WO2011142643A2

WO2011142643A2 - 구리합금 및 그 제조방법과 그 강도와 전기전도도를 향상시키는 방법

Info

Publication number: WO2011142643A2
Application number: PCT/KR2011/003604
Authority: WO
Inventors: 어광준; 한승전
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2010-05-14
Filing date: 2011-05-16
Publication date: 2011-11-17
Also published as: WO2011142643A3

Abstract

본 발명은 니켈(Ni)과 실리콘(Si)이 합금화 원소이고, 나머지는 구리와 불가피한 불순물이 잔부를 이루는 구리합금 속에 티타늄(Ti)이 상기 구리합금 속에 실리콘을 대신하여 니켈과 금속간화합물의 석출을 유도하기 위해 추가의 합금화 원소로 첨가된, 강도와 전기전도도가 향상된 구리합금 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 또한 이렇게 제조된 구리합금으로 제조된 반도체 리드프레임과 전자 부품용 커넥터에 관한 것이다. 또한, 구리, 니켈, 실리콘을 포함하고, 석출 구동력을 향상시키는 성분을 첨가하여 합금을 제조하는 단계와, 상기 제조된 합금을 급냉하는 단계와, 상기 제조된 합금을 열처리하여, 합금을 구성하고 있는 결정립 전반에 걸쳐 층상(Lamellar) 혹은 섬유상(Fiber)의 석출물을 생성시키는 단계와, 상기 층상 혹은 섬유상 석출물이 전체 조직에 걸쳐 일방향으로 배열되게 하는 단계를 포함하는, 구리합금의 강도와 전기전도도를 향상시키는 방법에 관한 것이다.

Description

구리합금 및 그 제조방법과 그 강도와 전기전도도를 향상시키는 방법

본 발명은 구리(Cu)-니켈(Ni)-실리콘(Si) 합금에 Ti을 첨가함으로써 구리 기지에서 합금원소의 고용도를 감소시킴으로, 열처리시 석출속도를 증가시키고 석출물의 부피분율을 증가시키는 기술에 관한 것이다. 또한, 구리-니켈-실리콘을 포함하는 합금의 결정립에 층상 혹은 섬유상 석출물을 성장시킨 후 이를 일방향 배열하여 강도와 전도도를 향상시키는 방법에 관한 것이다.

구리합금은 다른 금속에 비해 높은 전기전도도를 가지고 있어 전기/전자회로에 많이 적용되고 있다. 전자제품, 컴퓨터, 휴대전화 등 전기/전자 정보통신산업의 비약적인 발전과 더불어 전기/전자부품의 신호처리 능력은 매우 발전하고 있다. 그 결과 전기/전자회로 등에 사용되는 구리 및 구리합금은 전기/전자회로의 소형화에 부응해야 하는 요구를 받고 있다.

구리합금은 반도체, 정보통신, 자동차등에 사용되는 반도체를 비롯한 리드프레임, 커넥터, 축전지 또는 제어기를 각종 전기 부품, 작동기, 센서 등에 연결하기 위한 도전소재로 많이 사용되고 있으며, 이러한 도전소재의 소형화가 절실하게 요구된다.

리드프레임이란 반도체 칩과 외부회로를 연결시켜 주는 전선(lead) 역할과 반도체 패키지를 전자회로 기판에 고정시켜주는 버팀대(frame) 역할을 수행하는 금속기판으로서 반도체 처리속도의 고속화에 직접적인 영향을 미치는 부품소재이다.

최근에 폭발적인 수요를 나타내는 LED용으로 적용되는 리드프레임은, 열화를 방지하기 위해, 발생하는 열을 방출하는 기능과 LED의 발광효율을 높이는 반사경으로서의 역할이 매우 중요하여, LED 장치의 수명과 성능을 좌우하는 중요한 요인으로 작용하고 있다.

리드프레임의 구성은 IC칩(집적회로)을 탑재, 고정하는 다이 패드부, IC칩 상의 단자와 선을 연결하는 이너리드부, 외부 단자가 되는 아우터 리드부로 이루어져 있으며, 리드프레임의 가운데에 IC칩을 올려놓고 세라믹스 등의 패키지를 씌우면 완성된 부품이 되는 것이다.

반도체 및 전자부품용 커넥터의 경우엔 제품이 소형화되고 고성능화함에 따라 도전소재의 크기 또한 소형화가 필요하기 때문에 도전율의 상승과 더불어 경도 및 강도의 증가가 필연적으로 요구된다.

이에 따라 통상적인 반도체/LED 리드프레임 및 전자부품용 커넥터 등에 대한 리드프레임 및 커넥터의 재료로서, Cu-Fe-P 합금(CDA19400) 또는 Cu-Ni-Si 합금(예: CDA70250)이 공지되어 있다.

대표적인 Cu-Ni-Si계 구리합금인 C70250(또는 C7025)은 2.2∼4.2 중량%의 니켈(Ni)과 0.25∼1.20 중량%의 실리콘(Si)과, 0.05∼0.30 중량%의 마그네슘(Mg) 및 잔부인 구리(Cu)를 포함하여 구성된다. 이 합금은 강도가 상대적으로 우수하여 리드프레임 및 커넥터용 재료로 사용되나, 전도도가 상대적으로 낮은 단점이 있다. (도 1 참조)

전자의 합금은 강도가 Fe 및 P의 동시 첨가를 기본으로 하는 Fe-P 화합물의 석출에 의해 개선되는 합금이며, 후자의 합금은 Ni 및 Si을 첨가하여 Ni-Si의 금속간화합물을 석출시킨 합금이다. Ni-Si의 금속간화합물에 의해 강도를 개선한 합금의 경우는 높은 강도와 적절한 전기전도도를 나타내므로 전기/전자/자동차 산업에서 다양하게 적용중이다. 일반적으로 Cu-Ni-Si합금에서 고강도 고전도도를 구현하기 위해서는 열간압연, 냉간압연 그리고 시효처리를 시행하고 구상의 Ni₂Si를 미세하게 생성시켜 강도의 상승을 꾀한다. 한편 Cu-Ni-Si합금의 경우 구형의 Ni₂Si를 미세하게 분포시키는 것은 장시간의 열처리와 냉간가공공정이 요구되고 최적의 Ni₂Si 크기와 균질분포를 유지하는 것이 용이하지 않은 단점이 있다. 이론상으로는 Ni₂Si상의 부피분율이 커지면 강화상의 부피도 커져서 강도가 증가된다. 그러나 Ni₂Si의 첨가량이 증가하면 Ni₂Si상이 미세하게 분포하게 되는 것보다는 조대하게 분포되는자연적인 경향이 있다. 따라서 오히려 강도는 감소하게 되는 단점이 있다.

