000℃之加工溫度下將以950℃加熱(均質化熱處理)3小時後之厚度200mm的鑄錠壓延(第1種高溫壓延,加工度50%)至厚度100mm後,以5~100℃/秒冷卻至室溫。其後,再加熱至550℃,並於400~550℃之加工溫度壓延(第2種高溫壓延,加工度70%)至厚度15mm。此處,表1中之Rmax與Rave係第1種高溫壓延時者。再者,厚度為15mm以後之步驟與其他實施例同樣地進行。
對於比較例9,藉由專利文獻1中所揭示之EBSD法測量具有(111)面之法線與TD所成之角度為20度以內之原子面之區域的面積率,結果超過50%。比較例9之撓曲係數成為115GPa以上,儘管於使拉伸強度降低10~100MPa之條件下進行弛力退火,而將熱伸縮率調整為80ppm以下,但應力緩和率仍超過15%。

Claims (7)

  1. 一種銅合金板,其含有合計0.01~0.50質量%之Zr及Ti中之一種或兩種,其餘部分由銅及不可避免之雜質構成,具有350MPa以上之拉伸強度,由下式賦予之A值為0.5以上,A=2X(111)+X(220)-X(200) X(hkl)=I(hkl)/I0(hkl)(其中,I(hkl)及I0(hkl)分別為使用X射線繞射法對壓延面及銅粉求出之(hkl)面的繞射積分強度)。
  2. 一種銅合金板,其含有合計0.01~0.50質量%之Zr及Ti中之一種或兩種,進而含有1.0質量%以下之Ag、Fe、Ni、Mn、Zn、Mg、Si、P、Sn中之一種以上,其餘部分由銅及不可避免之雜質構成,具有350MPa以上之拉伸強度,由下式賦予之A值為0.5以上,A=2X(111)+X(220)-X(200) X(hkl)=I(hkl)/I0(hkl)(其中,I(hkl)及I0(hkl)分別為使用X射線繞射法對壓延面及銅粉求出之(hkl)面的繞射積分強度)。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之銅合金板,其中,於250℃加熱30分鐘時之壓延方向之熱伸縮率被調整為80ppm以下。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之銅合金板,其導電率為70%IACS以上,板寬方向之撓曲係數為115GPa以上。
  5. 如申請專利範圍第3項之銅合金板,其導電率為70%IACS以上,板寬方向之撓曲係數為115GPa以上,於150℃保持1000小時後之板寬方向之應力緩和率為15%以下。
  6. 一種大電流用電子零件,其使用有申請專利範圍第1至5項中任一項之銅合金板。
  7. 一種散熱用電子零件,其使用有申請專利範圍第1至5項中任一項之銅合金板。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0843785A (ja) * 1994-08-02 1996-02-16 Casio Comput Co Ltd 液晶プロジェクタ
JP5427971B1 (ja) * 2013-03-25 2014-02-26 Jx日鉱日石金属株式会社 導電性及び曲げたわみ係数に優れる銅合金板
JP6223057B2 (ja) 2013-08-13 2017-11-01 Jx金属株式会社 導電性及び曲げたわみ係数に優れる銅合金板
JP6296727B2 (ja) * 2013-09-03 2018-03-20 Jx金属株式会社 導電性及び曲げたわみ係数に優れる銅合金板
JP6085633B2 (ja) * 2015-03-30 2017-02-22 Jx金属株式会社 銅合金板および、それを備えるプレス成形品
JP7133326B2 (ja) * 2018-03-16 2022-09-08 Jx金属株式会社 強度及び導電性に優れる銅合金板、通電用電子部品、放熱用電子部品
JP7133327B2 (ja) * 2018-03-16 2022-09-08 Jx金属株式会社 強度及び導電性に優れる銅合金板、通電用電子部品、放熱用電子部品
JP7451964B2 (ja) * 2019-01-16 2024-03-19 株式会社プロテリアル Cu合金板およびその製造方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3739214B2 (ja) * 1998-03-26 2006-01-25 株式会社神戸製鋼所 電子部品用銅合金板
JP3318309B2 (ja) * 2000-02-29 2002-08-26 日鉱金属株式会社 リードフレームおよびリードフレーム用銅合金
MXPA05002640A (es) * 2002-09-13 2005-07-19 Olin Corp Aleacion a base de cobre que endurece por envejecimiento y proceso.
JP5312920B2 (ja) * 2008-11-28 2013-10-09 Jx日鉱日石金属株式会社 電子材料用銅合金板又は条
JP4642119B2 (ja) * 2009-03-23 2011-03-02 三菱伸銅株式会社 銅合金及びその製造方法
JP5320642B2 (ja) * 2009-04-17 2013-10-23 株式会社Shカッパープロダクツ 銅合金の製造方法及び銅合金
JP5411679B2 (ja) 2009-12-07 2014-02-12 株式会社Shカッパープロダクツ 銅合金材
EP2610359A4 (en) * 2010-08-27 2017-08-02 Furukawa Electric Co., Ltd. Copper alloy sheet and method for producing same
WO2012026610A1 (ja) * 2010-08-27 2012-03-01 古河電気工業株式会社 銅合金板材およびその製造方法
CN103502486B (zh) * 2012-04-04 2016-06-22 三菱伸铜株式会社 具有优异的耐疲劳特性的Cu-Mg-P系铜合金板及其制造方法
JP5427971B1 (ja) * 2013-03-25 2014-02-26 Jx日鉱日石金属株式会社 導電性及び曲げたわみ係数に優れる銅合金板

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