WO2011118650A1 - 電子材料用銅合金及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は各種の組成を有する銅合金に対して適用でき、特に制限はないが、島状めっきが問題となりやすいりん青銅、コルソン合金、黄銅、洋白及びチタン銅に対して好適に適用できる。
コルソン合金には随意にその他の元素(例えば、Mg、Sn、B、Ti、Mn、Ag、P、Zn、As、Sb、Be、Zr、Al及びFe)が添加されてもよい。これらその他の元素は総計で2.0質量%程度まで添加するのが一般的である。例えば、更に別の一例として、コルソン合金はNiを1.0~4.0質量%、Siを0.2~1.3質量%、Snを0.01~2.0質量%、Znを0.01~2.0質量%含有し、残部銅及び不可避的不純物から構成される組成を有する。
本発明に係る銅合金の圧延方向に平行方向の断面をSIMで観察すると以下の特徴的な組織形態を有する。
本発明において、結晶粒の個々の粒径は、結晶粒内を横断することのできる深さ方向に最も長い線分と、深さ方向に直角な方向に最も長い線分の平均値として定義する。
本発明に係る銅合金は、鋳造後、熱処理、熱間圧延及び冷間圧延等の慣例の手段を組み合わせて所望の組成を有する銅合金基材を製造した後、所定の表面処理を実施することで製造することができる。
本発明に係る銅合金に対しては各種のめっきを施すことができ、その種類に特に制限はない。例えば、Ni、Sn、Ag等のめっきを施すことができる。中でも、Niは島状めっきが形成されやすいため、本発明を特に好適使用することができる。従って、本発明の一実施形態においては、めっき膜はNi、Sn及びAgの何れか一種以上を含有する。
本発明に係る銅合金は種々の伸銅品、例えば板、条、管、棒及び線に加工された形態で提供されることができ、リードフレーム、コネクタ、ピン、端子、リレー、スイッチ、二次電池用箔材等の電子部品等に好適に使用することができる。
表面処理後の銅合金板に対して、先述した方法により、
A)表層からの深さが0.5μm以下の範囲における非晶質組織及び粒径が0.1μm未満の結晶粒の面積率、
B)表層からの深さが0.2~0.5μmの範囲において粒径が0.1μm以上の結晶粒全体に対して粒径が0.1μm以上0.2μm未満の結晶粒が占める個数割合、及び
C)表層からの深さが0.2μm未満の範囲において粒径が0.1μm以上の結晶粒全体に対して粒径が0.1μm以上0.2μm未満の結晶粒が占める個数割合
を求めた。
表中、BとCの値に関しては、測定値を端数処理し、5%刻みとした値を記載してある。例えば、62.5%以上67.5%未満は65%として記載した。
その後、以下の条件でNiめっきを行った。
浴組成: NiSO4-6H2O 280g/L
めっき条件: 電流密度:5A/dm2
めっき時間:15s
S:島状めっきなし
A:島状めっきの面積率が10%以下
B:島状めっきの面積率が10%を超えて20%以下
C:島状めっきの面積率が20%を超えて50%以下
D:島状めっきの面積率が50%を越える
健全部と島状めっき部とを画像解析装置により2値化し、島状めっきの面積率を算出する。
一方、比較例No.28、33、35、37、39、41、43、45、47、49、51及び53では、バフ研磨を行っていないため、加工変質層自体が形成されなかった。そのため、優れためっき性が得られなかった。
比較例No.29、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52及び54では、一回目のバフ研磨は行ったため、加工変質層は形成されたものの、それを除去しなかったため、ベルビー層が残存した。その結果、優れためっき性が得られなかった。
比較例No.30は一回目のバフ研磨で形成した加工変質層を強力な酸洗で除去してしまったため、ベルビー層のみならず、粒径が0.1μm以上0.2μm未満の結晶粒までも過剰に除去されてしまった。その結果、発明例と比較してめっき性が劣った。
比較例No.31は一回目のバフ研磨で形成した加工変質層を強力な酸洗で除去した上、2回目のバフ研磨も行ったことから、ベルビー層のみならず、粒径が0.1μm以上0.2μm未満の結晶粒までも完全に除去されてしまった。その結果、発明例と比較してめっき性が劣った。
比較例No.32は一回目のバフ研磨で形成した加工変質層を強力な酸洗で除去し、改めて一回目と同様のバフ研磨を行った。その結果、比較例29と同様の特性となった。
Claims (8)
- 圧延方向に平行方向の断面をSIMで観察したときに、表層からの深さが0.5μm以下の範囲において非晶質組織及び粒径が0.1μm未満の結晶粒の占める面積率が1%以下であり、表層からの深さが0.2~0.5μmの範囲において粒径が0.1μm以上の結晶粒全体に対して粒径が0.1μm以上0.2μm未満の結晶粒が占める個数割合が47.5%以上である電子材料用銅合金。
- 圧延方向に平行方向の断面をSIMで観察したときに、表層からの深さが0.2μm未満の範囲において粒径が0.1μm以上の結晶粒全体に対して粒径が0.1μm以上0.2μm未満の結晶粒が占める個数割合が57.5%以上である請求項1記載の電子材料用銅合金。
- 銅合金はりん青銅、チタン銅又はコルソン合金である請求項1又は2記載の電子材料用銅合金。
- 銅合金基材の表面に対して、#600~8000の番手を有する研磨材で研磨を実施して、工程2の後に圧延方向に平行方向の断面をSIMで観察したときに表層からの深さが0.2~0.5μmの範囲において粒径が0.1μm以上の結晶粒全体に対して粒径が0.1μm以上0.2μm未満の結晶粒が占める個数割合が47.5%以上となるほどに十分な厚みの加工変質層を形成する工程1と、次いで、圧延方向に平行方向の断面をSIMで観察したときに表層からの深さが0.5μm以下の範囲において非晶質組織及び粒径が0.1μm未満の結晶粒の占める面積率が1%以下であり、表層からの深さが0.2~0.5μmの範囲において粒径が0.1μm以上の結晶粒全体に対して粒径が0.1μm以上0.2μm未満の結晶粒が占める個数割合が47.5%以上となるように、0.01~0.5μmの粒度(d50)をもつ研磨材で研磨を実施して加工変質層から非晶質組織及び粒径が0.1μm未満の微細結晶粒を除去する工程2とを含む電子材料用銅合金の製造方法。
- 工程1で使用する研磨材がシリコンカーバイド製であり、工程2で使用する研磨材が酸化アルミ又はコロイダルシリカ製である請求項4記載の製造方法。
- 工程1及び工程2の研磨をバフ研磨により実施する請求項4又は5記載の製造方法。
- 請求項1~3何れか一項記載の銅合金の表面にめっき膜を設けた被めっき物。
- めっき膜がNi、Sn及びAgの何れか一種以上を含有する請求項7記載の被めっき物。
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