본 발명의 목적은, 구리(Cu)-니켈(Ni)-실리콘(Si) 합금에 Ti을 첨가함으로써 석출상의 석출 구동력을 증가시켜 빠른 시간내에 강도 및 전도도가 향상되도록 한 구리합금과 이의 제조 방법에 있다.

또한, 본 발명의 목적은, 구리합금 내에 Ni₂Si상의 형태를 기존의 구형의 형태에서 층상 혹은 섬유상의 석출물로 결정립 전반에 생성하도록 하여, 이러한 층상 혹은 섬유상의 석출물을 방향성을 가지도록 배열함으로써 구리합금의 전기전도도와 강도를 향상시키는 데에 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 구리합금은, 니켈(Ni)과 실리콘(Si)이 합금화 원소이고, 나머지는 구리와 불가피한 불순물이 잔부를 이루는 구리합금 속에 티타늄(Ti)이, 실리콘을 일부 대신하여 니켈과의 금속간화합물의 석출을 유도하기 위해, 추가의 합금화 원소로 첨가된 것이다.

구체적으로 상기 구리합금 속에 첨가되는 합금원소의 양은 각각 니켈(Ni)이 2.5 내지 6.0 중량%, 실리콘(Si)은 0.4 내지 1.5 중량%, 티타늄(Ti)은 0.003 내지 0.5 중량%를 포함하며, 잔부(殘部)는 구리(Cu)인 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 강도와 전기전도도가 향상된 또 다른 구리합금은, 합금화 원소로 첨가되는 총 3가지 원소와, 잔부(殘部)가 구리와 기타 불가피한 불순물로 구성된 구리합금으로, 상기 3가지 합금원소는 니켈(Ni)과 실리콘(Si)과 티타늄(Ti)이고, 상기 니켈과 실리콘과 티타늄의 중량의 총합이 8 중량% 이하이고, 상기 니켈의 중량%와 실리콘과 티타늄의 중량%의 합이 5:1에서 3:1 사이에서 결정되는 것이다.

구체적으로, 니켈(Ni)은 2.5 내지 6.0 중량%, 실리콘(Si)은 0.4내지 1.5 중량%, 티타늄(Ti)은 0.003내지 0.5 중량%를 포함하며, 잔부(殘部)는 구리(Cu)인 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 구리합금을 제조하는 방법은, 구리와 니켈을 같이 녹여 상기 구리와 상기 니켈의 용탕을 만드는 단계와, 상기 용탕에 추가로 실리콘을 투입하여 녹이는 단계와, 미리 제작하여 둔 구리와 티타늄의 모합금을 넣어 최종적으로, 니켈(Ni)과 실리콘(Si)과 티타늄(Ti)과 잔부인 구리(Cu)의 조성을 맞추는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 구리합금을 제조하는 또 다른 방법은, 구리를 녹여 용탕을 만드는 단계와, 미리 제작하여 둔 Ni₂Si_1-xTi_x를 상기 구리용탕에 투입하여 최종적으로, 니켈(Ni)과 실리콘(Si)과 티타늄(Ti)과 잔부인 구리(Cu)의 조성을 맞추는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 구리합금을 제조하는 또 다른 방법은, 구리를 녹여 용탕을 만드는 단계와, 상기 구리용탕에 실리콘을 투입하여 녹이는 단계와, 미리 제작하여 둔 니켈과 티타늄의 모합금을 넣어 최종적으로, 니켈(Ni)과 실리콘(Si)과 티타늄(Ti)과 잔부인 구리(Cu)의 조성을 맞추는 것이다.

구체적으로 상기 니켈, 실리콘, 티타늄의 최종 조성은 각각 2.5 내지 6.0 중량%, 0.4 내지 1.5 중량%, 0.003 내지 0.5 중량%을 포함한 것이다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예와 관련된 구리합금의 강도와 전기전도도 향상 방법은, 구리, 니켈, 실리콘을 포함하고, 석출 구동력을 향상시키는 성분을 첨가하여 합금을 제조하는 단계와, 상기 제조된 합금을 급냉하는 단계와, 상기 제조된 합금을 열처리하여, 합금을 구성하고 있는 결정립 전반에 걸쳐 층상(Lamellar) 혹은 섬유상(Fiber)의 석출물을 생성시키는 단계와, 상기 층상 혹은 섬유상 석출물이 전체 조직에 걸쳐 일방향으로 배열되게 하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 급냉하는 단계 이후, 상기 합금을 열처리하여 상기 합금 전체 조직에 걸쳐 층상 혹은 섬유상의 석출물을 생성시키는 단계 이전에, 상기 합금을 단상 구역으로 가열하여 상기 합금을 균질화 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 균질화 처리하는 단계는, 800℃~1000℃의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 균질화 처리하는 단계는, 30분~2시간 동안 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 합금을 제조하는 단계에서, 석출 구동력을 향상시키는 성분은 티타늄, 바나듐인 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 합금을 열처리하여 상기 합금 전체 조직에 걸쳐 층상 혹은 섬유상의 석출물을 생성시키는 단계는, 400℃~600℃의 온도에서 열처리하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 합금 내의 층상 혹은 섬유상 석출물이 일방향으로 배열되게 하는 단계는, 상기 합금을 압연 혹은 인발하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 합금 내의 층상 혹은 섬유상 석출물이 일방향으로 배열되게 하는 단계는, 상기 합금을 열간압연, 냉간압연, 열간인발, 냉간인발하는 것을 특징으로 할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 구리(Cu)-니켈(Ni)-실리콘(Si) 합금에 Ti을 첨가함으로써 열간가공성 및 기계적 특성이 향상되고, 동시에 전기전도도가 향상된다. 그 결과, 구리합금의 용도에 따라 전기전도도, 경도 및 강도를 조절함으로써 최적의 물성을 나타내는 구리합금의 제조가 가능하다.

또한, 구리합금 내에 Ni₂Si상의 형태를 기존의 구형의 형태에서 층상 혹은 섬유상의 석출물로 결정립 전반에 생성하도록 하여, 이러한 층상 혹은 섬유상의 석출물을 방향성을 가지도록 배열함으로써 전기전도도와 강도가 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에서 구리합금을 설계하기 위해 사용한 개념도이다.

도 2는 각종 첨가원소(합금화 원소)의 양에 따른 구리의 전기 전도도 변화를 도시한 그림이다.

도 3은 본 발명을 위해 계산된 Cu-Ni₂Si의 이상 상태도(binary phase diagram)이다.

도 4는 Ti이 첨가된 본 발명의 구리합금과 Ti이 첨가되지 않은 구리합금의 미세조직을 대비한 조직사진이다.

도 5a와 도 5b는 각각 Ti이 첨가되지 않는 구리합금(비교예 1)과 첨가된 본 발명의 구리합금(실시예 1)이 각 온도에서 열처리 시간에 따른 전기전도도의 변화를 나타낸 그림이다.

도 6a와 도 6b는 각각 Ti이 첨가되지 않는 구리합금(비교예 1)과 첨가된 본 발명의 구리합금(실시예 1)이 각 온도에서 열처리 시간에 따른 비커스 경도의 변화를 나타낸 그림이다.

도 7은 Ti이 첨가된 본 발명의 구리합금(실시예 4와 5)의 각 온도에서 열처리 시간에 따른 전기전도도와 비커스 경도의 변화를 나타낸 그림이다.

도 8은 Ti이 첨가된 본 발명의 구리합금(실시예 6)의 각 온도에서 열처리 시간에 따른 전기전도도와 비커스 경도의 변화를 나타낸 그림이다.

도 9은 Ti이 첨가된 본 발명의 구리합금(실시예 7)의 각 온도에서 열처리 시간에 따른 전기전도도의 변화를 나타낸 그림이다.

도 10은 Ti이 첨가된 본 발명의 구리합금(실시예 1)과 첨가되지 않은 구리합금(비교예 1)을 각 온도(400℃, 450℃, 그리고 500℃)에서 열처리 시간에 따른 비커스 경도의 변화를 나타낸 그림이다.

도 11은 Ti이 첨가된 본 발명의 구리합금(실시예 1과 실시예 6)과 첨가되지 않은 비교합금(비교예 1)의 열처리 시간에 따른 비커스 경도의 변화를 나타낸 그림이다.

도 12은 비교예 1과 실시예 1의 조성을 가진 구리합금의 각 가공상태(as-cast, hot-rolled, cold-rolled)에 따른 전기 전도도의 값을 나타낸 비교 그림과 표이다.

도 13은 Ti이 첨가된 구리합금(실시예 1과 실시예 8)과 첨가되지 않은 구리합금(비교예 1)을 열간압연한 사진이다.

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 구리합금의 강도와 전기전도도를 향상시키는 방법을 순서에 따라 도시한 순서도이다.

도 15는 본 발명에서 열처리 후 결정립 전반에 걸쳐 층상 혹은 섬유상 석출물이 형성된 합금 조직을 촬영한 FIB(focused Ion Beam) 사진이다.

도 16은 본 발명에서 열처리 후 결정립 전반에 걸쳐 층상 혹은 섬유상 석출물이 형성된 합금 조직을 촬영한 SEM(Scanning Electron Microscope) 사진이다.

도 17은 본 발명에서 인발 과정에 의한 층상 혹은 섬유상 석출물의 일방향 배열을 보여주는 모식도이다.

도 18은 본 발명에서 인발 이후 층상 혹은 섬유상 석출물이 일방향 배열된 조직을 촬영한 SEM(Scanning Electron Microscope) 사진이다.

도 19는 본 발명의 인발 이후 합금의 전기전도도 향상을 보여주는 그래프이다.

도 20은 본 발명의 인발 이후 합금의 인장강도 향상을 보여주는 그래프이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구리합금 및 그 제조방법과 그 강도와 전기전도도를 향상시키는 방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.

일반적으로 구리기지(Cu Matrix)에 제2원소(첨가원소 또는 합금화원소)의 고용은 도 2에서 나타나 있듯이 전기전도도를 감소시킨다. 석출경화형 구리합금은 제2원소의 석출을 증가시켜서 기지의 잔존 고용도를 감소시킴으로 전기전도도의 향상이 가능하다. 석출경화형 구리합금의 경우 제2원소의 고용영역을 감소시키면, 과냉도(ΔT)와 조성적 과냉도(ΔC)가 증가되므로 석출 구동력이 증가된다.

도 3은 상용 열역학 프로그램을 이용하여 구리합금에 티타늄 원소가 첨가되지 않았을 때와 첨가되었을 때를 대비하여 계산한 그래프이다. 상태도(Phase diagram)의 계산은 FactStage라는 프로그램을 사용하였다. 도 3에서도 알 수 있듯이 구리와 Ni₂Si의 2원계 상태도에서 Ti가 첨가됨에 따라서 첨가원소(제2원소)들의 고용도가 떨어지고 금속간화합물의 석출경향이 높아짐을 확인할 수 있다.

즉, Cu-Ni-Si계 구리합금에 Ti을 첨가할 경우 구리 고온영역에서 Cu 단상 고용영역이 화살표 방향으로 감소하는 것을 계산된 상태도를 통해 알 수 있다. 이는 구리합금의 일반적인 열처리 및 시효온도 영역 (300∼600℃)에서 석출구동력을 향상시키는 결과를 가져온다.

Cu-Ni-Si계 구리합금에서 Ni 및 Si의 함량이 증가할 경우에도 Ni₂Si의 석출이 증가되며 그 부피분율이 증가하게 된다. 이것은 Ti을 첨가하여도 동일한 효과를 나타낸다. 즉 Ti의 첨가에 따라, 합금원소에 대한 구리의 고용도가 감소하므로, 석출상의 부피분율이 증대하게 된다. 또한, 석출상의 석출구동력을 증가시켜, 열처리 도중에 석출물의 석출이 보다 촉진되는 결과를 낳는다.

합금원소 조성범위

구리에 첨가되는 합금원소의 조성의 범위는 니켈(Ni)은 2.5 내지 6.0 중량%, 실리콘(Si)은 0.4 내지 1.5 중량%, 티타늄(Ti)은 0.003내지 0.5 중량%를 포함하며, 잔부(殘部)는 구리(Cu)인 것을 특징으로 한다.

여기서, 니켈이 6.0 중량% 초과하는 경우는 열간압연을 하는 동안 취성(brittleness)에 의하여 깨어질 수 있다. 이는 석출이 아닌 정출이 발생하여 재료를 취약하게 만들기 때문이다. 니켈이 2.5 중량% 미만인 경우는 구리합금의 강도를 원하는 정도까지 올릴 수가 없다.

실리콘이 1.5 중량% 초과하는 경우는 전기전도도가 떨어져서 희망하는 물성을 얻기 어렵고, 0.4 중량% 미만인 경우는 강도가 떨어지게 된다.

티타늄이 0.5 중량% 초과하는 경우는 전기전도도가 떨어지고, 석출하는 대신 정출되어 구리합금의 취성이 증가하게 된다. 0.003 중량% 미만인 경우는 티타늄 첨가의 효과가 미미하여 본 발명에서 목적하는 물성을 얻을 수 없게 된다.

합금화 원소로는 니켈과 실리콘과 티타늄의 3가지 합금화 원소를 사용한다. 다른 원소가 사용되는 경우 그 다른 원소들과 본 발명에서 사용되는 합금화 원소간에 정출물이 발생할 가능성이 높아진다. 특히, 티타늄과의 정출물이 발생할 가능성이 높다. 이러한 정출물들은 재료의 취성을 높여서 열간압연시 크랙이 발생하기 쉽다. 그러나, 미량의 다른 원소를 추가로 사용하는 것은 본 발명의 구리합금 조성의 본질을 벗어나지 않는 범위내에서 가능하다.

본 발명에서 상기 3가지 합금원소는 니켈(Ni)과 실리콘(Si)과 티타늄(Ti)이고, 상기 니켈과 실리콘과 티타늄의 중량의 총합이 8 중량% 이하가 유지되도록 니켈과 실리콘과 티타늄의 합금조성을 유지한다. 합금원소의 총합이 8 중량%를 초과하는 경우에는 석출이 아닌 정출이 발생하여 재료를 취약하게 만든다.

여기서 합금화 원소의 총합을 8중량% 이내로 유지하면서 바람직하게는 합금화 원소로 첨가되는 3가지 원소는 니켈의 중량%와 실리콘과 티타늄의 두 원소 중량%의 합이 5:1에서 3:1 사이에서 결정되는 것이 바람직하다. 그 이유는 상기 합금원소들간의 금속간화합물을 생성하도록 유도하는 화학적 조성범위(stoichiometric ratio)가 바람직하기 때문이다. 본 발명의 구리합금에서 석출되는 금속간화합물은 주로 Ni₂Si 금속간화합물 속 Si가 일부 Ti원소로 치환된 금속간화합물이 발견되었다. 또한 일부는 Ni와 Ti, Ni와 Si의 금속간화합물이나 Ni-Si-Ti의 3원계 금속간화합물도 발견되었다.

본 발명에서 니켈의 중량%와 실리콘과 티타늄의 두 원소 중량%의 합이 5:1에서 3:1 사이의 범위를 벗어나게 되면 금속간화합물이 생성되는 조성범위를 과도하게 벗어나게 되어, 화합물을 형성하지 못한 첨가원소들은 고용을 할 수 밖에는 없게 된다. 결과적으로 전기전도도를 떨어뜨리고 강도를 떨어뜨리게 된다.

본 발명(실시예 1∼8)을 위하여 Cu-Ni-Si계 구리합금에 추가적으로 Ti의 양을 투입하여 석출물(금속간화합물)의 양을 변화시켰다. 아래의 실시예에서는 Ni에 대응하여, Si과 Ti 함량의 합을 변화시켜서 전체 석출물의 부피분율을 변화시켰다. 비교예의 경우는 Ni+Si의 양을 3.65 중량%에서 7.58 중량%까지 변화시켜서 실시예와 비교하였다. 아래 표 1은 본 발명에서 사용된, Ti원소가 첨가되지 않은 구리합금(비교예)와 Ti원소가 첨가된 구리합금(실시예)의 조성을 나타내고 있다.

표 1

조성 (중량%)
Cu	Ni	Si	Ti	Si+Ti(중량%)		사용된 명칭
Bal.	6.08	1.5	-	해당안됨(Ti=0)	비교예 1	CNS
Bal.	3.0	0.65	-	해당안됨(Ti=0)	비교예 2
Bal.	6.02	1.38	0.24	1.62	실시예 1	CNST-10
Bal.	3.26	0.66	0.03	0.69	실시예 2	T-05
Bal.	3.02	0.6	0.11	0.71	실시예 3	T-1
Bal.	2.54	0.52	0.021	0.541	실시예 4	T-005
Bal.	2.51	0.52	0.004	0.524	실시예 5	T-003
Bal.	3.89	0.85	0.003	0.853	실시예 6	CNST-003
Bal.	5.23	1.15	0.06	1.156	실시예 7	CNST-05
Bal.	5.40	1.50	0.24	1.74	실시예 8	CNST-15

합금의 제조공정

본 발명을 위한 구리합금의 경우 다음과 같은 제조공정을 가진다.

우선 구리와 니켈을 같이 녹여 상기 구리와 상기 니켈의 용탕을 만든 후, 상기 용탕에 추가로 실리콘을 투입하여 녹인다. 그 다음으로, 구리와 티타늄의 모합금을 용탕에 투입한다. 이러한 과정으로 본 발명의 최종 합금조성을 맞춘다.

이러한 방법 이외에도, 우선 구리를 녹여 용탕을 만드는 단계 후, Ni₂Si_1-xTi_x를 상기 구리용탕에 투입한다. 이러한 과정으로 본 발명의 최종 합금조성을 맞춘다.

이러한 방법 이외에도, 우선 구리를 녹여 용탕을 만든 후, 상기 구리용탕에 실리콘을 투입하여 녹인다. 그리고, 니켈과 티타늄의 모합금을 넣는다. 이러한 과정으로 본 발명의 최종 합금조성을 맞춘다.

상기 본 발명에서 구리합금을 제조하는 공정의 각 단계에서 용해의 온도는 투입되는 재료들이 녹기에 충분한 온도이면 가능하다. 너무 용탕의 온도를 높이는 경우에는 재료가 기화되어 목표로 한 조성에서 멀어지게 된다. 그러나, 용탕에 추가로 새로운 재료를 첨가할 때는 첨가로 인하여 용탕의 온도가 떨어져 고화되지 않을 정도로 높일 필요가 있다.

한편, 실리콘과 티타늄의 모합금을 제작하고, 이 모합금을 구리용탕에 넣을 수도 있다. 그러나, 실제로는 실리콘과 티타늄 간에는 금속간화합물을 여러 조성에서 형성되어, 모합금을 제조하기가 용이하지 않다. 또한 티타늄이나 실리콘의 용해시 휘발로 인하여 최종 생성되는 모합금의 조성이 타켓 조성(목적 조성)에서 벗어나서 다른 방법과 비교하여 상대적으로 조성 맞추기가 용이하지 않다는 문제점도 발생한다.

본 발명을 위한 구리합금을 제조하기 위해 주조 후 다음의 공정을 가진다. 상기의 제조방법으로 제조된 구리합금은 일반적으로 주조상태(as-cast)로 바로 사용하기는 편석등의 문제로 어렵다. 이러한 주조상태의 편석 문제를 해결하기 위해 열간단조를 실시한다. 열간단조의 온도범위는 열간압연의 온도범위인 800℃∼980℃에서 수행을 한다.

열간단조와 유사한 목적으로 용체화처리를 행할 수도 있다. 이러한 열간단조나 용체화처리는 희망하는 목적에 의하여 선택적으로 행할 수 있는 선택사항으로 반드시 필요한 공정상의 단계는 아니다. 열간단조나 용체화처리는 목적하는 최종 제품의 형상이나 요구되는 물성치를 고려하여 수행의 여부를 결정한다. 용체화처리나 열간단조 후 열간압연을 행하는데 온도범위는 800℃∼980℃에서 수행을 한다.

열간처리 즉, 열간단조나 열간압연 후, 스카핑(scarfing)단계를 거친다. 그 이유로는 열간처리 후에는 표면이 산화되어 최종 냉간압연을 하는 경우, 표면의 스케일이 제품의 표면에 부착되어 결함으로 작용하거나, 제품의 미관을 해치기 때문이다. 열간처리 후 최종적으로 냉간압연으로 최종 제품의 두께를 조절한다.

비교예 1과 본 발명의 실시예 1, 8의 조성으로 구성된 구리합금들을 800℃∼980℃에서 열간압연을 수행한 결과, 비교예와 비하여 본 발명의 구리합금이 70%이하의 압하율까지 열간압연이 가능하였다.

도 5a와 5b는 각각 비교예 1와 실시예 1의 구리합금을 이용하여 각 온도의 조건에서 열처리 시간에 따른 전기전도도의 변화를 나타낸 그래프이다. 일반적으로 구리합금에서 열처리 온도(시효처리 온도)가 높을수록 전기전도도는 증대하고, 시효처리 시간이 증대할수록 전기 전도도가 증대한다. 본 발명에서 Ti가 첨가된 실시예 1의 경우 시효처리 시간에 따라 각각의 온도에서 실험한 시간범위에서 점진적으로 증가함을 보였다. 반면에 비교예의 경우, 증가하다가 포화되는 것을 알 수 있었다. 전기전도도는 Ti가 첨가된 실시예 1의 경우 비교예 1과 대비하여 상대적으로 더 높았다. 즉, 전기전도도가 동일 열처리 조건에서 본 발명의 구리합금이 비교예 1에 비해 향상되었음이 나타났다. 그리고 열처리시간당 전기전도도 증가속도도 빨랐다. 즉, 실시예 1의 조성에서 비교예 1의 조성보다 빨리 석출물이 형성됨을 간접적으로 파악할 수 있었다. 도면에서 %IACS는 전기전도도를 나타내는 지수로서 International Annealed Copper Standard의 약자이다.

도 6a와 6b는 각각 비교예 1과 실시예 1의 구리합금을 이용하여 각 온도의 조건에서 열처리 시간에 따른 비커스 경도를 나타났다. 동일 조건(온도와 시간)에서 실시예 1의 경도가 비교예 1과 비교하여 높았다. 그리고 열처리시간당 경도의 증가속도가 증가함이 나타났다.

도 7은 실시예 4와 5의 구리합금이 시효처리에 따른 전기전도도와 경도의 변화를 나타낸 그래프이다. 비교예 2와 실시예 4와 5를 동일한 열간압연, 냉간압연, 열처리를 하였을 때, 실시예는 비교예와 비교하여 대등한 전기전도도와 경도를 나타내었다. 비교예 2의 경우 Ni+Si의 중량%가 3.65중량%이고, 실시예 4와 5의 경우는 Ni+Si의 중량%가 3.06중량%과 3.03중량%이다. 즉, 석출물의 중량%(Ni중량%+Si중량%)가 0.5% 감소해도, 미량의 Ti양(0.021과 0.004중량%)이 투입됨에 따라서 비교예 2와 동등한 전기전도도와 경도를 나타내었다. 이는 Ti의 첨가로 인해 석출능이 증가하여 구리에 투입되는 Ni+Si 중량%가 감소해도 동일하거나 보다 나은 효과를 나타낸 것이다.

아래의 표 2는 비교예 2의 구리조성과 본 발명의 실시예 2와 3의 구리조성의 전기전도도와 경도를 대비하여 나타낸 표이다. Ti이 첨가된 본 발명의 구리합금이 전기전도도와 경도값이 Ti가 첨가되지 않은 경우와 비교하여 높다는 것을 확인할 수 있었다.

표 2

	비교예 2	실시예 2	실시예 3
전기전도도(%IACS)	30.4	34.6	35.3
경도 (Hv)	187.1	194	-

도 8은 실시예 6을 비교예 1과 동일한 열간압연, 냉간압연, 열처리를 하였을 때, 전기전도도와 경도를 표시한 그래프이다. 실시예 6의 경우처럼 구리합금에 Ti를 0.003%의 중량%로 첨가하여도 전기전도도 및 경도가 향상되었음을 알 수 있다.

도 9는 실시예 7의 구리합금이 각 온도에서 열처리 온도에 따른 전기전도도를 나타내고 있다.

도 10은 Ti의 첨가된 본 발명의 구리합금(실시예 1)과 Ti가 첨가되지 않은 구리합금(비교예 1)을 400℃, 450℃, 그리고 600℃에서 열처리 시간에 따른 비커스 경도의 변화를 나타낸 그림이다. Ti이 첨가된 본 발명의 구리합금이 비교예와 비교하여 경도가 높다는 것을 보여주고 있다. 또한 열처리에 따라서 경도가 증가되는 경향이 비교예 보다 훨씬 두드러짐을 알 수 있다.

도 11은 Ti의 첨가된 본 발명의 구리합금(실시예 1과 실시예 6)과 첨가되지 않은 비교합금(비교예)의 열처리 시간에 따른 비커스 경도의 변화를 나타낸 그림이다. 도 10과 마찬가지로 Ti이 첨가된 본 발명의 구리합금이 비교예와 비교하여 경도가 높다는 것을 보여주고 있다. 또한 열처리에 따라서 경도가 증가되는 경향이 비교예 보다 훨씬 두드러짐을 알 수 있다.

도 12은 비교예 1과 실시예 1의 조성을 가진 구리합금의 각 가공상태(as-cast, hot-rolled, cold-rolled)에 따른 전기 전도도의 값을 나타낸 비교 그림과 표이다. 모든 경우에서 비교예 1 보다 본 발명의 구리합금 조성인 실시예 1의 물성치가 월등했다.

도 13은 Ti가 첨가된 구리합금 (실시예 1과 실시예 8)의 경우와 Ti가 첨가되지 않은 구리합금의 열간압연을 한 사진이다. Ti이 첨가된 본 발명의 구리합금의 경우 열간압연시에도 균열이 없이 압연이 가능하였다는 사실을 보여주고 있다. 그러나, 비교예에서는 열간압연시 크랙이 심하게 발생하였다.

먼저 구리-니켈-실리콘을 포함하는 용탕을 제조한 후, 제조된 용탕에 석출 구동력을 향상시키는 성분을 첨가하여 합금을 제조한다(S10). 석출 구동력을 향상시키는 성분은 구체적으로 티타늄(Ti)이나 바나듐(V) 등이 있을 수 있다. 티타늄(Ti)이나 바나듐(V) 첨가에 의한 구리 합금 내의 석출 구동력 향상에 대한 설명은 앞서 설명한 바와 같다.

이와 같은 석출 구동력을 향상시키는 성분의 첨가에 의해 합금 내에 석출물이 생성되면, 합금을 급냉한다(S20). 합금의 급냉은 수냉, 유냉 등이 사용될 수 있다. 바람직하게는 합금을 상온의 물에 담가 급냉한다. 급냉을 수행하는 온도는 상온이 바람직하나, 그 이하 혹은 그 이상에서도 가능하다. 합금을 급냉시키면 도 3에서 확인할 수 있듯이, 구리 기지 내에 Ni₂Si 등의 석출물이 급속히 생성되어 석출 경화에 의해 경도 및 합금 조직을 단단하게 만들게 된다. 앞서 석출 구동력을 향상시킨 합금을 급냉함으로써 합금 내에 석출물을 다량으로 발생시킬 수 있게 된다.

합금의 급냉 이후에, 합금을 단상 구역으로 가열하여 합금을 균질화 처리하는 것 또한 가능하다. 합금의 균질화 처리는 급냉되었던 합금 내부에 불균일하게 분포하고 있는 합금 원소들의 물리적 성질이나 화학적 특성을 합금 전체에 걸쳐 균일하게 분포할 수 있도록 하는 것이다.

이러한 합금의 균질화 처리는 800℃~1000℃에서 수행하는 것이 바람직하다. 합금의 균질화 처리가 800℃ 미만인 경우, 균질화 효과가 미미할 수 있으며, 1000℃를 초과하는 경우 과도하게 합금의 온도가 올라 Cu의 녹는점에 근접하게 될 수 있다. 또한, 합금의 균질화 처리는 30분~2시간 동안 수행되는 것이 바람직하다. 합금의 균질화 처리가 30분 미만인 경우 균질화 효과가 미미할 수 있으며, 2시간을 초과하면 불필요한 균질화 처리 시간으로 인해 처리 시간 대비 효과가 미미해질 수 있다. 합금을 균질화 처리하는 경우 합금 내의 합금 원소가 조직 내에 균일하게 분포되게 되어 향후 열처리 후 형성되는 층상 혹은 섬유상의 석출물이 조직 내에 좀 더 균일하게 분포하게 됨으로써 기계적 물성 향상이 증대될 수 있는 효과를 나타낼 수 있다. 그러나 균질화 처리는 물성 향상에 도움이 될 수 있으나 반드시 필요한 것은 아니다.

급냉이 완료되면, 합금을 열처리하여 합금 내에 형성되었던 층상(Lamellar) 혹은 섬유상(Fiber)의 석출물들이 결정립계에서 성장하여 시간이 경과됨에 따라 결정립계로부터 결정립 내부로 성장해 나가도록 하여 결정립 전반에 걸쳐 층상 혹은 섬유상의 석출물을 생성시킨다(S30).

구체적으로, 열처리 온도는 400℃~600℃의 온도 범위에서 수행되는 것이 바람직하다. 이러한 열처리 온도는 400℃ 미만인 경우 결정립계로 부터 층상 혹은 섬유상의 석출물이 결정립 내부로 성장하는 속도가 느릴 뿐 아니라 성장 효율이 떨어져서 결정립 전반에 걸쳐 층상 혹은 섬유상의 석출물의 생성되기 어렵다. 또한, 600℃를 초과하는 온도에서 열처리하는 경우, 온도 상승에 소모되는 에너지 대비 석출물 성장 효과가 떨어지기 때문에 이 온도를 초과하는 것이 무의미할 수 있다.

또한, 열처리를 수행하는 시간은 1분에서 10시간까지 다양하게 실시할 수 있다. 열처리 수행 시간은 합금의 인장강도에 영향을 미칠 수 있는 요소이기 때문에 열처리 온도에 따라 최적의 값을 찾기 위해 다양하게 실시되는 것이 바람직하다. 이는 일정한 열처리 온도에서 열처리를 실시한 후 시간에 따른 인장강도나 전기전도도 등 합금의 기계적 성질을 측정하는 방법으로 최적의 열처리 시간을 찾는 것이 바람직하다.

이와 관련한, 도 15 내지 도 16은 구리 합금(Cu-Ni-Si-Ti)을 제조하여 상온에서 수냉으로 급냉 처리하고, 500℃에서 360분 열처리한 후 그 조직을 촬영한 FIB 및 SEM 사진이다. 사진에서 보는 바와 같이, 열처리 후 조직 전반에 걸쳐 층상 혹은 섬유상의 석출물이 분포하고 있음을 알 수 있다. 도 16과 같이, 이러한 층상 혹은 섬유상의 석출물들은 결정립 전반에 생성되어 분포하고 있으나 그 방향은 결정립마다 여러 방향을 향하고 있는 것을 알 수 있다.

열처리를 통하여 합금 조직 내의 결정립 전반에 걸쳐 층상 혹은 섬유상의 석출물이 형성되었으면 합금 외부에서 방향성이 있는 압력을 가하여 조직 내부에 형성된 층상 혹은 섬유상의 석출물이 방향성을 가지고 일방향 배열할 수 있도록 한다(S40).

구체적으로, 합금 외부에서 압력을 가하는 방법으로 압연이나 인발을 수행하는 것이 바람직하다. 도 17과 같이, 설정된 온도에서 열처리한 합금을 냉간 인발혹은 냉간 압연하면, 열처리 후조직 내에 각 결정립 내에 여러 방향으로 성장되어 있던 층상 혹은 섬유상의 석출물이 인발 이후 일방향으로 배열되어, 방향성을 갖는 층상 혹은 섬유상의 석출물이 조직 전반에 걸쳐 분포하게 됨을 보여준다. 압연은 냉간압연, 열간압연 방법이 모두 사용될 수 있으며, 인발 역시 냉간인발이나 열간인발의 방법이 모두 사용될 수 있다. 냉간압연 및 냉간인발은 상온에서 실시되는 것이며, 열간압연이나 열간인발은 700℃까지 온도를 상승하여 실시하는 것이 가능하다. 이러한 방법 이외에도 합금의 외부에서 합금 조직 내에 방향성을 가지고 압력을 줄 수 있는 가압의 방법은 어떠한 것이든 사용이 가능하다.

도 18은 구리(CU-Ni-Si-Ti)합금을 제조하여 상온의 물로 급냉시킨 후, 이를 다시 500℃에서 360분간 열처리하여 냉간 인발 수행하여 그 조직을 촬영한 SEM 사진이다. 도 18과 같이, 인발을 수행한 이후 층상의 석출물들이 조직 내에서 좌우로 긴 방향으로 일방향 배열되어 있는 것을 알 수 있다.

또한, 인발이나 압연 등 합금 내부 조직에 층상 혹은 섬유상의 석출물을 일방향 배열한 이후에도 열처리를 수행하여, 합금 내의 석출물을 안정화시키는 처리를 하는 것 또한 가능하다. 이때의 열처리는 초기 열처리 온도와 비슷한 수준의 온도에서 행해질 수 있으며, 시간 역시 30분에서 10시간까지 다양하게 수행될 수 있다. 일반적으로 열처리 시간이 길어지면 인장강도가 떨어지는 경향이 있으므로 최적의 요건을 찾기 위하여 열처리 온도 및 시간은 다양하게 조합하여 수행되는 것이 바람직하다.

도 19는 본 발명의 인발 이후 합금의 전기전도도 향상을 보여주는 그래프이며, 도 20은 본 발명의 인발 이후 합금의 인장강도 향상을 보여주는 그래프이다.

도 19 내지 도 20의 CNS는 Cu-Ni-Si으로만 이루어진 합금의 데이터임을 나타내고, CNST는 Cu-Ni-Si-Ti로 이루어진 것이며, Ti의 첨가로 인하여 석출 구동력이 향상된 합금의 데이터이다. 도 19 내지 도 20에 나타낸 합금들은 모두 합금 제조 후, 상온에서 수냉하여 급냉시키고, 980℃에서 1시간 동안 균질화 처리하고, 이후 500℃에서 360분간 열처리를 수행하였다. 비교예3은 열처리까지만을 수행한 시편이며, 실시예9는 열처리 후 냉간 인발을 수행한 직후의 시편이고, 실시예10은 냉간 인발을 수행한 후 다시 500℃에서 1시간의 열처리를 수행한 시편이다.

이때 전반적으로 석출 구동력을 향상하는 Ti가 첨가되어 제조된 합금이 우수한 전기전도도를 나타냈다. 또한, 인발처리를 하지 않은 비교예3의 전기전도도보다 실시예9와 실시예10에서 측정한 전기전도도 값이 향상되었음을 알 수 있다.

마찬가지로, 도 9에서도 전반적으로 석출 구동력을 향상하는 Ti가 첨가되어 제조된 합금이 우수한 인장강도를 나타냈다. 또한, 인발을 수행하지 않은 비교예3의 전기전도도보다 인발을 수행한 실시예1과 실시예2의 비교예3에 비하여 향상되었음을 알 수 있다.

도 19 내지 도 20의 전기전도도 및 인장강도 향상에 대한 측정값의 수치적인 결과는 아래 표 3과 같다.

표 3

	전기전도도(%IACS)		인장강도(MPa)
	Cu-Ni-Si합금	Cu-Ni-Si-TI합금	Cu-Ni-Si합금	Cu-Ni-Si-TI합금
비교예3	29.5	38.1	483	642
실시예9	40.2	45.4	863	1027
실시예10	46.7	53.4	551	701

표 3에서 비교예3은 인발을 수행하지 않은 시편이고, 실시예9는 인발을 수행한 시편, 실시예10은 인발을 수행한 후 열처리를 한번 더 실시한 시편이다. 각각의 전기전도도 측정값과 인장강도 측정값을 비교해본 결과, 비교예3과 대비하며 실시예9의 전기전도도는 최소 7.8%이상 향상되었음을 알 수 있다. 또한, 실시예10에서는 실시예9에서의 전기전도도보다 더 우수한 값이 측정되었음을 알 수 있다.

비교예3의 인장강도는 483MPa, 642MPa로 낮은 값을 나타냈으나, 인발을 수행한 실시예9에서는 약 1.5~2배가량 상승된 863MPa, 1027MPa로 측정되었다. 인발 후 열처리를 수행한 실시예10은 실시예9에서의 측정값보다는 낮아졌으나 비교예3 보다는 높은 값을 나타내어 전반적으로 인발 후 인장강도가 향상됨을 알 수 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 구리합금의 강도와 전기전도도를 향상시키는 방법에 의하면, 구리합금 내에 Ni₂Si상을 층상 혹은 섬유상의 석출물로 결정립 전반에 걸쳐 생성되도록 하여, 이러한 층상 혹은 섬유상의 석출물을 압연이나 인발에 의해 방향성을 가지도록 배열시킴으로써 전기전도도와 강도가 향상되는 효과가 있다.

상기와 같은 강도와 전기전도도가 향상된 구리합금 및 그 제조방법과 그 강도와 전기전도도를 향상시키는 방법은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

Claims

니켈(Ni)과 실리콘(Si)이 합금화 원소이고,

나머지는 구리와 불가피한 불순물이 잔부를 이루는 구리합금 속에

티타늄(Ti)이 상기 구리합금 속에 실리콘을 대신하여 니켈과의 금속간화합물의 석출을 유도하기 위해 추가의 합금화 원소로 첨가된, 구리합금.
제1항에 있어서,

상기 구리합금 속에 추가로 첨가되는 상기 티타늄 합금원소의 양은 0.003 중량% 내지 0.5 중량%인, 구리합금.
제1항에 있어서,

니켈(Ni)은 2.5 내지 6.0 중량%,

실리콘(Si)은 0.4 내지 1.5 중량%,

티타늄(Ti)은 0.003 내지 0.5 중량%를 포함하는, 구리합금.
합금화 원소로 첨가되는 총 3가지 원소와,

잔부(殘部)가 구리와 기타 불가피한 불순물로 구성된 구리합금으로,

상기 3가지 합금원소는 니켈(Ni)과 실리콘(Si)과 티타늄(Ti)이고,

상기 3가지 합금원소의 중량%의 합이 8 중량% 이하이고,

상기 니켈의 중량%와 실리콘과 티타늄의 중량%의 합이 5:1에서 3:1 사이에서 결정되는 것을 특징으로 하는, 구리합금.
제4항에 있어서,

니켈(Ni)은 2.5 내지 6.0 중량%,

실리콘(Si)은 0.4 내지 1.5 중량%,

티타늄(Ti)은 0.003 내지 0.5 중량%를 포함하며,

잔부(殘部)는 구리(Cu)와 불가피한 불순물인 것을 특징으로 하는, 구리합금.
구리와 니켈을 같이 녹여 상기 구리와 상기 니켈의 용탕을 만드는 단계와,

상기 용탕에 추가로 실리콘을 투입하여 녹이는 단계와,

구리와 티타늄의 모합금을 넣어 최종적으로, 니켈(Ni)과 실리콘(Si)과 티타늄(Ti)과 잔부인 구리(Cu)의 조성을 맞추는 것을 특징으로 하는, 구리합금을 제조하는 방법.
구리를 녹여 용탕을 만드는 단계와,

Ni₂Si_1-xTi_x를 상기 구리용탕에 투입하여 최종적으로, 니켈(Ni)과 실리콘(Si)과 티타늄(Ti)과 잔부인 구리(Cu)의 조성을 맞추는 것을 특징으로 하는, 구리합금을 제조하는 방법.
구리를 녹여 용탕을 만드는 단계와,

상기 구리용탕에 실리콘을 투입하여 녹이는 단계와,

니켈과 티타늄의 모합금을 넣어 최종적으로, 니켈(Ni)과 실리콘(Si)과 티타늄(Ti)과 잔부인 구리(Cu)의 조성을 맞추는 것을 특징으로 하는, 구리합금을 제조하는 방법.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 니켈, 실리콘, 티타늄의 조성은 각각 2.5 내지 6.0 중량%, 0.4 내지 1.5 중량%, 0.003 내지 0.5 중량%를 포함하며, 잔부(殘部)는 구리(Cu)와 불가피한 불순물임을 특징으로 하는, 구리합금을 제조하는 방법.
청구항 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 구리합금을 이용하여 제조된 반도체용 리드프레임.
청구항 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 구리합금을 이용하여 제조된 전자부품용 커넥터.
구리, 니켈, 실리콘을 포함하고, 석출 구동력을 향상시키는 성분을 첨가하여 합금을 제조하는 단계;

상기 제조된 합금을 급냉하는 단계;

상기 제조된 합금을 열처리하여, 합금을 구성하고 있는 결정립 전반에 걸쳐 층상(Lamellar) 혹은 섬유상(Fiber)의 석출물을 생성시키는 단계; 및

상기 층상 혹은 섬유상 석출물이 전체 조직에 걸쳐 일방향으로 배열되게 하는 단계;를 포함하는, 구리합금의 강도와 전기전도도를 향상시키는 방법.
청구항 12에 있어서,

상기 급냉하는 단계 이후, 상기 합금을 열처리하여 상기 합금 전체 조직에 걸쳐 층상 혹은 섬유상의 석출물을 생성시키는 단계 이전에, 상기 합금을 단상 구역으로 가열하여 상기 합금을 균질화 처리하는 단계를 더 포함하는, 구리합금의 강도와 전기전도도를 향상시키는 방법.
청구항 13에 있어서,

상기 균질화 처리하는 단계는,

800℃~1000℃의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 하는, 구리합금의 강도와 전기전도도를 향상시키는 방법.
청구항 13에 있어서,

상기 균질화 처리하는 단계는,

30분~2시간 동안 수행하는 것을 특징으로 하는, 구리합금의 강도와 전기전도도를 향상시키는 방법.
청구항 12에 있어서,

상기 합금을 제조하는 단계에서, 석출 구동력을 향상시키는 성분은 티타늄, 바나듐인 것을 특징으로 하는, 구리합금의 강도와 전기전도도를 향상시키는 방법.
청구항 12에 있어서,

상기 합금을 열처리하여 상기 합금 전체 조직에 걸쳐 층상 혹은 섬유상의 석출물을 생성시키는 단계는,

400℃~600℃의 온도에서 열처리하는 것을 특징으로 하는, 구리합금의 강도와 전기전도도를 향상시키는 방법.
청구항 12에 있어서,

상기 합금 내의 층상 혹은 섬유상 석출물이 일방향으로 배열되게 하는 단계는,

상기 합금을 압연 혹은 인발하는 것을 특징으로 하는, 구리합금의 강도와 전기전도도를 향상시키는 방법.
청구항 18에 있어서,

상기 합금 내의 층상 혹은 섬유상 석출물이 일방향으로 배열되게 하는 단계는,

상기 합금을 열간압연, 냉간압연, 열간인발, 냉간인발하는 것을 특징으로 하는, 구리합금의 강도와 전기전도도를 향상시키는 방법.